(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ制御された照明システムであって、
−前記照明システム内の作業表面及び該作業表面の所望の照明を定めるためのインターフェースと、
−前記作業表面を照明する少なくとも１つの照明器具と、
−前記作業表面の前記所望の照明が達成可能となるように前記少なくとも１つの照明器具を構成設定するのを可能にする構成パラメータを、入力されたパラメータ及び情報に基づいて自動的に計算する処理ユニットと、
を有する照明システム。
【請求項２】
前記処理ユニットが、前記構成パラメータを、
前記照明システム内の前記作業表面を定める作業表面パラメータ、
前記作業表面の前記所望の照明を定める照明パラメータ、
当該照明システム内の前記少なくとも１つの照明器具の位置を定める位置情報、及び
当該照明システム内の前記少なくとも１つの照明器具の向きを定める向き情報、
を含む入力されたパラメータ及び情報のうちの１以上に基づいて決定する請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記インターフェースが、前記作業表面パラメータ及び前記照明パラメータを入力するのを可能にし、及び／又は前記照明パラメータを電子ファイルから取り込むのを可能にする請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記インターフェースが、可能性のある作業表面パラメータの選択を可能にすると共に、前記可能性ある作業表面パラメータから前記作業表面パラメータを選択することにより前記作業表面パラメータを入力するのを可能にする請求項３に記載の照明システム。
【請求項５】
前記作業表面パラメータが、前記作業表面の位置、寸法及び向きを定める請求項２ないし４の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項６】
前記インターフェースが、該インターフェースの当該照明システム内のライトモジュールに対する位置を決定する手段を有すると共に、該インターフェースの位置に対して前記作業表面パラメータの少なくとも１つを入力するのを可能にする請求項３ないし５の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項７】
前記インターフェースが、該インターフェースの位置に対して前記向きを定める前記作業表面パラメータを入力するのを可能にするか、又は該インターフェースの位置を球状作業表面の中心として選択すると共に該球状作業表面の半径を選択する請求項６に記載の照明システム。
【請求項８】
前記位置を決定する手段が、該位置を送出された信号の飛行時間測定又は位相ずれ測定に基づいて決定する請求項６に記載の照明システム。
【請求項９】
前記作業表面が少なくとも１つの平坦な、非平坦な又は球状の作業表面を有する請求項１ないし８の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記作業表面が、各々が対応する個々の作業表面パラメータ及び対応する個々の照明パラメータにより定められる複数の作業表面を有する請求項９に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの照明器具が、当該照明システム内の該少なくとも１つの照明器具の位置を決定する手段と、該位置の情報を供給する出力部とを有する請求項２ないし１０の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの照明器具が、当該照明システム内の該少なくとも１つの照明器具の向きを決定する手段と、該向きの情報を供給する出力部とを有する請求項２ないし１１の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記向きを決定する手段が角度位置センサ若しくは向きセンサであるか、又は
前記少なくとも１つの照明器具が該少なくとも１つの照明器具を自動的に移動させる手段を有すると共に、前記向きを決定する手段が前記自動的に移動させる手段に組み込まれた角度エンコーダである、
請求項１２に記載の照明システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの照明器具が、該少なくとも１つの照明器具の向きを決定するのに使用可能な狭いビームを送出する高度に指向性の光源を有する請求項２ないし１３の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの照明器具の向きを決定するために前記狭いビームを検出する少なくとも１つのデコーダを更に有し、該少なくとも１つのデコーダが前記向きの情報を供給する請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの照明器具が、前記構成パラメータの少なくとも１つを入力する入力部を有する請求項１ないし１５の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１７】
前記処理ユニットが、前記作業表面パラメータ、前記照明パラメータ、前記位置情報及び前記向き情報を入力する手段を有している請求項２ないし１６の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１８】
前記処理ユニットが、前記少なくとも１つの照明器具の測光データを入力すると共に前記構成パラメータを該測光データに更に基づいて計算する請求項２ないし１７の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項１９】
前記処理ユニットが、前記構成パラメータを非線形な数学的プログラミング問題を解くことにより計算する請求項１ないし１８の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項２０】
前記処理ユニットが、前記構成パラメータを、前記作業表面の各区域に対する当該照明システムの各照明器具の貢献度を推定する逐点法に基づいて計算する請求項２ないし１９の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項２１】
前記逐点法が、
【数１８】
0005404428.tif 000019
なる方程式に基づくものであり、ここで、
Ｅdesは、前記作業表面の選択された区域における所望の照度値のベクトルであり、
φｊは、ｊ番目の照明器具の発光パワーであり、
ψｊは、ｊ番目の照明器具のパン角であり、
θｊは、ｊ番目の照明器具のチルト角であり、
Ｉｊは、ｊ番目の照明器具の測光分布である、
請求項２０に記載の照明システム。
【請求項２２】
前記方程式の左辺が、
【数１９】
0005404428.tif 000020
なる項で置換され、ここで、
κijは、ｉ番目の区域が属する作業表面に対するｊ番目の照明器具の相対位置に依存し、Ｉｊはｊ番目の照明器具の測光分布を表し、
βij及びγijは、照明器具の角度座標に関するもので、これらの値はｉ番目の区域とｊ番目の照明器具の位置との間の相対位置に依存し、これは該照明器具の向きに依存する、
請求項２１に記載の照明システム。
【請求項２３】
或る区域に対して前記照明器具のパン及びチルト角が選択されたなら、ψｊ及びθｊに依存するβij及びγijの値が自動的に決定され、従って請求項２２の前記項を、
【数２０】
0005404428.tif 000021
と書くことができる請求項２２に記載の照明システム。
【請求項２４】
前記処理ユニットが、当該照明器具により発生され得る光束、パン角及びチルト角の範囲を示す
【数２１】
0005404428.tif 000022
なる制約の下で関数
【数２２】
0005404428.tif 000023
が最小化されるような適切なビームパターン、照明器具の向き及び調光レベルを見付けることにより請求項２３の項を解く請求項２３に記載の照明システム。
【請求項２５】
前記照明パラメータが前記作業表面の所望の照明の範囲を定め、前記処理ユニットが前記作業表面の達成可能な照明が前記範囲内となるように前記構成パラメータを計算する請求項２ないし２４の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項２６】
前記処理ユニットが前記少なくとも１つの照明器具の発光パワーの時間にわたる低下を推定し、これにより、前記構成パラメータを前記少なくとも１つの照明器具の実際の発光パワーに基づいて決定することができる請求項１ないし２５の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項２７】
前記処理ユニットが、前記少なくとも１つの照明器具の電力消費プロファイルを入力すると共に、前記構成パラメータを該電力消費プロファイルに更に基づいて、前記作業表面の前記所望の照明が依然として達成可能なままで前記少なくとも１つの照明器具のエネルギ消費が最少化されるように、計算する請求項２ないし２６の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項２８】
前記エネルギ消費が、
【数２３】
0005404428.tif 000024
なる項により定義され、ここで、
ｐｊはｊ番目の照明器具の電力消費であり、
φｊはｊ番目の照明器具の発光パワーである、
請求項２７に記載の照明システム。
【請求項２９】
前記処理ユニットが、前記構成パラメータを前記少なくとも１つの照明器具に供給する請求項１ないし２８の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項３０】
前記位置情報及び前記向き情報を自動的に収集すると共に、該位置情報及び向き情報を前記処理ユニットに供給するシステムデータベースを更に有する請求項２ないし２９の何れか一項に記載の照明システム。
【請求項３１】
請求項１ないし３０の何れか一項に記載の照明システムのためのインターフェース装置であって、
−ユーザが前記照明システム内の作業表面を定めると共に該作業表面の所望の照明を定めるのを可能にする入力手段と、
−前記照明システム内の前記作業表面を定める作業表面パラメータを供給すると共に前記作業表面の前記所望の照明を定める照明パラメータを供給する出力手段と、
を有するインターフェース装置。
【請求項３２】
請求項１ないし３０の何れか一項に記載の照明システムのための照明器具であって、
−前記照明システムの作業表面を照明する手段と、
−前記照明システム内の当該照明器具の位置を決定する手段と、
−前記照明システム内の当該照明器具の前記位置に対応する位置情報を供給する手段と、
を有する照明器具。
【請求項３３】
請求項１ないし３０の何れか一項に記載の照明システムのための処理ユニットであって、
−前記照明システム内の作業表面を定める作業表面パラメータ、前記作業表面の所望の照明を定める照明パラメータ、前記照明システム内の少なくとも１つの照明器具の位置を定める位置情報及び前記照明システム内の前記少なくとも１つの照明器具の向きを定める向き情報を入力する手段と、
−前記照明システムの前記少なくとも１つの照明器具を、前記作業表面の前記所望の照明が該少なくとも１つの照明器具により達成可能となるように構成設定するのを可能にする構成パラメータを計算する手段と、
を有する処理ユニット。
【請求項３４】
請求項１ないし３０の何れか一項に記載の照明システムを構成設定する方法であって、
−前記照明システム内の作業表面及び該作業表面の所望の照明を定めるステップと、
−前記作業表面を照明する少なくとも１つの照明器具を設けるステップと、
−前記少なくとも１つの照明器具を前記作業表面の前記所望の照明が達成可能となるように構成設定するのを可能にする構成パラメータを計算するステップと、
を有する方法。
【請求項３５】
請求項１ないし３０の何れか一項に記載の照明システムの少なくとも１つの照明器具を構成設定する方法であって、
−前記照明システム内の作業表面を定める作業表面パラメータ、前記作業表面の所望の照明を定める照明パラメータ、前記照明システム内の当該少なくとも１つの照明器具の位置を定める位置情報及び前記照明システム内の当該少なくとも１つの照明器具の向きを定める向き情報を入力するステップと、
−前記照明システムの当該少なくとも１つの照明器具を、前記作業表面の前記所望の照明が該少なくとも１つの照明器具により達成可能となるように構成設定するのを可能にする構成パラメータを計算するステップと、
を有する方法。
【請求項３６】
コンピュータにより実行された場合に請求項３４又は請求項３５に記載の方法を実行するのを可能にするコンピュータプログラム。
【請求項３７】
請求項３６に記載のコンピュータプログラムを記憶した記録担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くはコンピュータ制御された照明システム、特には作業表面の所望の照明を達成するための該照明システムの自動的構成設定（コンフィギュレーション）に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明システムの主たる目標の１つは、所望の位置又は作業表面に対して必要な照明又は照明レベルを提供することである。照明技術は、照明器具が、これら照明器具から出力される光レベルを個々に駆動することができる点まで進化している。これにより、ユーザは、所望の作業表面の必要な照明を実現するために一層多くの制御を行うことができる。人工的照明に対する他の非常に関連のある側面は、人工的照明が光熱費の最も大きな部分の１つとなるので、エネルギ消費である。複数の制御可能な及び恐らくは移動可能又はビームパターンを設定可能な照明器具が照明設備に組み込まれる場合、斯かる照明器具に適用される設定を決定し、所望の照度分布が実現されるようにすることが、照明制御又は照明管理システムの仕事の１つとなる。更に、当該照明システムの結果的なエネルギ消費は、不必要に高くなるべきではない。
【０００３】
照明システムを設定するためには、光シーン（light scene）の写真のようなリアルな視覚化を得る目的で照明ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）及び視覚化ツールを使用することができる。結果的に、（案内された）試行錯誤的方法により、幾つかの作業表面上で目標として意図されるものに類似した照度分布が達成されるまで、当該シーン内のランプの設定の異なる組み合わせをシミュレーションすることができる。この方法は、多数の制御可能自由度及び多数の目標作業表面を特徴とする照明設備が考察される場合には、実行不可能となる。その理由は、このような場合、試験されるべき可能性のある組み合わせの数が指数関数的に増加するからである。更に、このようなツールは、考察される部屋の構造及び配置が当該システムに入力として供給されることを要し、これは、建築学的間取り図がない場合、又は特に可動式照明器具若しくは回転エレメントを組み込んだ照明器具が考察される場合に、実行するのが極めて退屈な作業であり得る。一方、このようなツールのうちの非常に僅かなものは、エネルギ効率／管理的側面に対処する助けとなり得る。
【０００４】
現在のところ、所謂"知的"照明制御システムは、幾つかの作業表面上での目標として意図するものに類似した照度分布及び最小の電力消費が達成されるまで、照明器具により生成される光レベルを反復的に制御することができる。更に、従来技術の方法（即ち、ＣＡＤ型）とは異なり、この場合は、何の構造的情報も当該システムに入力として供給される必要はない。しかしながら、このようなシステムは、意図する作業表面（又は複数の表面）の幾つかの位置に永久的に配備されるべき照度センサに依存している。斯かる配備は、当該作業表面が物理的に存在する場合は概ね実行可能であり得るが、仮想作業表面に対しては不可能ともなり得る。現実的であったとしても、このようなリアルタイムシステムは、利用可能な自由度に関する当該照明システムの複雑さにより、解に収束するまでに非常に長い時間を必要とし得る。というのは、当該部屋内の人々の視覚が当該コントローラが生じさせる設定の変化により過度に妨害されないように、前記反復は十分に緩やかに又は十分に小さな照明ステップで実行されねばならないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、改善された照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、独立請求項に記載された発明により達成される。更に、実施例が従属請求項により示される。
【０００７】
本発明の基本思想は、特に、設置された照明設備に指定された照度分布を生成させるために、自然光が存在しない場合に照明システムにより必要とされるであろう該照明システムの構成設定の正確な推定を自動的に算出することである。更に、浪費されるエネルギが最小に維持されるように構成される。
【０００８】
本発明の実施例によれば、意図する照明の指定は、作業表面の所与の基準測定点において予測される数値からなり得る。本発明の他の実施例によれば、各基準測定点における特定の値の代わりに値の範囲も指定することができ、かくして、当該照明システムを更に向上させる。更に、本発明の実施例は、所与の表面にわたる照度分布の均一さを示す、最大対最小照度比に制約を含めることができる。
【０００９】
本発明によれば、照明ＣＡＤツール及び照明制御システムの両方により課される制限の少なくとも幾つかは、克服することができる。特に、本発明の実施例は、照明されるべき部屋又は空間の所要の幾何学構造情報を自動的に決定及び入力するのを可能にする。本発明の他の実施例は、設置された複数の照明器具の位置及び向きを自動的に決定及び入力するのを可能にする。物理的な作業表面上に照度検出器を配備する必要はなく、光センサ等のセンサに関連する問題、例えばブラインディング、データの融合、データの取り込み又は維持等の問題は存在しない。本発明は、物理的作業表面に対する制限を有さず、仮想作業表面を付加的に考慮する可能性を提供する。更に、エネルギ消費を、良好な解決策を得るための１つの最適化評価基準として考慮することができる。追加の照明器具を当該照明システムに継ぎ目無しで追加することができるので、本発明による照明システムには、容易な拡張可能性（scalability）及び更新可能性（upgradeability）が存在する。
【００１０】
以下では、本明細書で使用される幾つかの重要な用語を説明する。
【００１１】
"照明器具"なる用語は、何れかのランプ、照明固定具又は例えばランプ及び光学系を有するライトモジュール（light module）を意味する。照明器具は、設置された照明装置又は照明設備の一部であり得る。
【００１２】
"作業表面"なる用語は、照明されるべき実際の又は仮想の表面又は位置を意味する。照明された作業表面又は複数の作業表面は、光シーンを定める。作業表面は、例えば平坦な、非平坦な又は球状の等の如何なる形状をも有することができる。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、コンピュータ制御された照明システムであって、
−当該照明システム内に作業表面を定めると共に、該作業表面の所望の照明を定めるためのインターフェースと、
−上記作業表面を照明する少なくとも１つの照明器具と、
−構成（コンフィギュレーション）パラメータを入力パラメータ及び情報に基づいて自動的に計算する処理ユニットと、
を有し、上記構成パラメータが、
【００１４】
上記少なくとも１つの照明器具を、上記作業表面の所望の照明が達成されるように構成設定するのを可能にするコンピュータ制御された照明システムが提供される。
【００１５】
該照明システムは、調光、ランプの数及びビーム指向性の点で高度の構成的汎用性を提供するような将来のライトモジュールに対して備えることができる。柔軟性は成長することのみが予測され、これにより、必要とされる照明制御の複雑さが予測される。当該照明システムは、任意の数の光源の制御に関して高度の拡張可能性を特徴として有する。該照明システムは照度シーンの殆どリアルタイムな調整を可能にする。更に、この照明システムは、該照明システム及び照明器具の配置の容易な機能向上可能性、並びに光シーンの容易且つユーザ本意の指定を可能にする。退屈且つ時間の掛かるデータ入力は必要とされない。更に、高価なセンサは使用又は配備する必要はない。
【００１６】
本発明の一実施例によれば、前記処理ユニットは下記の入力パラメータ及び情報の1以上に基づいて前記構成パラメータを決定するように構成することができる。即ち、当該照明システム内に作業表面を定める作業表面パラメータ、該作業表面の所望の照明を定める照明パラメータ、当該照明システム内の前記少なくとも１つの照明器具の位置を定める位置情報、及び当該照明システム内の前記少なくとも１つの照明器具の向きを定める向き情報である。これは、上記少なくとも１つの照明器具の構成設定を、当該照明システムの幾何学構造（トポロジ）及び当該作業表面に関する要件の両方を考慮して調整するのを可能にする。
【００１７】
本発明の一実施例によれば、前記インターフェースは前記作業表面パラメータ及び照明パラメータを入力し、及び／又は前記照明パラメータを電子ファイルから取り込むのを可能にするように構成することができる。このようにして、上記作業表面及び対応する照明を容易に定めることができる。上記電子ファイルは、上記照明パラメータを当該照明システム外で準備し、記憶し又は変更するのを可能にする。
【００１８】
上記インターフェースは、可能性のある作業表面パラメータの選択を行うよう構成することができると共に、斯かる作業表面パラメータを、該可能性のある作業表面パラメータから作業表面パラメータを選択することにより入力することを可能にするように構成することができる。可能性のある作業表面パラメータの上記選択は、当該照明システムのユーザが、例えば幾何学座標により作業表面パラメータを手動で入力することから解放する。
【００１９】
作業表面パラメータは、当該作業表面の位置、寸法（dimension）及び向き（orientation）を定めることができる。かくして、作業表面を定めるために必要な全てのパラメータを、当該照明システムに、例えばユーザにより入力することができる。
【００２０】
本発明の一実施例によれば、上記インターフェースは、当該照明システムにおけるライトモジュールに対する該インターフェースの位置を決定する手段を有することができると共に、ユーザインターフェースの位置に関して前記作業表面パラメータのうちの少なくとも１つの入力を可能にするよう構成することができる。これは、意図する作業表面を、該作業表面に関係する位置まで上記インターフェースを移動させることにより決定及び定めるのを可能にする。
【００２１】
上記インターフェースは、ユーザが、ユーザインターフェースの位置に対する向きを定める作業表面パラメータを入力し、又はユーザインターフェースの位置を球状作業表面の中心として選択すると共に該球状作業表面の半径を選択するのを可能にする。これは、インターフェースの位置における作業表面の向きを、該インターフェースにより供給することが可能な角度を選択することのみにより定めるのを可能にし、又は球状作業表面を定める高速且つ正確な方法を提供する。
【００２２】
前記位置を決定する手段は、当該位置を送信された信号の飛行時間測定又は位相ずれ測定に基づいて決定するように構成することができる。このような測定に要する送受信器は、安価であると共に、高分解能及び良好な精度を持つ測定結果を生じる。
【００２３】
本発明の一実施例によれば、上記作業表面は少なくとも１つの平坦な、非平坦な又は球状の作業表面を有する。これは、如何なる種類の所望の作業表面をも定めるのを可能にする。
【００２４】
更に、上記作業表面は、各々が対応する個々の作業表面パラメータ及び対応する個々の照明パラメータにより定められる複数の作業表面を有することができる。これは、複数の作業表面に沿って作業表面の照明を定めることを可能にする。
【００２５】
本発明の一実施例によれば、前記インターフェースは手持ちコンピュータとすることができる。手持ちコンピュータはユーザにより操作するのが容易である。
【００２６】
本発明の一実施例によれば、前記少なくとも１つの照明器具は、当該照明システム内における該少なくとも１つの照明器具の位置を決定する手段及び該位置情報を供給する出力を有することができる。これは、上記少なくとも１つの照明器具の位置の自動的検出を可能にする。
【００２７】
更に、上記少なくとも１つの照明器具は、当該照明システム内における該少なくとも１つの照明器具の向きを決定する手段及び該向きの情報を供給する出力を有することができる。これは、上記少なくとも１つの照明器具の向きの自動的検出を可能にする。
【００２８】
上記向きを決定する手段は、角度位置センサ又は向きセンサ（orientation sensor）とすることができる。これらのセンサは、ロボット型又は手動可動型照明器具のいずれにとっても有効である。代わりに、上記少なくとも１つの照明器具は、該少なくとも１つの照明器具を自動的に移動させる手段を有することができ、その場合において、前記向きを決定する手段は該自動的に移動させる手段内に組み込まれた角度エンコーダとすることができる。該角度エンコーダは、当該照明器具の移動に直に伴う角度の決定を可能にする。
【００２９】
本発明の一実施例によれば、前記少なくとも１つの照明器具は、該少なくとも１つの照明器具の向きを決定するために使用可能な狭いビームを送出する高度に指向性の光源を有する。これは、当該照明器具内に組み込まれたセンサの必要性なしに、該照明器具の向きを決定することを可能にする。該高度に指向性の光源は（カメラと一緒に使用されて）、上述したような向きを決定する他の手段となり得る。
【００３０】
当該照明システムは、上記少なくとも１つの照明器具の向きを決定するための狭いビームを検出するように構成された少なくとも１つのデコーダを更に有することができ、その場合において、該少なくとも１つのデコーダは前記向き情報を供給するように構成することができる。ここでも、これは、当該照明器具内に組み込まれたセンサの必要性なしに、該照明器具の向きを決定することを可能にする。
【００３１】
更に、上記少なくとも１つの照明器具は、前記構成パラメータの少なくとも１つを入力するための入力を有することができる。これは、当該照明器具の自動的構成（コンフィギュレーション）を可能にする。
【００３２】
本発明の一実施例によれば、前記処理ユニットは、前記作業表面パラメータ、照明パラメータ、位置情報及び向き情報を入力する手段を有することができる。これは、該処理ユニットが当該照明システムのデバイスと通信するのを可能にする。
【００３３】
更に、上記処理ユニットは、前記少なくとも１つの照明器具の測光データを入力すると共に、該測光データに更に基づいて前記構成パラメータを計算するように構成することができる。これは、構成パラメータの一層正確な計算を可能にする。
【００３４】
本発明の一実施例によれば、前記処理ユニットは、非線形な数学的プログラミング問題を解くことにより前記構成パラメータを計算するように構成することができる。これは、該処理ユニットが構成パラメータを複雑な照明システム及び複雑な作業表面要件に対してさえも計算することを可能にする。好ましくは、この問題は、最適化により解くことができる。というのは、該問題に対する正確な解は、殆どの事例に対して非存在的であるからである。
【００３５】
前記処理ユニットは、前記構成パラメータを逐点法（point-by-point method）に基づいて計算するように構成することができ、該法は当該照明システムの各照明器具の当該作業表面の各区域に対する寄与を推定する。
【００３６】
上記逐点法は、
【数１】
0005404428.tif 000002
なる方程式に基づくものとすることができ、ここで、
Ｅdesは、当該作業表面の選択された区域における所望の照度値のベクトルであり（ここで、ベクトルは当該制御システムが実現しようとする"当該作業表面上の照度値の分布"であるかのように使用される）、
φｊは、ｊ番目の照明器具の発光パワー（luminous power）であり、
ψｊは、ｊ番目の照明器具のパン角であり、
θｊは、ｊ番目の照明器具の傾斜（チルト）角であり、
Ｉｊは、ｊ番目の照明器具の測光分布である。
【００３７】
上記方程式の左辺は、
【数２】
0005404428.tif 000003
なる項により置換することができ、ここで、
κijは、ｉ番目の区域が属する作業表面に対するｊ番目の照明器具の相対位置に依存し、
Ｉｊは、ｊ番目の照明器具の測光分布を表し、
βij,γijは、照明器具の局所の角度座標であり、これらの値はｉ番目の区域の位置とｊ番目の照明器具の位置との間の相対位置であり、これは当該照明器具の向きに依存する。
【００３８】
或る区域に対して当該照明器具のパン角及びチルト角が選択されたなら、ψｊ及びθｊに依存するβij及びγijの値は自動的に決定することができ、かくして、
【数３】
0005404428.tif 000004
なる項は、
【数４】
0005404428.tif 000005
と書くことができる。
【００３９】
更に、前記処理ユニットは、
【数５】
0005404428.tif 000006
なる項を、適したビームパターン、照明器具の向き及び調光レベルを見付けることにより解くように構成することができ、そのようにすれば、
【数６】
0005404428.tif 000007
なる関数は、
【数７】
0005404428.tif 000008
なる条件に従う場合に最小化され、これらは当該照明器具により生じることが可能な光束、パン角及びチルト角の範囲を示す。
【００４０】
本発明の一実施例によれば、前記照明パラメータは当該作業表面の所望の照明に関する範囲を定めることができ、前記処理ユニットは前記構成パラメータを、当該作業表面の達成可能な照明が該範囲内となるよう計算するように構成することができる。正確な値の代わりに所望の照明に対して或る範囲の値を定めることは、若年及び高齢の人の異なる視機能を考慮に入れることを可能にする。
【００４１】
本発明の一実施例によれば、前記処理ユニットは前記少なくとも１つの照明器具の時間にわたる発光パワーの低下を推定するように構成することができ、かくして、前記構成パラメータは前記少なくとも１つの照明器具の実際の発光パワーに基づいて計算することができる。これは、当該システムが照明器具の経年変化を補償するのを可能にする。
【００４２】
更に、前記処理ユニットは、前記少なくとも１つの照明器具の電力消費プロファイルを入力するように構成することができると共に、前記構成パラメータを更に斯かる電力消費パラメータに基づいて、当該作業表面の所望の照明は依然として達成されながら該少なくとも１つの照明器具のエネルギ消費が最少化されるよう、計算するように構成することができる。これは、エネルギ消費の点で前記少なくとも１つの照明器具の構成を最適化することを可能にする。
【００４３】
上記エネルギ消費は、
【数８】
0005404428.tif 000009
なる項により定義することができ、ここで、
ｐｊは、ｊ番目の照明器具の電力消費であり、
φｊは、ｊ番目の照明器具の発光パワーである。
【００４４】
本発明の一実施例によれば、前記処理ユニットは前記構成パラメータを前記少なくとも１つの照明器具に供給するよう構成することができる。これは、該少なくとも１つの照明器具の自動的構成（コンフィギュレーション）を可能にする。
【００４５】
更に、当該照明システムは、前記位置情報及び向き情報を自動的に収集すると共に斯かる位置情報及び向き情報を前記処理ユニットに供給するように構成されたシステムデータベースを有することができる。これは、前記少なくとも１つの照明器具の情報を記憶するのを可能にする。
【００４６】
本発明の一実施例によれば、本発明による照明システムのためのインターフェース装置であって、
−ユーザが、当該照明システム内に作業表面を定めると共に該作業表面の所望の照明を定めるのを可能にする入力手段と、
−当該照明システム内の上記作業表面を定める作業表面パラメータを供給すると共に、該作業表面の上記所望の照明を定める照明パラメータを供給する出力手段と、
を有するインターフェース装置が提供される。
【００４７】
本発明の他の実施例によれば、本発明による照明システムのための照明器具であって、
−当該照明システムの作業表面を照明する手段と、
−当該照明システム内の上記照明器具の位置を決定する手段と、
−当該照明システム内の上記照明器具の位置に対応する位置情報を供給する手段と、
を有する照明器具が提供される。
【００４８】
本発明の他の実施例によれば、本発明による照明システムのための処理ユニットであって、
−当該照明システム内の作業表面を定める作業表面パラメータ、該作業表面の所望の照明を定める照明パラメータ、当該照明システム内の少なくとも１つの照明器具の位置を定める位置情報及び当該照明システム内の該少なくとも１つの照明器具の向きを定める向き情報を入力する手段と、
−当該照明システムの上記少なくとも１つの照明器具を、上記作業表面の所望の照明が該少なくとも１つの照明器具により達成されるように構成設定するのを可能にする構成パラメータを計算する手段と、
を有する処理ユニットが提供される。
【００４９】
本発明の他の実施例によれば、本発明による照明システムを実現する方法であって、
−当該照明システム内の作業表面及び該作業表面の所望の照明を定めるステップと、
−上記作業表面を照明する少なくとも１つの照明器具を設けるステップと、
−該少なくとも１つの照明器具を、上記作業表面の所望の照明が達成可能となるように構成設定するのを可能にする構成パラメータを計算するステップと、
を有する方法が提供される。
【００５０】
本発明の他の実施例によれば、本発明による照明システムの少なくとも１つの照明器具を構成設定する方法であって、
−当該照明システム内の作業表面を定める作業表面パラメータ、該作業表面の所望の照明を定める照明パラメータ、当該照明システム内の上記少なくとも１つの照明器具の位置を定める位置情報及び当該照明システム内の該少なくとも１つの照明器具の向きを定める向き情報を入力するステップと、
−当該照明システムの上記少なくとも１つの照明器具を、上記作業表面の所望の照明が該少なくとも１つの照明器具により達成されるように構成設定するのを可能にする構成パラメータを計算するステップと、
を有する方法が提供される。
【００５１】
本発明の他の実施例によれば、コンピュータにより実行された場合に本発明の一実施例による方法を実行するように構成されたコンピュータプログラムが提供される。
【００５２】
本発明の他の実施例によれば、本発明の一実施例によるコンピュータプログラムを記憶した記録担体が提供される。
【００５３】
本発明の上記及び他の態様は、以下に記載する実施例から明らかとなり、斯かる実施例を参照して解説されるであろう。
【００５４】
以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの例示的実施例に限定されるものではない。
【００５５】
尚、以下の説明において、機能的に類似した又は同一の部分は同一の符号を有している。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の一実施例による照明システムを示す。
【図２】図２は、本発明の他の実施例による照明システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１は、本発明の一実施例による照明システムを示している。該照明システムは、インターフェース１０２と、少なくとも１つの照明器具１０４ａ、１０４ｂと、処理ユニット１０６とを有している。インターフェース１０２は、当該照明システム内の作業表面１２０を定めると共に、該作業表面１２０の所望の照明を定める（又は取り込む）ように構成される。図１は、例示的に、２つの照明器具１０４ａ及び１０４ｂを示している。照明器具１０４ａ、１０４ｂは、光ビーム１１４ａ、１１４ｂを伝達することにより作業表面１２０を照明する。処理ユニット１０６は、照明器具１０４ａ、１０４ｂを作業表面１２０の所望の照明が達成可能となるように構成設定するのを可能にする構成パラメータを決定するように構成される。インターフェース１０２は、処理ユニット１０６に作業表面パラメータ及び照明パラメータを供給するように構成される。上記作業表面パラメータは当該照明システム内の作業表面１２０を定め、上記照明パラメータは作業表面１２０の所望の照明を定める。処理ユニット１０６は、上記作業表面パラメータ、照明パラメータ、位置情報及び向き情報を入力する手段を有している。照明器具１０４ａ、１０４ｂは、処理ユニット１０６に位置情報を供給するように構成される。更に、該照明器具１０４ａ、１０４ｂは、処理ユニット１０６に向き情報も供給するように構成される。代わりに、該向き情報は処理ユニット１０６により既に知られたものとするか、又は他の装置（図示略）により処理ユニット１０６に供給されるものとすることができる。前記位置情報は、当該照明システム内での照明器具１０４ａ、１０４ｂの各々の位置を定める。上記向き情報は、当該照明システム内での照明器具１０４ａ、１０４ｂの各々の向きを定める。斯かる向きは、当該照明器具により送出される光ビーム１１４ａ、１１４ｂの方向も定める。処理ユニット１０６は、前記構成パラメータを、入力された作業表面パラメータ、照明パラメータ、位置情報及び向き情報に基づいて計算するように構成される。
【００５８】
処理ユニット１０６は、計算された構成パラメータを照明器具１０４ａ、１０４ｂに直接供給する。各照明器具に供給される個々の構成パラメータが存在し得る。他の例として、処理ユニット１０６は上記構成パラメータをユーザに対して、又は処理ユニット１０６から供給される構成パラメータに基づいて照明器具１０４ａ、１０４ｂを構成設定することができる他の構成設定装置に対して供給することができる。構成パラメータを入力するために、照明器具１０４ａ、１０４ｂは入力部を有する。更に、照明器具１０４ａ、１０４ｂは、入力された構成パラメータに基づいて当該照明器具１０４ａ、１０４ｂを制御する手段を有することができる。
【００５９】
当該照明システムに対して、複数の個別の作業表面が定められる。言い換えると、作業表面１２０は、各々が対応する個々の作業表面パラメータ及び対応する個々の照明パラメータにより定められる複数の個別の作業表面を含むことができる。処理ユニット１０６は、上記構成パラメータを、全ての個別の作業表面の最適な照明が達成可能となるように計算するよう構成される。個々の作業表面は、異なる形状及び寸法を有することができると共に、当該照明システム内に如何なる好適な態様でも配置することができる。
【００６０】
インターフェース１０２は、ユーザが作業空間及び所望の照明を定めるのを可能にするように構成されたユーザインターフェースである。ユーザは、作業表面パラメータ及び照明パラメータを入力することができる。代わりに、ユーザは作業空間及び所望の照明を何らかの他のフォーマットで定義するデータを入力することができ、インターフェース１０２は斯かるユーザ入力から作業表面パラメータ及び照明パラメータを決定するように構成することができる。ユーザデータを入力するために、インターフェース１０２はキーボード又は如何なる他の好適な入力手段も有することができる。また、インターフェース１０２は、ユーザにより供給される電子ファイルから照明パラメータを取り込むよう構成することができる。
【００６１】
更に、インターフェース１０２は、ユーザに対して、可能な作業表面パラメータの選択を行わせるよう構成することができる。従って、インターフェース１０２は表示器又は何らかの他の好適な出力手段を有する。更に、インターフェース１０２は、上記可能な作業表面パラメータから意図する作業表面パラメータを選択することにより、ユーザが作業表面パラメータを入力するのを可能にするように構成することができる。
【００６２】
上記作業表面パラメータは、作業表面１２０の位置、寸法及び向きを定める。作業表面パラメータの入力を容易化するために、インターフェース１０２は当該照明システム内での該インターフェース１０２の位置を決定する手段（図示略）を有する。該位置を決定する手段は、位置を、送出された信号の飛行時間測定値又は位相ずれ測定値に基づいて決定するように構成される。更に、インターフェース１０２は、ユーザが作業表面パラメータの少なくとも１つをユーザインターフェース１０２の位置に対して入力するのを可能にするように構成される。該インターフェース１０２は、更に、ユーザが向きを定める作業表面パラメータをユーザインターフェース１０２の位置に対して入力するのを可能にするように構成される。ユーザが球状作業表面を入力しようする場合、インターフェース１０２は、ユーザがユーザインターフェース１０２の位置を該球状作業表面の中心として選択するのを可能にすると共に、ユーザが該球状作業表面の半径を選択するのを可能にするように構成することができる。
【００６３】
上記作業表面は、各々が対応する個々の作業表面パラメータ及び対応する個々の照明パラメータにより定められる複数の個別の作業表面を有することもできる。
【００６４】
インターフェース１０２は、ユーザと当該照明システムとの間のインターフェース１０２を設けるような手持ちコンピュータ又は他の如何なる好適な移動可能型若しくは携帯型装置とすることもできる。
【００６５】
位置情報を供給するために、各照明器具１０４ａ、１０４ｂは当該照明システム内での該照明器具１０４ａ、１０４ｂの位置を決定する手段を有することができる。更に、各照明器具１０４ａ、１０４ｂは位置情報を供給する出力部を有することができる。向き情報を供給するために、各照明器具１０４ａ、１０４ｂ又は照明器具１０４ａ、１０４ｂのうちの特定のものは、当該照明システム内での該照明器具１０４ａ、１０４ｂの向きを決定する手段を有することができる。更に、向きを決定する手段を有する各照明器具１０４ａ、１０４ｂは、向き情報を供給する出力部を有することができる。向きを決定する手段は、角度位置センサ又は向きセンサとすることができる。特に、照明器具１０４ａ、１０４ｂが、該照明器具１０４ａ、１０４ｂを自動的に移動させる手段を有する場合は、上記向きを決定する手段は、該自動的に移動させる手段に組み込まれた角度エンコーダとすることができる。
【００６６】
他の例として、照明器具１０４ａ、１０４ｂは、前記少なくとも１つの照明器具１０４ａ、１０４ｂの向きを決定するために使用可能な狭いビームを送出する光度に指向性の光源を有することができる。照明器具１０４ａ、１０４ｂの向きを決定するために、当該照明システムは上記の狭いビームを検出すると共に該狭いビームに基づいて向きを決定するように構成されたデコーダを有することができる。該デコーダは、更に、向き情報を供給するように構成することができる。
【００６７】
処理ユニット１０６は、自身を構成設定するプログラムを含むメモリを備えたマイクロプロセッサとして、又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）又は（Ｆ）ＰＧＡ（プログラマブルゲートアレイ）等の専用のハードウェアとして実施化される。実施化とは別に、処理ユニット１０６は前記構成パラメータを計算するように構成される。構成パラメータを計算するために、処理ユニット１０６は、非線形な数学的プログラミング問題を解くための手段を有する（実際には、パラメータは最適化技術により計算され、方程式を実際に特のではない。というのは、照明システムの幾つかの事例では、等式が解くのが不可能であり得るからである）。この手段は、専用のソフトウェア又は回路として実施化することができる。処理ユニット１０６は、更に、前記構成パラメータを照明器具１０４ａ、１０４ｂを特定する測光データ（photometric data）に基づいて計算するように構成することができる。斯かる測光データは、処理ユニット１０６のメモリに記憶されるか、又は照明器具１０４ａ、１０４ｂから入力される。照明器具１０４ａ、１０４ｂの経年変化を考慮に入れるために、処理ユニット１０６は、更に、照明器具１０４ａ、１０４ｂの発光パワーの時間にわたる低下を推定するように構成される。これは、処理ユニット１０６が上記構成パラメータを照明器具１０４ａ、１０４ｂの実際の発光パワーに基づいて計算するのを可能にする。
【００６８】
当該照明システムの電力消費を最少化するために、処理ユニット１０６は、更に、照明器具１０４ａ、１０４ｂの電力消費プロファイルを入力又は記憶するように構成される。従って、処理ユニット１０６は、更に、前記構成パラメータを上記電力消費プロファイルに基づいて、作業表面１２０の所望の照明が依然として達成可能とされながら照明器具１０４ａ、１０４ｂのエネルギ消費が最少化されるように計算するよう構成される。
【００６９】
前記照明パラメータは、作業表面１２０の所望の照明に関する範囲を定めることができる。ユーザは、インターフェース１０２に該範囲を入力するか、又は対応する作業空間の測定点に対して異なる照度値を入力することを可能とされる。処理ユニット１０６は、前記構成パラメータを、指定された範囲内に作業表面１２０の達成可能な照明が入るように計算するよう構成される。
【００７０】
図２は、ユーザインターフェース１０２、強化照明器具１０４、処理ユニット１０６及びシステムデータベース２０８を有する照明システムを示す。ユーザインターフェース１０２は、意図する照明及び作業表面に関する情報を入力するよう構成されると共に、更に、該入力された情報を処理ユニット１０６に供給するように構成される。システムデータベース２０８は、強化された照明器具１０４からの自動化されたデータ収集を実行するよう構成されると共に、更に、該収集されたデータを処理ユニット１０６に供給するように構成される。処理ユニット１０６は、強化照明器具１０４の構成設定に使用可能なデータを計算及び供給するように構成される。図１に示した照明システムとは相違して、処理ユニット１０６は強化照明器具１０４とは直接的に通信することはできない。
【００７１】
図２に示されるように、該照明システムは先進的照明器具１０４を組み込んでおり、これら照明器具は内蔵された３Ｄ及び向き推定システムにより位置認識型（location aware）且つ必要なら向き認識型（orientation aware）であり得る。当該照明システムは、更に、位置認識型の使い易いユーザインターフェース１０２を組み込んでおり、該ユーザインターフェースは、光シーンを定める作業表面の幾何学構造、位置、向き及び大きさを決定するために使用することができる。当該照明システムは、更に、意図する照明に適した構成設定値を計算する処理ユニット１０６又は複数の処理ユニットを組み込んでいる。処理ユニット１０６は、上記構成設定値を、例えば当該システムにおける照明器具１０４から取り込まれる測光データ（例えば、光度分布又は複数の光度分布）から、照明器具１０４の構成パラメータに若しくは放出光束に関する特性プロット又はテーブルから、及び電力消費情報から計算するよう構成することができ、これらは当該照明装置の製造者により供給することができるか、照明器具の監視から形成することができるか、又は付加的な測定装置により実行される測定を介して得られる。当該照明システムは、更に、照明器具１０４に関連する位置決めシステム及びローカルデータベースから処理ユニット１０６又は複数のユニットへのデータ伝送を可能にする通信技術を組み込んでいる。当該照明システムは、更に、該照明システムの配置及び新たな照明ユニットに関する容易な拡張可能性及び更新可能性を有している。
【００７２】
当該照明システムは、照明管理システムに組み込まれるべき先進的照明制御サブシステムとすることができる。本発明の方法は、エネルギ消費を最少化しながら、幾つかの作業表面上での最も近い意図する照明分布に一致させるのに要する照明設備の設定を自動的に決定する。
【００７３】
本発明の方法は、ユーザによる所望の照明シーンの容易な指定、必要とされる情報の自律的な取り込み及び処理、並びに設定値の計算を可能にする一連のアルゴリズム、要素及びツールを含む。ユーザインターフェース１０２は、所望の照度分布及び該所望の照度分布が実現されるべき実際の又は現実の作業表面を定めるために使用される。組み込まれた自動コミット（auto-commissioning）メカニズムが、前の作業表面に対する照明器具１０４の位置及び向きを決定する。必要とされる場合にはいつも、照明器具１０４から測光及びエネルギ管理情報が取り込まれ、最終的に、処理ユニット１０６は適した設定値を計算するための手順を適用する。
【００７４】
当該照明システムは、更に、位置推定及び向き推定のための自動コミットツールを有することができる。当該システムにおける照明器具１０４に対する作業表面の位置及び向きが分からねばならない。照明器具１０４は、自身の位置及び向きを自己認識することができる。自己位置認識は、幾つかの既知の方法で実現することができる。位置推定に関しては、２つの送受信器の間の飛行時間及び／又は位相ずれを測定する超音波を用いた３Ｄ位置推定システムを組み込むことができる。多点測量技術（multi-lateration technique）の適用は、基準送受信器と照明器具内の送受信器との間の相対位置の決定を可能にする。例えば、送受信器を照明器具内に組み込むことができる。多点測量技術は、基本座標系に関連された既知の位置合わせされていない基準点に配置された３以上の基準送受信器を使用することができる。３より多い送受信器は、過剰決定方程式系（over-determined equation system）につながる測定ノイズによるエラーの訂正を可能にする。超音波送受信器は非常に高価であるが、高分解能及び良好な精度を持つ測定値を生じる。代わりに、如何なる他の好適な送受信器又は測位技術も使用することができる。向きの推定は、照明器具１０４の形式に依存して異なる方法で達成することができる。異なる形式の照明器具１０４を当該照明システムに組み込むことができる。
【００７５】
電気モータ等によりパン又は傾動（チルト）することが可能な照明器具１０４は、通常、角度エンコーダ又は同様のシステムを組み込んでおり、該エンコーダ等は斯かる可動照明器具１０４の空間的向きを直接決定するのを可能にする。手動でのみ移動可能な照明器具１０４に対しては、空間的向きの認識は、利用可能な角度位置又は向きセンサにより実現することができる。このような対策を実行するために幾つかの代替例、例えば加速度計及びジャイロスコープ等の慣性装置を特徴として有するセンサ、偏光された無線周波数照明器及び複数の導波器を適用した検出器、又は光学的方法に依拠する検出器等が利用可能である。角度位置又は向きセンサは、例えば集積回路の形で、照明器具１０４に容易に組み込むことができる。
【００７６】
光に基づく向き推定方法は、照明器具１０４がＬＥＤ又はレーザポインタ等の狭いビームの（即ち、高度に指向性の）光源を含むことを必要とする。更に、これらは、狭いビームの光源と検出器との間に視線をも必要とし、これは検出器の配備又は代わりにカメラの使用の必要性による該解決策の作業性を妨げる。部屋内にカメラが使用された場合、これらカメラは基準の或る表面上に内蔵高指向性光源により形成される照明領域（スポット）を追跡し、該領域を撮影するために使用することができる。上記狭いビームの光源、カメラ及び観察される表面の位置は当該システムにより分かるので、照明器具の向きは初歩的幾何学により素直に決定することができる。更に、複数のカメラを用いることにより精度も達成することができる。更に、複数のカメラが利用可能な場合、写真から物理座標を決定するのを可能にする写真測量技術を適用して、設置された照明器具に関する更なる幾何学的（位置／向きの）情報を得ることもできる。
【００７７】
ライトモジュールのレベルで局部的に又は以前の記憶により全体的に決定されたなら、位置及び向き情報は、必要なら何らかの適宜の担体の通信技術により、中央処理ユニットに又は当該処理が分散態様で実行されるなら幾つかの処理ユニットに伝達されねばならない。照明分布がレンダリングされるべき作業表面の寸法、位置及び形状も、当該システムにより分かっていなければならない。この目的のために、該システムはユーザインターフェース１０２を有し、該ユーザインターフェースは例えば適切なソフトウェアを実行する手持ちコンピュータにより実現することができ、斯かるソフトウェアはユーザに作業表面の位置、寸法及び向きを入力するのを可能にする。この様な携帯型ユーザインターフェース１０２は、基準点における照明器具１０４の位置推定に使用される超音波送受信器も使用して、自身の位置を決定すると共にユーザに対して当該作業表面に関する位置認識的な向きのオプションの選択の機会を提供し、かくして、ユーザは幾何学座標を手動で入力する必要はなく、例えば水平な、Ｘ度傾斜した又は垂直な作業表面等の向きを選択し、該表面の寸法を入力するのみでよい。
【００７８】
更に、インターフェース装置１０２は非平坦な作業表面の指定を可能にすることができなければならない。その一例は、マネキンに対する所望の照明分布を指定するために、該マネキンの周囲に定められるべき円柱状作業表面の指定であり得る。手持ち型装置の位置に関する当該システムによる知識は、ユーザに対し、斯様な回転表面の軸の向きに関する幾つかのオプションを提供するために使用することができる。同様に、球状作業表面も定めることができ、その場合、当該手持ち装置の位置は該作業表面の中心となるようにされる一方、メニュが所望の半径の選択を可能にする。ユーザインターフェース１０２は自身の位置を認識するので、例えば部屋の床に対する該インターフェースの高さは分かる。これは、例えばユーザが選択することができる上記の定義された球状作業表面の半径又は円柱状作業表面の高さを制限するために使用することができる。
【００７９】
手持ち型インターフェース装置１０２は、定義された作業表面の各々に対してユーザにより意図される照明分布又は複数の分布を指定するデータを、適切なフォーマットの電子ファイルから取り込むこともできる。作業表面の寸法、幾何学構造及び位置並びに照明器具１０４の位置及び向きが当該システムにより分かった場合、該情報は、最適な照明制御値の計算のために、何らかの適切な担体の通信技術によりプロセッサ型処理ユニットに伝送される。該処理ユニットは、設置された当該照明システムに及びユーザにより入力として付与された照明分布に適した照明システム構成（configuration）を計算する。
【００８０】
該計算を実行するために、当該システムは、設置された照明器具の幾つかの測光データ、例えば照明器具１０４により使用されるランプ及び光学系に関連する一連の遠方照度分布（far-field luminous-intensity distributions）を必要とし得る。製造者は、通常、斯様な測光データを提供するが、斯かるデータは最適には当該照明ユニットに記憶され、初期化の間に当該システムの計算要素により読み出すことができる。
【００８１】
当該システムに入力として付与され得る幾つかの基準測定点を当該作業表面に対して選択することができる。斯かる基準測定点は、例えば、一様なサンプリング格子を用いることにより選択することができる。斯かる基準測定点におけるルクスでの所望の照度値、即ち意図する照度分布は分かっており、例えば数値アレイの形で当該システムに入力として付与されると仮定する。
【００８２】
当該照明システムは、更に、計算により時間にわたる発光パワーの低下を推定及び考慮することができるように、データベース又は組み込み型検出器のいずれかを有することができる。上記データベースは、製造者により提供される統計的測定値により作成することができる。代わりに、上記組み込み型検出器が照明器具１０４を直接的に監視することもできる。
【００８３】
"逐点（point-by-point）"照明方法を、各照明器具の上記格子の各点に対する照明に関する貢献度を推定するために適用することができる。斯様な方法は、前記処理ユニットにより既に収集された幾何学的及び地理的入力を利用する。逐点法の適用の結果、通常、
【数９】
0005404428.tif 000010
なる非線形方程式の系が得られ、ここで、該方程式の右辺上の列ベクトルは異なる作業表面の測定点における所望の照度値を示す。未知の変数に関しては、
φｊはｊ番目のランプの光束又は発光パワーを示し、
ψｊ及びθｊはｊ番目のランプのパン及びチルト角を各々示し、
Ｉｊはｊ番目の照明器具の測光分布を示す。
【００８４】
当該照明器具が２以上の測光分布又はビームパターンを発生し得る場合のみ、Ｉｊは未知となる。
【００８５】
当該照明システム内の全照明器具１０４が固定され、これら照明器具に関連する三次元照度分布（所謂、測光分布）が固有である、即ち照明器具が複数のビームパターン及び回転体を発生しない場合にのみ、関連する方程式系は線形となり、光束のみが計算されるべき未知のものとなる。
【００８６】
前記等式の左辺に関しては、光に対しては重ね合わせの原理が成り立つことを思い出す必要がある。結果として、前記"逐点"照明方法の定義を考慮に入れると、ｉ番目の式は実際には、
【数１０】
0005404428.tif 000011
のようになる。
【００８７】
κijの値は、ｉ番目の測定点が属する作業表面に対する該ｉ番目のランプの相対位置に依存し、Ｉｊはｊ番目の照明器具の測光分布を表し、βij及びγijは照明器具の角度座標に関するもので、それらの値はｉ番目の測定位置とｊ番目の照明器具の位置との間の相対位置に依存し、これは該照明器具の向きに依存する。
【００８８】
照明器具１０４の及び作業表面上の測定点の絶対座標及び向きパラメータは、通常、基準超音波送受信器が存在する点により定められる座標フレームに対して既知となるので、これらから上記相対位置は素直に計算することができる。従って、ランプ（照明器具）の測定点、パン及びチルト角が選択されたなら、βij及びγijの値（これらは、ψｊ及びθｊに依存する）は自動的に決定される。結果として、先の式は、
【数１１】
0005404428.tif 000012
と書くことができる。
【００８９】
当該問題の解は、下記の目的関数、
【数１２】
0005404428.tif 000013
が、
【数１３】
0005404428.tif 000014
なる当該照明ユニットにより生ずることができる光束、パン及びチルト角の範囲を示す制約の下で最小化されるような適切なビームパターン、照明器具の向き及び調光レベルを見付けることを要する。より効果的な結果は、当該システムが、時間にわたる発光パワーの低下を、例えば売り手により供給される統計値により推定し又は例えばランプを監視するセンサにより測定するのを可能にし、これによりφj,0の値を高信頼度で推定することができ、かくして、当該システムがランプの経年変化を補償することができるようにする場合に達成される。
【００９０】
本方式によれば、数値的解が一旦算出されたなら、パン及びチルト角は即座に利用可能となる一方、ベクトルＥdesにより記述された所望の照度分布を最適にレンダリングするために照明器具１０４に供給されるべき構成パラメータの残りは、算出された光束値（φｊ）から容易に逆計算することができる。例えば、調光値が追加の構成パラメータであるなら、これら値は、前述したように当該システムに対して利用可能な一連のデータの一部でもある光束対調光値の特性プロットから素直に決定することができる。
【００９１】
最適な解の計算に対してエネルギ消費を考慮に入れるために、当該方式は、この場合に関しては1個に代えて2個の目的関数が同時に処理されるべきように拡張することができる。一方は、意図する照度分布に対する照度の不一致を、
【数１４】
0005404428.tif 000015
により評価するものであり、他方は、照明器具１０４の群の電力消費を、
【数１５】
0005404428.tif 000016
により総和するものである。
【００９２】
最も簡単な先の例に関して示したように、照明は当該システムにおける照明器具１０４の構成設定及び向きの関数である。通常、電力消費は光束のみに依存する。従って、関連する複数評価最適化問題は、既知の技術に頼ることにより、パレート的に解決することができる。先に示した方式によれば、当該問題は、照明器具１０４の向きに関して幾つかの離散的角度値を考察することにより、組み合わせプログラミング問題として定めることもできる。このような組み合わせの多目的最適化は、当然、遺伝的アルゴリズムとして知られた最適化技術を用いて処理することができる。パン及びチルト角に対する離散値の選択は、極めて高度に正確な角度値は何れにせよ無意味であり得るので、適した解を導出するための主要な障害となってはならない。
【００９３】
ここでも、測光データと同様に、当該システムの照明器具１０４に関連する電力消費プロファイルは、売り手により供給されると共に恐らくは当該照明器具に組み込まれたデータベースにローカルに記憶される（必要な時には該データベースから何時でも取り出すことができる）か、又は恐らくは組み込まれた測定装置を介して収集されると仮定する。
【００９４】
前記処理ユニットが適した構成設定値を決定したなら、該設定値の照明器具１０４を駆動する照明制御システムに供給されるべき適切な制御コマンドへの変換は、素直なものとなり得る。
【００９５】
最後に、意図する照度分布は、特定のスカラ値を用いる代わりに、範囲に関して指定することもできることを注意すべきである。例えば、若い人及び高年の人の異なる視覚能力を考慮するために、目標分布を指定するのに範囲を用いることは便利なように思われる。このような指定を考慮に入れるために、所望の照明からの逸脱を評価する目的関数は、それに応じて修正されるべきである。このように、特定のｉ番目の測定点に関して照度範囲がＥi,minからＥ２i,MAXまでの区間として定められた場合、関連する目的関数（以下、要素的に考える）は、
【数１６】
0005404428.tif 000017
が範囲内であれば、零となり、それ以外では、ペナルティとして、
【数１７】
0005404428.tif 000018
となる。
【００９６】
同様にして、該多目的方法は、適した付加的ペナルティを課す目的関数を追加することにより、１つの作業表面での照度分布に対する最大対最小均整度の指定も可能にする。
【００９７】
要約すると、本発明は、ライトモジュールと、ユーザインターフェース１０２と、データベースと処理ユニットとを有する照明制御システムに関するものである。該システムにおいては、センサは必要とされない。照度分布が、該照度分布をレンダリングするための照明制御コマンドにマッピングされる。焦点は、ランプパラメータをどの様に決定し、全ての利用可能なランプをどの様に自動的に設定するかに存する。自動シーン設定を達成することができる。自動的部分により、本システムはランプに基づいてではなく効果に基づいて制御することができる。
【００９８】
本明細書で述べられた発明は、当該照明システムにおける自由度又は関係するランプの数には無関係に、別々の選択された作業表面において１つ又は幾つかの照度又は照度分布を再生するための室内照明設備の自動的構成設定及び制御に適用することができる。
【００９９】
従って、本発明は高度に複雑且つ汎用的設備のための照明管理システムの一部と考えることができる。
【０１００】
更に、本発明は、色付きライトシーンに関する自動的ライトシーンのレンダリングのための他の先進的照明制御方法に対する理想的な補間策であり得る。
【０１０１】
上述した照明システム又は照明システムのための上述した装置は、異なる実施例の構成要素を有することができる。図示の実施例は例示として選択されたものである。
【０１０２】
本発明の機能の少なくとも幾つかは、ハードウェア又はソフトウェアにより実行することができる。ソフトウェアによる実施化の場合、本発明を実施化する単一又は複数のアルゴリズムを処理するために単一又は複数の標準的マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを使用することができる。
【０１０３】
尚、"有する"なる用語は他の構成要素又はステップを排除するものではなく、単数形の用語は複数を排除するものではないことに注意されたい。更に、請求項における如何なる符号も本発明の範囲を限定するものと見なしてはならない。
【図１】
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【図２】
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