(57)【要約】  照明源に昼光と人工光が含まれる日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、空間の少なくとも一部における照明レベルを感知する第１のセンサと、昼光が空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台のウィンドウトリートメントと、空間の昼光照明を補完するため人工光を供給する調光可能な複数台の電灯と、空間内で所望の照明プロファイルを維持するために少なくとも１台のウィンドウトリートメント装置及び複数台の電灯を制御する制御システムと、を備え、制御システムは各ランプの調光レベルが日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内の所望の照明プロファイルを達成し昼光照明を補償するため調整されるように複数台の電灯を制御する等する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、
前記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知するセンサと、
調光可能であり、前記空間の所定の容積を画定する前記空間内の１個以上のゾーンに配置され、各ゾーンに少なくとも１台が設けられた、前記空間の昼光照明を補完するため人工光を供給する複数台の電灯と、
前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため、各ゾーンの前記少なくとも１台の電灯が前記所望の照明プロファイルに従ってそれぞれのゾーンで所望の照明レベルを達成するため調光レベルに制御される、前記複数台の電灯の調光レベルを制御する制御システムと、
を備え、
前記制御システムが、各電灯の前記調光レベルが前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記所望の照明プロファイルを達成し前記空間内の前記昼光照明を補償するため調整されるように、前記複数台の電灯を制御し、
各電灯の調光レベルが複数個の照明プリセットのうちの１個から前記制御システムによって選択され、各プリセットが前記電灯の調光レベルの組み合わせにより構成され、前記制御システムが前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成するため前記昼光照明の適切な補完が得られるプリセットの方へ前記電灯を減光し、
前記制御システムが、前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されるときに、前記制御システムが前記電灯の調光レベルの変更を停止するように動作する、システム。
【請求項２】
前記電灯の制御が開ループ制御アルゴリズム又は閉ループ制御アルゴリズムに基づく、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記空間内の前記照明レベルを感知する複数台の第１のセンサをさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のセンサの組み合わされた出力レベルが前記複数台の第１のセンサの出力を平均化することにより決定される、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記制御システムが天文時計を含み、前記時計によって供給される日時データが前記センサのスペクトル感度特性を補正するため使用される、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記空間への少なくとも１個の開口部のための少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントをさらに備え、
前記制御システムが昼光を前記空間へ入れるため前記ウィンドウトリートメントを制御する、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記制御システムが、前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に低いとき、前記空間へ入る昼光の量を増加させるため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記制御システムが、前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に高いとき、前記空間へ入る昼光の量を減少させるため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項６記載のシステム。
【請求項９】
前記制御システムが前記空間内の前記照明レベルを過度に暗い光レベルに対応する第１のスレッショルド及び過度に高い光レベルに対応する第２のスレッショルドと比較する、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御システムが異なる光源に対する前記第１のセンサの異なる感度を補償するため前記第１のセンサの感度を調整する、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
さらに、前記制御システムが、前記照明レベルが前記第１のスレッショルド及び前記第２のスレッショルドと比較される主制御ループと、前記光レベルが過度に暗いときに前記複数台の電灯の適切な調光レベルを選択する第１の副ループと、前記光レベルが過度に高いときに前記複数台の電灯の適切な調光レベルを選択する第２の副ループとを有する、請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御システムが前記主中央ループ内で前記光レベルが許容可能であるかどうかを判定する、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記調光レベルが複数のプリセット調光レベルにより構成される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
照明源が空間に入る昼光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、
前記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知する第１のセンサと、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、
前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御する制御システムと、
を備え、
前記制御システムが、前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成するため、前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御し、
前記制御システムが、前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに、前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止する、
照明維持システム。
【請求項１５】
前記空間内の前記照明レベルを感知する複数台の第１のセンサをさらに備える、請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記照明源が前記空間を照明する電灯をさらに備える、請求項１４記載のシステム。
【請求項１７】
前記制御システムが天文時計を含み、前記時計によって供給される日時データが前記センサのスペクトル感度特性を補正するため使用される、請求項１４記載のシステム。
【請求項１８】
前記制御システムが、前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に低いとき、前記空間へ入る昼光の量を増加させるため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項１４記載のシステム。
【請求項１９】
前記制御システムが、前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に高いとき、前記空間へ入る昼光の量を減少させるため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項１４記載のシステム。
【請求項２０】
前記制御システムが前記空間内の前記照明レベルを過度に暗い光レベルに対応する第１のスレッショルド及び過度に高い光レベルに対応する第２のスレッショルドと比較する、請求項１４記載のシステム。
【請求項２１】
空間への開口部を通る日射を緩和するシステムであって、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る前記昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、
前記空間に入る昼光照明を感知するセンサと、
前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御する制御システムと、
を備え、
前記制御システムが、日射が前記開口部を通る場合に前記日射を和らげるために前記ウィンドウトリートメントを調整し、前記日射が最小化されたときに前記制御システムが前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するように動作する、システム。
【請求項２２】
前記制御システムが上限設定点及び下限設定点を有する不感帯を利用し、前記空間内で感知された照明が前記不感帯の範囲外であるならば、前記ウィンドウトリートメントが前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内に移すように調整される、請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
前記制御システムが前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内へ戻すため前記ウィンドウトリートメントを動かす前に時間遅延を利用する、請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内へ戻すための前記時間遅延が、照明レベルが低いときよりも照明レベルが高いときの方が短い、請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
昼光照明が常に高いか、又は、常に低いならば、前記時間遅延が短縮される、請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記開口部を通して太陽からのグレアが生じる期間中に、前記不感帯の少なくとも１個の設定点がグレアを緩和するため変更される、請求項２２記載のシステム。
【請求項２７】
設定点が推定太陽角によって定められた期間中に可変である、請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
前記設定点が前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に下げられる、請求項２７記載のシステム。
【請求項２９】
前記設定点が日の出後の約３時間及び日の入り前の約３時間の期間中に可変である、請求項２７記載のシステム。
【請求項３０】
前記制御システムが天文時計を含み、前記設定点が前記時計によって決められた時間に応じて計算される、請求項２７記載のシステム。
【請求項３１】
前記センサが利得係数を有し、
前記制御システムが前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に前記利得係数を調整する、請求項２１記載のシステム。
【請求項３２】
前記利得係数が前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に増加させられる、請求項３１記載のシステム。
【請求項３３】
ユーザが前記ウィンドウトリートメントを手動で調整可能であり、
さらに、少なくとも１個の前記設定点が手動調整後に測定された前記光レベルを適合させるため手動調整後に一時的に調整される、請求項２２記載のシステム。
【請求項３４】
前記制御システムが、前記光レベルが手動調整後に設定された一時的な設定点の付近で所定の不感帯を超えた後に、デフォルト設定点へ戻る、請求項３３記載のシステム。
【請求項３５】
前記デフォルト設定点が、前記制御システムが前記ウィンドウトリートメントの反復的な手動調整を検出した後に、自動的に調整される、請求項３４記載のシステム。
【請求項３６】
前記制御システムが天文時計を含み、前記時計によって供給される日時データが前記センサのスペクトル感度特性を補正するため使用される、請求項２１記載のシステム。
【請求項３７】
照明源が空間に入る昼光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、
前記空間に入る昼光照明を感知するセンサと、
前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため、前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御する制御システムと、
を備え、
前記制御システムが、日射が前記開口部を通る場合に前記日射を和らげるために前記ウィンドウトリートメントを調整し、前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに前記制御システムが前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するようにさらに動作する、システム。
【請求項３８】
前記照明源が前記空間を照明する電灯をさらに備える、請求項３７記載のシステム。
【請求項３９】
前記制御システムが上限設定点及び下限設定点を有する不感帯を利用し、前記空間内で感知された照明が前記不感帯の範囲外であるならば、前記ウィンドウトリートメントが前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内に移すように調整される、請求項３７記載のシステム。
【請求項４０】
前記制御システムが前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内へ戻すため前記ウィンドウトリートメントを動かす前に時間遅延を利用する、請求項３９記載のシステム。
【請求項４１】
前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内へ戻すための前記時間遅延が照明レベルが低いときよりも照明レベルが高いときの方が短い、請求項４０記載のシステム。
【請求項４２】
昼光照明が常に高いか、又は、常に低いならば、前記時間遅延が短縮される、請求項４１記載のシステム。
【請求項４３】
前記開口部を通して太陽からのグレアが生じる期間中に、前記不感帯の少なくとも１個の設定点がグレアを緩和するため変更される、請求項４０記載のシステム。
【請求項４４】
設定点が推定太陽角によって定められた期間中に可変である、請求項４３記載のシステム。
【請求項４５】
前記設定点が前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に下げられる、請求項４４記載のシステム。
【請求項４６】
前記設定点が日の出後の約３時間及び日の入り前の約３時間の期間中に可変である、請求項４４記載のシステム。
【請求項４７】
前記制御システムが天文時計を含み、前記設定点が前記時計によって決められた時間に応じて計算される、請求項４４記載のシステム。
【請求項４８】
前記センサが利得係数を有し、
前記制御システムが前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に前記利得係数を調整する、請求項３７記載のシステム。
【請求項４９】
前記利得係数が前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に増加させられる、請求項４８記載のシステム。
【請求項５０】
ユーザが前記ウィンドウトリートメントを手動で調整可能であり、
さらに、少なくとも１個の前記設定点が手動調整後に測定された前記光レベルを適合させるため手動調整後に一時的に調整される、請求項３９記載のシステム。
【請求項５１】
前記制御システムが、前記光レベルが手動調整後に設定された一時的な設定点の付近で所定の不感帯を超えた後に、デフォルト設定点へ戻る、請求項５０記載のシステム。
【請求項５２】
前記デフォルト設定点が、前記制御システムが前記ウィンドウトリートメントの反復的な手動調整を検出した後に、自動的に調整される、請求項５１記載のシステム。
【請求項５３】
前記制御システムが天文時計を含み、前記時計によって供給される日時データが前記センサのスペクトル感度特性を補正するため使用される、請求項３７記載のシステム。
【請求項５４】
前記制御システムが前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に低いときに前記空間に入る昼光の量を最大化するため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項３７記載のシステム。
【請求項５５】
前記制御システムが前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に高いときに前記空間に入る昼光の量を最小化するため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項３７記載のシステム。
【請求項５６】
前記制御システムが、前記空間内の前記照明レベルを、過度に暗い光レベルに対応する第１のスレッショルド及び過度に高い光レベルに対応する第２のスレッショルドと比較する、請求項３７記載のシステム。
【請求項５７】
照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、
前記空間の少なくとも一部において照明レベルを感知する第１のセンサと、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、
前記空間の昼光照明を補完するため人工光を供給する調光可能な複数台の電灯と、
前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため前記少なくとも１台のウィンドウトリートメント及び前記複数台の電灯を制御する制御システムと、
を備え、
前記制御システムが、各電灯の調光レベルが前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成し前記昼光照明を補償するため調整されるように、前記複数台の電灯を制御し、
前記制御システムが、日射が前記開口部を通る場合に前記日射を和らげるために前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを調整し、前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに、前記制御システムが前記電灯の前記調光レベルの変更と前記ウィンドウトリートメントの調整を停止するようにさらに動作する、システム。
【請求項５８】
各電灯の前記調光レベルが複数個の照明プリセットのうちの１個から前記制御システムによって選択され、各プリセットが前記電灯の調光レベルの組み合わせにより構成され、前記制御システムが前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成するため前記昼光照明の適切な補完が得られるプリセットを選択する、請求項５７記載のシステム。
【請求項５９】
前記空間に入る昼光照明を感知し、前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御するため前記制御システムへ入力を供給する少なくとも１台の第２のセンサをさらに備える、請求項５７記載のシステム。
【請求項６０】
前記少なくとも１台の第２のセンサが日射を和らげるように前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御するため前記制御システムへ入力を供給する、請求項５９記載のシステム。
【請求項６１】
前記少なくとも１台の第１のセンサが前記少なくとも１台のウィンドウトリートメント及び前記複数台の電灯を制御するため前記制御システムへ入力を供給する、請求項５７記載のシステム。
【請求項６２】
前記空間内の前記照明レベルを感知する複数台の第１のセンサをさらに備える、請求項５７記載のシステム。
【請求項６３】
前記第１のセンサの組み合わされた出力レベルが前記複数台の第１のセンサの出力を平均化することにより決定される、請求項６２記載のシステム。
【請求項６４】
前記制御システムが前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に低いときに前記空間に入る昼光の量を最大化するため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項５７記載のシステム。
【請求項６５】
前記制御システムが前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に高いときに前記空間に入る昼光の量を最小化するため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項５７記載のシステム。
【請求項６６】
前記制御システムが、前記空間内の前記照明レベルを、過度に暗い光レベルに対応する第１のスレッショルド及び過度に高い光レベルに対応する第２のスレッショルドと比較する、請求項５７記載のシステム。
【請求項６７】
前記制御システムが異なる光源に対する前記第１のセンサの異なる感度を補償するため前記第１のセンサの感度を調整する、請求項５７記載のシステム。
【請求項６８】
さらに、前記制御システムが、前記照明レベルが前記第１のスレッショルド及び前記第２のスレッショルドと比較される主制御ループと、前記光レベルが過度に暗いときに前記複数台の電灯の適切な調光レベルを選択する第１の副ループと、前記光レベルが過度に高いときに前記複数台の電灯の適切な調光レベルを選択する第２の副ループとを有する、請求項６６記載のシステム。
【請求項６９】
前記制御システムが前記主制御ループ内で前記光レベルが許容可能であるかどうかを判定する、請求項６８記載のシステム。
【請求項７０】
前記調光レベルが複数のプリセット調光レベルにより構成される、請求項６８記載のシステム。
【請求項７１】
前記制御システムが上限設定点及び下限設定点を有する不感帯を利用し、前記空間内で感知された照明が前記不感帯の範囲外であるならば、前記ウィンドウトリートメントが前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内に移すように調整される、請求項６２記載のシステム。
【請求項７２】
前記制御システムが前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内へ戻すため前記ウィンドウトリートメントを動かす前に時間遅延を利用する、請求項７１記載のシステム。
【請求項７３】
前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内へ戻すための前記時間遅延が照明レベルが低いときよりも照明レベルが高いときの方が短い、請求項７２記載のシステム。
【請求項７４】
昼光照明が常に高いか、又は、常に低いならば、前記時間遅延が短縮される、請求項７３記載のシステム。
【請求項７５】
前記開口部を通して太陽からのグレアが生じる期間中に、前記不感帯の少なくとも１個の設定点がグレアを緩和するため変更される、請求項７１記載のシステム。
【請求項７６】
設定点が推定太陽角によって定められた期間中に可変である、請求項７５記載のシステム。
【請求項７７】
前記設定点が前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に下げられる、請求項７６記載のシステム。
【請求項７８】
前記設定点が日の出後の約２時間及び日の入り前の約２時間の期間中に可変である、請求項７６記載のシステム。
【請求項７９】
前記制御システムが天文時計を含み、前記設定点が前記時計によって決められた時間に応じて計算される、請求項７６記載のシステム。
【請求項８０】
前記センサが利得係数を有し、
前記制御システムが前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に前記利得係数を調整する、請求項５７記載のシステム。
【請求項８１】
ユーザが前記ウィンドウトリートメントを手動で調整可能であり、
さらに、少なくとも１個の前記設定点が手動調整後に測定された前記光レベルを適合させるため手動調整後に一時的に調整される、請求項７１記載のシステム。
【請求項８２】
前記制御システムが、前記光レベルが手動調整後に設定された一時的な設定点の付近で所定の不感帯を超えた後に、デフォルト設定点へ戻る、請求項８１記載のシステム。
【請求項８３】
前記デフォルト設定点が、前記制御システムが前記ウィンドウトリートメントの反復的な手動調整を検出した後に、自動的に調整される、請求項８２記載のシステム。
【請求項８４】
前記制御システムが天文時計を含み、前記時計によって供給される日時データが前記センサのスペクトル感度特性を補正するため使用される、請求項５７記載のシステム。
【請求項８５】
照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する方法であって、
前記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知するステップと、
調光可能であり、前記空間の所定の容積を画定する前記空間内の１個以上のゾーンに配置され、各ゾーンに少なくとも１台が設けられた、人工光を供給する複数台の電灯を用いて、前記空間の昼光照明を補完するステップと、
前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため、前記感知された照明レベルに応じて制御システムを用いて前記複数台の電灯の調光レベルを制御するステップと、
を含み、
前記制御するステップが、前記それぞれのゾーンで前記所望の照明レベルを達成し、それによって、前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持し、前記空間内の前記昼光照明を補償するため、各ゾーンの前記少なくとも１台の電灯の調光レベルを調整する工程を含み、
各電灯の前記調光レベルが複数個の照明プリセットのうちの１個から前記制御システムによって選択され、各プリセットが前記電灯の調光レベルの組み合わせにより構成され、前記制御システムが前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成するため前記昼光照明の適切な補完が得られるプリセットの方へ前記電灯を減光し、
前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されるときに前記電灯の前記調光レベルの変更を停止するステップと、
前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記所望の照明プロファイルを維持するため前記日中の間に上記のステップを繰り返すステップと、
をさらに含む方法。
【請求項８６】
照明源が空間に入る昼光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する方法であって、
空間の少なくとも一部における照明レベルを感知するステップと、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントを準備するステップと、
前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成するため、前記感知された照明レベルに応じて制御システムを用いて前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御するステップと、
前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに前記制御システムを用いて前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するステップと、
前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記所望の照明プロファイルを維持するため前記日中の間に上記のステップを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項８７】
空間への開口部を通る日射を緩和する方法であって、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントを準備するステップと、
前記空間に入る昼光照明を感知するステップと、
前記感知された昼光照明に応じて制御システムを用いて前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御するステップと、
日射が前記開口部を通る場合に前記日射を和らげるために前記制御システムを用いて前記ウィンドウトリートメントを調整し、前記日射が最小化されたときに前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するステップと、を含む方法。
【請求項８８】
前記日射のある場合に前記ウィンドウトリートメントを調整するステップが、前記感知された照明レベルを不感帯の第１の設定点及び第２の設定点と比較する工程と、前記感知された照明レベルが前記不感帯の範囲外であるならば、前記空間を前記不感帯の範囲内へ移すため前記ウィンドウトリートメントを調整する工程と、を含む、請求項８７記載の方法。
【請求項８９】
日射が生じる可能性が高い期間中に前記不感帯の少なくとも１個の前記設定点を変更するステップをさらに含む、請求項８８記載の方法。
【請求項９０】
前記少なくとも１個の設定点が前記日射が生じる可能性が高い期間中にレベルを下げられる、請求項８９記載の方法。
【請求項９１】
前記感知された照明レベルの利得係数を調整するステップをさらに含む、請求項８８記載の方法。
【請求項９２】
前記利得係数が日射が生じる可能性が高い期間中に増加させられる、請求項９１記載の方法。
【請求項９３】
照明源が空間に入る昼光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する方法であって、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントを準備するステップと、
前記空間に入る昼光照明を感知するステップと、
前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため、前記感知された昼光照明に応じて制御システムを用いて前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御するステップと、
日射が前記開口部を通る場合に前記日射を和らげるために前記制御システムを用いて前記ウィンドウトリートメントをさらに調整し、前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するステップと、
前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記所望の照明プロファイルを維持するため前記日中の間に上記のステップを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項９４】
照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する方法であって、
前記空間の少なくとも一部において照明レベルを感知するステップと、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントを準備するステップと、
前記人工光を供給する調光可能な複数台の電灯を用いて前記空間の昼光照明を補完するステップと、
前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため前記感知された照明レベルに応じて制御システムを用いて前記少なくとも１台のウィンドウトリートメント及び前記複数台の電灯を制御するステップと、
各電灯の調光レベルが前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成し前記昼光照明を補償するため調整されるように前記制御システムを用いて前記複数台の電灯を制御するステップと、
日射が前記開口部を通る場合に前記日射を和らげるため前記制御システムを用いて前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントをさらに調整するステップと、
前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに、前記電灯の前記調光レベルの変更及び前記ウィンドウトリートメントの調整を停止するステップと、
前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記所望の照明プロファイルを維持するため前記日中の間に上記のステップを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項９５】
照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、
前記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知する少なくとも１台の屋内センサと、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、
前記空間の昼光照明を補完するため人工光を供給する調光可能な複数台の電灯と、
前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため、前記少なくとも１台のウィンドウトリートメント及び前記複数台の電灯を制御する制御システムと、
を備え、
前記制御システムが、各電灯の前記調光レベルが前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成し前記昼光照明を補償するため調整されるように、前記複数台の電灯を制御し、
前記電灯の制御が開ループ制御アルゴリズムに基づいて実施され、窓遮光装置の制御が閉ループ制御アルゴリズムに基づいて実施され、
前記電灯と前記ウィンドウトリートメントの両方の制御が前記少なくとも１台の屋内センサから得られた単一の入力変数を表す信号に基づいている、システム。
【請求項９６】
前記少なくとも１台の屋内光センサが複数台の屋内光センサによって置き換えられ、それらの出力信号が単一の入力変数として前記制御アルゴリズムによって処理される、請求項９５記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２００３年３月２４日に出願され発明の名称が“Ｍｕｌｔｉ−Ｚｏｎｅ  Ｃｌｏｓｅｄ  Ｌｏｏｐ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ”である米国仮特許出願第６０／４５７，２７６号と、２００３年１２月１５日に出願され発明の名称が“Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｄａｙｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｕｎ  Ｇｌａｒｅ  ｉｎ  ａ  Ｓｐａｃｅ”である米国仮特許出願第６０／５２９，９９６号の利益及び優先権を主張し、２００３年９月１１日に出願され発明の名称が“ＭＯＴＯＲＩＺＥＤ  ＷＩＮＤＯＷ  ＳＨＡＤＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ”である米国出願第１０／６６０，０６１号と、１９８０年１１月２５日に許可され発明の名称が“Ｌｉｇｈｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ”である米国特許第４，２３６，１０１号に関連し、それらの開示内容全体は参照として本明細書に援用される。
【発明の背景】
【０００２】
本発明は空間内で十分かつ快適な照明を提供するシステムに関係する。特に、本発明は、空間内の電灯照明及び／又は昼光の強度の制御による空間内の光レベルの自動制御システムに関係する。特に、一実施形態では、本発明は、空間全体を通じて作業面上で合理的に一定の照明を実現するために、空間内の電灯照明の強度の制御による空間内の人工光、及び、空間内の電動式ウィンドウトリートメント（Ｗｉｎｄｏｗ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ：窓管理手段）の両方を制御することによる、屋内の部屋のような空間内の照明レベルの制御を対象にする。さらに、本発明は、空間を取り囲む窓又はその他の開口部、例えば、天窓を通過する日光のために低い太陽角で生じる日射を軽減又は遮断するシステムを対象にする。このような状況は日の入り又は日の出の頃に現れる可能性が高い。
【０００３】
さらに、本発明は、空間内でプリセットされた照明プロファイルを実現するために空間の多数のゾーンにおける空間内の電灯照明の制御を対象にする。「照明プロファイル」は、空間の様々な部分における所望の目標照明値の分布を表現する。その上、本発明は、空間内の所定の照明プロファイルを維持するため、及び／又は、開口部を通り空間へ入る日射を最小化若しくは除去するための、空間の内部における光レベルに基づく遮光のようなウィンドウトリートメントの制御を対象にする。さらに、本発明は、空間内の電灯照明の制御と、所定の照明プロファイルを実現するための空間内の自然光の制御と、空間への日射の最小化若しくは除去との三つの機能を実行するシステムを対象にする。本発明は、このように、自然光若しくは人工光、又は、それらの両方によって光が供給され、その上、日射がオプションとして最小化若しくは除去される空間において所定の照明プロファイルを実現する照明維持システムを対象にする。
【０００４】
照明維持システム、特に、閉ループ（フィードバック）照明維持システムの主要な問題の一つは、空間内を移動する居室者に起因した入射光を検出するため利用される１台以上のセンサでの入射光の変動、又は、空間におけるその他のタイプの表面反射の変動である。この問題を解決する従来技術のアプローチの一つは、複数台の光レベルセンサからの照度の読みを平均化することである。別のアプローチは、センサが居室者の通行によって、又は、その他の環境の光学的特性の短期若しくは長期変動によって影響されないように、センサの視野の位置又は姿勢を合わせる。
【０００５】
さらに、開ループシステムが照明維持及び昼光の採取のため開発されたが、このような開ループシステムは、屋内光センサに基づいて実施されるウィンドウトリートメントに適当ではなく、その理由は、シェード若しくはウィンドウトリートメント装置が閉じられたとき、屋外照明条件へのアクセスが妨害若しくは制限されるからである。
【０００６】
現時点で入手可能なウィンドウトリートメントの昼光制御のための市販の解決策は、大部分は屋外光センサ及び予測制御アルゴリズムに基づいている。屋外光センサは、保守の問題を生じ、屋外配線を必要とする。予測制御スキームは設定することが困難である。一般に、長期の測定のプロセスとコンピュータ又は機械モデルシミュレーションは、制御システムが正しく設定される前に実行される必要がある。
【０００７】
さらに、低い太陽角で窓を通って入る日光が原因となるグレア問題を解決しようとする従来のアプローチは、ウィンドウトリートメントの開ループ制御の形式を利用する。これらのシステムでは、アルゴリズムは一般に屋外光センサの使用に基づく。これらの従来のシステムは、要求された遮光位置を導出するために、屋外光レベルの読みとタイムクロックとに基づく戦略の組み合わせを利用する。予想照明条件の調査はグレア入射が現れる可能性が高いときを予測するために定期的に実行される。このタイプの制御に伴う一部の問題は、天候の要素にさらされる屋外光センサの保守を必要とすることであり、たえず屋外照明条件にさらされるセンサの配線及び／又は取り付けに伴う問題がある。さらに、大きい建築物の場合１年を通じて建物の各空間の照明条件を定義するため、複雑なデータベースの準備及び作成が必要であり、これは時間と費用がかかる。さらに、これらのシステムは、新しい建物若しくは植物のような屋外遮光物体が追加された場合に、データベース修正の制御を必要とし、さらに、大きい建築物の空間ごとに制御を完全に最適化することは不可能であるため、最適な居室者の快適さとエネルギー節約が得られない。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、空間内の照明源に昼光と電灯の組み合わせが含まれる限定された空間における照明の維持への新しいアプローチを提供する。空間は照明ゾーンに分割される。この新しいアプローチは、照明ゾーンごとに別個のセンシングを使用することなく可変性と柔軟性のある昼光補償を可能にし、ウィンドウトリートメントの統合制御を可能にする。１台以上のセンサが空間内で所望の照明プロファイルを合理的かつ正確に維持するように複数の電灯を制御するため使用される。その上、複数台の光源が現在の全般照明に対応する制御変数を生成するため使用される。このアプローチは、空間の異なる部分に対する局所化されたセンシングを必要とすることなく局所照明を正確に制御する能力が得られる。
【０００９】
本発明のさらなる効果は、空間内の全般照明が多数の照明プロファイルに対して維持されることである。これらの照明プロファイルのそれぞれは、全般照明と空間の異なる部分における照明の関係とに対する要件が異なる。
【００１０】
以下に電灯制御実施の二つの典型的な実施形態が記載されるが、これらの実施形態の変形は以下に含まれる解説に基づいて当業者にとって明白である。これらの実施形態は、「開ループ」制御及び「閉ループ」制御のように定義された制御オプションを利用する。用語「開ループ」は、空間に入る昼光を主に感知する屋内光センサからの信号に基づく電灯制御システムを説明するため使用される。用語「閉ループ」は、主に空間に入る昼光と制御対象である電灯源によって発生される光の組み合わせを感知する屋内光センサを使用する電灯レベル制御システムを意味する。
【００１１】
本発明は、窓遮光装置の制御のための閉ループシステムをさらに記載する。このような閉ループシステムは、制御対象であるウィンドウトリートメントによる影響を受ける窓を介して空間に入る昼光を主として感知する光センサからの光の読みに基づいて実施されると仮定する。したがって、センサ入射照明は、ウィンドウトリートメントの調整の結果として変化する。
【００１２】
本発明の一実施形態に基づいて、複数台の電灯とウィンドウトリートメントの両方の制御は、単一の光センサ又は複数台の屋内センサからの単一の平均化された読みだけを使用して実現される。かくして、単一の光センサ又は光センサのグループからの単一の信号（単一の入力変数）は、ウィンドウトリートメントの制御のための閉ループアルゴリズムと電灯の制御のための開ループアルゴリズムの入力として使用される。
【００１３】
上記のように、従来技術のシステムに伴う問題の一つは、屋外光センサ及び予測制御アルゴリズムがウィンドウトリートメントの制御のため利用されることである。上記のように、これらのシステムは、屋外センサの保守と、複雑なデータ収集及びセットアップ手続を必要とする。本発明の制御アプローチは、屋外センサとこれらのデータ収集及びセットアップ手続の必要性を取り除くので、全体的なシステムコストを削減する。
【００１４】
その上、本発明は、屋内空間における日射を制御することも可能である。本発明は、空間のほぼ最適な照明制御を行う。さらに、アパーチャ比若しくは開口、窓の地理的方位、又は、屋外遮光物体のような空間の特性は、システムの設置及び試運転の前に予めわかっていなくてもよい。照明とグレアの両方は、昼光又は屋内照明の使用から生ずるエネルギー節約を著しく犠牲にすることなく制御される。これらのシステムは、居室者の満足度を高める即時又は繰り返し的な居室者の入力に基づいて自動的に再較正する潜在能力がある。
【００１５】
本発明のもう一つの目的は、グレア入射時と、窓付近の日光が予め決められた較正値を超えるときに限り、ウィンドウトリートメントを閉じることにより昼光節約を最大化することである。
【００１６】
本願では、「窓」は、例えば、天窓又はその他の開口部を含む空間へのあらゆる開口部を意味することが理解されるべきである。さらに、「ウィンドウトリートメント」は、ブラインド、シェード、建物の壁あるいは屋根にあるあらゆる種類の開口部を介して空間に出入りする光の量を制御することを目的とする制御可能な、若しくは、ガラスの、又は、その他のあらゆる装置のようなあらゆるタイプの窓遮光装置を含む。
【００１７】
一態様によれば、本発明は、照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、上記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知するセンサと、調光可能であり、上記空間の所定の容積を画定する上記空間内の１個以上のゾーンに配置され、各ゾーンに少なくとも１台が設けられた、上記空間の昼光照明を補完するため人工光を供給する複数台の電灯と、上記空間内で上記所望の照明プロファイルを維持するため、各ゾーンの上記少なくとも１台の電灯が上記所望の照明プロファイルに従ってそれぞれのゾーンで所望の照明レベルを達成するため調光レベルに制御される、上記複数台の電灯の調光レベルを制御する制御システムと、を備え、上記制御システムは、各電灯の上記調光レベルが上記所望の照明プロファイルを達成し、上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記空間内の上記昼光照明を補償するため調整されるように、上記複数台の電灯を制御し、各電灯の調光レベルが複数個の照明プリセットから上記制御システムによって選択され、各プリセットが上記電灯の調光レベルの組み合わせにより構成され、上記制御システムが上記空間内で上記所望の照明プロファイルを達成するため上記昼光照明の適切な補完が得られるプリセットの方へ上記電灯を減光し、上記制御システムは、上記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されるときに、上記制御システムが上記電灯の調光レベルの変更を停止するように動作する、照明維持システムである。
【００１８】
別の態様によれば、本発明は、照明源が空間に入る昼光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、上記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知するセンサと、昼光が上記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、上記開口部を通って上記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御する制御システムと、を備え、上記制御システムが、上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記空間内で上記所望の照明プロファイルを達成するため、上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御し、上記制御システムは、上記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに、上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止する、照明維持システムである。
【００１９】
さらなる態様によれば、本発明は、空間への開口部を通る日射を緩和するシステムであって、昼光が上記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、上記開口部を通って上記空間に入る上記昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、上記空間に入る昼光照明を感知するセンサと、上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御する制御システムと、を備え、上記制御システムは、日射が上記開口部を通る場合に上記日射を和らげるために上記ウィンドウトリートメントを調整し、上記日射が最小化されたときに上記制御システムが上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するように動作する、システムである。
【００２０】
さらに別の態様によれば、本発明は、照明源が空間に入る昼光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、昼光が上記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、上記開口部を通って上記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、上記空間に入る昼光照明を感知するセンサと、上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記空間内で上記所望の照明プロファイルを維持するため、上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御する制御システムと、を備え、上記制御システムは、日射が上記開口部を通る場合に上記日射を和らげるために上記ウィンドウトリートメントを調整し、上記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに上記制御システムが上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するようにさらに動作する、照明維持システムである。
【００２１】
さらに別の態様によれば、本発明は、照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、上記空間の少なくとも一部において照明レベルを感知する第１のセンサと、昼光が上記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、上記開口部を通って上記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、上記空間の昼光照明を補完するため人工光を供給する調光可能な複数台の電灯と、上記空間内で上記所望の照明プロファイルを維持するため上記少なくとも１台のウィンドウトリートメント及び上記複数台の電灯を制御する制御システムと、を備え、上記制御システムは、各電灯の調光レベルが上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記所望の照明プロファイルを達成し上記空間内で上記昼光照明を補償するため調整されるように、上記複数台の電灯を制御し、上記制御システムは、日射が上記開口部を通る場合に上記日射を和らげるために上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを調整し、日射が満足できるレベルまで取り除かれ、又は、和らげられ、上記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに、上記制御システムが上記電灯の上記調光レベルの変更と上記ウィンドウトリートメントの調整を停止するようにさらに動作する、照明維持システムである。
【００２２】
本発明のさらなる実施形態によれば、屋内空間の照明維持システムは、空間の一部における照明、又は、代わりに空間内の平均照明を感知するセンサと、多数の独立に制御可能である調光可能な電灯を含む昼光照明を補完する光源と、オプションとして、例えば、ローラーシェード、あらゆるタイプのブランド、又は、電気的制御可能な窓若しくは天窓ガラスのような昼光照明を和らげる電気的制御可能な窓及び／又は天窓遮光装置と、を備える。
【００２３】
さらに別の実施形態によれば、本発明は、照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、上記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知する少なくとも１台の屋内センサと、昼光が上記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、上記開口部を通って上記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、上記空間の昼光照明を補完するため人工光を供給する調光可能な複数台の電灯と、上記空間内で上記所望の照明プロファイルを維持するため、上記少なくとも１台のウィンドウトリートメント及び上記複数台の電灯を制御する制御システムと、を備え、上記制御システムは、各電灯の上記調光レベルが上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記所望の照明プロファイルを達成し上記空間内で上記昼光照明を補償するため調整されるように、上記複数台の電灯を制御し、上記電灯の制御が開ループ制御アルゴリズムに基づいて実施され、窓遮光装置の制御が閉ループ制御アルゴリズムに基づいて実施され、上記電灯と上記ウィンドウトリートメントの両方の制御が上記少なくとも１台の屋内センサから得られた単一の入力変数を表す信号に基づいている、照明維持システムである。
【００２４】
さらに、このシステムは、空間内で所望の照明プロファイルを維持するために窓及び／又は天窓遮光装置と電灯の両方を操作する自動制御システムを備える。
【００２５】
本発明の第１の電灯制御方法によれば、電灯は閉ループアルゴリズムを使用して制御される。好ましくは、照明制御システムは、光が２個以上の固定プリセット又はシーンの間で調光されるように電灯を操作する。各プリセットは、所望の照明プロファイルを達成し、日中に空間内の昼光利用可能性を補償するため、調光レベルの組み合わせを含む。プリセットは、各ゾーンの全体的な調光レベル、又は、空間の特定の部分を対象とした調光レベルのいずれかに基づいて順序付けられる。各プリセットに関する個別の照明ゾーンの調光レベルの相関関係は、空間の特定の部分における昼光利用可能性に反比例させて設定される。
【００２６】
制御システムは、電灯の調光レベルを、利用可能な昼光の適切な補完が得られるプリセットへ向けて自動的に調整する。所望の照明が達成されるとき、システムは、電灯からの光出力の変更を停止し、及び／又は、遮光装置の位置又は透過性の変更を停止する。システムは、１個以上の昼間照明条件と夜間照明条件に対応するプリセットの間で複数の電灯を調整する。窓遮光装置と電灯の両方は、制御システムへの単一の入力を表す１台以上の屋内光センサを使用して制御される。或いは、窓遮光装置は、電灯を制御するため使用され照明制御プロセッサに接続された光センサとは別個の１台以上の屋内光センサに基づいて制御される。
【００２７】
本発明によって説明されるウィンドウトリートメントの制御方法は、電灯の開ループ制御方法と組み合わされる。この電灯の開ループ制御方法は、好ましくは、参照として開示内容全体がここに組み込まれる米国特許第４，２３６，１０１号に記載されているように実施される。
【００２８】
独立した第２の光センサ、又は、光センサの組が窓遮光装置の制御のため使用される場合、光センサは、好ましくは、空間へ入る昼光を主として感知するため、それらの視野が窓の方へ向けられるように窓の付近に搭載される。
【００２９】
上記のように、独立した光センサの組は電灯の制御のため使用される。これらのセンサは、窓遮光装置を制御する光センサと同じタイプでもよく、典型的な実施形態では、別個のインタフェースユニットを介して、照明制御システムに接続される。これらのセンサからの光レベルの読みは独立した制御アルゴリズムによって処理される。電灯制御のため使用される光センサは、好ましくは、窓から窓の約２倍の高さだけ離れた場所に取り付けられる。一つの具体的な実施では、センサはそれらの視野が窓から離れるように向きを定められる。この向きは閉ループ照明制御システムに適している。しかし、主として開ループであるシステムもまたこの目的のため使用される。主として開ループであるシステムの場合、電灯制御のための屋内センサの視野は窓の方へ向けられる。
【００３０】
本発明は照明維持の方法をさらに含む。
【００３１】
一態様によれば、本発明は、照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する方法であって、上記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知するステップと、調光可能であり、上記空間の所定の容積を画定する上記空間内の１個以上のゾーンに配置され、各ゾーンに少なくとも１台が設けられた人工光を供給する複数台の電灯を用いて、上記空間の昼光照明を補完するステップと、上記空間内で上記所望の照明プロファイルを維持するため、上記感知された照明レベルに応じて制御システムを用いて上記複数台の電灯の調光レベルを制御するステップと、を含み、上記制御するステップが、上記それぞれのゾーンで上記所望の照明レベルを達成し、それによって、上記空間内で上記所望の照明プロファイルを維持し、上記空間内の上記昼光照明を補償するため、各ゾーンの上記少なくとも１台の電灯の調光レベルを調整する工程を含み、各電灯の上記調光レベルが複数個の照明プリセットのうちの１個から上記制御システムによって選択され、各プリセットが上記電灯の調光レベルの組み合わせにより構成され、上記制御システムは上記空間内で上記所望の照明プロファイルを達成するため上記昼光照明の適切な補完が得られるプリセットの方へ上記電灯を減光し、上記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されるときに上記電灯の上記調光レベルの変更を停止するステップと、上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記所望の照明プロファイルを維持するため上記日中の間に上記のステップを繰り返すステップと、をさらに含む方法である。
【００３２】
別の態様によれば、本発明は、照明源が空間に入る昼光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する方法であって、空間の少なくとも一部における照明レベルを感知するステップと、昼光が上記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、上記開口部を通って上記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントを準備するステップと、上記空間内で上記所望の照明プロファイルを達成するため、上記感知された照明レベルに応じて制御システムを用いて上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御するステップと、上記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに上記制御システムを用いて上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するステップと、上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記所望の照明プロファイルを維持するため上記日中の間に上記のステップを繰り返すステップと、を含む方法である。
【００３３】
さらなる態様によれば、本発明は、空間への開口部を通る日射を緩和する方法であって、昼光が上記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、上記開口部を通って上記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントを準備するステップと、上記空間に入る昼光照明を感知するステップと、上記感知された昼光照明に応じて制御システムを用いて上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御するステップと、日射が上記開口部を通る場合に上記日射を和らげるために上記制御システムを用いて上記ウィンドウトリートメントを調整し、上記日射が最小化されたときに上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するステップと、を含む方法である。
【００３４】
さらに別の態様によれば、本発明は、照明源が空間に入る昼光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する方法であって、昼光が上記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、上記開口部を通って上記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントを準備するステップと、上記空間に入る昼光照明を感知するステップと、上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記空間内で上記所望の照明プロファイルを維持するため、上記感知された昼光照明に応じて制御システムを用いて上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御するステップと、日射が上記開口部を通る場合に上記日射を和らげるために上記制御システムを用いて上記ウィンドウトリートメントをさらに調整し、上記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するステップと、上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記所望の照明プロファイルを維持するため上記日中の間に上記のステップを繰り返すステップと、を含む方法である。
【００３５】
さらに別の態様によれば、本発明は、照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する方法であって、上記空間の少なくとも一部において照明レベルを感知するステップと、昼光が上記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、上記開口部を通って上記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントを準備するステップと、上記人工光を供給する調光可能な複数台の電灯を用いて上記空間の昼光照明を補完するステップと、上記空間内で上記所望の照明プロファイルを維持するため上記感知された照明レベルに応じて制御システムを用いて上記少なくとも１台のウィンドウトリートメント及び上記複数台の電灯を制御するステップと、各電灯の調光レベルが上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記空間内で上記所望の照明プロファイルを達成し上記昼光照明を補償するため調整されるように上記制御システムを用いて上記複数台の電灯を制御するステップと、日射が上記開口部を通る場合に上記日射を和らげるため上記制御システムを用いて上記少なくとも１台のウィンドウトリートメントをさらに調整するステップと、上記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されたときに、上記電灯の上記調光レベルの変更及び上記ウィンドウトリートメントの調整を停止するステップと、上記日中の少なくとも一部の期間を通じて上記所望の照明プロファイルを維持するため上記日中の間に上記のステップを繰り返すステップと、を含む方法である。
【００３６】
本発明のその他の特徴及び効果は、添付図面を参照する以下の本発明の説明から明らかになる。
【００３７】
本発明を、添付図面を参照して以下の詳細説明により詳細に述べる。
【本発明の詳細説明】
【００３８】
図面を参照すると、図１は、昼光と人工光の両方が光源として作用する部屋のような空間内で、日射を緩和すると共に、照明レベルを制御する本発明の一実施形態のブロック図である。システム１０は、Ｌｕｔｒｏｎ  ＧＲＡＦＩＫ  ６０００（登録商標）中央照明プロセッサ、例えば、モデル番号ＧＲ６ＭＸＩＮＰでもよい中央プロセッサ１００を備える。中央プロセッサ１００には調光パネル１１０が接続され、その調光パネルには、蛍光、ＨＩＤ（高輝度放電）、ネオン、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＶ（低電圧）を含むが、それらに限定されない光源タイプでもよく、デジタル通信リンク１３７を介して通信された中央プロセッサ１００からのコマンドに応じて調光パネル１１０によって制御される種々の照明負荷１２０が接続される。調光パネルは、ＬｕｔｒｏｎタイプＧＰ１２−１２０３ＭＬ−１５でもよい。光センサインタフェース１３０はデジタル通信リンク１３５を介して中央プロセッサに接続される。光センサインタフェース１３０に接続されているのは、Ｌｕｔｒｏｎモデル番号ＭＷ−ＰＳ−ＷＨとして市販されている超小型ＷＡＴＴ（登録商標）光センサでもよい１台以上の光センサ１４０である。光センサ１４０は屋内光１２０の制御用である。さらなる光センサインタフェース１３２はリンク１３５を介して中央プロセッサ１００に接続される。光センサインタフェース１３２には、Ｌｕｔｒｏｎモデル番号ＭＷ−ＰＳ−ＷＨとして市販されている超小型ＷＡＴＴ光センサでもよい１台以上の光センサ１４５が接続される。光センサ１４５は電動式ウィンドウトリートメント１７０の制御用である。
【００３９】
１台以上の壁面ステーション１５０が設けられ、デジタル通信リンク１３５を介して、光センサインタフェースだけでなく中央プロセッサ１００に接続される。これらの壁面ステーション１３５は、種々の照明負荷１２０の手動制御のため設けられる。さらにリンク１３５に接続されるのは、ウィンドウトリートメント１７０を手動制御するウィンドウトリートメントコントローラ１６０である。このコントローラ１６０は、Ｌｕｔｒｏｎ  ＧＲＡＦＩＫ  ６０００  Ｓｉｖｏｉａ（登録商標）コントローラモデル番号ＳＯ−ＳＶＣＩ−ＷＨ−ＥＯ１でもよい。ウィンドウトリートメント１７０は、Ｌｕｔｒｏｎ  Ｓｉｖｏｉａ  ローラーシェード、キット番号ＳＶ−ＲＳ−ＫＩＴを駆動するＬｕｔｒｏｎ  Ｓｉｖｏｉａ  モータードライブユニット、例えば、モデル番号ＳＶ−ＭＤＵ−２０、又は、Ｌｕｔｒｏｎ  Ｓｉｖｏｉａ  ＱＥＤ（商標）電子ドライブユニット、例えば、モデル番号ＳＶＱ−ＥＤＵ−２０を備える。
【００４０】
コンピュータ、例えば、パーソナルコンピュータ１８０は、インタフェースアダプタ１９０と、ＰＣジャック２００のような適当なコネクションとを介して中央プロセッサ１００に接続され、中央プロセッサのプログラミング／モニタリングを行う。Ｌｕｔｒｏｎ  ＧＲＡＦＩＫ  ７０００（商標）中央照明プロセッサはＧＲＡＦＩＫ  ６０００中央プロセッサの代わりに使用できることに注意すべきである。
【００４１】
図２は典型的な室内レイアウトの平面図を表す。中央プロセッサ１００及び調光パネル１１０は電気設備クローゼットに位置することが図示されている。種々のランプ１２０がさらに図示され、例えば、５個のゾーンにグループ分けされ、各ゾーンは調光パネルによって別々に制御される。ゾーン１は窓１７２の最も近くにある。１個のゾーンを含む様々な個数のゾーンが利用される。光センサインタフェース１３０は光センサ１４０に接続され、インタフェース１３０は中央プロセッサ１００に接続される。光センサ１４０は、好ましくは、光センサを直射する昼光が全くないか、最小限に抑えられ、光センサが照明された空間の表面から反射された光を測定するように取り付けされる。光センサ１４０は、好ましくは、窓１７２から窓の高さの約２倍離れた場所に取り付けられる。ウィンドウトリートメントコントローラ１６０は、ウィンドウトリートメント１７０を駆動する電動式ウィンドウトリートメントのモーター１７１に接続される。ウィンドウトリートメントコントローラ１６０は、ウィンドウトリートメント１７０の手動制御を可能にする。光センサインタフェース１３２は、部屋に入る昼光を感知する１台以上の光センサ１４５に接続され、中央プロセッサ１００に接続される。光センサ１４５は、それらの視野が窓の方へ向くように方向付けられ、好ましくは、窓１７２の１個の窓の高さの範囲内に取り付けられる。
【００４２】
中央プロセッサ１００は、設備全体の照明を管理し、ユーザが一般的な室内活動、例えば、全体会議、視聴覚プレゼンテーション、特別イベントなどのためのカスタムプリセットシーン（又はプリセット）を作成し、想起することを可能にさせる。シーンは、特定の活動のための組み合わせを生成するため、電灯の各ゾーンの強度又は電動式ウィンドウトリートメントを調整することにより設定される。壁面ステーション１５０、手持ち式コントロール機器、予めプログラムされたタイムクロックイベント、人感センサ、及び、光センサ１４０、１４５は、いずれかの領域におけるシーンを選択するためにシステムへの入力を供給する。中央プロセッサ１００は、日の出時刻及び日の入り時刻に基づいてイベントをスケジューリングする能力を備えた天文時計を含む。システム設計及びセットアップは、例えば、パーソナルコンピュータ１８０上でＬｕｔｒｏｎ  ＧＲＡＦＩＸ  ６０００セットアップソフトウェアを使用して実現される。システムセットアップが完了したとき、コンピュータ１８０は、システムモニタリングとリアルタイム演算のため使用される。１台の標準的な中央プロセッサ１００は、最大で９６個の制御点を用いて、最大で５１２個のゾーンと５４４個のシーンを制御可能である。
【００４３】
電動式ウィンドウトリートメント１７０は、システムが電灯に加えて自然光を制御することを可能にする。モーター１７１はウィンドウトリートメントレベルをプリセットするようにプログラムされる。コントローラ１６０は中央プロセッサ１００からのウィンドウトリートメントプリセットの選択を可能にする。最大で６４台のモーターがコントローラ１６０ごとに制御される。
【００４４】
光センサインタフェース１３０はプリセット照明シーンの選択のため使用され、インタフェース１３２は、最適光レベル、エネルギー節約、及び、日射緩和のため利用可能な昼光又は電灯に応じてウィンドウトリートメントレベルを設定するため使用される。光センサインタフェース１３０、１３２は、光センサ１４０、１４５からの光レベル情報を処理し、この測定された照明データをデジタル通信リンク１３５経由で中央プロセッサ１００へ送信する。
【００４５】
本発明の好ましい一実施では、中央プロセッサ１００は、１）光センサインタフェース１３０を介して中央プロセッサ１００に通信される光センサ１４０の読みに両方ともに基づくウィンドウトリートメントの制御のための第１のアルゴリズムと電灯の制御のための第２のアルゴリズムの二つのアルゴリズムを実行する。或いは、ウィンドウトリートメントの制御のための第１のアルゴリズムは光センサインタフェース１３２を介して中央プロセッサに通信される光センサ１４５の読みに基づいて実施してもよい。さらに別の代替アプローチでは、両方の制御アルゴリズムの演算はインタフェース１３２を介する光センサ１４５からの読みに基づく。この場合、電灯の制御は、米国特許第４，２３６，１０１号に記載されるような従来の制御アルゴリズムに基づき、Ｍｉｃｒｏ  Ｗａｔｔ、  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  Ｗａｔｔ及びＲａｄｉｏ  ＴｏｕｃｈのようなＬｕｔｒｏｎ昼光補償製品により実施される。
【００４６】
上記の好ましい実施において、二つのアルゴリズムは同じプロセッサによって動かされる。或いは、二つのアルゴリズムは独立に動作し、別個のプロセッサによって制御されるか、又は、同じプロセッサによって制御され、独立に動く。例えば、あるシステムが空間内で遮光だけを調整し、グレアを和らげるために設けられる。別個のシステムは電灯レベルを調整するためだけに利用される。或いは、あるシステムは、電灯制御と、照明プロファイルを維持するためのシェード制御と、日射を最小化するためのシェード制御の三つの機能のすべてを取り扱う。
【００４７】
本発明の第１の態様に従って電灯を制御するため、実施は、一定数のプリセット、又は、照明シーンに基づき、好ましくは、４個のプリセットが使用される。しかし、１個だけを含む任意の個数のプリセットが準備される。各プリセットは、１個以上の電灯ゾーンのための、例えば、図２に示されたゾーン１乃至５のための目標強度を規定する。４個のリセットを備えたシステムの場合、これらのプリセットは、最低プリセット、やや低めのプリセット、やや高めのプリセット、及び、最高プリセットと呼ばれる。
【００４８】
殆どの場合に、最低プリセットは、すべての電灯がオフにされるように構成され、空間内の昼光を最大化するため使用される。空間の奥深くまでの昼光の寄与度が適切でない空間では、最低プリセットは、昼光利用可能性の高い条件下でウィンドウトリートメントを完全に開けた状態で適切な照明を維持するために構成される。このプリセットは、好ましくは、制御対象である空間の大半において適切な昼光利用可能性があるときに較正される。
【００４９】
やや低めのプリセットは、通常、十分な昼光が窓又はその他の開口部の直ぐ近くの空間で最大所要照明を達成するため利用できるときに、電灯の全般照明への所要寄与度に対応する。
【００５０】
やや高めのプリセットは、利用可能な昼光が最大量と最小量との間に入るときに電灯の所要寄与度に対応する。
【００５１】
最高プリセットは、昼光が利用できない状態での電灯だけによる空間内での所要照明に対応する。
【００５２】
上記のことは、最低、やや低め、やや高め及び最高のプリセットをプログラミングする一つの可能な方法であるが、これらのプリセットに他の値を使用してもよい。
【００５３】
種々のプリセット又はシーンのコンフィギュレーションが図３、４及び５に示されている。各チャートは窓からの距離に対して電灯レベル及び昼光レベルを表す。破線は電灯のレベルを表現し、これは典型的に窓から離れるほど高くなる。実線は日中のある瞬時に窓を通って入ってくる昼光のレベルを表現し、これは典型的に窓からの距離とともに減少する。図３は、最高プリセットがすべてのゾーンで最大強度を有する（空間の全域に亘る一定光レベルが望ましい）フラット照明プロファイルのためのプリセットコンフィギュレーションの実施例である。やや高めのプリセット及びやや低めのプリセットのゾーン強度は窓からの距離に依存して変化するので、窓から最も離れたゾーンの電灯はより明るく設定される。図４及び５は、プリセットが異なる照明プロファイルに対して異なるグラフ形状を有するプリセットコンフィギュレーションを表す。
【００５４】
４個のプリセットのそれぞれの平均照明寄与度は、空間に設置された光センサ１４０によって検出されるように全般照明が徐々に高くならなければならない。１台以上の光センサ１４０からの光レベル情報は、光センサインタフェース１３０によって処理され、中央プロセッサ１００へ送信され、２個のスレッショルド（閾値）と比較される。これらのスレッショルドは、
１．  許容可能な照明範囲の最小値
２．  照明の目標値
３．  許容可能な照明範囲の最大値
に対応する。
【００５５】
光レベルをスレッショルドと比較する光レベル信号コンパレータは、好ましくは、ヒステリシス型であり、デジタル又はアナログのいずれのコンポーネントとして実施してもよい。或いは、コンパレータ機能は中央プロセッサ１００の一部として実施してもよい。好ましくは、このコンパレータは、多数の異なる光スレッショルドグループがコンフィギュレーション入力に基づいて選択されるように構成可能であるべきである。
【００５６】
得られた情報は以下の光条件：
１．  エリア内の照明が過度に暗い（最小スレッショルドよりも下）
２．  エリア内の照明が許容できる（最小スレッショルドよりも上、かつ、最大スレッショルドよりも下）
３．  エリア内の照明が過度に明るい（最大スレッショルドよりも上）
に対応する。
【００５７】
この情報に基づいて、中央プロセッサ１００は、所望の照明プロファイルを達成するため１個以上の電灯ゾーンを制御する。さらに、以下でより詳しく説明されるように、システムは、好ましくは、光センサ１４５からの入力に基づいて日射を遮るため窓遮光装置を制御する。
【００５８】
上記のように、典型的な実施形態では、最低、やや低め、やや高め、最高の４個のプリセットが存在する。以下の段落はこれらの４個のプリセットを構成するステップを説明する。
【００５９】
プリセットの較正は、プロセッサ１００内の制御アルゴリズムを無効にした状態で実行され、システムは手動制御だけを受ける。最低プリセットは、空間内の所望の目標照明を顕著に上回る高レベルの昼光照明が利用できるときに電灯レベルを設定することにより構成される。より窓に近いゾーンの光ゾーン強度は最低プリセットではオフに設定される。
【００６０】
やや低めのプリセットは以下のように構成される。中央プロセッサ１００は無効にされ、手動制御に設定される。電灯をオフ状態にして、部屋の中央付近、又は、それより奥にある２番目の光の列の下のエリア内の昼光照明が目標レベルになるように、ウィンドウトリートメントの位置が選択される。その後、すべての電灯ゾーンのレベルは、全エリアにおける光レベルが許容できるように設定される。このコンフィギュレーションはやや低めのプリセットである。
【００６１】
やや高めのプリセットを構成するため、中央プロセッサ１００は無効にされ、手動制御に設定される。やや高めのプリセットは、やや低めのプリセットと組み合わされて、昼光に対する線形電灯応答が利用できる領域を規定する。このプリセットは、次のステップにおいて較正されるような夜間ゾーンの設定値を超えるゾーン強度が存在しないような方法でやや低めのプリセットに対して較正されるように、光強度の一定増分量がゾーン強度のすべてに加えられるように調整される。較正を簡単化するため、最高プリセットが最初に較正される。
【００６２】
最高プリセットは、最初に制御システムを手動制御に設定して無効にすることによって構成される。暗幕ウィンドウトリートメントが設置されるならば、ウィンドウトリートメントは完全に閉じられ、さもなければ、最高プリセットを設定するために昼光が存在しない夜間まで待つ方が好ましい。全ゾーンのレベルは、エリア全体の光レベルが窓を通る昼光が無くても許容できるように設定される（夜間レベル）。これは最高プリセットを規定する。
【００６３】
図６は、電灯の制御のための閉ループ制御方法に基づく本発明によるシステムの主ループのプロセスフローの好ましい実施を表す。電灯だけを制御するシステムの主ループは、電灯とウィンドウトリートメントの両方を制御するシステムの主ループと実質的に同じである。図７ａ、７ｂ及び７ｃは、電灯だけを制御するシステムのプロセスフローを表す。図8a、８ｂ及び８ｃは、所望の照明プロファイルを達成するための電灯とウィンドウトリートメント装置の両方を制御するシステムのプロセスフローを説明する。図９乃至１４は、日射を緩和又は除去しようとするシステムのプロセスフローを説明する。図６乃至８ｃ、並びに、図１０乃至１２に表された様々なループは、連続的に、又は、一定間隔で実行される。
【００６４】
図６は、過度な暗さ５００、許容範囲５１０、及び、過度な明るさ５２０の３条件が示された主制御ループのフローチャートを表す。過度な暗さ（５００）であるならば、フローはＡから始まる図７ａに入る。レベルが許容範囲（５１０）であるならば、フローはＢで図７ｂへ入り、過度な明るさ（５２０）があるならば、フローはＣで図７ｃへ入る。図６における判定ごとに、光センサ１４０によって感知される光レベルは、既に説明した２個のスレッショルドのうちの１個と比較される。
【００６５】
図７ａは、過度に暗い条件（５００）のフローチャートを表す。より詳細には、コントローラは、最初に６３０で、システムが最低プリセットに設定されているかどうかを判定するためチェックする。イエスであるならば、やや低めのプリセットが６４０で選択される。ノーであるならば、システムがやや低めのプリセットに設定されているかどうかを判定するためにチェックが行われる（６５０）。イエスであるならば、電灯が減光されているかどうか、すなわち、特定のプリセットレベルへ達する途中過程であるかどうか、を判定するためチェックが行われる（６６０）。イエスであるならば、主ループ（図６）へ戻る。減光（調光レベル変更）が終了したならば、やや高めのプリセットが選択される（６７０）。
【００６６】
やや低めのプリセットがステップ６８０で設定されなかったならば、システムはやや高めのプリセットに設定されたかどうかをチェックする。減光が６９０でチェックされ、減光が終了しているならば、最高プリセットが７００で選択される。
【００６７】
システムがやや高めのプリセットに設定されていないならば（６８０）、最高プリセットであるかどうか（７１０）、まだ減光中であるかどうか（７２０）、減光が完了したかどうか（７２０）を判定するためチェックが行われ、最高プリセットが７４０で選択され、次に、主ループへ戻る。システムが７１０において最高プリセットではないならば、最高プリセットが７５０で設定され、主ループへ戻る。したがって、最高プリセットがシステム状態であることがステップ７１０で判定され、７２０、７３０において最高プリセットへの光の減光が所望の照明を生じないならば、最高プリセットが７４０で設定される。ステップ７１０におけるシステム状態が、最高プリセットが選択されている（他の３個のプリセットが選択されていない）状態であるならば、システムはステップ７５０で最高プリセットを選択する。したがって、４個のプリセットのうちのいずれかの選択及び減光が所望の照明プロファイルを生じないならば、最大人工光を達成できる最高プリセットが７５０で自動的に選択される。
【００６８】
図７ｂは許容可能な照明条件のフローチャートを表す。図示されるように、（光センサ１４０の測定量が平均化されるか、又は、各光センサのスレッショルドは異なり、このような光プロセッサ１４０のそれぞれによって検出された）照明が許容可能なレンジに入るならば、減光は停止され、遅延時間がリセットし（７６０）、主ループへの復帰が行われる。
【００６９】
図７ｃは過度に明るい条件のフローチャートを表す。
【００７０】
８３０で、システムは最高プリセットであるかどうかが判定される。イエスであるならば、やや高めのプリセットが８４０で選択され、主ループへ戻る。
【００７１】
最高プリセットが８３０で設定されていないならば、８５０でシステムはやや高めのプリセットに設定されているかどうかを判定するためチェックが行われる。そうであるならば、８６０において、電灯がまだ減光中であるかどうかを判定するためチェックが行われる。ノーであるならば、やや低めのプリセットが８７０で選択される。光がまだ減光中であるならば、主ループへ復帰する。やや低めのプリセットが一旦設定されると、主ループへ復帰する。
【００７２】
ステップ８５０において、やや高めのプリセットが設定されなかったならば、８８０において、やや低めのプリセットが設定されたかどうかを判定するためチェックが行われる。そうであるならば、光がまだ減光中であるかどうかを判定するため８９０でチェックが行われる。イエスであるならば、主ループへ復帰する。そうでなければ、最低プリセットが９００で選択され、主ループへ復帰する。
【００７３】
ステップ８８０において、やや低めのプリセットが設定されなかったならば、システムが最低プリセットに設定されるかどうかを判定するため９１０でチェックが行われる。イエスであるならば、光がまだ減光中であるかどうかを判定するため９２０でチェックが行われる。イエスであるならば、主ループへ復帰し、そうでないならば、減光が終了したかどうかを判定するため９３０でチェックが行われる。イエスであるならば、主ループへ復帰する。そうでなければ、最低プリセットが９４０で選択され、主ループへ復帰する。
【００７４】
最後に、許容可能な照明条件が図７ｃに示されたステップ中の他の点で主ループ（図６）によって判定されなかったならば、最低プリセットが９５０で選択される。
【００７５】
このように、システムは、主ループ（図６）内で絶えず動作し、照明条件が過度に暗いか過度に明るいか（図７ａ及び７ｃ）に応じて主ループから出て、図７ａ及び７ｃのループの中を循環しながら主ループと図７ａ及び７ｃのループとの間で交替し、許容可能な照明条件が主ループの間に５１０で実現されると、ステップ７６０（図７ｂ）で減光を停止することにより動作する。許容可能な照明条件が実現されないならば、システムは、条件が過度に明るいか、過度に暗いかに応じて、それぞれ、最低プリセット又は最高プリセットへデフォルト設定される。
【００７６】
異なるタイプの光源に対する光センサ１４０のスペクトル感度の差を補償するため、電灯制御プロセスフローの設定点スレッショルドは、好ましくは、変更される。蛍光灯によって生じる光の周波数スペクトルは狭いので、Ｌｕｔｒｏｎ  ＭＷ−ＰＳ光センサのような人間の視覚で補正されたスペクトル感度を用いて設計されたセンサであっても、蛍光灯に対する出力信号は、等価的な昼光が存在するときに生じる出力信号よりも低い。
【００７７】
電灯制御プロセスフローの設定点は出力制御信号に基づいて調整される。実測に基づいて、ＭＷ−ＰＳ光センサは蛍光灯に対する感度が昼光よりも約３０％低い。この差は、通常の開ループアプリケーションでは問題にならないが、閉ループアプリケーションでは補正されるべきである。感度補償は、窓付近の電灯の制御信号が１００％から０％まで変化するときに設定点が０％と３０％との間で比例的に拡大縮小されるように実施される。
【００７８】
この設定点の式の一つの可能な実施は、次の通りである。
【００７９】
すなわち、光設定点＝日中設定点×（１−０．００３×窓照明ゾーン強度（％単位））
である。この定数０．００３は、ＭＷ−ＰＳ光センサが蛍光灯に対して３０％低い感度を有するという既知の事項から導き出される。
【００８０】
設定点は日時に基づいて調整可能である。ウィンドウトリートメントは自動制御されるので、日中の空間内での昼光利用可能性の全体的な変動は非常に低減される。したがって、スペクトル感度補償は、事実上日の入りと日の出の頃だけに要求され、所定の天文時間時計の読みに対する太陽角に基づいて導出される。天文時間時計は中央プロセッサ１００内に収容される。
【００８１】
「過度に暗い」及び「過度に明るい」スレッショルドの選択を実現する代替的な方法の一実施例は、現在日時又は窓照明ゾーン強度を中央プロセッサ１００から光センサインタフェース１３０へ送信することである。光センサインタフェース１３０は、次に、設定点へ適切な調整を行い、光センサ１４０からの光レベル情報を処理し、光情報レベルを設定点と比較し、「過度に暗い」又は「過度に明るい」のいずれかの現在の光条件に対応した信号を中央プロセッサ１００へ送信する。中央プロセッサ１００は次にこれらの条件のいずれかに従って動作する。
【００８２】
ここまでに電灯光源レベルを設定するプロセスフローについて説明した。次に電灯と併せてウィンドウトリートメントを制御するさらなるプロセスフローが説明される。
【００８３】
図８ａを参照すると、付加的な条件の組がステップ６１０及び６２０でチェックされる点を除いて図７ａと実質的に同じである。特に、ステップ６１０において、ウィンドウトリートメント、例えば、シェードが手動モードであり、壁面ステーション１５０若しくはウィンドウトリートメントコントローラ１６０を介して手動制御によってオーバーライドされるかどうかを判定するためチェックが行われる。イエスであるならば、手動設定位置は変更されず、プロセスは上記のステップ６３０へ進む。残りのプロセスは図７ａを参照して既に説明されているので、ここでは繰り返さない。したがって、システムは、ウィンドウトリートメントを手動設定されたままの状態で所望の照明プロファイルを達成しようとする。
【００８４】
シェードが手動モードではなくなると、ステップ６２０が実行され、シェードが完全に開放されているかどうかを判定するためチェックが行われる。イエスであるならば、プロセスは再びステップ６３０へ進み、システムは、昼光を最大限に利用し（シェードは開位置のままにされる）、使用電気エネルギーを最小限に抑えるため、所望の照明プロファイルを実現しようとする。
【００８５】
シェードが完全には開放されていないならば、システムは６２５でシェードを開き始め、ステップ６２０で判定されるようにシェードが完全に開放されるまで必要とされるサイクル数の程度で主ループへ抜け出て、また、図８ａのフローに戻り、シェードが完全に開放された場合に、プロセスはステップ６３０へ進み、電灯が次に制御される。
【００８６】
図８ｂは図７ｂと類似しているが、ウィンドウトリートメント及び電灯を制御するシステムにおいて、照明が許容可能であるとき、ウィンドウトリートメントの調整が停止され（７５５）、光の減光が停止され（７６０）、シェードが完全に開放され（７７０，７７５）、空間内の昼光量が最大化され、使用電力が最小化される。別の実施形態では、夕暮れ後には、昼光が無いので、プライバシー、建物の美的外観、又は、夜間照明公害のような、これらに限定されない、その他の懸念を解決するために、タイムクロックを使用して、ウィンドウトリートメントを完全に閉じるか、又は、完全に開けることが望ましい。
【００８７】
図８ｃは、光及びウィンドウトリートメントを制御するシステムのプロセスフローを表す点を除いて図７ｃに対応する。図８ａと同様に、シェードが８１０で手動モードであるかどうかを、（過度な暗さとは逆に、過度に明るいので）８２０で完全に閉じているかどうかを判定するためチェックが行われ、８２５でシェードを閉じ始める。フローチャートの残りは図８ｃと同じであり、ここで再び詳細に説明する必要がない。
【００８８】
ここまでは、ウィンドウトリートメントを調整することなく、昼光が存在するかに基づいて、電灯だけを制御する第１のシステム（図６乃至７ｃ）と、電灯とウィンドウトリートメントの両方を制御する第２のシステム（図６、８ａ乃至８ｃ）を説明した。図６、８ａ乃至８ｃに基づいて、ウィンドウトリートメントだけを制御するシステムをさらに提供することが可能である。このようなシステムでは、システムは利用可能な昼光に基づいてウィンドウトリートメントを制御する。
【００８９】
好ましい実施形態のさらに別のプロセスフローは、窓付近の拡散昼光照明の制御に加えて、日射を最小化又は除去するために、光センサインタフェース１３２を介する光センサ１４５の読みに基づいて、ウィンドウトリートメントをさらに制御する代替的な制御アルゴリズムを説明する。
【００９０】
例えば、日の入り又は日の出の頃の太陽が低い角度であるときにグレアを防止するため、本発明のシステムは、グレアを防止するウィンドウトリートメント１７０を自動制御する。例示的な一実施形態では、美観上の理由から、ウィンドウトリートメント１７０は、好ましくは、ある設定された個数の固定した静止ウィンドウトリートメント位置又はプリセットだけが許容されるように制御される。例えば、ウィンドウトリートメント１７０は、完全開放状態と完全閉鎖状態を含む４乃至５個の固定したウィンドウトリートメントプリセットの間で動く。制御は不感帯をもつ閉ループ制御の形で実施される。この制御は、しかし、離散制御に限定されない。制御は上記のように連続的でもよく、又は、４乃至５個よりも多数若しくは少数のウィンドウトリートメントプリセットがあってもよい。
【００９１】
用語「不感帯」は、システムによって許容可能であるとみなされる光センサ１４５の入射光レベルの読みの範囲を記述するため使用され、その範囲ではウィンドウトリートメントの遅延タイマーのリセット以外の動作が実行されない。これは後述される。
【００９２】
システムは、光センサ１４５上の入射光レベルが不感帯の範囲外であるときにウィンドウトリートメント設定値だけを変更する。ウィンドウトリートメントの動きの頻度を減少させるため、すべてのコマンドは遅延される。したがって、特定の照明条件が一時的に過ぎないならば、動作は行われない。しかし、グレア制御はシステムの望ましい能力である。したがって、システムは、厳しいグレア条件が存在するときには素早く応答すべきである。空間内の電灯は一時的な低い昼光の利用可能性を補償可能であるため、長期の遅延は十分な光が利用できないときに認められる。
【００９３】
上記の可変タイミングを解決するため、すなわち、厳しいグレア条件には素早く応答しながら、一時的な条件に対するウィンドウトリートメント変更を遅延させるため、本システムは、低サンプリングレートの光レベル誤差の数値積分を利用する。光センサ１４５によって観測される入射光レベルが不感帯として定義された範囲外であるとき、帯域の上限又は下限と実際の光レベルとの間の差は数値的に累積される。図９に示されるように、１０００及び１０１０において、光レベルは、上限よりも高いか、又は、下限よりも低く、不感帯の範囲外であるかどうかを判定するためチェックされる。それが不感帯の範囲内に入るならば（１０１５）、遅延タイマーアキュムレータはリセットされ（１０１７）、終了させられる。光レベルが上限よりも高いならば、制御は１０２０へ移り、それが下限よりも低いならば、制御は１２２０へ進む。いずれの場合でも、光レベルが不感帯の範囲外であるとき、実際の光レベルは、１０４０及び１２４０に示されるように数値的に累積される。累積和が所定の限界を超えるとき、ウィンドウトリートメントは光レベルを不感帯の範囲内に入れるため動かされる。実際のタイミングスレッショルドは誤差の符号に依存して異なる。上記のように、高照明条件の応答時間は低照明条件の応答時間よりも短い。時間遅延は、太陽光照明が一貫して低い場合、又は、高い場合に短縮される。
【００９４】
より詳細には、光レベルが不感帯の上限よりも高いならば、１０２０で、光レベルが既に下限よりも低かったかどうかを判定するため、前の光レベルが下限と比較される。このような場合、上限と下限の差は下限をリセットするため１０３０で調整される。光レベルが予め下限よりも低くなかったとき、又は、１０３０における調整後に、光レベルと上限との間の差が累積され、それによって、遅延を生じる（１０４０）。
【００９５】
１０５０において、前の光レベルが上限と比較される。前の光レベルも上限よりも高いならば、より短いタイミングスレッショルド１０６０が利用される。これは高い光レベル条件の持続を意味する。前の光レベルが上限よりも高くないならば、より長いタイミングスレッショルド１０７０が利用される。上記のように、時間遅延は太陽光照明が絶えず強い場合に短縮される。１０８０において、光レベルと上限との間の累積差は、１０６０又は１０７０の現在のタイミングスレッショルドの組よりも大きいかどうかを判定するためチェックされる。累積差がタイミングスレッショルドを超えるとき、シェードは、１０９０に示されるように、次のより閉鎖したプリセットへ動かされる。１１００において、前の光レベルがステップ１０５０で判定されたように上限を上回ったことを示すために、次のサイクルのためのフラグが設定される。
【００９６】
光レベルが１０１０に示されるように下限よりも低いならば、類似したプロセスフロー１２２０、１２３０、１２４０、１２５０、１２６０、１２７０、１２８０、１２９０及び１３００が利用される。しかし、このプロセスフローにおいて、累積差は光レベルと下限との間に入る。同様に、前の光レベルが下限よりも低いならば（太陽光照明が常に弱いならば）、より短いタイミングスレッショルドが使用される。上記のように、常に照明が強い条件、又は、弱い条件の応答時間は短縮される。時間遅延は、太陽光照明が常に弱い場合、又は、常に強い場合に短縮される。これは、常に太陽光が強い条件について１０６０に示され、常に太陽光が弱い条件について１２６０に示される。
【００９７】
グレア制御問題を正確に解決するため、ウィンドウトリートメント制御プロセスフローは、可変制御設定点又はスレッショルドを利用する。太陽角が低いとき、日射強度は下がるが、グレア入射の可能性は増加する。これは、太陽光線がほぼ水平になり、容易にそのまま屋内空間に深く進入するからである。窓が真東又は真西に向いている空間は、日の入り及び日の出のときに、それぞれ、非常に低い太陽角で直接的な太陽照射を受けるので、特にこの問題に影響される。
【００９８】
早朝又は夕方における太陽強度の減少は、水平からの太陽角と大気減衰率の積のシヌソイド関数として表現される。
【００９９】
当業者には周知のように、太陽が実質的に点源であるという事実に基づいて、太陽照明は、
Ｅｖ＝ｄＦ／ｄＡ＝Ｉ＊ｃｏｓγ／ｒ２
である。式中、
γは表面に垂直な方向に対する太陽角であり、
Ｉは光度であり、
ｒは点源からの距離であり、
Ｆは光束であり、
Ａは面積である。
【０１００】
簡単な三角法に基づいて、水平作業面上の太陽照明は水平からの太陽角のシヌソイド関数であると決定される。大気減衰率は大気の汚染と含水率に応じて変化し、これらの因子は知覚されるグレアの程度に影響を与えるが、変更されるべき設定点の個数を決定するときには無視できる。実験に基づいて、結論として太陽角だけに基づく制御設定点の変更は満足できるグレア制御性能を生ずる。中央プロセッサ１００は天文時計を特色とするので、日の出と日の入りの時刻が利用できる。ウィンドウトリートメントのプロセスフローの設定点は、したがって、天文時計の読みに基づいて間接的に変更される。平均的な商業ビルでは、補正は日の出後の約３時間と日の入り前の約３時間の限られた期間だけで要求される。予測された太陽角のシヌソイド関数に基づく設定点補正率は優れた実際的結果を与える。この補正率は、天文時計の読みから直接的にルックアップテーブルに基づくデジタルシステムにおいても実施される。
【０１０１】
太陽角が小さい場合、シヌソイド関数の線形近似、すなわち、
ｓｉｎα〜α
が適用され、ここで、角αは地球の表面と表面からの太陽の傾斜との間で測定される。
【０１０２】
本発明によれば、屋内照明及びグレアを制御するため設定点補正を計算する二つの代替的な方法が以下に記載される。使用される記号は、
ＬＳＣＦ＝低太陽角補正率
ＣＴＭ＝分単位の現在時刻
ＴＳＳＴＭ＝当日の分単位の日の入り時刻
ＴＳＲＴＭ＝当日の分単位の日の出時刻
ＣＩ＝日の出後及び日の入り前の分単位の所定の補正区間（ＣＩは典型的に、窓高と窓までの家具の近接性に依存して１２０乃至１８０分である。）
ＮＴＳＲ＝電灯だけの場合に得られる夜間光センサの読み
ＮＴＵＴ＝夜間センサの読みから得られる夜間上限スレッショルド（電灯だけによって影響される値）であり、デフォルトとしてＮＴＳＲよりも２０％上に設定される。
ＮＴＬＴ＝夜間下限スレッショルドであり、好ましい値は、ウィンドウトリートメントが日の入り後に開放状態を維持することを保証するためＮＴＳＲよりも１０％上である。より低い値が、例えば、ウィンドウトリートメントがプライバシーの理由で日没後に閉鎖状態を維持することを保証するために選択される。
ＣＵＴＨＲ＝太陽角補正された不感帯の上限スレッショルド
ＣＬＴＨＲ＝太陽角補正された不感帯設定点の下限スレッショルド
ＤＴＵＴ＝上限設定点
ＤＴＬＴ＝下限設定点
ＴＡＲＧＥＴ＝目標設定点（好ましくは、ＬＴＨＲとＵＴＨＲとの間の中間）
ＰＳＲ＝実際の光センサの読み
ＣＰＲＳ＝補正後の光センサの読み
【０１０３】
以下のアルゴリズムの適用に成功した。
現在時刻が日の入り前の所定の補正区間ＣＩの範囲内に入るならば、
ＬＳＣＦ＝（ＴＳＳＴＭ−ＣＭＴ）／ＣＩ
であり、そうではなく、現在時刻が日の出後の所定の補正区間ＣＩの範囲内に入るならば、
ＬＳＣＦ＝（ＣＴＭ−ＴＳＲＴＭ）／ＣＩ
であり、そうでなければ、
ＬＳＣＦ＝１
であり、
ＣＵＴＨＲ＝（ＤＴＵＴ−ＮＴＵＴ）＊ＬＳＣＦ＋ＮＴＵＴ
ＣＬＴＨＲ＝（ＤＴＬＴ−ＮＴＬＴ）＊ＬＳＣＦ＋ＮＴＬＴ
である。
【０１０４】
或いは、センサ（光センサ）利得は、スレッショルドの低下に等価的な効果を得るため天文時計の読みに基づいて変更され、
現在時刻が日の入り前の補正区間の範囲内であるならば、
ＬＳＣＦ＝（ＴＳＳＴＭ−ＣＴＭ）／ＣＩ
であり、そうではなく、現在時刻が日の出後の補正区間の範囲内であるならば、
ＬＳＣＦ＝（ＣＴＭ−ＴＳＲＴＭ）／ＣＩ
であり、そうでなければ、
ＬＳＣＦ＝１
であり、
ＣＰＳＲ＝ＰＳＲ＊ＤＴＵＴ／（（ＤＴＵＴ−ＮＴＵＴ）＊ＬＳＣＦ＋ＮＴＵＴ）
である。
【０１０５】
上記の事項に基づいて、日の出後及び日の入り前の補正区間中に、太陽補正率の線形近似が、補正区間中の日の出（又は日の入り）と現在時刻との間の時間差（分単位）を補正区間で除算することにより行われることがわかる。この結果、補正率の良好な近似が得られる。これは、二つのグレア制御区間Ａ（日の出）及びＢ（日の入り）を表す図１４に示されている。目標照明は勾配を有する直線によって境界が示されることがわかる。これらの直線の瞬時値は、グレア制御区間中の特定の時点における補正率を表現する。好ましい実施形態の場合、１８０分の補正区間が使用されることに注意すべきである。
【０１０６】
デフォルト設定点（補正前）は、窓の前方の空間における所望の照明に基づいて較正中に手動で設定される。したがって、照明維持及びグレア制御の機能は単一の制御アルゴリズムに統合される。これらの可変目標照明値は、好ましくは、それらが、起こりそうなグレア区間中に、晴れた日の垂直昼光照明変動を表現するシヌソイド曲線の下側であり、かつ、曇りの日の垂直照明の変動を表現するシヌソイド曲線の上側にあるように設定される。これはアルゴリズムが晴天条件と曇りの条件とを区別できるようにする。
【０１０７】
天文時間に基づいて、システムは、夜間に電灯だけによって生じる光センサ１４５の読みの成分を自動的に検出し更新する。この成分は、好ましくは、昼光だけによって生じるセンサ信号の成分を決定するために光センサの昼間の読みからさらに減算される。
【０１０８】
太陽角に伴う照明の減少を補正するための、基本的に同じ効果を有する二つの代替的な方法は上記の通りである。説明したように、入射照明は太陽角に伴って減少するので、どちらの不感帯スレッショルドも水平からの太陽角が低い場合には低下され、或いは、代わりに、光センサ利得が増加され、真昼の不感帯スレッショルドが一日を通して維持される。
【０１０９】
図１０及び１１は、上記の太陽角補正アルゴリズムのプロセスフローを表す。図１０は一実施形態を表し、図１１は上記の代替的な実施形態を表す。図１０を参照すると、同図は、システムが上記のようにグレアを緩和するために不感帯設定点又はスレッショルドを変更する方法を表す。天文時計によって決定されるような現在時刻が日の入り前の補正区間内に入るか（１３００）、又は、日の出後の補正区間内に入る（１３１０）ならば、低い太陽の補正関数が１３２０、１３３０で調整される。時刻が補正区間内に入らないならば、補正率は１に設定される（１３４０）。１３５０において、不感帯スレッショルドは補正率によって補正される。光レベルは次に新しい不感帯スレッショルドに基づいて処理される。
【０１１０】
図１１は光センサ利得が増加される代替的な実施形態を表す。それは、ステップ１３５２が図１１のステップ１３５０の代わりに用いられる点を除いて、図１０のフローと同じである。ステップ１３５２において、光センサの光の読み値は、光センサ値を増加させるため補正率によって除算され、補正されたままの光の読みが処理される。したがって、図１０では、不感帯スレッショルドが調整され、図１１では、光センサの読みが（それらを増大することにより）調整される。
【０１１１】
ウィンドウトリートメントは手動でも制御可能であることが必要であるため、システムは、手動オーバーライドを、すなわち、ユーザがウィンドウトリートメントを手動で調整するときを考慮できなければならない。手動オーバーライドは、閉ループウィンドウトリートメント制御システムに重大な問題をもたらす。手動制御コマンドが一旦実行されると、屋内照明は制御プロセスフローの不感帯によって規定された範囲を超えることがあり、システムはオーバーライドを自動的に取り消す。これは明らかに望ましくない。この問題を解決するため、プロセスフローはオーバーライド後に制御設定点を再調整する。ウィンドウトリートメントが手動オーバーライド後に動きを停止すると、プロセスフローは、現時点で測定された屋内光レベルを適合させるため、制御設定点を一時的に調整する。新たに確立された光レベルは、好ましくは、居室者の長期間の選好を確立するため使用される別の変数にもコピーされる。上述の低い太陽角の補正区間中に、一時的なオーバーライド設定点スレッショルドは、手動オーバーライドが適用されないときと全く同じように補正される。
【０１１２】
一時的な制御設定点は、一時的な設定点によって確立された所定の不感帯の境界を越える昼光に基づいて、又は、オーバーライド後の所定の時間遅延に基づいて、又は、両方に基づいて取り消される。オーバーライドが取り消されると、制御システムはデフォルト設定点に戻る。
【０１１３】
システムは、反復的な居室者の入力に基づいてデフォルト設定点を随意的に調整可能である。上記のように、居室者が手動オーバーライドを実行するたびに、ウィンドウトリートメントが動きを停止するときに新たに確立された光レベルがさらに処理される。この処理は、連続的に、又は、例えば、日射が起こる可能性が高い期間中の日時に、オーバーライド光レベルを平均化することに基づく。長期間の平均の傾向が特定されると、システムは、デフォルト制御設定点を通常の、又は、最も可能性が高いユーザオーバーライドへ調整することが可能である。
【０１１４】
図１２はオーバーライドの場合のプロセスフローを表す。１４００で、システムは、手動オーバーライトが現時点で適用されているかどうかを判定するためチェックする。そうであるならば、１４１０で、システムは、シェードがオーバーライドの結果としてまだ動いているかどうかを判定する。イエスであるならば、システムは主ループへ戻るために終了する。シェードが動きを停止すると、システムは、１４２０において、現在の光レベルを制御プロセスの目標設定点として格納する。１４３０で、システムは、居室者入力に基づいてデフォルト設定点を変更するため、長期に亘ってオーバーライド目標レベルを平均化し、１４４０で、設定点が手動でオーバーライドされたことを示すためにフラグをセットする。
【０１１５】
１４００で判定されるように、手動オーバーライドが現時点で適用されないならば、システムは、１４５０で、前の手動オーバーライドに起因して修正された設定点で動作しているかどうかを判定するためチェックする。イエスであるならば、システムは、１４６０で、修正された上限又は下限を超えたかどうかを判定するためチェックする。ノーであるならば、システムは主ループへ戻る。イエスであるならば、１４７０で、システムは、類似したオーバーライド設定点によって常にオーバーライドされているかどうかを判定する。イエスであるならば、システムは、１４８０で、デフォルト目標光レベルを常に使用されるオーバーライドレベルの方へ修正する。システムが常にはオーバーライドされない場合か、又は、ステップ１４８０における修正後に、システムは、１４９０で、目標光レベルのデフォルト設定点へ戻り、手動オーバーライドフラグをクリアし、主ループへ戻る。
【０１１６】
図１３ａ及び１３ｂは、太陽角と空間への直接的な日光進入との間の関係を表す。図１３ａは、低い太陽角で、直接的な太陽光線が空間に深く進入し、基本的にグレア条件を表す作業面に影響を与える様子を示す。図１３ｂは、より大きい太陽角に伴って作業面上に直接的な入射太陽光線が存在しないことを示す。
【０１１７】
図１４は、二つの条件（晴れと曇り）の場合の一日中の垂直昼光照明の昼光照明変動と、目標照明の変動と、グレア制御が必要であり、水平からの太陽角によって生じる照明の減少を考慮するため目標照明が補正される時間区間Ａ及びＢとをグラフ的に表す。
【０１１８】
したがって、上記のシステムは、昼光と電灯によって供給される人工光の両方の最適な使用に基づいて空間内の最適光レベルを維持する。その上、このシステムは、好ましくは、日射が問題を生じるときに、日射を自動的に検出し緩和する。
【０１１９】
本発明はその特定の実施形態に関連して説明されているが、多数の他の変更及び変形、並びに、その他の使用が当業者に明らかになる。したがって、本発明は、明細書中の具体的な開示内容によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲に記載された事項だけによって限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明による照明維持システムのブロック図である。
【図２】種々のセンサ、光源及び制御可能なウィンドウトリートメントに接続された本発明のシステムを用いる典型的な室内レイアウトの平面図である。
【図３】フラット照明プロファイルのためのプリセットコンフィギュレーションの第１の実施例を表す図である。
【図４】別の照明プロファイルのためのプリセットコンフィギュレーションの第２の実施例を表す図である。
【図５】さらに別の照明プロファイルのためのプリセットコンフィギュレーションの第３の実施例を表す図である。
【図６】システムの主ループのプロセスフローを表す図である。
【図７ａ】空間内の照明が過度に暗いときに、電灯だけを制御する第１のシステムのプロセスフローを表す図である。
【図７ｂ】空間内の照明が許容できるときに、電灯だけを制御する第１のシステムのプロセスフローを表す図である。
【図７ｃ】屋内空間の照明条件が過度に明るいという条件であるときに、電灯だけを制御する第１のシステムのプロセスフローを表す図である。
【図８ａ】照明が過度に暗いときに、電灯とウィンドウトリートメントの両方を制御する第２のシステムのプロセスフローを表す図である。
【図８ｂ】照明が許容できるときの第２のシステムのプロセスフローを表す図である。
【図８ｃ】光が過度に明るいときの第２のシステムのプロセスフローを表す図である。
【図９】照明の量に応じてウィンドウトリートメントを操作するためにシステムが時間遅延を変更する方法を説明するシステムのプロセスフローを表す図である。
【図１０】システムがグレアを緩和するために不感帯設定点を変更する方法を説明する図である。
【図１１】日射を緩和する別のプロセスフローを表す図である。
【図１２】手動オーバーライドに応答するプロセスフローを表す図である。
【図１３ａ】太陽角を測定する方法を表す図である。
【図１３ｂ】太陽角を測定する方法を表す図である。
【図１４】一日中の照明レベルとグレア制御が必要である時間を表すグラフである。
【図１】
2007524958.tif 000003
【図２】
2007524958.tif 000004
【図３】
2007524958.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
2007524958.tif 000015
【図１０】
2007524958.tif 000016
【図１１】
2007524958.tif 000017
【図１２】
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2007524958.tif 000019
【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年11月29日(2005.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、
前記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知するセンサと、
調光可能であり、前記空間の所定の容積を画定する前記空間内の１個以上のゾーンに配置され、各ゾーンに少なくとも１台が設けられた、前記空間の昼光照明を補完するため人工光を供給する複数台の電灯と、
前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため、各ゾーンの前記少なくとも１台の電灯が前記所望の照明プロファイルに従ってそれぞれのゾーンで所望の照明レベルを達成するため調光レベルに制御される、前記複数台の電灯の調光レベルを制御する制御システムと、
を備え、
前記制御システムは、各電灯の前記調光レベルが前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記所望の照明プロファイルを達成し前記空間内の前記昼光照明を補償するため調整されるように、前記複数台の電灯を制御し、
各電灯の調光レベルが複数個の照明プリセットから前記制御システムによって選択され、各プリセットが前記電灯の調光レベルの組み合わせにより構成され、前記制御システムが前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成するため前記昼光照明の適切な補完が得られるプリセットの方へ前記電灯を減光し、
前記制御システムは、前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されるときに、前記制御システムが前記電灯の調光レベルの変更を停止するように動作する、システム。
【請求項２】
前記電灯の制御が開ループ制御アルゴリズム又は閉ループ制御アルゴリズムに基づく、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記空間内の前記照明レベルを感知する複数台の第１のセンサをさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のセンサの組み合わされた出力レベルが前記複数台の第１のセンサの出力を平均化することにより決定される、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記制御システムが天文時計を含み、前記時計によって供給される日時データが前記センサのスペクトル感度特性を補正するため使用される、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記空間への少なくとも１個の開口部のための少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントをさらに備え、
前記制御システムが昼光を前記空間へ入れるため前記ウィンドウトリートメントを制御する、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記制御システムは、前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に低いとき、前記空間へ入る昼光の量を増加させるため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記制御システムは、前記第１のセンサによって検出された前記照明レベルが過度に高いとき、前記空間へ入る昼光の量を減少させるため前記ウィンドウトリートメントを調整する、請求項６記載のシステム。
【請求項９】
前記制御システムが前記空間内の前記照明レベルを過度に暗い光レベルに対応する第１のスレッショルド及び過度に高い光レベルに対応する第２のスレッショルドと比較する、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御システムが異なる光源に対する前記第１のセンサの異なる感度を補償するため前記第１のセンサの感度を調整する、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
さらに、前記制御システムは、前記照明レベルが前記第１のスレッショルド及び前記第２のスレッショルドと比較される主制御ループと、前記光レベルが過度に暗いときに前記複数台の電灯の適切な調光レベルを選択する第１の副ループと、前記光レベルが過度に高いときに前記複数台の電灯の適切な調光レベルを選択する第２の副ループとを有する、請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御システムが前記主中央ループ内で前記光レベルが許容可能であるかどうかを判定する、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記調光レベルが複数のプリセット調光レベルにより構成される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
空間への開口部を通る日射を緩和するシステムであって、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る前記昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、
前記空間に入る昼光照明を感知するセンサと、
前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御する制御システムと、
を備え、
前記制御システムは、日射が前記開口部を通る場合に前記日射を和らげるために前記ウィンドウトリートメントを制御し、前記日射が最小化されたときに前記制御システムが前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するように動作する、システム。
【請求項１５】
前記制御システムが上限設定点及び下限設定点を有する不感帯を利用し、前記空間内で感知された照明が前記不感帯の範囲外であるならば、前記ウィンドウトリートメントが前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内に移すように調整される、請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記制御システムが前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内へ戻すため前記ウィンドウトリートメントを動かす前に時間遅延を利用する、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記空間内の前記照明レベルを前記不感帯の範囲内へ戻すための前記時間遅延は照明レベルが低いときよりも照明レベルが高いときの方が短い、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
昼光照明が常に高いか、又は、常に低いならば、前記時間遅延が短縮される、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記開口部を通して太陽からのグレアが生じる期間中に、前記不感帯の少なくとも１個の設定点がグレアを緩和するため変更される、請求項１５記載のシステム。
【請求項２０】
設定点は推定太陽角によって定められた期間中に可変である、請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
前記設定点は前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に下げられる、請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記設定点は日の出後の約３時間及び日の入り前の約３時間の期間中に可変である、請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
前記制御システムが天文時計を含み、前記設定点が前記時計によって決められた時間に応じて計算される、請求項２０記載のシステム。
【請求項２４】
前記センサが利得係数を有し、
前記制御システムは前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に前記利得係数を調整する、請求項１４記載のシステム。
【請求項２５】
前記利得係数は前記開口部を通る太陽からのグレアが生じる期間中に増加させられる、請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
ユーザが前記ウィンドウトリートメントを手動で調整可能であり、
さらに、少なくとも１個の前記設定点が手動調整後に測定された前記光レベルを適合させるため手動調整後に一時的に調整される、請求項１５記載のシステム。
【請求項２７】
前記制御システムは、前記光レベルが手動調整後に設定された一時的な設定点の付近で所定の不感帯を超えた後に、デフォルト設定点へ戻る、請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
前記デフォルト設定点は、前記制御システムが前記ウィンドウトリートメントの反復的な手動調整を検出した後に、自動的に調整される、請求項２７記載のシステム。
【請求項２９】
前記制御システムが天文時計を含み、前記時計によって供給される日時データが前記センサのスペクトル感度特性を補正するため使用される、請求項１４記載のシステム。
【請求項３０】
照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する方法であって、
前記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知するステップと、
調光可能であり、前記空間の所定の容積を画定する前記空間内の１個以上のゾーンに配置され、各ゾーンに少なくとも１台が設けられた複数台の電灯を用いて、前記空間の昼光照明を補完するステップと、
前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため、前記感知された照明レベルに応じて制御システムを用いて前記複数台の電灯の調光レベルを制御するステップと、
を含み、
前記制御するステップが、前記それぞれのゾーンで前記所望の照明レベルを達成し、それによって、前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持し、前記空間内の前記昼光照明を補償するため、各ゾーンの前記少なくとも１台の電灯の調光レベルを調整する工程を含み、
各電灯の前記調光レベルが複数個の照明プリセットのうちの１個から前記制御システムによって選択され、各プリセットが前記電灯の調光レベルの組み合わせにより構成され、前記制御システムは前記空間内で前記所望の照明プロファイルを達成するため前記昼光照明の適切な補完が得られるプリセットの方へ前記電灯を減光し、
前記所望の照明プロファイルが所定の許容範囲内で達成されるときに前記電灯の前記調光レベルの変更を停止するステップと、
前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記所望の照明プロファイルを維持するため前記日中の間に上記のステップを繰り返すステップと、
をさらに含む方法。
【請求項３１】
空間への開口部を通る日射を緩和する方法であって、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントを準備するステップと、
前記空間に入る昼光照明を感知するステップと、
前記感知された昼光照明に応じて制御システムを用いて前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントを制御するステップと、
日射が前記開口部を通る場合に前記日射を和らげるために前記制御システムを用いて前記ウィンドウトリートメントを調整し、前記日射が最小化されたときに前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの調整を停止するステップと、を含む方法。
【請求項３２】
前記日射のある場合に前記ウィンドウトリートメントを調整するステップは、前記感知された照明レベルを不感帯の第１の設定点及び第２の設定点と比較するステップと、前記感知された照明レベルが前記不感帯の範囲外であるならば、前記空間を前記不感帯の範囲内へ移すため前記ウィンドウトリートメントを調整するステップと、を含む、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
日射が生じる可能性が高い期間中に前記不感帯の少なくとも１個の前記設定点を変更するステップをさらに含む、請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記少なくとも１個の設定点は前記日射が生じる可能性が高い期間中にレベルを下げられる、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記感知された照明レベルの利得係数を調整するステップをさらに含む、請求項３２記載の方法。
【請求項３６】
前記利得係数は日射が生じる可能性が高い期間中に増加させられる、請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
照明源が昼光と人工光を含む日中の少なくとも一部の期間を通じて空間内で所望の照明プロファイルを維持する照明維持システムであって、
前記空間の少なくとも一部における照明レベルを感知する少なくとも１台の屋内センサと、
昼光が前記空間に入ることを可能にさせる少なくとも１個の開口部のための、前記開口部を通って前記空間に入る昼光の量を選択的に変更する少なくとも１台の電気的制御可能なウィンドウトリートメントと、
前記空間の昼光照明を補完するため人工光を供給する調光可能な複数台の電灯と、
前記空間内で前記所望の照明プロファイルを維持するため、前記少なくとも１台のウィンドウトリートメント及び前記複数台の電灯を制御する制御システムと、
を備え、
前記制御システムは、各電灯の前記調光レベルが前記日中の少なくとも一部の期間を通じて前記所望の照明プロファイルを達成し前記空間内で前記昼光照明を補償するため調整されるように、前記複数台の電灯を制御し、
前記電灯の制御が開ループ制御アルゴリズムに基づいて実施され、窓遮光装置の制御が閉ループ制御アルゴリズムに基づいて実施され、
前記電灯と前記少なくとも１台のウィンドウトリートメントの両方の制御が前記少なくとも１台の屋内センサから得られた単一の入力変数を表す信号に基づいている、
照明維持システム。
【請求項３８】
前記少なくとも１台の屋内センサが複数台の屋内センサによって置き換えられ、それらの出力信号が単一の入力変数として前記制御アルゴリズムによって処理される、請求項３７記載のシステム。