JP5850948B2 - ネットワーク照明システムの制御 - Google Patents

Description

本発明は、特には大規模ネットワーク照明システム等のネットワーク照明システムの制御に関し、更に詳細にはネットワーク照明システムの照明器具を制御するためのメッセージの効率的な送信に関する。

将来、ネットワーク照明システムは、特にＬＥＤ（発光ダイオード）照明器具等の照明源の新たな発展により進化し、一層多数の光源に到るであろう。多数の光源又は照明器具を備えるネットワーク照明システムは、大規模ネットワーク照明システムとも称する。

従来のネットワーク照明システムにおいて、制御は、例えば照明器具の照明レベルを設定するために当該照明システムの通信媒体を介して送信されるコマンドを用いて実行されている。これらのコマンドは、１つの照明器具をアドレス指定してユニキャストされ、この照明器具の照明レベルを指定された値に設定することができる。他の例として、このようなコマンドは、幾つかの照明器具をアドレス指定してマルチキャストすることができ、例えば一群の照明器具又はネットワーク全体（即ち、照明システムの全照明器具）をアドレス指定してグループキャスト又はブロードキャストすることができる。しかしながら、これら全ての方法は各照明器具に個別の照明設定を送信することを要し、従って、これら方法は広い帯域幅を必要とすると共に、最終的なシステムの効率及び柔軟性を制限してしまう。

従って、本発明の目的は、ネットワーク照明システムの制御を改善することである。

上記目的は、独立請求項の主題により解決される。他の実施態様は、従属請求項により示される。

本発明の基本的なアイデアは、幾つかの又は一群の照明器具をアドレス指定すると共に、通信オーバーヘッドを低減するために1以上の関数を用いて分散された照明設定値を圧縮することにより上記のアドレス指定された照明器具を効率的に制御することが可能な効率的で柔軟性のあるマルチキャストメッセージ、特にはグループキャストメッセージを設けるというものである。該マルチキャストメッセージによりアドレス指定された各照明器具は、上記関数（又は複数の関数）を特に自身の位置座標又はアドレスに関して評価することにより自身の特定の照明設定値を再生することができると共に、自身の照明を、特には自身の照明レベルを、この演算の組の結果に設定することができる。このように、本発明は幾つかの照明器具を１つのマルチキャストメッセージでアドレス指定及び制御することを可能にするものであり、該１つのマルチキャストメッセージは、アドレス指定される各照明器具に対するユニキャストメッセージ又は伝統的なマルチキャストメッセージであって、このマルチキャストメッセージによりアドレス指定される全照明器具に対して個別にではなく同一の照明設定値が適用されるような伝統的なマルチキャストメッセージと比較して、ネットワーク照明システムのネットワークにおいて小さな伝送帯域幅しか必要としない。ここで、マルチキャストメッセージとはネットワーク照明システムにおいて幾つかの照明器具をアドレス指定する（宛先とする）如何なるメッセージをも意味する一方、ユニキャストメッセージは単一の特定の照明器具をアドレス指定する。グループキャストメッセージは、ネットワーク照明制御システムにおいて一群の照明器具をアドレス指定するメッセージであり、ブロードキャストメッセージは当該システムの全照明器具をアドレス指定する。このように、「マルチキャストメッセージ」なる一般用語は、グループキャスト及びブロードキャストメッセージも含む。

本発明の一実施態様は、ネットワーク照明システムを制御する方法を提供するものであり、該方法は、
− 前記ネットワーク照明システムの幾つかの制御可能な照明器具を選択することと、
− 前記選択された照明器具の各々のための制御情報を、一連の制御情報へと組み合わせることと、
− 選択された制御可能な照明器具に関係する入力を前記一連の制御情報のうちの該選択された制御可能な照明器具のための制御情報に関連付けることにより、前記一連の制御情報を圧縮するための少なくとも１つの所定の関数を選択することと、
− 前記選択された照明器具にアドレス指定されるマルチキャストメッセージであって、前記選択された所定の関数に関する情報を有する前記マルチキャストメッセージを形成することと、
− 前記形成されたマルチキャストメッセージを送信することと、
を有する。

前記選択された所定の関数は、選択された制御可能な照明器具に関する入力としての照明器具情報及び状況（contextual）情報を、前記一連の制御情報のうちの該照明器具のための制御情報に関連付けることができる。

前記照明器具情報は、照明器具のアドレスとすることができ、該アドレスは、前記照明器具の空間内の物理的位置に関係するか、又は前記ネットワーク照明システムにおける前記照明器具の論理順序に関係することができる。

前記照明器具情報は、照明器具のタイプ、照明器具の向き、照明器具の角度、照明器具の位置及び照明器具のカラータイプから選択することもできる。

前記状況情報は、時間、室温、光レベル、部屋の占有度及び部屋内の活動から選択することができる。前記選択された所定の関数に関する情報は、前記選択された所定の関数に対する指示情報又は前記選択された所定の関数を含むことができる。

前記選択された所定の関数は、パラメータ化することができ、前記マルチキャストメッセージは、前記選択された所定の関数のパラメータを更に含むことができる。

前記選択された所定の関数は、
− ステップ関数であって、前記選択された所定の関数に関する情報が該関数の開始値と該関数の連続する値の間の差分とを有すること、
− 多項式（特には、低次数の）であること、
− 周期関数であって、前記選択された所定の関数に関する情報が基本関数と方向又は周期とを有すること、
からなる群から選択することができる。

選択された照明器具のための前記制御情報は、輝度値（intensity value）、調光値、カラー設定値、ビーム幅及びビーム方向のうちの1以上を有することができる。

前記形成されたマルチキャストメッセージは、
− 該マルチキャストメッセージを送信するネットワークを識別するネットワーク接頭辞（prefix）フィールド、
− 当該メッセージをマルチキャストメッセージとして識別するメッセージタイプフィールド、
− 前記ネットワーク照明システムにおける１つの照明器具又は一群の照明器具を識別する照明器具関連情報フィールド、及び
− 所定の関数及び該所定の関数のパラメータを識別するフィーチャフィールド、を有することができる。

前記マルチキャストメッセージは、ZigBee（登録商標）、6LoWPAN（低出力WPAN（無線パーソナルアリアネットワーク）上のIPv6）又はCoRE無線通信プロトコルで送信される。

前記一連の制御情報を圧縮するための少なくとも１つの所定の関数は、或る光環境における照明制御のためのコンピュータプログラムにより特定の照明要求に合致するように計算されたパラメータに依存することができ、該コンピュータプログラムは、
− 前記光環境に対する目標光分配と、
− 前記光環境において前記目標光分配を得るための複数のパラメータに関して光源の照明設定値を計算するための最適化処理と、
− 前記光源の照明設定値を複数のパラメータに依存する関数としてモデル化するためのモデル化処理と、
を有する。

本発明の他の実施態様は、ネットワーク照明システムのための照明コントローラに関するもので、該照明コントローラは、
− ここに記載される本発明の方法を実施するためのプログラムを記憶するメモリと、
− 前記メモリ（記憶手段）に記憶された前記プログラムにより、ここに記載された本発明の方法を実施するように構成されたプロセッサと、
− 前記プロセッサにより形成されたマルチキャストメッセージを前記ネットワーク照明システムのネットワークを介して送信する送信器と、
を有する。

本発明の更に他の実施態様は、上述した本発明の方法により形成された、ネットワーク照明システムを制御するためのマルチキャストメッセージを処理する方法に関するもので、該方法は、
− 前記マルチキャストメッセージに含まれる前記選択された所定の関数に関する情報を決定することと、
− 制御可能な照明器具に関する入力を用いることにより、前記所定の関数から制御情報を決定することと、
− 該決定された制御情報を前記制御可能な照明器具に出力することと、
を有する。

本発明の更に他の実施態様は、ネットワーク照明システムのための照明器具に関するもので、該照明器具は、
− ネットワーク照明システムの照明コントローラからメッセージを受信するための受信器と、
− 前述した本発明の方法を実施するためのプログラムを記憶するメモリと、
− 前記メモリ（記憶手段）に記憶されたプログラムにより前述した本発明の方法を実施するように構成されたコントローラであって、当該照明器具により生成される照明を、受信されたマルチキャストメッセージから当該コントローラにより決定された出力制御情報に従って設定するコントローラと、
を有する。

本発明の他の実施態様は、プロセッサが、ここに記載された本発明による方法を実施することを可能にするコンピュータプログラムを提供する。

本発明の他の実施態様によれば、本発明によるコンピュータプログラムを記憶した記録担体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリカード、ディスケット、インターネットメモリ装置、又は上記コンピュータプログラムを記憶するのに適した光学的若しくは電子的アクセスのための同様のデータ担体が提供され得る。

本発明の上記及び他の態様は、後述する実施態様から明らかとなり、斯かる実施態様を参照して解説されるであろう。

図１は、本発明による照明コントローラ及び照明器具を備えたネットワーク照明システムの一実施態様を示す。 図２は、本発明による図１のネットワーク照明システムの照明器具に対する制御情報を圧縮する関数の一実施態様を示す。 図３は、本発明による図１のネットワーク照明システムの照明器具に対する制御情報を圧縮する関数の他の実施態様を示す。 図４は、本発明によるネットワーク照明システムを制御する方法の一実施態様のフローチャートを示す。

以下、本発明を例示的な実施態様を参照して一層詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの例示的実施態様に限定されるものではない。

以下の説明において、機能的に類似又は同一の構成要素は同一の符号を有し得る。

以下の説明において使用される「照明システム」なる用語は、ネットワーク照明システム、即ち全ての照明器具を有線及び／又は無線ネットワークを介して1以上の照明コントローラに接続するためのネットワークを備えた照明システムを指す。

「照明器具」なる用語は、制御インターフェース、即ち、とりわけは照明コントローラからネットワーク照明システムのネットワークを介して受信される制御コマンドに従って照明を制御するための電子回路を備えた光源を指す。照明器具は、同一の制御回路により制御される1以上の光源（例えば、幾つかのＬＥＤ）を有することができる。照明器具は１つのユニット内（例えば、同一のハウジング内）に制御回路及び光源（又は複数の光源）を含む必要はなく、代わりに、上記制御回路は外部に配置し、幾つかの光源を例えばバスインターフェースを介して制御するようにすることもできる。

本発明によるネットワーク照明システムにおいて送信されるメッセージは、例えば照明器具に対し照明を指定された輝度、色又は色相（hue）等に設定するよう命令するコマンドを有することができる。コマンドは、照明器具の照明設定に関する制御情報を有する。コマンドは、ヘッダ及びペイロードを有する。メッセージのペイロードは、照明器具に対する例えば輝度レベルを設定するためのコマンドを有することができる。

今後数年の間に、照明システムは、（ｉ）より多数の光源につながる、ＬＥＤ照明器具等の照明源の新たな進展、（ii）照明器具間の無線通信能力、及び（iii）ユーザの快適さ、繋ぎ目のない相互作用又はエネルギ消費の低減、に関する新たなユーザ及びシステムの要望を含む複数の理由により進化しようとしている。

これらの進展及び要望は、既に今日において、オフィス、ホテル又は家庭を含む種々の環境において使用される照明システムの開発、斯かるシステムとの相互作用（対話）及び斯かるシステムの制御の態様の幾つかの変化を生じさせている。照明システムは非常に多数の装置を有するようになるであろうから、当該システムを設置し及び該システムと対話するために使用される伝統的な方法は、光源の個別の管理は非現実的又は遅くなってしまうという意味で時代遅れとなるであろう。複数の照明源を、当該システムの多数の照明装置の各々又は全てを制御しなければならないという重荷を負うことなく、賢明且つ控えめな態様で管理するための他の方法が必要とされつつある。

これらの問題は、スマートＬＥＤ改良置換ランプ（ｓＬｒＬ）にとり非常に関連性がある。このようなｓＬｒＬシステムにおいて、スマートランプには無線インターフェース、並びに斯かるランプが近くのセンサ装置を発見及び認識すると共に該センサと共動するのを可能にするアルゴリズムが装備される。これらのシステムのフィーチャの１つは、複雑な照明設定を生成すると共に、エネルギ要求を低減するために外光（日光）の貢献度に連続的に適応する能力である。

このような大規模照明システムにおいては、複数の光源を特定の照明設定値に設定することが必要とされる。このような設定に際して、大規模照明システムは、通常、照明コントローラにより管理される。幾つかの設置例では、照明コントローラの範囲は部屋のレベルに制限され得る。以下の説明に対しては、照明コントローラは照明ネットワーク内の各及び全ての光源と通信することができ、遅延無しで又は所与の時点で適用されるべき所与の照明設定値を送信することができるものと仮定される。更に、該照明コントローラはネットワーク全体（ｎ個のノード）を又はｑ＜ｎ個のノードを有する当該ネットワークの一部を制御することを欲し得ると見なされる。ノードとは、ネットワーク照明システムの光源又は照明器具である。

現在、これを実施するための複数の方法が存在する。第１に、従来のネットワーク照明システムでは、コマンドは、照明器具における光を何らかの指定された設定値に設定するために個々の照明器具に送信される。しかしながら、当該ネットワーク照明システムが非常に大きく、多数の照明器具を有している場合（前述したように）、コマンドを含むメッセージが当該システム内の全ての照明器具に送られる必要があるので、この方法は非効率的な手順となる。この方法は、時間が掛かり、通信媒体上で多くの帯域幅を使用し、これらコマンドの最初のものが、これらコマンドの最後のものより大幅に遅く受信され得ることにより大きなジッタにつながり得る。このことは、ランプ群のオン及びオフの同期が劣るので、当該照明システムの視覚的な不完全さを生じさせ得る。この後者の欠点は、時には、ポップコーン効果とも称される。この問題に対処するために同期アルゴリズムを実施することもできるが、これらアルゴリズムは実施するのが複雑であり、システム全体に対してオーバーヘッド及び遅延を付加することになる。

幾つかの通信媒体は、１つのコマンドで通信ネットワーク内の一群のノードをアドレス指定するマルチキャストメッセージを提供する。例えば、当該ネットワークがバス・タイプの場合、送信されたコマンドは該ネットワーク内の全ノードにより受信され得る。このようなバス・タイプの例は、ＤＡＬＩ（Digital Addressable Lighting Interface）及び無線システムである。しかしながら、全てのノードが通信範囲内にはなく、網目状又はマルチホップ通信が必要とされ得る場合、当該ネットワークは、個々のランプに一連のユニキャストメッセージを送信するよりも一層大幅に効率的な何らかのマルチキャストメッセージを供給することもできる。例えば、幾つかのＩＰ（インターネット・プロトコル）ネットワークは、柔軟性があり効率的なマルチキャストメカニズムを提供している。

代替的に、幾つかの規格は、照明器具にグループアドレスが割り当てられることを許容している。このような場合、第２の方法が可能であり、このグループアドレスに照明設定コマンドを送信することができる。このコマンドは、このグループアドレスを持つ全ての照明器具に、このコマンドによる照明値を設定させる。この方法は、１つのコマンドしかマルチキャストされる必要がないから、効率を向上させる。しかしながら、この方法は、周囲の照明条件に適合させることにより必要とされる柔軟性に欠ける。例えば、照明レベル設定コマンドがグループキャストされた場合、全ランプは同一の照明レベルを呈する。シーンがグループキャストされる場合、シーンが事前にプログラミングされねばならない。しかしながら、照明器具により処理することが可能なシーンの数に対しては上限が存在するので、全ての可能性のある周囲照明条件に対してシーンを事前にプログラミングすることは不可能であり、シーンを事前にプログラミングすることは大量の作業を要する。確かなことに、実際には、昼光への適応は、大きなエネルギ節約のロスを伴うが、（例えば）２つのシーンのみを用いてプログラミングされる。

従って、上述した技術は、非常に多数のユニキャストコマンドを送信することによることを除き、周囲条件に照明レベルを連続的に適応させるための十分なツールを提供するものではない。上記方法は、非常に非効率的であるという欠点を有し、前述したような問題を惹起する。

これとは対照的に、本発明によるマルチキャスト（ブロードキャスト）メッセージは、照明器具における照明レベルを、シーンを利用することなく、個々の区別された値に柔軟に設定することを可能にする。

以下の説明では、照明制御ネットワークが、効率的なマルチキャスト／ブロードキャストを提供するネットワーク技術上で実施化されると仮定される。その例は、前述したように、例えばＤＡＬＩ及び無線ネットワーク等のバス・タイプのネットワークである。ZigBee（登録商標）及び、時には、ＩＰプロトコルも、効率的なマルチキャスト手順を提供する。

本発明は、照明設定値（照明器具のための制御情報）の効率的なマルチキャスト／ブロードキャストのための効率的な手順を提供し、該手順において、照明コントローラは、各光源ｉ（ｉ＝１，・・・，ｑ(n)）に情報Ｉ_ｉを有するサイズＷ_ｉのユニキャストメッセージＵ_ｉを送信する代わりに、下記のステップを実行する。即ち、 第１に、配信されるべき情報Ｓ_ｉの集合が圧縮され、ここで、Ｓ_ｉ＝｛Ｉ_ｉ，・・・，Ｉ_q(n)｝である、 第２に、q(n)個のノードにアドレス指定されるマルチキャスト／ブロードキャストメッセージが構築され、送信される、 第３に、当該ネットワーク内の各照明源は、受信されたマルチキャスト／ブロードキャストメッセージと、位置（又は識別）情報等の照明器具情報に対応する自身の値及び状況情報（温度、当該部屋内の人の数等）に関する自身の値とを組み合わせ、当該照明源がとるべき特定の照明構成（light configuration）を計算する。

既に指摘したように、直截（straightforward）なマルチキャスト（又はブロードキャスト）方法は、ユニキャストメッセージの内容をマルチキャスト（又はブロードキャスト）メッセージ内で送信することである。しかしながら、この方法は送信されるべき情報のサイズモＷ_ｉを低減するものではない。

代わりに、本発明は当該情報のサイズを関数Ｆの形として、該関数のサイズがユニキャストメッセージのサイズよりも小さくなるように、即ちＷ_Ｆ＜モＷ_ｉとなるように圧縮することを提案する。このような関数の一例は周期関数Ｆ(x,y)＝Ｆ(x+Tx,y+Ty)であり、ここで、Ｔ_ｘ及びＴ_ｙは、各々、Ｘ及びＹ軸における空間的周期であり、ランプの照明設定値は該ランプの位置におけるＦ(x,y)を評価することにより計算される。マルチキャスト（又はブロードキャスト）メッセージは、当該メッセージのペイロードに関数Ｆ又は該関数に対する指示情報を含めることにより構築される。最後に、光源は、自身の照明設定値を該関数Ｆに基づいて調整する。この目的のために、所与の光源は、自身の位置、座標、アドレス又は当該光源に関係する他の情報から決定される所与の点Ｐにおいて該関数を評価する。

他の例は関数Ｆ(x,y,T,t,E)であり、該関数は位置情報、室温Ｔ、時間ｔ及び外部源による光の量Ｅに依存する。この例は、ネットワークコントローラが関数Ｆの形で基本構成をブロードキャストすることを可能にし、照明器具は照明設定値を一日における特定の時間、温度及び日光に従って調整する。この状況情報は、各照明器具においてローカルに得ることができるか(例えば、温度又は光センサにより)、又は規則的にブロードキャストすることができる。

本発明により作成されるマルチキャストメッセージは、複数の関数を含むこともでき、各関数は、照明器具の１つのパラメータを制御するために設けられる。例えば、マルチキャストメッセージは、照明輝度を制御するための１つの関数と、照明カラーを制御するための他の関数とを含むことができる。

図１はネットワーク照明システム１０を示し、該システムは照明コントローラ１４と、例えばオフィス内に設置された幾つかの照明器具２２のネットワークとを有している。照明コントローラ１４は、照明器具２２の各々にメッセージを送信することができ、このメッセージは、該メッセージによりアドレス指定された照明器具２２に対する制御情報を有することができる。斯かる制御情報は、アドレス指定された照明器具２２の所望の照明設定のための（例えば、該照明器具の照明輝度を或るレベルに設定するための）コマンドを有することができる。

例えば照明制御のための専用ソフトウェアにより構成されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって実施化することが可能な上記照明コントローラ１４は、上記ソフトウェアを記憶するメモリ１６（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュ、ＳＳＤ、ＨＤＤ、ＣＤ又はＤＶＤ等）、及び上記ソフトウェアにより照明器具２２によって生成される照明を制御するように構成されたプロセッサ１８（例えば標準的ＰＣプロセッサ又は照明システムのための特別なマイクロコントローラ）を有する。照明コントローラ１４は、更に、当該ネットワークを介して照明器具２２へメッセージを送信するための送信器２０を有する。送信器２０は、例えば、有線又は無線通信技術に従って、特にはZigBee（登録商標）、WiFi^TM、ブルートゥース^TM、イーサネット（登録商標）、ＤＡＬＩ及び6LoWPAN/CoRE等のＩＰ可能化ネットワーク等の規格又は技術の１以上に従って通信するよう構成することができる。

照明器具２２の各々は、上記照明コントローラからメッセージを受信すると共に、当該照明器具の照明を受信されたメッセージに含まれる制御情報に従って設定するように構成される。上記メッセージを受信するために、照明器具２２は受信器２４を有する。照明器具２２は、更に、メモリ２８（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はフラッシュ等）と、該メモリに記憶されたプログラムにより受信メッセージを処理する一方、当該照明器具２２により生成される照明を、処理されたメッセージに含まれると共に該メッセージ処理により得られる制御情報に従って設定するように構成されたコントローラ２６（例えば、マイクロコントローラ）を有する。

該ネットワーク照明システム１０において、各照明器具２２は、例えばＭＡＣ（媒体アクセス制御）レイヤアドレス又はＩＰアドレス（システム１０のネットワークがＩＰ型ネットワークである場合）等の固有アドレスを有する。更に、システム１０の各照明器具２２のアドレスは、斯かる照明器具のマトリクス配置並びに列（１〜５）及び行（Ａ〜Ｅ）インデックスにより図１に示されるように、これら照明器具の論理的順序に関係づけることができる。例えば、当該マトリクスの左下の角に配置された照明器具２２は、該マトリクスにおいて論理位置「Ｅ１」を有し、右上の角の照明器具２２は論理位置「Ａ５」を有する。照明器具２２のアドレスと論理位置との間の関係は、例えば当該システム１０の試運転（commissioning）の間に照明コントローラ１４内に記憶することができる。

ネットワーク照明システム１０には、照明器具の間で相違する、利用可能な他の照明器具情報も存在し得る。この照明器具情報は、当該照明器具の向き（例えば、壁に又は床に向いている）、天井の垂線に対する角度、当該照明器具が適応的ビーム幅を可能にするものである場合の光ビームの幅、照明器具のタイプ等の、当該照明器具及び該照明器具の構成に固有なパラメータに関するものであり得る。

該ネットワーク照明システム１０において、照明器具は、時間、室温、外光の量、当該部屋内のユーザの数、当該部屋内のユーザのタイプ、当該環境内で行われる活動のタイプ等の状況情報（contextual information）にアクセスすることができる。

次に、本発明の一実施態様によるマルチキャストメッセージを用いた照明器具の制御を、該照明器具を制御する方法のフローチャートを示す図４を参照して説明する。この方法は、前記照明コントローラ１４により実行され、該コントローラ１４のメモリ１６に記憶されると共にプロセッサ１８により実行されるプログラムにより実施することができる。図１において、行「Ａ」における照明２２が制御のために選択され、グループ化される（符号１２、図４の方法のステップＳ１０）。選択された照明器具のグループ１２に対する制御情報は、ステップＳ１２において一連の制御情報へと組み合わされる。次いで、ステップＳ１４において該一連の制御情報を圧縮するための所定の関数が選択される。この所定の関数は、特定の照明要求に合致するように計算されたパラメータに依存し得る。これらパラメータは、或る照明環境における照明制御のためのコンピュータプログラムにより計算することができる。該プログラムは、該照明環境に対する目標光分配を有することができる。光源の照明設定値は、上記照明環境における目標光分配を得るための複数のパラメータに対する最適化処理により計算することができる。モデル化処理が、上記光源の照明設定を、複数のパラメータに依存する関数としてモデル化することができる。前記所定の関数は、選択された照明器具に関する入力（例えば、ネットワークアドレス又は論理位置）を、前記一連の制御情報からの当該照明器具に対する制御情報に関連付ける。その後、ステップＳ１６において、選択された照明器具１２をアドレス指定するマルチキャストメッセージが作成され、該マルチキャストメッセージは、ステップＳ１８において、適用されているネットワークプロトコル（例えばＩＰ又はZigBee（登録商標））を用いて、システム１０のネットワークを介して該選択された照明器具１２に送信される。

照明器具２２は、受信されたマルチキャストメッセージを以下に概説するように処理する。即ち、照明器具２２は、関数自体か又は関数に対する指示情報の何れかを含む当該メッセージのペイロードを処理することにより、該マルチキャストメッセージから選択された所定の関数に関する情報を決定する。関数に対する指示情報を含む場合、照明器具２２は、自身の内部記憶部から指示された所定の関数をロードする。次に、照明器具２２は、当該照明器具に関する入力を使用することにより、上記所定の関数から制御情報を決定する。上記入力は、例えば当該メッセージに含まれる位置情報（例えば当該制御のための先頭の照明器具の位置）から導出することができ、又は上記入力は当該ネットワーク照明システムにおける当該照明器具の論理位置、ＧＰＳ座標により決定される当該照明器具の絶対位置若しくはネットワークアドレス（例えば、ＩＰ又はＭＡＣアドレス）とすることができる。該照明器具は、上記の決定された入力及び所定の関数を使用することにより、該照明器具の制御情報（例えば該照明器具の輝度値等の照明設定値）を計算する。

以下では、本発明の２つの特徴を説明する。即ち、
態様（aspect）１：何の種の関数Ｆを使用すべきか、及びこれらの関数をマルチキャストメッセージに含まれるコマンドに如何にしてエンコードするか、
態様２：当該方式において、何の種の位置座標又はアドレスを当該関数に対する入力として使用すべきか。

態様１及び２に関する可能性のある実施態様の組み合わせを使用すれば、照明器具における照明レベルを個々の別個の値に設定するためにマルチキャスト（又はブロードキャスト）を使用する照明制御規格において使用されるべきコマンドを指定する種々の方法が得られる。これら種々の組み合わせは、汎用性及び効率、並びに使用する容易さが相違する。

以下、態様１及び２に対する幾つかの可能性のあるオプションを説明する。

態様２は、当該関数の評価にアドレスを使用するものと考える。照明器具のハードウェアは、通常、当該装置のためのハードウェアアドレス（例えば、ＭＡＣアドレス）を提供する。他のオプションは、当該システムを試運転する際に発生されるアドレスを使用して得られる。これらのアドレスは、当該照明器具の空間内での物理的位置に関係させることができるか、又は当該照明器具の論理的順序（例えば、図１に示したシステムに使用されるような論理アドレス）に一層関係させることができる。このようなアドレスに対するオプションを以下に列挙する。

しばしば、試運転に際して、照明器具には、物理的空間内での座標であり得るＧＰＳ位置が供給される。

拡張例として、マルチキャストメッセージのコマンドは当該関数に関する原点を指定し、照明器具は、この原点に対する自身の座標を使用する。また、原点までの距離等の、自身の座標及び原点の関数を使用することもできる。

マルチキャストグループを確立する際に、グループ内で照明器具を順序付けすることができ、照明器具は当該関数を評価する際に自身の事前に定められた順序を使用することができる。

照明器具は、時には、直線配列（例えば、屋外）、格子（例えば、オフィス環境、図１参照）又は（階層的若しくは六角形）格子等の何らかの繰り返しパターンで配列される。論理アドレスを照明器具に、該照明器具の位置（例えば、格子における自身の座標又は直線配列における自身の連続番号）に基づいて斯様な規則的な配列で割り当てることができる。次いで、この論理位置を使用することができる。

ここでも、拡張例として、前記コマンドは当該関数に関する論理原点を指定することができ、照明器具は、この論理原点に対する自身の論理座標を使用することができる。また、原点までの距離等の、自身の座標及び原点の関数を使用することもできる。

次に、態様１を、即ち、何の関数を使用すべきか、及びこの関数を如何にしてマルチキャストメッセージのコマンドにエンコードするかを説明する。以下には、複数の可能性が列挙される。

当該方法は、照明器具に記憶された複数の所定の関数に基づくものとすることができる。この場合、コマンドは、例えば番号により、適切な関数を指す（index）ことができる。

更に、関数はパラメータ化することができ、かくして当該コマンドは付加的にパラメータを含む。

関数はステップ関数とすることができる。照明設定値は互いに近接する照明器具にわたって滑らかに変化することが予測されるので、このようなステップ関数は、開始値と、連続する値の間の差分とを指定することにより効率的にコード化することができる（例えば、図２に示されるように）。

他の例として、且つ、照明設定値は互いに近接する照明器具にわたって滑らかに変化することが予測されることを再び利用すると、関数は多項式を介して指定することができる。通信要件を低減するために低次数の多項式が好ましいが、本発明は、これらに限られるものではない。

最後に、関数は、基本関数が方向又は周期等の他のパラメータと一緒に供給されるような周期関数とすることもできる（例えば、図３に示されるような）。

これらの可能性の組み合わせを用いて、照明器具における照明レベルを個々の個別の値に設定するためにマルチキャストを使用する照明制御規格に使用されるべきコマンドを指定する種々の方法を具現化する。これら種々の組み合わせは、汎用性及び効率並びに使用する容易さが相違する。

図２は、所定の関数の一例としてのステップ関数Ｆ_stepのグラフを一次元で示す。この関数は、図１に示すシステムにおける照明器具２２のグループ１２の照明輝度を調整するために選択することができる（該関数の入力はグループ１２における当該照明器具の論理位置であり、該関数の出力は輝度レベルである）。当該マルチキャストメッセージに含まれる情報は、該ステップ関数自体又は該ステップ関数に対する指示情報の何れか及び論理位置「Ａ３」だけでよい。グループ１２の照明器具が当該マルチキャストメッセージを受信した場合、該照明器具は自身の照明輝度を自身の位置に依存して且つ当該ステップ関数に従って調整することができる。これが図２のグラフにより示され、この場合、論理位置「Ａ３」の照明器具は、自身の輝度レベルを最大値「４」に調整し、グループ１２内の論理位置「Ａ２」及び「Ａ４」における直ぐ隣の照明器具は、自身の輝度レベルを最大値−１（ステップ−１）に、即ち「３」に調整し、論理位置「Ａ１」及び「Ａ５」の照明器具は自身の輝度レベルを最大値−２＝２（「Ａ３」と「Ａ１」又は「Ａ５」との間の距離は２であるから、ステップは−２となる）に調整する。このように、グループ１２の照明器具に各輝度レベルを設定するためのコマンドを伴う５つのユニキャストメッセージを送信する代わりに、照明器具のグループ１２に対しては１つのマルチキャスト／グループキャストメッセージが送信され、該メッセージは、単純にグループ１２の照明器具の全ての論理位置及び各輝度値を含むようなマルチキャスト／グループキャストメッセージよりも少ない情報しか含まない。

所定の周期関数Ｆ_periodの他の例が、図３に示されている。この関数は、システム１０の全照明器具の輝度レベルを１コマンドで調整するために選択されることができる。マルチキャストメッセージは、当該周期関数自体又は該周期関数に対する指示情報及び当該周期性の開始としての列１のみを含めばよい。照明器具が該マルチキャストメッセージを受信した場合、該照明器具は自身の輝度レベルを上記周期関数及び上記開始列から決定することができる。例えば、論理位置「Ａ１」〜「Ｅ１」、「Ａ３」〜「Ｅ３」及び「Ａ５」〜「Ｅ５」における照明器具は、上記周期関数及び自身の列「１」、「３」及び「５」から、自身の照明輝度が「０」に設定されねばならないことを決定することができる一方、論理位置「Ａ２」〜「Ｅ２」及び「Ａ４」〜「Ｅ４」における照明器具は、上記周期関数及び自身の列「２」及び「４」から、自身の照明輝度が「２」に設定されねばならないことを決定することができる。

関数の他の例は、下記のように定義される関数Ｉ(x,y,t,T,E)である。即ち、
Ｉ(x,y,t,T,E)＝Ｉ_work(0.9x+0.8y)(1+(t-t₀)/t₀)(1+(E-E₀)/E₀) ただし、８am＜ｔ＜２０pmＩ_min ただし、２０pm＜ｔ＜８am

ここでは、各照明器具が自身の照明設定値を、時間、室温及び外光（状況特性）に依存して自動的に適合させることが分かる。同じ関数が、各照明器具が自身の位置（x,y）に依存して特定の照明設定値を選択することを可能にする。これらの位置変数に関連する固有係数は、例えば、より大きなｘ又はｙ値の位置においては一層多くの光を必要とするというような当該部屋内の窓の固有の分布等に依存し得る。

以下では、本発明の上述した一般的概念に基づく、３つの異なるタイプのシナリオに対処する３つの主たる方法を概説する。

シナリオ１：個人化された光スポットを形成するためのｑ個のノードの組へのマルチキャスト
このようなシナリオは、個人のトークン（personalization token）（例えば、スマートフォン）を持つユーザであって、幾つかの所与の好みに従って自身の直ぐ周囲における照明設定を適合させるために該トークンを使用するユーザにより動機付けされるものである。該ユーザは、自身の位置で個人化されたスポット（personalized spot）を形成するために、例えば自身のスマートフォンにインストールされた照明制御ソフトウェアに入力することができる。この場合、該スマートフォンは、例えば内蔵されたＧＰＳ受信器を用いることにより位置を決定し、「個人化スポット」関数を選択し、及び該選択された関数と当該ユーザの実際の位置とを含むマルチキャストメッセージを作成する。このマルチキャストメッセージは、当該スマートフォンから当該照明システムのネットワークに、ＷｉＦｉ^TM等の何らかの無線送信技術を用いて送信することができる。この場合、当該照明システムの各照明器具は、受信されたマルチキャストメッセージを処理することにより自身の輝度を決定することができる。例えば、照明器具は上記「個人化スポット」関数を、受信されたメッセージから抽出することができるか、又は内部に記憶された一群の所定の関数からロードすることができる。次いで、該照明器具は、上記メッセージに含まれるユーザの位置から、該ユーザまでの距離を計算し、該計算された距離を、自身の照明レベルを計算するための上記「個人化スポット」関数への入力として使用することができる。

シナリオ２：全体の環境において所与の照明設定を生成するためのブロードキャスト
このような使用ケースは、例えば照明源が消費されるエネルギ量を低減するために所与の時点で所与の照明パターンを採用しなければならないようなオフィスのシナリオにより動機付けされるものである。

シナリオ３：全体の環境において又は照明源のネットワーク全体にわたり所与の周期的照明設定を生成するためのブロードキャスト
このような使用ケースは、装飾のために使用される光源の大きな設備により動機付けされるものである。このような使用ケースでは、光源が自身の照明設定を所与の照明パターンに従って高速で適合させることを可能にすることが望まれる（格子状に配列された照明器具が単一のマルチキャストメッセージにより周期的照明パターンに設定される図３に関連して前述したように）。

上述した説明は、照明器具を幾つかの輝度値に設定することに焦点を合わせているが、同じ原理は、照明器具を何らかの値に調光するために使用される、又はそれ以外では何らかの動的効果を指定するコマンドにも適用することができる。また、これらの原理は、当該照明を何らかの輝度値といよりは何らかのカラー（又はカラーの混合）に設定するものにも適用することができる。

次に、ネットワーク化プロトコルで伝送することが可能な、本発明によるマルチキャストメッセージのフォーマットの実施態様を説明する。一般的に、メッセージはヘッダとペイロードとを有する。ヘッダは、宛先アドレス等のフィールドを有する一方、ペイロードは、伝送される情報を含む。マルチキャストの状況では、マルチキャストアドレスは、ノードによりメッセージが当該ノードを宛先とするか否かを判定するために使用されるものと定義される。これは、メッセージのヘッダに含まれる宛先アドレスを下記のように構成することにより実施することができる。

「メッセージタイプ」なるフィールドは、アドレスのタイプ（ユニキャスト、マルチキャスト、ブロードキャスト）を表す。このために、２ビットを使用することができる。例えば、００はネットワーク内のユニキャストメッセージを識別するために使用することができ、０１はマルチキャストを識別するために使用することができ、１１はブロードキャストメッセージを識別するために使用することができる。

マルチキャストメッセージ（０１）の場合、２つの追加のフィールド「Ｘ」及び「Ｙ」は、例えば座標（x,y）の周囲に個人化された照明スポットを形成するために使用される関数Ｆの原点を定める先頭照明器具のＸ及びＹ座標を識別することができる。これらの２つのフィールドは、ランプ若しくは照明器具の論理位置、又はＧＰＳ座標等の絶対位置を含むことができる。

最後に、「フィーチャ」 なるフィールドは当該マルチキャストアドレスの特別な特徴を定義する。例えば、照明器具（x,y）の周囲に幅Ｗの個人化された照明スポットが定義される場合、該フィールド「フィーチャ」はマルチキャストのタイプ（例えば、個人化された照明スポット）を識別するための第１サブフィールド、及び幅を示す後続する他のサブフィールドを含むことができる。これを下に示す。

このような構成は、Zigbee（登録商標）又は6LoWPAN等の既存の無線通信プロトコルに適用することができる。例えば、6LoWPANにおいては、全ての装置がアドレス内に同一の接頭辞を有する照明ＩＰネットワークを定義することができる。次に、ユニキャストアドレスはユニキャストメッセージを識別するゼロを有する。

マルチキャストメッセージの場合、ネットワーク接頭辞の後に０１が使用され、これに前述したような「Ｘ」、「Ｙ」及び「フィーチャ」なるフィールドが後続する。

例えば、
は、中心照明器具は位置（10,3）にあり、３に等しいラジオのマルチキャスト関数０が使用されるべきことを示す。

最後に、ブロードキャストメッセージはネットワーク接頭辞の後に複数の１を付加することにより構成される。

本発明は、ネットワーク照明システムに適用することができ、ネットワーク照明システムの幾つかの照明器具を制御するための効率的なメッセージフォーマットが定義されることにより、ネットワーク照明システムの制御を改善するために使用することができる。本発明は、ZigBee（登録商標）又は6LoWPAN等の照明制御規格における（一連の）規格化されたコマンド又はメッセージのための基礎となる。多くの配備シナリオが、このようなコマンド又はメッセージの利用可能性により利益を受ける。

本発明の機能の少なくとも幾つかは、ハードウェア又はソフトウェアにより実行することができる。ソフトウェアでの実施化の場合、単一又は複数の標準的マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを、本発明を実施する単一の又は複数のアルゴリズムを処理するために使用することができる。

尚、「有する」なる文言は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、単数形の文言は複数を排除するものではないことに注意されたい。更に、請求項における如何なる符号も、本発明の範囲を限定するものと見なしてはならない。

Claims (15)

1. ネットワーク照明システムを制御する方法であって、
   − 前記ネットワーク照明システムの幾つかの制御可能な照明器具を選択するステップと、
   − 選択された照明器具の各々のための制御情報を、一連の制御情報へと組み合わせるステップと、
   − 前記一連の制御情報を圧縮するための少なくとも１つの所定の関数を選択するステップであって、前記少なくとも１つの所定の関数は、入力値として、全ての選択された照明器具のための照明器具情報と、出力値として、選択された照明器具の各々に対する前記制御情報とを持つ、当該ステップと、
   − 前記選択された照明器具にアドレス指定されるマルチキャストメッセージを形成するステップであって、前記マルチキャストメッセージは、選択された所定の関数を識別するフィーチャフィールドを有する、当該ステップと、
   − 前記形成されたマルチキャストメッセージを送信するステップと、
   を有する、方法。
2. 前記選択された所定の関数が、選択された制御可能な照明器具に関する入力としての照明器具情報及び状況情報を、前記一連の制御情報のうちの該照明器具のための制御情報に関連付ける、請求項１に記載の方法。
3. 前記選択された所定の関数が、照明器具情報としての照明器具のアドレス及び選択された制御可能な照明器具に関する入力としての状況情報を、前記一連の制御情報のうちの該照明器具のための制御情報に関連付け、
   前記アドレスが、前記照明器具の空間内の物理的位置に関係するか、又は前記ネットワーク照明システムにおける前記照明器具の論理順序に関係する、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記照明器具情報が、照明器具のタイプ、照明器具の向き、照明器具の角度、照明器具の位置及び照明器具のカラータイプから選択される、請求項２又は請求項３に記載の方法。
5. 前記状況情報が、時間、室温、光レベル、部屋の占有度及び部屋内の活動から選択される、請求項２、３又は４に記載の方法。
6. 前記選択された所定の関数に関する情報が、前記選択された所定の関数に対する指示情報又は前記選択された所定の関数を含む、請求項１ないし５の何れか一項に記載の方法。
7. 前記選択された所定の関数がパラメータ化され、前記マルチキャストメッセージが前記選択された所定の関数のパラメータを更に含む、請求項１ないし６の何れか一項に記載の方法。
8. 前記選択された所定の関数が、
   − ステップ関数であって、前記選択された所定の関数に関する情報が該関数の開始値と該関数の連続する値の間の差分とを有すること、
   − 多項式であること、
   − 周期関数であって、前記選択された所定の関数に関する情報が基本関数と方向又は周期とを有すること、
   からなる群から選択される、請求項１ないし７の何れか一項に記載の方法。
9. 選択された照明器具のための前記制御情報が、輝度値、調光値、カラー設定値、ビーム幅及びビーム方向のうちの1以上を有する、請求項１ないし８の何れか一項に記載の方法。
10. 前記形成されたマルチキャストメッセージが、
    − 該マルチキャストメッセージを送信するネットワークを識別するネットワーク接頭辞フィールド、
    − 当該メッセージをマルチキャストメッセージとして識別するメッセージタイプフィールド、
    − 前記ネットワーク照明システムにおける１つの照明器具又は一群の照明器具を識別する照明器具関連情報フィールド、及び
    − 所定の関数及び該所定の関数のパラメータを識別するフィーチャフィールド、
    を有する、請求項１ないし９の何れか一項に記載の方法。
11. 前記一連の制御情報を圧縮するための少なくとも１つの所定の関数が、或る光環境において照明制御のためのコンピュータプログラムにより特定の照明要求に合致するように計算されたパラメータに依存する請求項１ないし１０の何れか一項に記載の方法であって、前記コンピュータプログラムが、
    − 前記光環境に対する目標光分配と、
    − 前記光環境において前記目標光分配を得るための複数のパラメータに関して光源の照明設定値を計算するための最適化処理と、
    − 前記光源の照明設定値を複数のパラメータに依存する関数としてモデル化するためのモデル化処理と、
    を有する、方法。
12. ネットワーク照明システムのための照明コントローラであって、
    − 前記ネットワーク照明システムの幾つかの制御可能な照明器具を選択し、
    − 選択された照明器具の各々のための制御情報を、一連の制御情報へと組み合わせ、
    − 前記一連の制御情報を圧縮するための少なくとも１つの所定の関数を選択し、前記少なくとも１つの所定の関数は、入力値として、全ての選択された照明器具のための照明器具情報と、出力値として、選択された照明器具の各々に対する前記制御情報とを持ち、
    − 前記選択された照明器具にアドレス指定されるマルチキャストメッセージを形成するプロセッサと、
    − ネットワーク照明システムのネットワークを介して前記マルチキャストメッセージを送信し、前記マルチキャストメッセージは、選択された所定の関数を識別するフィーチャフィールドを有する、
    送信器と、
    を有する、照明コントローラ。
13. ネットワーク照明システムのための照明器具であって、
    − ネットワーク照明システムの照明コントローラからマルチキャストメッセージを受信するための受信器であって、前記マルチキャストメッセージは、幾つかの選択された照明器具を識別する照明器具関連情報フィールドと、選択された所定の関数を識別するフィーチャフィールドとを有し、前記所定の関数は、入力値として、複数の選択された照明器具のための照明器具情報と、出力値として、選択された照明器具の各々に対する制御情報とを持つ、前記受信器と、
    − 特定の照明器具の制御情報に対応する所定の関数の値を計算し、特定の照明器具情報に従って当該照明器具により生成される照明を設定するために、自身の照明器具情報と、送信されたマルチキャストメッセージのフィーチャフィールドとを組み合わせるコントローラと、
    を有する、照明器具。
14. プロセッサが請求項１ないし１１に記載の方法を実施するのを可能にするコンピュータプログラム。
15. 請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶した記録担体。