JP5240705B2 - 点灯保持時間可変式照明システム - Google Patents

Description

本発明は、人感センサによる人検知に応じて自動的に点灯制御を行う照明システムに関する。

従来から、人感センサにより人を検知して光源を点灯し、その点灯保持時間をユーザが任意に設定することができるようにした照明システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような照明システムを図１０を参照して説明する。照明システムは、光源３１と、光源３１を点灯させる点灯回路３２と、点灯回路３２を点滅制御する制御部３５と、検知範囲内に存在する人などの物体を検知する人感センサ３３とを備える。人感センサ３３が出力する検知信号Ｔｒは、制御部３５に入力され、制御部３５は、点灯回路制御手段３５４と、光源３１の点灯時間をタイマカウントする計時手段３５３と、光源３１を点灯保持させる点灯保持時間を記憶する記憶部３５１とを備える。点灯保持時間は、個人の移動パターンや、照明システムの設置場所に応じてユーザが入力部３７から入力する。

この照明システムにおいて、人感センサ３３が人１９を検知すると、制御部３５は、点灯回路３２を制御し、光源３１を点灯する。制御部３５は、予め入力部３７から入力設定された点灯保持時間、点灯回路３２を制御し、光源３１を点灯保持する。

このような照明システムは、複数の居住者がいる住居内に設置されたとき、居住者の各々に合わせた点灯保持時間の設定ができない。例えば、移動に時間がかかる高齢者には、光源の点灯保持時間を長くしたいが、居住者全員に長い点灯保持時間が必要ではなく、移動速度が速い居住者には、省エネルギーのために点灯保持時間を短くしたい。しかしながら、移動に時間がかかる居住者に点灯保持時間を長くしつつ、移動速度が速い居住者に点灯保持時間を短くすることはできない。このことは、照明システムが住居内に設置された場合に限られず、一般の街路に設置された場合でも同様のことが言える。
特開２００２−５０４９０号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、検知した人の移動速度に応じて自動的に点灯保持時間を調節することが可能となり、人の通行中の消灯を防ぎつつ、無駄な点灯時間を減らすことが可能な照明システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、光源と、前記光源を点灯させる点灯回路と、所定の検知範囲における人の存在を検知して検知信号を出力する人感センサと、前記点灯回路を制御する制御部と、を備えた照明システムにおいて、前記人感センサは、複数設けられ、前記人感センサの各々は、共通の検知箇所を互いに異なる角度又は位置から検知し、前記制御部は、前記人感センサが検知信号を出力している検知時間を計測する検知時間計測手段と、前記検知時間と前記光源を点灯保持させる点灯保持時間とを関連付ける情報を記憶した記憶手段とを備え、前記制御部は、前記記憶手段を参照して前記検知時間計測手段が計測した検知時間に応じた点灯保持時間、前記光源を点灯保持させ、前記点灯保持時間［ｓ］は、人が前記人感センサの検知範囲に入る地点から前記光源の照射範囲を出る地点までの距離［ｍ］を人の移動速度ｖ［ｍ／ｓ］で割って算出した時間に基づいて決定される、ものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明システムにおいて、前記人感センサの検知状態から非検知になって再度検知状態になるまでの時間間隔について設定された閾値を有し、前記制御部は、前記時間間隔が前記閾値以下のとき、前記時間間隔とその前後の検知時間とを合算した時間を検知時間とみなすものである。

請求項１の発明によれば、人感センサによる人検知の時間に応じて光源の点灯保持時間が自動的に調節されるので、移動速度が遅い人の通行中に光源が消灯することを防ぐことができ、移動速度が速い人に対して無駄に点灯時間を長くすることがなく、省エネルギー化を図ることができる。

また、複数の人感センサによる検知時間から総合的に移動速度を算出することができるので、検知時間と移動速度との相関がとれ、検知時間に応じて適切な点灯保持時間にすることができる。

請求項２の発明によれば、人感センサから出力される検知信号が、通行する人の動作状況や周囲環境に起因して、ふらついたりノイズが入るようなことがあったとしても、人が人感センサの検知範囲にいる時間を確実に検知時間と認識できるので、検知時間を短く誤認して点灯保持時間が短くなることを防ぐことができる。

以下、本発明の第１の実施形態に係る照明システムについて図１を参照して説明する。照明システム１は、蛍光灯、白熱灯、ＬＥＤ、有機ＥＬなど負荷たる光源１１と、光源１１を点灯させるための回路である点灯回路１２と、所定の検知範囲における人の存在を検知して検知信号Ｔｒを出力する赤外線人体検知センサ、超音波センサなどの人感センサ１４と、点灯回路１２を制御する制御部１５とを備える。制御部１５は、人感センサ１４が検知信号Ｔｒを出力している検知時間を計測する検知時間計測手段１５１と、検知時間と光源１１を点灯保持させる点灯保持時間を関連付ける情報を記憶したメモリからなる記憶手段１５２とを備える。検知時間と点灯保持時間を関連付ける情報は、検知時間と点灯保持時間を関連付けるテーブルとして設定される。制御部１５は、光源１１の点灯時間をタイマカウントする計時手段１５３を備え、記憶手段１５２を参照して、検知時間計測手段１５１が計測した検知時間に応じた点灯保持時間、点灯回路１２に光源１１の点灯を保持させる。

次に、照明システム１の動作を図２を参照して説明する。人１９が人感センサ１４の所定の検知範囲１７に入ると、人感センサ１４が人１９を検知して検知信号Ｔｒを出力する。制御部１５は、検知信号Ｔｒをトリガに点灯回路１２を制御して光源１１を点灯し、同時に点灯時間のタイマカウントを開始し、検知時間計測を開始する。人１９が移動して、検知範囲１７を抜けると、人感センサ１４による人１９の検知が終了し、検知時間計測が完了する。制御部１５は、記憶手段１５２に記憶されたテーブルを参照し、検知時間に応じた点灯保持時間を決定する。制御部１５は、決定した点灯保持時間まで点灯時間をタイマカウント後、点灯回路１２を制御して光源１１を消灯する。

人感センサ１４の出力を図３を参照して説明する。人感センサの出力は、２値信号であり、例えば、電圧の高いＨ信号と電圧が低いＬ信号である。人感センサ１４の所定の検知範囲１７に人が検知されないときは、人感センサは、非検知信号としてＨ信号を出力する。人感センサ１４が人を検知すると、検知信号ＴｒとしてＬ信号を出力する。人感センサ１４が検知信号Ｔｒを出力している検知時間τは、検知信号Ｔｒの時間幅である。

検知時間τと光源１１を点灯保持させる点灯保持時間とを関連付けるテーブルは、例えば、下記の表１のように設定される。表１において、人感センサ１４が検知信号を出力している検知時間τが長いほど、検知された人の移動速度が遅いので、対応する点灯保持時間が長く設定される。

点灯保持時間は、人１９の移動速度に応じた値がテーブルに設定される。検知時間τからの移動速度の算出を図４を参照して説明する。図４において、廊下の片方の壁面に人感センサ１４が設置されている。人１９が廊下を移動し、人感センサ１４の検知範囲１７に入ると、人感センサ１４が人１９を検知する。人感センサ１４の検知範囲の角度をθ［°］、廊下幅をＷ［ｍ］、人１９の肩幅をＷＰ［ｍ］とし、人１９が廊下の中央を歩く場合について計算すると、検知距離Ｄ［ｍ］は、次式で求められる。

Ｄ＝ｔａｎ（θ／２）×（Ｗ／２＋ＷＰ／２）×２＝ｔａｎ（θ／２）×（Ｗ＋ＷＰ）

人１９は、検知距離Ｄ［ｍ］を検知時間τ［ｓ］で移動するので、移動速度ｖ［ｍ／ｓ］は、次式で求められる。

ｖ＝Ｄ／τ＝ｔａｎ（θ／２）×（Ｗ＋ＷＰ）／τ

上記の式によって、肩幅ＷＰを例えば０．４ｍとし、廊下幅Ｗに実測値又は標準的な値を用いて、検知時間τから人１９の移動速度ｖが算出される。点灯保持時間は、人１９が人感センサ１４の検知範囲１７に入る地点から光源１１の照射範囲を出る地点までの距離を移動速度ｖで割って算出した時間に基づいて決めることができる。検知時間τと点灯保持時間とのこのような関連は、テーブルとして制御部１５の記憶手段１５２に記憶される。

このように、人を検知するごとに移動速度に応じて点灯保持時間を自動的に調節するので、移動速度が遅い人の通行中に光源１１が消灯することを防ぐことができ、移動速度が速い人に対して無駄に光源１１の点灯時間を長くすることがなく、照明システムの省エネルギー化を図ることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る照明システムについて図５を参照して説明する。本実施形態の照明システム２は、人感センサを複数備える。人感センサの各々は、共通の検知箇所を互いに異なる角度又は位置から検知する。図５において、人感センサ１４Ａ及び１４Ｂは、人１９を検知すると、有線又は赤外線若しくは電波などの無線で制御部１５に検知信号を各々伝達する。制御部１５は、人感センサ１４Ａ及び１４Ｂによる検知時間と点灯保持時間とを関連付ける情報をテーブルとして記憶手段１５２に記憶しており、このテーブルに基づいて、検知時間に応じた点灯保持時間、点灯回路１２に光源１１を点灯保持させる。

人の移動速度が同じであっても人感センサが１つの場合は、検知時間に差異が生ずることを図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して説明し、本実施形態に係る人感センサが複数の場合の検知時間について図６（ｃ）を参照して説明する。

図６（ａ）において、人感センサ１４が廊下の片側の壁面に１つ設置されている。人１９が人感センサ１４から遠い壁側を移動し、人感センサ１４の検知範囲１７を通過する。この場合の検知時間τｆは、人が同じ移動速度で廊下の中央を移動する場合よりも長くなる。

図６（ｂ）において、同様に、人感センサ１４が廊下の片側の壁面に１つ設置されている。人１９が人感センサ１４に近い壁側を移動し、人感センサ１４の検知範囲１７を通過する。この場合の検知時間τｎは、人が廊下の中央を移動する場合よりも短くなる。このように、人が廊下の端を移動する場合と、廊下の中央を移動する場合とでは、同じ移動速度であっても検知時間に差異が生ずるため、移動速度と検知時間との相関がとれなくなり、点灯保持時間を適正に調節できない場合がある。

図６（ｃ）は、照明システム２の人感センサの設置例であり、計２個の人感センサ１４Ａと１４Ｂが、廊下の両側の壁面に対向して設置され、共通の検知箇所を検知する。検知時間τを、人感センサ１４Ａによる検知時間τＡと、人感センサ１４Ｂによる検知時間τＢとの平均値として算出し、点灯保持時間の決定には、この平均値を用いる。このため、人が廊下の端を移動しても、移動速度と検知時間τとの相関がとれ、照明システム２は、検知時間に応じて点灯保持時間を適正に調節することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係るリモコン式の照明システム３について図７を参照して説明する。照明システム３は、照明器具２０と、照明器具２０を遠隔制御するリモコン送信器２３とから構成される。リモコン送信器２３は、所定の検知範囲における人の存在を検知して検知信号Ｔｒを出力する人感センサ１４と、人感センサ１４からの検知信号Ｔｒを処理して信号を生成するリモコン制御部１５ａと、リモコン制御部１５ａにより生成された信号を送信する送信部１６ａとを備える。照明器具２０は、光源１１と、光源１１を点灯させる点灯回路１２と、リモコン送信器２３から送信された信号を受信する受信部１６ｂと、受信部１６ｂにより受信された信号を処理して点灯回路１２を制御する器具制御部１５ｂとを備える。

ここに、リモコン制御部１５ａは、人感センサ１４が検知信号Ｔｒを出力している検知時間を計測する検知時間計測手段１５１と、検知時間と光源１１を点灯保持させる点灯保持時間とを関連付ける情報を記憶した記憶手段１５２とを備える。検知時間と点灯保持時間とを関連付ける情報は、検知時間と点灯保持時間を関連付けたテーブルとして設定される。リモコン制御部１５ａは、記憶手段１５２を参照して、検知時間計測手段１５１が計測した検知時間に応じた点灯保持時間を決定する。決定された点灯保持時間は、リモコン送信器２３の送信部１６ａにより信号Ｓとして送信され、照明器具２０の受信部１６ｂにより受信される。器具制御部１５ｂは、光源１１の点灯時間をタイマカウントする計時手段１５３を備え、受信された点灯保持時間、点灯回路１２に光源１１の点灯を保持させる。

次に照明システム３の動作を図８を参照して説明する。人１９が移動し、人感センサ１４の所定の検知範囲１７に入ると、人感センサ１４が人１９を検知して検知信号Ｔｒを出力する。リモコン制御部１５ａは、検知信号Ｔｒをトリガに点灯信号を生成し、同時に検知時間計測を開始する。点灯信号は、送信部１６ａにより送信され、受信部１６ｂにより受信される。器具制御部１５ｂは、点灯信号を受けて点灯回路１２を制御して光源１１を点灯し、同時に点灯時間のタイマカウントを開始する。人１９が移動して、検知範囲１７を抜けると、人感センサ１４による人１９の検知が終了し、検知時間計測が完了する。リモコン制御部１５ａは、記憶手段１５２に記憶されたテーブルを参照し、計測された検知時間τに応じた点灯保持時間を決定する。決定された点灯保持時間は、リモコン送信器２３の送信部１６ａにより信号Ｓとして送信され、照明器具２０の受信部１６ｂにより受信される。器具制御部１５ｂは、受信された点灯保持時間まで点灯時間をタイマカウント後、点灯回路１２を制御して光源１１を消灯する。所定の最大点灯時間までに点灯保持時間の信号が受信されないとき、器具制御部１５ｂは、点灯回路１２を制御して光源１１を消灯する。

このように、点灯信号とは別途、点灯保持時間の情報を送信することにより、リモコン式の照明システムであっても、人を検知するごとに移動速度に応じて点灯保持時間を自動的に調節することができる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る照明システムについて説明する。本実施形態の照明システムは、第１乃至第３の実施形態（各々図１、図５、図７を参照）において、人感センサの検知状態から非検知になって再度検知状態になるまでの時間間隔について設定された閾値Ｔｓを有する。制御部又はリモコン制御部は、人感センサの検知状態から非検知になって再度検知状態になるまでの時間間隔が閾値Ｔｓ以下のとき、この時間間隔とその前後の検知時間とを合算した時間を検知時間とみなす。

閾値Ｔｓについて図９を参照して説明する。人感センサは、検知状態でＬ信号を検知信号として出力し、非検知時にＨ信号を出力する。Ｌ信号出力中に、例えば、閾値Ｔｓ以下の時間間隔ｔＨ１、ｔＨ２、ｔＨ３のＨ信号が出力され場合は、制御部又はリモコン制御部は、時間間隔ｔＨ１、ｔＨ２、ｔＨ３とその前後の検知時間とを合算した時間を検知時間とみなすので、検知状態が継続しているとみなすことになる。Ｌ信号出力中に、例えば、閾値Ｔｓを超える時間間隔ｔＨ４のＨ信号が出力された場合は、非検知とされ、それまでの検知時間τＬ１が確定する。

従って、通行する人の動作状況や、周囲環境により、人感センサから出力される検知信号がふらついたりノイズが入る場合であっても、人が人感センサの検知範囲にいる時間を確実に検知時間と認識できるので、照明システムが検知時間を短く誤認して点灯保持時間が短くなることを防ぐことができる。

次に、本発明の第５の実施形態に係る照明システムについて、図９を流用して説明する。本実施形態の照明システムは、第４の実施形態において、制御部又はリモコン制御部は、人感センサの周囲温度を計測する温度センサ（図示なし）と、温度センサにより計測された周囲温度と閾値Ｔｓとを関連付ける情報とをさらに備える。温度センサにより計測された周囲温度に応じて、図９における閾値Ｔｓを調整する。

温度センサにより計測された周囲温度と閾値Ｔｓとを関連付ける情報は、閾値調整用テーブルとして設定され、制御部又はリモコン制御部に記憶される。制御部又はリモコン制御部は、閾値調整用テーブルを参照し、人感センサの出力を非検知とする閾値Ｔｓを周囲温度に応じて調整する。

例えば、照明システムの人感センサが赤外線人体検知センサである場合、周囲温度と人の体温が近いときは、人が検知範囲を通った際に検知信号が出力され難く、検知信号にノイズが多く入りやすい。よって、閾値調整用テーブルにおいて、体温に近い周囲温度に対しては、閾値Ｔｓを長く設定することにより、検知時間が短く誤認されて点灯保持時間が短くなることを防ぐことができる。また、体温と離れた周囲温度に対しては、閾値Ｔｓを短く設定することにより、別人の複数回の検知を誤って同一人物の１回の検知とみなして点灯保持時間が必要以上に長くなることを防ぐことができる。

次に、本発明の第６の実施形態に係る照明システムについて説明する。本実施形態の照明システムは、第１乃至第５の実施形態において、検知時間と光源を点灯保持させる点灯保持時間とを関連付ける情報を入力する入力手段（図示なし）を備える。

入力手段は、例えば、スイッチである。検知時間と点灯保持時間とを関連付ける情報は、検知時間と点灯保持時間の相関テーブルとして記憶手段に記憶される。照明器具の取付位置、取付場所の空間形状、照射範囲を入力手段によって選択することにより、相関テーブルの内容が変更される。また、相関テーブルの内容を予め作成してから入力手段によって入力してもよい。

光源が照射している空間形状によって、廊下なら早め、階段なら遅めなど、人の移動速度が変わる。一方、廊下の長さや他の照明器具との位置関係などによって、１台の照明器具に必要とされる照射範囲が異なる。このような使用条件の違いにより検知時間と点灯保持時間の相関テーブルの内容を変えることで、照明システムの点灯保持時間を使用条件に合わせて適正にすることができる。

なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、検知時間と点灯保持時間とを関連付ける情報は、検知時間から点灯保持時間を算出する数式であってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る照明システムのシステム構成図。 同システムにおける動作説明図。 同システムの人感センサによる検知信号の出力波形図。 同システムの人感センサによる検知距離幅を説明する平面図。 本発明の第２の実施形態に係る照明システムのシステム構成図。 （ａ）及び（ｂ）は人感センサが１つの場合の検知時間の説明図、（ｃ）は人感センサが複数の場合の本発明の第２の実施形態における検知時間の説明図。 本発明の第３の実施形態に係る照明システムのシステム構成図。 同システムにおける動作説明図。 本発明の第４の実施形態における検知時間を説明する検知信号の出力波形図。 従来の照明システムのシステム構成図。

符号の説明

１ 照明システム
１１ 光源
１２ 点灯回路
１４ 人感センサ
１５ 制御部
１５１ 検知時間計測手段
１５２ 記憶手段
Ｔｓ 閾値

Claims (2)

1. 光源と、前記光源を点灯させる点灯回路と、所定の検知範囲における人の存在を検知して検知信号を出力する人感センサと、前記点灯回路を制御する制御部と、を備えた照明システムにおいて、
   前記人感センサは、複数設けられ、
   前記人感センサの各々は、共通の検知箇所を互いに異なる角度又は位置から検知し、
   前記制御部は、
   前記人感センサが検知信号を出力している検知時間を計測する検知時間計測手段と、
   前記検知時間と前記光源を点灯保持させる点灯保持時間とを関連付ける情報を記憶した記憶手段とを備え、
   前記制御部は、前記記憶手段を参照して前記検知時間計測手段が計測した検知時間に応じた点灯保持時間、前記光源を点灯保持させ、
   前記点灯保持時間［ｓ］は、人が前記人感センサの検知範囲に入る地点から前記光源の照射範囲を出る地点までの距離［ｍ］を人の移動速度ｖ［ｍ／ｓ］で割って算出した時間に基づいて決定される、ことを特徴とする照明システム。
2. 前記人感センサの検知状態から非検知になって再度検知状態になるまでの時間間隔について設定された閾値を有し、
   前記制御部は、前記時間間隔が前記閾値以下のとき、前記時間間隔とその前後の検知時間とを合算した時間を検知時間とみなすことを特徴とする請求項１に記載の照明システム。

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