JP2012113909A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネルギー効果を確保しつつ、照度を一定に保つことができる照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具は、ＬＥＤ１と、ＬＥＤ１に点灯電力を供給する点灯回路部２と、点灯回路部２の出力を制御する制御部３と、被照射面の照度を検出する照度センサ４と、被照射面の照度の閾値を記憶する記憶部５とを備える。制御部３は、照度センサ４で検出した被照射面の照度を記憶部５に記憶させた照度の閾値と比較することで異常の有無を検出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明器具に関するものである。

従来より、照度を一定に保てるように累積点灯時間に応じて光源の調光率を上昇させる照明器具が提供されている（例えば特許文献１参照）。この照明器具は、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤが実装されたＬＥＤユニットと、各ＬＥＤを点灯させるための点灯装置とを備える。点灯装置は、ＬＥＤユニットに対して電力供給を行う電源部と、ＬＥＤユニットへの電力供給量を制御する点灯制御部と、点灯制御部への動作指示を出力する演算処理部と、ＬＥＤユニットの点灯時間をカウントするタイマーと、制御に必要なデータを記憶する記憶部とで構成される。

この照明器具では、演算処理部からの動作指示に従って点灯制御部が各ＬＥＤへの電力供給制御を行っており、その際、点灯初期段階では調光率を抑え、時間の経過とともに調光率を上昇させている。その結果、累積点灯時間にかかわらず照度を略一定に保つことができ、しかも点灯初期段階では余分な光出力を抑えることで省エネルギー効果を得ることができる。

また、このような照明器具に明るさセンサを組み合わせた場合には、外光が入射される環境において調光率を低く抑えることができ、人感センサを組み合わせた場合には人が存在しない時に調光率を低く抑えることができるため、省エネルギー効果をさらに高めることができる。

特開２００６−３１８７７３号公報（段落［００２４］−段落［００２５］、及び、第７図）

ところで、上述の特許文献１に示した照明器具のように光源がＬＥＤである場合には、数万時間の寿命を持っているためランプ交換の頻度が非常に少なく、そのため器具表面が埃などで汚れてしまっても、それと気付かずに使い続けられる可能性があった。そして、器具表面が汚れた状態では被照射面の照度が低下するため、所望の照度が得られなくなる可能性があった。

そこで、照度を一定に保つために明るさセンサを用いて照度を検出し、検出結果に応じて調光率を制御することが考えられるが、この場合照度を一定に保つことはできるものの、器具表面が汚れていない場合に比べて調光率を上げる必要があることから、省エネルギー効果が低下してしまう可能性があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、省エネルギー効果を確保しつつ、照度を一定に保つことができる照明器具を提供することにある。

本発明の照明器具は、光源と、光源に点灯電力を供給する点灯回路部と、点灯回路部の出力を制御する制御部と、被照射面の照度を検出する照度センサと、被照射面の照度の閾値を記憶する記憶部とを備え、制御部は、照度センサで検出した照度を記憶部に記憶させた閾値と比較することを特徴とする。

本発明の照明器具は、光源と、光源に点灯電力を供給する点灯回路部と、被照射面の照度を検出する照度センサと、累積点灯時間に応じた調光率及び当該調光率の閾値を記憶する記憶部と、照度センサの検出結果及び累積点灯時間に基づいて調光率を制御する制御部とを備え、制御部は、設定した調光率を記憶部に記憶させた閾値と比較することで異常の有無を検出することを特徴とする。

この照明器具において、制御部の検出結果を利用者に報知する報知手段が設けられているのが好ましい。

また、この照明器具において、タイマー手段を備え、制御部は、タイマー手段による計時時間が所定時間に達すると、点灯回路部に点灯信号を出力して光源を点灯させるとともに、照度センサで検出した照度又は設定した調光率を記憶部に記憶させた閾値と比較することで異常の有無を検出するのも好ましい。

さらに、この照明器具において、少なくとも光源が収納される筐体を備え、制御部は、照度センサで検出した照度又は設定した調光率を記憶部に記憶させた閾値と比較することで筐体の汚れの有無を検出するのも好ましい。

また、この照明器具において、制御部は、照度センサで検出した照度又は設定した調光率を記憶部に記憶させた閾値と比較することで室内環境の変化の有無を検出するのも好ましい。

省エネルギー効果を確保しつつ、照度を一定に保つことができる照明器具を提供することができるという効果がある。

本発明に係る照明器具の一例を示す概略ブロック図である。 点灯中に異常が発生しない場合の累積点灯時間に対する各物理量を示すグラフであり、（ａ）は光束との関係を示すグラフ、（ｂ）は調光率との関係を示すグラフ、（ｃ）は机上面照度との関係を示すグラフである。 点灯中に異常が発生した場合の累積点灯時間に対する各物理量を示すグラフであり、（ａ）は光束との関係を示すグラフ、（ｂ）は調光率との関係を示すグラフ、（ｃ）は机上面照度との関係を示すグラフである。 点灯中に異常が発生した場合の累積点灯時間に対する各物理量を示す別のグラフであり、（ａ）は光束との関係を示すグラフ、（ｂ）は調光率との関係を示すグラフ、（ｃ）は机上面照度との関係を示すグラフである。

以下に、本発明に係る照明器具の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る照明器具は、例えば室内の天井面に設置されて当該室内を照明するために用いられる。

（実施形態１）
図１は本発明に係る照明器具の一例を示す概略ブロック図であり、本照明器具は、ＬＥＤ（光源）１と、ＬＥＤ１に点灯電力を供給する点灯回路部２と、点灯回路部２の出力を制御する制御部３と、被照射面の照度を検出する照度センサ４とを備える。また、本照明器具は、被照射面の照度の閾値を記憶する記憶部５と、ＬＥＤ１の点灯時間を計時するタイマー（タイマー手段）６と、異常を報知するための表示用ＬＥＤ（報知手段）７と、点灯回路部２の異常を検出する異常検知部８とを備える。なお、上記のＬＥＤ１は図示しない筐体内に収納されており、また光の照射方向にはＬＥＤ１から照射される光を被照射面側に透過させる透光パネルが配置されている。

点灯回路部２は、制御部３からの制御信号に応じてＬＥＤ１の光出力を所定の調光レベルに制御する機能を有している。

制御部３は、例えばマイクロプロセッサやロジックＩＣなどで構成され、照度センサ４やタイマー６、異常検知部８から入力される各種情報に従い、予め記憶部５に記憶させてあるデータを読み出して点灯回路部２や表示用ＬＥＤ７に制御信号を出力する。そして、点灯回路部２は制御部３からの制御信号に含まれる調光率に従ってＬＥＤ１を調光点灯させ、表示用ＬＥＤ７は制御部３からの制御信号により点灯又は点滅することで異常が発生したことを利用者に報知する。

照度センサ４は、例えばフォトＩＣなどで構成され、被照射面（以下、机上面を例に説明）の明るさを計測し、計測結果を制御部３に出力する。

記憶部５は、例えばＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリからなり、その内部にはＬＥＤ１の減衰特性や、目標とする机上面照度範囲及び閾値、ＬＥＤ１に流す電流の正常範囲、異常を検出した際の動作情報、ＬＥＤ１の累積点灯時間などが記憶されている。

タイマー６は、ＬＥＤ１の点灯時間を計測し、その計測結果を制御部３に出力する。制御部３は、タイマー６から受け取った計測結果を、記憶部５から読み出したこれまでの累積点灯時間に付加して新たな累積点灯時間を算出し、算出した新たな累積点灯時間を記憶部５に記憶させる。

異常検知部８は、点灯回路部２の状態を監視しており、当該点灯回路部２の劣化やＬＥＤ１に流れる電流などを計測して制御部３に出力する。

ここで、図２は点灯中に異常（本実施形態では透光パネルの汚れ）が発生しない場合の累積点灯時間に対する各物理量を示すグラフであり、ＬＥＤ１の光束は図２（ａ）に示すように点灯直後が最も明るく、累積点灯時間が増加するに従って徐々に低下している。一方、本実施形態では図２（ｂ）に示すように点灯初期段階ではＬＥＤ１の調光率を７０％に設定し、累積点灯時間が増加するに従って徐々に増加させており、ＬＥＤ１の寿命時間Ｔ１に到達した時に調光率が１００％となるように制御している。その結果、累積点灯時間の増加に伴うＬＥＤ１の光束減退を補うようにＬＥＤ１の調光率を増加させることで、図２（ｃ）に示すように机上面照度を略一定に保つことができる。また、点灯初期段階の調光率を７０％に設定することで、点灯初期段階の調光率を１００％に設定した場合に比べて、余分な光出力を抑えることができて省エネルギー効果が得られる。

次に、図３は点灯中に異常が発生した場合の累積点灯時間に対する各物理量を示すグラフであるが、ＬＥＤ１の光束及び調光率については図２と同様であるから、ここでは説明を省略する。図３（ｃ）を参照すると、累積点灯時間がＴ２となったときに、机上面照度が、透光パネルの汚れによって予め記憶部５に記憶させてある照度の閾値（図３（ｃ）中の破線ａ）を下回っており、このままでは机上面照度を一定に保つことができない。

そこで、本実施形態では、照度センサ４で検出した机上面照度を、予め記憶部５に記憶させてある照度の閾値と比較することで、異常（透光パネルの汚れ）が発生したことを検出できるようにしてある。具体的に説明すると、制御部３は、照度センサ４から入力された机上面照度を予め記憶部５に記憶させてある照度の閾値と比較し、机上面照度がこの閾値を下回っている場合には異常が発生したと判断する。そして、制御部３は表示用ＬＥＤ７に対して制御信号を出力し、当該表示用ＬＥＤ７を点灯又は点滅させることで利用者に異常が発生したことを報知する。

一方、利用者は表示用ＬＥＤ７が点灯又は点滅しているのを確認すると、透光パネルを含む筐体を掃除する。その結果、透光パネルがきれいになることで机上面照度の低下を抑えて略一定に保つことができるようになり、しかも従来例のように机上面照度を一定に保つために調光率を上げなくてもいいので、省エネルギー効果も得られるという利点がある。

（実施形態２）
本発明に係る照明器具の実施形態２について説明する。実施形態１では、照度センサ４で検出した机上面照度を、予め記憶部５に記憶させてある照度の閾値と比較することで異常（筐体の汚れ）を検出しているが、本実施形態では、制御部３が設定した調光率を、予め記憶部５に記憶させてある調光率の閾値と比較することで異常を検出している。なお、それ以外の構成は実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の照明器具は、ＬＥＤ１と、点灯回路部２と、制御部３と、照度センサ４と、記憶部５と、タイマー６と、表示用ＬＥＤ７と、異常検知部８とを備える。

ここで、図４は点灯中に異常（本実施形態では透光パネルの汚れ）が発生した場合の累積点灯時間に対する各物理量を示すグラフであるが、ＬＥＤ１の光束及び机上面（被照射面）照度については図２と同様であるから、ここでは説明を省略する。図４（ｂ）を参照すると、累積点灯時間がＴ３になった時、透光パネルの汚れによって机上面照度が低下することから、机上面照度を一定に保つべく調光率を上昇させている。その結果、図４（ｃ）に示すように机上面照度については一定に保つことができるものの、調光率については本来設定すべき調光率（図４（ｂ）中の二点鎖線ｃ）よりも高く設定しなければならず、この状態が継続することは省エネルギーの観点から好ましくない。

そこで、本実施形態では、制御部３により設定された調光率を、予め記憶部５に記憶させてある調光率の閾値と比較することで、異常（透光パネルの汚れ）が発生したことを検出できるようにしてある。具体的に説明すると、制御部３は、机上面照度が一定となるように自己が設定した調光率を、予め記憶部５に記憶させてある調光率の閾値（図４（ｂ）中の破線ｂ）と比較し、調光率がこの閾値を上回っている場合には異常が発生したと判断する。そして、制御部３は表示用ＬＥＤ７に対して制御信号を出力し、当該表示用ＬＥＤ７を点灯又は点滅させることで利用者に異常が発生したことを報知する。

一方、利用者は表示用ＬＥＤ７が点灯又は点滅しているのを確認すると、透光パネルを含む筐体を掃除する。その結果、透光パネルがきれいになることで机上面照度の低下を抑えて略一定に保つことができるようになり、しかも従来例のように机上面照度を一定に保つために調光率を上げなくてもいいので、省エネルギー効果も得られるという利点がある。また、利用者がすぐに掃除できない場合であっても、調光率を上昇させることで机上面照度は一定に保てるので、利用者に対して不快感を与えることがない。

（実施形態３）
本発明に係る照明器具の実施形態３について説明する。本実施形態では、上記の異常検出動作を行うタイミングが実施形態１，２と異なっており、それ以外は実施形態１，２と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の照明器具は、ＬＥＤ１と、点灯回路部２と、制御部３と、照度センサ４と、記憶部５と、タイマー６と、表示用ＬＥＤ７と、異常検知部８とを備える。

ここで、人の出入りの多い場所や外光の影響を受け易い場所に本照明器具が設置された場合、照度センサ４が誤検出する可能性は高くなる。例えば、照度センサ４の直下を黒いスーツを着た人が通ると、黒は反射率が低いことから照度センサ４に届く光が弱くなり、照度センサ４で検出される照度は低下する。そして、制御部３では、照度センサ４から入力される照度が低下したことから異常が発生したと判断し、表示用ＬＥＤ７を点灯又は点滅させて利用者に異常（透光パネルの汚れ）の発生を報知してしまう。つまり、異常が発生していないにもかかわず、異常が発生したと報知してしまうのである。

そこで、本実施形態では、上記の誤報を抑えるべく、タイマー６によって計時される所定時間（例えば１時間）の間、照度センサ４で検出される照度に変化がない場合に異常検出動作を行い、上記の所定時間が経過するまでに照度が変化した場合には異常検出動作を行わないようにしてある。その結果、人の移動や外光の変化のように一時的に照度が変化する場合には異常検出動作を行わないので、上述のような誤報を抑えることができる。

なお、異常検出動作を行うタイミングは上記タイミングに限定されるものではなく、例えばタイマー６に時刻機能を持たせ、上記タイミングに加えて、外光の影響がなく且つ人の出入りも少ない夜間に異常検出動作を行うようにしてもよい。また、人感センサをさらに搭載し、照度変化に加えて、人がいなくなったときに異常検出動作を行うようにしてもよい。

（実施形態４）
本発明に係る照明器具の実施形態４について説明する。実施形態１〜３では筐体の汚れのみを検出する場合について説明したが、本実施形態では筐体の汚れに加えて、当該照明器具が設置される室内環境の変化も検出できるようにした点で実施形態１〜３と異なっている。なお、それ以外の構成は実施形態１〜３と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の照明器具は、ＬＥＤ１と、点灯回路部２と、制御部３と、照度センサ４と、記憶部５と、タイマー６と、表示用ＬＥＤ７と、異常検知部８とを備える。

ここで、例えば本照明器具が設置された室内の床面が白いタイルであったものが、カーペットに交換されると反射率が低下するため、照度センサ４で検出される照度は低下し、制御部３は異常が発生したと判断してしまう。しかしながら、この異常の原因は室内環境の変化に起因しているため、筐体の汚れを掃除したところで異常を解消することはできない。そしてこの場合、室内環境の変化を考慮した目標照度を再設定する必要がある。

そこで、本実施形態では、上述の実施形態１〜３で設定した照度の閾値（図３（ｃ）中の破線ａ）又は調光率の閾値（図４（ｂ）中の破線ｂ）とは別の第２の閾値を設定することで室内環境の変化を検出できるようにしてある。例えば照度値から異常検出を行う場合には、第２の閾値として机上面照度よりも高い値（以下、上側の第２の閾値という）と、実施形態１で設定した第１の閾値（図３（ｃ）中の破線ａ）よりも低い値（以下、下側の第２の閾値という）をそれぞれ設定し、検出照度がこれら第２の閾値の間にある場合で且つ第１の閾値よりも低い場合には筐体の汚れであると判断する。また、検出照度が上側の第２の閾値よりも大きいか、又は下側の第２の閾値よりも小さい場合には室内環境の変化であると判断する。なお、調光率から異常検出を行う場合についても同様に第２の閾値を設定すればいいので、ここでは説明を省略する。

具体的に例を挙げて説明すると、白いタイルの反射率は約３０％〜５０％であり、カーペットの反射率は約１０％程度であるので、机上面照度が７５０ｌｘのとき、白いタイルでは天井面照度（つまり照度センサ４が検出する照度）が２２５ｌｘ〜３７５ｌｘであるのに対して、カーペットでは天井面照度が７５ｌｘと大きく異なっている。この場合、照度センサ４による検出照度から算出される机上面照度が下側の第２の閾値よりも低くなることから、制御部３は室内環境の変化であると判断する。そして、制御部３は、目標照度の再設定を指示するように表示用ＬＥＤ７を点灯又は点滅させて利用者に報知する。

逆に、照度センサ４で検出される照度が上昇する方向に室内環境を変化させた場合には、照度センサ４による検出照度から算出される机上面照度が上側の第２の閾値よりも高くなることから、室内環境の変化であると判断できる。

上述のように、本実施形態の照明器具によれば、筐体の汚れ及び室内環境の変化の双方に対応可能な照明器具を提供することができ、また室内環境の変化を検出した場合には目標照度の再設定が促されるので、設定変更のし忘れを防止することができる。

なお、上述の実施形態１〜４では表示用ＬＥＤ７により報知手段が構成されているが、例えば複数のＬＥＤを設けて汚れレベルに応じて点灯させるＬＥＤを変化させてもよく、また汚れレベルに応じてＬＥＤを点滅させたり、点滅周期を変化させてもよい。また、報知手段は表示用ＬＥＤ７に限定されるものではなく、例えば赤外ＬＥＤやＲＦ、可視光通信が可能なＬＥＤなどを設けて、無線信号により利用者に報知するようにしてもよい。さらに、例えば各照明器具に通信部を設けて、異常（透光パネルの汚れ）が発生していることを通信信号により管理者などに報知するようにしてもよい。また、実施形態１〜４では照明器具に報知手段を設けているが、例えば照明器具を制御するためのコントローラなどに報知手段を設けてもよい。さらに、実施形態１〜４では光源がＬＥＤの場合を例に説明したが、例えば蛍光灯や白熱電球、有機ＥＬなどであってもいいし、それ以外の光源であってもよい。

１ ＬＥＤ（光源）
２ 点灯回路部
３ 制御部
４ 照度センサ
５ 記憶部

Claims (6)

1. 光源と、前記光源に点灯電力を供給する点灯回路部と、前記点灯回路部の出力を制御する制御部と、被照射面の照度を検出する照度センサと、被照射面の照度の閾値を記憶する記憶部とを備え、
   前記制御部は、前記照度センサで検出した照度を前記記憶部に記憶させた前記閾値と比較することで異常の有無を検出することを特徴とする照明器具。
2. 光源と、前記光源に点灯電力を供給する点灯回路部と、被照射面の照度を検出する照度センサと、累積点灯時間に応じた調光率及び当該調光率の閾値を記憶する記憶部と、前記照度センサの検出結果及び累積点灯時間に基づいて調光率を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、設定した調光率を前記記憶部に記憶させた前記閾値と比較することで異常の有無を検出することを特徴とする照明器具。
3. 前記制御部の検出結果を利用者に報知する報知手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明器具。
4. タイマー手段を備え、
   前記制御部は、前記タイマー手段による計時時間が所定時間に達すると、前記点灯回路部に点灯信号を出力して前記光源を点灯させるとともに、前記照度センサで検出した照度又は設定した調光率を前記記憶部に記憶させた前記閾値と比較することで異常の有無を検出することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明器具。
5. 少なくとも前記光源が収納される筐体を備え、
   前記制御部は、前記照度センサで検出した照度又は設定した調光率を前記記憶部に記憶させた前記閾値と比較することで前記筐体の汚れの有無を検出することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の照明器具。
6. 前記制御部は、前記照度センサで検出した照度又は設定した調光率を前記記憶部に記憶させた前記閾値と比較することで室内環境の変化の有無を検出することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の照明器具。

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