JPH04218294A - 照明などの制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は人が検知エリア内に入っ
たこと、及びその後にほぼ静止状態にある場合でも、こ
れを検知し続けて照明を引き続き点灯させておき、又換
気用のファンを駆動し、人が検知エリアから退去した場
合にはこれを要因として消灯、又は停止させる照明など
の制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の集合住宅では、採光箇所がテラス
側しかないことが多く、従って玄関や廊下、或いはトイ
レなどは昼間でも照明を必要とするのが一般的である。 又、これと同時にトイレなどでは換気用のファンを駆動
させることも一般に行われている。そこで従来から、セ
ンサを用いて照明を自動的に点灯させ、ファンを駆動す
ることは既に行われている。そして、これらのシステム
では、照明については人が検知エリアへ侵入したという
大きい動きを検知して照明を自動的に点灯させるが、消
灯については人がスイッチ操作により行うという半自動
的なシステムや、あるいは点灯後タイマを駆動させて一
定時間経過後に消灯させる構成がほとんであった。

【０００３】又、上記何れの場合にも基本的に照明装置
とその検知センサとを一組としてそれぞれ各スペースご
とに独立に制御する方式としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の構成の
内、前者では検知センサの他に別途手動式のスイッチを
設置することが不可欠となり、このスイッチの設置工事
に余分なコストがかかるという欠点がある。一方、後者
は別にスイッチを必要としないものの、タイマによって
一定時間経過後に強制的に消灯するため、人がまだ検知
エリア内にいたとしても動きを止めて静止状態を継続し
たときには、人がいるにもかかわらず消灯してしまうと
いう不都合があった。

【０００５】更に、上記何れの場合にも基本的に照明装
置やファンとその検知センサとを一組として独立に制御
する構成であったため、その各スペースごとの配線や照
明などの制御に多大の手間とコストを要するという問題
もあった。

【０００６】本発明はこれら従来の種々の問題点を解決
しようとするもので、別途手動式のスイッチなどを必要
とせず、検知エリアに人が入った時点で点灯すると共に
、人が検知エリア内にいる限り点灯を持続し、人が退出
した時点で始めて消灯するという照明、およびこれに従
属して駆動するファンを一箇所で集中制御するようにし
た照明などの制御システムを提供することを目的とした
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は廊下などの通路や洗面所、トイレなどの
区切られた部屋ごとに設けられた照明装置、及び換気用
のファンと、上記通路や各部屋ごとを検知エリアとし、
かつ人の疑似静止状態を含めてその存在を検知しうる複
数の焦電形赤外線センサとからなり、上記各照明装置へ
の通電と各焦電形赤外線センサによる検知信号の有無を
分電盤などの一箇所で集中制御し、各焦電形赤外線セン
サの検知信号により、それぞれ対応する検知エリアの照
明装置を点灯及び消灯し、又はファンを駆動するという
手段を用いた。

【０００８】

【作用】上述の手段において、焦電形赤外線センサは検
知エリア内に人がいる限り、ほとんど動きが停止してい
る疑似静止状態であっても人の微小な赤外線の放射を検
知してその存在を確実に識別する。そのため、検知エリ
ア内に人が入ると同時に検知エリアに対応した照明装置
などが機能するという作用を行なう。そして、人がその
エリア内に存在する限り照明装置などは機能し続け、人
がエリアの外に退出すると消灯などを行うという動作が
分電盤などの一箇所で集中制御されて行われるという作
用を奏する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明システムを一般的な住居の間取
りに適用した場合の実施例について述べると、図１にお
いて、（Ａ）は玄関、（Ｂ）はこれに続く真っ直ぐな廊
下、（Ｃ）は廊下（Ｂ）の両側に設けられた個室、更に
、（Ｄ）・（Ｅ）は個室（Ｃ）に隣合って同じく廊下（
Ｂ）に面して設けられたトイレ並びに洗面所である。 そして、玄関（Ａ）及び廊下（Ｂ）の天井には照明装置
Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３が取り付けられ、又、トイレ（Ｄ）及
び洗面所（Ｅ）にはそれぞれ照明装置Ｌ４・Ｌ５が設置
されている。

【００１０】本実施例では玄関（Ａ）及び廊下（Ｂ）を
１つの検知エリアとしてこの部分の照明装置Ｌ１〜Ｌ３
を点灯させる焦電形赤外線センサ（以下、単に「赤外線
センサ」という）Ｓ１を配置し、又、トイレ（Ｄ）の壁
及び洗面所（Ｅ）の天井にもそれぞれを検知エリアとし
て照明装置Ｌ４・Ｌ５を点灯させる赤外線センサＳ２並
びにＳ３を配置する。そして、上記各赤外線センサは、
各照明装置へ屋内配線するための分電盤（Ｈ）内に設け
られた電磁リレーなどによって通電を断続しており、各
赤外線センサの検知信号によって上記電磁リレーを動作
し、該当する場所の照明装置を適宜点灯又は消灯させる
という集中制御方式としている。この赤外線センサの詳
しい構成については後述するが、要するに人体などの放
熱を検出する受動形の赤外線センサで、人体が静止して
いる状態でも呼吸、瞬き、鼓動などの生命活動を維持し
ている限りこの放熱を微視し、人体の存在を検知すると
いう、いわゆる「疑似静止人体」の検知機能をもったセ
ンサである。

【００１１】尚、Ｆ１・Ｆ２はトイレ（Ｄ）及び洗面所
（Ｅ）に配置された換気用のファンを示し、それぞれ各
赤外線センサＳ２・Ｓ３により、照明装置の点灯と同時
に作動するようにしている。又、（Ｇ）は玄関（Ａ）の
壁面に置かれた下駄箱である。上記実施例では、たとえ
ば家人が帰宅して玄関に入った時点で玄関（Ａ）及び廊
下（Ｂ）を検知エリアとする赤外線センサＳ１が人の存
在を検知して、照明装置ＯＮの検知信号が分電盤（Ｈ）
内のコントローラ側へ出力される結果、玄関（Ａ）及び
廊下（Ｂ）の照明装置Ｌ１〜Ｌ３が点灯される。そして
、人が玄関１で靴を脱いだり下駄箱（Ｇ）に靴を収納す
るという細かい動作をしているとき、即ち疑似静止状態
にある時でもセンサＳ１はなお人の存在を検知しており
、この間も照明は点灯し続ける。続いて、人が玄関（Ａ
）から廊下（Ｂ）を通るという大きい動きも赤外線セン
サＳ１が検知し続け、個室（Ｃ）に入って赤外線センサ
Ｓ１の検知エリアから退出すれば始めてセンサＳ１から
分電盤（Ｈ）のコントローラへ照明装置ＯＦＦの信号が
出力され、この時点で照明装置Ｌ１〜Ｌ３が消灯するの
である。又この場合、帰宅した人とは別の人が赤外線セ
ンサＳ１の検知エリア外から廊下（Ｂ）に侵入した場合
にも赤外線センサＳ１はこれを検知し、照明装置Ｌ１〜
Ｌ３を引き続き点灯させる。そして、検知エリア内に全
く人が存在しなくなった時に始めて消灯動作を行なわし
めるのである。

【００１２】一方、トイレ（Ｄ）や洗面所（Ｅ）ではド
アが閉まっている時には赤外線センサＳ２・Ｓ３の検知
エリアは各個室だけであるが、ドアをあけた場合には検
知エリアが拡張されるので、入室前に確実にそれぞれの
照明装置Ｌ４・Ｌ５が点灯し、ファンＦ１・Ｆ２が駆動
する。そして、これらの室内では人は便器に座ったり鏡
に向かって化粧をするなど、疑似静止状態にあることが
多いが、この場合でもそれぞれの赤外線センサＳ２・Ｓ
３が人の微視的な放熱を確実に検知するため、照明装置
が引き続き点灯し、又ファンも駆動し続け、退出した時
に始めて消灯するものである。又、この赤外線センサＳ
２・Ｓ３による照明装置の点灯と同時に換気ファン（Ｆ
）が作動するものであるが、人が退出したときには遅延
処理などによってしばらくは換気を継続することもある
。

【００１３】以上要するに、本発明の照明制御システム
では、疑似静止状態にある人を検知することができる赤
外線センサを用いて検知エリアに対応する照明装置の点
灯・消灯を自動的に集中制御しようとするもので、住居
の間取りや照明装置の配置、および赤外線センサの検知
エリアの設定などは上記の実施例に限定されない。

【００１４】次に、本発明の自動照明システムに用いら
れる焦電形の赤外線センサの構成について詳述すると、
図２において１はセンサ素子、２は内部ノイズ成分を数
百分の一程度まで減衰するためのフィルタ、３はフィル
タ２からの出力信号を処理しやすい信号レベルまで増幅
するための増幅回路、４は更にドリフト成分や余分な増
幅信号を取り除くための帯域フィルタ、５は非線形増幅
回路、６は２つのコンパレータで構成されるウインドコ
ンパレータ、７はウインドコンパレータ出力によって駆
動するタイマである。

【００１５】上述した構成によって疑似静止人体の検知
信号を取り出すには、先ず疑似静止人体が存在している
ときにセンサ素子１からは内部ノイズと低周波である検
知信号の合成波形が出力されているが、これをフィルタ
２に通す。フィルタ２ではセンサ素子１の内部ノイズ成
分を極力減衰できるような減衰特性を有するように回路
定数を設定する。これによって必要な検知信号と内部ノ
イズとのＳＮ比を向上させることができる。次に、フィ
ルタ２の出力信号を後段において処理しやすい信号レベ
ルまで増幅回路３によって増幅する。この増幅回路３の
増幅率は高い程好ましく、高ゲインのものが求められる
。しかし、低周波増幅を行っているのでフィルタ２によ
って内部ノイズとの関係ではＳＮ比が非常に改善される
が、増幅による超低周波数のドリフトが含まれた出力信
号が生成されることになる。従って、これらを除去する
ために帯域フィルタ４を通過させ、前段までの信号に含
まれるドリフトを取り除き、さらに指数的な伝達関数を
もつ非線形増幅回路５で、ある信号強度以下の信号を減
衰させ、それ以上の信号を増幅してノイズやドリフト分
と信号成分の　　別をより顕著にする。当該回路５の伝
達関数は厳密な意味においての指数特性を要求するもの
ではない。重要なことは、出力信号のＳＮ比をより向上
するような伝達関数を設定することである。

【００１６】このようにして処理された信号はウインド
コンパレータ６に入力され、入力信号の絶対値がコンパ
レータの正負の基準電圧を越えているか否か判断される
。即ち、ウインドコンパレータ６に導かれる信号は、必
要な信号を重点的に強調したものであるので、被検知物
である疑似静止人体が存在した場合の信号レベルの方が
何も存在しないノイズレベルよりも高い。従ってこれら
を識別して疑似静止人体が実在するときのみ出力を行う
ようにしたものである。尚、後段のタイマ７の応答性を
よくするために、２つのコンパレータ６ａ、６ｂでウイ
ンドを作るように絶対値レベルの基準電圧を設定する。 そして、センサ素子１の視野に疑似静止人体が存在して
いる場合には、入射赤外線量の微小な変化に対応して２
つのコンパレータ６ａ、６ｂの基準電圧によるウインド
幅を越える信号が入力されるので、これに応じた出力が
出る。一方、視野に人体が存在しない場合には、入力信
号はそのウインド幅を越えることがないので、ウインド
コンパレータ６は応答せず、安定した出力電圧を維持す
ることになる。尚、視野内を人体が移動する場合には、
センサ素子１の出力は素子の内部ノイズをはるかに越え
る信号レベルになるので、上述した回路全体の動作に関
係なく検出することができる。

【００１７】次に、ウインドコンパレータ６の出力は、
タイマ７に入力されるが、タイマ７ではセンサ視野から
の赤外線の変化に対する装置の応答性を向上するような
動作を行う。即ち、タイマ７のトリガ特性は、入力がハ
イ（Ｈ）のときには反応せず、ロー（Ｌ）の出力を維持
し（図３参照）、入力がＬになったときには出力がＨに
なり、かつＨを維持し続ける（図４参照）。しかし、こ
の時点ではタイマ動作は開始せず、次に入力がＬからＨ
に転じたときに出力がＨを維持したまま、始めてタイマ
動作を開始する（図５参照）。そして、時定数で定めら
れた時間以上入力がＨを維持した場合にはタイマ７の出
力がＬに回復する。一方、タイマ７が出力をＨにして動
作を開始した後、タイマの設定時間以前に入力がＬに戻
った場合には、出力をＨに保ったまま開始していたタイ
マ動作をキャンセルする。そしてひき続く入力信号のＬ
からＨへの遷移によって再びタイマ動作を再開するとい
う特性を有している（図６参照）。ところで、上述した
ように疑似静止人体を検知した場合にはウインドコンパ
レータ６の出力はＨとＬの間を往復するノイズのように
なるが、視野に疑似静止人体が存在するときにはタイマ
が出力Ｈを維持できるような動作時間とするため、タイ
マの時定数を設定する必要がある。これは、ウインドコ
ンパレータ６から出力される信号の最大周期よりも設定
時間を長くすることによって達成できる。実験的には動
作時間を１０〜２０秒程度にすれば、安定した出力を得
ることができた。このように、本実施例のようなタイマ
特性を与えることによってタイマの時定数を小さくする
ことができ、人体が視野外に立ち去った後に、比較的短
時間で人体を検出しないという無検出状態に戻ることが
可能となる。

【００１８】尚、本実施例ではセンサ素子１の内部ノイ
ズを逓減するためのフィルタ２及び帯域フィルタ４の位
相特性のため、視野に人体が立ち入ったときに現れる大
きい入力信号に対して最初の反応がやや遅くなってしま
う。この不都合を除去しようとすれば、センサ素子１の
出力を二分し、一方を本実施例の回路に、他方を従来か
ら公知の回路に並列に入力し、それぞれのタイマの出力
の論理和をとることによって、容易に解消することがで
きる。上述したフィルタやタイマは、従来のアナログ的
手法によっても、またデジタル的手法によっても実施す
ることができ、その効果は両者変わるところはない。

【００１９】このように、本実施例では擬似静止人体の
存在まで識別することができるので、人が検知エリアに
存在し続ける限り確実に照明装置やファンをを制御し、
退出とを要因として確実に消灯およびファンの停止を行
なうようになる。尚、各赤外線センサの検知エリアは、
センサ素子１の前面に設けるレンズの種類によって自由
に設定することができるが、例えばフレネルレンズを利
用すれば、非常に広範囲の検知エリアを確保することも
できる。

【００２０】尚、赤外線センサとして本実施例では上述
のような焦電形赤外線センサを用いることとしたが、こ
れに代えて出願人の所有する特願平２−２０８７２４号
に開示した焦電形赤外線センサを利用することもある。

【００２１】

【発明の効果】本発明の照明などの制御システムは、人
の疑似静止状態をも含めて人の存在を検知しうる複数の
赤外線センサを廊下や洗面所及び各部屋ごとに適当な検
知エリアとして配置し、各検知エリアに対応して設けら
れた照明装置の点灯及び消灯、又はファンの駆動を分電
盤などの一箇所によって確実に集中制御する構成とした
ものである。従って、例えば、廊下などのように人の出
入りの多い場所でも、最初に人が検知エリア内に入った
時点で照明が点灯し、なおも人がその位置で移動せずに
立ち止まっている状態でも的確に検知を継続し、照明は
引き続き点灯し続ける。そして、検知エリアから人が退
出した場合に始めて消灯する。換気用のファンについて
も同様である。即ち、本発明の照明などの制御システム
は人が動作中であれ、静止状態であれ、検知エリア内に
いる間は確実に制御を行うことができるという日常の人
の動きに適合した機能を達成できるものである。

【００２２】又、従来のように、別途スイッチの設置工
事などを必要とせず、しかも、分電盤等により一箇所で
集中制御するために、従来の各スペースごとの独立制御
の場合に比べて手間とコストが大幅に削減できるという
利点もある。

【００２３】この他、本発明の照明などの制御システム
によれば、照明やファンの消し忘れがなく、又、人のい
ないスペースでは確実に動作が停止するため、電気エネ
ルギーの節約になることはもちろん、特に人の疑似静止
状態をも検知して照明を点灯させるため、外部から泥棒
が侵入した場合でも照明が確実に点灯され続けるため、
防犯効果も有する。

【００２４】更に又、最近急激に増加している老人専用
のマンションに本発明システムを適用した場合には照明
の制御と同時に、各個室のトイレや洗面所などの検知信
号を管理人室に送るようにしておけば、例えば、老人が
トイレで倒れた場合でも、一定時間以上管理人室に対す
る出力が継続すれば、異常ブザーを鳴らすなどの緊急察
知システムに応用することもできるなど、種々の優れた
実用的効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明制御システムの一実施例を示す住
居の平面図。

【図２】本発明システムに用いられる赤外線センサのブ
ロック図。

【図３】赤外線センサのタイマのトリガ特性を説明する
タイムチャート。

【図４】赤外線センサのタイマのトリガ特性を説明する
タイムチャート。

【図５】赤外線センサのタイマのトリガ特性を説明する
タイムチャート。

【図６】赤外線センサのタイマのトリガ特性を説明する
タイムチャート。

【符号の説明】

Ｌ１〜Ｌ５　　照明装置 Ｓ１〜Ｓ３　　赤外線センサ Ｆ１〜Ｆ２　　換気用ファン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廊下などの通路や洗面所、トイレなどの区
   切られた部屋ごとに設けられた照明装置及び換気用のフ
   ァンと、上記通路や各部屋ごとを検知エリアとし、かつ
   人の疑似静止状態を含めてその存在を検知しうる複数の
   焦電形赤外線センサとからなり、上記各照明装置への通
   電と各焦電形赤外線センサによる検知信号の有無を分電
   盤などの一箇所で集中制御し、各焦電形赤外線センサの
   検知信号により、それぞれ対応する検知エリアの照明装
   置を点灯及び消灯し、又上記ファンを駆動するようにし
   たことを特徴とする照明などの制御システム。