JP2019200938A - Illumination control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明器具を制御する照明制御システムに関する。 The present invention relates to a lighting control system for controlling a lighting fixture.
照度センサが検出した照度と予め設定された照度レベルとの明暗を比較し、その明暗に応じて照明器具を制御する照明制御システムが提案されている(例えば、特許文献1(段落0012、0052)参照)。 There has been proposed an illumination control system that compares light and darkness between an illuminance detected by an illuminance sensor and a preset illuminance level, and controls a lighting fixture according to the lightness and darkness (for example, Patent Document 1 (paragraphs 0012 and 0052)). reference).
室内には、照明器具の照明光だけでなく、窓などから昼光が入射される。従って、照度センサは、照明器具の照明光と昼光が重なった光が検出範囲面で反射した反射光の照度値を検出する。しかし、検出した照度値における昼光の寄与分を照度センサが過大に測定し、照明制御システムが実際より暗く照明を制御する場合があった。このため、照度センサの検出範囲の実際の明るさを一定に制御することができないという問題があった。 Not only the illumination light of the lighting fixture but also daylight enters the room from a window or the like. Therefore, the illuminance sensor detects the illuminance value of the reflected light that is reflected from the detection range surface by the light in which the illumination light of the lighting fixture overlaps the daylight. However, there are cases where the illuminance sensor excessively measures the contribution of daylight in the detected illuminance value, and the illumination control system controls the illumination darker than the actual. For this reason, there was a problem that the actual brightness of the detection range of the illuminance sensor could not be controlled to be constant.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は昼光が入光する条件でも照度センサの検出範囲の実際の明るさを一定にすることができる照明制御システムを得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is an illumination control system capable of making the actual brightness of the detection range of the illuminance sensor constant even under daylight incident conditions. Is what you get.
本発明に係る照明制御システムは、照明器具の照明光と昼光が重なった光が検出範囲面で反射した反射光の現在照度値を検出する照度センサと、該照明器具の基準調光率と基準照度値と現在調光率から該現在照度値における該照明光の寄与分を算出し、該現在照度値から該照明光の寄与分を差し引いて該現在照度値における該昼光の寄与分を算出し、該昼光の寄与分に昼光補正値をかけて昼光補正照度値を算出する昼光補正を行い、目標照度値から該昼光補正照度値を差し引いた照度値を得るように該照明器具を発光させる調光率を算出し、算出した調光率になるように該照明器具を制御する照明コントローラとを備えることを特徴とする。 An illumination control system according to the present invention includes an illuminance sensor that detects a current illuminance value of reflected light that is reflected by a detection range surface of light that overlaps illumination light of a luminaire and daylight, and a reference dimming rate of the luminaire. The contribution of the illumination light in the current illumination value is calculated from the reference illumination value and the current dimming rate, and the contribution of the daylight in the current illumination value is calculated by subtracting the contribution of the illumination light from the current illumination value. Calculate and apply daylight correction value to the contribution of daylight to perform daylight correction to calculate daylight correction illuminance value, and obtain an illuminance value by subtracting the daylight correction illuminance value from the target illuminance value A lighting controller that calculates a dimming rate for causing the lighting fixture to emit light and controls the lighting fixture to have the calculated dimming rate is provided.
本発明では、照明コントローラは、照明器具の基準調光率と基準照度値と現在調光率から現在照度値における照明光の寄与分を算出し、現在照度値から照明光の寄与分を差し引いて現在照度値における昼光の寄与分を算出し、昼光の寄与分に昼光補正値をかけて昼光補正照度値を算出する昼光補正を行い、目標照度値から昼光補正照度値を差し引いた照度値を得るように照明器具を発光させる調光率を算出し、算出した調光率になるように照明器具を制御する。このような昼光補正を行うことで照度センサの検出範囲の実際の明るさを一定にすることができる。 In the present invention, the illumination controller calculates the contribution of illumination light in the current illuminance value from the reference dimming rate, reference illuminance value, and current dimming rate of the lighting fixture, and subtracts the contribution of illumination light from the current illuminance value. Calculate the daylight contribution in the current illuminance value, multiply the daylight contribution by the daylight correction value to calculate the daylight correction illuminance value, and calculate the daylight correction illuminance value from the target illuminance value. A dimming rate for causing the luminaire to emit light is calculated so as to obtain the subtracted illuminance value, and the luminaire is controlled so as to obtain the calculated dimming rate. By performing such daylight correction, the actual brightness of the detection range of the illuminance sensor can be made constant.
図1は、実施の形態に係る照明制御システムを示す図である。複数の照明器具1が設けられ、第1から第nのグループに分けられている。各グループに1又は複数の照度センサ2が設けられている。照明コントローラ3は、グループごとに照度センサ2が測定した現在照度値に基づいて複数の照明器具1を制御する。照明コントローラ3は調光信号線又は通信線を介して照明器具1に接続され、通信線を介して照明器具1に接続されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a lighting control system according to an embodiment. A plurality of
図2から図4は、実施の形態に係る照明制御システムの制御範囲を示す平面図である。図2では照明コントローラ3が照度センサ2を内蔵している。図3及び図4では1つの照明コントローラ3とは別に複数の照度センサ2が設けられている。各照度センサ2の検出範囲は、その照度センサ2を中心とした円形である。照度センサ2の検出範囲の一部に窓などから昼光が入光している。図2及び図3では照明制御システムの制御範囲は全体である。図4では照明制御システムの制御範囲は3つのグループに分かれている。
2 to 4 are plan views showing a control range of the illumination control system according to the embodiment. In FIG. 2, the
図5は、照度センサの検出の様子を示す断面図である。部屋の天井に照明器具1と照度センサ2が設けられている。照度センサ2の検出範囲面は部屋の床である。部屋の窓などから照度センサ2の検出範囲面に昼光が入光する。もし光の散乱がなく検出範囲面が鏡であるならば、昼光は完全反射されるため、照度センサ2に測定される昼光の明るさは0である。実際には検出範囲面は床材等であるため、昼光は全方向反射され、照度センサ2が昼光の明るさを測定する。この場合、検出範囲面に入光する照明器具1の照明光と昼光の重なった光が照度センサ2の検出範囲面で反射し、この反射光の現在照度値を照度センサ2が検出する。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing how the illuminance sensor is detected. A
図6は、実施の形態に係る照明制御システムの内部構成を示す図である。照明コントローラ3が1又は複数の照明器具1を制御する。照明コントローラ3は、1又は複数の調光信号出力回路4又は第1の通信回路5を有する。調光信号出力回路4は、有線の調光信号線を介して1又は複数の照明器具1へPWM信号にて調光率の指示を行う。第1の通信回路5は、有線の通信線又は無線を介して1又は複数の照明器具1へ電文にて調光率の指示を行う。電文は個別アドレスとグループアドレスも含む。
FIG. 6 is a diagram illustrating an internal configuration of the illumination control system according to the embodiment. The
照明器具1は、電源6と、光源7と、制御回路8と、調光信号入力回路9又は第2の通信回路10とを有する。電源6は制御回路8等に電力を供給する。調光信号入力回路9は照明コントローラ3又は図示されていない調光器から出力されたPWM信号を受信する。PWM信号はパルスのデューティ比に変調して送信された調光率を含む。第2の通信回路10は照明コントローラ3から出力された電文を受信する。制御回路8は、照明コントローラ3からPWM信号又は電文で送られてきた指示に応じて光源7の点灯、調光又は消灯の制御を行うマイコンを含むものである。電文はグループアドレス、個別アドレス、調光率、フェード時間を含む。メモリ11はグループアドレスと個別アドレスを記憶し、照度センサによる照度一定制御を行うための現在照度値等の制御情報を記憶する。制御回路8がメモリ11を内蔵する場合もある。照明器具1の制御回路8は、その照明器具1が電文のグループアドレスと個別アドレスに該当する場合は、電文で指定されたフェード時間で新たに指定された調光率まで光源7の調光率を制御する。なお、照明器具1は、フェード途中で新たな調光率とフェード時間を受信した場合、受信したタイミングの調光率から新たに指定された調光率まで新たに指定されたフェード時間で光源7を制御する。
The
照明コントローラ3が1つの照度センサ2を内蔵しているか、又は照明コントローラ3に1又は複数の照度センサ端末器12が有線の通信線又は無線で接続されている。照明コントローラ3が照度センサ2を内蔵している場合は、照度センサ2は現在照度値を測定し、その現在照度値を照明コントローラ3のマイコン13へ出力する。マイコン13は、照度センサ2が測定した現在照度値を入力するポートを有する。照明コントローラ3に照度センサ端末器12が接続されている場合は、第1の通信回路5が照度センサ端末器12へ電文にて現在照度値を要求し、送られてきた現在照度値を電文にて受信してマイコン13に提供する。
The
照度センサ端末器12は、第3の通信回路14、メモリ15、マイコン16及び照度センサ2を有する。メモリ15はグループアドレスと個別アドレス及び現在照度値を記憶する。第3の通信回路14は、照明コントローラ3から送信されたグループアドレス、個別アドレス、現在照度値の要求を含む電文を受信する。マイコン16は、その電文に応じて、照度センサ2が測定した現在照度値を第3の通信回路14を介して照明コントローラ3へ電文で送信する。なお、照度センサ端末器12が電文を自己発報すると、ランダムに照明コントローラ3に電文が入力され、照明コントローラ3が電文を管理できない。このため、本実施の形態では、照度センサ端末器12は電文を受動発報する構成としている。
The
照明コントローラ3のマイコン13及び照度センサ端末器12のマイコン16は、例えば0.5秒毎に、0.5秒前の照度の割合を例えば6および現在照度値の割合を例えば4とした重み付け計算を行い、算出した照度値を現在照度値とする照度測定処理機能を有する。これにより、現在照度値の急激な変化を抑制することができる。
The
図7は、実施の形態に係る照明コントローラのマイコンを示す図である。メモリ17は、1又は複数の照明器具1と照度センサ端末器12のグループアドレスと個別アドレス、基準調光率、基準照度値、目標照度値、及び昼光補正値を記憶する。現在照度値送受信部18は、照度センサ2が測定した現在照度値を、第1の通信回路5を介して電文にて送受信するか、又は、内蔵した照度センサ2から直接受信する。調光率算出部19は、照明器具1を発光させる調光率を算出する。調光率送信部20は、算出された調光率を照明器具1へ送信する。調光率の送信は、調光信号出力回路4を介してPWM信号に変調して行うか、又は、第1の通信回路5を介して電文にて行う。
FIG. 7 is a diagram illustrating a microcomputer of the lighting controller according to the embodiment. The
照度センサ2の検出範囲には照明器具1の照明光に加えて昼光が入射するため、照度センサ2が測定する現在照度値は照明光の寄与分と昼光の寄与分の和となる。また、照度センサ2の出力値と照明器具1の調光率が比例関係にあるため、照明器具1の調光率と基準照度値を用いて照度センサ2の出力値を照度に変換することができる。そこで、照明コントローラ3の調光率算出部19は、照明器具1の基準調光率と基準照度値と現在調光率から現在照度値における照明光の寄与分を算出する。そして、調光率算出部19は、現在照度値から照明光の寄与分を差し引いて現在照度値における昼光の寄与分を算出する。
Since daylight enters the detection range of the
例えば、基準調光率50%で発光する照明器具1で照明したときの基準照度値が500lxであったとする。基準照度値とは、基準調光率で発光する照明器具1で照明したときに照度センサ2により測定された照度である。この場合、照明器具1を現在調光率30%で発光させると、現在照度値における照明光の寄与分は300lxとなる。照度センサ2が測定した現在照度値が600lxであるとすると、昼光の寄与分は300lxとなる。しかし、目標照度値から昼光の寄与分300lxを差し引いた照度値を得るように照明器具1を発光させると、得られる照度は暗くなる。これは、現在照度値における昼光の寄与分を照度センサ2が過大に測定しているためと考えられる。
For example, it is assumed that the reference illuminance value when illuminated by the
そこで、調光率算出部19は、昼光の寄与分に昼光補正値をかけて昼光補正照度値を算出する昼光補正を行う。昼光補正値は、昼光が入射する窓からの照度センサ2の距離、窓の高さ及び取り付け位置に基づいて決定されている。調光率算出部19は、目標照度値から昼光補正照度値を差し引いた照度値を得るように照明器具1を発光させる調光率を算出する。調光率送信部20は、この算出した調光率を照明器具1へ送信する。このようにして照明コントローラ3は算出した調光率になるように照明器具1を制御する。
Therefore, the dimming
複数の照明器具1と複数の照度センサ端末器12が照明コントローラに接続されている場合、それらの個別アドレスを複数のグループに割り付ける。照明コントローラ3は、複数の照度センサ2からそれぞれ現在照度値を集計し、グループごとに昼光補正を行って複数の照明器具1を制御する。なお、照明コントローラ3は、複数の照度センサ2から入力した現在照度値をグループごとに平均化処理してもよい。
When a plurality of
以上説明したように、照明コントローラ3は、照明器具1の基準調光率と基準照度値と現在調光率から現在照度値における照明光の寄与分を算出し、現在照度値から照明光の寄与分を差し引いて現在照度値における昼光の寄与分を算出し、昼光の寄与分に昼光補正値をかけて昼光補正照度値を算出する昼光補正を行い、目標照度値から昼光補正照度値を差し引いた照度値を得るように照明器具1を発光させる調光率を算出し、算出した調光率になるように照明器具1を制御する。このような昼光補正を行うことで照度センサ2の検出範囲の実際の明るさを一定にすることができる。
As described above, the
図8は、昼光補正の前後を説明するための図である。棒グラフは現在照度値における照明光と昼光の寄与分を示している。設定時は、昼光が無く、照度センサ2の感度を設定している状態である。照明制御システムは昼光の変化に応じて現在調光率を10%から70%の範囲で変化させている。昼光補正前には、照度センサ2の電圧のみに基づいて目標照度値を得るように照明器具1が制御される。しかし、現在照度値における昼光の寄与分を照度センサ2が過大に測定して照明器具1の調光率を低く設定してしまい、照度センサ2の検出範囲の実際の明るさは一定にならない。一方、昼光補正を行うことで、昼光の変化に関わらず実際の明るさをほぼ一定の目標照度値にすることができる。即ち、昼光補正値は、昼光の変化に関わらず照明制御システムが照度センサ2の検出範囲の実際の明るさをほぼ一定の目標照度値に制御できるような値に設定されている。
FIG. 8 is a diagram for explaining before and after daylight correction. The bar graph shows the contribution of illumination light and daylight in the current illuminance value. At the time of setting, there is no daylight and the sensitivity of the
なお、照明コントローラ3は、設定・操作用の通信機能を有する。照度センサ2は感度設定機能を有する。複数の照明コントローラ3を互いに接続して照明制御システムを構成してもよい。照明制御システムは、中央装置を親機、照明コントローラ3を子機とした集中型システムでもよいし、親機無しの分散型システムでもよい。照明コントローラ3は、照度センサ2から定期的に現在照度値を収集し、その合間に収集結果に基づいて対象の照明器具1を制御する。照明コントローラ3が現在照度値を収集する周期はパーソナルコンピュータにより設定可能である。照明コントローラ3は、照度センサ2の台数に応じて収集時間を変更する機能を有する。また、照度センサ端末器12のマイコン16は、基準調光率と基準照度値から照度センサ2の感度を設定する感度設定機能を有する。この感度設定を実施した際の基準調光率と基準照度値を用いて照明コントローラ3は昼光補正を行う。
The
1 照明器具、2 照度センサ、3 照明コントローラ、4 調光信号出力回路、5 第1の通信回路、12 照度センサ端末器
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記照明器具の基準調光率と基準照度値と現在調光率から前記現在照度値における前記照明光の寄与分を算出し、前記現在照度値から前記照明光の寄与分を差し引いて前記現在照度値における前記昼光の寄与分を算出し、前記昼光の寄与分に昼光補正値をかけて昼光補正照度値を算出する昼光補正を行い、目標照度値から前記昼光補正照度値を差し引いた照度値を得るように前記照明器具を発光させる調光率を算出し、算出した調光率になるように前記照明器具を制御する照明コントローラとを備えることを特徴とする照明制御システム。 An illuminance sensor that detects the current illuminance value of the reflected light that is reflected from the detection range surface by the light that overlaps the illumination light of the luminaire and daylight, and
Calculate the contribution of the illumination light in the current illuminance value from the reference dimming rate, reference illuminance value, and current dimming rate of the lighting fixture, and subtract the contribution of the illumination light from the current illuminance value to obtain the current illuminance The daylight correction is calculated by calculating the daylight contribution in the value, the daylight correction value is calculated by multiplying the daylight contribution by the daylight correction value, and the daylight correction illuminance value is calculated from the target illuminance value. An illumination controller that calculates a dimming rate for causing the lighting fixture to emit light so as to obtain an illuminance value obtained by subtracting the illuminance value, and controls the lighting fixture to obtain the calculated dimming rate. .
前記照度センサ端末器が前記照度センサを有し、
前記照明コントローラは、前記照度センサ端末器へ電文にて前記現在照度値を要求し、前記照度センサ端末器から電文にて送られてきた前記現在照度値を受信することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の照明制御システム。 Further comprising an illuminance sensor terminal connected to the lighting controller;
The illuminance sensor terminal has the illuminance sensor,
2. The illumination controller requests the current illuminance value from the illuminance sensor terminal by a message, and receives the current illuminance value sent from the illuminance sensor terminal by a message. The illumination control system according to any one of?
前記複数の照明器具と前記複数の照度センサの個別アドレスを複数のグループに割り付け、
前記照明コントローラは、前記複数の照度センサからそれぞれ前記現在照度値を集計し、グループごとに前記昼光補正を行って前記複数の照明器具を制御することを特徴とする請求項7に記載の照明制御システム。 A plurality of the lighting fixtures and a plurality of the illuminance sensors are connected to the lighting controller;
Assigning individual addresses of the plurality of lighting fixtures and the plurality of illuminance sensors to a plurality of groups,
The lighting controller according to claim 7, wherein the lighting controller totals the current illuminance values from the plurality of illuminance sensors, and controls the plurality of lighting fixtures by performing the daylight correction for each group. Control system.
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