(57)【要約】【課題】室内照度を所望の照度レベルに保つことができる照明システムを提供する。【解決手段】ランプ６及びこのランプ６を点灯する点灯回路５と、外光の照度を検出する外光照度検知部１と、外光照度検知部１の出力とランプ６の調光レベルとの第１の相関データテーブル及び調光レベルの補正に用いる補正データテーブルを記憶するメモリ２と、外光照度検知部１の出力を受けた後、メモリ２に記憶された第１の相関データテーブルを読み込んで調光レベルを演算し、さらに補正データテーブルを読み込んで補正データテーブルに基づいて調光レベルを補正した上で調光信号を点灯回路に送出する制御部３とを有する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ及びこのランプを点灯する点灯回路と、外光の照度を検出する外光照度検知部と、外光照度検知部の出力とランプの調光レベルとの第１の相関データテーブル及び調光レベルの補正に用いる補正データテーブルを記憶するメモリと、外光照度検知部の出力を受けた後、メモリに記憶された第１の相関データテーブルを読み込んで調光レベルを演算し、さらに補正データテーブルを読み込んで補正データテーブルに基づいて調光レベルを補正した上で調光信号を点灯回路に送出する制御部とを有することを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記メモリは、第１の相関データテーブルに代えて、外光がないときのランプの調光レベルと室内の照度レベルの第２の相関データテーブル及び照明システムが動作していないときの外光照度検知部の出力と室内の照度レベルとの第３の相関データテーブルを有し、制御部はこれらの差分により外光照度検知部の出力とランプの調光レベルとの関係を演算することを特徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
前記メモリは、補正データテーブルとしてランプの累積点灯時間と光束減退の第４の相関データテーブルを有し、前記制御部は、累積点灯時間を計時する計時部を備え、外光照度検知部の出力を受けて該メモリに記憶された第２、第３の相関データテーブル又は第１の相関データテーブルを読み込んで調光レベルを演算した後、第４の相関データテーブルより調光レベルを補正することを特徴とする請求項１又は２記載の照明システム。
【請求項４】
前記メモリは、補正データテーブルとして外光照度検知部が外光の影響を受けない状態でのランプの調光レベルと外光照度検知部の出力との第５の相関データテーブルを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の照明システム。
【請求項５】
室内の照度を検出する室内照度検知部を備えて、前記メモリは、補正データテーブルとして照明システム消灯時の外光照度検知部の出力と室内照度検知部の出力の第６の相関データテーブルのみを有し、外光照度検知部の出力を受けた後、制御部はこの第６の相関データテーブルを読み込んで調光レベルを補正することを特徴とする請求項１記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外光を利用した室内の照明システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の照明システムに関するものとして特開平６−１１１９４２で示されるものがある。このものは、ランプが接続された制御端末器と、外光の照度を検出する外光照度検知部と、室内の照度を検出する室内照度検知部と、照度検知部と照度検知部の検出データを収集するデータ収集手段と、制御端末器に調光信号を送出するデータ送出手段と、外光照度検知部の検出データと調光レベルを対応付けた相関データテーブルを記憶させたメモリと、前記外光照度検知部の検出データと所望照度を得るための調光レベルとの相関データテーブルを作成するデータテーブル作成手段を有するものである。
【０００３】
このものによれば、外光照度検知部の出力を得ながら、所定の順序でランプの調光制御がなされ、かつ、室内照度検知部で照度を検出して、外光照度検知部の出力と調光レベルの相関データテーブルが自動作成される。そしてこの相関データテーブルを用いて、外光照度検知部の出力に応じた調光レベルで照明システムを制御することで室内において所望の照度を保つことが可能になる。
【０００４】
なお、室内照度検知部は、室内に存在する人、物などの動きにより、室内照度検知部に入射する光の変動が発生することがある。一方、外光照度検知部にはそのようなことは無いので、外光照度検知部の出力でもって調光レベルを求めると室内照度の変動の少ない照明システムが実現できるという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記のものにおいては、相関データテーブルが一旦作成されると、所定の操作により再度相関データテーブルを作成し直すまで相関データテーブルは更新されない。これにより、ランプの累積点灯時間の増加による光束減退等、この照明システムを構成する構成要素の経時変化が生じると、相関データテーブルを作成し直さなければならず、相関データテーブルの更新を怠ると実際の室内照度が所望の設定照度を満足しないものになる可能性があった。
【０００６】
本発明は、かかる事由に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、外光を利用した室内の照明システムにおいて、室内照度を所望の照度レベルに保つことができる照明システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ランプ及びこのランプを点灯する点灯回路と、外光の照度を検出する外光照度検知部と、外光照度検知部の出力とランプの調光レベルとの第１の相関データテーブル及び調光レベルの補正に用いる補正データテーブルを記憶するメモリと、外光照度検知部の出力を受けた後、メモリに記憶された第１の相関データテーブルを読み込んで調光レベルを演算し、さらに補正データテーブルを読み込んで補正データテーブルに基づいて調光レベルを補正した上で調光信号を点灯回路に送出する制御部とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の照明システムにおいて、前記メモリは、第１の相関データテーブルに代えて、外光がないときのランプの調光レベルと室内の照度レベルの第２の相関データテーブル及び照明システムが動作していないときの外光照度検知部の出力と室内の照度レベルとの第３の相関データテーブルを有し、制御部はこれらの差分により外光照度検知部の出力とランプの調光レベルとの関係を演算することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の照明システムにおいて、前記メモリは、補正データテーブルとしてランプの累積点灯時間と光束減退の第４の相関データテーブルを有し、前記制御部は、累積点灯時間を計時する計時部を備え、外光照度検知部の出力を受けて該メモリに記憶された第２、第３の相関データテーブル又は第１の相関データテーブルを読み込んで調光レベルを演算した後、第４の相関データテーブルより調光レベルを補正することを特徴とする
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の照明システムにおいて、前記メモリは、補正データテーブルとして外光照度検知部が外光の影響を受けない状態でのランプの調光レベルと外光照度検知部の出力との第５の相関データテーブルを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１記載の照明システムにおいて、室内の照度を検出する室内照度検知部を備えて、前記メモリは、補正データテーブルとして照明システム消灯時の外光照度検知部の出力と室内照度検知部の出力の第６の相関データテーブルのみを有し、外光照度検知部の出力を受けた後、制御部はこの第６の相関データテーブルを読み込んで調光レベルを補正することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のブロック図である。
１は外光照度検知部であり、光のエネルギーを電気量に変換するフォトダイオードと、その電気量を増幅するオペアンプ等で構成され、照明システムからの光出力の影響を受けない位置に配設される。２はメモリであり、後述する各種相関データテーブルを記憶するものである。３は制御部であり、図２に示すようにメモリ上に相関データテーブルを作成するデータテーブル作成手段３ａ、メモリから相関データテーブルを読みこむデータテーブル読み込み手段３ｂ及び相関データテーブルから調光レベルを演算して求めるマイコン３ｃ、マイコン３ｃが求めた調光レベルに応じてパルス幅を変調させるＰＷＭ信号を発生する調光信号発生器３ｄ、ランプの点灯時間を計時する計時部３ｅを有する。４は増幅器であり、調光信号発生器３ｄからの信号を増幅させるものである。５は点灯回路であって、増幅器４からの調光信号を受けて、調光信号に対応する電力をランプに供給するものである。６はランプであってここでは蛍光ランプを用いた。
【００１２】
ここで、外光照度検知部１は、伝送路を介して制御部３に接続され、制御部３は伝送路を介して、メモリ２と増幅器４に接続されている。また、増幅器４は、伝送路を介して複数の点灯回路５に接続されており、各点灯回路５は電路を介して各点灯回路に個別に対応するランプに接続されている。
【００１３】
上述の照明システムに所定の動作させるため、まず外光照度検知部１の出力と所望の室内照度を得るために必要な調光レベルとの第１の相関データテーブルを作成する。なお、図３は、第１の相関データテーブルに収納されるデータをグラフで示したものである。ここで、調光レベルが増加するとランプからの光出力は増加し、調光レベルが減少するとランプからの光出力は減少する。
【００１４】
この第１の相関データテーブルは、さらに詳しくは次のように作成する。すなわち、外光がないときのランプの調光レベルと室内の照度レベルとの第２の相関テーブルと、ランプ消灯時における外光の照度検知部の出力と室内の照度レベルとの第３の相関データテーブルを用いる。第２の相関データテーブルは、夜間など外光が入らない状態で本照明システムを動作させ、調光レベルを変化させて、そのときの室内の照度レベルを照度計で測定することによって作成する。また、第３の相関データテーブルは、照明システムを消灯した状態で外光照度検知部１と室内の照度レベルを照度計で測定することによって作成する。なお、図４は、第２の相関データテーブルに収納されるデータをグラフで示したもの、図５は、第３の相関データテーブルに収納されるデータをグラフで示したものである。
【００１５】
そして、具体的には、第２の相関データテーブルと第３の相関データテーブルを用いて次のように第１の相関テーブルを作成する。制御部３のテーブル読み込み手段３ｂは、外光照度検知部１の出力と第２の相関データテーブルと第３の相関データテーブルを読み込み、マイコン３ｃにそれぞれの相関データテーブルを出力する。マイコン３ｃは、第３の相関データテーブルを用いて、外光照度検知部１の出力に対応する室内の照度レベルを求める。続いて、所望の室内の照度レベルと外光照度検知部１の出力に対応する室内の照度レベルを差分し、必要な照度レベルを求める。そして、第２の相関データテーブルを用いて、差分により得られた必要な照度レベルから調光レベルを求める。そして、その他の外光照度検知部１の出力値についても同様にし、制御部３のデータテーブル作成手段によりメモリ２に第１の相関データテーブルが作成される。たとえば、図５において、所望の室内照度レベルをＥ１、外光照度検知部１の出力をＶ１とすると、第３の相関データテーブルから外光照度検知部１の出力に対応する室内の照度レベルＥ２が求まる。そして、Ｅ１からＥ２を差分することによって、必要な照度レベルＥ３が求まる。さらに、第２の相関データテーブルを用いてＥ３から調光レベルＤ１を求める。以上のような手順で、Ｖ１以外の外光照度検知部１の出力についても求めることにより、第１の相関データテーブルが得られる。
【００１６】
また、メモリ２は、補正データテーブルとしてランプの累積点灯時間と光束減退の第４の相関データテーブルを記憶している。図６は、第４のデータテーブルに収納されるデータをグラフで示したものである。ランプからの光束は図６に示すように累積点灯時間とともに減少し、ランプの定格寿命時点では初期の約３０％光束が減少する。
【００１７】
この照明システムは、次のように動作する。外光照度検知部１は、外光の光エネルギーを電圧に変換し、制御部３に出力する。外光照度検知部１からの入力を受けた制御部３は、テーブル読み込み手段３ｂによりメモリ２から第１の相関データテーブルを読みこんでマイコン３ｃにデータを送出し、マイコン３ｃは外光照度検出部１の出力電圧に対応する調光レベルを求める。そして、マイコン３ｃは累積点灯時間を計時する計時部３ｅから累積点灯時間のデータを取り込み、テーブル読み込み手段３ｂにより第４の相関データテーブルを読み込んで調光レベルの補正値を算出する。たとえば、第４の相関データテーブルから、点灯時の累積点灯時間に相当する光束が初期の８０％というデータが得られた場合、調光レベルを０．８で割ることによって、調光レベルが補正される。そして、制御部３は調光レベルに応じた調光信号を増幅器４に出力する。調光信号を受けた増幅器４は、調光信号を増幅して点灯回路５に出力する。調光信号を受けた点灯回路５は、その信号に応じた調光レベルの電力をランプ６に供給する。
【００１８】
以上のようにこの照明システムにおいては、外光照度検知部１の出力と調光レベルとの相関を得ることのできる第１の相関データテーブルと累積点灯時間と光束減退の第４の相関データテーブルを用いることによって、ランプの使用初期状態からランプの光束が減退しても、室内の照度を所望の照度に保つことができるのである。
【００１９】
なお、本実施形態では、第２の相関データテーブル及び第３の相関データテーブルから第１の相関データテーブルをメモリ上に作成したが、第１の相関データテーブルを作成せず、その都度、第２の相関データテーブル及び第２の相関データテーブルのデータを制御部３に読み込んで、制御部３で外光照度検知部の出力に対応する調光レベルを演算して求めてもよい。
（第２の実施形態）
第１の実施形態は、外光照度検知部１が、照明システムからの照度の影響を受けない場合のものであった。これに対し第２の実施形態は、外光照度検知部１が、照明システムからの照度の影響を受ける場合のものである。ここでは、補正データテーブルとして、外光を遮断して外光照度検知部１に外光の影響がない状態で、外光照度検知部１の出力と調光レベルとの第５の相関データテーブルをメモリ２上に作成する。第５の相関データテーブルの作成方法は、夜間など外光がない時に、前述の第２の相関データテーブルと同様の方法により作成する。なお、図７は、第５の相関データテーブルに収納されるデータをグラフにしたものである。
【００２０】
そして、この照明システムにおいては次のように動作する。外光照度検出部１は、外光とランプ６からの漏れ光が混合した光を検出し、制御部３に出力する。そして、テーブル読み込み手段３ｂは、メモリ２から第２の相関データテーブル、第３の相関データテーブル、第５の相関データテーブルを読み込んで、マイコン３ｃに出力する。マイコン３ｃは、第５の相関データテーブルを用いて、その時点の調光レベルに対するランプの漏れ光分の外光照度検知部１の電圧により差分し、外光のみの場合の外光照度検出部１の出力を求めるそして、第３の相関データテーブルより、外光のみの場合の外光照度検出部１の出力を照度レベルに変換する。さらに、第２の相関データテーブルより、外光のみの場合の外光照度検出部１に対応する出力照度レベルから、調光レベルを求める。たとえば、ある時点での調光レベルをＤ２とすると、第５の相関データテーブルから外光照度検知部の出力Ｖ２が求まる。そして、第３の相関データテーブルから外光照度検知部の出力Ｖ２に対応する室内の照度レベルＥ６が求まる。そして、第２の相関データテーブルから室内の照度レベルＥ６に対応する調光レベルＤ３が求まるのである。
【００２１】
以上のように外光の影響がない状態における外光の照度検知部の出力と調光レベルとの第５の相関データテーブルをメモリ２に記憶させることにより、外光の照度検知部がランプから漏れた光を補正することができ、室内の照度を所望の照度に保つことができるのである。
【００２２】
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態のブロック図である。第３の実施形態は、第１の実施形態とは、制御部３に室内照度検知部７が接続されている点、さらにメモリ２に外光のみの状態における外光照度検知部１と室内照度検知部の第６の相関データテーブルのみが備わっている点が異なる。なお、この第６の相関データテーブルの作成方法は、第３の相関データテーブルと同じである。なお、図９は、第６の相関データテーブルに収納されるデータをグラフ化したものである。
また、事前に点灯回路５動作させてランプ６を点灯させて調光レベルを手動で調整し、所望の室内照度レベルに達したときの室内照度検知部７の出力をメモリ２に記憶させておく。
【００２３】
この照明システムは、次のように動作する。室内照度検知部７は、室内の照度を検出して、制御部３に出力する。制御部３のデータ読み込み手段３ｂは、メモリ２に記憶された室内照度検知部７の出力を読み込んでマイコン３ｃに出力し、マイコン３ｃは、室内照度検知部７の出力が所望の室内の照度レベルになるように調光レベルを制御する。その後、外光照度検出部１の出力が変化した場合には、
データ読み込み手段３ｂは、メモリ２から第６の相関データテーブルを読み込んでマイコン３ｃに出力する。そして、マイコン３ｃは第６の相関データテーブルにより、外光照度検出部１の出力変化分に相当する室内照度検知部７の出力変化量を求め、その変化量を補完するように調光レベルを出力する。
【００２４】
以上のように、このものは第１の実施形態で述べた第２の相関データテーブル及び第３の相関データテーブルが不要となり、メモリ２の容量を少なくすることができるのである。
【００２５】
なお、以上の実施形態では、点灯回路５及びランプ６を複数個用いたが、点灯回路５及びランプ６それぞれ各１個でもよく、その場合には増幅器４は不要である。また、照度検知部としてフォトダイオードを用いたがＣｄＳセルなど光の強さを電気量に変換できるものであればよい。また、調光信号としてＰＷＭ信号を用いたが、調光レベルに対応した直流電圧や、シリアル信号でもよい。また、ランプとしては蛍光灯を用いたが、ＬＥＤや白熱灯など調光制御できる光源であればなんでもよい。また、点灯回路としてインバータ回路を用いたが、銅鉄安定器と位相制御で構成してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の照明システムは、外光照度検知部の出力から、外光の照度検知部の出力と調光レベルとの第１の相関データテーブル及び該相関データテーブルのデータの補正に用いる補正データテーブルを用いて、外光照度検知部の出力から補正した調光レベルを算出して照明システムを制御する。これにより、実際の出力照度と所望の設定照度の差異を低減できるのである。
【００２７】
請求項２に係る発明の照明システムは、メモリに記憶された外光照度検知部の出力とランプの調光レベルとの第１の相関データテーブルに代えて、外光がないときのランプの調光レベルと室内の照度レベルの第２の相関データテーブル及び照明システムが動作していないときの外光照度検知部の出力と室内の照度レベルとの第３の相関データテーブルを有し、制御部はこれらの差分により外光照度検知部の出力とランプの調光レベルとの関係を演算する。これにより、メモリの容量を小さくすることができる。
【００２８】
請求項３に係る発明の照明システムは、メモリが補正データテーブルとしてランプの累積点灯時間と光束減退の第４の相関データテーブルを有し、制御部が累積点灯時間を計時する計時部を有する。そして、外光照度検知部の出力を受けて該メモリに記憶された第１の相関データテーブルを読み込んで調光レベルを演算した後、ランプの累積点灯時間と光束減退の第４の相関データテーブルより調光レベルを補正する。これにより、初期状態からランプの光束が減退しても、調光レベルを補正し、所望の室内照度を得ることができるのである。
【００２９】
請求項４に係る発明の照明システムは、メモリが補正データテーブルとして外光照度検知部が外光の影響を受けない状態でのランプの調光レベルと外光照度検知部の出力との第５の相関データテーブルを有する。これにより、外光照度検知部を外光の影響を受ける場所に設置されても、室内照度を所望の照度レベルに保つことができるのである。
【００３０】
請求項５に係る発明の照明システムは、メモリが補正データテーブルである室内照明システム消灯時の外光照度検知部の出力と室内照度検知部の出力の第６の相関データテーブルのみを有し、室内の照度を検出する室内照度検知部を備えて、外光照度検知部の出力を受けた後、制御部はこの第６の相関データテーブルを読み込んで調光レベルを演算し、調光信号を点灯回路に送出する。これにより、一つの相関データテーブルで室内照度を所望の照度レベルに保つことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のブロック図である。
【図２】制御部の構成を示した図である。
【図３】第１の相関データテーブルに収納されるデータをグラフで示したものである。
【図４】第２の相関データテーブルに収納されるデータをグラフで示したものである。
【図５】第３の相関データテーブルに収納されるデータをグラフで示したものである。
【図６】第４の相関データテーブルに収納されるデータをグラフで示したものである。
【図７】第５の相関データテーブルに収納されるデータをグラフで示したものである。
【図８】第３の実施形態のブロック図である。
【図９】第６の相関データテーブルに収納されるデータをグラフで示したものである。
【符号の説明】
１　　　外光照度検知部
２　　　メモリ
３　　　制御部
４　　　増幅器
５　　　点灯回路
６　　　ランプ
【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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