JP2018206549A - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、景観を損ねることなく人の検知精度を高めることができる照明システムを提供することを目的とする。【解決手段】本願の発明に係る照明システムは、床面に加えられた力を検知する検知部と、該検知部による検知結果が反映された制御情報を外部に送信する通信部と、を有する検知装置と、少なくとも１つの発光素子と、該通信部から出された該制御情報を受け、該制御情報に基づき該発光素子の点灯状態を制御する点灯装置と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は照明システムに関する。

特許文献１には、インバータ方式の照明器具の点灯状態を制御する電子安定器本体と、その電子安定器本体の動作条件を設定する制御装置と、人感センサが開示されている。この電子安定器本体は、制御装置からの制御命令に従って照明器具に対して出力される電力波形の一時停止時間を制御する。制御装置は、電源スイッチのオン信号を受け取ると電子安定器本体に対し、照明器具の点灯状態が定常状態になるような起動制御命令を与えるとともに、人感センサからの入力信号に基づき、監視領域内に人が存在しない状態が一定期間継続した場合に発光量を抑制するように出力低下制御命令を発する。

特開２００３−２４３１８４号公報

しかしながら、人感センサを使用して人を検知する場合、人感センサと人との間に障害物があると人を検知できないという課題があった。また、人感センサの設置場所から人感センサが突き出ることによって景観を損ねるという課題もあった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、景観を損ねることなく人の検知精度を高めることができる照明システムを提供することを目的とする。

本願の発明に係る照明システムは、床面に加えられた力を検知する検知部と、該検知部による検知結果が反映された制御情報を外部に送信する通信部と、を有する検知装置と、発光素子と、該通信部から出された該制御情報を受け、該制御情報に基づき該発光素子の点灯状態を制御する点灯装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。

本発明によれば、床面に加えられた力を検知しその検知結果に基づいて発光素子の点灯状態を制御することで、景観を損ねることなく人の検知精度を高めることができる。

実施の形態１に係る照明システムの回路図である。 照明システムを１つの部屋に複数設けたことを示す図である。 ＬＥＤ点灯制御を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態に係る照明システムについて図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明システム１００の回路図である。照明システム１００は、点灯装置１と、発光モジュール２７と、検知装置６０を備えている。発光モジュール２７は少なくとも１つの発光素子を備えている。本実施形態の発光素子はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。点灯装置１と発光モジュール２７を照明器具５０という。

点灯装置１は、直流電源回路２、バックコンバータ回路３および制御装置４０を備えている。直流電源回路２は例えば昇圧チョッパ回路で構成されている。直流電源回路２は、整流回路８と、コンデンサ９と、抵抗３１、３２が直列接続した分圧回路と、インダクタ１０と、スイッチング素子Ｑ１と、ダイオード１４と、コンデンサ１７と、抵抗１５、１６が直列接続した分圧回路を備えている。

整流回路８は交流電源７に接続されている。コンデンサ９は整流回路８の出力端子に並列に接続されている。抵抗３１、３２が直列接続した分圧回路は、このコンデンサ９に並列に接続される。コンデンサ９の両端電圧が抵抗３１、３２で分圧され、制御装置４０に入力される。

インダクタ１０の一端は整流回路８の高電位側に接続される。スイッチング素子Ｑ１として周知の様々なタイプのスイッチング素子を利用することができる。本実施形態のスイッチング素子Ｑ１はＭＯＳＦＥＴとした。スイッチング素子Ｑ１は、第１端子としてドレインを有し、第２端子としてソースを有し、第１、２端子間をスイッチングする制御端子としてゲートを有している。インダクタ１０の他端がスイッチング素子Ｑ１の第１端子が接続される。

ダイオード１４のアノードは、スイッチング素子Ｑ１の第１端子とインダクタ１０の他端との接続点に接続される。コンデンサ１７は、ダイオード１４のカソードに正極が接続され、整流回路８の低電位側に負極が接続される電解コンデンサである。抵抗１５、１６が直列接続した分圧回路は、このコンデンサ１７に並列に接続される。コンデンサ１７の両端電圧が抵抗１５、１６を用いて分圧され制御装置４０に入力される。

抵抗１５、１６は、直流電源回路２の出力端に設けられており、直流電源回路２の出力電圧検出に用いられる。抵抗１６からの検出電圧が制御装置４０に入力される。制御装置４０はこの検出電圧に基づいて、直流電源回路２の出力電圧が一定電圧になるようにスイッチング素子Ｑ１をオンオフする。

バックコンバータ回路３は、スイッチング素子Ｑ２と、ダイオード２１と、チョークコイルであるインダクタ２２と、コンデンサ２３と、検出抵抗２４と、抵抗５１、５２が直列接続した分圧回路を備えている。スイッチング素子Ｑ２とダイオード２１からなる直列回路が、直流電源回路２のコンデンサ１７と並列に接続されている。

スイッチング素子Ｑ２はとして周知の様々なタイプのスイッチング素子を利用することができる。本実施形態のスイッチング素子Ｑ２はＭＯＳＦＥＴとした。スイッチング素子Ｑ２は、第１端子としてドレインを有し、第２端子としてソースを有し、第１、第２端子間をスイッチングするための制御端子としてゲートを有している。この第１端子がコンデンサ１７の正極と接続し、第２端子がダイオード２１のカソードに接続される。インダクタ２２、コンデンサ２３、および検出抵抗２４がこの順に接続して直列回路を形成している。この直列回路がダイオード２１に並列に接続されている。

バックコンバータ回路３に設けられた検出抵抗２４は、発光モジュール２７に流れるＬＥＤ電流の検出に用いられる。検出抵抗２４からの検出電圧が制御装置４０に入力される。制御装置４０はこの検出電圧に基づいて、発光モジュール２７に流れる電流が一定になるようにバックコンバータ回路３のスイッチング素子Ｑ２をオンオフする。

抵抗５１、５２は、バックコンバータ回路３の出力端に設けられており、発光モジュール２７の出力電圧検出に用いられる。抵抗５２の検出電圧が制御装置４０に入力される。制御装置４０はこの検出電圧に基づいて発光モジュール２７の異常を検出する。

制御装置４０はマイコンで構成することができる。デジタル電源用制御装置として提供される周知の各種マイコンを制御装置４０として使用することができる。また、制御装置４０は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の演算装置で構成することもできる。

制御装置４０は、内部バスを介して互いに接続された制御回路４１、４２、記憶部４３、Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ変換回路４４、および処理装置４５を備えている。制御回路４１、４２は、それぞれ、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をスイッチングするＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を出力する。記憶部４３は例えば不揮発性メモリなどを備える。記憶部４３では、処理装置４５で実行すべき演算プログラムおよび演算に用いられる各種データを記憶している。記憶部４３に対して外部からデータの書き込みおよび読み出しが行われる。

処理装置４５は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のスイッチング制御におけるオン時間などを算出する。制御装置４０には、抵抗１５、１６で分圧された直流電源回路２の出力電圧に応じた電圧、抵抗３１、３２で分圧された交流電源７を整流した電圧に応じた電圧、および検出抵抗２４で検知したＬＥＤ電流に応じた電圧が入力される。Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ変換回路４４でこれらの電圧値がデジタル値に変換される。デジタル変換された電圧値を用いて処理装置４５による演算処理が行われる。

制御装置４０は、予め記憶部４３に記憶された目標電圧に一致するように、抵抗１５，１６で分圧された直流電源回路２の出力電圧に応じてスイッチング素子Ｑ１のオン時間を調整する。つまり、制御装置４０は直流電源回路２を定電圧制御している。

また、制御装置４０は、記憶部４３に予め記憶されたバックコンバータ回路３の回路効率、インダクタ２２のインダクタンス値、ダイオード２１の順方向電圧値、検出回路で検出したバックコンバータ回路３の出力電流値、出力電圧値、入力電圧値に基づいてスイッチング素子Ｑ２のオン時間を調整する。例えば、制御装置４０は、略電流臨界モードで発光モジュール２７を定電流制御する。

このような基本動作に加えて、本実施形態の照明システム１００は、検知装置６０による検知結果を発光モジュール２７の制御に反映させる。検知装置６０は、圧電素子を有する検知部６１を備えている。検知部６１は床面下部に取り付けられる。検知部６１は、床面に加えられた力を検知することができる場所に設けられる。

検知部６１には制御部６２が接続されている。制御部６２は、検知部６１による検知結果を受け、制御情報を生成する。制御部６２には通信部６３が接続されている。制御部６２は制御情報を通信部６３に送る。検知装置６０の全体を床下に設けることができる。制御部６２と通信部６３は床下以外の場所に設けてもよいが、検知部６１は床下に設ける必要がある。

図２は、上述の照明システム１００を１つの部屋に複数設けたことを示す図である。部屋には床面ＦＬと天井ＣＬがある。図２では床面ＦＬを歩く人７０が示されている。床面ＦＬには、検知装置６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃが埋め込まれている。検知装置６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、図１の検知装置６０と同じ構成である。天井ＣＬには照明器具５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが設けられている。照明器具５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは図１の照明器具５０と同じ構成である。検知装置６０Ａの検知結果を照明器具５０Ａの制御に反映させ、検知装置６０Ｂの検知結果を照明器具５０Ｂの制御に反映させ、検知装置６０Ｃの検知結果を照明器具５０Ｃの制御に反映させる。

（検知装置６０に基づく点灯制御について）
検知装置６０Ａに基づくＬＥＤ点灯制御について簡単に説明する。床面ＦＬを人７０が踏むことによって検知部６１ａの圧電素子に電圧が発生する。制御部６２ａは、検知部６１ａに発生した電圧を検出すると、制御情報を生成する。そして、その制御情報は、通信部６３ａから制御装置４０の受信部４６へ無線通信によって通知される。受信部４６に制御情報が通知されると、処理装置４５は記憶部４３に予め設定した点灯制御プログラムに従い発光モジュール２７の点灯制御を実行する。つまり、制御情報により床面ＦＬに力が及ぼされたことが点灯装置１に通知されると、点灯装置１は、予め定められた点灯プログラムに従い発光モジュール２７の発光素子を制御する。点灯プログラムを用いず、単純に発光素子を点灯させるだけでもよい。なお、検知装置６０Ｂ、６０Ｃにおいても人が床面ＦＬを踏むことで検知装置６０Ａと同様の処理が実行される。

このような検知装置６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの検知結果に基づくＬＥＤ点灯制御について、図３を参照しつつ詳しく説明する。図３は、ＬＥＤ点灯制御を示すフローチャートである。ステップＳ１は、制御装置４０が検知装置６０からの制御情報が通知されるのを待っている状態である。人が床面を踏むと、検知部６１の圧電素子で電圧が発生する。言いかえれば、圧電素子により床面に加えられた力を検知する。この工程がステップＳ２である。

次いで、ステップＳ３に処理を進める。ステップＳ３では、制御部６２が検知部６１による検知結果が反映された制御情報を生成し、通信部６３がその制御情報を外部に送信する。最も単純な制御情報は、発光モジュール２７をオンさせる情報である。検知部６１で床面に力が及ぼされたことが検知された場合には、発光モジュール２７をオンする制御情報を生成する。検知部６１で検知された力に応じて、制御情報として調光指令を生成してもよい。実施の形態１では、制御情報は、発光モジュール２７をオンさせる情報を含み、調光指令は含まないものとする。

ステップＳ３では、通信部６３が制御情報を無線信号で受信部４６へ送信する。制御情報に、点灯装置１を特定する固有アドレスを含めることが好ましい。固有アドレスというのは、１つの点灯装置１に固有のアドレスである。そのため、固有アドレスによって１つの点灯装置１を特定することができる。制御情報に固有アドレスを含めるのは、複数の検知装置６０と複数の点灯装置１を備える照明システムにおいて、対象となる点灯装置１の制御に制御情報が反映され、対象とならない点灯装置１の制御に制御情報が反映されないようにするためである。

次いで、ステップＳ４へ処理を進める。制御情報に固有アドレスが含まれる場合、ステップＳ４にて、固有アドレスの認証を行う。すなわち、制御装置４０は、受信した制御情報の固有アドレスが、その制御装置４０を含む点灯装置１に固有の固有アドレスと一致するか判定し、一致する場合にのみ制御情報を発光モジュール２７の制御に反映させる。つまり、点灯装置１は、固有アドレスがその点灯装置１を特定するものである場合に、制御情報に基づき発光素子の点灯状態を制御する。たとえば複数の点灯装置１が１つの制御情報を受け取った場合に、各点灯装置１にて固有アドレスの認証を行うことで、認証をパスした点灯装置１に対して制御情報を反映させることができる。固有アドレスの認証をパスしなかった点灯装置１は、その固有アドレスを含む制御情報を採用しない。

制御装置４０における固有アドレスの認証をパスした場合、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、制御装置４０が制御情報に基づき発光モジュール２７を点灯させる。そして、ステップＳ１に戻る。

他方、ステップＳ４において、制御装置４０における固有アドレスの認証をパスしなかった場合、制御情報はその制御装置４０の制御に反映されない。この場合、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、制御装置４０が、最新の認証をパスした固有アドレスを含む制御情報を受信してから経過した時間が、予め定められた時間を経過しているか判定する。言いかえれば、制御装置４０が固有アドレスの認証をパスした最新の時刻から、予め定められた時間が経過しているか判定する。具体的には、制御装置４０に宛てられた制御情報を受信してから経過した経過時間と、予め定められた時間を比較する。予め定められた時間は例えば３０秒である。

経過時間が予め定められた時間より長い場合、ステップＳ７にて点灯装置１が発光モジュール２７を消灯する。他方、経過時間が予め定められた時間より短い場合、ステップＳ８にて点灯装置１は発光モジュール２７の点灯を維持する。この処理により、人が床面を踏んでから一定の期間にわたって発光モジュール２７を点灯させ、その期間が経過したら発光モジュール２７を消灯することができる。

実施の形態１に係る照明システム１００によれば、検知装置６０により床面ＦＬの動きを検知することで人を検知し、その検知結果を照明システム１００の制御に反映されることができる。例えば天井に設けた人感センサで人を検知しようとすると、死角が生じて人検知できない場合があった。しかし、検知装置６０により床面ＦＬの動きを検知する方式によれば、人の検知精度を高めることができる。また、人感センサが天井から突き出ることによって景観を損ねることもない。このように、実施の形態１に係る照明システム１００によれば、景観を損ねることなく人の検知精度を高めることができる。

図２に示されるように、複数の検知装置６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと複数の照明器具５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを用いる場合には、固有アドレスの認証を行うことで混信を防止することができる。図２の構成例で言えば、検知装置６０Ａの検知結果を照明器具５０Ａに反映させ、検知装置６０Ｂの検知結果を照明器具５０Ｂに反映させ、検知装置６０Ｃの検知結果を照明器具５０Ｃに反映させることができる。固有アドレスの認証は、混信のおそれがない照明システムでは省略することができる。

圧電素子以外のセンサで検知部６１を構成して床面ＦＬの振動を検知してもよい。例えば、検知部６１として、各種の変位センサ又は振動計を用いることができる。発光モジュール２７は少なくとも１つの発光素子を備えるものであれば特に限定されない。通信部６３と受信部４６の通信を無線で行ことにより、制御装置４０と検知装置６０をつなぐ信号線を省略できるので照明システム１００の構成を簡素化できる。しかしながら、通信部６３と受信部４６の通信を有線通信で実現してもよい。例えば、１つの検知装置６０に１つの制御装置４０を接続しておけば、固有アドレスによる認証は不要となる。

点灯装置１は、通信部６３から出された制御情報を受け、その制御情報に基づき発光素子の点灯状態を制御するものである。このような制御が可能であれば、点灯装置１として、図１の点灯装置１と異なる構成を採用してもよい。つまり周知のあらゆる点灯装置を採用することができる。

実施の形態１で説明した変形例は以下の実施の形態に係る照明システムにも応用できる。なお、以下の実施の形態に係る照明システムは実施の形態１との類似点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
実施の形態２の照明システムは図１の照明システム１００と同じ基本構成を有する。実施の形態１では制御情報は発光モジュール２７をオンさせる情報を含み調光指令は含まないものとしたが、実施の形態２の制御情報は調光指令を含む。

実施の形態２の制御部６２は、検知部６１で検知された信号の回数又は強度の少なくとも一方の情報を得る。具体的には、制御部６２は、予め定められた期間に検知部６１で閾値を超える電圧が検知された回数、または検知部６１で検知された電圧の大きさの情報を得る。検知回数は、人が床面を踏んだ回数である。閾値を超える電圧が検知された回数が多いほど多くの人が入室していると考えられる。また、検知された電圧の大きさが大きいほど重量物が移動していると考えられる。

そして、制御部６２が、床面に力が加えられた回数と、床面に加えられた力の強さとの少なくとも一方の情報に基づいて、制御情報として調光指令を生成する。制御部６２は、床面に力が加えられた回数が多いほど調光指令の調光率を高めることが好ましい。制御部６２は、床面に加えられた力が強いほど調光指令の調光率を高めることが好ましい。制御部６２は調光率１００％から１％まで任意の調光率を設定することができる。

点灯装置１は、このような調光指令を含む制御情報を受信部４６で受け、その調光指令に基づき発光素子の調光率を制御する。床面の振動状況は、人の在否、又は人の移動状況などを表すものである。したがって、床面の振動状況を調光率に反映させることで、部屋の状況に合わせた調光制御を実現することができる。しかも、このような調光制御は、自動的に行われるものであるから、リモコン等で調光制御する場合に生じる利用者の負担はない。

検知装置６０でどのように調光率を決めるかについては様々な変形例が考えられる。例えば、予め定められた期間に床面に力が加えられた回数と調光率の対応を事前にテーブルなどの形態で決めておき、そのテーブルを参照して当該回数から自動的に調光率を決めてもよい。あるいは、床面に加えられた力の強さと調光率の対応を事前にテーブルなどの形態で決めておき、そのテーブルを参照して当該強さから自動的に調光率を決めてもよい。具体的には、制御部６２に上記の対応を記載したデータを保存しておき、そのデータを利用して調光率を算出することができる。

また、使用者が通信部６３に信号を送ることで、制御部６２における調光率の算出方法を新規設定したり、当該算出方法を変更したりすることが好ましい。あるいは、使用者が検知装置６０との優先接続を確立して、制御部６２における調光率の算出方法を新規設定したり、当該算出方法を変更したりすることができるようにしてもよい。

実施の形態２では、床面に力が加えられた回数と、床面に加えられた力の強さの少なくとも一方を考慮して調光率を算出した。しかしながら、入室者の床面の踏み方によって調光率を決めることとしてもよい。例えば、床面ＦＬに加えられた力の移動積分から調光率を決めることができる。

１ 点灯装置、 ２ 直流電源回路、 ３ バックコンバータ回路、 ２７ 発光モジュール、 ４０ 制御装置、 ６０ 検知装置

Claims (8)

1. 床面に加えられた力を検知する検知部と、前記検知部による検知結果が反映された制御情報を外部に送信する通信部と、を有する検知装置と、
   発光素子と、
   前記通信部から出された前記制御情報を受け、前記制御情報に基づき前記発光素子の点灯状態を制御する点灯装置と、を備えたことを特徴とする照明システム。
2. 前記制御情報により前記床面に力が及ぼされたことが前記点灯装置に通知されると、前記点灯装置は、予め定められた点灯プログラムに従い前記発光素子を制御することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
3. 前記通信部は前記制御情報を無線信号で送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
4. 前記検知部は、圧電素子を備え、前記圧電素子により前記床面に加えられた力を検知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明システム。
5. 前記検知装置は、前記検知部による検知結果を受け、前記制御情報を生成し、前記制御情報を前記通信部に送る制御部を有し、
   前記制御部は、前記床面に力が加えられた回数と、前記床面に加えられた力の強さとの少なくとも一方の情報に基づいて、前記制御情報として調光指令を生成し、
   前記点灯装置は、前記調光指令に基づき前記発光素子の調光率を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明システム。
6. 前記制御部は、前記床面に力が加えられた回数が多いほど前記調光指令の調光率を高めることを特徴とする請求項５に記載の照明システム。
7. 前記制御部は、前記床面に加えられた力が強いほど前記調光指令の調光率を高めることを特徴とする請求項５に記載の照明システム。
8. 前記制御情報には、前記点灯装置を特定する固有アドレスが含まれ、
   前記点灯装置は、前記固有アドレスが前記点灯装置を特定するものである場合に、前記制御情報に基づき前記発光素子の点灯状態を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明システム。

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