JPH10302968A

JPH10302968A - 照明装置

Info

Publication number: JPH10302968A
Application number: JP9106331A
Authority: JP
Inventors: Michiko Iwai; 美稚子岩井; Nobuo Iwata; 信男岩田; Junichi Kato; 潤一加藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】被照射面の照度を検出して光源の光出力をフ
ィードバック制御する照明装置として、昼光を有効利用
したり、光源の初期光束を有効利用したりする場合に、
照明器具台数の違いに関わらず同一装置にて共通の制御
方法で不都合無く、適切な明るさを確保しつつ省エネル
ギーを達成することが可能な照明装置を低コストで提供
する。【解決手段】光源と光源を点灯させる点灯手段とを有
する照明部２と、被照射面の照度を検出する明るさ検出
手段１と、明るさ検出手段１の検出値を受けて該被照射
面の照度が目標範囲内になる方向に光源の光出力を制御
する制御部３とを備え、明るさ検出手段１の検出値が目
標範囲内に達すると、明るさ検出手段１の検出値が目標
範囲内に達したときの前記光源の調光レベルを維持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は照明装置に関するも
のであり、更に詳しくは、明るさ検出手段により被照射
面の照度を検出して光源の光出力をフィードバック制御
する照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０を参照して、本発明に係る第１従
来例を簡単に説明する。

【０００３】本例は、過去の明るさの情報を受けて、逐
次、明るさレベルをフィードバック制御するものであ
る。明るさレベルがある一定の状態になる様に光源の光
量を補正するが、図１０（ｂ）に示す様な、補正する時
から一定期間の過去の明るさ検出量の代表点算出値（例
えば平均値やラジアン値）を用いて補正する為、例え
ば、図１０（ａ）に示す様な外光などの急激な変化に対
しては追随することなく、図１０（ｃ）に示す様に光源
の明るさレベルを調整することができる。

【０００４】次に、図１１を参照して、本発明に係る第
２従来例を簡単に説明する。本例は、一定期間の明るさ
を計測してから明るさレベルをフィードバック制御する
ものである。光源の初期光束の有効利用と昼光の利用と
が共用でき、且つ、照明制御領域内で作業などをする人
に対して違和感をなくすために緩やかな速度で明るさレ
ベルを補正することができる。図１１（ａ）に示す様
に、一定期間Δｔａでは光源の光量レベルは変化させず
に、図１１（ｂ）に示す様に、明るさ検出手段によって
明るさレベルを計測し、その結果（代表値）と設定され
た明るさレベルとを比較して、図１１（ａ）に示す様に
光源の光出力量を一定期間Δｔ１だけ補正する。補正が
終われば再度明るさレベルを計測する。以後、これを繰
り返す。

【０００５】以上の様に、上記第１及び第２従来例は、
外光などの急激な変化に対しては追随することなく、人
工照明の変化による違和感を出来るだけ感じさせない為
の手段である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第１従来
例では、以下に示す様な第１の問題点が生じてしまう。

【０００７】過去の明るさの情報も現在の光源の光量の
補正の為の判断レベルに含まれる為に、図１０に示すＡ
の期間では、実際の周囲の明るさは暗くなっても、なお
も光源が暗くなる様に制御されてしまう、つまり、必要
な明るさレベルから離れる方向に制御されてしまう。

【０００８】また、上記第２従来例では、以下に示す様
な第２の問題点が生じてしまう。同一装置にて少数の光
源が制御される場合と多数の光源が制御される場合を比
べると、少数の光源の場合は、１回の補正で目標照度範
囲を通り抜けてしまうことは希であるが、多数の光源の
場合は、１回の補正で目標照度範囲を通り抜けてしまう
ことが多く、通り抜けを繰り返してしまうと、図１２
（ｂ）に示す様に、自己共振現象を生じてしまう。この
自己共振現象を抑制する為には目標照度範囲を広げる、
という手段もある。しかし、多数の光源を制御する際の
自己共振現象を防ぐ様な制御量にすれば、少数の光源を
制御する際には明かりの追随性がかなり劣化してしま
い、よって、光源の数量により明かりの追随性に大きな
違いが生じてしまう。

【０００９】本発明は、上記全ての問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、被照射面の
照度を検出して光源の光出力をフィードバック制御する
照明装置として、小さい事務所の様な照明器具台数の少
ない場所、あるいは店舗の様な照明器具台数の多い場所
のどちらであっても、昼光を有効利用したり、光源の初
期光束を有効利用したりする場合に、照明器具台数の違
いに関わらず同一装置にて共通の制御方法で不都合無
く、適切な明るさを確保しつつ省エネルギーを達成する
ことが可能な照明装置を低コストで提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１記載の発明によれば、光源と光源を点灯
させる点灯手段とを有する照明部と、被照射面の照度を
検出する明るさ検出手段と、明るさ検出手段の検出値を
受けて該被照射面の照度が目標範囲内になる方向に光源
の光出力を制御する制御部とを備え、制御部は、検出値
が目標範囲内に達すると、検出値が目標範囲内に達した
ときの光源の調光レベルを維持するものであることを特
徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、光源と光源
を点灯させる点灯手段とを有する照明部と、被照射面の
照度を検出する明るさ検出手段と、明るさ検出手段の検
出値を受けて該被照射面の照度が目標範囲内になる方向
に光源の光出力を制御する制御部とを備え、制御部は、
検出値が上昇して目標下限値以上になると、検出値が目
標下限値以上になったときの光源の調光レベルを維持す
るものであることを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の発明によれば、光源と光源
を点灯させる点灯手段とを有する照明部と、被照射面の
照度を検出する明るさ検出手段と、明るさ検出手段の検
出値を受けて該被照射面の照度が目標範囲内になる方向
に光源の光出力を制御する制御部とを備え、制御部は、
検出値が減少して目標上限値以下になると、検出値が目
標下限値以下になったときの光源の調光レベルを維持す
るものであることを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明によれば、検出値の積
分平均値を計測する計測区間を設けたことを特徴とす
る。

【００１４】請求項５記載の発明によれば、計測区間で
は、光源の調光レベルは略一定であることを特徴とす
る。

【００１５】請求項６記載の発明によれば、積分平均値
が目標範囲と異なる場合は、計測区間から光源の調光レ
ベルを補正する補正区間に移行することを特徴とする。

【００１６】請求項７記載の発明によれば、補正区間で
は光源の調光レベルは段階的に変化することを特徴とす
る。

【００１７】請求項８記載の発明によれば、計測区間の
長さは，検出値に応じて変化することを特徴とする。

【００１８】請求項９記載の発明によれば、補正区間に
おける光源の調光レベル補正量は、検出値に応じて変化
することを特徴とする。

【００１９】請求項１０記載の発明によれば、補正区間
における光源の単位時間当たりの調光レベル変化量は、
検出値に応じて変化することを特徴とする。

【００２０】

【実施の形態】

（実施の形態１）本発明に係る第１の実施の形態のブロ
ック構成図を図１に、その動作波形図を図２、図３、図
４に示す。

【００２１】本構成は、光源を有する照明部２と、被照
射面の照度を検出する明るさ検出手段１と、明るさ検出
手段１で検出された値を受けて、被照射面の照度が目標
範囲内になる様に、調光信号にて光源の光出力を制御す
る制御部３とから構成され、被照射面の照度が目標範囲
内になる様に、明るさ検出手段１の検出値を基に照明部
２の光出力を制御する、つまり、予め設定された検出値
を明るさ検出手段１が得られる様にフィードバック制御
をするものである。

【００２２】次に、図２、図３、図４に示す動作波形図
を用いて動作を簡単に説明する。一定期間は光源の光出
力量は変化させず、明るさ検出手段１の検出値を一定時
間積分して積分平均値を得、その値と予め設定された検
出値の目標範囲とを比較し、図２（ａ）に示す様に積分
平均値が目標範囲外であれば、図２（ｂ）に示す様に、
目標範囲に含まれる方向に光源の光出力量を一定期間ｔ
１だけ補正する。

【００２３】ここで、補正中に明るさ検出手段１の検出
値が目標範囲内に達すると、一定期間が経過していなく
ても補正を終了して、その時の調光信号レベルを維持す
る。

【００２４】図３（ａ）に示す様に、期間ｔａの明るさ
検出手段１の検出値の積分平均値が目標下限値よりも小
さければ、図３（ｂ）に示す様に、期間ｔｘでαだけ調
光信号レベルを上昇させる方向に調光信号を補正する
が、図３（ａ）に示す様に、期間ｔｘ経過前に明るさ検
出手段１の検出値が目標下限値を上回ると、図３（ｂ）
に示す様に、調光信号レベルの変化を停止し、補正区間
から計測区間に移行する。期間ｔｘ経過までに明るさ検
出手段１の検出値が目標下限値を上回らなければ、期間
ｔｘでαだけ調光信号レベルを上昇させてから、調光信
号を維持し、再び計測区間に移行する。

【００２５】また、図４（ａ）に示す様に、期間ｔａの
明るさ検出手段１の検出値の積分平均値が目標上限値よ
りも大きければ、図４（ｂ）に示す様に、期間ｔｙでβ
だけ調光信号レベルを低下させる方向に調光信号を補正
するが、図４（ａ）に示す様に、期間ｔｙ経過前に明る
さ検出手段１の検出値が目標上限値を下回ると、図４
（ｂ）に示す様に、調光信号レベルの変化を停止し、補
正区間から計測区間に移行する。期間ｔｙ経過までに明
るさ検出手段１の検出値が目標上限値を下回らなけれ
ば、期間ｔｙでβだけ調光信号レベルを低下させてか
ら、調光信号を維持し、再び計測区間に移行する。

【００２６】（実施の形態２）本発明に係る第２の実施
の形態のブロック構成図を図５に、その動作波形図を図
６、図７に示す。

【００２７】照明制御単位Ａ、Ｂがあり、照明制御単位
Ａには、天井面に被照射面からの反射光が入射する位置
に設置された明るさ検出手段１ａと、Ｎ６台の照明器具
２と、明るさ検出手段１ａの検出値を受けてＮ６台の照
明器具２を制御する制御部３とが設けられている。一
方、照明制御単位Ｂには、天井面に被照射面からの反射
光が入射する位置に設置された明るさ検出手段１ｂと、
Ｎｎ台の照明器具２と、明るさ検出手段１ｂの検出値を
受けてＮｎ台の照明器具２を制御する制御部３とが設け
られている。

【００２８】但し、Ｎ６＜＜Ｎｎ、また、各々の照明制
御単位にある制御部３及び明るさ検出手段１は同一、調
光信号の種類も同一、各々の照明制御単位にある照明器
具２は同一の調光信号を受けると同一の光を出力する、
とする。しかし、同じだけ調光信号を変化させても、明
るさ検出手段１が検出する被照射面の照度変化は照明器
具２の台数が多い分だけ大きくなる、とする。

【００２９】以下、図６、図７に示す動作波形図を参照
して動作を簡単に説明する。図６は、被照射面の初期照
度が目標下限値よりも低い場合を示している。明るさ計
測区間（例えば３０秒）の明るさ検出手段１の積分平均
値（例えば１秒おきのデータの３０平均）が、目標下限
値よりも低いことが検出されると、補正区間Δｔ２（例
えば１０秒）に移行する。補正区間Δｔ２にβ（例えば
１０ステップ）だけ調光信号レベルを明るくなる方向に
上昇（例えば１ステップｕｐ×１０回）させる。図７
（ａ）に示す様にβだけ上昇しつつ、図７（ｂ）に示す
様に明るさ検出手段１の値を検出する（例えば、調光信
号１ステップｕｐして０．５秒後に明るさ検出手段１の
値を検出、０．５秒後に１ステップｕｐ、但し、ステッ
プｕｐ分に相当する明るさの変化は明るさ検出手段１で
十分に検出可能とする）。図６（ｄ）に示す様に、βだ
け調光信号レベルを上昇させる間に、明るさ検出手段１
の検出値が目標下限値を上回れば、その時点で調光信号
の変化を停止して明るさ計測区間に移行する。図６
（ｂ）に示す様に、βだけ調光信号レベルを上昇させて
も明るさ検出手段１の検出値が目標下限値を上回らなけ
れば、再び明るさ計測区間に移行する。

【００３０】ここで、制御単位Ｂの方が制御単位Ａより
も照明器具２の台数が多い分だけ、明るさ検出手段１が
検出する被照射面の照度変化が大きいので、調光信号を
１ステップづつ増加させても、図６（ｂ）及び図６
（ｄ）に示す様に、制御単位Ｂの方が明るさ検出手段１
の検出値の変化は大きくなる。図７の図面に向かって左
側のグラフは、目標範囲内で明るさ検出手段１の値を検
出することにより調光信号の変化を停止した場合、図７
の図面に向かって右側のグラフは、目標範囲を越えて明
るさ検出手段１の値を検出することにより調光信号の変
化を停止した場合を示している。

【００３１】図８は、被照射面の初期照度が目標上限値
よりも高い場合を示している。明るさ計測区間（例えば
３０秒）の明るさ検出手段１の積分平均値（例えば１秒
おきのデータの３０平均）が、目標上限値よりも高いこ
とが検出されると、補正区間Δｔ１（例えば５秒）に移
行する。補正区間Δｔ１にα（例えば５ステップ）だけ
調光信号レベルを暗くなる方向に減少（例えば１ステッ
プｄｏｗｎ×５回）させる。図９（ａ）に示す様にαだ
け減少しつつ、図９（ｂ）に示す様に明るさ検出手段１
の値を検出する（例えば、調光信号１ステップｄｏｗｎ
して０．９秒後に明るさ検出手段１の値を検出、０．２
秒後に１ステップｄｏｗｎ、但し、ステップｄｏｗｎ分
に相当する明るさの変化は明るさ検出手段１で十分に検
出可能とする）。図８（ｄ）に示す様に、αだけ調光信
号レベルを減少させる間に、明るさ検出手段１の検出値
が目標上限値を下回れば、その時点で調光信号の変化を
停止して明るさ計測区間に移行する。図８（ｂ）に示す
様に、αだけ調光信号レベルを減少させても明るさ検出
手段１の検出値が目標上限値を下回らなければ、再び明
るさ計測区間に移行する。

【００３２】ここで、制御単位Ｂの方が制御単位Ａより
も照明器具２の台数が多い分だけ、明るさ検出手段１が
検出する被照射面の照度変化が大きいので、調光信号を
１ステップづつ減少させても、図８（ｂ）及び図８
（ｄ）に示す様に、制御単位Ｂの方が明るさ検出手段１
の検出値の変化は大きくなる。また、図９の図面に向か
って左側のグラフは、目標範囲内で明るさ検出手段１の
値を検出することにより調光信号の変化を停止した場
合、図９の図面に向かって右側のグラフは、目標範囲を
越えて明るさ検出手段１の値を検出することにより調光
信号の変化を停止した場合を示している。

【００３３】（実施の形態３）本発明に係る第３の実施
の形態を以下に示す。

【００３４】本実施の形態は、上記第２の実施の形態に
おいて、場合に応じて明るさ計測区間の長さを変化する
様に構成したものであり、その他の第２の実施の形態と
同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略す
る。

【００３５】明るさ計測区間の明るさ検出手段１の積分
平均値が目標範囲内であれば、明るさ計測区間を長くす
る（例えば５０秒）。αだけ調光信号レベルを上昇させ
る間に明るさ検出手段１の検出値が目標下限値を上回れ
ば、あるいはβだけ調光信号レベルを減少させる間に明
るさ検出手段１の検出値が目標上限値を下回れば、明る
さ計測区間の長さを変化しない（例えば４０秒）。αだ
け調光信号レベルを上昇させても明るさ検出手段１の検
出値が目標下限値を上回らなければ、あるいはβだけ調
光信号レベルを減少させても明るさ検出手段１の検出値
が目標上限値を下回らなければ、明るさ計測区間を短く
する（例えば３０秒）。但し、明るさ計測区間は上限値
と下限値とを有する（例えば、上限値は６０秒、下限値
は１０秒）。

【００３６】（実施の形態４）本発明に係る第４の実施
の形態を以下に示す。

【００３７】本実施の形態は、上記第２の実施の形態に
おいて、場合に応じて調光信号レベルの補正量α、βを
変化する様に構成したものであり、その他の第２の実施
の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を
省略する。

【００３８】明るさ計測区間の明るさ検出手段１の積分
平均値が目標範囲内であれば、調光信号レベルの補正量
α、βを変化させない（例えばαは２０ステップ、βは
１０ステップ）。αだけ調光信号レベルを上昇させる間
に明るさ検出手段１の検出値が目標下限値を上回れば、
あるいはβだけ調光信号レベルを減少させる間に明るさ
検出手段１の検出値が目標上限値を下回れば、調光信号
レベルの補正量α、βを少なくする（例えばｕｐしてい
るときはαを１５ステップ、ｄｏｗｎしているときはβ
を５ステップにする）。αだけ調光信号レベルを上昇さ
せても明るさ検出手段１の検出値が目標下限値を上回ら
なければ、あるいはβだけ調光信号レベルを減少させて
も明るさ検出手段１の検出値が目標上限値を下回らなけ
れば、調光信号レベルの補正量α、βを多くする（例え
ばｕｐしているときはαを２５ステップ、ｄｏｗｎして
いるときはβを１５ステップにする）。但し、調光信号
レベルの補正量α、βは上限値と下限値とを有する（例
えば、αは２〜４０ステップ、βは３〜３０ステッ
プ）。

【００３９】（実施の形態５）本発明に係る第５の実施
の形態を以下に示す。

【００４０】本実施の形態は、上記第２の実施の形態に
おいて、場合に応じて調光信号変化量Δα／Δｔ１、Δ
β／Δｔ２を変化する様に構成したものであり、その他
の第２の実施の形態と同一構成には同一符号を付すこと
により説明を省略する。

【００４１】明るさ計測区間の明るさ検出手段１の積分
平均値が目標範囲内であれば、調光信号変化量Δα／Δ
ｔ１、Δβ／Δｔ２を変化させない。αだけ調光信号レ
ベルを上昇させる間に明るさ検出手段１の検出値が目標
下限値を上回れば、あるいはβだけ調光信号レベルを減
少させる間に明るさ検出手段１の検出値が目標上限値を
下回れば、調光信号変化量Δα／Δｔ１、Δβ／Δｔ２
を小さくする（例えばｕｐしているときは３秒おきにα
を２ステップ、ｄｏｗｎしているときは２秒おきにβを
１ステップにする）。αだけ調光信号レベルを上昇させ
ても明るさ検出手段１の検出値が目標下限値を上回らな
ければ、あるいはβだけ調光信号レベルを減少させても
明るさ検出手段１の検出値が目標上限値を下回らなけれ
ば、調光信号変化量Δα／Δｔ１、Δβ／Δｔ２を大き
くする（例えばｕｐしているときは０．８秒おきにαを
１．５ステップ、ｄｏｗｎしているときは０．９秒おき
にβを１．２ステップにする）但し、調光信号変化量Δ
α／Δｔ１、Δβ／Δｔ２は上限値と下限値とを有す
る。

【００４２】

【発明の効果】請求項１乃至請求項１０に記載の発明に
よれば、被照射面の照度を検出して光源の光出力をフィ
ードバック制御する照明装置として、照明器具台数の違
いに関わらず同一装置にて共通の制御方法で不都合無
く、明かりの追随性を保ちつつ、自己共振現象などの不
快現象を防止可能で、被照射面の照度変化の一時的な急
激な変化には追随することなく、ゆっくりとした変化に
は追随するので、不快感を大幅に低減可能で、省エネル
ギーを達成することが可能な照明装置を低コストで提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態のブロック構成
図を示す。

【図２】上記実施の形態の動作波形図を示す。

【図３】上記実施の形態に係る第２の動作波形図を示
す。

【図４】上記実施の形態に係る第３の動作波形図を示
す。

【図５】本発明に係る第２の実施の形態のブロック構成
図を示す。

【図６】上記実施の形態の動作波形図を示す。

【図７】上記実施の形態に係る第２の動作波形図を示
す。

【図８】上記実施の形態に係る第３の動作波形図を示
す。

【図９】上記実施の形態に係る第４の動作波形図を示
す。

【図１０】本発明に係る従来例の動作波形図を示す。

【図１１】上記従来例に係る第２の動作波形図を示す。

【図１２】上記従来例に係る第３の動作波形図を示す。

【符号の説明】

１明るさ検出手段２照明部３制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と光源を点灯させる点灯手段とを有
する照明部と、被照射面の照度を検出する明るさ検出手
段と、前記明るさ検出手段の検出値を受けて該被照射面
の照度が目標範囲内になる方向に前記光源の光出力を制
御する制御部とを備える照明装置において、前記制御部は、前記検出値が目標範囲内に達すると、前
記検出値が目標範囲内に達したときの前記光源の調光レ
ベルを維持するものであることを特徴とする照明装置。
【請求項２】光源と光源を点灯させる点灯手段とを有
する照明部と、被照射面の照度を検出する明るさ検出手
段と、前記明るさ検出手段の検出値を受けて該被照射面
の照度が目標範囲内になる方向に前記光源の光出力を制
御する制御部とを備える照明装置において、前記制御部は、前記検出値が上昇して目標下限値以上に
なると、前記検出値が目標下限値以上になったときの前
記光源の調光レベルを維持するものであることを特徴と
する照明装置。
【請求項３】光源と光源を点灯させる点灯手段とを有
する照明部と、被照射面の照度を検出する明るさ検出手
段と、前記明るさ検出手段の検出値を受けて該被照射面
の照度が目標範囲内になる方向に前記光源の光出力を制
御する制御部とを備える照明装置において、前記制御部は、前記検出値が減少して目標上限値以下に
なると、前記検出値が目標下限値以下になったときの前
記光源の調光レベルを維持するものであることを特徴と
する照明装置。
【請求項４】前記検出値の積分平均値を計測する計測
区間を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の
いづれかに記載の照明装置。
【請求項５】前記計測区間では、前記光源の調光レベ
ルは略一定であることを特徴とする請求項４記載の照明
装置。
【請求項６】前記積分平均値が目標範囲と異なる場合
は、前記計測区間から前記光源の調光レベルを補正する
補正区間に移行することを特徴とする請求項４または請
求項５に記載の照明装置。
【請求項７】前記補正区間では、前記光源の調光レベ
ルは段階的に変化することを特徴とする請求項６記載の
照明装置。
【請求項８】前記計測区間の長さは、前記検出値に応
じて変化することを特徴とする請求項１乃至請求項６の
いずれかに記載の照明装置。
【請求項９】前記補正区間における前記光源の調光レ
ベル補正量は、前記検出値に応じて変化することを特徴
とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の照明装
置。
【請求項１０】前記補正区間における前記光源の単位
時間当たりの調光レベル変化量は、前記検出値に応じて
変化することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいず
れかに記載の照明装置。