(57)【要約】  デジタル通信ネットワークによって共に結合された、マルチバラスト照明システムで使用するためのバラスト。バラストは、ランプに電力供給する電流を提供するための電力回路部分を含む。バラストはさらに、センサ装置から少なくとも1つのセンサ入力を受信するためのセンサ入力回路と、センサ入力回路から入力を受信し、バラストの動作を制御するための制御信号を供給するプロセッサと、データ交換のためにプロセッサおよび通信ネットワークに結合された通信ポートとを含む。バラストプロセッサは、メッセージが第1のフォーマットか、それとも第2のフォーマットかを定義する部分を有するシリアルデータを受信するように動作し、第1のフォーマットがDALI標準フォーマットを含み、第2のフォーマットが、拡張機能性を提供するフォーマットを含む。バラストプロセッサは、第1または第2のフォーマットのメッセージを処理することができる。
2008523576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信リンクを介してデータを交換するためにバラストが共に結合されたマルチバラスト照明システムの前記バラスト内で電子センサ情報を処理するための方法であって、
前記バラストで、少なくとも1つのセンサ装置から前記電子センサ情報を受信する段階と、
前記バラストで、前記バラストが前記リンク上の任意の装置から送信された電子センサ情報をブロードキャストするように構成されているかどうか、または前記バラストが前記少なくとも1つのセンサ装置からの電子センサ情報をブロードキャストするように構成されているかどうか判断する段階と、
前記バラストが前記通信リンク上で電子センサ情報をブロードキャストするように構成されている場合、前記センサ装置からの前記電子センサ情報を前記通信リンク上でブロードキャストする段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記バラストが前記少なくとも1つのセンサ装置からのローカル電子センサ情報を処理するように構成されているかどうか判断する段階と、
前記バラストで前記通信リンクから電子センサ情報を受信し、前記バラストが前記通信リンクを介して任意の装置によって送信された電子センサ情報を処理するように構成されているかどうか判断する段階と、
前記バラストが、前記送信された前記電子センサ情報、および前記センサ装置からの前記電子センサ情報のうちの少なくとも1つを処理するように構成されている場合、前記通信リンクから受信された前記送信された電子センサ情報、および前記センサ装置からの前記電子センサ情報のうちの少なくとも1つを処理する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記処理する段階が、前記バラストによって受信されたすべての電子センサ情報を平均する段階を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記電子センサ情報が、前記通信リンクに接続された複数のリモート装置から受信されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記電子センサ情報が、少なくとも1つのリモート装置および少なくとも1つのローカル装置から受信されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも1つのセンサ装置から受信された前記電子センサ情報から、ローカル照明装置から寄与された光を表す値を減算する段階をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項７】
前記バラストが、プロセッサおよびメモリを備えて構成されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも1つのセンサ装置が、少なくとも1つの光センサか、占有センサか、または赤外線受信機を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項９】
デジタル電子通信リンクによって接続された複数のバラストを有する分散型アドレス可能照明システム内でバラストをコミッショニングする方法であって、
前記バラストにアウトオブボックスデフォルトモードを備える段階と、
前記バラストが前記デジタル電子通信リンクと通信するように前記バラストをインストールする段階と、
前記バラストにアドレスを割り当て、所望の性能特徴を備えた前記バラストを構成するためのコマンドを前記デジタル電子通信リンクを介して前記バラストに電子的に送信する段階とを含み、
前記バラストが、前記デジタル電子通信リンクを介して電子情報を送受信するように構成されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記性能特徴が、少なくとも1つの特定のリモート装置からの送信を受信することに前記バラストを制限することを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記性能特徴が、少なくとも1つの特定のリモート装置への情報送信に前記バラストを制限することを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
前記性能特徴が、選択されたリモート装置群に情報を送信するように前記バラストを構成することを含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
バラストが通信リンクとインターフェースするマルチバラストアドレス可能照明システム内で、前記バラストを構成するための方法であって、
前記バラストに少なくとも1つのプロセッサ、センサ入力および通信ポートを備える段階と、
前記リンクとの通信のために前記バラストをインストールする段階とを含み、
前記バラストが、前記リンク上で前記バラストをアウトオブボックスモードでインストールする前に、前記バラストによって受信された前記センサ入力からのセンサ情報を前記通信リンクを介してブロードキャストし、前記通信リンクに結合されたリモート装置から前記リンクを介してブロードキャストされたメッセージを受信するように構成されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記バラストが、前記リンク上で前記バラストをインストールする前に、前記バラストに接続されたランプをエージングする段階を実施するように構成されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記エージングする段階が、前記ランプを調光するコマンドを実行する前に、最小時間量の間、前記ランプを最大電力で動作させる段階を含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記エージングする段階が、
前記バラストが少なくともアドレスに関してコミッショニングされている間、前記エージングする段階を休止し、前記コミッショニングが完了された後、前記最小時間量の残りの時間の間、前記エージングする段階を再開する段階をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
デジタルアドレス可能照明システムのシリアル通信リンクを介して少なくとも2つの装置間でメッセージを送信するための通信プロトコルであって、
前記少なくとも2つの装置のそれぞれが、プロセッサと、前記通信リンクとインターフェースするための通信ポートとを含み、
前記通信プロトコルが、前記メッセージの終わりを表す、前記メッセージの終わりに置かれた少なくとも2つのストップビットと、前記ストップビットの前に置かれた複数のメッセージバイトとを含むシリアルデジタルデータを含み、
前記ストップビットが第1の状態にあるときは、前記メッセージバイトが標準DALIフォーマットによるものであり、前記ストップビットが第2の状態にあるときは、前記メッセージバイトが第2のフォーマットによるものであり、
前記第1のフォーマットの前記メッセージが、前記ストップビットが第1の状態にあるときはDALIメッセージだけを受信するように構成された装置によって受信可能であり、前記ストップビットが第2の状態にあるときはDALIメッセージだけを受信するように構成された装置によって無視され、
前記第2のフォーマットの前記メッセージバイトが、前記通信リンクに接続された前記装置のうちの少なくとも1つによって受信可能であることを特徴とする通信プロトコル。
【請求項１８】
前記メッセージが、
前記メッセージの初めに置かれたメッセージ表示子の開始を表す少なくとも1つのスタートビットと、
前記少なくとも1つのスタートビットの後に置かれた24個の連続して並べられたビットを含む3個のバイトとを含むようにフォーマットされ、
前記24個のビットが、装置アドレス情報、装置コマンド情報、および前記コマンド情報に関連する情報を表し、
前記2つのストップビットが、前記24個の連続して並べられたビットの最後のビットに隣接して置かれた2つの制御ビットを含み、
前記2つの制御ビットが、停止メッセージ表示子を表し、
前記2つの制御ビットの状態が、前記標準DALIフォーマットまたは前記第2のフォーマットでフォーマットされた前記メッセージの状況を知らせることを特徴とする請求項17に記載の通信プロトコル。
【請求項１９】
前記メッセージ内の少なくとも1つのビットがコマンドパラメータを表すことを特徴とする請求項18に記載のプロトコル。
【請求項２０】
前記コマンドパラメータが、少なくとも1つの光電池センサ、少なくとも1つの占有センサ、少なくとも1つの赤外線送信機、少なくとも1つのセンサキーパッド、少なくとも1つの選択バラスト群、光センサ利得、光センサ目標光レベル、光センサ最低強度、光センサフェード時間、光センサのオフタイム遅延、光センサ器具の光フィードバック、光センサ測定値スケーリング、リモート占有センサアドレス、占有センサ最低値、占有センサタイムアウト期間、アウトオブボックスフラグ、バーンイン継続時間値、最も最近の測定値を表す赤外線センサ格納光値、赤外線センサの好ましい光レベル、赤外線センサハイエンドトリム、赤外線センサローエンドトリム、赤外線センサマスタアドレス、赤外線センサエリアアドレス、赤外線センサパーソナリティ、赤外線センサシーン、診断情報、バラスト最低レベル、バラスト最高レベル、バラストフェード率、バラストフェード時間、バラストショートアドレスおよびシーン強度値からなるグループから選択された少なくとも1つのパラメータであることを特徴とする請求項19に記載のプロトコル。
【請求項２１】
前記24個の連続して並べられたビット内の少なくとも2つのビットが、前記通信リンクに接続された中央コントローラ、赤外線送信機、バラスト、センサ、またはキーパッドによって発行されたコマンドタイプを表すことを特徴とする請求項18に記載のプロトコル。
【請求項２２】
前記メッセージが、マンチェスタ符号化を使用して符号化されることを特徴とする請求項17に記載のプロトコル。
【請求項２３】
バラストを接続する制御通信リンクを含むマルチバラスト照明システムの前記バラスト内のランプ負荷電流を決定する設定点を確立するための方法であって、
前記バラスト設定点を設定するための入力制御コマンドを前記バラストで受信する段階と、
前記バラストの最高光レベルを確立する段階と、
前記バラストの最低光レベルを確立する段階と、
前記バラストの前記最高光レベルおよび最低光レベルによって設定された範囲内に前記入力制御コマンドを制限する段階とを含む方法。
【請求項２４】
前記最高光レベルを確立する段階が、
事前にプログラムされたDALI対数最大レベルを線形電力最大限度に変換する段階と、
前記線形電力最大限度が光センサの最高限度より大きいかどうか判断する段階と、
前記線形電力最大限度が前記光センサ最高光レベルより大きい場合は、前記最高光レベルを前記光センサの最高限度に等しく設定する段階と、
前記線形電力最大限度が前記光センサ最高限度より小さい場合は、前記最高光レベルを前記線形電力最大限度に等しく設定する段階とを含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
【請求項２５】
前記最低光レベルを確立する段階が、
事前にプログラムされたDALI対数最小レベルを線形電力最小限度に変換する段階と、
前記バラスト最低光レベルを前記線形電力最小限度として設定する段階とを含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
【請求項２６】
前記制限する段階が、
前記入力コマンドを入力線形電力レベルに変換する段階と、
前記入力線形電力レベルが前記最高レベルより高いかどうか判断する段階と、
前記入力線形電力レベルが前記最高レベルより高い場合は、前記ランプ電力を前記最高レベルに等しく設定する段階と、
前記入力線形電力レベルが前記最低レベルより低いかどうか判断する段階と、
前記入力線形電力レベルが前記最低レベルより低い場合は、前記ランプ電力を前記最低レベルに等しく設定する段階と、
前記入力線形電力レベルが前記最高レベルより高くなく、かつ前記入力線形電力レベルが前記最低レベルより低くない場合は、前記ランプ電力を前記入力線形電力レベルに等しく設定する段階とを含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
【請求項２７】
通信リンクを介してデータを交換するためにバラストが共に結合されたマルチバラスト照明システム内でランプ負荷電流を決定する設定点を確立するための方法であって、
前記バラスト設定点を決定する入力レベルを含む入力制御コマンドを前記リンクから受信する段階と、
前記バラストについて最高レベルおよび最低レベルを確立する段階と、
最大入力レベルを決定する段階と、
前記最高レベルから前記最低レベルを減算して差を計算する段階と、
前記差に、前記最大入力レベルに対する前記入力レベルの比を掛けて積を計算する段階と、
前記バラスト設定点を設けるため、前記積を前記最低レベルに加算して和を計算する段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
前記和をDALI値に変換する段階と、
DALI互換装置によるDALI入力としての受信のために前記DALI値を格納する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項27に記載の方法。
【請求項２９】
通信リンクを介してデータを交換するために共に接続された、マルチバラスト照明システム内で受信された電子センサ情報を処理するバラストであって、
少なくとも1つのリモート装置から電子センサ情報を受信するように適応された通信ポートと、
センサ装置からセンサ情報を受信するように適応されたセンサ入力と、
前記バラストが前記リンク上の任意の装置から送信された電子センサ情報をブロードキャストするように構成されているかどうか、または前記バラストが前記少なくとも1つのセンサ装置からの電子センサ情報をブロードキャストするように構成されているかどうか判断するように適応されたプロセッサと、
前記電子センサ情報を格納するように適応されたメモリと、
前記バラストが前記通信リンク上で電子センサ情報をブロードキャストするように構成されている場合、前記電子センサ情報をブロードキャストするように適応された送信機とを含むことを特徴とするバラスト。
【請求項３０】
前記プロセッサが、
前記バラストが前記少なくとも1つのセンサ装置からのローカル電子センサ情報を処理するように構成されているかどうか判断し、
前記通信リンクから電子センサ情報を受信し、前記バラストが前記通信リンクを介して任意の装置によって送信された電子センサ情報を処理するように構成されているかどうか判断し、
前記バラストが、前記送信された前記電子センサ情報、および前記センサ装置からの前記電子センサ情報のうちの少なくとも1つを処理するように構成されている場合、前記通信リンクから受信された前記送信された電子センサ情報、および前記センサ装置からの前記ローカル電子センサ情報のうちの少なくとも1つを処理するようにさらに適応されることを特徴とする請求項29に記載のバラスト。
【請求項３１】
前記プロセッサが、前記バラストによって受信されたすべての電子センサ情報を平均するようにさらに適応されることを特徴とする請求項30に記載のバラスト。
【請求項３２】
前記電子センサ情報が、前記通信リンクに接続された複数のリモート装置から受信されることを特徴とする請求項31に記載のバラスト。
【請求項３３】
前記電子センサ情報が、少なくとも1つのリモート装置および少なくとも1つのローカル装置から受信されることを特徴とする請求項31に記載のバラスト。
【請求項３４】
前記プロセッサがさらに、前記少なくとも1つのセンサ装置から受信された前記電子センサ情報から、ローカル照明装置から寄与された光を表す値を減算することを特徴とする請求項30に記載のバラスト。
【請求項３５】
前記少なくとも1つのセンサ装置が、少なくとも1つの光センサか、占有センサか、または赤外線受信機を含むことを特徴とする請求項30に記載のバラスト。
【請求項３６】
デジタル電子通信リンクによって接続された複数のバラストを有する分散型アドレス可能照明システム内のバラストであって、
アウトオブボックスデフォルトモードを表すバラスト構成を格納するメモリと、
プロセッサと、
前記プロセッサが前記デジタル電子通信リンクを介して通信することを可能にする通信ポートとを含み、
前記バラストが、前記通信リンク上の動作のためにコミッショニングされるように適応され、
前記アウトオブボックスデフォルトモードが、前記バラストが前記デジタル通信リンクを介して電子情報を送受信することを可能にすると共に、
前記プロセッサが、前記デジタル電子通信リンクを介して送信された、前記バラストにアドレスを割り当て、所望の性能特徴を備えた前記バラストを構成するためのコマンドを受信することを特徴とするバラスト。
【請求項３７】
前記性能特徴が、少なくとも1つの特定のリモート装置からの送信を受信することに前記バラストを制限することを含むことを特徴とする請求項36に記載のバラスト。
【請求項３８】
前記性能特徴が、少なくとも1つの特定のリモート装置に情報を送信することに前記バラストを制限することを含むことを特徴とする請求項36に記載のバラスト。
【請求項３９】
前記性能特徴が、選択されたリモート装置群に情報を送信するように前記バラストを構成することを含むことを特徴とする請求項36に記載のバラスト。
【請求項４０】
通信リンクとインターフェースする、マルチバラストアドレス可能照明システム内のバラストであって、
プロセッサと、メモリと、センサ入力と、通信ポートとを含み、
前記バラストによって受信された前記センサ入力からのセンサ情報を前記通信リンクを介してブロードキャストし、前記通信リンクに結合されたリモート装置から前記リンクを介してブロードキャストされたメッセージを受信するように前記バラストが構成されるように、前記リンク上でインストールされる前にアウトオブボックスモードで構成されることを特徴とするバラスト。
【請求項４１】
前記バラストが、前記バラストに接続されたランプをエージングするようにさらに構成されることを特徴とする請求項40に記載のバラスト。
【請求項４２】
前記バラストが、前記ランプを調光するコマンドを実行する前に、最小時間量の間、前記ランプを最大電力で動作させることによって、前記ランプをエージングするように構成されることを特徴とする請求項41に記載のバラスト。
【請求項４３】
前記バラストが、前記バラストが少なくとも1つのアドレスに関してコミッショニングされている間、前記ランプのエージングを休止するようにさらに構成され、前記バラストがコミッショニングされた後、前記最小時間量の残りの時間の間、エージングを再開するようにさらに構成されることを特徴とする請求項42に記載の方法。
【請求項４４】
デジタルアドレス可能照明システムのバラストを接続するシリアル通信リンクを介してメッセージを送受信すると共に、マルチバラストデジタルアドレス可能照明システムで使用するためのバラストであって、
前記バラストが、通信プロトコルに従って前記通信リンクを介してメッセージを交換し、
前記通信プロトコルが、前記メッセージの終わりを表す、前記メッセージの終わりに置かれた少なくとも2つのストップビットと、前記ストップビットの前に置かれた複数のメッセージバイトとを含むシリアルデジタルデータを含み、
前記ストップビットが第1の状態にあるときは、前記メッセージバイトが標準DALIフォーマットによるものであり、前記ストップビットが第2の状態にあるときは、前記メッセージバイトが第2のフォーマットによるものであり、
前記第1のフォーマットの前記メッセージが、前記ストップビットが第1の状態にあるときはDALIメッセージだけを受信するように構成された装置によって受信可能であり、前記ストップビットが第2の状態にあるときはDALIメッセージだけを受信するように構成された装置によって無視され、
第2のフォーマットの前記メッセージバイトが、前記通信リンクに接続された前記バラストによって受信可能であることを特徴とするバラスト。
【請求項４５】
前記メッセージが、
前記メッセージの初めに置かれたメッセージ表示子の開始を表す少なくとも1つのスタートビットと、
前記少なくとも1つのスタートビットの後に置かれた24個の連続して並べられたビットを含む3個のバイトとを含むようにフォーマットされ、
前記24個のビットが、装置アドレス情報、装置コマンド情報、および前記コマンド情報に関連する情報を表し、
前記2つのストップビットが、前記24個の連続して並べられたビットの最後のビットに隣接して置かれた2つの制御ビットを含み、
前記2つの制御ビットが、停止メッセージ表示子を表し、
前記2つの制御ビットの状態が、前記標準DALIフォーマットまたは前記第2のフォーマットでフォーマットされた前記メッセージの状況を知らせることを特徴とする請求項44に記載のバラスト。
【請求項４６】
前記メッセージ内の少なくとも1ビットがコマンドパラメータを表すことを特徴とする請求項45に記載のバラスト。
【請求項４７】
前記コマンドパラメータが、少なくとも1つの光電池センサ、少なくとも1つの占有センサ、少なくとも1つの赤外線送信機、少なくとも1つのセンサキーパッド、少なくとも1つの選択バラスト群、光センサ利得、光センサ目標光レベル、光センサ最低強度、光センサフェード時間、光センサのオフタイム遅延、光センサ器具の光フィードバック、光センサ測定値スケーリング、リモート占有センサアドレス、占有センサ最低値、占有センサタイムアウト期間、アウトオブボックスフラグ、バーンイン継続時間値、最も最近の測定値を表す赤外線センサ格納光値、赤外線センサの好ましい光レベル、赤外線センサハイエンドトリム、赤外線センサローエンドトリム、赤外線センサマスタアドレス、赤外線センサエリアアドレス、赤外線センサパーソナリティ、赤外線センサシーン、診断情報、バラスト最低レベル、バラスト最高レベル、バラストフェード率、バラストフェード時間、バラストショートアドレスおよびシーン強度値からなるグループから選択された少なくとも1つのパラメータであることを特徴とする請求項46に記載のバラスト。
【請求項４８】
24個の連続して並べられたビット内の少なくとも2つのビットが、前記通信リンクに接続された中央コントローラ、赤外線送信機、バラスト、センサ、またはキーパッドによって発行されたコマンドタイプを表すことを特徴とする請求項45に記載のバラスト。
【請求項４９】
前記メッセージが、マンチェスタ符号化を使用して符号化されることを特徴とする請求項44に記載のバラスト。
【請求項５０】
前記バラストを接続する制御通信リンクを有するマルチバラスト照明システムの前記バラストに接続されたランプ内のランプ負荷電流を決定する設定点を確立するように適応されたバラストであって、
前記バラスト設定点を設定するための入力制御コマンドを受信するように適応された通信ポートと、
前記バラストの最高光レベル、および前記バラストの最低光レベルを確立するように適応された情報プロセッサとを含み、
前記情報プロセッサが、前記バラストの前記最高光レベルおよび最低光レベルによって設定された範囲内に前記入力制御コマンドを制限するようにさらに適応されることを特徴とするバラスト。
【請求項５１】
前記プロセッサが、
事前にプログラムされたDALI対数最大レベルを線形電力最大限度に変換すること、
前記線形電力最大限度が光センサの最高限度より大きいかどうか判断すること、
前記線形電力最大限度が前記光センサ最高光レベルより大きい場合は、前記最高光レベルを前記光センサの最高限度に等しく設定すること、および
前記線形電力最大限度が前記光センサ最高限度より小さい場合は、前記最高光レベルを前記線形電力最大限度に等しく設定すること
によって前記最高レベルを確立するようにさらに適応されることを特徴とする請求項50に記載のバラスト。
【請求項５２】
前記プロセッサが、
事前にプログラムされたDALI対数最小レベルを線形電力最小限度に変換すること、および
前記バラスト最低光レベルを前記線形電力最小限度として設定すること
によって前記最低光レベルを確立するようにさらに適応されることを特徴とする請求項50に記載のバラスト。
【請求項５３】
前記プロセッサが、
前記入力コマンドを入力線形電力レベルに変換すること、
前記入力線形電力レベルが前記最高レベルより高いかどうか判断すること、
前記入力線形電力レベルが前記最高レベルより高い場合は、前記ランプ電力を前記最高レベルに等しく設定すること、
前記入力線形電力レベルが前記最低レベルより低いかどうか判断すること、
前記入力線形電力レベルが前記最低レベルより低い場合は、前記ランプ電力を前記最低レベルに等しく設定すること、および
前記入力線形電力レベルが前記最高レベルより高くなく、かつ前記入力線形電力レベルが前記最低レベルより低くない場合は、前記ランプ電力を前記入力線形電力レベルに等しく設定すること
によって前記入力制御コマンドを制限するようにさらに適応されることを特徴とする請求項50に記載の方法。
【請求項５４】
通信リンクを介してデータを交換するために共に結合された、マルチバラスト照明システム内でランプ負荷電流を決定する設定点を確立するように適応されたバラストであって、
前記バラスト設定点を決定する入力レベルを含む入力制御コマンドを前記リンクから受信するように適応された通信ポートと、
前記バラストについて最高レベルおよび最低レベルを確立し、
最大入力レベルを決定し、
前記最高レベルから前記最低レベルを減算して差を計算し、
前記差に、前記最大入力レベルに対する前記入力レベルの比を掛けて積を計算し、
前記バラスト設定点を設けるため、前記積を前記最低レベルに加算して和を計算するように適応されたプロセッサとを含むことを特徴とするバラスト。
【請求項５５】
メモリをさらに含み、
前記プロセッサが、前記和をDALI値に変換するようにさらに適応され、
前記メモリが、DALI互換装置によるDALI入力としての受信のために前記DALI値を格納するように適応されることを特徴とする請求項54に記載のバラスト。
【請求項５６】
デジタル通信ネットワークによって共に結合された、マルチバラスト照明システムで使用するためのバラストであって、
AC主電源への入力を有しており、ランプに電力供給するために電流を供給するための電力回路部分と、
前記システムによって照明された空間内のセンサ装置から少なくとも1つのセンサ入力を受信するためのセンサ入力回路を有するデジタル処理回路部分とを含み、
さらに、前記センサ入力回路から入力を受信すると共に、前記バラストの動作を制御するための制御信号を供給するプロセッサを含み、
さらに、前記通信ネットワークとのデータ交換のために前記プロセッサおよび前記通信ネットワークに結合された通信ポートを含み、
さらに、前記バラストが、前記バラストが前記システム内にインストールされるときに、前記バラストのプログラミング構成を必要とせずに前記バラストが前記ネットワークと通信し、前記センサ入力回路から少なくとも1つの入力を受信することを可能にするデフォルト構成を有するアウトオブボックスモードを有することを特徴とするバラスト。
【請求項５７】
前記アウトオブボックスモードでは、前記バラストが、前記センサ入力回路から受信された前記センサ入力を前記通信ポートを介して前記ネットワークに送信することを特徴とする請求項56に記載のバラスト。
【請求項５８】
前記バラストが、前記システムへのインストール後に、前記アウトオブボックスモードから、カスタマイズされた特徴を有するカスタマイズモードに再構成されることができることを特徴とする請求項56に記載のバラスト。
【請求項５９】
デジタル通信ネットワークによって共に結合された、マルチバラスト照明システムで使用するためのバラストであって、
AC主電源への入力を有しており、ランプに電力供給するために電流を供給するための電力回路部分と、
前記システムによって照明された空間内のセンサ装置から少なくとも1つのセンサ入力を受信するためのセンサ入力回路を有するデジタル処理回路部分とを含み、
さらに、前記センサ入力回路から入力を受信すると共に、前記バラストの動作を制御するための制御信号を供給するプロセッサを含み、
さらに、前記通信ネットワークとのデータ交換のために前記プロセッサおよび前記通信ネットワークに結合された通信ポートを含み、
さらに、前記バラストプロセッサが、前記通信ネットワークからシリアルデータメッセージを受信するように動作し、
前記シリアルデータメッセージが、前記メッセージが第1のフォーマットか、それとも第2のフォーマットか定義する部分を有し、
前記第1のフォーマットが、DALI標準フォーマットを含み、
前記第2のフォーマットが、前記第1のフォーマットとは異なる機能性を提供するフォーマットを含み、
前記バラストプロセッサが、前記第1または第2のフォーマットのメッセージを処理することができることを特徴とするバラスト。
【請求項６０】
デジタル通信ネットワークによって共に結合された、マルチバラスト照明システムで使用するためのバラストであって、
AC主電源への入力を有しており、ランプに電力供給するために電流を供給するための電力回路部分と、
前記システムによって照明された空間内のセンサ装置から少なくとも1つのセンサ入力を受信するためのセンサ入力回路を有するデジタル処理回路部分とを含み、
さらに、前記センサ入力回路から入力を受信すると共に、前記バラストの動作を制御するための制御信号を供給するプロセッサを含み、
さらに、前記通信ネットワークとのデータ交換のために前記プロセッサおよび前記通信ネットワークに結合された通信ポートを含み、
さらに、前記バラストプロセッサが、前記通信ネットワークからの入力コマンドに応答し、
前記入力コマンドが、所望のランプ輝度レベルを含み、
さらに、前記バラストが、最高光レベル限度および最低光レベル限度を有し、
前記スケーリングされたプロセスまたは値が、前記入力コマンドを前記最低光レベルから前記最高光レベルの範囲にスケーリングすることによって、前記入力コマンドをバラスト設定点レベルに変換し、前記スケーリングされた値を前記バラスト設定点として使用することを特徴とするバラスト。
【請求項６１】
前記プロセッサが、
前記最高光レベルと最低光レベルの差を決定し、
前記差に、最大入力レベルに対する前記入力コマンドの比率を掛けて積を形成し、
結果が前記最低光レベルより小さくないことを保証するため前記積を前記最低光レベルに加える
ことによって、前記入力コマンドをスケーリングすることを特徴とする請求項60に記載のバラスト。
【請求項６２】
前記プロセッサが、バラストメモリへの格納および前記ネットワークへの選択的送信のため、前記スケーリングされた値をDALI値に変換するようにさらに動作することを特徴とする請求項60に記載のバラスト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、マルチバラスト照明および制御システムに関し、より詳細には、照明制御ネットワークの機能性を拡張する照明制御ネットワーク内でメッセージ用のDALI下位互換拡張プロトコルを使用する分散型知能マルチバラスト照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模な照明システムが、分散リソースおよび集中制御を伴う照明アプリケーションのニーズを満たすために開発されてきた。たとえば、建物照明システムは、しばしば、フロア単位に、または建物内の独立したグループによって使用される占有スペースに応じて制御される。建物のフロアを例に挙げると、フロアの各部屋は、たとえば占有率、時刻、所与の部屋の中で進行する作業、セキュリティなどを含めて複数の要因に依存した、それぞれ異なる照明要件を有し得る。
【０００３】
照明のため多数の部屋が互いにリンクされる場合、それらの部屋の中の照明制御は、ネットワークを介して集中化されることができる。たとえば、様々な照明モジュールへの電力は局所的に供給されることができるが、照明システムの制御機能および特徴は、コントローラと様々な照明システム構成要素との間でメッセージを送受信する制御ネットワークを介して管理されることができる。たとえば、占有センサを備えた部屋は、所与の部屋の占有条件についてコントローラに知らせるために、ネットワークを介して占有関連のメッセージを送り届け得る。部屋が占有された状態になる場合、照明コントローラは、その部屋の照明をオンにさせ、または指定された調光レベルに設定させることができる。
【０００４】
照明制御ネットワーク内でメッセージが交換されるとき、様々なネットワーク構成要素が互いに通信することを可能にするプロトコルが使用される。現在使用されている、普及している1つのプロトコルは、デジタルアドレス可能照明インターフェース(DALI: Digital Addressable Lighting Interface)プロトコルである。DALIプロトコルは、単純なメッセージが適度に効率的なやり方で照明ネットワークを介して通信されることを可能にするため、照明メーカーおよびデザイナによって採用された通信規約である。DALIプロトコルは、ネットワーク化された照明制御を得るために、様々なネットワーク構成要素間で送信される19ビットメッセージを要する。19ビットメッセージは、アドレスビットおよびコマンドビット、ならびに様々な位置およびメッセージで実施される操作を示すための制御ビットから構成される。たとえば、あるタイプのメッセージは、アドレス指定されたネットワーク構成要素にコマンドを送り届けるために、6ビットのアドレスおよび8ビットのコマンドを提供する。このプロトコル技術を使用することによって、64個の異なる装置が、ネットワーク制御の提供のために照明ネットワーク上でアドレス指定され得る。パワーオンレベル、フェード時間およびレート、グループメンバーシップ他の設定などのコマンドを含めて、多数のコマンドがアドレス指定可能な装置に送信されることができる。
【０００５】
DALIプロトコルに準拠したシステムなど、従来のバラスト制御システムは、システム内のバラスト制御のためのハードウェアコントローラを含む。コントローラは一般に、データが転送される単一のデジタルシリアルインターフェースを介して、システム内のバラストに結合される。この単一のインターフェースの欠点は、インターフェースの帯域幅によって、コントローラとバラストの間で適度に流れ得るメッセージ量が制限されることである。これは、コマンドの時間遅延をも生じさせることがある。
【０００６】
今日のDALIプロトコルでは、コマンドスペースの一部は、将来の機能または個人ユーザによる適応に備えて取っておかれる。しかし、予約されたコマンドスペースは、取っておかれるスペースで使用可能なコマンドが比較的に少数であるため、限られた追加機能を提供する。さらに、相互運用性に関する問題のせいで、カスタマイズされたネットワーク照明アプリケーションのために予約されたコマンドスペースを使用することはあまり好ましくない。たとえば、それぞれ異なるメーカーのコンポーネントがDALI照明ネットワーク上で使用され、それらのコンポーネントが異なる目的のため、予約されたコマンドスペース内でコマンドを使用することを見込む場合、照明ネットワークは、コマンドスペース内の矛盾のため不適切に動作する。
【０００７】
より最近では、照明デザイナが、照明システムの動作の改良された特徴を実現するため、照明ネットワークが提供するより大きい機能性を求めている。たとえば、照明デザイナは、それぞれがアドレスを必要とし得る多数の照明コンポーネントが単一の部屋に置かれ得ることを望むことがある。単純な1つの例は、蛍光灯の制御のための複数のバラストと、部屋の中の光の量を決定するための光センサと、占有センサと、制御局とを含む部屋である。これらのコンポーネントが1つの単一の照明制御ネットワークを介して提供されることが望ましい。
【０００８】
照明システムの機能性を向上させるため照明制御ネットワークへの需要がますます増加するにつれて、DALIプロトコルは、予約されたコマンドスペースが使用されるときでも、様々なコマンドに対処するその能力が制限されるようになる。さらに、DALIプロトコル内のアドレス指定構成は、それぞれのDALIコントローラについて64個のアドレスに制限される。より多くの照明装置がDALIネットワークに接続されるにつれて、アドレス空間が限られているので追加のDALIコントローラが必要とされる。建物内に多数のDALI制御可能装置があるならば、複数のDALIコントローラが使用され、建物制御システムまたはネットワークが、建物の照明制御のさらなる拡張性および柔軟性を提供するためにDALIコントローラに接続される。こうした構成は、より多くの装置が各DALIネットワークに追加されるにつれて、ますます高価で障害に弱いものになり得る。
【０００９】
DALIプロトコルネットワーク内で使用されるDALIコントローラの別の特徴は、コントローラがネットワーク上のすべての装置に電力、ならびに制御および問合せコマンドを供給することである。この構成の1つの欠点は、DALIコントローラに障害が生じる場合、すなわち電力バスならびにコマンド/制御バスが失われる場合に観察される。したがって、コントローラに障害が生じると、照明システム全体が機能しなくなる。
【００１０】
応答時間を減少させる傾向があるDALIプロトコルに関する別の動作は、DALIバス内の装置のポーリングである。たとえば、占有センサがDALIネットワークを介してバラストをオンにするために使用される場合、DALIコントローラは、関連するバラストに電圧が印加されるべきであることを意味する、部屋の占有の変化を示すイベントがいつ生じるかを決定するため、DALIネットワーク内のセンサをポーリングする。DALIバス上の装置をポーリングするためのプロセスは、DALIバス上の各装置についてポーリングコマンドが周期的に供給され得るので、いくらか時間がかかることがあり、したがって、状況の変化を示す所与の占有センサについての待ち時間が大きくなり得る。事実上、DALIネットワーク全体に関する制御は、DALIコントローラを介して集中化され、したがって、制御は中心点からの処理および通信を介して行われる。
【００１１】
DALIネットワーク上で使用される装置の別の側面は、コンポーネントが、DALIバスへの接続用の通信ポートを含み、DALIコントローラと通信できなければならないという事実である。したがって、そうした装置は本質的に、ネットワークに接続されない従来の装置より複雑である。コンポーネントの複雑さは、DALI制御型の照明ネットワークのコストを著しく増加させることがある。
【特許文献１】米国特許第6225760号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によれば、より大きい機能性および柔軟性を可能にするようにシステムの能力を拡張するプロトコルが、従来のDALIネットワーク照明システムで使用される。好ましくは、DALIネットワーク上で供給される従来のDALIコマンドワードは3バイトに拡張され、また従来メッセージの最後に置かれ、「ストップビット」と呼ばれ、DALIメッセージの終わりを示すために使用される追加の2ビットが、従来のプロトコルの機能性を向上させるためにトグルされる。従来のDALIプロトコルでは、メッセージの最後の2ビットは、DALIメッセージの終わりを示すために浮動されるように設定される。最後の2ビットのいずれかが浮動ではなく、遷移される場合、装置は、拡張され、向上された機能性のプロトコルに従って受信されたデータを解釈し、それによって照明システムの機能性および柔軟性を増加させる。
【００１３】
したがって、本発明のプロトコルは、従来のDALI装置と通信するためにDALIメッセージがDALIネットワーク上で提供されることもできるので、従来のDALIシステム内で動作する。拡張プロトコルメッセージがネットワーク上で送信されるとき、従来型DALI装置、すなわち拡張プロトコルを使用して送信されたメッセージを解釈するようには構成されていないいずれの装置も、メッセージの最終の2ビットの遷移により、メッセージを無視する。より具体的には、DALIプロトコルメッセージだけを受信することができる装置は、拡張プロトコルによってフォーマットされたメッセージを無視する。しかし、拡張プロトコルメッセージを受信し解釈することができる本発明による装置は、それに応じて機能する。
【００１４】
メッセージ内の最後の2ビットのいずれかが、拡張プロトコルが使用されていることを知らせるように遷移され、従来のDALIバス上で使用可能なメッセージの数を有効に増加させ得る。プロトコルを実装し、または既存のシステムに新しい機能を加えるためにDALIバスまたはコントローラへの新しい配線または変更は必要ない。さらに、照明ネットワークシステムの機能性および柔軟性の拡張するために、予約されたDALIコマンドは必要とされず、したがって、それぞれ異なるメーカーによって製造された装置間の矛盾は問題とならない。本発明の一特徴によれば、最終の2ビットのいずれかが遷移すると、メッセージが従来のDALI装置によって無視されるようになり、したがって、追加の遷移が、メッセージ内で通信されるデータ量を増大させるために使用可能である。たとえば、拡張プロトコルメッセージが送信される場合、システムの機能性を増大させながら、干渉を防止するため適切な時間枠内で拡張メッセージを形成するための追加の複数のメッセージビットと同様に、従来のDALIメッセージの最後の2ビットがトグルされる。DALIバスに結び付けられた本発明による装置は、従来のDALIメッセージと拡張プロトコルメッセージの両方を受信するように容易にプログラムされ、拡張プロトコルメッセージにより提供されるより大きいシステム機能性を可能にすることによってネットワークの柔軟性を有効に増加させることができる。従来のDALIメッセージが、従来のDALIプロトコルと拡張プロトコルの両方に応答することができる装置を対象とする場合、この装置は、DALIの最後の2ビット内の遷移が無いことを認識することによって従来のDALIメッセージを適切に解釈する。同様に、この装置は、拡張プロトコルメッセージの最後の2ビットのいずれかに遷移が検出されるとき、拡張プロトコルメッセージを認識する。
【００１５】
本発明の一特徴によれば、装置のネットワークは、DALIプロトコルにおける従来の64個ではなく、256個の装置を含み得る。さらに、拡張プロトコルによって、照明ネットワーク内のグループの定義が可能となり、したがって、装置のセットが、それぞれと個々に通信しなければならないのではなく、単一のユニットとして応答することができる。たとえば、装置セットは、そのグループに適したデフォルトの設定点を伴う所与のグループ内にあるようにプログラムされることができる。グループをデフォルトに戻すための拡張プロトコルメッセージが受信されるとき、グループ内のすべての装置は、所与の設定点に戻ることができる。
【００１６】
本発明の別の特徴によれば、電力および制御は、所与のコントローラの障害によってネットワーク全体の障害が引き起こされないように、分離されまたは分散されることができる。ネットワーク上の各装置は、拡張プロトコルを用いて、送信側または受信側、すなわちコントローラとして働くことが可能にされ、電力が各装置に個別に供給され得る。したがって、本発明によるシステムの知能は、個々の装置、すなわち処理能力を含む個々のバラスト間で分散される。したがって、中央のDALIコントローラに障害が生じる場合、このシステムは、依然として機能性を保持する。
【００１７】
さらに、ネットワーク配線は、通信と電力のためではなく、通信のためだけに必要である。拡張プロトコルネットワークは2線式として実現されることができ、この2線式は、電線を引くのに管路が必要とされないことを意味する電気規格のカテゴリ2に分類され得る。従来のDALIシステムでは、電力線および制御線がそれぞれの装置に設けられ、したがって、その配線は、様々な装置に電線を引くための管路の必要性を示す、クラス1カテゴリに入る。
【００１８】
本発明の別の特徴によれば、ネットワークのための制御は分散されることができ、すなわち、ネットワーク上の各装置が、拡張プロトコルネットワークに接続するためのインターフェースを有することに加えて、それに接続された様々な装置を動作させるためのいくらかの知能を含むことができる。こうしたシステムは、ネットワーク内のすべての装置を周期的にポーリングする集中制御が行われないため、より大きい柔軟性およびより高速な応答性を可能にする。たとえば、占有センサ、および所与の部屋のバラストは、中央DALIコントローラからのポーリングコマンドを待つのではなく、占有センサからの信号によってバラストが直ぐにオンになるように、互いに接続されることができる。装置のいずれか、たとえば占有センサまたはバラストは、拡張DALIプロトコルネットワークに対するインターフェースを有するように構成されることができる。標準のDALIシステムでは、コントローラに障害が生じる場合、ポーリング操作が停止するので、バラストは占有センサに応答しない。これは、従来のDALIシステムでは、センサ入力がコントローラに提供され、次いでコントローラがバラストに指示しなければならないからである。コントローラに障害が生じる場合、バラストは、ライトをオンまたはオフするための命令を受信しない。
【００１９】
本発明の別の利点によれば、拡張プロトコルシステムを使用する照明システムの維持は、集中化されるのではなく、局所化された制御のおかげでより効率的により容易に達成される。本発明に従って企図されたあるタイプの利点は、ネットワーク上の様々な装置間のゲート維持(gate keeping)機能を提供するためピアツーピアコントローラの働きをする拡張DALIプロトコルネットワークに接続され得る追加のコントローラである。こうした構成では、ピアツーピア動作によって、システム全体に大きい機能性および柔軟性を提供するためのDALI照明システム内の応答性が向上する。
【００２０】
本発明の他の特徴および利点は、処理能力を含む個々のバラストを組み合わせること、および拡張DALIプロトコルを使用するようにバラストを構成することによって実現可能である。たとえば、バラストは、インストールされると、また追加の構成およびセットアップなしに様々な機能を実施するように、デフォルトの「アウトオブボックス」モードで構成される。より具体的には、バラストは、光センサ入力を備えて構成され、共有インターフェースを介してそのセンサデータを自動的にブロードキャストする。さらに、バラストは、インストールされると、標準のDALIバラストとして機能するための構成なしに、DALI互換の通信リンクを介してブロードキャストされる情報が、まだ「コミッショニング」(すなわちアドレスおよび様々なプログラミング命令を備えて構成)されていない「アウトオブボックス」バラストによって自動的に受信されるように構成される。
【００２１】
本発明の別の特徴は、分散システムのコミッショニングが非常に単純化されることである。DALI通信リンク上にインストールされたバラストにアドレスを割り当てることは、キーパッド上でコマンドを入力すること、バラスト上の赤外線受信機入力にコマンドを送信するために赤外線送信機を使用すること、および適切に構成された電源および/またはコントローラなど、プロセッサとメモリとを有する別の装置を使用してコマンドを送信することを含めて、様々なやり方で実施されることができる。
【００２２】
さらに、本発明は、置き換えられるバラストのコミッショニングを向上させる。一実施形態では、たとえば、通信リンク上のあらゆるバラストについての構成情報を格納するデータベースが参照される。置換えバラストがデータベースに追加された後、置き換えられるバラストに関するいずれの構成情報も、置換えバラストに自動的に割り当てられる。このように、障害のある不完全なバラストに置き換わる複数のバラストが、迅速かつ正確にコミッショニングされることができる。
【００２３】
本発明の別の利点はプログラミングルーチンの使用を含み、このプログラミングルーチンは、たとえば、複数の光電池からセンサ測定値を受信し、その後に測定値を平均し、平均された測定値をリンク上の他の装置にブロードキャストするように構成された単一のバラストによって使用され得る。したがって、たとえば、バラストは、単一のランプまたは複数のランプから、また自然の太陽光など別のソースから生成される光の量が正確に表現されたものを提供することができる。
【００２４】
本発明の別の特徴は、インストールされたバラストの様々な動作範囲の制限に対処するためのスケーリング入力値を含む。たとえば、別のバラストより小さい動作範囲を有するあるバラストが、バラストの動作範囲の制限を考慮に入れるようにスケーリングされる入力コマンドを受信する。通信リンク上の様々な装置のために入力値をスケーリングすることによって、本発明は、たとえば様々なバラストによって送受信されるコマンドに関する精度を向上させる。
【００２５】
本発明は、同様に、ランプが最初にインストールされた後、尚早にランプを調光することによって引き起こされるランプ寿命の減少を防ぐため、ランプのエージングまたは「バーンイン」のプロセスを提供する。本発明によれば、バラストは、100時間など、最小時間量の間、最大電力をランプに自動的に供給するように、「アウトオブボックス」モードで構成される。さらに、バラストは好ましくは、調光のコマンドなど、バーンインプロセスを中断し得る、通信リンク上の任意の装置から発行されたコマンドを無視するように構成される。したがって、本発明の別の利点は、ランプが適切に「エージングされる」前にランプを調光するせいでランプ寿命が減少されないことを保証するのに役立つ。
【００２６】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する、本発明についての以下の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
システム概要
同じ参照番号が同様の要素に言及している図面を参照して述べると、図1は、本発明の例示的な一実施形態による分散バラストシステム100の図である。図1に示されるように、プロセッサ14を含む複数のバラスト12が、通信リンク16、好ましくはDALI通信リンク上でインストールされる。各バラストには1つまたは複数のランプ44が結合され、バラスト12の一部またはすべては、それに接続されたセンサを有する。たとえば、光電池センサ22および占有センサ26、ならびに赤外線受信機24が、一部のバラスト12に接続されているのが示されている。図1にやはり示すように、センサ入力を有していない少なくとも1つのバラストが設けられ、リンク16にスタンドアロン装置として接続された少なくとも1つの光センサ22Aが設けられる。したがって、通信リンク16上で、装置が、様々な組合せで設けられている。
【００２８】
DALI通信リンク16は双方向性であり、入り信号は、バラストの動作について現在の状態または履歴についてのデータをバラスト12がリンクを介して送信するためのコマンドを含み得る。バラストは、同様に、バラストに接続された他のバラストに情報またはコマンドを送信するためにDALI通信リンク16を使用することができる。
【００２９】
他のバラストへのコマンドを開始するバラストの能力を使用することによって、複数のバラストが、分散型の構成において結合されることができる。たとえば、第1のバラストは、システム100のすべてのランプ44をオフにするために、第1のバラストのIR受信機24を介して赤外線(IR)送信機18からコマンドを受信することができる。このコマンドは、DALI通信リンク16を介して、システム100内の他のバラスト12に送信される。別の実施形態では、システム100のバラスト12はマスタスレーブ構成で結合されることができ、マスタバラストが中央コントローラ20、または制御局28などのローカル制御装置から、1つ以上の信号を受信し、他のバラスト12の各ランプ44の動作を制御し、他のバラスト12に、そのそれぞれのランプ44を制御し、または他のバラスト12の動作をマスタバラストと同期させるための1つまたは複数のコマンドを送信する。
【００３０】
マスタバラストは、同様に、その構成に関係するコマンドおよび/または情報を、中央コントローラ20などの他のコントローラに送信することができる。たとえば、マスタバラストは、それがその光出力電力を50%減少させたことを示す、その構成を含むメッセージを、他のコントローラ20および/またはバラスト12に送信し得る。このメッセージの受信側(たとえばスレーブ装置、ローカルコントローラ、中央コントローラ)は、そのそれぞれの光出力電力も50%減少させることを独立に決定し得る。照明装置(lighting load)という語句は、蛍光灯、他の制御可能な光源、および電動ブラインドなどの制御可能なウィンドートリートメントを含む。中央コントローラは、図示されるように、DALIコントローラ20などの専用の照明制御とすることができ、または同様に、建物管理システム、A/Vコントローラ、HVACシステム、ピーク需要コントローラおよびエネルギーコントローラを含むことができる。
【００３１】
システム100の例示的な一実施形態では、それぞれのバラスト12に一意のアドレスが割り当てられ、このアドレスは、他のバラストおよび/またはコントローラが特定のバラストにコマンドを発行することを可能にする。各バラスト上のIR受信機24は、バラスト12のメモリにロードされる数値アドレスを含むIRメッセージを受信するために使用されることができる。同様に、IRメッセージは、DALI通信リンク16に接続されたデジタルポート上で受信されているアドレスをバラストが取得し保持するべきであることをバラストに「通知する」手段として役立つことができる。一般にポートは、外部装置がプロセッサに「接続する」ことを可能にするインターフェースハードウェアを含む。ポートには、それだけに限らないが、デジタル回線ドライバ、光電子カプラ、IR送信機/受信機、RF送信機/受信機が含まれる。当技術分野において知られているように、IR受信機は、(一般に変調された光線の形の)赤外線放射を受信し、衝突する赤外放射を検出し、衝突する赤外放射から信号を抽出し、その信号を別の装置に送信することができる装置である。やはり当技術分野において知られているように、RF受信機は、少なくとも特定のエネルギーレベルの変調された無線周波数信号にさらされるときに、変調情報または信号を抽出することによってその受信信号に応答し、別の装置または回路への電気接続を介してそれを送信することができるように、電子装置を含むことができる。
【００３２】
上述されたように、各プロセッサ14の複数の制御入力はそれぞれ、プロセッサ14が含まれているバラスト12、およびシステム100内の他のバラストの動作パラメータを独立に制御することができる。一実施形態では、プロセッサ14は、入力端末のそれぞれを介して受信される情報、その各優先度、およびコマンドが受信されるシーケンスを使用するため、設定点アルゴリズムと呼ばれるソフトウェアルーチンを実装する。様々な設定点アルゴリズムが想定される。図1に示されるように、それぞれのバラスト12は、センサ入力を有する必要はない。バラストは、センサ入力を有する必要はなく、またはそれは1つのセンサ入力を有してもよく、またはそれはセンサ入力の任意の組合せを有することもある。
【００３３】
バラスト、およびしたがってランプは、任意選択のコントローラ20によって、センサおよび調光器からの個々のバラスト入力信号、またはその組合せにより制御されることができる。別の実施形態では、任意選択のコントローラは、建物内のすべての部屋を制御するためにDALI互換通信インターフェース16を介してプロセッサ制御バラストシステムに結合された建物管理システムを表している。たとえば、建物管理システムは、負荷制限および/または時間外シーン(after hours scene)に関するコマンドを発行することができる。
【００３４】
複数のバラストおよび他の照明装置のインストールは、共通のデジタルリンク16上で、そのリンク上の専用の中央(または「マスタ」)コントローラ20なしに行われることができる。センサまたは制御入力を受信するいずれのバラスト12も、一時的にデジタルバスの「マスタ」になり、リンク16上のバラストおよび他の照明装置のすべてのその状態を制御する(同期させる)コマンドを発行することができる。信頼できる通信を保証するため、知られているデータ衝突検出および再試行技術が使用され得る。
【００３５】
図2は、本発明の例示的な一実施形態による、プロセッサ14を有する多入力バラスト12のブロック図である。図2に示されるように、バラスト12は、整流回路26とブーストコンバータ回路28とを含むフロントエンドすなわち入力電気回路10と、インバータ回路と出力フィルタ回路とを含むバックエンドすなわち出力回路30と、デジタル処理回路34とを含む。処理回路34は、プロセッサ14と、DALI通信ポート36と、占有センサ入力回路38Aと、光センサ入力回路38BとIR受信機38Cとを含む。電源32は、処理回路34に電力を供給する。バラスト12のバックエンド30は、プロセッサ14からのバックエンド制御信号50に従って、ガス放電灯44を駆動する。図2では単一のランプ44として示されているが、バラスト12は、同様に、複数のランプを駆動することができる。バラスト12をよりよく理解するために、バラスト12についての概要が以下に示される。
【００３６】
図2の例示的な実施形態に示されるように、バラスト12の整流回路26は、AC(alternating current:交流)電源に結合されることができる。一般にAC電源は、50Hzまたは60Hzの特定のライン周波数でACライン電圧を提供するが、バラスト12の適用例はそれに限定されない。整流回路26は、ACライン電圧を全波整流電圧信号58に変換する。全波整流電圧信号58は、ブーストコンバータ28に供給される。ブーストコンバータ回路28は、整流AC電圧58をブーストDC電圧レベルに上げ、バスコンデンサ17が配置されたDCバス16にブースト電圧を供給する。ブーストDC電圧は、バックエンド30のインバータ回路に供給される。バックエンド30は、ガス放電灯44を駆動するために、ブースト電圧を高周波数AC電圧に変換する。
【００３７】
電源32は、処理回路34に電力を供給するために、RFフィルタおよび整流器26の出力に結合される。プロセッサ14は、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(DSP: digital signal processor)または特定用途向け集積回路(ASIC: application specific integrated circuit)など、任意の適切なプロセッサを含み得る。さらに、プログラムは、マイクロプロセッサ内に常駐するメモリ、マイクロプロセッサに結合された外部メモリ、またはその組合せに格納されることができる。プログラムは、マイクロプロセッサによって、特定の論理操作を実施するための命令として認識可能である。プロセッサ14は、DALIリンク16上のメッセージの送受信を可能にするDALI通信ポート36に結合される。占有センサ入力回路38Aは、外部占有センサがバラストに接続されることを可能にする。占有センサからの制御信号は、プロセッサ14に送信される。光センサ入力回路38Bは、光センサから制御信号を受信し、プロセッサ14に光センサ測定値を通信する。赤外線受信機38Cは、赤外線送信機18から赤外線信号を受信し、プロセッサ14に信号を中継する。
【００３８】
一実施形態では、プロセッサ14は、バラスト12の状況に応答して機能を実施する。バラスト12の状況は、それだけに限定されないが、オン/オフ状態、稼動時間、最後のランプ変化からの稼動時間、調光レベル、操作温度、障害状態が続く時間、電力レベルおよび故障状態を含む特定の障害状態を含めて、バラスト12の現在の状態を参照する。プロセッサ14は、ランプ44の制御およびバラスト12の操作を容易にするために使用されるデータおよびソフトウェアを格納し、それにアクセスするために、不揮発性記憶装置を含むメモリを備える。プロセッサ14は、DALI通信ポート36、占有センサ入力回路38A、光センサ入力回路38Bおよび赤外線受信機38Cからの受信信号を処理し、ガス放電灯44を制御するためにインバータ回路30にプロセッサ出力信号50を供給する。一実施形態では、DALI通信ポート36、占有センサ入力回路38A、光センサ入力回路38Bおよび赤外線受信機38Cを介したバラストへの入力は常にアクティブであり、したがって、入力がプロセッサ14によってリアルタイムに受信されることが可能となる。プロセッサ14は、バラストの現在の動作状態を決定するために、入力および計算結果の現在および過去の値の組合せを使用することができる。
【００３９】
DALI/拡張プロトコル
標準のDALIプロトコルでは、上述されたように、メッセージは、スタートビット、8ビットのコマンドデータがその後に続く8ビットのアドレスデータを含む2バイトのデータ、および2つのストップビットを伴ってフォーマットされる。DALIプロトコルは、マンチェスタ符号化を使用して実装され、このマンチェスタ符号化では、1ビットの情報が、タイミング間隔内の制御信号の立上り(positive-going)または立下り(negative-going)遷移によって通信される。たとえば、「ロジックハイ」(すなわち「1」の値を有するビット)が、タイミング間隔内に(0ボルトの)ロー状態からDALIリンクのハイ状態(約18ボルト)に変化する制御信号から生じる。同様に、「ロジックロー」(すなわち「0」の値を有するビット)は、タイミング間隔内にハイ状態からロー状態に変化する制御信号から生じる。当業者には、マンチェスタ符号化の基礎が理解されよう。
【００４０】
2つの「ストップビット」は、DALIメッセージの終わりを知らせ、また2つの「アイドルハイビット」である。DALIリンクのアイドル状態(通信している装置がない)は、(18ボルトの)ハイ状態である。DALIメッセージの終わりに、メッセージを受信する装置は、DALIリンクが2つのタイミング間隔の間ハイ状態で維持されなければならない場合、2つの「アイドルハイビット」を待つ。メッセージがその時間間隔の間、レベルを変更していないので、データが通信されていないことに留意されたい。
【００４１】
しかし、上述されたように、標準のDALIシステムは、たとえばシステム100に関して上述された、向上した機能性を有するより複雑なシステムを制御できるほど十分な機能性および柔軟性を提供しない。したがって、本明細書で述べられる向上した機能性をサポートするために、拡張型の完全DALI互換プロトコルが提供される。
【００４２】
上述されたように、標準のDALIメッセージは、19ビット、すなわちメッセージの開始を示す1つの制御ビットと、アドレスおよびメッセージコンテンツを含む2バイトと、DALIメッセージの終わりを示す2つの「ストップビット」とを含む。本発明の拡張DALIプロトコルは、標準のDALIプロトコルを少なくとも2つのやり方で拡張するように構成される。まず、通信リンク16を介して送信され、任意の拡張DALIプロトコル互換デバイス装置を発信元とする、拡張DALIプロトコルを使用する任意のメッセージのサイズは、2バイト(および3つの制御ビット)から3バイト(と3つの制御ビット)に拡大される。メッセージに追加の8ビット要素を提供することによって、装置間で送信される情報コンテンツ量の著しい増加がもたらされ、したがって機能性を向上させることができる。こうした増加したコンテンツおよび関連の機能性の例が、以下に示される。
【００４３】
図3は、本発明の拡張プロトコルによる3バイトメッセージの構造を示している。図3に示されるように、第1のビットはスタートビットであり、その後に、装置アドレスを表す第1の8ビットバイトが続く。第2のメッセージバイトは、どのタイプの装置がメッセージを発行し、また実際のコマンドが何かについての情報を含むコマンドバイトである。第3のアドレスバイトは装置データを含み、この装置データは、メモリに格納するデータ、またはメッセージの前のバイトからのコマンドを実行する際に重要なデータである。最後の2つのビットは、メッセージの終わりを定義する「ストップビット」である。
【００４４】
DALIプロトコルを拡張する第2のやり方として、メッセージの終わりの2つの「ストップビット」は、標準DALIプロトコルの2つの「アイドルハイビット」とは異なる状態で提供される。標準DALI互換装置は、「アイドルハイ」状態に設定されている両方のストップビットに適合しないメッセージを認識するようには構成されない。しかし、本発明の拡張プロトコルを認識するように構成されるDALI互換装置は、2つの「ストップビット」が2つの「アイドルハイ」時間間隔以外の状態を有するので、拡張プロトコルメッセージを受信し解釈するように知らされる。たとえば、拡張プロトコルのメッセージのための「ストップビット」は、送信側装置が2つの完全な時間間隔の間リンクをローで駆動する、2つの「アイドルロー」時間間隔であり得る。または「ストップビット」は、1つの「アイドルハイ」時間間隔が後に続く1つの「アイドルロー」時間間隔、あるいはその逆であり得る。
【００４５】
したがって、上述されたように、本発明は、拡張プロトコルと互換性がある装置が、通信リンク16を介して、以前に使用可能であったものより遥かに多くの情報を受信し解釈することを可能にする。2バイトから3バイトへのメッセージ長の増加によって、通信リンク16を介して送信され得る情報量の大幅な増加が可能となる。したがって、本発明の拡張DALI互換のプロトコルは、様々な物理環境内で複雑な照明制御システムをサポートするなど、機能性の著しい向上をもたらす。
【００４６】
本発明の拡張プロトコルによりもたらされる向上された機能性の例は、以下の通りである。拡張プロトコルと互換性のあるバラスト12は、DALIリンクを介して、光電池センサ、占有センサおよび赤外線装置など、様々なセンサ装置から入力測定値を送受信可能であり得る。さらに、バラスト12は、通信リンク12を介して、1つ以上の選択された装置からのセンサデータをブロードキャストし受信するように構成されることができる。バラスト12は、同様に、特定の装置群(たとえば選択された他のバラスト、光電池、キーパッドコントロールなど)に関連付けられるように構成することができ、それによって様々なシーンおよび照明制御の組合せの構成が増加する。またバラストがローカルデータをシステム100の残り部分にブロードキャストし得るので、複数のウォールステーションがシステムの制御のために使用されることができる。
【００４７】
上述された利点に加えて、拡張プロトコルによって提供される、増加したメッセージサイズ、およびバラスト12内のプロセッサ14によって提供される分散型知能によって、バラストへのコマンド発行のために中央コントローラ20からバラストをポーリングする従来技術の必要性が低減される。この機能性は、システム100の効率および応答時間を大きく向上させる。所望であれば、ポーリングに関連するプロセスは、本発明に従って、標準DALI機能、およびたとえばバラスト12が機能していることを保証するためのマスタコントローラ20とバラスト12の間の不定期な通信だけに制限されることができる。もちろん、制御装置として機能するどんなバラストも、別の装置に、その装置が通常の動作パラメータ内で機能していることを保証するためにポーリングし得ることが当業者には認識されよう。実際、改良型の診断が、拡張プロトコルによって、たとえば動作状況情報を示すための最下位ビットを設定することにより可能にされる。
【００４８】
拡張プロトコルに直接起因する他の特徴は、様々なタスクを実施するために使用され得るプロセスおよびアルゴリズムを含む。たとえば、スケーリングおよび平均化(以下で詳述される)に関連するタスクは、拡張DALIプロトコルによってサポートされるメッセージサイズの増加によって可能となる。
【００４９】
本発明のプロトコルは、後方互換性があり、従来のDALIシステム内で働く。従来のDALIメッセージは事実上、従来のDALI装置と通信するためにDALIネットワーク上で提供されることができる。拡張プロトコルメッセージがネットワーク上で送信される場合、拡張プロトコルを使用して送信されたメッセージを解釈するように構成されていない従来のいずれのDALI装置も、単純に、ストップビットの状態によりメッセージを無視する。拡張プロトコルメッセージを解釈することができる本発明による装置は、拡張プロトコルメッセージを受信し解釈し、それに応じて機能する。
【００５０】
また、プロトコルを実装し、既存のシステムに新しい機能を追加するために、新しい配線、あるいはDALIバスまたはコントローラへの変更は必要ない。ネットワーク配線は、通信および電力のためではなく、通信のためだけに必要である。拡張プロトコルネットワークは、2線式として実現されることができ、この2線式は、電線を引くのに管路が必要とされないことを意味する電気規格のクラス2カテゴリに分類され得る。従来のDALIシステムでは、電力線および制御線がそれぞれの装置に設けられ、したがって、その配線は、様々な装置に電線を引くための配管の必要性を示す、クラス1カテゴリに入る。
【００５１】
さらに、本発明に従い、またDALIバスに結び付けられている装置は、従来のDALIメッセージと拡張プロトコルメッセージの両方を受信するように容易にプログラムされ、拡張プロトコルメッセージのより大きいデータスループットを可能にすることにより、ネットワークの帯域幅を有効に増加させることができる。
【００５２】
本発明の一特徴によれば、装置のネットワークは、DALIプロトコルにおける従来の64個ではなく、256個の装置を含み得る。また通信リンク16の電力および制御は、所与のコントローラの障害によってネットワーク全体の障害が引き起こされないように、分離されまたは分散されることができる。ネットワーク上の各装置は、拡張プロトコルを用いて、送信側または受信側、すなわちコントローラとして働くことが可能にされ、電力がそれぞれの装置に個々に供給され得る。したがって、本発明によるシステムの知能は、個々の装置、すなわち処理能力を含む個々のバラスト間で分散される。したがって、中央のDALIコントローラに障害が生じる場合、このシステムは、依然として機能性を保持する。
【００５３】
様々なビットの特定の設定を含めて、拡張プロトコルに関する特定の詳細についての議論が次に示される。
【００５４】
上述されたように、本発明の拡張プロトコルは、IEC60929 Ed2 2003の付録EおよびFに定義される標準DALIプロトコルバージョン1.0の拡張物である。本発明によれば、本発明の拡張プロトコルは好ましくは、マンチェスタビット符号化を使用し、ボーレート1200BPS、すなわち個別ビット時間833.3マイクロ秒で送信する。
【００５５】
好ましくは、追加のコマンドは、少なくとも以下の例外を伴い、DALIコマンドと同じまたは類似の構造を備える。拡張プロトコルの好ましい一実施形態によれば、順方向フレームのコマンドは、3バイト長である(逆方向または応答フレームは、1バイトであり、標準のDALIに定義されるのと同じタイミング要求を有する)。
【００５６】
本発明によれば、(3バイトでフォーマットされた)順方向フレーム送信のタイミングは、繰り返される衝突を防ぐため、ランダム化された遅延に従う。DALIリンク上の装置がブロードキャストを開始するとき、DALIと拡張プロトコルメッセージの両方がブロードキャストと衝突する可能性が高い。したがって、拡張DALIプロトコルリンク上では、DALIと拡張プロトコルメッセージの両方が、衝突処理要件に従うことが好ましい。タイミングは好ましくは、メッセージの優先度、すなわち高優先度か低優先度かによって決まる。高優先度メッセージは、衝突の場合に、それらが最初に送信されることを保証する比較的短いメッセージ間時間遅延を有する。低優先度メッセージは、より長いメッセージ間時間遅延を有する。
【００５７】
本発明の拡張プロトコルでは、2つの最後の「ストップビット」のうちの第1のストップビットが、「アイドルロー」状態として提供される。第2の「ストップビット」は、「アイドルハイ」状態として提供される。拡張プロトコルは、以下の2つの技術、すなわち1)無損失の衝突を通常もたらす、リンク16上の(第1と第2の「ストップビット」間の)低から高への最後の遷移への同期、および2)繰り返される衝突の可能性を最小限に抑えるランダムメッセージ遅延を使用して、複数の衝突を防ぐ。
【００５８】
より詳細には、本発明の拡張プロトコルによれば、順方向フレームの遅延は、固定部分と、ランダム化された部分とを含む。拡張プロトコルに応答する装置は、0〜7の範囲の乱数を生成することによってランダム遅延を提供する。メッセージ遅延のランダム化された部分は好ましくは、16個の個別のタイムスロットに分割され、各タイムスロットは、1/2ビット時間(416.67μ秒)の長さである。8つのスロットが、それぞれのメッセージ優先度レベルについて割り当てられる。
【００５９】
保留状態の高優先度の拡張プロトコルメッセージを伴う拡張プロトコル応答装置は、送信開始前に、11.27マイクロ秒と14.18マイクロ秒の間(0〜7タイムスロット)待つように指示される。この時間遅延は、リンク上の低レベルと確認された最後の発生から測定される。さらに、保留中の低優先度の拡張プロトコルメッセージを伴う各装置は、送信開始前に、14.6マイクロ秒から17.51マイクロ秒の間、待たなければならない。したがって、高優先度メッセージ(たとえば占有センサ入力を有するバラストから生成される)は、より短い遅延を有し、低優先度メッセージの前に送信される。
【００６０】
好ましい一実施形態によれば、送信側装置は、各マンチェスタ符号化ビットのハイレベル部分の間に衝突を検出する。装置が高論理状態を送信しようとしているときに、低論理状態がリンク上で見られる場合、現在の送信が直ちに中断される。衝突の場合には、送信側装置は、異なるランダムスロットカウントを選択することにより遅延タイマを再初期化し、保留中のメッセージは、リンクが空いていると判断されるときに通常のように再送される。
【００６１】
高優先度メッセージによれば、センサは、重大な応答時間要件を有するユーザ入力コマンドをブロードキャストする。低優先度メッセージによれば、構成コマンドは、コントローラがより精巧なエラーチェックおよび再試行手法を実装することができるので、コントローラを発信元とする。
【００６２】
本発明の拡張プロトコルは、DALI通信リンク上の装置間の通信に関して、劇的に機能性を増加させ、効率を向上させる。当業者には明らかなように、本明細書で述べられる、従来技術DALI機能性に優る事実上あらゆる改良物は、何らかのやり方で拡張プロトコルを使用する。
【００６３】
アウトオブボックスモード
本発明の好ましい一実施形態では、バラスト12は、インストールされると、また追加の構成およびセットアップの必要なしに、様々な機能を実施するように事前に構成される。このように、バラスト12は、それらが「アウトオブボックス」でインストールされるときに1組のデフォルト条件の下で動作し、本明細書で述べられるように、構成が行われるまでこれらのデフォルト条件に従って動作する。
【００６４】
本明細書では、用語「アウトオブボックス」は一般に、製造時のバラスト12の状態を指す。インストールされたバラストは、インストール時に構成されていない場合、アウトオブボックスモードとなる。アウトオブボックスモードは、実施された他の構成がないと想定した初期インストール時のバラストのデフォルト構成を表す。アウトオブボックスモードは、以下の機能、すなわちDALI通信リンク16を介して光センサ状況およびデータを受信しブロードキャストし、さらに光センサ22の測定値を平均し、目標入力レベルをスケーリングし、自動バーンイン機能を実施することを含む。これらの各機能についての詳細が、以下に述べられる。
【００６５】
製造されると、バラスト12は好ましくは、あるバラストを別のバラストと区別するために使用することができる、英数字コードなどの一意の識別子またはシリアル番号を付けて構成される。一意の英数字コードは特定のバラスト12を識別し、バラスト12は、照明システム内にコミッショニングされた後、DALI通信リンク16上で一意のDALIアドレスがさらに割り当てられる。
【００６６】
上述されたように、本発明の好ましい一実施形態では、バラスト12は、それに結合された光センサ22を有し、バラストは、そのアウトオブボックスモードで、光センサ22の状況、および接続された他のセンサのデータを通信リンク16を介してブロードキャストするように構成される。さらに、アウトオブボックスモードのバラストは、通信リンク16を介して送信される、センサ状況情報などのすべてのブロードキャスト情報を受信し処理する。光センサ22がバラスト12に接続されていない場合、バラストは、従来のDALIバラストとして機能する。
【００６７】
上述されたように、本発明によれば、バラスト12は、専用の中央コントローラ20がDALI通信リンク16上に存在する必要なしに、DALI通信リンク16を介して動作することができる。したがって、一部のアウトオブボックス機能性は、上述された拡張プロトコルに関連し、また一部は、バラスト12のハードウェア能力に関連する。たとえば、それぞれのバラスト12は、通信リンク16を介して、センサ装置、照明装置および他のバラストを含めて特定の装置群に物理的に接続し得る。バラスト12は好ましくは、アウトオブボックスモードにおいて、様々な情報(たとえば光センサ、占有センサ、赤外線装置または他のタイプのセンサに関する状況情報)がDALIリンク上で共有され得るように、DALIリンク16の上の他のすべての装置にブロードキャストし、それを受信する(listen)ように構成される。さらに、光センサデータの平均、バラスト範囲スケーリングおよび自動バーンインプロセス(後述される)の実施など、他の処理アルゴリズムが、システム内のあらゆるDALI準拠の装置のアウトオブボックス機能性のために構成され得る。
【００６８】
アウトオブボックス構成でこうした機能性を提供することによって、DALI照明制御システムを構成するのに必要な時間およびリソースの量は劇的に減少される。
【００６９】
休止機能性を備えた自動バーンイン
本発明の好ましい一実施形態によれば、バラスト12は、アウトオブボックスモードにおいて、ランプの調光機能が使用可能にされ得る前に、新しい(未使用)ランプのエージングまたは「バーンイン」に関連するステップを自動的に実施するように構成される。たとえば蛍光灯を調光前に約100時間の間、最大光出力で動作させることによってランプをエージングすることは、最大のランプ寿命の達成を保証する助けとなると分かっている。ランプエージングに関連する方法は、本願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第6225760号に記載されている。
【００７０】
本発明は好ましくは、バラスト12が最初にインストールされるとき、バラスト12に自動バーンインモードを設けることを含む。したがって、たとえば、バラストは、DALI通信リンク16に物理的にインストールされ、ランプ44がそれに接続された後、100時間などの最低時間量の間、ランプを完全光出力で動作させる。バラスト12は好ましくは、バーンインプロセスの間、経過時間を監視するためのタイミングアルゴリズムを備えて構成される。
【００７１】
バーンイン方法に関連するステップの実行に加えて、上述されたように、バラスト12は好ましくは、ランプ44の調光のためのコマンドを含めて、バーンインプロセスを中断し、または他のやり方でそれに干渉し得るDALI通信リンク上の任意の装置からのどのようなメッセージまたはコマンドもブロックするように構成される。たとえば、新しいランプおよびバラスト12がDALI通信リンク16上にインストールされるとき、バラストランプは、ランプ44にエージングするよう自動的に命じ、バラスト12は、リンク上の他の装置から受信されたコマンドを無視することによってランプエージングプロセスを維持する。バラスト12は、こうしたコマンドがバーンインプロセスを中断し、またはそれに干渉し得る場合でも、1つまたは複数のリモートコマンドを可能にするように構成され得ることが当業者には認識されよう。したがって、バラスト12は、バラストに設けられた1つまたは複数のデフォルトアウトオブボックス設定を無効にするように構成可能である。
【００７２】
またバラスト12は好ましくは、コミッショニング(たとえばDALIアドレスの割当て、およびバラストの構成)の間、バーンインプロセスを休止するように構成される。たとえば、バラスト12は、放電灯44にインストールされ接続された後、その自動バーンインモードに入り、続いてランプ44に最大電力を供給する。その後、追加のバラスト12がインストールされる間、それぞれのバラストは、自動的に自動バーンインモードに入り、続いてそれぞれの各ランプ44に最大電力を供給する。バラスト12およびランプ44がインストールされている間に、システム100のユーザは、バラストにバーンインプロセスを休止させ、次いで引き続き各バラストを所望の構成に従って機能するようにコミッショニングするため、制御局28または赤外線送信機18を介してバラストにコマンドを送信し得る。本発明によれば、バラスト12は、経過したバーンイン時間を追跡する。バラストがコミッショニングされた後、ユーザは、バーンインプロセスの休止を終了し、バラスト12は、必要とされる残りのバーンイン時間の間、バーンインプロセスを再開する。このように、バラスト12は、バーンインプロセスの間にいつでもコミッショニングされることができ、ランプ44は、ランプ寿命を短くすると知られている調光コマンドが、自動バーンインプロセスの完了までブロックされるか、またはそうでない場合にはバラスト12により受信されないので、悪い影響を受けない。
【００７３】
図4は、本発明のバーンイン処理に関連する例示的なステップを含むフローチャートである。図4を参照すると、ステップ50で、バラスト12が、通信リンク16上でインストールされ、ランプ44に接続される。ステップ52で、ランプをエージングする時間量を表す値が、変数、BURN-IN_MAXに割り当てられる。またステップ52で、バーンインプロセス中に経過する時間量を表すタイマ値が、ゼロに初期化される。その後、ステップ54で、バーンインプロセスが開始し、時間が経過するにつれて、タイマ変数が増分する。
【００７４】
図4に示されるフローチャートについて続けると、ステップ56で、たとえばリモートバラストまたは他の制御装置からランプ調光のコマンドが受信されたかどうか判断される。こうしたコマンドが受信される場合は、ステップ58で、タイマ変数の値がBURN-IN_MAXの値より大きいかどうか判断され、それによってランプのエージングプロセスの完了が示される。そうである場合は、バーンインプロセスは完了していると見なされ、ステップ60で、バラストは、受信されたコマンドに従ってランプを調光する。その後、プロセスは、ステップ68に分岐し、プロセスは終了する。あるいは、ステップ58で、タイマ値がBURN-IN_MAXの値より小さいと判断される場合は、ステップ62で、バラストは、リモート装置から受信される調光のコマンドを無視する。
【００７５】
ステップ64(図4)で、バーンインプロセス休止のコマンドが受信されたかどうか判断される。そうでない場合は、このプロセスは、ステップ66に分岐し、タイマ変数とBURN-IN_MAX変数の値が比較される。BURN-IN_MAX変数の値がタイマ変数の値を超える場合は、バーンインプロセスは完了しておらず、このプロセスは、ステップ54にループして戻る。あるいは、バーンインプロセスが完了している(タイマ変数の値がBURN-IN_MAXの値より大きいことによって示される)場合は、ステップ68で、プロセスは終了する。代替案では、バーンインプロセスの休止のコマンドがバラストによって受信される場合(ステップ64)、プロセスはステップ70に分岐し、バーンインプロセスは、コミッショニングが行われるように休止される。さらに、タイマ変数の増分に関連するプロセスも休止される。
【００７６】
ステップ72で、バラストは、本発明の教示による様々な設定を伴って構成されるようにコミッショニングされる。たとえば、バラストは、アドレスが割り当てられ、通信リンク16を介してブロードキャストする定義された装置群からコマンドを受信するように構成される。コミッショニングプロセスが完了した後、このプロセスは、ステップ73に続き、バーンインプロセスを休止解除する(unpause)コマンドが受信されたかどうか判断される。そうでない場合は、プロセスは、バラストがバーンインプロセスの休止解除コマンドを待つように、ステップ73の入力にループして戻る。ステップ73でバラストがバーンインプロセスの休止解除コマンドを受信する場合は、このプロセスはステップ74に移り、バーンインプロセスは再開し、タイマ変数が、時間の経過を表すように増分し続ける。
【００７７】
その後、このプロセスは、ステップ66に分岐し、タイマ変数の値と、BURN-IN_MAXの値の比較が行われる。バーンイン処理が完了していない(すなわちタイマ変数の値がBURN-IN_MAXの値より小さい)場合は、このプロセスは、ステップ54にループして戻る。あるいは、タイマ変数の値がBURN-IN_MAXの値より大きい場合は、バーンインプロセスは完了していると見なされ、ステップ68で、このプロセスは終了する。
【００７８】
したがって、本発明によるランプバーンイン機能に関連した改良物が提供される。さらに、バーンイン機能は、バラストに備えられ、バラストのアウトオブボックス構成の一部となる。
【００７９】
光センサデータ平均化
上述されたように、本発明のバラスト12は、外部の光センサに接続され、光センサからの測定値を受信することができる。バラスト12は、同様に、通信リンク16上で、1つまたは複数の装置に対してセンサ測定値を送受信することができる。単一のバラスト12が、ローカルに接続された光センサ、および他のバラストに接続された複数のリモート光センサからの光センサ測定値を受信し得る。こうした場合には、バラスト12のプロセッサ14は、ローカル光センサ、および複数のリモート光センサから複数の光センサ測定値を受信し、図5および6を参照して以下でより詳細に述べられるように、測定値を平均化するように動作することができる。光センサ測定値を平均することによって、ランプ44によって生成される光、およびたとえば自然の太陽光などの他のソースから生成される光の量の識別に関してより正確な情報が提供される。1日の間に光の状態が変化するので、プロセッサ14は、リンク16上の様々な装置の正確なセンサデータを提供するために、平均化を実施し続ける。
【００８０】
本発明の好ましい一実施形態によれば、複数の光センサからの測定値を平均化した後、バラスト12は、バラストに結合されたランプ44の明るさを制御するために使用される採光制御アルゴリズムを実行するように動作することができる。一般に、光センサ測定値は、空間内のローカルの電灯に起因する要素、および空間に入る昼光に起因する要素とを含む。バラスト12によって実装された採光制御アルゴリズムが開ループであるので、光センサ測定値が、空間に入る昼光の量だけを反映することが望ましい。したがって、電灯の寄与による光センサ測定値の要素は、バラストに接続されたランプ14を制御するアルゴリズムによって光センサ測定値が使用される前に除去されるべきである。ローカルの電灯からの光寄与は、昼光から部屋の中への寄与がない、すなわちすべてのウィンドートリートメントが閉じられるか、または外部が夜間であるときに通常得られる。
【００８１】
本発明によれば、複数のリモートおよび/またはローカル光センサ22から生じる光センサ測定値が平均される。上述されたように、バラスト12は、コミッショニングされた後、1つ以上の各装置からデータを受信するように構成されることができる。したがって、光センサ平均化は好ましくは、バラスト12がデータをそこから受信するように構成された装置について実施される。
【００８２】
次に図5を参照すると、本発明の照明システム100に結合された各バラスト12の基本のプロセスフローが示されている。ステップ104で、バラストが、生の光センサ測定値を取得する。ステップ202で始まる光センサ測定値を取得するプロセスが、図6に示されている。具体的には、ステップ204で、生の光センサ測定値が、バラストによって取得される。ステップ206で、光センサ測定値が、事前にプログラムされた何らかの最小値より大きいかどうか判断される。それが最小値より小さい場合は、これは、光センサが接続されていないこと、または値が許容可能な値ではなく、使用され得ないことを意味する。値が最小値より大きくない場合、終了され、ステップ208でカウンタNがリセットされ、ステップ204で、新しい光センサ測定値が取得される。ステップ206で光センサ測定値が最小値より大きい場合は、ステップ210で、カウンタNが増分され、ステップ212で、カウンタNが最小のカウント数Nminに達したかどうか判断される。そうでない場合は、新しい光センサ測定値が取得され、ステップ206で光センサ測定値がチェックされ、ステップ210で、カウンタNが再び増分される。このように、光センサ測定値は、必要な回数、すなわちカウント数Nminについてそれが最小値より大きい場合にだけ受け入れられる。ステップ212で受入れ可能な光センサ測定値のNminカウント数が取得されると、ステップ214で、光センサが存在することを示すフラグがセットされ、ステップ216で、ローカル光センサ測定値が使用され得る。ステップ218でこのプロセスは終了し、図5のフローチャートに戻る。
【００８３】
図5に戻ると、ステップ106で、ローカル電灯からの光の寄与が、図6のプロセスで決定された生の光センサ測定値から減算される。これは、光センサ測定値が、空間に入る昼光の量だけを反映することを保証するためである。ステップ108で、ローカル光の寄与がそこから減算される光センサ測定値は、光センサ許容誤差を考慮に入れるようにスケーリングされる。コミッショニングの間、すべての光センサは、所与の光レベルの複数の光センサからの光センサ測定値が同じ光レベルに対応するように、光センサの許容誤差を決定するように較正される。スケールファクタは、この較正から得られる。
【００８４】
ステップ110で、バラストは、それがアウトオブボックスモードであるかどうか判断するためにチェックされる。本発明によれば、上述されたように、バラストは、構成なしにインストールされた場合にそれが1組のデフォルトの規則の下で動作するように、アウトオブボックスモードを有する。こうしたモードのバラストは、それがシステムアドレスを有していない場合でも、本発明に従ってシステム内で動作する。アウトオブボックスモードのバラストは、すべての光センサ測定値をブロードキャストし受信する。したがって、ステップ110で、バラストがアウトオブボックスモードである場合、バラストは、DALIリンク16上のそのバラストに接続された光センサの光センサ測定値をブロードキャストする。アウトオブボックスモードのバラストは、アドレスを有さないので、光センサ測定値と共にマスクアドレスを送信する。
【００８５】
ステップ110でバラストがアウトオブボックスモードでない場合、それは以前にコミッショニングされており、システム内でアドレスが割り当てられている。ステップ114で、バラスト12は、光センサ測定値をブロードキャストするようにそれが構成されているかどうかチェックする。そうである場合は、ステップ112で、バラスト12は、DALIリンク16上で光センサ測定値をブロードキャストする。そうでない場合は、このプロセスはステップ116に達し、バラストは、ローカル光センサ測定値を処理するようにそれが構成されているかどうか判断する。すべてのバラストがローカル光センサ測定値を処理するように構成されているとは限らない。それがそうするように構成されている場合は、ステップ118で、バラスト12は、使用可能なすべての有効なリモートおよびローカル光センサ測定値を平均し、すなわちバラストは、ローカル光センサ測定値、ならびにメモリ内に格納された他の任意の使用可能なリモート光センサ測定値の平均をとる。上述されたように、バラストは、アウトオブボックスモードである場合は、すべてのリモート光センサ測定値を受信する。バラストは、アウトオブボックスモードでない、すなわちコミッショニングされている場合は、それが受信するように構成されているすべてのリモート光センサ測定値を、それがローカルに処理するように構成されているローカル光センサ測定値と共に平均する。
【００８６】
それがすべての光センサ測定値を平均し、またはバラストがローカル光センサ測定値を処理するように構成されていないとバラストが判断すると、このプロセスは、ステップ120に入り、バラストが外部のブロードキャストを受信したかどうか判断する。外部ブロードキャストは、通信リンク16を介して受信された外部センサ測定値を含む。バラストは、光センサ測定値を含む外部ブロードキャストを受信した場合、ステップ122で、ブロードキャストで送信された外部光センサ測定値を受信するように構成されているかどうか判断する。そうである場合は、バラストは、ステップ124で、すべての有効な外部およびローカル光センサ測定値を平均する。そうでない場合は、このプロセスは、ステップ126に移る。バラストが外部ブロードキャストを受信していない場合、このプロセスは、ステップ126に移る。
【００８７】
図5および6のプロセスフローは、連続して動作する。示される実施形態では、図5および6の流れは全体を通して、2.5ミリ秒ごと循環される。
【００８８】
上述されたように、バラスト12は、バラストに結合されたランプ44の明るさを制御するために使用される採光制御アルゴリズムを実行するように動作可能である。各バラスト12によって実行される基本の採光制御アルゴリズムの一例は、以下のように表現されることができる。
INT=TLL-(PG* APR)    (式1)
ただし、
INT=バラスト12が設定するランプ44の出力強度
TLL=目標光レベルの達成のため、昼光不在のときに必要とされる強度を表す、光センサ目標光レベルのパラメータ
PG=センサ位置に対する固定位置の昼光寄与の比率を表す光センサ利得
APR=図5および6のプロセスによって決定される平均光センサ測定値
【００８９】
さらに、計算された出力強度INTが、採光アルゴリズムによる制御のために光がどれほど低く調光され得るかを定義する光センサの最低強度より小さい場合、出力強度INTは、光センサの最低強度に等しく設定される。これらの状態への解法、すなわち出力強度INTは、バラスト12がランプ44をそこまで駆動する強度である。
【００９０】
バラストの目標レベルスケーリング
本発明のバラスト12は好ましくは、様々なバラストの実際の出力範囲に対処するように相対目標レベルをスケーリングする。たとえば、コマンドが、リンク16を介して装置から送信され、他の2つのバラストによって受信される。受信側のバラストは、それぞれ異なる動作範囲を有することがあり、これらの制限によりコマンドをサポートすることが不可能であり得る。以下で、また図7〜10に示されたフローチャートに関してより詳細に述べられるように、受信側バラスト12の上限と下限との間の範囲が、受信コマンドを受信側バラストの使用可能動作範囲内にあるようにスケーリングするために使用される。日中の昼光変化の量として、ハイエンドトリムとローエンドトリムの間のスケールも変化し得る。したがって、範囲は、1日の間に動的に変化し得る。
【００９１】
従来技術DALIプロトコルによれば、絶対(対数)値は、85%に削減されて、受信側バラストに送信される。しかし送信側バラストの動作範囲の85%は、受信側バラストにとっては不可能であり得る。したがって、本発明によれば、85%の絶対値は、受信側バラストの範囲内にあるようにスケーリングされる。本発明は、制限された範囲を有するバラスト12が、そのように制限されていないバラスト12と共に通信リンク16を介して有効に動作することを考慮する(account for)。
【００９２】
図7〜10は、バラスト設定点を確立するフローを示している。図7は、バラストのハイエンドトリム(HET: high end trim)がどのように確立されるかを示している。図8は、バラストのローエンドトリム(LET: low end trim)がどのように確立されるかを示している。図9は、通常のDALIコマンドが、バラストプロセッサによってどのように処理されるかを示しており、図10は、上述された拡張プロトコルのスケーリングされた入力制御コマンドがどのように処理されるかを示している。
【００９３】
図7に移ると、ステップ302で始まるHETがどのように決定されるかを示すフローチャートが定められている。バラスト内のメモリに格納されたDALI対数最大レベル(304)は、ステップ306で、対数レベルから、バラストによって処理されることができるフォーマットに変換される。具体的には、標準DALIフォーマットは、対数スケールに基づく。好ましい実施形態では、標準DALI対数フォーマットは、線形アーク電力レベルに変換される。ステップ306で、DALI対数最大レベルは、線形アーク電力最大限度に変換される。ステップ310で、線形アーク電力最大限度と、採光制御アルゴリズムからの光センサ出力強度INT(308)が比較される。ステップ306で確立されたアーク電力最大限度が光センサ出力強度INTより大きい場合は、バラストHETは、光センサ出力強度INTであると判断される。線形アーク電力最大限度が光センサ出力強度INTより小さい場合は、ステップ312で、HETは、線形アーク電力限度に設定される。したがって、ステップ316で、HETは、ステップ312の判断またはステップ314の判断によって確立される。318で、他のプロセスについてHETが提供され、320で、このプロセスは終了する。
【００９４】
図8に移ると、ステップ402で始まるローエンドトリムがどのように確立されるかを示すフローチャートが定められている。404で、事前にプログラムされたDALI対数最小レベルが取得され、ステップ406で、線形アーク電力最小限度に変換される。バラストLETは、最小アーク限度として確立され、408で他のプロセスについて提供される。ステップ410で、このプロセスは終了する。
【００９５】
ローおよびハイエンドトリム、すなわち最小および最大バラストレベルは、それぞれLETおよびHETとしてここでは確立されている。図9に、標準DALIコマンドの処理フローが示されている。ステップ504で、DALI入力が受信され、ステップ506で、線形アーク電力曲線に変換される。ステップ508で、DALI入力と、図7から取得されたHETが比較される。入力がHETより大きい場合は、ステップ516で、アーク電力は、最大限度、すなわちHETに制限される。入力がHETより小さい場合は、ステップ512で、図8から取得されたLETより入力が小さいかどうか判断される。それがLETより小さい場合は、アーク電力が、最小限度、すなわちLETに設定される。入力がLETより大きい場合は、ステップ504からのDALI入力に基づいて、最終アーク電力が確立される。したがって、ステップ520で最終アーク電力が確立され、ステップ522で、このプロセスは終了する。したがって、ランプアーク電力が確立され、バラストのハイおよびローエンドトリムレベルにスケーリングされた。
【００９６】
図10は、上述された拡張プロトコルに基づく拡張コマンドの処理を示している。ステップ604で、スケーリングされた入力制御コマンドが、606から受信される。このコマンドは、DALIフォーマットのものではないが、上述された拡張プロトコルの一部である。ステップ608で、610からのHETと612からのLETの差が確立される、HETは、図7のステップ316で決定され、LETは、図8のステップ408で確立される。ステップ614で、スケーリングされた入力制御コマンドに基づくアーク電力レベルが、HETとLETの差に、ステップ604で受信された入力レベルの比率を掛けた積を、616からの最大入力レベルで割った値として決定される。この積によって、入力レベルが、HETおよびLETによって決定されるバラスト動作範囲にスケーリングされる。次いで、この結果は、線形アーク電力レベルが決してLETより小さくならないように、LETに加算される。したがって、他のDALIコントローラは、ステップ614で確立された線形アーク電力レベルを処理することができ、線形アーク電力レベルは、DALI対数スケールに変換され、DALI入力として格納され、したがって、ステップ618示されるように、それはDALIコントローラによって適切に解釈されることができる。
【００９７】
図7および8でそれぞれ確立されたハイエンドトリムおよびローエンドトリムは、バラストがシステム内にコミッションイングされるとき、計算され格納される。格納されたこれらの値は後で、DALI入力コマンド、および拡張プロトコルからのスケーリングされた入力コマンドを処理するときに使用される。
【００９８】
図11は、図7〜10のフローチャートの結果を要約する図を示している。スケーリングされた入力レベルはx軸に示されており、DALI入力レベルはy軸に示されている。この例では、HETは光センサ出力強度INTであり、LETは、線形DALI最小レベルである。線形DALI最大レベルは、光センサ出力強度INTより大きい。LETとHETの間の斜線は、0%と100%の間のスケーリングされた入力レベルに基づいたバラストの動作点を表す。たとえば、バラストは、スケーリングされた70%の入力レベルを受信する場合、図11でDでマークされたDALIレベルで動作する。
【００９９】
したがって、標準DALIを含めて、従来技術の照明通信プロトコルに関する改良物は、本発明の特徴によって向上される。拡張DALIプロトコルは、従来のDALIネットワーク照明システムと完全に互換性があり、システムの能力をより大きい機能性および柔軟性を許容するように拡張する。プロトコルを実装し、または既存のシステムに新しい機能を追加するために、新しい配線、またはDALIバスまたはコントローラへの変更は不要である。さらに、照明ネットワークシステムの機能性および柔軟性を拡張するために、予約されたDALIコマンドは必要ではなく、したがって、様々なメーカーによって製造された装置間の矛盾は問題とならない。
【０１００】
好ましくは、電力および制御は、所与のコントローラの障害によってネットワーク全体の障害が引き起こされないように、インテリジェント装置間で分散される。拡張プロトコルを用いて使用可能にされたネットワーク上の各装置は、コントローラとして働き、電力がそれぞれの装置に個別に供給され得る。こうしたシステムは、ネットワーク内のすべての装置を周期的にポーリングする集中制御が行われないため、より大きい柔軟性およびより速い応答性を可能にする。
【０１０１】
さらに、拡張プロトコルシステムを使用する照明システムの維持は、制御が集中化されるのではなく、局所化されるため、より効率的であり、より容易に達成される。本発明は、ネットワーク上の様々な装置間のゲート維持機能を提供するピアツーピアコントローラとして働くために追加のコントローラが拡張DALIプロトコルネットワークに接続され得るという点で有利である。こうした構成では、ピアツーピア動作は、システム全体のより大きい機能性および柔軟性を提供するために、DALI照明システム内の帯域幅および応答性を増加させる。
【０１０２】
本発明のバラストは好ましくは、インストールされると、センサ入力および通信リンクブロードキャストの使用などの追加の構成およびセットアップなしに様々な機能を実施するように、デフォルトの「アウトオブボックス」モードで構成される。さらに、バラストは、DALI互換通信リンクを介してブロードキャストされる情報が、まだコミッショニングされていないバラストによって自動的に受信されるように、通常(従来技術)のDALIバラストとして機能するように構成される。
【０１０３】
また、装置へのアドレスの割当て、様々なタスクのための装置のプログラミングなど、本発明の分散型システム全体にわたる装置のコミッショニングは、非常に単純化される。これは、キーパッド上でのコマンド入力、赤外線送信機の使用、または他の装置からのコマンド送信など、様々なやり方によるコマンド受信を可能にする拡張DALIプロトコルを使用することにより一部達成される。
【０１０４】
さらに、本発明は、バラストのコミッショニング(および再コミッショニング)に関連するステップを向上させる。これは、通信リンク上のあらゆるバラストについての構成情報を格納し、また置換バラストの再コミッショニングのため参照されるデータベースを介して一部遂行される。
【０１０５】
さらに、本発明はプログラミングルーチンを提供し、このプログラミングルーチンは、たとえば複数の光電池からセンサ測定値を受信し、その後にセンサ測定値を平均し、平均された測定値をリンク上で他の装置にブロードキャストするように構成された単一のバラストによって使用されることができる。さらに、本発明は、様々なバラストの様々な動作範囲制限に対処するためのスケーリングアルゴリズムをサポートする。
【０１０６】
本発明は、同様に、ランプに関連するエージングまたは「バーンイン」プロセスを向上させる。ランプの調光などのコマンドは、バーンインプロセスが完成するまで無視され、本発明は、バラストコミッショニングの間、ランプのバーンインプロセスを休止する。
【０１０７】
本発明についてその特定の実施形態に関して述べられたが、他の多くの変形および修正および他の使用が、当業者には明らかになろう。したがって、本発明は、本明細書の特定の開示によって限定されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の例示的な一実施形態による分散バラストシステム100を示す図である。
【図２】本発明の例示的な一実施形態によるデジタル処理回路14を有する多入力バラストを示すブロック図である。
【図３】本発明の拡張プロトコルによる例示的なメッセージを示す図である。
【図４】本発明のバーンインプロセスに関連する例示的なステップを含むフローチャートである。
【図５】本発明の照明システム内に結合された各バラストについての基本的なプロセスフローを示す図である。
【図６】本発明による光センサ測定値を取得するプロセスを示す図である。
【図７】バラストのハイエンドトリムの確立に関連するステップを示す図である。
【図８】バラストのローエンドトリムの確立に関連するステップを示す図である。
【図９】バラストプロセッサが通常のDALIコマンドをどのように処理するか示す図である。
【図１０】バラストプロセッサが、本発明の拡張プロトコルのスケーリングされた入力制御コマンドをどのように処理するか示す図である。
【図１１】図7〜10のフローチャートの結果を要約する図である。
【符号の説明】
【０１０９】
10  フロントエンド
12  バラスト
14  プロセッサ
16  通信リンク
17  バスコンデンサ
18  IR送信機
20  中央コントローラ
22  光電池センサ（光センサ）
22A  光センサ
24  IR受信機
26  占有センサ/整流回路
28  制御局/ブーストコンバータ回路
30  バックエンド
32  電源
34  処理回路
36  DALI通信ポート
38A  占有センサ入力回路
38B  光センサ入力回路
38C  IR受信機
44  ランプ/ガス放電灯
50  バックエンド制御信号
58  全波整流電圧信号
100  分散バラストシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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