JP4529797B2 - 熱線センサ付スイッチ - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、熱線センサ及び照度センサの検出に基づいて照明負荷を制御する熱線センサ付スイッチに関するものである。
熱線センサ付スイッチは、人体からの熱線の変化を検出し、その検出に基づいて人の移動を検知する熱線センサ(例えばPIR(Passive Infrared)センサなど)を一体に備え、上記熱線センサからの検知信号に基づいて、例えば複数の照明器具を含む照明負荷を自動で制御する自動スイッチである。
従来、この種の熱線センサ付スイッチ80は、図7(a)に示すように、複数の照明器具20・・・を含む照明負荷2とともに照明システム8を構成し、熱線センサからの検知信号に基づいて照明負荷2の各照明器具20を点灯させるものである。ところが、上記照明システム8では、熱線センサ付スイッチ80の熱線センサの検知範囲から人がいなくなったり、人体の熱線を検出してから一定時間が経過したりすると、照明負荷2のすべての照明器具20・・・が消灯し、周囲が真っ暗になってしまうという問題があった。
上記問題を解決するための一例として、図7(b)に示すような、スイッチ81をオンにすると常に照明負荷3の各照明器具30を点灯させる照明システム8aを、図7(a)の照明システム8と同時に用いて、図7(c)のように、部屋82に、熱線センサに連動して点灯する照明器具20・・・の間に、常に点灯する照明器具30,30を設置するものがある。ところが、上記照明システム8aを照明システム8と同時に用いたものは、スイッチ81をオフにする操作を手動で行わない限り、周囲が明るい場合も各照明器具30が点灯したままであるという別の問題が発生した。
一方、図8(a)に示すように、調光制御に対応した照明器具83と、上記照明器具83を制御する熱線センサ付スイッチ84とを備える照明システム8bがある。上記照明システム8bでは、熱線センサ付スイッチ84の熱線センサの検知範囲から人がいなくなったり、人体の熱線を検出してから一定時間が経過したりすると、熱線センサ付スイッチ84が、照明器具83に調光信号を送信して調光制御を行い、照明器具83の照度を下げて点灯させる。図8(b)には、時間に対する検知信号及び照明器具83の明るさを示しているが、熱線センサの検知信号が出力されてから予め設定された遅れ時間Tでは、照明器具83は明るく点灯し、その後、消灯することなく照度を下げて点灯する。ところが、上記照明システム8bでは、照明器具83が、調光制御に対応した高価なものに限定されるという別の問題が発生した。
上記のような照明システムとは別に、熱線センサ及び照度センサを含む熱線センサ付スイッチを用いて、複数の照明負荷を制御する他の照明システムがある。上記他の照明システムでは、照度センサの検出照度が予め決められた点灯照度以下になると、複数の照明負荷のうち一の照明負荷の各照明器具が点灯するので、熱線センサが人体からの熱線を検出していないときに真っ暗になることを防止する。
なお、特許文献1には、照度が点灯照度より小さくなったときに点灯した照明器具を消灯させる消灯照度を点灯照度より大きく設定した照明器具の点灯制御装置が開示されている。
特開平10−199682号公報(第2頁−第5頁及び第2図)
しかしながら、上記他の照明システムにおいて、上記従来の熱線センサ付スイッチは、点灯照度が予め決められた照度に固定されているので、照度センサの検出照度が点灯照度以下になり、複数の照明負荷のうち一の照明負荷の各照明器具が点灯したときに、照度センサに各照明器具の明かりが回り込んで照度が点灯照度より大きくなることにより、各照明器具がすぐに消灯することが発生した。これにより、点灯と消灯を繰り返すという問題があった。
また、従来の熱線センサ付スイッチにおいて、点灯照度とともに消灯照度を予め固定して設定したとしても、上記従来の熱線センサ付スイッチは、照明負荷との距離を自由に決めて設置されるので、上記一の照明負荷の各照明器具の明かりが照度センサに回り込む割合が設置状況により異なってしまう。このため、図9に示すように、照度センサの検出照度X1が点灯照度L4以下になり上記一の照明負荷の各照明器具が点灯したときに、各照明器具の明かりが照度センサに回り込んで上昇した照度X2が消灯照度L5より大きくなって、各照明器具がすぐに消灯してしまう。これにより、点灯と消灯を繰り返すという問題を解決することができなかった。一方、上記設置状況により、消灯照度がL6の値になり最大照度X3より大きく場合もあり、照明負荷の各照明器具が一旦点灯すると消灯しなくなる場合もあった。なお、図9において、Aは、複数の照明負荷の各照明器具を点灯させていない場合の照度を示し、Bは、複数の照明負荷のうち一の照明負荷の各照明器具を点灯させた場合の照度を示している。
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、照明負荷による点灯と消灯の繰り返しを防止し、照明負荷を安定に点灯させて一定の明るさを得ることができる熱線センサ付スイッチを提供することにある。
請求項1に記載の発明は、商用電源からの電力が供給されると点灯する複数の照明負荷と接続する熱線センサ付スイッチであって、周囲の照度を検出する照度センサと、人体からの熱線を検出する熱線センサと、前記複数の照明負荷のうち一の照明負荷に対して前記電力を前記熱線センサの検出に応じて供給するとともに、前記複数の照明負荷のうち他の照明負荷に対して前記電力を、前記照度センサの検出照度が予め設定される第1の設定照度以上になった場合、前記熱線センサの検出に応じて供給し、前記照度センサの検出照度が前記第1の設定照度より小さく設定される第2の設定照度以下になった場合、前記照度センサの検出照度が前記第1の設定照度になるまで連続的に供給する制御手段と、前記第1の設定照度が、前記照度センサの検出照度が前記第2の設定照度以下になったときに前記他の照明負荷の点灯により大きくなった照度より大きく、前記他の照明負荷が点灯した状態での最大照度より小さくなるように、前記第1の設定照度及び前記第2の設定照度を可変して設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
この構成では、複数の照明負荷の設置状況に応じて第1の設定照度及び第2の設定照度を設定することができるので、照度センサの検出照度が第2の設定照度以下になったときに、複数の照明負荷のうち他の照明負荷による点灯及び消灯の繰り返しを防止し、他の照明負荷を安定に点灯させて一定の明るさを得ることができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記設定手段が、前記第2の設定照度に対する前記第1の設定照度の比率を1以上の範囲で可変することにより、前記第1の設定照度を設定することを特徴とする。この構成では、第1の設定照度が第2の設定照度より小さくなることを防止することができるので、第2の設定照度の大きさを気にすることなく第1の設定照度を設定することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記設定手段が、前記第1の設定照度より大きい第3の設定照度を設定し、前記照度センサの検出照度が前記第3の設定照度以上の範囲である場合、前記制御手段が、前記複数の照明負荷への前記電力の供給を常に停止することを特徴とする。この構成では、照度センサの検出照度が第3の設定照度以上になって明るい場合に、すべての照明負荷の点灯を防止することができるので、消費電力を低減することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記照度センサの検出照度が前記第2の設定照度より大きい場合、前記制御手段が、前記熱線センサの検出に応じて前記複数の照明負荷に対して前記電力を供給した後、前記他の照明負荷に対して前記電力を、前記照度センサの検出照度が前記第1の設定照度になるまで連続して供給することを特徴とする。この構成では、熱線センサが人体からの熱線を検出する時間が長く、途中で周囲の照度が小さくなった場合であっても、すべての照明負荷が消灯して真っ暗になることを防止することができる。
本発明によれば、照明負荷による点灯及び消灯の繰り返しを防止し、照明負荷を安定に点灯させて一定の明るさを得ることができる。
(実施形態1)
本発明の実施形態1について図1〜5を用いて説明する。図1は、実施形態1の熱線センサ付スイッチの構成を示すブロック図である。図2は、実施形態1の照明システムの構成図である。図3は、実施形態1の熱線センサ付スイッチの下面図である。図4は、実施形態1の照明システムの動作を表す図である。図5は、照明システムの照度に対する各照明負荷の点灯状態及び消灯状態を表す図である。
先ず、実施形態1の基本的な構成について説明する。実施形態1の熱線センサ付スイッチ1は、図2に示すように、2つの照明負荷2,3、2つの子器4,4及び外部機器5とともに照明システムSを構成している。各照明負荷2,3は、例えば蛍光灯などの照明器具20・・・,30・・・を含んでいるものであり、熱線センサ付スイッチ1と接続している。各照明器具20・・・,30・・・は、商用電源ACからの電力が熱線センサ付スイッチ1を介して供給されると点灯する。各子器4は、後述する熱線センサ付スイッチ1の熱線センサ120及び照度センサ124(図1参照)と同様の機能を有する熱線センサ及び照度センサを備え、例えば、熱線センサ付スイッチ1を設置するだけの広さを有しない場所に設置されるものである。上記各子器4は、熱線センサ及び照度センサからの検知信号を、後述する熱線センサ付スイッチ1の信号処理部13(図1参照)に出力する。外部機器5は、信号処理部13(図1参照)と接続し、ユーザの操作に基づく外部信号を信号処理部13に出力する。
熱線センサ付スイッチ1は、図1に示すように、ボディ(図示せず)と、プレート10(図3参照)と、電源回路部11と、センサ検知部12と、信号処理部13と、出力駆動部14と、設定部15とを備え、プレート10の下面を露出するようにして天井などに設置されるものである。上記熱線センサ付スイッチ1は、子器4及び外部機器5と接続するとともに、電源端子16、主回路端子17、副回路端子18において、それぞれ商用電源AC、照明負荷2,3と接続している。
プレート10は、図3に示すように、下側から見ると略円状に形成され、ボディ(図示せず)と嵌合するものである。
電源回路部11は、図1に示すように、センサ検知部12、信号処理部13及び出力駆動部14と接続している。上記電源回路部11は、商用電源ACから電源端子16を介して供給される電力をセンサ検知部12、信号処理部13及び出力駆動部14に出力する。
センサ検知部12は、熱線センサ120と、アンプ121と、コンパレータ部122と、信号処理部123と、照度センサ124とを備え、電源回路部11及び信号処理部13と接続し、電源回路部11から供給される電力により動作している。
熱線センサ120は、例えばPIRセンサなどであり、プレート10(図3参照)の中央部に設けられているものであり、人体からの熱線を検出する。アンプ121は、熱線センサ120が上記熱線を検出したときに、熱線センサ120からの信号を増幅してコンパレータ部122に出力する。コンパレータ部122及び信号処理部123は、アンプ121からの信号に基づいて検知信号を作成し、上記検知信号を信号処理部13に出力する。照度センサ124は、熱線センサ120とともにプレート10(図3参照)の中央部に設けられているものであり、周囲の照度を検出し、上記検出結果に基づく照度信号を信号処理部13に出力する。
信号処理部13は、電源回路部11、センサ検知部12、出力駆動部14、設定部15、子器4及び外部機器5と接続し、電源回路部11から供給される電力により動作している。上記信号処理部13は、設定部15で予め設定されている消灯照度L1、点灯照度L2及び点灯限界照度L3(すべて図4参照)の情報を含む設定信号を入力し、上記消灯照度L1、点灯照度L2及び点灯限界照度L3を記憶する。
ここで、信号処理部13による照明負荷2,3に対する制御について説明する。先ず、照明負荷2に対する制御について説明する。信号処理部13は、照度センサ124から照度信号を入力し、照度センサ124の検出照度が点灯限界照度L3(図4参照)より小さいと判断した場合、信号処理部123からの検知信号に基づいて、照明負荷2に電力を供給させるための制御信号を出力駆動部14に出力する。また、照度センサ124の検出照度が点灯限界照度L3以上の範囲であると判断した場合、信号処理部123からの検知信号の有無に関わらず、照明負荷2への電力の供給を常に停止させ、各照明器具20を点灯させないように出力駆動部14を制御する。
一方、照明負荷3に対する制御について説明する。信号処理部13は、照度センサ124から照度信号を入力し、照度センサ124の検出照度が消灯照度L1(図4参照)以上であると判断した場合、信号処理部123からの検知信号に基づいて、照明負荷3に電力を供給するための制御信号を出力駆動部14に出力する。ただし、照度センサ124の検出照度が点灯限界照度L3以上の範囲である場合、信号処理部123からの検知信号の有無に関わらず、照明負荷3への電力の供給を常に停止させ、各照明器具30を点灯させないように出力駆動部14を制御する。また、照度センサ124の検出照度が点灯照度L2(図4参照)以下であると判断した場合、信号処理部123からの検知信号の有無に関わらず、照度センサ124の検出照度が消灯照度L1になるまで照明負荷3に電力を連続的に供給させるための制御信号を出力駆動部14に出力する。さらに、信号処理部13は、照度センサ124の検出照度が点灯照度L2より大きく、点灯限界照度L3より小さいと判断した場合、信号処理部123からの検知信号に基づいて照明負荷2,3に対して電力を供給した後、照度センサ124の検出照度が消灯照度L1になるまで照明負荷3に電力を連続して供給させるための制御信号を出力駆動部14に出力する。
上記信号処理部13は、各子器4からの検知信号及び照度信号によっても同様の動作を行う。また、外部機器5からの外部信号に基づいて、照明負荷2,3の各照明器具20,30を点灯及び消灯させるための制御信号を出力駆動部14に出力する。
出力駆動部14は、電源回路部11、信号処理部13と接続するとともに、主回路端子17及び副回路端子18を介して照明負荷2,3と接続し、信号処理部13からの照明負荷2,3の制御信号に基づいて、照明負荷2,3へ供給する電力のオンオフを行う。
設定部15は、図3に示すように、点灯照度用つまみ150と、消灯照度用つまみ151と、点灯限界照度用つまみ152とを備え、プレート10の熱線センサ120及び照度センサ124の近傍に設けられている設定手段である。点灯照度用つまみ150は、ユーザがつまみを回す操作により、点灯照度L2(図4参照)を、5Lx以下から200Lxまでの範囲で連続的に可変して設定するものである。消灯照度用つまみ151は、ユーザがつまみを回す操作により、消灯照度L1(図4参照)を、10Lxから500Lxまでの範囲で連続的に可変して設定するものである。点灯限界照度用つまみ152は、ユーザがつまみを回す操作により、40Lx以下から2000Lxまでの範囲で連続的に点灯限界照度L3(図4参照)を、可変して設定するものである。上記設定部15は、設定された消灯照度L1、点灯照度L2及び点灯限界照度L3の情報を含む設定信号を信号処理部13(図1参照)に出力する。なお、点灯照度用つまみ150、点灯照度用つまみ151及び点灯限界照度用つまみ152のそれぞれの設定範囲は、上記範囲に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設定されるものである。また、点灯照度用つまみ150、点灯照度用つまみ151及び点灯限界照度用つまみ152は、それぞれが設定する照度を、連続的に可変するのではなく、段階的に可変して設定するものであってもよい。
ここで、設定部15による消灯照度L1,点灯照度L2及び点灯限界照度L3(すべて図4参照)の設定について具体的に説明する。先ず、設定部15は、ユーザによる点灯照度用つまみ150への操作により、点灯照度L2を可変して設定する。次に、設定部15は、ユーザによる消灯照度用つまみ151への操作により、消灯照度L1が、照度センサ124の検出照度が点灯照度L2以下になったときに照明負荷3の各照明器具30(図2参照)の点灯により大きくなった照度より大きく、照明負荷3の各照明器具30が点灯した状態での最大照度より小さくなるように、消灯照度L1を可変して設定する。例えば、点灯照度L2を40Lxに設定し、点灯照度L2になって照明負荷3の各照明器具30が点灯したときの照度が80Lxとすると、消灯照度L1を100Lxに設定する。続いて、設定部15は、ユーザによる点灯限界照度用つまみ152への操作により、点灯限界照度L3を、消灯照度L1より大きくなるように可変して設定する。
次に、実施形態1の熱線センサ付スイッチ1の動作について図4を用いて説明する。図4において、Aは、照明負荷2,3の各照明器具20,30を点灯させていない場合の照度を示し、Bは、照明負荷3の各照明器具30を点灯させた場合の照度を示し、Cは、照明負荷2,3の各照明器具20,30を点灯させた場合の照度を示し、Dは、実際の照度の変化を示している。先ず、照度センサ124(図1参照)の検出照度が点灯照度L2以上、消灯照度L1以下の範囲である場合に、熱線センサ120(図1参照)が人体の熱線を検出すると(図4のt1)、照明負荷2,3(図1参照)に電力が供給され、各照明器具20,30(図2参照)が一定時間だけ点灯する。その後、照明負荷2の各照明器具20は消灯するが、照明負荷3の各照明器具30は、周囲が急に暗くなることを防止するために点灯を継続する(t2)。次に、照度センサ124の検出照度が点灯照度L2まで小さくなっても継続して点灯する(t3)。上記照明負荷3の各照明器具30が点灯を継続している状態で、熱線センサ120が人体の熱線を検出した場合、上記各照明器具30に加えて照明負荷2の各照明器具20も一定時間だけ点灯する(t4)。続いて、照度センサ124の検出照度が消灯照度L1になると、照明負荷3の各照明器具30が消灯する(t5)。その後、熱線センサ120が人体の熱線を検出した場合、照明負荷2,3の各照明器具20,30が一定時間だけ点灯する(t6)。照度センサ124の検出照度が点灯限界照度L3以上になると、熱線センサ120が人体の熱線を検出したとしても、照明負荷2,3の各照明器具20,30は消灯したままである(t7)。
上記熱線センサ付スイッチ1(図2参照)の動作により、照明負荷2,3の各照明器具20,30(図2参照)は、図5に示すような点灯状態及び消灯状態になる。つまり、採光が充分採れて明るい場合では、熱線センサ120(図1参照)による熱線の検出に関わらず、照明負荷2,3の各照明器具20,30を消灯状態にすることができる。一方、暗い場合では、熱線センサ120の動作に関わらず、照明負荷3の各照明器具30を点灯状態にすることができる。これにより、暗い中に足を踏み入れる不快感を低減することができる。また、採光が充分採れて明るい場合と暗い場合との中間の場合では、熱線センサ120が人体からの熱線を検出したときは、照明負荷2,3の各照明器具20,30を点灯状態にし、熱線センサ120が人体からの熱線を検出しなくなったときは、各照明器具20,30を消灯状態にすることができる。
以上、実施形態1によれば、図1に示すように、設定部15により2つの照明負荷2,3の設置状況に応じて消灯照度L1及び点灯照度L2(図4参照)を設定することができるので、照度センサ124の検出照度が点灯照度L2以下になったときに、照明負荷3の各照明器具30による点灯及び消灯の繰り返しを防止し、照明負荷3の各照明器具30を安定に点灯させて一定の明るさを得ることができる。また、熱線センサ120が人体からの熱線を検出する時間が長く、途中で周囲の照度が小さくなった場合であっても、照明負荷2,3のすべての照明器具20・・・,30・・・が消灯して真っ暗になることを防止することができる。さらに、照度センサ124の検出照度が点灯限界照度L3(図4参照)以上になって明るくなった場合に、照明負荷2,3の各照明器具20,30の点灯を防止することができるので、消費電力を低減することができる。
なお、実施形態1の変形例として、照度センサをプレートから分離して設けてもよい。このような構成にしても、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
(実施形態2)
本発明の実施形態2について図6を用いて説明する。図6は、実施形態2の設定部の要部を示す正面図である。
実施形態2の熱線センサ付スイッチは、実施形態1の熱線センサ付スイッチ1(図1参照)と同様に、ボディ(図示せず)と、プレート10と、電源回路部11と、センサ検知部12と、信号処理部13と、出力駆動部14とを備え、2つの照明負荷2,3、複数の子器4,4及び外部機器5とともに照明システムSを構成しているが、実施形態1の熱線センサ付スイッチ1にはない以下に記載の特徴部分がある。
実施形態2の熱線センサ付スイッチは、図6に示すような設定部15aを備えている。上記設定部15aは、実施形態1と同様の点灯照度用つまみ150と、点灯限界照度用つまみ152(図1参照)とを備えるとともに、実施形態1の消灯照度用つまみ151に代えて、消灯照度用つまみ151aを備えている。消灯照度用つまみ151aは、ユーザがつまみを回す操作により、点灯照度L2に対する消灯照度L1の比率を、1.5倍から50倍まで、1以上の範囲で段階的又は連続的に可変して設定するものである。なお、設定部15aは、上記以外の点で実施形態1の設定部15(図1参照)と同様である。
以上、実施形態2によれば、消灯照度L1が点灯照度L2より小さくなることを防止することができるので、点灯照度L2の大きさを気にすることなく消灯照度L1を設定することができる。
本発明による実施形態1の熱線センサ付スイッチの構成を示すブロック図である。 同上の照明システムの構成図である。 同上の熱線センサ付スイッチの下面図である。 同上の照明システムの動作を表す図である。 同上の照度に対する各照明負荷の点灯状態及び消灯状態を表す図である。 本発明による実施形態2の設定部の要部を示す正面図である。 従来の照明システムであって、(a)は熱線センサの検出により制御される照明器具のみを接続したときの構成図、(b)はスイッチにより制御される照明器具のみを接続したときの構成図、(c)は照明器具の配置図である。 同上の調光制御を行う照明システムであって、(a)は構成図、(b)は動作を表す図である。 同上の他の照明システムの動作を表す図である。
符号の説明
120 熱線センサ
124 照度センサ
13 信号処理部
14 出力駆動部
15 設定部
2,3 照明負荷

Claims (4)

  1. 商用電源からの電力が供給されると点灯する複数の照明負荷と接続する熱線センサ付スイッチであって、
    周囲の照度を検出する照度センサと、
    人体からの熱線を検出する熱線センサと、
    前記複数の照明負荷のうち一の照明負荷に対して前記電力を前記熱線センサの検出に応じて供給するとともに、前記複数の照明負荷のうち他の照明負荷に対して前記電力を、前記照度センサの検出照度が予め設定される第1の設定照度以上になった場合、前記熱線センサの検出に応じて供給し、前記照度センサの検出照度が前記第1の設定照度より小さく設定される第2の設定照度以下になった場合、前記照度センサの検出照度が前記第1の設定照度になるまで連続的に供給する制御手段と、
    前記第1の設定照度が、前記照度センサの検出照度が前記第2の設定照度以下になったときに前記他の照明負荷の点灯により大きくなった照度より大きく、前記他の照明負荷が点灯した状態での最大照度より小さくなるように、前記第1の設定照度及び前記第2の設定照度を可変して設定する設定手段と
    を備えることを特徴とする熱線センサ付スイッチ。
  2. 前記設定手段が、前記第2の設定照度に対する前記第1の設定照度の比率を1以上の範囲で可変することにより、前記第1の設定照度を設定することを特徴とする請求項1記載の熱線センサ付スイッチ。
  3. 前記設定手段が、前記第1の設定照度より大きい第3の設定照度を設定し、
    前記照度センサの検出照度が前記第3の設定照度以上の範囲である場合、前記制御手段が、前記複数の照明負荷への前記電力の供給を常に停止することを特徴とする請求項1又は2記載の熱線センサ付スイッチ。
  4. 前記照度センサの検出照度が前記第2の設定照度より大きい場合、前記制御手段が、前記熱線センサの検出に応じて前記複数の照明負荷に対して前記電力を供給した後、前記他の照明負荷に対して前記電力を、前記照度センサの検出照度が前記第1の設定照度になるまで連続して供給することを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の熱線センサ付スイッチ。
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