JP2008262860A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部の照度を精度良く計測し、適切な照度制御を可能にする照明装置を提供する。
【解決手段】多灯照明システム１００は、複数の照明装置Ａ１１０、Ｂ１２０、…１ｎ０（ｎは正の整数）を含んでいる。１つの照明装置Ａ１１０に着目してみると、多彩なカラー色を作るためのＲＧＢの３原色のＬＥＤであるＬＥＤユニットＲ１１１とＬＥＤユニットＧ１１２とＬＥＤユニットＢ１１３とからなるＲＧＢのＬＥＤ１ユニットと、このＬＥＤユニット１１１〜１１３の照度を制御するためのＬＥＤ照度ユニット１１４又はこのＬＥＤユニット１１１〜１１３をオン・オフ制御するためのＬＥＤオン・オフユニット１１５と、図３を参照して説明するリモコン装置（制御端末）２００の指示を受けて制御を行うための照度制御を行うための制御部１１６と、照度を計測するための照度計ユニット１１８と、他の照明ユニット、例えば照明ユニットＢ１２０と連携するための制御信号のやり取りを行うための通信部１１７と、から構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、適切な明るさを自動的に提供することができる照明装置に関する。

照明装置においては、固定的に照度が決められている一般的な装置と、ユーザが明るさを切り替えられる装置とがある。また、室内外の照度を計測し、その結果に応じて照明の制御を行う方法を取り入れた照明装置もある。照明オフの状況下で周囲の照度を計測し、計測した照度がある一定値を越えた場合に照明を点灯させる装置や、照明の点灯中に、照明装置自身が発する光に基づく照度も含めた全体の照度を計測し、その照度に応じて照明のオン／オフを制御して、照度の調整を行う装置も存在する。

光源としては、オン／オフ制御がしやすいＬＥＤを用いることができる（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−３２７４７９号公報

しかしながら、上記の照度計を備えた一般的な装置では、自身の照明による照度の他に、隣接する複数の照明等に測定する照度値が影響されるため、自身の照明が照らすエリアの正確な照度値を計測し照度を適切にコントロールできているとは言い難いという問題がある。

本発明は、外部の照度を精度良く計測し、適切な照度制御を可能にする照明装置を提供することを目的とする。

本発明は、オン・オフ制御されるＬＥＤ等の光源の特徴に基づいて、該光源に照度計を内蔵させたユニットを構築し、人が感知できない周期で点滅を繰り返すＬＥＤの特性を活かし、正確な照度の計測を行い、それに合わせて照明の制御を行うシステムである。例えば、５０ＨＺ以上の周波数で点滅を行うことで発光しているＬＥＤの消灯の期間に照度の計測の瞬間を同期させる。

本発明の一観点によれば、ある周波数でオン・オフする光源と、照度計と、前記照度計により照度を計測する計測タイミングを前記光源のオフ期間に同期させる同期制御部と、を有することを特徴とする照明装置が提供される。該照度計は、そのエリアの照度を計測する。ＬＥＤなどの照明光源自身が発する照度に影響されることなく、純粋にそのエリアだけの照度を計測することが可能となる。

また、ある周波数でオン・オフする光源と、照度計と、前記照度計により照度を計測する計測タイミングを前記光源のオフ期間に同期させる同期制御部と、該同期制御部における同期情報を他のユニットに送信する第１の通信部と、を有することを特徴とする第１の照明装置が提供される。また、ある周波数でオン・オフする光源と、前記第１の照明装置と接続され、前記第１の通信部から前記同期情報を受け取る第２の通信部と、前記同期情報に含まれる前記第１の照明装置のオン・オフと関連させて自装置の光源をオン・オフ制御する制御部と、を有することを特徴とする第２の照明装置が提供される。このように、複数の照明群の場合も通信を使って、複数の照明の消灯及び計測の瞬間を同期させるので、他の照明が正確な照度計測に影響を与えることはない。

前記照度計は、前記光源の近傍に配置されることが好ましい。前記光源は、ＬＥＤ、有機ＥＬのいずれかであることが好ましい。上記第１の照明装置と、上記第２の照明装置とが、前記第１及び第２の通信部によりネットワーク接続され、平面状に多数配置されているようにするのが好ましい。

前記多灯照明システムにおいて、前記照明装置が一律にオン・オフ制御されるようにしても良いし、前記照明装置が個別にオン・オフ制御されるようにしても良いし、前記照明装置が個別にオン・オフする場合に、前記通信部により、まだら模様にオン・オフすることで光量調整を行っても良い。例えば市松模様で照明の光量を５０％にすることができる。

前記多灯照明システムにおいて、前記照明装置からなる近接する照明装置を複数含むブロック毎に前記通信部による連絡に基づいてオン・オフ制御するようにしても良い。前記ブロック毎のオン・オフは、ブロックにおける外光に基づく照度に依存して制御することも可能である。

本発明によれば、光源自身が発する照度に影響されることなく、純粋にそのエリアだけの照度を計測することが可能となる。また、複数の照明群の場合も通信を使って、複数の照明の消灯及び計測の瞬間を同期させるので、他の照明が正確な照度計測に影響を与えることはない。

以下添付図面を参照しながら、本発明の一実施の形態による照明装置について詳細に説明する。図１は、本実施の形態による照明装置を含む多灯照明システムの一構成例を示す機能ブロック図である。図２は、本実施の形態による照明装置の照度制御原理の一例を示す図である。図３は、照明装置の制御装置であるリモコン装置に一構成例を示す図である。図４から図６までは、照明装置の利用例を示す図である。図７は、本実施の形態の変形例を示す図である。

図１は、多灯照明群の中の１つの照明装置（ユニット）の内部構成例について詳細に示す機能ブロック図である。図１に示す多灯照明システム１００は、複数の照明装置Ａ１１０、Ｂ１２０、…１ｎ０（ｎは正の整数）を含んでいる。１つの照明装置Ａ１１０に着目してみると、多彩なカラー色を作るためのＲＧＢの３原色のＬＥＤであるＬＥＤユニットＲ１１１とＬＥＤユニットＧ１１２とＬＥＤユニットＢ１１３とからなるＲＧＢのＬＥＤ１ユニットと、このＬＥＤユニット１１１〜１１３の照度を制御するためのＬＥＤ照度ユニット１１４又はこのＬＥＤユニット１１１〜１１３をオン・オフ制御するためのＬＥＤオン・オフユニット１１５と、図３を参照して説明するリモコン装置（制御端末）２００の指示を受けて制御を行うための照度制御を行うための制御部１１６と、照度を計測するための照度計ユニット１１８と、他の照明ユニット、例えば照明ユニットＢ１２０と連携するための制御信号のやり取りを行うための通信部１１７と、から構成される。照明ユニットＢ１２０〜１ｎ０の内部構成も同様である。光源としては、ＬＥＤのように、蛍光灯等の照明と比較してオン・オフがはっきりとした光源を用いるのが好ましい。オン・オフには、例えば、数段階による段階的な照度調節が可能な光源であっても良い。

以下に、上記のように構成された本実施の形態による照明装置を含む多灯照明ステムにおいて、ＬＥＤ照明装置が自動的に照度を計測し、適切な照度の制御を行う仕組みについて説明を行う。まず、１つの照明装置（ユニット）において、正確な照度を計測する手法について説明する。このような場合には、例えば、５０Ｈｚで動作するＬＥＤユニットを使用する場合、点滅周期が１０ｍｓで、ＬＥＤがオフになっても人は感知することができない。そこで、オフになった時点で、照度計ユニット１１８による計測を行うと、ＬＥＤ自身の照度が０の状態で、部屋などの照度を正確に把握することが可能である。より具体的には、図２に示すように、横軸に時間ｔを、縦軸に印加電圧Ｖをとったタイミング図において、５０ＨＺの交流電源を利用すると、オン・オフさせるためのパルス電圧Ｐ１〜Ｐ４が印加される周期は、基本的に１）２０ｍｓである。従って、照明装置のＬＥＤのオン・オフ周期は、オン・オフの切り替わりに要する期間は２）１０ｍｓである。３）１０ｍｓの期間を変化させることでＬＥＤの輝度制御を行うことができる。照度は、図に符号Ｌ１で示すようにリニアに“０”に変化するため、オンになる直前のＬ２すなわち４）のタイミングで照度の測定を行うことにより、照明装置の照度０の期間における照度を精度良く計測することが可能となるという利点がある。

次に、複数のＬＥＤ照明装置（ユニット）を利用して部屋等の照明を行っている場合について説明する。複数のＬＥＤ照明装置に適用する場合には、全ＬＥＤ照明ユニット１１０〜１ｎ０の全てがオフになるタイミングで照度を計測することが必要である。そのために、通信部１１７を利用して各照明ユニット１１０〜１ｎ０間の同期を取る制御を行う。例えば、通信により、各照明ユニット１１０〜１ｎ０の全てについてオン・オフタイミングの同期をとり、全ての照明ユニットがオフになるタイミングで、照度を計測すれば良い。すなわち、照度計による測定に関しては、１０ｍｓの消灯期間内において正確な照度値を計測する必要がある。これに関して、１回の計測のみにより求めるのではなく、複数回の計測を行って、その平均値に基づいてより正確な値を算出する手法を用いるのが好ましい。

また、通信部１１７は、照明がオフの時の照度計測周期の調整を行う場合の制御コマンドの送受信のみではなく、制御部１１６が部屋全体の照度をトータルに制御するときの制御コマンドを送受信するときに、複数のＬＥＤ照明ユニットに制御コマンドを送信する場合にも用いられる。

図３は、本実施の形態による照明システムの制御を行うリモコン装置の一構成例を示す図である。リモコン装置２００は、照明をオン・オフするスイッチ２０１と、リモコン制御信号として赤外線を出射する送信部２０３と、モード設定部２０５と、を有している。モード設定に関しては後述する。図４から図６までは、多数の照明装置を備えた照明システムの構成例を制御種別毎に示す図である。図４から図６までに示すように、図１に示す１つの照明装置（ユニット）が、例えば一平面上に行列状にシート状に多数配置された構成を有している。これらのユニットは、ユニット毎にオン・オフ制御され、かつ、互いに関連付けされてオン・オフ制御されるようになっている。

一般的な蛍光管などの照明システムでは、それぞれの蛍光管を個別にオン・オフ制御することはできるが、それらの制御はあくまで個別のオン・オフ制御であり、互いに関連性を持って制御されているわけではない。

これに対して、本実施の形態による制御ユニットでは、図４に示すように、各照明装置は、照度計によって計測された照度に合わせて、ＬＥＤ照明ユニットの個々の照度を一律に制御する。すなわち、ＬＥＤ照明ユニットそのものの出力を調整して、部屋の照度を一律に制御する。照度計ユニット１１８で計測した照度に基づいて、ユーザが設定する部屋の照度を保つため、ＬＥＤ照度ユニット１１４を使って最適な照度になるように制御することができる。計測した照度に合わせて、ＬＥＤ照明ユニットの照度をオン・オフで制御する。この例は、制御が簡単であるという利点があり、位置にかかわらず一律の明るさを提供することが望ましい場合に有用である。この場合には、照度計はユニット毎ではなく２カ所など数ユニットにだけ照度計を設ければ良い。尚、図４Ｂは、オフ状態、５０％の照度、１００％の照度のユニットであることを示す凡例である。

図５は、通信部１１７を使い、ＬＥＤユニットをまだら状（不規則的な配置で）オン・オフ制御させることで部屋の照度を制御する例を示す図である。

図には２カ所に照度計ユニット１１８を設置し、この設置した照度計で計測した照度に基づいて、ユーザーが設定する部屋の照度を保つため、部屋全体のLED照明ユニットの個数及び位置を制御部１１６で把握しておく。そして、部屋全体の明るさを、ユーザが設定する部屋の照度に制御するため、ＬＥＤ照明ユニットのオン・オフパターンを算出し、通信部１１７を用いて各ＬＥＤ照明ユニットに制御コマンドを送る。この制御コマンドを受けたＬＥＤ照明ユニットは、制御コマンドに応じてＬＥＤオン・オフユニットにより自身のＬＥＤユニットのオン又はオフの制御を行い、ユーザ設定に近い適切な照度に制御する。照度の均一さを求める場合には、例えば５０％であれば市松模様にオンとオフとしても良いし、このオンとオフとをある時間により逆の方に変更していくようにしても良い。照度計は、例えば図示したように、ユニット毎ではなく２カ所など数ユニットにだけ照度計を設ければ良い。この場合には、照度計を有する照明ユニットと照度計を有していない照明ユニットとが混在し、前者がマスターとなり後者がスレーブとなる。マスターは、自己で照度を計測しその値に基づいて自己のオン・オフ制御を行うことができる。後者は、前者の照度に基づいて制御される。

図６は、位置毎の照度に合わせて、個別(ブロック毎)に制御する例を示す図である。図６に示すように、３つのブロックに分けられており、ＬＥＤユニット自身がその位置における照度を個別に計測し、それぞれのブロック単位で周囲の明るさに従って照度を制御する。例えば、窓際は明るく、奥に入るに従って外光による明りが届かなくなり暗くなる。そこで、ブロック毎に少なくとも１つの照度計ユニットを設け、この照度計ユニットを持つＬＥＤ照明ユニットは、それ自身が位置するブロックの照度を計測し、ユーザの設定に合わせた照度制御をＬＥＤ照度ユニットで個別に行う。窓際の明るい場所ではＬＥＤユニットをオフし、奥まって暗い場所では１００％の明るさにし、中間の位置では５０％の明るさにするように制御可能である。

尚図３に示すリモコン装置２００には、モード設定部２０５が設けられていても良い。例えば、照度優先モードボタン２０７を押すと、明るさを自動的に均一に保つ。省エネモードボタン２１１を押すと、周囲の明るさに応じて、例えば消費電力が最も少なくなるよう制御される。マニュアルモードボタン２１３を押すと、ユーザが好みに合わせて照度を上下ボタン２１５によって設定可能である。

尚、例えば、タイマ機能を持っていれば、季節や時間に応じて明るさが変化するため、変化がなく一定に近づく明るさになるようにオン・オフ制御するようにしても良い。

図７は、有機ＥＬによるＲＧＢの光源と照度計とを有する照明ユニットの一構成例を示す図である。図７に示す光源３００は、Ｒ光源３０１と、Ｇ光源３０３と、Ｂ光源３０５と、を備えて１つのカラー照明ユニットを形成している。光源は、ＬＥＤの代わりに有機ＥＬを用いている。さらに、照明ユニットには、照度計３０７が必要に応じて設けられている。このように、ＬＥＤの他の光源であっても、上記実施の形態による照明システムを実現することができる。

さらに、本実施の形態による照明装置は、薄型であるという特徴を生かして、室内の照明以外に、液晶テレビジョン装置のバックライトなどの家電機器用の照明装置に利用することも可能である。

本発明は、照明装置に利用可能である。

本発明の一実施の形態による照明装置を含む多灯照明システムの一構成例を示す機能ブロック図である。 図２は、本実施の形態による照明装置の照度制御原理の一例を示す図である。 図３は、照明装置の制御装置であるリモコン装置に一構成例を示す図である。 照明装置の第１利用例を示す図である。 照明装置の第２利用例を示す図である。 照明装置の第３利用例を示す図である。 図７は、本実施の形態の変形例を示す図である。

符号の説明

１００…多灯照明システム、１１０…照明装置（ユニット）、１１１…ＬＥＤユニットＲ、１１２…ＬＥＤユニットＧ、１１３…ＬＥＤユニットＢ、１１４…ＬＥＤ照度ユニット、１１５…ＬＥＤオン・オフユニット、１１６…制御部、１１８…照度計ユニット、１１７…通信部、２００…リモコン装置（制御端末）。

Claims (11)

1. ある周波数でオン・オフする光源と、
   照度計と、
   前記照度計により照度を計測する計測タイミングを前記光源のオフ期間に同期させる同期制御部と
   を有することを特徴とする照明装置。
2. ある周波数でオン・オフする光源と、
   照度計と、
   前記照度計により照度を計測する計測タイミングを前記光源のオフ期間に同期させる同期制御部と、
   該同期制御部における同期情報を他のユニットに送信する第１の通信部と
   を有することを特徴とする第１の照明装置。
3. ある周波数でオン・オフする光源と、
   請求項２に記載の前記第１の照明装置と接続され、前記第１の通信部から前記同期情報を受け取る第２の通信部と、
   前記同期情報に含まれる前記第１の照明装置のオン・オフと関連させて自装置の光源をオン・オフ制御する制御部と
   を有することを特徴とする第２の照明装置。
4. 前記照度計は、前記光源の近傍に配置されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記光源は、ＬＥＤ、有機ＥＬのいずれかであることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の照明装置。
6. 請求項２に記載の第１の照明装置と、請求項３に記載の第２の照明装置とが、前記第１及び第２の通信部によりネットワーク接続され、平面状に多数配置されていることを特徴とする多灯照明システム。
7. 前記多灯照明システムにおいて、前記照明装置が一律にオン・オフ制御されることを特徴とする請求項６に記載の多灯照明システム。
8. 前記多灯照明システムにおいて、前記照明装置が個別にオン・オフ制御されることを特徴とする請求項６に記載の多灯照明システム。
9. 前記照明装置が個別にオン・オフする場合に、前記通信部により、まだら模様にオン・オフすることで光量調整を行うことを特徴とする請求項８に記載の多灯照明システム。
10. 前記多灯照明システムにおいて、近接する前記照明装置を複数含むブロック毎に前記通信部による連絡に基づいてオン・オフ制御することを特徴とする請求項６に記載の多灯照明システム。
11. 前記ブロック毎のオン・オフは、ブロックにおける外光に基づく照度に依存して制御することを特徴とする請求項１０に記載の多灯照明システム。

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