(57)【要約】【課題】  受光器の反射波の検知距離を容易に設定でき誤動作を防止できる光信号スイッチ装置を提供することである。【解決手段】  光信号を発光する投光器から発光された光信号の物体からの反射波を受光器で受信し、受光信号処理部１７は受光器１６で受信した光信号に基づいて負荷の入切信号を出力する。演算処理装置１４は、設定手段２０から光信号のレベルの設定変更指令が出力されたとき、投光器１６に光信号のレベルを変化させて出力し、受光器１６が光信号を受信したときのレベルを投光器１６から発光する光信号のレベルに設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を発光する投光器と；
前記投光器から発光された光信号の物体からの反射波を受信する受光器と；
前記投光器から発光する光信号のレベルを設定変更する指令を出力するための設定手段と；
前記設定手段から光信号のレベルの設定変更指令が出力されたとき前記投光器に光信号のレベルを変化させて出力し前記受光器が光信号を受信したときのレベルを前記投光器から発光する光信号のレベルに設定する演算処理装置と；
前記受光器で受信した光信号に基づいて負荷の入切信号を出力する受光信号処理部と；
を備えたことを特徴とする光信号式スイッチ装置。
【請求項２】
請求項１の光信号式スイッチ装置と；
ランプと；
前記ランプを点灯する点灯装置を内蔵すると共に前記光信号式スイッチ装置を内蔵した照明器具本体と；
を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１記載の光信号式スイッチ装置と；
前記光信号式スイッチ装置を内蔵した壁スイッチ本体と；
を備えたことを特徴とする配線器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号の反射波に応動して負荷の入切を行う光信号式スイッチ装置、照明装置及び配線器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、光信号を発光する投光器とその反射波を受光する受光器とを照明装置の本体に組み込み、人が手をかざすことによって、投光器からの光信号を手で反射し、その反射波を受光器で受光して負荷であるランプの点消灯を行うようにしたものがある。
【０００３】
このような照明装置では、受光器からの信号を増幅部で増幅し感度調整部で感度調整を行い、さらに、ノイズ除去部でノイズを除去し波形整形部で波形整形し、その後にラッチ部で信号を保持して駆動部により照明装置の点灯回路に、人が点消灯操作したことを出力するようにしている。また、高調波による負荷の誤動作を防止するために、受光器で受信した反射波に含まれるノイズをフィルタ回路で除去し、ノイズが除去された反射波を増幅回路で増幅し、増幅回路で増幅された反射波を波形整形回路で波形整形して、反射波が入力される度に出力レベルを反転させてランプの点消灯を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８９５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の光信号式スイッチ装置では、投光器から発光する光信号のレベルは予め一定に定められているので、受光器によって反射波を受信する検知距離はほぼ一定である。従って、光信号スイッチ装置を廊下などに設置した場合は、人が手をかざして行う光信号スイッチ装置のオンオフ操作以外の場合であっても、受光器が反射波を検知することがある。例えば、人が光スイッチ装置の近傍を通過しただけで、受光器が反射波を検知し光信号スイッチ装置がオンオフ動作することがある。このように、受光器による反射波の検知距離が適切でないと、光信号式スイッチ装置は使用者が意図してない誤検出をすることがある。
【０００５】
本発明の目的は、受光器の反射波の検知距離を容易に設定でき誤動作を防止できる光信号式スイッチ装置、照明装置及び配線器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係わる光信号式スイッチ装置は、光信号を発光する投光器と；前記投光器から発光された光信号の物体からの反射波を受信する受光器と；前記投光器から発光する光信号のレベルを設定変更する指令を出力するための設定手段と；前記設定手段から光信号のレベルの設定変更指令が出力されたとき前記投光器に光信号のレベルを変化させて出力し前記受光器が光信号を受信したときのレベルを前記投光器から発光する光信号のレベルに設定する演算処理装置と；前記受光器で受信した光信号に基づいて負荷の入切信号を出力する受光信号処理部と；を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明および以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は以下による。光信号式スイッチ装置は、投光器からの光信号が物体により反射した反射波により負荷の入切を行うものであり、人が投光器に手をかざしたときに負荷の入切信号、すなわち動作・不動作の制御信号を出力するものである。負荷とは、照明装置のランプ、洗面台やトイレの水洗等であって、要するに動作・不動作の制御の対象となるものである。
【０００８】
投光器は光信号を発光するものであり、例えば、赤外発光ダイオードを有し、演算処理装置でデューティ比が調整されたパルス信号に応じたレベルの光信号を出力する。受光器は投光器から発光された光信号の物体からの反射波を受信するものであり、例えば、ホトトランジスタやホトダイオードで構成され、光信号を受信したときに動作し電気信号に変換する。
【０００９】
設定手段は、投光器から発光する光信号のレベルを設定変更する指令を演算処理装置に出力するものである。例えば、押しボタンスイッチや赤外線外部信号の受信部で構成され、光信号スイッチ装置本体に設けられる。
【００１０】
演算処理装置は、例えばマイコンで構成され、設定手段から光信号のレベルの設定変更指令が出力されたとき、デューティ比が調整されたパルス信号を出力する。例えば、デューティ比を０％から徐々に大きくしたパルス信号を順次投光器に出力する。そして、受光器が光信号を受信したときのレベルを投光器から発光する光信号のレベルに設定する。
【００１１】
例えば、予め設定したい検知距離に手をかざしておき、演算処理装置からデューティ比を０％から徐々に大きくしたパルス信号を順次投光器に出力し、受光器が光信号を受信したときのレベルを投光器から発光する光信号のレベルに設定する。これにより、所望の検知距離に設定できる。
【００１２】
受光信号処理部は、受光器で受信した光信号に基づいて負荷の入切信号を出力するものである。例えば、受光信号処理部は、受光器で受信した反射波に含まれるノイズを除去するフィルタ回路、フィルタ回路でノイズが除去された反射波を増幅する増幅回路、投光器からのパルス信号が入力されているとき増幅回路で増幅された反射波を通過させるゲート回路、ゲート回路を通過した反射波を波形整形する波形整形回路、波形整形回路で波形整形された反射波が入力される度に出力レベルを反転させる出力回路、出力回路の出力信号に基づいて負荷の入切信号を出力する駆動回路を有する。
【００１３】
本発明によれば、投光器から発光する光信号のレベルを所望の検知距離に設定できるので、光信号スイッチ装置の設置場所に応じて受光器による反射波の検知距離を適切に設定できる。
【００１４】
請求項２の発明に係わる光信号式スイッチ装置は、請求項１の光信号式スイッチ装置と；ランプと；前記ランプを点灯する点灯装置を内蔵すると共に前記光信号式スイッチ装置を内蔵した照明器具本体と；を備えたことを特徴とする。本発明によれば、請求項１の効果を備えた照明装置を提供できる。
【００１５】
請求項３の発明に係わる配線器具は、請求項１の光信号式スイッチ装置と；前記光信号式スイッチ装置を内蔵した壁スイッチ本体と；を備えたことを特徴とする。本発明によれば、請求項１の光信号式スイッチ装置を既存の壁スイッチに組み込むことにより、反射波を受光する受光器の検知位置に応じて、受光器が光信号を検知するレベルを設定できる機能を有した配線器具に機能アップすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、受光器の反射波の検知距離を容易に設定変更できるので、検知距離の設定変更により使用者が意図しない誤動作を防止できる。また、請求項２の発明によれば、請求項１の効果を備えた照明装置を提供でき、請求項３の発明によれば、請求項１の効果を備えた配線器具に機能アップすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る光信号式スイッチ装置１１のブロック構成図である。この第１の実施の形態では負荷がランプである場合を示しており、以下、ランプの点消灯を行う場合について説明する。投光器１２は光信号を出力する赤外発光ダイオード１３を有し、赤外発光ダイオード１３からは演算処理装置１４でデューティ比が調整されたパルス信号に基づく光信号が出力される。この光信号が物体１５例えば人の手に当たり、反射した反射波が受光器１６で受信される。受光器１６は、例えば、ホトトランジスタやホトダイオードで構成され、光信号を電気信号に変換する。受光器１６で受信された反射波は受光信号処理部１７に入力され、受光信号処理部１７により点灯装置１８を駆動し負荷であるランプ１９の入切信号を出力する。受光器１６で受信された反射波は演算処理装置１４に入力され、後述の光信号のレベルを設定する際に演算処理装置１４で使用される。
【００１８】
設定手段２０は、投光器１２の赤外発光ダイオード１３から発光する光信号のレベルを設定変更する指令を演算処理装置１４に出力するものである。押しボタンスイッチや赤外線外部信号の受信部で構成され、例えば、設定手段２０は光信号スイッチ装置本体に設けられる。
【００１９】
演算処理装置１４からのデューティ比が調整されたパルス信号は、投光器１２の抵抗Ｒ１、Ｒ２を介してトランジスタＴｒ１に入力される。パルス信号が「１」のときはトランジスタＴｒ１が導通し制御電源から抵抗Ｒ３、Ｒ４を通して電流が流れる。また、制御電源から抵抗Ｒ３を介してトランジスタＴｒ２のベースに電流が流れるのでトランジスタＴｒ２が導通し、抵抗Ｒ５、Ｒ６介して赤外発光ダイオード１３に電流が流れるので赤外発光ダイオード１３が発光する。一方、演算処理装置１４からのデューティ比が調整されたパルス信号が「０」のときは、トランジスタＴｒ１が非導通となり、この状態ではトランジスタＴｒ２も非導通であり、赤外発光ダイオード１３は発光しない。なお、コンデンサＣは赤外発光ダイオード１３に流れる電流を平滑するものである。
【００２０】
受光信号処理部１７のフィルタ回路２１は、受光器１６で受信された反射波に含まれるノイズを除去するものであり、フィルタ回路２１でノイズが除去された反射波は感度調整回路２２を介して増幅回路２３に入力される。感度調整回路２２は受光器１６からの反射波の検出感度を調整するものである。
【００２１】
増幅回路２３は、フィルタ回路２１でノイズが除去され感度調整回路２２で感度調整された反射波を増幅するものであり、増幅された反射波はゲート回路２４に入力される。ゲート回路２４には、演算処理装置１４から投光器１２に入力されるパルス信号も入力され、ゲート回路２４は、投光器１２に入力されるパルス信号と同期した反射波を波形整形回路２５に通過させる。
【００２２】
波形整形回路２５はゲート回路２４を通過した反射波を示す信号をさらに波形整形する。受光器１６に反射波が入力されている間はｌｏｗレベルの信号を出力し、受光器１６に反射波が入力されていない間はｈｉｇｈレベルの信号を出力する。そして、出力回路２６は波形整形回路２５で波形整形された反射波を示す信号の立ち下がりを検出し、波形整形回路２５の出力信号がｌｏｗレベルに立ち下がる時点を検出し、その度に出力レベルを反転させる。これにより、最初に受光器１６に反射波が入力されるとｈｉｇｈレベルの信号を出力し、その状態で、次に受光器１６に反射波が入力されるとｌｏｗレベルの信号を出力する。
【００２３】
駆動回路２７は、出力回路２６からｈｉｇｈレベルの信号を入力したときは、点灯装置１８にランプ１９の点灯信号を出力し、出力回路２６からｌｏｗレベルの信号を入力したときは点灯装置１８にランプ１９の消灯信号を出力する。これにより、最初に投光器１２に人が手をかざしたときは、点灯装置１８には点灯信号が出力され、その状態で、次に人が投光器１２に手をかざしたときは点灯装置１８には消灯信号が出力される。
【００２４】
図２は、演算処理装置１４でデューティ比が調整されたパルス信号の説明図である。パルス信号Ｐ１はデューティ比が１００％の信号であり、パルス信号Ｐ２はデューティ比が約４０％の信号を示している。前述したように、パルス信号が「１」のときは赤外発光ダイオード１３はオンであり、パルス信号が「０」のときは赤外発光ダイオード１３はオフである。従って、赤外発光ダイオード１３がオンとなるパルス信号が「１」の状態の比率を変化させる。これにより、赤外発光ダイオード１３の光信号レベルが変化する。
【００２５】
図３は、投光器１２の赤外発光ダイオード１３の光信号レベルを設定変更する場合の演算処理装置１４の処理内容を示すフローチャートである。投光器１２の赤外発光ダイオード１３の光信号レベルを設定変更する場合には、設定手段２０をオンにし、光信号レベルの設定変更指令を演算処理装置１４に出力するとともに、投光器１２からの反射波を受光する受光器１６の検知距離に手をかざしておく。
【００２６】
演算処理装置１４は、デューティ比の設定変更要求があるか否かを判定する（Ｓ１）。すなわち、設定手段２０がオンとなっているか否かを判定する。デューティ比の設定変更要求があるときは、投光器１２に出力するパルス信号のデューティ比を初期値「０％」に設定し（Ｓ２）、デューティ比に１％を加算する（Ｓ３）。
【００２７】
そして、演算処理装置１４は受光器１６が光信号を受信したか否かを判定し（Ｓ４）、受光器１２が光信号を受信していないときはデューティ比が１００％であるか否かを判定する（Ｓ５）。デューティ比が１００％でないときは、ステップＳ３に戻り（Ｓ６）、デューティ比が１００％であるときは異常処理を行う（Ｓ６）。すなわち、デューティ比が１００％であるにもかかわらず受光器１６が光信号を受信していない状態は異常状態であるので、異常報知等の異常処理を行う。
【００２８】
一方、ステップＳ４の判定で受光器１６が光信号を受信したときは、そのときのデューティ比をパルス信号のデューティ比として設定する（Ｓ７）。これにより、演算処理装置１４は、その設定したデューティ比の投光器１２にパルス信号を出力することになる。なお、設定変更が完了したときは、その旨を報知するようにしても良い。
【００２９】
このように、演算処理装置１４は、設定手段２０から赤外発光ダイオード１３の光信号のレベルを設定変更する指令を入力したときは、パルス信号のデューティ比を変化させて、投光器１２に光信号のレベルを変化させる。そして、受光器１６が光信号を受信したときのレベルを投光器１６から発光する光信号のレベルに設定する。
【００３０】
第１の実施の形態によれば、投光器１２の赤外発光ダイオード１３へのパルス信号のデューティ比を調整し、物体からの反射波を受光する受光器１６の検知位置（例えば、手をかざす位置）に応じて、受光器１６が光信号を検知するレベルを設定できるので、光信号式スイッチ装置の設置場所に応じて、使用者が意図しない誤動作を防止できる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態に係る照明装置２８の外観構成図である。照明装置２８の照明器具本体２９は、点灯装置１８及び第１の実施の形態の光信号式スイッチ装置１１を内蔵すると共に、透光カバー３０の内部にランプ１９が装着されている。そして、光信号式スイッチ１１に設けられた設定手段２０が照明器具本体２９の表面に位置するように配置されている。
【００３２】
また、照明器具本体２９の側面部には照明選択スイッチ３１が設けられ、透光カバー３０が設けられた前面部には投光器１２及び受光器１６が設けられている。受光器１６が投光器１２からの反射波以外の光を極力受信しないように、投光器１２及び受光器１６は段部３２に奥まって設けられている。
【００３３】
照明選択スイッチ３１は、例えば、ＡＵＴＯ、ＯＦＦ、ＯＮの３個の状態を選択できるスイッチであり、ＡＵＴＯは光信号式スイッチ装置１１による点消灯を可能状態にし、ＯＦＦは光信号式スイッチ装置１１による点消灯を除外してランプを消灯状態にし、ＯＮは光信号式スイッチ装置１１による点消灯を除外してランプを点灯状態にするスイッチ位置である。第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果を備えた照明装置を提供できる。
【００３４】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態に係わる配線器具３３の平面図であり、配線器具３３として壁スイッチの場合を示している。図５に示した壁スイッチは、壁スイッチ本体３４に２個のスイッチが配置される既存の壁スイッチに対して、一方のスイッチを光信号式スイッチ装置に置き換えたものである。
【００３５】
壁スイッチ本体３４には、点灯装置１８及び第１の実施の形態の光信号式スイッチ装置１１が内蔵される共に１個の通常のスイッチ３５が設けられる。なお、壁スイッチにより点消灯するランプは天井等に設けられる。
【００３６】
すなわち、壁スイッチ本体３４の前面部には照明選択スイッチ３１が設けられ、さらに投光器１２及び受光器１６が設けられる。この場合、第２の実施の形態と同様に、受光器１６が投光器１２からの反射波以外の光を極力受信しないように、投光器１２及び受光器１６は段部３２に奥まって設けられている。
【００３７】
また、照明選択スイッチ３１は、第２の実施の形態と同様に、ＡＵＴＯ、ＯＦＦ、ＯＮの３個の状態を選択できるスイッチであり、ＡＵＴＯは光信号式スイッチ装置１１による点消灯を可能状態にし、ＯＦＦは光信号式スイッチ装置１１による点消灯を除外してランプを消灯状態にし、ＯＮは光信号式スイッチ装置１１による点消灯を除外してランプを点灯状態にするスイッチ位置である。
【００３８】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の光信号式スイッチ装置１１を既存の壁スイッチに組み込むことにより、反射波を受光する受光器１６の検知位置に応じて、受光器１６が光信号を検知するレベルを設定できる機能を有した配線器具に機能アップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光信号式スイッチ装置のブロック構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における演算処理装置でデューティ比が調整されたパルス信号の説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における投光器の赤外発光ダイオードの光信号レベルを設定変更する場合の演算処理装置の処理内容を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る照明装置の外観構成図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係わる配線器具の平面図。
【符号の説明】
【００４０】
１１…光信号式スイッチ装置、１２…投光器、１３…赤外発光ダイオード、１４…演算処理装置、１５…物体、１６…受光器、１７…受光信号処理部、１８…点灯装置、１９…ランプ、２０…設定手段、２１…フィルタ回路、２２…感度調整回路、２３…増幅回路、２４…ゲート回路、２５…波形整形回路、２６…出力回路、２７…駆動回路、２８…照明装置、２９…照明器具本体、３０…投光カバー、３１…照明選択スイッチ、３２…段部、３３…配線器具、３４…壁スイッチ本体、３５…スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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