JP2014238959A - 電灯制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力が少なく、小型化が可能で、電灯を非接触で制御することできる電灯制御装置を提供する。【解決手段】焦電センサ３３は、対象物から発せられる赤外線を検出して、対象物の動きに応じた検出信号を出力する。ジェスチャ判定部３２２は、検出信号に基づいて、対象物がどのような動きをしたかを判定する。オン・オフ制御部３２３は、ジェスチャ判定部３２２が、対象物が第１の動きをしたと判定したとき、電灯４０を点灯または消灯させるようスイッチ３１を制御する。調光制御部３２４は、ジェスチャ判定部３２２が、第２の動きをしたと判定したとき、電灯４０の照度を調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、電灯の点灯・消灯の切り替え及び照度の調整を行うことができる電灯制御装置に関する。

白熱灯，ＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明機器，蛍光灯等の電灯のオン・オフだけではなく、照度を調整することができる、いわゆる調光機能付きの照明機器が知られている。この種の電灯を制御する電灯制御装置は、一般的に、機械式のオン・オフスイッチと、調光のための調光操作部とを有する。

オン・オフスイッチと調光操作部とを備えた操作スイッチは、例えば壁に設置される。なお、調光操作部としては、スライドレバーやダイヤル等が用いられる。

特開２０１２−６９５０３号公報

機械的なオン・オフスイッチとスライドレバーやダイヤル等の調光操作部はいずれも手で直接的に触れて操作する接触式である。手が汚れている等の場合には、操作スイッチに手を触れることなく、電灯を制御することが望まれる。特許文献１には、発光素子と受光素子とを対にしたタッチレスセンサを用いて、電灯を制御することが記載されている。

ところが、発光素子と受光素子とを対にして用いるセンサはいわゆるアクティブ方式のセンサであることから、消費電力が比較的多い。また、発光素子と受光素子とを互いに所定距離離間させて配置しなければならないため、センサの小型化が難しい。消費電力が少なく、小型化が可能で、電灯を非接触で制御することできる電灯制御装置が求められている。

本発明はこのような要望に対応するため、消費電力が少なく、小型化が可能で、電灯を非接触で制御することできる電灯制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電灯制御装置は、対象物から発せられる赤外線を検出して、前記対象物の動きに応じた検出信号を出力する焦電センサと、前記検出信号に基づいて、前記対象物がどのような動きをしたかを判定するジェスチャ判定部と、前記ジェスチャ判定部が、前記対象物が第１の動きをしたと判定したとき、電灯を点灯または消灯させるよう第１のスイッチを制御するオン・オフ制御部と、前記ジェスチャ判定部が、前記対象物が前記第１の動きとは異なる第２の動きをしたと判定したとき、前記電灯の照度を調整する調光制御部とを備えることを特徴とする。

上記の電灯制御装置において、前記第１のスイッチとともに三路スイッチを構成して、前記電灯を点灯または消灯させる接触式の第２のスイッチをさらに備えることが好ましい。

上記の電灯制御装置において、前記第２のスイッチは機械式スイッチ、または、タッチセンサを用いたタッチ式スイッチであることが好ましい。

上記の電灯制御装置において、前記電灯が点灯状態であるか消灯状態であるかを視覚的に示す第１の表示部をさらに備えることが好ましい。

上記の電灯制御装置において、前記電灯の照度の調整状態を視覚的に示す第２の表示部をさらに備えることが好ましい。

上記の電灯制御装置において、前記オン・オフ制御部によって前記電灯を点灯または消灯させるタイミングと、前記調光制御部によって前記電灯の照度を調整するタイミングとの少なくとも一方で、前記電灯の状態を変更したことを聴覚的に知覚させる音発生部をさらに備えることが好ましい。

上記の電灯制御装置において、前記調光制御部は前記電灯の照度の調整状態を記憶しており、消灯している前記電灯を点灯させたときに、前記電灯を消灯させたときの照度の調整状態に復帰させることが好ましい。

本発明の電灯制御装置によれば、消費電力が少なく、小型化が可能で、電灯を非接触で制御することが可能となる。

第１実施形態の電灯制御装置を示すブロック図である。 第２実施形態の電灯制御装置を示すブロック図である。 第３実施形態の電灯制御装置を示す部分ブロック図である。 第４実施形態の電灯制御装置を示す部分ブロック図である。

以下、各実施形態の電灯制御装置について、添付図面を参照して説明する。図１〜図４において、同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略することがある。

＜第１実施形態＞
図１において、操作スイッチ２０内のトランス２１の一方の巻線には、例えば交流１００Ｖの商用電源からの電力が供給される。操作スイッチ２０は、トランス２１の他、赤色に発光する赤発光部２２と、機械的にオンまたはオフさせる機械式スイッチ（以下、単にスイッチ）２３と、緑色に発光する緑発光部２４とを備える。操作スイッチ２０は例えば家屋の壁に設置される。

赤発光部２２は、トランス２１の他方の巻線の両端間に接続されている。スイッチ２３は端子ｔａ，ｔｂを有する。スイッチ２３を手動で操作することにより、スイッチ２３を端子ｔａと端子ｔｂとに選択的に接続させることができる。

スイッチ２３の端子ｔａと、後述する電気的にオンまたはオフさせるスイッチ３１の端子ｔａとを結ぶ接続線と、スイッチ２３の端子ｔｂと、スイッチ３１の端子ｔｂとを結ぶ接続線との間には、緑発光部２４が接続されている。スイッチ２３とスイッチ３１とは、三路スイッチを構成する。

スイッチ２３とスイッチ３１との双方が端子ｔａまたは端子ｔｂに接続されているとき、後述する電灯４０は点灯する。スイッチ２３とスイッチ３１との一方が端子ｔａに接続され、他方が端子ｔｂに接続されているとき、電灯４０は消灯する。

赤発光部２２及び緑発光部２４は、電灯４０が点灯しているか消灯しているかを視覚的に認識させるために設けられている。図１に構成においては、電灯４０が点灯しているとき赤発光部２２が点灯し、緑発光部２４が消灯する。電灯４０が消灯しているとき緑発光部２４が点灯し、赤発光部２２が消灯する。

赤発光部２２及び緑発光部２４は、電灯４０が点灯状態であるか消灯状態であるかを視覚的に示す表示部の一例である。赤発光部２２及び緑発光部２４は例えばＬＥＤによって構成することができる。赤発光部２２及び緑発光部２４をＬＥＤ以外の他の発光素子によって構成してもよい。

操作スイッチ２０の後段には、非接触式の操作スイッチ３０が設けられている。操作スイッチ３０には、調光が可能な電灯４０が接続されている。操作スイッチ３０は、スイッチ３１の他、制御部３２と焦電センサ３３とを備える。制御部３２は、センサ出力検出部３２１と、ジェスチャ判定部３２２と、オン・オフ制御部３２３と、調光制御部３２４とを機能的に有する。制御部３２は、マイクロコンピュータまたは集積回路によって構成することができる。

操作スイッチ３０を設ける位置は任意である。但し、操作スイッチ２０とは離間した位置に設けることが好ましい。例えば、電灯４０の近傍に操作スイッチ２０を設けてもよい。

焦電センサ３３には、例えば４つの略正方形状の焦電素子３３ａ〜３３ｄが平面的に配置されている。焦電素子３３ａ，３３ｄは左右方向に配置され、焦電素子３３ｂ，３３ｃは上下方向に配置されている。焦電素子３３ａ〜３３ｄにおける対向する２つの頂点が上下方向及び左右方向となるように配置されている。

焦電センサ３３は、いわゆるパッシブ方式のセンサである。焦電素子３３ａ〜３３ｄは、赤外線による温度変化によって電荷が発生する焦電効果を利用して、赤外線を発する手等の動きを電圧（または電流）の変化として出力する。焦電センサ３３には、焦電センサ３３が動作するのに必要な電力が制御部３２より供給されている。

焦電センサ３３の焦電素子３３ａ〜３３ｄそれぞれが出力する検出信号は、センサ出力検出部３２１に供給される。検出信号をデジタル信号としてセンサ出力検出部３２１に供給することが好ましい。焦電センサ３３がアナログ信号の検出信号を出力する場合には、制御部３２の内部または外部に設けたＡ／Ｄ変換器によって検出信号をデジタル信号に変換すればよい。増幅器によって検出信号を増幅してセンサ出力検出部３２１に供給することが好ましい。

焦電素子３３ａ〜３３ｄからの検出信号は、人の手等の赤外線を発する対象物が近付くと定常状態から正方向に増大し、対象物が離れると負方向に増大して定常状態へと戻る特性を有する。センサ出力検出部３２１は、焦電素子３３ａ〜３３ｄのうちのいずれから検出信号が出力されたかを検出する。以下、対象物を手として説明する。

例えば、焦電素子３３ａからの検出信号が出力され、その後に焦電素子３３ｄからの検出信号が出力されたとすれば、手は左から右へと移動したことになる。検出信号が出力される順が逆であれば、手は右から左へと移動したことになる。

焦電素子３３ｃから検出信号が出力され、その後に焦電素子３３ｂから検出信号が出力されたとすれば、手は上から下へと移動したことになる。検出信号が出力される順が逆であれば、手は下から上へと移動したことになる。

センサ出力検出部３２１は、焦電素子３３ａ〜３３ｄのいずれかで検出信号が出力されたら、検出信号が出力されたタイミングで、ジェスチャ判定部３２２に、焦電素子３３ａ〜３３ｄのうち、どの焦電素子から検出信号が出力されたかを示す情報を供給する。

一例として、センサ出力検出部３２１はジェスチャ判定部３２２に次のような情報を供給すればよい。焦電素子３３ａ〜３３ｄそれぞれを２ビットのデータで区別することができる。焦電素子３３ａに対して“００”、焦電素子３３ｂに対して“０１”、焦電素子３３ｃに対して“１０”、焦電素子３３ｄに対して“１１”が割り当てられている。センサ出力検出部３２１は、検出信号を出力した焦電素子に割り当てられた２ビットのデータを出力する。

人が手を左右に連続的に動かした場合で説明する。センサ出力検出部３２１は、“００”を示すデータと“１１”を示すデータとを交互にジェスチャ判定部３２２に供給する。

人が手を下から上へと複数回動かした場合には、センサ出力検出部３２１は、“０１”を示すデータの次に“１０”を示すデータをジェスチャ判定部３２２に供給する動作を複数回繰り返す。

人が手を上から下へと複数回動かした場合には、センサ出力検出部３２１は、“１０” を示すデータの次に“０１”を示すデータをジェスチャ判定部３２２に供給する動作を複数回繰り返す。

本実施形態においては、焦電素子３３ａ〜３３ｄにおける対向する２つの頂点が上下方向及び左右方向となるように配置されているので、手の上下方向の動きを検出しやすくすることができる。

このように、ジェスチャ判定部３２２には、センサ出力検出部３２１から手の動かし方に応じた互いに異なるデータ列が入力される。ジェスチャ判定部３２２には、センサ出力検出部３２１からのデータ列に対応させて、電灯４０をどのように制御するかが予め対応付けられて設定されている。

ジェスチャ判定部３２２には、人が手を左右に動かした場合のデータ列に対して、電灯４０をオンまたはオフさせる制御が対応付けられて設定されている。ジェスチャ判定部３２２には、人が手を下から上へ動かした場合のデータ列に対して、電灯４０の照度を増大させる制御が対応付けられて設定されている。ジェスチャ判定部３２２には、人が手を上から下へ動かした場合のデータ列に対して、電灯４０の照度を低下させる制御が対応付けられて設定されている。

ジェスチャ判定部３２２が、入力されたデータ列に基づいて、電灯４０をオンまたはオフさせる手の動きがなされたと判定したら、ジェスチャ判定部３２２は、オン・オフ制御部３２３によってスイッチ３１を切り替えるよう制御する。スイッチ２３，３１が端子ｔｂに接続している図１の状態で、オン・オフ制御部３２３がスイッチ３１を端子ｔａに接続させるよう制御すれば、電灯４０は消灯する。

電灯４０が消灯している状態で、ジェスチャ判定部３２２が、入力されたデータ列に基づいて、電灯４０をオンまたはオフさせる手の動きがなされたと判定したら、ジェスチャ判定部３２２は、オン・オフ制御部３２３によってスイッチ３１を切り替えるよう制御する。これによって、電灯４０は点灯する。

本実施形態においては、手を左右に振るジェスチャを電灯４０の点灯または消灯の制御に割り当てている。手を左から右に移動させるジェスチャを電灯４０の点灯の制御に割り当て、手を右から左に移動させるジェスチャを電灯４０の消灯の制御に割り当ててもよい。

ジェスチャ判定部３２２が、入力されたデータ列に基づいて、電灯４０の照度を増大させる手の動きがなされたと判定したら、ジェスチャ判定部３２２は、調光制御部３２４によって電灯４０の照度を増大させるよう調光制御部３２４を制御する。ジェスチャ判定部３２２が、入力されたデータ列に基づいて、電灯４０の照度を低下させる手の動きがなされたと判定したら、ジェスチャ判定部３２２は、調光制御部３２４によって電灯４０の照度を低下させるよう調光制御部３２４を制御する。

誤判定を低減させるため、ジェスチャ判定部３２２は、手の左右方向の動き、下から上への動き、上から下への動きと判定できるデータ列が複数回連続したら制御する動作を確定させることが好ましい。このようにすれば、焦電センサ３３上で手を不用意に動かしてしまった場合に、オン・オフ制御部３２３または調光制御部３２４が動作してしまうという事態を避けることができる。

電灯４０は、例えば、蛍光灯、ＬＥＤ照明機器、白熱灯である。調光制御部３２４は、電灯４０の種類に応じた調光の制御を実行させるように構成されている。電灯４０の接地端子は接地されている。

以上のように、焦電センサ３３は、対象物から発せられる赤外線を検出して、対象物の動きに応じた検出信号を出力する。ジェスチャ判定部３２２は、検出信号に基づいて、対象物がどのような動きをしたかを判定する。本実施形態においては、センサ出力検出部３２１によって検出信号をデジタルデータ列に変換した上で、ジェスチャ判定部３２２が対象物の動きを判定している。この構成に限定されるものではない。

オン・オフ制御部３２３は、ジェスチャ判定部３２２が、対象物が第１の動きをしたと判定したとき、電灯を点灯または消灯させるようスイッチ３１を制御する。第１の動きは、例えば対象物の左右方向の動きである。

調光制御部３２４は、ジェスチャ判定部３２２が、対象物が第１の動きとは異なる第２の動きをしたと判定したとき、電灯４０の照度を調整する。第２の動きは、例えば対象物の上下方向の動きである。上方向の動きを照度の増大、下方向の動きを照度の低下に割り当てることが好ましい。

焦電センサ３３を用いた本実施形態の構成では、消費電力が少なく、小型化が可能で、電灯４０を非接触で制御することで可能である。焦電センサ３３は、熱容量が小さく、熱伝導性が良好であるため、高感度に対象物の動きを検出することが可能である。焦電センサ３３として薄膜型の焦電センサを用いれば、MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて、一括生産によって容易に安価に製造することができる。

スイッチ２３を備える操作スイッチ２０を設けることは必須ではない。しかしながら、操作スイッチ２０を設けることが好ましい。スイッチ２３は、人が手で直接的に触れて操作する接触式スイッチの好適な一例である。接触式スイッチを設けることによって、焦電センサ３３を用いたジェスチャによる非接触の制御が不慣れな人でも通常どおり電灯４０を容易にオン・オフさせることができる。

スイッチ２３とスイッチ３１とによる三路スイッチとすることによって、互いに離間した２箇所で電灯４０のオン・オフを切り替えることができる。

＜第２実施形態＞
図２を用いて、第２実施形態の電灯制御装置について説明する。図２に示す第２実施形態の電灯制御装置は、図１に示す第１実施形態の電灯制御装置におけるスイッチ２３の代わりに、タッチセンサを用いたタッチ式スイッチ２５としている。タッチ式スイッチ２５は、タッチセンサのセンサ出力によって電気的なスイッチを切り替える方式のスイッチである。タッチ式スイッチ２５は、接触式スイッチの他の好適な一例である。

タッチセンサとしては、抵抗膜方式、静電容量方式、圧電膜方式のいずれを用いてもよい。

タッチ式スイッチ２５とすることによって、凹凸の少ない外観意匠のよい操作スイッチ２０とすることができる。

＜第３実施形態＞
図３を用いて、第３実施形態の電灯制御装置について説明する。図３では簡略化のため、操作スイッチ３０及び電灯４０の部分のみを示している。図３において、操作スイッチ３０には、調光状態表示部３４が設けられている。調光制御部３２４は、調光状態表示部３４によって電灯４０の照度の調整状態を視覚的に表示させるよう調光状態表示部３４を制御する。

調光状態表示部３４は、ＬＥＤの数によって相対的に照度を示すものであってもよく、例えば液晶パネルや蛍光表示管によって、照度を数値で示すものであってもよい。調光状態表示部３４は、任意の構成でよい。

第３実施形態の電灯制御装置においては、操作スイッチ２０は、機械式スイッチ２３を備える構成と、タッチ式スイッチ２５を備える構成とのいずれでもよい。

第１〜３実施形態の電灯制御装置においては、電灯４０が点灯状態であるか消灯状態であるかを視覚的に示す表示部として、赤発光部２２及び緑発光部２４を備える。赤発光部２２と緑発光部２４とのいずれが点灯しているかによって、電灯４０が点灯状態であるか消灯状態であるかを容易に認識することができる。

第３実施形態の電灯制御装置においては、赤発光部２２及び緑発光部２４に加えて、電灯４０の照度の調整状態を視覚的に示す表示部として、調光状態表示部３４を備える。調光状態表示部３４を備えることにより、照度の調整状態も容易に認識することができる。

操作スイッチ３０に、さらに、電灯４０が点灯状態であるか消灯状態であるかを示す表示部を設けてもよい。操作スイッチ３０が電灯４０と離間した位置に設けられている場合には、操作スイッチ３０に電灯４０が点灯状態であるか消灯状態であるかを示す表示部を設けることが好ましい。

＜第４実施形態＞
図４を用いて、第４実施形態の電灯制御装置について説明する。図４でも同様に、簡略化のため、操作スイッチ３０及び電灯４０の部分のみを示している。図４において、操作スイッチ３０には、音発生部３５が設けられている。

オン・オフ制御部３２３は、スイッチ３１を切り替えて電灯４０を点灯または消灯させたとき、音発生部３５によって所定の音を発生させるよう音発生部３５を制御する。調光状態表示部３４は、電灯４０の照度の調整したとき、音発生部３５によって所定の音を発生させるよう音発生部３５を制御する。

電灯４０を点灯または消灯させたとき音発生部３５によって発生させる音と、電灯４０の照度の調整したときとき音発生部３５によって発生させる音を互いに異ならせることが好ましい。電灯４０を点灯させたときの音と消灯させたときの音を互いに異ならせることが好ましい。照度を増大させたときの音と照度を低下させたときの音を互いに異ならせることが好ましい。

オン・オフ制御部３２３によって電灯４０を点灯または消灯させるタイミングと、調光制御部３２４によって電灯４０の照度を調整するタイミングとのいずれか一方のみで、音発生部３５より音を発生させてもよい。音発生部３５は、電灯４０の状態を変更したことを聴覚的に知覚させることができる。

第４実施形態の電灯制御装置においても、操作スイッチ２０は、機械式スイッチ２３を備える構成と、タッチ式スイッチ２５を備える構成とのいずれでもよい。第３実施形態の電灯制御装置における調光状態表示部３４と、第４実施形態の電灯制御装置における音発生部３５との双方を備える構成としてもよい。

＜第５実施形態＞
以上の第１〜第４実施形態の電灯制御装置において、調光制御部３２４は、電灯４０の照度の調整状態を記憶している。調光制御部３２４は、消灯している電灯４０を点灯させたときに、電灯４０を消灯させたときの照度の調整状態に復帰させることが好ましい。このようにすると、電灯４０を点灯させるたびに照度を調整する必要がなく、使い勝手を向上させることができる。

本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。焦電センサ３３における焦電素子の数や配置の仕方は各実施形態に限定されない。電灯４０を制御する際のジェスチャとしては、左右方向や上下方向の動きが好適である。しかしながら、ジェスチャの種類は特に限定されず、斜め方向の動き、手を回転させる動き等、種々のジェスチャを採用することが可能である。

２０，３０ 操作スイッチ
２２ 赤発光部（第１の表示部）
２３ 機械式スイッチ（接触式スイッチ）
２４ 緑発光部（第１の表示部）
２５ タッチ式スイッチ（接触式スイッチ）
３１ 非接触式スイッチ
３２ 制御部
３３ 焦電センサ
３３ａ〜３３ｄ 焦電素子
３４ 調光状態表示部（第２の表示部）
３５ 音発生部
４０ 電灯
３２１ センサ出力検出部
３２２ ジェスチャ判定部
３２３ オン・オフ制御部
３２４ 調光制御部

Claims (7)

1. 対象物から発せられる赤外線を検出して、前記対象物の動きに応じた検出信号を出力する焦電センサと、
   前記検出信号に基づいて、前記対象物がどのような動きをしたかを判定するジェスチャ判定部と、
   前記ジェスチャ判定部が、前記対象物が第１の動きをしたと判定したとき、電灯を点灯または消灯させるよう第１のスイッチを制御するオン・オフ制御部と、
   前記ジェスチャ判定部が、前記対象物が前記第１の動きとは異なる第２の動きをしたと判定したとき、前記電灯の照度を調整する調光制御部と、
   を備えることを特徴とする電灯制御装置。
2. 前記第１のスイッチとともに三路スイッチを構成して、前記電灯を点灯または消灯させる接触式の第２のスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電灯制御装置。
3. 前記第２のスイッチは機械式スイッチ、または、タッチセンサを用いたタッチ式スイッチであることを特徴とする請求項２記載の電灯制御装置。
4. 前記電灯が点灯状態であるか消灯状態であるかを視覚的に示す第１の表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電灯制御装置。
5. 前記電灯の照度の調整状態を視覚的に示す第２の表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電灯制御装置。
6. 前記オン・オフ制御部によって前記電灯を点灯または消灯させるタイミングと、前記調光制御部によって前記電灯の照度を調整するタイミングとの少なくとも一方で、前記電灯の状態を変更したことを聴覚的に知覚させる音発生部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電灯制御装置。
7. 前記調光制御部は前記電灯の照度の調整状態を記憶しており、消灯している前記電灯を点灯させたときに、前記電灯を消灯させたときの照度の調整状態に復帰させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電灯制御装置。

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