(57)【要約】【課題】内蔵電源の電圧が低下しても照度センサの検出精度が低下しない無線照度センサを提供することを目的とする。【解決手段】本体１aと；前記本体１aに配設される電源１ｃと；前記本体１aに配設され、前記電源１ｃによって動作する照度センサ４と；前記照度センサ４から出力されるアナログデータを前記電源１ｃの電圧を用いてデジタルデータに変換する変換部２０ｄと；前記電源１ｃの駆動時間を計時する計時部２０aと；前記計時部２０aによる計時時間および前記電源１ｃの出力電圧と駆動時間との関係および前記照度センサ４を動作させる電源電圧と照度センサ４で検出した検出値をデジタルデータに変換した値の変化率との関係から前記変換部２０ｄによって変換されたデジタルデータを補正する補正手段２０ｃと；前記補正手段２０ｃによって補正されたデジタルデータを無線通信によって出力する無線通信部２１と；を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と；
前記本体に配設される電源と；
前記本体に配設され、前記電源の電力によって動作する照度センサと；
前記照度センサから出力されるアナログデータを前記電源の電圧を用いてデジタルデータに変換する変換部と；
前記電源の駆動時間を計時する計時部と；
前記計時部による計時時間および前記電源の出力電圧と駆動時間との関係および前記照度センサを動作させる電源電圧と照度センサで検出した検出値をデジタルデータに変換した値の変化率との関係から前記変換部によって変換されたデジタルデータを補正する補正手段と；
前記補正手段によって補正されたデジタルデータを無線通信によって出力する無線通信部と；
を具備することを特徴とする無線照度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照度を検出しこの検出値を無線にて出力する無線照度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスなどにおいて照度センサを利用し、照度センサの検出値が目標照度になるように照明器具を調光制御することによって、昼光を利用した省エネルギーな照明制御が行われている。  
【０００３】
このような照明制御システムでは、天井面に照度センサが設けられ床面や机上面等からの反射光を検出している。このため、例えば机上面の反射率が変化すると検出する照度値が変化してしまい、机上面を所望の照度にすることができなくなる。
一方、照度センサを具備したリモコン装置によって、照明制御を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このリモコン装置は、照度センサで測定した照度と予め設定された目標照度とを比較し、所望の照度となるような照明制御信号を照明器具に無線で送信するものである。このように、リモコン装置で検出した照度検出値で照明制御を行うことができるため、例えばリモコン装置を机上面に載置しておけば、机上面の反射率に依存することなく机上面照度を一定に制御することができる。
【特許文献１】特開平２−１８９８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記リモコン装置は内蔵電源の電力によって照度センサを動作させ無線通信を行わなければならないため、使用に伴い内蔵電源の電圧が低下することになる。照度センサは動作電圧の変化に伴い検出値が変化するが、上記特許文献には内蔵電池の電力低下に伴う照度センサの検出値の変化についてはなんら考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑みなされたものであり、内蔵電源の電圧が低下しても照度センサの検出精度が低下しない無線照度センサ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】
【０００７】
本発明の請求項１に係る無線照度センサは、本体と；前記本体に配設される電源と；前記本体に配設され、前記電源の電力によって動作する照度センサと；前記照度センサから出力されるアナログデータを前記電源の電圧を用いてデジタルデータに変換する変換部と；前記電源の駆動時間を計時する計時部と；前記計時部による計時時間および前記電源の出力電圧と駆動時間との関係および前記照度センサを動作させる電源電圧と照度センサで検出した検出値をデジタルデータに変換した値の変化率との関係から前記変換部によって変換されたデジタルデータを補正する補正手段と；前記補正手段によって補正されたデジタルデータを無線通信によって出力する無線通信部と；を具備することを特徴とする。
本発明及び以下の請求項の各発明において、特に指定しない限り、用語の定義及び技術的意味は次による。
無線照度センサは、オフィス等において、照明装置等の制御対象装置を制御するために用いられる装置であるが、これに限定されない。
電源は、例えば、１次電池、２次電池などを使用することができる。
【０００８】
電源の出力電圧と駆動時間との関係とは、例えば無線照度センサが待機状態で照度検出等を行っていない状態における電源の駆動時間と出力電圧との関係であってもよいし、照度検出および検出値の送信等の電源の消耗を考慮した駆動時間と出力電圧との関係であってもよい。例えば、照度センサによる照度の検出回数および検出値の送信回数によって計時している駆動時間または所定の計時時刻における出力電圧を変化させるように設定してもよい。
【０００９】
無線通信部は、例えば、電波通信、赤外線通信、可視光通信、その他の無線通信によって通信することができる。また、双方向通信可能であってもよいし、送信のみ行う構成であってもよい。
照度センサは、例えばフォトトランジスタを使用することができるがこれに限定されない。
【００１０】
無線照度センサは、例えばリモコン装置などによって無線通信部を介して各設定を行うことができる。例えば、無線照度センサのアドレス、無線通信部の入力レベル、出力レベル、照度センサの検出間隔、照度検出値の送信間隔、照度センサの検出電圧と照度値との変換率、所定の電圧における照度検出値の初期値などを設定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１の無線照度センサによれば、電源の電圧低下によって照度センサの検出精度が低下することなく、所定位置における照度を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施の形態により説明する。  
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無線照度センサが利用される環境の例を説明するための図である。
無線照度センサ１は、オフィス、舞台等の建物内の空間において天井２に取り付けられた複数の照明装置３、３、３を制御するために、用いられる。
複数の照明装置３、３、３は信号線４を介して制御端末器５と接続され、制御端末器５は伝送線６を介して中央制御装置７と接続されている。
【００１３】
照明装置３は、制御端末器５からの調光信号によって所望の調光率で点灯制御される。
制御端末器５は、無線照度センサ１およびその他無線機器と無線通信可能に構成されている。
【００１４】
また、制御端末器５には、制御対象である照明装置３によって照明される照明領域の目標照度が設定されており、この目標照度は、例えば中央制御装置７から伝送線６を介して設定でき、また、リモコン装置などを用いて無線通信によって設定することも可能である。
【００１５】
無線照度センサ１は、本体1aの表面に照度検知部４aを有する照度センサ４を有しており、電源のオンオフを行う操作キー部１bと、入力内容、操作内容等を表示するための液晶表示装置等の表示部１cとを有している。
無線照度センサ１は、照度センサ４によって照度を検出し、検出値を無線通信によって制御端末器５へ送信する。
【００１６】
なお、無線照度センサ１は、無線通信によってリモコン装置などの設定器から各種設定を行うことができる。ここでは、無線照度センサ１のアドレスと検出間隔、送信間隔、目標照度を設定する。
無線照度センサ１のアドレスとは、無線通信を行うために設定された個別の情報である。
検出間隔とは、照度センサを動作させて照度を検出する時間間隔であり、例えば１分に１回検出するように設定する。
送信間隔とは、検出した照度値を送信する時間間隔であり、例えば上記検出間隔に合わせて１分間に１回送信するように設定する。
【００１７】
目標照度とは、無線照度センサ１が設置される場所の目標照度である。無線照度センサ１は、照度検出値を送信してもよいし、例えば照度検出値と目標照度値とを比較し、目標照度に対して検出照度値が低い場合には照明装置３の出力を上げる制御信号を送信してもよいし、照度検出値と目標照度値がほぼ同じ場合には検出値の送信を行わないという制御を行ってもよい。
次に無線照度センサ１によって照明装置３を制御する方法について説明する。
【００１８】
まず、机上面等に設置した無線照度センサ１の操作キー部１ｂをオンにし、無線照度センサ１を動作させる。無線照度センサ１は、予め設定された検出間隔および送信間隔に従って照度を検出し、検出値を出力する。制御端末器５は無線照度センサ１から受信した照度検出値と自己に設定された照度目標値とを比較し、照明装置３の照明制御信号を出力する。このようにして、無線照度センサ１が設置された場所における照度を目標照度に一定制御することができる。
このとき無線照度センサ１は、照明装置３からの照明光を直接検出するため、机上面の反射率等に影響されることがない。
図２は、無線照度センサ１を示すブロック図である。
本体１aには、操作キー部1bが配設されており、本体１aに内蔵された電源部としての電池１ｃの電源供給をオンオフ操作することができる。
電池１ｃは、一対の電源線１０a、１０bを介してマイコン２０と接続されてマイコン２０に電力を供給する。
【００１９】
照度センサ４は、フォトトランジスタからなり、電池１ｃの正極側と電源線１０ｃを介して接続されて電力が供給されるとともに、電力線１１aを介してマイコン２０と接続されて検出した検出値をマイコン２０へ出力する。さらに、照度センサ４とマイコン２０とは電力線１１ｂを介して接続され、電力線１１ｂの中間部にはスイッチング手段１ｄが設けられている。スイッチング手段１ｄは、マイコン２０の制御によってオンオフが行われるものであり、このオンオフによって照度センサ４への電源供給を行っている。すなわち、電源線１０ｃからは操作キー部１ｂの操作によって電池１ｃがオンになっているときに常に電池１ｃの正極の電圧が供給されているが、スイッチング手段１ｄがオンとなり電力線１１ｂから所定の電位以上の電力が供給される場合には照度センサ４は動作しない。そして、スイッチング手段１ｄがオフになり電力線１１ｂから供給される電圧が所定の電圧以下に低下すると照度センサ４は動作する。照度センサ４は、このように電圧が供給されて動作しているときに、検出した検出値を電力線１１aを介してアナログデータとしてマイコン２０に出力する。このように、マイコン２０を所望の間隔で制御することによってスイッチング手段１ｄをオンオフ動作させ、照度センサ４の検出間隔を制御することができる。なお、マイコン２０による所望の検出間隔は記憶部２０ｂに記憶された時間間隔に従って制御される。
【００２０】
マイコン２０は、電池１cから電源が供給されている時間を計時可能な計時部２０a、電池１cの出力電圧と経過時間との関係および照度センサ４を動作させる電池１ｃの電圧と照度センサ４から出力される出力値のデジタルデータの変化率との関係が記憶されている記憶部２０b、補正手段としての演算部２０ｃ、照度センサ４から出力されるアナログデータをデジタルデータに変換する変換部２０ｄを有している。
無線通信部２１は、マイコン２０に接続されており演算部２０ｃで補正されたデータを無線通信にて送信する無線通信機能を有している。
照度センサ４によって検出された照度値は、アナログデータの電圧として電力線１１aを介してマイコン２０内の変換部２０ｄに入力される。
図３は、変換部２０ｄに入力される電圧およびアナログデータおよびデジタルデータの信号の流れの説明図である。
【００２１】
変換部２０ｄは、電池１ｃのリファレンス電圧Ｖrefおよびアナログデータとしての電圧が入力されており、両電圧の比をデジタルデータとして変換している。そして、デジタルデータに変換された検出値は、演算部２０ｃに出力される。
【００２２】
演算部２０ｃは、時間を計時する計時部２０aおよび記憶部２０ｂに対して適宜データの読み出し、または書き込みが行えるように構成されている。また、電圧値を照度値に換算する機能および入力されたデジタルデータまたは換算された照度値を補正する機能を有している。
そして、最終的に補正された照度値を無線通信部２１に出力することができる。
以下、デジタルデータの補正方法について説明する。
【００２３】
変換部２０ｄは電池１ｃのリファレンス電圧Ｖrefと入力されたアナログデータの電圧値との比を用いてデジタルデータに変換しているため、電池１ｃの消耗に伴いリファレンス電圧Ｖrefが低下すると、同じアナログデータの値に対してデジタルデータの値が変化する。
図４は、電池１ｃの駆動時間と出力電圧の関係を示すグラフである。
このように、電池１ｃは駆動時間に伴い非線形に電圧が降下し、この降下曲線は電池１ｃの特性や動作状況によって変化する。
【００２４】
ところで、照度センサ４は、同照度を計測したときに照度センサ４に供給される電力の電圧値と出力される検出値としての電圧値とが線形の関係を有していれば、変換部２０ｄでデジタルデータに変換された値は電池１ｃの出力電圧値によらず一定となる。
電池１ｃの出力電圧値によらずデジタルデータが一定となる上記仮定について説明する。
【００２５】
例えば、照度センサ４に供給される電池１ｃの電圧およびリファレンス電圧ＶrefをＸとし、ある所定の照度下において照度センサ４から出力される検出値としての電圧値がaであったとする。このとき、デジタルデータは入力される電圧値aとリファレンス電圧Ｖrefの値Ｘの比で変換されるため、変換後のデジタルデータの値はa/Ｘとなる。ここで、仮に電池１ｃの出力電圧が半分になったとすると、照度センサ４から出力される検出値としての電圧値は、照度センサ４に供給される電圧に比例するためa/２となる。さらに、変換部２０ｄにおいてこの検出値としての電圧値を変換するときは、リファレンス電圧ＶrefのＸ/２との比で変換されるため、変換後のデジタルデータの値はa/Ｘとなり電池１ｃの電圧によらず一定となる。
【００２６】
このように、上記仮定の通りであれば実際の照度が一定であれば電池１ｃが消耗しても照度センサ４の検出値としてのデジタルデータの値は結果的に変化しないと考えられる。
【００２７】
しかしながら、例えばフォトトランジスタから構成される照度センサ４を用いた場合には入力電圧によって出力特性が変化するという傾向があり、このためにデジタルデータの値は電池１ｃの消耗によって変化することがわかった。
【００２８】
図５は、横軸に電池１ｃの電圧を示し、縦軸に照度センサ４で検出した電圧値をデジタルデータに変換した値の変化率を示している。なお、電池１ｃの電圧が３Ｖのときのデジタルデータの変化率を１としている。
【００２９】
図５から、電池１ｃの電圧が低下するに従って変化率が大きくなっていることがわかる。一方、電池１ｃは図４に示したように駆動時間によって電圧が低下していくため、所定の駆動時間がわかれば電池１ｃの電圧が分かり、電池１ｃの電圧がわかれば照度センサ４から出力される検出値の変化率がわかる。
【００３０】
そこで、本願発明の無線照度センサ１では、記憶部２０ｂに電池１ｃの駆動時間と電圧の関係および照度センサ４の入力電圧とアナログデータとしての検出値をデジタルデータに変換したときの値の変化率の関係を記憶しておき、各々の関係と計時部２０aによって計時した電池１ｃの駆動時間を用いて、演算部２０ｃによってデジタルデータを補正するように構成されている。
【００３１】
さらに、記憶部２０ｂには使用する電池１ｃの駆動時間と電圧との関係、電池１ｃの電圧と変換後のデジタルデータの変化率の関係の他、電圧値と照度値の換算式を記憶しておく。また、電池１ｃの電圧の初期状態の電圧、例えば３Ｖのときに所定の明るさを検出しておき、このときのデジタルデータとしての電圧値と電池１ｃの電圧との関係を初期値として記憶しておく。
【００３２】
演算部２０ｃは、変換部２０ｄからデジタルデータが入力される毎に計時部２０aおよび記憶部２０ｂから所望のデータを読み出し、デジタルデータを補正する。
【００３３】
なお、変換部２０ｄでは予め補正前のデジタルデータの電圧値から照度値に換算した後に補正を行ってもよいし、デジタルデータの電圧値を補正した後に照度値に換算してもよい。さらに、電圧値から照度値への換算を行わない構成であってもよい。
【００３４】
また、電池１ｃの電圧低下は照度センサ４の検出回数、無線通信部２０eの通信回数にも依存するため、これらの設定も考慮して、電池１ｃの電圧と駆動時間の関係を適宜修正するようにしてもよい。
以上説明したように、電池１ｃの電圧が変化しても照度センサ４で検出する照度値の精度が低下しないように補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線照度センサが利用される環境の例を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る無線照度センサの構成の例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る無線照度センサの変換部の説明図である。
【図４】電池の駆動時間と電圧を示すグラフである。
【図５】駆動電圧と照度センサの検出値をデジタルデータに変換した値の変化率とを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１  無線照度センサ、１a  本体、１ｃ  電源としての電池、４  照度センサ、２０a 計時手段としての計時部、２０c  補正手段としての演算部、２０d  変換部、２１  無線通信部、
【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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