(57)【要約】【課題】昼間および夜間等に関係なく、室内を同じ照度に調光して快適な照明空間を実現することのできる照明制御装置およびそれを備えた照明器具を提供する。【解決手段】受光素子９，１０を有し、受光素子９，１０により照明空間の照度を測定する照度センサ３と、受光素子９，１０の出力を演算して可視光線領域の成分を抽出し、抽出結果に基づいて照明空間を予め設定した所定照度になるように照明器具４の照射を制御するコントローラ２とを備えたものである。【選択図】        図１
2004303582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子を有し、該受光素子により照明空間の照度を測定する照度センサと、
前記受光素子の出力を演算して可視光線領域の成分を抽出し、該抽出結果に基づいて前記照明空間を予め設定した所定照度になるように照明器具の照射を制御するコントローラと
を備えたことを特徴とする照明制御装置。
【請求項２】
分光感度特性の異なる少なくとも２つの受光素子を有し、該各受光素子により照明空間の照度を測定する照度センサと、
前記各受光素子のそれぞれの出力を演算して可視光線領域の成分を抽出し、該抽出結果に基づいて前記照明空間を予め設定した所定照度になるように照明器具の照射を制御するコントローラと
を備えたことを特徴とする照明制御装置。
【請求項３】
受光素子を有し、該受光素子により照明空間の照度を測定する照度センサと、
前記受光素子の受光部側に設けられ、該受光素子の有する分光感度特性を変更させる変更手段と、
該変更手段の有りまたは無しのときの前記受光素子の各出力を演算して可視光線領域の成分を抽出し、該抽出結果に基づいて前記照明空間を予め設定した所定照度になるように照明器具の照射を制御するコントローラと
を備えたことを特徴とする照明制御装置。
【請求項４】
コントローラは、受光素子の出力に基づいて照明空間が昼間であるいか夜間であるかを判定し、該判定結果が昼間のときに可視光線領域の成分を抽出する演算を行う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制御装置。
【請求項５】
変更手段は、光学フィルタによって構成し、該光学フィルタの有無により前記受光素子の分光感度特性を変更するようにしたことを特徴とする請求項３記載の照明制御装置。
【請求項６】
変更手段は、電気的に透過率が変化する液晶パネルによって構成し、該液晶パネルの透過率に基づいて前記受光素子の分光感度特性を変更するようにしたことを特徴とする請求項３記載の照明制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の照明制御装置を備えたことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然光も利用して室内を所定の照度になるように照明器具を調光制御する照明制御装置およびそれを備えた照明器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の人工照明制御装置は、天候の判定をするための全昼光照度検出手段と天空光照度検出手段を屋外に設けて、演算手段で直射光の有無を判定し、室内昼光照度検出手段で室内の昼光照度を検出したうえ、直射光の有無を参考にし、直射光が有るときは無いときより設定照度を低くし、逆に直射光が無いときは設定照度を高くしておき、直射光があるときで室内昼光照度が設定照度を越えていれば消灯もしくは調光の信号を出し、また直射光が無いときで室内昼光照度が設定照度を越えていれば消灯もしくは調光の信号を自動的に出し、照明を制御する制御装置を備えることにより、室内照度を自動的に調節している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平２−４１１７号公報（第１−２頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の人工照明制御装置（照明制御装置）は、直射光の有無によって室内照度を自動的に調節している。しかしながら、人の目で感じる光は、５５０ｎｍの波長をピークに４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の波長を有する可視光線であり、室内昼光照度検出手段で検出される昼光、つまり自然光は、可視光線の他に人の目では感じない可視光線より波長の短い紫外線および可視光線より波長の長い赤外線を含んでいるため、夜間は直射光が無いために室内照度の自動調節にあまり問題がないものの、昼間は調節する必要がない可視光線を含めて調光してしまうので、照明器具の設置場所によっては明るすぎたり暗すぎたりしてしまうことがあった。また、室内照度の自動調節は、室内昼光照度検出手段により検出されるエリアの一部にスポット的に高い照度の光が入っていた場合でも、その高い照度の光も含めて調節してしまうため、照明器具の人工光をかなりしぼって暗くしてしまうなど、最適な調節がなされないなどの問題もあった。さらに、従来の人工照明制御装置は、屋外にも照度検出手段を設けているため、この照度検出手段に例えば防水対策を施さなければならず、構造が複雑でコスト高になってしまうという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、昼間および夜間等に関係なく、室内を同じ照度に調光して快適な照明空間を実現することのできる照明制御装置およびそれを備えた照明器具を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る照明制御装置は、受光素子を有し、受光素子により照明空間の照度を測定する照度センサと、受光素子の出力を演算して可視光線領域の成分を抽出し、抽出結果に基づいて照明空間を予め設定した所定照度になるように照明器具の照射を制御するコントローラとを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１の説明図である。図において、室内の天井等に設置された照明制御装置１は、コントローラ２と照度センサ３とを備えており、コントローラ２は、室内の照明空間５の照度を測定する照度センサ３からの測定値（センサ信号）に基づいて、照明空間５（机上面５ａでもよい）の照度が予め設定された所定の照度（例えば７００ルクス）になるように、室内の天井等に設置された例えば蛍光ランプ等を有する照明器具４から照射される人工光４ａを調光するための調光信号を照明器具４に送り、調光制御を行う。
【０００８】
照度センサ３は、分光感度特性がそれぞれ異なる受光素子であるフォトダイオード９，１０を備えており、フォトダイオード９，１０は、照明器具４の人工光４ａおよび太陽６の窓７を介して室内に入射した自然光（昼光ともいう）６ａの床面や机上面５ａ等で反射した反射光８を、それぞれの分光感度特性に対応して受光し、それぞれの受光した光（測定値）を電気信号に変換してセンサ信号としてコントローラ２に出力する。
フォトダイオード９，１０は、図３に示すように、分光感度特性ａ，ｂをそれぞれ有しており、分光感度特性ａのフォトダイオード９は、波長３２０〜１０００ｎｍの光、つまり可視光線〜赤外線の領域が受光可能で、人工光４ａおよび自然光６ａの両者を含む反射光８を受光し、分光感度特性ｂのフォトダイオード１０は、波長８００〜１１００ｎｍの光、つまり赤外線の領域が受光可能で、自然光６ａの反射光８を受光する。
【０００９】
コントローラ２は、演算部１２を有する制御装置１１と、予め設定された所定の照度レベル（例えば７００ルクスに対応するレベル）が格納されている記憶手段１３と、制御装置１１からの制御信号を調光信号に変換して照明器具４に出力する調光信号出力部１４とを備えている。
演算部１２は、照度センサ３のフォトダイオード９，１０の各センサ信号（出力）に基づいて演算して可視光線領域の成分を抽出し、抽出結果に基づいて調光信号出力部１４に出力する制御信号を演算する。また、フォトダイオード９，１０の各センサ信号（出力）に基づいて、照明空間５が昼間であるか夜間であるかを判定し、判定結果に基づいて調光信号出力部１４に出力する制御信号の演算方法を変更し、その演算方法に基づいて制御信号を演算する。
【００１０】
このように構成された照明制御装置１を用いて室内を所定の照度に調光する場合、まず、照明制御装置１の照度センサ３のフォトダイオード９，１０が室内の床面や机上面５ａ等で反射した反射光８を、それぞれの分光感度特性ａ，ｂに対応して受光し、それぞれセンサ信号として照明制御装置１のコントローラ２に出力する。ついで、コントローラ２の制御装置１１の演算部１２は、照度センサ３からの各フォトダイオード９，１０のセンサ信号（出力）に基づいて、フォトダイオード１０のセンサ信号（出力）が、フォトダイオード９のセンサ信号（出力）に対してどのくらいの割合であるかを演算し、さらにフォトダイオード９のセンサ信号（出力）から演算した割合分を減算して、反射光８から可視光線領域の成分を抽出する。
【００１１】
ついで、演算部１２は、抽出した可視光線領域の成分に対応する照度レベルと記憶手段１３に格納されている所定の照度レベルとを比較し、抽出した可視光線領域の成分の照度レベルが所定照度レベルより大きいときは、照明器具４が明るくなりすぎているため照明器具４に対する制御信号レベルを下げ、抽出した可視光線領域の成分の照度レベルが所定照度レベルより小さいときは、照明器具４が暗くなりすぎているため照明器具４に対する制御信号レベルを上げる。ついで、レベルを上げ下げした制御信号を、制御装置１１から調光信号出力部１４に出力し、調光信号出力部１４は調光信号に変換して照明器具４に出力する。そして、照明器具４は調光信号に基づいて人工光４ａを照射する。
【００１２】
また、照度センサ３のフォトダイオード９，１０が室内の反射光８をそれぞれの分光感度特性ａ，ｂに対応して受光すると、演算部１２は、照明空間５が昼間であるか夜間であるかを判定している。例えばフォトダイオード１０のセンサ信号（出力）が「０」である場合、反射光８には自然光６ａが含まれていないことがわかり、夜間は自然光６ａが室内に入射されることはないため、夜間と判定する。また、フォトダイオード１０のセンサ信号（出力）が「０」を超えた場合は、反射光８に自然光６ａが含まれていることがわかり、昼間は自然光６ａが室内に入射されるため、昼間と判定する。
【００１３】
判定結果が夜間であった場合、反射光８はほぼ照明器具４の人工光４ａであるので、演算部１２は、記憶手段１３に格納されている所定の照度レベルとフォトダイオード９のセンサ信号（出力）に対応する照度レベルとを比較し、フォトダイオード９の照度レベルが所定照度レベルより大きいときは、照明器具４が明るくなりすぎているため照明器具４に対する制御信号レベルを下げ、フォトダイオード９の照度レベルが所定照度レベルより小さいときは、照明器具４が暗くなりすぎているため照明器具４に対する制御信号レベルを上げる。ついで、レベルを上げ下げした制御信号を、制御装置１１から調光信号出力部１４に出力し、調光信号出力部１４は調光信号に変換して照明器具４に出力する。そして、照明器具４は調光信号に基づいて人工光４ａを照射する。
【００１４】
また、判定結果が昼間であった場合は、反射光８は照明器具４の人工光４ａと太陽６の自然光６ａの両者であるので、演算部１２は、フォトダイオード９，１０のセンサ信号（出力）に基づいて、上述したように反射光８から可視光線領域の成分を抽出し、抽出した可視光線領域の成分に対応する照度レベルと記憶手段１３に格納されている所定照度レベルとを比較し、夜間の場合と同様に照明器具４に対する制御信号レベルを制御して、制御装置１１から調光信号出力部１４に制御信号を出力し、調光信号出力部１４により調光信号に変換して、照明器具４に出力する。そして、照明器具４は調光信号に基づいて人工光４ａを照射する。
【００１５】
このように、照度センサ３に分光感度特性の異なる２つのフォトダイオード９，１０を設けたので、室内からの反射光８から可視光線領域の成分を確実に抽出することができる。これにより、室内の照明空間５を所定照度レベルに調光することができる。また、分光感度特性の異なる２つのフォトダイオード９，１０により、反射光８は人工光４ａおよび自然光６ａからなる昼間であるか、人工光４ａのみからなる夜間であるかを判別することができる。これにより、昼間または夜間に対応した照明器具４の調光を行うことができる。
よって、昼間および夜間、時間帯の違いによる赤外線および紫外線量の変化、あるいは、季節の違いにおいて、室内を同じ照度に調光して快適な照明空間を実現することができる。
【００１６】
なお、上述の実施の形態１では、照度センサ３に分光感度特性の異なる２つのフォトダイオード９，１０を設けた場合を示したが、例えば紫外線領域が受光可能な分光感度特性を有するフォトダイオードをさらに設けるなど、分光感度特性の異なる複数のフォトダイオードを設けて、より正確に可視光線領域の成分を抽出できるようにしてもよい。また、１つのフォトダイオードで２つ以上の複数の分光感度特性を有するようにしてもよい。これらの場合も同様の効果を奏する。
【００１７】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２の天井に設置した場合に下方から見た要部の一部省略した平面図および断面図である。この実施の形態２は、実施の形態１に係る照明制御装置１において、その内部に設けられた照度センサ３のフォトダイオード１０を省略し、照度センサ３と対向する照明制御装置１の窓部１ａと照度センサ３との間で、かつ照度センサ３の受光部側（下方から見た場合は下部）を覆うように光学フィルタ１５を設け、光学フィルタ１５がフォトダイオード９を覆う場合と覆わない場合とでフォトダイオード９の分光感度特性が異なるように構成したものである。なお、この実施の形態２では、フォトダイオード９が光学フィルタ１５で覆われていない場合、フォトダイオード９は分光感度特性ａを有し、光学フィルタ１５で覆われている場合は、分光感度特性ａの可視光線領域をカットするので、図３に示すように、フォトダイオード９は分光感度特性ｃを有する。
【００１８】
そして、光学フィルタ１５は、その対向する辺をガイドする一対のガイドレール１６，１６によって摺動自在に配設されており、コントローラ２に設けられた駆動制御部１７により、ガイドレール１６，１６の一方に設けられた静電モータ１８に信号が出力され、光学フィルタ１５が静電駆動されて摺動するように構成されている。
【００１９】
このように構成された照明制御装置１を用いて室内を所定の照度に調光する場合、初期状態として光学フィルタ１５が照度センサ３の上部に位置していない状態（図４（ａ）の一点鎖線で示す位置）であるので、光学フィルタ１５が無い状態の照度センサ３のフォトダイオード９により室内の反射光８をその分光感度特性ａに対応して受光し、センサ信号としてコントローラ２に出力する。ついで、コントローラ２の制御装置１１は、駆動制御部１７および静電モータ１８を介して光学フィルタ１５を静電駆動し、照度センサ３の上部に摺動させて位置させる。そして、光学フィルタ１５が有る状態のフォトダイオード９により光学フィルタ１５を介して室内の反射光８を分光感度特性ｃに対応して受光し、センサ信号としてコントローラ２に出力する。
【００２０】
次に、コントローラ２の演算部１２は、照度センサ３からの光学フィルタ１５が無い場合のフォトダイオード９のセンサ信号（出力）と光学フィルタ１５が有る場合のフォトダイオード９のセンサ信号（出力）とに基づいて、実施の形態１で説明した場合と同様に、反射光８から可視光線領域の成分を抽出する。抽出した可視光線領域の成分に対応する照度レベルと記憶手段１３に格納されている所定の照度レベルとに基づいて、制御信号を制御装置１１から調光信号出力部１４に出力し、調光信号出力部１４は調光信号に変換して照明器具４に出力する。そして、照明器具４は調光信号に基づいて人工光４ａを照射する。なお、照明空間５が現在昼間であるか夜間であるかを判定し、昼間または夜間に対応した調光信号を照明器具４に出力し、照明器具４の人工光４ａを調光して昼間および夜間の室内を同じ照度にするようにしてもよい。
【００２１】
このように、フォトダイオード９を備えた照度センサ３の受光部側にフォトダイオード９の分光感度特性ａを分光感度特性ｃに変更する光学フィルタ１５を設け、光学フィルタ１５の有無により反射光８の可視光線領域の成分を確実に抽出するようにしたので、昼間および夜間、時間帯の違いによる赤外線および紫外線量の変化、あるいは、季節の違いにおいて、室内を同じ照度に調光して快適な照明空間を実現することができる。また、光学フィルタ１５の摺動は静電駆動によって行うので、低消費電力であるとともに、劣化されにくいため信頼性も高めることができる。
【００２２】
なお、上述の実施の形態２では、分光感度特性ａのフォトダイオード９に対して光学フィルタ１５を設ける場合を示したが、図３に示すように、分光感度特性ｄのフォトダイオードに対して分光感度特性ａ（またはｂ）の光学フィルタ１５を設けるようにしてもよく、照度センサ３に可視光線領域から近赤外線領域が受光可能な通常のフォトダイオードを設け、このフォトダイオードに対して光学フィルタ１５を設けるようにしてもよい。これらの場合も同様の効果を奏する。
また、光学フィルタ１５を摺動させることにより、照度センサ３上に光学フィルタ１５が有りまたは無しとなる場合を示したが、光学フィルタ１５を回転させて照度センサ３上に光学フィルタ１５が有りまたは無しとなるようにしてもよい。この場合も同様の効果を奏する。
【００２３】
実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３の天井に設置した場合に下方から見た要部の一部省略した平面図および断面図である。この実施の形態３は、実施の形態２に係る照明制御装置１において、光学フィルタ１５に代えて照度センサ３に設けたフォトダイオード９の分光感度特性を変える液晶パネル１９を、照度センサ３と窓部１ａとの間で、かつ照度センサ３の受光部側（下方から見た場合は下部）を覆うように設けたものである。
そして、実施の形態２に係る一対のガイドレール１６，１６、駆動制御部１７および静電モータ１８は省略され、液晶パネル１９は、コントローラ２に設けられた液晶制御部２０により電気的にオン／オフされて光の波長の違いによる透過率が変更され、透過率の変更によりフォトダイオード９の分光感度特性がａまたはｃに変化するように構成されている。
【００２４】
このように構成された照明制御装置１を用いて室内を所定の照度に調光する場合、初期状態として液晶パネル１９は電気的にオフ状態（図５（ａ）の一点鎖線に示す状態）であるので、分光感度特性が変更されない照度センサ３のフォトダイオード９により室内の反射光８をその分光感度特性ａに対応して受光し、センサ信号としてコントローラ２に出力する。ついで、コントローラ２の制御装置１１は、液晶制御部２０を介して液晶パネル１９を電気的にオン状態にし、分光感度特性がａからｃに変更されたフォトダイオード９により室内の反射光８をその分光感度特性ｃに対応して受光し、センサ信号としてコントローラ２に出力する。
【００２５】
次に、コントローラ２の演算部１２は、照度センサ３からの液晶パネル１９により分光感度特性が変更されていない、つまり分光感度特性がａの場合のフォトダイオード９のセンサ信号（出力）と、液晶パネル１９により分光感度特性が変更された、つまり分光感度特性がｃの場合のフォトダイオード９のセンサ信号（出力）とに基づいて、実施の形態１で説明した場合と同様に、反射光８から可視光線領域の成分を抽出する。抽出した可視光線領域の成分に対応する照度レベルと記憶手段１３に格納されている所定の照度レベルとに基づいて、制御信号を制御装置１１から調光信号出力部１４に出力し、調光信号出力部１４は調光信号に変換して照明器具４に出力する。そして、照明器具４は調光信号に基づいて人工光４ａを照射する。なお、照明空間５が昼間であるか夜間であるかを判定し、昼間または夜間に対応した調光信号を照明器具４に出力し、照明器具４の人工光４ａを調光して昼間および夜間の室内を同じ照度にするようにしてもよい。
【００２６】
このように、フォトダイオード９を備えた照度センサ３の受光部側にフォトダイオード９の分光感度特性をａまたはｃに変化させる液晶パネル１９を設け、液晶パネル１９により変更した分光感度特性のフォトダイオード９により反射光８を受光して反射光８の可視光線領域の成分を確実に抽出するようにしたので、昼間および夜間、時間帯の違いによる赤外線および紫外線量の変化、あるいは、季節の違いにおいて、室内を同じ照度に調光して快適な照明空間を実現することができる。また、液晶パネル１９を電気的にオン／オフさせて透過率を変化させるだけで、フォトダイオード９の分光感度特性をａまたはｃに容易に変更することができるので、簡単な構造で快適な照明空間を実現することができる。
【００２７】
なお、上述の実施の形態３では、照度センサ３に分光感度特性ａのフォトダイオード９を設けた場合を示したが、図３に示すように、分光感度特性ｄのフォトダイオードを設けて液晶パネル１９により分光感度特性をａまたはｂに変更させるようにしてもよく、照度センサ３に可視光線領域から近赤外線領域が受光可能な通常のフォトダイオードを設け、このフォトダイオードに対して液晶パネル１９により分光感度特性を変更させるようにしてもよい。これらの場合も同様の効果を奏する。
【００２８】
また、上述の実施の形態１乃至３では、照明制御装置１にコントローラ２と照度センサ３と備え、照明器具４とは別体に構成した場合を説明したが、照明制御装置１を照明器具４と一体的に形成してもよい。この場合も同様の効果を奏する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、受光素子を有し、受光素子により照明空間の照度を測定する照度センサと、受光素子の出力を演算して可視光線領域の成分を抽出し、抽出結果に基づいて照明空間を予め設定した所定照度になるように照明器具の照射を制御するコントローラとを備えたので、照明空間からの反射光から可視光線領域の成分を確実に抽出することができ、これにより、昼間および夜間、時間帯の違いによる赤外線および紫外線量の変化、あるいは、季節の違いにおいて、室内を同じ照度に調光して快適な照明空間を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るフォトダイオードの分光感度特性を示す線図である。
【図４】本発明の実施の形態２の天井に設置した場合に下方から見た要部の一部省略した平面図および断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３の天井に設置した場合に下方から見た要部の一部省略した平面図および断面図である。
【符号の説明】
１  照明制御装置、２  コントローラ、３  照度センサ、４  照明器具、５  照明空間、９，１０  フォトダイオード、１１  制御装置、１２  演算部、１５光学フィルタ、１９  液晶パネル、ａ，ｂ，ｃ，ｄ  分光感度特性。
【図１】
2004303582.tif 000003
【図２】
2004303582.tif 000004
【図３】
2004303582.tif 000005
【図４】
2004303582.tif 000006
【図５】
2004303582.tif 000007