JP2002048643A

JP2002048643A - 明るさセンサおよび明るさセンサ付き照明装置

Info

Publication number: JP2002048643A
Application number: JP2000232170A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Nishioka; 伸介西岡; Shigeo Goshima; 成夫五島; Masao Yamaguchi; 昌男山口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-15
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: JP3826689B2

Abstract

(57)【要約】【課題】周囲とは反射率の異なる物体が存在する場合の
明るさの検出誤差を抑制しながらも回路構成を従来構成
よりも簡略化する。【解決手段】受光素子Ｓ１〜Ｓ４は、明るさの検知対象
である被検知面に設定した検知領域Ａ１〜Ａ４からの反
射光を個別に受光し受光量の増加に伴って電流出力を増
加させる。受光素子Ａ１〜Ａ４は直列接続され、受光素
子Ａ１〜Ａ４の直列回路の両端が増幅回路１０を通して
明るさセンサ２０の出力になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、明るさの検知対象
である被検知面からの反射光を受光し受光量に基づいて
被検知面の明るさを検出する明るさセンサ、および、こ
の明るさセンサの出力に応じて光出力が制御される明る
さセンサ付き照明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、事務所や店舗などの照明装置で
は、照明設計の際に明るさを問題にする面（作業面）の
明るさを作業面からの反射光の光量に基づいて測定し、
測定された作業面の明るさに基づいてランプの光出力を
制御するものが知られている。この種の照明装置は、作
業面にランプからの照明光だけではなく太陽光などの外
光も入射するような環境下で作業面の明るさを一定に保
つなどの目的で用いられる。

【０００３】この種の照明装置では、作業面からの反射
光の光量を測定するために明るさセンサを備えており、
明るさセンサとしては１個の受光素子を備えるものが一
般的である。ここで、図１８のように受光素子Ｓ０′を
１個だけ備える明るさセンサの動作について考察する。
以下では、上述した作業面を明るさセンサによる明るさ
の検知対象という意味で被検知面と呼び、被検知面上で
の受光素子の受光範囲を検知領域と呼ぶ。

【０００４】上述したように、この種の明るさセンサ
は、検知領域Ａからの反射光を受光素子Ｓ０′により受
光し、受光素子Ｓ０′の出力が検知領域Ａの明るさに対
応するとみなしているから、受光素子Ｓ０′に外光が直
接入射すると明るさセンサの出力は検知領域Ａの実際の
明るさよりも明るいときの出力になる。また、照明光と
外光とは一般に波長成分が異なっており、しかも受光素
子Ｓ０′の分光感度特性は人の視感度特性とは一致して
いないから、外光と照明光との比率によっては人が同じ
明るさと認識する場合でも明るさセンサの出力は変化す
ることがある。さらに、検知領域Ａの明るさと明るさセ
ンサの出力との関係を校正する際には、検知領域Ａに照
度計を配置し、照度計による測定値に対応する出力が明
るさセンサから得られるように調節することになるが、
明るさセンサの分光感度特性や指向感度特性は照度計と
は相違しており、とくに照度計では検知領域Ａへの入射
光を検出し、明るさセンサでは検知領域Ａからの反射光
を検出しているものであるから、照度計による測定値と
明るさセンサの出力とを対応付けるのは困難である。即
ち、上述のように外光と照明光とでは波長成分が異なっ
ており、照度計と明るさセンサとは分光感度特性が相違
するから、外光光量の変化に伴って照度計による測定照
度と明るさセンサの出力との間に誤差が生じる。また外
光と照明光とでは照度計および明るさセンサへの入射角
度が異なっており、照度計と明るさセンサとは指向感度
特性が異なるから、このことによっても外光光量の変化
に伴って照度計による測定照度と明るさセンサの出力と
の間に誤差が生じる。要するに、明るさセンサの出力は
外光の影響による誤差を含む場合がある。

【０００５】さらに、明るさセンサでは検知領域Ａから
の反射光を受光して明るさを検出しているから、検知領
域Ａに存在する物体の反射率によっても検出した明るさ
に誤差を生じることになる。たとえば、図１８（ａ）の
ように、周囲とは反射率の異なる物体１６が検知領域Ａ
に入った場合について考察する。いま、物体１６が検知
領域Ａに存在しない場合は、図１８（ｂ）にＣ１で示す
ように、明るさセンサの出力はＶ０ａになっている。こ
れに対して、物体１６が検知領域Ａに存在するようにな
ると、図１８（ｂ）にＣ２で示すように、明るさセンサ
の出力はＶ１ａに変化する。ここで、照明装置が明るさ
センサの出力を一定に保つようにランプの光出力を変化
させる構成を採用しているとすれば、図１８（ｂ）にＣ
３で示すように、明るさセンサの出力がＶ０ａになった
時点では照明装置の光出力は物体１６が存在する前とは
変化していることになる。つまり、検知領域Ａに入射す
る光量には変化がないにもかかわらず、照明装置の光出
力が低下し、周囲とは反射率の異なる物体１６が検知領
域Ａに入っただけで被検知面の明るさに変化が生じるこ
とになる。

【０００６】ところで、上述のような外光の影響による
明るさセンサの出力の誤差を抑制するには、受光素子Ｓ
０′の分光感度特性を考慮して設計や調整を行うなどの
対策が必要になる。一方、検知領域Ａに存在する物体１
６の反射率の影響を抑制するために、特開平８−１９５
２８２号公報に開示されているように、複数個の受光素
子を備える明るさセンサを用いる技術が提案されてい
る。すなわち、図１９に示すように、複数個（図示例で
は４個）の受光素子Ｓ１〜Ｓ４を備えた明るさセンサを
用い、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４によって被検知面上におけ
る互いに異なる検知領域Ａ１〜Ａ４からの反射光を受光
し、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４から個別に出力を取り出すよ
うに構成してある。

【０００７】ここで、上述した複数個の受光素子Ｓ１〜
Ｓ４の出力を用いて被検知面の明るさを一定に保つよう
にランプの光出力をフィードバック制御する照明装置を
構成しているものとする。フィードバック制御の際の目
標値は、たとえば、外光の存在しない状態で被検知面が
所望の明るさになるように（照度計を用いて被検知面の
照度を測定する）照明装置の光出力を調節したときの各
受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力の平均値として設定すること
ができる。上記公報に記載の技術では、光出力をフィー
ドバック制御するためにマイクロコンピュータを用いて
おり、このような構成では、設定された目標値はメモリ
に記憶される。つまり、明るさセンサの出力が記憶され
た目標値に保たれるようにランプの光出力が調節され
る。

【０００８】各受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力にばらつきが
ないものとすれば、外光の存在しないときには、図２０
（ａ）のようにすべての受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力が等
しくなる（図示例では出力がＶ０ｂになっている）。一
般に外光や照明光の光量変化が生じるときには、すべて
の検知領域Ａ１〜Ａ４の明るさが一様に変化するとみな
してよいから、すべての受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力が揃
って変化する。即ち、図２０（ｂ）は検知領域Ａ１〜Ａ
４の明るさが一様に変化したときの各受光素子Ｓ１〜Ｓ
４の出力の変化を示しており、検知領域Ａ１〜Ａ４の明
るさに応じて受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力は、たとえばＶ
１ｂとＶ２ｂとの間で変化することになる。すべての受
光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力が揃って変化する場合には、受
光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力の平均値が目標値（つまりＶ０
ｂ）に保たれるようにランプの光出力を調節すれば、検
知領域Ａ１〜Ａ４の明るさを一定に保つことが可能であ
る。

【０００９】また、いずれかの検知領域Ａ１〜Ａ４に周
囲とは異なる反射率を有する物体が入ったとすると、そ
の検知領域を規定している受光素子の出力が他の受光素
子の出力とは異なる値になる。たとえば、受光素子Ｓ１
〜Ｓ４の出力が目標値であるＶ０ｂに保たれているとき
に、検知領域Ａ３に反射率が周囲と異なる物体が入った
とすると、図２０（ｃ）のように受光素子Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ４の出力はＶ０ｂであるのに対して、受光素子Ｓ３の
出力は物体の反射率に応じてＶ３ｂとＶ４ｂとの間の値
になる。このような場合には、４個設けた受光素子Ｓ１
〜Ｓ４の出力のうち１〜２個の出力が目標値Ｖ０ｂから
外れているときに異常値とみなして無視すれば、検知領
域Ａ１〜Ａ４に存在する物体の反射率の影響を抑制する
ことができると考えられる。

【００１０】要するに、複数個の受光素子Ｓ１〜Ｓ４の
出力を個別に取り出して用いる場合には、最大の出力と
最小の出力とを除いた残りの出力を用いるか、他の受光
素子の出力との差が閾値以上である出力を除いた残りの
出力を用いることによって、物体の反射率の影響を抑制
できると考えられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の技術では、受光素子ごとに出力を個別に取り
出す必要があるから、受光素子の出力を増幅する増幅回
路を受光素子と同数用いるか、あるいは増幅回路を複数
の受光素子で共通に用いるために受光素子と増幅回路と
の間に受光素子を選択する手段（マルチプレクサなど）
が必要になる。その結果、明るさセンサを構成する部品
点数が増加し、回路構成が複雑になるとともにコスト増
につながるという問題が生じる。

【００１２】また、受光素子Ｓ１〜Ｓ４の検知領域Ａ１
〜Ａ４は被検知面上の所定の一点の周りに配列された形
になっているから、図２１（ａ）に示すように、上記一
定の近傍に物体１６が存在するときには物体１６が検知
領域Ａ１〜Ａ４に跨る場合が生じる。このような場合に
は、すべての受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力が揃って変化す
ることになり、検知領域Ａ１〜Ａ４の光量が変化してい
ないにもかかわらず、物体１６の存在を光量の変化と誤
認する。この状態では、図２１（ｂ）のように、受光素
子Ｓ１〜Ｓ４の出力は物体１６の反射率に応じてＶ５ｂ
とＶ６ｂとの間の値になる。ここに、受光素子Ｓ１〜Ｓ
４の出力を目標値に保つようにランプの光出力がフィー
ドバック制御されているから、検知領域Ａ１〜Ａ４に入
射する光量が変化していないにもかかわらず物体１６が
検知領域Ａ１〜Ａ４に入ったことによって照明装置の光
出力が変化し、結果的に被検知面の明るさが物体１６の
反射率に応じて変化する場合が生じる。このような動作
は、物体１６の存在によって検知領域Ａ１〜Ａ４が暗く
なる方向に変化する場合（一般に受光素子Ｓ１〜Ｓ４の
出力は受光量の増加に伴って増加するから、一般には物
体１６の反射率が周囲よりも高い場合）にとくに問題で
ある。

【００１３】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、主な目的は、周囲とは反射率の異なる物体が存在
する場合の明るさの検出誤差を抑制しながらも回路構成
を従来構成よりも簡略化した明るさセンサとこの明るさ
センサを用いて光出力を制御する明るさセンサ付き照明
装置を提供することにあり、他の目的は、周囲とは反射
率の異なる物体がすべての受光素子の受光範囲に跨るの
を防止することによって物体の存在による明るさの検出
誤差を抑制した明るさセンサとこの明るさセンサを用い
て光出力を制御する明るさセンサ付き照明装置を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、明る
さの検知対象である被検知面からの反射光を受光し受光
量の増加に伴って電流出力を増加させる複数個の受光素
子と、被検知面上での各受光素子の受光範囲を互いに異
ならせる受光範囲規制手段と、すべての受光素子を直列
接続して得られる出力をセンサ出力とする出力部とを備
えるものである。この構成によれば、それぞれ異なる受
光範囲に対応付けられた複数個の受光素子を直列接続し
てあり、かつ受光量の増加に伴って電流出力を増加させ
る受光素子を用いているから、受光素子の直列回路に流
れる電流は各受光素子のうちの最小の受光量の受光素子
の電流出力になる。すなわち、受光素子の直列回路の出
力電流を検出すれば受光素子のうちの最小の受光量を知
ることができるのであって、結果的に複数個の受光素子
を用いながらも各受光素子ごとに増幅回路を設けたり、
受光素子を選択する手段を設けたりすることなく、簡単
な回路構成で複数個の受光素子のうちの最小の受光量を
知ることができる。ここに、課題として説明したよう
に、明るさセンサを照明装置の制御に用いる場合に、各
受光素子に対応付けた受光範囲に存在する物体の反射率
が高い場合、つまり受光素子の受光量が増加する場合に
とくに問題になるのであって、各受光素子に対応付けた
受光範囲のいずれかに反射率が高い物体が存在するとき
には、その受光素子の受光量は他の受光素子よりも多く
なって受光素子から出力される電流が増加しようとする
が、受光素子の直列回路から出力される電流は受光素子
のうちの最小の受光量の受光素子の出力電流になるか
ら、受光素子の直列回路の出力電流は反射率の高い物体
による影響を受けることがない。結局、出力部として複
雑な構成のものを用いることなく簡単な回路構成としな
がらも、周囲とは反射率の異なる物体が受光素子の受光
範囲に存在する場合でも明るさの検出誤差を抑制するこ
とができる。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記受光範囲規制手段が、隣接する受光素子の間に
対応する部位で受光面よりも前方に延長された形で配置
され各受光素子の視野を重複させないように制限する遮
蔽板からなるものである。この構成によれば、受光素子
の視野角と遮蔽板の位置および寸法との関係によって受
光範囲を容易に設定することができる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記受光範囲規制手段が、受光素子の受光面の前方
に配置され各受光素子の視野を重複させないように制限
するレンズからなるものである。この構成によれば、レ
ンズを適宜に設計することによって受光素子の視野角を
制限したり視線方向を変化させたりすることが可能にな
る。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記受光範囲規制手段が、隣接する受光素子の間に
対応する部位で受光面よりも前方に延長された形で配置
された遮蔽板と、各受光素子の受光面の前方に配置され
たレンズとからなり、遮蔽板とレンズとは各受光素子の
視野を重複させないように制限するものである。この構
成によれば、遮蔽板とレンズとの組み合わせによって受
光素子の受光範囲を制御するから、受光範囲に関する設
計の自由度が高くなる。

【００１８】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記受光素子が３個以上設けられ、
各一対の受光素子に対応した前記被検知面上での受光範
囲間のすべての境界線の一端が一点で突き合わされるこ
とがないように受光範囲が設定されているものである。
この構成によれば、受光素子の受光範囲に侵入した物体
がすべての受光素子の受光範囲に跨る可能性が少なくな
るから、周囲と反射率の異なる物体が受光範囲に侵入し
たときに少なくとも１つの受光素子の出力は物体の侵入
による影響を受けないことが多く、結果的に被検知面の
明るさの変化と誤認する可能性が低減されて物体の存在
による明るさの検出誤差が抑制される。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記受光素子が３個以上設けられる
とともに、すべての受光素子の受光範囲が前記被検知面
上の一点の周りに並ぶように受光素子が配列され、受光
素子の受光面の前方であってすべての受光素子の視野に
跨る部位に、被検知面から各受光素子への反射光の一部
を遮光する遮光板が配置されているものである。この構
成によれば、環状に配列された複数個の受光範囲の中央
部分に被検知面からの光を遮断する遮光板を配置してい
るから、請求項５の発明と同様に、受光素子の受光範囲
に侵入した物体がすべての受光素子の受光範囲に跨る可
能性が少なくなり、周囲と反射率の異なる物体が受光範
囲に侵入したときに少なくとも１つの受光素子の出力は
物体の侵入による影響を受けないことが多く、結果的に
被検知面の明るさの変化と誤認する可能性が低減されて
物体の存在による明るさの検出誤差が抑制される。

【００２０】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記受光素子が３個以上設けられる
とともに、受光素子の受光範囲が前記被検知面上で１列
に配列されるように受光素子が配置されるものである。
この構成によれば、受光範囲が１列に並ぶから、請求項
５の発明と同様に、受光素子の受光範囲に侵入した物体
がすべての受光素子の受光範囲に跨る可能性が少なくな
り、周囲と反射率の異なる物体が受光範囲に侵入したと
きに少なくとも１つの受光素子の出力は物体の侵入によ
る影響を受けないことが多く、結果的に被検知面の明る
さの変化と誤認する可能性が低減されて物体の存在によ
る明るさの検出誤差が抑制される。

【００２１】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記受光素子が５個以上設けられる
とともに、受光素子の受光範囲が前記被検知面上で複数
列に配列されるように受光素子が配置されるものであ
る。この構成によれば、受光範囲が複数列に配列される
から、請求項５の発明と同様に、受光素子の受光範囲に
侵入した物体がすべての受光素子の受光範囲に跨る可能
性が少なくなり、周囲と反射率の異なる物体が受光範囲
に侵入したときに少なくとも１つの受光素子の出力は物
体の侵入による影響を受けないことが多く、結果的に被
検知面の明るさの変化と誤認する可能性が低減されて物
体の存在による明るさの検出誤差が抑制される。

【００２２】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記受光素子が３個以上設けられる
とともに、受光素子の受光範囲が前記被検知面上で入れ
子状で同心的に配列されるように受光素子が配置される
ものである。この構成によれば、受光範囲が入れ子状で
同心的に配列されているから、請求項５の発明と同様
に、受光素子の受光範囲に侵入した物体がすべての受光
素子の受光範囲に跨る可能性が少なくなり、周囲と反射
率の異なる物体が受光範囲に侵入したときに少なくとも
１つの受光素子の出力は物体の侵入による影響を受けな
いことが多く、結果的に被検知面の明るさの変化と誤認
する可能性が低減されて物体の存在による明るさの検出
誤差が抑制される。

【００２３】請求項１０の発明は、請求項１ないし請求
項４の発明において、前記受光素子とは感度を持つ波長
領域が異なる第２の受光素子が付加され、前記受光素子
が４個以上設けられるとともに、前記受光素子の前記被
検知面上での受光範囲が第２の受光素子の前記被検知面
上での受光範囲の周りを囲む形に並ぶように前記受光素
子および第２の受光素子が配列され、第２の受光素子の
出力は前記受光素子の直列回路の出力とは別に取り出さ
れるものである。この構成によれば、第２の受光素子を
除く受光素子は直列接続されており、受光範囲の中央部
には第２の受光素子の受光範囲が形成されるから、請求
項５の発明と同様に、受光素子の受光範囲に侵入した物
体がすべての受光素子の受光範囲に跨る可能性が少なく
なり、周囲と反射率の異なる物体が受光範囲に侵入した
ときに少なくとも１つの受光素子の出力は物体の侵入に
よる影響を受けないことが多く、結果的に被検知面の明
るさの変化と誤認する可能性が低減されて物体の存在に
よる明るさの検出誤差が抑制される。しかも、第２の受
光素子は他の受光素子とは感度を持つ波長領域が異なっ
ているから、第２の受光素子の分光感度特性を適宜に設
定しておけば、たとえば可視光以外の光の光量を第２の
受光素子によって検出することができ、近赤外線の比率
などに着目すれば被検知面に自然光が入射しているか否
かを判断することが可能になる。その結果、第２の受光
素子の出力を用いることで外光の影響を軽減するような
補正を受光素子の直列回路の出力に加えることが可能に
なる。

【００２４】請求項１１の発明は明るさセンサ付き照明
装置に関し、請求項１及至請求項１０のいずれか１項に
記載の明るさセンサと、前記明るさセンサの出力に基づ
いて調光信号を生成する制御ブロックと、制御ブロック
から与えられた調光信号により出力を変化させる点灯装
置と、点灯装置の出力により点灯され前記被検知面を含
む領域を照明するとともに調光信号に応じた光出力が得
られるランプとを備えるものである。この構成によれ
ば、明るさセンサにより検出した明るさに応じてランプ
の光出力を自動的に制御することができる。

【００２５】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、前記制御ブロックでは前記被検知面の明るさが
設定値に保たれるように点灯装置に調光信号を与えるも
のである。この構成によれば、明るさセンサにより検出
した被検知面の明るさが設定値に保たれるようにランプ
の光出力を制御するから、被検知面の明るさをほぼ一定
に保つことが可能になる。このことは、机上面のように
明るさを一定に保つことが要求される場所で用いる照明
装置としてとくに有効である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に説明する明るさセンサは、
基本的には照明装置の制御に用いるものであるが、照明
装置に用いる例は実施形態８において説明することと
し、まず明るさセンサのみについて説明する。

【００２７】（実施形態１）本実施形態の明るさセンサ
２０は、図１（ａ）に示すように、４個の受光素子Ｓ１
〜Ｓ４を備え、受光素子Ｓ１〜Ｓ４としてはフォトダイ
オードあるいは太陽電池のように受光量の増加に伴って
増加する電流を出力する光起電力素子を用いる。受光素
子Ｓ１〜Ｓ４は極性を一致させて直列接続され（つま
り、受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の中に他の受光素子
Ｓ１〜Ｓ４と逆極性になるものがないように直列接続さ
れ）、受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路からの出力電流は
出力部としての増幅回路１０を通して明るさセンサ２０
の出力として外部に取り出される。

【００２８】図１（ａ）に示した回路構成の等価回路を
示すと図２のようになる。すなわち、各受光素子Ｓ１〜
Ｓ４は、受光量に応じた電流を出力する電流源ＩＳ１〜
ＩＳ４と、電流源ＩＳ１〜ＩＳ４に直列接続された抵抗
Ｒ１１〜Ｒ１４と、電流源ＩＳ１〜ＩＳ４に並列接続さ
れた抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４とをそれぞれ備えているとみな
すことができる。また、増幅回路１０の入力端には受光
素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路が接続されるから、増幅回路
１０の入力インピーダンスを抵抗Ｒとみなせば、抵抗Ｒ
の両端電圧Ｖｏｕｔに相当する電圧を増幅回路１０から
出力することによって、受光素子Ｓ１〜Ｓ４を直列接続
した直列回路の出力電流ｉに相当する出力が増幅回路１
０から得られる。ここで、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４での受
光量に応じて各電流源ＩＳ１〜ＩＳ４がそれぞれ電流Ｉ
１〜Ｉ４を発生するものとし、各抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４に
それぞれ電流ｉ１〜ｉ４が通過するものとする。つま
り、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４を単独で使用するときには、
電流ｉ１〜ｉ４は各受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力端間の短
絡状態での受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電流になる。ここ
で、図２の等価回路によればｉ１＝ｉ２＝ｉ３＝ｉ４＝
ｉであり、Ｉ１≧ｉ１，Ｉ２≧ｉ２，Ｉ３≧ｉ３，Ｉ４
≧ｉ４であるから、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４とすれば、
Ｉ１≧ｉになる。上述のように各受光素子Ｓ１〜Ｓ４の
出力電流は受光量の増加に伴って増加するのであるか
ら、増幅回路１０への入力電流ｉは、４個の受光素子Ｓ
１〜Ｓ４のうち受光量が最小である受光素子Ｓ１〜Ｓ４
における電流源ＩＳ１〜ＩＳ４の出力電流Ｉ１〜Ｉ４以
下になる。上述の例では受光素子Ｓ１〜Ｓ４のうちで受
光素子Ｓ１における電流源ＩＳ１の出力電流Ｉ１を最小
としているから、増幅回路１０への入力電流ｉは受光素
子Ｓ１の受光量に規制され、他の受光素子Ｓ２〜Ｓ４の
受光量が受光素子Ｓ１の受光量より多いものの、増幅回
路１０への入力電流ｉは受光素子Ｓ２〜Ｓ４の受光量の
影響を受けず受光素子Ｓ１の受光量のみで決定されるの
である。

【００２９】ところで、受光素子Ｓ１〜Ｓ４は、受光素
子Ｓ１〜Ｓ４の前方に位置する被検知面からの反射光を
受光することによって被検知面の明るさを検出するもの
であり、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、各
受光素子Ｓ１〜Ｓ４の視野を重複させないように制限す
る受光範囲規制手段としての遮蔽板１１を受光素子Ｓ１
〜Ｓ４の近傍に配置してある。つまり、遮蔽板１１は被
検知面上での各受光素子Ｓ１〜Ｓ４の受光範囲である検
知領域Ａ１〜Ａ４を互いに重複しないように設定するた
めに設けられている。したがって、各受光素子Ｓ１〜Ｓ
４は検知領域Ａ１〜Ａ４に対応付けられ、各検知領域Ａ
１〜Ａ４の明るさを対応する各受光素子Ｓ１〜Ｓ４にお
いて検出することになる。上述したように、本実施形態
の明るさセンサ２０では受光素子Ｓ１〜Ｓ４のうちの受
光量が最小である受光素子Ｓ１〜Ｓ４の受光量に対応し
た出力が得られるから、検知領域Ａ１〜Ａ４のうち反射
率が最小である検知領域Ａ１〜Ａ４に対応する出力が明
るさセンサ２０の出力として得られる。

【００３０】次に、本実施形態における明るさセンサ２
０の具体構成を図３に基づいて説明する。上述した４個
の受光素子Ｓ１〜Ｓ４は１つのパッケージ１８に収納さ
れている。パッケージ１８は直方体状であり、厚み方向
の一面中央部に開口する凹所１９が形成され、凹所１９
の内底面に４個の受光素子Ｓ１〜Ｓ４が配列される。受
光素子Ｓ１〜Ｓ４の受光面はそれぞれ矩形状であり、互
いの受光面の間に間隙を設けた形で凹所１９の内底面に
縦横２個ずつ配列される。また、受光面が配列されてい
る面の前方であって凹所１９の開口面には遮蔽板１１が
配置され、遮蔽板１１をパッケージ１８に固定するため
に、パッケージ１８には固定具１２が結合される。固定
具１２には前後方向（図３（ｃ）の上下方向）に貫通し
た開口窓１２ａが形成され、被検知面からの光は開口窓
１２ａを通して受光素子Ｓ１〜Ｓ４の受光面に入射す
る。また、遮蔽板１１は開口窓１２ａの開口面に沿った
断面が十字形に形成され、受光素子Ｓ１〜Ｓ４の受光面
の間の間隙に一致させた形で開口窓１２ａ内に配置され
る。つまり、遮蔽板１１は受光素子Ｓ１〜Ｓ４の間に対
応する部位で受光面よりも前方に延長されているのであ
って、受光素子Ｓ１〜Ｓ４の視野角と遮蔽板１１の位置
および寸法との関係によって、各検知領域Ａ１〜Ａ４を
互いに重複しないように設定することができる。パッケ
ージ１８の両側面には各受光素子Ｓ１〜Ｓ４にそれぞれ
接続された端子１８ａが突設される。上述した構成を模
式的に示すと、図４のように、４個の受光素子Ｓ１〜Ｓ
４を互いに間隙を介して配置し、十字形の遮蔽板１１を
受光素子Ｓ１〜Ｓ４の間隙に沿って配置した構成にな
る。

【００３１】上述のようにパッケージ１８に４個の受光
素子Ｓ１〜Ｓ４を設け、かつ遮蔽板１１をパッケージ１
８に取り付けることによって、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４の
受光範囲として、図５（ｂ）のように互いに重複しない
４個の検知領域Ａ１〜Ａ４を設定することができる。被
検知面上では４個の検知領域Ａ１〜Ａ４で全体として円
形をなし、各検知領域Ａ１〜Ａ４がそれぞれ４分の１円
となって円形の中心点の周りに配置されるように検知領
域Ａ１〜Ａ４を設定してある。また、検知領域Ａ１〜Ａ
４を配置した円形の中心点は、受光素子Ｓ１〜Ｓ４の受
光面に直交する方向において受光素子Ｓ１〜Ｓ４の受光
面を配置した矩形の中心点に一致する。すなわち、明る
さセンサ２０を天井面に配置するとすれば、検知領域Ａ
１〜Ａ４は明るさセンサ２０（受光素子Ｓ１〜Ｓ４）の
直下に設定される。また、各検知領域Ａ１〜Ａ４の間に
は実質的に隙間が生じないように、受光素子Ｓ１〜Ｓ４
や遮蔽板１１を設計してある。

【００３２】いま、図５（ａ）に示すように、周囲とは
反射率の異なる物体（人も含む）１６が存在するものと
して、この物体１６が検知領域Ａ１〜Ａ４の中に侵入し
た場合の動作を以下に考察する。ただし、受光素子Ｓ１
〜Ｓ４が互いに接続されていない状態で検知領域Ａ１〜
Ａ４に物体１６が存在しないときの各受光素子Ｓ１〜Ｓ
４の出力（電流）は互いに等しくｖ０であるものとして
説明する。

【００３３】まず、物体１６の反射率が周囲よりも高い
ものとし、１つの検知領域Ａ１にのみ物体１６が侵入し
た場合について考察する。この場合、受光素子Ｓ１での
受光量が他の受光素子Ｓ２〜Ｓ４での受光量よりも増加
する。つまり、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４が互いに接続され
ていなければ、図６（ａ）のように受光素子Ｓ１の出力
のみが増加してｖ１（＞ｖ０）になり、他の受光素子Ｓ
２〜Ｓ４の出力は元のままｖ０に保たれる。ここで、上
述したように受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力電流
は、受光量が最小である受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力に相
当するから、受光素子Ｓ１のみの受光量が増加しても受
光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力（増幅回路１０への
入力電流）Ｓは変化することなくｖ０に保たれる。した
がって、この場合には明るさセンサ２０の出力は変化し
ない。

【００３４】次に、図６（ａ）の場合と同じ物体１６が
２個の検知領域Ａ１，Ａ２に跨るように侵入したとする
と、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４が独立していれば、隣接する
受光素子Ｓ１，Ｓ２の出力のみが増加する。侵入した物
体１６が各検知領域Ａ１，Ａ２に占める面積が等しけれ
ば各受光素子Ｓ１，Ｓ２における受光量の増加分は１つ
の検知領域Ａ１に物体１６が侵入した場合の２分の１に
なるから、図６（ｂ）のように、受光素子Ｓ１，Ｓ２の
出力はｖ２（ｖ１＞ｖ２＞ｖ０）になる。このように、
受光素子Ｓ１，Ｓ２の出力は増加するが、受光素子Ｓ
３，Ｓ４の出力は元のｖ０に保たれるから、結果的に受
光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力Ｓはｖ０に保たれ、
明るさセンサ２０の出力は変化しない。図６（ａ）の場
合と同じ物体１６が３個の検知領域に跨るように侵入し
た場合も同様である。

【００３５】ところで、図６（ａ）の場合と同じ物体１
６がすべての検知領域Ａ１〜Ａ４に跨るように侵入した
とすると、受光素子Ｓ１〜Ｓ４が独立していれば、すべ
ての受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力が増加する。ここで、検
知領域Ａ１〜Ａ４に物体１６が侵入したときには、各受
光素子Ｓ１〜Ｓ４が互いに接続されていなければ、各検
知領域Ａ１〜Ａ４に占める物体１６の面積が大きいほど
各受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力が大きくなる。ただし、受
光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力を決定するのは出力
のもっとも小さい受光素子Ｓ１〜Ｓ４であるから、４個
の検知領域Ａ１〜Ａ４に物体１６が跨る場合には、物体
１６の占める面積が最小のものが意味を持つ。４個の検
知領域Ａ１〜Ａ４のうち物体１６の占める面積の最小値
が最大になるのは、物体１６が各検知領域Ａ１〜Ａ４に
均等に跨る場合であり、この場合には、図６（ｃ）のよ
うに、すべての受光素子Ｓ１〜Ｓ４の出力がｖ３（ｖ１
＞ｖ２＞ｖ３＞ｖ０）に増加する。この場合の各受光素
子Ｓ１〜Ｓ４の出力の増加分は１つの検知領域Ａ１に物
体１６が侵入したときの４分の１であり、結局、受光素
子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力Ｓの増加分は、最大でも
１つの検知領域Ａ１に物体１６が侵入したときの４分の
１になる。つまり、すべての検知領域Ａ１〜Ａ４に跨る
ように物体１６が侵入したときには、明るさセンサ２０
の出力に変化が生じるが、その変化は比較的少なく、反
射率が高い物体１６による明るさの検出誤差を抑制する
ことができる。

【００３６】一方、物体１６の反射率が周囲よりも低い
ものとし、１つの検知領域Ａ１にのみ物体１６が侵入し
た場合について考察する。この場合、受光素子Ｓ１での
受光量が他の受光素子Ｓ２〜Ｓ４での受光量よりも減少
する。つまり、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４が独立していれ
ば、図７（ａ）のように受光素子Ｓ１の出力のみが減少
してｖ４（＜ｖ０）になり、他の受光素子Ｓ２〜Ｓ４の
出力は元のままｖ０に保たれる。受光素子Ｓ１〜Ｓ４の
直列回路の出力Ｓは受光量が最小である受光素子Ｓ１の
出力に相当するから、受光素子Ｓ１のみの受光量が減少
すると受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力Ｓはｖ４に
低下する。

【００３７】同様に、物体１６の反射率が低い場合に
は、２つの検知領域Ａ１，Ａ２に跨って物体１６が侵入
するとともに物体１６の各検知領域Ａ１，Ａ２に占める
面積が等しいときには図７（ｂ）のように受光素子Ｓ
１，Ｓ２の出力がｖ５（ｖ４＜ｖ５＜ｖ０）に低下し、
受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力Ｓはｖ５になる。
３つの検知領域Ａ１〜Ａ３に跨って物体１６が侵入した
場合や、すべての検知領域Ａ１〜Ａ４に跨って物体１６
が侵入した場合も同様であり、すべての検知領域Ａ１〜
Ａ４に跨って物体１６が侵入するとともに物体１６の各
検知領域Ａ１〜Ａ４に占める面積が等しい場合には、図
７（ｃ）のように受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力
Ｓがｖ６（ｖ４＜ｖ５＜ｖ６＜ｖ０）に低下する。

【００３８】要するに、物体１６の反射率が周囲よりも
低いときには、受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力Ｓ
は、検知領域Ａ１〜Ａ４のうちの１つにのみ物体１６が
侵入した場合が最小の出力ｖ４となり、この出力ｖ４と
元の出力ｖ０との間の出力になる。つまり、物体１６の
反射率が周囲よりも低いときには本実施形態の明るさセ
ンサ２０の出力には誤差が含まれることになる。

【００３９】ただし、物体１６の反射率の影響による明
るさの検出誤差は、反射率が高い側にはほとんど発生せ
ず低い側にのみ誤差が発生するから、後述するように照
明装置の制御に用いる場合には、光出力を減少させる方
向への検出誤差がほとんど発生せず、光出力を増加させ
る方向への検出誤差になるのであって、商品としての問
題はほとんど生じない。

【００４０】本実施形態では、４個の受光素子Ｓ１〜Ｓ
４を用いた明るさセンサ２０を例示したが、受光素子Ｓ
１〜Ｓ４の個数を限定する趣旨ではなく、複数個の受光
素子を直列接続した構成であれば本実施形態と同様に機
能する。また、遮蔽板１１の形状や取付方についても本
実施形態に限定されるものではない。

【００４１】（実施形態２）本実施形態の明るさセンサ
２０は、図８に示すように、実施形態１の構成に加えて
遮蔽板１１の前面側に円板状の遮光板１３を配置した構
成を有する。遮光板１３は受光素子Ｓ１〜Ｓ４の受光面
に平行であって、遮蔽板１１の交点を中心とするように
配置される。したがって、遮光板１３は受光素子Ｓ１〜
Ｓ４の受光面の前方であってすべての受光素子Ｓ１〜Ｓ
４の視野に跨る部位に配置され、被検知面から各受光素
子Ｓ１〜Ｓ４への反射光の一部を遮光するように機能す
る。その結果、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４の受光範囲として
被検知面上に形成される検知領域Ａ１〜Ａ４は、図９に
示すように、どの受光素子Ｓ１〜Ｓ４も反射光を受光し
ない円形の非検知領域Ａ０を中心として、非検知領域Ａ
０の周りに環状に配置されることになる。ここに、実施
形態１と同様に、遮蔽板１１を配置しているから、各検
知領域Ａ１〜Ａ４は各受光素子Ｓ１〜Ｓ４ごとに分離さ
れることになる。

【００４２】本実施形態の構成では、すべての検知領域
Ａ１〜Ａ４の境界線の一端が一点で突き合わされておら
ず、検知領域Ａ１〜Ａ４に囲まれた部位である非検知領
域Ａ０からの反射光は受光素子Ｓ１〜Ｓ４に入射しない
から、周囲とは反射率の異なる物体１６がすべての検知
領域Ａ１〜Ａ４に跨る形で侵入する可能性が実施形態１
よりも大幅に少なくなり、周囲と反射率が異なる物体１
６の存在による誤検出の可能性が大幅に低減されること
になる。他の構成および動作は実施形態１と同様であ
る。

【００４３】（実施形態３）本実施形態の明るさセンサ
２０は、図１０に示すように、各受光素子Ｓ１〜Ｓ４ご
とに異なる検知領域Ａ１〜Ａ４の反射光を受光するため
に、実施形態１で用いた遮蔽板１１に代えてレンズ１４
を用いるものである。このレンズ１４は受光素子Ｓ１〜
Ｓ４に対応する検知領域Ａ１〜Ａ４が互いに重複せずに
形成されるように光学設計されている。要するに、受光
範囲規制手段としてレンズ１４を用いている点のみ実施
形態１と相違するものであり、他の構成および動作は実
施形態１と同様である。

【００４４】（実施形態４）本実施形態の明るさセンサ
２０は、図１１に示すように、実施形態１の構成と同様
の遮蔽板１１に加えて遮蔽板１１により区切られた領域
にそれぞれレンズ１４を配置し、遮蔽板１１およびレン
ズ１４により受光範囲規制手段を構成しているものであ
る。この構成でも受光素子Ｓ１〜Ｓ４ごとに検知領域Ａ
１〜Ａ４を独立させることができる。他の構成および動
作は実施形態１と同様である。

【００４５】（実施形態５）本実施形態の明るさセンサ
２０は、図１２（ａ）のように受光素子Ｓ１〜Ｓ４の配
列を実施形態１とは変更したものである。すなわち、実
施形態１の構成では検知領域Ａ１〜Ａ４を環状に配置し
ているが、本実施形態では被検知面において図１２
（ｂ）のように検知領域Ａ１〜Ａ４を直線上に１列に配
列している。受光素子Ｓ１〜Ｓ４は実施形態１と同様に
直列接続され、受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力が
明るさセンサ２０の出力として取り出される。また、各
受光素子Ｓ１〜Ｓ４の視野は検知領域Ａ１〜Ａ４が互い
に重複しないように適宜に設定される。ここに、受光範
囲規制手段として必要に応じて遮蔽板１１やレンズ１４
を付加してもよい。

【００４６】本実施形態の構成によれば、実施形態２の
構成と同様に、すべての受光素子Ｓ１〜Ｓ４の検知領域
Ａ１〜Ａ４に１つの物体１６が跨って侵入する可能性が
少なくなり、明るさの変化がないにもかからわず、周囲
とは反射率が異なる物体１６が検知領域Ａ１〜Ａ４に侵
入することによる明るさの検知誤差を低減することがで
きる。

【００４７】本実施形態では４個の受光素子Ｓ１〜Ｓ４
を直線上に１列に配置した例を示したが、他のパターン
に配置しても同様の効果を奏する。図１３に受光素子の
配置パターンを例示しておく。図１３（ａ）〜図１３
（ｍ）における各矩形は受光素子Ｓ１〜Ｓ４の受光面を
示しており、図１３（ａ）のように２個の受光素子、図
１３（ｃ）（ｆ）のようにすべての受光素子の境界線
（つまり検知領域の境界線）の一端が一点で突き合わさ
れるような配置ではなければ、図１３（ｂ）（ｄ）
（ｅ）（ｇ）〜（ｍ）のいずれにおいても同様の効果を
奏する。つまり、３個以上の受光素子であれば検知領域
が直線上に１列に配列されるように受光素子を配置する
ことができ、５個以上の受光素子であれば検知領域が複
数列に配列されるように受光素子を配置することができ
る。つまり、受光素子が５個以上になれば、複数列に配
列しても幾何学的に１つの共通点を持つことがないか
ら、５個以上の受光素子を複数列に並べることができ
る。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

【００４８】（実施形態６）上述した各実施形態では、
受光素子の受光面の形状を矩形状としていたが、本実施
形態では図１４に示すように、円形および円環状の３個
の受光素子Ｓ１〜Ｓ３を組み合わせて用いている。受光
素子Ｓ１〜Ｓ３の受光面は１つの中心の周りに入れ子状
で同心的に配置されており、本実施形態では同心円状の
配列になっている。すなわち、中央の受光素子Ｓ１の受
光面が円形であって、受光素子Ｓ１の受光面の外側に受
光素子Ｓ２の円環状の受光面が配置され、さらに受光素
子Ｓ２の受光面の外側に受光素子Ｓ３の円環状の受光面
が配置される。これらの受光素子Ｓ１〜Ｓ３は実施形態
１と同様に直列接続され、受光素子Ｓ１〜Ｓ３の直列回
路の出力が明るさセンサ２０の出力として取り出され
る。

【００４９】この構成においても実施形態２や実施形態
５と同様に、すべての受光素子Ｓ１〜Ｓ３に対応する検
知領域に１つの物体１６が侵入する可能性が少なく、周
囲とは反射率の異なる物体１６の影響による検出誤差を
低減することができる。

【００５０】本実施形態の他の構成および動作は実施形
態１と同様であり、受光範囲規制手段を必要に応じて適
宜に付加してもよい。また、受光面を入れ子状で同心的
に配列するのであれば、円形および円環状である必要は
なく、また受光素子の個数も３個に限定されず４個以上
でもよい。

【００５１】（実施形態７）上述した各実施形態では、
同種の受光素子を複数個用いていたが、本実施形態では
分光感度特性の異なる２種類の受光素子を用いる例を示
す。図１５に示すように、受光素子Ｓ０の周囲を囲むよ
うに４個の受光素子Ｓ１〜Ｓ４を配列してある。つま
り、被検知面上では受光素子Ｓ０の検知領域を囲むよう
に他の受光素子Ｓ１〜Ｓ４の検知領域が囲むように配列
される。受光素子Ｓ１〜Ｓ４は上述した各実施形態に用
いたものと同様であって、同じ分光感度特性を有してい
る。つまり、受光素子Ｓ１〜Ｓ４は明るさを検出するた
めに、図１６にイとして示すように可視光領域に感度を
有している。一方、受光素子Ｓ０は図１６にロとして示
すように近赤外領域に感度を持つものを用いる。つま
り、受光素子Ｓ０と受光素子Ｓ１〜Ｓ４とは感度を持つ
領域が異なるように分光感度特性が設定されている。こ
のような分光感度特性は、素子材料を選択するか、適宜
の光学フィルタによって付与することができる。明るさ
センサ２０の出力としては受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回
路の出力を用い、受光素子Ｓ０の出力は受光素子Ｓ１〜
Ｓ４の直列回路の出力とは別に取り出す。なお、本実施
形態においても必要に応じて受光範囲規制手段を付加す
ればよい。

【００５２】本実施形態の構成では、受光素子Ｓ１〜Ｓ
４に対応する検知領域については実施形態２と同様に、
中央部分に反射光を受光しない非検知領域が形成される
ことになるから、周囲とは反射率の異なる物体がすべて
の検知領域に跨る形で侵入する可能性が少なく、物体の
侵入による検知誤差は低減される。しかも、本実施形態
では近赤外領域に感度を有する受光素子Ｓ０を付加して
いることによって、太陽光のような近赤外線を多く含む
外光の存在を検出することが可能になり、外光の影響を
受けているか否かを受光素子Ｓ０の出力によって判断す
ることが可能になる。つまり、受光素子Ｓ０の出力を用
いることで、受光素子Ｓ１〜Ｓ４の直列回路の出力に外
光の影響を軽減するような補正を加えることが可能にな
る。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

【００５３】（実施形態８）本実施形態では、上述した
各実施形態で説明した明るさセンサ２０を用いた照明装
置について説明する。本実施形態で説明する照明装置２
４は、図１７に示すように、明るさセンサ２０と光源と
してのランプ２３とを備えているものであって、ランプ
２３を取り付ける器具本体に明るさセンサ２０を組み込
むか、あるいは明るさセンサ２０のみを器具本体とは分
離して用いる。ランプ２３は点灯装置２２により電力が
供給されて点灯するものであり、点灯装置２２は制御ブ
ロック２１により出力が制御される。本実施形態におい
ては、制御ブロック２１と点灯装置２２とによってラン
プ２３の光出力が調節可能になっている。すなわち、制
御ブロック２１では調光信号を生成して点灯装置２２に
与えることによって、調光信号に応じてランプ２３の光
出力を調節する。制御ブロック２１では明るさセンサ２
０の出力とあらかじめ設定された目標値とを比較し、明
るさセンサ２０の出力が目標値に保つようなランプ２３
の光出力が得られるように調光信号を生成する。すなわ
ち、ランプ２３の光出力は、明るさセンサ２０で検出し
た明るさに応じてフィードバック制御されるのである。
ここに、目標値は従来構成と同様に照度計を用いて所望
照度が得られるように設定すればよい。

【００５４】上述した明るさセンサ２０では、周囲より
も反射率の高い物体が検知領域に侵入したときには、出
力が変化しないか変化しても変化が少ないから、明るさ
が変化しないにもかからわず物体の侵入によってランプ
２３の光出力が低下する可能性が少なくなる。また、周
囲よりも反射率の低い物体が検知領域に侵入したときに
は明るさセンサ２０の出力が低下するが、この場合には
ランプ２３の光出力が増加するから実用上では問題にな
ることが少ない。

【００５５】

【発明の効果】請求項１の発明は、明るさの検知対象で
ある被検知面からの反射光を受光し受光量の増加に伴っ
て電流出力を増加させる複数個の受光素子と、被検知面
上での各受光素子の受光範囲を互いに異ならせる受光範
囲規制手段と、すべての受光素子を直列接続して得られ
る出力をセンサ出力とする出力部とを備えるものであ
り、それぞれ異なる受光範囲に対応付けられた複数個の
受光素子を直列接続してあり、かつ受光量の増加に伴っ
て電流出力を増加させる受光素子を用いているから、複
数個の受光素子を用いながらも各受光素子ごとに増幅回
路を設けたり、受光素子を選択する手段を設けたりする
ことなく、簡単な回路構成で複数個の受光素子のうちの
最小の受光量を知ることができるという利点がある。し
かも、各受光素子に対応付けた受光範囲のいずれかに反
射率が高い物体が存在するときには、その受光素子の受
光量は他の受光素子よりも多くなって受光素子から出力
される電流が増加しようとするが、受光素子の直列回路
から出力される電流は受光素子のうちの最小の受光量の
受光素子の出力電流になるから、受光素子の直列回路の
出力電流は反射率の高い物体による影響を受けることが
ないという利点がある。その結果、出力部として複雑な
構成のものを用いることなく簡単な回路構成としながら
も、周囲とは反射率の異なる物体が受光素子の受光範囲
に存在する場合でも明るさの検出誤差を抑制することが
できるという効果が得られる。

【００５６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記受光範囲規制手段が、隣接する受光素子の間に
対応する部位で受光面よりも前方に延長された形で配置
され各受光素子の視野を重複させないように制限する遮
蔽板からなるものであり、受光素子の視野角と遮蔽板の
位置および寸法との関係によって受光範囲を容易に設定
することができるという利点がある。

【００５７】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記受光範囲規制手段が、受光素子の受光面の前方
に配置され各受光素子の視野を重複させないように制限
するレンズからなるものであり、レンズを適宜に設計す
ることによって受光素子の視野角を制限したり視線方向
を変化させたりすることが可能になるという利点があ
る。

【００５８】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記受光範囲規制手段が、隣接する受光素子の間に
対応する部位で受光面よりも前方に延長された形で配置
された遮蔽板と、各受光素子の受光面の前方に配置され
たレンズとからなり、遮蔽板とレンズとは各受光素子の
視野を重複させないように制限するものであり、遮蔽板
とレンズとの組み合わせによって受光素子の受光範囲を
制御するから、受光範囲に関する設計の自由度が高くな
るという利点がある。

【００５９】請求項５の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記受光素子が３個以上設けられ、
各一対の受光素子に対応した前記被検知面上での受光範
囲間のすべての境界線の一端が一点で突き合わされるこ
とがないように受光範囲が設定されているものであり、
受光素子の受光範囲に侵入した物体がすべての受光素子
の受光範囲に跨る可能性が少なくなるから、周囲と反射
率の異なる物体が受光範囲に侵入したときに少なくとも
１つの受光素子の出力は物体の侵入による影響を受けな
いことが多く、結果的に被検知面の明るさの変化と誤認
する可能性が低減されて物体の存在による明るさの検出
誤差が抑制されるという利点がある。

【００６０】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記受光素子が３個以上設けられる
とともに、すべての受光素子の受光範囲が前記被検知面
上の一点の周りに並ぶように受光素子が配列され、受光
素子の受光面の前方であってすべての受光素子の視野に
跨る部位に、被検知面から各受光素子への反射光の一部
を遮光する遮光板が配置されているものであり、環状に
配列された複数個の受光範囲の中央部分に被検知面から
の光を遮断する遮光板を配置しているから、請求項５の
発明と同様に、受光素子の受光範囲に侵入した物体がす
べての受光素子の受光範囲に跨る可能性が少なくなり、
周囲と反射率の異なる物体が受光範囲に侵入したときに
少なくとも１つの受光素子の出力は物体の侵入による影
響を受けないことが多く、結果的に被検知面の明るさの
変化と誤認する可能性が低減されて物体の存在による明
るさの検出誤差が抑制されるという利点がある。

【００６１】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記受光素子が３個以上設けられる
とともに、受光素子の受光範囲が前記被検知面上で１列
に配列されるように受光素子が配置されるものであり、
受光範囲が１列に並ぶから、請求項５の発明と同様に、
受光素子の受光範囲に侵入した物体がすべての受光素子
の受光範囲に跨る可能性が少なくなり、周囲と反射率の
異なる物体が受光範囲に侵入したときに少なくとも１つ
の受光素子の出力は物体の侵入による影響を受けないこ
とが多く、結果的に被検知面の明るさの変化と誤認する
可能性が低減されて物体の存在による明るさの検出誤差
が抑制されるという利点がある。

【００６２】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
６の発明において、前記受光素子が５個以上設けられる
とともに、受光素子の受光範囲が前記被検知面上で複数
列に配列されるように受光素子が配置されるものであ
り、受光範囲が複数列に配列されるから、請求項５の発
明と同様に、受光素子の受光範囲に侵入した物体がすべ
ての受光素子の受光範囲に跨る可能性が少なくなり、周
囲と反射率の異なる物体が受光範囲に侵入したときに少
なくとも１つの受光素子の出力は物体の侵入による影響
を受けないことが多く、結果的に被検知面の明るさの変
化と誤認する可能性が低減されて物体の存在による明る
さの検出誤差が抑制されるという利点がある。

【００６３】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、前記受光素子が３個以上設けられる
とともに、受光素子の受光範囲が前記被検知面上で入れ
子状で同心的に配列されるように受光素子が配置される
ものであり、受光範囲が同心的に配列されているから、
請求項５の発明と同様に、受光素子の受光範囲に侵入し
た物体がすべての受光素子の受光範囲に跨る可能性が少
なくなり、周囲と反射率の異なる物体が受光範囲に侵入
したときに少なくとも１つの受光素子の出力は物体の侵
入による影響を受けないことが多く、結果的に被検知面
の明るさの変化と誤認する可能性が低減されて物体の存
在による明るさの検出誤差が抑制されるという利点があ
る。

【００６４】請求項１０の発明は、請求項１ないし請求
項４の発明において、前記受光素子とは感度を持つ波長
領域が異なる第２の受光素子が付加され、前記受光素子
が４個以上設けられるとともに、前記受光素子の前記被
検知面上での受光範囲が第２の受光素子の前記被検知面
上での受光範囲の周りを囲む形に並ぶように前記受光素
子および第２の受光素子が配列され、第２の受光素子の
出力は前記受光素子の直列回路の出力とは別に取り出さ
れるものであり、第２の受光素子を除く受光素子は直列
接続されており、受光範囲の中央部には第２の受光素子
の受光範囲が形成されるから、請求項５の発明と同様
に、受光素子の受光範囲に侵入した物体がすべての受光
素子の受光範囲に跨る可能性が少なくなり、周囲と反射
率の異なる物体が受光範囲に侵入したときに少なくとも
１つの受光素子の出力は物体の侵入による影響を受けな
いことが多く、結果的に被検知面の明るさの変化と誤認
する可能性が低減されて物体の存在による明るさの検出
誤差が抑制されるという利点がある。しかも、第２の受
光素子は他の受光素子とは感度を持つ波長領域が異なっ
ているから、第２の受光素子の分光感度特性を適宜に設
定しておけば、たとえば可視光以外の光の光量を第２の
受光素子によって検出することができ、近赤外線の比率
などに着目すれば被検知面に自然光が入射しているか否
かを判断することが可能になる。その結果、第２の受光
素子の出力を用いることで外光の影響を軽減するような
補正を受光素子の直列回路の出力に加えることが可能に
なるという利点がある。

【００６５】請求項１１の発明は明るさセンサ付き照明
装置に関し、請求項１及至請求項１０のいずれか１項に
記載の明るさセンサと、前記明るさセンサの出力に基づ
いて調光信号を生成する制御ブロックと、制御ブロック
から与えられた調光信号により出力を変化させる点灯装
置と、点灯装置の出力により点灯され前記被検知面を含
む領域を照明するとともに調光信号に応じた光出力が得
られるランプとを備えるものであり、明るさセンサによ
り検出した明るさに応じてランプの光出力を自動的に制
御することができるという利点がある。

【００６６】請求項１２の発明は、請求項１１の発明に
おいて、前記制御ブロックでは前記被検知面の明るさが
設定値に保たれるように点灯装置に調光信号を与えるも
のであり、明るさセンサにより検出した被検知面の明る
さが設定値に保たれるようにランプの光出力を制御する
から、被検知面の明るさをほぼ一定に保つことが可能に
なる。このことは、机上面のように明るさを一定に保つ
ことが要求される場所で用いる照明装置としてとくに有
効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施形態１を示すブロック図、（ｂ）
は同上の概略構成図である。

【図２】同上の等価回路図である。

【図３】同上に用いる受光素子を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。

【図４】同上の概略構成を示し、（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図である。

【図５】（ａ）は同上の概略構成図、（ｂ）は同上の検
知領域を示す図である。

【図６】同上の動作説明図である。

【図７】同上の動作説明図である。

【図８】実施形態２の概略構成を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図である。

【図９】同上の動作説明図である。

【図１０】実施形態３の概略構成を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図である。

【図１１】実施形態４の概略構成を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図である。

【図１２】（ａ）は実施形態５における受光素子の配列
を示す図、（ｂ）は同上の検知領域を示す図である。

【図１３】同上における受光素子の他の配列例を示す図
である。

【図１４】実施形態６に用いる受光素子を示す正面図で
ある。

【図１５】（ａ）は実施形態７に用いる受光素子を示す
正面図、（ｂ）は同上の側面図である。

【図１６】同上の動作説明図である。

【図１７】実施形態８を示すブロック図である。

【図１８】従来例を示し、（ａ）は概略構成図、（ｂ）
は動作説明図である。

【図１９】他の従来例を示す概略構成図である。

【図２０】同上の動作説明図である。

【図２１】同上の問題点を示し、（ａ）は概略構成図、
（ｂ）は動作説明図である。

【符号の説明】

１０増幅回路１１遮蔽板１３遮光板１４レンズ２０明るさセンサ２１制御ブロック２２点灯装置２３ランプ２４照明装置Ｓ０受光素子Ｓ１〜Ｓ４受光素子Ａ１〜Ａ４検知領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口昌男大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2G065 AA03 AA17 AB02 AB04 AB18 AB22 BA09 BA33 BA34 BA36 BB06 BB21 BC03 BC21 CA07 CA08 DA05 3K073 AA02 AA28 AA42 AA53 BA28 CJ11 CM02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】明るさの検知対象である被検知面からの
反射光を受光し受光量の増加に伴って電流出力を増加さ
せる複数個の受光素子と、被検知面上での各受光素子の
受光範囲を互いに異ならせる受光範囲規制手段と、すべ
ての受光素子を直列接続して得られる出力をセンサ出力
とする出力部とを備えることを特徴とする明るさセン
サ。
【請求項２】前記受光範囲規制手段が、隣接する受光
素子の間に対応する部位で受光面よりも前方に延長され
た形で配置され各受光素子の視野を重複させないように
制限する遮蔽板からなることを特徴とする請求項１記載
の明るさセンサ。
【請求項３】前記受光範囲規制手段が、受光素子の受
光面の前方に配置され各受光素子の視野を重複させない
ように制限するレンズからなることを特徴とする請求項
１記載の明るさセンサ。
【請求項４】前記受光範囲規制手段が、隣接する受光
素子の間に対応する部位で受光面よりも前方に延長され
た形で配置された遮蔽板と、各受光素子の受光面の前方
に配置されたレンズとからなり、遮蔽板とレンズとは各
受光素子の視野を重複させないように制限することを特
徴とする請求項１記載の明るさセンサ。
【請求項５】前記受光素子が３個以上設けられ、各一
対の受光素子に対応した前記被検知面上での受光範囲間
のすべての境界線の一端が一点で突き合わされることが
ないように受光範囲が設定されていることを特徴とする
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の明るさ
センサ。
【請求項６】前記受光素子が３個以上設けられるとと
もに、すべての受光素子の受光範囲が前記被検知面上の
一点の周りに並ぶように受光素子が配列され、受光素子
の受光面の前方であってすべての受光素子の視野に跨る
部位に、被検知面から各受光素子への反射光の一部を遮
光する遮光板が配置されていることを特徴とする請求項
１ないし請求項４のいずれか１項に記載の明るさセン
サ。
【請求項７】前記受光素子が３個以上設けられるとと
もに、受光素子の受光範囲が前記被検知面上で１列に配
列されるように受光素子が配置されることを特徴とする
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の明るさ
センサ。
【請求項８】前記受光素子が５個以上設けられるとと
もに、受光素子の受光範囲が前記被検知面上で複数列に
配列されるように受光素子が配置されることを特徴とす
る請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の明る
さセンサ。
【請求項９】前記受光素子が３個以上設けられるとと
もに、受光素子の受光範囲が前記被検知面上で入れ子状
で同心的に配列されるように受光素子が配置されること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に
記載の明るさセンサ。
【請求項１０】前記受光素子とは感度を持つ波長領域
が異なる第２の受光素子が付加され、前記受光素子が４
個以上設けられるとともに、前記受光素子の前記被検知
面上での受光範囲が第２の受光素子の前記被検知面上で
の受光範囲の周りを囲む形に並ぶように前記受光素子お
よび第２の受光素子が配列され、第２の受光素子の出力
は前記受光素子の直列回路の出力とは別に取り出される
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
項に記載の明るさセンサ。
【請求項１１】請求項１及至請求項１０のいずれか１
項に記載の明るさセンサと、前記明るさセンサの出力に
基づいて調光信号を生成する制御ブロックと、制御ブロ
ックから与えられた調光信号により出力を変化させる点
灯装置と、点灯装置の出力により点灯され前記被検知面
を含む領域を照明するとともに調光信号に応じた光出力
が得られるランプとを備えることを特徴とする明るさセ
ンサ付き照明装置。
【請求項１２】前記制御ブロックは前記被検知面の明
るさが設定値に保たれるように点灯装置に調光信号を与
えることを特徴とする請求項１１に記載の明るさセンサ
付き照明装置。