(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光源と、
前記少なくとも１つの光源の出力を制御するコントローラと、
実際の光レベルを間欠的に測定し、その測定された光レベルを測定データとして前記コントローラに無線で送信可能な光センサとを有し、
前記コントローラは、光レベルが実質的に一定のままになるように前記少なくとも１つの光源を制御する通常モードと、光レベルが予め決められた範囲内になるまで予め決められた変化率で徐々に変えられるように前記少なくとも１つの光源を制御する変化モードとで動作可能であり、
前記コントローラは、前記光センサから受信した測定データに基づいて前記通常モードから前記変化モードに切り替えるように構成され、前記変化モードにおいて光レベルが予め決められた範囲内になったときに前記通常モードに戻されるように構成され、
前記光センサは、前記予め決められた範囲よりも高い予め決められた上側境界を規定するとともに前記予め決められた範囲よりも低い予め決められた下側境界を規定する情報をもち、前記光センサは、前記測定された光レベルが前記上側境界と前記下側境界との間にある場合に前記測定データの送信をやめるように構成され、
前記光センサは、前記コントローラが前記変化モードで動作しているときには、前記測定された光レベルが前記上側境界と前記下側境界との間にない場合であっても、前記測定データの送信をやめるように構成される、照明システム。
【請求項２】
前記光センサは、前の送信後の予め決められた時間間隔の範囲内において、送信を避ける、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記光センサは、前記ターゲットレベルよりも高い予め決められた上側境界を規定し、前記ターゲットレベルよりも低い予め決められた下側境界を規定する情報をもち、
前記光センサは、第１のモードにおいて、測定された光レベルが前記上側境界と前記下側境界との間にある場合に送信を避ける、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記光センサは、測定された光レベルが前記上側境界よりも高い場合には、信号を前記コントローラに送信し、前記ターゲットレベルよりも高いシフトターゲットレベル、前記シフトターゲットレベルよりも高いシフト上側境界、及び、前記シフトターゲットレベルよりも低いシフト下側境界を規定する情報をメモリから取得し、
前記コントローラは、測定信号の受信に応答して、前記光源の前記光出力を徐々に減少させるように設計され、
前記光センサは、前記信号を前記コントローラに送信した後に、第２のモードで動作し、前記第２のモードにおいて、前記光センサは、測定された光レベルが前記シフト上側境界と前記シフト下側境界との間にある場合に送信を避けるために、後の測定時点で、前記シフト上側境界及び前記シフト下側境界を徐々に減少させるように適合される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記光センサは、前記シフトターゲットレベルが元のターゲットレベルと等しくなったときに第２のモードから第１のモードに切り替えるように適合される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記光源の前記光出力の変化率を含むメモリをもち、
前記光センサは、メモリ内に、前記シフトターゲットレベル、前記シフト上側境界及び前記シフト下側境界の変化率を規定するデータをもち、
前記光センサが第２のモードから第１のモードに切り替えられた後の第１の測定時点で、測定された光レベルが前記上側境界よりも高いか又は前記下側境界よりも低いことを前記光センサが理解した場合に、
ａ）前記光センサは、信号を前記コントローラに送信し、前記第２のモードで動作するように切り替わり、
ｂ）前記コントローラは、メモリ内の前記変化率を適合させ、
ｃ）前記光センサが、対応する態様でメモリ内の前記変化率を適合させる、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
外部光源の比較的近くに配置された１又はそれ以上のランプの第１のグループを有し、
前記外部光源からより離れて配置された１又はそれ以上のランプの第２のグループを有し、
前記コントローラは、第２の調光ファクタy(71)が常に第１の調光ファクタy(61)よりも高くなるか又は前記第１の調光ファクタy(61)と等しくなるように、ランプの前記第１のグループの前記第１の調光ファクタy(61)とランプの前記第２のグループの前記第２の調光ファクタy(71)とを日光のレベルの関数として制御し、
調光ファクタ＝ゼロはランプがオフであることを示し、調光ファクタ＝１００％はランプが完全にオンであることを示す、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
日光レベルLZがゼロと特定の第１の値L1との間にある場合には、前記コントローラは、y(61)＝y(71)＝１００％の第１のモードで動作し、
前記日光レベルLzが前記第１の値L1と特定の第３の値L3との間にある場合には、前記コントローラは、y(61)＝y(71)＝１００％×（L2−LZ）／（L2−L1）である第２のモードで動作し、L2は、前記第３の値L3よりも高い第２の値L2であり、
前記日光レベルLzが前記第３の値L3と前記第２の値L2との間にある場合には、前記コントローラは、y(61)＝１００％×（L2−LZ）／（L2−L1），y(71)＝y(61)＋B×（LZ−L3）／（L2−L3）である第３のモードで動作し、Bは予め決められた調光ファクタであり、
前記日光レベルLzが前記第２の値L2と第４の値L4との間にある場合には、前記コントローラは、y(61)＝δ，y(71)＝B×（L4−LZ）／（L4−L2）である第４のモードで動作し、
前記日光レベルが前記第４の値よりも高い場合には、前記コントローラは、y(61)＝y(71)＝δである第５のモードで動作する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
δ＝０である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
δは、最初はゼロよりも高い小さな値であり、前記コントローラは、予め決められた期間の間、前記第５のモードで動作した後に、δ＝０に設定する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記光センサにより送信された信号は、測定された前記光レベルの値を示す測定信号である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記光センサにより送信された信号は、測定された前記光レベルの値が上側境界よりも高いか又は下側境界よりも低いかを示す信号である、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、特にビル内の部屋又はリビングルームで機能する、人々の環境の照明のために用いられる照明システムの分野に関する。より広範囲に適用可能であるが、本発明は、オフィスビル内の仕事場の場合に対して説明されるだろう。
【背景技術】
【０００２】
仕事場では、一般に、或るレベルの照明（即ち、光強度）であることが望ましく、多くの国においては、働く人のために光の最小レベルを規定する健康面の規制さえ存在する。このレベルは、行う仕事のタイプに依存し得る。全ての環境下で斯様な照明レベルを供給するために、前記照明レベルを供給可能な光源（ランプ）を設ける必要がある。しかしながら、日中の間、日光が当該部屋に入り、仕事場の照明レベルに寄与する場合がある。ランプが公称光出力で動作する場合には、照明レベルは必要以上に高くなるだろう。それ故、全体の照明レベルが実質的に一定のままになるように、ランプの光出力が昼光レベルの増加に伴って減少する場合にエネルギが節約され得る。
【０００３】
この目的のために、調光可能なランプと、昼光レベルに基づいてランプの調光レベルを制御するためのランプコントローラとを有するシステムが開発されている。昼光レベルは、測定信号をコントローラに供給する１又はそれ以上の昼光センサにより測定される。
【０００４】
導入されるべき新たなシステムにおいて、斯様な昼光センサは、ワイヤによりコントローラに結合され得るが、無線センサが用いられる場合にはより大きな自由度が得られる。更に、既存の照明システムを有する既存のビルにおいては、ワイヤの必要性と比較して、無線センサを用いる方が容易である。無線センサは、その測定信号を、例えばＺＩＧＢＥＥのような適切な無線通信伝送によりコントローラに供給する。
【０００５】
無線センサは、場合により、より高いコストが許容できる場合には取得された昼光を用いた太陽光発電コンバータにより充電される、バッテリのような専用電源から給電されるだろう。斯様な専用電源により、提供時間、即ちバッテリ等の寿命を長くするために、電力消費を低くすることが望ましい。一方で、無線伝送は、比較的多くのエネルギを消費する。それ故、センサが頻繁にコントローラと通信するのではなく、間欠的に通信することが既に提案されている。例えば、センサが毎秒１回だけ測定信号を送信し、伝送期間が伝送毎に２０ｍｓである場合には、エネルギ消費は、おおよそ５０の倍数で削減される。
【０００６】
米国特許出願公開第２００８／０００７３９４号明細書は、各光源が光源の近くで照明レベルを感知するためのセンサを備えた照明システムについて述べている。ここで、光センサは、ワイヤレスではなく、バッテリから給電されるものではなく、測定信号の伝送は、連続的であり、電力消費の削減は明らかに問題とされていない。
【０００７】
米国特許第６，３４０，８６４号明細書は、例えば毎秒１回、小さなバーストにおいて周期的にデータを送信する無線センサをもつ照明システムについて述べている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の全体的な目的は、機能性を損なうことなくエネルギ消費の更なる削減を達成するように、前述されたタイプの従来の照明システムを改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
コントローラは、ターゲットレベルとして示される必要光レベルを知り、実際の光レベルを示すセンサから情報を受信するだろう。受信したセンサ信号を処理することで、コントローラは、光源の調光レベル設定が正しいか否か、又は、光源が多かれ少なかれ光を放射すべきかどうかを知るだろう。実際の光レベルが、或る境界の範囲内においてターゲットレベルに対応する場合には、コントローラは何も変える必要がない。また一方で、斯様な場合において、センサがセンサ信号を送信して、これを行うことについてエネルギを消費する必要はないだろう。それ故、通常の環境下で、昼光レベルが実質的に一定のままであるときには、センサが連続的又は反復的に固定間隔で測定データを送信するシステムは、伝送のほとんどについてのエネルギを浪費する。
【００１０】
それ故、本発明によれば、実際の光レベルがターゲット境界内にある限りセンサがデータ信号を送信するのを避ける場合に、エネルギの重要な削減が実現され得る。
【００１１】
本発明によれば、センサは、コントローラの制御動作の特徴を規定する情報を含むメモリを備え、センサは、コントローラが任意のセンサ信号の受信に対してランプ設定の変更で対応しないだろう場合に、斯様な信号の出力を控える。
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、センサは、実際の光レベルがターゲット境界内にあることを理解した場合に任意のセンサ信号を送信するのを避ける。
【００１３】
センサが、実際の光レベルがターゲットレベル外にあることを理解してセンサ信号を送信すると、コントローラは、ランプ光レベルを即座に調節することによっては対応し得ない。これは、人の目につくためである。むしろ、コントローラは、約１０〜３０秒の（又はおそらくそれよりも長い）時間フレームの範囲内において修正された設定にゆっくりと進むように、ランプ設定をゆっくりと調節する。これは、センサ測定が、しばらくの間、依然として、実際の光レベルがターゲット境界外にあることを理解することを意味する。しかしながら、この情報をコントローラに送信することは、コントローラに新しい何かを伝えるものではなく、ランプ設定を変える手法を変えるものではない。本発明の第２の態様によれば、センサは、コントローラの対応が予測されることを理解する場合か、又は、ランプ設定が調節される時間の間、任意のセンサ信号を送信するのを避ける。
【００１４】
他の利点の詳細は、従属請求項において述べられる。
【００１５】
本発明のこれら並びに他の態様、特徴及び利点は、図面を参照して、１又はそれ以上の好ましい実施形態の以下の説明により更に説明されるだろう。図面において、同一の参照番号は、同一又は類似の部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】オフィスルームを概略的に示す。
【図２】タイミング図である。
【図３】タイミング図である。
【図４】タイミング図である。
【図５】ランプ調光因子の関数として光レベルを概略的に示すグラフである。
【図６】昼光の日々のバリエーションを概略的に示すグラフである。
【図７】複数のランプをもつ部屋の概略的な上面図である。
【図８】昼光の関数としてランプ電力を概略的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、天井２及び壁３をもち、少なくとも１つの壁３（この場合においては左側の壁）に少なくとも１つの窓をもつオフィスルーム１の側面図を概略的に示している。オフィスデスクは５で概略的に示される。部屋は、少なくとも１つの光源１１と前記光源を制御するためのコントローラ１２とを有する照明システム１０を備えている。コントローラは、例えば、適切にプログラムされたマイクロプロセッサ等として実装され得る。各光源１１は、例えば、白熱ランプ、ガス放電ランプ、ＬＥＤ等として実装され得る。各光源が専用ドライバにより提供されるか、又は、複数の光源が共通のドライバを共有し得る。任意の場合において、光源は制御可能である。制御可能な光源も斯様な光源を制御するためのコントローラもそれ自体既知であるので、ここでは更なる説明は必要ではない。例として、ランプの光出力の制御は、当業者にとって既知であるような、デューティサイクル制御により実行され得る。以下、光源は、"ランプ"として簡単に示されるが、これは、ＬＥＤを含むだろう。
【００１８】
システム１０は、デスク５の位置で光強度（又は光レベル）を略一定に維持するように適合される。例えば、日光Ｚが明るく、光レベルが増大するように昼光が部屋に入る場合には、コントローラ１２は、各ランプの光出力を削減するようにランプ１１のための制御信号を適合させる。コントローラ１２は、実際の光レベルを示す入力信号を受信する必要があり、この目的を達成するために、システム１０は、少なくとも１つの光センサ１６を有する。光センサ１６は、例えば、天井２又は壁３に対して取り付けられ得るが、図１の例においては、センサ１６は、デスク５に配置されるように示される。光センサ６は、測定信号をコントローラ１２に無線で伝達するように適合される。斯様な無線通信の適切な例は、例えば、Zigbeeであるが、当業者にとって明らかなように、任意のタイプの無線通信が用いられ得る。光センサはそれ自体一般に知られており、ワイヤレス光センサもそれ自体既知であるので、光センサ１６の設計及び動作のより詳細な説明はここでは必要ではない。
【００１９】
図２は、システム１０の動作の幾つかの態様を概略的に示すタイミング図である。図２の横軸は時間tを表し、縦軸は光レベルLを表す。エネルギを節約するために、センサ１６は、光レベルを連続的には測定しないが、縦点線により示されるとともにt1，t2，t3等として示される測定点で、光レベルを規則的に測定する。典型的には、測定点は、一定の時間間隔をもつが、これは本発明の本質ではない。更に、"測定点"という表現は、測定プロセスが無限に速くなることを意味するものとして解釈されるべきではなく、むしろ、測定点は、典型的には数ミリ秒のオーダで、有限期間をもつだろう。
【００２０】
LTは、ターゲット光レベルを示している。これは、部屋内の意図された光レベルである。コントローラ１２は、特定の許容差LU及びLLを考慮して、ターゲット光レベルLTと同等の光レベルにしようとするだろう。LUは、LTよりも高い上側境界を示し、LLは、LTよりも低い下側境界を示している。典型的には、LUとLTとの間の差分は、数パーセントであり、この差分の正確な値は、本発明に関連するものではない。同様のことがLLにも当てはまる。差分LU−LTは、差分LT−LLと同等であってもよいが、これは必須ではない。
【００２１】
図２中の黒い点は、t1，t2，t3等に対応するL1，L2，L3等として示される光レベルの例証測定値を示している。この図は、全ての測定値がLUとLLとの間にあることを示している。コントローラ１２は、光レベルLiを示す測定信号を受信したときに、受信した値Liを上限LU及び下限LLと比較するだろう。Li＞LUであるように見える場合には、コントローラ１２は、ランプ１１の光出力を低減させるだろう。Li＜LLであるように見える場合には、コントローラ１２は、ランプ１１の光出力を増大させるだろう。図２に示された例においては、各時間において、測定された光Liが許容差の範囲内にあることをコントローラが理解するので、コントローラは、いずれの測定値を受信しても測定値ランプ１１の設定を変えないだろう。
【００２２】
従来においては、センサ１６は、それぞれの測定値Li（iはインデックスを示す）をコントローラ１２に送信する。しかしながら、データの無線伝送は、比較的多くのエネルギを消費する。本発明は、斯様な送信が必要でない場合にセンサが任意のデータを送信しないように設計される場合にエネルギが節約され得るという見識に基づいている。本発明の更なる態様によれば、コントローラがデータの受信に対して任意のランプ設定を変えることによっては対応しない場合には、斯様な伝送は必要ではない。それ故、前記見識に基づいて、本発明のセンサ１６は、少なくとも上側光境界LU及び下側光境界LLを識別するデータを含むメモリ１７を備える。更に、センサ１６は、測定値Liをメモリからの境界値LU及びLLと比較し、この比較の結果に基づいて測定値を送信するか否かを決定するように適合される。特に、センサ１６は、Li＞LU又はLi＜LLであると理解した場合にのみ測定光レベルLiを送信するだろう。
【００２３】
図３は、本発明のこの態様を示す、図２と比較され得る図である。t1までは、測定光レベルLがLUとLLとの間にある。それ故、センサ１６は、コントローラ１２に対していずれのデータも送信しないだろう。時間t1では、センサ１６は、測定光レベルL1がLUより高いことを理解する。それ故、センサ１６は、コントローラ１２に対して測定値を送信するだろう。受信すると、コントローラ１２は動作を行い、ランプ１１の光出力を削減するだろう。この動作の結果がこの図において示されている。つまり、光レベルが減少している。
【００２４】
原理上、コントローラ１２は、即座にランプ１１の光出力を段階的に削減することを可能にするだろう。しかしながら、ランプの光出力が素早く変化される場合には、その変化は、人の目で確認でき、これは望ましくない。それ故、コントローラ１２は、実際の光レベルがターゲットに戻る前に、典型的には３０秒ほどのオーダで、或る程度時間がかかるように光出力を徐々に変化させるように設計される。コントローラがランプの光出力を変える"速度"は、R＝ΔL(11)／Δt（L(11)はランプ１１の光出力を示す。）として表される変化率Rとして示される。この変化率Rは、正又は負であることは明らかであるべきである。正の変化率の値は、負の変化率の値と同等であってもよいが、これは本質ではない。それ故、コントローラ１２は、２つの異なるモード、即ち、ランプの光出力L(11)が一定でありR＝0である通常モード、及び、ランプの光出力L(11)が変化されR＜＞0である変化モードで動作し得る。コントローラは、許容差外の実際の光レベルを示す測定信号を受信すると、通常モードから変化モードに切り替わり、しばらくして通常モードに戻る。
【００２５】
結果として、これは、測定光レベルが許容差の範囲内に戻る前にしばらくかかるだろう。これは、図３の図においてはっきりと見ることができる。即ち、時間t2，t3，t4での測定値L2，L3，L4は、依然としてLUよりも高く、t5では、測定値L5がLUよりも下まで低下している。センサ１６は、測定値L2，L3，L4が許容差外にあると簡単に見なす場合には、これらの測定値を送信するだろう。これは、実際の光レベルが高すぎることを示す測定信号を受信する場合に、コントローラが各時間の光出力を僅かに削減するように設計され、測定信号を受信しない場合に、コントローラが光出力を一定に維持するように設計されるシステムに適している。しかしながら、これは、実際の光レベルが境界レベルのうち一方に近くなる、即ち、センサが測定信号を送信することによって"主張（protest）"せず、任意の受信した測定信号がない場合にコントローラが任意のランプ設定を変更しないようなシステムにおいて期待されるべきである。実際の光レベルがターゲットレベルLTにより近くなることがより望ましい。しかしながら、斯様なシステムにおいてこれを実現するために、コントローラは、より多くの測定信号を受信する必要があるだろう。
【００２６】
本発明の更なる詳細において、実際の光レベルが許容差の範囲内に戻された後であっても、終端基準に適合するまで、コントローラ１２がランプ１１の光出力L(11)を変更し続けるという点において、更なる改良が提供される。この終端基準は、例えば、予め決められた時間間隔の経過であり得る。後に、より多くの高度な基準が述べられるだろう。
【００２７】
前述のように設計されたコントローラ１２により、コントローラ１２は、センサ１６から測定信号を受信すると、変化モードに入り、終端基準に適合したときに、通常モードに戻るだろう。変化モードで動作しているときには、コントローラは、受信した任意の他の測定信号に関わらず、変化率Rを一定に維持するだろう。換言すれば、コントローラ１２は、実際の光レベルが許容差外にあることを示す他の測定信号を受信した場合に、その動作を変えない。本発明の原理によれば、実際の光レベルが許容差外にある場合であっても、センサ１６が任意の測定信号を出力することを阻止された場合に、更なるエネルギの節約が得られる。これは、測定信号を送信した後に、予め決められた時間の間、斯様な送信を避けるように、センサ１６を設計することにより実行され得る。
【００２８】
光出力変化の目的は、実際の光レベルをターゲットレベルに近づけることにある。しかしながら、変化率Rが十分ではないかもしれない。この場合において、コントローラは、変化率Rを修正すべきである。これらの特徴は、図２及び３と比較可能なグラフである図４を参照して説明される本発明の好ましい実施形態において実行される。図３の場合においては、実際の光レベルLは、時間t1において上側境界LUよりも高くなるまで増大する。これは、センサ１６により理解され、センサ１６は、測定信号をコントローラに送信する。本システムは変化モードに入る。変化モードにおいて、コントローラは、変化率Rの第１の値を用いて、光出力を徐々に削減させる（実際の光レベルが下側境界LLより下に低下する場合には、同じことが、変更すべきことは変更して当てはまることは明らかである）。この変化モードにおいて、本システムは、シフトされたターゲットレベルLTSを想定する。ターゲットレベルLTSは、元のターゲットレベルLTに対してシフトされ、その一方で、シフト量ΔLT＝｜LTS−LT｜が時間とともに削減される。それ故、シフトされたターゲットレベルは、シフトされたターゲットレベルを時間の関数として記述するターゲットシフト関数に従う。このターゲットシフト関数は、適切ではあるが本質的ではなく、図４における斜線４１としてグラフで表される一次関数であり得る。同様に、シフトされた上側境界LUSは、斜線４２により表された上側境界シフト関数に従い、シフトされた下側境界LLSは、斜線４３により表された下側境界シフト関数に従う。これらのシフトレベルは、シフト許容差を規定する。シフト許容差は、変化モードにおいてコントローラによりもたらされたランプの変化する出力レベルに応答して、実際の光レベルの期待された進展を反映させる。実際の光レベルがこれらのシフト許容差の範囲内にある限り、コントローラは、変化率Rを一定に維持するだろう。
【００２９】
本発明によれば、センサ１６のメモリ１７は、これらのシフト関数を規定する情報、例えば、ルックアップテーブル、式等を含む。換言すれば、センサは、コントローラが行っていること、又は、少なくとも行うことが見込まれることを知る。変化モードにおいて、センサ１６は、測定光レベルをシフト境界LUS及びLLSと比較し、測定光レベルがシフト境界LUS及びLLSの範囲内にあることを理解した場合に測定値を送信するのを避ける。それ故、図４において示された例において、センサ１６は、時間t1での測定値だけを送信するだろう。後の全ての時間では、測定値は、シフト許容差の範囲内にあり、センサが如何なる他の測定値を送信する必要なく、実際の光レベルが元のターゲットレベルに接近することが理解され得る。
【００３０】
測定光レベルがシフト許容レベル外にある場合には、センサは、測定光レベルが元の許容レベルの範囲内にある場合であっても、測定信号をコントローラに送信することに留意されたい。
【００３１】
図４は、シフト許容差が時間txで終了することを示している。即ち、この時点で、システムは通常モードに戻る。
【００３２】
変化モードにおいて、コントローラは、変化率Rのための値を最初に設定する。この値は、コントローラ１２のメモリ１３において準備された、及び、センサ１６のメモリ１７において準備された予め決められた値であってもよい。理想的には、この変化率Rは、予め決められた時間において、実際の光レベルをターゲットレベルに戻すだろう。しかしながら、述べられたように、斯様な準備された値は、変化率の初期値が高すぎるか又は低すぎるように不適切であるかもしれない。本発明の更なる詳細によれば、コントローラ１２は、実際の昼光レベルに依存して、変化率の適切な値を計算可能である。
【００３３】
これは、上側許容レベルLUを超える増大光レベルの場合に対して説明されるが、減少光レベルが下側許容レベルLLを下方に通過するときに、同じ説明が、変更すべきところは変更して当てはまる。
【００３４】
ランプ１１の公称光出力がPnomとして示され、実際の調光ファクタがyとして示されると仮定すると、ランプの実際の光出力PoutはPout＝y・Pnomとして表され得る。到達する光出力の部分がxとして表され得ると仮定すると、これは、センサ１６により測定されたランプからの光レベルLlampは、Llamp＝x・y・Pnomとして表され得ることを意味する。調光ファクタyは、コントローラにより設定されるので、コントローラに知られ、Pnomは、メモリ１３に格納されることによりコントローラ１３に知られ得る準備された値であり、xは、典型的には、較正し、メモリに格納されることにより理解され得る準備された値であることに留意されたい。
【００３５】
センサ１６により測定された実際の全体光レベルLは、L＝LZ＋Llampに従った、ランプ光Llampと日光Zにより供給された昼光LZとの合計である。
【００３６】
コントローラ１２は、センサ１６から測定信号を受信したときには、値Lを知り、Llampを計算し得る。それ故、コントローラ１２は、式LZ＝L−Llampに従って昼光レベルLZを計算し得る。
【００３７】
コントローラは、（LT及びLUが絶対値で表されるか、若しくは、LTがLUの割合として表されか、又は、その逆であるので、）ターゲットレベルLTも知っている。それ故、コントローラ１２は、
【数１】
0005539345.tif 000002
に従って、実際の光レベルの削減の必要量を計算し得る。LlampTは、ランプ光Llampのターゲット値を示す。ΔLが日光LZの量に依存しないことは明らかである。
【００３８】
LlampTをx・yT・Pnomと書くことで、コントローラ１２は、ランプ１１の調光ファクタのためのターゲット値yTを計算し得る。従って、調光ファクタは、量Δy＝y−yTとともに変化されるべきである。
【００３９】
コントローラ１２は、変化率R＝Δy／tcを計算するように設計される。tcは、コントローラのメモリ１３に格納された予め決められた変化時間である。tcは、図４のtx−t1に対応するだろう。
【００４０】
変化率Rは誤差L−LTに比例し、日光の量LZに依存しないことに留意されたい。それ故、LとΔyとの間の関係、又は、LとRとの関係を予め計算し、例えば式又はルックアップテーブルの形式で、この関係をコントローラのメモリ１３に格納することが可能である。
【００４１】
更なる詳細において、コントローラ１２は自己学習する。これを仮定すると、時間tcの後に、実際の光レベルが許容差外にある。それ故、コントローラ１２は、センサから測定信号を受信するだろう。一見したところ、前記のように計算された変化率は不適切である。つまり、これは、より高く又はより低くされるべきである。コントローラ１２は実際の光レベルを知るので、コントローラ１２は、変化率Rがどれくらい高くされるか又は低くされるかを計算することができ、メモリ１３内の値を適宜適合させる。
【００４２】
変化時間tcの後に期待された光レベルからのずれをもたらす一の起こり得る事実は、例えば経年劣化により、若しくは、ファクタxが変化したことにより、又は、これらの双方により、公称ランプ電力Pnomが変化したことである。本発明の更なる詳細によれば、コントローラ１２は、x及びPnomの積の実際の値を計算する較正モードで動作可能である。コントローラ１２は、調光ファクタyを一時的に増大させるか若しくは減少させるか、又は、これらの双方により、これを行うことができる。
【００４３】
図５は、光レベルL（縦軸）をランプ調光ファクタy（横軸）の関数として概略的に示すグラフである。図５によれば、調光ファクタyがファクタzにより増大されると仮定する。前記で与えられた式から、結果として、光レベルがΔL＝z・x・y・Pnom＝y・（z−1）・x・Pnomとともに増大することは明らかである。それ故、ΔLを測定することにより、コントローラはx・Pnomを計算し得る。コントローラ１２は、xが一定であると仮定し、Pnomの現在の値を計算し、この値をメモリに格納することができる。代わりに、コントローラ１２は、Pnomが一定であると仮定し、xの現在の値を計算し、この値をメモリに格納してもよい。代わりに、コントローラ１２は、x・Pnomの現在の値をメモリに格納することができる。
【００４４】
図６は、例となる状況の間に測定された、昼光の日常の変化（縦軸；Cd／m2）を時間（横軸；秒）の関数として示すグラフである。雲の通過によりもたらされ得る変動はさておき、一般的な動きが、実線で示されるように存在し、これは、キュービックフィット（cubic fit）であることが明らかに見られる。
【００４５】
本発明の更なる詳細によれば、このフィットは、センサとコントローラとの間の伝送の必要性を更に最小にするために、昼光を予測し、及びそれ故に、変化率Rを適合させるために用いられ得る。
【００４６】
問題は、複数の光源をもつ部屋において生じ得る。図７は、壁３と、１つの壁内の１又はそれ以上の窓４と、典型的には窓と反対側の壁に配置され、廊下（図示省略）へのアクセスを与えるドア６とをもつ部屋１の概略的な上面図である。部屋は、１つの光センサ１６と、複数のランプ６１，７１のために共通の１つのコントローラ１２とをもつ。ランプは、複数の列、即ち、窓４の近くに配置されたランプ６１の第１の列、及び、窓から大きく離れて設けられたランプ７１の第２の列を成して設けられる。
【００４７】
斯様な状況において、窓４に近い日光のレベルLZが窓からより離れたところよりも高くなることが問題である。全てのランプが同一の出力で駆動される場合には、窓の近くの位置での光レベルが高すぎるか、若しくは、窓の反対側の位置での光レベルが低すぎるか、又は、これら双方である。
【００４８】
図８は、この問題を解決するために本発明により提案されたランプ制御スキームを示すグラフである。横軸は、例えばセンサ１６により検出されるような日光の量LZを表し、縦軸は、窓に近いランプ６１（線８６）、及び、窓から離れているランプ７１（線８７）のための、コントローラ１２により設定される、ランプのターゲット調光ファクタyTを表す。日光の量LZに基づいて、コントローラは、本図においてローマ数字で示された、５つの異なるモードで動作し得る。
【００４９】
Ｉで示された第１のモードにおいて、日光レベルLZは、全てのランプがフルパワー（調光レベル１００％）で駆動されるほど低い特定の第１の値L1よりも低い。
【００５０】
日光レベルLZがこの第１の値L1よりも高いが、或る第２の値L2よりも低いときには、ランプ光は、光レベルを一定に維持するために、日光レベルが増大する場合に、及び逆もまた同様に、調光され得る。それ故、コントローラは、
【数２】
0005539345.tif 000003
に従って、LZがL2に等しいときにy(61)がゼロに等しくなるように、日光レベルLZに反比例して、窓の近くのランプ６１の調光ファクタy(61)を変える。
【００５１】
コントローラは、第１の予め決められたレベルＡよりも高いy(61)（第２のモードＩＩ）と、この予め決められたレベルよりも低いy(61)（第３のモードＩＩＩ）とを区別する。図８の例において、この第１の予め決められたレベルAは８０％に等しいが、この第１の予め決められたレベルは、異なって選択され得る。前記第１の予め決められたレベルは、１００％の高さであり得る。第１の予め決められたレベルAは、日光レベルLZの第３の値L3に対応することに留意されたい。
【００５２】
第２のモードにおいて、離れているランプ７１の調光ファクタy(71)は、
【数３】
0005539345.tif 000004
に従って、窓に近いランプ６１の調光ファクタy(61)に等しい。
【００５３】
第３のモードにおいて、コントローラは、調光ファクタy(61)よりも高い、離れているランプ７１の調光ファクタy(71)を選択することにより、離れているランプ７１が日光LZから少ししか恩恵を受けないことを考慮に入れる。この差分y(71)−y(61)は、差分y(71)−y(61)がLZ＝L3に対してゼロに等しく、LZ＝L2に対して第２の予め決められたレベルＢに等しくなるように、増大する日光レベルLZとともに増大する。図８の例において、この第２の予め決められたレベルBは８０％に等しいが、この第２の予め決められたレベルBは異なって選択され得る。それ故、第３のモードにおいて、調光ファクタy(71)は、以下の式、
【数４】
0005539345.tif 000005
によって表され得る。
【００５４】
日光レベルLZが第２の値L2よりも高いときには、コントローラは、第４のモードＩＶにおいて、y(61)をゼロに維持する（窓に近いランプ６１がオフにされる）が、y(71)が、以下の式、
【数５】
0005539345.tif 000006
に従って、日光レベルLZの或る第４の値L4に対してゼロになるように、増大する日光LZとともにy(71)を減少させ続ける。
【００５５】
好ましくは、第４のモードＩＶにおけるy(71)の比例ファクタは、以下の式、
【数６】
0005539345.tif 000007
が当てはまるように、第３のモードＩＩＩにおけるy(71)の比例ファクタに等しくなる。
【００５６】
日光レベルLZが第４の値L4よりも高いときには、コントローラは、第５のモードＶにおいて、y(71)をゼロに維持する（離れているランプがオフにされる）。
【００５７】
バリエーションにおいて、コントローラは、第５のモードＶにおいて、日光レベルLZが変化するときにオン／オフの切り替えを避けるために、y(71)を小さな値、例えば１％に維持してもよい。この場合において、コントローラは、予め決められた遅延よりも長い間、例えば１５分の間、LZがL4よりも高いときには、離れているランプ７１の切り替え（y(71)＝0）を行う。同様のバリエーションがy(61)に当てはまる。
【００５８】
要約すると、本発明は、光源１１と、前記光源の出力を制御するコントローラ１２と、前記コントローラと無線で通信する光センサ１６とを有する、照明システム１０を提供する。
【００５９】
通常モードでは、コントローラは、光レベルが実質的に一定のままになるように光源を制御する。変化モードでは、コントローラは、光レベルが、ターゲットレベルLTからのずれを減少させるように予め決められた変化率Rで徐々に変化されるように、光源を制御する。コントローラは、光センサから受信した入力信号に基づいて、通常モードから変化モードに切り替わる。光センサは、光レベルを測定し、信号をコントローラに伝送するか否かを決定する。
【００６０】
信号の受信が、コントローラが制御動作を変るものではないときには、光センサは、信号を送信するのを避ける。
【００６１】
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に示され述べられた一方で、斯様な図示及び説明は、例示又は単なる例であり、限定的なものではないと見なされるべきであることが当業者にとって明らかである。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではなく、むしろ、幾つかのバリエーション及び変更が、特許請求の範囲に規定された本発明の保護範囲内で可能である。
【００６２】
例えば、センサ１２が、光レベルの値を伝送しないが、光レベルが上側レベルLUよりも高いという事実を簡単に伝送することが可能である。コントローラは、（メモリ１７に格納された）LUの値を知るので、コントローラは、実際の光レベルの非常に良好な近似値を知る。
【００６３】
更に、窓の近くに配置されたランプ６１と窓からより離れて配置されたランプ７１とをもつ部屋に代えて、部屋が、日光よりむしろ異なるタイプの外側光源から外側光を受けてもよい。
【００６４】
開示された実施形態に対する他のバリエーションは、図面、開示及び特許請求の範囲の研究から、当業者により理解され、もたらされ得る。請求項において、"有する"という用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、単数表記は、複数の存在を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に開示された幾つかのアイテムの機能を充足してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられ得ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又はその部分として供給された光学格納媒体又は半導体媒体のような、適切な媒体に格納／分配され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線の通信システムを介するような、他の形式で分配されてもよい。請求項における如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。
【００６５】
前記のものにおいて、本発明は、本発明のデバイスの機能ブロックを示すブロック図を参照して説明された。これらの機能ブロックの１又はそれ以上は、斯様な機能ブロックの機能が個別のハードウェア部品で実行されるハードウェアにおいて実行されてもよいが、斯様な機能ブロックの機能が、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ等のようなプログラム可能なデバイス又はコンピュータプログラムの１又はそれ以上のプログラムラインにより実行されるように、これらの機能ブロックのうち１又はそれ以上がソフトウェアにおいて実行されることも可能であることが理解されるべきである。
【図１】
0005539345.tif 000008
【図２】
0005539345.tif 000009
【図３】
0005539345.tif 000010
【図４】
0005539345.tif 000011
【図５】
0005539345.tif 000012
【図６】
0005539345.tif 000013
【図７】
0005539345.tif 000014
【図８】
0005539345.tif 000015