(57)【要約】      （修正有）【課題】地球温暖化対策として省エネが求められている中で、常時使用する照明装置において、最適な明るさで点灯させる事、および環境変化に対する精度、きめ細かい設定、低コストなどを実現する。【解決手段】明るさを検出する素子を複数として使用する場所の明るさの他にこの明るさを変化させる要因を検出して補正をする事で外部環境が変化しても設定した明るさからのズレが少なくなる。工場製造時での基準条件動作下での設定値を基準値とする事で設置現場での照明素子、素子動作装置などのバラツキによる影響を少なくする。照明装置１個毎に明るさセンサを配置できるようにし設定信号を受けて演算処理をする事で個々の照明装置の明るさを個別に設定できる。制御装置は個別制御装置を持つ事で集中制御装置の制御とは異なる制御を１個だけ独立でする事が可能になる。【選択図】図２
2009187920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明素子とそれを動作させる回路と使用場所の明るさを検知する素子と照明素子の点灯輝度を検知する素子と使用場所の反射状態を検出する素子で構成される明るさ検出機能と使用場所の明るさを設定する信号を受ける機能とこの明るさ設定信号と各明るさ検出値を演算処理する機能を有する照明素子側の明るさ調整点灯装置と明るさ設定信号を送る制御装置から構成される照明自動照度調整装置に関する。制御装置は同時に複数の明るさ調整点灯装置を制御できる集中制御装置と１個ごとに制御可能な個別制御装置で構成する。
使用場所の明るさは外部の光などで変化する為、使用場所の明るさを点灯装置側配置の素子で検出し基準データと比較し必要な明るさを維持する。
使用する場所の明るさを検出するときに測定場所の反射状態で明るさが変化するので基準となる反射板を用いたときの検出値と設置場所の検出値を比較し使用場所の明るさ検出値を補正する。
明るさ調整点灯装置は工場製造時に照明素子と素子ドライブ回路を接続して初期基準状態値を自動的に設定し記憶できる機能を持ち、設置環境でバラツキを少なくした精度の高い明るさ調整点灯装置を提供できる事を特徴とする。
【請求項２】
照明用自動照度調整装置は１個の集中制御装置と複数の明るさ調整点灯装置で構成され、各明るさ調整点灯装置にＩＤを付与し、集中制御装置からの制御信号にＩＤ信号を添付する事で同時に各明るさ調整点灯装置を異なる明るさに設定にする事ができる。
集中制御装置、個別制御装置は明るさ調整点灯装置へ片方向で信号を送る。信号は有線、無線、光などを使用する事を特徴とする。
【請求項３】
明るさ調整点灯装置は集中制御装置、個別制御装置からの１度だけ送られる信号、或いは間歇的に送られる信号を受信し演算処理を行う。演算処置中は次の信号が受信されるまで受信データの保管機能を持つ事を特徴とする。
【請求項４】
個別制御装置はＩＤ情報を明るさ調整点灯装置に転送する機能と個々に明るさ調整点灯装置の明るさ設定を行い送信する機能、照明素子の照射照度を測定する機能をもちその情報を明るさ調整点灯装置に送信する機能を持つ事を特徴とする。
【請求項５】
個別制御装置の信号伝送を可視光により行うことで使用場所の明るさ検出素子との共用を可能とする。
【請求項６】
使用場所の明るさを検出して照明素子の明るさを調整するが素子の定格点灯状態を越えない動作範囲の制限を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は最適な明るさを実現し省エネに貢献する照明装置に関する。
【背景技術】環境の明るさに対応させて照明の強度を変える事、具体的には明るさセンサを使用してその出力値で照明器具の電力を変化させる事は周知の技術である。
また、明るさの設定を遠隔操作で行う事、具体的には高周波の無線、或いは赤外線光などで行う事も周知の技術である。
この周知の技術の組み合わせと更に高度な技術を取り込むことで使用環境の明るさ精度を高める事が実現できる。これにより照明点灯時の無駄な電力が削減でき、使用者側に最適な使用環境を提供できる。【０００２】  Ａ  明るさ検知素子により蛍光灯明るさを変化或いは一定化する蛍光灯装置
特許文献１：特開２０００−３４０３８７
明るさセンサを使い蛍光灯輝度を一定化する装置（外光の入射をおさえ自己発光値を検出）
特許文献２：特開平６−３０２３８５
明るさセンサを使い蛍光灯照明照度を変化させる（外光値と自己発光照射による照度を検出）
特許文献３：特開平７−２３５３９０
明るさセンサを使い蛍光灯照明照度を一定化する（外光値と自己照射による照度を検出）
蛍光灯照度の一定化を行っているが設定（設計）明るさに合わせる為に設置時に別の照度計を使用して動作条件の設定が必要である。【０００３】  Ｂ  リモコンによる調光システム
特許文献４：実開平５−２５６９５
リモコンを使い白熱電灯の調光を行う、蛍光灯はオンとオフの制御を行う。
複数の照明器具を１個のリモコンで制御する
特許文献５：特開平７−２３５３９０
リモコンにより明るさ設定の操作を行う
室内をいくつかの区画に分けて区画内の複数の蛍光灯の設定操作を行う、別の区画は同じリモコンを使い異なる周波数で設定操作を行う。
【事例のもつ課題】
【０００４】Ａ  明るさを検知して蛍光灯明るさを一定にする
事例として紹介した従来の方法は室内の明るさ（照度）を検出してその出力を一定化するという周知の技術で構成されたものである。
文献１では蛍光灯の明るさ（輝度）は外部要因、例えば電源電圧の変動、蛍光灯を取り替えた場合などの変化に対して一定となるが外光（外部環境）の変化に対しては対応できない。
文献２では１個のセンサで明るさを調整するので明るさは照射面の反射状態の差異による外部からの光の影響度合いを知る事ができない。この為に最初の設置時に照射面に照度計を配置して設定の照度を作り出す作業が必要になる。
つまりこのシステムは明るさの外光の影響を含めた相対的な変化を検出して制御部を動作させているだけである。従って何らかの方法で基準値を与えないと絶対的な照度がわからない。最初に照度計を持ち出して絶対値を決めて条件を設定するという非常に煩雑な動作をとっている。
設置時のコストが大きくなり省エネにも反するものである。
いずれの方法も最適な明るさを最小のエネルギで設定できる自動調整方法ではない。
【０００５】Ｂ  制御部
従来の方法では文献３、４に示すようにワイヤレスリモコンで制御するという周知技術内容が示されているだけである。
文献４の方法は照明区画内の複数の蛍光灯を一括して調光する、また別の照明区画の蛍光灯操作も同じリモコンで行う様にできている。この為に他の照明区画の蛍光灯が動作しない様に周波数分割方式をとっている。従って照明区画内の蛍光灯でも照明区画外の蛍光灯でも１本だけを任意に操作する事が出来ない。またどれか１本の蛍光灯だけを別の制御装置で単独に操作する事が出来ない。つまり照明領域の全体を見たときに最小単位として蛍光灯１本毎で制御すると言う事ができない。最適な状態での動作でないので使用電力を最小にする事は難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】最適な明るさ設定ができること，制御方法の簡易化が課題である。
使用場所の状態（外部光の時間変化、気象状態での変化、蛍光灯の光が照射される面の状態、使用場所と蛍光灯に位置関係）への対応（精度の良い明るさ制御）
明るさ制御部を各種蛍光灯器具にあとから設置する場合には蛍光灯の発光効率のバラツキ、電子バラストの動作条件の差異などで動作点が変化し、明るさセンサからの出力が正規状態でも蛍光灯の点灯状態が変化し最適点からのズレが起きる事が課題である。【０００７】本発明の目的は消費電力をおさえ地球温暖化対策に寄与する事である。
従って従来の事例が示す単に遠隔操作するという全体を同じ条件で制御する方法では十分な電力低減が難しい。
その為、使用環境状態にあわせ決め細かな明るさ設定が必要である。
【課題を解決する為の手段】
【０００８】明るさセンサを点灯装置毎に設置し使用環境の明るさ変化情報を集め最適化する。
明るさ設定の精度向上ができる。
【０００９】蛍光灯の近傍に
使用場所の明るさを検出する素子を設置（照射面照度検出素子）
蛍光灯点灯輝度を検出する素子を設置（蛍光灯輝度検出素子）
使用場所の反射面の状態を検出するため素子を設置
Ａ：使用場所の照度を直接測定する方法ではリモコンに照度測定素子を内蔵させる（基準照度測定素子）
＊リモコンは明るさ調整点灯装置に照度測定値を送る装置で別に個別制御装置としても使える。
Ｂ：基準光を発光し使用場所で反射させ反射状態を測定する方法では蛍光灯側から基準光を出す発光素子とその反射光を受ける検出素子を設置（基準光発光素子と反射基準光測定素子）
【００１０】基準バラストと基準蛍光灯を組み合わせて明るさ調整装置を接続し蛍光灯を定格点灯状態で動作させる。蛍光灯管に近接して輝度計を配置し点灯輝度を測定する。カタログ等の表記値の管輝度になる様に蛍光灯輝度検出素子からの出力値で制御回路を調節する。
この出力値を基準値▲１▼とする。これが制御部の初期設定状態となり動作基準値が確定する。
基準値▲１▼は蛍光灯の輝度以外に管の電流測定値を使っても良い。
この基準値▲１▼をもとにして設置現場で蛍光灯とバラストが変わった時の動作基準値が決まる。
この動作基準値が使用場所の明るさで設定した明るさに自動的に調整される装置の基準値になる。また明るさ制御点灯時に定格点灯状態を越えないようにこの基準値▲１▼で監視をし、動作制限を設ける。
【００１１】設置場所での点灯照度を自動調整する為に工場で以下の動作設定を行う。
設置場所での使用場所に相当する基準となる照明照射面（反射板）を設定し、基準バラストと基準の蛍光灯の組み合わせで点灯して設定照度（たとえば１０００Ｌｕｘ）になる様に制御信号（設定値）で制御部の設定値を変える。（照度計を照射反射面におき１０００Ｌｕｘになるように設定）
蛍光灯輝度検出素子からの出力値を基準電圧▲２▼とする。
使用場所の明るさ検出素子の出力値を基準値▲３▼とする。
【００１２】使用場所の状態（反射特性）を検出する方法は以下の２種類がある。
Ａ：照明照射面の照度を直接測定する方法
前項の工場での動作設定時に基準照度測定素子を照射面に配置しその出力を基準値▲４▼とする。
Ｂ：基準光の反射状態を測定する方法
前項の工場での動作設定時に基準光発光素子を発光させて照射面からの反射光を反射基準光測定素子で測定する、この測定値を基準値▲５▼とする。
【００１３】つまり、基準状態で蛍光灯を点灯させたときの蛍光灯管の明るさとして基準値▲２▼が得られ、点灯により照射された面から反射されてくる明るさとして基準値▲３▼が得られる。
一方、この時の照射面の状態情報としてＡの方法を使ってこの面の照度値として基準値▲４▼が得られ、Ｂの方法を使ってこの状態での基準光の反射光測定値として基準値▲５▼が得られる。
この各基準値を基準動作状態（条件）として保管する事で設置現場での動作時にこの基準値をもとに設置現場での測定値を補正すれば照射面の照度を測定しなくても制御信号の設定値に合わせる事ができる。
【００１４】照射面の状態が変わると基準値▲４▼、或いは基準値▲５▼に相当する測定値が変わる。
外部の明るさ、壁の明るさ（反射状態）などが変わると基準値▲２▼に相当する部分が変わる。
これにより管の輝度出力値の基準値▲１▼に対するズレが出る。この輝度のズレを調整する事で設定値に近づける。
【００１５】制御信号の設定値は工場設定時に例えば１０００Ｌｕｘとして各基準値の設定をしているので制御装置から１０００Ｌｕｘの設定信号を受ければ使用場所の明るさを１０００Ｌｕｘの照度にするような輝度で点灯させる。受ける設定値が９００Ｌｕｘになると９００Ｌｕｘの照度になる輝度で点灯させる。
【００１６】遠隔操作を行う集中制御装置は明るさの設定値を作成しＩＤを付けて開始信号と終了信号を点けたセット信号として片方向で送信する。通信手段は無線、有線、光、音の何れでも成立する。
【００１７】明るさ制御装置は集中制御装置、或いは個別制御装置から１度、或いは間歇で送られてくる明るさ設定信号を使って使用場所の明るさ検出値と演算処理を行い蛍光灯の明るさを変化させる。演算途中の誤動作で設定信号が欠落するときの対策として演算部のデータ保管とは別に最初に設定信号を受信した時に次の設定信号が来るまでこのデータを保管しておく。
この為、設定信号は常時連続的に送る必要はない。
設定信号と明るさ検出値の演算処理は壁の蛍光灯のスイッチがオンになって蛍光灯が定格点灯し点灯状態が安定する時間を経過後にスタートする。
【００１８】従って信号が送信されるのは壁のスイッチが入れられて蛍光灯が点灯された時点と明るさを変更する為に設定値を変えた時である。
１台の集中制御装置は複数の明るさ制御点灯装置を制御する。
遠隔操作を無線で行う場合において信号減衰を起こす場合があるので途中の領域に複数の中継器を配置する事で制御できない領域をなくす事も可能である。
【００１９】個々の蛍光灯を個別制御する機能を持たせる個別制御装置は持ち運べるリモコン形態にする。
【００２０】リモコンは明るさ調整点灯装置に対し片方向の通信を行う。この為に制御信号を送信する素子を有する。リモコンからの信号を受ける明るさ調整点灯装置は受信素子を有する。
【００２１】制御信号送信素子は無線素子でも赤外線発光素子でも良いが本発明ではコスト削減の為に明るさ調整点灯装置の可視光特性の使用場所明るさを検知する素子を共用する方法も提案する。
【００２２】可視光特性の照射面照度検出素子は人間の目の視感度にあわせた波長特性になっている。
使用場所明るさ検知データと通信信号は赤外波長にも感度を持たせることで通信信号を分離する事が可能になる。
また同じ可視光で異なる信号を通信し処理するには使用場所明るさ検知データは低い周波数とし、信号通信は高い周波数としてそれぞれ分離する。複数の通信信号は変調周波数を複数に分けて分離する。
このリモコンは現在テレビ等で多く使用されている赤外線リモコンとは異なる。複数の搬送波を使用し複数の信号を分離して送る事と可視光の素子を使用しており、受信側ではとして使用場所の明るさ検知データも取り扱う信号多重化を可能としたものである。
【００２３】リモコンの変調周波数は数ｋＨｚから数百ｋＨｚのノイズの少ない周波数帯を使用する。
【００２４】リモコン動作は集中制御装置と同じ制御方法とする。
リモコンの操作は１個の蛍光灯を対象とするので隣の蛍光灯、あるいは離れた場所の蛍光灯を反応させない。つまり各蛍光灯の下の領域だけを反応領域とする。必要に応じて都度場所を変えてリモコン操作を行う。
リモコン信号には明るさ調整点灯装置の個別のＩＤを付与しない。操作を簡単にする目的と蛍光灯近接操作なので他の蛍光灯が反応する事がない為に不要である。
【００２５】リモコン（個別制御装置）の機能はＩＤ情報を明るさ調整点灯装置に転送する機能と個々に明るさ調整点灯装置の明るさ設定を行い送信する機能、照明素子の照射照度を測定する機能をもちその情報を明るさ調整点灯装置に送信する機能を持つ。
【００２６】リモコンは使用場所の反射状態を検知する基準照度測定素子を内蔵させその測定値を搬送周波数▲１▼で送る機能を持つ。搬送波▲１▼を受けて該当プログラムがスタートする。
【００２７】リモコンは個別の蛍光灯の明るさを単独で設定しその信号を搬送波▲２▼で送る機能を持つ。
搬送波▲２▼を受けて該当プログラムがスタートする。
【００２８】リモコンは各明るさ調整点灯装置へのＩＤ書き込み信号を搬送波▲３▼で送る機能を持つ。
各明るさ調整点灯装置へのＩＤ書き込みは明るさ調整装置を蛍光灯に取り付ける時に行われる。取り付け後に壁の蛍光灯スイッチをオン状態にして全部の蛍光灯を定格点灯状態にする。
リモコンにＩＤ番号を入力し、送信ボタンを押せばＩＤが搬送周波数▲３▼で明るさ調整点灯装置に送られる。搬送波▲３▼で書き込みプログラムがスタートし搬送波に含まれるＩＤを読み出し書き込みする。
各蛍光灯はそれぞれ異なるＩＤ番号になるので蛍光灯１本ごとにそれぞれの蛍光灯の下で書き込み作業を行う事になる。
【００２９】最初に蛍光灯部に明るさ調整装置を取り付けてＩＤを書き込む場合はＩＤ書き込み後、継続して自動で設置場所初期設定のプログラムがスタートする。
【００３０】リモコンから送られる信号はＩＤ付与、個別の蛍光灯で明るさ設定、使用場所の反射状態情報を有する照度測定値になる。扱う各信号で搬送周波数を変えている。搬送周波数を変えているのでリモコン側の送信素子は１個だけで良い。
受信側は使用場所の明るさを検知している素子を共用する事が可能で素子出力部に数Ｈｚのローパスフィルタと数ｋＨｚのハイパスフィルタを設けて明るさ信号とリモコン信号を分離する。
リモコン信号は各搬送周波数のバンドパスフィルタで分離しマイコンのそれぞれのＩＯ端子へ入力する。それによりそれぞれのプログラムがスタートする。
【００３１】リモコン信号は上記の様に複数の搬送周波数を使用しないで信号内容を区分する記号をつける事で一つの搬送周波数で送り受信側のマイコンで分離処理ができる。
【００３２】照明用自動照度調整装置は集中制御装置からのデジタル値の設定信号とアナログ値の明るさ信号をデジタル変換しマイコン上でデジタル演算処理を行う。明るさ信号はアナログ値なので集中制御信号をアナログ変換してアナログ回路で演算処理をする方法もある。
【発明の効果】
【００３３】照明素子の発光強度（輝度）データと使用場所の反射状態検出データと使用場所の明るさデータで設置場所の環境の変化を補正し、使用場所の必要な明るさに換算し、蛍光灯とバラストのバラツキを補正して遠隔操作で送られる設定信号値の明るさに合わせる。時間等で変化する外部の明るさに対し常に使用場所の明るさが設定の明るさになるように自動で調整される。
これにより、環境の変化に対し精度の高い明るさ状態を提供できる。
【００３４】集中制御装置からの設定信号値により、各明るさ調整点灯装置を任意の設定状態にできるので一つのフロアで個々の蛍光灯をそれぞれの場所に合わせた明るさ値に設定する事ができる。
また個別制御装置（リモコン）を使う事で集中制御装置の設定とは別に１個単位で蛍光灯の明るさを変える事ができる。
従って最適な明るさ設定をきめ細かく行う事が可能である。
【００３５】照明用自動照度調整装置の構成で通信を片方向にする、明るさ検出素子とリモコン通信素子の共用、明るさ調整装置としての取り付け作業の時間短縮などによりコストメリットが出せる。
【００３６】きめ細かい設定ができ、環境が変化してもその設定値からのズレを抑える事ができるのでこれまであった外部の明るさ対応方式の自動照度調整装置より省エネ効果を大きくできる。また設置コストの低減もはかれる。
【発明の形態】
【００３７】本発明の全体の構成図は図２になる。
蛍光灯の点灯部（蛍光灯と電子バラスト）とこの蛍光灯の明るさを制御する為の機能の異なる明るさ信号を検出する複数の素子と使用者が必要な明るさを設定する為の信号を受信する部分とそれぞれの信号を演算処理する部分で構成される明るさ調整点灯装置。
演算処理された照明素子の点灯状態を変化させる信号（調光信号）はアナログ変換して点灯部へ出力される。
明るさを設定する為の制御装置は複数の明るさ調整点灯装置を同時に制御できる集中制御装置と１個だけの明るさ調整装置を制御する個別制御装置（リモコン）で構成される。
また、ここまで照明素子の説明は蛍光灯を使ったがＬＥＤや有機ＥＬ、無機ＥＬなど各種照明素子に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図−１Ａ】：従来の明るさ調整方式の回路構成（照射面の明るさを検出して設定の明るさにする）
【図−１Ｂ】：従来の明るさ調整方式の回路構成（蛍光灯管の明るさを検出して一定にする）
【図２】：本発明の調整方式の回路構成（管の明るさ、照射面の明るさ、照射面反射状態を検知して明るさ調整）
【図３】：本発明の明るさ自動調整部のアナログ回路での構成（アナログ演算の概要を示す回路構成）
【図−１Ａ】
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【図−１Ｂ】
2009187920.tif 000004
【図２】
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【図３】
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