JP5960937B2 - 照明デバイスの較正動作 - Google Patents

Description

本開示は、光センサからの読み取り値に基づき照明デバイスの動作を較正することに関し、例えば、光センサからの後の読み取り値に基づき光出力が制御される照明デバイスに関する。

照明システム及び社会全体において、持続可能なソリューションへのトレンドがある。より持続可能なシステムを実現する方法の１つは、エネルギー消費を削減することである。照明システムでは、これはしばしばセンサを利用して達成される。１つの選択肢は、人がいるときにだけ照明を点けるよう存在センサを利用することである。他の選択肢は、デイライトハーベスティングを利用することである。日光から十分な光が室内に得られる場合、室内の照明が減光され、エネルギー消費が削減される。また、存在検知及びデイライトハーベスティングの両方を含むシステムを実施することも可能である。

デイライトハーベスティングシステムの１つの問題は、較正が必要なことである。例えば、デイライトハーベスティングシステムでは光センサが天井に配置され得る。この光センサは窓からの光と、例えばデスク等の作業面から反射された室内の電灯からの光の両方を含む全体的な光レベルを測定する。合計のセンサ読み取り値が目標設定値を満たすよう、制御ループが人工光の量を変更し、これにより、光の総量が目標レベルに保たれる。これは、較正された設定値を定めなければならないこと、すなわち、目標光レベルに対応するセンサ読み取り値を定めなければならないことを意味する。較正は他の状況でも問題となり得る。

現行では、較正は、コミッショニングエンジニアによって別の較正済みの光センサを使用して行われる。コミッショニングエンジニアは減光を増減することによって光量を制御し、デスク上に典型的な５００ｌｕｘが照射されることを確認する。この較正段階には時間がかかり、よって費用が高い。

ＵＳ７，７８１，７１３（Papamichael et al）は、自動的に異なるエネルギーレベルを巡るよう光出力を制御し、異なるレベルで経験された光センサ測定値の差を測定することによって較正が行われる自動較正プロセスを開示する。

しかし、Papamichaelのシステムには改良の又は代替を提供する余地があると考えられる。例えば、発明者は、Papamichaelが開示する方法で電力レベルをサイクルすることによって較正を行うことは、実際には望ましくない可能性があると考える。一つには、これは、エンドユーザーの視点から不測の照明器具の挙動をもたらし得る（例えば、サイクル中にユーザーが存在し、又は、部屋に人がいないときに光が奇妙にサイクルしているのを窓から見る）。代わりに、存在が検知されたタイミングで較正を行うことが好ましい可能性がある。エンドユーザーはどのみちその際に光出力が変化することを予期するからである。したがって、較正が行われるタイミングを選択することによって較正の光効果をエンドユーザーから隠すことができ、これは、より優れたユーザーエクスペリエンスにつながる。

更に、Papamichaelの技術が要求する電力サイクルは比較的複雑であり、照明器具間での中央調整を伴う。代わりに、存在が検知され、どのみち照明器具が低いレベルから高いレベルに（例えば、完全にオフからタスクレベルに）遷移する時点に較正を組み込めば、システムの実施に要求される複雑性が下げられ得る。例えば、そのための中央コントローラによる調整を要さず、照明器具が自己較正することさえ可能になり得る。

本開示の一側面によれば、存在検出論理部、較正論理部、及び感知された光レベルを表す読み取り値を光センサから受け取るための入力部を含むコントローラが提供される。存在検出論理部は、存在センサに基づき存在イベントを検出するためのものであり、存在イベントに応じて、設定を生成して少なくとも１つの照明デバイスを動作させるよう構成される。較正論理部は、照明デバイスの光出力を第１の低いレベルと第２の高いレベルとの間で変化させ、第１及び第２のレベルの影響下での光センサからの読み取り値に基づき設定値を較正することによって実行される較正動作を実行するためのものである。較正論理部は、検出された存在イベントのうちの１つに応じてこの較正動作をトリガするよう構成される。好ましくは、トリガされる較正動作は、デバイスの光出力が動作レベルに落ち着く前に完了する。

このようにすることで、較正に関与する異なる光レベルを、存在が無いレベルから動作レベルへの遷移の一部として好適に組み込み、その効果をユーザーから隠すことができる。例えば、較正のために使用される低いレベルは完全にオフであり、較正のために使用される高いレベルは照明デバイスの最大出力であり、動作レベルは両者の間のタスクレベル又はバックグラウンドレベルであり得る。占有者が存在しないとき、照明は、較正プロセスの低いレベルとしても使用される完全にオフの状態にされる。存在が検出されると（例えば、人が部屋に入ると）、照明デバイスは一時的に最大レベルに引き上げられ、完全にオフのレベル及び最大レベルに対するセンサ読み取り値に基づき較正が完了する。その後、較正された設定値に基づき、照明デバイスはタスクレベル又はバックグラウンドレベルに下げられる。例えば、タスクレベルは８０％であり、又はバックグラウンドレベルは２０％であり得る。

一部の実施形態において、第１の低い光レベルの影響下での（しかし第２の高い光レベルの影響下ではない）光センサからの読み取り値は、オプションで、較正動作のトリガ時に、例えば照明が消灯されている間に既に取得されていてもよいことに留意されたい。

一部の実施形態では、本明細書に開示される較正技術は、デイライトハーベスティングにおいて好適に使用され得る。この場合、感知された光レベルは、少なくとも１つの照明デバイスからの寄与及び周囲光に起因する寄与を含み、コントローラは、前記設定値及び光センサからの読み取り値に基づき照明デバイスを動作させるよう構成された光制御論理部を含む。これにより、光制御論理部は、前記寄与の相対的な比率が変化する間、センサ読み取り値を設定値に対応するレベルに維持するよう動作する。

他の実施形態では、較正のトリガに存在検出を利用することは、照明器具又は複数の照明器具のそれぞれにおいて較正が自動的に、すなわち、較正を調整するために別の中央コントローラを要することなくトリガされることを可能にし得る。更に、複数の照明器具が、例えば互いに無線伝送することによって互いに通信し、存在検出結果を共有するよう構成された、分散存在検出に基づくシステムが提供され得る。この場合、１つの照明器具によって検出された存在を示すメッセージが他の照明器具の較正をトリガし得る。

したがって、本明細書に開示される他の側面によれば、複数の照明器具を含む照明システムであって、各照明器具がそれぞれコントローラ、光センサ、及び存在センサを含む照明システムが提供され得る。コントローラは、各存在センサに基づき各照明器具における存在イベントを検出する動作、照明器具間で存在イベントの指標を伝送する動作、存在イベントに応じて照明器具に光を発せさせる動作、及び各較正動作を実行して各照明器具を較正する動作とを実行するよう構成される。各較正動作は、各照明器具の光出力を第１の低いレベルと第２の高いレベルとの間で変化させ、第１及び第２のレベルの影響下での読み取り値を各光センサから取得することを含む。各コントローラは、更に、各照明器具において検出された存在イベントのうちの１つに応じて各較正動作をトリガするよう動作可能であり、また、１つ以上の他の照明器具から受信された存在イベントの指標のうちの１つに応じて各較正動作をトリガするよう動作可能である。これは、最初の照明器具において存在イベントが検出されたとき、最初の照明器具及び１つ以上の他の照明器具の各較正動作がトリガされることを意味する。これにより、各較正動作は少なくとも部分的に並列に実行されるようにトリガされる。

他の側面によれば、少なくとも１つの照明デバイスの制御に使用されるコンピュータプログラム製品であって、コンピュータ可読記憶媒体に組み込まれ、実行時、本明細書に開示されるコントローラ、照明器具、又はシステムの特徴のうちのいずれかに係る動作を実行するよう較正されたコードを含む、コンピュータプログラム製品が提供される。

本明細書に開示される実施形態のより良い理解のために、及び、実施形態が如何にして実施され得るかを示すために、以下の添付図面を参照する。

図１は、照明システムを含む環境の概略図である。 図２は、他の照明システムを含む環境の概略図である。 図２ａは、他の照明システムを含む環境の概略図である。 図３は、存在検出及び光制御を備えた照明システムの概略的なブロック図である。 図４は、較正プロセス中の照明器具の光レベルを示す概略的なタイミング図である。 図５は、較正状態及び存在検出状態を有する照明器具の概略的な状態図である。

下記は、デイライトハーベスティングシステムの較正に関する。目標光レベルの達成に付随する従来の手動較正は、存在によってトリガされる自動較正によって置き換えられる。自動較正の例示的な実施形態では、最初の存在が検出されたとき、分散照明器具のグループが自動較正を行う。存在を検出した最初の照明器具がグループ内の全ての照明器具にグループブロードキャストを送信する。これに応じて、全ての照明器具が所定の出力レベルに向かい、較正が実行される。

一部の実施形態では、以下の利点のうちの１つ以上が存在によってトリガされる自動較正を使用して達成され得る。
− 存在検出、すなわち人のポジティブな検出時に既に関連付けられている光のオフ−オン遷移（又は、より一般的には、これは存在の検出時の光レベルの上方遷移であり得る）と同時に較正が行われる。このようにすることで、自動較正がエンドユーザーを妨害せずに済む（又は少なくとも相対的には妨害せずに済む）。
− この技術は分散システムにも適合する。照明システムグループ内の全ての照明器具によって、較正を行うためにオフ−オン遷移が使用され得る。分散システムでは光レベルは複数の照明器具によって達成される。光出力を基準として使用するには、好ましくは、全ての照明器具が既知であるか又は等しいべきである。オフ−オン遷移を使用する場合、その実現はより簡単である。
− システムは必ずしもスイッチング挙動を制御する必要はない。対照的に、例えば、システムが主電源を切り替える中継器を有するタイマーに従う場合、センサの電力も遮断されるので、オン−オフ遷移（オフ−オン遷移の反対）が測定できない可能性がある。この場合、システムは較正を行うことができない。
− 遷移は固定レベル（例えば１００％）までであり得る。対照的に、オン−オフ遷移を利用する場合、オフに切り替わる前の光出力は日光に依存し、よって、システムは２つの固定レベル間で切り替わらない。異なるレベルでの較正の実行は、較正の再現度を下げる。一方、オフ−オン遷移では、システムが動作レベル（例えば８０％のタスクレベル又は２０％のバックグラウンドレベル）に減光し始める前にまず固定レベル（例えば１００％）に切り替わることはエンドユーザーにとって不快にならずに済む。
− 減光レベルのキャラクタリゼーションが必要ない。対照的に、遷移が固定レベル間で行われない場合、完全な減光範囲をキャラクタライズしなればならない。安定器（１−１０Ｖ、ＤＡＬＩ）への一般的なインターフェイスは正確な線形減光曲線を有さないので、複数の較正を行うことによって減光曲線をキャラクタライズすることが必要であり得る。複数の減光レベルにおけるこれらの較正ステップは視認可能であり、エンドユーザーによって見られた場合は不快であろう。

図１は、本発明の一実施形態に係る例示的な照明システムを含む空間１００の概略図である。例えば、空間はオフィス、研究室、ショップフロア、若しくは他の部屋等の建物の屋内空間を含み、又は庭、公園、若しくはスタジアム等の屋外空間、又はガゼボ等の屋根付き空間を含み得る。照明システムは、部屋の一体型固定具又は自立ユニットの形態を取り得る１つ以上の照明器具１０１を含む。各照明器具１０１は、それぞれ、任意の関連する固定具又はフィッティングと共に、ＬＥＤ（light emitting diode）又は電気フィラメント等の照明デバイス１０２を含む。例えば、各照明器具１０１は、部屋１００の天井１０４又は壁に設置され得る。各照明器具１０１の照明デバイス１０２は、空間１００内に人工生成光を照射するよう構成される。また、空間１００は、少なくとも一日のある時間、日光又は他の自然光等の周囲光をいくらか含む可能性が高い。例えば、空間１００が部屋の場合、通常、窓１０８等の１つ以上の開口部、例えば部屋の側壁内の窓及び／又は天窓を含む。窓１０８は、外部から部屋１００に他の光、主に太陽からの日光を含む自然光が入ることを可能にする。

図１の実施形態では、各照明器具１０１は、更に、各照明デバイス１０２に関連付けられた光センサ１１０、存在センサ１１１、及びコントローラ１１２をそれぞれ含む。コントローラ１１２は照明デバイス１０２に結合され、光センサ１１０及び存在センサはコントローラ１１２に結合される。光センサ１１０及び／又は存在センサ１１１も、対応する照明デバイス１０２と実質的に同じ場所に配置されてもよい。存在センサ１１１は、対応する照明デバイス１０２によって照明される空間の領域内のもの（典型的には人間のユーザー）の存在を検知するよう構成される。一部の実施形態では、光センサ１１０、存在センサ１１１、及び／又はコントローラ１１２は照明デバイス１０２と同じ筐体内の同じユニット内に組み込まれ、好ましくは、合わせて少なくとも部分的な自動制御を備えた一体型照明器具１０１を形成する。複数のこのような個別の照明器具１０１が共に空間１００内に配置され、（必ずしも）中央コントローラを要さない、又は少なくとも全ての機能には要さない分散照明システムを提供する。よって、システムは照明を細粒状に、すなわち個別の照明器具ごとに減光するよう構成され得る。更に、照明は検出された存在に基づき制御される。

各コントローラ１１２は、対応する光センサ１１０に基づき対応する照明デバイス１０２の光を制御する。これを行うには、コントローラ１１２は、部屋又は他の空間１００の特定の地点又は高さ、例えばデスク高さ等の作業面１１４に指定光レベルを供給するようデバイスから照射される光を制御し得るために、較正されていなければならない。例えば、オフィスのワークスペースに対する１つの推奨値は、デスク高さにおいて５００Ｌｕｘである。

図３は、図１のコンポーネントの一部を示す概略的なブロック図である。コントローラ１１２は、存在検出論理部３０２、較正論理部３０４、及び光制御論理部３０６を含む。これらの論理部３０２、３０４、３０６は、１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体の形態のメモリ上に保存され、１つ以上の処理ユニットを含むプロセッサ上で実行されるよう構成されたコード（ソフトウェア）の部分として実装され、例えば、コントローラ１１２の対応するインスタンスが、同じ筐体内に組み込まれた、各照明器具１０１内の埋め込みメモリ及びプロセッサ内に実装され得る。代わりに、論理部３０２、３０４、３０６の一部又は全てが専用ハードウェア回路又はＦＰＧＡ等の構成可能な回路として実装されることも除外されない。一般的に、ソフトウェア論理部及びハードウェア論理部のあらゆる組み合わせが可能であるが、全体又は大部分がソフトウェアベースの実装が好ましい可能性がある。

光センサの出力は光制御論理部３０６の入力に結合され、現在感知された読み取り値が受け取られる。これは、光センサ１１０に到達する光の総感知量、例えば、デスク等の作業面１１４から反射されて光センサ１１０に入る光の量を示す。光制御論理部３０６の出力は対応する照明デバイス１０２のドライバ３０８に結合され、ドライバに減光レベルを供給することにより、空間１００内に指定レベルの光を出力するよう駆動されるよう照明デバイス１０２が制御される。ドライバ３０８は、安定器とも呼ばれ得る。光センサ１１０からの読み取り値は、空間２から感知された総光量のフィードバックを与える。光制御論理部３０６は、更に、入力として設定値を受け取るよう構成される。光制御論理部３０６は、光センサの読み取り値を設定値に対応させるよう動作する。例えば、光制御論理部３０６は、設定値から光センサの読み取り値を差し引き、両者間の差を０にさせるよう動作する。現在の読み取り値が設定値より高い場合、光制御論理部３０６は、照明デバイス１０２からの光出力を下げるようドライバ３０８を制御し、逆の場合はその逆の制御を行う。

したがって、光制御論理部３０６、ドライバ３０８、照明デバイス１０２、及び光センサ１１０は、合わせて、空間２内の日光（又は他の周囲光）の量に基づき光量を制御するための制御ループを形成する。センサ読み取り値は、照明デバイス１０２によって生成されて反射された電気的な又は人工的な光（ＥＬ）の量と、反射された日光又は他の周囲光（ＤＬ）の量との和を表す。反射係数がそれぞれα及びβと表される場合、センサ読み取り値ｓは次式によって表現され得る。

ｓ＝αＥＬ＋βＤＬ

日光（又はより一般的には周囲光）の量が減少する場合、これは、センサ読み取り値ｓを目標設定値に合わせるのに必要な人工光の量を減少させ、この逆も成り立つ。よって、日光の量が少し増加する場合を考えると、センサ読み取り値が上昇し、光制御論理部３０６は設定値に対する増加を検知し、これに応じて、光制御論理部３０６は人工光１０２を減光する。日光の量が減少する場合はこの逆である。

存在センサ１１１は存在検出論理部３０２に結合され、存在検出論理部３０２に供給される存在を表す信号を生成する。例えば、存在センサ１１１は、音響波又は他の放射のバースト（又は連続波）を送信し、環境から受信されるエコーを用いて環境内に存在があるか否かを決定する超音波センサ等のアクティブセンサを含み得る。このために異なる方法、例えばドップラーシフト法、タイムオブフライト法、及び／又はＭＴＩ（moving target indicator）処理等が使用され得る。したがって、存在センサによって供給される信号は、空間２内のもの又は物体、例えば人間の占有者の動き及び／又は距離の量を表し得る。代替的な技術は、ものからの赤外線放射に基づき存在を検出するパッシブ赤外線センサ等のパッシブセンサである。人間のユーザー等の生物の検出の場合、存在センサは占有センサとも呼ばれ得る。存在検出論理部３０２は、存在センサから出力された信号を受信し、ものが存在するようである（ポジティブな存在結果）か否かを決定するようこれを解釈する。当然ながら、存在検出論理部３０２は、検出されたものが生きているか否かそれ自体は知り得ないが、適切な量の検出は存在を示すものと仮定される。例えば、動き、距離、及び／又は熱の量を表す信号が閾値を超える場合、ものが存在すると見なされ得る。

存在検出論理部３０２が、対応する存在センサ１１１からの信号に基づきポジティブな存在結果を検出する場合（例えば、ユーザーがちょうど部屋に入った）、存在検出論理部３０２は、対応する照明デバイス１０２が設定されるべき目標設定値を示す（較正されていない）信号を生成する。例えば、照明器具自身の存在センサ１１１及び論理部３０２によって存在が検出された場合、光が例えば８０％又は８０％〜９０％の範囲内の値のタスクレベルに設定されるべきことが示され得る。しかし、これが有意であるためには、設定値が較正論理部３０４によって較正されなければならない。

このために、存在検出論理部３０２は較正論理部３０４に結合され、較正されていない目標設定値の指標を供給し、すなわち指定光レベルを示す。較正論理部３０４は光制御論理部３０６に結合され、存在検出論理部３０２によって示された指定光レベルを、光制御論理部３０６に供給される較正された設定値に変換するよう構成される。較正のために、較正論理部は、現在感知された読み取り値を受け取るために光センサ１１０に結合され、また、照明デバイス１０２を制御し得るようドライバ３０８に結合される。後述されるように、較正論理部３０４は異なるレベルで光を出力するよう照明デバイス１０２を制御し、対応する光センサ読み取り値を取得して較正動作を実行する。

光レベル較正は、センサ読み取り値に対する較正された設定値を計算するために使用される。較正された設定値は、照明システムからの目標光量に対応する光センサ１１０の測定光レベル、すなわち、光制御論理部３０６が人工光出力を変更することによって達成しようと動作するセンサ読み取り値の目標値を表す。目標光量は、照明システムによって生成される最大光量に対する割合（例えばパーセント、例えば８０％）として表現され得る。すなわち、存在検出論理部は特定の光レベル、例えば８０％を要求するという指標を出力する（この数値を明示的に出力してもよいし、例えばあるタスクレベルが要求されるという指標によって暗示されてもよい）。較正論理部３０４は、その後、これを目標センサ読み取り値、すなわち、光制御論理部３０６が目標とする設定値に変換する。

光制御論理部３０６に出力される実際の設定値は、基準設定値に対する割合を取ることによって計算され、ここで、基準設定値は、あたかも全ての照明が最大出力にされ、外部光が存在しなかったかのようにセンサ読み取り値を表す（「暗室較正（dark room calibration）」）。較正プロセスの目標は、この基準を決定することである。

しかし、較正プロセス中に外部光が存在しないことは保証できず、よって、較正論理部３０４は、照明が消灯されているときと照明が最大レベルのときの光レベル読み取り値の差（より一般的には、低いレベルと高いレベルとの間の差）を決定することによって動作する。したがって、較正された設定値の計算は３つのステップを含む。第１に、照明器具が消灯されている間に光センサ値が読み取られる（暗レベル測定）。第２に、照明器具がタスクレベルにされている間にセンサ値が読み取られる（明レベル測定）。第３に、明レベル測定値と暗レベル測定値との間の差が計算される。この差は基準設定値として使用される。

すなわち、基準は、現在の周囲光が取り除かれた状態で、（１つ又は複数の）照明デバイス１０２からの人工光出力が変化し得る範囲を表す。よって、存在検出論理部３０２が特定のレベル、例えば８０％を要求することを示す場合、較正論理部３０４は、これを基準値の０．８倍である設定値に変換する。したがって、空間２内に周囲光が存在しない場合、光制御論理部３０６は、照明デバイスがフルに点灯されていた場合に読み取られるであろう光センサ値の８０％を達成するレベルまで照明デバイス１０２を減光する。一方、空間２内にいくらかの周囲光が存在する場合、光制御論理部３０６は、デバイス１０２の光出力を減少させ、全光が同じセンサ読み取り値を達成するよう動作する。すなわち、制御ループは、周囲光及び人工光に由来する光センサ読み取り値が、周囲光が存在せず、照明デバイスが８０％で照射していた場合と同じになるまで、照明デバイス２１０２の光出力を低減するよう動作する。したがって、周囲光の量が時間と共に変化し、例えば、（１つ又は複数の）窓１０８から入る日光の量が一日の間に変化する中で、全光は目標レベルで一定に保たれる。

例えば外部光の変化又は空間内を歩く人々に起因する測定誤差を最小化するために、暗レベル測定と明レベル測定との間の時間間隔は、可能な限り短いのが好ましいであろう。また、近隣の照明器具も目標光レベルの達成に関与するので、較正が近隣の照明器具の寄与も考慮することを確実にするために、グループ内の全ての照明器具１０１が同時に較正を行うことが好ましい可能性がある。好ましくは、（複数の）照明器具の制御、及び適切な光レベル測定の両方のために十分な時間を取り得るべきである。更に、蓄積される測定及び定量化誤差を最小化するために、好ましくは、明レベルは可能な限り高く取られるべきである。しかし、非常に高い明レベルを使用することはユーザーエクスペリエンスに望ましくない影響を与え得る。例示的な較正機構の詳細が後述される。

本明細書に開示される実施形態によれば、照明器具１０１の較正論理部３０４は、存在検出論理部３０２からトリガを受信することにより、対応する存在センサ１１１を介してポジティブな存在結果が検出された際に較正の実行がトリガされるよう構成される。トリガは、設定値を示す信号によって暗示されてもよく（例えば、存在論理部３０４がタスクレベル又は８０％等の特定のレベルを求めている場合、較正論理部３０４は存在が検出されたことを知る）、又は、トリガは別個のトリガ信号であってもよい。

更に、一部の実施形態では、照明器具１０１の較正は自身のローカル存在検出によってのみ、すなわち、自身の存在センサ１１１を介して検出された存在によってのみトリガされる必要はない。代替的に又は加えて、照明器具１０１は、別の場所で他の照明器具によって、当該他の照明器具の対応する存在センサを介して検出された存在の指標を受信するよう構成され得る。好ましくは、分散システム内の各照明器具１０１は、そのシステム内の１つ以上の他の照明器具１０１と通信可能なよう構成され、存在検出論理部３０２は、自身のローカル検出及び別の場所の他の照明器具１０１からの検出に基づき存在を検出するよう構成される。

好ましくは、照明器具は無線通信するよう構成される。一部の実施形態では、これは、既存のトランスデューサ１０２、１１０、又は１１１のうちの１つ以上を使用して達成され得る。例えば、照明器具１０１は、光を他の照明器具１０１の光センサ１１０を介して受信可能な知覚されない周波数で変調することによって照明デバイス１０２から照射される光の中に信号が埋め込まれた符号化光を使用して通信し得る。他の例では、存在センサ１１１によって発せられる超音波パルスの中にデータが埋め込まれ得る。あるいは、照明器具１０１は、互いに通信するための独立型の送受信機、例えばＲＦ送受信機又は有線相互接続等を備え得る。

使用される媒体が何であれ、存在検出論理部３０２は、自身のローカル存在センサ１１１において存在を検出すると常に存在を示すメッセージを発するよう構成され得る。この指標は、特定の範囲内の１つ以上の他の近隣照明器具１０１の対応する存在検出論理部３０２によって受信される。各照明器具１０１の存在検出論理部３０２は、自身のローカル存在センサ１１１を介して存在を検出する場合はある動作レベルに照明を設定し、他の照明器具１０１からの指標のうちの１つを介して別の場所から存在を検出する場合は他のより低い動作レベルに照明を設定するよう構成され得る。ローカルな存在によってトリガされる高い方の動作レベルはタスクレベルと称され、別の場所の存在によってトリガされる低い方の動作レベルはバックグラウンドレベルと称され得る。例えば、タスクレベルは８０％、８８％、又は７０％〜９０％の範囲内の何らかの他の値であり得る。バックグラウンドレベルは、例えば２０％又は１０％〜３０％の範囲内の何らかの他の値であり得る。

更に、各照明器具１０１の存在検出論理部３０２は、自身のローカル存在センサ１１１を介して存在が検出された場合に較正をトリガし、別の場所の他の照明器具１０１のうちの１つにおいて検出された存在の指標のうちの１つを介して存在が検出された場合に較正をトリガするよう構成され得る。すなわち、較正をトリガする条件は、ローカルな存在又は別の場所の存在が検出されることである。ローカルな存在が検出される場合、較正がトリガされ、別の場所で存在が検出された場合にも、独立して較正がトリガされる。

一部の実施形態では、各照明器具１０１内に実装されたコントローラ１１２は、以下のように較正をトリガ及び実行するよう構成され得る。

グループ内の複数の照明器具１０１が同時に較正を実行するには、グループ内の全照明器具のための共通のトリガが要求される。一部の実施形態は、空き状態における最初の存在トリガをこれに使用する（存在を検出した照明器具１０１にはローカル発見、グループ内の全ての他の照明器具には別の場所発見）。

較正プロセスは２つの光測定を含む。１つ目は点灯前であり（暗レベル測定）、２つ目はグループ内の全ての照明を較正レベルに設定した後である（明レベル測定）。（最大光レベルに対応する）較正された基準設定値は、（減光レベルと光レベルとの間の関係が既知又は線形であると仮定して）スケールファクタを使用することによってゼロより大きい第１のレベル及び／又は最大未満の第２のレベルから計算され得るので、較正レベルは原則的には任意の光レベルであり得る。しかし、最高精度を得るには、可能な限り高い光レベル（タスクレベル又は最大レベル）で較正を行うことが推奨される。

暗レベル測定の実行中は、グループ内の全ての照明器具１０１が消灯されるべきである。明レベル測定は、グループ内の全ての照明器具が点灯され、較正レベルに減光されている間に行われるべきである。

各照明器具１０１のコントローラ１１２の状態図が図５に示されている。コントローラ１１２が取り得る状態は、「空き」状態（Ｓ１０）、「較正」状態（Ｓ２０）、「ドウェル」状態（Ｓ３０）、「存在安定」状態（Ｓ４０）、「存在」状態（Ｓ５０）、「グレース」状態（Ｓ６０）、「別の場所」状態（Ｓ７０）、及び「延長」状態（Ｓ７０）を含む。

（自動）較正は、空き状態（Ｓ１０）において「ローカル発見」又は「別の場所発見」メッセージを受信することによってトリガされる。新たな状態「較正」（Ｓ２０）が状態マシン内で開始される。ローカル発見又は別の場所発見トリガが受信されたとき及び較正基準が満たされたとき、状態マシンはもっぱら空き状態（Ｓ１０）から較正状態（Ｓ２０）に入る。較正基準は時間ベース及び構成可能であり得る。例えば、較正は毎日又は日に複数回、好ましくは２時間毎より少ない頻度で行われ得る。較正が完了すると、状態マシンは次の状態、ドウェル（Ｓ３０）又は別の場所（Ｓ４０）への遷移を実行する。

暗レベル測定は全ての照明器具が消灯されている間に行われるため、存在が検出された後にこれを行うことは、存在検出と点灯との間に追加の遅延を生じさせ、よってユーザーエクスペリエンスに影響を及ぼす。この効果を防ぐために、空き状態（Ｓ１０）の間に暗レベルを測定し続けることが好ましい。更に、ローカル測定誤差を低減するために、測定結果はフィルタリングされ得る。

上記したように、測定は、グループ内の全ての照明器具が同じ所定のレベル、すなわちオフ及びタスクレベルに設定された後に実行され得る。よって、処理タイミングを適切に管理することが望ましい可能性がある。較正のタイミングの側面は、３つの照明器具からなる例のタイミングを示す図４に示されている。

図４（a）：照明器具１は自身のローカルセンサから存在検出トリガを受信するが（ローカル発見）、この存在はドウェルタイムを経過するとロストされる。例えば、これはオープンプランオフィスの入り口付近に配置された照明器具であり得る。

図４（ｂ）：照明器具Ｎは始めはローカルに存在を検出しないが、ブロードキャストメッセージ（「別の場所発見」）を介して存在検出トリガを受信する。しかし、これは後に較正状態（Ｓ１０）に入るとローカルな存在に変化する（「ローカル発見」）。すなわち、第１の照明器具からのメッセージを介して検出されたすぐ後に存在がローカルに検出される。例えば、これはワークプレースの入り口からより離れた位置に配置された照明器具であり得る。

図４（ｃ）：照明器具Ｍはブロードキャストメッセージ（「別の場所発見」）を介して存在検出トリガを受信し、較正中に変化せず、すなわち、照明器具Ｎと異なり較正の開始後にローカルに存在を検出しない。例えば、これは占有されていないワークプレースの近くに配置された照明器具であり得る。

照明器具は、存在検出前の過去の読み取り値に基づいて暗レベルを計算することができる。暗レベル測定は、空き状態に留まる間に繰り返し実行され得る。最近の読み取り値がバッファ内に保存され得る。これは、状態の遷移後、較正を完了するのに要する時間を最小化することを可能にする。バッファ内に保存される値の数（例えば１０）は、コンパイルタイム構成可能であり得る。図４において、考慮される光レベルサンプルは黒でマークされている。バッファに入った後、サンプルはフィルタリングされ得る。例えば、フィルタリングは以下のアルゴリズムに基づき得る。
− バッファからｎサンプルを取る（ｎはソフトウェア内で構成可能）。
− ｍ最大サンプル及びｍ最小サンプルを求めて破棄する。ｍの値はソフトウェア内で構成可能であり得る。ｍはｎ／２よりも相当に低いことに留意されたい。
− 残りのサンプルの統計的平均値を計算する。

ローカル存在検出前の読み取り値は全て使用され得る。しかし、別の場所存在検出の場合、存在検出ブロードキャストメッセージを受信する直近の読み取り値は無視されることが好ましい（例えば、図４では１〜３ｓｅｃ前、又は少なくともブロードキャスト遅延＋マージン以上）。これは、既にフェードインしている他の照明器具の影響を受けている可能性がある読み取りレベルを回避するためである。実施のために、ローカル発見又は別の場所発見トリガのいずれが受信されるかによらず、一定数の暗サンプルが無視され得る。

次に、光は較正レベル（最大光レベルと仮定）に向かってフェードインする。フェードイン時間は最大で２秒かかり得ると仮定され得る（占有者が最初に見る光であり、また、較正中の測定間の時間を最小化するために速いフェード）。その後、照明器具は好ましくは他の照明器具がフェードインして光出力を安定化するのを待つ。待機時間は好ましくは３．２５ｓ以上である（ブロードキャストのために１ｓ、フェードインのために２ｓ、光出力安定化のために０．２５ｓ）。５秒のデフォルト待機時間の使用が提案される。

光出力が較正レベルに設定され、他の照明器具が対応して設定されることを許容する待機時間の経過後、明レベル測定が実行される。センサ読み取りプロセスは０．７５ｓの追加遅延を導入する。明レベル測定はエラーに対してより敏感でないため、単一の読み取りで十分であると考えられ得る。複数の読み取りも考えられるが、これらは追加の遅延を導入する。

暗レベル及び明レベルの両方が読み取られて利用可能になると、次のようにして較正された基準設定値ｃｐを計算することができる。

ｃｐ＝（ｓ_{ｂｒｉｇｈｔ} −ｓ_ｄａｒｋ）／ｄｉｍ_ｃａｌ

ここで、ｓ_{ｂｒｉｇｈｔ}は明レベル読み取り値であり、ｓ_ｄａｒｋは暗レベル読み取り値であり、ｄｉｍ_ｃａｌは較正用の明レベル読み取りに使用された減光レベルである（例えば、１．０又はタスクレベル、例えば０．８）。

較正された設定値は、偶発的な測定エラーを回避するためにフィルタリングされ得る。暗測定値をフィルタリングするためのものと同様のフィルタが使用され得る（上記参照）。この場合でも、バッファ長ｎ及び破棄される極値の数ｍはソフトウェア内で構成可能であり得る。フィルタリングによって得られた値ではなく、実際に計算された値をバッファ内に保存することが好ましい可能性がある。好ましくは、較正された設定値の履歴は永続メモリ内に保存される。新たに設置された照明器具では、較正された設定値の履歴は利用できない。したがって、バッファ値は工場でデフォルトの無効値（例えば０）にリセットされ得る。初めて処理が行われた後、最初の測定から得られた実際の較正された設定値によってバッファ全体が満たされ得る。

明レベル読み取りの完了後、全ての照明器具が測定を完了できたことを確実にするために、各照明器具はもう１秒間待機する。照明器具はドウェル（Ｓ３０）又は別の場所（Ｓ７０）状態のいずれかへの状態遷移を適宜続ける。

照明器具１はドウェル状態（Ｓ３０）に切り替わる。ドウェルタイムは較正状態（Ｓ２０）で消費された時間を反映して減らされる。ドウェル状態（Ｓ３０）の間、較正光レベルが維持される。ドウェル状態（Ｓ３０）が経過すると、ローカルロスト及び別の場所発見トリガの両方が考慮され、別の場所状態（Ｓ７０）への遷移及びバックグラウンドレベルへのグレースフル光レベル遷移をもたらす。

照明器具Ｎは、較正状態（Ｓ２０）に入るとローカル発見トリガを受信する。したがって、状態はドウェル（Ｓ３０）に切り替わる。照明器具１と同様に、較正状態（Ｓ２０）で消費した時間を反映してドウェルタイムは減らされ、較正光レベルは維持される。ドウェルタイムが経過すると、状態は存在安定（Ｓ４０）に変化し、後に存在状態（Ｓ５０）に変化する。これらの状態では日光制御が起動され、動的な光レベル調整がもたらされる。

照明器具Ｍは別の場所発見の後、更なるメッセージは受信しない。したがって、較正完了後、状態はすぐに別の場所（Ｓ７０）に変わり、バックグラウンドレベルへのグレースフルフェードアウトが行われる。

一部の実施形態では、オフ−オン遷移の実施において、例えば蛍光灯を使用する場合等、光源がフル光出力に達するまでの遅延が短く又は存在しないことが好ましい可能性がある。これはＬＥＤベース照明については問題ではない（すぐにオンになる）。

また、システムの電源投入時、光センサがオフ状態での光レベルを測定するのに十分な時間を確保し得るよう、光出力を遅らせることが好ましい可能性がある。この時間は短くてもよい（例えば２００ｍｓ）。

上記実施形態はあくまで例として説明されたに過ぎないことを理解されたい。

例えば、存在の検知は動き又は人間の検知に限定されない。一般的に、存在検知技術はあらゆるもの（人間であろうと他の生物であろうと）の動き若しくは存在、又は他の活発な若しくは不活発な物体のいずれの検知にも利用可能である。更に、上記の教示は超音波検知又は赤外線検知等の特定の検知技術に限定される必要はなく、任意のアクティブ又はパッシブな検知技術に拡張され得る。

上記は、図１に示される分散システムに関して記載された。しかし、図２に示される代替的な構成では、各照明器具１０１が各自のコントローラ１１２を有する代わりに、共通のコントローラ１１２が部屋又は他の空間１００内の光レベルを制御するために１つ以上の照明デバイス１０２に結合され得る。代替的に又は加えて、各照明器具１０１が各自の光センサ１１０を有する代わりに、１つ以上の共通の光センサ１１０が空間１００内に、例えば天井１０４に設けられてもよく、且つ、いずれの照明デバイス１０２とも共に配置されなくてもよい。代替的に又は加えて、各照明器具１０１が対応する照明デバイス１０２に組み込まれた又は対応する照明デバイス１０２と共に配置された各自の存在センサ１１１を有する代わりに、１つ以上の共通の存在センサ１１１が設けられてもよい。独立した（１つ又は複数の）光センサ１１０、（１つ又は複数の）存在センサ１１１、（１つ又は複数の）コントローラ１１２、及び照明デバイス１０２は、有線相互接続２０２を介して又は無線でコントローラに結合され得る。例えば、（１つ又は複数の）光センサ１１０及び／又は（１つ又は複数の）存在センサ１１１は、感知された光レベル及び／又は存在の信号を１つ又は複数の照明器具１０１又はコントローラ１１２に送信するための無線送信機を備え得る。

これらの種類の構成では、中央コントローラ１１２は、（１つ又は複数の）共通の光センサに基づき照明を制御し、（１つ又は複数の）共通の光センサからの読み取り値に基づき較正を実行し、且つ／又は（１つ又は複数の）共通の存在センサ１１１によって検出された存在に応じて較正をトリガするよう構成され得る。

図２ａに示される他の変形例では、各照明器具１０１は各自のコントローラ１１２及び光センサ１１０を有するが、存在センサ１１１は照明器具１０１又はコントローラ１１２の一部ではない。例えば、複数の照明器具１０１のそれぞれが、１つ又は複数の共通の存在センサ１１１を共有し得る。このような場合、存在センサ１１１は、例えばＲＦ又は他の無線若しくは有線通信によって、１つ又は複数の照明器具１０１に存在の指標を送る。１つ又は複数の照明器具１０１の各コントローラ１１２はこの指標を独立した存在センサから受信し、これに応じて、照明器具１０１において実行されるべき対応する光センサ１１０の較正をトリガし、また、独立した存在センサからの指標に応じた動作レベルへの照明の上昇をトリガする。

他の実施形態では、本明細書に開示される存在トリガ較正は、単一のスタンドアローン照明器具に関連して使用され得る。特定の用途では、かかる較正は図１の分散型のケースよりも好ましくない可能性がある。しかし、全ての可能な実施形態について、図２の中央制御のケース又は単一のスタンドアローンのケースは除外されない。

上記において、値が境界又は閾値内（又は同様の表現）と記載される場合、これは、「未満」型の動作又は「以下」型の動作の両方のオプションを含む。同様に、値が境界又は閾値を上回る又は超える（又は同様の表現）と記載される場合、これは、「より大きい」又は「以上」型の動作の両方のオプションを含む。

当業者は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲を分析することにより、開示の実施形態の他の変形例を理解及び実施し得る。特許請求の範囲において、「備える（又は含む若しくは有する等）」との用語は、他の要素又はステップを除外せず、要素は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項内に記載される複数のアイテムの機能を果たし得る。単に特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせを好適に使用できないとは限らない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適切な媒体上で記憶又は供給され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等、他の形態でも供給され得る。請求項内の如何なる参照符号も、その範囲を限定するものと解されるべきではない。

Claims (15)

1. 感知された光レベルを表す読み取り値を光センサから受け取るための入力部と、
   存在センサに基づき存在を検出するための存在検出論理部であって、ポジティブな存在検出に応じて、設定値を示して少なくとも１つの照明デバイスを動作レベルに移行させる、存在検出論理部と、
   前記照明デバイスの光出力を第１の低いレベルと第２の高いレベルとの間で変化させ、前記第１及び第２のレベルの影響下での前記光センサからの前記読み取り値に基づき前記設定値を較正することによって較正動作を実行するための較正論理部と
   を含み、
   前記較正論理部は、前記ポジティブな存在検出に応じて前記較正動作の実行をトリガする、コントローラ。
2. 前記感知された光レベルは、前記少なくとも１つの照明デバイスからの寄与及び周囲光に起因する寄与を含み、
   前記コントローラは、前記設定値及び前記光センサからの前記読み取り値に基づき前記照明デバイスを動作させることにより、前記寄与の相対的な比率が変化する間、前記センサ読み取り値を前記設定値に対応するレベルに保つ光制御論理部を含む、請求項１に記載のコントローラ。
3. 前記較正論理部は、前記照明デバイスが前記動作レベルに移行される前に前記較正動作の実行をトリガする、請求項１又は２に記載のコントローラ。
4. 前記第１のレベルの影響下ではあるが前記第２のレベルの影響下ではない前記光センサからの前記読み取り値が前記較正動作のトリガ時に既に取得されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコントローラ。
5. 前記較正論理部は、前記第１及び第２のレベルに対する前記光センサからの前記読み取り値の間の差に基づき前記設定値を較正する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコントローラ。
6. 前記較正論理部は、前記差に関して前記設定値信号を表現することによって前記設定値を較正する、請求項５に記載のコントローラ。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコントローラ、並びに前記照明デバイス、光センサ、及び存在センサを含む第１の照明器具であって、
   前記存在検出論理部は、前記第１の照明器具自身の存在センサに基づく前記ポジティブな存在検出を含め、存在を検出し、１つ以上の他の照明器具のそれぞれにおいて実行されるべき各較正動作をトリガするために、前記１つ以上の他の照明器具に前記ポジティブな存在結果の指標を送信する、第１の照明器具。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコントローラ、並びに前記照明デバイス及び光センサを含む、前記存在センサを含む他の照明器具と共に使用される第１の照明器具であって、
   前記存在検出論理部は、前記他の照明器具の前記存在センサに由来する、前記他の照明器具から送信された存在の指標に基づく前記ポジティブな存在検出を含め、存在を検出し、前記較正動作は、前記他の照明器具から示された前記ポジティブな存在結果によってトリガされる、第１の照明器具。
9. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコントローラ、並びに前記照明デバイス、光センサ、及び存在センサを含み、それぞれが各自の他の存在センサを含む１つ以上の他の照明器具と共に使用される第１の照明器具であって、
   前記存在検出論理部は、前記第１の照明器具自身の存在センサ、及び、前記各自の他の存在センサに由来する前記１つ以上の他の照明器具から送信された存在の指標に基づき存在を検出し、
   前記較正論理部は、前記第１の照明器具自身の存在センサに基づきポジティブな存在検出が検出された場合に前記較正動作のインスタンスをトリガし、また、前記他の存在センサのうちの１つから送信された前記指標のうちの１つに基づきポジティブな存在検出が検出された場合に前記較正動作のインスタンスをトリガする、第１の照明器具。
10. 前記存在検出論理部は、前記他の照明器具から送信された前記存在の指標に応じて前記照明デバイスを低い動作レベルに移行させ、前記照明器具自身の存在センサに基づき検出された前記ポジティブな存在検出に応じて前記照明デバイスを高い動作レベルに移行させる、請求項９に記載の第１の照明器具。
11. 複数の照明器具を含む照明システムであって、前記照明器具は、それぞれ、コントローラ、光センサ、及び存在センサを含み、前記コントローラは、
    各前記存在センサに基づき各前記照明器具における存在イベントを検出する動作と、
    前記照明器具間で前記存在イベントの指標を伝送する動作と、
    前記存在イベントに基づき光を発するよう前記照明器具を動作させる動作と、
    各前記照明器具の光出力を第１の低いレベルと第２の高いレベルとの間で変化させ、前記第１及び第２のレベルの影響下での各前記光センサからの読み取り値を取得することによって各前記照明器具を較正するための各較正動作を実行する動作と
    を実行し、
    前記コントローラは、それぞれ、各前記照明器具において検出された前記存在イベントのうちの１つに応じて各前記較正動作をトリガし、また、前記照明器具のうちの１つ以上の他の照明器具から受信された前記存在イベントの指標のうちの１つに応じて各前記較正動作をトリガし、
    前記照明器具のうちの最初のものにおいて検出された前記存在イベントのうちの１つが、前記最初の照明器具及び１つ以上の他の照明器具の各前記較正動作をトリガし、これにより、各前記較正動作が少なくとも部分的に並列に実行されるようにトリガされる、照明システム。
12. 中央コントローラを使用せずに、１つ又は複数の前記較正動作が前記照明器具によって実行され、１つ又は複数の前記指標が前記照明器具間で伝送される、請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の第１の照明器具又は照明システム。
13. 前記存在センサは、前記コントローラ及び照明デバイスとは別のユニット内に実装され、前記コントローラに存在の指標を送信し、
    前記存在検出論理部は、前記存在センサから送信される前記指標に基づく前記ポジティブな存在検出を含め、存在を検出し、前記較正動作は、前記存在センサからの前記送信によって示される前記ポジティブな存在結果によってトリガされる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコントローラ。
14. 前記較正動作のトリガ時、前記コントローラ、第１の照明器具、又は照明システムの電源は既にオンにされている、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のコントローラ、第１の照明器具、又は照明システム。
15. 少なくとも１つの照明デバイスの制御に使用されるコンピュータプログラムであって、実行されたとき、
    感知された光レベルを表す読み取り値を光センサから受け取る動作と、
    存在センサに基づき存在を検出する動作と、
    ポジティブな存在検出に応じて、設定値を示して少なくとも１つの照明デバイスを動作レベルに移行させる動作と、
    前記ポジティブな存在検出に応じて較正動作の実行をトリガする動作と
    を実行する、コンピュータ可読記憶媒体に組み込まれたコードを含み、前記較正動作は、前記照明デバイスの光出力を第１の低いレベルと第２の高いレベルとの間で変化させることと、前記第１及び第２のレベルの影響下での前記光センサからの前記読み取り値に基づき前記設定値を較正することとを含む、コンピュータプログラム。