JP2006085934A - 照明制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】外光に応じて照明器具を深く調光することができ、かつ照明器具が配設される天井面周辺の明るさの相違を低減可能な照明制御システムを提供する。
【解決手段】照明制御システム１は、照度センサ１５により検出された照度が目標照度となるように照明器具２の調光レベルを制御する照明制御手段４と、最大値および最低値の調光レベル差が予め設定された設定値を上回るときには、当該照明器具２に対応する照明制御手段４に対して前記目標照度となるように制御することを停止させ、前記調光レベル差が設定値以下となるように制御させる主制御手段５とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照度センサ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に関する。

事務所などにおいて、外光に応じて、照明エリア毎に照明器具を調光させ、被照射面を一定の照度に制御することが行われている。被照射面の照度は、例えば天井面に配設された照度センサにより検出している。そして、外光は、太陽光などの自然光が主体となっている。外光による照度は、一般的に、窓側の照明エリアが高く、窓側から奥側に向かうにつれて漸減し、奥側の照明エリアが低くなっている。この結果、窓側の照明エリアを照明する照明器具は、大きく調光制御され、奥側の照明エリアを照明する照明器具は、小さく調光制御されている。

そして、外光が強くなると、窓側および奥側のそれぞれの天井面および照明器具周辺の明るさの相違が大きくなり、照明用ランプの輝度の相違が大きくなる。これにより、人が天井面や照明用ランプ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。この問題を解消するものとして、隣接する照明エリアの照明器具周辺の明るさが略近似するように照明器具に対して調光下限値を設定する照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−３１７２９４号公報（第５頁、第１図）

特許文献１の照明装置は、例えば、隣接する一方の照明エリアの照明器具が調光下限値で調光点灯され、他方の照明エリアの照明器具が全光点灯されても天井を含めた照明器具周辺の明るさが略近似するように調光下限値が設定される。この結果、例えば、西日などの外光が窓際および奥側の照明エリアを照明して、窓際および奥側の照明器具の調光レベルが低いものであっても照明エリアが目標照度となるのに、調光下限値以下に調光できず、消費電力が無駄になる。すなわち、外光に応じて照明器具を深く調光することができないという欠点を有する。

本発明は、外光に応じて照明器具を深く調光することができ、かつ照明器具が配設される天井面周辺の明るさの相違を低減可能な照明制御システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の照明制御システムの発明は、１つのエリアが複数の照明エリアに区分され、照明エリア毎に配設された照明器具と；照明エリア毎に設けられた照度センサと；照度センサにより検出された照度が目標照度となるように照明器具の調光レベルを制御する照明制御手段と；各照明器具の調光レベルのうちの最大値および最小値の調光レベル差が予め設定された設定値を上回るときには、当該照明器具に対応する照明制御手段に対して前記目標照度となるように制御することを停止させ、前記調光レベル差が設定値以下となるように制御させる主制御手段と；を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

１つのエリアは、少なくとも３つの照明エリアに区分されている。

照明器具は、照明エリアに可視光を放射するランプやこのランプを点灯させる点灯装置を具備して構成される。また、照明器具は、通常、照明エリア毎に複数個が天井に配設されるが、１個であってもよい。照明エリア毎に配設された複数個の照明器具は、照明制御手段により同一の調光レベルに制御される。

照明器具の調光レベルは、照明器具に配設されるランプの調光レベルを意味する。調光レベルは、ランプが全光点灯のときを１００％、消灯のときを０％と設定してもよく、逆に、ランプが全光点灯のときを０％、消灯のときを１００％と設定してもよい。

照明制御手段は、照明エリア（照度センサ）毎に設けられてもよく、全ての照度エリアを統括する１個であってもよい。したがって、「照明器具に対応する照明制御手段」とは、照明制御手段が照明エリア毎に個別に設けられているときは、それぞれの照明制御手段を意味し、全ての照明エリアを統括する１個が設けられているときは、その１個の照明制御手段を意味する。

主制御手段は、照明制御手段を直列的にまたは並列的のいずれに接続していてもよい。

本発明によれば、照明器具の調光レベル差が予め設定された設定値を上回るときには、照明器具の調光レベルが最大値または最小値である照明エリアは、目標照度で照明されなくなり、照明器具の調光レベル差が設定値以下となるように照明器具の調光レベルが変更されて照明される。各照明エリアに対する天井面周辺の明るさやランプの輝度の相違が人に違和感や不快感をもたらさないように、照明器具の調光レベル差を設定することにより、外光の強さに応じて、照明器具の調光レベルが制御される。

請求項２に記載の照明制御システムの発明は、請求項１に記載の照明制御システムにおいて、照明エリア毎に対応して設けられ、各照明エリアに配設された照明器具を点消灯させる制御信号を送出する手動スイッチと；を具備し、主制御手段は、手動スイッチから照明器具を消灯させる制御信号が送出されたときに、照明制御手段に対して当該手動スイッチに対応している照明エリアの照明器具を消灯させるとともに、当該照明器具の調光レベルを無効とするようにしたことを特徴とする。

「照明器具の調光レベルを無効にする」とは、手動スイッチにより強制消灯された照明エリアの照明器具の調光レベルを照明器具の調光レベル差を演算する最小値としないことをいう。

本発明によれば、手動スイッチにより強制消灯された照明エリアを除いて、他の照明エリアの照明器具の調光レベル差が予め設定された設定値を上回るときに、照明器具の調光レベルが最大値または最小値である照明エリアは、目標照度で照明されなくなり、照明器具の調光レベル差が設定値以下となるように照明器具の調光レベルが変更されて照明される。

請求項１の発明によれば、調光下限値が固定されず、照明器具の調光レベル差が設定値以下となるように照明器具の調光レベルが制御されるので、天井面周辺の明るさやランプの輝度の相違が人に違和感や不快感を与えないようにすることができるとともに、外光の強さに応じて照明器具を深く調光することができ、省電力を図ることができる。

請求項２の発明によれば、手動スイッチに対応している照明エリアを強制消灯しても、他の照明エリアの照明器具の調光レベル差が設定値以下となるように照明器具の調光レベルが制御されるので、他の照明エリアにおいて、天井面周辺の明るさやランプの輝度の相違が人に違和感や不快感を与えないようにすることができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１〜図６は、本発明の第１の実施形態を示し、図１は照明制御システムの概略構成図、図２は照明器具およびセンサ装置の配置図、図３はセンサ装置の斜視図、図４は照明制御装置のブロック図、図５は主制御装置のブロック図、図６は照明エリア毎の照明器具の調光レベルの変化図である。

照明制御システム１は、図１に示すように、照明器具２、センサ装置３、照明制御手段としての照明制御装置４および主制御手段としての主制御装置５を有して構成されている。また、１つの大きなエリア６は、図２に示すように、複数の照明エリア７（７Ａ〜７Ｆ）に区分されている。

照明器具２は、点灯装置８および蛍光ランプ９を配設している。そして、それぞれの照明エリア７の天井面１０に配設され、それぞれの照明エリア７を照明する。また、照明器具２は、図２に示すように、照明エリア７毎に４個が配設されており、照射領域１１が照明エリア７より大きくなっている。隣接する照明領域１１，１１は、一部分、重なり合っている。そして、照射領域１１には、例えば窓から太陽光などの外光が入射される。照射領域１１の照度は、外光の強さに応じて変化する。

そして、それぞれの照明エリア７の中心に位置する天井面１０には、個別にセンサ装置３が配設されている。それぞれの照明エリア７の照明器具２は、それぞれの照明エリア７に配設されたセンサ装置３からの照明制御により、点消灯または調光される。

センサ装置３は、図３に示すように、センサ装置本体１２、カバー１３および取付ばね１４，１４等を有して形成されている。そして、カバー１３には、外表面１３ａに露出するようにして、照度センサ１５および表示用ＬＥＤ１６などが配設されている。また、センサ装置本体１２は、内部に照明制御装置４（図示しない。）を収納し、背面１２ａに端子群（図示しない。）を配設している。端子群は、照明制御装置４と、照明器具２の点灯装置８および主制御装置５を接続する出力端子などにより形成されている。

照度センサ１５は、照明器具２が照明する照明エリア７内からの反射光により当該照明エリア７内の照度を間接的に検出し、照明制御装置４に送出するように構成されている。センサ装置３が照明エリア７毎に設けられているので、照度センサ１５は、照明エリア７毎に設けられている。そして、照度センサ１５は、図２に示すように、照明領域１１内の破線１７で示す内側の領域１８の照度を検出している。ここで、隣接する照明エリア７の照明領域１１の一部分の照度も検出しており、この一部分の照度は外光となっている。

表示用ＬＥＤ１６は、センサ装置３が動作しているときに点灯する。

そして、照明制御装置４は、図４に示すように、照度入力部１９、表示部２０、記憶部２１、伝送部２２、電源部２３および制御部２４を有して構成されている。照度入力部１９は、照度センサ１５に接続され、照度センサ１５からの検出信号を制御部２４に送出するように構成されている。また、表示部２０は、表示用ＬＥＤ１６に接続され、制御部２４の制御に応じて表示用ＬＥＤ１６を点消灯させるように構成されている。

記憶部２１は、自身のセンサ装置３や照明器具２のアドレス、主制御装置５から送出された目標照度などの諸データが記憶されている。伝送部２２は、照明器具２の点灯装置８および主制御装置５に信号線２５で接続され、制御信号を送受信するように構成されている。また、電源部２３は、商用交流電源Ｖｓに接続され、交流電圧を直流電圧に変換すると共に、所定の電圧値に調整して、制御部２４やその他の回路部に駆動電源を供給するように構成されている。

制御部２４は、ＣＰＵおよびプログラムが格納されたＲＯＭなどを具備している。そして、制御部２４は、記憶部２１に記憶されている目標照度で照明器具２を点灯させるように構成されている。すなわち、照度センサ１５により検出された照度が目標照度となるように、照度センサ１５により検出された照度値（検出値）に応じて蛍光ランプ９の調光レベルを演算し、この調光レベルに応じた調光信号例えばＰＷＭ調光信号を演算生成して、伝送部２２を介して照明器具２の点灯装置８に伝送するように構成されている。このように、照明制御装置４は、自身の照明エリア７に対して、照度センサ１５が目標照度を検出するように照明器具２の調光レベルを制御する。

主制御装置５は、照明システム全体を統括管理するものであり、図１に示すように、信号線２５を介してそれぞれの照明エリア７に配設されているセンサ装置３に接続されている。主制御装置５は、図示しない表示部や操作部などが設けられている表面が壁面２６に露出するようにして主制御装置本体５ａが壁の内部に設置されている。

そして、主制御装置５は、図５に示すように、主制御部２６、電源部２７、不揮発性の記憶部２８、伝送インターフェース（Ｉ／Ｆ）部２９、外部入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）部３０、設定操作部３１および表示部３２などを有して構成されている。

電源部２７は、図示しない外部電源から入力した交流電圧を直流電圧に変換すると共に所定の電圧値に調整して、主制御部２６などに電源を供給して動作させる。不揮発性の記憶部２８は、センサ装置３および照明器具２のアドレス、照明器具２の目標照度、調光レベル差に対応する予め設定された設定値および照明器具２の調光レベルなどの各種データが記憶されている。

伝送インターフェース（Ｉ／Ｆ）部２９は、信号線２５に接続され、センサ装置３との間で制御信号などの送受を行うように構成されている。外部入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）部３０は、例えば主制御装置４の表面に設けられた外部スイッチ（図示しない。）に接続されている。この外部スイッチの操作により、照明器具２の点灯または消灯が行えるものである。設定操作部３１は、アドレスの設定や目標照度および調光レベル差に対応する設定値などを入力するものである。表示部３２は、例えば照明エリア７の照明器具２の点灯状態を表示するように構成されている。

主制御部２６は、ＣＰＵおよびプログラムが格納されたＲＯＭなどを具備している。主制御部２６は、それぞれの照明エリア７に配設されているセンサ装置３の照明制御装置４に対して照度センサ１５により検出される照度が目標照度となるように制御させるとともに、常時、それぞれの照明制御装置４から照明器具２の調光レベルを入力するように構成されている。

そして、主制御部２６は、照明エリア７のそれぞれの照明器具２の調光レベルを比較して最大値および最小値の調光レベルを選定し、この最大値および最小値の調光レベルから調光レベル差を演算する。そして、調光レベル差が予め設定された設定値以下のときに、それぞれの照明エリア７のセンサ装置３内の照明制御装置４に対して、照度センサ１５により検出される照度が目標照度となるように制御させる。一方、調光レベル差が予め設定された設定値を上回るときには、照明器具２を最大値の調光レベルで制御している照明制御装置４または照明器具２を最小値の調光レベルで制御している照明制御装置４の少なくとも一方の照明制御装置４に対して、照度センサ１５により検出される照度が目標照度となるように制御することを停止させ、調光レベル差が設定値以下となる調光レベルで照明器具２を制御させるように構成されている。すなわち、照明器具２が最大値または最小値の調光レベルで制御されている一方の照明エリア７あるいは両方の照明エリア７は、目標照度で照明されなくなる。

また、主制御部２６は、照明制御装置４から伝送された照明器具２の照明制御に応じて、表示部３２に照明器具２の点灯状態などを表示させるように構成されている。

次に、照明制御装置４および主制御装置５による照明器具２の照明制御の一例について、図６を参照して説明する。

照明器具２の調光レベル差に対応する設定値は、主制御装置５の設定操作部３１で予め設定され、不揮発性の記憶部２８に記憶されている。設定値として、例えば１５％が設定されている。

主制御装置５の主制御部２６は、それぞれの照明エリア７のセンサ装置３内の照明制御装置４に対して、それぞれの照度センサ１５が検出する照度が目標照度となるように制御させる。照明制御装置４は、当該目標照度となるように照明器具２の調光レベルを演算生成して、調光信号を照明器具２の点灯装置８に送信する。点灯装置８は、調光信号に応じて蛍光ランプ９を調光レベルで点灯させる。そして、それぞれの照明エリア７の照明器具２の調光レベルは、常時、照明制御装置４から信号線２５を介して主制御装置５に送信され、主制御部２６に入力される。

主制御部２６は、それぞれの照明エリア７の照明器具２の調光レベルを比較して、例えば、照明エリア７に対して調光レベルの高い照明エリア７から順位を付与する。そして、最高順位（１位）の照明エリア７の照明器具２の調光レベルから最低順位（６位）の照明エリア７の照明器具２の調光レベルを減算して調光レベル差を算出する。すなわち、それぞれの照明エリア７の照明器具２の調光レベルのうちの最大値および最小値の調光レベル差を演算する。そして、調光レベル差が設定値（１５％）以下のとき、それぞれの照明エリア７の照明制御装置４に対して、それぞれの照度センサ１５が検出する照度が目標照度となるように制御させる。

そして、それぞれの照明エリア７に対して太陽光などの外光が入射すると、図６（ａ）に示すように、照明エリア7における照明器具2の調光レベルのばらつきが大きくなる。照明エリア７Ｃは、照明器具２の調光レベルが６２％（最高値）で最高順位（１位）であり、照明エリア７Ｅは、照明器具２の調光レベルが３５％（最小値）で最低順位（６位）となっている。そして、調光レベル差は、２７％であり、設定値の１５％を上回っている。

主制御部２６は、調光レベル差が設定値を上回っていると、照明器具２がそれぞれ最高値の調光レベルで制御されている照明エリア７Ｃの照明制御装置４および最低値の調光レベルで制御されている照明エリア７Ｅの照明制御装置４に対して、それぞれの照度センサ１５が検出する照度が目標照度となるように制御させることを停止させる。

そして、照明エリア７Ｃの照明制御装置４に対して、照明器具２の調光レベルが２位である照明エリア７Ｆの調光レベル（６０％）で照明器具２を制御させ、照明エリア７Ｅの照明制御装置４に対して、照明器具２の調光レベルが５位である照明エリア７Ｄの調光レベル（４５％）で照明器具２を制御させる。すなわち、照明エリア７Ｆの調光レベル（６０％）を照明エリア７全体の上限値、照明エリア７Ｄの調光レベル（４５％）を同じく下限値とする。これにより、図６（ｂ）に示すように、照明エリア７Ｃは、照明器具２が調光レベル６０％で制御され、照明エリア７Ｅは、照明器具２が調光レベル４５％で制御される。そして、それぞれの照明エリア７の照明器具２の調光レベルの最高値および最小値の調光レベル差は、１５％以下となり、設定値以下となる。ここで、照明エリア７Ｃおよび照明エリア７Ｅは、目標照度で照明されなく、照明エリア７Ａ、照明エリア７Ｂ、照明エリア７Ｄおよび照明エリア７Ｆは、目標照度で照明される。

さらに、照明エリア７Ａ〜７Ｆのうちの照明エリア７Ａに入射する外光が強くなると、図６（ｃ）に示すように、照明エリア７Ａの照明器具２の調光レベルが最小値となり、調光レベル差が１６％となって設定値１５％を上回る。主制御部２６は、照明エリア７Ａの照明制御装置４に対して、照明器具２の調光レベルが５位（４位）である照明エリア７Ｅの調光レベル（４５％）で照明器具２を制御させる。すなわち、照明エリア７Ｅの調光レベル（４５％）を照明エリア７全体の下限値とする。これにより、図６（ｄ）に示すように、照明エリア７Ａは、照明器具２が調光レベル４５％で制御され、照明エリア７の調光レベル差は、１５％以下となり、設定値以下となる。

主制御部２６は、上述したように、調光レベル差が設定値（１５％）を上回るときには、照明器具２がそれぞれ最高値または最小値の調光レベルで制御されている照明エリア７の照明制御装置４に対して、照度センサ１５が検出する照度が目標照度となるように制御させることを停止させる。ここで、主制御部２６は、タイマ機能を具備しており、所定期間（例えば、１０分）毎に、前記停止を解除し、前記照明制御装置４に対して、照度センサ１５が検出する照度が目標照度となるように制御させる。そして、照明エリア７Ａ〜７Ｆのそれぞれの照明器具２の調光レベルうちの最大値および最小値の調光レベル差が設定値（１５％）を上回っていると、再び、上述したように制御する。

上述したように、照明エリア７の照明器具２の調光レベル差が予め設定された設定値以下となるように、照明エリア７の照明器具２の調光レベルが制御され、調光レベルのばらつきが規制されるので、照明器具２が配設されている天井面１０周辺の明るさや蛍光ランプ９の輝度の相違が人に違和感や不快感を与えないようにすることができる。そして、調光レベルの下限値を固定せずに、照明器具２の調光レベル差を設定値以下とするので、照明エリア７全体が外光によって照度変化するとき、外光の強さに応じて照明エリア７全体で照明器具２の調光レベルを深く調光することができ、省電力を図ることができる。

なお、図６を参照した説明において、照明器具２の調光レベル差に対応する設定値を１５％としたが、当該設定値は、天井面１０周辺の明るさや蛍光ランプ９の輝度の相違が人に違和感や不快感を与えない値に適宜設定されていればよい。また、最大値または最小値の調光レベルで制御されている照明器具２に対して、ひとつ下位または上位の調光レベルで照明器具２の調光レベルを制御させているが、この方法によらず、調光レベル差が設定値以下となるように当該照明器具２の調光レベルが適宜設定されていればよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図７は、本発明の第２の実施形態を示す照明制御システムの概略構成図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

図７に示す照明制御システム３３は、図１に示す照明制御システム１において、それぞれの照明エリア７Ａ〜７Ｆ毎に対応して設けられた手動スイッチ３４を備えている。そして、この手動スイッチ３４は、スイッチボックス３５に集合されて壁面２６に配設されている。

手動スイッチ３４は、信号線２５を介して、主制御装置５の主制御部２６に照明器具２を点灯または消灯させる制御信号を手動スイッチ３４に付与されたアドレスとともに送出するように構成されている。そして、当該点灯または消灯の制御信号の送出は、手動スイッチ３４をそれぞれオンまたはオフすることによって行われるように構成されている。手動スイッチ３４のオンオフの状態は、手動スイッチ３４の表面に設けられた発光が異なる表示ランプ３６ａ，３６ｂにより視認可能となっている。

手動スイッチ３４をオン（オフ）すると、その制御信号が手動スイッチ３４のアドレスとともに主制御装置５の主制御部２６に伝送される。そして、主制御部２６は、当該手動スイッチ３４に対応している照明エリア７の照明器具２を点灯（消灯）させる制御信号をアドレスとともにセンサ装置３の照明制御装置４に伝送するように構成され、アドレスの一致するセンサ装置３の照明制御装置４の制御部２４は、手動スイッチ３４に対応している照明エリア７の照明器具２を点灯（消灯）させるように構成されている。

そして、主制御部２６は、手動スイッチ３４から照明器具２を消灯させる制御信号が送出されたときに、手動スイッチ３４に対応している照明エリア７の照明器具２の調光レベルを無効とするように構成されている。すなわち、照明器具２が消灯しているときの調光レベルは、最小値であるが、手動スイッチ３４により強制消灯されたとき、照明器具２の調光レベルを最小値としないものである。

図２において、例えば、手動スイッチ３４により照明エリア７Ａを強制消灯すると、主制御装置５の主制御部２６は、他の照明エリア７Ｂ〜７Ｆの照明器具２の調光レベル差が予め設定された設定値を上回るときには、他の照明エリア７Ｂ〜７Ｆの照明器具２の調光レベルが最大値または最小値である照明器具２に対応する照明制御装置４に対して、照明器具２の調光レベル差が設定値以下となるように照明器具２の調光レベルを制御させる。これにより、他の照明エリア７Ｂ〜７Ｆにおいて、天井面１０周辺の明るさや蛍光ランプ９の輝度の相違が人に違和感や不快感を与えないようにすることができる。そして、照明な不要な照明エリア７が消灯されるので、省電力を図ることができる。

本発明の第１の実施形態を示す照明制御システムの概略構成図。 同じく、照明器具およびセンサ装置の配置図。 同じく、センサ装置の斜視図。 同じく、照明制御装置のブロック図。 同じく、主制御装置のブロック図。 同じく、照明エリア毎の照明器具の調光レベルの変化図。 本発明の第２の実施形態を示す照明制御システムの概略構成図。

符号の説明

１，３３…照明制御システム
２…照明器具
４…照明制御手段としての照明制御装置
５…主制御手段としての主制御装置
１５…照度センサ
３４…手動スイッチ

Claims (2)

1. １つのエリアが複数の照明エリアに区分され、照明エリア毎に配設された照明器具と；
   照明エリア毎に設けられた照度センサと；
   照度センサにより検出された照度が目標照度となるように照明器具の調光レベルを制御する照明制御手段と；
   各照明器具の調光レベルのうちの最大値および最小値の調光レベル差が予め設定された設定値を上回るときには、当該照明器具に対応する照明制御手段に対して前記目標照度となるように制御することを停止させ、前記調光レベル差が設定値以下となるように制御させる主制御手段と；
   を具備していることを特徴とする照明制御システム。
2. 照明エリア毎に対応して設けられ、各照明エリアに配設された照明器具を点消灯させる制御信号を送出する手動スイッチと；
   を具備し、
   主制御手段は、手動スイッチから照明器具を消灯させる制御信号が送出されたときに、照明制御手段に対して当該手動スイッチに対応している照明エリアの照明器具を消灯させるとともに、当該照明器具の調光レベルを無効とするようにしたことを特徴とする請求項１記載の照明制御システム。

Images