JP4736497B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に関するものであり、より詳しくは、照度センサを有し、照度センサにより被照射面の反射光を検知して照明負荷の光出力を制御するフィードバック制御を行う照明装置に関するものである。

従来、照度センサにより照明負荷の被照射面の照度（以下、照度とする）を検出し、この照度が所定の目標照度で略一定となるように照明負荷の光出力の大きさをフィードバック制御してこの照明負荷を点灯させる照明装置が知られている。このような照明装置としては、例えば特許文献１に記載されるような照明制御システムを備えた照明装置が知られている。この照明装置のフィードバック制御を行う制御部は、照明負荷の光出力の大きさの変化に対する照度センサ信号の出力変化の割合から被照射面の反射率を推定して、この反射率に基いて自動的に照度センサの信号の増幅率を変更することにより、照度センサの信号が所定のレベルとなるようにしている。

このように被照射面の反射率に基づいて信号の増幅率を変更させる照明装置においては、照度センサ信号の増幅率の変更は、抵抗値が互いに異なる増幅回路の複数の経路を切り替えることで測定可能な照度範囲（レンジという）を変更することによって実現される。図１２（ａ）及び（ｂ）は、例えば３種類のレンジ（レンジ１、レンジ２、レンジ３）を有する照明装置における各レンジの測定可能な照度範囲を示す。この照明装置は、例えば照度が１０００ｌｘとなるような設置場所に照明装置を設置したときにはレンジ１を使用してフィードバック制御を行うように初期設定され、また、例えば照度が２０００ｌｘとなるような設置場所に設置したときには、レンジ１では計測不可となるため、レンジ２を使用してフィードバック制御を行うように初期設定されて動作する。なお、上述の特許文献１に記載の技術では、照明装置を設置した直後の初期設定時の他にも、動作モードの切り替えスイッチを調整して、通常の動作モードをレンジ調整モードに変更することにより、レンジを切り替えるように構成されている。

ここで、このように光出力の大きさをフィードバック制御する照明装置の中には、ユーザが照明装置の各種設定等を行うためのリモコン等の操作部に照度を表示してユーザが簡易的に照度を確認することができるような照度表示機能を設けた照明装置もある。このような照度表示機能は、ユーザが操作部を操作すること等によって動作するものであり、ユーザが操作指示を行うと、制御部では操作部からの信号を受け、その時点での照度センサの信号を基に照度を算出して操作部にその値を送信し、操作部に設けられた表示部に照度を表示させる。ユーザはこの表示部の表示を見ることにより、その時点での照度を確認することが可能である。
特開平１１−１４４８８２号公報

しかしながら、上述のような照明装置は、通常動作時に照度センサが設定されたレンジのみを用いて照度を検出するので、照度が、設定されたレンジの測定可能範囲を超えると、実際の照度と電圧信号とが対応しなくなるという問題がある。例えば、この照明装置が窓際付近に設置された場合等、外光が照射されると、図１３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、照度が設定されたレンジの測定可能範囲を超えて電圧信号の値が最大値となり、それ以上の値をとることができず、実際の照度と電圧信号とが対応しなくなる。このとき、上述のように照度表示機能を動作させると、実際の照度と対応しない信号に基づいて照度を算出するので、算出した照度は実際の照度とは異なる値となる。つまり、算出した照度は、電圧信号の値の最大値に対応する当該レンジにおける測定可能な最大照度値となり、表示部に正確な照度を表示することができず、ユーザに誤った情報を通知してしまう恐れがある。

このとき、照度センサの電圧値に閾値を設け、ある値以上の電圧値であるときにユーザが操作指示をおこなった場合に、例えば「−−−−−」というような測定不能であることを示す表示を行うことも考えられる。しかし、ユーザに誤った情報を通知することは避けることができても、使いづらいものであることに変わりはなく、また、外光が入射されたときは絶えず測定不能を示す表示となってしまうため、上記問題を解決する有効な手段にはなり得ない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、増幅回路のレンジを自動的に切り替えることで、外光等による照度への影響がある場合であっても正確な照度を確認することが可能であり、また、周囲環境に応じて精度よく動作可能な使い勝手の良い照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、照度センサにより照明負荷の被照射面の照度（以下、照度とする）を検出し、この照度が所定の目標照度で略一定となるように照明負荷の光出力の大きさをフィードバック制御して該照明負荷を点灯させる照明装置であって、前記照度センサ、及び測定可能な照度範囲が互いに異なる複数の測定レンジ（以下、レンジとする）を持つ増幅回路部を有し、その複数のレンジのうちいずれか１つのレンジにおいて前記照度センサが検知した検知信号を増幅して電圧信号を出力する照度センサ部と、前記電圧信号と照度との関係を示す係数及び前記目標照度を記憶するための記憶部と、前記電圧信号及び前記係数に基いて照度を算出し測定する照度測定手段及び前記目標照度に基づいてフィードバック制御を行う制御手段とを有する制御部と、前記制御部と無線又は有線を通じて通信可能であり、照明装置の動作状況を表示可能にされた表示部及びユーザの操作指示によりその時点における前記照度測定手段により測定された照度を表示する照度表示手段を有する操作部と、を備え、前記記憶部は、予め前記照明負荷が点灯された状態で照度計により計測された照度と、その時点で前記増幅回路部から出力される複数のレンジにおける各電圧信号との関係から算出して求められた係数をそれぞれのレンジ毎に対応させて記憶しており、前記照度測定手段は、前記照度表示手段に対してユーザによる照度表示機能を動作させるための操作指示があったとき、前記照度センサ部の電圧信号の電圧値が測定可能な照度範囲の上限に対応する最大値になっていれば、前記照度センサ部の測定レンジをその時点のレンジよりも照度の測定可能範囲が広いレンジに切り替えて電圧信号を出力させ、この電圧信号の電圧値と前記記憶部に記憶された当該レンジに対応する係数を用いて照度を算出して測定する機能を持ち、これにより測定された照度を前記照度表示手段により表示するものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記照度測定手段は、所定時間内における、前記照度センサ部の電圧信号の電圧値が前記目標照度を示す目標値よりも大きい時間と、前記照度センサ部の電圧信号の電圧値が前記目標照度を示す目標値よりも小さい時間との割合に応じて前記レンジの切り替えを自動的に行うものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記照度測定手段は、前記照度センサ部の電圧信号の値が所定の電圧値以上となったときに前記レンジの切り替えを自動的に行うものである。

請求項１の発明によれば、照度表示手段は、ユーザによる照度表示機能を動作させるための操作指示があったとき、照度センサ部の電圧信号の電圧値が測定可能な照度範囲の上限に対応する最大値になっていれば、照度センサ部の測定レンジをその時点のレンジよりも照度の測定可能範囲が広いレンジに切り替えて電圧信号を出力させ、この電圧信号の電圧値と記憶部に記憶された当該レンジに対応する係数を用いて照度を算出して再測定するので、例えば外光が照射されたときであっても、照度センサ部から電圧信号が実際の照度に対応して出力されて、算出された照度が正確となる。これにより、正確な照度情報を表示させてユーザに通知することが可能となり、照明装置の使い勝手が向上する。

請求項２の発明によれば、測定レンジが、所定時間内における、照度センサ部の電圧信号の電圧値が目標照度を示す目標値よりも大きい時間と、照度センサ部の電圧信号の電圧値が目標照度を示す目標値よりも小さい時間との割合に応じて自動的に切り替えられるので、ユーザによる操作指示があったときにすでに電圧信号が実際の照度に対応して出力されており、レンジを切り替える必要がなく、正確な照度をすぐに算出して表示することが可能となる。また、状況に応じたフィードバック制御を行うことが可能となり、照明装置の使い勝手が向上する。

請求項３の発明によれば、測定レンジが、照度センサ部の電圧信号の値が所定の電圧値以上となったときに自動的に切り替えられるので、上述と同様に、正確な照度をすぐに算出して表示することが可能となり、照明装置の使い勝手が向上する。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本実施形態に係る照明装置を示す。この照明装置１０は、例えばオフィスなど室内の天井面５０等に取り付けられて室内を照明するものであり、照明負荷１ａ及び負荷制御部１ｂを有する照明負荷部１と、照度センサ部２と、制御部３と、記憶部４と、ユーザにより操作される操作部５とを備えている。照明負荷部１は、負荷制御部１ｂが電源を制御して照明負荷１ａを点灯させるものである。本実施形態においては、照明負荷部１は天井面５０の４箇所に設けられており、照明対象となる机上面等の被照射面４０に向けて光（図１の下向きの白矢印）を放射する。照度センサ部２、制御部３、記憶部４はともに１つの照明コントローラ６内に収められており、被照射面４０の直上付近にあたる天井面５０に設けられている。なお、この室内には窓６０が設けられており、この窓６０を通して外光が室内に入射する場合がある。この照明装置１０は、後述するように照度センサ部２からの信号に基いて制御部３が負荷制御部１ｂをフィードバック制御して、被照射面４０の照度（以下、照度とする）が予め設定された目標照度となるように照明負荷１ａを調光して点灯させる。

照度センサ部２は受光素子（照度センサ）２ａを有している。この受光素子２ａは例えばフォトダイオード等であって、所定の受光エリア４１からの光を受光するものである。受光素子２ａは、被照射面４０がこの受光エリア４１内に入るようにして照明コントローラ６に取り付けられ、被照射面４０からの反射光（図１の上向きの白矢印）を受光可能とされる。増幅回路部２ｂは、後述するような受光素子２ａの検知信号を増幅する電気回路を有している。この増幅回路部２ｂによって増幅された電圧信号は、制御部３へ出力される。制御部３は、制御手段３ａと照度測定手段３ｂとＡ／Ｄ変換部（図示なし）を有しており、制御手段３ａ及び照度測定手段３ｂはマイクロコンピュータ等により構成されている。制御手段３ａは制御信号を発生し、負荷制御部１ｂを制御する。

記憶部４は、ＥＥＰＲＯＭ等により構成されており、制御部３と接続されて動作する。この記憶部４は、例えば照度測定手段３ｂにより算出される値や、制御部３が行うフィードバック制御に用いられる目標照度等、種々の設定内容を記憶するのに用いられる。操作部５は、後述のように照度表示を行う照度表示手段５ａと、照明装置１０の動作状況等を表示するための表示部５ｂとを有しており、ユーザにより操作されて制御部３と通信して、点灯させる照明負荷１ａの選択や光出力の調光幅等、照明装置１０の各種設定を行うものである。この操作部５は、制御部３とは無線又は有線によって通信可能とされており、リモコンのように照明コントローラ６とは離れたところに設けられても、照度センサ部２、制御部３、記憶部４とともに照明コントローラ６に外部から操作可能に設けられてもよく、種々の場所に配される。

図３（ａ）及び（ｂ）は、受光素子２ａと接続される増幅回路部２ｂの電気回路の一例をそれぞれ示す。受光素子２ａに光が入射すると、受光素子２ａはその入射光の強さに略比例して微小電圧を検知信号として発生する。増幅回路部２ｂでは、図３（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示されるように、例えばトランジスタやオペアンプを用いた増幅回路を構成しており、受光素子２ａで発生した微小電圧を増幅させる。この増幅回路部２ｂには、３種類の互いに異なる抵抗が設けられた経路である測定レンジ（以下、レンジとする）が設けられており、それぞれのレンジが切り替えられてそのうちひとつのレンジが選択され、３種類の増幅率が互いに異なる増幅回路を構成する。以下、これらの３種類のレンジを、増幅回路の増幅率が大きくなる順にレンジ１、レンジ２、レンジ３として説明する。増幅回路部２ｂで増幅された電圧信号は制御部３に出力される。制御部３では、Ａ／Ｄ変換部により照度センサ部２から入力された電圧信号をＡ／Ｄ変換して、電圧値（照度センサ値）として取り扱う。

図４は、照度と、この受光素子２ａと増幅回路部２ｂにより出力される電圧信号の電圧値との関係を３種類のレンジ毎に示す。この照明装置１０の増幅回路によって増幅される電圧信号の電圧値のとり得る範囲は、例えば０Ｖ乃至５Ｖの範囲に限られ、また、電圧値は２５５段階である。したがって、増幅率の異なる３種類の増幅回路のうち、増幅率が大きいレンジ１を選択した増幅回路では、電圧値１段階当たりが示す照度の値は小さくなる（分解能が細かくなる）が、一方で電圧値の取りうる０Ｖ乃至５Ｖの範囲で検知できる照度の範囲は狭くなる。同様に、増幅率が小さいレンジ３を選択した増幅回路では、電圧値１段階当たりが示す照度の値は大きくなる（分解能が粗くなる）が、電圧値の取りうる範囲で検知できる照度の範囲は広くなる。

電圧信号は後述するように制御部３によるフィードバック制御に用いられるので、各レンジのうち、被照射面４０の照度が各レンジの照度の検知可能範囲内である限りで、できるだけ分解能を細かくする方が望ましい。分解能が細かいレンジを使用することで照度をより細かい段階で検出することが可能となり、フィードバック制御によって照度をより精度を高く制御することが可能となる。この照明装置１０においては、被照射面４０の反射率が例えば１０％である場合と、３０％である場合と、５０％である場合とに応じて、それぞれレンジ１、レンジ２、レンジ３を用いて増幅回路を構成すると効率良く照度を検出できるように各レンジにおける抵抗の大きさが決められている。これにより、各レンジを用いたときの増幅回路の増幅率が、レンジ１では電圧値１段階当たり５ｌｘの照度を示し、レンジ２、レンジ３ではそれぞれ１０ｌｘ、１５ｌｘを示すように構成されている。このとき、レンジ１、レンジ２、レンジ３の照度の検知可能範囲は、それぞれ０ｌｘ乃至１２７５ｌｘ、０ｌｘ乃至２５５０ｌｘ、０ｌｘ乃至３８２５ｌｘとなる。各レンジのうちどのレンジを設定して増幅回路を構成するかは、照明装置１０の設置場所の環境等により被照射面４０の反射率が異なるため、例えば以下のようにして決められる。

図４に示されるような複数のレンジから１つの使用レンジを選択するレンジの設定は、例えば照明装置１０を設置したとき、照明装置１０の使用前に行われる。以下に、レンジの設定方法の一例を説明する。これは、目標照度とレンジを同時に設定するものであり、照明装置１０は、初期状態ではレンジがレンジ１に設定されている。先ず、窓６０等から外光が入射されないようにして被照射面４０の周囲を暗い状態として、照度を照度計を用いて測定する。そして、照度が目標照度となるように、ユーザが操作部５を操作すること等により照明負荷１ａの光出力を変化させる。照度が目標照度となった時点で、ユーザは操作部５を操作すること等により、制御部３に設定指示を送信する。制御部３は、設定指示を受けると、増幅回路部２ｂによって増幅された電圧信号の電圧値が所定の上限値（例えば４Ｖ）を超えない値であるか確認する。このとき、電圧値が所定の上限値を超えていれば、レンジを照度の測定可能範囲が広いものへと、つまりレンジ１からレンジ２へとレンジを切り替えた後、再度電圧信号の電圧値を確認する。レンジ２でも電圧値が上限値を超えるようであれば、レンジ２からレンジ３へとレンジを切り替える。レンジを広いものへと切り替えて、電圧値が所定の上限値を超えない値となったとき、当該レンジにおける電圧値を目標照度を示す目標値として記憶部４に記憶させて設定し、以後、当該レンジを使用して照度を検出し、フィードバック制御を行う。

フィードバック制御は、制御部３が照度センサ部２からの電圧信号を基に照明負荷部１の負荷制御部１ｂを制御することで行われる。照明装置１０の照明負荷１ａが点灯されて被照射面４０で反射した反射光は、照度センサ部２の受光素子２ａによって検知される。この検知信号は、上述のように増幅された後に制御部３に入力され、Ａ／Ｄ変換部により電圧値とされる。制御部３の制御手段３ａは、この記憶部４から目標値を読み出し、照度センサ部２から入力された電圧信号をＡ／Ｄ変換した電圧値がこの目標値と同一となるように、照明負荷１ａの光出力を変化させる。照明負荷１ａの光出力の変化は、照明負荷部１の負荷制御部１ｂに制御信号を出力することによって行われる。

ところで、この照明装置１０は、ユーザが任意の時点での照度値を確認するための照度表示機能を有している。この照度表示機能は操作部５の照度表示手段５ａと制御部３の照度測定手段３ｂによって実現される。ユーザが操作部５に設けられるスイッチ等を操作することで操作指示を送信すると、制御部３が、この操作指示を受信したときに測定された照度値を操作部５に返信する。ここで、照度値は、制御部３の照度測定手段３ｂにより後述するようにして算出される。操作部５の照度表示手段５ａは、制御部３から受信した照度値を表示部５ｂに表示し、ユーザがこれを見ることで照度が確認可能となる。

制御部３の照度測定手段３ｂは、照度センサ部２による照度の電圧信号の電圧値と、この電圧値と照度との関係を示す係数とに基いて照度を算出して測定する。この係数は、予め、制御部３により、照明負荷１ａが点灯された状態で照度計により計測された照度と、その時点での各レンジにおける電圧信号の電圧値とから算出して求められ、各レンジ毎に対応させて記憶部４に記憶されている。

図５を用いて、制御部３により係数が算出される動作の一例を以下に説明する。先ず、窓６０等から外光が入射されないようにして被照射面４０の周囲を暗い状態として、光出力が最大となるように照明負荷を点灯させる。そして、その状態でユーザが照度を照度計を用いて測定し、その値を操作部５に入力して制御部３に送信する。制御部３は、照度計によって実測された照度を受信すると、増幅回路部２ｂのレンジをレンジ１に設定して、その実測された照度とそのレンジ１の電圧信号の電圧値との関係から係数を算出する。この係数は、レンジ１に対応するものとして、記憶部４に記憶される。レンジ１に対応する係数を算出すると、レンジは、レンジ１からレンジ２へと切り替えられる。そして、制御部３は、レンジ２の電圧値が安定して得られたときに、この電圧値と実測された照度から、レンジ２に対応する係数を算出して記憶部４に記憶させる。レンジ２に対応する係数を算出すると、再びレンジがレンジ２からレンジ３へと切り替えられ、同様にその電圧値と実測された照度からレンジ３に対応する係数が算出されて記憶部４に記憶される。この照明装置１０はレンジは３種類であるが、さらに多くのレンジを有している場合には、レンジを切り替えて各レンジに対応する係数が算出されて記憶部４に記憶される。

例えば、本実施形態において、照明負荷を光出力を最大にして点灯されたときの被照射面４０の照度が１０００ｌｘであったとき、レンジ１に設定したときの電圧値（照度センサ値）が３．９２Ｖ、レンジ２、レンジ３に設定したときの電圧値がそれぞれ２．０Ｖ、１．３２Ｖであったとする。制御部３は、この照度と各電圧値の関係から、各レンジに対応する係数を算出する。図に示されるように、照度とレンジ１に対応する電圧値の関係は、電圧値が照度の０．００３９倍となる比例関係となるため、制御部はこの０．００３９をレンジ１に対応する係数として算出する。同様に、レンジ２、レンジ３にそれぞれ対応する係数は０．００２、０．００１３となる。つまり、これらの係数は、照度と各電圧値の関係を示す直線の傾きを示すものとして算出される。なお、各レンジでの電圧値の中で、電圧値のとり得る最大値である５Ｖとなるものがあるとき、当該レンジに対応する係数は算出されないように構成されている。

このような係数の算出は、照明装置１０を設置したときに初期設定されることで、通常使用時に照度表示機能を動作させることが可能となるが、任意の時点で照明負荷１ａの光出力が最大となるように制御して係数の再設定を行うことが可能とされていてもよい。そして、初期設定として係数の算出を行う場合に、照明装置１０を設置した後、係数が算出されて初期設定が終了するまで照明負荷１ａの光出力が最大とされるような構成であってもよい。

なお、このように係数が記憶されていると、この照明装置１０を、例えばユーザが操作部５を操作することなどによって、目標照度を照度値により設定可能となるように構成することができる。このような照明装置１０は、例えば、レンジとしてレンジ１が設定されている状態で、ユーザが操作部５を操作して、制御部３に対して目標照度を７００ｌｘとする旨の指示があったとする。この指示を受け、制御部３は、入力された目標照度（７００ｌｘ）と上述のように算出された係数（０．００３９）を用いて、目標照度と対応する電圧値（目標値）２．７３Ｖが算出され、記憶部４に記憶される。そして、制御手段３ａは、照度センサ部２の電圧信号の電圧値が２．７３Ｖとなるように、照明負荷１ａの光出力の大きさをフィードバック制御する。

ここで、上述のようにして求められる係数は、各レンジに対応する分解能の細かさを示す値に他ならない。つまり、係数が０．００３９であるレンジ１に対応する分解能の細かさは、係数が０．００１３であるレンジ３に対応する分解能の細かさの３倍となる。そこで、上述のように目標照度と同時にレンジを設定する方法を行う替わりに、対応する係数が求められたレンジの中で、係数が最大となるレンジ、つまり電圧値が最も大きいレンジを最初に使用するレンジである基準レンジとして設定し、フィードバック制御を行ってもよい。上述の場合、係数が０．００３９であるレンジ１が基準レンジとして設定される。

上述のように、制御部３により係数が算出されて記憶部４に記憶されているので、照度測定手段３ｂは、設定されているレンジに対応する係数を記憶部４から読み出して、入力された電圧信号の電圧値をこの係数で商算することにより、その時点の照度を算出する。

ここで、例えばこの照明装置１０の照度センサ部２の受光素子２ａに、窓６０を通過して入射するような外光等、照明負荷１ａの光出力以外の光が入射しているような場合には、予め設定されたレンジで照度センサ部２から出力された電圧信号の電圧値が最大値となることがある。このようなときに、上述のようにユーザが照度表示機能を動作させるために操作指示を送信すると、照度測定手段３ｂは増幅回路部２ｂのレンジを設定されていたレンジとは別の異なるレンジに切り替えて照度センサ部２から電圧信号を出力させる。このとき、切り替えたレンジを用いて出力された電気信号の電圧値が、その最大値よりも小さくなるようにレンジが切り替えられる。そして、切り替えたレンジに対応する係数を記憶部４から読み出し、その電圧信号の電圧値と係数とから照度を算出する。そして、制御部３は、このようにして求められた照度の値を操作部５に送信して、この値が照度表示手段５ａによって表示部５ｂに表示される。

以下に、上述のように外光が入射したときの動作の例を図６を用いて説明する。例えば、本実施形態において、レンジ１を用いているときに、外光等の影響により、実際の照度が１５００ｌｘであったとする。図に示されるように、レンジ１の検出可能な照度範囲は０ｌｘ乃至１２７５ｌｘであることから、この時点において電圧値は最大値である５Ｖとなる。このとき、ユーザの操作指示が操作部５から送信されると、照度測定手段３ｂはレンジをレンジ１よりも照度の測定可能範囲が広いレンジ２へと変更する。レンジ２に変更すると、電圧値は３．０Ｖとなり、照度測定手段３ｂは、記憶部４に記憶されているレンジ２に対応する係数０．００２を読み出すことで、照度を３．０／０．００２＝１５００ｌｘの数式により算出する。そして、この照度の値が操作部５に送信されて、表示部５ｂには照度が１５００ｌｘである旨が表示される。

上述のように照度測定手段３ｂが照度を算出した後は、レンジは切り替えられて元のレンジに再設定される。なお、このようにレンジがレンジ１からレンジ２へと切り替えられるとき、制御部３によるフィードバック制御は一時的に停止され、照明負荷１ａの光出力値はレンジ切り替え時点の大きさに保たれる。そして、照度測定手段３ｂが照度を算出後に、レンジが元のレンジに戻されると、フィードバック制御を再度開始して、照明負荷１ａの光出力値が制御される。

この照明装置１０は、上述のようにレンジが切り替えられた時点から所定の待機時間が経過した後に、切り替え後のレンジで出力された電圧信号が制御部３に入力されるような構成とされている。これを図７（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。増幅回路部２ｂの増幅回路において時定数が大きい構成である場合等には、上述のようにレンジが切り替えたときに出力される電圧信号が安定したレベルとなるまでに時間を要することがある。例えば、図７（ａ）に示されるように、レンジがレンジ１に設定されている場合において、時刻ｔ１にレンジがレンジ１からレンジ２に切り替えられたとする。このとき、レンジ２に切り替えられて出力される電圧信号の電圧値は、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで徐々に変化して、時刻ｔ２から安定して出力されるものとする。この時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間が電圧移行時間となり、図７（ｂ）に示すように、この間は電圧値の値が実際の照度と対応するものではなくなる。この照明装置１０には、この電圧移行時間が所定の待機時間として予め設定されており、所定の待機時間が経過して電圧値が安定するようになってから制御部３に電圧信号が入力される。

ここで、増幅回路部２ｂは、例えば図３に示されるような回路中にコンデンサ等を設けて、レンジが切り替えられるときに、このコンデンサ等が短絡されて一度放電され、電圧信号を０Ｖとした後、切り替え後のレンジで電圧信号を０Ｖから安定させるように構成されていてもよい。このような構成により、制御部３において電圧値の値が実際の照度と対応するものとなり、この電圧値を用いる制御や照度測定をより正確に行うことができる。

本実施形態において、照度測定手段３ｂが照度を算出して測定するとき、光出力値が制御可能な最下限の値（調光下限）に達していない状態であれば、上述のようにレンジを切り替えて照度を算出した後に、レンジを元のレンジに再設定することなく、切り替えたレンジのままとする構成としてもよい。図８（ａ）及び（ｂ）は、このように構成したときの光出力の大きさ（調光レベル）と電圧値の、時間の経過による推移を示す。例えば、図に示されるように、レンジ１に設定されているときに外光等が入射して、時刻ｔ１に電圧値が最大値である５Ｖとなり、このときの光出力値（調光レベル）は調光下限より大きい値であったとする。そして、この時刻ｔ１にユーザにより照度表示機能の操作指示が行われたとすると、照度測定手段３ｂがレンジをレンジ１からレンジ２へ切り替える。レンジの切り替えが行われると、上述のように光出力値は時刻ｔ１の時点での値のまま固定される。そして、時刻ｔ１から所定の待機時間が経過した時刻ｔ２に、レンジ２による電圧信号の電圧値を基に、照度値が算出される。このとき、レンジはレンジ１に戻されず、レンジ２のまま時刻ｔ２よりフィードバック制御が再開される。

レンジ２での電圧値を用いたフィードバック制御において、目標照度を示す電圧値である目標値は、例えばレンジ１に対応する目標値からレンジ１及びレンジ２の係数を用いて算出することにより設定されていればよい。例えば、レンジ１に対応する目標値が２．９３Ｖであった場合、レンジ２に対応する目標値は、レンジ１とレンジ２に対応する係数である０．００３９と０．００２を用いて、２．９３／０．００３９×０．００２＝１．５Ｖと計算することにより求められる。また、ユーザが操作部５を操作することで目標照度入力して設定可能である場合には、目標値は、入力された目標照度をレンジ２に対応する係数を用いて算出することにより設定されていてもよい。例えば、目標照度が７５０ｌｘとしてユーザの操作により入力されている場合には、レンジ１、レンジ２、レンジ３に対応する目標値は、各レンジに対応する係数を用いて、それぞれ、２．９３Ｖ、１．５Ｖ、０．９８Ｖと求められるので、目標値を１．５Ｖとしてレンジ２での電圧値を用いたフィードバック制御が行われる。

レンジ１を用いているとき、時刻ｔ１においては電圧値が最大となり、照明負荷１ａの光出力値が調光可能な範囲内であるにもかかわらず、フィードバック制御を行うことができなくなっていたが、上述のようにしてレンジ２を切り替えたまま用いると、時刻ｔ２以後では電圧値と照度が対応するようになる。これにより、フィードバック制御により光出力を制御することが再び可能となり、照明負荷１ａの光出力をさらに下げることができる。

本実施形態においては、上述のように、ユーザによる操作指示があったとき、照度測定手段３ｂが、照度センサ部２のレンジをその時点とは異なるレンジに切り替えて電圧信号の電圧値を得て、記憶部４に記憶された当該レンジに対応する係数を用いて照度を算出して測定するので、例えば外光が照射されたときであっても、照度センサ部２から電圧信号が実際の照度に対応して出力されて、算出される照度が正確となる。これにより、正確な照度情報を表示させてユーザに通知することが可能となり、照明装置１０の使い勝手が向上する。

次に、本発明の第２の実施形態に係る照明装置１０について、図９乃至図１１を参照して説明する。この照明装置１０は、上述の第１の実施形態の照明装置１０と略同様の構成を有しているが、増幅回路部２ｂのレンジを切り替えながら、照明負荷１ａのフィードバック制御を行うように動作する点が上述の第１の実施形態と相違する。以下、上述の第１の実施形態と相違する動作についてのみ説明する。

この照明装置１０は、ある所定時間のうち、照度センサ部２より入力される電圧信号の電圧値が目標照度の目標値よりも大きくなる時間が、電圧値が目標照度より小さくなる時間よりも長くなったときに、つまり電圧値が目標値よりも大きくなる時間の割合が大きいときに、照度測定手段３ｂが、増幅回路部２ｂのレンジを使用中のレンジよりも照度の測定可能範囲が広くなるレンジへと切り替える。そして、電圧値が目標値よりも小さくなる時間が、電圧値が目標値よりも大きくなる時間よりも長くなったときに、つまり電圧値が目標値よりも小さくなる時間の割合が小さいときに、レンジをより分解能が細かくなるレンジへと切り替える。

図９を用いて、上述のようにレンジを切り替える動作の一例を説明する。例えば、この照明装置１０が、上述の第１の実施形態と同様に３つのレンジを有しており、目標照度が７５０ｌｘと設定されているとき、図に示されるように、レンジ１の目標値は２．９４Ｖである。この照明装置１０が例えば窓際等に設置されており、レンジ１を使用して照度を７５０ｌｘとなるようにフィードバック制御を行って動作しているときに、外光等が入射すると、照度センサ部２から入力される電圧信号の電圧値が２．９４Ｖ（目標値）乃至５．０Ｖ（最大電圧値）の範囲の値となって、フィードバック動作が行われることとなる。

レンジ１を使用しているときに電圧値が０Ｖ乃至２．９４Ｖ（目標値）である時間を使用時間Ａ、２．９４Ｖ（目標値）乃至５．０Ｖである時間を使用時間Ｂとすると、この照明装置１０は、使用時間Ａよりも使用時間Ｂが長くなったときに、レンジがレンジ１からレンジ２へと切り替えられる。レンジがレンジ２へと切り替えられると、目標値は１．５Ｖとなり、例えばさらに外光が入射されると、１．５Ｖ乃至５．０Ｖの電圧値の範囲でフィードバック制御を行うこととなる。そして、例えば、外光が入射しなくなったとき等、電圧値が目標値より小さい状態である使用時間（使用時間Ｃ）が、電圧値が目標値より大きい状態である使用時間（使用時間Ｄ）を上回れば、レンジがレンジ２から再度レンジ１に切り替えられてフィードバック制御を行う。なお、電圧値がレンジ２に対応する目標値（１．５Ｖ）を下回った時点で、レンジがレンジ１に切り替わるとしてもよい。

ここで、この照明装置１０において、レンジ１を使用すると分解能は５ｌｘ、レンジ２を使用すると分解能は１０ｌｘとなり、例えばレンジをレンジ１からレンジ２に変更するとフィードバック制御の精度がレンジ１を使用するときよりも低下し、フィードバック制御による光出力の変化が大きくなることになる。しかし、上述のように外光が入射されたときの照度の変化量は、その分解能よりもかなり大きい変化量となり、数ルクス程度のものではない。よって、外光が入射される状況で使用される場合は、レンジ２に変更されることで光出力の変化が大きくなってもユーザに負担となる影響を及ぼすものとはならないため、問題は生じない。

また、本実施形態においては、例えば照明装置１０や被照射面４０の汚れにより、被照射面４０の反射率が低下していった場合等、照度センサ部２からの電圧信号の電圧値が低くなったときには、照度測定手段３ｂはレンジがより分解能が細かくなるレンジへと切り替えるように動作する。これを図１０を用いて説明する。例えば、この照明装置１０において、目標照度が２０００ｌｘに設定されているとき、図に示されるように、レンジ３に対応する目標値は２．６Ｖとなる。レンジ３を使用して照度が２０００ｌｘとなるようにフィードバック制御を行って動作しているときに、照度センサ部２から入力される電圧信号の電圧値が０Ｖ乃至２．６Ｖ（目標値）である時間（使用時間Ｅ）が、電圧値が２．６Ｖ（目標値）乃至５．０Ｖ（最大電圧値）である時間（使用時間Ｆ）よりも長くなったときに、レンジがレンジ３からレンジ２へと切り替えられる。

レンジがレンジ２へと切り替えられると、レンジ２に対応する目標値が４．０Ｖと算出されて設定され、この目標値に基づいてフィードバック制御が行われる。レンジ２はレンジ３よりも分解能が細かくなるレンジであるため、レンジ２に切り替えられるとより精度の高いフィードバック制御が行われることになる。そして、例えば照明装置１０や被照射面４０が清掃され、被照射面４０の反射率が再び高くなったりした場合等に、電圧値が高くなり、レンジ２を使用中で電圧値が０Ｖ乃至４．０Ｖ（目標値）である時間（使用時間Ｇ）よりも、電圧値が４．０Ｖ（目標値）乃至５．０Ｖ（最大電圧値）である時間（使用時間Ｈ）が長くなったときには、レンジ２からレンジ３へとレンジが再度切り替えられる。

上述のように、レンジを自動的に切り替えることにより、照度センサ部２の電圧信号の電圧値が低いとき（照明装置１０の周囲が暗いとき）では、分解能が細かく精度の高いフィードバック制御をおこなうことができ、電圧値が高いとき（周囲が明るいとき）には、照度の測定可能範囲が広く、幅広い照度に対応してフィードバック制御を行うことができる。このように、外光が入射したり、被照射面４０の反射率が変わるなど状況が変化しても、その状況に自動的に対応してフィードバック制御を行うことが可能となるため、ユーザにとって煩わしい再設定作業等を行うことが必要なく、照明装置１０の使い勝手が向上する。また、上述のような照度表示機能を動作させるためのユーザによる操作指示があったときでも、レンジが自動的に切り替えられていることで電圧信号が実際の照度に対応して出力されており、正確な照度をすぐに算出して表示することが可能となる。

なお、本実施形態においては、照度測定手段３ｂが、電圧信号の電圧値が所定の電圧値以上となったときや、所定の電圧値以下となったときにレンジを切り替えるような構成であってもよい。例えば、図１１（ａ）及び（ｂ）に示されるように、レンジ１に設定中の時刻ｔ１に、外光等の入射により電圧信号の電圧値が最大値（５．０Ｖ）となったとする。このとき、照明負荷１ａの光出力値が、調光可能な最下限の光出力値となっていなければ、照度測定手段３ｂが、レンジをレンジ１からレンジ２へと変更する。そして、レンジをレンジ２へと変更すると、レンジ２における目標照度の目標値（１．５Ｖ）を上述と同様に算出し、時刻ｔ２から制御部３の制御手段３ａはその目標値に基づいてフィードバック制御を行う。レンジ２に設定中に、この目標値を電圧値が下回れば、レンジがレンジ２からレンジ１へと再度切り替えられ、制御手段３ａは再びレンジ１に対応する目標値（２．９４Ｖ）に基づいてフィードバック制御を行う。ここで、レンジが切り替えられるための条件は、照明負荷１ａの光出力が最下限ではない状態となり、且つ、電圧値が目標値より所定の割合（例えば１．２倍）だけ大きい値又は所定の固定値（例えば４．０Ｖ）以上となることとしてもよい。このように、電圧値が所定値以上になったときにレンジが切り替えられるような構成であっても、上述のように使い勝手が良く、ユーザによる操作指示が行われたときに、すぐに照度を表示させることが可能である照明装置１０を実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の範囲を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、増幅回路部２ｂのレンジの数は、３種類に限らず、２種類であっても、４種類以上であってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明する図。 同上照明装置のブロック図。 （ａ）は同上装置の増幅回路部の一例を示す回路図、（ｂ）はその別例を示す回路図。 同上照明装置の測定レンジの特性を示す図。 同上照明装置の各レンジに対応する係数を算出する動作を説明する図。 同上照明装置の照度を測定する動作を説明する図。 （ａ）は同上照明装置のレンジを切り替えるときの動作の一例を説明する図、（ｂ）はその動作が行われたときの電圧値を示す図。 （ａ）は同上照明装置のレンジを切り替えるときの動作の別例を説明する図、（ｂ）はその動作が行われたときの電圧値を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る照明装置のレンジ切り替え動作の一例を説明する図。 同上照明装置のレンジ切り替え動作の別例を説明する図。 （ａ）は同上照明装置のレンジを切り替えるときの動作の一例を説明する図、（ｂ）はその動作が行われたときの電圧値を示す図。 （ａ）は従来の照明装置の増幅回路の一例を説明する図、（ｂ）は同装置の動作を説明する図。 （ａ）は同上装置に外光が入射されたときの照度の値を示す図、（ｂ）はそのときの動作を説明する図。

符号の説明

１ 照明負荷部
１ａ 照明負荷
２ 照度センサ部
２ａ 受光素子（照度センサ）
２ｂ 増幅回路部
３ 制御部
３ａ 制御手段
３ｂ 照度測定手段
４ 記憶部
５ 操作部
５ａ 照度表示手段
５ｂ 表示部
１０ 照明装置
４０ 被照射面

Claims (3)

1. 照度センサにより照明負荷の被照射面の照度（以下、照度とする）を検出し、この照度が所定の目標照度で略一定となるように照明負荷の光出力の大きさをフィードバック制御して該照明負荷を点灯させる照明装置であって、
   前記照度センサ、及び測定可能な照度範囲が互いに異なる複数の測定レンジ（以下、レンジとする）を持つ増幅回路部を有し、その複数のレンジのうちいずれか１つのレンジにおいて前記照度センサが検知した検知信号を増幅して電圧信号を出力する照度センサ部と、
   前記電圧信号と照度との関係を示す係数及び前記目標照度を記憶するための記憶部と、
   前記電圧信号及び前記係数に基いて照度を算出し測定する照度測定手段及び前記目標照度に基づいてフィードバック制御を行う制御手段とを有する制御部と、
   前記制御部と無線又は有線を通じて通信可能であり、照明装置の動作状況を表示可能にされた表示部及びユーザの操作指示によりその時点における前記照度測定手段により測定された照度を表示する照度表示手段を有する操作部と、を備え、
   前記記憶部は、予め前記照明負荷が点灯された状態で照度計により計測された照度と、その時点で前記増幅回路部から出力される複数のレンジにおける各電圧信号との関係から算出して求められた係数をそれぞれのレンジ毎に対応させて記憶しており、
   前記照度測定手段は、前記照度表示手段に対してユーザによる照度表示機能を動作させるための操作指示があったとき、前記照度センサ部の電圧信号の電圧値が測定可能な照度範囲の上限に対応する最大値になっていれば、前記照度センサ部の測定レンジをその時点のレンジよりも照度の測定可能範囲が広いレンジに切り替えて電圧信号を出力させ、この電圧信号の電圧値と前記記憶部に記憶された当該レンジに対応する係数を用いて照度を算出して測定する機能を持ち、これにより測定された照度を前記照度表示手段により表示することを特徴とする照明装置。
2. 前記照度測定手段は、所定時間内における、前記照度センサ部の電圧信号の電圧値が前記目標照度を示す目標値よりも大きい時間と、前記照度センサ部の電圧信号の電圧値が前記目標照度を示す目標値よりも小さい時間との割合に応じて前記レンジの切り替えを自動的に行うことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記照度測定手段は、前記照度センサ部の電圧信号の値が所定の電圧値以上となったときに前記レンジの切り替えを自動的に行う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。

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