JP4547269B2 - ワイヤレス制御された照明システムを構成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、照明システムのワイヤレス制御に係り、特に、そのシステム内の構成要素の構成に係る。

照明システムのワイヤレス制御は、システムの照明ユニットを遠隔から切り替えしたり減光したりする機能以外に多くの利点を提供する。例えば、このような制御は、照明システムの設定及び変更を行うのに、また、向上されたエネルギー利用の好都合な方法を与える。緊急時照明制御といった特徴を、配線変更をすることなく、追加可能である。システムによるエネルギー利用は、変化する要求に見合うよう容易に変更可能なプログラムによって規制可能である。

しかし、ワイヤレス制御される照明システムが、ユーザによって喜んで受け入れられるためには、幾つかの検討事項に対処しなければならない。特に、システムは、システムの選択された照明ユニットを明白に制御し、また、後からシステムに加えられた照明ユニットを組み込むことが可能でなければならない。

一般的に、ワイヤレス制御された照明システムは、遠隔制御器及び制御される照明ユニット内に、ユーザと照明システム間の通信を可能にする送受信器を有する。このような通信（一般的に、ＩＲ又はＲＦ信号を介する）は、照明ユニットと遠隔制御器をワイヤレスネットワークに構成するよう使用される。遠隔制御器が、マスタ制御器として使用される場合、この遠隔制御器は、例えば、各照明ユニットを遠隔制御器上の各ボタンに結びつけることによってシステムを構成する。このような結び付けを達成する１つの公知の方法では、ＲＦ通信が使用され、
・遠隔制御器は、ＲＦ範囲内の全ての照明ユニットを、学習モードにするためにコマンド信号を伝送する。

・照明ユニットは、遠隔制御器に、予め割り当てられた識別（ＩＤ）番号を伝送する。

・遠隔制御器は、連続的に、各ＩＤ番号を伝送し、照明ユニットが点灯するようにし、ユーザは、各新しく点灯されたユニットを遠隔制御器上の各ボタンに、その各ボタンを一時的に押下することによって関連付ける。

このシステムは比較的単純ではあるが、ＲＦ信号は、壁を透過するので、ユーザの視界外の場所にある照明ユニットの点灯を引き起こし得る。更に、遠隔制御器を紛失する又は遠隔制御器が動作不能となると、システム全体が、交換した遠隔制御器を用いて再構成されなければならない。更に、システムは、各照明ユニットは、製造業者によって照明ユニットに割り当てられる、予め割り当てられるＩＤ番号を有することを必要とする。これは、システムに組み込むことの可能な新規及び交換用の照明ユニットのタイプを限定してしまう。

マスタ装置を、照明ユニットのうちの１つに、スレーブ装置を、システムにおける別の照明ユニットに用いることによってマスタ−スレーブ制御を達成するシステムでは、更なる複雑さが生じる。装置の供給者は、２つのタイプの照明ユニット、即ち、１つは、マスタ装置を有する照明ユニット、もう１つは、スレーブ装置を有する照明ユニットを準備しなければならなくなる。照明ユニットの設置者は、１つのワイヤレスネットワークにおいてマスタ装置が１つだけ設置されることを確実にしなければならない。これは、供給者に更なる負担を課し、照明システムの設置及び設定において間違う可能性を増加してしまう。
米国特許第６３３３６０５号明細書は、バラスト（ballast）の変調により、設備によって放出される光を変調することを記載している。操作者が照明ゾーンをセットアップするとき、ハンドヘルド・ユニットがそのゾーンの番号にセットされる。操作者はバラストのIDを受け取り、壁に取り付けられたコントローラをポイントし、ハンドヘルド・ユニットをいじってゾーン番号およびバラストIDをコントローラに送信する。このように、操作者は、非常に長い番号でありうるバラストのIDを手動で記録する必要が決してない。

本発明は、上述した不利点を回避する方法を提供することを目的とする。

本発明では、ワイヤレス制御される照明システムにおける、一組の照明ユニットを遠隔制御器の各制御素子〔制御要素〕に関連付ける方法を提供する。照明ユニットのそれぞれが、照明ユニット用の一意の識別コードを搬送する変調された光信号を伝送する。遠隔制御器は、遠隔制御器が照明ユニットのうちの１つのみから変調された光信号を受信する場所に位置付けられる。ユーザは、遠隔制御器上の制御素子の選択した１つを、該選択した１つを受信される変調された光信号を伝送する照明ユニットに関連付けるよう作動させる。遠隔制御器は、制御マスタに、照明ユニットの一意の識別コード及び照明ユニットが関連付けられた制御素子を識別する信号を伝送する。上述した各段階は、該一組における残りの照明ユニットのそれぞれに対し繰り返される。

照明ユニットＩＤは、照明ユニット自体から変調された光信号を介して遠隔制御器に伝送される。従って、ユーザの視野にない照明ユニットを気付かずに関連付けてしまう問題はない。関連付けられる照明ユニットＩＤ及び遠隔制御素子は、制御マスタに伝送され、それらは、制御マスタに格納されることが可能である。それにより、遠隔制御器を紛失したときのシステムの再構成を単純にする。本発明の方法は、照明ユニットＩＤが照明ユニット製造業者によって予め割当てされるシステム、及び、照明ユニットＩＤが構成時に（ＤＡＬＩにおいて使用される初期化方法に従って）生成されるシステムの両方と共に機能する。従って、この点に関し、このシステムには制限が課されない。

本発明の１つの好適な実施例では、一組における各照明ユニットは、マスタ又はスレーブとして動作可能な変換可能な装置を有する。このことは、マスタ及びスレーブタイプの両方の照明ユニットの必要をなくし、照明システムの設置及び設定における誤りの可能性を少なくする。

図１は、本発明を使用する例示的な照明制御システムを示す。このシステムは、幾つかのローカル制御マスタＬＣＭを有し、各ＬＣＭは、有線又はワイヤレスリンクＬを介して中央マスタＣＭと通信する。各個々のローカル制御マスタを中央マスタに結合するために使用するリンクのタイプの選択は、任意選択的であり、また、様々なファクタに基づく。例えば、有線リンクは、一般的に、新規の照明の取付けに使用され、一方、ワイヤレスリンクは、一般的に、改良及び新規の取付けの両方に使用される。

中央マスタＣＭは、照明システム全体（例えば、建物又は建物コンプレックスにおける全室）の中央制御及びモニタリングを供給するよう機能し、一方、各ローカル制御マスタＬＣＭは、ローカルエリア内（建物の１つ以上の部屋内）の制御及びモニタリングを供給するよう機能する。ローカル制御マスタＬＣＭは、それぞれのワイヤレスリンクＬ_ＷＬを介して、照明ユニットＢ、センサＳ、及び遠隔制御器Ｒを有する照明システム構成要素に通信する。照明ユニットは、例えば、蛍光灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、及び白熱灯等の任意のタイプ又はタイプの組み合わせであり得る。センサＳは、例えば、人の存在及び／又は動作、光の強さ及び／又は温度といった周囲状況といった様々なタイプの情報を検出及び報告する機能を提供する。各遠隔制御器Ｒは、ユーザが、１つ以上のローカルエリア内の照明ユニットの動作を選択及び制御することを可能にする。サーモスタットにより動かされる窓カーテン等の他のタイプのシステム構成要素も、ローカル制御マスタにリンクされてもよい。

各ローカル制御マスタＬＣＭと、ＬＣＭがリンクされるシステム構成要素Ｂ、Ｓ、及びＲは、集合的に、ローカルエリアネットワークＬＡＮを形成する。マスタ−スレーブリンキングが、各ローカル制御マスタＬＣＭと、構成要素Ｂ、Ｓ、及びＲとの間に確立される。これは、各ＬＣＭにマスタ装置を組み込み、各構成要素Ｂ、Ｓ、及びＲにスレーブ装置を組み込むことによって達成される。同様に、マスタ−スレーブワイヤレスリンキングは、中央マスタＣＭと各ローカル制御マスタＬＣＭとの間にも、ＣＭにマスタ装置を組み込み、各ＬＣＭにスレーブ装置を組み込むことによって、確立され得る。

一般的に、各ローカル制御マスタＬＣＭは、例えば、ＬＡＮ内のスレーブ装置を識別し、通信を開始し、及び、各ＬＡＮ内で通信される情報を収集することによって、各ＬＡＮの動作を確立及び調整するよう機能する。このような収集された情報は、幾つかの又は全てのＬＡＮを有するワイドエリアネットワークの形成を容易にし、また、元の遠隔制御器が紛失する又は動作不能となった場合に、代用の遠隔制御器ＲがＬＡＮに関連付けられることを可能にする。

図２及び３は、それぞれ、ＬＡＮの各照明ユニットＢ内（例えば、蛍光ランプのバラスト内、ＬＥＤ用のドライバ内、又は照明ユニットの電源内）及び各遠隔制御器Ｒ内に組み込まれる回路及び機能のみを示すブロック図である。このＬＡＮは、本発明の好適な実施例に関連する。ＬＡＮのローカル制御マスタＬＣＭ用の回路は、詳細には示さない。何故なら、本発明は、当該技術において周知である様々なタイプのローカル制御マスタとの使用に適応可能だからである。

図２に示す照明ユニット回路は、ローカル制御マスタＬＣＭと無線リンクを確立するためのＲＦ送受信器２２と、使用されるランプタイプ（例えば、蛍光灯、ＨＩＤ、ＬＥＤ）のランプドライバ回路２４と、マイクロコントローラユニット２６を有する。送受信器２２及びマイクロコントローラ２６は共に、各照明ユニットＢにおいて、スレーブ装置として機能する。マイクロコントローラ２６は、ＲＦベースバンド処理２６ａ、光変調２６ｂ、及びランプドライバ制御２６ｃの機能を行うようプログラムされる。これらは、以下を有する。

・ベースバンド処理機能２６ａは、照明システムに用いられるプロトコルに応じて、送受信器２２に供給され且つ送受信器２２から受信される信号を変換する。例えば、ＤＡＬＩ規格に応じたコマンドがＺＩＧＢＥＥといったＲＦ通信プロトコルに埋込みされ得る。

・光変調機能２６ｂは、各照明ユニットによって生成される照明光を変調するようランプドライバ２４を制御する。これは、光変調された信号を遠隔制御器３０に送信する能力を供給する。或いは、別個の発光構成要素（例えば、赤外線放射ＬＥＤ及びドライバ）が、変調された光を生成するために照明ユニットに付加されてもよい。

・ランプドライバ制御機能２６ｃは、ＲＦ送受信器２２を介してローカル制御マスタＬＣＭから受信したコマンドに応じて、例えば、照明ユニットをオンオフする、光出力を減光する等の基本的な機能を実行するようランプドライバを制御する。

図３の遠隔制御器Ｒは、ローカル制御マスタＬＣＭと無線リンクを確立するためのＲＦ送受信器３２と、各照明ユニットＢによって送信される光変調された通信を受信するための光受信器回路３４と、マイクロコントローラユニット３６と、ユーザインタフェース３８を有する。送受信器３２及びマイクロコントローラ３６は共に、遠隔制御器Ｒにおいて、スレーブ装置として機能する。マイクロコントローラ３６は、ＲＦベースバンド処理３６ａ、及び、光信号復号化３６ｂの機能を行うようプログラムされる。これらは、以下を有する。

・ベースバンド処理機能３６ａは、照明システムに用いられるプロトコルに応じて、送受信器３２に供給され且つ送受信器２２から受信される信号を変換する。

・光信号復号化機能３６ｂは、光受信器３４によって受信された光変調された通信を復号化する。

ユーザインタフェース３８は、例えば、押しボタン、タッチスクリーン、音声等を介するユーザからの遠隔制御入力を検出する回路を有する。

動作時には、各照明ユニットは、既に一意のＩＤコードを有する。このＩＤコードは、製造業者によって割り当てられるか、又は、照明ユニットが各ローカルエリアネットワークＬＡＮに設置され且つ参加するときに生成される。本発明では、照明ユニットを遠隔制御器に関連付ける方法は、どのタイプのＩＤ割当てとも直ちに動作可能である。図４のフローチャートに示す好適な実施例では、
・段階４０において、システム内の一組の照明ユニットは、それらの変調された光出力を介して各ＩＤコードを連続的に伝送する。この変調は、認知可能なフリッカが発生しないように十分に高い周波数にあるべきである。ＩＤコードの伝送は、照明ユニットの始動時に行われ、遠隔制御器との関連付けを完了するために必要な時間の間少なくとも続けられることが好適である。この一組は、例えば、室内の全ての照明ユニット、ローカルエリアネットワークにおける全ての照明ユニット等の照明ユニットの任意の論理的な組み合わせであり得る。

・段階４１において、遠隔制御器Ｒは、関連付けモードに入る。これは、ローカル制御マスタからの伝送に応答してか、又は、ユーザが、一組内の照明ユニットの始動時に遠隔制御器上の指定された制御素子を作動させることによって行われることが可能である。制御素子は、ボタン（又は、例えば、１３の一連のボタン）、タッチスクリーン上の象徴又は場所、ユーザによって生成され、ユーザインタフェースにおける音声認識ソフトウェアによって解釈される数又は他の音声等といった遠隔制御器上で利用可能な任意の形を取ることが可能である。

・段階４１ａは、任意選択的であり、本発明のこの実施例では用いない。

・段階４２において、ユーザは、遠隔制御器Ｒを一組における照明ユニットＢの１つに持って行き、光受信器３４を、その照明ユニットＩＤコードを搬送する変調光信号のみを受信するよう位置付け、照明ユニットの遠隔制御器上の制御素子との関連付けを達成するようその制御素子を選択及び作動させる。

・段階４３において、遠隔制御器Ｒは、照明ユニットから受信したＩＤコードと、照明装置Ｂが関連付けられたボタン（又は、一連のボタン）を識別するコードをローカル制御マスタＬＣＭに伝送する。

・段階４４において、ローカル制御マスタＬＣＭは、両方のコードを将来の使用のために格納する。

・段階４５において、上述の段階は、一組における各照明ユニットが、遠隔制御器のボタン（又は、一連のボタン）に関連付けられるまで繰り返される。

・段階４６において、一組における全ての照明ユニットＢが、遠隔制御器Ｒ上の各ボタンに関連付けられると、遠隔制御器は、標準モードに入る。これは、ローカル制御マスタＬＣＭからの伝送に応答してか、又は、ユーザが遠隔制御器上の指定ボタンを押すことによって行われることが可能である。

標準モードでは、遠隔制御器は、ユーザ入力に応答してローカル制御マスタＬＣＭにＲＦコマンドを伝送することによって照明ユニットの動作を制御するよう機能する。これらの入力は、ユーザが、遠隔制御器上の制御素子を選択且つ作動させることによって達成される。例えば、ユーザは、遠隔制御器上のタッチスクリーン上の「ＯＦＦ」という単語と、その後に、照明ユニットのそれぞれに関連付けられる選択された象徴をタッチすることが可能である。これは、照明ユニットに関連付けられる象徴と共にＯＦＦコマンドを伝送させる。このコマンドを受信すると、ローカル制御マスタＬＣＭは、象徴に関連付けられる照明ユニットのＩＤコードを探し、ＯＦＦコマンドをその照明ユニットに伝送する。或いは、１つの制御素子が、その制御素子に関連付けられる各照明ユニットの状態（ＯＮ又はＯＦＦ）及び輝度を変更するよう選択且つ使用されることが可能である。例えば、制御素子が、遠隔制御器上のボタンである場合、各照明ユニットの状態は、ボタンを一時的に押すことによって変更しるか、又は、照明ユニットによって生成される光の輝度は、単純に輝度における連続変化を達成するようボタンを押し続け、所望の輝度に到達したときにボタンを離すことによって変更し得る。

本発明の別の実施例では、各照明ユニットＢにおける送受信器２２及びマイクロコントローラ２６は、ローカル制御マスタ又はスレーブ装置として選択的に機能するよう適応される。このことは、各照明ユニットのマイクロコントローラ内に、スレーブ装置によって使用されるソフトウェアとローカル制御マスタによって制御されるソフトウェアとを組み込むことによって非常に単純に行われることが可能である。このことは、ローカル制御マスタが、単純に対応するソフトウェアを作動させることによって、照明ユニットのうちの任意の１つに組み込まれることを可能にする。図４に示すように、このことは、以下の通り行われる。

・段階４１において、遠隔制御器は、ユーザが、遠隔制御器上の所定の制御素子を作動させることに応答して、関連付けモードにはいる。

・段階４１ａにおいて、ユーザは、遠隔制御器Ｒを、ローカル制御マスタを組み込むことが所望される照明ユニットＢに持って行き、光受信器３４を、その照明ユニットＩＤコードを搬送する変調光のみを受信するよう位置付け、遠隔制御器が現在ＩＤコードを受信する照明ユニット内のローカル制御マスタソフトウェアの選択を達成するよう遠隔制御器上の指定の制御素子を作動させる。

本発明の実施例を組み込む照明制御システムを示す図である。 本発明の実施例に使用する照明ユニット回路を示すブロック図である。 本発明の実施例に使用する遠隔制御器回路を示すブロック図である。 本発明の実施例において行われる例示的なルーチンのフローチャートである。

Claims (10)

1. 制御マスタと、一組の照明ユニットとを有し、全てが共通に受信されるワイヤレス伝送を介して通信するワイヤレス制御される照明システムにおける、それぞれ一意の識別コードを有する前記一組の照明ユニットを遠隔制御器の各制御要素に関連付ける方法であって、
   ａ．前記照明ユニットのそれぞれが、それぞれの識別コードを搬送する変調された光信号を伝送する段階と、
   ｂ．前記遠隔制御器を、前記遠隔制御器が前記照明ユニットのうちの１つのみから前記変調された光信号を受信する場所に位置付けする段階と、
   ｃ．前記遠隔制御器の前記制御要素のうち選択した１つの制御要素を作動させて、該選択した制御要素を前記受信される変調された光信号を伝送する照明ユニットに関連付ける段階と、
   ｄ．前記遠隔制御器から前記制御マスタに、前記照明ユニットの前記一意の識別コード及び前記照明ユニットが関連付けられた前記制御要素を識別する信号を伝送する段階と、
   ｅ．前記一組における残りの照明ユニットのそれぞれに対し段階ｂ乃至ｄのそれぞれを繰り返す段階と、
   を有する方法。
2. 前記一組における各照明ユニットは、制御マスタ装置又はスレーブ装置として選択的に動作する適応可能装置を有する請求項１記載の方法。
3. 前記遠隔制御器は、前記一組の照明ユニットの前記制御マスタとして動作するよう前記適応可能装置のうちの１つを選択する請求項２記載の方法。
4. 前記一意の識別コードは、予め割当てされる請求項１記載の方法。
5. 前記一意の識別コードは、前記制御要素の各照明ユニットとの関連付けの時に決定される請求項１記載の方法。
6. 前記照明ユニットのそれぞれは、前記照明ユニットが電源投入された後に所定期間の間前記変調された光信号を伝送する請求項１記載の方法。
7. 前記変調された光信号は、照明のために前記照明ユニットによって放射される光を有する請求項１記載の方法。
8. 前記選択した制御要素は、前記遠隔制御器上のボタンである、請求項１記載の方法。
9. 前記選択した制御要素は、前記遠隔制御器上のタッチスクリーン上の記号である、請求項１記載の方法。
10. 前記選択した制御要素は、ユーザによって生成される音声を有する、請求項１記載の方法。

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