JP2012038509A - 光検出装置、照明装置および可視光通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ低コストで、周囲環境の照度の変化に応じてレンジを自動的に切り替え可能な光検出装置を実現する。
【解決手段】本発明に係る光検出装置は、フォトダイオードＰＤ１と、フォトダイオードＰＤ１で受光した光に応じて出力される電流を電圧信号ＶＰＤ１に変換する変換回路部４ａと、電圧信号ＶＰＤ１を受信して、前記光を検出する制御部３とを備え、変換回路部４ａは、２つの抵抗素子Ｒ１・Ｒ２と、抵抗素子Ｒ２に接続され、印加電圧に応じて導通または非導通かを自律的に決定するダイオードＤ１・Ｄ２から構成され、前記印加電圧に応じて変換回路部４の抵抗値を変化させることにより、電圧信号ＶＰＤ１を、制御部３が光を検出可能な範囲内に収める。
【選択図】図２

Description

本発明は、照度を検出する光検出装置に関するものであり、特に、測定可能な照度範囲（レンジ）を切り替え可能な光検出装置に関する。

従来より、照度センサにより照明の被照射面の照度を検出し、この照度が所定の目標照度で略一定となるように照明負荷の光出力の大きさをフィードバック制御する照明装置が使用されている。また、被照射面の照度の範囲は、照明装置が設置されている周囲環境の照度に応じて大きく変化するため、照度センサの測定可能な照度範囲（レンジ）を自動的に切り替える照明装置がさらに提案されている（例えば、特許文献１）。

図８は、特許文献１に開示されている照明装置１００の構成を示すブロック図である。照明装置１００は、照明負荷１０１ａおよび負荷制御部１０１ｂを有する照明負荷部１０１と、照明装置１００の被照射面の照度を検出する照度センサ部１０２と、制御部１０３とを備えている。照明負荷部１０１は、負荷制御部１０１ｂが電源を制御して照明負荷１０１ａを点灯させるものである。

照度センサ部１０２は、受光素子１０２ａと、増幅回路部１０２ｂとを備えている。受光素子１０２ａは、例えばフォトダイオード等であって、受光した光を電流に変換する。増幅回路部１０２ｂは、受光素子１０２ａからの電流を電圧信号に変換する変換回路部を有している。増幅回路部１０２ｂからの電圧信号は、制御部１０３へ出力される。

制御部１０３は、制御手段１０３ａと照度測定手段１０３ｂとＡ／Ｄ変換部（図示なし）とを有しており、制御手段１０３ａおよび照度測定手段１０３ｂはマイクロコンピュータ等により構成されている。制御部１０３では、Ａ／Ｄ変換部により照度センサ部１０２から入力された電圧信号をＡ／Ｄ変換して、電圧値（照度センサ値）として取り扱う。

例えば、電圧値は２５５段階であり、Ａ／Ｄ変換部が変換可能な電圧信号の電圧値のとり得る値は、０Ｖ乃至５Ｖの範囲である。そのため、増幅回路部１０２ｂは、照明装置１００の周囲光に応じて増幅率を切り替え可能に構成されている。具体的には、増幅回路部１０２ｂは、照明装置１００の周囲が暗く、受光素子１０２ａからの電流が比較的小さい場合は、増幅率が大きくなるように切り替え、照明装置１００の周囲が明るく、受光素子１０２ａからの電流が比較的大きい場合は、増幅率が小さくなるように切り替える。増幅回路部１０２ｂの増幅率を切り替えることにより、照度センサ部１０２の測定可能なレンジが切り替わる。

図９は、受光素子１０２ａが受光する光の照度と、増幅回路部１０２ｂからの電圧信号との関係を３種類のレンジ毎に示すグラフである。増幅率が大きいレンジ１を選択した場合、電圧値１段階当たりが示す照度の値は小さくなる（分解能が細かくなる）が、電圧値の取りうる０Ｖ乃至５Ｖの範囲で検知できる照度の範囲は狭くなる。同様に、増幅率が小さいレンジ３を選択した増幅回路では、電圧値１段階当たりが示す照度の値は大きくなる（分解能が粗くなる）が、電圧値の取りうる範囲で検知できる照度の範囲は広くなる。

図１０は、受光素子１０２ａおよび増幅回路部１０２ｂの一例を示す回路図である。受光素子１０２ａに光が入射すると、受光素子１０２ａはその入射光の強さに略比例した大きさの電流を発生する。増幅回路部１０２ｂでは、出力抵抗Ｒ１０１とトランジスタＴ１０１との直列回路、出力抵抗Ｒ１０２とトランジスタＴ１０２との直列回路、および、出力抵抗Ｒ１０３とトランジスタＴ１０３との直列回路が、受光素子１０２ａに互いに並列接続されている。３つの出力抵抗Ｒ１０１〜Ｒ１０３の各抵抗値は互いに異なっており、出力抵抗Ｒ１０１の抵抗値が最も高く、出力抵抗Ｒ１０３の抵抗値が最も低く設定されている。

トランジスタＴ１０１〜Ｔ１０３の各ベースには、図８に示す制御手段１０３ａからの制御信号が入力される。具体的には、制御手段１０３ａは、レンジ１を選択する場合、トランジスタＴ１０１のベースに制御信号を入力し、レンジ２を選択する場合、トランジスタＴ１０２のベースに制御信号を入力し、レンジ３を選択する場合、トランジスタＴ１０３のベースに制御信号を入力する。これにより、選択されたトランジスタに直列接続された出力抵抗に電流が流れ、照度センサ部１０２の測定可能なレンジを選択することが可能となる。

特開２００６−２７７９６７号公報（２００６年１０月１２日公開）

しかしながら、特許文献１の構成では、照度センサ部１０２の測定可能なレンジの切り替えを、マイクロコンピュータである制御手段１０３ａが行っている。そのため、制御手段１０３ａの構成が複雑になるという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、簡単かつ低コストで、周囲環境の照度の変化に応じてレンジを自動的に切り替え可能な光検出装置を実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る光検出装置は、受光素子と、該受光素子で受光した光に応じて出力される電流を電圧信号に変換する変換回路部と、前記電圧信号を受信して、前記光を検出する検出部と、を備える光検出装置において、前記変換回路部は、複数の抵抗素子と、該複数の抵抗素子の少なくとも一つに接続され、印加電圧に応じて導通または非導通かを自律的に決定する電流制限素子から構成され、前記印加電圧に応じて前記変換回路部の抵抗値を変化させることにより、前記電圧信号を、前記検出部が光を検出可能な範囲内に収めることを特徴としている。

上記の構成によれば、受光素子が受光した光を電流に変換して、変換回路部が前記電流を光検出回路の出力信号となる電圧信号に変換する。ここで、変換回路部は、複数の抵抗素子と、電流制限素子から構成され、電流制限素子が印加電圧に応じて導通または非導通かを自律的に決定することで、変換回路部の抵抗値を変化させる。これにより、周囲環境の照度が比較的小さいときには分解能の細かいゲインにて電流を電圧信号に変換することで光検出精度が高いレンジで照度を検出することができ、周囲環境の照度が大きくなると自動的に前記ゲインよりも大きいゲインに切替えることでレンジを広げて、検出部が検出可能な電圧の範囲内に電圧信号を収めることができる。すなわち、周囲環境の照度の変化に伴って、電流制限素子が自律的に抵抗値を変化させることによってゲインを変化させ、検出部が光を検出可能な範囲内に、電圧信号を収めることができる。

このように、本発明に係る光検出装置では、マイクロコンピュータ等からの制御信号を利用することなく、周囲環境の照度の変化に応じて電流制限素子が印加電圧に応じて自律的に導通または非導通を決定する。したがって、ゲイン切替えのためにマイクロコンピュータの制御を必要とする従来構成よりも、光検出装置を簡単かつ安価に実現できる。よって、簡単かつ低コストで、周囲環境の照度の変化に応じてレンジを自動的に切り替え可能な光検出装置を実現することができる。

本発明に係る光検出装置では、前記変換回路部は、前記抵抗素子を有する複数の抵抗回路を備え、前記複数の抵抗回路は、互いに並列接続され、かつ、前記受光素子に直列接続され、前記複数の抵抗回路のうち少なくとも一部の抵抗回路は、前記電流制限素子を有することが好ましい。

上記の構成によれば、受光素子からの電流が変換回路部に出力されると、当該電流は先に、電流制限素子を有していない抵抗回路の抵抗素子に流れる。これにより、電流が流れる抵抗素子において電圧降下が生じるため、電流制限素子を有する抵抗回路の電流制限素子に電圧が印加される。電流制限素子は、印加電圧に応じて導通または非導通かを自律的に決定するため、例えば、受光素子からの電流が微小で、電流が流れる抵抗素子における電圧降下が所定値以下の場合は、当該電流制限素子を有する抵抗回路の抵抗素子には電流が流れない。そのため、受光素子への入射光の照度が小さい場合は、電流制限素子を有していない抵抗回路の抵抗素子のみに電流が流れ、変換回路部の電流電圧変換係数（ゲイン）は、電流制限素子を有していない抵抗回路の抵抗素子の抵抗値となる（電流制限素子を有していない抵抗回路が１つの場合）。

これに対し、受光素子からの電流が増加し、電流制限素子への印加電圧が所定値を超えた場合、当該電流制限素子を有する抵抗回路の抵抗素子にも電流が流れる。すなわち、電流が流れる抵抗素子の数が増加する。抵抗回路は互いに並列接続され、かつ、受光素子に直列接続されているので、変換回路部のゲインは、電流が流れる抵抗素子の抵抗値の合成抵抗値となる。このため、電流が流れる抵抗素子が増加すると、変換回路部のゲインは減少する。

変換回路部のゲインが変化すると、光検出回路の測定可能な照度範囲（レンジ）も変化するので、本発明に係る光検出装置は、マイクロコンピュータ等からの制御信号を利用することなく、受光素子への入射光の照度に応じてレンジを自動的に切り替えることが可能となる。

本発明に係る光検出装置では、前記変換回路部は、前記受光素子からの電流の大きさに応じた出力電圧を出力する出力抵抗素子と、前記出力抵抗素子の出力電圧を増幅する増幅回路とを備え、前記増幅回路は、帰還抵抗素子を有する複数の帰還回路と入力抵抗素子とを備え、前記複数の帰還回路のうち一部の帰還回路は、当該帰還回路の帰還抵抗素子に直列接続される前記電流制限素子を有することが好ましい。

上記の構成によれば、受光素子が受光した光を電流に変換して、変換回路部が前記電流を光検出装置の出力信号となる電圧信号に変換する。ここで、受光素子からの電流が変換回路部に出力されると、出力抵抗素子が受光素子からの電流の大きさに応じた出力電圧を増幅回路に出力させ、先に、電流制限素子を有していない帰還回路の帰還抵抗素子に電流が流れる。これにより、電流が流れる帰還抵抗素子において電圧降下が生じるため、電流制限素子を有する帰還回路の電流制限素子に電圧が印加される。電流制限素子は、印加電圧に応じて導通または非導通かを自律的に決定するため、例えば、受光素子からの電流が微小で、電流が流れる帰還抵抗素子における電圧降下が所定値以下の場合は、当該電流制限素子を有する帰還回路の帰還抵抗素子には電流が流れない。そのため、受光素子への入射光の照度が小さい場合は、電流制限素子を有していない帰還回路の帰還抵抗素子のみに電流が流れ、増幅回路の増幅率は、電流制限素子を有していない帰還回路の帰還抵抗素子の抵抗値に入力抵抗素子の抵抗値を除した値となる（電流制限素子を有していない帰還回路が１つであり、増幅回路が非反転増幅回路の場合）。

これに対し、受光素子からの電流が増加し、電流制限素子への印加電圧が所定値を超えた場合、当該電流制限素子を有する帰還回路の帰還抵抗素子にも電流が流れる。すなわち、電流が流れる帰還抵抗素子の数が増加する。帰還回路は互いに並列接続されているので、増幅回路の増幅率は、電流が流れる帰還抵抗素子の抵抗値の合成抵抗値に入力抵抗素子の抵抗値を除した値となる。このため、電流が流れる帰還抵抗素子が増加すると、増幅回路の増幅率が減少し、変換回路部の電流電圧変換係数（ゲイン）も減少する。

変換回路部のゲインが変化すると、光検出回路の測定可能な照度範囲（レンジ）も変化するので、本発明に係る光検出装置は、マイクロコンピュータ等からの制御信号を利用することなく、受光素子への入射光の照度に応じてレンジを自動的に切り替えることが可能となる。

本発明に係る光検出装置では、前記変換回路部は、第１の抵抗回路および第２の抵抗回路を備え、前記電流制限素子は、ダイオードであり、第１の抵抗回路は、第１の抵抗素子を有しており、第２の抵抗回路は、第２の抵抗素子と、第２の抵抗素子に直列接続される前記ダイオードとを有することが好ましい。

上記の構成によれば、受光素子からの電流が変換回路部に出力されると、当該電流は先に第１の抵抗素子に流れる。これにより、第１の抵抗素子において電圧降下が生じるため、第２の抵抗回路のダイオードに電圧が印加される。受光素子からの電流が微小で、第１の抵抗素子における電圧降下がダイオードの順方向電圧以下の場合は、第２の抵抗素子には電流が流れない。そのため、受光素子への入射光の照度が小さい場合は、第１の抵抗素子のみに電流が流れ、変換回路部の電流電圧変換係数（ゲイン）は、第１の抵抗素子の抵抗値となる。

これに対し、受光素子からの電流が増加し、ダイオードの印加電圧が順方向電圧を超えた場合、第２の抵抗素子にも電流が流れる。第１の抵抗回路と第２の抵抗回路とは互いに並列接続されているので、変換回路部のゲインは、第１の抵抗素子と第２の抵抗素子との合成抵抗値となる。このため、変換回路部のゲインは減少する。これにより、受光素子への入射光の照度に応じてレンジを自動的に切り替えることが可能となる。

本発明に係る光検出装置では、前記増幅回路は、第１の帰還回路および第２の帰還回路を備え、前記電流制限素子は、ダイオードであり、第１の帰還回路は、第１の帰還抵抗素子を有しており、第２の帰還回路は、第２の帰還抵抗素子と、第２の帰還抵抗素子に直列接続される前記ダイオードとを有することが好ましい。

上記の構成によれば、受光素子からの電流が変換回路部に出力されると、出力抵抗素子が受光素子からの電流の大きさに応じた出力電圧を増幅回路に出力され、先に、第１の帰還抵抗素子に電流が流れる。これにより、第１の帰還抵抗素子において電圧降下が生じるため、ダイオードに電圧が印加される。受光素子からの電流が微小で、第２の帰還抵抗素子における電圧降下がダイオードの順方向電圧以下の場合は、第２の帰還抵抗素子には電流が流れない。そのため、受光素子への入射光の照度が小さい場合は、第１の帰還抵抗素子のみに電流が流れ、増幅回路の増幅率は、第１の帰還抵抗素子の抵抗値に入力抵抗素子の抵抗値を除した値となる。

これに対し、受光素子からの電流が増加し、ダイオードへの印加電圧が所定値を超えた場合、第２の帰還抵抗素子にも電流が流れる。第１の帰還回路および第２の帰還回路は互いに並列接続されているので、増幅回路の増幅率は、第１の帰還抵抗素子と第２の帰還抵抗素子との合成抵抗値に入力抵抗素子の抵抗値を除した値となる。このため、増幅回路の増幅率が減少し、変換回路部の電流電圧変換係数（ゲイン）も減少する。これにより、受光素子への入射光の照度に応じてレンジを自動的に切り替えることが可能となる。

本発明に係る照明装置は、光源と、照度を検出する光検出装置とを備える照明装置であって、前記光検出装置として、上記のいずれかの光検出装置を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、光検出装置は、照明装置の設置環境に応じてレンジを自動的に切り替え可能である。また、光検出装置のレンジ切り替えのために、マイクロコンピュータの制御を必要としないので、簡単かつ低コストで、設置環境に応じて光源の光出力を自動的に制御可能な照明装置を実現することができる。

本発明に係る照明装置では、前記検出部は、前記変換回路部からの電圧信号が所定の電圧を超える場合に前記光源を点灯させるスイッチ手段を備えることが好ましい。

上記の構成によれば、光源の点灯／消灯のために、マイクロコンピュータの制御を必要としないので、より簡単な構成で、設置環境に応じて光源の点灯／消灯を自動的に制御可能な照明装置を実現することができる。

本発明に係る可視光通信装置は、光信号を検出する光検出装置として、上記のいずれかの光検出装置を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、光検出装置は、可視光通信装置の周囲環境の照度の変化に応じてレンジを自動的に切り替え可能である。これにより、照度の高い環境下で通信を行った場合に、変換回路部のゲインを低いゲインに切り替えることにより、電圧信号が飽和してパルス信号成分が消滅する不都合を回避できる。また、光検出装置のレンジ切り替えのために、マイクロコンピュータの制御を必要としないので、簡単かつ低コストで、周囲の照度に関わらず受信不良が起こりにくい可視光通信装置を実現できる。

本発明によれば、簡単かつ低コストで、周囲環境の照度の変化に応じてレンジを自動的に切り替え可能な光検出装置を実現できるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す照明装置のセンサ回路部および制御部の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る照明装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係るセンサ回路部の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の他の変形例に係るセンサ回路部の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る可視光通信装置の構成を示すブロック図である。 図６に示す可視光通信装置のセンサ回路部、パルス信号抽出部および増幅部の具体的な構成を示す図である。 従来の照明装置の構成を示すブロック図である。 図８に示す照明装置における、受光素子が受光する光の照度と、増幅回路部からの電圧信号との関係を３種類のレンジ毎に示すグラフである。 図８に示す照明装置の受光素子および増幅回路部の一例を示す回路図である。

〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明に係る光検出装置を照明装置に適用する場合について説明する。

（照明装置の概略構成）
図１は、本実施形態に係る照明装置１の構成を示すブロック図である。照明装置１は、主に屋内に設置される照明装置であり、ＬＥＤ回路部２、制御部３、センサ回路部４、リモコン受信回路部５および電源回路部６を備えている。

ＬＥＤ回路部２は、照明装置１の光源となるＬＥＤ（発光ダイオード）を備えている。ＬＥＤの個数は、特に限定されず、１つであっても複数であってもよい。また、照明装置１の光源はＬＥＤに限らず、蛍光ランプやＥＬ等であってもよい。

制御部３は、マイクロコンピュータで構成されており、センサ回路部４およびリモコン受信回路部５からの信号に基づき、ＬＥＤの輝度やＬＥＤの点灯／消灯を制御するものである。なお、制御部３は、特許請求の範囲に記載の検出部に対応する。

センサ回路部４は、受光した光を電流に変換するフォトダイオード（受光素子）を備えており、フォトダイオードへの入射光の強度に応じた電圧信号を制御部３に出力するものである。本実施形態１における光検出装置は、このセンサ回路部４とセンサ回路部にて出力された電圧信号を検出する検出部としての制御部３を有する。なお、センサ回路部４の具体的な構成は、後述する。

リモコン受信回路部５は、図示しないリモコンからの操作信号を受信する回路である。さらに、リモコン受信回路部５は、受信した操作信号に基づき、ユーザが設定した照度を示すデジタル値を制御部３に出力する。

電源回路部６は、商用電源ＶＳに接続されており、商用電源ＶＳからの交流電力を、ＬＥＤ回路部２や制御部３を駆動させるための直流電力に変換する。

本実施形態に係る照明装置１では、照明装置１が設置されている周囲環境の照度の変化に応じて、センサ回路部４の測定可能な照度範囲（レンジ）を自動的に切り替え可能となっている。以下、レンジを切り替えるための具体的な回路構成等について説明する。

（センサ回路部の構成）
図２は、センサ回路部４および制御部３の構成を示す図である。センサ回路部４は、フォトダイオードＰＤ１と、変換回路部４ａと、フィルタ回路４ｂとを備えている。

フォトダイオードＰＤ１は、受光した光を電流ＩＰＤ１に変換する受光素子であり、アノードが電源電位ＶＣＣ（例えば５Ｖ）に接続され、カソードが変換回路部４ａに接続されている。これにより、電流ＩＰＤ１は変換回路部４ａに出力される。

変換回路部４ａは、フォトダイオードＰＤ１で受光した光に応じて出力される電流ＩＰＤ１を電圧信号に変換する回路であり、２つの抵抗素子Ｒ１・Ｒ２と、２つのダイオード（電流制限素子）Ｄ１・Ｄ２とを備えている。抵抗素子Ｒ１（第１の抵抗素子）は、第１の抵抗回路を構成し、抵抗素子Ｒ２（第２の抵抗素子）およびダイオードＤ１・Ｄ２は、第２の抵抗回路を構成しており、第１の抵抗回路と第２の抵抗回路とが、互いに並列接続され、かつ、フォトダイオードＰＤ１に直列接続されている。また、第２の抵抗回路では、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２および抵抗素子Ｒ２は、互いに直列接続されている。より具体的には、ダイオードＤ１のアノードがフォトダイオードＰＤ１のカソードおよび抵抗素子Ｒ１の一端に接続され、ダイオードＤ１のカソードはダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは抵抗素子Ｒ２の一端に接続され、抵抗素子Ｒ２の他端は接地されている。また、抵抗素子Ｒ１の他端も接地されている。変換回路部４ａは、フォトダイオードＰＤ１と抵抗素子Ｒ１とダイオードＤ１との接続点の電圧ＶＰＤ１を、電圧信号としてフィルタ回路４ｂを介して制御部３に出力する。なお、第２の抵抗回路において、ダイオードＤ１・Ｄ２と抵抗素子Ｒ２とを入れ替えてもよい。

フィルタ回路４ｂは、電圧信号ＶＰＤ１のノイズ成分を除去する回路であり、抵抗Ｒ３と、コンデンサＣ１とを備えている。抵抗Ｒ３の一端は、変換回路部４ａに接続され、抵抗Ｒ３の他端は、コンデンサＣ１の一端および制御部３に接続されている。コンデンサＣ１の他端は接地されている。制御部３は、フィルタ回路４ｂからの電圧信号ＶＰＤ１を受信して、フォトダイオードＰＤ１で受光した光を検出する。

（センサ回路部の動作）
続いて、センサ回路部４の動作について説明する。図２に示すように、抵抗素子Ｒ１から構成される第１の抵抗回路に流れる電流をＩ１とし、抵抗素子Ｒ２およびダイオードＤ１・Ｄ２から構成される第２の抵抗回路に流れる電流をＩ２とする。また、ダイオードＤ１の順方向電圧はＶｆ１であり、ダイオードＤ２の順方向電圧はＶｆ２である。よって、ダイオードＤ１・Ｄ２は、印加電圧（ダイオードＤ１のアノードとダイオードＤ２のカソードとの電位差）がＶｆ１＋Ｖｆ２以下の場合は電流を導通させず、印加電圧がＶｆ１＋Ｖｆ２を超える場合に電流を導通させる電流制限素子として機能する。すなわち、ダイオードＤ１・Ｄ２は、マイクロコンピュータ等からの制御信号を用いずとも印加電圧に応じて導通または非導通を自律的に決定する。

このため、フォトダイオードＰＤ１が発生する電流ＩＰＤ１が微小であり、抵抗素子Ｒ１における電圧降下がＶｆ１＋Ｖｆ２以下である場合、ダイオードＤ１・Ｄ２への印加電圧もＶｆ１＋Ｖｆ２以下となるので、Ｉ２＝０となる。よって、抵抗素子Ｒ１の抵抗値をｒ１とすると、
ＶＰＤ１＝Ｉ１・ｒ１＝ＩＰＤ１・ｒ１
となる。

一方、フォトダイオードＰＤ１が発生する電流ＩＰＤ１が上昇し、抵抗素子Ｒ１における電圧降下がＶｆ１＋Ｖｆ２を超える場合、ダイオードＤ１・Ｄ２は、電流を導通させる。これにより、抵抗素子Ｒ２に電流Ｉ２が流れる。このとき、抵抗素子Ｒ２の抵抗値をｒ２とすると、
ＶＰＤ１≒ＩＰＤ１・（ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２））
となる。つまり、ダイオードＤ１・Ｄ２に印加される電圧信号ＶＰＤ１の値がＶｆ１＋Ｖｆ２を超えるとき、ダイオードＤ１・Ｄ２が自律的に導通することにより、フォトダイオードＰＤ１から出力される電流ＩＰＤ１を電圧信号ＶＰＤ１に変換する抵抗値が変化する。本実施の形態では、ダイオードＤ１・Ｄ２が導通することにより前記抵抗値がＲ１とＲ２との合成抵抗の抵抗値ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）となる。

ｒ１およびｒ２はどちらも正の値であるので、ｒ１＞ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）となり、前記抵抗値を減少させる。よって、ダイオードＤ１・Ｄ２が導通しない場合における、変換回路部４ａの電流電圧変換係数（ゲイン）をゲイン１とし、ダイオードＤ１・Ｄ２が導通する場合における、変換回路部４ａのゲインをゲイン２とすると、
ゲイン１＝ｒ１
ゲイン２＝ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）
であるため、ゲイン１＞ゲイン２となる。

また、電圧ＶＰＤ１の範囲は、０≦ＶＰＤ１＜ＶＣＣであるので、変換回路部４ａのゲインが大きいほど、センサ回路部４の測定可能な照度範囲（レンジ）は狭くなる。したがって、照明装置１の周囲環境が比較的暗くダイオードＤ１・Ｄ２が導通しない場合における、センサ回路部４の測定可能なレンジをレンジ１として、照明装置１の周囲環境が比較的明るくダイオードＤ１・Ｄ２が導通している場合における、センサ回路部４の測定可能なレンジをレンジ２とすると、レンジ１＜レンジ２となる。

このように、センサ回路部４では、フォトダイオードＰＤ１が発生する電流ＩＰＤ１の大きさに応じて、変換回路部４ａのゲインが切り替わるので、照明装置１の周囲環境の照度の変化に応じてセンサ回路部４のレンジを自動的に切り替えることができる。

（制御部の構成）
制御部３は、ＬＥＤ回路部２のＬＥＤの輝度やＬＥＤの点灯／消灯を制御する機能を有しており、Ａ／Ｄ変換部３ａと、照度判定部３ｂと、設定照度記憶部３ｃと、ＬＥＤ輝度制御部３ｄとを備えている。

Ａ／Ｄ変換部３ａは、センサ回路部４からの電圧信号（電圧ＶＰＤ１）をデジタル値に変換するものであり、例えば、０Ｖ〜５Ｖの電圧を２５５段階のデジタル値に変換可能としている。

照度判定部３ｂは、Ａ／Ｄ変換部３ａからのデジタル信号、およびセンサ回路部４の変換回路部４ａのゲインに基づき、フォトダイオードＰＤ１への入射光の照度を判定し、当該照度を示す照度情報をＬＥＤ輝度制御部３ｄに出力する。上述のように、変換回路部４ａのゲインはフォトダイオードＰＤ１が発生する電流ＩＰＤ１の大きさに応じて切り替わる。そのため、照度判定部３ｂは、変換回路部４ａのゲインがゲイン１およびゲイン２のいずれであるかを判定する機能を有している。

具体的には、初期状態（照明装置１の電源投入時）では、ダイオードＤ１・Ｄ２が導通していないので、照度判定部３ｂは、変換回路部４ａのゲインがゲイン１であると判定する。その後、フォトダイオードＰＤ１からの電流ＩＰＤ１が増加して、電圧ＶＰＤ１がダイオードＤ１・Ｄ２の順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２より大きくなると、照度判定部３ｂは、Ａ／Ｄ変換部３ａからの照度信号に基づき、電圧ＶＰＤ１が順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２を超えたことを検知し、変換回路部４ａのゲインがゲイン１からゲイン２に切り替わったと判定する。その後再び、フォトダイオードＰＤ１からの電流ＩＰＤ１が減少して、電圧ＶＰＤ１がダイオードＤ１・Ｄ２の順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２より小さくなると、照度判定部３ｂは、Ａ／Ｄ変換部３ａからの照度信号に基づき、電圧ＶＰＤ１が順方向電圧Ｖｆ１＋Ｖｆ２より小さくなったことを検知し、変換回路部４ａのゲインがゲイン２からゲイン１に切り替わったと判定する。

設定照度記憶部３ｃは、リモコン受信回路部５から入力されるデジタル値、すなわち、ユーザがリモコンによって設定した照度を示す照度設定値を一時的に記憶するものであり、例えばレジスタで構成されている。

ＬＥＤ輝度制御部３ｄは、ＬＥＤ回路部２のＬＥＤの輝度を制御する信号を生成するものであり、より具体的には、照度判定部３ｂからの照度情報が示す値と、設定照度記憶部３ｃに記憶されている照度設定値とが等しくなるように、ＬＥＤの輝度をフィードバック制御する。これにより、フォトダイオードＰＤ１への入射光の照度がユーザの設定した照度で一定となるように制御される。

変換回路部４ａは、上記のようにダイオードＤ１・Ｄ２が印加電圧ＶＰＤ１に応じて導通または非導通かを自律的に決定することで、電流ＩＰＤ１を電圧信号ＶＰＤ１に変換する抵抗値を変化させる。これにより、周囲環境の照度が比較的小さいときには分解能の細かいゲイン１にて電流ＩＰＤ１を電圧信号ＶＰＤ１に変換することで光検出精度が高いレンジで照度を検出することができ、周囲環境の照度が大きくなると自動的にゲイン２に切替えることでレンジを広げて、Ａ／Ｄ変換部３ａが変換可能な電圧の範囲内に電圧信号ＶＰＤ１を収めることができる。すなわち、制御部３が光を検出可能な範囲内に、電圧信号ＶＰＤ１を収めることができる。

以上のように、本実施形態に係る照明装置１では、マイクロコンピュータ等からの制御信号を利用することなく、周囲環境の照度の変化に応じて電流制限素子としてのダイオードＤ１・Ｄ２が印加電圧に応じて自律的に導通または非導通を決定することでセンサ回路部４のレンジを自動的に切り替えることができる。また、センサ回路部４のレンジ切り替えのために、マイクロコンピュータの制御を必要としないので、マイクロコンピュータの制御を必要とする従来構成よりも、センサ回路部４を簡単かつ安価に実現できる。

なお、ダイオードＤ１・Ｄ２が導通していない状態から、電流ＩＰＤ１が徐々に増加した場合、ダイオードＤ１・Ｄ２が導通すると、電圧ＶＰＤが低下するので、ダイオードＤ１・Ｄ２が再び非導通となり、その後、ダイオードＤ１・Ｄ２は、導通／非導通を繰り返すこととなる。ここで、照明装置１は、通常屋内で使用されるので、照明装置１の使用状態は、屋外から太陽光が入射しない状態（「閉切り状態」とする）と、屋外から太陽光が入射する状態（「開放状態」とする）とに大別される。開放状態におけるフォトダイオードＰＤ１への入射光の照度は、閉切り状態におけるフォトダイオードＰＤ１への入射光の照度の約１０倍にもなる。そのため、閉切り状態では、常にダイオードＤ１・Ｄ２が導通せず、開放状態では、常にダイオードＤ１・Ｄ２が導通するように、抵抗素子Ｒ１・Ｒ２の各抵抗値を設定すればよい。

（変形例１）
続いて、本実施形態の変形例について説明する。

図３は、本実施形態の変形例に係る照明装置１１の構成を示す図である。照明装置１１は、ＬＥＤ回路部２、制御部１３、センサ回路部１４、リモコン受信回路部５および電源回路部６を備えている。すなわち、照明装置１１は、図１に示す照明装置１において、制御部３およびセンサ回路部４をそれぞれ、制御部１３およびセンサ回路部１４に置き換えた構成である。

センサ回路部１４は、フォトダイオードＰＤ１および変換回路部４ａを備えている。変換回路部４ａの構成は、図２に示すセンサ回路部４の変換回路部４ａの構成と同一であるので、細部の説明を省略する。

制御部１３は、抵抗素子Ｒ４と、可変抵抗素子ＶＲ１と、コンパレータ回路ＣＯＭＰ１と、ＮＭＯＳトランジスタＱ１と、抵抗値制御部１３ａとを備えている。

抵抗素子Ｒ４および可変抵抗素子ＶＲ１は、電源電位ＶＣＣと接地電位ＧＮＤとの間に互いに直列接続されており、分圧抵抗回路を構成している。可変抵抗素子ＶＲ１の抵抗値は、抵抗値制御部１３ａによって制御される。

コンパレータ回路ＣＯＭＰ１は、＋入力端子の電位と−入力端子の電位とを比較し、＋入力端子の電位が−入力端子の電位よりも高い場合に、ハイレベルの信号を出力する。コンパレータ回路ＣＯＭＰ１の＋入力端子は、抵抗素子Ｒ４と可変抵抗素子ＶＲ１との間の接続点に接続されている。これにより、コンパレータ回路ＣＯＭＰ１の＋入力端子には、分圧抵抗回路の出力電圧が入力される。コンパレータ回路ＣＯＭＰ１の−入力端子には、変換回路部４ａの出力電圧ＶＰＤ１が入力される。コンパレータ回路ＣＯＭＰ１の出力端子は、ＮＭＯＳトランジスタＱ１のゲートに接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＱ１のドレインは、３つのＬＥＤ１〜ＬＥＤ３で構成されるＬＥＤ回路部２に接続されており、ＮＭＯＳトランジスタＱ１のソースは、接地されている。これにより、抵抗素子Ｒ４と可変抵抗素子ＶＲ１とで構成される分圧抵抗回路の出力電圧が、変換回路部４ａの出力電圧ＶＰＤ１よりも大きい場合に、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３が点灯する。すなわち、ＮＭＯＳトランジスタＱ１は、出力電圧ＶＰＤ１が所定の電圧を超える場合にＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を点灯させるスイッチ手段として機能する。

ユーザは、図示しないリモコンによって、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を点灯／消灯させる基準となる基準照度を設定する。抵抗値制御部１３ａは、ユーザが設定した基準照度を示すデジタル値をリモコン受信回路部５から受け取り、当該デジタル値に応じて可変抵抗素子ＶＲ１の抵抗値を設定する。これにより、フォトダイオードＰＤ１への入射光の照度が基準照度を超えると、コンパレータ回路ＣＯＭＰ１はローレベルの信号を出力して、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を消灯させ、フォトダイオードＰＤ１への入射光の照度が基準照度以下になると、コンパレータ回路ＣＯＭＰ１はハイレベルの信号を出力して、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を点灯させる。なお、ユーザが基準照度を低下させた場合、抵抗値制御部１３ａは、可変抵抗素子ＶＲ１の抵抗値を低下させ、ユーザが基準照度を増加させた場合、抵抗値制御部１３ａは、可変抵抗素子ＶＲ１の抵抗値を増加させる。

なお、センサ回路部１４は、照明装置１１の周囲環境の光反射率が高く出力電圧ＶＰＤ１が高くなる場合に、ダイオードＤ１・Ｄ２が自立的に導通することで変換回路部４ａの電流電圧変換係数（ゲイン）を小さくし、出力電圧を低減させて過剰に照度が高く検出されることを防止する。これにより、照明装置１１の周囲環境の光反射率に応じた照度検出レンジで照度を検出してＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のオン・オフを制御することが可能となる。

また、制御部１３の構成要素のうち、抵抗値制御部１３ａのみがマイクロコンピュータで構成される。そのため、図２に示す制御部３に比べて、より簡単に制御部１３を実現できる。さらに、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を点灯／消灯させる基準照度が変更不要である場合は、制御部１３は、可変抵抗素子ＶＲ１の代わりに固定抵抗素子を備え、抵抗値制御部１３ａを備えない構成であってもよい。

（変形例２）
続いて、センサ回路部の変形例について説明する。上記では、互いに並列接続された２つの抵抗回路によって変換回路部を構成する例について説明したが、ここでは、互いに並列接続された３つの抵抗回路によって変換回路部を構成する例について説明する。

図４は、本実施形態の変形例に係るセンサ回路部２４の構成を示す図である。センサ回路部２４は、フォトダイオードＰＤ１、変換回路部２４ａおよびフィルタ回路４ｂを備えている。すなわち、センサ回路部２４は、図２に示すセンサ回路部４において、変換回路部４ａを変換回路部２４ａに置き換えた構成である。

変換回路部２４ａは、フォトダイオードＰＤ１が発生する電流ＩＰＤ１を電圧信号に変換する回路であり、３つの抵抗素子Ｒ１・Ｒ２・Ｒ５と、５つのダイオードＤ１〜Ｄ５とを備えている。抵抗素子Ｒ１・Ｒ２およびダイオードＤ１・Ｄ２は、図２に示す変換回路部４ａと同様に、第１の抵抗回路および第２の抵抗回路を構成している。さらに、変換回路部２４ａでは、互いに直列接続された抵抗素子Ｒ５とダイオードＤ３〜Ｄ５とが、第３の抵抗回路を構成しており、第３の抵抗回路が、第１および第２の抵抗回路とともに、互いに並列接続されている。

このように、変換回路部２４ａは、互いに並列接続された抵抗回路を３つ備える構成である。また、変換回路部２４ａでは、各ダイオードＤ３・Ｄ４・Ｄ５の順方向電圧がそれぞれ、Ｖｆ３・Ｖｆ４・Ｖｆ５となっている。よって、ダイオードＤ３〜Ｄ５は、印加電圧（ダイオードＤ３のアノードとダイオードＤ５のカソードとの電位差）がＶｆ３＋Ｖｆ４＋Ｖｆ５以下の場合は電流を導通させず、印加電圧がＶｆ３＋Ｖｆ４＋Ｖｆ５を超える場合に電流を導通させる電流制限素子として機能する。すなわち、ダイオードＤ１・Ｄ２およびダイオードＤ３〜Ｄ５は、マイクロコンピュータ等からの制御信号を用いずとも印加電圧に応じて導通または非導通を自律的に決定する。

また、順方向電圧の大きさに関して、Ｖｆ１＋Ｖｆ２＞Ｖｆ３＋Ｖｆ４＋Ｖｆ５となるように設定されている。これにより、変換回路部２４ａのゲインは、３段階に切り替え可能となっている。

具体的には、変換回路部２４ａの出力電圧ＶＰＤ１がＶｆ１＋Ｖｆ２以下である場合、ダイオードＤ１〜Ｄ５は導通しないため、
ＶＰＤ１＝Ｉ１・ｒ１＝ＩＰＤ１・ｒ１
となる。

また、電流ＩＰＤ１が増加して、Ｖｆ１＋Ｖｆ２＜ＶＰＤ１≦Ｖｆ３＋Ｖｆ４＋Ｖｆ５となった場合、ダイオードＤ１・Ｄ２は導通する一方、ダイオードＤ３〜Ｄ５は導通しない。そのため、
ＶＰＤ１≒ＩＰＤ１・（ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２））
となる。つまり、ダイオードＤ１・Ｄ２に印加される電圧信号ＶＰＤ１の値がＶｆ１＋Ｖｆ２を超えるとき、ダイオードＤ１・Ｄ２が自律的に導通することにより、フォトダイオードＰＤ１から出力される電流ＩＰＤ１を電圧信号ＶＰＤ１に変換する抵抗値が変化する。本実施の形態では、ダイオードＤ１・Ｄ２が導通することにより前記抵抗値がＲ１とＲ２との合成抵抗の抵抗値ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）となる。

さらに電流ＩＰＤ１が増加して、ＶＰＤ１＞Ｖｆ３＋Ｖｆ４＋Ｖｆ５となった場合、ダイオードＤ１・Ｄ２だけでなく、ダイオードＤ３〜Ｄ５も導通する。そのため、抵抗素子Ｒ５の抵抗値をｒ５とすると、
ＶＰＤ１≒ＩＰＤ１・（ｒ１・ｒ２・ｒ５／（ｒ１・ｒ２＋ｒ２・ｒ５＋ｒ５・ｒ１））
となる。つまり、ダイオードＤ１・Ｄ２に印加される電圧信号ＶＰＤ１の値がＶｆ３＋Ｖｆ４＋Ｖｆ５を超えるとき、ダイオードＤ３〜Ｄ５も自律的に導通することにより、前記抵抗値がＲ１、Ｒ２およびＲ５の合成抵抗の抵抗値ｒ１・ｒ２・ｒ５／（ｒ１・ｒ２＋ｒ２・ｒ５＋ｒ５・ｒ１）となる。

ｒ１、ｒ２およびｒ５はいずれも正の値であるので、ｒ１＞ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）＞ｒ１・ｒ２・ｒ５／（ｒ１・ｒ２＋ｒ２・ｒ５＋ｒ５・ｒ１）となり、３段階で前記抵抗値を減少させる。よって、ダイオードＤ１〜Ｄ５が導通しない場合における、変換回路部４ａの電流電圧変換係数（ゲイン）をゲイン１とし、ダイオードＤ１・Ｄ２のみが導通する場合における、変換回路部４ａのゲインをゲイン２とし、ダイオードＤ１〜Ｄ５がすべて導通する場合における、変換回路部４ａのゲインをゲイン３とすると、
ゲイン１＝ｒ１
ゲイン２＝ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）
ゲイン３＝ｒ１・ｒ２・ｒ５／（ｒ１・ｒ２＋ｒ２・ｒ５＋ｒ５・ｒ１）
であるため、ゲイン１＞ゲイン２＞ゲイン３となる。

このように、抵抗素子を備える３つの抵抗回路を互いに並列接続させ、２つの抵抗回路にダイオードをさらに設けることにより、変換回路部のゲインを３段階に切り替えることが可能となる。

なお、互いに並列接続される抵抗回路の個数は、２または３に限定されず、４以上であってもよい。また、互いに並列接続される複数の抵抗回路のうち、一部の抵抗回路がダイオードをさらに有する構成であればよい。図４に示す変換回路部２４ａでは、互いに並列接続される３つの抵抗回路のうち、２つの抵抗回路がダイオードをさらに有する構成であったが、例えば、互いに並列接続される３つの抵抗回路のうち、１つの抵抗回路がダイオードをさらに有する構成であってもよい。また、変換回路部２４ａにおいて、第２の抵抗回路が抵抗素子Ｒ２のみを備え、ダイオードＤ１・Ｄ２を備えていない構成であってもよい。

（変形例３）
続いて、センサ回路部の他の変形例について説明する。ここでは、帰還回路を有する増幅回路によって変換回路部を構成する例について説明する。

図５は、本実施形態の他の変形例に係るセンサ回路部３４の構成を示す図である。センサ回路部３４は、フォトダイオードＰＤ１、変換回路部３４ａおよびフィルタ回路４ｂを備えている。すなわち、センサ回路部３４は、図２に示すセンサ回路部４において、変換回路部４ａを変換回路部３４ａに置き換えた構成である。

変換回路部３４ａは、フォトダイオードＰＤ１が発生する電流ＩＰＤ１を電圧信号に変換する回路であり、増幅回路ＡＭＰ１と、４つの抵抗素子Ｒ６〜Ｒ９と、ダイオードＤ６とを備えている。抵抗素子Ｒ６は、特許請求の範囲に記載の出力抵抗素子に相当するものであり、抵抗素子Ｒ６の一端はフォトダイオードＰＤ１のカソードに接続され、抵抗素子Ｒ６の他端は接地されている。また、抵抗素子Ｒ６とフォトダイオードＰＤ１との接続点が抵抗素子Ｒ７の一端に接続されている。これにより、抵抗素子Ｒ６は、フォトダイオードＰＤ１からの電流ＩＰＤ１の大きさに応じた出力電圧を抵抗素子Ｒ７に出力する。

増幅回路ＡＭＰ１は、出力端子と非反転入力端子との間に互いに並列接続された第１の帰還回路および第２の帰還回路を備えている。また、増幅回路ＡＭＰ１は、抵抗素子Ｒ７を入力抵抗素子として備えており、増幅回路ＡＭＰ１の反転入力端子は接地されている。第１の帰還回路は、帰還抵抗素子として抵抗素子Ｒ８を有している。第２の帰還回路は、帰還抵抗素子として抵抗素子Ｒ９を有している。また、第２の帰還回路は、抵抗素子Ｒ９に直列接続されたダイオード（電流制限素子）Ｄ６をさらに有している。第２の帰還回路では、ダイオードＤ６のアノードが抵抗素子Ｒ７の他端、抵抗素子Ｒ８の一端、および増幅回路ＡＭＰ１の非反転入力端子に接続され、ダイオードＤ６のカソードが抵抗素子Ｒ９の一端に接続され、抵抗素子Ｒ９の他端が、抵抗素子Ｒ８の他端、および増幅回路ＡＭＰ１の出力端子に接続されている。

ダイオードＤ６は、印加電圧が順方向電圧（Ｖ６とする）以下の場合は電流を導通させず、印加電圧が順方向電圧Ｖ６を超える場合に電流を導通させる電流制限素子として機能する。すなわち、ダイオードＤ６は、マイクロコンピュータ等からの制御信号を用いずとも印加電圧に応じて導通または非導通を自律的に決定する。

具体的には、抵抗素子Ｒ８における電圧降下がＶｆ６以下の場合は、抵抗素子Ｒ９に電流が流れない。このとき、抵抗素子Ｒ７の抵抗値をｒ７とし、抵抗素子Ｒ８の抵抗値をｒ８とすると、増幅回路ＡＭＰ１の増幅率（ゲイン）は、ｒ８／ｒ７となる。

一方、フォトダイオードＰＤ１が発生する電流ＩＰＤ１が増加して、抵抗素子Ｒ８における電圧降下が順方向電圧Ｖｆ６を超えた場合、ダイオードＤ６が導通して、抵抗素子Ｒ９に電流が流れる。このとき、抵抗素子Ｒ９の抵抗値をｒ９とすると、増幅回路ＡＭＰ１のゲインは、ｒ８・ｒ９／ｒ７・（ｒ８＋ｒ９）に切り替わる。よって、変換回路部３４ａの電流電圧変換係数（ゲイン）は、フォトダイオードＰＤ１が発生する電流ＩＰＤ１の大きさに応じて自動的に切り替わるようになっている。

また、フィルタ回路４ｂに接続される図示しないＡ／Ｄ変換部が変換可能な電圧の範囲は、例えば０Ｖ〜５Ｖであるので、変換回路部３４ａのゲインが大きいほど、センサ回路部３４の測定可能な照度範囲（レンジ）は狭くなる。よって、フォトダイオードＰＤ１への入射光の照度に応じて、センサ回路部３４の測定可能なレンジが自動的に切り替わる。また、センサ回路部３４のレンジ切り替えのために、マイクロコンピュータの制御を必要としないので、センサ回路部３４を簡単かつ安価に実現できる。

なお、図５に示す増幅回路ＡＭＰ１は、帰還回路を２つ備える構成であるが、帰還回路の個数はこれに限定されず、帰還回路を３つ以上備える構成であってもよい。また、複数の帰還回路のうち、一部の帰還回路がダイオードをさらに有する構成であればよい。

〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について図６および図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明に係る光検出装置を可視光通信装置に適用する場合について説明する。

図６は、本実施形態に係る可視光通信装置５０の構成を示すブロック図である。可視光通信装置５０は、センサ回路部５１、パルス信号抽出部５２、増幅部５３、フィルタ部５４、受信処理部５５、演算実行部５６および表示部５７を備えている。

センサ回路部５１は、他の可視光通信装置等からの光信号を電圧信号に変換するものである。パルス信号抽出部５２は、前記電圧信号からパルス信号成分を抽出するものである。増幅部５３は、パルス信号抽出部５２からのパルス信号をより高レベルの信号に増幅するものである。フィルタ部５４は、増幅部５３によって増幅されたパルス信号からノイズ成分を除去するものである。フィルタ部５４によってノイズ成分を除去されたパルス信号は、受信処理部５５に入力される。前記電圧信号から抽出したパルス信号を検出する検出部としての受信処理部５５は、光信号の制御内容に基づいて、演算実行部５６に演算処理を指示したり、表示部５７に画像等の表示処理を指示する。

図７は、センサ回路部５１、パルス信号抽出部５２および増幅部５３の具体的な構成を示す図である。センサ回路部５１は、フォトダイオードＰＤ１１と、変換回路部５１ａとを備えている。

フォトダイオードＰＤ１１は、受光した光を電流ＩＰＤ１１に変換する受光素子であり、アノードが電源電位ＶＣＣに接続され、カソードが変換回路部５１ａに接続されている。通信時にパルス成分を含む光信号がフォトダイオードＰＤ１１に入射すると、フォトダイオードＰＤ１１は、パルス成分を含む電流ＩＰＤ１１を変換回路部５１ａに出力する。

変換回路部５１ａは、電流ＩＰＤ１１を電圧信号ＶＰＤ１１に変換する変換回路部であり、２つの抵抗素子Ｒ１１・Ｒ１２と、２つのダイオード（電流制限素子）Ｄ１１・Ｄ１２とを備えている。抵抗素子Ｒ１１（第１の抵抗素子）は、第１の抵抗回路を構成し、抵抗素子Ｒ１２（第２の抵抗素子）およびダイオードＤ１１・Ｄ１２は、第２の抵抗回路を構成しており、第１の抵抗回路と第２の抵抗回路とが、互いに並列接続され、かつ、フォトダイオードＰＤ１１に直列接続されている。また、第２の抵抗回路では、ダイオードＤ１１、ダイオードＤ１２および抵抗素子Ｒ１２は、互いに直列接続されている。より具体的には、ダイオードＤ１１のアノードがフォトダイオードＰＤ１１のカソードおよび抵抗素子Ｒ１１の一端に接続され、ダイオードＤ１１のカソードはダイオードＤ１２のアノードに接続されている。ダイオードＤ１２のカソードは抵抗素子Ｒ１２の一端に接続され、抵抗素子Ｒ１２の他端は接地されている。また、抵抗素子Ｒ１１の他端も接地されている。変換回路部５１ａは、フォトダイオードＰＤ１１と抵抗素子Ｒ１１とダイオードＤ１１との接続点の電圧ＶＰＤ１１をパルス信号抽出部５２に出力する。

パルス信号抽出部５２は、コンデンサＣ１１を備えている。コンデンサＣ１１は、電圧信号ＶＰＤ１１から直流成分を除去することにより、電圧信号ＶＰＤ１１に含まれるパルス信号Ｖｐｕｌｓｅを抽出する。

増幅部５３は、２つの増幅回路５３ａ・５３ｂを備えており、パルス信号抽出部５２からのパルス信号Ｖｐｕｌｓｅをより高レベルのパルス信号に増幅する。

変換回路部５１ａは、図２に示す変換回路部４ａと同様に、フォトダイオードＰＤ１１からの電流ＩＰＤ１１の大きさに応じて、電流電圧変換係数（ゲイン）を自動的に切り替え可能となっている。ダイオードＤ１１の順方向電圧をＶｆ１１とし、ダイオードＤ１２の順方向電圧をＶｆ１２とすると、ダイオードＤ１１・Ｄ１２は、印加電圧（ダイオードＤ１１のアノードとダイオードＤ１２のカソードとの電位差）がＶｆ１１＋Ｖｆ１２以下の場合は電流を導通させず、印加電圧がＶｆ１１＋Ｖｆ１２を超える場合に電流を導通させる電流制限素子として機能する。すなわち、ダイオードＤ１１・Ｄ１２は、マイクロコンピュータ等からの制御信号を用いずとも印加電圧に応じて導通または非導通を自律的に決定する。

具体的には、電流ＩＰＤ１１が微小であり、抵抗素子Ｒ１１における電圧降下がダイオードＤ１１・Ｄ１２の各順方向電圧の合計以下である場合、ダイオードＤ１１・Ｄ１２が導通しないため、抵抗素子Ｒ１２には電流が流れない。よって、抵抗素子Ｒ１１の抵抗値をｒ１１とすると、
ＶＰＤ１１＝ＩＰＤ１１・ｒ１１
となる。

一方、フォトダイオードＰＤ１１が発生する電流ＩＰＤ１１が上昇し、抵抗素子Ｒ１１における電圧降下がダイオードＤ１１・Ｄ１２の各順方向電圧の合計を超える場合、ダイオードＤ１・Ｄ２は、電流を導通させるため、抵抗素子Ｒ１２に電流が流れる。このとき、抵抗素子Ｒ１２の抵抗値をｒ１２とすると、
ＶＰＤ１１≒ＩＰＤ１１・（ｒ１１・ｒ１２／（ｒ１１＋ｒ１２））
となる。つまり、ダイオードＤ１１・Ｄ１２に印加される電圧信号ＶＰＤ１１の値がＶｆ１１＋Ｖｆ１２を超えるとき、ダイオードＤ１１・Ｄ１２が自律的に導通することにより、フォトダイオードＰＤ１１から出力される電流ＩＰＤ１１を電圧信号ＶＰＤ１１に変換する抵抗値が変化する。本実施の形態では、ダイオードＤ１１・Ｄ１２が導通することにより前記抵抗値がＲ１１とＲ１２との合成抵抗の抵抗値ｒ１１・ｒ１２／（ｒ１１＋ｒ１２）となる。

ｒ１１およびｒ１２はどちらも正の値であるので、ｒ１１＞ｒ１１・ｒ１２／（ｒ１１＋ｒ１２）となり、前記抵抗値を減少させる。よって、ダイオードＤ１１・Ｄ１２が導通しない場合における、変換回路部５１ａの電流電圧変換係数（ゲイン）をゲイン１１とし、ダイオードＤ１１・Ｄ１２が導通する場合における、変換回路部４ａのゲインをゲイン１２とすると、
ゲイン１１＝ｒ１１
ゲイン１２＝ｒ１１・ｒ１２／（ｒ１１＋ｒ１２）
であるため、ゲイン１１＞ゲイン１２となる。

このように、電流ＩＰＤ１１の大きさに応じて、ダイオードＤ１・Ｄ２が自律的に導通することで変換回路部５１ａの抵抗値を変化させることでゲインが自動的に切り替わる。これにより、照度の高い環境下で通信を行った場合に、変換回路部５１ａのゲインを低いゲインに切り替えることにより、電圧信号ＶＰＤ１１がＶＣＣで飽和してパルス信号成分が消滅する不都合を回避できる。すなわち、受信処理部５５がパルス信号を検出可能な範囲に収まるように光信号の検出範囲（レンジ）を変化させることができる。

また、センサ回路部５１のレンジ切り替えのために、マイクロコンピュータの制御を必要としないので、センサ回路部５１を簡単かつ安価に実現できる。したがって、簡単かつ低コストで、周囲の照度に関わらず受信不良が起こりにくい可視光通信装置を実現できる。

〔付記事項〕
上記の各実施形態では、変換回路部の抵抗回路が有する電流制限素子として、ダイオードを用いていたが、これに限定されない。印加電圧が所定値以下の場合に電流を導通させない素子であれば、ツェナーダイオードやトランジスタを用いてもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る光検出装置は、シーリング照明装置、ペンダント照明装置、埋め込式照明装置等の周囲の照度に応じて光出力を制御可能なあらゆる照明装置及び、可視光通信装置に利用することができる。

１ 照明装置
２ ＬＥＤ回路部
３ 制御部（検出部）
３ａ Ａ／Ｄ変換部
３ｂ 照度判定部
３ｃ 設定照度記憶部
３ｄ ＬＥＤ輝度制御部
４ センサ回路部
４ａ 変換回路部
４ｂ フィルタ回路
５ リモコン受信回路部
６ 電源回路部
１１ 照明装置
１３ 制御部（検出部）
１３ａ 抵抗値制御部
１４ センサ回路部
２４ センサ回路部
２４ａ 変換回路部
３４ センサ回路部
３４ａ 変換回路部
５０ 可視光通信装置
５１ センサ回路部
５１ａ 変換回路部
５２ パルス信号抽出部
５３ 増幅部
５４ フィルタ部
５５ 受信処理部
５６ 演算実行部
５７ 表示部
ＡＭＰ１ 増幅回路
ＣＯＭＰ１ コンパレータ回路
Ｄ１〜Ｄ６、Ｄ１１、Ｄ１２ ダイオード
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３ 発光ダイオード（光源）
ＰＤ１、ＰＤ１１ フォトダイオード（受光素子）
Ｑ１ ＮＭＯＳトランジスタ（スイッチ手段）
Ｒ１ 抵抗素子（第１の抵抗素子）
Ｒ２ 抵抗素子（第２の抵抗素子）
Ｒ５ 抵抗素子
Ｒ１１ 抵抗素子（第１の抵抗素子）
Ｒ１２ 抵抗素子（第２の抵抗素子）
Ｒ６ 抵抗素子（出力抵抗素子）
Ｒ８ 抵抗素子（第１の帰還抵抗素子）
Ｒ９ 抵抗素子（第２の帰還抵抗素子）
ＶＲ１ 可変抵抗素子
ＶＰＤ１ 出力電圧（電圧信号）
Ｖｐｕｌｓｅ パルス信号

Claims (8)

1. 受光素子と、
   該受光素子で受光した光に応じて出力される電流を電圧信号に変換する変換回路部と、
   前記電圧信号を受信して、前記光を検出する検出部と、
   を備える光検出装置において、
   前記変換回路部は、
   複数の抵抗素子と、
   該複数の抵抗素子の少なくとも一つに接続され、印加電圧に応じて導通または非導通かを自律的に決定する電流制限素子から構成され、
   前記印加電圧に応じて前記変換回路部の抵抗値を変化させることにより、前記電圧信号を、前記検出部が光を検出可能な範囲内に収めることを特徴とする光検出装置。
2. 前記変換回路部は、
   前記抵抗素子を有する複数の抵抗回路を備え、
   前記複数の抵抗回路は、互いに並列接続され、かつ、前記受光素子に直列接続され、
   前記複数の抵抗回路のうち少なくとも一部の抵抗回路は、前記電流制限素子を有することを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
3. 前記変換回路部は、
   前記受光素子からの電流の大きさに応じた出力電圧を出力する出力抵抗素子と、
   前記出力抵抗素子の出力電圧を増幅する増幅回路とを備え、
   前記増幅回路は、帰還抵抗素子を有する複数の帰還回路と入力抵抗素子とを備え、
   前記複数の帰還回路のうち一部の帰還回路は、当該帰還回路の帰還抵抗素子に直列接続される前記電流制限素子を有することを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
4. 前記変換回路部は、第１の抵抗回路および第２の抵抗回路を備え、
   前記電流制限素子は、ダイオードであり、
   第１の抵抗回路は、第１の抵抗素子を有しており、
   第２の抵抗回路は、第２の抵抗素子と、第２の抵抗素子に直列接続される前記ダイオードとを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光検出装置。
5. 前記増幅回路は、第１の帰還回路および第２の帰還回路を備え、
   前記電流制限素子は、ダイオードであり、
   第１の帰還回路は、第１の帰還抵抗素子を有しており、
   第２の帰還回路は、第２の帰還抵抗素子と、第２の帰還抵抗素子に直列接続される前記ダイオードとを有することを特徴とする請求項３に記載の光検出装置。
6. 光源と、照度を検出する光検出装置とを備える照明装置であって、
   前記光検出装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光検出装置を備えることを特徴とする照明装置。
7. 前記検出部は、
   前記変換回路部からの電圧信号が所定の電圧を超える場合に前記光源を点灯させるスイッチ手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
8. 光信号を検出する光検出装置として、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光検出装置を備えることを特徴とする可視光通信装置。

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