JP2002075669A - 人感式自動スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】人が検出されなければ減光点灯するとともに外
部制御により消灯可能であり、外部制御で消灯している
期間に人が検出されると照明負荷を点灯させる人感式自
動スイッチを提供する。 【解決手段】人感センサ部１は人の存在を検出して検出
信号を発生する。照明器具Ｌは出力駆動回路５により商
用電源ＡＣがオンオフされ、調光回路６からの通常点灯
と減光点灯との調光信号により光出力を変化させる。信
号処理部３は、接点端子Ｔ３，Ｔ４が開放である期間に
は商用電源ＡＣから照明器具Ｌに給電させ、検出信号の
発生期間に通常点灯の調光信号を与え検出信号の非発生
期間に減光点灯の調光信号を与える。信号処理部３は、
接点端子Ｔ３，Ｔ４が短絡である期間には調光回路６か
ら通常点灯の調光信号を与え、検出信号の発生期間に商
用電源ＡＣから照明器具Ｌに給電し検出信号の非発生期
間に給電を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明負荷を規定の
検知エリア内の人の存否に対応付けて制御する人感式自
動スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、照明負荷による照明空間に関
連付けて人感センサを配置し、人感センサにより設定さ
れた規定の検知エリア内に人が存在することが人感セン
サによって検出されている期間には照明負荷を点灯さ
せ、人感センサにより人が検出されない期間には照明負
荷を消灯する人感式自動スイッチが提供されている。こ
の種の人感式自動スイッチを用いると、照明負荷が必要
なときにのみ点灯するから電力が無駄に消費されるのを
抑制することができ省エネルギになる。また、照明負荷
が消灯すると安全に問題が生じたり不安感が生じるよう
な場所に用いるために、人感センサにより人が検出され
ていない期間において消灯する代わりに、照明に用いる
通常点灯よりも光出力を低減させた減光点灯で照明負荷
を点灯させるようにした人感式自動スイッチも提案され
ている。このように人がいないときにも減光点灯で照明
負荷を点灯させることで周囲に存在するものを確認する
ことができることになる。

【０００３】ところで、人の存在しない期間に照明負荷
の点灯状態を減光点灯とする構成を採用すると、深夜な
どで人がほとんどいないと考えられる場合でも照明負荷
が点灯することになるから、人感式自動スイッチを用い
たことによる省エネルギの効果が低減されることにな
る。そこで、減光点灯の期間であっても外部スイッチの
操作などによって必要に応じて照明負荷を強制的に消灯
可能とし、かつ強制的に消灯されている期間に人の存在
が検出されると照明負荷を点灯させるようにした人感式
自動スイッチも提案されている（特開平１０−２０９８
４２号公報）。

【０００４】上記公報に記載の技術は、照明負荷として
白熱電球を用いることを想定したものであって、双方向
３端子サイリスタ（トライアック）を位相制御すること
により照明負荷への供給電力を制御する構成を採用して
いる。つまり、電源から照明負荷への給電経路に挿入さ
れるトライアックを位相制御し照明負荷への供給電力を
調節することによって、通常点灯と減光点灯とにおける
光出力を制御している。また、トライアックは電源から
照明負荷への給電経路に挿入されているから、トライア
ックをオフにすることによって照明負荷を消灯させる構
成になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近ではイ
ンバータ回路を主構成とする電子式安定器を用いて蛍光
ランプを点灯させる照明器具が提供されており、この種
の照明器具では外部から調光信号を与えることによって
光出力を調光可能にしたものがある。つまり、電子式安
定器が調光器としての機能を兼ね備えているものがあ
る。

【０００６】この種の照明器具を用いて、人の存否に連
動させて調光制御（通常点灯と減光点灯と消灯の制御）
を行うには、照明器具の電源のオンオフを制御するとと
もに給電経路とは別経路で調光信号を与えなければなら
ず、上記公報に開示されているようなトライアックを位
相制御する構成では対応することができない。

【０００７】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、電源のオンオフを制御するとととも
に給電経路とは別経路で調光信号を与えることが要求さ
れる場合でも、人が検出されない期間には減光点灯が可
能であり、かつ外部からの接点信号により照明負荷を強
制的に消灯可能であり、さらには照明負荷を強制的に消
灯している期間において人が検出されると照明負荷を点
灯させるという制御が可能な人感式自動スイッチを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、規定
の検知エリア内の人の存在を検出している間に検出信号
を発生する人感センサ部と、照明負荷の光出力を調光す
る調光器に対して照明に用いる光出力である通常点灯を
指示する第１の調光信号と通常点灯よりも光出力を低減
した減光点灯を指示する第２の調光信号との少なくとも
２種類の調光信号を択一的に与える調光回路と、電源か
ら照明負荷への給電をオンオフさせる出力駆動部と、開
放と短絡との２値の接点信号が入力される接点端子と、
接点信号が開放である期間には出力駆動部において電源
から照明負荷に給電するとともに、人感センサ部からの
検出信号の発生期間に調光回路から調光器に第１の調光
信号を与え検出信号の非発生期間に第２の調光信号を与
える信号処理部とを備え、信号処理部では接点信号が短
絡である期間には調光回路から調光器に第１の調光信号
を与えるとともに、人感センサ部からの検出信号の発生
期間に出力駆動部において電源から照明負荷に給電し検
出信号の非発生期間に給電を停止するものである。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記人感センサ部が、人体から放射される熱線を検
出する焦電型赤外線センサと、焦電型赤外線センサの出
力に所定の変化が生じるたびに所定の保持時間を時限す
るタイマ部とを備え、タイマ部の時限中に前記検出信号
を発生するものである。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、周囲の明るさが規定値以上である期
間に明状態信号を発生する明るさセンサ部が付加され、
明状態信号の発生期間には検出信号と接点信号とは無関
係に出力駆動部において電源から照明負荷への給電を停
止するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に示すように、本実施形態の
人感式自動スイッチ１０では、人体からの熱線を検出す
る焦電型赤外線センサ（以下、焦電センサという）１ａ
を用いた人感センサ部１を備えるとともに、ＣｄＳやフ
ォトダイオードを用いた明るさセンサ２ａにより周囲の
明るさを検出する明るさセンサ部２を備えた人感式自動
スイッチを例示する。

【００１２】人感センサ部１は、焦電センサ１ａの出力
を増幅する増幅部１ｂと、増幅部１ｂからの出力が基準
値よりも大きいときにトリガ信号を出力するコンパレー
タ１ｃとを備え、コンパレータ１ｃから出力されたトリ
ガ信号をマイクロコンピュータからなる信号処理部３に
入力する。信号処理部３は人感センサ部１を構成するタ
イマ部を含み、タイマ部ではトリガ信号が入力されるた
びに所定の保持時間を時限する。つまり、タイマ部はリ
トリガラブルであり、トリガ信号が入力されて保持時間
を時限している間に次のトリガ信号が入力されると、そ
のトリガ信号からあらためて保持時間を時限する。した
がって、焦電センサ１ａに対応して設定された検知エリ
ア内に人が存在し、保持時間の時限中に人の動きがあれ
ばタイマ部は時限動作を継続することになる。このよう
にタイマ部が時限動作を継続している期間は人が検知エ
リア内に存在する期間とみなすことができるから、信号
処理部３の内部ではタイマ部が時限動作を継続している
期間を表す信号を検出信号として発生させる。

【００１３】明るさセンサ部２は明るさセンサ２ａと信
号処理部３とにより構成され、信号処理部３では明るさ
センサ２ａの出力に対して適宜の閾値が設定される。信
号処理部３では明るさセンサ２ａの出力が閾値よりも明
るい期間に明状態信号を発生し、閾値よりも暗い期間に
暗状態信号を発生する。ただし、閾値は２段階に設定さ
れており、一方の閾値は周囲が明るい状態から暗い状態
に移行したことを検知する暗移行閾値であり、他方は周
囲が暗い状態から明るい状態に移行したことを検知する
明移行閾値であって、明移行閾値は暗移行閾値よりも明
るい側に設定してある。すなわち、信号処理部３では周
囲が明るい昼間などにおいては明状態信号を発生してお
り、影によってやや暗くなる程度では暗状態信号を発生
する状態に移行しないようにしてある。また逆に、周囲
が暗い夜間などにおいては照明の点灯程度では明状態信
号を発生する状態に移行しないようにしてある。

【００１４】人感センサ部１および明るさセンサ部２に
は電源回路４を通して商用電源ＡＣから電力が供給され
る。つまり、電源回路４には商用電源ＡＣに接続するた
めの一対の電源端子Ｔ１，Ｔ２が接続される。信号処理
部３には一対の接点端子Ｔ３，Ｔ４が接続され、スイッ
チのように無電圧接点信号が得られる接点機器Ｘが接点
端子Ｔ３，Ｔ４に接続可能になっている。つまり、接点
機器Ｘでは接点端子Ｔ３，Ｔ４の開放と短絡とを選択す
ることができ、開放と短絡とを２値の接点信号として扱
うことになる。ここに、接点機器Ｘを接続して開放を選
択している状態は、接点端子Ｔ３，Ｔ４に何も接続して
いない状態と等価である。

【００１５】信号処理部３では、上述した検出信号と明
状態信号ないし暗状態信号と接点信号とを組み合わせる
ことによって出力駆動部５および調光回路６を制御す
る。出力駆動部５は、商用電源ＡＣから照明負荷を含む
照明器具Ｌへの給電経路に挿入されるリレー接点のよう
なスイッチ要素を含むものであり、スイッチ要素の開閉
が信号処理部３により制御される。出力駆動部５に含ま
れるスイッチ要素の一端は電源回路４を通して電源端子
Ｔ１に接続され、スイッチ要素の他端は負荷端子Ｔ５に
接続される。したがって、商用電源ＡＣと照明器具Ｌと
の給電経路となる電源線Ｌｐは、商用電源ＡＣの一端と
電源端子Ｔ１との間、商用電源ＡＣおよび照明器具Ｌと
電源端子Ｔ２との間、照明器具Ｌと負荷端子Ｔ５との間
をそれぞれ接続することになる。ここに、図１において
は電源端子Ｔ２に商用電源ＡＣと照明器具Ｌとを共通に
接続しているが、電源端子Ｔ２として電源線Ｌｐを接続
する接続部を２個設けたものを用い、商用電源ＡＣと照
明器具Ｌとを各接続部に個別に接続するのが望ましい。

【００１６】調光回路６は、照明器具Ｌに内蔵された調
光器（インバータ回路）に調光信号を与えるものであっ
て、照明器具Ｌの光出力を通常の照明に用いる程度で点
灯（一般には定格点灯）させる調光信号と、照明器具Ｌ
の光出力を周囲に存在するものが視認できる程度に減光
させる調光信号との２段階の調光信号の出力が可能にな
っている。以下では、前者の調光信号により照明負荷を
点灯させる状態を通常点灯と呼び、後者の調光信号によ
り照明負荷を点灯させる状態を減光点灯と呼ぶ。調光信
号は調光端子Ｔ６に接続される調光信号線Ｌｓ（図１で
は１本で表しているが、通常は２本が対になっている）
を通して照明器具Ｌの調光器に与えられる。したがっ
て、照明器具Ｌの点灯時には調光回路６から指示される
調光信号によって光出力を２段階に切り換えることがで
きる。

【００１７】以下に、信号処理部３の動作を図２を参照
して説明する。上述したように、信号処理部３は、図２
（ａ）に示す明るさセンサ部２から出力される明状態信
号および暗状態信号と、図２（ｂ）に示す焦電センサ１
ａの出力（図はコンパレータ１ｃの出力を模式的に示す
もの）と、図２（ｃ）に示す接点機器Ｘから入力される
接点信号との組み合わせによって、出力駆動部５および
調光回路６を制御するように構成されている。ここに、
図２（ｂ）において人を検知した状態を人信号Ｐとして
示してある。

【００１８】明るさセンサ部２から明状態信号が発生し
ている期間は、図２（ｅ）に示すように、人信号Ｐと接
点信号とには関係なく照明器具Ｌへの電源をオフにし、
結果的に図２（ｆ）のように照明器具Ｌが消灯する。し
たがって、昼間のように周囲が明るく照明器具Ｌを点灯
させる必要がない期間には、照明器具Ｌを消灯させた状
態に保つ。

【００１９】一方、明るさセンサ部２から暗状態信号が
発生している期間には、図２（ｃ）に示す接点信号が開
放か短絡かに応じて動作が変化する。接点信号が開放で
ある状態、つまり接点機器Ｘがオフであるか、接点機器
Ｘが接点端子Ｔ３，Ｔ４に接続されていない状態では、
図２（ｅ）に示すように、出力駆動回路５が商用電源Ａ
Ｃから照明器具Ｌに電源を供給する状態になって照明器
具Ｌが点灯する。ここで、人信号Ｐが発生していない期
間には図２（ｄ）のように調光回路６は減光点灯の調光
信号を照明器具Ｌに与え、図２（ｆ）のように照明器具
Ｌの光出力を減光点灯とする。また、図２（ｂ）のよう
に人信号Ｐが発生すると、図２（ｄ）のように調光信号
を通常点灯とし、図２（ｆ）のように照明器具Ｌの光出
力を通常点灯とする。ここにおいて、通常点灯の状態は
信号処理部３に含まれるタイマ部の時限時間、つまり人
感センサ部１から検出信号が発生している期間だけ継続
される。人感センサ部１から検出信号が発生しなくなれ
ば、調光回路６は照明器具Ｌに減光点灯を指示し、照明
器具Ｌは再び減光点灯に戻る。このように、明るさセン
サ部２から暗状態信号が発生している期間であって、接
点信号が開放である期間には、人感センサ部１から検知
信号の発生期間にのみ照明器具Ｌが通常点灯となり、検
知信号の非発生期間には照明器具Ｌが減光点灯となる。

【００２０】明るさセンサ部２から暗状態信号が発生し
ている期間であって、接点信号が短絡である（つまり、
接点機器Ｘがオンになった）期間には、図２（ｄ）のよ
うに調光回路６から照明器具Ｌに対して通常点灯を指示
する。ただし、図２（ｂ）のように人信号Ｐが発生しな
ければ、図２（ｅ）のように出力駆動部５は商用電源Ａ
Ｃから照明器具Ｌへの給電を停止しており、人信号Ｐが
発生して検出信号が発生している期間にのみ図２（ｅ）
のように商用電源ＡＣから照明器具Ｌに給電する。つま
り、検出信号の発生期間に図２（ｆ）のように照明器具
Ｌは通常点灯となり、検出信号の非発生期間に照明器具
Ｌは消灯する。

【００２１】上述したように、周囲が暗い期間において
接点信号が開放であると照明器具Ｌを点灯させ、人が検
知エリアに存在する期間には照明器具Ｌを通常点灯と
し、人が検知エリアに存在しない期間には照明器具Ｌを
減光点灯とするのである。これによって、人が存在しな
い期間でも完全に消灯することなく周囲に存在するもの
を視認できる程度に点灯させておくことができ、安全を
確保したり安心感を与えることが可能になる。その一方
で、人の検知がほとんど不要であれば接点信号を短絡と
しておくことで、人が存在しない期間には完全に消灯さ
せておくことができ、人の存在するときにのみ照明器具
Ｌを通常点灯とすることができる。ここに、照明器具Ｌ
のオンオフを制御する経路と調光信号を与える経路とを
別に設けているから、蛍光ランプをインバータ回路で点
灯させるような照明器具Ｌに対応することが可能にな
る。しかも、接点信号の短絡によって照明器具Ｌを消灯
させている間には調光信号を通常点灯として待機させて
いるから、人が検知されたときに照明器具Ｌを短時間で
点灯させることができる。つまり、蛍光ランプのような
放電灯は、始動時に電極間に印加される電圧が高いほど
始動性が高くなるから、接点信号によって照明負荷を強
制的に消灯している期間において通常点灯（減光点灯よ
りも高電圧を放電ランプに印加することができる）を指
示しておくことで、減光点灯を指示しておく場合に比較
すると、人の検知時に放電ランプに高電圧を印加するこ
とができ、結果的に始動性を高めることができるのであ
る。

【００２２】上述した人感式自動スイッチ１０の使用例
を図３に示す。図３においては電源端子Ｔ２の接続部を
２個設けてあり、調光端子Ｔ６は対で示してある。この
ような構成とすれば、商用電源ＡＣへの電源線Ｌｐと照
明器具Ｌへの電源線Ｌｐとを分離して配線することがで
きる。また、図示例では複数台の照明器具Ｌを電源線Ｌ
ｐおよび調光制御線Ｌｓにそれぞれ並列に接続すること
によって、複数台の照明器具Ｌを一斉に制御する例を示
している。なお、上述の例では、接点機器Ｘとしてスイ
ッチを例示したが、無電圧接点信号を発生するものであ
ればどのようなものでもよく、たとえばタイマを用いれ
ば、深夜などで人が存在する可能性の少ない時間帯に接
点信号を自動的に短絡とするような制御が可能になる。
また、調光回路６において２段階の調光信号を出力する
構成を例示したが、３段階以上の調光信号を出力する調
光回路６を設け、減光点灯における光出力を複数段階に
設定可能とするようにしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明は、規定の検知エリア内
の人の存在を検出している間に検出信号を発生する人感
センサ部と、照明負荷の光出力を調光する調光器に対し
て照明に用いる光出力である通常点灯を指示する第１の
調光信号と通常点灯よりも光出力を低減した減光点灯を
指示する第２の調光信号との少なくとも２種類の調光信
号を択一的に与える調光回路と、電源から照明負荷への
給電をオンオフさせる出力駆動部と、開放と短絡との２
値の接点信号が入力される接点端子と、接点信号が開放
である期間には出力駆動部において電源から照明負荷に
給電するとともに、人感センサ部からの検出信号の発生
期間に調光回路から調光器に第１の調光信号を与え検出
信号の非発生期間に第２の調光信号を与える信号処理部
とを備え、信号処理部では接点信号が短絡である期間に
は調光回路から調光器に第１の調光信号を与えるととも
に、人感センサ部からの検出信号の発生期間に出力駆動
部において電源から照明負荷に給電し検出信号の非発生
期間に給電を停止するものであり、電源から照明負荷へ
の給電をオンオフさせる出力駆動部部と、照明負荷の光
出力を調光する調光器に対して調光信号を与える調光回
路とを備えるから、電源のオンオフの制御を行うととも
に給電経路とは別経路で調光信号を与えることが必要な
照明器具を制御することができる。とくに、接点信号が
短絡である期間には調光回路から調光器に通常点灯を指
示する第１の調光信号を与えるとともに人感センサ部か
らの検出信号の発生期間に出力駆動部において電源から
照明負荷に給電し検出信号の非発生期間に給電を停止す
るから、接点信号によって照明負荷を強制的に消灯させ
ている期間に調光信号では通常点灯を指示する状態で待
機しておき、人感センサ部からの検出信号が発生する期
間において照明負荷への給電を行うから、蛍光ランプの
ような放電ランプを照明負荷とする場合でも人の存在が
検出されると短時間で光出力を立ち上げることができる
という利点がある。すなわち、減光点灯が指示されてい
る状態では放電ランプの電極間に始動時に印加される電
圧は通常点灯が指示されている状態で始動時に印加され
る電圧よりも低くなるのであって、一般に放電ランプは
始動時に電極間に印加される電圧が高いほど始動性が高
くなるから、接点信号によって照明負荷を強制的に消灯
している期間において第１の調光信号を調光器に与えて
おくことによって、第２の調光信号を与えておく場合に
比較すると、人感センサ部からの検出信号の発生時に放
電ランプに高電圧を印加することができ、結果的に始動
性を高めることができるのである。

【００２４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記人感センサ部が、人体から放射される熱線を検
出する焦電型赤外線センサと、焦電型赤外線センサの出
力に所定の変化が生じるたびに所定の保持時間を時限す
るタイマ部とを備え、タイマ部の時限中に前記検出信号
を発生するものであり、熱線の時間変化に応じた出力電
圧が得られる微分型の赤外線センサである焦電型赤外線
センサを用いるから、人の存否を高感度に検出しながら
も取り扱いが容易であって、簡単な構成で実現すること
ができる。また、焦電型赤外線センサは微分形のセンサ
であるから、人が検知エリア内に存在していても静止し
ていると出力が得られないが、タイマ部によって時限さ
れている保持時間内に人に動きがあれば検出信号を継続
して発生させることができるから、高感度かつ取り扱い
の容易な焦電型赤外線センサを用いながらも人が検知エ
リアに存在している期間には検出信号を継続して発生さ
せることができる。その結果、検出信号が発生している
期間を人が検知エリアに存在する期間とみなすことが可
能になる。

【００２５】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、周囲の明るさが規定値以上である期
間に明状態信号を発生する明るさセンサ部が付加され、
明状態信号の発生期間には検出信号と接点信号とは無関
係に出力駆動部において電源から照明負荷への給電を停
止するものであり、周囲が明るいときには電源から照明
負荷への給電を停止するので、周囲が明るく照明負荷の
点灯が不要であるときには電力が無断に消費されること
がないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】同上の使用形態を示す図である。

【符号の説明】

１ 人感センサ部 １ａ 焦電型赤外線センサ（焦電センサ） ２ 明るさセンサ部 ３ 信号処理部 ５ 出力駆動部 ６ 調光回路 ＡＣ 商用電源 Ｌ 照明器具 Ｔ３，Ｔ４ 接点端子 Ｘ 接点機器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 規定の検知エリア内の人の存在を検出し
   ている間に検出信号を発生する人感センサ部と、照明負
   荷の光出力を調光する調光器に対して照明に用いる光出
   力である通常点灯を指示する第１の調光信号と通常点灯
   よりも光出力を低減した減光点灯を指示する第２の調光
   信号との少なくとも２種類の調光信号を択一的に与える
   調光回路と、電源から照明負荷への給電をオンオフさせ
   る出力駆動部と、開放と短絡との２値の接点信号が入力
   される接点端子と、接点信号が開放である期間には出力
   駆動部において電源から照明負荷に給電するとともに、
   人感センサ部からの検出信号の発生期間に調光回路から
   調光器に第１の調光信号を与え検出信号の非発生期間に
   第２の調光信号を与える信号処理部とを備え、信号処理
   部では接点信号が短絡である期間には調光回路から調光
   器に第１の調光信号を与えるとともに、人感センサ部か
   らの検出信号の発生期間に出力駆動部において電源から
   照明負荷に給電し検出信号の非発生期間に給電を停止す
   ることを特徴とする人感式自動スイッチ。
2. 【請求項２】 前記人感センサ部は、人体から放射され
   る熱線を検出する焦電型赤外線センサと、焦電型赤外線
   センサの出力に所定の変化が生じるたびに所定の保持時
   間を時限するタイマ部とを備え、タイマ部の時限中に前
   記検出信号を発生することを特徴とする請求項１記載の
   人感式自動スイッチ。
3. 【請求項３】 周囲の明るさが規定値以上である期間に
   明状態信号を発生する明るさセンサ部が付加され、明状
   態信号の発生期間には検出信号と接点信号とは無関係に
   出力駆動部において電源から照明負荷への給電を停止す
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の人感
   式自動スイッチ。