(57)【要約】【課題】光源が点灯することができる期間の開始時から終了時まで、人感センサで人が検出されるごとに光源を一時的に点灯させる制御を維持する。【解決手段】照明装置１は、太陽エネルギーを用いて発電する発電部２１と、発電部２１で発電された電力を蓄える蓄電池２２と、予め決められた領域内の人を検出する人感センサ３３と、光源４とを備える。また、照明装置１は、発電部２１の発電が停止している期間に、人感センサ３３で人が検出された場合に蓄電池２２に蓄えられている電力を用いて光源４を一時的に点灯させる点灯制御部６を備える。点灯制御部６は、今回の点灯可能期間の開始時から終了時まで、人感センサ３３で人が検出されるごとに光源４を一時的に点灯させる制御を維持するように、過去の点灯可能期間での人感センサ３３の検出結果に応じて、人感センサ３３で人が検出された場合の１回あたりの点灯時間および調光率の少なくとも一方を調整する。【選択図】図１
2012113912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽エネルギーを用いて発電する発電部と、
前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電池と、
予め決められた領域内の人を検出する人感センサと、
光源と、
前記発電部の発電が停止している期間において、前記人感センサで人が検出された場合に前記光源を一時的に点灯させる点灯制御部とを備え、
前記発電部の発電が停止し前記点灯制御部が前記蓄電池に蓄えられている電力を用いて前記光源を点灯させることができる期間を点灯可能期間とし、
前記点灯制御部は、今回の前記点灯可能期間の開始時から終了時まで、前記人感センサで人が検出されるごとに前記光源を一時的に点灯させる制御を維持するように、過去の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出結果に応じて、前記人感センサで人が検出された場合の１回あたりの点灯時間および調光率の少なくとも一方を調整する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記蓄電池の残量を検出する残量検出部を備え、
前記点灯制御部は、今回の前記点灯可能期間の開始時に前記残量検出部で検出された残量を用いて、今回の前記点灯可能期間で前記光源を点灯させるために使用可能な電力量を求め、前記使用可能な電力量と過去の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出結果とに応じて、前記点灯時間および前記調光率を調整する
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記点灯制御部は、今回の前記点灯可能期間の開始時に前記残量検出部で検出された残量と前回の前記点灯可能期間の終了時に前記残量検出部で検出された残量との差分を前記使用可能な電力量として求めることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記点灯制御部は、今回の前記点灯可能期間の開始時に前記残量検出部で検出された残量と予め決められた閾値との差分を前記使用可能な電力量として求めることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
【請求項５】
前記点灯制御部は、前回の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出回数を過去の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出結果とし、前記検出回数を用いて前記点灯時間および前記調光率を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記点灯制御部は、過去の所定回数の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出回数の移動平均を過去の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出結果とし、前記移動平均を用いて前記点灯時間および前記調光率を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーを用いて発電した電力によって光源を点灯させる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽光を用いて発電した電力によって光源を点灯させる照明装置が知られている（例えば特許文献１参照）。上記のような照明装置は、昼間に太陽電池で発電した電力を蓄電池に蓄え、夜間に蓄電池に蓄えられている電力を用いて光源を点灯させる。
【０００３】
特許文献１に記載された照明装置は、人を検出する人感センサを備え、夜間に人感センサで人が検出されると光源を点灯させ、人感センサで人が検出された時点から一定時間が経過すると光源を消灯させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１８１００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の照明装置では、夜間に人感センサで人が検出されたときに、光源が常に固定の点灯時間および調光率で点灯するため、人感センサの検出回数に応じて光源の消費電力量が変化する。その結果、従来の照明装置では、人感センサの検出回数が多くなると、途中で蓄電池の残量がなくなり、人感センサの検出結果に応じて光源を一時的に点灯させる制御を維持することができなくなるという問題があった。
【０００６】
上記問題を解決する手法として、事前に人の通行量つまり人感センサの検出回数を調査し、上記検出回数に適した発電能力の発電部および蓄電容量の蓄電池を照明装置に用いることが考えられる。
【０００７】
ところが、事前に調査した検出回数に適した発電部および蓄電池を照明装置が備えたとしても、将来、人の通行量が多くなると、上記発電部および蓄電池では対応することができなくなる。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、光源が点灯することができる期間の開始時から終了時まで、人感センサで人が検出されるごとに光源を一時的に点灯させる制御を維持することができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の照明装置は、太陽エネルギーを用いて発電する発電部と、前記発電部で発電された電力を蓄える蓄電池と、予め決められた領域内の人を検出する人感センサと、光源と、前記発電部の発電が停止している期間において、前記人感センサで人が検出された場合に前記光源を一時的に点灯させる点灯制御部とを備え、前記発電部の発電が停止し前記点灯制御部が前記蓄電池に蓄えられている電力を用いて前記光源を点灯させることができる期間を点灯可能期間とし、前記点灯制御部は、今回の前記点灯可能期間の開始時から終了時まで、前記人感センサで人が検出されるごとに前記光源を一時的に点灯させる制御を維持するように、過去の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出結果に応じて、前記人感センサで人が検出された場合の１回あたりの点灯時間および調光率の少なくとも一方を調整することを特徴とする。
【００１０】
この照明装置において、前記蓄電池の残量を検出する残量検出部を備え、前記点灯制御部は、今回の前記点灯可能期間の開始時に前記残量検出部で検出された残量を用いて、今回の前記点灯可能期間で前記光源を点灯させるために使用可能な電力量を求め、前記使用可能な電力量と過去の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出結果とに応じて、前記点灯時間および前記調光率を調整することが好ましい。
【００１１】
この照明装置において、前記点灯制御部は、今回の前記点灯可能期間の開始時に前記残量検出部で検出された残量と前回の前記点灯可能期間の終了時に前記残量検出部で検出された残量との差分を前記使用可能な電力量として求めることが好ましい。
【００１２】
この照明装置において、前記点灯制御部は、今回の前記点灯可能期間の開始時に前記残量検出部で検出された残量と予め決められた閾値との差分を前記使用可能な電力量として求めることが好ましい。
【００１３】
この照明装置において、前記点灯制御部は、前回の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出回数を過去の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出結果とし、前記検出回数を用いて前記点灯時間および前記調光率を調整することが好ましい。
【００１４】
この照明装置において、前記点灯制御部は、過去の所定回数の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出回数の移動平均を過去の前記点灯可能期間での前記人感センサの検出結果とし、前記移動平均を用いて前記点灯時間および前記調光率を調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、人感センサの過去の検出結果に応じて、人感センサで人が検出された場合の１回あたりの点灯時間および調光率の少なくとも一方を調整することによって、人感センサの検出領域の通行量に合った点灯時間および調光率で光源を一時的に点灯させることができる。これにより、本発明では、点灯可能期間の開始時から終了時まで、人感センサで人が検出された場合の光源の一時的な点灯を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る照明装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同上に係る照明装置の蓄電池の放電電圧と残量との関係を示す図である。
【図３】同上に係る照明装置において閾値の設定について説明する図である。
【図４】同上に係る照明装置の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の実施形態では、太陽エネルギーを用いて発電した電力によって光源を点灯させる照明装置について説明する。
【００１８】
本実施形態に係る照明装置１は、図１に示すように、昼間に太陽エネルギーを用いて発電する発電部２１と、発電部２１で発電された電力を蓄える蓄電池２２とを備えている。また、照明装置１は、発電部２１の発電量を検出する発電量検出部３１と、蓄電池２２の残量を検出する残量検出部３２と、予め決められた領域内の人を検出する人感センサ３３と、光源４と、施工者などが入力操作する際に用いられる設定部５とを備えている。さらに、照明装置１は、光源４の点灯状態を制御する点灯制御部６を備えている。照明装置１は、屋外に設置される。
【００１９】
発電部２１は、太陽光を電力に変換する太陽電池である。太陽電池としては、例えばアモルファス型の太陽電池、多結晶型の太陽電池または単結晶型の太陽電池などがある。
【００２０】
蓄電池２２は、例えばリチウムイオン電池または鉛電池などの２次電池であり、発電部２１で発電された電力を蓄える。なお、蓄電池２２には、充放電するための充放電回路と保護回路とが含まれている。
【００２１】
発電量検出部３１は、発電部２１の発電量を定期的に検出し、出力電圧Ｖ１として点灯制御部６に出力する。発電量検出部３１は、例えば発電部２１から蓄電池２２への電流経路に挿入された抵抗などで構成され、上記抵抗の両端電圧を出力電圧Ｖ１とする。なお、発電量検出部３１は、点灯制御部６を構成するマイクロコンピュータに内蔵されているＡ／Ｄ変換機能でも実現することができる。
【００２２】
残量検出部３２は、マイクロコンピュータを主構成要素とし、マイクロコンピュータでＡ／Ｄ変換することによって蓄電池２２の放電電圧Ｖ２を測定し、図２に示す特性を用いて蓄電池２２の残量をモニタリングする。
【００２３】
人感センサ３３は、例えば焦電型赤外線センサなどであり、人を検出した場合に検出結果を点灯制御部６に出力する。
【００２４】
光源４は、例えばＬＥＤ、蛍光灯または白熱灯などであり、電力供給されると点灯する。光源４は、点灯と消灯とをする機能だけではなく、調光点灯する機能を有している。
【００２５】
設定部５は、施工者などが入力操作するために複数のボタンを備えている。また、設定部５は、施工者などによって入力操作された数値を表示するための表示部（図示せず）を備えてもよい。
【００２６】
点灯制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）およびメモリが搭載されたマイクロコンピュータを主構成要素とする。点灯制御部６は、夜間に人感センサ３３で人が検出されて人感センサ３３から検出結果を取得すると、蓄電池２２に蓄えられている電力を用いて光源４を点灯させる。
【００２７】
点灯制御部６が光源４の点灯状態を制御する方式としては、光源４がＬＥＤである場合、光源４に直列接続されたインピーダンス成分（図示せず）を点灯制御部６が制御して光源４に流れる電流を調整する方式や、光源４に直列接続されたスイッチング素子（図示せず）を点灯制御部６がパルス駆動してパルスのオンデューティを制御する方式がある。上記スイッチング素子としては、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などが用いられる。オンデューティを制御する方式においては、オンしているときの電流を一定に保つ定電流制御手段が併用されている。
【００２８】
光源４が蛍光灯である場合、点灯制御部６は、共振型インバータ回路（図示せず）の動作周波数を調整する。
【００２９】
なお、本実施形態の昼間とは、発電部２１が発電している時間帯つまり出力電圧Ｖ１が閾値Ｖｔｈ以上である時間帯をいい、人感センサ３３の検出結果にかかわらず光源４が消灯している時間帯をいう。本実施形態の夜間とは、発電部２１の発電が停止している時間帯つまり出力電圧Ｖ１が閾値Ｖｔｈ未満である時間帯、人感センサ３３で人が検出された場合に点灯制御部６が蓄電池２２に蓄えられている電力を用いて光源４を点灯させることができる時間帯をいう。本実施形態の夜間は点灯可能期間となる。
【００３０】
ここで、夜間において人感センサ３３で人が検出された場合の点灯形式について説明する。点灯制御部６は、今回の点灯可能期間の開始時から終了時まで、人感センサ３３で人が検出されるごとに光源４を一時的に点灯させる制御を維持するように、過去の点灯可能期間での人感センサ３３の検出結果に応じて、人感センサ３３で人が検出された場合の１回あたりの点灯時間および調光率の少なくとも一方を調整する。
【００３１】
点灯制御部６は、今回の点灯可能期間の開始時に残量検出部３２で検出された残量を用いて、今回の点灯可能期間で光源４を点灯させるために使用可能な電力量を求める。使用可能な電力量を求めた点灯制御部６は、使用可能な電力量と過去の点灯可能期間での人感センサ３３の検出結果とに応じて、点灯時間および調光率を調整する。
【００３２】
点灯制御部６は、人感センサ３３で人が検出された場合の点灯形式を調整するモードとして、点灯時間調整モードと調光率調整モードとを有している。以下、前回の点灯可能期間での人感センサ３３の検出回数を過去の点灯可能期間での人感センサ３３の検出結果とする場合について説明する。つまり、点灯制御部６は、検出回数を用いて点灯時間または調光率を調整する。なお、照明装置１が初めて使用される場合、前回の検出回数のデータが存在しないため、点灯制御部６は、予測した検出回数を用いる。
【００３３】
点灯時間調整モードでは、点灯制御部６は、検出時の調光率を例えば１００％に固定して、検出時の点灯時間を求める。光源４の消費電力をＰ１、蓄電池２２の１日の充電量をＰ２、夜間の検出回数をｍとすると、点灯制御部６は、式（１）によって、検出時の点灯時間を求める。蓄電池２２の１日の充電量と光源４の１日の消費電力量とが一致し、点灯制御部６は、１日の充電量をすべて１日（今回の点灯可能期間）で消費したい場合の点灯時間を求めることができる。
【００３４】
（充電量Ｐ２）
＝（消費電力Ｐ１）×（検出回数ｍ）×（調光率１）×（点灯時間）  （１）
なお、翌日以降の曇りまたは雨によって蓄電池２２の充電量が少なくなる場合に備えて、蓄電池２２の残量を翌日以降に残すときは、点灯制御部６は、検出時の点灯時間を式（１）による計算結果の２分の１または３分の１として求める。これにより、蓄電池２２の１日の充電量の２分の１または３分の１を今回の点灯可能期間で消費し、次回以降の点灯可能期間のために蓄電池２２の残量を残すことができる。
【００３５】
一方、調光率調整モードでは、点灯制御部６は、検出時の点灯時間を例えば１分に固定して、検出時の調光率を求める。光源４の消費電力をＰ１、蓄電池２２の１日の充電量をＰ２、夜間の検出回数をｍとすると、点灯制御部６は、式（２）によって、検出時の調光率を求める。蓄電池２２の１日の充電量と光源４の１日の消費電力量とが一致し、点灯制御部６は、１日の充電量をすべて１日（今回の点灯可能期間）で消費したい場合の調光率を求めることができる。
【００３６】
（充電量Ｐ２）
＝（消費電力Ｐ１）×（検出回数ｍ）×（点灯時間１分）×（調光率）  （２）
なお、翌日以降の曇りまたは雨によって蓄電池２２の充電量が少なくなる場合に備えて、蓄電池２２の残量を翌日以降に残すときは、点灯制御部６は、検出時の調光率を式（２）による計算結果の２分の１または３分の１として求める。これにより、蓄電池２２の１日の充電量の２分の１または３分の１を今回の点灯可能期間で消費し、次回以降の点灯可能期間のために蓄電池２２の残量を残すことができる。
【００３７】
点灯時間調整モードおよび調光率調整モードの両方のモードにおいて、点灯制御部６は、消費電力Ｐ１として全点灯時（１００％点灯時）の消費電力を求める。点灯制御部６は、光源４に供給される電流を電流計測部６１（例えばカレントトランスなど）で計測し、上記電流を用いて演算部６２で消費電力Ｐ１を求める。なお、点灯制御部６は、予め記憶されている値を消費電力Ｐ１として用いてもよい。
【００３８】
また、点灯制御部６は、点灯時間調整モードおよび調光率調整モードの両方のモードにおいて、朝、充電が開始したときの蓄電池２２の残量と、夜、充電が終了したときの蓄電池２２の残量とを比較することによって、蓄電池２２の１日の充電量Ｐ２を検出し、使用可能な電力量とする。つまり、点灯制御部６は、今回の点灯可能期間の開始時に残量検出部３２で検出された残量と前回の点灯可能期間の終了時に残量検出部３２で検出された残量との差分を使用可能な電力量として求める。
【００３９】
さらに、点灯制御部６は、点灯時間調整モードおよび調光率調整モードの両方のモードにおいて、１回の点灯可能期間での人感センサ３３の検出回数ｍをカウントして記憶する。
【００４０】
ところで、点灯制御部６は、上述のように蓄電池２２の１日の充電量Ｐ２を使用可能な電力量とするモードのほかに、今回の点灯可能期間の開始時に残量検出部３２で検出された残量と予め決められた閾値Ｐ３との差分を使用可能な電力量として求めるモードを有している。
【００４１】
このモードは、図３に示すように、今回の点灯可能期間の開始時における蓄電池２２の残量を求めることができる場合つまり発電部２１の発電前における蓄電池２２の残量と蓄電池２２の１日の充電量との和を求めることができる場合に選択される。点灯制御部６は、翌日以降の曇りまたは雨の場合に備えて、蓄電池２２の残量を閾値Ｐ３以上に残したいときに、上記モードを選択し、式（３）によって、検出時の点灯時間を求める。蓄電池２２の残量から閾値Ｐ３（蓄電池２２に残したい残量）を差し引いた差分と光源４の１日の消費電力量とが一致した状態で、点灯制御部６は、検出時の点灯時間を求めることができる。
【００４２】
（発電前の蓄電池２２の残量＋１日の充電量）−（閾値Ｐ３）
＝（消費電力Ｐ１）×（検出回数ｍ）×（調光率１）×（点灯時間）  （３）
点灯制御部６は、検出時の点灯時間を１分と固定した場合、式（４）によって検出時の調光率を求めることができる。
【００４３】
（発電前の蓄電池２２の残量＋１日の充電量）−（閾値Ｐ３）
＝（消費電力Ｐ１）×（検出回数ｍ）×（点灯時間１分）×（調光率）  （４）
また、図１に示す点灯制御部６は、過去の所定回数の点灯可能期間での人感センサ３３の検出回数の移動平均を過去の点灯可能期間での人感センサ３３の検出結果とし、上記移動平均を用いて点灯時間および調光率を調整するモードを選択することができる。
【００４４】
このモードでは、点灯制御部６は、例えば５日前など一定日数前から前日までの点灯可能期間での検出回数の移動平均を毎日求めることによって、検出回数の平均的な値を求める。なお、照明装置１が初めて使用される場合、これまでの検出回数のデータが存在しないため、点灯制御部６は、予測した検出回数を用いる。
【００４５】
次に、本実施形態に係る照明装置１の構造について図４を用いて説明する。発電部２１は、ポール７１の上端に設置されている。ポール７１は例えば鋼管などであり、下端が設置場所に固定される。ポール７１の側面にはボックス７２と器具本体７３とが取り付けられている。ボックス７２は例えば鋼板などで形成され、蓄電池２２と発電量検出部３１と残量検出部３２と設定部５と点灯制御部６とが収納されている。器具本体７３には、人感センサ３３と光源４とが取り付けられている。光源４から発せられた光は、下方の地上面を照射する。上記光が照射される領域を照射領域７４とする。
【００４６】
次に、本実施形態に係る照明装置１の動作について図１を用いて説明する。まず、昼の時間帯では、発電部２１が太陽光を用いて発電し、蓄電池２２が電力を蓄える。周囲は明るいので、人感センサ３３の検出結果にかかわらず、点灯制御部６は、光源４を消灯させたままである。その後、夜の時間帯になると、発電部２１の発電は停止する。点灯制御部６は、発電量検出部３１の出力電圧Ｖ１が閾値Ｖｔｈ未満になることによって、現在が夜の時間帯であると判断する。夜の時間帯になった時点で、点灯制御部６は、蓄電池２２の残量から使用可能な電力量を求め、上記使用可能な電力量と人感センサ３３の過去の検出結果とに応じて、人感センサ３３で人が検出された場合の１回あたりの点灯時間および調光率を調整する。その後、夜の時間帯において人感センサ３３が人を検出すると、点灯制御部６は、調整した点灯時間および調光率で光源４を一時的に点灯させる。その後、夜が明けて朝になると、発電部２１は発電を開始する。点灯制御部６は、発電量検出部３１の出力電圧Ｖ１が閾値Ｖｔｈ以上になることによって、現在が昼の時間帯であると判断する。照明装置１は、毎日、上述した動作を繰り返す。
【００４７】
以上、本実施形態の照明装置１によれば、人感センサ３３の過去の検出結果に応じて、人感センサ３３で人が検出された場合の１回あたりの点灯時間および調光率の少なくとも一方を調整することによって、人感センサ３３の検出領域の通行量に合った点灯時間および調光率で光源４を一時的に点灯させることができる。これにより、本実施形態の照明装置１では、点灯可能期間の開始時から終了時まで、人感センサ３３で人が検出された場合の光源４の一時的な点灯を維持することができる。
【００４８】
また、本実施形態の照明装置１によれば、蓄電池２２の残量から使用可能な電力量を求め、上記使用可能な電力量の範囲で点灯時間および調光率を調整することによって、より確実に光源４の一時的な点灯を維持することができる。
【００４９】
さらに、本実施形態の照明装置１は、今回の点灯可能期間の開始時における蓄電池２２の残量と前回の点灯可能期間の終了時における蓄電池２２の残量との差分を使用可能な電力量として求める。これにより、本実施形態の照明装置１によれば、蓄電池２２に１日で充電された充電量の範囲で光源４を一時的に点灯させることができる。
【００５０】
一方、本実施形態の照明装置１では、モードを切り替えることによって、今回の点灯可能期間の開始時における蓄電池２２の残量と予め決められた閾値Ｐ３との差分を使用可能な電力量として求めることができるので、蓄電池２２に蓄えられた電力を翌日以降のために残すことができる。
【００５１】
また、本実施形態の照明装置１によれば、前回の点灯可能期間での人感センサ３３の検出回数を用いることによって、最も近い検出結果を反映させることができるので、点灯時間および調光率を精度よく求めることができる。
【００５２】
一方、本実施形態の照明装置１は、モードを切り替えることによって、過去の所定回数の点灯可能期間での人感センサ３３の検出回数の移動平均を用いて、点灯時間および調光率を求めることができる。これにより、本実施形態の照明装置１によれば、突発的な検出回数の日の影響を小さくすることができるので、点灯時間および調光率を精度よく求めることができる。
【００５３】
なお、点灯制御部６は、点灯時間調整モードと調光率調整モードとの両方を有するのではなく、いずれか一方のみを有していてもよい。
【００５４】
発電部２１は、太陽エネルギーを用いて発電する装置であればよく、太陽光ではなく、太陽熱を用いて発電してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  照明装置
２１  発電部
２２  蓄電池
３２  残量検出部
３３  人感センサ
４  光源
６  点灯制御部
【図１】
2012113912.tif 000003
【図２】
2012113912.tif 000004
【図３】
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【図４】
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