JP4003466B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランプを備える照明器具に対してワイヤレス信号を伝送することによりランプの点灯状態を制御する照明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ランプを備える照明器具を天井などに取り付け、照明器具とは別に設けたリモコン装置を用いてランプの点灯状態を制御するようにした照明装置が広く普及している。
【0003】
一方、照明装置として、図16に示すように、照明器具1に付設した人感センサ11によって照明器具1の周辺での人の存否を検出し、たとえば人が規定した空間上の範囲内に存在する間にランプ10を点灯させるように構成した照明装置も知られている。また、一般にランプ10は周囲が暗いときに点灯させるから、明るさセンサ12を照明器具1に付設し、周囲が暗いときにランプ10を点灯させるようにした照明装置も提供されている。図示例では人感センサ11と明るさセンサ12との両方を備えるものを例示してあり、人感センサ11および明るさセンサ12の出力はマイコンからなる検知部13に入力され、人感センサ11の出力に基づいて規定した範囲内における人の存否が判断されるとともに、明るさセンサ12の出力に基づいて周囲の明るさが判断される。つまり、検知部13では人の存否と明るさとの組合せによってランプ10の点灯状態を決定する。ここに、ランプ10の点灯状態とは、点灯・消灯のほか光量切換(ランプ10の光出力を変化させる調光点灯のほか、複数灯を備える照明器具1では点灯灯数を切り換える場合もある)やフェードイン・フェードアウトなどを意味する。検知部13による判断結果はランプ10を点灯させる点灯装置14に入力され、点灯装置14においてランプ10の点灯状態が制御される。点灯装置14としてはインバータ回路を含む電子バラストが広く採用されており、この種の点灯装置14においてランプ10の光出力を変化させる制御を行う場合には、たとえば、電子バラストに含まれるスイッチング素子のオンオフの期間をPWM制御方式で制御する構成が採用される。
【0004】
この種の照明器具1では、人感センサ11の出力および明るさセンサ12の出力を検知部13においてどのように判断し、また検知部13が点灯装置14をどのように制御するかに応じて、人感センサ11および明るさセンサ12の出力に対応付けてランプ10の点灯状態を制御することができる。たとえば、周囲が暗くかつ規定した範囲内に人が存在する間にランプ10を点灯させるように人感センサ11と明るさセンサ12との出力を組み合わせて用いるものがある。また、人感センサ11を用いずに明るさセンサ12のみを設け、周囲が明るいときにはランプ10を消灯し、周囲が暗いときにはランプ10を点灯させるように制御することもある。このように、人の存否や明るさに応じてランプ10の点灯状態を自動的に制御することが可能になった照明装置が知られている。
【0005】
しかしながら、上述した従来の照明装置では、照明器具1に人感センサ11や明るさセンサ12が付設されているものであるから、照明器具1の近傍においてしか人の存否や周囲の明るさを判断することができない。たとえば、比較的広い室内に照明器具1を配置している場合には、照明器具1に付設した人感センサ11だけでは室内の全域を監視することができないことがある。また、明るさセンサ12では照明器具1の近傍の明るさしか検出することができないから、必ずしも照明が必要な箇所の明るさに応じてランプ10の点灯状態を制御することにならないという問題もある。
【0006】
この種の問題を解決するために、図17に示すように、照明器具1とは別体であって照明器具1に対してワイヤレス信号を伝送することが可能なコントローラ2を設け、コントローラ2に人感センサ21などを設けることが考えられている。ワイヤレス信号としては電波や光(一般に赤外線)が用いられる。ただし、図示例ではワイヤレス信号として電波を用いている。すなわち、コントローラ2は、人感センサ21のほか、人感センサ21の出力に基づいて送信データを生成するマイコンからなる検知部23と、検知部23から出力された送信データにより搬送波を変調するとともに増幅する送信回路26とを備え、送信回路26の出力がアンテナ25を通してワイヤレス信号(無線信号)として送出されるように構成されている。
【0007】
一方、照明器具1はワイヤレス信号を受信するためのアンテナ15を備えるとともに、ワイヤレス信号から受信データを復調する受信回路16を備え、受信回路16から出力された受信データを検知部13に入力することによって図16に示した構成と同様に機能するように構成されている。つまり、検知部13には人感センサ11や明るさセンサ12からの出力に代えて、受信回路16からの受信データが入力されるのである。言い換えると、図16に示した構成の検知部13の機能を、照明器具1の検知部13ととコントローラ2の検知部23とに分割し、検知部23から検知部13にデータを伝送する経路として無線伝送路を用いた構成になる。
【0008】
このように、人感センサ21や明るさセンサを備えるコントローラ2を照明器具1とは別体に設け、しかもコントローラ2から照明器具1に対してワイヤレス信号を伝送するから、照明器具1とコントローラ2との間は結線が不要であって、照明器具1がコントローラ2からのワイヤレス信号を受信することができる範囲内において、人感センサ21や明るさセンサを任意の場所に設けることが可能になる。また、コントローラ2の台数にはとくに制限がないから、照明器具1の台数にかかわらず所望個数の人感センサ21や明るさセンサを設けることが可能になる。
【0009】
たとえば、階段に設置される照明器具1であれば、図18に示すように、3台のコントローラ2(2a〜2c)を設け、2台のコントローラ2a,2bには人感センサ21を設け、残りの1台のコントローラ2cには明るさセンサ22を設けるとよい。この構成において、コントローラ2aは階上に設置され、コントローラ2bは階下に設置され、コントローラ2cは適宜箇所に設置されることになる。コントローラ2a〜2cをこのように配置することによって、階段を人が下りる場合と上がる場合とについてそれぞれコントローラ2a,2bが人を検知することになり、階段での人の上り下りのいずれに対してもランプ10を自動的に点灯させ、階段付近に人が存在しなければランプ10を消灯させて省エネルギを実現するという動作が可能になる。また、明るさセンサ22を備えるコントローラ2cは適宜箇所に設置されるから、照明器具1の周辺の明るさではなく、照明器具1から離れた窓際の明るさや屋外の明るさに応じてランプ10の点灯状態を制御することが可能になる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように照明器具1にワイヤレス信号を伝送することによってランプ10の点灯状態を制御する構成において複数台のコントローラ2を設置したとすると、複数台のコントローラ2からのワイヤレス信号が重なり合う場合が生じる。図19(a)(b)は2台のコントローラ2でそれぞれ発生した送信データを示しており(送信データの発生期間はワイヤレス信号の発生期間に対応する)、図示例のように両コントローラ2において送信データが発生している期間が重なり合っていると、図19(c)のように照明器具1において復調された受信データの一部は復元不可能になる。いま、上述した例のように、階上と階下とにコントローラ2を設置しているとすれば、階段を上がる人と下りる人とが各コントローラ2の人感センサ21により略同時に検知されることがあり、このような場合には、2台のコントローラ2からのワイヤレス信号の衝突によって照明器具1では受信データを正常に復元することができず、結果的にランプ10を点灯させるように制御することができないという問題が生じる。
【0011】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、複数のワイヤレス信号が衝突する場合であっても少なくとも1つのワイヤレス信号の内容は復元することを可能とした照明装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、ランプを負荷として備える照明器具と、照明器具とは別体であってランプの点灯状態をワイヤレス信号によって指示するコントローラとを備える照明装置であって、少なくともコントローラに設けられ送信データを含むワイヤレス信号を伝送する送信手段と、少なくとも照明器具に設けられ送信手段からのワイヤレス信号を受信して送信データの内容に相当する受信データを復元し受信データの内容に応じて負荷を制御する受信手段とを備え、送信手段では、受信手段において異なる情報を含む複数のワイヤレス信号の少なくとも一部が重なり合っていてもいずれか1つのワイヤレス信号から受信データが復元可能となるようにワイヤレス信号の信号形態の種類が設定され、この信号形態は複数種類の異なる信号形態からワイヤレス信号の情報の内容に対応付けて選択されることを特徴とする。
【0013】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号を固定長とし、ワイヤレス信号の信号形態の種類を同内容のワイヤレス信号の送信回数とし、前記受信データを復元させる優先度の高い情報ほど送信回数を多く設定することを特徴とする。
【0014】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号の信号形態の種類をワイヤレス信号の送信強度とし、前記受信データを復元させる優先度の高い情報ほど送信強度を大きく設定することを特徴とする。
【0015】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号の信号形態の種類をワイヤレス信号の信号長とし、前記受信手段ではワイヤレス信号の信号長を判別することにより送信データの内容を推定することを特徴とする。
【0016】
請求項5の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号の信号形態の種類を同内容のワイヤレス信号の送信回数とし、前記受信手段では規定の時間内におけるワイヤレス信号の受信回数を判別することにより送信データの内容を推定することを特徴とする。
【0017】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号の信号形態の種類を同内容のワイヤレス信号の送信回数とワイヤレス信号の送信強度との組合せとし、前記受信データを復元させる優先度の高い情報ほど送信強度を大きく設定するとともに送信回数を多く設定することを特徴とする。
【0018】
請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6の発明において、前記コントローラに、規定した範囲内での人の存否を検出する人感センサを設け、人感センサによる人の検知を送信データとしてコントローラから前記ワイヤレス信号を送信することを特徴とする。
【0019】
請求項8の発明は、請求項1ないし請求項6の発明において、前記コントローラに、周囲の明るさを検出する明るさセンサを設け、明るさセンサにより検知される明るさの情報を送信データとしてコントローラから前記ワイヤレス信号を送信することを特徴とする。
【0020】
請求項9の発明は、請求項1ないし請求項6の発明において、前記コントローラに、規定した範囲内での人の存否を検出する人感センサと周囲の明るさを検出する明るさセンサとを設け、人感センサによる人の検知と明るさセンサにより検知される明るさの情報とを送信データとしてコントローラから前記ワイヤレス信号を送信することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態において用いる照明器具1およびコントローラ2の具体構成について簡単に説明する。ワイヤレス信号には赤外線を用いることができるが、以下では電波を用いることを想定して説明する。
【0022】
照明器具1は、図15に示すように、ワイヤレス信号を受信するアンテナ15を備え、アンテナ15で受信したワイヤレス信号は受信手段としての受信回路16に入力される。受信回路16は、ワイヤレス信号を受信アンプ31で増幅した後に、バンドパスフィルタである受信フィルタ32で不要波を除去し、2段の混合回路33,34によって周波数変換がなされる。混合回路33に対応する局部発振回路にはPLLシンセサイザが採用されており、水晶発振器35aと集積回路からなるPLL回路35bとループフィルタ35cとVCO35dとで局部発振回路が構成されている。また、混合回路34に対応する局部発振回路は水晶発振器36により構成されている。混合回路33,34により周波数変換された信号は集積回路からなる検波回路37により復調され、さらにコンパレータ38を通して波形整形されることにより送信データに対応した受信データが復元される。受信データはマイコンからなる検知部13に入力され負荷であるランプ10に給電する点灯回路14の制御に用いられる。点灯回路14としてはトライアック(3端子双方向性サイリスタ)を備えるものを想定している。点灯回路14にトライアックを用いるとランプ10の点灯状態として点灯・消灯のほか点滅点灯が可能であり、さらに位相制御を行えば調光点灯も可能である。ただし、点灯回路14にはトライアックに代えてインバータ回路を備える電子バラストを用いてもよい。
【0023】
一方、コントローラ2は、図14に示すように、トリガを発生するトリガ手段20を備える。トリガ手段20は、たとえば人感センサや明るさセンサを備え、人感センサや明るさセンサの出力が規定した条件を満たしたときにトリガを発生するように構成されている。たとえば、人感センサであれば人が検知されるか人が検知されなくなるとトリガが発生し、明るさセンサであれば明るさセンサの出力が規定した値になるとトリガが発生するように構成される。トリガ手段20としては人感センサや明るさセンサのほかに、手操作されるスイッチの操作時にトリガを発生するものや、タイマによる時限時間の終了時にトリガを発生するものなど、何らかの条件が満たされるとトリガを発生する構成であればどのようなものでも用いることが可能である。なお、明るさセンサを設ける場合にはトリガ手段20に代えて明るさレベルを複数段階で出力する構成を採用してもよい。
【0024】
トリガ手段20はMPU23aおよびROM23bにより構成された検知部23に接続されている。検知部23のMPU23aではトリガ手段20からのトリガが入力されると、ROM23bにあらかじめ格納されているデータを読み出して送信データを生成する。ここに、図示する検知部23の構成は一例であり、トリガ手段から出力されたトリガを通過させる構成やトリガを波形整形する構成など各種の構成を用いることができる。また、送信データはデジタルかアナログかを問わない。検知部23から出力された送信データは送信手段としての送信回路26に入力され、送信回路26では送信データを送信フィルタ41に通して検知部23と送信回路26との間での不要な信号の伝達を阻止し、送信データを変調回路に入力して送信データにより搬送波を変調した後、送信アンプ43で増幅して送信用のアンテナ25からワイヤレス信号として送信する。変調回路は、PLLシンセサイザを用いて搬送波を生成する構成であって、水晶発振器42aと集積回路からなるPLL回路42bとループフィルタ42cとVCO42dとで構成されている。
【0025】
上述した構成において、変調方式はどのようなものでもよく、図示例ではFSK変調を想定しているが、FM変調、AM変調、ASK変調、PM変調、PSK変調などの他の変調方式も採用することが可能である。また、アンテナ15,25にはダイポールアンテナ、チップアンテナ、パターンアンテナ、ホイップアンテナ、ループアンテナなど各種のアンテナを用いることができる。
【0026】
(第1の実施の形態)
本実施形態では、図1に示すように、階段Eにおいて階上付近と階下付近とにそれぞれトリガ手段20(図14参照)としての人感センサ21を備えるコントローラ2a,2bを配置し、各コントローラ2a,2bにおいて階段Eを下りようとする人あるいは上がろうとする人を検知したときに、照明器具1に設けたランプ(図示せず)を点灯させる例を示す。
【0027】
従来構成において説明したように、2台のコントローラ2a,2bを設けていると、両コントローラ2a,2bから送信されるワイヤレス信号が照明装置1において重なり合うことがあり、照明装置1においてワイヤレス信号の内容を復元できないことがある。いま、変調方式としてFSK変調を採用しているものとし、搬送波の周波数をfとし、変調による周波数の変化幅を±Δfとすれば(つまり、2値信号のHレベルに対して周波数がf+Δfになり、Lレベルの信号に対して周波数がf−Δfになるものとする)、受信回路16では周波数f+Δfと周波数f−Δfとの信号強度を比較して受信データを復元する。したがって、2台のコントローラ2a,2bによってHレベルに対応する周波数f+ΔfとLレベルに対応する周波数f−Δfとが重なり合って発生したとすると、両者を分離することができなくなり、受信データを復元することはできなくなる。
【0028】
そこで、本実施形態においては、一方のコントローラ2aは図2(a)のように同内容のワイヤレス信号(図2(a)は送信データを示しているがワイヤレス信号に対応する)を3回繰り返して送信し、他方のコントローラ2bは図2(b)のようにワイヤレス信号を1回だけ送信するようにしてある。つまり、各コントローラ2a,2bでは人感センサ21での人の存在の検知によりトリガが発生して検知部23に入力されるから、トリガに対するワイヤレス信号の送信回数を各コントローラ2a,2bで異ならせているのである。ワイヤレス信号は送信データの内容にかかわらず固定長とし、ワイヤレス信号を1回送信する時間を各コントローラ2a,2bでほぼ等しくしてある。したがって、上述のようにコントローラ2aから同内容のワイヤレス信号を3回送信すれば、図2(c)のように、そのうち少なくとも1回(図では3回目のワイヤレス信号の内容が正常に復元された例を示している)についてはワイヤレス信号が重なることなく照明器具1に受信されることになる。つまり、図1に示す例で言えば、2台のコントローラ2a,2bから送信されたワイヤレス信号の一部が重なり合っていても、階上に設置したコントローラ2aからのワイヤレス信号を1回は照明器具1に受信させることが可能になり、結果的に階上に設置したコントローラ2aの動作に従ってランプ10の点灯状態を制御することが可能になる。
【0029】
本実施形態において、階上に設置したコントローラ2aによる照明器具1の制御を階下に設置したコントローラ2bよりも優先させているのは、一般に、人の視線方向と進行方向との関係によって、階段Eを上がるよりも下りるほうが階段Eまでの見た目の距離が遠く、しかもランプ10が点灯しておらず足を踏み外したときに階下よりも危険であるという理由による。つまり、階上に設置したコントローラ2aからのワイヤレス信号を優先して照明器具1に受信させることによって、階下に設置したコントローラ2bからのワイヤレス信号を優先して照明器具1に受信させるよりも安全性を確保しやすく、階段Eを安全に下りることが可能になる。
【0030】
なお、本実施形態においては2台のコントローラ2a,2bの一方からはワイヤレス信号を3回送信し、他方からはワイヤレス信号を1回だけ送信するようにしているが、ワイヤレス信号の送信回数は実施形態に限定されるものではない。つまり、2台のコントローラ2a,2bであれば、一方のワイヤレス信号の送信回数が他方の送信回数よりも2回多ければ、送信回数の多いほうの送信データを少なくとも1回は照明器具1に受信させることが可能になる。
【0031】
(第2の実施の形態)
本実施形態では、図3に示すように、廊下Cにおいてトリガ手段20(図14参照)としての人感センサ21を備えるコントローラ2aを配置するとともに、周囲の明るさを検知する明るさセンサ22を備えるコントローラ2bを別途に配置し、コントローラ2bの周囲が暗くかつ人感センサ21により廊下Cを通過する人が検知されると、照明器具1に設けたランプ(図示せず)を点灯させる例を示す。つまり、人感センサ21で人が検知されても周囲が暗いときにのみ照明器具1のランプを点灯させることによって省エネルギになる。本実施形態では明るさセンサ22の出力によって周囲が規定の明るさか否か(つまり、明るいか暗いか)の判断はコントローラ2cの検知部23が行うが、この情報はたとえば1分間ごとに周期的にワイヤレス信号によって伝送されるようにしてある。つまり、コントローラ2cではトリガ手段20は検知部23に内蔵され、トリガ手段20で発生するトリガによって明るさセンサ22の出力が取り込まれ、周期的に送信データが生成されることになる。
【0032】
本実施形態において人感センサ21と明るさセンサ22とを各別のコントローラ2a,2cに設けているのは、人感センサ21と明るさセンサ22との出力を組み合わせてランプの点灯状態を制御するにあたり、人感センサ21を廊下Cに設置しながらも、明るさセンサ22によって室内、窓際、屋外などの他の箇所の明るさを検知可能とするためである。また、人感センサ21と明るさセンサ22との出力の組合せの判断を照明器具1において行う場合に、1台のコントローラから人感センサ21と明るさセンサ22との両方の出力に対応したワイヤレス信号を送信すると、1台のコントローラにおける送信時の消費電力が大きくなる。コントローラ2a,2cの電源には電池を用いることがあり、電池を電源に用いるコントローラ2a,2cでは消費電力が大きくなると電池寿命が短くなる。これに対して、本実施形態では、人感センサ21を備えるコントローラ2aと明るさセンサ22を備えるコントローラ2cとを別体に設けているから、各コントローラ2a,2cでの消費電力は人感センサ21と明るさセンサ22とをともに備えるものに比較すると少なくなり、結果的に電池の交換頻度を低減することが可能になる。
【0033】
しかして、本実施形態に用いる照明器具1では、明るさセンサ22を備えるコントローラ2cからのワイヤレス信号を受信すると、明るさセンサ22により検知した周囲が明るいか暗いかの情報を記憶する。照明器具1では、周囲が暗いことを記憶している間に、人感センサ21を備えるコントローラ2aから規定の範囲内での人の存在を検出したことを通知するワイヤレス信号が伝送されると、照明器具1のランプ(図示せず)を点灯させるのである。
【0034】
ところで、従来構成において説明したように、2台のコントローラ2a,2cを設けていると、両コントローラ2a,2cから送信されるワイヤレス信号が照明装置1において重なり合うことがあり、照明器具1においてワイヤレス信号の内容を復元できないことがある。明るさセンサ22を備えるコントローラ2cでは、1分毎など周期的に送信データを伝送しているから、コントローラ2aからのワイヤレス信号との衝突によって受信データを復元できない場合があったとしても、そのような状態は一過性であり、照明器具1では数分後には明るさに関する情報を知ることができる。しかしながら、人感センサ21を備えるコントローラ2aからの出力は、人の存否が検知されたときにのみ発生するから確実に受信する必要がある。つまり、コントローラ2aからのワイヤレス信号をコントローラ2cからのワイヤレス信号に優先させて照明器具1に受信させる必要がある。
【0035】
そこで、本実施形態では、照明器具1において受信されるコントローラ2aからのワイヤレス信号の受信強度がコントローラ2cからのワイヤレス信号の受信強度よりも大きくなるように、両コントローラ2a、2cの送信強度を異ならせてある。なお、両コントローラ2a,2cから照明器具1までの間のワイヤレス信号の減衰率は同程度とみなす。いま、変調方式としてFSK変調を採用しているものとする。ここで、図4(b)に示すようにコントローラ2cからワイヤレス信号(他の実施形態と同様に、送信データを示している)が送信されている間に、図4(a)のようにコントローラ2aからワイヤレス信号が送出された場合を想定する。照明器具1ではコントローラ2aからのワイヤレス信号の受信強度をコントローラ2cからのワイヤレス信号よりも大きく設定しているから、受信強度の差が十分にあれば、コントローラ2cからのワイヤレス信号が存在していたとしても、コントローラ2aからのワイヤレス信号を受信することが可能になる。つまり、図4(c)に太線で示すように、コントローラ2aからのワイヤレス信号の内容が復元されることになる。このようにして、人感センサ21で人の存在が検知されたことを照明器具1に通知することができ、結果的にコントローラ2aの動作に従ってランプ10の点灯状態を制御することが可能になる。
【0036】
ワイヤレス信号の送信強度をコントローラ2a,2cにおいて調節するための構成例を図5に示す。図5(a)に示すものは、送信回路26に2個の送信アンプ43a,43bを設け、切換スイッチSWにより送信アンプ43aを1段だけ用いる状態と、2段の送信アンプ43a,43bを用いる状態とを選択可能としたものである。したがって、送信アンプ43a,43bを2段用いるほうがワイヤレス信号の出力を大きくとることができる。つまり、人感センサ21を備えるコントローラ2aにおいては2段の送信アンプ43a,43bを用い、明るさセンサ22を備えるコントローラ2cにおいては1段だけ送信アンプ43aを用いるようにすればよい。
【0037】
また、図5(b)に示すように、利得の異なる2個のアンテナ25a,25bを設け、送信アンプ43に接続するアンテナ25a,25bを切換スイッチSWにより選択する構成を採用してもよい。いま、アンテナ25aの利得がアンテナ25bの利得よりも大きいとすれば、人感センサ21を備えるコントローラ2aでは利得の大きいアンテナ25aを選択し、明るさセンサ22を備えるコントローラ2cでは利得の小さいアンテナ25bを選択すればよい。
【0038】
コントローラ2a,2cからのワイヤレス信号の送信強度を変化させるには、送信アンプ43とアンテナ25とのマッチング量を変化させたり、コントローラ2a,2cにおいてアンテナ25を覆う材料としてワイヤレス信号の透過性が異なる材料を用いたり、アンテナ25として指向性のものを用いるとともに最大放射方向を変化させたりするなど、周知の技術を用いることも可能である。他の構成および動作は第1の実施の形態と同様である。
【0039】
(第3の実施の形態)
本実施形態は、図6に示すように、明るさセンサ22を備えるコントローラ2を1台だけ用い、周囲が暗くなると照明器具1のランプを点灯させ、周囲が明るいときに照明器具1のランプを消灯させる例について説明する。この種の照明装置は、周囲の明るさによって照明器具1のランプが自動的に点滅するから、玄関、門、ポーチ、外階段などにおいて用いることができる。この種の用途では、周囲の明るさの変化は15分間隔程度で検出すればよいから、コントローラ2は明るさセンサ22の出力に対応するワイヤレス信号を15分周期で照明器具1に送信するものとする。
【0040】
ここで、コントローラ2からワイヤレス信号を送信している間に、雷、火花、スイッチの入切などに伴うパルス性のノイズが発生したとすると、コントローラ2からのワイヤレス信号の一部にノイズが混入し、照明器具1では受信データを復元できないことがある。
【0041】
そこで、本実施形態では、照明器具1のランプの点灯と消灯とを送信データのビット長によって区別し、ビット長が長いほどワイヤレス信号の信号長が長くなる変調方式を採用するとともに、照明器具1においてはワイヤレス信号の信号長に応じてランプの点灯と消灯とを識別する構成を採用している。この種の変調方式としてはFSK変調を採用することができる。いま、点灯を指示する送信データのビット長を150ビットに決め、消灯を指示する送信データのビット長を100ビットに決めているものとする。
【0042】
図7はコントローラ2から照明器具1のランプを点灯させる際の動作を示しており、この場合には、図7(a)のように送信データが150ビットになる。この送信データに従ってワイヤレス信号を送信している間に図7(b)のようにパルス性のノイズが発生したとすると、図7(c)のように照明器具1では送信データの一部が破損した受信データしか復元できないことになる。ただし、本実施形態のワイヤレス信号では点灯か消灯かの区別をするためにビット長に着目すればよいから、受信データの一部が破損していたとしても、照明器具1ではビット長がほぼ150ビットであることを知ることは可能である。したがって、受信データの一部を正確に復元することができない場合でもランプを点灯させることが可能になる。
【0043】
図8はコントローラ2から照明器具1のランプを消灯させる際の動作を示しており、この場合には、図8(a)のように送信データが100ビットになる。この送信データに従ってワイヤレス信号を送信している間に図8(b)のようにパルス性のノイズが発生した場合も、図8(c)のように照明器具1では送信データの一部が破損した受信データしか復元できない。しかしながら、受信データのビット長に着目すれば、受信データの一部が破損していたとしても、照明器具1ではビット長がほぼ100ビットであることを知ることが可能である。つまり、パルス性のノイズが発生したとしてもランプを消灯させることが可能になる。
【0044】
上述したように、本実施形態では、コントローラ2からのワイヤレス信号から受信データを正確に復元することができない場合であっても、識別しようとする送信データのビット長に十分に大きな差を設けておけば、照明器具1ではビット長によって指示内容を把握することができ、たとえば、防犯用途でランプを点灯させる場合や、地震のような非常時にランプを点灯させる場合のように、優先度や緊急度の高い状態が生じたときに、それらの状態に対応する指示内容を送信データのビット長によって識別可能としておけば、ワイヤレス信号にパルス性のノイズが混入して受信データを正確に復元できない場合でも、コントローラ2からの指示内容を照明器具1に伝達することが可能になる。つまり、受信データを完全には復元できない場合でもワイヤレス信号に呼応して照明器具1を制御することができるから、たとえば、照明器具1を目的に応じた安全側に動作させるというような最低限の動作は行わせることが可能であって、照明装置のシステムとして安全に動作させることが可能になる。
【0045】
なお、上述のようにして受信データの一部が破損しているにもかかわらず、ビット長によって指示内容を識別したときに、ただちに指示内容に従う動作を行うのではなく、ランプを点滅させるなどの方法で、受信データが復元できなかった旨を使用者に通知するようにしてもよい。このような通知を行えば、使用者はノイズの有無を知ることができ、ノイズ源を除去するなどの対応が可能になる。さらに、明るさセンサ22を設けたコントローラ2を例示したが、人感センサやスイッチのような他のトリガ手段を設けてもよいのはもちろんのことであり、また、データのビット長も一例であって限定する趣旨ではない。他の構成および動作は第1の実施の形態と同様である。
【0046】
(第4の実施の形態)
本実施形態は、基本的な構成は図6に示した第3の実施の形態と同様の構成になる。したがって、以下の説明において構成については図6を参照するものとする。ただし、第3の実施の形態では送信データのビット長によって照明器具1への指示内容を区別可能としていたのに対して、本実施形態では、1回のトリガに対して送信するワイヤレス信号の送信回数によって照明器具1への指示内容を区別可能とするものである。たとえば、点灯を指示する場合には1回のトリガに対して繰り返し送信するワイヤレス信号の送信回数を3回とし、消灯を指示する場合はワイヤレス信号を1回だけ送信するものとする。
【0047】
図9はコントローラ2から照明器具1のランプを点灯させる際の動作を示しており、この場合には、図9(a)のようにワイヤレス信号(図では送信データを示している)の送信回数が3回になっている。ワイヤレス信号を送信している間に図9(b)のようにパルス性のノイズが発生したとする。図示例ではノイズが繰り返し発生しており(モータの回転に伴うノイズや自動車のイグニションノイズなど、繰り返し発生するノイズは広く存在する)、図9(c)のように照明器具1では送信データの一部が破損した受信データしか復元できない。しかしながら、本実施形態ではワイヤレス信号の送信回数に着目すればよいから、受信データの一部が破損していたとしても、照明器具1では規定の時間内(つまり、最初のワイヤレス信号を受信した後にワイヤレス信号を3回受信するのに要する時間)におけるワイヤレス信号の受信回数を計数することによって、受信データの一部を正確に復元することができない場合でもランプを点灯させることが可能になる。
【0048】
図10はコントローラ2から照明器具1のランプを消灯させる際の動作を示しており、この場合には、図10(a)のようにワイヤレス信号の送信回数が1回になっている。ワイヤレス信号を送信している間に図10(b)のようにパルス性のノイズが発生した場合も、図10(c)のように照明器具1では送信データの一部が破損した受信データしか復元できない。しかしながら、上述した規定の時間内でのワイヤレス信号の受信回数を計数すれば、受信データの一部が破損していたとしても、照明器具1ではワイヤレス信号が規定の時間内に1回だけ受信されたことを知ることが可能である。つまり、パルス性のノイズが発生したとしてもランプを消灯させることが可能になる。
【0049】
上述したように、本実施形態では、コントローラ2からのワイヤレス信号から受信データを正確に復元することができない場合であっても、ワイヤレス信号の受信回数によってコントローラ2からの指示内容を把握することができ、たとえば、防犯用途でランプを点灯させる場合や、地震のような非常時にランプを点灯させる場合のように、優先度や緊急度の高い状態が生じたときに、それらの状態に対応する指示内容をワイヤレス信号の送信回数で識別可能としておけば、ワイヤレス信号にパルス性のノイズが混入して受信データを正確に復元できない場合でも、コントローラ2からの指示内容を照明器具1に伝達することが可能になる。つまり、受信データを完全には復元できない場合でもワイヤレス信号に呼応して照明器具1を制御することができるから、たとえば、照明器具1を目的に応じた安全側に動作させるというような最低限の動作は行わせることが可能であって、照明装置のシステムとして安全に動作させることが可能になる。
【0050】
なお、上述のようにして受信データの一部が破損しているにもかかわらず、ワイヤレス信号の受信回数によって指示内容を識別したときに、ただちに指示内容に従う動作を行うのではなく、ランプを点滅させるなどの方法で、受信データが復元できなかった旨を使用者に通知するようにしてもよい。このような通知を行えば、使用者はノイズの有無を知ることができ、ノイズ源を除去するなどの対応が可能になる。さらに、明るさセンサ22を設けたコントローラ2を例示したが、人感センサやスイッチのような他のトリガ手段を設けてもよいのはもちろんのことであり、また、本実施形態の構成では、複数個のコントローラ2を設けられている場合に、各コントローラ2からのワイヤレス信号が衝突したときに、ランプの点灯を優先するように照明器具1を構成しておくことが可能である。上述の実施形態において、ワイヤレス信号の送信回数は一例であって限定する趣旨ではない。他の構成および動作は第3の実施の形態と同様である。
【0051】
ところで、第3の実施の形態では受信データのビット長によって照明器具1への指示を推測し、第4の実施の形態ではワイヤレス信号の受信回数によって照明器具1への指示を推測しているが、ワイヤレス信号を複数回繰り返して送信するとともに、指示内容に応じてワイヤレス信号の送信間隔を異ならせるようにしてもよく、この場合には照明器具1ではワイヤレス信号を受信した時間間隔によって指示を推測することになる。受信データのビット長、ワイヤレス信号の受信回数、ワイヤレス信号を受信した時間間隔は適宜に組み合わせて用いることも可能であり、一般的に言えば、用いる情報の種類が多いほど正確な推測が可能になる。
【0052】
(第5の実施の形態)
本実施形態は、基本的な構成は図3に示した第2の実施の形態と同様の構成になる。したがって、以下の説明において構成については図3を参照するものとする。ただし、第2の実施の形態では、各コントローラ2a,2cについて、ワイヤレス信号の送信強度に差を持たせるのみであったのに対して、本実施形態では、ワイヤレス信号の送信強度に加えて、第1の実施の形態と同様に、ワイヤレス信号の送信回数についてもコントローラ2a,2cごとに差を持たせている。
【0053】
本実施形態では、図11(a)のようにワイヤレス信号の送信強度が大きいほう(太線は送信強度が大きいことを意味している)のコントローラ2aについては1回のトリガに対して送信するワイヤレス信号の送信回数を1回とし、図11(b)のようにワイヤレス信号の送信強度が小さいほうのコントローラ2cについては1回のトリガに対して送信するワイヤレス信号の送信回数を3回としてある。要するに、ワイヤレス信号に衝突が生じるときに優先して照明器具1に受信させようとする送信データを送信するコントローラ2aについては送信強度を大きくする代わりに送信回数を少なくし、優先度の低い他方のコントローラ2cについては送信強度を小さくする代わりに送信回数を多くすることによって、コントローラ2aからの送信が終了した後に照明器具1にワイヤレス信号を受信させようとしているのである。
【0054】
上述の動作によって、第1の実施の形態と第2の実施の形態との動作を組み合わせた形になり、図11(c)のように、照明器具1においては、コントローラ2a,2cからのワイヤレス信号が衝突するときには送信強度の大きいコントローラ2aからのワイヤレス信号による受信データが復元され、コントローラ2aからのワイヤレス信号が停止した後にもコントローラ2cからのワイヤレス信号は送信されているから、このワイヤレス信号はコントローラ2aからのワイヤレス信号と衝突することなく受信データが復元されることになる。ここにおいて、コントローラ2cがワイヤレス信号を3回送信するのに要する時間をTとするときに、送信強度の大きいワイヤレス信号を送信するコントローラ2aにおいて、ワイヤレス信号を1回送信した後のT/2の間には次のワイヤレス信号を送信しないように設定しておけば、コントローラ2aから2回目のワイヤレス信号が発生しても、2回目のワイヤレス信号がコントローラ2bからのワイヤレス信号と衝突するのを防止できる。
【0055】
以上説明したように、本実施形態の構成では、2台のコントローラ2a,2cからのワイヤレス信号が衝突する場合であっても、両コントローラ2a,2bからのワイヤレス信号の内容をともに照明器具1に受信させることが可能なる。他の構成および動作は第2の実施の形態と同様である。
【0056】
(第6の実施の形態)
本実施形態は、第1の実施の形態と第2の実施の形態との技術を併用することによって、複数種類のワイヤレス信号に優先順位を設定するものである。この技術の使用例として、図12に3台のコントローラ2を用いた場合を示す。各コントローラ2は、それぞれ人感センサ21と明るさセンサ22と手操作するスイッチ24とをトリガ手段20(図14参照)として備える。コントローラ2は複数の照明器具1を制御可能であるものとし、複数台のコントローラ2を用いて住宅内のすべての照明器具1を制御することができるものとする。さらに、各コントローラ2は、人感センサ21により検知される人の存否と、明るさセンサ22により検知される明るさと、スイッチ24の操作との情報を送信データとして照明器具1に伝送し、さらに照明器具1からは負荷であるランプの点灯状態がコントローラ2に返送されるものとする。照明器具1からコントローラ2に返送されたワイヤレス信号は、コントローラ2に設けた表示灯のような負荷の点滅に用いられる。つまり、上述した実施形態では、照明器具1において受信手段のみを設けていたのに対して、本実施形態では照明器具1においてもコントローラ2と同様の送信手段を設け、逆にコントローラ2においては送信手段だけではなく照明器具1と同様の受信手段を持たせている。ただし、図12においてはコントローラ2の受信手段の構成については図示していない。
【0057】
上述のような4種類の情報の優先順位について検討すると、人感センサ21により人が検知されたときには照明器具1にランプの点灯を指示する必要があるから、人感センサ21の出力に対応する送信データは優先順位がもっとも高いと言える。一方、明るさセンサ22により得られる周囲の明るさの情報は一般に日光の光量に関する情報であって急激な変化はなく、しかも上述した各実施形態と同様に周期的に送信するように設定することができるから、送信データの伝送を失敗することがあっても、後には必要な情報がほぼ確実に伝送されるから優先順位は低くてもよい。さらに、照明器具1からランプの点灯状態を返送することについては、即時性が要求されておらず、しかもこの情報は必須というわけではないから、人感センサ21により検知される人の存否の情報よりも優先順位を下げてある。ただし、この情報は再送されないから、他の情報よりは優先順位を高くしておくことが望ましい。また、スイッチ24の操作の情報については、即時性が要求されるものの、送信データの伝送に失敗しても人がスイッチ24をもう一度操作すればよいから、照明器具1からのランプの点灯状態の返送よりも低くしてある。ただし、明るさセンサ22により検知される明るさの情報は自動的に送信されるのに対して、スイッチ24の操作は手動になるから、明るさセンサ22により検知される明るさの情報よりは優先順位を高くしてある。
【0058】
要するに、人感センサ21による人の検知の情報、照明器具1からのランプの点灯状態の情報、スイッチ24の操作の情報、明るさセンサ22により検知される明るさの情報の順に優先順位を設定しているのである。
【0059】
しかして、ワイヤレス信号の衝突時の優先順位を4段階に設定するために、本実施形態では、ワイヤレス信号の送信強度と、コントローラ2が送信するワイヤレス信号の送信回数との組合せを用いている。つまり、ワイヤレス信号の送信回数については3回と1回との2種類を用いており、第1の実施の形態において説明したように、ワイヤレス信号を3回送信することによって1回だけ送信する場合よりも照明器具1で受信データを復元できる可能性が高くなる。また、送信強度についても大小2段階に設定してあり、第2の実施の形態において説明したように、ワイヤレス信号の送信強度の大きいほうが小さいほうよりも照明器具1で受信データを復元できる可能性が高くなる。したがって、(送信強度,送信回数)の組について照明器具1において受信データを復元できる可能性が高い順を示すと、(大,3回)、(大,1回)、(小,3回)、(小,1回)になる。すなわち、人感センサ21による人の検知の情報は(大,3回)、照明器具1からのランプの点灯状態の情報は(大,1回)、スイッチ24の操作の情報は(小,3回)、明るさセンサ22により検知される明るさの情報は(小,1回)に対応付けているのである。
【0060】
上述のようにして、ワイヤレス信号に衝突が生じたときにも優先順位の高い順に照明器具1に伝送することが可能になる。なお、上述の例では優先順位を4段階に設定しているが、送信強度と送信回数とを2段階ずつではなく適宜に設定することによって、優先順位の段数を変更することが可能である。たとえば、送信強度を大、中、小の3段階とし、送信回数を5回、3回、1回の3段階とすれば、9種類の情報に優先順位を設定して伝送することが可能になる。
【0061】
【発明の効果】
請求項1の発明は、ランプを負荷として備える照明器具と、照明器具とは別体であってランプの点灯状態をワイヤレス信号によって指示するコントローラとを備える照明装置であって、少なくともコントローラに設けられ送信データを含むワイヤレス信号を伝送する送信手段と、少なくとも照明器具に設けられ送信手段からのワイヤレス信号を受信して送信データの内容に相当する受信データを復元し受信データの内容に応じて負荷を制御する受信手段とを備え、送信手段では、受信手段において異なる情報を含む複数のワイヤレス信号の少なくとも一部が重なり合っていてもいずれか1つのワイヤレス信号から受信データが復元可能となるようにワイヤレス信号の信号形態の種類が設定され、この信号形態は複数種類の異なる信号形態からワイヤレス信号の情報の内容に対応付けて選択されるものであり、情報の内容に応じてワイヤレス信号の信号形態を異ならせていることにより、受信手段において複数のワイヤレス信号の少なくとも一部が重なり合って受信されたとしても、いずれか1つのワイヤレス信号については送信データによる指示内容を判断できる可能性が高くなり、送信データにより指示された内容で負荷を制御することが可能になる。
【0062】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号を固定長とし、ワイヤレス信号の信号形態の種類を同内容のワイヤレス信号の送信回数とし、前記受信データを復元させる優先度の高い情報ほど送信回数を多く設定するものであり、送信手段においてワイヤレス信号の送信回数を異ならせるだけで、優先順位の高い情報を受信手段に確実に伝送することができる。
【0063】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号の信号形態の種類をワイヤレス信号の送信強度とし、前記受信データを復元させる優先度の高い情報ほど送信強度を大きく設定するものであり、送信手段においてワイヤレス信号の送信強度を異ならせるだけで、優先順位の高い情報を受信手段に確実に伝送することができる。
【0064】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号の信号形態の種類をワイヤレス信号の信号長とし、前記受信手段ではワイヤレス信号の信号長を判別することにより送信データの内容を推定するものであり、ワイヤレス信号の信号長を送信データの内容に応じて異ならせるから、ワイヤレス信号の内容を判別できない場合であっても信号長によって送信データによる指示内容を受信データとして復元できる可能性が高くなる。とくに、この構成を採用することによって、一過性のノイズが発生する場合のように、ワイヤレス信号の一部のみが破損するような環境で使用する場合におけるワイヤレス信号の伝送の信頼性を高めることができる。
【0065】
請求項5の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号の信号形態の種類を同内容のワイヤレス信号の送信回数とし、前記受信手段では規定の時間内におけるワイヤレス信号の受信回数を判別することにより送信データの内容を推定するものであり、ワイヤレス信号の送信回数を送信データの内容に応じて異ならせておき、受信手段では規定の時間内での受信回数を判別するから、ワイヤレス信号の内容を判別できない場合であっても受信回数によって送信データにより指示内容を受信データとして復元できる可能性が高くなる。とくに、この構成を採用することによって、一過性のノイズが周期的に発生する場合のように、ワイヤレス信号の一部のみが破損するような環境で使用する場合におけるワイヤレス信号の伝送の信頼性を高めることができる。
【0066】
請求項6の発明は、請求項1の発明において、前記ワイヤレス信号の信号形態の種類を同内容のワイヤレス信号の送信回数とワイヤレス信号の送信強度との組合せとし、前記受信データを復元させる優先度の高い情報ほど送信強度を大きく設定するとともに送信回数を多く設定するものであり、ワイヤレス信号の送信強度と送信回数との組合せによって、優先度を3段階以上に設定することが可能になる。すなわち、3種類以上の異なる種類の送信データを含むワイヤレス信号の一部が重複して受信手段に受信されたとしても1種類の送信データについては受信データとして復元される可能性が高くなる。
【0067】
請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6の発明において、前記コントローラに、規定した範囲内での人の存否を検出する人感センサを設け、人感センサによる人の検知を送信データとしてコントローラから前記ワイヤレス信号を送信するものであり、人の検知の有無に応じたランプの点灯状態の制御が可能になる。
【0068】
請求項8の発明は、請求項1ないし請求項6の発明において、前記コントローラに、周囲の明るさを検出する明るさセンサを設け、明るさセンサにより検知される明るさの情報を送信データとしてコントローラから前記ワイヤレス信号を送信するものであり、周囲の明るさに応じたランプの点灯状態の制御が可能になる。
【0069】
請求項9の発明は、請求項1ないし請求項6の発明において、前記コントローラに、規定した範囲内での人の存否を検出する人感センサと周囲の明るさを検出する明るさセンサとを設け、人感センサによる人の検知と明るさセンサにより検知される明るさの情報とを送信データとしてコントローラから前記ワイヤレス信号を送信するものであり、人の検知の有無と周囲の明るさとを適宜に組み合わせてランプの点灯状態を制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】同上の動作説明図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図である。
【図4】同上の動作説明図である。
【図5】(a)(b)はそれぞれ同上に用いるコントローラの構成例を示す要部ブロック図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態を示すブロック図である。
【図7】同上の動作説明図である。
【図8】同上の動作説明図である。
【図9】本発明の第4の実施の形態の動作説明図である。
【図10】同上の動作説明図である。
【図11】本発明の第5の実施の形態を示す動作説明図である。
【図12】本発明の第6の実施の形態を示すブロック図である。
【図13】同上の動作説明図である。
【図14】本発明に用いるコントローラの基本的な構成を示すブロック図である。
【図15】本発明に用いる照明器具の基本的な構成を示すブロック図である。
【図16】従来構成を示すブロック図である。
【図17】他の従来構成を示すブロック図である。
【図18】同上の使用例を示すブロック図である。
【図19】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
1 照明器具
2,2a,2b,2c コントローラ
10 ランプ
16 受信回路
21 人感センサ
22 明るさセンサ
26 送信回路
Claims (9)
- ランプを負荷として備える照明器具と、照明器具とは別体であってランプの点灯状態をワイヤレス信号によって指示するコントローラとを備える照明装置であって、少なくともコントローラに設けられ送信データを含むワイヤレス信号を伝送する送信手段と、少なくとも照明器具に設けられ送信手段からのワイヤレス信号を受信して送信データの内容に相当する受信データを復元し受信データの内容に応じて負荷を制御する受信手段とを備え、送信手段では、受信手段において異なる情報を含む複数のワイヤレス信号の少なくとも一部が重なり合っていてもいずれか1つのワイヤレス信号から受信データが復元可能となるようにワイヤレス信号の信号形態の種類が設定され、この信号形態は複数種類の異なる信号形態からワイヤレス信号の情報の内容に対応付けて選択されることを特徴とする照明装置。
- 前記ワイヤレス信号を固定長とし、ワイヤレス信号の信号形態の種類を同内容のワイヤレス信号の送信回数とし、前記受信データを復元させる優先度の高い情報ほど送信回数を多く設定することを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記ワイヤレス信号の信号形態の種類をワイヤレス信号の送信強度とし、前記受信データを復元させる優先度の高い情報ほど送信強度を大きく設定することを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記ワイヤレス信号の信号形態の種類をワイヤレス信号の信号長とし、前記受信手段ではワイヤレス信号の信号長を判別することにより送信データの内容を推定することを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記ワイヤレス信号の信号形態の種類を同内容のワイヤレス信号の送信回数とし、前記受信手段では規定の時間内におけるワイヤレス信号の受信回数を判別することにより送信データの内容を推定することを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記ワイヤレス信号の信号形態の種類を同内容のワイヤレス信号の送信回数とワイヤレス信号の送信強度との組合せとし、前記受信データを復元させる優先度の高い情報ほど送信強度を大きく設定するとともに送信回数を多く設定することを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記コントローラに、規定した範囲内での人の存否を検出する人感センサを設け、人感センサによる人の検知を送信データとしてコントローラから前記ワイヤレス信号を送信することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記コントローラに、周囲の明るさを検出する明るさセンサを設け、明るさセンサにより検知される明るさの情報を送信データとしてコントローラから前記ワイヤレス信号を送信することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記コントローラに、規定した範囲内での人の存否を検出する人感センサと周囲の明るさを検出する明るさセンサとを設け、人感センサによる人の検知と明るさセンサにより検知される明るさの情報とを送信データとしてコントローラから前記ワイヤレス信号を送信することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の照明装置。
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