(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から電力を供給されて点灯する光源と、人の存在を検知するセンサ部と、前記センサ部からの信号に応じて前記光源を点灯制御する制御部と、を有する照明器具であって、
前記センサ部は、人の存在を検知して人感検知信号を生成するミリ波センサと、
前記ミリ波センサが生成した前記人感検知信号から、前記電源の動作周波数の整数倍の周波数を取り除くフィルタ回路と、
前記人感検知信号を増幅する２つのアンプ回路であって、第一のバンドパスフィルタを含む第一のアンプ回路、および前記第一のバンドパスフィルタとは異なる第二のバンドパスフィルタを含む第二のアンプ回路と、を備え、
前記第一のアンプ回路と、前記第二のアンプ回路とは、並列に接続されている、ことを特徴とする照明器具。
【請求項２】
請求項１記載の照明器具であって、
前記フィルタ回路は、前記電源の動作周波数の2倍の周波数を取り除くことを特徴とする照明器具。
【請求項３】
請求項２記載の照明器具であって、
前記フィルタ回路は、100Hzから120Hzまでの帯域をカットすることを特徴とする照明器具。
【請求項４】
請求項２記載の照明器具であって、
前記フィルタ回路は、商用電源周波数に対応する50Hz用フィルタ回路または60Hz用フィルタ回路であり、
使用する際の電源周波数によって切り替えられるように構成されることを特徴とする照明器具。
【請求項５】
請求項４記載の照明器具であって、
使用する電源周波数を検出する周波数検出部と、
前記周波数検出部における検出結果に応じて、前記50Hz用フィルタ回路または前記60Hz用フィルタ回路を切り替えるスイッチと、を備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具に関し、特に、検出素子を用いて検知エリア内の人体の存否を判断して光源の点灯を制御するセンサ付照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、照明器具に取付けられる人感センサとしては、PIRセンサ（受動型赤外線センサ）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。PIRセンサは、安価でかつ容易に使用することが可能であり、センサ付照明器具にも広く使用されている。しかしPIRセンサは、検知距離はあまり長くなく、長距離離れた位置に存在する人間の検知は困難であった。
【０００３】
これを解決する手段として、PIRに代わりミリ波センサを用いるという方法があった。ミリ波センサはミリ波を送受信し、ドップラー効果によって生じた周波数差を検出するセンサであり、長距離の検知が可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開2005-235398号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ミリ波センサで人の動作を検知する場合、人の動作によって生じるミリ波の周波数差（ドップラー周波数）は0から数百Hzである。一般に、銅鉄型の蛍光灯の点灯周波数は電源周波数（50Hz / 60Hz）の整数倍である100Hz または120Hzであり、これはミリ波センサの必要帯域内にあるため誤動作の原因となることがわかっていた。一方、その他の光源、例えばHf蛍光灯（高周波点灯方式蛍光灯）や無電極放電ランプ（長寿命光源）などについては、高周波点灯であるため、上記のような問題は起こらないと思われていた。
【０００６】
しかしながら、実際にHf蛍光灯や無電極放電ランプの近傍にセンサを取り付けた場合、その近傍では電源の動作周波数に基づくノイズが生じており、これが検知の妨げとなることがわかった。そのため、光源近傍へのセンサの設置は困難であり、意匠上問題となる可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、電源周波数によるノイズの影響を受けることなく、誤検知のない人感検知が可能となり、センサを光源近傍に取り付けることができる照明器具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】
【０００８】
本発明の照明器具は、電源から電力を供給されて点灯する光源と、人の存在を検知するセンサ部と、前記センサ部からの信号に応じて前記光源を点灯制御する制御部と、を有する照明器具であって、前記センサ部は、人の存在を検知して人感検知信号を生成するミリ波センサと、前記ミリ波センサが生成した前記人感検知信号から、前記電源の動作周波数の整数倍の周波数を取り除くフィルタ回路と、前記人感検知信号を増幅する２つのアンプ回路であって、第一のバンドパスフィルタを含む第一のアンプ回路、および前記第一のバンドパスフィルタとは異なる第二のバンドパスフィルタを含む第二のアンプ回路と、を備え、前記第一のアンプ回路と、前記第二のアンプ回路とは、並列に接続されている、ことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、ミリ波センサが検出した信号のうち、電源周波数の整数倍の周波数をカットすることによって電源周波数に基づくノイズを無視できるようになるので、誤検知のない人感検知が可能となり、センサ部を光源近傍に取り付けることができる。
【００１０】
また、本発明の照明器具において、前記フィルタ回路は、前記電源の動作周波数の2倍の周波数を取り除くことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、電源周波数の２倍の周波数（100Hz又は120 Hz）をカットすることで、電源周波数に起因するノイズによる誤作動がなくなるため、センサの取り付け位置を光源近傍に配置することができるようになり、器具のコンパクト化やデザイン性の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の照明器具において、前記フィルタ回路は、100Hzから120Hzまでの帯域をカットすることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、100 Hzから120 Hzまでの周波数帯をカットするフィルタをセンサ回路内に設けることで、問題となるノイズを回避することができ、誤検知のない人感検知が可能となり、センサを光源近傍に配置して使用することが可能になる。
【００１４】
また、本発明の照明器具において、前記フィルタ回路は、商用電源周波数に対応する50Hz用フィルタ回路または60Hz用フィルタ回路であり、使用する際の電源周波数によって切り替えられるように構成されることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、各周波数帯用のカットを行うノッチフィルタを用意しておき、器具施工時に手動でいずれかの周波数用のフィルタを選択設定することができるので、電源周波数によるノイズの影響を受けることのない照明器具を簡素に構成することができる。
【００１６】
また、本発明の照明器具は、使用する電源周波数を検出する周波数検出部と、前記周波数検出部における検出結果に応じて、前記50Hz用フィルタ回路または前記60Hz用フィルタ回路を切り替えるスイッチと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、設置場所の電源周波数にかかわらず、電源周波数によるノイズの影響を受けることなく、誤検知のない人感検知が可能となるので、設置時の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の照明器具によれば、電源の動作周波数の整数倍の周波数帯をカットするフィルタをセンサ回路内に設けることで、問題となるノイズを回避することができ、誤検知のない人感検知が可能となる。これにより、センサを光源近傍に配置して使用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態にかかる照明器具は、あるエリア内の人の存否を検出する人体検知に基づいて光源の点灯を制御するものであり、センサのノイズの原因となる電源周波数の整数倍の周波数成分をカットすることによって、光源近傍にセンサを取り付けることを可能とするものである。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施形態にかかる人感センサ付照明器具のイメージ図であり、図１（ａ）はその見取り図、図１（ｂ）はその断面図である。同図は、施設やオフィスに使用される直管型の蛍光ランプ１２を用いた2灯用センサ付照明器具の場合の例を示す。ミリ波センサ１１は、器具本体のほぼ中央部に設置される。
【００２１】
図２は、本実施形態にかかる人感センサ付照明器具のブロック構成図を示す。本実施形態の人感センサ付照明器具は、同図に示すように、器具本体に装着される蛍光ランプ１２等の光源１５と、光源１５を点灯制御させる制御部１４と、制御部１４に対するトリガ情報を検出するセンサ部１３、とで構成される。ここで、センサ部１３に用いられるセンサはミリ波センサ１１である。
【００２２】
ミリ波センサ１１は、ミリ波を送受信した際の2つの周波数差（ドップラー周波数）を検出する。ドップラー周波数はターゲットの大きさや、移動速度、移動方向、位置関係によって変動する。例えば人が移動する場合のドップラー周波数は0から数百Hzである。
【００２３】
図３は、本発明の実施例1にかかる人感センサ付照明器具のセンサ部１３の構成ブロック図を示す。センサ部１３は、同図のように、人の動きを検出するミリ波センサ１１と、検出した信号を増幅する2つのアンプ回路１６，１７と、アンプ回路１６，１７の出力を合成する加算器１８と、加算器１８の出力と閾値との比較を行うコンパレータ回路１９とからなる。
【００２４】
ミリ波センサ１１が人などの検知に必要な周波数帯域は０から数百Hzの範囲である。また電源周波数に起因するノイズを無視できるように電源周波数の整数倍の周波数をカットすることが必要である。
【００２５】
日本国内において、商用電源周波数は東西で50Hz、60Hzの2つに分けられる。本実施例では、電源周波数が50Hzの場合を考える。すなわち、電源に起因するノイズの周波数は電源周波数の2倍の100Hzである。
【００２６】
図４は、アンプ回路1（１６）およびアンプ回路2（１７）の増幅帯域であり、図４（ａ）はアンプ回路1（１６）のBPF1特性、図４（ｂ）はアンプ回路2（１７）のBPF2特性を示す。また、図５は、加算器１８による合成後の増幅帯域図を示す。
【００２７】
ミリ波センサ１１からの信号をアンプ回路1（１６）およびアンプ回路2（１７）によって増幅する。アンプ回路１（１６）は、BPF1（バンドパスフィルタ）を含んだ構造とし、図4（ａ）のようにミリ波センサ１１が検出した信号の0Hzから電源周波数の倍である100Hzまでを増幅する。
【００２８】
また、アンプ回路2（１７）も同様の構造のアンプ回路として、ここでは100Hzから数百Hzまでを増幅するようにする。その2つのアンプ回路１６，１７を並列に接続し、コンパレータ回路１９の入力前に加算器１８で合成を行うことで、図5のように電源周波数の整数倍の周波数（100Hz）をカットした信号に変換する。
【００２９】
コンパレータ回路１９では、検出信号をあらかじめ設定しておいた閾値と比較し、検出信号が閾値を超える信号であれば、制御部１４にランプを点灯するように信号を出す。点灯から一定時間経過後、センサ部１３からの更なるON信号がなければ光源１５の制御部１４は光源１５を消灯させる。
【００３０】
以上説明したように、本実施例の照明器具によれば、電源周波数の整数倍の周波数（100Hz）をカットすることで、電源周波数に起因するノイズによる誤作動がなくなるため、センサの取り付け位置を光源近傍に配置することができるようになり、器具のコンパクト化やデザイン性の向上を図ることが可能となる。
【００３１】
なお、センサ部１３のアンプ回路中に電源周波数を判定する回路を設けておくことによって、自動でカットすべき周波数を変更する（50Hzならば100Hzを、60Hzならば120Hzをカットする）ようなフィルタ構成とすることも可能である。
【実施例２】
【００３２】
本発明の実施例２における人感センサ付照明器具の構成は、図２と同様であり、器具本体と、器具本体に装着される光源１５と、光源１５を点灯制御させる制御部１４と、制御部１４に対するトリガ情報を検出するセンサ部１３とで構成される。センサ部１３に用いられるセンサはミリ波センサ１１である。
【００３３】
ミリ波センサ１１の検出信号は、バンドパスフィルタを含むアンプ回路を用いて0から数百Hzの周波数帯域のみ増幅される。そしてその検出信号は、コンパレータ回路１９であらかじめ設定しておいた閾値と比較され、検出信号が閾値を超えるならば、光源制御部１４にON信号を出力し、光源１５が点灯する。点灯から一定時間経過後、センサ部１３からの更なる信号がなければ光源１５の制御部１４は光源１５を消灯させる。
【００３４】
センサ部１３は、実施例1と同じく図3のように、人の動きを検出するミリ波センサ１１と、検出した信号を増幅する2つのアンプ回路１６，１７と、アンプ回路１６，１７の出力を合成する加算器１８と、加算器１８の出力と閾値との比較を行うコンパレータ回路１９とからなる。
【００３５】
ミリ波センサ１１が人などの検知に必要とする周波数帯域は０から数百Hzの範囲である。また電源周波数に起因するノイズを無視できるように電源周波数の整数倍の周波数をカットすることが必要である。
【００３６】
日本国内において、商用電源周波数は東西で50Hz、60Hzの2つに分けられる。本実施例では、どちらの周波数でも誤動作を起こさないようにするため、周波数の2倍である100Hzおよび120Hzの両方ともをカットする。
【００３７】
ミリ波センサ１１からの信号をアンプ回路1（１６）およびアンプ回路2（１７）によって増幅する。アンプ回路１（１６）はBPF1（バンドパスフィルタ）を含んだ構造とし、図4のようにミリ波センサ１１が検出した信号の0Hzから電源周波数の倍である100Hzまでを増幅する。
【００３８】
アンプ回路2（１７）でも同様の構造のアンプ回路として、ここでは120Hzから数百Hzまでを増幅するようにする。その2つのアンプ回路１６，１７を並列に接続し、コンパレータ回路１９の入力前に加算器１８で合成を行うことで、2つの電源周波数の整数倍の周波数（100Hzおよび120Hz）をカットした信号に変換する。図６は、実施例2の周波数帯域を示す。
【００３９】
コンパレータ回路１９では、検出信号をあらかじめ設定しておいた閾値と比較し、検出信号が閾値を超える信号であれば、制御部１４にランプを点灯するように信号を出す。点灯から一定時間経過後、センサ部１３からの更なるON信号がなければ光源１５の制御部１４は光源１５を消灯させる。
【実施例３】
【００４０】
本発明の実施例３にかかる人感センサ付照明器具の構成は、図２と同様であり、器具本体と、器具本体に装着される光源１５と、光源１５を点灯制御させる制御部１４と、制御部１４に対するトリガ情報を検出するセンサ部１３とで構成される。センサ部１３に用いられるセンサはミリ波センサ１１である。
【００４１】
図７は、実施例３におけるノッチフィルタ回路例を示し、図８は、実施例３にかかる人感センサ付照明器具センサ部の構成のブロック図を示す。
【００４２】
図８に示すように、センサ部１３は、人の動きを検出するミリ波センサ１１と、電源周波数に起因する周波数をカットするためのノッチフィルタ２８と、検出した信号を増幅するアンプ回路２７と、アンプ回路２７の出力と閾値との比較を行うコンパレータ回路１９とからなる。
【００４３】
ノッチフィルタ２８は、図７に示すように、抵抗値Ｒの抵抗素子２１，２２および容量値２Ｃの容量素子２５のＴ型回路と、容量値Ｃの容量素子２３，２４および抵抗値Ｒ／２の抵抗素子２６のＴ型回路との並列回路で構成される。
【００４４】
ミリ波センサ１１の検出信号は、バンドパスフィルタを含むアンプ回路２７を用いて0から数百Hzの周波数帯域のみ増幅される。そしてその検出信号は、コンパレータ回路１９であらかじめ設定しておいた閾値と比較され、検出信号が閾値を超えるならば、コンパレータ回路１９は光源制御部１４にON信号を出力し、光源１５が点灯する。点灯から一定時間経過後、センサ部１３からの更なる信号がなければ光源１５の制御部１４は光源１５を消灯させる。
【００４５】
図９は、電源周波数による増幅帯域例であり、図９（ａ）は50Hz用、図９（ｂ）は60Hz用を示す。ノッチフィルタ２８は、アンプ回路２７の後段に設け、問題となる電源周波数に起因するノイズを受けないように、電源周波数の整数倍を中心周波数として周波数成分のカットを行う。
【００４６】
電源周波数は大きく東西で2分される（50／60Hz）が、どちらにでも対応できるように、それぞれの電源周波数の整数倍である100Hzおよび120Hzを中心として周波数帯のカットを行うノッチフィルタ２８をそれぞれ設定しておく。そして、器具施工時の電源周波数をみてカットする周波数を切り替える。
【００４７】
次に、電源の動作周波数の整数倍の周波数成分を除去する例を説明する。図１０は、電源の動作周波数を60Hzとした場合に、その２倍、３倍および４倍の周波数成分を除去するフィルタ構成を示す。同図に示すように、電源の動作周波数の２倍（120Hz）、３倍（180Hz）および４倍（240Hz）の周波数成分の除去は、それぞれの周波数に対応するノッチフィルタ３１，３２，３３で各周波数成分の除去を行う。さらに高次の周波数成分に対しても定数を変更することで容易に対応できる。
【００４８】
主に強いノイズ成分を持つのは商用電源周波数の2倍の成分であるが、例えば、2倍の周波数成分に加えて、3倍、4倍にもノイズ成分が現れる場合、それぞれに対応したノッチフィルタを直列に接続することによって対応できる。
【００４９】
また、2つの電源周波数に対して切り替えをしないでも対応できるように、100〜120Hzの周波数をカットしてもよい。また、ノッチフィルタ部２８に周波数判定回路を設けて、電源周波数が50Hz及び60Hzのどちらであるか判定させ、カットすべき周波数を自動で変更するようなフィルタ構成とすることも可能である。
【００５０】
カットすべき周波数の設定を自動で行う判定回路について説明する。図１１は、このような判定回路を備えた人感センサ付照明器具のブロック構成を示す。
【００５１】
電源ブロック５２は、商用電源５１からの交流を必要な直流信号に変換しミリ波センサ１１の動作に必要な直流電圧を供給する（例：AC100V→DC5V）。ミリ波センサ１１は、常時ミリ波を送受信し、検知エリア内の物体の動きの有無を検出する。
【００５２】
増幅回路部５３では、ミリ波センサ１１からの信号の増幅をおこなう。周波数検出部５６では、商用電源５１の周波数を検出し、それが50Hz/60Hzのどちらであるかを検出し、例えば50HzであればL、60HzであればHをノッチフィルタ部２８に出力する。
【００５３】
ノッチフィルタ部２８では、周波数検出部５６からの情報を元に、50Hz/60Hzのどちらにフィルタをかけるかを選択する。すなわち、ノッチフィルタ部２８は、周波数検出部５６からの信号が0の場合、50Hzの周波数成分を除去し、周波数検出部５６からの信号が1の場合、60Hzの周波数成分を除去する。 
【００５４】
検波回路部５４では、ノッチフィルタ部２８で誤作動の要因となる周波数成分を除去した信号を、あらかじめ設定しておいたしきい値と比較してしきい値を超えている場合をH、超えていない場合はLをセンサ制御部５５に出力する。
【００５５】
センサ制御部５５では検波回路部５４の信号を受けて、Hの場合には光源部１５を点灯させる信号を出力し、光源部１５を点灯させる。光源部１５はランプと安定器とからなり、センサ制御部５５から出力された信号を受けて、ランプの点滅を行う。
【００５６】
図１２は、ノッチフィルタ部２８の構成を示す。ノッチフィルタ部２８では、50Hz、60Hzそれぞれのノッチフィルタ回路６２，６３を設けておき、周波数検出部５６の検出結果によってどちらに接続するか決定する。
【００５７】
各フィルタ６２，６３の前段にはリレー式スイッチ６１を設けておき、例えば周波数検出部５６の結果がLの場合、50Hz用のフィルタ回路６２にスイッチングし、また周波数検出部５６の結果がHの場合は60Hz用のフィルタ回路６３に切り替わる構成とする。
【実施例４】
【００５８】
図１３は、本発明の実施例4にかかる人感センサ付照明器具センサ部の構成ブロック図を示す。本実施例は、実施例2の人感センサ付照明器具と同様の構成で、センサ部１３のブロック順序についてノッチフィルタ２８をアンプ回路２７の前段（ミリ波センサ１１とアンプ回路２７の間）に配置するようにしても同様の効果が得られるものである。
【００５９】
また、ノッチフィルタ２８の代わりに、図14のように電源周波数の整数倍の周波数（100Hzまたは120Hz）の利得が０となるようなハイパスフィルタ４２とローパスフィルタ４１を並列に接続し加算器１８で合成を行うような回路を用いても同様の効果が得られる。
【００６０】
以上に説明したように、本発明の実施形態にかかるセンサ付照明器具によれば、電源の動作周波数の整数倍（100 Hz又は120 Hz）の周波数帯をカットするフィルタをセンサ回路内に設けることで、問題となるノイズを回避することができ、誤検知のない人感検知が可能となる。これにより、センサを光源近傍に配置して使用することが可能になる。
【００６１】
なお、ターゲットである人の動作は複雑であり、複数の周波数成分を含むことから、電源周波数の整数倍の周波数成分をカットするころによる検知性能の劣化は軽いものと予想される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、電源周波数によるノイズの影響を受けることなく、誤検知のない人感検知が可能となり、センサを光源近傍に取り付けることができる照明器具として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例１にかかる人感センサ付照明器具のイメージを示す見取り図（ａ）および断面図（ｂ）
【図２】本発明の実施例１にかかる人感センサ付照明器具のブロック構成図
【図３】本発明の実施例1にかかる人感センサ付照明器具のセンサ部の構成ブロック図
【図４】本発明の実施例1にかかるアンプ回路１６，１７の増幅帯域である（a）アンプ回路１６のBPFと（b）アンプ回路１７のBPFを示す図
【図５】本発明の実施例1における合成後の増幅帯域図
【図６】本発明の実施例2における周波数帯域を示す図
【図７】本発明の実施例3におけるノッチフィルタ回路例
【図８】本発明の実施例3にかかる人感センサ付照明器具センサ部の構成のブロック図
【図９】本発明の実施例3における電源周波数による増幅帯域例であり（a）50Hz用および（b）60Hz用を示す図
【図１０】本発明の実施例3において電源の動作周波数の２倍、３倍および４倍の周波数成分を除去するフィルタ構成を示す図
【図１１】本発明の実施例3においてカットすべき周波数の設定を自動で行う判定回路を備えた人感センサ付照明器具のブロック構成を示す図
【図１２】本発明の実施例3におけるノッチフィルタ部２８の構成を示す図
【図１３】本発明の実施例4にかかる人感センサ付照明器具センサ部の構成ブロック図
【図１４】本発明の実施例3におけるノッチフィルタの代替回路のブロック図
【符号の説明】
【００６４】
１１  ミリ波センサ
１２  蛍光ランプ
１３  センサ部
１４  制御部
１５  光源
１６，１７，２７  アンプ回路
１８  加算器
１９  コンパレータ回路
２１，２２，２６  抵抗素子
２３，２４，２５  容量素子
２８，３１，３２，３３  ノッチフィルタ
４１  ローパスフィルタ
４２  ハイパスフィルタ
５１  商用電源
５２  電源ブロック
５３  増幅回路部
５４  検波回路部
５５  センサ制御部
５６  周波数検出部
６１  リレー式スイッチ
６２  50Hz用フィルタ
６３  60Hz用フィルタ
【図１】
0005030289.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005030289.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
0005030289.tif 000015