JP2000510278A - 部屋の明るさを制御するシステムおよび制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数の光源（２ａ・・・，３ａ・・・）または複数の光源のグループにより照明される部屋（１）の明るさの制御をするために、個々の光源または光源のグループの光の強度の間の割合が調整または変更され得、さらに、全体の部屋（１）の明るさが、個々の光源または光源のグループの光の強度の間の割合を一定に維持した状態で、調整または変更され得るシステムが用いられる。特に、この目的のために、制御装置（７）は、システムに一体化され、個々の光源（２ａ・・・，３ａ・・・）の消費電力を制御するために、種々の光源（２ａ・・・，３ａ・・・）の作動装置（４ａ・・・，５ａ・・・）の全てに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】 部屋の明るさを制御するシステムおよび制御装置 本発明は、複数の光源または複数の光源のグループにより照明される部屋の明 るさの制御をするシステムおよび制御装置、および、そのシステムの使用方法に 関する。 最近の照明システムは、複数の異なる光源、特に、直接および間接の光源によ り作動する。たとえばランプや照明器具などのこれまでの光源は、お互いに別個 に、薄暗くされ得るか、あるいは、スイッチングされ得るかだけであった。その 結果、たとえば、直接照明と間接照明の間の割合を変化させること、および、そ れと同時に、全体の明るさを一定に維持することは、不可能であるか、あるいは 非常に困難であった。 実際には、本出願人の照明管理システムが既に知られており、そのシステムは 、”インテリジェント”照明制御システムという形態で、室内において異なる照 明雰囲気（ムード）を個別に創出することができ、普通の日光の入射を考慮して いる。このシステムは、たとえば科学文献「照明管理がもたらす種々の利点」by C．Tropp，”etz”，VOL．113，1992，NO.2，P.84-87、および、科学文献「統合 した照明管理はエネルギーの最適な使用をもたらす」”Licht”，Vol．7-8，199 5，p.578-580、に記載されている。 本出願人のこの知られた照明管理システムの場合には、利用者は、赤外線リモ ートコントロール装置または操作装置により、個々の照明および照明のグループ を、作動させ、スイッチオンおよびオフし、薄暗くすることを可能にする、すな わち、彼自身の照明雰囲気を創出することができる。プッシュボタンの押下によ り、オフィスの活動の差異に従って、複数の記憶された照明雰囲気を呼び出すこ とができる。個々の照明および照明のグループへのデータの転送は、最新の２本 線制御技術に基づくバスシステムにより実現される。 本発明の目的は、利用者のために、拡張した調整施設を用いて、部屋の明るさ を制御するシステムおよび制御装置を提供することにあり、拡張した調整施設は 、異なる光源または光源のグルーブの結合を可能にする。それにより、個々の光 源または光源のグループの照明の強度が、利用者の設定に従って、相互に適合す るように制御され得る。すなわち、利用者は、個々の独立した光源のパラメータ ではなく、全体システムのパラメータの設定のみが必要とされる。 この目的は、複数の光源または複数の光源のブループにより照明される部屋の 明るさを制御するシステムおよび制御装置であって、個々の光源または光源のグ ループの光の強度の割合が設定または変更可能であり、加えて、個々の光源また は光源のグループの光の強度の割合を一定に維持しながら部屋全体の明るさが設 定または変更可能であるような制御装置により達成される。 本発明のシステムの可能な用途としては、一方の照明手段は部屋の直接照明の ために用いられ、他方の照明手段は部屋の間接照明のために用いられる、少なく とも２つの別個に駆動可能な照明手段を有する照明器具の使用がある。 また、本発明の展開および実施の形態は、従属請求項に記載されている。 本発明の例示的な実施の形態の構成および機能の態様は、図面を参照して説明 される。ここで、 図１は、本発明のシステムの模範的な実施の形態を図式的に示す図であり、 図２は、図１に係わる簡単化したシステムのブロック回路図であり、 図３は、制御装置の制御値と明るさとの間の論理関係を説明するための２つの 図であり、 図４は、本発明に係わるシステムの機能のモードを説明するための２つの図で あり、 図５は、本発明に係わるシステムの機能の態様を説明するフロー図である。 本発明に係わるシステムの例示的な実施の形態を、図１に概略的に図示する。 照明されるべき部屋１は、複数の光源のグループを含んでいる。第１のグルー プは商業的に入手可能な天井照明形態の２つの直接照明光源２ａおよび２ｂから なり、第２のグループは、部屋１の窓から入る日光の形態の、たとえば調節可能 な羽根板で作られたブラインドにより光の強度が設定可能であるような直接照明 光源２ｃからなり、第３のグループは、間接放射壁照明形態の３つの間接放射光 源３ａ，３ｂおよび３ｃからなる。この例示的実施の形態で用いられている光源 の代わりに、光の強度を変えることができると考えられる任意の形態の光源を用 いるようにすることも可能である。 直接照明光源２ａおよび２ｂは、関係付けられた作動装置４ａおよび４ｂに接 続され、日光の入射を調整する羽根板で作られたブラインドは、関係付けられた 作動装置４ｃに接続され、間接照明光源３ａ，３ｂおよび３ｃは、関係付けられ た作動装置５ａ，５ｂおよび５ｃに接続される。前述した部屋１内の種々の光源 の作動装置４ａ，・・・および５ａ，・・・の全ては、バス６を介して制御装置 ７に接続される。バス６を介して、この制御装置７は、作動装置４ａ，・・・お よび５ａ，・・・の電力消費、および、部屋の中の各個々の光源２ａ，・・・お よび３ａ，・・・の光の強度を制御する。 ２つの操作要素８ａおよび８ｂは、制御装置７上に設けられる。これらの操作 要素８ａおよび８ｂは、システムの利用者が、部屋１の全体の明るさであるパラ メータ”ボリューム”、および、直接照明光源と間接照明光源の間の光の強度の 割合であるパラメータ”バランス”を設定および変更することを可能にする。 操作要素８ａおよび８ｂは、たとえば、より明るく／より暗くという明るさの 調整およびスイッチのオン／オフのための公知の２つのコントロールスイッチ、 および、光の強度の割合を設定するための公知のノブ形態のコントロールスイッ チにより構成することができる。前述したような従来からの一般的な実装技術（ コントロールスイッチ、ポテンシオメータなど）に代わって、パラメータは、デ ジタルデータの制御装置への転送により、設定または変更されることも可能であ る。 操作要素８ａおよび８ｂは、必ずしも制御装置７上に直接的に配置されること を必要とせず、設定された”ボリューム”および”バランス”値を転送するため に制御装置７に電気的接続あるいは無線信号により接続された外部操作ユニット 上に同様に配置されることもできる。 図１より明らかなように、制御装置は、全ての構成を記憶することができる不 揮発性メモリ９を有する。これらの構成は、操作要素８ａおよび８ｂを介して設 定されたパラメータ”ボリューム”および”バランス”に加えて、光の強度を制 御するために要求されるプリセットパラメータも含む。これらのプリセットパラ メータは、人間の目の感度、光源に印加した電力に対する光の強度の依存関係、 照明器具の照明技術特性または照明される部屋の反射特性を含むことができる。 これらのプリセットパラメータの使用は、後の記載の中で説明する。 図２は、前述したシステムのブロック回路図形態の簡単化した図面である。図 １に係わる６個の作動装置４ａ，・・・および５ａ，・・・に代えて、ここでは 、単に２つの作動装置４および５のみが制御装置７のバス６に接続されている。 作動装置４の直接照明光源２の光の強度は制御装置７のチャネル１により制御さ れ、作動装置５の間接照明光源３の光の強度は制御装置７のチャネル２により制 御される。 チャネル１および２を介して、制御装置７から、対応する電力消費制御値Ｓ₁ およびＳ₂が作動装置４および５に供給される。図４ａおよび４ｂに、チャネル １およびチャネル２に対するこれらの制御値Ｓ₁およびＳ₂が、パラメータ”ボリ ューム”の機能として、すなわち全体の明るさとして、対数軸でプロットされて いる。 チャネル１およびチャネル２の示された制御値の特性を導く、制御値と明るさ との論理的な関係を、図３を参照して以下に説明する。図３ａに、人間の目の明 るさＨに対する感度が、光源の光に強度Ｌに対してプロットされている。人間の 目は、光の強度が強い２つの光源の間の明るさの違いよりも、光の強度が弱い２ つの光源の間の明るさの違いに対してより感度が高い。その結果、ＨとＬの間の 対数関係がもたらされる。 もし、直線軸スケールのＬに代わって、Ｌに対して対数目盛りでのプロットが 選択されたら、その図においては、ＨとＬの間の関係は直線として表される。図 ３ｂにおいては、２つの軸は置き換えられており、明るさの感度Ｈは座標系の横 座標に、光の強度は対数スケールで座標系の縦座標にプロットされている。制御 装置７のパラメータ”ボリューム”Ｖは明るさの感度Ｈに対応し、制御値Ｓは光 の強度Ｌの対数値に対応する。これは、パラメータ”ボリューム”Ｖに対する制 御値Ｓの、通常原点を通らない直線という形態の特性を導く。 ２つのチャネル１および２のための、制御値Ｓ₁およびＳ₂の各制御値特性が、 図４ａおよび４ｂの図中に記載されている。チャネル１の制御値Ｓ₁とチャネル ２の制御値Ｓ₂の間の距離は、パラメータ”バランス”、すなわち２つの光源２ および３の光の強度の割合によって決定される。 ２つの制御値Ｓ₁およびＳ₂の値の範囲は、パラメータ”ボリューム”の値の範 囲が０〜２５５の間であり、パラメータ”バランス”の値の範囲が−２５５〜２ ５５の間である時、０〜２５５の間である。 図４ａは、利用者が、操作要素８ａを介してパラメータ”ボリューム”を変更 する時に生じることを図示している。パラメータ”ボリューム”の変更に基づい て、２つのチャネルの光の強度は同じ方向に変更される。その時には、利用者は 光の強度の割合を変更することはできない。対数的な特性のために、これは、ど んな時でも２つのチャネルの間の制御値の差（Ｓ₁−Ｓ₂）が一定となるケースで ある。パラメータ”ボリューム”のｄＶの変更に基づいて、２つの制御値は同じ 方向に同じ量だけ、すなわちｄＳ₁およｄＳ₂だけ変更される。 図４ｂは、利用者が操作要素８ｂによりパラメータ”バランス”を変更する状 態を図示している。パラメータ”バランス”の変更に基づいて、１つのチャネル は、丁度他方のチャンネルで大きくされる光の強度の値だけ、減少されることに なる。その時には、利用者は全体の明るさを変更することはできない。対数特性 により、これは、いつでも１つのチャネルの制御値が、他方のチャネルの制御値 が増加される値だけ減少されるケースである。パラメータ”バランス”のｄＢだ けの変更により、２つの制御値は、反対の方向の同じ量だけ、すなわちｄＳ₁お よびｄＳ₂＝−ｄＳ₁だけ変更される。 パラメータのｄＶおよびｄＢの変更に基づく制御値ｄＳ₁およびｄＳ₂の変更の 正確な計算を、図５を参照して以下に説明する。図５は、利用者によるパラメー タのｄＶ_NおよびｄＶ_Nの変更に基づく、新たな制御値Ｓ’₁およびＳ’₂の計算の ためのフロー図である。この計算は、以下のステップを有する。 Ａ）利用者により入力された変更ｄＶ_NおよびｄＢ_Nの、前述したプリセットパ ラメータを用いた非線形座標変換による、制御値Ｓ’₁およびＳ’₂の計算のため の適切なパラメータの変更ｄＶおよびｄＢを得るための、パラメータ化： ここで、Ｐは、プリセットパラメータを考慮に入れたマトリクスである。 Ｂ）パラメータ化された変更ｄＶおよびｄＢに基づいた制御値ｄＳ₁およびｄ Ｓ₂の変更の計算： ｄＳ₁＝ｄＶ−ｄＢ および ｄＳ₂＝ｄＶ＋ｄＢ …（２） および、新たな制御値Ｓ’₁およびＳ’₂の計算： Ｓ’₁＝Ｓ₁＋ｄＳ₁ および Ｓ’₂＝Ｓ₂＋ｄＳ₂ …（３） Ｃ）２つの制御値Ｓ’₁およびＳ’₂が、０〜２５５の間の許容される値の範囲 になっているか否かのチェック。もしその場合には、まさに算出された制御値Ｓ ’₁およびＳ’₂が、システムの新たな制御値として選択される。もし、２つの制 御値Ｓ’₁およびＳ’₂の少なくともいずれか１つが、０〜２５５の間の有効な値 の範囲外となった時には、ステップＤに従って、修正計算が行われなければなら ない。 Ｄ）０〜２５５の有効な値の範囲外となった制御値Ｓ’_i（ｉ＝１または２） を、この値の範囲内の値にする修正計算： ｄＶ’=-(S'_i-D)／２ および ｄＢ’-+(S'_i-D)／2 …（４） ここで、Ｄは、光源の作動の間に、限度を越しもせず限度を下回りもしない、 上側および下側の調光の限界値である。この値Ｄを、その値の範囲の限界値０お よび２５５と仮定することもできるが、０〜２５５のその値の範囲外にすること はできない。特に、下側の調光の限界の場合には、この記述の中で後に説明する ように、値Ｄ＞０が通常選択される。 Ｅ）もし、修正計算がステップＤ）に従って実行されたら、パラメータはここ でリセットされ、ステップＢに従ってさらなる計算が行われる： ｄＶ−ｄＶ’，ｄＢ＝ｄＢ’，Ｓ₁＝Ｓ’₁，Ｓ₂＝Ｓ’₂ …（５） ステップＤ）における修正計算（４）は、ステップＤ）およびＥ）を有するル ープはただ一度だけ通過されるように、すなわち、制御値Ｓ’₁およびＳ’₂は１ 度の最大の修正の後に有効な値の範囲内になるように考慮されている。 上述した新たな制御値Ｓ’₁およびＳ’₂の計算、特に、修正計算の場合を明白 にするため、ここで、この計算を、具体的な数値を用いた例の形態で実行する。 チャネル１および２の制御値として、初期値Ｓ₁＝２１０およびＳ₂＝１２０が 選択されていると仮定する。調整の上限は、値の範囲の上限に対応していると仮 定し、それ故、Ｄ＝２５５である。利用者により入力され、式（１）に従ったパ ラメータ化（ステップＡ）の後の変更は、ｄＶ＝＋８０およびｄＢ＝０になった と仮定する、すなわち、利用者は、光の強度の割合を一定に維持した状態で（ｄ Ｂ＝０）、部屋１の全体の明るさを増す（ｄＶ＞０）ことを望んでいると仮定す る。 ステップ（Ｂ）の式２に従い、制御値の変更は、 ｄＳ₁＝＋８０−０＝＋８０ および ｄＳ₂＝＋８０＋０＝＋８０ となり、これより、式３に従って、新たな制御値の値が計算される： Ｓ’₁＝２１０＋８０＝２９０ および Ｓ’₂＝１２０＋８０＝２００ ステップＣ）における２つの制御値Ｓ’₁およびＳ’₂のチェックの結果は、最 初の制御値Ｓ’₁が有効な値の範囲外（Ｓ’₁＞２５５）となっているということ になる。そのため、今回算出された制御値Ｓ’₁およびＳ’₂は新たな制御値とし ては選択されることができず、ステップＤ）に従った修正計算が実行されなけれ ばならない。 式（４）に従って、修正された変更ｄＶ’およびｄＢ’は、 ｄＶ’＝−（２９０−２５５）／２＝１７．５ および ｄＢ’＝−（２９０−２５５）／２＝１７．５ となる。 今度は、ステップＥ）において、計算された制御値Ｓ’₁およびＳ’₂および修 正された変更ｄＶ’およびｄＢ’が初期値として設定され、ステップＢが、新た な有効な制御値を計算するために、再び実行される。式（３）および（４）に従 った計算は、今度は、 ｄＳ₁＝−１７．５−（＋１７．５）＝−３５ および ｄＳ₂＝−１７．５−（−１７．５）＝０ ， Ｓ’₁＝２９０＋（−３５）＝２５５ および Ｓ’₂＝２００＋０＝２００ という結果をもたらす。 新たな制御値Ｓ’₁は、今度は有効な値の範囲内にあり、最後に計算された制 御値Ｓ’₁＝２５５およびＳ’₂＝２００は、今度は２つのチャネル１および２を 介して、関係付けられた作動装置４および５に各々供給され得る。 下側および上側の調光の限界Ｄの値は、製造時には、不揮発性メモリ９内に設 定される。Ｄ＞０またはＤ＝０という下側の調整限界の選択に基づいて、オン／ オフスイッチングのタイプを予め決定することが可能となる。 Ｄ＞０という前者においては、２つのチャネルの光源は、共通的にスイッチオ ンされ、共通的にスイッチオフされる。これは、低い方の制御値を有するチャネ ルが、下側の調光の限界で維持され、他方のチャネルにおいて制御値が０となる までは制御値０に変化しないこと、および、低い方の制御値を有するチャネルは 、他方のチャネルがスイッチオンされることにより、下側の調光の限界にセット され、スイッチオフされない状態で維持されることを意味する。 Ｄ＝０という他方の場合には、光源は、一般的には、すなわちＢ＝０の場合を 除いて、お互い別個にスイッチオンおよびオフされる。これは、低い方の制御値 を有するチャネルは、高い方の制御値を有する他のチャネルがスイッチオンの状 態のままであっても、このチャネルにおいて制御値０が生じた時には、スイッチ オフされるということ、および、低い方の制御値を有するチャネルは、他のチャ ネルがスイッチオンされた時も、このチャネルにおいても制御値が０より大きく なるまでは、スイッチオフのままであるということを意味する。 図１および図２に示した本発明に係わるシステムの使用の例に加えて、さらな る可能な用途が、少なくとも２つの別個に駆動可能な照明手段を有する照明機器 におけるシステムおよび制御装置の使用に存在する。今、少なくとも１つの照明 手段は部屋の直接照明を提供し、少なくとも１つのさらなる照明手段が部屋の間 接照明を提供することにより、照明の制御装置の操作により、図１に従って照明 される部屋と同様に、利用者は、部屋の全体の明るさと直接および間接照明の光 の強度の割合の両方を調整することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト ヤーン オーストリア、Ａ―6911 ロッハウ、ノイ エ シャンツェ ８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の光源（２ａ・・・，３ａ・・・，）または複数の光源のグループに より照明される部屋（１）の明るさを制御する、前記個々の光源または光源のグ ループの光の強度の割合を設定または変更することができるシステムであって、 加えて、前記個々の光源または光源のグループの光の強度の割合を一定に維持 した状態で、前記部屋（１）の全体の明るさを設定または変更することができる ことを特徴とするシステム。 ２．種々の光源（２ａ・・・，３ａ・・・）の作動装置（４ａ・・・，５ａ・ ・・）の全てに接続され、個々の前記光源（２ａ・・・，３ａ・・・）の電力消 費を制御するための制御装置（７） によって特徴づけられる請求項１に記載のシステム。 ３．前記制御装置（７）のために、全体の明るさ（パラメータ”ボリューム” ）および光の強度の比率（パラメータ”バランス”）を設定するための少なくと も２つの操作要素（８ａ，８ｂ） によって特徴づけられる請求項２に記載のシステム。 ４．利用者により前記操作要素（８ａ，８ｂ）を介して設定または変更された パラメータから、前記制御装置（７）は、前記作動装置（４ａ・・・，５ａ・・ ・）の消費電力を制御するために、システムに予め設定されているパラメータを 考慮して、前記作動装置（４ａ・・・，５ａ・・・）のための制御値を計算する ことを特徴とする請求項３に記載のシステム。 ５．前記操作要素（８ａ，８ｂ）は、前記制御装置（７）に直接的に、あるい は、前記制御装置（７）に電気的接続または無線信号により接続されている外部 操作装置に配置されている ことを特徴とする請求項３または４に記載のシステム。 ６．前記操作要素（８ａ，８ｂ）は、通常の操作要素（制御スイッチ、ポテン シオメータなど）および／または前記制御装置（７）にデジタルデータを伝達す るデジタル入力要素の形態を有する ことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のシステム。 ７．前記制御装置（７）は、予め設定されたパラメータ（プリセットパラメー タ）および構成の永久的な記憶のための不揮発性メモリ（９）を有する ことを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のシステム。 ８．前記制御装置（７）は、個々の光源（２ａ・・・，３ａ・・・）を、共通 あるいは別々にオン／オフスイッチングするように構成され得る ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。 ９．前記制御装置（７）は、前記作動装置（４ａ・・・，５ａ・・・）の制御 のために、バスを介して前記光源（２ａ・・・，３ａ・・・）の前記作動装置（ ４ａ・・・，５ａ・・・）に接続される ことを特微とする請求項２〜８のいずれかに記載のシステム。 １０．各光源（２ａ・・・，３ａ・・・）または光源のグループのために、前記 制御装置（７）は、算出された前記関係付けられた作動装置（４ａ・・・，５ａ ・・・）の制御値を、この作動装置（４ａ・・・，５ａ・・・）に供給するチャ ネルを有する ことを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載のシステム。 １１．前記作動装置（４ａ・・・，５ａ・・・）のための制御値の計算は、人間 の目の明るさに対する感度と前記光源（２ａ・・・，３ａ・・・）の光の強度と の間の対数的な関係を考慮して行う ことを特徴とする請求項４〜１０のいずれかに記載のシステム。 １２．前記システムは、人工的な光源（２ａ・・・，３ａ・・・）だけでなく、 その光の強度が部屋を暗くする装置により規制され得る、部屋（１）に入射する 日光の制御にも使用されるシステムである ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のシステム。 １３．前記制御装置（７）は前記作動装置（４ａ・・・，５ａ・・・）とともに 、ハウジング内に一体化される ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のシステム。 １４．前記制御装置（７）および／または前記作動装置（４ａ・・・，５ａ・・ ・）は、前記光源（２ａ・・・，３ａ・・・）の中に一体化される ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のシステム。 １５．前記請求項２〜１４のいずれかに記載のシステムのための制御装置。 １６．少なくとも２つの別個に駆動可能な照明手段を有する照明器具における、 請求項２〜１４のいずれかに記載のシステムの使用方法。 １７．前記照明器具の少なくとも１つの照明手段は部屋（１）の直接照明を提供 し、少なくとも１つのさらなる照明手段は部屋（１）の間接照明を提供する請求 項１６に記載の使用方法。