照明制御システム

1 照明制御の必要性

1　照明に必要とされる機能

照明の目的は、次の2つに要約できます。（1）　対象物が正しく十分によく見えることオフィス作業での書類や、計算機の端末、人の顔、工場の工作物や機械の操作部、店舗での商品など、視作業対象物の見え方が重要です。（2）　周囲の環境や状況がよく分かること天井、壁、床など作業者の周辺がよく分かることによって、安全性や快適性が保たれます。

2　照明専門化の必要性

（1）　作業目的の複雑化、高度化従来、作業能率の向上は、作業動作の標準化や単純化により実現

されてきました。しかし社会構造の複雑化やニーズの多様化など社会状況の変化や進展に伴い、作業環境も同質の作業に適したものだけではなく、それぞれの作業の目的や動作に適したものとすることが必要とされてきています。例えば事務所の作業では、単に机を前にしての書類の作成や、他の作業者との打合せだけでなく、PC作業、アイディア考案など作業形態が多岐化、高度化しており、それに対応できることが必要とされます。（2）　感性の時代における好みの多様化現在は感性の時代といわれ、多様化の時代といわれています。すな

わち、人々は同じ物や状態を一斉に好ましいと判断するのではなく、好ましいと考える状態は多岐に分化し、幾つもの選択肢が並立し、少人数ごとのクラスに分かれてきています。したがって各種の空間を設置運営する立場の方々に望まれることは、空間使用者の多様な欲求に応じて、専門化、個性化されたそれぞれに最良の空間を創造することです。

3　照明変化の必要性

（1）　同一空間の多目的使用上記のような、空間の使用目的の多様化に対応して、それぞれ専用の使用目的に対応した空間を建設することが望ましいことですが、土地の有効利用やコストの見地から、それは難しいといえます。したがって空間をなるべく多目的に使用できるように準備することが望まれます。各地で建設されている多目的ホールなどはこの主旨にかなうものです。スポーツ、ファッションショー、コンサートなどジャンルの異なる各種の催しが同一の場所で開催されます。（2）　使用目的の個性の強調ホテルの宴会場のようなホールは、上記の多目的ホールほど、行事の内容分野が異なるほどの大きな差はありませんが、宴会といっても結婚披露宴を始め、ファッションショー、ディナーショーなどがあり、各種の会議、講演会、商品発表会、展示会など多種多様に使用されており、しかも、その一つ一つが個性を強調しますので、宴会のスタイルや演出は、同種同形のものであってはなりません。したがって、多目的に実施される千差万別の宴会に対応するためには、変化のある演出が可能なように、ニュートラルな空間を基準とすべきです。ここでいうニュートラルとは、お客様の要望に合せて、どんな雰囲気にも演出できることです。（3）　空間使用者の時間的変化喫茶店やパブの兼業店などのように、時刻によって業態が変わり、空間使用者すなわち客層が異なる空間もあります。例えば昼間は主婦や学生が主体、夜間はサラリーマンという場合、客層が異なれば当然、感性の時代にふさわしく、照明演出を変えることが望ましいと言えます。（4）　個人の好みへのフィットネス多様化の時代において、なるべく個人個人の好みも尊重し、更にそ

の個人においても作業時間の経過に伴って、好ましいと考える状態も変化してきますので、可能な範囲で個々に環境調整ができることが望ましいと言えます。（5）　省エネルギー上記のように、空間の使用目的と使われ方の微妙な変化に対応し

て、きめ細かな照明演出を行う必要がありますが、必要な場所に、必要なときに、重点的に目的の照明を用いることは、常時全設備を使用する場合と比較して、省エネルギーとなることは明らかです。

4　演出照明のニーズ増大

変化する照明の典型的なものは、舞台照明を始めとする演出照明です。所得や余暇の増大など社会の豊かな時代を迎えて、人々は現実の場の日常性を離脱し、強い非日常性を求めて、生産の場からリゾートの空間と時間を歴訪しています。舞台やホテルの盛況がこれを示しています。以上のように、空間の演出制御の必要性は一層強まっていますの

で、目的に合致した適切な照明制御システムの採用が必要です。

2 照明制御システムの概要

1　制御方式の種類

照明器具の明るさを変化させるためには、大きく分けて次の3方式があります。（1）　点滅方式（2）　段調光方式段調光方式は、その調光比があらかじめ固定の値に設定されている調光比固定式と、比較的任意にプリセットできる調光比可変式があります。（a）調光比固定式（b）調光比可変式

（3）　連続調光方式（a）調光範囲では、（ｲ）調光範囲非限定型 ……………… 主に、照明演出用に用

いられます。 （0～100%）（ﾛ）調光範囲限定型 ………………… 主に、省エネルギーに

用いられます。（5～100％、25～85％、25～100%など0%近くの調光は行わないもの ）

（b）調光器と調光可能照明器具間の配線で分ければ、（ｲ）2線式（位相制御式）（ﾛ）4線式（信号線式（デューティ信号））に分類されます。

①　位相制御式について電源から取り出すことができる電圧は交流となっており、周期的な波形となっています（一定周期で繰り返される波＝位相を持つ）。この位相を制御して調光を行うのが位相制御式調光方式です。後で述べる信号線式と違い、電源線のみで調光制御を行うことができます。調光器では半導体（トライアック）を使用し、電源の0V位相（ゼロクロス）に同期して通電する時間を制御（位相を制御）することで調光を行っています。以下に配線図と調光時の電源からの電気量と光波形の関係を示します。

電源線のみ（2本）

トライアック調光用調整器電源スイッチ

（3路スイッチ）

別の場所からの電源ON/OFF操作用

入力電源（AC100V専用）

LED照明器具

3路スイッチ（別途）

4路スイッチ（別途）

LED調光用電源

制御回路

ノイズフィルター回路

図1　位相制御式の配線図とシステム図

位相制御方式での電気量の変化 LEDの光波形の変化（イメージ）

明るい（調光率100％）

暗い（調光率30％）

明るい（調光率100％）

暗い（調光率30％）

OFF

OFF ON

ON

図2　位相制御式による調光時の電気量と光波形の関係

②　信号線式についてデューティ制御、PWM制御方式と呼ばれます。電源線2本、信号線2本の計4本が照明器具に配線されるので4線式とも呼ばれています。照明器具内部の電源に信号線から情報を送り、調光制御します。位相制御方式に比べ電源変動の影響を受けにくいため、安定した調光が可能です。調光範囲は起動方式により異なります。以下に配線図と電源からの電気量と光波形の関係を示します。

調光器 照明器具

100V一定

デューティ（PWM）制御方式

電源スイッチ（3路スイッチ）

S1（デューティ出力）

出荷（負荷へ）（AC100～242V）

入力電源（AC100～242V） S2

（OV）

信号線を取り外せば照明器具は100％点灯します。極性はありません。

制御回路操作用ツマミ

ライトコントロール・信号線式（LED（LD）用）

別の場所からの電源ON/OFF操作用

3路スイッチ（別途）

4路スイッチ（別途）

13

0

信号線式連続調光型LED照明器具

信号線式連続調光型LED照明器具

図3　信号線式の配線図とシステム図

位相制御方式とは異なり入力電気量は変わらない

LEDの光波形の変化（イメージ）

明るい調光率100％

暗い調光率30％

一定周波数

一定周波数

デューティ制御方式での入力調光信号

一定電圧

一定電圧（ ）

（ ）明るい調光率100％

暗い調光率30％（ ）

（ ）

図4　信号線式による電気量と光波形の関係

2　制御装置と負荷との接続方式

負荷の点滅（開閉）あるいは調光を行う際に、負荷の接続されている電源線に接続されている制御装置を直接に操作する方式と、信号線あるいはワイヤレスリモコン方式などのように、制御信号を伝送して間接的に制御する方式があります。間接的に制御する方式のうちには以下のようなものがあります。（a）多重伝送方式集中制御システム（b）調光信号方式（c）光線式ワイヤレスリモコン方式

3　分野別に適合する照明制御システム

制御すべき負荷の規模は、用途や分野により大小がありますので、適切な制御システムを用いる必要があります。（1）　大規模施設照明制御盤が大型の中央監視盤のサブシステムとして構成される場合が多い。中央監視盤とはBACnetなどの汎用プロトコルで接続を行う。

中央監視盤

空調サブシステム

動力サブシステム

電力サブシステム

照明サブシステム

照明

照明コントローラ

照明サブシステム

端末器

照明

端末器照明用

センター装置

（2）　中規模施設照明用センター装置を設置し、一元管理をする場合が多い。

照明用センター装置

照明

端末器

照明

端末器

照明

端末器

照明

端末器

照明

端末器

照明

端末器

照明制御システム

照明制御システム

（3）　小規模施設制御の単位で200回路程度の施設では、照明制御盤（主操作盤）

を置き、集中監視と集中制御を行う場合が多い。但し、この場合は主操作盤というより、オフィス内に設置された点滅範囲可変パターンSWの役目を果たす。

4　オフィス照明の調光制御システム

オフィスでは用途目的にあわせたレイアウトの変更が必要で、快適な執務空間を演出するためには、照明方法や照度を変える必要があります。また時間帯にあわせた適切な照明の点灯状態に変えていく必要もあります。例えば省エネのために時間帯に応じてきめ細やかなスケジュール運転を実施する場合があります。また、窓際では昼光の入射量に連動して適切な照度を維持するためには調光制御が必要です。以上のような点滅及び調光制御を行うためには、下記のような明るさ

センサ、熱感センサ等を利用したシステムを活用することが考えられます。また、直近では照明器具を１台１台制御するという個別照明制御のニーズが高まっています。これは照明器具に通信モジュールを内蔵し、それらの照明器具を通信線で接続することで可能となります。レイアウト変更の際に実配線を変更する必要がなくソフト上で１台１台のグループ、パターンの変更が可能となるので大掛かりな工事が発生しません。

調光TU

デューティ式パルス信号

12:00～13:0050％調光

12:00

図5　スケジュール調光制御

デューティ式パルス信号

電源送り

リレーTU

明るさセンサ付調光TU

図6　昼光利用制御

電源送り

熱感自動スイッチ

デューティ式パルス信号

リレーTU

調光TU

図7　熱感自動スイッチ連動制御

明るさセンサ 人感センサ

伝送アダプタ

リモコンスイッチ

液晶スイッチ

通信機能付照明器具

図8　個別照明制御システム

照明制御システム

表1　用途別市場の特質例（記憶調光システム）

想定されるイベント及び照明操作について 照明制御システム

専門劇場・専門の催しが長期的に行われる・芸術性、演出性の追及・常駐のプロオペレータが操作

・記憶調光操作卓・ムービングライト操作卓

市民会館・演劇、音楽に特化した専門ホールと複数の催物に対応できる多目的ホールに分類される・施設規模や演目によりプロオペレータ、アマチュア双方が操作・持込機器の使用が多い

・記憶調光操作卓・ムービングライト操作卓・持込操作卓

公民館 ・講演会、セミナー、発表会など生明かり主体の催しが行われる・アマチュアの操作がメインであるが、演目によりプロオペレータが操作 ・記憶調光操作卓

複合施設に付随したホール・講演会、セミナー、展示会、コンサート、ファッションショー、試写会など幅広い催しが行われる・演出性の高い催物はプロオペレータが操作・持込機器の使用が多い

・記憶調光操作卓・持込操作卓

多目的スペース・スポーツイベントから展示会、コンサート、ファッションショーなど多目的な催しが行われる・演出性の高い催物は持込機器にてプロオペレータが操作・持込機器の使用が多い

・記憶調光操作卓・持込操作卓

公共体育館 ・スポーツイベントを中心に、成人式など各種式典が行われる・アマチュアの操作がメインであるが、演目によりプロオペレータが操作 ・記憶調光操作卓

美術館・博物館・展示物を最適な状態で鑑賞できるように、ケース照明やスポット照明をコントロールする・自然光と人工光を併用する場合がある・施設の学芸員が主に操作

・ワイヤレスモバイル操作器・シーン記憶操作器・色温度可変

テレビスタジオ ・スタジオ内の複数のセットに対し、全体コントロールしながら部分的に操作を行う・局専属または外部のプロオペレータが操作

・記憶調光操作卓・ムービングライト操作卓・持込操作卓

学校（講堂・体育館）・固定席の講堂では公民館レベルの催しが行われる・体育館（屋内運動場）では式典、発表会、映写会などが行われる・大規模施設を除き、アマチュアが操作

・シーン記憶操作器・手動調光操作器

ホテル宴会場・結婚披露宴、パーティー、展示会、ディナーショーなど多目的な催しが行われる・演出性の高い催物は持込機器にてプロオペレータが操作・大規模なイベントでは持込機器の使用もある

・ムービングライト操作卓・シーン記憶操作器・手動調光操作器

専門結婚式場 ・結婚披露宴をメインに高度な演出を行う・専属の施設担当者が操作

・ムービングライト操作卓・シーン記憶操作器・手動調光操作器

商業ビル共用部飲食スペース

・朝、昼、夕方、夜など一日の動きに合わせ照度レベルや色温度を変化させる・専門操作者が事前に設定したシーンをスケジュール運転で再生

・シーン記憶操作器・タイムスケジュール制御・色温度可変

会議室・会議の進行に合わせ照明シーンを切り換える・AV機器と連動し照明操作を行うケースもある・貸し会議室含めアマチュアが操作

・シーン記憶操作器・手動調光操作器