JP2013084520A - 点灯面切替型ｌｅｄ照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】人感センサと照度センサを用いて複数の点灯面を切替え点灯できる点灯面切替型ＬＥＤ照明器具を提供する。
【解決手段】異なった方向の複数の点灯面に対応した複数のＬＥＤ群を切り替えることによって、複数の点灯面を切り替えて点灯する照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、複数の点灯面を切替えるＬＥＤ照明器具であって、主の点灯面である第１の点灯面以外の設定点灯面のＬＥＤ群を点灯させる第1の点灯制御部と、前記設定点灯面の点灯状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知した後の所定期間は前記第１の点灯面を点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に元の前記設定点灯面のＬＥＤ群を点灯させる第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、ユーザ操作に基づいて前記設定点灯面を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明器具内の人感センサと周辺環境照度センサを利用して複数の点灯面を切り替えて点灯させることが可能な点灯面切替型ＬＥＤ照明器具に関するものである。

一般に照明器具は必要な時点で点灯し夜間、人が存在しない期間は消灯するか、常夜灯のように極近傍のみを明るさを抑えて点灯させるようになっている。人が存在することを検知して照明器具を自動点灯させることは公知である。

特開２００５−１９７０２８号公報

照明器具はその要求により、十分な明るさで点灯させたい場合と、必要最小限の明るさで点灯させたい場合がある。このため、照明器具には主光源と副光源を備えたものがあり、必要に応じて切り替えて使用するのが一般的である。

このような照明器具で、主光源が正面を十分な明るさで点灯し、副光源は照明器具の左右の側面か上下方向を比較的明るさを抑えて点灯させることができれば、便利である。

しかしながら、従来の照明器具のように、光源が蛍光灯や白熱灯では、複数方向に点灯面を設けたい場合に、これらの複数の面を点灯させることは構造上難しかった。

この問題を解消するために、本発明は、照明器具内の人感センサと周辺環境照度センサを利用して複数の点灯面を切り替えて点灯させることが可能な点灯面切替型照明器具を提供することを目的とする。さらに、本発明は、点灯面を切り替える際、赤外線リモコン等の器具を用いることなく、機器組み込みの照度センサ等々の部品を利用して指示して簡単に照明器具の点灯面を切り替えることが可能な点灯面切替型ＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。

本発明の一態様による点灯面切替型ＬＥＤ照明器具は、異なった方向の複数の点灯面にそれぞれ対応した複数のＬＥＤ群を切り替えることによって、複数の点灯面を切替え点灯する照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の複数の点灯面を切替え制御するＬＥＤ照明器具であって、前記照明用ＬＥＤ群のうちの主の点灯面としての第１の点灯面以外の予め決めた設定点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯させる第1の点灯制御部と、前記設定点灯面に対応したＬＥＤ群が点灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群のうちの前記第１の点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に元の前記設定点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯させる第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、ユーザ操作に基づいて前記設定点灯面を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、を具備したものである。

本発明の他の態様による点灯面切替型ＬＥＤ照明器具は、異なった方向の複数の点灯面にそれぞれ対応した複数のＬＥＤ群を切り替えることによって、複数の点灯面を切替え点灯する照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の複数の点灯面を切替え制御するＬＥＤ照明器具であって、前記人感センサによって人を検知しないときは、前記照明用ＬＥＤ群を消灯状態とさせる第１の点灯制御部と、前記照明用ＬＥＤ群が消灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群のうちの予め決めた設定点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の消灯状態に戻す第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、ユーザ操作に基づいて前記設定点灯面を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、を具備したものである。

本発明の第１の実施形態に係る点灯面切替型ＬＥＤ照明器具の構成の一例を示す図。 第１の実施形態の人感切替点灯式の点灯面切替型ＬＥＤ照明器具における制御部であるマイコンの制御プログラムを説明するフローチャート。 図２におけるＰＤタッチのルーチンを説明するフローチャート。 本発明の第２の実施形態の人感点灯式の点灯面切替型ＬＥＤ照明器具における制御部であるマイコンの制御プログラムを説明するフローチャート。 図４におけるＰＤタッチのルーチンを説明するフローチャート。 図６乃至図１１は既出願の照度センサによる照明点灯制御方法を説明する図であり、図６は照明器具における一般的な外光取り入れ口の構成例を示す図。 フォトダイオードを利用した照度センサの照度対光電流の特性を示す図。 フォトダイオードを利用した照度センサの照度計測回路の構成を示す図。 フォトダイオードを利用した照度センサの外光取り入れ口を指で塞いだ際の、照度変化特性を示す図。 フォトダイオードを利用した照度センサの外光取り入れ口を指で塞いだ際の、詳細な照度変化特性を示す図。 照度センサの照度変化特性から、センサ正面を人体や物体が比較的長時間塞いだような状態と区別して、外光取り入れ口を人が操作目的で指で塞いだ状態を識別判定する方法の一例を説明する図。 本発明の第４の実施形態を実現するための機械的スイッチの接続構成の一例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図６乃至図１１は、以下に述べる本発明の実施形態に係る点灯面切替型ＬＥＤ照明器具の基礎となる技術を説明する図である。図６は従来の構成例でもあるが、本発明の第１の実施形態においても、一般的な構成例として採用している。この基礎となる技術は、ＬＥＤに流す電流のパルス幅のデューティ比を変えて点灯面切替制御する際に、照度センサの採光部を指先で一定時間押さえ、照度センサに外光を遮蔽する行為を行うことによって点灯面切替指令とする例も含んでいる（ＰＤタッチと呼称し、本技術は特願２０１０−２２９０２２号明細書(未公開)に記載されている）。

図６において、(a)は照明器具の正面図の一部を示し、(b)は(a)のＡ−Ａ線断面図を示している。外光は化粧板５２に空けた丸穴に挿着された外光導入ガイド５１を通過してプリント基板５３上の照度センサＩＣ4に受光される。

図７はフォトダイオードを利用した照度センサの照度対光電流の特性を示す。照度センサＩＣ4の出力端子に図８のように抵抗ＲLを接続し、照度センサＩＣ4のカソードを電源Ｖddに接続すると、抵抗ＲLの両端には周辺照度に比例した出力が発生し、この出力をマイコンＩＣ3のＡＤ変換入力端子に接続する。

実際の照明器具では図６に示すように照度センサＩＣ4が取り付けられており、照度センサＩＣ4の上部に円柱形のアクリル樹脂５１が装着され、照明器具の外部の周辺の光が照度センサＩＣ4に取り込まれるようになっている。円柱形のアクリル樹脂５１を含む外光取り込れ口の上部を指等で塞ぐと図９のように照度センサＩＣ4の出力は大きく変化する。

マイコンＩＣ3のＡＤ変換サイクル(ＡＤ変換のサンプリング周期と同義)をＴad秒とすると１秒間に１／Ｔad回照度センサＩＣ4の出力がＡＤ変換される。図１０は、フォトダイオードを利用した照度センサの外光取り入れ口を指で塞いだ際の、照度変化特性の状態を示している。同図で‘イ’の状態が照度センサＩＣ4を指で塞ぐ前の状態とし、‘ロ’が完全に塞がれて照度センサの出力が最低値を示す状態で、‘ハ’は指が離され元の状態に戻った状態を示す。

‘イ’の状態から一定以上の電圧変化が発生したら、照度センサの外光取り入れ口が指で塞がれ、その後外光取り入れ口の状態が元に復帰された状態をマイコンＩＣ3のＡＤ変換値を処理しその結果を見ることによって、なんらかの動作を指示する指令信号とすることができる。このようにすれば、照明器具に操作用のツマミ類が無くても、指操作に基づく照度センサ出力の独特の変化特性(図９参照)から、照明器具の点灯状態を変化させる指令(コマンド)となる制御信号を得ることが可能となる。

図１０からも分かるように、各サイクル毎のＡＤ変換データを比較しただけでは．ゆっくりとした照度センサの出力変化を判断できない。そこで、ＡＤ変換データをｎ個保持する即ち、現時点ｔ＝０時からｔ＝ｎ／Ｔad前の過去のＡＤ変換データまでをマイコンＩＣ3のＲＡＭ領域に記憶させて、毎サイクル毎に１つ前のサイクルの古いデータを順送りにシフトして上書きする。このようにすれば、常に現時点からｎ／Tad時間前までのｎ個のデータが保存される。ここで各サイクル毎にｔ＝０とｔ＝−ｎ／Ｔadの両端のデータを比較して両端のデータの差が一定値を超せば、照度センサＩＣ4の出力が急変したと判断することが可能である。外光取り入れ口を人が操作目的で比較的短時間指で塞いだ時は、照度センサＩＣ4の出力が急変するので、これによって人が操作目的で外光取り入れ口を指で塞いだと判定可能であることを、図１１を参照しながら以下に説明する。

図１１は、照度センサの照度変化特性から、センサ正面を人体や物体が比較的長時間塞いだような状態と区別して、外光取り入れ口を人が操作目的で指で塞いだ状態を識別判定する方法の一例を説明する図である。今、照度センサの外光取り入れロに指を近づけた時点を(1)とすると、この時点ではＡＤ変換データをｎ個保持する期間(即ち、ｔ＝０とｔ＝−ｎ／Ｔad)の両端のデータの差は殆ど無い。更に指が外光取り入れ口に近づき、照度センサの出力が大きく落ち込み始めた時点を(2)とすると、この時点での両端のデータの差も一定値以下だったとすると、マイコンＩＣ3の出力には変化が生じない(つまり、マイコンＩＣ3からは決められた指令を出力することはない)。更に、指が外光取り入れ口をほぼ完全に塞ぎはじめた時点を(3)とすると、この時点では両端のデータの差が一定値を越す。この時の−ｎ／Ｔad時のデータを保存しておく。またマイコンのタイマ機能を動作させて−ｎ／Ｔad時のデータとほぼ一致するまでの時間を計測する。外光取り入れ口の指が離れると照度センサＩＣ4の出力は復帰状態となる。図１１の(4)が復帰した時点とし、(3)から(4)間の経過時間が比較的短時間ｔ秒(例えば２秒)であれば、明らかに照度センサＩＣ4が指等で意識的に塞がれたと判定できる。このように、ＡＤ変換データ処理(センサ出力の急激な降下検出)と復帰までの経過時間の制約を満足したら、マイコンＩＣ3は照度センサＩＣ4が指で塞がれたと判断し、マイコンＩＣ3は決められた動作出力(指令信号)を立ち上げることになる。

即ち、照度センサＩＣ4の出力変動を現時点のＡＤ変換データとｎ／Ｔad時間前のＡＤ変換データとの差で検定することでその差が一定値を超えたとの判定と、所定のｔ秒程度の短時間で元の値に戻ったとの判定ができれば、操作目的の照度変化特性が検出されたとして所定のコマンドを立ち上げることが確実に行える。

このように、照度センサを利用してツマミ類を一切必要としないで、マイコンに調光指示等の命令入力(コマンド)を与えることができる照度センサによる照明点灯制御方法を実現することができる。

［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る点灯面切替型ＬＥＤ照明器具の構成の一例を示す図である。図１に示す点灯面切替型ＬＥＤ照明器具１００は、電源部１０と、照明用ＬＥＤ群２０と、マイコンを含む制御部３０と、センサ部４０とを備えている。
電源部１０は、交流直流変換回路１１と、安定化直流電圧生成回路１２と、定電圧電源生成回路１３とを備えている。
センサ部４０は、人感センサ回路４１と、照度センサ回路４２とを備えている。

電源部１０には、交流電源（ＡＣ）１００Ｖの交流電源入力端子０，１が配設され、直流電源出力端子Ｖ27，Ｖ5，Ｅが配設されている。Ｅは基準電位点としてのグランド端子である。

交流直流変換回路１１は、交流電源(ＡＣ)１００Ｖを全波整流ダイオードブリッジＤＢにて全波整流して交流を直流に変換する回路である。ＡＣラインフィルタＬ1およびコンデンサＣ１はＥＭＩ(電磁干渉)除去フィルタである。ＺＮＲは雷等で発生する過電圧による電子部品保護のために用いられるサージ吸収素子である。

安定化直流電圧生成回路１２は、フライバックトランスＴＲを用いたスイッチングレギュレータ回路であって、スイッチング回路ＩＣ１内には高耐圧型のパワーＭＯＳトランジスタが内蔵され、トランスＴＲの１次側の直流電圧を約１００ＫＨｚでスイッチングしており、トランスＴＲの２次側のファーストリカバリダイオードＤ１で整流された直流電圧を、定電圧ダイオードＺＤと該定電圧ダイオードのアノード側に直列接続されたフォトカプラＰＣにてスイッチング回路ＩＣ１の発振周波数を制御することで定電庄ダイオードＺＤで設定された一定の直流電圧がトランスＴＲの２次側に得られる。この２次側の直流電圧は、負荷となる照明用ＬＥＤ群２０の直列接続されたＬＥＤの数に応じて定電庄ダイオードＺＤを選択することによって得られる。例えば照明用ＬＥＤ群２０の１つのＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの値が３．３Ｖの場合で８個直列接続されている場合は３．３×８＝２６．４Ｖの印加電庄が必要となる。この場合、定電庄ダイオードＺＤとして電圧２７Ｖを選択すればＴＲ２次側出力は２７Ｖとなり、ＬＥＤ群２０を点灯することが可能となる。トランスＴＲの１次側のダイオード回路Ｄ２は、高耐圧のファーストリカバリーダイオードと２００Ｖの定電庄ダイオードが各カソード同士が直接接続されており、スイッチング回路ＩＣ１のパワーＭＯＳトランジスタがオフ時にトランスＴＲの１次側に発生する電磁エネルギーによって当該パワーＭＯＳトランジスタが破壊されるのを防止するためのパワークランパとして機能する。

定電圧電源生成回路１３は、マイコンＩＣ3，人感センサ回路４１，及び照度センサ回路４２に定電圧電源を供給するための電圧生成回路である。ＩＣ2はプログラマブル・シャント・レギュレータであって、トランジスタＱ１のベース電圧を５Ｖに設定することでトランジスタＱ１の出力としてほぼ５Ｖの定電圧を得て、上述の３つの回路(ＩＣ3，４１，４２)に対する電源としている。

照明用ＬＥＤ群２０は、複数個直列に接続されたＬＥＤの組が一組以上並列接続された正面点灯用ＬＥＤ群２１と、これらの並列接続ＬＥＤ群２１に直列に接続したスイッチング素子としてのスイッチングトランジスタＱ2と、複数個直列に接続されたＬＥＤの組が少なくとも一組並列接続された(図示では一組の直列接続ＬＥＤのみの)天地点灯用ＬＥＤ群２２と、この直列接続ＬＥＤ群２２に直列に接続したスイッチング素子としてのスイッチングトランジスタＱ3と、複数個直列に接続されたＬＥＤの組が少なくとも一組並列接続された(図示では一組の直列接続ＬＥＤのみの)左右点灯用ＬＥＤ群２３と、この直列接続ＬＥＤ群２３に直列に接続したスイッチング素子としてのスイッチングトランジスタＱ4と、を備えている。天地点灯用ＬＥＤ群２２は、天点灯用ＬＥＤ群２２ａと地点灯用ＬＥＤ群２２ｂとを備える。左右点灯用ＬＥＤ群２３は、左点灯用ＬＥＤ群２３ａと右点灯用ＬＥＤ群２３ｂとを備える。スイッチングトランジスタＱ2，Ｑ3，Ｑ4は例えばパワーＭＯＳトランジスタが用いられる。なお、パワーＭＯＳトランジスタは直接マイコンＩＣ3でドライブできるメリットがある。

スイッチング素子としてのスイッチングトランジスタＱ2，Ｑ3，Ｑ4は異なった方向の３つの点灯面(正面，天地面，左右面)に対応したＬＥＤ群２１，２２，２３にそれぞれ対応しており、Ｑ2，Ｑ3，Ｑ4の各ゲートに供給するスイッチングパルス幅のデューティ比を可変することで明るさを可変することにより、各点灯面の利用時における点灯時，または消灯時に後述のフェードイン点灯、またはフェードアウト点灯を実行することができる。

制御部３０は、マイコンＩＣ3と、マイコンＩＣ3に接続されていて、人感センサＰＥＤでスイッチオンする閾値の点灯照度を切り替えるためのスイッチＳＷ2と、マイコンＩＣ3に接続されていて、人感センサＰＥＤが人を検知後にＬＥＤ群２０のうちの主の点灯面又は予め設定してある点灯面のＬＥＤ群を点灯させるタイマ時間の切り替えを行うためのスイッチＳＷ3とを備えている。マイコンＩＣ3には、人感センサ回路出力信号と照度センサ回路出力信号が直接人力されている。人感信号の有意性や照度センサの出力値の判定のため各入力はＡＤ変換され、所定の閾値と比較される。

スイッチＳＷ2は点灯照度切替えスイッチであって、ＬＥＤ点灯照度の閾値を外部操作スイッチを用いて切り替え可能としている。スイッチＳＷ2がオン時は周辺環境照度が明照度の所定値(例えば３０ＬＸ)以下でＬＥＤ群を点灯させるように設定し、オフの場合は、暗照度の所定値(例えば１０ＬＸ)以下でＬＥＤを点灯させるように設定することにより、ユーザはＬＥＤ照明器具の設置される環境に応じて有効な閾値を選択することができる。

スイッチＳＷ3は人感センサが人を検知したときのＬＥＤ点灯時間を選択するスイッチであって、本実施形態では例えば４ビットのデジタル型ロータリスイッチを使用した場合を示している。なお、点灯時間の設定は、可変抵抗器ＶＲであったり、スライドスイッチを使用して一定の時間を選択する方法もある。

制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０のうちの主の点灯面以外の点灯面に対応したＬＥＤ群が点灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０のうちの主の点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯し、所定時間経過後は元の主の点灯面以外の点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯するように制御する点灯制御部と、照度センサＩＣ4の出力を監視し、その出力が急変することを捉えて照明用ＬＥＤ群２０のうちの主の点灯面以外の前記点灯面を変更するコマンドを生成する点灯状態設定部と、を備えている。

人感センサ回路４１は焦電センサを用いて構成されている。焦電センサは人体の放出する赤外線を選択的に取り込み、その結果センサに発生した電荷を電流に変え、内部に実装された電界効果トランジスタ(ＦＥＴ)で電圧変換された信号を２段の増幅部で６０〜７０ｄｂ程度増幅し、その出力はマイコンＩＣ3のＡＤ変換人力端子に接続される。

人感センサＰＥＤは、第１〜第３の３本の端子を備えており、第１の端子には前記定電圧電源生成回路１３の出力端子Ｖ5の出力電圧を抵抗Ｒ10を介して接続し、第３の端子には基準電位Ｅのラインが接続し、第２の端子からは、熱線を検出した時にこれに対応した微弱な検知電圧がセンサ出力として出力される。センサ出力は、抵抗Ｒ11と、抵抗Ｒ12及びコンデンサＣ6の並列回路からなる入力回路を経てオペアンプＯＰ1，コンデンサＣ8，Ｃ7，抵抗Ｒ14，Ｒ13からなる第１段増幅部で増幅され、さらにコンデンサＣ9，抵抗Ｒ15，オペアンプＯＰ2，コンデンサＣ10，抵抗Ｒ16，Ｒ17，Ｒ18からなる第２段増幅部で増幅されることによって数千倍に増幅出力される。

照度センサ回路４２はフォトダイオードと電流増幅回路を有するＩＣ型照度センサＩＣ4を利用した回路であって、照度センサＩＣ4の負荷の抵抗ＲLの両端の電圧は先述のマイコンＩＣ3のＡＤ変換人力端子に接続される。照度センサＩＣ4は周辺の明るさが明るい程センサの出力電流が増加するタイプである。

点灯面切替型照明器具１００は、マイコンＩＣ3の接続されたスイッチＳＷ１がオフの場合、人感センサ回路４１の人感出力有りで照明用ＬＥＤ群２０における点灯面が変更されるものである。

照度センサ回路４２の出力が例えば３０Ｌｘ以下になった時点で予め設定された設定点灯面のＬＥＤ群が点灯する。例えばＬＥＤ群２０において、ＭＯＳトランジスタＱ3がオンで照明器具の天地面のＬＥＤ群２２が点灯中で、人感センサＰＥＤで人を検知すると、マイコンＩＣ3の出力により天地面のＬＥＤ群２２のＭＯＳトランジスタＱ3がオフしＭＯＳトランジスタＱ2がオンして、照明器具の正面のＬＥＤ群２１がマイコンＩＣ3に接続されたスイッチＳＷ3で設定されたタイマ時間だけ点灯し、タイムアップ後再び元の天地面のＬＥＤ群２２が点灯する。３０Ｌｘ以下で常時点灯するＬＥＤ群２０における点灯面の選択は、照度センサの外光取り入れ口(採光部)を指で一定時間押さえること(ＰＤタッチ)で変更可能で、変更後のＬＥＤ群２０における点灯面を確認して変更を完了することができる。

次に、図２及び図３を参照してマイコンの制御動作を説明する。
図２は第１の実施形態の人感切替点灯式の点灯面切替型ＬＥＤ照明器具における、制御部としてのマイコンの制御プログラムのフローチャートの一例を示している。
まず、１５秒間全点灯するウォーミング(白色点灯)を行う(ステップＳ1)。

次に、ステップＳ2において、一定時間、最終記憶面点灯を行う。ここで、最終記憶面点灯とは、ＬＥＤ照明器具を購入して初めての電源投入時(初期状態)では天地面点灯するが、本制御フローを少なくとも一巡する過程でＰＤタッチによる電源投入後の照明用ＬＥＤ群２０における常時の点灯面を設定して点灯させるとき(例えば常夜灯として使用するとき)には、マイコンＩＣ3内のメモリにはＰＤタッチに基づいた指示によって設定点灯面を例えば天地面に設定して設定面点灯(記憶面点灯)する。設定面点灯は、ＰＤタッチによりタッチごとに、例えば天地面→左右面→正面の順にいずれかの点灯面が選択して設定可能である。但し、購入時の初期設定は天地面としてある。

このように常時の電源投入時に予め設定点灯面として設定してある例えば天地面で設定面点灯した状態で、次のステップＳ3に移行する。ステップＳ3では、点灯照度切替えスイッチＳＷ2で人感動作を開始するために必要な暗さの周辺環境照度(閾値)を適宜に切り替える設定を行う。この閾値には、本実施形態では明照度及び暗照度それぞれについての二種類設けてある。

点灯照度切替えスイッチＳＷ2がオンした時は、周辺環境照度が明照度の所定値(例えば３０ＬＸ)以下(ステップＳ4)で照明用ＬＥＤ群２０のうちの設定方向のＬＥＤ群を点灯させ、スイッチＳＷ2がオフした時は、周辺環境照度が暗照度の所定値(例えば１０ＬＸ)以下(ステップＳ5)で同設定方向のＬＥＤ群を点灯させるように、ＬＥＤ照明器具１００の設置される環境で有効な閾値の照度を選択できる。このときのステップＳ2〜Ｓ5の機能は、第1の点灯制御部を構成している。

ステップＳ4又はステップＳ5で３０ＬＸ以下か１０ＬＸ以下かの一方が選択された後に、その選択感度(閾値)で人感検知が実行されする(ステップＳ6)。ステップＳ6で、人が来て人感検知に入れば、ステップＳ2での例えば天地面点灯の状態から主の点灯面である正面点灯を実行する(ステップＳ7)。この正面点灯には、眩しさを和らげるため徐々に明るさを増すためのフェードイン点灯が採用されている。

ステップＳ7の正面点灯の実行と同時にタイマがスタートする(ステップＳ8)。このときのタイマ時間は、例えばロータリスイッチを用いて設定可能であり、タイマ設定時間としては例えば１，５，１０，２０，３０，４０，５０，６０分のいずれかが選択可能となっている。

そして、ステップＳ9で、人感検知時にタイマがスタート(ステップＳ8)してから予め設定したタイマ時間に達したか否かを判定する。

ステップＳ9で、タイムアップしていない状態では人が近くに居て人感検知される(ステップＳ12)と、その検知信号によってマイコンＩＣ3はリトリガされ、タイマをリセットして(ステップＳ13)、正面点灯を持続可能となる。このときのステップＳ6〜Ｓ9，Ｓ12及びＳ13の機能は、第２の点灯制御部を構成している。

ステップＳ9で、タイムアップしていれば、照明負荷としての正面用ＬＥＤ群２１による正面点灯を徐々に暗くするフェードアウト消灯を実行し(ステップＳ10)、元の設定面点灯状態である天地面点灯に戻す(ステップＳ11)。このときのステップＳ9〜Ｓ11の機能は、第３の点灯制御部を構成している。

一方、ステップＳ4，Ｓ5で周辺照度が予め設定した閾値の照度以下になっていない状態では、ＬＥＤは消灯する。ユーザによるＰＤタッチがなされると(ステップＳ14)と、点灯面切替のステップＳ15の動作へ進む。ステップＳ15での動作は、ＰＤタッチ前の天地面設定から一面ずつ点灯面がリング式に切り替えられるようになっており、天地→左右→正面→天地と順次送られる。１回のＰＤタッチでワンステップ分の点灯面切り替えが行われる。例えば１回のＰＤタッチで現時点の天地面点灯から左右面点灯に切り替えられて、その切り替えられた左右面の設定面点灯で点灯する(ステップＳ16)。そして、ステップＳ3へ戻る。このときのステップＳ14〜Ｓ16の機能は、点灯状態設定部を構成している。

図３は図２におけるＰＤタッチルーチンＳ14のフローチャートの一例を示している。このフローチャートは、図１１の説明に関連した動作である。
現時点のＡＤ変換データの値と現時点から１０／Ｔad前のＡＤ変換データの値(Ｔad：ＡＤ変換のサンプリング周期)とのＡＤ電圧差が、０．５Ｖより小さいか否かを判定する(ステップＳ21)。ステップＳ21でノーであれば、ＡＤ電圧差が０．５Ｖ以上あり、照度センサの出力が急変したことを表しているから、ステップＳ22〜Ｓ27のＰＤ成功を判定するループを巡回して、ステップＳ27からステップＳ22に戻ったところでＰＤ成功が確認されれば、ＰＤタッチ成功(イエス)として、ステップＳ28に移行してＰＤフラグを1とし、ステップＳ29へ進む。なお、ステップＳ21でＡＤ電圧差が、０．５Ｖより小さければ、照度センサ出力が急変していない即ちＰＤタッチではないとして、図２のメインフローへ戻る。

ステップＳ29では、例えばＰＤタッチの実施を考慮し、ユーザの指タッチの状態などによって照度センサの外光取り入れ口での光の遮蔽具合による照度センサ出力の変動の影響を防ぐために、１．５秒間は照度センサの検知動作を停止(マスキング)すると共に指操作の判定に用いるためにメモリ保存している照度値の１０個分のＡＤ変換サンプリング値をリセットする。そして、図２のメインフローへ戻る。

一方、ステップＳ22でＰＤタッチが不成立であれば、ステップＳ23へ進む。ステップＳ23では現在のＡＤ変換値の電圧が０．３Ｖより小さいことを確認する。０．３Ｖは図１１に示したＰＤタッチ時の照度変化特性のセンサ値の凹状曲線の底部電圧(即ち底値)に相当する値であり、０．３Ｖより小さければ略ＰＤタッチが成功していることが分かる。現在操作している人が感知されるかどうかを確認するために人感センサによる人感検知が行われる(ステップＳ24)。

次に、現時点のＡＤ変換値が現時点から１０個前のＡＤ変換値より大きいことを確認する(ステップＳ25)。ステップＳ25では、図１１のＰＤタッチ特性グラフから分かるように、その照度変化特性曲線(横軸に時間、縦軸に照度センサ値をとった凹状曲線)の凹底部の時点から時間経過と共に上がっていく特性部分(元の照度レベルに戻る部分)にきていることが分かるので、図３に示すルーチン上のステップＳ25からステップＳ26，Ｓ27，Ｓ30，Ｓ22〜Ｓ24を通るループで複数回巡回する過程で、現在ＡＤ＞１０個前のＡＤ の関係が５回連続したかを確認する。

ステップＳ25の上記関係が確認できれば、ＰＤタッチが成功した(ステップＳ29)ものとし、次のＰＤタッチ処理における経過時間ｔ(図１１におけるｔに同じ、ここでは２秒に設定している)の判定を行い(ステップＳ27)、２秒経過していれば、図２のメインフローへ戻る。

さて、本発明の実施形態では、周囲に人が居るか否かを検知する人感センサを備え、この人感センサの検知動作を周囲環境照度に基づいて制御するために照度センサが設けられている。

点灯面切替型ＬＥＤ照明器具が天地面点灯している状態で、人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は人感センサが照明負荷を正面点灯し、所定時間経過後は元の天地面点灯に戻るように制御する。すなわち、電源スイッチのオンで、照明負荷であるＬＥＤ群のうちの天地面用ＬＥＤ群を予め設定してある設定面点灯として天地面点灯し、人が来てこれを人感センサで検知したときにＬＥＤ群を正面点灯で点灯させ、所定のタイマ時間を経過すると元の設定面である天地面の点灯に戻るように制御する。この制御方法のことを、第１の点灯状態(例えば天地面点灯)から、人感検知時に第２の点灯状態(正面点灯)に切り替えるということから人感切替点灯式と呼ぶ。この制御方式は、例えば、夜間などに常夜灯として利用することが有用と考えれる。

或いは、もう１つの制御方法として、人感センサは周囲環境照度がある照度値以下で人を検知する人感検知動作を開始できるように制御されていて、人が検知されないときは照明負荷であるＬＥＤ群を消灯状態のままとし、人が来て人感検知されたときに全てのＬＥＤ群のうちの予め設定した設定点灯面に対応したＬＥＤ群を所定時間点灯させ、所定時間経過後は消灯するように制御する。この制御方式を、人感で点灯，消灯するということから人感点灯式と呼ぶ。

「第２の実施形態」
本発明の第２の実施形態に係る点灯面切替型ＬＥＤ照明器具の構成例は、図１の第１の実施形態に係る点灯面切替型ＬＥＤ照明器具の構成例と同じであるため、図示を省略する。

本第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の点灯面切替型ＬＥＤ照明器具が人感切替点灯式であるのに対して、本第２の実施形態の点灯面切替型ＬＥＤ照明器具は人感点灯式となっていることである。従って、本第２の実施形態と第１の実施形態とは、制御部であるマイコンの制御プログラムが互いに異なってくる。

制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が消灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０のうちの予め設定してある設定点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯し、所定時間経過後は元の消灯状態とするように制御する点灯制御部と、照度センサＩＣ4の出力を監視し、その出力が急変することを捉えて照明用ＬＥＤ群２０の前記設定点灯面を変更するコマンドを生成する点灯状態設定部と、を備えている。

制御部３０の制御動作について説明する。
制御部３０におけるマイコンＩＣ3に接続されたスイッチＳＷ１をオンにすると、常時ＬＥＤ群２０は消灯していて、人感センサ回路４１で人を検知し、制御部３０のスイッチＳＷ２で予め選択されている点灯照度以下であれば、ＬＥＤ群２０の予め設定してある設定面(例えば正面)のＬＥＤ群２２が点灯する。このとき、正面点灯用ＬＥＤ群２２の点灯は徐々に明るさが増していくフェードイン点灯としている。フェードイン点灯は、点灯の明るさを制御するスイッチング素子のＰＷＭパルスのパルス幅のデューティ比を徐々に上げていくことによって実現される。なお、人感検知時に点灯する点灯面を変更したければ、ＰＤタッチで簡単に、リング式に順次、点灯面を変更することができる。このとき変更後の点灯面が次回以降再現される。設定された点灯面の点灯時間はスイッチＳＷ３で選択されたタイマ時間だけ点灯し、タイムアップ後は消灯する。

図４は第２の実施形態の人感点灯式の点灯面切替型ＬＥＤ照明器具における、制御部としてのマイコンの制御プログラムのフローチャートの一例を示している。
まず、ステップＳ41で、全点灯を１５秒間実施後に全消灯するウォーミング(白色点灯)を行う。

そして、点灯照度切替えスイッチＳＷ2によって、スイッチＳＷ2がオンしているときは周辺環境照度が３０ＬＸ以下(ステップＳ43)で設定面のＬＥＤ群(例えば正面点灯用ＬＥＤ群２１)が点灯され、スイッチＳＷ2がオフしているときは、周辺環境照度が１０ＬＸ以下(ステップＳ44)で設定面のＬＥＤ群(例えば正面点灯用ＬＥＤ群２１)が点灯されるように、ＬＥＤ照明器具１００の設置されている環境で有効な点灯時間の閾値を選択する(ステップＳ42)。このときのステップＳ41〜Ｓ44の機能は、第４の点灯制御部(請求項２の第１の点灯制御部に対応)を構成している。

ステップＳ43又はステップＳ44で３０ＬＸ以下か１０ＬＸ以下かの一方が選択された後に、その選択された感度(閾値)で人感検知が実行される(ステップＳ45)と、予め設定した状態での設定面フェードイン点灯を行う(ステップＳ46)。ここでの設定面点灯は、後述のステップＳ52で説明するように、ＰＤタッチによって、例えば正面、天地面、左右面からのいずれかの点灯面に設定が可能である(但し、初期設定は正面としてある)。

ステップＳ46の設定面点灯の開始と共にタイマがスタートする(ステップＳ47)。タイマ時間は、例えばロータリスイッチを用いて設定可能であり、タイマ設定時間として例えば１，５，１０，２０，３０，４０，５０，６０分が選択可能となっている。

そして、ステップＳ48で、人感用タイマがスタート(ステップＳ47)してから設定したタイマ時間に達したか否かを判定する。ステップＳ48で、タイムアップする前に人感検知判定(ステップＳ50)に基づきマイコンＩＣ3がリトリガされれば、該リトリガのタイミングでタイマをリセットする(ステップＳ51)。このときのステップＳ45〜Ｓ48，Ｓ50及びＳ51の機能は、第５の点灯制御部(請求項２の第２の点灯制御部に対応)を構成している。

一方、ステップＳ48で、タイムアップしていれば、照明負荷としての正面点灯用ＬＥＤ群２１をフェードアウト消灯する(ステップＳ49)。このときのステップＳ48及びＳ49の機能は、第６の点灯制御部(請求項２の第３の点灯制御部に対応)を構成している。

そして、ユーザがＰＤタッチを行う(ステップＳ52)と、ＰＤタッチの指示に基づき点灯面切替えがリング式に順次に切り替えられるようになっている。ＰＤタッチごとに、例えば天地面→左右面→正面→天地面と順次送られ、点灯面設定が順次に選択される(ステップＳ53)。選択された点灯面で設定面点灯が持続され(例えば２秒間)(ステップＳ54)、その後消灯することになる(ステップＳ55)。このときのステップＳ52〜Ｓ54の機能は、点灯状態設定部を構成している。

図５は図４におけるＰＤタッチルーチンＳ52のフローチャートの一例を示している。図５のフローチャートは、図３のＰＤタッチルーチンＳ14と同様であるので、図５の各ステップの符号を図３の各ステップの符号と同じにして説明を省略している。

[第３の実施形態]
本発明の第３の実施形態に係る点灯面切替型ＬＥＤ照明器具の構成例は、図１及び図４の実施形態の構成例と同じであるため、図示を省略する。
本第３の実施形態が第１及び第２の実施形態と異なる点は、ＬＥＤ群２０の点灯面の切替えや、ＬＥＤ群２０の点灯時及び消灯時の急激な輝度の変化を徐々に変えるような制御を行う点である。

制御部３０の制御動作について説明する。
第１の実施形態の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０のうちの主の点灯面(例えば正面)に対応したＬＥＤ群を点灯する時、ＬＥＤの点灯を制御するスイッチング素子のスイッチングパルス幅のデューティ比を制御し、制御コマンドに基づいて最初は低いデューティ比から点灯させ、予め設定されたデューティ比までそのデューティ比を増加させるフェードイン点灯を行い、前記主の点灯面に対応したＬＥＤ群を消灯する時は、予め設定されたデューティ比から徐々にデューティ比を減じるフェードアウトの消灯を行うよう照明用ＬＥＤ群２０を制御する。

また、第２の実施形態の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０のうちの予め設定してある設定点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯する時、ＬＥＤの点灯を制御するスイッチング素子のスイッチングパルス幅のデューティ比を制御し、制御コマンドに基づいて最初は低いデューティ比から点灯させ、予め設定されたデューティ比までそのデューティ比を増加させるフェードイン点灯を行い、前記設定点灯面に対応したＬＥＤ群を消灯する時は、予め設定されたデューティ比から徐々にデューティ比を減じるフェードアウトの消灯を行うよう照明用ＬＥＤ群２０を制御する。

このように、制御部３０におけるマイコンＩＣ3は、ＬＥＤ群２０のうちの予め予め設定してある点灯面が点灯する時、ＰＷＭパルスのオン・オフパルス幅のデューティ比を制御する。最初はデューティ比５％程度から点灯させ、設定されたデューティ比までそのデューティ比を増加させるいわゆるフェードインの点灯方式で点灯を行い、点灯面の切替え時や消灯時は逆に設定されたデューティ比から徐々にデューティ比を減じるフェードアウト方式で減灯又は消灯する。

人感検知に基づくＬＥＤの主の点灯面(例えば正面)への切替え点灯時や、人感検知に基づくＬＥＤの点灯時は、周囲がある程度暗い状態で点灯されるため、急に点灯すると眩しく感じるのを防ぐために徐々に設定された明るさに達するようにフェードインを実施することが好ましい。このフェードインは、周知のパルス幅変調(ＰＷＭ)のデューティ比を徐々に高くしていくことによって可能である。また、主の点灯面(例えば正面)からの切り替え消灯時や、ＬＥＤの消灯時についても、前述のフェードインと同様な技術を用いて徐々に他の点灯面への切り替えのための消灯や消灯をするフェードアウトを実施することが好ましい。

[第４の実施形態]
本発明の第４の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成例は、図１２に示すスイッチ構成以外は図１及び図４の実施形態と同様であるため、図示を省略する。
本第４の実施形態が第１乃至第３の実施形態と異なる点は、照度センサの採光口を指で塞ぐＰＤタッチに代えて、プッシュスイッチ等の機械的スイッチの押下に基づき照明用ＬＥＤ群の設定照度を変更するコマンドを生成する制御を行う点にある。

具体的には、図１２に示すように制御部３０のマイコンＩＣ3の周辺に機械的スイッチＳＷ4を配設した構成とする。すなわち、直流電源端子Ｖ5と基準電位点(アース)Ｅとの間に抵抗Ｒ20と機械的スイッチＳＷ4とを直列に接続し、抵抗Ｒ20と機械的スイッチＳＷ4の接続点の電圧をマイコンＩＣ3の入力端子の１つに入力する構成とし、機械的スイッチＳＷ4をオン又はオフにすることによって、抵抗Ｒ20と機械的スイッチＳＷ4の接続点からローレベル又はハイレベルの制御信号をコマンドとして出力させる。

制御部３０の制御動作について説明する。
人感切替点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０のうちの主の点灯面以外の点灯面に対応したＬＥＤ群が点灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０のうちの主の点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯し、所定時間経過後は元の主の点灯面以外の点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯するように制御し、かつ、機械的スイッチＳＷ4の操作に基づき照明用ＬＥＤ群２０のうちの主の点灯面以外の前記点灯面を変更するコマンドを生成する制御動作を行う。

また、人感点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が消灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０のうちの予め設定してある設定点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯し、所定時間経過後は元の消灯状態とするように制御し、かつ、機械的スイッチの操作に基づき照明用ＬＥＤ群２０の前記設定点灯面を変更するコマンドを生成する制御動作を行う。

このように、照度センサとは別に設けた機械的スイッチの操作を行うことによって、周囲の光の影響を受ける虞がなくＬＥＤ群の主以外の点灯面や設定点灯面を変更するコマンドを容易に生成することが可能である。

以上述べた本発明の実施形態によれば、１つの照明器具で、その点灯面を予め設定しておいて、人の検知時に自動的に設定された点灯面を点灯させることができる。

外部の赤外線リモコン等を利用せず、また、特別な部品を追加することなく、さらに光利用のため電気的な配線を必要とすることなく、直接、照明器具に内蔵された周辺環境照度センサの採光部を一定時間指でタッチするだけで、所望の設定面点灯の指令をＬＥＤ照明器具に伝えることができる。照度センサ採光部の外表面には電気を利用する部品はなく、遮光操作に基づく光の照度変化を利用したスイッチング動作を行うので、水に濡れた手であっても指操作(ＰＤタッチ)が安全に行える利点もある。さらに、主以外の点灯面や設定点灯面の変更指示を、照度センサによるＰＤタッチに代えて、機械的スイッチを用いて行う構成とすれば、ＰＤタッチによる利点はなくなるが、周囲の光の影響を受けにくいために制御用のマイコンのプログラムを簡素化できる利点がある。ＬＥＤの設定面点灯は照明器具に内蔵された既設の人感センサと照度センサを用いて人感切替点灯式または人感点灯式で制御でき、消費電力の低減及び部品コストの低減を図ることが可能である。

１０…電源部、２０…照明用ＬＥＤ群、３０…制御部、４０…センサ部、ＩＣ3…マイコン、ＩＣ4…照度センサ、ＰＥＤ…人感センサ、１００…点灯面切替型ＬＥＤ照明器具。

Claims (4)

1. 異なった方向の複数の点灯面にそれぞれ対応した複数のＬＥＤ群を切り替えることによって、複数の点灯面を切替え点灯する照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の複数の点灯面を切替え制御するＬＥＤ照明器具であって、
   前記照明用ＬＥＤ群のうちの主の点灯面としての第１の点灯面以外の予め決めた設定点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯させる第1の点灯制御部と、前記設定点灯面に対応したＬＥＤ群が点灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群のうちの前記第１の点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に元の前記設定点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯させる第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、
   ユーザ操作に基づいて前記設定点灯面を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、
   を具備したことを特徴とする点灯面切替型ＬＥＤ照明器具。
2. 異なった方向の複数の点灯面にそれぞれ対応した複数のＬＥＤ群を切り替えることによって、複数の点灯面を切替え点灯する照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の複数の点灯面を切替え制御するＬＥＤ照明器具であって、
   前記人感センサによって人を検知しないときは、前記照明用ＬＥＤ群を消灯状態とさせる第１の点灯制御部と、前記照明用ＬＥＤ群が消灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群のうちの予め決めた設定点灯面に対応したＬＥＤ群を点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の消灯状態に戻す第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、
   ユーザ操作に基づいて前記設定点灯面を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、
   を具備したことを特徴とする点灯面切替型ＬＥＤ照明器具。
3. 前記点灯状態設定部は、前記照度センサの出力を監視し、前記照度センサの出力が急変することを捉えて前記設定点灯面を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の点灯面切替型ＬＥＤ照明器具。
4. 前記点灯状態設定部は、機械的スイッチの操作に基づき前記設定点灯面を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の点灯面切替型ＬＥＤ照明器具。

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