JP6087083B2

JP6087083B2 - Ｌｅｄ照明システム

Info

Publication number: JP6087083B2
Application number: JP2012181319A
Authority: JP
Inventors: 勝伊垣
Original assignee: Iris Ohyama Inc
Current assignee: Iris Ohyama Inc
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2032-08-20
Also published as: JP2014038789A

Description

本発明は、ＬＥＤ照明システムに関する。

住宅やオフィス等の室内の照明に用いられる照明装置として、白熱電球、蛍光灯等の光源に代えて、ＬＥＤを光源として用いた照明装置や照明システムが普及しつつある。

即ち、ＬＥＤの高輝度化に伴い、小型、低消費電力、長寿命等の特性を活かした照明装置等の需要が急速に拡大している。

このようなＬＥＤを用いた照明装置に関する技術は種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１３４６８４号公報

ところで、ＬＥＤを用いた照明システムは、例えば天井に埋め込んで取り付けられるダウンライトとして構成されることがある。

このようなダウンライトは、室内環境や時間帯等の条件により、色温度を変えたい場合がある。具体的には、例えば昼の時間帯には、色温度が６５００Ｋ程度の昼光色や５０００Ｋ程度の昼白色とし、夜の時間帯には色温度が２９００Ｋ程度の電球色に変更したい場合がある。

ダウンライトに用いられる灯具としては、色温度の異なる２種以上のＬＥＤを光源として搭載した電球形等のものが開発されているが、上述のように色温度を簡単な操作で変更できるようにしたＬＥＤ照明システムは未だ存在しない。

本発明の目的は、色温度を簡単な操作で変更することのできるＬＥＤ照明システムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、色温度の異なる２種以上のＬＥＤを光源として搭載した灯具と、前記灯具において、前記光源を構成する前記色温度の異なるＬＥＤの発光を色温度の種類毎に切り換える切換手段と、前記切換手段の切換制御を行う制御手段と、前記灯具への給電用電源のオン・オフ切替に基づいて、前記制御手段への制御指示を与えるプルレススイッチと、前記プルレススイッチによる制御指示の有無を判定する判定手段と、前記プルレススイッチによる制御指示に基づく前記色温度に関する情報を記憶する記憶手段とを備え、前記制御手段は、前記判定手段によって次回の前記プルレススイッチによる制御指示が有ったと判定された場合には、当該制御指示に従って前記切換手段の切換制御を行い、前記判定手段によって次回の前記プルレススイッチによる制御指示が無かったと判定された場合には前記記憶手段に記憶されている前記色温度に関する情報に基いて前記切換手段の切換制御を行い、初回点灯時における前記色温度に関する情報を指定する第２のスイッチをさらに備え、前記制御手段は、初回点灯時において前記第２のスイッチで指定された前記色温度に関する情報に基いて前記切換手段の切換制御を行うＬＥＤ照明システムが提供される。

本発明によれば、プルレススイッチの操作により色温度を簡単な操作で変更することのできるＬＥＤ照明システムを提供することができる。

第１実施例に係るＬＥＤ照明システムの概略構成を示すブロック図。第１実施例に係るＬＥＤ照明システムにおけるダウンライトの接続状態を示す概略図。プルレススイッチによる色温度変更の状態を示す説明図。プルレススイッチによる制御指示の判定状況を示す波形図。第１実施例に係るＬＥＤ照明システムにおける色温度記憶処理の処理手順を示すフローチャート。第１実施例に係るＬＥＤ照明システムにおけるメモリ初期化処理の処理手順を示すフローチャート。第１実施例に係るＬＥＤ照明システムにおける調光動作の例を示すグラフ。第１実施例に係るＬＥＤ照明システムにおけるダウンライトの構成例を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその底面図。第２実施例に係るＬＥＤ照明システムの概略構成を示すブロック図。

次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

[実施の形態]
（第１実施例）
図１〜図８を参照して、第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１について説明する。

本実施の形態における第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１は、色温度の異なる２種以上のＬＥＤ１７，１８を光源として搭載した灯具（例えば、ダウンライトＬ１等）と、灯具Ｌ１等において、光源を構成する色温度の異なるＬＥＤ１７，１８の発光を色温度の種類毎に切り換える切換手段（定電流化スイッチ部１５、１６）と、切換手段の切換制御を行う制御手段（制御部１２）と、灯具Ｌ１への給電用電源（ＡＣ電源１０）のオン・オフ切替に基づいて、制御手段（制御部１２）への制御指示を与えるプルレススイッチ３０と、プルレススイッチ３０による制御指示の有無を判定する判定手段（例えば、マイクロコンピュータＭ）と、プルレススイッチ３０による制御指示に基づく色温度に関する情報を記憶する記憶手段（例えば、フラッシュメモリ２０）とを備え、制御手段（制御部１２）は、判定手段によって次回のプルレススイッチ３０による制御指示が有ったと判定された場合には、当該制御指示に従って切換手段（定電流化スイッチ部１５、１６）の切換制御を行い、判定手段によって次回のプルレススイッチ３０による制御指示が無かったと判定された場合には記憶手段に記憶されている色温度に関する情報に基いて切換手段（定電流化スイッチ部１５、１６）の切換制御を行うように構成される。

また、給電用電源がＡＣ電源１０である場合に、ＡＣ電源１０をＬＥＤ１７，１８を駆動可能なＤＣ電源に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１１を備えるようにできる。

また、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１に接続されて充電される二次電池１３を備え、二次電池１３は、制御手段（制御部１２）に接続され、プルレススイッチ３０による給電用電源の瞬断が発生した場合には、二次電池１３によって制御手段に対する給電を行うように構成しても良い。

また、色温度の異なる２種以上のＬＥＤ１７，１８は、昼光色のＬＥＤ、昼白色のＬＥＤおよび電球色のＬＥＤの少なくとも２種類を含むようにできる。

また、記憶手段（例えば、フラッシュメモリ２０）に記憶されている色温度に関する情報を初期化する初期化手段を備えるようにできる。

なお、初期化手段は、灯具Ｌ１等に設けられる物理スイッチ（機械的スイッチ）で構成されるようにしても良いし、あるいは初期化手段による初期化は、判定手段によるプルレススイッチ３０の所定のパターンに係るオン・オフ切換の判定結果に基いて行われるようにしても良い。具体的な処理手順については後述する。

また、二次電池１３は、電解コンデンサまたは電気二重層キャパシタの何れかで構成されるようにできる。

ここで、図１のブロック図を参照して、第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１の構成例について説明する。

図１に示すように、第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１は、給電用電源としてのＡＣ電源１０に、制御手段としての制御部１２への制御指示を与えるプルレススイッチ３０が設けられる。このプルレススイッチ３０は、特別なスイッチである必要は無く、図３に示すように、壁等に設けられる一般的な電源スイッチで足りる。

プルレススイッチ３０には、ノードＮ１を介してＡＣ電源１０をＬＥＤ１７，１８を駆動可能なＤＣ電源に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１１が接続されている。

ＡＣ／ＤＣコンバータ１１には、上述のように例えば電解コンデンサまたは電気二重層キャパシタの何れかで構成される二次電池１３が接続されている。この二次電池１３は、制御部１２を構成するマイクロコンピュータに接続され、プルレススイッチ３０による給電用電源の瞬断が発生した場合には、二次電池１３によって制御部１２に対する給電を行う。

制御部１２は、例えば、フラッシュメモリ２０を内蔵したマイクロコンピュータＭで構成される。なお、フラッシュメモリは外付けとしても良い。

また、ノードＮ１に接続されＡＣ電源１０の監視を行うフォトカプラ１４が信号線を介して制御部１２に接続される。

ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、ノードＮ２を介して、１ｃｈの定電流化スイッチ部１５と、２ｃｈの定電流化スイッチ部１６とに接続される。

また、１ｃｈの定電流化スイッチ部１５および２ｃｈの定電流化スイッチ部１６は、それぞれ信号線を介して制御部１２に接続される。

本実施例において、１ｃｈの定電流化スイッチ部１５には色温度が６５００Ｋ程度の昼光色のＬＥＤ１７が、２ｃｈの定電流化スイッチ部１６には色温度が２９００Ｋ程度の電球色のＬＥＤ１８が接続される。

なお、昼光色のＬＥＤ１７に代えて、色温度が５０００Ｋ程度の昼白色のＬＥＤを接続するようにしても良い。

また、図２に示すように、灯具Ｌ１〜Ｌ４は、プルレススイッチ３０を介して給電用電源（ＡＣ電源１０）から延設される電源線１００に並列接続されるようにできる。

また、本実施例において、図３や図８に示すように、各灯具Ｌ１〜Ｌ４は、天井に埋め込んで取り付けられるダウンライトとして構成される。

（プルレススイッチによる制御指示）
ここで、図３および図４を参照して、プルレススイッチ３０による制御指示について説明する。

まず、操作者が、第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１において、色温度を変更させたい場合には、プルレススイッチ３０がオンされＬＥＤ１７，１８が点灯された状態から、図３に示すようにプルレススイッチ３０を素早くオフ→オンと操作する。

このオフ→オン操作が、所定の時間条件を満たすと判定手段としてのマイクロコンピュータＭによって判定された場合には、制御部１２の制御により、例えば、ＬＥＤの内、電球色のＬＥＤ１８のみを消灯させる。これにより、昼光色のＬＥＤ１７のみが点灯する状態となり、少なくとダウンライトＬ１の色温度は６５００Ｋ程度に変更される。

さらに、色温度を別の種類に変更させたい場合には、図３に示すようにプルレススイッチ３０を再度素早くオフ→オンと操作する。このオフ→オン操作が、所定の時間条件を満たすと判定手段としてのマイクロコンピュータＭによって判定された場合には、制御部１２の制御により、例えば、ＬＥＤの内、昼光色のＬＥＤ１７のみを消灯させる。これにより、電球色のＬＥＤ１８のみが点灯する状態となり、少なくとダウンライトＬ１の色温度は２９００Ｋ程度に変更される。

ところで、判定手段としてのマイクロコンピュータＭは、プルレススイッチ３０のオフ→オン操作による給電用電源の瞬断の間隔によって、切換手段としての定電流化スイッチ部１５、１６の切換制御を行うか否かを判定している。

しかしながら、プルレススイッチ３０の操作に基づかない給電用電源の瞬断も有り得るため、このような自然発生的な瞬断を判別する必要がある。

そこで、例えば、図４に示すように、瞬断が発生した時点ｔ１からの期間がＴ１＝０．２ｓｅｃ以下である場合には、自然発生的な瞬断であると判定し、続くＴ２＝４．８ｓｅｃ以内に給電用電源（ＡＣ電源１０）がオンされた場合には、プルレススイッチ３０のオフ→オン操作に基づく制御指示があったものと判定する。

なお、以下、前記Ｔ２を本実施例においては「プルレス動作判定期間」と称する。

また、図４に示すように、給電用電源（ＡＣ電源１０）の瞬断が発生している期間（ｔａ〜ｔｂ）においては、例えば電解コンデンサまたは電気二重層キャパシタの何れかで構成される二次電池１３の放電により、制御部１２への給電が行われ、瞬断中においても正常な制御が行われる。

また、二次電池１３は、瞬断が発生している期間（ｔａ〜ｔｂ）を除いて、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１を介して充電される。

（色温度記憶処理）
次に、図５に示すフローチャートを参照して、第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１で実行される色温度記憶処理の処理手順について説明する。

まず、ステップＳ１０で、壁スイッチとしてのプルレススイッチ３０のプルレス操作（オフ→オン操作）を行う。ステップＳ１１では、ステップＳ１０のプルレス操作がプルレス動作判定期間内か否かが判定され、「Ｎｏ」の場合には待機し、「Ｙｅｓ」の場合にはステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、プルレススイッチ３０による制御指示があったものとして、色温度を変更する。具体的には、前述したように、例えば、ＬＥＤの内、電球色のＬＥＤ１８のみを消灯させたり、あるいは昼光色のＬＥＤ１７のみを消灯させるように制御する。

次いで、ステップＳ１３では、現状の色温度に関する情報をフラッシュメモリ２０に格納する。具体的には、例えば、「電球色のＬＥＤ１８のみを消灯させる」あるいは「昼光色のＬＥＤ１７のみを消灯させる」という動作制御を行うためのコマンド等を現状の色温度に関する情報として記憶する。

ステップＳ１４では、次回の壁スイッチとしてのプルレススイッチ３０のプルレス操作（オフ→オン操作）を行う。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４のプルレス操作がプルレス動作判定期間内か否かが判定され、「Ｙｅｓ」の場合にはステップＳ１２に移行して、現状の色温度に関する情報をフラッシュメモリ２０に格納する処理を行う。

一方、ステップＳ１５で「Ｎｏ」と判定された場合には、プルレススイッチ３０のプルレス操作は無効として、フラッシュメモリ２０から現状の色温度に関する情報（例えば、「電球色のＬＥＤ１８のみを消灯させる」あるいは「昼光色のＬＥＤ１７のみを消灯させる」という動作制御を行うためのコマンド等）を読み出し、ステップＳ１７でコマンド等に基いて色温度を変更してステップＳ１４に戻る。

このように、現状の色温度に関する情報をフラッシュメモリ２０に格納することにより、灯具Ｌ１〜Ｌ４等を長時間消灯させた後に、次回の点灯を行った場合に、色温度を変更する前の状態に戻ってしまう事態を回避することができ、ユーザの利便性を向上可能である。

（メモリ初期化処理）
次に、図６に示すフローチャートを参照して、第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１で実行されるメモリ初期化処理の処理手順について説明する。

まず、ステップＳ２０で、壁スイッチとしてのプルレススイッチ３０のプルレス操作（オフ→オン操作）を行う。

次いで、ステップＳ２１で、ステップＳ２０のプルレス操作が所定条件のプルレス操作であるか否かが判定される。この所定条件のプルレス操作とは、特には限定されないが、例えば、前記プルレス動作判定期間内にプルレススイッチ３０のオフ→オン操作が３回以上行われたことを条件とすることができる。

そして、ステップＳ２１での判定結果が「Ｎｏ」の場合にはステップＳ２２に移行して、フラッシュメモリ２０の初期化は行わずにステップＳ２０に戻る。

一方、ステップＳ２１での判定結果が「Ｙｅｓ」の場合にはステップＳ２３に移行して、フラッシュメモリ２０の初期化を行なってステップＳ２０に戻る。

これにより、例えば、図２に示すように、複数の灯具Ｌ１〜Ｌ４が電源線１００に並列接続されているような場合に、プルレス操作によって各灯具Ｌ１〜Ｌ４の色温度が異なる状態になった場合に、フラッシュメモリ２０に記憶されている現状の色温度に関する情報を一旦初期化することによって、各灯具Ｌ１〜Ｌ４の色温度を揃えることが可能になる。

なお、図６に示すようなメモリ初期化処理の実行に代えて、灯具Ｌ１等に設けられる物理スイッチ（機械的スイッチ）の操作で、フラッシュメモリ２０の初期化を行なうようにしても良い。

（調光動作）
次に、図７を参照して、第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１における調光動作の例について説明する。

図７に示す例では、昼光色（Ｄ色）→電球色（Ｌ色）→昼光色（Ｄ色）と色温度を変更させている。この場合において、ｔ１０、ｔ４０は瞬断と判定する期間（例えば０．２ｓｅｃ）、ｔ２０、ｔ５０はプルレス動作判定期間（例えば４．８ｓｅｃ）、ｔ３０、ｔ６０は明るさが０から１００％に達するまでの調光期間（例えば、０．６５ｓｅｃ）である。

ここで、期間ｔ３０において、破線Ａで示すラインは、０から１００％に達するまで明るさをリニアに変化させる場合を示す。この場合には、肉眼的には明るさの変化が速く、眩しく感じるという不具合があった。

そこで、図７に示す例では、０から１００％に達するまで明るさを曲線Ｂに沿って徐々に変化させるようにしている。曲線Ｂは、例えば、２回微分ｄ^２ｙ／ｄｔ^２≧０となる曲線とすることができる。

これにより、明るさをリニアに変化させる場合に比して、明るさをゆっくりと変化させることができ、灯具Ｌ１等の色温度を変更する場合にも使用者が感じる眩しさを低減することができる。

（ダウンライトの構成例）
次に、図８を参照して、第１実施例に係るＬＥＤ照明システムにおけるダウンライトの構成例について説明する。

図８（ａ）はダウンライトの側面図、（ｂ）はその底面図である。

図８（ａ）に示すように、ダウンライトを構成する灯具Ｌ１等は、主にソケット部３００と、このソケット部３００の下方に左右に延設される板バネ３０１とから構成される。

また、図８（ｂ）に示すように、ソケット部３００には底面側からＬＥＤ型電球３０２が配設されている。

ＬＥＤ型電球３０２は、特には限定されないが、例えば、色温度が６５００Ｋ程度の昼光色のＬＥＤ１７と、色温度が２９００Ｋ程度の電球色のＬＥＤ１８が所定の配列で複数設けられている。

なお、昼光色のＬＥＤ１７に代えて、色温度が５０００Ｋ程度の昼白色のＬＥＤが設けられたＬＥＤ型電球３０２を用いるようにしても良い。

そして、このような構成のダウンライトを構成する灯具Ｌ１等は、部屋の天井に形成されたダウンライト設置用の孔に、板バネ３０１を畳んだ状態で挿入され、板バネ３０１の付勢力によって固定される。

（第２実施例）
図９を参照して、第２実施例に係るＬＥＤ照明システム１ａについて説明する。

なお、第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１と同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。

第２実施例に係るＬＥＤ照明システム１ａと、第１実施例に係るＬＥＤ照明システム１との相違点は、判定手段（例えば、マイクロコンピュータＭ）によるプルレススイッチ３０による制御指示の有無の判定を有効化または無効化する第１のスイッチＳＷ１および初回点灯時における色温度に関する情報を指定する第２のスイッチＳＷ２とを備えている点である。

具体的には、図９に示すように、制御部１２内に、スライドスイッチやディップスイッチ等で構成される第１のスイッチＳＷ１および第２のスイッチＳＷ２が設けられる。

そして、例えば、プルレススイッチ３０による制御指示の有無の判定を有効化する場合には第１のスイッチＳＷ１をオンにし、無効化したい場合には第１のスイッチＳＷ１をオフにする。

これにより、第２実施例に係るＬＥＤ照明システム１ａのユーザ等の要望に応じて、プルレス機能の有効、無効を切り換えることができ、利便性が向上される。

また、初回点灯時における色温度に関する情報を指定する場合には、第２のスイッチＳＷ２を所定の位置にセットする。

これにより、第２実施例に係るＬＥＤ照明システム１ａのユーザ等が、初回点灯時の色温度を指定したような場合に、柔軟に対応することができ、利便性が向上される。

[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

本発明のＬＥＤ照明システムは、住宅やオフィス等の室内の照明などに適用できる。

１、１ａ…ＬＥＤ照明システム
１０…ＡＣ電源
１１…コンバータ
１２…制御部
１３…二次電池
１４…フォトカプラ
１５，１６…定電流化スイッチ部
１７，１８…ＬＥＤ
２０…フラッシュメモリ
３０…プルレススイッチ
１００…電源線
３００…ソケット部
３０１…板バネ
３０２…ＬＥＤ型電球
Ｌ１〜Ｌ４…灯具（ダウンライト）
Ｍ…マイクロコンピュータ
Ｎ１、Ｎ２…ノード

Claims

色温度の異なる２種以上のＬＥＤを光源として搭載した灯具と、
前記灯具において、前記光源を構成する前記色温度の異なるＬＥＤの発光を色温度の種類毎に切り換える切換手段と、
前記切換手段の切換制御を行う制御手段と、
前記灯具への給電用電源のオン・オフ切替に基づいて、前記制御手段への制御指示を与えるプルレススイッチと、
前記プルレススイッチによる制御指示の有無を判定する判定手段と、
前記プルレススイッチによる制御指示に基づく前記色温度に関する情報を記憶する記憶手段と
を備え、前記制御手段は、前記判定手段によって次回の前記プルレススイッチによる制御指示が有ったと判定された場合には、当該制御指示に従って前記切換手段の切換制御を行い、前記判定手段によって次回の前記プルレススイッチによる制御指示が無かったと判定された場合には前記記憶手段に記憶されている前記色温度に関する情報に基いて前記切換手段の切換制御を行い、
初回点灯時における前記色温度に関する情報を指定する第２のスイッチをさらに備え、
前記制御手段は、初回点灯時において前記第２のスイッチで指定された前記色温度に関する情報に基いて前記切換手段の切換制御を行うことを特徴とするＬＥＤ照明システム。
前記給電用電源がＡＣ電源であり、前記ＡＣ電源を前記ＬＥＤを駆動可能なＤＣ電源に変換するＡＣ／ＤＣコンバータを備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明システム。
前記ＡＣ／ＤＣコンバータに接続されて充電される二次電池を備え、
前記二次電池は、前記制御手段に接続され、前記プルレススイッチによる給電用電源の瞬断が発生した場合には、前記二次電池によって前記制御手段に対する給電を行うように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明システム。
前記色温度の異なる２種以上のＬＥＤは、昼光色のＬＥＤ、昼白色のＬＥＤおよび電球色のＬＥＤの少なくとも２種類を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明システム。
前記記憶手段に記憶されている前記色温度に関する情報を初期化する初期化手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明システム。
前記初期化手段は、前記灯具に設けられる物理スイッチで構成されることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明システム。
前記初期化手段による初期化は、前記判定手段による前記プルレススイッチの所定のパターンに係るオン・オフ切換の判定結果に基いて行われることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明システム。
前記判定手段による前記プルレススイッチによる制御指示の有無の判定を有効化または無効化する第１のスイッチを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明システム。
前記二次電池は、電解コンデンサまたは電気二重層キャパシタの何れかで構成されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明システム。
前記灯具は、前記プルレススイッチを介して前記給電用電源から延設される電源線に複数個が並列接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明システム。
前記灯具は、天井に埋め込んで取り付けられるダウンライトとして構成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明システム。