JP4995607B2 - 熱線式ワイヤレス発信器 - Google Patents

Description

本発明は、人体から放射される熱線を検知するのに応じて、制御対象物に対して無線信号を発信する熱線式ワイヤレス発信器に関し、特に、階段や廊下等の人が往来する場所に設置された照明器具を制御するための制御信号を発信する発信器に適用して好適な熱線式ワイヤレス発信器に関する。

従来から、検知領域内に人が存在することを検知して、その検知信号等の制御信号を、所定の通信線（有線）を介して発信器から送信することにより、照明器具を制御する照明装置がある。この種の照明装置は、通信の信頼性が非常に高く、確実に制御信号を送信することができるという利点がある。しかしながら、かかる照明装置は、全ての発信器と照明器具とを通信線を介して接続するための施工工事を必要とし、非常に手間がかかるという問題があった。

このような問題を解決するために、赤外線等を用いた簡易的な無線通信（ワイヤレス通信）により、発信器から照明器具に対して制御信号を送信し、当該照明器具を制御する照明装置が提案されている。かかる照明装置は、発信器と照明器具とを通信線を介して接続するための施工工事を必要としないことから、手間がかからないという利点がある。

また、照明装置用の無線通信方法としては、赤外線等による通信以外にも電波によるものが提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。電波による通信は、アンテナの性能によって指向性にかかる問題を低減することができるとともに、壁等の遮蔽物を通過することができるという利点がある。
特開２００６−９３０４９号公報

ところで、家屋等においては、上述した無線通信によるワイヤレス発信器を複数箇所に設置することによって人の検知領域を拡張や検知領域設定の自由度の向上を図り、人の移動にともない複数の照明器具を順次点灯させる等の制御を行うことが多い。このような態様においては、異なる場所に存在する複数の人がそれぞれ異なるワイヤレス発信器によって同時に検知されてしまうことがある。かかる場合、照明装置においては、照明器具を点灯させるための制御信号が各ワイヤレス発信器から同時に出力されてしまうことから、その信号を受信する受信器において各制御信号が干渉し合い、その結果、制御信号の到来を認識することができずに照明器具を点灯させることができない事態を招来するという問題があった。

また、照明装置においては、人の動きに応じて、照明器具の点灯時間を延長するための延長信号をワイヤレス発信器から発信するが、複数のワイヤレス発信器から制御信号が同時に発信された場合には、延長信号についても同じ時間間隔で発信されるために、受信器において各延長信号が干渉し合い、その結果、延長信号の到来を認識することができずに照明器具を制御することができない事態を招来するという問題があった。

そこで、本発明は、上述したような問題を解決するために案出されたものであり、複数のワイヤレス発信器によって同時に人が検知された場合であっても、制御信号はもとより延長信号についても受信器によって確実に認識させ、照明器具を適切に制御することができる熱線式ワイヤレス発信器を提供することを目的とする。

本発明に係るワイヤレス発信器は、制御対象物を制御するための２つの制御信号をランダムな時間間隔で生成して発信するとともに、２つ目の制御信号を発信した後に、制御対象物の駆動時間を延長するための延長信号を、当該熱線式ワイヤレス発信器において設定可能な前記制御対象物の最短駆動時間に応じた１つ目の前記制御信号の発信から前記延長信号の発信までの時間間隔範囲で生成して発信することで、上述の課題を解決する。

本発明に係る熱線式ワイヤレス発信器によれば、複数のワイヤレス発信器によって同時に人が検知された場合であっても、受信器において制御信号及び延長信号が干渉するのを防止することができ、制御対象物を適切に制御することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

この実施の形態は、例えば図１に示すように、各部屋や廊下等に設置された制御対象物としての複数の照明器具を制御する照明装置に適用して好適なワイヤレス発信器１０である。ワイヤレス発信器１０は、複数箇所に設置され、それぞれの検知領域内に人が存在することを検知すると、照明器具を点灯させるための点灯信号や照明器具の点灯時間を延長するための延長信号を、赤外線等の無線通信を介して受信器２０に対して送信することにより、照明器具を制御する。

なお、同図においては、２個のワイヤレス発信器１０ａ，１０ｂが設置されている様子を示している。このような設置態様の場合には、廊下に設置されているワイヤレス発信器１０ａは、例えば人がＬＤＫから玄関を通過して屋外に出る場合に、人の存在を検知することにより、ＬＤＫの照明器具を点灯させた後、スムーズに玄関の照明器具を点灯させるように点灯信号及び延長信号を発信する。また、同図において、玄関に設置されているワイヤレス発信器１０ｂは、例えば屋外から玄関に入った人がＬＤＫに移動する場合に、人の存在を検知することにより、玄関の照明器具を点灯させた後、スムーズにＬＤＫの照明器具を点灯させるように点灯信号及び延長信号を発信する。

ワイヤレス発信器１０は、図２に示すように、駆動電力を供給する電源１１と、人の存否を検知する人感センサ１２と、周囲の明るさを検知する明るさセンサ１３と、点灯信号及び延長信号を生成する制御部１４と、この制御部１４によって生成された点灯信号及び延長信号に基づいて駆動するスイッチ１５と、赤外線を発光する赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１６とを備える。

電源１１は、例えば電池からなり、当該ワイヤレス発信器１０の駆動電力を供給する。

人感センサ１２は、例えば焦電素子等からなり、検知領域内に存在する人体から放射される熱線の変化を検知することによって人の存否を検知する。この人感センサ１２によって人の存在が検知された場合には、その検知信号は制御部１４に供給される。

明るさセンサ１３は、例えばフォトトランジスタ等からなり、周囲の明るさを検知する。この明るさセンサ１３によって所定照度未満の明るさが検知された場合には、その検知信号は制御部１４に供給される。

制御部１４は、例えばマイクロコンピュータ等からなり、人感センサ１２から供給された検知信号に基づいて点灯信号を生成する。また、制御部１４は、点灯信号を発信した後に、人感センサ１２から供給された検知信号、又は人感センサ１２及び明るさセンサ１３のそれぞれから供給された検知信号に基づいて延長信号を生成する。具体的には、制御部１４は、周囲の明るさにかかわらず人の存在がある場合に照明器具を点灯させ続けるタイプの場合には、人感センサ１２から供給された検知信号のみに基づいて延長信号を生成する。また、制御部１４は、例えば夜間等、周囲の明るさが所定照度未満であり且つ人の存在がある場合にのみ照明器具を点灯させ続けるタイプの場合には、人感センサ１２及び明るさセンサ１３のそれぞれから供給された検知信号に基づいて延長信号を生成する。制御部１４は、生成した点灯信号及び延長信号をスイッチ１５に供給する。

スイッチ１５は、例えばトランジスタ等のスイッチ素子からなり、制御部１４によって生成された点灯信号及び延長信号に基づいて、赤外線ＬＥＤ１６を点灯させるように駆動する。

赤外線ＬＥＤ１６は、制御部１４によって生成された点灯信号及び延長信号に基づいてスイッチ１５が駆動するのにともない赤外線を発光する。これにより、当該点灯信号及び当該延長信号を発信する。この赤外線ＬＥＤ１６によって発光された点灯信号及び延長信号は、赤外線通信によって受信器２０に到達することにより、照明器具の制御に供される。

このようなワイヤレス発信器１０は、以下のようにして制御部１４による点灯信号及び延長信号の生成を行うことにより、複数のワイヤレス発信器１０によって同時に人が検知された場合であっても、受信器２０においてこれら点灯信号及び延長信号が干渉するのを防止する。

すなわち、ワイヤレス発信器１０は、制御部１４により、点灯信号として２つの信号を連続して生成して発信する。このとき、ワイヤレス発信器１０は、１つ目の点灯信号の発信から２つ目の点灯信号の発信までの時間間隔を、例えば３０ｍ秒から２００ｍ秒といった所定の時間範囲でランダムに変化させる。

これを具体的に説明するために２台のワイヤレス発信器１０ａ，１０ｂのそれぞれによって同時に人を検知した場合を考える。この場合、ワイヤレス発信器１０ａ，１０ｂは、それぞれ、図３中破線部ａに示すように、人感センサ１２によって同時に人を検知するのにともない、制御部１４によって１つ目の点灯信号を同時に生成し、これにともない、赤外線センサ１６から同時に例えば８ｍ秒の時間長だけ点灯信号を発信する。

その後、一方のワイヤレス発信器１０ａは、１つ目の点灯信号の発信から８０ｍ秒の時間経過後に、制御部１４によって２つ目の点灯信号を生成し、赤外線センサ１６を介して連続して発信する。一方、ワイヤレス発信器１０ｂは、１つ目の点灯信号の発信から１００ｍ秒の時間経過後に、制御部１４によって２つ目の点灯信号を生成し、赤外線センサ１６を介して連続して発信する。

この場合、受信器２０は、ワイヤレス発信器１０ａ，１０ｂのそれぞれから発信された１つ目の点灯信号については認識できなくても、２つ目の点灯信号については確実に受信して認識することができる。したがって、受信器２０は、１つ目の点灯信号についてはキャンセル処理を行い、２つ目の点灯信号に基づいて照明器具を制御することができる。

また、ワイヤレス発信器１０ａ，１０ｂは、図３中破線部ｂに示すように、１つ目の点灯信号の発信から延長信号の発信までの時間間隔についても、例えば５秒から５．５秒といった所定の時間範囲でランダムに変化させる。

これにより、受信器２０は、ワイヤレス発信器１０ａ，１０ｂのそれぞれから発信された延長信号を確実に受信して認識することができることから、これら延長信号に基づいて照明器具を制御することができる。

なお、１つ目の点灯信号の発信から延長信号の発信までの時間間隔は、ワイヤレス発信器１０において設定可能な照明器具の最短点灯駆動時間に応じて決めることができる。具体的には、ワイヤレス発信器１０においては、設定可能な照明器具の最短点灯駆動時間が１０秒である場合には、１つ目の点灯信号の発信から延長信号の発信までの時間間隔を、５秒から５．５秒程度にすることにより、受信器２０によって１つ目の延長信号については認識できなくても、２つ目の延長信号については確実に受信して認識することができる。

このように、ワイヤレス発信器１０は、ランダムな時間間隔で２つの点灯信号を連続して発信するとともに、１つ目の点灯信号の発信からランダムな時間間隔で延長信号を発信する。これにより、ワイヤレス発信器１０は、仮に１つ目の点灯信号による通信が失敗したとしても、２つ目の点灯信号及び延長信号については確実な通信を行うことができる。

なお、図３に示した説明においては、１つの点灯信号及び延長信号の時間長が８ｍ秒であるものとしたが、正規コードの場合には、点灯信号及び延長信号は、図４に示すように、時間長が約８０ｍ秒の４８ビットからなる信号である。ワイヤレス発信器１０においては、このような正規コードを用いた場合には、１つの信号の時間長が長いため、各ワイヤレス発信器１０がランダムな時間間隔で点灯信号及び延長信号を発信したとしても重複が発生しやすい。また、ワイヤレス発信器１０においては、例えば図５に示すように、信号が重複しないように２つの点灯信号を発信するために、これら２つの点灯信号を発信する時間間隔を、１６０ｍ秒以上といったように、１つの信号の時間長の２倍以上の大きな時間とする必要がある。したがって、ワイヤレス発信器１０においては、１つ目の点灯信号が重複した場合に、２つ目の点灯信号によって照明器具を点灯させるまでのタイムラグが大きく、ユーザに違和感を与えるという問題が発生する可能性がある。

そこで、ワイヤレス発信器１０においては、図６に示すように、例えば時間長が約８ｍ秒の５ビットからなる信号といったように、正規コードよりも時間長が短い短縮コードを点灯信号及び延長信号として使用するのが望ましい。このように、ワイヤレス発信器１０においては、短縮コードを用いることにより、点灯信号及び延長信号の重複が発生しにくくなり、また、例えば図７に示すように、信号が重複しないように２つの点灯信号を発信するために、これら２つの点灯信号を発信する時間間隔を少なくとも１６ｍ秒とすればよく、１つ目の点灯信号が重複した場合であっても、２つ目の点灯信号によって照明器具を点灯させるまでのタイムラグを大幅に低減することができ、ユーザの安心感を向上させることができる。

さらに、ワイヤレス発信器１０においては、短縮コードを用いることにより、２つの点灯信号の時間間隔のパターン数を多くすることができるため、重複する確率を低減することができる。

すなわち、ワイヤレス発信器１０においては、正規コードを用いた場合に、信号が重複しないように２つの点灯信号を発信するためには、例えば図８に示すように、１つ目の点灯信号の立ち下がりから２つ目の点灯信号の立ち上がりまでの時間間隔Ｔを、１つの点灯信号の時間長以上とする必要がある。したがって、ワイヤレス発信器１０においては、２つの点灯信号の発信が終了するまでに、少なくとも８０ｍ秒×３＝２４０ｍ秒の時間が必要となる。ここで、実用上問題とならないのは、ワイヤレス発信器１０によって人の存在を検知してから照明器具を点灯させるまでのタイムラグが３００ｍ秒以下であり、受信器２０によって点灯信号を受信してから照明器具を点灯させるまでのタイムラグが約１００ｍ秒程度である。そのため、ワイヤレス発信器１０において、人感センサ１２による人の存在の検知から赤外線ＬＥＤ１６による発光までに許容されるタイムラグは、約２００ｍ秒となる。したがって、ワイヤレス発信器１０においては、正規コードを用いた場合には、事実上、ランダムな時間間隔で２つの点灯信号を発信させることはできないことになる。

そこで、ワイヤレス発信器１０においては、短縮コードを用いることにより、２つの点灯信号の時間間隔のパターン数を多くする。具体的には、ワイヤレス発信器１０においては、１つの点灯信号及び延長信号の時間長が８ｍ秒である場合には、例えば図９に示すように、許容される２００ｍ秒の時間に、最大で１２パターンの時間間隔で信号を発信することが可能となる。したがって、ワイヤレス発信器１０においては、１２パターンの時間間隔の組み合わせから任意の組み合わせで信号を発信すればよいことから、信号が重複する確率を大幅に低減することができる。

このように、ワイヤレス発信器１０においては、人感センサ１２による人の存在の検知から赤外線ＬＥＤ１６による発光までに許容されるタイムラグに応じて、可能な限り短い時間長の点灯信号及び延長信号を発信することにより、信号が重複する確率を低減することができる。また、このことは、パターン数個のワイヤレス発信器１０を同時に設置可能であることを意味する。したがって、ワイヤレス発信器１０においては、人感センサ１２による検知領域の拡張を図ることができるとともに、検知領域設定の自由度を大幅に向上させることができる。

以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係るワイヤレス発信器１０は、制御部１４により、人感センサ１２から供給された検知信号に基づいて２つの点灯信号をランダムな時間間隔で生成して発信するとともに、２つ目の点灯信号を発信した後に、人感センサ１２から供給された検知信号に基づいて、延長信号を、１つ目の点灯信号の発信からランダムな時間間隔で生成して発信する。

これにより、ワイヤレス発信器１０においては、複数のワイヤレス発信器１０によって同時に人が検知された場合であっても、受信器２０において点灯信号及び延長信号が干渉するのを防止することができ、照明器具を適切に制御することができる。

また、このワイヤレス発信器１０において、制御部１４は、当該ワイヤレス発信器１０において設定可能な照明器具の最短駆動時間に応じて、１つ目の点灯信号の発信から延長信号の発信までの時間間隔を決める。これにより、ワイヤレス発信器１０においては、受信器２０によって１つ目の延長信号については認識できなくても、２つ目の延長信号については確実に受信して認識することができる。

さらに、このワイヤレス発信器１０において、制御部１４は、正規コードの点灯信号及び延長信号よりも時間長が短い短縮コードを制御信号及び延長信号として発信することにより、点灯信号及び延長信号の重複が発生しにくくなり、１つ目の点灯信号が重複した場合であっても、２つ目の点灯信号によって照明器具を点灯させるまでのタイムラグを大幅に低減することができる。

さらにまた、このワイヤレス発信器１０において、制御部１４は、人感センサ１２による人の存在の検知から点灯信号の発信までに許容されるタイムラグに応じて、点灯信号及び延長信号の時間長を決めることにより、２つの点灯信号の時間間隔のパターン数を多くすることができるため、重複する確率を低減することができる。

また、ワイヤレス発信器１０は、ランダムな時間間隔で点灯信号及び延長信号を発信するのではなく、制御部１４により、正規コードの点灯信号及び延長信号よりも時間長が短い短縮コードを点灯信号及び延長信号として発信するのみでも、点灯信号及び延長信号の重複が発生しにくくなり、１つ目の点灯信号が重複した場合であっても、２つ目の点灯信号によって照明器具を点灯させるまでのタイムラグを大幅に低減することができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の実施形態として示すワイヤレス発信器を備える照明装置の具体例を説明するための間取図である。 本発明の実施形態として示すワイヤレス発信器の構成を示す回路図である。 本発明の実施形態として示す２台のワイヤレス発信器のそれぞれによる点灯信号及び延長信号の発信タイミングの具体例を示す図である。 正規コードの点灯信号及び延長信号の具体例を示す図である。 ２台のワイヤレス発信器のそれぞれによる正規コードの点灯信号の発信タイミングの具体例を示す図である。 短縮コードの点灯信号及び延長信号の具体例を示す図である。 本発明の実施形態として示す２台のワイヤレス発信器のそれぞれによる短縮コードの点灯信号の発信タイミングの具体例を示す図である。 ２台のワイヤレス発信器のそれぞれによる正規コードの点灯信号の発信タイミングの具体例を示す図であり、１つ目の点灯信号の立ち下がりから２つ目の点灯信号の立ち上がりまでの時間間隔について説明するための図である。 本発明の実施形態として示す２台のワイヤレス発信器のそれぞれによる短縮コードの点灯信号の発信タイミングの具体例を示す図であり、２つの点灯信号の時間間隔のパターン数を多くした様子を説明するための図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ ワイヤレス発信器
１１ 電源
１２ 人感センサ
１３ 明るさセンサ
１４ 制御部
１５ スイッチ
１６ 赤外線ＬＥＤ
２０ 受信器

Claims (3)

1. 制御対象物に対して無線信号を発信する熱線式ワイヤレス発信器において、
   検知領域内に存在する人体から放射される熱線を検知することによって人の存否を検知する人感センサと、
   前記人感センサから供給された検知信号に基づいて、前記制御対象物を制御するための２つの制御信号をランダムな時間間隔で生成して発信するとともに、２つ目の前記制御信号を発信した後に、前記人感センサから供給された検知信号に基づいて、前記制御対象物の駆動時間を延長するための延長信号を、当該熱線式ワイヤレス発信器において設定可能な前記制御対象物の最短駆動時間に応じた１つ目の前記制御信号の発信から前記延長信号の発信までの時間間隔範囲で生成して発信する制御部とを備えること
   を特徴とする熱線式ワイヤレス発信器。
2. 前記制御部は、正規コードの前記制御信号及び前記延長信号よりも時間長が短い短縮コードを前記制御信号及び前記延長信号として発信することを特徴とする請求項１に記載の熱線式ワイヤレス発信器。
3. 前記制御部は、前記人感センサによる人の存在の検知から前記制御信号の発信までに許容されるタイムラグに応じて、前記制御信号及び前記延長信号の時間長を決めることを特徴とする請求項１記載の熱線式ワイヤレス発信器。

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