以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る照明システムの構成の概要を示す概念図である。図1に示すように、本発明に係る照明システムは、本発明に係る照明装置としてのタスク照明装置100、調光可能な他の照明装置としてのアンビエント照明装置200などを備えている。図1の例では、タスク照明装置100は、スタンドライトや電気スタンド等である。また、アンビエント照明装置200は、例えば、シーリングライトや天井灯等である。
図1に示すように、室内の天井には室内全体を照明するアンビエント照明装置200(例えば、シーリングライト)が設置され、机上には照射面としての作業面(机上面)を局所照明するタスク照明装置100(例えば、スタンドライト)が設置されている。作業者は、室内全体をアンビエント照明装置200によって照明するとともに、タスク照明装置100により手元の机上面を照明する。すなわち、机上面の照度は、アンビエント照明装置200とタスク照明装置100とにより得られる。これにより、作業を行うのに必要な照度を確保する。
アンビエント照明装置200は、例えば、ドーム形状のカバー201内部に光源として発光ダイオード(LEDモジュール)を備えている。カバー201は、例えば、ポリカーボネートからなる乳白色の拡散部であり、LEDモジュールから出射された光を拡散することによって、机上面を含む室内全体を照明することができる。
タスク照明装置100は、照明装置全体を机上に設置するための設置部2、光源を備える照明部30、照明部30を設置部2に取り付けて支持する支持部4など備えている。照明部30は、例えば、略長方体形状であり、その内部には、複数のLEDを基板に実装して構成される光源としてのLEDモジュールが設けられている。
以下の説明では、タスク照明装置100に内蔵したLEDモジュールを点灯することにより得られる机上面での照度をタスクライト照度Ltとする。
照明部30の天井と対向する側には、周囲照度を検出するための照度センサ43を設けている。照度センサ43は、アンビエント照明装置200からの光により得られる照度を検出することができる。照度センサ43の位置が机上面からそれほど離れていないので、照度センサ43で検出することができる周囲照度は、アンビエント照明装置200からの光により得られる机上面の照度とすることができる。なお、アンビエント照明装置200からの光により得られる机上面の照度と検出する照度との間に誤差が生じる場合には、予め誤差を補正することにより、照度センサ43で検出する周囲照度を机上面の照度とすることもできる。なお、照度センサ43の取り付ける位置は、照明部30に限定されるものではなく、例えば、支持部4に設けることもできる。
以下の説明では、アンビエント照明装置200に内蔵したLEDモジュールを点灯することにより得られる机上面での照度(照度センサ43で検出する照度)を周囲照度Laとする。
設置部2には、作業者がタスク照明装置100に対する電源のオン/オフ等の操作を行うための操作スイッチ42(以下スイッチをSWと記す)を設けている。また、設置部2の内部には、後述する電源回路、制御部などが収容されている。
図2は本発明に係るタスク照明装置100及びアンビエント照明装置200の構成の一例を示すブロック図である。タスク照明装置100は、外部から交流電圧の供給を受けて直流電圧に変換する電源回路10、制御部20、照明部30、インタフェース部40などを備えている。また、制御部20は、制御電源供給回路21、照度比算出部、目標照度算出部、設定部及び許容限度値算出部としての制御用マイコン22、光源制御部としてのPWM制御FETスイッチ23、SW入力部24、センサ入力部25、信号送信回路26、出力部としての信号出力部27などを備えている。照明部30は、光源としてのLEDモジュール31を備えている。また、インタフェース部40は、赤外線発光部41、作業者の操作を受け付ける操作SW42、周囲照度Laを検出する照度センサ43などを備えている。
制御電源供給回路21は、電源回路10から供給される直流電圧を変圧して制御用マイコン22に所要の電圧を供給する。
PWM制御FETスイッチ23は、制御用マイコン22の出力に応じてLEDモジュール31をPWM(Pulse Width Modulation)制御することにより、LEDモジュール31の発光量を調整する。これにより、LEDモジュール31で照射される机上面の照度を調整することができる。
SW入力部24は、操作SW42での作業者の操作に応じた操作信号を制御用マイコン22に出力する。SW入力部24は、例えば、タスク照明装置100の電源のオン/オフ信号、机上面の机上照度を設定する設定信号などを出力する。
センサ入力部25は、照度センサ43で検出した照度に応じた照度センサ入力信号を制御用マイコン22へ出力する。
信号送信回路26は、アンビエント照明装置200を調光するための調光用信号を制御用マイコン22から受け取ると、受け取った調光用信号を信号出力部27へ出力する。信号出力部27は、赤外線発光部41を通じて調光用信号をアンビエント照明装置200へ送信する。なお、タスク照明装置100とアンビエント照明装置200との間の通信は、赤外線通信に限定されるものではなく、無線LANや有線通信でもよい。
制御用マイコン22は、照度センサ43で検出した周囲照度Laを用いて、照度比T/Aを算出する。照度比T/Aは、その値が照明環境の不均一さを表わす。Aはアンビエント照明から得られる作業面照度(机上面照度)であり、Tはアンビエント照明(アンビエント照明装置200)及びタスク照明(タスク照明装置100)から得られる作業面照度(机上面照度)の合計である。すなわち、照度比T/Aが1のときは照明環境が均一照明であることを示し、その値が大きいほど照明環境が不均一であることを示す。具体的には、照度比T/AはT/A=(Lt+La)/Laで表わすことができる。ここで、Laは照度センサ43で検出した周囲照度であり、Ltはタスク照明装置100からの光により得られる机上面の照度(タスクライト照度)である。なお、タスクライト照度Ltは、LEDモジュール31の発光量に応じて予め定めておくことができる。
制御用マイコン22は、算出した照度比が所定値としての許容限度値以下となるように周囲照度の目標値を算出し、照度センサ43で検出する周囲照度Laが算出した目標値となるように所定の信号としての調光用信号を信号送信回路26へ出力する。許容限度値は、例えば、作業者に不安感や不快感を与えることがなく、許容できる照度比の値である。照度比が許容限度値以下となる周囲照度Laになるようにアンビエント照明装置200に対して調光用信号を出力するので、作業者に不安感や不快感を与えることがない最適な照度を実現することができる。なお、許容限度値の詳細は後述する。
一方、アンビエント照明装置200は、電源回路210、制御部220、照明部230、インタフェース部240などを備えている。制御部220は、制御電源供給回路221、制御用マイコン222、PWM制御FETスイッチ223、信号受信回路224、信号受信部225などを備えている。また、照明部230は、LEDモジュール231を備え、インタフェース部240は、赤外線受光部241を備えている。
制御用マイコン222は、赤外線受光部241で受信した調光用信号に基づいて、PWM制御FETスイッチ223を制御する。これにより、LEDモジュール231から周囲照度Laが目標値になるように光量が調光される。なお、図2の例では、赤外線受光部241をアンビエント照明装置200に内蔵する構成であるが、これに限定されるものではなく、アンビエント照明装置200の調光機能を外部に設け、外部に設けられた箇所に調光用信号を送信する構成でもよい。例えば、複数のアンビエント照明装置を1つの調光回路で制御するような場合には、該調光回路に対して調光用信号を送信することにより、複数のアンビエント照明装置を同時に調光することができる。
次に、照度比の許容限度値(所定値)について説明する。許容限度値は、作業者にとって照明環境が許容できるか否かの照明状態を特定するものであり、いくつかの照明環境下で被験者が所定の作業を行ったときの主観評価を用いて定めることができる。
実験室にアンビエント照明装置とタスク照明装置を設け、作業面(机上面)の照度を300lx、500lx、750lxとして実験を行う。なお、作業面の大きさは70cm×150cmとした。測定項目は、作業性項目として抹消作業、主観評価として印象評価、疲労レベル(5段階尺度)を用いた。なお、抹消作業は、縦29個横33個にランダムに並んだランドル環の中から、指定した方向のランドル環を1分間にできるだけ多くチェックする作業である。
図3は印象評価項目の一例を示す説明図である。実験手順は、2分間初期環境に順応した後、許容できる(不快感や不安感がなく快適に視作業が行える範囲の)照明状態になるように、被験者自身がアンビエント照明装置によるアンビエント照明を調光する。この場合、タスク照明装置を自動制御して作業面の照度は常に一定にする。アンビエント照明を調光後に、主観評価、抹消作業、主観評価の順で測定を行う。初期環境は、タスク照明装置(タスク照明)のみで作業面照度を確保した不均一な場合(照度比T/Aが無限大の場合)と、アンビエント照明装置(アンビエント照明)のみで作業面照度を確保した均一な場合(照度比T/Aが1の場合)の2通りである。
図4、図5及び図6は許容されるT/Aの割合を示す説明図である。図4は作業面の照度を300lxにした場合であり、図5は作業面の照度を500lxにした場合であり、図6は作業面の照度を750lxにした場合である。図4〜図6において、横軸は許容されるT/Aを示し、縦軸はその累積割合を示す。T/Aの値が小さくなるにつれて、許容される割合が大きくなり、T/A=1では100%となる。また、図中実線は初期環境が不均一の場合を示し、破線は初期環境が均一の場合を示し、太線は両者の平均を示す。
初期環境が不均一の場合は、アンビエント照明装置を消灯しておき、すなわち、周囲が暗い状態で、タスク照明装置を点灯し、その後アンビエント照明装置を調光状態で点灯させて徐々に調光率を上げて(明るくして)、周囲照度Laを上げて照度比T/Aを小さくする。タスク照明装置を点灯させた状態ではアンビエント照明装置は消灯しているので、周囲照度Laが0であるため照度比T/Aは無限大となる。周囲照度Laを上げて照度比T/Aを無限大から小さくする場合に、作業者が不安感や不快感などを感じる状態である許容できない状態から、不安感や不快感などを感じなくなる許容できる状態になる照度比T/Aを危険側T/Aと称する。危険側T/Aは照度比T/Aの第1上限値である。そして、照度比T/Aが危険側T/A以下となるように周囲照度Laの目標値を算出することにより、作業者に不安感や不快感を与えることなく周囲照度を下げる(照度比T/Aを大きくする)ことができ、最適な照度を確保しつつ省電力を図ることが可能となる。
また、初期環境が均一の場合は、アンビエント照明装置を点灯しておき、すなわち、周囲が明るい状態で、タスク照明装置を点灯し、その後アンビエント照明装置の調光率を下げて(暗くして)、周囲照度Laを下げて照度比T/Aを大きくする。この場合は、アンビエント照明装置のみを点灯した状態であり、アンビエント照明装置のみで作業面の照度を確保した均一照明の場合である。この状態では、タスク照明装置により得られる作業面での照度Ltが0であるため、タスク照明装置を点灯する前は、照度比T/Aは1である。タスク照明装置を点灯させて周囲照度Laを下げることにより、照度比T/Aは1から大きくなり、作業者が不安感や不快感などを感じない状態である許容できる状態から、不安感や不快感などを感じる状態である許容できない状態になる照度比T/Aを安全側T/Aと称する。安全側T/Aは照度比T/Aの第3上限値である。そして、照度比T/Aが安全側T/Aになるように周囲照度Laの目標値を算出することにより、作業面の照度がアンビエント照明装置により確保されている状態でタスク照明装置を点灯させる点灯初期状態においても、作業者に不安感や不快感を与えることがない最適な照度を確保することができる。
図4〜図6から、作業面照度が大きいほど許容される照度比T/Aが大きい。また、初期環境が不均一な(周囲が暗い)場合には、照度比T/Aを大きくしても作業者に許容されやすく、初期環境が均一な(周囲が明るい)場合には、照度比T/Aを小さくしないと作業者に許容されないことがわかる。すなわち、初期環境の不均一な場合の方が初期環境の均一な場合よりも許容される照度比T/Aが大きい。
また、上述の許容される照度比T/Aに、さらに作業者の作業性(作業効率)を考慮した作業性確保T/Aを定めることもできる。作業性確保T/Aは、周囲が暗い状態でタスク照明装置を点灯し、周囲照度Laを上げて照度比T/Aを小さくする場合に、周囲が明るい場合の所定の作業性と同等の作業性(所定の作業性)が得られる照度比T/Aである。周囲が暗い状態とは、例えば、アンビエント照明装置を消灯した状態である。この状態でタスク照明装置を点灯したときは、周囲照度Laが0であるため照度比T/Aは無限大となり、タスク照明装置点灯時の初期環境は、いわゆるタスク照明装置のみで作業面照度を確保した不均一な場合である。また、周囲が明るい場合とは、例えば、アンビエント照明装置のみで作業面の照度を確保した均一な(均一照明)場合である。所定の作業性は、例えば、均一照明で保証される作業量とすることができ、同等の作業性とは、作業量の低下が認められない場合という。
すなわち、作業性確保T/Aは、いわゆるタスク照明装置のみで作業面照度を確保した不均一な状態から、周囲照度Laを上げて照度比T/Aを無限大から小さくする場合に、均一な照明下での作業性と同等の作業性を確保することができる状態になる照度比T/Aである。そして、照度比T/Aが危険側T/A又は作業性確保T/Aのいずれか小さい値以下となるように周囲照度Laの目標値を算出することにより、作業者に不安感や不快感を与えることなく、かつ作業者の作業性を低下させることなく、周囲照度を下げる(照度比を大きくする)ことができ、最適な照度の確保と作業性の確保の両立を図りつつ省電力も図ることが可能となる。
図7は机上照度と許容される照度比T/Aとの関係を示す説明図である。図中横軸は机上照度、すなわち作業面照度であり、縦軸は許容される照度比T/Aであり、許容される割合が70%を安全値(すなわち、70%の作業者に許容される値)として表わしたものである。
図8は机上照度と許容される照度比T/Aの数値例を示す説明図である。例えば、机上照度が300lxの場合、安全側T/Aが1.7であり、安全側周囲照度が176lx、安全側タスクライト照度(タスク照明装置により得られる照度)が124lxである。また、机上照度が300lxの場合、危険側T/Aが4.3であり、危険側周囲照度が70lx、危険側タスクライト照度が230lxである。また、机上照度が300lxの場合、作業性確保T/Aが6.0であり、作業性確保周囲照度が50lx、作業性確保タスクライト照度が250lxである。標準T/Aは、安全側と危険側との平均である。
図7又は図8の例から、第1上限値としての危険側T/Aは、机上照度(照射面照度)が300lxから750lxの範囲において、4.3〜9.0の範囲で推移する。また、第2上限値としての作業性確保T/Aは、机上照度(照射面照度)が300lxから750lxの範囲において、6.0〜9.0の範囲で推移する。特に、机上照度(照射面照度)が約380lxから660lxの範囲においては作業性確保T/Aが危険側T/Aを下回る。また、第3上限値としての安全側T/Aは、机上照度(照射面照度)が300lxから750lxの範囲において、1.7〜2.8の範囲で推移する。また、標準T/Aは、机上照度(照射面照度)が300lxから750lxの範囲において、3.6〜7.0の範囲で推移する。
従って、例えば、標準T/Aを照度比T/Aの上限値(所定値)として採用する場合には、机上照度(照射面の照度)が300lxから750lxの範囲において、照度比が3.6から7.0の範囲以下となるように周囲照度の目標値を算出することができる。なお、安全側T/A、危険側T/A、作業性確保T/Aについても同様である。
なお、制御用マイコン22において、図7に示すような机上照度に対する許容されるT/Aを演算により算出してもよく、あるいは、机上照度に対応させて許容されるT/Aをメモリ等の記憶媒体に記憶する構成でもよい。すなわち、作業者が任意に設定した机上照度に応じて制御用マイコン22で許容されるT/Aを算出する。これにより、作業者が所要の照度を設定した場合でも照度比T/Aの許容限度値を算出することができ、作業面の照度に関わらず、作業者に不安感や不快感を与えることがない最適な照度を実現することができる。
次に本発明に係るタスク照明装置100の動作について説明する。図9は調光自動制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御用マイコン22は、照度センサ43により周囲照度Laを測定し(S11)、設定机上照度Ldを読込む(S12)。なお、設定机上照度Ldは、作業者が操作SW42で所要の照度に設定することができる。
制御用マイコン22は、測定した周囲照度Laと設定机上照度Ldとに基づいて、照度比T/Aの目標値である最適出力照度を算出する(S13)。最適出力照度は、例えば、安全側周囲照度、安全側タスクライト照度、危険側周囲照度、危険側タスクライト照度などである。なお、最適出力照度の算出処理の詳細は後述する。
制御用マイコン22は、周囲照度Laが安全側周囲照度より大きいか否かを判定し(S14)、周囲照度Laが安全側周囲照度より大きい場合(S14でYES)、周囲照度Laが安全側周囲照度になるように調光用信号をアンビエント照明装置200へ出力し、同時にタスクライト照度Ltが安全側タスクライト照度になるようにLEDモジュール31の光量を調整する(S15)。この状態で、タスク照明装置100は点灯する。
制御用マイコン22は、タスク照明装置100が点灯した後、所定の時間T1が経過したか否かを判定し(S16)、時間T1が経過していない場合(S16でNO)、ステップS16の処理を続ける。これにより、タスク照明装置100を点灯させた後の照明環境を一定状態にし、作業者が照明環境に慣れることができる。
時間T1が経過した場合(S16でYES)、制御用マイコン22は、周囲照度LaをΔL1だけ下げるとともに、タスクライト照度LtをΔL1だけ上げる(S17)。これにより、周囲照度Laを徐々に下げつつ机上面の照度を一定にする。時間T1及びΔL1の設定は、適宜決定することができるが、例えば、1分当たり10lx程度の割合とすることができる。これにより、作業者に認識されることなく徐々に照明環境を危険側T/Aに向かって変えることができる。また、ΔL1の設定を、例えば、1秒当たり1lxのように速い割合とすることもできる。この場合には、作業者にあえて最適な照度への調整が行われていることを認知させることができる。
制御用マイコン22は、周囲照度Laが危険側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度に達したか否かを判定し(S18)、達していない場合(S18でNO)、ステップS16以降の処理を続け、周囲照度Laが危険側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度に達した場合(S18でYES)、処理を終了する。
周囲照度Laが安全側周囲照度より大きくない場合(S14でNO)、制御用マイコン22は、周囲照度Laが危険側周囲照度より大きいか否かを判定し(S19)、周囲照度Laが危険側周囲照度より大きい場合(S19でYES)、タスクライト照度Ltを、設定机上照度Ldから周囲照度Laを減算した値にして(S20)、ステップS16以降の処理を続ける。この場合は、アンビエント照明装置200の調光状態はそのままにして周囲照度Laを変えずに、タスクライト照度Ltを上記の値に設定してタスク照明装置100を点灯する。
周囲照度Laが危険側周囲照度より大きくない場合(S19でNO)、制御用マイコン22は、周囲照度Laが危険側周囲照度になるように調光用信号をアンビエント照明装置200へ出力し、同時にタスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度になるようにLEDモジュール31の光量を調整する(S21)。この状態で、タスク照明装置100は点灯する。制御用マイコン22は処理を終了する。
これにより、作業者に不安感や不快感を与えることなく周囲照度を下げる(照度比を大きくする)ことができ、最適な照度を確保しつつ省電力を図ることが可能となる。
図10は最適出力照度算出の処理手順を示すフローチャートである。制御用マイコン22は、設定机上照度Ldに対応する安全側T/Aを算出する(S131)。制御用マイコン22は、安全側周囲照度、安全側タスクライト照度を算出する(S132)。この場合、安全側周囲照度は、設定机上照度を安全側T/Aで除算して求めることができ、安全側タスクライト照度は、設定机上照度から安全側周囲照度を減算して求めることができる。
制御用マイコン22は、設定机上照度Ldに対応する危険側T/Aを算出し(S133)、作業性確保T/Aを算出する(S134)。制御用マイコン22は、危険側T/Aが作業性確保T/Aより大きいか否かを判定し(S135)、危険側T/Aが作業性確保T/Aより大きい場合(S135でYES)、小さい値の方である作業性確保T/Aを用いて危険側周囲照度、危険側タスクライト照度を算出して(S136)、処理を終了する。この場合、危険側周囲照度は、設定机上照度を作業性確保T/Aで除算して求めることができ、危険側タスクライト照度は、設定机上照度から危険側周囲照度を減算して求めることができる。
危険側T/Aが作業性確保T/Aより大きくない場合(S135でNO)、制御用マイコン22は、小さい値の方である危険側T/Aを用いて危険側周囲照度、危険側タスクライト照度を算出して(S137)、処理を終了する。この場合、危険側周囲照度は、設定机上照度を危険側T/Aで除算して求めることができ、危険側タスクライト照度は、設定机上照度から危険側周囲照度を減算して求めることができる。
図11は調光自動制御の様子を示すタイムチャートである。図11は図9の処理に対応するものであり、横軸は時間を示し、縦軸は周囲照度Laを示す。図中Aは、タスク照明装置100を点灯させる際の周囲照度Laが安全側周囲照度より大きい場合を示す。また、図中Bはタスク照明装置100を点灯させる際の周囲照度Laが安全側周囲照度より小さく危険側周囲照度より大きい場合を示す。また、図中Cはタスク照明装置100を点灯させる際の周囲照度Laが危険側周囲照度より小さい場合を示す。
図中Aで示すように、タスク照明装置100を点灯させるときに、周囲照度Laが安全側周囲照度よりも大きい場合には、タスク照明装置100を点灯させるときに周囲照度が安全周囲照度になるようにアンビエント照明装置200を調光する。これにより、作業面の照度がアンビエント照明装置200により確保されている状態でタスク照明装置100を点灯させる場合、点灯初期状態において作業者に不安感や不快感を与えることがない最適な照度を確保することができる。また、周囲照度を安全側周囲照度まで下げるので、それ以降の危険側周囲照度に至るまでの時間の短縮と、省電力化を図ることができる。
図中Bで示すように、タスク照明装置100を点灯させるときに、周囲照度Laが安全側周囲照度よりも小さく、危険側周囲照度よりも大きい場合には、タスク照明装置100を点灯させるときに周囲照度Laを変更しない。なお、周囲照度Laが危険側周囲照度よりも安全側周囲照度に近い場合には、周囲照度Laを変更せず、周囲照度Laが安全側周囲照度よりも危険側周囲照度に近い場合には、周囲照度Laを一旦安全側周囲照度に変更してもよい。これにより、点灯初期状態において作業者に不安感や不快感を与えることがない照度をある程度確保することができる。
図中Cで示すように、タスク照明装置100を点灯させるときに、周囲照度Laが危険側周囲照度よりも小さい場合には、タスク照明装置100を点灯させるときに周囲照度Laを危険側周囲照度になるようにアンビエント照明装置200を調光する。
図中A、Bの場合には、タスク照明装置100の電源投入から所定の時間T1が経過したときに、周囲照度Laを徐々に下げて危険側周囲照度になるようにアンビエント照明装置200を調光する。また、図中Cの場合には、周囲照度Laが危険側周囲照度で維持される。なお、図中A〜Cのいずれの場合にも、周囲照度Laの変化に合わせて設定机上照度Ldが一定になるようにタスクライト照度Ltを調整する。
図12は調光時の照度の推移の一例を示すタイムチャートである。図12は図9の処理に対応するものである。図12において、横軸は時間を示し、縦軸は照度を示す。図12において設定机上照度は300lxである。時刻t0においてタスク照明装置100の電源が投入され点灯したとする。周囲照度Laは点灯前の200lxから安全側周囲照度である176lxに調光され、同時にタスクライト照度を安全側タスクライト照度である124lxにしてタスク照明装置100は点灯する。
時刻t1において、周囲照度Laが徐々に小さくなるように調光され、同時に設定机上照度Ld(300lx)を維持しつつタスクライト照度Ltが徐々に大きくなる。そして、時刻t2において、周囲照度Laは危険側周囲照度になり。タスクライト照度Ltは危険側タスクライト照度になる。時刻t2以降は、その状態を維持する。周囲照度Laが危険側周囲照度まで下げられるので省電力化を図ることができる。
図13及び図14は調光自動制御の処理手順の他の例を示すフローチャートである。制御用マイコン22は、照度センサ43により周囲照度Laを測定し(S31)、設定机上照度Ldを読込む(S32)。なお、設定机上照度Ldは、作業者が操作SW42で所要の照度に設定することができる。
制御用マイコン22は、測定した周囲照度Laと設定机上照度Ldとに基づいて、照度比T/Aの目標値である最適出力照度を算出する(S33)。最適出力照度の算出は図10の例と同様である。
制御用マイコン22は、周囲照度Laが設定机上照度Ldより大きいか否かを判定し(S34)、周囲照度Laが設定机上照度Ldより大きい場合(S34でYES)、タスクライト照度Ltを最低出力照度にする(S35)。この状態でタスク照明装置100を点灯する。
周囲照度Laが設定机上照度Ldより大きくない場合(S34でNO)、制御用マイコン22は、周囲照度Laが安全側周囲照度より大きいか否かを判定し(S36)、周囲照度Laが安全側周囲照度より大きい場合(S36でYES)、タスクライト照度Ltを、設定机上照度Ldから周囲照度Laを減算した値にする(S37)。この状態でタスク照明装置100を点灯する。
制御用マイコン22は、タスク照明装置100が点灯した後、所定の時間T2経過したか否かを判定し(S38)、時間T2が経過していない場合(S38でNO)、ステップS38の処理を続ける。
時間T2が経過した場合(S38でYES)、制御用マイコン22は、周囲照度LaをΔL2だけ下げるとともに、タスクライト照度LtをΔL2だけ上げる(S39)。これにより、周囲照度Laを徐々に下げつつ机上面の照度を一定にする。時間T2及びΔL2の設定は、適宜決定することができる。
制御用マイコン22は、周囲照度Laが安全側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが安全側タスクライト照度に達したか否かを判定し(S40)、達していない場合(S40でNO)、ステップS38以降の処理を続け、周囲照度Laが安全側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが安全側タスクライト照度に達した場合(S40でYES)、所定の時間T3経過したか否かを判定する(S41)。
時間T3が経過していない場合(S41でNO)、制御用マイコン22は、ステップS41の処理を続ける。時間T3が経過した場合(S41でYES)、制御用マイコン22は、周囲照度LaをΔL3だけ下げるとともに、タスクライト照度LtをΔL3だけ上げる(S42)。これにより、周囲照度Laを徐々に下げつつ机上面の照度を一定にする。時間T3及びΔL3の設定は、適宜決定することができる。
制御用マイコン22は、周囲照度Laが危険側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度に達したか否かを判定し(S43)、達していない場合(S43でNO)、ステップS41以降の処理を続け、周囲照度Laが危険側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度に達した場合(S43でYES)、処理を終了する。
周囲照度Laが安全側周囲照度より大きくない場合(S36でNO)、制御用マイコン22は、周囲照度Laが危険側周囲照度より大きいか否かを判定し(S44)、周囲照度Laが危険側周囲照度より大きい場合(S44でYES)、タスクライト照度Ltを、設定机上照度Ldから周囲照度Laを減算した値にして(S45)、ステップS41以降の処理を続ける。この場合は、アンビエント照明装置200の調光状態はそのままにして周囲照度Laを変えずに、タスクライト照度Ltを上記の値に設定してタスク照明装置100を点灯する。
周囲照度Laが危険側周囲照度より大きくない場合(S44でNO)、制御用マイコン22は、周囲照度Laが危険側周囲照度になるように調光用信号をアンビエント照明装置200へ出力し、同時にタスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度になるようにLEDモジュール31の光量を調整する(S46)。この状態で、タスク照明装置100は点灯する。制御用マイコン22は処理を終了する。
図15は調光時の照度の推移の他の例を示すタイムチャートである。図15は図13、図14の処理に対応するものである。図15において、横軸は時間を示し、縦軸は照度を示す。図15において設定机上照度は300lxである。時刻t3においてタスク照明装置100の電源が投入され点灯したとする。周囲照度Laは時刻t3から時刻t4までの間で点灯前の200lxから安全側周囲照度である176lxに徐々に調光され、同時にタスクライト照度を点灯時の100lxから安全側タスクライト照度である124lxに徐々に調光する。
時刻t4から時刻t5までの間において、周囲照度Laが徐々に小さくなるように調光され、同時に設定机上照度Ld(300lx)を維持しつつタスクライト照度Ltが徐々に大きくなる。そして、時刻t5において、周囲照度Laは危険側周囲照度になり、タスクライト照度Ltは危険側タスクライト照度になる。時刻t5以降は、その状態を維持する。周囲照度Laが危険側周囲照度まで下げられるので省電力化を図ることができる。
図16はタスクライト照度を変更した場合の調光の一例を示す説明図である。図16において、横軸は机上照度であり、縦軸は出力照度である。当初の机上照度が300lxであり、これを750lxに変更する場合について説明する。図16中矢印P1で示すように、作業者がタスクライト照度を変更した場合、設定操作が完了するまでの間は、まずタスクライト照明装置100の出力照度をリアルタイムに変更し、アンビエント照明装置200の出力照度はリアルタイムに変更しない。
作業者がタスクライト照度を確定した時点で、机上照度を算出し(図中P2)、最適な照度比T/Aに向かってタスクライト照明装置100及びアンビエント照明装置200の出力照度を調整して自動調光を行う(図中矢印P3)。図の例では、タスクライト照度を大きく上げたことにより照度比T/Aが高くなりすぎているので、危険側T/Aまで照度比T/Aを下げることにより最適な照度比T/Aを実現している。
図17及び図18はタスクライト照度を変更した場合の調光自動制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。制御用マイコン22は、タスクライト照度の変更の有無を判定し(S51)、変更がある場合(S51でYES)、照度センサ43により周囲照度Laを測定し(S52)、机上照度Ldを算出する(S53)。タスクライト照度の変更がない場合(S51でNO)、制御用マイコン22は、処理を終了する。
制御用マイコン22は、測定した周囲照度Laと算出した机上照度Ldとに基づいて、照度比T/Aの目標値である最適出力照度を算出する(S54)。最適出力照度の算出は、図10の例と同様である。
制御用マイコン22は、周囲照度Laが安全側周囲照度より大きいか否かを判定し(S55)、周囲照度Laが安全側周囲照度より大きい場合(S55でYES)、所定の時間T4経過したか否かを判定し(S56)、時間T4が経過していない場合(S56でNO)、ステップS56の処理を続ける。
時間T4が経過した場合(S56でYES)、制御用マイコン22は、周囲照度LaをΔL4だけ変化させるとともに、タスクライト照度LtをΔL4だけ変化させる(S57)。これにより、周囲照度La及びタスクライト照度Ltを徐々に変化させる。なお、時間T4、ΔL4の設定は、適宜決定することができる。
制御用マイコン22は、周囲照度Laが安全側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが安全側タスクライト照度に達したか否かを判定し(S58)、達していない場合(S58でNO)、ステップS56以降の処理を続け、周囲照度Laが安全側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが安全側タスクライト照度に達した場合(S58でYES)、後述のステップS59の処理を行う。
周囲照度Laが安全側周囲照度より大きくない場合(S55でNO)、制御用マイコン22は、周囲照度Laが危険側周囲照度より大きいか否かを判定し(S62)、周囲照度Laが危険側周囲照度より大きい場合(S62でYES)、時間T5が経過したか否かを判定し(S59)、時間T5が経過していない場合(S59でNO)、ステップS59の処理を続ける。
時間T5が経過した場合(S59でYES)、制御用マイコン22は、周囲照度LaをΔL5だけ変化させるとともに、タスクライト照度LtをΔL5だけ変化させる(S60)。これにより、周囲照度La及びタスクライト照度Ltを徐々に変化させる。なお、時間T5、ΔL5の設定は、適宜決定することができる。
制御用マイコン22は、周囲照度Laが危険側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度に達したか否かを判定し(S61)、達していない場合(S61でNO)、ステップS59以降の処理を続け、周囲照度Laが危険側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度に達した場合(S61でYES)、処理を終了する。
周囲照度Laが危険側周囲照度より大きくない場合(S62でNO)、制御用マイコン22は、時間T6が経過したか否かを判定し(S63)、時間T6が経過していない場合(S63でNO)、ステップS63の処理を続ける。
時間T6が経過した場合(S63でYES)、制御用マイコン22は、周囲照度LaをΔL6だけ上げるとともに、タスクライト照度LtをΔL6だけ下げる(S64)。これにより、周囲照度La及びタスクライト照度Ltを徐々に変化させる。なお、時間T6、ΔL6の設定は、適宜決定することができる。
制御用マイコン22は、周囲照度Laが危険側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度に達したか否かを判定し(S65)、達していない場合(S65でNO)、ステップS63以降の処理を続け、周囲照度Laが危険側周囲照度に達し、タスクライト照度Ltが危険側タスクライト照度に達した場合(S65でYES)、処理を終了する。
図19はタスクライト照度を変更した場合の照度の推移の例を示すタイムチャートである。図19は図17、図18の処理に対応するものである。図19において、横軸は時間を示し、縦軸は照度を示す。図19において時刻t6〜t9は図12の例と同様である。時刻t9においてタスクライト照度が変更された結果、算出した机上照度が300lxから750lxに変更されたものとする。時刻t9から時刻t10までの間は、机上照度Ldを750lxに維持した状態で、周囲照度Laが徐々に危険側周囲照度になるように調光され、タスクライト照度Ltは、徐々に危険側タスクライト照度になるように調光されている。
また、時刻t11においてタスクライト照度が変更された結果、算出した机上照度が750lxから500lxに変更されたものとする。時刻t11から時刻t12までの間は、机上照度Ldを500lxに維持した状態で、周囲照度Laが徐々に危険側周囲照度になるように調光され、タスクライト照度Ltは、徐々に危険側タスクライト照度になるように調光されている。
このように、タスクライト照度が変更された場合、机上照度を算出し対応する許容限度値になるように調光する。例えば、周囲照度Laを危険側周囲照度に、タスクライト照度Ltを危険側タスクライト照度になるように調光するので、作業者が所要の照度を設定した場合でも許容限度値を算出することができ、作業面の照度に関わらず、作業者に不安感や不快感を与えることがない最適な照度を実現することができる。
以上説明したように、本発明によれば、照度比T/Aが許容限度値以下となる周囲照度になるようにアンビエント照明装置に対して調光用信号を出力するので、作業者に不安感や不快感を与えることがない最適な照度を実現することができる。
上述の実施の形態では、タスク照明装置100とアンビエント照明装置200とを用いて、照度比T/Aが許容限度値以下となるように自動制御する構成であったが、本発明による効果は、照度比T/Aが許容限度値以下となるように手動による制御で実現することができる。
具体的には、例えば、タスク照明装置の適当な箇所にLEDインジケータなどの表示部を設け、該表示部に算出した周囲照度の目標値を表示させる。作業者や使用者は、表示部に表示された目標照度を確認することで、手動制御によりアンビエント照明装置200を調光することができる。すなわち、この場合には、タスク照明装置から自動制御で調光信号がアンビエント照明装置へ出力されるのではなく、作業者や使用者が手動でアンビエント照明装置の調光を行うように促す。これにより、タスク照明装置とアンビエント照明装置との間の通信機能が不要となり、簡便な構成で同様の効果を得ることができる。
なお、表示部に表示する内容は、例えば、周囲照度の目標値を照度や調光率を用いて数値で表示してもよく、あるいは、「周囲照度が明るすぎるので、もう少し暗くしても大丈夫です。」や「周囲が暗すぎるので、もう少し明るくしたほうがよいです。」といった文字情報や音声情報でもよい。また、例えば、表示部として赤色LED及び青色LEDを設け、周囲照度と目標値に応じて、赤色LEDや青色LEDを光らせるだけでもよい。具体的には、周囲照度が目標値よりも低い場合に赤色LEDを点灯させ、周囲照度が目標値よりも高い場合に青色LEDを点灯させることにより、赤色LED及び青色LEDの点灯のみで「(周囲が)暗すぎる」と「(周囲が)明るすぎる」と作業者に報知することも可能である。
上述の実施の形態では、光源としてLEDモジュールを用いる構成について説明したが、本発明は、LEDモジュールに限定されるものではなく、有機EL、蛍光灯や白熱灯など他の光源を用いる場合にも適用することができる。
上述の実施の形態において、机上照度は予め定められた値を用いることもでき、あるいは、作業者が任意の値に設定するようにしてもよい。また、自動調光の入り切りスイッチを設けておき、自動で調光するか手動で調光するかを選択することができるように構成してもよい。
上述の実施の形態では、最終の照度比T/Aを危険側T/Aとしているが、これに限定されるものではなく、標準T/Aを用いてもよい。
上述の実施の形態では、照度比の許容限度値としてT/Aを用いる構成であったが、許容限度値はこれに限定されるものではなく、T/Aの逆数を用いてもよく、あるいは、タスクライト照度Ltと周囲照度Laとの比を用いてもよい。これらの場合には、当然に各値は異なるものとなる。