JP2009123506A

JP2009123506A - 照明装置およびそれを用いた照明器具

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Publication number: JP2009123506A
Application number: JP2007295827A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nagaoka; 慎一長岡
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP4888351B2

Abstract

【課題】位相制御可能なスイッチング素子により照明負荷を点灯制御する照明器具において、使用者が照明負荷を自由に選択でき、かつ、使用者が照明負荷に合わせて照明装置を設定する必要がなくなり、各々の負荷特性に合わせた点灯制御を可能とする。
【解決手段】電源位相検出部４の出力を受けて、負荷制御部５からスイッチング素子（負荷駆動部３）へ任意の導通角で送信されるトリガ信号により照明負荷１を点灯制御する照明装置において、負荷制御部５は、電源投入後の所定の期間は、商用電源ＡＣの導通角をいずれの照明負荷（白熱灯、電球型蛍光灯、ＬＥＤ灯）でも点灯できる位相でスイッチング素子をＯＮし、その期間で照明負荷１の種類を判別する判別部５ａを有し、判別した結果に応じて照明負荷１の種類に応じた所定の動作モードに切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明負荷として、白熱灯のような抵抗性負荷、電球型蛍光灯のような容量性負荷、誘導性負荷などを併用するための照明装置及び該照明装置を用いた照明器具に関するものである。

近年、節電や防犯の目的により、人を検知して点灯させるための人体検知センサや周囲の明るさで点灯を制御するための照度センサを搭載した照明器具が、一般住宅の屋外や屋側にて普及してきている（図１２）。このような居住空間以外での照明器具には、より簡素で安価に構成できる白熱灯が組合せで使用されることが多いが、白熱灯は光へのエネルギー変換効率が悪く、人がいない場合の明かり取りの場合は、調光して節電点灯されることも多い。

図１３に屋側で使用される白熱灯調光機能を有するセンサ付き照明器具の構成例を示す。照明器具２０は、透光材からなるカバー２１と防水のためのカバーパッキン２２、それらを支えるための灯具２３とフランジ２４、照明負荷１のためのソケット２５からなる。フランジ２４には、照明点灯制御のための照明装置が内包されるが、下部には人の動きを感知して照明負荷１を点灯させるための赤外線センサ、および、周囲の照度で点灯制御するための照度センサが組み込まれたセンサ部２６が露出し、その変化を照明装置内部の負荷制御部に読み取っている。

例えば、照度センサで読み取った値が昼間相当であれば、照明負荷は人の有無にかかわらず消灯状態とし、周囲の照度が任意の暗さになると、白熱灯を３０％で調光点灯させ、さらに、その状態で人の動きを赤外線センサで検知したら、白熱灯を１００％点灯させる。さらに、任意の時間が経ち、深夜になったと判断すると、再び、照明を消灯させ、人がいるときのみ１００％点灯させるといった機能を照明装置に持たせている。

次に、このような照明器具に使用されるスイッチング素子を用いた調光制御回路の構成例を図１４に示す。また、その具体的な回路例を図１５に示す。図１５の回路構成については、後述の図３の説明において詳述するが、電源位相検出部４により検出された電源位相信号に基づいて、負荷制御部５は所定の位相角でトリガ信号を出力し、トライアック素子ＴＲなどのスイッチング素子を用いて構成される負荷駆動部３を位相制御することで、照明負荷１を商用交流電源ＡＣにより駆動するものである。

トライアック素子ＴＲのオン時の負荷制御部５と負荷駆動部３の動作について、図１６を用いて説明する。負荷制御部５は、照明負荷１を点灯させない状態では、常時、負荷駆動部３への出力をＨレベルとしている。トライアック素子ＴＲをオン、すなわち、照明負荷１をオンにするときは、電源位相検出部４の出力がＨレベルからＬレベルに反転したタイミングから所定の位相時間Ｔ１（例えば９ミリ秒）後のタイミングから、パルス時間Ｔ２（例えば５００マイクロ秒）後のタイミングにかけてトリガ波形をパルス状にＬレベルとする。これにより、負荷駆動部３のトランジスタＱ２がオンされ、トライアック素子ＴＲはトリガ電流が流れることによりオンされる。このオン直後に、抵抗性負荷である白熱電球からなる照明負荷１には正弦波状の電流が流れる。

この時、Ｔ１とＴ２の時間を負荷制御部５にて制御することで、調光制御が可能となる。例えば、Ｔ１を徐々に短時間に、Ｔ２を長時間にしていくことで、抵抗性照明負荷である白熱灯の入力電流の実効値は、それに比例して増加することになる。これによって、照明負荷は０％から１００％の明るさに向かって調光点灯されることになる。

また、これにセンサ機能を付加した場合の構成例を図１７に示す。この場合、照明負荷１の点灯に関しての基本的な動作は、前述に示す通りであるが、負荷制御部５にセンサ部７が接続されており、負荷制御部５は、点灯条件設定部およびセンサ部７から得られる各センサ信号の論理和・論理積などから、どのようなタイミングで、どのように照明負荷１を点灯させるかを決定している。

屋外・屋側で用いられる照明器具においては、このような抵抗性照明負荷で調光制御が可能な白熱灯とトライアック素子のようなスイッチング素子を用いた照明装置がセンサと組合せで多く使用されているが、近年、節電が求められる社会において、白熱灯に比べ、エネルギー変換効率が高く、長寿命である蛍光灯を使用した照明器具が増加してきている。実際に、このような背景の中で、電球型蛍光灯のように、大きさ、形状とも白熱灯と同等化させ、白熱灯用のソケットにそのまま装着できる照明負荷（図１１参照）も開発されている。例えば、特許文献１，２には電球型蛍光灯を位相制御する照明装置が開示されている。
特開平１１−１３５２９０号公報特開平１１−１１１４８６号公報

しかし、調光制御される抵抗性負荷（例えば、白熱灯）を容量性負荷（例えば、電球型蛍光灯）にそのまま置き換えた場合、前述のような位相制御を行うと、調光状態において、白熱灯では点灯するが、電球型蛍光灯では点灯しない、白熱灯の点灯開始時間と電球型蛍光灯の点灯開始時間にズレが生じる、といった問題が生じる。これは、白熱灯が入力電圧に比例して入力電流が流れるという特徴があるのに対して、電球型蛍光灯のような容量性負荷は、ある一定の入力電圧に達しないと入力電流が流れない、すなわち点灯しないという特性によるものである。

次に、電球型蛍光灯で代表される容量性負荷の基本的な構成例を図１８に示す。電源入力部にダイオードブリッジＤＢなどで構成される整流回路部と、その整流出力を平滑するための電解コンデンサＣｉを備え、電解コンデンサＣｉに蓄えられたエネルギーにより、蛍光ランプＦＬを点灯させるインバータ回路ＩＶから構成される。また、入力電圧と入力電流の関係は、図１９に示すような波形となり、電解コンデンサＣｉの両端電圧Ｖｃｉが所定の電圧になれば、入力電流が流れることになる（特許文献１参照）。

前述のような抵抗性負荷が調光制御される照明装置において、容量性負荷、例えば、電球型蛍光灯を点灯制御させる時の入力電圧と点灯状態の関係を図２０に示す。この図におけるトリガ信号は、白熱灯であれば、０％から１００％点灯へ増光するように調光点灯させる場合の波形である。トリガ信号がＨレベルからＬレベルに変化する立ち下がりの位置は、電源電圧の位相をｆ点（１８０°近傍）からｅ点（０°側）へとシフトされる。電球型蛍光灯の場合、トリガ信号の立ち下がりの位置が、電球型蛍光灯に電流が流れない位置、すなわち、電源電圧が低い位置でトリガ信号が印加されても、印加直後に点灯させることはできない。これが点灯する状態になるのは、調光制御によりトリガ信号の立ち下がりの位相が電球型蛍光灯の点灯可能な電圧位置（ｇ点）までシフトされた時点となる。

このような現象が存在するので、例えば、電球型蛍光灯が位相７０°で点灯可能になると仮定し、トリガ信号の立ち下がり位相が２°刻みに自動シフトされるとした場合、６０Ｈｚ周期の入力電圧の半周期（１２０Ｈｚ）ごとに位相シフトされたとしても、８．３ｍｓの３５周期後、すなわち０．３ｓほど遅延して、点灯することになる。この時、例えば、赤外線センサ付きの照明器具においては、仮に５ｍ／ｓで人が進行していた場合、人を検知してトリガ信号が印加されたとしても、１．５ｍほど進んだ後、点灯することになり、使用者は白熱灯と比べ、点灯遅延を感じることになってしまう。

また、実際には、電解コンデンサＣｉと入力電圧との関係から、電源電圧の位相が９０°以降において、電圧Ｖｃｉが所定の電圧より高い位相でトリガ信号が印加されると、インバータ回路ＩＶは瞬時的に動作するが、電圧Ｖｃｉが即座に減少してしまうため、電解コンデンサＣｉに電荷がチャージされず、ちらつき現象が発生する場合もある。このため、例えば、一定レベルで調光点灯させ続けようとする点灯モードの場合、白熱灯では調光点灯するが、電球型蛍光灯では、ちらつきを繰り返すといった現象も生じる可能性がある。

したがって、このような現象に対しては、一般的に、照明装置を各々専用の制御方式にしておくか、切替スイッチを設けて使用者が使用する負荷ごとに切り替えるような構成をとることで、このような負荷違いによる不具合に対応している。しかし、このような対策を用いた場合、照明装置にスイッチ部を設けることで、照明装置の器具内部での配置が規制される、照明器具の構成が複雑になるといった課題も生じる。また、近年の照明負荷は、例えば、ＬＥＤを使用した照明負荷であれば、それが抵抗性負荷であるか、容量性負荷であるかは、外観上わからないものもあり、ユーザーがそれを見極めることも非常に困難である。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチング素子により照明負荷を点灯制御する照明器具において、使用者が照明負荷を自由に選択でき、かつ、使用者が照明負荷に合わせて照明装置を意識して設定する必要がなくなり、各々の負荷特性に合わせた点灯制御のできる照明装置および照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、照明負荷１の電源として供給される商用電源ＡＣをＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチング素子（負荷駆動部３）と、照明負荷１を位相制御するために商用電源ＡＣの位相を検出する電源位相検出部４と、電源位相検出部４の出力を受けてスイッチング素子の導通角を決める負荷制御部５とを備え、負荷制御部５からスイッチング素子へ任意の導通角で送信される信号により照明負荷１を点灯制御する照明装置において、前記負荷制御部５は、電源投入後の所定の期間は、商用電源ＡＣの導通角をいずれの照明負荷１（例えば、白熱灯、電球型蛍光灯、ＬＥＤ灯）でも点灯できる位相でスイッチング素子をＯＮし、その期間で照明負荷１の種類を判別する負荷判別部５ａを有し、負荷判別部５ａで判別された照明負荷１の種類に応じた動作モードに切り替えることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、負荷判別部５ａは、照明負荷１に流れる電流を検出する負荷電流検出部８と、照明負荷１に印加される電圧を検出する負荷電圧検出部９とから得られた検出信号の信号レベルを比較することで照明負荷１の種類を判別することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、負荷電流検出部８は、照明負荷１と商用電源ＡＣの間に直列に接続された高周波フィルタ２用のインダクタＬｆに設けた２次巻線の誘起電圧を検出することを特徴とする（図３）。

請求項４の発明は、請求項１〜３の発明において、負荷判別部５ａは、異なる波長領域の光を選択的に透過する光学フィルタを複数有する照度センサ７Ａにより得られた各波長の照度レベルを比較することで照明負荷１を判別することを特徴とする（図４）。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、負荷判別部５ａは、周囲照度に応じて照明負荷１の点灯／消灯を制御する照度センサ７Ａを用いて照明負荷１の種類を判別することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置と、Ｅ口金の照明負荷用ソケット２５とを備えたことを特徴とする照明器具である（図１０、図１３）。

請求項１の発明によれば、電源投入後の所定の期間は、商用電源の導通角を照明負荷が点灯できる位相でスイッチング素子をＯＮし、その期間で照明負荷の種類を判別する負荷判別部を有し、負荷判別部で判別された照明負荷の種類に応じた動作モードに切り替えるようにしたので、照明負荷の特性違いにおけるちらつきや点灯遅延などの不具合を回避することができるようになる。これにより、負荷の特性違いに影響されない照明装置を提供でき、使用者は意識して設定をする必要は無く、自由に照明負荷を選択できるようになる。

請求項２の発明によれば、照明負荷の電気特性の違いから、照明負荷の特性に合わせた点灯動作を自動で選択できる。
請求項３の発明によれば、高周波フィルタ用のインダクタンス素子に流れる電流により負荷電流を検出することにより、負荷電流検出部の部品を削減できる。

請求項４の発明は、照明負荷の光出力の特性の違いから、照明負荷の特性に合わせた点灯動作を自動で選択できる。
請求項５の発明は、明るさセンサ付き照明器具の照度センサを用いて照明負荷の種類を判別することにより、照明負荷の種類に応じて、周囲照度に対する点灯制御の内容を変更できる。

請求項６の発明によれば、Ｅ口金形状であれば、照明器具への取付のため、回転しやすい略球状ないしは略円筒状の照明負荷形状となるので、異種の照明負荷であっても類似した形状となることから、各種照明負荷の共用を考えた場合、同照明装置を備える照明器具の設計が容易になる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。
（実施形態１）
本実施形態の照明装置の構成例を図１に示す。基本的な構成及び動作は、図１４の従来例と同じであるが、照明負荷１の電流を検出するための負荷電流検出部８と、負荷電圧を検出するための負荷電圧検出部９とが設けられ、それぞれの検出信号が負荷判別部５ａとして兼用される負荷制御部５に供給されるよう接続されている。

１は照明負荷であり、例えば、バルブへの銀の蒸着により配光用の反射膜が形成された比較的小型の白熱電球といった、抵抗性負荷からなる。また、白熱電球の代わりに、電球型蛍光灯のような容量性負荷が接続される場合もある。

２はフィルタ部であり、商用交流電源ＡＣと照明装置間での高周波ノイズの出入りを除去するため、コンデンサとコイルから構成される。

３は負荷駆動部であり、負荷制御部５から出力されるトリガ信号を受けて照明負荷１を駆動させるため、トライアック素子などのスイッチング素子を用いて構成される。

４は電源位相検出部であり、照明負荷１を位相制御するにあたり、同期信号として利用するための電源位相を検出する。

５は負荷制御部であり、照明負荷１の動作を制御するため、マイクロコンピュータなどＩＣから構成される。また、負荷電流検出部８と負荷電圧検出部９からの検出信号を受けて、負荷の種類を判別する負荷判別部５ａの機能を兼ねている。

６は制御電源生成部であり、商用交流電源ＡＣを整流し、直流電圧に変換するため、ダイオードとコンデンサおよびツェナーダイオードなどから構成される。

各部の詳細な回路例は図３の実施形態において後述する。

負荷制御部５に供給される負荷電圧信号と負荷電流信号の波形を図２に例示する。図中の負荷電流信号は、抵抗性負荷の場合と容量性負荷の場合を示している。本実施例では、電源位相信号をもとに、負荷電圧信号と負荷電流信号が同期されるようトリガ信号を与えている。

負荷制御部５は、Ａ／Ｄ変換入力ポートを備えるマイコンよりなり、アナログ的に変動する信号をデジタル化して、任意の時間間隔Ｔ毎に、負荷電圧値と負荷電流値が読み取られる。例えば、負荷電圧信号がＴ１の時点においてＶｉ１、Ｔ２の時点においてＶｉ２の値であったとする。この時、抵抗性負荷の場合、負荷電流信号は、Ｔ１の時点においてはＶａ１であり、Ｔ２の時点においてはＶａ２である。また、容量性負荷の場合、負荷電流信号は、Ｔ１の時点においてはＶｂ１であり、Ｔ２の時点においてはＶｂ２であるが、Ｖｂ２が０でない値を持つのに対して、Ｖｂ１は０である。このように、各々の負荷電流信号の波形を読み取り、相対的に判断することで、照明負荷１の種類を判別することができる。

例えば、負荷電圧信号の値が０でない区間に対して、負荷電流信号の値が任意の区間以上０である場合は、照明負荷は容量性負荷であると判断する。また、負荷電圧信号の値に対して負荷電流信号の値が略比例関係にある場合は、照明負荷は抵抗性負荷であると判断すればよい。

また、負荷電圧信号の値が０でないにもかかわらず、負荷電流信号の値が常に０の場合は、無負荷もしくは負荷異常と判断すれば、負荷異常を検出できるようになる。この場合、点灯信号を停止させれば良い。

（実施形態２）
本実施形態の回路図を図３に示す。本実施形態は、実施形態１における負荷電流検出部８について改良したものである。その基本動作は、実施形態１に示すものと同じであり、ここでは、負荷電流検出部８の動作について説明する。

本実施形態の負荷電流検出部８は、照明負荷１の調光時に発生する高周波ノイズを除去するために使用されるフィルタ部２を利用している。具体的には、フィルタ部２のインダクタＬｆに電磁的な結合を施した２次巻線Ｌｉを設けて、この２次巻線Ｌｉに発生する電圧をダイオードブリッジＤＢｉで整流した後の電圧を抵抗Ｒｉ１とＲｉ２で分圧して検出している。

このように、フィルタ部２のインダクタＬｆを負荷電流検出部８に流用することで、電流検出を行うに当たり、別途カレントトランスを設ける場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。

なお、負荷電圧検出部９は、商用交流電源ＡＣの電源電圧を負荷電圧として検出しており、負荷電流検出部８と同様、ダイオードブリッジＤＢｖで整流した後の電圧を抵抗Ｒｖ１とＲｖ２で分圧して検出している。

つぎに、図３の各部の回路構成について説明する。以下の説明は図１５の従来例においても同様である。

負荷駆動部３は、交流電源ＡＣから照明負荷１への給電路に挿入されたトライアック素子ＴＲと、エミッタがトライアック素子ＴＲのゲートに接続されコレクタが抵抗Ｒ６を介してグランドに接続されたＰＮＰ形のトランジスタＱ２とを備える。トランジスタＱ２のベースは、抵抗Ｒ７を介して負荷制御部５に接続されるとともに、抵抗Ｒ８を介してトランジスタＱ２のエミッタに接続されている。また、トライアックＴＲの一方の主電極とトランジスタＱ２のエミッタとの間には、抵抗Ｒ９とコンデンサＣ５との並列回路が接続されている。

電源位相検出部４は、アノードが交流電源ＡＣに接続された整流ダイオードＤ３と、ベースが抵抗Ｒ３を介して整流ダイオードＤ３のカソードに接続されたＮＰＮ形のトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１のベース−エミッタ間に接続された抵抗Ｒ４とコンデンサＣ４との並列回路とを備える。つまり、交流電源ＡＣの出力電圧が整流ダイオードＤ３で整流されて抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧され、コンデンサＣ４で平滑されてトランジスタＱ１のベースに入力されている。また、トランジスタＱ１のコレクタは抵抗Ｒ５を介して直流電源に接続され、この抵抗Ｒ５とトランジスタＱ１との接続点が負荷制御部５のＩＣに接続されている。すなわち、電源位相検出部４は、交流電源ＡＣの出力電圧が所定の電圧を上回っている間はトランジスタＱ１がオンされることにより出力がＬレベルとなり、入力された電圧が所定の電圧を下回ったときにトランジスタＱ１がオフされることにより出力がＨレベルとなるのであり、交流電源ＡＣの電圧が０Ｖになる位相付近で出力が反転するものである。

従来例の図１６に示すように、電源位相検出部４の出力がＬレベルからＨレベルに転じるタイミングａは対応する電圧が０Ｖになる位相のタイミングｂよりも僅かに前となり、出力がＨレベルからＬレベルに転じるタイミングｃは対応する電圧が０Ｖになる位相のタイミングｄよりも僅かに後となる。

制御電源生成部６は、両端がそれぞれ交流電源ＡＣに接続された突入電流防止用の第１の抵抗Ｒ１と、例えばフィルムコンデンサからなる第１のコンデンサＣ１と第１のダイオードＤ１との直列回路と、第１のダイオードＤ１に並列に接続された第２のダイオードＤ２と第２のコンデンサＣ２との直列回路と、第２のコンデンサＣ２に並列に接続された第２の抵抗Ｒ２とツェナーダイオードＺＤとの直列回路と、ツェナーダイオードＺＤに並列に接続された第３のコンデンサＣ３とを有する。

第１のダイオードＤ１はアノードが第１のコンデンサＣ１に接続されるとともにカソードが交流電源ＡＣに接続され、第２のダイオードＤ２はアノードが第２のコンデンサＣ２に接続されるとともにカソードが第１のダイオードＤ１と第１のコンデンサＣ１との接続点に接続され、ツェナーダイオードＺＤはアノードが第２の抵抗Ｒ２に接続されるとともにカソードが交流電源ＡＣに対し第１のダイオードＤ１と同じ側に接続されている。つまり、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧により、制御電源電圧が生成される。

なお、負荷駆動部３、電源位相検出部４、制御電源生成部６の回路構成は例示であり、同様の機能を有する他の回路構成に置き換えても良いことは言うまでもない。

（実施形態３）
本実施形態の照明装置の構成例を図４に示す。基本構成は図１７の従来例と同じであり、照明負荷１の光出力を判別する照度センサ７Ａが設けられ、負荷判別部５ａを兼用する負荷制御部５に接続されている。この時、照度センサ７Ａは、図５に示すように、各々透過波長の異なる光学フィルタと受光素子を３セットずつ受光面内部に有し、各受光素子から出力信号が出ている。

図６に、蛍光灯、白熱灯、白色ＬＥＤ灯の一般的な出力光の波長と相対発光強度の関係図を示す。白色ＬＥＤ灯は青色ダイオードと黄色の蛍光体で構成されている。

このとき、図５に示した各光学フィルタの透過特性について、例えば、光学フィルタＡの透過波長域を３８０〜４２０ｎｍ、光学フィルタＢの透過波長域を４３０〜４７０ｎｍ、光学フィルタＣの透過波長域を６３０〜６７０ｎｍとする。

負荷制御部５に入力される各受光素子の信号を図７に示すフローチャートのように処理することで、負荷判別を行うことができる。

図６の波長の関係から、６３０〜６７０ｎｍ近傍の相対発光強度が最も大きい場合、照明負荷は白熱灯であると判別する。また、３８０〜４２０ｎｍ近傍の相対発光強度が、６３０〜６７０ｎｍ近傍の発光強度より大きい場合、照明負荷は蛍光灯であると判別する。さらに、４３０〜４７０ｎｍ近傍の相対発光強度が最も大きい場合、照明負荷はＬＥＤ灯であると判別する。

このように、照明負荷の種類を光出力の波長で判別することで、照明負荷の特性に合わせた点灯動作を自動で選択できるようになる。例えば、照明負荷は白熱灯であると判断した場合は、調光動作をさせるようにすればよい。また、照明負荷は蛍光灯であると判断した場合、蛍光灯は他の照明負荷と比べて点滅寿命が比較的短いので、照明負荷を点滅させて威嚇動作するような照明器具で使用される場合には、照明負荷の点滅回数を減らすように負荷制御部で自動調整すればよい。

また、実施形態１と組み合わせて使用すると、同じＬＥＤ灯でも容量性負荷であるか、抵抗性負荷であるかを判別することもできるため、より照明負荷の判別を明確にすることができるようになる。

（実施形態４）
本実施形態は、実施形態３における照度センサの３つの光学フィルタと受光素子に加え、それを包括する可視光領域全域をフィルタ領域とする光学フィルタＤと受光素子Ｄを設けたものであり、その照度センサの構成を図８に示す。

受光素子Ｄから得られた信号を用いて、照明装置の取り付けられた照明器具の周囲照度を読み取り、任意に設定した照度に対する明暗判定により、照明負荷１の点灯を制御する。この時の受光素子Ｄによる照度信号と照明負荷の動作について、図９を用いて説明する。

まず、照度センサの信号と照明器具の周囲照度との関係を図９（イ）に示す。照度センサの出力信号波形は、任意の範囲α〜βにおいて、１日の間で連続的に変位する。照度センサ部は例えばフォトＩＣダイオードからなり、周囲が明るいほど電圧値の高い電圧信号を出力する。

負荷制御部において、照度センサの照度検出信号に対して、任意に閾値Ｘを設定し、信号レベルが閾値Ｘを上回っている場合は、照明負荷を消灯させ、閾値Ｘを下回った場合に照明負荷を点灯させるといった制御が可能となる。例えば、夕暮れ時の照度センサの信号レベルに閾値Ｘを設定すれば、毎日、夕方になると、照明負荷を自動点灯できるようになる。
本実施形態では、このような点灯制御に併用して照明負荷の判別処理を行う。

次に、図９（ロ）を用いて、照明負荷の判別処理とその後の動作について説明する。
例えば、任意に設定された閾値Ｘを下回ったときに照明負荷の判別処理が行われるとする。

まず、負荷判別処理において、照明負荷を点灯させるが、この点灯により、照度センサの受光素子Ｄの信号レベルが急峻に上昇してしまう。この時、閾値Ｘを超えるようでは、前述の照度センサによる閾値Ｘを利用した点灯制御へ影響してしまう。このことを考慮し、光出力による負荷判別処理が完了するまでは、受光素子Ｄによる閾値Ｘとの比較判定の結果を無視し、また、点灯直前の周囲照度を負荷制御部にて記憶しておくようにする。次に、負荷判別処理において、受光素子Ａ〜Ｃの信号を検出し、照明負荷の動作モードが確定した後、閾値レベルに対して、受光素子Ｄの信号により照度を確認する。

この時、照明負荷が点灯することで、照度センサの信号レベルが上昇し、閾値レベルを越えることで、照明負荷が消灯される現象（自己点滅現象）が発生する可能性があるが、負荷判別を行った後は、照明負荷の点滅によるセンサ信号への影響を除くようなマスク処理を施すことで、自光による自己点滅を防止すればよい。例えば、点灯後の閾値レベルは、点灯前の照度レベル（閾値レベル）に対する照明負荷点灯後の上昇分（周囲の照度の依らず一定値となる）を加えて判断するといった手段を用いれば良い。

実際の照明器具の構成例を図１０に示す。照明器具は、器具筐体３０と、光を透過させるための透光性グローブ３１の中に、照明負荷１と照明装置３４が配置される。さらに、その照明装置３４の内部には、照度センサ７Ａが組み込まれており、照明器具の周囲の光を透過させるために器具外郭側に設けられた透光窓３３に加え、照明器具内側に配置されるよう透光窓３２を設けることで、自身の照明負荷１の光も検出できるように構成されている。

このように、負荷判別のための照度センサに、周囲照度を判別する機能を併用させることで、照度センサ付き照明器具としても利用できるようになる。

（実施形態５）
本実施形態を図１１にて説明する。１ａは白熱灯、１ｂは電球型蛍光灯、１ｃは電球型ＬＥＤ灯である。照明負荷の種類は、抵抗性負荷であれば白熱灯、ＬＥＤ灯、容量性負荷であれば電球型蛍光灯、ＬＥＤ灯と様々な組合せが考えられる。このとき、蛍光灯やＬＥＤ灯であれば、その口金も様々である。

そこで本実施形態では、実施形態１〜４の照明装置をＥ口金のソケットと組み合わせた照明器具の構成にしている。これは、Ｅ口金のソケットを用いれば、照明負荷の取り付けの関係上、照明負荷の形状が、図１１に示すように、略球状もしくは略円筒状となり、かつ、人が操作しやすい直径としなければならないことから、概寸法が必然的に同じようになるためで、この時、例えば、照明器具のカバーは、照明負荷違いに対して、その意匠への影響を大きく受けずに各々の負荷が収納できる共用設計が容易になる。

本発明の実施例１の構成を示すブロック図である。本発明の実施例１の動作波形図である。本発明の実施例２の詳細な構成を示す回路図である。本発明の実施例３の構成を示すブロック図である。本発明の実施例３に係る照明装置に用いる光学フィルタ付き照度センサの概略構成を示す説明図である。本発明の実施例３に用いる光学フィルタの分光特性と複数の照明負荷のスペクトル特性を示す特性図である。本発明の実施例３の照度センサによる負荷判別の動作を示すフローチャートである。本発明の実施例４に係る照明装置に用いる光学フィルタ付き照度センサの概略構成を示す説明図である。本発明の実施例４の動作説明図である。本発明の実施例４に係る照明装置を組み込んだ照明器具の概略構造を示す断面図である。本発明の実施例５に用いるＥ口金の照明負荷の形状を示す斜視図である。従来の屋側で使用される照明器具の外観を示す斜視図である。従来の屋側で使用される白熱灯調光型センサ付き照明器具の構成例を示す分解斜視図である。従来の白熱灯調光用照明装置の構成例を示すブロック図である。従来の白熱灯調光用照明装置の詳細な回路構成を示す回路図である。従来例の白熱灯調光時の動作波形図である。従来のセンサ付き白熱灯調光用照明装置の構成例を示すブロック図である。従来の容量性負荷である電球型蛍光灯の内部構成例を示す回路図である。従来の電球型蛍光灯の入力電流波形を示す波形図である。従来の白熱灯調光用照明装置に電球型蛍光灯を接続したときの動作を示す波形図である。

符号の説明

ＡＣ商用交流電源
１照明負荷
３負荷駆動部
４電源位相検出部
５負荷制御部
５ａ負荷判別部
８負荷電流検出部
９負荷電圧検出部

Claims

照明負荷の電源として供給される商用電源をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチング素子と、照明負荷を位相制御するために商用電源の位相を検出する電源位相検出部と、電源位相検出部の出力を受けてスイッチング素子の導通角を決める負荷制御部とを備え、負荷制御部からスイッチング素子へ任意の導通角で送信される信号により照明負荷を点灯制御する照明装置において、
前記負荷制御部は、電源投入後の所定の期間は、商用電源の導通角を照明負荷が点灯できる位相でスイッチング素子をＯＮし、その期間で照明負荷の種類を判別する負荷判別部を有し、負荷判別部で判別された照明負荷の種類に応じた動作モードに切り替えることを特徴とする照明装置。
負荷判別部は、照明負荷に流れる電流を検出する負荷電流検出部と、照明負荷に印加される電圧を検出する負荷電圧検出部とから得られた検出信号の信号レベルを比較することで照明負荷の種類を判別することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
負荷電流検出部は、照明負荷と商用電源の間に直列に接続された高周波フィルタ用のインダクタに設けた２次巻線の誘起電圧を検出することを特徴とする請求項２記載の照明装置。
負荷判別部は、異なる波長領域の光を選択的に透過する光学フィルタを複数有する照度センサにより得られた各波長の照度レベルを比較することで照明負荷を判別することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置。
負荷判別部は、周囲照度に応じて照明負荷の点灯／消灯を制御する照度センサを用いて照明負荷の種類を判別することを特徴とする請求項４記載の照明装置。
請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置と、Ｅ口金の照明負荷用ソケットを備えたことを特徴とする照明器具。