JP2009272147A - 照明制御システム及び照明制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各照明器具の調光度の相違による違和感や不快感を軽減するとともに、省エネ効果が期待できる照明制御システム及び照明制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、照度を検出する照度センサ４と、この照度センサ４の検出値に応じて照度が目標照度となるように調光度を制御するとともに、調光度の下限値が設定された制御手段５とを備える照明エリアに設置された複数の照明器具２において、前記制御手段５は、当該照明器具２の調光度が下限値に達した場合、他の照明器具２に対して調光度減少要求信号を送信し、この信号に基づき他の照明器具２の調光度が減少することにより、当該照明器具２が検出する照度が目標照度に近づくように調光制御することを特徴とする照明制御システム１である。
【選択図】図３

Description

本発明は、照度センサを搭載した照明器具を用いて照明エリアの照明制御を行う照明制御システム及び照明制御方法に関する。

従来、照明制御システムにおいては、照度センサを用いて外光を利用した照度一定の制御が行われている。こうした制御を行う場合、例えば、天井面に設置された照度センサで照度の検出を行い、予め設定されている目標照度になるように、調光信号線で接続されている照明器具に対して調光制御を行う。この構成の場合、照明器具の施工時に調光信号線を敷設する必要があるため、施工に手間と費用を要する問題があった。これを解決するため、照明器具に照度センサを搭載し、調光信号線を敷設することなく照度一定の制御が行える照明器具が開発されている（非特許文献１参照）。

松下電工 蛍光灯照明器具「センサ機能付照明器具セルコンシリーズおまかせセルコン」［平成20年4月23日検索］、インターネット(http://www.mew.co.jp/corp/news/0701/0701-12.htm）

しかしながら、上記照明器具を複数台設置した照明制御システムでは、例えば、窓側に設置された照明器具は、外光が強くなると、照度を高く検出するため減光する方向に調光制御を行う。この場合、調光度の下限値を設けていないと、減光し過ぎて十分な空間照度が得られなくなる場合がある。すなわち、窓側に設置された照明器具と奥側に設置された照明器具との調光度の相違から、それぞれの天井面や照明器具周辺の明るさの相違が大きくなり、また、照明用ランプの輝度の相違が大きくなり、これらを視認したときに違和感や不快感をもたらすという問題がある。
そこで、これらを解決するために、調光度の下限値を設ける方法があるが、この場合、空間照度は確保できるが、本来、さらに調光度を低下させるべきところ、下限値が設けられているため、それ以上低下できず、この場合、消費電力が無駄になり、省エネ効果が減少するという新たな問題が生じる。また、照度センサを搭載した照明器具では、それぞれの照明器具がその直下の床面や壁面で反射した反射光を検出して調光制御しているため、各照明器具の調光度に差が出る場合があり、天井面に明暗のむらが生じ、不快感をもたらすという問題もある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、各照明器具の調光度の相違による違和感や不快感を軽減するとともに、省エネ効果が期待できる照明制御システム及び照明制御方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の照明制御システムは、照度を検出する照度センサと；この照度センサの検出値に応じて照度が目標照度となるように調光度を制御するとともに、調光度の下限値が設定された制御手段と；を備える照明エリアに設置された複数の照明器具において、前記制御手段は、当該照明器具の調光度が下限値に達した場合、他の照明器具に対して調光度減少要求信号を送信し、この信号に基づき他の照明器具の調光度が減少することにより、当該照明器具が検出する照度が目標照度に近づくように調光制御することを特徴とする。

請求項２記載の照明制御方法は、照度センサを有し、調光度が制御される照明エリアに設置された複数の照明器具のうち、特定の照明器具の調光度が予め設定された下限値に達した場合、特定の照明器具が他の照明器具に対し調光度減少要求を通知するステップと； 前記通知により他の照明器具が調光度を減少するステップと；他の照明器具の調光度が減少することにより特定の照明器具が検出する照度が目標照度に近づくように制御されるステップと；を有することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、複数の照明器具の調光度の相違による違和感や不快感を軽減するとともに、省エネ効果を期待できる照明制御システムを提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、同様に、複数の照明器具の調光度の相違による違和感や不快感を軽減するとともに、省エネ効果を期待できる照明制御方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係る照明制御システム及び照明制御方法について図１乃至図５を参照して説明する。図１は、照明制御システムの概略構成図、図２は、照明器具の設置状態を示す概略平面図、図３は、照明器具のブロック構成図、図４は、照射パターンを示す波形図、図５は、動作を示すフロー図である。

図１に示すように、照明制御システム１は、複数の照明器具２・・・を備えて構成され、照明器具２・・・は、天井面に設置され照明エリアを照明するようになっている。各照明器具２・・・には、光源である蛍光ランプ３、照度センサ４、この照度センサ４に接続された制御手段等が搭載されている。照度センサ４は、フォトトランジスタやフォトダイオード等からなる光電変換素子であり、蛍光ランプ３から照射された光の光量に応じた電流又は電圧を生成する機能を有し、各照明器具２・・・が照明する照明エリア内の床面Ｆや机上面からの反射光により当該照明エリア全体の照度を間接的に検出し、その検出信号を制御手段に送出するように構成されている。そして、その検出信号に基づき、予め設定された目標照度（例えば、７５０ルクス）と比較し、演算処理して照度一定の制御を行うようになっている。また、これら照明器具２・・・には、予め調光度の下限値が設定されている。なお、この調光度の下限値や目標照度は、可変設定できるようにしてもよい。また、光源としては、蛍光ランプ３に限らず、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子を適用してもよい。

そこで、例えば、外光等の影響により、中央の照明器具２Ｍの照度センサ４の検出値が高くなったとすると、照明器具２Ｍは、目標照度となるように調光度を低下させ、減光する方向に動作する。しかしながら、調光度の下限値に達すると、まだ、目標照度に至らない、すなわち、まだ、調光度を低下させる必要があるにもかかわらず、調光度の下限値で調光制御が停止する状態になる。

このように照明器具２Ｍの調光度が下限値に達すると、この照明器具２Ｍの検出照度に影響を持つ隣接の照明器具２Ｌ、２Ｒの調光度が低下するように動作し、照明器具２Ｌ、２Ｒは減光し、これにより照明器具２Ｍが検出する照度が目標照度に達するよう調光制御される。換言すれば、照明器具２Ｍが調光度を低下させる必要がある分、これを隣接の照明器具２Ｌ、２Ｒが調光度を低下させ、全体としてのバランスを保ち、消費電力の無駄を改善しているものである。

次に、図２を参照して具体的に説明する。照明器具２（Ａ〜Ｉ）が９台天井面に設置されている。図上左側に窓が位置し、外光として昼光が入射すると仮定する。そして、各照明器具２（Ａ〜Ｉ）は、所定の調光度で制御されており、照明器具２（Ａ〜Ｃ）は３０％、（Ｄ）は５０％、（Ｅ）は４５％、（Ｆ）は５５％、（Ｇ）は７０％、（Ｈ）は３０％、（Ｉ）は５０％である。昼光の影響を受けている窓際の照明器具２（Ａ〜Ｃ）は、３０％の低い調光度で制御されており、窓際から離れた昼光の届きにくい奥側に設置されている照明器具２（Ｇ〜Ｉ）は、高めの調光度、例えば、６０％程度で制御されている。しかし、一般的には、奥側に設置されている照明器具２は、高めの調光度で制御されるが、照明器具２（Ｈ）のように低い調光度で制御され場合もある。これは、各照明器具２（Ａ〜Ｉ）がその直下の照度の変化のみを基準に調光制御を行うため、隣接する照明器具２の調光度が影響するためである。したがって、照明器具２（Ｈ）は、高めの調光度で制御されている照明器具（Ｇ）等の影響で、昼光の影響を受けている窓際の照明器具２（Ａ〜Ｃ）と同等の調光度３０％で制御されている。

ここで、照明器具２（Ｈ）の検出照度が、まだ目標照度よりも高い状態の場合、照明器具２（Ｈ）はさらに調光度を低下させ、減光する方向に調光制御する。このように調光制御するが、これが調光度の下限値に達してしまう場合がある。この場合、照明器具２（Ｈ）は、隣接する例えば、照明器具２（Ｅ、Ｇ、Ｉ）に対し調光度減少要求の通知を行う。この通知を受けた照明器具２（Ｅ、Ｇ、Ｉ）は、自己の調光度を所定レベル下げ、減光する。したがって、照明器具２（Ｈ）は、自己の周囲の照明器具２（Ｅ、Ｇ、Ｉ）が減光することにより、その影響を受け、自己の照度の検出により目標照度に近づくように制御される。

次に、図３において、照明器具２は、照度センサ４、制御手段５、点灯装置６及び蛍光ランプ３を搭載して構成されている。照度センサ４は、制御手段５に接続され、制御手段５は、点灯装置６を介して蛍光ランプ３に接続されている。また、制御手段５は、主制御部７、照度センサ受信部８、調光制御信号出力部９、照射パターン出力部１０、記憶部１１を備え、主制御部７は、照射パターン分析部７ａ及び照射パターン作成部７ｂ等を備えている。

まず、照度センサ４から照度検出信号が送信されると、照度センサ受信部８で受信され、主制御部７に入力される。主制御部７では、照射パターン分析部７ａを経由して照度検出信号が処理される。照射パターン分析部７ａを経由した照度検出信号は、記憶部１１に記憶されている目標照度信号と比較演算され、目標照度に一致するように調光制御信号、例えば、ＰＷＭ調光信号が生成され、調光制御信号出力部９に送信される。続いて、調光制御信号出力部９から点灯装置６へ調光制御信号が送信され、これにより蛍光ランプ３、すなわち、照明器具２が一定の目標照度に制御される。

ここで、照明器具２が調光度の下限値に達した場合について説明する。調光度の下限値は、記憶部１１に設定記憶されており、主制御部７において、これとの比較で調光度の下限値が判断されると、照射パターン作成部７ｂでは、周囲の照明器具２に調光度減少要求を行うため、特定の照射パターンを作成する。そして、この作成された照射パターンを照射パターン出力部１０に送信する。照射パターン出力部１０は、前記照射パターンを調光制御信号に重畳する形で追加し、この信号を点灯装置６に出力する。蛍光ランプ３は、点灯装置６からの出力を受け、照射パターンにしたがった特定の照射パターンの光を出射する。この特定の照射パターンの光は、後述する隣接する照明器具２の照度センサ４が検出可能なレベルの信号である。なお、この信号は、照射パターンによる光学的な信号ばかりではなく、電気的な無線による信号を適用してもよい。

図４は、照射パターンの例示である。図４（ａ）は、調光度３０％のレベル信号に１秒ごとに数百ｍsecの調光度の高い、例えば、調光度４０％のパルス状の信号を入れたパターンである。また、図４（ｂ）は、調光度３０％のレベル信号に、調光度３５％のなだらかな正弦波状の信号を入れたパターンである。なお、照射パターンは、点灯周波数を変更する等の手段によってもよく、隣接する周囲の他の照明器具２が検出できれば足りる。

一方、図３において、特定の照射光を検知する照明器具２、つまり、隣接する周囲の他の照明器具２に立脚した場合について説明する。調光度減少要求であるところの特定の照射パターンの信号、すなわち、特定の照射パターンの光を照度センサ４が検出すると、その照度検出信号が照度センサ受信部８で受信され、主制御部７に入力される。この信号が主制御部７の照射パターン分析部７ａで分析され、特定の照射パターンであると判断されると、主制御部７は、所定の調光度を減少した調光制御信号を調光制御信号出力部９に送信する。続いて、調光制御信号出力部９から点灯装置６へこの調光制御信号を送信し、これにより照明器具２は一定レベル減光して光を照射する。

次に、図５において、調光度減少要求の通知を発信する特定の照明器具２を（Ｈ）とし、隣接する照明器具２を（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）として、調光度減少要求の通知以降のステップについて説明する。各照明器具２は、（Ｈ）は３０％、（Ｅ）は４５％、（Ｉ）は５０%、（Ｇ）は７０%の調光度で制御されている。なお、ここでは調光度の下限値は、３０％に設定されているものとする。照明器具２（Ｈ）は、調光度の下限値に達しており、これ以上自己の調光度を低下させて、目標照度を達成することはできない。そこで、照明器具２（Ｈ）は、照射光に特定のパターンを追加して、隣接する照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）に対し、調光度減少要求の通知を行う。照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）は、この通知を受信し、自己の調光度を所定の割合で下げる。つまり、自己の調光制御に優先して調光度減少要求の通知を受け入れ、処理を実行する。この減光する割合、すなわち、調光度減少率は、照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）の全てが同じでもよいが、調光度が高いレベルで制御されている照明器具２の減少率を大きくするのが効果的である。

具体的には、照明器具２（Ｅ）は５％、（Ｉ）は５％、（Ｇ）は１０％の調光度減少率で調光度を下げる。そうすると、照明器具２（Ｅ）の調光度は４０％、（Ｉ）は４５％、（Ｇ）は６０％となり、各照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）は減光される。したがって、照明器具２（Ｈ）の周囲が減光されることにより、間接的に照明器具２（Ｈ）の照明エリアの照度は低下する。その後、照明器具２（Ｈ）は、照度センサ４で照度を計測し、この検出値と目標照度を比較する。そして、まだ検出値が目標照度と一致せず、高い場合には、再び照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）に対し、調光度減少要求の通知を行う。この通知を受信し、照明器具２（Ｅ）の調光度は３５％、（Ｉ）は４０％、（Ｇ）は５０％となり、照明器具２（Ｈ）は、再び照度を計測し、その検出値と目標照度を比較する。ここで、検出値が目標照度と一致しない場合は、調光度減少要求の通知を再度繰り返し行う。そして、検出値が目標照度と一致した場合は制御を終了する。

なお、調光度減少要求の通知を繰り返し行っても、検出値が目標照度と一致しない場合、例えば、隣接する照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）の調光度が下限値まで到達してしまい、これ以上調光度を減少できない場合等は、照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）の調光度が下がり過ぎるのを防止するため、調光度減少要求の通知を行う回数を制限して制御を終了させるのが好ましい。また、時間の経過により昼光が弱まる等で照明器具２（Ｈ）の計測照度が目標照度を下回り、調光度の下限値である３０％より高く制御可能となった場合には、上記調光度減少要求の通知から始まる制御状態をクリアし、初期化して通常の一定の調光制御状態に復帰するように動作させればよい。

また、上述のステップにおいて、照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）は、調光度減少要求の通知を受け、自己の目標照度よりも低い調光度で調光制御されることとなる。この場合、これをカバーするため、照明器具２（Ｈ）との関係で全体の照度バランスを考慮し、照明器具２（Ｈ）の調光度を上げることにより、照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）の検出照度が目標照度に近づくように調整することができる。上述のステップの中に、この調整のステップを入れることにより、照明器具２（Ｈ）を含めた照明器具２（Ｅ）、（Ｉ）、（Ｇ）の照度のばらつきを抑制することが可能となる。

以上のように本実施形態によれば、調光度の下限値を設定したので、適切な空間照度が得られ、各照明器具２の調光度の相違による違和感や不快感を軽減するとともに、各照明器具２全体として照明エリアの照度のバランスを保ち、消費電力の無駄を改善し、省エネ効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る照明制御システムの概略構成図である。 同照明器具の設置状態を示す概略平面図である。 同照明器具のブロック構成図である。 照射パターンを示す波形図である。 本発明の実施形態に係る照明制御システムの動作を示すフロー図である。

符号の説明

１・・・照明制御システム、２・・・照明器具、４・・・照度センサ、
５・・・制御手段

Claims (2)

1. 照度を検出する照度センサと；
   この照度センサの検出値に応じて照度が目標照度となるように調光度を制御するとともに、調光度の下限値が設定された制御手段と；
   を備える照明エリアに設置された複数の照明器具において、
   前記制御手段は、当該照明器具の調光度が下限値に達した場合、他の照明器具に対して調光度減少要求信号を送信し、この信号に基づき他の照明器具の調光度が減少することにより、当該照明器具が検出する照度が目標照度に近づくように調光制御することを特徴とする照明制御システム。
2. 照度センサを有し、調光度が制御される照明エリアに設置された複数の照明器具のうち、特定の照明器具の調光度が予め設定された下限値に達した場合、
   特定の照明器具が他の照明器具に対し調光度減少要求を通知するステップと；
   前記通知により他の照明器具が調光度を減少するステップと；
   他の照明器具の調光度が減少することにより特定の照明器具が検出する照度が目標照度に近づくように制御されるステップと；
   を有することを特徴とする照明制御方法。

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