JP5571916B2 - 点灯装置および照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、点灯装置および照明器具に関するものである。

従来から、所定の検出範囲内の人体を検出する人感センサを備え、この人感センサの出力に応じて、電気的な光源の点灯状態を切り替える点灯装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

この種の点灯装置は、上記の検出範囲に人が出入りを繰り返す場合に光源の点灯状態が細かく切り替えられてしまうようなことを避けるため、人感センサに人体が検出されなくなっても所定の点灯保持期間が経過するまでは点灯状態を維持する。すなわち、人感センサによって人体が検出されてから、人感センサによって人体が検出されない状態が上記の点灯保持時間だけ継続するまでの期間（以下、「活性期間」と呼ぶ。）には、光源は例えば定格点灯した状態に維持される。

また、上記以外の期間（以下、「非活性期間」と呼ぶ。）、すなわち、電源投入後に人感センサによって最初に人体が検出されるまでの期間、並びに、人感センサによって人体が検出されない状態が点灯保持時間だけ継続してから次に人感センサによって人体が検出されるまでの期間の動作としては、光源への電力供給を停止させて光源を消灯させる消灯動作のほか、光源への出力電力を活性期間中よりも減少させて光源の光出力を活性期間中よりも低下させた状態で光源を点灯させるという調光動作がある（例えば、特許文献２参照）。

非活性期間の動作を調光動作とした場合、非活性期間の動作を消灯動作とする場合に比べ、消費電力が増えてしまう代わりに、非活性期間にも照度が確保されるから安全性や防犯といった観点で好ましいほか、活性期間と非活性期間との相互の移行時に照度変化が小さいことにより使用者に与える不快感が比較的に低い。また、光源が熱陰極型の放電灯である場合には、点灯の開始時に比較的に高い電気的ストレスがかかるので、調光動作での光出力、非活性期間の割合、活性期間と非活性期間との切替の頻度、といった条件によっては、非活性期間の動作を消灯動作とするよりも調光動作としたほうが光源たる放電灯の寿命が延びる可能性がある。

特開平７−３１２２９５号公報 特開平１０−１３４９６６号公報

従来は、非活性期間の動作を消灯動作とするか調光動作とするかは使用者による操作入力で設定されており、非活性期間の動作が消灯動作と調光動作との間で自動的に切り替えられることはなかった。

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、非活性期間に行う動作を消灯動作と調光動作との一方に自動的に切り替える点灯装置および照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、電気的な光源を点灯させる点灯部と、所定の検出範囲における人体の有無を検出する人感センサと、人感センサによって人体が検出されている期間と人感センサによって人体が検出されなくなってから所定の点灯保持時間が経過するまでの期間とからなる活性期間には光源を点灯させるように点灯部を制御する全点灯動作を行うとともに、活性期間以外の期間である非活性期間には、全点灯動作よりも光源への出力電力を少なくさせることで光源の光出力を低くするように点灯部を制御する調光動作と、光源を消灯させるように点灯部を制御する消灯動作とのいずれかを行う制御部とを備え、制御部は、全点灯動作を開始した回数である点滅回数を計数するとともに単位時間当りの点滅回数である点滅頻度を定期的に演算し、直前に演算された点滅頻度が所定の許容点滅頻度未満であるときに開始された非活性期間では消灯動作を行い、直前に演算された点滅頻度が許容点滅頻度以上であるときに開始された非活性期間では調光動作を行うものであって、許容点滅頻度Ｃ２は、点灯部が点灯させる光源の定格寿命Ｈ１と、人感センサが設置される場所において予想される単位時間当りの累積点灯時間である予想点灯時間率Ｈ２と、点灯部が点灯させる光源と同型の多数の光源に対しそれぞれ点灯部による点灯・消灯を繰り返したときに前記多数の光源のうち所定割合が不点灯となるまでの点滅回数である点滅寿命回数Ｃ１とを用いて式Ｃ２＝Ｃ１÷（Ｈ１／Ｈ２）で表される値であることを特徴とする。

請求項２の発明は、電気的な光源を点灯させる点灯部と、所定の検出範囲における人体の有無を検出する人感センサと、人感センサによって人体が検出されている期間と人感センサによって人体が検出されなくなってから所定の点灯保持時間が経過するまでの期間とからなる活性期間には光源を点灯させるように点灯部を制御する全点灯動作を行うとともに、活性期間以外の期間である非活性期間には、全点灯動作よりも光源への出力電力を少なくさせることで光源の光出力を低くするように点灯部を制御する調光動作と、光源を消灯させるように点灯部を制御する消灯動作とのいずれかを行う制御部とを備え、制御部は、人感センサによって人体が検出されない期間の長さである非検出時間を計時し、直前に人感センサによって人体が検出されるまでに計時された非検出時間が切替時間以上であった非活性期間には消灯動作を行い、直前に人感センサによって人体が検出されるまでに計時された非検出時間が切替時間未満であった非活性期間には調光動作を行うことを特徴とする。

請求項３の発明は、電気的な光源を点灯させる点灯部と、所定の検出範囲における人体の有無を検出する人感センサと、人感センサによって人体が検出されている期間と人感センサによって人体が検出されなくなってから所定の点灯保持時間が経過するまでの期間とからなる活性期間には光源を点灯させるように点灯部を制御する全点灯動作を行うとともに、活性期間以外の期間である非活性期間には、全点灯動作よりも光源への出力電力を少なくさせることで光源の光出力を低くするように点灯部を制御する調光動作と、光源を消灯させるように点灯部を制御する消灯動作とのいずれかを行う制御部とを備え、制御部は、全点灯動作を開始した回数である点滅回数を計数するとともに単位時間当りの点滅回数である点滅頻度を定期的に演算し、直前に演算された点滅頻度が予め定められた許容点滅頻度未満であるときに開始された非活性期間では消灯動作を行い、直前に演算された点滅頻度が許容点滅頻度以上であるときに開始された非活性期間では調光動作を行うものであって、制御部は、電源が投入された直後には、点滅頻度を少なくとも１回演算するとともに得られた点滅頻度に基づいて許容点滅頻度を決定するという自動設定動作を行い、自動設定動作の終了後に、自動設定動作において決定された許容点滅頻度を用いた動作を開始することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の点灯装置と、点灯部によって点灯される電気的な光源とを備えることを特徴とする。

請求項１及び請求項３の発明によれば、それぞれ、非活性期間中に行われる動作が点滅頻度に応じて自動的に切り替えられる。

請求項２の発明によれば、非活性期間中に行われる動作が非検出時間に応じて自動的に切り替えられる。

また、請求項１〜３の発明によれば、それぞれ、非活性期間中に行われる動作を常に調光動作とする場合に比べて消費電力が低減され、また、非活性期間中に調光動作が行われるときには消灯動作が行われるときに比べて光源に照明される範囲の照度が確保されるから防犯上好ましい。

（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の実施形態１の動作の一例を示し、（ａ）は点滅回数が許容回数に達しなかった場合の動作を示し、（ｂ）は点滅回数が許容回数に達した場合の動作を示す。 同上の概略構成を示すブロック図である。 点滅頻度と点灯保持時間との関係の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態２において多数の点灯保持時間を順に用いた自動設定動作で得られる測定点の分布の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態２において３通りの点灯保持時間を複数回ずつ順に用いた自動設定動作で得られる測定点の分布の別の例を示す説明図である。 本発明の実施形態２において２通りの点灯保持時間を複数回ずつ順に用いた自動設定動作で得られる測定点の分布の更に別の例を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
本実施形態の照明器具１は、図２に示すように、電気的な光源Ｌと、この光源Ｌを点灯させる点灯部２と、所定の検出範囲における人体の有無を検出する人感センサ３と、人感センサ３の出力に応じて点灯部２を制御する制御部４とを備える。上記のうち光源Ｌ以外の構成、すなわち、点灯部２と人感センサ３と制御部４とが請求項における点灯装置を構成する。

上記の電気的な光源Ｌとしては例えば放電灯や発光ダイオードや白熱灯といった周知の光源を用いることができるので、詳細な図示並びに説明は省略する。

点灯部２は、例えば光源Ｌとして熱陰極型の放電灯を用いる場合には周知のインバータ回路（いわゆる電子安定器）を用いることができ、光源Ｌとして発光ダイオードを用いる場合には周知の直流電源回路を用いることができるといったように、光源Ｌに応じた周知の電気・電子回路で構成することができる。また、光源Ｌの光出力の変更についても、例えば光源Ｌが熱陰極型の放電灯であれば点灯部２の出力の周波数の変更により実現することができ、光源Ｌが発光ダイオードであれば人の目に点滅が確認できない程度に高い周波数で点灯・消灯を繰り返させる際の点灯時間の割合を変更するというＰＷＭ制御により実現することができ、光源Ｌが白熱灯であれば周知の位相制御で実現することができるといったように、周知技術で実現可能であるので、点灯部２についても詳細な図示並びに説明は省略する。

人感センサ３は、例えば、検出範囲の人体から発せられる赤外光（熱線）の強さに応じたレベルの出力を生成する焦電センサ（図示せず）と、焦電センサの出力に基いて検出範囲内に人体が存在するか否かを判定し判定結果を示す電気信号を制御部４に入力する判定部（図示せず）とを有する。なお、人感センサ３は、上記のように焦電センサを用いるものに限られず、例えば、検出範囲内の移動体を検出するドップラセンサなど、人体の検出に用いられる他の周知の手段を用いてもよい。検出範囲は、例えば、点灯部２が点灯させる光源Ｌによって照明される範囲に対してほぼ一致するような範囲とされる。

制御部４は、人感センサ３からの電気信号を受けて点灯部２を制御するための電気信号を生成して点灯部２へ出力する演算部４１と、演算部４１の動作に使用される各種のデータが適宜格納されるメモリ部４２と、後述する点灯保持時間などを計時するためのタイマ部４３とを備える。演算部４１は例えば予めプログラムが格納されたＲＯＭを有して該プログラムに従って動作するマイコンと呼ばれる集積回路で実現でき、メモリ部４２は周知のＲＡＭで実現することができ、タイマ部４３や周知の発振器とカウンタとで実現可能であるといったように、上記のような制御部４は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。

以下、制御部４の動作を説明する。制御部４は、図１に示すように、人感センサ３によって人体が検出されて（つまり検出範囲内に人体が存在すると判定されて）から、人感センサ３によって人体が検出されない状態（つまり検出範囲内に人体が存在しないと判定されている状態）が所定の点灯保持時間Ｔだけ継続するまでの期間（以下、「活性期間」と呼ぶ。）Ｐ２には、光源Ｌを点灯した状態に維持するように点灯部２を制御するという全点灯動作を行う。この全点灯動作では、点灯部２から光源Ｌへの出力電力は例えば光源Ｌの定格電力とされる。

また、上記以外の期間（以下、「非活性期間」と呼ぶ。）Ｐ１，Ｐ３の動作としては、制御部４は、光源Ｌへの電力供給を停止させて光源を消灯させるように点灯部２を制御するという消灯動作と、光源Ｌへの出力電力を全点灯動作よりも減少させて光源Ｌの光出力を全点灯動作よりも低下させた状態で光源Ｌを点灯させるように点灯部２を制御するという調光動作との２通りの動作のうち、所定の条件に基いて決定された一方の動作を行う。

具体的には例えば、制御部４は、全点灯動作を開始した回数（以下、「点滅回数」と呼ぶ。）を計数しており、この点滅回数が所定の許容回数未満であるうちは図１（ａ）（ｂ）における活性期間Ｐ２の前の非活性期間Ｐ１や図１（ａ）における活性期間Ｐ２の後の非活性期間Ｐ３のように非活性期間中の動作を消灯動作とし、点滅回数が許容回数に達した後には図１（ｂ）における活性期間Ｐ２の後の非活性期間Ｐ３のように非活性期間中の動作を調光動作とする。

上記の許容回数としては、いわゆる点滅寿命回数を用いることができる。ここで、点滅寿命回数とは、点灯部２が点灯させる光源Ｌと同型の多数の光源でそれぞれ点灯部２による点灯・消灯を繰り返させたとき、５０％の光源が不点灯となるまでの点滅回数（点灯回数）を指す。この点滅寿命回数の測定において、点灯時間は１分以下とされ、消灯時間は１分程度とされる。

（実施形態２）
本実施形態は非活性期間に行う動作を切り替える条件が実施形態１と異なり、その他の点では実施形態１と共通であるので説明を省略する。

本実施形態では、上記の条件として、単位時間当たりの点滅回数（以下、「点滅頻度」と呼ぶ。）が用いられる。具体的には、上記の単位時間は例えば１日であって、制御部４は、電源が入れられてから２４時間が経過する毎（つまり毎日所定時刻）に、前日（つまり直前の２４時間）における点滅頻度（すなわち、直前の２４時間分の点滅回数）を、所定の許容点滅頻度と比較し、上記の点滅頻度が許容点滅頻度以上であれば次に２４時間が経過するまでは非活性期間での動作を調光動作とし、上記の点滅頻度が許容点滅頻度未満であれば次に２４時間が経過するまでは非活性期間での動作を消灯動作とする。

上記の許容点滅頻度を決定する方法の一例を以下に説明する。例えば、点灯部１が点灯させる光源Ｌの定格寿命Ｈ１と、人感センサ３が設置される場所において予想される単位時間当りの累積点灯時間である予想点灯時間率Ｈ２と、実施形態１で説明した点滅寿命回数Ｃ１とから、Ｃ２＝Ｃ１÷（Ｈ１／Ｈ２）により許容点滅頻度Ｃ２を得る。

ここで、定格寿命Ｈ１は、同型の多数の光源を、それぞれ、周囲温度１５℃〜５０℃、製造業者が意図する回路を使用、２時間４５分の点灯の度に１５分消灯といった、ＪＩＳ Ｃ ７６１７−２の付属書Ｃに規定された条件で点灯・消灯を繰り返させたとき、５０％の光源が、光出力が初期の７０％以下または不点灯のいずれかの状態となるような累積点灯時間を指す。

予想点灯時間率Ｈ２は、例えば、日本照明器具工業会技術資料１１４−１９９６照明計算計算方法の表４（年間点灯時間）に記載された年間点灯時間を、１年間で本実施形態が使用される日数の予想値である予想年間使用日数で除して得られる。例えば、人感センサ３が設置される場所をオフィスとすると、上記の表において、オフィスでの年間点灯時間は３０００時間とされているので、予想年間使用日数を２５０日とすれば、予想点灯時間率Ｈ２は３０００÷２５０＝１２（時間／日）となる。さらに、定格寿命Ｈ１を１２０００時間とすると、予想される使用期間Ｈ１／Ｈ２＝１２０００／１２は１０００日となる。さらに、点滅寿命回数Ｃ１を１０万回とすると、単位時間（１日）当りに許容されると考えられる許容点滅頻度Ｃ２＝Ｃ１÷（Ｈ１／Ｈ２）は、１０００００÷（１２０００／１２）＝１０００００÷１０００＝１００（回／日）となる。

または、制御部４が、電源を投入された直後には許容点滅頻度を自動的に決定する自動設定動作を行い、その後、自動設定動作により決定された許容点滅頻度を用いた動作を開始するものとしてもよい。自動設定動作として、制御部４は、点滅頻度を複数回測定し、得られた複数個の点滅頻度に基いて許容点滅頻度を決定する。ここで、一般的なオフィスビルのトイレやロッカールーム、喫煙室など人が頻繁に出入りする７箇所でそれぞれ測定された、点滅頻度と点灯保持時間との関係の平均を示すグラフを図３に示す。図３に示されているように、点灯保持時間が長くなるほど点滅頻度は単調減少するものの、点灯保持時間の増加量に対する点滅頻度の減少量の割合は点灯保持時間が長いほど小さくなる。自動設定動作としては、図４〜図６に示すように複数通りの点灯保持時間でそれぞれ１回ずつ又は複数回ずつ点滅頻度を測定し、得られた複数個の測定点（点灯保持時間毎に複数回ずつ点滅頻度が測定されている場合には該複数回分の平均値）に対するフィッティング等の適宜の手段により、点滅頻度と点灯保持時間との関係の平均を示すグラフを得るとともに、得られたグラフにおいて点灯保持時間の増加幅に対する点滅頻度の減少幅がある程度小さくなるときの点滅頻度、具体的には例えば点灯保持時間を２分増加させたときの点滅頻度の減少幅が２（回／日）以下となるような点での点滅頻度を、許容点滅頻度Ｃ２とする。この場合であって設定モードでの測定で図３のようなグラフが得られた場合、点灯保持時間が３分のときに点滅頻度が２０（回／日）であって点灯保持時間が５分のときに点滅頻度が１８（回／日）であるので上記の２０（回／日）を許容点滅頻度とする。自動設定動作としては、他に、例えば、特定の点灯保持時間での点滅頻度を測定して得られた点滅頻度をそのまま許容点滅頻度とするという自動設定動作や、１又は複数通りの点灯保持時間でそれぞれ点滅頻度を測定して得られた点滅頻度を適宜の数式に代入して許容点滅頻度を演算するという自動設定動作も考えられる。自動設定動作中の点灯保持時間は短くしたほうが点滅回数が多くなって使用者に不快感を与えやすい代わりに消費電力を抑えることができる。上記の自動設定動作中の非活性期間中の動作は消灯動作であってもよいし調光動作であってもよい。

（実施形態３）
本実施形態は非活性期間に行う動作を切り替える条件が実施形態１と異なり、その他の点では実施形態１と共通であるので説明を省略する。

本実施形態では、上記の条件として、人感センサ３に人体が検出されない状態の継続時間の長さ（以下、「非検出時間」と呼ぶ。）が用いられる。具体的には、制御部４は、非活性期間毎にその長さを計時し、次の活性期間中に、該活性期間の直前の非活性期間の長さに点灯保持時間を加算して得られる非検出時間を所定の切替時間と比較する。そして、上記の活性期間中に人感センサ３に人体が検出されない時間が点灯保持時間に達して開始される非活性期間では、上記の非検出時間が切替時間以上であれば消灯動作を行い、上記の非検出時間が切替時間未満であれば調光動作を行う。なお、電源投入直後に最初に人感センサ３に人体が検出されるまでの非活性期間で行う動作は、消灯動作であっても調光動作であってもよい。

上記の切替時間としては、例えば、実施形態２で説明した予想点灯時間率Ｈ２を単位時間から減じた値、言い換えると人感センサ３が設置される場所において予想される単位時間当たりの累積消灯時間である予想消灯時間率を、実施形態２で説明した許容点滅頻度Ｃ２で除した値とする。例えば、実施形態２で挙げた例の場合、予想点灯時間率Ｈ２が１２（時間／日）であるので、予想消灯時間率は２４−１２＝１２（時間／日）となり、これを許容点滅頻度１００（回／日）で除して得られる切替時間は約７分となる。

なお、非活性期間に行う動作を消灯動作から調光動作に切り替える条件としては、実施形態１〜３で説明した条件のうち複数個を論理積又は論理和によって組み合わせて用いてもよい。

１ 照明器具
２ 点灯部
３ 人感センサ
４ 制御部
Ｌ 光源

Claims (4)

1. 電気的な光源を点灯させる点灯部と、
   所定の検出範囲における人体の有無を検出する人感センサと、
   人感センサによって人体が検出されている期間と人感センサによって人体が検出されなくなってから所定の点灯保持時間が経過するまでの期間とからなる活性期間には光源を点灯させるように点灯部を制御する全点灯動作を行うとともに、活性期間以外の期間である非活性期間には、全点灯動作よりも光源への出力電力を少なくさせることで光源の光出力を低くするように点灯部を制御する調光動作と、光源を消灯させるように点灯部を制御する消灯動作とのいずれかを行う制御部とを備え、
   制御部は、全点灯動作を開始した回数である点滅回数を計数するとともに単位時間当りの点滅回数である点滅頻度を定期的に演算し、直前に演算された点滅頻度が所定の許容点滅頻度未満であるときに開始された非活性期間では消灯動作を行い、直前に演算された点滅頻度が許容点滅頻度以上であるときに開始された非活性期間では調光動作を行うものであって、
   許容点滅頻度Ｃ２は、点灯部が点灯させる光源の定格寿命Ｈ１と、人感センサが設置される場所において予想される単位時間当りの累積点灯時間である予想点灯時間率Ｈ２と、点灯部が点灯させる光源と同型の多数の光源に対しそれぞれ点灯部による点灯・消灯を繰り返したときに前記多数の光源のうち所定割合が不点灯となるまでの点滅回数である点滅寿命回数Ｃ１とを用いて式Ｃ２＝Ｃ１÷（Ｈ１／Ｈ２）で表される値であることを特徴とする点灯装置。
2. 電気的な光源を点灯させる点灯部と、
   所定の検出範囲における人体の有無を検出する人感センサと、
   人感センサによって人体が検出されている期間と人感センサによって人体が検出されなくなってから所定の点灯保持時間が経過するまでの期間とからなる活性期間には光源を点灯させるように点灯部を制御する全点灯動作を行うとともに、活性期間以外の期間である非活性期間には、全点灯動作よりも光源への出力電力を少なくさせることで光源の光出力を低くするように点灯部を制御する調光動作と、光源を消灯させるように点灯部を制御する消灯動作とのいずれかを行う制御部とを備え、
   制御部は、人感センサによって人体が検出されない期間の長さである非検出時間を計時し、直前に人感センサによって人体が検出されるまでに計時された非検出時間が切替時間以上であった非活性期間には消灯動作を行い、直前に人感センサによって人体が検出されるまでに計時された非検出時間が切替時間未満であった非活性期間には調光動作を行うことを特徴とする点灯装置。
3. 電気的な光源を点灯させる点灯部と、
   所定の検出範囲における人体の有無を検出する人感センサと、
   人感センサによって人体が検出されている期間と人感センサによって人体が検出されなくなってから所定の点灯保持時間が経過するまでの期間とからなる活性期間には光源を点灯させるように点灯部を制御する全点灯動作を行うとともに、活性期間以外の期間である非活性期間には、全点灯動作よりも光源への出力電力を少なくさせることで光源の光出力を低くするように点灯部を制御する調光動作と、光源を消灯させるように点灯部を制御する消灯動作とのいずれかを行う制御部とを備え、
   制御部は、全点灯動作を開始した回数である点滅回数を計数するとともに単位時間当りの点滅回数である点滅頻度を定期的に演算し、直前に演算された点滅頻度が予め定められた許容点滅頻度未満であるときに開始された非活性期間では消灯動作を行い、直前に演算された点滅頻度が許容点滅頻度以上であるときに開始された非活性期間では調光動作を行うものであって、
   制御部は、電源が投入された直後には、点滅頻度を少なくとも１回演算するとともに得られた点滅頻度に基づいて許容点滅頻度を決定するという自動設定動作を行い、自動設定動作の終了後に、自動設定動作において決定された許容点滅頻度を用いた動作を開始することを特徴とする点灯装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の点灯装置と、点灯部によって点灯される電気的な光源とを備えることを特徴とする照明器具。

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