JP3877342B2

JP3877342B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP3877342B2
Application number: JP05636695A
Authority: JP
Inventors: 美稚子岩井; 潤一加藤; 信男岩田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2022-02-07
Also published as: JPH08250285A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば事務所などの執務空間において机上面等の被照射面の平均照度をほぼ一定照度に保つための照明装置に関するものであり、昼光などの有効利用が可能で省エネルギー化が図れる照明装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、実開平４−８７１８９号に開示されているように、照度検出部を用いた照明装置が提案されている。この装置は、或る設定照度を設けて、照度検出部がその設定照度以上（又は以下）になったときに、照明の状態を変えようとするものである。よって、或る被照射面を一定の平均照度にするためのものではなく、器具自身の光照射量を含めて計測して点灯状態を調整しているものではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来例では、照度検出部により周囲の照度を検知することによって照明の点灯状態を制御していた。よって、照明器具自身が自ら出している光の量と外部からの光を含めて、或る被照射面の照度を調整するというものではなかった。
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被照射面の平均照度をほぼ一定照度に制御するために、照明器具の点灯状態の調整方法を工夫し、より快適な照明を実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の照明装置にあっては、上記の課題を解決するために、図１に示すように、照明器具５と、照明器具５の被照射面からの反射光を検出できる場所に配置され、照明器具５により照明される環境の照度を検出できる照度検出部１と、照度検出部１からの出力信号を受けるタイミングを制御するタイマ部４と、照度検出部１からの出力信号及び照明器具５の点灯状態を記憶し得るメモリ部３と、タイマ部４により決定される或る一定時間ごとに照度検出部１から入力されるデータと、メモリ部３に記憶されたデータに基づいて、被照射面の平均照度がほぼ一定になるように、且つ、照度検出部１により検出された照度が所定の範囲よりも低い場合に前記所定の範囲に変化させるときの照度変化の速度は、照度検出部１により検出された照度が前記所定の範囲よりも高い場合に前記所定の範囲に変化させるときの照度変化の速度よりも大きくなるように照明器具５の点灯状態を決定する制御部２とからなることを特徴とするものである。
図１は本発明の基本構成を示している。図中、１は照度検出部であり、例えばＣｄＳ（硫化カドウミウム）やＰＤ（フォトダイオード）のような明るさを検出できる素子を用いる。２は制御部であり、照度検出部１からの出力信号を受けて、照明器具５を制御する。照明器具５は制御部２に複数台接続することができる。本制御部２は、或る一定時間ごとに照度検出部１からの入力を受けて、照明器具５をどのような点灯状態にするのかを決定し、決定した点灯状態になるように、照明器具５に例えばデューティ等の調光信号を送る。３はメモリ部であり、照度検出部１からの信号や照明装置の点灯状態（たとえば、照明器具５に送ったデューティ等の調光信号）などを制御部２からの書き込み動作により記憶することが出来る。また、メモリ部３から制御部２に記憶データを読み出すことができる。４はタイマ部であり、制御部２に或る一定時間ごとに或る一定の信号を送る。このタイマ部４により、制御部２が照度検出部１からの信号を検出するタイミングが制御される。このタイミングは制御部２によって設定される。５は照明器具であり、制御部２に一台又は複数台接続されて、制御部２からの調光信号等により制御される。
【０００６】
以上のような構成において、被照射面からの反射光を検知できるような場所（例えば天井面）に照度検出部１を取り付けて、その照度検出部１からの出力信号に基づいて被照射面の平均照度がほぼ一定になるように、照明器具５が制御される。
【０００７】
【作用】
例えば、図２の斜線部で示すように、照度検出部１の出力のうち、或る区間を設定照度範囲とする。照度検出部１の出力が、この設定照度範囲（Ｖ３〜Ｖ４）に含まれていれば、被照射面が或る目標とする平均照度に保たれている。また、設定照度範囲の下限Ｖ３以下にも或る設定出力Ｖ２、Ｖ１、…があり、設定照度範囲の上限Ｖ４以上にも或る設定出力Ｖ５、Ｖ６、…がある。照度検出部１の出力がどの範囲内に含まれているかを判定して、照明器具５の制御状態の目標を決める。また、照明器具５の状態を徐々に変化させて制御状態を目標まで変化させる照明変化時間（フェード時間）も決める。例えば、表１に示すように、照度検出部１の出力が所定の照度範囲Ｖ４〜Ｖ５に含まれていれば、Ｔ１の時間をかけて光出力をＤ１だけ減らす。設定照度範囲Ｖ３〜Ｖ４に出力が含まれているときは、設定平均照度に保たれているので、照明の状態もそのまま保つ。また、所定の照度範囲Ｖ１〜Ｖ２に含まれているときには、ＴＴ２の時間をかけて光出力をＵ２だけ増やす。このような表はメモリ部３に記憶しておけば良い。
【０００８】
【表１】

【０００９】
ただし、表１において、減光量Ｄｘ、増光量Ｕｘ、減光時間Ｔｘ、増光時間ＴＴｘ（ｘ＝１，２，３）には基本的に以下のような関係がある。
｜Ｄ１｜＜｜Ｄ２｜＜｜Ｄ３｜
｜Ｕ１｜＜｜Ｕ２｜＜｜Ｕ３｜
｜Ｄｘ｜＜｜Ｕｘ｜
｜Ｕｘ／ＴＴｘ｜＜｜Ｄｘ／Ｔｘ｜（ｘ＝１，２，３）
【００１０】
つまり、設定照度範囲の近くでは、減光量Ｄｘ、増光量Ｕｘの絶対値は小さい。また、減光量Ｄｘの絶対値は、増光量Ｕｘの絶対値よりも小さい。さらに、増光時の照度変化は、減光時の照度変化よりも速い。これにより、快適な照度変化を実現できる。すなわち、外的な要因によって、被照射面の平均照度が暗くなったときは、早く明かりを確保したいので、照明の光出力を早く増やし、逆に明るくなったときは照明の光出力を減らさなくてはいけないが、急激に減らしてしまうと違和感があるので、増やすときよりもゆっくりと減らす。このような制御を行うことによって人間の視覚が順応しやすくなるので、被照射面の平均照度をほぼ一定に制御すると共に、照明を調整しているときの違和感を無くすことができる。
【００１１】
以上のように、予め決められたパラメータに基づいて制御されるが、次のような現象が起こったときは、パラメータに所定の処理がなされる。
▲１▼照度検出部１の出力が設定照度範囲を飛び越えて同じ区間を振動したとき、例えば、Ｖ４〜Ｖ５→Ｖ２〜Ｖ３→Ｖ４〜Ｖ５というように移動したとき、照明の点灯状態の増減量を幾らか減らし、照明の変化時間は幾らか増やす。
▲２▼照度検出部１の出力が設定照度範囲から離れていて光出力を調整したにもかかわらず、次回の出力が前回にも増して離れているとき、照明の点灯状態の増減量をいくらか増やす。ただし、明るい方へ発散している場合には、照明の変化時間はそのままでもよいが、暗い方へ発散している場合には、照明の変化時間を短くして早く明かりを確保できるようにする。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について説明する。制御部２に接続された照明器具５は、デューティ信号に応じて連続的に０〜１００％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が１００％のときに１００％点灯、デューティ比が０％のときに０％点灯となるように、構成されている。ここで、照度検出部１からの出力は、例えば０〜５Ｖのような範囲で変化し、０Ｖのときに暗状態、５Ｖのときに明状態を検知できるような出力である。いま、例えば、表２に示すような条件で照明器具５が制御されているものとする。
【００１３】
【表２】

【００１４】
照度検出部１の出力は一定時間おき（例えば３０秒おき）に計測され、そのときの出力値により、照明器具５に送られる調光信号のデューティ比が変化する。例えば、照度検出部１の出力が１．５〜１．７Ｖの範囲に含まれるときは、照度検出部１を天井に取り付けたとき、２ｍ下の机上面における平均照度が約７５０ｌｘに保たれるものとする。その場合の照度検出部１の出力の一例を図３に示す。今、時刻ｔ₀のとき、デューティ比が８０％の調光状態で点灯している。３０秒後の時刻ｔ₁における照度検出部１の出力は、Ｖ（ｔ₁）＝１．６〔Ｖ〕であった。よって、調光信号のデューティ比は８０％のままである。次の時刻ｔ₂における照度検出部１の出力は、Ｖ（ｔ₂）＝２．０〔Ｖ〕となったので、表１に基づいて１０秒間のフェード時間をかけて、調光信号のデューティ比が７８％パーセントに減らされた。時刻ｔ₄において、照度検出部１の出力は、Ｖ（ｔ₄）＝２．５〔Ｖ〕となったので、１５秒間のフェード時間をかけて、調光信号のデューティ比が−４されて、７４％になった。また、時刻ｔ₇には、照度検出部１の出力は、Ｖ（ｔ₇）＝１．３〔Ｖ〕となったので、１０秒間のフェード時間をかけて、デューティ比を現在の７２％から７６％に増加させる。
【００１５】
ところで、上述のような制御をしていても、外光などの影響があるので、図４の時刻ｔ₀〜ｔ₄のように照度検出部１の出力が振動したり、同じく図４の時刻ｔ₅〜ｔ₆のように発散の方向へ向かうこともある。このような場合には、照明が絶えず明るくなったり暗くなったりして、その照明のもとで作業する人にとってはちらつきになったり、必要な照度が早く確保できない恐れがある。よって、照度検出部１の前のデータを記憶しておいて、以下のような動作を行う。まず、図４の時刻ｔ₀では、照度検出部１の出力は、Ｖ（ｔ₀）＝１．６Ｖなので、８０％の点灯を保持する。時刻ｔ₁では、照度検出部１の出力は、Ｖ（ｔ₁）＝１．８Ｖであり、１０秒間のフェード時間をかけてデューティ比を−２して、６８％点灯にする。次に、時刻ｔ₂では、照度検出部１の出力は、Ｖ（ｔ₂）＝１．１Ｖであり、１０秒間のフェード時間をかけてデューティ比を＋４して、７２％点灯にする。時刻ｔ₃では、Ｖ（ｔ₃）＝１．９Ｖであり、時刻ｔ₁、ｔ₂と制御したことにより、振動している。よって、デューティ比の変化量を−２×８０％の−１．６とし、フェード時間も１０秒×１２０％の１２秒とする。よって、１２秒のフェード時間をかけて７０．４％の点灯に変化する。時刻ｔ₄では、設定値内であるので、７０．４％の点灯を保持する。
【００１６】
次に、時刻ｔ₅では、照度検出部１の出力は、Ｖ（ｔ₅）＝２．５Ｖであり、フェード時間１５秒で６６．４％点灯へ変化させる。時刻ｔ₆では、Ｖ（ｔ₆）＝３．０Ｖであり、時刻ｔ₅でデューティ比を下げたにもかかわらず、明るいと検知しているので、デューティ比を−４×１６０％の−６．４とし、フェード時間１５秒で減らし、６０％点灯へ変化させる。時刻ｔ₇では、Ｖ（ｔ₇）＝１．９Ｖであり、フェード時間１０秒で−２して、５８％点灯へ変化させる。時刻ｔ₈では、設定値内であるので、５８％の点灯を保持している。時刻ｔ₉では、Ｖ（ｔ₉）＝２．０Ｖであり、フェード時間１０秒でデューティ比を−２とし、５６％点灯を保持している。時刻ｔ₁₀では、Ｖ（ｔ₁₀）＝１．３Ｖであり、１０秒でデューティ比を＋４とし、６０％点灯へ変化させる。時刻ｔ₁₁では、Ｖ（ｔ₁₁）＝２．１Ｖであり、１０×１．２＝１２秒でデューティ比を−２×０．８＝−１．６して、５８．４％点灯へ変化させる。時刻ｔ₁₂では、Ｖ（ｔ₁₂）＝１．４Ｖであり、時刻ｔ₁₀、ｔ₁₁、ｔ₁₂と振動しているので、＋４の６０％で＋２．４とし、フェード時間を１０秒の１０５％の１０．５秒として、６０．８％点灯へ変化させる。時刻ｔ₁₃では、設定値内であるので、６０．８％の点灯を保持する。時刻ｔ₁₄では、Ｖ（ｔ₁₄）＝０．９Ｖであり、フェード時間１８秒で＋７して、６７．８％点灯へ変化させる。時刻ｔ₁₅では、時刻ｔ₁₄でデューティ比を増やしたにもかかわらず、まだ、０．８〜１．２Ｖ間のＶ（ｔ₁₅）＝１．１Ｖであるので、デューティ比を＋７×１７０％の＋１１．９とし、フェード時間を１８×０．８の１４．４秒として７９．７％点灯へ変化させる。時刻ｔ₁₆では、時刻ｔ₁₅でデューティ比を増やしたにもかかわらず、まだ、Ｖ（ｔ₁₆）＝１．３５Ｖで設定値内に入らないので、＋４の１５０％の＋６、フェード時間を１０秒×０．８の８秒として、８５．７％点灯へ変化させる。時刻ｔ₁₇では、Ｖ（ｔ₁₇）＝１．８Ｖであるので、１０秒のフェード時間でデューティ比を−２して、８３．７％点灯へ変化させる。時刻ｔ₁₈、時刻ｔ₁₉では、設定値内なので、デューティ比８３．７％の点灯を維持する。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、例えば机上面のような作業面をある一定の平均照度にほぼ保つことができる。本装置を用いることによって必要のない人工照明による光出力は省くことができる。よって、蛍光灯などの経年変化による光出力の差も無くすことができ、昼光なども有効に利用できるため、省エネルギー効果が向上すると共に、ちらつきや時間ごとの照度差が少ないため、好ましい視環境が得られるものである。さらに、外的な要因によって、被照射面の平均照度が暗くなったときは、早く明かりを確保したいので、照明の光出力を早く増やし、逆に明るくなったときは照明の光出力を減らさなくてはいけないが、急激に減らしてしまうと違和感があるので、増やすときよりもゆっくりと減らすように制御することによって人間の視覚が順応しやすくなるので、被照射面の平均照度をほぼ一定に制御すると共に、照明を調整しているときの違和感を無くすことができ、これにより、快適な照度変化を実現できる。
【００１８】
また、請求項２のような条件で制御すれば、照明の光出力が増減を繰り返して、ちらつくことを防止でき、また、請求項３のような条件で制御すれば、照明の光出力が増加方向又は減少方向に発散することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブロック回路図である。
【図２】本発明による照度検出部の出力と照明制御の関係を示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施例の動作説明図である。
【図４】本発明の第２実施例の動作説明図である。
【符号の説明】
１照度検出部
２制御部
３メモリ部
４タイマ部
５照明器具

Claims

照明器具と、
照明器具の被照射面からの反射光を検出できる場所に配置され、照明器具により照明される環境の照度を検出できる照度検出部と、
照度検出部からの出力信号を受けるタイミングを制御するタイマ部と、
照度検出部からの出力信号及び照明器具の点灯状態を記憶し得るメモリ部と、
タイマ部により決定される或る一定時間ごとに照度検出部から入力されるデータと、メモリ部に記憶されたデータに基づいて、被照射面の平均照度がほぼ一定になるように、且つ、照度検出部により検出された照度が所定の範囲よりも低い場合に前記所定の範囲に変化させるときの照度変化の速度は、照度検出部により検出された照度が前記所定の範囲よりも高い場合に前記所定の範囲に変化させるときの照度変化の速度よりも大きくなるように照明器具の点灯状態を決定する制御部とからなることを特徴とする照明装置。
前記制御部は、照度検出部の出力が所定の照度範囲を飛び越えて同じ区間を振動する場合には、照明の点灯状態の増減量を小さくすると共に、照明の変化時間を増加させるように制御する制御部であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記制御部は、照度検出部の出力が所定の照度範囲から離れていて、光出力を調整したにもかかわらず、照度検出部の出力が前回よりも離れている場合には、照明の点灯状態の増減量を増加させ、照度検出部の出力が前回よりも低い方へ離れている場合には照明の変化時間を短くするように制御する制御部であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。