JPS648919B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は主として住宅用の照明器具に使用さ
れるもので、例えばプルスイツチの操作により白
熱電球等の光源の調光を段階的に行ない得る照明
装置に関するものである。

照明用光源の調光を連続的に行なうための照明
装置として、例えば第１図に示すような構成のも
のが考えられる。第１図において１は白熱電球の
ような照明用光源、２は調光器、３は電動機、４
はプルスイツチであり、このスイツチ４の操作に
より照明用光源１の調光を行なうものである。

第２図はこの照明装置の回路図を示すもので、
５は交流電源、６はトライアツク、７は調光用の
可変抵抗、８は抵抗、９はコンデンサ、１０はト
リガーダイオードである。

上記電動機３はプルスイツチ４の操作により回
転を制御されかつ第２図の可変抵抗７に連結され
ているので、電動機３の回転により可変抵抗７を
変化させトライアツク６の点弧位相を制御するこ
とにより照明用光源１の連続的な調光を行なうこ
とができる。第３図はこの場合の時間に対する照
度の変化を示す特性図である。

このような構成の場合には、好みの明るさとな
つた時に使用者がスイツチを切つてから電動機の
回転が停止するまでに時間がかかるため希望する
明るさを得ることが困難であるとともに、調光が
連続的であるため視覚上の残光作用により照度の
変化を確実に促え難い欠点がある。しかもこの装
置は調整に機構部品を多く使用するので信頼性に
欠ける欠点もある。

そもそも、調光を行なうための住宅用照明器具
に要求される条件としては (1) 操作が簡単であること。

(2) なるべく調光の段階数を多く設定できるこ
と。

(3) 比較的短時間のうちに操作できること。

(4) 調光のレベルがその都度操作者に認識できる
こと。

等がある。

ところが、(2)(3)(4)の条件には、相反する面があ
り、従来これらのすべての条件を満足させること
はできなかつた。

例えば、特公昭44−30539号に示される照明装
置は明るさのレベルが25％ずつ変化し４段階の調
光しか行ない得ないものである。また変化の時間
間隔は全く不明である。操作用スイツチの操作に
応じて調光するものではないから住宅用照明器具
には使用できない。さらにプログラム設定装置を
用いないと調光できない構成のものである。

操作スイツチの操作に応じて調光するものとし
ては特開昭50−82864号の制御装置があるが、こ
れは第１図ないし第３図に示したものと同様明る
さが無段階に変化するものであつて、操作者に変
化幅を視覚可能にするものではない。

さらに特開昭49−118288号の負荷制御装置は、
パルスの計数に応じて出力が段階的に変化するも
のではあるが、段階的変化を連続的に行ない操作
者の希望に応じ任意の段階で停止するという使い
方をするものではない。単にＡ／Ｄ変換技術とし
ての機構が示されているに過ぎない。

この発明は上記の事情を解決するためになされ
たもので、操作スイツチの操作中に光源の明るさ
のレベルを0.3〜0.8秒の時間間隔で段階的に増加
もしくは減少させる構成をとることにより、比較
的短い操作時間でしかも調光のレベルを的確に認
識することができ操作者の希望するレベルに調整
することの容易な照明装置を提供しようとするも
のである。

この発明は、一段階毎に変化する明るさのレベ
ル変化の時間間隔を0.3〜0.8秒としたところに特
徴がある。

すなわち、一般家庭などで望まれる調光段階数
は、たとえば、明・暗それぞれのムード照明とし
ての明るさ、軽作業が行なえる明るさ、来客応接
時の明るさ、テレビ観賞など寛ぎ時の明るさなど
６段階程度である。そうして、スイツチの操作中
に明るさの変化が知覚でき、しかも、所望の明る
さのレベルでスイツチを切つて所望の明るさを得
ることが短時間で、かつ適確に行なえることが要
求されるものである。

ところで、明るさの変化を知覚させる１段階毎
の変化幅は５％以上が好ましいことが実験によつ
て確められた。そして、スイツチの操作中に光源
の明るさのレベルを段階的に増加もしくは減少さ
せ一段階毎の明るさの変化幅を視覚可能な程度に
調整するようにしたものにおいて、操作者が所望
の明るさであることを認めてスイツチを操作する
時間は最短で0.3秒かかることが実験によつて明
らかになつた。したがつて、１段階毎の時間間隔
を0.3秒未満で設定しても実用的でない。また、
その時間間隔が0.8秒を超えると時間間隔が大き
過ぎ、一周期が長くなつて操作者に苦痛を与える
ものであることが実験によつて明らかになつた。

以上のことから、一段階毎の時間間隔が短か過
ぎると実用的でなく、また、長過ぎると操作者に
苦痛を与えてしまうものであり、その時間間隔を
0.3〜0.8秒に設定することにより、所望の明るさ
での操作が適確にできるとともに操作者にいらだ
ちを与えることなく短時間で所望の明るさが得ら
れる。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。

第４図に示すように、この照明装置の主回路は
交流電源E_sの一端をトライアツクQ₁のような位
相制御装置を介してランプなどの光源Ｌの一端に
接続し、他端を光源Ｌの他端に接続することによ
つて構成する。

交流電源E_sの両端子間に、４個のダイオードよ
りなる全波整流器D₀を接続し、その出力端子間
に抵抗R₁を介して図示の極性の定電圧ダイオー
ドZD₁およびコンデンサC₁の並列回路を接続し第
１の直流定電圧電源を構成する。

同様に全波整流器D₀の出力端子間に抵抗R₂を
介して定電圧ダイオードZD₂およびコンデンサC₂
の並列回路を接続し、第２の直流定電圧電源を構
成する。

次に調光装置について説明する。まず点弧位相
制御回路中のクロツクパルス発生回路を説明すれ
ば、この回路は定電圧ダイオードZD₁の端子間に
抵抗R₃および抵抗R₄の直列回路を接続するとと
もに、操作用スイツチとしてプルスイツチSWを
介して抵抗R₅およびコンデンサC₃の直列回路を
接続し抵抗R₅およびコンデンサC₃の接続点を
PUT Q₂のアノードへ、前記抵抗R₅およびR₄の
接続点をPUT Q₂のゲートへそれぞれ接続し、そ
のカソードを抵抗R₆を介して接地することによ
り構成する。

このクリアパルス発生回路は後述するように光
源の明るさのレベルを0.3〜0.8秒の時間隔で段階
的に変化させるためのクロツクパルスを発生させ
るものである。

次にクロツクパルス発生回路は定電圧ダイオー
ドZD₂の端子間にコンデンサC₄および抵抗R₇の直
列回路を接続したものである。

またシフトレジスタICとしては、例えば内部
回路がＤ形フリツプフロツプおよびインバータで
構成され、クロツク端子に加えられるシフトパル
スの立上りでデータを読み込むようになつている
スタテイツクシフトレジスタを用いることができ
る。

第４図のシフトレジスタICにおいて、１は電
源V_DD端子、２はデータ入力端子、３はクリア入
力端子、４はクロツク端子であり、５〜８は
Q₁′〜Q₄′出力端子、９は接地端子を示している。

シフトレジスタ１６の出力側に抵抗R₈〜R₁₁、
抵抗R₁₂〜R₁₇、トランジスタQ₃、PUT Q₄、コ
ンデンサC₅およびトランスTRよりなるPUT弛張
発振回路を構成する。すなわち出力端子５〜８を
それぞれ段階的な点弧位相を設定するための抵抗
R₈〜R₁₁を介して一活し、これを定電圧ダイオー
ドZD₂の両側端子間に接続された抵抗R₁₂および
R₁₃の接続点に導く。

特に抵抗R₈〜R₁₁は各段階毎の照度の変化幅が
５〜10％となり視覚可能な程度となるようにその
抵抗値を選定する。

前記接続点をさらに抵抗R₁₄を介してトランジ
スタQ₃のベースに接続し、トランジスタQ₃のコ
レクタは抵抗R₁₅を介して定電圧ダイオードZD₂
の正端子に接続し、エミツタはコンデンサC₅を
介して接地する。

一方、定電圧ダイオードZD₂の端子間に抵抗
R₁₆およびR₁₇の直列回路を接続し、その接続点
を点弧素子であるPUT Q₄のゲートへ、前記トラ
ンジスタQ₃のエミツタをPUT Q₄のアノードへ
接続するとともにそのカソードをトランスTRの
１次側を介して接地する。なおトランスTRの２
次側よりトライアツクQ₁へゲート信号を供給す
るように構成する。

次にこの照明装置の作用を説明する。まず操作
用スイツチとしてのプルスイツチSWが開放され
た状態で電源E_sが投入されると、クリアパルス発
生回路においてコンデンサC₄の充電電流が流れ、
抵抗R₇の両端にパルス電圧が発生する。この電
圧がクリアパルスとしてシフトレジスタICのク
リア入力端子３に加えられる。この状態でシフト
レジスタICには電源電圧V_DDおよびデータ入力が
加えられているものの、クロツク端子４にはシフ
トパルスが印加されていないので出力端子５〜８
には出力電圧が発生していない。したがつてトラ
ンジスタQ₃のベースには定電圧ダイオードZD₂に
よつて与えられた電圧が抵抗R₁₂およびR₁₃によ
り分圧され抵抗R₁₄を介して印加され比較的低い
ベースバイアス電圧が設定される。そこでトライ
アツクQ₁のトリガ位相も比較的遅れた位相とな
り、光源Ｌへの供給電圧も比較的低い値となる。

次にプルスイツチSWの接点を閉じると、接点
が閉じている間抵抗R₃〜R₆、PUT Q₂、コンデ
ンサC₃で構成されたクロツクパルス発生回路が
動作し等間隔のパルス電圧が抵抗R₆の両端に発
生する。この電圧がクロツクパルスとしてシフト
レジスタICのクロツク入力端子４に供給される。
その結果、まず時刻t₁でシフトレジスタICの
Q₁′出力が発生し、この出力はデータ入力が直流
で連続して印加されているのでその間発生し続け
る。

これを受けて弛張発振回路におけるトランジス
タQ₃のベースには、定電圧ダイオードZD₂によつ
て規定された電圧の抵抗R₈およびR₁₂の並列抵抗
値と抵抗R₁₃によつて分圧された値とほぼ等しい
値のものが印加されることになる。すなわち前述
した時刻t₀〜t₁間のバイアスよりもトランジスタ
Q₃のベースバイアスは増加し、これによりトラ
イアツクQ₁のトリガ位相も進み光源Ｌへの印加
電圧も上昇する。

さらに時刻が進んでt₂になるとPUT Q₂等から
なるクロツクパルス発生回路は抵抗R₆の両端に
２番目のパルスを発生し、これがレジスタICの
クロツク入力端子４に供給されるので、前述した
と同様にシフトレジスタICのQ₂′出力端子６も出
力電圧を発生する。これによりトランジスタQ₃
のベースには、定電圧ダイオードZD₂によつて規
定された電圧の抵抗R₈，R₉およびR₁₂の並列抵抗
値と、抵抗R₁₃によつて分圧された値とほぼ等し
い値のものが抵抗R₁₄を介して印加される。

この結果、時刻t₁〜t₂間のバイアスよりもさら
にトランジスタQ₃のベースバイアスは増加し、
したがつてトライアツクQ₁のトリガ位相もさら
に進み光源Ｌへの印加電圧もさらに上昇する。

以後同様の経過により時刻t₃に到ると、シフト
レジスタのQ₃′出力が発生し、時刻t₄に到ると
Q₄′出力が発生しこれに伴ないトランジスタQ₃の
ベースバイアスが増加して光源Ｌに対する印加電
圧は段階的に上昇する。

この状態で、時刻t₄以降、プルスイツチSWの
接点を閉じ続けてもクロツクパルスは発生するが
この場合それに応動するシフトレジスタICの出
力はないので負荷印加電圧に影響することはな
い。しかもプルスイツチSWの接点をいつ開放し
てもこのスイツチSWはシフトレジスタICの電源
電圧V_DDおよびデータ入力を与える電源とは別系
統になつているので、第４図の場合交流電源E_sが
接続されている限り、それまで発生していたシフ
トレジスタICの出力はそのまま発生し続ける。
したがつて光源Ｌに対する印加電圧もその値を変
えることなく、一定のレベルを保持する。

かくしてプルスイツチSWの接点の開閉操作に
より、最初のレベルを含めて５段階の出力レベル
を得ることができる。この出力レベルの数はシフ
トレジスタICの出力端子数をふやすことにより
容易に増加することができ、第４図のものは簡略
化のために５段階のものを示したが、この数は必
要に応じ、さらに増加し充分なものとするのが普
通である。

この照明器具は信号回路中の１接点の開閉操作
により、光源に供給する電圧のレベルを任意に設
定できる。したがつてこれが高い天井などに取り
付けられていてもプルスイツチSWを引つ張つて
いる時間に応じて第５図に示すように段階的に上
昇するように照度を変化させることができ、しか
もプルスイツチSWを放せばその直前の照度を維
持できるものである。

しかも変化に要する時間は各段階ごとに一定で
あり、かつ一段階ごとの照度の変化幅E_Aは例え
ば抵抗R₈〜R₁₁の設定により視覚可能な程度に調
整されている。この変化幅が小さいと視覚上の残
光作用により各段階の区別が困難となり、また大
きすぎても暗状態から明状態までの変化数が少な
いため希望の明るさが得られなくなる。

したがつてその変化幅をこの実施例では次のよ
うにしている。すなわち、最高出力時の照度を
100とした場合に５〜10としかつ第５図において
時刻t₁における照度を40〜60とすれば６段階程度
とることができる。しかも１段階移行するに要す
る時間を0.3〜0.8秒程度にする。このようにする
と１段階移行するのに照度変化が５〜10％となる
ので残光作用も少なく、使用者にとつての照度変
化が明瞭に感じることができ、しかも実用上充分
な程度の小きざみなものとすることができる。

したがつて使用者はプルスイツチSWを閉じ段
階的に照度が変化するのを見ながら希望の明るさ
となつたときに、前記スイツチSWを開くことに
より容易かつ的確に照度の調整を行なうことがで
きる。しかも、その操作が短時間で適確に行なえ
るもので操作者に苦痛を与えることもない。

また、この照明装置において照度の制御はスイ
ツチ接点の閉成時間の長短によつてのみなされる
ものであるから、機構部に依存する度合が少ない
ので制御の信頼性を向上することができる。

なお、この発明は上記実施例のみに限定される
ものではなく要旨を変更しない範囲において種々
変形して実施することができる。

例えば上記実施例においては照度が段階的に順
次増加するものについて説明したがこの発明は第
６図に示すように時間とともに順次減少するよう
に構成することもできる。

また操作用のスイツチとしては第７図右端に示
すようなプルスイツチの場合について説明した
が、この発明は必ずしもこれにこだわるものでは
なく同図中央および左端に示すようなトグルスイ
ツチあるいは回転形スイツチ等を適宜選択して差
しつかえない。

以上述べたようにこの発明によれば、操作スイ
ツチの操作中光源の明るさのレベルを段階的に増
加または減少させ、かつ、一段階毎の明るさのレ
ベルの変化幅を視覚可能としたものにおいて、一
段階のレベルを0.3〜0.8秒の時間間隔で変化させ
るようにした構成をとることにより、操作者に苦
痛を与えることがない比較的短い操作時間で調光
のレベルを的確に認識することができ操作者の希
望するレベルに調整することの容易な照明装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の前提となる照明装置の一例
の概略的な構成図、第２図は第１図の装置の回路
図、第３図は同じく照度の変化特性図である。第
４図はこの発明の一実施例の回路構成図、第５図
および第６図はこの発明の作用を説明するための
段階的な照度の変化特性図、第７図はこの発明に
おいて用いる各種スイツチの例を示す説明図であ
る。 １……照明用光源、２……調光器、３……電動
機、４……プルスイツチ、５……交流電源、６…
…トライアツク、７……可変抵抗、８……抵抗、
９……コンデンサ、１０……トリガーダイオー
ド、E_s……交流電源、Q₁……トライアツク、Ｌ
……光源、D₀……全波整流器、R₁〜R₁₇……抵
抗、C₁〜C₅……コンデンサ、DZ₁，DZ₂……定電
圧ダイオード、Q₁，Q₄……PUT、Q₃……トラン
ジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源と、この電源から付勢されるランプ
   などの光源と、操作スイツチと、このスイツチの
   操作中に前記光源の明るさのレベルを段階的に増
   加もしくは減少させかつ一段階毎の明るさのレベ
   ルの変化幅を視覚可能な程度に調整する調光装置
   と、を具備し、前記１段階毎のレベルを0.3〜0.8
   秒の時間間隔で変化させるようにしたことを特徴
   とする照明装置。