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技術 点灯装置

出願人 三菱電機株式会社三菱電機照明株式会社
発明者 福田秀樹山上陽
出願日 2013年5月10日 (7年5ヶ月経過) 出願番号 2013-100424
公開日 2014年11月20日 (5年11ヶ月経過) 公開番号 2014-220193
状態 特許登録済
技術分野 光源の回路一般
主要キーワード 初期照度 調光テーブル 制御電源回路 PFC制御回路 累積回数 オンデューティ比 初期照度補正 点灯スイッチ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

操作負担を軽減しつつ明るさの維持が可能な点灯装置を提供する。

解決手段

制御回路40は、そのカウントする累積点灯時間に応じて、光源モジュール200が発する光が新品時から寿命までほぼ一定の明るさとなるように、点灯回路20の出力電力を制御する制御信号点灯制御回路21に出力する。制御回路40は、調光率特性X1を、調光テーブルに記憶している。初期照度補正は、累積点灯時間Tnowの増加に応じて、この調光率特性X1に従って光源の調光率を変更するものである。制御回路40は、プルレス操作の回数に応じて増加する計数値nと、計数値nと累積点灯時間Tnowとを積算した値である仮想累積点灯時間Tsetと、を演算する。制御回路40は、調光率特性上の仮想累積点灯時間Tsetに対応する調光率で光源モジュール200を点灯させるように、点灯制御回路21を制御する。

概要

背景

従来、例えば特開2005−285725号公報に開示されているように、プルレス操作で点灯モード切り替える機能を備えた点灯装置が知られている。プルレス操作とは、壁スイッチ等の操作スイッチのオンオフ切替を短時間で行う操作である。

また、一般に、光源新品の状態では明るく点灯するが、累積点灯時間が長くなるにつれて暗くなる。このため、累積点灯時間が短いときは相対的に低い調光率で光源を点灯させ、初期の調光率から累積点灯時間が長くなるにつれて調光率を増加する技術が知られている。これを初期照度補正という。初期照度補正により、光源の明るさを一定に保つことができる。

概要

操作負担を軽減しつつ明るさの維持が可能な点灯装置を提供する。制御回路40は、そのカウントする累積点灯時間に応じて、光源モジュール200が発する光が新品時から寿命までほぼ一定の明るさとなるように、点灯回路20の出力電力を制御する制御信号点灯制御回路21に出力する。制御回路40は、調光率特性X1を、調光テーブルに記憶している。初期照度補正は、累積点灯時間Tnowの増加に応じて、この調光率特性X1に従って光源の調光率を変更するものである。制御回路40は、プルレス操作の回数に応じて増加する計数値nと、計数値nと累積点灯時間Tnowとを積算した値である仮想累積点灯時間Tsetと、を演算する。制御回路40は、調光率特性上の仮想累積点灯時間Tsetに対応する調光率で光源モジュール200を点灯させるように、点灯制御回路21を制御する。

目的

これに対処する方法の一つは、光源を点灯させた後、明るさを事後的に変更することである

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

商用電源が供給されるオン期間と前記商用電源が遮断されるオフ期間の組み合わせからなるプルレス操作を検出するプルレス操作検出手段と、光源累積点灯時間が増加するのに応じて前記光源の調光率を増加させる制御である初期照度補正を実行する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記初期照度補正の調光率を指定する設定値を、前記プルレス操作検出手段で検出したプルレス操作に応じて変更することを特徴とする点灯装置

請求項2

前記プルレス操作の回数が多いほど、前記設定値を大きく増加又は大きく減少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

前記プルレス操作の回数が所定回数以下であるときは、前記設定値を、前記調光率が増加する方向と減少する方向のどちらか一方の方向に変化させ、前記プルレス操作の回数が前記所定回数を超えたら、前記設定値を前記一方の方向とは逆に変化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

前記制御回路は、累積点灯時間と調光率との間の関係を定めた調光率特性を有し、前記初期照度補正は、累積点灯時間の増加に応じて、前記調光率特性に従って前記光源の調光率を変更するものであり、前記設定値は、前記調光率特性上の1つの調光率を指定するための値であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の点灯装置。

請求項5

前記制御回路は、前記プルレス操作の回数に応じて増加する計数値演算し、前記計数値と前記累積点灯時間とを積算した値である仮想累積点灯時間を、前記設定値として演算することを特徴とする請求項4に記載の点灯装置。

請求項6

前記制御回路は、累積点灯時間と調光率との間の関係をそれぞれ定めた互いに異なる調光率特性を複数個有し、前記設定値は、前記複数の調光率特性のなかから1つの調光率特性を指定するための値であり、前記制御回路は、前記光源を点灯させたときに、前記設定値が指定した調光率特性上における累積点灯時間に応じた調光率で前記光源を点灯させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の点灯装置。

請求項7

前記複数の調光率特性は、累積点灯時間と調光率とを座標軸とする直交座標系において、切片の値がそれぞれ異なることを特徴とする請求項6に記載の点灯装置。

技術分野

0001

本発明は、点灯装置に関する。

背景技術

0002

従来、例えば特開2005−285725号公報に開示されているように、プルレス操作で点灯モード切り替える機能を備えた点灯装置が知られている。プルレス操作とは、壁スイッチ等の操作スイッチのオンオフ切替を短時間で行う操作である。

0003

また、一般に、光源新品の状態では明るく点灯するが、累積点灯時間が長くなるにつれて暗くなる。このため、累積点灯時間が短いときは相対的に低い調光率で光源を点灯させ、初期の調光率から累積点灯時間が長くなるにつれて調光率を増加する技術が知られている。これを初期照度補正という。初期照度補正により、光源の明るさを一定に保つことができる。

先行技術

0004

特開2005−285725号公報
特開2013−37766号公報

発明が解決しようとする課題

0005

光源は、累積点灯時間が長くなるにつれて暗くなるのが一般的である。これに対処する方法の一つは、光源を点灯させた後、明るさを事後的に変更することである。しかし、この場合、壁スイッチをオンにする度に光源の明るさを調節することが必要であるという煩わしさがある。上記公報の技術もこの点は同じであり、明るさが不足しているのであれば点灯後の操作が必要となる。

0006

また、初期照度補正は、光源の明るさを一定に保つための制御技術である。しかし、初期照度補正は、そもそも、初期設定された明るさを維持するように調光率を変化させるものである。初期照度補正を行っていても、点灯したときに明るさが不足しているのであれば、結局は、毎回上述したように事後的に明るさを調節せざるをえないという煩わしさがある。

0007

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、操作負担を軽減しつつ適切な明るさを維持できる点灯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

本発明にかかる点灯装置は、
商用電源が供給されるオン期間と前記商用電源が遮断されるオフ期間の組み合わせからなるプルレス操作を検出するプルレス操作検出手段と、
光源の累積点灯時間が増加するのに応じて前記光源の調光率を増加させる制御である初期照度補正を実行する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記初期照度補正の調光率を指定する設定値を、前記プルレス操作検出手段で検出したプルレス操作に応じて変更することを特徴とする。

発明の効果

0009

本発明によれば、操作負担を軽減しつつ適切な明るさを維持することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の実施の形態にかかる点灯装置の構成を説明するための回路図である。
本発明の実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するためのフローチャートである。
本発明の実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するための図である。
本発明の実施の形態の変形例にかかる点灯装置の動作を説明するための図である。

実施例

0011

[実施の形態の装置の構成]
図1は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置100の構成を説明するための回路図である。図1には、商用電源である交流電源ACに接続される点灯装置100と、この点灯装置100から電力が供給されて点灯する光源モジュール200とを備える照明装置1000が図示されている。交流電源ACと点灯装置100との間には、それらの電気的接続オンオフするための点灯スイッチSWが設けられている。

0012

点灯装置100は、ダイオードブリッジDBと、昇圧チョッパ回路10と、点灯回路20と、AC検出回路30と、制御回路(CPU)40と、制御電源回路50とを備えている。ダイオードブリッジDBは、入力される交流電圧整流する。昇圧チョッパ回路10は、このダイオードブリッジDBの出力電圧を昇圧する。

0013

点灯回路20は、この昇圧チョッパ回路10の昇圧電圧を光源モジュール200に合わせた電力に変換する。AC検出回路30は、ダイオードブリッジDBに接続され、交流電源ACが供給されていることを検出する。制御回路40は、このAC検出回路30と点灯回路20に接続され、点灯回路20が光源モジュール200に供給する電力を制御する。

0014

制御電源回路50は、昇圧チョッパ回路10の出力に接続され、昇圧チョッパ回路10、点灯回路20および制御回路40に制御電源Vccを供給する。

0015

昇圧チョッパ回路10は、一端がダイオードブリッジDBの出力と接続する、インダクタL1とダイオードD1の直列回路を備えている。昇圧チョッパ回路10は、ダイオードブリッジDBの出力波形分圧して検出する抵抗R1、R2を備えている。

0016

昇圧チョッパ回路10は、MOSトランジスタQ1、MOSトランジスタQ1に流れる電流を検出する抵抗R3、電解コンデンサC1、およびPFC制御回路11を備えている。PFC制御回路11は、抵抗R1、R2の検出電圧および抵抗R3の検出電流に基づいてMOSトランジスタQ1のスイッチングを制御する。

0017

点灯回路20は、ドレインがダイオードD1のカソードに接続したMOSトランジスタQ2と、一端がMOSトランジスタQ2のソースに接続したインダクタL2とを備えている。インダクタL2の他端は光源モジュール200と接続すべき出力端子に接続している。

0018

ダイオードD2のカソードはMOSトランジスタQ2とインダクタL2との間に接続し、ダイオードD2のアノードグランドに接続する。コンデンサC2は、光源モジュール200の接続時にこれと並列になるように設けられている。抵抗R5は、光源モジュール200に流れる電流を検出する。点灯制御回路21は、MOSトランジスタQ2のスイッチングを制御する。

0019

AC検出回路30は、ダイオードD3、抵抗R6、R7が直列に接続したものである。ダイオードD3のアノードは、ダイオードブリッジDBとインダクタL1の間に接続している。ダイオードD3のカソードには抵抗R6,R7が順次直列に接続される。抵抗R6、R7が、ダイオードD3を介して入力される電圧を分圧する。

0020

この分圧した電圧は、交流電源ACの供給の有無を判別するための検出信号として出力される。点灯スイッチSWのプルレス操作があったときに交流電源ACの供給の有無が短期間で切り替わるので、この検出信号に基づいてプルレス操作を検出することができる。いわゆる「プルレス操作」は、交流電源ACが供給されるオン期間と交流電源ACが遮断されるオフ期間の組み合わせからなる操作である。具体的には、本実施形態のプルレス操作は点灯スイッチSWを短時間でオン→オフ→オンと操作することをいう。

0021

制御回路40は、例えば、マイコンからなる。制御回路40は、抵抗R6およびR7で分圧された電圧、すなわちAC検出回路30が出力する検出信号を受けることができる。制御回路40は、AC検出回路30が出力する検出信号から交流電源ACの供給の有無を判別することができる。

0022

交流電源ACの供給の有無を判別することで、光源モジュール200の累積点灯時間をカウントする。制御回路40は、そのカウントする累積点灯時間に応じて、光源モジュール200が発する光が新品時から寿命までほぼ一定の明るさとなるように、点灯回路20の出力電力を制御する制御信号を点灯制御回路21に出力する。これは、初期照度補正と呼ばれる制御である。

0023

制御電源回路50は、昇圧チョッパ回路10の出力から、制御電源Vccを生成する。制御電源回路50は、昇圧チョッパ回路10のPFC制御回路11、点灯回路20の点灯制御回路21、および制御回路40と接続しており、これらを動作させるための電源として制御電源Vccを供給することができる。

0024

なお、本実施の形態では、昇圧チョッパ回路10の出力から制御電源Vccを生成する場合について説明するが、これに限らず、例えばダイオードブリッジDBの出力から制御電源Vccを生成してもかまわない。

0025

光源モジュール200は、直列接続された複数の半導体発光素子LEDからなる。この実施の形態では、直列接続されるLEDの個数が5個の場合について説明するが、これに限定されず、任意のLEDを直列にしてもよく、或いは、LEDを並列接続しても構わない。また、光源モジュール200のLEDの発光色は、5000Kの白色のほかに3500Kなどの色温度であってもよい。

0026

[実施の形態の装置の動作]
先ず、本実施の形態にかかる点灯装置100が実行する初期照度補正について説明する。一般に、光源は新品の状態では明るく点灯するが、累積点灯時間が長くなるにつれて暗くなる。このため、累積点灯時間が短いときは相対的に低い調光率で光源を点灯させ、初期の調光率から累積点灯時間が長くなるにつれて調光率を増加する。これを初期照度補正という。初期照度補正により、光源の明るさを一定に保つことができる。

0027

なお、調光率とは、光源の定格出力に対する調光制御時の出力の比率である。具体的には、調光率とは、光源を全光点灯したときの明るさを100%とした場合における、光源の明るさの度合いをいう。調光率が70%とすると、光源の明るさの度合いは70%である。

0028

次に、点灯装置100の動作について説明する。点灯回路20は、制御回路40が出力する制御信号に基づいて、光源モジュール200に供給する電流を決定する。光源モジュール200に流れる電流は、抵抗R5に流れる電流と等しい。このため、点灯制御回路21は、抵抗R5に流れる電流(または抵抗R5に発生する電圧)を検出して、MOSトランジスタQ2のオンデューティ比を制御することにより、目標とする電流を光源モジュール200に供給するように制御する。このようにして、光源モジュール200の明るさを変化させる。

0029

図2は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置100の動作を示すフローチャートであり、制御回路40で実行されるルーチンのフローチャートである。

0030

制御回路40は、累積点灯時間カウンタと、プルレス時間カウンタと、調光テーブルとを備えている。

0031

「累積点灯時間カウンタ」は、光源モジュール200の累積点灯時間Tnowをカウントするためのカウンタであり、光源モジュール200への電力供給がされている時間を計測するものである。本実施の形態では、前述したように、AC検出回路30で交流電源ACの供給の有無を判別することで、光源モジュール200の累積点灯時間をカウントする。

0032

「プルレス時間カウンタ」は、プルレス操作時間Tをカウントするためのカウンタである。プルレス操作時間Tとは、交流電源ACの供給が遮断されていることがAC検出回路30で検出されている時間(出力停止時間)である。プルレス操作時間Tが所定の短期間であれば、意図的なオン、オフ、オンつまりプルレス操作があったと判断できる。

0033

「調光テーブル」は、図3に示すグラフに示す調光率特性を記憶したテーブルであり、累積点灯時間と調光率との間の関係を定めた情報である調光率特性X1を示すテーブルである。具体的には、図3の調光テーブルでは、縦軸に点灯回路20の出力電流値を定め、横軸に累積点灯時間を定めている。

0034

制御回路40は、さらに、計数値nを備えている。このnは、プルレス操作時間Tが所定条件を満たしプルレス操作があったと判定された場合にインクリメントされる。

0035

図2のルーチンでは、先ず、プルレス操作時間Tがリセットされる(ステップS1)。

0036

次に、制御回路40は、交流電源ACの供給の有無を判別する処理を実行する(ステップS2)。

0037

ステップS2で交流電源ACが供給されていないと判別すると、プルレス操作時間Tのカウントが行われる(ステップS6)。その後ステップS2に戻る。

0038

ステップS2で交流電源ACが供給されていると判断されると、累積点灯時間Tnowに所定時間T1(例えばT1=100時間)に自然数nを掛け合わせて仮想累積点灯時間Tsetを算出する処理が実行される(ステップS3)。

0039

次に、制御回路40は、仮想累積点灯時間Tsetに応じた調光率で光源モジュール200を点灯するように、点灯制御回路21に制御信号を出力する(ステップS4)。

0040

図3は、本発明の実施の形態にかかる点灯装置の動作を説明するための図である。図3に、累積点灯時間Tnowと調光率との間の関係を定めた調光率特性X1を示す。制御回路40は、この調光率特性X1を前述した調光テーブルに記憶している。制御回路40は、累積点灯時間Tnowの増加に応じて調光率特性X1に従って光源の調光率を変更する。

0041

以上のように、制御回路40は、プルレス操作の回数に応じて増加する計数値nと、計数値nと累積点灯時間Tnowとを積算した値である仮想累積点灯時間Tsetと、を演算する。制御回路40は、調光率特性X1上の仮想累積点灯時間Tsetに対応する調光率(具体的には、図3出力電流Is)で光源モジュール200を点灯させるように、点灯制御回路21を制御する。

0042

仮想累積点灯時間Tsetは、調光率特性X1上で1つの調光率を指定する設定値に相当する。仮想累積点灯時間Tsetは、プルレス操作回数を示す計数値nに応じて変化する。つまり、本実施の形態によれば、プルレス操作で計数値nを変化させることで、初期照度補正を開始する調光率(図3の点Ps)を指定する設定値、すなわち仮想累積点灯時間Tsetを、変更することができる。

0043

次に、制御回路40は、プルレス操作時間Tが0.5秒を超え、かつ、2秒以内であるかを判定する処理を実行する(ステップS5)。

0044

次に、制御回路40は、その時間範囲でない場合はステップS2に戻り、その時間範囲である場合は、nに1を加算する処理を実行する(ステップS7)。

0045

次に、制御回路40は、このnの値が10を超えているかを判定する処理を実行する(ステップS8)。

0046

次に、制御回路40は、ステップS8でnが10を超えている場合はnをリセットしてステップS1に戻り、ステップS8でnが10を超えていない場合はステップS1に戻る。

0047

以上の処理によれば、壁スイッチ等のプルレス操作(交流電源ACの供給−遮断−供給のパターン)により、仮想累積点灯時間を算出するようにして、この仮想累積点灯時間に応じて光源モジュール200を点灯することができる。

0048

実施の形態によれば、プルレス操作により初期照度補正の制御内容を簡単かつ任意に変更することができる。これにより、毎回の点灯時に操作を行う負担を軽減しつつ明るさの維持が可能であり、ユーザの利便性が向上する。

0049

つまり、本実施の形態では、プルレス操作によって、初期照度補正の設定値を変更できるようにしている。この初期照度補正の設定値とは、初期照度補正上でほぼ一定の所望の明るさを実現するための調光率を指定する値である。点灯スイッチSWをオンしたとき、この設定値が指定した調光率で初期照度補正制御が行われる。実施の形態では、仮想累積点灯時間Tsetがこの設定値に相当する。

0050

本実施の形態によれば、照明器具を設置後、プルレス操作を行うことで、使用するユーザの要望に応じて初期照度の設定値を容易に変更することができる。これにより、次回の点灯開始時から必要な明るさを提供できる。

0051

また、プルレス操作を一定回数以上行うと、計数値nをリセットすることができる。従って、何度でも、簡単に、初期照度補正を開始する時の調光率を指定する設定値を変更することができる。設定値の変更は増加のみの一方通行としている。しかし、上限値10を超えた後は初期値に戻るので、繰り返し設定値を変更することができる。

0052

なお、実施の形態では、プルレス操作のたびに計数値nが加算されていくことで、プルレス操作の回数が多いほど仮想累積点灯時間Tsetを大きく変更している。このため、多段階に設定値を変更できる。

0053

従って、プルレス操作の回数が所定回数に達するまでは、仮想累積点灯時間Tsetを増加方向に変化させることができる。そして、プルレス操作の累積回数が10回に達したら(n>10となったら)、n=0として仮想累積点灯時間Tsetを現実の累積点灯時間Tnowそのものの値とすることができる。なお、n>10となったときにn=0とするのではなく、nを加算から減算に切り替えるようにして逆方向に変化させ、n=0まで減少したら加算に切り替えるようにしてもよい。

0054

なお、本実施の形態では、制御回路40がステップS5の処理を実行することで、AC検出回路30の検出信号に基づいてプルレス操作を検出した。これにより、電源供給の供給、遮断、供給というパターンそのものを監視して、プルレス操作の有無を検出することができる。しかしながら本発明はこれに限られず、壁スイッチ等の操作手段を監視してもよい。操作手段に入力された操作がオン、オフ、オンを所定時間内に行うものであった場合に、プルレス操作があったと判定してもよい。

0055

[実施の形態の変形例]
図4は、本発明の実施の形態の変形例にかかる点灯装置の動作を説明するための図である。上記の実施の形態では、プルレス操作の回数を示す計数値nに応じて、仮想累積点灯時間Tsetを算出するようにしたが、仮想累積点灯時間を算出せずに、図4に示すように累積点灯時間に応じた複数の調光率特性をプルレス操作に応じて変更するようにしてもよい。

0056

この変形例では、制御回路40は、複数の調光率特性X21、X22、X23、X24およびX25を調光テーブル中に記憶している。複数の調光率特性X21〜X25は、累積点灯時間と調光率との間の関係を互いに異なる特性に定めたものである。

0057

複数の調光率特性X21〜X25は、図4に示す調光テーブル(累積点灯時間と調光率とを座標軸とする直交座標系)において、傾きは同じであり切片の値がそれぞれ異なる。なお、本発明はこれに限られず、傾き、切片の片方又は両方を相違させても良く、また直線に限らず曲線を含む特性でもよい。

0058

制御回路40は、現在使用すべき調光率特性の設定値Xnowに従って初期照度補正を行う。このXnowは、複数の調光率特性のなかから1つの調光率特性を指定するための設定値である。例えばXnow=X21であれば、制御回路40は、調光率特性X21に従って現在の累積点灯時間Tnowに応じた調光率で光源モジュール200を点灯させるように、点灯制御回路21を制御する。

0059

本変形例では、プルレス操作に応じて、調光率特性X21、X22、X23、X24およびX25のいずれかに、Xnowへの代入値を順次切り替えていく。図4のように、X21から順次X25まで切替がおこなわれた後、X25からX21へと戻る。以上説明した本変形例によっても、プルレス操作を行うことで、使用するユーザの要望に応じて初期照度の設定値を容易に変更することができる。

0060

10昇圧チョッパ回路、11PFC制御回路、20点灯回路、21点灯制御回路、30 AC検出回路、40制御回路、50制御電源回路、100点灯装置、200光源モジュール、1000 照明装置

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