(57)【要約】【課題】白熱電球及びＬＥＤ電球を用いて段調光によって予め設定した調光レベルで調光点灯を行う場合にも、ちらつきの発生を回避できる照明制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、商用交流電源ＡＣに接続される照明負荷２と、この照明負荷２を駆動する負荷駆動回路４と、この負荷駆動回路４に位相制御によって前記照明負荷２を段調光する制御信号を送出する段調光回路７と、この段調光回路７に設けられた前記位相制御の位相制御量を微調整する調整操作手段６とを備えた照明制御装置１である。【選択図】図２
2012038679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源に接続される照明負荷と；
この照明負荷を駆動する負荷駆動回路と；
この負荷駆動回路に位相制御によって前記照明負荷を段調光する制御信号を送出する段調光回路と；
この段調光回路に設けられた前記位相制御の位相制御量を微調整する調整操作手段と；
を具備することを特徴とする照明制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明負荷の調光レベルを段調光する照明制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交流電源を位相制御して照明負荷へ供給する電力を１００％から０％までの範囲で段階的に変化させて、予め設定した調光レベルで段調光する照明制御装置が知られている。
【０００３】
例えば、室内の廊下に設置されたダウンライトに装着された白熱電球を、スイッチの操作で点灯／消灯するものにおいて、通常の時間帯には、スイッチの操作によって全光点灯（１００％点灯）し、特定の設定した時間帯（例えば、深夜）には、調光点灯して明るさを減光し、深夜にトイレ等に行く場合に、照明のまぶしさで眠気が覚めないようにした照明制御装置（点灯スイッチ）が知られている。この照明制御装置は、特定の設定した時間帯には、段調光によって予め設定した調光レベルで調光点灯を行うものである。
【０００４】
ところで、近時、長寿命や省エネの観点から、光源としてＬＥＤを用いるＬＥＤ電球が開発されている。このＬＥＤ電球は、白熱電球と同様にダウンライト等の照明器具に口金を介して装着して使用できるものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】パナソニック電工  スイッチ・コンセント商品一覧  ほんのり点灯スイッチ［平成22年7月20日検索］（http://denko.panasonic.biz/Ebox/switch/switch26.html）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような照明制御装置は、照明負荷として白熱電球を想定して設計されているため、ＬＥＤ電球を照明器具に装着して段調光によって予め設定した調光レベルで調光点灯を行うと、調光仕様のＬＥＤ電球であってもちらつきが発生する場合がある。これは、ＬＥＤ電球を想定した設計仕様ではないため、ＬＥＤ電球の負荷が白熱電球よりも小さいことに起因して、制御装置が異常動作を起こすものと考えられる。これは白熱電球に比して負荷が小さい電球形蛍光ランプの場合も同様である。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、白熱電球及びＬＥＤ電球を用いて段調光によって予め設定した調光レベルで調光点灯を行う場合にも、ちらつきの発生を回避できる照明制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態による照明制御装置は、商用交流電源に接続される照明負荷と、この照明負荷を駆動する負荷駆動回路と、この負荷駆動回路に位相制御によって前記照明負荷を段調光する制御信号を送出する段調光回路とを備えている。また、段調光回路には、前記位相制御の位相制御量を微調整する調整操作手段が設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、白熱電球及びＬＥＤ電球を用いて段調光によって予め設定した調光レベルで調光点灯を行う場合にも、ちらつきの発生を回避できる照明制御装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る照明制御装置示す概略の構成図である。
【図２】同照明制御装置を示すブロック構成図である。
【図３】同照明制御装置における照明負荷の調光レベルの状態を示す説明図である。
【図４】同照明制御装置における照明負荷の動作状態を示す表である。
【図５】同照明制御装置を示す回路図である。
【図６】同照明制御装置における電源、照明負荷の全光点灯状態及び調光点灯状態の電流を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る照明制御装置ついて図１乃至図６を参照して説明する。なお、各図において同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１２】
図１は、照明制御装置の構成図を示している。図１において、照明制御装置１は、商用交流電源ＡＣに接続された照明負荷２と、同様に、商用交流電源ＡＣに接続され配線ボックスＢに配設された制御装置３とを備えている。
【００１３】
照明負荷２は、天井面に設置されたダウンライトに装着されたＬＥＤ電球である。このＬＥＤ電球は、Ｅ型の口金を有しており、本体内に、基板に実装された複数のＬＥＤ及びＬＥＤを点灯制御する点灯回路を備えている。したがって、このＬＥＤ電球は、ダウンライトのソケットに装着され、商用交流電源ＡＣから給電されることによって点灯し、床面方向における所定の範囲を照明する。
【００１４】
配線ボックスＢは、壁面に埋め込まれて取付けられる壁埋込形であり、その前面側には、照度センサＳ１、人感センサＳ２、詳細を後述する調整操作手段６が設けられている。また、その他動作時間の設定スイッチ等が配設されている。照度センサＳ１は、周囲の明るさを検出し、人感センサＳ２は、人体の存否を検出する。
【００１５】
次に、図２は、照明制御装置１のブロック構成図を示している。図２に示すように、照明制御装置１は、商用交流電源ＡＣに接続された照明負荷２と、この照明負荷２接続された制御装置３とを備えている。制御装置３は、負荷駆動回路４、自己保持回路５、調整操作手段６を有する段調光回路７、照度検知回路８、人体検知回路９及び電源回路１０から構成されている。
【００１６】
負荷駆動回路４は、スイッチング素子等によって照明負荷２に電力を供給する機能を有する。また、自己保持回路５は、負荷駆動回路４のスイッチング素子等が一旦導通した場合、その導通状態を商用交流の半周期間保持する機能を有している。
【００１７】
段調光回路７は、位相制御回路を含んでおり、負荷駆動回路４に流れる電流が予め設定された位相制御量になるように、負荷駆動回路４に制御信号を送出する。つまり、照明負荷２に流れる交流電流の位相角を一定に設定して、例えば、調光レベルが６０％の調光点灯になるように段調光を行う機能を有する。
【００１８】
調整操作手段６は、回転式の調整摘みであり、予め設定された位相制御量、すなわち、位相角を微調整する手段である。ＬＥＤ電球を用いて段調光によって予め設定した調光レベルで調光点灯を行う場合、前述のように、ちらつきが発生する可能性があるが、このとき、調整摘みを操作して位相角を微調整、具体的には、位相角を進めたり、遅らせたりして、若干ずらすことによってちらつきの発生を回避することができる。
【００１９】
照度検知回路８は、照度センサＳ１を有し、周囲の明るさを測定して検出信号を出力する回路であり、この検出信号によって負荷駆動回路４を制御し、照明負荷２の点灯／消灯を行う。したがって、周囲が明るく照度が高い場合には、照明負荷２は消灯状態となる。一方、所定の照度より低く周囲が暗い場合には、照明負荷２は、全光点灯（調光レベル１００％）又は調光点灯（調光レベル６０％）の状態となる。
【００２０】
人体検知回路９は、人感センサＳ２を有し、人体からの赤外線を検出することによって人体の存在を検出する回路である。人感センサＳ２としての焦電素子と、増幅回路と、比較回路とを備えている。人体から発せられる赤外線が集光レンズ等によって焦電素子に集光されると、焦電素子から検出信号が出力される。この出力は、増幅回路で増幅され、比較回路でその信号レベルが予め定められた基準レベルと比較され、比較結果が人体の検出信号として出力される。したがって、人体の検出信号が出力されると、周囲が暗い場合、照明負荷２は、全光点灯（調光レベル１００％）で点灯される。
【００２１】
また、周囲が暗い場合であって、人体の検出信号が出力されていないときには、前記段調光回路７によって、照明負荷２は、調光レベルが６０％の調光点灯になるように段調光されるようになっている。
なお、電源回路１０は、制御装置３における規定の電圧を確保する回路である。
【００２２】
このように構成された照明制御装置１は、図３に示すような動作を行う。図３は、所定の状態（Ｔ１〜Ｔ４）における照明負荷２の調光レベルを示している。Ｔ１の状態は、照度検知回路８によって周囲が明るいと判断された場合である。この場合、照明負荷２は消灯状態に制御される。Ｔ２の状態は、照度検知回路８によって周囲が暗いと判断された場合であって、人体検知回路９によって人体の検出信号が出力されていない場合（非検知）である。この場合、照明負荷２は調光レベルが６０％の調光点灯になるように段調光で制御される。
【００２３】
Ｔ３の状態は、照度検知回路８によって周囲が暗いと判断された場合であって、人体検知回路９によって人体の検出信号が出力されている場合である。この場合、照明負荷２は全光点灯（調光レベル１００％）で点灯制御される。Ｔ４の状態は、再度Ｔ２の状態と同様な状態に戻り、人体検知回路９によって人体の検出信号が出力されなくなって、照度検知回路８によって周囲が暗いと判断されている場合である。この場合、再度照明負荷２は調光レベルが６０％の調光点灯になるように段調光で制御される。
【００２４】
このような動作状態をまとめると図４に示すとおりとなる。すなわち、周囲が明るい場合には、照明負荷２は、常に消灯状態とされる。また、周囲が暗い場合であって、人体が検知された場合には、全光点灯（調光レベル１００％）の状態とされ、人体が検知されていない場合には、調光レベルが６０％の調光点灯の状態とされる。
【００２５】
ここで、図３に示すように、Ｔ２の状態、つまり、照明負荷２が調光レベル６０％の調光点灯で段調光されると、ＬＥＤ電球にちらつきが発生する場合がある。この場合、調整操作手段６としての調整摘みを操作して、位相制御量、すなわち、位相角を微調整して若干ずらすことによってちらつきの発生を回避することができる。
【００２６】
したがって、照明負荷２として白熱電球及びＬＥＤ電球を用いて段調光によって予め設定した調光レベルで調光点灯を行う場合にも、ちらつきの発生を回避することが可能となる。
【００２７】
次に、上記構成の照明制御装置１について図５を参照して詳細な回路構成を説明する。図５に示すように、商用交流電源ＡＣに照明負荷２が接続され、この２線式の接続回路に全波整流器ＲＥＣを介して制御装置３が接続されている。
【００２８】
負荷駆動回路４は、交流電源ＡＣの両端間に接続されたスイッチング素子としての電界効果トランジスタ（ＭＯＳ  ＦＥＴ）Ｑ１と、このゲート端子に接続されたインバータ回路（逆変換回路）Ｕ１とを備えている。自己保持回路５は、前記電界効果トランジスタＱ１のソース端子にコレクタが接続されたＮＰＮトランジスタＱ２と、このトランジスタＱ２とでカレントミラー回路を構成するトランジスタＱ１１とから構成されている。
【００２９】
段調光回路７は、交流電源ＡＣの両端間に接続された可変抵抗Ｒｔ及びコンデンサＣｔの直列回路からなる時定数回路と、これらの接続中間に一端が接続されたダイアックＤＩＡＣと、このダイアックＤＩＡＣの他端がベースに接続されたトランジスタＱ１６とを備えて位相制御回路を構成している。また、可変抵抗Ｒｔには、調整操作手段６が設けられている。この調整操作手段６を操作することによって、可変抵抗Ｒｔの抵抗値を調整して位相制御量、つまり、時定数を微調整して照明負荷２に流れる電流の位相角を微調整できる。
【００３０】
照度検知回路８は、光電変換素子であるフォトダイオードＦＤと、このフォトダイオードＦＤに直列に接続された抵抗との中間点にベースが接続されたトランジスタＱ１５とから構成されている。そして、トランジスタＱ１５のコレクタは、負荷駆動回路４に接続されている。
【００３１】
人体検知回路９は、焦電素子と、増幅回路と、比較回路とが組込まれた人感モジュールＵ２と、この人感モジュールＵ２の出力側に接続されたダイオードＤ１１と、このダイオードＤ１１のアノード側にベースが接続されたトランジスタＱ１２とを備えている。また、人感モジュールＵ２は、電源ＶＤＤが与えられることにより駆動するようになっている。
【００３２】
電源回路１０は、交流電源ＡＣの両端間に接続された定電圧ダイオードＤ２、このダイオードＤ２のアノード側にベースが接続されたトランジスタＱ３、このトランジスタＱ３のコレクタ側にベースが接続されたトランジスタＱ４を備えている。また、トランジスタＱ４のコレクタ側にベースが接続され電源ＡＣの一端側のラインに接続されたＰＮＰトランジスタＱ５、さらに、ダイオードＤ３を介して電源ＡＣの両端間に接続されたコンデンサＣ１を備えている。
このような回路構成による照明制御装置１の動作を図５及び図６を参照して説明する。
【００３３】
（自己保持回路）電界効果トランジスタＱ１に負荷電流が流れている場合には、トランジスタＱ２がＯＮしており、カレントミラー回路によってこのトランジスタＱ２に流れる電流と同じ電流がトランジスタＱ１１に流れる。したがって、インバータ回路Ｕ１の入力が「Ｌ」に保持され、出力が「Ｈ」となって電界効果トランジスタＱ１のＯＮ状態が保持される。
【００３４】
インバータ回路Ｕ１の入力は、トランジスタＱ１１とＱ１２によりワイヤードオア接続となっているので、トランジスタＱ１２のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず「Ｌ」に保持され出力は「Ｈ」となる。
【００３５】
電界効果トランジスタＱ１のＯＮのタイミングを制御するのは、トランジスタＱ１２である。よって、一旦、トランジスタＱ１２の信号系からＯＮ信号が入力され、トランジスタＱ１２がＯＮ状態となり、インバータ回路Ｕ１の入力が「Ｌ」となって出力が「Ｈ」となり、電界効果トランジスタＱ１がＯＮすると、電界効果トランジスタＱ１の電流がゼロになるまでその周期（商用交流電源の半周期）の間は、電界効果トランジスタＱ１はＯＮを保持する。
【００３６】
（照度検知回路）周囲が明るい場合、フォトダイオードＦＤが光を受光してＯＮ状態となり、トランジスタＱ１５がＯＮとなる。したがって、電界効果トランジスタＱ１のゲート端子は「Ｌ」となり、電界効果トランジスタＱ１は、常に、ＯＦＦ状態となり、照明負荷２には、電流が流れず消灯状態となる。
【００３７】
周囲が暗い場合は、フォトダイオードＦＤはＯＦＦ状態となり、トランジスタＱ１５がＯＦＦとなる。したがって、電界効果トランジスタＱ１のゲート端子には、インバータ回路Ｕ１の出力信号に従った信号が入力される。
【００３８】
（人体検知回路）人感モジュールＵ２は、電源ＶＤＤによって駆動する。人体が検知されると、出力ＯＵＴに「Ｈ」の検出信号が出力される。したがって、人体が検知されない場合（非検知）は、出力ＯＵＴは「Ｌ」となっている。
【００３９】
ダイオードＤ１１のスイッチング動作は、人体が検知された場合には、ＯＦＦとなり、人体が検知されない場合（非検知の場合）は、ＯＮとなる。よって、人体が検知された場合には、ダイオードＤ１１がＯＦＦ、トランジスタＱ１２がＯＮ、インバータ回路Ｕ１の入力が「Ｌ」、出力が「Ｈ」となって電界効果トランジスタＱ１がＯＮ状態となる。また、人体が検知されない場合（非検知の場合）は、ダイオードＤ１１がＯＮ、トランジスタＱ１２がＯＦＦ、インバータ回路Ｕ１の入力が「Ｈ」、出力が「Ｌ」となって電界効果トランジスタＱ１がＯＦＦ状態となる。
【００４０】
（電源回路）内部電源として制御装置３に必要な電圧は１３Ｖである。この電圧を決定するのは、定電圧ダイオードＤ２である。交流電源ＡＣが定電圧ダイオードＤ２のブレークオーバー電圧（１３Ｖ）以下では、トランジスタＱ３がＯＦＦ、トランジスタＱ４及びトランジスタＱ５がＯＮで交流電源ＡＣ（１００Ｖ）がコンデンサＣ１に印加され、コンデンサＣ１が１３Ｖに充電される。定電圧ダイオードＤ２のブレークオーバー電圧（１３Ｖ）以上になると、トランジスタＱ３、トランジスタＱ４及びトランジスタＱ５の状態が反転し、コンデンサＣ１への電源供給が遮断される。
【００４１】
このように、交流電源ＡＣ（１００Ｖ）の位相角初期の僅かな電圧を利用することにより照明負荷２に影響を与えることなく制御装置３の電源を確保することができる（図６（ａ）参照）。
【００４２】
（全光点灯状態）内部電源として必要な電圧を決定する定電圧ダイオードＤ２のブレークオーバー電圧（１３Ｖ）を交流電源ＡＣ（１００Ｖ）がその瞬時値を超えると、定電圧ダイオードＤ２がＯＮし、トランジスタＱ１２が駆動されてＯＮし、インバータ回路Ｕ１の入力が「Ｌ」、出力が「Ｈ」となって電界効果トランジスタＱ１がＯＮ状態となる。これによって、照明負荷２に交流電源ＡＣが供給される。交流電源ＡＣ（１００Ｖ）の瞬時値が１３Ｖを超える位相角は１０度以下でほとんど全角導通状態となり、照明負荷２は全光点灯状態となる（図６（ｂ）参照）。
【００４３】
この全光点灯状態となる条件が満たされるのは、ダイオードＤ１１がＯＦＦ（人体が検知された場合）であって、トランジスタＱ１５がＯＦＦ（周囲が暗い場合）の場合である。
【００４４】
（調光点灯状態）可変抵抗Ｒｔ及びコンデンサＣｔからなる時定数回路において、コンデンサＣｔの両端電圧がダイアックＤＩＡＣのブレークオーバー電圧を超えると、このタイミングでダイアックＤＩＡＣが導通し、トランジスタＱ１６が一瞬ＯＮし、インバータ回路Ｕ１の入力が「Ｌ」、出力が「Ｈ」となって電界効果トランジスタＱ１がＯＮ状態となる。その後は、前記自己保持回路５が動作し、照明負荷２に時定数回路で一定に設定されたところの位相制御された電流が供給され、照明負荷２は調光点灯状態となる（図６（ｃ）参照）。ここで、照明負荷２がちらつく等の不具合が発生した場合には、調整操作手段６を操作して可変抵抗Ｒｔの抵抗値を調整して位相制御量、すなわち、位相角を微調整（図６（ｃ）矢印で示す）して不具合を解消する。
【００４５】
この解消の理由を理論付けて説明するのは困難であるが、商用交流電源の半サイクルにおける位相制御の導通開始時の位相と線路インピーダンス等による過渡振動との関係や、同じく導通開始時の位相と負荷電流との関係によって、ちらつきが生じない導通開始位相が存在するものと推定される。実際には、調光率にして±数％の範囲内で調整することによりちらつきを解消できた。
【００４６】
この調光点灯状態となる条件が満たされるのは、ダイオードＤ１１がＯＮ（人体が検知されない場合）であって、トランジスタＱ１５がＯＦＦ（周囲が暗い場合）の場合である。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、特定の設定した時間帯において、段調光によって予め設定した調光レベルで減光して調光点灯を行う場合にも適用できる。また、周囲の明るさに応じて複数段に段調光する場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・照明制御装置、２・・・照明負荷、３・・・制御回路、
４・・・負荷駆動回路、５・・・自己保持回路、６・・・調整操作手段、
７・・・段調光回路、８・・・照度検知回路、９・・・人体検知回路、
１０・・・電源回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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