照明裝置的制作方法

專利名稱：照明裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種照明裝置，所述照明裝置根據是否存在人體來開啟或關閉燈負載。
背景技術：
通常，已知各種根據是否存在人體來開啟或關閉燈負載的照明裝置(例如參見日 本專利申請公開No. H8-96968)。作為所述照明裝置中的一個，已知圖4所示的照明裝置1。 照明裝置1可以包括例如由熒光燈或LED形成的燈負載2、用于開啟燈負載2的點亮電路單 元3、傳感器單元4、放大器電路單元5、控制單元6以及電源單元7。傳感器單元4可以被配置為超導傳感器、多普勒傳感器、超聲波傳感器等。傳感器 單元4檢測其值根據人體的存在或移動發生變化的物理量并且輸出具有對應于所述物理 量的電壓電平的檢測信號。例如，被配置為超導傳感器的傳感器單元4檢測所監測的區域 中的紅外線作為物理量，該物理量隨人體發射的紅外線發生變化。此外，被配置為多普勒傳 感器或超聲波傳感器的傳感器單元4對發射的微波或超聲波的頻率與從移動的人體反射 的反射波的頻率進行比較，并且檢測隨多普勒效應變化的頻率差作為物理量。放大器電路5放大從傳感器單元4輸出的檢測信號并且輸出經放大的檢測信號至 控制單元6。如果經放大的檢測信號的電壓超過預定的閾值電壓，則控制單元6判定存在人 體并且控制點亮電路單元3開啟燈負載2。如果經放大的檢測信號的電壓沒有超過預定的 閾值電壓，則控制單元6判定不存在人體并且控制點亮電路單元3關閉燈負載2。電源單元 7供應由商用電源產生的操作功率至每個單元。在下文中，將描述照明裝置1的基本操作。首先，不斷地操作傳感器單元4以輸出 如圖5中實線“S”表示的檢測信號。然而，如圖5中所示，檢測信號的電壓(幅值)電平非 常小，控制單元6難以基于所述檢測信號對是否存在人體作出判斷。因此，放大器電路單元 5將所述檢測信號放大為圖6所示。如圖6所示，傳感器單元4的經放大的檢測信號相對于 參考電勢具有正的或負的幅值。此外，閾值電壓X和X’分別被設置為如圖6中虛線所示的 正的或負的電壓電平，并且閾值X和X’具有相同的大小。此外，如果經放大的檢測信號的電壓超過閾值電壓X和X’(也就是說，經放大的檢 測信號的電壓的大小大于閾值電壓X和X’的大小)，則控制單元6判定在傳感器單元4所 監測的區域存在人體，并且向點亮電路單元3發送開啟控制信號。當點亮電路單元3接收 到開啟控制信號時，開啟燈負載2。如果經放大的檢測信號的電壓在開啟燈負載2的時刻之 后沒有超過閾值電壓X和X’，則控制單元6判定不存在人體并且向點亮電路單元3發送關 閉控制信號，當點亮電路單元3接收到關閉控制信號時，關閉燈負載2或將燈負載2開啟為 低照明水平。此外，控制單元6在預定的采用周期里對從放大器電路單元5輸出的檢測信號進 行采樣，并且對所采樣的檢測信號執行A/D轉換以獲得數字值。然后，控制單元6判定所述 數字值是否超過閾值電壓X和X’并且基于所述判定結果控制點亮電路單元3。此外，即使控制單元6在燈負載2開啟的同時判定不再存在人體，控制單元6也不立即關閉燈負載2。 控制單元6設置一個開啟時間(例如，一分鐘)并且從該時間倒計時。也就是說，燈負載2 在開啟時間期間保持開啟并且在所述開啟時間倒計時到零時關閉。然而，當控制單元6在 開啟時間內檢測到人體時，控制單元6重新觸發開啟時間。然而，由于照明裝置1的電源單元7并聯至每個單元，當在某個電路中產生噪聲 時，噪聲經由電源單元7發送至控制單元6，從而與從放大器電路單元5輸出的檢測信號覆 蓋。結果，即使在不存在人體時，由于與噪聲覆蓋的結果，經放大的檢測信號的電壓能夠超 過閾值電壓X和X’，從而產生檢測誤差。為了解決這個問題，通常使用濾波器來去除噪聲分 量。然而，在傳感器單元4是多普勒傳感器的情況下，從多普勒傳感器輸出的檢測信號非常 小并且放大器電路單元5要求具有大的放大倍數。在這種情況下，當放大信號分量時，由濾 波器降低的噪聲分量也被放大。因此，除了使用濾波器之外，可能必須將閾值電壓設置成足 夠高至防止檢測誤差的水平。然而，在常規照明裝置1中，尤其是點亮電路單元3可能作為噪聲源。在點亮電路 單元3被操作時與放大器電路單元5的輸出重疊的噪聲比在點亮電路單元3未被操作時與 放大器電路單元5的輸出重疊的噪聲大。因此，如果僅僅基于燈負載2的開啟和關閉狀態 中的任一個來設置閾值電壓，則難以精確地判定人體的存在。具體而言，當基于燈負載2關閉時與信號重疊的噪聲的大小來設置閾值電壓X和 X’，如圖7A所示，在燈負載2的關閉狀態期間能夠防止檢測誤差。然而，如圖7B所示，在燈 負載2的開啟狀態期間，即使在不存在人體時噪聲和檢測信號彼此重疊以致超過閾值電壓 X和X’，從而產生檢測誤差。另一方面，當基于在燈負載2的開啟期間與信號重疊的噪聲的大小將閾值電壓Y 和Y’的大小設置成高于閾值電壓X和X’的大小時，如圖8A所示，能夠防止燈負載2的開 啟期間的檢測誤差。然而，如圖8B所示，在燈負載2關閉時，即使在存在人體時檢測信號也 不超過閾值電壓Y和Y’，從而惡化檢測靈敏度。

發明內容
考慮到上述情況，本發明提供一種照明裝置，所述照明裝置具有改進的可靠性，更 精確地判定人體的存在而與燈負載的開啟和關閉狀態無關。根據本發明的實施例，提供一種照明裝置，包括燈負載；點亮電路單元，用于開 啟燈負載；傳感器單元，用于檢測基于人體的存在或移動變化的物理量以輸出具有對應于 所述物理量的電壓電平的檢測信號；放大器電路單元，用于放大所述檢測信號；控制單元， 用于根據是否存在人體來控制所述點亮電路單元，以開啟或關閉所述燈負載；以及電源單 元，用于向所述單元中的每一個供應功率。在這里，在所述點亮電路單元未被操作并且燈負載關閉的同時，在經放大的檢測 信號的電壓超過第一閾值電壓時，則控制單元判定存在人體，在點亮電路單元被操作并且 燈負載開啟的同時，在經放大的檢測信號的電壓超過第二閾值電壓時，則控制單元判定存 在人體，所述第二閾值電壓的大小被設置成高于所述第一閾值電壓的大小。根據本發明的實施例，在點亮電路單元未被操作并且燈負載關閉的同時，如果經 放大的檢測信號的電壓超過所述第一閾值電壓，則控制單元判定存在人體。此外，在點亮電路單元被操作并且燈負載開啟的同時，如果經放大的檢測信號的電壓超過所述第二閾值電 壓，則控制單元判定存在人體。所述第二閾值電壓的大小被設置成高于所述第一閾值電壓 的大小。并且根據燈負載的開啟/關閉狀態，預置電壓在所述第一和第二閾值電壓之間偏 移。因此，能夠防止在開啟狀態下發生的檢測誤差并且防止在關閉狀態下惡化檢測靈敏度。 因此，能夠更精確地判定人體的存在而與燈負載的開啟和關閉狀態無關，從而改進可靠性。在所述電源單元開始向所述單元中的每一個供應功率之后的特定時間段期間，與 燈負載的開啟和關閉狀態無關，如果經放大的檢測信號的電壓超過所述第二閾值電壓，則 所述控制單元可以判定存在人體。根據本發明的實施例，在所述電源單元開始向每個單元供應功率之后的特定時間 段期間，與燈負載的開啟和關閉狀態無關，如果經放大的檢測信號的電壓超過所述第二閾 值電壓，則所述控制單元可以判定存在人體。因此，能夠防止在所述特定的時間段期間臨時 增加的噪聲引起的檢測誤差。通過不管燈負載的開啟和關閉狀態而精確地判定人體的存在，本發明提供一種改 進的可靠性的效果。


從下面結合附圖給出的實施例的描述中，本發明的目的和特征將變得顯而易見。 其中圖1是示出了隨時間的變化的時序圖，其中圖1的(a)至(d)示出了根據本發明 的實施例在所檢測的區域內取決于是否存在人體的變化；圖2A和2B表示根據本發明的實施例從放大器電路單元輸出的信號的電壓隨時間 變化的特性，其中圖2A示出了在燈負載關閉時的電壓變化，而圖2B示出了在燈負載開啟時 的電壓變化；圖3是根據本實施例在緊隨電源單元開始向每個單元供應功率之后的時序圖；圖4是示出了常規照明裝置的一個示例的方框圖；圖5表示根據常規照明裝置從傳感器單元輸出的信號的電壓隨時間變化的特性；圖6表示根據常規照明裝置從放大器電路單元輸出的信號的電壓隨時間變化的 特性；圖7A和7B解釋了根據常規照明裝置基于在關閉狀態期間所產生的噪聲設置控制 單元的閾值電壓時的信號檢測；以及圖8A和8B解釋了根據常規照明裝置基于在開啟狀態期間所產生的噪聲設置控制 單元的閾值電壓時的信號檢測。
具體實施例方式在下文中，將參考形成本發明的實施例的一部分的圖1到圖3描述本發明的實施 例。根據本發明的實施例的照明裝置1基本上具有與上述常規照明裝置1 一樣的配 置，除了控制單元6的閾值電壓之外。因此，相同的部件給予了相同的參考標記并且將省略 對其多余的描述。
根據本發明的實施例的照明裝置1具有如下特征根據燈負載2的關閉和開啟狀 態應用第一閾值電壓A和A’或第二閾值電壓B或B’來判定是否存在人體，所述第二閾值 電壓B和B’的大小被設置成高于所述第一閾值電壓A和A’的大小。具體而言，如圖2A所 示，在點亮電路單元3為被操作并且燈負載2關閉的同時，如果從放大器電路單元5輸出的 檢測信號的電壓超過第一閾值電壓A和A’ (也就是說，檢測信號的電壓的大小大于第一閾 值電壓A或A’的大小)，則控制單元6判定存在人體。此外，如圖2B所示，在點亮電路單元 3被操作并且燈負載2開啟的同時，如果檢測信號的電壓超過第二閾值電壓B和B’，則控制 單元6判定存在人體。此外，圖2A和2B中所示的檢測信號相對于常規情況下的參考電勢 具有正的和負的幅值。此外，如圖2A和2B中的虛線所示，所述第一閾值電壓A和A’和第 二閾值電壓B和B’分別被設置在正的和負的電壓水平。所述第一閾值電壓A和A’具有相 同的大小，而所述第二閾值電壓B和B’具有相同的大小。將參考圖1描述照明裝置1的操作。圖1是示出了隨時間T的變化的時序圖，其 中圖1的(a)示出了通過放大器電路單元5從傳感器4輸出的噪聲和檢測信號的電壓V的 變化，圖1的(b)示出了通過控制單元6獲得的檢測到人體/未檢測到人體的結果的變化， (c)示出了燈負載2的開啟時間的變化，并且(d)示出了燈負載2的開啟/關閉的狀態的變 化。例如，在從0到Tl的時間段期間，在傳感器4的檢測區域內不存在人體。因此，如 圖1的(a)所示，不生成具有超過所述第一閾值電壓A和Α’的電壓的檢測信號。因此，如 圖1的(b)所示，控制單元6的判定結果連續地表示為“未檢測到”人體，并且如圖1的(d) 所示允許燈負載2保持為“關閉”。然而，在時間Tl，人體進入傳感器單元4的監測區域，并且如圖1的(a)所示，生 成具有超過第一閾值電壓A和A’的電壓的檢測信號。因此，如圖1的(b)所示，控制單元 6的判定結果表示為“檢測到”人體，并且如圖1的(d)中所示允許燈負載2為“開啟”。此 外，如圖1的(a)所示，控制單元6將閾值電壓從所述第一閾值電壓A和Α’偏移至所述第 二閾值電壓B和B’。此外，如圖1的(c)所示設置開啟時間(例如，一分鐘)。然后，在Tl 到T2的時間段期間，由于在傳感器單元4的監測區域中連續存在人體，所以如圖1的(a) 所示，生成具有超過所述第二閾值電壓B和B’的電壓的檢測信號。因此，控制單元6的判 定結果連續地表示為“檢測到”人體并且允許燈負載2保持“開啟“。此外，在Tl到T2的 時間段期間，如圖1的(c)所示，通過重復倒計時并且重新觸發，基本保持在時間Tl設置的 開啟時間。在時間T2，人體從傳感器單元4的監測區域消失，并且如圖1的(a)所示，不再生 成具有超過所述第二閾值電壓B和B’的電壓的檢測信號。因此，如圖1的(b)所示，控制 單元6的判定結果表示“未檢測到”人體。然后，在從T2到T3的時間段期間，倒計時開啟 時間而不重新觸發。此外，控制單元6不立即“關閉”燈負載2并且允許燈負載2在開啟時 間的倒計時期間保持“開啟”。在時間T3，如圖1的(c)所示，所述開啟時間變為零。因此，如圖1的(d)所示，控 制單元6允許燈負載2“關閉”。此外，如圖1的(a)所示，控制單元6將閾值電壓從所述第 二閾值電壓B和B’偏移到所述第一閾值電壓A和A’。然后，在從T3到T4的時間段期間， 沒有人體進入傳感器單元4的監測區域，并且控制單元6的判定結果連續地表示為“未檢測到”人體并且允許燈負載2保持“關閉”。在時間T4，人體再次進入傳感器單元4的監測區域，并且如圖1的(a)所示，生成 具有超過所述第一閾值電壓A和A’的電壓的檢測信號。因此，如圖1的(b)所示，控制單 元6的判定結果表示為“檢測到”人體，并且如圖1的(d)所示允許燈負載2“開啟”。此外， 控制單元6將閾值電壓從所述第一閾值電壓A和A’偏移至所述第二閾值電壓B和B’，并且 設置開啟時間。然后，在從T4到T5的時間段期間，人體經常進入和離開傳感器單元4的監 測區域，并且生成多個具有超過所述第二閾值電壓B和B’的相應電壓的檢測信號。在每次 人體進入和離開所檢測的區域時，控制單元6的判定結果反復地表示為“檢測到”和“未檢 測到”。相應地，開啟時間被反復地倒計時和重新觸發。在時間T5，人體從傳感器單元4的監測區域消失并且開啟時間被倒計時而沒有重 新觸發。在時間T6，開啟時間變為零，并且控制單元6允許燈負載“關閉”。此外，如圖1的 (a)所示，控制單元6將閾值電壓從所述第二閾值電壓B和B’偏移至所述第一閾值電壓A 和A，。如上所述，根據本發明的實施例的照明裝置1在燈負載2關閉的同時執行所述第 一閾值電壓A和A’的檢測，并且在燈負載2開啟的同時執行所述第二閾值電壓B和B’的 檢測，所述第二閾值電壓B和B’的大小高于所述第一閾值電壓A和A’的大小。因此，能夠 防止在開啟狀態下發生的檢測誤差，并且防止在關閉狀態下惡化的檢測靈敏度。因此，能夠 更精確地判定人體的存在而與燈負載2的開啟和關閉狀態無關，從而改進可靠性。與此同時，通常，除了在燈負載2的開啟期間與信號重疊的噪聲大于在燈負載2的 關閉期間與信號重疊的噪聲之外，還存在另一問題噪聲臨時增加或在電源單元7開始向 每個單元供應功率之后的特定時間段增加。為了解決這個問題，如圖3所示，在特定的時間 段期間(例如，從0到t7)，控制單元6將閾值電壓偏移至所述第二閾值電壓B和B’而與 燈負載2的開啟和關閉狀態無關，并且基于檢測信號的電壓是否超過所述第二閾值電壓B 和B’判定人體的存在。因此，能夠防止在緊隨電源單元7開始供應功率的時間生成的噪聲 引起的檢測誤差。圖3是時序圖，其類似于圖1中所示的時序圖，示出了隨過去的時間的變 化，其中圖3的(a)至(d)示出了電壓V的變化、檢測到/未檢測到的變化、開啟時間的變 化以及開啟/關閉狀態的變化。此外，在時間0電源單元7開始向每個單元供應功率。盡管已經參照優選實施例示出和描述了本發明，但是本領域技術人員將理解，可 以在不偏離所附權利要求書中限定的本發明的范圍的情況下作出各種修改和變型。
權利要求
一種照明裝置，包括燈負載；點亮電路單元，用于開啟所述燈負載；傳感器單元，用于檢測基于人體的存在或移動變化的物理量，以輸出具有對應于所述物理量的電壓電平的檢測信號；放大器電路單元，用于放大所述檢測信號；控制單元，用于根據是否存在人體來控制所述點亮電路單元，以開啟或關閉所述燈負載；以及電源單元，用于向所述單元中的每一個供應功率，其中，在所述點亮電路單元未被操作并且所述燈負載關閉的同時，在經放大的檢測信號的電壓超過第一閾值電壓時，則所述控制單元判定存在人體，在所述點亮電路單元被操作并且所述燈負載開啟的同時，在經放大的檢測信號的電壓超過第二閾值電壓時，則所述控制單元判定存在人體，所述第二閾值電壓的大小被設置成高于所述第一閾值電壓的大小。
2.根據權利要求1所述的照明裝置，其中，在所述電源單元開始向所述單元中的每一 個供應功率后的特定時間段期間，與所述燈負載的開啟和關閉狀態無關，如果經放大的檢 測信號的電壓超過所述第二閾值電壓，則所述控制單元判定存在人體。
全文摘要
一種照明裝置，包括燈負載；點亮電路單元，用于開啟所述燈負載；傳感器單元；放大器電路單元；控制單元，用于根據是否存在人體來控制所述點亮電路單元，以開啟或關閉所述燈負載；以及電源單元。在所述點亮電路單元未被操作并且所述燈負載關閉的同時，在經放大的檢測信號的電壓超過第一閾值電壓時，則所述控制單元判定存在人體，在所述點亮電路單元被操作并且所述燈負載開啟的同時，在經放大的檢測信號的電壓超過第二閾值電壓時，則所述控制單元判定存在人體，所述第二閾值電壓的大小被設置成高于所述第一閾值電壓的大小。
文檔編號H05B37/02GK101896024SQ201010183228
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月20日 優先權日2009年5月20日
發明者五島成夫, 側垣玉実, 村上忠 申請人:松下電工株式會社