JP6785498B2 - 照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、周囲の明暗を光センサで検出して発光素子の点灯制御を行う照明装置に関する。
照明器具の周囲の明暗照度を光センサが検知することにより、点灯制御部が照明器具の発光素子として、LED(Light Emitting Diode=発光ダイオード)を採用し、このLEDが点灯するか消灯するかを制御する照明装置において、照明器具の周囲の照度が低下し所定の暗照度を光センサ(照度センサともいう)が検知することにより、照明器具内の発光素子であるLEDが点灯するが、この点灯したLEDの光が光センサに届き所定の明照度以上の照度を検知すればLEDが消灯する。そして、その消灯による低下した照度を再び光センサが検知すれば再びLEDが点灯し、その光を光センサが検知して再びLEDが消灯する。このようなLEDの点灯・消灯が繰り返される、所謂自己点滅動作を行う虞がある。
また、屋外設置の道路灯等の照明器具は、照明器具の取り付け部を支柱等に取り付けた状態で、光センサの検知とその検知による点灯制御回路が正常に動作するか否かを確認する作業を行う。
照明器具の形態が、LEDを配列したLED基板が金属製の本体の下側開口に対面して配置され、このLEDとLED基板を覆うように本体の下側開口を透光性カバーで覆う形態である場合、前記作業を日中の天空照度(外光照度)が高い状態で行う際、外光(周囲光)が光センサへ入らないように光センサの周囲を遮光部材で覆っても、外光が透光性カバーを透過して照明器具内に入り、それが光センサに届いて誤動作し、光センサと点灯制御回路が正常に動作するか否かの確認ができない虞がある。
照明器具の一つである防犯灯は、LED素子の発光によって路面等を照射するために、照明器具の取り付け部を支柱等に取り付け、その取り付け状態において、周囲の明暗を光センサで検知し、LEDの発光制御を行うものがある(特許文献1)。
特許文献1の光センサ(受光センサと称している)は、図1、図5、図7、図9に示されるように、自動点滅基板71の上下切欠きに遮光部材73の一端の自動点滅基板収納凹部73aが嵌り合い、遮光部材73の他端を本体1に形成した溝14aに嵌め込み、点灯制御装置6が本体1に固定されるとき、自動点滅スイッチの底部61と本体1に形成した基板固定用スリット18a〜18dによって自動点滅基板71が挟持され、遮光部材73が本体1に固定される。
このような特許文献1の光センサ(受光センサと称している)の本体1への取り付けは、以下のようなことが想定される。即ち、
自動点滅基板71の上下切欠きに遮光部材73の一端の自動点滅基板収納凹部73aが嵌り合うため、この部分からの光の侵入を防止するためには、隙間ない組み合わせとする必要があるが、そのようにすれば組み立てがし難く作業性が悪い。
また、遮光部材73の他端を本体1に形成した溝14aに嵌め込むため、この部分からの光の侵入を防止するためには、隙間ない組み合わせとする必要があるが、そのようにすれば組み立てがし難く作業性が悪い。
更に、点灯制御装置6の本体1への固定に伴って、自動点滅基板71が挟持され遮光部材73が本体1に固定されるため、組み立てがし難く作業性が悪い。
このように光センサ(受光センサと称している)へ侵入する不要な外光を遮るために、多くの部品の構成が必要となり、組み立てが複雑である。
また、防犯灯または街路灯において、照明用発光素子部としてLEDを備え、このLEDが発生する光が光センサによる検出に影響する場合でも、周囲の明るさを安定して検出でき、LEDの点灯及び消灯を正常に制御できるようにするために、光センサによって検出される検出値と、予め設定されている閾値とに基づいて電源電圧変換部を制御すると共に、LEDの点灯後には光センサによって検出される検出値または予め設定されている閾値を補正する方式がある(特許文献2)。
特開2014ー127247号公報 特開2013ー201010号公報
特許文献2では、特許文献1のような複雑な構成が不要となり、また、自己のLEDの発光した光を光センサが検出しても、それによるLEDの消灯は防げるであろう。しかし、屋外に設置するLED照明器具において、照明器具の設置が終わった後の動作チェックを正確に行うための技術の開示はない。
照明器具の発光素子の光と太陽光の双方を受けるように光センサが配置された屋外設置型の照明器具にあっては、一般的に照明器具の設置工事は昼間に行われるため、照明器具の設置工事が終わった後、照明器具が正常に点灯制御されるかのチェックも昼間に行われる。
昼間は光センサが太陽光を受けるため、発光素子が点灯するか否かのチェックは、光センサが太陽光を受光しないように遮ることにより、照明器具の発光素子が点灯することを確認する必要があるが、この遮りが不十分である場合は発光素子が点灯せず、発光素子が点灯するか否かのチェックができない。このため、太陽光が光センサで受光されないように黒色カバー等を用いて遮光する作業が必要となるが、黒色カバー等の用意も含めて、この作業が支柱の上部に登った状態で行うため結構面倒である。
本発明は、このような点に鑑み、光センサが発光素子であるLEDの点灯時照度を受けないようにする遮蔽部材を設けることなく、発光素子の光と太陽光等の外光の双方を受ける状態に光センサを配置できるようにして、発光素子の配置の自由度を上げることができるようにし、且つ、発光素子の点灯時照度を検出しても自己点滅動作を行うことなく安定した動作が得られる照明装置とし、特に、外光受光状態となる昼間での発光素子の点灯動作チェックが正確に行える照明装置を提供する。
特に、照明装置の発光素子の光と太陽光の双方を受けるように光センサが配置される屋外設置型として好適な防犯灯または街路灯と称する照明装置を提供する。
このため、本発明は、照明装置の設置工事が終わった後、照明装置の発光素子が正常に点灯制御されるかのチェックを開始するときの点灯指令を点灯制御回路部に供給する手段を設け、この点灯指令に基づき点灯制御回路部が発光素子へ点灯電力を供給し、上記のような黒色カバー等で光センサへの外光を遮光することなくして、発光素子の点灯をチェックできるようにする。
本発明は、照明器具の光源である発光素子として、LEDのみならず、有機EL(Electro Luminescence)、無機EL(Electro Luminescence)、半導体レーザ等の半導体発光素子であってもよい。
第1の本発明の照明装置は、
発光素子と、前記発光素子の発光による照度と周囲の外光による照度とを検知するよう配置された光センサと、前記光センサが検出する照度に基づき前記発光素子の点灯及び消灯を制御する点灯制御回路部を備え、
前記点灯制御回路部は、直流電力を所定周波数の間欠パルスの電力に変換し、変換された前記間欠パルスの電力を前記発光素子に供給して、前記発光素子を間欠点灯させる電源部と、前記発光素子の点灯及び消灯を制御可能な制御部と、前記発光素子を強制点灯させるよう指令する点灯指令の入力部を備え、
前記点灯指令が入力された状態において、前記制御部は、前記発光素子が消灯状態に係らず前記点灯指令に基づき前記発光素子を点灯状態とし、
前記点灯指令が解除された状態において、前記光センサによって検出される前記間欠パルスの電力のローレベル期間での照度に基づき、前記制御部は、前記発光素子の点灯を制御する
ことを特徴とする。
また、前記発光素子は、前記間欠パルスの電力のローレベル期間において、前記間欠パルスの電力のハイレベル期間における前記発光素子の電圧を100%とした場合に、前記発光素子の電圧を5%から30%とする低発光状態に制御されることが好ましい。
更に、本発明の照明装置は、前記光センサによって、前記発光素子の消灯閾値より高い照度の光が受光され、前記高い照度の光の受光継続時間が所定時間内である場合、前記高い照度の光を外乱と判定し、前記発光素子の点灯状態を維持する外乱判定手段を更に備えることが好ましい。
第2の本発明の照明装置は、前記第1において、
前記点灯制御回路部は、前記発光素子を間欠点灯させるための間欠パルスを供給する電源部と、前記間欠パルスの間欠区間で前記光センサが検出する照度に基づき前記発光素子の点灯及び消灯を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記入力部を備える、
ことを特徴とする。
第3の本発明の照明装置は、
発光素子と、前記発光素子の発光による照度と周囲の外光による照度とを検知するよう配置された光センサと、前記発光素子の点灯及び消灯を制御する点灯制御回路部と、前記商用電力の停電時に使用される蓄電池と、を備え、
前記点灯制御回路部は、前記発光素子を点灯させるよう指令する点灯指令の入力部と、前記光センサが検出する照度に基づき前記発光素子の点灯及び消灯を制御すると共に前記商用電力の停電時に前記発光素子が前記蓄電池の電力にて動作するよう制御する制御手段を備え、
前記点灯制御回路部は、前記発光素子が消灯状態に係らず前記点灯指令に基づき前記発光素子を点灯状態とする、
ことを特徴とする。
第4の本発明の照明装置は、前記第1乃至第3のいずれかにおいて、
前記発光素子、前記光センサ、及び前記点灯制御回路部が本体に収容され、
前記本体には、前記点灯指令の発信部としてスイッチを備える、
ことを特徴とする。
第5の本発明の照明装置は、
下側面が開いた内部空間を有する本体を備え、
前記内部空間は、前部に、下側面にレンズ部材で覆われる状態で発光素子が配置された光源用基板と、前記発光素子の発光による照度と周囲の外光による照度とを検知するよう配置された光センサとを備え、
前記内部空間は、後部に、前記発光素子の点灯及び消灯を制御する点灯制御回路部と、前記商用電力の停電時に使用される蓄電池と、を備え、
前記本体は、消灯状態にある前記発光素子を強制的に点灯状態とするための点灯指令を発するスイッチを備え、
前記点灯制御回路部は、前記発光素子が消灯状態に係らず前記点灯指令に基づき前記発光素子を点灯状態とする制御と、前記商用電力の停電時に前記発光素子が前記蓄電池の電力にて動作するよう制御する、
ことを特徴とする。
第6の本発明の照明装置は、前記第4または第5において、
前記スイッチは、前記本体の外側から操作可能な手動操作スイッチである、
ことを特徴とする。
第7の本発明の照明装置は、前記第4または第5において、
前記スイッチは、前記本体の外側から磁石にて開閉操作可能に前記本体内に設けたリードスイッチである、
ことを特徴とする。
第8の本発明の照明装置は、前記第6において、
前記本体は、後部に支柱等への取り付け部を備え、
前記手動操作スイッチは、前記取り付け部近傍に前記本体の外側から操作可能配置である、
ことを特徴とする。
第9の本発明の照明装置は、前記第8において、
前記手動操作スイッチの操作部は、外力に対して前記取り付け部がガードとなる配置である、
ことを特徴とする。
第10の本発明の照明装置は、前記第1乃至第3のいずれかにおいて、
前記発光素子、前記光センサ、及び前記点灯制御回路部が本体に収容され、
前記本体には、前記本体外から手動操作スイッチが着脱自在に接続される接続部を備え、
前記接続部が前記点灯制御回路部に備える点灯指令の入力部に接続された、
ことを特徴とする。
第11の本発明の照明装置は、前記第1乃至第3のいずれかにおいて、
前記点灯指令は、照明装置から離れた場所から無線または赤外線にて発信される送信信号であり、
前記照明装置は、前記点灯制御回路部の入力部に接続される前記送信信号の受信部を備える、
ことを特徴とする。
本発明は、発光素子の発光による照度と照明装置周囲の外光による照度とを検知するよう光センサが配置された照明装置において、光センサが検出する照度に基づき発光素子の点灯及び消灯を制御する点灯制御回路部は、発光素子を点灯させるよう指令する点灯指令の入力部を備え、この点灯指令に基づき発光素子が消灯状態に係らず発光素子を点灯状態とするものである。
このため、照明装置の設置工事が終わった後、制御部へ供給される点灯指令に基づき、発光素子が消灯状態であっても点灯状態となるため、昼間であっても、光センサの検出動作とそれに基づく発光素子
の点灯をチェックできることとなり、設置工事終了後の動作チェックがし易く、且つ照明装置の構成を簡素化できるものとなる。
また、点灯制御回路部へ供給される点灯指令を手動操作スイッチや、リードスイッチや、照明装置から離れた場所から無線または赤外線にて発信する送信信号によって行うようにすれば、照明装置を設置した時の発光素子の点灯チェック作業が行い易くなる。
また、他の方式として、照明装置に点灯チェック用の受信部を設け、点灯指令を照明装置から離れた場所から無線や赤外線等によって送信して点灯チェックを開始する方式とする。この方式では、点灯指令の送信部は、この照明装置専用のリモートコントローラ(略してリモコンという)か、スマートフォンのような携帯端末機器から送信する遠隔送信部で構成することにより、支柱に登ることなく地上において点灯チェックが可能となる。
本発明に係る照明装置の縦断側面図である。 本発明に係る照明装置の分解斜視図である。 本発明に係る照明装置の透光性カバーを取り外した状態の下方から視た斜視図である。 本発明に係る照明装置の透光性カバーを取り外した状態の下方から視た図である。 本発明に係る照明装置の後方から視た斜視図である。 本発明に係る照明装置の動作に係るブロック図である。 本発明に係る照明装置のスイッチON状態で強制的に点灯する第1の方式の動作フローを示す図である。 本発明に係る照明装置のタイマにより強制的に点灯する第2の方式の動作フローを示す図である。 第2実施例の本発明に係る照明装置の本体縦断面による側面図である。 第2実施例の本発明に係る照明装置の透光性カバーを取り外した状態の下方から視た図である。 第2実施例の本発明に係る照明装置の後方から視た図である。
本発明の照明装置は、発光素子と、前記発光素子の発光による照度と周囲の外光による照度とを検知するよう配置された光センサと、前記光センサが検出する照度に基づき前記発光素子の点灯及び消灯を制御する点灯制御回路部を備え、
前記点灯制御回路部は、前記発光素子を点灯させるよう指令する点灯指令の入力部を備え、
前記点灯制御回路部は、前記発光素子が消灯状態に係らず前記点灯指令に基づき前記発光素子を点灯状態とする構成である。
以下、本発明の実施形態として、発光素子を複数のLEDで構成したものについて、図面を参照して説明する。
本発明の照明装置1は、その代表的な一つの構成として、防犯灯または街路灯と称して歩道や公園等の照明用として用いられるものであり、内部に照明用の発光素子2としてのLEDと、発光素子2用の電力を供給する電源部3と、発光素子2の発光による照度と照明装置周囲の外光による照度とを検知するよう配置された光センサ4と、光センサ4が検出する照度に基づき発光素子2の点灯及び消灯を制御する制御部とを備え、発光素子2が消灯状態に係らず、人為的に形成される点灯指令に基づき発光素子2を点灯状態とするよう制御するものである。電源部3と制御部5とで点灯制御回路部を構成する。
照明装置1は、前後方向に長い形態であり、下側に開口6Aを形成して下側面が開いた内部空間6Bを有する本体6と、開口6Aを塞ぐように開口6Aの周縁部にネジN1にて本体6に取り外し可能に取り付けまたは開口6Aを塞ぐように本体6の一部に蝶番にて開閉可能に取り付けられた透光性カバー7を備え、後部には本体6から後方へ延び支柱等への取り付け部8を有する。
内部空間6Bの前部領域には、開口6A部分に沿って本体6のボスにネジN2にて4隅で取り付けられる前後に長い矩形状の平板状の光源用基板9を備え、この光源用基板9の下側面には、前後方向に所定の間隔を存して1列6個のLEDで構成する発光素子2が左右対称状態に2列配置される。また、光源用基板9の下側面には、これら発光素子2と間隔を存して光センサ4が配置され、図示のものは、光センサ4は、発光素子2よりも後方位置で光源用基板9の後部に発光素子2と所定間隔を存して配置されている。光センサ4は発光素子2の光を受けないように遮断する構成ではないため、光センサ4は発光素子2の発光による照度と、透光性カバー7を通して照明装置1の周囲の外光による照度とを検知する。
このように、光源用基板9の下側面に発光素子2と間隔を存して光センサ4が配置されることによって、光センサ4と発光素子2を別個の基板に配置する場合に比して、光センサ4が、発光素子2の発光による照度と、透光性カバー7を通して周囲の外光による照度とを検知することに適し、且つ、照明装置1の組み立ての簡素化及び部品数の低減による低コスト化に適する。
内部空間6Bの後部領域には、点灯制御回路部を構成する電源部3と制御部5とを収容している。電源部3は、商用電力ライン15による電力供給または蓄電池60による電力供給により発光素子2用の電力を供給する。制御部5は、光センサ4の受光に基づく検出値を予め設定した消灯閾値及び点灯閾値と比較することにより発光素子2の点灯及び消灯を制御する制御部5である。このため、後述のように、点灯制御回路部は、光センサ4が検出する照度に基づき発光素子2の点灯及び消灯を制御する作用部である。
電源部3と制御部5とは、それらを構成する電子部品11が、1枚の回路基板10にプリント配線された配線に電気的接続にて配置され、回路基板10は本体6のボスにネジN3によって取り付けられる。電源部3と制御部5とを別個の基板に配置する場合に比して、照明装置1の組み立ての簡素化及び部品数の低減による低コスト化に適する。
回路基板10及び電子部品11の下側が保護カバー12によって覆われている。保護カバー12は金属板か不透明状態の合成樹脂板で構成され、保護カバー12は本体6のボスにネジN4によって取り付けられる。これは、回路基板10及び電子部品11に作業者が触れることによる感電を防ぐと共に、透光性カバー3を通して外部から回路基板10及び電子部品11が見えないようにする効果もある。
なお、回路基板10を電気絶縁シートで覆うことにより、回路基板10の電子部品11を雷によるサージ電圧から保護できる。
光源用基板9の下側面に重ね合わせ状態にレンズ体13が、本体6のボスにネジN5によって取り付けられる。レンズ体13は、前後に長い矩形状の平板状基板部13Bに発光素子2ごとに対応し所定の配光を形成するレンズ部13Aが一体形成された透光性の板状である。
なお、図3に示すように、平板状基板部13Bを後方へ延長して光センサ4を覆うセンサ被覆部13Cを一体形成することにより、光センサ4を外力から保護できる。
本体6の後壁に左右一対で形成された取り付け部8の間の部分に形成した配線孔6Fに防水用の弾性シール材14が嵌合され、この弾性シール材14を貫通して商用電源ライン15が配線される。商用電源ライン15の先端のコネクタ16が回路基板10に取り付けたコネクタ17に接続されることにより、電源部3に電力が供給される。
電源部3は、商用電源ライン15から供給される交流電力を直流電力に変換するA/D回路18と、この直流電力を発光素子2へ供給する間欠パルスの電力に変換する点灯電力供給部19と、前記直流電力を光センサ回路21と制御部5に供給する定電圧回路20とを備える。図6は、回路動作の説明上、定電圧回路20を別個に示している。これによって、発光素子2は、点灯電力供給部19から出力されるハイレベルとローレベルが交互に繰り返される矩形波形の間欠パルスのハイレベル期間によって、間欠的に発光素子2が点灯(間欠パルスのハイレベル期間で点灯)する構成である。
このパルスの周波数は、発光素子2を見る人がちらつきを感じない程度の周波数であり、回路的に生成し易くするために、50Hzまたは60Hzの2倍以上の整数倍でよいが、500Hz未満では人の視覚神経の関係から気分が悪く感じる虞が指摘されることから、1KHz乃至2KHzを用いることが好ましい。
A/D回路18の直流は、定電圧回路20を介して光センサ回路21と制御部5に供給される。制御部5は、マイクロコンピュータ制御方式であり、動作プログラム、基準情報、入力情報、出力情報等を格納する必要なメモリ、及び比較動作手段等を備え、入力情報の入力部5Nを備える。光センサ回路21は制御部5によって制御され、光センサ4の検出に基づく照度情報(照度検出信号)を制御部5へ入力として供給する。このため、光センサ回路21は制御部5の一部分を構成する。図6は、回路動作の説明上、光センサ回路21を別個に示している。
制御部5の入力部5Nは、発光素子2を強制的に点灯させるよう照明装置1の外部から指令する点灯指令の入力部であり、制御部5の入力部である。この点灯指令の発信部としての一つの方式が、発光素子2の点灯チェック用スイッチである。このスイッチの一つの形態として、本体6の外側から操作可能な手動操作スイッチ22を設ける。手動操作スイッチ22は、本体6の後壁の取り付け孔6Gに嵌合させた防水用の弾性シール材23内に収容され、弾性シール材23内に収容された状態で、押圧操作部22Aが本体6の外側に露出しており、本体6の外側から押圧操作部22Aを操作可能である。
手動操作スイッチ22は、取り付け部8の近傍配置となるようにするために、図5に示すように、手動操作スイッチ22は本体2の後壁の取り付け部8に近接した位置に形成されている。具体的には、取り付け部8の外側で取り付け部8に近接した位置である。これによって、手動操作スイッチ22の操作部22Aは、取り付け部8の外側配置であるため、外力に対して取り付け部8がガードとなる配置となる。このため、照明装置1の運搬時や、取り付け部8を介して支柱等に照明装置1を取り付ける際や、支柱等に照明装置1を取り付けた後において、手動操作スイッチ22の操作部22Aを外力から保護できる。更に、支柱等に照明装置1を取り付ける設置作業の終了後に作業者によって容易に操作可能である。
手動操作スイッチ22は、照明装置1の設置終了後に、発光素子2の点灯状態を確認するための点灯指令を制御部5へ発するために、作業者等によって操作されるものである。このため、手動操作スイッチ22から延びるリード線24の先端のコネクタ25は、制御部5の入力部5N側のコネクタ26に接続されており、操作部22Aの押圧によって接点が閉じて、発光素子2を点灯させるよう指令する点灯指令が制御部5の入力部5Nに入力される。
点灯電力供給部19の出力側にコネクタ29で接続したリード線27の先端のコネクタ28は、発光素子2に接続したコネクタ30に接続される。コネクタ30は、光センサ4よりも後方位置で光源用基板9の後部に設けられる。
また、光センサ回路21の入力側にコネクタ31で接続したリード線32の先端のコネクタ33は、光センサ4に接続したコネクタ34に接続される。コネクタ34は、光センサ4よりも後方位置で光源用基板9の後部領域に設けられ、コネクタ30と横並び配置である。
制御部5及び電源部3から発生するノイズがリード線32に乗って光センサ回路21へ入り、それによって制御部5の動作に障害が齎される虞があるため、これを解決するために、リード線32の長さが短くなる配線とする。
この達成として、光センサ4の照度検出信号が制御部5へ入力するためのリード線32が、光源用基板9と回路基板10の双方の近接端部間に亘る配線とする。このため、内部空間6Bに前後配置された光源用基板9の後端部と回路基板10の前端部が近接配置となり、光センサ4に接続したコネクタ34を光源用基板9の後部に設け、光センサ回路21の入力側に接続するコネクタ31を回路基板10の前部に設ける。
これによって、光源用基板9と回路基板10に亘るリード線32の長さが短くなり、リード線32による前記ノイズを拾う範囲が少なくなり、好ましいものとなる。図ではリード線32がクランク状に屈曲しているが、短くするためには略直線状の配線が好ましい。
光センサ4は、発光素子2の光と照明装置1の周囲の外光の両方を同時に検出する構成であるため、光センサ4での検出が正確に行えるようにするために、発光素子2が点灯モードであっても照明装置1の周囲の外光のみを検出する方式としている。
このため、光センサ4で検出する照度に基づき発光素子2の点灯及び消灯を制御する方式は、上記のように、発光素子2が点灯モードにおいては、点灯電力供給部19から出力される間欠パルスのハイレベル期間によって、間欠的に発光素子2が点灯(間欠パルスのハイレベル期間で点灯)する。
この間欠パルスの周波数は、人間の目ではちらつきを感じない程度に高い周波数であり、間欠パルスのハイレベル期間での点灯を100%発光とし、間欠パルスのローレベル期間では、0%発光(消灯)とする。
そして、光センサ4が検出する照度は、間欠パルスのローレベル期間で検出する照度とするように、制御部5によって制御される。
照明装置1の設置が終了し、すべての配線が終了し、接続されたコネクタ16とコネクタ17を通して商用電源ライン15から交流電力が供給され、照明装置1が正規の動作をする通常状態においては、昼間の明るいときは、照明装置1の外光である太陽光の光が光センサ4で検出され、光センサ4で検出する照度が大であるため、光センサ4の検出に基づく照度情報が制御部5に設定した消灯閾値よりも大となる。このため、制御部5は点灯電力供給部19が発光素子2へ点灯出力を出力しないように制御し、発光素子2は消灯モードである。
時刻の経過によって夕刻になり、光センサ4で検出する照度に基づく照度情報が制御部5に設定した点灯閾値よりも小または以下となることによって、制御部5は点灯電力供給部19が発光素子2へ点灯出力を出力するように制御し、発光素子2は点灯モードとなる。この時の光センサ4で検出する点灯時照度は、例えば30ルクスとする。
この点灯モードは、点灯電力供給部19から出力される間欠パルスによって間欠的に発光素子2が点灯(間欠パルスのハイレベル期間で点灯)される。この間欠パルスの周波数は、発光素子2を見る人がちらつきを感じることのない100Hz以上であり、実施例では1KHz〜2KHzである。
夜間の点灯モードでは、光センサ4は発光素子2の消灯期間の照度を検出する(間欠パルスの間欠区間であるローレベル期間で検出する)。この間欠区間は、発光素子2の消灯区間であり、この消灯区間では太陽が沈み光センサ4で検出する照度は極めて低く、制御部5に設定した消灯閾値よりも十分小であるため、制御部5は点灯電力供給部19が発光素子2へ点灯出力を出力する制御状態を維持する。
このように、発光素子2が点灯モードとなる夜間では、光センサ4は発光素子2の消灯期間において外光の照度を検出するが、夜間では太陽光の検出照度は殆んどゼロであり、実質的に発光素子2の点灯照度も検出しないため、光センサ4で検出する照度は消灯閾値よりも十分小となり、制御部5は点灯電力供給部19が発光素子2へ点灯出力を出力する制御状態を維持し、発光素子2は夜間において所期の点灯モードを継続する。
時間の経過によって夜明けになると、照明装置1の周囲の外光が上昇し、間欠パルスの間欠区間で検出する光センサ4の検出照度が上昇する。この間欠パルスの間欠区間で光センサ4が検出する照度情報を制御部5に設定した消灯閾値と比較して、光センサ4で検出する照度に基づく照度情報が制御部5に設定した消灯閾値よりも大または以上となれば、制御部5は点灯電力供給部19が発光素子2を消灯モードとするように制御し、発光素子2は消灯状態となる。この時の光センサ4で検出する消灯時照度は、光センサ4で検出する上記点灯時照度よりも高く、例えば120ルクスとする。
再び夜間においては上記同様にして発光素子2が点灯モードとなる。
上記のように、発光素子2が点灯モードであっても、光センサ4が発光素子2の消灯時の照度を検出するように、間欠パルスの間欠区間であるマイナス期間で検出する方式によって、光センサ4を外光から遮断する特別な遮蔽構造とする必要がなくなる。
照明装置1の設置が終了した段階で、光センサ4の動作及び発光素子2の発光が正常か否かのチェックを行う必要がある。すべての配線が終了し、照明装置1が正規の動作をする通常状態が夜間であれば、光センサ4の検出に基づき発光素子2が発光するため、その動作確認ができるが、昼間では発光素子2が消灯状態となるため、光センサ4の動作及び発光素子2の発光が正常か否かのチェックを行うためには、強制的に発光素子2を発光させる手段が必要である。
このため、本発明は、昼間に設置工事が終了したとき、手動操作スイッチ22の操作によって強制的に発光素子2を発光させる点灯モードとなる。
昼間に照明装置1の設置が終了し、その段階で、手動操作スイッチ22の操作部22Aを押圧して接点を閉じた状態を保っている間、制御部5の動作によって発光素子2を強制的に点灯する第1の方式を図7に示す。
図7において、昼間に設置工事者による照明装置1の設置が終了し、商用電源ライン15から電源電力が供給された(ステップS1)段階で、LEDである発光素子2は消灯状態である(ステップS2)。この状態で、発光素子2の点灯確認が必要か否かを設置工事者が判断し(ステップS3)、Yesなら設置工事者が手動操作スイッチ22の操作部22Aを押圧して接点を閉じる(ステップS4)。
この状態で以下、制御部5の動作が行われる。即ち、操作部22Aの押圧により強制的点灯指令が制御部5の入力部5Nに入力され、点灯電力供給部19から発光素子2へ間欠パルスが出力され、発光素子2は点灯モードとなり発光素子2が点灯する(ステップS5)。
この点灯を目視にて確認することにより、設置が終了した照明装置1の動作確認ができる。
照明装置1の動作確認が終了した後、操作部22Aの押圧が解除することにより(ステップS6)、制御部5の入力部5Nへの強制的点灯指令がなくなり、照明装置1は電源電力が供給された通常動作状態となる。
この状態で、光センサ4は昼間の外光を検出した状態であるため、制御部5の動作によって点灯電力供給部19から発光素子2への間欠パルスの出力が停止し、発光素子2が消灯する消灯モードとる(ステップS7)。
この消灯モードにおいて光センサ4が検出する昼間の照度情報が光センサ回路21を通して制御部5へ読み込まれ(ステップS8)、光センサ4が検出する照度情報が点灯閾値よりも小または以下かが判定される(ステップS9)。昼間の状態であれば光センサ4が検出する照度情報は点灯閾値よりも大または以上であり、判定結果はNoであるため、点灯電力供給部19から発光素子2の点灯出力である間欠パルスは出力されず、発光素子2は消灯である(ステップS7)。
時刻の経過によって夕刻になり、光センサ4で検出する照度に基づき光センサ回路21から制御部5へ入力される照度情報が、制御部5に設定した点灯閾値よりも小または以下となることによって判定結果はYesであり、発光素子2を点灯させる点灯モードとなる(ステップS10)。これにより、制御部5は点灯電力供給部19が発光素子2へ点灯出力である間欠パルスを出力するように制御し、発光素子2は点灯する。
光センサ4は、上記のように、間欠パルスの間欠区間で照度を検出する。この間欠パルスの間欠区間に検出する照度情報が光センサ回路21を通して制御部5へ読み込まれる(ステップS11)。この照度情報が消灯閾値よりも大または以上かが判定され(ステップS12)、NoならステップS10へ移行し、大または以上ならYesでありステップS13へ移行する。ステップS13で消灯状態パルスが所定値に達したか否かが判断され、NoならステップS10へ移行し発光素子2が点灯モードを継続する。Yesなら消灯モードのステップS7へ移行し、以降のステップを上記同様に辿る制御となる。
ステップS13での判断は、後述のような外乱判定手段による判定ステップであり、後述のように、制御部5が備える外乱判定用タイマ手段により、自動車のヘッドライト等によって光センサ4が一時的に高い照度を受けるような外乱が生じる場合でも、所定時間内では発光素子2を消灯することなく安定して点灯状態を維持する手段である。このため、ステップS13において、光センサ4が自動車のヘッドライト等の外光を受ける継続時間が、外乱判定用タイマ手段に定めた所定時間以内か否かの判定が行われ、前記継続時間がこの所定時間以内または未満であればNoとなり、所定時間を超えるか以上であればYesとなる動作が行われる。
次に、昼間に照明装置1の設置が終了し、その段階で、手動操作スイッチ22の操作部22Aを1回押圧してその押圧を直ぐに解除(瞬時ON操作の所謂ワンプッシュ)したときから、制御部5の動作によって所定時間に発光素子2が正常に点灯するか否かをチェックする第2の方式を図8に基づき説明する。
図8において、昼間に設置工事者による照明装置1の設置が終了し、商用電源ライン15から電源電力が供給された(ステップS1)段階で、LEDである発光素子2は消灯状態である(ステップS2)。この状態で、発光素子2の点灯確認が必要か否かを設置工事者が判断し(ステップS3)、Yesなら設置工事者が手動操作スイッチ22の操作部22Aをワンプッシュして接点を閉じる(ステップS4)。この状態で以下、制御部5の動作が行われる。即ち、操作部22Aのワンプッシュにより強制的点灯指令が制御部5の入力部5Nに入力され、制御部5のタイマ手段が動作し、所定時間点灯電力供給部19から発光素子2へ間欠パルスが出力され、発光素子2は点灯モードとなり発光素子2が点灯する(ステップS5)。
この点灯を目視にて確認することにより、設置が終了した照明装置1の動作確認ができる。このためタイマ手段が動作する所定時間は、不必要に長くする必要はなく、発光素子2の点灯状態を目視確認するための十分可能な時間であればよく、実施例では30秒としている。
タイマ手段に定めた30秒が経過することにより、制御部5の入力部5Nへの強制的点灯指令がなくなり、照明装置1は電源電力が供給された通常動作状態となる。
この状態で、光センサ4は昼間の外光を検出した状態であるため、制御部5の動作によって点灯電力供給部19から発光素子2への間欠パルスの出力が停止し、発光素子2が消灯する消灯モードとる(ステップS6)。
この消灯モードにおいて光センサ4が検出する昼間の照度情報が光センサ回路21を通して制御部5へ読み込まれ(ステップS7)、光センサ4が検出する照度情報が点灯閾値よりも小または以下かが判定される(ステップS8)。昼間の状態であれば光センサ4が検出する照度情報は点灯閾値よりも大または以上であり、判定結果はNoでありステップS6へ移行する。
時刻の経過によって夕刻になり、光センサ4で検出する照度に基づき光センサ回路21から制御部5へ入力される照度情報が、制御部5に設定した点灯閾値よりも小または以下となることによって判定結果はYesであり、発光素子2を点灯させる点灯モードとなる(ステップS9)。これにより、制御部5は点灯電力供給部19が発光素子2へ点灯出力である間欠パルスを出力するように制御し、発光素子2は点灯する。
光センサ4は、間欠パルスの間欠区間に検出する照度情報が光センサ回路21を通して制御部5へ読み込まれる(ステップS10)。この照度情報が消灯閾値よりも大または以上かが判定され(ステップS11)、NoならステップS9へ移行し、大または以上ならYesでありステップS12へ移行する。ステップS12で消灯状態パルスが所定値に達したか否かが判断され、NoならステップS9へ移行し発光素子2が点灯モードを継続する。YesならステップS6へ移行し、以降のステップを上記同様に辿る制御となる。
ステップS12での判断は、後述のような外乱判定手段による判定ステップであり、後述のように、制御部5が備える外乱判定用タイマ手段により、自動車のヘッドライト等によって光センサ4が一時的に高い照度を受けるような外乱が生じる場合でも、所定時間内では発光素子2を消灯することなく安定して点灯状態を維持する手段である。このため、ステップS12において、光センサ4が自動車のヘッドライト等の外光を受ける継続時間が、外乱判定用タイマ手段に定めた所定時間以内か否かの判定が行われ、前記継続時間がこの所定時間以内または未満であればNoとなり、所定時間を超えるか以上であればYesとなる動作が行われる。
点灯指令の発信部として、発光素子2の点灯チェック用スイッチの他のスイッチ形態として、リードスイッチがある。これは図6に示すように、制御部5の入力部5Nに接続されるリードスイッチ40を本体6の内部空間6Bに取り付け、本体6の外側から磁石にてリードスイッチ40を開閉操作可能とする。
この場合、発光素子2が正常に点灯するか否かのチェックは、リードスイッチ40を閉じる操作によって、上記第1の方式または第2の方式と同様に行うことができる。
また、点灯指令の発信部として、発光素子2の点灯チェック用スイッチの他のスイッチ形態として、本体6には、本体6の外側から手動操作スイッチ22Pが着脱自在に接続される接続部41を備え、接続部41が制御部5に備える点灯指令の入力部5Nに接続される構成とする。この場合、手動操作スイッチ22Pは手動操作スイッチ22と同様の形態とすればよい。なお、接続部41は開閉可能な蓋またはキャップで覆うことにより、防水と防塵の効果を得る。
この場合、発光素子2が正常に点灯するか否かのチェックは、手動操作スイッチ22Pを接続部41に接続した状態で、操作部を押圧することにより、上記第1の方式または第2の方式と同様に行うことができる。
また、点灯指令の発信部として、発光素子2の点灯チェック用スイッチの他のスイッチ形態として、本体6の内部空間6B内に手動操作スイッチ22と同様のスイッチを設け、透光性カバー7を開いて操作部22Aを操作可能な形態とする。
この場合、光素子2が正常に点灯するか否かのチェックは、手動操作スイッチ22の操作部を押圧することにより、上記第1の方式または第2の方式と同様に行うことができる。
また、点灯指令の発信部としての他の形態として、照明装置1から離れた場所から無線または赤外線にて発信される送信信号方式である。この場合、照明装置1は、制御部5の入力部5Nに接続される送信信号の受信部42を備える。そして、送信信号は、スマートフォンのような携帯端末や、点灯チェック専用の赤外線式リモートコントローラから発信される構成である。
この場合、発光素子2が正常に点灯するか否かのチェックは、携帯端末やリモートコントローラから送信信号を送り、これが受信部42で受信されることにより、上記第1の方式または第2の方式と同様に行うことができる。
点灯電力供給部19から発光素子2へ供給する発光素子2の点灯用パルスの周波数が500Hz未満の場合、例えば、商用電源周波数が50Hzまたは60Hzの場合において、点灯電力供給部19から出力される点灯用パルスの形成のし易さから、商用電源周波数の2倍または3倍の周波数の点灯用パルスとする場合は、人の目にはちらつきを感じないが、人の視覚神経の関係から気分が悪く感じる虞がある。
これを防止するために、点灯用パルスの周波数が500Hz未満の場合、光センサ4が照度を検出する間欠パルスの間欠区間(発光素子2の消灯区間である間欠パルスのローレベル区間)は、ゼロ発光状態とならない低発光状態を維持するようにする。
即ち、発光素子2の点灯区間である間欠パルスのハイレベル区間を100%発光状態(このときの電圧を100%)とすれば、それの5%〜30%の低発光状態(5%〜30%の電圧)となるように、間欠パルスの電圧を点灯電力供給部19から発光素子2へ供給する。
これによって、発光素子2は、間欠パルスの点灯区間(間欠パルスのハイレベル期間)で100%の発光状態となり、間欠パルスの間欠区間(間欠パルスのローレベル期間)で5%〜30%の通電状態の低発光状態となる。この5%〜30%の通電状態は、人が見ても点灯していることが気づかない程度であり、人の視覚神経の関係から気分が悪く感じられる虞が解消され、設置環境に優しい照明装置1となる。
また、自動車のヘッドライトや雷等の所謂外乱によって、照明装置が直ちに消灯しないような外乱判定手段を備える制御方式とする。
即ち、発光素子2が点灯モードである夜間において、自動車のヘッドライトによって光センサ4が一時的に高い照度を受けるような外乱が生じる場合でも、直ぐに発光素子2を消灯することなく安定して点灯状態を維持する制御方式とする。
このため、制御部5は、外乱判定用タイマ手段を備え、所定時間内に光センサ4の検出照度に基づく照度情報が、制御部5に設定した上記消灯閾値よりも大となっても、点灯電力供給部19から発光素子2へ点灯用パルスを送信し続けるようにする。これを繰り返す。
その一つの方式として、光センサ4が検出する照度は、間欠パルスのローレベル期間で検出する照度とするように制御部5によって制御するものとし、制御部5は、間欠パルスの一つのハイレベルまたは一つのローレベルからタイマON(タイマスタート)してクロックパルスのカウントを開始し、所定のカウントに達するまで(これを外乱判定用タイマ手段の判定期間という)は、光センサ4で検出する照度に基づく照度情報が、制御部5に設定した上記消灯閾値よりも大となっても、点灯電力供給部19から発光素子2へ点灯用パルスを送信し続けるようにする。
この判定期間が終了した時は再びタイマON(タイマスタート)してクロックパルスのカウントを開始し、同様に動作を繰り返すようにする。これによって、発光素子2が点灯モードである夜間において、自動車のヘッドライト等によって光センサ4が一時的に高い照度を受けるような外乱が生じる場合でも、所定時間のうちは発光素子2を消灯することなく安定して点灯状態を維持することができる。
このような判定動作は、上記のように図7のステップS13、並びに図8のステップS12における判定動作であり、上記のように、自動車のヘッドライト等によって光センサ4が一時的に高い照度を受けるような外乱が生じる場合でも、所定時間内では発光素子2を消灯することなく安定して点灯状態を維持する手段である。
図9乃至図11に第2実施例を示す。
実施例2が実施例1と異なるところについて、以下に説明する。実施例2において実施例1と同様の部分には、実施例1と同様の符号を付し、その説明は実施例1を援用する。
実施例2では、本体6の開口6A部分に沿って配置され開口6Aの周縁部に接触状態で以って、本体6に形成した取り付けボスにネジN6にて取り付けた前後に長い平板状の金属製取り付け板50を設ける。本体6の内部空間6Bの前部領域に対応して、この取り付け板50を放熱板として取り付け板50の下側面に、光源用基板9の下側面に光源用基板9と略同じ平面積のレンズ体13を重ね合わせた状態で、ネジN7によって取り付け板50に取り付けている。これによって、発光素子2の発熱を光源用基板9を通して取り付け板50に伝達し、取り付け板50から本体6へ伝達し、本体6から放散させる。このため、取り付け板50は放熱板として作用する。
また、本体6の内部空間6Bの後部領域に対応して、この取り付け板50の上側面に、取り付け板50の一部を切り起こし形成した支持部51を立ち上げ、この支持部51に回路基板10をネジN8によって取り付けている。これによって、取り付け板50の上側面に間隔を存して回路基板10が並行状態に、内部空間6Bの後部領域に配置される。これによって、回路基板10のアースラインが支持部51を通して形成されるが、アースライン形成の確実性のために、回路基板10と取り付け板50及び本体6とを結ぶアースライン53は、その一端が後部のネジN6にて取り付けられ、他端が回路基板10のアースラインに接続されている。
また、光源用基板9の前部下面に配置するコネクタ30は、レンズ体13の平板状基板部13Bの孔を貫通し、これに対応して基板部13Bに形成したカバー部13B1にて覆われる。また、光源用基板9の後部下面に配置するコネクタ34は、レンズ体13の平板状基板部13Bの孔を貫通し、これに対応して基板部13Bに形成したカバー部13B2にて覆われる。
実施例2の構成も、光センサ4の照度検出信号が制御部5へ入力するためのリード線32が、光源用基板9と回路基板10の双方の近接端部間に亘る配線である。即ち、コネクタ30にコネクタ28が接続され、コネクタ34にリード線32の一端のコネクタ33が接続され、リード線32の他端のコネクタ31が回路基板10の前部で光センサ回路21の入力側に接続され、光センサ4の照度検出信号が制御部5へ入力するラインが形成される。
これによって、回路基板10の制御部5から光源用基板9へ亘るリード線32の長さが短くなり、リード線32による前記ノイズを拾う範囲が少なくなり、好ましいものとなる。
また、商用電源ライン15の停電用として使用される蓄電池60を備える。蓄電池60は、本体6の内部空間6Bの後部領域に取り付けられ、その位置は回路基板10の上方である。
制御部5は、商用電源ライン15から供給される交流電力が一時的停電しても、直ぐに発光素子2を消灯することなく安定して点灯状態を維持する制御方式とする。
このため、制御部5は、商用電力の停電を検出し、停電時に発光素子2が蓄電池60の電力にて動作するよう制御する制御手段を備える。蓄電池60は、商用電源ライン15の交流電力によって充電されるように充電回路(図示せず)を介して配線されており、蓄電池60の電力は定電圧回路61を介して電源部3の点灯電力供給部19、光センサ回路21及び制御部5へ供給される。
蓄電池60を電源とする動作は、商用電源の場合の実施例1と同様である。
なお、取り付け板50と回路基板10との間に電気絶縁シートを配置することにより、回路基板10の電子部品11と取り付け板50との電気的絶縁を達成する。また、蓄電池60と回路基板10との間に電気絶縁シートを配置することにより、蓄電池60と回路基板10との電気的絶縁を達成する。
照明装置1は、例えば、実施例2において、回路基板10が光源用基板9の上方位置の配置となる配置でもよい。その一つとして、支持部51と同様に取り付け板50の一部を切り起こし形成し、これに回路基板10をネジで取り付けるようにした形態とし、本体6の内部空間6Bの後部領域に蓄電池60を収容する形態とし、上記実施例1と同様の動作をするように構成する。
この場合も、光センサ4の照度検出信号が制御部5へ入力するためのリード線32が、光源用基板9と回路基板10の双方の近接端部間に亘る配線とすることにより、リード線32による前記ノイズを拾う範囲が少なくすることができる。
即ち、このように回路基板10が光源用基板9の上方位置の配置となる照明装置1において、光センサ4を発光素子2よりも前方位置にて光源用基板9に取り付けることでもよい。この場合、リード線32による前記ノイズを拾う範囲を少なくするために、光源用基板9側の光センサ4用コネクタ34を光源用基板9の光センサ4近傍で前部領域に配置し、制御部5側のコネクタ31を回路基板10の前部領域に配置し、リード線32の先端のコネクタ33をコネクタ34に接続するようにすれば、回路基板10の制御部5から光源用基板9へ配線されるリード線32が短くなり、リード線32による前記ノイズを拾う範囲が少なくなり、好ましいものとなる。
なお、光源用基板9と回路基板10との間に電気絶縁シートを配置することにより、光源用基板9と回路基板10との電気的絶縁を達成する。また、回路基板10を電気絶縁シートで覆うことにより、回路基板10の電子部品11を雷によるサージ電圧から保護できる。
また、照明装置1の構造として、実施例1及び実施例2の形態における透光性カバー7を設けず、光源用基板9の下側を覆うレンズ体13が露出状態の形態であってもよい。
例えば、実施例1に関しては、光源用基板9とレンズ体13が周縁部に環状パッキンを介して水密状態で重ね合わされ、この重合体が本体6の下側の開口6Aの周縁部にパッキンを介して水密状態にネジで取り付けられた形態とする。また、保護カバー12は、前記重合体に水密状態で連接され、本体6の下側の開口6Aの周縁部にパッキンを介して水密状態にネジで取り付けられた形態とし、上記実施例1と同様の動作をするものであってもよい。
本発明は、上記実施形態に係らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態を包含する。
1 照明装置
2 発光素子
3 電源部
4 光センサ
5 制御部
5N 制御部の入力部
6 本体
7 透光性カバー
8 取り付け部
9 光源用基板
10 回路基板
11 電子部品
13 レンズ体
15 商用電源ライン
19 点灯電力供給部
21 光センサ回路
22 手動操作スイッチ
22P 手動操作スイッチ
22A 押圧操作部
32 リード線
34 コネクタ
40 リードスイッチ
41 手動操作スイッチ22Pの接続部
42 受信部

Claims (3)

  1. 発光素子と、前記発光素子の発光による照度と周囲の外光による照度とを検知するよう配置された光センサと、前記光センサが検出する照度に基づき前記発光素子の点灯及び消灯を制御する点灯制御回路部を備え、
    前記点灯制御回路部は、直流電力を所定周波数の間欠パルスの電力に変換し、変換された前記間欠パルスの電力を前記発光素子に供給して、前記発光素子を間欠点灯させる電源部と、前記発光素子の点灯及び消灯を制御可能な制御部と、前記発光素子を強制点灯させるよう指令する点灯指令の入力部を備え、
    前記点灯指令が入力された状態において、前記制御部は、前記発光素子が消灯状態に係らず前記点灯指令に基づき前記発光素子を点灯状態とし、
    前記点灯指令が解除された状態において、前記光センサによって検出される前記間欠パルスの電力のローレベル期間での照度に基づき、前記制御部は、前記発光素子の点灯を制御する
    ことを特徴とする照明装置。
  2. 前記発光素子は、前記間欠パルスの電力のローレベル期間において、前記間欠パルスの電力のハイレベル期間における前記発光素子の電圧を100%とした場合に、前記発光素子の電圧を5%から30%とする低発光状態に制御される
    ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記光センサによって、前記発光素子の消灯閾値より高い照度の光が受光され、前記高い照度の光の受光継続時間が所定時間内である場合、前記高い照度の光を外乱と判定し、前記発光素子の点灯状態を維持する外乱判定手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。
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