照明制御システムの動向について（一財）建築コスト管理システム研究所・新技術調査検討会

１ はじめに
青 色LEDの 発 明 に よ り、2014年（ 平 成26年 ）ノーベル物理学賞を３人の日本人物理学者が受賞して以来、LEDに関する話題が尽きない今日である。資源エネルギー庁からも「新成長戦略（基本方針）」で、2020年までにLEDや有機ＥＬなどの次世代照明の100％化の実現の方針が示されており、照明器具の主流が白熱電球や蛍光灯からLED照明や次世代照明へと確実に移りつつある。
固体照明（Solid State Lighting）であるLED照

写真１

エジソンと白熱電球

写真２

日本で最初の白熱電球

明の特徴の一つとして、本質的に制御が容易ということもあり、LED照明が増えるにつけ、制御機能のある照明器具もよく目にするようになってきた。それに伴い照明制御システムも非常に重要な役割を担うようになってきていることは言うまでもない。
LED照明と言えばその光源そのものが話題となることが多いが、照明制御システムについては話題となることは少ないため、今回はこの照明制

暗くなれば照明を点け、使わないときは消すと御システムにスポットを当て、その動向についていう単純な操作であればこれで問題はなかった。

述べていきたい。

しかしながら時代とともに照明に対する要求は増２ 照明制御システムの変遷

え、調光（照明の明るさを明るくしたり暗くしたりすること）を欲するようになり、更には1970年
代のオイルショックを機に照明器具に省電力、高1879年（明治12年）にエジソン（米）（写真１）

効率化等の新たな要求をするようになってきた。

が白熱電球を実用化し、日本では1890年（明治23このような要求に伴い照明制御も徐々に進化を年）に白熱舎（現、㈱東芝）が白熱電球（写真遂げ、調光制御を更に発展させた適正照度制御、２）の製造を開始して以来、電気の時代が幕を開色温度制御、個別・グループ制御、パターン制御、けた。

スケジュール制御などができるようになってきて当初は電源の入り・切りを直接スイッチ操作することで事足りており、その基本的な態様は今日まで続いている。

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建築コスト研究いる。
これらを操作する方法として、当初は電球ソケットと一体型の回転式スイッチ（写真３）やプ

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2015.10ルスイッチ（写真４）だったものが、壁面のスり付けたスイッチやセイッチが露出から埋め込み、タンブラスイッチかン サ ー だ け で は な く、らプッシュ式、更に進んでタッチパネル方式も出PCからの操作や現在でてきた（写真５）。

はスマートフォンやタブレット端末に照明操作用のアプリをインス
ト ー ル し、 そ こ か ら 操作できるという時代に

写真６

照明器具用赤外線リモコンスイッチなってきた。
写真３

回転式スイッチ付ソケット

これからその照明制御システムにはどのような規格があり、どのような仕組みで動いているのか、その概要について代表的なものを取り上げ述べていく。

３ 主な照明制御システムの概要
３－１

２線式多重伝送方式

国内メーカーが独自に開発したもので、小規模から大規模まで対応している照明制御システムである。国内で独自に発展してきた照明制御システ
写真４

プルスイッチ付ソケット

ムであるため、「ガラパゴス化」した照明制御システムと言えば言い得て妙である。
一般的に主となる装置は電灯分電盤の中に取り付けられており、「伝送ユニット」と呼ばれるCPU装置が壁スイッチや天井の人感センサーなどのスイッチ類から信号を受信し、同じ盤内にある「Ｔ／Ｕ」と呼ばれる装置に制御信号を送る。

タンブラスイッチ（露出）タンブラスイッチ（埋込）「Ｔ／Ｕ」は「リモコンリレー」と呼ばれる装置のリレーを作動させ、照明回路に接続された照明の電源をON ／ OFFさせる。基本的な構成では「Ｔ／Ｕ」１台につき「リモコンリレー」４台の接続となっている。「Ｔ／Ｕ」と「リモコンリ
レー」は「リレートランス」からAC24Vに降圧プッシュスイッチ

写真５

液晶タッチパネルスイッチ

壁スイッチ類された電源で作動する。
電源線とは別に壁スイッチや人感センサーが直照明器具に付属の赤外線リモコンで操作するも列に接続された制御線というものがあり、この制の（写真６）も今では珍しくない。天井に取り御線が盤内の「伝送ユニット」と「Ｔ／Ｕ」に接付けた人感センサーを用いて自動でON ／ OFF

続されている。壁スイッチや人感センサーと「Ｔ制御する方法や明るさセンサーを使って照度の／Ｕ」にはアドレスが割り当てられており、押さ調節もできるようになった。壁面や天井面に取れたスイッチと同じアドレスの「Ｔ／Ｕ」が「リ建築コスト研究

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モコンリレー」を作動させるようになっている。

『建築コスト研究』（76号／ 2012.1）の「新技術調

アドレスの設定は専用の設定器（図１右下参査レポート」に詳しく掲載しているので参照され照）を使用し、赤外線又は専用ケーブルを壁スたい。

イッチや人感センサー、「Ｔ／Ｕ」に接続して設定できるようになっている。調光回路を使用した
い場合、調光スイッチと調光用Ｔ／Ｕを同じアド

３－２

DMX512A

DMX512Aは、主に演出照明、舞台照明のための照明制御システムである。

レスに設定し使用する。
グループ・パターン制御やスケジュール制御も舞台照明と言えば、光を点滅、明暗、色彩、照可能で、タッチパネル式液晶画面から操作可能ならす場所等を自在に操作できることが前提となるものもある。

ため、舞台照明に関する調光技術もその要求に応配線工事の際、照明の電源線とスイッチの制御えるため急速に発展してきた。

線の２系統を配線しなければならないが、直接制調光についてその変遷を大まかに追っていく

御方式の場合回路が増えると、電源線がスイッチと、まず可変抵抗器を用いて調光を行うようにに集中し電線管などが太いものが必要になる反なったが、熱として電力が消費され無駄が多いと面、２線式多重伝送方式だとどれだけ回路が増えいう問題があった。次に考え出されたのはオートようが、制御線に一番太いケーブルを選択してもトランス（単巻トランス）で、電圧を変化させてCPEV1.2-1P（外径約9.2㎜）の往復２本で済み、調光を行う方式により熱として消費される電力損

スイッチ周りがすっきりとする（図１参照）。

失の問題はある程度解決された。次に半導体素子メーカー独自のシステムではあるが、インターの普及と同時にサイリスタが調光に利用されるよフェースユニットを追加することによりオープンうになった。サイリスタの出現により装置が小型システムに接続できるようになり、LONWORKS化し、舞台照明は大きく発展した（写真７参照）。

やBACnetを介して中央監視システムとの連動

サイリスタの動作原理は、位相角を制御し調光や、WEB画 面 上 で 遠 隔 か ら のON ／ OFF制 御、する（図２参照）。
1970年後半になるとマイコンが普及し始め、ソ監視ができるシステムとなっている。
なお、オープンシステムに関しては、当機関誌

フトウエアを使いシーケンスを記憶させルーチンワーク的なことやパターン動作を連続して行わせることができるようになった。この頃から照明器

電灯分電盤内具の数だけケーブルが増えてしまうという問題に

電源
AC 100/200V
照明器具対処するため、同期信号を送るアナログ時分割タイプのプロトコル（通信する際の取り決め）が開電源線発され始めた。

伝送ユニット

米国で開発されたのがAMX192で、英国で開発されたのがD54である。これらは今でも現地で制御線
Ｔ／Ｕ

人感センサーは使われているようである。
照明器具の軽量化やより複雑な照明演出が進む

リレー作動電源リモコンリレーリレートランス

図１60

につれ制御チャンネル数も膨大となり、システ
ムをよりシンプルにまとめるという目的でこのリモコン（壁）スイッチ
アドレス設定器

２線式多重伝送方式接続図

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DMX512が開発された。1986年にUSITT（UnitedStates Institute for Theatre Technology, Inc./米国劇場技術協会）が発表した後、1990年に一部改

オートトランスによる調光盤

サイリスタ調光盤内部

写真７＋

出力

サイリスタ調光卓

オートトランス調光盤及びサイリスタ調光機器類↓ OFF状態0V↑ ON状態－ 位相角

図２

ボーダーライト ミラーボール用スポットライト＆モーター
インテリジェントスキャナー
ストロボライトサスペンション
ライト

サイリスタによる位相角制御定された。これにより現在のDMX512 ／ 1990規

ロアーホリゾンライト

ムービングヘッド

DMXコントローラ 又はPC+DMXコントロールソフト

スイッチパック
調光ユニット：DMXケーブル：照明電源ケーブル格となり広く普及することとなった。2004年にANSI E1.11として認定され2008年に再改定を受けて現在「DMX512A」となっている。
DMXプロトコルの基本的な部分はパソコン

図３などでよく知られ普及しているRS232CシリアルDMX照明の接続例

ポートインターフェース規格の上位規格であるＲＳ485が使われている。DMXケーブルはデイジーチェーン（数珠つなぎ）方式でコントローラーと照明器具とを接続させ、最後に接続された機器には終端抵抗（ターミネータ）を接続し信号の反射
写真８を押さえ誤作動を防止する。

DMXコネクタ（３ピン）の例

以下にDMX照明の接続例（図３）、DMXコネクタ（３ピン）の例（写真８）、DMX機器側端子の例（写真９）を示す。
DMX512Aの信号は、コントローラーから一方的に信号が送られ、送った信号が機器に問題なく受信されたかどうかは確認できないため、人命に影響を及ぼす火炎等を扱う機器には使用しないようにしなければならない。
DMXは送りのみの信号であるが、同じDMXのケーブルに信号を乗せ、DMX512Aの欠点を写真９

DMX機器側端子（３ピン）及び（５ピン）の例補う形で双方向通信ができるようにしたRDM（Remote Device Management）方式のプロトコ
ルも最近徐々に普及してきている。

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2015.1061舞台照明の光源として当初白熱電球が多く使わ社存在し、これから増える見込みである。JISやれてきたが、その後白熱電球の一種であるハロゲPSE等への対応がまだ整備されていないため多少ンランプが普及した。ハロゲンランプは明るさが時間が掛かるだろうが、オープンシステムとの融白熱電球より約３割多く、寿命も約３倍あり、演和性、細やかな制御性を考慮するとこれからの普色性も良いため広く使われるようになった。現及が期待される。

在でもハロゲンランプは使われているが、青色通信速度は、1,200bpsである。1,200bpsというLEDの開発によって高輝度のLEDが市場に出回と現代のブロードバンドの通信速度と比較するとり始めると、舞台照明にもLED器具がものすご一見遅いように思えるが、実際にスイッチ操作とい勢いで普及してきている。

照明器具点灯のタイムラグを見ても違和感のない調光方式としてはサイリスタ方式が広く使われ動作速度となっている。マスターコントローラ１ているが、PWM（Pulse Width Modulation）方台に最大64台の照明器具が接続できるが、64台同式も普及している。PWMは蛍光灯の調光にもよ時に点灯させても瞬時に点灯するよう設計されてく使われている（図４参照）。

いる。
また通信速度が低速なことからノイズに強く、電源線と並行して配線ができるため、電源線と制御線を１本にした４芯ケーブルにコネクタを取り付け、配線を省力化するシステムも開発されている。
調光にも特徴があり、１～ 100％の調光ができることを謳っている。PWM方式の調光だと暗くした場合PWMの特性上ちらつきが目立ち、20％以下の調光をせずOFFさせてしまう制御方式とサイリスタによる調光

図４

PWMによる調光

サイリスタによる調光とＰＷＭによる調光比べ、DALI規格のLED照明器具だと１～ 20％の範囲の調光も可能というものである。技術的に述
べると１～ 100％の範囲で254段階の調光レベル

３－３DALI2の調整が可能ということである。それに加え16個

舞 台 照 明 で は な く、 一 般 照 明 制 御 で 国 際 的な 規 格 と は 何 か と 言 え ば、 こ のDALI（DigitalAddressable Lighting Interface）規格である。の調光シーンの保存や切り替えができるシステムとなっている。
DALI規格で製作された照明器具や周辺機器でDALI規格はヨーロッパで開発された規格で、あれば基本的に異なるメーカーのものであってもDSI（Digital Serial Interface）と呼ばれる信号を直接接続することができる。DALI2の制定によっ送るだけの通信方式を発展させ、双方向通信方てその信頼性（照明機器同士の相性）は向上して式ができるようにしたものである。2000年（平いる。

成12年）にＩＥＣ62386として制定され、2014年

マスターコントローラ１台に64台の照明器具が（平成26年）にはDALI2として改定されて現在に接続できると先ほど述べたが、マスターコント至っている。ヨーロッパを中心に普及してきておローラを増やせば増やすだけ大規模なシステムもり、徐々に米州やアジア圏にも広がってきてい構築可能となり、マスターコントローラ同士とる。

PCを接続するとPCのソフトウエア等で一括管理

日本ではまだあまり馴染みはないが、DALI規格の照明器具を製造しているメーカーも国内に数62

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2015.10が可能なシステムとなる。
先述の２方式にはないDALI規格の特徴として

表１双方向通信がある。照明器具１台１台が通信機能操作も決して珍しいものではなくなってきた。こを備えているためその器具が現在どのような状態

れらの無線制御方式は統一的に規格化されたものにあるのかの把握ができ、オープンシステムと接ではなく、それぞれの独自の方法で照明器具を操続し、BEMSや省エネを目的としたエネルギー管作しているため、今後どう規格化されるのか、或理システムに照明器具の状態データを提供するこいはされないのかは見守っていく必要がある。とにより、より細やかな照明制御、エネルギー管タブレット端末などのタッチパネルによるイン理が可能となる。表１に各方式の比較を示す。

ターフェースもより使いやすく分かりやすいものが開発されるであろうし、人工知能（AI）を駆

照明制御システム比較

１．規格等
２．通信速度３．通信送受４．接続台数
５．接続機器６．制御線最大長７．PCによる操作
８．オープンシステム
９．主な使用ケーブル
10．その他特徴

２線式多重伝送
国内独自
9,600bps
送りのみ
256回路
同一メーカーのみ
500ｍ
オプション
オプション
CPEV-2P
国内で普及

DMX512AANSI E1.11
250Kbps
送りのみ
１ライン32台 512ch
オープン対応400ｍ対応対応
DA202 ～ 206
主に演出・舞台用

DALI2
IEC62386
1,200bps
双方向
１マスタ64台
オープン対応300ｍ対応対応
CPEV-2P
ノイズに強い使した制御プログラムも、より良いものが開発されるであろう。
自然光を利用した時間帯別の照度と色温度を制御するシステムも開発されている。中央監視シ
ステムのオープンシステムと接続することにより、空調システムとの連動、カーテン・ロールス

配線工事に関しては、２線式多重伝送方式とさクリーン・ブラインドとの連動、監視カメラ、セほど変わらず、電源線と制御線の２系統を照明器キュリティーシステムとの連動、災害発生時にお具に接続する。２線式多重伝送方式との相違点

けるこれらシステムの総合的な制御等、建築工事

は、電源線には常時電源電圧か掛かっており、電においてはこのようなシステムの構築、利用を前源線に電源をON ／ OFFさせるスイッチが基本提とした設計が求められる時代となってきてい的に必要なく、照明器具のON ／ OFFは制御線る。の信号により行うという点である。従って、模様新築のインテリジェントビルでは、このよう替え、配置換え、テナント入退によるグループ変な様々な試みが報告されているが、「環境に優し更、パターン変更もマスターコントローラの設定く」、且つビルを利用する「人間に快適」にと変更のみで済み、配線替えのための工事が不必要いった双方のバランスが取れているかという観点となり省力化できるという特徴がある。

からするとまだ発展途上であると考えられる。

４ おわりにこの分野では各メーカーがしのぎを削って開発競争を進めているため、これから発表されるシステムがどのように進展していくか興味深く観察

以上、代表的な三つの照明制御システムについし、今後の竣工事例に注目していきたい。て述べてきたが、照明器具メーカーを含め多くの今回のこのレポートが照明制御システムに対すメーカーで照明制御システムを含めた総合エネル

る理解と、より良いシステム普及の一助となればギーマネジメントシステムの開発が行われてお幸いである。

り、ここでは紹介し切れていないものも多数ある。
ここで紹介していないシステムの中には国内メーカーにおいても双方向通信機能を持ったシス
テムと照明器具が開発されている。
現在では誰もが携帯しているスマートフォンやタブレット端末を利用し、WiFiやBluetoothでの無線による操作や、ZigBeeを使った無線による（参考文献）
１）『電設技術』No.744，（一社）日本電設工業協会，2014.11
２）『 電 気 設 備 学 会 誌 』Vol.33（2013）No.1，（ 一 社 ） 電 気 設 備 学 会，
2013.1
３）パナソニック（株）ホームページ
４）東芝ライテック（株）ホームページ
５）（株）サウンドハウスホームページ
６）ワゴジャパン（株）ホームページ

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