JP2023045938A - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】照度センサの検出範囲に当たる昼光の変化を考慮して照明器具を適切に制御できる照明システムを提供する。
【解決手段】照明システムは、照度センサ３、照明器具２、算出部１２１、メモリ部１１、算出部１２２、及び生成部１２３を備える。算出部１２２は、照度センサ３によって検出された現在照度値と算出部１２１によって算出された外部照度値とメモリ部１１に記憶された昼光補正率とに基づいて、制御用照度値を算出する。メモリ部１１に、一日のうちの複数の時間帯のそれぞれに対して昼光補正率が記憶される。算出部１２２は、複数の時間帯のうち現在時刻を含む時間帯に対して設定された昼光補正率を用いて制御用照度値を算出する。
【選択図】図２

Description

本開示は、照明システムに関する。

特許文献１に、照明器具を制御するためのシステムが記載されている。特許文献１に記載されたシステムは、照度センサ、及びコントローラを備える。照度センサは、検出範囲の照度値を検出する。コントローラは、照度センサによって検出された照度値から補正用の照度値を差し引いた値が得られるように照明器具を制御する。補正用の照度値は、昼光補正値を用いて算出される。

特開２０１９－２００９３８号公報

特許文献１に記載されたシステムにおいて、昼光補正値は一定の値である。しかし、昼光は、照度センサの検出範囲に対して常に一定に当たっている訳ではない。特許文献１に記載されたシステムでは、照度センサの検出範囲に当たる昼光の変化に応じて照明器具を適切に制御することができなかった。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされた。本開示の目的は、照度センサの検出範囲に当たる昼光の変化を考慮して照明器具を適切に制御できる照明システムを提供することである。

本開示に係る照明システムは、検出範囲の現在照度値を検出する照度センサと、検出範囲に光を放つ照明器具と、照度センサによって検出された現在照度値のうち昼光の寄与分である外部照度値を算出する第１算出部と、昼光補正率が記憶されたメモリ部と、照度センサによって検出された現在照度値と第１算出部によって算出された外部照度値とメモリ部に記憶された昼光補正率とに基づいて、制御用照度値を算出する第２算出部と、第２算出部によって算出される制御用照度値が目標照度値に追従するように、照明器具に対する制御指令を生成する生成部と、を備える。メモリ部に、一日のうちの複数の時間帯のそれぞれに対して昼光補正率が記憶される。第２算出部は、複数の時間帯のうち現在時刻を含む時間帯に対して設定された昼光補正率を用いて制御用照度値を算出する。

本開示に係る照明システムであれば、照度センサの検出範囲に当たる昼光の変化を考慮して照明器具を適切に制御できる。

実施の形態１における照明システムの例を示す図である。 照明システムの機能を説明するための図である。 照明器具の調光率と照度値との関係を示す図である。 昼光がある状態での照明器具の調光率と照度値との関係を示す図である。 算出部による制御用照度値の算出方法を説明するための図である。 実施の形態１における照明システムの他の例を示す図である。 実施の形態１における照明システムの他の例を示す図である。 コントローラのハードウェア資源の例を示す図である。 コントローラのハードウェア資源の他の例を示す図である。

以下に、図面を参照して詳細な説明を行う。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。各図において、同一の符号は同一の部分又は相当する部分を示す。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における照明システムの例を示す図である。照明システムは、コントローラ１、照明器具２、照度センサ３、及び設定器４を備える。

図１は、照明システムが３つの照明器具２を備える例を示す。照明システムが備える照明器具２の数は、３つに限定されない。照明システムは、複数の照明器具２を備えることが好ましいが、照明器具２を１つしか備えていなくても良い。同様に、図１は、照明システムが３つの照度センサ３を備える例を示す。照明システム備える照度センサ３の数は、３つに限定されない。照明システムは、複数の照度センサ３を備えることが好ましいが、照度センサ３を１つしか備えていなくても良い。

照明器具２は、無線又は有線によってコントローラ１に接続される。照明器具２は、コントローラ１から無線信号又は有線信号による制御指令を受ける。当該制御指令には、点灯、消灯、調光、及び色温度を制御するための指令が含まれる。照度センサ３は、無線又は有線によってコントローラ１に接続される。照度センサ３は、無線信号又は有線信号によってコントローラ１と通信する。

設定器４は、無線又は有線によってコントローラ１に接続される。設定器４は、照明器具２及び照度センサ３と無線信号又は有線信号による通信を行っても良い。設定器４が照明器具２と通信する場合、設定器４は、照明器具２と直接通信しても良いし、コントローラ１を介して照明器具２と通信しても良い。設定器４は、照明器具２がコントローラ１と通信するラインを用いて照明器具２と通信しても良い。同様に、設定器４が照度センサ３と通信する場合、設定器４は、照度センサ３と直接通信しても良いし、コントローラ１を介して照度センサ３と通信しても良い。設定器４は、照度センサ３がコントローラ１と通信するラインを用いて照度センサ３と通信しても良い。

設定器４は、照明システムの管理者及び使用者によって用いられる。管理者等は、設定器４を用いることにより、各種の設定、状態監視、及び変更操作を行うことができる。当該設定には、照明器具２を制御するために必要なパラメータの設定、及び照度センサ３に関するパラメータの設定が含まれる。状態監視には、設定値の表示、及び運転状態の表示が含まれる。変更操作には、照明器具２の点灯、消灯、調光、及び色温度を変更するための操作が含まれる。設定器４は、赤外線リモコン、パソコン、或いはモバイル端末等で実現される。

以下においては、本照明システムが、ある部屋に適用された例について説明する。以下においては、本照明システムが適用された部屋を部屋Ａと表記する。部屋Ａには窓が設けられている。このため、部屋Ａには、窓から昼光が差し込む。また、部屋Ａが設けられた建物を建物Ｂと表記する。

図２は、照明システムの機能を説明するための図である。照度センサ３は、特定の検出範囲の照度値を検出する。一例として、照度センサ３は、部屋Ａの天井に設けられる。かかる場合、照度センサ３には、照度センサ３の下方に配置された床面及び机上面等で反射した光が入力される。当該反射光が入力される範囲が照度センサ３の検出範囲となる。

図２に示す例では、照度センサ３は、メモリ部３１、センサ部３２、制御部３３、及び通信部３４を備える。

センサ部３２は、検出範囲の明るさを検出する。センサ部３２によって検出された明るさは、制御部３３に出力される。一例として、センサ部３２は、照度センサ素子を備える。照度センサ素子から出力される電圧値は、入力される光の量に応じて変化する。即ち、照度センサ素子は、入力される光の量を電圧信号に変換する。照度センサ素子から出力される電圧値はアナログ値である。

制御部３３は、センサ部３２によって検出された明るさ、即ちセンサ部３２からの電圧値を照度値に変換する。一例として、メモリ部３１に、電圧値を照度値に変換するための基準テーブルが記憶される。基準テーブルは、実測値に基づいて作成されたテーブルでも良い。制御部３３は、この基準テーブルに基づいて照度値を取得する。メモリ部３１に、電圧値から照度値を算出するための算出式が記憶されていても良い。算出式は、実測値に基づいて作成された式でも良い。

照度センサ３は、増幅回路を更に備えても良い。増幅回路は、センサ部３２からの電圧値を、制御部３３の機能を実現するためのマイコンに入力できる範囲の値に変換する。照度センサ３が天井に設けられる場合、上述したように、床面及び机上面等で反射した光が照度センサ３に入力される。床面、壁面、天井面、及び机上面等の反射率は、各面、即ち反射面の材質及び色によって異なる。このため、同じ量の光が反射面に当たっても、照度センサ３に入力する光の量は反射面の材質及び色によって変わる。

増幅回路の増幅度は、本照明システムが適用される環境に応じてセンサ部３２からの電圧値を適切な範囲内の値に変換することができるように、複数の増幅度の中から選択できることが好ましい。増幅回路の増幅度は、照度センサ３において自動的に選択されても良い。例えば、照明器具２が特定の調光率で制御されている時に、増幅度を設定するための特定の設定操作が行われる。当該設定操作が行われると、照度センサ３では、登録されている複数の増幅度が順に再現される。これにより、マイコンに入力される電圧値が最適な値となる増幅度が特定される。特定された増幅度は、増幅回路が使用する増幅度として選択され、メモリ部３１に記憶される。

通信部３４は、制御部３３によって得られた照度値の情報をコントローラ１に送信する。

コントローラ１は、照明器具２を制御する。照明器具２の制御には、点灯、消灯、調光、及び色温度の制御が含まれる。少なくとも、コントローラ１は、照度センサ３によって検出された照度値に基づいて、照明器具２の調光率を制御する。具体的に、コントローラ１では、照度センサ３から受信した照度値に基づいて、照明器具２を制御するための照度値、即ち制御用照度値を算出する。

図２に示す例では、コントローラ１は、メモリ部１１、制御部１２、日時情報管理部１３、通信部１４、通信部１５、及び上位通信部１６を備える。

通信部１４は、照度センサ３との通信及び照明器具２との通信を行う。照度センサ３によって検出された照度値の情報は、通信部１４によって受信される。通信部１４は、定期的或いは必要に応じて、通信部３４から照度値の情報を受信する。

制御部１２は、照明器具２を自動制御する機能を有する。具体的に、制御部１２は、上述の制御用照度値を算出する。制御部１２は、算出した制御用照度値を、予め設定された目標照度値と比較する。制御部１２は、制御用照度値と目標照度値とに差があれば、当該差が小さくなるような制御指令を生成する。即ち、制御部１２は、制御用照度値が目標照度値より大きければ、照明器具２の調光率を下げるための制御指令を生成する。制御部１２は、制御用照度値が目標照度値より小さければ、照明器具２の調光率を上げるための制御指令を生成する。そして、このような処理を繰り返し行うことにより、検出範囲の照度値を目標照度値に一致させるための自動制御を実現する。

このような機能を実現するため、制御部１２に、算出部１２１、算出部１２２、生成部１２３、及び抽出部１２４が備えられる。なお、上記目標照度値は、メモリ部１１に予め記憶される。以下に、制御部１２の機能について詳しく説明する。

照度センサ３の検出範囲には、照明器具２から光が放たれる。また、上述したように、部屋Ａには窓から太陽の光が差し込む。このため、当該検出範囲には昼光が当たる。照度センサ３によって検出された照度値には、照明器具２からの光の寄与分と昼光の寄与分とが含まれる。以下においては、照度センサ３によって検出された照度値を現在照度値ともいう。現在照度値のうち昼光の寄与分を外部照度値ともいう。算出部１２１は、外部照度値を算出する。

図３は、照明器具２の調光率と照度値との関係を示す図である。図３に示す関係は、昼光がない状態での調光率と照度値との関係であり、メモリ部１１に記憶される。図３に示す例では、照明器具２の調光率が１００％であれば、照度センサ３によって８００［ｌｘ］の照度値が検出される。照明器具２の調光率が５０％であれば、照度センサ３によって４００［ｌｘ］の照度値が検出される。図３は、照度センサ３が検出する照度値が照明器具２の調光率に比例する例を示す。即ち、照明器具２の調光率が０％であれば、照度センサ３によって検出される照度値は０［ｌｘ］である。なお、図３に示す関係は一例である。照明器具２の調光率と照度値との関係は曲線で示されても良い。

図３に示す関係は、実測値に基づいて取得されても良い。例えば、昼光がない状態で、照明器具２を特定の基準調光率に調整する。また、その状態で照度センサ３の検出範囲の照度値を照度計で測定し、測定した照度値を、当該基準調光率における昼光がない場合の基準照度値として登録する。そして、照度センサ３においてマイコンに入力される電圧値と上記登録した基準照度値とを紐付けてメモリ部１１に記憶させる。これにより、照度センサ３においてマイコンに入力される電圧値が変化しても、図３に示す例のように、比例計算によって現在照度値を算出することができる。なお、基準調光率は１００［％］でも良い。かかる場合は、照明器具２の最大出力状態における照度値が基準照度値となる。

以下においては、昼光がない状態において照度センサ３によって検出される照度値のことを照明照度値ともいう。図３に示す例であれば、照明器具２の調光率が１００％の時の照明照度値は８００［ｌｘ］である。照明器具２の調光率が５０％の時の照明照度値は４００［ｌｘ］である。

図４は、昼光がある状態での照明器具２の調光率と照度値との関係を示す図である。即ち、図４は、一定の昼光が検出範囲に当たっている状態での調光率と照度値との関係を示す。図４に示す例では、照明器具２の調光率が１００％であれば、照度センサ３によって１１００［ｌｘ］の照度値が検出される。図３に示すように、昼光がなければ、調光率が１００％の時の照度値は８００［ｌｘ］である。図４に示す例では、昼光によって照度値が３００［ｌｘ］だけ増えている。図４に示す例では、調光率が０％でも、照度センサ３によって検出される照度値は３００［ｌｘ］になる。

算出部１２１は、先ず、基準調光率と基準照度値との関係、即ち図３に示す関係に基づいて、照明器具２の現在の調光率から照明照度値を求める。次に、算出部１２１は、現在照度値から照明照度値を減算することにより、外部照度値を算出する。

算出部１２２は、目標照度値と比較するための制御用照度値を算出する。メモリ部１１に、昼光補正率が記憶される。算出部１２２は、照度センサ３によって検出された現在照度値と算出部１２１によって算出された外部照度値とメモリ部１１に記憶された昼光補正率とに基づいて、制御用照度値の算出を行う。以下においては、外部照度値の一部を検出照度値として照明照度値に加算することにより、算出部１２２が制御用照度値を得る例について説明する。昼光補正率は、検出照度値を算出するために用いられる。

図５は、算出部１２２による制御用照度値の算出方法を説明するための図である。上述したように、現在照度値には、照明器具２からの光の寄与分と昼光の寄与分とが含まれる。算出部１２２は、外部照度値の一部である検出照度値を照明照度値に加算する。例えば、算出部１２２は、算出部１２１によって算出された外部照度値に昼光補正率を乗算することによって検出照度値を得る。即ち、昼光補正率は、外部照度値のうち照明照度値に加算する割合を示す。図５は、昼光補正率が５０％である例を示す。図４に示す例では、外部照度値は３００［ｌｘ］である。このため、３００［ｌｘ］の５０％が検出照度値となる。照明照度値に１５０［ｌｘ］を加算した値が制御用照度値である。

例えば、照明器具２の調光率が１００％であれば、照明照度値８００［ｌｘ］に検出照度値１５０［ｌｘ］を足した９５０［ｌｘ］が制御用照度値として算出される。照明器具２の調光率が５０％であれば、照明照度値４００［ｌｘ］に検出照度値１５０［ｌｘ］を足した５５０［ｌｘ］が制御用照度値として算出される。

生成部１２３は、算出部１２２によって算出される制御用照度値が目標照度値に追従するように、照明器具２に対する制御指令を生成する。例えば、生成部１２３は、算出部１２２によって算出された制御用照度値が目標照度値より小さければ、照明器具２の調光率を上げるための制御指令を生成する。生成部１２３は、算出部１２２によって算出された制御用照度値が目標照度値より大きければ、照明器具２の調光率を下げるための制御指令を生成する。

通信部１４は、生成部１２３によって生成された制御指令を照明器具２に送信する。

上述の処理が繰り返し行われることにより、コントローラ１では、算出される制御用照度値を目標照度値に追従させるための自動制御が行われる。

なお、部屋Ａに差し込む昼光は、照明器具２からの光と異なり、一定に制御できる訳ではない。部屋Ａに差し込む昼光は種々の要因によって変化し、それに伴い、外部照度値も変動する。制御部１２によって実現される昼光補正機能は、窓から差し込む昼光によって現在照度値の上昇率が大きく変化するような場合等に、照明器具２の調光率を適切に調整するために備えられている。例えば、朝方及び夕方は太陽の高度が低いため、窓の位置によっては部屋Ａに太陽光が直接差し込む。また、窓付近が極端に明るくなることによって、現在照度値が急激に上がることもある。このような場合に、昼光補正機能は特に効果を奏する。

本実施の形態に示す例では、制御部１２は、特定の条件に基づいて、使用する昼光補正率を選択する機能を有する。即ち、本実施の形態に示す例では、メモリ部１１に記憶される昼光補正率は１つではない。メモリ部１１には、複数の昼光補正率が記憶される。抽出部１２４は、メモリ部１１に記憶された複数の昼光補正率から、特定の条件に基づいて１つの昼光補正率を抽出する。算出部１２２は、抽出部１２４によって抽出された昼光補正率を用いて、検出照度値を算出する。以下に、抽出部１２４の機能について詳しく説明する。

表１は、コントローラ１によるスケジュール機能を説明するための表である。表１に示すスケジュール情報はメモリ部１１に記憶される。表１は、メモリ部１１に、一年のうちの複数の期間毎且つ一日のうちの複数の時間帯毎に昼光補正率が記憶された例を示す。

表１には、スケジュール情報のうち、照明器具２の調光率を自動制御するための情報が示されている。スケジュール情報には、照明器具２の点灯、消灯、及び色温度を自動制御するための情報が更に含まれても良い。コントローラ１は、メモリ部１１に記憶されたスケジュール情報に基づいて、自動制御を実現する。

表１に示す例では、一日のうちの３つの時間帯のそれぞれに対して昼光補正率が設定されている。以下においては、６時から９時までの時間帯を第１時間帯ともいう。即ち、第１時間帯には、６時台、７時台、及び８時台の時刻が含まれる。同様に、９時から１５時までの時間帯を第２時間帯ともいう。１５時から１８時までの時間帯を第３時間帯ともいう。また、表１に示す例では、一年が４つの期間に分けられ、４つの期間のそれぞれに対して昼光補正率が設定されている。以下においては、５月から７月の期間を夏季ともいう。同様に、８月から１０月の期間を秋季ともいう。１１月から１月の期間を冬季ともいう。２月から４月の期間を春季ともいう。

表１に示す例では、夏季の第１時間帯の昼光補正率は４０％に設定されている。夏季の第３時間帯の昼光補正率は３０％に設定されている。朝方及び夕方は、太陽の高度が低く、窓から昼光が入り易い。朝方及び夕方の検出範囲の明るさは朝日及び夕日の影響を受け易いため、第１時間帯の昼光補正率及び第３時間帯の昼光補正率は低い値に設定されることが好ましい。

一方、日中の第２時間帯は、太陽の高度が高く、窓から昼光が入り難い。このため、第２時間帯の昼光補正率は、第１時間帯の昼光補正率及び第３時間帯の昼光補正率より高い値に設定されることが好ましい。表１に示す例では、夏季の第２時間帯の昼光補正率は６０％に設定されている。

日時情報管理部１３は、カレンダー機能を有する。日時情報管理部１３は、現在の日時情報を出力する。日時情報には、年月日の情報及び時刻の情報が含まれる。抽出部１２４は、日時情報管理部１３から日時情報を取得する。抽出部１２４は、日時情報管理部１３から取得した日時情報に基づいて、算出部１２２が検出照度値を算出する際に用いる昼光補正率を抽出する。即ち、抽出部１２４は、現在日時を含む期間の時間帯に対して設定された昼光補正率を抽出する。算出部１２２は、抽出部１２４によって抽出された昼光補正率を用いて制御用照度値を算出する。

例えば、日時情報管理部１３からの日時情報が示す日時、即ち現在の日時が６月１日の１２：００であれば、抽出部１２４は、夏季の第２時間帯の昼光補正率を取得する。かかる場合、算出部１２２は、外部照度値の６０％を検出照度値として算出する。抽出部１２４は、現在の日時が７月１日の１７：００であれば、夏季の第３時間帯の昼光補正率を取得する。かかる場合、算出部１２２は、外部照度値の３０％を検出照度値として算出する。

コントローラ１に対する電源が一時的にオフになっても時計の機能を継続させるため、コントローラ１は、バックアップ用の二次電池或いはキャパシタを備えても良い。これにより、コントローラ１に対する電源がオフになっても、一定の期間は、時間の計測を行うことができる。かかる場合は、コントローラ１に対する電源がオンになった際に、時間の計測が引き続き行われて日時情報が消去されないことが好ましい。時計の機能は、マイコンに搭載されたＲＴＣ機能によって実現されても良い。他の例として、時計の機能は、ＲＴＣ機能を持つ電子部品がコントローラ１に外付けされることによって実現されても良い。時間の計測精度を高めるために、水晶振動子或いはセラミック発振子等の部品がコントローラ１に備えられても良い。

また、表１は、建物Ｂの東の方角に高層の建物が存在する場合の例を示す。地球の自転軸は、公転軸に対して傾いている。このため、日の出及び日の入の方角、並びに日中の太陽の高度は、季節によって異なる。建物Ｂの真東の方角に高層の建物が存在する場合、秋季及び春季の朝方には、部屋Ａに太陽の光が入り難くなる。一方、日の出の方角が秋季及び春季における日の出の方角からずれる夏季及び冬季には、部屋Ａに太陽の光が直接差し込む。このため、表１に示す例では、朝日の影響を受け難い秋季の第１時間帯の昼光補正率及び春季の第１時間帯の昼光補正率は、それぞれ８０％と高い値に設定されている。一方、朝日の影響を受け易い夏季の第１時間帯の昼光補正率及び冬季の第１時間帯の昼光補正率はそれぞれ４０％であり、８０％より低い値に設定されている。なお、部屋Ａには、季節に関わらず夕日が差し込む。このため、第３時間帯の昼光補正率については、季節に関わらず一律に３０％に設定されている。

また、日中の太陽の高度は、夏季が高く、冬季が低い。秋季及び春季の日中の太陽の高度は、夏季の高度より低く、冬季の高度より高い。表１に示す例では、太陽の高度に合わせて第２時間帯の昼光補正率が設定されている。例えば、太陽の高度が低く、太陽の光が窓から入り易い冬季では、第２時間帯の昼光補正率は４０％と低い値に設定されている。一方、冬季より太陽の高度が高くなる秋季及び春季では、第２時間帯の昼光補正率は５０％に設定されている。更に、秋季及び春季より太陽の高度が高くなる夏季では、第２時間帯の昼光補正率は６０％に設定されている。即ち、太陽の高度が高くなるにつれて、昼光補正率が高くなるように設定されている。

表１は、スケジュール情報の一例を示す。管理者は、本システムが適用される環境に合わせて、スケジュール情報を任意に変更できる。例えば、建物Ｂの南の方角に建物が隣接することにより、冬季の第２時間帯より秋季の第２時間帯の方が太陽の光が窓から差し込む場合がある。かかる場合は、冬季の第２時間帯の昼光補正率は、秋季の第２時間帯の昼光補正率より高い値でも良い。

一例として、管理者は、設定器４を使用してスケジュール情報を変更する。図２に示す例では、設定器４は、入力部４１、及び通信部４２を備える。管理者は、入力部４１から、スケジュール情報を変更するための変更要求を入力する。当該変更要求には、スケジュール情報を変更する旨の情報と、変更内容を示す情報とが含まれる。通信部４２は、入力部４１から入力された変更要求をコントローラ１に送信する。コントローラ１では、通信部１５が設定器４から変更要求を受信する。制御部１２は、通信部１５が受信した変更要求に基づいて、メモリ部１１に記憶されたスケジュール情報を変更する。

表１は、複数の期間及び複数の時間帯の組み合わせのそれぞれに対して昼光補正率が設定された好適な例を示す。昼光補正率は、期間によらず、一日のうちの複数の時間帯のそれぞれに対して設定されても良い。かかる場合、抽出部１２４は、日時情報管理部１３から現在の時刻情報を取得する。算出部１２２は、上記複数の時間帯のうち現在時刻を含む時間帯に対して設定された昼光補正率を用いて制御用照度値を算出すれば良い。

表２は、メモリ部１１に記憶されたスケジュール情報の他の例を示す。表２は、期間及び時間帯に加え、本照明システムが適用される建物の緯度にも応じて昼光補正率が設定されている例を示す。なお、表２は、第２時間帯に対して設定された昼光補正率の例を示す。メモリ部１１には、第１時間帯に対して設定された昼光補正率及び第３時間帯に対して設定された昼光補正率が登録されたスケジュール情報も記憶されている。

日本列島は、南北に延びる縦長の形をしている。具体的に、日本列島の大部分は、北緯２０°から北緯４５°の範囲に位置している。緯度が異なれば日中の太陽の高度が変わるため、窓から差し込む太陽の光の量は、本システムが適用される建物の緯度にも影響を受ける。緯度が高い地域では日中の太陽の高度が低く、窓から昼光が入り易い。このため、緯度が高い地域にある建物に本システムが適用される場合、昼光補正率は低い値に設定されることが好ましい。一方、緯度が低い地域では日中の太陽の高度が高く、窓から昼光が入り難い。このため、緯度が低い地域にある建物に本システムが適用される場合、昼光補正率は高い値に設定されることが好ましい。

太陽の高度は、緯度に加え、季節によっても変化する。同じ緯度の地域であっても、夏季は太陽の高度が高く、窓から昼光が入り難い。このため、夏季の昼光補正率は高い値に設定される。一方、冬季は太陽の高度が低く、窓から昼光が入り易い。このため、冬季の昼光補正率は低い値に設定される。秋季の昼光補正率及び春季の昼光補正率は、夏季の昼光補正率より低い値であり、且つ冬季の昼光補正率より高い値に設定される。

表２は、北緯２０°から北緯５０°の範囲が１２分割され、分割された緯度の範囲のそれぞれに対して季節毎に昼光補正率が設定された例を示す。緯度のみを考慮すると、高い緯度を含む範囲に対して設定された昼光補正率ほど、その値は小さくなる。

本照明システムにおける緯度の設定は、例えばコントローラ１が工場から出荷される際に行われる。管理者が設定器４を使用することによって緯度の設定及び変更が実施できても良い。

メモリ部１１に緯度に応じた昼光補正率が記憶されている場合、抽出部１２４は、設定された緯度の情報にも基づいて昼光補正率を抽出する。例えば、東京の緯度である北緯３６°の情報がコントローラ１に設定されている場合、現在の日時が７月１日の１４：００であれば、当該緯度における夏季の第２時間帯の昼光補正率が抽出部１２４によって抽出される。表２に示す例であれば、算出部１２２は、外部照度値の５２．５％を検出照度値として算出する。

表２は、スケジュール情報の一例である。表２に示す例では北緯２０°から北緯４９．９°の範囲が１２分割されているが、緯度の範囲の分け方は表２に示す例に限定されない。また、期間の分け方及び時間帯の分け方についても、表１に示す例及び表２に示す例に限定されない。例えば、本照明システムが日本以外の地域で適用される場合は、その地域の緯度を含む緯度の範囲に対して昼光補正率が設定される。また、本照明システムが南半球で適用される場合は、南緯の範囲に対して昼光補正率が設定される。スケジュール機能を利用することにより、特定の季節或いは特定の時間帯のみ、設定された緯度の情報も考慮して昼光補正率が抽出されても良い。

照明器具２は、コントローラ１からの制御指令によって制御される。図２に示す例では、照明器具２は、点灯部２１、メモリ部２２、制御部２３、及び通信部２４を備える。コントローラ１からの制御指令は、通信部２４によって受信される。点灯部２１は、ＬＥＤ或いは蛍光ランプ等の光源を備える。制御部２３は、通信部２４によって受信された制御指令に基づいて、点灯部２１を制御する。当該制御には、点灯、消灯、調光、及び色温度を変更するための動作が含まれる。

本実施の形態に示す例では、一日のうちの複数の時間帯のそれぞれに対して昼光補正率が設定される。算出部１２２は、上記複数の時間帯のうち現在時刻を含む時間帯に対して設定された昼光補正率を用いて制御用照度値を算出する。したがって、本実施の形態に示す例であれば、照度センサ３の検出範囲に当たる昼光の変化に応じて照明器具２を適切に制御できる。更に、季節による昼光の変化、及び緯度による昼光の違いにも応じて、照明器具２を適切に制御することが可能である。

コントローラ１によるスケジュール機能により、緯度、季節、及び時間帯に合わせた昼光補正率が抽出部１２４によって自動で抽出される。照度センサ３による現在照度値の検出が一定の周期で行われることにより、適切な昼光補正率を用いたフィードバック制御が実現できる。

制御部１２による昼光補正機能は、現在照度値のうちの昼光の寄与分である外部照度値のみを補正する機能である。このため、曇天であるために太陽の光が差し込まず、部屋Ａが暗いような状況では、昼光補正率を設定したことによる影響は小さい。このため、昼光補正率が小さい値に設定されていても、検出範囲の照度が足りなくなるような問題は発生しない。

本実施の形態では、コントローラ１が照明器具２を個別に制御する個別制御を行う例について説明した。かかる場合、照明器具２のメモリ部２２に個別アドレスが記憶される。照度センサ３のメモリ部３１に個別アドレスが記憶される。コントローラ１のメモリ部１１には、照明器具２の個別アドレスと照度センサ３の個別アドレスとを管理するための端末管理情報が記憶される。制御部１２は、端末管理情報に基づいて、照明器具２と照度センサ３との割り付けを管理する。即ち、制御部１２は、端末管理情報に基づいて、対応する照明器具２と照度センサ３とを特定する。

他の例として、コントローラ１は、複数の照明器具２をまとめて制御するグループ制御を行っても良い。グループ制御の対象となる１つのグループには、複数の照明器具２が含まれる。かかる場合、照明器具２のメモリ部２２に、グループ番号が更に記憶される。照度センサ３のメモリ部３１に、グループ番号が更に記憶される。メモリ部１１に記憶された端末管理情報には、照明器具２のグループ番号と照度センサ３のグループ番号とが含まれる。制御部１２は、端末管理情報に基づいて、照明器具２のグループと照度センサ３のグループとの割り付けを管理する。即ち、制御部１２は、端末管理情報に基づいて、対応する照明器具２のグループと照度センサ３のグループとを特定する。コントローラ１によってグループ制御が行われる場合、制御部１２は、１つのグループに含まれる複数の照度センサ３によって検出された照度値の平均値に基づいて、当該グループに対する制御用照度値を算出しても良い。

他の例として、コントローラ１は、複数のグループをまとめて制御するゾーン制御を行っても良い。ゾーン制御の対象となる１つのゾーンには、複数のグループが含まれる。

本実施の形態では、照度センサ３からコントローラ１に現在照度値の情報が送信される例について説明した。他の例として、照度センサ３において、外部照度値の算出、検出照度値の算出、及び制御用照度値の算出が行われても良い。かかる場合、照度センサ３に、上記各値を算出するために必要な昼光補正率等の情報が記憶される。また、照度センサ３からコントローラ１に対して、算出された制御用照度値の情報が送信される。コントローラ１では、受信した制御用照度値が目標照度値に追従するように、照明器具２に対する制御指令が生成される。

本実施の形態では、コントローラ１に、照明器具２及び照度センサ３が接続される例について説明した。他の例として、コントローラ１に、照明器具２及び照度センサ３以外の端末機器が更に接続されても良い。当該端末機器は、照明器具２及び照度センサ３が接続された通信ラインを用いてコントローラ１に接続されても良いし、他の通信ラインを用いてコントローラ１に接続されても良い。当該端末機器として、人の存在を検出するための人感センサが採用されても良い。当該端末機器として、人の存在を検出するための画像センサが採用されても良い。当該端末機器として、使用者が操作するための壁スイッチが採用されても良い。コントローラ１は、照明器具２の自動制御を行うためにこれらの端末機器からの信号を用いても良い。

図６は、実施の形態１における照明システムの他の例を示す図である。図６に示す例は、コントローラ１と照度センサ３とが一体化している点で図１に示す例と相違する。即ち、図１に示す例では、照度センサ３によって検出された照度値の情報は通信部３４によってコントローラ１に送信されていたが、図６に示す例では当該送信機能は不要になる。また、図６に示す例では、照度センサ３がコントローラ１に内蔵されるため、メモリ部３１が記憶する情報をコントローラ１において一元管理できる。図６に示す例においても、図１に示す例と同様に、各メモリ部は不揮発メモリで構成されることが好ましい。

図７は、実施の形態１における照明システムの他の例を示す図である。図７は、照明システムがゲートウェイ装置５を介して上位システムの中央管理装置６に接続される例を示す。図７に示す例では、照明システムは複数のコントローラ１を備える。コントローラ１のそれぞれに、照明器具２及び照度センサ３が接続される。コントローラ１は、無線又は有線によってゲートウェイ装置５に接続される。コントローラ１は、上位通信部１６を介してゲートウェイ装置５と通信を行う。図７に示す例では、設定器４は、コントローラ１とゲートウェイ装置５とを接続する上位の通信ラインを用いてコントローラ１に接続されても良い。

ゲートウェイ装置５は、コントローラ１からの信号を中央管理装置６に送信するための変換機能を有する。ゲートウェイ装置５は、中央管理装置６からの信号をコントローラ１に送信するための変換機能を有する。中央管理装置６は、例えば建物Ｂの設備を管理するための他のシステムに備えられる。中央管理装置６は、照明システムがゲートウェイ装置５に接続する通信規格とは異なる通信規格でゲートウェイ装置５に接続されても良い。

中央管理装置６は、照明システムの動作状態を管理しても良い。これにより、中央管理装置６は、建物Ｂに備えられた他の設備機器、例えば空調装置等の設備機器を照明システムに連動させても良い。中央管理装置６は、照明システムと他の設備機器とを一括管理しても良い。かかる場合、中央管理装置６は、照明システムの動作状態と他の設備機器の動作状態とをモニタに表示させても良い。中央管理装置６からコントローラ１に対して、照明器具２に対する制御指令、及び各種設定値を変更するための指令が送信されても良い。

また、ゲートウェイ装置５の機能は、コントローラ１に備えられても良い。照明システムを他の設備機器と連動させるために、コントローラ１は、他の機器或いは複数の機器を介して他のシステムに接続されても良い。

図８は、コントローラ１のハードウェア資源の例を示す図である。コントローラ１は、ハードウェア資源として、プロセッサ５１とメモリ５２とを含む処理回路５０を備える。処理回路５０に複数のプロセッサ５１が含まれても良い。処理回路５０に複数のメモリ５２が含まれても良い。

本実施の形態において、符号１１～１６、１２１～１２４に示す各部は、コントローラ１が有する機能を示す。メモリ部１１の機能は、メモリ５２によって実現される。符号１２～１６、１２１～１２４に示す各部の機能は、プログラムとして記述されたソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現できる。当該プログラムは、メモリ５２に記憶される。コントローラ１は、メモリ５２に記憶されたプログラムをプロセッサ５１によって実行することにより、符号１２～１６、１２１～１２４に示す各部の機能を実現する。

プロセッサ５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、或いはＤＳＰともいわれる。メモリ５２として、半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、或いはＤＶＤを採用しても良い。採用可能な半導体メモリには、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等が含まれる。

図９は、コントローラ１のハードウェア資源の他の例を示す図である。図９に示す例では、コントローラ１は、プロセッサ５１、メモリ５２、及び専用ハードウェア５３を含む処理回路５０を備える。図９は、コントローラ１が有する機能の一部を専用ハードウェア５３によって実現する例を示す。コントローラ１が有する機能の全部を専用ハードウェア５３によって実現しても良い。専用ハードウェア５３として、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらの組み合わせを採用できる。

照明器具２のハードウェア資源は、図８或いは図９に示す例と同様である。照明器具２は、ハードウェア資源として、プロセッサとメモリとを含む処理回路を備える。照明器具２は、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサによって実行することにより、図２に示す各部の機能を実現する。照明器具２は、ハードウェア資源として、プロセッサ、メモリ、及び専用ハードウェアを含む処理回路を備えても良い。照明器具２が有する機能の一部或いは全部を専用ハードウェアによって実現しても良い。

照度センサ３のハードウェア資源は、図８或いは図９に示す例と同様である。照度センサ３は、ハードウェア資源として、プロセッサとメモリとを含む処理回路を備える。照度センサ３は、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサによって実行することにより、図２に示す各部の機能を実現する。照度センサ３は、ハードウェア資源として、プロセッサ、メモリ、及び専用ハードウェアを含む処理回路を備えても良い。照度センサ３が有する機能の一部或いは全部を専用ハードウェアによって実現しても良い。

１ コントローラ、 ２ 照明器具、 ３ 照度センサ、 ４ 設定器、 ５ ゲートウェイ装置、 ６ 中央管理装置、 １１ メモリ部、 １２ 制御部、 １２１ 算出部、 １２２ 算出部、 １２３ 生成部、 １２４ 抽出部、 １３ 日時情報管理部、 １４ 通信部、 １５ 通信部、 １６ 上位通信部、 ２１ 点灯部、 ２２ メモリ部、 ２３ 制御部、 ２４ 通信部、 ３１ メモリ部、 ３２ センサ部、 ３３ 制御部、 ３４ 通信部、 ４１ 入力部、 ４２ 通信部、 ５０ 処理回路、 ５１ プロセッサ、 ５２ メモリ、 ５３ 専用ハードウェア

Claims (3)

1. 検出範囲の現在照度値を検出する照度センサと、
   前記検出範囲に光を放つ照明器具と、
   前記照度センサによって検出された現在照度値のうち昼光の寄与分である外部照度値を算出する第１算出部と、
   昼光補正率が記憶されたメモリ部と、
   前記照度センサによって検出された現在照度値と前記第１算出部によって算出された外部照度値と前記メモリ部に記憶された昼光補正率とに基づいて、制御用照度値を算出する第２算出部と、
   前記第２算出部によって算出される制御用照度値が目標照度値に追従するように、前記照明器具に対する制御指令を生成する生成部と、
   を備え、
   前記メモリ部に、一日のうちの複数の時間帯のそれぞれに対して昼光補正率が記憶され、
   前記第２算出部は、前記複数の時間帯のうち現在時刻を含む時間帯に対して設定された昼光補正率を用いて制御用照度値を算出する照明システム。
2. 日時情報を出力する日時情報管理部と、
   前記日時情報管理部から日時情報を取得する抽出部と、
   を備え、
   前記メモリ部に、一年のうちの複数の期間毎且つ前記複数の時間帯毎に昼光補正率が記憶され、
   前記抽出部は、現在日時を含む期間の時間帯に対して設定された昼光補正率を抽出し、
   前記第２算出部は、前記抽出部によって抽出された昼光補正率を用いて制御用照度値を算出する請求項１に記載の照明システム。
3. 抽出部を備え、
   前記メモリ部に、緯度に応じた昼光補正率が記憶され、
   前記抽出部は、設定された緯度の情報にも基づいて昼光補正率を抽出する請求項１又は請求項２に記載の照明システム。

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