JP2011076992A - 調光制御装置、調光制御方法、および調光制御装置を備えた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】
照度センサと光源が隣接して設けられていても、周囲照度に基づいて光源を調光制御可能な調光制御装置、調光制御方法、および前記調光制御装置を備えた照明器具を提供する。
【解決手段】
照明器具４００は照度センサ２０６、調光制御装置４０２、および光源２０２を備える。調光制御装置４０２は、光源２０２消灯時の照度測定値と、前記光源を所定の出力で点灯させた時の照度測定値に基づいて、前記光源２０２の光出力特性を算出し、該光出力特性に基づいて、周囲照度の算出を行う。照度センサ２０６による照度測定は所定時間ごとに行われ、光源２０２は、算出された周囲照度に基づいて調光制御される。
【選択図】図６

Description

本発明は、調光制御装置、調光制御方法、および調光制御装置を備えた照明器具に関する。

照度センサおよび調光制御装置を備えた照明器具において、照明器具周辺の照度を測定し、測定した照度に応じて調光制御装置が照明器具の出力を変化させる照明器具は従前良く知られている。

しかし、上記した照明器具において、照度センサに照明器具が発する光（以下照明光ともいう）が入射することにより、調光制御装置が、周囲照度が変化したものと誤認し、照明が予期しない点滅動作を行うという不具合（所謂自己点滅問題）が生じることが知られている。

上記不具合を克服するためには、照度センサが照明照度を含まない周囲照度のみを測定する必要がある。そのためには照明器具と照度センサの距離を離したり、照度センサに覆いを取り付けることにより、照明光が照度センサに入射しないようにすればよいが、照明器具の構造が複雑になり、小型化、低コスト化の面で不具合が生ずる。

特許文献１および特許文献２には、ＬＥＤを間欠パルス点灯する照明器具において、ＬＥＤがオフとなる消灯期間に周囲照度の測定を行う技術思想が開示されている。特許文献１および特許文献２記載の照明器具によれば、十分に応答速度の速い照度センサを用いることで、照明器具を実質的に点灯状態のまま、周囲照度のみを測定することが可能であるとしている。測定された周囲照度に基づいて照明器具の出力を変化させれば、前記自己点滅問題の発生を防止できる。

特許文献３には、照明器具の出力を変化させ、異なる２つの出力時における照度センサの測定値から、周囲照度の算出を行う技術思想が開示されている。

特開２００３−１６３０８９号公報 特開２００４−２３３５６９号公報 特開平１１−２１４１７９号公報

特許文献１および特許文献２には、間欠パルス点灯されるＬＥＤ照明において、ＬＥＤがオフとなる消灯期間に周囲照度の測定を行う技術思想が開示されているが、ＬＥＤ照明の消灯期間は、人の目にチラつきを感じさせないためにたとえば２０ｍｓ以下の短い時間に設定されており、それ以上の応答速度で測定可能な照度センサが必要となる。

また、ＰＷＭ制御等によってＬＥＤの消灯期間の長さが照度センサの応答時間よりも短くなった場合には周囲照度の測定を行うことができない。

特許文献３には、照明器具の出力を変化させ、異なる２つの出力時における照度センサの測定値から周囲照度の算出を行う技術思想が開示されているも、算出された周囲照度は、照度センサのゲイン調整に用いられるだけであって、周囲照度に基づいて照明器具の出力を逐次変化させる具体的な方法については開示されていない。

本発明はこうした不具合を克服したものであって、光源自体の照明光が変化した場合にも周囲照度のみを正確に取得し、該周囲照度に応じて光源の出力を変化させる調光制御装置、および該調光制御装置を備えた照明器具を提供することを目的とする。

本明細書において「照明光」とは調光制御装置に接続された光源が発する光を指し、「照明照度」とは「照明光」の照度を指す。なお、特に説明が無い場合、前記光源が発した光が壁面等に反射することによって生ずる反射光も「照明光」に含むものとする。

本明細書において「外光」とは、照度センサが設置された空間における照明光以外の光を指し、「周囲照度」とは「外光」の照度を指す。

本明細書において「調光制御機能」とは、「周囲照度」に応じて「光源」の明るさを調節する機能を指す。

本発明は、照度センサおよび光源が接続され、前記光源を調光制御する調光制御装置であって、前記調光制御装置は、前記光源を点灯期間および消灯期間を繰り返す間欠パルス点灯制御し、前記消灯期間において前記照度センサから外光による周囲照度の照度情報を取得するとともに、該周囲照度に基づいて前記光源を調光制御し、前記照度情報取得時の前記消灯期間の長さは、前記照度センサの応答時間に基づいて決定すること特徴とする。

こうした構成の調光制御装置は、光源の消灯期間に周囲照度の照度情報を取得するため、照明照度を除いた周囲照度のみの照度情報に基づいて光源を調光制御することが可能となる。

さらに、照度センサからの照度情報取得時における光源の消灯期間の長さは、照度センサの応答時間に基づいて決定されるため、応答時間の遅い照度センサを用いても正確な周囲照度を取得することができる。

本発明の別の形態は、照度センサおよび光源が接続され、前記光源を調光制御する調光制御装置であって、前記調光制御装置は、前記光源消灯時の前記照度センサからの照度情報と、前記光源を所定の出力で点灯させた時の前記照度情報に基づいて、前記光源の光出力特性を求め、前記光出力特性と前記照度情報に基づいて、外光による周囲照度を求めるとともに、前記周囲照度に基づいて、前記光源を調光制御することを特徴とする。

本発明のさらに別の形態は、照度センサおよび光源が接続され、前記光源を調光制御する調光制御装置であって、前記調光制御装置は、前記光源を第１の出力で点灯させた時の前記照度センサからの照度情報と、前記光源を前記第１の出力とは異なる第２の出力で点灯させた時の前記照度情報に基づいて、前記光源の光出力特性を求め、前記光出力特性と前記照度情報に基づいて、外光による周囲照度を求めるとともに、前記周囲照度に基づいて、前記光源を調光制御することを特徴とする。

こうした構成の調光制御装置は、光源の光出力特性を求めることにより、光源の出力を変化させた場合にも照明照度を正確に算出することが可能となるため、照度センサから取得する照度情報が、外光による周囲照度と光源による照明照度を合わせた照度情報であっても、計算により外光による周囲照度のみを求めることができる。これにより、該周囲照度によって、光源を調光制御することが可能となる。

本発明の調光制御装置は、外光による周囲照度のみを取得する手段を備えているため、該周囲照度に基づいて光源を調光制御することが可能である。したがって、照度センサに照明光が入射することによる光源の自己点滅問題が発生することが無く、照度センサと光源を隣接して設けることが可能となる。

本発明の調光制御装置の概略図である。 本発明の第１の実施形態にかかる調光制御装置および照明器具を示す機能ブロック図である。 本発明における変換率テーブルの一例である。 本発明の第１の実施形態にかかる調光制御装置および照明器具の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態にかかる調光制御装置の照度情報取得タイミングを示す図である。 本発明の第２の実施形態にかかる調光制御装置および照明器具を示す機能ブロック図である。 本発明の第２の実施形態にかかる調光制御装置の光出力特性算出方法を説明する図である。 本発明の第２の実施形態にかかる調光制御装置および照明器具の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態にかかる調光制御装置の照度情報取得タイミングを示す図である。

図１に、本明細書中全ての実施形態に共通する本発明の概略図を示す。照明器具１０２は、室の天井に取り付けられ、光源１０４、照度センサ１０６、および調光制御装置１０８を備える。参照符号１１４を付した箇所は室の壁面を模式的に示したものである。参照符号１１０を付した矢印は光源１０４からの照明光を、参照符号１１２を付した矢印は太陽光等による外光を、それぞれ模式的に示したものである。

調光制御装置１０８は、照度センサ１０６から照度情報を取得し、該照度情報に基づいて光源１０４を調光制御する。

光源１０４と照度センサ１０６は隣接して設けられており、光源１０４の点灯時、照度センサ１０６は照明光１１０による照明照度および外光１１２による周囲照度を足し合わせた照度を測定することとなる。

（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかる調光制御装置および該調光制御装置を備えた照明器具について、図２〜図５を用いて説明する。

図２は、第１の実施形態にかかる照明器具の機能ブロック図である。照明器具２００は、光源２０２、調光制御装置２０４、および照度センサ２０６を備える。光源２０２、調光制御装置２０４、および照度センサ２０６は、図１における光源１０４、調光制御装置１０８、および照度センサ１０６にそれぞれ対応する。

調光制御装置２０４はレギュレータ２１０、ＡＤコンバータ２１２、照度情報取得部２１４、乗算部２１６、信号生成部２１８、制御部２１９、光源点灯用電流源２２０、センサ用電源端子２２２、照度入力第１端子２２４、照度入力第２端子２２６、初期設定端子２２８、および光源接続端子２３０を備える。

調光制御装置２０４のセンサ用電源端子２２２、照度入力第１端子２２４には照度センサ２０６が接続される。照度センサ２０６としてはたとえば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣ等が利用可能である。照度入力第１端子２２４と照度入力第２端子２２６の間には、照度センサ２０６の出力電流を電圧に変換するための変換用抵抗２０８が接続される。さらに、センサ接続第２端子２２６は基準電位２３２に接続される。

光源接続端子２３０には、光源２０２が接続される。第１の実施形態において光源２０２は、たとえばＬＥＤのような応答速度の速い素子を用いることが望ましい。

初期設定端子２２８には、ＰＷＭ初期値Ｓｓｅｔが入力される。ＰＷＭ初期値Ｓｓｅｔは光源２０２の点灯制御に用いられるＰＷＭ信号Ｓｐの初期デューティ比を指示する信号である。ＰＷＭ信号Ｓｐのデューティ比はＰＷＭ初期値Ｓｓｅｔに、後述するＰＷＭ変換率Ｓｃを乗じた値となる。

レギュレータ２１０は、センサ用電源端子２２２に接続されており、照度センサ２０６に定電圧を印加する。レギュレータ２１０が照度センサ２０６に印加する電圧値および、変換用抵抗２０８の抵抗値については、照度センサ２０６の特性に応じて適宜設定すればよい。

ＡＤコンバータ２１２は照度入力第１端子２２４および照度入力第２端子２２６に接続されており、照度センサ２０６の照度測定値をアナログ信号として受け取り、該アナログ信号をデジタル信号に変換した信号である照度情報Ｅｓを出力する。

制御部２１９は、照明器具２００の電源オンと同時に、照度情報取得部２１４に照度情報Ｅｓの取得を指示する照度情報取得信号Ｓｇを送信し、以後所定時間ごとに、照度情報取得部２１４には照度情報取得信号Ｓｇを、信号生成部２１８には光源消灯信号Ｓｏｆｆを送信する。光源消灯信号Ｓｏｆｆは、照度情報取得部が照度情報Ｅｓを取得する際、ＰＷＭ信号Ｓｐのオフ期間を照度センサ２０６の応答時間に応じて設定するための信号である。

照度情報取得部２１４は、照度情報取得信号Ｓｇの受信に基づいて、照度情報Ｅｓを取得し、後述する変換率テーブル２５０に基づいて、ＰＷＭ変換率Ｓｃを出力する。また、照度情報取得部２１４は、ＰＷＭ信号Ｓｐをモニタしており、照明光を含まない周囲照度のみの照度情報を取得するために、照度情報Ｅｓの取得は、ＰＷＭ信号Ｓｐの消灯期間かつ照度情報Ｅｓの安定時に行われる。照度情報Ｅｓの取得タイミングの詳細については後述する。

図３に変換率テーブル２５０の一例を示す。照度情報取得部２１４は、照度センサ２０６により測定された照度情報Ｅｓの値に応じて、ＰＷＭ初期値Ｓｓｅｔに乗ずるＰＷＭ変換率Ｓｃを決定する。たとえば照度情報Ｅｓの値が０〜５０ルクスを示していれば、ＰＷＭ変換率Ｓｃは２．０倍となり、照度情報Ｅｓの値が１０００ルクス以上であればＰＷＭ変換率Ｓｃは０．０倍となる。なお、変換率テーブルは図３の例に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、照度情報Ｅｓの値が大きくなるほど、ＰＷＭ変換率Ｓｃが大きくなるように設定すれば、周囲照度が明るいときほど光源２０２のデューティ比を上昇させることができる。これは、本明細書における他の実施形態についても同様である。

再び図２を参照する。乗算部２１６は、ＰＷＭ変換率ＳｃとＰＷＭ初期値Ｓｓｅｔを受信し、両者を乗じた値であるＰＷＭ設定値Ｓｄを出力する。

信号生成部２１８は、ＰＷＭ設定値Ｓｄを受信し、光源２０２点灯用の矩形信号であるＰＷＭ信号Ｓｐを出力する。ＰＷＭ信号ＳｐはＰＷＭ設定値Ｓｄにより与えられたデューティ比を持つ。ＰＷＭ信号Ｓｐのオンデューティおよびオフデューティは、予め設定されたＰＷＭ信号Ｓｐの周波数（たとえば４００Ｈｚ）とＰＷＭ設定値Ｓｄにより与えられるデューティ比に基づいて決定される。たとえば、ＰＷＭ信号Ｓｐの周波数が４００Ｈｚ、ＰＷＭ設定値Ｓｄがデューティ比８０％に設定されていれば、ＰＷＭ信号Ｓｐのオンデューティは２．０ｍｓに、ＰＷＭ信号Ｓｐのオフデューティは０．５ｍｓに設定される。また、信号生成部２１８は、制御部２１９から光源消灯信号Ｓｏｆｆを受信すると、照度センサ２０６の応答時間に合わせて、ＰＷＭ信号Ｓｐの次のオフデューティを設定する

光源点灯用電流源２２０はＰＷＭ信号Ｓｐに基づいて光源２０２を間欠パルス点灯制御する。すなわち、ＰＷＭ信号Ｓｐがハイレベルである間は、光源２０２に電流を供給することにより光源２０２を点灯制御し、ＰＷＭ信号Ｓｐがローレベルである間は、光源２０２への電流の供給を停止し光源２０２を消灯制御する。もちろん、ＰＷＭ信号Ｓｐの電位と光源２０２の点灯制御および消灯制御の関係は逆転してもよく、ＰＷＭ信号Ｓｐがローレベルである間は、光源２０２を点灯制御し、ＰＷＭ信号Ｓｐがハイレベルである間は、光源２０２を消灯制御するように構成することもできる。

図４は第１の実施形態にかかる照明器具２００における調光制御機能のフローチャートである。照明器具２００の電源がオンされるとステップＳ１から処理が開始される。

ステップＳ１では、照度情報取得部２１４が、制御部２１９からの照度情報取得信号Ｓｇに基づいて照度センサ２０６の照度測定値である照度情報Ｅｓを取得する。照度情報取得部２１４、乗算部２１６、信号生成部２１８では前述した処理が行われ、照度情報ＥｓとＰＷＭ初期値Ｓｓｅｔに基づいて光源２０２のオンデューティおよびオフデューティが設定される。

ステップＳ２では、光源２０２の点灯制御が行われる。ステップＳ３では、光源２０２の点灯時間が設定されたオンデューティに達したかどうかが判定される。光源２０２の点灯時間が設定されたオンデューティに達していなければＮＯと判定され、ステップＳ２へと戻り光源２０２の点灯が続行され、光源２０２の点灯時間が設定されたオンデューティに達していればＹＥＳと判定されステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では、光源２０２の消灯制御が行われる。ステップＳ５では、前回の照度測定から所定時間経過したかどうかが判定される。前回の照度測定から所定時間経過していなければＮＯと判定されステップＳ６に移行し、前回の照度測定から所定時間経過していればＹＥＳと判定されステップＳ７に移行する。該所定時間の大きさは例えば１秒程度に設定することができる。

ステップＳ６では、光源２０２の消灯時間が設定したオフデューティに達したかどうかが判定される。光源２０２の消灯時間が設定したオフデューティに達していればＹＥＳと判定されステップＳ２へ戻り、光源２０２の点灯制御が行われ、光源２０２の消灯時間が設定したオフデューティに達していなければＮＯと判定され、ステップＳ４に戻り光源２０２の消灯制御が継続される。

ステップＳ７では、照度情報Ｅｓが安定しているかどうかの判定が行われる。照度情報Ｅｓが安定しているかどうかの判定は、たとえば、ある時刻Ａにおける照度情報Ｅｓと、時刻Ａから微小時間Δｔ（たとえば０．０５ｍｓ）後の時刻Ｂにおける照度情報Ｅｓ’の差が所定の範囲内に収まっているかどうかで判定することができる。また、調光制御装置２０４に照度センサ２０６の応答時間を予め入力しておき、光源２０２を消灯制御してから該応答時間が経過したかどうかによって照度情報Ｅｓの安定を判定してもよい。

ステップＳ７において、照度情報Ｅｓが安定していると判定されれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１へと移行し、オンデューティ、オフデューティの再設定が行われる。

ステップＳ７において、照度情報Ｅｓが安定していないと判定されれば（ＮＯ）、ステップＳ４へと移行し、光源２０２の消灯制御が継続される。

図５は第１の実施の形態にかかる照明器具２００の照度情報取得タイミングを示す図である。（ａ）に光源２０２が発する光の照度である照明照度の変化を、（ｂ）に外光の照度である周囲照度の変化を、（ｃ）に照度センサ２０６の照度測定値である照度情報Ｅｓをそれぞれ示す。

今、時刻Ｘにおいて、照度情報取得部２１４が照度情報取得信号Ｓｇを受信したとすると、照度情報取得部２１４は、ＰＷＭ信号Ｓｐがオフ期間であることを確認し、照度情報Ｅｓが安定しているかどうかの判定を開始する。照度情報Ｅｓが安定していないと判定されれば光源２０２の消灯制御が継続され、照度情報Ｅｓが安定した時刻（照度センサ２０６の応答時間経過後）で、照度情報取得部２１４による照度情報Ｅｓの取得が行われる。照度情報Ｅｓ安定の判定については前述のとおりである。この時、取得される照度情報Ｅｓは、外光による周囲照度の値である。

照度情報取得部２１４は、変換率テーブル２５０に基づいて、照度情報Ｅｓに対応するＰＷＭ変換率Ｓｃを出力し、乗算部２１６は、ＰＷＭ初期値ＳｓｅｔとＰＷＭ変換率Ｓｃを乗算し、ＰＷＭ設定値Ｓｄを出力する。

信号生成部２１８は、ＰＷＭ設定値Ｓｄに基づいてＰＷＭ信号Ｓｐを出力するため、照度情報取得部２１４の照度情報Ｅｓ取得に応じて、光源２０２のＰＷＭデューティ比が更新されることとなる。

時刻Ｘにおいて光源２０２の消灯制御が行われると、照度情報Ｅｓはすぐに周囲照度の値まで低下する訳ではなく、照度センサ２０６の応答時間だけ遅れて、照度情報Ｅｓが安定した所で周囲照度の値を示す。そのタイミングで照度情報の取得が行われる。時刻Ｙにおいては、照度センサ２０６が測定した周囲照度に基づいて、ＰＷＭ変換率Ｓｃが再設定され、ＰＷＭ設定値Ｓｄが変化している。すなわち周囲照度の低下に基づいて、光源２０２のＰＷＭデューティ比が５０％から７５％に上昇している。時刻Ｚにおいては照度センサ２０６が測定した周囲照度が前回の測定時と比較して上昇したことに基づいて、ＰＷＭ変換率Ｓｃが再設定され、ＰＷＭ設定値Ｓｄが変化している。すなわち、光源２０２のＰＷＭデューティ比が７５％から２５％に低下している。図５（ｃ）において、斜線を付けて示した部分が周囲照度の値である。

以上、第１の実施形態について図２〜図５を用いて説明した。本構成によれば、光源２０２の駆動信号であるＰＷＭ信号Ｓｐの消灯期間を用いて周囲照度の測定を行っているので、光源２０２の照明照度にほとんど影響を与えずに周囲照度の測定を行うことができる。

また、照度センサ２０６による周囲照度測定時における、ＰＷＭ信号Ｓｐの消灯期間は、照度センサ２０６の応答時間に応じて延長されるため、応答時間の長い照度センサを用いても、正確に周囲照度を測定することができる。さらに、光源２０２の調光制御は、照明照度を含まない周囲照度に基づいて行われるため、光源２０２の調光制御による自己点滅問題は発生しない。

第１の実施形態にかかる照明器具２００において、光源２０２の間欠パルス点灯は人の目にちらつきを感じさせないために５０Ｈｚ以上の周波数で行われることが望ましい。

第１の実施形態にかかる照明器具２００において、周囲照度の測定は複数回連続して行われてもよい。複数回連続して測定された周囲照度の値の平均値を照度情報Ｅｓとして採用することもできる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態にかかる調光制御装置および該調光制御装置を備えた照明器具について、図６〜図９を用いて説明する。

図６は、第２の実施形態にかかる照明器具の機能ブロック図である。図２と同じ箇所には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。照明器具４００は、光源２０２、調光制御装置４０２、および照度センサ２０６を備える。光源２０２、調光制御装置４０２、および照度センサ２０６は、図１における光源１０４、調光制御装置１０８、および照度センサ１０６にそれぞれ対応する。

調光制御装置４０２はレギュレータ２１０、ＡＤコンバータ２１２、アベレージフィルタ４１０、周囲照度演算部４０４、照明照度演算部４０６、制御部４０８、変換率参照部４１２、乗算部２１６、信号生成部２１８、光源点灯用電流源２２０、センサ用電源端子２２２、照度入力第１端子２２４、照度入力第２端子２２６、初期設定端子２２８、および光源接続端子２３０を備える。

照明器具４００は、図２に示した照明器具２００と比較して、周囲照度演算部４０４、照明照度演算部４０６を備えた点が大きく異なる。

アベレージフィルタ４１０は、所定時間（たとえば１０ｍｓ）中に入力された照度情報Ｅｓの平均値を平均照度Ｅａとして出力する。

照明器具４００の電源がオンされると、光源２０２の点灯前に、照度情報Ｅｓの平均値である平均照度Ｅａが照明照度演算部４０６に読み込まれる。その後光源２０２が間欠パルス点灯制御され、再度、平均照度Ｅａが照明照度演算部４０６に読み込まれる。照明照度演算部４０６は、これら２つの平均照度Ｅａの値から光源２０２の光出力特性を算出する。

光出力特性とは、光源２０２を間欠パルス点灯させた時の、ＰＷＭデューティ比と照明照度との関係を示す特性である。通常ＬＥＤを間欠パルス点灯制御する場合には、ＰＷＭデューティ比と照明照度との間には比例関係が存在するため、ＰＷＭデューティ比に対する照明照度の変化率が光源２０２の光出力特性となる。

図７を用いて、光源２０２の光出力特性の算出方法について説明する。図７は周囲照度を一定とし、ＰＷＭ設定値Ｓｄを変化させた時の、平均照度Ｅａの変化を示したものである。

照明照度演算部４０６は、照明器具の電源がオンされると、光源２０２の点灯前に平均照度Ｅａとして周囲照度Ｂを取得する（測定点Ｅ１）。次に、光源点灯後に（周囲照度＋照明照度）に相当する照度Ｃを取得する（測定点Ｅ２）。

照明照度演算部４０６は、周囲照度Ｂ、照度Ｃ、および照度Ｃ取得時のＰＷＭ設定値Ａから、ＰＷＭ設定値Ｐｄに対する照明照度の変化率Ｄを算出し記憶する。変化率Ｄは次の式によって算出される。

照明照度演算部４０６は、変化率Ｄを算出した後、ＰＷＭ信号ＳｐのＰＷＭデューティ比から照明照度Ｅｌａｍｐを算出し、周囲照度演算部４０４へ出力する。照明照度Ｅｌａｍｐは次の式によって算出される。

周囲照度演算部４０４は、照明照度演算部４０６から照明照度Ｅｌａｍｐを取得し、照明照度Ｅｌａｍｐと平均照度Ｅａの値から、周囲照度Ｅｏｕｔを算出し、出力する。周囲照度Ｅｏｕｔは次の式によって算出される。周囲照度演算部４０４による照明照度Ｅｌａｍｐおよび平均照度Ｅａの取得は所定時間（たとえば１秒）ごとに行われる。

変換率参照部４１２は、周囲照度Ｅｏｕｔを取得し、変換率テーブルに基づいて、ＰＷＭ変換率Ｓｃを出力する。変換率テーブルの例については図３に示した。

乗算部２１６は、ＰＷＭ変換率情報ＳｃとＰＷＭ初期値Ｓｓｅｔを取得し、両者を乗じた値であるＰＷＭ設定値Ｓｄを出力する。

信号生成部２１８は、ＰＷＭ設定値Ｓｄを受信し、光源２０２点灯用のＰＷＭ信号Ｓｐを出力する。ＰＷＭ信号ＳｐはＰＷＭ設定値Ｓｄにより与えられたデューティ比を持った矩形パルス信号である。

光源点灯用電流源２２０はＰＷＭ信号Ｓｐに基づいて光源２０２を間欠パルス点灯制御する。

ＰＷＭ信号Ｓｐは、照明照度演算部４０６にも入力され、照明照度演算部４０６はＰＷＭ信号Ｓｐから現在のＰＷＭデューティ比を算出する。

第２の実施形態において、変化率Ｄの算出は光源２０２消灯時の照度情報と光源２０２を所定の出力で点灯させた時の照度情報に基づいて行われるものとして説明を行ったが、光源２０２を第１の出力で点灯させた時の照度情報と、光源２０２を前記第１の出力とは異なる第２の出力で点灯させた時の照度情報に基づいて光源２０２の光出力特性を求めることもできる。光源２０２を第１の出力で点灯させた時のＰＷＭ設定値をＡ１、その時照明照度演算部４０６に入力された照度をＥ１とし、光源２０２を第２の出力で点灯させた時のＰＷＭ設定値をＡ２、その時照明照度演算部４０６に入力された照度をＥ２とすると、変化率Ｄは次の式によって求めることができる。

図８は第２の実施形態にかかる照明器具４００における調光制御機能のフローチャートである。照明器具４００の電源がオンされるとステップＳ１から処理が開始される。

ステップＳ１では、光源２０２点灯前に、照明照度演算部４０６が照度センサ２０６の平均照度Ｅａを取得し記憶する。この時取得される照度値は、図７に示した周囲照度Ｂの値である。周囲照度Ｂの値が周囲照度Ｅｏｕｔとして変換率参照部４１２に入力され、変換率参照部４１２、乗算部２１６、信号生成部２１８では前述した処理が行われ、光源２０２のオンデューティ・オフデューティが設定され、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では、光源２０２の間欠パルス点灯制御がおこなわれ、その後ステップ３において（周囲照度＋照明照度）の取得が行われる。この時取得される照度値は、図７に示した照度Ｃの値である。

ステップＳ４では、光源２０２の光出力特性の算出が行われる。光出力特性の算出については前述のとおりである。

ステップＳ５では、前回の照度測定から所定時間経過したかどうかが判定される。前回の照度測定から所定時間経過していなければＮＯと判定され、ステップＳ１０へ移行し、現在のオンデューティ・オフデューティが変更されることなく、光源２０２の間欠パルス点灯制御が継続される。前回の照度測定から所定時間経過していればＹＥＳと判定されステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では周囲照度演算部４０４による平均照度Ｅａの取得がおこなわれる。この時取得されるのは外光による周囲照度と光源２０２による照明照度を合わせた値である。

ステップＳ７では周囲照度演算部４０４による周囲照度の算出が行われる。周囲照度の算出については前述したとおりである。

ステップＳ８では周囲照度が変化したかどうかが判定される。前回の平均照度Ｅａ取得時から、周囲照度が変化していなければＮＯと判定されステップＳ１０へと移行し、現在のオンデューティ・オフデューティが変更されることなく、光源２０２の間欠パルス点灯制御が継続される。周囲照度が変化していればＹＥＳと判定されステップＳ９へと移行する。

ステップＳ９では周囲照度の変化に基づいて、オンデューティ・オフデューティの再設定が行われる。具体的には、変換率参照部４１２が周囲照度Ｅｏｕｔに基づいて、新たなＰＷＭ変換率Ｓｃを乗算部２１６へ入力することにより、光源２０２のオンデューティ・オフデューティが再設定される。

ステップＳ１０では設定されたオンデューティ・オフデューティに基づいて光源２０２の間欠パルス点灯制御が行われる。

図９は第２の実施形態にかかる照明器具４００の照度情報取得タイミングを示す図である。（ａ）に光源２０２が発する光の照度である照明照度の変化を、（ｂ）に外光の照度である周囲照度の変化を、（ｃ）に周囲照度演算部４０４または照明照度演算部４０６に入力される平均照度Ｅａの変化を示す。

図９（ｃ）測定点Ｅ１で示すように、照明器具４００の電源がオンされると、光源２０２の点灯前に周囲照度の測定が行われる。該周囲照度に基づいて、光源２０２のオンデューティ・オフデューティが設定され、光源２０２の間欠パルス点灯制御が開始される。

光源２０２が間欠パルス点灯制御された後に、図９（ｃ）測定点Ｅ２で示すタイミングで照明照度演算部４０６に平均照度Ｅａの値が入力される。照明照度演算部４０６は測定点Ｅ１および測定点Ｅ２での照度測定値に基づいて、光源２０２の光出力特性の算出を行う。

以後、周囲照度演算部４０４は所定時間ごとに平均照度Ｅａの値を取得する。周囲照度演算部４０４は、平均照度Ｅａと照明照度Ｅｌａｍｐの値に基づいて、周囲照度Ｅｏｕｔを変換率参照部に入力し、ＰＷＭ設定値Ｓｄの更新を行う。

時刻Ｙにおいては、周囲照度の上昇に基づいて平均照度Ｅａが上昇し、ＰＷＭ変換率Ｓｃが再設定され、ＰＷＭ設定値Ｓｄが変化している。すなわち、図３に示した変換率テーブル２５０に基づいて、ＰＷＭ変換率Ｓｃが再設定されることで、光源２０２のＰＷＭデューティ比が５０％から２５％に低下している。時刻Ｚにおいては、周囲照度の低下に基づいてＰＷＭ変換率Ｓｃが再設定され、ＰＷＭ設定値Ｓｄが変化している。すなわち、ＰＷＭデューティ比が２５％から７５％に上昇している。周囲照度演算部４０４による平均照度Ｅａの取得は所定時間ごとに行われ、周囲照度の変化に対応したＰＷＭデューティ比による光源２０２の点灯制御が行われる。図５（ｃ）において、斜線を付けて示した部分が周囲照度の値である。

以上、第２の実施形態について図６〜図９を用いて説明した。本構成によれば、光源２０２の光出力特性を算出することにより、光源２０２の出力が変化した場合にも、正確な周囲照度を算出することが可能である。光源２０２の調光制御は該周囲照度に基づいて行われるため、光源２０２の調光制御による自己点滅問題は発生しない。

第２の実施形態における光出力特性の算出は照明器具４００の電源オン時に毎回行われるものとして説明を行ったが、光出力特性の算出は必ずしも電源オン時に毎回行われる必要は無い。使用者の指示に基づいて、光出力特性の算出が行われるようにしてもよいし、所定期間（たとえば一週間）ごとに光出力特性の算出が行われるようにしても良い。照明器具４００の劣化や、設置環境の変化による光出力特性の変化を考慮しなければ、光出力特性の算出は照明器具４００の設置時に一度行えばそれでよい。ただし、照明器具４００の電源オン後、光源２０２の温度変化によって、光出力特性が変化する可能性がある場合には、光出力特性の算出は所定時間（たとえば１分）ごとに行うことが望ましい。

第２の実施形態において、光源２０２はＰＷＭ制御によって調光制御されるものとして説明を行ったが、光源２０２の調光制御方法はＰＷＭ制御に限定されず、例えば、光源２０２へ供給する電流値を変化させることにより、光源２０２の調光制御を行っても良い。ＰＷＭ制御される場合には、光源２０２としてＬＥＤ等の応答速度の速い素子を用いることが望ましい。

第２の実施形態において、光源２０２の照明照度とＰＷＭ設定値Ｓｄの間には比例関係があるものとして説明を行ったが、照明照度とＰＷＭ設定値Ｓｄの間に比例関係が無くとも、異なる２つのＰＷＭ設定値Ｓｄに対する照度情報から光源２０２の光出力特性を求めることができれば、本発明は実施可能である。例えば、ＰＷＭ設定値Ｓｄに対して、照明照度が指数関数的に増大するような場合であっても本発明は実施可能である。

第１の実施形態または第２の実施形態において、レギュレータ２１０にスイッチを設けることにより、照度測定時のみ、照度センサ２０６に定電圧が印加される構成にしてもよい。かかる構成によれば、照明器具の消費電力を低減することができる。

第１の実施形態または第２の実施形態において、信号生成部２１８はＰＷＭ設定値Ｓｄが変化した場合に、それをＰＷＭ信号Ｓｐのデューティ比に即反映してもよいし、所定の時間をかけてＰＷＭ信号Ｓｐのデューティ比を徐々に変化させてもよい。

第１の実施形態または第２の実施形態において、光源２０２の調光制御は照明器具の電源オンと同時に開始されるものとして説明を行ったが、光源２０２の調光制御が開始されるタイミングは照明器具の電源オン時に限定されず、種々の変形実施が可能である。たとえば、使用者の指示に基づいて光源２０２の調光制御が行われるようにしてもよいし、予め設定された時刻に調光制御が開始されるようにしてもよい。また、照明器具の電源オンから所定時間経過した後に調光制御が開始されるようにすることもできる。その場合、調光制御が行われていない時の光源２０２のデューティ比はＰＷＭ初期値Ｓｓｅｔに基づいて設定すればよい。

第１の実施形態または第２の実施形態において、光源２０２の調光制御はＰＷＭ制御で行うものとして説明を行ったが、光源２０２の調光制御をＰＦＭ制御によって行うことも可能である。

第１の実施形態または第２の実施形態に記載の照明器具を用いれば、照度センサに覆いを取り付けたりせずとも、光源と照度センサを隣接して設置することが可能となるが、光源と照度センサは必ずしも隣接して設置する必要は無く、所定距離離して設置しても良い。

以上説明したように本発明の照明器具は、光源と照度センサが隣接していても、周囲照度の測定または算出が可能であるため、該周囲照度に基づいて光源の調光制御を行うことが可能である。したがって、光源の自己点滅問題が発生せず、その産業上の利用可能性は高い。

１０２、２００、４００ 照明器具
１０４、２０２ 光源
１０６、２０６ 照度センサ
１０８、２０４、４０２ 調光制御装置
１１０ 照明光
１１２ 外光
１１４ 壁面
２０８ 変換用抵抗
２１０ レギュレータ
２１２ ＡＤコンバータ
２１４ 照度情報取得部
２１６ 乗算部
２１８ 信号生成部
２１９、４０８ 制御部
２２０ 光源点灯用電流源
２２２ センサ用電源端子
２２４ 照度入力第１端子
２２６ 照度入力第２端子
２２８ 初期設定端子
２３０ 光源接続端子
２３２ 基準電位
２５０ 変換率テーブル
３００ 第１の実施形態フローチャート
３５０ 第１の実施形態タイミングチャート
４５０ 第２の実施形態フローチャート
５００ 第２の実施形態タイミングチャート
４０４ 周囲照度演算部
４０６ 照明照度演算部
４１０ アベレージフィルタ
４１２ 変換率参照部

Claims (19)

1. 照度センサおよび光源が接続され、前記光源を調光制御する調光制御装置であって、
   前記調光制御装置は、
   前記光源を点灯期間および消灯期間を繰り返す間欠パルス点灯制御し、
   前記消灯期間において前記照度センサから外光による周囲照度の照度情報を取得するとともに、該周囲照度に基づいて前記光源を調光制御し、
   前記照度情報取得時の前記消灯期間の長さは、前記照度センサの応答時間に基づいて決定することを特徴とする調光制御装置。
2. 照度センサおよび光源が接続され、前記光源を調光制御する調光制御装置であって、
   前記調光制御装置は、
   前記照度センサから照度情報を取得する照度情報取得部と、
   前記照度情報に基づいて、前記光源の点灯期間および消灯期間を決定し、前期光源を間欠パルス点灯制御する信号生成部を備え、
   前記照度情報取得部は、前記消灯期間において前記照度センサから照度情報を取得し、
   前記信号生成部は、前記照度センサの応答時間に基づいて、前記照度情報取得部による照度情報取得時の前記消灯期間の長さを決定することを特徴とする調光制御装置。
3. 請求項１または請求項２記載の調光制御装置であって、前記間欠パルス点灯制御は５０Ｈｚ以上の周波数で行うことを特徴とする調光制御装置。
4. 照度センサおよび光源が接続され、前記光源を調光制御する調光制御装置であって、
   前記調光制御装置は、
   前記光源消灯時の前記照度センサからの照度情報と、前記光源を所定の出力で点灯させた時の前記照度情報に基づいて、前記光源の光出力特性を求め、
   前記光出力特性と前記照度情報に基づいて、外光による周囲照度を求めるとともに、
   前記周囲照度に基づいて、前記光源を調光制御することを特徴とする調光制御装置。
5. 照度センサおよび光源が接続され、前記光源を調光制御する調光制御装置であって、
   前記調光制御装置は、
   前記光源の光出力特性と前記照度センサから取得した照度情報に基づいて、前記光源による照明照度を求める照明照度演算部と、
   前記照度センサから取得した照度情報と前記照明照度に基づいて、外光による周囲照度を求める周囲照度演算部を備え、
   前記周囲照度に基づいて、前記光源を調光制御し、
   前記照明照度演算部は、前記光源消灯時の前記照度センサからの照度情報と、前記光源を所定の出力で点灯させた時の前記照度情報に基づいて、前記光源の光出力特性を求めることを特徴とする調光制御装置。
6. 照度センサおよび光源が接続され、前記光源を調光制御する調光制御装置であって、
   前記調光制御装置は、
   前記光源を第１の出力で点灯させた時の前記照度センサからの照度情報と、前記光源を前記第１の出力とは異なる第２の出力で点灯させた時の前記照度情報に基づいて、前記光源の光出力特性を求め、
   前記光出力特性と前記照度情報に基づいて、外光による周囲照度を求めるとともに、
   前記周囲照度に基づいて、前記光源を調光制御することを特徴とする調光制御装置。
7. 照度センサおよび光源が接続され、前記光源を調光制御する調光制御装置であって、
   前記調光制御装置は、
   前記光源の光出力特性と前記照度センサから取得した照度情報に基づいて、前記光源による照明照度を求める照明照度演算部と、
   前記照度センサから取得した照度情報と前記照明照度に基づいて、外光による周囲照度を求める周囲照度演算部を備えるとともに、前記周囲照度に基づいて、前記光源を調光制御し、
   前記照明照度演算部は、前記光源を第１の出力で点灯させた時の前記照度センサからの照度情報と、前記光源を前記第１の出力とは異なる第２の出力で点灯させた時の前記照度情報に基づいて、前記光源の光出力特性を求めることを特徴とする調光制御装置。
8. 請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の調光制御装置であって、
   前記調光制御装置は、該調光制御装置の電源投入時に前記光出力特性を求めることを特徴とする調光制御装置。
9. 請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の調光制御装置であって、
   前記調光制御装置は、使用者の指示に基づいて前記光出力特性を求めることを特徴とする調光制御装置。
10. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の調光制御装置であって、
    前記光源の調光制御はＰＷＭ制御により行うことを特徴とする調光制御装置。
11. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の調光制御装置であって、
    前記調光制御装置は、前記周囲照度が所定の照度より暗いとき、前記光源の照度を上げ、前記周囲照度が所定の照度より明るいとき前記光源の照度を下げることを特徴とする調光制御装置。
12. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の調光制御装置であって、
    前記調光制御装置は、前記周囲照度が所定の照度より明るいとき、前記光源の照度を上げ、前記周囲照度が所定の照度より暗いとき、前記光源の照度を下げることを特徴とする調光制御装置。
13. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の調光制御装置を備えた照明器具。
14. 請求項１３記載の照明器具であって、
    前記光源はＬＥＤであることを特徴とする照明器具。
15. 請求項１３記載の照明器具であって、
    前記照度センサには、照度測定時のみ電圧が印加されることを特徴とする照明器具。
16. 照度センサから照度情報を取得し、間欠パルス点灯される光源のオンデューティおよびオフデューティを設定するステップと、
    前記光源を点灯制御するステップと、
    前記光源の点灯時間が前記オンデューティに達したか判定するステップと、
    前記光源を消灯制御するステップと、
    前回、照度情報を取得してから所定時間経過したか判定するステップと、
    前記光源の消灯時間が前記オフデューティに達したか判定するステップと、
    前記照度センサから取得した照度情報が安定しているか判定するステップとを有する調光制御方法。
17. 照度センサから周囲照度としての照度情報を取得し、光源の出力を設定するステップと、
    前記光源を点灯制御するステップと、
    前記照度センサから周囲照度と照明照度の合算値としての照度情報を取得するステップと、
    前記光源の光出力特性を算出するステップと、
    前回、照度情報を取得してから所定時間経過したか判定するステップと、
    前記照度センサから周囲照度と照明照度の合算値としての照度情報を取得し、該照度情報と前記光出力特性に基づいて周囲照度の算出を行うステップと、
    周囲照度が変化したか判定するステップと、
    前記光源の出力を再設定するステップとを有する調光制御方法。
18. 光源を第１の出力で点灯制御し、照度センサから第１の照度情報を取得するステップと、
    前記光源を前記第１の出力とは異なる第２の出力で点灯制御し、前記照度センサから第２の照度情報を取得するステップと、
    前記第１の照度情報と前記第２の照度情報から前記光源の光出力特性を算出するステップと、
    前回、照度情報を取得してから所定時間経過したか判定するステップと、
    前記照度センサから周囲照度と照明照度の合算値としての照度情報を取得し、該照度情報と前記光出力特性に基づいて周囲照度の算出を行うステップと、
    周囲照度が変化したか判定するステップと、
    前記光源の出力を再設定するステップとを有する調光制御方法。
19. 請求項１７または請求項１８記載の調光制御方法であって、
    前記点灯制御は間欠パルス点灯制御であって、
    前記光源の出力の設定は、前記間欠パルス点灯制御におけるオンデューティおよびオフデューティを設定することにより行われる調光制御方法。

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