(57)【要約】  【課題】  照明負荷の点灯時と消灯時に対応して物体の検知範囲を切換可能な近接スイッチ装置を提供する。  【解決手段】  赤外線を放射する発光素子１６と、発光素子１６から放射した赤外線の物体からの反射赤外線を受光する受光素子１８と、受光素子１８による物体からの反射赤外線の検知に対応して照明負荷２を点灯／消灯する主制御部１３と、主制御手段１３は、照明負荷２の消灯と点灯状態に応じて、発光素子１６または受光素子の１８の反射赤外線の検知範囲を切り替えて制御させる駆動制御手段を備えた近接スイッチ装置。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を放射する発光素子と、前記発光素子から放射した赤外線の物体からの反射赤外線を受光して検知する受光素子とからなる赤外線送受信手段と；
前記赤外線送受信手段による物体からの反射赤外線の受光検知に対応して負荷をオン及びオフ制御する負荷制御手段と；
前記負荷制御手段の負荷のオンとオフの状態に応じて、前記赤外線送受信手段の反射赤外線の検知範囲を切り替え制御する赤外線制御手段と；
を具備することを特徴とした近接スイッチ装置。
【請求項２】
前記赤外線制御手段は、前記赤外線送受信手段の発光素子から放射される赤外線の発光量を前記負荷のオン時は低発光量とし、前記負荷のオフ時は高発光量として反射赤外線の検知範囲を切り替え制御することを特徴とした請求項１に記載の近接スイッチ装置。
【請求項３】
前記赤外線制御手段は、前記赤外線送受信手段の受光素子による反射赤外線の受光感度を前記負荷のオン時は低受光感度とし、前記負荷のオフ時は高受光感度として反射赤外線の検知範囲を切り替え制御することを特徴とした請求項１に記載の近接スイッチ装置。
【請求項４】
前記赤外線制御手段は、前記赤外線送受信手段の発光素子から放射される赤外線の発光周期を前記負荷のオン時は長い周期とし、前記負荷のオフ時は短い周期として反射赤外線の検知範囲を切り替え制御することを特徴とした請求項１に記載の近接スイッチ装置。
【請求項５】
各種光源ランプと光源ランプの点灯制御回路とを内蔵した照明装置と；
請求項１乃至４の近接スイッチ装置と；
を具備することを特徴とした照明制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチに直接触れること無く、スイッチに近接することで負荷のオンとオフの操作が可能な近接スイッチ装置、及び照明装置の近接スイッチ装置により点灯／消灯制御可能な照明制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、夜間の照明を人がいない時には消灯して、人がいたり、あるいは近づいた時に照明を点灯させる人を感知して照明負荷の点灯と消灯を行う人感センサが用いられるようになっている。この人感センサは、人体から放出される遠赤外線を検知する焦電型センサを用いて、人体の移動による遠赤外線の変化を検出して照明負荷の点灯と消灯を制御している。この焦電センサを用いた場合は、人体が静止して遠赤外線の変化がない状態となると検知が困難となる。
【０００３】
このために、赤外線光を発光する発光ダイオードと、発光ダイオードからの赤外線光が人体などの物体にて反射された赤外線光を受光する受光素子とからなり、物体により反射した赤外線光を受光素子にて検知して、照明負荷を点灯させる人感センサ装置がある。
【０００４】
また、近年は、比較的狭い範囲を照明する照明負荷、例えば、台所の流し台の照明を触れた手や汚れた手でスイッチに直接触れることなく点灯と消灯の操作を行ったり、あるいは、洗面所の水道の蛇口に手を近づけると出水し、蛇口から手を遠ざけると出水が停止する操作を行う近接センサ装置も用いられている。
【０００５】
人感センサ装置と近接センサ装置を組合わせて、赤外線発光ダイオードから放射された赤外線が照明負荷の設置場所に近付いた人体にて反射された反射赤外線を検知する第１の受光素子と、照明負荷に最接近した人体の手等にて反射した反射赤外線を検知する第２の受光素子とからなり、第１の受光素子にて反射赤外線光を検知すると照明負荷を所定の明るさよりも暗く点灯させ、第２の受光素子が反射赤外線を検知すると、照明負荷を所定の明るさで点灯させる人感照明装置が、例えば、特許文献１に提案されている。
【特許文献１】特開平６−２４１７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に提案されている人感照明装置は、例えば、洗面所に人体が近付くと、人体にて反射された赤外線を第１の受光素子にて検知して、洗面所への通路を所定の明るさよりも暗い状態にて照明点灯させ、洗面台にさしのべた手による反射赤外線光を第２の受光素子が受光すると所定の明るさにて照明点灯させることで、人体の移動時と洗面台による洗浄時とは、異なる照度で照明負荷の点灯を制御できる。
【０００７】
この人感照明装置は、赤外線発光体オードから発光される赤外線光の光量は一定であり、第１と第２の受光素子それぞれに設定されている反射赤外線光の受光感度は、赤外線光を反射させる人体や手等の位置を検知する距離により設定されている。
【０００８】
このために、例えば、第２の受光素子に手以外の人体が接近したのみで、反射赤外光を受光して意図しない照明の点灯や消灯が行われることがある。つまり、従来の近接センサ装置は、赤外線発光ダイオードの発光量や受光素子の受光感度は、初期設定された状態であるために、近接センサ装置の近傍を通過した人体により反応して意図しない照明負荷の点灯と消灯が行われる課題がある。
【０００９】
また、近接センサ装置の近傍を通過した人体に反応しないように、赤外線発光体オードの発光量や受光素子の受光感度を抑制すると、夜間の暗い状態において、近接センサ装置の位置が判別できずに照明負荷の点灯操作が困難となる課題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、負荷のオン時とオフ時に対応して物体の検知範囲を切り替え可能な近接スイッチ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明の近接スイッチ装置は、赤外線を放射する発光素子と、前記発光素子から放射した赤外線の物体からの反射赤外線を受光して検知する受光素子とからなる赤外線送受信手段と；前記赤外線送受信手段による物体からの反射赤外線の受光検知に対応して負荷をオン及びオフ制御する負荷制御手段と；前記負荷制御手段の負荷のオンとオフの状態に応じて、前記赤外線送受信手段の反射赤外線の検知範囲を切り替え制御する赤外線制御手段と；を具備することを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明の近接スイッチ装置は、請求項１に記載の近接スイッチ装置において、前記赤外線制御手段は、前記赤外線送受信手段の発光素子から放射される赤外線の発光量を前記負荷のオン時は低発光量とし、前記負荷のオフ時は高発光量として反射赤外線の検知範囲を切り替え制御することを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明の近接スイッチ装置は、請求項１に記載の近接スイッチ装置において、前記赤外線制御手段は、前記赤外線送受信手段の受光素子による反射赤外線の受光感度を前記負荷のオン時は低受光感度とし、前記負荷のオフ時は高受光感度として反射赤外線の検知範囲を切り替え制御することを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明の近接スイッチ装置は、請求項１に記載の近接スイッチ装置において、前記赤外線制御手段は、前記赤外線送受信手段の発光素子から放射される赤外線の発光周期を前記負荷のオン時は長い周期とし、前記負荷のオフ時は短い周期として反射赤外線の検知範囲を切り替え制御することを特徴としている。
【００１５】
本発明において用語の定義及び技術的意味は次による。
【００１６】
発光素子は、駆動信号により赤外線光を発光させる赤外線発光ダイオードである。
【００１７】
受光素子は、赤外線光の入射により光電流を発生させるホトトランジスタまたはホトダイオードである。
【００１８】
負荷は、各種光源ランプと光源ランプの点灯制御回路とを内蔵した照明器具、及び水道水の出水と停水を制御する水道栓等である。
【００１９】
負荷制御手段は、負荷の動作をオン／オフ制御するものである。
【００２０】
赤外線制御手段は、発光素子である赤外線発光ダイオードの赤外線光の発光量や発光周期、あるいは、受光素子であるホトトランジスタまたはホトダイオードの受光感度を制御するマイクロコンピュータである。
【００２１】
赤外線の発光周期は、赤外線発光素子から発光される赤外線光の単位時間当たりの発光回数である。
【００２２】
また、請求項５の発明の照明制御システムは、各種光源ランプと光源ランプの点灯制御回路とを内蔵した照明装置と；請求項１乃至４の近接スイッチ装置と；を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の近接スイッチ装置は、負荷のオフ時の近接スイッチ装置の周囲が暗い状態の反射赤外線光の検知と、負荷のオン時の近接スイッチ装置の周囲が明るい状態の反射赤外線光の検知との効率を切換可能としたことで意図しない誤動作の排除と、オフからオンへの確実な操作が可能となる効果を有している。
【００２４】
また、本発明の照明制御システムは、照明装置と近接スイッチ装置とを組み合わせ設置することで、照明装置の点灯／消灯の状態に応じた照明装置の動作を制御すると共に、誤点灯や誤消灯等の誤動作の生じにくい照明制御システムの構築が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の実施形態の近接スイッチ装置について図１乃至図３を用いて説明する。図１は本発明の実施形態の近接スイッチ装置を用いた３線式照明装置を示すブロック図、図２は本発明の実施形態の近接スイッチ装置を用いた２線式照明装置を示すブロック図。図３は本発明の実施形態の近接スイッチ装置の主制御部の制御操作を説明するフローチャートである。
【００２６】
本発明の実施形態である３線式照明装置は、図１に示すように、商用電源１、商用電源１に対して並列に接続された照明負荷２、及び照明負荷２の点灯（オン）／消灯（オフ）の操作を行う近接スイッチ装置であるセンサユニット１１からなる。センサユニット１１は、商用電源１から所定の電圧の回路駆動電源を生成する電源部１２、電源部１２からの回路駆動電源により駆動するマイクロコンピュータからなる主制御部１３、主制御部１３からの制御の基で、赤外線発光素子である赤外線発光ダイオード（以下、単に赤外ＬＥＤと称する）１６を駆動する赤外ＬＥＤ発光部１５、赤外ＬＥＤ１６から発光された赤外線が人体の手により反射した反射赤外線を受光する受光素子であるホトトランジスタまたはホトダイオード（以下、単にホトトランジスタと称する）１８の光電流を検知して主制御部１３へと出力する赤外受光検知部１７、主制御部１３による制御状態を表示すると共に、ユーザが操作入力するスイッチとからなる表示・ＳＷ操作部１９、主制御部１３の制御により照明負荷２を点灯／消灯制御させる負荷制御インターフェース部（以下、負荷制御Ｉ／Ｆ部と称する）１４から構成されている。
【００２７】
主制御部１３は、電源部１２からの所定の電源により駆動して、赤外ＬＥＤ発光部１５を介して赤外ＬＥＤ１６を駆動させて、所定の発光量と所定の周期で赤外線を発光させる制御と、赤外受光検知部１７を介してホトトランジスタ１８を駆動させて、人体の手にて反射された反射赤外線を検知して負荷制御Ｉ／Ｆ部１４を駆動制御して照明負荷２の点灯／消灯の制御とを行う。
【００２８】
また、本発明の実施形態の２線式照明装置は、図２に示すように、商用電源１と、商用電源１に対して直列に接続された照明負荷２と、及び照明負荷２の点灯（オン）／消灯（オフ）の操作を行う近接スイッチ装置であるセンサユニット２１からなる。センサユニット２１は、商用電源１から所定の電圧の回路駆動電源を生成する電源部２２、電源部２２からの回路駆動電源により駆動するマイクロコンピュータからなる主制御部２３、主制御部２３からの制御の基で、赤外線発光素子である赤外線発光ダイオード（以下、単に赤外ＬＥＤと称する）２６を駆動する赤外ＬＥＤ発光部２５、赤外ＬＥＤ２６から発光された赤外線が人体の手により反射した反射赤外線光を受光する受光素子であるホトトランジスタまたはホトダイオード（以下、単にホトトランジスタと称する）２８の光電流を検知して主制御部２３へと出力する赤外受光検知部２７、主制御部２３による制御状態を表示すると共に、ユーザが操作入力するスイッチとからなる表示・ＳＷ操作部２９、主制御部１３の制御により照明負荷２を点灯／消灯制御させる負荷制御インターフェース部（以下、負荷制御Ｉ／Ｆ部と称する）２４から構成されている。
【００２９】
主制御部２３は、電源部２２からの所定の電源により駆動して、赤外ＬＥＤ発光部２５を介して赤外ＬＥＤ２６を駆動させて、所定の発光量と所定の周期で赤外線を発光させる制御と、赤外受光検知部２７を介してホトトランジスタ２８駆動させて、人体の手にて反射された反射赤外線線を検知して負荷制御Ｉ／Ｆ部２４を駆動制御して照明負荷２の点灯／消灯の制御とを行う。
【００３０】
主制御部１３，２３の反射赤外光の受光による照明負荷２の点灯／消灯と赤外受光検知部１７による制御について、図３を用いて説明する。なお、主制御部１３，２３の動作は同じであるため、主制御部１３を例に説明する。主制御部１３は、センサユニット１１をユーザによる表示・ＳＷ操作部１９からの操作入力により反射赤外線にて照明負荷２の点灯／消灯の操作モードが設定されていると、ステップＳ１にて、受光検知判定処理を実行させる。
【００３１】
主制御部１３は、ステップＳ１の受光検知判定処理が実行されると、赤外ＬＥＤ発光部１５を駆動させて、赤外ＬＥＤ１６から赤外光を所定の発光量と発光周期により発光させる。
【００３２】
一方、主制御部１３は、ステップＳ２にて、赤外受光検知部１７を駆動させてホトトランジスタ１８に赤外ＬＥＤ１６から発光された赤外線がユーザの手等の物体により反射された反射赤外線が入射されて光電流が検知された判定する。つまり、照明負荷２の点灯／消灯操作のために、ユーザの手がセンサユニット１１の赤外ＬＥＤ１６の前方にかざされて反射赤外線がホトトランジスタ１８にて検知されたか判定する。ステップＳ２にて、赤外受光検知部１７にて反射赤外線が検知されると、主制御部１３は、ステップＳ３において、現在の照明負荷２が点灯または消灯状態のいずれであるか判定するために負荷制御Ｉ／Ｆ部１４を介して照明負荷２の状態判定処理を行う。このステップＳ３の照明負荷の制御判定処理により、ステップＳ４にて、照明負荷２の制御は、点灯または消灯ののいずれか判別する。ステップＳ４にて、照明負荷２が消灯（オフ）されている状態であると判別されると、主制御部１３は、ステップＳ５にて、負荷制御Ｉ／Ｆ部１４を介して、照明負荷２を点灯させる制御を行う。ステップＳ５により照明負荷２が点灯すると、主制御部１３は、ステップＳ６にて、赤外ＬＥＤ発光部１５を制御して赤外ＬＥＤ１６の発光量や発光周期、または赤外受光検知部１７を制御してホトトランジスタ１８の検知感度の切替処理を行い検知感度を低くする後述する検知感度切替（低）処理を行い、ステップＳ１に戻る。
【００３３】
ステップＳ４にて、照明負荷２が点灯（オン）されている状態であると判別されると、主制御部１３は、ステップＳ７にて、負荷制御Ｉ／Ｆ部１４を介して、照明負荷２を消灯させる制御を行う。ステップＳ７により照明負荷２が消灯すると、主制御部１３は、ステップＳ８にて、赤外ＬＥＤ発光部１５を制御して赤外ＬＥＤ１６の発光量や発光周期、または赤外受光検知部１７を制御してホトトランジスタ１８の検知感度の切替処理を行い検知感度を高くする後述する検知感度切替（高）処理を行い、ステップＳ１に戻る。
【００３４】
ステップＳ６の検知感度切替（低）処理は、照明負荷２が点灯状態の場合は、センサユニット１１の位置が明確に認知できることから、照明負荷２を消灯させるためにセンサユニット１１に正しく手をかざすことができる。しかし、センサユニット１１は、照明負荷２から放射される外来ノイズとしての赤外線をホトトランジスタ１８が検知して照明負荷２を消灯させる誤動作を行うことがある。そのために、センサユニット１１にかざされた手による反射赤外線のみを検知して、外来ノイズを検知しないようにホトトランジスタ１８の検知感度を低く設定する。
【００３５】
また、ステップＳ８の検知感度切替（高）処理は、照明負荷２の消灯状態の場合は、特に夜間の周囲が暗くセンサユニット１１の位置が解りにくいために、照明負荷２を点灯させるためのセンサユニット１１に正しく手をかざすことができない。そこで、ホトトランジスタ１８の反射赤外線光の検知感度を高くすることでセンサユニット１１の近辺付近にかざされた手による反射赤外線光を確実に検知できるようにする。
【００３６】
なお、このとき、照明負荷２は、消灯されているために、外来ノイズが発生することもなく、誤動作の心配は比較的少なくなる。
【００３７】
ステップＳ６の検知感度切替（低）処理、とステップＳ８の検知感度切替（高）処理として、ホトトランジスタ１８の検知感度の切り替えは、主制御部１３から赤外受光検知部１７を制御して、ホトトランジスタ１８の検知感度を切り替える方法以外に、赤外ＬＥＤ発光部１５を介して赤外ＬＥＤ１６の発光を切り替える方法もある。具体的には、照明負荷２の消灯時は、赤外ＬＥＤ１６の発光量を増やし、照明負荷２の点灯時は、赤外ＬＥＤ１６の発光量を減少させる発光量を切り替える方法、または、照明負荷の消灯時は、赤外ＬＥＤ１６の発光周期を早くし、照明負荷２が点灯時は、赤外ＬＥＤ１６の発光周期を遅くさせる発光周期を切り替える方法がある。
【００３８】
これらのいずれの方法においても、照明負荷２が消灯されている状態では、赤外ＬＥＤ１６から出力される赤外線の発光量が多い、あるいは発光周期が早く設定することにより、赤外線を手により反射される確率が高くなり、ホトトランジスタ１８による検知効率が向上する。
【００３９】
なお、赤外ＬＥＤ１６の発光周期は、商用電源の周波数と非同期の周期に設定する。つまり、照明負荷２の点灯時に、照明負荷２から放射される赤外光の外来ノイズは、照明負荷２を点灯させている商用電源の周波数で発生する。そこで、赤外ＬＥＤ１６の発光周期を照明負荷２の消灯時は、商用電源周波数よりも高くし、照明負荷２の点灯時は、商用電源周波数よりも低く設定する。このとき、ホトトランジスタ１８が受光した反射赤外線光の周期を赤外受光検知部１７にて検出することで、外来ノイズによる誤動作をより確実に排除することができる。
【００４０】
つまり、照明負荷２の点灯時は、センサユニット１１の位置確認が容易であるから赤外線の検出範囲を狭くすることが出来る。このため、センサユニット１１の近くを通った人体による反射赤外線を回避できる。積極的に手をかざした時のみの検出が可能となった。
【００４１】
また、照明負荷２である光源ランプと光源ランプの点灯制御回路を内蔵した照明装置と、センサユニット１１である近接スイッチ装置とを組み合わせことで、照明負荷に操作状態に応じて、近接スイッチ装置の状態を制御可能とする照明制御システムを容易に構築することができる。
【００４２】
次に、本発明の実施形態の近接スイッチ装置にあるセンサユニット１１おける赤外線ＬＥＤ１６（２６）とホトトランジスタ１８（２８）の取付構成について、図４を用いて説明する。赤外線ＬＥＤ１６とホトトランジスタ１８とは、隣接して配置させることで、赤外線ＬＥＤ１６から出力される赤外線光の光量を低くし、及びホトトランジスタ１８に入力される反射赤外線光を検知しやすくしている。
【００４３】
しかし、一般に、赤外線ＬＥＤ１６の赤外線光の放射角度と、ホトトランジスタ１８の赤外線の入射角度は、広く設定されている。このため、特に、ホトトランジスタ１８は広い入射角度を有しているために、外来ノイズの入力の確率も高くなる。
【００４４】
そこで、図４に示すように、ホトトランジスタ１８の赤外線光の入射側に、ホトトランジスタ１８の入射角度θ１に対して、狭い入射角度θ２を形成させる遮蔽筒３２を配置させる。この遮蔽筒３２にて形成される入射角度θ２の範囲から入射され反射赤外線光のみをホトトランジスタ１８に入射されるために、外来ノイズに対する誤動作の防止が向上する。
【００４５】
以上説明したように、本発明の近接スイッチ装置は、周囲が暗い状態においても照明負荷の点灯／消灯の操作が確実に行えると共に、外来ノイズによる誤動作が防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態の近接スイッチ装置を用いた３線式照明装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態の近接スイッチ装置を用いた２線式照明装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施形態の近接スイッチ装置の動作を説明するフローチャート。
【図４】本発明の実施形態の近接スイッチ装置に用いる赤外線ＬＥＤとホトトランジスタの取付構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１…商用電源、２…照明負荷、１１…センサユニット（近接スイッチ装置）、１２…電源部、１３…主制御部、１４…負荷制御Ｉ／Ｆ部、１５…赤外ＬＥＤ発光部、１６…赤外線ＬＥＤ、１７…赤外受光検知部、１８…ホトトランジスタ、１９…表示・ＳＷ操作部。
【図１】
2006338930.tif 000003
【図２】
2006338930.tif 000004
【図３】
2006338930.tif 000005
【図４】
2006338930.tif 000006