JP6016400B2 - 灯具特定装置、照明システム、及び灯具特定方法 - Google Patents

灯具特定装置、照明システム、及び灯具特定方法 Download PDF

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Description

本発明は、灯具特定装置、照明システム、及び灯具特定方法に関する。
例えば下記特許文献１には、背景技術に係る照明制御システムが開示されている。当該システムは、調光可能な複数の照明器具と、照度センサによって検出した周囲の照度に応じて、複数の照明器具の中の所望の照明器具の調光率を制御する調光端末器とを備えている。
特開２００８−２０４８９７号公報
上記特許文献１に開示された調光制御システムにおいて、調光端末器によって所望の照明器具の調光率を制御するためには、調光端末器によって複数の照明器具の各々を個別に特定する必要がある。つまり、ＭＡＣアドレス又は製品シリアル番号等の各照明器具の識別情報と、各照明器具の設置箇所とを、予め関連付けておく必要がある。
しかしながら、照明器具の識別情報と設置箇所とは通常は無関係であるため、これらの関連付けを行うためには、システムを導入する際に作業者が識別情報と設置箇所とを個別に確認しながら照明器具を設置し、あるいは照明器具をランダムに設置した後に作業者が各照明器具の識別情報を確認して関連付けを行う必要がある。従って、その作業が煩雑であるとともに、作業ミスによって誤った関連付けがなされる可能性もある。
本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、調光機能を有する複数の灯具が所定のエリア内に設置された照明システムにおいて、各灯具の識別情報と設置箇所とを、人手によらずに簡易かつ確実に関連付けることが可能な、灯具特定装置、照明システム、及び灯具特定方法を得ることを目的とする。
本発明の第１の態様に係る灯具特定装置は、調光機能を有する複数の灯具が所定のエリア内に設置された照明システムにおいて、各灯具の識別情報と設置箇所とを関連付けるために前記エリア内の所定箇所に配置される灯具特定装置であって、通信によって各灯具の輝度を制御する制御部と、前記所定箇所における照度を検出する検出部と、照度と、前記所定箇所から各灯具までの距離との相関情報を記憶する記憶部と、前記制御部によって一の探索対象灯具の輝度を規定量変化させ、当該変化の前後で前記検出部が検出する照度の差分値を算出し、当該差分値と前記相関情報とに基づいて、前記複数の灯具の中から前記探索対象灯具を特定する処理部と、を備え、前記検出部は、互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子を有し、前記処理部は、前記相関情報と、全前記受光素子で検出された合計照度の差分値である合計差分値とに基づいて、前記所定箇所と前記探索対象灯具の設置箇所との間の水平面距離を推定し、各前記受光素子で検出された照度の差分値である個別差分値を比較することにより、前記所定箇所に対する前記探索対象灯具の設置箇所の方向を推定することを特徴とするものである。
第１の態様に係る灯具特定装置によれば、記憶部には、照度と、灯具特定装置が配置される所定箇所から各灯具までの距離との相関情報が記憶されている。そして、処理部は、制御部によって一の探索対象灯具の輝度を規定量変化させ、当該変化の前後で検出部が検出する照度の差分値を算出し、当該差分値と相関情報とに基づいて、複数の灯具の中から当該探索対象灯具を特定する。これにより、灯具の識別情報と設置箇所とを、人手によらずに簡易かつ確実に関連付けることが可能となる。また、灯具を特定するための機能を数の多い灯具側に追加実装する必要がないため、システムの導入コストの増加を最小限に抑えることができる。さらに、灯具の輝度を変化させる前後で検出された照度の差分値に基づいて灯具の特定が行われるため、外光の影響を受けることなく灯具を正確に特定することが可能となる。
また、第１の態様に係る灯具特定装置によれば、検出部は、互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子を有する。従って、灯具特定装置が配置されている所定箇所から灯具までの距離のみならず、当該所定箇所に対して灯具が設置されている方向をも推定することができる。その結果、複数の灯具が行列状に設置されている状況であっても、各灯具を正確に特定することが可能となる。
本発明の第２の態様に係る灯具特定装置は、第１の態様に係る灯具特定装置において特に、前記処理部による灯具特定の結果に基づいて、前記記憶部に記憶されている前記相関情報を補正する補正部をさらに備えることを特徴とするものである。
第２の態様に係る灯具特定装置によれば、補正部は、処理部による灯具特定の結果に基づいて、記憶部に記憶されている相関情報を補正する。従って、予め準備した相関情報に誤差が生じていた場合であっても、実測結果に基づいて相関情報を補正することにより、それ以降は灯具を正確に特定することが可能となる。
本発明の第３の態様に係る灯具特定装置は、第１又は第２の態様に係る灯具特定装置において特に、前記任意の灯具の輝度を変化させる前に前記検出部によって検出された照度に関する第１の照度データを保持する第１のレジスタと、前記任意の灯具の輝度を変化させた後に前記検出部によって検出された照度に関する第２の照度データを保持する第２のレジスタと、をさらに備え、前記処理部は、前記第１のレジスタが保持している前記第１の照度データと、前記第２のレジスタが保持している前記第２の照度データとに基づいて、前記差分値を算出することを特徴とするものである。
第３の態様に係る灯具特定装置によれば、灯具の輝度を変化させる前に検出部によって検出された照度に関する第１の照度データは、第１のレジスタに保持され、当該灯具の輝度を変化させた後に検出部によって検出された照度に関する第２の照度データは、第２のレジスタに保持される。そして、処理部は、第１のレジスタが保持している第１の照度データと、第２のレジスタが保持している第２の照度データとに基づいて、照度の差分値を算出する。これにより、灯具の輝度を変化させる前後における照度の差分値を、簡易かつ正確に算出することが可能となる。
本発明の第４の態様に係る灯具特定装置は、第１〜第３のいずれか一つの態様に係る灯具特定装置において特に、前記処理部は、前記探索対象灯具を順に更新することにより、前記複数の灯具の各々を順に特定することを特徴とするものである。
第４の態様に係る灯具特定装置によれば、探索対象灯具を順に更新することにより、複数の灯具の各々が順に特定される。これにより、エリア内に設置されている複数の灯具の全てを特定することが可能となる。
本発明の第５の態様に係る灯具特定装置は、第４の態様に係る灯具特定装置において特に、前記処理部は、特定が完了した灯具又は特定に失敗した灯具を、更新対象から除外することを特徴とするものである。
第５の態様に係る灯具特定装置によれば、特定が完了した灯具又は特定に失敗した灯具は、更新対象から除外される。特定が完了した灯具を更新対象から除外することにより、特定済みの灯具に対して再度の特定処理が実行される事態を回避できる。また、特定に失敗した灯具を更新対象から除外することにより、特定できない灯具に対して再度の特定処理が実行される事態を回避できる。特定に失敗した灯具が存在する場合には、灯具特定装置の配置箇所を変えて特定処理をやり直すことにより、当該灯具を特定することができる。
本発明の第６の態様に係る照明システムは、調光機能を有する複数の灯具が所定のエリア内に設置された照明システムにおいて、前記複数の灯具の各々に接続され、接続された灯具を調光制御する灯具制御装置と、前記エリアの環境要因に基づいて前記複数の灯具を調光制御するために、前記灯具制御装置を制御する主制御装置と、各灯具の識別情報と設置箇所とを関連付けるために前記エリア内の所定箇所に配置される灯具特定装置と、を備え、前記灯具特定装置は、通信によって各灯具の輝度を制御する制御部と、前記所定箇所における照度を検出する検出部と、照度と、前記所定箇所から各灯具までの距離との相関情報を記憶する記憶部と、前記制御部によって一の探索対象灯具の輝度を規定量変化させ、当該変化の前後で前記検出部が検出する照度の差分値を算出し、当該差分値と前記相関情報とに基づいて、前記複数の灯具の中から前記探索対象灯具を特定する処理部と、を有し、前記検出部は、互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子を有し、前記処理部は、前記相関情報と、全前記受光素子で検出された合計照度の差分値である合計差分値とに基づいて、前記所定箇所と前記探索対象灯具の設置箇所との間の水平面距離を推定し、各前記受光素子で検出された照度の差分値である個別差分値を比較することにより、前記所定箇所に対する前記探索対象灯具の設置箇所の方向を推定することを特徴とするものである。
第６の態様に係る照明システムによれば、記憶部には、照度と、灯具特定装置が配置される所定箇所から各灯具までの距離との相関情報が記憶されている。そして、処理部は、制御部によって一の探索対象灯具の輝度を規定量変化させ、当該変化の前後で検出部が検出する照度の差分値を算出し、当該差分値と相関情報とに基づいて、複数の灯具の中から当該探索対象灯具を特定する。これにより、灯具の識別情報と設置箇所とを、人手によらずに簡易かつ確実に関連付けることが可能となる。また、灯具を特定するための機能を数の多い灯具側に追加実装する必要がないため、システムの導入コストの増加を最小限に抑えることができる。さらに、灯具の輝度を変化させる前後で検出された照度の差分値に基づいて灯具の特定が行われるため、外光の影響を受けることなく灯具を正確に特定することが可能となる。
また、第６の態様に係る灯具特定システムによれば、検出部は、互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子を有する。従って、灯具特定装置が配置されている所定箇所から灯具までの距離のみならず、当該所定箇所に対して灯具が設置されている方向をも推定することができる。その結果、複数の灯具が行列状に設置されている状況であっても、各灯具を正確に特定することが可能となる。
本発明の第７の態様に係る灯具特定方法は、調光機能を有する複数の灯具が所定のエリア内に設置された照明システムにおいて、各灯具の識別情報と設置箇所とを関連付けるための灯具特定方法であって、（Ａ）通信によって各灯具の輝度を制御するステップと、（Ｂ）互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子を有する検出部によって、前記エリア内の所定箇所における照度を検出するステップと、（Ｃ）照度と、前記所定箇所から各灯具までの距離との相関情報を準備するステップと、（Ｄ）前記ステップ（Ａ）によって一の探索対象灯具の輝度を規定量だけ変化させ、当該変化の前後で前記ステップ（Ｂ）で検出する照度の差分値を算出し、当該差分値と前記相関情報とに基づいて、前記複数の灯具の中から前記探索対象灯具を特定するステップと、を備え、前記ステップ（Ｄ）は、（Ｄ−１）前記相関情報と、全前記受光素子で検出された合計照度の差分値である合計差分値とに基づいて、前記所定箇所と前記探索対象灯具の設置箇所との間の水平面距離を推定するステップと、（Ｄ−２）各前記受光素子で検出された照度の差分値である個別差分値を比較することにより、前記所定箇所に対する前記探索対象灯具の設置箇所の方向を推定するステップと、を有することを特徴とするものである。
第７の態様に係る灯具特定方法によれば、ステップ（Ｃ）では、照度と、エリア内の所定箇所から各灯具までの距離との相関情報が準備される。そして、ステップ（Ｄ）では、ステップ（Ａ）によって一の探索対象灯具の輝度を規定量変化させ、当該変化の前後でステップ（Ｂ）で検出する照度の差分値を算出し、当該差分値と相関情報とに基づいて、複数の灯具の中から当該探索対象灯具を特定する。これにより、灯具の識別情報と設置箇所とを、人手によらずに簡易かつ確実に関連付けることが可能となる。また、灯具を特定するための機能を数の多い灯具側に追加実装する必要がないため、システムの導入コストの増加を最小限に抑えることができる。さらに、灯具の輝度を変化させる前後で検出された照度の差分値に基づいて灯具の特定が行われるため、外光の影響を受けることなく灯具を正確に特定することが可能となる。
また、第７の態様に係る灯具特定方法によれば、検出部は、互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子を有する。従って、灯具特定装置が配置されている所定箇所から灯具までの距離のみならず、当該所定箇所に対して灯具が設置されている方向をも推定することができる。その結果、複数の灯具が行列状に設置されている状況であっても、各灯具を正確に特定することが可能となる。
本発明によれば、調光機能を有する複数の灯具が所定のエリア内に設置された照明システムにおいて、各灯具の識別情報と設置箇所とを、人手によらずに簡易かつ確実に関連付けることが可能な、灯具特定装置、照明システム、及び灯具特定方法を得ることができる。
本発明の実施の形態に係る照明システムの設置環境の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る照明システムの設置環境の一例を示す図である。 本実施の形態に係る照明システムの構成例を示す図である。 照明システムを構成する装置間の通信態様を示す図である。 照明システムを構成する装置間の通信態様の変形例を示す図である。 照明システムを構成する装置間の通信態様の変形例を示す図である。 図４に示した灯具特定装置の内部構成を示すブロック図である。 検出部の外観構成を模式的に示す図である。 検出部の構成の変形例を模式的に示す図である。 灯具特定装置が実行する灯具特定処理の流れを示すフローチャートである。 グリッドデータの一例を示す図である。 灯具特定装置の配置箇所及び配置方向が設定されたグリッドデータを示す図である。 グリッドデータの一例を示す図である。 一つの検出部の外観構成を模式的に示す図である。 灯具特定装置が実行する灯具特定処理の流れを示すフローチャートである。 各検出部の配置箇所が設定されたグリッドデータを示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
図１，２は、本発明の実施の形態に係る照明システムの設置環境の一例を示す図である。本実施の形態の例において、照明システムは、オフィス内の一部屋であるエリア１に設置される。エリア１内には、調光機能を有する複数の灯具２（この例では９個の灯具２Ａ〜２Ｉ）がグリッド状に一定間隔で整列して設置されている。灯具２は、例えば、直管形のＨｆランプ又はＬＥＤランプである。各灯具２には、ＭＡＣアドレス又は製品シリアル番号等の固有の識別情報が付与されている。但し、各灯具２の設置箇所はランダムであり、灯具２の識別情報と設置箇所との間に直接的な関連性はない。なお、本実施の形態に係る照明システムは、オフィスに限らず、学校、病院、図書館、駅、空港、店舗等、一定のエリア内に複数の灯具が設置される任意の環境に適用することができる。
図３は、本実施の形態に係る照明システムの構成例を示す図である。照明システムは、各灯具２に接続された灯具制御装置３と、主制御装置４と、灯具特定装置５とを備えて構成されている。この例では、灯具制御装置３Ａ〜３Ｉが灯具２Ａ〜２Ｉにそれぞれ接続されている。
灯具制御装置３は、主制御装置４又は灯具特定装置５からの命令に基づき、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）、ＰＤＭ（Pulse Density Modulation）、ＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation）等の任意の制御方式によって、自身に接続されている灯具２を調光制御する。主制御装置４は、エリア１の様々な環境要因（外光照度又は人物の存否等）に基づいて灯具２Ａ〜２Ｉを調光制御するために、無線通信、ＰＬＣ通信、専用の有線を用いた通信、汎用のイーサネット（登録商標）を用いた通信等の任意の通信方式（複数の通信方式を組み合わせてもよい）によって、灯具制御装置３Ａ〜３Ｉを制御する。灯具特定装置５は、各灯具２の識別情報と設置箇所とを関連付けるための灯具特定処理（詳細は後述する）を行う。
図４は、照明システムを構成する装置間の通信態様を示す図である。灯具特定装置５は、灯具制御装置３及び主制御装置４と直接に通信可能であり、主制御装置４は、灯具制御装置３及び灯具特定装置５と直接に通信可能であり、灯具制御装置３は、灯具特定装置５及び主制御装置４と直接に通信可能である。各装置間の通信は、上記任意の通信方式によって行われる。
図５，６は、照明システムを構成する装置間の通信態様の変形例を示す図である。図５に示した例では、灯具特定装置５は、主制御装置４と直接に通信可能であり、また、主制御装置４を介して灯具制御装置３と通信可能である。主制御装置４は、灯具制御装置３及び灯具特定装置５と直接に通信可能である。灯具制御装置３は、主制御装置４と直接に通信可能であり、また、主制御装置４を介して灯具特定装置５と通信可能である。
図６に示した例では、灯具特定装置５の機能が主制御装置４に実装されることにより、専用の灯具特定装置５は省略されている。主制御装置４及び灯具制御装置３は、直接に相互通信可能である。
図７は、図４に示した灯具特定装置５の内部構成を示すブロック図である。図７の接続関係で示すように、灯具特定装置５は、検出部１０、電流電圧変換回路１１１〜１１４、マルチプレクサ等の選択回路１２、ＡＤコンバータ１３、ＣＰＵ１４、入力部１５、通信部１６、レジスタ１７１，１７２、及び、半導体メモリ又は磁気ディスク等の記憶部１８を備えて構成されている。検出部１０は、フォトダイオード等の受光素子１０１〜１０４を有している。ＣＰＵ１４は、所定のプログラムに従って動作することにより、処理部２１、制御部２２、及び補正部２３として機能する。記憶部１８には、照度と距離との相関情報を表すルックアップテーブル２０が記憶されている。入力部１５は、灯具特定装置５に設けられた操作スイッチ若しくはタッチパネル等から入力されたデータ、又は、灯具特定装置５に接続されたキーボード若しくはマウス等を用いて入力されたデータ、又は、ＰＣ若しくは携帯端末等の汎用端末からＬＡＮ等の任意の通信路を経由して受信したデータを、ＣＰＵ１４に入力する。
図８は、検出部１０の外観構成を模式的に示す図である。図８の（Ａ）は上面図であり、図８の（Ｂ）は側面図である。基板３０上に十字形の遮光板３１が固定されている。各受光素子１０１〜１０４は、遮光板３１によって区分される各領域内にそれぞれ形成されている。これにより、各受光素子１０１〜１０４の受光方向が遮光板３１によって限定される。なお、遮光板３１を用いて受光方向を限定する上記の構成に代えて、指向性を有するレンズ（又はプリズム、ミラー等でもよい）を各受光素子１０１〜１０４上に配置することによって、各受光素子１０１〜１０４の受光方向を限定してもよい。また、３６０度の受光方向を４個の受光素子１０１〜１０４によって４分割する上記の構成に代えて、例えば８個の受光素子によって８分割する構成としてもよい。かかる構成により、方向の検出精度が向上するとともに、検出部１０のダイナミックレンジを拡大することができる。
図９は、検出部１０の構成の変形例を模式的に示す図である。図９の（Ａ）は斜視図であり、図９の（Ｂ）は上面図である。受光素子１０１を覆う遮光性のドーム形ケース５１の一部に、レンズ５２（又は単なる開口窓でもよい）が配置されている。これにより、受光素子１０１の受光方向が限定される。また、受光素子１０１、ケース５１、及びレンズ５２を含むセンサユニットは、その底部に取り付けられたモータ等の駆動部５３によって、図９の（Ｂ）に示すように外周方向に沿って回転駆動される。これにより、受光素子１０１の限定された受光方向が変更される。
図１０は、灯具特定装置５が実行する灯具特定処理の流れを示すフローチャートである。
まず、灯具特定処理を開始する前に、エリア１の環境に応じたルックアップテーブル２０を処理部２１によって予め作成して、当該ルックアップテーブル２０を記憶部１８に記憶する。
オペレータは、エリア１の天井高さ、作業面高さ（机の高さ）、灯具２の設置状況（間隔、方向、個数、レイアウト等）、配光曲線、及び直射水平面照度特性等に関するデータを、入力部１５から入力する。処理部２１は、入力されたこれらのデータに基づいて、灯具２の設置環境に応じたグリッドデータを作成する。
図１１は、グリッドデータの一例を示す図である。グリッドの交点Ｐ１〜Ｐ９は、各灯具２の中心点に対応する。この例において、Ｘ方向に関する灯具２の設置間隔は１．６ｍであり、Ｙ方向に関する灯具２の設置間隔は１．８５ｍである。また、天井高さは２．７ｍであり、作業面高さは０．７ｍである。
処理部２１は、交点Ｐ１〜Ｐ９のうちの任意の一点（この例では中央の交点Ｐ５）に対応する灯具２のみを所定輝度（例えば最高輝度）で点灯させ、他の全ての灯具２を消灯した状況を想定した場合の、各交点Ｐ１〜Ｐ９における作業面高さでの照度を算出する。照度の算出には、逐点法等の任意の照度計算方法を用いることができる。この例の場合、交点Ｐ５での照度は２４９ｌｘ、交点Ｐ２，Ｐ８での照度は１１７ｌｘ、交点Ｐ４，Ｐ６での照度は８４ｌｘ、交点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９での照度は５４ｌｘとなる。処理部２１は、照度算出の結果に基づいて、水平面照度と水平面距離との相関をパラメータ化することにより、照度と距離との相関情報を表すルックアップテーブル２０を作成する。そして、作成したルックアップテーブル２０を記憶部１８に記憶する。
また、オペレータは、灯具特定装置５を、エリア１内の任意の箇所（この例では中央の灯具２Ｅの真下）に、作業面高さで配置する。その際、オペレータは、例えば受光素子１０１が図１１中の＋Ｘ方向を向き、受光素子１０２が＋Ｙ方向を向くように、灯具特定装置５の配置方向を調整する。そして、灯具特定装置５の配置箇所及び配置方向を、入力部１５から入力する。
図１０を参照して、ステップＳＰ１０１において処理部２１は、探索条件の設定を行う。具体的には、図１１に示したグリッド上に、灯具特定装置５の配置箇所及び配置方向を設定する。図１２は、灯具特定装置５の配置箇所及び配置方向が設定されたグリッドデータを示す図である。この例では、交点Ｐ５上に灯具特定装置５（検出部１０）が配置されている。
次にステップＳＰ１０２において処理部２１は、更新対象から除外する灯具２を示す探索除外灯具リストを初期化する。
次にステップＳＰ１０３において処理部２１は、全灯具２Ａ〜２Ｉを一定輝度（この例では最高輝度）で点灯させる。具体的に、処理部２１は、全灯具２Ａ〜２Ｉを一定輝度で点灯させる命令を制御部２２に入力する。制御部２２は、灯具２を一定輝度で点灯させる命令を、通信部１６を介して各灯具制御装置３Ａ〜３Ｉに一括して送信する。これにより、灯具制御装置３Ａ〜３Ｉは、灯具２Ａ〜２Ｉを一定輝度で点灯させる。
次にステップＳＰ１０４において検出部１０は、全灯具２Ａ〜２Ｉを一定輝度で点灯させた状況での、灯具特定装置５の配置箇所における照度を検出する。図５を参照して、受光素子１０１〜１０４から出力された電流値は、電流電圧変換回路１１１〜１１４によってそれぞれ電圧値に変換される。電流電圧変換回路１１１〜１１４から出力される電圧値は、ＣＰＵ１４の制御に基づき選択回路１２によって順に選択されてＡＤコンバータ１３に入力され、ＡＤコンバータ１３によってディジタル値に変換された後、ＣＰＵ１４に順に入力される。処理部２１は、ＡＤコンバータからＣＰＵ１４に入力された各電圧値（つまり各受光素子１０１〜１０４によって検出された照度値）を、レジスタ１７１に保存する。
図１０を参照して、次にステップＳＰ１０５において処理部２１は、任意の一つの探索対象灯具２の輝度を規定量変化させる。例えば、灯具２Ａ〜２Ｉの識別情報がそれぞれＩＤＡ〜ＩＤＩである場合、初めに識別情報ＩＤＡを選択し、識別情報ＩＤＡの灯具２Ａを消灯させる命令を制御部２２に入力する。ここで、他の識別情報ＩＤＢ〜ＩＤＩの灯具２Ｂ〜２Ｉに関しては、上記一定輝度での点灯状態を維持する。制御部２２は、灯具２Ａを消灯させる命令を、通信部１６を介して灯具制御装置３Ａに送信する。これにより、灯具制御装置３Ａは灯具２Ａを消灯させる。
次にステップＳＰ１０６において検出部１０は、灯具２Ａを消灯させた状況での、灯具特定装置５の配置箇所における照度を検出する。図５を参照して、受光素子１０１〜１０４から出力された電流値は、電流電圧変換回路１１１〜１１４によってそれぞれ電圧値に変換される。電流電圧変換回路１１１〜１１４から出力される電圧値は、ＣＰＵ１４の制御に基づき選択回路１２によって順に選択されてＡＤコンバータ１３に入力され、ＡＤコンバータ１３によってディジタル値に変換された後、ＣＰＵ１４に順に入力される。処理部２１は、ＡＤコンバータからＣＰＵ１４に入力された各電圧値（つまり各受光素子１０１〜１０４によって検出された照度値）を、レジスタ１７２に保存する。
次にステップＳＰ１０７において処理部２１は、レジスタ１７１，１７２に保存されている照度値に基づいて、照度の変化量を算出する。具体的には、各受光素子１０１〜１０４で検出された照度の差分値である個別差分値Ｄ１０１〜Ｄ１０４と、全受光素子１０１〜１０４で検出された合計照度の差分値である合計差分値ＤALLとを算出する。
なお、以上の説明では、ステップＳＰ１０３で全灯具２Ａ〜２Ｉを点灯させた後、ステップＳＰ１０５で探索対象灯具２Ａを消灯させることにより、個別差分値Ｄ１０１〜Ｄ１０４及び合計差分値ＤALLを算出する例を述べたが、これとは逆に、ステップＳＰ１０３で全灯具２Ａ〜２Ｉを消灯させた後、ステップＳＰ１０５で探索対象灯具２Ａを点灯させることにより、個別差分値Ｄ１０１〜Ｄ１０４及び合計差分値ＤALLを算出してもよい。
次にステップＳＰ１０８において処理部２１は、合計差分値ＤALLとルックアップテーブル２０とに基づいて、灯具特定装置５の配置箇所と灯具２Ａの設置箇所との間の水平面距離を推定する。図１１を参照して、例えば、合計差分値ＤALLが２４９ｌｘである場合には水平面距離は０ｍと推定され、合計差分値ＤALLが８４ｌｘである場合には水平面距離は１．８５ｍと推定される。この例では、探索対象灯具として灯具２Ａが選択されているため、合計差分値ＤALLはおよそ５４ｌｘとなり、その結果、水平面距離は約２．４５ｍと推定される。
次にステップＳＰ１０９において処理部２１は、ステップＳＰ１０８における距離の推定結果に基づいて、灯具２Ａの設置箇所を特定できる範囲内であるか否かを判定する。灯具特定装置５の配置箇所から灯具２Ａの設置箇所までの距離が長すぎる場合には、灯具２Ａの輝度変化が検出照度に及ぼす影響が小さいため、合計差分値ＤALLが小さくなり、ステップＳＰ１０８での推定距離が長くなる。この推定距離が所定の閾値よりも大きくなった場合には灯具特定の精度が低下するため、その場合には特定可能範囲外であるとして、灯具２Ａの識別情報ＩＤＡを探索除外灯具リストに追加する（ステップＳＰ１１２）。探索除外灯具リストは、特定可能範囲外と判定された灯具の識別情報を列挙して管理するためのサブリスト（以下「範囲外リスト」と称す）と、特定が完了した灯具の識別情報を列挙して管理するためのサブリスト（以下「特定完了リスト」と称す）とを有している。ある灯具に関する推定距離が上記閾値よりも大きくなった場合には、処理部２１は、その灯具の識別情報を範囲外リストに追加する。
一方、ステップＳＰ１０８での推定距離が上記閾値未満である場合には、次にステップＳＰ１１０において処理部２１は、個別差分値Ｄ１０１〜Ｄ１０４の大小比較を行うことにより、灯具特定装置５の配置箇所に対する灯具２Ａの設置箇所の方向を推定する。例えば、個別差分値Ｄ１０３，Ｄ１０４が比較的大きく、個別差分値Ｄ１０１，Ｄ１０２が比較的小さい場合には、処理部２１は、灯具特定装置５の配置箇所に対して灯具２Ａの設置箇所はグリッド上の左下方向であると推定する。また例えば、個別差分値Ｄ１０１が比較的大きく、個別差分値Ｄ１０２〜Ｄ１０４が比較的小さい場合には、処理部２１は、灯具特定装置５の配置箇所に対して灯具２Ａの設置箇所はグリッド上の上方向であると推定する。この例では、探索対象灯具として灯具２Ａが選択されており、個別差分値Ｄ１０３，Ｄ１０４が比較的大きく、個別差分値Ｄ１０１，Ｄ１０２が比較的小さくなるため、処理部２１は、灯具特定装置５の配置箇所に対して灯具２Ａの設置箇所はグリッド上の左下方向であると推定する。
次にステップＳＰ１１１において処理部２１は、ステップＳＰ１０８における距離の推定結果と、ステップＳＰ１１０における方向の推定結果とに基づいて、グリッド上の交点Ｐ１〜Ｐ９のうち灯具２Ａに対応する交点を特定する。この例では、探索対象灯具として灯具２Ａが選択されているため、距離の推定結果から水平面距離が約２．４５ｍである交点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９に絞り込まれ、方向の推定結果から左下方向である交点Ｐ７に絞り込まれることにより、灯具２Ａに対応する交点は交点Ｐ７であると特定される。
ここで、ステップＳＰ１１１の後、オペレータによって交点の特定結果の正誤判定を行ってもよい。交点の特定結果が誤っている場合には、ルックアップテーブル２０の設定（つまり照度と距離との相関）が誤っている可能性がある。そこで、正しい特定結果が得られるようにルックアップテーブル２０の設定値を見直し、現在の設定値から正しい設定値に補正するための補正値を、入力部１５から入力してもよい。図７を参照して、補正部２３は、入力された補正値に基づいて、ルックアップテーブル２０を補正する。なお、補正値を入力するのではなく、正しい交点Ｐ７を示す情報を入力部１５から入力することにより、補正部２３が自ら補正値を算出してルックアップテーブル２０を補正する構成としてもよい。
図１０を参照して、次にステップＳＰ１１２において処理部２１は、特定が完了した灯具２Ａの識別情報ＩＤＡを、探索除外灯具リストに追加する。具体的には、灯具２Ａの識別情報ＩＤＡを特定完了リストに追加する。
次にステップＳＰ１１３において処理部２１は、全灯具２Ａ〜２Ｉの探索が完了したか否かを判定する。未探索の灯具２が存在する場合には、識別情報を更新した後、ステップＳＰ１０３以降の処理を繰り返す。例えば、識別情報ＩＤＡ→ＩＤＢ→ＩＤＣ→・・・→ＩＤＩの順に更新されることにより、灯具２Ａ→２Ｂ→２Ｃ→・・・→２Ｉの順に探索が行われる。ここで、探索除外灯具リスト（範囲外リスト及び特定完了リスト）にリストアップされている識別情報については、更新対象から除外される。一方、未探索の灯具２が存在しない場合（つまり全灯具２Ａ〜２Ｉの探索が完了した場合）には、灯具特定処理を終了する。
灯具特定装置５による灯具特定処理が終了することにより、各灯具２Ａ〜２Ｉの識別情報ＩＤＡ〜ＩＤＩと設置箇所とがそれぞれ関連付けられる。この識別情報と設置箇所との関連付けに関する情報は灯具特定装置５から主制御装置４に入力され、主制御装置４は、当該情報に基づき、灯具制御装置３Ａ〜３Ｉによって所望の灯具２Ａ〜２Ｉに対する調光制御を行う。
なお、以上の説明では、３行×３列の９個の灯具２Ａ〜２Ｉがグリッド状に設置された環境を想定して、灯具特定装置５によって各灯具２を特定する例について述べたが、この例には限定されない。受光感度の高い検出部１０を用いることにより、より多数の灯具２が設置されたより広い環境においても、灯具特定装置５によって各灯具２の特定を行うことが可能である。
＜第１の変形例＞
図１３は、グリッドデータの一例を示す図である。病院の待合室やオフィスの大会議室等のように、エリア１が広大でその中に多数の灯具２が設置されている環境では、検出部１０の受光感度にも依存するが、一度の探索だけで全ての灯具２を特定するのは困難である。そこで、このような場合には、エリア１を複数のサブエリアＲ１〜Ｒ９に分割し、サブエリアＲ１〜Ｒ９毎に灯具特定装置５の配置箇所を移動させながら、順に探索を行うことができる。あるいは、各サブエリアＲ１〜Ｒ９に灯具特定装置５（又は検出部１０）をそれぞれ配置することにより、全サブエリアＲ１〜Ｒ９に関して同時に探索を行うこともできる。灯具特定装置５の配置箇所を移動させながら順に探索を行う場合には、ある配置箇所での探索において範囲外リストに識別情報が追加された灯具に関しては、次の配置箇所での探索の開始時に範囲外リストが初期化されることにより、当該次の配置箇所での探索対象に含められる。一方、ある配置箇所での探索において特定完了リストに識別情報が追加された灯具に関しては、それ以降の配置箇所での探索の開始時には特定完了リストを初期化しないことにより、それ以降の配置箇所での探索対象から除外される。探索が進むにつれて、特定が完了した灯具の識別情報が特定完了リストに徐々に蓄積されていく。そのため、後の探索ほど探索対象の灯具数が減少し、その結果、探索所要時間が短縮される。
＜第２の変形例＞
上記実施の形態では、同一の基板３０上に４個の受光素子１０１〜１０４を集約して形成したが、受光素子１０１〜１０４を分散することによって複数の検出部１０を独立させて構成してもよい。
図１４は、一つの検出部１０の外観構成を模式的に示す図である。基板３０上に一つの受光素子１０１が形成されている。図示は省略するが、他の受光素子１０２〜１０４についても同様に、各基板３０上に各受光素子１０２〜１０４が形成されている。これにより、４個の検出部１０が独立して構成されることになる。
図１５は、灯具特定装置５が実行する灯具特定処理の流れを示すフローチャートである。
上記実施の形態と同様に、灯具特定処理を開始する前にルックアップテーブル２０が予め作成されて、記憶部１８に記憶される。
また、オペレータは、４個の検出部１０を、エリア１内の任意の４箇所（この例では四隅の灯具２Ａ，２Ｃ，２Ｇ，２Ｉの真下）に、作業面高さで配置する。そして、灯具特定装置５の配置箇所及び配置方向を、入力部１５から入力する。
図１５を参照して、ステップＳＰ２０１において処理部２１は、探索条件の設定を行う。具体的には、図１１に示したグリッド上に、各検出部１０の配置箇所を設定する。図１６は、各検出部１０の配置箇所が設定されたグリッドデータを示す図である。この例では、交点Ｐ１，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９上に検出部１０がそれぞれ配置されている。
次にステップＳＰ２０２において処理部２１は、探索除外灯具リストを初期化する。
次にステップＳＰ２０３において処理部２１は、全灯具２Ａ〜２Ｉを一定輝度（この例では最高輝度）で点灯させる。
次にステップＳＰ２０４において検出部１０は、全灯具２Ａ〜２Ｉを一定輝度で点灯させた状況での、各検出部１０の配置箇所における照度をそれぞれ検出する。処理部２１は、各受光素子１０１〜１０４によって検出された照度値を、レジスタ１７１に保存する。
次にステップＳＰ２０５において処理部２１は、任意の一つの灯具２の輝度を規定量変化させる。例えば、識別情報ＩＤＡの灯具２Ａを消灯する。
次にステップＳＰ２０６において検出部１０は、灯具２Ａを消灯させた状況での、各検出部１０の配置箇所における照度を検出する。処理部２１は、各受光素子１０１〜１０４によって検出された照度値を、レジスタ１７２に保存する。
次にステップＳＰ２０７において処理部２１は、レジスタ１７１，１７２に保存されている照度値に基づいて、照度の変化量を算出する。具体的には、各受光素子１０１〜１０４で検出された照度の差分値である個別差分値Ｄ１０１〜Ｄ１０４を算出する。
なお、以上の説明では、ステップＳＰ２０３で全灯具２Ａ〜２Ｉを点灯させた後、ステップＳＰ２０５で探索対象灯具２Ａを消灯させることにより、個別差分値Ｄ１０１〜Ｄ１０４を算出する例を述べたが、これとは逆に、ステップＳＰ２０３で全灯具２Ａ〜２Ｉを消灯させた後、ステップＳＰ２０５で探索対象灯具２Ａを点灯させることにより、個別差分値Ｄ１０１〜Ｄ１０４を算出してもよい。
次にステップＳＰ２０８において処理部２１は、個別差分値Ｄ１０１〜Ｄ１０４に基づいて、各検出部１０の配置箇所と灯具２Ａの設置箇所との間の水平面距離をそれぞれ推定する。
次にステップＳＰ２０９において処理部２１は、ステップＳＰ２０８における距離の推定結果に基づいて、灯具２Ａの設置箇所を特定できる範囲内であるか否かを判定する。四つの推定距離のうちの二つ以上が所定の閾値よりも大きくなった場合には灯具特定の精度が低下するため、その場合には特定可能範囲外であるとして、灯具２Ａの識別情報ＩＤＡを探索除外灯具リスト（範囲外リスト）に追加する（ステップＳＰ２１１）。
一方、四つの推定距離のうちの三つ以上が上記閾値未満である場合には、次にステップＳＰ２１０において処理部２１は、ステップＳＰ２０８における距離の推定結果に基づいて、グリッド上の交点Ｐ１〜Ｐ９のうち灯具２Ａに対応する交点を特定する。
次にステップＳＰ２１１において処理部２１は、特定が完了した灯具２Ａの識別情報ＩＤＡを、探索除外灯具リスト（特定完了リスト）に追加する。
次にステップＳＰ２１２において処理部２１は、全灯具２Ａ〜２Ｉの探索が完了したか否かを判定する。未探索の灯具２が存在する場合には、識別情報を更新した後、ステップＳＰ２０３以降の処理を繰り返す。一方、全灯具２Ａ〜２Ｉの探索が完了した場合には、灯具特定処理を終了する。
＜まとめ＞
本実施の形態に係る灯具特定装置５によれば、記憶部１８には、照度と距離との相関情報を示すルックアップテーブル２０が記憶されている。そして、処理部２１は、制御部２２によって一の探索対象灯具の輝度を規定量変化させ、それによって検出部１０が検出する照度の変化量を算出し、当該変化量と相関情報とに基づいて、複数の灯具２Ａ〜２Ｉの中から当該探索対象灯具を特定する。これにより、灯具の識別情報と設置箇所とを、人手によらずに簡易かつ確実に関連付けることが可能となる。また、灯具を特定するための機能を数の多い灯具側に追加実装する必要がないため、システムの導入コストの増加を最小限に抑えることができる。さらに、灯具の輝度を変化させる前後で検出された照度の変化量に基づいて灯具の特定が行われるため、外光の影響を受けることなく灯具を正確に特定することが可能となる。
また、本実施の形態に係る灯具特定装置５によれば、検出部１０は、図８に示したように、互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子１０１〜１０４を有する。あるいは図９に示したように、受光方向が限定された受光素子１０１と、受光方向を変更するように受光素子１０１を駆動する駆動部５３とを有する。従って、灯具特定装置５が配置されている所定箇所から灯具までの距離のみならず、当該所定箇所に対して灯具が設置されている方向をも推定することができる。その結果、複数の灯具２Ａ〜２Ｉが行列状に設置されている状況であっても、各灯具を正確に特定することが可能となる。
また、第２の変形例に係る灯具特定装置５によれば、各検出部１０は受光素子１０１〜１０４をそれぞれ有し、受光素子１０１〜１０４は、エリア１内の複数の箇所に配置される。従って、各受光素子１０１〜１０４の配置箇所から灯具までの距離をそれぞれ推定することができる。その結果、複数の灯具２Ａ〜２Ｉが行列状に設置されている状況であっても、各灯具を正確に特定することが可能となる。
また、本実施の形態に係る灯具特定装置５によれば、補正部２３は、処理部２１による灯具特定の結果に基づいて、記憶部１８に記憶されているルックアップテーブル２０を補正する。従って、予め準備したルックアップテーブル２０に誤差が生じていた場合であっても、実測結果に基づいてルックアップテーブル２０を補正することにより、それ以降は灯具を正確に特定することが可能となる。
また、本実施の形態に係る灯具特定装置５によれば、灯具の輝度を変化させる前に検出部１０によって検出された照度に関する第１の照度データは、レジスタ１７１（第１のレジスタ）に保持され、当該灯具の輝度を変化させた後に検出部１０によって検出された照度に関する第２の照度データは、レジスタ１７２（第２のレジスタ）に保持される。そして、処理部２１は、レジスタ１７１が保持している第１の照度データと、レジスタ１７２が保持している第２の照度データとに基づいて、照度の変化量を算出する。これにより、灯具の輝度を変化させる前後における照度の変化量を、簡易かつ正確に算出することが可能となる。
また、本実施の形態に係る灯具特定装置５によれば、探索対象灯具を順に更新することにより、複数の灯具の各々が順に特定される。これにより、エリア１内に設置されている複数の灯具２Ａ〜２Ｉの全てを特定することが可能となる。
また、本実施の形態に係る灯具特定装置５によれば、特定が完了した灯具又は特定に失敗した灯具は、探索除外灯具リストに追加されることによって更新対象から除外される。特定が完了した灯具を更新対象から除外することにより、特定済みの灯具に対して再度の特定処理が実行される事態を回避できる。また、特定に失敗した灯具を更新対象から除外することにより、特定できない灯具に対して再度の特定処理が実行される事態を回避できる。特定に失敗した灯具が存在する場合には、灯具特定装置５の配置箇所を変えて特定処理をやり直すことにより、当該灯具を特定することができる。
１ エリア
２（２Ａ〜２Ｉ） 灯具
３（３Ａ〜３Ｉ） 灯具制御装置
４ 主制御装置
５ 灯具特定装置
１０ 検出部
１０１〜１０４ 受光素子
１７１，１７２ レジスタ
１８ 記憶部
２０ ルックアップテーブル
２１ 処理部
２２ 制御部
２３ 補正部
３１ 遮光板
５３ 駆動部

Claims (7)

  1. 調光機能を有する複数の灯具が所定のエリア内に設置された照明システムにおいて、各灯具の識別情報と設置箇所とを関連付けるために前記エリア内の所定箇所に配置される灯具特定装置であって、
    通信によって各灯具の輝度を制御する制御部と、
    前記所定箇所における照度を検出する検出部と、
    照度と、前記所定箇所から各灯具までの距離との相関情報を記憶する記憶部と、
    前記制御部によって一の探索対象灯具の輝度を規定量変化させ、当該変化の前後で前記検出部が検出する照度の差分値を算出し、当該差分値と前記相関情報とに基づいて、前記複数の灯具の中から前記探索対象灯具を特定する処理部と、
    を備え、
    前記検出部は、互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子を有し、
    前記処理部は、
    前記相関情報と、全前記受光素子で検出された合計照度の差分値である合計差分値とに基づいて、前記所定箇所と前記探索対象灯具の設置箇所との間の水平面距離を推定し、
    各前記受光素子で検出された照度の差分値である個別差分値を比較することにより、前記所定箇所に対する前記探索対象灯具の設置箇所の方向を推定する、灯具特定装置。
  2. 前記処理部による灯具特定の結果に基づいて、前記記憶部に記憶されている前記相関情報を補正する補正部
    をさらに備える、請求項１に記載の灯具特定装置。
  3. 前記探索対象灯具の輝度を変化させる前に前記検出部によって検出された照度に関する第１の照度データを保持する第１のレジスタと、
    前記探索対象灯具の輝度を変化させた後に前記検出部によって検出された照度に関する第２の照度データを保持する第２のレジスタと、
    をさらに備え、
    前記処理部は、前記第１のレジスタが保持している前記第１の照度データと、前記第２のレジスタが保持している前記第２の照度データとに基づいて、前記差分値を算出する、請求項１又は２に記載の灯具特定装置。
  4. 前記処理部は、前記探索対象灯具を順に更新することにより、前記複数の灯具の各々を順に特定する、請求項１〜３のいずれか一つに記載の灯具特定装置。
  5. 前記処理部は、特定が完了した灯具又は特定に失敗した灯具を、更新対象から除外する、請求項４に記載の灯具特定装置。
  6. 調光機能を有する複数の灯具が所定のエリア内に設置された照明システムにおいて、
    前記複数の灯具の各々に接続され、接続された灯具を調光制御する灯具制御装置と、
    前記エリアの環境要因に基づいて前記複数の灯具を調光制御するために、前記灯具制御装置を制御する主制御装置と、
    各灯具の識別情報と設置箇所とを関連付けるために前記エリア内の所定箇所に配置される灯具特定装置と、
    を備え、
    前記灯具特定装置は、
    通信によって各灯具の輝度を制御する制御部と、
    前記所定箇所における照度を検出する検出部と、
    照度と、前記所定箇所から各灯具までの距離との相関情報を記憶する記憶部と、
    前記制御部によって一の探索対象灯具の輝度を規定量変化させ、当該変化の前後で前記検出部が検出する照度の差分値を算出し、当該差分値と前記相関情報とに基づいて、前記複数の灯具の中から前記探索対象灯具を特定する処理部と、
    を有し、
    前記検出部は、互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子を有し、
    前記処理部は、
    前記相関情報と、全前記受光素子で検出された合計照度の差分値である合計差分値とに基づいて、前記所定箇所と前記探索対象灯具の設置箇所との間の水平面距離を推定し、
    各前記受光素子で検出された照度の差分値である個別差分値を比較することにより、前記所定箇所に対する前記探索対象灯具の設置箇所の方向を推定する、照明システム。
  7. 調光機能を有する複数の灯具が所定のエリア内に設置された照明システムにおいて、各灯具の識別情報と設置箇所とを関連付けるための灯具特定方法であって、
    （Ａ）通信によって各灯具の輝度を制御するステップと、
    （Ｂ）互いに異なる方向に受光方向が限定された複数の受光素子を有する検出部によって、前記エリア内の所定箇所における照度を検出するステップと、
    （Ｃ）照度と、前記所定箇所から各灯具までの距離との相関情報を準備するステップと、
    （Ｄ）前記ステップ（Ａ）によって一の探索対象灯具の輝度を規定量だけ変化させ、当該変化の前後で前記ステップ（Ｂ）で検出する照度の差分値を算出し、当該差分値と前記相関情報とに基づいて、前記複数の灯具の中から前記探索対象灯具を特定するステップと、
    を備え、
    前記ステップ（Ｄ）は、
    （Ｄ−１）前記相関情報と、全前記受光素子で検出された合計照度の差分値である合計差分値とに基づいて、前記所定箇所と前記探索対象灯具の設置箇所との間の水平面距離を推定するステップと、
    （Ｄ−２）各前記受光素子で検出された照度の差分値である個別差分値を比較することにより、前記所定箇所に対する前記探索対象灯具の設置箇所の方向を推定するステップと、
    を有する、灯具特定方法。
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