JP5821006B2 - Lighting device and lighting fixture using the same - Google Patents
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Description
本発明は、点灯装置及びそれを用いた照明器具に関する。 The present invention relates to a lighting device and a lighting fixture using the lighting device.
従来から、照度センサを一体に備え、オフィスなどの天井に取り付けられる照明器具が知られており、例えば特許文献1に開示されている。この特許文献1に記載の照明器具は、被照射面を照明する光源と、光源の光出力を調整する調光制御部と、被照射面の照度を反射光により検出する照度センサと、照度センサによる検出照度を一定に保つための調光信号を調光制御部に与える中央処理部とを備える。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a lighting fixture that is integrally provided with an illuminance sensor and is attached to a ceiling of an office or the like. The luminaire described in
中央処理部は、電源投入毎に光源の光出力を変化させて、光出力のない状態での照度センサの出力値及び光出力のある状態での照度センサの出力値に基づいて被照射面に対する外光がない状態における光源の光出力比と照度センサの出力値との対応関係を求める。そして、中央処理部は、当該対応関係に基づいて所定の光出力比に対応する目標値を設定してから、照度センサの出力値が目標値となるように光源の光出力を制御する。 The central processing unit changes the light output of the light source every time the power is turned on, and applies to the irradiated surface based on the output value of the illuminance sensor without light output and the output value of the illuminance sensor with light output. A correspondence relationship between the light output ratio of the light source and the output value of the illuminance sensor in a state where there is no outside light is obtained. Then, the central processing unit sets a target value corresponding to a predetermined light output ratio based on the correspondence relationship, and then controls the light output of the light source so that the output value of the illuminance sensor becomes the target value.
ところで、上記従来例のような照明器具では、レイアウトの変更により被照射面における光の反射率が変化した場合、その前後で被照射面の照度が変化するため、照度センサの目標値を再設定する必要がある。上記従来例は、目標値の設定が電源投入毎に行われるものであるが、電源を投入し直す毎に照明空間が一旦暗くなるため、照明空間の明るさが急激に変化し、利用者に不快感を与える虞があった。 By the way, in the lighting fixture like the above-mentioned conventional example, when the reflectance of light on the irradiated surface changes due to the layout change, the illuminance of the irradiated surface changes before and after that, so the target value of the illuminance sensor is reset. There is a need to. In the above conventional example, the target value is set every time the power is turned on. However, since the lighting space once becomes dark each time the power is turned on again, the brightness of the lighting space changes abruptly. There was a risk of discomfort.
本発明は、上記の点を鑑みて為されたもので、利用者に不快感を与えることなく被照射面の照度を一定に保つための照度センサの目標値を設定することのできる点灯装置及びそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a lighting device capable of setting a target value of an illuminance sensor for keeping the illuminance of an irradiated surface constant without causing discomfort to the user, and It aims at providing the lighting fixture using it.
本発明の点灯装置は、光源からの光が照射される被照射面の照度を反射光により測定する照度センサと、前記照度センサの出力の目標値に基づいて前記被照射面の照度が一定となるように前記光源の光出力を制御する制御部と、直接又は遠隔の操作入力を受け付ける操作入力受付部とを備え、前記制御部は、前記光源の点灯期間と非点灯期間とを所定の周波数で交互に切り替えることで前記光源をパルス点灯させ、前記操作入力受付部において操作入力を受け付けると、前記光源の点灯期間における前記照度センサの出力と、前記光源の非点灯期間における前記照度センサの出力との差分に基づいて前記目標値を設定する設定処理を実行し、前記照度センサは、前記被照射面の照度に基づく出力電流を積分回路により出力電圧に変換して前記制御部に入力するものであって、前記制御部は、前記光源のオンデューティ比を変化させることで前記光源の光出力を制御する調光処理を実行する際には、前記所定の周波数を、前記照度センサの前記出力電圧を平均化することのできる程度の通常周波数に切り替えるとともに、前記設定処理を実行する際には、前記所定の周波数を、前記通常周波数よりも低い周波数であって且つ前記照度センサの前記出力電圧を前記光源の点灯期間と非点灯期間とに追従させることのできる程度の設定周波数に切り替えることを特徴とする。
また、本発明の点灯装置は、光源からの光が照射される被照射面の照度を反射光により測定する照度センサと、前記照度センサの出力の目標値に基づいて前記被照射面の照度が一定となるように前記光源の光出力を制御する制御部と、直接又は遠隔の操作入力を受け付ける操作入力受付部とを備え、前記制御部は、前記光源の点灯期間と非点灯期間とを所定の周波数で交互に切り替えることで前記光源をパルス点灯させ、前記操作入力受付部において操作入力を受け付けると、前記光源の点灯期間における前記照度センサの出力と、前記光源の非点灯期間における前記照度センサの出力との差分に基づいて前記目標値を設定する設定処理を実行し、前記照度センサは、前記被照射面の照度に基づく出力電流を抵抗及びコンデンサから成る積分回路により出力電圧に変換して前記制御部に入力するものであって、前記制御部は、前記光源のオンデューティ比を変化させることで前記光源の光出力を制御する調光処理を実行する際には、前記積分回路のコンデンサの容量値を、前記照度センサの前記出力電圧を平均化することのできる程度の時定数となる容量値に切り替えるとともに、前記設定処理を実行する際には、前記積分回路のコンデンサの容量値を、前記照度センサの前記出力電圧を前記光源の点灯期間と非点灯期間とに追従させることのできる程度の時定数となる容量値に切り替えることを特徴とする。
In the lighting device of the present invention, the illuminance sensor that measures the illuminance of the irradiated surface irradiated with light from the light source by reflected light, and the illuminance of the irradiated surface is constant based on a target value of the output of the illuminance sensor. A control unit that controls the light output of the light source, and an operation input reception unit that receives a direct or remote operation input. The control unit sets a lighting period and a non-lighting period of the light source to a predetermined frequency. The light source is pulse-lit by switching alternately, and when the operation input is received by the operation input receiving unit, the output of the illuminance sensor during the lighting period of the light source and the output of the illuminance sensor during the non-lighting period of the light source run the setting process for setting the target value based on a difference between the illuminance sensor, the converting the output voltage of the output current by the integration circuit based on the illuminance of the illuminated surface The control unit, when executing a dimming process for controlling the light output of the light source by changing the on-duty ratio of the light source, the predetermined frequency, While switching to a normal frequency that can average the output voltage of the illuminance sensor, when executing the setting process, the predetermined frequency is a frequency lower than the normal frequency and the The output voltage of the illuminance sensor is switched to a set frequency that can follow the lighting period and non-lighting period of the light source .
Further, the lighting device of the present invention has an illuminance sensor that measures the illuminance of the irradiated surface irradiated with light from the light source by reflected light, and the illuminance of the irradiated surface is based on a target value of the output of the illuminance sensor. A control unit that controls the light output of the light source so as to be constant; and an operation input reception unit that receives a direct or remote operation input. The control unit determines a lighting period and a non-lighting period of the light source as predetermined. When the light source is pulse-lit by alternately switching at a frequency, and an operation input is received in the operation input receiving unit, the output of the illuminance sensor during the lighting period of the light source and the illuminance sensor during the non-lighting period of the light source A setting process for setting the target value based on a difference between the output and the illuminance sensor, wherein the illuminance sensor integrates an output current based on the illuminance of the irradiated surface with a resistor and a capacitor. The output voltage is converted into an output voltage by a path and input to the control unit, and the control unit executes a dimming process for controlling the light output of the light source by changing an on-duty ratio of the light source. The capacitance value of the capacitor of the integration circuit is switched to a capacitance value that is a time constant that can average the output voltage of the illuminance sensor, and when performing the setting process, The capacitance value of the capacitor of the integrating circuit is switched to a capacitance value that is a time constant that allows the output voltage of the illuminance sensor to follow the lighting period and non-lighting period of the light source.
この点灯装置において、前記操作入力受付部は、操作入力を受け付けると前記制御部に、前記設定処理と、前記調光処理とを実行させることが好ましい。 In this lighting device, the operation input reception unit, the control unit and receives an operation input, and the setting process, it is preferable to perform the pre-Sulfur butterfly light treatment.
この点灯装置において、前記照度センサの動作のオン/オフを切り替えるスイッチを有し、前記制御部は、前記設定処理を実行する際に、前記光源の非点灯期間における前記照度センサの出力電圧を測定するときには、前記光源の点灯期間では前記スイッチをオフに切り替えることが好ましい。 The lighting device includes a switch for switching on / off the operation of the illuminance sensor, and the control unit measures the output voltage of the illuminance sensor during a non-lighting period of the light source when executing the setting process. When doing so, it is preferable to switch the switch off during the lighting period of the light source.
本発明の照明器具は、上記何れかの点灯装置と、前記点灯装置及び前記光源を保持する器具本体とを備えたことを特徴とする。 Luminaire of the present invention is characterized by comprising the any one of the lighting device, and a fixture main body for holding the lighting unit and the light source.
本発明は、利用者に不快感を与えることなく被照射面の照度を一定に保つための照度センサの目標値を設定することができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that it is possible to set a target value of an illuminance sensor for keeping the illuminance of the irradiated surface constant without causing discomfort to the user.
(実施形態1)
以下、本発明に係る点灯装置及びそれを用いた照明器具の実施形態1について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図1(a)における上下を上下方向と定めるものとする。本実施形態は、図1(a)に示すように、一般住宅などの天井C1に取り付けられる照明器具A1であって、照度センサ1及び点灯回路部2を備える点灯装置と、照度センサ1及び点灯回路部2を保持する器具本体3とを備える。
(Embodiment 1)
Hereinafter,
照度センサ1は、例えばフォトダイオードから成り、照明器具A1からの光が照射される被照射面B1で反射した反射光の光量に基づいた電流を出力するものである。照度センサ1には、照明器具A1からの光の反射光だけではなく、窓を通して入り込む自然光などの外光が被照射面B1で反射した反射光も入射する。
The
照度センサ1の出力端には、図1(b)に示すように抵抗R1,R2及びコンデンサC1から成る積分回路が接続されている。この積分回路により照度センサ1を流れる出力電流が電圧に変換され、後述する主制御部21のアナログ入力端子に入力される。以下では、この電圧を「照度センサ1の出力電圧」と呼ぶ。また、照度センサ1には、図1(b)に示すようにスイッチSW1が直列に接続されており、当該スイッチSW1のオン/オフを後述する主制御部21が切り替えることで照度センサ1の動作期間を制御している。なお、本実施形態では、照度センサ1は、抵抗R1,R2及びコンデンサC1による時定数も考慮に入れて、センサの出力電圧が0〜3Vで変動する際の立ち上がり時間、及び立ち下がり時間が300μs以下となる性能を有するものを用いる。
As shown in FIG. 1B, an integrating circuit including resistors R1 and R2 and a capacitor C1 is connected to the output terminal of the
点灯回路部2は、図1(b)に示すように、後述する各LEDユニット4の調光制御を行う調光制御部20と、照度センサ1の出力電圧に基づいて調光制御部20を制御する主制御部21とを備える。また、調光制御部20と主制御部21との間は、調光信号線24、周波数同期信号線25、周波数切替信号線26を介して接続されている。なお、本実施形態では、図1(b)に基づく説明の都合上、1つのLEDユニット4を調光制御部20によって制御するものとして説明しているが、実際には複数のLEDユニット4を調光制御部20によって一括制御している。勿論、調光制御部20が各LEDユニット4を個別に制御するものであってもよいが、本発明の要旨ではないのでここでは説明を省略する。
As shown in FIG. 1B, the
調光制御部20は、ドライバICから成り、LEDユニット4と直列に接続されたスイッチング素子Q1に駆動信号を与えて所定の周波数で駆動させることで、LEDユニット4をパルス点灯させるものである。調光制御部20は、調光信号線24を介して主制御部20から送られる調光信号に基づいて駆動信号のオンデューティ比を変更し、LEDユニット4の光出力を変化させることで調光制御を行う。ここで、上記所定の周波数は、LEDユニット4の点滅が人の視覚では認識できない程度に設定されるのが望ましい。
The dimming
主制御部21は、マイコンから成り、各種プログラムを実行する中央演算処理装置(CPU)22と、各種プログラムや各種データを格納するメモリ23とを備える。CPU22は、アナログ入力端子に入力された照度センサ1の出力電圧をディジタル値に変換する。また、CPU22は、後述するリモコンD1から送信される赤外線信号を赤外線受光部6が受信すると、赤外線信号に含まれるコマンドに応じた各種処理を実行する。特に、本実施形態では、自動調光ボタンD10の押操作に伴う赤外線信号を受信すると、CPU22がこれをトリガとして照度センサ1の出力電圧の目標値を設定する設定処理と、LEDユニット4の調光制御を行う調光処理とを順次実行する。
The
なお、調光制御部20及び主制御部21には、それぞれ5Vの直流電源、12Vの直流電源から動作電力が供給されている。また、LEDユニット4には、点灯に必要な直流電圧が直流電源から供給されている。これらの直流電源は、外部電源(図示せず)から引掛シーリング30を介して供給される交流電圧又は直流電圧を所望の直流電圧に変換して供給する電源回路から成り、このような電源回路は従来周知であるので、ここでは図示及び詳細な説明を省略する。勿論、これら直流電源の電源電圧は設計に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。
The dimming
器具本体3は、図2(a),(b)に示すように、下面が開口した扁平な箱体と、箱体の側面及び箱体の開口を覆う透光性材料で形成されたカバーとが結合して成る。器具本体3の内部にはそれぞれ複数(図示では9個)の発光ダイオード素子40を備えた8つのLEDユニット4と、点灯回路部2とが配設されており、これらLEDユニット4が光源部を構成している。なお、カバーのうち箱体の開口を覆う部位は、LEDユニット4から発せられる光を拡散して被照射面B1に照射させる拡散カバー5となっている。点灯回路部2は、各種電子部品を基板上に実装して成り、その基板上には、リモコンD1から送信される赤外線を受信する赤外線受光部6が設けられている。器具本体3の下面には、LEDユニット4から発せられる光が直接入射しないように照度センサ1が取り付けられている。器具本体3は、天井C1に先行して配設された引掛シーリング30に着脱自在に取り付けることができる。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
リモコンD1は、照明器具A1を遠隔操作するものであって、図1(a)に示すように、自動調光ボタンD10などの各種操作用のボタンが複数設けられている。リモコンD1の先端部には、照明器具A1に対して赤外線信号を送信する赤外線送信部D11が設けられている。したがって、リモコンD1の何れかのボタンを押操作することで、当該ボタンに対応するコマンドを含む赤外線信号が照明器具A1に対して送信されるようになっている。そして、照明器具A1では、点灯回路部2の赤外線受光部6が赤外線信号を受信することで、当該赤外線信号に含まれるコマンドに応じた処理を主制御部21が実行する。
The remote control D1 remotely controls the lighting fixture A1, and as shown in FIG. 1A, a plurality of buttons for various operations such as an automatic light adjustment button D10 are provided. An infrared transmission unit D11 that transmits an infrared signal to the luminaire A1 is provided at the tip of the remote control D1. Therefore, by pressing any button on the remote controller D1, an infrared signal including a command corresponding to the button is transmitted to the lighting fixture A1. And in lighting fixture A1, the
以下、本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明では、駆動信号のオンデューティ比が90%のときのLEDユニット4の光出力を最大光出力とし、オンデューティ比が10%のときのLEDユニット4の光出力を最小光出力とする。また、抵抗R1,R2の合成抵抗値を39kΩ、コンデンサC1の容量値を3nFとする。更に、通常の調光制御時における駆動信号の周波数(以下、「通常周波数」と呼ぶ)を8kHzとする。また、設定処理時における駆動信号の周波数(以下、「設定周波数」と呼ぶ)を125Hzとする。
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described. In the following description, the light output of the
本実施形態の動作を説明するに先立って、上記の通常周波数及び設定周波数をどのように定めるかについて説明する。調光処理においては、スイッチング素子Q1が比較的高い周波数の通常周波数で駆動されるため、照度センサ1の出力電圧は駆動信号に追従せずに平均化され、被照射面B1の照度に基づく略一定の値となる。本実施形態では、この略一定の照度センサ1の出力電圧の誤差を10%以下に抑えるように通常周波数を定める。
Prior to describing the operation of the present embodiment, how to determine the normal frequency and the set frequency will be described. In the dimming process, since the switching element Q1 is driven at a normal frequency of a relatively high frequency, the output voltage of the
ここで、照度センサ1の出力電圧は、照度センサ1を流れる出力電流を抵抗R1,R2及びコンデンサC1によって電圧に変換することで得ている。したがって、照度センサ1の出力電圧の立ち上がり及び立ち下がり時間には、駆動信号と比較して抵抗R1,R2の合成抵抗及びコンデンサC1の時定数による遅延が生じる(図3(a)〜(c)参照)。LEDユニット4の光出力の立ち上がりから時間t経過した時点における照度センサ1の出力電圧の割合は、最大値を100%として次式で表される。
Here, the output voltage of the
なお、上式においては、「V(t)」は照度センサ1の出力電圧の割合、「R」は抵抗R1,R2の合成抵抗値、「C」はコンデンサC1の容量値を示す。上式から、立ち上がりの際に照度センサ1の出力電圧が0%から10%になるまでに掛かる時間は0.11CR、0%から90%になるまでに掛かる時間は2.3CRと求めることができる。同様に、立ち下がりの際に照度センサ1の出力電圧が100%から90%になるまでに掛かる時間は0.11CR、100%から10%になるまでに掛かる時間は2.3CRとなる。
In the above equation, “V (t)” represents the ratio of the output voltage of the
上述のように、調光処理においては照度センサ1の出力電圧の誤差を10%以下に抑える必要があるため、照度センサ1の出力電圧の割合が常に90〜100%の範囲に収まらなければならない。この条件を満たすには、通常周波数をfr、LEDユニット4が最小光出力で点灯する場合の駆動信号のオフ期間比をDhとして、スイッチング素子Q1のオン期間(1−Dh)/frが0.11CR以下となる必要がある。すなわち、当該条件を満たす通常周波数frは次式で表される。
As described above, since the output voltage error of the
本実施形態では、LEDユニット4が最小光出力で点灯する場合の駆動信号のオフ期間比Dhが90%であることを考慮して、上式に基づいて通常周波数を8kHzと定めている。
In the present embodiment, the normal frequency is determined to be 8 kHz based on the above equation, considering that the off period ratio Dh of the drive signal when the
次に、設定処理においては、駆動信号の周波数を通常周波数よりも低い設定周波数に切り替えることで、照度センサ1の出力電圧が駆動信号に追従できるようにしている。ここで、スイッチング素子Q1のオン期間、又はオフ期間の何れにおいても照度センサ1の出力電圧を測定する必要があり、サンプリング点は各期間の中央で取るものとする。本実施形態では、照度センサ1の出力電圧の読み取り誤差を10%以下に抑える、すなわち、サンプリング点における照度センサ1の出力電圧の割合が90〜100%の範囲に収まるように設定周波数を定める。
Next, in the setting process, the output voltage of the
この条件を満たすには、設定周波数をfm、LEDユニット4が最大光出力で点灯する場合の駆動信号のオフ期間比をDlowとして、スイッチング素子Q1のオン期間Dlow/fmの1/3が2.3CR以上となる必要がある。すなわち、当該条件を満たす設定周波数fmは次式で表される。
In order to satisfy this condition, the set frequency is fm, the off period ratio of the drive signal when the
本実施形態では、LEDユニット4が最大光出力で点灯する場合の駆動信号のオフ期間比Dlowが10%であることを考慮して、上式に基づいて設定周波数を125Hzと定めている。
In the present embodiment, the setting frequency is determined to be 125 Hz based on the above equation, considering that the off period ratio Dlow of the drive signal when the
以下、本実施形態の動作について図4を用いて説明する。リモコンD1の自動調光ボタンD10を押操作すると、赤外線送信部D11から赤外線信号が送信される(S1)。この赤外線信号を点灯回路部2の赤外線受光部6が受信すると、これをトリガとして主制御部21は設定処理を開始する。主制御部21は、先ず周波数切替信号線26を介して調光制御部20に周波数切替信号を送信する。調光制御部20は、図5(b)に示すように、主制御部21から周波数同期信号線25を介して送信される周波数同期信号を一定周期で受信している。そして、調光制御部20は、図5(a)〜(c)に示すように、周波数切替信号の受信後に周波数同期信号を受信したタイミングで駆動信号の周波数を通常周波数から設定周波数に切り替える(S2)。その後、主制御部21は、照度センサ1の目標値を設定するための測定を開始する(S3)。
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. When the automatic light control button D10 of the remote control D1 is pressed, an infrared signal is transmitted from the infrared transmission unit D11 (S1). When the infrared
先ず、主制御部21は、図6(a)〜(c)に示すように、スイッチング素子Q1のオン期間における照度センサ1の出力電圧を測定することで、LEDユニット4の光出力及び外光に基づく被照射面B1の照度を測定する(S4)。当該測定の際には、主制御部21は、スイッチング素子Q1のオン期間、オフ期間を問わずスイッチSW1が常時オンとなるように制御する。主制御部21は当該測定を10回行い(S5)、10回分の照度センサ1の出力電圧のうち最大値と最小値とを省いた8回分の出力電圧から平均値を算出する(S6)。そして、主制御部21は、得られた平均値をLEDユニット4の光出力及び外光に基づく照度センサ1の出力電圧とする(S7)。
First, as shown in FIGS. 6A to 6C, the
次に、主制御部21は、図7(a)〜(c)に示すように、スイッチング素子Q1のオフ期間における照度センサ1の出力電圧を測定することで、外光に基づく被照射面B1の照度を測定する(S8)。ここで、当該測定を行う際には、主制御部21は、スイッチング素子Q1のオフ期間のみスイッチSW1がオンとなるように制御する。したがって、照度センサ1がLEDユニット4の消灯時のみ動作するため、LEDユニット4の点灯時の光出力による影響を受け難くすることができる。主制御部21は、当該測定を10回行い(S9)、10回分の照度センサ1の出力電圧のうち最大値と最小値とを省いた8回分の出力電圧から平均値を算出する(S10)。そして、主制御部21は、得られた平均値を外光に基づく照度センサ1の出力電圧とする(S11)。
Next, as shown in FIGS. 7A to 7C, the
次に、主制御部21は、上記の各測定で得られた照度センサ1の出力電圧の差分から、外光を省いたLEDユニット4の最大光出力時における照度センサ1の出力電圧を計算する。例えば、LEDユニット4の光出力と外光分とに基づく照度センサ1の出力電圧が2.3V、外光分のみに基づく照度センサ1の出力電圧が0.8Vである場合、最大光出力時における照度センサ1の出力電圧は、(2.3−0.8)×0.9=1.35Vとなる。なお、上式において「0.9」を乗じるのは、本実施形態では、駆動信号のオンデューティ比が90%のときのLEDユニット4の光出力を最大光出力と定めているからである。
Next, the
そして、主制御部21は、上記のように求めた外光を省いたLEDユニット4の最大光出力時における照度センサ1の出力電圧を目標値とし(S13)、周波数切替信号線26を介して調光制御部20に周波数切替信号を送信する。調光制御部20は、駆動信号の周波数を設定周波数から通常周波数に切り替える(S14)。その後、主制御部21は、照度センサ1の目標値に基づいて自動調光を行う調光処理を開始する(S15)。
Then, the
調光処理においては、スイッチング素子Q1が通常周波数で駆動されるため、照度センサ1の出力電圧は駆動信号に追従せずに平均化され、被照射面B1の照度に基づく略一定の値となる。主制御部21では、照度センサ1の出力電圧が、設定処理で得られた目標値に所望の調光比を乗じた値と一致するようにLEDユニット4の光出力を調整するために、調光信号線24を介して調光信号を調光制御部20に送信する。そして、調光制御部20は、図8(a)〜(c)に示すように、受信した調光信号に基づいて駆動信号のオンデューティ比を変更することで、LEDユニット4の光出力を調整する。このようにして、照度センサ1の出力電圧が目標値に所望の調光比を乗じた値と一致するようにLEDユニット4の光出力が調整されるため、被照射面B1の照度が一定に保たれる。
In the dimming process, since the switching element Q1 is driven at a normal frequency, the output voltage of the
上述のように、本実施形態では、自動調光ボタンD10を押操作すると照度センサ1の出力電圧の目標値を設定する設定処理を実行する。そして、設定処理においては、スイッチング素子Q1のオン期間とオフ期間とで交互に照度センサ1の出力電圧を測定し、その差分を求めることで外光を省いたLEDユニット4の最大光出力時における照度センサ1の出力電圧を目標値として設定する。すなわち、本実施形態では、LEDユニット4の点灯期間と非点灯期間とで交互に照度センサ1の出力電圧の測定を行うことで、装置の電源をオフにすることなく測定を行うことができるため、照明空間の明るさが急激に変化することがない。したがって、利用者に不快感を与えることなく被照射面B1の照度を一定に保つための照度センサ1の目標値を設定することができる。
As described above, in the present embodiment, when the automatic light adjustment button D10 is pressed, a setting process for setting a target value of the output voltage of the
また、本実施形態では、設定処理を実行する際に、駆動信号の周波数を、調光処理を行う際の通常周波数よりも低い周波数である設定周波数に切り替えている。このため、設定処理時においては、照度センサ1の出力電圧を駆動信号に追従させることができるので、精度良く照度センサ1の出力電圧を測定することができる。また、設定周波数が通常周波数よりも低いことから、設定処理時における対ノイズ特性を向上させることができ、測定精度をより高めることができる。
In the present embodiment, when the setting process is executed, the frequency of the drive signal is switched to a setting frequency that is lower than the normal frequency when the dimming process is performed. For this reason, since the output voltage of the
(実施形態2)
以下、本発明に係る点灯装置の実施形態2について図面を用いて説明する。但し、本実施形態の基本的な構成は実施形態1と共通であるので、共通する部位には同一の番号を付して説明を省略する。本実施形態は、設定処理を実行する際に、スイッチング素子Q1の駆動信号の周波数を切り替える代わりに、積分回路のコンデンサの容量を切り替えて積分回路の時定数を切り替えていることに特徴がある。本実施形態では、図9に示すように、コンデンサC2及びスイッチSW2の直列回路をコンデンサC1と並列に接続している。スイッチSW2は、主制御部21によりオン/オフを切り替えることができるものであり、設定処理時のみオフに切り替えられる。
(Embodiment 2)
Hereinafter,
本実施形態の動作は、図10に示すように、基本的には実施形態1の動作と同様である。そこで、以下では、本実施形態において実施形態1と異なる点、すなわち、設定処理及び調光処理の実行時に積分回路のコンデンサの容量を切り替えて積分回路の時定数を切り替える点について説明する。なお、以下の説明では、駆動信号のオンデューティ比が90%のときのLEDユニット4の光出力を最大光出力とし、オンデューティ比が10%のときのLEDユニット4の光出力を最小光出力とする。また、抵抗R1,R2の合成抵抗値を39kΩ、コンデンサC1の容量値を3nF、コンデンサC1,C2の合成容量値を0.19uFとする。更に、通常周波数を125Hzとする。
The operation of the present embodiment is basically the same as the operation of the first embodiment as shown in FIG. Therefore, in the following, a point different from the first embodiment in the present embodiment, that is, a point of switching the time constant of the integration circuit by switching the capacitance of the capacitor of the integration circuit when the setting process and the dimming process are performed will be described. In the following description, the light output of the
先ず、設定処理においては、照度センサ1の出力電圧が駆動信号に追従できるようにする必要がある。ここで、スイッチング素子Q1のオン期間、又はオフ期間の何れにおいても照度センサ1の出力電圧を測定する必要があり、サンプリング点は各期間の中央で取るものとする。本実施形態では、照度センサ1の出力電圧の読み取り誤差を10%以下に抑える、すなわち、サンプリング点における照度センサ1の出力電圧の割合が90〜100%の範囲に収まるようにする必要がある。
First, in the setting process, it is necessary to allow the output voltage of the
この条件を満たすには、通常周波数をfr、LEDユニット4が最大光出力で点灯する場合の駆動信号のオフ期間比をDlowとして、スイッチング素子Q1のオン期間Dlow/fmの1/3が2.3CR以上となる必要がある。すなわち、当該条件を満たす積分回路のコンデンサの容量値Cmは次式で表される。
In order to satisfy this condition, the normal frequency is fr, the off period ratio of the drive signal when the
本実施形態では、LEDユニット4が最大光出力で点灯する場合の駆動信号のオフ期間比Dlowが10%であることを考慮して、上式に基づいて積分回路のコンデンサCmの容量値を3nFと定めている。
In the present embodiment, considering that the off period ratio Dlow of the drive signal when the
次に、調光処理においては、照度センサ1の出力電圧が駆動信号に追従せずに平均化され、被照射面B1の照度に基づく略一定の値となるようにする必要がある。本実施形態では、この略一定の照度センサ1の出力電圧の誤差を10%以下に抑える必要がある。
Next, in the dimming process, it is necessary to average the output voltage of the
この条件を満たすには、通常周波数をfr、LEDユニット4が最小光出力で点灯する場合の駆動信号のオフ期間比をDhとして、スイッチング素子Q1のオン期間(1−Dh)/frが0.11CR以下となる必要がある。すなわち、当該条件を満たす積分回路のコンデンサの容量値Crは次式で表される。
In order to satisfy this condition, the normal frequency is fr, the off period ratio of the drive signal when the
本実施形態では、LEDユニット4が最小光出力で点灯する場合の駆動信号のオフ期間比Dhが90%であることを考慮して、上式に基づいて積分回路のコンデンサCrの容量値を0.19μFと定めている。
In the present embodiment, considering that the drive signal off-period ratio Dh is 90% when the
したがって、本実施形態では、図10に示すように、設定処理を実行する際には、主制御部21がスイッチSW2をオフに切り替えてコンデンサC2を積分回路から切り離す。これにより、積分回路のコンデンサの容量値がコンデンサC1の容量値である3nFとなる(S16)。また、調光処理を実行する際には、主制御部21がスイッチSW2をオンに切り替えてコンデンサC2を積分回路に接続する。これにより、積分回路のコンデンサの容量値がコンデンサC1,C2の合成容量値である0.19μFとなる(S17)。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 10, when executing the setting process, the
上述のように、本実施形態においても実施形態1と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では、設定処理を実行する際に、照度センサ1の出力電圧を駆動信号に追従させることができるように積分回路のコンデンサの容量値を切り替えているので、精度良く照度センサ1の出力電圧を測定することができる。更に、本実施形態では、積分回路のコンデンサの容量を切り替える構成であるため、駆動信号の周波数を切り替える実施形態1の構成と比較してコストを削減することができる。
As described above, this embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment. In the present embodiment, when the setting process is executed, the capacitance value of the capacitor of the integration circuit is switched so that the output voltage of the
なお、上記各実施形態では、光源部として1乃至複数の発光ダイオードを備えたLEDユニットを用いているが、点灯回路部2によるパルス点灯に追従できるものであれば他の光源を用いてもよい。また、上記各実施形態では、赤外線受光部6を操作入力受付部としているが、例えば器具本体3に押釦などの操作部を操作入力受付部として設けてもよい。この場合、利用者が当該操作部を直接操作することで、主制御部21に設定処理及び調光処理を実行させるトリガを与えることができる。
In each of the above embodiments, an LED unit including one or more light emitting diodes is used as the light source unit. However, other light sources may be used as long as they can follow pulse lighting by the
1 照度センサ
20 調光制御部(制御部)
21 主制御部(制御部)
3 器具本体
4 LEDユニット(光源)
6 赤外線受光部(操作入力受付部)
A1 照明器具
B1 被照射面
1
21 Main control unit (control unit)
3
6 Infrared light receiving unit (operation input receiving unit)
A1 Lighting equipment B1 Irradiated surface
Claims (5)
前記照度センサは、前記被照射面の照度に基づく出力電流を積分回路により出力電圧に変換して前記制御部に入力するものであって、前記制御部は、前記光源のオンデューティ比を変化させることで前記光源の光出力を制御する調光処理を実行する際には、前記所定の周波数を、前記照度センサの前記出力電圧を平均化することのできる程度の通常周波数に切り替えるとともに、前記設定処理を実行する際には、前記所定の周波数を、前記通常周波数よりも低い周波数であって且つ前記照度センサの前記出力電圧を前記光源の点灯期間と非点灯期間とに追従させることのできる程度の設定周波数に切り替えることを特徴とする点灯装置。 An illuminance sensor that measures the illuminance of the illuminated surface irradiated with light from the light source by reflected light, and the light of the light source so that the illuminance of the illuminated surface is constant based on a target value of the output of the illuminance sensor A control unit that controls output, and an operation input receiving unit that receives a direct or remote operation input, wherein the control unit alternately switches between a lighting period and a non-lighting period of the light source at a predetermined frequency. When the light source is pulse-lit and an operation input is received in the operation input receiving unit, the output of the illuminance sensor during the lighting period of the light source and the difference between the output of the illuminance sensor during the non-lighting period of the light source Execute the setting process to set the target value ,
The illuminance sensor converts an output current based on the illuminance of the irradiated surface into an output voltage by an integration circuit and inputs the output voltage to the control unit, and the control unit changes an on-duty ratio of the light source. Thus, when performing the dimming process for controlling the light output of the light source, the predetermined frequency is switched to a normal frequency that can average the output voltage of the illuminance sensor, and the setting When executing the process, the predetermined frequency is lower than the normal frequency, and the output voltage of the illuminance sensor can follow the lighting period and the non-lighting period of the light source. The lighting device characterized by switching to the set frequency .
前記照度センサは、前記被照射面の照度に基づく出力電流を抵抗及びコンデンサから成る積分回路により出力電圧に変換して前記制御部に入力するものであって、前記制御部は、前記光源のオンデューティ比を変化させることで前記光源の光出力を制御する調光処理を実行する際には、前記積分回路のコンデンサの容量値を、前記照度センサの前記出力電圧を平均化することのできる程度の時定数となる容量値に切り替えるとともに、前記設定処理を実行する際には、前記積分回路のコンデンサの容量値を、前記照度センサの前記出力電圧を前記光源の点灯期間と非点灯期間とに追従させることのできる程度の時定数となる容量値に切り替えることを特徴とする点灯装置。 An illuminance sensor that measures the illuminance of the illuminated surface irradiated with light from the light source by reflected light, and the light of the light source so that the illuminance of the illuminated surface is constant based on a target value of the output of the illuminance sensor A control unit that controls output, and an operation input receiving unit that receives a direct or remote operation input, wherein the control unit alternately switches between a lighting period and a non-lighting period of the light source at a predetermined frequency. When the light source is pulse-lit and an operation input is received in the operation input receiving unit, the output of the illuminance sensor during the lighting period of the light source and the difference between the output of the illuminance sensor during the non-lighting period of the light source Execute the setting process to set the target value,
The illuminance sensor converts an output current based on the illuminance of the irradiated surface into an output voltage by an integrating circuit including a resistor and a capacitor, and inputs the output voltage to the control unit. The control unit turns on the light source. When performing dimming processing for controlling the light output of the light source by changing the duty ratio, the capacitance value of the capacitor of the integrating circuit can be averaged with the output voltage of the illuminance sensor. When the setting process is executed, the capacitance value of the capacitor of the integration circuit is changed to the output voltage of the illuminance sensor between the lighting period and the non-lighting period of the light source. lit device you and switches the capacitance value to be a time constant to the extent that can be made to follow.
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