JP3094565B2

JP3094565B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP3094565B2
Application number: JP03281677A
Authority: JP
Inventors: 成夫五島
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1991-10-28
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JPH05121173A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、住宅や事務所等の人間
の活動空間における光環境を快適に設定するための照明
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、住宅や事務所等の人間の活動空間
において照明を行う場合に、人が部屋に入ったときに、
点灯スイッチを手動で操作して照明を点灯させる第１の
方法と、図１７に示すように部屋Ｈの天井等に人体セン
サーＳを設置して、人が部屋に入ると、それを検知し
て、照明器具Ｌを自動的に点灯させる第２の方法があ
る。しかしながら、第１の方法では、夜などの周囲が暗
い中で点灯スイッチを探す必要がある。また、第１及び
第２の方法とも夜などに照明が突然に点灯するため、人
が驚いてしまい、また、人の目が明るさに順応するには
時間がかかり、結果的に不快な印象を与えてしまう。そ
こで、上述の第２の方法において、照明器具Ｌを点灯さ
せるときに、図１８に示すように時間の経過と共に照度
を上げる方法もあるが、この方法では照度差による違和
感は和らぐものの、例えば、色温度が３，０００Ｋの電
球で照明されたホールから５，０００Ｋで照明された部
屋に入る場合などには、色温度差による違和感を与えて
しまう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、複数の異なる光環境の空間を人が移動したとき
に、照度差や色温度差による違和感を与えることなく、
好適な照明を提供できる照明装置を実現することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の照明装置にあっ
ては、上記の課題を解決するために、図１に示すよう
に、第１の領域Ａの光環境を検出する光環境検出手段
と、第１の領域Ａから第２の領域Ｂへの人の移動を検出
する人体検出手段と、人体検出手段により人の移動
が検出されてから所定時間は光環境検出手段により検
出された第１の領域Ａの光環境に適合するように第２の
領域Ｂの光環境を設定する光環境設定手段とを有する
ことを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】本発明にあっては、第１の領域Ａの光環境を検
出し、人が第１の領域Ａから第２の領域Ｂに移動したと
きには、その後の所定時間は第２の領域Ｂの光環境を第
１の領域Ａの光環境に適合するように設定するものであ
るから、第１の領域Ａから第２の領域Ｂに人が移動して
も光環境が急変することが無く、違和感を受けない快適
な照明が得られるものである。

【０００６】

【実施例】図２は本発明の一実施例のブロック図であ
る。図中、１ａ，１ｂ，…は人体センサーであり、焦電
素子を用いて人を検知すると、人体検出信号を発生す
る。２ａ，２ｂ，…は照度センサーであり、フォトダイ
オードで構成されており、入射する光の強さ（照度）に
応じた照度検出信号を発生する。３ａ，３ｂ，…は色温
度センサーであり、複数のフォトダイオードと、これら
に異なる分光感度を与えるためのカラーフィルターの組
み合わせで構成されており、入射光の色温度に応じた色
温度検出信号を発生する。センサー１ａ，２ａ，３ａは
領域Ａに配置され、センサー１ｂ，２ｂ，３ｂは領域Ｂ
に配置されており、以下、同様に複数の領域の各々に人
体センサーと照度センサーと色温度センサーが配置され
ている。

【０００７】４は演算処理部であり、その機能について
は後述するが、各センサー１ａ，２ａ，３ａ，１ｂ，２
ｂ，３ｂ，…からの出力を受けて、それらの情報を元に
照明器具９に色温度と光量を制御するための情報を送出
する信号処理の中心部である。５はデータメモリーであ
り、ＲＯＭなどで構成されており、その上位８ビットの
アドレス信号Ａ₈ 〜Ａ₁₅で光量（２５６段階）、下位８
ビットのアドレス信号Ａ₀ 〜Ａ₇ で色温度（２５６段
階）を指定され、そのアドレスに格納されている光量と
色温度の情報を読み出して、８ビットのデータ信号Ｄ₀
〜Ｄ₇ として出力する。このデータ信号Ｄ₀ 〜Ｄ₇ の内
容については後述する。６は調光信号発生部であり、デ
ータ信号Ｄ₀ 〜Ｄ₇ をもとに点灯回路７ａ，７ｂ，７ｃ
の種類に応じた調光信号を発生させる機能を持つ。本実
施例では、８ビットのデジタル信号Ｄ₀ 〜Ｄ₇ に応じた
デューティ比のＰＷＭ（パルス幅変調）信号を発生する
汎用の集積回路（例えば、Ｍ６６２４０）を用いて構成
されている。７ａ，７ｂ，７ｃは点灯回路であり、ＰＷ
Ｍ方式（デューティ可変）の調光信号に応じた光量で光
源を点灯させる機能を持つ。本実施例では、デューティ
が１００％のとき調光比が１００％、デューティが０％
のとき調光比が０％としている。９は照明器具であり、
ＦＬＲ４０Ｗ用の３灯の光源８ａ〜８ｃを含んでいる。
第１の光源８ａは、光束が２５５０（ｌｍ）、色度座標
が（ｘ，ｙ）＝（０．５５３９，０．３３００）の赤色
の光源である。第２の光源８ｂは、光束が３６７０（ｌ
ｍ）、色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．２９４６，０．５
５０３）の青色の光源である。第３の光源８ｃは、光束
が１１００（ｌｍ）、色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．１
６９４，０．１０５２）の緑色の光源である。このよう
に、照明器具９は三原色の光源を含むので、各光源８
ａ，８ｂ，８ｃの光量比を制御することにより、任意の
色温度を再現することができる。

【０００８】本実施例で使用する色温度センサー３ａ，
３ｂ，…の構成を図３に例示する。この色温度センサー
は、市販のカラーセンサー（例えば、シャープ製ＰＤ１
７０Ｖ１）であり、図４に示すような分光感度特性Ｂ，
Ｇ，Ｒを有する青色、緑色、赤色のカラーフィルターを
それぞれ備えるフォトダイオードＰＤｂ，ＰＤｇ，ＰＤ
ｒの出力をログダイオードとオペアンプにより対数変換
した後、抵抗とオペアンプよりなる差動増幅器で２つの
出力電圧Ｖｂｇ，Ｖｇｒに変換して出力するものであ
る。Ｖｋは基準電圧である。このカラーセンサーを用い
た場合、センサーの出力電圧Ｖｂｇ，Ｖｇｒと色温度の
関係は図５に示すようになる。これにより、現在の色温
度を知ることができる。

【０００９】ここで、各センサー１ａ，２ａ，３ａの設
置方法について説明する。図６は部屋の入口のドアを部
屋の外側から見た様子を示している。各センサー１ａ，
２ａ，３ａはドアＤの上部に配置されたセンサーモジュ
ールＭａに収納されている。図７はセンサーモジュール
Ｍａの断面構成を示しており、図中、Ｗは部屋の外側の
壁である。人体センサー１ａは、センサーモジュールＭ
ａの直下のドアＤを通る人体を検知できるように、下向
きに配置されている。一方、照度センサー２ａと色温度
センサー３ａは、部屋の外部の光環境を検出できるよう
に、部屋の外側に向けて斜め下向きに配置されている。
なお、各センサー１ａ，２ａ，３ａは、その検出機能を
害しない範囲であれば、他の場所に各センサーごとに設
置しても良いし、どの方向に向けて配置しても良い。

【００１０】図８は演算処理部４の動作を示している。
演算処理部４はマイクロコンピュータで構成されてお
り、各センサー１ａ，２ａ，３ａ，１ｂ，２ｂ，３ｂ，
…からの信号をＩ／Ｏポートで受ける。通常、各人体セ
ンサー１ａ，１ｂ，…は人が入って来ない否かを監視し
ている。どれかの人体センサーが人を検知すると、ま
ず、部屋に人が居るか否かを調べて、人が居る場合に
は、現在の照明を継続して行う。部屋に人が居ない場合
には、人体を検知したセンサーの所に位置する照度セン
サーと色温度センサーから照度と色温度の情報を受け取
る。演算処理部４はその情報に基づき、データメモリー
５にアドレス信号を与える。次に、演算処理部４は照度
と色温度が設定された照度と色温度になるように変化さ
せて行く。設定された照度と色温度になれば、照度と色
温度の変化は終了する。この変化の速度は、違和感を感
じない程度の穏やかな速度とするものである。

【００１１】次に、データメモリー５から出力される８
ビットのデータ信号Ｄ₀ 〜Ｄ₇ について説明する。この
データ信号Ｄ₀ 〜Ｄ₇ は、上位４ビットと下位４ビット
でＢＣＤの２桁を表しており、００〜９９で１００段階
の調光比を表す。００を調光比０％とし、９９を１００
％とする。色温度の情報は、下位８ビットのアドレス信
号Ａ₀ 〜Ａ₇ で表し、例えば、１６進数の００で３，０
００Ｋ、同じく１６進数のＦＦで３０，０００Ｋである
とし、この間を２５６分割する。その分割方法は、等色
温度間隔、等ミレッド間隔、その他の間隔、不規則な間
隔等、何でも良い。色温度の上限、下限も必要に応じて
変えても良い。本実施例では、１６進数の６２で５，０
００Ｋ、同じく１６進数の９Ａで６，５００Ｋとしてい
る。次に、光量の情報は上位８ビットのアドレス信号Ａ
₈ 〜Ａ₁₅で表し、１６進数の００で０％、１６進数のＦ
Ｆで１００％とし、２５６段階とする。最大光量と最小
光量の間の変化曲線は、直線、２次曲線等、何であって
も良い。本実施例では、５，５００ｌｍを１００％とす
る。出力データは、例えば色温度が５，０００Ｋで光量
が５，５００ｌｍの場合、アドレス信号は１６進数でＦ
Ｆ６２となり、そのときの調光比率はＲ（赤色），Ｇ
（緑色），Ｂ（青色）がそれぞれ６６％，１００％，４
４％であるので、データメモリー５からは６６，９９，
４４が３つのデータ信号Ｄ₀ 〜Ｄ₇ として出力される。
また、色温度が５，０００Ｋで光量が２，５００ｌｍの
場合、アドレス信号は１６進数で８０６２となり、デー
タメモリー５からは３３，５０，２２が３つのデータ信
号Ｄ₀ 〜Ｄ₇ として出力される。

【００１２】図２において、１０は設定部であり、照度
設定部１１と色温度設定部１２を有しており、部屋内で
照明したい照度と色温度を手動で設定する。ここで、照
度設定部１１としては、例えば、可変抵抗よりなるフェ
ーダを使用し、そのアナログ出力をＡ／Ｄ変換して８ビ
ットのデジタル信号に変換したデータを照度設定情報と
して出力する。また、色温度設定部１２としては、例え
ば、アップダウンカウンタ（７４ＨＣ１９３×２）を使
用し、アップスイッチの操作でカウントアップ、ダウン
スイッチの操作でカウントダウンすることにより、８ビ
ット（２５６段階）の色温度設定情報を出力する。デー
タのフォーマットは演算処理部４とデータメモリー５の
間のフォーマットと同様のものを用いても良いし、他の
フォーマットを用いても良い。また、設定部１０の操作
方法や伝送方式については如何なる方式を用いても良
い。同様に、各センサーから演算処理部４への信号の伝
送方式についても、電圧レベル等のアナログ信号であっ
ても良いし、デジタル信号であっても良い。さらに、各
センサーごとに別々の伝送線を用いる方式としても良い
し、全センサーの信号を一括して伝送する方式を用いて
も良い。

【００１３】演算処理部４は図８に示すフロー以外のア
ルゴリズムを用いても良く、要するに、外部からの信号
を受けて、所定の照度と色温度の信号を出力する機能を
有していれば良い。各センサー類も実施例として例示し
た以外のものでも所定の目的を達成できるものならば何
でも良く、また、それらが複合化されたものでも良い。
演算処理部４とデータメモリー５の間、並びに、データ
メモリー５と調光信号発生部６の間の信号形態や伝送方
式等は如何なるものでも良い。また、調光信号発生部６
も点灯回路７ａ，７ｂ，７ｃの種類によってＰＷＭ方式
（デューティ可変）の信号のほか、位相信号やアナログ
信号等の形式の調光信号を発生するものであっても良
い。点灯回路７ａ，７ｂ，７ｃも調光機能を有したもの
であれば、光源８ａ，８ｂ，８ｃの種類によって何でも
良く、光源によっては点灯回路７ａ，７ｂ，７ｃを省略
しても良い。用いる光源もカラーの蛍光ランプ以外に、
白色光源とカラーフィルターを用いたもの等、何でも良
い。光源の大きさも任意である。色によって光源の大き
さや種類を組み合わせても良い。光色についても三原色
（赤，緑，青）に限らず、他の組み合わせであっても良
いし、４色以上の組み合わせであっても良い。

【００１４】以下、本実施例による具体的な制御例につ
いて説明する。図９のような見取り図の家（床面積約１
００ｍ²）に本装置を適用する場合を例にとって説明す
る。図１０にホール（領域Ａ）、リビングルーム（領域
Ｂ）、庭（領域Ｃ）、食堂（領域Ｄ）とその周辺部分の
拡大図を示す。Ｌは照明器具であり、４０Ｗの直管型３
灯用器具であり、赤、緑、青の発光色を各１本ずつ用い
たもので、色温度３，０００Ｋ〜１０，０００Ｋの範囲
で光束５，０００ｌｍを維持して再現できるものを２台
使用する。Ｍａ〜Ｍｄは、人体センサー、照度センサ
ー、色温度センサーを組み込んだセンサーモジュールで
ある。Ｍａはホール、Ｍｂはリビングルーム、Ｍｃは屋
外（庭）、Ｍｄは食堂内の状態をモニターしている。

【００１５】制御例１以下、リビングルームは最初は消灯しているものとす
る。電球で照明された低照度のホール（領域Ａ）からリ
ビングルーム（領域Ｂ）に入る場合の制御例を図１１に
示す。ホールの照度と色温度は、図中の左側の○で示し
た状態であるとする。人がホールからリビングルームに
入ると、センサーモジュールＭａの人体センサーが人体
を検出する。次に、センサーモジュールＭａの照度セン
サーと色温度センサーがホールの照度と色温度を検出す
る。これらの検出信号を受けて、直ちに照明器具Ｌがホ
ールの照度と色温度で点灯する。この場合、３，０００
Ｋで低照度で点灯させる。このように点灯させることに
より、ホールからリビングルームに入ったときの違和感
を無くすことができる。次に、時間の経過と共に、図１
１に示す所定の照度と色温度に収束するように光環境を
変化させる。以上の変化をさせることにより、入室時の
照度差や色温度差による違和感を無くし、また、時間を
かけて照度と色温度を所定のレベルに移行させることに
より、人の目が周囲の光環境に順応を保ちながら、予め
設定されたレベルに光環境が変化するので、ホールから
リビングルームに入ったときの違和感を無くすことがで
きる。

【００１６】制御例２次に、照度と色温度が高い昼間の庭（領域Ｃ）からリビ
ングルーム（領域Ｂ）に入る場合の制御例を図１２に示
す。昼間の庭の照度と色温度は、図中の左側の○で示し
た状態であるとする。センサーモジュールＭｃは人を検
知すると、そのときの屋外の照度と色温度を検出する。
この場合、照度は高く、色温度は約１０，０００Ｋであ
る。リビングルームの照明器具Ｌは、人体の検知と同時
に点灯し、そのとき、センサーモジュールＭｃで検出し
た照度と色温度、つまり、通常よりも高照度、高い色温
度で点灯させる。屋外の照度が高過ぎて、照明器具Ｌで
再現できない場合には、最大照度で点灯させる。その
後、予め設定された照度と色温度になるように、徐々に
照明器具Ｌの照度と色温度を下げて行く。

【００１７】制御例３次に、照度と色温度が低い夜間の庭（領域Ｃ）からリビ
ングルーム（領域Ｂ）に入る場合の制御例を図１３に示
す。夜間の庭の照度と色温度は、図中の左側の○で示し
た状態であるとする。センサーモジュールＭｃは人を検
知すると、そのときの屋外の照度と色温度を検出する。
この場合、照度は低く、色温度は約２，５００Ｋであ
る。リビングルームの照明器具Ｌは、人体の検知と同時
に点灯し、そのとき、センサーモジュールＭｃで検出し
た照度と色温度、つまり、通常よりも低照度、低い色温
度で点灯させる。その後、予め設定された照度と色温度
になるように、徐々に照明器具Ｌの照度と色温度を上げ
て行く。

【００１８】制御例４次に、食堂（領域Ｄ）からリビングルーム（領域Ｂ）に
入る場合の制御例を図１４に示す。食堂の照度と色温度
は、図中の左側の○で示した状態であり、リビングルー
ムの設定照度、設定色温度と同一照度、同一色温度で照
明されているものとする。センサーモジュールＭｄは人
を検知すると、そのときの食堂の照度と色温度を検出す
る。この場合、照度も色温度もリビングルームの設定照
度、設定色温度と同じであるので、リビングルームの照
明器具Ｌは、人体の検知と同時に設定照度、設定色温度
で点灯する。

【００１９】制御例５次に、色温度が同じで照度が低いホール（領域Ａ）から
リビングルーム（領域Ｂ）に入る場合の制御例を図１９
に示す。ホールの照度と色温度は、図中の左側の○で示
した状態であり、蛍光灯のダウンライト等で照明されて
おり、色温度はリビングルームの設定色温度と同じであ
るが、照度が設定照度よりも低いものとする。人がホー
ルからリビングルームに入ると、センサーモジュールＭ
ａの人体センサーが人体を検出する。次に、センサーモ
ジュールＭａの照度センサーと色温度センサーがホール
の照度と色温度を検出する。これらの検出信号を受け
て、直ちに照明器具Ｌがホールの照度と色温度で点灯す
る。この場合、５，０００Ｋで低い照度で点灯させる。
このように点灯させることにより、ホールからリビング
ルームに入ったときの照度差による違和感を無くすこと
ができる。次に、時間の経過と共に、図１５に示す所定
の照度に収束するように光環境を変化させる。

【００２０】制御例６次に、曇りの日に庭（領域Ｃ）からリビングルーム（領
域Ｂ）に入る場合の制御例を図１６に示す。庭の照度と
色温度は、図中の左側の○で示した状態である。センサ
ーモジュールＭｃは人を検知すると、そのときの屋外の
照度と色温度を検出する。この場合、設定色温度に比べ
て色温度が顕著に高いが、照度は設定照度に比べて少し
高いだけである。リビングルームの照明器具Ｌは、人体
の検知と同時に点灯し、そのとき、センサーモジュール
Ｍｃで検出した色温度と照度、つまり、通常よりも顕著
に高い色温度、少し高い照度で点灯させる。その後、予
め設定された照度と色温度になるように、徐々に照明器
具Ｌの照度と色温度を下げて行く。この場合、照度差は
小さいので、照度は早く設定レベルに収束する。一方、
色温度差は大きいため、照度よりも長い時間をかけて設
定レベルに収束する。

【００２１】以上の実施例では、リビングルーム（領域
Ｂ）の光環境を制御する事例についてのみ説明したが、
同様のシステムを他の部屋にも設置して連動させること
により、家全体を違和感なく移動することが可能とな
る。また、照明を行う部屋内にセンサーモジュールを設
置することにより、部屋から人が居なくなった場合に、
照明を消灯することができ、省エネルギーにもなる。な
お、部屋内に人が居る場合には、所定の設定レベルで点
灯しているので、本制御は行わない。

【００２２】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、第１の
領域から第２の領域に人が移動したときに、所定の時間
は第１の領域の光環境に適合するように第２の領域の光
環境を設定するようにしたので、色温度差や照度差によ
って受ける違和感を解消することができ、快適な照明を
行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例のブロック回路図である。

【図３】本発明に用いる色温度センサーの回路図であ
る。

【図４】本発明に用いる色温度センサーの分光感度特性
図である。

【図５】本発明に用いる色温度センサーの出力電圧と色
温度の関係を示す図である。

【図６】本発明に用いるセンサーモジュールの取り付け
構造を示す正面図である。

【図７】本発明に用いるセンサーモジュールの概略断面
構造を示す断面図である。

【図８】本発明に用いる演算処理部の動作を示すフロー
チャートである。

【図９】本発明を適用される家の間取りを示す図であ
る。

【図１０】本発明を適用される家におけるセンサーモジ
ュールの配置を示す図である。

【図１１】本発明による第１の制御例を示す説明図であ
る。

【図１２】本発明による第２の制御例を示す説明図であ
る。

【図１３】本発明による第３の制御例を示す説明図であ
る。

【図１４】本発明による第４の制御例を示す説明図であ
る。

【図１５】本発明による第５の制御例を示す説明図であ
る。

【図１６】本発明による第６の制御例を示す説明図であ
る。

【図１７】従来例の概略構成図である。

【図１８】従来例の動作説明図である。

【符号の説明】光環境検出手段光環境設定手段人体検出手段Ａ第１の領域Ｂ第２の領域

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の領域の光環境を検出する光環境
検出手段と、第１の領域から第２の領域への人の移動を
検出する人体検出手段と、人体検出手段により人の移動
が検出されてから所定時間は光環境検出手段により検出
された第１の領域の光環境に適合するように第２の領域
の光環境を設定する光環境設定手段とを有することを特
徴とする照明装置。