(57)【要約】【課題】電源がオフされない場合にも照度検出部の出力の目標値が更新される照明装置及び該照明装置を用いた照明器具を提供する。【解決手段】光源に対して点灯のための電力を出力する点灯部３と、前記光源によって照明される被照面における反射光による照度に応じた出力を生成する照度検出部２と、照度検出部２の出力を目標値に近づけるように点灯部３をフィードバック制御する制御部４とを備える。また、制御部４は、定格点灯された場合の前記光源の光出力に対する前記光源の光出力の比で照度検出部２の出力を除して所定の基準光出力比を乗じた演算値を定期的に演算するとともに、所定期間内に得られた演算値のうちの最小値である仮目標値を以後の目標値とするように目標値を更新する更新動作を、電源がオンされたときだけでなく、仮目標値が変化していない期間の継続時間が所定の更新時間に達したときにも行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出力を変更可能な電気的な光源に対して点灯のための電力を出力する点灯部と、前記光源によって照明される被照面における反射光による照度に応じた出力を生成する照度検出部と、照度検出部の出力を所定の目標値に近づけるように点灯部から前記光源への出力電力を制御するフィードバック制御を行う制御部と、定格点灯された場合の前記光源の光出力に対する前記光源の光出力の比である光出力比で照度検出部の出力を除して所定の基準光出力比を乗じた演算値を複数回演算する演算部と、不揮発性メモリからなり演算値のうち最小の値が仮目標値として格納される記憶部とを備え、
制御部は、電源がオンされたときに、記憶部に格納されている仮目標値を以後の目標値とするように目標値を更新した上で記憶部の仮目標値を削除する更新動作を行うとともに、仮目標値が更新されてから仮目標値が再度更新されることも電源がオフされることもなく所定の更新時間が経過したときにも更新動作を行うことを特徴とすることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
制御部が、目標値が所定の適用範囲外である期間には前記フィードバック制御を行うことなく所定の光出力比を維持するように点灯部から前記光源への出力電力を制御するとともに、目標値が適用範囲外である期間内に適用範囲内の演算値が演算部において得られたときには即座に該演算値を目標値とする更新動作を行うとともに前記フィードバック制御を開始することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
制御部は、前記フィードバック制御を開始してから所定の更新停止時間が経過するまでは更新動作を行わず、前記フィードバック制御を開始してから更新停止時間が経過した時点で、更新動作を行うか否かの判断を開始することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置と、照明装置と照明装置によって点灯される光源とをそれぞれ保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図７に示すように、光出力が可変な電気的な光源（図示せず）により照明される床面ＦＬや机上面ＤＥなどの被照面で反射された反射光ＩＲ，ＥＲによる照度を検出する照度検出部２を備え、この照度検出部２の出力を所定の目標値に近づけるように前記光源の光出力を制御する照明装置が提供されている。光源としては例えば蛍光灯や発光ダイオードが用いられ、光源の光出力の変更は例えば光源への出力電力の周波数や電圧値やオンデューティなどの変更によって実現される。照度検出部２としては例えばＰＩＮフォトダイオードのように入射した光束に応じた電圧を出力する受光素子（図示せず）と、この受光素子の出力電圧を増幅する増幅回路（図示せず）とで構成され、上記の受光素子は光源の光ＩＤの直接の入射が阻止されて被照面での反射光ＩＲ，ＥＲのみが入射するように配置される。照度検出部２は、例えば図８に示すように、出力電圧が被照面の照度に対して正比例するものとなる。
【０００３】
照度検出部２は、一般に、被照面上には配置されず、図７の例のように照明装置と光源とが一体化された照明器具１の一部として天井面ＣＥに固定されているが、被照面における反射光ＩＲ，ＥＲによる天井面ＣＥの照度は被照面の照度（以下、「被照面照度」と呼ぶ。）に比例するから、上記のように照度検出部２の出力を所定の目標値に近づけるようにフィードバック制御を行えば、被照面照度を該目標値に対応した所定の照度とすることができる。照度検出部２の出力を目標値に近づけるようなフィードバック制御としては、照度検出部２の出力と目標値とのずれを０にしようとする一般的なＰＩＤ制御の他に、照度検出部２の出力が例えば目標値から目標値プラス５％までの範囲といったように目標値を含む所定の目標範囲から外れている期間にのみ照度検出部２の出力を目標範囲内とするように動作を修正するような制御も考えられる。
【０００４】
上記の照明装置によれば、窓ＷＩから入射する日光など、光源の光ＩＤ以外の光である外光ＥＤが存在するときには、外光ＥＤによる照度の分だけ光源の光出力が抑えられることにより、消費電力の低減が可能となる。
【０００５】
しかし、照度検出部２の出力の目標値（以下、単に「目標値」と呼ぶ。）を一定とすると、被照面の反射率や、被照面と照度検出部２との距離といった条件が、壁紙の張替えや、絨毯の取替えや、家具の移動といったレイアウト変更によって変化した場合に、実際の被照面照度と照度検出部２の出力との関係が変化することにより、適切な被照面照度が得られなくなる。このため、上記従来の照明装置では、適切な被照面照度を得るためには、レイアウト変更の度に目標値を再設定する必要があり、手間がかかるという問題があった。
【０００６】
上記問題を解決する照明装置として、自動的に目標値を再設定するものがある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、照明装置は、図９に示すように、光出力が可変な電気的な光源に対して点灯に必要な電力を出力する点灯部３と、光源により照明される床面ＦＬや机上面ＤＥなどの被照面で反射された反射光ＩＲ，ＥＲによる照度を検出する照度検出部２と、照度検出部２の出力を目標値に近づけるように点灯部３から光源への出力電力を制御する制御部４と、リライト可能な不揮発性メモリからなる記憶部５とを備える。点灯部３及び制御部４は周知の電気・電子回路で実現可能であるので詳細な図示並びに説明は省略する。記憶部５としては例えばフラッシュメモリと呼ばれる半導体メモリを用いることができる。
【０００７】
この照明装置において、制御部４は、光源が点灯している間、光源の光束の定格点灯時の光束に対する比（以下、「光出力比」と呼ぶ。）で照度検出部２の出力を除して所定の基準光出力比を乗じた演算値を定期的（例えば２時間おき）に演算するとともに、得られた演算値の最小値を仮目標値として記憶部５に格納する。つまり、制御部４は請求項における演算部でもある。具体的には、制御部４は、演算値が得られたとき、電源がオンされた後に最初に得られた演算値である場合や、記憶部５に格納された演算値よりも新しく得られた演算値の方が小さかった場合に、得られた演算値を仮目標値として記憶部５に格納し、記憶部５に既に格納されている仮目標値が新しく得られた演算値よりも小さければ、新しく得られた演算値を破棄する。
【０００８】
また、制御部４は、電源がオンされたとき、前回電源がオンされてから電源が切られるまでの期間（以下、「点灯期間」と呼ぶ。）に得られた仮目標値を新たな目標値とするように目標値を更新するとともに記憶部５の仮目標値を削除する更新動作を行う。これは、点灯期間内に、外光ＥＤが存在しない夜間が含まれていれば、そのときに演算値が最小値をとることから、仮目標値は外光ＥＤがない夜間に得られた演算値であると推定するものである。ここで、上記の基準光出力比は、外光ＥＤがない条件下で所望の被照面照度が得られる光出力比であり、例えば１００％とされる。つまり、仮目標値が外光ＥＤが存在しない状況で得られたものであれば、仮目標値はすなわち上記所望の被照面照度が得られている状態での照度検出部２の出力となる。上記従来例はこれを目標値とするフィードバック制御により、外光ＥＤの有無に関わらず、上記所望の被照面照度を実現しようとするものである。
【０００９】
上記構成によれば、レイアウトが変更された場合であっても目標値を再入力する手間をかけることなく、電源がオンされる度に、レイアウト変更に応じた適切な目標値が自動的に設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−４０７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来例では照度検出部の出力の目標値が実際に更新されるのは一旦電源がオフされて次に電源がオンされたときであるので、例えば２４時間営業の店舗など、照明装置の電源がオフされることがない用途では、照度検出部の出力の目標値の更新が行われなかった。
【００１２】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、電源がオフされない場合にも照度検出部の出力の目標値が更新される照明装置及び該照明装置を用いた照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、光出力を変更可能な電気的な光源に対して点灯のための電力を出力する点灯部と、前記光源によって照明される被照面における反射光による照度に応じた出力を生成する照度検出部と、照度検出部の出力を所定の目標値に近づけるように点灯部から前記光源への出力電力を制御するフィードバック制御を行う制御部と、定格点灯された場合の前記光源の光出力に対する前記光源の光出力の比である光出力比で照度検出部の出力を除して所定の基準光出力比を乗じた演算値を複数回演算する演算部と、不揮発性メモリからなり演算値のうち最小の値が仮目標値として格納される記憶部とを備え、制御部は、電源がオンされたときに、記憶部に格納されている仮目標値を以後の目標値とするように目標値を更新した上で記憶部の仮目標値を削除する更新動作を行うとともに、仮目標値が更新されてから仮目標値が再度更新されることも電源がオフされることもなく所定の更新時間が経過したときにも更新動作を行うことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、電源がオフされない場合にも、仮目標値が変化していない期間が更新時間だけ継続した場合には更新動作が行われる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、制御部が、目標値が所定の適用範囲外である期間には前記フィードバック制御を行うことなく所定の光出力比を維持するように点灯部から前記光源への出力電力を制御するとともに、目標値が適用範囲外である期間内に適用範囲内の演算値が演算部において得られたときには即座に該演算値を目標値とする更新動作を行うとともに前記フィードバック制御を開始することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、製造直後に適用範囲外の目標値を記憶部に格納しておき、且つ、最初に電源がオンされる際に外光がない環境下であれば、更新時間の経過を待つことなく使用環境に応じた目標値とされる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、制御部は、前記フィードバック制御を開始してから所定の更新停止時間が経過するまでは更新動作を行わず、前記フィードバック制御を開始してから更新停止時間が経過した時点で、更新動作を行うか否かの判断を開始することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、昼間にしか電源がオンされない場合に、外光がある条件下で得られた演算値が目標値とされることで目標値が過剰に高い数値とされてしまうような事態の発生を抑えることができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置と、照明装置と照明装置によって点灯される光源とをそれぞれ保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、電源がオフされない場合にも、仮目標値が変化していない期間が更新時間だけ継続した場合には更新動作が行われる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、制御部が、目標値が所定の適用範囲外である期間には目標値を用いたフィードバック制御を行うことなく所定の光出力比を維持するように点灯部から前記光源への出力電力を制御するとともに、目標値が適用範囲外である期間内に適用範囲内の演算値が演算部において得られたときには即座に該演算値を目標値とする更新動作を行うとともに該目標値を用いたフィードバック制御を開始するので、製造直後に適用範囲外の目標値を記憶部に格納しておき、且つ、最初に電源がオンされる際に外光がない環境下であれば、更新時間の経過を待つことなく使用環境に応じた目標値とされる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、制御部は、点灯部のフィードバック制御を開始してから所定の更新停止時間が経過するまでは更新動作を行わず、点灯部のフィードバック制御を開始してから更新停止時間が経過した時点で、更新動作を行うか否かの判断を開始するので、昼間にしか電源がオンされない場合に、外光がある条件下で得られた演算値が目標値とされることで目標値が過剰に高い数値とされてしまうような事態の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】同上の動作の一例において外光照度と照度検出部の出力電圧と光出力比と演算値との時間変化を示す説明図である。
【図３】図２の後における外光照度と照度検出部の出力電圧と光出力比と演算値との時間変化を示す説明図である。
【図４】図３の後における外光照度と照度検出部の出力電圧と光出力比と演算値との時間変化を示す説明図である。
【図５】図４の後における外光照度と照度検出部の出力電圧と光出力比と演算値との時間変化を示す説明図である。
【図６】同上を用いた照明器具の一例を示す説明図である。
【図７】照明器具の使用状態の一例を示す説明図である。
【図８】同上に用いられる照度検出部の出力電圧と被照面照度との関係の一例を示す説明図である。
【図９】従来の照明装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
本実施形態の基本構成は図９で説明した従来例と共通であるので、共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００２６】
本実施形態は、図１に示すように、仮目標値が変化していない期間の継続時間（以下、「仮目標値維持時間」と呼ぶ。）を計時する計時部６を備える。計時部６は、例えば、定期的にパルスを発生させる周知の発振器と、制御部４によって制御されて前記発振器のパルスを計数する周知のカウンタとで実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。そして、制御部４は、電源がオンされたときだけではなく、仮目標値維持時間が所定の更新時間に達したときにも更新動作を行う。更新時間は夜間が確実に含まれる程度に長いことが望ましく、例えば２４時間とする。
【００２７】
例えば、照度検出部２によって検出される照度のうち外光による成分（以下、「外光照度」と呼ぶ。）と、照度検出部２の出力電圧と、光出力比と、演算値とが、それぞれ図２〜図５のように推移する場合を考える。
【００２８】
以下の説明では、基準調光比を１００％とし、更新時間を２４時間としている。また、図２〜図５には演算値の連続的な変化を示しているが、実際には、演算値の算出は、２時間おき、つまり、６時、８時、１０時といった偶数時丁度に行われている。
【００２９】
また、図２〜図５の例では、光出力比の下限値が３０％とされ、光出力比の上限値が１００％とされている。例えば図２においては、１２時から１６時の間には外光が多いことで光出力比が下限値の３０％に維持される期間が発生し、逆に１９時頃以後には外光が少ない（又は存在しない）ことで光出力比が上限値の１００％に維持される期間が発生している。
【００３０】
図２に示した期間では目標値は３．５Ｖとされているが、図２において２３時頃にレイアウト変更がなされ、これにより、一定の被照面照度に対する照度検出部２の出力電圧が低下している。このようなレイアウト変更としては、例えば、より反射率の低い絨毯への交換のように被照面の反射率を低下させるものや、照度検出部２の直下に配置されていた机の撤去のように被照面と照度検出部２との距離を長くするものが考えられる。上記のレイアウト変更後、０時の時点で仮目標値が２．５Ｖに更新されており、ここにおいて仮目標値維持時間の計時が開始されている。また、上記のレイアウト変更以後では、光出力比を上限である１００％としても目標値の３．５Ｖとすることはできず、図３に示す翌日の６時頃までの期間や図３の１８時以後には照度検出部２が３．５Ｖ未満となる期間が発生している。
【００３１】
そして、図２の０時に仮目標値が２．５Ｖに更新された後に仮目標値が更新されず、その翌日の図３の０時の時点で、仮目標値維持時間が更新時間である２４時間に達していることで、この時点での仮目標値である２．５Ｖを目標値とするように目標値を更新する更新動作が行われる。但し、図３においては更新動作の時点で照度検出部２の出力電圧が既に新たな目標値である２．５Ｖに達しているので、目標値の変更に合わせた光出力比の変更は行われていない。また、更新動作において仮目標値が削除され、０時の時点で得られた演算値である２．５Ｖが新たに仮目標値とされることで、再び仮目標値維持時間の計時が開始される。
【００３２】
次に、図３の後に連続する図４では、２３時頃にレイアウト変更がなされ、これにより、一定の被照面照度に対する照度検出部２の出力電圧が上昇している。つまり、照度検出部２の出力電圧を目標値である２．５Ｖとするために必要な光出力比が低くなっており、外光がない状態でも７１．４％の光出力比で目標値が達成されている。そして、光出力比の低下に伴って演算値も３．５Ｖに上昇している。上記のようなレイアウト変更としては、例えば、より反射率の高い絨毯への交換のように被照面の反射率を上昇させるものや、照度検出部２の直下への机の配置のように被照面と照度検出部２との距離を短くするものが考えられる。図４の０時の時点での仮目標値はレイアウト変更前に得られた演算値である２．５Ｖとなるため、図４の０時に仮目標値維持時間が更新時間である２４時間に達したことで行われる更新動作では、目標値は変化しない。ただし、上記の更新動作でも、２．５Ｖという仮目標値は削除され、図４の０時の時点での演算値である３．５Ｖが新たに仮目標値とされることで、再び仮目標値維持時間の計時が開始される。
【００３３】
そして、以後、図４の後に連続する図５の０時の時点まで３．５Ｖ未満の演算値が得られていないことにより、仮目標値維持時間が更新時間である２４時間に達した図５の０時の時点では、目標値を２．５Ｖから３．５Ｖに引き上げる更新動作が行われ、これに伴って光出力比が引き上げられている。
【００３４】
ここで、図２〜図５の例では、各更新動作の後にはそれぞれ更新時間（２４時間）にわたって仮目標値が更新されていないことにより、結果として更新動作が更新時間（２４時間）おきに行われている。しかし、仮目標値維持時間が更新時間に達する前に仮目標値が更新された場合には、仮目標値維持時間はリセットされ、その後に更新時間にわたって仮目標値が再び更新されなければその時点で更新動作が行われる。このように仮目標値維持時間が更新時間に達する前に仮目標値が更新された場合には、更新動作の間隔は更新時間よりも長くなる。
【００３５】
また、一旦電源がオフされて次にオンされたときには、従来例と同様に、記憶部５に格納されている仮目標値を目標値とする更新動作が行われる。
【００３６】
上記構成によれば、電源がオフされない場合にも目標値が自動的に更新される。
【００３７】
なお、制御部４が、目標値が所定の適用範囲外である期間には目標値を用いたフィードバック制御を行うことなく所定の光出力比を維持するように（つまり光源への出力電力を一定とするように）点灯部３を制御するとともに、次に適用範囲内の演算値が得られたときに即座にその演算値を目標値とするように目標値を更新する更新動作を行い、以後はその目標値を用いて点灯部３から光源への出力電力をフィードバック制御してもよい。上記の適用範囲の上限値は、例えば、想定される使用条件（外光の強さ、光源の光出力、被照面の反射率、照度検出部２と被照面との距離など）のうち照度検出部２の出力電圧が最も高くなる使用条件での照度検出部２の出力電圧とする。また、上記の適用範囲の下限値は、例えば、想定される使用条件のうち照度検出部２の出力電圧が最も低くなる使用条件での照度検出部２の出力電圧とする。この構成においては、出荷時に上記の適用範囲外の目標値を記憶部５に格納しておけば、使用開始時には適用範囲内で演算値が得られるまでは光出力比が一定とされ、適用範囲内の演算値が得られた時点でその演算値を目標値としたフィードバック制御が開始されることとなる。
【００３８】
さらに、制御部４が、点灯部３に対するフィードバック制御を開始してから所定の更新停止時間が経過するまでは更新動作を行わず、点灯部３に対するフィードバック制御を開始してから更新停止時間が経過した時点で、更新動作を行うか否かの判断を開始するようにしてもよい。上記の更新停止時間は夜間が確実に含まれる程度に長いことが望ましく、例えば２４時間とする。この構成を採用すれば、昼間にしか電源がオンされない場合に、外光がある条件下で得られた演算値が目標値とされることで目標値が過剰に高い数値とされてしまうような事態の発生を抑えることができる。
【００３９】
また、例えば記憶部５として書き換えの度に劣化する不揮発性メモリを使用する場合のように、記憶部５の書き換え回数を抑えたい場合、周知の揮発性メモリからなる仮記憶部（図示せず）を追加するとともに、制御部４が、仮目標値をいったん仮記憶部に格納し、例えば電源がオフされた直後や演算値が所定回数演算される毎にといった適宜のタイミングで、仮記憶部に格納された仮目標値を記憶部５に格納するようにしてもよい。
【００４０】
さらに、点灯部３と制御部４と記憶部５と計時部６とのいずれか１個又は複数個を１チップの集積回路に構成してもよく、この場合には、集積回路を用いない場合に比べて部品点数の削減や配線の単純化が可能となる。上記のような回路の集積化は周知技術であるので、図示並びに詳細な説明は省略する。
【００４１】
また、本実施形態では、定期的に仮目標値の更新を行うようにしているが、定期的に行う必要はなく、複数回の演算値から最小の値を仮目標値とするのであればよい。
【００４２】
上記各種の照明装置は、例えば図６に示すような照明器具１に用いることができる。上下左右は図６を基準として説明すると、図６の照明器具１は、点灯部３と制御部４と記憶部５と計時部６とがそれぞれ実装されたプリント配線板１０と、点灯部３に電気的に接続されるとともに光源たる直管型の放電灯ＦＬの口金に電気的且つ機械的に接続されるソケット１１と、プリント配線板１０を収納するとともにソケット１１と照度検出部２の少なくとも受光素子２１とがそれぞれ下側に取り付けられた器具本体１２とを備える。すなわち、放電灯ＦＬはソケット１１を介して器具本体１２に保持されて器具本体１２の下側に位置する。照度検出部２の受光素子２１は受光面が放電灯ＦＬよりも下方に突出するように配置されており、従って、照度検出部２の受光素子２１の受光面には、放電灯ＦＬの直射光が入射することはなく、下方の被照面からの反射光のみが入射する。また、器具本体１２の下面は、例えば白色に塗装されることで、放電灯ＦＬの光を下方に配光（反射）する。上記のような照明器具１は周知技術で実現可能であるので、詳細な説明及び図示は省略する。
【符号の説明】
【００４３】
１  照明器具
２  照度検出部
３  点灯部
４  制御部（請求項における演算部を兼ねる）
５  記憶部
１２  器具本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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