(57)【要約】【課題】周囲の赤外光の光量を検出することで、周囲の明るさに応じて正確に自動で点灯／消灯する照明装置を提供することである。【解決手段】照明装置１０は、光源１１と、周囲の明るさを検出する照度センサ１３と、照度センサ１３の検出結果に応じて光源１１の出力を制御する制御部１４とを備え、光源１１は、所定波長の赤外光を発光せず、照度センサ１３は、前記所定波長の赤外光のみの光量を検出する赤外線センサ１３１を有する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、周囲の明るさを検出する照度センサと、前記照度センサの検出結果に応じて前記光源の出力を制御する制御部とを備えた照明装置において、
前記光源は、所定波長の赤外光を発光せず、
前記照度センサは、前記所定波長の赤外光のみの光量を検出する赤外線センサを有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記所定波長が、大気中のオゾン及び／又は水蒸気による散乱を受けにくい波長であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記所定波長が、８００〜９００ｎｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
前記照度センサが、前記所定波長の赤外光のみを透過する光学フィルタを有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の照明装置。
【請求項５】
前記光学フィルタが多層膜フィルタ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】
前記制御部は、検出した光量が第１閾値以下の場合に前記光源を点灯させ、検出した光量が第１閾値より大きい第２閾値以上の場合に前記光源を消灯させることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記制御部は、自然光の分光放射照度を考慮し、検出した光量から標準比視感度に相当する光量を算出することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の照明装置。
【請求項８】
前記照度センサは、可視光の光量を検出する可視光センサを備えることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の照明装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記光源の点灯中であって、前記可視光センサが検出した光量が第３閾値以下である場合、前記可視光センサが検出する光量が初期設定値になるように前記光源の出力を制御することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の照明装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記光源の点灯中であって、前記可視光センサが検出した光量が第３閾値より小さい第４閾値以下である場合、警告を発することを特徴とする請求項９記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の照明装置。
【請求項１２】
前記光源が蛍光灯であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲の明るさを検出して点灯／消灯する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、照明装置の省エネルギーや利便性向上のため、夜になり暗くなれば自動で点灯し、朝になり明るくなれば自動で消灯する照明装置がある。この照明装置の構成としては、例えば、周囲の可視光を検知する照度センサを備え、昼から夜になって周囲の照度が下降し、照度が所定値（以下、点灯レベルと記すことがある）を下回ると光源を点灯させ、一方、夜から朝になって周囲の照度が上昇し、照度が点灯レベルを上回ると光源を消灯させるというものである。
【０００３】
しかしながら、上記のように可視光を検知する手法では照明装置自身の点灯による明るさも検知するため、一旦点灯すると昼夜の区別がつきにくいという問題がある。この問題に対する解決策としては以下のような手法が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、照度センサユニットと、照度センサで得られた情報処理や光源の明るさをコントロールする制御ブロックと、制御ブロックに制御される点灯ユニットとを備えた調光照明装置が開示されている。照度センサユニットは人間の目の標準分光視感効率に適合する感度特性を有している。照度センサユニット内部の照度センサ素子が作業面の明るさを検知して、その明るさに対応した信号Ｖを出力し、次に、制御ブロックは予め照明光のみの時に検知した照度センサ素子の出力値Ｖｓと照度センサの信号Ｖとを比較してＶ＞Ｖｓの場合は光出力を下げ、逆に、Ｖ＜Ｖｓの場合は光出力を挙げるような調光信号を点灯ユニットに送信し、常にＶ＝Ｖｓの状態に保つようにフィードバック制御している。
【０００５】
特許文献２には、明るさセンサにより周囲の明るさを検知して、周囲が暗い場合に発光ダイオードなどの光源を点灯制御し、周囲が明るい場合に光源を消灯制御する照明器具において、明るさセンサの前面に光源の発光スペクトルを実質的に遮断するとともに太陽光のスペクトルの一部を透過可能な特性の光学フィルタを設けた照明器具が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、照明制御領域の照度を検出する照度センサと、制御部と、点灯装置と、光源とを備え、照度センサの検出値が所定値以下になると光源を点灯し、照度センサの検出値が所定値を上回ると光源を消灯し、照度センサの検出値が所定値以下になってから再び所定値になる直前までの時間は、照度センサの検出値に関わらず、光源を点灯する照明装置が開示されている。
【０００７】
特許文献４には、周囲の照度を検出する照度センサと、照度センサの検出出力を受け安定器を介して照明負荷の出力を制御する制御部とから構成され、照度値Ｌの単位時間当たりの変化率ΔＬ／Δｔに応じて照明負荷の出力を制御する照明装置が開示されている。
【０００８】
特許文献５には、周囲照度レベルを検出する照度センサと、照度センサの検出結果に応じて点灯装置に光源の点灯情報を送る制御部と、点灯装置とを備え、制御部は、周囲照度レベルが第１の所定値を下回った時から一定時間、照度センサの検出結果の入力を禁止する照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３５６７１号公報
【特許文献２】特開２００２−２４５８４１号公報
【特許文献３】特開平１１−６７４６８号公報
【特許文献４】特開平１１−９７１８５号公報
【特許文献５】特開平１１−２１４１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では照明自身の明るさを予め記憶させて、それと比較することで自然光のみの明るさを推測しているので、予め検出した照明自身の明るさのばらつきが問題となる。例えば、人が行き来するような場所では明るさが変化するため、その度に照明自身の明るさの記憶を再設定しなければならず、制御しにくい。また、点灯装置は一定の光量ではなく、経時劣化により光量が低下する。このため、あらかじめ記憶させた明るさでは経時的に設定が狂うという問題がある。
【００１１】
また特許文献２では、光学フィルタによって太陽光スペクトルの一部が遮断されるため、検出精度が悪い。また特許文献３〜５では、照度センサの検出結果をそのまま用いていないので現在の周囲の環境を正確に反映していないおそれがある。
【００１２】
本発明は、周囲の赤外光の光量を検出することで、周囲の明るさに応じて正確に自動で点灯／消灯する照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、光源と、周囲の明るさを検出する照度センサと、前記照度センサの検出結果に応じて前記光源の出力を制御する制御部とを備えた照明装置において、前記光源は、所定波長の赤外光を発光せず、前記照度センサは、前記所定波長の赤外光のみの光量を検出する赤外線センサを有することを特徴とする。
【００１４】
この構成によると、光源が点灯している状態でも照明センサは光源の発光は検出せずに周囲の自然光の所定波長の赤外光のみの光量を検出することができる。
【００１５】
上記の照明装置において、正確に検出するためには、前記所定波長が、大気中のオゾン及び／又は水蒸気による散乱を受けにくい波長であることが望ましく、例えば、８００〜９００ｎｍである。
【００１６】
また上記の照明装置において、前記照度センサが、前記所定波長の赤外光のみを透過する光学フィルタを有し、特に、多層膜フィルタであることが望ましい。
【００１７】
また上記の照明装置において、前記制御部は、検出した光量が第１閾値以下の場合に前記光源を点灯させ、検出した光量が第１閾値より大きい第２閾値以上の場合に前記光源を消灯させることが望ましい。
【００１８】
この構成によると、夕方や夜明けに、検出値が閾値付近になるときに、点灯と消灯を頻繁に繰り返すことを防止することができる。
【００１９】
また上記の照明装置において、前記制御部は、自然光の分光放射照度を考慮し、検出した光量から標準比視感度に相当する光量を算出するようにしてもよい。これにより、自然光の可視光領域の光量を得ることができる。
【００２０】
また上記の照明装置において、前記照度センサは、可視光の光量を検出する可視光センサを備えるようにしてもよい。
【００２１】
そして、前記制御部は、前記光源の点灯中であって、前記可視光センサが検出した光量が第３閾値以下である場合、前記可視光センサが検出する光量が初期設定値になるように前記光源の出力を制御することが望ましい。
【００２２】
この構成によると、光源が経時劣化して光量が低下した場合に、電流値を上げるなどの制御によって出力を補正し、光源の明るさを新品と同等の状態に調光することができる。
【００２３】
また、前記制御部は、前記光源の点灯中であって、前記可視光センサが検出した光量が第３閾値より小さい第４閾値以下である場合、警告を発することが望ましい。
【００２４】
この構成によると、光源の経時劣化がさらに進行して電流値を上げるなどの制御が上限を超えて不可能な場合に、ユーザに光源の交換を促すことができる。
【００２５】
また上記の照明装置において、前記光源として発光ダイオードや蛍光灯を用いることが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の照明装置によると、周囲の赤外光の光量を検出することにより、自装置からの発光を誤検出してしまうことを防止でき、周囲の明るさに応じて正確に自動で光源を点灯／消灯することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態の照明装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の赤外線センサの概略断面図である。
【図３】自然光の分光放射照度を示すグラフである。
【図４】白色ＬＥＤの分光特性を示すグラフである。
【図５】蛍光灯の分光特性を示すグラフである。
【図６】本発明の赤外線センサの分光感度を示すグラフである。
【図７】標準比視感度曲線を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態の照明装置の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】
【００２８】
〈第１実施形態〉
図１は、第１実施形態の照明装置の構成を示すブロック図である。照明装置１０は、光源１１と、電源回路１２と、照度センサ１３と、制御部１４とを備えている。
【００２９】
光源１１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は蛍光灯からなり、所定波長の赤外光を発光せず、可視光を発光するものである。所定波長は大気中のオゾン及び／又は水蒸気による散乱を受けにくい波長であることが望ましく、詳しくは後述する。
【００３０】
電源回路１２は、光源１１の電源であり、制御部１４からの制御信号を受けて光源１１を点灯／消灯又は調光するものである。なお、電源回路１２は制御部１４内に設けられていてもよい。
【００３１】
照度センサ１３は、周囲の明るさ（照度）を検出するセンサであり、ここでは、光源１１が発光しない所定波長の赤外光のみの光量を検出する赤外線センサ１３１を有する。図２に、赤外線センサ１３１の概略断面図を示す。赤外線センサ１３１は、ＩＣチップ１３１ｂを搭載するための基板１３１ａと、赤外線センサ１３１を制御するＩＣチップ１３１ｂと、光を受けて検知するセンシング部１３１ｃと、上記の所定波長のみを透過する多層膜フィルタ等からなり少なくともセンシング部１３１ｃを覆う光学フィルタ１３１ｄと、ＩＣチップ１３１ｂとセンシング部１３１ｃと光学フィルタ１３１ｄとを覆って外部環境から保護する透明樹脂１３１ｅとを備えている。
【００３２】
多層膜フィルタの具体例としては、誘電体薄膜を用いた干渉フィルタ、積層型フォトニック結晶、色素含有フィルタ、メタマテリアルを用いた干渉フィルタなどが挙げられる。
【００３３】
制御部１４は、照度センサ１３の検出結果に応じて光源１１の出力を制御する制御信号を電源回路１２へ出力するものである。光源１１の出力を制御する方法としては、パルス幅変調（ＰＷＭ）、ＤＣ電圧入力などを用いることができる。
【００３４】
ここで、上記所定波長の赤外光としてどの波長を用いればよいか説明する。図３に、自然光の分光放射照度を示す。図３では、大気分子による吸収の影響を受けないと仮定した地表での太陽光の分光放射照度を実線Ａで示し、地表での太陽光の分光放射照度を実線Ｂで示し、５９００Ｋ黒体を破線Ｃで示す。
【００３５】
実線Ａと実線Ｂとを比較すると、地表での太陽光の分光放射照度（実線Ｂ）は大気中のオゾン及び水蒸気による散乱を受け、分光放射照度が極端に低下している波長領域が存在する。これらの波長領域では大気圏外から放射される太陽光の分光放射照度と大きくずれているため、それらの波長領域の光量を検出しても正確な可視光の光量を推測することが難しい。
【００３６】
そこで、それらの波長領域を除いた領域、つまり、大気中のオゾン及び／又は水蒸気による散乱を受けにくい波長領域の光量を検出することで正確な可視光の光量を推測することができる。この大気中のオゾン及び／又は水蒸気による散乱を受けにくい波長領域は、図３では実線Ｂが実線Ａに近づいている領域であり、例えば、赤外光領域では８５０ｎｍ付近の領域、１１００ｎｍ付近の領域などである。
【００３７】
一方、照度センサ１３の特性を考えると、一般的に照度センサとして用いられる材料であるシリコンは、１１００ｎｍ程度までの波長しか検出できない。１１００ｎｍ程度までの赤外光の波長において、大気中のオゾン及び／又は水蒸気による散乱を受けにくい波長領域は上記のように８５０ｎｍ付近の領域、１１００ｎｍ付近の領域の２箇所である。そして、自然光の赤外領域における分光放射照度は、波長が長くなるにしたがって小さくなることを考慮すると、１１００ｎｍ付近の領域よりも８５０ｎｍ付近の領域の分光放射照度を検出する方が正確な測定が可能となる。
【００３８】
さらに、光源１１は、光源１１からの発光が照度センサ１３で検出されることがないように、上記所定波長の赤外光を発光しないことが条件となっている。図４に、今回用いた白色ＬＥＤの分光特性を、図５に、今回用いた蛍光灯の分光特性を示す。どちらも８５０ｎｍ付近の領域には分光を有していない。したがって、所定波長の赤外光としては、８５０ｎｍ付近の波長領域（例えば、８００〜９００ｎｍ）の赤外光が適切である。
【００３９】
図６に、赤外線センサ１３１の分光感度を示す。図６から赤外線センサ１３１は８００〜９００ｎｍの波長だけを検出できることがわかる。
【００４０】
ところで、８５０ｎｍという波長は一般的な赤外ＬＥＤの波長の一つであるので、８５０ｎｍ付近の波長領域を検出する赤外線センサ１３１は、赤外線通信の受光部としても使うことができるので、非常に好ましい。赤外線センサ１３１を通信に兼用すれば、照明装置１０をリモコンで操作可能にするなどの設計ができる。
【００４１】
次に、照明装置１０の動作について説明する。制御部１４は、検出した光量が第１閾値以下の場合に光源１１を点灯させるように、電源回路１２へ点灯信号を出し、一方、検出した光量が第１閾値より大きい第２閾値以上の場合に光源１１を消灯させるように、電源回路１２へ消灯信号を出す。
【００４２】
第１閾値は、夜になり暗くなったときに検出される上記所定波長の赤外光の光量に相当する値とし、第２閾値は、朝になり明るくなったときに検出される上記所定波長の赤外光の光量に相当する値とする。ここで第２閾値を第１閾値より大きくするのは、夕方や夜明けに、検出値が閾値付近になるときに、点灯と消灯を頻繁に繰り返すことを防止するためである。したがって、第１閾値と第２閾値とには十分な差をもたせることが望ましい。
【００４３】
また、制御部１４（ＩＣチップ１３１ｂでもよい）は、自然光の分光放射照度（図３参照）を考慮し、検出した赤外光の光量から人間の目の標準比視感度に相当する光量を算出するようにしてもよい。これにより、自然光の可視光領域の光量を得ることができる。図７に、標準比視感度曲線を示す。標準比視感度曲線は約５５５ｎｍにピークを有する。
【００４４】
このように、第１実施形態の照明装置１０によれば、光源１１が点灯している状態でも照明センサ１３は光源１１の発光は検出せずに周囲の自然光の所定波長の赤外光のみの光量を検出するので、誤検出を防止でき、周囲の明るさに応じて正確に自動で光源１１を点灯／消灯させることができる。
【００４５】
〈第２実施形態〉
図８は、第２実施形態の照明装置２０の構成を示すブロック図である。第１実施形態と同様の部材については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。照明装置２０は、光源１１’と、電源回路１２と、照度センサ１３と、制御部１４とを備えている。
【００４６】
光源１１’は、ＬＥＤからなり、所定波長の赤外光を発光せず、可視光を発光するものである。
【００４７】
照度センサ１３は、赤外線センサ１３１に加えて、可視光の光量を検出する可視光センサ１３２を備える。可視光センサ１３２は人間の目の感じ方に合わせるため、人間の目の標準比視感度に合った感度特性を有することが望ましい。可視光センサ１３２の検出範囲は、例えば、４００〜７００ｎｍである。赤外線センサ１３１と同様、可視光センサ１３２も可視光のみを透過する多層膜フィルタ等からなり少なくともセンシング部を覆う光学フィルタを備える。
【００４８】
制御部１４は、光源１１の点灯中、つまり周囲が暗い時であって、可視光センサ１３２が検出した光量が第３閾値以下である場合、可視光センサ１３２が検出する光量が初期設定値（新品の光源１１である場合に検出される光量）になるように光源１１の出力を制御する制御信号を電源回路１２へ出す。第３閾値は、初期設定値より小さい光量であり、例えば、初期設定値の９０％などとすることができる。なお、快適に使用するためには、この制御は光源１１が点灯した直後に行うことが望ましい。
【００４９】
これにより、光源１１が経時劣化して光量が低下した場合に、電流値を上げるなどの制御によって出力を補正し、光源１１の明るさを新品と同等の状態に保つことができる。
【００５０】
また、制御部１４は、光源１１の点灯中であって、可視光センサ１３２が検出した光量が第３閾値より小さい第４閾値以下である場合、光源１１の交換を促す警告を発する。警告手法には特に限定はなく、例えば、光源１１を点滅させて知らせるなどとすることができる。第４閾値は、例えば、初期設定値の５０％などとすることができる。なお、快適に使用するためには、この制御は光源１１が点灯した直後に行うことが望ましい。
【００５１】
これにより、光源１１の経時劣化がさらに進行して電流値を上げるなどの制御が上限を超えて不可能な場合に、ユーザに光源１１の交換を促すことができる。
【００５２】
このように、第２実施形態の照明装置２０によれば、光源の点灯中、つまり、周囲が暗い時に、可視光センサ１３２が光源１１の照度を直接測定するので、精度良く測定することができ、調光したり光源の交換を促したりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明装置や蛍光灯を光源とする蛍光灯照明装置などに利用することができる。本発明の照明装置は、室内や屋外に設置され、省エネルギー及び利便性を実現するものである。
【符号の説明】
【００５４】
１０、２０  照明装置
１１、１１’  光源
１２  電源回路
１３  照度センサ
１４  制御部
１３１  赤外線センサ
１３２  可視光センサ
【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７】
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【図８】
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【図６】
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