(57)【要約】【課題】照明器具の調光制御を行うためのゲイン切り替えを行う回路を高精度でかつ安価に構成する。【解決手段】この照明制御システムは、周辺から検知した光の照度に応じた信号を出力する照度センサ１と、この照度センサ１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２１と、このＡ／Ｄ変換回路２１により変換されたデジタル信号のレベルと予め変換テーブル記憶部３１に記憶（設定）されている目標基準値とを比較してゲイン不足か否か判定し、ゲイン不足の場合、Ａ／Ｄ変換回路２１のゲインを２倍に切り替えるようＡ／Ｄ変換回路２１に対しゲイン切替信号を出力すると共に、Ａ／Ｄ変換回路２１から入力されたデジタル信号を、切り替えたゲインに応じて照明器具４を調光制御する調光制御部３２とを具備する。【選択図】　　　図１
2004039298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺の照度に応じて照明器具を調光する照明制御システムにおいて、
周辺から検知した光の照度に応じた電流を出力する照度センサと；
前記照度センサから入力される電流をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と；
前記Ａ／Ｄ変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足に応じて、前記Ａ／Ｄ変換回路の信号増幅度を１／ｎ倍あるいはｎ倍に切り替えるよう前記Ａ／Ｄ変換回路に対する信号増幅度の切り替え制御を行うゲイン切替手段と；前記Ａ／Ｄ変換回路から入力されたデジタル信号と、前記ゲイン切替手段が切り替えた信号増幅度とに基づいて前記照明器具を調光制御する調光手段と；
を具備したことを特徴とする照明制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の照明制御システムにおいて、
前記Ａ／Ｄ変換回路は、
前記照度センサから入力される電流信号を電圧に変換する電圧変換素子と；
前記電圧変換素子と前記照度センサ間に介挿接続されたカレントミラー回路と；
を具備したことを特徴とする照明制御システム。
【請求項３】
周辺の照度に応じて照明器具を調光する照明システムおいて、
周辺から検知した光の照度に応じた電流を出力する照度センサと；
前記照度センサから出力される電流をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と；
前記Ａ／Ｄ変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている目標基準値とを比較して前記デジタル信号のゲインの過不足を判定し、ゲインの過不足状況に応じて、前記Ａ／Ｄ変換回路の信号増幅度を１／ｎ倍あるいはｎ倍に切り替えるよう、前記Ａ／Ｄ変換回路から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトするビットシフト部と；
前記ビットシフト手段によりシフトされた読み取りビットにて前記デジタル信号からデータを読み取ることで前記照明器具を調光制御する調光手段と
を具備したことを特徴とする照明制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば照度センサ回路の出力特性を切り替え広い照度範囲を検出する照明制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばオフィスなどに用いられる従来の照明制御システムは、照度センサ、増幅回路、制御回路、照明器具などから構成されている。照度センサは、通常、天井に取り付けられ、天井の照度を測定している。
この種の照明制御システムにおいて、最適な照度とされる目標値は、一般的に、床面の照度を設定するので、床面照度と天井照度との関係、あるいは床面照度と照度センサとの関係とを校正値として保存しておく必要がある。
例えば現在の照度Ａを照度計などで確認し、現在のＡＤ変換値がＢであったとき、任意のＡＤ値Ｃに対して実際の照度Ｄは、
Ｄ＝Ｃ×Ａ÷Ｂ
で表すことができる。
通常、照度は離散値で設定され、１０Ｌｘ乃至１００Ｌｘのステップで設定される。ここでは、最小ステップあたり、最低でも照度センサの出力をＡＤ変換後に最低１ビットが繰り上がるような照度センサの出力変化が必要になる。
また、設定可能な目標照度の最高値は２５００Ｌｘ乃至３５００１Ｌｘ程度である。この最高値の明るさにおいて、ＡＤ変換後のテータがオーバーフローしないような値以下である必要がある。
また、照度センサは、実際には床面照度ではなく天井の照度を検出しているため、床面と天井の照度の比率によって、必要な照度センサのゲインも変化する。従来の照明制御システムでは、上述したように照度センサを通常天井に設置することが多いため、床面照度との関係は、設置環境、すなわち、天井高さや床、重、天井の反射率により大きく左右される。
仮に照度センサの出力電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータが８ビットであるものとして、目標値が３０００Ｌｘのとき天井への反射率が０．４であれば、天井の照度は１２００Ｌｘである。このとき、目標値の設定ステップが５０Ｌｘづつであるならば、天井照度は２０Ｌｘステップの変化になる。つまり、天井の照度が２０Ｌｘ変化すると、Ａ／Ｄコンバータが１以上変化するように設定し、しかも天井の照度が１２００ＬｘでＡ／Ｄ値が２５５を超えないような信号を照度センサから出力させる必要がある。
（１／２０）＜Ｇ＜（２５５／１２００）
つまり０．０５＜Ｇ＜０．２１２５でなければならない。
仮に、反射率が０．０５であった場合、目標値が３０００Ｌｘのとき、天井の照度は１５０Ｌｘである。このとき目標値の設定ステップが５０Ｌｘづつならば、天井照度は、２０Ｌｘのステップ変化になる。
つまり、天井の照度が２０Ｌｘ変化すると、Ａ／Ｄコンバータが１以上変化し、かつ天井の照度が１５０ＬｘでＡ／Ｄ値が２５５を超えないような照度センサ出力である必要がある。
（１／１）＜Ｇ＜（２５５／１５０）
つまり１＜Ｇ＜１．７でなければならない。
言い換えると、天井への反射率０．４の場合に必要なゲインと反射率０．０５の場合で、必要なゲインが異なるため、このような場合は、照度センサのゲインを切り替える必要がある。
【０００３】
ここで、図１０を参照して従来の照明制御システムの増幅回路の構成について説明する。図１０は従来の照明制御システムの増幅回路の構成を示す図である。図１０に示すように、従来の照明制御システムの増幅回路は、照度センサとしてのフォトダイオードＰＤ、抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７、オペアンプＩＣ１、アナログスイッチＱ５などから構成されている。フォトダイオードＰＤは光を電流に変換する。光電変換される電流は、ほぼ照度に比例する。この電流は抵抗Ｒ１により電圧に変換される。オペアンプＩＣ１はゲイン切り替えのためのオペアンプである。
この増幅回路の場合、アナログスイッチＱ５がＯＦＦのときは１００％負帰還によりゲインは１である。また、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７が同じ値であるならば、アナログスイッチＱ５がＯＮのときはゲインは２となり２倍の出力が得られる。
ところで、従来の増幅回路の場合、オペアンプＩＣ１によりゲイン切り替えを行うことから、当然、抵抗素子などに比べて割高なオペアンプＩＣ１を用いる必要である。また、ゲイン切り替えは、帰還用の抵抗素子の切り替えによるためアナログスイッチＱ５として、例えばＦＥＴなどを用いる必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようにオペアンプ、ＦＥＴなどの高価な集積部品を用いた増幅回路の場合、照明制御システム全体としてもコスト高になるという問題があった。
また、ＦＥＴと共に利用する抵抗Ｒ２，Ｒ３はディスクリート部品であり、それぞれに製造誤差があることから、ｎ倍あるいは１／ｎ倍といった正確な倍率で増幅度を得難いという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、照明器具の調光制御を行うためのゲイン切り替えを行う回路を高精度でかつ安価に構成することでシステム全体のコストを削減できる照明制御システムを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決するために、請求項１記載の発明の照明制御システムは、周辺の照度に応じて照明器具を調光する照明制御システムにおいて、周辺から検知した光の照度に応じた電流を出力する照度センサと；前記照度センサから入力される電流をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と；前記Ａ／Ｄ変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足に応じて、前記Ａ／Ｄ変換回路の信号増幅度を１／ｎ倍あるいはｎ倍に切り替えるよう前記Ａ／Ｄ変換回路に対する信号増幅度の切り替え制御を行うゲイン切替手段と；前記Ａ／Ｄ変換回路から入力されたデジタル信号と、前記ゲイン切替手段が切り替えた信号増幅度とに基づいて前記照明器具を調光制御する調光手段と；を具備したことを特徴としている。なお、上記照度センサは、電流を出力するだけでなく、抵抗を介在させた回路とすることで電圧を出力する構成としてもよい。
請求項１記載の発明では、Ａ／Ｄ変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足に応じて、Ａ／Ｄ変換回路の信号増幅度を１／ｎ倍あるいはｎ倍に切り替えるようＡ／Ｄ変換回路に対する信号増幅度の切り替え制御を行うので、簡素な構成でゲインの切り替えを行うことができる。
【０００７】
請求項２記載の発明の照明制御システムは、請求項１記載の照明制御システムにおいて、前記Ａ／Ｄ変換回路は、前記照度センサから入力される電流を電圧に変換する電圧変換素子と；前記電圧変換素子と前記照度センサ間に介挿接続されたカレントミラー回路と；を具備したことを特徴としている。
請求項２記載の発明では、照度センサから入力される電流を電圧に変換する電圧変換素子と、カレントミラー回路とでＡ／Ｄ変換回路を構成したことで、部品コストを低減することができる。なお、カレントミラー回路を同一ペレット上に形成されたマルチトランジスタ構成とすることで、Ａ／Ｄ変換回路を高精度に実現できる。
【０００８】
請求項３記載の発明の照明制御システムは、周辺の照度に応じて照明器具を調光する照明システムおいて、周辺から検知した光の照度に応じた電流を出力する照度センサと；前記照度センサから出力される電流をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と；前記Ａ／Ｄ変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている目標基準値とを比較して前記デジタル信号のゲインの過不足を判定し、ゲインの過不足状況に応じて、前記Ａ／Ｄ変換回路の信号増幅度を１／ｎ倍あるいはｎ倍に切り替えるよう、前記Ａ／Ｄ変換回路から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトするビットシフト部と；前記ビットシフト手段によりシフトされた読み取りビットにて前記デジタル信号からデータを読み取ることで前記照明器具を調光制御する調光手段とを具備したことを特徴としている。
請求項３記載の発明では、Ａ／Ｄ変換回路から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトすることで、ビットシフトされたデータを読み取るだけで、電子部品の製造誤差などの影響を受けずにゲインの切り替えを容易にかつ高精度に行うことができる。
この結果、照明器具の調光制御を行うためのゲイン切り替えを行う回路を高精度でかつ安価に構成することでシステム全体のコストを削減できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る第１実施形態の照明制御システムの構成を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、この照明制御システムは、照度センサ１、Ａ／Ｄ信号を出力、また、ゲイン切替信号が入力される増幅回路２、この増幅回路２から入力されるＡ／Ｄ信号に基づく調光制御と増幅回路２に対するゲイン切り替え制御を行う制御回路３、制御回路から調光制御により、蛍光灯あるいは白熱電球等のランプを点消灯する照明器具４とを有している。
照度センサ１は光を電流に変換する手段であり、増幅回路２より与えられた所定のゲインを、受光量に応じて電流に変換する。
増幅回路２には、Ａ／Ｄ変換回路２１が内蔵されている。Ａ／Ｄ変換回路２１は照度センサ１に発生した電流を電圧に変換し、増幅しディジタル化した電圧（８ビットのＡ／Ｄ信号）を出力する。
制御回路３には、例えば入力されたＡ／Ｄ信号（デジタル信号）を８ビット単位で処理するマイクロコンピュータ（８ビットマイコン）が用いられている。制御回路３の内部には、変換テーブル３１、調光制御部３２などが備えられている。変換テーブル３１には、照度目標値としての変換テーブル（図３参照）が記憶されている。調光制御部３２は、照度センサ１から増幅回路２を通じて入力されたＡ／Ｄ信号（８ビットの電圧）を基に実際の照度を算出し、算出した照度と変換テーブル３１の照度目標値とを比較して、算出した照度が例えば照度目標値以下になった場合、ゲイン切替信号を増幅回路２に出力すると共に、算出した照度が例えば照度目標値以上になった場合、ゲイン切替信号の出力を停止する。また、調光制御部３２は、入力されたＡ／Ｄ信号から求めた照度と照度目標値とを一致させるように照明器具４を調光制御する。
つまり、制御回路３は、増幅回路２から入力されるＡ／Ｄ信号に基づき照明器具４に対する調光を制御すると共に、デジタル入力されるＡ／Ｄ信号からでは調光制御ができないようなゲイン不足に陥ったときに増幅回路２に対しゲイン（増幅度）を現行のゲイン（ｎ）の２倍（２ｎ）にするよう切り替え制御を行うためのゲイン切替信号を増幅回路２へ出力するゲイン切替手段として機能する。なお、ｎは整数である。また、制御回路３は、現行のゲインを既に２倍（２ｎ）としていたときにゲイン過多となった場合に元のゲイン（ｎ）に戻す制御も行う。この場合、ｎ／２ｎ＝１／２倍となる。なお、この実施例では、ゲインを２倍、１／２倍にすることを例示したが、４倍，８倍などにすることもできる。
【００１１】
図２に校正とゲイン切り替えのための変換テーブルの一例を示す。
調光制御部３２は、変換テーブル記憶部３１に予め記憶（設定）されている変換テーブルの内容を参照して（読み出して）、校正時の目標照度値と、照度センサ１から得られるレベル（ＡＤ値）との比を求め、その比に基づいてゲインを切り替える。
図２に示すように、例えば１０００Ｌｘで校正したとき、照度センサ１のＡＤ値が２０であったとすれば、その比は０．０５である。設定ステップが５０Ｌｘづつであれば、１ステップあたり照度センサ１の値は２．５なので、１ゲイン変更しない。同様に校正時の照度センサ１のＡＤ値が５０であったとすれば、その比は０．０２である。同様に設定ステップが５０Ｌｘづつであれば、１ステップあたり照度センサ１のＡＤ値は１なので、ゲイン不足となる。この場合、調光制御できなくなるため、入力されるゲインを２倍に切り替える必要がある。このため、制御回路３からゲイン切替信号を増幅回路２へ入力することで、増幅回路２に対してＡ／Ｄ信号の増幅度の切り替えを指示し、ゲインの切り替えを行う。
同様に校正時の照度センサ１のＡＤ値が１０であったとすれば、その比は０．０１である。同様に設定ステップが５０Ｌｘづつであれば、１ステップあたり照度センサ１のＡＤ値は０．５なのでゲイン不足となってしまうため、Ａ／Ｄ信号の増幅度を４倍に上げる。
このように、校正を行ったときの照度と照度センサ１の出力（ＡＤ値）との比に基づいて照度センサ１のゲインを決定し、ゲインを切り替た後に、もう一度校正を行いさえすれば、読み込まれるＡＤ値の分解能をほぼ一定に保持することができる。
【００１２】
すなわち、この照明制御システムの場合、調光制御部３２は、Ａ／Ｄ変換回路２１により変換されて入力されてきた８ビットのＡ／Ｄ信号（デジタル信号）のレベル（ＡＤ値）と予め変換テーブル記憶部３１に記憶（設定）されている目標基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足状況に応じて、Ａ／Ｄ変換回路の信号増幅度を１／ｎ倍あるいはｎ倍に切り替えるようＡ／Ｄ変換回路２１に対するゲインの切り替え制御を行う。また、調光制御部３２は、Ａ／Ｄ変換回路２１から入力されたデジタル信号と、切り替えたゲインとを基に照明器具４を調光制御する。
【００１３】
次に、上記増幅回路２の具体的な構成について、いくつかの回路例をあげて説明する。
まず、図３を参照して増幅回路の第１実施例について説明する。
この第１実施例の増幅回路は、図３に示すように、照度センサ１としてのフォトダイオードＰＤと、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、２つのトランジスタＱ１，トランジスタＱ２を同一ペレットに形成したデュアルトランジスタ構成のカレントミラー回路ＣＭと、制御回路からのゲイン切替信号により、トランジスタＱ３などを備えている。
フォトダイオードＰＤのカソード端は電源に接続されている。また、フォトダイオードＰＤのアノード端は、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２で構成されるカレントミラー回路の基準電流側に接続されている。フォトダイオードＰＤは受光した光量に応じた電流を生じさせ、この電流が複製電流と共に電圧変換素子としての抵抗Ｒ１に流れることで電圧に変換される。
カレントミラー回路ＣＭは、フォトダイオードＰＤと抵抗Ｒ１との間に挿入し接続されている。
具体的には、カレントミラー回路ＣＭは、基準電流側（トランジスタＱ１の側）をフォトダイオードＰＤに接続し、複製電流側（トランジスタＱ２の側）を制御可能な電源、つまりトランジスタＱ３のコレクタに接続しており、基準電流と複製電流を共に電圧変換素子である抵抗Ｒ３に流すように構成されている。
トランジスタＱ２のコレクタは、トランジスタＱ３のコレクタに接続されており、電源への接続を開閉できるようになっている。トランジスタＱ３がＯＮしてトランジスタＱ２が電源に接続されたときは、カレントミラー回路ＣＭによって、フォトダイオードＰＤの電流が複製され、抵抗Ｒ１に流れる電流は２倍になる。
一方、トランジスタＱ３をＯＦＦしてトランジスタＱ２への電源接続を絶ったとき、トランジスタＱ２は、ベース・エミッタ間のダイオードとして作用し、フォトダイオードＰＤの電流が分流するだけで電流の倍増作用は行われない。
カレントミラー回路ＣＭのトランジスタＱ１，トランジスタＱ２は、２素子を同一ペレットに形成したデュアルトランジスタが用いられている。これにより、互いの素子特性がよくそろい、２倍の電流を正確に（精度良く）生成することができる。
【００１４】
このようにこの第１実施例の増幅回路を用いた照明制御システムによれば、ゲイン切り替え手段として、フォトダイオードＰＤと電圧変換素子としての抵抗Ｒ１との間に挿入したカレントミラー回路ＣＭを用い、フォトダイオードＰＤが得た照度に対する出力電圧の比を整数倍で変更できるような回路を装備したことで、制御回路３からゲイン切替信号を増幅回路２に出力し増幅回路２で増幅されるＡ／Ｄ信号の増幅度、つまりゲインを切り替えることができる。すなわち、フォトダイオードＰＤの校正を行うとき、校正時の照度とそのときのフォトダイオードＰＤからのデジタル信号の読み取り値との比に基づいてゲインを切り替えるので、校正時に、特別に空間の反射率を測定することなく、簡便な方法により照度センサの最適なゲインを設定できる。
また、デュアルトランジスタのカレントミラー回路ＣＭを用いたことで、ＦＥＴなどの高価なアナログスイッチを用いずに済むようになり、部品コストと共にシステム全体のコストを削減することができる。
さらに、カレントミラー回路ＣＭを、２つのトランジスタＱ１，トランジスタＱ２を同一ペレットに形成したデュアルトランジスタ構成とすることで、抵抗素子の精度や温度変化の影響を受けずに、かつ安価にゲインを切り替えることができる。
【００１５】
次に、上記増幅回路２の第２実施例について説明する。
上記第１実施例で示したトランジスタＱ３は定電流回路として動作するため、その電流は電源電圧に依存しない。したがって、フォトダイオードＰＤを接続した電源とは別のものであっても良い。
そこで、この第２実施例では、トランジスタＱ３を用いずに、図４に示すように、ダイオードＤ１を用い、ダイオードＤ１のカソード側をカレントミラー回路ＣＭのトランジスタＱ２のコレクタに接続し、ダイオードＤ１のアノード側を、ある程度の電流出力が可能なマイコンのポートに直付けするよう構成している。マイコンとは制御回路３を指している。このようにカレントミラー回路ＣＭの複製側トランジスタＱ２を制御するための電源をマイコンのポートより得る手段としてダイオードＤ１を用いたことで、上記トランジスタＱ３などの集積素子を用いるのに比べてＡ／Ｄ変換回路２１を安価に構成できる。
【００１６】
このようにこの第２実施例の増幅回路を用いた照明制御システムによれば、第１実施例のトランジスタＱ３の代わりにダイオードＤ１を用いることで、第１実施例の場合よりも部品コストをさらに低減することができる。
【００１７】
次に、増幅回路の第３実施例について説明する。
この第３実施例は、ゲインを２倍あるいは１／２倍以外の倍率にする変形例であり、ゲイン切り替え手段として、上記カレントミラー回路ＣＭのうち、図５に示すように、複製側のトランジスタＱ２を３個並列に取り付けることで、ゲインを４倍にすることができる。
【００１８】
このようにこの第３実施例の増幅回路を用いた照明制御システムによれば、カレントミラー回路ＣＭを、複製側のトランジスタＱ２を３個並列に取り付けた構成とすることで、４倍あるいは１／４倍にゲイン切り替えを行える回路を、高精度にかつ安価に構成することができる。また、ダイオードＤ１をマイコンなどの電流を出力できるポートに接続することにより、第１実施例よりも安価な回路構成で、フォトダイオードＰＤのゲインを切り替えることができる。
【００１９】
次に、増幅回路の第４実施例について説明する。
この第４実施例は、ゲインを２倍あるいは１／２倍以外の倍率にする変形例であり、図６に示すように、第２実施例（図４）に示した回路構成のカレントミラー回路ＣＭを、例えば２段直列に接続して構成することにより、ゲインを４倍にすることができる。
【００２０】
このようにこの第４実施例の増幅回路を用いた照明制御システムによれば、カレントミラー回路ＣＭを、２段直列に接続して構成することで、４倍あるいは１／４倍にゲイン切り替えを行える回路を、高精度にかつ安価に構成することができる。また、ダイオードＤ１をマイコンなどの電流を出力できるポートに接続することにより、第１実施例よりも安価な回路構成で、照度センサ１のゲインを切り替えることができる。
つまり、第２〜第４実施例では、同一ペレット上に、基準電流側のトランジスタＱ１と複数の複製側トランジスタＱ２を並列接続して形成、あるいは同一ペレット上に、トランジスタＱ１，トランジスタＱ２からなるデュアルトランジスタを多段接続して形成した、マルチトランジスタ構成のカレントミラー回路とすることで、素子どうしの製造誤差がほぼなくすことができる。
【００２１】
次に、本発明に係る第２実施形態の照明制御システムについて説明する。
上記第１実施形態の照明制御システムは、実際の電子部品、素子を組み合わせた回路で増幅回路を構成したが、これらの構成と等価的にマイコン側のみのデジタル信号処理（あるいはソフトウェア処理）により、ゲインを切り替えることができるので、以下、その説明をする。
その手法として、増幅回路のＡ／Ｄ変換回路のビット数を制御回路（マイコン）よりも上げておき、データの読み取りタイミングをずらす、つまりマイコンに入力されるデータをビットシフトすることでｎ倍あるいは１／ｎ倍の増幅度（ゲイン）を得る。
【００２２】
この第２実施形態の照明制御システムは、図７に示すように、照度センサ１、Ａ／Ｄ信号を出力する増幅回路２、この増幅回路２から入力されるＡ／Ｄ信号に基づく調光制御を行う制御回路３、制御回路から調光制御により、蛍光灯あるいは白熱電球等のランプを点消灯する照明器具４とを有している。
照度センサ１は光を電流に変換する手段であり、増幅回路２より与えられた所定のゲインを、受光量に応じて電流に変換する。
増幅回路２には、Ａ／Ｄ変換回路２２が内蔵されている。Ａ／Ｄ変換回路２２は照度センサ１からの電流を電圧に変換し、増幅し、ディジタル化した電圧（１０ビットのＡ／Ｄ信号）を出力する。
制御回路３には、例えば入力されたＡ／Ｄ信号（デジタル信号）を８ビット単位で処理するマイクロコンピュータ（８ビットマイコン）が用いられている。制御回路３の内部には、変換テーブル記憶部３１、ビットシフト部３５、調光制御部３６などが備えられている。変換テーブル記憶部３１には、照度目標値としての変換テーブル（図３参照）が記憶されている。調光制御部３６は、増幅回路２を通じて入力されたＡ／Ｄ信号の電圧を基に実際の照度を算出し、算出した照度と変換テーブル３１の照度目標値とを比較して、算出した照度が例えば照度目標値以下になった場合、ビットシフト部３５に対して−１ビットのビットシフトを指示すると共に、算出した照度が例えば照度目標値以上になった場合、ビットシフト部３５に対して１ビットのビットシフトを指示する。ビットシフト部３５は、調光制御部３６からの指示に従って、照度センサ１から増幅回路２を通じて入力されたＡ／Ｄ信号（１０ビットの電圧）のうち、ゲイン切り替え時と通常時とで異なる任意の範囲にビットシフトさせた８ビットのＡ／Ｄ信号を調光制御部３６に出力する。調光制御部３６は、ビットシフト部３５から入力される８ビットのＡ／Ｄ信号の中の任意の抽出ビットを抽出してＡ／Ｄ信号の増幅率を求める。また、調光制御部３２は、入力されたＡ／Ｄ信号から求めた照度と、抽出ビットから求めた増幅率に応じた照度目標値とを一致させるように照明器具４を調光制御する。なお、本例では任意の抽出ビットとして３ビットとしている。
【００２３】
この照明制御システムの場合、図８に示すように、調光制御部３２は、Ａ／Ｄ変換回路２２により変換されて入力されてきた１０ビットのＡ／Ｄ信号（デジタル信号）のレベル（図９（ａ）に示すＡ／Ｄ）と予め変換テーブル記憶部３１に記憶（設定）されている目標基準値（図９（ｂ）に示すＭ）とを比較することでゲインの過不足を判定し（Ｓ１０１）、判定したゲインの過不足状況に応じて、Ａ／Ｄ変換回路２２の信号増幅度を１／ｎ倍あるいはｎ倍に切り替えるようビットシフト部３５に指示し、この指示に従って、ビットシフト部３５は、Ａ／Ｄ変換回路２２から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトする（Ｓ１０３）。このビットシフト部３５によりシフトされた読み取りビットにてＡ／Ｄ信号からデータを調光制御部３２が読み取ることで照明器具４を調光制御する。
つまり、制御回路３は、増幅回路２から入力されるＡ／Ｄ信号に基づき照明器具４に対する調光を制御すると共に、デジタル入力されるＡ／Ｄ信号からでは調光制御ができないようなゲイン不足に陥ったときに（Ｓ１０２のＮｏ）、ビットシフト部３５に対して、現行の８ビットの範囲から一つ（あるいは二つのビット）を読み取るビットをずらした（ビットシフトした）範囲から所定のビットを抽出させて倍率を計算する。
この場合、図９（ｃ）に示すように、ビットシフト＝０のデータを、矢印（←）の方向にビットシフトしてビットシフト＝−１のデータを受信し、抽出範囲のデータ（抽出ビット）である「０１０」を抽出する（Ｓ１０３）。元のビットシフト＝０のデータの位置では、抽出ビットが「００１」であったものが、「０１０」となり、２進数における倍率計算の結果、２倍となる。
一方、制御回路３において、現行のＡ／Ｄ信号のゲインが既に何倍かになっていたときに、ゲイン過多と判定した場合には（Ｓ１０２のＹｅｓ）、Ａ／Ｄ信号を元のゲインに戻す制御を行う。
この場合、図９（ｄ）に示すように、ビットシフト＝０のデータを、矢印（→）の方向にビットシフトしてビットシフト＝１のデータを受信し、抽出範囲のデータ（抽出ビット）である「００１」を抽出する（Ｓ１０４）。ビットシフト前のビットシフト＝０のデータの位置では、抽出ビットが「０１０」であったものが、「００１」となり、２進数における倍率計算の結果、１／２倍となる。
例えば制御回路３としてのワンチップマイクロコンピュータに８ビットのもの（以下８ビットマイコンと称す）を用いる。このとき８ビットより大きいデータは必要なメモリが２バイト以上となるため、多くのメモリを消費し、演算速度も低下する。したがって、照度センサ１から増幅回路２に入力され、Ａ／Ｄ変換したＡ／Ｄ信号（Ａ／Ｄ変換後のディジタルデータ）も８ビット長であるほうが望ましい。
例えばＡ／Ｄ変換回路２２に１０ビットのものを用いれば、基準電圧を変更しないという条件では、８ビットマイコン側では、Ａ／Ｄ変換回路２２に８ビットのものを用いたときよりも４倍の細かさでデータを取得できる。
通常、１０ビットのＡ／Ｄ変換回路２２から出力されたＡ／Ｄ信号が８ビットマイコンに入力された場合は、８ビットマイコンは、入力１０ビットのうちの下位２ビットを読み捨てるが、８ビットマイコンが得たデータのうち、下位ビットから上位ビットにビットシフトすることで、上位８ビットのデータは一回のシフトごとに２倍されたことになる。これは、照度センサ１のゲインを切り替えたときと同等の効果となる。
【００２４】
このようにこの第２実施形態の照明制御システムによれば、１０ビットのＡ／Ｄ変換回路２２と８ビット入力のマイコンを用いることで、マイコン側で２ビット分のビットシフトが可能であり、ゲインを２倍、８倍あるいは１／２倍、１／８倍にすることができる。
すなわち、マイコンの処理ビット数よりも大きな出力ビット数、例えば１０ビットなどのＡ／Ｄ変換回路２２を備えることで、マイコン側に入力されたデジタルデータをビットシフトさせて読み取るだけで２倍、８倍あるいは１／２倍、１／８倍といった倍数でゲインの切り替えを行えるので、電子部品の製造誤差などの影響を受けずに、ゲインの切り替えを安価な方法で実現できる。
【００２５】
なお、本願発明は、上記実施例のみに限定されるものではない。
上記実施例にゲイン切り替え手段をいくつか示したが、これらは、単独で行っても良く、また、それぞれを組み合わせて行ってもよい。
また、上記実施例では、Ａ／Ｄ変換回路２１，２２の基準電圧自体は変えないことを前提としたが、Ａ／Ｄ変換回路２２，２２の基準電圧自体を切り替える方法もある。
Ａ／Ｄ変換回路２１，２２の基準電圧を１／２に低下させると、Ａ／Ｄ変換で得られたデータはゲインを２倍にしたときと同じデータが得られる。
上記各実施例、各実施形態により、ゲイン切り替えを行う回路を高精度でかつ安価に構成することでシステム全体のコストを削減できる照明制御システムを提供することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、Ａ／Ｄ変換回路により変換されたデジタル信号のレベルと予め設定されている基準値とを基にゲインの過不足を判定し、判定したゲインの過不足に応じて、Ａ／Ｄ変換回路の信号増幅度を１／ｎ倍あるいはｎ倍に切り替えるようＡ／Ｄ変換回路に対する信号増幅度の切り替え制御を行うので、簡素な構成でゲインの切り替えを行うことができる。
請求項２記載の発明によれば、照度センサから入力される電流を電圧に変換する電圧変換素子と、カレントミラー回路とでＡ／Ｄ変換回路を構成したことで、部品コストを低減することができる。
請求項３記載の発明によれば、Ａ／Ｄ変換回路から入力されるデジタル信号の読み取りビットをシフトすることで、ビットシフトされたデータを読み取るだけで、電子部品の製造誤差などの影響を受けずにゲインの切り替えを容易にかつ高精度に行うことができる。
この結果、照明器具の調光制御を行うためのゲイン切り替えを行う回路を高精度でかつ安価に構成することでシステム全体のコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の照明制御システムの構成を示す図。
【図２】図１の照明制御システムにおける第１実施例の増幅回路を示す図。
【図３】図２の増幅回路における制御回路の変換テーブルを示す図。
【図４】図１の照明制御システムにおける第２実施例の増幅回路を示す図。
【図５】図１の照明制御システムにおける第３実施例の増幅回路を示す図。
【図６】図１の照明制御システムにおける第４実施例の増幅回路を示す図。
【図７】本発明に係る第２実施形態の照明制御システムの構成を示す図。
【図８】図７の照明制御システムの動作を示すフローチャート。
【図９】図７の照明制御システムによるビットシフト動作の概念図。
【図１０】従来の増幅回路の構成を示す図。
【符号の説明】
１…照度センサ、２…増幅回路、３…制御回路、４…照明器具、２１，２２…Ａ／Ｄ変換回路、３１…変換テーブル記憶部、３２，３６…調光制御回路、３５…ビットシフト部。
【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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【図１０】
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