JP2012112741A - Lighting fixture with doppler sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドップラーセンサ付き照明器具に関するものである。 The present invention relates to a lighting fixture with a Doppler sensor.
従来から、ドップラーセンサによって人体を検出するとともに、人体の検出に応じて光源の点灯・消灯を切り替えるドップラーセンサ付き照明器具が提供されている(例えば、特許文献1参照)。この種の照明器具においては、光源の点灯・消灯の切り替えが手動で行われる場合に比べ、使用者が光源を消灯させる操作をし忘れることによる無駄な電力消費が抑えられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a luminaire with a Doppler sensor that detects a human body with a Doppler sensor and switches the light source on and off according to the detection of the human body (see, for example, Patent Document 1). In this type of luminaire, useless power consumption due to the user forgetting to turn off the light source can be suppressed as compared with the case where the light source is turned on / off manually.
上記のドップラーセンサは、例えばミリ波のような電波(送信波)を検出範囲に送信(照射)するとともに、検出範囲で反射された電波(反射波)を受信し、この受信によって得られた電気信号と、上記の送信波と同じ周波数の電気信号とを混合(乗算)し、得られた電気信号から人体の移動速度に対応する周波数帯の成分を抽出することで、ドップラー信号を得る。このドップラー信号の振幅を所定の判定閾値と比較することで、検出範囲内における人体の有無を判定することができる。 The Doppler sensor described above transmits (irradiates) a radio wave (transmission wave) such as a millimeter wave to a detection range, receives a radio wave (reflected wave) reflected in the detection range, and obtains an electric wave obtained by the reception. The signal is mixed (multiplied) with an electric signal having the same frequency as the transmission wave, and a Doppler signal is obtained by extracting a frequency band component corresponding to the moving speed of the human body from the obtained electric signal. By comparing the amplitude of the Doppler signal with a predetermined determination threshold, it is possible to determine the presence or absence of a human body within the detection range.
人体を検出するセンサしては他には例えば人体から放射される熱線を検出する熱線センサ(いわゆるPIRセンサ)がある。ドップラーセンサは、熱線センサと比較すると、環境の温度変化の影響を受けにくいという利点や、比較的に遠距離の人体を検出することができるという利点がある。上記利点により、ドップラーセンサは、熱線センサに比べ、温度変化が激しい場所での使用や、天井が高い建物内で天井に取り付けられるような使用形態に適している。 Other sensors that detect the human body include, for example, a heat ray sensor (so-called PIR sensor) that detects heat rays emitted from the human body. Compared with a heat ray sensor, the Doppler sensor has an advantage that it is less susceptible to an environmental temperature change and an advantage that it can detect a human body at a relatively long distance. Due to the above advantages, the Doppler sensor is suitable for use in a place where the temperature changes more rapidly than in the case of a heat ray sensor, or for a usage pattern in which the Doppler sensor is attached to the ceiling in a building with a high ceiling.
上記のドップラーセンサにおいて、検出範囲を広くとった上で感度を確保しようとすると、消費電力が多くなってしまう。 In the above Doppler sensor, if it is attempted to secure sensitivity with a wide detection range, power consumption increases.
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、消費電力の抑制が可能なドップラーセンサ付き照明器具を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said reason, The objective is to provide the lighting fixture with a Doppler sensor which can suppress power consumption.
本発明のドップラーセンサ付き照明器具は、検出範囲に対して電波を送信し前記検出範囲で反射された電波を受信することによりドップラー信号を生成するとともに前記ドップラー信号に基いて前記検出範囲における人体の有無を判定するドップラーセンサと、前記ドップラーセンサの判定結果に応じて電気的な光源の点灯状態を制御する点灯装置とを備え、前記ドップラーセンサは前記検出範囲を周期的に変化させることを特徴とする。 The luminaire with a Doppler sensor according to the present invention generates a Doppler signal by transmitting a radio wave to a detection range and receiving a radio wave reflected by the detection range, and generates a Doppler signal based on the Doppler signal. A Doppler sensor that determines presence or absence; and a lighting device that controls a lighting state of an electrical light source according to a determination result of the Doppler sensor, wherein the Doppler sensor periodically changes the detection range. To do.
上記のドップラーセンサ付き照明器具において、前記ドップラーセンサは、それぞれ異なる検出範囲に対して電波の送受信及びドップラー信号の生成を行うとともに前記ドップラー信号に基いて人体の有無を判定する複数個のドップラー回路と、動作させる前記ドップラー回路を周期的に切り替える切替回路とを備えることが望ましい。 In the above-mentioned lighting fixture with a Doppler sensor, the Doppler sensor performs transmission / reception of radio waves and generation of a Doppler signal for different detection ranges, and determines a human body based on the Doppler signal, and a plurality of Doppler circuits And a switching circuit that periodically switches the Doppler circuit to be operated.
または、上記のドップラーセンサ付き照明器具において、前記ドップラーセンサは、所定の周波数の送信信号を生成する発振器と、前記送信信号が入力されている期間中にそれぞれ異なる検出範囲に対して電波を送受信することでドップラー信号を生成する複数個の送受信回路と、前記ドップラー信号に基いて人体の有無を判定する判定回路と、前記送信信号を入力する前記送受信回路を周期的に切り替える切替回路とを備えることが望ましい。 Alternatively, in the above-described lighting fixture with a Doppler sensor, the Doppler sensor transmits and receives radio waves to and from different detection ranges during a period in which the transmission signal is input and an oscillator that generates a transmission signal of a predetermined frequency. A plurality of transmission / reception circuits for generating a Doppler signal, a determination circuit for determining presence / absence of a human body based on the Doppler signal, and a switching circuit for periodically switching the transmission / reception circuit for inputting the transmission signal. Is desirable.
本発明によれば、一定の検出範囲の全体に対して連続的に電波が送受信される場合に比べ、人体の検出が可能な範囲の広さと感度との割に消費電力の抑制が可能である。 According to the present invention, it is possible to suppress power consumption for the range of the range in which a human body can be detected and the sensitivity, compared to the case where radio waves are continuously transmitted and received over the entire fixed detection range. .
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態は、図1に示すように、ドップラーセンサ1と、このドップラーセンサ1の判定結果に応じて電気的な光源20の点灯状態を制御する点灯装置2とを備える。本実施形態は街路灯であって、図2(a)に示すようにドップラーセンサ1と点灯装置2と光源20とはポール8に固定され、光源20は下方を照明し、ドップラーセンサ1は図2(a)(b)に矢印A1で示すように下側を移動する人体10を検出する。
As shown in FIG. 1, the present embodiment includes a Doppler
ドップラーセンサ1は、発振器3と、2個の送受信回路4a,4bと、判定回路6と、切替回路7とを備える。発振器3は、所定の周波数(例えば24GHz)の送信信号を生成する。また、各送受信回路4a,4bは、送信信号が入力されている期間中にのみ、送受信回路4a,4b毎に異なる検出範囲Za,Zbに対して電波を送受信することでドップラー信号を生成する。さらに、判定回路6は、送受信回路4a,4bが生成したドップラー信号に基いて人体10の有無を判定する。また、切替回路7は、発振器3と各送受信回路4a,4bとの間に介在し、発振器3からの送信信号を入力する送受信回路4a,4bを周期的に切り替えることで、検出範囲を周期的に変化させる。
The
各送受信回路4a,4bは、それぞれ、送信アンテナ41と、受信アンテナ42と、ミキサ43とを有する。送信アンテナ41は、発振器3から切替回路7を介して入力された電気信号である送信信号を電波に変換して送受信回路4a,4b毎の検出範囲Za,Zbに送信する。また、受信アンテナ42は、上記の検出範囲Za,Zbからの電波を受信して電気信号である受信信号に変換する。さらに、ミキサ43は、送信信号と受信信号とを混合(乗算)するとともに乗算された信号から人体10の移動速度に対応した所定の周波数帯の成分を抽出することでドップラー信号を生成する。つまり、ミキサ43は周知のフィルタ回路(例えばローパスフィルタ)を含んでいる。
Each of the transmission /
例えば、図2(a)(b)に示すように、一方の送受信回路4bはドップラーセンサ1を頂点とする円錐形状の検出範囲(以下、「第2の検出範囲」と呼ぶ。)Zbに対して電波を送受信するものとされ、他方の送受信回路4aは上記第2の検出範囲Zbを囲む形状の検出範囲(以下、「第1の検出範囲」と呼ぶ。)Zaに対して電波を送受信するものとされる。ドップラーセンサ1を通る鉛直線を含む断面での各検出範囲Za,Zbの形状は例えば図3のようになる。
For example, as shown in FIGS. 2A and 2B, one of the transmission /
切替回路7は、例えば図4に示すように50ms毎に、送信信号を入力する送受信回路4a,4bを周期的に交互に切り替える。各送受信回路4a,4bは、それぞれ、送信信号が入力されている期間中にのみオンされてドップラー信号を生成する。従って、上記の切替により、人体10が検出される検出範囲が、第1の検出範囲Zaと第2の検出範囲Zbとの間で、50ms毎に交互に周期的に切り替わることになる。
For example, as illustrated in FIG. 4, the switching circuit 7 periodically switches between the transmission /
判定回路6は、例えば、送受信回路4a,4bから適宜の増幅回路5を介して入力されたドップラー信号の振幅を所定の判定閾値と比較し、ドップラー信号の振幅が判定閾値以上であれば検出範囲Za,Zbに人体10が存在すると判定し、ドップラー信号の振幅が判定閾値未満であれば検出範囲Za,Zbに人体10が存在しないと判定する。
For example, the
光源20としては、例えば発光ダイオードや蛍光灯といった周知の電気的光源を用いることができる。また、点灯装置2としては、光源20として発光ダイオードが用いられる場合には周知の直流電源回路を用いることができ、光源20として蛍光灯が用いられる場合には周知の電子安定器を用いることができる。また、点灯装置2は、判定回路6によって検出範囲Za,Zbに人体10が存在すると判定されてから少なくとも所定の制御遅れ時間が経過するまでは光源20を点灯させ、判定回路6によって検出範囲Za,Zbに人体10が存在しないと判定されている状態の継続時間が制御遅れ時間に達したときに光源20を消灯させる。
As the
上記のようなドップラーセンサ1と点灯装置2とはいずれも周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。なお、構造としては、上記のドップラーセンサ1の構成要素の全てが1個のハウジングに収納される必要はなく、例えば、増幅回路5と判定回路6とがそれぞれ送受信回路4a,4bとは別のハウジングに点灯装置2とともに収納されていてもよい。
Since both the Doppler
上記構成によれば、1個の送受信回路4a,4bに連続的に送信信号が入力される場合に比べ、人体10の検出が可能な範囲全体(上記の例では2個の検出範囲Za,Zbを合わせた範囲全体)の大きさと感度との割に消費電力を抑えることができる。
According to the above configuration, the entire range in which the
ここで、発振器3や判定回路6を送受信回路4a,4b毎に設け、それぞれ発振器3と送受信回路4a,4bと判定回路6とを1個ずつ有する複数個(例えば2個)のドップラー回路(図示せず)を構成するとともに、動作させるドップラー回路を切替回路7が周期的に切り替えるものとしても、上記の効果は得られる。この場合、切替回路7は例えば電力が供給されるドップラー回路を周期的に変更するように各ドップラー回路への給電を周期的にオンオフする。ただし、本実施形態のように発振器3や判定回路6を複数個の送受信回路4a、4bで共用としたほうが、部品点数が削減できるという利点がある。
Here, a plurality of (for example, two) Doppler circuits (for example, two) having an oscillator 3 and a
また、切替回路7の動作は上記に限られない。例えば、図5に示すように、送信信号が入力される個々の期間の長さを、一方の送受信回路4aでは80msとし他方の送受信回路4bでは20msとするといったように、送受信回路4a,4b間で異ならせてもよい。または、図6や図7に示すように、いずれの送受信回路4a,4bにも送信信号を入力しない期間を設けてもよい。図6の例では、一方の送受信回路4aに40msにわたって送信信号を入力した後、他方の送受信回路4bに10msにわたって送信信号を入力し、その後の50msはいずれの送受信回路4a,4bにも送信信号を入力しないという動作を繰り返している。また、図7の例では、一方の送受信回路4aに送信信号を入力する長さ40msの期間と、他方の送受信回路4bに送信信号を入力する長さ40msの期間とを、いずれの送受信回路4a,4bにも送信信号を入力しない長さ10msの期間を挟んで交互に繰り返している。また、図4〜図7の例ではそれぞれ切替回路7の動作の1周期の長さが100msであるが、切替回路7の動作の1周期の長さも適宜変更可能である。
The operation of the switching circuit 7 is not limited to the above. For example, as shown in FIG. 5, the length of each period during which a transmission signal is input is set to 80 ms for one transmission /
さらに、送受信回路4a,4b及び検出範囲Za,Zbの個数は2個に限られず、3個以上としてもよい。例えば、図8に示すように3個の送受信回路4a〜4cを設ける場合、これらの送受信回路4a〜4cに一対一に対応する3個の検出範囲Za〜Zcは図9(a)(b)に示すように直線状に並べてもよいし、図10に示すようにL字形状に並べてもよい。切替回路7の動作としては、例えば、図11に示すように、送受信回路4a〜4cのうちの1個に20msにわたって送信信号を入力した後、10msにわたっていずれの送受信回路4a〜4cにも送信信号を入力しないという動作を、送信信号を入力する送受信回路4a〜4cをサイクリックに変更しながら繰り返す。この場合、切替回路7の動作の周期は90msとなる。
Furthermore, the number of transmission /
1 ドップラーセンサ
2 点灯装置
3 発振器
4a〜4c 送受信回路
6 判定回路
7 切替回路
Za〜Zc 検出範囲
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ドップラーセンサの判定結果に応じて電気的な光源の点灯状態を制御する点灯装置とを備え、
前記ドップラーセンサは前記検出範囲を周期的に変化させることを特徴とするドップラーセンサ付き照明器具。 A Doppler sensor for generating a Doppler signal by transmitting a radio wave to the detection range and receiving a radio wave reflected by the detection range and determining the presence or absence of a human body in the detection range based on the Doppler signal;
A lighting device that controls the lighting state of the electrical light source according to the determination result of the Doppler sensor,
The Doppler sensor is a lighting fixture with a Doppler sensor, wherein the detection range is periodically changed.
それぞれ異なる検出範囲に対して電波の送受信及びドップラー信号の生成を行うとともに前記ドップラー信号に基いて人体の有無を判定する複数個のドップラー回路と、
動作させる前記ドップラー回路を周期的に切り替える切替回路とを備えることを特徴とする請求項1記載のドップラーセンサ付き照明器具。 The Doppler sensor is
A plurality of Doppler circuits that perform transmission / reception of radio waves and generation of Doppler signals for different detection ranges and determine the presence or absence of a human body based on the Doppler signals,
The lighting apparatus with a Doppler sensor according to claim 1, further comprising a switching circuit that periodically switches the Doppler circuit to be operated.
所定の周波数の送信信号を生成する発振器と、
前記送信信号が入力されている期間中にそれぞれ異なる検出範囲に対して電波を送受信することでドップラー信号を生成する複数個の送受信回路と、
前記ドップラー信号に基いて人体の有無を判定する判定回路と、
前記送信信号を入力する前記送受信回路を周期的に切り替える切替回路とを備えることを特徴とする請求項1記載のドップラーセンサ付き照明器具。 The Doppler sensor is
An oscillator that generates a transmission signal of a predetermined frequency;
A plurality of transmission / reception circuits for generating a Doppler signal by transmitting / receiving radio waves to / from different detection ranges during a period in which the transmission signal is input;
A determination circuit for determining the presence or absence of a human body based on the Doppler signal;
The lighting apparatus with a Doppler sensor according to claim 1, further comprising a switching circuit that periodically switches the transmission / reception circuit that inputs the transmission signal.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2016526366A (en) * | 2013-05-10 | 2016-09-01 | クアルコム,インコーポレイテッド | System and method for detecting the presence of a moving object under a vehicle |
JP2020169989A (en) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 立積電子股▲ふん▼有限公司RichWave Technology Corp. | Motion detection, doppler shift detection, and method, circuit, and device for determining position by self-envelope modulation |
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2010
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