JP2010176896A - Ｌｅｄ照明システムの調光方法とその調光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の調光装置は、当初消灯しているものは室内・外で人が動作しにくい。人体を感知すると急激に明るくなるものは明暗の変化が著しいため目が明るさに慣れるまで時間がかかる。明るさの急激な変化によりＬＥＤ光源設置箇所近くに来た人が驚くことがあった。
【解決手段】人体を感知しないときでもＬＥＤが待機光量（減光光量）で発光しており、人体を感知するとＬＥＤ光源の発光量が徐々に増大して照明が明るくなり、人体を感知しなくなるとＬＥＤの発光量が減少して待機発光時の光量（明るさ）に戻るようにした。また、ＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度が低いときはＬＥＤ光源から暖色系の色調の光が発光され、高いときは寒色系の色調の光が発光されるようにもした。待機光量から最大光量になるまでの光量変化時間、最大光量から待機光量に戻るまでの光量変化時間、検知温度と暖色系又は寒色系の色調との関係（温度パターン）を設定変更可能とした。
【選択図】図１
【解決手段】人体を感知しないときでもＬＥＤが待機光量（減光光量）で発光しており、人体を感知するとＬＥＤ光源の発光量が徐々に増大して照明が明るくなり、人体を感知しなくなるとＬＥＤの発光量が減少して待機発光時の光量（明るさ）に戻るようにした。また、ＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度が低いときはＬＥＤ光源から暖色系の色調の光が発光され、高いときは寒色系の色調の光が発光されるようにもした。待機光量から最大光量になるまでの光量変化時間、最大光量から待機光量に戻るまでの光量変化時間、検知温度と暖色系又は寒色系の色調との関係（温度パターン）を設定変更可能とした。
【選択図】図１
Description
本発明はＬＥＤ照明システムの調光方法とその調光装置に関し、街路灯、病院、公共施設、ホテル、工場などの屋内・外の照明灯といった各種分野で利用されるＬＥＤ照明システムの発光量（発光レベル）、色調（暖色系、寒色系）を制御（調光）可能なものである。
ＬＥＤを使用した照明システムは従来から各種あり、例えば次のようなものがあった。
１．人体を感知しないときは消灯し、感知すると徐々に明るく点灯するもの（例えば特許文献１）。
２．人の有無に関係なく常時、所定の輝度で点灯しており、人体を感知すると瞬時に明るくなるもの（例えば特許文献２）。
３．緑、青、赤の三原色の光源を備えて色調を調節可能としたもの（例えば特許文献３）。
４．人体を感知しないときは照明灯が消灯して誘導灯が点灯し、人体を感知すると照明灯が点灯するもの（例えば特許文献４）。
５．明るい通常モードと、それより暗いほんのりモードに切り替わるもの（例えば特許文献５）。
１．人体を感知しないときは消灯し、感知すると徐々に明るく点灯するもの（例えば特許文献１）。
２．人の有無に関係なく常時、所定の輝度で点灯しており、人体を感知すると瞬時に明るくなるもの（例えば特許文献２）。
３．緑、青、赤の三原色の光源を備えて色調を調節可能としたもの（例えば特許文献３）。
４．人体を感知しないときは照明灯が消灯して誘導灯が点灯し、人体を感知すると照明灯が点灯するもの（例えば特許文献４）。
５．明るい通常モードと、それより暗いほんのりモードに切り替わるもの（例えば特許文献５）。
前記照明システムは次のような課題があった。
１．消灯状態（暗闇）から、人体を感知すると徐々に明るく点灯するものは、当初は暗すぎて室内或いは屋外の様子を目視することができず人が動作しにくい。
２．人の有無に関係なく常時、所定の輝度で点灯しており、人体を感知すると瞬時に明るくなるものは、明暗の変化が著しいため目が明るさに慣れるまで時間がかかる。
３．三原色で色調調節はできても、瞬時に消灯・点灯するため、目が明るさの変化に追随しにくい。
４．人体を感知しないときに誘導灯が点灯しているものは、照明灯の他に誘導灯が必要であるため、設備の施工が面倒であり、コスト高にもなる。
５．明るい通常モードと暗いほんのりモードに切り替わるものは煩雑な調光回路が必要であった。
１．消灯状態（暗闇）から、人体を感知すると徐々に明るく点灯するものは、当初は暗すぎて室内或いは屋外の様子を目視することができず人が動作しにくい。
２．人の有無に関係なく常時、所定の輝度で点灯しており、人体を感知すると瞬時に明るくなるものは、明暗の変化が著しいため目が明るさに慣れるまで時間がかかる。
３．三原色で色調調節はできても、瞬時に消灯・点灯するため、目が明るさの変化に追随しにくい。
４．人体を感知しないときに誘導灯が点灯しているものは、照明灯の他に誘導灯が必要であるため、設備の施工が面倒であり、コスト高にもなる。
５．明るい通常モードと暗いほんのりモードに切り替わるものは煩雑な調光回路が必要であった。
本発明のＬＥＤ照明システムの調光方法は、人体を感知しないときでもＬＥＤが所定光量で発光（待機発光）しており、人体を感知するとＬＥＤの発光量が徐々に増加して照明が明るくなり、人体を感知しなくなるとＬＥＤの発光量が減少して待機発光時の光量（明るさ）に戻るようにした方法である。また、ＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度が低いときはＬＥＤから暖色系の色調の光が発光され、高いときは寒色系の色調の光が発光され、暖色系、寒色系の光の色調を調節可能とした方法でもある。
本発明のＬＥＤ照明システムの調光装置は、暖色系と寒色系のＬＥＤ光源を備え、ＬＥＤ光源設置箇所付近（周囲）の人体の有無を感知する人感センサと、その付近の周囲温度を検知する温度センサと、それらセンサで検知された人体の有無、検知温度に基づいて前記光源からの光量を増減制御（調光）可能な光量制御部とそれら光源からの色調を制御可能な色調制御部を備え、前記一方又は双方のＬＥＤ光源は人感センサが人体を感知しないときは発光量が最大光量よりも少ない光量でも発光（待機発光）し、人感センサで人体が感知されると発光量が徐々に最大光量まで増加し、人感センサで人体が感知されなくなると発光量が最大光量より減少するようにすることもできる。この調光装置は温度センサで検知された温度に基づいて暖色系、寒色系両光源からの発光色の色調を制御（調光）することもできる。この調光装置は人感センサにより人体が感知されなくなるとＬＥＤ光源の発光量が徐々に人体感知前の光量まで減少するようにすることもできる。この調光装置はＬＥＤ光源設置箇所付近の照度（明るさ）を検知する照度センサを設け、そのセンサで検知された照度が所定照度以上のときは人体を感知してもＬＥＤ光源が発光せず、所定照度以下のときにＬＥＤ光源が最大光量よりも少ない光量で発光（待機発光）して待機発光の明るさが維持されるようにすることもできる。この調光装置はＬＥＤ光源が待機光量から最大光量になるまでの光量変化時間、最大光量から待機光量に戻るまでの光量変化時間を設定変更可能な光量変化時間設定部と、前記検知温度と暖色系又は寒色系の色調との関係（温度パターン）を設定変更可能な温度パターン設定部を設けることもできる。
本発明のＬＥＤ照明システム調光方法は次のような効果がある。
（１）人体が感知されないときでも所定光量で発光（待機発光）しているので、ＬＥＤ光源設置箇所の周囲が暗闇（完全消灯）になることがなく、人の通行や行動に支障がない。
（２）人体が感知されると待機発光状態から徐々に増光して明るくなるので、目が明るさの変化に自然に追随でき、また、明るさが急激に変化しないため、ＬＥＤ光源設置箇所付近に来た人が驚くこともない。
（３）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度により発光色の色調が自動調節されて、低温時（寒いとき）は暖色系の光になり、高温時（暖かいとき）は寒色系の光になるので、人に快適感を与えることができる。
（４）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲照度（明るさ）が所定値により明るいときはＬＥＤ光源が発光せず、暗いときに発光するので電力消費に無駄がなく、省エネに貢献できる。
（１）人体が感知されないときでも所定光量で発光（待機発光）しているので、ＬＥＤ光源設置箇所の周囲が暗闇（完全消灯）になることがなく、人の通行や行動に支障がない。
（２）人体が感知されると待機発光状態から徐々に増光して明るくなるので、目が明るさの変化に自然に追随でき、また、明るさが急激に変化しないため、ＬＥＤ光源設置箇所付近に来た人が驚くこともない。
（３）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度により発光色の色調が自動調節されて、低温時（寒いとき）は暖色系の光になり、高温時（暖かいとき）は寒色系の光になるので、人に快適感を与えることができる。
（４）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲照度（明るさ）が所定値により明るいときはＬＥＤ光源が発光せず、暗いときに発光するので電力消費に無駄がなく、省エネに貢献できる。
本発明のＬＥＤ照明システムの調光装置は次のような効果がある。
（１）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲の照度を検知する照度センサを設けて、検知された照度が所定照度以上のときはＬＥＤ光源が発光しないようにしたので電気エネルギーの無駄な消費を削減できる。
（２）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲の人体の有無を人感センサで感知して、所定の明るさで待機発光していたＬＥＤ光源からの光量が徐々に増加して明るくなるので、人の目が照明（明るさ）の変化に追随し易くなる。
（３）人体を感知しないときは最大光量よりも少ない光量で（照度を落として）待機発光し、人体を感知したときのみ最大光量で発光するので、電気エネルギーの無駄を削減できる。
（４）ＬＥＤ光源からの発光色の色調を、温度センサで検知した温度に基づいて、低温時（寒いとき）は暖色系にし、高温時（暖かいとき）は寒色系にすることができるので人に快適感を与えることができる。
（５）待機発光から最大光量発光までの変化時間、その逆の変化時間を設定（可変）可能であるため、ＬＥＤ光源の用途に応じた光量変化時間の設定が可能となる。
（６）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度に基づいて、発光色の色調を寒色系と暖色系に自動調光可能であるため、周囲温度に適合した色調設定ができ、人に快適感を与えることができる。
（１）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲の照度を検知する照度センサを設けて、検知された照度が所定照度以上のときはＬＥＤ光源が発光しないようにしたので電気エネルギーの無駄な消費を削減できる。
（２）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲の人体の有無を人感センサで感知して、所定の明るさで待機発光していたＬＥＤ光源からの光量が徐々に増加して明るくなるので、人の目が照明（明るさ）の変化に追随し易くなる。
（３）人体を感知しないときは最大光量よりも少ない光量で（照度を落として）待機発光し、人体を感知したときのみ最大光量で発光するので、電気エネルギーの無駄を削減できる。
（４）ＬＥＤ光源からの発光色の色調を、温度センサで検知した温度に基づいて、低温時（寒いとき）は暖色系にし、高温時（暖かいとき）は寒色系にすることができるので人に快適感を与えることができる。
（５）待機発光から最大光量発光までの変化時間、その逆の変化時間を設定（可変）可能であるため、ＬＥＤ光源の用途に応じた光量変化時間の設定が可能となる。
（６）ＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度に基づいて、発光色の色調を寒色系と暖色系に自動調光可能であるため、周囲温度に適合した色調設定ができ、人に快適感を与えることができる。
本発明のＬＥＤ照明システムの調光方法の一実施例を以下に説明する。
この実施例では、照度センサでＬＥＤ光源設置箇所の周囲の照度（明るさ）を検知し、ＬＥＤ光源は検知された照度が所定以上のときは発光せず、所定以下になると人体が感知されなくとも自動的に発光（待機発光）するようにしてある。待機発光時の発光量（待機光量）はＬＥＤ光源の最大光量よりも少なくしてある。待機発光状態でＬＥＤ光源設置箇所の周囲に人が来ると人感センサでその人体が感知され、ＬＥＤ光源からの光量が徐々に増加して明るくなる。光量増加は発光するＬＥＤの数を増加させることにより行うことも、発光するＬＥＤの数は変わらないがＬＥＤ光源への供給電流を自動的に増加することにより行うこともできる。増加した光量は人感センサで人体が感知されなくなると自動的に待機発光量まで減光して暗くなる。この場合、人体を感知しなくなってから徐々に減光して徐々に暗くなるようにすることも瞬時に暗くなるようにすることもできる。
この実施例では、照度センサでＬＥＤ光源設置箇所の周囲の照度（明るさ）を検知し、ＬＥＤ光源は検知された照度が所定以上のときは発光せず、所定以下になると人体が感知されなくとも自動的に発光（待機発光）するようにしてある。待機発光時の発光量（待機光量）はＬＥＤ光源の最大光量よりも少なくしてある。待機発光状態でＬＥＤ光源設置箇所の周囲に人が来ると人感センサでその人体が感知され、ＬＥＤ光源からの光量が徐々に増加して明るくなる。光量増加は発光するＬＥＤの数を増加させることにより行うことも、発光するＬＥＤの数は変わらないがＬＥＤ光源への供給電流を自動的に増加することにより行うこともできる。増加した光量は人感センサで人体が感知されなくなると自動的に待機発光量まで減光して暗くなる。この場合、人体を感知しなくなってから徐々に減光して徐々に暗くなるようにすることも瞬時に暗くなるようにすることもできる。
この実施例では、暖色系（電球色）ＬＥＤ光源と寒色系（昼光色）ＬＥＤ光源を用意し、検知されたＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度に基づいて暖色系ＬＥＤ光源と寒色系ＬＥＤ光源から発光される発光色の色調を暖色系と寒色系に調光するようにしてある。色調は暖色系ＬＥＤ光源と寒色系ＬＥＤ光源の発光量の比率を変えることにより行うことができる。
光量変更の可変タイミングや速度（光量変化パターン）、待機光量、最大光量、色調変更パターン等は任意に設定することができる。その一例の図１（ａ）〜（ｃ）は実線が暖色系光量、破線が寒色系光量を示す。図１（ａ）はＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度が寒冷時の光量変化パターンであり、暖色系光量７、寒色系光量３の比率にし、初期光量（待機光量）を最大光量の２０％と設定した場合、図１（ｂ）は周囲温度が快適時（中温：１５℃）の光量変化パターンであり、暖色系光量５、寒色系光量５の比率にし、初期値２０％にした場合、図１（ｃ）は周囲温度が温暖時の場合であり、暖色系光量３、寒色系光量７、初期値２０％と設定した場合である。これら変化パターンや数値はあくまでも一例であり、本発明ではこれら以外であってもよい。図１（ａ）〜（ｃ）は光量の割合を１０進数で０〜１００％で示してあり、図１（ａ）〜（ｃ）の立ち上がりカーブの最低値は立ち上がりカーブの最初の値である。
（調光装置の実施例）
本発明のＬＥＤ照明システムの調光方法は各種調光装置で実施可能であるが、調光装置の一例を図３、図４に示す。図３のＬＥＤ調光装置はＬＥＤ光源として暖色系のＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃと寒色系のＬＥＤモジュール２ａ〜２ｃを備え、照度センサ３、ＡＣ／ＤＣモジュール（コンバータ）４、人感センサ５、温度センサ６、暖色系用のＬＥＤ電源部７ａ、寒色系用のＬＥＤ電源部７ｂ、前記人感センサ５、温度センサ６の検知に基づいてＬＥＤ電源部７ａ、７ｂを制御する制御部８を備えている。
本発明のＬＥＤ照明システムの調光方法は各種調光装置で実施可能であるが、調光装置の一例を図３、図４に示す。図３のＬＥＤ調光装置はＬＥＤ光源として暖色系のＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃと寒色系のＬＥＤモジュール２ａ〜２ｃを備え、照度センサ３、ＡＣ／ＤＣモジュール（コンバータ）４、人感センサ５、温度センサ６、暖色系用のＬＥＤ電源部７ａ、寒色系用のＬＥＤ電源部７ｂ、前記人感センサ５、温度センサ６の検知に基づいてＬＥＤ電源部７ａ、７ｂを制御する制御部８を備えている。
前記照度センサ３には汎用の自動点灯装置を使用することができる。また、この照度センサ３はマイコン１０によって制御することもできる。自動点灯装置はそれに装備されている照度センサでＬＥＤ設置箇所付近（周囲）の明るさを検知して検知照度が所定以上（周囲が明るい）のときはＡＣ電源をＬＥＤ光源に供給しないでＬＥＤ光源を発光させず、所定以下（周囲が暗い）になるとＡＣ電源をＬＥＤ光源に供給してＬＥＤ光源を発光させるようにしてある。ＬＥＤ電源部７ａ、７ｂにはスイッチングレギュレータを使用して制御しているが、スイッチングレギュレータと同様の機能を備えたものであれば他の電源機器でも使用できる。
前記ＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃは一枚の基板に複数のＬＥＤ９が搭載されている。ＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃは発光色調が暖色系のもの、ＬＥＤモジュール２ａ〜２ｃは発光色調が寒色系のものである。ＬＥＤモジュールの数、夫々のＬＥＤモジュールのＬＥＤ９の数は任意とすることができる。
前記人感センサ５はＬＥＤ設置付近（周囲）の人体を感知するものであり、汎用のものでも本発明用に特注されたものでも使用することができる。人の通行状況や存在を把握できる場所に取り付けてある。
前記温度センサ６はＬＥＤ設置付近（周囲）の温度を検知するものであり、汎用のものでも本発明用に特注されたものでも使用することができ、前記周囲温度を検知できる場所に取り付けてある。
前記制御部８はマイコン（ＣＰＵ）１０と制御信号を増幅する増幅器１１を備えている。制御部８のマイコン１０は人感センサ５が人体を感知しないとき（通常）はＬＥＤからの発光量を減少させて照度を落とし（周囲を暗くし）、人体を感知するとＬＥＤ光源からの発光量を増加させて照度を上げる（周囲を明るくする）ものである。制御部８は温度センサ６で検知する周囲温度が低いときは暖色系のＬＥＤモジュールからの発光量を増加させ、周囲温度が高いときは寒色系のＬＥＤモジュールからの発光量を増加させて、暖色系と寒色系の発光の色調をも制御する。
（図３の調光装置の動作説明）
（１）電源投入時
図３の調光装置の動作を以下に説明する。この調光装置では照度センサ３にＡＣ１００Vが供給され、ＡＣ１００V電源はＡＣ／ＤＣコンバータ４で＋１５Ｖに変換され、ＬＥＤ電源部７ａ、７ｂを通してＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃに供給されるようにしてある。ＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃに供給される電流量はＤＡＣ（デジタルアナログコンバータ）により制御され、その電流量に応じてＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃからの発光量が調光されるようにしてある。照度センサ３でＬＥＤ光源設置箇所の周囲の照度（明るさ）が検知され、検知された照度が所定以上のときはＬＥＤ光源に電源が投入されずＬＥＤ光源が発光せず、所定照度以下のときは人体が感知されなくともＬＥＤ光源に電源が投入されて発光（待機発光）する。待機発光時の発光量（待機光量）はＬＥＤ光源の最大光量よりも少ない。待機発光は暖色系、寒色系のＬＥＤモジュールが共に同等の明るさで最低レベル設定値（設定した初期値：２０％）の明るさまで５秒間かけて上昇するようにしてある。この変化は０．５秒毎の変化にて５秒間で上昇するようにしてある。
（１）電源投入時
図３の調光装置の動作を以下に説明する。この調光装置では照度センサ３にＡＣ１００Vが供給され、ＡＣ１００V電源はＡＣ／ＤＣコンバータ４で＋１５Ｖに変換され、ＬＥＤ電源部７ａ、７ｂを通してＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃに供給されるようにしてある。ＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃに供給される電流量はＤＡＣ（デジタルアナログコンバータ）により制御され、その電流量に応じてＬＥＤモジュール１ａ〜１ｃ、２ａ〜２ｃからの発光量が調光されるようにしてある。照度センサ３でＬＥＤ光源設置箇所の周囲の照度（明るさ）が検知され、検知された照度が所定以上のときはＬＥＤ光源に電源が投入されずＬＥＤ光源が発光せず、所定照度以下のときは人体が感知されなくともＬＥＤ光源に電源が投入されて発光（待機発光）する。待機発光時の発光量（待機光量）はＬＥＤ光源の最大光量よりも少ない。待機発光は暖色系、寒色系のＬＥＤモジュールが共に同等の明るさで最低レベル設定値（設定した初期値：２０％）の明るさまで５秒間かけて上昇するようにしてある。この変化は０．５秒毎の変化にて５秒間で上昇するようにしてある。
（２）低消費電力モード
最低レベル（初期値：２０％）の明るさは人感センサ５が人を検知するまで保持される（待機状態になる）。保持中に周囲温度の検知を０.５秒単位で実施する。
最低レベル（初期値：２０％）の明るさは人感センサ５が人を検知するまで保持される（待機状態になる）。保持中に周囲温度の検知を０.５秒単位で実施する。
（３）人体感知時
前記待機発光状態でＬＥＤ光源設置箇所の周囲に人が来て、人感センサ５が人体を感知すると、ＬＥＤ光源からの光量が徐々に増加して明るくなる。光量増加は発光するＬＥＤの数を増加させることにより行うこともでき、発光するＬＥＤの数は変わらないが制御部８でＬＥＤ光源７ａ、７ｂが自動的に制御されてＬＥＤへの供給電流を増加させることにより行うこともできる。５秒かけて暖色系と寒色系のいずれか一方のＬＥＤ光源の光量が最大値になるまで上昇を続ける。このとき周囲温度検知は中断され、最終で得られた温度を光量制御の基準温度値とする。その光量制御の比は温度から決まる比率（指定の最大値−最低値）の角度を持って上昇する。上昇時間は５秒で０．５秒毎に立ち上がるように上昇角度等を設定する。移行を滑らかにするため０．１秒毎にその間を直線補完して光量を変化させる。この間に次の人間の動きを感知しても特に光量上昇に変化を与えないようにする。
前記待機発光状態でＬＥＤ光源設置箇所の周囲に人が来て、人感センサ５が人体を感知すると、ＬＥＤ光源からの光量が徐々に増加して明るくなる。光量増加は発光するＬＥＤの数を増加させることにより行うこともでき、発光するＬＥＤの数は変わらないが制御部８でＬＥＤ光源７ａ、７ｂが自動的に制御されてＬＥＤへの供給電流を増加させることにより行うこともできる。５秒かけて暖色系と寒色系のいずれか一方のＬＥＤ光源の光量が最大値になるまで上昇を続ける。このとき周囲温度検知は中断され、最終で得られた温度を光量制御の基準温度値とする。その光量制御の比は温度から決まる比率（指定の最大値−最低値）の角度を持って上昇する。上昇時間は５秒で０．５秒毎に立ち上がるように上昇角度等を設定する。移行を滑らかにするため０．１秒毎にその間を直線補完して光量を変化させる。この間に次の人間の動きを感知しても特に光量上昇に変化を与えないようにする。
（４）最大光量時
最大光量は１０秒間継続する（人体感知後の上昇期間に早急に最大光量まで立ち上げた場合はこの期間の最大光量時間を除く）。この間に人体を感知した場合、その時点から１０秒間最大光量時間を延長する。周囲温度と最大光量の変化の関係を図２に示す。図２は１５℃を中心に、最低１０℃、最高２０℃で、寒色、暖色７：３設定時の例である。実際は温度の区切りで階段状になる。図１（ｂ）に示す快適時（中心値温度：１５℃）で暖色系、寒色系が共に５０％比の場合は暖色系、寒色系の双方が１００％の発光量で計２００％、図１（ａ）に示す低温時で暖色７０％、寒色３０％と設定した場合の最大光量は１４３％、図１（ｃ）に示す温暖時で暖色３０％、寒色７０％と設定した場合の最大光量も１４３％となる。最大光量時の明るさは暖色系または寒色系の全てのＬＥＤが最大光量で発光した場合の明るさであるが、温度による光量の少ない方が設定された割合で光量が少ない状態を保つため、低温時と高温時の総光量は前記のように中温時（快適時）よりも少なくなる。
最大光量は１０秒間継続する（人体感知後の上昇期間に早急に最大光量まで立ち上げた場合はこの期間の最大光量時間を除く）。この間に人体を感知した場合、その時点から１０秒間最大光量時間を延長する。周囲温度と最大光量の変化の関係を図２に示す。図２は１５℃を中心に、最低１０℃、最高２０℃で、寒色、暖色７：３設定時の例である。実際は温度の区切りで階段状になる。図１（ｂ）に示す快適時（中心値温度：１５℃）で暖色系、寒色系が共に５０％比の場合は暖色系、寒色系の双方が１００％の発光量で計２００％、図１（ａ）に示す低温時で暖色７０％、寒色３０％と設定した場合の最大光量は１４３％、図１（ｃ）に示す温暖時で暖色３０％、寒色７０％と設定した場合の最大光量も１４３％となる。最大光量時の明るさは暖色系または寒色系の全てのＬＥＤが最大光量で発光した場合の明るさであるが、温度による光量の少ない方が設定された割合で光量が少ない状態を保つため、低温時と高温時の総光量は前記のように中温時（快適時）よりも少なくなる。
（５）減光時
最大光量時間内に１０秒間人体を感知しなかった場合は減光動作に入る。減光は５秒で最低光量に落ちる。その明るさの変化（速さ）は人体感知時の逆の動作となる。減光途中で人感センサが人を感知した場合は、人体感知時における同等の明るさから、光量を増加させるよう人体感知時のモードの途中（同等光量）から再度動作を繰り返す。人体感知もされず、最低値に下がった以降は低消費電力モードに移行する。この場合、人体を感知しなくなってから瞬時に暗くなるようにすることもできる。
最大光量時間内に１０秒間人体を感知しなかった場合は減光動作に入る。減光は５秒で最低光量に落ちる。その明るさの変化（速さ）は人体感知時の逆の動作となる。減光途中で人感センサが人を感知した場合は、人体感知時における同等の明るさから、光量を増加させるよう人体感知時のモードの途中（同等光量）から再度動作を繰り返す。人体感知もされず、最低値に下がった以降は低消費電力モードに移行する。この場合、人体を感知しなくなってから瞬時に暗くなるようにすることもできる。
（６）温度
図３の温度センサ６によりＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度を検知し、その温度に基づいて制御部８でＬＥＤ電源部７ａ、７ｂを制御して暖色系（電球色）ＬＥＤモジュールと寒色系（昼光色）ＬＥＤモジュールへの電流供給を制御して、ＬＥＤ光源から発光される発光色の色調を暖色系（電球色）と寒色系（昼光色）に調光することもできる。色調は暖色系ＬＥＤと寒色系ＬＥＤの発光量の比率を変えることにより行うことができる。温度検出にあたり、約５℃〜２５℃の間、サーミスタの読み（ＡＤコンバータ値）を温度絶対値として扱い、この間の温度を１０分割し、それぞれの温度割合のパターンを決める。温度割合のパターンとして４個の表を持つ（ジャンパ線切替え：対外的には標準のみ）。
ａ．中心を１５℃、低温を１０℃、高温を２０℃としてそれぞれの割合を決める（標準）。
ｂ．中心を１８℃とし、低温を１３℃、高温を２３℃とした割合：南国パターン。
ｃ．温度に関係なく双方最大の値：寒暖に関係ない同一色用
ｄ．人体感知時から減光時の制御が終わるまでは、温度変化による検知は行わない（温度の境目辺りに実温度が存在する時、バタバタ光量が変わるのを防ぐため）。
図３の温度センサ６によりＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度を検知し、その温度に基づいて制御部８でＬＥＤ電源部７ａ、７ｂを制御して暖色系（電球色）ＬＥＤモジュールと寒色系（昼光色）ＬＥＤモジュールへの電流供給を制御して、ＬＥＤ光源から発光される発光色の色調を暖色系（電球色）と寒色系（昼光色）に調光することもできる。色調は暖色系ＬＥＤと寒色系ＬＥＤの発光量の比率を変えることにより行うことができる。温度検出にあたり、約５℃〜２５℃の間、サーミスタの読み（ＡＤコンバータ値）を温度絶対値として扱い、この間の温度を１０分割し、それぞれの温度割合のパターンを決める。温度割合のパターンとして４個の表を持つ（ジャンパ線切替え：対外的には標準のみ）。
ａ．中心を１５℃、低温を１０℃、高温を２０℃としてそれぞれの割合を決める（標準）。
ｂ．中心を１８℃とし、低温を１３℃、高温を２３℃とした割合：南国パターン。
ｃ．温度に関係なく双方最大の値：寒暖に関係ない同一色用
ｄ．人体感知時から減光時の制御が終わるまでは、温度変化による検知は行わない（温度の境目辺りに実温度が存在する時、バタバタ光量が変わるのを防ぐため）。
（７）立ち上がりカーブ等
前記光量制御は人感センサによる人体感知に基づいて、色調制御は温度センサによる温度検知に基づいて行われる。これら制御は予め設定されている光量変化時間、温度パターン（例えば図１（ａ）〜（ｃ）のパターン）で行われるが、温度パターンの設定、変更は図４に示す温度パターン設定部２０で、光量変化時間の設定は光量変化時間設定部２１で行うことができる。これら設定部２０、２１は共に共通端子ＣとポートＰ1、Ｐ2、Ｐ4を備えており、共通端子ＣとポートＰ1、Ｐ2、Ｐ4をジャンパ線で選択接続することにより設定することができる。初期値設定、初期値から最大光量値（１００％）までの変化カーブは、例えば次の４パターンに設定することができる。
ａ．初期値２０％で１００％への直線的変化（標準）
ｂ．初期値３０％で１００％への直線的変化
ｃ．初期値のみ２０％、以降１００％への急激な変化
ｄ．初期値２０％で１００％への対数的変化
前記光量制御は人感センサによる人体感知に基づいて、色調制御は温度センサによる温度検知に基づいて行われる。これら制御は予め設定されている光量変化時間、温度パターン（例えば図１（ａ）〜（ｃ）のパターン）で行われるが、温度パターンの設定、変更は図４に示す温度パターン設定部２０で、光量変化時間の設定は光量変化時間設定部２１で行うことができる。これら設定部２０、２１は共に共通端子ＣとポートＰ1、Ｐ2、Ｐ4を備えており、共通端子ＣとポートＰ1、Ｐ2、Ｐ4をジャンパ線で選択接続することにより設定することができる。初期値設定、初期値から最大光量値（１００％）までの変化カーブは、例えば次の４パターンに設定することができる。
ａ．初期値２０％で１００％への直線的変化（標準）
ｂ．初期値３０％で１００％への直線的変化
ｃ．初期値のみ２０％、以降１００％への急激な変化
ｄ．初期値２０％で１００％への対数的変化
前記ジャンパ線での温度パターン、光量変化時間の設定（選択）は、例えば次のようにして行うことができる。
温度パターンの設定
（１）基本パターン
図４の温度パターン設定部２０の共通端子Ｃを、ポートＰ1、Ｐ2、Ｐ4のいずれともジャンパ接続しない場合を基本パターンとする。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．減光時照度２０％
ｂ．約１５℃を中心に暖色、寒色の変化
ｃ．約１５℃で暖色、寒色共１００％、約１０℃で寒色は減光時照度、暖色は１００％照度
ｄ．１５℃〜１０℃の間は温度に応じて寒色の最大光量が減る。
ｅ．約２０℃で暖色は減光時照度、寒色は１００％照度
ｆ．１５℃〜２０℃の間は温度に応じて暖色の最大光量が減る。
（１）基本パターン
図４の温度パターン設定部２０の共通端子Ｃを、ポートＰ1、Ｐ2、Ｐ4のいずれともジャンパ接続しない場合を基本パターンとする。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．減光時照度２０％
ｂ．約１５℃を中心に暖色、寒色の変化
ｃ．約１５℃で暖色、寒色共１００％、約１０℃で寒色は減光時照度、暖色は１００％照度
ｄ．１５℃〜１０℃の間は温度に応じて寒色の最大光量が減る。
ｅ．約２０℃で暖色は減光時照度、寒色は１００％照度
ｆ．１５℃〜２０℃の間は温度に応じて暖色の最大光量が減る。
（２）パターン２
このパターンは図４の共通端子ＣとポートＰ1をジャンパでショートする。このパターンは前記基本パターンに対して温度を高くずらしたパターンである。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．減光時照度２０％
ｂ．約１８℃を中心に暖色、寒色の変化
ｃ．約１８℃で暖色、寒色共に１００％
ｄ．約１３℃で寒色は減光時照度
ｅ．約２０℃以上で暖色は６５％照度となる（寒色は１００％照度）。
このパターンは図４の共通端子ＣとポートＰ1をジャンパでショートする。このパターンは前記基本パターンに対して温度を高くずらしたパターンである。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．減光時照度２０％
ｂ．約１８℃を中心に暖色、寒色の変化
ｃ．約１８℃で暖色、寒色共に１００％
ｄ．約１３℃で寒色は減光時照度
ｅ．約２０℃以上で暖色は６５％照度となる（寒色は１００％照度）。
（３）パターン３
このパターンは図４の共通端子ＣとポートＰ2をジャンパでショートする。このパターンは基本パターンに対して減光時照度を上げたパターンである。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．減光時照度３０％
ｂ．他の設定は前記基本パターンと同じ。
このパターンは図４の共通端子ＣとポートＰ2をジャンパでショートする。このパターンは基本パターンに対して減光時照度を上げたパターンである。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．減光時照度３０％
ｂ．他の設定は前記基本パターンと同じ。
（４）パターン４
このパターンは図４の共通端子ＣとポートＰ1及びＰ2の三者をジャンパでショートする。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．温度に関係なく、人感センサの感知によりＯＮ−ＯＦＦする
ｂ．減光時照度０％
ｃ．人体感知時の最大時照度、暖色、寒色共１００％
このパターンは図４の共通端子ＣとポートＰ1及びＰ2の三者をジャンパでショートする。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．温度に関係なく、人感センサの感知によりＯＮ−ＯＦＦする
ｂ．減光時照度０％
ｃ．人体感知時の最大時照度、暖色、寒色共１００％
（５）パターン５
このパターンは図４の共通端子ＣとポートＰ4をジャンパでショートする。このパターンは温度に関係なく、人感センサの感知に基づいてＯＮ−減光するパターンである。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．減光時照度３０％
ｂ．人体感知時の最大時照度、暖色、寒色共１００％
このパターンは図４の共通端子ＣとポートＰ4をジャンパでショートする。このパターンは温度に関係なく、人感センサの感知に基づいてＯＮ−減光するパターンである。この場合の温度パターン設定は次のようにすることができる。
ａ．減光時照度３０％
ｂ．人体感知時の最大時照度、暖色、寒色共１００％
光量変化時間の設定
（１）基本パターン
図４の光量変化時間設定部２１の共通端子Ｃを、ポートＰ1、Ｐ2、Ｐ4のいずれともジャンパ接続しない場合を基本パターンとする。この場合の光量変化時間設定は次のようにすることができる。
ａ．電源投入後、減光状態に至る時間：５秒（電源立上げ時、人感センサ不安定時期に感知と判断し最大照度まで上がる可能性もある）。
ｂ．減光照度→最大照度までの上昇時間：５秒
ｃ．最大照度保持時間：１０秒
ｄ．最大照度→減光照度までの下降時間：５秒（この間、人体を感知すれば途中からの上昇や、最大時間の延長となる）。
（１）基本パターン
図４の光量変化時間設定部２１の共通端子Ｃを、ポートＰ1、Ｐ2、Ｐ4のいずれともジャンパ接続しない場合を基本パターンとする。この場合の光量変化時間設定は次のようにすることができる。
ａ．電源投入後、減光状態に至る時間：５秒（電源立上げ時、人感センサ不安定時期に感知と判断し最大照度まで上がる可能性もある）。
ｂ．減光照度→最大照度までの上昇時間：５秒
ｃ．最大照度保持時間：１０秒
ｄ．最大照度→減光照度までの下降時間：５秒（この間、人体を感知すれば途中からの上昇や、最大時間の延長となる）。
（２）パターン２
このパターンは図４の光量変化時間設定部２１の共通端子ＣとポートＰ1をジャンパでショートする。この場合の光量変化時間設定は次のようにすることができる。
ａ．電源投入後、減光状態に至る時間 ：１０秒（電源立上げ時、人感センサ不安定時期に感知と判断し最大照度まで上がる可能性もある）。
ｂ．減光照度から最大照度までの上昇時間：１０秒
ｃ．最大照度保持時間：１０秒
ｄ．最大照度から減光照度までの下降時間：１０秒（この間、人体を感知すれば途中からの上昇や、最大時間の延長となる）。
このパターンは図４の光量変化時間設定部２１の共通端子ＣとポートＰ1をジャンパでショートする。この場合の光量変化時間設定は次のようにすることができる。
ａ．電源投入後、減光状態に至る時間 ：１０秒（電源立上げ時、人感センサ不安定時期に感知と判断し最大照度まで上がる可能性もある）。
ｂ．減光照度から最大照度までの上昇時間：１０秒
ｃ．最大照度保持時間：１０秒
ｄ．最大照度から減光照度までの下降時間：１０秒（この間、人体を感知すれば途中からの上昇や、最大時間の延長となる）。
（３）パターン３
このパターンは図４の光量変化時間設定部２１の共通端子ＣとポートＰ2をジャンパでショートする。この場合の光量変化時間設定は次のようにすることができる。
ａ．電源投入後、減光状態に至る時間：５秒（電源立上げ時、人感センサ不安定時期に感知と判断し最大照度まで上がる可能性もある。）
ｂ．減光照度から最大照度までの上昇時間：０秒
ｃ．最大照度保持時間：１０秒
ｄ．最大照度から減光照度までの下降時間：０秒（この間、人体を感知すれば途中からの上昇や、最大時間の延長となる）。
このパターンは図４の光量変化時間設定部２１の共通端子ＣとポートＰ2をジャンパでショートする。この場合の光量変化時間設定は次のようにすることができる。
ａ．電源投入後、減光状態に至る時間：５秒（電源立上げ時、人感センサ不安定時期に感知と判断し最大照度まで上がる可能性もある。）
ｂ．減光照度から最大照度までの上昇時間：０秒
ｃ．最大照度保持時間：１０秒
ｄ．最大照度から減光照度までの下降時間：０秒（この間、人体を感知すれば途中からの上昇や、最大時間の延長となる）。
（４）パターン４
このパターンは図４の光量変化時間設定部２１の共通端子ＣとポートＰ1とＰ2をジャンパでショートする。この場合の光量変化時間設定は次のようにすることができる。
ａ．未設定：前記基本パターンと同様
このパターンは図４の光量変化時間設定部２１の共通端子ＣとポートＰ1とＰ2をジャンパでショートする。この場合の光量変化時間設定は次のようにすることができる。
ａ．未設定：前記基本パターンと同様
（制御部のソフトの実施例）
図３における制御部８のソフトは次のように設計することができる。
（１）ＬＥＤ光源のトータルの明るさは、全灯（上限）、減灯（下限）のリミットを設けその間をアナログ的に制御する。
（２）温度の中心は１８℃と（仮定）し、暖色全灯温度（１０℃以下）、寒色全灯温度（２６℃以上）を設定して振り分ける。
（３）人感センサは人の動きを感知すると、検出信号が発生される。この信号により光量の増加、最大光量時間の延長、減光途中で同光量からの光量増加への遷移を行う。
（４）光量の変化は人に気付かれないよう５秒掛けて緩やかに推移させる。
（５）これら制御の基本数字はマトリクスにて管理させる。この場合、変化状況設定用マトリクッスとして次の２種を持つ。
（i）絶対温度に対する温度分布（寒暖光量の割合）
５℃〜２５℃の時におけるサーミスタからのマイコンのＡＤコンバータ読み値に対して１０分割した温度毎の表によって作られる。
（ii）人体感知時の光量変化カーブ
最初の値が低消費電力モードの設定値（％）となる。また、減光時は逆の順の値として制御される。
ａ．０．５秒毎の値に対して数値（％）を入れる。
ｂ．光量の変化をスムーズにするため、０．５秒間の変化を０．１秒毎に前後の数値から計算された直線補間によって与えられる。
（６）光量の値は上記表計算の結果として、マイコンのそれぞれ２つのＤ／Ａ出力から与えられる。
図３における制御部８のソフトは次のように設計することができる。
（１）ＬＥＤ光源のトータルの明るさは、全灯（上限）、減灯（下限）のリミットを設けその間をアナログ的に制御する。
（２）温度の中心は１８℃と（仮定）し、暖色全灯温度（１０℃以下）、寒色全灯温度（２６℃以上）を設定して振り分ける。
（３）人感センサは人の動きを感知すると、検出信号が発生される。この信号により光量の増加、最大光量時間の延長、減光途中で同光量からの光量増加への遷移を行う。
（４）光量の変化は人に気付かれないよう５秒掛けて緩やかに推移させる。
（５）これら制御の基本数字はマトリクスにて管理させる。この場合、変化状況設定用マトリクッスとして次の２種を持つ。
（i）絶対温度に対する温度分布（寒暖光量の割合）
５℃〜２５℃の時におけるサーミスタからのマイコンのＡＤコンバータ読み値に対して１０分割した温度毎の表によって作られる。
（ii）人体感知時の光量変化カーブ
最初の値が低消費電力モードの設定値（％）となる。また、減光時は逆の順の値として制御される。
ａ．０．５秒毎の値に対して数値（％）を入れる。
ｂ．光量の変化をスムーズにするため、０．５秒間の変化を０．１秒毎に前後の数値から計算された直線補間によって与えられる。
（６）光量の値は上記表計算の結果として、マイコンのそれぞれ２つのＤ／Ａ出力から与えられる。
１ａ〜１ｃ 暖色系のＬＥＤモジュール
２ａ〜２ｃ 寒色系のＬＥＤモジュール
３ 照度センサ
４ ＡＣ／ＤＣモジュール（コンバータ）
５ 人感センサ
６ 温度センサ
７ａ 暖色系用のＬＥＤ電源部
７ｂ 寒色系用のＬＥＤ電源部
８ 制御部
９ ＬＥＤ
１０ マイコン（ＣＰＵ）
１１ 増幅器
２０ 温度パターン設定部
２１ 光量変化時間設定部
２ａ〜２ｃ 寒色系のＬＥＤモジュール
３ 照度センサ
４ ＡＣ／ＤＣモジュール（コンバータ）
５ 人感センサ
６ 温度センサ
７ａ 暖色系用のＬＥＤ電源部
７ｂ 寒色系用のＬＥＤ電源部
８ 制御部
９ ＬＥＤ
１０ マイコン（ＣＰＵ）
１１ 増幅器
２０ 温度パターン設定部
２１ 光量変化時間設定部
Claims (6)
- 人体を感知しないときでも所定光量で点灯しており、人体を感知するとＬＥＤ光源の発光量が徐々に増加して明るくなり、人体を感知しなくなるとＬＥＤ光源の発光量が減少して待機発光時の光量に戻り、ＬＥＤ光源設置箇所の周囲温度が低いときは暖色系の色調の光が発光され、高いときは寒色系の色調の光が発光され、暖色系、寒色系の色調の光を調節可能としたことを特徴とするＬＥＤ照明システムの調光方法。
- 暖色系と寒色系の二以上のＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源設置箇所付近の人体の有無を感知する人感センサと、その付近の周囲温度を検知する温度センサと、それらセンサで検知された人体の有無、検知温度に基づいて前記光源からの光量を増減制御可能な光量制御部と、それら光源からの色調を制御可能な色調制御部を備え、前記一方又は双方のＬＥＤ光源は人感センサが人体を感知しないときは発光量が最大光量よりも少ない光量で発光し、人感センサが人体を感知すると発光量が徐々に最大光量まで増加し、人感センサにより人体が感知されなくなると発光量が最大光量より減少することを特徴とするＬＥＤ照明システムの調光装置。
- 請求項２記載のＬＥＤ照明システムの調光装置において、温度センサで検知された温度に基づいて暖色系、寒色系両光源からの発光色の色調が制御されるようにしたことをＬＥＤ照明システムの調光装置。
- 請求項２又は請求項３記載のＬＥＤ照明システムの調光装置において、人感センサにより人体が感知されなくなるとＬＥＤ光源の発光量が徐々に人体感知前の光量まで減少するようにしたことを特徴とするＬＥＤ照明システムの調光装置。
- 請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のＬＥＤ照明システムの調光装置において、ＬＥＤ光源設置箇所付近の照度を検知する照度センサを設けて、検知された照度が所定照度以上のときはＬＥＤ光源が発光せず、所定照度以下のときはＬＥＤ光源が最大光量よりも少ない光量で発光してその明るさを維持することを特徴とするＬＥＤ照明システムの調光装置。
- 請求項２乃至請求項５のいずれかに記載のＬＥＤ照明システムの調光装置において、ＬＥＤ光源が待機光量から最大光量になるまでの光量変化時間、最大光量から待機光量に戻るまでの光量変化時間を設定変更可能な光量変化時間設定部と、検知温度と暖色系又は寒色系の色調を設定変更可能な温度パターン設定部を設けたことを特徴とするＬＥＤ照明システムの調光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009015759A JP2010176896A (ja) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Ｌｅｄ照明システムの調光方法とその調光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009015759A JP2010176896A (ja) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Ｌｅｄ照明システムの調光方法とその調光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010176896A true JP2010176896A (ja) | 2010-08-12 |
Family
ID=42707648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009015759A Pending JP2010176896A (ja) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Ｌｅｄ照明システムの調光方法とその調光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2014032807A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Ricoh Co Ltd | 照明制御装置、プログラムおよび照明制御システム |
| JP2015222324A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | Kddi株式会社 | 眼鏡型ウェアラブル装置、温冷感変化誘発方法、およびプログラム |
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| CN116221643A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-06-06 | 苏州荣文库柏照明系统股份有限公司 | 一种自动切换色温和功率的监控摄像led灯 |
-
2009
- 2009-01-27 JP JP2009015759A patent/JP2010176896A/ja active Pending
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| CN116221643B (zh) * | 2023-03-29 | 2023-12-26 | 苏州荣文库柏照明系统股份有限公司 | 一种自动切换色温和功率的监控摄像led灯 |
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