JP2011519144A - 複数の設定が可能な照明およびエネルギー制御システムならびにモジュール - Google Patents

Abstract

本発明は一般に照明およびエネルギー制御システムに関する。いくつかの実施形態において、照明システムの設置を容易にしかつ電力消費を制御することができる制御モジュールが提供される。制御モジュールは、照明器具内の１つまたは複数のランプに結合されたバラスト、または回路上にあるエネルギー消費デバイスを制御することができる。制御モジュールは、様々な接続箱または照明器具に対してレトロフィットすることが可能であり、したがってコストまたは設置の制約によりアクセスできない広範な種類の照明の設置にエネルギーおよびセンサ制御装置を採用することができる。制御装置は、中継を行なう制御回路と、バラスト、モータ、電気器具または他の装置など多様な装置に対して電力制御を行なうための１つまたは複数のインターフェースとを有することができる。
【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００８年４月２８日に出願された米国仮出願６１／０７１，４２３号の優先権、および２００６年１１月１５日に出願された米国特許出願第１１／５９９，６２１号の利益を主張し、それらの内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は一般に制御システムおよびモジュールに関する。より具体的には、本開示は照明および他の装置のためのシステムおよび制御装置に関する。

建物は、１つまたは複数の照明システム；暖房、換気、空調（ｈｅａｔｉｎｇ， ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ， ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ：ＨＶＡＣ）システム；電気システムなどを有する場合がある。これらのシステムは典型的に建物が建設される際に設置され、壁、天井などに妨害される可能性のある回路または配線系統を含んでいる。さらにこれらのシステムは、オンオフスイッチによって制御されることが多い。

残念なことには、建物内で異なるシステムに対してより高度化された電力制御装置を有することは、恐らく配線をし直す必要があるため難しい場合がある。したがって照明システム、電気システム、ＨＶＡＣシステム、ボイラーシステム、暖房システムなどのこれらのシステムのためのエネルギー制御装置への投資およびその設置は一般的には行なわれない。電力制御装置を利用することは結果として莫大な省エネとなり得る。

したがって、照明または他のエネルギー消費デバイスを制御することができる制御モジュールが提供される。制御モジュールは、光源によって放出される光のレベルを制御するように構成された入力信号を受信機から受信するように作動可能な入力と、受信機に電力を供給するように作動可能な電力出力とを含むインターフェースを有することができる。制御モジュールはさらに、入力信号に基づいて１つまたは複数の補助光源によって放出される光を調節するための制御信号を提供するように構成された１つまたは複数の出力を含む別のインターフェースを有することができる。

インターフェースの１つまたは複数の出力は、入力信号を通過するように構成された少なくとも１つのドライコンタクトを有することができる。さらに入力信号は、光源および補助光源に対してオンオフ制御を行なうことができる。あるいは入力信号は、光源および補助光源に対して光量調整を行なうことができる。いくつかの実施形態において上記に言及したインターフェースは、制御モジュールの異なる側部に設けることができる。

別の態様では、エネルギー消費を削減することが可能な照明システムが提供される。照明システムは、接続箱と制御モジュールとを有することができる。制御モジュールは、電源に供給電圧を与えるように構成された電力供給ラインと、接続箱を使用して少なくとも１つの照明器具によって放出される光を制御するために信号を中継するように構成されたリレーラインとを有するインターフェースを有することができる。

一実施形態において、リレーラインはノックアウト穴を介して接続箱に作動可能に接続することができる。さらに電力供給ラインは、供給電圧を受け取るために接続箱に作動可能に接続することができる。制御モジュールはさらに、少なくとも１つの照明器具の筐体内に設けられたバラストに対して光量調整を行なうように構成された調光ラインを有することができる。調光ラインは筐体内に設けられた穴を通って伸び、バラストと接続することができる。

いくつかの実施形態では、インターフェースケーブルと、制御モジュールとを有する照明システムが提供される。インターフェースは照明器具によって放出される光のレベルを制御するように構成された受信機からの入力信号と、インターフェースケーブルによって受信機に接続される際、受信機に電力を供給するように作動可能な電力出力とを受信するように作動可能であってよい。一実施形態では、制御モジュールは照明器具の筐体内部に配置することができる。

筐体は、筐体のノックアウト部分が除去される際、穴を形成するように構成することができる。さらにインターフェースは、筐体内に設けられた第１の穴を通って受信機に接続されるように作動可能であってよい。制御モジュールは、第１の穴を通って筐体から出る１つまたは複数の電力供給ラインを有してよく、インターフェースケーブルは第２の穴を通って筐体から出ることができる。付加的に、さらに制御モジュールは第１の穴を通って筐体から出る１つまたは複数のリレーラインを有することができ、インターフェースケーブルは第２の穴を通って筐体から出ることができる。

本開示の利点および特徴の一部は恐らく以下の記載において明らかになり、一部は恐らく以下の考察に基づいて当業者に明らかになるあるいは本開示の実施から習得することができる。本開示の実施形態の利点および特徴は、明細書、特許請求の範囲および添付の図面に記載された構造および工程によって実現され達成することができる。

上記の一般的な記載および以下の詳細な記載は共に例示かつ説明のためのものであり、特許請求の範囲を限定するものと解釈すべきではないことを理解されたい。

添付の図面は本開示のさらなる理解を提供する目的で含まれており、本明細書に組み込まれ、この出願の一部を構成している。図面は記載と併せて、本開示の例示の実施形態を説明する働きをする。可能な限り、図面全体を通して同一のまたは同様の部品を指すために同一の参照番号が使用される。

本開示の一実施形態による、１つまたは複数の照明器具を制御し電力を供給することができる照明システムの例示のブロック図である。 図１Ａのシステムで利用することができる制御装置の例示の頂部立面図である。 本開示の一実施形態による制御装置を備えることができる例示の構成要素の図である。 本開示の一実施形態による、図２Ａの制御装置を備えることができる例示の回路の図である。 本開示の一実施形態による、図１Ａの制御装置および接続箱の例示の設置を示す図である。 本開示の一実施形態による、図３Ａの設置で利用することができる例示の接続箱を示す図である。 本開示の一実施形態による、図１Ａの制御装置および照明器具の例示の設置を示す図である。 本開示の一実施形態による、図１Ａの制御装置および照明器具の例示の設置を示す図である。 本開示の一実施形態による、利用可能な制御装置の例示の側面図である。 本開示の一実施形態による、利用可能な制御装置の例示の側面図である。 本開示の一実施形態による、利用可能な制御装置の例示の側面図である。 本開示の一実施形態による、照明システムの制御装置の例示の構成を示す図である。 本開示の一実施形態による、照明システムの制御装置の例示の構成を示す図である。

本開示は一般に照明およびエネルギー制御システムに関する。いくつかの実施形態において、照明器具、光源または他のエネルギー消費デバイスの新たな設置を容易にすることが可能な制御モジュールが提供される。制御モジュールは多様な接続箱または照明器具にレトロフィットすることができ、したがってコストまたは設置の制約によりアクセスできない広範な種類の照明の設置にエネルギーおよびセンサ制御装置を採用することが可能になる。

図１Ａは、１つまたは複数の照明器具を制御しかつこれに電力を供給することができる照明システム１００の例示のブロック図を示している。示されるように、制御モジュールまたは装置１２０は、多様な接続を介して受信機１４５、センサ１５０、接続箱１５５、器具回路１６０および／または照明器具１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄおよび１０５Ｎ（任意の数の照明器具を表す）と接続されている。接続箱１５５は、電力供給「給電線」に沿って照明器具１０５Ａ−Ｎまで、または電気工によって追加された箱まで存在する任意の標準的接続箱であってよい。制御モジュール１２０は供給ラインから電力を引き込み、照明器具１０５Ａ−Ｎまでの電力の流れを遮断するように配線され、これにより器具のオン−オフ制御を行なうことができる。特定の器具に対して、１２５Ａ−Ｂによって十分な調光が（後に説明するように）行なわれる。照明器具１０５Ａ−Ｎは実際には、これに限定するものではないが１つまたは複数のバラスト（図示せず）および１つまたは複数のランプ、電球、ＬＥＤ、モータまたは光源（図示せず）を含むほとんどいかなるタイプの制御可能な負荷装置も表すことができる。照明器具１０５Ａ−Ｎは、１つまたは複数のバラスト（図示せず）および１つまたは複数のランプ、電球、ＬＥＤまたは光源（図示せず）を含むことができる。システム１００内の通信は、例えば１つまたは複数の配線、無線技術、ケーブルまたは他のデジタルまたはアナログ技術、これらの技術を行なうための装置、ラジオ、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）またはインターネット上で行なうことができる。注目すべきは、制御モジュール１２０、受信機１４５またはセンサ１５０が物理的に別々の装置上に在ってよい、または同一の装置内に組み込まれてよいことである。

接続箱１５５は、一連の照明器具１０５Ａ−Ｎに供給する給電回路の一部として存在してもよいし、あるいは導管に沿って追加することもできる。例えば建物が建設される際、電気工は導管を介して供給ラインを伸ばすことができ、その導管に沿って１つまたは複数の接続箱があってよい。電気工は、通常照明器具まで達する電力から制御モジュールに電力を供給することによってこれらのうちの任意の１つの接続箱に制御モジュール１２０を配線し、その後制御モジュール１２０を介して照明器具をオンオフ制御することができるように、制御モジュール１２０を介した照明器具の下流への流れを遮断することができる。例えば電気工は、接続箱１５５の内部の黒色のホットリード線を切断し、それを白色のニュートラル線と一緒に制御モジュール１２０に配線することができる。

注目すべきは、システム１００は１つの受信機１４５と１つのセンサ１５０を示しているが、システム１００が１つまたは複数の受信機１４５、１つまたは複数のセンサ１５０および１つまたは複数の制御モジュール１２０を有することもできることである。一実施形態において、第２のインターフェース１３０に対してワイヤを基本的に「並列接続する」別のインターフェースを装置１２０に加えることができる。これは、「Ｙ−ケーブルアダプタ」として装置１２０の外部に、または制御モジュール１２０それ自体にある別のインターフェースとして単に存在することができる。第２のインターフェース１３０に関して、ライン１３５Ａ−Ｄが別の器具の中にある「デイジーチェーン接続された」第２の制御モジュールまで延びることができる。したがって１つの受信機１４５で複数の制御モジュールを制御することができる。別の実施形態において、１つまたは複数のセンサ１５０は、例えば部屋、建物または廊下における異なる照明区域または領域に関連する１つまたは複数の受信機１４５に制御または測定信号を伝送することができる。センサ１５０によって受信機１４５に伝送された制御または測定信号はその後、例えばｄｉｐスイッチを介するアドレス指定を使用して異なる照明区域に関連する照明器具１０５Ａ−Ｎを制御する制御モジュール１２０に送ることができる。伝送された制御または測定信号に基づいて、特定の制御モジュール１２０に接続されたまたはこれに制御される照明器具１０５Ａ−Ｎを個別に制御することができる。例示の実施形態において、一連の動作センサ、受信機１４５および制御モジュール１２０の３つの組は、個人が徐々に廊下を歩いて行くときに照明器具１０５Ａ−Ｎをつけたり消したりするために廊下全体で使用することができる。センサ１５０、受信機１４５および制御モジュール１２０の他の構成も使用され得ることに留意されたい。

受信機１４５は、１つまたは複数のセンサ１５０、あるいは互換性のある無線インターフェースを備えたコンピュータ、無線遠隔制御装置、無線壁面スイッチ、互換性のある無線ネットワークなどほとんどいずれの互換性のある無線デバイスと無線通信するために無線インターフェースを含むことができる。受信機１４５は、遠く離れて設置されるまたはセンサ１５０から離れて配置されてよく、マイクロコントローラを有してもよい。例えば受信機１４５は、センサ１５０から、または照明器具１０５Ａ−Ｎを作動させるまたは制御するのに使用することができるコンピュータから測定値および／または信号を受信することができる。受信した信号または測定値に基づいて、受信機１４５は、照明器具１０５Ａ−Ｎに関する制御信号を制御モジュール１２０に提供することができる。一実施形態において、受信機１４５および制御モジュール１２０は有利には、照明器具１０５Ａ−Ｎのバラストによって生成される電磁干渉（ＥＭＩ）を弱める目的で別々に存在することもある。例えばシステム１００のいくつかの構成では、受信機１４５は照明器具１０５Ａ−Ｎの外に配置されてよく、制御モジュール１２０は照明器具１０５Ａ−Ｎ付近に在るあるいは全体的にまたは部分的にその中に収容されてよい。

センサ１５０は、照明器具１０５Ａ−Ｎにオン／オフおよび／または光量調整信号を提供することができる。センサ１５０は、受信機１４５と無線通信するために無線インターフェースを有する。システム１００では、動作、集光、タイマー、リアルタイムクロック、遠隔制御など様々なタイプのセンサ１５０を使用することができる。いくつかの実施形態において、センサを照明器具１０５Ａ−Ｎおよび受信機１４５から離して配置することによってセンサ１５０が取得する測定値を改善させることができることから、センサ１５０は受信機１４５から離して配置されてよい。例えばセンサ１５０が集光センサを備えるいくつかの実施形態では、センサ１５０によって測定される周辺光に照明器具１０５Ａ−Ｎが干渉する場合がある。したがって受信機１４５からセンサ１５０を離すことによって、システム１００の動作を改善させることができる。さらに制御モジュール１２０、受信機１４５およびセンサ１５０にわたってシステム１００の機能を分割することでシステム１００の性能を向上させ、設置を容易にすることができ、かつ例えば配線を最小限にすることによって設置コストを削減することができる。

制御モジュール１２０は、照明器具１０５Ａ−Ｎに電力を供給しかつこれを制御するために多様な構成で設置することができる。例えば制御モジュール１２０は、１つまたは複数の光源、電球、ランプ、ＬＥＤなどに結合され得る１つまたは複数のバラストを制御することができる。さらに制御モジュール１２０は、モータ、ヒータ、電気器具またはオン／オフスイッチを有する他の装置など他のエネルギー消費デバイス（図示せず）を制御することもできる。制御モジュール１２０はまた接続箱１５５に接続することができ、これにより有利には、照明器具１０５Ａ−Ｎがまとめて一続きにされる際、器具回路１６０が照明器具１０５Ａ−Ｎを制御することが可能になる。いくつかの実施形態において、制御モジュール１２０は直接あるいは他の中間媒体、導管または回路を介して接続箱１５５に接続または配線されてよい。制御モジュール１２０は、一次インターフェース１３７、二次インターフェース１３０および本明細書にさらに記載されるように多様な入力および出力を提供する調光ライン１２５Ａ−１２５Ｂなどの１つまたは複数のインターフェースを有してよい。これらのインターフェースは、同一のインターフェースに結合されるまたは別個のインターフェースにさらに分割することができる。制御モジュール１２０はまた、二次インターフェース１３７、受信機１４５、またはシステム１００の他の構成要素に電圧を供給する電源（図示せず）を含んでよい。

図１Ｂは、図１Ａのシステムで利用することができる制御装置１２０の例示の頂部立面図を示す。例示の実施形態において制御モジュール１２０は、照明器具１０５Ａ−Ｎの調光バラスト（図示せず）を制御するために調光信号を提供する目的で調光ライン１２５Ａ−Ｂを有してよい。例示の実施形態において、調光ライン１２５Ａ−Ｂは、紫色（またはすみれ色）および灰色の調光ラインであってよく、アメリカンワイヤーゲージ（ＡＷＧ）規格１８号のワイヤで作製されてよい。例えば紫色の調光ライン１２５Ａは０−１０ボルト（Ｖ）の調光信号を提供し、灰色の調光ライン１２５Ｂは接地基準を提供することができる。さらに制御モジュール１２０は、例えば照明器具１０５Ａ−Ｎに対する制御を行なう一次インターフェース１３７を有することができる。一次インターフェース１３７は、照明器具１０５Ａ−Ｎあるいはモータ、ヒータまたは他のエネルギー消費デバイスなど別の負荷装置の一次電力の物理的／電気的隔離および制御を行なうことができる。例えば一次インターフェース１３７は、照明器具１０５Ａ−Ｎに対する電力を制御するために例えば調光または非調光バラストなど１つまたは複数のバラストに結合されてよい。

一次インターフェース１３７は、例えばリレーワイヤ１４０Ａ−Ｂおよび一次電力供給ライン１４０Ｃ−Ｄなど１つまたは複数の一次高圧入力または出力を有することができる。リレーワイヤ１４０Ａ−Ｂは、例えば摂氏１０５（Ｃ）および／または６００ボルト（Ｖ）定格のアメリカンワイヤーゲージ（ＡＷＧ）規格１４号のワイヤの２本の赤色の６インチのリード線を有してよい。リレーワイヤ１４０Ａ−Ｂは、例えば照明器具１０５Ａ−Ｎを制御する目的で受信機１４５からの信号を通過させるまたは調光するために中継装置上のリレーコンタクトに接続されてよい。注目すべきは、調光ライン１２５Ａ−Ｂ（上記に記載した）およびリレーワイヤ１４０Ａ−Ｂが同様に、標準オン／オフバラスト、ステップバラストまたはハイ／ローバラストを含めた他のバラストタイプを制御するように構成され得ることである。一次電力ライン１４０Ｃ−Ｄはアメリカンワイヤーゲージ（ＡＷＧ）規格１８号のワイヤの黒および白ワイヤであり、リレーワイヤ１４０Ａ−Ｂとほぼ同様の特徴を有する。一次電力ライン１４０Ｃ−Ｄは制御モジュール１２０の電源（図示せず）に電力を供給することができる。

制御モジュール１２０はさらに、例えば受信機１４５への低圧出力機能を提供する二次インターフェース１３０を有してよい。示されるように二次インターフェース１３０は、複数のピン、出力または入力１３５Ａ−Ｄを有してよい。二次インターフェース１３０は、小さい等級１または２の電話プラグ、ＲＪ１１、ＲＪ１４またはＲＪ４５プラグなど信用できる構成の低価格のジャックであり得る。例示の実施形態において、二次インターフェース１３０がジャックを備えるとき、それは以下のピン割り当てを有することができる。ピン１３５Ａは照明器具１０５Ａ−Ｎのオン／オフ制御のための入力を提供することができ、ピン１３５Ｂは供給される他の電圧のための接地基準であってよく、ピン１３５Ｃは例えば０から１０ボルト（Ｖ）の調光バラストを制御するための入力を提供することができ、ピン１３５Ｄは例えば１２ボルト（Ｖ）の電力出力を供給することができる。ピン１３５Ｄは、例えば受信機１４５に電力を供給するのに使用されてよい。最初のジャックに別のＲＪ−１１ジャックを加えることができ、これにより最初のジャックからのラインが２番目のジャックに並列接続される。その後これにより１つの受信機からの付加的制御モジュールの「デイジーチェーン接続」が可能になり、共通の制御および経済的な利点をもたらすことができる。

例示の実施形態において、制御モジュール１２０は、二次インターフェース１３０を介して二次インターフェースケーブル１３６（図１の参照のこと）を経由して受信機１４５に作動可能に結合されてよい。制御モジュール１２０はその後、入力ピン１３５Ａおよび１３５Ｃを介して受信機１４５から制御信号を受信することができる。制御モジュール１２０は中継を実施し、恐らく入力ピン１３５Ａおよび１３５Ｃから受信した信号に基づいて信号の調光を行なうまたは信号を器具回路１６０に通過させることができる。例えば一次インターフェース１３７および調光ライン１２５Ａ−Ｂからの中継および通過信号からの出力信号をその後、放出される光の量を調節するために照明器具１０５Ａ−Ｎの１つまたは複数のバラストに結合することができる。

受信機１４５または別の装置を接続するのに使用されるワイヤまたはケーブルの総数を削減することによって、二次インターフェース１３０が制御モジュール１２０の設置を容易にすることができる。例えば二次インターフェースケーブル１３６など単一のケーブルを使用して、受信機１４５に二次インターフェース１３０を接続することができる。さらに二次インターフェース１３０は、いくつかの設置ではバラストに対して制御モジュール１２０がより近接していることから、照明器具１０５Ａ−Ｎのバラストを制御するのに必要なワイヤの総数を削減することができる。例えば電気工またはシステム１００の据付者は恐らく、調光ライン１２５Ａ−Ｂを照明器具１０５Ａ−Ｎ内の短い距離だけバラストまで伸ばす必要がある。

注目すべきは、制御モジュール１２０を任意の既存の照明器具または照明システムに一体化するように構成することができ、特定のバラスト設計に対してカスタマイズされたコントローラの必要性をなくすことができることである。さらに制御モジュール１２０は、１つまたは複数の照明器具を作動させることができる、または全体の回路を制御するために標準的な電気接続箱に接続することができる。いくつかの実施形態において、制御モジュール１２０は受信機１４５から１つまたは複数の入力信号を受信することができる。受信機１４５は、集光または動作制御装置あるいはコンピュータデバイスなど様々なセンサから、照明器具を作動させるための、例えば無線で伝送され得る電力制御または測定値を受信することができる。

図２Ａは、制御装置２００を備えることができる例示の構成要素を示す。示されるように、制御装置２００は、電源２０５、中継器２１０、調光ライン２２５Ａ−Ｂ、二次インターフェース２３０および一次インターフェース２３７を含むことができる。一般に電源２０５はスイッチング電源またはリニア電源であってよく、およそ１２０ＶＡＣからおよそ２７７ＶＡＣを伝える一次電力ライン２４０Ｃ−Ｄなどの一次高圧ラインを低圧ラインおよび他の回路から分離することができるように隔離されてよい。制御用に二次インターフェース２３０に接続された１つの中継器が示されているが、二次インターフェース２３０においてさらに多ピン化されたコネクタを介して制御装置２００内で２つ以上の中継器２１０に拡張することもできる。これにより同一の器具内のステップおよびハイ／ローバラストまたは単純に複数のバラストの制御を可能にすることができる。

電源２０５は、およそ１５０ミリアンペア（ｍＡ）でおよそ１２ボルトの直流（ＶＤＣ）を生成することが可能である。およそ１２ボルトの選択は例であり、例えば２４ボルトの赤外線、超音波および感光性センサなどのセンサを扱う目的で他の出力電圧を様々な電源設計に適合させることもできる。示されるように、電源２０５は電力を受け取るために一次電力ライン２４０Ｃ−Ｄに接続されてよい。中継器２１０はオンになったとき恐らくこの電力のおよそ７０ｍＡを消費する。電源２０５によって生成された残りの電力量は（およそ８０ｍＡ）は、受信機１４５などのエネルギー消費デバイスが使用するために二次インターフェース２３０のピン出力２３５Ｂに送ることができる。電源２５０は、異なる供給電圧に適合するためにタップ付き変圧器を使用することができる、または「万能入力」電源を使用してもよい。例示の実施形態において、電源２５０が万能入力スイッチング電源を備えるとき、それはおよそ８５ＶＡＣの低い電圧からおよそ３７７ＶＡＣを超える電圧まで電力ライン供給電圧を生成することができる。

中継器２１０は、５アンペア、２７７ＶＡＣまたは２０アンペア、２７７ＶＡＣの互換性のある中継器あるいは半導体装置−スイッチであってよい。例えば中継器２１０は、日本、東京の富士通株式会社によって作製された製造番号ＦＴＲ−Ｋ３ＪＢ０１２Ｗ（登録商標）などの電力中継器、あるいはトライアックまたは別の代替のものなどの半導体スイッチであってよい。さらに中継器２１０は、適切にバイアスされたトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴまたは光遮断器などの半導体装置を介して制御することができる。このような追加によって、二次インターフェース２３０に対して、中継器２１０が許容することができるものよりも低い戻り電流が可能になる。それはまた二次インターフェースケーブル１３６が制御モジュール２００の二次インターフェース２３０に差し込まれていないとき、中継器２１０をオンの状態のままにすることができる。

例示の実施形態において、中継器２１０は、ドライコンタクト出力２３８と、一次電力ライン２４０Ｃ−Ｄとを含んでよい。例えばドライコンタクト出力２３８は、付加的エネルギー装置を制御するために２本のリレーワイヤ２４０Ａ−Ｂを有することができる。ドライコンタクト出力２３８によって有利には、制御モジュール２００が広範な種類の補助装置を制御することが可能になる。最も注目すべきは、これらの装置が、隔離の必要という点において独立かつ別個の電力供給及び負荷を必要とする形態である点である。例えば照明器具１０５Ａ−Ｎの場合、付加的装置のための追加の供給電圧を生成するために、付加的装置の供給電圧を検討するおよび／または電源２０５を調節する必要がない。

二次インターフェース２３０は、供給される他の電圧に対する接地基準を提供するピン２３５Ａ、例えば１２ボルト（Ｖ）の電力出力を提供するピン２３５Ｂ、照明器具１０５Ａ−Ｎのオン／オフ制御に関する入力を提供するピン２３５Ｃおよび例えば０から１０ボルトの（Ｖ）調光バラストを制御するための入力を提供するピン２３５Ｄを有してよい。二次インターフェース２３０は、受信機１４５に電力を供給しかつ照明器具１０５Ａ−Ｎに関する制御信号を受信するために、二次インターフェースケーブル１３６（図１を参照のこと）を介して受信機１４５に結合されてよい。示されるように調光ライン２２５Ａ−Ｂは、受信機１４５からバラストに調光信号を供給するために、電源２０５の二次インターフェースピン２３５Ｄおよびピン２３５Ａにそれぞれ直接接続することができる。さらに二次インターフェースピン２３５Ｂは、ドライリレーコンタクト２４０Ａ−Ｂを使用して受信機１４５からのオン／オフ制御信号を中継するために中継器２１０に接続することができる。

図２Ｂは、図２Ａの制御モジュール２００を備えることができる例示の回路を示す。制御モジュール２００は、隔離された万能入力スイッチング電源２０５、中継器２１０、二次インターフェース２３０および一次電力ライン２４０Ｃ−Ｄを有することができる。示されるように、二次インターフェース２３０ならびにその入力および出力ピン２３５Ａ−Ｄは、ＲＪ−１１ジャックとして設けることができる。さらに示されるように、中継器２１０はドライリレーワイヤ２４０Ａ−Ｂなどのドライコンタクト出力２３８を有することができる。示される制御モジュール２００は特定の断路器または受動素子を有することができるが、実施形態によって多様な異なる要素を区別なく使用することができる。さらに制御モジュール２００は、デジタル回路として実装することができる。

制御モジュール２００は、例えば照明器具の１つまたは複数のバラストを制御するために、受信機からの入力信号に基づいて１つまたは複数の出力信号を提供するように構成することができる。一実施形態において制御モジュール２００は、照明器具を制御するために出力信号を提供するコントローラを有してよい。あるいは受信機上など外付けでコントローラを設けることもでき、制御モジュール２００は受信機がもたらす制御信号を中継することができる。

制御モジュールは中継を行ない、バラスト、モータ、電気器具またはオン／オフスイッチを有する他の装置など様々な装置を制御しかつこれに電力を供給するために１つまたは複数のインターフェースに結合された出力を有してよい。例えば１つまたは複数の出力信号を使用して、１つまたは複数のバラストに結合されたランプまたは光源を調光するおよび／またはオン／オフ制御することができる。さらに例えば回路または配線を介して接続箱に作動可能に結合され得る複数の照明器具または照明領域を制御するために、この出力を接続箱に結合することができる。

図３Ａは、図１Ａの制御装置１２０および接続箱３５５の例示の設置３００を示す。示されるように、接続箱３５５の規格部分をノックアウトし一次インターフェース３３７をノックアウト穴３６０を介して挿入することによって、制御装置１２０を接続箱３５５に結合することができる。さらに接続箱３５５は、例えば器具回路１６０に接続するために、他のノックアウト穴（図示せず）を介してそこから出ることができる他のケーブルまたはワイヤを有する場合もある。このノックアウトを介する設置では、接続箱３５５は、制御モジュール１２０の一次電力ライン３４０Ｃ−Ｄに電力を供給するために供給電圧からのラインを有することができる。さらに接続箱３５５は、照明器具１０５Ａ−Ｎおよび／または一連の照明器具まで及ぶ給電ラインを有することもできる。

図示の実施形態では、一次インターフェース３３７、リレーワイヤ３４０Ａ−Ｂおよび一次電力ライン３４０Ｃ−Ｄがノックアウト穴３６０に挿入されてよい。ノックアウト穴３６０の中に一次インターフェースを嵌め込むまたはロック固定するのに停止バンド３５７を使用することができる。その後ワイヤ（図示せず）または給電ライン（図示せず）を介して、リレーワイヤ３４０Ａ−Ｂおよび一次電力ライン３４０Ｃ−Ｄを電源に接続することができる。

注目すべきは、一次供給ライン３４０Ｃ−Ｄを接続箱３５５の中に配置することができ、その一方で低圧の調光ライン３２５Ａ−Ｂおよび／または二次インターフェース３３０を接続箱３５５の外に配置することができることである。これにより有利には、安全のためおよび建物の規約要件に従うために物理的分離と電気的隔離を維持することが可能になる。さらに、１つの照明器具または一連の照明器具内の調光可能なバラストなどバラストまたは代替の負荷装置を調光ライン３２５Ａ−Ｂに引っかけることができる。例えば規約要件によって、この接続は正規の等級ＩＩのワイヤ 、プレナム定格ワイヤを介して、またはこれらのラインに対して別々の導管を伸ばすことによるものであってよい。さらに調光可能なバラストまたは代替の負荷装置がない場合、調光ライン３２５Ａ−Ｂは単純に終端するまたは蓋をかぶせることができる。

いくつかの実施形態において、照明器具が例えば横に並んで一連になるような方法で、またはいわゆる「ストリンガー的」用途で結合され得る場合、一次インターフェース３３７を接続箱３５５のノックアウト穴（図示せず）に挿入することができる。これにより例えば器具回路１６０などの一次回路を制御モジュール１２０に作動可能に結合することが可能になる。制御モジュール１２０から制御信号を受信するために、その後器具回路１６０または他の回路からの配線を接続箱３５５または一次アウトレットボックス内に配線することができる。さらにこの構成によって有利には、二次インターフェースケーブル３３６などの低圧ラインを一次回路ラインから安全な距離で接続箱３５５の外に維持することが可能になる。

図３Ｂは、図３Ａの設置で利用することができる例示の接続箱３５５を示す。接続箱３５５は、例えば一連の照明器具１０５Ａ−Ｎを制御するのに使用することができる。有利には、接続箱３５５によって照明システム３００を迅速かつ安全に設置することが可能になる。接続箱３５５はその側面に、例えば電力ワイヤなどワイヤやケーブルが照明器具１０５Ａ−Ｎの中におよびそこから外に伸びることができるように、１つまたは複数の事前に作製されたノックアウトまたは打ち抜き部分３７０Ａ−Ｎを有してよい。打ち抜き部分３７０Ａ−Ｎは直径がおよそ０．８８５インチであってよく、除去される際照明器具１０５Ａ−Ｎの中に穴を形成することができる。

例えば一連の照明器具１０５Ａ−Ｎは、１つまたは複数の接続箱３５５に沿って給電経路を有することができる。接続箱３５５から打ち抜き穴３７０Ａ−Ｎがノックアウトされる際、制御モジュール１２０の一次インターフェース３３７を接続することが可能になる。さらに給電経路に沿って接続箱３５５がない場合、制御モジュール１２０の一次インターフェース３３７と接続するために接続箱３５５を容易に設置することが可能である。例えば接続箱３５５は、住居または商業施設内の天井に設置するまたは壁に取り付けることができる。注目すべきは、例えば接続箱３５５が使用される際、制御モジュール１２０のリレーライン３４０Ａ−Ｂによって装置の負荷を制御することができることである。

ノックアウト部分３７０Ａ−Ｎが除去される際、中へ入ってくるおよそ１２０−２７７ＶＡＣの一次電力供給ラインと１２Ｖの低圧の制御ラインの物理的分離を可能にするノックアウト穴を形成することができる。このような物理的分離によってシステム設置３００の安全性を大幅に向上させることができる。さらに接続箱３５５は建物内のどこにでも配置することができる、または建物内のどこにでも現れる可能性がある。

図４Ａ−図４Ｂは、図１Ａの制御モジュール４２０および照明器具４００の例示の設置を示す。図４Ａにおいて、制御モジュール４２０を照明器具４００の中に完全に収容するまたは配置することができる。あるいは制御モジュール４２０が照明器具４００の中に部分的に配置されるように、制御モジュール４２０の一部を照明器具４００の中に配置することも可能である。図４Ｂに最もよく示されるように、照明器具４００は打ち抜き部分またはノックアウト部分（照明器具４００の１つまたは複数の側面上）を有することができる。ノックアウト部分４７０の直径はおよそ０．８８５インチであってよい。ノックアウト部分４７０が除去される際、電力ラインが、制御モジュール４２０まで、詳細には一次インターフェース４３７の一次電力ライン４４０Ｃ−Ｄまで器具内に伸びることができる。

続けて図４Ａを参照すると、制御モジュール４２０を照明器具４００の中に完全に挿入することができる。制御モジュール４２０は、両面接着発泡テープを使用して照明器具４００内に取り付けるまたは配置する、あるいは１つまたは複数のねじ穴（図示せず）を介して取り付けることができる。示されるように、調光ライン４２５Ａ−Ｂをバラスト４０５まで配線することができる。照明器具４００の一次側に設けられた一次ノックアウト穴（図示せず）を介して一次電力ライン４４０Ｃ−Ｄを伸ばすことによって照明器具４００の外に設けられた電力供給ラインにそれらを結合することができる。さらにリレーライン４４０Ａ−Ｂを一次ノックアウト穴を使用して照明器具４００の一次側の外まで伸ばすことができ、他の照明器具または接続箱（図示せず）まで伸ばすことができる。二次インターフェース４３０を二次ノックアウト穴４３０の中に配置することができるおよび／または二次インターフェースケーブル４３６をノックアウト穴４３０の外に伸ばして、例えば受信機１４５に接続することができる。これにより有利には、調光ライン４２５Ａ−Ｂなどの低圧ラインと一次供給ライン４４０Ｃ−Ｄなどの高圧ラインを器具内に残すおよび／または実質的に低圧であり得る二次インターフェースケーブル４３６から離れた状態にすることが可能である。

さらに、接続箱様の方法論（junction box like methodology）においては制御モジュール４２０を照明器具４００に配線することができる（図示せず）。例えば制御モジュール４２０を照明器具４００の外に配置することができ、一次電力ライン４４０Ｃ−Ｄおよびリレーライン４４０Ａ−Ｂを外側から照明器具４００内のノックアウト穴を介して伸ばすことができる。調光ライン４２５Ａ−Ｂは任意選択で別のノックアウト穴を介して調光バラストまで伸ばすことができる。

注目すべきは制御モジュール４２０を照明器具４００の中に設置することができ、一次インターフェース４３７の一次電力ライン４４０Ａ−Ｄが、照明器具４００内に位置する標準的な「ノックアウト」穴適合部分（図示せず）のおかげで外に出ることができることである。これらのいわゆる「器具内」の用途では、制御モジュール４２０は部分的または完全に照明器具４００内に挿入または収容されてよい。ノックアウト部分は、一次インターフェース４３７または二次インターフェース４３０などノックアウト穴に挿入され、これを介して給電される本明細書に記載される他のインターフェースを収容するように大きさを決められるおよび／または構成することができる。

注目すべきはノックアウト穴を介して外に出るリレーライン４４０Ａ−Ｂおよび一次電力ライン４４０Ｃ−Ｄによって、複数の照明器具４００にわたって照明の制御を中継することが可能になることである。これによって、例えばセンサ１５０によるなど同様の方法で照明領域を形成する付加的照明器具を有利に作動または制御することができる。さらに付加的照明器具が調光または他のバラスト（図示せず）を有する場合、一次電力ライン４４０Ｃ−Ｄおよび／または調光ライン４２５Ａ−Ｂを同様にバラストに接続することができる。二次インターフェースケーブル４３６はノックアウト穴を介して給電される、および／または照明器具４００の外に在り得る受信機１４５に入力および出力信号４３５Ａ−Ｄを搬送するために一次インターフェース４３７に対して配置することができる。照明器具４００の設計は変更することができるため、いくつかの設置では、照明器具の誤作動を回避するために二次インターフェースケーブル４３６を器具回路などの一次回路ラインから物理的に離して維持することが有益な場合がある。二次インターフェースケーブル４３６と一次回路ラインの分離を維持するのに二次ノックアウト穴を使用することができる。

図５Ａ−図５Ｃは、図１Ａのシステムで利用され得る制御装置５２０の例示の側面図を示す。図５Ａ−図５Ｃに示されるように、制御装置５２０は、調光ライン５２５Ａ−Ｂ、二次インターフェース５３０および一次インターフェース５３７を有することができる。調光ライン５２５Ａ−Ｂは、１つまたは複数の照明器具１０５Ａ−Ｎの中に収容され得る調光バラストを制御するために調光信号を提供することができる。

一次インターフェース５３７は、照明器具または別の負荷装置の一次電力の物理的または電気的隔離および制御を実現することができる。一次インターフェース５３７は、例えば一次電力供給ライン５４０Ｃ−Ｄおよびリレーワイヤ５４０Ａ−Ｂなど１つまたは複数の一次高圧入力または出力を有することができる。リレーワイヤ５４０Ａ−Ｂは、受信機１４５から伝送される入力信号に基づいて照明器具１０５Ａ−Ｎまたは別の負荷装置を制御する目的で信号を通過させるまたは調光するために中継装置のリレーコンタクトに接続されてよい。注目すべきは調光ライン５２５Ａ−Ｂ（上記に記載したように）およびリレーワイヤ５４０Ａ−Ｂは同様に、標準オン／オフバラスト、ステップバラストまたはハイ／ローバラストを含めた他のバラストタイプを制御するように構成されてよいことである。一次電力ライン５４０Ｃ−Ｄは、制御モジュール５２０の電源（図示せず）に電力を供給することができる。

二次インターフェース５３０は、受信機に低圧出力機能を提供することができ、かつ複数のピン、出力および入力５３５Ａ−Ｄを有してよい。さらに二次インターフェース５３０は、小さい等級１または２の電話プラグ、ＲＪ１１、ＲＪ１４またはＲＪ４５プラグなど信用できる構成の低価格のジャックであり得る。二次インターフェース５３０は、以下のピン構成のジャックを有することができる。ピン５３５Ａは照明器具１０５Ａ−Ｎのオン／オフ制御のための入力を提供することができ、ピン５３５Ｂは供給される他の電圧のための接地基準であってよく、ピン５３５Ｃは例えば０から１０ボルト（Ｖ）の調光バラストを制御するための入力を提供することができ、ピン５３５Ｄは例えば１２ボルト（Ｖ）電力出力を供給することができる。ピン５３５Ｄは、例えば受信機１４５に電力を供給するのに使用されてよい。

図５Ａに最もよく示されるように、制御モジュール５２０の一次インターフェース側（または高圧側）に停止バンド５５７を設けることもできる。停止バンド５５７は、設置を容易にする目的で、一次インターフェース５３７の周縁部の任意の部分を覆うまたは一次インターフェース５３７の周りに延在することができる。例示の実施形態において停止バンド５５７は、一次インターフェース５３７および停止バンド５５７が照明器具のノックアウト穴にスナップ嵌合することができ、かつリレーワイヤ５４０Ｃ−Ｄと一次電力ライン５４０Ａ−Ｂを固定することができるスナップ式の細部を有することができる。あるいは停止バンド５５７は、標準的なナットによってノックアウト穴にねじ込まれるおよび／または接続される場合もある。

図５Ｂ−図５Ｃに表されるように、二次インターフェース（または低圧インターフェース）５３０は、ＲＪ−１１など標準的なジャックを備えることができる。二次インターフェース５３０は、上記に記載されるピン５３５Ａ−Ｄなどジャックに結合された複数の内部ワイヤを有することができる。０−５ｍＡ出力、変調デジタル出力周波数および／またはＰＬＣインターフェース通信などの内部ワイヤまたはピンのために付加的構成を使用することができる。

注目すべきは制御モジュール５２０がインターフェースジャックを備える二次インターフェース５３０を利用することができないとき、二重の（または交番の）低圧ラインまたはワイヤを設けることができることである。二重低圧ワイヤは、先に記載した制御装置５２０の機能および制御の組み合わせのいずれかを有することができる。例えばこれらの低圧ラインは以下の、バラストに対する０−１０ボルトの出力、別の装置（例えば受信機１４５）への０−５ミリアンペアの出力、複数の装置を接続するための低圧結合器または遠隔式の出力電力を有することができる。さらにこれらのラインは、低圧入力または第３者の行動からの隔離されたコンタクト投入、日光あるいはセンサまたはコンピュータデバイスに基づく他の照明を受容するように構成されてよい。

図６Ａ−図６Ｂは、照明システムの制御装置の例示の構成を示す。図６Ａ−図６Ｂの両方の図において、システム６００Ａおよび６００Ｂは、調光ライン６２５Ａ−Ｂを使用して調光バラスト６０５に任意選択で接続された制御装置６２０を有することができる。さらに二次インターフェースケーブル６３６を介して受信機６４５を制御装置６２０に接続することができる。注目すべきは、ケーブルまたはラジオなどの無線インターフェースを介して受信機６４５を１つまたは複数のセンサ（図示せず）に接続することができることである。この装置を制御することができるのは（例えば受信機１４５へ伝送することによって）、無線受信器１４５と互換性のある形態の任意のタイプのラジオ信号である。制御要素としてセンサが示されているが、遠隔式の無線制御装置（例えば無線壁面スイッチ、手持ち式遠隔装置、ネットワーク−ラジオ互換装置など）から無線信号を発信することもできる。システム６００Ａおよび６００Ｂはまた、ＡＣ万能入力電源など入力電源６５５を有してよい。

図６Ａに示されるように、負荷装置６６０に対してほぼ同一の供給電圧と負荷電圧を制御するためにリレーライン６４０Ａ−Ｂと入力電源６５５との組み合わせを配線することができる。負荷装置６６０は、バラスト（正規のまたは調光式の）、モータ、種々の光源または他のリレー接触器であってよい。図６Ｂに示されるように、供給電圧が実質的に負荷電圧と異なる負荷装置６６０を制御するために、リレーライン６４０Ａ−Ｂと入力電源６５５の組み合わせを交互に配線することができる。有利には例えば臨界時間制御のために負荷装置６６０に常に電力が供給されるように、常に供給をバックアップするように入力電力供給ライン６４０Ｃ−Ｄ（黒色および白色ワイヤであり得る）を配線することができる。さらにリレーライン６４０Ａ−Ｂは、さほど限界に近くないまたはより高い電力負荷を制御することができる。あるいはリレーライン６４０Ａ−Ｂは、低圧ＨＶＡＣ接触器を制御することができる。

当業者には、本開示の精神または範囲から逸脱することなく本開示に多様な修正および変形を行なうことができることは明らかであろう。したがって本開示は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内にあるいかなる修正形態および変形形態も網羅することを意図としている。

Claims (23)

1. 照明を制御することができる制御モジュールであって、
   第１の光源によって放出される光のレベルを制御するように構成された少なくとも１つの入力信号を受信機から受信するように作動可能な入力と、前記受信機に電力を供給するように作動可能な電力出力とを含む二次インターフェースと、
   前記少なくとも１つの入力信号に基づいて１つまたは複数の付加的光源によって放出される光を調節するための制御信号を提供するように構成された１つまたは複数の出力を有する一次インターフェースとを備える制御モジュール。
2. 前記一次インターフェースの前記１つまたは複数の出力が、前記少なくとも１つの入力信号を通過させるように構成された少なくとも１つのドライコンタクトを備える、請求項１に記載の制御モジュール。
3. 前記少なくとも１つの入力信号が、前記第１の光源および付加的光源に対してオンオフ制御を行なう、請求項１に記載の制御モジュール。
4. 前記少なくとも１つの入力信号が、前記第１の光源および付加的光源に対して光量調整を行なう、請求項１に記載の制御モジュール。
5. 前記一次および二次インターフェースが前記制御モジュールの異なる側に設けられる、請求項１に記載の制御モジュール。
6. 前記少なくとも１つの入力信号に基づいて前記第１の光源に対して光量調整を行なうように構成された少なくとも１つの調光ライン出力をさらに備える、請求項１に記載の制御モジュール。
7. 前記調光制御がおよそ０から１０ボルトの範囲である、請求項６に記載の制御モジュール。
8. 前記二次インターフェースの前記電力出力に作動可能に接続された電源をさらに備える、請求項１に記載の制御モジュール。
9. 前記一次インターフェースが、前記電源に接続され前記電源に電力を供給するために外部の電源から電力を受け取るように構成された少なくとも１つの電力供給ラインをさらに備える、請求項８に記載の制御モジュール。
10. エネルギー消費を削減することができる照明システムであって、
    接続箱と、
    電源に供給電圧を供給するように構成された少なくとも１つの電力供給ライン、および前記接続箱を使用して少なくとも１つの照明器具によって放出される光を制御するために信号を中継するように構成された少なくとも１つのリレーラインを有する一次インターフェースを有する制御モジュールとを備える照明システム。
11. 前記少なくとも１つのリレーラインが、ノックアウト穴を介して前記接続箱に作動可能に接続される、請求項１０に記載の照明システム。
12. 前記一次インターフェースが、前記ノックアウト穴の中に前記一次インターフェースを固定するように構成された停止バンドをさらに備える、請求項１１に記載の照明システム。
13. 前記少なくとも１つの電力供給ラインが、前記供給電圧を受け取るために前記接続箱に作動可能に接続される、請求項１０に記載の照明システム。
14. 前記制御モジュールが、前記少なくとも１つの照明器具の筐体内に設けられたバラストに対して光量調整を行なうように構成された調光ラインをさらに備える、請求項１０に記載の照明システム。
15. 前記調光ラインが前記筐体内に設けられた穴を介して伸び、前記バラストと接続する、請求項１４に記載の照明システム。
16. 二次インターフェースケーブルと、
    受信機から照明器具によって放出される光のレベルを制御するように構成された少なくとも１つの入力信号、および前記二次インターフェースケーブルによって前記受信機に接続される際、前記受信機に電力を供給するように作動可能な電力出力を受信するように作動可能な二次インターフェースを有する制御モジュールとを備える照明システム。
17. 前記制御モジュールが前記照明器具の筐体の中に配置される、請求項１６に記載の照明システム。
18. 前記筐体が、前記筐体のノックアウト部分が除去される際穴を形成するように構成される、請求項１７に記載の照明システム。
19. 前記二次インターフェースが、前記筐体内に設けられた第１の穴を介して前記受信機に接続されるように作動可能である、請求項１８に記載の照明システム。
20. 前記制御モジュールが、第１の穴を介して前記筐体から出る１つまたは複数の電力供給ラインをさらに備え、前記二次インターフェースケーブルが第２の穴を介して前記筐体から出る、請求項１８に記載の照明システム。
21. 前記制御モジュールが、第１の穴を介して前記筐体から出る１つまたは複数のリレーラインをさらに備え、前記二次インターフェースケーブルが第２の穴を介して前記筐体から出る、請求項１８に記載の照明システム。
22. 前記制御モジュールが、前記照明器具のバラストに対して光量調整を行なうために１つまたは複数の調光ラインをさらに備え、前記調光ラインと前記バラストとが前記筐体内に配置され、かつ作動可能に接続される、請求項１７に記載の照明システム。
23. 前記制御モジュールが、付加的照明器具に少なくとも１つの入力信号を中継するように構成された中継器をさらに備える、請求項１６に記載の照明システム。

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