JP2004039298A - Lighting control system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To construct a circuit for gain change for carrying out lighting control of a lighting apparatus with a high precision and at a low cost. <P>SOLUTION: This lighting control system comprises an illumination intensity sensor 1 that outputs a signal corresponding to the illumination intensity of the light detected from the surrounding, an A/D conversion circuit 21 that converts the analog signal outputted from this illumination intensity sensor 1 into a digital signal, and a light control part 32 that compares the level of the digital signal converted by this A/D conversion circuit 21 with the target reference value stored (set) beforehand in the conversion table memory part 31 and judges whether it is an insufficient gain or not, and when insufficient gain, outputs a gain change signal to the A/D conversion circuit 21 so as to change the gain of the A/D conversion circuit 21 to double, and controls lighting of the lighting apparatus 4 with the digital signal inputted from the A/D conversion circuit 21 according to the gain changed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば照度センサ回路の出力特性を切り替え広い照度範囲を検出する照明制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】例えばオフィスなどに用いられる従来の照明制御システムは、照度センサ、増幅回路、制御回路、照明器具などから構成されている。照度センサは、通常、天井に取り付けられ、天井の照度を測定している。
この種の照明制御システムにおいて、最適な照度とされる目標値は、一般的に、床面の照度を設定するので、床面照度と天井照度との関係、あるいは床面照度と照度センサとの関係とを校正値として保存しておく必要がある。
例えば現在の照度Aを照度計などで確認し、現在のAD変換値がBであったとき、任意のAD値Cに対して実際の照度Dは、
D=C×A÷B
で表すことができる。
通常、照度は離散値で設定され、10Lx乃至100Lxのステップで設定される。ここでは、最小ステップあたり、最低でも照度センサの出力をAD変換後に最低1ビットが繰り上がるような照度センサの出力変化が必要になる。
また、設定可能な目標照度の最高値は2500Lx乃至35001Lx程度である。この最高値の明るさにおいて、AD変換後のテータがオーバーフローしないような値以下である必要がある。
また、照度センサは、実際には床面照度ではなく天井の照度を検出しているため、床面と天井の照度の比率によって、必要な照度センサのゲインも変化する。従来の照明制御システムでは、上述したように照度センサを通常天井に設置することが多いため、床面照度との関係は、設置環境、すなわち、天井高さや床、重、天井の反射率により大きく左右される。
仮に照度センサの出力電圧をA/D変換するA/Dコンバータが8ビットであるものとして、目標値が3000Lxのとき天井への反射率が0.4であれば、天井の照度は1200Lxである。このとき、目標値の設定ステップが50Lxづつであるならば、天井照度は20Lxステップの変化になる。つまり、天井の照度が20Lx変化すると、A/Dコンバータが1以上変化するように設定し、しかも天井の照度が1200LxでA/D値が255を超えないような信号を照度センサから出力させる必要がある。
(1/20)<G<(255/1200)
つまり0.05<G<0.2125でなければならない。
仮に、反射率が0.05であった場合、目標値が3000Lxのとき、天井の照度は150Lxである。このとき目標値の設定ステップが50Lxづつならば、天井照度は、20Lxのステップ変化になる。
つまり、天井の照度が20Lx変化すると、A/Dコンバータが1以上変化し、かつ天井の照度が150LxでA/D値が255を超えないような照度センサ出力である必要がある。
(1/1)<G<(255/150)
つまり1<G<1.7でなければならない。
言い換えると、天井への反射率0.4の場合に必要なゲインと反射率0.05の場合で、必要なゲインが異なるため、このような場合は、照度センサのゲインを切り替える必要がある。
【0003】
ここで、図10を参照して従来の照明制御システムの増幅回路の構成について説明する。図10は従来の照明制御システムの増幅回路の構成を示す図である。図10に示すように、従来の照明制御システムの増幅回路は、照度センサとしてのフォトダイオードPD、抵抗R5,R6,R7、オペアンプIC1、アナログスイッチQ5などから構成されている。フォトダイオードPDは光を電流に変換する。光電変換される電流は、ほぼ照度に比例する。この電流は抵抗R1により電圧に変換される。オペアンプIC1はゲイン切り替えのためのオペアンプである。
この増幅回路の場合、アナログスイッチQ5がOFFのときは100%負帰還によりゲインは1である。また、抵抗R6と抵抗R7が同じ値であるならば、アナログスイッチQ5がONのときはゲインは2となり2倍の出力が得られる。
ところで、従来の増幅回路の場合、オペアンプIC1によりゲイン切り替えを行うことから、当然、抵抗素子などに比べて割高なオペアンプIC1を用いる必要である。また、ゲイン切り替えは、帰還用の抵抗素子の切り替えによるためアナログスイッチQ5として、例えばFETなどを用いる必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようにオペアンプ、FETなどの高価な集積部品を用いた増幅回路の場合、照明制御システム全体としてもコスト高になるという問題があった。
また、FETと共に利用する抵抗R2,R3はディスクリート部品であり、それぞれに製造誤差があることから、n倍あるいは1/n倍といった正確な倍率で増幅度を得難いという問題がある。
【0005】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、照明器具の調光制御を行うためのゲイン切り替えを行う回路を高精度でかつ安価に構成することでシステム全体のコストを削減できる照明制御システムを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決するために、請求項1記載の発明の照明制御システムは、周辺の照度に応じて照明器具を調光する照明制御システムにおいて、周辺から検知した光の照度に応じた電流を出力する照度センサと;前記照度センサから入力される電流をデジタル信号に変換するA/D変換回路と;前記A/D変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足に応じて、前記A/D変換回路の信号増幅度を1/n倍あるいはn倍に切り替えるよう前記A/D変換回路に対する信号増幅度の切り替え制御を行うゲイン切替手段と;前記A/D変換回路から入力されたデジタル信号と、前記ゲイン切替手段が切り替えた信号増幅度とに基づいて前記照明器具を調光制御する調光手段と;を具備したことを特徴としている。なお、上記照度センサは、電流を出力するだけでなく、抵抗を介在させた回路とすることで電圧を出力する構成としてもよい。
請求項1記載の発明では、A/D変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足に応じて、A/D変換回路の信号増幅度を1/n倍あるいはn倍に切り替えるようA/D変換回路に対する信号増幅度の切り替え制御を行うので、簡素な構成でゲインの切り替えを行うことができる。
【0007】
請求項2記載の発明の照明制御システムは、請求項1記載の照明制御システムにおいて、前記A/D変換回路は、前記照度センサから入力される電流を電圧に変換する電圧変換素子と;前記電圧変換素子と前記照度センサ間に介挿接続されたカレントミラー回路と;を具備したことを特徴としている。
請求項2記載の発明では、照度センサから入力される電流を電圧に変換する電圧変換素子と、カレントミラー回路とでA/D変換回路を構成したことで、部品コストを低減することができる。なお、カレントミラー回路を同一ペレット上に形成されたマルチトランジスタ構成とすることで、A/D変換回路を高精度に実現できる。
【0008】
請求項3記載の発明の照明制御システムは、周辺の照度に応じて照明器具を調光する照明システムおいて、周辺から検知した光の照度に応じた電流を出力する照度センサと;前記照度センサから出力される電流をデジタル信号に変換するA/D変換回路と;前記A/D変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている目標基準値とを比較して前記デジタル信号のゲインの過不足を判定し、ゲインの過不足状況に応じて、前記A/D変換回路の信号増幅度を1/n倍あるいはn倍に切り替えるよう、前記A/D変換回路から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトするビットシフト部と;前記ビットシフト手段によりシフトされた読み取りビットにて前記デジタル信号からデータを読み取ることで前記照明器具を調光制御する調光手段とを具備したことを特徴としている。
請求項3記載の発明では、A/D変換回路から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトすることで、ビットシフトされたデータを読み取るだけで、電子部品の製造誤差などの影響を受けずにゲインの切り替えを容易にかつ高精度に行うことができる。
この結果、照明器具の調光制御を行うためのゲイン切り替えを行う回路を高精度でかつ安価に構成することでシステム全体のコストを削減できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る第1実施形態の照明制御システムの構成を示す図である。
【0010】
図1に示すように、この照明制御システムは、照度センサ1、A/D信号を出力、また、ゲイン切替信号が入力される増幅回路2、この増幅回路2から入力されるA/D信号に基づく調光制御と増幅回路2に対するゲイン切り替え制御を行う制御回路3、制御回路から調光制御により、蛍光灯あるいは白熱電球等のランプを点消灯する照明器具4とを有している。
照度センサ1は光を電流に変換する手段であり、増幅回路2より与えられた所定のゲインを、受光量に応じて電流に変換する。
増幅回路2には、A/D変換回路21が内蔵されている。A/D変換回路21は照度センサ1に発生した電流を電圧に変換し、増幅しディジタル化した電圧(8ビットのA/D信号)を出力する。
制御回路3には、例えば入力されたA/D信号(デジタル信号)を8ビット単位で処理するマイクロコンピュータ(8ビットマイコン)が用いられている。制御回路3の内部には、変換テーブル31、調光制御部32などが備えられている。変換テーブル31には、照度目標値としての変換テーブル(図3参照)が記憶されている。調光制御部32は、照度センサ1から増幅回路2を通じて入力されたA/D信号(8ビットの電圧)を基に実際の照度を算出し、算出した照度と変換テーブル31の照度目標値とを比較して、算出した照度が例えば照度目標値以下になった場合、ゲイン切替信号を増幅回路2に出力すると共に、算出した照度が例えば照度目標値以上になった場合、ゲイン切替信号の出力を停止する。また、調光制御部32は、入力されたA/D信号から求めた照度と照度目標値とを一致させるように照明器具4を調光制御する。
つまり、制御回路3は、増幅回路2から入力されるA/D信号に基づき照明器具4に対する調光を制御すると共に、デジタル入力されるA/D信号からでは調光制御ができないようなゲイン不足に陥ったときに増幅回路2に対しゲイン(増幅度)を現行のゲイン(n)の2倍(2n)にするよう切り替え制御を行うためのゲイン切替信号を増幅回路2へ出力するゲイン切替手段として機能する。なお、nは整数である。また、制御回路3は、現行のゲインを既に2倍(2n)としていたときにゲイン過多となった場合に元のゲイン(n)に戻す制御も行う。この場合、n/2n=1/2倍となる。なお、この実施例では、ゲインを2倍、1/2倍にすることを例示したが、4倍,8倍などにすることもできる。
【0011】
図2に校正とゲイン切り替えのための変換テーブルの一例を示す。
調光制御部32は、変換テーブル記憶部31に予め記憶(設定)されている変換テーブルの内容を参照して(読み出して)、校正時の目標照度値と、照度センサ1から得られるレベル(AD値)との比を求め、その比に基づいてゲインを切り替える。
図2に示すように、例えば1000Lxで校正したとき、照度センサ1のAD値が20であったとすれば、その比は0.05である。設定ステップが50Lxづつであれば、1ステップあたり照度センサ1の値は2.5なので、1ゲイン変更しない。同様に校正時の照度センサ1のAD値が50であったとすれば、その比は0.02である。同様に設定ステップが50Lxづつであれば、1ステップあたり照度センサ1のAD値は1なので、ゲイン不足となる。この場合、調光制御できなくなるため、入力されるゲインを2倍に切り替える必要がある。このため、制御回路3からゲイン切替信号を増幅回路2へ入力することで、増幅回路2に対してA/D信号の増幅度の切り替えを指示し、ゲインの切り替えを行う。
同様に校正時の照度センサ1のAD値が10であったとすれば、その比は0.01である。同様に設定ステップが50Lxづつであれば、1ステップあたり照度センサ1のAD値は0.5なのでゲイン不足となってしまうため、A/D信号の増幅度を4倍に上げる。
このように、校正を行ったときの照度と照度センサ1の出力(AD値)との比に基づいて照度センサ1のゲインを決定し、ゲインを切り替た後に、もう一度校正を行いさえすれば、読み込まれるAD値の分解能をほぼ一定に保持することができる。
【0012】
すなわち、この照明制御システムの場合、調光制御部32は、A/D変換回路21により変換されて入力されてきた8ビットのA/D信号(デジタル信号)のレベル(AD値)と予め変換テーブル記憶部31に記憶(設定)されている目標基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足状況に応じて、A/D変換回路の信号増幅度を1/n倍あるいはn倍に切り替えるようA/D変換回路21に対するゲインの切り替え制御を行う。また、調光制御部32は、A/D変換回路21から入力されたデジタル信号と、切り替えたゲインとを基に照明器具4を調光制御する。
【0013】
次に、上記増幅回路2の具体的な構成について、いくつかの回路例をあげて説明する。
まず、図3を参照して増幅回路の第1実施例について説明する。
この第1実施例の増幅回路は、図3に示すように、照度センサ1としてのフォトダイオードPDと、抵抗R1、抵抗R2、2つのトランジスタQ1,トランジスタQ2を同一ペレットに形成したデュアルトランジスタ構成のカレントミラー回路CMと、制御回路からのゲイン切替信号により、トランジスタQ3などを備えている。
フォトダイオードPDのカソード端は電源に接続されている。また、フォトダイオードPDのアノード端は、トランジスタQ1とトランジスタQ2で構成されるカレントミラー回路の基準電流側に接続されている。フォトダイオードPDは受光した光量に応じた電流を生じさせ、この電流が複製電流と共に電圧変換素子としての抵抗R1に流れることで電圧に変換される。
カレントミラー回路CMは、フォトダイオードPDと抵抗R1との間に挿入し接続されている。
具体的には、カレントミラー回路CMは、基準電流側(トランジスタQ1の側)をフォトダイオードPDに接続し、複製電流側(トランジスタQ2の側)を制御可能な電源、つまりトランジスタQ3のコレクタに接続しており、基準電流と複製電流を共に電圧変換素子である抵抗R3に流すように構成されている。
トランジスタQ2のコレクタは、トランジスタQ3のコレクタに接続されており、電源への接続を開閉できるようになっている。トランジスタQ3がONしてトランジスタQ2が電源に接続されたときは、カレントミラー回路CMによって、フォトダイオードPDの電流が複製され、抵抗R1に流れる電流は2倍になる。
一方、トランジスタQ3をOFFしてトランジスタQ2への電源接続を絶ったとき、トランジスタQ2は、ベース・エミッタ間のダイオードとして作用し、フォトダイオードPDの電流が分流するだけで電流の倍増作用は行われない。
カレントミラー回路CMのトランジスタQ1,トランジスタQ2は、2素子を同一ペレットに形成したデュアルトランジスタが用いられている。これにより、互いの素子特性がよくそろい、2倍の電流を正確に(精度良く)生成することができる。
【0014】
このようにこの第1実施例の増幅回路を用いた照明制御システムによれば、ゲイン切り替え手段として、フォトダイオードPDと電圧変換素子としての抵抗R1との間に挿入したカレントミラー回路CMを用い、フォトダイオードPDが得た照度に対する出力電圧の比を整数倍で変更できるような回路を装備したことで、制御回路3からゲイン切替信号を増幅回路2に出力し増幅回路2で増幅されるA/D信号の増幅度、つまりゲインを切り替えることができる。すなわち、フォトダイオードPDの校正を行うとき、校正時の照度とそのときのフォトダイオードPDからのデジタル信号の読み取り値との比に基づいてゲインを切り替えるので、校正時に、特別に空間の反射率を測定することなく、簡便な方法により照度センサの最適なゲインを設定できる。
また、デュアルトランジスタのカレントミラー回路CMを用いたことで、FETなどの高価なアナログスイッチを用いずに済むようになり、部品コストと共にシステム全体のコストを削減することができる。
さらに、カレントミラー回路CMを、2つのトランジスタQ1,トランジスタQ2を同一ペレットに形成したデュアルトランジスタ構成とすることで、抵抗素子の精度や温度変化の影響を受けずに、かつ安価にゲインを切り替えることができる。
【0015】
次に、上記増幅回路2の第2実施例について説明する。
上記第1実施例で示したトランジスタQ3は定電流回路として動作するため、その電流は電源電圧に依存しない。したがって、フォトダイオードPDを接続した電源とは別のものであっても良い。
そこで、この第2実施例では、トランジスタQ3を用いずに、図4に示すように、ダイオードD1を用い、ダイオードD1のカソード側をカレントミラー回路CMのトランジスタQ2のコレクタに接続し、ダイオードD1のアノード側を、ある程度の電流出力が可能なマイコンのポートに直付けするよう構成している。マイコンとは制御回路3を指している。このようにカレントミラー回路CMの複製側トランジスタQ2を制御するための電源をマイコンのポートより得る手段としてダイオードD1を用いたことで、上記トランジスタQ3などの集積素子を用いるのに比べてA/D変換回路21を安価に構成できる。
【0016】
このようにこの第2実施例の増幅回路を用いた照明制御システムによれば、第1実施例のトランジスタQ3の代わりにダイオードD1を用いることで、第1実施例の場合よりも部品コストをさらに低減することができる。
【0017】
次に、増幅回路の第3実施例について説明する。
この第3実施例は、ゲインを2倍あるいは1/2倍以外の倍率にする変形例であり、ゲイン切り替え手段として、上記カレントミラー回路CMのうち、図5に示すように、複製側のトランジスタQ2を3個並列に取り付けることで、ゲインを4倍にすることができる。
【0018】
このようにこの第3実施例の増幅回路を用いた照明制御システムによれば、カレントミラー回路CMを、複製側のトランジスタQ2を3個並列に取り付けた構成とすることで、4倍あるいは1/4倍にゲイン切り替えを行える回路を、高精度にかつ安価に構成することができる。また、ダイオードD1をマイコンなどの電流を出力できるポートに接続することにより、第1実施例よりも安価な回路構成で、フォトダイオードPDのゲインを切り替えることができる。
【0019】
次に、増幅回路の第4実施例について説明する。
この第4実施例は、ゲインを2倍あるいは1/2倍以外の倍率にする変形例であり、図6に示すように、第2実施例(図4)に示した回路構成のカレントミラー回路CMを、例えば2段直列に接続して構成することにより、ゲインを4倍にすることができる。
【0020】
このようにこの第4実施例の増幅回路を用いた照明制御システムによれば、カレントミラー回路CMを、2段直列に接続して構成することで、4倍あるいは1/4倍にゲイン切り替えを行える回路を、高精度にかつ安価に構成することができる。また、ダイオードD1をマイコンなどの電流を出力できるポートに接続することにより、第1実施例よりも安価な回路構成で、照度センサ1のゲインを切り替えることができる。
つまり、第2〜第4実施例では、同一ペレット上に、基準電流側のトランジスタQ1と複数の複製側トランジスタQ2を並列接続して形成、あるいは同一ペレット上に、トランジスタQ1,トランジスタQ2からなるデュアルトランジスタを多段接続して形成した、マルチトランジスタ構成のカレントミラー回路とすることで、素子どうしの製造誤差がほぼなくすことができる。
【0021】
次に、本発明に係る第2実施形態の照明制御システムについて説明する。
上記第1実施形態の照明制御システムは、実際の電子部品、素子を組み合わせた回路で増幅回路を構成したが、これらの構成と等価的にマイコン側のみのデジタル信号処理(あるいはソフトウェア処理)により、ゲインを切り替えることができるので、以下、その説明をする。
その手法として、増幅回路のA/D変換回路のビット数を制御回路(マイコン)よりも上げておき、データの読み取りタイミングをずらす、つまりマイコンに入力されるデータをビットシフトすることでn倍あるいは1/n倍の増幅度(ゲイン)を得る。
【0022】
この第2実施形態の照明制御システムは、図7に示すように、照度センサ1、A/D信号を出力する増幅回路2、この増幅回路2から入力されるA/D信号に基づく調光制御を行う制御回路3、制御回路から調光制御により、蛍光灯あるいは白熱電球等のランプを点消灯する照明器具4とを有している。
照度センサ1は光を電流に変換する手段であり、増幅回路2より与えられた所定のゲインを、受光量に応じて電流に変換する。
増幅回路2には、A/D変換回路22が内蔵されている。A/D変換回路22は照度センサ1からの電流を電圧に変換し、増幅し、ディジタル化した電圧(10ビットのA/D信号)を出力する。
制御回路3には、例えば入力されたA/D信号(デジタル信号)を8ビット単位で処理するマイクロコンピュータ(8ビットマイコン)が用いられている。制御回路3の内部には、変換テーブル記憶部31、ビットシフト部35、調光制御部36などが備えられている。変換テーブル記憶部31には、照度目標値としての変換テーブル(図3参照)が記憶されている。調光制御部36は、増幅回路2を通じて入力されたA/D信号の電圧を基に実際の照度を算出し、算出した照度と変換テーブル31の照度目標値とを比較して、算出した照度が例えば照度目標値以下になった場合、ビットシフト部35に対して−1ビットのビットシフトを指示すると共に、算出した照度が例えば照度目標値以上になった場合、ビットシフト部35に対して1ビットのビットシフトを指示する。ビットシフト部35は、調光制御部36からの指示に従って、照度センサ1から増幅回路2を通じて入力されたA/D信号(10ビットの電圧)のうち、ゲイン切り替え時と通常時とで異なる任意の範囲にビットシフトさせた8ビットのA/D信号を調光制御部36に出力する。調光制御部36は、ビットシフト部35から入力される8ビットのA/D信号の中の任意の抽出ビットを抽出してA/D信号の増幅率を求める。また、調光制御部32は、入力されたA/D信号から求めた照度と、抽出ビットから求めた増幅率に応じた照度目標値とを一致させるように照明器具4を調光制御する。なお、本例では任意の抽出ビットとして3ビットとしている。
【0023】
この照明制御システムの場合、図8に示すように、調光制御部32は、A/D変換回路22により変換されて入力されてきた10ビットのA/D信号(デジタル信号)のレベル(図9(a)に示すA/D)と予め変換テーブル記憶部31に記憶(設定)されている目標基準値(図9(b)に示すM)とを比較することでゲインの過不足を判定し(S101)、判定したゲインの過不足状況に応じて、A/D変換回路22の信号増幅度を1/n倍あるいはn倍に切り替えるようビットシフト部35に指示し、この指示に従って、ビットシフト部35は、A/D変換回路22から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトする(S103)。このビットシフト部35によりシフトされた読み取りビットにてA/D信号からデータを調光制御部32が読み取ることで照明器具4を調光制御する。
つまり、制御回路3は、増幅回路2から入力されるA/D信号に基づき照明器具4に対する調光を制御すると共に、デジタル入力されるA/D信号からでは調光制御ができないようなゲイン不足に陥ったときに(S102のNo)、ビットシフト部35に対して、現行の8ビットの範囲から一つ(あるいは二つのビット)を読み取るビットをずらした(ビットシフトした)範囲から所定のビットを抽出させて倍率を計算する。
この場合、図9(c)に示すように、ビットシフト=0のデータを、矢印(←)の方向にビットシフトしてビットシフト=−1のデータを受信し、抽出範囲のデータ(抽出ビット)である「010」を抽出する(S103)。元のビットシフト=0のデータの位置では、抽出ビットが「001」であったものが、「010」となり、2進数における倍率計算の結果、2倍となる。
一方、制御回路3において、現行のA/D信号のゲインが既に何倍かになっていたときに、ゲイン過多と判定した場合には(S102のYes)、A/D信号を元のゲインに戻す制御を行う。
この場合、図9(d)に示すように、ビットシフト=0のデータを、矢印(→)の方向にビットシフトしてビットシフト=1のデータを受信し、抽出範囲のデータ(抽出ビット)である「001」を抽出する(S104)。ビットシフト前のビットシフト=0のデータの位置では、抽出ビットが「010」であったものが、「001」となり、2進数における倍率計算の結果、1/2倍となる。
例えば制御回路3としてのワンチップマイクロコンピュータに8ビットのもの(以下8ビットマイコンと称す)を用いる。このとき8ビットより大きいデータは必要なメモリが2バイト以上となるため、多くのメモリを消費し、演算速度も低下する。したがって、照度センサ1から増幅回路2に入力され、A/D変換したA/D信号(A/D変換後のディジタルデータ)も8ビット長であるほうが望ましい。
例えばA/D変換回路22に10ビットのものを用いれば、基準電圧を変更しないという条件では、8ビットマイコン側では、A/D変換回路22に8ビットのものを用いたときよりも4倍の細かさでデータを取得できる。
通常、10ビットのA/D変換回路22から出力されたA/D信号が8ビットマイコンに入力された場合は、8ビットマイコンは、入力10ビットのうちの下位2ビットを読み捨てるが、8ビットマイコンが得たデータのうち、下位ビットから上位ビットにビットシフトすることで、上位8ビットのデータは一回のシフトごとに2倍されたことになる。これは、照度センサ1のゲインを切り替えたときと同等の効果となる。
【0024】
このようにこの第2実施形態の照明制御システムによれば、10ビットのA/D変換回路22と8ビット入力のマイコンを用いることで、マイコン側で2ビット分のビットシフトが可能であり、ゲインを2倍、8倍あるいは1/2倍、1/8倍にすることができる。
すなわち、マイコンの処理ビット数よりも大きな出力ビット数、例えば10ビットなどのA/D変換回路22を備えることで、マイコン側に入力されたデジタルデータをビットシフトさせて読み取るだけで2倍、8倍あるいは1/2倍、1/8倍といった倍数でゲインの切り替えを行えるので、電子部品の製造誤差などの影響を受けずに、ゲインの切り替えを安価な方法で実現できる。
【0025】
なお、本願発明は、上記実施例のみに限定されるものではない。
上記実施例にゲイン切り替え手段をいくつか示したが、これらは、単独で行っても良く、また、それぞれを組み合わせて行ってもよい。
また、上記実施例では、A/D変換回路21,22の基準電圧自体は変えないことを前提としたが、A/D変換回路22,22の基準電圧自体を切り替える方法もある。
A/D変換回路21,22の基準電圧を1/2に低下させると、A/D変換で得られたデータはゲインを2倍にしたときと同じデータが得られる。
上記各実施例、各実施形態により、ゲイン切り替えを行う回路を高精度でかつ安価に構成することでシステム全体のコストを削減できる照明制御システムを提供することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、A/D変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足に応じて、A/D変換回路の信号増幅度を1/n倍あるいはn倍に切り替えるようA/D変換回路に対する信号増幅度の切り替え制御を行うので、簡素な構成でゲインの切り替えを行うことができる。
請求項2記載の発明によれば、照度センサから入力される電流を電圧に変換する電圧変換素子と、カレントミラー回路とでA/D変換回路を構成したことで、部品コストを低減することができる。
請求項3記載の発明によれば、A/D変換回路から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトすることで、ビットシフトされたデータを読み取るだけで、電子部品の製造誤差などの影響を受けずにゲインの切り替えを容易にかつ高精度に行うことができる。
この結果、照明器具の調光制御を行うためのゲイン切り替えを行う回路を高精度でかつ安価に構成することでシステム全体のコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態の照明制御システムの構成を示す図。
【図2】図1の照明制御システムにおける第1実施例の増幅回路を示す図。
【図3】図2の増幅回路における制御回路の変換テーブルを示す図。
【図4】図1の照明制御システムにおける第2実施例の増幅回路を示す図。
【図5】図1の照明制御システムにおける第3実施例の増幅回路を示す図。
【図6】図1の照明制御システムにおける第4実施例の増幅回路を示す図。
【図7】本発明に係る第2実施形態の照明制御システムの構成を示す図。
【図8】図7の照明制御システムの動作を示すフローチャート。
【図9】図7の照明制御システムによるビットシフト動作の概念図。
【図10】従来の増幅回路の構成を示す図。
【符号の説明】
1…照度センサ、2…増幅回路、3…制御回路、4…照明器具、21,22…A/D変換回路、31…変換テーブル記憶部、32,36…調光制御回路、35…ビットシフト部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illumination control system for detecting a wide illuminance range by, for example, switching output characteristics of an illuminance sensor circuit.
[0002]
2. Description of the Related Art For example, a conventional lighting control system used in an office or the like is composed of an illuminance sensor, an amplifier circuit, a control circuit, lighting equipment and the like. The illuminance sensor is usually mounted on a ceiling and measures the illuminance of the ceiling.
In this type of lighting control system, the target value that is the optimum illuminance generally sets the illuminance of the floor, so that the relationship between the floor illuminance and the ceiling illuminance, or the relationship between the floor illuminance and the illuminance sensor is used. It is necessary to save the relationship as a calibration value.
For example, the current illuminance A is checked with an illuminometer or the like, and when the current AD conversion value is B, the actual illuminance D for an arbitrary AD value C is
D = C × A ÷ B
Can be represented by
Normally, the illuminance is set as a discrete value, and is set in steps of 10 Lx to 100 Lx. Here, it is necessary to change the output of the illuminance sensor so that at least one bit is incremented after the AD conversion of the output of the illuminance sensor per minimum step.
The maximum target illuminance that can be set is about 2500 Lx to 35001 Lx. At the maximum brightness, it is necessary that the brightness after the A / D conversion does not overflow.
Further, since the illuminance sensor actually detects the illuminance of the ceiling instead of the illuminance of the floor surface, the required gain of the illuminance sensor also changes depending on the ratio of the illuminance of the floor surface and the illuminance of the ceiling. In the conventional lighting control system, since the illuminance sensor is usually installed on the ceiling as described above, the relationship with the floor illuminance is larger depending on the installation environment, that is, the height of the ceiling, the floor, the weight, and the reflectance of the ceiling. It depends.
Assuming that the A / D converter for A / D converting the output voltage of the illuminance sensor is 8 bits, if the reflectance to the ceiling is 0.4 when the target value is 3000 Lx, the illuminance on the ceiling is 1200 Lx. . At this time, if the target value setting steps are 50 Lx steps, the ceiling illumination changes by 20 Lx steps. That is, when the illuminance of the ceiling changes by 20 Lx, the A / D converter is set to change by 1 or more, and a signal is output from the illuminance sensor such that the illuminance of the ceiling does not exceed 1200 Lx and the A / D value does not exceed 255. There is.
(1/20) <G <(255/1200)
That is, 0.05 <G <0.2125 must be satisfied.
If the reflectance is 0.05 and the target value is 3000 Lx, the illuminance on the ceiling is 150 Lx. At this time, if the target value setting step is 50 Lx at a time, the ceiling illuminance changes by 20 Lx.
That is, when the illuminance on the ceiling changes by 20 Lx, the A / D converter needs to change by 1 or more, and the illuminance sensor output needs to be such that the illuminance on the ceiling is 150 Lx and the A / D value does not exceed 255.
(1/1) <G <(255/150)
That is, 1 <G <1.7 must be satisfied.
In other words, the required gain is different when the reflectance to the ceiling is 0.4 and the required gain is 0.05 when the reflectance is 0.05. In such a case, it is necessary to switch the gain of the illuminance sensor.
[0003]
Here, the configuration of the amplifier circuit of the conventional lighting control system will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an amplifier circuit of a conventional illumination control system. As shown in FIG. 10, the amplifier circuit of the conventional illumination control system includes a photodiode PD as an illuminance sensor, resistors R5, R6, R7, an operational amplifier IC1, an analog switch Q5, and the like. The photodiode PD converts light into a current. The current that is photoelectrically converted is substantially proportional to the illuminance. This current is converted to a voltage by the resistor R1. The operational amplifier IC1 is an operational amplifier for switching a gain.
In this amplifier circuit, when the analog switch Q5 is OFF, the gain is 1 due to 100% negative feedback. If the resistors R6 and R7 have the same value, when the analog switch Q5 is ON, the gain becomes 2 and a double output is obtained.
By the way, in the case of the conventional amplifying circuit, since the gain is switched by the operational amplifier IC1, it is naturally necessary to use the operational amplifier IC1 which is more expensive than the resistance element or the like. Further, since the gain switching is performed by switching the feedback resistance element, it is necessary to use, for example, an FET as the analog switch Q5.
[0004]
As described above, in the case of an amplifier circuit using expensive integrated components such as an operational amplifier and an FET, there is a problem that the cost of the entire illumination control system becomes high.
Further, since the resistors R2 and R3 used together with the FET are discrete components, each of which has a manufacturing error, there is a problem that it is difficult to obtain the amplification degree at an accurate magnification such as n times or 1 / n times.
[0005]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and the cost of the entire system can be reduced by configuring a circuit for performing gain switching for performing dimming control of a lighting fixture with high accuracy and at low cost. It is intended to provide a lighting control system.
[0006]
In order to solve the above-mentioned problems, a lighting control system according to the first aspect of the present invention is a lighting control system for dimming a lighting fixture according to the illuminance of the surroundings. An illuminance sensor for outputting a current corresponding to the illuminance of the light; an A / D conversion circuit for converting a current input from the illuminance sensor into a digital signal; a level of the digital signal converted by the A / D conversion circuit And a predetermined reference value to determine whether the gain is excessive or insufficient, and switch the signal amplification of the A / D conversion circuit to 1 / n or n times according to the determined gain. Gain switching means for controlling switching of the signal amplification degree for the A / D conversion circuit; a digital signal input from the A / D conversion circuit; and a signal amplification switched by the gain switching means. It is characterized by comprising a; and dimming means for dimming control the luminaire on the basis of and. Note that the illuminance sensor may be configured to output a voltage by not only outputting a current but also forming a circuit through a resistor.
According to the first aspect of the present invention, it is determined whether the gain is excessive or insufficient based on the level of the digital signal converted by the A / D conversion circuit and a preset reference value. Since the switching control of the signal amplification for the A / D conversion circuit is performed so as to switch the signal amplification of the A / D conversion circuit to 1 / n or n times, the gain can be switched with a simple configuration.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the illumination control system according to the first aspect, the A / D conversion circuit converts a current input from the illuminance sensor into a voltage; and the voltage; A current mirror circuit interposed between the conversion element and the illuminance sensor.
According to the second aspect of the present invention, since the A / D conversion circuit includes the voltage conversion element that converts the current input from the illuminance sensor into a voltage and the current mirror circuit, it is possible to reduce component costs. Note that the A / D conversion circuit can be realized with high accuracy by using a multi-transistor configuration in which the current mirror circuit is formed on the same pellet.
[0008]
4. The illumination control system according to claim 3, wherein the illumination system outputs a current corresponding to the illuminance of light detected from the periphery in the illumination system for dimming the luminaire in accordance with the illuminance of the periphery; An A / D conversion circuit for converting a current output from the A / D converter into a digital signal; comparing the level of the digital signal converted by the A / D conversion circuit with a preset target reference value, A digital input from the A / D conversion circuit is determined so as to determine whether the gain is excessive or deficient and to switch the signal amplification of the A / D conversion circuit to 1 / n or n times in accordance with the situation of the gain. A bit shift unit for shifting a read bit of a signal; and the lighting fixture by reading data from the digital signal with the read bit shifted by the bit shift unit. It is characterized by comprising a light control means for controlling dimming.
According to the third aspect of the present invention, the read bits of the digital signal input from the A / D conversion circuit are shifted, so that the bit-shifted data is only read, and there is no influence from a manufacturing error of the electronic component. The gain can be switched easily and with high accuracy.
As a result, the cost of the entire system can be reduced by configuring the circuit for performing gain switching for performing the dimming control of the lighting fixture with high accuracy and at low cost.
[0009]
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a lighting control system according to a first embodiment of the present invention.
[0010]
As shown in FIG. 1, the illumination control system includes an illuminance sensor 1, an A / D signal, an amplification circuit 2 to which a gain switching signal is input, and an A / D signal input from the amplification circuit 2. It has a control circuit 3 for performing dimming control based on the gain and a gain switching control for the amplifier circuit 2, and a lighting device 4 for turning on and off a lamp such as a fluorescent lamp or an incandescent lamp by the dimming control from the control circuit.
The illuminance sensor 1 is a means for converting light into a current, and converts a predetermined gain given from the amplifier circuit 2 into a current according to the amount of received light.
The A / D conversion circuit 21 is built in the amplification circuit 2. The A / D conversion circuit 21 converts the current generated in the illuminance sensor 1 into a voltage, and outputs an amplified and digitized voltage (8-bit A / D signal).
As the control circuit 3, for example, a microcomputer (8-bit microcomputer) that processes an input A / D signal (digital signal) in 8-bit units is used. The control circuit 3 includes a conversion table 31, a dimming control unit 32, and the like. The conversion table 31 stores a conversion table (see FIG. 3) as an illuminance target value. The dimming control unit 32 calculates the actual illuminance based on the A / D signal (8-bit voltage) input from the illuminance sensor 1 through the amplification circuit 2, and calculates the calculated illuminance and the illuminance target value of the conversion table 31. When the calculated illuminance is equal to or less than the illuminance target value, for example, a gain switching signal is output to the amplifier circuit 2. When the calculated illuminance is equal to or more than the illuminance target value, for example, the output of the gain switching signal is output. To stop. Further, the dimming control unit 32 controls the dimming of the luminaire 4 so that the illuminance obtained from the input A / D signal and the illuminance target value match.
That is, the control circuit 3 controls the dimming of the luminaire 4 based on the A / D signal input from the amplifier circuit 2, and has insufficient gain such that the dimming control cannot be performed from the digitally input A / D signal. Gain switching means for outputting to the amplifier circuit 2 a gain switching signal for performing switching control to make the gain (amplification degree) of the amplifier circuit 2 twice (2n) the current gain (n) when falling into Function as Note that n is an integer. The control circuit 3 also performs control to return to the original gain (n) when the gain becomes excessive when the current gain has already been doubled (2n). In this case, n / 2n = 1/2 times. In this embodiment, the gain is doubled or halved. However, the gain can be quadrupled or octupled.
[0011]
FIG. 2 shows an example of a conversion table for calibration and gain switching.
The dimming control unit 32 refers to (reads out) the contents of the conversion table stored (set) in the conversion table storage unit 31 in advance, and sets the target illuminance value at the time of calibration and the level obtained from the illuminance sensor 1 ( AD value), and the gain is switched based on the ratio.
As shown in FIG. 2, for example, if the AD value of the illuminance sensor 1 is 20 when the calibration is performed at 1000 Lx, the ratio is 0.05. If the number of setting steps is 50 Lx, the value of the illuminance sensor 1 is 2.5 per step, so that one gain is not changed. Similarly, if the AD value of the illuminance sensor 1 at the time of calibration is 50, the ratio is 0.02. Similarly, if the number of setting steps is 50 Lx, the gain of the illuminance sensor 1 will be insufficient because the AD value of the illuminance sensor 1 is 1 per step. In this case, since the dimming control cannot be performed, the input gain needs to be switched to twice. Therefore, by inputting a gain switching signal from the control circuit 3 to the amplifier circuit 2, the amplifier circuit 2 is instructed to switch the amplification degree of the A / D signal, and the gain is switched.
Similarly, if the AD value of the illuminance sensor 1 at the time of calibration is 10, the ratio is 0.01. Similarly, if the number of setting steps is 50 Lx, the gain of the illuminance sensor 1 is 0.5 per step, resulting in insufficient gain. Therefore, the amplification of the A / D signal is increased by four times.
As described above, the gain of the illuminance sensor 1 is determined based on the ratio between the illuminance at the time of performing the calibration and the output (AD value) of the illuminance sensor 1, and the gain is switched. The resolution of the read AD value can be kept substantially constant.
[0012]
That is, in the case of this illumination control system, the dimming control unit 32 converts the level (AD value) of the 8-bit A / D signal (digital signal) converted and input by the A / D conversion circuit 21 in advance. An excess or deficiency of the gain is determined based on the target reference value stored (set) in the table storage unit 31, and the signal amplification degree of the A / D conversion circuit is reduced by 1 / in accordance with the determined excess or deficiency of the gain. The gain switching control for the A / D conversion circuit 21 is performed so as to switch to n times or n times. Further, the dimming control unit 32 controls dimming of the lighting fixture 4 based on the digital signal input from the A / D conversion circuit 21 and the switched gain.
[0013]
Next, a specific configuration of the amplifier circuit 2 will be described with reference to some circuit examples.
First, a first embodiment of the amplifier circuit will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, the amplifier circuit of the first embodiment has a dual transistor configuration in which a photodiode PD as an illuminance sensor 1, a resistor R1, a resistor R2, two transistors Q1, and a transistor Q2 are formed in the same pellet. A transistor Q3 and the like are provided according to a current mirror circuit CM and a gain switching signal from a control circuit.
The cathode end of the photodiode PD is connected to a power supply. The anode end of the photodiode PD is connected to the reference current side of a current mirror circuit composed of the transistors Q1 and Q2. The photodiode PD generates a current corresponding to the amount of received light, and this current is converted to a voltage by flowing through the resistor R1 as a voltage conversion element together with the duplicated current.
The current mirror circuit CM is inserted and connected between the photodiode PD and the resistor R1.
Specifically, in the current mirror circuit CM, the reference current side (the side of the transistor Q1) is connected to the photodiode PD, and the copy current side (the side of the transistor Q2) is connected to a controllable power supply, that is, the collector of the transistor Q3. The configuration is such that both the reference current and the duplication current flow through the resistor R3, which is a voltage conversion element.
The collector of the transistor Q2 is connected to the collector of the transistor Q3 so that connection to a power supply can be opened and closed. When the transistor Q3 is turned on and the transistor Q2 is connected to the power supply, the current of the photodiode PD is duplicated by the current mirror circuit CM, and the current flowing through the resistor R1 is doubled.
On the other hand, when the power supply to the transistor Q2 is cut off by turning off the transistor Q3, the transistor Q2 acts as a diode between the base and the emitter, and the current of the photodiode PD is merely shunted to double the current. Absent.
As the transistors Q1 and Q2 of the current mirror circuit CM, a dual transistor in which two elements are formed in the same pellet is used. This makes it possible to accurately (accurately) generate a double current with good element characteristics.
[0014]
As described above, according to the illumination control system using the amplifier circuit of the first embodiment, as the gain switching means, the current mirror circuit CM inserted between the photodiode PD and the resistor R1 as a voltage conversion element is used. By providing a circuit capable of changing the ratio of the output voltage to the illuminance obtained by the photodiode PD by an integral multiple, a gain switching signal is output from the control circuit 3 to the amplifier circuit 2 and A / A amplified by the amplifier circuit 2 is output. The amplification degree of the D signal, that is, the gain can be switched. In other words, when calibrating the photodiode PD, the gain is switched based on the ratio between the illuminance at the time of calibration and the read value of the digital signal from the photodiode PD at that time. The optimum gain of the illuminance sensor can be set by a simple method without measuring.
Further, by using the dual-transistor current mirror circuit CM, it is not necessary to use an expensive analog switch such as an FET, so that the cost of the entire system can be reduced together with the cost of parts.
Furthermore, the current mirror circuit CM has a dual transistor configuration in which the two transistors Q1 and Q2 are formed in the same pellet, so that the gain can be switched at low cost without being affected by the accuracy of the resistance element or temperature change. Can be.
[0015]
Next, a second embodiment of the amplifier circuit 2 will be described.
Since the transistor Q3 shown in the first embodiment operates as a constant current circuit, its current does not depend on the power supply voltage. Therefore, it may be different from the power supply to which the photodiode PD is connected.
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the transistor Q3 is not used, and the diode D1 is used, and the cathode of the diode D1 is connected to the collector of the transistor Q2 of the current mirror circuit CM. The anode side is configured to be directly attached to a port of a microcomputer capable of outputting a certain amount of current. The microcomputer indicates the control circuit 3. Since the diode D1 is used as a means for obtaining a power supply for controlling the duplication transistor Q2 of the current mirror circuit CM from the port of the microcomputer as described above, the A / D is compared with the case where the integrated element such as the transistor Q3 is used. The conversion circuit 21 can be configured at low cost.
[0016]
As described above, according to the illumination control system using the amplifier circuit of the second embodiment, by using the diode D1 instead of the transistor Q3 of the first embodiment, the component cost is further increased as compared with the case of the first embodiment. Can be reduced.
[0017]
Next, a description will be given of a third embodiment of the amplifier circuit.
The third embodiment is a modified example in which the gain is set to a magnification other than 2 or 1/2. As shown in FIG. 5, the current mirror circuit CM is used as a gain switching means. By mounting three Q2s in parallel, the gain can be quadrupled.
[0018]
As described above, according to the illumination control system using the amplifier circuit of the third embodiment, the current mirror circuit CM has a configuration in which three transistors Q2 on the duplication side are attached in parallel, so that the current mirror circuit CM is quadrupled or 1 / A circuit capable of switching gain four times can be configured with high accuracy and at low cost. Further, by connecting the diode D1 to a port such as a microcomputer capable of outputting a current, the gain of the photodiode PD can be switched with a circuit configuration that is less expensive than in the first embodiment.
[0019]
Next, a description will be given of a fourth embodiment of the amplifier circuit.
The fourth embodiment is a modification in which the gain is set to a magnification other than 2 or 1/2, and as shown in FIG. 6, a current mirror circuit having the circuit configuration shown in the second embodiment (FIG. 4). The gain can be quadrupled by connecting the CMs in series, for example, in two stages.
[0020]
As described above, according to the illumination control system using the amplifier circuit of the fourth embodiment, the current mirror circuit CM is connected in two stages in series, so that the gain can be switched four times or one quarter. A circuit that can be performed can be configured with high precision and at low cost. Further, by connecting the diode D1 to a port capable of outputting a current, such as a microcomputer, the gain of the illuminance sensor 1 can be switched with a circuit configuration that is less expensive than in the first embodiment.
That is, in the second to fourth embodiments, the transistor Q1 on the reference current side and the plurality of replica transistors Q2 are formed in parallel on the same pellet, or the dual transistor Q1 and the transistor Q2 are formed on the same pellet. By using a multi-transistor current mirror circuit formed by connecting transistors in multiple stages, manufacturing errors between elements can be substantially eliminated.
[0021]
Next, a lighting control system according to a second embodiment of the present invention will be described.
In the lighting control system of the first embodiment, the amplifier circuit is configured by a circuit in which actual electronic components and elements are combined, but equivalent to these configurations, digital signal processing (or software processing) only on the microcomputer side is performed. Since the gain can be switched, it will be described below.
As a technique, the number of bits of the A / D conversion circuit of the amplifier circuit is set higher than that of the control circuit (microcomputer), and the data reading timing is shifted, that is, the data input to the microcomputer is shifted by n times or n times. An amplification degree (gain) of 1 / n times is obtained.
[0022]
As shown in FIG. 7, the illumination control system according to the second embodiment includes an illuminance sensor 1, an amplification circuit 2 that outputs an A / D signal, and dimming control based on an A / D signal input from the amplification circuit 2. And a lighting device 4 for turning on and off a lamp such as a fluorescent lamp or an incandescent lamp by dimming control from the control circuit.
The illuminance sensor 1 is a means for converting light into a current, and converts a predetermined gain given from the amplifier circuit 2 into a current according to the amount of received light.
A / D conversion circuit 22 is built in amplification circuit 2. The A / D conversion circuit 22 converts the current from the illuminance sensor 1 into a voltage, amplifies the voltage, and outputs a digitized voltage (10-bit A / D signal).
As the control circuit 3, for example, a microcomputer (8-bit microcomputer) that processes an input A / D signal (digital signal) in 8-bit units is used. The control circuit 3 includes a conversion table storage unit 31, a bit shift unit 35, a dimming control unit 36, and the like. The conversion table storage unit 31 stores a conversion table (see FIG. 3) as an illuminance target value. The dimming control unit 36 calculates the actual illuminance based on the voltage of the A / D signal input through the amplifier circuit 2, compares the calculated illuminance with the illuminance target value of the conversion table 31, and calculates the calculated illuminance. Is smaller than or equal to the illuminance target value, the bit shift unit 35 is instructed to perform a bit shift of −1 bit, and if the calculated illuminance is equal to or greater than the illuminance target value, for example, Indicates one bit shift. The bit shift unit 35 is an A / D signal (10-bit voltage) input from the illuminance sensor 1 through the amplification circuit 2 according to an instruction from the dimming control unit 36, and is different between the gain switching time and the normal time. And outputs an 8-bit A / D signal that has been bit-shifted to the range of. The dimming control unit 36 extracts an arbitrary extracted bit from the 8-bit A / D signal input from the bit shift unit 35 and obtains an amplification factor of the A / D signal. Further, the dimming control unit 32 controls the dimming of the luminaire 4 so that the illuminance obtained from the input A / D signal matches the illuminance target value corresponding to the amplification factor obtained from the extracted bits. In this example, three bits are used as the arbitrary extracted bits.
[0023]
In the case of this illumination control system, as shown in FIG. 8, the dimming control unit 32 converts the level of a 10-bit A / D signal (digital signal) input by being converted by the A / D conversion circuit 22 (see FIG. 8). 9 (a) is compared with a target reference value (M shown in FIG. 9 (b)) stored (set) in the conversion table storage unit 31 in advance to determine whether the gain is excessive or insufficient. In step S101, the bit shift unit 35 is instructed to switch the signal amplification of the A / D conversion circuit 22 to 1 / n or n times according to the determined gain excess or deficiency. The shift unit 35 shifts the read bit of the digital signal input from the A / D conversion circuit 22 (S103). The dimming control unit 32 reads the data from the A / D signal with the read bits shifted by the bit shift unit 35, thereby controlling the dimming of the lighting fixture 4.
That is, the control circuit 3 controls the dimming of the luminaire 4 based on the A / D signal input from the amplifier circuit 2, and has insufficient gain such that the dimming control cannot be performed from the digitally input A / D signal. (No in S102), the bit shift unit 35 shifts a bit to read one (or two bits) from the current 8-bit range to a predetermined bit from the shifted (bit-shifted) range. To calculate the magnification.
In this case, as shown in FIG. 9C, the data of bit shift = 0 is bit-shifted in the direction of the arrow (←) to receive the data of bit shift = −1, and the data in the extraction range (extraction bit) ) Is extracted (S103). At the original data position where the bit shift = 0, the extracted bit is “001”, but becomes “010”, which is doubled as a result of the magnification calculation in the binary number.
On the other hand, when the gain of the current A / D signal is already multiplied by the control circuit 3 and it is determined that the gain is excessive (Yes in S102), the A / D signal is returned to the original gain. Perform return control.
In this case, as shown in FIG. 9D, the data of bit shift = 0 is bit-shifted in the direction of the arrow (→) to receive the data of bit shift = 1, and the data in the extraction range (extraction bits) Is extracted (S104). At the position of the data where the bit shift = 0 before the bit shift, the data whose extraction bit is “010” becomes “001”, and as a result of the magnification calculation in the binary number, it becomes 倍 times.
For example, an 8-bit microcomputer (hereinafter referred to as an 8-bit microcomputer) is used as a one-chip microcomputer as the control circuit 3. At this time, since data larger than 8 bits requires a memory of 2 bytes or more, a large amount of memory is consumed and the operation speed is reduced. Therefore, it is desirable that the A / D signal (digital data after A / D conversion) inputted from the illuminance sensor 1 to the amplifier circuit 2 and subjected to A / D conversion is also 8 bits long.
For example, if a 10-bit A / D conversion circuit 22 is used and the reference voltage is not changed, the 8-bit microcomputer side is four times as large as when the 8-bit A / D conversion circuit 22 is used. The data can be obtained with the fineness of.
Normally, when the A / D signal output from the 10-bit A / D conversion circuit 22 is input to the 8-bit microcomputer, the 8-bit microcomputer discards and discards the lower 2 bits of the input 10 bits. By shifting the bits from the lower bits to the upper bits of the data obtained by the bit microcomputer, the data of the upper 8 bits is doubled for each shift. This has the same effect as when the gain of the illuminance sensor 1 is switched.
[0024]
As described above, according to the illumination control system of the second embodiment, by using the 10-bit A / D conversion circuit 22 and the 8-bit input microcomputer, a 2-bit bit shift is possible on the microcomputer side. The gain can be doubled, doubled, or doubled, and doubled.
That is, by providing the A / D conversion circuit 22 having an output bit number larger than the processing bit number of the microcomputer, for example, 10 bits, the digital data input to the microcomputer side is doubled, 8 times only by bit-shifting and reading. Since the gain can be switched by a multiple such as double, 1/2, or 1/8, the gain can be switched by an inexpensive method without being affected by a manufacturing error of the electronic component.
[0025]
It should be noted that the present invention is not limited only to the above embodiment.
Although some of the gain switching means have been described in the above embodiment, these may be performed alone or in combination.
In the above embodiment, it is assumed that the reference voltages of the A / D conversion circuits 21 and 22 are not changed. However, there is a method of changing the reference voltages of the A / D conversion circuits 22 and 22.
When the reference voltages of the A / D conversion circuits 21 and 22 are reduced to 1 /, the data obtained by the A / D conversion can obtain the same data as when the gain is doubled.
According to each of the above examples and embodiments, it is possible to provide an illumination control system that can reduce the cost of the entire system by configuring a circuit for performing gain switching with high accuracy and at low cost.
[0026]
As described above, according to the first aspect of the invention, the gain is excessive or insufficient based on the level of the digital signal converted by the A / D conversion circuit and a preset reference value. Is determined, and the switching of the signal amplification for the A / D conversion circuit is controlled so that the signal amplification of the A / D conversion circuit is switched to 1 / n or n times in accordance with the determined gain excess or deficiency. The gain can be switched with a simple configuration.
According to the second aspect of the present invention, the A / D conversion circuit is composed of the voltage conversion element that converts the current input from the illuminance sensor into a voltage and the current mirror circuit, so that the component cost can be reduced. it can.
According to the third aspect of the present invention, by shifting the read bit of the digital signal input from the A / D conversion circuit, the bit-shifted data is simply read, and the influence of the manufacturing error of the electronic component is affected. The gain can be switched easily and with high accuracy without any need.
As a result, the cost of the entire system can be reduced by configuring the circuit for performing gain switching for performing the dimming control of the lighting fixture with high accuracy and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a lighting control system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an amplifier circuit according to a first embodiment in the illumination control system of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a conversion table of a control circuit in the amplifier circuit of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing an amplifier circuit according to a second embodiment in the illumination control system of FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram showing an amplifier circuit according to a third embodiment in the illumination control system of FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram showing an amplifier circuit according to a fourth embodiment in the illumination control system of FIG. 1;
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a lighting control system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the lighting control system of FIG. 7;
FIG. 9 is a conceptual diagram of a bit shift operation by the illumination control system of FIG. 7;
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional amplifier circuit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illuminance sensor, 2 ... Amplification circuit, 3 ... Control circuit, 4 ... Lighting equipment, 21,22 ... A / D conversion circuit, 31 ... Conversion table storage unit, 32,36 ... Dimming control circuit, 35 ... Bit shift Department.

Claims (3)

周辺の照度に応じて照明器具を調光する照明制御システムにおいて、
周辺から検知した光の照度に応じた電流を出力する照度センサと;
前記照度センサから入力される電流をデジタル信号に変換するA/D変換回路と;
前記A/D変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足に応じて、前記A/D変換回路の信号増幅度を1/n倍あるいはn倍に切り替えるよう前記A/D変換回路に対する信号増幅度の切り替え制御を行うゲイン切替手段と;前記A/D変換回路から入力されたデジタル信号と、前記ゲイン切替手段が切り替えた信号増幅度とに基づいて前記照明器具を調光制御する調光手段と;
を具備したことを特徴とする照明制御システム。
In a lighting control system that dims lighting equipment according to the surrounding illuminance,
An illuminance sensor that outputs a current according to the illuminance of light detected from the periphery;
An A / D conversion circuit that converts a current input from the illuminance sensor into a digital signal;
An excess or deficiency of a gain is determined based on a level of the digital signal converted by the A / D conversion circuit and a preset reference value, and the A / D conversion circuit is determined in accordance with the determined excess or deficiency of the gain. Gain switching means for controlling the signal amplification degree of the A / D conversion circuit so as to switch the signal amplification degree of 1 / n or n times; and a digital signal input from the A / D conversion circuit; Dimming means for dimming the lighting fixture based on the signal amplification switched by the gain switching means;
A lighting control system comprising:
請求項1記載の照明制御システムにおいて、
前記A/D変換回路は、
前記照度センサから入力される電流信号を電圧に変換する電圧変換素子と;
前記電圧変換素子と前記照度センサ間に介挿接続されたカレントミラー回路と;
を具備したことを特徴とする照明制御システム。
The lighting control system according to claim 1,
The A / D conversion circuit comprises:
A voltage conversion element that converts a current signal input from the illuminance sensor into a voltage;
A current mirror circuit interposed and connected between the voltage conversion element and the illuminance sensor;
A lighting control system comprising:
周辺の照度に応じて照明器具を調光する照明システムおいて、
周辺から検知した光の照度に応じた電流を出力する照度センサと;
前記照度センサから出力される電流をデジタル信号に変換するA/D変換回路と;
前記A/D変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている目標基準値とを比較して前記デジタル信号のゲインの過不足を判定し、ゲインの過不足状況に応じて、前記A/D変換回路の信号増幅度を1/n倍あるいはn倍に切り替えるよう、前記A/D変換回路から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトするビットシフト部と;
前記ビットシフト手段によりシフトされた読み取りビットにて前記デジタル信号からデータを読み取ることで前記照明器具を調光制御する調光手段と
を具備したことを特徴とする照明制御システム。
In a lighting system that dims lighting equipment according to the surrounding illuminance,
An illuminance sensor that outputs a current according to the illuminance of light detected from the periphery;
An A / D conversion circuit that converts a current output from the illuminance sensor into a digital signal;
The level of the digital signal converted by the A / D conversion circuit is compared with a preset target reference value to determine whether the gain of the digital signal is excessive or insufficient. A bit shift unit that shifts a read bit of a digital signal input from the A / D conversion circuit so as to switch a signal amplification degree of the A / D conversion circuit to 1 / n or n times;
A lighting control system for controlling light control of the lighting apparatus by reading data from the digital signal with the read bit shifted by the bit shift means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009011097A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Rohm Co., Ltd. Inverter control circuit, light emitting device employing the same and display
CN103607820A (en) * 2013-11-18 2014-02-26 江苏新可耐光电科技股份有限公司 Constant light control system with intelligent lighting
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009011097A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Rohm Co., Ltd. Inverter control circuit, light emitting device employing the same and display
US8159151B2 (en) 2007-07-18 2012-04-17 Rohm Co., Ltd. Control circuit for inverter
JP5080504B2 (en) * 2007-07-18 2012-11-21 ローム株式会社 INVERTER CONTROL CIRCUIT, AND LIGHT EMITTING DEVICE AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME
CN103607820A (en) * 2013-11-18 2014-02-26 江苏新可耐光电科技股份有限公司 Constant light control system with intelligent lighting
CN108848591A (en) * 2018-04-24 2018-11-20 林泽泓 Automatically keep the constant lighting lamp device of illuminance

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