JP3922560B2

JP3922560B2 - 非常灯及び非常灯無線データ伝送システム

Info

Publication number: JP3922560B2
Application number: JP2002352075A
Authority: JP
Inventors: 正雄中川
Original assignee: 株式会社中川研究所
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-12-04
Also published as: JP2004185359A; TW200419961A; TWI339030B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非常時に外部電源なしで光源を点灯させ、視覚によって非常口や避難路を誘導する非常灯と、そのような非常灯を用いて非常時にデータを伝送する非常灯無線データ伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
照明や表示に種々の光源が利用されている。現在は光源として白熱電球と蛍光灯が多く利用されているが、近年、ＬＥＤが利用され始めている。ＬＥＤは消費電力が少なく、寿命が長いことから、将来はＬＥＤが広く利用される可能性が高い。現在でも、交通信号や、自動車の後部ランプなどに一部利用されている。
【０００３】
表示の中でも非常灯は、一旦点灯されると半永久的に照明され、消灯されることが少ない。これは火災、災害などの事故に備えねばならないためで、ビル、劇場、映画館、病院、飛行場、駅など、人目につく場所に非常灯が多数設置されている。現在の非常灯の多くは、光源として蛍光灯を利用している。非常灯では、災害時に外部の電力が絶たれることが想定されるため、非常時には内部のバッテリを用いて表示を行う。限りある電力を有効に利用するため、白熱電球に比べて電力効率が良い蛍光灯が用いられている。しかし、さらに電力効率の良い光源の利用や、長寿命の光源の採用による保守費用の低減が待たれている。上述のようにＬＥＤは電力効率が良く長寿命であるが、非常灯への適用は考えられていなかった。わずかに特許文献１に記載されているように、充電中の表示など、副次的な表示にはＬＥＤが利用されている例はあるものの、非常灯としてのメインの光源としてＬＥＤが利用されることはなかった。
【０００４】
また、一般に設置されている非常灯は、どこに非常口や非常階段があるかを視覚的に表示するのみである。それ以外の情報としては、例えば特許文献２に記載されているように音声による誘導機構を設けたり、あるいは特許文献３に記載されているように、ラジオ放送を行うもの等が知られている。しかし、音声出力は非常に電力を消費する。そのため、非常灯の第一義である非常口などの視覚的な表示とともに、このような音声出力を行うためには、大容量のバッテリを搭載する必要があり、高価になるとともに設備も大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
一方、ＬＥＤの高速な応答特性を利用し、高速な変調が可能であることから、ＬＥＤを光データ伝送に利用する研究も行われている。この点を利用して、照明と通信を同時に行うアイデアも知られている。しかし、通常の照明器具は、災害などで電力供給が停止してしまうと消灯してしまう。そのため、非常時には何ら利用することはできないし、また、非常時を想定した伝送システムは構築されていなかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１９０８４号公報
【特許文献２】
特開平８−２９９４７５号公報
【特許文献３】
特開平８−６７２０３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、電力効率が良く、長寿命な光源を有する非常灯を提供するとともに、そのような非常灯を非常時のデータの送信源として利用した非常灯無線データ伝送システムと該システムで利用される非常灯を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、バッテリを搭載し、非常時に外部電源なしで光源を点灯させる非常灯において、前記光源となる半導体発光手段と、非常時に伝送するデータを記憶している記憶手段と、前記記憶手段が記憶しているデータに基づいて前記半導体発光手段に供給する電力を制御して前記半導体発光手段の発光量あるいは点滅を制御する光変調手段と、非常時以外の時に外部電源によって駆動されている状態で前記外部電源の電圧に重畳されて送られてくるデータを分離して復調する電力線データ復調手段を有し、非常時以外の時に外部電源を介して送られてくるデータを前記電力線データ復調手段で分離して前記記憶手段に記憶しておき、少なくとも非常時にバッテリにより前記記憶手段、光変調手段および半導体発光手段を駆動して光によって前記記憶手段が記憶している前記データを伝送することを特徴とするものである。ＬＥＤなどの半導体発光手段の特徴である高い電力効率によって、バッテリの消費を抑え、バッテリの小型化による装置の小型化あるいは発光時間の長期化を実現することができる。また、長寿命であることから、光源の交換などのメンテナンスの間隔を長くすることができ、保守費用を削減することができる。さらに、ＬＥＤは耐衝撃性にも優れており、激甚災害の際にも破損せずに利用可能な非常灯を提供することができる。
【０００９】
上述のようにＬＥＤ等の半導体発光手段は応答特性がよいことから、データに基づいた変調が可能であり、表示を行うための光をそのままデータ伝送に用いることができる。これにより、従来では非常口や非常階段などを表示するのみであった非常灯を、非常時の情報源として活用することができる。このとき、非常灯としての光源をそのまま用いるものであることから、音声出力などのように光源とは別に大電力を消費することもなく、ほとんど光源における消費電力程度で済ますことができる。従ってこのようなデータ伝送機能のために新たに大容量のバッテリを搭載する必要もなく、表示用に搭載したバッテリ程度で情報源としての動作が可能である。
【００１０】
さらにまた、非常時以外の時に外部電源を介してデータを受け取って記憶手段に記憶させ、少なくとも非常時のデータ伝送で用いる構成によって、非常時に伝送するデータを、非常時以外の時に電源線を通じてそれぞれの非常灯に配信しておくことができる。これによって、非常時に送信するデータの設定や更新などを容易に行うことができるようになる。
【００１１】
また本発明は、非常時に外部電源なしで光源を点灯させる非常灯を用いてデータを端末手段に伝送する非常灯無線データ伝送システムにおいて、前記非常灯は、バッテリと、前記光源となる半導体発光手段と、非常時に伝送するデータを記憶している記憶手段と、前記記憶手段が記憶しているデータに基づいて前記半導体発光手段に供給する電力を制御して前記半導体発光手段の発光量あるいは点滅を制御する光変調手段と、非常時以外の時に外部電源によって駆動されている状態で前記外部電源の電圧に重畳されて送られてくるデータを分離して復調する電力線データ復調手段を有し、非常時以外の時に外部電源を介して送られてくるデータを前記電力線データ復調手段で分離して前記記憶手段に記憶しておき、少なくとも非常時にバッテリにより前記記憶手段、光変調手段および半導体発光手段を駆動して光によって前記記憶手段が記憶しているデータを伝送し、前記端末手段は、前記非常灯の光源から放射される光を受光して電気信号に変換する受光手段と、該受光手段から出力される前記電気信号を復調して前記データを取得する復調手段を有することを特徴とするものである。このような構成によって、非常時に外部電源なしでバッテリによって非常灯から光によりデータを端末手段に伝送することができる。例えば、端末手段にフロアの地図や文章などとともに避難路や通報先などの様々な情報を表示させることができ、非常時に利用者の避難誘導を円滑に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の非常灯及び非常灯無線データ伝送システムの実施の一形態を示すブロック図、図２は、光源となるＬＥＤアレイの一例の説明図である。図中、１は非常灯、２は携帯端末、１１はバッテリ、１２は切換部、１３はＬＥＤアレイ、１４は変復調部、１５はデータメモリ、１６は光変調部、２１は受光部、２２は復調部、２３は表示部、３１はカバーである。非常灯１は、一般的な従来の非常灯と同様に、電源として外部電源とともにバッテリ１１を有しており、また外部電源からの電力供給が停止した場合にバッテリ１１からの電力供給に切り換えるための切換部１２を有している。
【００１３】
本発明では、照明用の光源として、従来の蛍光灯に代えてＬＥＤアレイ１３を用いている。図２にＬＥＤアレイ１３の形状の一例を示している。図２（Ａ）に示す例では、一般的な非常灯と同様に、絵文字などが表記されたカバー３１中にＬＥＤアレイ１３を設けたものである。このような形態で用いる場合には、図２（Ｂ）に示すように、蛍光灯と同様の棒状のＬＥＤアレイ１３を利用する。例えばＬＥＤ素子を１ないし複数の列状に配置すればよい。また、このようなＬＥＤアレイ１３であれば、直流点灯の蛍光灯の代替として利用することができ、一般に利用されている非常灯内の蛍光灯を図２（Ｂ）に示すようなＬＥＤアレイ１３に付け替えるだけでも本発明の非常灯を構成することができる。この場合、電力線から交流電力が供給されている場合には、ＡＣ／ＤＣ変換器で直流に変換して駆動すればよい。また、交流点灯の蛍光灯が利用されている非常灯では、ＬＥＤアレイ１３内にＤＣ／ＡＣ変換器を内蔵させ、バッテリ１１による駆動時に使用すればよい。なお、このような蛍光灯の代替となる形状のＬＥＤアレイ１３を用いることによって、外観上は従来の非常灯と何ら変わりないものとすることができる。
【００１４】
このような従来の照明管の代替として構成するほか、例えば図２（Ｃ）に示すように、カバー３１に形成していた絵文字などの表示を、ＬＥＤアレイ１３によって直接表示するように構成することも可能である。非常口などを示す絵文字であれば、一般的には白色と緑色で絵文字が形成されているので、白色ＬＥＤと緑色ＬＥＤを適宜配置して絵文字を現出させることができる。もちろん、カラー表示装置と同様にＬＥＤを配置し、絵文字などを表示させるように構成しても良い。なお、この場合にはカバー３１として透明なものを用いると良い。
【００１５】
このように非常灯１の光源としてＬＥＤアレイを用いることによって、ＬＥＤの低消費電力であるという特徴から、少ないバッテリ容量でも従来と同様の点灯時間を実現し、バッテリ１１の小型化、ひいては非常灯１の小型化及び軽量化、低価格化を実現することができる。逆に、同じバッテリ容量であれば、長時間にわたり点灯し続けることができ、災害時に避難誘導の表示を長時間表示することが可能となる。また、ＬＥＤは長寿命であることから、光源を交換するといった保守の間隔を延ばすことができ、あるいは保守作業の工数を減少させることができ、保守費用を低減することが可能である。もちろん、汚れやバッテリの寿命、災害時の点灯のチェックなど、性能維持のための保守は行ってゆくことが望ましい。さらにＬＥＤは、高い耐衝撃性を有しており、激甚災害時にも光源の破損を免れ、点灯し続けることが期待できる。
【００１６】
図１に示した本発明の非常灯１では、さらに変復調部１４、データメモリ１５、光変調部１６を内蔵している。ここでは、外部電源を供給する電力線を用いた通信方式を利用して、非常灯１に対してデータを伝送する。変復調部１４は、外部電源の電圧に重畳されて送られてくる変調されたデータを分離し、復調してデータメモリ１５に格納する。例えば、コンピュータなどから電力線を利用して非常時に非常灯１から伝送すべきデータを送信することによって、非常灯１に非常時以外の時に外部電源を介してデータを配信することができ、データメモリ１５へのデータの格納を容易に行うことができる。また、データメモリ１５に格納したデータや、非常灯１の状態など、種々の情報を変調して電力線を通じて送信することもできる。これによって、データの書き換えの確認や非常灯１の動作確認などを遠方からでも行うことができる。なお、双方向の通信を行わない場合には、変復調部１４は復調機能のみとして構成することもできる。また、予めデータメモリ１５に非常時に伝送するデータを格納しておく場合には、この変復調部１４は不要である。
【００１７】
データメモリ１５には、非常時に送出するデータを格納しておくことができる。このデータメモリ１５は、なるべく低消費電力であることが望ましく、また、電源の切換の際に記憶しているデータが消去されないようにしておく必要がある。例えば書き換え可能なＲＯＭや、不揮発性のＲＡＭなどで構成すると良い。
【００１８】
光変調部１６は、切換部１２において電源を外部電源からバッテリ１１に切り換えるなど、非常時であることを検出すると、データメモリ１５に格納されている非常時のデータを読み出し、変調して、ＬＥＤアレイ１３に供給される電力波形に重畳させる。これによってＬＥＤアレイ１３の発光光は、光変調部１６によって変調されたデータにより点滅あるいは光量が制御されることになる。これによって光によるデータの伝送を行う。もちろん、非常時以外にも、データメモリ１５に格納されているデータを変調してＬＥＤアレイ１３に供給し、データの伝送を行っても良い。この場合、非常時に伝送すべきデータと異なっていても良い。
【００１９】
携帯端末２は、例えばカメラ付きのＰＤＡや携帯電話などでよく、受光部２１、復調部２２、表示部２３等を含んで構成されている。受光部２１は、非常灯１のＬＥＤアレイ１３から放射される光を受光して電気信号に変換するものであり、カメラやフォトダイオードなどで構成することができる。
【００２０】
復調部２２は、受光部２１から出力される電気信号から変調されたデータ信号を抽出し、復調してデータを取得するものである。取得したデータは種々の活用が可能であるが、ここでは表示部２３に表示する。これによって、非常時に非常灯１から光によって伝送されるデータが表示部２３に表示されることになる。例えばフロアに設けられた非常口や避難路に関する地図など、文字や画像を表示部２３に表示させることができる。また、音声情報を伝送することも可能であり、携帯電話のようにスピーカーを内蔵していれば、簡単に音声情報も取得することができる。
【００２１】
本発明の非常灯及び非常灯無線データ伝送システムの実施の一形態における動作及び利用の一例について説明する。非常灯１には、予めデータメモリ１５に対して非常時に送出するデータの格納を行っておく。一つの方法として、上述のように電力線通信を利用し、外部電源の波形に変調したデータを重畳して送り、非常灯１では外部電源から送られてくる変調されたデータを取得して復調することによって得られる。あるいは、予めＲＯＭなどに外部でデータを格納してから、非常灯１にＲＯＭをデータメモリ１５として取り付けるように構成することも可能である。例えばメモリカードなどを装着するといった構成も可能である。
【００２２】
非常時には、光変調部１６がデータメモリ１５からデータを読み出して変調し、ＬＥＤアレイ１３に供給される電源波形に重畳する。変調されたデータが重畳された電力によりＬＥＤアレイ１３を駆動することによって、ＬＥＤアレイ１３は発光するとともに、その発光量あるいは点滅が制御されて、データを光によって送出することができる。
【００２３】
また携帯端末２の所持者は、非常時に所持している携帯端末２を非常灯１に向けることによって、非常灯１から光によって送られてくるデータを受信することができる。例えば非常時には自分がどこにいるのかすら分からない場合も多く、例えば非常灯に従って避難を行っても、どのくらいで避難できるかが分からずに不安に感じる。しかし、本発明では非常灯１から建物の名称や階数、フロアの地図や避難路の図示、あと何ｍ程度で非常口かなど、従来の非常灯だけでは得られなかった、より詳細な様々な情報を視覚的に（あるいはさらに音声などでも）取得することができる。そのため、ある程度不安を軽減して、より敏速に避難を行うことができる。
【００２４】
通常、携帯端末２は電池駆動が多いため、非常時でも有効に活用することができる。従って、非常時に外部電源なしで光を発する非常灯と、外部電源を必要としない携帯端末２とを用いることによって、非常時、特に外部電源が断たれた場合でも、避難誘導などを円滑に行うことができる。
【００２５】
また、本発明の非常灯１内では光変調部１６などが動作するための電力が必要となるが、発光させるための電力に比べると、これらの電子回路部分が動作するために必要な電力は非常に少ない。そのため、このような光によるデータ伝送機能を有していても、非常灯１のバッテリ１１をほとんど増強する必要が無く、例えば光以外に電波や音声などを送出するような構成に比べて、電力消費を格段に抑え、またデータを送出するための手段を別途設ける必要もない。例えば赤外線でも同様に電力消費は避けられず、また別途送信機を設置する必要がある。このような電力消耗低減及び装置の簡易化の観点から、ＬＥＤ光源による光を用いたデータ伝送は有利である。
【００２６】
もちろん、非常灯１はＬＥＤアレイ１３の発光によって通常の非常灯と同様に照明を行い、非常口や避難路の表示を行っており、携帯端末２を有しない人々にとっても非常時に有効であることには変わりはない。データ伝送のために発光量や点滅を制御しても、そのような光量の変化は人間の目には全く感知されることはなく、非常灯としての機能が損なわれることはない。それ以上に、上述のようにＬＥＤの特性を活かすことができるため、従来以上の非常灯としての機能を果たすことができる。
【００２７】
また、このような非常灯１によるデータ伝送は、非常時に限られるものではない。データメモリ１５に格納されている情報を常に光によって送信していてもよい。また、非常用のデータ以外のデータをもデータメモリ１５に格納しておき、光変調部１６で非常時とそれ以外の時とで読み出すデータを変更すれば、例えば周囲の店舗情報やニュースなども携帯端末２に伝送することができる。非常灯１は、一旦点灯されると消灯されることはなく、昼夜を問わず常に点灯されている。そのため、携帯端末２の利用者は常に非常灯１から情報を獲得することができる。また、上述のように電力線通信を用いてデータメモリの内容を随時書き換え、内容を常に更新することができるため、非常時以外の時にはリアルタイムでデータを携帯端末２に配信することができる。
【００２８】
上述の例ではデータを電力線通信により取得する例、及びデータメモリ１５に予めデータを格納しておく場合などについて説明した。しかしこれらに限らず、データを非常灯１に送り込む方法として、種々の方法を利用することができる。図３は、本発明の非常灯及び非常灯無線データ伝送システムの別の実施の形態を示すブロック図である。図中、４１はアンテナ、４２は変復調部である。図３に示した例では、外部よりデータを電波によって送信し、非常灯１で受信してデータメモリ１５に格納する例を示している。アンテナ４１により受信したデータは変復調部４２で復調され、データがデータメモリ１５に格納される。このようなデータの受信は、非常時以外の時に行えばよい。非常時以外の時では、外部電源からの電力供給を受けることができるため、このような電波によるデータ受信も可能である。もちろん、放送型のデータ配信を行う場合には、変復調部４２は復調機能のみでよい。
【００２９】
さらに、図３に示したような電波以外でも、光ケーブルや通信ケーブルなど、電力線以外の通信線を利用してデータの配信を予め受けておくこともできる。なお、図１に示した電力線通信を利用することによって、アンテナや他のケーブルなどを別途設けること無く、データの配信を受けることができるというメリットがある。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＬＥＤを光源として用いることによって、ＬＥＤの特徴である高い電力効率によって、バッテリの消費を抑え、バッテリの小型化による装置の小型化あるいは発光時間の長期化を実現することができる。また、長寿命であることから、光源の交換などのメンテナンスの間隔を長くすることができ、保守費用を削減することができる。さらに、ＬＥＤは耐衝撃性にも優れており、激甚災害の際にも破損せずに利用可能な非常灯を提供することができる。
【００３１】
また、ＬＥＤは応答特性がよいことから、点滅あるいは光量を制御することによって光によるデータの送信源として利用することができる。非常灯は内部にバッテリを搭載しており、災害などによって電力が途絶えた場合でも発光し続ける。この発光光を用い、非常時に予め格納しておいた非常口や避難階段の位置の表示や非常口までの避難路など、種々の非常時の情報を送信することができる。このようなデータを送信する機能については、電波や赤外線などの送信設備を別途設ける場合に比べてコストもかからず、それほどの電力消費を伴わないため、非常時に発光するという非常灯としての機能を損なうことがない。
【００３２】
さらに、非常灯は一旦点灯されると半永久的に消灯されることがなく、それゆえに、天候や季節に影響されず、人目につく場所に設置されている。そのため、非常用の情報のみならず、周囲の広告や案内などの一般的情報の送信も可能であり、非常時以外に頻繁に利用されることが期待でき、非常灯の付加価値を高めることができる。本発明によれば、このように種々の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非常灯及び非常灯無線データ伝送システムの実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】光源となるＬＥＤアレイの一例の説明図である。
【図３】本発明の非常灯及び非常灯無線データ伝送システムの別の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…非常灯、２…携帯端末、１１…バッテリ、１２…切換部、１３…ＬＥＤアレイ、１４…変復調部、１５…データメモリ、１６…光変調部、２１…受光部、２２…復調部、２３…表示部、３１…カバー、４１…アンテナ、４２…変復調部。

Claims

バッテリを搭載し、非常時に外部電源なしで光源を点灯させる非常灯において、前記光源となる半導体発光手段と、非常時に伝送するデータを記憶している記憶手段と、前記記憶手段が記憶しているデータに基づいて前記半導体発光手段に供給する電力を制御して前記半導体発光手段の発光量あるいは点滅を制御する光変調手段と、非常時以外の時に外部電源によって駆動されている状態で前記外部電源の電圧に重畳されて送られてくるデータを分離して復調する電力線データ復調手段を有し、非常時以外の時に外部電源を介して送られてくるデータを前記電力線データ復調手段で分離して前記記憶手段に記憶しておき、少なくとも非常時にバッテリにより前記記憶手段、光変調手段および半導体発光手段を駆動して光によって前記記憶手段が記憶している前記データを伝送することを特徴とする非常灯。
非常時に外部電源なしで光源を点灯させる非常灯を用いてデータを端末手段に伝送する非常灯無線データ伝送システムにおいて、前記非常灯は、バッテリと、前記光源となる半導体発光手段と、非常時に伝送するデータを記憶している記憶手段と、前記記憶手段が記憶しているデータに基づいて前記半導体発光手段に供給する電力を制御して前記半導体発光手段の発光量あるいは点滅を制御する光変調手段と、非常時以外の時に外部電源によって駆動されている状態で前記外部電源の電圧に重畳されて送られてくるデータを分離して復調する電力線データ復調手段を有し、非常時以外の時に外部電源を介して送られてくるデータを前記電力線データ復調手段で分離して前記記憶手段に記憶しておき、少なくとも非常時にバッテリにより前記記憶手段、光変調手段および半導体発光手段を駆動して光によって前記記憶手段が記憶しているデータを伝送し、前記端末手段は、前記非常灯の光源から放射される光を受光して電気信号に変換する受光手段と、該受光手段から出力される前記電気信号を復調して前記データを取得する復調手段を有することを特徴とする非常灯無線データ伝送システム。