JP5780098B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、地震の振動を検知して自動点灯する照明装置に関し、特に、地震以外の振動による誤動作を防止する照明装置に関する。

夜間又は自然光が入らない場所に人がいる場合、地震によって停電が起こると、照明が無いために暗闇の中で二次災害が起きる可能性がある。こうした地震が発生した際に停電する場合に備えて、地震の振動を検知して自動的に点灯する照明装置が開発されている。例えば、振動センサといった振動を検知する検知手段を内蔵し、検知手段からの出力に応じて照明を自動的に点灯させる照明装置がある。

以下の特許文献１には、振動センサを備えて、地震発生時に自動的に一定時間ランプを点灯させてその所在を知らせる警報機能付き地震照明具兼懐中電灯が開示されており、特許文献２にも、振動センサで地震を感知して自動点灯する携帯用照明装置が開示されている。

特開平１０−２１７０１号公報 特開平９−１０２２０２号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された照明装置における地震を検出するために備えられた振動センサは、いずれも振り子（錘）と固定端子との機械的な接触によって地震の振動を検出する振り子型のセンサを採用している。この振り子型のセンサは、振動の全てを検出してしまうため、地震に由来する振動と地震に由来する振動以外の振動とを識別することができず、結果的に地震に由来する振動以外の振動を検出したときにも照明を自動的に点灯させてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、前述の問題に鑑み、高精度で地震を検出し、装置の誤動作を防止する照明装置を提供する。

本発明の一実施形態に係る照明装置は、電源部と、振動を検出して検出信号を出力する半導体加速度センサと、前記検出信号を受信して演算処理する信号処理部と、前記信号処理部から出力される点灯信号に応じて、前記電源部により点灯する光源を有する照明部と、を備える。

本発明によると、高精度で地震を検出し、装置の誤動作を防止する照明装置を提供することができる。

（ａ）本発明の一実施形態に係る照明装置の外観図である。（ｂ）（ａ）に示した照明装置のＡ−Ａ´に沿った断面図の一部である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る別の照明装置の外観図である。（ｂ）（ａ）に示した照明装置のＢ−Ｂ´に沿った断面図の一部である。 本発明の一実施形態に係る照明装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置の信号処理部の処理の一例を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置の信号処理部の処理の別の一例を示すフロー図である。 本発明の別の一実施形態に係る照明装置の構成を示すブロック図である。 本発明の別の一実施形態に係る照明装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の別の一実施形態に係る照明装置の信号処理部の処理の一例を示すフロー図である。 （ａ）本発明のさらに別の一実施形態に係る照明装置の外観図である。（ｂ）（ａ）に示した照明装置のＣ−Ｃ´に沿った断面図の一部である。 本発明のさらに別の一実施形態に係る照明装置の構成を示すブロック図である。 本発明のさらに別の一実施形態に係る照明装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。 本発明のさらに別の一実施形態に係る照明装置の信号処理部の処理の一例を示すフロー図である。

以下、図１乃至図６を参照して本発明の一実施形態に係る照明装置について説明する。図１乃至図６において、同一又は類似の構成要素には同一の参照符号を付与する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００を示す。図１（ａ）は照明装置１００の外観図であり、図１（ｂ）は照明装置１００を（ａ）のＡ−Ａ´に沿った断面図の一部である。

図１を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００は、携帯用の照明装置であり、胴体ケース１０２、光を出射する光源（図示せず）を備える照明部１０４、及び照明部１０４を覆い、胴体ケース１０２と接合するキャップ１０６を含む。照明装置１００は、どのような状態で配置されていてもよい。照明部１０４に用いられる光源は特に限定されず、例えばＬＥＤが光源として使用されてもよい。キャップ１０６は照明部１０４を覆って、光源を外部からの衝撃などから保護する。

胴体ケース１０２の内部には、電源部１０８、半導体加速度センサ１１２、及び信号処理部１１４が内蔵される。ここで、半導体加速度センサ１１２及び信号処理部１１４は、配線基板１１０上に配置されているが、それぞれ別の基板上に配置されてもよい。図示はしないが、半導体加速度センサ１１２及び信号処理部１１４は、それぞれパッケージ化されている。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る別の照明装置１００´を示す。図２（ａ）は照明装置１００´の外観図であり、図２（ｂ）は照明装置１００´を（ａ）のＢ−Ｂ´に沿った断面図の一部である。図２に示す照明装置１００´において、図１に示した照明装置１００と同一又は類似の構成には、図１に示した照明装置１００の構成と同一の参照番号を付与する。

図２を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００´は、据置型の照明装置であり、胴体ケース１０２、光を出射する光源１０４ａ、１０４ｂからなる照明部１０４、及び照明部１０４を覆い、胴体ケース１０２と接合するカバー１０６´を含む。照明部１０４に用いられる光源は特に限定されず、例えばＬＥＤや蛍光灯が光源として使用されてもよい。カバー１０６´は照明部１０４を覆って、光源１０４ａ、１０４ｂを外部の衝撃などから保護する。

胴体ケース１０２の内部には、電源部１０８、加速度センサ１１２、及び信号処理部１１４が内蔵される。ここで、加速度センサ１１２及び信号処理部１１４は、配線基板１１０上に配置されているが、それぞれ別の基板上に配置されてもよい。図示はしないが、加速度センサ１１２及び信号処理部１１４は、それぞれパッケージ化されている。

図１及び図３を参照して、照明装置１００の構成について説明する。尚、この構成は照明装置１００´にも適用される。

図３は、照明装置１００の構成を示すブロック図である。電源部１０８は、基板１１０に接続され、半導体加速度センサ１１２及び信号処理部１１４に電源を供給する。また、電源部１０８は照明部１０４の光源にも接続されて、光源に電源を供給する（図示せず）。電源部１０８に使用される電源としては、マンガン電池やアルカリ電池のような一次電池を使用してもよく、Ｌｉイオン電池のような二次電池を使用してもよい。

加速度センサ１１２は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子であり、半導体加速度センサである。半導体加速度センサは小型であり、照明装置への実装に適している。加速度センサ１１２は、ピエゾ抵抗素子を用いたピエゾ抵抗型の加速度センサであってもよい。また、加速度センサ１１２は、静電容量型加速度センサ、圧電型加速度センサ、熱検知型加速度センサであってもよい。加速度センサ１１２は、複数の軸方向の加速度を検出できることが好ましく、なかでも３軸方向の加速度が検出することが可能であることが更に好ましい。後述する加速度センサ１１２は、互いに直交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向の振動を検知し、検出信号を信号処理部１１４に出力する。

信号処理部１１４は、加速度センサ１１２から出力された検出信号を受信して演算処理し、演算処理した信号に応じて点灯信号を照明部１０４に出力する。信号処理部１１４は、例えば、ＣＰＵであってもよく、受信した検出信号に対して数学的な演算を施したり、受信した検出信号を時間分解したり、種々の演算処理を行うものである。照明部１０４は、信号処理部１１４からの点灯信号に応答して、人の手によりスイッチが押されなくても自動的に点灯する。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００において、３軸の加速度センサ１１２を使用することにより、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向への振動を検知することが可能となり、従来の振動センサよりも高精度な振動の検出が可能となる。また、従来の振り子型の振動センサでは振動をデジタル量で検出していたが、加速度センサ１１２は、振動をアナログ量で検出することが可能であり、振動の大きさをより細かく検出することが可能となる。また、加速度センサ１１２は、振動の時間分解が可能であることから、地震以外の原因による照明装置１００の転倒、落下、人が与える衝撃などのような瞬間的な力（撃力）と、地震の振動とを区別することが可能となる。

図４は、照明装置１００の信号処理部１１４の構成を示すブロック図である。信号処理部１１４は、振動を検知した加速度センサ１１２から出力された検出信号を受信する受信部３０１と、受信した検出信号を演算処理して、演算処理した信号に応じて点灯信号を照明部１０４に出力する演算部３０３とを備える。

図５は、照明装置１００における信号処理部１１４の処理の一例を示すフロー図である。図４及び図５を参照して、照明装置１００における信号処理部１１４の信号処理の一例について説明する。

照明装置１００は、電源部１０８から加速度センサ１１２、信号処理部１１４に電源を供給した状態でスタンバイしている（Ｓ５０１）。受信部３０１は、振動を検知した加速度センサ１１２から検出信号を受信して（Ｓ５０２）、演算部３０３に伝達する。演算部３０３は、検出信号に基づいて、検知された振動の３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向への大きさを求める（Ｓ５０３）。ここで、演算部３０３は、加速度センサ１１２から出力される検出信号の値を演算する演算式が格納しており、加速度センサ１１２からの検出信号に基づいて、前記演算式によって加速度センサ１１２が検知した３軸方向への振動の大きさを求めることが可能である。演算部３０３は、求めた３軸方向への振動の大きさがそれぞれ所定の閾値を上回っているか否かを判定する（Ｓ５０４）。前記判定の結果、少なくとも１軸方向の振動の大きさが所定の閾値を１回でも上回っている場合は、演算部３０３は、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であると判断し、光源を点灯させるための点灯信号を照明部１０４に出力する（Ｓ５０５）。照明部１０４は、受信した点灯信号に応答して自動的に点灯する。前記判定の結果、３軸方向の全ての振動の大きさが所定の閾値を下回っている場合は、信号処理部１１４は元のスタンバイ状態（Ｓ５０１）に戻る。尚、ここで、所定の閾値とは、検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判断するための基準となる振動の大きさであり、予め演算部３０３に記憶されている。また、この所定の閾値は、検出すべき地震の震度に応じて適宜調整可能である。

図５に示した信号処理部１１４の信号処理の一例において、信号処理部１１４は、振動を検知した加速度センサ１１２によって出力された検出信号に基づいて、３軸方向への振動の大きさを求めて、３軸のうち少なくとも１軸方向の振動の大きさが所定の閾値を上回った場合に、検知された振動が地震に由来する振動であると判断する。本発明の第１の実施形態における照明装置１００においては、従来の振り子型センサに代わって、３軸の加速度センサ１１２によって、検知された振動の大きさを３軸方向それぞれについてアナログ量で検出することができるため、検知された振動の大きさをより細かく検出することができる。また、３軸の加速度センサ１１２によって、振動の大きさをより細かく検出することができるため、信号処理部１１４は高精度で地震を検出することができる。

図５に示した信号処理部１１４の信号処理の一例においては、加速度センサ１１２によって検知された３軸方向、即ち、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向への振動の大きさをそれぞれ所定の閾値と比較したが、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向への振動の大きさから振動の全体的な大きさを算出し、所定の閾値と比較してもよい。この場合、３軸の方向に対する振動の大きさを別々に演算するよりも、ノイズによる判定ミスを防ぐことが可能になり、振動検出を高感度に行うことができる。また、振動の全体的な大きさを算出するため、照明装置１００が転倒、落下などで姿勢変形した場合であっても、振動を検出することができる。

また、図５に示した信号処理部１１４の信号処理の一例においては、信号処理部１１４は、３軸方向への振動の大きさのうち少なくとも１軸方向の振動の大きさが１回でも所定の閾値を上回った場合に、検知された振動が地震に由来するものと判断する例を記載したが、この回数は１回に限定されず、適宜設定されてもよい。

図６は、照明装置１００における信号処理部１１４の処理の別の一例を示すフロー図である。図４及び図６を参照して、信号処理部１１４の信号処理の別の一例について説明する。ここで、信号処理部１１４は、照明装置１００が設置されている通常の環境において照明装置１００が受ける振動の連続的な大きさ（以下、時間スペクトルともいう）を取得し、取得した時間スペクトルをフーリエ変換することにより、照明装置１００が設置されている前記通常の環境における周波数スペクトルを算出し、得られた周波数スペクトルを記憶している。照明装置１００が設置されている通常状態（地震が起きていない状態）における振動の周波数スペクトルは、ユーザが照明装置１００を特定の場所に設置した際に取得されてもよい。

照明装置１００は、電源部１０８から加速度センサ１１２、信号処理部１１４に電源を供給した状態でスタンバイしている（Ｓ６０１）。受信部３０１は、振動を検知した加速度センサ１１２から検出信号を受信して（Ｓ６０２）、演算部３０３に伝達する。演算部３０３は、検出信号に基づいて、検知された振動の３軸方向への時間スペクトルを求める（Ｓ６０３）。３軸方向への時間スペクトルを求める方法は、上述の振動の大きさを求める方法と同様であるため、ここでは省略する。演算部３０３は、求めた振動の時間スペクトルを３軸方向についてそれぞれフーリエ変換を行い（Ｓ６０４）、振動の周波数スペクトルを算出する。演算部３０３は、通常状態において照明装置１００が受ける振動の周波数スペクトルを記憶している。演算部３０３は、記憶している通常時の周波数スペクトルと加速度センサ１１２からの検出信号に基づき算出した周波数スペクトルとを３軸方向についてそれぞれ比較し、差分を算出する。演算部３０３は、通常時の周波数スペクトルにおける各周波数帯の強度と該各周波数帯に対応する加速度センサ１１２からの検出信号に基づき算出した周波数スペクトルにおける周波数帯の強度との差分が少なくとも１軸方向について所定の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ６０５）。演算部３０３は、通常時の周波数スペクトルにおける各周波数帯の強度と加速度センサ１１２からの検出信号に基づき算出した周波数スペクトルにおける各周波数帯の強度との差分が、少なくとも１軸について所定の閾値を超えていた場合、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であると判断する。演算部３０３は、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であると判断した場合、光源を点灯させるための点灯信号を照明部１０４に出力する（S６０６）。照明部１０４は、受信した点灯信号に応答して自動的に点灯する。前記判定の結果、通常時の周波数スペクトルと加速度センサ１１２からの検出信号に基づき算出した周波数スペクトルとの周波数帯の強度の差分が所定の閾値を超えていない場合は、信号処理部１１４は元のスタンバイ状態（S６０１）に戻る。尚、ここで、振動の強度とは、所定の周波数帯における振動の強度を表し、所定の閾値とは、検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判断するための閾値であり、予め演算部３０３に記憶されている。

図６に示した信号処理部１１４の信号処理の一例において、信号処理部１１４は、振動を検知した加速度センサ１１２によって出力された検出信号に基づいて、３軸方向についての振動の時間スペクトルを求めて、時間スペクトルをフーリエ変換して周波数スペクトルを求めて、求めた周波数スペクトルと予め記憶されていた通常状態における振動の周波数スペクトルとを比較することにより、地震に由来する振動と地震に由来する振動以外の振動とを高精度に識別することが可能である。

また、図示はしないが、信号処理部１１４は、３軸方向への振動の時間スペクトルのうち少なくとも１軸方向の振動の所定期間における時間スペクトルの特徴、例えば振動の周期などに基づいて、検知された振動が地震に由来するものと判断してもよい。この場合、例えば、検知された振動の時間スペクトルにおいて、複数の周波数の振動が混在している場合、又は振動の大きさが一定でない場合に、信号処理部１１４は検知された振動が地震に由来するものと判断してもよい。

（第２の実施形態）
以下、図７乃至図９を参照して本発明の別の一実施形態に係る照明装置について説明する。図７及び図８に示す構成において、図１乃至図６を参照して説明した第１の実施形態に係る照明装置１００と同一又は類似の構成要素には、図１乃至図６に記載した照明装置１００の構成と同一の参照符号を付与する。

本発明の第２の実施形態に係る照明装置２００の外観及び断面は、図１及び図２を参照して説明した本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００、１００´の外観及び断面と略同一であるため、ここでは省略する。

図７は、照明装置２００の構成を示すブロック図である。電源部１０８は、基板１１０に接続され、加速度センサ１１２及び信号処理部１１４に電源を供給する。また、電源部１０８は照明部１０４の光源にも接続されて、光源に電源を供給する。加速度センサ１１２は、３軸方向の加速度センサであることが好ましく、ピエゾ抵抗型加速度センサ、静電容量型加速度センサ、圧電型加速度センサ、熱検知型加速度センサであってもよい。ここでは、加速度センサ１１２が３軸方向のピエゾ抵抗型加速度センサである例を説明する。加速度センサ１１２は、３軸方向の振動を検知し、検出信号を信号処理部１１４に出力する。

データベース７０１には、地震に由来する振動の時間スペクトル、車など交通機関に由来する振動の時間スペクトル、人の歩行時の振動の時間スペクトルなどを含む所定の振動の時間スペクトルが格納されている。データベース７０１は、基板１１０上に配置されてもよく、別の基板に配置されてもよい。また、ここでは、データベース７０１は、信号処理部１１４とは別途の構成として説明するが、信号処理部１１４内に含まれていてもよい。

信号処理部１１４は、加速度センサ１１２から出力された検出信号を受信して、受信した検出信号に対して数学的な演算を施したり、受信した検出信号を時間分解したりするなど種々の演算処理を行い、演算処理した信号とデータベース７０１に格納された所定の振動の時間スペクトルとを比較して、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判定し、検知した振動が地震に由来する振動であると判断した場合に点灯信号を照明部１０４に出力する。信号処理部１１４は、例えば、ＣＰＵである。照明部１０４は、点灯信号に応答して、人の手によりスイッチが押されなくても自動的に点灯する。

図８は、照明装置２００の信号処理部１１４の構成を示すブロック図である。信号処理部１１４は、振動を検知した加速度センサ１１２から出力された検出信号を受信する受信部８０１と、受信した検出信号を演算処理する演算部８０３と、演算部８０３で演算処理された信号とデータベース７０１に格納された所定の振動の時間スペクトルとを比較して、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判定し、判定の結果に応じて点灯信号を照明部１０４に出力する比較決定部８０５とを備える。

図９は、照明装置２００における信号処理部１１４の処理の一例を示すフロー図である。図８及び図９を参照して、照明装置２００における信号処理部１１４の信号処理の一例について説明する。

照明装置２００は、電源部１０８から加速度センサ１１２、信号処理部１１４に電源を供給した状態でスタンバイしている（Ｓ９０１）。受信部８０１は、振動を検知した加速度センサ１１２から検出信号を受信して（Ｓ９０２）、演算部８０３に伝達する。演算部８０３は、検出信号に基づいて、検知された振動の時間スペクトルを３軸方向に対してそれぞれ求める（Ｓ９０３）。３軸方向への振動の時間スペクトルを求める方法は、実施形態１に記載した３軸方向への振動の大きさを求めると同一であるため、ここでは省略する。演算部８０３は、求めた振動の時間スペクトルを比較決定部８０５に伝達する。比較決定部８０５は、求めた３軸方向への振動の時間スペクトルとデータベース７０１に格納された所定の振動の時間スペクトルとをそれぞれ比較し、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判定する。ここでは、３軸それぞれの振動の時間スペクトルのうち、少なくとも１軸の振動の時間スペクトルがデータベース７０１に格納された所定の振動の時間スペクトルのうち地震に由来する振動の時間スペクトルと同一であるか、又は類似していれば、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であると判断される（Ｓ９０４）。ここで、類似しているということは、データベース７０１に記憶された地震に由来する振動の時間スペクトルの特徴点の相似性が、検出した振動の時間スペクトルにどの程度の割合で見られるかによって判断されてもよい。類似しているか否かの判定の基準となる相似性の割合は、初期の検出精度に基づいて適宜設定される。ここで、検知された振動における極端に小さな振動は、前記比較の対象から外されてもよい。加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であると判断されると、比較決定部８０５は、光源を点灯させるための点灯信号を照明部１０４に出力する（Ｓ９０５）。照明部１０４は、受信した点灯信号に応答して自動的に点灯する。前記判定の結果、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動ではないと判断された場合は、信号処理部１１４は元のスタンバイ状態（Ｓ９０１）に戻る。

図９に示した信号処理部１１４の信号処理の一例において、信号処理部１１４は、振動を検知した加速度センサ１１２によって出力された検出信号に基づいて、検知された振動の３軸方向への時間スペクトルを求めて、３軸のうち少なくとも１軸の振動の時間スペクトルがデータベース７０１に格納された地震に由来する振動の時間スペクトルと同一又は類似している場合に、検知された振動が地震に由来するものと判断する。本発明の第２の実施形態における照明装置２００においては、３軸の加速度センサ１１２によって、検知された振動の大きさを３軸方向についてそれぞれアナログ量で求めることができるため、振動の大きさをより細かく検出することができる。また、信号処理部１１４は、３軸方向への振動の大きさとデータベース７０１に格納された時間スペクトルとを比較し、少なくとも１軸の振動の時間スペクトルが地震に由来する振動の時間スペクトルと同一又は類似している場合に、検知された振動が地震に由来するものと判断することから、地震に由来する振動と地震に由来する振動以外の振動とを高精度に識別することが可能となる。従って、照明装置２００が地震に由来する振動以外の振動によって自動点灯してしまうことを防止することができる。

また、本実施形態に係る照明装置２００においては、データベース７０１に格納された所定の振動の時間スペクトルと加速度センサ１１２によって検知された振動の時間スペクトルとを比較することにより、前記検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判定できるため、実施形態１に係る照明装置１００の信号処理部１１４で行うフーリエ変換などの複雑な演算を用いる必要がない。そのため、本実施形態に係る信号処理部１１４における演算部８０３の構成は、第１の実施形態に係る照明装置１００における信号処理部１１４の演算部３０３に比べて簡素化することが可能となる。

図示はしないが、本実施形態に係る照明装置２００においては、データベース７０１に格納された所定の振動の時間スペクトルと加速度センサ１１２によって検知された振動の時間スペクトルとを比較するとともに、信号処理部１１４によって、検知された振動の時間スペクトルをフーリエ変換することにより、周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルと通常時の周波数スペクトルとを比較して差分を求めた差分が所定の閾値を超えているか否かを判断することによって、検出した振動が地震に由来するものであるか否かを判断してもよい。検知した振動の時間スペクトルのフーリエ変換により得た信号が地震に由来するものであるか否かの判定は、実施形態１で述べたものと同一であるため、ここでの詳しい説明は省略する。加速度センサ１１２によって検知された振動の時間スペクトルを求めて、データベース７０１に格納された所定の振動の時間スペクトルと比較して検知した振動が地震に由来するものであるか否かを判定し、さらに、求めた時間スペクトルをフーリエ変換して周波数スペクトルを求めて、信号処理部１１４に予め記憶された通常時の周波数スペクトルと比較し差分を求めることにより検知した振動が地震に由来するものであるか否かを判定するという二段階の判定によって、地震に由来する振動と地震に由来する振動以外の振動とをさらに高精度に識別することが可能となる。

また、加速素センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動か、又は地震に由来する振動以外の振動かをさらに高精度に識別するために、本実施形態の照明装置２００の信号処理部１１４における処理に第１の実施形態に係る照明装置１００の信号処理部１１４の処理を組み合わせてもよい。例えば、本実施形態に係る照明装置２００の信号処理部１１４において、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であると判断された場合、信号処理部１１４は、前記検知された振動の３軸方向の大きさがそれぞれ所定の閾値を上回っているか否かを判定してもよい。ここで、所定の閾値は、検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判断するための基準となる振動の大きさであり、予め信号処理部１１４に記憶されているものとする。信号処理部１１４は、前記判定の結果、少なくとも１軸の振動の大きさが所定の閾値を１回でも上回っている場合は、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動であると最終的に判断し、光源を点灯させるための点灯信号を照明部１０４に出力してもよい。

以上のように、検知された振動が地震に由来するか否かの判定に、第１の段階として、検知された振動の大きさとデータベース７０１に格納された所定の時間スペクトルとを比較して、前記検知された振動が地震に由来する振動であるかを判断し、さらに、第２の段階として、前記検知された振動の３軸方向への大きさがそれぞれ所定の閾値を上回っているか否かを判定して、少なくとも１軸方向の振動の大きさが所定の閾値を上回っている場合に前記検知された振動が地震に由来する振動であると最終的に判断する、という２つの段階を踏むことにより、加速度センサ１１２によって検知された振動が地震に由来する振動か、又は地震に由来する振動以外の振動かをさらに高精度に識別することが可能となる。

（第３の実施形態）
図１０乃至図１３を参照して本発明のさらに別の一実施形態に係る照明装置について説明する。図１０乃至図１３において、同一又は類似の構成要素には同一の参照符号を付与する。以下に説明する第３の実施形態に係る照明装置においては、振動を検知する加速度センサとともに、他のセンサが併用されている。ここでは、一例として、該他のセンサとして光センサを搭載する照明装置について説明する。加速度センサとともに用いる他のセンサとしては、光センサ以外に、地磁気センサ、圧力センサ、温度センサ、湿度センサなどが採用されてもよい。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置１０００を示す。図１０（ａ）は照明装置１０００の外観図であり、図１０（ｂ）は照明装置１０００を（ａ）のＣ−Ｃ´に沿った断面図の一部である。

図１０を参照すると、本発明の第３の実施形態に係る照明装置１０００は、携帯用の照明装置であり、胴体ケース１００２、光を出射する光源（図示せず）を備える照明部１００４、及び照明部１００４を覆い、胴体ケース１００２と接合するキャップ１００６を含む。照明装置１０００は、どのような状態で配置されていてもよい。照明部１００４に用いられる光源は特に限定されず、例えばＬＥＤが光源として使用されてもよい。キャップ１００６は照明部１００４を覆って、光源を外部からの衝撃などから保護する。ここでは、照明装置１０００が携帯用の照明装置である例を説明するが、照明装置１０００は据置型の照明装置であってもよい。

胴体ケース１００２の内部には、電源部１００８、加速度センサ１０１２、信号処理部１０１４、及び光センサ１０１６が内蔵される。ここで、加速度センサ１０１２及び信号処理部１０１４は、配線基板１０１０上に配置されているが、それぞれ別の基板上に配置されてもよい。図示はしないが、加速度センサ１０１２及び信号処理部１０１４は、それぞれパッケージ化されている。

図１０及び図１１を参照して、照明装置１０００の構成について説明する。図１１は、照明装置１０００の構成を示すブロック図である。電源部１００８は、配線基板１０１０に接続され、加速度センサ１０１２及び信号処理部１０１４に電源を供給する。また、電源部１００８は照明部１００４の光源及び光センサ１０１６にも接続されて、光源及び光センサ１０１６に電源を供給する。電源部１００８に使用される電源としては、マンガン電池やアルカリ電池のような一次電池を使用してもよく、Ｌｉイオン電池のような二次電池を使用してもよい。

加速度センサ１０１２は、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明した加速度センサ１１２と同一であるため、重複する説明は省略する。加速度センサ１０１２は、互いに直交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向の振動を検知し、検出信号を信号処理部１０１４に出力する。

光センサ１０１６は、照明装置１０００の外部の明るさを検知するセンサであり、フォトダイオードなどの公知のセンサを用いることができ、検出信号を配線基板１０１０を介して信号処理部１０１４に出力する。

信号処理部１０１４は、加速度センサ１０１２から出力された検出信号を受信して、受信した検出信号に対して数学的な演算を施したり、受信した検出信号を時間分解したりするなど種々の演算処理を行い、演算処理された信号と光センサ１０１６からの検出信号とに応じて点灯信号を照明部１００４に出力する。信号処理部１０１４は、例えば、ＣＰＵである。照明部１００４は、信号処理部１０１４からの点灯信号に応答して、人の手によりスイッチが押されなくても自動的に点灯する。

図１２は、照明装置１０００の信号処理部１０１４の構成を示すブロック図である。信号処理部１０１４は、振動を検知した加速度センサ１０１２から出力された検出信号を受信する加速度センサ信号受信部１２０１と、光センサ１０１６からの検出信号を受信する光センサ信号受信部１２０５と、受信した加速度センサからの検出信号を演算処理して、演算処理した信号と光センサ１０１６からの信号とに応じて点灯信号を照明部１００４に出力する演算部１２０３とを備える。

図１３は、照明装置１０００における信号処理部１０１４の処理の一例を示すフロー図である。図１２及び図１３を参照して、照明装置１０００における信号処理部１０１４の信号処理の一例について説明する。

照明装置１０００は、電源部１００８から加速度センサ１０１２、信号処理部１０１４に電源を供給した状態でスタンバイしている（Ｓ１３０１）。加速度センサ受信部１２０１は、振動を検知した加速度センサ１０１２から検出信号を受信して（Ｓ１３０２）、演算部１２０３に伝達する。演算部１２０３は、検出信号に基づいて検知された振動の３軸方向への大きさを求める（Ｓ１３０３）。３軸方向への振動の大きさを求める方法は、上述の方法の同一であるため、ここでは省略する。演算部１２０３は、求めた３軸方向への振動の大きさがそれぞれ所定の閾値を上回っているか否かを判定する（Ｓ１３０４）。前記判定の結果、少なくとも１軸の振動の大きさが所定の閾値を１回でも上回っている場合は、演算部１２０３は、加速度センサ１０１２によって検知された振動が地震に由来する振動であると判断する。検知された振動が地震に由来する振動であると判断されると、演算部１２０３は、光センサ１０１６から検出信号を受信し（Ｓ１３０５）、受信した光センサ１０１６からの検出信号に基づいて、光センサ１０１６が照明装置１０００の外部において光を検知しているか否か、即ち、照明装置１０００の外部が暗いか否かを判定し（Ｓ１３０６）、光センサ１０１６が照明装置１０００の外部において光を検知していない場合は、光源を点灯させるための点灯信号を照明部１００４に出力する（Ｓ１３０７）。照明部１００４は、受信した点灯信号に応答して自動的に点灯する。

加速度センサ１０１２によって検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判定した際、３軸方向の全ての振動の大きさが所定の閾値を下回っている場合は、信号処理部１０１４は元のスタンバイ状態（Ｓ１３０１）に戻る。尚、ここで、所定の閾値とは、検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判断するための基準となる振動の大きさであり、予め演算部１２０３に記憶されている。この所定の閾値は、検出すべき地震の震度に応じて適宜調整可能である。また、光センサ１０１６が照明装置１０００の外部において光を検知しているか否かを判定した際、光センサ１０１６が光を検知している場合も、信号処理部１０１４は元のスタンバイ状態（Ｓ１３０１）に戻る。尚、ここでは、演算部１２０３は、検出信号に基づいて検知された振動の３軸方向への大きさを求め（Ｓ１３０３）、３軸方向への振動の大きさがそれぞれ所定の閾値を上回っているか否かを判定（Ｓ１３０４）した後に、光センサ１０１６が照明装置１０００の外部において光を検知しているか否か、即ち、照明装置１０００の外部が暗いか否かを判定（Ｓ１３０６）したが、先に照明装置１０００の外部が暗いか否かを判定した後に、検出信号に基づいて検知された振動の３軸方向への大きさを求めて、３軸方向への振動の大きさがそれぞれ所定の閾値を上回っているか否かを判定してもよい。

図１３に示した信号処理部１０１４の信号処理の一例において、信号処理部１０１４は、振動を検知した加速度センサ１０１２によって出力された検出信号に基づいて、３軸方向への振動の大きさを求めて、３軸のうち少なくとも１軸方向の振動の大きさが所定の閾値を上回った場合に、検知された振動が地震に由来する振動であると判断する。このとき、検出信号はアナログ量であるため、検知された振動の大きさをより細かく検出することができる。さらに、信号処理部１０１４は、光センサ１０１６からの検出信号の基づき、照明装置１０００の外部の環境が暗いか否かを判断し、検知した振動が地震に由来するものであり、且つ照明装置１０００の外部の環境が暗い場合に、点灯信号を照明部１００４に出力する。これにより、地震に由来する振動と地震に由来する振動以外の振動とを高精度に識別することが可能となり、照明装置１０００が地震に由来する振動以外の振動によって自動点灯してしまうことを防止することができる。また、地震に由来する振動が加速度センサ１０１２に検知された場合であっても、照明装置１０００の外部が明るい場合、即ち、停電が発生していない場合、或いは自然光が入る場所に照明装置１０００が配置されている場合においては、照明装置１０００が自動点灯してしまうことを防止し、余分な電力消費を低減することができる。

ここでは、加速度センサ１０１２によって検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判定する方法として、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の信号処理部１１４で行われる処理と同じ方法で判定を行う例を記載した。しかしながら、検知された振動が地震に由来する振動であるか否かを判定する方法はこれに限定されず、第１の実施形態に別の処理の一例として記載したように、検知された振動の大きさ（時間スペクトル）をフーリエ変換することにより、振動の周波数スペクトルを求めて、通常状態の周波数スペクトルと求めた周波数スペクトルを比較することにより、検知された振動が地震に由来するものであるのか否かを判定する方法を採用してもよい。また、第２の実施形態に記載したように、地震に由来する振動の時間スペクトル、車など交通機関に由来する振動の時間スペクトル、人の歩行時の振動の時間スペクトルなどを含む所定の時間スペクトルが格納したデータベースを照明装置１０００に設け、検知した振動の大きさとデータベースに格納された時間スペクトルとを比較して、検知された振動が地震に由来するものであるのか否かを判定する方法を採用してもよい。また、第１の実施形態及び第２の実施形態における処理を組み合わせた判定方法を採用してもよい。

１００ 照明装置
１０２ 胴体ケース
１０４ 照明部
１０６ キャップ
１０８ 電源部
１１０ 配線基板
１１２ 加速度センサ
１１４ 信号処理部

Claims (7)

1. 電源部と、
   振動を検出して検出信号を出力する半導体加速度センサと、
   前記検出信号を受信して演算処理する信号処理部と、
   前記信号処理部から出力される点灯信号に応じて、前記電源部により点灯する光源を有する照明部と、
   を備え、
   前記半導体加速度センサは、互いに直交する３軸方向の振動を検出する３軸加速度センサであり、
   前記信号処理部は、
   前記検出信号を受信する受信部と、
   通常状態の振動の周波数スペクトルを記憶し、前記受信部で受信した前記検出信号に基づいて前記３軸方向のそれぞれについて振動の時間スペクトルを求め、前記時間スペクトルをそれぞれフーリエ変換して周波数スペクトルを求め、求めた前記周波数スペクトルと記憶されている前記通常状態の振動の周波数スペクトルとを比較し、比較結果に応じて前記点灯信号を出力する演算部と、
   を備える照明装置。
2. 前記演算部は、前記求めた周波数スペクトルと前記記憶されている通常状態の振動の周波数スペクトルとを比較し、前記求めた周波数スペクトルの強度と前記通常状態の振動の周波数スペクトルの強度との差分が所定の閾値を上回っている場合に前記点灯信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 電源部と、
   振動を検出して検出信号を出力する半導体加速度センサと、
   前記検出信号を受信して演算処理する信号処理部と、
   前記信号処理部から出力される点灯信号に応じて、前記電源部により点灯する光源を有する照明部と、
   地震の振動の時間スペクトルが記憶された地震情報記憶部と、
   を備え、
   前記信号処理部は、前記地震の振動の時間スペクトルに基づいて前記振動が地震による振動であるか否かを判定し、前記振動が地震に由来する振動である場合に点灯信号を出力することを特徴とする照明装置。
4. 前記半導体加速度センサは、互いに直交する３軸方向の振動を検出する３軸加速度センサであることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記信号処理部は、
   前記検出信号を受信する受信部と、
   前記受信部で受信した前記検出信号に基づいて前記３軸方向のそれぞれについて振動の時間スペクトルを求める演算部と、
   前記３軸方向のそれぞれの振動の時間スペクトルと前記地震の振動の時間スペクトルとを比較し、前記３軸方向のうち少なくとも１軸方向の振動の時間スペクトルが前記地震の振動の時間スペクトルと実質的に同一であるか否か又は類似しているか否かを判定し、前記少なくとも１軸方向の振動の時間スペクトルが前記地震の振動の時間スペクトルと実質的に同一又は類似である場合に前記点灯信号を出力する比較決定部と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 明るさを検知して、検出信号を出力する光センサをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の照明装置。
7. 前記信号処理部は、前記光センサからの検出信号を受信し、前記半導体加速度センサからの検出信号と前記光センサからの検出信号とに応じて、前記点灯信号を出力することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。

Images