JP5388173B2

JP5388173B2 - 員数対応型の照明システム

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Publication number: JP5388173B2
Application number: JP2008326606A
Authority: JP
Inventors: 剛細田; 啓明高井; 隆代椎葉; 誠二郎古屋; 直人隅; 克彦平野
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2028-12-22
Also published as: JP2010147014A

Description

本発明は、員数対応型の照明システム、特にオフィス空間、学校の教室や寮の集会室或いは食堂のような広い空間に適した員数対応型の照明システムに関する。

近年地球温暖化対策等の観点から省エネルギーを促進することが強く要請されている。また建物を維持・管理していく経費の中で照明コストが占める割合は小さいものではなく、一定の空間に対して照明に使用するためのエネルギーが制約される状況になりつつある。そこで照明設備に赤外線の人感センサを設け、照明範囲に入ってきた人の動きを検知して、照明器具が点燈するように構成するというシステムが従来から知られていた（特許文献１）。

しかしながら、このシステムでは基本的に人の動きがなくなると、人の存在を確認できなくなるために消灯してしまうという特性があった。従って、このシステムの用途は、廊下などに限定され、オフィス空間などには利用しにくかった。

そこで利用者が携帯するＩＤカードに付設した送信機と照明器具側の受信機との間で通信を行い、照明器具の照明範囲に人がいる場合に照明器具が点灯するシステムが提案されている（特許文献２）。

ところが仮に照明器具の照明エリアでは照明出力を１００％とし、その隣接エリアでは照明出力を０％とすると、例えば夜間のオフィスでは、自分のいるエリアのすぐ周りは真っ暗という状況になる。省エネルギーだけを考えれば、この様に有人のエリアだけを点灯するのが最も効果的である。しかし人の近傍で、明るさの対比が極端になれば違和感を感じ、居住性および作業性が損なわれ、その空間での活動が停滞することにつながりかねない。

これに対して利用者の最も近いエリアは明るく、その次に近いエリアは中程度の出力で点灯し、その外側のエリアでは消灯するというシステムも存在する（特許文献３）。
特許第３４３３６０８号特開２００５−２５９４２９特開平８−３２９７３０

特許文献３のシステムは、利用者が居るエリアを中心として、内から外へ３段階に出力を落としていくという着想で作業・居住の快適性と省エネルギー性とを両立した。しかしながら中心のエリアに１人の人間がいる場合と２人以上の人間がいる場合とを区別するものではなかった。人が居る場所を重点的に照明する方式の基本的な考え方は、広い空間に１人の人間しかいないのに空間全体を照明しては勿体ない、ということである。すなわち、照明に費やすコストに見合う成果（生産性に限らない）が低いということである。そうであれば、中心エリアに複数人がいる場合には、余分に出力を多くしてもコストに見合う成果があれば不経済とはいえない。

人が明るさを感じる上で、その人の視野内に位置する光源が大きく影響することが知られている。光源の位置による影響の大小は、距離の要因を用いて説明することができ、具体的には、室内の天井側に位置する照明の内では、その人に近い側（特に前方）に位置する照明の影響が大きい。出願人は、このような人が明るさを感じる上での光源配置の影響に着目し、人の多いところに優先的に照明出力を配分することが重要であることを認識するに至った。そのようにすることで、後述の如く様々なメリットがもたらされるからである。

本発明の第１の目的は、照明空間に相互に連続する多数のエリアを設定し、有人のエリアから、その周りの無人エリアを経てさらに外側の無人エリアへ段階的に出力を減らす調光方式において、少なくとも有人エリアの人員が単数か複数かにより無人エリアの照明器具の出力を調整することで、より作業性或いは居住性に貢献できる照明システムを提供することである。

本発明の第２の目的は、無人エリアの照明器具の出力を有人エリア内の人員密度で制御することでより細やかな光環境作りを可能とすることである。

本発明の第３の目的は、照明空間内の人の移動の、照明出力への反映を鈍くすることで安定した光環境作りを可能とすることである。

本発明の第４の目的は、無人エリアの照明出力を調整しながら、全体としての消費エネルギーを目標値以内に収めることが可能な照明システムを提供することである。

第１の手段は、
照明空間内の人間の所在を、平面視で少なくとも異なる２方向に連なる単位エリアごとに捕捉して照明出力に反映させる照明システムであって、
単位エリア毎に設置した照明手段と、
エリア単位で人の所在を検知する人検知手段と、
人検知手段からの検知信号に基づいて照明手段のオンオフ及び出力を調整する制御手段と、を具備し、
この制御手段は、単位エリアを、少なくとも一人の検知可能な人間が居る有人エリア、検知可能な人間が1人も居らずかつ有人エリアと辺又は点で接する第１の無人エリア、有人エリア及び第１の無人エリアを除いた第２の無人エリアの３グループに分けてそれぞれ制御するものとして、
各グループのエリアの照明手段の出力が、有人エリアから、第１の無人エリア、第２の無人エリアへの順序で減少するように設計し、
さらに第１の無人エリアに関してはそれぞれの第１の無人エリアに対応する有人エリア内での人数が単数である場合よりも複数である場合の方が当該第１の無人エリア内の照明手段の出力が大きくなるように設計するとともに、第２の無人エリアに関しては、有人エリア内の員数の変化によって照明出力を増減させないように設計し、
上記人検知手段を、人間が携帯するための信号発信機と、この信号発信機からの信号を受信する信号受信機とで、個人を識別することが可能に形成し、
制御手段は、各エリア内に入った人の当該エリア内での滞在時間が所定時間に満たない場合に、その人を単位エリア内の人数としてカウントしないように構成した。

本手段では、照明空間を有人エリア・第１の無人エリア・第２の無人エリアの３グループに分けて、有人エリア内の員数に応じて、[有人エリア内の照明出力]≧[第１の無人エリア内の照明出力]≧[第２の無人エリア内の照明出力]の範囲で第１の無人エリア内の照明出力を調整することを提案している。第１、第２の無人エリアの照明出力を変える理由は、省エネルギーを図りながら有人エリア及び周辺エリアでの明るさを確保するためである。周辺エリアの照明出力が小さいときの非快適性に関しては上記特許文献３でも指摘されていることであるが、複数人の場合には一人で自分のデスクに向かって執務する場合と比べて、相互にコミュニケーションを取っている作業形態となることが多いため相手越しに自然に背景が目に入りやすい。すなわち周囲の明るさ環境から受ける影響が大きいのである。そこで本手段では有人エリアに複数人がいる場合には第１の無人エリアの照明出力を大としたのである。
また本手段では、図５に示す如く単位エリア（テリトリー）を人が単に通過する場合に、その人を単位エリア内の人数としてカウントしないようにすることを提案している。その単位エリアにもともと居る人にとっては、単に通行人が傍らを素通りしただけで照明が明るくなったり、暗くなったりしたのでは、却って煩わしいからである。

「単位エリア」とは、照明の制御を行う単位であり、換言すれば一単位の照明手段が支配するテリトリー或いは領域である。その領域の形状は図示の四角形に限らないが、当該領域内の各地点では、当該領域の照明手段から最も多くの光量を受ける。図２に示す好適例では、単位エリアは照明空間を区分して得られる区画であり、接点又は接辺を介して連続するが重なり部分を有しない。しかしながら、図７及び図８に示す如く単位エリアが重なる場合もある。各単位エリアの周辺部を重ねることの理由は次の通りである。単位エリアを重ねない場合には、位置検知の分解能の要因や境界付近に人がいるときに人の移動を認識してしまうことにより、煩瑣な照明出力の変動が生じることがあり得るが、単位エリアを重ねることによってそれを回避することができる。具体的には第２の実施例に後述する。

「有人エリア」は、少なくとも一人の利用者が居るエリアである。「有人」とは、人検知手段によって人の所在が確認されている状態をいい、システムの利用者でない者（後述の発信機を携帯しない者）がいるか否かは問わない。「居る」とは、後述の如くある程度長くそのエリアに留まっている状態というものとしてもよいが、通行人を含めて一時的にせよ当該エリアに存在する人を含めるように制御手段を設計してもよい。有人エリアの照明手段は機能的には主照明である。従って、有人エリアは、照明エネルギーを配分する上で最も優先順位の高いエリア（ターゲットエリア）である。有人エリアには周囲のエリアの状況と無関係に一定の照明出力を与えるようにすることが好適である。

「第１の無人エリア」は、利用者が一人もいないエリアのうち有人エリアと隣接するエリアである。有人エリアと隣接しても利用者が居るエリアは除外される。「無人」とは、人検知手段によって人の所在が確認されない状態をいう。「有人エリアと…接する」とは図２に示すように有人エリアと一つの辺をはさんで接するエリア（図示例では４つのエリア）だけでもよく、また有人エリアの頂点を接点として接するエリアを含んでいてもよい。第１の無人エリアの照明手段は、前述の如く当該エリアでの視界を確保することの他に、有人エリアの補助照明という機能を有する。この点は後述する。

「第２の無人エリア」は、利用者が一人もいないエリアであって有人エリアと接していないものである。第２の無人エリアでは照明を完全に消灯してもよいが、最低限の視野が得られる程度の明るさを残して照明出力を下限値にすることもできる。第２の無人エリアを、第１の無人エリアに接する無人のエリアと定義し、更に第２の無人エリアを取り囲む第３の無人エリアを設定するような設計も本発明の一態様として考えられるが、通常は３段階に調光するだけで十分である。

「照明手段」は、各エリア毎に設置されており、エリア単位で出力を調整することができる。もっとも各エリアに設置される照明機器は一つである必要はない。照明手段は、連続的に出力を変更することが可能なもの（ＬＥＤ照明器具など）とすることが望ましい。

「人検知手段」は、少なくとも各単位エリア内の員数を検知できるものであれば足りる。好適な一例として無線式の送信機及び受信機で形成することができ、その送信機を利用者に携帯させ、受信機を照明空間の適所に設置すればよい。

「制御手段」は、少なくとも有人エリア、第１の無人エリア、第２の無人エリアの３つのグループの各照明出力の制御を行う。この制御は、員数対応型の制御であり、この他に明視野を必要とする物が置かれた特定の場所（会議室や教室であればホワイトボード・黒板、休憩所であればテレビジョンなど）の照明を行うことを除外するものではない。制御の方式としては、後述の如く人員密度で制御することが好適であるが、ここでは最もシンプルな方式として有人エリアの人数が単数か複数かの２段階で制御する例を示す。制御の仕方は、適当な制御式を作ってもよいが、次の表１のように単数か複数かにより各エリア内の照度出力を与える出力テーブルを利用することが最も簡易である。表中のＡ〜Ｃは数字であり、１００＞Ａ＞C、１００＞Ｂ＞C、Ｂ＞Ａである。具体的な数値を入れた出力テーブルについては後述する。制御手段は、コンピュータ（マイクロコンピュータ又は後述のメインコンピュータ）として構成することができる。

第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記制御手段は、有人エリア内の人員密度が大きいほど、有人エリアに隣接する第１の無人エリアの照明手段の出力が大となるように設計している。

本手段では、有人エリアの人員密度に応じて第１の無人エリア内の照明出力を増大させることを提案している。そうすることで、周辺エリアへの視界を確保する機能を向上するというメリットがある。比較的狭い場所で多数の人間が集まる場合としては会議や朝礼などが考えられる。こうした会議などでは、利用者が集まる場所の傍らでも十分な照度が必要な場合がある。例えばホワイトボードをおいてボードを見ながら討論したり、営業成績や業務上の注意事項などを掲示して掲示物を見ながら責任者が訓示を述べたりする場合である。

また第１の無人エリアの照明手段は有人エリアの補助照明という意味もある。主照明だけでは、自分の身体や物に遮られて影になるスペースができ、細かい作業をしているときには影が気になることがある。そこで執務領域では、主照明からの光線が物で遮られても２番目に近い補助照明からの光で影を作らないようにする。しかし、人員密度が高いと人影も多くなり、２番目に近い補助照明からの光線も遮られてしまう可能性がある。そこで有人エリアを取り囲む全ての第１の無人エリアの照明出力を人員密度に応じて一律に高めるようにしている。

本手段の制御手段は、人数毎に各エリアへの照明エネルギーの分配比率を定めた出力テーブルを用いて照明出力を制御するものとすることができる。具体的には後述する。

第３の手段は、第１の手段又は第２の手段を有し、かつ
上記制御手段は、照明空間内の各照明手段の出力が仮に設定された後に、この出力の設定値から照明空間内の全照明エネルギーを試算し、
この全照明エネルギーの試算値が消費エネルギー目標値内に収まっている場合には、設定値通りに照明手段を出力させ、
この全照明エネルギーの試算値が消費エネルギー目標値を上回っている場合には、全照明エネルギーが目標値内に収まるように、各グループ毎の或いは全エリア共通の補正値を設定し、この補正値を各照明手段への元の出力値に乗ずることとしている。

本手段では、照明エネルギーが目標値以内に収まるように補正値を設定することを提案している。照明空間の快適性と省エネルギー性とのバランスをとるためである。その補正値はシステム（制御手段）が自動的に設定するようにすることが好適であるが、パソコンなどの計算機能を使用して人が入力する構造でも構わない。またエネルギーの目標値（総量枠）は、照明空間（例えばフロア単位の大部屋など）の収容員数又は実際の在室員数で定めるように制御手段を構築することが望ましい。例えば○人×所定値（○ｗ／人）の如くである。補正値のきめ方は、最も単純な方法としては、［消費エネルギー目標値／試算した全照明エネルギー］で全てのエリアに対して一律に極めることも可能であるが、後述の如く各グループの優先順位を考慮して決定することが望ましい。

第４の手段は、第３の手段を有し、かつ
上記全照明エネルギーの試算値が消費エネルギー目標値を上回っている場合の制御方式として、初期状態では各グループの補正値を１としておいて、まず第２の無人エリアの補正値を１から減じていき、第２の無人エリアの補正値が予め設定された下限値となったときに第１の無人エリアの補正値を１から減じていくように設計している。

本手段では、上記補正値を各グループのエリア毎に設定し、照明としての優先度が低い順に、すなわち第２の無人エリアから順に補正値を絞っていくようにしている。これによりメリハリのついた照明環境が実現できる。なお、「予め設定された下限値」は設計者、施設管理者、又は制御手段が適宜設定する。

第１の手段に係る発明によれば次の効果を奏する。
○有人エリア内での人数が単数である場合よりも複数である場合の方が第１の無人エリア内の照明手段の出力が大きくなるように設計したから、快適な照明を確保しながら、省エネルギーを確保できる。
○エリア内の員数をカウントするときに滞在時間が所定時間に満たない人をカウントしないようにしたから、単にエリアを人が通過しただけでは照明条件が変わらないようにすることができる。

第２の手段に係る発明によれば、人員密度に対応して照明出力を対応させたから、例えば生産性に応じた照明コストを実現できる。

第３の手段に係る発明によれば、照明エネルギーが目標値以内に収まるように各照明出力を補正するから、より省エネルギーに貢献する。

第４の手段に係る発明によれば、各照明手段の出力の補正において、第２の無人エリアよりも第１の無人エリアを、また第１の無人エリアよりも有人エリアを重視するという優先順位をつけたから、より実用的な照明システムを提供できる。

図１から図３は、本発明の第１の実施形態に係る員数対応型の照明システムを示している。

まずこの照明システムが適用される空間を説明する。図１中で、１は照明空間である。この照明空間は、図２に示すように仮想の縦横の仕切り線２，３で区画されており、矩形の単位エリア（単位ブロック）４に分割されている。この単位エリアは、照明を制御する単位であるとともに人の所在を把握するための区分である。従って相互に隙間がないように縦・横方向に連続している。単位エリアの大きさは、後述の照明手段の配光や出力次第であるが、例えば１．８ｍとすることができる。

図示例では、人間が居るエリアを有人エリア４Ａ、この有人エリアと接点５又は接辺６をはさんで隣接する無人のエリアを第１の無人エリア４Ｂ、この有人エリアと第１の無人エリアとを除く無人エリアを、第２の無人エリア４Ｃという。従って有人エリア４Ａの周囲を第１の無人エリア４Ｂが、さらに第１の無人エリア４Ｂを第２の無人エリア４Ｃがそれぞれ取り囲むように構成されている。そうすることで有人エリア４Ａに第１の無人エリア４Ｂの照明手段からの光が八方から入射するようにしている。しかしながら、制御の方式としては、有人エリア４Ａと接辺６をはさんで隣接する無人エリアを第１の無人エリア４Ｂ、それ以外の無人エリアを第２の無人エリアとすることもできる。

本照明システム１０は、照明手段１２と、人検知手段１４と、制御手段１６と、記憶手段１８とで構成している。

照明手段１２は、各単位エリア４毎に設置されている。これら照明手段は、後述の制御手段によって単位エリア毎に出力（光量）を制御されている。照明手段は、制御手段からの制御信号により比較的細かく出力を調整できるものであることが望ましい。電力などの入力を増減することで一つの発光手段からの発光量を調節できるようにしてもよく、また従来公知の如く多数の発光手段を束ねて一つの照明機器とし、光を発する発光手段の数を調整することで発光量を調節できるようにしてもよい。照明手段は、ＬＥＤやＨｆ蛍光灯が、比較的細かく出力調整可能であり好適である。Ｈｆ蛍光灯は、一般の蛍光灯と同様に、既製品がすでに広く普及している点で好適である。ＬＥＤは現在ではまだ高価であるものの、出力調整の自由度に優れ、ＯＮ−ＯＦＦの繰り返しによる劣化が少ないなどの特性を有しており、さらに好適である。なお、ＬＥＤやＨｆ蛍光灯は、従来のスタータ形やラピッドスタート形の蛍光灯より発光効率（ｌｍ／ｗ）が高く消費エネルギーが少ない点でも好適である。ＬＥＤは、発光効率等の性能の改善が年々進んでおり、近い将来に照明ランプの中心が蛍光灯からＬＥＤにとって代わられるとも言われている。

人検知手段１４は、人間が携帯する送信機１４ａと、各単位エリア４に設置した受信機１４ｂとで形成される。こうした通信手段として従来公知の無線タグや近距離無線通信技術などを使用することができる（特許文献２参照）。上記受信機１４ｂは、各単位エリア内の床面の適所（例えば単位エリアの平面視形状の図形中心）に設置する。別の態様として、1台の受信機１４ｂで複数の単位エリアを受け持たせるようにしたり、設置する位置を天井近傍や壁際にしたりすることもできる。

制御手段１６は、人検知手段１４から入力された検知信号を解析して、各単位エリア４内の人数を集計する。そして各単位エリア内の人数から出力テーブルを用いて各照明手段の出力値を仮設定する。出力テーブルとしては、前記表１のように員数を単数か複数かで分けるシンプルなものでもよいが、次の表２のように、より細かく分類したものが実用的である。照明空間１内の全ての照明出力が予め設定された目標値を超えるときには、各照明手段の照明出力を補正する。これに関しては後述する。

記憶手段１８は、照明空間全体での照明出力の目標値（総量枠）、各照明手段の出力特性、各利用者の照明の嗜好などの長期間の記憶部と、各単位エリアの現在の出力値などの短期間の記憶部とを有する。

図３には、本実施形態の作用のフローチャートが掲げられている。システムは、立ち上げられると、例えば図２に示す照明領域１に存する各単位エリア４について、次の処理を行う。仮に現在Ｋ番目の単位エリア（目標エリアという）の処理をしている。なお、一連の処理を開始する前の各単位エリアの照明出力の初期値（例えばゼロ）を設定しておく。

(1)目標エリアの出力の設定
Ｋ番目（Ｋ＝１、２、３…）の単位エリア内で人間がいるか否かを判定し、人間を検知した場合には、ｋ番目の単位エリアの出力を１００％として設定し、この設定値を記憶手段１８に記憶する。人間を検知しなかった場合には、次のＫ+１番目の単位エリアへの処理に移る。

(2)隣接エリアの出力の仮定
次にＫ番目の単位エリア内の人数が単数か複数かを判定し、人間が単数である場合には隣接エリア（第１の無人エリア）全部の出力をＡ％と、また人間が複数である場合には隣接エリア全部の出力をＢ％として仮に設定（“仮定”という）する。図３では、簡単のために表１の出力テーブルを用いた場合を例に挙げているが、表２の出力テーブルを用いてもよい。

(3)隣接エリアの出力の設定
次に各隣接エリア毎に、当該エリアについて（Ｋ−１）番以前のエリアの処理で設定された出力の設定値を記憶手段１８から取り出し、(2)での仮定値と比較する。既定の設定値よりも仮定値が大きいときには、この仮定値を新たな規定値として記憶手段１８に記憶し、そうでないときには、既定の設定値を維持する。

(4)（Ｋ＋１）番目のエリアの処理への移行
上記の一連の処理を繰り返すことで、照明空間全体の出力配分が一応出来上がる。なお、上記(3)について説明を補足すると次の通りである。図２に示す場合には、２つの有人エリア４Ａがあり、それぞれの有人エリア４Ａは、第１の無人エリア４Ｂで囲まれている。一方の有人エリア４Ａには複数の人間Ｐがいるために第１の無人エリア４Ｂの照明出力を高め（６０％）に、また他方の有人エリア４Ａには一人の人間Ｐしかいないために第１の無人エリア４Ｂの照明出力を低め（４０％）に、それぞれ設定している。こうした場合、２つの有人エリア４Ａの周囲領域（第１の無人エリア）が相互に重複した場合にどうするかを調整しておく必要がある。そうしなければどちらのエリアの処理を後に行うかで結果が違うということになるからである。本実施形態では、照明の快適性を重視して、各処理のうち照明出力が大きい方を優先するようにしている。上記(1)〜(4)の処理だけで作業を終了してもよいのであるが、更に本実施形態では好適な次の処置を行う。

(5)総消費エネルギーの検証
全ての照明手段１２の出力の設定値から各照明エネルギーＥｋを計算し、照明空間全体についての照明エネルギーの合計値ΣＥ_ｋを計算する。次に照明エネルギーの目標値を記憶手段から取り出して、上記合計値と比較する。この合計値が目標値以内におさまっていれば、出力計画の作業を終了する。合計値が目標値を超えていれば、次の段階に移行する。

(6)照明出力の補正
全ての照明手段１２の照明エネルギーの合計値が消費エネルギーの目標値を超えたときには補正を行う。補正の好適な一例をあげると、消費エネルギーの目標値をＥ_Ｇ、有人エリアのグループの照明エネルギーの初期値をＥ_Ｍ、第１の無人エリアのグループの照明エネルギーの初期値をＥ_ＮＭ１、第２の無人エリアのグループの照明エネルギーの初期値をＥ_ＮＭ２とし、仮に第１の無人エリアの補正値をα_１、第２の無人エリアの補正値をα_２とすると、補正後の照明エネルギーの合計値と目標値との間に次の関係が満たされなければならない。

［数式１］Ｅ_Ｍ＋α_１×Ｅ_ＮＭ１＋α_２×Ｅ_ＮＭ２≦Ｅ_Ｇ
この関係式を満たすように、制御手段１６は、まず第２の無人エリアの補正値α_２を適当に小さい数値巾で１から減じて数式１を満たすか否かを計算するというステップを繰り返す。あるステップで数式１が成立したら、そのときのα_２を補正値として採用する。α_２が零になっても数式１を満たさないときには、α_２＝０の条件で第１の無人エリアの補正値に関して同様のステップを繰り返す。あるステップで数式１が成立したら、そのときのα_１と及びα_２＝０とを補正値として採用する。仮にα_２が零になっても数式１を満たさないときには、有人エリアの照明出力に補正値（α_０）を設定してこのα_０を数式１のＥ_Ｍに乗じて同様の作業を繰り返すように制御手段を設計することもできる。もっとも有人エリアの照明出力を減ずることは作業性を損なう可能性があるため、制御手段１６がシステムの管理者に警告して、目標値を緩める（大きくする）のか、或いは有人エリアの照明出力を減少させるのかを管理者に選択させるようにすることもできる。そうして決定した補正値を有人エリア、第１の無人エリア、第２の無人エリアの各グループ毎に各単位エリア４の照明手段の出力に乗ずる。なお、システム全体の消費エネルギーの目標値は、前述の如く照明空間１の収容人数に応じて予めシステムの管理者が設定し、記憶手段に入力しておくとよい。

上記構成において、システムをＯＮにすると、人検知手段１４が作動して照明空間１内の人間の所在を検知して、制御手段１６に送信する。制御手段１６は、各単位エリア４内の人数を集計し、図３に示すステップを経て各単位エリア４の照明手段１２の出力配分を計算する。その結果、例えば図２に示すように、有人エリア４Ａが最も明るく、有人エリアを中心として、その回りに中間的な照明範囲が、またその外側に最小の照明範囲がそれぞれ形成される。

次に図４を用いて、人間の移動に対応した本システムの作用を説明する。同図中では、単位エリア４の番地を、符号ａ〜ｆ及び１〜６の符号の組み合わせで表すものとする。図４（ａ）では、番地ｃ３及びｄ４に、それぞれ一人の人間が居る２つの有人エリアが存在し、番地２ｂ、３ｂ、４ｂ、２ｃ、４ｃ、５ｃ、２ｄ、３ｄ、５ｄ、３ｅ、４ｅ、５ｅの１２箇所に第１の無人エリアが存在し、そしてそれ以外の２２箇所に第２の無人エリアが存在している。有人エリアの照明出力を１００％、有人エリアの人数が１人であるときの第１の無人エリアの照明出力を４０％、第２の無人エリアの照明出力を０％とすると、３６箇所の照明空間に対する照明エネルギーは、Ｅ＝２×１＋１２×０．４＋２２×０＝６．８である。次に番地３ｃに居た人間が番地４ｄに移動したとする（図４（ｂ）参照）。そうすると有人エリアが１つ、第１の無人エリアが８つあることになる。そのときの照明エネルギーは、有人エリアに人間が２人いる場合の第１の無人エリアの照明出力を６０％とすると、Ｅ＝１×１＋０．６×８＝５．８である。これが本発明の員数対応型の照明システムの作用である。これを従来の照明システム、すなわち、第２の無人エリアの照明出力が有人エリア内の人数と無関係に固定値（仮に４０％とする）であるものと比較する。図４（ｂ）に示す場合の従来型のシステムでの照明エネルギーは、Ｅ＝１×１＋０．４×８＝４．２である。つまり従来型のシステムでは図４（ａ）から図４（ｂ）へ少し人が移動しただけなのに、照明エネルギーが６．８→４．２と大きく減少している。これに対して、本発明の員数対応型のシステムでは照明エネルギーが６．８→５．８であり、減少巾が緩和されている。すなわち本発明のシステムは、一定の範囲のスペースにいる人員数が実質的に変らなければ、人間の移動によって照明出力が変化を受けにくいという特性がある。これは、安定した照明空間を実現し得るというメリットに繋がる。

もう少し具体的に説明すると、例えば図１には真ん中の単位エリアに２人の人物がおり、外の単位エリアは無人である。ここで仮に２人のうち１人が左隣の単位エリアから真ん中のエリアに移動してきたものとする。特許文献３のように有人エリアに隣接するエリアの照明を固定値とするシステムでは、その人物が左隣の単位エリアを離れることで、真ん中の単位エリアからみた左隣の単位エリアの空間が暗くなる。この空間内にホワイトボードなどがあれば、そこに書かれた文字も見えにくくなるであろう。この例に限らないが、集団で作業をしている場合に、有人のエリア、その周辺のエリアと割り切って一律に照明出力を調整してしまうと、作業効率が悪くなる場合がある。本発明の場合には、前述の通り有人エリアの人数により中間領域である第１の無人エリアの明るさを調整するために好適な照明空間を実現できる。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。これらの実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成については、同一の符号を付することで説明を省略する。

図５は、第２の実施形態に係る発明の員数対応型の照明システムを示している。この実施形態では、第１の実施形態で述べた、人の移動に対する出力特性の安定性という発明の特長を発展させたものである。すなわち、単位エリアを人間を通過した場合に、その単位エリア内にいた時間が所定時間（例えば５秒間）以内であれば、その通行人は単位エリア内の人数としてカウントしない。

図６及び図７は、本発明の第１の実施例を示している。この実施例は、各単位エリアの設定範囲を変更できるようにしたものである。この実施例の制御手段１６は、コンピュータとして構成され、そのコンピュータ画面表示装置１６ａを有している。その画面上に、単位エリア４を表示させ、かつ単位エリアを表す枠ａ_１、ａ_２、ｂ_１、ｂ_２の一つをマウスなどの入力手段で変形し、サイズを変更できるようにしている。初期状態から変更された各単位エリアの境界線の座標情報は、記憶手段１８に記録され、利用者を人検知手段１４で検知したときに、利用者の座標情報から新たに設定された各単位エリアに振り分け、対応する単位エリア内の員数としてカウントするように制御手段１６を構成する。もっとも初期状態の単位エリア内に受信機が設置されているので、元のエリアの大きさや位置を無視して、極端に大きくしたり、全く別の場所に移動することはできない。

図７は、照明空間に設定された単位エリアをそれぞれ拡大した図である。○付き一点鎖線で囲われた枠ａ_１、●付き一点鎖線で囲われた枠ｂ_１、白三角付き一点鎖線で囲われた枠ａ_２、黒三角付き一点鎖線で囲われた枠ｂ_２がそれぞれ拡大された単位エリアの境界線である。各単位エリアはそれぞれ重なり部分８を有していてもよい。

図８は、本発明の第２の実施例を示している。この実施例では上記の如く各単位エリアが重なり部分８を有する場合にその重なり上にいる人間がどちらの単位エリアの人員としてカウントするかを規定したものである。すなわち、重なり部分にいる人物は、その重なり部分に入る前にその人物が居た単位エリアに帰属するものと取り扱う。図示例では人が左から右へ歩いているので、左側の単位エリアに属するものと考える。

この人が、重なり部分の右側の単位エリアを所定時間内に通過してしまうケースでは、重なり部分に居る状態を重なり部分の左側の単位エリアに属するものと考えた上で図５の例と同様に扱えば、右側の単位エリアには居なかったものとして扱われることになる。

このような単位エリアの周囲に重なり部分を設けた取り扱いにより、人の位置情報の変動が単純化されるから、単位エリアが重なり部分を有さない場合に比べ、煩瑣な照明出力の変動を少なくすることができる。

本発明の第１の実施形態に係る員数対応型の照明システムの構成図である。図１のシステムの原理説明図である。図１のシステムの作用のフローチャートである。図１のシステムの作用説明図である。本発明の第２の実施形態に係る員数対応型の照明システムの要部説明図である。本発明の第１実施例の操作をコンピュータ画面で説明する図である。同例の作用説明図である。本発明の第２実施例の説明図である。

符号の説明

１…照明空間２，３…仕切り線４…単位エリア４Ａ…有人エリア４Ｂ…第１の無人エリア４Ｃ…第２の無人エリア５…接点６…接辺８…重なり部分
１０…照明システム１２…照明手段１４…人検知手段１４ａ…送信機１４ｂ…受信機１６…制御手段１６ａ…ディスプレイ装置１８…記憶手段
P…人間

Claims

照明空間内の人間の所在を、平面視で少なくとも異なる２方向に連なる単位エリアごとに捕捉して照明出力に反映させる照明システムであって、
単位エリア毎に設置した照明手段と、
エリア単位で人の所在を検知する人検知手段と、
人検知手段からの検知信号に基づいて照明手段のオンオフ及び出力を調整する制御手段と、を具備し、
この制御手段は、単位エリアを、少なくとも一人の検知可能な人間が居る有人エリア、検知可能な人間が1人も居らずかつ有人エリアと辺又は点で接する第１の無人エリア、有人エリア及び第１の無人エリアを除いた第２の無人エリアの３グループに分けてそれぞれ制御するものとして、
各グループのエリアの照明手段の出力が、有人エリアから、第１の無人エリア、第２の無人エリアへの順序で減少するように設計し、
さらに第１の無人エリアに関してはそれぞれの第１の無人エリアに対応する有人エリア内での人数が単数である場合よりも複数である場合の方が当該第１の無人エリア内の照明手段の出力が大きくなるように設計するとともに、第２の無人エリアに関しては、有人エリア内の員数の変化によって照明出力を増減させないように設計し、
上記人検知手段を、人間が携帯するための信号発信機と、この信号発信機からの信号を受信する信号受信機とで、個人を識別することが可能に形成し、
制御手段は、各エリア内に入った人の当該エリア内での滞在時間が所定時間に満たない場合に、その人を単位エリア内の人数としてカウントしないように構成したことを特徴とする、員数対応型の照明システム。
上記制御手段は、有人エリア内の人員密度が大きいほど、有人エリアに隣接する第１の無人エリアの照明手段の出力が大となるように設計していることを特徴とする、請求項１記載の員数対応型の照明システム。
上記制御手段は、照明空間内の各照明手段の出力が仮に設定された後に、この出力の設定値から照明空間内の全照明エネルギーを試算し、
この全照明エネルギーの試算値が消費エネルギー目標値内に収まっている場合には、設定値通りに照明手段を出力させ、
この全照明エネルギーの試算値が消費エネルギー目標値を上回っている場合には、全照明エネルギーが目標値内に収まるように、各グループ毎の或いは全エリア共通の補正値を設定し、この補正値を各照明手段への元の出力値に乗ずることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の員数対応型の照明システム。
上記全照明エネルギーの試算値が消費エネルギー目標値を上回っている場合の制御方式として、初期状態では各グループの補正値を１としておいて、まず第２の無人エリアの補正値を１から減じていき、第２の無人エリアの補正値が予め設定された下限値となったときに第１の無人エリアの補正値を１から減じていくように設計したことを特徴とする、請求項３に記載の員数対応型の照明システム。