JP2017157506A - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】光を利用した通信を実現できるとともに、高い演色性を得ることができる照明システムを提供する。【解決手段】照明システムは、照明器具１、第１制御ユニット３ａ、照明器具２及び第２制御ユニット３ｂを備える。照明器具１は、例えば赤色ＬＥＤ６、緑色ＬＥＤ７及び青色ＬＥＤ８を備える。第１制御ユニット３ａは、赤色ＬＥＤ６から放射される赤色光、緑色ＬＥＤ７から放射される緑色光及び青色ＬＥＤ８から放射される青色光の少なくとも何れか一つの光を変化させることにより、照明器具１から特定の情報を送信させる。照明器具２は、白色光を放射する。第２制御ユニット３ｂは、照明器具２から放射される白色光を調節する。【選択図】図１

Description

この発明は、照明システムに関する。

特許文献１に、光を利用して通信を行うシステムが記載されている。特許文献１に記載されたシステムは、光源としてＬＥＤを備える。例えば、上記システムは赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ又は青色ＬＥＤの少なくとも２つのＬＥＤを備え、光の色を変化させることによって通信を行う。

国際公開第２０１６／００１９７２号

３色（ＲＧＢ）のＬＥＤ、即ち赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを使用すると、白色光を得ることができる。しかし、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを使用して得られた白色光は、演色性が低い。このため、特許文献１に記載されたシステムでは、例えば光源として３色のＬＥＤを備えていても、十分な演色性を得ることができなかった。特許文献１に記載されたシステムを照明用として利用すると、被照射物の色を精度良く再現することができなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされた。この発明の目的は、光を利用した通信を実現できるとともに、高い演色性を得ることができる照明システムを提供することである。

この発明に係る照明システムは、赤色光を放射する第１発光素子、緑色光を放射する第２発光素子及び青色光を放射する第３発光素子を有する発光器と、第１発光素子から放射される赤色光、第２発光素子から放射される緑色光及び第３発光素子から放射される青色光の少なくとも何れか一つの光を変化させることにより、発光器から特定の情報を送信させる第１制御ユニットと、白色光を放射する照明器具と、照明器具から放射される白色光を調節する第２制御ユニットと、を備える。

この発明に係る照明システムは、特定の領域に向けて赤色光を放射する第１発光素子、領域に向けて緑色光を放射する第２発光素子及び領域に向けて青色光を放射する第３発光素子を有する第１照明器具と、第１発光素子から放射される赤色光、第２発光素子から放射される緑色光及び第３発光素子から放射される青色光の少なくとも何れか一つの光を変化させることにより、第１照明器具から特定の情報を送信させる第１制御ユニットと、領域に向けて白色光を放射する第２照明器具と、照明器具から放射される白色光を調節する第２制御ユニットと、を備える。

この発明に係る照明システムは、白色光が照射される特定の領域に向けて赤色光を放射する第１発光素子、領域に向けて緑色光を放射する第２発光素子及び領域に向けて青色光を放射する第３発光素子を有する照明器具と、第１発光素子から放射される赤色光、第２発光素子から放射される緑色光及び第３発光素子から放射される青色光の少なくとも何れか一つの光を変化させることにより、照明器具から特定の情報を送信させる第１制御ユニットと、を備える。

この発明に係る照明システムは、例えば発光器と照明器具とを備える。発光器は、赤色光を放射する第１発光素子、緑色光を放射する第２発光素子及び青色光を放射する第３発光素子を有する。照明器具は、白色光を放射する。また、第１発光素子から放射される赤色光、第２発光素子から放射される緑色光及び第３発光素子から放射される青色光の少なくとも何れか一つの光を変化させることにより、発光器から特定の情報が送信される。この発明に係る照明システムであれば、光を利用した通信を実現できるとともに、高い演色性を得ることができる。

この発明の実施の形態１における照明システムの例を示す図である。 照明器具及び第１制御ユニットの例を示す図である。 照明器具から放射される光の例を示す図である。 照明器具及び第２制御ユニットの例を示す図である。 照明器具から放射される光の例を示す図である。 ２種類の照明器具から放射される光の例を示す図である。 この発明の実施の形態２における照明システムの例を示す図である。 図７に示す照明システムの取付状態を示す断面図である。

添付の図面を参照し、本発明を説明する。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。各図において、同一の符号は同一の部分又は相当する部分を示す。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における照明システムの例を示す図である。照明システムは、例えば、照明器具１、照明器具２及び制御ユニット３を備える。制御ユニット３は、第１制御ユニット３ａ及び第２制御ユニット３ｂを備える。

照明器具１は、光を放射する。照明器具１は、例えば、特定の被照射物を照らすために光を放射する。照明器具１は、特定の空間に向けて光を放射しても良い。図１は、鞄４を照らすために照明器具１が用いられる例を示す。照明器具１から放射された光は鞄４に当たる。鞄４に当たった光の一部は鞄４で反射する。図１では、鞄４で反射した照明器具１からの光のうち携帯端末５に向かう光を矢印Ａで示している。

図２は、照明器具１及び第１制御ユニット３ａの例を示す図である。照明器具１は、例えば複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を備える。図２に示す例では、照明器具１は、複数の赤色ＬＥＤ６、複数の緑色ＬＥＤ７及び複数の青色ＬＥＤ８を備える。赤色ＬＥＤ６は、特定の領域に向けて赤色光を放射する。緑色ＬＥＤ７は、上記特定の領域に向けて緑色光を放射する。青色ＬＥＤ８は、上記特定の領域に向けて青色光を放射する。図１に示す例では、上記特定の領域に鞄４が置かれている。

図２は、複数の赤色ＬＥＤ６が直列で接続される例を示す。赤色ＬＥＤ６は並列で接続されても良い。照明器具１は赤色ＬＥＤ６を１つしか備えていなくても良い。図２は、複数の緑色ＬＥＤ７が直列で接続される例を示す。緑色ＬＥＤ７は並列で接続されても良い。照明器具１は緑色ＬＥＤ７を１つしか備えていなくても良い。図２は、複数の青色ＬＥＤ８が直列で接続される例を示す。青色ＬＥＤ８は並列で接続されても良い。照明器具１は青色ＬＥＤ８を１つしか備えていなくても良い。

図３は、照明器具１から放射される光の例を示す図である。図３は、色温度が５０００Ｋ程度の光のスペクトルを示す。図３に示すスペクトルの指数Ｒａは１８である。Ｒａは、色再現性を示す演色性の指数（平均演色評価数）である。図３は、照明器具１が単体では照明用として適していないことを示す。

第１制御ユニット３ａは、照明器具１を制御する。第１制御ユニット３ａは、例えば制御器３ｃと電源装置３ｄとを備える。制御器３ｃは、電源装置３ｄを制御する。照明器具１の制御は、制御器３ｃが電源装置３ｄを制御することによって行われる。図２は、制御器３ｃと電源装置３ｄとが独立した装置として存在し、信号線３ｅで接続される例を示す。制御器３ｃは、電源装置３ｄと一体の装置であっても良い。かかる場合、例えば制御器３ｃと電源装置３ｄとは一つの基板上に形成される。

例えば、第１制御ユニット３ａは、照明器具１から光を放射させる。第１制御ユニット３ａは、例えば赤色ＬＥＤ６から赤色光を放射させる。第１制御ユニット３ａは、緑色ＬＥＤ７から緑色光を放射させる。第１制御ユニット３ａは、青色ＬＥＤ８から青色光を放射させる。第１制御ユニット３ａは、赤色ＬＥＤ６、緑色ＬＥＤ７及び青色ＬＥＤ８を個別に制御できる。

第１制御ユニット３ａは、照明器具１から放射される光を調節する。「光を調節する」ことには、例えば光の強弱を変化させることが含まれる。「光を調節する」ことには、例えば光の色を変化させることが含まれる。光を調節する方法は、どのような方法を採用しても良い。例えば、振幅制御を採用し、照明器具１から放射される光を調節しても良い。振幅制御では、ＬＥＤの直流電流を制御することによって明るさを調節する。また、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を採用し、照明器具１から放射される光を調節しても良い。ＰＷＭ制御では、一定の周波数でＬＥＤをオン及びオフし、このオン時間の比率を制御することによって明るさを調節する。第１制御ユニット３ａは、例えば、赤色ＬＥＤ６から放射される光を調節する。第１制御ユニット３ａは、緑色ＬＥＤ７から放射される光を調節する。第１制御ユニット３ａは、青色ＬＥＤ８から放射される光を調節する。第１制御ユニット３ａは、赤色ＬＥＤ６から放射される光、緑色ＬＥＤ７から放射される光及び青色ＬＥＤ８から放射される光を個別に調節できる。

第１制御ユニット３ａは、照明器具１から特定の情報を送信させる。第１制御ユニット３ａは、例えば、照明器具１から識別情報を送信させる。識別情報は、照明器具１を特定するための情報である。照明器具１には固有の識別情報が予め割り当てられる。第１制御ユニット３ａは、照明器具１から放射される光の強弱を変化させることにより、照明器具１から識別情報を送信させる。第１制御ユニット３ａは、例えば、赤色ＬＥＤ６から放射される赤色光、緑色ＬＥＤ７から放射される緑色光及び青色ＬＥＤ８から放射される青色光を変化させることにより、照明器具１から識別情報を送信させる。

照明器具１から識別情報を送信させるために光を変化させる方法は、どのような方法でも良い。例えば、第１制御ユニット３ａは、赤色ＬＥＤ６から放射される赤色光、緑色ＬＥＤ７から放射される緑色光及び青色ＬＥＤ８から放射される青色光のうちの一色の光或いは二色の光を変化させることにより、照明器具１から識別情報を送信させても良い。第１制御ユニット３ａは、照明器具１から放射される光の照明としての制御条件を維持しながら光の強弱を変化させることにより、照明器具１から識別情報を送信させても良い。「照明としての制御条件」は、例えば調光度、光色又は色温度の少なくとも何れか一つである。例えば、第１制御ユニット３ａは、照明器具１から放射される光の色温度をある基準値（又は、基準範囲）に保ったままその明るさを微小変動させることにより、照明器具１から識別情報を送信させる。なお、「照明としての制御条件」は、光束であっても良い。例えば、第１制御ユニット３ａは、照明器具１から放射される光の光束をある基準値（又は、基準範囲）に保ったままその明るさを微小変動させることにより、照明器具１から識別情報を送信させても良い。識別情報の送信には、種々の可視光通信技術が適用できる。

照明器具２は、照明器具１が単体では照明用として十分な演色性を得ることができないために備えられる。図１は、照明システムが２台の照明器具２を備える例を示す。照明システムは、３台以上の照明器具２を備えても良い。照明システムが備える照明器具２は１台でも良い。

照明器具２は、光を放射する。照明器具２は、例えば、特定の被照射物を照らすために光を放射する。照明器具２は、特定の空間に向けて光を放射しても良い。図１は、鞄４を照らすために照明器具２が用いられる例を示す。照明器具２から放射された光は鞄４に当たる。図１は、照明器具１からの光が当たる被照射物と照明器具２からの光が当たる被照射物とが同じ鞄４である例を示す。

図４は、照明器具２及び第２制御ユニット３ｂの例を示す図である。照明器具２は、例えば複数の白色ＬＥＤ９を備える。白色ＬＥＤ９は、上記特定の領域に向けて白色光を放射する。図１に示す例では、白色ＬＥＤ９からの白色光が放射される領域に向けて、赤色ＬＥＤ６からの赤色光、緑色ＬＥＤ７からの緑色光及び青色ＬＥＤ８からの青色光が放射される。図４は、複数の白色ＬＥＤ９が直列で接続される例を示す。白色ＬＥＤ９は並列で接続されても良い。照明器具２は白色ＬＥＤ９を１つしか備えていなくても良い。

図５は、照明器具２から放射される光の例を示す図である。図５は、色温度が４０００Ｋ程度の光のスペクトルを示す。図５に示すスペクトルの指数Ｒａは８３である。図５は、照明器具２が単体で照明用として十分な演色性を備えることを示す。

第２制御ユニット３ｂは、照明器具２を制御する。第２制御ユニット３ｂは、例えば制御器３ｆと電源装置３ｇとを備える。制御器３ｆは、電源装置３ｇを制御する。照明器具２の制御は、制御器３ｆが電源装置３ｇを制御することによって行われる。図４は、制御器３ｆと電源装置３ｇとが独立した装置として存在し、信号線３ｈで接続される例を示す。制御器３ｆは、電源装置３ｇと一体の装置であっても良い。かかる場合、例えば制御器３ｆと電源装置３ｇとは一つの基板上に形成される。

例えば、第２制御ユニット３ｂは、照明器具２から白色光を放射させる。第２制御ユニット３ｂは、例えば白色ＬＥＤ９から白色光を放射させる。また、第２制御ユニット３ｂは、照明器具２から放射される白色光を調節する。第２制御ユニット３ｂは、例えば、白色ＬＥＤ９から放射される白色光を調節する。照明器具２は照明用であり、可視光通信用としては用いられない。即ち、照明器具２から識別情報等の情報は送信されない。

図６は、２種類の照明器具１及び２から放射される光の例を示す図である。即ち、図６は、図３に示すスペクトルと図５に示すスペクトルとを混合させたスペクトルを示す。図６は、照明器具１から放射される光の放射束が全体の光の放射束、即ち照明器具１から放射される光と照明器具２から放射される光との放射束の５％程度である例を示す。図６に示すスペクトルの色温度は、図５に示すスペクトルの色温度から＋４０Ｋ程度しかシフトしない。図６に示すスペクトルの指数Ｒａは８６である。即ち、図６に示すスペクトルの指数Ｒａは、図５に示すスペクトルの指数Ｒａより増加している。図６は、照明器具１及び２の双方を使用することが照明用として適していることを示す。

本照明システムであれば、光を利用した通信を実現できるとともに、高い演色性を得ることができる。なお、通信用の光の放射束は、全体の光の放射束の１０％程度までであることが望ましい。照明器具１から放射される光の放射束が全体の光の放射束の５％〜１０％であれば、光を利用した通信を実現でき、且つ高い演色性を確実に得ることができる。また、色温度のシフト量も実用に問題がないレベルに留めることができる。具体的な計算結果を下記表１に示す。また、表１の結果を得るために必要な詳細データを下記表２に示す。

照明器具１から送信された情報は、例えば携帯端末５によって受信される。携帯端末５は、例えば受信した識別情報を解析することにより、識別情報を送信してきた照明器具１を特定できる。携帯端末５は、識別情報を送信してきた照明器具１を制御する制御ユニット３に対し、制御情報を送信しても良い。例えば、制御ユニット３は、携帯端末５から受信した制御情報に基づいて照明器具１及び２を制御する。制御ユニット３は、携帯端末５から受信した識別情報に基づいて照明器具２のみを制御しても良い。

本実施の形態では、照明器具１及び２がＬＥＤを備える例について説明した。照明器具１は、ＬＥＤ以外の発光素子を備えても良い。例えば、照明器具１は、有機ＥＬ等の発光素子を備えても良い。同様に、照明器具２は、ＬＥＤ以外の発光素子を備えても良い。例えば、照明器具２は、有機ＥＬ等の発光素子を備えても良い。

本実施の形態では、特定の情報を送信する発光器が照明器具１である例について説明した。赤色光、緑色光及び青色光を放射する発光器は、可視光通信専用として用いられる機器でも良い。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２における照明システムの例を示す図である。図７は、照明システムを分解した斜視図を示す。図８は、図７に示す照明システムの取付状態を示す断面図である。本実施の形態における照明システムは、照明器具１、照明器具２、第１制御ユニット３ａ及び第２制御ユニット３ｂに加え、第１取付具１０及び第２取付具１１を備える。図７及び図８は、照明システムを部屋の天井１２に取り付ける例を示す。

第１取付具１０は、照明器具２を天井１２に固定する。例えば、第１取付具１０は、円筒部１０ａと環状の円盤部１０ｂとを備える。円筒部１０ａに照明器具２の円筒状のケース２ａが固定される。円盤部１０ｂは、円筒部１０ａの下端から外側に広がるように設けられる。円盤部１０ｂは、天井１２に形成された取付孔１２ａの縁を下方から塞ぐように配置される。

第２取付具１１は、第１取付具１０に支持される。第２取付具１１に、照明器具１が設けられる。例えば、第２取付具１１は、環状の円盤部１１ａと棒状の支持部１１ｂとを備える。円盤部１１ａの中央に、第１取付具１０の円筒部１０ａより大きな孔が形成される。円盤部１１ａは、円筒部１０ａが中央の孔を貫通するように、天井１２と第１取付具１０の円盤部１０ｂとの間に配置される。支持部１１ｂは、上端が円盤部１１ａの下面に固定される。支持部１１ｂは円盤部１１ａから下方に延び、下端に照明器具１が固定される。

本実施の形態に示す例であれば、例えば既存の照明器具２に、照明器具１を後から追加して本照明システムを構築できる。照明器具１が設けられる第２取付具１１は照明器具２を取り付ける既存の第１取付具１０に支持されるため、天井１２に追加の孔等を開ける必要がない。なお、同様の取付方法によって本照明システムを部屋の壁に取り付けても良い。かかる場合、第１取付具１０は、照明器具２を部屋の壁に固定する。

本実施の形態で開示しない照明システムの特徴については、実施の形態１で開示した何れかの特徴と同じである。

照明システムの制御ユニット３は、ハードウェア資源として、例えばプロセッサとメモリとを含む処理回路を備える。制御ユニット３は、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサによって実行することにより、上述した各機能を実現する。制御ユニット３が有する各機能の一部又は全部をハードウェアによって実現しても良い。

１ 照明器具
２ 照明器具
３ 制御ユニット
３ａ 第１制御ユニット
３ｂ 第２制御ユニット
４ 鞄
５ 携帯端末
６ 赤色ＬＥＤ
７ 緑色ＬＥＤ
８ 青色ＬＥＤ
９ 白色ＬＥＤ
１０ 第１取付具
１１ 第２取付具
１２ 天井

Claims (9)

1. 赤色光を放射する第１発光素子、緑色光を放射する第２発光素子及び青色光を放射する第３発光素子を有する発光器と、
   前記第１発光素子から放射される赤色光、前記第２発光素子から放射される緑色光及び前記第３発光素子から放射される青色光の少なくとも何れか一つの光を変化させることにより、前記発光器から特定の情報を送信させる第１制御ユニットと、
   白色光を放射する照明器具と、
   前記照明器具から放射される白色光を調節する第２制御ユニットと、
   を備えた照明システム。
2. 前記照明器具を壁又は天井に固定する第１取付具と、
   前記発光器が設けられ、前記第１取付具に支持される第２取付具と、
   を更に備えた請求項１に記載の照明システム。
3. 前記発光器から放射される光の放射束は、前記発光器から放射される光及び前記照明器具から放射される光の放射束の５％〜１０％である請求項１又は請求項２に記載の照明システム。
4. 前記第１発光素子は赤色ＬＥＤであり、
   前記第２発光素子は緑色ＬＥＤであり、
   前記第３発光素子は青色ＬＥＤであり、
   前記照明器具は白色ＬＥＤを有する
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の照明システム。
5. 特定の領域に向けて赤色光を放射する第１発光素子、前記領域に向けて緑色光を放射する第２発光素子及び前記領域に向けて青色光を放射する第３発光素子を有する第１照明器具と、
   前記第１発光素子から放射される赤色光、前記第２発光素子から放射される緑色光及び前記第３発光素子から放射される青色光の少なくとも何れか一つの光を変化させることにより、前記第１照明器具から特定の情報を送信させる第１制御ユニットと、
   前記領域に向けて白色光を放射する第２照明器具と、
   前記第２照明器具から放射される白色光を調節する第２制御ユニットと、
   を備えた照明システム。
6. 前記第２照明器具を壁又は天井に固定する第１取付具と、
   前記第１照明器具が設けられ、前記第１取付具に支持される第２取付具と、
   を更に備えた請求項５に記載の照明システム。
7. 前記第１照明器具から放射される光の放射束は、前記第１照明器具から放射される光及び前記第２照明器具から放射される光の放射束の５％〜１０％である請求項５又は請求項６に記載の照明システム。
8. 前記第１発光素子は赤色ＬＥＤであり、
   前記第２発光素子は緑色ＬＥＤであり、
   前記第３発光素子は青色ＬＥＤであり、
   前記第２照明器具は白色ＬＥＤを有する
   請求項５から請求項７の何れか一項に記載の照明システム。
9. 白色光が照射される特定の領域に向けて赤色光を放射する第１発光素子、前記領域に向けて緑色光を放射する第２発光素子及び前記領域に向けて青色光を放射する第３発光素子を有する照明器具と、
   前記第１発光素子から放射される赤色光、前記第２発光素子から放射される緑色光及び前記第３発光素子から放射される青色光の少なくとも何れか一つの光を変化させることにより、前記照明器具から特定の情報を送信させる第１制御ユニットと、
   を備えた照明システム。

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