JP4625023B2 - 占有検出による照明制御 - Google Patents

Description

本発明は、照明制御に関し、特に、占有検出を含む照明制御に関する。

よく知られているように、蛍光ランプは白熱ランプと比較して大きなエネルギー節約を提供する。発光ダイオード（ＬＥＤ）光源のコスト及びエネルギー効率が向上するとともに、これらは、蛍光ランプの可能な代替品となりつつあり、色制御の利点を更に提供している。しかし、光源が何であっても、エネルギー節約は、非占有領域の照明を暗くする又は消すことによって更に改善されることができる。これは、何らかの種類の占有検出を必要とする。

米国特許第６，３４０，８６４号（ここに参照によって組み込まれる）において示されたように、或る種の占有検出器は、照光されている領域にいる占有者の動きを検出する。この種の構成は、座って動かない占有者、又は、照光されている領域中のセンサには見えない部分にいる占有者を検出することに失敗する可能性があり、これは、照明が誤って消されるという結果を生じる。占有者以外の動作が検出されると、誤検出も生じうる。

正確な占有検出に基づく照明制御であって、複雑すぎず、照明制御システムと容易にインターフェースするものへの必要性がある。

本発明によれば、光源は、局所領域を、該局所領域を識別するように変調された光で照らす。変調された光の検出に応じて、局所領域に位置する着用型占有検出器は、局所領域を識別する信号を放射する。放射された信号は、光源と通信する制御ユニットによって受信され、光源の照明機能を制御することが可能である。

本特許出願において、用語"局所領域"及び"着用型"は、定義された意味を持つことに注意されたい。用語"局所領域"は、それぞれの光変調識別子を有する、照明されたあらゆる領域を意味する。例えば、局所領域は、単一の部屋、又は、建物の同一の又は異なった部分の複数の部屋、１つ又は複数の外空間等であってよい。用語"着用型"は、人によって容易に着用、携行又は他の手法で輸送されることができる機能を意味する。

本発明による占有検出は、動きに依存せず、発明の背景において説明された問題を避ける。これは、比較的単純でもあり、且つ、照明制御システムと容易にインターフェースする。本発明の特に有利な形式において、着用型占有検出器によって放射される信号は、該検出器が位置する局所領域、及び、伝送を行っている具体的な検出器の両方を識別する。従って、それぞれが固有の識別子を有する、多くの局所領域及び着用型占有検出器の例を用いて、各局所領域中の占有者の数が決定されることができる。この情報は、安全性を向上させるのに利用されることができ、例えば、火事の際に１人又は複数の占有者がどの領域に位置するかを検出する。他の利点として、各着用型占有検出器が特定の人を識別するなら、この情報を利用して、アクセスの制限された領域における権限のない人間の存在を検出することにより、セキュリティが改善されることができる。

図１の実施例は、本発明を用いる単純な照明システムを示す。このシステムは、２つの局所領域Ａ及びＢを含み、これら局所領域のそれぞれは、それぞれの光源を持つ。本発明は、単一の局所領域に、及び、多くの局所領域を含む照明システムに適用可能であるが、図１の２つの領域の実施例が、本発明の原理を説明するのに十分である。

局所領域Ａ、Ｂは、存在するあらゆる着用型占有検出器に当たるのに十分な有効範囲を持ってこれらの領域を照らすそれぞれの光源ＬＡ、ＬＢを含む。これらの光源のそれぞれは、この目的を達成するのに必要なように配置された１つ又は複数の光ユニット（例えば蛍光、ＨＩＤ、ＬＥＤ）を含んでよい。光ユニットによって発せられた光は、当該光ユニットが位置する特定の局所領域を識別するように変調される。これは、例えば、それぞれの局所領域を固有に識別するコードに従って光を周波数変調することによって行われることができる。変調は、連続的又は間欠的であってよく、好適には人間の目では分からない周波数領域にある。

１つの局所領域中の光源からの光の変調は、異なった局所領域に位置するいかなる占有検出器によっても検出可能であるべきでない。図１の実施例において、これは、光源ＬＡによって発せられた変調された光ＭＡが局所領域Ｂ中のいかなる占有検出器に到達することも遮る壁Ｗによって達成される。同様に、壁Ｗは、光源ＬＢによって発せられた変調された光ＭＢが局所領域Ａ中のいかなる占有検出器に到達することも遮断する。壁Ｗの代替例は、１つの局所領域中の変調された光を、その光が別の局所領域中の占有検出器に当たることのないように方向決めすること、又は、局所領域を十分に分離して、１つの局所領域からの変調された光が別の局所領域に到達したときには検出されることができないほどに減衰しているようにすることを含む。

図１に示される瞬間において、着用型占有検出器Ｄ１は、局所領域Ａに位置し、着用型占有検出器Ｄ２及びＤ３は、局所領域Ｂに位置する。有利には、これらの占有検出器は、局所領域を占有することになる人によって便利に着用可能であるタグ又はバッジの形式である。好適には、検出器は、電池及び／又は太陽電池アレイ等の電力源からのパワードレインを最小化するために低電力集積回路を利用する。図２は、１つのこのような占有検出器Ｄの実施例を示し、これは、光センサＳ、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｄ及びＲＦトランシーバＸ−Ｄを含む。光センサＳは、検出器が位置する局所領域中の変調された光を検出し、それぞれの局所領域識別子（例えば領域Ａ）を抽出し、識別子を、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｄに加えられるデジタル信号に変換する。このマイクロコントローラユニットは：
・検出された局所領域識別子を照明システムコントローラＣによって認識可能な位置コードに変換する；
・この位置コードを表す検出器−探知器信号を発生させ、オプションで、ＩＤコードが組み込まれるそれぞれの占有検出器（Ｄ１）を識別する当該ＩＤコードを発生させる。
・この信号をＲＦトランシーバＸ−Ｄに加える。
トランシーバＸ−Ｄは、検出器−探知器信号によって変調されるＲＦ信号を伝送して、照明システムコントローラＣへの符号化された情報の通信を直接又は照明制御ユニットＬＣを介して実行する。

照明システムコントローラＣは、直接結合されていれば、該コントローラが制御すべき局所領域の何れかに着用型占有検出器Ｄがあるときに該コントローラがこれら着用型占有検出器Ｄから検出器−探知器信号を受信することができる場所に、位置する。コントローラＣは、全局所領域の外に、局所領域の中に、そして、光源自体の中にさえ、位置することができる。図１の破線によって示されるように、照明システムコントローラＣ及び照明制御ユニットＬＣも、光源のそれぞれに結合される。これは、いかなる便利なモードによっても行われることができ、例えばワイヤカップリング又はワイヤレスカップリング（例えばＲＦ、ＩＲ又は可視光）を介して行われることができる。図３は、照明システムコントローラＣの実施例を示す。この実施例において、システムコントローラＣは、ＲＦ通信を受信及び送信するためのトランシーバＸ−Ｃと、照明システムの動作を制御する人と通信するためのユーザインターフェースＵＩと、これらの通信の全てを処理するためのマイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｃとを含む。

本発明の１つの実施例では、システムコントローラＣは、検出器−探知器信号を着用型占有検出器から直接受信する。別の実施例（本願で詳細に説明される）では、これらの信号は、例えば１つ又は複数の照明制御ユニットＬＣを介して、照明システムコントローラに転送される。有利には、これらのユニットＬＣは、１つ又は複数の光源に組み込まれることができる。図４は、照明制御ユニットＬＣの実施例を示す。この実施例において、照明制御ユニットＬＣは、ＲＦ通信を受信及び送信するためのトランシーバＸ−ＬＣと、用いられる種類の光源のための光ドライバ回路ＬＤＲと、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−ＬＣとを含む。このマイクロコントローラユニットは、照明システムにおいて用いられるプロトコルに従ってトランシーバＸ−ＬＣに提供し及びこれから受信する信号を変換する。例えば、コマンド及び他の情報（例えば検出器及び局所領域識別子）は、ＤＡＬＩ標準に準拠してもよく、ＺＩＧＢＥＥ等のＲＦ通信プロトコルに埋め込まれてもよい。マイクロコントローラユニットＭＣＵ−ＬＣは、また、
・それぞれの光源によって作られた照明光を変調して該光源が位置する局所領域を識別する；
・照明システムコントローラＣから受信されるコマンドに従って基本的な機能（例えば、光源をオンオフする、光出力を減光する等）を実行する、
ように光ドライバ回路ＬＤＲを制御する。

照明制御ユニット動作
図５は、図４に示される照明制御ユニットＬＣのマイクロコントローラユニットＭＣＵ−ＬＣの例示的な動作を示す。具体的には：
・ＮＩにおいて、照明制御ユニットＬＣは、自己のトランシーバＸ−ＬＣを通じた伝送を介して初期化される。初期化は、照明システムコントローラＣが、それぞれのネットワークＩＤコードを、ネットワークに加わる全ての構成部品に割り当てる工程である。１つの局所領域について、複数の照明制御ユニットがありうることに注意されたい。例えば、局所領域についての光源は、それぞれが照明制御ユニットＬＣを持つ複数の光ユニットを含んでよい。この場合は、有利には、それぞれの局所領域中の照明制御ユニットのうちの１つがマスターとして、他のものがスレーブとして、動作されることができる。このようなマスター−スレーブ構成において初期化が行われうる１つの手法の詳細な説明が、２００２年１２月１９日出願の米国特許出願第号１０／３２３，４１４号に与えられており、これは参照によりここに組み込まれたものとする。
・ＲＣにおいて、照明制御ユニットＬＣは、局所領域が人のために照明されるべきであることを示す何らかの信号又はコマンドを自身が受信しているかどうかを決定する。このような決定は、照明システムが構成されている態様に応じて種々の手法でなされることができる。例えば、（ｉ）検出器を持つ人がそれぞれの領域に入ると、検出器Ｄは、それぞれ、照明制御ユニットのトランシーバＸ−ＬＣによって検出可能なＲＦ信号を連続的に発して、これにより、該領域中の光源に、それぞれの局所領域識別子を有する変調された光を伝送させることができる。（ｉｉ）検出器を持つ人が第１の局所領域を去ると（そして検出器が該領域についての探知器信号をもはや伝送しなくなると）、照明システムコントローラＣは、隣接した局所領域の１つ又は複数の照明制御ユニットにこれらの領域を照らすことを命令することができる。（ｉｉｉ）局所領域への通路沿いの又は局所領域中のＩＲセンサは、人の局所領域への立ち入りを検出することができ、それぞれの照明制御ユニットに、人が該領域に立ち入っていることを示す信号を送ることができる。
‐照明制御ユニットＬＣが、局所領域を照明する信号又はコマンドを受信していない場合、ＲＯＰにおいて、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−ＬＣは、他のコマンド（例えば減光コマンド）又は信号（例えば、自動環境制御システムにおいては、それぞれの局所領域についての検出された温度又は環境光レベル）がトランシーバから受信されているかどうか決定する。
○もしノーなら、マイクロコントローラユニットはＲＣに戻る。
○もしイエスなら、マイクロコントローラユニットは、ＰＰＩにおいてコマンド又は信号を処理してＲＣに戻る。
‐照明制御ユニットＬＣが、局所領域を照明する信号又はコマンドを受信していないなら、ＰＣＴにおいて、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−ＬＣは、光ドライバ回路ＬＤＲに、局所領域（例えば局所領域Ｂ）を識別するように変調された光でそれぞれの局所領域を照明させ、ＲＩＤに行く。
・ＲＩＤにおいて、照明制御ユニットは、局所領域の光を連続的に又は断続的に変調し、それぞれの局所領域に位置する（１つ又は複数の）占有検出器Ｄからの正しい反応が受信されるかどうか決定する。正しい反応は、それぞれの局所領域についてのコードを含む検出器−探知器信号である。例えば、照明制御ユニットが局所領域Ｂの照明を制御しているなら、この領域中の検出器についての正しい反応は、局所領域Ｂを識別するコードを含む。
‐正しい反応が受信されたら、照明制御ユニットはＲＬＩに行き、トランシーバＸ−ＬＣを介して照明システムコントローラＣに位置コードを伝送し、人がそれぞれの局所領域にいることを示し、ＲＣに戻る。占有検出器からの検出器−探知器信号が、個々の検出器を識別するＩＤコードも含むなら、この情報も照明システムコントローラに伝送される。
‐正しい反応が受信されなければ、それぞれの照明制御ユニットのマイクロコントローラユニットＭＣＵ−ＬＣは：
○ＰＤＴに行き、デフォルトのタスクを実行する（例えば、それぞれの光源の光ドライバ回路ＬＤＲに局所領域照明を減光又は消光させる）：
○ＲＬＩに行き、照明システムコントローラＣに、それぞれの局所領域に占有者がいないことを伝える；
○ＲＣに戻る。

照明システムコントローラ動作
図６は、図３に示される照明システムコントローラＣのマイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｃの例示的な動作を示す。具体的には：
・ＮＩにおいて、照明システムコントローラは、占有検出器Ｄ、照明制御ユニットＬＣ、及び、場合によっては、コントローラと通信することができる構成部品を、通信ネットワークに初期化して入れる。図１の照明システムの例においては、これは、着用型占有検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３並びに光源ＬＡ及びＬＢにそれぞれ関連する照明制御ユニットｓＬＣ−Ａ及びＬＣ−Ｂ（示されない）を含むことになる。これらの構成部品の全ては、構成部品のそれぞれのトランシーバを通過するＲＦ通信を介して初期化されることになる。
・ＲＤＬにおいて、照明システムコントローラＣは、そのトランシーバＸ−Ｃがシステムの照明制御ユニットから検出器−位置コード及び検出器ＩＤコードを受信しているかどうか決定する。
‐もしイエスなら、ＵＯＩにおいて、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｃは、識別された局所領域において着用型占有検出器Ｄが検出されたことを示すために、ユニットのルックアップテーブルをアップデートし、含んでいたら、検出器のアイデンティティをアップデートする。次にこれはＲＤＬに戻る。ルックアップテーブルは、検出器に関連する他の情報（例えば、検出器を発行された人のアイデンティティ）も含んでよい。
‐もしノーなら、ＲＯＣにおいて、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｃは、ユーザインターフェースＵＩ又はトランシーバＸ−Ｃを介してコマンド又は要求が受信されたかどうかチェックする。
○もしノーなら、マイクロコントローラユニットは、ＲＤＬに戻る。
○もしイエスなら、マイクロコントローラユニットは、必要な行動を実行し、ＲＤＬに戻る。このような行動の例は、ユーザインターフェースからのコマンドに応じて特定の局所領域の照明を暗くするコマンドを発行して、要求に応じてシステム構成要素を初期化することを含む。

ＵＯＩにおいて取られるべき行動の別の例として、ルックアップテーブルが、占有者が存在し、且つ、着用型占有検出器が局所領域Ａに存在することを受信された検出器−位置コードが示すときには、局所領域Ａが照らされるべきであると特定したら、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｃは、照明制御ユニットに、光源ＬＡに局所領域Ａを照らさせることのコマンド（トランシーバＸ−Ｃによって伝送される）を発行する。ルックアップテーブルは、永久的であってもよく、又は、（例えばユーザインターフェースＵＩを介して）容易にアップデート可能であってもよい。

別の例として、１つ又は複数のルックアップテーブルが、着用型占有検出器を発行された異なった人のセキュリティクリアランスと、異なった局所領域へのアクセスに必要とされるセキュリティクリアランスとを特定することができる。このとき、ＵＯＩにおいてマイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｃによって取られるべき行動は、特定の局所領域に位置する検出器を発行された人が、該領域についての必要なクリアランスを持つかどうか確認することであってよい。代わりに、これは、ユーザインターフェースＵＩからのコマンドに応じてＲＯＣ及びＰＣＴにおいて実行されることができる。

占有検出器動作
図７は、図２に示される着用型占有検出器Ｄの例示的な動作を示す。具体的には：
・ＮＩにおいて、各占有検出器Ｄが、照明制御ユニットＬＣのＲＦ範囲内に入るたびに初期化される。
・ＲＭＬにおいて、占有検出器内のマイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｄが、局所領域で、変調された光を受信しているかどうか決定する。
‐もしイエスなら、ＳＬＩにおいて、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｄは、それが位置する局所領域を識別する検出器−探知器信号を伝送し、随意に、固有の検出器ＩＤコードを伝送する。この情報は、それぞれの照明制御ユニットＬＣによって照明システムコントローラＣに転送される。マイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｄは、次に、ＲＭＬに戻る。
‐もしノーなら、ＲＰにおいて、マイクロコントローラユニットＭＣＵ−Ｄは、トランシーバＸ−Ｄを介してコマンド又は要求が受信されているかどうか決定する（例えば、照明システムコントローラＣからの、照明制御ユニットＬＣの伝送範囲内の全検出器に対する、自身を識別することのコマンド）。
○もしノーなら、マイクロコントローラユニットは、ＲＭＬに戻る。
○もしイエスなら、マイクロコントローラユニットは、ＰＰＩにおいてコマンド又は要求を処理して、ＲＭＬに戻る。

本発明の実施例が説明されたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の修正及び変更がなされることができる。従って、本発明は、添付の請求の範囲内に入る全ての実施例を含むことを理解されたい。
代替例

Ｄ／Ｃ／ＬＣがＲＦを介して通信することが示されたが、ワイヤを介してもよく、及び／又は、ＲＦとは異なった種類であってもよい。

本発明の実施例の占有検出の概略図である。 占有検出器の実施例のブロック図である。 照明システムコントローラの実施例のブロック図である。 照明制御ユニットの実施例のブロック図である。 図４の照明制御ユニットの例示的な動作を図示するフローチャートである。 図３の照明システムコントローラの例示的な動作を図示するフローチャートである。 図２の占有検出器の例示的な動作を図示するフローチャートである。

Claims (18)

1. ａ．局所領域を照明するために、前記局所領域を識別するように変調された光を発するための光源と、
   ｂ．前記変調された光の検出に応じて、前記局所領域を識別する信号を放射するための着用型占有検出器と、
   ｃ．前記放射された信号の受信に応じて前記光源の照明機能を制御することができる、前記光源と通信する制御ユニットと、
   を有する照明制御装置。
2. 請求項１に記載の照明制御装置において、前記放射される信号は、前記局所領域を超えて伝わることが可能である、装置。
3. 請求項１に記載の照明制御装置において、前記制御ユニットは、前記放射される信号を直接受信する、装置。
4. 請求項１に記載の照明制御装置において、前記着用型占有検出器によって放射される信号は、前記検出器を識別する、装置。
5. 請求項１に記載の照明制御装置において、前記着用型占有検出器によって放射される信号は、特定の人を識別する、装置。
6. ａ．第１の局所領域を照明するために、前記第１の局所領域を固有に識別するように変調された光を発するための光源と、
   ｂ．第２の局所領域を照明するために、前記第２の局所領域を固有に識別するように変調された光を発するための光源と、
   ｃ．それぞれの光源からの前記変調された光の前記第１及び第２の局所領域の何れかにおける検出に応じて信号を放射するための着用型占有検出器であって、前記信号は、当該着用型占有検出器が位置する局所領域を識別する、着用型占有検出器と、
   ｄ．前記放射された信号の受信に応じて前記光源のそれぞれの照明機能を制御することが可能である、前記第１の及び第２の光源と通信する少なくとも１つの制御ユニットと、
   を有する照明制御装置。
7. 請求項６に記載の照明制御装置において、前記少なくとも１つの制御ユニットは、第１の及び第２の制御ユニットを有し、これら制御ユニットのそれぞれは、前記第１の及び第２の光源のそれぞれと通信する、装置。
8. 請求項６に記載の照明制御装置において、前記放射された信号は、前記第１の及び第２の局所領域のうちの少なくとも１つを超えて伝わることが可能である、装置。
9. 請求項６に記載の照明制御装置において、前記少なくとも１つの制御ユニットは、前記放射される信号を直接受信する、装置。
10. 請求項６に記載の照明制御装置において、前記着用型占有検出器によって放射される信号は、前記検出器を識別する、装置。
11. 請求項６に記載の照明制御装置において、前記着用型占有検出器によって放射される信号は、特定の人を識別する、装置。
12. ａ．それぞれの局所領域を照明するために、前記局所領域を識別するように変調された光を発するための複数の光源と、
    ｂ．前記変調された光の検出に応じて信号を放射するための着用型占有検出器であって、前記放射される信号は、当該着用型占有検出器が位置する局所領域を識別する、着用型占有検出器と、
    ｃ．前記光源の照明機能を制御することができる、前記光源と通信する少なくとも１つの制御ユニットと、
    ｄ．前記放射される信号の受信に応じて前記制御ユニットの動作を制御するために前記少なくとも１つの制御ユニットと通信する照明システムコントローラと、
    を有する照明制御システム。
13. 請求項１２に記載の照明制御システムにおいて、前記照明システムコントローラは、前記放射される信号を直接受信する、システム。
14. 請求項１２に記載の照明制御システムにおいて、前記照明システムコントローラは、前記少なくとも１つの制御ユニットからの通信を介して前記放射される信号を間接的に受信する、システム。
15. 請求項１２に記載の照明制御システムにおいて、前記少なくとも１つの制御ユニットは、第１の及び第２の制御ユニットを有し、これら制御ユニットのそれぞれは、前記光源のそれぞれと通信する、システム。
16. 請求項１２に記載の照明制御システムにおいて、前記少なくとも１つの制御ユニットは、前記放射される信号を直接受信する、システム。
17. 請求項１２に記載の照明制御システムにおいて、前記着用型占有検出器によって放射される信号は、前記検出器を識別する、システム。
18. 請求項１２に記載の照明制御システムにおいて、前記着用型占有検出器によって放射される信号は、特定の人を識別する、システム。

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