JPWO2017030085A1

JPWO2017030085A1 - 照度センサー信号処理装置と照度センサー信号判定装置

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Publication number: JPWO2017030085A1
Application number: JP2016552349A
Authority: JP
Inventors: 崇中尾
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Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2017-08-24
Also published as: WO2017030085A1

Abstract

【課題】従来、照度センサーを使用した自動点滅装置或は、各種機器に組込んでの制御において、単純な感度調整以外の方法は考案されてなかった。その為、的確な制御をするのは難しく、例えば液晶を利用したサングラスは、実用化が難しいとされていた。また、複数個の照度センサーを利用しての的確な制御も考えられていなかった。更に、照度センサーのレベル判定を点灯と消灯、夫々分ける考案もなかった。【解決手段】従来の、照度センサー信号を直接に単純判断しただけの不正確な制御を以下の６つの手段により改善する。照度センサーの出力或は、その信号処理に対して、第一に使用者が様々な手段で常に自在に調整可能にして、第二にその調整更には、調整時の条件により信号処理の条件や出力を変更、第三に更にそれを記憶し、新たな信号処理の条件にする或は、加える、第四に複数個の照度センサーを使うことでより的確な照度判断をする。第五に２値出力での制御の場合は、点灯と消灯の照度センサーの判定レベルを分ける事により、より的確な制御が可能となる。第六に照度センサの出力信号を記録装置に２４時間単位で記録し、その記録に相対的な判定をして、それをリアルタイムの照度センサー信号との比較及び信号処理に利用する。【選択図】図１

Description

本発明は、照度センサーを制御に利用する装置において、的確な制御を実現する発明に関する。

従来、照度センサーを使用した自動点滅装置或は、各種機器に組込んでの制御において、単純な感度調整以外の方法は考案されていない。その為、的確な制御をするのは難しく、例えば液晶を利用したサングラスは、実用化が難しいとされていた。また、複数個の照度センサーを利用しての的確な制御も考えられていなかった。更に、照度センサーのレベル判定を点灯と消灯、夫々分ける考案も従来知られていない。

また、従来、照度センサーを使用した自動点滅装置や、各種機器に組込んでの使用には、以下の欠点があった。曇や雨の日中、明るい夕方や早朝での誤点灯、周囲の明るさの影響を受ける、日中の室内での不正確な点灯／消灯判断など、感度調整をしても完全には解決できない場合があった。更に、経年変化による点灯／消灯しきい値の変動や粉塵の影響を受ける場合もある。これらの欠点は、照度センサー信号を、直接に単純なしきい値比較による判断をしていることに起因して生じているものである。この原因の一つは、仮にＹ軸を照度とし、Ｘ軸を閾値と考えた場合、曇りの日ではＹ軸の変化が少ない為に緩やかな変化になり、それを判定するＸ軸の位置は時間的に大きな誤差が生まれる為である。

室内の使用時においてはこのような欠点を解消することは従来非常に難しいものと考えられ、屋外においては位置情報と電波時計と年間カレンダーを使って対処療法的に、対応する方法も考案されているが、このような対処法はコストも掛かる上に、検知された照度への直接的な判断校正でもなく、使用場所も限定されるため、根本的な問題解決にはならない。

パナソニック自動点滅器電子式ＥＥ６７２３の製品カタログオーム電機人感・明暗センサー付きＬＥＤ電球（常時点灯機能付き）ＬＤＡ７Ｎ−ＨＲ５の製品カタログＥＬＰＡ（朝日電器）明暗・人感センサー付暗い時だけ人が近づくとパッと点灯ＳＡ−２６ＡＪＢの製品カタログアイリスオーヤマ充電式ＬＥＤセンサライトＴＳＬ−０５Ｊの製品カタログアイリスオーヤマ乾電池式人感ＬＥＤセンサライトＢＳＬ−１０Ｌの製品カタログ

従来の、照度センサー信号を直接に単純判断しただけの不正確な制御を改善し、更に使用者による様々な自在な調整も可能にし、更にそれの学習機能も持たせた照度センサー信号処理装置を提案することを目的とする。

また、本発明は、従来の照度センサーによる点灯／消灯制御において不正確で不安定であった制御の欠点を治癒した照度センサー信号判定装置を提案することを目的とする。また、点灯してほしい環境下にも拘わらず不点灯となる現象や、雨や曇の日中などにおいて点灯不要にも拘わらず誤点灯となるような現象を防ぎながらも、日の出時・日の入り時のような判断の難しい時間帯においても正確な点灯／消灯制御を実現し、更には室内での使用においても正確な制御を提供する照度センサー信号判定装置を提案することを目的とする。

タイマーと記録装置を使い、常時または定期的に照度センサーの出力信号レベルを監視・記録し、それにより暗い時間帯を相対的に定義したり、信号のレベルや時間的な判断による定義もして、これをリアルタイムの照度センサー信号の判断に利用する。更には、複数の照度センサーを使ったり、使用者の直接的操作（感度調整や出力のオン・オフ等）の際の条件も記憶し、学習する事により、判定精度を向上させた照度センサー信号判定装置とする。

照度センサーの出力信号に対する信号処理の条件を、使用者が多様な手段で常に自在に調整可能として、その使用状況に合わせた最適な制御も学習できるものとすることで、使用者の高度な要求に適切に応えることが可能な照度センサー信号処理装置とできる。

また、点灯或は、消灯の照度レベル（閾値レベル）を別々に独立設定できる事は、より的確な制御を可能にし、新たな照度センサーの利用価値を生じることが期待できる。

更には、複数個の照度センサーを備えることにより、設置角度や設置場所を変えて備えるものとしたり、或は、種類や特性の違う素子を使う事としたりすることで、より的確な制御が可能になることが期待できる。

また新たな用途として、サングラスのレンズ部分への液晶適用では、光の強度変動への高速な反応や、透過光量を個人の好みに調整できるのは勿論、目の反応に合わせた液晶の制御も可能であり、事故の防止にもなる。

毎日自動で照度センサー情報を取得し学習して相対的な判断をする事で、日々情報更新した正確な点灯／消灯判定が可能になる、同時に経年変化によるセンサー感度の経時変動や粉塵や周囲の明るさの影響も排除できる。更には、時間を考慮した制御も可能として、ユーザの細かい要求に応えられるようにしたので、従来の単純なしきい値比較による点灯／消灯の照度センサー制御では考えられなかった効果を奏することが可能になった。

また、内蔵する２４時間周期のタイマーにおいては精度もそれ程必要なく、安価に製作でき、設置も現状の製品とそのまま交換するか、または、本発明にかかる照度センサー信号判定装置を組込むだけで良いので、実現が容易である。

近年、様々な商品に照度センサーは利用されているが、本発明により、それらの商品に正確な制御を提供できるものとなる。サングラスに利用した場合には、レンズ部分に適用した液晶で光の通過度を高速で変えられるので、自動車の運転や、個々人のきめ細やかな個別要求や、目の反応等に合わせた最適なサングラスを実現できる。

また、的確な点灯・消灯等として負荷（例えば照明装置や液晶）の的確な制御を可能とするので、家庭や大型施設の日射をコントロールする液晶ガラスに適用することで、省エネや快適性の向上に資するものとでき、実用的である。

本発明の構成例を説明する図であり、照度センサー１の信号を、信号処理部４で受け、操作部６からの操作も受け、信号処理して出力５することを説明する図である。図１から照度センサーを１つ追加した複数個の照度センサーを利用する例を説明する図である。図２から信号処理部４に入れる前に演算処理部３を介して照度センサー信号を１つに纏めた例を説明する図である。本発明をサングラスのレンズ部分に適用された液晶への透過光量制御に応用した例を説明する図である。本発明を窓ガラスへ適用された液晶への透過光量制御に応用した例を説明する図である。使用者の入力方法に対応する入力手段を備えるリストバンド型のリモコンを説明する図である。照度センサー９９からの信号を、本発明の照度センサー信号判定装置９１で受けて、照度センサー信号判定装置９１が備える記録装置９５と信号処理部９６に当該信号を入力して出力回路９７から出力端子９８へ出力する構成例を説明する図である。照度センサー９９を内蔵した場合の本発明の照度センサー信号判定装置９１６と、自動点滅器の回路配線９１１〜９１５を適用した図である（負荷は自動点滅器（例えば街路灯等）に限定するものではない。）本発明の論理回路の例を説明する図である。照度センサー９９，９２３の２つの出力を演算回路９２４の演算により１つにして、各種操作スイッチ９２５，９２６等と表示装置９３１も備えるものとした例である。照度センサー９９，９２３の数は２つに限定されるものでは無い。図９に示す演算回路９２４を備えないものとして、夫々に記録装置（メモリー９５）を設け、その状態で信号処理部９６により信号処理をする回路構成例を示すものである。窓ガラス９１９に液晶を使い、本発明の照度センサー信号判定装置で液晶の光の通過度を制御する例を説明する図である。本発明の照度センサー信号判定装置へ操作指示を送信するリモコン装置の典型例であるリストバンドを説明する図である。

本実施形態では、好ましくは照度センサーの出力信号に対して或は、その信号処理に関して、第一に使用者が様々な手段で常に自在に調整可能にして、第二にその調整更には、調整時の条件により信号処理の条件や出力を変更させ、第三にそれを記憶し、新たな信号処理の条件にするかまたは、条件に加えるものとし、第四に複数個の照度センサーを使うことでより的確な照度判断をするものとする。また、第五に点灯か消灯かの２値出力での制御の場合は、点灯と消灯の照度センサーの判定レベルを分けて独立のレベルとする事により、より的確な制御が可能となるようにする。第六に照度センサの出力信号を記録装置に２４時間単位で記録し、その記録に相対的な判定をして、それをリアルタイムの照度センサー信号との比較及び信号処理に利用する。

前記第一に関しては、スイッチ入力、音の検知、振動の検知、リモコンによる入力またはジェスチャー検出の少なくとも一つを入力手段として用いて、調整をするものとする。例えば音、音声或は、何か叩くように音を発生させて、これを検出してもよい。振動を検知してこれを入力信号とする場合や、例えばフレームを叩くことで音を発生させてこれを検知させてもよく、或は、サングラスを入力デバイスとして用いる場合であれば、例えば頭の振動を検出するものとしてもよい。ジェスチャーを検出する場合、典型的にはサングラスでジェスチャー検出する場合であれば、サングラスの横で手を振る事で、手を振るジェスチャーを検出することとしてもよい。

また、本実施形態では好ましくは、照度センサーの信号を受信して、その信号処理により負荷（例えば照明装置や液晶）への点灯・消灯等の制御信号を生成し出力する信号処理部と、信号処理部の信号処理に対する操作手段として、スイッチ、音、振動、リモコンまたはジェスチャー検出のうち、少なくとも一つを用いて、操作手段による操作の際の信号処理部の出力の状態及び／又は照度センサーの信号のレベルにより、信号処理部の信号処理を変更または信号処理条件を付加する手段を備えた、照度センサー信号処理装置とする。

図１は、本発明回路１１に関する本発明の構成例を説明する図である。図１において、照度センサー１の信号を信号処理部４で処理して出力部５から出力する。信号処理部４の処理条件には、操作部６への使用者による操作入力や、過去の操作時の条件変更の記憶、過去の照度センサー１の信号レベル、予め設定された基本的な制御条件の記憶、記憶している信号処理の条件等を使う。

操作部６が備えるスイッチ７は、出力をオンするスイッチとオフするスイッチの２つを設ける方法もあるが、図１では１つのスイッチにより、出力部５からの出力を反転させるか或は、任意に操作することができるものとして示している。すなわち、スイッチ７の操作により、点灯中であれば消灯、消灯中であれば点灯、或は、液晶の光透過度制御への操作をするための制御信号を出力部５から出力させることができるものとする。

これは信号処理部４の処理条件に対する操作部６への操作であるが、その前記処理条件に対してではなく、信号処理部４の出力に対しての直接の操作をする場合もある。あるいは、ここで信号処理部４に記憶されている信号処理の条件を変更することができるものとする。すなわち、スイッチの信号処理部に対しての三種類の関与の仕方があることとなる。１つめはスイッチ操作しているときだけ条件を変えるものであり、二つめは信号処理の条件に対してではなくその出力そのものへの直接的な操作であり、三つめはスイッチ操作により信号処理部に記憶されている条件を変更するものである。

すなわち、出力部５の先に接続されている照明装置が点灯中の場合に操作部６への操作が為された場合には、照度センサー１の点灯／消灯判定レベルをそれまでよりも一定量上げる、または、その時の照度センサー１のレベルから一定量上げたレベルにする。逆に、出力部５の先に接続されている照明装置が消灯中の場合に操作部６への操作が為された場合には、「上げる」を「下げる」にする以外は前記と同様にする。すなわち、消灯中の操作においては、照度センサー１の判定レベルをそれまでよりも一定量下げる、または、その時の照度センサー１のレベルから一定量下げたレベルにするものとする。

次に液晶で光の通過度を変える信号を出力部５から出力する場合では、出力５はリニア出力であるが、液晶を使用したサングラスや窓などへの制御例として、操作部６への操作時の光の通過度が一定以上の時には、制御を停止して光の通過度を１００％にするのであるが、その操作時の照度レベルから一定量上げたレベルを今後は制御開始のレベルに変更する、或は制御開始の照度レベルをそれまでよりも一定量上げる。逆に、光の通過度が一定以下の時の操作部６への操作または検知があれば、それは一時的な操作と判断して、次の操作で通過度を復帰する或は、徐々に復帰させても良い。

またスイッチ７或はスイッチ８は、スイッチに限定されるものではなく、音、振動、リモコン、ジェスチャーを検出・検知、する各種検知センサーとして構成してもよい。例えば、音とは音声或は、音声認識で、或は、何か叩くように音を発生させてその音を検出しても良い。振動とは、サングラスであればフレームを叩いて発生した振動、或は、頭の振動を検出しても良い。ジェスチャー検出とは、サングラスであれば、その横で手を振る事で、これを検出できるものとしてもよい。

図３において、リモコン受信部１８は、赤外線や電波などの受信をするが、リモコン受信部１８へ電波等を送信する送信部は、例えば図６に示すリストバンド型のリモコン送信機２０の形態として構成しても良く、また図６のリストバンド型のリモコン送信機２０も、使用者によるスイッチ入力に限らず、音、振動、ジェスチャーを検出することにより、それらの検出信号を送信するものとしても良い。

また、図１において、スイッチ８は、照度センサー１の感度を調整するスイッチであるものとする。図１において、スイッチ８の紙面左はコモンであるものとし、スイッチ８の紙面右上の配置を選択することで感度を良くし、その下の中間の位置にレバーは常に戻るタイプのスイッチ８とし、紙面右下の配置選択により感度を悪くするものとする。

使用者によるスイッチからの手動入力以外での検出入力では、例えば、一度目の振動を検出した場合には感度を良くし、連続二度の振動を検出した場合には感度を悪くするものとしてもよい。更に点灯時の操作か消灯時の操作かにより、点灯閾値レベルとして或は、消灯閾値レベルとして信号処理の条件閾値の変更トリガーにしても良い。また、点灯直後或は、消灯直後のスイッチ８への操作では、その時の照度センサー１の検知信号のレベルを基準にするように、信号処理の条件を変更しても良い。

また、液晶で光の通過度を変える信号を出力部５から出力する前記リニア出力の場合は、単純に照度センサー１の信号を分圧抵抗で分圧すことにより、全体的に信号出力の強度をシフトする（小さくする）、或は、プログラム的にシフトさせるものとしてもよい。

次に、点灯か消灯かの２値出力での制御の場合には、単純な方法としてはリニア出力のようにレベルシフトさせても良い、しかし点灯レベルと消灯レベルを独立別個に分ける事も可能にしたい場合、レベルシフトではなく、レベル判断を変えての制御とすることが好ましい。これについて以下にさらに詳細に説明する。

前記出力の停止と同様に信号処理をするが、その際に点灯している時或は、次に説明する「照度が下がって来ている時であれば」操作を「点灯レベル」への操作として記憶し、消灯している時或は、「照度が上がって来ているのであれば」操作を「消灯レベル」として記憶し、今後の信号処理の条件とする。

そのような点灯レベルか消灯レベルかの判断は、リアルタイムの照度レベルと一定時間前の記憶した照度レベルとを比較して、照度の変化が下って来ているのであれば「点灯レベル」を信号処理の条件に使い、そうでなければ或は、その逆であれば「消灯レベル」を有効にすれば良い。

つまり、従来、その瞬間の照度に対して、閾値と比較して点灯、消灯を単純比較しているので点灯するか、消灯するかが不正確になるが、本発明では、その前の照度が高いのであれば、「夜の時間」に向かっているので、その照度に対する判断は点灯にすれば良く、その逆であればその照度は消灯に判定すれば良い。勿論、点灯レベル調整スイッチと消灯レベル調整スイッチとして２つのスイッチをそれぞれ設けることとしても良い。

図１に示す電源部９は、本発明の電源部を示すものである。電源部９は、バッテリーでもよく、外部からの電力供給でもよく、太陽電池モジュールでも良い。電源部９は、信号処理部４や操作部６や出力部５及び照度センサー１に必要に応じて必要な電力を供給する機能を有する。

図２は、図１に照度センサー２を追加して、操作部６にはマイク１６を備えることで、音や音声を検出して、これにより、スイッチ７またはスイッチ８のような操作部６への操作手段とする、複数の照度センサーを備える典型例を説明する図である。すなわち、一定量以上の音量をマイク１６が検出する場合には、信号処理部４の出力５を停止したり、また、マイク１６が音声認識することにより信号処理部４の出力５を停止したりしても良い。また、操作部６は、操作と操作の間隔（インターバル）も操作の情報として捉えて処理もすることができる。

また、図２に示すように、図１のスイッチ８に代わり、振動センサー１７を備えるものとしてもよい。例えば、サングラスのフレームを叩く事で、その振動を振動センサー１７で検出することにより、当該振動検出をトリガーとして照度センサー１，２の感度を下げることとしてもよい。また、二度連続して振動センサー１７で振動を検出した場合には、照度センサー１，２の感度を上げるものとしてもよい。

図１に示すスイッチ７に代わり図２に示すマイク１６又は、図３に示すリモコン受信部１８とかを備えるものとしてもよいし、図１に示すスイッチ８に代わり図２に示す振動センサー１７又は、図３に示すジェスチャー検出部１９を備えるものとしてもよく、図１に示す構成のみに限定されるものではない。

図２、図３に示すように複数個の照度センサー１，２を用いる場合には、互いに違う種類（異なる特性）の素子を用いるものとしてもよく、或は、それぞれの設置角度や設置位置或は、設置場所を変えてもよく、これにより的確な照度制御が可能になる。設置位置は複数個なので当然異なる設置位置となるものではあるが、それ以上の位置の違い（例えば照度センサー間の離間程度）も含めて、位置の違いによる照度検出の正確性や多様な対応性が得られる。設置場所は文字通り、別の場所への設置を意味するが、同様に照度検出の正確性や多様な対応性が得られる。違う種類の素子は、光に対する感度や検知の波長の違いやその他の特性の違いを利用できる。また、これにより、故障に対しての対策にもなり、信頼性も増すものとなる。照度センサーの数は、二つに限定されるものではなく一つでも二つ以上でもよいのであって、その数に限定はない。

また、図３は、図２の照度センサー１，２からの２つの信号を演算処理部３により１つに纏めて、信号処理部４に入力するものとする典型例を説明する図である。また、図３において、照度センサー１，２の数に限定はない。更に、図３において、図１のスイッチ７に替えてリモコン受信部１８を備えるものとして、リモコンでの操作により、出力５を反転できるものとする。

また、図３に示すように、図１に示すスイッチ８に代えてジェスチャー検出部１９を備えるものとできる。例えば、図３に示す回路構成を液晶サングラスに実装した場合には、ジェスチャー検出部１９が、サングラスの横での手の横の振りや、縦の振り、或は、連続の振り等を検出することにより、照度センサー１，２の感度を調整するものとしてもよい。ジェスチャー検出部１９は、例えば撮像素子から取得した映像を画像処理することによりジェスチャーを検出する構成としてもよい。

図４は、図１乃至図３に示した本発明回路１１で、レンズ部分に採用した符号１０の液晶を制御して、光の透過量を適切に調整可能なサングラス１２を実現した例を説明する図である。図４において、照度センサーの数に限定はないものとする。この場合、光への高速な反応や、個人の好みに調整できるのは勿論、目の反応に合わせた液晶の制御も可能であり、事故の防止にもなる。

図４において、電源９はサングラス１２のレンズの縁に太陽電池モジュールを配置して電源としても良い。図１のスイッチ７とスイッチ８の機能は、本発明回路１１に内蔵してもよいし、スイッチ７とスイッチ８の操作性を考慮して別に配置しても良い。

図５は、本発明を、液晶を使用した符号１５の窓ガラスに利用する事により、日射を的確にコントロールする例を説明する図である。その他、窓であれば、天窓でも自動車の窓への利用でも、その他任意の種々の窓に適用できる。図５において、本発明の回路１１に、図１に示したスイッチ７，８等に基づく調整機能は含んでいるものとする。また、電源９として図５に示す例では太陽電池モジュール１４を使用したものとして示している。また、符号１３は窓枠である。

また、図６は、図２に示すリモコン受信部１８へ、リモコン信号を送信することができるリストバンド型のリモコン送信機２０の例を説明する図である。図６において、リモコン送信機２０は、送信部２１から、例えば電波で、上述した感度調整等の各種設定変更等にかかる入力信号に関するリモコン信号、を図３に示すリモコン受信部１８に送信するものとしてもよい。このため、図６に示すように、リモコン送信機２０に、スイッチ７や振動センサー１７やジェスチャー検出部１９を備えるものとしてもよい。

図１乃至図３において、符号４は、照度センサー１，２の信号処理をして出力する信号処理部を示すものであるが、信号処理部４は、操作部６からの操作入力や操作部６の操作情報の記憶や、照度センサー１，２の信号の記憶や、基本的な信号処理条件の記憶や、複数個の照度センサー−１，２の信号の処理等も行なうものとする。

図７に示す本発明の照度センサー信号判定装置９１は、照度センサー９９を内蔵してないが、図８に示す照度センサー信号判定装置９１６ように照度センサー９９を内蔵していても良い。また、図７に示す照度センサー信号判定装置９１は、出力回路９７から出力端子９８へ出力しているが、図８のような出力回路構成としてもよいし、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ：ＳｏｌｉｄｓｔａｔｅＲｅｌａｙ）でなくとも適宜任意の負荷に対応するような出力回路構成に修正・変更することができる。また、図７、図８において、符号９１０は照度センサー９９へ入力される入射光を示すものである。

図７、図８において、電源部９４は照度センサー信号判定装置９１，９１６の回路の電源であるが、図８に示すように、ＡＣ電源９１４から作り出すか、または電池式とするか、または外部からの電源とするか、または照度センサー９９を太陽電池パネルで構成して蓄電回路も別途に設けて電源と照度センサーとを併用する等、種々の任意の電源構成とすることができる。また、照度センサー９９は、Ｃｄｓセルでもフォトダイオードでも上述のように太陽電池パネル等でもよい。

また、図７、図８において、メモリー９５は照度センサー９９の検知信号を２４時間単位で記録し、記録したデータは信号処理部９６で演算処理に利用される。また、図７、図８において、２４Ｈタイマー９２は２４時間周期のタイマーであるが、これに限定されるものではなく、例えばその他の時計装置を使用してもよい。

また、時計装置を使用する場合は、時計としての時間を信号処理に利用する事もできるが、照度センサー９９の信号に相対的な定義を可能にした本発明は、簡易なタイマー装置であっても、前記相対的な定義により前記タイマー装置に補正を掛ける事も可能であり、時計装置を使用しなくとも時間の経過情報として信号処理に利用する事も可能である。また、前記相対的な定義から、最低レベルが一定時間続く時間帯を「夜の時間帯」として定義をして信号処理することも可能である。この場合、日々２４時間周期で照度センサー９９の検出信号を記録するので、それ程正確でなくてもよく、時計のセットも不要である。

図７または図８に示す信号処理部９６は以下の第１から第１５までの１５項目の機能等含むものとできる。第１・・メモリー９５に記憶された照度センサー９９のデータの記録を読みだしてこれを使用してリアルタイムの照度センサー９９の信号処理を（例えば比較することにより）遂行する、第２・・メモリー９５に記憶された照度センサー９９のデータの記録の信号のレベルに定義をして信号処理に使用する、第３・・メモリー９５に記憶された照度センサー９９のデータの記録の信号の時間的な要素に定義をして信号処理に使用する、第４・・複数の照度センサーを使用して信号処理に使用する、第５・・リアルタイムの照度センサーの信号に対してタイマー装置或は時計装置を使用して時間的な判定をする、第６・・信号処理の条件に対して使用者が常時操作可能な手段を備えるものとし、使用者が設定した信号処理の条件に従って信号処理をする、第７・・前記使用者が設定した条件を記憶して信号処理に利用する、第８・・信号処理の結果に時間的調整或は信号処理の条件に時間的調整をする、第９・・メモリー９５に記憶された照度センサー９９のデータの記録または照度センサー９９のリアルタイムの信号レベルの変化の度合いから信号処理をする、第１０・・照度センサー信号判定装置９１の出力にタイムスイッチの制御機能も付加させるように信号処理する、第１１・・記録を最大２４時間を単位として、或は、該単位を複数個使用してメモリー９５に２４時間単位で照度センサー９９のデータを記録させる（信号処理部はメモリー情報を受取り信号処理することとできる。この場合のメモリーは２４時間単位の記録を１つの単位に設定していれば信号処理はそれでやり、２４時間単位が複数記録されているのであればそれで処理するが、それでも信号処理部は状況に応じて１つの単位だけ使用することもできる。また、その複数のデータに大きな違いがあれば、それは正しいデータでは無いとして利用しないとしてもよい。）、第１２・・メモリー９５に記憶された照度センサー９９のデータの記録の最低レベルを信号処理の条件に使用する、第１３・・メモリー９５に記憶された照度センサー９９のデータの記録が無い時または記録に異常がある時にリアルタイムの照度センサー９９の信号だけを一定条件で信号処理する、第１４・・複数の照度センサーに対して信号を一つに纏める演算装置を備える、この場合の記録装置は一つである。第１５・・複数の照度センサーに対して夫々記録装置を備えて総合的な判断をして信号処理をする。

仮に１つの照度センサーの「夜の時間帯」が極端に短い場合は、照明が当たっているからと、その情報は使わない。或いは、１つの照度センサーの信号レベルが少し低いのであれば木陰の可能性があるので、その信号のレベルを加減して利用する、或いは他の照度センサーの信号が正しいと判断する。照度センサーの数による多数決でも良い。その他、個々の照度センサーのレベルが違っていても、個々に相対的な判断をし、それの平均値を取るやり方もある、その場合、掛け離れたデータは利用しないのは勿論である。

その他、図９と図１０に示す符号９２５乃至符号９２８の操作にあった照度センサーの信号を、信号処理の際に優先させる。すなわち、複数の照度センサーと、図９と図１０に示す符号９２５乃至符号９２８の操作等入力と、個々の照度センサーの信号レベルと、に基づいて、ソフトウェアでの信号処理を遂行するものとしてもよい。

図７に示す操作部９３は、信号処理部９６に使用者による任意の操作が入力されることができる。図８に示す出力回路９７は端子９１１と９１３の開閉をして負荷９１５を適宜制御するか、または出力端子９８に単に出力してもよい。また、出力回路９７はＳＳＲには限らず電磁リレーでも、出力端子９８に単に出力するものでもよい。また、図８において、符号９１１〜符号９１５は、自動点滅器に対しての結線例を表したものである。

図１１は、窓ガラスに液晶を使用して、本発明の照度センサー信号判定装置９１で液晶の光の通過度を制御する本発明の実施形態の窓を外部から観察した図を説明するものである。図１１に示す例において、昼間は外光を適度に取り入れる目的に敵うように適切な液晶透過度を有するものであるが、夜間は防犯の為に光の通過度をゼロ或は、ゼロに近くすることができる。本発明の照度センサー信号判定装置９１の電源部９４は符号９１７の太陽電池パネルから作り出される。すなわち、太陽電池パネル９１７は、符号９４の電源部の機能を含むものである。

また、設置当初でメモリーがない時や、異常があった時は、予め設定しておいたデフォルトの信号処理条件を使って、照度センサー信号判定装置９１が信号処理を遂行するものとする。

また、複数個の照度センサーを用いる場合には、互いに違う種類の素子または、設置角度や設置位置または、設置場所を変える事で、的確な照度制御が可能になる。設置位置は複数個なので当然互いに異なるものではあるが、それ以上の照度センサーの配置位置の違いも含めて、配置位置の違いによる照度検出の正確性や多様な対応性が得られるものとなる。また、設置場所を上述のように互いに異なるものとすることにより、同様に照度検出の正確性や多様な対応性が得られる。また、互いに違う種類の素子を用いる場合には、光に対する感度や検知の波長の違いやその他の特性の違いを有効に利用できる。また、異なる種類の複数の照度センサーを利用することにより、故障に対しての対策にもなり信頼性も増すこととなるので好ましい。なお、照度センサーの数に限定はないものとする。

また、操作部９３は、信号処理部９６に対する使用者による任意の処理条件設定を入力することが可能であるが、更には信号処理部の処理条件への入力ではなく、信号処理部の出力に対しての直接的な操作も可能である。その条件の最終段階へ操作すればそのまま最終出力への操作となる。また、操作部９３の設定により、自動的に信号処理部９６における制御条件を変更するように設定するものとできる。

また、本発明の信号処理部は、記録された照度センサーの信号または、照度センサーのリアルタイムの信号、の強度レベルの変化の度合いも信号処理に利用する回路を備えることができる。例えば、前日の同時刻の信号レベルと或いは、その相対的な定義をされたものと、リアルタイムの信号レベルと、同じく、その日のそれまでに相対的定義されたものと比較し、そのリアルタイムの信号よりも前日の相対的な定義を優先して信号処理に利用するか、或いはそれの方が正しいとしてその信号レベルを加減或いは優先して信号処理に利用するかして、正確な判定に近づける。

また、本発明の信号判定装置は、メモリーへの前記照度センサーの信号の記録をして、前記信号処理に使用する回路を備える照度センサー信号判定装置とすることができる。前記記録からの相対的定義としては、先ず前記記録を２４時間全体から、どんな意味を持つのか「夜の時間」と定義するのか、極端な変化、或いは極短時間の変化は人工的なものとして「無視」の定義か、それと同じリアルタイムの信号であれば、その定義により正しい信号処理・判断が出来る。

前日で夜の時間と定義した時に強い光が暫く来た場合は、それを無視するのが正しい判断となる。別の言い方をすれば、リアルタイムの信号に対してだけの判断であれば、閾値だけの判断しか出来ず、それは従来のものである。しかも、その従来のものは強い光が約２分間以上続いた場合は照明を消してしまうが、それは照度センサーにだけ当たっているかも知れない、更にはその後強い光が無くなってからは、今度は約２分間以上は照明が点灯しない暗闇となってしまう。この事は何も強い光に対しての限定した事ではなく、つまりは閾値だけの判断でしかも、約２分間以上の動作時間も必要な従来品の問題点である。日照はなだらかな自然な変化をするものであり、本発明では、記録された信号或いは、その定義されたものと比較しての判定も可能であるが、更には、リアルタイムの信号の、その前からの状態も記録している事により、そこからの高度な判定も可能なのである。

この発明は、例えば人工知能光センサー、ＡＩ光センサー、スマート光センサー等として商品化してもよい。時間機能は、時計或いはタイマー的なものであり、照度センサーの一定の短時間の、一定以上のレベルの変化は、日照への使用では特別な照度と判断し、照度センサー信号から排除し正確な判定を目指す場合もあるが、日照以外への使用、例えば屋内での使用では、それを排除しない場合もある。

また、２４時間単位の過去のデータを定義付けする（最高のレベルや最低のレベルとは、それぞれにはプラスマイナス何％かの一定の猶予範囲があるものとする。また、夜の時間または昼の時間とは、使う状況によっては適さない場合もあるが分かり易い表現として使うものとする。）また、最高レベルと最低レベルとその時間的要素も信号処理の条件にするものとする。

また、最低レベルが一定時間続く状態が生じた場合を「夜の時間」と定義することができる。また、「夜の時間」のレベルの一定の範囲は「夜の時間」の調整に使うものとできる。また、「夜の時間」の一定時間前後を「夜の時間」の調整に使うこともできる。また、上記した事項とは逆に、最高レベルを「昼の時間」として、同じくそこからの一定の時間や一定のレベルを「昼の時間」の調整に使うことができる。

また、複数の２４時間データがある場合、夫々の差が一定以内であれば、その平均を取り信号処理に利用することができるし、また、その平均からの定義付けもあり得る。また、リアルタイムのデータは、現在の一定時間前からのデータも共に信号処理の条件に利用する場合があり得る。すなわち、過去のデータとの比較とは、定義を終えた過去のデータと、リアルタイムに一定時間前のを加えたのと二種類を本発明では利用して正確な判定をするものとできる。

また、リアルタイムのデータとの判定が、信号処理であるものとする。また、リアルタイムのデータとその丁度２４時間前のデータとレベルが一定範囲であれば、定義と比較し、信号処理をするものとできる。また、リアルタイムのデータとその一定時間前からのデータを過去の同時刻のデータと比較して、その差や変化が一定以内であれば、リアルタイムのデータをレベルシフトして定義と比較し、信号処理をするものとできる。例として、過去のデータが晴で、リアルタイムは曇りの場合、どちらかにレベルシフトして比較して信号処理が可能である。

また、リアルタイムのデータが、２４時間前のデータと一定レベル以上離れている場合、定義されたレベルだけを利用しての単純な信号処理もすることができる。或いは、そのデータの一定時間前からの記録も利用して、そのデータを優先して信号処理をする場合もあり得る。

さらには、照度センサーは取付向きによって、或いは設置方向によって、或いは周囲の環境や環境の変化により、不正確が増してる現状に、複数の照度センサーを使用して、それをこの発明の高度な判断・信号処理により、解消も出来るものとなる。例えば、屋外においては、樹木の成長や季節の変化や天候(降雪等も)の変化も大いに影響する。

また、現状で知られている従来のＥＥスイッチ（Electroric Eye Switch）は、更に寿命の問題があり・・、使う素子が原因であるため、二千〜四千回の寿命となることは原理上避けられないものではあるが、本発明にはそれが無いので好ましいものである。

また、本発明は、メモリーへの照度センサーの信号の記録に対して、相対的定義をして（前記記録に前記記録からの相対的定義をして）、信号処理に使用する回路を備える照度センサー信号判定装置としてもよい。これは、何から相対的定義が出来るのか、と言う意味で、前記記録（２４時間全体としての一単位、或いはその複数単位）から、相対的定義が出来る。その際には、例えば５分単位での定義付け、或いは照度センサーのレベルの一定範囲を単位として、定義付けとしては２４時間の中では５分単位であれば２８８個の単位となるが、・・詰まり時間中心の定義付けとレベル中心にした定義付けが考えられる。或いは単位を区切らずに、リアルタイムの信号の信号処理の要求に応じて定義付けを信号処理に送っても良い。

照度センサーを使用した従来の装置では、照度センサーの信号を直接に単純な判断をしていた為、人間の感覚とは違い不正確であり、適切な判断が求められていたところ、本発明は、適切な判断を可能として、省エネにもつながる対応をしてＣＯ_２対策にもつながるものとできる。本発明は、典型的には、照度センサーの出力信号を記録装置に２４時間単位で記録し、その記録に相対的な判定をして、それをリアルタイムの前記出力信号との比較及び信号処理に利用し、更には複数の照度センサー使用や時間的補正、人的操作をする調整スイッチも設けて、その操作による補正も記憶、学習させる事で、照度センサー信号の正確・適切な判断を実現する。

本発明の照度センサー信号処理システムは、さらに好ましくは、上述の照度センサー信号処理装置と、負荷と、複数個の前記照度センサーとを備えることを特徴とする。典型的には、以下の三種類である。一つめは、信号処理装置と照度センサー（複数もある）を備える場合であり、二つめは信号処理装置と負荷（複数もある）を備える場合であり、信号処理装置と照度センサー（複数もある）と負荷（複数もある）を備える場合であり、いずれの場合でも本発明は適用可能である。

本発明は、照度センサーを用いて検知した周囲の明るさ信号に基づいて、種々の機器を制御する信号処理装置等に好適である。

１・・照度センサー、２・・照度センサー、３・・演算処理部、４・・操作の受入れと操作やデータの記憶と信号処理部、５・・出力部、６・・操作部、７・・制御出力を操作するスイッチ（この場合は１つでオン・オフ共通とした）、８・・照度センサーの感度を調整するスイッチ、９・・本発明の電源部（バッテリーでも外部からの供給でも良い）、１０・・液晶を使用したサングラスのレンズ、１１・・本発明の照度センサー信号処理装置の回路一式（符号４から符号８を意味する）、１２・・サングラス、１３・・窓枠、１４・・太陽電池モジュール（電源として）、１５・・液晶を使用したガラス、１６・・マイク（音の検知）、１７・・振動センサー、１８・・リモコン受信部、１９・・ジェスチャー検出部（例えば、フォトリフレクター）、２０・・リストバンド型のリモコンの送信機、２１・・リモコンの発信部、９１・・照度センサーを外部にした形式の本発明の照度センサー信号判定装置、９２・・２４時間周期のタイマー、または時計装置、９３・・信号処理部９６に対して条件を加える操作部、９４・・発明回路を動かす電源部、９５・・符号９９の信号を記録するメモリー、９６・・符号９２，符号９３，符号９５，符号９９を信号処理して出力する信号処理部、９７・・出力回路（負荷に合わせて適宜回路構成を変更してもよい）、９８・・出力端子（２つ）、９９・・照度センサー（受光素子、太陽電池パネル等）、９１０・・入射光、９１１・・外部との結線端子の例、９１２・・外部との結線端子の例、９１３・・外部との結線端子の例、９１４・・外部のＡＣ電源の例、９１５・・外部の負荷の例、９１６・・照度センサーを内蔵した形式の本発明の照度センサー信号判定装置、９１７・・太陽電池パネル、９１８・・窓枠、９１９・・液晶パネル或は、窓ガラスに液晶パネルを貼った物、９２０・・リモコンの送信装置（この例ではリストバンドのイメージ。駆動電池内蔵）、９２１・・送信部（この例では無線出力）、９２２・・振動センサー、９２３・・照度センサー（複数設置の場合の一つ追加した例、符号９９の照度センサーと別の素子を使う場合もある。）、９２４・・演算回路（複数の照度センサーの出力信号を演算して一つにする）、９２５・・制御出力をオン・オフするスイッチ、９２６・・照度センサーの感度を調整するスイッチ（左はコモンで右上の選択で感度を良くし、その下の中間の位置にレバーは常に戻るタイプのスイッチ、その下の選択で感度を悪くする）、９２７・・上の場合には符号９５の信号レベルの定義のみ使い、中間の場合には符号９５の信号レベルと時間への定義の両方使い、下の場合には符号９５の時間への定義のみ使う、９２８・・出力を決定した時間に対して、進めたり遅らせたり加減する（左はコモンで右上の選択で決定した時間よりも一定時間早くする、その下の中間の位置にレバーは常に戻るタイプのスイッチ、その下の選択で右上の反対にする）、９２９・・タイムスイッチ機能の入力スイッチ、オンする時間を設定（例として、１５時から本発明を有効にする）、９３０・・タイムスイッチ機能の入力スイッチ、オフする時間を設定（例として、０２時から本発明を無効にする）、９３１・・各操作や設定を確認する表示装置、９３２・・ジェスチャーセンサ（例・・フォトリフレクタ）。

Claims

照度センサーの信号を受信して、その信号処理により負荷への制御信号を生成し出力する信号処理部を備え、
前記信号処理部による信号処理に対する操作入力手段として、スイッチ入力、または音または振動の検知、またはリモコン受信、またはジェスチャー検出のうち、少なくとも一つを用い、
前記信号処理部は、前記操作入力手段による操作入力に対しては前記信号処理部の出力の状態及び／又は前記照度センサーの信号のレベルにより、前記信号処理部の信号処理を変更するかまたは信号処理条件を付加する
ことを特徴とする照度センサー信号処理装置。
前記負荷は液晶であり、
前記信号処理部が、前記信号処理部の出力が前記液晶の光通過度を可変させるようにするための信号処理手段を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の照度センサー信号処理装置。
前記信号処理部は、２値で出力する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照度センサー信号処理装置。
請求項１乃至３の何れか一項に記載の照度センサー信号処理装置と、前記負荷と、複数個の前記照度センサーとを備える
ことを特徴とする照度センサー信号処理システム。
前記複数個の照度センサーの信号を一つに纏める演算装置部を備える
ことを特徴とする請求項４に記載の照度センサー信号処理システム。
前記信号処理装置は、前記複数個の照度センサーの信号を受信して信号処理する手段を備える
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の照度センサー信号処理システム。
前記照度センサーの信号を記憶する記憶部をさらに備え、前記記憶部に記憶された前記照度センサーの信号を利用して、リアルタイムの照度センサーの信号の信号処理をする手段を備える
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の照度センサー信号処理装置。
前記信号処理部の処理条件には、前記記憶と前記リアルタイムの照度センサーの信号との信号比較に、前記記憶の時間的な要素や、前記記憶に相対的な定義をしたもの或いは、リアルタイムの照度センサーの信号の変化度合いや、時間的な要素も用いて信号処理をする手段を備える
ことを特徴とする請求項７に記載の照度センサー信号処理装置。
前記信号処理部は、予め一定の信号処理の条件を記憶している手段を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３、請求項７、請求項８の何れか一項に記載の照度センサー信号処理装置。
前記複数個の照度センサーは、設置角度、設置位置、設置場所、素子の種類の内、少なくとも一の違いを有する
ことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の照度センサー信号処理システム。
照度センサーの信号受信部と、タイマーまたは時計と、
前記タイマーまたは前記時計を使用して常時或は定期的に前記照度センサーの信号を記録するメモリーと、
前記メモリーに記録された前記照度センサーの信号を使用して、前記照度センサーのリアルタイムの信号を処理する信号処理部と、を備える
ことを特徴とする照度センサー信号判定装置。
前記信号処理部は、前記メモリーに記録された前記照度センサーの信号または、前記照度センサーのリアルタイムの信号の強度及び／又はリアルタイムまでに前記メモリーに記録された信号レベルの変化の度合いを信号処理に利用する回路を備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の照度センサー信号判定装置。
前記メモリーへの前記照度センサーの信号の記録に対して、相対的定義をして、前記信号処理に使用する回路を備える
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の照度センサー信号判定装置。
前記記録にタイマーまたは時計に基づく時間的な要素から相対的定義をして、前記信号処理に使用する回路を備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１３の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。
前記メモリーに前記記録が無い時または、前記記録に異常がある時には、前記照度センサーの信号を一定条件で信号処理する回路を備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１４の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。
前記照度センサーの信号を、タイマーまたは時計に基づく時間的な要素から判定する回路を備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１５の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。
前記信号処理部による信号処理の処理条件及び／又はその出力に対して、使用者が常時操作可能な操作部を備えるか、または更に前記操作時の条件を記憶して、前記信号処理に利用する回路を備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１６の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。
前記信号処理部による信号処理の結果に時間的調整または、前記信号処理の条件に時間的調整をする回路を備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１７の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。
前記照度センサー信号判定装置は、タイムスイッチの制御機能も付加させる回路を備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１８の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。
前記記録を最大２４時間を単位として、或は、該単位を複数個使用して前記信号処理する回路を備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１９の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。
前記記録の最低レベルまたは前記最低レベルが含まれる一定の範囲を前記信号処理の条件に利用する回路を備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項２０の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。
前記照度センサーは複数であり、前記複数の照度センサーの信号夫々に対して前記メモリーを備え、前記信号処理部は前記の複数のメモリーに対応する回路を備えた、
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項２１の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。
前記複数の照度センサーに対して信号を一つに纏める演算回路をさらに備えて、前記メモリー及び前記信号処理部に使用する回路を備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項２２の何れか一項に記載の照度センサー信号判定装置。