JP4661150B2 - 照明装置の通信設定方法及び照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、無線リモコンからの微弱無線により照明器具を制御する照明装置の通信設定方法及び照明装置に関するものである。
従来の照明装置(照明システム)は、種々提案されまた市販されている。一例として、図7に示すように、赤外線通信で照明器具2に送信信号を送信し、照明器具2を制御する照明装置がある。無線リモコン1は、人感センサ10やスイッチ15等からの入力信号に基づいて、送信信号を赤外線信号として照明器具2に送信する。照明器具2は、上記送信信号を受信し、少なくとも受信した送信信号の内容に基づいて照明負荷22を点灯させる。一般的に、赤外線と同じ周波数帯域の環境ノイズはほとんど存在しないので、上記照明装置は、無線リモコン1と照明器具2との方向が一致し、その間に遮蔽物がなければ、ほぼ確実に通信を行うことができる。
しかし、赤外線は、指向性があるとともに、無線リモコン1と照明器具2との間に壁等の遮蔽物があったり、距離が許容範囲より長く物理的に届かなかったりすると、通信することができないという問題があった。
上記問題を回避する手段として、電波による通信がある。電波による通信は、アンテナの性能により指向性を低減することができるとともに、壁等の遮蔽物を通過することができるので、赤外線通信の問題を回避するための有効な無線通信である。
上記電波は、複数の周波数帯域に区分けされている。この中で、免許が不要なものとして、特定小電力無線と微弱無線とがあり、両方とも照明負荷を点灯させる場合に用いられることが多い。特定小電力無線は、400MHz帯の周波数帯で、送信電力が1mW以下又は10mW以下と比較的大きい電波である。特定小電力無線による通信は、通信距離が数百メートルと長距離であり、通信信頼性が高く、上記赤外線通信の問題を回避することができる。しかし、特定小電力無線による通信は、認可を必要とするとともに、構成が複雑になり、制御方式も複雑なものになるので、コストが高くなり、手軽な用途には使いにくいという問題があった。
一方、微弱無線は、322MHz以下の周波数帯で、3m地点の電界強度が500μV/m以下の電波である。微弱無線による通信は、上記のように電界強度が電波法で小さく規制され、通信信頼性及び通信距離が特定小電力無線による通信より劣るものの、コストが非常に安く、認可も不要であり、他の制約もないので、上記通信性能の範囲で実現するものであれば、手軽な用途、低コストが要求される用途に適している。
また、上記照明装置では、通常、センサやスイッチ等からの入力後、すぐに照明負荷を点灯させることが望ましい。しかし、無線リモコンと照明器具との距離が遠い場合には、センサやスイッチ等からの入力後、照明負荷が点灯するまでに時間が少々経過しても許容されることが多い。但し、全く無線による通信を行うことができず、照明負荷を点灯させることができないことは、照明装置として機能的に問題がある。
なお、特許文献1には、送信電力を変えずに、距離が遠くなるほど、パケット長を短くしたり、連続送信回数を多くしたりすることにより、キャリアセンスに影響を与えることなく、無線基地局での受信特性を均一化する無線通信システムが開示されている。
特開平8−204629号公報(第3,4頁及び第1図)
しかしながら、上記従来の微弱無線を用いた照明装置は、送信信号の電界強度が電波法により小さく制限されるので、図8のように数メートル離れた地点(図8のd3)において、送信信号の電界強度(図8のA)が受信能力限界より大きい場合であっても、その地点のノイズ(例えば環境ノイズ等)の電界強度が送信信号の電界強度より大きいときでは、照明器具は無線リモコンから送信信号を受信することができないという問題があった。但し、図9の示すように、ノイズは時間的に強弱があるので、送信信号の電界強度がノイズの電界強度より大きいときでは、照明器具は無線リモコンから送信信号を受信することができる(例えば、図9の通信可能時間帯等)。
上記問題を解決するために、双方向通信による通信設定方法がある。照明器具は、無線リモコンから送信信号を受信したか否かの確認信号を要求し、受信しなかったときに、無線リモコンが送信信号を再送する。これにより、無線リモコンはノイズの小さな時間帯に送信信号を再送する可能性が高まるので、通信信頼性を上げることができ、また、確実に通信できるまで再送すればよい。
しかしながら、双方向通信を行うためには、無線リモコン及び照明器具のどちらにも送受信機能を有する必要があり、コストが高くなるという問題があった。
上記より、従来の微弱無線による単方向通信を用いた照明装置は、低コストであること、及びノイズの影響を低減することを両立することができないという問題があった。
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、照明器具が無線リモコンからの送信信号を確実に受信することができる照明装置の通信設定方法及び照明装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、点灯及び消灯を行う照明負荷を有する照明器具と、前記照明器具とは別体であって前記照明負荷の点灯状態を微弱無線による送信信号で指示する無線リモコンとを備える照明装置の通信設定方法であって、前記照明器具及び前記無線リモコンが、伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち少なくとも一つに基づいて前記送信信号の信号レベルを設定し、前記信号レベルが設定された送信信号を前記無線リモコンから前記照明器具に送信し、その送信された送信信号が前記照明器具に受信されたか否かの判断を行い、前記判断の結果、受信されたときには、前記設定された信号レベルを前記送信信号の信号レベルとして決定し、受信されなかったときには、前記無線リモコン及び前記照明器具、前記送信信号に対して、前記伝送速度をさらに遅くする過程、前記送信回数をさらに多くする過程、前記コマンドをさらに多くする過程及び前記誤り制御符号をさらに多くする過程のうち少なくとも一つを行い、前記送信信号の信号レベルを再設定し、前記信号レベルが再設定された送信信号を前記無線リモコンから前記照明器具に送信し、前記判断を行うことを特徴とする。
この構成では、照明器具は無線リモコンからの送信信号を確実に受信することができる。
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、前記無線リモコンに周囲の明るさを検出する明るさセンサを備え、前記明るさセンサが明るさの変化を検出することにより、前記判断を行うことを特徴とする。この構成では、明るさの変化により自動で信号レベルを再設定することができるので、信号レベルの設定をより簡易的に行うことができる。
請求項3に記載の発明は、点灯及び消灯を行う照明負荷を有する照明器具と、前記照明器具とは別体であって前記照明負荷の点灯状態を微弱無線による送信信号で指示する無線リモコンとを備える照明装置であって、前記無線リモコンは、伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち少なくとも一つに基づいて前記送信信号の信号レベルを設定するリモコン側設定スイッチと、前記信号レベルが設定された送信信号を前記無線リモコンから前記照明器具に送信するリモコン制御部とを備え、前記照明器具は、伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち少なくとも一つに基づいて前記送信信号の信号レベルを設定する器具側設定スイッチと、前記送信された送信信号が前記照明器具に受信されたか否かの判断を行い、前記判断の結果、受信されたときには、前記設定された信号レベルを前記送信信号の信号レベルとして決定する器具制御部とを備え、前記無線リモコン及び前記照明器具は、前記判断の結果、受信されなかったときには、前記送信信号に対して、前記伝送速度をさらに遅くする過程、前記送信回数をさらに多くする過程、前記コマンドをさらに多くする過程及び前記誤り制御符号をさらに多くする過程のうち少なくとも一つを行い、前記送信信号の信号レベルを再設定することを特徴とする。
この構成では、照明器具は無線リモコンからの送信信号を確実に受信することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記無線リモコンは、周囲の明るさを検出する明るさセンサを備えることを特徴とする。この構成では、明るさの変化により自動で信号レベルを再設定することができるので、信号レベルの設定をより簡易的に行うことができる。
本発明によれば、照明器具は無線リモコンからの送信信号を確実に受信することができる。
(実施形態1)
先ず、実施形態1の基本的な構成について図1〜3を用いて説明する。実施形態1の照明装置は、例えば、屋内、特に住宅の階段、廊下等の人が往来する場所に設置された照明器具を、無線リモコンからの微弱無線を用いた単方向通信により制御するものであり、図1に示すように、無線リモコン(送信器)1、照明器具(受信器)2を備えている。
微弱無線は、322MHz以下の周波数帯で、3m地点の電界強度が500μV/m以下の電波である。微弱無線による通信は、上記のように電界強度が電波法で小さく規制され、通信信頼性及び通信距離が特定小電力無線による通信より劣るものの、コストが非常に安く、認可も不要であり、他の制約もないので、上記通信性能の範囲で実現するものであれば、手軽な用途、低コストが要求される用途に適している。
無線リモコン1は、照明器具2とは別体であって、人感センサ10、リモコン制御部11、送信部(微弱無線送信部)12、リモコン側設定スイッチ13を含む構成であり、後述する照明負荷22の点灯状態を微弱無線による送信信号で指示している。人感センサ10は、検知範囲内で人を検知すると入力信号をリモコン制御部11に出力する入力手段である。例えば、検知範囲内を人が横切ったことを検知する。リモコン制御部11は、例えばマイコン等であり、人感センサ10から入力信号を入力したときに、照明器具2へ送信する送信信号を制御するリモコン制御手段である。また、リモコン制御部11は、送信信号の伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち少なくとも一つを可変する機能を有する。送信部12は、リモコン制御部11の制御により、後述する信号レベルが設定された送信信号を電気信号から微弱無線信号に変換して照明器具2に送信する送信手段である。
リモコン側設定スイッチ13は、図2(a)に示すように、レベル設定スイッチ130、記憶スイッチ131、送信スイッチ132を含む構成であり、伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち少なくとも一つに基づいて送信信号の届きやすさを表す信号レベル(伝達容易レベル)を設定する。レベル設定スイッチ130は、複数のディップスイッチ130aからなり、信号レベルを設定するときに、ユーザに操作される。ディップスイッチ130a・・・は、少なくとも伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のそれぞれに対応している。なお、上記ディップスイッチ130a・・・の他に、伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち2つ以上を同時に設定するためのディップスイッチを備えてもよい。記憶スイッチ131は、モードを設定モードに切り替えたり、信号レベルを記憶したりするときに、ユーザに操作される。送信スイッチ132は、信号レベルが設定された送信信号を電気信号から微弱無線信号に変換して送信するときに、ユーザに操作される。
照明器具2は、図1に示すように、受信部(微弱無線受信部)20、器具制御部21、照明負荷22、器具側設定スイッチ23を含む構成であり、無線リモコン1に対応している。受信部20は、無線リモコン1からの送信信号を微弱無線信号として受信し、その微弱無線信号を電気信号に変換する。器具制御部21は、上記送信信号が照明器具2に受信されたか否かの判断を行う。上記判断の結果、受信されたときには、受信された送信信号に含まれている信号レベルを送信信号の信号レベルとして決定するとともに、上記送信信号に基づいて照明負荷22の点灯状態を制御する。照明負荷22は、例えばランプ、点灯装置等であり、無線リモコン1からの送信信号に基づいて点灯及び消灯を行う。また、照明負荷22は、上記判断の結果、受信されたときには、受信した送信信号に基づいて、例えば点灯、点滅等、ユーザがわかるような報知を行う。
器具側設定スイッチ23は、図2(b)に示すように、レベル設定スイッチ230、切替スイッチ231を含む構成であり、リモコン側設定スイッチ13で設定した信号レベルに設定する。レベル設定スイッチ230は、複数のディップスイッチからなり、信号レベルを設定するときに、ユーザに操作される。ディップスイッチ230a・・・は、少なくとも伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のそれぞれに対応している。なお、上記ディップスイッチ230a・・・の他に、伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち2つ以上を同時に設定するためのディップスイッチを備えてもよい。切替スイッチ231は、モードを設定モードに切り替えるときに、ユーザに操作される。
送信信号は、図3に示すように、ヘッダ(リーダ)、コマンド、トレーラを含む構成である。ヘッダは、送信信号の開始を表している。トレーラは、送信信号の終了を表している。照明器具2(図1参照)が無線リモコン1(図1参照)から1回で受信した場合は、図3(a)に示すような標準信号である。無線リモコン1は、伝送速度を速くする過程、コマンドを少なくする過程、送信回数を1回にする過程、誤り制御符号を含まない過程を行っている。実施形態1では、このときの信号レベルをレベル1とする。レベル1では、無線リモコン1からの微弱無線信号が照明器具2に届きにくい。信号レベルをレベル1より通信しやすいレベル(レベル2以降)に設定するためには、レベル1と比較して、伝送速度を遅くする過程、コマンドを多くする過程、送信回数を多くする過程、及び誤り制御符号を多くする過程のうち少なくとも一つを行う。送信信号は、伝送速度を遅くする過程を行うと図3(b)に示すような信号になり、コマンドを多くする過程を行うと図3(c)に示すような信号になり、送信回数を多くする過程を行うと図3(d)に示すような信号になり、誤り制御符号を付加する過程を行うと図3(e)に示すような信号になる。また、上記の過程を全て行うと、図3(f)に示すような信号になる。これにより、送信信号の信号レベルを通信しやすいレベルに設定するほど、送信信号の時間的な長さが長くなるものの、通信の確実性を向上させることができる。
上記より、図1に示す無線リモコン1と照明器具2との距離、特に送信部12と受信部20との距離が短く、人感センサ10の検知後、早く点灯しなければならない場合には、早く通信することができる信号レベルを設定する。一方、人感センサ10の検知後、照明負荷22が点灯するまでに時間が若干経過しても許容されるような距離が長い場合には、送信信号を確実に受信する信号レベルを設定する。これにより、照明器具2が送信信号を受信することができないという現象を低減させることができる。
次に、実施形態1の照明装置の通信設定方法について図4を用いて説明する。先ず、無線リモコン1及び照明器具2(ともに図1参照)において、ユーザが手動でリモコン側設定スイッチ13及び器具側設定スイッチ23(ともに図1参照)を操作することにより、設定モードに切り替えられる(S1,S2)。設定モードにおいて、信号レベルをレベル1に設定する(S3,S4)。このとき、無線リモコン1は送信信号の手動による送信待ちで、照明器具2は受信待ちである(S5)。
続いて、ユーザが手動で操作することにより、信号レベルがレベル1に設定された送信信号(以下、「レベル1信号」という)を無線リモコン1(図1参照)から照明器具2(図1参照)に送信する(S6)。照明器具2は、レベル1信号が受信されたか否かの判断を行う(S7)。上記判断の結果、レベル1信号を受信した場合、照明器具2は、レベル1を記憶し送信信号の信号レベルに決定する(S8)。受信した送信信号に基づいて、照明負荷22(図1参照)を点灯させ、設定モードを抜ける(S9)。一方、ユーザは照明負荷22の点灯状態を明示的にわかるので、それを確認し(S10)、ユーザが手動で操作することにより、無線リモコン1は信号レベルとしてレベル1を記憶する(S11)。その後、無線リモコン1は設定モードを抜ける。上記より、通信設定を完了する。
これに対して、照明器具2(図1参照)がレベル1信号を受信しなかった場合、照明負荷22(図1参照)が変化しないことから、ユーザは、照明器具2が上記送信信号を受信していないことがわかる。このとき、無線リモコン1(図1参照)及び照明器具2において、ユーザが手動でリモコン側設定スイッチ13及び器具側設定スイッチ23(ともに図1参照)を操作することにより、信号レベルをレベル1からレベル2に設定する(S12,S13)。その後、(S3)以降の動作を行い、信号レベルがレベル2に設定された送信信号(以下、「レベル2信号」という)を無線リモコン1から照明器具2に送信する。レベル2信号において、上記判断を行う。照明器具2が送信信号を受信するまで信号レベルの再設定を行う。通信設定を完了すれば、通常のモードに切り替えて運用を開始する。
以上、実施形態1によれば、人感センサ10が人を検知してから照明負荷22を制御するまでの時間に少々ばらつきは生じるが、照明器具2は無線リモコン1からの送信信号を、できるだけ短い時間で、かつ、確実に受信することができる。
(実施形態2)
実施形態2は、図5に示すように、無線リモコン1、照明器具2を備える点で実施形態1と同様であるが、実施形態1にはない以下に記載の特徴部分がある。実施形態2の無線リモコン1は、実施形態1の無線リモコン1(図1参照)と異なる点として、周囲の明るさを検出する明るさセンサ14を備える。リモコン制御部13は、明るさセンサ14が明るさの変化を検出することにより、信号レベルが設定された送信信号が照明器具2において受信されたか否かの判断を行う。つまり、自動的に信号レベルを記憶したり再設定したりするために、図6に示すように、明るさセンサ14(図5参照)の出力値を入力し、上記出力値を予め決められた基準値と比較し、基準値より大きいときは、照明器具2(図5参照)が送信信号を受信し、照明負荷22(図5参照)が点灯したと判断する。これに対して、基準値より小さいときは、照明器具2が送信信号を受信せず、照明負荷22が消灯したままであると判断する。また、実施形態2のリモコン側設定スイッチ13は、図5に示すように、実施形態1のリモコン側設定スイッチ13(図2(a)参照)と異なる点として、レベル設定スイッチを除いた構成である。
次に、実施形態2の照明装置の通信設定方法について図4を用いて説明する。先ず、実施形態1の(S1)〜(S7)を行う。照明器具2(図5参照)がレベル1信号を受信した場合、実施形態1の(S8)及び(S9)を行う。無線リモコン1(図5参照)は明るさセンサ14(図5参照)により照明負荷22(図5参照)の点灯状態を確認し(S10)、信号レベルをレベル1で行うことを自動で記憶させる(S11)。その後、無線リモコン1は設定モードを抜ける。上記より、通信設定を完了する。
これに対して、照明器具2(図5参照)がレベル1信号を受信しなかった場合、無線リモコン1(図5参照)は自動で信号レベルをレベル2に設定する(S12)。その後、照明器具2は信号レベルを再設定し(S13)、(S3)以降の動作を行い、信号レベルがレベル2に設定された送信信号(以下、「レベル2信号」という)を無線リモコン1から照明器具2に送信する。レベル2信号において、上記判断を行う。照明器具2が送信信号を受信するまで信号レベルの再設定を行う。通信設定を完了すれば、通常のモードに切り替えて運用を開始する。
以上、実施形態2によれば、無線リモコン1においてユーザが手動で信号レベルを再設定するのではなく、明るさの変化により自動で再設定することができるので、信号レベルの設定をより簡易的に行うことができる。
なお、実施形態2の変形例として、照明器具側の信号レベルの設定変更、及び設定変更後における無線リモコン側の送信信号の送信をユーザが手動で行う方法に代わって、無線リモコン及び照明器具がタイマを備え、タイマがカウントアップする毎に、無線リモコン及び照明器具はともに信号レベルを再設定し、無線リモコンは明るさセンサの検出結果に基づいて信号レベルを記憶し、照明器具は送信信号を受信したときに信号レベルを記憶するような方法であってもよい。
(実施形態3)
実施形態3は、無線リモコン1、照明器具2(ともに図5参照)を備える点で実施形態2と同様であるが、実施形態2にはない以下に記載の特徴部分がある。実施形態3では、信号レベルの設定を完了した後も、人の検知による入力信号により照明負荷22(図5参照)が点灯したか否かを明るさセンサ14(図5参照)で検出する。上記明るさセンサ14の出力値を予め決められた基準値と比較し、基準値より大きいときは、照明器具2が送信信号を受信し、その送信信号に基づいて照明負荷22が点灯したと判断する。これに対して、基準値より小さいときは、照明器具2が送信信号を受信せず、照明負荷22が消灯したままであると判断し、無線リモコン1は照明器具2に送信信号を再送する。
以上、実施形態3によれば、無線リモコン1からの送信信号の再送により、送信信号を受信する確率を上げることができるので、照明器具2は、全く送信信号を受信しないという不具合を低減することができる。
なお、実施形態1〜3のいずれかの変形例として、ユーザが操作する操作部を入力手段として無線リモコンに備えてもよい。操作部は、例えば、押釦スイッチ、スライドスイッチ等を含み、入力信号をリモコン制御部に出力する。リモコン制御部は、操作部から入力信号を入力したときに、送信信号を生成する。このような構成にすると、ユーザの操作で照明制御を行うことができる。
本発明による実施形態1の照明装置のブロック図である。 同上の照明装置であって、(a)はリモコン側設定スイッチの正面図、(b)は器具側設定スイッチの正面図である。 同上の送信信号を表す図である。 同上の信号レベル設定時の動作フローチャートである。 本発明による実施形態2の照明装置のブロック図である。 同上の明るさセンサによる自動点滅の判断基準を表す図である。 従来の照明装置の外観図である。 同上の距離に対する送信信号及びノイズを表す図である。 同上の時間に対する送信信号及びノイズを表す図である。
符号の説明
1 無線リモコン
11 リモコン制御部
13 リモコン側設定スイッチ
14 明るさセンサ
2 照明器具
21 器具制御部
22 照明負荷
23 器具側設定スイッチ

Claims (4)

  1. 点灯及び消灯を行う照明負荷を有する照明器具と、前記照明器具とは別体であって前記照明負荷の点灯状態を微弱無線による送信信号で指示する無線リモコンとを備える照明装置の通信設定方法であって、
    前記照明器具及び前記無線リモコンが、伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち少なくとも一つに基づいて前記送信信号の信号レベルを設定し、
    前記信号レベルが設定された送信信号を前記無線リモコンから前記照明器具に送信し、その送信された送信信号が前記照明器具に受信されたか否かの判断を行い、
    前記判断の結果、受信されたときには、前記設定された信号レベルを前記送信信号の信号レベルとして決定し、受信されなかったときには、前記無線リモコン及び前記照明器具、前記送信信号に対して、前記伝送速度をさらに遅くする過程、前記送信回数をさらに多くする過程、前記コマンドをさらに多くする過程及び前記誤り制御符号をさらに多くする過程のうち少なくとも一つを行い、前記送信信号の信号レベルを再設定し、前記信号レベルが再設定された送信信号を前記無線リモコンから前記照明器具に送信し、前記判断を行う
    ことを特徴とする照明装置の通信設定方法。
  2. 前記無線リモコンに周囲の明るさを検出する明るさセンサを備え、
    前記明るさセンサが明るさの変化を検出することにより、前記判断を行う
    ことを特徴とする請求項1記載の照明装置の通信設定方法。
  3. 点灯及び消灯を行う照明負荷を有する照明器具と、前記照明器具とは別体であって前記照明負荷の点灯状態を微弱無線による送信信号で指示する無線リモコンとを備える照明装置であって、
    前記無線リモコンは、伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち少なくとも一つに基づいて前記送信信号の信号レベルを設定するリモコン側設定スイッチと、前記信号レベルが設定された送信信号を前記無線リモコンから前記照明器具に送信するリモコン制御部とを備え、
    前記照明器具は、伝送速度、送信回数、コマンド及び誤り制御符号のうち少なくとも一つに基づいて前記送信信号の信号レベルを設定する器具側設定スイッチと、前記送信された送信信号が前記照明器具に受信されたか否かの判断を行い、前記判断の結果、受信されたときには、前記設定された信号レベルを前記送信信号の信号レベルとして決定する器具制御部とを備え、
    前記無線リモコン及び前記照明器具は、前記判断の結果、受信されなかったときには、前記送信信号に対して、前記伝送速度をさらに遅くする過程、前記送信回数をさらに多くする過程、前記コマンドをさらに多くする過程及び前記誤り制御符号をさらに多くする過程のうち少なくとも一つを行い、前記送信信号の信号レベルを再設定する
    ことを特徴とする照明装置。
  4. 前記無線リモコンは、周囲の明るさを検出する明るさセンサを備えることを特徴とする請求項3記載の照明装置。
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