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技術 電源装置および照明装置

出願人 東芝ライテック株式会社
発明者 加藤剛寺坂博志岩井直子鎌田征彦
出願日 2010年7月14日 (10年5ヶ月経過) 出願番号 2010-159658
公開日 2012年2月2日 (8年10ヶ月経過) 公開番号 2012-022880
状態 拒絶査定
技術分野 光源の回路一般
主要キーワード 出力補正回路 サージ吸収回路 渡り配線 信号入力配線 共通回路 負荷出力 直流コンバータ 全光状態
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

光源累積点灯時間に応じて出力を補正する出力補正機能を備えながら、容易に定格出力させたり定格出力から補正出力に戻すことができる電源装置を提供する。

解決手段

光源12a,12bを点灯させる電源回路28a,28bを備える。光源12a,12bの光出力を一定にするように光源12a,12bの累積点灯時間に応じて電源回路28a,28bの出力を補正する出力補正回路54を備える。特定操作により電源回路28a,28bを定格出力させる定格出力モードとし、特定操作による定格出力モードからの復帰時に電源回路28a,28bの出力を累積点灯時間の初期に応じた補正出力に戻す制御回路44を備える。

概要

背景

従来、例えば蛍光ランプなどのランプは、このランプを点灯させる電源装置からの出力が一定であっても、使用を始める初期時が最も明るく、累積点灯時間が経過するのにしたがって明るさが減衰していく特性を有している。

しかし、ランプで照明する照明空間においては、常に一定の照度に保たれることが望ましい。そこで、ランプを点灯させる電源装置では、初期時には、電源装置の出力を定格出力よりも低い出力でランプを点灯させ、ランプの明るさを全光状態よりも暗くなるように制御し、そして、累積点灯時間の経過に伴ってランプの明るさが減衰してくるのに応じて、電源装置の出力を定格出力に近付けるように増加させることにより、初期からどの累積点灯時間でも、ランプの明るさを常に一定とし、常に一定の照度が保たれるように制御する出力補正機能(初期照度補正機能)を有する電源装置がある。

概要

光源の累積点灯時間に応じて出力を補正する出力補正機能を備えながら、容易に定格出力させたり定格出力から補正出力に戻すことができる電源装置を提供する。光源12a,12bを点灯させる電源回路28a,28bを備える。光源12a,12bの光出力を一定にするように光源12a,12bの累積点灯時間に応じて電源回路28a,28bの出力を補正する出力補正回路54を備える。特定操作により電源回路28a,28bを定格出力させる定格出力モードとし、特定操作による定格出力モードからの復帰時に電源回路28a,28bの出力を累積点灯時間の初期に応じた補正出力に戻す制御回路44を備える。

目的

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光源の累積点灯時間に応じて出力を補正する出力補正機能を備えながら、容易に定格出力させたり定格出力から補正出力に戻すことができる電源装置、およびこの電源装置を用いた照明装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

光源点灯させる電源回路と;光源の光出力を一定にするように光源の累積点灯時間に応じて電源回路の出力を補正する出力補正回路と;特定操作により電源回路を定格出力させる定格出力モードとし、特定操作による定格出力モードからの復帰時に電源回路の出力を累積点灯時間の初期に応じた補正出力に戻す制御回路と;を具備していることを特徴とする電源装置

請求項2

光源を点灯させる電源回路と;光源の光出力を一定にするように光源の累積点灯時間に応じて電源回路の出力を補正する出力補正回路と;累積点灯時間が所定時間以上経過した時点での特定操作により電源回路を定格出力させる定格出力モードとし、特定操作による定格出力モードからの復帰時に電源回路の出力を定格出力モードとなる直前の累積点灯時間に応じた補正出力に戻す制御回路と;を具備していることを特徴とする電源装置。

請求項3

制御回路は、外部から調光線を通じて入力される調光信号に応じて電源回路の出力を調整する機能、および外部から調光線を通じて入力される特定の信号によって特定操作を判別する機能を有していることを特徴とする請求項1または2記載の電源装置。

請求項4

光源と;光源を点灯させる請求項1ないし3いずれか一記載の電源装置と;を具備していることを特徴とする照明装置

技術分野

0001

本発明の実施形態は、光源累積点灯時間に応じて出力を補正する出力補正機能を備えた電源装置、およびこの電源装置を用いた照明装置に関する。

背景技術

0002

従来、例えば蛍光ランプなどのランプは、このランプを点灯させる電源装置からの出力が一定であっても、使用を始める初期時が最も明るく、累積点灯時間が経過するのにしたがって明るさが減衰していく特性を有している。

0003

しかし、ランプで照明する照明空間においては、常に一定の照度に保たれることが望ましい。そこで、ランプを点灯させる電源装置では、初期時には、電源装置の出力を定格出力よりも低い出力でランプを点灯させ、ランプの明るさを全光状態よりも暗くなるように制御し、そして、累積点灯時間の経過に伴ってランプの明るさが減衰してくるのに応じて、電源装置の出力を定格出力に近付けるように増加させることにより、初期からどの累積点灯時間でも、ランプの明るさを常に一定とし、常に一定の照度が保たれるように制御する出力補正機能(初期照度補正機能)を有する電源装置がある。

先行技術

0004

特開2005−353382号公報

発明が解決しようとする課題

0005

出力補正機能を有する電源装置では、初期時など、電源装置の出力を定格出力よりも低い出力に制御しているときには、電源装置の出力を定格出力させることができず、定格出力での確認作業調整作業ができない。

0006

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光源の累積点灯時間に応じて出力を補正する出力補正機能を備えながら、容易に定格出力させたり定格出力から補正出力に戻すことができる電源装置、およびこの電源装置を用いた照明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

0007

実施形態の電源装置は、光源を点灯させる電源回路を備える。光源の光出力を一定にするように光源の累積点灯時間に応じて電源回路の出力を補正する出力補正回路を備える。特定操作により電源回路を定格出力させる定格出力モードとし、特定操作による定格出力モードからの復帰時に電源回路の出力を累積点灯時間の初期に応じた補正出力に戻す制御回路を備える。

発明の効果

0008

本発明によれば、特定操作により電源回路を定格出力させる定格出力モードとするため、容易に電源回路から定格出力させることができ、定格出力での確認作業や調整作業ができ、また、特定操作による定格出力モードからの復帰時に電源回路の出力を累積点灯時間の初期に応じた補正出力に戻すことができる。

図面の簡単な説明

0009

一実施形態を示す照明装置に用いられる電源装置の回路図である。
同上電源装置のブロック図である。
同上電源装置の出力と累積点灯時間との関係を示すグラフである。

実施例

0010

以下、一実施形態を、図1ないし図3を参照して説明する。

0011

図2において、11は照明装置で、この照明装置11は、複数であって例えば2系統負荷あるいは負荷回路である光源12a,12b、およびこれら光源12a,12bにそれぞれ負荷電力として直流電力を供給する1つの電源装置13を備えている。この照明装置11は、例えば、1つの器具本体に2系統の光源12a,12bおよび電源装置13を設けたものでもよいし、光源12a,12bを別々の器具本体にそれぞれ設け、これら光源12a,12bと電源装置13とを電気的に接続したものでもよい。

0012

各光源12a,12bは、半導体発光素子として複数のLED15を直列に接続して構成されている。

0013

電源装置13は、例えばアルミニウム製の細長い筒状のケース17、およびこのケース17内に収容された基板ユニット18とを備え、ケース17の一端側が入力部19、他端側が出力部20とされている。入力部19には、商用交流電源21を供給する一対の電源線22が接続され、外部の調光装置23からPWM信号などの調光信号を入力する一対の調光線24が接続されている。出力部20には、各光源12a,12bを接続する2組の一対の接続線25a,25bが接続されている。

0014

基板ユニット18は、同一形状で細長く形成された複数であって例えば2枚の基板27a,27bを備え、これら基板27a,27bに電源回路28a,28bがそれぞれ搭載されている。詳細には、2枚の基板27a,27bにはそれぞれ電源回路28a,28bの主回路29a,29bが搭載され、一方の(第1の)基板27aのみには複数の電源回路28a,28bで共通化可能とする回路構成である共通回路30が搭載され、他方の(第2の)基板27b側で共通回路30を利用可能とするために2枚の基板27a,27b間が一対の渡り配線31で電気的に接続されている。

0015

基板27a,27bには、長手方向の一端側に電源入力部32が形成され、他端側に負荷出力部33が形成され、これら基板27a,27bの電源入力部32側を互いに対向させた状態でケース17内に収納されている。ケース17内において、ケース17の入力部19と基板27a,27bの電源入力部32との間には商用交流電源21の電源線22と接続される電源入力配線34がそれぞれ接続され、ケース17の入力部19と一方の基板27aの電源入力部32あるいはその他の入力部との間には調光装置23の調光線24と接続される信号入力配線35が接続され、ケース17の出力部20と基板27a,27bの負荷出力部33との間には光源12a,12bの接続線25a,25bと接続される負荷出力配線36a,36bが接続されている。

0016

共通回路30としては、雷サージなどの異常電圧を吸収して回路を保護するサージ吸収回路38、および調光装置23から入力される調光信号を処理する調光信号処理回路39などが含まれている。

0017

次に、図1に照明装置11の各基板27a,27bに搭載された電源回路28a,28bの回路図を示す。

0018

まず、一方の基板27aに搭載された電源回路28aについて説明する。

0019

商用交流電源21に共通回路30の一部であるサージ吸収回路38が接続され、さらに、主回路29aの一部を構成する交流電源全波整流する全波整流回路41の入力端が接続されている。全波整流回路41の出力端直流電圧を昇圧する昇圧チョッパ主体とする力率改善(PFC)回路42の入力端が接続され、この力率改善回路42の出力端に直流電圧を降圧して直流電圧変換動作を行う降圧チョッパを主体する直流コンバータ43が順に接続され、直流コンバータ43の出力端に一方の光源12aが接続されている。

0020

これら力率改善回路42および直流コンバータ43を制御回路44によって制御する。この制御回路44は、力率改善回路42の出力端から電圧検出部45によって検出する出力電圧を入力し、さらに、調光装置23からの調光信号を入力し、力率改善回路42および直流コンバータ43を制御して光源12aを調光点灯させる。

0021

調光装置23に共通回路30の一部である調光信号処理回路39が接続されている。この調光信号処理回路39は、調光装置23から入力される調光信号を全波整流する全波整流回路47、および電流調整過電圧保護を行う保護回路48を備えている。

0022

この調光信号処理回路39の出力端に、主回路29aの一部を構成するフォトカプラ49のフォトダイオード50が接続されている。このフォトカプラ49のフォトトランジスタ51が調光信号出力回路52に接続され、この調光信号出力回路52から制御回路44に調光信号が出力される。

0023

したがって、一方の基板27aには、全波整流回路41、力率改善回路42、直流コンバータ43、制御回路44、電圧検出部45、フォトカプラ49のフォトダイオード50および調光信号出力回路52などを含む主回路29aと、サージ吸収回路38および調光信号処理回路39などを含む共通回路30とが搭載されている。

0024

また、制御回路44は、光源12aの光出力を一定にするように光源12aの累積点灯時間に応じて電源回路28aの出力を補正する初期照度補正回路である出力補正回路54を備えている。

0025

ところで、光源12aのLED15は、長寿命であるが、所定の寿命末期時の光束である光出力は、初期時の70%程度となる特性を有している。

0026

そこで、出力補正回路54は、図3に示すように、光源12aの点灯の初期時t0には、電源回路28aの出力を定格出力の70%の出力に補正し、光源12aの累積点灯時間の経過に伴って電源回路28aの出力を定格出力に近付けるように増加させ、光源12aの所定の寿命末期時tnには電源回路28aの出力を定格出力の100%とすることにより、初期時からどの累積点灯時間でも、光源12aの明るさを常に一定とし、常に一定の照度が保たれるように制御する。

0027

これを可能とするために、出力補正回路54は、光源12aのLED15の特性に対応した電源回路28aの出力の補正と累積点灯時間との関係を定めたテーブルを記憶したり電源回路28aにおける現在の定格出力に対する出力の割合を記憶する記憶部、および光源12aの累積点灯時間を計時するタイマ回路などを備えている。このタイマ回路による累積点灯時間の計時は、電源回路28aから光源12aを外しただけではリセットされず、例えば、光源12aの交換とともに、リセットスイッチの操作、調光線24を通じて送られてくるリセット信号の入力、特定の電源オンオフなどが行われることでリセットが可能となっている。また、これら記憶部およびタイマ回路は、制御回路44が備えていてもよく、あるいは出力補正回路54や制御回路44とは別に設けられていてもよい。

0028

そして、制御回路44は、通常、出力補正回路54で累積点灯時間に応じて電源回路28aの出力を補正する出力補正モードで制御し、また、累積点灯時間の計時が開始されていない初期時t0、あるいは累積点灯時間の計時が開始されていても初期時t0の範囲に該当する所定の初期累積点灯時間内において、特定操作により出力補正モードにある電源回路28aを定格出力させる定格出力モードとし、さらに、特定操作による定格出力モードから出力補正モードへの復帰時に電源回路28aの出力を累積点灯時間の初期に応じた補正出力に戻す機能を有している。また、累積点灯時間が所定時間以上経過した時点t1において、特定操作により出力補正モードにある電源回路28aを定格出力させる定格出力モードとし、さらに、特定操作による定格出力モードから出力補正モードへの復帰時に電源回路28aの出力を定格出力モードとなる直前の出力補正モードでの累積点灯時間に応じた補正出力に戻す機能を有している。

0029

さらに、制御回路44は、調光装置23から調光線24を通じて入力される調光信号に応じて電源回路28aの出力を調整する機能、調光装置23などの外部から調光線24を通じて入力される特定の信号によって特定操作の有無を判別する機能を有している。すなわち、本実施形態の特定操作とは、調光線24を通じて送られてくる特定の信号が制御回路44に入力されることとする。

0030

続いて、他方の基板27bに搭載された電源回路28bについて説明する。

0031

他方の基板27bには、一方の基板27aに搭載された主回路29aと同じ構成の主回路29bのみが搭載され、共通回路30は搭載されていないだけである。

0032

すなわち、他方の基板27bには、全波整流回路41、力率改善回路42、直流コンバータ43、制御回路44、電圧検出部45、フォトカプラ49のフォトダイオード50および調光信号出力回路52などを含む主回路29bのみが搭載されている。また、制御回路44も、一方の基板27aに搭載された制御回路44と同じ機能を有している。

0033

次に、電源装置13の動作について説明する。

0034

電源装置13に投入される商用交流電源21は、各基板27a,27bにそれぞれ投入される。これにより、各基板27a,27bの電源回路28a,28bにおいて、それぞれ、全波整流回路41で交流電力を直流電圧に変換し、力率改善回路42で直流電圧を昇圧して力率改善し、直流コンバータ43で直流電圧を降圧して所定値に調整し、光源12a,12bに出力する。その結果、各光源12a,12bのLED15に負荷電流が流れ、各光源12a,12bのLED15が点灯する。

0035

また、一方の基板27aにおいて、調光装置23から送られてくる調光信号が調光信号処理回路39に入力され、この調光信号処理回路39から出力される調光信号がフォトカプラ49のフォトダイオード50およびフォトトランジスタ51を経て調光信号出力回路52から制御回路44に出力される。また、調光信号処理回路39から出力される調光信号は、一方の基板27aから渡り配線31を通じて他方の基板27bに伝送される。他方の基板27bにおいて、一方の基板27aの調光信号処理回路39から出力される調光信号がフォトカプラ49のフォトダイオード50およびフォトトランジスタ51を経て調光信号出力回路52から制御回路44に出力される。

0036

そして、各基板27a,27bにおいて、制御回路44は、電圧検出部45で検出される出力電圧および調光信号出力回路52から出力される調光信号を入力し、力率改善回路42および直流コンバータ43の動作を制御し、各光源12a,12bのLED15を調光点灯させる。

0037

また、制御回路44の出力補正回路54により、出力補正モードにおいて、光源12a,12bの累積点灯時間に応じて電源回路28a,28bの出力を補正制御する。この出力補正モードは、調光信号に対して優先するものであり、例えば、電源回路28a,28bの出力を定格出力の70%の出力に補正制御する場合には、調光装置23から100%の調光信号が入力された場合でも、電源回路28a,28bの出力を定格出力の70%の出力とし、また、調光装置23から50%の調光信号が入力された場合には、電源回路28a,28bの出力を定格出力の70%の半分の35%の出力とする。

0038

制御回路44の出力補正回路54により、図3に示すように、出力補正モードにおいて、光源12a,12bの点灯の初期時t0には、電源回路28a,28bの出力を定格出力の70%の出力に補正し、光源12a,12bの累積点灯時間の経過に伴って電源回路28a,28bの出力を定格出力に近付けるように徐々に増加させ、光源12a,12bの所定の寿命末期時tnには電源回路28a,28bの出力を定格出力の100%とすることにより、初期時からどの累積点灯時間でも、光源12a,12bの明るさを常に一定とし、常に一定の照度が保たれるように制御する。

0039

また、電源回路28a,28bの出力を定格出力させ、この定格出力での確認作業や調整作業を行う場合には、調光装置23などの外部から調光線24を通じて特定の信号を電源装置13に送り、定格出力モードへ移行させる特定操作を行う。

0040

累積点灯時間の計時が開始されていない初期時t0、あるいは累積点灯時間の計時が開始されていても初期時t0の範囲に該当する所定の初期累積点灯時間内において、制御回路44が、調光装置23などの外部から調光線24を通じて送られてくる特定の信号を入力し、特定操作有りと判別すると、出力補正モードから定格出力モードに切り換え、電源回路28a,28bの出力を定格出力の100%とする。この電源回路28a,28bの定格出力において確認作業や調整作業を行う。この場合、電源回路28a,28bに光源12a,12bが接続されているため、これら光源12a,12bが全光点灯し、確認作業や調整作業を行うことができる。

0041

電源回路28a,28bの定格出力において確認作業や調整作業を行った後には、調光装置23などの外部から調光線24を通じて特定の信号を電源装置13に送る特定操作を行い、定格出力モードを解除させる特定操作を行う。なお、特定の信号は、出力補正モードから定格出力モードに移行するときと解除するときとで区別がつくように異なる特定の信号でもよいし、同じ特定の信号としてこの特定の信号の入力毎に定格出力モードに移行と解除とを切り換えるようにしてもよい。

0042

定格出力モードにある制御回路44が、調光装置23などの外部から調光線24を通じて送られてくる特定の信号を入力し、特定操作有りと判別すると、定格出力モードを解除して出力補正モードに復帰する。この場合、累積点灯時間の計時が開始されていない初期時t0、あるいは累積点灯時間の計時が開始されていても初期時t0の範囲に該当する所定の初期累積点灯時間内において定格出力モードに切り換わっているため、定格出力モードから出力補正モードへの復帰時には、電源回路28a,28bの出力を累積点灯時間の初期t0に応じた補正出力に戻し、すなわち、定格出力の70%に戻す。

0043

また、累積点灯時間が所定時間以上経過した時点t1であって、電源回路28a,28bの出力が定格出力の80%の時点t1において、制御回路44が、調光装置23などの外部から調光線24を通じて送られてくる特定の信号を入力し、特定操作有りと判別すると、電源回路28a,28bにおける現在の定格出力に対する出力の割合を記憶部に記憶し、出力補正モードから定格出力モードに切り換え、電源回路28a,28bの出力を定格出力の100%とする。この電源回路28a,28bの定格出力において確認作業や調整作業を行う。この場合、電源回路28a,28bに光源12a,12bが接続されているため、これら光源12a,12bが全光点灯し、確認作業や調整作業を行うことができる。

0044

電源回路28a,28bの定格出力において確認作業や調整作業を行った後には、調光装置23などの外部から調光線24を通じて特定の信号を電源装置13に送る特定操作を行い、定格出力モードを解除させる特定操作を行う。なお、特定の信号に関しては、上述したとおりである。

0045

定格出力モードにある制御回路44が、調光装置23などの外部から調光線24を通じて送られてくる特定の信号を入力し、特定操作有りと判別すると、定格出力モードを解除して出力補正モードへ復帰する。この場合、累積点灯時間が所定時間以上経過した時点t1において定格出力モードに切り換わっているため、定格出力モードから出力補正モードへの復帰時には、電源回路28a,28bの出力を定格出力モードとなる直前に記憶部に記憶された累積点灯時間t1に応じた補正出力に戻し、すなわち、定格出力の80%に戻す。

0046

このように構成された電源装置13によれば、特定操作により出力補正モードにある電源回路28a,28bを定格出力させる定格出力モードとするため、容易に電源回路28a,28bから定格出力させることができ、定格出力での確認作業や調整作業ができ、また、特定操作による定格出力モードから出力補正モードへの復帰時に、電源回路28a,28bの出力を累積点灯時間の初期に応じた補正出力に戻すことができる。

0047

また、電源装置13によれば、累積点灯時間が所定時間以上経過した時点での特定操作により出力補正モードにある電源回路28a,28bを定格出力させる定格出力モードとするため、容易に電源回路28a,28bから定格出力させることができ、定格出力での確認作業や調整作業ができ、また、特定操作による定格出力モードから出力補正モードへの復帰時には、電源回路28a,28bの出力を定格出力モードとなる直前の出力補正モードでの累積点灯時間に応じた補正出力に戻すことができ、累積点灯時間をリセットすることがなく、光源12a,12bの明るさを常に一定に保つことができる。

0048

また、制御回路44は、調光線24を通じて入力される特定の信号によって特定操作の有無を判別するため、特別な構成を付加しなくても、出力補正モードと定格出力モードとの切り換えが容易にできる。

0049

なお、例えば、電源回路28a,28bから光源12a,12bを外した状態で特定操作がなされることにより出力補正モードから定格出力モードに切り換わり、電源回路28a,28bに光源12a,12bを戻して接続することにより定格出力モードを解除して出力補正モードへ復帰するようにしてもよい。また、保護回路を有する電源装置13では、電源回路28a,28bから光源12a,12bを外すことにより、保護回路によって電源回路28a,28bを停止させるが、特定操作により、定格出力モードに切り換わる電源回路28a,28bが定格出力し、確認作業や調整作業ができる。

0050

また、制御回路44による特定操作の有無の判別は、調光線24を通じて入力される特定の信号に限らず、所定のパターンでの商用交流電源21のオンオフや、スイッチの操作などでもよい。

0051

また、電源装置13は、外部からの調光信号によって調光制御する機能を有していたが、これに限らず、電源回路28a,28bの出力を補正する機能さえ備えていれば、外部からの調光信号によって調光制御する機能がなくてもよい。

0052

また、照明装置11は、光源12a,12bにLED15を用いたものに限らず、蛍光ランプや放電ランプなどのランプを用いたものでも同様に適用することができる。

0053

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0054

11照明装置
12a,12b光源
13電源装置
28a,28b電源回路
44制御回路
54 出力補正回路

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