JP2011124187A - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブ型電波式人感センサを有する照明装置を複数備えた照明システムにおいて、各照明装置が誤検知を起こすのを防ぐ。
【解決手段】照明システムを構成する各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃには、交流電源ＡＣのゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部が備えられており、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃは、このゼロクロス点を基準として同期している。そして、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃのセンサ部３は、ゼロクロス点より所定の遅延時間ｔ_Ａ，ｔ_Ｂ，ｔ_Ｃが経過した時点から、所定の時間Ｔ_０だけ動作する。これにより、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃのセンサ部３は同時には動作しないので、別の照明装置から送波された電波を受信してしまうことがなくなり、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃが誤検知を起こしにくくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明システムに関するものである。

従来、電波を送波するとともに検知範囲からの反射波を受波し、送信波の周波数と反射波（受信波）の周波数との差分であるドップラー周波数の有無によって、検知範囲における移動体の存否を検知する、所謂アクティブ型電波式人感センサを備えた照明装置が提供されており（例えば、特許文献１参照）、例えば玄関の照明などに用いられている。まず最初に、このような照明装置を図面を用いて簡単に説明する。

この照明装置は、図５に示すように、アクティブ型電波式人感センサであって検知範囲における移動体（対象物）の存否に応じて検知信号を出力するセンサ部１と、センサ部１からの検知信号を増幅して出力するアンプ２と、センサ部１からの検知信号に応じて照明制御信号を出力する制御部３と、制御部３からの照明制御信号に応じて光源５を点灯制御する照明制御部４と、蛍光灯などからなる光源５と、交流電源ＡＣから電力を供給されて、センサ部１、アンプ２、制御部３、及び照明制御部４に直流電力を供給するとともに光源５に交流電力を供給する電源部６とを備えている。

センサ部１は、図６に示すように、所定周波数の送波信号（ここでは、電波法において特定小電力無線局の移動体検知センサ用に規定された２４ＧＨｚ帯）を発振する発振回路１３と、発振回路１３からの送波信号を送信アンテナ１１とミキサ１５とに分配する分配器１４と、発振回路１３から分配器１４を介して入力された送波信号を受けて、検知範囲に電波（送信波）を送波する送信アンテナ１１と、送波された電波が物体（検知対象）において反射した反射波（受信波）を受波して受波信号を出力する受信アンテナ１２と、受信アンテナ１２からの受波信号と分配器１４からの送波信号とを混合して、各信号の周波数の差分であるドップラー周波数に応じた信号を出力するミキサ１５と、ミキサ１５からの信号を増幅して出力するアンプ１６と、アンプ１６からの信号に基づいて検知範囲内の人の存否を判定し、判定に応じて検知信号を出力する信号処理部１７とを備えてなる。すなわちセンサ部１は、送信アンテナ１１から送信した周波数ｆ_１の送信波と、受信アンテナ１２で受信した周波数ｆ_２の受信波を、ミキサ１５で混合し、送信波と受信波の周波数の差分であるドップラー周波数ｆ_１−ｆ_２が検出されるか否かによって移動体の存否を判定して、判定に応じた検知信号を信号処理部１７から出力する、という検知処理動作を行う。

制御部３は、移動体を検知したという検知信号をセンサ部１から受信すると、照明制御部４に照明制御信号を送信して、光源５を点灯させる。また制御部３は、移動体が存在しなくなったという検知信号をセンサ部１から受信すると、予め設定された点灯保持時間の経過後、照明制御部４に照明制御信号を送信して、光源５を消灯させる。

上記構成からなる照明装置は、移動体の存否に応じて光源５の点灯・消灯が切り換えられるので、無駄な電力消費を抑えることができる。

ところで、上記の照明装置を空間内に複数設置した場合、各照明装置の検知範囲を使用上必要な範囲にまで広くすると、ある一つの照明装置から送波された電波が別の照明装置に届いてしまい、照明装置が誤検知をおこしてしまうという問題があった。

すなわち、例えば図７に示すように階段の踊り場ごとに上記の照明装置を設置した場合、照明装置Ｂは破線で示す範囲程度まで検知する必要があるので、照明装置Ｂから送波された電波が照明装置Ｅや照明装置Ｆまで届くことになり、照明装置Ｅの受信アンテナ１２Ｅが照明装置Ｂから送波された電波ＲＷ_Ｂを受信することになる（図８参照）。このとき、照明装置Ｅの送信波ＲＷ_Ｅの周波数と照明装置Ｂの送信波ＲＷ_Ｂの周波数が異なっていると（２つの発振回路の発振周波数を常に等しく保つことは通常困難なので、送信波ＲＷ_Ｅの周波数と送信波ＲＷ_Ｂの周波数は一般的には異なっている）、照明装置Ｅのセンサ部１Ｅが送信波ＲＷ_Ｅと受信波ＲＷ_Ｂの周波数差を検知してしまい、移動体が存在しないにもかからわらず、移動体が存在するという検知信号を出力することになっていた。

この問題を解決する方法としては、例えば、送受信する電波の周波数を照明装置ごとに変えるという方法（以下、第１の方法と呼ぶ）が提案されている。つまり、各照明装置はそれぞれ異なる周波数の送信波を送波するとともに、自身が送信した送信波の周波数近傍の電波だけを受信するのである。

また、別の方法としては、各照明装置を有線または無線で同期させて、各照明装置がそれぞれ異なるタイミングで送信波を送波するという方法（以下、第２の方法と呼ぶ）がある。また、第２の方法に類似した方法として、キャリアセンスを実施する方法、すなわち、他の照明装置が電波を送波しているか否かを各照明装置がチェックして、他の照明装置が電波を送波していないときにだけ電波を送波する方法（以下、第３の方法と呼ぶ）も、提案されている。

特開２００１−３０５２２０号公報

ところで、従来の照明装置は、自身が送信した電波と反射した電波のドップラー周波数を検出するだけであるため、送信周波数が変動しても検知感度に影響はなく、電波法に規定された周波数範囲内であれば、送信周波数がばらついても変動しても構わない。よって従来の照明装置では、コストダウンを図るために、周波数の変動やばらつきが大きい比較的安価な発振回路が使われることが多かった。また、受信アンテナの受信周波数帯域も、送信周波数の変動及びばらつきに対応できるように、比較的広帯域に設計されることが多かった。これに対し、第１の方法では、各照明装置のセンサ部が送受信する周波数の帯域が、他の照明装置のセンサ部の帯域と重複しないように、各センサ部の送信波の送信周波数及び受信アンテナの受信周波数帯域を狭くする必要がある。このため、この第１の方法では、周波数の変動及びばらつきが少ないような発振回路を用いる必要があり、コストアップとなってしまうという課題があった。

また、第２の方法のうちで有線で各照明装置を同期させる場合には、各照明装置を接続するための信号線が必要となる。よってこの方法では、信号線を設置するための工事が必要となり、コストアップとなってしまうという課題があった。一方、第２の方法のうちで無線で各照明装置を同期させる場合には、各照明装置に無線通信のための回路構成や部品が必要となる。このため、コストアップとなるとともに装置の外径サイズが大きくなるおそれがあるという問題があった。また、第３の方法でも、他の照明装置の送信状態をチェックするための回路構成や部品が必要となるので、コストアップとなるとともに装置の外径サイズが大きくなるおそれがあるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、電波式人感センサを備えた照明装置を複数設置するときに、各照明装置が誤検知を起こしにくい照明システムを、安価な構成で提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の照明装置を備えるとともに前記各照明装置が同一の交流電源に接続された照明システムであって、前記照明装置は、所定周波数の電波を送波するとともに送波された電波が物体において反射した反射波を受波し、送受波の周波数の差分に基づいて移動体の存否を検知して検知信号を出力するという検知処理を行うセンサ部と、光源と、前記センサ部の検知信号に応じて前記光源を制御する制御部と、前記交流電源に接続されて当該交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、前記交流電源に接続されて前記センサ部、前記光源、前記制御部、及び前記ゼロクロス検出部に電力を供給する電源部とを備え、前記センサ部は、前記ゼロクロス検出部で検出した前記交流電源のゼロクロス点より所定の遅延時間が経過した時点から、所定の時間だけ、前記検知処理を行い、前記各照明装置の遅延時間は、送波した電波が到達できる範囲内に配置された照明装置同士で互いに異なる時間に設定されてなることを特徴とする。

請求項１の発明では、照明システムを構成する各照明装置は、同一の交流電源に接続されている。よって、各照明装置で交流電源のゼロクロス点を検出することで、各照明装置をほぼ同期させることができる。なお、ゼロクロス検出部は簡単な回路構成で実現可能であり、上記第１〜第３の方法よりもコストを抑えることができる。また、各照明装置がゼロクロス点を検出してから検出処理を始めるまでの遅延時間は、送波した電波が到達できる範囲内に配置された照明装置同士では互いに異なっている。よって、各照明装置が異なるタイミングで検出処理を行うことになるので、別の照明装置の送信波を受信してしまうおそれが小さくなり、各照明装置が誤検知を起こすのを防ぐことができる。

請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記照明装置の前記電源部と前記センサ部との間には、当該電源部から当該センサ部への給電の入り切りを切り換える電源供給切換部が接続されており、前記制御部は、前記ゼロクロス検出部で検出した前記交流電源のゼロクロス点から前記遅延時間が経過したときに、前記電源供給切換部を制御して前記センサ部への電力の供給を開始させるとともに、前記センサ部で前記検知処理が終了したときに、前記電源供給切換部を制御して前記センサ部への電力の供給を停止させることを特徴とする。

請求項２の発明では、電源部とセンサ部との間に、センサ部への給電の入り切りを切り換える電源供給切換部を接続し、制御部で電源供給切換部を制御することで、各照明装置のセンサ部を所定の時間だけ動作させることができるので、請求項１と同様の効果を奏することができる。

本発明は、電波式人感センサを備えた照明装置を複数設置するときに、各照明装置が誤検知を起こしにくい照明システムを、安価な構成で提供することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態におけるゼロクロス信号を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態における照明装置Ａ，Ｂ，Ｃの遅延時間ｔ_Ａ，ｔ_Ｂ，ｔ_Ｃを示す図である。 本発明の実施形態を示し、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃの配置を表す概略図である。 同上を示し、照明装置のブロック図である。 同上を示し、（ａ）はイネーブル信号がオンのときの照明装置のブロック図、（ｂ）はイネーブル信号がオフのときの照明装置のブロック図である。 従来の照明装置のブロック図である。 従来の照明装置を示し、センサ部１のブロック図である。 従来の照明装置を階段の踊り場に設置したときの概略図である。 従来の照明装置Ｂのセンサ部１Ｂ及び照明装置Ｅのセンサ部１Ｅのブロック図である。

本発明の実施形態を、図１〜図４、及び図６を参照して説明する。

本実施形態の照明システムは、アクティブ型電波式人感センサ（センサ部）を備えた３つの照明装置Ａ，Ｂ，Ｃが、図２に示すように一つの空間に設置されており、一つの照明装置のセンサ部から出力された電波ＲＷ_ｉ（ｉ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）が、他の照明装置のセンサ部に届くような配置となっている。また、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃは、同一の交流電源ＡＣ（例えば、商用交流電源や、家庭用太陽光発電装置によって生成された直流電力を交流に変換して出力する装置など）に接続されて、それぞれ交流電源ＡＣから電力を供給されている。

ここでは、まず各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃについて説明する。

照明装置Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ同一の構成であって、図３に示すように、検知範囲における移動体（対象物）の存否に応じて検知信号を出力するセンサ部１と、センサ部１からの検知信号を増幅して出力するアンプ２と、センサ部１からの検知信号に応じて照明制御信号を出力する制御部３と、制御部３からの照明制御信号に応じて光源５を点灯制御する照明制御部４と、蛍光灯などからなる光源５と、交流電源ＡＣから電力を供給されて、センサ部１、アンプ２、制御部３、及び照明制御部４に直流電力を供給するとともに光源５に交流電力を供給する電源部６と、リレーなどからなり電源部６からセンサ部１への給電を入り切りする電源供給切換部７と、後述する遅延時間を設定する入力部８とを備えている。

センサ部１は、背景技術で説明した従来の照明装置のセンサ部１（図６参照）と同様の構成からなり、検知範囲における移動体（対象物）の存否に応じて検知信号を出力する。

電源部６は、交流電源ＡＣに接続されて、各部へ供給するための電源電圧を生成する。また電源部６は、交流電源ＡＣの電圧がほぼ０Ｖになる時間（ゼロクロス点）を検出するゼロクロス検出部（図示せず）を備えており、このゼロクロス検出部は、図１（ａ）に示すように、交流電源ＡＣの電圧がほぼ０Ｖとなる時間にだけオンとなるようなゼロクロス信号を出力する。なお、このゼロクロス信号は、交流電源ＡＣの一周期ごとにオンとなる（図１（ａ）左側）ものであっても、交流電源ＡＣの半周期ごとにオンとなる（図１（ａ）右側）ものであってもよい。

制御部３は、背景技術で説明した従来の照明装置の制御部３と同様に、センサ部１から送信された検知信号に応じて、照明制御部４を介して光源５を点灯または消灯させる。また本実施形態の制御部３には、電源供給切換部７にイネーブル信号を出力するセンサ制御部（図示せず）が備えられている。ここで、イネーブル信号とは、図１（ｂ）に示すように、ゼロクロス信号をがオンとなった時点から所定の遅延時間（照明装置Ａではｔ_Ａ、照明装置Ｂではｔ_Ｂ、照明装置Ｃではｔ_Ｃ）を経過したときにオンとなり、オンとなってから予め設定された所定の時間Ｔ_０が経過したときにオフとなるような信号である。

入力部８は制御部３に接続されており、外部からの入力に応じて、制御部３の上記遅延時間（ｔ_Ａ，ｔ_Ｂ，ｔ_Ｃ）の設定を行う。

電源供給切換部７は、電源部６とセンサ部１との間に接続されて、制御部３から送信されるイネーブル信号に応じて、電源部６からセンサ部１への給電の入り切りを切り換える。

次に、上記の構成からなる照明装置Ａ，Ｂ，Ｃの動作を説明する。

ゼロクロス検出部からは、図１（ａ）に示すように、交流電源ＡＣの交流サイクルと同じ周期（あるいはその半分の周期）でオンとなるようなゼロクロス信号が、制御部３へ出力されている。制御部３はこのゼロクロス信号を受信し、ゼロクロス信号がオンとなった時点から所定の遅延時間（ｔ_Ａ，ｔ_Ｂ，ｔ_Ｃ）が経過したときにオン、オンになってから所定の時間Ｔ_０が経過したときにオフとなるような上記イネーブル信号を、電源供給切換部７に出力する。そして電源供給切換部７は、制御部３から送信されるイネーブル信号がオンのときには、電源部６からセンサ部１へ電力を供給し、制御部３から送信されるイネーブル信号がオフのときには、電源部６からセンサ部１への電力の供給を停止する。

イネーブル信号がオンのとき（図４（ａ）参照）には、センサ部１は電源部６から電力を供給されて検知処理を行い、検知範囲における移動体の存否に応じて制御部３に検知信号を出力する。そして制御部３は、検知信号に応じて照明制御信号を出力し、照明制御部４は、照明制御信号に応じて光源５を点灯制御する。

一方、イネーブル信号がオフのとき（図４（ｂ）参照）には、電源部６からセンサ部１へ電力が供給されないので、センサ部１は不動作状態になり、制御部３には検知信号が入力されない。このとき制御部３は、予め決められたロジック（例えば、検知信号が入力されなくなる直前の点灯または消灯の状態を、次に検知信号が入力されるまで維持するようなロジック）に従って照明制御信号を出力し、照明制御部４は照明制御信号に応じて点灯制御を行う。

本実施形態の照明装置は、上述のように間欠的にセンサ部１を動作させて、光源５を点灯している。

最後に、本実施形態の照明システムについて説明する。

本実施形態の照明システムに備えられた各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃは、上述のように同一の交流電源ＡＣに接続され、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃの電源部６には、交流電源ＡＣのゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部が備えられている。すなわち本実施形態の照明システムでは、同一の交流電源に接続された装置同士ではゼロクロス点を検出するタイミングがほぼ等しくなることを利用して、この交流電源ＡＣのゼロクロス点を基準として、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃを同期させているのである。

また、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃには、上述のように、交流電源ＡＣのゼロクロス点を検出した時点からイネーブル信号をオンにするまでの遅延時間（ｔ_Ａ，ｔ_Ｂ，ｔ_Ｃ）を設定する、入力部８が備えられている。よって、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃの遅延時間ｔ_Ａ，ｔ_Ｂ，ｔ_Ｃを、図１（ｂ）に示すように（ｔ_Ａ＝０，ｔ_Ｂ−ｔ_Ａ＞Ｔ_０，ｔ_Ｃ−ｔ_Ｂ＞Ｔ_０となるように）それぞれ設定することで、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃのセンサ部１が動作するタイミングをずらすことができる。これにより、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃの各センサ部１は検知処理を同時に行わないことになり、別の照明装置から送信された電波を受信してしまうおそれがなくなる。よって、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃが誤検知を起こすのを防ぐことができる。

なお、本実施形態は、従来の照明装置にゼロクロス検出部、入力部８、センサ制御部、及び電源供給切換部７を付け加えるだけで実現でき、これらの部品は、一般的に第１〜第３の方法よりも安価に実現可能である。さらに、現在使用されている照明装置の中には、調光制御用に既にゼロクロス検出部を備えているものもあり、この場合には新たにゼロクロス検出部を付け加える必要もない。すなわち本実施形態では、従来例の第１〜第３の方法に比べて安価な構成で、各照明装置の誤検知を防ぐことができるものである。

なお、入力部８を設ける代わりに、各照明装置Ａ，Ｂ，Ｃの制御部３に、予め遅延時間（ｔ_Ａ，ｔ_Ｂ，ｔ_Ｃ）を設定しておいてもよい。また、図７に示す照明装置Ｄと照明装置Ｇのように、センサ部から送波した電波が届かない範囲にある照明装置同士であれば、センサ部の動作時間が重複しても問題はない。

１ センサ部
３ 制御部
６ 電源部
８ 入力部

Claims (2)

1. 複数の照明装置を備えるとともに前記各照明装置が同一の交流電源に接続された照明システムであって、
   前記照明装置は、所定周波数の電波を送波するとともに送波された電波が物体において反射した反射波を受波し、送受波の周波数の差分に基づいて移動体の存否を検知して検知信号を出力するという検知処理を行うセンサ部と、光源と、前記センサ部の検知信号に応じて前記光源を制御する制御部と、前記交流電源に接続されて当該交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部と、前記交流電源に接続されて前記センサ部、前記光源、前記制御部、及び前記ゼロクロス検出部に電力を供給する電源部とを備え、前記センサ部は、前記ゼロクロス検出部で検出した前記交流電源のゼロクロス点より所定の遅延時間が経過した時点から、所定の時間だけ、前記検知処理を行い、
   前記各照明装置の遅延時間は、送波した電波が到達できる範囲内に配置された照明装置同士で互いに異なる時間に設定されてなることを特徴とする照明システム。
2. 前記照明装置の前記電源部と前記センサ部との間には、当該電源部から当該センサ部への給電の入り切りを切り換える電源供給切換部が接続されており、
   前記制御部は、前記ゼロクロス検出部で検出した前記交流電源のゼロクロス点から前記遅延時間が経過したときに、前記電源供給切換部を制御して前記センサ部への電力の供給を開始させるとともに、前記センサ部で前記検知処理が終了したときに、前記電源供給切換部を制御して前記センサ部への電力の供給を停止させることを特徴とする請求項１記載の照明システム。

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