TOP > 国内特許検索 > 照明制御装置および照明システム

照明制御装置および照明システム

国内特許コード P08A014194
整理番号 DP1274
掲載日 2009年1月16日
出願番号 特願2007-078048
公開番号 特開2008-243389
登録番号 特許第5219016号
出願日 平成19年3月26日(2007.3.26)
公開日 平成20年10月9日(2008.10.9)
登録日 平成25年3月15日(2013.3.15)
発明者
  • 三木 光範
  • 廣安 知之
  • 池田 聡
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 照明制御装置および照明システム
発明の概要

【課題】照明機器の発光光度を照度測定装置からの目標照度に制御するために、照明機器に対する照度測定装の距離的な位置関係を、常に、より正しく判断し得る照明システムを提供する。
【解決手段】各照明機器の発光光度を、任意位置の照度測定装置からの測定照度および目標照度に基づき、少なくとも、当該照度測定装置の測定照度に影響を与える照明機器に対して、測定照度が目標照度に近づくように且つ電力計による消費電力も最適となるように制御する照明システムであって、上記測定照度に影響を与える照明機器を判断する指標として、所定の光度生成範囲内で変化されて照明機器に与えられる発光光度および照度測定装置にて測定される測定照度に基づき演算される回帰係数を用いるとともに、当該回帰係数を最小二乗法により求めるようにしたものである。
【選択図】図15

従来技術、競合技術の概要


例えば、展示場、図書館、会議場などの広い部屋(空間室)の天井には、非常に多くの照明機器が配置されており、通常、各照明機器の発光光度は一定値にされている。
しかし、展示場、図書館などにあっては、物品の展示位置または利用者の好みにより、要求される照度が異なる場合があり、従来、このような要求に応じるものとして、個々の照明機器または小範囲のエリア毎の照明機器の光度を、手動にて調節するものがあったが、その調節作業は、非常に面倒であるという欠点があった。



また、会議室などにあっては、照明機器の光度値が決められているが、経年変化などによりその光度が低下するため、やはり、定期的に照度を測定して調節する必要があり、やはり、その作業が非常に面倒であるという欠点があった。



さらに、部屋に窓があると、差し込む日光により手元の照度が大きく変化するとともに、照明機器による発光をそれ程必要としない場合には、電力が無駄に消費されるという欠点があった。



このような欠点に対処するものとして、照明機器からの発光光度による照度が目標照度に自動的に近づくように制御する照明システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。



この照明システムは、少なくとも、制御部を有する照明機器と、照明箇所に配置されてその照度を測定するとともに各照明機器の制御部にその照度および利用者が設定した目標照度を送信するようにした照度測定装置つまり照度センサとが具備されたものである。



例えば、図書館を例にして説明すると、利用者がその照度センサを持って或る場所に移動すると、その照度センサから目標照度および測定照度が制御部に送信され、この制御部にて、任意の照明機器に対する照度センサの位置関係を判断するとともに、照度センサからの目標照度に近づくように、その発光光度を制御するようにしたものである。



そして、この位置関係を判断する際に、照明機器における光度の変化量と照度センサで測定された照度の変化量との類似度を考慮して行われており、具体的には、所定の光度範囲内でランダムに変化される光度の時系列データと、照度センサにより取得された照度の時系列データとの相関係数により、互いの類似度が判断されていた。



すなわち、照度センサが複数ある場合、相関係数が1に近いほど、照明機器の光度による影響を最も受けており、言い換えれば、照明機器に近い位置に存在すると判断することにより、当該判断された照明機器について、その光度による照度が、目標照度に近づくように制御が行われるとともに、照明機器から遠いものについては、その光度を減らすように制御が行われている。

【特許文献1】特開2006-302517

産業上の利用分野


本発明は、任意の場所に適切な照度を提供し得る照明制御装置および照明システムに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の照明機器の発光光度およびこれら照明機器の影響下に位置する照度測定装置からの測定照度および当該照度測定装置に設定された目標照度並びに照明機器の消費電力に基づき、測定照度が目標照度の設定許容範囲内に入るように制御する照明制御装置であって、
予め設定された複数の光度生成範囲のうち、所定の光度生成範囲内で変化される発光光度の変化量およびそれに対応して得られる測定照度の変化量に基づき、各照明機器が照度測定装置の測定照度に与える影響度合いを判断するための回帰係数を演算する回帰係数演算手段と、
この回帰係数演算手段で求められた回帰係数および目標照度に対する測定照度の偏差に基づき、次の発光光度を生成するための上記所定の光度生成範囲を選択する光度生成範囲選択手段と、
この光度生成範囲選択手段で選択された光度生成範囲内で変化される光度値でもって発光光度を生成する光度生成手段と、
この光度生成手段にて生成された発光光度、この発光光度での発光による測定照度、回帰係数、および照明機器の消費電力に基づき、上記生成された発光光度の良否を評価するための評価値を演算する評価値演算手段と、
照度測定装置が移動したことを検知し得る移動検知手段とを具備し、
さらに上記移動検知手段を、照度測定装置により取得した測定照度が目標照度の設定許容範囲内であるか否かを判断する照度値判断部と、この照度値判断部にて目標照度の設定許容範囲から外れていると判断された場合には、その継続回数をカウントするカウント部と、このカウント部からのカウント数を入力して設定回数と比較して超える場合には移動と判断する移動判断部と、この移動判断部にて移動中であると判断された場合に、回帰係数の演算をリセットするリセット部とから構成したことを特徴とする照明制御装置。

【請求項2】
回帰係数演算手段は、
回帰係数に対する補正値を求める推定誤差共分散の逐次演算と、この補正値を用いて推定値である回帰係数の逐次演算とを有し、入力値である光度変化量を基準としたときの観測値である照度変化量の観測予測誤差を最小とする推定値である回帰係数を再帰的に推定する逐次型最小二乗法を用いるもので、
下記(1)式に基づき、或る時刻(演算ステップに相当する)(k)における入力値x(k)、前の時刻(前回の演算ステップに相当する)(k-1)における推定値の誤差共分散P(k)および観測雑音wの共分散R(k)を用いて、観測値の予測誤差共分散S(k)を演算する観測予測誤差共分散演算部と、
下記(2)式に基づき、入力値x(k)、推定誤差共分散P(k-1)および観測予測誤差共分散S(k)を用いて、補正係数W(k)を演算する補正係数演算部と、
下記(3)式に基づき、推定誤差共分散P(k-1)、補正係数W(k)、観測予測誤差共分散S(k)を用いて、或る時刻(k)における推定誤差共分散P(k)を演算する推定誤差共分散演算部と、
下記(4)式に基づき、入力値x(k)および前の時刻における推定値β(k-1)を用いて、或る時刻における観測値の予測値*y(k)を演算する観測予測値演算部と(なお、記号「*」は、以下に示す式中において、この後に続く文字にハット記号が付されていることを示す、以下同じ)、
下記(5)式に基づき、或る時刻(k)における観測値y(k)および観測予測値*y(k)を用いて、観測値の予測誤差ε(k)を演算する観測予測誤差演算部と、
下記(6)式に基づき、前の時刻における回帰係数β(k-1)、補正係数W(k)および観測予測誤差ε(k)を用いて、或る時刻における推定値*β(k)を演算する推定値演算部と
を有することを特徴とする請求項1に記載の照明制御装置。
S(k)=x(k)P(k-1)S(k)+R(k) ・・・(1)
W(k)=P(k-1)x(k)S-1(k)+R(k) ・・・(2)
P(k)=P(k-1)-W(k)S(k)W(k) ・・・(3)
【数式1】


【数式2】


【数式3】



【請求項3】
複数の照明機器と、これら各照明機器に対応して配置されて各照明機器で発光させる発光光度を制御する複数の照明制御装置と、上記各照明機器にて消費される消費電力を計測する電力計と、上記照明機器による照度を測定し得る照度測定装置と、上記各照明制御装置、電力計および照度測定装置との間で、所定データの受け渡しを行い得るデータ通信手段とを具備する照明システムであって、
上記照度測定装置は、
受光により照度値を検出し得る光センサ部と、目標照度を設定し得る目標照度設定部と、上記光センサ部にて測定された測定照度上記目標照度設定部で設定された目標照度、および当該照度測定装置の識別情報をデータ通信手段に出力するデータ出力部とから構成し、
上記照明制御装置は、
任意に変化される発光光度の変化量または所定の方法で変化される発光光度の変化量と測定照度の変化量とに基づき、各照明機器が照度測定装置の照度に与える影響度合いを判断するための回帰係数を演算する回帰係数演算手段と、
この回帰係数演算手段で求められた回帰係数および目標照度に対する測定照度の偏差に基づき、次に生成する光度範囲を選択する光度生成範囲選択手段と、
この光度生成範囲選択手段で選択された光度生成範囲内で任意に変化される光度値または所定の方法で変化される光度値でもって発光光度を生成する光度生成手段と、
この光度生成手段にて生成された発光光度、この発光光度での発光による測定照度、回帰係数、および照明機器の消費電力に基づき、当該生成された発光光度の良否を評価するための評価値を演算する評価値演算手段と、
上記照度測定装置の移動を検知し得る移動検知手段とを有し、
さらに上記移動検知手段を、照度測定装置により取得した測定照度が目標照度の設定許容範囲内であるか否かを判断する照度値判断部と、この照度値判断部にて目標照度の設定許容範囲から外れていると判断された場合には、その継続回数をカウントするカウント部と、このカウント部からのカウント数を入力して設定回数と比較して超える場合には移動と判断する移動判断部と、この移動判断部にて移動中であると判断された場合に、回帰係数の演算をリセットするリセット部とから構成したことを特徴とする照明システム。

【請求項4】
回帰係数演算手段は、
回帰係数に対する補正値を求める推定誤差共分散の逐次演算と、この補正値を用いて推定値である回帰係数の逐次演算とを有し、入力値である光度変化量を基準としたときの観測値である照度変化量の観測予測誤差を最小とする推定値である回帰係数を再帰的に推定する逐次型最小二乗法を用いるもので、
下記(1)式に基づき、或る時刻(演算ステップに相当する)(k)における入力値x(k)、前の時刻(前回の演算ステップに相当する)(k-1)における推定値の誤差共分散P(k)および観測雑音wの共分散R(k)を用いて、観測値の予測誤差共分散S(k)を演算する観測予測誤差共分散演算部と、
下記(2)式に基づき、入力値x(k)、推定誤差共分散P(k-1)および観測予測誤差共分散S(k)を用いて、補正係数W(k)を演算する補正係数演算部と、
下記(3)式に基づき、推定誤差共分散P(k-1)、補正係数W(k)、観測予測誤差共分散S(k)を用いて、或る時刻(k)における推定誤差共分散P(k)を演算する推定誤差共分散演算部と、
下記(4)式に基づき、入力値x(k)および前の時刻における推定値β(k-1)を用いて、或る時刻における観測値の予測値*y(k)を演算する観測予測値演算部と(なお、記号「*」は、以下に示す式中において、この後に続く文字にハット記号が付されていることを示す、以下同じ)、
下記(5)式に基づき、或る時刻(k)における観測値y(k)および観測予測値*y(k)を用いて、観測値の予測誤差ε(k)を演算する観測予測誤差演算部と、
下記(6)式に基づき、前の時刻における回帰係数β(k-1)、補正係数W(k)および観測予測誤差ε(k)を用いて、或る時刻における推定値*β(k)を演算する推定値演算部と
を有することを特徴とする請求項3に記載の照明システム。
S(k)=x(k)P(k-1)S(k)+R(k) ・・・(1)
W(k)=P(k-1)x(k)S-1(k)+R(k) ・・・(2)
P(k)=P(k-1)-W(k)S(k)W(k) ・・・(3)
【数式4】


【数式5】


【数式6】
産業区分
  • 電力応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2007078048thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close