JP2016500818A - 感知される光レベルに対する異なる貢献度を区別する照明センサ - Google Patents

Abstract

本装置は、第１視野を備える第１光センサ、及び該第１視野内に含まれる一層狭い第２視野を備える第２光センサを有する。第１及び第２光センサは照明された面から反射される光を検出するように配置することができ、ここで、第１及び第２視野は上記面から反射される電気照明装置からの光及び該面から反射される付加的光（例えば、自然光）を包含するが、第２光センサは上記面上の或る領域に集中されて該領域外の物体からのグレアを排除する一方、第１視野は該領域を越えて広がる。当該装置が設置された環境の照明レベルは、上記２つのセンサを区別する情報に基づいて上記付加的光の変化を補償するように調整することができる。

Description

本発明は、例えば電気照明装置からの光及び窓を介して部屋に侵入する昼光等の少なくとも１つの他の光源からの付加的光等の、異なる光源からの光により照明される環境における光の感知に関する。例えば、本発明は、部屋又は他の空間における光のレベルを調整するために照明制御システムの一部として使用することができる。

昼光採集とは、例えばオフィス又は他の部屋等の建物の内部空間のような環境において人工光を補足するために自然昼光を使用することである。このアイデアは、当該空間を照明するために要する人工光の量を減らし、かくしてエネルギ消費を低減するために使用することができる。それにも拘わらず、オフィスの作業空間等の特定の環境では、例えば机の高さにおいて５００Lux等の特定の規格化され又は推奨された光レベルが必要とされ得る。規制されない環境においてさえも、エンドユーザは好みで特定の光レベルを必要とし得る。従って、関連する光レベル要件を満たしながらエネルギ消費を節約するために、近年の照明システムは、１以上の電気照明装置により出力される人工光を、存在する昼光の量に依存して調整するコントローラを有している。

閉ループ制御系は、制御している量のフィードバックを使用する（フィードバックを使用しない開ループ系とは反して）。照明制御システムの場合、光センサは当該空間における昼光及び電気光源の両方からの光の全測光量を検出する。次いで、該検知されたレベルが光の量を制御するために使用される。幾つかのシステムは“能動昼光照明”を用いることができ、該システムによれば、例えば自動窓ブラインド、制御可能な不透過率を持つ“スマートガラス”を有する窓、又は窓若しくは他の開口を介して制御可能な量の光を向けるように構成された可動反射器を有するヘリオスタット等による適切な装置が可変量の昼光を当該空間に投入又は向けるように制御される。加えて、１以上の電灯からの人工光を、自然昼光だけを用いては満たすことができない全体の光レベルの要件を補償するために調整することができる。他のシステムは、通常の窓又は天窓を介して自然光を受動的に収集し、必要とされる光レベルを満たすために電気光源を調整することができる。

米国特許第8,207,676号公報は、２つの異なる光センサがＬＥＤ光源内に組み込まれた装置を開示している。第１センサは当該ＬＥＤ光源及び周囲光からの両方の光を収集するように構成された拡散器を備える一方、第２センサは周囲光のみを収集するために当該ＬＥＤ光源からの光を阻止する側壁を備えている。これらの入力が、上記ＬＥＤ光源の光出力を調整するために使用される。

既存のシステムには、測定が当該照明装置以外の光源からの光の反射（例えば、昼光等の自然光の反射）により妨害を受け易いという問題がある。このような反射はグレア（glare）と称することができる。例えば、上述した二重センサ装置において、周囲光の反射が乱された場合、このことは両センサにより認識され、従って光の調整も乱される。

他の装置において、センサは、当該照明装置からの光を、照明された面からの該光の反射に基づいて検出するように配置される。例えば、該センサは、机等より上方に、該机から反射される照明装置の光を検出するように取り付けることができる。従って、該センサも、例えば白い紙等の反射する物体が上記机上で動かされた場合に、グレアの問題を受け易くなり得る。

発明者は、グレアは、該グレアが入射する視野に基づいて、例えば該グレアがセンサへと反射される角度に基づいて区別することができることを認識した。

本発明の一態様によれば、環境における照明レベルを感知するための装置が提供され、該装置は、少なくとも２つの光センサから信号を入力する入力部と、照明される面から前記光センサのうちの第１視野を有する第１光センサへと反射された光を示す第１信号を入力すると共に、前記照明される面から前記光センサのうちの前記面上の或る領域に集中された一層狭い第２視野を有する第２光センサへと反射された光を示す第２信号を入力するように構成された信号レベル検出器であって、前記第１視野が前記領域を越えて広がる信号レベル検出器とを有し、該信号レベル検出器は、前記第１信号と前記第２信号とを区別する情報を決定し、これにより、前記照明レベルの変化と前記領域外の物体からのグレアの効果とを区別するように構成される。

本発明の他の態様によれば、第１視野を備えて構成される第１光センサと、前記第１視野内に含まれる一層狭い第２視野を備えて構成される第２光センサとを有する装置が提供される。

一実施態様において、前記装置は、取り付け可能なハウジングと、該ハウジング内に配設された可視光を感知するための第１センサと、前記ハウジング内に配設された可視光を感知するための第２センサと、前記第１センサの視角を定めるように構成された前記ハウジングの第１光入射開口と、前記第１センサの視角より狭く且つ該第１センサの視角に重なる又は含まれる前記第２センサの視角を定めるように構成された前記ハウジングの第２光入射開口とを有する。上記第１光入射開口は、第１視軸に中心を合わされた５度以下の視角を画定するように構成される。該第１光入射開口は、１以上のレンズ等の１以上の光学系を有することができる。前記第２光入射開口は、第２視軸に中心を合わされた５０度以上の視角を画定するように構成することができる。該第２光入射開口は、１以上のレンズ等の１以上の光学系を有することができる。上記第１及び第２視軸は、±５度で互いに平行とすることができる。前記ハウジングは照明器具のハウジング又は該ハウジングの一部とすることができ、これにより、前記第１及び第２センサは該照明器具内に組み込まれる。

本発明の他の態様によれば、前記第１及び第２光センサが、照明される面から反射される光を検出するように設置される照明システムを提供することができ、前記第２光センサは前記面上の或る領域に集中されて該領域外の物体からのグレアを排除する一方、前記第１視野は該領域を越えて広がる。

このように、上記第１光センサは一層広い視野を有する一方、第２光センサは一層選択的な視野を備えて構成され、該第２光センサが関心領域のみからの（又少なくとも大部分が該関心領域からの）光を捕捉することを可能にする。即ち、上記第２視野は、この領域からの光に選別的に向けることができる。このことは、有利にも、実際の関心の光レベルが、部屋の何処かの物体からの自然光（例えば、昼光）の反射等のグレアから区別されることに代表される効果を可能にする。

実施態様において、前記第１視野は前記第１光センサの開口角により定められる第１ビームの形態をとることができ、前記第２視野は前記第１ビームと平行に向けられ、且つ、前記第１光センサの開口角内に含まれる前記第２光センサの一層狭い開口角により定められる第２ビームの形態をとることができる。

特定の実施態様において、前記第２開口角は５度以下とすることができ、前記第１開口角は５０度以上とすることができる（他の角度の組み合わせも可能である）。前記第１及び第２光センサは、互いに同位置的に（同じ場所に）配置することができる。

実施態様において、前記第１視野は前記照明される面に対して垂直なビームの形態をとることができ、前記第２視野は前記照明される面に対して垂直なビームの形態をとることができる。

前記第１光センサ、前記第２光センサ及び前記電気照明装置は前記照明される面より上に取り付けることができ、前記第１及び第２光センサは垂直に下方に向けることができ、前記照明される面は下側の水平な面とすることができる。前記第１及び第２光センサは、前記電気照明装置と同位置的に配置することができる。

本発明の１つの特に有利な適用例において、前記センサからの情報は、反射による光レベルの見掛けの変化と、当該空間に侵入する自然光の量の変化による光レベルの実際の変化とを区別するために使用される。例えば、特定の状況においては、空間に侵入する自然光の量に実質的な変化はなく、且つ、当該電気照明装置の出力にも実質的な変化がない場合があり得る。しかしながら、当該空間内で反射の変化があった場合、より多くの光が前記第１光センサへと反射され得る。より狭い第２光センサを備えない従来の構成において、このことは、当該空間における光の総量が変化しなかったとしても、当該システムを、光レベルを間違って調整するように誤らせ得る。

一方、本発明の実施態様では、反射の増加又は減少が存在した場合、電気照明装置からの光及び自然昼光の光等の他の光の両方は前記第１センサへと反射されるが、より狭い視野を持つ前記第２センサによって感知されるレベルには対応する変化は存在しないであろう。ここで、第１センサにより感知されるレベルには変化が存在するが、第２センサにより感知されるレベルには実質的な対応する変化が存在しない場合、当該空間における光の全体量には実際の変化は存在せず、従って、調整はなされるべきでない。

逆に、自然光に実際の増加又は減少が存在した（例えば、より多くの昼光が窓を介して侵入した）場合、このことは、当該部屋を様々な角度からの光で溢れさせ、その結果、両センサにより感知される光の量の増加又は減少を生じさせる。従って、第１センサにより感知されるレベルに変化が存在し、且つ、第２センサにより感知されるレベルに対応する変化が存在する場合、自然光に起因する当該全体的変化を補償するために調整がなされるべきである。

従って、本発明の実施態様において、前記信号レベル検出器は、前記環境における照明レベルを前記第１信号と前記第２信号とを区別する情報に基づいて調整するように構成することができる。実施態様において、前記第１信号及び前記第２信号の各々は、前記面から反射された電気照明装置（１０２）からの寄与分と、前記面から反射された付加的光とを有することができ、前記信号レベル検出器は、前記付加的光の変化を補償するために前記照明レベルを前記情報に基づいて調整するように構成することができる。

上記条件は、上記信号レベル検出器が、光のレベルの実際の変化による（例えば、より多くの昼光が当該空間に入ることによる）というよりは、グレアによって前記入力信号の変動が生じるような１以上の場合に光のレベルを調整してしまうことを防止する。第１センサ単独に基づけば光のレベルが変化したように見えるが、第２センサにより感知されるレベルに対応する変化が存在しない場合、上記信号レベル検出器は光レベルを調整することを控える。

他の実施態様において、前記信号レベル検出器は、前記付加的光の変化を補償するために前記環境における照明レベルを前記情報に基づいて調整するよう構成することができる。

前記信号レベル検出器は、前記第１信号（第１センサにより検出された光レベルを示す）に変化が識別された場合に、前記第２信号（第２センサにより検出された光レベルを示す）に対応する変化が識別されることを条件に、前記照明レベルを調整するように構成することができる。

前記信号レベル検出器は、前記電気照明装置の出力レベルを制御する；及び前記環境に導入又は向けられる光の量を制御するための１以上の他の装置を制御する；ことの一方又は両方により前記照明レベルを調整するよう構成することができる。

前記信号レベル検出器は、前記第１及び第２信号（第１センサ及び第２センサにより、各々、検出される光レベルを示す）における変化の一方又は両方を、対応する閾量を超えることを条件に識別するよう構成することができる。

本発明の他の態様によれば、照明器具を提供することができ、この照明器具は該照明器具のハウジング内に組み込まれた前記第１及び第２光センサを備えた前記装置を有する。

本発明の他の態様によれば、第１視野を有する第１光センサを使用して、該第１視野内に入る照明される面から反射された光を検出するステップと、一層狭い第２視野を有する第２光センサを使用して、該第２視野内に入る光を検出するステップとを有する方法が提供され、前記第２視野は前記面上の或る領域に集中されて、該領域外の物体からのグレアを排除する一方、前記第１視野は前記領域を越えて広がる。

実施態様において、上記方法は、前記装置の何れかによる処理を更に有し得る。

本発明の他の態様によれば、コンピュータ読取可能な記憶媒体上に具現化されるコンピュータプログラム製品が提供され、該コンピュータプログラム製品は、照明システムの処理装置上で実行された場合に上述した装置又は方法の何れかによる処理を実行するように構成されたコードを有する。

他の態様によれば、本発明により実行される上記処理は全体として又は部分的に専用のハードウェア回路により実施することができる。

図１は、建物の部屋内に設置された照明システムの概略図である。 図２は、部屋内に設置された他の照明システムの概略図である。 図３は、制御システムを含む照明システムの概略ブロック図である。 図４は、光センサの視野の概略図である。 図５は、光センサの視野の他の概略図である。 図６は、光センサの装置の視野の概略図である。 図７は、光を感知するための視角の配置の概略図である。 図８は、光を感知するための視角の他の概略図である。 図９は、照明システムの概略図である。 図１０は、照明システムの他の概略図である。 図１１は、光感知ユニットの概略図である。 図１２は、照明制御方法のフローチャートである。

本発明を一層良く理解すると共に、本発明を如何にして実施させるかを示すために、例示として添付図面を参照されたい。

図１は、本発明の一実施態様による例示的照明システムが設置された建物の内部空間（例えば、オフィス又は他の部屋１００）等の環境の概略図である。該照明システムは１以上の電気照明装置１０２を有し、これら照明装置は当該部屋の組み込み照明器具又は独立のユニットの形態をとることができる。各照明装置１０２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）又は電気フィラメント等の電気照明エレメントを、関連する固定具又は取付具（時には、照明器具と称される）と一緒に有している。例えば、電気照明装置１０２は部屋１００の天井１０４に取り付けることができる。各電気照明装置１０２は人工的に発生される光を放出する。部屋１００は、例えば当該部屋の側壁の窓等の窓１０８及び／又は天窓のような１以上の開口も有している。窓１０８は、外部から部屋１００に他の光（主に、太陽からの昼光を含む自然光）が入るのを可能にする。

図１の実施態様において、当該照明システムは、電気照明装置１０２の各々に対して、対応する光センサ１１０及びコントローラ１１２を更に有している。コントローラ１１２は対応する照明装置１０２に結合され、光センサ１１０が該コントローラ１１２に結合されている。また、光センサ１１０は、対応する照明装置１０２と実質的に同一の場所に配置されている。各コントローラ１１２は、対応する照明装置１０２の光を、対応するセンサ１１０に基づいて制御する。コントローラ１１２は、当該装置から放出される光を、机の高さ１１４等の当該部屋１００内の特定の点又は高さにおいて指定された目標光レベルをもたらすように制御するよう校正することができる。即ち、コントローラ１１２は検出器（センサ）１１０における特定の感知レベルが当該高さ１１４における特定の光レベルに対応するという情報により校正され（例えば、設置時点において技術者により）、従って、該コントローラは上記感知レベルより下への減少を検出したら、該感知レベルが範囲内に戻るまで装置１０２により放出される光を増加させ、又はその逆を行う。例えば、オフィス作業空間に対する１つの推奨例は、机の高さにおいて５００Luxである。この構成において、上記コントローラ１１２の各々は、互いに独立に動作することができる。

図２に示す他の構成において、部屋１００には本発明の他の実施態様による統合された照明システムが設置されている。この場合、共有コントローラ１１２は、１以上の照明装置１０２（各装置は、対応する光センサ１１０と同一の場所に配置される）に結合されると共に、部屋１００内の光レベルを制御するための１以上の代替装置２０２、２０４にも結合されている。例えば、上記１以上の代替装置は、窓１０８の可変面積を覆うための自動ブラインド又は制御可能な不透過度を持つスマートガラス等の、外部から窓１０８を介して入る自然光の量を制御するための窓処理具（窓装飾具）２０２を有することができる。代わりに又は加えて、上記１以上の代替装置は、外部から窓１０８を介して内部へ制御可能な量の自然光を向けるように動作する可動反射器を備えたヘリオスタット２０４を有することができる。光センサ１１０及び装置１０２，２０２，２０４は適切な相互接続部２０６を介して上記コントローラに結合される。

このような実施態様において、コントローラ１１２は、依然として机の高さ１１４（又は同様のもの）における指定された光レベルを目標とするように校正されるが、１以上の照明装置１０２から出力される光の量を制御する以外に、光レベルを変化させるために１以上の代替装置も利用可能である。例えば、部屋１００内の光が増加される必要がある場合、コントローラ１１２は、先ず代替装置２０２及び２０４の１以上を用いて目標光レベルを達成するように試み、次いで該目標レベルを上記方法では満たすことができない場合、照明装置１０２の出力を増加させる手段をとるようにすることができる。他の例として、コントローラ１１２は照明装置及び１以上の代替装置を相乗的な態様で一緒に制御するアルゴリズムにより構成することができ、斯かる構成の一例は後述する。他のオプションは、コントローラ１１２が上記１以上の代替装置のみに結合され、電気照明装置１０２により放出される光は全く制御しないというものである。

図３は、図１及び図２の構成部品の幾つかを示す概略ブロック図である。光センサ１１０は、コントローラ１１２に結合されると共に、該コントローラに当該光センサ１１０に到来する光のレベルを表す入力信号を供給するように構成される。コントローラ１１２は、上記光を上記入力信号から導出される情報に基づいて制御するように構成された信号レベル検出器の形態を有している。該コントローラ１１２は電気照明装置１０２及び代替装置２０２，２０４の１以上に結合され、これら装置の各々に、当該装置の対応する制御エレメント３０２，３０４を介して部屋１００内の光の量を制御する各制御信号を供給するように構成される。電気照明装置１０２の場合、該制御エレメントは当該照明装置１０２により放出される人工光の量をコントローラ１１２からの対応する制御信号に依存して増減するように作用する調光器３０２を有している。代替装置２０２，２０４の場合、該制御エレメントは部屋１００内に導入され又は向けられる自然光の量をコントローラ１１２からの対応する制御信号に依存して増減するように作用するアクチュエータ３０４を有している。例えば、自動窓ブラインド又はヘリオスタットにおいて、該アクチュエータ３０４はブラインド又は反射器を動かすためのモータを有することができ、スマートガラスシステムにおいて、該アクチュエータはガラスの不透過度を制御するための回路を有し得る。

実施態様において、前記装置１０２、２０２及び２０４の何れか１つ、幾つか又は全てが当該システムの一部として存在し得る。コントローラ１１２は、記憶装置に記憶されると共に当該照明システムのプロセッサ上で実行するように構成されたソフトウェアの形態で若しくは専用のハードウェア回路の形態で実施化することができ、又はこれらの組み合わせで構成することができる。ソフトウェア構成の場合、上記記憶装置は磁気又は電気記憶部等の任意の好適な媒体も有することができる。上記プロセッサは１以上の処理コア又はユニットを有することができる。

基本的システムにおいて、上記コントローラは、机の高さ１１４（又は同様のもの）における目標レベルに校正される、合計の感知された光の量に基づいて単に動作する。しかしながら、部屋１００における光の合計総量を単に検出するというより、本発明の下記の実施態様は異なる光源からの光を該光の反射角に基づいて区別する。

図４を参照すると、フォトセル１１０により“観察される”光の反射４０４は、誤った光レベルの設定を生じ得る。（太陽）光が物体４０２により反射される場合、光ビームが当該センサの範囲内に入り得、従って、測定が乱される。測定される光レベルは、センサ１１０の視野内の光レベルと一致しない。

関連している問題は、机１１４上の書類仕事のように反射する物体４０２を移動させると、これらは光センサ１１０が光レベルの変化を検出したように読み替えられ得ることとなり、このことが光レベルの調整を起動させる。しかしながら、このことは実際には望まれるものではない。何故なら、上記机上の光レベルは実際には変化していないからである。例えば、殆ど光を反射しない暗色の机を考察されたい。この机が、次いで、白色の仕事書類により覆われると、該用紙が局部的に光を反射し、このことが、照明装置１０２の光出力の望まれない低下を生じさせ得る。

これに対処するために、当該感知装置に、非常に小さな視野の第２フォトセルエレメントが設けられる。図５は、第１センサエレメント１１０の近傍に配置されるべき、非常に小さな視角を持つ第２光センサエレメント１１０’を図示している。

図６は、第１センサ１１０内の第２光センサ１１０’を示す。該第２センサも、図３において第１センサ１１０に関連して説明したのと同様の態様で、コントローラ１１２に結合される。２つのセンサ１１０，１１０’は同一方向に向けられ、（第２センサ１１０’の）一層狭い第２視野は、（第１センサ１１０の）一層広い第１視野内に完全に入る。

実施態様において、光センサ１１０，１１０’は照明装置１０２と一緒に配置され、該照明装置１０２により照明される面１１４に向けられ、例えば天井１０４上のような面１１４より上に一緒に取り付けられる（このことは、上記天井に組み込まれ、該天井に取り付けられ又は該天井から懸垂されることを意味し得る）。各センサ１１０，１１０’の対応する視野はビームの形態をとることができる。即ち、これらセンサは面１１４から反射された光の特定のビームを捕捉する。第１センサ１１０は一層広いビームを捕捉するように構成される一方、第２センサ１１０’は一層狭いビームを捕捉するように構成される。重なり合う視野を得るために、センサ１１０，１１０’は、一緒に配置し、且つ、２つのビームが互いに実質的に同一の方向に向けられるように（これらビームの軸が実質的に平行となるように）して向けることができる。センサ１１０，１１０’は、照明される面１１４に対して当該ビームが実質的に垂直となるようにして向けることができる。従って、これらセンサは上記面１１４上の光の量を検出するために使用することができる。典型的に、部屋１００の場合、天井１０４及び面（例えば、机、テーブル又はカウンタ）１１４は水平面において互いに平行であり、上記ビームは机１１４等に対して下方に向けられて、実質的に垂直である。

昼光レベルが時間にわたって変化する場合、両センサ１１０，１１０’は互いに相関する変化を検出し、従って、これらは正しい測定値である。しかしながら、反射する物体４０２からの光ビーム（グレア）は、より狭い視野を持つ第２感知エレメント１１０’によっては見えないであろう。従って、上記相関が存在しない場合、一方のセンサは他方のセンサにより見えない変化を検出する。この場合、感知されるレベルの如何なる変動も、昼光レベルの変化により生じたということは極めてありそうになく、従って無視することができるか、又は考慮はすることができるが、少ないレベルにおけるものとする。

反射物体からの光ビームは、第１の広視野センサエレメント１１０によっては見えるが、第２の狭視野感知エレメント１１０’によっては見えない。広視野エレメント１１０のみが大きな変化を捉えた場合、これは、該変化が反射ビームに起因するもので、これらの測定値は無視することができるということを意味する。一方、光レベルの変化が両センサ１１０，１１０’において感知された場合、該光レベルを適応することができる。

図７及び図８を参照すると、実施態様において、２つのセンサ１１０，１１０’の異なる視野は、２つの異なる検出ビームのための２つの異なるビーム角を持つビームの形をとる。この構成は、センサ１１０，１１０’を、開口角がビーム角となるような異なる開口角を備えるように構成することにより達成することができる。

図７に示されるように、ここでは、ビーム角又は開口角θは、当該ビームの軸に平行な面における検出ビームの全角度（この半分となる、当該ビームの軸からの角度というより）を示す。当該ビームが該ビームの軸に対して対称である場合、該ビームは検出円錐と記載することもできる。図８の上側の例を参照すると、これは当該ビームの軸に直交する面内で円形のビームパターン（当該ビームが、光が検出されている面に対して垂直に向けられる場合、該面上の円に対応する）を意味する。しかしながら、図８の下側の例を参照すると、他のビームパターンも可能であり、その場合、ビーム角又は開口角は最大幅角度等の特性角を指すことができる。一方又は両方のビームが如何なる斯様なパターンを有することもできる。

再び図７を参照すると、２つのビームは同一の方向に向けられ、従って第２ビーム角は完全に第１ビーム角内に入る。第１センサ１１０は、前記机上の光及び反射物体４０２からのグレア４０４の両方を検出する第１の一層広い開口角θ_１を有する。第２センサ１１０’は、当該照明装置１０２が向けられた机１１４（又は他の斯様な表面）上のスポットに直接集中された第２の一層狭い開口角θ_２を有し、従って、上記机上の光のみを（又は該光を主に）収集する一方、グレア４０４の如何なる部分も収集するのを回避する。

上記第２の狭い角度は小さな鋭角である。上記第１の広い角度は、鋭角又は鈍角（＜１８０度）であるが、反射角ではない。好ましい実施態様において、第２開口角θ_２は５度（ビームの軸から（例えば、垂直ビームに対しては垂直線から）２.５度）以下であり、第１開口角θ_１は５０度（ビームの軸から２５度）以上である。第２角度θ_２は１度と２度との間にすることができ、第１角度θ_１は７０度以上とすることができる。

実施態様において、センサ１１０，１１０’は照明装置１０２と同じ場所に配置され、下方に向けられた場合に、机１１４（又は他の表面）から反射して戻る光を感知するようにする。図９及び図１０は、このための２つの例示的構成を概略図示している。図９において、センサ１１０，１１０’は実質的に互いに隣同士であり、且つ、照明装置１０２に隣接する。図１０において、第２の狭いセンサ１１０’は、広い第１センサ１１０の視野内に配置され、この構成は、第２センサが第１センサの視界を実質的に妨害しないほど十分に小さい場合のオプションであり得る。同様に、第１及び／又は第２センサは、照明装置１０２の視界内に（例えば、同じハウジング内に）配置することができる。この構成は、両センサが装置１０２の光出力を実質的に妨害しないほど十分に小さい場合のオプションであり得る。

図１１は、内部にセンサ１１０又は１１０’を所望の視界をもたらすように配置することができる例示的装置を示している。該装置は、好ましくは、ハウジング（即ち、筐体）１２０８と、この同じハウジング１２０８内に例えば互いに並んで配置された２つの光センサ１１０，１１０’とを有するユニットの形をとる。

第１光センサ１１０は、当該装置内に組み込まれた第１フォトセルエレメント１２０２を有している。第１開口角θ_１は、当該装置の外部からの光を阻止する上記第１フォトセルエレメント１２０２の周りの１以上の第１側壁１２０４（例えば、円状の側壁）、及び該第１フォトセルエレメント１２０２を外部からの光に暴露させる当該装置の第１開口１２０６により形成される。このように、特定の入射角範囲内からの光のみが開口１２０６を介して当該装置に侵入することができ、他の光は取り囲む側壁１２０４により阻止される。同様に、第２光センサ１１０’は、当該装置内に組み込まれた第２フォトセルエレメント１２０２’を有し、第２開口角θ_２は、当該装置の外部からの光を阻止する上記第２フォトセルエレメント１２０２’の周りの第２側壁１２０４’、及び該第２フォトセルエレメント１２０２’を外部からの対応する角度範囲内の光に暴露させる当該装置の第２開口１２０６’により形成される。実施態様において、センサ１１０及び１１０’の各々に対する側壁１２０４及び１２０４’は漏斗状とすることができる。しかしながら、真っ直ぐな又は他の形状の側壁も所望の効果をもたらすことができる。光を対応するエレメント１２０２及び／又は１２０２’に向けるためにレンズを用いる等のような、開口角を画定する他のオプションも可能である。

次に、コントローラ１１２において実施することが可能な例示的方法を、図１２のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１０において、コントローラ１１２は第１センサ１１０からの信号を、感知される光の量の変化に関して監視する。該第１センサ１１０の開口角は広い視野をもたらすものであるから、この信号は、共に机１１４及びその他の箇所から反射された、照明装置１０２及び自然光（典型的には、昼光）からの両寄与分を含む該机上での光の全量を表す。変化が識別された場合、当該方法はステップＳ２０に進む。

実施態様において、無視可能な変動に応答して起動されることを防止するために、コントローラ１１２は上記監視のために閾範囲を適用するよう構成することができる。従って、コントローラ１１２は、第２センサからの読み（測定値）が閾量を超えて、即ち上記閾範囲の外側へ変化（増加又は減少）したとの条件でステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０において、コントローラ１１２は第２光センサ１１０’からの信号を使用して、該第２センサにより感知された光の量に、第１センサ１１０により感知された量に対応する変化が存在したかをチェックする。ステップＳ１０において見つかった変化が反射物体４０２からのグレア４０４のみによるものであった場合、該グレアは１つの特定の狭い角度から到来する傾向があるから、該第２センサ１１０’からの測定値では対応する変化は見られないであろう。この場合、コントローラ１１２は当該部屋内の光レベルに対する如何なる調整も行わない。一方、ステップＳ１０で見付かった変化が、例えば一層多くの昼光が窓１０８を介して入ることによる、部屋１００における光の全体的量の増加によるものであった場合、当該光は机１１４等から多くの異なる角度で反射される傾向があるので、該第２センサ１１０’からの測定値に対応する変化が見られるであろう。コントローラ１１２は、このようなことが起きたことを識別し、例えば照明装置１０２に関する出力を調整し及び／又は窓処理具２０２若しくはヘリオスタット２０４等の代替装置の１つを調整することにより、それに応じて部屋１００内の光の量を調整するようになる。

上記の“対応する”変化は、当該部屋内の光の全体の量の変化に起因する場合に（グレアの何らかの変化により生じた場合というより）、第１センサ１１０からの測定値の所与の変化に対して第２センサ１１０’からの測定値が変化するであろう量の目安である。実施態様において、上記対応する変化は、昼光が変化した場合は両センサに対して変化の比は同一となることに基づいて決定することができる。他の実施態様において、対応する変化を構成するものは、例えば部屋１００内への設置の際等の校正段階において実験的に決定することができ、又は角度θ_１及びθ_２並びに２つの検出ビームのビームプロファイル及び机の反射係数等の何らかの他の因数の知識に基づいて分析的に決定することもできる。

実施態様において、コントローラ１１２による調整を起動するために必要とされる上記対応する変化は、第２センサ１１０’からの測定値に対する閾値として扱うことができる（該閾値は、通常、第１センサ１１０からの測定値の関数であろう）。即ち、コントローラ１１２は、第２センサからの読みの対応する変化を、関連する閾値を超えて変化するという条件で識別するように構成される。

コントローラ１１２が自然光の量の実際の変化が生じたと判断した場合（反射による見掛けの変化とは反して）、該コントローラは図１２におけるステップＳ３０により表される調整を起動する。

幾つかの実施態様において、当該変化が実質的にグレアによるものであったかをイエス／ノーに基づいて決定することができる。この場合、調整は、第１センサ１１０からの読みに基づいて、該感知された変化がグレアによるものではなかったという条件で行われ、それ以外の場合は調整が行われない。

他の実施態様において、感知された変化はグレアにより部分的に影響を受けたが、グレアにより完全には影響されなかったと、即ち、グレアからの貢献分及び自然光の変化による貢献分の両方が存在すると、判定することができる。この場合、コントローラ１１２は、感知された変化がグレアにより影響されたと判定されたかに依存して、当該調整を第１センサ１１０又は第２センサ１１０’の何れかに基づかせるように構成することができる。第１の広いセンサ１１０がグレアにより実質的に影響されていないと判定された場合、当該調整は該第１センサ１１０からの信号に基づくものとされる一方、第１センサ１１０がグレアにより実質的に影響されていることが分かった場合、代わりに、小さなビームのセンサ１１０’からの入力を、当該光レベルを調整するために使用することができる。光の調整に小さなビームのセンサを使用することは、余り正確とならないが、第１センサ１１０に影響を与えるグレアに対して反応するよりは良い。

実施態様において、コントローラ１１２は上記調整を照明装置１０２の１以上の光出力設定点（セットポイント）を変更する（該コントローラが光レベル制御エレメント２０２に供給する出力信号を介して）ことにより行う。例えば、図１の構成においては、各コントローラが自身の対応する照明装置を制御する責任を負う。

光レベルを調整する１つの方法は、照明装置１０２の光出力Ｌに対して変更ΔＬを行うことである。当該変更が純粋に（又は少なくとも主に）当該部屋に入る自然光の変化によるものである場合、当該調整は、
と、近似することができ、ここで、ΔＳは関連するセンサ１１０又は１１０’により感知されたレベルと、該感知されたレベルのための目標値との間の差であり、Ｃは校正係数であり、当該校正は設置段階において技術者により光度計を用いて実験的に決定される。例えば、Ｃは１/(ｐ・ｋ)と記述することができ、ここで、ｐは戻り経路パラメータ（机１１４からセンサ１１０／１１０’への光の反射を特徴付ける）であり、ｋは出力経路パラメータ（照明装置１０２から机１１４までの経路を特徴付ける）である。

ＬとＳとの間の他の関係も可能であり、実験的に調整することができる。他の例として、コントローラ１１２は装置１０２の光出力を、関連するセンサ１１０又は１１０’からの感知されたレベルが該感知されたレベルに対する目標値の閾範囲内に戻るまで、関連する方向に小さなステップで調整することもできる。

図２の構成を参照すると、他の実施態様において、コントローラ１１２は当該調整を、代わりに、窓処理具２０２等の代替装置を調整する（例えば、該処理具を関連するセンサ１１０又は１１０’により感知されるレベルが該感知されるレベルに対する目標値の閾範囲内のレベルに戻るまで変化させる）ことにより行うことができる。１つの斯様な実施態様において、コントローラ１１２は、先ず窓処理具２０２等を用いて光レベルの変化を補償する（例えば、当該部屋内の自然光の量が減少した場合は一層多くの光を導入する）よう試み、次いで、当該差分を該窓処理具２０２（又はヘリオスタット２０４等の他の代替装置）を用いて補償することができない場合にのみ、電気照明装置（又は複数の電気照明装置）１０２の光出力を調整するよう構成することができる。

他の例として、コントローラ１１２は電気照明装置１０２及び窓処理具２０２等の代替装置の両方を一緒に制御するよう構成することもできる。１つの案は、窓処理具及び電灯の両方を、これらの両方が当該空間内の照明誤差及びエネルギ消費を低減しようと試みるように動作させることである。例えば、このような目的は次のような式につながり得るものである。
及び

ここで、Ｌ及びＷは適応される変数であり、各々、光出力及び窓処理を表す。例えば、上記窓処理は、窓１０８が自動ブラインドにより何の程度露出されているかに関して測定することができる。変数ｅは照明誤差、即ちユーザの設定点と測定された光レベルとの間の差分であり、Ｅはエネルギ消費に比例するものであり、係数μは小さな正の定数（適応ステップサイズ）である。最後の２つの項は、各適応制御サイクルの間に電灯及び窓処理具が調整される量である。ここで、ｎは当該サイクルのインデックスである。上記式は反復的に又は分析的に解くことができる。

上述したものは例示に過ぎず、ステップＳ２０において調整がなされるべきであると判定された場合、如何なる好適な制御アルゴリズムを適用することもできる。どの様な方法で調整がなされても、コントローラ１１２は、続いて、図１２においてステップＳ１０への戻りにより示されているように、入力信号を更なる変化に関して監視し続ける。

以上、本発明を図面及び上記記載において詳細に図示及び説明したが、このような図示及び説明は解説的又は例示的なもので限定するものではないと見なされるべきである。即ち、本発明は開示された実施態様に限定されるものではない。

例えば、上記記載は例示的部屋１００に関して説明されたものであるが、本発明は電気照明源及び１以上の他の光源の両方から光を受ける如何なる環境（例えば、展望台、トンネル若しくは車両内部等の何らかの覆われた構造、又は例えば夜間における照明された野外空間さえもの）においても適用することができる。更に、窓なる用語は壁の窓を示すのみならず、例えば天窓等も示す。また、目標光レベルが設定される高さ、領域又は点は、机の高さに限定されるものではない。

本発明は、２つのセンサ１１０及び１１０’を同一のハウジング内に有する個別のセンサユニットとして、又は完全な照明システム若しくは上述した構成部品の何らかの組み合わせとして販売することができる。他の応用例において、本発明は独立型感知システムとして実施化することができる。例えば、このシステムは、照明システムの設計者、照明システムを校正する技術者、又は建物若しくは他の環境の調査者により使用するための測定値を供給するために使用することができる。

上記記載は、対応する照明装置１０２と同じ場所に配置され、照明される面１１４に向かって、平行な検出ビームが該面に垂直となるようにして下方に向けられた２つのセンサに関して説明された。しかしながら、これらセンサのうちの一方の視野が他方のセンサのものより狭く、且つ、該他方のセンサの視野内に入る限り、他の配置も可能であり、その場合、適切に向けられるならば、特定の目標又は領域からの光と、他の方向からの他の光とを区別することができる。

尚、当業者であれば、開示された実施態様の他の変形例を、請求項に記載された本発明を実施するに際して、図面、開示内容及び添付請求項の精査から理解し実施することができる。また、請求項において、“有する”なる文言は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。また、単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかの項目の機能を満たすことができる。また、特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。また、コンピュータプログラムは、光記憶媒体又は他のハードウェアと一緒に若しくは該ハードウェアの一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により記憶し／分配することができるのみならず、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等のように、他の形態で分配することもできる。また、請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。

Claims (15)

1. 環境における照明レベルを感知する装置であって、
   少なくとも２つの光センサから信号を入力する入力部と、
   照明される面から前記光センサのうちの第１視野を有する第１光センサへと反射された光を示す第１信号を入力すると共に、前記照明される面から前記光センサのうちの前記面上の或る領域に集中された一層狭い第２視野を有する第２光センサへと反射された光を示す第２信号を入力する信号レベル検出器であって、前記第１視野が前記領域を越えて広がる信号レベル検出器と、
   を有し、
   前記信号レベル検出器が、前記第１信号と前記第２信号とを区別する情報を決定し、これにより、前記照明レベルの変化と前記領域外の物体からのグレアの効果とを区別する、
   装置。
2. 前記第１信号及び前記第２信号の各々は、前記面から反射された電気照明装置からの寄与分と前記面から反射された付加的光とを有し、前記信号レベル検出器が前記付加的光の変化を補償するために前記照明レベルを前記情報に基づいて調整する、請求項１に記載の装置。
3. 前記信号レベル検出器は、前記第１信号に変化が識別された場合に前記第２信号に対応する変化が識別されることを条件に、前記照明レベルを調整する、請求項２に記載の装置。
4. 前記信号レベル検出器は、前記第１及び第２信号における変化の一方又は両方を、対応する閾量を超えることを条件に識別する、請求項３に記載の装置。
5. 前記信号レベル検出器が：
   前記電気照明装置の出力レベルを制御する；及び
   前記環境に導入又は向けられる光の量を制御するための１以上の他の装置を制御する；
   の一方又は両方により前記照明レベルを調整する、請求項２、３又は４に記載の装置。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載の装置、並びに前記第１及び第２視野を各々備えて設置された前記第１及び第２光センサを有する、照明システム。
7. 前記第１視野は前記第１光センサの第１開口角により定められる第１ビームの形態であり、前記第２視野は前記第１ビームと平行に向けられ且つ前記第２光センサの一層狭い第２開口角により定められる第２ビームの形態である、請求項６に記載の照明システム。
8. 前記第２開口角が５度以下であり、前記第１開口角が５０度以上である、請求項７に記載の照明システム。
9. 前記第１及び第２光センサが互いに同位置的に配置される、請求項６、７又は８に記載の照明システム。
10. 前記第１視野が前記照明される面に対して垂直なビームの形態であり、前記第２視野が前記照明される面に対して垂直なビームの形態である、請求項６ないし９の何れか一項に記載の照明システム。
11. 前記第１光センサ、前記第２光センサ及び前記電気照明装置は前記照明される面より上に取り付けられ、前記第１及び第２光センサは垂直に下方に向けられ、前記照明される面は下側の水平な面である、請求項６ないし１０の何れか一項に記載の照明システム。
12. 前記第１及び第２光センサが前記電気照明装置と同位置的に配置される、請求項１１に記載の照明システム。
13. 前記付加的光が自然光を有する、請求項２に従属する請求項６ないし１２の何れか一項に記載の照明システム。
14. 第１視野を備える第１光センサと、
    前記第１視野内に含まれる一層狭い第２視野を備える第２光センサと、
    を有する、装置。
15. 第１視野を有する第１光センサを使用して、該第１視野内に入る照明される面から反射された光を検出するステップと、
    一層狭い第２視野を有する第２光センサを使用して、該第２視野内に入る光を検出するステップと、
    を有する方法であって、
    前記第２視野は前記面上の或る領域に集中されて、該領域外の物体からのグレアを排除する一方、前記第１視野は前記領域を越えて広がる、方法。