JP5638863B2

JP5638863B2 - 照明装置

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Publication number: JP5638863B2
Application number: JP2010165019A
Authority: JP
Inventors: 万波　寛明; 寛明万波; 密島　康一; 康一密島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2030-07-22
Also published as: JP2012028128A

Description

本発明は、室内を所定の照度になるように照明器具を調光制御する照明装置に関する。

従来より、自然光も利用して室内を所定の照度になるように照明器具を調光制御する照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３０３５８２号公報（図１、請求項１）

前述した特許文献１に記載された照明装置は、室内の天井等に設置された照明制御装置がコントローラと照度センサとを備えており、コントローラは、室内の照明空間の照度を測定する照度センサからの測定値に基づいて、照明空間の照度が予め設定された所定の照度になるように、照明器具から照射される人工光を調光するための調光信号を照明器具に送り調光制御を行う。

照度センサは、分光感度の異なる受光素子であるフォトダイオードを備えており、照明器具の人工光および太陽から窓を介して室内に入射した自然光の床面や机上面等で反射した反射光をそれぞれの分光感度特性に対応して受光し、光を電気信号に変換してセンサ信号としてコントローラに出力する。

コントローラは、演算部を有する制御装置と、予め設定された所定の照度レベルが記憶されている記憶手段と、制御装置からの制御信号を調光信号に変換して照明器具に出力する調光信号出力部とを備えている。照度レベルが記憶手段に格納されている所定の照度レベルより大きい場合は照明器具が明るくなりすぎているために制御信号レベルを下げ、これに反して、照度レベルが記憶手段に格納されている所定の照度レベルより小さい場合は照明器具が暗くなりすぎているために制御信号レベルを上げることにより、昼間でも夜間でも室内を一定照度に制御することができる。

前述した特許文献１に記載された照明装置は、主に施設用途で採用されている。一方、住宅用のシーリングライト等においては、照度センサや制御装置が照明器具本体と一体であるほうが、工事が不要になるとともに、低価格である等の点で有利である。このような例として、照度センサではなく、人検知センサを用いた照明装置も提案されている。

ところが、前述した特許文献１に記載された照明装置のように照度センサを用いる場合、室内の照度を正確に測定するためには照明器具自体の光がセンサ部に直接入射しないように配置しなければならない。照度センサの配置が不適切な場合、照明器具から照射される光が床面で反射する反射光に比べて、センサ部の窓枠等で直接反射して入射する直接光の方が光源とセンサ部との距離が非常に近いために影響度が大きくなる。

特に、床面の反射率が低い場合は、反射光に対して直接光の割合が大きく（直接光は床面の反射率の影響を受けないため）なり、部屋に自然光が入射した場合、少し調光すると照度センサの検出値は直接光分が大きく下がるために、直接光の影響がない場合に比べて調光し難くなる。そのため、照度センサを光源から離したり、光源より前面、すなわち床面側に配置したりする必要があり、一体型の場合は、特に照明器具の意匠を損なう。逆に、意匠を優先すると、センサ部の配置が不適切となって室内の照度を正確に測定できない。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、照明器具の意匠性を確保しつつ照度測定の精度を改善することができる照明装置を提供することにある。

本発明に係る照明装置は、照明器具と、光源を備え、天井に取り付けられる筐体と、枠体と、枠体の内部に設けられ、枠体の開口部を介して入射する光を受光する受光素子を備え、被照射面の照度を検出する照度検出部と、筐体に設けられ、照度検出部が検出する照度検出値に基づいて、照明器具の光出力の制御を行う制御部と、枠体の開口部に設けられる筒状の部材であり、その内面が、受光素子から離れるほど筒状の部材の開口の直径が拡大するように垂線に対して所定の角度で傾斜する傾斜面であり、筒状の部材は、その先端部が枠体の開口部から突出することなく枠体内に収まっており、筒状の部材の傾斜面が、光源から入射される直接光を受光素子の受光面に向かわないように反射する反射率調整手段と、を備える。

本発明に係る照明装置は、反射率調整手段は、反射率の低い濃色の部材である。

本発明に係る照明装置によれば、照明器具の意匠性を確保しつつ照度測定の精度を改善することができるという効果を奏する。

本発明に係る一実施形態の照明装置の側面図図１の照明装置の底面図図１の照明装置のブロック構成図図１の照明装置の外光と照度検出値と照明器具出力との関係図図１の照明装置の照度検出部周りの垂直断面図図１の照明装置に適用される反射率調整部材の垂直断面図図１の照明装置に適用される反射率調整部材の一変形例の垂直断面図図１の照明装置に適用される反射率調整部材の他の変形例の垂直断面図図１の照明装置に適用される反射率調整部材の他の変形例の垂直断面図

以下、本発明に係る一実施形態の照明装置について図面を参照して説明する。
図１および図２に示すように、本発明に係る一実施形態の照明装置１０は、主として、住宅用シーリングタイプの照明器具１１と、赤外線式のリモコン装置１２とで構成されている。

照明器具１１は、枠体１３に照度検出部１４が組み込まれている。照明器具１１は円盤状の筺体１５の中央部に器具固定部兼電源接続部１６を有する。器具固定部兼電源接続部１６は天井面１に設置されている引掛け式の不図示の器具取付部兼交流電源供給部に取付けられる。
照明器具１１は、筺体１５に、主光源である蛍光灯１７と、蛍光灯１７用の点灯回路１８と、リモコン受信部１９とが蛍光灯１７の光を下面方向へ反射するための反射板２０とともに装備されており、照明器具１１の下面は透光性を有する樹脂製のカバー２１で覆われている。リモコン受信部１９は、赤外線の受光素子２２と、ＬＥＤ（発光ダイオード）常夜灯２３とを有する。

リモコン装置１２は、リモコン信号を送信するための赤外線ＬＥＤ２４と、照明器具１１の遠隔操作を行うための操作ボタン２５と、各種設定を行うための設定ボタン２６と、制御部（マイコン）（図３参照）２７とを備える。
操作ボタン２５の主な機能は、蛍光灯１７の全灯制御と調光制御と調光レベルの上下制御と消灯制御と照度一定制御の設定と照度一定制御の解除およびＬＥＤ常夜灯２３の点灯とＬＥＤ常夜灯２３の消灯とである。
設定ボタン２６は、照度目標値を設定するための不図示の明るさ設定ボタンと被照射面の反射率の違いによる検出電圧のずれを補正するための同じく不図示の補正ボタンとを備える。

なお、照明器具１１において、主光源は蛍光灯１７に代えて白熱灯でもよく、ＬＥＤ常夜灯２３はＬＥＤに代えて豆電球でもよい。白熱灯や豆電球の場合、点灯および調光制御は交流電源を位相制御することにより行われる。また、他の例として、リモコン通信手段は赤外線に代えて微弱無線や特定小電力無線等であってもよく、リモコン受信部１９および点灯回路１８等の構成や器具構造や配置についても限定されるものではない。
例えば、照明器具１１や蛍光灯１７は図示する丸型でなくとも角型であってもよく、また、照明器具１１はカバー２１を備えない下面開放形のペンダントタイプであってもよい。そして、照度検出部１４は、例えばＰＤ（フォトダイオード）のような明るさを検出できるセンサ素子が適用される。

次に、照明装置１０のブロック構成図について用いて説明する。
図３に示すように、点灯回路１８は、フィルタ２８を介して交流電源に接続されており、直流電力を出力する力率改善部２９と、力率改善部２９が出力した直流電力を交流電力に変換して蛍光灯１７に供給するインバータ部３０と、制御部３１とを備える。
リモコン受信部１９は、赤外線の受光素子２２と、ＬＥＤ常夜灯２３とに加えて、駆動部３２と、演算部３３と、制御部（マイコン）３４と、メモリ部３５と、タイマ部３６とを備え、制御部３４のプログラムに従い所定の動作を行う。
リモコン装置１２は、赤外線ＬＥＤ２４と、操作ボタン２５と、設定ボタン２６とに加えて、制御部２７を備える。

次に、照明装置１０の基本的な動作について説明する。
蛍光灯１７の全灯を行う場合、リモコン装置１２の全灯ボタンが押されると、赤外線ＬＥＤ２４から蛍光灯１７の全灯を意味するリモコン信号が送信され、照明器具１１のリモコン受信部１９の受光素子２２においてリモコン信号が受信される。制御部３４はリモコン信号を判別し、蛍光灯１７の全灯を行うための調光信号を出力する。調光信号は例えばデューティ信号（動作周波数は約１ｋＨｚ）であり、デューティの比率を変えることにより調光が行われる。このとき、メモリ部３５に、調光比に応じたデューティのデータテーブルが予め格納されており、受信したリモコン信号に応じたデューティ信号が出力される。

照明器具１１は、デューティ信号に応じて連続的に１０〜１００％の範囲で調光できる蛍光灯器具であり、デューティ信号のデューティ比率が１００％のときに１００％点灯、デューティ比率が１０％のときに１０％点灯となるように設定されている。
ここで、照度検出部１４からの出力は入射光に応じて、例えば０〜５Ｖの範囲で電圧多重に設定されており、０Ｖのときは入射光なし（暗状態）、５Ｖのときは入射光が最大（明状態）である。リモコン受信部１９と点灯回路１８とは信号線で接続されており、点灯回路１８の制御部３１が調光信号を受け、インバータ部３０の出力を全灯出力にする。リモコン信号を受信する直前の点灯状態が消灯、あるいはＬＥＤ常夜灯２３が点灯していた場合、蛍光灯１７は予熱および始動のシーケンスを経て全灯出力となる。また、直前の点灯状態が蛍光灯１７の調光状態であった場合、調光状態から出力が連続的に変化（スイープ）して全灯出力となる。

次に、照明装置１０の照度一定制御について説明する。
照度目標値（外光を含まない照明器具１１のみの明るさ）の設定は、各調光レベルに対応した照度基準値を予め設定してメモリ部３５に記憶されており、蛍光灯１７を所望の調光レベルで点灯させ、明るさ設定ボタンを押すことにより、そのときの調光レベルが記憶される。

なお、照度目標値の設定方法は、設定作業を必要としない予め決められた固定の値であってもよく、複数の所定の値から選択できるものであってもよい。
このとき、使用する部屋のカーペットの有無や床の色あるいはテーブルの有無等によって被照射面の反射率が異なるため、被照射面の照度が同じであっても照度検出電圧のずれが生じる。反射率が高い部屋では照度検出値が高くなり照明器具出力を下げることになるため目標照度よりも暗く、反射率が低い部屋では照度検出値が低くなり照明器具出力を上げることになるため目標照度よりも明るくなってしまう。反射率の違いによらず被照射面の照度がほぼ一定となるように照度検出電圧のずれの補正が行われる。

補正は、外光等のない状態で蛍光灯１７を全灯点灯（１００％出力）し、補正ボタンを押すと照度の測定を行い、メモリ部３５に記憶している全灯時の照度基準値に対する比率を演算部３３で求め、補正係数として記憶する。照度基準値は事前に明るい部屋、暗い部屋の反射率の違いを測定して平均値を設定しておくとよい。例えば、照度基準値が２Ｖであるとして、測定値が１Ｖであれば、補正係数は０．５となる。補正後の照度目標値は照度基準値に補正係数０．５を乗じた値となる。
リモコン装置１２の照度一定制御の設定ボタンを押すと、まず、照度目標値の設定を行った調光レベルで点灯し、照度計測値が照度目標値と一致するよう照明器具出力が制御される。

次に、照明装置１０の外光と照度検出値と照明器具出力との関係について説明する。
図４に示すように、全灯出力（１００％）時の被照射面の平均照度が７００ＬＸであり、下限出力（１０％）時の被照射面の平均照度が７０ＬＸであるとして、照度目標値を５６０ＬＸ（出力８０％相当）に設定しているものとする。外光がゼロのとき照明器具出力は８０％であり、外光が増えるに従い、照明器具出力を下げながら照度検出値がほぼ５６０ＬＸの一定となるようにフィードバック制御される。外光が４９０ＬＸ以上では、照明器具出力が１０％以下には下がらないため、外光増加に応じて照度検出値も５６０ＬＸ以上に増加することになる。

次に、照明装置１０における照度検出部１４について詳細に説明する。
図５に示すように、照度検出部１４は、枠体１３の内部において、センサ素子３７が実装されたプリント配線基板３８が内ケース３９で覆われており、照度検出部１４において光が入射する窓枠部分に反射率調整部材４０が内ケース３９の底板４１と枠体１３の底板４２とにより挟み込まれて取り付けられている。

反射率調整部材４０は、センサ検知角度α１内に入らないような形状および取付けが必要である。蛍光灯１７と照度検出部１４との位置関係は、蛍光灯１７のほうが下方にあるため、図４中に矢印で示すランプ直接光Ａが照度検出部１４の窓枠部分で反射してセンサ素子３７に反射光が入射しやすくなっている。このような場合、反射率調整部材４０は、反射率の低い濃色を用いることにより直後光の影響を抑制できる。反射率調整部材４０を用いない場合、枠体１３自体を温色とすることも有効であるが、渋色を用いることはできないために、カラーバリエーションが制約されてしまうことになる。
図６に示すように、反射率調整部材４０は、高さ寸法Ｌ１を有して筒状に形成されたフランジ付本体部４３の中央部にセンサ素子３７から離れる方向に垂線に対して傾斜角度θ１で拡径された傾斜面４４を有する。

図７,８,９に反射率調整部材の変形例を示す。
図７に示すように、一変形例の反射率調整部材４５は、高さ寸法Ｌ１を有して筒状に形成されたフランジ付本体部４６の中央部にセンサ素子３７から離れる方向に垂線に対して傾斜角度θ１よりも大きい傾斜角度θ２で拡径された傾斜面４７を有する。
本変形例は、傾斜面４７により直接光がセンサ素子３７側へ反射し難くなる。

図８に示すように、他の変形例の反射率調整部材４８は、蛍光灯１７側の高さ寸法を大きくした筒状のフランジ付本体部４９の中央部にセンサ素子３７から離れる方向に垂線に対して傾斜角度θ１で拡径された傾斜面５０を有する。
本変形例は、窓枠部分へ照射される直接光を遮断することができる。また、意匠性の観点から反射率調整部材４８にどうしても淡色を用いたい場合等に有効であり、照明器具１１のデザイン展開をする場合等において、反射率調整部材４８のみを変更することで、枠体１３等、他の部材と共通化することもできる。

図９に示すように、他の変形例の反射率調整部材５１は、傾斜面４４を有するフランジ付本体部５２の上部に、センサ素子３７を囲むように筒部５３が接続されている。
本変形例は、外乱光の影響を、より受け難くすることができる。特に、プリント配線基板３８と同一の基板上に動作表示用のＬＥＤ（発光ダイオード）を実装する場合等に有効である。

以上、説明した本発明に係る一実施形態の照明装置１０は、照度検出部１４において光が入射する窓枠部分に反射率調整部材４０，４５，４８，５１を備えたために、蛍光灯１７と照度検出部１４とが不適切な位置関係にある場合においても、反射率調整部材４０，４５，４８，５１により、蛍光灯１７から照射される直接光の影響を抑制して、照明器具１１の意匠性を確保しつつ、照度測定の精度を改善できる。

本発明に係る一実施形態の照明装置１０は、反射率調整部材４０，４５，４８，５１が反射率の低い濃色を用いているために直後光の影響を確実に抑制できる。

なお、本発明の照明装置は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。

１０照明装置
１１照明器具
１４照度検出部
３１制御部
３５メモリ部
４０，４５，４８，５１反射率調整部材（反射率調整手段）

Claims

照明器具と、
光源を備え、天井に取り付けられる筐体と、
枠体と、
前記枠体の内部に設けられ、前記枠体の開口部を介して入射する光を受光する受光素子を備え、被照射面の照度を検出する照度検出部と、
前記筐体に設けられ、前記照度検出部が検出する照度検出値に基づいて、前記照明器具の光出力の制御を行う制御部と、
前記枠体の開口部に設けられる筒状の部材であり、その内面が、前記受光素子から離れるほど前記筒状の部材の開口の直径が拡大するように垂線に対して所定の角度で傾斜する傾斜面であり、前記筒状の部材は、その先端部が前記枠体の開口部から突出することなく前記枠体内に収まっており、前記筒状の部材の前記傾斜面が、前記光源から入射される直接光を前記受光素子の受光面に向かわないように反射する反射率調整手段と、
を備える照明装置。
請求項１に記載の照明装置において、
前記反射率調整手段は、反射率の低い濃色の部材である照明装置。