(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受光し電気信号に変換する受光部と、前記電気信号を増幅して電圧を出力する増幅部と、前記電圧にもとづき被測定照度値を演算する演算部と、前記被測定照度値を伝送信号で伝送線へ送出する伝送ドライブ部を有してなり、前記演算部は、前記電圧を量子化するＡ／Ｄ変換部と、前記電圧の量子化値と照度値との対応を記憶したデータテーブルとを具備して、前記光の被測定照度値を演算して伝送線へ送出する照度センサにおいて、
前記演算部に、前記データテーブルを補正する補正用設定部を備え、該補正用設定部で設定された設定値にもとづき、前記データテーブル内の、前記量子化値に対する前記照度値の起点をシフトするようにしており、
前記演算部に、被測定照度値を演算する第１のモードと、前記データテーブルを補正する第２のモードとを切り替えるモード切替信号入力部と、被測定照度値と所定の定数とを比較する比較部と、さらに前記補正用設定部に設定値を記憶する設定値記憶部を備え、前記モード切替信号入力部に信号が入力されたときに前記第２のモードとなり、前記比較部における比較動作を行い、前記被測定照度値が前記所定の定数に等しくなるまで、前記比較動作と、前記データテーブル内の、電圧の量子化値に対する照度値の起点のシフトとを繰り返し、該シフト動作終了時の、シフト量の値を、前記設定値記憶部に設定値として記憶するようにしたことを特徴とする照度センサ。
【請求項２】
前記所定の定数がゼロであることを特徴する請求項１記載の照度センサ。
【請求項３】
灯体に接続されて該灯体の照度を外部からの照度制御信号にもとづき調整する調光端末器と、前記照度制御信号を出力する照明制御装置と、該照明制御装置に設けられた伝送線とを有して、前記伝送線に前記調光端末器及び、前記灯体による光を受光する請求項１又は請求項２のいずれかに記載の照度センサが接続されてなり、前記照度センサの被測定照度値を前記伝送線を介して前記照明制御装置に送信し、前記照明制御装置から前記被測定照度値にもとづいた照明制御信号を前記伝送線を介して前記調光端末器に送信して、前記灯体の照度を調整するようにしたことを特徴とする照度制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、灯体等の光の照度値（被測定照度値）を検知する照度センサ及び、該照度センサを用いて灯体の照度制御を行う照度制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の照度センサの内部構成のブロック図を図５（ａ）に示す。照度センサ１は灯体１１（図３参照）からの反射光（つまり灯体１１による部屋や空間の光）等の光１６を受光部２で受光し、受光した光の照度値（被測定照度値と称する）を演算し、被測定照度値を伝送ドライブ部７により、伝送信号として伝送線８（多重伝送ライン）へ送出し、照明制御装置１３（図３参照）に送信する機能を有する。そして、照明制御装置１３では、照度センサ１からの被測定照度値にもとづき、前記灯体１１に接続された調光端末器１２（図３参照）を介して、灯体１１の照度を調整する。
【０００３】
次に照度センサ１の内部構成及び機能の概要について説明する。光１６は受光部２で受光されて電気信号に変換され、この電気信号は増幅部３で増幅されて電圧Ｖとして出力される。次に、電圧Ｖは、演算部４内のＡ／Ｄ変換部５で、量子化されてデジタル信号に変換される。演算部４は、量子化された電圧値（ステップ数）と照度値との対応を記憶したデータテーブル６を有しており、このデータテーブル６にもとづいて、電圧値（ステップ数）が照度値に変換され、これが受光した光１６の照度値（被測定照度値）として出力される。出力された被測定照度値は、伝送ドライブ部７により、伝送信号として伝送線８へ送出される。
【０００４】
次にデータテーブル６の概要について説明する（図５（ｂ））。ステップとは量子化における刻み値を意味し、例えば、Ａ／Ｄ変換部５で使用するマイコンが５［Ｖ］動作で、８ビット（＝２５６）変換である場合、１ステップは、次のようになる。
【０００５】
１ステップ＝５［Ｖ］／２５５＝約０．０２［Ｖ］
そして、電圧Ｖをこのステップで量子化し、その量子化値（以降ステップ数と称する）に対応した照度（０，Ｌ１，Ｌ２，・・）をデータテーブル６として記憶しておくことにより、電圧Ｖ−照度変換が行われる。
【０００６】
この関係を図６に示す。受光した光１６の本来の照度（受光照度：０，ｌ１，ｌ２，・・ｌｎ）が、受光部２及び増幅部３及びＡ／Ｄ変換部５によりステップ数（０，１，２，・・ｎ）に変換される。そして、データテーブル６により、ステップ数に対応する照度値（０，Ｌ１，Ｌ２，・・Ｌｎ）に変換され、この照度値が被測定照度値として出力される。
【０００７】
以上のようにして、受光した光１６の照度値（被測定照度値）が照度センサ１で計測される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図６に示したように、照度センサ１の計測特性は、受光照度に対する被測定照度が０（ゼロ）点を通る一次式であることが理想的である。
【０００９】
しかしながら、主に増幅部３の有するオフセット分により、０点を通らないことが一般的である。例えば、図６の実線の特性に示したように、本来の照度（受光照度）が０で、ステップ数が０で出力され、データテーブル６の変換により被測定照度が０と演算されれば問題はない。しかし、破線の特性に示すように、本来の照度（受光照度）が０に対して、オフセット分が影響してステップ数が２で出力され、データテーブル６の変換により被測定照度がＬ２と演算されると、これは計測誤差となる。よって、このオフセット分をキャンセルする必要がある。また、このオフセット分の量（オフセット量）は、増幅部３に使用する部品のロットによるばらつきを持っており、製品となる照度センサに対して、オフセット量を一義的に決定づけて、予め調整することは不可能である。
【００１０】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、製品毎に、オフセット分を容易にキャンセルし、計測誤差を低減できる照度センサ及び、この照度センサを用いた精度の高い照度制御システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、光を受光し電気信号に変換する受光部と、前記電気信号を増幅して電圧を出力する増幅部と、前記電圧にもとづき被測定照度値を演算する演算部と、前記被測定照度値を伝送信号で伝送線へ送出する伝送ドライブ部を有してなり、前記演算部は、前記電圧を量子化するＡ／Ｄ変換部と、前記電圧の量子化値と照度値との対応を記憶したデータテーブルとを具備して、前記光の被測定照度値を演算して伝送線へ送出する照度センサにおいて、前記演算部に、前記データテーブルを補正する補正用設定部を備え、該補正用設定部で設定された設定値にもとづき、前記データテーブル内の、前記量子化値に対する前記照度値の起点をシフトするようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
更に、請求項１記載の発明は、前記演算部に、被測定照度値を演算する第１のモードと、前記データテーブルを補正する第２のモードとを切り替えるモード切替信号入力部と、被測定照度値と所定の定数とを比較する比較部と、さらに前記補正用設定部に設定値を記憶する設定値記憶部を備え、前記モード切替信号入力部に信号が入力されたときに前記第２のモードとなり、前記比較部における比較動作を行い、前記被測定照度値が前記所定の定数に等しくなるまで、前記比較動作と、前記データテーブル内の、電圧の量子化値に対する照度値の起点のシフトとを繰り返し、該シフト動作終了時の、シフト量の値を、前記設定値記憶部に設定値として記憶するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の照度センサにおいて、前記所定の定数がゼロであることを特徴するものである。
【００１４】
請求項３記載の発明は、照度制御システムとして、灯体に接続されて該灯体の照度を外部からの照度制御信号にもとづき調整する調光端末器と、前記照度制御信号を出力する照明制御装置と、該照明制御装置に設けられた伝送線とを有して、前記伝送線に前記調光端末器及び、前記灯体による光を受光する請求項１又は２のいずれかに記載の照度センサが接続されてなり、前記照度センサの被測定照度値を前記伝送線を介して前記照明制御装置に送信し、前記照明制御装置から前記被測定照度値にもとづいた照明制御信号を前記伝送線を介して前記調光端末器に送信して、前記灯体の照度を調整するようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る照度センサ及び、その照度センサを用いた照度制御システムについて図１乃至図４にもとづき説明する。
【００１６】
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態の照度センサの内部構成のブロック図である。光１６は受光部２で受光されて電気信号に変換され、この電気信号は増幅部３で増幅されて電圧Ｖとして出力される。次に、電圧Ｖは、演算部４内のＡ／Ｄ変換部５で、量子化されてデジタル信号に変換される。演算部４は、量子化された電圧値（ステップ数）と照度値との対応を記憶したデータテーブル６を有しており、このデータテーブル６にもとづいて、電圧値（ステップ数）が照度値に変換され、これが受光した光１６の照度値（被測定照度値）として出力される。出力された被測定照度値は、伝送ドライブ部７により、伝送信号として伝送線８へ送出される。
【００１７】
ここで、演算部４内部に補正用テーブル６ａ及び、外部に補正用設定部９を具備する。補正用設定部９では、有限な数値（０，１，２，・・Ｓ）を自在に設定することができ、補正用テーブル６ａでは、この数値（設定値）を開始ステップ（０，１，２，・・ｓ）として記憶する。開始ステップは、量子化された電圧値（ステップ数）と照度値の対応において、照度値の起点となるもので、例えば開始ステップが０である場合、従来例と同様に、ステップ数（０，１，２，３，・・）に対して照度値（０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・）が対応する。開始ステップが１である場合、照度値の対応が１ステップ分シフトし、ステップ数（０，１，２，３，・・）に対して照度値（０，０，Ｌ１，Ｌ２，・・）が対応する。さらに、開始ステップが２である場合、照度値の対応が２ステップ分シフトし、ステップ数（０，１，２，３，・・）に対して照度値は（０，０，０，Ｌ１，・・）が対応する。このように開始ステップの値分、量子化された電圧値（ステップ数）に対して照度値の起点がシフトする。
【００１８】
以上の内容を図１（ｂ）及び（ｃ）に示す。補正用設定部９で設定された設定値（Ｓ）は、補正用テーブル６ａで開始ステップ（ｓ）として置き換えられ、開始ステップ（ｓ）の値分、量子化された電圧値（ステップ数）に対して照度値がシフトし、ステップ数（ｎ）に対して照度値Ｌｎ−ｓが対応する。図（ｃ）では、設定値（Ｓ）＝０及び２の場合を例にあげてデータテーブル６の内部のデータを示す。
【００１９】
このように、演算部４に補正用設定部９を設け、外部から自在に、データテーブル６の量子化された電圧値（ステップ数）と照度値との対応をシフトさせることができるので、照度センサ１の製品毎にオフセット分を容易にキャンセルすることができるという効果を奏する。
【００２０】
図２は本発明の第２の実施の形態の照度センサの内部構造のブロック図である。本実施の形態では、演算部４に（モード切替）信号入力部１０及び設定値記憶部９ａ（以降、記憶部９ａと称する）を具備し、また、演算部４内部に比較部６ｂを具備する。
【００２１】
信号入力部１０から信号が入力されると、演算部４は、被測定照度値を演算する第１のモードから、データテーブル６を補正する第２のモードに切り替えられる。第２のモードでは比較部６ｂが機能し、被測定照度値と所定の値とを比較し、両者の値が一致するまで、データテーブル６のステップ数と照度値との対応をシフトし、そのシフト量をカウントする。そして、シフト動作終了時のシフト量を、設定値記憶部９ａに記憶する。
【００２２】
ここで、前記の所定の値を０（ゼロ）とし、受光部２に光が全く入らない状態において、信号入力部１０に信号を入力して第２のモードを動作させると、被測定照度値が０になるまでシフト動作が行われる。そして、比較終了すなわち０（ゼロ）点補正が行われたときの開始ステップの値が、設定値として記憶部９ａに記憶される。そして、第１のモードで、記憶部９ａに記憶された設定値を用いることによりオフセット分をキャンセルした状態で、照度計測を行うことができる。
【００２３】
この動作の一例を図３のフローチャートに示す。先ず、照度センサ１を光の全く無い暗所に置く、あるいは受光部２を遮光する等して、受光照度が０となるようにする。この状態で、信号入力部１０に信号を入力すると、第２のモードつまりデータテーブル６を補正するモードが動作する（４１）。次に補正用の設定値Ｓが０に初期化され（４２）、この状態でデータテーブル６を用いて照度値演算がなされる（４３）。次に照度値演算によって出力された被測定照度値が０であるかを比較部６ｂで判断し、０であれば、設定値Ｓ＝０として、記憶部９ａに記憶する。０でなければ、データテーブル６の照度値を１回シフトし（４５）、設定値Ｓに１を加算する（４６）。そして、再度、照度値演算（４３）を行い、以下同様の操作を行う。この操作は、被測定照度値が０となるまで、繰り返し行われる。そして、被測定照度値が０になった時点の設定値Ｓの値を記憶部９ａに記憶する。
【００２４】
このように、演算部４に、データテーブル６を補正する機能と、その補正を行うモードに切り替える信号入力部１０と、補正終了時のシフト量を補正用の設定値として記憶する記憶部９ａを有するようにしたので、受光部２に光が全く入らない状態において、自動で０（ゼロ）点補正、つまりオフセットのキャンセルを行うことができるという効果を奏する。
【００２５】
図４は本発明の第３の実施の形態として、第１又は第２の実施形態の照度センサを用いた照度制御システムを示す図である。
【００２６】
天井１４に、前記の第１又は第２の実施形態の照度センサ１及び灯体１１を設置する。灯体１１には、灯体１１の照度を調整する調光端末器１２を接続する。そして、照度センサ１及び調光端末器１２を、照明制御装置１３に設けられた伝送線８（多重伝送ライン）に接続する。
【００２７】
照度センサ１は、灯体１１からの反射光等の光１６を受光し、受光した光の被測定照度値を演算し、被測定照度値を伝送信号として伝送線８へ送出し、照明制御装置１３に送信する。そして、照明制御装置１３では、照度センサ１からの被測定照度値にもとづき、前記灯体１１に接続された調光端末器１２を介して、灯体１１の照度を調整する。
【００２８】
第１又は第２の実施形態の照度センサ１により、正確に光１６の照度を演算して求めるので、精度よく灯体１１の照度調整を行うことができる。これにより、灯体１１の適切に無駄な明るさを省いて省エネ効果を図ることができる。
【００２９】
このように、照明制御装置１３及び調光端末器１２を有する照明制御システムに、本発明の照度センサ１を用いたので、精度よく灯体１１の照度調整を行うことができるという効果を奏する。
【００３０】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の請求項１記載の発明によれば、光を受光し電気信号に変換する受光部と、前記電気信号を増幅して電圧を出力する増幅部と、前記電圧にもとづき被測定照度値を演算する演算部と、前記被測定照度値を伝送信号で伝送線へ送出する伝送ドライブ部を有してなり、前記演算部は、前記電圧を量子化するＡ／Ｄ変換部と、前記電圧の量子化値と照度値との対応を記憶したデータテーブルとを具備して、前記光の被測定照度値を演算して伝送線へ送出する照度センサにおいて、前記演算部に、前記データテーブルを補正する補正用設定部を備え、該補正用設定部で設定された設定値にもとづき、前記データテーブル内の、前記量子化値に対する前記照度値の起点をシフトするようにしたので、製品毎に、オフセット分を容易にキャンセルし、計測誤差を低減できる照度センサを提供することができた。
【００３１】
更に、請求項１記載の発明においては、前記演算部に、被測定照度値を演算する第１のモードと、前記データテーブルを補正する第２のモードとを切り替えるモード切替信号入力部と、被測定照度値と所定の定数とを比較する比較部と、さらに前記補正用設定部に設定値を記憶する設定値記憶部を備え、前記モード切替信号入力部に信号が入力されたときに前記第２のモードとなり、前記比較部における比較動作を行い、前記被測定照度値が前記所定の定数に等しくなるまで、前記データテーブル内の、電圧の量子化値に対する照度値の起点をシフトし、該シフト動作終了時の、シフト量の値を、前記設定値記憶部に設定値として記憶するようにしたので、自動でオフセットのキャンセルを行うことができるという効果を奏する。
【００３２】
請求項２記載の発明においては、前記所定の定数をゼロとしたので、自動で０（ゼロ）点補正として、オフセットのキャンセルを行うことができるという効果を奏する。
【００３３】
請求項３記載の発明においては、照度制御システムとして、灯体に接続されて該灯体の照度を外部からの照度制御信号にもとづき調整する調光端末器と、前記照度制御信号を出力する照明制御装置と、該照明制御装置に設けられた伝送線とを有して、前記伝送線に前記調光端末器及び、前記灯体による光を受光する請求項１又は２のいずれかに記載の照度センサが接続されてなり、前記照度センサの被測定照度値を前記伝送線を介して前記照明制御装置に送信し、前記照明制御装置から前記被測定照度値にもとづいた照明制御信号を前記伝送線を介して前記調光端末器に送信して、前記灯体の照度を調整するようにしたので、精度よく灯体の照度調整を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の照度センサを示す図であり、（ａ）は照度センサ内部のブロック図、（ｂ）はデータテーブルの内容を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の照度センサの内部のブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の照度センサの補正動作のフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施の形態として、本発明の照度センサを用いた照度制御システムを示す図である。
【図５】従来の照度センサを示す図であり、（ａ）は照度センサ内部のブロック図、（ｂ）はデータテーブルの内容を示す図である。
【図６】照度センサの計測特性を示す図である。
【符号の説明】
１    照度センサ
２    受光部
３    増幅部
４    演算部
５    Ａ／Ｄ変換部
６    データテーブル
６ａ  補正用テーブル
６ｂ  比較部
７    伝送ドライブ部
８    伝送線（多重伝送ライン）
９    補正用設定部
９ａ  （設定値）記憶部
１０  （モード切替）信号入力部
１１  灯体
１２  調光端末器
【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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