(57)【要約】【課題】簡易な構成で、ポップコーンノイズの発生を抑え、誤検出を防ぐ。【解決手段】人感センサ装置１２は、焦電センサ２１と、スイッチング素子２４１〜２４３と、制御回路３１とを有する。焦電センサ２１は、赤外線を受光することによって生じる温度変化を焦電効果によって電気信号に変換する。スイッチング素子２４１は、焦電センサ２１の電源端子と接地端子との間に電気接続している。スイッチング素子２４２は、焦電センサ２１の電源端子と出力端子との間に電気接続している。スイッチング素子２４３は、焦電センサ２１の出力端子と接地端子との間に電気接続している。制御回路３１は、リセット期間が経過するたびに、リセット時間の間、スイッチング素子２４１〜２４３をオンにする。【選択図】図２
2014010127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦電センサと、
上記焦電センサの複数の端子の間に電気接続されたスイッチング素子と、
所定の周期の間に少なくとも１回、上記スイッチング素子を所定の時間オンにする制御回路と
を有することを特徴とする赤外線検出装置。
【請求項２】
上記所定の周期は、１時間以上２４時間以下であることを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出装置。
【請求項３】
上記所定の時間は、１ミリ秒以上１秒以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の赤外線検出装置。
【請求項４】
上記制御回路は、
上記スイッチング素子をオンにする周期を記憶する周期記憶部と、
上記スイッチング素子を前回オンにしてからの経過時間を計測する計時部と、
上記計時部が計測した経過時間が、上記周期記憶部が記憶した周期に達した場合に、上記スイッチング素子を所定の時間オンにする制御信号を生成する信号生成部と
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の赤外線検出装置。
【請求項５】
上記赤外線検出装置は、
他の装置からの指令を受信する受信回路を有し、
上記周期記憶部は、上記受信回路が受信した指令によって指示された周期を記憶する
ことを特徴とする請求項４に記載の赤外線検出装置。
【請求項６】
上記赤外線検出装置は、
上記焦電センサによる検出結果に基づいて人体を検知する検知回路であって、上記スイッチング素子がオンである間は、検知を行わない検知回路
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の赤外線検出装置。
【請求項７】
上記検知回路は、更に、上記スイッチング素子がオンからオフになったのち、所定の時間が経過するまでの間、検知を行わないことを特徴とする請求項６に記載の赤外線検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の赤外線検出装置と、
上記赤外線検出装置による検出結果に基づいて、光源を点灯する点灯装置と
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の赤外線検出装置と、
上記赤外線検出装置による検出結果に基づいて、照明装置を制御する制御装置と
を有することを特徴とする照明制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の赤外線検出装置と、請求項８に記載の照明装置と、請求項９に記載の照明制御装置とのうち少なくともいずれかを有することを特徴とする照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、赤外線を検出する赤外線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦電センサは、焦電効果を利用して人体などから放射される赤外線を検出する。焦電センサは、ポップコーンノイズと呼ばれる突発的な電圧が発生する場合がある。このため、ポップコーンノイズによる誤検出を防ぐ構成を有する赤外線検出装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７１８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の赤外線検出装置は、ポップコーンノイズの発生を前提として、ポップコーンノイズを判別することにより誤検出を防ぐものであり、構成が複雑である。
この発明は、例えば、簡易な構成で、ポップコーンノイズの発生を抑え、誤検出を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる赤外線検出装置は、焦電センサと、上記焦電センサの複数の端子の間に電気接続されたスイッチング素子と、所定の周期の間に少なくとも１回、上記スイッチング素子を所定の時間オンにする制御回路とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる赤外線検出装置によれば、簡易な構成で、ポップコーンノイズの発生を抑え、誤検出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における照明システム１０の全体構成を示す図。
【図２】実施の形態１における人感センサ装置１２の構成の概略を示す図。
【図３】実施の形態１における人感センサ装置１２の具体的な回路構成を示す図。
【図４】実施の形態１における人感センサ装置１２の動作の流れを示す図。
【図５】実施の形態１における人感センサ装置１２の動作のタイミングを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図５を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における照明システム１０の全体構成を示す図である。
【００１０】
照明システム１０（照明制御システム）は、例えば、人感センサ装置１２と、照明制御装置１４と、照明器具１６とを有する。
人感センサ装置１２は、照明器具１６の近くなどに人がいるか否かを検出する。
【００１１】
照明制御装置１４は、人感センサ装置１２による検出結果などにしたがって、照明器具１６を制御する。照明制御装置１４は、例えば、制御装置４１と、人感センサ装置４２とを有する。
人感センサ装置４２は、人感センサ装置１２と同様、照明器具１６の近くに人がいるか否かを検出する。
制御装置４１は、人感センサ装置１２や人感センサ装置４２による検出結果にしたがって、照明器具１６の点灯や照度などを制御する信号を生成する。制御装置４１は、生成した信号を照明器具１６に対して送信する。
【００１２】
照明器具１６（照明装置）は、人感センサ装置１２による検出結果、照明制御装置１４による制御にしたがって、光源を点灯する。照明器具１６は、例えば、点灯装置６１と、人感センサ装置６２と、光源６３とを有する。
人感センサ装置６２は、人感センサ装置１２や人感センサ装置４２と同様、照明器具１６の近くに人がいるか否かを検出する。
点灯装置６１は、外部電源や内蔵電源から供給される電力を、光源６３を点灯する電力に変換して、光源６３に供給する。光源６３は、点灯装置６１から供給された電力により点灯する。
点灯装置６１は、人感センサ装置１２や人感センサ装置６２による検出結果や、照明制御装置１４からの指示にしたがって、光源６３を点灯する。
【００１３】
なお、照明器具１６が光源６３を有するのではなく、光源６３を有するランプなどを照明器具１６に接続して使用する構成であってもよい。
また、照明システム１０は、人感センサ装置１２、照明制御装置１４及び照明器具１６をいくつ有する構成であってもよい。照明システム１０は、人感センサ装置１２を有さない構成であってもよい。照明制御装置１４は、人感センサ装置４２を有さない構成であってもよい。照明システム１０は、照明制御装置１４を有さない構成であってもよい。照明器具１６は、人感センサ装置６２を内蔵しない構成であってもよい。照明システム１０は、人感センサ装置１２、照明制御装置１４に内蔵された人感センサ装置４２、及び、照明器具１６に内蔵された人感センサ装置６２のうち、少なくとも１つを有する構成であればよい。
【００１４】
図２は、この実施の形態における人感センサ装置１２の構成の概略を示す図である。
【００１５】
なお、人感センサ装置４２や人感センサ装置６２も同様の構成であるため、説明を省略する。
【００１６】
人感センサ装置１２（赤外線検出装置）は、例えば、焦電センサ２１と、直流電源２２と、３つのスイッチング素子２４１〜２４３と、制御回路３１と、検知回路３２とを有する。
【００１７】
焦電センサ２１（人感センサ）は、人体が発する赤外線を受光することによって生じる温度変化を焦電効果によって電気信号に変換するセンサ（焦電型赤外線センサ）である。焦電センサ２１は、例えば、レンズや焦電体などを内蔵している（図示せず）。焦電センサ２１は、３つの端子を有する。３つの端子は、それぞれ、電源端子、接地端子、出力端子である。焦電センサ２１は、電源端子及び接地端子に電気接続した直流電源２２から電力供給を受けて動作する。焦電センサ２１が生成した電気信号は、出力端子と接地端子との間の電位差として出力される。
【００１８】
直流電源２２は、所定の電圧を有する直流電力を出力する。
スイッチング素子２４１〜２４３（スイッチ）は、制御回路３１からの制御信号にしたがってオンオフする。スイッチング素子２４１は、焦電センサ２１の電源端子と接地端子との間に電気接続している。スイッチング素子２４２は、焦電センサ２１の電源端子と出力端子との間に電気接続している。スイッチング素子２４３は、焦電センサ２１の出力端子と接地端子との間に電気接続している。
【００１９】
制御回路３１は、外部からの指示にしたがって、検知回路３２やスイッチング素子２４１〜２４３を制御する。制御回路３１は、例えば、照明制御装置１４、照明器具１６、使用者が操作するリモコン、あるいは、人感センサ装置１２自身に設けられた操作スイッチなどから、指示を表わす信号を受信する。
外部からの指示には、例えば、焦電センサ２１をリセットする周期（リセット周期）の設定指示がある。制御回路３１は、指示されたリセット周期が経過するたびに、スイッチング素子２４１〜２４３をオンにする。スイッチング素子２４１〜２４３をオンにしてから所定の時間が経過すると、制御回路３１は、スイッチング素子２４１〜２４３をオフに戻す。スイッチング素子２４１〜２４３がオンになっている期間を「リセット期間」と呼び、その時間を「リセット時間」（スイッチ操作時間）と呼ぶ。
【００２０】
検知回路３２は、焦電センサ２１から出力された電気信号に基づいて人体を検出し、検出結果（人体検知状態）を表わす信号を出力する。検知回路３２が出力した信号は、例えば、照明制御装置１４に対して送信される。
【００２１】
図３は、この実施の形態における人感センサ装置１２の具体的な回路構成を示す図である。
【００２２】
人感センサ装置１２は、例えば、焦電センサ２１と、電源回路２２１と、レギュレータ回路２２２と、３つのスイッチング素子２４１〜２４３と、５つのコンデンサ２５１〜２５５と、２つの抵抗２６１，２６２と、増幅回路２７と、マイコン３０とを有する。
【００２３】
電源回路２２１及びレギュレータ回路２２２は、図２で説明した直流電源２２に相当する。電源回路２２１（直流電源）は、外部電源や内部電源などから供給される電力を、マイコン３０を動作させる直流電力に変換する。レギュレータ回路２２２（レギュレータ；第二の電源）は、電源回路２２１の出力に接続されている。レギュレータ回路２２２は、電源回路２２１が生成した直流電力の電圧を下げて、焦電センサ２１を動作させる直流電力に変換する。
【００２４】
焦電センサ２１の接地端子は、グランド配線に電気接続している。
増幅回路２７は、焦電センサ２１が出力する電気信号を増幅する。なお、増幅回路２７は、電気信号の振幅を増幅するだけでなく、電気信号のパルス幅を増幅（時間方向に延伸）する構成であってもよい。増幅回路２７は、電源回路２２１から供給される電力により動作する。
スイッチング素子２４１〜２４３は、例えば、エンハンスメント型ｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。
コンデンサ２５１〜２５４は、ノイズ除去用のコンデンサである。コンデンサ２５１は、焦電センサ２１の電源端子と、グランド配線との間に電気接続している。コンデンサ２５２は、焦電センサ２１の出力端子と、グランド配線との間に電気接続している。コンデンサ２５３は、レギュレータ回路２２２の出力端子と、増幅回路２７の入力端子との間に電気接続している。コンデンサ２５４は、増幅回路２７の入力端子と、グランド配線との間に電気接続している。
コンデンサ２５５は、スイッチングノイズ除去用のコンデンサである。コンデンサ２５５は、スイッチング素子２４１〜２４３の制御入力端子と、グランド配線との間に電気接続している。
抵抗２６１，２６２は、ノイズ除去用の抵抗である。抵抗２６１は、レギュレータ回路２２２の出力端子と、焦電センサ２１の電源端子との間に電気接続している。すなわち、レギュレータ回路２２２の出力には、抵抗２６１と、焦電センサ２１との直列回路が接続されている。抵抗２６２は、焦電センサ２１の出力端子と、増幅回路２７の入力端子との間に電気接続している。
【００２５】
マイコン３０（制御装置）は、電源回路２２１から供給される電力により動作する。マイコン３０は、例えば、処理装置と記憶装置と入力装置と出力装置とを有する（図示せず）。記憶装置は、データやプログラムを記憶する。処理装置（制御部）は、記憶装置が記憶したプログラムを実行することにより、データを処理し、マイコン３０全体を制御する。入力装置は、マイコン３０の外部から信号や情報を入力しデータに変換する。出力装置は、データを信号や情報に変換してマイコン３０の外部へ出力する。この図において、マイコン３０の内部に描かれた機能ブロックは、記憶装置が記憶したプログラムを処理装置が実行することにより実現される。なお、これらの機能ブロックは、マイコン３０ではなく、デジタル回路やアナログ回路などの電気的構成やその他の構成によって実現されるものであってもよい。
【００２６】
マイコン３０は、図２で説明した制御回路３１及び検知回路３２に相当する。
制御回路３１は、例えば、受信部３１１と、周期記憶部３１２と、計時部３１３と、信号生成部３１４とを有する。
検知回路３２は、例えば、判定部３２１と、送信部３２２とを有する。
【００２７】
受信部３１１（受信回路）は、照明制御装置１４などからの指示を表わす信号を受信する。
周期記憶部３１２（記憶部）は、あらかじめ、リセット周期を記憶している。周期記憶部３１２は、受信部３１１が受信した信号によって表わされる指示がリセット周期の設定指示である場合に、記憶したリセット周期を更新して、指示されたリセット周期を記憶する。
計時部３１３（タイマー）は、経過時間を計測する。計時部３１３は、周期記憶部３１２が記憶したリセット周期に基づいて、計測した経過時間がリセット周期に達すると、経過時間を０に戻し、その時点からの経過時間を計測する。計時部３１３は、これを繰り返す。
信号生成部３１４（操作部）は、スイッチング素子２４１〜２４３を制御する制御信号を生成する。計時部３１３が計測している経過時間が０になってからリセット時間が経過するまでの間、信号生成部３１４は、スイッチング素子２４１〜２４３をオンにする制御信号を生成する。それ以外の期間は、信号生成部３１４は、スイッチング素子２４１〜２４３をオフにする制御信号を生成する。
【００２８】
判定部３２１は、増幅回路２７が増幅した電気信号に基づいて、人体を検出する。例えば、判定部３２１は、増幅回路２７が出力した信号の電圧レベルを、所定の上限閾値及び下限閾値と比較する。増幅回路２７が出力した信号の電圧レベルが、上限閾値と下限閾値との間である場合、判定部３２１は、人体が存在しないと判定する。増幅回路２７が出力した信号の電圧レベルが、上限閾値より大きいか、下限閾値より小さい場合、判定部３２１は、人体が存在すると判定する。
なお、リセット期間中は、焦電センサ２１の出力端子の電位が０になるので、増幅回路２７が出力した信号の電圧レベルが下限閾値より小さくなる。そこで、判定部３２１は、リセット期間中は、判定動作をしない。これにより、人体が存在すると誤って判定するのを防ぐことができる。
また、リセット期間が終了して、スイッチング素子２４１〜２４３をオフにしたあとであっても、すぐには、焦電センサ２１の出力端子の電位が元に戻らない可能性があるので、判定部３２１は、リセット期間終了後、更に所定の時間が経過してから、判定動作を再開する構成であってもよい。
以下、判定部３２１が判定を停止している期間を「判定停止期間」と呼び、その時間を「判定停止時間」と呼ぶ。上述したように、判定停止時間（判定結果無効時間）は、リセット時間と同じであるか、あるいは、リセット時間よりも長い。
【００２９】
送信部３２２は、判定部３２１による検出結果を表わす信号を、照明制御装置１４などに対して送信する。
【００３０】
図４は、この実施の形態における人感センサ装置１２の動作の流れを示す図である。
【００３１】
検出処理８０は、例えば、３つの経過時間判定工程８１，８５，８７と、人体検出工程８２と、検出結果送信工程８３と、リセット開始工程８４と、リセット終了工程８６とを有する。
【００３２】
経過時間判定工程８１において、計時部３１３は、計測している経過時間と、周期記憶部３１２が記憶しているリセット周期とを比較する。
経過時間がリセット周期より短い場合、計時部３１３は、人体検出工程８２へ処理を進める。
経過時間がリセット周期以上である場合、計時部３１３は、リセット開始工程８４へ処理を進める。
【００３３】
人体検出工程８２において、判定部３２１は、人体の存否を判定する。
検出結果送信工程８３において、送信部３２２は、判定部３２１による判定結果を送信する。計時部３１３は、経過時間判定工程８１に処理を戻す。
【００３４】
リセット開始工程８４において、計時部３１３は、計測している経過時間をリセットして０にする。信号生成部３１４は、スイッチング素子２４１〜２４３をオンにする制御信号を出力する。スイッチング素子２４１〜２４３がオンになり、リセット期間が開始する。
【００３５】
経過時間判定工程８５において、信号生成部３１４は、計時部３１３が計測している経過時間と、リセット時間とを比較する。
経過時間がリセット時間より短い場合、信号生成部３１４は、経過時間がリセット時間に達するまで待機する。
経過時間がリセット時間以上である場合、信号生成部３１４は、リセット終了工程８６へ処理を進める。
【００３６】
リセット終了工程８６において、信号生成部３１４は、スイッチング素子２４１〜２４３をオフにする制御信号を出力する。スイッチング素子２４１〜２４３がオフになり、リセット期間が終了する。
【００３７】
経過時間判定工程８７において、判定部３２１は、計時部３１３が計測している経過時間と、判定停止時間とを比較する。
経過時間が判定停止時間より短い場合、判定部３２１は、経過時間が判定停止時間に達するまで待機する。
経過時間が判定停止時間以上である場合、判定部３２１は、経過時間判定工程８１に処理を戻す。
【００３８】
なお、判定停止時間がリセット時間と同じである場合、経過時間判定工程８７はなくてもよく、リセット終了工程８６の終了後、経過時間判定工程８１に処理を戻す。
【００３９】
図５は、この実施の形態における人感センサ装置１２の動作のタイミングを示す図である。
【００４０】
横軸は、時刻を示す。
実線９１は、スイッチング素子２４１〜２４３の状態を示す。実線９１が横軸の上にある期間は、スイッチング素子２４１〜２４３がオン（すなわち、リセット期間）である。実線９１が横軸の下にある期間は、スイッチング素子２４１〜２４３がオフである。
実線９２は、判定部３２１の状態を示す。実線９２が横軸の上にある期間は、判定部３２１が判定動作をしている。実線９２が横軸の下にある期間は、判定部３２１が判定動作を停止している。
【００４１】
人感センサ装置１２は、リセット周期７０が経過するたびに、焦電センサ２１のリセット動作を行う。スイッチング素子２４１〜２４３は、リセット時間７１の間だけオンになる。判定部３２１は、判定停止時間７２の間だけ判定動作を停止する。判定停止時間７２は、リセット時間７１以上である。判定部３２１は、少なくともリセット期間の間は、判定動作を停止する。判定部３２１は、リセット期間の開始と同時に判定動作を停止する構成であってもよいし、リセット期間の開始よりも前に、判定動作を停止する構成であってもよい。判定部３２１は、リセット期間の終了と同時に、判定動作を再開する構成であってもよいし、リセット期間の終了後に、判定動作を再開する構成であってもよい。
【００４２】
焦電素子に電圧を印加し続けていると、焦電素子の表面に電荷が蓄積し、その電荷が高電圧となって突発的に放電して、ポップコーンノイズが発生する。ポップコーンノイズの発生頻度は、例えば、１日当たり０〜１回程度である。
【００４３】
そこで、周期的に、焦電センサの端子間を短絡することにより、蓄積した電荷を放電し、ポップコーンノイズの発生を抑える。これにより、ポップコーンノイズによる誤検出を防ぐことができる。
【００４４】
なお、ポップコーンノイズの発生頻度は１日当たり０〜１回程度であるから、リセット周期は、２４時間以下であることが望ましい。また、就業時間単位などの設定が考えられるので、リセット周期は、１時間以上であることが望ましい。
【００４５】
また、リセット期間中は、判定部３２１が判定動作を停止し、人体を検出することができないので、リセット時間は、１秒以内であることが望ましい。なお、判定停止時間がリセット時間よりも長い構成である場合、判定停止時間が１秒以内であることが望ましいから、リセット時間は、それよりも更に短くなる。
また、リセット時間があまりにも短いと焦電素子の電荷が抜けない可能性がある。焦電素子の内部及び外部の浮遊容量は、例えばｐＦオーダなので、リセット時間は、１ミリ秒以上であることが望ましい。スイッチング素子２４１〜２４３としてＭＯＳＦＥＴを用いる場合のスイッチング速度から考えても、リセット時間は、１ミリ秒以上であることが望ましい。
【００４６】
なお、人感センサ装置１２は、スイッチング素子２４１〜２４３のうち、いずれか１つあるいは２つを有さない構成であってもよい。
【００４７】
また、人感センサ装置１２は、リセット周期だけでなく、リセット時間や判定停止時間を変えることができる構成であってもよい。例えば、人感センサ装置１２は、リセット時間記憶部や、判定停止時間記憶部を備える。
リセット時間記憶部は、あらかじめ、リセット期間を記憶している。リセット時間記憶部は、受信部３１１が受信した信号によって表わされる指示がリセット時間の設定指示である場合に、記憶したリセット時間を更新して、指示されたリセット時間を記憶する。信号生成部３１４は、リセット時間記憶部が記憶したリセット時間に基づいて、スイッチング素子２４１〜２４３をオンにする制御信号を出力してからの経過時間がリセット時間に達したら、スイッチング素子２４１〜２４３をオフにする制御信号を出力する。
判定停止時間記憶部は、あらかじめ、判定停止時間を記憶している。判定停止時間記憶部は、受信部３１１が受信した信号によって表わされる指示が判定停止時間の設定指示である場合に、記憶した判定停止時間を更新して、指示された判定停止時間を記憶する。判定部３２１は、判定停止時間記憶部が記憶した判定停止時間に基づいて、判定動作を停止してからの経過時間が判定停止時間に達したら、判定動作を再開する。
【００４８】
以上説明した構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、本質的でない部分の構成を、他の構成で置き換えた構成であってもよい。
【００４９】
以上説明した赤外線検出装置によれば、任意の時間で、焦電センサ（人感センサ）の各端子間を短絡することにより、焦電センサ内部の電荷を抜いて、ポップコーンノイズの発生を抑える。
ポップコーンノイズを判別するのではなく、ポップコーンノイズの発生そのものを抑えるという根本的な解決をすることにより、赤外線検出装置の構成を複雑化させることなく、誤検出を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  照明システム、１２，４２，６２  人感センサ装置、１４  照明制御装置、１６  照明器具、２１  焦電センサ、２２  直流電源、２２１  電源回路、２２２  レギュレータ回路、２４１〜２４３  スイッチング素子、２５１〜２５５  コンデンサ、２６１，２６２  抵抗、２７  増幅回路、３０  マイコン、３１  制御回路、３１１  受信部、３１２  周期記憶部、３１３  計時部、３１４  信号生成部、３２  検知回路、３２１  判定部、３２２  送信部、４１  制御装置、６１  点灯装置、６３  光源、７０  リセット周期、７１  リセット時間、７２  判定停止時間、８０  検出処理、８１，８５，８７  経過時間判定工程、８２  人体検出工程、８３  検出結果送信工程、８４  リセット開始工程、８６  リセット終了工程、９１，９２  実線。
【図１】
2014010127.tif 000003
【図２】
2014010127.tif 000004
【図３】
2014010127.tif 000005
【図４】
2014010127.tif 000006
【図５】
2014010127.tif 000007