JP2009170254A - 照明システム - Google Patents

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寿一 川島
Junichi Kato
潤一 加藤
Yuichi Ejiri
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Abstract

【課題】制御エリア変更に対応するための安価な照明制御システムであり、センサを動的に分離、取替え可能な照明システムを提供する。
【解決手段】センサブロック14は、自分がどのセンサを持っているかは、あらかじめ記憶している。センサブロック14は制御ブロック13に接続されると同時に電源の供給も受けるので、マイクロコンピュータが起動する。センサブロック14のマイクロコンピュータは起動すると、まず、自分のセンサ種別を制御ブロック13に送信する。制御ブロック13のマイクロコンピュータはそのセンサ種別を記憶しておき、必要に応じて点灯回路15の制御に用いることが可能となる。センサブロック14には離脱通知SW23を設けておき、センサブロック14が取り外される場合は、センサブロック14は制御ブロック13に対して、離脱する離脱情報を送信する。
【選択図】図1

Description

本発明は、空間の明るさを制御する照明システムに関し、特に、制御エリアを容易に変更可能とし、内部のセンサを分離、付替え可能な照明器具に関するものである。
照明空間内で、エリア毎に制御を独立して運用するような場合、例えば、人を検出した場合に同一動作をさせるような制御をするシステムに対して、そのエリアを変更した場合にも対応するには、あらかじめ各照明器具全てにひとセンサを配置しておくことにより、制御エリアの変更に対応することができる。
特許文献1で開示されている手段では、器具側に機能拡張端子を装備し、その拡張端子に合致する構造を持った様々な機能、例えば、人検知機能や、下面反射を計測する明るさセンサを持つ機能プラグとの組合せにより、上記課題を解決することができる。
特開2002-110376号公報
しかしながら、各照明器具全てに全てのセンサをあらかじめ搭載しておくという手段では、使用するかどうか分からないセンサを搭載することになり、高コストであることは明確な課題である。また、今後、新たにセンサ機能が実現されてもセンサの取替えができないため、そのセンサは利用できないので機能の拡張ができないという課題がある。
照明器具同士が通信線等でネットワーク化されて、各器具内の複数のセンサ情報を用いて協調動作させたいような場合、各器具自身がどのグループに属しているか、センサを所持しているか、いないか、また、そのセンサがどのようなセンサなのかをあらかじめ知っておくことが必要である。このような動作については、上記特許文献1では記載がなく、そのままでは対応できない。
例えば、同一制御グループ内に複数の明るさセンサがあるような場合、それぞれの明るさセンサの情報を親機が収集して平均化等の処理をする場合には、器具自身と、親機が明るさセンサの個数や、どの器具が明るさセンサを持っているか等をあらかじめ知っていないと、所望の制御動作は困難である。
また、各器具で複数の明るさセンサの情報を平均化するような処理をする場合には、器具自身が、明るさセンサが現状いくつ接続されているか等をあらかじめ知っていないと、所望の制御動作は困難である。
上記課題は、照明器具内に接続されているセンサが固定であれば、あらかじめ、照明器具に設定しておくことで対応可能であるが、自由にセンサを取り替えることができるような場合には、その手段は用いることができず、システム内の照明器具がどのセンサを接続しているかは動的には判断できないという問題がある。
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、制御エリア変更に対応するための安価な照明制御システムであり、センサを動的に分離、取替え可能な照明システムを提供することを目的としている。
本発明の照明システムは、ランプ、前記ランプの点灯回路、照明制御空間内の情報を検出するセンサブロック、および前記センサブロックで検出した情報に基づいて前記点灯回路を制御する制御ブロックを含む複数の照明器具を有する照明システムであって、前記センサブロックは、前記照明制御空間内の情報を検出するセンサデバイスと、前記センサデバイスの種別情報を送信する第1の通信用インターフェイスとを有するとともに、前記照明器具に付け外し自在に取り付けられ、前記制御ブロックは、前記センサブロックと電力または通信の授受を行った場合に、前記センサデバイスの種別情報を受信する第2の通信用インターフェイスを有することを特徴とする。
上記構成によれば、有線で接続された制御ブロックとセンサブロックが動的に取り外し、接続が可能となり、センサ機能を取り替えることにより、制御エリアの変更等も容易に可能となる。また、制御ブロックとセンサブロックをシリアル通信とすることにより、センサブロックに複数機能を搭載しても制御ブロックとセンサブロックとの電気的な勘合部が少ない端子で構成可能となるので、高コストとなる構成部材を低コスト化できる。また、後に新しいセンサができたとしても、容易に接続可能となり、拡張性も確保される。
また、本発明の照明システムにおいて、前記センサブロックは、前記制御ブロックから取り外される場合に、前記制御ブロックに離脱情報を送信する離脱通知スイッチを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、制御ブロックから取り外される場合に離脱情報を送信するので、制御ブロックにおけるセンサ離脱処理が可能となる。
また、本発明の照明システムにおいて、前記センサブロックは、前記照明制御空間内の検出情報に前記センサデバイスの種別情報を付加して前記制御ブロックに定期的に送信し、前記制御ブロックは、前記定期的な信号が所定期間受信されない場合に、前記センサブロックが取り外されたことを検出することを特徴とする。
上記構成によれば、センサ取り外し時にでもスイッチ等を操作する必要がなく、容易にセンサ離脱処理が可能となる。
また、本発明の照明システムは、前記センサブロックと前記制御ブロックとは無線で通信の授受を行うものであることを特徴とする。
上記構成によれば、制御ブロックとセンサブロックが無線での接続が可能となり、通信信号線の接続が省略できるため、器具にセンサブロック取付孔等を設けることなく両者の接続が可能となる。また、無線により、有線のような線長の制約を受けることなく、例えば、器具近辺ではなく、被照射面上の作業面や、壁面等、好きな場所にセンサブロックの設置が可能となる。
また、本発明の照明システムにおいて、前記センサブロックは、前記制御ブロックとID情報を交換するための設定スイッチを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、制御ブロックとセンサブロックが互いのID情報を持ち合い、センサブロックは所望の制御ブロックのみに情報を送信することができる。
また、本発明の照明システムにおいて、前記センサブロックの動作電力は、非接触給電、バッテリー、太陽電池のうち、少なくとも1つ以上により供給されることを特徴とする。
上記構成によれば、センサブロックに太陽電池等の光電変換による発電素子で電源を作ることにより、電池の入替えや、電池切れによる動作不良から開放される。また、電磁誘導部品による非接触給電により、電池等の別電源を持つ必要がなくなる。この構成では、他の取り外し可能な形態では実現不可能な器具そのものにセンサブロックの挿入穴を設けることなく実現できる。
また、本発明の照明システムは、前記非接触給電、バッテリー、太陽電池の2つ以上を接続する複数のダイオードを備え、前記非接触給電、バッテリー、太陽電池のうちで電圧の高いものを前記センサブロックの動作用電源とすることを特徴とする。
上記構成によれば、太陽電池では電力が供給されないような夜間、消灯時でも確実に電力が供給され、例えば、電池切れの場合でも電池切れインジケータ等を動作させることができ、使用者へ通知することが可能となり、システムを安定して運用することが可能となる。また、別手段で電力供給ができるため、電池の消費が低減できるので、電池寿命を延ばすことができる。
以上説明したように、本発明にかかる照明システムによれば、有線で接続された制御ブロックとセンサブロックが動的に取り外し、接続、が可能となり、センサ機能を取り替えることにより、制御エリアの変更等も容易に可能となる。また、制御ブロックとセンサブロックをシリアル通信とすることにより、センサブロックに複数機能を搭載しても制御ブロックとセンサブロックとの電気的な接続部が少ない端子で構成可能となるので、高コストとなる構成部材を低コスト化できる。また、後に新しいセンサができたとしても、容易に接続可能となり、拡張性も確保される。
また、センサ取り外し時にでも別SW等を搭載し、操作しなくても容易にセンサ離脱処理が可能となる。
また、制御ブロックとセンサブロックが無線での接続が可能となり、通信信号線の接続が省略できるため、器具にセンサブロック取付孔等を設けることなく両者の接続が可能となる。また、無線により、有線のような線長の制約を受けることなく、例えば、器具近辺ではなく、被照射面上の作業面や、壁面等、好きな場所にセンサブロックの設置が可能となる。
また、センサブロックに太陽電池等受光素子で電源を作ることにより、電池の入替えや、電池切れによる動作不良から開放される。
また、電磁誘導部品による非接触給電により、電池等の別電源を持つ必要がなくなる。この構成では、他の取り外し可能な形態では実現不可能な器具そのものにセンサブロックの挿入穴を設けることなく実現できるという特徴がある。
さらに、太陽電池では電力が供給されないような夜間、消灯時でも確実に電力が供給され、例えば、電池切れの場合でも電池切れインジケータ等を動作させることができ、使用者へ通知することが可能となり、システムを安定して運用することが可能となる。また、別手段で電力供給ができるため、電池の消費が低減できるので、電池寿命を延ばすことができる。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる照明器具12の概略構成を説明するための図である。照明器具12は、ランプ16、点灯回路(インバータ)15と、それを制御するための制御ブロック13とで構成される。
制御ブロック13は、センサ情報を用いて点灯回路15を制御する制御手段17としてマイクロコンピュータと、センサ情報を記憶しておく記憶手段18としてメモリと、センサブロック14との通信インターフェイス19を持つ。
センサブロック14には、センサデバイス素子22、例えば、明るさを検出する受光素子や、人が持つ熱変化を検出して人を検出する熱検出センサ等を持ち、そのセンサの物理量を所望の検知情報に変換する制御手段21としてマイクロコンピュータと、制御ブロック13と通信をするための通信インターフェイス20を持つ。通信インターフェイス19,20は、電源とGNDと信号線で構成されており、センサブロック14への電源供給も行う。
センサブロック14は、自分がどのセンサを持っているかは、あらかじめ記憶している。センサブロック14は制御ブロック13に接続されると同時に電源の供給も受けるので、マイクロコンピュータが起動する。
センサブロック14のマイクロコンピュータは起動すると、まず、自分のセンサ種別を制御ブロック13に送信する。制御ブロック13のマイクロコンピュータはそのセンサ種別を記憶しておき、必要に応じて点灯回路15の制御に用いることが可能となる。
センサブロック14には離脱通知SW23を設けておき、センサブロック14が取り外される場合は、このSW23をあらかじめ操作することにより、センサブロック14は制御ブロック13に対して、離脱する離脱情報を送信する。センサブロック14の離脱通知SW23は、独立したSWや釦でも構わないし、取り外す時の構造的なロック解除釦等と共通化することも可能である。
点灯回路15と、制御ブロック13は別ブロックであっても、同一ブロックであっても構わない。制御ブロック13は点灯回路15から電源を供給されても、内部で電源を作っても構わない。制御ブロック13内の記憶手段18は、不揮発性メモリ(フラッシュROM)であっても、一次記憶メモリ(RAM)であっても構わない。
図2、図3および図4は、本発明の第1の実施形態における制御ブロック13とセンサブロック14の通信インターフェイス19,20の例を説明するための図である。この通信インターフェイス19,20は、汎用の部品であるトランジスタや抵抗等を用いて容易に実現できる一般的な回路構成であり、この発明の本質ではないので、詳細は割愛する。
すなわち、通信インターフェイス19,20は、送信と受信を独立させた電源で構成することができ、また、図2に示すように、電源線29、信号線30,31にGND線32を含めた4線の接続であってもよい。
また、図3に示すように、電源線29、送信と受信を合成した信号線36およびGND線32の3線の接続であっても、図4に示すように、電源のレベルを複数通りに変化させて通信を行うことにより、信号線36とGND線32の2線等でも実現でき、通信線形態には制約を受けない。
また、ランプ16および点灯回路15から構成される器具12と、制御ブロック13およびセンサブロック14からなるセンサ制御ブロックとに分離した構成でも同様に実現可能である。
図5は、本発明の第1の実施形態にかかる照明器具12におけるセンサブロック14の動作シーケンスを示す。すなわち、センサブロック14は制御ブロック13に接続されると同時に電源の供給(ステップS11)も受けるので、マイクロコンピュータ35が起動する(ステップS12)。
センサブロック14のマイクロコンピュータ35は起動すると、まず、自分のセンサ種別を制御ブロック13に送信する(ステップS13)。制御ブロック13のマイクロコンピュータ26はそのセンサ種別を記憶しておき、必要に応じて点灯回路15の制御に用いることが可能となる。センサブロック14が取り外される場合は、離脱SW23を入力(ステップS14)することにより、センサブロック14は制御ブロック13に対して、離脱する離脱情報を送信する(ステップS15)。
第1の実施の形態では、有線で接続された制御ブロック13とセンサブロック14が動的に取り外し、接続が可能となり、センサ機能を取り替えることにより、制御エリアの変更等も容易に可能となる。
制御ブロック13とセンサブロック14をシリアル通信とすることにより、センサブロック14に複数機能を搭載しても制御ブロック13とセンサブロック14との電気的な勘合部が少ない端子で構成可能となるので、高コストとなる構成部材を低コスト化できる。また、後に新しいセンサができたとしても、容易に接続可能となり、拡張性も確保される。
[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施形態にかかる照明器具12は、第1の実施形態と同様な構成で、センサブロック14からのセンサ種別の送信方法が異なる方法である。図6は、本発明の第2の実施形態にかかるセンサブロック14からのセンサ種別の送信方法の動作シーケンスを示す。
センサブロック14は制御ブロック13に接続されると同時に電源の供給(ステップS21)も受けるので、マイクロコンピュータ35が起動する(ステップS22)。ステップS23,S24に示すように、センサブロック14はセンサ情報を制御ブロック13に送信する時に常にセンサ種別を付けて送信する。センサブロック14は定期的(例えば、期間t1)に検知情報信号を送信する(人検知情報や、明るさレベル等)。
制御ブロック13は、定期的に受信するセンサ種別情報を読み取り、自分に接続されているセンサを識別でき、定期的な信号が一定期間ない場合(例えば、期間t2)には、センサブロックが取り外されたことが理解できる(ステップS28,S29)。
制御ブロック13のセンサ離脱判断をするための一定期間taはセンサブロック14からの定期的な信号の間隔t1よりも長く設定されている。センサブロック14が定期的に送る信号がないような場合には、ステップS25〜S27に示すように、センサ種別を含むようなセンサ情報を持たないダミー信号でも構わない。
人検知センサであれば、人検知情報がない場合にはダミー信号を送信する。明るさセンサであれば、明るさ情報を送信する。リモコンであれば、リモコン情報がない場合は、ダミー信号を送信する。上記、人検知センサ、明るさセンサ、リモコンに限らず、センサブロック14の情報と、ダミー信号を組み合わせることにより、上記機能は実現可能である。
第2の実施の形態では、センサ取り外し時にでも別SW等を搭載し、操作しなくても容易にセンサ離脱処理が可能となる。
[第3の実施の形態]
図7は、本発明の第3の実施形態にかかる照明器具の概略構成を説明するための図である。本発明の第3の実施形態にかかる照明器具は、第1、2の実施形態の通信インターフェイスが有線であったのに対して、通信インターフェイスを無線通信手段42,44で実現するものである。
本実施形態の照明器具において、通信インターフェイスには無線通信手段42,44を用いる。センサブロック14には電源として電池45を持つ。センサの接続による電力供給がセンサブロック14の動作開始のトリガになるのではなくセンサブロック14に搭載されている電源SW46等で動作開始する。
制御ブロック13とセンサブロック14は互いのID情報を持ち合うことにより、センサブロック14は所望の制御ブロック13のみに情報を送信する。ID情報の交換の例は、制御ブロック13、センサブロック14に設定SW47を設けて、その間に情報交換をする。
この場合には、第2の実施形態の通信手順を用いることにより実現できる。図8は、制御ブロック13とセンサブロック14間におけるID情報の交換の例を示すシーケンスである。また、電源OFF時に1回送信できる電力をコンデンサ等に蓄積しておき、電源OFFを検知したら離脱情報を送信する。無線通信手段42,44には依存しない。
ID情報の交換の例2は、所望の制御ブロック13にセンサブロック14を近づけ、センサブロック14の設定SW47を押した時に出力を絞り、自分のID情報を送信することにより、他の制御ブロック13へはこのセンサブロック14のID情報は届かなくすることができる。それに続いて、制御ブロック13からID情報を送信して、設定SW47が押されたセンサブロック14だけがこのID情報を読み込むことにより、お互いのID情報を確実に交換できる。特別、ID交換の手段には依存しない。
第3の実施の形態では、制御ブロック13とセンサブロック14が無線での接続が可能となり、通信信号線の接続が省略できるため、器具にセンサブロック取付孔等を設けることなく両者の接続が可能となる。
また、無線により、有線のような線長の制約を受けることなく、例えば、器具近辺ではなく、被照射面上の作業面や、壁面等、好きな場所にセンサブロック14の設置が可能となる。
[第4の実施の形態]
図9は、本発明の第4の実施形態にかかる照明器具12の概略構成を説明するための図である。本実施形態の照明器具12は、第3の実施の形態での電池45の代わりに、太陽電池51で受光した光から電源を作るものである。太陽電池51は、光を入力すると、電力(電圧、または電流)を出力することができる素子であるので、この電力を用いて、センサブロック14の電源とする。
第4の実施の形態では、センサブロック14に太陽電池51等受光素子で電源を作ることにより、電池の入替えや、電池切れによる動作不良から開放される。
[第5の実施の形態]
図10および図11は、本発明の第5の実施形態にかかる照明器具12の概略構成を説明するための図である。本実施形態の照明器具12は、第3の実施の形態での電池45の代わりに、トランスのコア53,55を含めて分割された電磁誘導部品を制御ブロック13とセンサブロック14がお互いに持ち合い、その電磁誘導部品のコア53,55が閉磁路となるような状態で近づけられた時に、電力の供給が可能となり、それをセンサブロック14の電源とするものである。
電源供給手段52は、一般的なコイル、コンデンサから構成される発振手段63とトランジスタ等で構成されるスイッチング手段62から構成され、内部で作成された直流電源61を発振手段63とスイッチング回路62で交流波形に変換し、電磁誘導部品に送電する。
電源受電手段56は、一般的な交流−直流変換回路で、ダイオード64等で整流し、コンデンサ65で平滑化することにより容易に実現できる。この電源供給手段52、電源受電手段56は一般的なものであり、この例により制約を受けるものではない。特に、発振手段63は制御ブロック13内のマイクロコンピュータ26の一機能である、パルス出力等を利用することにより、別発振手段を設けることなく実現が可能となる。
第5の実施の形態では、電磁誘導部品による非接触給電により、電池等の別電源を持つ必要がなくなる。この構成では、他の取り外し可能な形態では実現不可能な器具そのものにセンサブロック14の挿入穴を設けることなく実現できるという特徴がある。
[第6の実施の形態]
図12は、本発明の第6の実施形態にかかる照明器具の概略構成を説明するための図である。本実施形態の照明器具は、第3の実施の形態のセンサブロック14内で、電池72、太陽電池74、電磁誘導部品(トランスコア55および電源受電手段56等)のうち、2つ以上の電力発生装置をダイオード71,73,75で接続する。
そして、ダイオード71,73,75で接続されている電力発生装置で、その電圧の高いものをセンサブロック14の動作用電源とするものである。電池72、太陽電池74、電磁誘導部品55,56以外の電力発生装置でも同様の動作ができるものであれば、利用可能である。
第6の実施の形態では、太陽電池74では電力が供給されないような夜間、消灯時でも確実に電力が供給され、例えば、電池72切れの場合でも電池切れインジケータ等を動作させることができ、使用者へ通知することが可能となり、システムを安定して運用することが可能となる。また、別手段で電力供給ができるため、電池72の消費が低減できるので、電池寿命を延ばすことができる。
本発明は、制御エリア変更に対応するための安価な照明制御システムであり、センサを動的に分離、取替え可能な照明システムとして利用可能である。
本発明の第1の実施形態にかかる照明器具12のブロック構成例 本発明の第1の実施形態にかかる照明器具12の通信インターフェイスの例1 本発明の第1の実施形態にかかる照明器具12の通信インターフェイスの例2 本発明の第1の実施形態にかかる照明器具12の通信インターフェイスの例3 本発明の第1の実施形態にかかる照明器具12のセンサブロック14における動作シーケンスの例 本発明の第2の実施形態にかかる照明器具12のセンサブロック14、制御ブロック13の動作シーケンス例 本発明の第3の実施形態にかかる照明器具のブロック構成例 本発明の第3の実施形態にかかる照明器具のセンサブロック14、制御ブロック13の動作シーケンス例 本発明の第4の実施形態にかかる照明器具のセンサブロック14の構成例 本発明の第5の実施形態にかかる照明器具12のセンサブロック14、制御ブロック13のブロック構成例 本発明の第5の実施形態にかかる照明器具12の電源供給手段52、電源受電手段56のブロック構成例 本発明の第6の実施形態にかかる照明器具のセンサブロック14のブロック構成例
符号の説明
11 交流電源
12 照明器具
13 制御ブロック
14 センサブロック
15 点灯回路
16 ランプ
17,21 制御手段
18 記憶手段
19,20 通信インターフェイス
22 センサ素子
23 離脱通知SW
25,61 直流電源
26,35 マイクロコンピュータ
27,28,33,34 バッファ
29 電源線
30,31,36 信号線
32 GND線
41,43 アンテナ
42,44,54,57 無線通信手段
45,72 電池
46 電源SW
47 設定SW
51,74 太陽電池
52 電源供給手段
53,55 トランスコア
56 電源受電手段
62 スイッチング手段
63 発振手段
64 ダイオードブリッジ
65 コンデンサ
71,71,75 ダイオード

Claims (7)

  1. ランプ、前記ランプの点灯回路、照明制御空間内の情報を検出するセンサブロック、および前記センサブロックで検出した情報に基づいて前記点灯回路を制御する制御ブロックを含む複数の照明器具を有する照明システムであって、
    前記センサブロックは、前記照明制御空間内の情報を検出するセンサデバイスと、前記センサデバイスの種別情報を送信する第1の通信用インターフェイスとを有するとともに、前記照明器具に付け外し自在に取り付けられ、
    前記制御ブロックは、前記センサブロックと電力または通信の授受を行った場合に、前記センサデバイスの種別情報を受信する第2の通信用インターフェイスを有する照明システム。
  2. 請求項1に記載の照明システムであって、
    前記センサブロックは、前記制御ブロックから取り外される場合に、前記制御ブロックに離脱情報を送信する離脱通知スイッチを備える照明システム。
  3. 請求項1に記載の照明システムであって、
    前記センサブロックは、前記照明制御空間内の検出情報に前記センサデバイスの種別情報を付加して前記制御ブロックに定期的に送信し、
    前記制御ブロックは、前記定期的な信号が所定期間受信されない場合に、前記センサブロックが取り外されたことを検出する照明システム。
  4. 請求項1に記載の照明システムであって、
    前記センサブロックと前記制御ブロックとは無線で通信の授受を行うものである照明システム。
  5. 請求項4に記載の照明システムであって、
    前記センサブロックは、前記制御ブロックとID情報を交換するための設定スイッチを備える照明システム。
  6. 請求項1乃至5のいずれかに記載の照明システムであって、
    前記センサブロックの動作電力は、非接触給電、バッテリー、太陽電池のうち、少なくとも1つ以上により供給される記載の照明システム。
  7. 請求項6に記載の照明システムであって、
    前記非接触給電、バッテリー、太陽電池の2つ以上を接続する複数のダイオードを備え、
    前記非接触給電、バッテリー、太陽電池のうちで電圧の高いものを前記センサブロックの動作用電源とする照明システム。
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