JP2009110818A

JP2009110818A - 照明器具及び照明システム

Info

Publication number: JP2009110818A
Application number: JP2007282203A
Authority: JP
Inventors: Maki Chokai; 麻記鳥海
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】人がいる場合に可視光通信を行い、人がいない場合に可視光通信を行わない。
【解決手段】電力供給を受けて光照射を行うと共に、可視光通信を行う光源１１と；前記光源１１による可視光通信の通信範囲と同一の範囲に検出範囲が設定された人感センサ１２と；前記人感センサ１２が人を検出したときに、前記光源１１によって可視光通信を行う可視光通信部１５と；光源１１、可視光通信部１５及び人感センサ１２が配置される器具本体１０ａと；を具備する。
【選択図】図１

Description

この発明は、人感センサを備えた照明器具及びこの照明器具を用いて構成した照明システムに関するものである。

従来より人感センサを備えた照明器具は知られており、この照明器具によれば、人感センサが人を検出したときにのみ照明の点灯を行って省エネを図っている（特許文献１参照）。

しかしながら、照明器具は基本的に建物の建築完了当初から所望位置に設置されているものであるから、建物の使用に伴ってパーティションなどの什器を設置すると、什器により人感センサの不感エリアが生じ、什器の陰などに人がいても照明が点灯しない場合がある。このような場合に、照明の照射エリアと人感センサの検出エリアが必ずしも一致するとは限らないため、人感センサによる適切な照明制御を行うことができないことがあった。

また、近年においては、照明器具の光源による光を用いた可視光通信機能を備える照明器具が登場しており、照明器具のほぼ照明範囲において通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の可視光通信機能を有する照明器具は、可視光通信の可能な範囲に人がいるか否かを判断することが無く、エネルギーを無駄に消費していた。

上記の問題に加えて、例えば、大きなフロアを持つ会場などにおいて、可視光通信を用いた信号を送信する信号送信装置が複数存在するような環境においては、適切な信号受信を確保する必要がある。そこで、複数の受光部を備える受信装置が提案されている（特許文献２参照）。

しかしながら、上記の複数の受光部を備える受信装置においても、可視光通信の信号を送信する送信装置が複数存在し、混信が生じる場合には対応できず、信号を区別して受信することはできなかった。

更に、異なる内容の可視光情報を複数の照明器具から送信させるように、複数の内容情報を各照明器具に送信するシステムが提案されている（特許文献３参照）。これによれば、異なる情報が各照明器具から可視光通信により送信させることが可能である。

しかしながら、照明器具数が増加すると情報を送信する送信装置と照明器具の間の通信トラフィックが増大し、場合によっては必要な情報を照明器具へ送信できなくなる不具合が予想される。
特開２００７−３５３８２号公報特開２００７−１３５１４４号公報特開２００６−５０５２８号公報

本発明は上記のような可視光通信機能を備える照明器具が有する問題点に鑑みなされたもので、その目的は、可視光通信可能な範囲に人が存在するときに、可視光通信を行うことができる照明器具を提供することである。また、本発明ではこのような照明器具を用いて適切な可視光通信が可能となる照明システムを提供する。

本発明に係る照明器具は、電力供給を受けて光照射を行うと共に、可視光通信を行う光源と；前記光源による可視光通信の通信範囲と同一の範囲に検出範囲が設定された人感センサと；前記人感センサが人を検出したときに、前記光源から可視光通信を行う可視光通信部と；光源可視光通信部及び人感センサが配置される器具本体と；を具備することを特徴とする。

光源は可視光通信可能なランプ及びＬＥＤの光源を許容する。可視光通信の通信範囲と人感センサの検出範囲とを同一範囲とするために、光源の位置と人感センサの位置を機器本体において試行錯誤して検討する。反射板を備える場合には、その形状や反射方向を変更して可視光通信の通信範囲と人感センサの検出範囲とを同一範囲とする。照明器具全体として、スポットライトのように光照射する構成を有すると、可視光通信の通信範囲と人感センサの検出範囲とを同一範囲とする場合に好適である。

可視光通信の通信範囲は、必ずしも光源の照射範囲と一致する必要はなく、光源による僅かな光が照射されているエリアも非通信範囲となり得る。人感センサは、赤外線検出方式や光方式などの各種の方式のものを許容する。

本発明に係る照明システムは、複数の、請求項１に記載の照明器具と；人感センサからの検出信号を監視する人感監視手段と、この人感監視手段が検出信号を受け取ったときに、この検出信号を出力した照明器具に対して可視光通信により通信する情報を送信する情報送信制御手段とを備える中央制御装置と；を具備し、前記可視光通信部は、情報送信制御手段から送信された情報に基づき可視光通信を行うことを特徴とする。

本発明に係る照明システムでは、中央制御装置が、可視光通信における混信範囲にあることを示す複数の照明器具の識別情報に基づき、これらの識別情報に対応する照明器具に対し、可視光通信の通信可能期間を異ならせる制御を行う可視光通信制御手段を備えることを特徴とする。

混信範囲にあることを示す複数の照明器具の識別情報は、予め備えていても良いし、システム運用の場合に取得するようにしても良い。可視光通信の通信可能期間を異ならせる制御では、幾つかのグループ毎に異なる通信可能期間を与えるようにできる。異なる通信可能期間の間に全てのグループによる通信が行われない切替え期間を設けると好適である。

本発明に係る照明システムでは、中央制御装置には、人感センサからの検出信号を監視する人感監視手段と、この人感監視手段が同時に複数の人感センサから検出信号を得た場合に対応する照明器具の識別情報を、混信範囲にある照明器具の識別情報として対応付ける識別情報管理手段とが具備され、可視光通信制御手段は、識別情報管理手段により対応付けされた識別情報に基づき、可視光通信の通信可能期間を異ならせる制御を行うことを特徴とする。

本発明に係る照明器具によれば、人の存在に応じて可視光通信を行うことができる。更に、本発明に係る照明器具は、可視光通信の通信範囲と同一の範囲に検出範囲が設定された人感センサを備えているので、可視光通信の受信機により信号が受信可能である範囲或いは受信不可能である範囲を検索することにより人感センサの検出範囲を容易に顕在化させることができる。このため、必要であれば、人感センサや可視光通信部或いは照明器具を増設することにより不感帯をなくすなど照明環境を整備することが可能である。

本発明に係る照明システムは、複数の、請求項１に記載の照明器具を有し、人感センサからの検出信号を監視する人感監視手段と、この人感監視手段が検出信号を受け取ったときに、この検出信号を出力した照明器具に対して可視光通信により通信する情報を送信する情報送信制御手段とを備える中央制御装置とを具備し、前記可視光通信部は、情報送信制御手段から送信された情報に基づき可視光通信を行うので、可視光通信範囲に人がいない照明器具に対して、可視光通信させるための情報が伝送されることなく、無駄な通信による通信トラフィックの増大を防止することができる。

本発明に係る照明システムでは、中央制御装置が、可視光通信における混信範囲にあることを示す複数の照明器具の識別情報に基づき、これらの識別情報に対応する照明器具に対し、可視光通信の通信可能期間を異ならせる制御を行う可視光通信制御手段を備えるので、混信範囲にある照明器具による可視光通信の通信可能期間が重なることなく、混信を防止して適切な通信が可能となる。

本発明に係る照明システムは、中央制御装置には、人感センサからの検出信号を監視する人感監視手段と、この人感監視手段が同時に複数の人感センサから検出信号を得た場合に対応する照明器具の識別情報を、混信範囲にある照明器具の識別情報として対応付ける識別情報管理手段とが具備され、可視光通信制御手段は、識別情報管理手段により対応付けされた識別情報に基づき、可視光通信の通信可能期間を異ならせる制御を行うので、可視光通信の通信範囲と人感センサの検出範囲が同一範囲であることに鑑み、混信範囲が検出され、可視光通信の通信可能期間が重なることのない制御が可能である。

以下添付図面を参照して、本発明に係る照明器具及び照明システムの実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１には、照明器具に係る実施例の構成図が示されている。この照明器具１０は、器具本体１０ａに光源１１、人感センサ１２、照明制御部１３、電源部１４、制御部１６及び送受信部１７を備えている。

光源１１には照明制御部１３が接続され、照明制御部１３には電源部１４が接続されている。電源部１４は例えば商用交流電源から１００Ｖの電圧供給を受け、これを必要に応じて直流化するなどして照明制御部１３及び各部に与えるものである。

照明制御部１３は、電源部１４から供給された電力を用いて光源１１に対する点灯消灯など照明制御を行うものである。照明制御部１３には、可視光通信部１５が備えられており、可視光通信部１５は、到来する可視光通信により送信すべきデータにより変調した信号を得て、これに基づき光源１１を駆動して可視光通信信号を光源から送信するものである。

人感センサ１２と可視光通信部１５は制御部１６に接続されており、制御部１６は送受信部１７に接続されている。送受信部１７は伝送線３１を介して中央制御装置３０に接続されている。中央制御装置３０は、可視光通信により送信すべきデータを当該照明器具の識別情報と共に信号として送信してくる。このデータと当該照明器具１０の識別情報は、送受信部１７によってデータ化されて制御部１６へ送出される。制御部１６は識別情報が当該照明器具１０のものと一致することを検出し、一致すると可視光通信部１５へデータを送出する。このデータを受けた可視光通信部１５の動作は既述の通りである。

人感センサ１２の検出信号は、制御部１６に取り込まれ、制御部１６は検出信号に変化があると当該照明器具１０の識別情報と共に状態情報（人検出又は無人検出）を中央制御装置３０へ通知する一方、照明制御部１３へ状態情報を送り、対応する照明制御を行わせる。即ち、状態情報（人検出又は無人検出）に応じて、照明制御部１３は光源１１のオンオフを制御する。なお、中央制御装置３０が上記の状態情報に基づき照明器具１０の識別情報と光源のオンオフ制御情報を送るようにしても良い。

この照明器具１０において、可視光通信部１５による可視光通信の通信範囲と、人感センサ１２の検出範囲は同一の範囲に設定されている。例えば、反射板の形状や反射方向を人感センサ１２の検出範囲等を考慮して設定される。

そして、照明器具１０において、可視光通信部１５による可視光通信の通信範囲Ａと、人感センサ１２の検出範囲Ｂは、図２に示されるように同一の範囲に設定される。

以上のように構成された照明器具を建物の点灯などに取り付けた後に、什器が配置されると人感センサ１２の不感範囲ができることがある。例えば、図３に示されるようにパーティションＰが配置された場合には、照明器具１０においては、パーティションＰにより可視光通信の通信範囲（人感センサ１２の検出範囲）が狭くなる。

そこで、可視光通信の受信部を有し、受信信号が得られた場合にブザー音により報知を行う受信機Ｒを管理者Ｍが持って、照明器具１０が設置されているフロアなどを巡回してブザー音の発生がないエリアを探すようにする。図３の場合には、パーティションＰの右側のエリアＥＲではブザー音の発生があるが、パーティションＰの左側のエリアＥＬではブザー音の発生がない。

パーティションＰの左側のエリアＥＬには、照明器具１０の光が全く届かない訳ではなく、エリアＥＬに人がいる場合には照明器具１０の点灯が望まれる。そこで、エリアＥＬの天井部分に補助の人感センサを設置し、照明器具１０の制御部１６に接続する。これにより人がいるにも拘らず照明の点灯がなされないエリアをなくし、適切な照明環境を実現することができる。

上記の可視光通信の通信不能エリアの検索は、照明器具１０と同種の照明器具が設置されているフロアや部屋においてすべて行い、補助の人感センサを設置などの対策を採ることができる。上記においては、可視光通信の受信部を有し、受信信号が得られた場合にブザー音により報知を行う受信機Ｒを用いたが、ブザー音による報知に代えて、或いはブザー音による報知と共に、表示部を備え、可視光通信の情報を受けて対応する表示を行う受信機を用いても良い。この場合に、照明器具１０が自らの識別情報を含んで送信するものとし、照明器具１０の識別情報を表示するようにすれば、受信できた信号を発信している照明器具１０を特定でき、照明環境の把握作業を効率良く実行できる。

図４に、無駄な通信による通信トラフィックの増大を防止するように構成した照明システムの構成図を示す。照明器具ＳＡ₁、照明器具ＳＡ₂、照明器具ＳＡ₃、・・・は、図１の照明器具１０と同一の構成有する。

図５に、中央制御装置３０Ｂの構成を示す。中央制御部３２Ｂには、人感監視手段３７、情報送信制御手段３９が備えられている。人感監視手段３７は、人感センサからの検出信号を監視するものである。情報送信制御手段３９は、上記人感監視手段３７により検出信号が受け取られた照明器具に対してのみ、可視光通信により通信する情報を送信するものである。

情報送信制御手段３９は、上記処理を行うために、照明器具ＳＡ₁、照明器具ＳＡ₂、照明器具ＳＡ₃、・・・の識別情報に対応して、人感センサによる検出結果情報（人がいる場合にＯＮ、検出されなければＯＦＦ、同時に人を検出したか否か）を記憶した図６に示す検出結果テーブルＴＭを有しており、人感監視手段３７が照明器具ＳＡ₁、ＳＡ₂、ＳＡ₃、・・・から人感センサの検出信号を受け取る毎にこの検出結果テーブルＴＭに反映させている。即ち、複数の照明器具が同時に人を検出すると、その照明器具を異なるグループとして認識させる。

情報送信制御手段３９は、例えば、図７に示されるフローチャートに対応する処理により可視光通信に係る情報を照明器具ＳＡ₁、ＳＡ₂、ＳＡ_3、・・・へ送信する。即ち、人感センサの検出出力の発生等を待っており（Ｓ１１）、人感センサの検出出力の発生となると、送信先の識別情報を取り込み、検出結果テーブルＴＭを作成する（Ｓ１２）。

情報送信制御手段３９は、ステップＳ１２において作成した検出結果テーブルＴＭを参照して、該当送信先の識別情報と該当する情報とを送受信部３３へ送出し、送受信部３３から伝送信号線３１を介して送信する（Ｓ１３）。このとき、情報送信制御手段３９は、検出結果テーブルＴＭに従って、グループ毎に異なるタイミングで可視光通信信号を出力させる。係る処理により、人が検出されていない照明器具へ可視光通信に用いる情報送信するという無駄な通信が行われることなく、無駄な通信による通信トラフィックの増大を防止することができると共に、同時に人を検出した照明器具はそれぞれ異なるタイミングで可視光通信信号を出力する。

図８に、上記照明器具１０と同一の構成を有する照明器具を複数用いて構成した照明システムの配置図を示す。このシステムにおいては、フロアＦの天井に照明器具Ｓ₁〜Ｓ₁₆が設けられ、照明器具Ｓ₁〜Ｓ₁₆は伝送信号線３１を介して中央制御装置３０から可視光通信により送信するためのデータを受け取る。

照明器具Ｓ₁〜Ｓ₁₆の可視光通信の通信範囲に関しては、図８に一部の例が円により示されている。通信範囲Ａ、Ｃ、Ｄにおいて、ＡおよびＣと、ＣおよびＤはそれぞれ図の列方向及び行方向の照明器具との通信範囲に重なりを生じ、通信範囲Ｃ、Ｅにおいては、図の斜め方向の照明器具との通信範囲は重なりを生じない。このような通信範囲の重なりは、既に述べた照明器具の識別情報を表示する受信機を用いて、管理者が巡回して検出する。通信範囲が重なる場合には、混信の問題が生じる。

そこで、中央制御装置３０が混信を回避するための構成を備える。図９に、中央制御装置３０の構成を示す。即ち、中央制御部３２と送受信部３３及び記憶部３４とを備える。中央制御部３２はプロセッサにより構成され、記憶部３４には中央制御部３２が用いるプログラムや必要なデータが記憶されている。送受信部３３は、中央制御部３２が伝送信号線３１を用いて照明器具Ｓ₁〜Ｓ₁₆との間でデータ送受信を行う場合に用いられるものである。

中央制御部３２には、プログラムにより実現される可視光通信制御手段３５が備えられている。可視光通信制御手段３５は、可視光通信における混信範囲にあることを示す複数の照明器具の識別情報に基づき、これらの識別情報に対応する照明器具に対し、可視光通信の通信可能期間を異ならせる制御を行うものである。

可視光通信における混信範囲にあることを示す複数の照明器具の識別情報のテーブルＴは、記憶部３４に記憶されている。テーブルＴの内容を図１０に示す。照明器具Ｓ₁〜Ｓ₁₆の識別情報を＃０Ｓ₁〜＃０Ｓ₁₆とする。先に述べたようにして管理者が混信する照明器具の識別情報を検出した結果に基づき、グループＧａとグループＧｂに分けられ、グループＧａに属する識別情報に対応する照明器具とグループＧｂに属する識別情報に対応する照明器具とは、いずれも同じグループの照明器具とは混信を生じないものである。この例では、２グループに分けることにより混信を回避できるが、混信の態様（照明器具の配置）によっては、３グループ以上となることは勿論である。

図１１は、グループＧａの照明器具を二重丸により示し、グループＧｂの照明器具を二重四角により示したものである。中央制御部３２には、照明器具から人感センサによる検出情報及び識別情報が送られてくるので、可視光通信制御手段３５は、人の存在ありに対応する検出信号を送ってきた照明器具の識別情報に基づき、テーブルＴを検索してグループ情報を得る。

更に、可視光通信制御手段３５は、識別情報に対応して予め用意された可視光通信用のデータと共に送信先の識別情報を送受信部３３へ送出し、また、可視光通信の通信可能期間に対応する情報（グループＧａ、Ｇｂを示す情報）を送受信部３３へ送出する。

送受信部３３は、送出された可視光通信用のデータと共に送信先の識別情報を伝送信号線３１を介して送信し、また、その後の一定時間において、可視光通信の通信可能期間に対応する情報に基づき、図１２に示すような通信可能期間の信号を作成して送信する。図１２において、ＯＮとなっている期間が通信可能期間である。グループＧａとグループＧｂの通信可能期間の信号においてＯＮ期間を切り替える際に、双方がＯＦＦである切り替え期間を設け、混信の発生のためのマージンが取られている。図１２に示すような通信可能期間の信号は、例えばそのままベースバンド伝送により送るものとする。

図１２に示すような通信可能期間の信号を受け取った照明器具では、この信号に対応するクロックを作成し、可視光通信部１５は、このクロックにおけるＯＮ期間を用いて、中央制御装置３０から送られたデータを可視光通信により送信する。これにより、可視光通信の通信範囲が重なっている照明器具から送信される信号の混信が生じることなく、適切な可視光通信が可能である。

図１３は、変形例に係る中央制御装置３０Ａの構成を示す。中央制御部３２Ａには、人感監視手段３７、識別情報管理手段３８が備えられている。人感監視手段３７は、照明器具における人感センサからの検出信号を監視するものであり、識別情報管理手段３８は、人感監視手段３７が同時に複数の人感センサから検出信号を得た場合に対応する照明器具の識別情報を、混信範囲にある照明器具の識別情報として対応付けるものであり、結果は例えば、図１４に示すように混信する照明器具の識別情報を集めてグループに分けて、一時的にテーブル化しておくものである。そして、ある所定時間が経過するか、あるいは照明器具が消灯したときに、このグループは初期化される。このとき、異なるグループに設定された照明器具同士の情報は、中央制御装置３０Ａの記憶部３４に記憶される。なお、複数回異なるグループに設定された照明器具同士は、初期化しないように設定しても良い。

なお、人感センサが検出信号を得た場合に、照明器具１０の制御部１６は情報を中央制御装置３０へ送信する際に、検出のタイムスタンプを付加して送信する。図１４のテーブルを用いた混信範囲にある照明器具への制御は、図１０のテーブルＴを用いて行う場合と同じであるから、その説明を省略する。この手法では、混信しない通信範囲を有する複数の照明器具において、たまたま同時に人感センサ１２が人を検出したような場合にも、混信する照明器具の識別情報としてテーブル化される。例えば、図１４では混信グループＧｃに、混信グループＧａ、Ｇｂのいずれの照明器具とも隣接していない照明器具Ｓ₁₆の識別情報＃０Ｓ_1６が記憶された例を示す。このようなケースは稀なケースであり、このように混信グループが形成されたとしても、照明制御に悪影響が及ぶことはない。また、混信グループは所定時間後または照明器具が消灯したときに初期化されるため、初期化後に同時に人感センサが人を検出するまでは同時に可視光通信を行っても良い。

本発明に係る照明器具の実施例の構成を示すブロック図。本発明に係る照明器具の実施例における可視光通信範囲と人感センサの検出範囲の関係を説明するための図。部屋などに什器が配置された場合における本発明に係る照明器具の実施例における可視光通信範囲と人感センサの検出範囲の関係を説明するための図。本発明に係る照明器具の実施例を用いて、無駄な通信による通信トラヒィックの増大が生じないように構成した照明システムのブロック図。図４の照明システムにおける要部の構成を示すブロック図。図４の照明システムにおける要部に備えられるテーブルの記憶内容の一例を示す図。図４の照明システムにおける処理動作を説明するためのフローチャート。本発明に係る照明器具の実施例を用いて、可視光通信による混信が生じないように構成した照明システムのブロック図。図８の照明システムにおける要部の構成を示すブロック図。図８の照明システムにおける要部に備えられるテーブルの記憶内容の一例を示す図。本発明に係る照明器具の実施例を用いて、可視光通信による混信が生じないように構成した照明システムにおける可視光通信の可能タイミングを異ならせる照明器具の配置を示す図。本発明に係る照明器具の実施例を用いて、可視光通信による混信が生じないように構成した照明システムにおける可視光通信の可能タイミングを異ならせる制御を示す図。図８の照明システムの変形例における要部の構成を示すブロック図。図８の照明システムの変形例における要部に備えられるテーブルの記憶内容の一例を示す図。

符号の説明

１０、Ｓ₁〜Ｓ₁₆ 、ＳＡ₁、ＳＡ₂、ＳＡ₃ 照明器具
１０ａ器具本体
１１光源
１２人感センサ
１５可視光通信部
３０、３０Ａ、３０Ｂ中央制御装置
３５可視光通信制御手段
３７人感監視手段
３８識別情報管理手段
３９情報送信制御手段

Claims

電力供給を受けて光照射を行うと共に、可視光通信を行う光源と；
前記光源による可視光通信の通信範囲と同一の範囲に検出範囲が設定された人感センサと；
前記人感センサが人を検出したときに、前記光源によって可視光通信を行う可視光通信部と；
光源、可視光通信部及び人感センサが配置される器具本体と；
を具備することを特徴とする照明器具。
複数の、請求項１に記載の照明器具と；
人感センサからの検出信号を監視する人感監視手段と、この人感監視手段が検出信号を受け取ったときに、この検出信号を出力した照明器具に対して可視光通信により通信する情報を送信する情報送信制御手段とを備える中央制御装置と；
を具備し、前記可視光通信部は、情報送信制御手段から送信された情報に基づき可視光通信を行うことを特徴とする照明システム。
中央制御装置は、
可視光通信における混信範囲にあることを示す複数の照明器具の識別情報に基づき、これらの識別情報に対応する照明器具に対し、可視光通信の通信可能期間を異ならせる制御を行う可視光通信制御手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
中央制御装置には、人感センサからの検出信号を監視する人感監視手段と、この人感監視手段が同時に複数の人感センサから検出信号を得た場合に対応する照明器具の識別情報を、混信範囲にある照明器具の識別情報として対応付ける識別情報管理手段とが具備され、
可視光通信制御手段は、識別情報管理手段により対応付けされた識別情報に基づき、可視光通信の通信可能期間を異ならせる制御を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の照明システム。