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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-12
(45)【発行日】2024-12-20
(54)【発明の名称】照明制御システムおよび照明制御方法
(51)【国際特許分類】
H05B 47/11 20200101AFI20241213BHJP
H05B 47/18 20200101ALI20241213BHJP
H05B 47/19 20200101ALI20241213BHJP
H05B 47/16 20200101ALI20241213BHJP
【ＦＩ】
H05B47/11
H05B47/18
H05B47/19
H05B47/16
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021105152
(22)【出願日】2021-06-24
(65)【公開番号】P2023003838
(43)【公開日】2023-01-17
【審査請求日】2024-03-14
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ２０２０年７月２０日に「２０２０年度大会（関東）学術講演梗概集 建築デザイン発表梗概集２０２０，第５６３－５６４頁，一般社団法人日本建築学会」において公開
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000125370
【氏名又は名称】学校法人東京理科大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】鹿毛 比奈子
(72)【発明者】
【氏名】張本 和芳
(72)【発明者】
【氏名】吉澤 望
(72)【発明者】
【氏名】米倉 裕修
【審査官】塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－７５３１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－３７７４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】再公表特許第２０１８／０４２７８０（ＪＰ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ３９／００－３９／１０
Ｈ０５Ｂ ４５／００－４５／５９
Ｈ０５Ｂ ４７／００－４７／２９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
室内の照明制御システムであって、前記室内に設置される照明器具と、
窓面の輝度または当該輝度に相関する光の量を第一検出値として検出する窓面輝度センサと、
天井面の輝度または当該輝度に相関する光の量を第二検出値として検出する天井面輝度センサと、
前記室内の空間の明るさ評価を目的変数とする数式を用いて、前記第一検出値および前記第二検出値から前記室内の空間の現状の明るさを算出し、算出した現状の明るさに基づいて前記照明器具を制御する制御装置と、を備え、
前記数式は、前記窓面の輝度、前記天井面の輝度ならびに当該窓面および当該天井面の立体角を説明変数とするものであり、当該数式には、前記窓面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる窓面向き用数式と、壁面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる壁面向き用数式とがあり、
前記制御装置は、前記室内の状況に応じて前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式の何れか一方を使用し、前記室内の空間の現状の明るさを評価する、
ことを特徴とする照明制御システム。
【請求項2】
前記数式は、以下のものである、ことを特徴とする請求項１に記載の照明制御システム。【数1】
【請求項3】
前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式を以下の三つの条件に基づいて分類することで、前記係数が異なる合計で六つの数式が存在する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明制御システム。（１）窓面輝度が基準窓面輝度以上である場合
（２）窓面輝度が基準窓面輝度よりも小さく、かつ、天井面輝度に対する窓面輝度の比率が基準輝度比以上である場合
（３）窓面輝度が基準窓面輝度よりも小さく、かつ、天井面輝度に対する窓面輝度の比率が基準輝度比よりも小さい場合
【請求項4】
前記室内は、調光を制御する複数の領域に区分されており、前記制御装置は、区分された各々の領域の代表点における複数の方角の明るさを、前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式の何れか一方を用いて方角毎に算出し、明るさが最も低い方角での明るさ評価に基づいて当該領域の調光を制御する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の照明制御システム。
【請求項5】
前記窓面輝度センサおよび前記天井面輝度センサは、天井に設置されている、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の照明制御システム。
【請求項6】
前記窓面輝度センサは、床面方向の照度を検出する第一照度センサ素子と、前記第一照度センサ素子を収容するハウジングと、前記ハウジングに装着されたアタッチメントとを有し、前記アタッチメントは、前記窓面の方向から到来する光を前記第一照度センサ素子に導く光反射部を有し、
前記制御装置は、前記窓面輝度センサが検出した光の量と、前記窓面の輝度との関係を示した情報を有しており、当該情報に基づいて前記窓面の輝度を算出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の照明制御システム。
【請求項7】
前記天井面輝度センサは、床面方向の照度を検出する第二照度センサ素子と、前記第二照度センサ素子を収容するハウジングと、前記ハウジングに装着された半透明のカバーとを有し、前記カバーを透過した光が前記第二照度センサ素子に導かれ、
前記制御装置は、前記天井面輝度センサが検出した光の量と、前記天井面の輝度との関係を示した情報を有しており、当該情報に基づいて前記天井面の輝度を算出する、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の照明制御システム。
【請求項8】
室内の照明制御方法であって、前記室内には、照明器具と、窓面の輝度または当該輝度に相関する光の量を第一検出値として検出する窓面輝度センサと、天井面の輝度または当該輝度に相関する光の量を第二検出値として検出する天井面輝度センサと、が設置されており、
前記窓面輝度センサおよび天井面輝度センサを用いて、前記第一検出値および前記第二検出値を検出する検出ステップと、
前記室内の空間の明るさ評価を目的変数とする数式を用いて、前記第一検出値および前記第二検出値から前記室内の空間の現状の明るさを算出し、算出した現状の明るさに基づいて前記照明器具を制御する制御ステップと、を有し、
前記数式は、前記窓面の輝度、前記天井面の輝度ならびに当該窓面および当該天井面の立体角を説明変数とするものであり、当該数式には、前記窓面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる窓面向き用数式と、壁面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる壁面向き用数式とがあり、
前記制御ステップでは、前記室内の状況に応じて前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式の何れか一方を使用し、前記室内の空間の現状の明るさを評価する、
ことを特徴とする照明制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明制御システムおよび照明制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の照明制御手法は、空間内の一部の面（机上面）の照度が設計照度を満たしているかどうかを基準に制御するものであった。また、空間の明るさによる照明制御手法も開発が進められている（例えば、特許文献１，２参照）。
特許文献１に記載される技術は、窓面に設けられたブラインドの制御に関するものである。この技術では、窓面に正対する屋外の輝度分布を撮影し、過剰な窓面輝度にならないようブラインドの角度を制御する。さらに、屋外の輝度分布から算出した窓面輝度分布により、明るさ感や眩しさ感の指標の分布を求め、窓面輝度分布或いは前記明るさ感や眩しさ感の指標の分布が許容範囲に収まるようブラインドを制御する。
特許文献２に記載される技術は、空間の昼光導入量と、目標とする明るさ感(NSB値)から制御パターンを作成する手法である。例えば特許文献２には、昼光を導入可能な窓面を有する空間において、昼光導入量に応じ、かつ明るさ感を表すNSB値を満たす照明制御パターンの作成方法が示されている。
特許文献１に記載される技術は、窓面に設けられたブラインドの制御に関するものである。この技術では、窓面に正対する屋外の輝度分布を撮影し、過剰な窓面輝度にならないようブラインドの角度を制御する。さらに、屋外の輝度分布から算出した窓面輝度分布により、明るさ感や眩しさ感の指標の分布を求め、窓面輝度分布或いは前記明るさ感や眩しさ感の指標の分布が許容範囲に収まるようブラインドを制御する。
特許文献２に記載される技術は、空間の昼光導入量と、目標とする明るさ感(NSB値)から制御パターンを作成する手法である。例えば特許文献２には、昼光を導入可能な窓面を有する空間において、昼光導入量に応じ、かつ明るさ感を表すNSB値を満たす照明制御パターンの作成方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－０２３４２８号公報
【文献】特開２０１８－１８１６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の照明制御においては、在室者（特に執務者）が目にする全体の光の量が考慮されていなかった。その為、在室者が目にする空間の光環境は、時に暗すぎたり、あるいは明るすぎるという課題が生じていた。
例えば、特許文献１の技術においては、窓面に対し正対する向きのみを撮影し制御対象としているため、他の方向を考慮していないという問題点がある。また、輝度カメラを必要とするため、輝度カメラの設置および得られたデータの処理に必要な高度なシステムおよびコストがかかるという問題点が想起される。
また、特許文献２の技術においては、在室者の視線方向の先にある対象物の違いに応じて在室者が感じる明るさが異なることを考慮していない。
このような観点から、本発明は、在室者が感じる明るさを考慮した照明の制御を行うことができる照明制御システムおよび照明制御方法を提供する。
例えば、特許文献１の技術においては、窓面に対し正対する向きのみを撮影し制御対象としているため、他の方向を考慮していないという問題点がある。また、輝度カメラを必要とするため、輝度カメラの設置および得られたデータの処理に必要な高度なシステムおよびコストがかかるという問題点が想起される。
また、特許文献２の技術においては、在室者の視線方向の先にある対象物の違いに応じて在室者が感じる明るさが異なることを考慮していない。
このような観点から、本発明は、在室者が感じる明るさを考慮した照明の制御を行うことができる照明制御システムおよび照明制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る照明制御システムは、室内の照明制御システムである。この照明制御システムは、前記室内に設置される照明器具と、窓面の輝度または当該輝度に相関する光の量を第一検出値として検出する窓面輝度センサと、天井面の輝度または当該輝度に相関する光の量を第二検出値として検出する天井面輝度センサと、制御装置とを備える。
前記制御装置は、前記室内の空間の明るさ評価を目的変数とする数式を用いて、前記第一検出値および前記第二検出値から前記室内の空間の現状の明るさを算出し、算出した現状の明るさに基づいて前記照明器具を制御する。
前記数式は、前記窓面の輝度、前記天井面の輝度ならびに当該窓面および当該天井面の立体角を説明変数とするものであり、当該数式には、前記窓面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる窓面向き用数式と、壁面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる壁面向き用数式とがある。
前記制御装置は、前記室内の状況に応じて前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式の何れか一方を使用し、前記室内の空間の現状の明るさを評価する。
前記制御装置は、前記室内の空間の明るさ評価を目的変数とする数式を用いて、前記第一検出値および前記第二検出値から前記室内の空間の現状の明るさを算出し、算出した現状の明るさに基づいて前記照明器具を制御する。
前記数式は、前記窓面の輝度、前記天井面の輝度ならびに当該窓面および当該天井面の立体角を説明変数とするものであり、当該数式には、前記窓面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる窓面向き用数式と、壁面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる壁面向き用数式とがある。
前記制御装置は、前記室内の状況に応じて前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式の何れか一方を使用し、前記室内の空間の現状の明るさを評価する。
【0006】
前記数式は、例えば以下に示すものである。
本発明に係る照明制御システムによれば、在室者が感じる明るさを考慮して室内の空間の評価を行うことができるので、在室者にとって暗すぎず／明るすぎない丁度よい光環境を提供することができる。つまり、在室者の視線方向に応じたきめ細やかな照明制御が可能になる。
【数1】
【0007】
前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式を以下の三つの条件に基づいて分類することで、前記係数が異なる合計で六つの数式が存在するようにしてもよい。
（１）窓面輝度が基準窓面輝度以上である場合
（２）窓面輝度が基準窓面輝度よりも小さく、かつ、天井面輝度に対する窓面輝度の比率が基準輝度比以上である場合
（３）窓面輝度が基準窓面輝度よりも小さく、かつ、天井面輝度に対する窓面輝度の比率が基準輝度比よりも小さい場合
このようにすると、在室者が感じる明るさをより詳細に評価することが可能であるので、在室者にとってより好適な光環境を提供することができる。
（１）窓面輝度が基準窓面輝度以上である場合
（２）窓面輝度が基準窓面輝度よりも小さく、かつ、天井面輝度に対する窓面輝度の比率が基準輝度比以上である場合
（３）窓面輝度が基準窓面輝度よりも小さく、かつ、天井面輝度に対する窓面輝度の比率が基準輝度比よりも小さい場合
このようにすると、在室者が感じる明るさをより詳細に評価することが可能であるので、在室者にとってより好適な光環境を提供することができる。
【0008】
前記室内が調光を制御する複数の領域に区分されている場合、前記制御装置は、区分された各々の領域の代表点における複数の方角の明るさを、前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式の何れか一方を用いて方角毎に算出し、明るさが最も低い方角での明るさ評価に基づいて当該領域の調光を制御するようにしてもよい。
このようにすると、室内に複数の在室者がおり、各々の在室者が異なる方向を向いている場合であっても、多くの在室者にとって暗すぎない光環境を提供することができる。
このようにすると、室内に複数の在室者がおり、各々の在室者が異なる方向を向いている場合であっても、多くの在室者にとって暗すぎない光環境を提供することができる。
【0009】
前記窓面輝度センサおよび前記天井面輝度センサは、天井に設置されているものであってもよい。
前記窓面輝度センサは、床面方向の照度を検出する第一照度センサ素子と、前記第一照度センサ素子を収容するハウジングと、前記ハウジングに装着されたアタッチメントとを有する。前記アタッチメントは、前記窓面の方向から到来する光を前記第一照度センサ素子に導く光反射部を有する。前記制御装置は、前記窓面輝度センサが検出した光の量と、前記窓面の輝度との関係を示した情報を有しており、当該情報に基づいて前記窓面の輝度を算出する。
前記天井面輝度センサは、床面方向の照度を検出する第二照度センサ素子と、前記第二照度センサ素子を収容するハウジングと、前記ハウジングに装着された半透明のカバーとを有する。前記カバーを透過した光が前記第二照度センサ素子に導かれる。前記制御装置は、前記天井面輝度センサが検出した光の量と、前記天井面の輝度との関係を示した情報を有しており、当該情報に基づいて前記天井面の輝度を算出する。
前記窓面輝度センサは、床面方向の照度を検出する第一照度センサ素子と、前記第一照度センサ素子を収容するハウジングと、前記ハウジングに装着されたアタッチメントとを有する。前記アタッチメントは、前記窓面の方向から到来する光を前記第一照度センサ素子に導く光反射部を有する。前記制御装置は、前記窓面輝度センサが検出した光の量と、前記窓面の輝度との関係を示した情報を有しており、当該情報に基づいて前記窓面の輝度を算出する。
前記天井面輝度センサは、床面方向の照度を検出する第二照度センサ素子と、前記第二照度センサ素子を収容するハウジングと、前記ハウジングに装着された半透明のカバーとを有する。前記カバーを透過した光が前記第二照度センサ素子に導かれる。前記制御装置は、前記天井面輝度センサが検出した光の量と、前記天井面の輝度との関係を示した情報を有しており、当該情報に基づいて前記天井面の輝度を算出する。
【0010】
本発明に係る照明制御方法は、室内の照明制御方法である。前記室内には、照明器具と、窓面の輝度または当該輝度に相関する光の量を第一検出値として検出する窓面輝度センサと、天井面の輝度または当該輝度に相関する光の量を第二検出値として検出する天井面輝度センサと、が設置されている。
この照明制御方法は、前記窓面輝度センサおよび天井面輝度センサを用いて、前記第一検出値および前記第二検出値を検出する検出ステップと、前記室内の空間の明るさ評価を目的変数とする数式を用いて、前記第一検出値および前記第二検出値から前記室内の空間の現状の明るさを算出し、算出した現状の明るさに基づいて前記照明器具を制御する制御ステップとを有する。
前記数式は、前記窓面の輝度、前記天井面の輝度ならびに当該窓面および当該天井面の立体角を説明変数とするものであり、当該数式には、前記窓面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる窓面向き用数式と、壁面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる壁面向き用数式とがある。
前記制御ステップでは、前記室内の状況に応じて前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式の何れか一方を使用し、前記室内の空間の現状の明るさを評価する。
本発明に係る照明制御方法によれば、在室者が感じる明るさを考慮して室内の空間の評価を行うことができるので、在室者にとって暗すぎず／明るすぎない丁度よい光環境を提供することができる。つまり、在室者の視線方向に応じたきめ細やかな照明制御が可能になる。
この照明制御方法は、前記窓面輝度センサおよび天井面輝度センサを用いて、前記第一検出値および前記第二検出値を検出する検出ステップと、前記室内の空間の明るさ評価を目的変数とする数式を用いて、前記第一検出値および前記第二検出値から前記室内の空間の現状の明るさを算出し、算出した現状の明るさに基づいて前記照明器具を制御する制御ステップとを有する。
前記数式は、前記窓面の輝度、前記天井面の輝度ならびに当該窓面および当該天井面の立体角を説明変数とするものであり、当該数式には、前記窓面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる窓面向き用数式と、壁面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が含まれる壁面向き用数式とがある。
前記制御ステップでは、前記室内の状況に応じて前記窓面向き用数式および前記壁面向き用数式の何れか一方を使用し、前記室内の空間の現状の明るさを評価する。
本発明に係る照明制御方法によれば、在室者が感じる明るさを考慮して室内の空間の評価を行うことができるので、在室者にとって暗すぎず／明るすぎない丁度よい光環境を提供することができる。つまり、在室者の視線方向に応じたきめ細やかな照明制御が可能になる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、在室者が感じる明るさを考慮した照明の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態に係る照明制御システムの全体構成図である。
【図2】窓面輝度センサの外観図である。
【図3】天井面輝度センサの外観図である。
【図4】窓面輝度センサにおけるアタッチメントを説明するための図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。
【図5】窓面輝度センサにおけるアタッチメントの機能を説明するための図である。
【図6】本発明の実施形態に係る照明制御に使用する明るさ概算式を説明するための図である。
【図7】在室者の視野を説明するためのイメージ図であり、（ａ）は在室者が窓面を向いている場合を示し、（ｂ）は在室者が壁面を向いている場合を示している。
【図8】本発明の実施形態に係る照明制御方法のフローチャートの例示である。
【図9】制御対象となる室のイメージ図である。
【図10】他の照明制御方法のフローチャートの例示であり、（ａ）～（ｆ）は第１～第６の調光区分に対応している。
【図11】空間の明るさの感覚値（ＢＲ値）に用いる数式を検証するために行った実験の内容を説明するための図であり、（ａ）は実験空間の概要を示す表であり、（ｂ）は実験空間の概略図面である。
【図12】予測式の決定係数の変化を説明するための図であり、（ａ）は窓面平均輝度による決定係数の変化を示し、（ｂ）は輝度比による決定係数の変化を示す。
【図13】窓面向きの空間の明るさの評価値・予測値のプロットであり、（ａ）は窓面輝度1500cd/m2以上の場合であり、（ｂ）は窓面輝度1500cd/m2未満かつ輝度比0.7以上の場合であり、（ｃ）は輝度比0.7未満の場合である。
【図14】窓面向きの空間における各変数の係数の推定値とｐ値との関係を説明するための図であり、（ａ）は窓面輝度1500cd/m2以上の場合であり、（ｂ）は窓面輝度1500cd/m2未満かつ輝度比0.7以上の場合であり、（ｃ）は輝度比0.7未満の場合である。
【図15】壁面向きの空間の明るさの評価値・予測値のプロットであり、（ａ）は窓面輝度1500cd/m2以上の場合であり、（ｂ）は窓面輝度1500cd/m2未満かつ輝度比0.7以上の場合であり、（ｃ）は輝度比0.7未満の場合である。
【図16】壁面向きの空間における各変数の係数の推定値とｐ値との関係を説明するための図であり、（ａ）は窓面輝度1500cd/m2以上の場合であり、（ｂ）は窓面輝度1500cd/m2未満かつ輝度比0.7以上の場合であり、（ｃ）は輝度比0.7未満の場合である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
＜実施形態に係る照明制御システムの構成について＞
図１を参照して、実施形態に係る照明制御システム１について説明する。図１は、照明制御システム１の全体構成図である。
照明制御システム１は、室内の照明を制御するシステムである。照明制御システム１では、室内において人が感じる明るさを考慮した制御を行うことで、暗すぎず／明るすぎない丁度よい光環境を提供する。なお、「人が感じる明るさ」は、「照度」ではなく「輝度」によって表され、丁度よい空間の明るさを保つためにはアンビエント照明の適切な制御が必要であることが一般的に知られている。
＜実施形態に係る照明制御システムの構成について＞
図１を参照して、実施形態に係る照明制御システム１について説明する。図１は、照明制御システム１の全体構成図である。
照明制御システム１は、室内の照明を制御するシステムである。照明制御システム１では、室内において人が感じる明るさを考慮した制御を行うことで、暗すぎず／明るすぎない丁度よい光環境を提供する。なお、「人が感じる明るさ」は、「照度」ではなく「輝度」によって表され、丁度よい空間の明るさを保つためにはアンビエント照明の適切な制御が必要であることが一般的に知られている。
【0014】
照明制御システム１における室の用途や形状は特に限定されず、様々な室の照明制御に照明制御システム１を適用できる。室は、例えばビルや家屋などの建築物（建築物の一部である部屋も含む）であってよい。本実施形態では、室の形状として下面を床、上面を天井、側面を複数の壁で覆われた空間を想定する。また、室の用途として執務を想定する。その為、室に在室する在室者は、デスクワークを行う執務者であり、室内において執務者が業務を行う座席の位置や座った状態での執務者の視線方向は予め決まっているものとする。図１に示すように、室の壁には窓が形成されており、自然光が窓から室内に入射する。窓が形成された壁面を「窓面」と称する。
【0015】
照明制御システム１は、照明器具２と、窓面輝度センサ３と、天井面輝度センサ４と、制御装置５とを備える。照明器具２、窓面輝度センサ３および天井面輝度センサ４は室内に設置され、制御装置５の設置場所は特に限定されない。本実施形態では、照明器具２、窓面輝度センサ３および天井面輝度センサ４が天井に設置され、制御装置５は室外（例えば、ビルの制御室）に設置される。
照明器具２は、光で室内を照らす器具であり、例えばアンビエント照明である。室内に設置される照明器具２の数に限定はなく、単数または複数であってよい。照明器具２は、調光が可能であり、照射する光の量を段階的に変更できる。照明器具２は、制御装置５から制御信号を受信し、例えば調光率によって照射する光の量を調整する。
照明器具２は、光で室内を照らす器具であり、例えばアンビエント照明である。室内に設置される照明器具２の数に限定はなく、単数または複数であってよい。照明器具２は、調光が可能であり、照射する光の量を段階的に変更できる。照明器具２は、制御装置５から制御信号を受信し、例えば調光率によって照射する光の量を調整する。
【0016】
窓面輝度センサ３は、窓面の輝度を検出するセンサ（検出手段）である。窓面輝度センサ３は、窓面の輝度を検出できる場所に設置される。窓面輝度センサ３が窓面の輝度を検出する方法に限定はない。窓面輝度センサ３は、窓面の輝度に相関する光の量を検出し、検出した光の量により窓面の輝度を算出してもよい。輝度の算出を行う場所は限定されず、例えば制御装置５が輝度の算出を行ってよい。窓面輝度センサ３は、検出した検出値（「第一検出値」と称する）を制御装置５に送信する。
図２に示すように、本実施形態では、窓面輝度センサ３を照度センサで代用することを想定し、照度センサによって検出した検出値に基づいて窓面の輝度を算出する。図２は、窓面輝度センサ３の外観図である。詳細は後記するが、天井面輝度センサ４も同様であり、天井面輝度センサ４を照度センサで代用することを想定する（図３参照）。図３は、天井面輝度センサ４の外観図である。つまり、本実施形態では、天井に一般的に設置される照度センサに対して検出対象ごとに工夫した付属品を取り付けることで、窓面および天井面の輝度を算出できるようにしている。
図２に示すように、本実施形態では、窓面輝度センサ３を照度センサで代用することを想定し、照度センサによって検出した検出値に基づいて窓面の輝度を算出する。図２は、窓面輝度センサ３の外観図である。詳細は後記するが、天井面輝度センサ４も同様であり、天井面輝度センサ４を照度センサで代用することを想定する（図３参照）。図３は、天井面輝度センサ４の外観図である。つまり、本実施形態では、天井に一般的に設置される照度センサに対して検出対象ごとに工夫した付属品を取り付けることで、窓面および天井面の輝度を算出できるようにしている。
【0017】
図２を参照して、窓面輝度センサ３の構成を説明する。窓面輝度センサ３は、センサ本体３１と、アタッチメント３２とを備える。センサ本体３１は、アタッチメント３２を取り付けずに単体で使用する場合には、床面方向の照度を検出することが可能である。
センサ本体３１は、円盤状のハウジング３１ａと、受光部３１ｃ（第一照度センサ素子）とを有する。ハウジング３１ａの床側の面には、ハウジング３１ａ内に光を取り込む凹部３１ｂが形成されており、受光部３１ｃは、凹部３１ｂ内に配置されている。受光部３１ｃは、受けた光を電気信号に変換する電子部品である。受光部３１ｃには、凹部３１ｂに取り込まれた光が到達する。
アタッチメント３２は、受光部３１ｃが受け取る光の方向を窓側に変更する部品であり、凹部３１ｂに嵌め込むようにして設置される。
センサ本体３１は、円盤状のハウジング３１ａと、受光部３１ｃ（第一照度センサ素子）とを有する。ハウジング３１ａの床側の面には、ハウジング３１ａ内に光を取り込む凹部３１ｂが形成されており、受光部３１ｃは、凹部３１ｂ内に配置されている。受光部３１ｃは、受けた光を電気信号に変換する電子部品である。受光部３１ｃには、凹部３１ｂに取り込まれた光が到達する。
アタッチメント３２は、受光部３１ｃが受け取る光の方向を窓側に変更する部品であり、凹部３１ｂに嵌め込むようにして設置される。
【0018】
図４を参照してアタッチメント３２の構成を説明する。図４はアタッチメント３２を説明するための図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。ここで、アタッチメント３２の説明における「上下」、「前後」、「左右」は、図４の矢印に従う。なお、当該方向は、説明の便宜上定めるものであり、本発明を限定するものではない。
アタッチメント３２は、光が通過する貫通孔３２ａを有する。貫通孔３２ａの一方の開口部３２ａａは正面に形成されており、他方の開口部３２ａｂは上部に形成されている。正面の開口部３２ａａは、光を取り込む入口の役割を担い、上部の開口部３２ａｂは、光を放出する出口の役割を担う。貫通孔３２ａには、光反射部３２ｍが設置されている。光反射部３２ｍは、例えば鏡であり、図５に示すように、正面の開口部３２ａａから入ってきた光を上方に反射するように設置されている。図５は、アタッチメント３２の機能を説明するための図である。光反射部３２ｍによって反射された光は、上部の開口部３２ａｂを介して受光部３１ｃに到達する。アタッチメント３２は、入口となる開口部３２ａａが窓面を向くように設置される。これにより、光反射部３２ｍは、窓面の方向から到来する光を受光部３１ｃに導く役割を担う。
アタッチメント３２は、光が通過する貫通孔３２ａを有する。貫通孔３２ａの一方の開口部３２ａａは正面に形成されており、他方の開口部３２ａｂは上部に形成されている。正面の開口部３２ａａは、光を取り込む入口の役割を担い、上部の開口部３２ａｂは、光を放出する出口の役割を担う。貫通孔３２ａには、光反射部３２ｍが設置されている。光反射部３２ｍは、例えば鏡であり、図５に示すように、正面の開口部３２ａａから入ってきた光を上方に反射するように設置されている。図５は、アタッチメント３２の機能を説明するための図である。光反射部３２ｍによって反射された光は、上部の開口部３２ａｂを介して受光部３１ｃに到達する。アタッチメント３２は、入口となる開口部３２ａａが窓面を向くように設置される。これにより、光反射部３２ｍは、窓面の方向から到来する光を受光部３１ｃに導く役割を担う。
【0019】
図３を参照して、天井面輝度センサ４の構成を説明する。天井面輝度センサ４は、天井面の輝度を検出するセンサ（検出手段）である。天井面輝度センサ４は、天井面の輝度を検出できる場所に設置される。天井面輝度センサ４が天井面の輝度を検出する方法に限定はない。天井面輝度センサ４は、天井面の輝度に相関する光の量を検出し、検出した光の量により天井面の輝度を算出してもよい。輝度の算出を行う場所は限定されず、例えば制御装置５が輝度の算出を行ってよい。天井面輝度センサ４は、検出した検出値（「第二検出値」と称する）を制御装置５に送信する。前述した通り、本実施形態では、天井面輝度センサ４を照度センサで代用することを想定し、照度センサによって検出した検出値に基づいて天井面の輝度を算出する。
【0020】
図３に示すように、天井面輝度センサ４は、センサ本体４１と、カバー４２とを備える。センサ本体４１は、窓面輝度センサ３のセンサ本体３１と同じものであり、カバー４２を取り付けずに単体で使用する場合には、床面方向の照度を検出することが可能である。窓面輝度センサ３と天井面輝度センサ４とでは、付属品であるカバー４２が異なる。
センサ本体４１は、円盤状のハウジング４１ａと、図示しない受光部（第二照度センサ素子）とを有する。ハウジング４１ａの床側の面には、ハウジング４１ａ内に光を取り込む凹部４１ｂが形成されており、受光部は、凹部４１ｂ内に配置されている。受光部は、受けた光を電気信号に変換する電子部品である。受光部には、凹部４１ｂによって取り込まれた光が到達する。
カバー４２は、天井面の輝度を算出しやすいように受光部が受け取る光をならすための部品である。本実施形態におけるカバー４２は、板状（またはシート状）を呈しており、凹部４１ｂを覆う（閉塞する）ように設置される。カバー４２は、例えば白色半透明であり、通過する光を拡散させる。カバー４２を通過する光は、拡散されることによりならされ、天井面の輝度を算出するのに適した光となる。
センサ本体４１は、円盤状のハウジング４１ａと、図示しない受光部（第二照度センサ素子）とを有する。ハウジング４１ａの床側の面には、ハウジング４１ａ内に光を取り込む凹部４１ｂが形成されており、受光部は、凹部４１ｂ内に配置されている。受光部は、受けた光を電気信号に変換する電子部品である。受光部には、凹部４１ｂによって取り込まれた光が到達する。
カバー４２は、天井面の輝度を算出しやすいように受光部が受け取る光をならすための部品である。本実施形態におけるカバー４２は、板状（またはシート状）を呈しており、凹部４１ｂを覆う（閉塞する）ように設置される。カバー４２は、例えば白色半透明であり、通過する光を拡散させる。カバー４２を通過する光は、拡散されることによりならされ、天井面の輝度を算出するのに適した光となる。
【0021】
図１に示す制御装置５は、照明器具２を制御して室内の快適な光環境を実現する装置である。制御装置５は、例えば大型の商業ビルや病院・工場などに設置されるサーバである。制御装置５は、複数の装置（例えば、エリアコントローラとフロアコントローラなど）で構成されていてもよい。
制御装置５は、記憶部と制御部とを備える。記憶部は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成される。記憶部には、照明の制御に必要な情報が格納されている。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。制御部がプログラム実行処理により実現する場合、制御装置５は、照明制御を実現するために必要なプログラム（照明制御プログラム）を有する。制御部は、記憶部に代えてまたは記憶部に加えて、例えばネットワークを介して照明の制御に必要な情報を取得してもよい。
制御装置５は、照明器具２、窓面輝度センサ３および天井面輝度センサ４と、データを送受信可能に接続されている。接続形態は、有線、無線の何れであってもよい。
制御装置５は、記憶部と制御部とを備える。記憶部は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成される。記憶部には、照明の制御に必要な情報が格納されている。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。制御部がプログラム実行処理により実現する場合、制御装置５は、照明制御を実現するために必要なプログラム（照明制御プログラム）を有する。制御部は、記憶部に代えてまたは記憶部に加えて、例えばネットワークを介して照明の制御に必要な情報を取得してもよい。
制御装置５は、照明器具２、窓面輝度センサ３および天井面輝度センサ４と、データを送受信可能に接続されている。接続形態は、有線、無線の何れであってもよい。
【0022】
制御装置５は、窓面輝度センサ３が検出した検出値（第一検出値）を取得する。窓面輝度センサ３の検出値は、窓面の輝度、窓面の輝度に相関する光の量などであってよい。また、制御装置５は、天井面輝度センサ４が検出した検出値（第二検出値）を取得する。天井面輝度センサ４の検出値は、天井面の輝度、天井面の輝度に相関する光の量などであってよい。
制御装置５は、窓面輝度センサ３の検出値および天井面輝度センサ４の検出値に基づいて照明器具２を制御する。制御装置５は、在室者が感じる明るさに応じた制御を行い、特に在室者の視線方向の明るさ（つまり、在室者の視野に入る光の量（輝度））に応じた制御を行う。制御装置５は、例えば制御対象となるエリアごとに代表者（仮想の在室者でもかまわない）を設定し、当該代表者の視線方向の明るさに応じた制御を行う。また、制御装置５は、異なる方角を向く複数の代表者を設定し、複数の代表者の各々の視線方向の明るさに基づいた制御（例えば、感じる明るさが最も低い代表者に応じた制御）を行ってもよい。詳細は後述する。制御装置５は、照明の制御に関する制御信号（例えば調光率）を照明器具２に送信する。
なお、制御装置５は、窓面輝度センサ３の検出値および天井面輝度センサ４の検出値に対してキャリブレーション（較正）を行うのがよい。制御装置５は、キャリブレーション（較正）に必要な情報を、例えば記憶部に格納している。
制御装置５は、窓面輝度センサ３の検出値および天井面輝度センサ４の検出値に基づいて照明器具２を制御する。制御装置５は、在室者が感じる明るさに応じた制御を行い、特に在室者の視線方向の明るさ（つまり、在室者の視野に入る光の量（輝度））に応じた制御を行う。制御装置５は、例えば制御対象となるエリアごとに代表者（仮想の在室者でもかまわない）を設定し、当該代表者の視線方向の明るさに応じた制御を行う。また、制御装置５は、異なる方角を向く複数の代表者を設定し、複数の代表者の各々の視線方向の明るさに基づいた制御（例えば、感じる明るさが最も低い代表者に応じた制御）を行ってもよい。詳細は後述する。制御装置５は、照明の制御に関する制御信号（例えば調光率）を照明器具２に送信する。
なお、制御装置５は、窓面輝度センサ３の検出値および天井面輝度センサ４の検出値に対してキャリブレーション（較正）を行うのがよい。制御装置５は、キャリブレーション（較正）に必要な情報を、例えば記憶部に格納している。
【0023】
（照明制御の原理について）
図６および図７を参照して、本実施形態に係る照明制御の原理について説明する。図６は、本実施形態に係る照明制御に使用する明るさ概算式を説明するための図である。図７は、在室者の視野を説明するためのイメージ図であり、（ａ）は在室者が窓面を向いている場合を示し、（ｂ）は在室者が壁面を向いている場合を示している。
人の明るさの感覚は、視野に入る光の量（輝度）の影響を受けることが知られている。また、室内で人が感じる明るさにおいて、影響を受けやすいのは「窓面」と「天井面」の明るさであるということが実験から分かってきた。本実施形態では、室内の空間の明るさ評価（感覚値）を目的変数とし、窓面の輝度、天井面の輝度ならびに当該窓面および当該天井面の立体角を説明変数とする以下の式（Ａ）を用いて、現状の室内の空間の明るさを算出する。
図６および図７を参照して、本実施形態に係る照明制御の原理について説明する。図６は、本実施形態に係る照明制御に使用する明るさ概算式を説明するための図である。図７は、在室者の視野を説明するためのイメージ図であり、（ａ）は在室者が窓面を向いている場合を示し、（ｂ）は在室者が壁面を向いている場合を示している。
人の明るさの感覚は、視野に入る光の量（輝度）の影響を受けることが知られている。また、室内で人が感じる明るさにおいて、影響を受けやすいのは「窓面」と「天井面」の明るさであるということが実験から分かってきた。本実施形態では、室内の空間の明るさ評価（感覚値）を目的変数とし、窓面の輝度、天井面の輝度ならびに当該窓面および当該天井面の立体角を説明変数とする以下の式（Ａ）を用いて、現状の室内の空間の明るさを算出する。
【0024】
【数2】
【0025】
上記式（Ａ）において、「BR」は「空間の明るさの感覚値」あり、「a,b」は係数（定数）であり、「L」は輝度であり、「ω」は立体角である。また、下付き文字で使用される「w」は窓面であることを示し、「c」は天井面であることを示している。
上記式（Ａ）における説明変数の具体例を図６に示す。図６では在室者として、座席に座って執務を行う執務者を想定している。そのため、在室者の視点の高さは、執務者が座った状態での一般的な目線の高さ（例えば、床から「1.2m」）である。
上記式（Ａ）における説明変数の具体例を図６に示す。図６では在室者として、座席に座って執務を行う執務者を想定している。そのため、在室者の視点の高さは、執務者が座った状態での一般的な目線の高さ（例えば、床から「1.2m」）である。
【0026】
発明者は、上記式（Ａ）を用いた空間の明るさの感覚値（ＢＲ値）の算出において、在室者の視線方向の違いによって、係数「a,b」として異なる値を用いることが有効であることを見出した。特に、一般的な室の構成や座席の配置を考慮した場合、在室者が窓面を向いているか壁面を向いているかのどちらかの場合が多いことに着目し、「在室者が窓面に正対した状態（図７（ａ）参照）」と「在室者が壁面に正対した状態（例えば、窓面に対して９０°の横向きの状態）（図７（ｂ）参照）」とに分けて異なる係数「a,b」を用いることが有効であることを見出した。
図７（ａ）に示す窓面を向いている場合に用いる数式（Ａ）を特に「窓面向き用数式（Ｂ）」と呼ぶ。窓面向き用数式（Ｂ）では窓面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が使用される。一方、図７（ｂ）に示す壁面を向いている場合に用いる数式（Ａ）を特に「壁面向き用数式（Ｃ）」と呼ぶ。窓面輝度が基準窓面輝度より大きい場合、窓面向き用数式（Ｂ）で使用される係数は、壁面向き用数式（Ｃ）に比べ小さい傾向にある。
図７（ａ）に示す窓面を向いている場合に用いる数式（Ａ）を特に「窓面向き用数式（Ｂ）」と呼ぶ。窓面向き用数式（Ｂ）では窓面を向いた在室者が感じる明るさを考慮した係数が使用される。一方、図７（ｂ）に示す壁面を向いている場合に用いる数式（Ａ）を特に「壁面向き用数式（Ｃ）」と呼ぶ。窓面輝度が基準窓面輝度より大きい場合、窓面向き用数式（Ｂ）で使用される係数は、壁面向き用数式（Ｃ）に比べ小さい傾向にある。
【0027】
また、発明者は、「窓面輝度Lw」および「天井面輝度Lcに対する窓面輝度Lwの比率（単に「輝度比」と呼ぶ場合がある）」によって、上記式（Ａ）の係数「a,b」として異なる値を用いることが有効であることを見出した。本実施形態では、以下の三つの条件に基づいて分類し、分類ごとで係数「a,b」が異なる値を用いることにする。
（１）窓面輝度Lwが基準窓面輝度Lw_standard以上である場合。
（２）窓面輝度Lwが基準窓面輝度Lw_standardよりも小さく、かつ、天井面輝度Lcに対する窓面輝度Lwの比率が基準輝度比Lw/c_standard以上である場合。
（３）窓面輝度Lwが基準窓面輝度Lw_standardよりも小さく、かつ、天井面輝度Lcに対する窓面輝度Lwの比率が基準輝度比Lw/c_standardよりも小さい場合。
（１）窓面輝度Lwが基準窓面輝度Lw_standard以上である場合。
（２）窓面輝度Lwが基準窓面輝度Lw_standardよりも小さく、かつ、天井面輝度Lcに対する窓面輝度Lwの比率が基準輝度比Lw/c_standard以上である場合。
（３）窓面輝度Lwが基準窓面輝度Lw_standardよりも小さく、かつ、天井面輝度Lcに対する窓面輝度Lwの比率が基準輝度比Lw/c_standardよりも小さい場合。
【0028】
さらに、「在室者の視線方向の違い」による分類、ならびに、「窓面輝度」および「天井面輝度に対する窓面輝度の比率（輝度比）」による分類とを組み合わせることによって、在室者が感じる明るさに基づいたより詳細な制御を行える。上記した二つの分類の組合せによって、以下に示す係数が異なる合計で六つの数式（式（１）～式（６））ができあがる。
【0029】
（窓面に正対した状態のＢＲ値算出式）
・窓面輝度Lw≧Lw_standardの場合は、式（１）を用いる。
BR＝Aw_win_1・log10(Lw・ωw)＋Ac_win_1・log10(Lc・ωc)＋B_win_1 ・・式（１）
・窓面輝度Lw<Lw_standard、およびLw/Lc≧Lw/c_standard以上の場合は、式（２）を用いる。
BR＝Aw_win_2・log10(Lw・ωw)＋Ac_win_2・log10(Lc・ωc)＋B_win_2 ・・式（２）
・窓面輝度Lw<Lw_standard、およびLw/Lc＜Lw/c_standardの場合は、式（３）を用いる。
BR＝Aw_win_3・log10(Lw・ωw)＋Ac_win_3・log10(Lc・ωc)＋B_win_3 ・・式（３）
ここで、「BR：明るさ予測値」、「Aw：窓面係数」、「Ac：天井面係数」、「B:係数」、「Lw：窓面輝度」、「Lc：天井面輝度」、「ω：立体角」、「Lw_standard：基準窓面輝度」、「Lw/c_standard：基準輝度比」である。また、添え字の意味は「ｗ：窓面」、「ｃ：天井面」、「_win：窓向き」、「_1：条件1」、「_2：条件2」、「_3：条件3」である。
・窓面輝度Lw≧Lw_standardの場合は、式（１）を用いる。
BR＝Aw_win_1・log10(Lw・ωw)＋Ac_win_1・log10(Lc・ωc)＋B_win_1 ・・式（１）
・窓面輝度Lw<Lw_standard、およびLw/Lc≧Lw/c_standard以上の場合は、式（２）を用いる。
BR＝Aw_win_2・log10(Lw・ωw)＋Ac_win_2・log10(Lc・ωc)＋B_win_2 ・・式（２）
・窓面輝度Lw<Lw_standard、およびLw/Lc＜Lw/c_standardの場合は、式（３）を用いる。
BR＝Aw_win_3・log10(Lw・ωw)＋Ac_win_3・log10(Lc・ωc)＋B_win_3 ・・式（３）
ここで、「BR：明るさ予測値」、「Aw：窓面係数」、「Ac：天井面係数」、「B:係数」、「Lw：窓面輝度」、「Lc：天井面輝度」、「ω：立体角」、「Lw_standard：基準窓面輝度」、「Lw/c_standard：基準輝度比」である。また、添え字の意味は「ｗ：窓面」、「ｃ：天井面」、「_win：窓向き」、「_1：条件1」、「_2：条件2」、「_3：条件3」である。
【0030】
（壁面に正対した状態（例えば窓面に対して９０°の横向きの状態）のＢＲ値算出式）
・窓面輝度Lw≧Lw_standardの場合は、式（４）を用いる。
BR＝Aw_wall_1・log10(Lw・ωw)＋Ac_wall_1・log10(Lc・ωc)＋B_wall_1 ・・式（４）
・窓面輝度Lw<Lw_standard、およびLw/Lc≧Lw/c_standard以上の場合は、式（５）を用いる。
BR＝Aw_wall_2・log10(Lw・ωw)＋Ac_wall_2・log10(Lc・ωc)＋B_wall_2 ・・式（５）
・窓面輝度Lw<Lw_standard、およびLw/Lc＜Lw/c_standardの場合は、式（６）を用いる。
BR＝Aw_wall_3・log10(Lw・ωw)＋Ac_wall_3・log10(Lc・ωc)＋B_wall_3 ・・式（６）
ここで、「BR：明るさ予測値」、「Aw：窓面係数」、「Ac：天井面係数」、「B:係数」、「Lw：窓面輝度」、「Lc：天井面輝度」、「ω：立体角」、「Lw_standard：基準窓面輝度」、「Lw/c_standard：基準輝度比」である。また、添え字の意味は「ｗ：窓面」、「ｃ：天井面」、「_wall：壁向き」、「_1：条件1」、「_2：条件2」、「_3：条件3」である。
・窓面輝度Lw≧Lw_standardの場合は、式（４）を用いる。
BR＝Aw_wall_1・log10(Lw・ωw)＋Ac_wall_1・log10(Lc・ωc)＋B_wall_1 ・・式（４）
・窓面輝度Lw<Lw_standard、およびLw/Lc≧Lw/c_standard以上の場合は、式（５）を用いる。
BR＝Aw_wall_2・log10(Lw・ωw)＋Ac_wall_2・log10(Lc・ωc)＋B_wall_2 ・・式（５）
・窓面輝度Lw<Lw_standard、およびLw/Lc＜Lw/c_standardの場合は、式（６）を用いる。
BR＝Aw_wall_3・log10(Lw・ωw)＋Ac_wall_3・log10(Lc・ωc)＋B_wall_3 ・・式（６）
ここで、「BR：明るさ予測値」、「Aw：窓面係数」、「Ac：天井面係数」、「B:係数」、「Lw：窓面輝度」、「Lc：天井面輝度」、「ω：立体角」、「Lw_standard：基準窓面輝度」、「Lw/c_standard：基準輝度比」である。また、添え字の意味は「ｗ：窓面」、「ｃ：天井面」、「_wall：壁向き」、「_1：条件1」、「_2：条件2」、「_3：条件3」である。
【0031】
上記式（１）～式（６）で用いる係数の一例を表１，表２に示す。式（１）～式（６）に用いる係数、および窓面輝度・天井面輝度に対する窓面輝度比による場合分けのしきい値は、被験者による明るさの検証実験により導き出されたものである。実験では、実験対象としたオフィス空間において、窓面のブラインド角度や天候状態により異なる光環境空間を構築した。その異なる光環境条件下において、被検者は窓面向きおよび窓面から90°横を向いた壁面向きに設置された被験者席から、別途用意した基準の明るさ(300lx)に調整された箱の中の光環境を「100」として覚え、それに対し実験空間内の明るさを正の数値で評価した。被験者の向く方向毎にこの値を統計的に分析し、被験者が評価した空間の明るさを推定する式および係数を導き出している。実験の詳細は後記する。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
＜実施形態に係る照明制御システムの動作について＞
図８を参照して、実施形態に係る照明制御システム１の動作について説明する。図８は、照明制御システム１における照明制御方法のフローチャートの例示である。図８に示すフローチャートの処理は、例えば任意のタイミングで実行されてよく、また、所定の間隔で繰り返し実行されてもよい。
制御装置５は、照明制御に必要な室内の明るさに関する情報を取得する（ステップＳ１）。具体的には、窓面輝度センサ３から検出した検出値（「第一検出値」と称する）を取得し（ステップＳ１Ａ）、また、天井面輝度センサ４から検出した検出値（「第二検出値」と称する）を取得する（ステップＳ１Ｂ）。ここでの検出値は、例えば窓面や天井面の輝度に相関する光の量である。
図８を参照して、実施形態に係る照明制御システム１の動作について説明する。図８は、照明制御システム１における照明制御方法のフローチャートの例示である。図８に示すフローチャートの処理は、例えば任意のタイミングで実行されてよく、また、所定の間隔で繰り返し実行されてもよい。
制御装置５は、照明制御に必要な室内の明るさに関する情報を取得する（ステップＳ１）。具体的には、窓面輝度センサ３から検出した検出値（「第一検出値」と称する）を取得し（ステップＳ１Ａ）、また、天井面輝度センサ４から検出した検出値（「第二検出値」と称する）を取得する（ステップＳ１Ｂ）。ここでの検出値は、例えば窓面や天井面の輝度に相関する光の量である。
【0035】
次に、制御装置５は、窓面輝度センサ３によって検出された検出値に基づいて窓面輝度を算出し（ステップＳ２Ａ）、また、天井面輝度センサ４によって検出された検出値に基づいて天井面輝度を算出する（ステップＳ２Ｂ）。
制御装置５は、例えば窓面輝度センサ３によって検出された光の量と、窓面輝度とを関連付けた情報（または、窓面輝度センサ３によって検出された光の量から窓面輝度を算出する計算式など）を有している。また同様に、制御装置５は、例えば天井面輝度センサ４によって検出された光の量と、天井面輝度とを関連付けた情報（または、天井面輝度センサ４によって検出された光の量から天井面輝度を算出する計算式など）を有している。
制御装置５は、例えば窓面輝度センサ３によって検出された光の量と、窓面輝度とを関連付けた情報（または、窓面輝度センサ３によって検出された光の量から窓面輝度を算出する計算式など）を有している。また同様に、制御装置５は、例えば天井面輝度センサ４によって検出された光の量と、天井面輝度とを関連付けた情報（または、天井面輝度センサ４によって検出された光の量から天井面輝度を算出する計算式など）を有している。
【0036】
次に、制御装置５は、上記式（Ａ）を用いて、センサの検出値に基づいた現状のＢＲ値を算出する（ステップＳ３）。制御装置５は、例えば室内に居る在室者（代表者であってもよい）の視線方向、並びに「窓面輝度」および「天井面輝度に対する窓面輝度の比率（輝度比）」に基づいてＢＲ値を算出する式（１）～式（６）を決定し、決定した式を用いて現状のＢＲ値を算出する。
ここで、在室者の視線方向を特定する方法は特に限られず、様々な技術を用いることが可能である。例えば、室内に設置されるＰＣ（Personal Computer）の起動状況から在室者の視線方向を特定してもよい。また、在室者と座席との関係を予め保有しておき、入退室情報から在室者を特定して視線方向を特定してもよい。また、室内にカメラを設置し、カメラの撮像画像を解析することによって在室者の視線方向を特定してもよい。このように、照明制御システム１は、在室者の視線方向を検出する検出手段を備えていてもよい。また、制御対象となるエリアとＢＲ値を算出する式（１）～式（６）とを予め対応づけておき、その対応関係に基づいた式を用いてＢＲ値を算出してもよい。制御対象となるエリアとＢＲ値を算出する式（１）～式（６）との対応関係は、例えば曜日や時間帯ごとに設定されるものであってもよい。この制御は、例えば、曜日や時間帯ごとに決まった在室者が居る場合に有効である。なお、ここで説明した在室者の視線方向は「室内の状況」の一例である。
ここで、在室者の視線方向を特定する方法は特に限られず、様々な技術を用いることが可能である。例えば、室内に設置されるＰＣ（Personal Computer）の起動状況から在室者の視線方向を特定してもよい。また、在室者と座席との関係を予め保有しておき、入退室情報から在室者を特定して視線方向を特定してもよい。また、室内にカメラを設置し、カメラの撮像画像を解析することによって在室者の視線方向を特定してもよい。このように、照明制御システム１は、在室者の視線方向を検出する検出手段を備えていてもよい。また、制御対象となるエリアとＢＲ値を算出する式（１）～式（６）とを予め対応づけておき、その対応関係に基づいた式を用いてＢＲ値を算出してもよい。制御対象となるエリアとＢＲ値を算出する式（１）～式（６）との対応関係は、例えば曜日や時間帯ごとに設定されるものであってもよい。この制御は、例えば、曜日や時間帯ごとに決まった在室者が居る場合に有効である。なお、ここで説明した在室者の視線方向は「室内の状況」の一例である。
【0037】
次に、制御装置５は、算出した現状のＢＲ値と目標とするＢＲ値との関係に基づいて調光率を制御する。具体的には、現状のＢＲ値が目標とするＢＲ値よりも大きい場合（ステップＳ４で「Ｙｅｓ」）、制御装置５は、調光率を減少させる（ステップＳ５）。一方、現状のＢＲ値が目標とするＢＲ値よりも大きくない場合（ステップＳ４で「Ｎｏ」）、制御装置５は、調光率を増大させる（ステップＳ６）。そして、制御装置５は、ステップＳ５またはステップＳ６で決定した調光率を照明器具２に制御信号として送信する。これで照明制御に関する一連の動作は終了する。
【0038】
次に、図９および図１０を参照して、制御対象エリアのＢＲ値の他の算出方法について説明する。図９は、制御対象となる室のイメージ図である。図１０は、照明制御システム１における他の照明制御方法のフローチャートの例示である。
図９に示すように、室内の空間には、六つの調光区分Ａ１～Ａ６が設定されている。調光区分Ａ１～Ａ６は、照明制御の単位であり、個別に調光可能である。調光区分Ａ１～Ａ６には、例えば複数の執務者の座席が配置されている領域である。
室内の空間には、二つの窓面輝度センサ３１，３2と、六つの天井面輝度センサ４１～４６が設置されている。室には、図９の紙面下側および紙面左側に窓がＬ字状に設けられており、一方の窓面輝度センサ３１は下側の窓に向けられて配置され、他方の窓面輝度センサ３2は左側の窓に向けられて配置されている。天井面輝度センサ４１～４６は、各々の調光区分Ａ１～Ａ６に一つずつ配置されている。すなわち、一つの調光区分に一つの天井面輝度センサが配置されている。また、調光区分Ａ１～Ａ６には、区分ごとに基準位置Ｐ１～Ｐ６が設定されている。基準位置Ｐ１～Ｐ６は、ＢＲ値を算出するための基準となる位置であり、任意の位置であってよい。
図９に示すように、室内の空間には、六つの調光区分Ａ１～Ａ６が設定されている。調光区分Ａ１～Ａ６は、照明制御の単位であり、個別に調光可能である。調光区分Ａ１～Ａ６には、例えば複数の執務者の座席が配置されている領域である。
室内の空間には、二つの窓面輝度センサ３１，３2と、六つの天井面輝度センサ４１～４６が設置されている。室には、図９の紙面下側および紙面左側に窓がＬ字状に設けられており、一方の窓面輝度センサ３１は下側の窓に向けられて配置され、他方の窓面輝度センサ３2は左側の窓に向けられて配置されている。天井面輝度センサ４１～４６は、各々の調光区分Ａ１～Ａ６に一つずつ配置されている。すなわち、一つの調光区分に一つの天井面輝度センサが配置されている。また、調光区分Ａ１～Ａ６には、区分ごとに基準位置Ｐ１～Ｐ６が設定されている。基準位置Ｐ１～Ｐ６は、ＢＲ値を算出するための基準となる位置であり、任意の位置であってよい。
【0039】
制御装置５は、各々の基準位置Ｐ１～Ｐ６において、９０°ごとに合計で四つの方向（「ｐ方向」、「ｑ方向」、「ｒ方向」、「ｓ方向」）のＢＲ値を算出する。例えば、制御装置５は、基準位置Ｐ１においてｐ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-p」、ｑ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-q」、ｒ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-r」、ｓ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-s」を算出する。基準位置Ｐ2～Ｐ６についても同様である。
ＢＲ値の算出においては、「各方向が窓および壁の何れを向いているか」、並びに、「窓面輝度」および「天井面輝度に対する窓面輝度の比率（輝度比）」が考慮され、前述した式（１）～式（６）の内の対応するものが用いられる。例えば、基準位置Ｐ１におけるｐ方向のＢＲ値の算出を想定する。基準位置Ｐ１におけるｐ方向は窓向きなので、式（１）～式（３）の中で窓面輝度などの条件が一致するものが用いられる。次に、基準位置Ｐ１におけるｒ方向のＢＲ値の算出を想定する。基準位置Ｐ１におけるｒ方向は壁向きなので、式（４）～式（６）の中で窓面輝度などの条件が一致するものが用いられる。
ＢＲ値の算出においては、「各方向が窓および壁の何れを向いているか」、並びに、「窓面輝度」および「天井面輝度に対する窓面輝度の比率（輝度比）」が考慮され、前述した式（１）～式（６）の内の対応するものが用いられる。例えば、基準位置Ｐ１におけるｐ方向のＢＲ値の算出を想定する。基準位置Ｐ１におけるｐ方向は窓向きなので、式（１）～式（３）の中で窓面輝度などの条件が一致するものが用いられる。次に、基準位置Ｐ１におけるｒ方向のＢＲ値の算出を想定する。基準位置Ｐ１におけるｒ方向は壁向きなので、式（４）～式（６）の中で窓面輝度などの条件が一致するものが用いられる。
【0040】
制御装置５は、算出した四方向のＢＲ値に基づいて、各々の調光区分Ａ１～Ａ６の調光率を制御する。制御装置５は、例えば、算出した四方向のＢＲ値の中で最も低いＢＲ値を制御の基準とする。つまり、ＢＲ値が最も低く暗いと感じる視線方向の明るさが、丁度よい明るさとなるように調光区分内の照明器具２を調光する。四方向のＢＲ値の中で最も低いＢＲ値に基づく制御の一例を図１０に示す。図１０の（ａ）～（ｆ）は、第１～第６の調光区分Ａ１～Ａ６に対応しており、図８のステップＳ３～ステップＳ７に相当する処理である。
例えば、調光区分Ａ１を例に挙げて説明する。制御装置５は、ｐ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-p」、ｑ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-q」、ｒ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-r」、ｓ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-s」を算出し、四つの内の最小値を調光区分Ａ１の現状値とする。次に、制御装置５は、調光区分Ａ１の現状のＢＲ値が目標とするＢＲ値よりも大きい場合に調光率を減少させ、目標とするＢＲ値よりも大きくない場合に調光率を増大させる。そして、制御装置５は、決定した調光率を調光区分Ａ１内の照明器具２に制御信号として送信し、照明器具２を調光させる。
例えば、調光区分Ａ１を例に挙げて説明する。制御装置５は、ｐ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-p」、ｑ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-q」、ｒ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-r」、ｓ方向を見た場合のＢＲ値である「ＢＲ1-s」を算出し、四つの内の最小値を調光区分Ａ１の現状値とする。次に、制御装置５は、調光区分Ａ１の現状のＢＲ値が目標とするＢＲ値よりも大きい場合に調光率を減少させ、目標とするＢＲ値よりも大きくない場合に調光率を増大させる。そして、制御装置５は、決定した調光率を調光区分Ａ１内の照明器具２に制御信号として送信し、照明器具２を調光させる。
【0041】
以上のように、照明制御システム１によれば、在室者が感じる明るさを考慮して室内の空間の評価を行うことができるので、在室者にとって暗すぎず／明るすぎない丁度よい光環境を提供することができる。つまり、在室者の視線方向に応じたきめ細やかな照明制御が可能になる。
また、照明制御システム１は、天井に一般的に設置される照度センサを用いてシステムを構築できる。つまり、輝度カメラの設置やデータ処理のための高度なシステムを必要とせず、従来の明るさセンサと照明の出力を制御するコントローラを基本とし、簡易なシステムおよび低コスト化を実現可能である。
また、照明制御システム１は、天井に一般的に設置される照度センサを用いてシステムを構築できる。つまり、輝度カメラの設置やデータ処理のための高度なシステムを必要とせず、従来の明るさセンサと照明の出力を制御するコントローラを基本とし、簡易なシステムおよび低コスト化を実現可能である。
【0042】
＜被験者による明るさの検証実験について＞
発明者は、空間の明るさの感覚値（ＢＲ値）に用いる数式を検証するために実験を行ったので説明する。図１１は、空間の明るさの感覚値（ＢＲ値）に用いる数式を検証するために行った実験の内容を説明するための図であり、（ａ）は実験空間の概要を示す表であり、（ｂ）は実験空間の概略図面である。図１１に示す実験は、被験者が窓面に正対した状況、および被験者が壁面に正対した状況において感じる明るさを評価するものである。
図１１（ｂ）に示す窓のある実験空間(W:4.3m×D:9.7m×H2.7m）で、2020年1月8日・9日(天候：快晴）に実験を実施した。実験を実施した時間帯は午前・夜間の２水準、窓に設置されたベネシャンブラインドのスラット角度は水平・45度・閉の３水準、実験空間中央の机上面照度を200lx,400lx,750lxの３水準とし、計１８条件について被験者に空間の明るさを評価させた。被験者の評価はＭＥ法を用いて基準の空間を「100」としたときの実験空間の明るさを正の整数で評価させた。輝度測定は各評価席の視点位置に円周魚眼レンズを用いたカメラを設置し５分間隔で輝度分布を計測した。被験者はいずれの条件も２０代前半の学生１２人であった。
発明者は、空間の明るさの感覚値（ＢＲ値）に用いる数式を検証するために実験を行ったので説明する。図１１は、空間の明るさの感覚値（ＢＲ値）に用いる数式を検証するために行った実験の内容を説明するための図であり、（ａ）は実験空間の概要を示す表であり、（ｂ）は実験空間の概略図面である。図１１に示す実験は、被験者が窓面に正対した状況、および被験者が壁面に正対した状況において感じる明るさを評価するものである。
図１１（ｂ）に示す窓のある実験空間(W:4.3m×D:9.7m×H2.7m）で、2020年1月8日・9日(天候：快晴）に実験を実施した。実験を実施した時間帯は午前・夜間の２水準、窓に設置されたベネシャンブラインドのスラット角度は水平・45度・閉の３水準、実験空間中央の机上面照度を200lx,400lx,750lxの３水準とし、計１８条件について被験者に空間の明るさを評価させた。被験者の評価はＭＥ法を用いて基準の空間を「100」としたときの実験空間の明るさを正の整数で評価させた。輝度測定は各評価席の視点位置に円周魚眼レンズを用いたカメラを設置し５分間隔で輝度分布を計測した。被験者はいずれの条件も２０代前半の学生１２人であった。
【0043】
（窓向きの空間の明るさ概算式の検討）
窓面が高輝度の場合について、窓面平均輝度によるしきい値を「50cd/m2」ずつ変化させて、それぞれの場合の予測式の決定係数を確認した。図１２（ａ）に示すように、それぞれの決定係数が高い窓面平均輝度のしきい値は「1500cd/m2」であった。さらに輝度比によるしきい値を「0.1」ずつ変化させて、それぞれの場合の予測式の決定係数を確認すると、図１２（ｂ）に示す通り輝度比「0.7」を境界に決定係数が変化した。以上より、(1)窓面平均輝度1500cd/m2以上、(2)窓面平均輝度1500cd/m2未満かつ輝度比0.7以上、(3)輝度比0.7未満に場合分けした新たな空間の明るさ概算式を作成した。図１３および図１４に結果を示す。窓面輝度が1500cd/m2以上では窓面の係数がマイナスとなり、決定係数は0.62であった。一方、窓面輝度1500cd/m2未満かつ輝度比0.7以上では窓面の係数のp値が0.382と高く、天井面の輝度・立体角のみで空間の明るさをある程度説明できていた。
窓面が高輝度の場合について、窓面平均輝度によるしきい値を「50cd/m2」ずつ変化させて、それぞれの場合の予測式の決定係数を確認した。図１２（ａ）に示すように、それぞれの決定係数が高い窓面平均輝度のしきい値は「1500cd/m2」であった。さらに輝度比によるしきい値を「0.1」ずつ変化させて、それぞれの場合の予測式の決定係数を確認すると、図１２（ｂ）に示す通り輝度比「0.7」を境界に決定係数が変化した。以上より、(1)窓面平均輝度1500cd/m2以上、(2)窓面平均輝度1500cd/m2未満かつ輝度比0.7以上、(3)輝度比0.7未満に場合分けした新たな空間の明るさ概算式を作成した。図１３および図１４に結果を示す。窓面輝度が1500cd/m2以上では窓面の係数がマイナスとなり、決定係数は0.62であった。一方、窓面輝度1500cd/m2未満かつ輝度比0.7以上では窓面の係数のp値が0.382と高く、天井面の輝度・立体角のみで空間の明るさをある程度説明できていた。
【0044】
（壁向きの空間の明るさ概算式の検討）
視線方向が壁面向きの場合の空間の明るさについて、窓面向きと同様に窓面・天井面「照明なし」の平均輝度のそれぞれの対象面の立体角を説明変数とし、窓面向きの概算式同様のしきい値を設けて解析を行った。結果を図１５および図１６に示す。それぞれの窓面輝度の係数を見ると、どの場合においても空間の明るさ評価に対して窓面がマイナスに働いている傾向があるが、ただし係数の推定値のp値が十分に小さくなく、特に輝度比0.7未満の場合は天井面と立体角の変数のみで空間の明るさが十分に予測できると考えられる。
視線方向が壁面向きの場合の空間の明るさについて、窓面向きと同様に窓面・天井面「照明なし」の平均輝度のそれぞれの対象面の立体角を説明変数とし、窓面向きの概算式同様のしきい値を設けて解析を行った。結果を図１５および図１６に示す。それぞれの窓面輝度の係数を見ると、どの場合においても空間の明るさ評価に対して窓面がマイナスに働いている傾向があるが、ただし係数の推定値のp値が十分に小さくなく、特に輝度比0.7未満の場合は天井面と立体角の変数のみで空間の明るさが十分に予測できると考えられる。
【符号の説明】
【0045】
１ 照明制御システム
２ 照明器具
３ 窓面輝度センサ
４ 天井面輝度センサ
５ 制御装置
３１ センサ本体
３１ａ ハウジング
３１ｂ 凹部
３１ｃ 受光部
３２ アタッチメント
４１ センサ本体
４１ａ ハウジング
４１ｂ 凹部
４２ カバー
２ 照明器具
３ 窓面輝度センサ
４ 天井面輝度センサ
５ 制御装置
３１ センサ本体
３１ａ ハウジング
３１ｂ 凹部
３１ｃ 受光部
３２ アタッチメント
４１ センサ本体
４１ａ ハウジング
４１ｂ 凹部
４２ カバー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】