JP2014535013A - マルチポイントセンサー較正を伴うオープンループとクローズロープが統合された日光及び人工照明のコントロール - Google Patents

Abstract

空間における光分布をコントロールするシステム及び方法であって、空間は、設置された光源、外部の光源、空間における窓に対する少なくとも一つのブラインド、照明コントロールユニット、および、日光／ブラインドコントロールユニット、を含んでいる。方法は：照明コントロールユニットにおいて、空間の中の複数の測定領域で、設置された光源及び外部の光源からの作業照度を見積るステップと；見積りされた照度に基づいて、設置された光源の輝度レベルを決定するステップと；事前に決定された要求及び/又は測定に従って、ブラインドの第１の位置を決定するステップと；前記日光／ブラインドコントロールユニットにおいて、空間の中の複数の測定領域のデータを受け取るステップと；事前に決定された要求に従って、ブラインドの第２の位置を決定するステップと；最適な日光の快適性、ぎらぎら光の防止、および、眺めを提供するように、ブラインドの第１の位置又は第２の位置のいずれかを選択するステップと、を含む。

Description

本発明は、照明コントロールに関する。より特定的には、複数の設置された光源及び外部光源を含む空間における光分布をコントロールするための方法及びシステムに関する。

日光及び外の景色の眺めが健康、快適性、および、生産性を改善するという証拠が増え続けている。既存の自動化された窓取扱いコントロールや光コントロールの電気照明システムは、こうした観点においては最適状態から遠く離れている。それらのオペレーションは、しばしばユーザーによって正しく理解されず、従って、ユーザーはそれらを使用しなくなり、結果として、快適でエネルギー効率の高い照明環境を創出する機会を失っている。こうした問題の一つは、独立してコントロールされる日光（窓取扱い法）及び電気照明コントローラーを配置することに起因している。

既存の窓取扱い法のほとんどは手動で操作されるが、それにより、結果として、快適さ同様にエネルギー節約の機会を失っている。部屋において効率よく日光を統合するために、こうしたシステムを自動的にコントロールすることに対する動向が増加している。そうしたシステムは、近代的な商業ビルディングの中に設置されている。これらのシステムは、日時計の形式、ビルディングのモデル、および、周辺物に基づいたオープンループコントロールを使用して動作している。こうしたシステムの実用的なテストは、伝えられるところによれば、以下のような芳しくない性能を生じている。すなわち、
−隣接する部屋にある同じブラインドが異なる振る舞いをする。
−ブラインドは、快晴の下で直射日光を部屋の中に届かせてしまい（これにより不快なぎらぎら光（ｇｌａｒｅ）が生じる）、一方、曇天の下で部屋の中の照明レベルが非常に低いときでさえ、ブラインドは完全には開かない。

こうした問題の一つの原因は、内部及び外部環境に関する所定の仮定を用いて、システムがオープンループのオペレーションとして設計されていることである。こうした仮定は、しばしば必ずしも正しくなく、もしくは、環境が変化したとき（例えば、木々、ビルディング、または、取り壊し、等）に問題が生じる。

近年、「統合（”ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ”）」コントロールシステムが、いくつかの米国特許において開示されている。以降は、その２つの例示である。

米国特許第７１１１９５２号は、窓取扱い法及び電気照明に対する結合されたコントローラーを開示している。このシステムは、電気照明の調光レベルと部屋の中の日光の量をコントロールするための日光検出を含んでいる。このシステムは、サブシステムをコントロールするために中央コントローラーを使用する。しかしながら、オペレーションはシーケンシャル（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ）である。つまり、最初に、窓取扱い法が完全なオープン／クローズになるまで調整され、次に、要求される照明の残分を提供するように電気照明が調整される。

米国特許第７５６６１３７号は、一つのセンサー又は複数のセンサーのいずれかに基づく窓取扱い法及び電気照明に対する結合されたコントローラーを開示している。電気照明は、一つのセンサー又は複数のセンサーのいずれかを伴うゾーンの中にグループ化される。複数のセンサーの場合、これらのセンサーの出力は単純に平均化される。複数ゾーンのコントロールは、それぞれのゾーンの中に在る事前にプログラムされたコントローラーを通じて達成される。窓取扱い法及び電気照明に対する結合されたコントローラーは、シーケンシャルなオペレーションに基づいている。つまり、最初にブラインドがクローズ又はオープンされ、次に、電気照明が調整される。

上記のシステムに係る一つの共通する欠点は、それらがシーケンシャルに動作することである。例えば、最初にブラインドが完全にクローズ又はオープンされ、電気照明の動作が後に続く。こうしたシステムは、ユーザーを不快にさせてしまう可能性がある。例えば、ユーザーが設定ポイントを変更するか、占有センサーが環境の変化を検出して、設定を変更する（オフからオンに位置を変えるといったこと）必要がある場合に、ユーザーは、照明の好みが満たされたかを確かめるために、シーケンシャルなオペレーションが完了するまで待つ必要がある。窓取扱いは、動作が遅いので、全体の待ち時間は数秒間になることがあり、そうでなければ、一分間以上のこともある。今日では素早いレスポンスに対する必要性があるので、ユーザーは、そういった長い待ち時間に耐えられず、ついには、完全な手動コントローラーに戻ってしまう。

日光の分布が不均一である場合に、米国特許第７１１１９５２号は、それぞれのゾーンの中の電気照明に対する事前に設定された値にしようすることを提案する。こうしたシステムは高価である。システムは、設置の最中の較正と、同様に、建物条件（内部または外部）が変化したときの継続的な維持も要するからである。この特許は、複数センサーのアプローチについて言及しているものの、主目的は、これらのセンサーの出力を単純に平均化することでロバスト性（ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）を増加することである。こうした平均化は、均一な光分布の要求に対しては働くが、コントロールされた非均一な光分布にたいしては機能しない。加えて、こうしたシステムは、エネルギー節約の観点で最適なものではない。

より最適なソリューションはクローズドループのブラインドコントロールである。これは、内部照明の状況に基づいてブラインドの高さとスラット角度（ｓｌａｔ ａｎｇｌｅ）を調整するものであり、追加のぎらぎら光防止のための補足的なオープンループコントロールも同様である。より最適なソリューションは統合されたコントローラーであり、窓取扱いと電気照明の両方をコントロールする。しかしながら、これにはコントロールシステムの統合化が必要であり、一つの製造者が両方のシステムを取り扱うことを要するものである。

照明の側において、最近の調査からの研究は、最も進んだ光コントロールの照明コントロールシステムでも、期待する性能を満足することができないことを示している。特に、それらの性能は、典型的にベネチアンブラインドも備えている日照空間において劣化する。性能劣化の基本的な理由は、スラット角度及び太陽の位置が空間において変化するにつれて環境における反射が変化することである。空間反射におけるこうした変化は、既存のシステムによっては適正に取り扱われていない。より良いソリューションは、ブラインドの位置、日光の量、および、太陽高度に気付くことである。このことは、複数のセンサーの場合に作業平面照度見積りとして、または、単一の光検出環境の場合にマルチポイント構成として参照される。しかし、こうしたシステムは、日照環境の知識を必要とするものである。

米国特許第７１１１９５２号明細書 米国特許第７５６６１３７号明細書

従って、マルチポイントセンサー較正デバイスを利用する統合された日光及び人工照明コントロールの必要性が存在する。

本発明開示は、照明システム間、電気照明と日光／ブラインドの両方のコントローラーとの間、での情報交換に基づいた、マルチポイントセンサー較正（動的センサーゲイン）を用いたクローズドループ／オープンループおよび作業平面照度見積りのためのシステムを含んでいる。日光／ブラインドのコントロールは、ベネチアンブラインド、ローラーシェイド、エレクトロクロミック（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｒｏｍｉｃ）窓を含んでいる。しかしながら、一般性を失うことなく、用語「ベネチアンブラインド」、または、単に「ブラインド」が使用される。

照明コントロール部分において、電気照明と窓ブラインドのスラット角度コントロールのための（クローズドループ）照明コントロールは、以下を実行して実施される。
・複数の較正ポイントに基づいて作業平面照度を見積る。複数の較正ポイントは、ブラインドのスラット角度、高さ、および、部屋に注ぐ日光の関数である。
・光センサー、ユーザー設定ポイント、および、占有センサーに従って、電気照明の調光レベルを計算／決定する。
・光センサーとユーザー設定ポイントに従って、スラット角度の位置を計算／決定する。
・スラット角度（または、増加／減少）をブラインドコントローラーに対して伝送する。
・動作センサーと天気状況センサーのステータスを通信する。

ブラインドコントロール部分において、（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールが実施される。地理基盤コントローラーに加えて、照明コントローラーユニットのクローズドループ情報と日光／ブラインドコントロールユニットのオープンループ情報との間で選択を行う快適性コントローラーを含んでいる。システムは、以下のように動作する。
・地理的位置とビルディング及び窓の形状情報に基づいてブラインドの高さと角度を計算／決定する。
・快適性コントローラーは、それぞれ（クローズドループ）照明コントローラーと（オープンループ）日光／ブラインドコントローラーからくるブラインド位置決め情報の間で選択を行い、ぎらぎら光を防止して、最適な日光の快適性と外の眺めを提供する。
・日光／ブラインド（快適性）コントローラーは、ブラインドのスラット化輝度インテグラル位置と高さを（クローズドループ）照明コントローラーに対して通信する。

本発明開示は、与えられた要求に従って全体的な光分布を最適化するように、窓取扱い法（例えば、ブラインド、シェイド、等）と電気照明が適応的に統合されたコントロールのフレームワークを含んでいる。コントロールシステムは、２つのコントローラーを含んでいる。一つは、日光と電気照明を一緒にコントロールするための（クローズドループ）照明コントロールユニットであり、もう一つは、日光だけをコントロールするための日光／ブラインド（快適性）コントロールユニットである。複数のセンサーが空間における照明状況をサンプルし、所定の実施例においては複数のセンサーが分配されている。提案されるフレームワークにより、複数のセンサーと統合された２つの独立したコントロールシステムを利用して、電気照明を用いた最適な日光コントロール（例えば、窓のブラインド、シェイド、等）ができる。

一つの実施例において、本発明は、空間における光分布をコントロールする方法に関する。前記空間は、設置された光源、外部の光源、前記空間における窓に対する少なくとも一つのブラインド、照明コントロールユニット、および、日光／ブラインドコントロールユニット、を含んでいる。前記方法は：前記照明コントロールユニットにおいて、前記空間の中の複数の測定領域で、前記設置された光源及び前記外部の光源からの作業照度を見積るステップと；見積りされた前記照度に基づいて、前記設置された光源の輝度レベルを決定するステップと；事前に決定された要求及び/又は測定に従って、前記ブラインドの第１の位置を決定するステップと；前記日光／ブラインドコントロールユニットにおいて、前記空間の中の前記複数の測定領域のデータを受け取るステップと；前記事前に決定された要求に従って、前記ブラインドの第２の位置を決定するステップと；最適な日光の快適性、ぎらぎら光の防止、および、眺めを提供するように、前記ブラインドの前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかを選択するステップと、を含む。

別の実施例において、本発明は、設置された光源と外部の光源を含む空間において光分布をコントロールするためのシステムに関する。前記システムは：照明コントロールユニットであり、前記空間の中の複数の測定領域で、前記設置された光源及び前記外部の光源からの作業照度を見積り、見積りされた前記照度に基づいて、前記設置された光源の輝度レベルと前記外部の光源から前記空間に注ぐ光の量をコントロールし、かつ、事前に決定された要求及び/又は測定に従って、窓に対する少なくとも一つのブラインドの第１の位置を決定する、照明コントロールユニットと；日光／ブラインドコントロールユニットであり、前記空間の中の前記複数の測定領域のデータを受け取り、事前に決定された要求に従って、前記ブラインドの第２の位置を決定し、かつ、最適な日光の快適性、ぎらぎら光の防止、および、眺めを提供するように、前記ブラインドの前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかを選択する、日光／ブラインドコントロールユニットと、を含む。

さらに別の実施例において、本発明は、空間における光分布をコントロールするプロセスをプロセッサに実行させるためのインストラクション保管した、コンピューターで読取り可能な固定の媒体に関する。前記空間は、設置された光源、外部の光源、前記空間における窓に対する少なくとも一つのブラインド、照明コントロールユニット、および、日光／ブラインドコントロールユニット、を含んでいる。前記プロセスは：前記空間の中の複数の測定領域で、前記設置された光源及び前記外部の光源からの光の照度レベルを見積るステップと；見積りされた前記照度レベルに基づいて、前記設置された光源の輝度レベル及び前記外部の照明から前記空間に注ぐ光の量をコントロールするステップと；事前に決定された要求及び/又は測定に従って、前記ブラインドの第１の位置を決定するステップと；前記空間の中の前記複数の測定領域のデータを受け取るステップと；事前に決定された要求に従って、前記ブラインドの第２の位置を決定するステップと；最適な日光の快適性、ぎらぎら光の防止、および、眺めを提供するように、前記ブラインドの前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかを選択するステップと、を含む。

一般的に、本発明の範囲内で、あらゆるやり方で本発明の種々の態様が組合され、結合され得る。本発明として評価される技術的事項は、本明細書の結論としての特許請求の範囲において、特に指摘され、明確にクレームされる。本発明に係る前出及び他の特徴と利点が、添付の図面と併せて、以降の詳細な説明から明らかになる。

図１は、本発明の一つの実施例に従って、照明コントロールシステムのハイレベルなダイヤグラムを示している。 図２は、本発明の一つの実施例に従った、日光／ブラインド（快適性）コントロールユニットのオペレーションのフローチャートを示している。 図３は、本発明の別の実施例に従って、照明コントロールシステムのハイレベルなダイヤグラムを示している。 図４は、本発明の別の実施例に従って、照明コントロールシステムのハイレベルなダイヤグラムを示している。

複数の照明器具を有する空間において、照明器具は、一つのオフィスにおける照明器具（空間における均一な照明）であり得るし、または、不均一に分布する作業照明（仕切りのある個人用小室といった複数のオフィス、または、複数の作業照明を伴う一つのオフィス）であり得る。複数のセンサーが、空間の隅から隅まで種々の場所における照明レベルをサンプルするために設置されている。そして、一般的には、統合されたクローズドループコントロールアルゴリズムが、それぞれの照明器具からの照明レベルを調整し、全般的に所望の光分布が達成されるように窓取扱い法をコントロールする。

本発明の主旨に従えば、統合された２つの独立したコントロールシステムが、光分布の要求を満たすために最適な電気照明と日光を提供する。特に、日光／ブラインド（快適性）コントローラーは、電気照明及び日光／ブラインドコントロールシステムに対するインターフェイスであり、情報交換を促進する。日光／ブラインド（快適性）コントローラーにおいて採用されているコミュニケーションプロトコルは、電気照明とブラインド製造者との間で事前に決定され、適正なインターフェイスと統合を確実にする。（オープンループ）日光／ブラインドコントロールシステムと電気照明（クローズドループ）システムの両方は、独立して設置され、オペレーションすることができる。本発明は、特に、装置の改造アプリケーションに適している。電気照明（クローズドループ）システム又は（オープンループ）日光／ブラインドコントロールシステムのうち一つだけが存在しており、続いて、他方が、システム全体をさらに最適化し、統合された照明コントロールシステムを提供するために、後日追加される場合である。

クローズドループ信号は、対応する電気照明コントロール（クローズドループ）システムが無い場合、自動的に日光／ブラインド（快適性）コントローラーにおいてバイパスされる。一方、電気照明コントロール（クローズドループ）システムの補正が行われている場合、統合されたシステムのパフォーマンスは、（クローズドループ）照明コントロールユニットによって著しく押し上げられる。従って、本フレームワークは、有利にエネルギー消費を削減し、ユーザーの視覚的な快適性を改善することができる。そして、上述のようなコントロールシステムの欠点に悩まされることはない。

図１は、ここにおいて説明された実装の実施例を示している。図１におけるシステムは、クローズドループ電気照明システム１００とオープンループ日光／ブラインドコントロールシステム１１０を含んでいる。クローズドループ電気照明システム１００は、空間に対する光センサー１２１及び１２２からの入力を受け取る、クローズドループ照明コントロールユニット１０２と、外部照明（例えば、日光）に対する日光（曇天）又は光センサー１０４、および、天候センサー１０８と動作センサー１０６を含んでいる（人間の存在を検出しないときは明るさを減少させるようにである）。センサーの数量は照明器具の数量と同一である必要はなく、センサーがそれぞれの照明器具の下にある必要もないことに留意すべきである。図１は、複数のセンサーを仮定しているが、それの照明と窓のブラインドは、独立して適合される。

（クローズドループ）照明コントロールユニット１０２によって使用されるアルゴリズムは、従来技術として既知のものであり、ここにおいて詳細には説明されない。そうしたアルゴリズムの一つは、米国仮特許出願第６１／４７４７６３号において説明されている。タイトルは”ADAPTIVE INTEGRATED DAYLIGHT AND ELECTRIC LIGHT CONTROL WITH MULTI-SENSOR FOR CONTROLLED-LIGHT DISTRIBUTION”で、Danachew Birruによって２０１１年４月１３日に出願されたものであって、ここにおいて参考として包含されている。一般的には、しかしながら、そうしたアルゴリズムの一つは以下を含んでいる。すなわち、設定ポイント入力がセンサーの読み（較正適用後）より低い場合、電気照明が所定のステップを用いて調光され、ブラインドのスラット角度が所定のステップを用いて減少される（スラットを閉じる）。セットポイント入力が、より高い場合は、その反対のことが実行される。

（クローズドループ）照明コントロールユニット１０２に対する入力は、また、照度見積りユニット１０５によって創出され、マルチポイント較正として（または、動的ゲインとして）も知られている。マルチポイント較正（または、動的ゲイン、作業平面照度見積り）の詳細は、従来技術として知られたものである。一般的に、このユニットは、センサーの生の読みを、窓のブラインド角度と高さ、外部窓の照度と太陽高度位置の関数として変更するように試みる。このユニットは、今日使用されている一つの較正センサーが悩まされている空間反射における変化から結果として生じる問題を軽減するものである。較正ステップは、典型的に、それぞれの参照ポイントにおいて複数の測定を取得することから成り、それらをブラインドの高さ、角度、および、日光情報の関数として適合させる。これらの初期測定は、複数センサーの出力を変更し、融合するために使用される。一つのセンサーの場合には、環境変数に依存するセンサーチップの動的なゲインのように使用される。今日のセンサースキームは、本質的には単一ゲインシステムであり、芳しくない性能を導いている。

照度見積りユニット１０５は、複数の較正ポイントに基づいて作業平面照度見積りを提供する。複数の較正ポイントは、ブラインドのスラット角度、高さ、および、部屋に注ぐ日光の関数となる。

作業平面照度見積り、中央コントロール又はユーザー入力１０１（設定ポイント入力）、および、センサー１０４、１２１、１２２からのセンサーデータは、（クローズドループ）照明コントロールユニット１０２によって処理され、好適なオペレーション状況を創出する。特に、（クローズドループ）照明コントロールユニット１０２は、電気照明の調光レベルを計算し、そして、電気照明１１１、１１２、１１３の輝度を調整することができる。（クローズドループ）照明コントロールユニット１０２は、また、上記の既定の要求及び/又は測定（例えば、センサーデータとユーザー設定ポイント）に従って、ブラインドの第１の位置情報を決定して、オープンループ日光コントロールシステムの（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７に対して伝送する。第１の位置情報は、スラット角度位置（または、増加／減少）とモーター駆動のブラインド／シェイドの高さを含んでいる。窓を通じて空間に入ってくる外部照明（例えば、日光）の量を調整するためである。（クローズドループ）照明コントロールユニット１０２は、また、モーターセンサー１０６、および、天候状況センサー１０４と１０８のステータスを（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７に対して伝送／通信する。

オープンループ日光／ブラインドコントロールシステム１１０は、モーター駆動のブラインド／シェイド又は窓取扱い法、および、地理／形状情報基盤コントロールユニット１０９を含んでいる。そうしたユニットは、従来技術として知られており、ここにおいて詳細は説明しない。一般的に、こうした地理／形状情報基盤コントロールユニットは、たいてい、内部及び外部環境に関する所定の仮定を伴って、日時計の形式、窓／ビルディングのモデル、および、その周辺物に基づいたアルゴリズムを使用して動作している。そうした場所と方向パラメーター、時間等１１４が、地理／形状情報基盤コントロールユニット１０９の中に入力される。オープンループ日光／ブラインドコントロールシステム１１０は、また、（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７を含んでおり、モーター駆動のブラインド／シェイド又は窓取扱い法１０３をコントロールして空間の中に注ぐ外部照明の量を変更する。「日光」に対する言及は、空間に対する外部照明を日光に限定するものではないことに留意すべきである。日光に対する光センサー１０４は、空間に対するあらゆる外部照明又は所定の光源を検出することができる。

上記に示したように、（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７は、クローズドループ電気照明システム１００から第１の位置情報とセンサーのステータスを受け取り、同様に、地理／形状情報基盤コントロールユニット１０９から地理／形状情報を受け取る。（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７は、そして、上記の既定の要求及び/又は測定（例えば、受け取ったセンサーデータ及び地理／形状情報）に従って、ブラインドの第２の位置情報を計算する。第２の位置情報は、スラット角度位置（または、増加／減少）とモーター駆動のブラインド／シェイド１０３の高さを含んでいる。

その後、（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７は、クローズドループ照明コントロールシステム１００からくる（クローズドループブラインド）第１の位置情報と、（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７からくる（オープンループブラインド）第２の位置情報との間で選択を行う。特に、（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７の選択により、ぎらぎら光が防止され、最適な日光の快適性と外の眺めが提供される。例えば、日光からの不快なぎらぎら光を避けるために、本発明は、作業平面に入ってくる高い輝度の光を避けるためにブラインドの位置を調整する。直射日光による不快なぎらぎら光を低減する目的のためである。さらに、眼の位置での鉛直面照度又は作業平面での輝度コントラストの測定は、また、より効果的で最適なぎらぎら光コントロールのために組み合わされ、及び/又は、使用され得る。１９９８年のＯｓｔｅｒｈａｕｓによる大きなぎらぎら光源の研究（Ｏｓｔｅｒｈａｕｓ １９９８）は、主観的なぎらぎら光のレーティング（ＳＧＲ：ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ ｒａｔｉｎｇ ｏｆ ｇｌａｒｅ）と居住者の視野における鉛直面照度又は全体的な輝度との間の相関を示している。Ｏｓｔｅｒｈａｕｓによる、より最近の論文（Ｏｓｔｅｒｈａｕｓ ２００８）は、視野における中央輝度の平均の比率（および、差異）は、主観的なぎらぎら光のレーティングと強く相関することを説明している。２００６年に、ＷｉｅｎｏｌｄとＣｈｒｉｓｔｏｆｆｅｒｓｅｎは、大きなぎらぎら光源からの影響を組み入れた新たなグレア公式（ＤＧＰ）を開発した（Ｗｉｅｎｏｌｄ ａｎｄ Ｃｈｒｉｓｔｏｆｆｅｒｓｅｎ ２００６）。ＤＧＰは、主として、個々のぎらぎら光源を説明するターム（ｔｅｒｍ）と組み合わされた、眼の位置での鉛直面照度に基づいている。（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７は、また、選択された位置情報（例えば、ブラインドのスラット角度位置と高さ情報）をクローズドループ電気照明コントロールシステム１００に対して伝達する。

図２は、本発明の一つの実施例に従った、日光／ブラインド（快適性）コントロールユニットのオペレーションのフローチャートを示している。

本実施例におけるプロセス２００は、オペレーション２０２においてシステムを確認する時間かどうかを判断し、そして、オペレーション２０４において空間が占有されていないかどうか判断することを含んでいる。はいの場合、オペレーション２０６において、スラット角度は、冷却期の最中は閉じられ、暖房期の最中は開けられる。そして、オペレーション２０２に戻る。いいえの場合、次に、システムは、オペレーション２０８で、オープンループシステム１１０に基づいて、ブラインド高さ動作を調整する時間であるかを判断する。はいの場合、オペレーション２１０においてブラインドの高さが調整される。いいえの場合、オペレーション２１２において、オープンループシステム１１０又は外部センサー１０４に基づいて、ぎらぎら光が存在するかを判断し、結果として、オペレーション２１４において最少のスラット角度を設定することになる。次のステップでは、オペレーション２１６において、クローズドループシステム１００がスラットを開けるように要求しているか判断し、かつ、現在のスラットが最少スラット角度より小さく開いているかを判断する。はいの場合、オペレーション２１８においてスラットの開口が増加され、オペレーション２０２に戻る。いいえの場合、次に、オペレーション２２０において、クローズドループシステム１００がスラットの開口を減少させるように要求しているかを見続ける。いいえの場合、オペレーション２０２に戻り、はいの場合、オペレーション２２２においてスラットの開口は減少されて、オペレーション２０２に戻る。

図３は、本発明の別の実施例に従って、照明コントロールシステムのハイレベルなダイヤグラムを示している。図３におけるシステムは、クローズドループ又は照明コントロールユニット１０２を含んでおり、空間に対する光センサー１２１と１２２からの入力、外部照明（例えば、日光）に対するぎらぎら光コントロール又は光センサー１０４からの入力を受け取る。システムは、また、モーター駆動のブラインド／シェイド又は窓取扱い法、および、地理／形状情報基盤コントロールユニット１０９を含んでいる。そして、（オープンループ）日光／ブラインド（快適性）コントロールユニット１０７を含んでおり、モーター駆動のブラインド／シェイド又は窓取扱い法をコントロールして、空間に注ぐ外部照明の量を変更する。および、共通バス１２４を含んでいる。ブラインド１０３と電気照明１１１は、それぞれのコントロールユニットを介して、共通バス１２４を通じて情報を交換する。そうした情報は、ブラインドのスラット角度、高さ、センサー情報、電気照明ステータス、ユーザー動作／願望、等を含んでいる。この実施例において、それぞれのユニット（例えば、１０２と１０７）は、他方のパフォーマンスを認識して、自身のパフォーマンスを最適化する。

バス１２４を使用することにより、ブラインド／シェイドの高さは、オープンループ日光／ブラインドコントロールユニットを介して、内部照明及び視覚的要求を満たすように適応的に調整される。ブラインド／シェイドが頻繁に動くことを最少化して、エネルギー節約（日光の利用）を最大化するといったやり方である。従って、システムは、（１）ビルディングの内部でのユーザーの所定の条件を満たすようなモーター駆動のシェイドシステムの高さ、および、（２）日光の利用とエネルギーの節約を最大化するような設置された光源それぞれの輝度レベル（増加／減少）、の両方を適応的に調整することができる。ユーザーの所定の条件は、ぎらぎら光と照明のコントラスト、照明輝度、および、外の眺めを含んでいる。

図４は、本発明の別の実施例に従って、照明コントロールシステムのハイレベルなダイヤグラムを示している。図４の実施例は、単一の光センサー１２１を含んでいる。従って、作業平面照度見積りユニットは、センサーに対する動的ゲイン１２６として、または、マルチポイント較正センサーとしてみることができる。

この発明開示は、ビルディング及び家における照明コントロールとエネルギー管理について適用可能である。

前出の詳細な説明は、本発明がとり得る多くの形式のうちのいくつかを明確にしてきたものである。前出の詳細な説明は、本発明がとり得る形式のうち選択されたものについての説明として理解されるべきであり、本発明の定義を限定するものとして理解されることを意図してはいない。この発明開示の範囲を定めるように意図されるのは、全ての均等物を含む、特許請求の範囲（クレーム）だけである。

最も好ましくは、本発明の趣旨は、ハードウェア、ファームウェア、および、ソフトウェアのあらゆる組み合わせとして実施される。さらに、ソフトウェアは、好ましくは、アプリケーションプログラムとして実施され、パーツ部品、または、所定のデバイス及び/又はデバイスの組み合わせから成る、プログラムストレージユニット又はコンピューターで読取り可能な媒体上に実体的に具現化されているものである。アプリケーションプログラムは、あらゆる適したアーキテクチャーを含むマシンに対してアップロードされ、実行されてよい。好ましくは、マシンは、一つまたはそれ以上の中央処理ユニット（「ＣＰＵ］）、メモリー、および、入力／出力インターフェイスといったハードウェアを有するコンピュータープラットフォーム上で実施される。コンピュータープラットフォームは、また、オペレーティングシステムとマイクロインストラクションコードを含んでいる。ここにおいて説明された種々のプロセス及び機能は、マイクロインストラクションコードの一部かアプリケーションプロセスの一部のいずれか、または、それらのあらゆる組み合わせであってよく、ＣＰＵによって実行される。そうしたコンピューター又はプロセッサが明示的に示されているかどうかにかかわらずである。加えて、追加のデータストレージユニット及び印刷ユニットといった、種々の他の周辺ユニットがコンピュータープラットフォームに接続されてもよい。

Claims (16)

1. 空間における光分布をコントロールする方法であって、
   前記空間は、設置された光源、外部の光源、前記空間における窓に対する少なくとも一つのブラインド、照明コントロールユニット、および、日光／ブラインドコントロールユニット、を含んでおり、
   前記方法は：
   前記照明コントロールユニットにおいて、
   前記空間の中の複数の測定領域で、前記設置された光源及び前記外部の光源からの作業照度を見積るステップと；
   見積りされた前記照度に基づいて、前記設置された光源の輝度レベルを決定するステップと；
   事前に決定された要求及び/又は測定に従って、前記ブラインドの第１の位置を決定するステップと；
   前記日光／ブラインドコントロールユニットにおいて、
   前記空間の中の前記複数の測定領域のデータを受け取るステップと；
   前記事前に決定された要求に従って、前記ブラインドの第２の位置を決定するステップと；
   最適な日光の快適性、ぎらぎら光の防止、および、眺めを提供するように、前記ブラインドの前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかを選択するステップと、
   を含む、
   ことを特徴とする方法。
2. 事前に決定された要求及び/又は測定に従って、前記ブラインドの第１の位置を決定する前記ステップにおいて、
   前記事前に決定された要求及び/又は測定は、ユーザー要求、および、前記空間の中の前記複数の測定領域データのうち一つまたはそれ以上のデータである、
   請求項１に記載の方法。
3. 事前に決定された要求に従って、前記ブラインドの第２の位置を決定する前記ステップにおいて、
   前記事前に決定された要求は、前記空間及び前記外部の光源の地理的位置と形状情報に基づいて規定される、
   請求項１に記載の方法。
4. 最適な日光の快適性を提供するように、前記ブラインドの前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかを選択する前記ステップは、
   ぎらぎら光を防止し、ブラインドの位置が関連する窓を通じた最適な眺め及びエネルギー効率を提供するために、最適な位置を決定する段階を含む、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記ブラインドの前記第１の位置、または、前記第２の位置を決定するステップは、
   前記ブラインドのスラット角度位置とブラインド高さを決定する段階を含む、
   請求項１に記載の方法。
6. 前記日光／ブラインドコントロールユニットは、さらに、
   前記照明コントロールユニットに対して、前記ブラインドの前記選択された第１の位置、または、第２の位置を提供するステップと、を含む、
   請求項１に記載の方法。
7. 前記照明コントロールユニットは、さらに、
   前記設置された光源の輝度レベルを再度決定するために、前記ブラインドの前記選択された第１の位置、または、第２の位置を使用するステップと、を含む、
   請求項６に記載の方法。
8. 設置された光源と外部の光源を含む空間において光分布をコントロールするためのシステムであって、前記システムは：
   照明コントロールユニットであり、
   前記空間の中の複数の測定領域で、前記設置された光源及び前記外部の光源からの作業照度を見積り、
   見積りされた前記照度に基づいて、前記設置された光源の輝度レベルと前記外部の光源から前記空間に注ぐ光の量をコントロールし、かつ、
   事前に決定された要求及び/又は測定に従って、窓に対する少なくとも一つのブラインドの第１の位置を決定する、
   照明コントロールユニットと；
   日光／ブラインドコントロールユニットであり、
   前記空間の中の前記複数の測定領域のデータを受け取り、
   事前に決定された要求に従って、前記ブラインドの第２の位置を決定し、かつ、
   最適な日光の快適性、ぎらぎら光の防止、および、眺めを提供するように、前記ブラインドの前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかを選択する、
   日光／ブラインドコントロールユニットと、を含む、
   ことを特徴とするシステム。
9. 照明コントロールユニットは、
   ユーザー要求、および、前記空間の中の前記複数の測定領域データのうち一つまたはそれ以上のデータに従って、前記ブラインドの第１の位置を決定する、
   請求項８に記載のシステム。
10. 前記日光／ブラインドコントロールユニットは、
    前記空間及び前記外部の光源の地理的位置と形状情報に従って、前記ブラインドの第２の位置を決定する、
    請求項８に記載のシステム。
11. 前記日光／ブラインドコントロールユニットは、
    最適な日光の快適性を提供するように、前記ブラインドの前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかを選択し、
    ぎらぎら光を防止し、ブラインドの位置が関連する窓を通じた最適な眺め及びエネルギー効率を提供するために、最適な位置を決定する、
    請求項８に記載のシステム。
12. 前記照明コントロールユニットと前記日光／ブラインドコントロールユニットは、
    それぞれに、前記ブラインドの第１の位置または第２の位置を決定する、
    請求項８に記載のシステム。
13. 前記日光／ブラインドコントロールユニットは、さらに、
    前記照明コントロールユニットに対して、前記ブラインドの前記選択された第１の位置、または、第２の位置を提供する、
    請求項８に記載のシステム。
14. 前記照明コントロールユニットは、さらに、
    前記設置された光源の輝度レベルを再度決定するために、前記ブラインドの前記選択された第１の位置、または、第２の位置を使用する、
    請求項１３に記載のシステム。
15. 設置された光源と外部の光源を含む空間における使用のための日光／ブラインドコントロールユニットであって：
    利用可能である場合に、プロセッサは、（１）前記空間の中の複数の測定領域データと、（２）前記空間における少なくとも一つのブラインドの第１の位置と、を受け取り、
    既定の要求に従って前記ブラインドの第２の位置を決定し、
    第１の位置を受け取った場合、最適な日光の快適性、ぎらぎら光防止、および、眺めを提供するように、前記ブラインドの前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかを選択する、
    ことを特徴とするコントロールユニット。
16. 空間における光分布をコントロールするプロセスをプロセッサに実行させるためのインストラクション保管した、コンピューターで読取り可能な固定の媒体であって、
    前記空間は、設置された光源、外部の光源、前記空間における窓に対する少なくとも一つのブラインド、照明コントロールユニット、および、日光／ブラインドコントロールユニット、を含んでおり、
    前記プロセスは：
    前記空間の中の複数の測定領域で、前記設置された光源及び前記外部の光源からの光の照度レベルを見積るステップと；
    見積りされた前記照度レベルに基づいて、前記設置された光源の輝度レベル及び前記外部の照明から前記空間に注ぐ光の量をコントロールするステップと；
    事前に決定された要求及び/又は測定に従って、前記ブラインドの第１の位置を決定するステップと；
    前記空間の中の前記複数の測定領域のデータを受け取るステップと；
    事前に決定された要求に従って、前記ブラインドの第２の位置を決定するステップと；
    最適な日光の快適性、ぎらぎら光の防止、および、眺めを提供するように、前記ブラインドの前記第１の位置又は前記第２の位置のいずれかを選択するステップと、
    を含む、
    ことを特徴とするコンピューターで読取り可能な固定の媒体。
    

Images