JP2012174663A - 調光照明装置および調光照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】小型および低コストで、交通量に応じた適切な照明を可能とし、かつ高い省エネルギ効果が実現可能な調光照明装置および調光照明システムを提供する。
【解決手段】物体が通る動線上に設定されて当該動線方向に延びるライトエリアＬＡに向けて発光する発光手段３と、ライトエリアの一部でその動線方向と直交する方向のエリア幅分を少なくとも含むセンサエリアＳＡ内の物体を検知して検知信号を出力する物体検知センサ１と、前記検知信号を受けて発光手段の発光を制御する制御手段５とを備え、制御手段５は、物体検知センサ１から検知信号が出力されると、その検知信号による物体検知数に応じて照度が設定される発光制御信号を生成し、この発光制御信号に基づいて発光手段３を当該照度で所定時間発光させるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は検知センサで物体が検知されたときに、物体が通るエリアに向けて調光照明を行う調光照明システムに関する。

従来から、検知センサにより人や物のような物体を、該物体が通る動線上に設定された検知（センサ）エリア内で検知して検知信号を出力すると、この検知信号に基づいて該動線上のライトエリアに向けて発光手段の発光を制御して調光照明を行う調光照明装置が知られている。この調光照明装置の例として、トンネルに進入する車両を検知して、トンネル内の交通量に応じてトンネル照明を増灯する照明制御装置が挙げられる（例えば、特許文献１）。

図５（Ａ）は、従来の調光照明システムを示す側面配置図で、道路Ｒや歩道に沿って複数（この例では２台）の街路灯（調光照明装置）５０が配置されて、１台目の調光照明装置５０により、センサエリアＳＡ内で物体検知センサ１−ａ、１−ｂが人Ｈを検知したとき発光手段（ＬＥＤ）３が、人Ｈが移動して２台目の調光照明装置５０により、物体検知センサ２−ａ、２−ｂが当該人Ｈを検知したときＬＥＤ４が、予め設定された照度でそれぞれ発光してライトエリアＬＡに向けて照明を行う。人Ｈの移動方向に合わせて、順次人Ｈが検知されたセンサエリアＳＡにおけるライトエリアＬＡで照明が行われる。この場合、図５（Ｂ）のように、センサエリアＳＡとライトエリアＬＡがほぼ一致して、センサエリア全体について十分な防犯照明効果を得ている。

図６はこの従来装置の動作を示すタイムチャートである。図６（Ａ）は一人の人Ｈを検知した場合で、ａ．のように１台目の物体検知センサ１−ａまたは１−ｂで人Ｈを検知したとき検知（センサ）信号を出力して、ｂ．のようにＬＥＤ３が設定照度で所定時間発光して、物体検知センサ１−ａ、１−ｂの２つのセンサエリアＳＡとほぼ一致したライトエリアＬＡの照明を行う。人Ｈが移動してｃ．のように２台目の物体検知センサ２−ａまたは２−ｂで当該人Ｈを検知したときも検知（センサ）信号を出力してＬＥＤ４が同様に、ｄ．のように動作する。また、ｅ．のように各調光照明装置を相互に無線通信させる場合には、いずれかの調光照明装置５０の物体検知センサ１、２で人Ｈを検知して検知（センサ）信号を出力するとき、すべての調光照明装置５０が共通して前記設定照度で各ライトエリアＬＡの照明を行うこともできる。

図６（Ｂ）は、従来装置における複数人を検知する場合の動作を示すタイムチャートである。ａ．のように１台目の物体検知センサ１−ａまたは１−ｂで複数、例えば順次３人を検知したとき検知（センサ）信号をそれぞれ出力して、ｂ．のようにＬＥＤ３が前記設定照度で所定時間発光して、検知センサ１−ａ、１−ｂの２つのセンサエリアＳＡとほぼ一致したライトエリアＬＡの照明を行う。各人Ｈが移動してｃ．のように、２台目の物体検知センサ２−ａまたは２−ｂで各３人を検知したときも検知（センサ）信号を出力してＬＥＤ４が同様に、ｄ．のように動作する。また、ｅ．のように無線通信させる場合にも上記と同様の照明を行うことができる。

また、従来から、センサ部が人を検知した時間によって光の質を変化させて、照明および威嚇照明を行う照明装置が知られている（例えば、特許文献２）。この場合も、センサエリア全体について十分な防犯照明効果を得るため、センサエリアとライトエリアがほぼ一致していると想定される。

特開平６−７６９５３号公報 特許第３７４７８５４号公報

しかしながら、従来のように、センサエリアとライトエリアとを一致させるのは、ライトエリアを広くした場合、高い検知性能のセンサが必要となるため、検知センサの大型化および高コスト化を招く。一方、広いライトエリアに対してセンサエリアの狭い検知センサを複数配置させたのでは、構成が煩雑となりやはり高コスト化を招く。

図６（Ａ）のように、人Ｈを検知するとＬＥＤ３、４を設定照度で所定時間発光した場合、１人でも大きな設定照度で発光させるため省エネルギ効果が少ない。また、図６（Ｂ）のように、複数人を検知して交通量が多くなった場合に同一の設定照度としたのでは、視認対象が多いにもかかわらずその視認が困難となって、利便性および防犯性が低くなり、その一方、単に設定照度を高くして照明を行うだけでは省エネルギ効果がそれほど高くならないため、必ずしも適切な照明とは言えない。

本発明は、前記の問題点を解決して、小型および低コストで、交通量に応じた適切な照明を可能とし、かつ高い省エネルギ効果が実現可能な調光照明装置および調光照明システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の一構成にかかる調光照明装置は、物体が通る動線上に設定されて当該動線方向に延びるライトエリアに向けて発光する発光手段と、前記ライトエリアの一部でその動線方向と直交する方向のエリア幅分を少なくとも含むセンサエリア内の物体を検知して検知信号を出力する物体検知センサと、前記検知信号を受けて前記発光手段の発光を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検知センサから検知信号が出力されると、その検知信号による物体検知数に応じて照度が設定される発光制御信号を生成し、この発光制御信号に基づいて前記発光手段を当該照度で所定時間発光させるように制御する。
ここで、物体が通る動線とは、人や物が自然に動く時に必然的に通る経路を線で表わしたものをいい、道路、歩道、公園および駐車場などのエリアにおける経路をいう。

この構成によれば、物体検知センサがライトエリアの動線方向の一部であるセンサエリア内の物体を検知するので、ライトエリアを広くしてもエリアに合わせてその検知性能を高くする必要がないため、センサの小型化および低コスト化が可能となる。これとともに、発光手段を検知信号による物体検知数に応じて照度が設定される発光制御信号に基づいて所定時間発光させるので、センサエリアをライトエリアよりも狭く設定しても交通量を検知できるのでその交通量に応じた適切な照明が可能となり、省エネルギ効果を高くできる。これにより、小型および低コストで、交通量に応じた適切な照明を可能とし、かつ高い省エネルギ効果が実現可能となる。

好ましくは、前記制御手段は、前記検知信号の出力数が増加するごとに前記照度が段階的に高く設定され、所定時間経過後にそれぞれ段階的に低く設定される発光制御信号に基づいて前記発光手段の発光を制御する。したがって、より交通量に応じた適切な照明が可能となり、かつ省エネルギ効果を高くすることができる。

本発明の他の構成にかかる調光照明システムは、前記調光照明装置を複数有し、各調光照明装置は、各発光制御信号を他の調光照明装置へ無線または有線で送受信する送受信部をそれぞれ有し、各調光照明装置の制御手段は、各調光照明装置から受信した検知信号による物体検知数に応じた発光制御信号のうちで最も高い照度の発光制御信号に基づき、当該最も高い照度で共通してそれぞれのライトエリアに向けて照明を行うように各発光手段の発光を制御する。したがって、センサエリアをライトエリアよりも狭く設定しても交通量に応じた照度で複数の調光照明装置によりその複数のライトエリア全体を明るくできる。

好ましくは、前記発光制御信号における検知信号による物体検知数ごとの照度が、単一の外部機器から前記送受信器を介して各制御手段へ送信されて設定される。したがって、単一の外部機器により各調光照明装置を制御できるので、システム構成が簡単になる。

本発明は、物体検知センサがライトエリアの動線方向の一部であるセンサエリア内の物体を検知するので、センサの小型化および低コスト化が可能となり、発光手段を検知信号による物体検知数に応じて照度が設定される発光制御信号に基づいて所定時間発光させるので、センサエリアをライトエリアよりも狭く設定しても交通量に応じた適切な照明が可能となり、省エネルギ効果を高くできる。

（Ａ）は本発明に係る調光照明装置を複数有する調光照明システムを示す側面配置図、（Ｂ）はセンサエリアおよびライトエリアを示す平面図である。 調光照明システムを示すブロック図である。 （Ａ）、（Ｂ）は調光照明システムの動作の一例を示すタイムチャートである。 （Ａ）、（Ｂ）は多数人を検知する場合の動作状態を示す図である。 （Ａ）は従来の調光照明システムを示す側面配置図、（Ｂ）はセンサエリアおよびライトエリアを示す平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来の調光照明システムの動作を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１（Ａ）は本発明に係る調光照明システムを示す側面配置図、図１（Ｂ）はセンサエリアおよびライトエリアを示す平面図である。図１（Ａ）のように、この調光照明システムは、例えば道路Ｒや歩道の街路灯のように、複数（この例では２台）の調光照明装置１０を有している。調光照明装置１０は、人Ｈや物のような物体が通る動線上に設定されて当該動線方向Ｘに延びるライトエリアＬＡに向けて発光するＬＥＤ（発光ダイオード）のような発光手段３と、ライトエリアＬＡの一部に設定されるセンサエリアＳＡ内の物体を検知して検知信号を出力する物体検知センサ１とを備えている。１台目の物体検知センサ１およびＬＥＤ３に対して、２台目を物体検知センサ２およびＬＥＤ４として相異なる符号を付しているが、これは単に説明の便宜のためで、それぞれ両者は同一のものである。

図１（Ｂ）のように、道路Ｒ上のセンサエリアＳＡは、ライトエリアＬＡよりも狭く設定されており、ライトエリアＬＡ内の一部でその動線方向Ｘと直交する方向Ｙのエリア幅（道幅）Ｗ分を少なくとも含むもので、エリア幅Ｗの動線上を通る物体を必ず検知できるエリアである。したがって、物体検知センサ１はそのセンサエリアＳＡをライトエリアＬＡよりも狭く設定しても、道路Ｒにおける人や物の交通量を検知することができる。

図１（Ａ）のように、調光照明装置１０は、前記物体検知センサ１とＬＥＤ３とが取付けポールＰに取り付けられている。調光照明装置１０は、その他に図２の制御手段（コントローラ）５、各調光照明装置１０からの発光制御信号を無線で送受信する送受信器６、およびＬＥＤ３に電力を供給する電源部７を備えている。送受信器６は送受信設定部を有し、外部からの信号を受信したり、外部へ信号を送信することもできる。

この例では、物体検知センサ１は、投光器（図示せず）からセンサエリアＳＡ内で赤外線が投光され、受光器（図示せず）で受光するＡＩＲ（能動型赤外線）センサを使用しているが、センサエリアＳＡ内で人体Ｈから発する赤外線を検知する受光ユニットのみからなるＰＩＲ（受動型赤外線）型の検知センサやマイクロウエーブ（ＭＷ）センサなどを使用してもよい。

図２は調光照明システムを示すブロック図である。この調光照明システムを構成する調光照明装置１０は、前記した物体検知センサ１（または２）、ＬＥＤ３（または４）、制御手段（コントローラ）５、送受信器６および電源部７を備えており、そのほかに後述する発光制御信号における照度データを生成して各調光照明装置１０へ伝送する単一の外部機器８を備えている。各調光照明装置１０の送受信器６により、発光制御信号が互いに無線で送受信され、この伝送された発光制御信号は各制御手段５に入力される。なお、発光制御信号を無線に代えて有線で各制御手段５へ伝送させてもよい。

図２の制御手段５は、装置全体を制御するとともに、物体検知センサ１（または２）から検知信号が出力されると、その検知信号による物体検知数に応じて照度が設定される発光制御信号を生成し、この発光制御信号に基づいてＬＥＤ３（または４）を当該照度で所定時間発光させるように制御する。この例では、制御手段５は、検知信号の出力数が増加するごとに照度が段階的に高く設定され、所定時間経過後にそれぞれ段階的に低く設定される発光制御信号に基づいてＬＥＤ３（４）の発光を制御する。この制御手段５は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式で、電源部７からの供給電圧のオンオフパルス幅および該パルス幅間隔を可変させることによりＬＥＤ３に供給する電圧を調整して、種々の照度に切り換える制御を行う。

前記外部機器８は例えば通信機能を備えたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からなり、各調光照明装置１０の発光制御信号における検知信号による物体検知数の段階ごとの照度データを生成して、送受信器６を介して各制御手段５へ伝送する。制御手段５はこの段階ごとの設定照度による発光制御信号を生成する。これにより、外部機器８によって照度の段階的変化の傾斜を容易に可変できるとともに、単一の外部機器８によって各調光照明装置１０を制御できるので、システム構成が簡単になる。なお、外部機器８は、上記照度を変更させた通常照明のほかに威嚇照明を含む複数の調光パターンを生成して伝送することもできる。

さらに、制御手段５は、各調光照明装置１０から受信した検知信号の出力数に応じた発光制御信号のうちで最も高い照度の発光制御信号に基づき、当該最も高い照度で共通してそれぞれのライトエリアＬＡに向けて照明を行うように各ＬＥＤ３の発光を制御する。したがって、人数（交通量）に応じた照度で複数の調光照明装置１０によりその複数のライトエリアＬＡ全体を明るくできる。

図３は、調光照明システムの動作の一例を示すタイムチャートである。図３（Ａ）は一人を検知する場合の動作を示すタイムチャートである。ａ．のように１台目の物体検知センサ１で一人の人Ｈを検知したとき、ｂ．のようにＬＥＤ３が１人分の照度で所定時間発光して、物体検知センサ１のセンサエリアＳＡよりも広いライトエリアＬＡの照明を行う。人Ｈが移動してｃ．のように２台目の物体検知センサ２で当該人Ｈを検知したときもＬＥＤ４が同様に、ｄ．のように動作する。これにより、１人の人Ｈに対して防犯上からも十分な明るさでライトエリアＬＡの照明を行うことができ、従来のように、無用に照度を高くし過ぎないため省エネルギ効果を高くすることができる。

また、ｅ．のように各調光照明装置１０を相互に無線通信させる場合には、いずれかの調光照明装置１０の物体検知センサ１、２で人Ｈを検知して発光制御信号（動作信号）が出力されるとき、すべての調光照明装置１０が１人分の照度で共通して各ライトエリアＬＡの照明を行う。これにより、各ライトエリアＬＡの全体が明るくなり、防犯効果を高めることができる。

図３（Ｂ）は、複数人を検知する場合の動作を示すタイムチャートである。ａ．のように１台目の物体検知センサ１で複数、例えば順次３人を検知したとき、ｂ．のようにまず１人目についてＬＥＤ３が１人分の照度で発光を始め、２人目について２人分の照度で発光し、３人目について３人分の照度で発光して、物体検知センサ１のセンサエリアＳＡよりも広いライトエリアＬＡの照明を行う。そして、１人目の検知後所定時間で１人分の照度の発光が終わり、２人目の検知後所定時間でさらに１人分の照度の発光が終わり、３人目の検知後所定時間ですべての発光が終わる。各人Ｈが移動してｃ．のように２台目の物体検知センサ２で順次３人を検知したときもＬＥＤ４が同様に、ｄ．のように動作する。

図４（Ａ）、（Ｂ）は多数人を検知する場合の動作状態を示す図である。図４（Ａ）は、縦軸が例えば物体検知センサ１で検知された通行人の数、横軸がＬＥＤ３における検知人数分の照度の発光状態を示す。この図４（Ａ）のように、多数人、例えば順次４８人を検知したとき、１人についてＬＥＤ３が１人分の照度で発光を始め、所定時間（例えば２０カウント）後、該１人分の照度の発光が終わり、この状態が各人について順次繰り返される。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＬＥＤ３の発光状態を示すもので、縦軸がＬＥＤ３の照度、横軸は時間を示す。図４（Ｂ）のように、通行人が増加するにしたがってＬＥＤ３の照度が段階的に高くなり、検知人数のピーク、つまり１人目の発光が終わり、４８人目の発光が始まる前後で最も照度が高くなって、このピークを過ぎるにしたがって段階的に低くなる。

こうして、制御手段５により、ＬＥＤ３（４）を検知信号による物体検知数に応じて照度が設定される発光制御信号に基づいて所定時間発光させるので、センサエリアＳＡをライトエリアＬＡよりも狭く設定しても人数（交通量）に応じた適切な照明が可能となる。また、従来のように、例えば３人分の設定照度で一定した照明を行うのに比べて、人数（交通量）に応じて段階的に照度を変化させた調光照明を行うので、全体の消費電力量が減少して省エネルギ効果が高くなる。また、人数分の明るさが確保されるので、視認性が向上して利便性も確保される。

図３（Ｂ）ｅ．のように各調光照明装置１０を送受信部６により相互に無線通信させる場合には、いずれかの調光照明装置１０で最も多く人を検知したことによる最も高い照度の発光制御信号（動作信号）が出力されて、すべての調光照明装置１０が当該最も高い照度で共通して各ライトエリアＬＡの照明を行う。これにより、人数（交通量）が増える分だけ各ライトエリア全体が明るくなる。また、各調光照明装置１０が無線通信により相互に情報を共有することが可能となることで、センサエリアＳＡのエリア不足や検知ミスを互いに補完することも可能となる。

このように、本発明では、物体検知センサがライトエリアの動線方向の一部であるセンサエリア内の物体を検知するので、ライトエリアを広くしてもエリアに合わせてその検知性能を高くする必要がないため、センサの小型化および低コスト化が可能となる。これとともに、発光手段を検知信号による物体検知数に応じて照度が設定される発光制御信号に基づいて所定時間発光させるので、センサエリアをライトエリアよりも狭く設定しても交通量を検知できるからその交通量に応じた適切な照明が可能となり、省エネルギ効果を高くできる。これにより、小型および低コストで、交通量に応じた適切な照明を可能とし、かつ高い省エネルギ効果が実現可能となる。

なお、上記実施形態では、道路に沿って２台の調光照明装置を配置しているが、３台以上を配置してもよい。また、必要に応じて、各調光照明装置の送受信部および外部機器を省略してもよい。

なお、上記実施形態では、調光照明装置を道路や歩道の街路灯に適用しているが、駐車場や公園などの照明に適用してもよく、この場合、入口、出口およびその中間部などの動線に沿って各調光照明装置が配置される。

１：物体検知センサ
２：物体検知センサ
３：発光手段（ＬＥＤ）
４：発光手段（ＬＥＤ）
５：制御手段（コントローラ）
６：送受信部
７：電源部
８：外部機器
１０：調光照明装置
Ｈ：人
ＬＡ：ライトエリア
ＳＡ：センサエリア

Claims (4)

1. 物体が通る動線上に設定されて当該動線方向に延びるライトエリアに向けて発光する発光手段と、前記ライトエリアの一部でその動線方向と直交する方向のエリア幅分を少なくとも含むセンサエリア内の物体を検知して検知信号を出力する物体検知センサと、前記検知信号を受けて前記発光手段の発光を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記検知センサから検知信号が出力されると、その検知信号による物体検知数に応じて照度が設定される発光制御信号を生成し、この発光制御信号に基づいて前記発光手段を当該照度で所定時間発光させるように制御する、
   調光照明装置。
2. 請求項１において、
   前記制御手段は、前記検知信号による物体検知数が増加するごとに前記照度が段階的に高く設定され、所定時間経過後にそれぞれ段階的に低く設定される発光制御信号に基づいて前記発光手段の発光を制御する、調光照明装置。
3. 請求項１または２の調光照明装置を複数有し、
   各調光照明装置は、各発光制御信号を他の調光照明装置へ無線または有線で送受信する送受信部をそれぞれ有し、
   各調光照明装置の制御手段は、各調光照明装置から受信した検知信号による物体検知数に応じた発光制御信号のうちで最も高い照度の発光制御信号に基づき、当該最も高い照度で共通してそれぞれのライトエリアに向けて照明を行うように各発光手段の発光を制御する、調光照明システム。
4. 請求項３において、
   前記発光制御信号における検知信号による物体検知数ごとの照度が、単一の外部機器から前記送受信器を介して各制御手段へ送信されて設定される、調光照明システム。

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