JP2005085588A

JP2005085588A - 調光制御システム

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Publication number: JP2005085588A
Application number: JP2003315967A
Authority: JP
Inventors: Shoji Koise; 祥二小伊勢; Ryuichi Maeda; 龍一前田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】制御対象となる照明器具が分布して配設される所定の領域を分割する複数のエリア毎に、照明器具を個別にオン・オフ制御することを可能としつつ、一部のエリアの照明器具が消灯されても、点灯している照明器具の出力への影響を抑えることのできる調光制御システムを提供する。
【解決手段】調光制御親機２は、照度計測端末Ｌ１〜Ｌ４からエリアＡ１〜Ａ４の照度の計測値である照度情報を取得し、照明器具１からオン・オフ状態についての情報であるオン・オフ情報を取得する。調光制御親機２は、照明器具１が消灯しているエリアを除き、点灯しているエリアの照度情報のみを用いて平均照度を算出し、与えられた目標照度に平均照度が一致するように調光出力値を決定する。調光出力端末Ｃは、調光出力値に従って全ての照明器具１の出力（明るさ）を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の領域に分布して配設された照明器具の出力を、計測された照度に基づいて制御する調光制御システムに関する。

従来より、ビルディングなどの構内の所定の領域に分布して配設された照明器具の出力を、当該所定の領域内に設置された照度計測端末が計測する照度に基づいて制御するように構築された調光制御システムが知られている。しかしながら、照度計測端末の近傍に棚や「○○課」等と記載された吊り看板が設けられることによって、照度計測端末の周囲が暗くなった場合（以下、このような状況を「外乱」によって暗くなる、と記載する）には、照度計測端末は外乱によって暗くなった照度を検出することとなる。また、照度計測端末の近傍にガラスや鏡等の光を反射する部材が設けられることによって、照度計測端末の周囲が明るくなった場合（以下、このような状況を「外乱」によって明るくなる、と記載する）には、照度計測端末は外乱により明るくなった照度を検出することとなる。その結果、照度計測端末の周囲が外乱によって暗くなった場合には、照明器具の出力が不必要に高く（すなわち、明るく）なり、逆に照度計測端末の周囲が外乱により明るくなった場合には、照明器具の出力が不必要に低く（すなわち、暗く）なるという問題点があった。

この問題点を解決するものとして、特許文献１に開示される技術が知られている。特許文献１に開示される従来技術は、照明器具が分布して配設されている所定の領域を複数のエリアに観念上分割し、各エリアに照度計測端末を設置し、これら複数の照度計測端末が計測する照度の平均値又は最低値に基づいて、全てのエリアの照明器具の出力を一律に制御するものである。この従来技術は、複数箇所に配置された照度計測端末の計測値の平均値等に基づいて照明器具の出力を制御するので、一部の照度計測端末が外乱の影響を受けても、照明器具の出力への影響を緩和することができるという利点を有している。
特開平９−２８９０８９号公報

しかしながら、特許文献１に開示される従来技術は、省エネルギー化を図る等の目的で複数のエリア毎に個別に照明器具を点灯（オン）及び消灯（オフ）することが可能なように調光制御システムを構築した場合には、消灯しているエリアに設置される照度計測端末は、消灯によって著しく暗くなった照度を計測することとなる。その結果、この従来技術においては、照度の平均値や最低値にも無視できない影響が現れ、点灯しているエリアの照明器具の出力が不必要に明るくなるという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、制御対象となる照明器具が分布して配設される所定の領域を分割する複数のエリア毎に、照明器具を個別にオン・オフ制御することを可能としつつ、一部のエリアの照明器具が消灯されても、点灯している照明器具の出力への影響を抑えることのできる調光制御システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明に係る解決手段は、所定の領域に分布して配設された照明器具と、入力される調光出力値に応じて前記照明器具の出力を制御する出力制御手段と、前記所定の領域を分割してなる複数のエリアにそれぞれ配設され周囲の照度を計測する複数の照度計測端末と、与えられた目標照度と前記照度計測端末により計測された照度とに基づいて調光出力値を決定し前記出力制御手段へ伝える調光出力値設定手段と、を備える調光制御システムにおいて、前記調光出力値設定手段は、前記複数のエリアの各々に属する照明器具のオン・オフ状態についての情報であるオン・オフ情報を取得するオン・オフ情報取得手段と、前記オン・オフ情報により照明器具がオン状態にあると判定されるエリアに属する照度計測端末により計測された照度に基づいて前記調光出力値を決定する調光出力値決定手段と、を備えることを特徴とするものである。

好ましくは、前記オン・オフ情報取得手段は、前記複数のエリアの各々に属する１又は複数の照明器具から前記オン・オフ情報を取得する。

また好ましくは、前記オン・オフ情報取得手段は、前記複数の照度計測端末により計測された照度が与えられた基準値を超えるか否かに応じて、対応するエリアに属する照明器具がオン状態にあるか否かを判定することにより、前記オン・オフ情報を取得する。

このように構成される本発明の調光制御システムは、複数のエリア毎に、照明器具を個別にオン・オフ制御することを可能としつつ、一部のエリアの照明器具が消灯されても、点灯している照明器具の出力への影響を抑えることができる。従って、例えば所定の領域内の一部のエリアに人が不在であるという状況にある場合に、周囲のエリアの照度への影響を抑えつつ、不在エリアの照明器具を消灯することができるので、エネルギーコストを抑えることができる。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による調光制御システムの構成を示す配置及び配線図である。この調光制御システム１０１は、ビルディングなどの構内の所定の領域１００に分布して配設された照明器具１、所定の領域１００を観念上分割して成る複数のエリアＡ１〜Ａ４毎に配設された照度計測端末Ｌ１〜Ｌ４、照明器具１のオン・オフ状態についての情報と照度計測端末Ｌ１〜Ｌ４が計測した照度とを通信線３を通じて取得するとともに、これらの情報に基づいて調光出力値を設定する調光制御親機２、及び、調光制御親機２から通信線３を通じて送られる調光出力値に基づいて照明器具１の出力を制御する信号を生成し、通信線４を通じて各照明器具１へ伝える調光出力端末Ｃを備えている。図１においてエリアＡ１〜Ａ４を含む領域として例示される所定の領域１００は、例えばオフィスビルディングの１フロア、或いは１フロアに複数のテナントが入居している場合の各テナントが専有する領域などに設定される。

照度計測端末Ｌ１〜Ｌ４は、対応するエリアＡ１〜Ａ４内における設置位置の周囲の照度を計測する。照明器具１は、所定の領域１００の各所に設けられたスイッチ（不図示）により、エリアＡ１〜Ａ４毎にオン・オフすることが可能なように、これらのスイッチと接続されている。調光制御親機２が出力する調光出力値は、照明器具１の出力を指示する値又はその信号であり、例えば照明器具１の最大調光出力値を１００％として、最大調光出力値に対して何％の出力を照明器具１に出させるかを表現する数値又は当該数値を表現する信号である。調光出力端末Ｃは、調光制御親機２から通信線３を通じて入力される調光出力値に応じて、例えば照明器具１が内蔵する電源装置（不図示）のデューティ比（パルス制御における有効パルス幅の比率）を調整する信号を、制御信号として各照明器具１へ伝える。

所定の領域１００内の照明器具１の出力は、調光制御親機２及び調光出力端末Ｃによって、一律に制御される。すなわち、点灯している照明器具１の出力（すなわち、明るさ）は、所定の領域１００内において同一になるように制御されている。調光制御親機２は、所定の領域１００内の照明器具１の調光出力値を決定すると同時に、例えば所定の領域１００に隣接する別の所定の領域（不図示）内の照明器具１の調光出力値を決定してもよい。すなわち、複数の所定の領域に属する照明器具１を調光制御親機２が同時並列に制御するように、調光制御システム１０１を構築してもよい。この形態においても、照度計測端末による照度の計測と照明器具１の出力の制御は、所定の領域毎に独立して行われ、ある所定の領域内で計測された照度が他の所定の領域内の照明器具１の出力制御に用いられるわけではない。

図２は、調光制御親機２が備える装置要素であって、調光出力値を決定する機能を果たす調光出力設定部１０（調光出力設定手段に相当する）の構成を示すブロック図である。調光出力設定部１０は、ＣＰＵ（中央演算処理部）１１、通信部１２、及びメモリ１３を備えている。メモリ１３は、例えば書き換え可能な不揮発性半導体メモリであり、目標照度１４、調光出力値１５、及び照度情報１６を記憶する。目標照度１４は、照明器具１によって達成すべき照度として与えられた情報である。調光制御親機２が複数の所定の領域内の照明器具１を同時に制御する場合には、目標照度１４には、所定の領域毎に異なる値が付与されてもよい。また、同一の所定の領域の目標照度１４であっても、固定値である必要はなく、例えば朝、昼、夜など時間とともに変化するようにＣＰＵ１１によって設定されてもよく、ユーザの操作により変更可能であってもよい。調光出力値１５は、ＣＰＵ１１が最新に決定した調光出力値である。照度情報１６は、照度計測端末Ｌ１〜Ｌ４が計測した照度、即ち照度の計測値である。調光制御親機２が複数の所定の領域内の照明器具１を同時に制御する場合には、メモリ１３には調光出力値１５及び照度情報１６として、所定の領域毎の値が記憶される。

通信部１２は、通信線３に接続され、照明器具１のオン・オフ状態についての情報、即ちオン・オフ情報を照明器具１から受信し、照度計測端末Ｌ１〜Ｌ４から照度情報１６を受信し、調光出力端末Ｃへ調光出力値１５を送信する。ＣＰＵ部１１は、不揮発性の半導体メモリ等を備えるプログラムメモリ（不図示）に格納されるプログラムに従って、メモリ１３及び通信部１２を制御しつつ、調光出力設定部１０の機能を実現する。図３は、ＣＰＵ部１１が実行するプログラムがプログラムメモリに搭載されることにより実現する調光出力値設定部１０の構成を示すブロック図、即ち機能図である。図３が示すように、調光出力値設定部１０は、メモリ（記憶部）１３の他に、オン・オフ情報取得部２１（オン・オフ情報取得手段に相当する）及び調光出力値決定部２２（調光出力値決定手段に相当する）を備えている。これら装置要素の機能については、後述するフローチャートの説明の中で適宜説明する。

図４に示すように、調光出力端末Ｃは出力制御部３０（出力制御手段に相当する）を備えており、当該出力制御部３０は、調光出力値設定部１０と同様にＣＰＵ３１、通信部３２及びメモリ３３を備えている。通信部３２は、通信線３を通じて調光出力値１５を受信するとともに、通信線４を通じて制御信号を各照明器具１へ送信する。メモリ３３は、例えば調光出力値１５とデューティ比との間の換算テーブルを予め記憶している。ＣＰＵ３１は、例えばメモリ３３に格納される換算テーブルを参照することにより、調光出力値１５に応じた制御信号を生成し、通信部３２を通じて各照明器具１へ伝える。

図５は、調光出力設定部１０による処理の手順を示すフローチャートである。調光出力設定部１０は、処理を開始すると、エリアＡ１〜Ａ４の一つ（仮に、エリアＡ１とする）に対応する照度計測端末Ｌ１から照度情報１６を取得する（ステップＳ１）。次に、調光出力設定部１０のオン・オフ情報取得部２１は、エリアＡ１に配設された照明器具１のオン・オフ状態についての情報、即ちオン・オフ情報を取得する（ステップＳ２）。オン・オフ情報取得部２１は、例えば、点灯用スイッチのオン・オフ状態、或いは照明器具１の蛍光管の抵抗値などにより、オン・オフ情報を取得する。オン・オフ情報取得部２１は、オン・オフ情報を、エリアＡ１に配設された照明器具１の全てから取得しても良いが、それらの中の一つの照明器具１から取得しても良い。

次に、オン・オフ情報取得部２１は、エリアＡ１に配設された照明器具１がオン状態であるか否かを判定し（ステップＳ３）、オン状態でなければ処理をステップＳ５へ進め、オン状態であれば、ステップＳ１で取得した照度情報１６をメモリ１３へ記録する（ステップＳ４）。続いて、調光出力設定部１０は、エリアＡ１〜Ａ４の全てについて、ステップＳ１等の処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ５）、終了していなければ処理をステップＳ１へ戻し、新たなエリア（例えば、エリアＡ２）について、ステップＳ１以下の処理を実行し、終了しておれば、処理をステップＳ６へ進める。従って、ステップＳ６の処理の直前には、メモリ１３にはエリアＡ１〜Ａ４のうち照明器具１が消灯（オフ）しているエリアを除く全てのエリアについて、最新の照度情報１６がメモリ１３に記録されている。

調光出力設定部１０の調光出力値決定部２２は、ステップＳ６において、調光出力値１５を決定する。この処理は、例えば次のようにして行われる。エリアＡ１〜Ａ４のうち、仮にエリアＡ４の照明器具１が消灯しており、残るエリアＡ１〜Ａ３の照明器具１が点灯（オン）しているものとする。この場合、ステップＳ６の直前には、エリアＡ１〜Ａ３に対応する照度計測端末Ｌ１〜Ｌ３から得られた最新の照度情報１６が、メモリ１３に記録されている。調光出力値決定部２２は、メモリ１３に記録されている照度情報１６を読み出し、照度計測端末Ｌ１〜Ｌ３が計測した照度の平均値である平均照度を算出する。調光出力値決定部２２は、更に、メモリ１３に記録されている目標照度１４を読み出し、平均照度が目標照度１４に一致するように調光出力値１５を決定する。例えば、平均照度が３５０ｌｕｘであって、目標照度１４が７００ｌｕｘであれば、平均照度は目標照度１４の半分であるので、調光出力値決定部２２は、メモリ１３に記録されている現在の調光出力値１５（例えば、最大調光出力値の３０％）の２倍の値を、新たな調光出力値１５（例えば、最大調光出力値の６０％）として決定する。

調光出力値決定部２２は、新たな調光出力値１５を決定すると、メモリ１３が記憶する現在値としての調光出力値１５を、新たな調光出力値１５で更新する。調光出力設定部１０は、ステップＳ６の処理を終了すると、新たに決定した調光出力値１５を調光出力端末Ｃへ伝え（ステップＳ７）、処理をステップＳ１へ戻す。このようにして、照明器具１が点灯しているエリアＡ１〜Ａ３における平均照度が目標照度１４に一致するように、エリアＡ１〜Ａ３における照明器具１の出力（明るさ）が制御される。また、平均照度には、照明器具１が消灯しているエリアＡ４の照度情報１６は反映されないので、点灯しているエリアＡ１〜Ａ３の照度へのエリアＡ４の照明器具１が消灯していることによる影響が抑えられる。

調光出力値決定部２２は、平均照度に代えて、照度計測端末Ｌ１〜Ｌ３が計測した照度の最低値を算出し、この最低値が目標照度１４に一致するように調光出力値１５を決定してもよい。これにより、照度の引き上げを必要とする暗いエリアの存在を重視した照度制御が実現する。更に一般には、調光出力値決定部２２は、点灯しているエリアＡ１〜Ａ３の照度情報１６を変数とする関数の関数値が目標照度１４に一致するように調光出力値１５を決定しても良い。例えば、調光出力値決定部２２は、点灯しているエリアＡ１〜Ａ３における平均照度と最低照度との加重平均を算出し、この加重平均が目標照度１４に一致するように調光出力値１５を決定しても良い。これにより、点灯しているエリアＡ１〜Ａ３における平均的な照度と、特に暗いエリアにおける照度との双方を、ある割合で考慮した照度制御が実現する。

調光出力設定部１０は、図５の処理に代えて、図６の処理を実行しても良い。この場合には、図１に描かれる調光制御システム１０１は、通信線３のうち各照明器具１からオン・オフ情報を調光制御親機２へ伝達する部分は不要となる。図６において、図５と同一の処理については同一符号を付している。また、図６を参照しつつ行う以下の説明においても、エリアＡ１〜Ａ４のうち、仮にエリアＡ４の照明器具１が消灯しており、残るエリアＡ１〜Ａ３の照明器具１が点灯しているものとする。

調光出力設定部１０は、図６の処理を開始すると、エリアＡ１〜Ａ４の一つ（仮に、エリアＡ１とする）に対応する照度計測端末Ｌ１から照度情報１６を取得する（ステップＳ１）。次に、調光出力設定部１０のオン・オフ情報取得部２１は、取得した照度計測端末Ｌ１の照度情報１６を与えられた設定値と比較し（ステップＳ１１）、照度情報１６が設定値よりも高ければエリアＡ１の照明器具１は点灯しているものと判断し（ステップＳ１２）、この照度情報１６をメモリ１３へ記録する（ステップＳ４）。与えられた設定値は、例えばプログラムメモリにプログラムの一部として予め記憶されておればよい。或いは、与えられた設定値は、メモリ１３に予め記憶されていてもよい。オン・オフ情報取得部２１は、照度情報１６が設定値以下であればエリアＡ１の照明器具１は消灯しているものと判断し（ステップＳ１２）、処理をステップＳ５へ進める。ステップＳ５〜Ｓ７の処理は、図５の対応する処理と同様に実行されるので、説明を略する。

このように図６の処理では、調光出力設定部１０は、照度情報１６の比較対象として予め適度な値が付与された設定値を用いることにより、エリアＡ１〜Ａ４の照度計測端末Ｌ１〜Ｌ４から得た照度情報１６に基づいて、各エリアについて照明器具１が点灯しているか否かを判定する。このため、照明器具１からオン・オフ情報を取得する必要がないので、調光制御システム１０１をより簡素に構成することが可能となる。

［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態による調光制御システムの構成を示す配置及び配線図である。この調光制御システム１０２は、調光制御親機２が除去され、調光出力端末Ｃ１〜Ｃ４がエリアＡ１〜Ａ４に配置されている点において、図１に示した調光制御システム１０１とは異なっている。調光出力端末Ｃ１〜Ｃ４の各々は、エリアＡ１〜Ａ４のうち、対応するエリアに配設された照明器具１の出力を制御する。例えば、調光出力端末Ｃ１は、エリアＡ１の照明器具１の出力を制御する。

調光出力端末Ｃ１〜Ｃ４の各々は、図１の調光制御親機２が備える調光出力設定部１０（図２）を備えており、同時に図１の調光出力端末Ｃの機能を果たす出力制御部３０（図４）を備えている。それにより、調光出力端末Ｃ１〜Ｃ４の各々は、全てのエリアＡ１〜Ａ４の照度計測端末Ｌ１〜Ｌ４から照度情報１６を取得するとともに、全てのエリアＡ１〜Ａ４のオン・オフ情報を取得する。すなわち、調光出力端末Ｃ１〜Ｃ４に分散して組み込まれた調光出力設定部１０は、いずれも図５又は図６に例示した処理を共通に行う。一方、調光出力端末Ｃ１〜Ｃ４に分散して組み込まれた出力制御部３０は、同一の調光出力値１５にもとづいて、自身が担当するエリアの照明器具１の出力を制御する。

このように、調光制御システム１０２は、調光出力設定部１０及び出力制御部３０を、複数の調光出力端末Ｃ１〜Ｃ４に分散して配置するので、複数の調光出力設定部１０又は複数の出力制御部３０の一部に不具合が生じても、所定の領域１００に配設される照明器具１の全体にはその影響が及ばないという利点を有する。一方、調光出力設定部１０及び出力制御部３０を、それぞれ単一の調光制御親機２及び調光出力端末Ｃへ集中させる調光制御システム１０１は、システムの構築に要するコストを節減することができるとともに、構築後に集中管理が行い易くメンテナンスが容易であるという利点を有する。

本発明の第１の実施形態による調光制御システムの構成図である。本発明の第１の実施形態による調光出力設定部のハードウェア構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態による調光出力設定部の機能ブロック図である。本発明の第１の実施形態による出力制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。図２の調光出力設定部の動作手順の一例を示すフローチャートである。図２の調光出力設定部の動作手順の別の例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態による調光制御システムの構成図である。

符号の説明

１照明器具２調光制御親機１００所定の領域
１０調光出力設定部１３メモリ１４目標照度
１５調光出力値１６照度情報２１オン・オフ情報取得部
２２調光出力値決定部３０出力制御部１０１、１０２調光制御システム
Ａ１〜Ａ４エリアＣ、Ｃ１〜Ｃ４調光出力端末Ｌ１〜Ｌ４照度計測端末

Claims

所定の領域に分布して配設された照明器具と、
入力される調光出力値に応じて前記照明器具の出力を制御する出力制御手段と、
前記所定の領域を分割してなる複数のエリアにそれぞれ配設され周囲の照度を計測する複数の照度計測端末と、
与えられた目標照度と前記照度計測端末により計測された照度とに基づいて調光出力値を決定し前記出力制御手段へ伝える調光出力値設定手段と、を備える調光制御システムにおいて、
前記調光出力値設定手段は、
前記複数のエリアの各々に属する照明器具のオン・オフ状態についての情報であるオン・オフ情報を取得するオン・オフ情報取得手段と、
前記オン・オフ情報により照明器具がオン状態にあると判定されるエリアに属する照度計測端末により計測された照度に基づいて前記調光出力値を決定する調光出力値決定手段と、を備えることを特徴とする調光制御システム。
前記オン・オフ情報取得手段は、前記複数のエリアの各々に属する１又は複数の照明器具から前記オン・オフ情報を取得する請求項１記載の調光制御システム。
前記オン・オフ情報取得手段は、前記複数の照度計測端末により計測された照度が与えられた基準値を超えるか否かに応じて、対応するエリアに属する照明器具がオン状態にあるか否かを判定することにより、前記オン・オフ情報を取得する請求項１記載の調光制御システム。