(57)【要約】【課題】ＬＥＤ照明装置からの輻射ノイズを抑えつつＬＥＤ照明装置の調光を簡易な構成で制御することができるＬＥＤ照明制御システムを提供すること。【解決手段】少なくとも一つのＬＥＤを備えるＬＥＤ照明装置と、ＬＥＤ照明装置の調光制御を行う調光制御ユニットとを有し、調光制御ユニットが、ユーザの操作に応じた調光制御信号を生成する調光制御信号生成手段と、生成された調光制御信号と、調光制御信号に同期した同期クロックを交流電力線に重畳してＬＥＤ照明装置に伝送する信号重畳手段とを備え、ＬＥＤ照明装置が、調光制御ユニットから伝送された交流電力線に重畳された同期クロックに基づいて調光制御信号を交流電力線から復調する復調手段と、復調された調光制御信号に基づいてＬＥＤの調光を行う調光制御手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのＬＥＤを備えるＬＥＤ照明装置と、該ＬＥＤ照明装置の調光制御を行う調光制御ユニットと、を有するＬＥＤ照明制御システムであって、
前記調光制御ユニットは、
ユーザの操作に応じた調光制御信号を生成する調光制御信号生成手段と、
前記生成された調光制御信号と、該調光制御信号に同期した同期クロックを交流電力線に重畳して前記ＬＥＤ照明装置に伝送する信号重畳手段と、
を有し、
前記ＬＥＤ照明装置は、
前記伝送された交流電力線に重畳された同期クロックに基づいて前記調光制御信号を該交流電力線から復調する復調手段と、
前記復調された調光制御信号に基づいて前記ＬＥＤの調光を行う調光制御手段と、
を有することを特徴とする、ＬＥＤ照明制御システム。
【請求項２】
前記信号重畳手段は、前記交流電力線の半波毎に、前記調光制御信号及び前記同期クロックを重畳し、
前記復調手段は、前記交流電力線の半波毎に、前記同期クロックに基づく前記調光制御信号の復調を行い、
前記調光制御手段は、前記交流電力線の半波毎に、前記復調された調光制御信号に基づく前記ＬＥＤの調光を行うことを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明制御システム。
【請求項３】
前記調光制御ユニットは、
一部の前記交流電力線を整流して脈流を生成する脈流生成手段
を有し、
前記信号重畳手段は、前記生成された各脈流を検出し、各脈流の検出タイミングに基づいて、前記交流電力線の各半波中に前記調光制御信号及び前記同期クロックを重畳することを特徴とする、請求項２に記載のＬＥＤ照明制御システム。
【請求項４】
前記調光制御信号を構成する各ビットに対して複数の前記同期クロックが割り当てられており、
前記復調手段は、前記各ビットに対し、Ｎ（Ｎ≧１）番目に割り当てられた同期クロックに同期する値を読み取り、読み取った各ビットの値を復調結果として得ることを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか一項に記載のＬＥＤ照明制御システム。
【請求項５】
前記調光制御ユニットは、
前記交流電力線の入力端から前記調光制御ユニットの外部への前記調光制御信号及び前記同期クロックへの送出を遮断する遮断手段
を有することを特徴とする、請求項１から請求項４の何れか一項に記載のＬＥＤ照明制御システム。
【請求項６】
前記遮断手段は、前記調光制御ユニットに供給される前記交流電力線に含まれるノイズをカットすることを特徴とする、請求項５に記載のＬＥＤ照明制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明装置の調光を遠隔操作等によって行うＬＥＤ照明制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
疑似白色ＬＥＤの出現と技術進歩に伴う発光効率の向上に伴い、ＬＥＤを光源に用いた照明装置の製品化に向けた各種試みがなされている。ＬＥＤを光源として用いることにより、従来光源として多用されてきた白熱電球よりも、高いエネルギー効率を実現することができ、さらに装置の小型化・軽量化や長寿命化が可能となる。
【０００３】
この種のＬＥＤ照明装置の具体的構成は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１には、外部壁スイッチや制御装置などの調光器からＬＥＤ照明装置に調光制御信号を送信することで、ＬＥＤ照明装置の調光を遠隔操作することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４２１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１において、調光制御信号をＬＥＤ照明装置に送信するためには、電源ラインとは別の信号ラインを配線する必要がある。この種の信号ラインの増設を避けるには、ＰＬＣ（Power Line Communication）やＰＬＴ（Power Line Telecommunication）などの電力線搬送通信技術を利用することが考えられる。かかる技術を適用してＬＥＤ照明制御システムを構築した場合、調光制御信号が電源ラインに重畳されてＬＥＤ照明装置に送信されるため、調光制御信号用の信号ラインが不要となる。
【０００６】
しかし、電力線搬送通信技術を適用してＬＥＤ照明制御システムを構築した場合、調光制御信号を復調するための、ＬＥＤ照明装置内のクロックジェネレータがノイズ発生源となり、ラジオやテレビなどの他の機器に影響を与えるという問題が指摘される。ここで、輻射ノイズ対策としてしばしば行なわれる方法は、ノイズ源を金属網等でシールドし、これを接地する方法であるが、ＬＥＤ照明装置は、構造上、この種のノイズ対策を施すことが難しく、簡単には採用できない対策である。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤ照明装置からの輻射ノイズを抑えつつＬＥＤ照明装置の調光を簡易な構成で制御することができるＬＥＤ照明制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する本発明の一形態に係るＬＥＤ照明制御システムは、少なくとも一つのＬＥＤを備えるＬＥＤ照明装置と、ＬＥＤ照明装置の調光制御を行う調光制御ユニットとを有するシステムである。かかる調光制御ユニットは、ユーザの操作に応じた調光制御信号を生成する調光制御信号生成手段と、生成された調光制御信号と、調光制御信号に同期した同期クロックを交流電力線に重畳してＬＥＤ照明装置に伝送する信号重畳手段とを有する。一方、ＬＥＤ照明装置は、調光制御ユニットから伝送された交流電力線に重畳された同期クロックに基づいて調光制御信号を交流電力線から復調する復調手段と、復調された調光制御信号に基づいてＬＥＤの調光を行う調光制御手段とを有する。
【０００９】
本発明によれば、電力線を利用して調光制御信号を送信する場合であっても、受信側（ＬＥＤ照明装置側）にクロックジェネレータを設置することなく、ＬＥＤの輝度や色調を簡易な構成で制御することができる。輻射ノイズ発生源となるクロックジェネレータがＬＥＤ照明装置に設置されないため、ラジオやテレビなどの他の機器へのノイズ混入等が有効に避けられる。
【００１０】
信号重畳手段は、交流電力線の半波毎に、調光制御信号及び同期クロックを重畳する構成としてもよい。この場合、復調手段は、交流電力線の半波毎に、同期クロックに基づく調光制御信号の復調を行い、調光制御手段は、交流電力線の半波毎に、復調された調光制御信号に基づくＬＥＤの調光を行う。
【００１１】
調光制御ユニットは、一部の交流電力線を整流して脈流を生成する脈流生成手段を有する構成としてもよい。この場合、信号重畳手段は、生成された各脈流を検出し、各脈流の検出タイミングに基づいて、交流電力線の各半波中に調光制御信号及び同期クロックを重畳する。
【００１２】
本発明においては、調光制御信号を構成する各ビットに対して複数の同期クロックが割り当てられていてもよい。この場合、復調手段は、各ビットに対し、Ｎ（Ｎ≧１）番目に割り当てられた同期クロックに同期する値を読み取り、読み取った各ビットの値を復調結果として得る。
【００１３】
また、調光制御ユニットは、交流電力線の入力端から調光制御ユニットの外部への調光制御信号及び同期クロックへの送出を遮断する遮断手段を有する構成としてもよい。
【００１４】
かかる遮断手段は、調光制御ユニットに供給される交流電力線に含まれるノイズをカットする構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＬＥＤ照明装置からの輻射ノイズを抑えつつＬＥＤ照明装置の調光を簡易な構成で制御することができるＬＥＤ照明制御システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明制御システムの動作を説明するための各種波形を示す図である。
【図３】図２の同期クロック、及び調光制御信号をより詳細に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明制御システムについて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明制御システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、ＬＥＤ照明制御システム１は、調光制御ユニット１０及びＬＥＤ照明装置２０を備えている。
【００１９】
調光制御ユニット１０は、ノイズカットフィルタ１１を備えている。ノイズカットフィルタ１１は、交流入力を次段の重畳回路１２及び全波整流回路１３に流しつつ交流入力に含まれる外部ノイズをカットするとともに、ＬＥＤ照明制御システム１内の回路から外部への出力を遮断する。外部ノイズが遮断された交流入力は、主に重畳回路１２に入力し、一部が全波整流回路１３に入力する。
【００２０】
また、ＬＥＤ照明制御システム１は、操作パネル１４を備えている。操作パネル１４は、例えば壁等に埋設された備え付けパネルである。操作パネル１４には、電源スイッチの他、輝度や色調等を調節する調光用のボリュームスイッチが設置されている。操作パネル１４からは、ユーザによる輝度や色調等の調節操作に応じた操作信号が出力され、次段の信号処理回路１６に入力する。なお、操作パネル１４は、備え付けパネルに限らず、リモートコントローラであってもよい。
【００２１】
全波整流回路１３への交流入力は、全波整流された後、次段の安定化回路１５で安定化されて、信号処理回路１６に入力する。図２（ａ）は、安定化回路１５の出力波形を示す。信号処理回路１６は、安定化回路１５からの全波整流信号の各脈流の動作開始電圧を検出する。ここで、動作開始電圧とは、ＬＥＤが安定して点灯するのに必要な電圧レベルであり、図２（ａ）中、閾値ｔｓに達したときの電圧を指す。
【００２２】
信号処理回路１６は、操作パネル１４からの操作信号に基づいて例えば数十ビットの調光制御信号を生成する。調光制御信号は、例えばＲＺ（Return to Zero）方式で生成される。ＲＺ方式を採用した場合、ビット間でゼロ電圧に戻るため、タイミングを取りやすいメリットがある。信号処理回路１６は、全波整流信号の脈流毎に、動作開始電圧を検出し、全波整流信号のレベルが閾値ｔｓ以上の期間（図２（ｂ）に示す「動作期間」）中、所定の発振回路で生成した同期クロック（図２（ｃ）参照）と、調光制御信号（図２（ｄ）参照）を重畳回路１２に別個且つ同時に出力する。
【００２３】
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、同期クロック、調光制御信号の一例である。同期クロックは、調光制御信号の各ビットに対して複数（本実施形態では三つ）割り当てられる。本実施形態では、三つ中二つ目の同期クロックに同期する値が調光制御信号を構成する。図３（ａ）、（ｂ）の例では、調光制御信号は、「１、１、・・・」となる。一つ目の同期クロックに同期する値を適用しないのは（言い換えると、２つ目以降の同期クロックに同期する値を適用するのは）、同期ズレによる復調エラーを避けるためである。但し、別の実施形態では、一つ目の同期クロックに同期する値を適用してもよい。
【００２４】
重畳回路１２は、ノイズカットフィルタ１１を介して供給される交流電圧の各半波の、動作期間（図２（ｂ）参照）に対応する期間中、信号処理回路１６から出力された同期クロック（図２（ｃ）参照）及び調光制御信号（図２（ｄ）参照）を交流電圧に重畳する。同期クロックと調光制御信号の重畳には、交流電圧よりも高周波で且つ互いに異なる搬送波が使用される。信号重畳後の交流電圧は、単一の交流電力線を介して、操作パネル１４から離れた位置（例えば天上など）に設置されたＬＥＤ照明装置２０に伝送される。
【００２５】
ＬＥＤ照明装置２０は、分離用フィルタ２１を備えている。分離用フィルタ２１には、調光制御ユニット１０（重畳回路１２）から伝送される交流電圧が入力する。分離用フィルタ２１は、交流電圧を電源回路２２に出力するとともに、周波数が互いに異なる搬送波で搬送された交流電圧中の同期クロックと調光制御信号をそれぞれ分離して、ＬＥＤ駆動回路２３に出力する。
【００２６】
電源回路２２は、例えば、分離用フィルタ２１を介して調光制御ユニット１０（重畳回路１２）から伝送される交流電圧を全波整流する単純な全波整流回路であり、その出力段にはＬＥＤ駆動回路２３が接続されている。
【００２７】
ＬＥＤ駆動回路２３の出力段には、ＬＥＤ照明装置２０の発光領域全体にアレイ状に設置された複数のＬＥＤ２４が接続されている。ＬＥＤ駆動回路２３は、電源回路２２からの電力供給（電力波形は図２（ａ）を援用して示す。）により各ＬＥＤ２４に駆動電流を供給し、各ＬＥＤ２４を発光させる。より詳細には、ＬＥＤ駆動回路２３は、分離用フィルタ２１で分離された同期クロックと調光制御信号に従い、各ＬＥＤ２４の発光を制御する。ＬＥＤ駆動回路２３は、調光制御信号の各ビット（図３（ｂ）参照）に対して割り当てられた三つ中二つ目の同期クロック（図３（ａ）参照）に同期する値を読み取り、読み取った値に応じて各ＬＥＤ２４の輝度や色調を発光制御する。
【００２８】
各ＬＥＤ２４は、各脈流の閾値ｔｓ以上の電圧が印加されている期間中（動作期間（図２（ｂ）参照）に対応する期間中）発光し、それ以外の期間は消灯する。すなわち、各ＬＥＤ２４は、交流電圧の２倍の周波数で点滅する。しかし、かかる点滅速度に人間の眼は追従できないため、人間の眼には、各ＬＥＤ２４が連続的に点灯しているように映る。なお、各ＬＥＤ２４は、例えば高視感度の黄色に蛍光する蛍光体と、青色ＬＥＤ（又は紫外発光ＬＥＤ）とを組み合わせた擬似白色ＬＥＤである。別の実施形態では、ＲＧＢの三色方式による白色ＬＥＤに置き換えてもよい。
【００２９】
ところで、ＬＥＤ駆動回路２３への電力供給は、図２（ａ）に示されるように、脈流毎に途絶える。そのため、ＬＥＤ駆動回路２３が復調した輝度や色調の情報は、脈流毎にリセットされる。しかし、調光制御信号（図２（ｄ）参照）は各脈流に対して重畳伝送されているため、ＬＥＤ駆動回路２３は、輝度や色調の情報が一旦リセットされても、次の脈流の調光制御信号の値を読み取ることにより、操作パネル１４の操作に応じた適切な輝度や色調で各ＬＥＤ２４を発光制御することができる。
【００３０】
このように、本実施形態では、電力線を利用して調光制御信号を送信する場合であっても、受信側（ＬＥＤ照明装置２０側）にクロックジェネレータを設置することなく、ＬＥＤ２４の輝度や色調を簡易な構成で制御することができる。輻射ノイズ発生源となるクロックジェネレータがＬＥＤ照明装置２０に設置されないため、ラジオやテレビなどの他の機器へのノイズ混入等が有効に避けられる。
【００３１】
また、ＬＥＤ照明装置２０内の電源回路２２は、上記の通り、簡素な回路構成で足りる。電源回路２２には、電解コンデンサからなる平滑回路すら不要である。比較的寿命の短い電解コンデンサを電源回路内に実装する必要がないため、ＬＥＤ照明装置２０の長寿命化に有利である。また、電源回路２２は、スイッチング電源でもないため、輻射ノイズが少ない。なお、簡素な構成を採用した代償として、輝度や色調の情報は脈流毎にリセットされ、保持することができない。しかしながら、本実施形態では、このリセットを有効利用している。具体的には、ＬＥＤ駆動回路２３において、復調エラーが一つの脈流で発生し、操作パネル１４の操作に則さない輝度変化等が起こった場合であっても、脈流終了時にリセットされるため、次の脈流で復調が正常であれば適正な輝度変化等が行われる。すなわち、復調エラーによる不具合が、人間の眼に知覚されることなく、直ぐさま解消され得る。
【００３２】
以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば本実施形態では、調光制御信号の各ビットに対して三つの同期クロックを割り当てているが、別の実施形態では、一つの同期クロックだけを割り当ててもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  ＬＥＤ照明制御システム
１０  調光制御ユニット
１１  ノイズカットフィルタ
１２  重畳回路
１３  全波整流回路
１４  操作パネル
１５  安定化回路
１６  信号処理回路
２０  ＬＥＤ照明装置
２１  分離用フィルタ
２２  電源回路
２３  ＬＥＤ駆動回路
２４  ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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