JP2014220198A

JP2014220198A - 照明装置

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Publication number: JP2014220198A
Application number: JP2013100479A
Authority: JP
Inventors: 透中村; Toru Nakamura; 晃久奥谷; Teruhisa Okuya; 百合子上垣; Yuriko Kamigaki; ゆり藤原; Yuri Fujiwara; 幹生岩川; Mikio Iwakawa
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: JP6078880B2

Abstract

【課題】外光が存在しても適切な明るさとなるよう調整できる照明装置を提供する。
【解決手段】輝度が調整可能な複数の光源１と、複数の光源１によって光が照射可能な所定範囲の照度を検知する照度センサ部４と、検出された照度の分布と制御対象とする光源１との対応関係を記憶する記憶部７と、検知範囲内の照度が所定値以上であるか否かを判断する判断部３と、検出された照度の分布に基づいて制御対象とする光源１を判定し、判断部３により照度が所定値以上でないと判断された場合には所定範囲の照度を高めて所定値に近づけるように制御対象とする光源１の輝度を高くし、判断部３により照度が所定値以上であると判断された場合には所定範囲の照度を低くして所定値に近づけるように制御対象とする光源１の輝度を低くする制御部２と備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を照射する照明装置に関する。

外光が存在する場合でも明るさの調整を行う技術として、下記の特許文献１が知られている。この特許文献１には、外光が当たりにくい部屋の暗い部分の照度を検知することで、暗い部分の照度を過剰に下げることなく明るさの過剰な調整を防止する照明装置が記載されている。

特開２０１２−２２８４９号公報

しかしながら、特許文献１の照明装置においては、全ての光源を制御しているため、外光によって既に明るい領域を過剰に明るくしてしまう問題があった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、外光が存在しても適切な明るさとなるよう調整できる照明装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る照明装置は、少なくとも輝度を含む照明物理量が調整可能な複数の光源と、前記複数の光源によって光が照射可能な所定範囲の照度を検知する検出手段と、前記検出手段により検出された照明物理量の分布と制御対象とする光源との対応関係を記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された検知範囲内の照度が所定値以上であるか否かを判断する判断手段と、前記検出手段により検出された照明物理量の分布に基づいて制御対象とする光源を判定し、前記判断手段により照度が前記所定値以上でないと判断された場合には前記所定範囲の照度を高めて前記所定値に近づけるように前記制御対象とする光源の輝度を高くし、前記判断手段により照度が前記所定値以上であると判断された場合には前記所定範囲の照度を低くして前記所定値に近づけるように前記制御対象とする光源の輝度を低くする制御部と備えることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る照明装置は、上記第１の態様の照明装置であって、前記複数の光源は照射する光の色温度が調整可能であり、前記検出手段は、前記所定範囲における色温度を検知し、前記制御部は、前記所定範囲における色温度を、前記所定範囲のうち外光が入射する範囲の色温度に近づけるよう前記各光源が照射する光の色温度を制御することを特徴とする。

本発明の第３の態様に係る照明装置は、上記第１又は第２の態様の照明装置であって、前記複数の光源は、筐体内において所定方向に配置されたＬＥＤからなり、前記制御部は、複数のＬＥＤのうち輝度又は色温度を調整するＬＥＤを選択して前記所定範囲のうち照度又は色温度を調整する範囲を制御することを特徴とする。

本発明の第４の態様に係る照明装置は、上記第１又は第２の態様の照明装置であって、前記記憶手段は、前記複数の光源のうち予め設定された光源から光を照射させて所定の光形状を形成する発光パターンを記憶し、前記制御部は、前記記憶手段に記憶された発光パターンに従って複数の光源の輝度又は色温度を制御することを特徴とする。

本発明の第５の態様に係る照明装置は、上記第１乃至第４の何れかの態様の照明装置であって、人感センサをさらに備え、前記人感センサが人物を検出した場合にのみ前記光源を制御することを特徴とする。

本発明の第６の態様に係る照明装置は、上記第１乃至第５の何れかの態様の照明装置であって、人感センサをさらに備え、前記人感センサが検出した人物を中心として前記検出手段により検知する所定範囲を変更することを特徴とする。

本発明によれば、外光が存在しても適切な明るさとなるよう調整できる。

本発明の実施形態として示す照明装置の機能的な構成を示すブロック図である。本発明の実施形態として示す照明装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態として示す照明装置による照度の制御前の光源の照射状態、床面の照度分布、照度の大小関係を示す図である。本発明の実施形態として示す照明装置による照度の制御後の光源の照射状態、床面の照度分布、照度の大小関係を示す図である。照明装置における発光パターンの一例を示す平面図である。本発明の実施形態として示す照明装置による色温度の制御前の光源の照射状態、床面の照度分布、色温度の大小関係を示す図である。本発明の実施形態として示す照明装置による色温度の制御後の光源の照射状態、床面の照度分布、色温度の大小関係を示す図である。本発明の実施形態として示す照明装置において、人がいない場合の光源の照射状態、床面の状態、制御の状態を示す図である。本発明の実施形態として示す照明装置において、人がいる場合の光源の照射状態、床面の照度分布、照度の状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施形態として示す照明装置は、例えば図１に示すような機能的な各部を有する。この照明装置は、例えば部屋の天井に設けられるシーリングライトにより構成される。

照明装置は、複数の光源１Ａ、・・・、１Ｎ（以下、総称する場合には単に「光源１」と呼ぶ。）、制御部２、判断部３、照度センサ部４、及び、記憶部７を有する。また、照明装置は、色温度センサ部５を有していてもよい。さらに、照明装置は、人感センサ部６を有していてもよい。

光源１は、少なくとも輝度を含む照明物理量が調整可能なものである。複数の光源１は、例えば所定の配列パターンによって配置されたＬＥＤ発光素子によって構成される。この配列パターンは、例えば複数の円環状のものなどが考えられる。

照度センサ部４は、複数の光源１によって光が照射可能な所定範囲の照度を検知する検出手段として機能する。照度センサ部４は、例えば、シーリングライトが設けられた部屋の床面を所定範囲として照度が検出可能なものである。なお、照度センサ部４は、部屋の床面のみならず、壁面を検知対象としてもよい。さらに、照度センサ部４は、部屋の床面や壁面の一部を検知対象としてもよい。照度センサ部４によって検出された照度は判断部３に供給される。

複数の光源１は、照射する光の色温度が調整可能であってもよい。この場合、照明装置は、色温度センサ部５によって所定範囲における色温度を検知する。色温度センサ部５によって検出された色温度は判断部３に供給される。

記憶部７は、照度センサ部４により検出された照明物理量の分布と制御対象とする光源１との対応関係を記憶する記憶手段である。この照明物理量は照度や色温度が挙げられるが、その他の制御可能な値であってもよいことは勿論である。この対応関係は、後述するように照明装置が設けられた部屋を一様な明るさとするよう設計されている。記憶部７に記憶されている対応関係は、制御部２によって読み取られる。

記憶部７は、照明装置が色温度センサ部５を有する場合、色温度センサ部５により検出された照明物理量（色温度）の分布と制御対象とする光源１との対応関係を記憶している。この対応関係は、後述するように照明装置が設けられた部屋を一様な色温度とするよう設計されている。記憶部７に記憶されている対応関係は、制御部２によって読み取られる。

判断部３は、照度センサ部４により検出された検知範囲内の照度が所定値以上であるか否かを判断する判断手段として機能する。この所定値は照明装置の設計時に予め設定されている。この判断部３による判断結果は、制御部２に出力される。

照明装置が色温度センサ部５を有する場合、判断部３は、色温度センサ部５により検出された検知範囲内の色温度が所定値以上であるか否かを判断してもよい。この所定値は照明装置の設計時に予め設定されている。この判断部３による判断結果は、制御部２に出力される。

制御部２は、複数の光源１の動作を制御する。制御部２は、照度センサ部４により検出された照明物理量（照度及び／又は色温度）の分布に基づいて制御対象とする光源１を判定する。このとき、制御部２は、記憶部７に記憶された照明物理量の分布と光源１との対応関係を参照する。これにより制御部２は、制御対象とする光源１を判定する。

また、制御部２は、判断部３により照度が所定値以上でないと判断された場合には所定範囲の照度を高めるよう制御対象の光源１を制御する。これにより制御部２は、照度を所定値に近づけるように制御対象とする光源１の輝度を高くする。一方、制御部２は、判断部３により照度が所定値以上であると判断された場合には所定範囲の照度を低くするよう制御対象の光源１を制御する。これにより制御部２は、照度を所定値に近づけるように制御対象とする光源１の輝度を低くする。

さらに、制御部２は、複数の光源１が色温度の調整が可能である場合、所定範囲における色温度を、所定範囲のうち外光が入射する範囲の色温度に近づけるよう各光源１の色温度を制御してもよい。

さらに、制御部２は、人感センサ部６を有する場合、人感センサ部６が人物を検出した場合にのみ光源１を制御してもよい。また、制御部２は、人感センサ部６が検出した人物を中心として照度センサ部４や色温度センサ部５により検知する所定範囲を変更してもよい。

つぎに、上述した照明装置の動作を図２のフローチャート及び図３乃至図９の具体例を参照して説明する。

先ず、ステップＳ１において、図示しないスイッチ操作により照明装置の電源がオンとされる。

次のステップＳ２において、制御部２は、複数の光源１を点灯させる。なお、このステップＳ２にて点灯させる光源１は任意でよい。例えば、部屋の床面１０２を一様の照度とするよう光源１を点灯させてもよく、予め設定された照度となるよう光源１を点灯させてもよい。

次のステップＳ３において、照度センサ部４は、所定範囲（検知範囲）における照度を検知する。例えば図３に示すように、複数の光源１を含む照明装置１０が天井１０１に設置され、照明光Ｌ１によって床面１０２を照射するとする。この場合、照度センサ部４は、床面１０２における楕円形範囲の照度を検知する。この検知の結果、床面１０２のうち外光側１０３から外光Ｌ２が入っており、外光側１０３の領域１０２ａの照度Ｉ１が壁面１０４側の領域１０２ｂの照度Ｉ２よりもが高くなっている。なお、図３におけるＩｃは予め設定された目標とする床面１０２の照度である照度制御値（所定値）である。

次のステップＳ４において、判断部３は、検知範囲としての床面１０２の照度が所定値以上か否か判断する。このとき、判断部３は、床面１０２における所定の単位面積ごとに検知された照度が照度制御値Ｉｃ以上か否かを判定する。照度制御値Ｉｃは、例えば４００Ｌｘといった値が使用可能である。このステップＳ４により、制御部２は、照度センサ部４により検出された照明物理量の分布に基づいて制御対象とする光源１を判定する。

図３のように照度制御値Ｉｃよりも高い外光側１０３の領域１０２ａと照度制御値Ｉｃよりも低い壁面１０４側の領域１０２ｂとが存在する場合には、当該照度分布に対応した光源１が判定される。これにより、制御部２は、床面１０２に照明光Ｌ１を照射する光源１が制御対象として判定される。

図３における外光側１０３の領域１０２ａについては、検知された照度Ｉ１が照度制御値Ｉｃ以上である。したがって、ステップＳ５において、制御部２は、外光側１０３の領域１０２ａ（明るい部分）に対応する光源１を中心として照度を下げるよう制御する。

図３における壁面１０４側の領域１０２ｂについては、検知された照度Ｉ１が照度制御値Ｉｃ以上ではない。したがって、ステップＳ６において、制御部２は、壁面１０４側の領域１０２ｂ（暗い部分）に対応する光源１を中心として照度を上げるよう制御する。

その結果、図４に示すように、照明装置１０は、壁面１０４側の領域１０２ｂに多くの照明光Ｌ１を照射するよう光源１を点灯させる。これにより、外光側１０３の領域１０２ａにおける照度Ｉ１を下げて照度Ｉ１’とし、壁面１０４側の領域１０２ｂにおける照度Ｉ２を上げて照度Ｉ２’とすることができる。

次のステップＳ７において、色温度センサ部５により、検知範囲としての床面１０２における壁面１０４側の領域１０２ｂの色温度を検知する。このとき、制御部２は、所定の短時間だけ光源１を消灯し、外光Ｌ２のみの状態にする。そして、制御部２は、光源１を消灯していた期間に色温度センサ部５が検出した色温度を読み取る。

次のステップＳ８において、制御部２は、色温度センサ部５の検知範囲の色温度がステップＳ７にて検出した外光Ｌ２が照射されていた床面１０２の色温度になるように各光源１の色温度を制御する。このとき、制御部２は、所定の検知範囲における色温度を、外光Ｌ２が入射する範囲の色温度に近づければよい。

このような色温度又は照度の制御においては、図５のような発光パターンとなるようにしてもよい。この発光パターンは、白色領域１０ａ及び暖色領域１０ｂを含む。これを実現するために、記憶部７は、複数の光源１のうち予め設定された光源１から光を照射させて所定の光形状を形成する発光パターンを記憶しておく。そして、制御部２は、記憶部７に記憶された発光パターンに従って複数の光源１の輝度又は色温度を制御できる。このとき、制御部２は、判断部３により判断された結果に基づく照度や色温度を維持するよう制御する。

図５の例においては、この暖色領域１０ｂは、三日月状となっている。なお、発光パターンは、あかりの自然現象として部分日食や三日月などを想起するようなものであってもよい。白色領域１０ａに対応する光源１は、外光側１０３の領域１０２ａにおける照度Ｉ１が照度制御値Ｉｃ以上に確保できている場合には、発光させなくてもよい。すなわち、白色領域１０ａに対応する光源１は、必ずしも常時発光させなくてもよい。これにより、省電力を促進できる。

図６のように外光Ｌ２が外光側１０３の領域１０２ｃに入射している場合、制御部２は、ステップＳ７によって、当該外光側１０３の領域１０２ｃにおける色温度Ｃ１を色温度制御値Ｃｃに設定する。また、ステップＳ７によって、制御部２は、壁面１０４側の領域１０２ｄの色温度Ｃ２を検知できる。図６の例では、壁面１０４側の領域１０２ｄの色温度Ｃ２が色温度制御値Ｃｃよりも低くなっている。例えば、外光Ｌ２の色温度が４５００Ｋであり、壁面１０４側の領域１０２ｄの色温度が２７００Ｋの電球色である場合、図６のような色温度の関係となる。

この図６のような場合、制御部２は、壁面１０４側の領域１０２ｃの色温度を上げるよう光源１を制御する。このとき、制御部２は、図７に示すように、壁面１０４側の領域１０２ｄ（色温度が低い部分）に対応する光源１を中心として照明光Ｌ１の色温度を上げるよう制御する。その結果、壁面１０４側の領域１０２ｄの色温度Ｃ２をＣ２’まで上げて、壁面１０４側の領域１０２ｄの色温度Ｃ２’を色温度制御値Ｃｃに近づけることができる。これにより、床面１０２の色温度を略一様な領域１０２ｅを形成できる。

次のステップＳ９において、人感センサ部６によって検知範囲における人を検知する。この検知結果は制御部２によって読み取られる。このとき、制御部２は、人感センサ部６の検知結果によって、部屋における人の在又は不在、人の場所を読み取る。

次のステップＳ１０において、制御部２は、ステップＳ９にて検知された人感センサ部６の検知結果より光源１を制御する。このとき、制御部２は、人がいない場合は光源１を消灯してもよい。また、制御部２は、人のいる場所を、照度センサ部４や色温度センサ部５の検知範囲の中心に変更してもよい。

例えば図８に示すように、床面１０２に人がない場合、照明装置１０における光源１を消灯させてもよい。そして、図９に示すように人Ｐが床面１０２に存在する場合、当該人Ｐがいる場所を中心とした床面１０２を照度センサ部４及び色温度センサ部５の検知範囲に変更する。これにより、人Ｐがいる場所を中心として照度及び色温度を制御することができる。

照明装置１０は、ステップＳ１０の制御後、ステップＳ３に処理を戻す。

以上のように、本実施形態として示した照明装置によれば、照明物理量の分布と制御対象とする光源との対応関係を記憶しておき、検出された照度の分布に基づいて制御対象とする光源１を判定できる。そして、照明装置は、照度が所定値以上でないと判断された場合には照度を高めて所定値に近づける。一方で、照度が所定値以上であると判断された場合には照度を低くして所定値に近づける。このとき、照明装置は、床面１０２といった所定範囲の各場所ごとに照度を所定値に近づけるようにすることが望ましい。これにより、照明装置によれば、外光が存在しても適切な明るさとなるよう調整できる。

また、この照明装置によれば、外光Ｌ２のエネルギーを最大限に有効利用でき、外光Ｌ２から遠くて暗い部分だけを効率的に照らすことができる。これにより、照明装置によれば、パッシブな自然エネルギーを有効に利用すると共に光源１を個別に制御することによって、必要な電力を抑制できる。

さらに、この照明装置によれば、所定範囲における色温度を、所定範囲のうち外光が入射する範囲の色温度に近づけることができる。これにより、照明装置によれば、外光Ｌ２から遠い部分においても、外光Ｌ２とほぼ同じ色温度に調整できる。したがって、この照明装置によれば、外光Ｌ２が入射している箇所と照明光Ｌ１を照らした箇所とで色温度にギャップが生じることによるによる違和感や不快感が解消できる。また、外光Ｌ２から遠い場所にいても、外光Ｌ２が手元まで届いているような自然な環境を作り出して、ユーザに自然な感じを与えることができる。

さらに、この照明装置によれば、複数の光源１は、筐体内において所定方向に配置されたＬＥＤからなるものとしている。そして、制御部２は、複数のＬＥＤのうち輝度又は色温度を調整するＬＥＤを選択して所定範囲のうち照度又は色温度を調整する範囲を制御することができる。これにより、照明装置によれば、床面１０２の照度又は色温度が所定値となるよう所定方向に配列されたＬＥＤのうち個別にＬＥＤを制御できる。これにより、照明装置は、外光が存在しても適切な明るさ、色温度となるようとなるよう調整できる。

さらに、この照明装置によれば、複数の光源１のうち予め設定された光源１から光を照射させて所定の光形状を形成する発光パターンを記憶しておき、発光パターンに従って複数の光源１の輝度又は色温度を制御する。これにより、照明装置によれば、例えば三日月のような発光パターンとすることにより、室内に居ながらにしてユーザに自然感を与えることができる。さらに、外光側１０３と同じ色温度とすることにより、外の自然の明かりを想起でき、より自然感を向上させることができる。

さらに、この照明装置によれば、人感センサ部６が人物を検出した場合にのみ光源１を制御する。これにより、照明装置によれば、人が床面１０２に居ない時に光源１を点灯させることを回避でき、電力を低減できる。また、照明装置によれば、人がいる部分に、照度センサ部４や色温度センサ部５の検知範囲の中心に変更することができる。したがって、この照明装置によれば、人の作業場所を中心に光源１を制御することができ、外光Ｌ２の有効利用による省エネを図りつつ、人の作業性や快適性も同時に向上することができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１光源
２制御部
３判断部
４照度センサ部
５色温度センサ部
６人感センサ部
７記憶部
１０照明装置

Claims

少なくとも輝度を含む照明物理量が調整可能な複数の光源と、
前記複数の光源によって光が照射可能な所定範囲の照度を検知する検出手段と、
前記検出手段により検出された照明物理量の分布と制御対象とする光源との対応関係を記憶する記憶手段と、
前記検出手段により検出された検知範囲内の照度が所定値以上であるか否かを判断する判断手段と、
前記検出手段により検出された照明物理量の分布に基づいて制御対象とする光源を判定し、前記判断手段により照度が所定値以上でないと判断された場合には前記所定範囲の照度を高めて前記所定値に近づけるように前記制御対象とする光源の輝度を高くし、前記判断手段により照度が前記所定値以上であると判断された場合には前記所定範囲の照度を低くして前記所定値に近づけるように前記制御対象とする光源の輝度を低くする制御部と、
を備えたことを特徴とした照明装置。
前記複数の光源は照射する光の色温度が調整可能であり、
前記検出手段は、前記所定範囲における色温度を検知し、
前記制御部は、前記所定範囲における色温度を、前記所定範囲のうち外光が入射する範囲の色温度に近づけるよう前記各光源の色温度を制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記複数の光源は、筐体内において所定方向に配置されたＬＥＤからなり、
前記制御部は、複数のＬＥＤのうち輝度又は色温度を調整するＬＥＤを選択して前記所定範囲のうち照度又は色温度を調整する範囲を制御すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
前記記憶手段は、前記複数の光源のうち予め設定された光源から光を照射させて所定の光形状を形成する発光パターンを記憶し、
前記制御部は、前記記憶手段に記憶された発光パターンに従って複数の光源の輝度又は色温度を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
人感センサをさらに備え、
前記人感センサが人物を検出した場合にのみ前記光源を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の照明装置。
人感センサをさらに備え、
前記人感センサが検出した人物を中心として前記検出手段により検知する所定範囲を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の照明装置。