JP3382008B2 - 可変色照明装置 - Google Patents

可変色照明装置

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JP3382008B2
JP3382008B2 JP05784394A JP5784394A JP3382008B2 JP 3382008 B2 JP3382008 B2 JP 3382008B2 JP 05784394 A JP05784394 A JP 05784394A JP 5784394 A JP5784394 A JP 5784394A JP 3382008 B2 JP3382008 B2 JP 3382008B2
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成夫 五島
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、住宅や事務所などの一
般的な生活空間で用いる照明装置であって、発光色の異
なる複数個の光源を備えた発光部を備え、発光部におけ
る各光源の発光量を調節することによって、混色光とし
て得られる照明光の光色および光量をほぼ連続的に調節
できるようにした可変色照明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明者は、この種の可変色照明装置と
して、図4に示すように、赤色系(R)、緑色系
(G)、青色系(B)の3色の光源2R,2G,2Bを
1つの器具本体に収納した発光部1を持ち、あらかじめ
光色および光量に応じて各光源2R,2G,2Bの調光
量に対応する調光比を記憶したデータ記憶部7に対し
て、光色光量選択部8から光色および光量を指示するこ
とによって、各光源2R,2G,2Bの発光量を調節す
るものを先に提案した(たとえば、特開平4−4858
4号公報)。すなわち、上記公報に記載された可変色照
明装置では、光色光量選択部8においてアップスイッチ
とダウンスイッチとを操作して色温度の上昇または下降
を選択すると、アップダウンカウンタから出力されるア
ドレスデータが増減し、このアドレスデータによってデ
ータ記憶部7のアドレスを指定するようになっている。
また、データ選択部5では、指定したアドレスの調光比
をデータ記憶部7から読み出して調光信号発生部6に渡
す。調光比は、上述したように指定された色温度に対応
する各光源2R,2G,2Bの調光量に対応する3つ組
のデータであって、調光信号発生部6では調光比に対応
した調光量の調光信号を生成して調光器4R,4G,4
Bに渡し、各調光器4R,4G,4Bは調光信号に従っ
て各光源2R,2G,2Bを調光制御するのである。た
とえば、調光器4R,4G,4Bにおいて位相制御を行
なうものとすれば調光信号として調光比に対応した位相
角を与える信号を発生し、調光器4R,4G,4Bにお
いて共振回路を介して光源2R,2G,2Bに電力を与
えこの共振回路に与える周波数を変化させることで光源
2R,2G,2Bへの供給電力を調節するものとすれば
調光信号として調光比に対応した周波数の信号を発生す
るようにすればよい。
【0003】ところで、データ記憶部7には、表1に示
すような形で調光比が記憶されている。すなわち、デー
タ記憶部7には、各アドレスに対応して色温度に応じた
3つ組の調光比(表1では色温度のみを記載している)
が格納されているのであって、データ選択部5で所望の
アドレスが指示されると、そのアドレスの調光比が読み
出されるのである。
【0004】
【表1】
【0005】表1に示したような調光比を用いるとすれ
ば、色温度を3000Kから3300Kまで連続的に変
化させる場合には、データ選択部5においてアドレスを
00h(末尾のhは16進数を示す)から19h(色温
度は3290Kになる)まで連続的に変化させることに
なる。ここに、表1に示した色温度に対応する調光比で
は1段階ごとの色温度の逆数(=1/色温度)の変化が
略等しくなるように設定してある。すなわち、色温度を
ミレッドに換算したときに略等間隔になるように1段階
ごとに色温度の変化を設定してあり、このことによって
1段階ごとの色変化が略等間隔に知覚されるようになっ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、表1に示し
た調光比は、3000〜30000Kの範囲において色
温度を256段階でほぼ連続的に変化させる場合の例で
あって、一定光量に対して調光比の3つ組を256組必
要とすることになる。また、一定光色で光量を変化させ
る場合に、たとえば、各色温度について光量を256段
階でほぼ連続的に変化させるようにするとすれば、25
6×256=65536組の調光比が必要になる。これ
らの調光比は、光源2R,2G,2Bの最大出力光束
どに応じてあらかじめ計算されてデータ記憶部7に格納
されている。したがって、データ記憶部7に格納する調
光比のデータ量が非常に多くなり、データ記憶部7に用
いる記憶素子(RAMやROM)の容量が大きくなって
コスト高になるという問題が生じる。また、データ記憶
部7に格納しておく調光比のデータ数が多いものである
から、調光比を計算して作成するのに手間がかかるとい
う問題もある。
【0007】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、従来構成とほぼ等しい範囲で調色、調光を可
能としながらも、データ記憶部に格納するデータ量を大
幅に削減することができる可変色照明装置を提供しよう
とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、発光色の異なる複数の光源を備えた発
光部と、発光部に設けた光源の混色光の光色を選択する
光色選択部と、発光部に設けた光源の混色光の光量を選
択する光量選択部と、光色選択部で選択された光色およ
び光量選択部で選択された光量に基づいて各光源の調光
比を決定するためのデータを格納したデータ記憶部と、
光色選択部により選択された光色とデータ記憶部に格納
されたデータとから求めた各光源の発光色に要求される
光束の比率と光量選択部により選択された光量とデータ
記憶部に格納されたデータとを用いて光源ごとの調光比
を算出する演算部と、演算部で算出された調光比により
各光源の調光量を制御する調光器とを備え、演算部は光
色選択部での光色および光量選択部での光量の選択毎に
各光源の調光比を算出することを特徴としている。
【0009】また、データ記憶部には、各光源の発光色
および最大出力光束と、光色選択部で選択可能な光色の
種類よりも少ない種類の複数の光色に対応した色度座標
値である基準データとを格納し、演算部は、光色選択部
で選択された光色が基準データ以外の光色であるときに
基準データに基づいて選択された光色に対応する色度座
標値を求め、求めた色度座標値と各光源の発光色とに基
づいて各光源の発光色での混合比を求め、各光源の最大
出力光束に基づいて上記混合比が得られる調光比を算出
するのが望ましい。
【0010】発光部を構成する光源の発光色は3色以上
とするのが望ましく、また発光部を構成する光源の発光
色のうちの1色を白色系としてもよい。
【0011】
【作用】本発明の構成によれば、データ記憶部に、光色
選択部で選択された光色および光量選択部で選択された
量に基づいて各光源の調光比を決定するためのデータ
を格納しておき、演算部では、光色選択部での光色およ
び光量選択部での光量の選択毎に、光色選択部により選
択された光色とデータ記憶部に格納されたデータとから
求めた各光源の発光色に要求される光束の比率と光量選
択部により選択された光量とデータ記憶部に格納された
データとを用いて光源ごとの調光比を算出するのであ
る。また、従来構成とは、調光比を求める演算を行なっ
た後のデータを記憶部に格納するか、記憶部に格納した
データに基づいて調光比を求めるかの相違であって、調
色、調光の範囲については従来構成と同様の範囲に設定
することが可能である。
【0012】データ記憶部に格納するデータとして、各
光源の発光色および最大出力光束と、光色選択部で選択
可能な光色の種類よりも少ない種類の複数の光色に対応
した色度座標値である基準データとを採用し、演算部で
は、光色選択部で選択された光色が基準データ以外の光
色であるときに基準データに基づいて選択された光色に
対応する色度座標値を求めるようにすれば、少数のデー
タで広範囲の調色が可能になる。すなわち、データ記憶
部の容量を従来構成に比較して大幅に小さくすることが
できる。また、データ記憶部に各光源の発光色および最
大出力光束をデータとして格納し、光色選択部で選択し
た光色に対応する色度座標値と各光源の発光色とに基づ
いて各光源の発光色での混合比を求め、各光源の最大
力光束に基づいて上記混合比が得られる調光比を算出す
るようにすることで、発光部の仕様(光源の発光色や最
大出力光束)が変更されたとしても、データ記憶部にお
いて光源に関する少数のデータを変更するだけで、他の
データや構成に影響を与えることなく対応が可能にな
り、仕様変更に対する柔軟な対応が可能になる。
【0013】発光部を構成する光源の発光色は3色以上
とすれば調色の範囲が広くなる。また、発光部を構成す
る光源の発光色のうちの1色を白色系とすれば、一般の
生活照明で用いられる白色系の照明光を、白色系の範囲
内で調色可能としながらも比較的少ない電力で大きな光
量を得ることができるのである。すなわち、白色系の照
明光を得る場合には、通常の蛍光ランプや白熱電球を光
源として用いることで必要な光量を確保し、白色系の範
囲で暖色寄りないし寒色寄りとすることができる程度に
他の光色について最大出力光束の比較的少ない光源を選
択すればよいことになる。その結果、白色系以外の光源
の発光効率が低いとしても、その光源での電力消費は少
なくなり、電力の利用効率が高くなるのである。
【0014】
【実施例】(実施例1) 本実施例では、図4に示した従来構成のデータ選択部5
は、光色光量選択部8からの指示によってデータ記憶部
7から調光比を読み出し、読み出した調光比を調光信号
発生部6に与えるものであったが、図1に示すように、
本実施例ではデータ選択部5に代えて演算部9を設けて
いる。すなわち、データ記憶部7には、各光源2R,2
G,2Bに関する発光色および最大出力光束と、調色範
囲を数段階程度に分割し各段階ごとの色温度に対応した
色度図上の座標値とが格納され、演算部9では光色選択
部と光量選択部とを兼ねた光色光量選択部8からの指示
によってデータ記憶部7に格納された座標値のうちの所
要の1ないし2個の座標値を読み出し、読み出した座標
値と各光源2R,2G,2Bに関する発光色および最大
出力光束とに基づいて光色光量選択部8での指示に対応
した調光比を演算して求めるようになっている。ここ
に、調光信号発生部6、データ記憶部7、演算部9はマ
イクロコンピュータよりなる制御部3として実現されて
いる。光色光量選択部8には、光色を選択するアップス
イッチやダウンスイッチのほか、光量を選択するための
アップスイッチやダウンスイッチが設けられる。また、
データ記憶部7に格納される各光源2R,2G,2Bに
関する発光色は色度図上の座標値で与えられ、表2のよ
うな形でデータ記憶部7に格納される。
【0015】
【表2】
【0016】また、各段階の色温度に対する色度図上の
座標値は、色温度の可変範囲が3000〜30000K
であるとすれば、たとえば5段階に分割され、表3のよ
うに設定される。
【0017】
【表3】
【0018】ここで、データ記憶部7に格納された色温
度とアドレスとの対応関係は従来構成と一致している。
このようにしてデータ記憶部7に格納した色温度に対応
した色度図上での座標値を基準データとし、演算部9で
は光源2R,2G,2Bに関するデータと基準データと
を用いて調光比を算出する。調光比の算出の際には、光
色光量選択部8により指示された色温度が基準データの
色温度に一致すれば(すなわち、演算部9で求めたアド
レスがデータ記憶部7の基準データのアドレスに一致す
れば)、一致した1個の基準データのみを読み出し、不
一致の場合には、指示された色温度に対して上下両側の
色温度に対応した2個の基準データを選択する。2個の
基準データを選択した場合には、2個の基準データのア
ドレス値と指示されたアドレス値との関係に基づいて色
度図上の座標値を内挿することで、目的とする色度図上
の座標値を求める。この演算は具体的には次のようにな
る。
【0019】いま、光色光量選択部8で選択した色温度
が4900Kであって、演算部9においてこの色温度に
対して発生するアドレス値が6Eh(末尾のhは16進
数であることを示す)であるものとすると、このアドレ
ス値は上記基準データのアドレス値のうち51hと71
hとの間の値であることがわかる。ここに、アドレスが
1だけ変化したときの色温度の逆数の変化量は従来と同
様に一定に設定してあるから、アドレスが1だけ変化し
たときの色度図上の座標値はアドレスにほぼ比例する。
そこで、演算部9では、次のような比例演算を行なうこ
とで、光色光量選択部8から与えられた色温度に対応す
る色度図上の座標値(x0 ,y0 )を求める。 (6Eh−51h):(71h−51h) =(x0 −0.373):(0.344−0.373)
(6Eh−51h):(71h−51h) =(y0 −0.376):(0.358−0.376) ∴x0 ≒0.373+(0.344−0.373)×
0.91 ≒0.347 y0 ≒0.376+(0.358−0.376)×0.
91 ≒0.361 ここに、(6Eh−51h)/(71h−51h)≒
0.91とした。
【0020】データ選択処理部9では、光色光量選択部
8で選択した光色に対応した色度図上での座標値
(x0 ,y0 )を求め、次に、光色光量選択部8で選択
された光量について光源2R,2G,2Bに関する表2
のようなデータを参照して各光源2R,2G,2Bごと
の調光量を求める。ところで、各光源2R,2G,2B
の発光色の色度図上での座標値がそれぞれ(xR
R ),(xG ,yG ),(xB,yB )であるものと
し、出力光束がそれぞれYR ,YG ,YB であるものと
すると、混色光の光色に対する色度図上での座標値(x
0 ,y0 )と光束Y0 とは、数1の関係になることが知
られている。
【0021】
【数1】
【0022】したがって、数1の関係式を用いれば、目
的とする光色(x0 ,y0 )および光束Y0 を得るため
の各光源2R,2G,2Bの光束YR ,YG ,YB を求
めることができる。たとえば、設定すべき色温度が上述
のように4900Kであって、光束Y0 を6000ルー
メンに設定するものとすれば、色温度4900Kに対応
する色度図上での座標値は上述した比例演算によって
(0.347,0.360)と求めることができるか
ら、表2における各光源2R,2G,2Bの発光色に対
応した座標値(xR ,yR )=(0.578,0.33
2),(xG ,yG)=(0.330,0.531),
(xB ,yB )=(0.158,0.143)、および
光束Y0 =6000を数1に代入することで、各光源2
R,2G,2Bに要求される光束YR ,YG ,YB を求
めることができる。すなわち、上記条件では、YR :Y
G :YB =0.26:0.63:0.11になり、光束
0 が6000ルーメンであるから、 YR =6000×0.26=1560ルーメン YG =6000×0.63=3800ルーメン YB =6000×0.11=660ルーメン となり、各光源2R,2G,2Bの最大出力光束は、表
2によりそれぞれ2100ルーメン、3800ルーメ
ン、840ルーメンであることがわかっているから、各
光源2R,2G,2Bに対する調光比は、それぞれ 1560/2100=74% 3800/3800=100% 660/840=86% になる。
【0023】以上のようにして各光源2R,2G,2B
ごとの調光比を求めれば、この調光比が得られるように
作成した調光比を調光信号発生部6に渡すことで、従来
構成と同様に、各調光器3R,3G,3B介して各光源
2R,2G,2Bの調光量を制御することができるので
ある。演算部9における上記演算処理の手順をまとめる
と、図2のようになる。すなわち、光色光量選択部8か
ら光色および光量がアドレスデータとして指示されると
(S1)、指示された光色に対応するアドレスがデータ
記憶部7に格納されている表3のような色温度の基準デ
ータのアドレスに一致するか否かが判定される(S
2)。判定結果が一致であれば一致したアドレスに対応
する基準データの座標値が読み出され(S3)、不一致
であればそのアドレスの前後の基準データのアドレス値
を読み出し(S4)、上述した補間演算により対応する
座標値を求める(S5)。このようにして、光色光量選
択部8から指示された光色に対応する色度図上の座標値
が求められると、各光源2R,2G,2Bに要求される
出力光束が数1に基づいて求められ(S6)、求めた光
束と表2のような各光源2R,2G,2Bの最大出力光
束との比率によって調光比が求められる(S7)。この
ようにして調光比が求まれば、調光比を作成して調光信
号発生部6に渡すのである。
【0024】上述のように光色光量選択部8で選択した
光色および光量に対して調光比を作成する処理は、光色
光量選択部8での選択(アドレス)を変更するたびに行
なわれるから、すべての選択肢に対する調光比をあらか
じめデータ記憶部7に格納している場合に比較して光色
光量選択部8での選択に対する調光比の精度を低下させ
ることがなく、しかもデータ記憶部7に格納するデータ
量は大幅(1%以下)に低減されるのである。また、上
述の例では隣合う基準データの間を直線で補間している
が、調色範囲の変更などによって直線で補間できない区
間が発生するような場合には表3に示したような基準デ
ータを変更することで容易に対応することができる。さ
らには、光源2R,2G,2Bの仕様変更などに際して
も表2に示したような光源2R,2G,2Bに関するデ
ータのみを変更すればよいのであって、各種仕様変更に
対して少数のデータ変更のみで容易に対応することがで
きるのである。ここにおいて、直線による補間を行なう
代わりに曲線による補間を行なうようにしてもよく、さ
らに基準データの間の区間ごとに補間の方法を変更する
ようにしてもよい。たとえば、基準データ間で直線に近
い区間は直線で補間し、曲線に近い区間は曲線で補間す
るようにすればよい。
【0025】上記実施例では、光量が一定で光色を変化
させる場合についてのみ説明したが、光色が一定で光量
を変化させる場合も同様であって、光色光量選択部8で
光色と光量とを選択すると、上述した手順で各光源2
R,2G,2Bの調光比が決定されるのである。なお、
上記実施例では色温度を可変とする例を説明したが、色
温度に限らず光色を任意に可変とするようにしてもよ
く、光色光量選択部8で選択可能なアドレスの個数、デ
ータ記憶部7に格納された基準データの個数、基準デー
タのアドレスなどは光色や光量の可変範囲に応じて適宜
設定することができる。
【0026】(実施例2)実施例1では、発光部1とし
て赤色系、緑色系、青色系の3色の光源2R,2G,2
Bを用いていたが、一般の生活空間では白色系の発光色
を用いることが多い。一方、青色系の光源2Bは一般に
最大出力光束が他の発光色の光源2R,2Gに比較して
少なく、混色光を白色系にしようとすると青色系の光源
2Bの最大出力光束によって全体の光束が規制されるこ
とになる。そこで、本実施例では、図3に示すように、
発光部1に白色系の光源2Wを付加することで、主とし
て白色系の発光色を得る場合に十分な光束を確保できる
ようにした例を示す。
【0027】すなわち、各光源2R,2G,2B,2W
の発光色の色度図上での座標値がそれぞれ(xR
R ),(xG ,yG ),(xB ,yB ),(xW ,y
W )であり、出力光束がそれぞれYR ,YG ,YB ,Y
W であるとき、データ選択処理部9では、混色光の光色
に対する色度図上での座標値(x0 ,y0 )と光束Y0
とを数2のように設定するのである。
【0028】
【数2】
【0029】数2を用いれば、混合比Y:Y
:Yを求めることができ、実施例1と同様に
して各光源2R,2G,2B,2Wの調光比を求めるこ
とができる。すなわち、データ記憶部7において白色系
の光源2Wの色温度および最大出力光束が格納され、ま
た、データ選択処理部9において数2の関係式を適用す
る点を除き、実施例1と同様の手順で光色および光量に
応じた各光源2R,2G,2B,2Wの調光比を決定す
ることができるのである。
【0030】
【発明の効果】本発明の構成によれば、データ記憶部
に、光色選択部で選択された光色および光量選択部で選
択された光量に基づいて各光源の調光比を決定するため
のデータを格納しておき、演算部では、光色選択部での
光色および光量選択部での光量の選択毎に、光色選択部
により選択された光色とデータ記憶部に格納されたデー
タとから求めた各光源の発光色に要求される光束の比率
と光量選択部により選択された光量とデータ記憶部に格
納されたデータとを用いて光源ごとの調光比を算出する
ので、従来のようにあらかじめ演算したデータをデータ
記憶部に格納している場合に比較すると、光色および光
量の選択毎に演算を行なうことで、データ記憶部に格納
すべきデータ数を削減することができるという利点があ
る。また、従来構成とは、調光比を求める演算を行なっ
た後のデータを記憶部に格納するか、記憶部に格納した
データに基づいて調光比を求めるかの相違であって、調
色、調光の範囲については従来構成と同様の範囲に設定
することが可能である。
【0031】データ記憶部に格納するデータとして、各
光源の発光色および最大出力光束と、光色選択部で選択
可能な光色の種類よりも少ない種類の複数の光色に対応
した色度座標値である基準データとを採用し、演算部で
は、光色選択部で選択された光色が基準データ以外の光
色であるときに基準データに基づいて選択された光色に
対応する色度座標値を求めるようにすれば、少数のデー
タで広範囲の調色が可能になり、データ記憶部の容量を
従来構成に比較して大幅に小さくすることができるとい
う効果を奏する。また、データ記憶部に各光源の発光色
および最大出力光束をデータとして格納し、光色選択部
で選択した光色に対応する色度座標値と各光源の発光色
とに基づいて各光源の発光色での混合比を求め、各光源
の最大出力光束に基づいて上記混合比が得られる調光比
を算出するようにすることで、発光部の仕様(光源の発
光色や最大出力光束)が変更されたとしても、データ記
憶部において光源に関する少数のデータを変更するだけ
で、他のデータや構成に影響を与えることなく対応が可
能になり、仕様変更に対する柔軟な対応が可能になると
いう効果が得られる。
【0032】発光部を構成する光源の発光色は3色以上
とすれば調色の範囲が広くなる。また、発光部を構成す
る光源の発光色のうちの1色を白色系とすれば、一般の
生活照明で用いられる白色系の照明光を、白色系の範囲
内で調色可能としながらも比較的少ない電力で大きな光
量を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示すブロック図である。
【図2】実施例1の動作説明図である。
【図3】実施例2を示すブロック図である。
【図4】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 発光部 2R 光源 2G 光源 2B 光源 2W 光源 3 制御部 4R 調光器 4G 調光器 4B 調光器 4W 調光器 5 データ選択部 6 調光信号発生部 7 データ記憶部 8 光色光量選択部 9 演算部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光色の異なる複数の光源を備えた発光
    部と、発光部に設けた光源の混色光の光色を選択する光
    色選択部と、発光部に設けた光源の混色光の光量を選択
    する光量選択部と、光色選択部で選択された光色および
    量選択部で選択された光量に基づいて各光源の調光比
    を決定するためのデータを格納したデータ記憶部と、光
    色選択部により選択された光色とデータ記憶部に格納さ
    れたデータとから求めた各光源の発光色に要求される光
    束の比率と光量選択部により選択された光量とデータ記
    憶部に格納されたデータとを用いて光源ごとの調光比を
    算出する演算部と、演算部で算出された調光比により各
    光源の調光量を制御する調光器とを備え、演算部は光色
    選択部での光色および光量選択部での光量の選択毎に各
    光源の調光比を算出することを特徴とする可変色照明装
    置。
  2. 【請求項2】 データ記憶部には、各光源の発光色およ
    び最大出力光束と、光色選択部で選択可能な光色の種類
    よりも少ない種類の複数の光色に対応した色度座標値で
    ある基準データとが格納され、演算部は、光色選択部で
    選択された光色が基準データ以外の光色であるときに基
    準データに基づいて選択された光色に対応する色度座標
    値を求め、求めた色度座標値と各光源の発光色とに基づ
    いて各光源の発光色での混合比を求め、各光源の最大
    力光束に基づいて上記混合比が得られる調光比を算出す
    ることを特徴とする請求項1記載の可変色照明装置。
  3. 【請求項3】 発光部を構成する光源の発光色は3色以
    上であることを特徴とする請求項1または請求項2記載
    の可変色照明装置。
  4. 【請求項4】 発光部を構成する光源の発光色のうちの
    1色は白色系であることを特徴とする請求項1または請
    求項2記載の可変色照明装置。
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