JP5872304B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のランプの調高度をすべて一定に制御する照明装置に関する。

近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたＬＥＤ素子を光源に使用したＬＥＤランプが盛んに用いられるようになってきた。特に最近は、蛍光灯を使用した照明装置においても、そのまま置き換え可能な直管型ＬＥＤランプが急速に普及してきている。

また照度センサを用いて外光と照明装置からの照射光を合わせたトータルでの照度を一定に制御する自動調光可能な照明装置や照明システムを設置して、照明装置の消費電力を削減することも行われてきている。

例えば、特許文献１には、照度センサを制御部と共に器具本体に内蔵してセンサ一体型の照明器具を構成している。このセンサ一体型の照明器具を１部屋に複数台設置し、部屋の明るさを略一定に保つ照明制御システムが開示されている。

特開２０１０−０４０１８７号公報

しかしながら、上記特許文献１には、以下に示すような問題があった。すなわち、照度センサ一体型の直管型ＬＥＤランプを２灯式の灯具に取り付けると、左右のランプの一方が明るく、もう一方が暗いという現象が発生した。

これは、各ＬＥＤランプに取り付けた照度センサやセンサ回路を構成する電子部品のばらつき、またセンサ位置がそれぞれ異なることによるセンサへの入射光量の違い等で、一方のＬＥＤランプＡの被照射面からの反射光による実測照度値と、他方のＬＥＤランプＢの被照射面からの反射光による実測照度値が相対的に異なることから発生すると考えられる。

すなわち、この実測照度値が異なるため、目標照度値を境に、ＬＥＤランプＡの実測照度実値が高く、ＬＥＤランプＢの実測照度値が低くなるため、ＬＥＤランプＡのランプ出力が低下し、ＬＥＤランプＢのランプ出力が増加する。一方が増加し他方が減少するので、被照射面のトータルの照度は略一定に保たれたままになることがある。結果的にＬＥＤランプＡとＬＥＤランプＢの実測照度値は変化せず、連続してＬＥＤランプＡのランプ出力は低下し続け、ＬＥＤランプＢのランプ出力は増加し続けることになる。そのため、２本のＬＥＤランプの一方が明るく、他方が暗くなる現象が発生するものと考えられる。外観上、暗い側のランプが不良品に見えるので問題となる可能性がある。

発明の照明装置は、複数のランプのうちのいずれか１つのランプ本体に取り付けられており、照明エリアの外的環境を検知する外的環境検知手段と、外的環境検知手段の検知結果を、外的環境検知手段が取り付けられていないランプに送信する近距離通信手段と、前記近距離通信手段の通信結果に基づいて、外的環境検知手段が取り付けられていないランプの点灯及び／又は調光度を制御する点灯制御手段を備えることを特徴とするものである。

外的環境検知手段としては、例えば、ランプが照射する照射面の照度を検出する照度センサ、照明エリア内における人間の存在の有無を検知する人感センサ、照明エリア内の温度を検知する温度検知センサ、照明エリア内の湿度を検知する湿度検知センサ、所定の大きさの振動に反応する振動センサ等さまざまなセンサを用いることができる。

本発明によれば、外的環境検知手段はいずれかひとつのランプのみに取り付けられているため、一方の検知手段の検知結果と、他方の検知手段の検知結果が異なるという実態は発生しない。このため、例えば２本のランプの一方が明るく、他方が暗くなるという現象や、一方のランプのみが点灯するという現象は起きない。

近距離通信手段の通信範囲は１００ｃｍ以内であって、例えば、誘導無線や超音波を用いることができる。誘導無線を用いる場合には、通信範囲を近い距離に限定してループアンテナ近傍にのみ電波が分布させることができ、他の通信への妨害や混信等を起こさないことが可能となる。

本発明によれば、複数のランプのうち１つのランプのみに検知センサを設けているため、センサ間による照射エリアや精度のばらつきの結果、ランプ間に明暗差等がでるようなことはない。

また、近接通信手段として誘導無線を利用しているため、例えば赤外線等と比べて指向性が強くないため光軸の軸ずれ等を心配する必要はない。また、電波方式に比べて通信範囲を非常に小さくできるため、各主ランプが発信する信号が混信しないようにすることができる。

第１の実施形態の照明装置の概略構成図 第１の実施形態の照明装置の制御関連のハードウェア構成図 第１の実施形態の照明装置の機能ブロック図 第２の実施形態の照明装置の概略構成図 第２の実施形態の照明装置の機能ブロック図

以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態は一例であり、これに限定されるものではない。なお、本実施形態の照明装置は、家庭、事務所、屋外、倉庫、工場等様々な場所で用いることができる。

図１は、第１の実施形態の照明装置１００の概略構成図を示す。本実施形態の照明装置は、灯具１０４に取り付けられた２本のＬＥＤランプ１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ）、照度センサ１０２、人感センサ１０３、及び誘導無線送信機１０４、誘導無線受信機１０５で構成されている。

本実施形態のランプはＬＥＤランプ１０１Ａ、１０１Ｂを用いているが、特にこれに限定するものではない。例えば、有機ＥＬ、白熱電球、ハロゲンランプ、蛍光灯など種々のランプを用いることができる。また、２本の直管型ランプが並列接続された２灯式灯具を用いているが、３〜４本の直管型ランプを並列接続させた構成にしてもよい。

ＬＥＤランプの透光性カバーの内部には、ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板、電源基板及びＬＥＤ基板を搭載する支持基板が配置され、その両端に口金が接続されている。その一端側の口金に、照度センサ１０２、人感センサ１０３及び電子部品が実装され、検出された照度を出力するためのセンサ基板が内蔵されている。なお、センサ１０２、１０３はランプ内であればどこに取り付けてもよく、口金に限定する必要はない。

照度センサ１０２は、ＬＥＤランプが照射する照射面の照度を検出する照度検出部としての機能を有する。照射面からの反射光が予め設定された目標照度範囲内になるように、ランプの調光度をフィードバック制御し、被照射面を一定の明るさに保つようにしている。

照度センサ１０２は、２本あるＬＥＤランプのうちのいずれか１方のランプ１０１Ａ本体に取り付けられており、照度センサとＬＥＤランプ１０１Ａの本体が一体に構成されていることで、ランプを容易に取り替えることができるようになっている。

この照度センサ２が取り付けられたＬＥＤランプ１０１Ａが主ランプとなり、照度センサが取り付けられていないＬＥＤランプ１０２Ａが従ランプとなる。なお、ＬＥＤランプが３本以上からなる照明装置の場合は、照度センサ１０２はいずれか１つのＬＥＤランプに取り付けられる。この場合、照度センサが取り付けられたＬＥＤランプが主ランプとなり、それ以外のＬＥＤランプが従ランプとなる。

人感センサ１０３は、人間の在・不在を検知する人感検知部としての機能を有する。一般家庭の玄関照明等に使用されている市販のセンサを利用することができる。本実施形態では、人体から放射される赤外線を検知する焦電素子を具備し、人の動きに応じた熱線量の変化から検知エリア内の人の存否を検出する。但し、人感センサの構成はこれに限定するものではなく、例えば超音波センサや振動センサを利用したものであっても良い。

誘導無線送信機１０４は送信用ループコイルアンテナを有する電磁誘導方式無線機で構成されている。誘導無線受信機１０５は、受信用ループコイルアンテナを有する電磁誘導方式無線機で構成されている。この誘導無線送信機１０４と誘導無線受信機１０５が近距離通信手段としての機能を有し、その通信範囲は１００ｃｍ以内である。なお、誘導無線とは、誘導線（電線）に流れる高周波電流によって誘導線の周辺に発生する高周波磁界の電磁誘導を用いた伝送方式である。

次に、本実施形態の照明装置の制御関連のハードウェアについて説明する。図２は、本実施形態の照明装置の制御系ハードウェアの概略構成図を示す。本実施形態の主ランプ及び従ランプでは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１、メモリ２０２、各駆動部に対応するドライバ２０３を内部バスによって接続している。メモリ２０２は、たとえばＲＯＭ（Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。

上記ＣＰＵ２０１は、例えば、ＲＡＭを作業領域として利用し、上記ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて上記ドライバ２０３と図示しないリモコン等の操作部からのデータ、指示を授受し、例えばＬＥＤランプ等の各駆動部の動作を制御する。メモリ２０２には、ランプを制御するための各種プログラムおよび初期値等が格納されるとともに、目標となる照度等を設定できるようになっている。

照度センサ１０２は、照射する照射面の照度を計測してＣＰＵ２０１に出力する。ＣＰＵ２０１は、照度センサ１０２が検出した照度値（実測照度値）をランプ出力に変換することで、照射面の照度値が一定になるように制御している。例えば外光による反射光成分が多くなると、ランプの光出力を下げ、外光による反射光成分が少なくなると、ランプの光出力を上げて、照射エリアが一定の明るさとなる。

人感センサ１０３は、人体から放出される赤外線を検出すると、対象エリアに人がいる旨の検出信号をＣＰＵ２０１に出力する。人体検出信号を受信したＣＰＵ２０１は、ランプを点灯させる。

なお、人感センサ１０３に照度センサを内臓又は別体に設けても良い。この場合、人感センサ１０３が人体検知信号を受信しても、照度センサによる結果が所定の照度以上であれば、ランプを点灯させる必要はない。

次に、本実施形態の照明装置の作用について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態の照明装置の機能ブロック図である。

照度センサ１０２を用いて調光度を算出することで照明エリアの明るさを制御する明るさ制御部３０１について説明する。明るさ制御部３０１は、照度を検出する照度検出部３０２と、予め設定された目標となる照度値（目標照度値）が格納された目標照度記憶部３０３と、調光度を算出する調光度算出部３０４を備える。

照度検出部３０２は、照度センサ１０２により照射面の照度を検知し、検知結果を調光度算出部３０４に送信する。

調光度算出部３０４は、照度検出部から受信した実測照度値が、目標照度値と一致しているか否かを判定する。そして、実測照度値が目標照度を上回れば調光度を下げ、実測照度値が目標照度を下回れば調光度を上げることにより、実測照度値が目標照度に一致するよう調光度がフィードバック制御される。このようなフィードバック制御によって被照射面の照度が一定に保たれるよう調光度が算出される。算出した調光度は、主ランプ点灯部３０５及び誘導無線送信部３０６へと送信される。

主ランプ点灯部３０５は、調光度算出部３０４が算出した調光度に従って主ランプ１０１Ａを点灯させる。誘導無線送信部３０６は、調光度算出部３０４が算出した調光度を、誘導無線を用いて従ランプ１０１Ｂの誘導無線受信部３０７へ送信する。

調光度情報を受信した誘導無線受信部３０７は、その調光度情報を従ランプ点灯部３０８に送信する。従ランプ点灯部３０８は、受信した調光度に従って従ランプ１０１Ｂを点灯させる。

次に、人体の存否を検知する人感検知部３１０について説明する。人感検知部３１０は、人感センサにより人の在・不在を検知し、人がいると検知した場合その旨の人体検知信号を主ランプ点灯部３０５及び誘導無線送信部３０６に送信する。

人体検知信号を受信した主ランプ点灯部３０５は、主ランプ１０１Ａを点灯させる。

人体検知信号を受信した誘導無線送信部３０６は、従ランプ１０１Ｂを点灯させる旨の従ランプ点灯信号を、従ランプの誘導無線受信部３０７に送信する。従ランプ点灯信号を受信した誘導無線受信部３０７は、その従ランプ点灯信号を従ランプ点灯部３０８に送信する。従ランプ点灯部３０８は、この従ランプ点灯信号を受けて従ランプ３０８を点灯させる。

以上のように、本実施形態の照明装置は、２本のランプ１０１Ａ、１０１Ｂのうち１本のランプ１０１Ａのみに照度センサ１０２を設けている。このため、複数の照度センサ間よる照射エリアや精度のばらつきの結果、一方のランプが暗く、もう一方のランプが明るくなり、明暗の差が生じることはない。２本のランプは同一の調光度で点灯するため、常に同じ明るさとなっている。

また、本発明の照明装置は、２本のランプ１０１Ａ、１０１Ｂのうち１本のランプ１０１Ａのみに人感センサ１０３を設けている。このため、複数の人感センサ間よる検知エリアや精度のばらつきの結果、一方のランプのみが点灯し他方が消灯するということはない。

また、主ランプと従ランプの送信手段として、指向性が強くない誘導無線を利用しているため、光軸の軸ずれ等を心配する必要はない。電波方式に比べて通信範囲を非常に小さくできるため、主ランプのごく限られた周囲のみに通信範囲を限ることができ、同じ周波数で通信を行う主ランプを比較的近づけても、各主ランプが発信する信号が混信しないようにすることができる。

本実施形態では、照度センサ及び人感センサのみについて説明したが、その他の種々のセンサを利用することができる。例えば、照明エリア内の温度を検知する温度検知センサ、照明エリア内の湿度を検知する湿度検知センサ、所定の大きさの振動に反応する振動センサ等さまざまなセンサを用いることができる。

これらのセンサも主ランプのみに取り付け、このセンサの結果を従ランプに送信する。これにより上述と同様に主ランプと従ランプの点灯や調光が異なるという事態を防ぐことができる。

なお、人感センサに照度センサを内蔵又は別体に設けることにより、人を検知しても一定の明るさ以下であれば点灯させないようにしても良い。この場合は、人感検知部３１０が人体検知信号を受信し、かつ、実測照度が所定の目標照度に達していない場合に、主ランプ点灯部３０５に主ランプ点灯信号が送信される。

次に第２の実施形態の照明装置について図４を参照しながら説明する。第１の実施形態と異なる箇所についてのみ説明し、重複する箇所については説明を省略する。図４は、本実施形態の照明装置４００の概略構成図を示す。

本実施形態の照明装置４００は、灯具４０４に取り付けられた複数のＬＥＤランプ４０１（４０１Ａ、４０１Ｂ）、照度センサ４０２、人感センサ４０３を備えている。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、照度センサ４０２及び人感センサ４０３が灯具４０４に取り付けられている点である。

次に、本実施形態の照明装置の作用について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態の照明装置の機能ブロック図である。

照度センサ４０２を用いて調光度を算出することで照明エリアの明るさを制御する明るさ制御部４０１について説明する。照度検出部５０２は、照度センサ４０２により照射面の照度を検知し、検知結果を調光度算出部５０４に送信する。

調光度算出部５０４は、照度検出部５０２から受信した実測照度値が、目標照度値と一致しているか否かを判定し、被照射面の照度が一定に保たれるよう調光度を算出する。算出した調光度は、ランプ４０１Ａ、４０１Ｂの誘導無線送信部５０７Ａ、５０７Ｂへと送信される。

ランプ４０１Ａ、４０１Ｂの誘導無線受信部５０７Ａ、５０７Ｂは調光度情報を受信すると、ランプ点灯部５０８Ａ、５０８Ｂに送信する。ランプ点灯部５０８Ａ、５０８Ｂは、受信した調光度に従ってランプ４０１Ａ、４０１Ｂを点灯させる。

灯具４０４に設けられたセンサ４０２の結果は２本のランプ４０１Ａ、４０１Ｂに送信され、そのセンサ結果にしたがってランプの点灯及び／又は調光度が制御される。したがって、２本のランプ４０１Ａ、４０１Ｂのうち一方が明るく他方が暗くなることはない。

次に、人体の存否を検知する人感検知部５１０について説明する。人感検知部５１０は、人感センサにより人の在・不在を検知し、人がいると検知した場合その旨の人体検知信号を誘導無線送信部５０６に送信する。

人体検知信号を受信した誘導無線送信部５０６は、ランプ４０１Ａ、４０１Ｂの誘導無線受信部５０７Ａ、５０７Ｂに人体検知信号を送信する。

人体検知信号を受信した誘導無線受信部５０７Ａ、５０７Ｂは受信したランプ点灯信号をランプ点灯部５０８Ａ，５０８Ｂに送信する。

ランプ点灯部５０８Ａ，５０８Ｂは、このランプ点灯信号を受けてランプ４０１Ａ、４０１Ｂを点灯させる。したがって、灯具の人感センサが反応してランプを点灯させる場合は、一方のランプは点灯し他方のランプが消灯しているという現象が発生することはない。

１００：照明装置、１０１：ランプ、１０１Ａ：主ランプ、１０１Ｂ：従ランプ、１０２：照度センサ、１０３：人感センサ、１０４：誘導無線送信機、１０５：誘導無線受信機

Claims (5)

1. 照明灯具に複数のランプが取り付けられた照明装置であって、
   前記複数のランプのうちのいずれか１つのランプ本体に取り付けられており、照明エリアの外的環境を検知する外的環境検知手段と、
   外的環境検知手段の検知結果を、外的環境検知手段が取り付けられていないランプに通信させる近距離通信手段と、
   前記近距離通信手段の通信結果に基づいて、外的環境検知手段が取り付けられていないランプの点灯及び／又は調光度を制御する点灯制御手段
   を備えた照明装置。
2. 照明灯具に複数のランプが取り付けられた照明装置であって、
   前記照明灯具に取り付けられており、照明エリアの外的環境を検知する外的環境検知手段と、
   外的環境検知手段の検知結果を、前記複数のランプに通信させる近距離通信手段と、
   前記近距離通信手段の通信結果に基づいて、前記複数のランプの点灯及び／又は調光度を制御する点灯制御手段
   を備えた照明装置。
3. 前記外的環境検知手段が、ランプが照射する照射面の照度を検出する照度センサであって、
   前記照度センサの検出結果が予め設定された目標照度範囲内に入り、かつ前記複数のランプ全ての調光度が略同一となるように、前記複数のランプの調光度を算出する調光度算出手段を備え、
   前記近距離通信手段が、前記調光度算出手段が算出した調光度をランプに送信し、
   前記点灯制御手段が、調光度を受信したランプをその調光度に応じて点灯させる
   請求項１又は２記載の照明装置。
4. 前記外的環境検知手段が、照明エリア内における人体の存否を検知する人感センサであって、
   前記人感センサが人間が存在すると検知した場合、前記近距離通信手段が、人体検知結果をランプに送信し、
   前記点灯制御手段が、人体検知結果を受信したランプを点灯させる
   請求項１から３の何れかに記載の照明装置。
5. 前記近距離通信手段が、誘導無線を用いて送信する誘導無線送信手段と、誘導無線を用いて受信する誘導無線受信手段とからなる請求項１から４の何れかに記載の照明装置。

Images