(57)【要約】  負荷制御システムに応用される一種の電力波形を利用した信号の伝送方法であって、互いに電気的に接続された位相角制御モジュールと駆動モジュールと、を備える。位相角制御モジュールは交流電源及び入力インターフェイスと電気的に接続し、駆動モジュールは負荷と電気的に接続する。伝送方法は、位相角制御モジュールで入力インターフェイスの状態を検知し、位相角制御モジュールが交流電源の波形を変えて、交流電源の波形の半波周期に遅れ導通角を生成してから出力し、駆動モジュールが位相角制御モジュールから出力される電気エネルギーを受け取り、位相角制御モジュールから出力される電気エネルギーの波形に遅れ導通角があることを識別した後、遅れ導通角をもとに入力インターフェイスの状態を識別し、駆動モジュールが入力インターフェイスの状態をもとに、入力インターフェイスと対応する電気信号を負荷に出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷制御システムに応用される一種の電力波形を利用した信号の伝送方法であって、
前記負荷制御システムは、互いに電気的に接続された一つの位相角制御モジュールと一つの駆動モジュールとを備え；
前記位相角制御モジュールは一つの交流電源及び一つの入力インターフェイスと電気的に接続し、前記駆動モジュールは一つの負荷と電気的に接続し；
前記伝送方法は：
Ａ．前記位相角制御モジュールで前記入力インターフェイスの状態を検知する手順と、
Ｂ．前記位相角制御モジュールが手順Ａで検知される状態をもとに前記交流電源の波形を変えて、前記交流電源の波形の一つの半波周期に一つの遅れ導通角を生成してから出力する手順と、
Ｃ．前記駆動モジュールが前記位相角制御モジュールから出力される電気エネルギーを受け取り、前記位相角制御モジュールから出力される電気エネルギーの波形に遅れ導通角があることを識別した後、前記遅れ導通角をもとに前記入力インターフェイスの状態を識別する手順と、
Ｄ．前記駆動モジュールが手順Ｃで識別された前記入力インターフェイスの状態をもとに、前記入力インターフェイスと対応する一つの電気信号を負荷に出力する手順と、によって実現される、電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項２】
前記入力インターフェイスは一つのスイッチを備えており、前記スイッチは押されると短絡状態になり、押されていなければ開放状態になり、手順Ａでは、スイッチを押して当該スイッチを開放状態から短絡状態に変え、手順Ｃで当該遅れ導通角が存在するか否かをもとに前記スイッチが押されたか否かを識別していることを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項３】
前記入力インターフェイスは複数の前記スイッチを含み、手順Ａでは、いずれか一つの前記スイッチを押し、手順Ｂでは、生成された遅れ導通角の角度が押された前記スイッチに対応し、手順Ｃでは、さらに前記遅れ導通角の角度を検知し、前記遅れ導通角の角度をもとに対応する前記スイッチを識別し、手順Ｄでは、手順Ｃにおける対応する前記スイッチに係る電気信号を前記負荷に伝送することを特徴とする請求項２に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項４】
前記入力インターフェイスは加減抵抗器を備えており、前記加減抵抗器は制御可能な状態でその抵抗値を変更することができ；手順Ｂでは、前記遅れ導通角の角度は前記加減抵抗器の抵抗値と対応し；手順Ｃでは、前記遅れ導通角の角度をもとに前記加減抵抗器の抵抗値を判断し；手順Ｄでは、前記加減抵抗器の抵抗値と対応する電気信号を前記負荷に伝送することを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項５】
前記加減抵抗器の抵抗値がゼロになると、前記遅れ導通角の角度がゼロより大きいことを特徴とする請求項４に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項６】
前記位相角制御モジュールと前記入力インターフェイスとは一つの制御端に、前記駆動モジュールと前記負荷とは一つの負荷端にそれぞれ位置することを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項７】
前記遅れ導通角は交流電源の波形の正半波から生成されることを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項８】
前記遅れ導通角の最大角度は９０度であることを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項９】
手順Ｃはさらに前記交流電源の電気エネルギーを前記負荷に必要な電気エネルギーを変換する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項１０】
前記負荷は一つのＬＥＤモジュールであることを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号伝送に関わり、特に一種の電力波形を利用した信号の伝送方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
従来の建築物における屋内配線の場合、天井の電気ボックスと壁上の電気ボックスとの間に２本のスイッチ接続用の電線を残していたのが一般的だった。電気設備（灯具または扇風機などの負荷）を取り付けるときは、電気設備を天井に固定し、電源線の片側を電気設備と接続し、もう片端を事前保留しておいた電線を介して一つのスイッチと直列接続したあと、再び当該電気設備に戻り、一つの電源回路を作り上げている。当該スイッチを切り替えることにより、電気設備のオンオフを制御することができる。
【０００３】
技術の進歩に伴い、電気設備も日々多機能化が進んでいる。ＬＥＤ照明システムの場合は、今時のＬＥＤ照明システムは単純なオンオフ制御のほかに、さらに照度、色度調整機能を備えており、ゆえに従来の電源回路のほかに、制御信号を壁上の制御盤から天井に取り付けられたＬＥＤモジュールに伝送する新たな制御回線を増設する必要がある。
【０００４】
そのため、照度と色度との調整機能を備えるＬＥＤ照明システムを設置するには、別途制御回線を配線し、この制御回線を介して制御信号を伝送し、制御照明システムのＬＥＤモジュールに送る必要があった。しかし、制御回線の新規配線は、建築物の改修や改装コストの増加につながる恐れもある。
【０００５】
もちろん、制御回線を増設することなく制御信号の伝送を実現できる方法が二つもある。即ち無線伝送および搬送波伝送である。無線伝送とは、ＬＥＤモジュール及び壁上の制御盤にそれぞれ無線受信機と発信機を装着して無線方式にて制御信号を伝送してＬＥＤモジュールを制御するものである。搬送波伝送とは、可変レギュレータを利用して制御信号を周波数変調信号または振幅変調信号に変換した後、電力線を介して伝送して解調器を元の制御信号に戻してからＬＥＤモジュールを制御するものである。
【０００６】
しかし、前記二つの伝送方法の実現に必要な設備コストが高く、しかも建物の壁上にある発信機及び可変レギュレータにはいずれも外部からの電源線が必要で、その配線工事にとても手間がかかる。また、無線または搬送波にて伝送される信号は他の無線信号から干渉されやすく、各国のＥＭＩやＥＭＳ安全認証の取得も一大ハードルといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許公開第１０３３６９７８０号
【発明の概要】
【０００８】
本発明の主な目的は、電源回路の配線を利用して信号伝送を実現できる一種の電力波形を利用した信号の伝送方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法は、負荷制御システムに応用されるもので、この負荷制御システムは、互いに電気的に接続された一つの位相角制御モジュールと一つの駆動モジュールとを備える。このうち位相角制御モジュールは一つの交流電源及び一つの入力インターフェイスと電気的に接続し、駆動モジュールは一つの負荷と電気的に接続する。この伝送方法は次の手順により実現される。
Ａ．位相角制御モジュールで入力インターフェイスの状態を検知する。
Ｂ．位相角制御モジュールが手順Ａで検知される状態をもとに交流電源の波形を変えて、交流電源の波形の一つの半波周期に一つの遅れ導通角を生成してから出力する。
Ｃ．駆動モジュールが位相角制御モジュールから出力される電気エネルギーを受け取り、位相角制御モジュールから出力される電気エネルギーの波形に遅れ導通角があることを識別した後、この遅れ導通角をもとに入力インターフェイスの状態を識別する。
Ｄ．駆動モジュールが手順Ｃで識別された入力インターフェイスの状態をもとに、この入力インターフェイスに対応する一つの電気信号を負荷に出力する。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法において、入力インターフェイスは一つのスイッチを備えており、スイッチは押されると短絡状態になり、押されていなければ開放状態になる。手順Ａでは、スイッチを押して当該スイッチを開放状態から短絡状態に変え、手順Ｃで当該遅れ導通角が存在するか否かをもとにスイッチが押されたか否かを識別していることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法において、入力インターフェイスは複数のスイッチを含み、手順Ａでは、いずれか一つのスイッチを押す。手順Ｂでは、生成された遅れ導通角の角度が押されたスイッチに対応している。手順Ｃでは、さらに遅れ導通角の角度を検知し、遅れ導通角の角度をもとに対応するスイッチを識別する。手順Ｄでは、手順Ｃにおける対応するスイッチに係る電気信号を負荷に伝送することを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法において、入力インターフェイスは加減抵抗器を備えており、加減抵抗器は制御可能な状態でその抵抗値を変更することができる。手順Ｂでは、遅れ導通角の角度は加減抵抗器の抵抗値と対応する。手順Ｃでは、遅れ導通角の角度をもとに加減抵抗器の抵抗値を判断している。手順Ｄでは、加減抵抗器の抵抗値と対応する電気信号を負荷に伝送することを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法において、加減抵抗器の抵抗値がゼロになると、遅れ導通角の角度がゼロより大きいことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法において、位相角制御モジュールと入力インターフェイスは一つの制御端に、駆動モジュールと負荷は一つの負荷端にそれぞれ位置することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法において、遅れ導通角は交流電源の波形の正半波から生成されることを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法において、遅れ導通角の最大角度は９０度であることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法において、手順Ｃはさらに交流電源の電気エネルギーを負荷に必要な電気エネルギーを変換する段階を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明により提供される電力波形を利用した信号の伝送方法において、負荷は一つのＬＥＤモジュールであることを特徴とする。
【００１９】
このような電力波形を利用した信号の伝送方法を採用することで、電源回路の配線を利用するだけで信号を伝送できるようになり、制御回線の配線を余分に増設する必要もなく、配線コストの削減にもつながる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施例の照明システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施例の照明システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施例の照明システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の第４実施例の照明システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施例の照明システムの別の実施態様を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施例の照明システムの別の実施態様を示す説明図である。
【図７】本発明の第３実施例の照明システムの別の実施態様を示す説明図である。
【図８】本発明の第４実施例の照明システムの別の実施態様を示す説明図である。
【図９】本発明の第５実施例の照明システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、ＬＥＤ照明システムを負荷制御システムとして、本発明電力波形を利用した信号の伝送方法について詳しく説明する。
【００２２】
図１は本発明第１実施例のＬＥＤ照明システム１であり、ＬＥＤモジュール１０のような一つの負荷、一つの入力インターフェイス１２、一つの位相角信号伝送装置１４を備える。
【００２３】
ＬＥＤモジュール１０は電気信号を受信して照明源となる光を発する複数のＬＥＤを備える。入力インターフェイス１２は一つのスイッチ１２２を備え、スイッチ１２２はノーマルオープン式押しボタンスイッチで、使用者が押すと短絡状態になる。
【００２４】
位相角信号伝送装置１４は一つの位相角制御モジュール１６と一つの駆動モジュール１８を備える。このうち：
【００２５】
位相角制御モジュール１６は一つの交流電源Ｓ及びスイッチ１２２と電気的に接続し、位相角制御モジュール１６でスイッチ１２２の状態を検知し、スイッチ１２２が押されて導通すると、位相角制御モジュール１６が交流電源Ｓの波形を変えて、交流電源Ｓの波形の正半波周期に一つの遅れ導通角を生成してこれを出力する。スイッチ１２２が押されていないときは、スイッチ１２２が自動的にリセットされて開放状態になり、このとき位相角制御モジュール１６も交流電源Ｓの波形を変えないため、位相角制御モジュール１６から出力される波形に遅れ導通角が存在しない。遅れ導通角の角度は交流電源Ｓの高調波や力率の減り具合を下げるため、９０℃かそれ以下が望ましい。
【００２６】
駆動モジュール１８は互いに電気的に接続された一つの電力変換回路１８２と一つの制御ユニット１８４を備える。このうち、電力変換回路１８２は位相角制御モジュール１６及びＬＥＤモジュール１０と電気的に接続し、位相角制御モジュール１６から出力される電気エネルギーを受け取り、これをＬＥＤモジュール１０に必要な電気エネルギーに変える役割を果たしている。電力変換回路１８２は制御可能な状態でＬＥＤモジュール１０の開閉状態及び照度を変えることができる。本実施例では、電力変換回路１８２はパルス幅変調（Pulse Width Modulation、PWM）回路をベースにしたものであり、パルス幅変調方式によりＬＥＤモジュール１０に送信される電気信号のパルス時間幅を調整することできる。もちろん、実際には電力変換回路１８２は電気信号の強さを調整する回路またはその他の電気信号を調整する回路でも構わない。
【００２７】
制御ユニット１８４は一つの位相角検知回路１８４ａと一つのプロセッサー１８４ｂとを備え、このうち位相角検知回路１８４ａは位相角制御モジュール１６と電気的に接続し、位相角制御モジュール１６から出力される電気エネルギーの波形に遅れ導通角があるか否か、及び遅れ導通角の角度を検知し、その結果をプロセッサー１８４ｂに伝送する役割を果たしている。プロセッサー１８４ｂには複数の制御モードがあり、代表的なモードとして、フル照明モード、プリセット照明モード及び照度調整モードが挙げられる。このうちいずれか一つの制御モードで電力変換回路１８２から出力される電気信号を制御してＬＥＤモジュール１０に光を発させて、位相角検知回路１８４ａで検知された遅れ導通角の結果をもとにスイッチ１２２の状態を識別し、これをもとに制御モードの切り替えを行う。このうち：
【００２８】
フル照明モードとは、電力変換回路１８２の制御によりＬＥＤモジュール１０が定格出力相当の最大照度値を持つ光を発することができるモードである。
【００２９】
プリセット照明モードとは、電力変換回路１８２の制御によりＬＥＤモジュール１０がプリセットされた照度値を持つ光を発することができるモードである。本実施例では、プリセットされた照度値はデフォルトで最大照度値の半分に設定されており、このプリセットされた照度値を照度調整モードにて更新することもできる。
【００３０】
照度調整モードの場合、電力変換回路１８２を制御してＬＥＤモジュール１０に第１照度値と第２照度値との間で繰り返し変化する一つの光を発させる。そして、プロセッサー１８４ｂがスイッチ１２２の状態に変化があると検知すると、照度値変化の制御を停止し、その時ＬＥＤモジュール１０の発した光の照度値を記録したうえで、記録された照度値で古いプリセット照明モードの照度値を上書きし、これによりＬＥＤモジュール１０が新しくプリセットされた照度値を持つ光を発する。本実施例では、第１照度値は最大照度値で、第２照度値は最小照度値である。そのため、照度調整モードになると、ＬＥＤモジュール１０の光が最大照度値と最小照度値の間で変化し続けることになる。
【００３１】
スイッチ１２２が押されているときは、位相角制御モジュール１６から出力される電気エネルギーの波形のどの周期にも遅れ導通角が存在するため、プロセッサー１８４ｂは遅れ導通角を持つ周期の数をもとにスイッチ１２２が押された時間の長さを計算して、制御モードの切り替えを行うことができる。
【００３２】
初期状態（交流電源Ｓが導通時）で、スイッチ１２２が押される前は、位相角制御モジュール１６がまだ交流電源Ｓの波形を変えておらず、位相角検知回路１８４ａが検知した波形にも遅れ導通角がないため、プロセッサー１８４ｂが電力変換回路１８２を制御してＬＥＤモジュール１０へ供給される電気エネルギーを遮断して、ＬＥＤモジュール１０を消灯状態にする。
【００３３】
スイッチ１２２が押されると、位相角検知回路１８４ａが位相角制御モジュール１６から出力される電気エネルギーの波形に遅れ導通角があることを検知し、プロセッサー１８４ｂがこれをもとスイッチ１２２の押された時間の長さを識別して然るべき制御を行う。
【００３４】
押す時間が予定時間（本実施例では１.２秒）より短いときは、プロセッサー１８４ｂがフル照明モードに切り替わり、これによりＬＥＤモジュール１０が最大照度値を持つ光を発する。
【００３５】
スイッチ１２２を再度押し、しかも押す時間が予定時間より短いときは、プロセッサー１８４ｂがプリセット照明モードに切り替わり、これによりＬＥＤモジュール１０がプリセットされた照度値を持つ光を発する。
【００３６】
スイッチ１２２を再度押し、しかも時間が予定時間より短いときは、プロセッサー１８４ｂは電力変換回路１８２を制御してＬＥＤモジュール１０に供給される電気エネルギーを遮断してＬＥＤモジュール１０を消灯状態にする。
【００３７】
使用者がプリセットされた照度値を変えたいときは、スイッチ１２２を予定時間以上に押せば、プロセッサー１８４ｂが即時照度調整モードに切り替わり、設定されたプリセットされた照度値を変更できるよう状態になる。
【００３８】
このような構造で、ＬＥＤ照明システム１を建築物に応用する場合、スイッチ１２２及び位相角制御モジュール１６を建築物の壁に（制御端への取り付け）、駆動モジュール１８及びＬＥＤモジュール１０を建築物の壁または天井（負荷端への取り付け）にそれぞれ取り付けることになる。この場合、位相角制御モジュール１６と駆動モジュール１８とを交流電源Ｓに接続された二本の電線で接続すれば作業が完了する。言い換えれば、建築物の従来の配線を利用するだけで、スイッチ１２２状態に対応する波形を駆動モジュール１８に伝送し、駆動モジュール１８がこれをもとにスイッチ１２２の状態を識別し、相応の電気信号を出力してＬＥＤモジュール１０を制御することができるようになる。
【００３９】
なお、前記装設方式はあくまで一実施例にすぎず、実際はこれに限定されず、必要に応じて各部品の装設位置を自由に調整することができる。
【００４０】
実際には、ＬＥＤモジュール１０は複数の第１ＬＥＤと複数の第２ＬＥＤを備えることもでき、これらの第１ＬＥＤの光色は第２ＬＥＤの光色と異なっても構わない。具体的に言うと、第１ＬＥＤの光色は寒色系（白い光、青い光など）で、第２ＬＥＤの光色は暖色系（黄色の光、赤い光など）という構造である。
【００４１】
駆動モジュール１８の電力変換回路１８２はこれらの第１ＬＥＤ及び第２ＬＥＤの照度比を別々に制御することができる。前記照度比とは、第１、第２ＬＥＤが発する光の照度値の最大照度値またはプリセットされた照度値に占める割合であって、これらの第１ＬＥＤと第２ＬＥＤとの照度比の組み合わせを利用することにより、ＬＥＤモジュール１０の発する光の色温度を調整できるようになる。
【００４２】
プロセッサー１８４ｂが備える数々の制御モードのうち、フル照明モードには一つの第１照度比情報が含まれており、この第１照度比情報は、フル照明モードにおける第１、第２ＬＥＤの照度比を記録したものである。一方でプリセット照明モードには一つの第２照度比情報が含まれており、この第２照度比情報は、プリセット照明モードにおける第１、第２ＬＥＤの照度比を記録したものである。
【００４３】
プロセッサー１８４ｂが備える制御モードにはさらに第１照度比情報または第２照度比情報の調整に用いられる一つの色度調整モードがある。プロセッサー１８４ｂがフル照明モードまたはプリセット照明モードに切り替えた後、使用者がスイッチ１２２を押し続けて一定の時間（本実施例では４秒）を達すると、プロセッサー１８４ｂの操作モードがこの色度調整モードに切り替わる。このうち：
【００４４】
色度調整モードでは、電力変換回路１８２制御によりＬＥＤモジュール１０が光を発し、照度値（最大照度値またはプリセットされた照度値）が変わらない状態で、ＬＥＤモジュール１０のこれらの第１ＬＥＤ及び第２ＬＥＤの照度比を繰り返し変え続け、プロセッサー１８４ｂがスイッチ１２２の状態を識別すると、第１、第２ＬＥＤ照度比の変化が停止して、その時点の第１、第２ＬＥＤの照度比を記録し、記録された照度比でフル照明モードの従来の第１照度比情報またはプリセット照明モードの従来の第２照度比情報を上書きして、これにより第１、第２ＬＥＤが新しい照度比を持つ光を発する。
【００４５】
これにより、使用者はスイッチ１２２の押す時間の長さを変えるだけで、照度または色度を調整することができる。
【００４６】
次に、上記と同じ効果を実現できる他のいくつかの実施例について紹介する。
【００４７】
図２は本発明の第２実施例のＬＥＤ照明システム２を示すもので、上記第１実施例の構造をベースに、交流電源S及び位相角制御モジュール１６とそれぞれ電気的に接続された一つ切替スイッチ２０を増設した。切替スイッチ２０はＬＥＤモジュール１０の光をオンオフするのに用いられる。
【００４８】
本実施例では、切替スイッチ２０が導通すると、駆動モジュール１８のプロセッサー１８４ｂがフル照明モードに切り替わり、その制御によりＬＥＤモジュール１０の光も最も明るい状態に変わる。同じように、スイッチ１２２の押す時間の長さを変えるだけで、プリセット照明モード、フル照明モードの間で切り替えを実現し、照度調整モードまたは色度調整モードに切り替えることができる。
【００４９】
図３は本発明第３実施例のＬＥＤ照明システム３であって、上記第２実施例の構造をベースにしているが、異なる点として、本実施例の入力インターフェイス２２には位相角制御モジュール１６と電気的に接続する二つのスイッチ２２２，２２４とが含まれていることである。スイッチ２２２，２２４が押されて短絡状態になると、位相角制御モジュール１６が交流電源Ｓの波形の正半波周期に一つの遅れ導通角を生成してこれを出力する。なお、スイッチ２２２，２２４より生成される遅れ導通角の角度も異なっており、プロセッサー１８４ｂは位相角検知回路１８４ａによって検知された遅れ導通角の角度に対応するこれらのスイッチ２２２，２２４の押し状態をもとに制御モードの切り替えを行うことができる。
【００５０】
例えば、スイッチ２２２を短く押して（即ち押す時間が設定時間より短いとき）フル照明モードとプリセット照明モードとの切り替えを行ったり、スイッチ２２２を長く押して（即ち押す時間が設定時間より長いとき）、照度調整モードに切り替えたりすることができる。
【００５１】
一方でプロセッサー１８４ｂはさらに複数の色度をプリセットすることができ、プリセットされた各色度はそれぞれ第１、第２ＬＥＤの照度比に対応する。フル照明モードまたはプリセット照明モードになっている状態で、スイッチ２２４を短く押すと、いずれか一つのプリセット色度に切り替わり、プリセット色度で以前記録した第１照度比情報または第２照度比情報を上書きして、これにより第１、第２ＬＥＤが新しい照度比を持つ光を発することができる。
【００５２】
また、フル照明モードまたはプリセット照明モードの時に、スイッチ２２４を長く押すと、色度調整モードに切り替わってＬＥＤモジュール１０の色度を調整することもできる。
【００５３】
図４は本発明第４実施例のＬＥＤ照明システム４であって、その構造は上記第２実施例とほぼ同じだが、異なる点として、本実施例の入力インターフェイス２４には位相角制御モジュール１６と電気的に接続する三つのスイッチ２４２、２４４、２４６とがあることが挙げられる。スイッチ２４２、２４４、２４６を押すと、位相角制御モジュール１６は各スイッチ２４２、２４４、２４６に対応する特定角度を持つ遅れ導通角を生成する。また、本実施例のＬＥＤ照明システム４は３組の駆動モジュール２６２、２６４、２６６及びＬＥＤモジュール２８２、２８４、２８６を備えており、駆動モジュール２６２、２６４、２６６は特定の角度を識別するための遅れ導通角にそれぞれ対応していることから、各駆動モジュール２６２、２６４、２６６もスイッチ２４２、２４４、２４６の押し状態を検知して、ＬＥＤモジュール２８２、２８４、２８６を制御することができる。
【００５４】
例えば、スイッチ２４２が押されると、駆動モジュール２６２は、対応する遅れ導通角の角度を検知して押し時間を計算し、これをもとにＬＥＤモジュール２８２を制御することができる。
【００５５】
当然ながら、本実施例入力インターフェイス２４のスイッチの数は３つに限られず、それ以上設定しても構わない。負荷端に対応した同じ数の駆動モジュール及びＬＥＤモジュールを設置することで、制御端による複数のＬＥＤモジュールの制御を実現することができる。
【００５６】
また、建築物の構造に合わせるため、上記第１実施例のＬＥＤ照明システムを図５に示す接続スタイルに設計し、２組の位相角制御モジュール１６及びスイッチ１２２を建築物の異なる位置に設けることで、異なる場所からＬＥＤモジュール１０を制御するといった活用法を実現することもできる。同じような構想で、第２、第３、第４実施例のＬＥＤ照明システムをそれぞれ図６〜図８に示す接続スタイルに設計し、２組の３回線スイッチ２９、位相角制御モジュール１６及び入力インターフェイス１２，２２，２４を建築物の異なる場所に設置し、使用者が異なる場所からＬＥＤモジュールを制御できるようにすることもできる。
【００５７】
図９は本発明第５実施例のＬＥＤ照明システム５であって、一つの切替スイッチ３０、一つの入力インターフェイス３２、一つの位相角制御モジュール３４、一つの駆動モジュール３６及び一つのＬＥＤモジュール３８を備える。入力インターフェイス３２は一つの加減抵抗器３２２を備え、位相角制御モジュール３４はこの加減抵抗器３２２と電気的に接続して、加減抵抗器３２２の抵抗値を利用して加減抵抗器３２２の抵抗値の角度に対応する遅れ導通角を生成することができる。本実施例では、加減抵抗器３２２の抵抗値が大きければ大きいほど、それに対応する遅れ導通角の角度も大きくなる。逆に抵抗値が小さければ小さいほど遅れ導通角の角度も小さくなるが、加減抵抗器３２２の抵抗値が０Ωになっても、遅れ導通角の角度がゼロにならないため、これは即ち位相角制御モジュール３４から出力される電気エネルギーの波形に常に遅れ導通角が存在することを意味する。
【００５８】
駆動モジュール３６のプロセッサー３６２は位相角検知回路３６４で検知された遅れ導通角の角度をもとに加減抵抗器３２２の抵抗値を計算し、そして抵抗値の変化に合わせるように電力変換回路３６６を制御して必要な電気信号をＬＥＤモジュール３８に出力して制御を行う。例えば、抵抗値の変化を利用してＬＥＤモジュール３８の照度を調整したり、ＬＥＤモジュール３８の色度を調整したりすることができる。
【００５９】
上記各実施例におけるＬＥＤ照明システムは本発明における電力波形を利用した信号の伝送方法を説明するためであって、ＬＥＤ照明システムに限らず、他の負荷制御システムにも応用することができる。例えばモーター制御システムの場合、位相角信号伝送装置を利用して制御端の入力インターフェイスの状態を負荷端に伝送し、これをもとにモーターの起動、停止及び回転速度を制御することができる。それ以外でも、温室ヒーター、換気扇、天井吊り扇風機などのさまざまな電気製品の負荷の制御にも応用することができる。
【００６０】
上記を要約すると、位相角制御モジュールと駆動モジュールから構成される位相角信号伝送装置を利用して、電力波形の遅れ導通角を介して入力インターフェイスの状態を制御端から負荷端に伝送する形で、負荷を制御するための入力インターフェイスの状態に対応した電気信号を出力している。言い換えれば交流電源の波形を利用して信号を伝送している。従来の信号伝送方式に比べ、本発明の場合は、配線を新規増設したり、または無線信号伝送装置で信号を伝送したりする必要がなく、配線などに係るコストを減らせるというメリットがある。
【００６１】
上記実施例はあくまでも本発明の推奨する実施態様にすぎず、上記実施形態に加えるあらゆる実質上の簡単な変更、同等な変化および改良は、いずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１〜５  …  照明システム    
１０，３８，４２  …  ＬＥＤモジュール
１２，２２，２４，３２  …  入力インターフェイス
１４  …  位相角信号伝送装置
１６，３４  …  位相角制御モジュール
１８，３６，２６２，２６４，２６６  …  駆動モジュール
２０，３０  …  切替スイッチ
２９  …  ３回線スイッチ
１２２  …  スイッチ
１８２  …  電力変換回路
１８４  …  制御ユニット
１８４Ａ  …  位相角検知回路
１８４Ｂ  …  プロセッサー
１２２，２２２，２２４，２４２，２４４，２４６  …  スイッチ
２８２，２８４，２８６  …  ＬＥＤモジュール
３２２  …  加減抵抗器
３６２  …  プロセッサー
３６４  …  位相角検知回路
３６６  …  電力変換回路
Ｓ  …  交流電源
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年12月4日(2015.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷制御システムに応用される一種の電力波形を利用した信号の伝送方法であって、
前記負荷制御システムは、互いに電気的に接続された一つの位相角制御モジュールと一つの駆動モジュールとを備え；
前記位相角制御モジュールは一つの交流電源及び一つの入力インターフェイスと電気的に接続し、前記駆動モジュールは一つの負荷と電気的に接続し；
前記伝送方法は：
Ａ．前記位相角制御モジュールで前記入力インターフェイスの状態を検知する手順と、
Ｂ．前記位相角制御モジュールが手順Ａで検知される状態をもとに前記交流電源の波形を変えて、前記交流電源の波形の一つの半波周期に一つの遅れ導通角を生成してから出力する手順と、
Ｃ．前記駆動モジュールが前記位相角制御モジュールから出力される電気エネルギーを受け取り、前記位相角制御モジュールから出力される電気エネルギーの波形に遅れ導通角があることを識別した後、前記遅れ導通角をもとに前記入力インターフェイスの状態を識別する手順と、
Ｄ．前記駆動モジュールが手順Ｃで識別された前記入力インターフェイスの状態をもとに、前記入力インターフェイスと対応する一つの電気信号を負荷に出力する手順と、によって実現される、電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項２】
前記入力インターフェイスは一つのスイッチを備えており、前記スイッチは押されると短絡状態になり、押されていなければ開放状態になり、手順Ａでは、スイッチを押して当該スイッチを前記開放状態から前記短絡状態に変え、手順Ｃで当該遅れ導通角が存在するか否かをもとに前記スイッチが押されたか否かを識別していることを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項３】
前記入力インターフェイスは複数の前記スイッチを含み、手順Ａでは、いずれか一つの前記スイッチを押し、手順Ｂでは、生成された遅れ導通角の角度が押された前記スイッチに対応し、手順Ｃでは、さらに前記遅れ導通角の角度を検知し、前記遅れ導通角の角度をもとに対応する前記スイッチを識別し、手順Ｄでは、手順Ｃにおける対応する前記スイッチに係る電気信号を前記負荷に伝送することを特徴とする請求項２に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項４】
前記位相角制御モジュールと前記入力インターフェイスとは一つの制御端に、前記駆動モジュールと前記負荷とは一つの負荷端にそれぞれ位置することを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項５】
前記遅れ導通角は交流電源の波形の正半波から生成されることを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項６】
前記遅れ導通角の最大角度は９０度であることを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項７】
手順Ｃはさらに前記交流電源の電気エネルギーを前記負荷に必要な電気エネルギーを変換する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【請求項８】
前記負荷は一つのＬＥＤモジュールであることを特徴とする請求項１に記載の電力波形を利用した信号の伝送方法。
【国際調査報告】
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