JP2005228753A - Lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗り物内や屋内の照明を外光と相関を持たせて制御する照明システムに関するものである。 The present invention relates to a lighting system that controls lighting in a vehicle or indoors in correlation with outside light.
外光と相関を有する照明の状態を必要とする分野には以下の4つのものがある。 There are the following four fields that require illumination conditions that have a correlation with external light.
第1の分野としては、生体リズム(体内時計)の調整ということがあげられる。人体には体内時計があり、その体内時計の固有周期は1日の24時間に対して約1時間長いことが知られている。従って、例えば暗室又は常時一定の照明下で且つ時刻の手掛かりのないところにおかれた人間は、体内時計の時刻の調整ができず、実際生活の時計の時刻と比較して日を追う毎に体内時計の時刻が後れていく。体内時計を1日の24時間に合わせるためには、1日に約1時間時計を進める方向に調整しなければならない。このような体内時計の時刻の修正には、光(特に、明るい光)の刺激が有効であることが知られている。自然環境に従う通常生活においては、人間は主として太陽光の変化を刺激として体内時計の時刻の調整を行っているのである。 The first field is adjustment of biological rhythm (internal clock). It is known that the human body has a biological clock, and the natural period of the biological clock is about one hour longer than 24 hours a day. Therefore, for example, a human being placed in a dark room or under constant lighting and without a clue of time cannot adjust the time of the biological clock, and each time it follows the day compared to the time of the clock of the actual life The time of the body clock is getting behind. In order to adjust the body clock to 24 hours a day, it is necessary to adjust the clock so that the clock is advanced for about 1 hour a day. It is known that stimulation of light (especially bright light) is effective in correcting the time of the body clock. In normal life according to the natural environment, human beings adjust the time of the body clock mainly by the change of sunlight.
ところで、生体リズム(体内時計)の調整がうまくいかない場合には、心身に様々な変調を来すことが知られている。多くの人が経験するわかり易い例として、体内時計の時刻と実際生活の時刻の相違による異常として、時差ぼけ症状をあげることができる。また、体内時計の調整に必要な光が不足することによって生体リズムに異常を来し、季節性感情障害(冬季うつ病)が発症することがある。光の不足が加齢による生体リズム弱体化を促進して、老人の睡眠障害や痴呆症状の一部である昼夜逆転異常行動・夜間徘徊などにつながるという説もある。朝起きられない、或いは登校できない子供達の中には、生体リズムに異常が見られる場合が多いという報告がある。 By the way, it is known that various adjustments are made to the mind and body when the adjustment of the biological rhythm (internal clock) is not successful. As an easy-to-understand example that many people experience, a jet lag symptom can be given as an abnormality caused by the difference between the time of the body clock and the time of actual life. In addition, lack of light necessary to adjust the body clock may cause abnormal biological rhythms and develop seasonal emotional disorder (winter depression). There is also a theory that lack of light promotes weakening of biological rhythm due to aging, leading to sleep disorder and dementia symptoms of elderly people, day / night reversal abnormal behavior and nighttime habits. There are reports that children who are unable to wake up or go to school often have abnormal biological rhythms.
このような生体リズム(体内時計)異常を解消或いは予防するために、光(高照度光)を利用する方法が有効であることが知られており、人体に装着して眼球に光を照射する装置やパネル状に照明器具を配置して、顔面を照明する高照度光源を提供する装置などが開発されている。照度環境に関して低い照度で且つ恒常条件が想定される場所として、病院・老人ホーム・地下街などがあげられ、これらの場所では、生体リズム(体内時計)調整のための明るい光が必要であるとともに、同時に多数の人を対象に調光することが必要であると考えられる。更に、それらの場所において生体リズム調整を目的として調光する場合に、外光(太陽光)と相関を有するような調光をすると、自然のリズムを取り戻す或いは維持するのに有効であると考えられる。 In order to eliminate or prevent such a biological rhythm (internal clock) abnormality, it is known that a method using light (high illuminance light) is effective, and the eyeball is irradiated with light by wearing it on the human body. Devices have been developed that provide high-intensity light sources that illuminate the face by arranging lighting fixtures in a device or panel form. Examples of places that have low illuminance and constant conditions with respect to the illuminance environment include hospitals, nursing homes, underground shopping streets, etc. In these places, bright light is required to adjust the biological rhythm (internal clock), It is considered necessary to dimming a large number of people at the same time. Furthermore, when dimming for the purpose of biological rhythm adjustment in those places, it is considered effective to restore or maintain the natural rhythm if dimming that has a correlation with external light (sunlight). It is done.
第2番目の分野としては、昼間の明るい光による覚醒度の維持或いは向上ということがあげられる。一般に、光刺激を網膜で受光することにより、眠気を誘発するといわれるメラトニンというホルモンの分泌が抑制されるということが知られている。また、光刺激により交感神経系の活動が亢進され、結果として覚醒度が向上することが知られている。このような光による覚醒維持効果は、照度が高くなるにつれて大きくなる傾向がある。 The second field is to maintain or improve the arousal level by daytime bright light. In general, it is known that when a light stimulus is received by a retina, secretion of a hormone called melatonin, which is said to induce sleepiness, is suppressed. It is also known that the activity of the sympathetic nervous system is enhanced by light stimulation, and as a result, the arousal level is improved. Such awakening maintenance effect by light tends to increase as the illuminance increases.
尚、同じように明るい光刺激でも、一定の照度が長時間連続するよりも照度変化に揺らぎのある方が覚醒維持効果が高くなることが知られている。特に、照度下降時の変化速度を小さく照度上昇時の変化速度を大きくすると、より効果的である。 In addition, it is known that even with bright light stimulation, the effect of maintaining wakefulness is higher when the illuminance change fluctuates than when the constant illuminance continues for a long time. In particular, it is more effective to reduce the change rate when the illuminance falls and increase the change rate when the illuminance rises.
さて、日中の覚醒度は夜間に比較すると高いレベルを維持するのが通常であるが日中においても時間とともに変化し、幾つかの山や谷を示すことが知られている。それらのうち日中の覚醒度低下が著しいのは、午後の前半(昼食後の時間帯に相当)であるが、昼食を取る取らないに関わらず覚醒度の変化が生じることが知られている。覚醒度の変化の度合いには個人差があるが、日中の覚醒度低下が大きい場合には、谷時間の時間帯に一度休息を取っておく方が、その後の作業効率が高まると考えられる。このような、光による覚醒維持作用の利用が想定される場所としてオフィス・工場・学校・地下街などがあげられる。 Now, it is known that the degree of awakening during the day is usually maintained at a higher level than at night, but changes with time even during the day and shows several peaks and valleys. Among them, the decrease in arousal level during the day is significant in the first half of the afternoon (corresponding to the time zone after lunch), but it is known that the arousal level changes regardless of whether or not lunch is taken. . Although the degree of change in arousal level varies from person to person, if the decrease in arousal level during the day is large, it is considered that taking a rest once during the trough time will increase the work efficiency thereafter. . Examples of such places where the use of the wakefulness maintenance effect by light is assumed include offices, factories, schools, and underground shopping areas.
第3番目の分野としては、日照が取り入れられない或いは不足がちの住環境に日照と同様の効果を与えるものとして、通杯「ひまわり」という追従型の装置が知られている。この装置は、光ファイバーで太陽光を住環境まで導入しようとするものである。 As a third field, a follow-up type device called “sunflower” is known as one that provides the same effect as sunshine in a living environment where sunshine is not taken in or tends to be insufficient. This device is intended to introduce sunlight into the living environment using an optical fiber.
第4番目の分野としては、店舗やオフィス・工場などの窓際の照明に関する光の利用が知られている。店舗照明の場合一般に、外光が強くなると店舗内窓際の照明を明るくすることが効果的であるといわれている。それは、外界と窓際の照度差が大きくなると店舗が暗く感じられるという悪影響が生じるためである。この悪影響を避けるために、外が明るいときには窓際の照明を多く点灯することが行われている。また、オフィス・工場など通常人が在室する室内で側面が採光量の多い窓である場合、昼間特に晴天時には室内の人物や物体と背景の窓面との輝度コントラストが大きくて適切な見え方を維持することができない。このような悪影響を避けるために、外が明るいときには窓際の天井照明を室内中央の天井照明より明るくすることが効果的であるといわれている。 As the fourth field, the use of light related to lighting at windows in stores, offices and factories is known. In the case of store lighting, it is generally said that it is effective to brighten the lighting at the window in the store when the outside light becomes strong. This is because if the difference in illuminance between the outside world and the window increases, the store will feel dark. In order to avoid this adverse effect, a lot of lighting at the window is turned on when the outside is bright. Also, if the side of the room is a large amount of light in a room where a normal person is present, such as an office or factory, the brightness contrast between the person or object in the room and the background window surface is large and appropriate in the daytime, especially in fine weather. Can't keep up. In order to avoid such adverse effects, it is said that it is effective to make the ceiling lighting near the window brighter than the ceiling lighting at the center of the room when the outside is bright.
尚照度の測定位置は、顔面の照度が理想であるが正確な計測が困難であるため、通常代用特性として、床面から高さ1.2m地点(椅子に座ったときの眼球位置)での鉛直面照度を用いた。以下の説明に出てくる照度もこの位置での測定による。尚通常作業等に必要な基準としての照度は、机上面での水平面照度(作業等に必要な基準として)をいう。一般的には通常室内での両照度の関係は、水平面照度が鉛直面照度の約1.5倍となる。 Note that the illuminance measurement position is ideal for facial illuminance, but accurate measurement is difficult, so as a normal substitute characteristic, the height is 1.2 m from the floor (the position of the eyeball when sitting on a chair). Vertical surface illuminance was used. The illuminance that appears in the following description is also measured at this position. Note that the illuminance as a standard necessary for normal work or the like means horizontal illuminance on the desk surface (as a standard necessary for work or the like). In general, the relationship between both illuminances in a normal room is that the horizontal illuminance is about 1.5 times the vertical illuminance.
ところで上述した4つの分野について総じていえば、外光と相関を有するように自動的に調光制御される照明システムがないという問題点がある。 By the way, the above four fields generally have a problem that there is no lighting system that is automatically dimmed and controlled so as to have a correlation with outside light.
つまり第1番目の分野において利用可能な既存の照明装置は、個人使用を目的とした小型のものであり、また、着脱やオン/オフの制御などが煩わしいという問題点がある。更に、照度環境に関して低照度で且つ恒常条件が想定される病院・老人ホーム・地下街などの場所において生体リズム調整をしようという場合には、既存の小型の装置では、多くの台数が必要で且つ着脱やオン/オフの制御などに多くの人手を要し、実用的でないという問題点があった。 In other words, the existing lighting device that can be used in the first field is a small-sized one for personal use, and there is a problem that it is troublesome to attach / detach and control on / off. In addition, when trying to adjust the biological rhythm in places such as hospitals, nursing homes, underground malls, etc., where the illuminance environment is low and constant conditions are assumed, a large number of existing small devices are required and can be attached and detached. In addition, there is a problem that a lot of manpower is required for the on / off control and the like, which is not practical.
また第2番目の分野において利用可能な既存の照明装置は、未だ実現されていなかった。 また第3番目の分野における従来技術である「ひまわり」という装置は、設備が非常に大きく、その結果コストも大きくなるが、光ファイバーにより得られる光量は一般的室内照明に比べて少ないという問題点があった。 Also, existing lighting devices that can be used in the second field have not yet been realized. In addition, the device called “Sunflower”, which is the prior art in the third field, has a very large facility, resulting in a large cost. However, there is a problem that the amount of light obtained by the optical fiber is less than that of general indoor lighting. there were.
第4番目の分野においては、手動によって窓際の照明の点灯数や種類を変えて調光しており、自動的で多段階に及ぶ調光ができないという問題点があった。 In the fourth field, there is a problem that dimming cannot be performed automatically in multiple stages because light is dimmed by manually changing the number and types of lighting at the window.
更に、室内照明としての実用性を持たせるために、必要最小量の電力を確保するという課題、外光と関係なく必要最小量の電力を確保するための電力源を別に用意しておくという課題、電力を設定レベルに常に制御したままでは外光と相関を有する電力を得られないので、電力が設定レベルに制御された状態か外光と相関を有する状態かの選択を必要に応じて切り換えることができるようにするという課題、外光と相関を有する電力の供給を受ける照明装置と外光と関係ない電力の供給を受ける照明装置とを分けて、室内の必要部分で外光と相関を有する照明を利用することができるようにする課題、例えば夜間就寝中は暗く昼間活動時には明るくするなど、室内照明に必要な明るさを時刻によって異なるレベルに設定することができるようにするという課題等々がある。 Furthermore, in order to have practicality as indoor lighting, there is a problem of securing a minimum amount of power, and a problem of separately preparing a power source for securing a minimum amount of power regardless of external light. If the power is constantly controlled to the set level, power having a correlation with the external light cannot be obtained. Therefore, the selection between the state in which the power is controlled to the set level or the state having the correlation with the external light is switched as necessary. The problem of making it possible to divide lighting devices that receive power that has a correlation with outside light and lighting devices that receive power that is not related to outside light, It is possible to set the brightness required for room lighting to different levels depending on the time, such as making it possible to use the lighting it has, such as darkening during nighttime sleep and brightening during daytime activities There is so challenge of.
このような照明システムにおいて実用性を更に求めるならば、設備を小さくして合理的なシステムを提供し、太陽光を利用して商用電力に頼らなくてもすむようにすること、或いは太陽光を利用して、商用電力消費を節約し妥当な量にすることという課題、外光と相関を有する電力が、例えば雲が太陽を横切るなどの外光の細かい変動にそのまま反応して変化してしまうと、室内照明の明るさが頻繁に且つ大きく変化して室内での生活に支障が出るだけでなく目にも悪影響が生じる恐れがあるので、そのような問題点がないように室内の明るさが小さい時定数では変化しないようにする課題がある。 If more practicality is required in such a lighting system, a rational system can be provided by reducing the equipment, so that it is not necessary to rely on commercial power using sunlight, or use sunlight. Then, the problem of saving commercial power consumption and making it a reasonable amount, and the power that has a correlation with the external light, for example, reacts as it is to the minute fluctuations of the external light such as clouds crossing the sun and changes. Because the brightness of indoor lighting frequently and greatly changes, it may not only interfere with indoor living but also adversely affect the eyes. There is a problem of preventing changes with a small time constant.
次に、各利用分野に特有の課題としては次のようなものがある。 Next, problems specific to each application field include the following.
第1番目の生体リズム調整を目的とする利用分野では、昼間は明るく夜間は暗くというように昼夜で明るさのメリハリをつけるとともに、昼夜の切り換わりでは照度変化が急激にならないようにするという課題があり、外光と相関を有する照度変化の中で朝の光を特に重要視して利用するという課題がある。 In the field of use for the first biological rhythm adjustment, there is a problem that the brightness changes sharply in the day and night, such that it is bright during the day and dark at night, and the change in illuminance does not suddenly change between day and night. There is a problem of using morning light with particular emphasis on illuminance changes that correlate with external light.
第2番目の明るい光による覚醒維持を目的とする利用分野では照度に揺らぎを持たせて、単に明るい光よりも一層覚醒維持効果を高めるという課題、照度変化速度について明→暗を暗→明より小さい速度にするという課題、照度変化が規則的で単調にならないようにするという課題、照度制御を基本照明とタスク照明とに分けて、タスク照明により個人の状態に応じて適切な制御をするという課題がある。 In the second field of use that aims to maintain arousal with bright light, the problem is to make the illuminance fluctuate and increase the awakening maintenance effect more than just bright light, the speed of illuminance change from light to dark to dark The problem of speed reduction, the problem of preventing changes in illuminance from being regular and monotonous, the illuminance control being divided into basic lighting and task lighting, and appropriate control according to the individual condition by task lighting There are challenges.
第3番目の日照不足がちの住環境への光補充を目的とする利用分野では、外光と相関を有する照明において、できるだけ光を多く室内に取り入れるという課題がある。 In the third field of use for the purpose of supplementing the living environment, which tends to be lacking in sunlight, there is a problem of incorporating as much light as possible into the room in lighting having a correlation with outside light.
第4番目の窓際照明での照度補正を目的とする利用分野では、外光と相関を有する照明を窓際に配置して室内照度補正を行うのであるが、窓から入射する外光と相関を持たせるようにするという課題がある。 In the field of use aiming at illuminance correction in the fourth window-side illumination, illumination having a correlation with outside light is arranged at the window to correct the room illuminance, but it has a correlation with the outside light incident from the window. There is a problem of making it.
本発明は上述の課題を解決することを目的としてなされたものであり、太陽光の光量の推移と相関を持ち、生体リズム調整ができ且つ覚醒度の維持がし易い照明システムを提供することにある。 The present invention has been made for the purpose of solving the above-described problems, and provides an illumination system that has a correlation with the transition of the amount of sunlight, can adjust the biological rhythm, and can easily maintain the arousal level. is there.
上述の目的を達成するために、請求項1の発明では、屋内の照明を行う照明負荷と、太陽光を受光してその光量と相関を有する信号を出力する受光部、受光部の出力信号と相関を有して照明負荷の点灯電力の大きさを設定する電力制御部、該電力制御部で設定される点灯電力で照明負荷を点灯する点灯装置、照明負荷に点灯装置を介して点灯電力を供給する電力供給部からなる点灯制御手段とを備えたことを特徴としたもので、太陽光と相関を有するような照度を得ることができ、生体リズム調整を自然のリズムを取り戻す形で或いはリズムや昼間の覚醒度を維持する形で行うのに有効となる。
In order to achieve the above object, in the invention of
請求項2の発明では、請求項1の発明において、予め下限となる点灯電力レベルを設定した電力レベル設定部を備え、電力制御部は受光部の出力信号に対応した点灯電力と電力レベル設定部で設定した点灯電力とを比較して大きい方の点灯電力に対応するように照明負荷の点灯電力の大きさを制御することを特徴とし、必要最小限の照度を確保することができて、室内照明としての実用性を持たせることができる。
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, a power level setting unit that sets a lower limit lighting power level in advance is provided, and the power control unit is a lighting power and power level setting unit corresponding to the output signal of the light receiving unit. Compared with the lighting power set in
請求項3の発明では、請求項1の発明において、電力制御部の制御とは無関係に電力を供給する予備電力供給部と予め下限となる電力レベルを設定した電力レベル設定部とを備え、電力制御部は電力供給部の供給電力が電力レベル設定部で設定したレベルの点灯電力より下回る場合に予備電力供給部の電力を電力供給部の供給電力に加算して照明負荷に供給するように制御することを特徴とし、外光と関係なく必要最小限の照度を得るための点灯電力を確保するための電力源を別に用意しておくことにより、必要最小限の照度を得るための点灯電力を確保して室内照明としての実用性を持たせることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the power control unit includes a standby power supply unit that supplies power regardless of the control of the power control unit, and a power level setting unit that sets a power level that is a lower limit in advance. The control unit controls to add the power of the standby power supply unit to the power supply of the power supply unit and supply it to the lighting load when the power supply of the power supply unit is lower than the lighting power of the level set by the power level setting unit By preparing a separate power source for securing the lighting power to obtain the minimum necessary illuminance regardless of outside light, the lighting power to obtain the minimum necessary illuminance can be obtained. It can be ensured to have practicality as interior lighting.
請求項4の発明では、請求項1の発明において、電力制御部の制御とは無関係に電力を供給する予備電力供給部と、照明負荷に対して電力供給部のみの電力を供給するか電力供給部の電力に予備電力供給部の電力を加算した電力を供給するかを選択するスイッチ部とを付加したことを特徴とし、電力供給部の電力が少ないときには照明負荷の点灯電力を一定値にして必要最小限の照度を確保することができ、また電力供給部の電力が十分なときには予備電力供給部を切り離して、外光と相関を有する照度となるように照明負荷の点灯を制御することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a standby power supply unit that supplies power regardless of the control of the power control unit and a power supply that supplies only the power supply unit to the lighting load or a power supply And a switch unit for selecting whether to supply the power obtained by adding the power of the standby power supply unit to the power of the unit. When the power supply unit power is low, the lighting power of the lighting load is set to a constant value. The necessary minimum illuminance can be secured, and when the power supply unit has sufficient power, the standby power supply unit can be disconnected to control lighting of the lighting load so that the illuminance has a correlation with external light. it can.
請求項5の発明では、請求項1の発明において、電力制御部の制御とは無関係に電力を供給する予備電力供給部と予備電力供給部に接続される定照度照明負荷とを付設して成ることを特徴とし、室内で外光と相関を有する照明を必要とする部分で選択的に利用することができるとともにその他の部分では常に一定の電力を確保して室内照明としての実用性を持たせることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a standby power supply unit for supplying power regardless of the control of the power control unit and a constant illumination illumination load connected to the backup power supply unit are provided. It can be used selectively in parts that require lighting that has a correlation with outside light in the room, and at the same time, it ensures constant power in other parts to make it practical as indoor lighting. be able to.
請求項6の発明では、請求項2又は7に発明において、電力レベル設定部で設定する電力レベル値を時刻によって変化させるので、夜間就寝中は暗く昼間活動時には明るくするなど、室内照明に必要な明るさを時刻によって異なるレベルに設定することができる。
In the invention of
請求項7の発明では、請求項3乃至5の何れかの発明において、請求項5〜7の発明において、受光部と電力供給部とを同一の太陽電池で構成し、予備電力供給部を商用電源と整流器とで構成したことを特徴とし、設備を小さくして合理的なシステムを提供できるだけでなく、太陽光を利用して商用電力消費を節約し妥当な量にすることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in any of the third to fifth aspects of the present invention, in the fifth to seventh aspects of the present invention, the light receiving unit and the power supply unit are configured by the same solar cell, and the standby power supply unit is used as a commercial power supply. It is characterized by comprising a power source and a rectifier, and not only can the equipment be reduced to provide a rational system, but also solar power can be used to save commercial power consumption and make it a reasonable amount.
請求項8の発明では、請求項1又は5又は6の発明において、電力供給部若しくは太陽電池の出力に低周波通過フィルターを付加して平滑化した電力を照明負荷の点灯電力として供給することを特徴とし、平滑化した電力を負荷である照明装置に供給でき、室内の明るさが小さい時定数では変化しないようになり、外光と相関を有する電力が、例えば雲が太陽を横切るなどの外光の細かい変動にそのまま反応して変化して室内照明の明るさが頻繁にかつ大きく変化して室内での生活に支障が出るだけでなく目にも悪影響が生じる等の恐れがない。 According to an eighth aspect of the present invention, in the first, fifth or sixth aspect of the present invention, the power supplied from the power supply unit or the output of the solar cell is smoothed by adding a low-frequency pass filter to supply the lighting load as the lighting power. Characterized and smoothed power can be supplied to the lighting device that is the load, the brightness of the room will not change with a small time constant, and the power correlated with outside light will be outside, such as when the clouds cross the sun There is no fear that the brightness of the indoor lighting will change frequently and greatly by reacting to the fine fluctuations of the light as it is, which will not only hinder the living in the room but also cause adverse effects on the eyes.
請求項9の発明では、請求項6の発明において、電力レベル設定部で、夜間は小さく昼間は大きな値とし、朝の移行期と夕方の移行期にはそれぞれ晴天時の日の出と日没をシミュレートするように電力設定値を時間変化させることを特徴とし、昼間は明るく夜間は暗くというように昼夜で明るさのメリハリをつけるとともに、昼夜の切り換わりでは照度変化が急激にならないようにして、生体リズム調整機能を向上させることができる。
In the invention of claim 9, in the invention of
請求項10の発明では、請求項1又は7の発明において、受光部或いは太陽電池に、受光面可動部と太陽方位判定手段とを付加して、受光部或いは太陽電池の受光面が太陽の方角を追従するように太陽方位判定手段の判定出力に基づいて受光面可動部を制御することを特徴とし、受光面が太陽の方角を追従するように制御することができ、日照不足がちの住環境への光補充を目的とする場合に、できるだけ光を多く室内に取り入れることができる。
In the invention of
本発明は、太陽光と相関を有するような照度を得ることができ、生体リズム調整を自然のリズムを取り戻す形で或いはリズムや昼間の覚醒度を維持する形で行うのに有効となるという効果がある。 The present invention can obtain an illuminance that has a correlation with sunlight, and is effective in performing biological rhythm adjustment in a form that restores the natural rhythm or in a form that maintains the rhythm and daytime arousal level. There is.
以下本発明を実施形態により説明する。
(実施形態1)
図1は本実施形態を示すもので、本実施形態は太陽光を受光して、その光量と相関を有する信号を出力する例えば太陽電池或いはCdS等の受光素子からなる受光部1と、受光部1に接続され受光部1の出力信号と相関を有する点灯電力で照明負荷5を点灯させるための制御信号を出力する電力制御部2と、電力制御部2の制御信号に応じた点灯電力で照明負荷5を連続調光点灯させる点灯装置6と、該点灯装置4を通じて照明負荷5に電力を供給する電力供給部3とから構成される。
Embodiments of the present invention will be described below.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows this embodiment. This embodiment receives sunlight and outputs a signal having a correlation with the amount of light, for example, a
照明負荷5は本実施形態(以下に述べる他の実施形態でも同様)では蛍光ランプのような放電灯負荷を用い、これに対応して点灯装置4には外部からの制御信号の幅に応じて発振周波数を可変して安定器用インピーダンスを変化させ、点灯電力(ランプ電流)を制御する連続調光機能を持つインバータ装置を用いる。尚白熱ランプやハロゲンランプが照明負荷の場合には外部からの制御信号の幅に応じて位相制御等により点灯電力を制御するような調光装置が用いられる。勿論このような方式以外の点灯装置であっても良い。また電力供給部3はインバータ装置である点灯装置4に直流電力を供給するものを用いる。
The
次に本実施形態の動作について詳述する。 Next, the operation of this embodiment will be described in detail.
受光部1は、太陽光の光量と相関(比例)を有する電圧信号を電力制御部2へ出力する。電力制御部2は基準波形発生部6で発生される所定周波数の三角波形の基準電圧信号と受光部1からの電圧信号とを比較する比較部7とからなり、比較部7は図2(a)に示す基準波形発生部6の基準電圧信号V0 が受光部1からの電圧信号V1 よりも高いときには”H”出力を図2(b)に示すように出し、その反対のときには”L”出力を出す。つまり太陽光の受光光量が多くなると信号幅が小さい制御信号を、また逆に受光光量が少なくなると信号幅が大きい”H”の制御信号を生成して点灯装置4へ出力する。
The
点灯装置4は入力する制御信号の幅に応じて、図3(a)に示す太陽からの受光光量(外光)の変化に比例して照明対象である室内の照度(例えば机上面の照度)が図3(b)に示す如く変化するように照明負荷5へ供給する点灯電力を設定する。つまり点灯装置4は受光光量が少なくなって制御信号の幅が大きくなるとそれに応じて点灯電力を小さくして照明負荷5の光出力を小さくし、照明域の照度を低下させる。逆に受光光量が多くなって制御信号の幅が小さくなると点灯電力を大きくして照明負荷5の光出力を増加させ、照明域の照度を高くするのである。
(実施形態2)
図4は本実施形態を示すもので、本実施形態は図示するように太陽光を受光して、その光量と相関を有する信号を出力する受光部1と、受光部1に接続され受光部1の出力信号と相関を有する点灯電力で照明負荷5を点灯させるための制御信号を出力する電力制御部2と、電力制御部2の制御信号に応じた点灯電力で照明負荷5を連続調光点灯する点灯装置4と、該点灯装置4を通じて照明負荷5に電力を供給する電力供給部3とを備えるとともに、照明負荷5の点灯電力の下限レベルを予め設定するための電力レベル設定部8より構成されている。尚本実施形態では受光部1、点灯装置4、照明負荷5及び電力供給部3は実施形態1と同じ構成のものが用いられる。
The
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows this embodiment. In this embodiment, as shown in the figure, the
次に本実施形態の動作について詳述する。 Next, the operation of this embodiment will be described in detail.
受光部1は、実施形態1と同様に太陽光の光量と相関(比例)を有する電圧信号を発生する。電力制御部2は基準波形発生部6で発生される所定周波数の三角波形の基準電圧信号と受光部1からの電圧信号とを比較する比較部7とからなり、比較部7は基準波形発生部6の基準電圧V0 が受光部1からの電圧信号V1 よりも高いときには比較部7は”H”出力を出し、その反対のときには”L”出力を出す(図2(a)(b)参照)。”H”出力により構成される制御信号は電力レベル設定部8から出力される設定信号とともにアンド回路9に入力して論理積が取られる。
The
電力レベル設定部8は基準波形発生部10と、下限となる電力レベルを設定する例えばボリューム12及び基準電圧源13からなる設定部11と、比較部14とからなり、基準波形発生部10は電力制御部2の基準波形発生部6と同様に三角波形の基準電圧信号を出力し、比較部14は基準電圧信号と設定部11の出力電圧とを比較して基準波形発生部10基準電圧信号が設定部11の出力電圧を越えている場合に”H”の信号を出力する。尚基準波形発生部6、10は同期し且つ同じ波形の基準電圧信号を出力するものとする。
The power
従って比較部7の出力信号の幅が、比較部14の出力信号の幅より小さい場合には比較部7の出力信号が制御信号として点灯装置4へ出力され、比較部7の出力信号の幅が比較部14の出力信号の幅より大きくなると比較部14の出力信号が制御信号として点灯装置4へ出力される。つまり受光部1の受光光量が少なくなって、比較部7の出力信号の幅が比較部14の出力信号の幅より大きくなると、制御信号の幅は比較部14の出力信号の幅に固定される。従って点灯電力の下限レベルが比較部14の出力信号の幅により設定されることになる。
Therefore, when the width of the output signal of the
而して本実施形態の点灯装置4では入力する制御信号の幅に応じて図5(a)に示す太陽からの受光光量(外光)の変化に比例して照明対象である室内の照度(例えば机上面の照度)が図5(b)に示す如く変化するように照明負荷5へ供給する点灯電力を設定する。つまり受光光量が少ない場合には点灯電力を小さくして照度を低下させ、逆に受光光量が多くなると点灯電力を大きくして照度を高くするのである。また受光部1の受光光量が一定以下になれば予め設定された下限レベルの照度に固定して必要最小限の照度を確保する。
(実施形態3)
図6は本実施形態を示しており、図示するように本実施形態では、点灯装置4を介して照明負荷5に点灯電力を供給する電力供給源として、逆流防止用ダイオードD2 を介して点灯装置4の電源入力端に出力端を接続した太陽電池からなる電力供給部3と、電流制限回路16と逆流防止用ダイオードD1 とを介して点灯装置4の電源入力端に出力端を接続した商用電源と整流器からなる予備電力供給部15とを用いている。
Thus, in the
(Embodiment 3)
Figure 6 shows the present embodiment, in the present embodiment as illustrated, as a power supply source for supplying lighting power to the
また点灯装置4の電源入力端の電圧を入力するレベル調整器17と基準波形発生部18と比較部19からなる電力レベル設定部20を付設してある。点灯装置4は電力レベル設定部20と電力制御部2からの制御信号を受けて照明負荷5の点灯電力を制御して照明負荷5を調光点灯させる。
Further, a power
電力制御部2は実施形態1、2のものと同様に受光部1の出力を受けて太陽光の光量に相関した幅を持つ制御信号を出力するもので、内部構成については図6では省略している。
Similar to the first and second embodiments, the
電力レベル設定部20の基準波形発生部18は電力制御部2の基準波形発生部6と同様な三角波形の基準電圧を出力する。
The
次に本実施形態の動作について詳述する。 Next, the operation of this embodiment will be described in detail.
而してシステムの動作中にあっては、電力供給部3と予備電力供給部15から点灯装置4へ電力供給が行われるが、点灯電力が増大した場合、予備電力供給部15の負担も大きくなる。
Thus, during operation of the system, power is supplied from the
予備電力供給部15は電力制御部2の補助的な役割のため、その電源容量が小さく、点灯装置4の点灯電力が増大して負担が大きくなった場合、出力電流が増大するが、電流制限回路16によりその電流制限を受けることになる。そのため電力供給部3側の負担が増えることになるが、電力供給部3の供給可能な電力にも限界があるため、電力供給部3の供給可能な電力と予備電力供給部15の供給可能な電力とを併せた電力よりも点灯電力が大きい場合、過負荷状態となって負荷である点灯装置4の入力電圧は低下することになる。
Since the standby
一方電力レベル設定部20は点灯装置4の入力電圧をレベル調整器17に入力してその電圧に対応した電圧レベルに相応する電圧を発生させ、この電圧と基準波形発生部18が出力する基準電圧とを比較部19で比較し、比較部19から電力制御部2と同様な制御信号を出力するようになっており、上記のように点灯装置4の入力電圧が低下すると、それに伴って制御信号の幅が大きくなる。
On the other hand, the power
この電力レベル設定部20の制御信号は電力制御部2からの制御信号とオア回路48により論理和が取られて、点灯装置4に入力するようになっており、例えば受光部1の受光量が増大して電力制御部2から出力される制御信号の幅が小さくなっても、上記のように過負荷状態によって点灯装置4の入力電圧が低下した場合、電力レベル設定部20の制御信号の幅が電力制御部2から出力される制御信号の幅より大きくなり、点灯装置4はこの制御信号を受けて点灯電力を小さくする方向に動作する。つまり電力供給部3と予備電力供給部15とが現在供給できる最大の電力に応じた点灯電力で照明負荷5を点灯させるように点灯電力を制御することになる。
(実施形態4)
図7は本実施形態を示しており、本実施形態は図示するように太陽光を受光して、その光量と相関を有する信号を出力する受光部1と、受光部1に接続され受光部1の出力信号と相関を有する点灯電力で照明負荷5を点灯させるための制御信号を出力する電力制御部2と、電力制御部2の制御信号に応じた点灯電力で照明負荷5を点灯させる調光点灯装置のような点灯装置4と、該点灯装置4を通じて照明負荷5に電力を供給する電力供給部3とを備えるとともに予備電力供給部15を備え、この予備電力供給部15の出力を逆流阻止用ダイオードD1 とスイッチSW1 とを介して点灯装置4の電源入力端に、また電力供給部3の出力を逆流阻止用ダイオードD2 を介して点灯装置4の電源入力端に接続してある。
The control signal of the power
(Embodiment 4)
FIG. 7 shows the present embodiment. In the present embodiment, as shown in the drawing, the
ここで受光部1と、点灯装置4、照明負荷5及び電力供給部3の構成は実施形態1に準ずるものとし、また予備電力供給部15の構成は実施形態3に準ずるものとしている。また電力制御部2は比較部7の出力端を2接点切換スイッチSW2 の一方の固定接点aに接続してあり、切換スイッチSW2 の可動接点が固定接点aに接続されると、比較部7の出力する制御信号が点灯装置4の信号入力端に入力され、切換スイッチSW2 の可動接点が固定接点bに接続されると、比較部7の出力する制御信号は点灯装置4に出力されず、点灯装置4の信号入力端はグランドに接続される。
Here, the configuration of the
スイッチSW1 と切換スイッチSW2 とは連動するもので、スイッチSW1 がオン状態の場合切換スイッチSW2 の可動接点は固定接点b側に接続され、スイッチSW1 がオフ状態の場合切換スイッチSW2 の可動接点は固定接点a側に接続される。 It intended to interlock the switch SW 1 and the changeover switch SW 2, when the switch SW 1 is on the movable contact of the changeover switch SW 2 is connected to the fixed contact b, if the changeover switch SW of the switch SW 1 is turned off The two movable contacts are connected to the fixed contact a side.
次に本実施形態の動作について詳述する。 Next, the operation of this embodiment will be described in detail.
まずスイッチSW1 がオフされると、電力制御部2の出力端は点灯装置4の信号入力端に接続される。この場合実施形態1と同様な回路構成となって、同様な動作が為される。この場合の動作説明は実施形態1と同じであるため説明は省略する。
First, when the switch SW 1 is turned off, the output terminal of the
次いでスイッチSW1 がオンされると、連動して切換スイッチSW2 の可動接点が固定接点b側に接続され、このため点灯装置4の信号入力端は”L”レベルとなる。つまり制御信号の幅が零となり、点灯装置4は照明負荷5を全点灯させる。この場合、電力供給部3と予備電力供給部15とから供給されることになり、照明負荷5を全点灯させるのに十分な電力供給が為されることになる。
Then, when the switch SW 1 is turned on, the movable contact of the switch SW 2 linked to is connected to the fixed contact b, the signal input terminal of the for the
つまり、本実施形態によれば、外光と相関を有する照明システムがスイッチSW1 をオフさせることにより実現でき、またスイッチSW1 をオンすることにより外光に無関係に全点灯のモードをユーザーが選択できるシステムを構成することができる。 In other words, according to the present embodiment, an illumination system having a correlation with the external light can be realized by turning off the switch SW 1, also the mode of independently full lighting external light by turning on the switch SW 1 user Selectable systems can be configured.
尚本実施形態の受光部1と電力供給部3としては太陽電池を用い、予備電力供給部15としては商用電源と整流器からなる電源回路を用いれば良い。勿論この構成に限定されるものではない。
(実施形態5)
図8は本実施形態を示し、本実施形態は、実施形態1のシステムに付加する形でと、予備電力供給部15と定照度点灯装置47とこの定照度点灯装置47で点灯される照明負荷5’とからなるシステムを設け、これら両システムで本発明の照明システムを構築したものである。
In addition, a solar cell may be used as the
(Embodiment 5)
FIG. 8 shows the present embodiment, which is added to the system of the first embodiment, and the standby
次に、本実施形態の動作について詳述する。 Next, the operation of this embodiment will be described in detail.
まず図8の中の実施形態1と同じ部分(枠X内)は同じ機能を果たすので説明を省略する。枠Y内のシステムでは予備電力供給部15からの電力によって、定照度点灯装置47は照明負荷5’を照明域の照度が一定となるように点灯電力を供給して点灯させる。
First, the same part (in the frame X) as that of the first embodiment in FIG. In the system in the frame Y, the constant
従って、本実施形態では、枠Yの照明負荷5’の点灯よる一定照度をベースに枠Xのシステムによって得られる太陽光の光量に相関する照度が重畳することになる。また、枠X内のシステムの点灯装置4で点灯される照明負荷5と、枠Y内の定照度点灯装置47で点灯される照明負荷5’の配置を分けることができ、例えば窓際に照明負荷5を、天井全面に照明負荷5’を配置すれば、窓際で太陽光の光量に相関する照度が重畳されて室内照度補正ができる。
Therefore, in this embodiment, the illuminance correlated with the amount of sunlight obtained by the system of the frame X is superimposed on the basis of the constant illuminance due to the lighting of the
尚本実施形態の受光部1と電力供給部3としては太陽電池を用い、予備電力供給部15としては商用電源と整流器からなる電源回路を用いると良い。勿論この構成に限定されるものではない。
(実施形態6)
図9は本実施形態を示し、本実施形態は実施形態2と同様に太陽光を受光して、その光量と相関を有する信号を出力する受光部1と、受光部1に接続され受光部1の出力信号と相関を有する点灯電力で照明負荷5を点灯させるための制御信号を出力する電力制御部2と、電力制御部2の制御信号に応じた点灯電力で照明負荷5を点灯させる調光点灯装置のような点灯装置4と、該点灯装置4を通じて照明負荷5に電力を供給する電力供給部3とを備えるとともに、照明負荷5の点灯電力の下限レベルを予め設定するための電力レベル設定部8より構成されているが、本実施形態の電力レベル部6の設定部9は、タイマー22と、ROM23、D/A変換部24とで構成されている点で実施形態2の場合と異なる。
In addition, it is good to use a solar cell as the light-receiving
(Embodiment 6)
FIG. 9 shows the present embodiment. This embodiment receives sunlight as in the second embodiment, and outputs a signal having a correlation with the amount of light, and the
設定部6のROM23は例えば一日の予め設定された電力レベルのデータを書き込まれ、タイマー22は時刻の経過とともに時刻に応じてROM23の読み出しアドレスデータを出力する。つまり時刻の経過に応じた電力レベルのデータが刻々ROM23から読み出されて、ROM23の出力端に接続されたD/A変換部24によりアナログの電圧信号に変換されて比較部14に入力される。
For example, data of a preset power level for one day is written in the
次に本実施形態の動作について詳述する。 Next, the operation of this embodiment will be described in detail.
まずタイマー22は現在の時刻をROM23のアドレスデータの形で出力し、ROM23は指定されたアドレスに格納されている電力レベルデータを出力する。D/A変換部24は電力レベルデータをアナログの電圧信号として出力し、この出力された電圧信号は比較部14により基準波形発生部10の基準電圧信号とが比較され、比較部14はD/A変換部24からの電圧信号を基準電圧信号が越えた期間に対応する幅の信号を出力する。この信号の幅が電力制御部2の比較部7より出力される制御信号の幅より大きい間は比較部7の制御信号がアンド回路9を介して点灯装置4に与えられ、比較部14の信号の幅が電力制御部2の比較部7より出力される制御信号の幅より小さくなると比較部14の信号がアンド回路9を介して点灯装置4に制御信号として与えられることになる。
First, the
つまり本実施形態では時刻に応じて照度の下限レベルがROM23に予め書き込んである電力レベルによって設定でき、太陽光の受光光量が少ない曇りや雨の日の昼間ではROM23からの電力レベルデータに基づいて照明負荷5の点灯電力を制御して所定の照度を確保することができる。尚ROM23に書き込む電力レベルのデータとして、夜間は小さく昼間は大きな値とし、また朝の移行期と夕方の移行期にはそれぞれ晴天時の日の出と日没をシミュレートするような値とすると、好ましい照度パターンが得られる。特に望ましいパターンとしては、午前中に明るさが最大となるものが良く、1000乃至5000lxの範囲の室内照度が得られれば都合が良い。
That is, in this embodiment, the lower limit level of illuminance can be set according to the time according to the power level written in the
また、緯度が高いと日の出時刻の季節差が大きくなるが、冬に極端に日の出が遅くなると生体リズム調整にとって好ましくないと考えられる。このような場合には、春や秋の標準的な照度変化パターンを設定しておけば、日の出時刻の季節差を補正して生体リズム調整にとって好ましい照度パターンを得ることができる。 Moreover, although the seasonal difference of the sunrise time becomes large when the latitude is high, it is considered that it is not preferable for the biological rhythm adjustment when the sunrise is extremely late in winter. In such a case, if a standard illuminance change pattern is set in spring or autumn, the illuminance pattern preferable for biological rhythm adjustment can be obtained by correcting the seasonal difference in sunrise time.
図10はROM23に書き込まれたの電力データの一例を時系列的にグラフ化したものである。
FIG. 10 is a graph showing an example of the power data written in the
別の例(図省略)として、午前の前半の設定値を特に高く(1000〜5000lx)してその後の昼間の設定値は通常の室内の明るさ(例えば500lx程度)に、設定しておくこともできる。 As another example (not shown), the setting value for the first half of the morning is particularly high (1000 to 5000 lx), and the setting value for the daytime after that is set to normal room brightness (for example, about 500 lx). You can also.
本実施形態6に用いた一日の予め設定された電力レベルのデータを書き込んだROMとROMのアドレスを時刻データとして出力するタイマー22とROM23から出力される電力レベルのデータをD/A変換するD/A変換部24の構成を、実施形態3における電流制限回路16に付加し、電流制限回路16の閾値をD/A変換部24の出力で制御するようにすれば、下限或いは設定する電力レベルを時刻によって変化させる照明システムを実現することができる。
(実施形態7)
図11は本発明の実施形態を示しており、図示するように本実施形態は電力供給部を、太陽光を受光する太陽電池からなる受光部1’で兼用したもので、電力制御部2、点灯装置4、照明負荷5の構成は実施形態1と同じ構成となっているである。
D / A conversion is performed on the power level data output from the
(Embodiment 7)
FIG. 11 shows an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this embodiment is a combination of a power supply unit and a
次に、本実施形態の動作について詳述する。 Next, the operation of this embodiment will be described in detail.
太陽電池からなる受光部1’の出力電力が点灯装置4が照明負荷5に供給する点灯電力よりも小さいときには太陽電池からなる受光部1’の出力電圧は低下する。電力制御部2は受光部1’の受光光量に応じて出力電圧と基準電圧波形発生部15の基準電圧とを比較して受光部1’を構成する太陽電池の出力電力に相応した幅を持つ制御信号を点灯装置4に出力する。
When the output power of the
その結果点灯装置4により制御される照明負荷5に点灯電力は電力供給部を兼ねた受光部1’の太陽電池の出力電圧が低下する受光光量の少ないときには小さくなり、逆に受光部1’の出力電圧が上昇する受光光量の多いときには大きくなって太陽光の受光光量と相関を有する照明システムを実現することができる。
(実施形態8)
図12は本実施形態を示しており、図示するように本実施形態は実施形態7の電力供給部を兼ねた受光部1’の出力に低周波通過フィルター(例えば、インダクタとコンデンサ等よりなるフィルター)21を設けたもので、電力制御部2、点灯装置4、照明負荷5は実施形態7と同じ構成となっている。
As a result, the lighting power to the
(Embodiment 8)
FIG. 12 shows this embodiment. As shown in the figure, this embodiment uses a low-frequency pass filter (for example, a filter made up of an inductor, a capacitor, and the like) at the output of the
而して本実施形態では、低周波通過フィルター21を太陽電池からなる受光部1’の出力段に設けることにより、雲が太陽をさえぎる等に起因する急速な太陽電池の出力電圧の変動を平滑して電力制御部2及び点灯装置4に伝わらないようにすることができる。つまり本実施形態によれば、外光と相関を有する照明システムで、しかも一過性の受光光量の変化に対して応答性の遅くして対処した照明システムを実現することができる。
Thus, in this embodiment, by providing the low-
尚その他の構成の動作は実施形態7と同じであるから、説明は省略する。 Since the operation of the other configuration is the same as that of the seventh embodiment, description thereof is omitted.
ところで、上記実施形態1〜6における受光部1の受光面、或いは、実施形態7、8における太陽電池からなる受光部1’の受光面の方向については各実施形態の説明では特に言及していないが、受光面は日の出方角に向くように設置すれば良い。単純な例では、東方向に受光面を設定すれば良い。また、季節により日の出方位の差が顕著である場合には、カレンダーにより予想される日の出方位に合うように受光面の向きを制御すれば良い。
By the way, the direction of the light-receiving surface of the light-receiving
このようにして得られる室内照度を時系列的にグラフ化した例を図13に示す。望ましくは、室内照度最大値が1000〜5000lxとなるようであれば、生体リズム調整にとって都合が良い。尚図13の縦軸は全点灯時の点灯電力を100%とした場合の点灯電力の比率を示す。 FIG. 13 shows an example in which the room illuminance thus obtained is graphed in time series. Desirably, if the indoor illuminance maximum value is 1000 to 5000 lx, it is convenient for biological rhythm adjustment. In addition, the vertical axis | shaft of FIG. 13 shows the ratio of lighting electric power when the lighting electric power at the time of all lighting is set to 100%.
次の実施形態9は上記受光部1の受光面を太陽に追従を自動的に行うための手段を設けたものである。
(実施形態9)
図14は本実施形態を示すもので、本実施形態は基本的には実施形態1と同じ構成を基本構成とし、この基本構成に受光部1の受光面が太陽の方角に向くように受光部1を可動するためのモーター及びモーターの回転を制御する制御部からなる受光面可動部25と、受光面可動部25に制御信号を与える太陽方位判定部26とを加えたものである。
In the ninth embodiment, means for automatically following the light receiving surface of the
(Embodiment 9)
FIG. 14 shows the present embodiment. This embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment, and in this basic configuration, the
次に本実施形態の動作について詳述する。 Next, the operation of this embodiment will be described in detail.
まず受光部1の出力電圧は太陽方位判定部26内の差動増幅部27の非反転入力端に入力するとともに、サンプルホールド回路28に入力する。サンプルホールド回路28は受光部1の出力電圧をホールドするものであって、その出力は差動増幅部27の反転入力端に入力している。差動増幅部27の出力は現在の受光部1の出力電圧と、前にサンプルホールドした受光部1の出力電圧差を出力するようになっており受光面可動部25はこの出力電圧差が最大となる位置までモーターを駆動する。つまり受光部1の受光面が太陽に正対する位置まで受光部1の受光面を太陽の方角に追従させることができるのである。
First, the output voltage of the
尚太陽追従以外の構成の動作は実施形態1と同じであるから、説明は省略する。また受光部1の可動機構としては公知の手段を用いれば良いので、ここでは構造についての図示及び説明は省略する。
(実施形態10)
図15は本実施形態を示しており、本実施形態は、図示するように受光部1を屋内に設け、その受光面を建物29に設けた採光窓30方向に向けた点に特徴がある。つまり受光部1の受光面が採光窓30とは異なる方向を向いていると、採光窓30近辺の照度とは相関を有しなくなるので、本実施形態のように受光部1の受光面を採光窓30の方向に向けることにより、採光窓30の近辺の照度と相関を有する照明システムが実現できる。
In addition, since the operation | movement of structures other than a sun following is the same as
(Embodiment 10)
FIG. 15 shows this embodiment, and this embodiment is characterized in that the
尚その他の構成は実施形態1と同じであり、またその動作も実施形態1と同じであるから、説明は省略する。
(実施形態11)
図16は本実施形態を示しており、本実施形態は図示するように、電力供給部3と、点灯装置4と、照明負荷5と、電力制御部31とで構成されるもので、電力制御部31に特徴を有する。尚電力供給部3と、点灯装置4と、照明負荷5とは実施形態1と同じ構成である。
The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the operation thereof is also the same as that of the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
(Embodiment 11)
FIG. 16 shows the present embodiment, and this embodiment comprises a
つまり電力制御部31には現在の日付を計時するカレンダータイマー32と、現在時刻を計時するタイマー33と、調光データ時系列データベース34と、カレンダータイマー32及びタイマー33からの現在の日時データを取り込み、その日時データに対応する外光データを調光データ時系列データベース34から読み出し、この外光データより相関を持たした照度が得られるように点灯装置4に与える調光データを作成する調光データ演算部35と、調光データ演算部35から与えられた制御データに対応する幅の制御信号を点灯装置4に出力する調光データ出力部36とから構成される。
In other words, the
ここで調光データ時系列データベース34としては何月何日何時何分に外光(太陽光)がどのような明るさとなるかを既知の測定データ等に基づいて記述したデータテーブルか、或いは一日毎の日の出及び日没時刻の外光データと予め日の出から日没までの平均的な外光の明るさ変化のパターンデータとを記述したデータテーブルからなり、調光データ演算部35は前者の場合にはそのまま読み出したデータを使用し、後者の場合には両データを読み出して両データに基づいた演算(乗算)を行うことにより現在時刻の外光データを求める。
Here, the dimming data time-
而して、本実施形態では、電力制御部31が調光データ時系列データベース34から得られる現在時刻の外光データに基づいて、その時点の調光のための制御信号を生成して点灯装置4へ与えるのである。
Thus, in this embodiment, the
この場合、少なくとも正午前後の所定期間中前記照度を午前或いは午後の平均照度より高い照度となるような点灯制御パターンが得られるように制御データを調光データ演算部35は作成する。
In this case, the dimming
ここで点灯制御パターンについては種々考えられるが、本実施形態では次のような点灯制御パータンを目的に応じて採用する。 Here, various lighting control patterns are conceivable. In the present embodiment, the following lighting control patterns are employed according to the purpose.
つまり点灯制御パターンとしては、図17(a)に示すように日の出から正午にかけて直線的に照度を上昇させ、正午から日没まで照度を直線的に低下させる自然光変化に応じた基本的なパターン、更に図17(b)に示すように正午前後の所定期間中前記照度を午前或いは午後の平均照度より高い一定照度とし、昼間の明るい光による覚醒度の維持、向上を狙ったパターン、また図17(c)に示すように図17(b)のパターンを基に日没後一定の照度として、日没後の実際の作業に支障を来さないようにするパターン、また更に図17(d)に示すように図17(c)のパータンを基に正午過ぎの覚醒度の低下が起きる時期に照度を低くした休憩期間を設定し、その後の作業効率をより向上させるパターン、図17(e)に示すように図17(c)のパターンを基に直線的な変化を対数的な変化に変え、より自然光変化に近づけたパターンがある。 That is, as a lighting control pattern, as shown in FIG. 17A, a basic pattern corresponding to a natural light change that linearly increases illuminance from sunrise to noon and linearly decreases illuminance from noon to sunset, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 17B, the illuminance is set to a constant illuminance higher than the average illuminance in the morning or afternoon during a predetermined period after noon, and a pattern aimed at maintaining and improving the arousal level by bright light in the daytime, and FIG. As shown in FIG. 17 (c), the pattern is set so that the illuminance is constant after sunset based on the pattern of FIG. 17 (b) so as not to hinder the actual work after sunset, and further shown in FIG. 17 (d). As shown in FIG. 17 (e), a break period in which the illuminance is lowered is set based on the pattern of FIG. like Changed to a logarithmic change of linear change based on a pattern of 17 (c), there is a pattern close to more natural light changes.
更に図18(a)に示すように正午付近から日没前の所定の時刻まで照度を一定速度で下降させその後所定の照度を保つようにし、午前の光が生体リズムの調整と昼間の覚醒維持に有効となるようにしたパターン、また図18(b)に示すように図18(a)のパターンを基に午前の照度上昇速度を大に、午後の照度の下降速度を小とし、図18(a)の効果を狙うとともに、覚醒維持をし易くしたパターン、更にまた図18(c)に示すように図18(b)のパターンの一定照度期間に照度の揺らぎを持たせて覚醒維持をよりし易くしたパターン、また図18(d)に示すように図18(c)の揺らぎの部分において下降速度を緩やかに上昇速度を急にして、覚醒度の向上をより有効にするパターンがある。この場合揺らぎ部分は図18(e)に示すように周期的によりランダムにした方が順応が少なく覚醒度維持により有効となる。 Further, as shown in FIG. 18 (a), the illuminance is lowered at a constant speed from around noon to a predetermined time before sunset, and then the predetermined illuminance is maintained, and the morning light adjusts the biological rhythm and maintains daytime awakening. 18 (b), and the pattern of FIG. 18 (a) is used to increase the morning illuminance increase rate and decrease the afternoon illuminance decrease rate. A pattern aiming at the effect of (a) and facilitating the maintenance of arousal, and also maintaining the arousal by giving fluctuation of the illuminance during a certain illuminance period of the pattern of FIG. 18 (b) as shown in FIG. 18 (c). As shown in FIG. 18 (d), there are patterns that make it easier to perform, and there are patterns that gradually increase the descent speed in the fluctuation portion of FIG. 18 (c) to make the increase in arousal level more effective. . In this case, as shown in FIG. 18 (e), the fluctuation portion is more random and more effective in maintaining the arousal level because of less adaptation.
また作業場の照明の場合、始業時刻を始点とした図19(a)乃至図19(d)に示すパターンがある。この場合図19(a)は午前中を高い照度で一定に維持し、午後を外光に比例して照度を変化させたパターン、図19(b)は一定照度時間に幅を持たせ、且つ休息期間を設定したパターン、図19(c)(d)は図17(a)と図18(a)のパターンをモデルにしたパターンである。 In the case of workplace lighting, there are patterns shown in FIG. 19A to FIG. 19D starting from the start time. In this case, FIG. 19A is a pattern in which the morning is kept constant at a high illuminance and the illuminance is changed in proportion to the outside light in the afternoon, FIG. A pattern in which a rest period is set, and FIGS. 19C and 19D are patterns modeled on the patterns of FIGS. 17A and 18A.
而して本実施形態によれば、太陽光を実際に受光することなく、任意の点灯制御パターンを設定することが可能となり、照明する場所に適したパターンや、生体リズムを考慮したパターンを実現することができる。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to set an arbitrary lighting control pattern without actually receiving sunlight, and a pattern suitable for a place to be illuminated and a pattern taking into account a biological rhythm are realized. can do.
尚夏と冬とでは日照時間帯が異なるような場合、必ずしも忠実に自然光の変化を再現するのが良いとは限らない。そこで例えば電力制御部31のカレンダータイマー33の出力幅を1/2として春分及び秋分を中心にして夏至或いは冬至までの日付変化を1/2とするようにしても良い。
If the daylight hours are different between summer and winter, it is not always good to reproduce the change of natural light faithfully. Therefore, for example, the output width of the
或いは調光データ時系列データベース34の日の出、日没時刻のデータを2日単位で出すようにしても良い。
Alternatively, sunrise and sunset time data in the dimming data
更に照明利用者の好きな季節を設定してその季節に応じた照度変化に対応する点灯制御パターンを出力するようにしても良い。
(実施形態12)
図20は本実施形態を示すもので、本実施形態は図示するように実施形態11で用いた電力制御部31の制御信号により点灯装置4を通じて天井等に取り付けた基本照明負荷5aの点灯電力を制御する構成に加えて、個人用デスクスタンドや個人用スポットライト、ダウンライド等のタスク照明負荷5bの点灯電力を電力制御部39の制御信号により点灯装置40を通じて制御する構成となっている。ここで点灯装置40は点灯装置4と同じ構成のもので、電力制御部39から出力される制御信号の幅に応じて照明負荷5bの点灯電力を制御してタスク照明負荷5bの照明域の照度を可変することができるもので、点灯電力は電力供給部3からオン/オフ制御部38を介して供給されるようになっている。オン/オフ制御部38はタスク照明オン/オフ手動選択部37の選択信号或いは、机等の着席状況を検出する着席状況検出部41の検出出力に基づいてタスク照明のオン/オフの要、不要を判別する判別部42の判別信号によりオン/オフし、オン時に電力供給部3からの電力を点灯装置40に供給し、オフ時に遮断するようになっている。スイッチSW0はオン/オフ制御部38に接続する信号を、タスク照明オン/オフ手動選択部37の選択信号と判別部42の判別信号とから切換選択するためのスイッチである。
Furthermore, a lighting user's favorite season may be set and a lighting control pattern corresponding to an illuminance change corresponding to the season may be output.
FIG. 20 shows this embodiment. In this embodiment, the lighting power of the
電力制御部39は、上述の電力制御部31における調光データ演算部と調光データ出力部を一体とした調光データ演算出力部46と、覚醒度維持の点灯制御パターンを格納しているデータベース45と、タスク照明を使用する個人情報や、個人用パターン選択のための入力部43と、現在時刻を計時するタイマー44とからなり、調光データ演算出力部46はタイマー44からの現在時刻データに基づいて対応する調光データをデータベース45により読み出し、このデータを、個人情報や個人用パターン選択の内容に基づいて所定の調光レベルの制御信号を生成して出力する。
The
尚本実施形態の電力制御部31は実施形態11の電力制御部31と同じものであるため、構成及び動作についての説明は省略する。
In addition, since the
而して本実施形態の場合室内全体の基本照明負荷5aの照度制御は実施形態11と同様に電力制御部31からの制御信号により行う一方、着席具合や、或いは必要に応じて個人用のタスク照明負荷5bの照度制御を覚醒度の維持を持たせことができるような点灯制御パターンで電力制御部39より出力される制御信号に行うことができるのである。
Thus, in the case of this embodiment, the illuminance control of the
尚本実施形態では図21(a)に示すように基本照明負荷5aによる照明で、日の出から日没まで一定照度を保ち、日没から更に低い照度で一定に保つ基本照度を得、タスク照明負荷5bの点灯電力の制御を図21(b)に示すように外光(太陽光)の変化に相関した照度が得られるようにすることにより、外光と相関を持つ照度変化を持つ照明を行うことができる。この場合外光の変化に相関した照度変化を持たせた照明を個人毎に行うことができる上に、基本照明負荷5aによる照度を低くすることができるため消費電力を少なくすることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 21 (a), the
また図21(c)に示すように基本照明負荷5aによる照明で、日の出から日没まで図17(d)のパターンとなるように照度変化を得、タスク照明負荷5bの点灯電力の制御を図21(d)に示すように揺らぎを持たせるような制御も本実施形態では可能となる。基本照明負荷の照度変化が図21(b)(図17(b)に相当)でタスク照明負荷の制御が図21(d)という制御も可能であり、基本照明で1日の照度変化を大まかに再現し、タスク照明で覚醒維持パターンを重畳させることができる。
Further, as shown in FIG. 21 (c), the illumination by the
尚上記実施形態1乃至10及び実施形態11,12で示す照明負荷は複数のランプであっても、1本1本のランプであっても良く、複数の場合には点灯装置として多灯点灯装置が用いられる。また複数の点灯装置を併設する場合には、電力制御部や電力出力部を共用しても良い。
(実施形態13)
本実施形態は、照明利用者たる作業者の作業場所が固定されている所、例えば執務室(オフィス)、工場の固定されている作業場、監視する対象の方向・監視場所が固定されている監視室等に適した照明システムにかかる。
The illumination loads shown in the first to tenth embodiments and the eleventh and twelfth embodiments may be a plurality of lamps or a single lamp. In a plurality of cases, a multi-lamp lighting device is used as a lighting device. Is used. Further, when a plurality of lighting devices are provided, the power control unit and the power output unit may be shared.
(Embodiment 13)
In the present embodiment, the work place of the worker who is the lighting user is fixed, for example, the office (office), the work place fixed in the factory, the monitoring direction and the monitoring place are fixed. A lighting system suitable for a room or the like.
図22は、本実施形態の構成を示しており、本実施形態の照明システムは、必要最小限の照度を確保するために設置された基本照明負荷となる光源を備えた全般照明器具49及び全般照明器具49用の点灯装置52と、照明利用者Mに必要とする照度を与えるために、必要に応じて1個以上設置され照明利用者Mの視野内を照射するタスク照明負荷たる光源を備えたダウンライトやスポットライト等のような局部照明器具50a…と、各局部照明器具50a…に対応する調光機能を備えた点灯装置51a…と、各局部照明器具50a…を後述する光量変化となるように調光制御する制御データを各点灯装置51a…に与える制御部54と、制御部54で制御データを作成するための光量変化情報を発生する光量変化情報発生部56と、電源たる電力供給部55とからなり、各照明器具49及び50a…を含めて天井部53に配置してある。
FIG. 22 shows the configuration of the present embodiment, and the lighting system of the present embodiment includes a
図23は本実施形態の回路構成を示しており、光量変化情報発生部56は、タイマーやカレンダータイマーの計時時刻に基づいて実施形態11と同様に調光データ時系列データベースより調光データを呼出して光量変化情報を発生したり、或いは外光の明るさを検知するセンサーの検知情報に基づいて光量変化情報を発生する機能を備えたもので、太陽光の光量の変化の推移と対応する光量変化情報を制御部54へ与えるもので、制御部54はこの光量変化情報発生部56からの光量変化情報に基づいた調光データを制御データとして作成し、点灯装置51a…に与えるようになっている。この場合作成される調光データは日の出から日没までの太陽光の光量の変化の推移と対応するように局部照明器具50a…によって照射される照明域の照度を変化させ且つ、少なくとも正午前後の所定期間中前記照度を午前或いは午後の平均照度より高い照度となるように局部照明器具50a…局部照明用光源La…を制御するように設定される。
FIG. 23 shows a circuit configuration of the present embodiment. The light quantity change
また制御部54は電源たる電力供給部55からの電力を各点灯装置51a…を介して各局部照明器具50a…に供給するようにもなっている。尚全般照明器具49に対応する電源は別の電力供給部(図示せず)から与えるようになっている。勿論上記の電力供給部55を共用しても良い。
Moreover, the
点灯装置51a…は制御部54からの制御データに基づいて局部照明器具50a…の光源La…への点灯電力の制御を行って調光するとともに、夫々に設けてある局部照明用スイッチSWa…の操作により点灯/消灯を行うようになっている。
The
而して本実施形態では、作業者たる照明利用者Mが作業を行う机57等を,最も低照度で照明しなければいけないときには、全般照明器具49のみで照明し、それより高い照度を照明利用者Mが必要とするときには、対応する各局部照明器具50a…に設けた局部照明用スイッチSWa…をオンすることで,ダウンライトやスポットライト等の局部照明器具50a…による照明を全般照明器具49の照明に加え、当該局部照明器具50a…による照度を制御部54によって制御することで、局部照明器具50a…による照明域(照明利用者Mの視野内)の照度を必要とする照度に設定することができる。ここでこの照度を、日の出から日没までの太陽光の光量の変化の推移と対応するように変化させるとともに、少なくとも正午前後の所定期間中前記照度を午前或いは午後の平均照度より高い照度となるように変化させることで、上記の各実施形態と同様に照明利用者Mの生体リズムにあった照明が行われる。
Thus, in this embodiment, when the lighting user M who is an operator needs to illuminate the
尚図22の構成では局部照明器具50a…を天井部53に配設しているが、図24に示すような相対する机57,57を仕切るパーティション59に設置しても良い。但し、この場合局部照明器具50a…は光拡散型のパネル58を光源La…の前面に取り付ける等して、直視して不快な眩しさにならないようにしてある。図24の例における回路構成及び全般照明器具49の役割は上述と同様であるため、図22、図23の構成要素と同じ役割を持つ構成要素にには同じ番号、記号を付し、説明は省略する。尚電源たる電力供給部55は全般照明用の点灯装置52及び局部照明用の点灯装置51a,51bに夫々対応して設けてある。
In the configuration shown in FIG. 22, the
更にまた上記の局部照明器具50a…は天井部53やパーティション59に配置する構成であったが、図25乃至図27に示すように机57上に載置するスタンド型の器具で局部照明器具50を構成しても良い。この場合も照明利用者Mの視野内の明るさ(照度)を上述のように日の出から日没までの太陽光の光量の変化の推移と対応するように変化させるとともに、少なくとも正午前後の所定期間中前記照度を午前或いは午後の平均照度より高い照度とするように調光制御を局部照明器具50に対して行うのは勿論で、回路構成的には図22(図23)、図24の例と同じである。
Further, the
但しこの場合透過拡散型のパネル58’を図26に示すように光源Lの前面に取り付ける等して、直視しても不快な眩しさにならないようにしてある。尚図26中60は器具の筐体、61は反射板である。 However, in this case, a transmission diffusion type panel 58 'is attached to the front surface of the light source L as shown in FIG. In FIG. 26, 60 is a housing of the instrument, and 61 is a reflector.
また局部照明器具50として図28(a)乃至(c)及び図29(d)に示すように通常のスタンドにも使用できるように機能切換の構成を持つ照明器具を用いても良い。
Further, as the
図示する照明器具は、前面開口部に拡散型のパネル58を被着し、内部に反射板100と光源Lとを内蔵した箱状のスタンド部筐体101の前下端両側を支持台102の上前端両側に設けた枢軸109により前倒自在に枢支した構造となっており、スタンド部筐体101及び支持台102は上述したパーティション59に形成せる前面と上面が開口した収納凹部103に収納してある。ここでスタンド部筐体101の両側側面の後部の上下位置に形成したガイド用突起104と、両突起104と同一線上の支持台102の両側側面に設けたガイド用突起105とを収納凹部103の両側内壁面の後部に設けた上下方向のガイド凹部106内に上下移動自在に嵌め、また支持台102の両側側面の前部に設けたガイド用突起107をガイド凹部106に並行するように収納凹部103の両側内壁面の前部に設けたガイド凹部108に上下動作自在に嵌め込んである。
In the illustrated lighting fixture, a diffused
而して本発明照明システムにおける局部照明器具50として照明器具を使用する場合には、図29(a)に示すようにガイド凹部106及び108の下端位置に支持台102の両側側面のガイド用突起104、107及び108があって、収納凹部103内にスタンド部筐体101が収納され支持台102上にスタンド部筐体101が載承された状態にセットする。この場合光源Lから出る光はパネル58を介してパーティション59の前方を照射する。
Thus, when a lighting fixture is used as the
次に通常のスタンド照明として使用する場合には、図29(a)に示す状態からスタンド部筐体101を、ガイド凹部106の上端開口よりガイド突起104、104が上方に抜け出てガイド用突起107がガイド凹部108の上端に衝突する位置(図29(b))まで移動させる。この状態からスタンド筐体101を、枢軸109を中心として図において反時計方向に回転させて図29(c)に示すようにスタンド筐体101を前倒し状態とする。ここで図29(c)において後端下面部となるスタンド部筐体101の下端前面部が、上記支持台102の上面と同一面となる上面を持ち収納凹部103の前面開口より前方に突出させている支持台110上に載承されて支持されることになる。
Next, when used as normal stand illumination, the
この状態でスタンド部筐体101を支持台102のガイド用突起105,107がガイド凹部106,108の下端位置まで下方向に移動させれば照明方向が下向き(机上面方向)となるスタンドを構成することになる。
(実施形態14)
本実施形態は、実施形態13の図22のシステム構成において、図30に示すように照明利用者Mの存在を認識できる熱線センサー等からなる人感センサー部62a…を付加したシステムであり、多数の照明利用者Mが部屋に存在し、且つ照明利用者Mの作業場所が固定されていて、その場所を照明利用者Mが使わないことが頻繁にあり、照明利用者Mによって使用する時としない時のタイミングが異なる作業場、執務室(オフィス)等に適するようにしたものである。
In this state, if the
(Embodiment 14)
This embodiment is a system in which a
図31は本実施形態の回路構成を示しており、局部照明器具50a…が照射しようとしている視野内の近くに照明利用者Mがいることを熱線センサー等からなる人感センサー部62a…が検知し、その検知信号を対応する局部照明器具50a…の点灯装置51a…(或いは制御部54)に送られ,その信号を受けた点灯装置51a…(或いは制御部54)が対応する局部照明器具50a…に対して調光制御動作を行う。つまり点灯装置51a…に検知信号が送られる場合には、制御部54からの制御データを有効として該制御データにより当該点灯装置51a…が調光制御を行う。また制御部54に検知信号が送られる場合には制御部54は対応する点灯装置51a…に制御データを送り、この制御データを受け取った当該点灯装置51a…は対応する局部照明器具50a…に対して調光制御を行う。
FIG. 31 shows the circuit configuration of the present embodiment, and the
尚図30、図31に示す構成要素において図22、図23に基本的に同じ構成、同じ動作を為す構成要素には同じ番号、記号を付し、説明は省略する。また全般照明器具49と点灯装置52に対応する電源たる電力供給部は特には図示せず、省略してある。
In FIG. 30 and FIG. 31, components having the same configuration and the same operation as those in FIG. 22 and FIG. In addition, the power supply unit which is a power source corresponding to the
而して本実施形態の調光制御も実施形態13と同様に照明利用者Mの視野内の明るさ(照度)を上述のように日の出から日没までの太陽光の光量の変化の推移と対応するように変化させるとともに、少なくとも正午前後の所定期間中前記照度を午前或いは午後の平均照度より高い照度となるように調光制御して、照明利用者Mの生体リズムにあった照明を行う。 Thus, in the dimming control of this embodiment, as in the thirteenth embodiment, the brightness (illuminance) in the field of view of the illumination user M is changed as described above with respect to the change in the amount of sunlight from sunrise to sunset. The light intensity is controlled so that the illumination intensity is higher than the average illumination intensity in the morning or afternoon at least for a predetermined period after noon, and illumination that matches the biological rhythm of the illumination user M is performed. .
また本実施形態によれば作業をしている照明利用者Mの視野内のみ局部照明器具50a…による照明を行うことができる。
(実施形態15)
本実施形態は、図32、図33に示すように照明利用者Mの存在を認識できる人感センサー部62a…を各局部照明器具50a…毎に付加するとともに、人感センサー部62a…の検知信号に基づいて照射方向可変自在な局部照明器具50a…を設けたシステムで、照明利用者Mの作業場所が固定されない作業,執務室に最適で、会議室,机の配置等が頻繁に変わる執務室(オフィス)等に適しているものである。尚図32では一つの局部照明器具50aしか示していないが、上記の実施形態13、14と同様に設置場所に応じて複数設けられる。
Moreover, according to this embodiment, it can illuminate with the
(Embodiment 15)
In this embodiment, as shown in FIGS. 32 and 33, a
本実施形態で使用する人感センサー部62a…は照明利用者Mの存在と位置を認識できるCCDを用いた画像処理センサー等からなり、また局部照明器具50a…は図33に示すように局部照明用照射方向可変モーターMT1、MT2を備えて該モーターMT1、MT2により駆動され、後述のように照射方向を自由に可変することができる照明器具からなる。
The
局部照明用照射方向可変モーターMT1、MT2は夫々に対応して設けた局部照明用照射方向制御部63a…により制御され、局部照明用照射方向制御部63a…は対応する人感センサー部62a…の照明利用者Mの位置検知情報に基づいて対応する局部照明器具50a…の照射方向が、照明利用者Mの視野内となるように局部照明用照射方向可変モーターMT1、MT2の回転を制御する。
The local illumination irradiation direction variable motors MT1 and MT2 are controlled by the local illumination irradiation
尚その他の構成は実施形態13と基本的には同じであるため、図22、図23で示す構成要素と同じ構成要素には同じ番号、記号を付して説明は省略する。 Since the other configuration is basically the same as that of the thirteenth embodiment, the same components as those shown in FIG. 22 and FIG.
而して本実施形態では、照明利用者Mを検知した人感センサー部、例えば62aはその検知信号を対応する局部照明器具50aの点灯装置51a(或いは制御部54)に送り、その検知信号を受けた点灯装置51a(或いは制御部54)は対応する局部照明器具50aに対して調光制御動作を行う。つまり点灯装置51aに検知信号が送られる場合には、制御部54からの調光の制御データを有効として該制御データにより当該点灯装置が調光制御を行う。また制御部54に検知信号が送られる場合には制御部54は対応する点灯装置51aに制御データを送り、この制御データを受け取った当該点灯装置51aは対応する局部照明器具50aに対して調光制御を行う。
Thus, in this embodiment, the human sensor unit that detects the illumination user M, for example 62a, sends the detection signal to the
上記の調光制御と同時に、人感センサー部62aは照明利用者Mの検知位置情報を局部照明器具50aの局部照明用照射方向制御部55aに送る。検知位置情報を受け取った局部照明用照射方向制御部55aは照明利用者Mの視野内を局部照明器具50aが照明するように局部照明用照射方向可変モーターMT1、MT2の回転を制御して局部照明器具50aの照射方向を変える。
Simultaneously with the dimming control, the
ここで本実施形態に用いる局部照明器具50a…としては図34(a)乃至(d)に示すようにダウンライト型の照明器具を用いる。この照明器具は有底円筒型の外部器具保持部64と、この外部器具保持部64内に収納され外部器具保持部64の上面に設けられたモーターMT1により水平方向に回転駆動されるようにモーターMT1の駆動軸65に上面中心が固定されている筐体66と、この筐体66内に配置され、一端部がモーターMTbの駆動軸(図示せず)により垂直方向に回転されるように配置された灯具67と、この灯具67の他端内部に配置された反射板68と、光源Lとからなり、モーターMT1,MT2の電源線69は対応する局部照明用照射方向制御部55a…に接続され、光源Lからの電源線70は対応する点灯装置51a…に接続されている。
Here, as the
而して上記の人感センサー部、例えば62aからの検知位置情報を受け取った局部照明用照射方向制御部55aは、モーターMT1の回転制御を行って筐体66を図34(b)に示す矢印方向、つまり水平方向に回転させて灯具67の位置を照明利用者Mの存在方向に対応させるとともに、モーターMT2の回転制御を行って、灯具67を図34(d)に示す矢印方向、つまり垂直方向に回転させて反射板68及び光源Laの照射角を照明利用者Mの視野内を照射するように可変設定する。
Thus, the local illumination irradiation direction control unit 55a that has received the detected position information from the
以上のように本実施形態では、作業をしている照明利用者Mの位置情報によって照明利用者Mの視野内のみを照射するよう局部照明器具50a…の照射方向を自動的に変更するので、明利用者Mが以前と異なった位置で作業をしていても、その照明利用者Mの視野内の明るさ(照度)を日の出から日没までの太陽光の光量の変化の推移と対応するように変化させるとともに、少なくとも正午前後の所定期間中前記照度を午前或いは午後の平均照度より高い照度となるように制御することができるのである。
(実施形態16)
上記実施形態15では、人感センサー部62a…の検知した照明利用者Mの位置情報に基づいて局部照明器具50a…の照射方向を制御するようにしていたが、本実施形態では、図35に示すように照明利用者Mが持つ例えば赤外線等の光を信号媒体として利用したリモコン送信器71から送信したリモコン信号を、図36に示すように局部照明器具50a…に付設した受信手段であるリモコン信号受光部72a…が受光する。ここでリモコン信号は送信チャンネル毎に照射方向を設定しており、つまり送信チャンネルが照射方向情報となっており、リモコン信号受光部72a…では受光したリモコン信号のチャンネルに応じて照射方向を判断してその照射方向の情報を対応する局部照明用照射方向制御部63a…に送るようになっている。従って、実施形態15と同様に照明利用者Mの作業場所が固定されない作業,執務室や会議室,机の配置等が頻繁に変わる執務室(オフィス)等に適している。
As described above, in the present embodiment, the irradiation direction of the
(Embodiment 16)
In the fifteenth embodiment, the irradiation direction of the
而して本実施形態では、照明利用者Mが局部照明器具の照射方向を自分の視野内となるように対応した送信チャンネルの操作釦を操作し、例えば局部照明器具50aに向かってリモコン信号を送信すると、局部照明器具50aのリモコン信号受光部72aはリモコン信号の受光があったことを示す信号を対応する点灯装置51a(或いは制御部54)に送り、その信号を受けた点灯装置51a(或いは制御部54)は対応する局部照明器具50aに対して調光制御動作を行う。つまり点灯装置51a…に検知信号が送られる場合には、制御部54からの調光の制御データを有効として該制御データにより当該点灯装置が調光制御を行う。また制御部54に検知信号が送られる場合には制御部54は対応する局部照明器具50aに対応して点灯装置51a…に制御データを送り、この制御データを受け取った当該点灯装置が調光制御を行う。
Thus, in this embodiment, the lighting user M operates the operation button of the transmission channel corresponding to the irradiation direction of the local lighting device within his field of view, and, for example, sends a remote control signal to the
上記の調光制御と同時に、リモコン信号受光部72aは受信チャンネルより判定した照射方向情報を対応する局部照明器具50aの局部照明用照射方向制御部55aに送り、局部照明用照射方向制御部55aはリモコン信号受光部72aからの照射方向情報に基づいて照明利用者Mの視野内に必要とする照度で照射するようにモーターMT1,MT2の回転を制御して局部照明器具50aの照射方向を変える。
Simultaneously with the above dimming control, the remote control signal
尚本実施形態で用いる局部照明器具50a…としては実質的には図34の構成と同じ構成を持つ図37(a)乃至(d)に示すダウンライト型の照明器具を用いる。ここで本実施形態の局部照明器具50a…と図34の局部照明器具50a…と異なる点はリモコン受光部72を筐体66内に設けた点であり、このリモコン受光部72からの信号線73を対応する局部照明用照射方向制御部63へ送るように外部器具保持部64の上部より外部に導出してある。尚他の構成は図34の構成と同じであるから同じ構成要素には同じ番号、記号を付して説明は省略する。
As the
而してリモコン信号受光部54a…から照射方向情報を受け取った局部照明用照射方向制御部55a…は、モーターMT1,MT2の回転制御を行って灯具67の向きと照射角を実施形態15の場合と同様に可変設定する。以上のように本実施形態では、作業をしている照明利用者Mの視野内のみを照射するように照明利用者M自身で照射方向の選択を行って局部照明器具50a…の照射方向を変更することにより、照明利用者Mが以前と異なった位置で作業をしていても、その照明利用者Mの視野内の明るさ(照度)を日の出から日没までの太陽光の光量の変化の推移と対応するように変化させるとともに、少なくとも正午前後の所定期間中前記照度を午前或いは午後の平均照度より高い照度となるように設定できる。
Accordingly, the local illumination irradiation direction control unit 55a, which has received the irradiation direction information from the remote control signal light receiving units 54a, performs rotation control of the motors MT1, MT2, and sets the direction and the irradiation angle of the
尚上記構成ではリモコン送信器71から送信する情報は予め設定した照射方向を示す照射方向情報であったが、局部照明器具50a…の動きをジョイステッィク等の操作手段を用いて遠隔操作する操作信号を照射方向情報としてリモコン送信器71から送るようにすれば、照明利用者M自身の操作で最適な方向に照射方向を設定することができる。
(実施形態17)
本実施形態は、朝起きてから仕事等の目的で外出するまでの間に利用し、外出してからすぐに活動状態になるように、利用する人間を覚醒させることが要求される洗面所、ダイニング、玄関等の空間や、又は入眠するするまでに、利用する人間がくつろいだ状態になることが要求されるリビングルーム等利用する人の生体リズムを目的に応じて調整することが要求される空間等住宅用照明に適した照明システムである。
In the above configuration, the information transmitted from the
(Embodiment 17)
This embodiment is used between awakening in the morning and going out for the purpose of work, etc., and a washroom or dining room that is required to wake up a person to use so that it becomes active immediately after going out A space that is required to adjust the biological rhythm of the person to be used according to the purpose, such as a living room where the person to be used is in a relaxed state before falling asleep. It is a lighting system suitable for residential lighting.
本実施形態の照明システムは、図38に示すように例えば洗面所74に設置された照明利用者Mの視野内を照射することのできる1個以上の照明器具80とそれら照明器具80を調光制御する機能を備えた点灯装置51と、日の出から日没までの太陽光の光量の変化の推移と対応するように照明器具80の光量を変化させるデータを作成するためのタイマー又は外光の明るさを検知するセンサー等からなり、太陽光の光量の変化の推移と相関な光量変化情報を出力する光量変化情報発生部56と、光量変化情報を受けて調光データを作成して制御データとして点灯装置51に送る制御部54と、電力供給部55とから構成される。
As shown in FIG. 38, the lighting system of the present embodiment includes one or
本実施形態では点灯スイッチSWがオンされると、光量変化情報発生部56から得られた光量変化情報を基に制御部54が点灯装置51に制御データを送り、点灯装置51ではその制御データに基づいて照明器具80の光量が目的とする光量となるように調光制御を行って利用する人間の視野を照明器具80の照明光により照射する。但し最大光量を照射している状態で、照明器具80を直視しても不快なグレアを感じないように、本実施形態の照明器具80は光を拡散させる乳白パネルで光源を覆っている。
In this embodiment, when the lighting switch SW is turned on, the
通常、洗面所74は家の中で日光の入りにくい位置にあるため、覚醒レベルを上げるほど十分な光量はない。従って、顔を洗う、髪を整えるなどのために、洗面所74に入っても、覚醒レベルは起きてからの状態とほぼ変わらないのが現状であった。
Usually, the
しかし、この洗面所74における本実施形態の照明システムでは、例えば、外光の光量変化と相関を持たせた光量変化で、対象とする照明器具80の光量を変化させ、例えば朝起きてから洗面所74で顔を洗う、髪を整えるなどの行為をしたときには、覚醒効果を与える光量となるように照明器具8を調光制御して照明利用者Mの視野を照射することにより起きて間もないために覚醒レベルが下がっている状態であっても覚醒させることができ、これからの活動効率を上げる効果を照明利用者Mに与えることができる。
However, in the lighting system of the present embodiment in the
一方で、帰宅して洗面所74で手を洗う、うがいをする等の行為をするときには、照明器具80の光量を朝や昼間に比べて低い照度レベルで照射するように調光制御することにより、日没時の暗い中歩いて帰宅するなど暗い状態に順応している目に眩しさを与えない、帰宅時には必要とされない余分な覚醒効果与えない等、帰宅してから入眠までの間に利用する人の覚醒度を下げ、入眠前に望まれるくつろぎ状態に持っていくことができる。
On the other hand, when you go home and wash your hands in the
また、夜勤等、通常の人が寝ている時間に覚醒度を上げ、活動状態に持っていくことが要求される人に対しては、職場に向かう等の外出時の夜には覚醒度を上げる朝の光量変化を、帰宅する朝には覚醒度を下げる夜時の光量変化にて照明器具の光量を変化させることにより、利用する人の生体リズムを夜に活動できるように調整することができる。 Also, for those who are required to raise their arousal level during normal work hours such as night shifts and to bring them to an active state, increase their awakening level at night when they go out to work, etc. By changing the light intensity of the lighting fixtures by changing the light intensity of the lighting fixture by changing the light intensity of the lighting fixture by changing the light intensity of the lighting equipment at night to reduce the arousal level on the morning of going home, it is possible to adjust the biological rhythm of the user to be active at night it can.
以上述べてきたように、本実施形態の照明システムでは、目的に応じた光量変化を行うことにより、照明利用者Mの生体リズムを目的の生体リズムにあうように調整することができる。
(実施形態18)
本実施形態の照明システムは、図39に示すように照明利用者Mの存在を感知する人感センサー部62を付加し、その人感センサー部62から出力される照明利用者Mが存在しているかどうかの検知情報を受け、その検知情報に基づき、照明利用者Mが存在するときには対象とする照明器具80を調光機能を持つ点灯装置51により点灯させる機能を備えた制御部54を設けたもので、例えば玄関75に設置される。
As described above, in the lighting system according to the present embodiment, the biological rhythm of the lighting user M can be adjusted to match the target biological rhythm by changing the amount of light according to the purpose.
(Embodiment 18)
As shown in FIG. 39, the lighting system of the present embodiment includes a
而して本実施形態では、玄関75に設置した照明器具80の照射領域に人Mが存在する存在することを赤外線感知等の人感センサー部62が検知すると、その検知情報を制御部54が受け、人Mが存在すると検知されたときには、実施形態15と同様に構成された光量変化情報発生部56から得られた光量変化情報を基に、制御部54は制御データを作成して点灯装置51に送る。点灯装置51が受け取った制御データに基づいて照明器具80を調光制御して目的とする光量で照明利用者Mの視野を照射させる。一方照明利用者Mが存在しないと検知されたときには、制御部54が消灯の信号を点灯装置51に送り、その消灯の信号を受け取った点灯装置54は、照明器具80を消灯させる。
Thus, in the present embodiment, when the
ところで通常、玄関75は家の中で日光の入りにくい位置にあるため、覚醒レベルを上げるほど十分な光量はない.従って、朝の外出のために玄関75に入っても、覚醒レベルは上昇は期待できなかった。
By the way, since the
しかし、本実施形態による照明システムでは例えば外光の光量変化と相関を持たせた光量変化情報を光量変化情報発生部56より制御部54に与え、朝外出のために玄関75に照明利用者Mが存在するときには、覚醒効果を与える光量となるように対象とする照明器具80の光量を調光制御して利用する人Mの視野を照射することにより、起きて間もないために覚醒レベルが下がっている状態の照明利用者Mを覚醒させ、外出してからの活動効率を上げる効果を照明利用者に与えることができる。
However, in the illumination system according to the present embodiment, for example, the light quantity change information correlated with the light quantity change of the external light is given from the light quantity change
一方で、帰宅して外から玄関に入るときには、光量は朝や昼間に比べて低い照度レベルで照射するように照明器具80を調光制御することにより、日没時の暗い中歩いて帰宅するなど暗い状態に順応している目に眩しさを与えない、帰宅時には必要とされない余分な覚醒効果を与えないなど、帰宅してから入眠までの間に照明利用者Mの覚醒度を下げ、入眠前に望まれるくつろげる状態に持っていくことができる。
On the other hand, when returning home and entering the entrance from outside, the
尚図39中、55は電源たる電力供給部である。
(実施形態19)
本実施形態の照明システムは、図40に示すように必要とされる光量の中で最低光量以上の光量で照射することのできる天井部53より吊り下げた全般照明器具49と、テーブル76上に設けられ、外光の光量変化と相関を持たせた光量変化で照明利用者Mを照射することのできる局部照明器具50から構成され、ダイニングルーム(食卓)77に適用したものである。
In FIG. 39,
(Embodiment 19)
As shown in FIG. 40, the illumination system of the present embodiment has a
而して本実施形態では、最低光量で照明しなければいけないときには、全般照明器具49のみで照明する。スイッチSW0 はこの全般照明器具49の点灯スイッチであり、このスイッチSW0がオンすると点灯装置52が全般照明器具49を電源たる電力供給部55’からの電力で点灯させる。
Thus, in this embodiment, when it is necessary to illuminate with the minimum light amount, illumination is performed only with the
それより高い照度を必要とするときには、スタンド等からなる局部照明器具50の制御部54が、上述の実施形態17、18と同様に構成された光量変化情報発生部56から受けた光量変化情報を基に、外光の光量変化と相関を持たせた光量変化で局部照明器具50の光量を変化させるための制御データを出力し、その制御データを受けた局部照明用の点灯装置51はその制御データに応じた光量となるように局部照明器具50を電源である電力供給部55からの電力を受けて調光制御する。
When higher illuminance is required, the
そして、この調光制御された局部照明器具50による照明を加えることで、必要とする光量で対象とする照明利用者Mの視野内を照明する。ここで本実施形態では局部照明器具50の光量を、外光の光量変化と相関を持たせて変化させ、例えば朝食時には覚醒効果を与える光量で照明利用者Mの視野を照射させることにより、起きて間もないために覚醒レベルが下がっている状態の人を覚醒させ、これからの活動効率を上げる効果を照明利用者Mに与えることができる。一方で、帰宅してからの夕食時には、局部照明器具50の光量を減らして朝や昼間に比べて低い照度レベルで照射させることにより、帰宅時には必要とされない余分な覚醒効果を与えないなど、夕食時に望まれるくつろいだ状態で食事を取ることができるような照明状態を呈することができる。
And the inside of the visual field of the illumination user M made into object is illuminated by the light quantity required by adding the illumination by the
尚局部照明器具50は光源を拡散性の乳白パネル等で覆って局部照明器具50を直視しても不快なグレアを感じないようにしてある。
(実施形態20)
上記各実施形態は、ビル、住宅等の建物内の照明システムにかかるものであったが、本実施形態は早朝に目的値に到着する夜間に走行する高速バスや寝台車、時差の大きい場所に移動する目的で利用される飛行機等、照明利用者が利用後に通常の生活活動とは異なる時刻に起床、活動、睡眠することになる乗り物に適した照明システムにかかるものであり、例えば図41に示すように飛行機に適用させたものである。
The
(Embodiment 20)
Each of the above embodiments is related to a lighting system in a building such as a building or a house. However, this embodiment is applied to a high-speed bus or sleeper car that travels at night when it reaches the target value early in the morning, or in a place with a large time difference. It is applied to a lighting system suitable for a vehicle such as an airplane that is used for moving, and a lighting user who wakes up, activities, and sleeps at a time different from normal daily activities after use. It is applied to an airplane as shown.
本実施形態では照明利用者Mの視野内を光量変化で照射することのできる1個以上の照明器具80とそれら照明器具80を調光制御するための点灯装置51と、実施形態17乃至19に用いたものと同様な構成を持つ光量変化情報発生部56と、該光量変化情報発生部56からの光量変化情報を受け点灯装置51に制御データを送る制御部54と、電源たる電力供給部55から構成される。
In the present embodiment, one or
本実施形態では光量変化情報発生部56から得られた情報を基に、制御部54は外光の光量変化と相関関係を持たせて照明器具80の光量を変化させるように点灯装置51に制御データを送り、その制御データを受け取った点灯装置51は照明器具80が目的とする光量で照明利用者Mの視野を照射するように調光制御を行う。但し最大光量を照射している状態で、照明器具80を直視しても不快なグレアを感じないように、本実施形態に用いる照明器具80は、光を拡散させる乳白パネル(図示せず)で光源(図示せず)を覆っている。
In the present embodiment, based on the information obtained from the light amount change
この飛行機の機内照明に用いた本実施形態の照明システムでは外光の光量変化と相関を持たせた光量変化で、対象とする照明器具80の光量を変化させることにより、出発地との時差が大きい場所に到着したときであっても、到着時が朝の場合には覚醒効果を与える朝の光量変化で利用する照明利用者Mの視野を照射することができ、従って睡眠不足のために覚醒レベルが下がっている状態の照明利用者Mを覚醒させ、到着場所における活動効率を上げる効果を照明利用者Mに与えることが可能となる。逆に夜の場合には、覚醒レベルを下げ、睡眠等の夜の活動に入り易いような夜時の光量変化で照明利用者Mの視野を照射することにより、到着後、すぐホテルに入って寝る等、起床、活動、睡眠等の活動パターンを到着場所の通常の活動パターンにスムーズに移行でさるように生体リズムを調整できる。
In the illumination system of this embodiment used for in-flight illumination of the airplane, the time difference from the departure place is changed by changing the light quantity of the
また、本実施形態の照明システムを高速バス等通常寝ている早朝に到着する乗り物に適用した場合には、バス到着時に照明利用者の覚醒レベルを上げるように光量を変化させて照明利用者を照射することにより、通常寝ている時間に到着し、覚醒レベルが下がっている照明利用者の覚醒レベルを起床・活動状態まで上げ、照明利用者が乗り物から降りた後の活動に無理なく移行できるように照明利用者の生体リズムを調整することができる。
(実施形態21)
本実施形態は、図42に示すように必要とされる光量の中で最低光量以上の光量で照射するとのできる乗り物内の全体を均一に照明することを目的とする全般照明器具49と光量変化で照明利用者の視野内を照射することのできるスポットライト等からなる局部照明器具50a…から構成される照明システムの実施形態であって、例えば飛行機の機内照明に適用したものである。
In addition, when the lighting system of the present embodiment is applied to a vehicle that arrives early in the morning, such as a high-speed bus, the lighting user is changed by changing the amount of light so as to increase the lighting user's arousal level when the bus arrives. Irradiation increases the awakening level of a lighting user who normally arrives at the time of sleeping and has a lowered awakening level to the wake-up / activity state, and can easily shift to the activity after the lighting user gets off the vehicle Thus, the biological rhythm of the lighting user can be adjusted.
(Embodiment 21)
In the present embodiment, as shown in FIG. 42, a
本実施形態では、外光の光量変化と相関を持たせた光量変化の中で最低光量で照明しなければいけないとき、又はそのような光量変化を照明利用者Mが必要としないときには、局部照明器具50a…に付設した点灯スイッチSWa…をオフにすることで、全般照明器具49のみの光量で対象とする照明利用者Mの視野内を照射する。そして、外光の光量変化と相関を持たせた光量変化を必要とする場合で且つ全般照明器具49で照射できる光量より高い光量を必要とするには照明利用者Mが局部照明器具50a…の点灯スイッチSWa…をオンにする。この場合、制御部54が光量変化情報発生部56から受けた光量変化情報を基に外光の光量変化と相関関係を持たせた光量変化で光量を変化させるための制御データを出力し、その制御データを受けた点灯装置51a…は制御データに応じた光量となるように局部照明器具50a…を調光制御する。そしてこの調光制御された局部照明器具50a…による照明を加えることで、必要とする光量で対象とする照明利用者Mの視野内を照明することができるとともに、外光の光量変化と相関を持つ光量変化で、対象とする照明利用者Mの視野内の明るさを変化させることができる。ここで局部照明器具50a…の光源を拡散性の乳白パネル等で覆うなどして、局部照明器具50a…を直視しても不快なグレアを感じないようにする必要がある。
In this embodiment, when it is necessary to illuminate with the minimum light amount among the light amount changes correlated with the light amount change of external light, or when the illumination user M does not need such a light amount change, the local illumination is used. By turning off the lighting switches SWa attached to the
尚光量変化情報発生部56から出力される光量変化情報は局部照明器具50a…を調光制御するようなデータからなる。
The light amount change information output from the light amount change
図中52は全般照明器具49の点灯装置、55はシステム全体の電源たる電力供給部である。
In the figure, 52 is a lighting device for the
1 受光部
2 電力制御部
3 電力供給部
4 点灯装置
5 照明負荷
6 基準波形発生部
7 比較部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
A light-receiving surface movable part and a solar direction determination unit are added to the light-receiving unit or solar cell, and light is received based on the determination output of the solar direction determination unit so that the light-receiving surface of the light-receiving unit or solar cell follows the direction of the sun. 8. The illumination system according to claim 1, wherein the surface movable part is controlled.
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