JP2012112742A

JP2012112742A - 照度センサ

Info

Publication number: JP2012112742A
Application number: JP2010260876A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ejiri; 裕一江尻; Tetsuya Tanigawa; 哲也谷川; Juichi Kawashima; 寿一川島
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-06-14

Abstract

【課題】検出範囲を所望の領域内に調整可能な照度センサを提供する。
【解決手段】下端に開口１１ａを有する筒状の筐体１１と、筐体１１内に開口１１ａに対向して配設され、開口１１ａを介して筐体１１外における検出範囲Ｐ１の照度を検出するセンサ素子２２とを備え、筐体１１は、検出範囲Ｐ１を調整するための調整手段を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照度センサに関するものである。

従来から、図６に示すように、天井Ｈに照度センサＸを取り付け、当該照度センサＸが検出する照度に応じて照明器具Ｆの調光を行うことで省エネルギー化を図った照明システムがあった。

照度センサＸ、及び照明器具Ｆには、商用電源Ｅから電力供給を受けるための電源線Ｌ１がそれぞれ接続されている。また、照度センサＸと照明器具Ｆとは、照度センサＸから照明器具Ｆへ調光信号を送信するための信号線Ｌ２によって接続されている。

そして、照度センサＸは、例えば、検出した照度が予め記憶されている目標値よりも大きくなった場合、信号線Ｌ２を介して照明器具Ｆへ調光率を低下させる調光信号を出力し、検出する照度が目標値に近づくように照明器具Ｆの調光を行う。

また、上記照度センサＸとして、開口を有する筐体と、開口に対向して筐体内に配設されるセンサ素子と、開口を閉塞するレンズとを備え、センサ素子がレンズを介して筐体外の照度を検出するものがあった。そして、当該照度センサＸでは、センサ素子をレンズに対して、対向方向（検出方向）に直交する方向へ移動させることで、検出範囲Ｐ５の面積を変えることなく検出方向のみを変更できる（例えば特許文献１参照）。

実開昭６２−４７９３１号公報

上記照度センサＸは、図７に示すように、窓際に設置されることがあり、この場合、照度センサＸの検出範囲Ｐ５には、室内だけでなく窓の外（室外）も含まれることになる。ここで、一般的に照度センサＸに目標値を設定する際には、外光が入射しない室内において、当該室内を照明器具Ｆ等によって所定の明るさに設定し、この室内の照度を目標値として照度センサＸに記憶させる。そして、窓際に設置された照度センサＸの検出範囲Ｐ５の一部には、室外が明るい昼間に、例えば太陽光等の外光が入射する。すると、外光が室内に十分入射しておらず室内の照度が目標値以下となっている場合であっても、照度センサＸは、目標値よりも高い照度を検出する虞がある。その場合、照度センサＸから照明器具Ｆに対して当該照明器具Ｆの調光率を低下させる調光信号が送信され、照明器具Ｆの調光率が低下して室内の照度が目標値よりも低くなり、ユーザーに不快感を与えるといった問題が発生する。

上記問題を解決するために、照度センサＸの位置を、図７に示す窓際から、図６に示す室内側へ変更することで、検出範囲Ｐ５に室外が含まれないようにする方法が考えられる。しかしながら、天井の穴あけ作業や設置、配線の施工等を再度行う必要があり、作業が大掛かりになるという問題がある。

また、上記特許文献１のように、照度センサＸの検出範囲Ｐ５の面積は変えずに、その方向のみを変更しても、例えば、照度センサＸを設置した部屋の互いに対向する各壁に窓が設けられている場合には、検出範囲Ｐ５の一部に室外が常に含まれてしまう虞がある。すなわち、従来の照度センサＸでは、検出範囲Ｐ５を所望の領域内に調整することが困難であった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出範囲を所望の領域内に調整可能な照度センサを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の照度センサは、一端に開口を有する筒状の筐体と、前記開口に対向して前記筐体内に配設され、当該開口を介して前記筐体外における検出範囲の照度を検出するセンサ素子とを備え、前記筐体は、前記検出範囲の面積を調整するための調整手段を有することを特徴とする。

この照度センサにおいて、前記調整手段は、前記センサ素子と前記開口との間の距離を可変とすることが好ましい。

この照度センサにおいて、前記調整手段は、前記センサ素子を前記筐体の軸方向へ移動させることが好ましい。

この照度センサにおいて、前記筐体は、前記センサ素子が固定される調整部材と、前記調整部材が螺合して当該調整部材を回動自在に支持する支持部とを有し、前記調整手段は、前記調整部材と前記支持部とから構成されることが好ましい。

この照度センサにおいて、前記調整手段は、前記開口を前記筐体の軸方向へ移動させることが好ましい。

この照度センサにおいて、前記筐体は、前記センサ素子が内部に配設される本体と、前記本体に螺合して当該本体に回動自在に支持され、前記開口が形成される調整部材とから構成され、前記調整手段は、前記本体と前記調整部材とから構成されることが好ましい。

この照度センサにおいて、前記調整手段は、前記開口面積を可変とすることが好ましい。

本発明では、検出範囲を所望の領域内に調整可能な照度センサを提供することができるという効果がある。

本発明の実施形態１における照度センサの設置例の概略図を示す。同上における照度センサの概略図を示す。本発明の実施形態２における照度センサの概略図を示す。本発明の実施形態３における照度センサの概略図を示す。本発明の実施形態４における照度センサの概略図を示す。従来例における照度センサの設置例の概略図を示す。同上における照度センサの設置例の別形態の概略図を示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の照度センサについて図１、２を用いて説明を行う。

本実施形態の照度センサは、図１に示すように、筐体１１と、基板２１、及びセンサ素子２２、及び制御部２３、及び調光信号出力部２４からなるセンサブロック２０と、電源回路３１と、ゴムブッシング４１とから構成される。以下、図１における上下左右を基準として説明を行う。

筐体１１は、上面及び下面が閉塞した有底円筒状に形成され、筐体１１内部には、当該筐体１１の下面１１Ａに隙間Ｓを介して上方向に対向する円板状の壁体１１Ｂが形成されている。そして、筐体１１の下面１１Ａ及び壁体１１Ｂの略中央には、互いに等しい直径を有して同軸上に位置する円形の開口１１ｂ、１１ｃが形成されている。

また、下面１１Ａと壁体１１Ｂとの間の隙間Ｓには、図示しない複数の絞り羽根によって構成されて穴径寸法が自在に変更可能な開口１１ａを有する調整板（調整手段）１１２が配設されている。ここで、開口１１ａは、その穴径の最大長さが、開口１１ｂ、１１ｃの直径と等しくなるように設定されている。なお、絞り羽根を用いて開口１１ａの内径寸法を自在に変更可能とする構成は、周知であるため説明を省略する。また、開口１１ａは、開口１１ｂ、１１ｃと同軸上に位置し、筐体１１の軸方向（上下方向）において、孔部１１ｂ、１１ｃと連通している。

基板２１は、配線パターンが形成された所謂プリント基板から構成され、筐体１１内において壁体１１Ｂと略平行に配設される。そして、基板２１の下面には、筐体１１に軸方向において、開口１１ａと対向する位置にセンサ素子２２が実装される。

センサ素子２２は、例えば、フォトダイオード及びアンプから構成されるフォトＩＣが用いられ、開口１１ａ〜１１ｃを介して筐体１１外の照度を検出する。また、センサ素子２２単体の検出範囲Ｑは、図２（ａ）の一点鎖線で示すように、下方へ向かうに従って徐々に拡径する略円錐状となっている。

制御部２３は、基板１２に形成される回路パターンを介してセンサ素子２２と電気的に接続され、当該センサ素子２２から検出照度が入力される。そして、制御部２３は、検出照度と予め設定された目標値とを比較し、当該比較結果に基づいて調光率を算出する。

調光信号出力部２４は、制御部２３が算出した調光率に基づく調光信号を光源へ送信する。

電源回路３１は、筐体１１内に配設され、例えば、商用電源等の交流電源から入力される交流電力を直流電力に変換する内部電源として用いられ、センサブロック２０に所望の駆動電力を供給する。

ゴムブッシング４１は、円筒状に形成され、上端が、基板２１の下面に当接してセンサ素子２２の周囲を覆い、下端が壁体１１Ｂの開口１１ｃ周縁に当接する、これにより、筐体１１内の照度をセンサ素子２２が検出しないものとなっている。

そして、上記構成からなる照度センサＡは、センサ素子２２が開口１１ａを介して筐体１１外における略円形の検出範囲Ｐ１の照度の検出を行う。ここで、照度センサＡの検出範囲Ｐ１の面積は、センサ素子２２と開口１１ａとの間の距離Ｌ、及び調整板１１２における開口１１ａの穴径Ｍによって決定される。そして、本実施形態の照度センサＡは、上記の通り調整板１１２における開口１１ａの穴径Ｍが可変となっており、当該穴径Ｍを調整することで検出範囲Ｐ１の面積の調整を図るものである。

以下、照度センサＡの検出範囲Ｐ１の面積の調整方法について、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明を行う。

まず、図２（ａ）に示すように、調整板１１２の開口１１ａの穴径Ｍを最大とした場合、照度センサＡの検出範囲Ｐ１の直径Ｒ１は最大となり、検出範囲Ｐ１の面積は最大となる。

次に、図２（ｂ）に示すように、開口１１ａの穴径Ｍを、Ｍ１よりも短いＭ２に設定すると（Ｍ２＜Ｍ１）、照度センサＡの検出範囲Ｐ１は、その直径Ｒ１が短くなって当該検出範囲Ｐ１の面積が狭まる。

続いて、図２（ｃ）に示すように、開口１１ａの穴径Ｍを、Ｍ２よりも短く、センサ素子２２の左右方向における寸法に略等しいＭ３に設定すると、照度センサＡの検出範囲Ｐ１は、その直径Ｒ１が更に短くなる。そして、検出範囲Ｐ１の面積は、更に狭められ、検出範囲Ｐ１は、センサ素子２２の直下のみとなる。

以上のように、本実施形態の照度センサＡは、調整板１１２における開口１１ａの穴径Ｍを調整することで、検出範囲Ｐ１の面積を調整できて、当該検出範囲Ｐ１を所望の領域内に調整することができる。

そして、例えば、照度センサＡが、互いに対向する各壁に窓が設けられた室内に設置され、検出範囲Ｐ１の両側に室外が各々含まれる場合、上記のように調整板１１２における開口１１ａの穴径Ｍを狭めることで、検出範囲Ｐ１を室内のみに設定できる。従って、本実施形態の照度センサＡを用いて照明器具の調光を行う照明システムでは、室内の照度のみを正確に検出して照明器具に対して適切な調光信号を出力でき、室内の照度が目標値に近づいてユーザーが不快に感じることを防止できる。

（実施形態２）
本実施形態の照度センサＢについて、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて説明を行う。本実施形態の照度センサＢは、センサ素子２２に対して開口１１ａの位置を変化させることで、照度センサＢの検出範囲Ｐ２の面積を調整する点が実施形態１の照度センサＡと異なっている。なお、実施形態１と共通する構成については、共通の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の筐体１１は、センサブロック２０を収納する円筒状の本体１１０と、本体１１０に対して当該本体１１０の軸方向へ移動自在に設けられる円筒状の調整部材１２４とから構成される。

本体１１０は、軸方向を上下方向に沿わせた状態で配設され、下面の中央には内周面にねじ溝１１ｃが形成された挿通穴１１３が形成されている。

調整部材１１４は、外周面にねじ溝１１ｂが形成されている。ここで、調整部材１１４の一端側の開口を開口１１ａする。そして、調整部材１１４は、他端側から本体１１０の挿通孔１１３に挿し入れられ、調整部材１１４のねじ溝１１ｂが、挿通孔１１３のねじ溝１１ｃに螺合することで、調整部材１１４が本体１１０に回動自在に支持される。そして、センサ素子２２は、調整部材１１４の開口１１ａを介して照度の検出を行う。

まず、図３（ａ）に示すように、調整部材１１４を一方向へ回動し、本体１１０に対して調整部材１１４を上限まで移動させることで、センサ素子２２と開口１１ａとの間の距離Ｌが最小のＬ１となる。そして、照度センサＢの検出範囲Ｐ２の直径Ｒ２が最大となり、検出範囲Ｐ２の面積は最大となる。

次に、図３（ｂ）に示すように、調整部材１１４を他方向へ回動して調整部材１１４を下方へ移動させ、センサ素子２２と開口１１ａとの間の距離ＬをＬ１よりも長いＬ２とする（Ｌ２＞Ｌ１）。すると、照度センサＢの検出範囲Ｐ２は、その直径Ｒ２が短くなって、検出範囲Ｐ３の面積は狭まる。

続いて、図３（ｃ）に示すように、調整部材１１４を他方向へ更に回動して下方へ移動させ、センサ素子２２と開口１１ａとの間の距離ＬをＬ２よりも長いＬ３する（Ｌ３＞Ｌ２）。すると、照度センサＢの検出範囲Ｐ２の直径Ｒ２が更に短くなって、検出範囲Ｐ２の面積は更に狭まる。

以上のように、本実施形態の照度センサＢは、調整部材１１３を回動させるだけで、センサ素子２２に対する開口１１ａの上下方向の位置が変更され、照度センサＢの検出範囲Ｐ２の面積を調整できて、検出範囲Ｐ２を所望の領域内に調整することができる。

また、従来例における照度センサＸは、センサ素子を検出方向とは直交する方向へ移動させるために、センサ素子を収納する筐体の幅寸法が大きくなり、照度センサＸが大型化する虞があった。しかしながら、本実施形態の照度センサＢは、調整部材１１４が、上下方向（検出方向）へ移動するため、筐体１１の幅寸法が大きくならず、照度センサＢの大型化が防止される。

（実施形態３）
本実施形態の照度センサＣについて、図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明を行う。本実施形態の照度センサＣは、センサ素子２２に対して開口１１ａの位置を変化させることで、照度センサＣの検出範囲Ｐ３の面積を調整する点が実施形態１の照度センサＡと異なっている。なお、実施形態１と共通する構成については、共通の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の照度センサＣの筐体１１は、上面が閉塞して下面が開口した有底円筒状の本体１１５と、上面が開口して下面の中央に開口１１ａが形成された円筒状の調整部材１１６とから構成されている。そして、本体１１５は、センサブロック２０を収納し、本体１１５の下面は、調整部材１１６によって閉塞される。

また、本体１１５は、外周面の下端側に、周方向に沿ってねじ溝１１ｄが形成されている。

また、調整部材１１６は、内周面の上端側にねじ溝１１ｅが形成されており、当該ねじ溝１１ｅが、本体１１５のねじ溝１１ｄに螺合することで、調整部材１１６が本体１１５に回動自在に支持される。つまり、調整部材１１６に形成された開口１１ａは、当該調整部材１１６の回動に伴って筐体１１の軸方向（上下方向）へ移動する。

そして、本体１１５に収納されたセンサ素子２２は、開口１１ａに対向し、センサ素子２２は、開口１１ａを介して照度の検出を行う。

まず、図４（ａ）に示すように、調整部材１１６を一方向へ回動し、本体１１５に対して調整部材１１６を上限まで移動させることで、センサ素子２２と開口１１ａとの間の距離Ｌが最小のＬ４となる。そして、照度センサＣの検出範囲Ｐ３の直径Ｒ３が最大となり、検出範囲Ｐ３の面積は最大となる。

次に、図４（ｂ）に示すように、調整部材１１６を他方向へ回動して調整部材１１６を下方へ移動させ、センサ素子２２と開口１１ａとの間の距離ＬをＬ４よりも長いＬ５とする（Ｌ５＞Ｌ４）。すると、照度センサＣの検出範囲Ｐ３は、その直径Ｒ３が短くなって、検出範囲Ｐ３の面積は狭まる。

続いて、図４（ｃ）に示すように、調整部材１１６を他方向へ更に回動して下方へ移動させ、センサ素子２２と開口１１ａとの間の距離ＬをＬ５よりも長いＬ６する（Ｌ６＞Ｌ５）。すると、照度センサＢの検出範囲Ｐ３の直径Ｒ３が更に短くなって、検出範囲Ｐ３の面積は更に狭まる。

以上のように、本実施形態の照度センサＣは、調整部材１１６を回動させるだけで、センサ素子２２に対する開口１１ａの上下方向の位置が変更され、照度センサＣの検出範囲Ｐ３の面積を調整できて、検出範囲Ｐ３を所望の領域内に調整することができる。

また、従来例における照度センサＸは、センサ素子を検出方向とは直交する方向へ移動させるために、センサ素子を収納する筐体の幅寸法が大きくなり、照度センサＸが大型化する虞があった。しかしながら、本実施形態の照度センサＣは、調整部材１１６が、上下方向（検出方向）へ移動するため、筐体１１の幅寸法が大きくならず、照度センサＣの大型化が防止される。

（実施形態４）
本実施形態の照度センサＤについて、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明を行う。本実施形態の照度センサＤは、開口１１ａに対してセンサ素子２２の位置を変化させることで、照度センサＤの検出範囲Ｐ４の面積を調整する点が実施形態１の照度センサＡと異なっている。なお、実施形態１と共通する構成については、共通の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の照度センサＤの筐体１１は、センサブロック２０を収納し上面が閉塞して下面に開口１１ａが形成された略円筒状の本体１１７と、外周面にねじ溝９０ａが形成された棒体状の調整部材９０とから構成される。

調整部材９０は、外周面にねじ溝９０ａが形成された円柱状のねじ部９１と、ねじ部９１の下端を拡径して形成される、円板状の規制部９２とから構成される。そして、規制部９２の下面には、センサ素子２２が配設される。

また、基板２１には、内周面にねじ溝を有する挿通孔２１ａが形成され、当該ねじ溝に調整部材９０のねじ溝９０ａが螺合することで、調整部材９０が基板２１に回動自在に支持される。なお、内周面にねじ溝を有する挿通孔２１ａは、例えば、本体１１７の上面に形成されていてもよい。

そして、調整部材９０は、周方向へ回動されることで基板２１に対して上下に移動し、当該移動に伴って、調整部材９０に固定されたセンサ素子２２と開口１１ａとの間の距離Ｌが変化する。そして、センサ素子２２は、開口１１ａを介して照度の検出を行う。

まず、図５（ａ）に示すように、調整部材９０を一方向へ回動し、基板２１に規制部９２が当接する位置（上限位置）まで調整部材９０を移動させることで、照度センサＤの検出範囲Ｐ４の面積は最小となる。この時の、センサ素子２２から開口１１ａまでの距離ＬをＬ７とする。

次に、図５（ｂ）に示すように、調整部材９０を他方向へ回動して調整部材９０を下方へ移動させ、センサ素子２２と開口１１ａとの間の距離Ｌを縮めてＬ７からＬ８とする、（Ｌ８＜Ｌ７）。すると、照度センサＤの検出範囲Ｐ４は、その外径が長くなり、検出範囲Ｐ４の面積が広くなる。

続いて、図５（ｃ）に示すように、調整部材９０を更に他方向へ回動して下方へ移動させ、センサ素子２２から開口１１ａまでの距離Ｌを更に縮め、センサ素子２２と開口１１ａとを略面一とする（Ｌ＝０）。すると。照度センサＤの検出範囲Ｐ４は、センサ素子２２単体の検出範囲Ｑと等しくなって最大となる。

以上のように、本実施形態の照度センサＤは、調整部材９０を回動させるだけで、センサ素子２２と開口１１ａとの間の距離Ｌを変化させることができ、照度センサＤの検出範囲Ｐ４の面積を容易に調整することができる。すなわち、本実施形態の照度センサＤは、検出範囲Ｐ４を所望の領域内に調整可能となっている。

また、従来例における照度センサＸは、センサ素子を検出方向とは直交する方向へ移動させるために、センサ素子を収納する筐体の幅寸法が大きくなり、照度センサＸが大型化する虞があった。しかしながら、本実施形態の照度センサＤは、調整部材９０が、上下方向（検出方向）へ移動するため、筐体１１の幅寸法が大きくならず、照度センサＤの大型化が防止される。

Ａ照度センサ
Ｐ１〜Ｐ４検出範囲
１１筐体
１１ａ開口
２１ａねじ孔（支持部）
２２ｂねじ孔
１１２調整板（調整手段）
１１４調整部材
１１６調整部材

Claims

一端に開口を有する筒状の筐体と、
前記開口に対向して前記筐体内に配設され、当該開口を介して前記筐体外における検出範囲の照度を検出するセンサ素子とを備え、
前記筐体は、前記検出範囲の面積を調整するための調整手段を有することを特徴とする照度センサ。
前記調整手段は、前記センサ素子と前記開口との間の距離を可変とすることを特徴とする請求項１記載の照度センサ。
前記調整手段は、前記センサ素子を前記筐体の軸方向へ移動させることを特徴とする請求項２記載の照度センサ。
前記筐体は、前記センサ素子が固定される調整部材と、前記調整部材が螺合して当該調整部材を回動自在に支持する支持部とを有し、
前記調整手段は、前記調整部材と前記支持部とから構成されることを特徴とする請求項３記載の照度センサ。
前記調整手段は、前記開口を前記筐体の軸方向へ移動させることを特徴とする請求項２記載の照度センサ。
前記筐体は、前記センサ素子が内部に配設される本体と、前記本体に螺合して当該本体に回動自在に支持され、前記開口が形成される調整部材とから構成され、
前記調整手段は、前記本体と前記調整部材とから構成されることを特徴とする請求項５記載の照度センサ。
前記調整手段は、前記開口面積を可変とすることを特徴とする請求項１記載の照度センサ。