JP5498007B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体等の移動体の存否を検知するセンサを有する照明装置に関する。

従来から、人体の存否を検知するセンサを有し、人体の存否に応じて点灯及び消灯を切り替える照明器具が知られており、例えば特許文献１に開示されている。このようなセンサとして人体の発する遠赤外線を検知する熱線センサ等のパッシブ型センサを用いる場合、センサを検知方向に向けて露出する必要があるため、構造上の制約となるとともに外観にも影響を及ぼすという問題があった。このため、センサを器具内に配設しても検知できるように、電磁波等のエネルギ波を送波するとともに被検知物体からの反射波を受波し、送信波の周波数と受信波の周波数との差分であるドップラー周波数の有無によって被検知物体の存否を検知する所謂アクティブ型センサを用いることが考えられる。

以下、上述のアクティブ型センサを有する照明装置の従来例について図面を用いて説明する。この従来例は、図６に示すように、一面を開口した長尺箱状の器具本体１００と、器具本体１００内部の長手方向両端部に配設された一対のソケット（図示せず）と、当該ソケットに取り付けられた直管形の放電灯Ｌａと、器具本体１００内部において放電灯Ｌａを挟んで開口と反対側に設けられたセンサ部１０１と、器具本体１００の内側面に配設されてセンサ部１０１から送波される電磁波を反射して開口を介して器具本体１００の外部に照射する長尺板状の反射板１０２と、センサ部１０１からの検知信号に応じて放電灯Ｌａの点灯制御を行う制御部１０３とを備える。ここで、本従来例では、器具本体１００の幅方向の寸法を狭くして美観を向上させる要望や、器具本体１００を中心としてセンサの検知範囲を均一にしたいという要望に対応するために、センサ部１０１を放電灯Ｌａの長手方向における略中央で且つ放電灯Ｌａの光の照射向きと反対側に配設している。
特開２００１−３２５８１０号公報

ところで、上記従来例では、センサ部１０１の検知範囲内に放電灯Ｌａが存在しているため、センサ部１０１からの送信波が放電灯Ｌａ内の電子において反射する。ここで、点灯中の放電灯Ｌａ内の電子は動いているので、被検知物体において電磁波が反射する場合と同様にドップラー効果が生じてしまう。したがって、放電灯Ｌａが点灯している状態においてはセンサ部１０１が常に検知状態となってしまい、被検知物体の存否を正確に検知することができないという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、構造上の制約及び外観に影響を及ぼすことなく被検知物体の存否を正確に検知することのできる照明装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、一乃至複数の固体発光素子を有する光源部と、所定周波数のエネルギ波を送波する送波部、及び送波部より送波されたエネルギ波が物体において反射した反射波を受波する受波部を有し、送受波の周波数の差分に基づいて移動体の存否を検知して検知信号を出力するセンサ部と、センサ部からの検知信号に応じて光源部の点灯制御を行う制御部と、センサ部の検知範囲外に設けられて光源部に点灯電力を供給する電源部と、を備え、前記センサ部が、光源部を挟んで光源部から照射される光の向きと反対側であって、かつ、その検知範囲内に光源部が位置するように配設され、前記電源部が、前記センサ部から出力される電磁波の向きと反対側に配設され、前記光源部は、前記センサ部からのエネルギ波を透過する材料から成る基板に固体発光素子を配設して成ることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、センサ部は、送受波するエネルギ波が電磁波であることを特徴とする。

本発明によれば、センサ部が光源部を挟んで光源部から照射される光の向きと反対側に設けられているので、センサ部が器具本体の外部から視認されるのを防ぐことができ、したがって構造上の制約及び外観に影響を及ぼすことがない。また、光源を固体発光素子から構成しているので、センサ部からのエネルギ波が光源において反射してもドップラー効果を生じることがなく、従来例のように常に検知状態となることがないため、被検知物体の存否を正確に検知することができる。

以下、本発明に係る照明装置の実施形態について図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図１（ａ）における上下を上下方向と定めるものとする。本実施形態は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、固体発光素子である複数の発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と呼ぶ）１０を略円盤状の光源用基板１１に配設して成る光源部１と、電磁波を送受波してドップラー効果により移動体の存否を検知するアクティブ型のセンサ部２と、センサ部２が配設されるとともに各ＬＥＤ１０の点灯制御を行う制御回路３０が実装される略円盤状の制御用基板３１から成る制御部３と、外部電源（図示せず）に接続されるとともに制御回路３０を介して各ＬＥＤ１０に点灯電力を供給する電源回路４０が実装される略円盤状の電源用基板４１から成る電源部４と、光源部１、センサ部２、制御部３、電源部４を収納する下面を開口した有底円筒状の器具本体５と、器具本体５の下端部に設けられて光源部１から照射される光を制御するセード部６とから構成される。尚、光源部１、制御部３、電源部４の各回路間は、図１（ｂ）に示すように、各回路に設けられたコネクタ（図示せず）間をフラットケーブル７によって接続することで電気的に接続されている。

光源部１の光源用基板１１は、例えばガラスエポキシや紙フェノール等のセンサ部２からの電磁波を透過させる材料から形成され、その下面には、図１（ｂ）に示すように器具本体５の下側の空間に均一に光が照射されるように各ＬＥＤ１０が均等に実装されている。また、光源用基板１１には、各ＬＥＤ１０と、ＬＥＤ１０と制御回路３０及び電源回路４０との間を電気的に接続するための導電パターン１２とのみが配設されている。例えば、図２は１個のＬＥＤ１０の点灯回路図を示しているが、ＬＥＤ１０のみを光源用基板１１に実装し、その他の抵抗Ｒ、トランジスタＴｒ、電源Ｖｃｃ、グランドパターンＧＮＤは制御用基板３１及び電源用基板４１に実装する。これは、センサ部２からの電磁波を反射又は吸収してしまう材料を含む回路素子等を省いて必要最小限の部品のみを光源用基板１１に配設することで、センサ部２からの電磁波が光源用基板１１を極力透過するようにするためである。

尚、導電パターン１２は金属材料から形成されているため、センサ部２から送波された電磁波は導電パターン１２において反射してしまう。そこで、導電パターン１２はセンサ部２から見て検知したい方向に位置しないように配線するのが望ましい。例えば、光源部１の真下側の空間を主な検知範囲としたい場合には、図３（ａ）に示すように、導電パターン１２を光源用基板１１の中央部ではなく、周縁部に配線するのが望ましい（同図の斜線部アが検知範囲）。また、光源部１の光の照射方向に対して斜め方向の空間を主な検知範囲としたい場合には、図３（ｂ）に示すように、導電パターン１２を光源用基板１１の周縁部ではなく、中央部に配線するのが望ましい（同図の斜線部イが検知範囲）。

センサ部２は、図４に示すように、所定周波数（本実施形態では、電波法において特定小電力無線局の移動体検知センサー用に規定された２４ＧＨｚ帯）の送波信号を発振する発振回路２０と、発振回路２０からの送波信号を受けてエネルギ波を検知空間に出力する送波部である送信アンテナ２１と、検知空間に存在する物体に反射して生じる反射波を受波して受波信号を出力する受波部である受信アンテナ２２と、発振回路２０からの送波信号を送信アンテナ２１と後述するミキサ２４とに分配する分配器２３と、受信アンテナ２２からの受波信号と分配器２３からの送波信号とを混合して各信号の周波数の差分であるドップラー周波数に応じた信号を出力するミキサ２４と、ミキサ２４からの信号を増幅して出力するアンプ２５と、アンプ２５からの信号波形を予め記憶された基準波形と比較することで検知したか否かを判定し、判定に応じて検知信号を出力する信号処理回路２６とから成る。尚、このようにドップラー効果を利用して移動体を検知するセンサの回路構成は周知であるので、ここでは詳細な説明は省略するものとする。

制御部３の制御回路３０は、図１（ｃ）に示すように、センサ部２の信号処理回路２６からの検知信号に応じて各ＬＥＤ１０の点灯及び消灯を切り替える。即ち、検知信号が入力されない場合には電源部４の電源回路４０から各ＬＥＤ１０へ点灯電力を供給する経路を遮断して消灯させ、検知信号が入力された場合には、前記経路を閉成することで各ＬＥＤ１０を点灯させる。尚、制御回路３０の回路構成については周知であるので、ここでは詳細な説明を省略するものとする。

電源部４の電源回路４０は、制御部３の制御回路３０及び各ＬＥＤ１０に電源を供給するものであって、例えば商用電源からの交流電力を直流電力に変換して供給する。尚、電源回路４０の回路構成については周知であるので、ここでは詳細な説明を省略するものとする。ここで、電源回路４０は多数の回路素子から成るとともに配線される導線パターンも多い。更に、電位を安定させるためにグランドパターンを電源用基板４１の一表面に広く配線するため、電源用基板４１は実質的にその全面を金属で覆われているに等しく、したがってセンサ部２からの電磁波を透過させることができない。そこで、本実施形態では、電源用基板４１をセンサ部２から出力される電磁波の向きと反対側に配設することで、電源部４がセンサ部２の検知範囲外に配置されている。而して、電源部４がセンサ部２の検知範囲を狭めるのを防ぐことができる。

また、本実施形態では、制御用基板３１を光源用基板１１と電源用基板４１との間、即ち、光源用基板１１の上方に配置しているので、センサ部２が器具本体５の外部から視認されるのを防ぐことができ、構造上の制約及び外観に影響を及ぼすことがない。

セード部６は、器具本体５の開口を塞ぐように有底円筒状に形成され、その底部が例えばアクリルやガラス等のセンサ部２からの電磁波及び各ＬＥＤ１０からの光を透過させる材料から成る。而して、センサ部２からの電磁波を照明空間に送波させ且つ各ＬＥＤ１０からの光を制御することで、照明空間における照度を制御している。

以下、本実施形態の動作について図面を用いて説明する。先ず、センサ部２から電磁波が下方向に送波される。送波された電磁波は、光源用基板１１においてＬＥＤ１０及び導電パターン１２が配設されていない部位を透過して光源用基板１１の下方の空間に照射される。当該空間に照射された電磁波は、空間内の壁面や例えば人等の移動体Ａにおいて反射し、反射波が再び光源用基板１１を透過してセンサ部２で受波される。センサ部２では、当該反射波の周波数と送信波の周波数とを比較し、その検知結果に応じて検知信号を制御部３に出力する。

ここで、移動体Ａが存在しない場合には、反射波の周波数と送信波の周波数とが一致するためにドップラー周波数が検出されず、したがってセンサ部２からは検知信号が出力されないため制御部３では各ＬＥＤ１０を消灯させるように制御する。図５（ａ）に示すように移動体Ａが存在している場合には、反射波の周波数と送信波の周波数との差分であるドップラー周波数が検出されるため、センサ部２からは当該ドップラー周波数に応じた検知信号が制御部３に出力され、制御部３では各ＬＥＤ１０を点灯させるように制御する。

ところで、センサ部２から送波される電磁波の一部は、図５（ｂ）に示すように、光源用基板１１を透過せずにＬＥＤ１０及び導電パターン１２において反射するが、各ＬＥＤ１０及び導電パターン１２は静止しているために反射波と送信波との間でドップラー効果が生じることはなく、センサ部２が検知信号を出力することがない。したがって、光源として放電灯を用いた従来例のようにセンサ部２が常に検知状態とならず、移動体Ａの存否を正確に検知することができる。

尚、本実施形態ではセンサ部２として電磁波を媒体としたアクティブ型センサを用いているが、これに限定される必要は無く、例えば超音波センサ等の他のアクティブ型センサをセンサ部２に適用しても構わない。

本発明に係る照明装置の実施形態を示す図で、（ａ）は全体斜視図で、（ｂ）は器具本体及びセード部を除いた斜視図で、（ｃ）はブロック図である。 同上の１個のＬＥＤの点灯回路を示す回路図である。 （ａ），（ｂ）は同上の導線パターンの配線例を示す図である。 同上のセンサ部を示すブロック図である。 同上の動作説明図で、（ａ）は移動体に電磁波が照射される場合の斜視図で、（ｂ）は電磁波がＬＥＤで反射される場合の斜視図である。 従来の照明装置を示す斜視図である。

符号の説明

１ 光源部
１０ ＬＥＤ（固体発光素子）
２ センサ部
３ 制御部
４ 電源部

Claims (2)

1. 一乃至複数の固体発光素子を有する光源部と、
   所定周波数のエネルギ波を送波する送波部、及び送波部より送波されたエネルギ波が物体において反射した反射波を受波する受波部を有し、送受波の周波数の差分に基づいて移動体の存否を検知して検知信号を出力するセンサ部と、
   センサ部からの検知信号に応じて光源部の点灯制御を行う制御部と、
   センサ部の検知範囲外に設けられて光源部に点灯電力を供給する電源部と、
   を備え、
   前記センサ部が、光源部を挟んで光源部から照射される光の向きと反対側であって、かつ、その検知範囲内に光源部が位置するように配設され、
   前記電源部が、前記センサ部から出力される電磁波の向きと反対側に配設され、
   前記光源部は、前記センサ部からのエネルギ波を透過する材料から成る基板に固体発光素子を配設して成ることを特徴とする照明装置。
2. 前記センサ部は、送受波するエネルギ波が電磁波であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。

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