JP2006278049A - Lighting control unit and lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1乃至複数の照明負荷を調光信号によって調光及び点滅する照明制御装置、並びにかかる照明制御装置と1乃至複数の照明負荷とで構成される照明システムに関するものである。 The present invention relates to an illumination control device for dimming and blinking one or more illumination loads with a dimming signal, and an illumination system including such an illumination control device and one or more illumination loads.
近年、種々の施設やオフィスビルのように外光(主に太陽光)を取り込むための窓Wが設けられた屋内において、図7に示すように天井に配設された複数台の照明器具2の明るさ(照明器具2が備える光源の光出力)を調光信号によって調光する照明制御装置1が普及しつつある(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, a plurality of
図8はこの種の照明制御装置1及び照明器具2の一例を示すブロック図である。照明器具2は、蛍光ランプや白熱ランプなどの光源21と、信号線Lsを介して伝送される調光信号によって光源21の光出力を調整(調光)する調光形安定器20とを備えている。また照明制御装置1は、光源21によって照明される屋内の照明環境(例えば、机Dの机上面)の明るさを検出する明るさセンサ10と、照明環境に適した明るさの目標値を記憶する記憶部11と、明るさセンサ10で検出する照明環境の明るさと記憶部11に記憶した目標値とを一致させるのに必要な調光信号を作成して照明器具2に出力する制御部12と、図示しないリモコン送信機との間で光や電波を媒体とするワイヤレス信号を送受信するリモコン送受信部13とを備えている。なお、記憶部11に記憶する目標値は、リモコン送信機から送信されるワイヤレス信号によって設定される。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of this type of
明るさセンサ10は太陽電池や光電変換素子などで構成され、入射光量(照度)に対して出力電圧が直線的に増加する特性を有してる(図3参照)。制御部12はマイクロコンピュータを主構成要素とし、書換可能な不揮発性メモリからなる記憶部11にデータを書き込んだり記憶部11からデータを読み出したり、明るさセンサ10の出力電圧をA/D変換して取り込んだり、予め与えられるプログラムを実行して調光信号を作成したり、作成した調光信号を信号線Lsを介して各照明器具2に伝送するといった機能を有している。ここで、制御部12で作成される調光信号は、調光形安定器20が光源21に定格電力を供給しているとき(全点灯時)を100%、調光形安定器20が光源21に電力を供給していないとき(消灯時)を0%とした場合の調光形安定器20から光源21への供給電力の割合をパルスのオンデューティ比で表した信号(PWM信号)であって、例えば、オンデューティ比が100%のときに全点灯、0%のときに消灯、99%〜1%のときに調光点灯となる。但し、調光可能な範囲は光源21の種類や調光形安定器20の機能・性能によって制限される。
The
図9は、図7に示すような照明環境において外光が無いとき(実線イ)、外光が相対的に少ないとき(破線ロ)、外光が相対的に多いとき(一点破線ハ)のそれぞれについて明るさセンサ10の出力電圧と調光比(全点灯時を100%としたときの割合)との相関を示している。図示例では、目標値が明るさセンサ10の出力電圧P[V]に設定され、外光がないとき(以下、「無外光」という)には70%の調光比で調光点灯すれば明るさセンサ10の出力電圧が目標値Pに一致し、外光が少ないとき(以下、「少外光」という)には外光の分だけ光源21に必要な光出力が低下し、例えば50%の調光比で調光点灯すれば明るさセンサ10の出力電圧が目標値Pに一致し、外光が多いとき(以下、「多外光」という)には光源21に必要な光出力がさらに低下し、例えば45%の調光比で調光点灯すれば明るさセンサ10の出力電圧が目標値Pに一致することになる。すなわち、窓Wから入射する外光が増えるほど光源21の光出力を低下させることで省エネ効果が得られることになる。
ところで上記従来例は、外光がさらに増えて光源21を消灯しても明るさセンサ10の出力電圧が目標値Pを下回らない状況になれば、照明器具2による照明が不要と判断した照明制御装置1の制御部12が調光比を0%に設定して各照明器具2の光源21を消灯させ、逆に外光が減少して明るさセンサ10の出力電圧が所定のしきい値以下となれば、照明器具2による照明が必要と判断した照明制御装置1の制御部12が調光比を出力電圧と目標値Pの差に応じた値に設定して各照明器具2の光源21を調光点灯(再点灯)させるという機能(以下、この機能を「外光連動省エネ機能」と呼ぶ。)を有している。以下、この外光連動省エネ機能についてさらに詳しく説明する。なお、これ以降の説明では光源21を点灯、消灯、調光点灯することを便宜的に照明器具2を点灯、消灯、調光点灯すると表現する。
By the way, according to the above conventional example, if the output voltage of the
図10(a)及び(b)は照明環境の照度(明るさセンサ10の出力電圧)と照明制御装置1によって制御される調光比の関係を表す図であって、実線が調光比、一点破線が照度を示している。ここで、γは調光可能な調光比の最低値、δは照度の目標値、αは目標値δに最低値γを加算した値であって外光連動省エネ機能における消灯レベル、βは目標値δから最低値γを減算した値、θは目標値δと減算値βとの間に設定される値であって外光連動省エネ機能における再点灯レベルをそれぞれ示し、図10(a)においては無外光で調光比が70%のときの照度を目標値δに設定した場合、図10(b)においては無外光で調光比が35%のときの照度を目標値δに設定した場合の関係をそれぞれ示している。
FIGS. 10A and 10B are diagrams showing the relationship between the illuminance (output voltage of the brightness sensor 10) of the lighting environment and the dimming ratio controlled by the
図10(a)に示すように外光の増加に伴って制御部12が調光比を低下させることで照度が一定に保たれているが(区間D1)、調光比が最低値γ(例えば、25%)に達した後も外光が増加し続けると調光比が最低値γに維持されているために照度が増加し(区間D2)、照度が消灯レベルαを超えた時点で制御部12が調光比を0%に設定して照明器具2を消灯する。照明器具2が消灯することで照度が一旦低下するが、その後も外光が増加し続ければ制御部12は照明器具2を消灯したままとする(区間D3)。反対に、外光が減少して照度が再点灯レベルθを下回った時点で制御部12が調光比を最低値に設定して照明器具2を調光点灯する(区間D4)。ここで上記従来例においては、例えば、消灯レベルαは無外光で調光比が95%のときの照度に設定され、再点灯レベルθは無外光で調光比が50%のときの照度に設定されている。
As shown in FIG. 10A, the illuminance is kept constant by the
ところが、図10(b)に示すように目標値δが相対的に小さい値(例えば、無外光で調光比が35%のときの照度)に設定されている場合、βの値がδ−γ=10%となるから再点灯レベルθは最低値γよりも小さく且つβよりも大きい値、例えば、15%に設定されることとなり、照度が消灯レベルαを超えて制御部12が照明器具2を消灯した後、外光が調光比15%に相当する再点灯レベルまで低下しないと照明器具2が再点灯しないので、消灯後から再点灯までの間では照明環境の明るさがかなり暗いものとなって使用者に不快感や違和感を与えてしまう虞があった。
However, as shown in FIG. 10B, when the target value δ is set to a relatively small value (for example, illuminance when the dimming ratio is 35% without outside light), the value of β is δ. Since −γ = 10%, the re-lighting level θ is set to a value smaller than the minimum value γ and larger than β, for example, 15%. After the
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、目標値が相対的に低く設定されている場合においても使用者に不快感や違和感を与えることがない照明制御装置及び照明システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an illumination control device and illumination that do not give the user an uncomfortable feeling or an uncomfortable feeling even when the target value is set relatively low. To provide a system.
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、1乃至複数の照明負荷を調光信号によって調光及び点滅する照明制御装置であって、当該照明負荷によって照明される屋内の照明環境の明るさを検出する明るさ検出手段と、当該照明環境に適した明るさの目標値を記憶する記憶手段と、明るさ検出手段で検出する照明環境の明るさと記憶手段に記憶した目標値とを一致させるのに必要な調光信号を作成して照明負荷に出力する制御手段とを備え、記憶手段は、目標値よりも高い値に設定される再点灯レベルと、調光信号による調光範囲の下限値を再点灯レベルに加えた値よりも高い値に設定される消灯レベルとを記憶し、制御手段は、照明負荷を調光範囲の下限値で調光している状態において明るさ検出手段で検出する明るさが消灯レベル以上となれば照明負荷を消灯し、照明負荷が消灯している状態において明るさ検出手段で検出する明るさが再点灯レベル以下となれば調光信号によって照明負荷を調光することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の発明において、記憶手段は、照明負荷の調光可能な最低値と、該最低値よりも高い値に設定された調光範囲の下限値とを記憶し、制御手段は、照明負荷を調光範囲の下限値で調光しているときに明るさ検出手段で検出する明るさが消灯レベル以上となれば調光信号によって調光範囲の下限値から最低値まで徐々に暗くなるように照明負荷を調光することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the storage means stores a minimum dimmable value of the illumination load and a lower limit value of the dimming range set to a value higher than the minimum value. When the brightness detected by the brightness detection means is not less than the extinguishing level when the lighting load is dimmed at the lower limit value of the dimming range, the control means is controlled from the lower limit value of the dimming range by the dimming signal. The illumination load is dimmed so that it gradually becomes darker to the value.
請求項3の発明は、上記目的を達成するために、請求項1又は2記載の照明制御装置と、光源、照明制御装置から与えられる調光信号に応じて光源の光出力を調整し且つ光源を点滅する調光形安定器を具備する1乃至複数の照明器具とで構成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
本発明によれば、目標値よりも高い値に設定される再点灯レベルと、調光信号による調光範囲の下限値を再点灯レベルに加えた値よりも高い値に設定される消灯レベルとを記憶手段に記憶し、制御手段が、照明負荷を調光範囲の下限値で調光している状態において明るさ検出手段で検出する明るさが消灯レベル以上となれば照明負荷を消灯し、照明負荷が消灯している状態において明るさ検出手段で検出する明るさが再点灯レベル以下となれば調光信号によって照明負荷を調光するので、目標値が相対的に低く設定されている場合においても目標値以上の明るさで再点灯させることができて使用者に不快感や違和感を与えることのない照明制御装置及び照明システムが提供できる。 According to the present invention, the relighting level set to a value higher than the target value, and the extinguishing level set to a value higher than the value obtained by adding the lower limit value of the dimming range by the dimming signal to the relighting level, Is stored in the storage means, and the control means turns off the lighting load when the brightness detected by the brightness detection means is not less than the turn-off level in a state where the lighting load is dimmed at the lower limit value of the dimming range, When the target value is set relatively low because the lighting load is dimmed by the dimming signal if the brightness detected by the brightness detection means falls below the relighting level when the lighting load is off. In this case, it is possible to provide a lighting control device and a lighting system that can be turned on again at a brightness higher than the target value and do not give the user unpleasantness or discomfort.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、本実施形態の照明制御装置1及び照明器具2の構成は従来例と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, since the configurations of the
(実施形態1)
本実施形態の照明システムは、例えば、図1に示すように天井に配設された複数台の照明器具2と、照明器具2を調光信号によって点灯、消灯、調光する照明制御装置1とで構成される。照明制御装置1は天井に配設されるものであって各照明器具2と信号線Lsで接続され、PWM信号からなる調光信号を信号線Lsを介して各照明器具2に伝送する。また、本実施形態の照明制御装置1も従来例と同様に外光連動省エネ機能を有している。なお、照明制御装置1及び照明器具2は従来例と共通の構成(図8参照)を有し、電線Lpを介して商用交流電源ACから電源供給を受けて動作する。明るさセンサ10はレンズ等の光学系を有し、図2に示すように天井高が約2.5mのときに床面で直径約4mの範囲Sの明るさ(照度)が検出可能である。また従来例で説明したように、明るさセンサ10は太陽電池や光電変換素子などで構成され、図3に示すように入射光量(照度)に対して出力電圧が直線的に増加する特性を有している。
(Embodiment 1)
The lighting system of this embodiment includes, for example, a plurality of
本実施形態の照明制御装置1においては、図示しないリモコン送信機で目標値δが設定されると、制御部12が、再点灯レベルθを目標値δよりも高い値(δ<θ)に設定するとともに、消灯レベルαを調光信号による調光範囲の下限値(照明器具2の調光可能な最低値γ)と再点灯レベルθとの和よりも高い値(θ+γ<α)に設定して記憶部11に記憶させている。ここで、制御部12が目標値δにそれぞれ係数K,Lを乗算することで再点灯レベルθ(=K×δ)及び消灯レベルα(=L×δ)の値が設定されるようになっている。なお、係数K,Lの値は上記関係(θ+γ<α)を満足するような値、例えば、K=1.2,L=1.5とすればよい。
In the
図4は照明環境の照度(明るさセンサ10の出力電圧)と照明制御装置1によって制御される調光比の関係を表す図であって、実線が調光比、一点破線が照度を示している。なお、外光連動省エネ機能によって照明器具2を消灯させたときに使用者に対して違和感を与えないためには調光可能な最低値γが25%以下であることが望ましく、図示例では最低値γが5%である照明器具2を用いている。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the illuminance of the lighting environment (output voltage of the brightness sensor 10) and the dimming ratio controlled by the
図4に示すように、従来例と同様に外光の増加に伴って制御部12が調光比を低下させることで照度が一定に保たれ、調光比が最低値γに達した後も外光が増加し続けると調光比が最低値γに維持されているために照度が増加する。そして、調光比が最低値γに維持されている状態で照度が消灯レベルα以上になると、その時点から制御部12がタイマによる限時を開始し、所定時間Tm(例えば、30分)が経過した時点で調光比を0%に設定して照明器具2を消灯する。照明器具2が消灯することで照度が一旦低下するが、その後も外光が増加し続ければ制御部12は照明器具2を消灯したままとする。反対に、外光が減少して照度が再点灯レベルθ以下に低下すると、制御部12が調光比を最低値γに設定して照明器具2を調光点灯する。
As shown in FIG. 4, the illuminance is kept constant by the
上述のように本実施形態では、目標値δよりも高い値に設定される再点灯レベルθと、調光信号による調光範囲の下限値(調光可能な最低値γ)を再点灯レベルθに加えた値よりも高い値に設定される消灯レベルαとを照明制御装置1の記憶部11に記憶し、照明制御装置1の制御部12が、照明器具2を調光範囲の下限値(調光可能な最低値γ)で調光している状態において明るさセンサ10で検出する明るさ(照度)が消灯レベルα以上となれば照明器具2を消灯し、照明器具2が消灯している状態において明るさセンサ10で検出する明るさ(照度)が再点灯レベルθ以下となれば調光信号によって照明器具2を調光点灯しているので、目標値δが相対的に低く設定されている場合においても目標値δ以上の明るさで再点灯させることができて使用者に不快感や違和感を与えることがない。また、照度が消灯レベルα以上となって照明制御装置1により照明器具2が消灯したときでも、θ+γ<αの関係を満足していれば、消灯直後の照度が再点灯レベルθ以下となって照明器具2が点滅することを防ぐことができる。なお、目標値δから再点灯レベルθ及び消灯レベルαを決定するための係数K,Lが固定されている場合、K×δ+γ<L×δを満足する目標値δの下限値を事前に実験で求めておき、目標値δを下限値以上の値に設定する必要がある。
As described above, in the present embodiment, the relighting level θ set to a value higher than the target value δ and the lower limit value of the dimming range (the dimmable minimum value γ) by the dimming signal are used as the relighting level θ. Is stored in the
ところで、目標値δから再点灯レベルθ及び消灯レベルαを決定するための係数K,Lは必ずしも固定する必要はなく、目標値δに応じた適当な係数K,Lを選択できるようにしても構わない。例えば、図5に示すように目標値δが第1のしきい値Th1以上であるとき(水準1)、目標値δが第1のしきい値Th1未満且つ第2のしきい値Th2以上であるとき(水準2)、目標値δが第2のしきい値Th2未満であるとき(水準3)の3つの水準を設け、各水準1〜3毎にKn×δ+γ<Ln×δの関係を満たすように予め実験結果などから係数Kn,Ln(n=1,2,3)の値を求めて記憶部11に記憶しておき、目標値δが設定されたときに制御部12が目標値δの水準1〜3を判別し、判別した水準1〜3に応じた係数Kn,Lnを記憶部11から読み出して再点灯レベルθ及び消灯レベルαを決定すればよい。あるいは、リモコン送信機を使って使用者が再点灯レベルθ及び消灯レベルαを任意の値に設定できるようにしてもよいが、その場合は、設定された値がθ+γ<αの関係を満足するか否かを制御部12が判断し、その結果をリモコン送信機に返信することが望ましい。
By the way, the coefficients K and L for determining the relighting level θ and the extinguishing level α from the target value δ are not necessarily fixed, and appropriate coefficients K and L according to the target value δ can be selected. I do not care. For example, as shown in FIG. 5, when the target value δ is greater than or equal to the first threshold value Th1 (level 1), the target value δ is less than the first threshold value Th1 and greater than or equal to the second threshold value Th2. In some cases (level 2), there are provided three levels when the target value δ is less than the second threshold value Th2 (level 3), and the relationship of Kn × δ + γ <Ln × δ is established for each level 1-3. The values of the coefficients Kn, Ln (n = 1, 2, 3) are obtained in advance from the experimental results so as to satisfy and are stored in the
(実施形態2)
実施形態1では、調光比が最低値γに維持されている状態で照度が消灯レベルα以上になった時点から制御部12がタイマによる限時を開始し、所定時間Tm(例えば、30分)が経過した時点で調光比を0%に設定して照明器具2を消灯している。これに対して本実施形態では、照明器具2の調光可能な最低値γよりも高い値に設定された調光範囲の下限値βを記憶部11に記憶し、照明器具2を調光範囲の下限値βで調光しているときに明るさセンサ10で検出する明るさ(照度)が消灯レベルα以上となれば、制御部12が調光信号によって調光範囲の下限値βから最低値γまで徐々に暗くなるように照明器具2を調光しており、かかる点に本実施形態の特徴がある。但し、調光制御装置1並びに照明器具2の構成と基本的な動作は実施形態1と共通であるから説明は省略する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the
図6は照明環境の照度(明るさセンサ10の出力電圧)と照明制御装置1によって制御される調光比の関係を表す図であって、実線が調光比、一点破線が照度を示している。図6に示すように、外光の増加に伴って制御部12が調光比を低下させることで照度が一定に保たれ、調光比が下限値βに達した後も外光が増加し続けると調光比が下限値βに維持されているために照度が増加する。そして、調光比が下限値βに維持されている状態で照度が消灯レベルα以上になると、制御部12は照明器具2の調光比を下限値βから最低値γまで徐々に低下させることで照明環境の照度を減少(フェードアウト)させ、最低値γに達した時点で照明器具2を消灯する。反対に、外光が減少して照度が再点灯レベルθ以下に低下すると、制御部12は調光比を最低値γに設定して照明器具2を調光点灯し、明るさセンサ10の出力電圧が目標値δに一致するようにフィードバック制御を行う。なお、フェードアウトを行う時間Tfは上記フィードバック制御の動作時間(調光比が変化するまでの時間)よりも長い時間(例えば、数分から10分程度)に設定される。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the illuminance of the lighting environment (output voltage of the brightness sensor 10) and the dimming ratio controlled by the
上述のように本実施形態によれば、実施形態1に比較して使用者に違和感を与えずに速やかに省エネを図ることができ、しかも、照明器具2を消灯する際にフェードアウトすることで違和感のない消灯動作が行える。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to save energy quickly without giving the user a sense of incompatibility compared to the first embodiment, and furthermore, the user feels uncomfortable by fading out when the
1 照明制御装置
2 照明器具
Ls 信号線
DESCRIPTION OF
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