JP2000502828A - 照明制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 照明システムは複数個の照明ユニットを含んでおり、その各々が、照明を与えることのできる１個の要素と、無線周波数信号に応答して電気エネルギー源とその要素との間の接続および切断を行うことができる１個の付随スイッチユニットとを有しており、前記照明システムが更に、照明ユニットの動作を制御するための制御信号を送信するように動作する１個または複数個の遠隔制御スイッチユニットを含んでおり、そのあるいは各々の遠隔制御スイッチが、送信される信号に応答すべきそれらの照明ユニットを識別するための識別部分を含む無線周波数信号を送信するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 照明制御 本発明は照明ユニットの制御に関するものであり、更に詳細には建物内の照明 ユニットを制御するためのシステムに関する。 建物内の照明システムは、従来、複数個の照明ユニットを含み、それらが建物 の各部屋に亙って分散しているようなものである。照明ユニットは、電気配線に よって照明のためのメイン電源へつながれており、更にその他の配線によって、 必要に応じて照明ユニットをスイッチオンおよびオフできるようにするためのス イッチへつながれている。これらスイッチは、通常は壁に取り付けられており、 そのスイッチを照明ユニットへつなぐ配線は通常は壁の中に埋め込まれている。 建物の部屋の中でレイアウトを周期的に変更するということは珍しいことではな い。その結果、スイッチの位置を変更しなければならなくなり、そのために照明 ユニットとそれらスイッチとの間に新たな配線を設けることが必要となる。この 結果、新しい配線を設けるためにやむをえずもたらされた損傷を回復するために 壁表面を修復して、その後に部屋の装飾を改めてやり直す必要が生ずる。これは 費用の掛かる、時間の掛かる作業である。 更に、固定配線されたスイッチは、複数個のスイッチを使用して照明を制御す るやり方を厳しく制限する。１個より多くのスイッチで１個の照明を制御するの であれば、すべてのスイッチに対して三線式のケーブルを接続しなければならな い。 本発明は、スイッチ制御と照明ユニットとの間に電気配線を必要とせず、従っ て特に、上述の問題を排除する照明ユニット制御構成に関する。 照明の遠隔制御に関する技術については、例えばＧＢ−Ａ−２１７４２８２、 ＥＰ−Ａ−０２５５５８０、およびＧＢ−Ａ−２２８０２９１に述べられている 。これらの構成は１つの部屋の中での制御に限定されており、建物規模の制御を 提供していない。 本発明に従えば照明システムが提供され、その照明システムは複数個の照明ユ ニットを含んでおり、それら各々が照明を与えることのできる１個の要素と、無 線周波数信号に応答して電気エネルギー源とその要素との間の接続および切断を 行うことができる１個の付随スイッチユニットとを有しており、前記照明システ ムは更に、照明ユニットの動作を制御するための制御信号を送信するように動作 する１個または複数個の遠隔制御スイッチユニットを含んでおり、その、あるい は各々の遠隔制御スイッチユニットは、正しい照明ユニットだけが送信される信 号に応答することを保証するための識別部分を含む無線周波数信号を送信するよ うに構成されている。 このように、各スイッチユニットと付随する照明ユニットとの間のリンクは無 線通信によって行われる。各照明ユニットは、受信した信号に応答して照明ユニ ットスイッチを動作させる受信器および制御回路を有することができる。無線通 信を使用することで、このシステムは建物規模で使用することが可能となり、そ れによって１つの部屋の中にある１個のスイッチを用いて別の１つまたは複数の 部屋の照明ユニットを制御することが可能となる。 各遠隔制御スイッチユニットは、識別部分および命令部分を含む信号を送信す るように構成されよう。各遠隔制御スイッチユニットの送信器は、制御信号を予 め定められた回数送信するように構成されよう。その制御信号の送信間隔は規則 的であってもランダムであってもよい。制御信号の識別部分は必要となる照明ユ ニットの組み合わせ数を提供するために十分な容量を有しているべきである。 ここで、本発明について、一例として添付図面を参照しながら説明することに しよう。図面において、 図１は、本発明に従う照明制御システムの模式図である。 図２は、図１のシステムに使用される遠隔制御スイッチユニットを示すブロッ ク模式図である。 そして、図３は本照明システムの各照明ユニットの制御回路を示すブロック模 式図である。 図１を参照すると、玄関ホールＨ、居室Ｌ、階上ホールＵＨ、および寝室Ｂを 含むように示された建物内の照明システムが示されている。この構成は単に一例 であり、本発明に従う照明システムが非常に広範囲の建物で利用できることは理 解されよう。この照明システムは、一般に１０で示される複数個の照明ユニット を含んでいる。この絵には部屋当たりに１個の照明ユニットが示されているが、 本システムは部屋当たりに２個以上のユニットがあっても、あるいは各部屋毎に 異なる数のユニットがあっても動作できる。各照明ユニットはメイン電力供給源 へ電気配線１１によって接続されている。更に、各照明ユニットは、付随する制 御ユニット１２Ｈ、１２Ｌ、１２ＵＨ、および１２Ｂを有しており、それらは遠 隔送信される無線信号を受信することができ、またそれらの信号に応答してその 照明ユニットをメイン供給源へ接続するか、あるいはそれをその供給源から切断 する。この無線信号は、ＳＷ１Ｈ、ＳＷ２Ｈ、ＳＷＵＨ、ＳＷ１Ｂ、ＳＷ２Ｂ、 ＳＷＬに示される遠隔スイッチユニットから送信される。各スイッチユニットは １個または複数個の照明ユニットに対して無線信号を送信して、それによってそ の照明ユニットをスイッチオンするか、あるいはその照明ユニットをスイッチオ フすることができる。 本システムにおいて、任意の特定の部屋にある照明ユニットは、スイッチＳＷ １Ｈ、ＳＷ２Ｈ、ＳＷＵＨ、ＳＷ１Ｂ、ＳＷ２Ｂ、ＳＷＬの任意の選ばれたもの から制御することができる。このことは、スイッチと制御回路１２との間の通信 手段としての無線周波数信号として送信される、コード化されたメッセージを使 用することで可能となる。採用される特定の方式は、関連する建物に対する要求 に依存する。例えば、すべての照明ユニットをすべてのスイッチから制御可能と する、１つのスイッチですべての照明ユニットを制御する、あるいは特別な部屋 内部の照明ユニットをその部屋の内部のスイッチのみから制御可能とする、ある いはこれらの方式の任意の組み合わせが可能である。 図１に示される例では、構成は次のようになっている。 スイッチＳＷ１ＨおよびＳＷＵＨは、玄関ホールＨおよび階上ホールＵＨにあ る照明ユニットをターンオンおよびオフするために用いることができる。 スイッチＳＷ２Ｈは建物内部のすべての照明ユニットを、例えば最後の人が退 出する時にターンオフするために用いることができる。 スイッチＳＷＬは、居室Ｌ内の照明ユニットをターンオンおよびオフすること ができ、更に調光することもできる。 スイッチＳＷ１ＢおよびＳＷ２Ｂは、寝室Ｂの照明ユニットをターンオンおよ びオフするために用いることができ、更に調光するためにも用いることができる 。あるいは、スイッチＳＷ２Ｂをその壁面から離して、ベッドから使用すること もできる。 このシステムは手持ち式のコントローラ１５を含むこともできて、それをプロ グラムすることによって任意の照明ユニットあるいは照明ユニットの組み合わせ を制御するようにできる。この手持ち式のユニットは、スイッチと同じコード化 メッセージを送信するようにも、手持ち式ユニットに特有な異なるメッセージを 送信するようにも構成できる。このようにして、すべての照明ユニットが手持ち 式ユニットに応答するようにできるし、更にそのユニットで広範囲に異なる照明 効果を作り出すこともできる。 スイッチ制御ユニットと照明ユニットとの間に、照明ユニットのスイッチオン およびスイッチオフを制御するための無線周波数リンクが存在する、このような 建物用の照明システムを提供することは新規な概念であると確信している。無線 周波数を利用することで、１個または複数個のスイッチ制御ユニットと、建物全 体の照明ユニットとの間で無線通信が可能となる。 各遠隔制御スイッチユニットＳＷは携帯型としても、あるいは壁に取り付けて もよい。図２はそのような制御ユニットの基本的な部品をブロック模式図の形で 示している。制御ユニットは１個または複数個のスイッチ２０を含んでおり、そ れらのスイッチは変調のための論理回路２１へリンクされている。変調論理回路 ２１は、送信アンテナ２４によって無線制御信号を供給することができるＲＦ発 振器２２を制御する。各スイッチユニットは自己収容型のユニットであり、長寿 命、例えば５ないし１０年の寿命の電池から電力供給できる。代替え的な構成で は、電磁場または光電池を用いて、電池が充電され続けるようなものとなろう。 各スイッチユニットには従来の単投スイッチが設けられようが、それとは別に 照明ユニットを調光できる回転式制御のようなその他のタイプのスイッチを採用 することもできる。複数個のスイッチを含むその他のユニットも可能である。典 型的な構成は、オンおよびオフの制御に加えて調光するためにも使えるようにな った、中央にバイアスされた双投スイッチ２０を含むものとなろう。この構成で は、同一照明ユニットのために１個以上の調光制御を統合化することが大幅に簡 略化される。 電池の寿命を保つために、各制御ユニットのスイッチ２０は、スイッチが動作 するまでの無活動時の電流を非常に低くする必要がある。このことは中央にバイ アスされたスイッチを使用することで容易に達成できるが、他のタイプのスイッ チでは何らかの付加的な回路が必要となろう。例えば、スイッチの状態を規則的 な間隔で短時間サンプリングすることができる。あるいは単投スイッチの場合に は、スイッチが次に動作する時にだけ電流が流れるような回路構成を取ることが できよう。これらの方法は当業者の能力の範囲内にある。 アンテナ２４によって送信される信号は変調された信号であり、識別部分およ び命令部分を含むものとなろう。識別部分はスイッチあるいは照明ユニットのい ずれかに関連するものでよく、この情報はシステムの各種要素中にプログラムさ れているであろう。識別部分の目的は、意図した照明ユニットのみが動作して、 例えば隣接する建物の照明ユニットは動作しないことを保証することである。命 令セットには、照明オン、照明オフ、強度アップ、あるいは強度ダウンといった オプションを含めることができる。システム制御の処理機能中へ予めプログラム したものであれば、更に複雑な命令、例えば記憶レベルへの復帰、あるいは記憶 レベルへの設定もまた可能である。 図１に示された構成では、スイッチＳＷ１ＨはコードＡＡＡを送信し、スイッ チＳＷ２ＨはコードＢＢＢを送信し、スイッチＳＷＵＨはコードＣＣＣを送信し 、スイッチＳＷ１ＢはコードＹＹＹを送信し、スイッチＳＷ２ＢはコードＺＺＺ を送信し、そしてスイッチＳＷＬはコードＸＸＸを送信する。照明ユニット制御 １２Ｈおよび１２ＵＨは、コードＢＢＢ、ＹＹＹ、ＺＺＺ、すなわちスイッチＳ Ｗ１Ｂ、ＳＷ２Ｂ、およびＳＷ２Ｈに応答することができ、そして照明ユニット 制御１２ＬはコードＢＢＢ、ＸＸＸ、すなわちスイッチＳＷＬおよびＳＷ２Ｈに 応答することができる。文字ＡＡＡ等はコードの識別部分を表しており、一例に しか過ぎず、実際のコードを表しているつもりはない。識別部分に続いて命令部 分がある。 好適な構成は、各スイッチユニットが固有の、ランダムにコード化された番号 を有しており、また各照明ユニット制御回路がそれが応答すべきスイッチユニッ トの識別番号で以ってプログラムされているというものである。 図３は、各照明ユニットに付随する回路１２のブロック図を示す。この回路は 遠隔制御ユニットから送信される無線信号を受信するための受信アンテナ３０、 デコーダーおよび決定回路３１、メモリ３２、デコーダーおよび決定回路へ電力 を供給する電力回路３３、およびメイン電力を照明ユニットの照明要素へつなぐ ように作動できるスイッチ３４を含んでいる。 デコーダーおよび決定回路３１は通常は無線受信器回路およびマイクロプロセ ッサあるいは等価なカスタム仕様の集積回路を収容している。メモリ３２はＥＥ ＰＲＯＭあるいはその他の不揮発性メモリでよい。スイッチ３４は通常はトラン ジスタまたはトライアック半導体デバイスでよい。 このシステムの信頼性は、２つのスイッチが本質的に同時に使用される時の問 題を回避するために、各スイッチ制御ユニット１４からの送信が擬似ランダムな 間隔で繰り返されるようにすることで増進される。繰り返し回数は各制御ユニッ トにプログラムすることができ、電池寿命と信頼性とを考慮して妥当な数が選ば れよう。更に、繰り返し送信に費やされる合計時間も長すぎてはいけない。長す ぎると利用者は許容し難い遅延に気付くであろう。信頼性はまた、送信をスクラ ンブルして、送信が異なるようにすることでも増進される。１組の繰り返し送信 の間に、そのデータに関して異なる複数のバージョンが送られる。照明ユニット は、それが異なるふうにスクランブルされた同じデータを含む２つの送信を受信 すればその場合にだけ応答するであろう。この特徴は、真の送信の模擬かも知れ ない外部からの一貫性のある雑音や、あるいは他人の家屋の照明を乱してやろう とする人物からの迷惑な動作を防止する。 好適な方法において、各スイッチ制御ユニット内に予めプログラムされる識別 番号は、百万個の異なる識別番号を許容するように少なくとも２０ビットを有し 、それに加えて、同じ識別番号を備えた２個のスイッチ制御ユニットが存在する というありそうもない場合に備えて据え付け時に選ぶことのできる２個の付加的 ビットが加えられよう。これらの２ビットのいずれかを変更すれば、それらの２ 個のユニットを差別することができる。４個の異なるエンコードキーを用いて送 信 をスクランブルすることによって４個の異なるスクランブルバージョンが得られ ることが好ましく、そうすればスイッチユニットの各動作によって合計８回の送 信を行い、それぞれの中で４個の可能なスクランブルバージョンを２度送ること ができるようになる。これに対して照明ユニットは、それが８個の送信を２度受 信して、それらが異なるスクランブル形態を有する場合にのみ、その送信に応答 することになろう。 照明ユニットは、それをプログラミングモードに置くことによってプログラム される。これは２つのいずれかの方法、１つのスイッチを動作させてその照明ユ ニットをオンすることによって、あるいは特殊なプログラミングユニットを使用 することによって行うことができる。次にその特定の照明ユニットを制御するこ とになるすべてのスイッチユニットを逐次的に（あるいは別々に）ターンオンさ せて、そして偽のプログラミングを避けるために十分長い時間ホールドする。も しその照明ユニットを動作させるために、ある１個のスイッチユニットが最早必 要ないとなれば、それはオフに切り替えられる。最後に、その照明ユニットをプ ログラミングモードから取り出す。特殊なプログラミングユニットの場合には、 スイッチをターンオフしたら照明がオンになるような反転動作のようなより複雑 なプログラミング作業を組み込むことが容易になるという利点を有している。 このプログラミング法によって任意のスイッチユニットで任意の照明ユニット を制御できるようになることが理解されよう。スイッチユニットからの送信を変 更することによって異なる制御モードも可能であり、例えば、調光制御に関する 命令を送信するように設定したり、照明ユニットが異なるスイッチユニットに対 して異なるやり方で応答するようにプログラムすることもできる。 この説明の最後に、コード送信を生成するための簡単なプログラム例を挙げて おいた。 遠隔制御スイッチユニットは通常は普通の壁に取り付けられた照明スイッチと 同じように見えるであろうが、手持ち式の携帯用ユニットとして、多分外見はテ レビを遠隔制御するために使用されるものと似たものに設計することもできよう 。これによって利用者はその部屋の照明を、椅子に座ったまま制御することが可 能となる。この例では、各遠隔制御ユニットからの信号は直接照明ユニットへ送 信 されるであろうから、それによってスイッチと照明ユニットとの間に何ら配線は 要らないであろう。これにより、スイッチおよび付随の配線の移動を要すること なしに、部屋の中で配置替えが可能となる。更に、特別なブラケットに入れて壁 に止めることのできる携帯型の遠隔制御スイッチユニットを製造することもでき る。これによって利用者はスイッチを最も便利な場所へ移動させることができる ようになる。 このモードにおいて、それは照明ユニットに対して特殊なプログラミング命令 を送信することができる。手持ち式のユニットを、照明システムのプログラミン グ手段として使用することができることを理解できよう。 遠隔制御ユニットから信号を受信して、各種照明ユニットへ制御信号を送信す る中央制御ユニットが存在するシステムを提供することも可能である。そのよう な設備は大型の建物および、本質的に長距離が関係してリピーター送信機が必要 とされるような場合に考慮される。 プログラム可能な制御ユニットを備えることで、利用者はその建物の中の照明 ユニットを制御するやり方をより容易で簡単な方法へ変更することが可能となる 。 ｛どのように送信が生成されるかを示すコード部分｝ ｛まず送信の確立、データを何回送信すべきかを指示する｝ if｛Switch_Off｝ then begin transmissions:=8;｛基本データの送信が８回｝ Switch_State:=0;｛スイッチはオフ、それに対するコードは０｝ end; if｛Switch_On｝ then begin transmissions:=8; Switch_State:=1｛スイッチはオン、それに対するコードは１｝ key=0; if(transmissions>0)then repeat｛何か送るべきもの｝ Increment(key);｛キーは０から３を繰り返し循環計数する｝ If(key>3)then key:=0; end; Instr:=Switch_State;｛命令｝ key2:=key*31; A:=key2 xor instr; A:=A*4+key;｛デコードを簡単にするため、キー自身が未変調で最初のバイトで 送られる｝ ｛最初のバイトA はキーに命令を加えたもので、キー以外はスクランブ ルされている｝ Transmit(A); B:=Scramble(ID[0],key2,A); Transmit(B); C:=Scramble(ID[1],key2,B); Transmit(C); D:=Scramble(ID[2],key2,C); Transmit(D); Wait_Delay:=Random_Delay(Wait_Delay,A,B,C,D); Delay(Wait_Delay);｛１００マイクロ秒｝ If(transmissions>0)then Decrement(transmissions); ｛送るべき送信回数を計数ダウンする｝ until(transmissions=0);｛送るべきものがなくなるまで｝

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年２月４日（１９９８．２．４） 【補正内容】 請求の範囲 １．建物用の照明システムであって、複数個の照明ユニットを含んでおり、そ の各々が、照明を与えることのできる１個の要素と、無線周波数信号に応答して 電気エネルギー源とその要素との間の接続および切断を行うことができる１個の 付随スイッチユニットとを有しており、前記照明ユニットが建物内の異なる複数 の場所に位置しており、前記照明システムが更に、建物内の異なる複数の場所に 配置されて、照明ユニットの動作を制御するための制御信号を送信するように動 作するようになった複数個の遠隔制御スイッチユニットを含んでおり、そのある いは各々の遠隔制御スイッチが、送信される信号に応答すべきそれらの照明ユニ ットを指定するための識別部分を含む無線周波数信号を送信するように構成され ており、また各スイッチユニットが付随する照明ユニットを識別する識別部分に 応答するための手段を含んでいる、建物用の照明システム。 ２．請求項第１項記載の照明システムであって、前記送信される信号が前記識 別部分と命令部分とを含んでいる照明システム。 ３．任意の先行請求項記載の照明システムであって、各々の命令に対して、送 信される信号が各送信間に間隙を持たせて数回繰り返される照明システム。 ４．請求項第３項記載の照明システムであって、前記間隙が同均一である照明 システム。 ５．請求項第３項記載の照明システムであって、前記間隙がランダムである照 明システム。 ６．任意の先行請求項記載の照明システムであって、前記送信される無線周波 数信号が、異なるキーを使用してスクランブルされており、それによって等価だ が異なる送信が受信された時にのみ照明ユニットが動作するようになった照明シ ステム。 ７．任意の先行請求項記載の照明システムであって、各遠隔制御スイッチユニ ットがプログラミングモードを有しており、送信されるＲＦ信号を使用してプロ グラムされるようになった照明システム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 グリュー，ポール バレンタイン, イギリス国アールジー９ １エルピー オ ックソン，ヒーンリィ オン テームズ, セント．マークス ロード 99

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．照明システムであって、複数個の照明ユニットを含んでおり、その照明ユ ニットの各々が、照明を与えることのできる１個の要素と、無線周波数信号に応 答して電気エネルギー源とその要素との間の接続および切断を行うことができる １個の付随スイッチユニットとを有しており、前記照明システムが更に、照明ユ ニットの動作を制御するための制御信号を送信するように動作する１個または複 数個の遠隔制御スイッチユニットを含んでおり、そのあるいは各々の遠隔制御ス イッチが、送信される信号に応答すべきそれらの照明ユニットを識別するための 識別部分を含む無線周波数信号を送信するように構成されている照明システム。 ２．請求項第１項記載の照明システムであって、前記照明ユニットが１つの建 物内の複数個の異なる場所または部屋に取り付けられている照明システム。 ３．請求項第１項または第２項記載の照明システムであって、前記送信される 信号が前記識別部分と命令部分とを含んでいる照明システム。 ４．任意の先行請求項記載の照明システムであって、各々の命令に対して、送 信される信号が各送信間に間隙を持たせて数回繰り返される照明システム。 ５．請求項第４項記載の照明システムであって、前記間隙が均一である照明シ ステム。 ６．請求項第４項記載の照明システムであって、前記間隙がランダムである照 明システム。 ７．任意の先行請求項記載の照明システムであって、送信される無線周波数信 号が、異なるキーを使用してスクランブルされており、それによって等価だが異 なる送信が受信された時にのみ照明ユニットが動作するようになった照明システ ム。 ８．任意の先行請求項記載の照明システムであって、各遠隔制御スイッチユニ ットがプログラミングモードを有しており、送信されるＲＦ信号を使用してプロ グラムされるようになった照明システム。