JP4747529B2

JP4747529B2 - 照明器具

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Publication number: JP4747529B2
Application number: JP2004219327A
Authority: JP
Inventors: 剛日野; 就司片山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2024-07-27
Also published as: JP2006040731A

Description

本発明は、照度センサを具備した照明器具に関するものである。

従来、照度センサを用いて、被照射面の照度を一定にするように光源の光出力比を制御する制御部を備えた照明器具があった。例えば、照度センサは、検知した被照射面の照度に比例する電圧を出力し、制御部は、被照射面が目的の照度となる照度センサのセンサ電圧を記憶しておき、センサ電圧が記憶した電圧となるように光源の光出力比を制御していた。（例えば、特許文献１参照）
特開昭５８−５３１８７号公報

通常、照度を調整するセンサ電圧の目標センサ電圧（目標値）設定は、照明器具の設置後に行われている。そして目標センサ電圧の設定が行われた後、レイアウト変更等により被照射面の反射率が変わった場合、目標センサ電圧の設定を変更する必要がある。

図１４は、レイアウト変更前後の被照射面照度に対するセンサ電圧の関係を示す。例えば、レイアウト変更前においては直線Ｙ１０に示すように、被照射面の設定照度を７００ｌｘ、その照度になる目標センサ電圧を３．５Ｖとする。仮にレイアウト変更によって被照射面の反射率が１０％上昇した場合、目標センサ電圧の設定の根拠となる被照射面の照度に対するセンサ電圧の関係が直線Ｙ１１に変わり、反射率の上昇は、直線Ｙ１０よりも傾きが大きい直線Ｙ１１への変化として現れる。そして反射率が１０％上昇した結果、天井に取り付けられた照度センサは、同一の被照射面照度でレイアウト変更前よりも１０％大きい入力を得て、センサ電圧も約１０％大きい値（３．５Ｖ×１．１＝３．８５Ｖ）を出力することになる。しかし、目標センサ電圧の設定変更が行われていないので、レイアウト変更前の目標センサ電圧（３．５Ｖ）となるように光源の出力を変化させることになり、被照射面の照度は約１０％低下して暗くなる（７００ｌｘ／１．１＝６３６ｌｘ）ように制御されてしまう。この場合であれば、目標センサ電圧を３．８５Ｖに再設定する必要がある。逆に、反射率が１０％低下したときに目標センサ電圧の設定変更を行わなかった場合は、約１０％明るくなるように制御されてしまう。なお、実環境では、床、壁、天井等の反射率の影響を相互に受けるため、上記のような単純な計算で求められるものではないが、環境が変化する度に目標センサ電圧の設定変更を行わなければ、上記のように被照射面照度が適正な明るさに制御されない。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、レイアウト変更等による被照射面の反射率の変化が生じても、被照射面の明るさを一定に制御可能な照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、光源と、光源により照明される被照射面の照度を反射光により測定する照度センサと、照度センサの出力値に基づいて被照射面の照度が一定になるように光源の光出力を制御する制御部とを備え、制御部は、昼光のない夜間を特定する夜間特定部と、夜間特定部によって特定された夜間における光源の光出力比と該光出力比に対応する照度センサの出力値とを測定する第１の測定部と、第１の測定部で測定した光源の光出力比と照度センサの出力値とから夜間に所定の光出力比としたときの照度センサの出力値を演算して該演算結果を目標値に設定する演算部とを具備して、少なくとも昼間においては照度センサの出力値が目標値となるように光源の光出力を制御することを特徴とする。

この発明によれば、光源の光出力を制御する際に用いる照度センサ出力の目標値を自動的に設定することができ、さらに被照射面の反射率の変更に適宜対応することができるので、レイアウト変更等による被照射面の反射率の変化が生じても、被照射面の明るさを一定に制御できる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記制御部は、夜間においては前記所定の光出力比に固定して前記光源を点灯させ、このときの前記照度センサの出力値を前記目標値とすることを特徴とする。

この発明によれば、夜間に、隣接する回路分けされた照明器具の点滅や、人の動き等による明るさの変動に反応する照明制御を行わないので、微妙なちらつきによる不快感を在室者に与えることがない。

請求項３の発明は、請求項１において、前記夜間特定部は、前記光源の光出力比と該光出力比に対応する前記照度センサの出力値とを１日に複数回測定する第２の測定部と、第２の測定部で測定した照度センサの出力値を光源の光出力比で除した値が複数回の測定結果のうちで最も低いときを夜間に特定することを特徴とする。

この発明によれば、夜間特定部にタイマーを用いることなく、安価に構成することができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記所定の光出力比は、前記光源の累積点灯時間に基づく光束減退率に対応した値であることを特徴とする。

この発明によれば、、光源の累積点灯時間による明るさ低下を防止して、光源の寿命を通じて被照射面の照度を一定に維持することができる。

以上説明したように、本発明では、光源の光出力比と照度センサの出力値とから夜間に所定の光出力比としたときの照度センサの出力値を演算して該演算結果を目標値に設定し、少なくとも昼間においては照度センサの出力値が目標値となるように光源の光出力を制御するので、レイアウト変更等による被照射面の反射率の変化が生じても、被照射面の明るさを一定に制御可能な照明器具を提供できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の照明器具Ａは、照度センサ１２を一体に備え、図２に示すようにオフィスなどの天井Ｂに取り付けられるものであって、照度センサ１２は照明器具Ａの直下の床面などの被照射面Ｆからの反射光の光量に対応した電圧値（アナログ信号）をセンサ電圧として出力するものである。ここにおいて、照度センサ１２には、照明器具Ａから出力された光の被照射面Ｆでの反射光以外に、オフィスの窓を通して入り込む昼光などの外光の被照射面Ｆでの反射光も入射される。

照明器具Ａは、被照射面を照明する光源１１と、被照射面の照度を反射光により検出する上述の照度センサ１２と、照度センサ１２のセンサ電圧に基づいて被照射面の照度が略一定となるように光源１１の光出力比を制御する制御部１３とからなる。

制御部１３は、照度センサ１２からのセンサ電圧を増幅する増幅回路１４と、タイマー等で時刻を認識することで昼光のない夜間を特定する夜間特定部１５と、夜間特定部１５により特定された夜間における光源１１の光出力比と増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧とを測定する測定部１６と、照明制御の目標値となる照度センサ１２の出力電圧（目標センサ電圧）を計算する演算部１７と、測定部１６および演算部１７からの電気信号、設定値を記憶するメモリ１８と、光源１１に調光制御信号を出力する調光信号出力部１９とから構成される。

以下、本実施形態の照明器具Ａの動作について説明する。まず、調光信号出力部１９は通常、昼夜を問わず、増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧が演算部１７で計算された目標センサ電圧となるように光源１１の光出力比を制御する。この目標センサ電圧を決定するためには、昼光のない状態で、所定の光出力比で光源１１を点灯させたときの照度センサ１２のセンサ電圧を把握する必要がある。これは、昼光のない状態であれば、光源１１の光出力比と照度センサ１２のセンサ電圧とが比例関係になるからである。

ここで、照明器具Ａはその寿命末期において室内の照度を維持できるように配置設計されており、この配置設計時には光源１１の寿命末期での光束低下を考慮した補正係数が設定されている。そして、上記所定の光出力比とはこの保守率であり、一般に屋内照明に用いられる露出型白熱灯器具の場合、保守率は０．８８であるので、所定の光出力比も０．８８（８８％）に設定する。

夜間特定部１５は時刻のみを把握できる１日タイマーを用いることで、年間を通じて各地毎に最も遅い日の入り時刻から最も早い日の出時刻までの時間帯を夜間として特定し、昼光のない状態を把握している。また、日付けおよび時刻を把握できる年間タイマーを用いれば、各地毎に最も遅い日の入り時刻から最も早い日の出時刻までの時間帯を季節毎に特定できる。

そして測定部１６は、夜間における光源１１の光出力比と増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧とを測定し、測定結果をメモリ１８に格納する。

演算部１７は、夜間特定部１５によって夜間が特定されてから電源が遮断されるまでの間にメモリ１８に格納された光源１１の光出力比と照度センサ１２のセンサ電圧とから、夜間における光源１１の平均光出力比と照度センサ１２の平均センサ電圧とを求め、さらに所定の光出力比（＝８８％）における目標センサ電圧（翌日設定分）を次式で求めて、目標センサ電圧をメモリ１８に格納する。
目標センサ電圧＝（夜間の平均センサ電圧×目標とする所定の光出力比（８８％））／夜間の平均光出力比
調光信号出力部１９は、次の電源投入時にメモリ１８から目標センサ電圧を読み出し、増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧が目標センサ電圧となるように調光制御を行う。

また、上記夜間の平均光出力比は、調光信号出力部１９が出力する調光制御信号から測定部１６が光出力比を測定し、メモリ１８に格納されたこの光出力比の測定結果から算出される。調光制御信号には、例えば図３（ａ）（ｂ）に示すような振幅１０Ｖ、周期Ｔｃ＝１ｍｓであるＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のパルス信号が用いられ、デューティ比（＝１周期当たりのオン時間Ｔｏｎ／周期Ｔｃ×１００（％））を変化させることで光源１１の光出力比を変化させる。例えば図３（ａ）の調光制御信号は図３（ｂ）の調光制御信号よりもデューティ比が大きく、光源１１の光出力比も大きくなる。したがって、調光制御信号のデューティ比と光出力比との関係をメモリ１８に格納しておくことで、測定部１６は調光制御信号のデューティ比から光出力比を算出できる。

次に上記照明器具Ａの具体動作を図４に基づいて説明する。まず、照明器具設置時（１日目）には目標センサ電圧がメモリ１８に格納されていないため、調光信号出力部１９は、照度センサ１２が出力するセンサ電圧による調光制御を行わず、昼夜を問わず固定光出力比８８％で光源１１を点灯させる。しかし、２日目の目標センサ電圧を決定するために、夜間特定部１５により特定された夜間のみ、照度センサ１２のセンサ電圧を測定部１６で測定してメモリ１８に格納する。そして、夜間特定部１５によって夜間が特定されてから電源が遮断されるまでの間にメモリ１８に格納されたセンサ電圧を演算部１７が読み出して、夜間の平均センサ電圧を演算する。本実施形態では、１日目夜間の平均光出力比８８％に対して夜間の平均センサ電圧が３．５Ｖであり、演算部１７は、２日目の目標センサ電圧を、［１日目夜間の平均センサ電圧（３．５Ｖ）×目標とする所定の光出力比（８８％）／１日目夜間の平均光出力比（８８％）＝３．５Ｖ］で演算し、その演算結果（３．５Ｖ）をメモリ１８に格納する。そして２日目において、調光信号出力部１９は、メモリ１８に格納されている目標センサ電圧（１日目の夜間における演算結果：３．５Ｖ）を電源投入時に読み出し、２日目の目標センサ電圧として設定する。

２日目以降のＮ＋１日目において調光信号出力部１９は、通常、昼夜を問わず光源１１の光出力比を変化させ、増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧が電源投入時に設定された目標センサ電圧となるように調光制御を行うが、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧を決定するために、夜間特定部１５によって夜間であると特定された時間帯のみ、光源１１の光出力比および照度センサ１２のセンサ電圧を測定部１６で測定してメモリ１８に格納する。そして、夜間特定部１５によって夜間が特定されてから電源が遮断されるまでの間にメモリ１８に格納された光源１１の光出力比および照度センサ１２のセンサ電圧を演算部１７が読み出して、夜間の平均光出力値および平均センサ電圧を求めて、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧を、［Ｎ＋１日目夜間の平均センサ電圧×目標とする所定の光出力比（８８％）／Ｎ＋１日目夜間の平均光出力比］で演算し、その演算結果をメモリ１８に格納する。Ｎ＋２日目において調光信号出力部１９は、メモリ１８に格納されている目標センサ電圧（Ｎ＋１日目の夜間における演算結果）を電源投入時に読み出し、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧として設定する。

図４では、２日目夜間の平均光出力比９３％に対して夜間の平均センサ電圧が３．５Ｖであり、演算部１７は、３日目の目標センサ電圧を、［２日目夜間の平均センサ電圧（３．５Ｖ）×目標とする所定の光出力比（８８％）／２日目夜間の平均光出力比（９３％）＝３．３Ｖ］で演算し、その演算結果（３．３Ｖ）をメモリ１８に格納して３日目の目標センサ電圧に設定する。

次に、Ｎ＋１日目にレイアウト変更を行って被照射面の反射率がＮ日目に比べて上昇した場合について説明する。図５は、レイアウト変更前後の光出力比に対するセンサ電圧の関係を示しており、レイアウト変更前（Ｎ日目）の関係は直線Ｙ１、レイアウト変更後（Ｎ＋１日目）の関係は直線Ｙ２に表され、被照射面の反射率の変化は、直線Ｙ１，Ｙ２の各傾きの違いに現れている。そして、レイアウト変更の結果、Ｎ＋１日目において被照射面の反射率が上昇した場合は、調光信号出力部１９がセンサ電圧を３．５Ｖ一定に保とうと制御するため、夜間の平均光出力比が前日の８８％から６０％に低下し、暗くなる方向に制御されてしまう。

しかし図４に示すように、Ｎ＋１日目の夜間において、演算部１７は、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧を、［Ｎ＋１日目夜間の平均センサ電圧（３．５Ｖ）×目標とする所定の光出力比（８８％）／Ｎ＋１日目夜間の平均光出力比（６０％）＝５．１Ｖ］で演算し、その演算結果（５．１Ｖ）をメモリ１８に格納し、Ｎ＋２日目において調光信号出力部１９は、メモリ１８に格納されている目標センサ電圧（Ｎ＋１日目の夜間における演算結果：５．１Ｖ）を電源投入時に読み出し、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧として設定しており、Ｎ＋２日目においては、調光信号出力部１９がセンサ電圧を５．１Ｖ一定に保とうと制御するので、光出力比が８８％付近になるよう調光制御される。

上記のように、電源投入時に目標センサ電圧の設定動作を行うことで、通常のオフィスでは、目標センサ電圧の設定変更がほぼ毎日行われる。したがって、ほぼ毎日、目標となる明るさを一定に保つようにオフィス等の室内の明るさを制御でき、レイアウト変更等による被照射面の反射率の変化が生じても、被照射面の明るさを一定に制御できる。

また、従来の照明器具は、目標となる明るさを設定する際に、オフィス等の現場で机上面照度を測定しながら光源の光出力比を調整し、照度センサ１つ毎に目標センサ電圧の設定を行わなければならず、さらに内装、机の仕様、レイアウト等が変更された場合、目標センサ電圧の設定を再度行う必要があったが、本実施形態では、目標センサ電圧を自動で設定することができ、従来に比べて設定に要する労力が低減している。

なお、本実施形態では、目標センサ電圧の設定を毎夜行っているが、これは適宜でよく、２日に１回、あるいは週１回程度であっても、制御結果に大きな変化を与えることはない。また、平均センサ電圧および平均光出力比から目標センサ電圧を求めているが、センサ電圧および光出力比の中央値あるいは最低値であってもよい。

また、メモリ１８が、夜間開始〜電源遮断の間に測定された光出力比とセンサ電圧とを全て格納可能な容量を具備していない場合、新しい測定結果を格納する度に古い測定結果を消去することで、格納可能な最新の測定結果のみを用いて目標センサ電圧の演算を行っても、上記と同等の演算を行うことができる。

（実施形態２）
本実施形態の照明器具Ａの構成は、実施形態１と同様に図１、図２に示され、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

以下、本実施形態の照明器具Ａの動作について説明する。まず、調光信号出力部１９は、夜間特定部１５によって夜間であると特定されていない昼間は増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧が演算部１７で計算された目標センサ電圧となるように光源１１の光出力比を制御し、夜間特定部１５によって特定された夜間は所定の光出力比（８８％）で光源１１を点灯させる。すなわち、夜間に、隣接する回路分けされた照明器具の点滅や、人の動き等による明るさの変動に反応する照明制御を行わないことで、微妙なちらつきによる不快感を在室者に与えることを防止している。

そして測定部１６は、夜間において所定の光出力比（８８％）で光源１１を点灯させているときに、増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧を測定し、測定結果をメモリ１８に格納する。演算部１７は、夜間特定部１５によって夜間が特定されてから電源が遮断されるまでの間にメモリ１８に格納された照度センサ１２のセンサ電圧から、夜間における照度センサ１２の平均センサ電圧を求め、この平均センサ電圧を目標センサ電圧としてメモリ１８に格納する。

調光信号出力部１９は、次の昼間の電源投入時にメモリ１８から目標センサ電圧を読み出し、増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧が目標センサ電圧となるように調光制御を行う。

次に上記照明器具Ａの具体動作を図６に基づいて説明する。まず、照明器具設置時（１日目）には目標センサ電圧がメモリ１８に格納されていないため、調光信号出力部１９は、照度センサ１２が出力するセンサ電圧による調光制御を行わず、昼夜を問わず固定光出力比８８％で光源１１を点灯させる。しかし、２日目の目標センサ電圧を決定するために、夜間特定部１５により特定された夜間のみ、照度センサ１２のセンサ電圧を測定部１６で測定してメモリ１８に格納する。そして、夜間特定部１５によって夜間が特定されてから電源が遮断されるまでの間にメモリ１８に格納された夜間のセンサ電圧を演算部１７がメモリ１８から読み出して、夜間の平均センサ電圧を演算し、その演算結果（３．４Ｖ）を目標センサ電圧としてメモリ１８に格納する。そして２日目において、調光信号出力部１９は、メモリ１８に格納されている目標センサ電圧（１日目の夜間における演算結果：３．４Ｖ）を電源投入時に読み出し、２日目の目標センサ電圧として設定する。

２日目以降のＮ＋１日目において調光信号出力部１９は、昼間は光源１１の光出力比を変化させ、増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧が電源投入時に設定された目標センサ電圧となるように調光制御を行うが、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧を決定するために、夜間特定部１５によって夜間であると特定された時間帯のみ、照度センサ１２のセンサ電圧を測定部１６で測定してメモリ１８に格納する。そして、夜間特定部１５によって夜間が特定されてから電源が遮断されるまでの間にメモリ１８に格納された照度センサ１２のセンサ電圧を演算部１７が読み出して、平均センサ電圧を演算し、その演算結果を目標センサ電圧としてメモリ１８に格納する。Ｎ＋２日目において調光信号出力部１９は、メモリ１８に格納されている目標センサ電圧（Ｎ＋１日目の夜間における演算結果）を電源投入時に読み出し、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧として設定する。

図６では、２日目の夜間の平均センサ電圧３．７Ｖであるので、その演算結果（３．７Ｖ）をメモリ１８に格納して３日目の目標センサ電圧に設定する。

次に、Ｎ＋１日目にレイアウト変更を行って被照射面の反射率がＮ日目に比べて上昇した場合について説明する。図７は、レイアウト変更前後の光出力比に対するセンサ電圧の関係を示しており、レイアウト変更前（Ｎ日目）の関係は直線Ｙ３、レイアウト変更後（Ｎ＋１日目）の関係は直線Ｙ４に表され、被照射面の反射率の変化は、直線Ｙ３，Ｙ４の各傾きの違いに現れている。そして、レイアウト変更の結果、Ｎ＋１日目において被照射面の反射率が上昇した場合は、夜間の平均センサ電圧が前日の３．４Ｖから５．１Ｖに増加している。

そこで、その平均センサ電圧（５．１Ｖ）を目標センサ電圧としてメモリ１８に格納し、Ｎ＋２日目において調光信号出力部１９は、メモリ１８に格納されている目標センサ電圧（５．１Ｖ）を電源投入時に読み出し、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧として設定することで、Ｎ＋２日目においては、調光信号出力部１９がセンサ電圧を５．１Ｖ一定に保とうと制御するので、光出力比が８８％付近になるよう調光制御される。

なお、本実施形態では、目標センサ電圧の設定を毎夜行っているが、これは適宜でよく、２日に１回、あるいは週１回程度であっても、制御結果に大きな変化を与えることはない。また、平均センサ電圧から目標センサ電圧を求めているが、センサ電圧の中央値あるいは最低値であってもよい。

（実施形態３）
本実施形態の照明器具Ａの構成は、実施形態１，２と同様に図１、図２に示され、実施形態１，２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態では、調光信号出力部１９が光源１１の累積点灯時間に基づく光束減退率に対応する光出力比で光源１１を点灯させる点が、実施形態１，２とは異なる。

ここで図８は、蛍光灯を光源とした場合の一般照明器具の光源寿命と明るさの変化を表す関係図であり、通常の照明器具は消費電力Ｐを初期から１００％に維持している。しかし、経年変化によって光束は光束減退曲線Ｓ１にしたがって低下することが知られており、寿命末期では消費電力１００％に対して光束は７０％程度に低下する。通常、寿命末期の照度を設計照度として照明器具配置設計を行うので、初期では過剰な明るさとなってしまう。

さらに図９は、点灯初期および累積点灯時間２０００時間後の光出力比と被照射面照度の関係を各々示しており、点灯初期においては直線Ｙ５に示すように、光出力比１００％時に被照射面照度１０００ｌｘであり、目標となる明るさを、例えば光出力比７０％、被照射面照度７００ｌｘ（＝１０００ｌｘ×０．７）とする。そして、直線Ｙ６に示すように累積点灯時間２０００時間後の光束減退率が１０％であるとした場合、累積点灯時間２０００時間後における光出力比１００％時の被照射面照度は９００ｌｘ（＝１０００ｌｘ×０．９）に低下することになる。ここで、目標となる明るさを点灯初期と同様に光出力比７０％とした場合、累積点灯時間２０００時間後の被照射面照度は６３０ｌｘ（＝９００ｌｘ×０．７）となり、点灯初期に設定した目標となる明るさよりも１０％低下してしまう。

例えば、所定の光出力比となるように目標となる明るさを設定する場合に、前回の設定変更から１日程度で設定変更を行うと、最大光出力時の明るさは低下していないため、設定変更前後の明るさには差はない。しかし、蛍光灯を光源として使用し、前回の設定変更から累積点灯時間が数千時間経過して設定変更を行った場合、点灯初期に比べて光束が大きく低下しているので、所定の光出力比となるように目標となる明るさを設定しても、実際の明るさは点灯初期より暗くなってしまう。図９において、累積点灯時間２０００時間後に被照射面照度を点灯初期と同じ７００ｌｘにするためには、光出力比を７８％（＝７００ｌｘ／９００ｌｘ）にする必要がある。

すなわち、光源の寿命を通じて照度を一定に維持しようとすれば、図１０に示すように、光源の累積点灯時間が増加するにつれて、光出力比も曲線Ｓ２のようにそのときの光束減退率に対応するように増加させればよい。

そこで本実施形態では、実施形態１の目標とする所定の光出力比（実施形態１では８８％一定）を、設置時当初は８８％に設定し、以後は光源１１の累積点灯時間に基づく光束減退率に対応する値に増加させることで、光源の累積点灯時間による明るさ低下を防止して、光源の寿命を通じて被照射面の照度を一定に維持することができる。

また、実施形態２においては、夜間に光源１１を点灯させるときの所定の光出力比（実施形態２では８８％一定）を、設置時当初は８８％に設定し、以後は光源１１の累積点灯時間に基づく光束減退率に対応する値に増加させればよい。

（実施形態４）
本実施形態の照明器具Ａは、図１１に示すように制御部１３の構成が実施形態１で示した図１と異なるもので、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

制御部１３は、照度センサ１２からのセンサ電圧を増幅する増幅回路１４と、昼光のない夜間を特定する夜間特定部１５と、夜間特定部１５により特定された夜間における光源１１の光出力比と増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧とを測定する測定部（第１の測定部）１６と、照明制御の目標値となる照度センサ１２の出力電圧（目標センサ電圧）を計算する演算部１７と、演算部１７からの電気信号、設定値を記憶するメモリ１８と、光源１１に調光制御信号を出力する調光信号出力部１９とから構成される。

そして、調光信号出力部１９は通常、昼夜を問わず、増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧が演算部１７で計算された目標センサ電圧となるように光源１１の光出力比を制御する。

次に夜間特定部１５は、光源１１の光出力比と該光出力比のときの照度センサ１２のセンサ電圧とを測定部１６を介して１日に複数回測定する測定部（第２の測定部）１５ａと、測定部１５ａで測定された光出力比とセンサ電圧とに基づいてセンサ電圧を光出力比で除する演算を行い、１日に複数回行われた演算の各結果のうち最も低い値となったときを特定する特定部１５ｂと、特定部１５ｂからの電気信号および設定値を格納するメモリ１５ｃとから構成される。

本実施形態の夜間特定部１５はタイマーを用いずに夜間を特定することで安価に構成されたもので、光源１１の光出力と照度センサ１２のセンサ電圧との関係から、昼光のない夜間を類推している。以下、本実施形態の夜間特定部１５の動作について説明する。図１２は１０時〜２２時までの照度センサ１２のセンサ電圧、光源１１の光出力比、昼光量の関係を示しており、昼間は昼光があるので、目標センサ電圧３．５Ｖに制御するためには光出力比を下げる必要があるが、光出力比が下限３０％まで下がりきった場合、センサ電圧は目標センサ電圧３．５Ｖを超えて上昇する。夜間は昼光がないので、光出力比とセンサ電圧とは略一定に推移する。この光出力比とセンサ電圧とから光出力比１００％時のセンサ電圧（＝測定されたセンサ電圧／測定された光出力比）を算出した場合、昼間はその演算結果に昼光分が含まれるため、夜間に比べて算出値が高くなる。したがって、光出力比１００％時のセンサ電圧を求め、１日の中でその算出値が最も低い値となるときが昼光のない夜間であると特定できる。

そこで測定部１５ａは、電源投入時から電源遮断時までの間、光源１１の光出力比と該光出力比のときの照度センサ１２のセンサ電圧とを１日に複数回測定し、特定部１５ｂは測定した各センサ電圧を測定した光出力比で除した光出力比１００％時のセンサ電圧を求め、１日に複数回行われた上記演算の各結果のうち最低値をメモリ１５ｃに格納する。すなわち、この最低値を記録したときを夜間として特定し、メモリ１５ｃに格納した最低値を測定部１５ａから測定部１６を介して演算部１７に出力する。

次に演算部１７は、光出力比１００％時のセンサ電圧の最低値に所定の光出力比（８８％）を乗じた値を目標センサ電圧としてメモリ１８に格納する。すなわち、目標センサ電圧は次式で求められる。
目標センサ電圧＝光出力比１００％時のセンサ電圧の最低値×目標とする所定の光出力比（８８％）
そして調光信号出力部１９は、次の電源投入時にメモリ１８から目標センサ電圧を読み出し、増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧が目標センサ電圧となるように調光制御を行う。

例えば図１２においては、時間ｔ１：１０時頃，時間ｔ２：１３時頃，時間ｔ３：１８時３０分頃の３回に光源１１の光出力比と照度センサ１２のセンサ電圧とを各々測定しており、時間ｔ１：１０時頃にはセンサ電圧３．５Ｖ、光出力比５０％で、光出力比１００％時のセンサ電圧＝３．５Ｖ／０．５＝７．０Ｖとなる。時間ｔ２：１３時頃にはセンサ電圧４．０Ｖ、光出力比３０％で、光出力比１００％時のセンサ電圧＝４．０Ｖ／０．３＝１３．３Ｖとなる。時間ｔ３：１８時３０分頃にはセンサ電圧３．５Ｖ、光出力比７０％で、光出力比１００％時のセンサ電圧＝３．５Ｖ／０．７＝５．０Ｖとなる。したがって、光出力比１００％時のセンサ電圧が最も低い値となるのは時間ｔ３：１８時３０分頃であり、時間ｔ３：１８時３０分頃を夜間であると特定する。

また測定部１５ａは、調光信号出力部１９が出力する調光制御信号から測定部１６を介して光出力比を測定しており、例えば調光制御信号のデューティ比と光出力比との関係をメモリ１５ｃに格納しておくことで、調光制御信号のデューティ比から光出力比を算出できる。

次に上記照明器具Ａの具体動作を図１３に基づいて説明する。まず、照明器具設置時（１日目）には目標センサ電圧がメモリ１８に格納されていないため、調光信号出力部１９は、照度センサ１２が出力するセンサ電圧による調光制御を行わず、固定光出力比８８％で光源１１を点灯させる。しかし、２日目の目標センサ電圧を決定するために、照度センサ１２のセンサ電圧を測定部１６で測定し、演算部１７を介してメモリ１８に格納する。そして、電源が遮断されるまでの間にメモリ１８に格納されたセンサ電圧を演算部１７が読み出して、平均センサ電圧を演算する。本実施形態では、１日目の平均光出力比８８％に対して平均センサ電圧が３．５Ｖであり、演算部１７は、２日目の目標センサ電圧を、［１日目夜間の平均センサ電圧（３．５Ｖ）×目標とする所定の光出力比（８８％）／１日目夜間の平均光出力比（８８％）＝３．５Ｖ］で演算し、その演算結果（３．５Ｖ）をメモリ１８に格納する。そして２日目において、調光信号出力部１９は、メモリ１８に格納されている目標センサ電圧（１日目の夜間における演算結果：３．５Ｖ）を電源投入時に読み出し、２日目の目標センサ電圧として設定する。

２日目以降のＮ＋１日目において調光信号出力部１９は、通常、光源１１の光出力比を変化させ、増幅回路１４を介した照度センサ１２のセンサ電圧が電源投入時に設定された目標センサ電圧となるように調光制御を行うが、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧を決定するために、測定部１５ａは、測定部１６を介して光源１１の光出力比および照度センサ１２のセンサ電圧を測定し、特定部１５ｂは、測定部１５ａで測定された光出力比とセンサ電圧とに基づいてセンサ電圧を光出力比で除して、光出力比１００％時のセンサ電圧（＝Ｎ＋１日目に測定されたセンサ電圧／Ｎ＋１日目に測定された光出力比）を求める。そして、１日に複数回行われた演算の各結果のうち最も低い光出力比１００％時のセンサ電圧をメモリ１５ｃに格納する。

次に演算部１７は、メモリ１５ｃから光出力比１００％時のセンサ電圧の最低値を読み出して、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧を、［Ｎ＋１日目の光出力比１００％時のセンサ電圧の最低値×目標とする所定の光出力比（８８％）］で演算し、その演算結果をメモリ１８に格納する。Ｎ＋２日目において調光信号出力部１９は、メモリ１８に格納されている目標センサ電圧を電源投入時に読み出し、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧として設定する。

図１３では、２日目に演算した光出力比１００％時のセンサ電圧の最低値は（３．５Ｖ／０．９３）であり、演算部１７は、３日目の目標センサ電圧を、［２日目光出力比１００％時のセンサ電圧の最低値（３．５Ｖ／０．９３）×目標とする所定の光出力比（８８％）］で演算し、その演算結果（３．３Ｖ）をメモリ１８に格納して３日目の目標センサ電圧に設定する。

次に、レイアウト変更の結果、Ｎ＋１日目において被照射面の反射率が上昇した場合は、実施形態１と同様に図５に示すように、調光信号出力部１９がセンサ電圧を３．５Ｖ一定に保とうと制御するため、夜間の平均光出力比が前日の８８％から６０％に低下し、暗くなる方向に制御されてしまう。

しかし図１３に示すように、Ｎ＋１日目において、演算部１７は、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧を、［Ｎ＋１日目光出力比１００％時のセンサ電圧の最低値（３．５Ｖ／０．６）×目標とする所定の光出力比（８８％）］で演算し、その演算結果（５．１Ｖ）をメモリ１８に格納し、Ｎ＋２日目において調光信号出力部１９は、メモリ１８に格納されている目標センサ電圧（５．１Ｖ）を電源投入時に読み出し、Ｎ＋２日目の目標センサ電圧として設定しており、Ｎ＋２日目においては、調光信号出力部１９がセンサ電圧を５．１Ｖ一定に保とうと制御するので、光出力比が８８％付近になるよう調光制御される。

（実施形態５）
本実施形態の照明器具Ａの構成は、実施形態４と同様に図２、図１１に示され、実施形態４と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態では、調光信号出力部１９が光源１１の累積点灯時間に基づく光束減退率に対応する光出力比で光源１１を点灯させる点が、実施形態４とは異なる。すなわち、実施形態３で説明したように、光源の寿命を通じて照度を一定に維持するために、図１０に示すように、光源の累積点灯時間が増加するにつれて、光出力比も曲線Ｓ２のようにそのときの光束減退率に対応するように増加させるのである。

したがって本実施形態では、実施形態４の目標とする所定の光出力比（実施形態４では８８％一定）を、設置時当初は８８％に設定し、以後は光源１１の累積点灯時間に基づく光束減退率に対応する値に増加させることで、光源の累積点灯時間による明るさ低下を防止して、光源の寿命を通じて被照射面の照度を一定に維持することができる。

本発明の実施形態１の照明器具の構成を示すブロック図である。同上の使用状態を示す構成図である。同上の調光制御信号を示す波形図であり、（ａ）は明るい状態、（ｂ）は暗い状態を示す。同上の目標センサ電圧の設定手順を示す図である。同上のレイアウト変更前後の光出力比とセンサ電圧との関係を示す図である。本発明の実施形態２の目標センサ電圧の設定手順を示す図である。同上のレイアウト変更前後の光出力比とセンサ電圧との関係を示す図である。一般照明器具の光源寿命と明るさとの関係を示す図である。一般照明器具の寿命初期と累積点灯２０００時間後の光出力比と被照射面照度との関係を示す図である。本発明の実施形態３の光源寿命と光出力比との関係を示す図である。本発明の実施形態４の照明器具の構成を示すブロック図である。同上のセンサ電圧、光出力比、昼光量の関係を示す図である。同上の目標センサ電圧の設定手順を示す図である。従来のレイアウト変更前後の被照射面照度とセンサ電圧との関係を示す図である。

符号の説明

Ａ照明器具
１１光源
１２照度センサ
１３制御部
１４増幅回路
１５夜間特定部
１６測定部
１７演算部
１８メモリ
１９調光信号出力部

Claims

光源と、光源により照明される被照射面の照度を反射光により測定する照度センサと、照度センサの出力値に基づいて被照射面の照度が一定になるように光源の光出力を制御する制御部とを備え、制御部は、昼光のない夜間を特定する夜間特定部と、夜間特定部によって特定された夜間における光源の光出力比と該光出力比に対応する照度センサの出力値とを測定する第１の測定部と、第１の測定部で測定した光源の光出力比と照度センサの出力値とから夜間に所定の光出力比としたときの照度センサの出力値を演算して該演算結果を目標値に設定する演算部とを具備して、少なくとも昼間においては照度センサの出力値が目標値となるように光源の光出力を制御することを特徴とする照明器具。
前記制御部は、夜間においては前記所定の光出力比に固定して前記光源を点灯させ、このときの前記照度センサの出力値を前記目標値とすることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
前記夜間特定部は、前記光源の光出力比と該光出力比に対応する前記照度センサの出力値とを１日に複数回測定する第２の測定部と、第２の測定部で測定した照度センサの出力値を光源の光出力比で除した値が複数回の測定結果のうちで最も低いときを夜間に特定することを特徴とする請求項１記載の照明器具。
前記所定の光出力比は、前記光源の累積点灯時間に基づく光束減退率に対応した値であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の照明器具。