JP2013239298A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電波の干渉による照明光源の誤点灯を抑制することができる照明装置を提供する。
【解決手段】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することで移動体の存否を検知するセンサを備え、そのセンサからの検知信号により照明光源の点灯を行う。照明装置は、交流電源のゼロクロス点を基準としてセンサの動作を行わせ、センサによる動作の開始から所定時間内では、センサによる検知結果に基づく照明光源の点灯を禁止する制御部を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、照明装置に係り、詳しくは、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する動作を行うセンサを備え、送受波の周波数の差分に基づいて移動体の存在を検知し、照明光源の点灯を行う照明装置に関する。

従来、この種の照明装置として、所定の検知領域内を移動する人などの移動体を検知するセンサを備え、そのセンサによって移動体が検知されると照明光源の点灯を行う照明装置が知られている。このような照明装置におけるセンサとしては、主として受動型の赤外線人体検知センサなどが使用されており、所定の検知領域内で人の動きなどによる温度変化を感知する。

また、受動型の赤外線人体検知センサとは異なり、温度に依存せずに検知距離が長い場所であっても移動体を検知する能動型のセンサが使用される場合もあった。このような能動型のセンサとしては、例えば特許文献１に記載の照明装置のように、電波式のドップラーセンサが使用される場合があり、自らが電波等の信号を送信し、受信し、その信号の差を検出して移動体の存否を検知する。また、このような照明装置が相互に対向するように設置された場合も考慮して、各センサの電波の発振周波数を大きく異ならせることによって、対向するセンサからの電波の干渉が抑制されていた。

特開２０１１−１２４１８７号公報

しかしながら、このような照明装置において、例えば電波の立ち上がりなど、発振周波数の電波を瞬時に送波できるわけではなく、電波の送波の開始から所定時間では、規定された周波数よりも低い周波数の電波が送波されてしまう。この場合、送受波された電波の発振周波数の差分がドップラー周波数帯域となることがあり、検知領域に移動体が存在しない場合であっても、電波の干渉を受けて、移動体が存在すると判定し、照明光源を誤点灯させるおそれがあった。特に、相互に対向するように照明装置が設置された場合には、それら照明装置におけるセンサの動作の開始タイミングが重なると、センサが送波した電波の発振周波数と、別のセンサから送波された電波の発振周波数との差分がドップラー周波数帯域となることがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電波の干渉による照明光源の誤点灯を抑制することができる照明装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の照明装置は、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する動作を行うセンサを備え、該センサによる検知結果としての送受波の周波数の差分に基づいて移動体の存在を検知し、照明光源の点灯を行う照明装置において、前記照明装置に供給される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、前記ゼロクロス検出部によって検出されたゼロクロス点を基準として、前記センサの動作を行わせる制御部とを備え、前記制御部は、前記センサによる動作の開始から所定時間内では、前記センサによる検知結果に基づく前記照明光源の点灯を禁止することを要旨とする。

本発明の照明装置において、前記制御部は、前記ゼロクロス検出部によって検出されたゼロクロス点を基準として、前記センサの間欠動作を行わせ、前記センサによる間欠動作の開始から所定時間内では、前記センサによる検知結果に基づく前記照明光源の点灯を禁止することが好ましい。

本発明の照明装置において、前記制御部は、前記センサによる間欠動作の終了から所定時間内でも、前記センサによる検知結果に基づく前記照明光源の点灯を禁止することが好ましい。

本発明によれば、電波の干渉による照明光源の誤点灯を抑制することができる。

本実施形態における照明装置の概略構成を説明するためのブロック図である。 本実施形態における照明装置の配設例を説明するための概略図である。 本実施形態における照明装置により制御される信号を説明するためのタイミングチャートである。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した照明装置を示す第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。

本実施形態の照明装置は、間欠動作（間欠発振）を行うアクティブ型電波式のセンサを備えた器具である。図１に示すように、本実施形態の照明装置１０は、所定の照射領域に光を照射する照明部２０と、所定の検知領域における移動体を検知するセンサ部３０と、照明部２０及びセンサ部３０に対して電源を供給する電源部４０とから構成されている。

照明部２０は、光を照射する照明光源２１と、センサ部３０からの検知信号に基づいて照明光源２１の点灯、消灯の制御を行う照明制御部２２と、電源部４０から供給される交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部２３とから構成されている。

また、本実施形態において、照明制御部２２は、センサ部３０から検知信号を入力した場合に、所定時間（本実施形態では１０ｓ）、照明光源２１を点灯させ、その後、センサ部３０から検知信号を入力しない場合に、照明光源２１を消灯させる。

ゼロクロス検出部２３は、電源部４０から供給される交流電源のゼロクロス点を検出したタイミングに同期して間欠信号（ゼロクロス信号）をセンサ制御部３３に出力する。そして、ゼロクロス検出部２３は、間欠信号の出力タイミングから一定時間が経過した後に、間欠信号の出力を停止させ、間欠信号をセンサ制御部３３に出力しない。なお、本実施形態において、ゼロクロス検出部２３は、交流電源のゼロクロス点を検出したタイミング毎に、間欠信号を出力する。また、本実施形態において、間欠信号のデューティ比が２０％であり、交流電源の周波数が５０Ｈｚの場合を一例とすると、間欠信号は、ゼロクロス点から２ｍｓ経過するまで出力され、それから８ｍｓ経過するまで出力されない。

センサ部３０は、センサ３１と、センサ３１からのドップラー信号を増幅させる増幅器（図中では「ＡＭＰ」と示す）３２と、センサ３１の制御を行うセンサ制御部３３と、を備える。また、センサ部３０は、増幅器３２からのドップラー信号を判定する判定部３４と、判定部３４による判定結果を検知信号として照明部２０の照明制御部２２に出力する信号制御部３５とを備える。

センサ３１は、所定周波数の電波（本実施形態では２４．１５ＧＨｚのマイクロ波など）を送波するアクティブ型電波式のドップラーセンサである。また、このセンサ３１は、送波された電波が物体において反射した反射波（受信波）を受波し、送波した電波の周波数と反射波の周波数との差分を示すドップラー信号を増幅器３２に出力する。

増幅器３２は、センサ３１から入力されたドップラー信号の予め定められた周波数帯域（本実施形態では０〜３２０Ｈｚ）を増幅させて、判定部３４に出力する。なお、本実施形態において、増幅器３２は、予め定められた周波数帯域以外を減衰させるバンドパスフィルタを含む構成となっている。また、本実施形態において、検知領域内を移動する人を検知することを想定しており、その移動速度を０．３〜２ｍ／ｓ程度であると仮定すると、検知する周波数帯域としては、０〜３２０Ｈｚの周波数帯域が想定される。

センサ制御部３３は、ゼロクロス検出部２３からの間欠信号が入力された場合には、センサ３１を動作させるようにセンサ３１に駆動信号を出力する。その一方で、センサ制御部３３は、ゼロクロス検出部２３からの間欠信号が入力されなかった場合には、センサ３１を動作させないようにセンサ３１に駆動信号を出力しない。つまり、センサ制御部３３は、照明装置１０に供給される交流電源のゼロクロス点に同期して、センサ３１の間欠動作を行わせる。また、センサ制御部３３は、信号制御部３５にも同じように、駆動信号を出力する。

判定部３４は、増幅器３２により増幅されたドップラー信号の振幅を振幅データとしてデジタル変換し、予め設定した閾値と比較し、閾値を超えたか否かを判定する。この閾値は、移動体の存在を検知するための値である。また、判定部３４は、ドップラー信号の振幅が閾値を超える場合に検知信号を信号制御部３５に出力し、閾値を超えない場合に検知信号を信号制御部３５に出力しない。

信号制御部３５は、判定部３４から入力された検知信号を出力するか、出力せずに検知信号の出力を禁止するかを判定する。信号制御部３５は、センサ制御部３３からの駆動信号の入力が開始したか否か、入力が終了したか否かを判定する。具体的には、信号制御部３５は、センサ制御部３３からの駆動信号がオフからオンになったか否か、オンからオフになったか否かを判定する。信号制御部３５は、駆動信号の入力が開始したと判定した場合には、そのタイミングから予め定められた時間（本実施形態では０．１ｍｓ）の間、判定部３４から入力された検知信号を出力しないと判定する。また、信号制御部３５は、駆動信号の入力が終了したと判定した場合にも同じように、そのタイミングから予め定められた時間（本実施形態では０．１ｍｓ）の間、判定部３４から入力された検知信号を出力しないと判定する。つまり、このような信号制御部３５は、センサ３１による間欠動作の開始及び終了から、予め定められた時間内では、そのセンサ３１による検知結果を示す検知信号の出力を禁止することとなる。なお、本実施形態において、駆動信号の入力が開始及び終了した場合、一定の周波数に安定するまでに０．０５ｍｓ程度かかるため、検知信号を出力しない時間として０．１ｍｓが採用されている。なお、本実施形態における照明制御部２２、センサ制御部３３、判定部３４、信号制御部３５が制御部として機能する。

（実施形態の作用）
次に本実施形態の作用について説明する。
なお、図２に示すように、本実施形態の複数の照明装置１０Ａ，１０Ｂが相互に対向するように配設される場合に採用されると好適である。具体的には、一方の照明装置１０Ａは、フロアＦ側に配設され、他方の照明装置１０Ｂは、フロアＦから階段Ｓを上った踊り場Ｌ側に配設されている。

照明装置１０では、センサ制御部３３や照明制御部２２などに、制御用のクロック周期を生成するためのクロック発生器が備えられており、同じクロック周期となるように同じ種類のクロック発生器が備えられている。しかしながら、クロック発生器により生成されるクロック周期にも僅かながらの誤差が生じてしまうものであり、特に温度変化等の環境によっても誤差を生じる要因にもなっていた。仮にクロック周期のみに基づいてセンサ３１の間欠動作が行われると、複数の照明装置１０Ａ，１０Ｂにおいて、それぞれのセンサ３１Ａ，３１Ｂの間欠動作のタイミングが一致しないように試みても、照明装置におけるクロック周期の差が生じてしまう。このため、最初、センサの間欠動作の開始タイミングが一致しなくても、クロック周期の差によりずれていき、一致してしまうことがあった。

このため、図３に示すように、相互に対向する照明装置１０Ａ，１０Ｂは、交流電源（商用電源）のゼロクロス点が検出されたタイミングから予め定められた時間Ｔａが経過するまで、間欠信号が出力される。そして、その後、次のゼロクロス点が検出されるまで間欠信号が出力されない。このような間欠信号に基づいて、これら照明装置１０Ａ，１０Ｂのセンサ３１Ａ，３１Ｂが間欠動作することとなる。なお、本実施形態において、これらセンサ３１Ａ，３１Ｂは、それぞれで干渉を抑制させるために、異なる周波数帯域（発振周波数）の電波を送波するように構成されている。

しかしながら、これら照明装置１０Ａ，１０Ｂにおけるセンサ３１Ａ，３１Ｂは、発振周波数の電波を瞬時に送波できるわけではなく、間欠動作の開始から所定時間では、定常期間よりも低い周波数の電波が送波されてしまう不安定な過渡期間があった。また、相互に対向する照明装置１０のセンサ３１では、定常期間では発振周波数が異なる電波を送波するので、電波の干渉が生じ難いが、過渡期間では発振周波数が近い電波を送波することがあり、それぞれの電波が干渉するおそれがあった。特に、本実施形態において、センサ３１は、連続動作される構成ではなく、間欠動作を行うため、間欠動作毎に頻繁に過渡期間となる。

そこで、本実施形態において、センサ３１の間欠動作の開始から予め定められた時間Ｔｂが経過するまでは、センサ３１による検知結果を示す検知信号が出力されないように検知信号の出力が禁止される（マスク処理）。このように構成することによって、センサ３１の間欠動作の開始から定常期間になるまでの間では、検知信号が出力されない。

また、センサ３１の定常期間としての時間Ｔｃが経過し、センサ３１の間欠動作が終了される場合も同じように、センサ３１の間欠動作の終了から予め定められた時間Ｔｄが経過するまでは、検知信号が出力されないようにマスク処理が行われる。このように構成することによって、センサ３１の間欠動作の終了から定常期間になるまでの間では、検知信号が出力されない。

具体的な一例をあげると、センサ３１の間欠動作が開始されてから予め定められた時間Ｔｂが経過するまでの過渡期間においては、マスク処理が行われる。このため、センサ３１Ｂからの電波の干渉を受け、センサ３１Ａからのドップラー信号の振幅が閾値を超える場合であっても、検知信号が出力されない。

その一方で、センサ３１の間欠動作の開始から時間Ｔｂの経過した後から、その間欠動作の終了までの時間Ｔｃは定常期間である。この定常期間ではマスク処理が行われないので、センサ３１Ａからのドップラー信号の振幅が閾値を超える場合には、検知信号が出力される。

また、センサ３１の間欠動作が終了されてから予め定められた時間Ｔｄが経過するまでの過渡期間においては、マスク処理が行われる。このため、センサ３１Ｂからの電波の干渉を受け、センサ３１Ａからのドップラー信号の振幅が閾値を超える場合であっても、検知信号が出力されない。

そして、照明制御部２２は、照明光源２１が点灯されていない状態で検知信号が入力された場合には、予め定められた時間、照明光源２１を点灯させる。また、照明制御部２２は、照明光源２１を点灯させてから予め定められた時間が経過した後に、検知信号が入力されていない場合には、照明光源２１を消灯させる。なお、照明制御部２２は、照明光源２１が点灯されている状態で検知信号を入力したときには、その検知信号に基づいて照明光源２１を行わないが、以前からの照明光源２１の点灯を継続させる。特に、照明制御部２２は、センサ３１による動作の開始及び終了から予め定められた時間内では、検知信号自体が入力されないので、その時間内における検知信号に基づく照明光源２１の点灯を行わせない。

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）電波の立ち上がりに発振周波数が不安定になり易いので、センサ３１による間欠動作の開始から予め定められた時間内では、そのセンサ３１による検知結果を示す検知信号を出力させず、検知信号に基づく照明光源２１の点灯を禁止する。このため、相互に対向する照明装置１０Ａ，１０Ｂにおけるセンサ３１Ａ，３１Ｂからの電波を始めとする電波の干渉による照明光源２１の誤点灯を抑制することができる。

（２）特に、相互に対向する照明装置１０Ａ，１０Ｂにおいて省電力化を図るべくセンサ３１Ａ，３１Ｂを間欠動作させるときには、連続動作させる場合よりも電波の立ち上がりが頻繁になる。このため、より一層、相互に対向する照明装置１０Ａ，１０Ｂにおけるセンサ３１Ａ，３１Ｂからの電波の干渉を始めとする電波の干渉による照明光源２１の誤点灯を抑制することができる。

（３）また、照明装置１０に供給される交流電源のゼロクロス点を基準としてセンサ３１の間欠動作を行わせることによって、センサ３１の立ち上りに発振周波数が不安定になる時間を揃えることができる。そして、揃えられたセンサ３１による間欠動作の開始から予め定められた時間内では、検知信号に基づく照明光源２１の点灯を禁止する。このため、より一層、相互に対向する照明装置１０Ａ，１０Ｂにおけるセンサ３１Ａ，３１Ｂからの電波を始めとする電波の干渉による照明光源２１の誤点灯を抑制することができる。

（４）また、電波の立ち下がりに発振周波数が不安定になり易いので、センサ３１による間欠動作の終了から予め定められた時間内でも、検知信号に基づく照明光源２１の点灯を行わない。このため、相互に対向する照明装置１０Ａ，１０Ｂにおけるセンサ３１Ａ，３１Ｂからの電波を始めとする電波の干渉による照明光源２１の誤点灯を抑制することができる。

（５）また、相互に対向する照明装置１０Ａ，１０Ｂにおいて、センサ３１Ａ，３１Ｂの間欠動作が可能になり、省電力化を図ることができる。
（６）また、商用電源等の既存の交流電源を用いて、センサ３１の間欠動作を同期させることができ、新たに同期信号を発生させるための装置を設ける必要がない。

（７）また、商用電源等の既存の交流電源に一律で同期させるため、相互に対向する照明装置１０Ａ，１０Ｂのセンサ３１Ａ，３１Ｂにおいて、同期タイミングの設定を個別に行う必要がなく、親機、子機等の区別も必要ない。

なお、本実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記実施形態では、交流電源の立ち上がり及び立ち下がりのゼロクロス点毎に間欠信号を出力したが、これに限らず、例えば、交流電源の立ち上がり毎に、又は立ち下がり毎に間欠信号を出力してもよい。また、例えば、交流電源のゼロクロス点を基準として間欠信号を出力すれば、そのゼロクロス点を検出したタイミング毎に必ず間欠信号を出力しなくてもよい。例えば、ゼロクロス点を検出したタイミングから予め定められた時間が経過した場合に、間欠信号を出力してもよい。また、例えば、ゼロクロス点を検出したタイミングを基準として、ゼロクロス点の検出を１回行う間に間欠信号を複数回出力してもよい。また、間欠信号と同じように、駆動信号の出力態様を変更してもよい。

・上記実施形態では、電波の立ち上がりから予め定められた時間が経過するまで、電波の立ち下がりから予め定められた時間が経過するまで、それぞれで検知信号に基づく照明光源２１の点灯を行わせなかったが、これに限らない。例えば、電波の立ち上がりから経過する時間と、電波の立ち下がりから経過する時間とを異ならせてもよい。また、例えば、電波の立ち上がりや電波の立ち下がりから経過する時間が予め定められておらず、複数種類の時間から何れかの時間が決定されるように構成してもよい。また、例えば、電波の立ち上がり、立ち下がりの何れか一方に、センサ３１からの検知信号に基づく照明光源２１の点灯を行わせなくてもよい。

・上記実施形態では、ゼロクロス検出部２３からの間欠信号をセンサ制御部３３に出力し、センサ制御部３３から駆動信号を信号制御部３５に出力することで、信号制御部３５がセンサ３１の間欠動作の開始及び終了を特定可能としたが、これに限らない。例えば、ゼロクロス検出部２３からの間欠信号を照明制御部２２に出力することで、照明制御部２２がセンサ３１の間欠動作の開始及び終了を特定可能としてもよい。この場合、信号制御部３５ではなく、照明制御部２２が照明光源２１の点灯を禁止するように構成する。

・上記実施形態では、照明部２０とセンサ部３０と電源部４０とを備え、各部に各種機能を有するように構成したが、これに限らない。例えば、ゼロクロス検出部２３をセンサ部３０や電源部４０が有するように構成してもよい。また、例えば、判定部３４や信号制御部３５を照明部２０が有してもよい。この場合、信号制御部３５にゼロクロス検出部２３から間欠信号を入力させ、判定部３４に増幅器３２から増幅させたドップラー信号を入力させる。また、例えば、判定部３４にゼロクロス検出部２３から間欠信号を入力させ、電波の立ち上がりや立ち下がりのタイミングを判定部３４が判定するように構成してもよい。また、例えば、判定部３４と信号制御部３５とを一体に設けてもよい。また、例えば、照明部２０とセンサ部３０とを一体に構成してもよい。

・上記実施形態では、検知信号の入力に基づいて、照明光源２１が消灯から点灯になったときを基準として、予め定められた時間だけ照明光源２１を点灯させたが、これに限らない。例えば、検知信号の入力タイミングを基準として、予め定められた時間だけ照明光源２１を点灯させてもよい。

・上記実施形態では、交流電源のゼロクロス点を基準として間欠動作を行うセンサ３１を備えたが、これに限らず、例えば、設定等によって間欠動作と連続動作とを切替可能に行うようなセンサを備えてもよい。また、例えば、連続動作のみを行うセンサを備えてもよい。

・上記実施形態では、センサとしてドップラーセンサを採用したが、これに限らず、例えば、別のマイクロ波センサ等であってもよい。つまり、所定周波数の電波を送波し、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するセンサであればよい。また、送波する電波の周波数帯域も問わない。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ） 請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の照明装置において、前記制御部は、前記センサによる動作の開始から予め定められた時間内では、前記センサによる検知結果に基づく前記照明光源の点灯を禁止することを特徴とする照明装置。

（ロ） 請求項１〜請求項３、及び（イ）のうち何れか一項に記載の照明装置において、前記ゼロクロス検出部によって検出された交流電源のゼロクロス点において、前記センサの間欠動作を開始させ、該ゼロクロス点から所定時間が経過したときに、前記センサの間欠動作を終了させることを特徴とする照明装置。

１０，１０Ａ，１０Ｂ…照明装置、２０…照明部、２１…照明光源、２２…照明制御部、２３…ゼロクロス検出部、３０…センサ部、３１，３１Ａ，３１Ｂ…センサ、３３…センサ制御部、３４…判定部、３５…信号出力部。

Claims (3)

1. 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する動作を行うセンサを備え、該センサによる検知結果としての送受波の周波数の差分に基づいて移動体の存在を検知し、照明光源の点灯を行う照明装置において、
   前記照明装置に供給される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、
   前記ゼロクロス検出部によって検出されたゼロクロス点を基準として、前記センサの動作を行わせる制御部とを備え、
   前記制御部は、前記センサによる動作の開始から所定時間内では、前記センサによる検知結果に基づく前記照明光源の点灯を禁止することを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記制御部は、前記ゼロクロス検出部によって検出されたゼロクロス点を基準として、前記センサの間欠動作を行わせ、前記センサによる間欠動作の開始から所定時間内では、前記センサによる検知結果に基づく前記照明光源の点灯を禁止することを特徴とする照明装置。
3. 請求項２に記載の照明装置において、
   前記制御部は、前記センサによる間欠動作の終了から所定時間内でも、前記センサによる検知結果に基づく前記照明光源の点灯を禁止することを特徴とする照明装置。