（株）桜井屋灯具店では、下記事業を展開しています。
・オリジナルプロダクトの企画・設計・製作・販売
・特注照明の設計・製作
・他社既製品照明の卸販売・2次加工
・アンティーク照明の修理・復元
・輸入照明の日本仕様への組み替え及びPSE適合加工
・照明計画設計

・プロダクト一覧
https://sakuraiya-touguten.com/products
・特注照明について
https://sakuraiya-touguten.com/custom-made
・会社概要
https://sakuraiya-touguten.com/about
詳しくはお問い合わせフォームよりお問い合わせください。

CONTACT US

照度センサーとは？

照度センサーは、ある地点での光の強さ（照度：ルクス、lx）を電気信号に変換して出力する装置です。自動調光、昼光補正、ディスプレイや撮影の輝度補正、施設の照明管理、農業や工場の品質管理など、多様な用途で使われます。本稿は用途別の選定基準、設置・較正・PoC、運用・保守、トラブル対応まで実務ベースで解説します（引用や外部参照は含みません）。

基本原理と出力方式

• • 受光素子の種類• フォトダイオード：高速で線形性が良い。増幅回路やスペクトル補正が必要な場合が多い。
• • フォトトランジスタ／光電抵抗（CdS）：低コストで簡易用途向けだが温度依存性や非線形がある。
• • CMOS画像センサ（イメージセンサ）：面分布や色情報を取得でき、ムラ検出や色補正に有効。
• • 複合センサ：照度に加え人感・近接・温度などを同一モジュールで取得する製品もある。
• • 出力形式• アナログ（電圧／電流）: シンプルな制御系や既存設備との互換に適する。
• • デジタル（I2C、SPI、UART、1-Wire等）: 分解能管理、校正データや診断情報の取得に有利。
• • 通信対応（無線・有線IoT）: 遠隔監視や集中管理で使う場合に採用。
• • 人視感補正：人間の視感特性に合わせたスペクトルフィルタ（V(λ)に近似）を持つセンサは、表示上の「明るさ」と実測値の整合が高くなる。

性能指標と選定基準

測定レンジと下限／上限分解能

用途に応じて必要なレンジを選ぶ（例：事務所数十〜数百lx、屋外直射で10^4 lx以上）。低照度側の分解能は自動制御のしきい値決定に直結する。

分解能と精度

センサの分解能（ビット深度）と全体精度（オフセット誤差、ゲイン誤差）を確認。用途により較正と補正が必要。

スペクトル応答と演色性影響

LEDや蛍光灯など光源スペクトルに応じた読みの差が生じるため、使用光源環境に最適化されたセンサ選定や補正テーブル作成を検討する。

応答速度（帯域）

PWM調光の検出や急変光の把握には数百Hz〜kHz帯の応答が必要な場合がある。ゆっくりした昼光補正では数秒間隔で十分なこともある。

視野角（指向性）

センサの受光角により測定対象が変わる。作業面の照度を測るのか、空間平均を測るのかで設置向き・受光角を選定する。

温度特性・ドリフト

動作温度域でのゼロドリフトやゲイン変動を確認。必要に応じ温度補償機構を備えた製品を選ぶ。

耐環境性・信頼性

屋外や高温多湿環境では防水（IP等級）や耐紫外線性、耐汚染性のある筐体と材料を選定する。

設置設計と実務的注意点

測定対象の定義

何を「測る」かを明確にする（例：作業面、天井面、窓付近、ディスプレイ面）。この定義が位置・向き・視野角選定の基準になる。

取り付け位置と向き

作業面照度が要件なら作業面と同じ高さ・向きに近い位置に設置する。天井付近のセンサが窓からの直射を拾って誤判定するケースに注意。

直射光と反射対策

直射光が直接入る位置では飽和や誤検出が起きやすい。シェードや指向性の狭いセンサを使う、あるいは複数点計測で補正する。

清掃性とメンテナンス性

センサ表面の汚れは測定誤差に直結するため、清掃しやすい位置や取り外し可能な設計にする。

ケーブルと電源設計

アナログ・デジタルの出力形態に応じてノイズ対策（ツイストペア、シールド）や設置配線を計画する。電源の安定化、過電圧保護を考慮する。

配置密度と分布計測

広い空間や反射が多い場所では複数センサを分散配置し平均化することで制御の安定性を高める。

校正・PoCでの検証項目

• • 校正（キャリブレーション）• 工場校正：出荷時の較正は基本だが、現地条件に合わせたリファレンス光源での再較正を推奨。
• • 定期校正：経年ドリフトや汚れを考慮し、定期的な再較正スケジュールを組む。
• • 校正プロセス：リファレンス照度器を用いた2点以上の校正（低域・高域）と補正係数の適用。
• • PoC（概念実証）の必須チェック項目• 測定精度と再現性（既知光源で測定）。
• • レンジ確認（低照度側と高照度側で飽和やノイズを確認）。
• • 応答性（急変光やPWM検出時の挙動）。
• • スペクトル差の影響（使用光源ごとの読み誤差を評価）。
• • 実地評価（実環境で数週間〜数ヶ月運用して、季節・時間帯変動を含めた挙動を観察）。

 

制御への適用例とアルゴリズム設計

昼光補正（デイライト連動）

外光に応じて室内照明を減光しエネルギー削減を図る。ヒステリシスや遅延、最小明るさ制約を組み込み誤動作を防止する。

在室連動との組合せ

照度と在室情報（人感センサ）を両方使い、在室中のみ照度維持を行うことで不要点灯を防ぐ。

多点平均と重み付け

複数センサの値を加重平均して局所的な反射や一時的な影響を平滑化する設計が有効。

フィルタリング・デバウンス

瞬間的なフラッシュやシャドウを排除するためのローパスフィルタや移動平均、イベントベースのデバウンスを入れる。

補正テーブルと温度補正

光源スペクトル差や温度変化を補正するためのルックアップテーブルやリアルタイム補正ロジックを実装する。

試験・検証項目（詳細）

• • 光学評価：分光透過差の影響、角度依存性、均一性。
• • 電気特性：ノイズフロア、SNR、応答遅延、消費電力。
• • 環境試験：温湿度サイクル、UV曝露、塵埃耐性、振動耐性。
• • 長期信頼性：加速寿命試験（ALT）、黄変や封止劣化の評価。
• • 相互運用性：上位制御システムとのプロトコル適合（アナログ、Modbus、BACnet、MQTT等）。

運用と保守の実務設計

定期点検と清掃

センサ表面の清掃頻度を運用マニュアルに記載し、清掃履歴をログ化する。

定期校正スケジュール

用途や環境によるが、商業・工業用途では年1回以上、厳密な品質管理が必要な場合は半期ごとに校正することが一般的。

自己診断とアラート

測定値の急変、通信断、飽和状態の常時検出とアラート発報を組み込み、現地対応フローを整備する。

交換部材とトレーサビリティ

部材の型番・ロット管理、交換履歴、較正履歴を保管して品質管理に活用する。

ログ保存と分析

照度トレンドからランプ劣化や運用改善点を抽出し、LCC（ライフサイクルコスト）や省エネ効果を定期評価する。

よくあるトラブルと対策

飽和（直射光による読み値上限）

対策：遮光・シェード、指向性の狭いセンサの採用、複数点測定で補正。

反射による局所過大評価

対策：測定点の再設計、センサ向き調整、加重平均による補正。

スペクトル依存の誤差（LED環境で顕著）

対策：光源別補正テーブルやRGB分離での補正、スペクトル応答の良いセンサ採用。

汚れ・黄変によるドリフト

対策：防汚コート、定期清掃、早期交換計画。

温度ドリフト

対策：温度補償、温度センサ併設によるリアルタイム補正。

実務的チェックリスト（導入前）

1. 1. 測定対象と目標仕様（精度、応答性、レンジ）を確定する。
2. 2. 設置位置案を作り、直射・反射の影響をシミュレーションまたは現地計測する。
3. 3. センサ候補のスペック比較（スペクトル応答、レンジ、分解能、インターフェース）。
4. 4. PoC計画を作成（期間、評価項目、合格基準）。
5. 5. 校正・清掃・交換の運用ルールとスケジュールを策定する。
6. 6. ログ保存・アラート・運用責任者を決定する。
7. 7. 長期保守（予備品、トレーサビリティ、SLA）を整備する。

まとめ

照度センサー導入の成功は、適切なセンサ選定と「現場に合わせた設置・較正・運用」の設計に尽きます。測る対象を明確にし、PoCで実地データを取得して補正や閾値を決め、定期的な校正と清掃を運用に組み込んでください。トラブルの多くは配置や汚れ、スペクトル差に起因するため、それらを前提にした冗長計測や補正ロジックを準備することが最も効果的です。