JP4038697B2 - 部屋の明るさを制御するシステム - Google Patents
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Description
〔０００１〕
本発明は、複数の光源または複数の光源のグループにより照明される部屋の明るさの制御をするシステム、および、そのシステムの使用方法に関する。
〔０００２〕
最近の照明システムは、複数の異なる光源、特に、直接および間接の光源により作動する。たとえばランプや照明器具などのこれまでの光源は、お互いに別個に、薄暗くされ得るか、あるいは、スイッチングされ得るかだけであった。その結果、たとえば、直接照明と間接照明の間の割合を変化させること、および、それと同時に、全体の明るさを一定に維持することは、不可能であるか、あるいは非常に困難であった。
〔０００３〕
実際には、本出願人の照明管理システムが既に知られており、そのシステムは、”インテリジェント”照明制御システムという形態で、室内において異なる照明雰囲気（ムード）を個別に創出することができ、普通の日光の入射を考慮している。このシステムは、たとえば科学文献「照明管理がもたらす種々の利点」、C.Tropp，″etz″，VOL．113，1992，NO.2，P.84-87、および、科学文献「統合した照明管理はエネルギーの最適な使用をもたらす」″Licht″，Vol．7-8，1995，p.578-580、に記載されている。
〔０００４〕
本出願人のこの知られた照明管理システムの場合には、利用者は、赤外線リモートコントロール装置または操作装置により、個々の照明および照明のグループを、作動させ、スイッチをオンまたはオフし、薄暗くすることを可能にする、すなわち、彼自身の照明雰囲気を創出することができる。プッシュボタンの押下により、オフィスの活動の差異に従って、複数の記憶された照明雰囲気を呼び出すことができる。個々の照明および照明のグループへのデータの転送は、最新の２本線制御技術に基づくバスシステムにより実現される。
〔０００５〕
本発明の目的は、利用者のために、拡張した調整施設を用いて、部屋の明るさを制御するシステムおよび制御装置を提供することにあり、拡張した調整施設は、異なる光源または光源のグループの結合を可能にする。それにより、個々の光源または光源のグループの照明の強度が、利用者の設定に従って、相互に適合するように制御され得る。すなわち、利用者は、個々の独立した光源のパラメータではなく、全体システムのパラメータの設定のみが必要とされる。
〔０００６〕
この目的は、複数の光源または複数の光源のグループにより照明される部屋の明るさを制御するシステムおよび制御装置であって、個々の光源または光源のグループの光の強度の割合が設定または変更可能であり、加えて、個々の光源または光源のグループの光の強度の割合を一定に維持しながら部屋全体の明るさが設定または変更可能であるような制御装置により達成される。
本発明によれば、複数の光源または複数グループの光源によって照明される部屋の明るさを制御するシステムであって、前記複数の光源のそれぞれの光源または前記複数グループのそれぞれのグループの光源の関係が設定可能または変更可能である、部屋の明るさを制御するシステムであって、前記複数の光源のそれぞれの電力消費を制御するため、前記複数の光源のそれぞれの作動装置に接続された制御装置を有し、第１の操作要素であって、前記制御装置のために、当該第１の操作要素によって、前記部屋の全体の明るさが、前記複数の光源のそれぞれ、または、前記複数グループの光源のそれぞれの光強度についての固定の関係をもって変更可能である、第１の操作要素とを有し、前記制御装置のために、第２の操作要素によって、前記複数の光源のそれぞれ、または、前記複数グループの光源のそれぞれの光の強度の関係が、固定の全体的な明るさをもって変更可能である、ことを特徴とする、システムが提供される。
〔０００７〕
本発明のシステムの可能な用途としては、一方の照明手段は部屋の直接照明のために用いられ、他方の照明手段は部屋の間接照明のために用いられる、少なくとも２つの別個に駆動可能な照明手段を有する照明器具の使用がある。
〔０００８〕
また、本発明の展開および実施の形態は、従属請求項に記載されている。
〔０００９〕
本発明の例示的な実施の形態の構成および機能の態様は、図面を参照して説明される。ここで、
図１は、本発明のシステムの模範的な実施の形態を図式的に示す図であり、
図２は、図１に係わる簡単化したシステムのブロック回路図であり、
図３は、制御装置の制御値と明るさとの間の論理関係を説明するための２つの図であり、
図４は、本発明に係わるシステムの機能のモードを説明するための２つの図であり、
図５は、本発明に係わるシステムの機能の態様を説明するフロー図である。
〔００１０〕
本発明に係わるシステムの例示的な実施の形態を、図１に概略的に図示する。照明されるべき部屋１は、複数の光源のグループを含んでいる。第１のグループは商業的に入手可能な天井照明形態の２つの直接照明光源２ａおよび２ｂからなり、第２のグループは、部屋１の窓から入る日光の形態の、たとえば調節可能な羽根板で作られたブラインドにより光の強度が設定可能であるような直接照明光源２ｃからなり、第３のグループは、間接放射壁照明形態の３つの間接放射光源３ａ，３ｂおよび３ｃからなる。この例示的実施の形態で用いられている光源の代わりに、光の強度を変えることができると考えられる任意の形態の光源を用いるようにすることも可能である。
〔００１１〕
直接照明光源２ａおよび２ｂは、関係付けられた（制御装置７と協働する（associated））作動装置４ａおよび４ｂに接続され、日光の入射を調整する羽根板で作られたブラインドは、関係付けられた（制御装置７と協働する）作動装置４ｃに接続され、間接照明光源３ａ，３ｂおよび３ｃは、関係付けられた（制御装置７と協働する）作動装置５ａ，５ｂおよび５ｃに接続される。前述した部屋１内の種々の光源の作動装置４ａ，・・・および、作動装置５ａ，・・・の全ては、バス６を介して制御装置７に接続される。バス６を介して、この制御装置７は、作動装置４ａ，・・・および作動装置５ａ，・・・の電力消費、および、部屋の中の各個々の光源２ａ，・・・および光源３ａ，・・・の光の強度を制御する。
〔００１２〕
２つの操作要素８ａおよび８ｂは、制御装置７上に設けられる。これらの操作要素８ａおよび８ｂは、システムの利用者が、部屋１の全体の明るさであるパラメータ”ボリューム”、および、直接照明光源と間接照明光源の間の光の強度の割合であるパラメータ”バランス”を設定および変更することを可能にする。
〔００１３〕
操作要素８ａおよび８ｂは、たとえば、より明るく／より暗くという明るさの調整およびスイッチのオン／オフのための公知の２つのコントロールスイッチ、および、光の強度の割合を設定するための公知のノブ形態のコントロールスイッチにより構成することができる。前述したような従来からの一般的な実装技術（コントロールスイッチ、ポテンシオメータなど）に代わって、パラメータは、デジタルデータの制御装置７への転送により、設定または変更されることも可能である。
〔００１４〕
操作要素８ａおよび８ｂは、必ずしも制御装置７上に直接的に配置されることを必要とせず、設定された”ボリューム”および”バランス”値を転送するために制御装置７に電気的接続あるいは無線信号により接続された外部操作ユニット上に同様に配置されることもできる。
〔００１５〕
図１より明らかなように、制御装置は、当該システムの全ての構成を記憶することができる不揮発性メモリ９を有する。これらのシステム構成は、操作要素８ａおよび８ｂを介して設定されたパラメータ”ボリューム”および”バランス”に加えて、光の強度を制御するために要求されるプリセットパラメータも含む。これらのプリセットパラメータは、人間の目の感度、光源に印加した電力に対する光の強度の依存関係、照明器具の照明技術特性または照明される部屋の反射特性を含むことができる。これらのプリセットパラメータの使用は、後の記載の中で説明する。
〔００１６〕
図２は、前述したシステムのブロック回路図形態の簡単化した図面である。図１に係わる６個の作動装置４ａ，・・・および作動装置５ａ，・・・に代えて、ここでは、単に２つの作動装置４および作動装置５のみが制御装置７のバス６に接続されている。作動装置４の直接照明光源２の光の強度は制御装置７のチャネル１により制御され、作動装置５の間接照明光源３の光の強度は制御装置７のチャネル２により制御される。
〔００１７〕
チャネル１および２を介して、制御装置７から、対応する電力消費制御値Ｓ1およびＳ2が作動装置４および作動装置５に供給される。図４ａおよび４ｂに、チャネル１およびチャネル２に対するこれらの制御値Ｓ1およびＳ2が、パラメータ”ボリューム”の機能として、すなわち全体の明るさとして、対数目盛りで示した軸でプロットされている。
〔００１８〕
チャネル１およびチャネル２の示された制御値の特性を導く、制御値と明るさとの論理的な関係を、図３を参照して以下に説明する。図３ａに、人間の目の明るさに対する感度Ｈが、光源の光の強度Ｌに対してプロットされている。人間の目は、光の強度が強い２つの光源の間の明るさの違いよりも、光の強度が弱い２つの光源の間の明るさの違いに対してより感度が高い。その結果、人間の目の明るさに対する感度Ｈと光源の光の強度Ｌの間の対数関係がもたらされる。
〔００１９〕
もし、直線軸スケールの光の強度Ｌに代わって、光の強度Ｌに対して対数目盛りでのプロットが選択されたら、その図においては、人間の目の明るさに対する感度Ｈと光の強度Ｌの間の関係は直線として表される。図３ｂにおいては、２つの軸は置き換えられており、人間の目の明るさに対する感度（明るさの感度）Ｈは座標系の横座標に、光の強度Ｈは対数スケールで座標系の縦座標にプロットされている。制御装置７のパラメータ”ボリューム”Ｖは明るさの感度Ｈに対応し、制御値Ｓは光の強度Ｌの対数値に対応する。これは、パラメータ”ボリューム”Ｖに対する制御値Ｓの、通常原点を通らない直線という形態の特性を導く。
〔００２０〕
２つのチャネル１およびチャネル２のための、制御値Ｓ1および制御値Ｓ2の各制御値特性が、図４ａおよび４ｂの図中に記載されている。チャネル１の制御値Ｓ1とチャネル２の制御値Ｓ2の間の距離は、パラメータ”バランス”、すなわち２つの光源２および光源３の光の強度の割合によって決定される。
〔００２１〕
２つの制御値Ｓ1および制御値Ｓ2の値の範囲は、パラメータ”ボリューム”Ｖの値の範囲が０〜２５５の間であり、パラメータ”バランス”の値の範囲が−２５５〜２５５の間である時、０〜２５５の間である。
〔００２２〕
図４ａは、利用者が、操作要素８ａを介してパラメータ”ボリューム”を変更する時に生じることを図示している。パラメータ”ボリューム”の変更に基づいて、２つのチャネルの光の強度は同じ方向に変更される。その時には、利用者は光の強度の割合を変更することはできない。対数的な特性のために、これは、どんな時でも２つのチャネルの間の制御値の差（Ｓ1−Ｓ2）が一定となるケースである。パラメータ”ボリューム”のｄＶの変更に基づいて、２つの制御値は同じ方向に同じ量だけ、すなわちｄＳ1 およびｄＳ2だけ変更される。
〔００２３〕
図４ｂは、利用者が操作要素８ｂによりパラメータ”バランス”を変更する状態を図示している。パラメータ”バランス”の変更に基づいて、１つのチャネルは、丁度他方のチャンネルで大きくされる光の強度Ｈの値だけ、減少されることになる。その時には、利用者は全体の明るさを変更することはできない。対数特性により、これは、いつでも１つのチャネル、たとえば、チャンネル１の制御値（Ｓ 1 ）が、他方のチャネル、たとえば、チャンネル２の制御値（Ｓ 2 ）が増加される値だけ減少されるケースである。パラメータ”バランス”のｄＢだけの変更により、２つの制御値ｄＳ 1 、ｄＳ 2 は、反対の方向の同じ量だけ、すなわちｄＳ1およびｄＳ2＝−ｄＳ1だけ変更される。
〔００２４〕
パラメータのｄＶ（パラメータ”ボリューム”）およびｄＢ（パラメータ”バランス”）の変更に基づく制御値ｄＳ1および制御値ｄＳ2の変更の正確な計算を、図５を参照して以下に説明する。図５は、利用者によるパラメータのｄＶNおよびｄＶNの変更に基づく、新たな制御値Ｓ’1およびＳ’2の計算のためのフロー図である。この計算は、以下のステップを有する。
〔００２５〕
ステップＡ）利用者により入力されたパラメータ”ボリューム”の変更ｄＶNおよびパラメータ”バランス”の変更ｄＢNの、前述したプリセットパラメータを用いた非線形座標変換による、制御値Ｓ’1およびＳ’2の計算のための適切なパラメータの変更ｄＶおよびｄＢを得るための、パラメータ化：
〔００２６〕
〔００２７〕
ここで、記号Ｐは、プリセットパラメータを考慮に入れたマトリクスである。
〔００２８〕
ステップＢ）パラメータ化されたパラメータ”ボリューム”の変更ｄＶおよびパラメータ”バランス”の変更ｄＢに基づいた制御値ｄＳ1およびｄＳ2の変更の計算：
〔００２９〕
ｄＳ1＝ｄＶ−ｄＢおよびｄＳ2＝ｄＶ＋ｄＢ …（２）
〔００３０〕
および、新たな制御値Ｓ’1およびＳ’2の計算：
〔００３１〕
Ｓ’1＝Ｓ1＋ｄＳ1およびＳ’2＝Ｓ2＋ｄＳ2 …（３）
〔００３２〕
ステップＣ）２つの制御値Ｓ’1およびＳ’2が、０〜２５５の間の許容される値の範囲になっているか否かのチェック。もしその場合には、まさに算出された制御値Ｓ’1およびＳ’2が、システムの新たな制御値として選択される。もし、２つの制御値Ｓ’1およびＳ’2の少なくともいずれか１つが、０〜２５５の間の有効な値の範囲外となった時には、ステップＤに従って、修正計算が行われなければならない。
〔００３３〕
ステップＤ）０〜２５５の有効な値の範囲外となった制御値Ｓ’i（ｉ＝１または２）を、この値の範囲内の値にする修正計算：
〔００３４〕
ｄＶ’＝−（Ｓ’i−Ｄ）／２およびｄＢ’-+（Ｓ’i−Ｄ）／２ …（４）
〔００３５〕
ここで、値Ｄは、光源の作動の間に、限度を越しもせず限度を下回りもしない、上側および下側の調光の限界値である。この値Ｄを、その値の範囲の限界値０および２５５と仮定することもできるが、０〜２５５のその値の範囲外にすることはできない。特に、下側の調光の限界の場合には、この記述の中で後に説明するように、値Ｄ＞０が通常選択される。
〔００３６〕
ステップＥ）もし、修正計算がステップＤ）に従って実行されたら、パラメータはここでリセットされ、ステップＢに従ってさらなる計算が行われる：
〔００３７〕
ｄＶ−ｄＶ’，ｄＢ＝ｄＢ’，Ｓ1＝Ｓ’1，Ｓ2＝Ｓ’2 …（５）
〔００３８〕
ステップＤ）における修正計算（４）は、ステップＤ）およびステップＥ）を有するループはただ一度だけ通過されるように、すなわち、制御値Ｓ’1およびＳ’2は１度の最大の修正の後に有効な値の範囲内になるように考慮されている。
〔００３９〕
上述した新たな制御値Ｓ’1およびＳ’2の計算、特に、修正計算の場合を明白にするため、ここで、この計算を、具体的な数値を用いた例の形態で実行する。
〔００４０〕
チャネル１および２の制御値として、初期値Ｓ1＝２１０およびＳ2＝１２０が選択されていると仮定する。調整の上限は、値の範囲の上限に対応していると仮定し、それ故、Ｄ＝２５５である。利用者により入力され、式（１）に従ったパラメータ化（ステップＡ）の後の変更は、ｄＶ＝＋８０およびｄＢ＝０になったと仮定する、すなわち、利用者は、光の強度の割合を一定に維持した状態で（ｄＢ＝０）、部屋１の全体の明るさを増す（ｄＶ＞０）ことを望んでいると仮定する。
〔００４１〕
ステップ（Ｂ）の式２に従い、制御値の変更は、
〔００４２〕
ｄＳ1＝＋８０−０＝＋８０およびｄＳ2＝＋８０＋０＝＋８０
〔００４３〕
となり、これより、式３に従って、新たな制御値の値が計算される：
〔００４４〕
Ｓ’1＝２１０＋８０＝２９０およびＳ’2＝１２０＋８０＝２００
〔００４５〕
ステップＣ）における２つの制御値Ｓ’1およびＳ’2のチェックの結果は、最初の制御値Ｓ’1が有効な値の範囲外（Ｓ’1＞２５５）となっているということになる。そのため、今回算出された制御値Ｓ’1およびＳ’2は新たな制御値としては選択されることができず、ステップＤ）に従った修正計算が実行されなければならない。
〔００４６〕
式（４）に従って、修正された変更ｄＶ’およびｄＢ’は、
〔００４７〕
ｄＶ’＝−（２９０−２５５）／２＝１７．５および
ｄＢ’＝−（２９０−２５５）／２＝１７．５
〔００４８〕
となる。
〔００４９〕
今度は、ステップＥ）において、計算された制御値Ｓ’1およびＳ’2および修正された変更ｄＶ’およびｄＢ’が初期値として設定され、ステップＢが、新たな有効な制御値を計算するために、再び実行される。式（３）および（４）に従った計算は、今度は、
〔００５０〕
ｄＳ1＝−１７．５−（＋１７．５）＝−３５および
ｄＳ2＝−１７．５−（−１７．５）＝０，
Ｓ’1＝２９０＋（−３５）＝２５５および
Ｓ’2＝２００＋０＝２００
〔００５１〕
という結果をもたらす。
〔００５２〕
新たな制御値Ｓ’1は、今度は有効な値の範囲内にあり、最後に計算された制御値Ｓ’1＝２５５およびＳ’2＝２００は、今度は２つのチャネル１および２を介して、関係付けられた（制御装置７と協働する）作動装置４および５に各々供給され得る。
〔００５３〕
下側および上側の調光の限界を示す値Ｄは、製造時には、不揮発性メモリ９内に設定される。Ｄ＞０またはＤ＝０という下側の調整限界の選択に基づいて、オン／オフスイッチングのタイプを予め決定することが可能となる。
〔００５４〕
Ｄ＞０という前者においては、２つのチャネルの光源は、共通的にスイッチオンされ、共通的にスイッチオフされる。これは、低い方の制御値を有するチャネルが、下側の調光の限界で維持され、他方のチャネルにおいて制御値が０となるまでは制御値０に変化しないこと、および、低い方の制御値を有するチャネルは、他方のチャネルがスイッチオンされることにより、下側の調光の限界にセットされ、スイッチオフされない状態で維持されることを意味する。
〔００５５〕
Ｄ＝０という他方の場合には、光源は、一般的には、すなわちＢ＝０の場合を除いて、お互い別個にスイッチがオンおよびオフされる。これは、低い方の制御値を有するチャネルは、高い方の制御値を有する他のチャネルがスイッチオンの状態のままであっても、このチャネルにおいて制御値０が生じた時には、スイッチがオフされるということ、および、低い方の制御値を有するチャネルは、他のチャネルがスイッチオンされた時も、このチャネルにおいても制御値が０より大きくなるまでは、スイッチオフのままであるということを意味する。
〔００５６〕
図１および図２に示した本発明に係わるシステムの使用の例に加えて、さらなる可能な用途が、少なくとも２つの別個に駆動可能な照明手段を有する照明機器におけるシステムおよび制御装置の使用に存在する。今、少なくとも１つの照明手段は部屋の直接照明を提供し、少なくとも１つのさらなる照明手段が部屋の間接照明を提供することにより、照明の制御装置の操作により、図１に従って照明される部屋と同様に、利用者は、部屋の全体の明るさと直接および間接照明の光の強度の割合の両方を調整することができる。
本発明は、複数の光源または複数の光源のグループにより照明される部屋の明るさの制御をするシステム、および、そのシステムの使用方法に関する。
〔０００２〕
最近の照明システムは、複数の異なる光源、特に、直接および間接の光源により作動する。たとえばランプや照明器具などのこれまでの光源は、お互いに別個に、薄暗くされ得るか、あるいは、スイッチングされ得るかだけであった。その結果、たとえば、直接照明と間接照明の間の割合を変化させること、および、それと同時に、全体の明るさを一定に維持することは、不可能であるか、あるいは非常に困難であった。
〔０００３〕
実際には、本出願人の照明管理システムが既に知られており、そのシステムは、”インテリジェント”照明制御システムという形態で、室内において異なる照明雰囲気（ムード）を個別に創出することができ、普通の日光の入射を考慮している。このシステムは、たとえば科学文献「照明管理がもたらす種々の利点」、C.Tropp，″etz″，VOL．113，1992，NO.2，P.84-87、および、科学文献「統合した照明管理はエネルギーの最適な使用をもたらす」″Licht″，Vol．7-8，1995，p.578-580、に記載されている。
〔０００４〕
本出願人のこの知られた照明管理システムの場合には、利用者は、赤外線リモートコントロール装置または操作装置により、個々の照明および照明のグループを、作動させ、スイッチをオンまたはオフし、薄暗くすることを可能にする、すなわち、彼自身の照明雰囲気を創出することができる。プッシュボタンの押下により、オフィスの活動の差異に従って、複数の記憶された照明雰囲気を呼び出すことができる。個々の照明および照明のグループへのデータの転送は、最新の２本線制御技術に基づくバスシステムにより実現される。
〔０００５〕
本発明の目的は、利用者のために、拡張した調整施設を用いて、部屋の明るさを制御するシステムおよび制御装置を提供することにあり、拡張した調整施設は、異なる光源または光源のグループの結合を可能にする。それにより、個々の光源または光源のグループの照明の強度が、利用者の設定に従って、相互に適合するように制御され得る。すなわち、利用者は、個々の独立した光源のパラメータではなく、全体システムのパラメータの設定のみが必要とされる。
〔０００６〕
この目的は、複数の光源または複数の光源のグループにより照明される部屋の明るさを制御するシステムおよび制御装置であって、個々の光源または光源のグループの光の強度の割合が設定または変更可能であり、加えて、個々の光源または光源のグループの光の強度の割合を一定に維持しながら部屋全体の明るさが設定または変更可能であるような制御装置により達成される。
本発明によれば、複数の光源または複数グループの光源によって照明される部屋の明るさを制御するシステムであって、前記複数の光源のそれぞれの光源または前記複数グループのそれぞれのグループの光源の関係が設定可能または変更可能である、部屋の明るさを制御するシステムであって、前記複数の光源のそれぞれの電力消費を制御するため、前記複数の光源のそれぞれの作動装置に接続された制御装置を有し、第１の操作要素であって、前記制御装置のために、当該第１の操作要素によって、前記部屋の全体の明るさが、前記複数の光源のそれぞれ、または、前記複数グループの光源のそれぞれの光強度についての固定の関係をもって変更可能である、第１の操作要素とを有し、前記制御装置のために、第２の操作要素によって、前記複数の光源のそれぞれ、または、前記複数グループの光源のそれぞれの光の強度の関係が、固定の全体的な明るさをもって変更可能である、ことを特徴とする、システムが提供される。
〔０００７〕
本発明のシステムの可能な用途としては、一方の照明手段は部屋の直接照明のために用いられ、他方の照明手段は部屋の間接照明のために用いられる、少なくとも２つの別個に駆動可能な照明手段を有する照明器具の使用がある。
〔０００８〕
また、本発明の展開および実施の形態は、従属請求項に記載されている。
〔０００９〕
本発明の例示的な実施の形態の構成および機能の態様は、図面を参照して説明される。ここで、
図１は、本発明のシステムの模範的な実施の形態を図式的に示す図であり、
図２は、図１に係わる簡単化したシステムのブロック回路図であり、
図３は、制御装置の制御値と明るさとの間の論理関係を説明するための２つの図であり、
図４は、本発明に係わるシステムの機能のモードを説明するための２つの図であり、
図５は、本発明に係わるシステムの機能の態様を説明するフロー図である。
〔００１０〕
本発明に係わるシステムの例示的な実施の形態を、図１に概略的に図示する。照明されるべき部屋１は、複数の光源のグループを含んでいる。第１のグループは商業的に入手可能な天井照明形態の２つの直接照明光源２ａおよび２ｂからなり、第２のグループは、部屋１の窓から入る日光の形態の、たとえば調節可能な羽根板で作られたブラインドにより光の強度が設定可能であるような直接照明光源２ｃからなり、第３のグループは、間接放射壁照明形態の３つの間接放射光源３ａ，３ｂおよび３ｃからなる。この例示的実施の形態で用いられている光源の代わりに、光の強度を変えることができると考えられる任意の形態の光源を用いるようにすることも可能である。
〔００１１〕
直接照明光源２ａおよび２ｂは、関係付けられた（制御装置７と協働する（associated））作動装置４ａおよび４ｂに接続され、日光の入射を調整する羽根板で作られたブラインドは、関係付けられた（制御装置７と協働する）作動装置４ｃに接続され、間接照明光源３ａ，３ｂおよび３ｃは、関係付けられた（制御装置７と協働する）作動装置５ａ，５ｂおよび５ｃに接続される。前述した部屋１内の種々の光源の作動装置４ａ，・・・および、作動装置５ａ，・・・の全ては、バス６を介して制御装置７に接続される。バス６を介して、この制御装置７は、作動装置４ａ，・・・および作動装置５ａ，・・・の電力消費、および、部屋の中の各個々の光源２ａ，・・・および光源３ａ，・・・の光の強度を制御する。
〔００１２〕
２つの操作要素８ａおよび８ｂは、制御装置７上に設けられる。これらの操作要素８ａおよび８ｂは、システムの利用者が、部屋１の全体の明るさであるパラメータ”ボリューム”、および、直接照明光源と間接照明光源の間の光の強度の割合であるパラメータ”バランス”を設定および変更することを可能にする。
〔００１３〕
操作要素８ａおよび８ｂは、たとえば、より明るく／より暗くという明るさの調整およびスイッチのオン／オフのための公知の２つのコントロールスイッチ、および、光の強度の割合を設定するための公知のノブ形態のコントロールスイッチにより構成することができる。前述したような従来からの一般的な実装技術（コントロールスイッチ、ポテンシオメータなど）に代わって、パラメータは、デジタルデータの制御装置７への転送により、設定または変更されることも可能である。
〔００１４〕
操作要素８ａおよび８ｂは、必ずしも制御装置７上に直接的に配置されることを必要とせず、設定された”ボリューム”および”バランス”値を転送するために制御装置７に電気的接続あるいは無線信号により接続された外部操作ユニット上に同様に配置されることもできる。
〔００１５〕
図１より明らかなように、制御装置は、当該システムの全ての構成を記憶することができる不揮発性メモリ９を有する。これらのシステム構成は、操作要素８ａおよび８ｂを介して設定されたパラメータ”ボリューム”および”バランス”に加えて、光の強度を制御するために要求されるプリセットパラメータも含む。これらのプリセットパラメータは、人間の目の感度、光源に印加した電力に対する光の強度の依存関係、照明器具の照明技術特性または照明される部屋の反射特性を含むことができる。これらのプリセットパラメータの使用は、後の記載の中で説明する。
〔００１６〕
図２は、前述したシステムのブロック回路図形態の簡単化した図面である。図１に係わる６個の作動装置４ａ，・・・および作動装置５ａ，・・・に代えて、ここでは、単に２つの作動装置４および作動装置５のみが制御装置７のバス６に接続されている。作動装置４の直接照明光源２の光の強度は制御装置７のチャネル１により制御され、作動装置５の間接照明光源３の光の強度は制御装置７のチャネル２により制御される。
〔００１７〕
チャネル１および２を介して、制御装置７から、対応する電力消費制御値Ｓ1およびＳ2が作動装置４および作動装置５に供給される。図４ａおよび４ｂに、チャネル１およびチャネル２に対するこれらの制御値Ｓ1およびＳ2が、パラメータ”ボリューム”の機能として、すなわち全体の明るさとして、対数目盛りで示した軸でプロットされている。
〔００１８〕
チャネル１およびチャネル２の示された制御値の特性を導く、制御値と明るさとの論理的な関係を、図３を参照して以下に説明する。図３ａに、人間の目の明るさに対する感度Ｈが、光源の光の強度Ｌに対してプロットされている。人間の目は、光の強度が強い２つの光源の間の明るさの違いよりも、光の強度が弱い２つの光源の間の明るさの違いに対してより感度が高い。その結果、人間の目の明るさに対する感度Ｈと光源の光の強度Ｌの間の対数関係がもたらされる。
〔００１９〕
もし、直線軸スケールの光の強度Ｌに代わって、光の強度Ｌに対して対数目盛りでのプロットが選択されたら、その図においては、人間の目の明るさに対する感度Ｈと光の強度Ｌの間の関係は直線として表される。図３ｂにおいては、２つの軸は置き換えられており、人間の目の明るさに対する感度（明るさの感度）Ｈは座標系の横座標に、光の強度Ｈは対数スケールで座標系の縦座標にプロットされている。制御装置７のパラメータ”ボリューム”Ｖは明るさの感度Ｈに対応し、制御値Ｓは光の強度Ｌの対数値に対応する。これは、パラメータ”ボリューム”Ｖに対する制御値Ｓの、通常原点を通らない直線という形態の特性を導く。
〔００２０〕
２つのチャネル１およびチャネル２のための、制御値Ｓ1および制御値Ｓ2の各制御値特性が、図４ａおよび４ｂの図中に記載されている。チャネル１の制御値Ｓ1とチャネル２の制御値Ｓ2の間の距離は、パラメータ”バランス”、すなわち２つの光源２および光源３の光の強度の割合によって決定される。
〔００２１〕
２つの制御値Ｓ1および制御値Ｓ2の値の範囲は、パラメータ”ボリューム”Ｖの値の範囲が０〜２５５の間であり、パラメータ”バランス”の値の範囲が−２５５〜２５５の間である時、０〜２５５の間である。
〔００２２〕
図４ａは、利用者が、操作要素８ａを介してパラメータ”ボリューム”を変更する時に生じることを図示している。パラメータ”ボリューム”の変更に基づいて、２つのチャネルの光の強度は同じ方向に変更される。その時には、利用者は光の強度の割合を変更することはできない。対数的な特性のために、これは、どんな時でも２つのチャネルの間の制御値の差（Ｓ1−Ｓ2）が一定となるケースである。パラメータ”ボリューム”のｄＶの変更に基づいて、２つの制御値は同じ方向に同じ量だけ、すなわちｄＳ1 およびｄＳ2だけ変更される。
〔００２３〕
図４ｂは、利用者が操作要素８ｂによりパラメータ”バランス”を変更する状態を図示している。パラメータ”バランス”の変更に基づいて、１つのチャネルは、丁度他方のチャンネルで大きくされる光の強度Ｈの値だけ、減少されることになる。その時には、利用者は全体の明るさを変更することはできない。対数特性により、これは、いつでも１つのチャネル、たとえば、チャンネル１の制御値（Ｓ 1 ）が、他方のチャネル、たとえば、チャンネル２の制御値（Ｓ 2 ）が増加される値だけ減少されるケースである。パラメータ”バランス”のｄＢだけの変更により、２つの制御値ｄＳ 1 、ｄＳ 2 は、反対の方向の同じ量だけ、すなわちｄＳ1およびｄＳ2＝−ｄＳ1だけ変更される。
〔００２４〕
パラメータのｄＶ（パラメータ”ボリューム”）およびｄＢ（パラメータ”バランス”）の変更に基づく制御値ｄＳ1および制御値ｄＳ2の変更の正確な計算を、図５を参照して以下に説明する。図５は、利用者によるパラメータのｄＶNおよびｄＶNの変更に基づく、新たな制御値Ｓ’1およびＳ’2の計算のためのフロー図である。この計算は、以下のステップを有する。
〔００２５〕
ステップＡ）利用者により入力されたパラメータ”ボリューム”の変更ｄＶNおよびパラメータ”バランス”の変更ｄＢNの、前述したプリセットパラメータを用いた非線形座標変換による、制御値Ｓ’1およびＳ’2の計算のための適切なパラメータの変更ｄＶおよびｄＢを得るための、パラメータ化：
〔００２６〕
ここで、記号Ｐは、プリセットパラメータを考慮に入れたマトリクスである。
〔００２８〕
ステップＢ）パラメータ化されたパラメータ”ボリューム”の変更ｄＶおよびパラメータ”バランス”の変更ｄＢに基づいた制御値ｄＳ1およびｄＳ2の変更の計算：
〔００２９〕
ｄＳ1＝ｄＶ−ｄＢおよびｄＳ2＝ｄＶ＋ｄＢ …（２）
〔００３０〕
および、新たな制御値Ｓ’1およびＳ’2の計算：
〔００３１〕
Ｓ’1＝Ｓ1＋ｄＳ1およびＳ’2＝Ｓ2＋ｄＳ2 …（３）
〔００３２〕
ステップＣ）２つの制御値Ｓ’1およびＳ’2が、０〜２５５の間の許容される値の範囲になっているか否かのチェック。もしその場合には、まさに算出された制御値Ｓ’1およびＳ’2が、システムの新たな制御値として選択される。もし、２つの制御値Ｓ’1およびＳ’2の少なくともいずれか１つが、０〜２５５の間の有効な値の範囲外となった時には、ステップＤに従って、修正計算が行われなければならない。
〔００３３〕
ステップＤ）０〜２５５の有効な値の範囲外となった制御値Ｓ’i（ｉ＝１または２）を、この値の範囲内の値にする修正計算：
〔００３４〕
ｄＶ’＝−（Ｓ’i−Ｄ）／２およびｄＢ’-+（Ｓ’i−Ｄ）／２ …（４）
〔００３５〕
ここで、値Ｄは、光源の作動の間に、限度を越しもせず限度を下回りもしない、上側および下側の調光の限界値である。この値Ｄを、その値の範囲の限界値０および２５５と仮定することもできるが、０〜２５５のその値の範囲外にすることはできない。特に、下側の調光の限界の場合には、この記述の中で後に説明するように、値Ｄ＞０が通常選択される。
〔００３６〕
ステップＥ）もし、修正計算がステップＤ）に従って実行されたら、パラメータはここでリセットされ、ステップＢに従ってさらなる計算が行われる：
〔００３７〕
ｄＶ−ｄＶ’，ｄＢ＝ｄＢ’，Ｓ1＝Ｓ’1，Ｓ2＝Ｓ’2 …（５）
〔００３８〕
ステップＤ）における修正計算（４）は、ステップＤ）およびステップＥ）を有するループはただ一度だけ通過されるように、すなわち、制御値Ｓ’1およびＳ’2は１度の最大の修正の後に有効な値の範囲内になるように考慮されている。
〔００３９〕
上述した新たな制御値Ｓ’1およびＳ’2の計算、特に、修正計算の場合を明白にするため、ここで、この計算を、具体的な数値を用いた例の形態で実行する。
〔００４０〕
チャネル１および２の制御値として、初期値Ｓ1＝２１０およびＳ2＝１２０が選択されていると仮定する。調整の上限は、値の範囲の上限に対応していると仮定し、それ故、Ｄ＝２５５である。利用者により入力され、式（１）に従ったパラメータ化（ステップＡ）の後の変更は、ｄＶ＝＋８０およびｄＢ＝０になったと仮定する、すなわち、利用者は、光の強度の割合を一定に維持した状態で（ｄＢ＝０）、部屋１の全体の明るさを増す（ｄＶ＞０）ことを望んでいると仮定する。
〔００４１〕
ステップ（Ｂ）の式２に従い、制御値の変更は、
〔００４２〕
ｄＳ1＝＋８０−０＝＋８０およびｄＳ2＝＋８０＋０＝＋８０
〔００４３〕
となり、これより、式３に従って、新たな制御値の値が計算される：
〔００４４〕
Ｓ’1＝２１０＋８０＝２９０およびＳ’2＝１２０＋８０＝２００
〔００４５〕
ステップＣ）における２つの制御値Ｓ’1およびＳ’2のチェックの結果は、最初の制御値Ｓ’1が有効な値の範囲外（Ｓ’1＞２５５）となっているということになる。そのため、今回算出された制御値Ｓ’1およびＳ’2は新たな制御値としては選択されることができず、ステップＤ）に従った修正計算が実行されなければならない。
〔００４６〕
式（４）に従って、修正された変更ｄＶ’およびｄＢ’は、
〔００４７〕
ｄＶ’＝−（２９０−２５５）／２＝１７．５および
ｄＢ’＝−（２９０−２５５）／２＝１７．５
〔００４８〕
となる。
〔００４９〕
今度は、ステップＥ）において、計算された制御値Ｓ’1およびＳ’2および修正された変更ｄＶ’およびｄＢ’が初期値として設定され、ステップＢが、新たな有効な制御値を計算するために、再び実行される。式（３）および（４）に従った計算は、今度は、
〔００５０〕
ｄＳ1＝−１７．５−（＋１７．５）＝−３５および
ｄＳ2＝−１７．５−（−１７．５）＝０，
Ｓ’1＝２９０＋（−３５）＝２５５および
Ｓ’2＝２００＋０＝２００
〔００５１〕
という結果をもたらす。
〔００５２〕
新たな制御値Ｓ’1は、今度は有効な値の範囲内にあり、最後に計算された制御値Ｓ’1＝２５５およびＳ’2＝２００は、今度は２つのチャネル１および２を介して、関係付けられた（制御装置７と協働する）作動装置４および５に各々供給され得る。
〔００５３〕
下側および上側の調光の限界を示す値Ｄは、製造時には、不揮発性メモリ９内に設定される。Ｄ＞０またはＤ＝０という下側の調整限界の選択に基づいて、オン／オフスイッチングのタイプを予め決定することが可能となる。
〔００５４〕
Ｄ＞０という前者においては、２つのチャネルの光源は、共通的にスイッチオンされ、共通的にスイッチオフされる。これは、低い方の制御値を有するチャネルが、下側の調光の限界で維持され、他方のチャネルにおいて制御値が０となるまでは制御値０に変化しないこと、および、低い方の制御値を有するチャネルは、他方のチャネルがスイッチオンされることにより、下側の調光の限界にセットされ、スイッチオフされない状態で維持されることを意味する。
〔００５５〕
Ｄ＝０という他方の場合には、光源は、一般的には、すなわちＢ＝０の場合を除いて、お互い別個にスイッチがオンおよびオフされる。これは、低い方の制御値を有するチャネルは、高い方の制御値を有する他のチャネルがスイッチオンの状態のままであっても、このチャネルにおいて制御値０が生じた時には、スイッチがオフされるということ、および、低い方の制御値を有するチャネルは、他のチャネルがスイッチオンされた時も、このチャネルにおいても制御値が０より大きくなるまでは、スイッチオフのままであるということを意味する。
〔００５６〕
図１および図２に示した本発明に係わるシステムの使用の例に加えて、さらなる可能な用途が、少なくとも２つの別個に駆動可能な照明手段を有する照明機器におけるシステムおよび制御装置の使用に存在する。今、少なくとも１つの照明手段は部屋の直接照明を提供し、少なくとも１つのさらなる照明手段が部屋の間接照明を提供することにより、照明の制御装置の操作により、図１に従って照明される部屋と同様に、利用者は、部屋の全体の明るさと直接および間接照明の光の強度の割合の両方を調整することができる。
Claims (14)
- 複数の光源または複数グループの光源によって照明される部屋の明るさを制御するシステムであって、前記複数の光源のそれぞれの光源または前記複数グループのそれぞれのグループの光源の関係が設定可能または変更可能である、部屋の明るさを制御するシステムであって、
前記複数の光源のそれぞれの電力消費を制御するため、前記複数の光源のそれぞれの作動装置に接続された制御装置を有し、
第１の操作要素であって、前記制御装置のために、当該第１の操作要素によって、前記部屋の全体の明るさが、前記複数の光源のそれぞれ、または、前記複数グループの光源のそれぞれの光強度についての固定の関係をもって変更可能である、第１の操作要素とを有し、
前記制御装置のために、第２の操作要素によって、前記複数の光源のそれぞれ、または、前記複数グループの光源のそれぞれの光の強度の関係が、固定の全体的な明るさをもって変更可能である、
ことを特徴とする、システム。 - 前記制御装置は、前記作動装置の電力消費を制御するため、当該システムの現在のパラメータを考慮して、前記第１および第２の操作要素を介してユーザによって前記設定された、または、変更されたパラメータから、前記作動装置のために設定する設定値を計算する、ことを特徴とする、
請求項１に記載のシステム。 - 前記第１および第２の操作要素は、前記制御装置に直接配置されているか、または、電気的接続または無線信号を介して前記制御装置に接続されている外部操作ユニットに配置されている、ことを特徴とする、
請求項１または２に記載のシステム。 - 前記第１および第２の操作要素は、ボタンまたはポテンシオメータを含む操作要素として、または、前記制御装置にディジタルデータを転送するためのディジタル入力要素として、設けられている、ことを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。 - 前記制御装置は、現在のパラメータおよび当該システムの構成を永久に記憶するための不揮発性メモリを有する、ことを特徴とする、
請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。 - 前記制御装置は、前記複数の光源のそれぞれを共通に、または、分離してスイッチオンまたはスイッチオフするように構成され得る、ことを特徴とする、
請求項５に記載のシステム。 - 前記制御装置は、前記作動装置の制御のため、前記複数の光源の前記作動装置に、バスを介して接続されている、ことを特徴とする、
請求項１〜６のいずれかに記載のシステム。 - 前記制御装置は、前記複数の光源のそれぞれ、または、前記複数グループのそれぞれのグループの光源のためのチャンネルを有し、当該チャンネルは、前記制御装置（７）と協働する前記作動装置の前記計算された設定値を前記光源と協働する作動装置に伝送する、ことを特徴とする、
請求項２〜７のいずれかに記載のシステム。 - 前記作動装置のための前記計算された設定値は、人間の目の光の強さと前記複数の光源の光の強度との対数関係に基づいて決定される、ことを特徴とする、
請求項２〜８のいずれかに記載のシステム。 - 当該システムは、人工光源および室内に入射する自然光を制御可能であり、その光の強さは室内を暗くする装置によって調整される、ことを特徴とする、
請求項１〜９のいずれかに記載のシステム。 - 前記制御装置は、前記作動装置と共に１つのハウジング内に一体化され得る、ことを特徴とする、
請求項１〜１０のいずれかに記載のシステム。 - 前記制御装置および／または前記作動装置は、前記複数の光源と一体的に構成可能である、ことを特徴とする、
請求項１〜１１のいずれかに記載のシステム。 - 少なくとも２つの分離して制御可能な発光手段を有する照明設備における、請求項１〜１２のいずれかに基づくシステムの使用方法。
- 前記照明設備の少なくとも１つの発光手段が前記部屋の直接照明に供せられ、少なくともさらなる照明光手段が前記部屋の間接照明のために供せられる、ことを特徴とする、
請求項１３に記載の使用方法。
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