特開2019-215974(P2019-215974A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特開2019-215974点灯装置、照明器具および照明システム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-215974(P2019-215974A)
(43)【公開日】2019年12月19日
(54)【発明の名称】点灯装置、照明器具および照明システム
(51)【国際特許分類】
   H05B 37/02 20060101AFI20191122BHJP
【FI】
   H05B37/02 J
   H05B37/02 C
   H05B37/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2018-111370(P2018-111370)
(22)【出願日】2018年6月11日
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】390014546
【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100082175
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 守
(74)【代理人】
【識別番号】100106150
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 英樹
(74)【代理人】
【識別番号】100148057
【弁理士】
【氏名又は名称】久野 淑己
(72)【発明者】
【氏名】末留 克徳
(72)【発明者】
【氏名】前田 貴史
(72)【発明者】
【氏名】大津 定治
【テーマコード(参考)】
3K273
【Fターム(参考)】
3K273BA02
3K273BA20
3K273CA02
3K273CA03
3K273CA12
3K273CA13
3K273CA14
3K273DA02
3K273EA06
3K273EA07
3K273EA24
3K273EA25
3K273EA35
3K273FA03
3K273FA07
3K273FA14
3K273FA26
3K273FA27
3K273FA33
3K273GA02
3K273GA12
3K273GA14
3K273GA25
3K273GA27
3K273QA02
3K273QA17
3K273RA02
3K273RA16
3K273RA17
3K273SA01
3K273SA08
3K273SA09
3K273SA34
3K273SA35
3K273SA37
3K273SA45
3K273SA57
3K273TA03
3K273TA08
3K273TA15
3K273TA28
3K273TA37
3K273TA41
3K273TA52
3K273TA54
3K273TA63
3K273TA66
3K273UA18
3K273UA22
3K273UA23
(57)【要約】
【課題】本発明は点灯装置、点灯装置、照明器具および照明システムに関し、光源が発する光の違和感を抑制できる点灯装置、照明器具および照明システムを得ることを目的とする。
【解決手段】本発明に係る点灯装置は、光源を点灯させる点灯回路と、該点灯回路を制御する制御部と、を備え、該制御部は、外部ユニットの接続の有無を判別し、該外部ユニットの接続が有る場合には該外部ユニットから送信される調光指令値に応じて該光源を点灯させ、該外部ユニットの接続が無い場合には予め定められた調光率で該光源を点灯させる。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源を点灯させる点灯回路と、
前記点灯回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、外部ユニットの接続の有無を判別し、前記外部ユニットの接続が有る場合には前記外部ユニットから送信される調光指令値に応じて前記光源を点灯させ、前記外部ユニットの接続が無い場合には予め定められた調光率で前記光源を点灯させることを特徴とする点灯装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記外部ユニットの接続が有る場合には、前記調光指令値を受信してから前記光源を点灯させることを特徴とする請求項1に記載の点灯装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記外部ユニットの接続が無いと判別すると、直ちに前記光源を点灯させることを特徴とする請求項1または2に記載の点灯装置。
【請求項4】
前記外部ユニットに電源を供給するインターフェースを備え、
前記制御部は、前記外部ユニットへの電源の供給を開始してから予め定められた待機時間に、前記外部ユニットから通信信号を受信すると、前記外部ユニットの接続が有ると判別することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の点灯装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記外部ユニットの接続が有ると判別すると、前記外部ユニットに応答信号を送信し、前記調光指令値を受信してから前記光源を点灯させることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の点灯装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記調光指令値と前記点灯回路の目標出力電流との対応関係と、予め定められた目標電流と、を記憶し、前記外部ユニットの接続が有る場合には、前記点灯回路が前記調光指令値に対応する前記目標出力電流を出力するように前記点灯回路を制御し、前記外部ユニットの接続が無い場合には、前記点灯回路が前記予め定められた目標電流を出力するように前記点灯回路を制御することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の点灯装置。
【請求項7】
請求項1から6の何れか1項に記載の点灯装置と、前記光源と、を備えることを特徴とする照明器具。
【請求項8】
請求項7に記載の照明器具と、前記外部ユニットと、を備えることを特徴とする照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、点灯装置、照明器具および照明システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、LED光源を定電流制御によって点灯させる点灯回路と、点灯回路の動作を制御する制御装置と、LED光源を調光する調光信号を外部ユニットから受信するインターフェース回路とを備える点灯装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第5944672号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のような点灯装置で、外部ユニットが有る場合と無い場合において同一シーケンスでLED光源を点灯開始させることが考えられる。この場合、電源が供給されると、制御装置は、例えば制御装置が有する記憶装置に予め記憶された目標出力電流を点灯回路が出力するように制御を行う。また点灯装置は、外部ユニットから調光信号を受信すると、調光信号に対応する目標出力電流を点灯回路が出力するように制御を行う。よって、目標出力電流が切り替わることで、LED光源がフラッシュしたように見える可能性がある。
【0005】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、光源が発する光の違和感を抑制できる点灯装置、照明器具および照明システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る点灯装置は、光源を点灯させる点灯回路と、該点灯回路を制御する制御部と、を備え、該制御部は、外部ユニットの接続の有無を判別し、該外部ユニットの接続が有る場合には該外部ユニットから送信される調光指令値に応じて該光源を点灯させ、該外部ユニットの接続が無い場合には予め定められた調光率で該光源を点灯させる。
【発明の効果】
【0007】
本発明に係る点灯装置では、制御部が外部ユニットの接続の有無を判別する。このため、外部ユニットの接続が有る場合には、外部ユニットから送信される調光指令値に応じた調光率で、光源を点灯開始させることができる。従って、光源が点灯した状態で、調光率が不連続に切り替わることを防止でき、光源が発する光の違和感を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】実施の形態1に係る照明システムの回路ブロック図である。
図2】実施の形態1に係る点灯装置の点灯開始時の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の実施の形態に係る点灯装置、照明器具および照明システムについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【0010】
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る照明システム80の回路ブロック図である。照明システム80は、照明器具100と外部ユニット34とを備える。照明器具100は、点灯装置1と光源部35を備える。
【0011】
点灯装置1は、整流回路2と、力率改善回路3と、電源回路4と、点灯回路5と、制御部6と、インターフェース33とを備える。整流回路2は、交流電源7を整流および平滑する。力率改善回路3は、整流回路2により整流された電圧を昇圧し、力率を改善させる。電源回路4は、制御部6を動作させるための制御IC電源回路である。点灯回路5は、力率改善回路3で昇圧された電圧を降圧し、定電流制御にて光源部35を点灯させる。制御部6は、力率改善回路3と点灯回路5を制御し、駆動させる。インターフェース33は、外部ユニット34から送信された信号を受信する。
【0012】
整流回路2は、ダイオードブリッジ9と、ダイオードブリッジ9の出力と並列に接続された平滑コンデンサ10とを備える。整流回路2はヒューズ8を介して交流電源7と接続されている。
【0013】
力率改善回路3は、整流回路2の出力に接続される。力率改善回路3において、平滑コンデンサ10の正極にはインダクタ11の一端が接続される。インダクタ11の二次巻き線は制御部6の制御回路14に入力される。インダクタ11の他端は、MOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)12のドレインと、ダイオード15のアノードと接続される。MOSFET12のソースは、平滑コンデンサ10の負極に接続される。ダイオード15のカソードは、電解コンデンサ18の正極に接続される。電解コンデンサ18の負極は、平滑コンデンサ10の負極に接続される。抵抗16、17は直列回路を形成する。この直列回路は、電解コンデンサ18と並列に接続される。
【0014】
MOSFET12のゲートは、制御回路14に接続される。MOSFET12は、制御回路14によって制御され、ON、OFFのスイッチング動作をする。MOSFET12がONのときは、インダクタ11に電流が流れてエネルギーが蓄えられる。MOSFET12がOFFのときは、インダクタ11に蓄えられたエネルギーがダイオード15から電解コンデンサ18へ放出される。電解コンデンサ18の電圧は、平滑コンデンサ10の電圧から昇圧される。
【0015】
電解コンデンサ18の電圧は、抵抗16、17に分圧されて、フィードバック部13を介して制御回路14に入力される。抵抗16、17で分圧された電圧に基づき、制御回路14は、電解コンデンサ18の電圧が一定になるように、MOSFET12のON、OFFを制御する。
【0016】
点灯回路5において、MOSFET21のドレインは、電解コンデンサ18の正極と接続される。MOSFET21のソースは、ダイオード24のカソードおよびインダクタ25の一端と接続される。ダイオード24のアノードは、電解コンデンサ18の負極と接続される。つまり、MOSFET21とダイオード24とが形成する直列回路は、電解コンデンサ18に並列に接続される。
【0017】
インダクタ25の二次巻き線は制御部6の制御回路22に入力される。インダクタ25の他端は、コンデンサ29の正極と接続される。コンデンサ29の負極は、抵抗28の一端と接続される。抵抗28の他端は、電解コンデンサ18の負極と接続される。つまり、ダイオード24と並列に、インダクタ25、コンデンサ29および抵抗28が形成する直列回路が接続される。コンデンサ29と光源部35は、並列に接続されている。
【0018】
MOSFET21のゲートは制御回路22と接続される。MOSFET21は、制御回路22によって制御され、ON、OFFのスイッチング動作をする。制御回路22はMOSFET21の駆動回路である。MOSFET21がONするとインダクタ25、コンデンサ29、抵抗28の経路で電流が流れて、コンデンサ29が充電される。また、インダクタ25にエネルギーが蓄えられる。MOSFET21がOFFしたときは、インダクタ25に蓄えられたエネルギーが放出され、コンデンサ29、抵抗28、ダイオード24の経路で電流が流れる。これにより、コンデンサ29が充電される。
【0019】
充電されたコンデンサ29の電圧が、光源部35が備える複数のLEDの順方向電圧を超えると、光源部35に電流が流れる。これにより、光源部35が点灯する。また、光源部35に流れる電流は、抵抗28に流れる。これにより、抵抗28に電圧が発生する。この電圧はフィードバック部23に入力される。また、点灯回路5の出力端に印加される電圧は、抵抗26、27に分圧されて、フィードバック部23を介して制御回路22に入力される。
【0020】
なお、光源部35は光源として複数のLEDを備える。光源部35はLEDモジュールである。光源部35において、複数のLEDは直列、並列または直並列に接続されている。また光源部35が備える光源の数は1つ以上であれば良い。また、光源部35は、光源として有機ELを備えても良い。
【0021】
制御部6は、制御装置30、記憶装置31、出力指令生成部32、フィードバック部13、23、制御回路14、22を備える。制御部6は、例えば集積回路である。制御装置30は、マイクロコンピュータ等で構成される。制御装置30は、外部ユニット34から送信された調光指令値を、インターフェース33を介して受信する。記憶装置31は、例えば不揮発性メモリである。記憶装置31は、制御装置30から送信されたデータを記憶する。また、記憶装置31は、調光指令値と点灯回路5の目標出力電流との対応関係を示す対応テーブルを記憶している。制御装置30は、調光指令値を対応テーブルにより、光源部35に流す目標出力電流に変換する。制御装置30は、この目標出力電流を出力指令生成部32および記憶装置31に送信する。
【0022】
出力指令生成部32は、制御装置30より受信した目標出力電流に応じて、出力指令値を生成する。出力指令生成部32は、出力指令値をフィードバック部23に送信する。フィードバック部23には、出力指令生成部32から受信した出力指令値と、光源部35に流れる電流を抵抗28で電圧変換した値が入力される。フィードバック部23は、光源部35に流れる電流を電圧変換した値と、出力指令値とを比較する。
【0023】
フィードバック部23は、光源部35に流れる電流が目標出力電流よりも小さい場合は、電流を増加させるように制御回路22に伝達する。また、フィードバック部23は、光源部35に流れる電流が目標出力電流よりも大きい場合は、電流を低下させるように制御回路22に伝達する。制御回路22は、フィードバック部23からの伝達情報に基づき、MOSFET21のON、OFFを制御する。これにより、制御部6は光源部35に流す電流を一定にしている。
【0024】
電源回路4において、電解コンデンサ18の正極には、制御電源回路19が接続される。制御電源回路19の出力と、電解コンデンサ18の負極との間には、コンデンサ20が接続される。制御電源回路19は、力率改善回路3の出力電圧から制御部6の制御電源を生成する。制御電源回路19は例えば降圧回路である。制御電源回路19の出力電圧は、コンデンサ20の両端に印加される。
【0025】
外部ユニット34は、人感センサユニット、PWM(Pulse Width Modulation)変換ユニット、無線ユニット等の調光制御に用いるユニットである。外部ユニット34がPWM変換ユニットの場合、外部ユニット34は調光器または無線調光器からの調光信号に応じて点灯装置1に調光指令値を送信しても良い。外部ユニット34は、マイクロコンピュータを搭載していても良い。
【0026】
交流電源7が点灯装置1に供給されると、インターフェース33を介して点灯装置1から外部ユニット34に電源電圧が供給される。これにより、外部ユニット34のマイクロコンピュータが動作する。このように、インターフェース33は、外部ユニット34に電源を供給する。外部ユニット34に供給される電源は、例えば制御電源回路19が生成する制御電源であっても良い。
【0027】
外部ユニット34のマイクロコンピュータが動作開始すると、インターフェース33を介して、点灯装置1とUART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)通信を行う。外部ユニット34は、外部ユニット34の種類により特有の識別値を含む通信信号を送信する。記憶装置31は、外部ユニット34の識別値と、外部ユニット34への応答信号との対応関係を記憶している。
【0028】
点灯装置1は、外部ユニット34から受信した通信信号に対して、記憶装置31に記憶される対応関係に基づき、応答信号を送信する。これにより、点灯装置1と外部ユニット34との通信が確立する。通信確立後は、外部ユニット34と制御装置30は、定期的にUART通信を行う。通信確立後は、制御装置30は、外部ユニット34から受信した調光指令値に応じて、点灯回路5の制御を行う。
【0029】
図2は、実施の形態1に係る点灯装置1の点灯開始時の動作を示すフローチャートである。図2を用いて、外部ユニット34の接続有無に応じた、電源立ち上がり時のシーケンスを説明する。まず、交流電源7をONする。これにより、インターフェース33を介して点灯装置1から外部ユニット34に、給電が開始される。このとき、制御装置30は、外部ユニット34の接続の有無に係らず、外部ユニット34からの要求フレームを受信完了するまで待機する。要求フレームは、上述した識別値を含む通信信号に該当する。
【0030】
なお、待機時間において、制御部6は点灯回路5の動作を開始しない。つまり、光源部35は、交流電源7が供給されてから消灯状態を維持している。
【0031】
制御装置30は、待機時間中に外部ユニット34の接続の有無を判別する。制御装置30は、外部ユニット34への電源の供給を開始してから予め定められた待機時間に、インターフェース33を介して外部ユニット34から要求フレームを受信すると、外部ユニット34の接続が有ると判別する。
【0032】
制御装置30は、待機時間に外部ユニット34から要求フレームを受信した場合、外部ユニット34に応答信号である応答フレームを送信する。これにより、外部ユニット34と点灯装置1との通信が確立される。次に、制御装置30は、外部ユニット34からの調光指令値待ち状態となる。調光指令値待ち状態において、上述の待機時間と同様に、制御部6は点灯回路5の動作を開始しない。このため、光源部35は、交流電源7が供給されてから消灯状態を維持している。
【0033】
その後、外部ユニット34より調光指令値が送信されると、制御装置30はインターフェース33を介して調光指令値を受信する。制御装置30は、記憶装置31が記憶する対応テーブルを用いて、調光指令値を目標出力電流に変換する。制御装置30は目標出力電流を出力指令生成部32に送信する。これにより、制御装置30は点灯回路5を動作させ、光源部35を点灯開始させる。つまり、制御部6は、点灯回路5が外部ユニット34から送信された調光指令値に対応する目標出力電流を出力するように、点灯回路5を制御する。
【0034】
このように、制御部6は、外部ユニット34の接続の有無を判別し、外部ユニット34の接続が有る場合には、外部ユニット34から送信される調光指令値に応じて光源部35を点灯させる。ここで制御部6は、外部ユニット34の接続が有る場合には、調光指令値を受信してから光源を点灯させる。つまり、交流電源7を供給されてから制御装置30が調光指令値を受信するまでは、光源部35が消灯した状態が維持される。
【0035】
次に、制御装置30は、待機時間に外部ユニット34からインターフェース33を介して要求フレームを受信しなかった場合、外部ユニット34の接続が無いと判別する。記憶装置31は、予め定められた目標電流を記憶している。制御装置30は、予め定められた目標電流を出力指令生成部32に送信する。これにより、制御装置30は点灯回路5を動作させ、光源部35を点灯開始する。つまり、制御部6は、記憶装置31が記憶する予め定められた目標電流を出力するように、点灯回路5を制御する。
【0036】
このように、制御部6は、外部ユニット34の接続が無い場合には予め定められた調光率で光源部35を点灯させる。制御部6は、外部ユニット34の接続が無いと判別すると、直ちに光源部35を点灯させる。
【0037】
本実施の形態では、制御装置30は外部ユニット34の接続の有無の判別動作を行う。外部ユニット34の接続がある場合には、制御装置30は外部ユニット34からの調光指令値を受信してから点灯を開始する。これにより、外部ユニット34の接続が有る場合には、外部ユニット34から送信される調光指令値に応じた調光率で、確実に光源部35の点灯を開始させることができる。
【0038】
本実施の形態では、光源部35が点灯した状態において、点灯回路5の目標出力電流が、予め定められた値から外部ユニット34からの調光指令値に応じた値に不連続に切り替わることがない。従って、光源部35が点灯した状態で、調光率が不連続に切り替わることを防止でき、光源部35が発する光の違和感を抑制できる。
【0039】
さらに、外部ユニット34の接続が無い場合、制御装置30は判別動作後に直ちに光源部35を点灯させる。判別動作後の待機時間を省くことで、点灯開始時間を早めることができる。特に、外部ユニット34を使用せずに一定の出力電流で使用する環境においては、制御部6は判別動作後に外部ユニット34との通信を行わない。これにより、不要な待機時間を省くことができ、制御を効率化できる。
【0040】
このように、本実施の形態では、外部ユニット34の接続の有無に応じて、制御装置30の動作シーケンスを分けることで、点灯開始時間を変化させることが可能となる。また、基板を別個に設計することなく、外部ユニット34からの調光指令値を待機してからの点灯と、即時点灯との両方を容易に実現できる。
【0041】
本実施の形態に示した点灯装置1は一例であり、図1に示されるものに限らない。例えば、点灯装置1は直流電源から電力を供給され、光源を点灯させても良い。この場合、整流回路2と力率改善回路3は設けなくても良い。
【0042】
また、外部ユニット34とインターフェース33は、無線通信により通信しても良く、有線通信により通信しても良い。なお、本実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【0043】
1 点灯装置、2 整流回路、3 力率改善回路、4 電源回路、5 点灯回路、6 制御部、7 交流電源、8 ヒューズ、9 ダイオードブリッジ、10 平滑コンデンサ、11 インダクタ、12 MOSFET、13 フィードバック部、14 制御回路、15 ダイオード、16 抵抗、17 抵抗、18 電解コンデンサ、19 制御電源回路、20 コンデンサ、21 MOSFET、22 制御回路、23 フィードバック部、24 ダイオード、26 抵抗、27 抵抗、28 抵抗、29 コンデンサ、30 制御装置、31 記憶装置、32 出力指令生成部、33 インターフェース、34 外部ユニット、35 光源部、80 照明システム、100 照明器具
図1
図2