JP2018181760A - 天井付き照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デスク上に設置された電気スタンドの点灯を確実に検知できるように構成することで、省エネ性を向上させることができる天井付き照明装置を提供する。【解決手段】天井付き照明装置１０は、光源１２と、第１対象領域８の照度を検知する照度センサ１４と、第１対象領域８と少なくとも一部が重複する第２対象領域９における温度を検知する赤外線アレイセンサ１６と、照度センサ１４および赤外線アレイセンサ１６の各検知結果に基づいて光源１２の光強度を調整する制御部とを備える。制御部は、赤外線アレイセンサ１６によって人の存在を検知し、かつ、照度センサ１４によって照度変化を検知するか又は赤外線アレイセンサ１６によって静止位置での温度変化を検知したとき、光源１２の光強度を調整する。【選択図】図１

Description

本開示は、天井付き照明装置に関する。

従来、赤外線センサによって人の存在が検知されると、天井付き照明装置の光強度を調整するなどの制御を行うことにより、消費電力を抑制する省エネ制御が行われている。例えば、特許文献１には、アンビエント機器（例えば天井付き照明装置など）およびタスク機器（デスク照明など）を制御する機器制御システムにおいて、アンビエント機器およびタスク機器の設置される対象空間に設けられるセンサ部と、センサ部より取得された情報と、アンビエント機器およびタスク機器の電力消費量とに基づいて、アンビエント機器およびタスク機器に対する制御目標値を算出する算出部を備えた構成が開示されている。

特開２０１４−２１２０９５号公報

ところで、オフィス空間においてデスク上に電気スタンド（またはデスクスタンド）が設置され、そのデスクの使用者のオン操作によって電気スタンドが点灯されることがある。この場合、天井等に設けた照度センサによって電気スタンドの点灯を検知し、その検知結果に基づいて天井付き照明装置の光強度を低下させることで、省エネ性を向上させることができる。

しかしながら、照度センサが天井付き照明装置と一体に構成される場合には、照明装置の光源からの光の影響により電気スタンドが点灯されたか否かを検知するのが困難な場合がある。また、窓の近くにデスクがある場合には、窓から入射する外光の影響により同様の問題が生じ得る。

本開示の目的は、デスク上に設置された電気スタンドの点灯を確実に検知できるように構成することで、省エネ性を向上させることができる天井付き照明装置を提供することにある。

本開示に係る天井付き照明装置は、光源と、第１対象領域の照度を検知する照度センサと、前記第１対象領域と少なくとも一部が重複する第２対象領域における温度を検知する赤外線アレイセンサと、前記照度センサおよび前記赤外線アレイセンサの各検知結果に基づいて前記光源の光強度を調整する制御部と、を備える。前記制御部は、前記赤外線アレイセンサによって人の存在を検知し、かつ、前記照度センサによって照度変化を検知するか又は前記赤外線アレイセンサによって静止位置での温度変化を検知したとき、前記光源の光強度を調整する。

本開示に係る天井付き照明装置によれば、照度センサによって照度変化が検知できない場合でも、デスク上の電気スタンドが点灯されたことを赤外線アレイセンサによって電気スタンドの温度変化で確実に検知することができる。したがって、電気スタンドの点灯に応じて光源を減光等させる制御を実行することで、天井付き照明装置の省エネ性を向上させることができる。

一実施形態である天井付き照明装置（以下、適宜に「照明装置」とだけいう）の構成を示す図である。 図１に示した照明装置の機能ブロック図である。 赤外線アレイセンサを示す拡大平面図である。 照明装置の制御部において実行される処理手順を示すフローチャートである。 照明装置の調光に用いられる制御テーブルの一例を示す図である。

以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において「略」なる用語は、例えば、完全に同じである場合に加えて、実質的に同じとみなせる場合を含む意味で用いられる。さらに、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

図１は、一実施形態である照明装置１０の構成を示す図である。図２は、照明装置１０の機能ブロック図である。

図１に示すように、照明装置１０は、例えば、オフィス空間１等の天井２に設置される。オフィス空間１の床３には、デスク４および椅子５が設置されている。デスク４上には、電気スタンド（またはデスク照明）６が置かれている。電気スタンド６は、スイッチ７を有する。このスイッチ７がオン操作されることによって、電気スタンド６はデスク４の上面４ａを照明することができる。

照明装置１０は、光源１２と、照度センサ１４と、赤外線アレイセンサ１６とを備える。光源１２、照度センサ１４および赤外線アレイセンサ１６は、筐体１８に取り付けられることによって照明装置１０と一体に構成されている。また、図２に示すように、照明装置１０は、電源回路１１および制御部１３を備える。

光源１２は、例えば、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ（Light-Emitting Diode））によって好適に構成される。光源１２には、電源回路１１が電気的に接続されている。電源回路１１は、図示しない外部電源（例えば、商用電源等）から供給される電力を光源１２に出力する。これにより、光源１２が発光し、オフィス空間１を照明することができる。

本実施形態では、照明装置１０は、例えば、下方からの平面視で矩形状（長方形状など）に形成されている。照度センサ１４は照明装置１０の一方側端部に配置され、赤外線アレイセンサ１６は照明装置１０の他方側端部に配置されている。ただし、照度センサ１４および赤外線アレイセンサ１６は、互いに干渉しないため、照明装置１０の同じ端部に隣接して設けられてもよい。

照度センサ１４は、例えばＣｄＳセル等によって構成される。照度センサ１４は、オフィス空間１における第１対象領域８の照度を検知する。照度センサ１４による検知結果は、制御部１３に入力される。これに対し、赤外線アレイセンサ１６は、オフィス空間１における第２対象領域９を検知領域として設置されている。赤外線アレイセンサ１６の検知結果もまた、制御部１３に入力される。

本実施形態では、赤外線アレイセンサ１６の検知領域である第２対象領域９は、照度センサ１４の検知領域である第１対象領域８と一部重複した関係となっている。より詳しくは、第１対象領域８と第２対象領域９との重複した領域に、デスク４および電気スタンド６が配置されている。これにより、照度センサ１４によって電気スタンド６の点灯による照度変化を検知できるとともに、デスク４にいる人または使用者Ｐを赤外線アレイセンサ１６によって検知することができる。

なお、本実施形態では、照度センサ１４による第１対象領域８と赤外線アレイセンサ１６による第２対象領域９とが一部重複した構成になっている例について説明するが、これに限定されるものではない。第１対象領域８と第２対象領域９とが完全に重複した関係になっていてもよい。この場合、一方の対象領域の全体が他方の対象領域内に含まれる関係であってもよい。

図３は、赤外線アレイセンサ１６を示す拡大平面図である。図３に示すように、本実施形態の照明装置１０では、複数の赤外線センサ素子１７が図示しない基板上に２次元配列で配置されて構成される。例えば、本実施形態の赤外線アレイセンサ１６は、例えば、８行×８列に配列された合計６４個の赤外線センサ素子１７によって構成されている。

赤外線センサ素子１７には、例えば、サーモパイル型センサ素子を好適に用いることができる。サーモパイル型センサ素子は、例えば、ポリシリコンのマイクロマシニングによって形成された熱電対を含む。この熱電対において、赤外線による熱によりこれらの接点間に温度差を生じさせ、この温度差により接点間に電位差を発生させる熱起電力効果（ゼーベック効果）を利用して、赤外線を電圧として検知することができる。

このように構成される赤外線アレイセンサ１６では、第２対象領域９内における温度変化を二次元平面上で検知することができる。したがって、第２対象領域９内に人Ｐが存在する場合には、体温３５℃以上の熱源である人の移動を二次元平面内において熱源の移動として検知することができる。また、赤外線アレイセンサ１６によれば、電気スタンド６が点灯されたか否かを電気スタンド６の温度変化によって検知することができる。図３では、ハッチングで示す９個の赤外線センサ素子１７ａ，１７ｂが周囲と比べてより高温になった電気スタンド６を検知した状態を模式的に示す。この場合、クロスハッチングで示す赤外線センサ素子１７ａがその周囲に位置する８つの赤外線センサ素子１７ｂ（通常のハッチングで示す）に比べてより高温であることを検知した状態を例示している。

図２に示すように、制御部１３は、照度センサ１４および赤外線アレイセンサ１６にそれぞれ電気的に接続され、各センサ１４，１６から検知結果をそれぞれ入力される。制御部１３は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）および記憶部を有するマイクロコンピュータによって好適に構成される。制御部１３は、記憶部に記憶されたプログラムやデータを読み出して実行することができる。

また、制御部１３は、電源回路１１と電気的に接続され、電源回路１１に対して制御信号を出力する。この制御信号を受けて、電源回路１１は、光源１２に供給する電力（例えば、直流電流）を調整することができる。その結果、光源１２が発する光強度を減少させる等の制御を実行することができる。

次に、図４および図５を参照して、本実施形態の照明装置１０における制御について説明する。図４は、照明装置１０の制御部１３において実行される処理手順を示すフローチャートである。図５は、照明装置１０の調光に用いられる制御テーブルの一例を示す図である。図４に示す処理は、例えば、制御部１３において所定時間ごとに繰り返し実行される。

図４に示すように、制御部１３は、まずステップＳ１０において、第２対象領域９内に人が存在するか否かを判定する。この判定は、赤外線アレイセンサ１６の検知結果に基づいて行われる。具体的には、図１に二点鎖線で示すように第２対象領域９内に人Ｐが存在するとき、制御部１３は、赤外線アレイセンサ１６の検知結果から、３５℃以上の熱源が移動している場合に、人Ｐが存在すると判断することができる。

上記ステップＳ１０において否定判定されたとき（ステップＳ１０でＮＯ）、すなわち、第２対象領域９内に人Ｐが存在しないとき、制御部１３は、続くステップＳ２０で照明装置１０の光源１２を調光することなく、処理を終了する（エンド処理）。この場合、照明装置１０の光源１２は、例えば、設定値（すなわち１００％）の光強度で点灯した状態に維持される。なお、ステップＳ２０は、電源回路１１において特段の変更を要しないことから省略されてもよく、その意味で図４において破線で示されている。

他方、上記ステップＳ１０で肯定判定されたとき（ステップＳ１０でＹＥＳ）、すなわち、第２対象領域９内に人Ｐが存在するとき、制御部１３は、続くステップＳ１２において、照度変化があるか否かを判定する。この判定は、照度センサ１４の検知結果に基づいて行われる。具体的には、第２対象領域９内で人Ｐによって電気スタンド６のスイッチ７がオン操作され、これにより電気スタンド６が点灯されたことが照度センサ１４によって検知できたとき（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御部１３は、続くステップＳ１４において、照明装置１０の光源１２の光強度を低下させるように調光する。

この場合、例えば、制御部１３は、光源１２の光強度を、例えば、１００％から７０％に低下させるように電源回路１１に制御信号を送信する。これにより、電源回路１１から光源１２に供給される電力が低減され、光源１２の光強度が低下する。この場合の調光は、例えば、所定時間（例えば、数秒程度）をかけて行うことが好ましい。このようにすることで、第２対象領域９内にいる人Ｐが照明装置１０による照度変化でちらつきを感じるのを抑制することができる。ただし、この場合の調光は、後述するステップＳ１８における調光に比べて短時間で行われることから、素早く調光する場合に相当する。

また、この場合の調光は、照度センサ１４によって検知された照度変化量に応じて光源１２の光強度を調整してもよい。具体的には、点灯された電気スタンド６による照明を含めて照度センサ１４によって検知される照度が略一定となるように光源１２の光強度を調整してもよい。

上記ステップＳ１２で否定判定されたとき（ステップＳ１２でＮＯ）、すなわち、照度センサ１４によって照度変化が検知されないとき、制御部１３は、続くステップＳ１６において、電気スタンド６の温度上昇があるか否かを判定する。この判定は、赤外線アレイセンサ１６の検知結果に基づいて行われる。

第２対象領域９内に存在する人によってスイッチ７がオン操作されて電気スタンド６が点灯されたとき、上述したように電気スタンド６の点灯を照度センサ１４で検知できれば、それに基づいて照明装置１０の光源１２を調光できることは上述したとおりである。しかしながら、照度センサ１４が照明装置１０と一体に構成されるために、照明装置１０の光源１２からの光や、窓等から入射する外光の影響を受けて、照度センサ１４の検知対象となる第１対象領域８内において電気スタンド６が点灯されたか否かを検知するのが困難な場合がある。このような場合でも、本実施形態の照明装置１０では、赤外線アレイセンサ１６を備えているため、電気スタンド６が点灯されたことを温度上昇によって検知することができる。この場合、電気スタンド６の温度上昇は、赤外線アレイセンサ１６によって、第２対象領域９内における静止位置で検知されるため、３５℃以上の熱源であって移動や手指などの動作がある人Ｐとの区別が可能である。

上記ステップＳ１６において肯定判定されたとき（ステップＳ１６でＹＥＳ）、すなわち、電気スタンド６の温度上昇を赤外線アレイセンサ１６で検知されたとき、制御部１３は、続くステップＳ１８において、照明装置１０の光源１２を調光する。この場合、制御部１３は、電気スタンド６の温度上昇に応じて、光源１２の光強度を調整してもよい。例えば、制御部１３は、図５に示すような制御テーブルを記憶部に予め記憶しており、この制御テーブルに従って電気スタンド６の温度の室温との差分が１℃上がるごとに調光率を１００％から２％ずつ減少させる。このとき、赤外線アレイセンサ１６において温度変化が検知されない赤外線センサ素子１７による検知温度を室温とみなすことができる。そして、制御部１３は、電気スタンド６の室温との温度差が１５℃になるまで、光源１２の調光率を７０％まで徐々に減少させてもよい。この場合には、電気スタンド６の室温との温度差が１５℃より大きくなっても、光源１２の調光率は７０％に維持される。

なお、図５に示す制御テーブルでは、電気スタンド６の温度が１℃上昇するごとに調光率を２％ずつ低下させる場合を例示したが、これに限定されるものではなく、調光率の調整幅は適宜変更可能である。例えば、電気スタンド６の温度が３℃上昇するごとに、光源１２の調光率を６％ずつ低下させてもよい。

上記ステップＳ１６において否定判定されたとき（ステップＳ１６でＮＯ）、すなわち、電気スタンド６の温度上昇が赤外線アレイセンサ１６によって検知されないとき、続くステップＳ２０によって調光を行うことなく、処理を終了する（エンド処理）。

上述したように、本実施形態の天井付き照明装置１０は、光源１２と、第１対象領域８の照度を検知する照度センサ１４と、第１対象領域８と少なくとも一部が重複する第２対象領域９における温度を検知する赤外線アレイセンサ１６と、照度センサ１４および赤外線アレイセンサ１６の各検知結果に基づいて光源１２の光強度を調整する制御部１３とを備える。ここで、制御部１３は、赤外線アレイセンサ１６によって人の存在を検知し、かつ、照度センサ１４によって照度変化が検知されるか又は赤外線アレイセンサ１６によって静止位置での温度変化を検知したとき、光源１２の光強度を調整する構成とした。これにより、照度センサ１４によって照度変化が検知できない場合でも、デスク４上の電気スタンド６が点灯されたことを赤外線アレイセンサ１６によって電気スタンドの温度変化で確実に検知することができる。したがって、電気スタンド６の点灯に応じて光源１２を減光等させる制御を実行することで、天井付き照明装置１０の省エネ性を向上させることができる。

また、本実施形態の天井付き照明装置１０において、制御部１３は、照度センサ１４によって照度変化を検知したとき、その照度変化量に応じて光源１２の光強度を調整してもよい。この構成によれば、電気スタンド６の照明を含めて照度センサ１４によって検知される照度を略一定となるように光源１２の光強度を調整することができる。

さらに、本実施形態の天井付き照明装置１０において、制御部１３は、赤外線アレイセンサ１６によって第２対象領域９における静止位置で温度上昇を検知したとき、この温度上昇に応じて光源１２の光強度を低下させてもよい。この構成によれば、比較的緩やかに光源１２の光強度が調整されるため、照明装置１０による照度のちらつきを感じさせることなく調光することができる。

なお、本開示に係る天井付き照明装置は、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更や改良が可能である。

例えば、上記においては、照度センサ１４および赤外線アレイセンサ１６が照明装置１０に一体に組み込まれている例について説明したが、これに限定されるものではない。照度センサおよび赤外線アレイセンサの少なくとも一方が、光源を有する照明装置とは別体に構成されて、天井の異なる場所に設置されてもよい。

１ オフィス空間、２ 天井、３ 床、４ デスク、４ａ 上面、５ 椅子、６ 電気スタンド、７ スイッチ、８ 第１対象領域、９ 第２対象領域、１０ 照明装置、１１ 電源回路、１２ 光源、１３ 制御部、１４ 照度センサ、１６ 赤外線アレイセンサ、１７，１７ａ，１７ｂ 赤外線センサ素子、１８ 筐体、Ｐ 人または使用者。

Claims (3)

1. 光源と、
   第１対象領域の照度を検知する照度センサと、
   前記第１対象領域と少なくとも一部が重複する第２対象領域における温度を検知する赤外線アレイセンサと、
   前記照度センサおよび前記赤外線アレイセンサの各検知結果に基づいて前記光源の光強度を調整する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記赤外線アレイセンサによって人の存在を検知し、かつ、前記照度センサによって照度変化を検知するか又は前記赤外線アレイセンサによって静止位置での温度変化を検知したとき、前記光源の光強度を調整することを特徴とする、天井付き照明装置。
2. 前記制御部は、前記照度センサによって照度変化を検知したとき、その照度変化量に応じて前記光源の光強度を調整することを特徴とする、請求項１に記載の天井付き照明装置。
3. 前記制御部は、前記赤外線アレイセンサによって前記第２対象領域における静止位置で温度上昇を検知したとき、温度上昇に応じて前記光源の光強度を低下させることを特徴とする、請求項１または２に記載の天井付き照明装置。

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