JP5513824B2 - 照明制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、照度センサを有し、照度センサにより被照面における反射光を検知して照明負荷の光出力を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。

従来例１として、図１０に示すように、天井面ＣＥに固定され、下面に備えられた光源を点灯させる少なくとも１個（図１０では４個）の照明装置１０２と、光源により照明される床面ＦＬや机上面ＤＥなどの被照面で反射された反射光Ｒによる照度を検出する照度センサ１０３とに接続され、照度センサ１０３の出力を目標値に近づけるように各照明装置１０２に対して光源の調光比を支持する制御信号を出力する照明制御装置１０１を説明する（例えば、特許文献１）。光源としては、例えば蛍光灯や発光ダイオードが用いられる。照度センサ１０３としては、例えばフォトダイオードを有するものが用いられ、覆いなどによって光源の光ＩＤの直接の入射が阻止されて被照面での反射光Ｒのみが入射するようにされる。制御信号は、例えば指示する調光比に応じたデューティ比のＰＷＭ信号である。ここで、調光比とは、光源の定格点灯時の光束に対する比を示す。

照度センサ１０３は、一般に、被照面上には配置されず、図１０に示すように天井面ＣＥに固定された照明制御装置１０１に一体化されたり、照明装置１０２に一体化されたりしているが、被照面における反射光Ｒによる天井面ＣＥの照度は被照面の照度（以下、被照面照度と称す）に比例するから、上記のように照度センサ１０３の出力を一定とするようにフィードバック制御を行えば、被照面照度を一定とすることができる。

また、上記の照明制御装置１０１によれば、窓Ｗから入射する日光など、光源の光ＩＤ以外の光である外光ＥＤが存在するときには、外光ＥＤによる照度の分だけ光源の光出力が抑えられることにより、消費電力の低減が可能となる。

次に、従来例２として、それぞれ光源を点灯させる少なくとも１個の照明装置と、光源によって照明される被照面における反射光による照度を検出する照度センサとに接続され、各照明装置に対してそれぞれ光源の調光制御を指示する制御信号を出力する照明制御装置２０１を説明する（例えば、特許文献２）。図１１に従来例２のブロック構成図を示す。本従来例の照明制御装置２０１は、照度センサの出力と目標値とを比較すると共に、照度センサの出力を目標値に近づけるように制御信号を生成する制御部２１１と、制御部２１１によって制御され、制御部２１１が生成した制御信号を照明装置へ出力する送信部２１２と、例えばＥＥＰＲＯＭのようなリライト可能なメモリからなる記憶部２１３と、照度センサの照度信号の電圧値を増幅する増幅部２１４と、光源の累積点灯時間を計時する点灯時間測定部２１５と、使用者による操作入力を受け付ける操作部２１６とで構成されている。

制御部２１１は、照度センサの出力を調光比で除した演算値を定期的に演算する演算部を備えている。制御部２１１は、演算部の演算によって得られた演算値のうち、電源が投入されてからの最小の値である最小演算値を記憶部２１３に格納する。そして、一度電源が切られて次に電源が投入されたときに、記憶部２１３に格納された最小演算値を所定の夜間判定閾値と比較し、最小演算値が夜間判定閾値より低い場合には、制御部２１１は、最小演算値に所定の基準調光比を乗じた値を目標値とし、この目標値に照度センサの出力を近づけるような制御信号を生成する外光追従動作を行う。また、最小演算値が夜間判定閾値よりも大きい場合または、記憶部２１３に最小演算値が記憶されていない場合には、照度センサの出力に関わらない制御信号を生成する外光無視動作を行う。

従来例２の照明制御装置２０１は、外光追従動作において用いられる目標値が、レイアウトに応じて変化する最小演算値に応じて決定されることにより、レイアウト変更に対応可能となっている。また、最小演算値が夜間判定閾値よりも高い場合、すなわち、最小演算値が得られたときに外光が存在したと考えられる場合には、照度センサの出力に関わらない外光無視動作が行われるから、目標値が高すぎる値に設定されることによる誤動作の発生が抑えられている。

特開平１１−１４４８８２号公報 特開２００７−２６５８１１号公報

しかし、従来例１の照明制御装置１は、目標値を一定とすると、被照面の反射率や、被照面と照度センサ１０３との距離といった条件が、壁紙の張替えや、絨毯の取替えや、家具の移動といったレイアウト変更によって変化した場合に、被照面照度と照度センサ１０３の出力との関係が変化することにより、適切な被照面照度が得られなくなる。このため、従来例１の照明制御装置１では、適切な被照面照度を得るためには、レイアウト変更の度に目標値を再設定する必要があり、手間がかかるという問題があった。

また、従来例２の照明制御装置２０１は、照度センサの出力を調光比で除した演算値を定期的に演算する演算部と、最小演算値を記憶する記憶部２１３が必要であり、構成が複雑となる。また、電源投入からの最小演算値を利用してフィードバック制御していることから、常時電源が入っている使い方や、頻繁に電源のオン・オフを行う使い方では、正確に環境変化に対応できない場合がある。また、１日目は記憶部２１３に最小演算値が記憶されておらず、外光無視動作を行うため、正確にフィードバック制御の目標値を設定できないという問題もある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源投入の制約を受けずに、レイアウト変更後の目標値を容易に補正することができ、被照面の照度を所望の照度に制御することができる照明制御装置を提供することにある。

請求項１の発明は、光源と、光源を高周波点灯させる光源点灯部と、光源によって照明される被照面における反射光による照度を検出し、検出した照度に応じた照度信号を出力する照度センサ部と、被照面における所定の照度に対応する調光目標値を記憶する記憶手段と、照度信号が調光目標値と一致するように、光源点灯部に光源の調光制御を指示する調光信号を出力する調光手段とからなる制御部と、光源のみの反射光による光源反射光成分を照度信号から抽出する抽出部とで構成され、制御部は、当該光源反射光成分に基づいて調光目標値を補正する補正手段を備え、前記抽出部は、前記光源の点灯周波数の帯域を通過させるフィルター部で構成されており、当該フィルター部は前記照度信号から前記光源反射光成分を抽出して前記制御部に出力し、前記補正手段は、光源反射光成分の変動に基づいて、前記調光目標値を補正することを特徴とする

この発明によれば、レイアウト変更によって被照面の反射率が変動した場合でも、光源反射光成分に基づいて、レイアウト変更後における被照面の反射率に対応した調光目標値に容易に補正することができる。また、常時電源が入っている場合や、頻繁に電源のオン・オフをする場合でも、調光目標値を補正することができる。さらに、レイアウト変更による被照面の反射率の変化に対して、応答よく調光目標値の補正をすることができる。また、太陽光などの外光がある場合でも、調光目標値を補正することができる。

請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記フィルター部は、点灯周波数が異なる複数種類の前記光源毎に複数のフィルターを備えており、使用する光源の種類に応じたフィルターを用いることを特徴とする。

この発明によれば、点灯周波数が異なる複数種類の光源に対応することができる。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記光源の累積点灯時間を計時する計時手段を備え、計時結果から光源の光束維持率を導出し、当該光束維持率に基づいて前記調光目標値を補正することを特徴とする。

この発明によれば、点灯時間の経過による光源の劣化の影響を考慮して、調光目標値を補正することができる。

以上説明したように、本発明では、電源投入の制約を受けずに、レイアウト変更後の目標値を容易に補正することができ、被照面の照度を所望の照度に制御することができるという効果がある。

本発明の実施形態１の照明制御装置のブロック構成を示す図である。 上記の設置例を示す図である。 ＨＰＦの回路構成を示す図である。 上記の光源点灯部の回路構成を示す図である。 （ａ）（ｂ）スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の駆動信号を示す図である。 ランプ電力の周波数特性を示す図である。 光源１の光束維持率を示す図である。 実施形態２の照明制御装置のブロック構成を示す図である。 ＬＰＦの回路構成を示す図である。 従来例１の照明制御装置の設置例を示す図である。 従来例２の照明制御装置のブロック構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本発明のブロック構成図を図１に示す。本実施形態の照明制御装置は、光源１と、光源点灯部２と、照度センサ部３と、フィルタ回路部４と、制御部５とで構成されている。

本実施形態の設置例を図２に示す。

本実施形態の照明制御装置を備えた照明器具本体６が天井面ＣＥに固定されている。照明器具本体６の下面に設けられ、高周波点灯する光源１が照射する光Ｈ１ａは、机上面ＤＥや床面ＦＬなどの被照面によって反射し、光源反射光Ｈ１ｂが照明器具本体６の下面に設けられた照度センサ部３に入射する。また、窓ＷＩから入射する太陽光などの外光Ｈ２ａも、被照面によって反射し、外光反射光Ｈ２ｂが照度センサ部３に入射する。したがって、照度センサ部３には、光源反射光Ｈ１ｂと外光反射光Ｈ２ｂが入射する。なお、照度センサ部３は、覆い等によって、光源１が照射する光Ｈ１ａが直接入射しないように設けられており、光源反射光Ｈ１ｂおよび外光反射光Ｈ２ｂのみが入射するようになっている。

また、被照面における反射光（光源反射光Ｈ１ｂ、外光反射光Ｈ２ｂ）による照度は、被照面の照度（以下、被照面照度と称す）に比例するので、照度センサ部３が出力する照度信号Ｓを用いてフィードバック制御を行えば、被照面照度を一定とすることができる。また、光源反射光Ｈ１ｂの周波数は、高周波点灯する光源１が照射する光Ｈ１ａの周波数と同一であり、高い周波数成分からなる。また、外光反射光Ｈ２ｂの周波数は、外光Ｈ２ａの周波数と同一であり、光源反射光Ｈ１ｂよりも低い周波数成分からなる。

以下に、本実施形態の概略構成を説明する。

光源１は、インバータ点灯方式の蛍光灯Ｌａで構成されており、目視ではちらつきを感じない高い周波数で点滅している。なお、蛍光灯Ｌａの点灯周波数は、一般的に発光効率やスイッチングロス、ノイズ（ＥＭＣ）等から１０〜２００ＫＨｚである。

光源点灯部２は、例えばハーフブリッジ式のインバータ回路で構成されており、蛍光灯Ｌａに高周波電力を供給する。

照度センサ部３は、受光素子（図示なし）と、この受光素子の検出電圧を増幅する増幅器（図示なし）とで構成されている。受光素子は、例えばフォトダイオード等を含んで構成されており、受光エリアからの光に応じて検出電圧を出力するものである。増幅器は、受光素子の検出電圧を増幅する電気回路を有している。上記の構成によって、照度センサ部３は、被照面における反射光（光源反射光Ｈ１ｂ、外光反射光Ｈ２ｂ）による照度に応じて、電圧信号からなる照度信号Ｓを出力する。

フィルタ回路部４は、ＨＰＦ（ハイパスフィルター）回路で構成されており、高周波点灯する光源１の点灯周波数成分の信号を通過させる。ＨＰＦ回路は、例えば図３に示すような周知の回路構成である。ＨＰＦ回路は、オペアンプＯＰを用いており、オペアンプＯＰの非反転入力端子はＧＮＤに接続され、オペアンプＯＰの反転入力端子には、コンデンサＣと抵抗Ｒｉの直列回路を介して照度信号Ｓが入力されている。また、オペアンプＯＰの出力端子−反転入力端子間に抵抗Ｒｆが接続され、出力端子から光源照度信号Ｓａを出力している。また、カットオフ周波数ｆｃは、１／２πＣＲｉとなる。上記の構成によって、被照面における反射光（光源反射光Ｈ１ｂ、外光反射光Ｈ２ｂ）による照度に応じた照度信号Ｓが照度センサ部３から出力されて、フィルタ回路部４に入力すると、高周波成分からなる光源反射光Ｈ１ｂによる光源反射光成分のみを抽出した光源照度信号Ｓａを制御部５に出力する。

制御部５は、記憶部５１と、調光部５２と、補正部５３と、計時部５４とを備えている。制御部５は、例えばマイコン等で構成されており、入力段に照度信号Ｓおよび光源照度信号ＳａをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路を備えており、以降の処理はデジタル信号で行われる。また、不揮発メモリであるＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等からなる記憶部５１は、フィードバック制御の目標値となる調光目標値Ｓ０を記憶している。そして、調光部５２は、照度信号Ｓを調光目標値Ｓ０に一致するように、光源１の調光レベルを変化させる調光信号を生成して、光源点灯部２に出力する。光源点灯部２は、調光信号に応じて、光源１に供給する高周波電力を調整することで光源１の調光レベルを変化させる。なお、調光信号は、例えば周波数が１ｋＨｚのＰＷＭ信号であり、調光レベルに応じてオンデューティが変化する信号である。また、調光レベルに応じて例えば１Ｖ〜１０Ｖに変化するＤＣ電圧でもよい（国内ではＰＷＭ信号、ヨーロッパではＤＣ電圧を用いられることが多い）。また、これらの調光信号はＪＩＳ＿Ｃ８１２０＿２附属書Ｅで標準化されているが、独自の調光信号でもよい。

補正部５３は、フィルタ回路部４から出力される光源照度信号Ｓｆに基づいて、記憶部５１に記憶されている調光目標値Ｓ０を補正する。また、計時部５４は、光源１の累積点灯時間を計時するタイマー回路で構成されている。

次に、本実施形態の光源点灯部２の具体的な回路構成を図４に示す。

商用電源ＡＣが出力する交流電圧が直流電源回路７に入力される。直流電源回路７は、ダイオードＤｉ１〜Ｄｉ４で構成されるダイオードブリッジＤＢと、ダイオードブリッジＤＢの後段に配置されたコンデンサＣ１とで構成されている。直流電源回路８は、交流電圧をダイオードブリッジＤＢで全波整流後、コンデンサＣ１で平滑することで直流電圧に変換している。

直流電源回路７の後段には、光源点灯部２が接続されており、直流電圧が印加される。光源点灯部２は、インバータ回路を形成しており、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２とＬＣ直列共振回路を備えている。直流電源回路７のコンデンサＣ１と並列にスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が直列接続されている。また、スイッチング素子Ｑ２と並列に、直流カット用のコンデンサＣ２と、共振用のコイルＬ１と、共振用のコンデンサＣ３が直列接続されており、コイルＬ１とコンデンサＣ３とでＬＣ直列共振回路を形成している。なお。直流カット用のコンデンサＣ２は、共振用のコンデンサＣ３より大きい容量（コンデンサＣ３の１０倍以上）が選ばれる。

また、コンデンサＣ３と並列に、光源１である蛍光灯Ｌａが接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に接続された駆動回路９が、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互に動作させて、ＬＣ直列共振回路を発振させて蛍光灯Ｌａを点灯させる。具体的な蛍光灯Ｌａの点灯方法を、以下に説明する。

駆動回路２１は、駆動回路制御部２２が出力する駆動制御信号に基づいた発振周波数ｆの駆動信号をスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に出力する。図５（ａ）にスイッチング素子Ｑ１に出力される駆動信号、図５（ｂ）にスイッチング素子Ｑ２に出力される駆動信号を示す。駆動回路９は、図５（ａ）（ｂ）に示すような、ハイレベル・ローレベルを繰り返す信号を出力し、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフさせる。

そして、商用電源ＡＣがオンすると、駆動回路２１はＬＣ直列共振回路の共振周波数ｆ０よりも十分に高い発振周波数（予熱周波数）の駆動信号を出力して、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を動作させて、蛍光灯Ｌａを予熱する。そして、所定の予熱時間経過後に、予熱周波数よりも低く且つ共振周波数ｆ０よりも高い発振周波数（始動周波数）に変動させることで、ＬＣ直列共振回路のＬＣ直列共振によって、蛍光灯Ｌａの電極間（コンデンサＣ３の両端）に高電圧を発生させる。それによって、放電が始まり蛍光灯Ｌａが点灯する。そして、共振周波数ｆ０よりも高い発振周波数ｆ１（点灯周波数）で蛍光灯Ｌａを安定点灯させる。

図６にランプ電力の周波数特性を示す。一般的に、ＬＣ直列共振回路の共振周波数ｆ０よりも高い周波数で、蛍光灯Ｌａが点灯するように発振周波数を設定する。これは、共振周波数ｆｏより低い周波数で設計すると、点灯始動時に回路に大きな電流が流れるので、回路を構成する部品の破損を防止ためである。また、駆動回路２１の発振周波数（点灯周波数）をｆ１からｆ２までの間を変動させることによって、蛍光灯Ｌａの調光レベルを全点灯から下限まで調整することができる。なお、駆動回路２１の発振周波数ｆ１〜ｆ２は、例えば４０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚとなる。

上記の構成によって、照度センサ部３が被照面における反射光（光源反射光Ｈ１ｂ、外光反射光Ｈ２ｂ）とを検知し、照度信号Ｓを制御部５に出力する。そして、制御部５に備えられた調光部５２が、照度信号Ｓと、記憶部５１に記憶された調光目標値Ｓ０とを比較して、照度信号Ｓを調光目標値Ｓ０に一致するように、光源１の調光レベルを変化させる調光信号を駆動回路制御部２２に出力する。駆動回路制御部２２は、調光信号に基づいて、駆動回路２１の発振周波数をｆ１〜ｆ２の間で変動させて、蛍光灯Ｌａの光出力を調整する。例えば、Ｓ＜Ｓ０の場合は、目標の被照面照度よりも暗いと判断して、調光レベルを徐々に上げる。また、Ｓ＞Ｓ０の場合は、目標の被照面照度よりも明るいと判断して、調光レベルを徐々に下げる。なお、照度信号Ｓは、人間などが照度センサ部３の検知範囲に入って、一時的に反射率が変化することを排除するために、移動平均処理などのノイズ除去演算処理することが望ましい。このようにフィードバック制御することで、窓ＷＩから入射する外光Ｈ２ａが存在するときは、外光Ｈ２ａによる照度の分だけ、蛍光灯Ｌａの光出力が抑えられることにより、消費電力の低減が可能となる。

しかし、フィードバック制御に用いる調光目標値Ｓ０を一定とすると、被照面の反射率や、被照面と照度センサ部３との距離といった条件が、壁紙の張替えや、絨毯の取替えや、家具の移動といったレイアウト変更によって変化した場合、被照面照度と照度センサ部３の照度信号Ｓとの関係が変化することにより、適切な被照面照度が得られなくなる。

しかし、本実施形態では、被照面の反射率の変化を検出し、被照面の反射変化率Ａを用いて調光目標値Ｓ０を補正することによって、レイアウト変更による影響を無視することができる。

以下に、調光目標値Ｓ０の補正について説明する。

まず、調光目標値Ｓ０の設定方法を説明する。調光目標値Ｓ０が記憶部５１に記憶されていない状態や、調光目標値Ｓ０の再設定時において、光源１の調光レベルを制御して、被照面の照度が所望の値になった時の照度信号Ｓを調光目標値Ｓ０として記憶部５１に記憶する。また、調光目標値Ｓ０の設定時の調光レベルＤ０と、光源照度信号Ｓａを光源照度記憶値Ｓａ０として記憶部５１に記憶する。なお、調光目標値Ｓ０の設定は、外光Ｈ２ａの有無に関わらず設定することができる。

そして、通常の運用時は、調光部５２が記憶部５１に記憶されているフィードバック制御の目標値となる調光目標値Ｓ０に、照度センサ部３が出力する照度信号Ｓが一致するように、調光レベルＤを変動させる。

そして、補正部５３は、記憶部５１に記憶されている光源照度記憶値Ｓａ０と、現在の光源照度信号Ｓａとから、被照面の反射変化率Ａを導出する。ここで、両者の検出時における、調光レベルの差による影響を除外するために、調光レベル変化率Ｂを導出する。調光レベル変化率Ｂは、
Ｂ＝Ｄ／Ｄ０ ・・・（１）
と導出されるので、調光レベルの差による影響を除外した光源照度記憶値Ｓａ１は、
Ｓａ１＝Ｓａ０×Ｂ
＝Ｓａ０×（Ｄ／Ｄ０） ・・・（２）
となる。したがって、被照面の反射変化率Ａは、
Ａ＝Ｓａ／Ｓａ１
＝Ｓａ／（Ｓａ０×Ｄ／Ｄ０） ・・・（３）
と導出される。

この被照面の反射変化率Ａが所定の閾値を超えた場合は、レイアウト変更などによって、被照面の反射率が変化したと判断し、補正部５３は記憶部５１に記憶されている調光目標値Ｓ０を補正する。具体的には、現在の調光目標値Ｓ０に、導出した被照面の反射変化率Ａを乗じることで補正する。したがって、補正後の調光目標値Ｓ１は、
Ｓ１＝Ｓ０×Ａ
＝Ｓ０×Ｓａ／（Ｓａ０×Ｄ／Ｄ０） ・・・（４）
と導出される。

このように、レイアウト変更によって被照面の反射率が変動した場合には、光源反射光Ｈ１ｂによる光源反射光成分である光源照度信号Ｓａを抽出して、被照面の反射変化率Ａを導出し、調光目標値Ｓ０を補正することによって、適切な被照面照度を得ることができる。

また、フィルタ回路部４は、光源反射光Ｈ１ｂによる光源反射光成分のみを抽出することができるため、外光Ｈ２ａがある場合でも、調光目標値Ｓ０を補正することができる。さらに、レイアウト変更による被照面の反射率の変化に対して、応答よく調光目標値Ｓ０の補正が行われる。また、常時電源が入っている場合や、頻繁に電源がオン・オフされる場合でも、調光目標値Ｓ０を補正することができる。

また、蛍光灯Ｌａは点灯時間の経過に伴って、光出力（光束）が低下していく。図７に光束維持率のグラフを示す。調光目標値Ｓ０を補正する際に、この光束維持率を考慮して補正をすることで、さらに補正の精度が向上する。具体的には、計時部５４に備えられたタイマ回路が、蛍光灯Ｌａの累積点灯時間を計時する。また、蛍光灯Ｌａの点灯時間に対する光束維持率がデータテーブルとして、記憶部５１に記憶されている。

そして、タイマ回路の計時結果から、蛍光灯Ｌａの光束維持率Ｄｔが導出され、光束維持率Ｄｔを考慮した光源照度記憶値Ｓａ２は、
Ｓａ２＝Ｓａ０×（Ｄ／Ｄ０）×Ｄｔ ・・・（５）
と導出される。したがって、補正後の調光目標値Ｓ２は、
Ｓ２＝Ｓ０×Ｓａ／Ｓａ２
＝Ｓ０×Ｓａ／（Ｓａ０×Ｄ／Ｄ０×Ｄｔ） ・・・（６）
と導出される。

なお、フィルター回路部４を、点灯周波数が異なる複数種類の光源１の点灯周波数の帯域を通過させる複数のフィルター回路を備える構成とすれば、使用する光源１に応じたフィルター回路を用いることで、点灯周波数が異なる複数種類の光源１による光源反射光成分を抽出することができ、調光目標値Ｓ０を補正することができる。

（実施形態２）
本実施形態のブロック構成図を図８に示す。本実施形態の照明制御装置は、光源１と、光源点灯部２と、照度センサ部３と、フィルタ回路部４と、制御部５と、直流電源回路７と、報知回路部８とで構成されている。また、本実施形態の設置例は、実施形態１で図２を用いて説明した設置例と同様であり、同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。

商用電源ＡＣが出力する交流電圧が直流電源回路７に入力され、直流電源回路７は、交流電圧を直流電圧に変換して光源１に出力する。

光源１は、パルス点灯方式で点灯する複数のＬＥＤ照明器具１ａが並列接続して構成されている。ＬＥＤ照明器具１ａは、抵抗Ｒと複数の発光ダイオードＬＥＤからなる一対の直列回路が並列接続している。

光源点灯部２は、ＭＯＳ−ＦＥＴ等で構成されたスイッチング素子Ｑ３と、スイッチング素子Ｑ３を駆動する駆動信号を出力する駆動回路２１と、駆動信号のオンデューティ比を制御する駆動制御信号を出力する駆動回路制御部２２とで構成されている。

光源１とスイッチング素子Ｑ３は直列接続しており、スイッチング素子Ｑ３がオン・オフすることで光源１が調光される。駆動回路２１が出力する駆動信号は高周波のパルス信号であり、駆動制御信号によって駆動信号のオンデューティ比を調整することで、光源１の調光レベルを制御する。なお、ＬＥＤ照明器具１ａは複数あるが、点灯制御する駆動回路２１は共通であり、各ＬＥＤ照明器具１ａの点灯周波数は同期しており、周波数は同一である。

照度センサ部３は、実施形態１と同様の基本構成であり、被照面における反射光（光源反射光Ｈ１ｂ、外光反射光Ｈ２ｂ）による照度に応じて、電圧信号からなる照度信号Ｓ（第１の照度信号）を出力する。

フィルタ回路４は、ＬＰＦ（ローパスフィルター）回路で構成されており、高周波点灯する光源１の点灯周波数成分の信号を減衰させて、外光Ｈ２ａによる外光反射光成分を抽出する。ＬＰＦ回路は、例えば図９に示すような周知の回路構成である。ＬＰＦ回路は、オペアンプＯＰを用いており、オペアンプＯＰの非反転入力端子はＧＮＤに接続され、オペアンプＯＰの反転入力端子には、抵抗Ｒｉを介して照度信号Ｓが入力される。また、オペアンプＯＰの出力端子−反転入力端子間に抵抗ＲｆとコンデンサＣの並列回路が接続され、出力端子から外光照度信号Ｓｂ（第２の照度信号）を出力する。また、このＬＰＦ回路のカットオフ周波数ｆｃは、１／２πＣＲｆとなる。上記の構成によって、被照面における反射光（光源反射光Ｈ１ｂ、外光反射光Ｈ２ｂ）による照度に応じた照度信号Ｓが照度センサ部３から出力されて、フィルタ回路部４に入力すると、高周波成分からなる光源反射光Ｈ１ｂによる信号が減衰し、低周波成分からなる外光反射光Ｈ２ｂによる外光反射光成分のみを抽出した外光照度信号Ｓｂを制御部５に出力する。

制御部５は、実施形態１と同様の構成であり、記憶部５１と、調光部５２と、補正部５３と、計時部５４とを備えている。記憶部５１は、フィードバック制御の目標値となる調光目標値Ｓ０を記憶している。調光部５２は、照度信号Ｓを調光目標値Ｓ０に一致するように、光源１の調光レベルを変化させる調光信号を生成して光源点灯部２に出力する。補正部５３は、記憶部５１に記憶されている調光目標値Ｓ０を補正する。計時部５４は、光源１の累積点灯時間を計時するタイマー回路で構成されている。

報知回路部８は、赤色ＬＥＤなどを備えており、外光照度信号Ｓｂが所定の閾値よりも大きい場合は、赤色ＬＥＤを点灯する。つまり、昼間などの外光Ｈ２ａがある状態では、赤色ＬＥＤが点灯する。

上記の構成によって、照度センサ部３が被照面における反射光（光源反射光Ｈ１ｂ、外光反射光Ｈ２ｂ）を検知し、照度信号Ｓを制御部５に出力する。そして、制御部５に備えられた調光部５２が、照度信号Ｓと、記憶部５１に記憶された調光目標値Ｓ０とを比較して、照度信号Ｓを調光目標値Ｓ０に一致するように、光源１の調光レベルを変化させる調光信号を駆動回路制御部２２に出力する。駆動回路制御部２２は、調光信号に基づいて、駆動回路２１が出力する駆動信号のオンデューティ比を変動させて、ＬＥＤ照明器具１ａの光出力を調整する。例えば、Ｓ＜Ｓ０の場合は、目標の被照面照度よりも暗いと判断して、調光レベルを徐々に上げる。また、Ｓ＞Ｓ０の場合は、目標の被照面照度よりも明るいと判断して、調光レベルを徐々に下げる。なお、照度信号Ｓは、人間などが照度センサ部３の検知範囲に入って、一時的に反射率が変化することを排除するために、移動平均処理などのノイズ除去演算処理することが望ましい。このようにフィードバック制御することで、窓ＷＩから入射する外光Ｈ２ａが存在するときは、外光Ｈ２ａによる照度の分だけ、蛍光灯Ｌａの光出力が抑えられることにより、消費電力の低減が可能となる。

しかし、フィードバック制御に用いる調光目標値Ｓ０を一定とすると、被照面の反射率や、被照面と照度センサ部３との距離といった条件が、壁紙の張替えや、絨毯の取替えや、家具の移動といったレイアウト変更によって変化した場合、被照面照度と照度センサ部３の照度信号Ｓとの関係が変化することにより、適切な被照面照度が得られなくなる。

しかし、本実施形態では、外光Ｈ２ａのない状態で、調光目標値Ｓ０を補正することによって、レイアウト変更による影響を無視することができる。

以下に、調光目標値Ｓ０の補正について説明する。

まず、調光目標値Ｓ０の設定方法について説明する。本実施形態の照明制御装置は、夜間など外光Ｈ２ａがない状態で、調光目標値Ｓ０を設定することができる。まず、調光目標値Ｓ０が記憶部５１に記憶されていない状態や、調光目標値Ｓ０の再設定時において、外光Ｈ２ａの有無が確認される。もし外光Ｈ２ａがある状態であれば、フィルタ回路部４が出力する外光照度信号Ｓｂが所定の閾値よりも大きくなり、報知回路部８の赤色ＬＥＤが点灯してエラー状態を示し、調光目標値Ｓ０を設定することができない。したがって、外光照度信号Ｓｂが所定の閾値よりも低く、報知回路部８の赤色ＬＥＤが消灯している場合のみ、調光目標値Ｓ０を設定することができる。外光Ｈ２ａがない状態において、光源１の調光レベルを制御して、被照面の照度が所望の値になった時の照度信号Ｓを調光目標値Ｓ０として記憶部５１に記憶する。また、調光目標値Ｓ０の設定時の調光レベルＤを記憶調光レベルＤ０として記憶部５１に記憶する。

そして、通常の運用時は、調光部５２が記憶部５１に記憶されているフィードバック制御の目標値となる調光目標値Ｓ０に、照度センサ部３が出力する照度信号Ｓが一致するように、調光レベルＤを変動させる。

そして、外光照度信号Ｓｂが所定の閾値よりも低い場合、補正部５３は記憶調光レベルＤ０と、現在の調光レベルＤとを比較する。もし、レイアウト変更がなく、被照面の反射率が同じであれば、フィードバック制御により記憶調光レベルＤ０と、現在の調光レベルＤは略同じとなる。しかし、レイアウト変更などによって被照面の反射率が変化すると、記憶調光レベルＤ０と、現在の調光レベルＤとの関係は、Ｄ０≠Ｄとなる。（厳密には、照度センサ部３の検知誤差ΔＤなどを考慮すると、Ｄ０≠Ｄ＋ΔＤとなる。）このように、記憶調光レベルＤ０と、現在の調光レベルＤとを比較して、両者に所定の閾値以上の差がある場合は、補正部５３はレイアウト変更などによって、被照面の反射率が変化したと判断し、記憶部５１に記憶されている調光目標値Ｓ０を補正する。具体的な補正方法を以下に説明する。

記憶調光レベルＤ０と、現在の調光レベルＤとの差が所定の閾値以上ある場合、補正部５３は、現在の調光レベルＤを、記憶調光レベルＤ０まで変化させる。そして、補正部５３は、調光レベルＤが記憶調光レベルＤ０と一致した時の照度信号Ｓを、新たな調光目標値Ｓ１として、記憶部５１に記憶する。そして、以降は新たな調光目標値Ｓ１を目標値としてフィードバック制御が行われる。

このように、レイアウト変更によって被照面の反射率が変動した場合には、外光Ｈ２ａがない状態において、照度信号Ｓを新たな調光目標値Ｓ１とすることによって、適切な被照面照度を得ることができる。

また、外光Ｈ２ａがない状態において、照度信号Ｓを直接新たな調光目標値Ｓ１とするため、レイアウト変更後の被照面により適した調光目標値Ｓ１とすることができる。

また、本実施形態の照明制御装置では、夜間などの外光Ｈ２ａがない状態でのみ調光目標値Ｓ０が補正されるが、レイアウト変更などは頻繁に行われないため、夜間まで待って調光目標値Ｓ０を補正しても、長期間で考えた場合の省エネ効果に影響はない。なお、外光Ｈ２ａがない状態とは、夜間のみではなく、天候が悪い日や、カーテンやブラインドを閉めて外光Ｈ２ａを遮断した状態でもよく、必ずしも夜間まで待つ必要はない。

また、実施形態１と同様に、光源１の光束維持率を考慮して調光目標値Ｓ０を補正してもよい。

また、照度信号Ｓと外光照度信号Ｓｂの差を光源照度信号Ｓａとして検出し、実施形態１と同様の方法で調光目標値Ｓ０を補正する構成としてもよい。

１ 光源
２ 光源点灯部
３ 照度センサ部
４ フィルタ回路部
５ 制御部
５１ 記憶部
５２ 調光部
５３ 補正部
５４ 計時部
Ｓ 照度信号
Ｓａ 光源照度信号

Claims (3)

1. 光源と、
   光源を高周波点灯させる光源点灯部と、
   光源によって照明される被照面における反射光による照度を検出し、検出した照度に応じた照度信号を出力する照度センサ部と、
   被照面における所定の照度に対応する調光目標値を記憶する記憶手段と、照度信号が調光目標値と一致するように、光源点灯部に光源の調光制御を指示する調光信号を出力する調光手段とからなる制御部と、
   光源のみの反射光による光源反射光成分を照度信号から抽出する抽出部とで構成され、
   制御部は、当該光源反射光成分に基づいて調光目標値を補正する補正手段を備え、
   前記抽出部は、前記光源の点灯周波数の帯域を通過させるフィルター部で構成されており、当該フィルター部は前記照度信号から前記光源反射光成分を抽出して前記制御部に出力し、前記補正手段は、光源反射光成分の変動に基づいて、前記調光目標値を補正する
   ことを特徴とする照明制御装置。
2. 前記フィルター部は、点灯周波数が異なる複数種類の前記光源毎に複数のフィルターを備えており、使用する光源の種類に応じたフィルターを用いることを特徴とする請求項１記載の照明制御装置。
3. 前記光源の累積点灯時間を計時する計時手段を備え、計時結果から光源の光束維持率を
   導出し、当該光束維持率に基づいて前記調光目標値を補正することを特徴とする請求項１または２記載の照明制御装置。

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