JP5735840B2 - 室内照明システム及び室内照明方法 - Google Patents

Description

本発明は、室内照明システム及び室内照明方法に関し、特に室内照明による照度を検出して居室部の室内の明るさ感を調整可能とした室内照明システム、及び該室内照明システムを用いた室内照明方法に関する。

我が国の住宅等における居室部の室内の照明は、一般にその多くが一室に１灯又は複数灯の照明器具を天井に設ける方式（シーリングライト）であり、照明の設計は机上面（水平面）上の照度だけに着目して行われている。このため、光の「量」だけが検討の対象とされ、光の「質」に対してはほとんど検討されていないことから、住まい手は過剰な明るさを求めてしまったり、不必要に多くの照明機器を点灯してしまったりしているのが現状である。また、照明器具によって室内に照射される光出力と、住まい手が感じる視的快適性との間には相関性が小さく、例えば光出力が大きいと、明る過ぎることになって却って視的快適性を損う場合があると共に、電力（エクセルギー）を過大に消費することになる。

一方、省エネルギー化を実現できるようにする照明装置として、照度計によって室内の照度を検出すると共に、照度が一定に保たれるように光源からの光出力を制御することで、光源以外の光環境に応じて、光源から照射される光出力を必要以上に高めることがないようにしたものが開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開平１０−２７０１７８号公報 特開２００９−２８９４８３号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２の照明装置では、照度を検出する照度計は、被照射面（引用文献１）や、当該照明装置における光源と近接する部分（引用文献２）に単に設けられていて、主として光の量を検出するようになっており、壁の方向を見ることが多い住まい手の視野を通して知覚される、空間全体を見た場合の質的な明るさ感を、適正に評価できるものとはいい難かった。

これに対して、質的な明るさ感を評価できる従来の簡易な方法として、ベクトル・スカラー比による評価方法や、平均円筒照度による評価方法が知られている。これらの評価方法によれば、人間の明るさ感の感覚は、水平面の照度の大小よりも、むしろ鉛直面の照度で示す方がふさわしいとして、鉛直面照度を基準とした明るさ感の指標を用いるものであるが、ベクトル・スカラー比による評価方法では、ベクトル・スカラー比を構成するベクトル照度は、光源が２つあるような場合でも、１つの向きにしかその値を定めることができないため、複数の光源を持つ空間の評価には不向きである。また、平均円筒照度による評価方法では、真上から到達する指向性の強い光に対する評価が困難である。

本発明は、居室部に設けられた室内照明器具による光の方向性を反映させた新たな指標を用いて、明るさ感を適正に調整することで視的快適性に優れると共に、省エネルギー化された光環境を、居室部の室内に容易に形成することのできる室内照明システム及び照明設計方法を提供することを目的とする。

本発明は、室内照明による照度を検出して居室部の室内の明るさ感を調整可能とした室内照明システムにおいて、前記居室部に設けられた調光可能な一又は複数の室内照明器具と、前記居室部における明るさ感を評価するのに適した代表的位置に設定した六面体の水平天面部と、４方の鉛直側面部とに各々設けられた５体の照度計と、前記室内照明器具及び前記５体の照度計と有線又は無線で接続して、前記室内照明器具の光出力を調光するコントローラとしての機能を備えると共に、前記５体の照度計で計測された各照度から明るさ感の指標を算出する機能を備え、且つ計測された照度及び算出された明るさ感の指標を表示する表示面が設けられた制御表示部とを含んで構成され、前記明るさ感の指標は、前記５体の照度計で計測された前記六面体の４方の鉛直側面部の照度の平均値を水平天面部の照度で除した値である、鉛直水平照度率を算出して得られるようになっており、前記制御表示部は、当該制御表示部の表示面に表示された鉛直水平照度率を見ながら、鉛直水平照度率が所望の数値になるように操作できるようになっているか、或いは、マイコン機能を有するマイクロチップを備えていることで、予め設定した鉛直水平照度率となるように、自動制御できるようになっている室内照明システムを提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明の室内照明システムは、前記室内照明器具とは別に、調光可能な読書灯を備えており、該読書灯は、前記制御表示部と有線又は無線で接続していることが好ましい。

また、本発明の室内照明システムは、前記制御表示部が、前記室内照明器具及び／又は前記読書灯の電力消費量を表示可能となっていることが好ましい。

さらに、本発明の室内照明システムは、前記制御表示部が、ポータブルタイプの制御表示部であることが好ましい。

さらにまた、本発明の室内照明システムは、前記制御表示部に手元照度計が設けられていることが好ましい。

また、本発明は、前記室内照明システムを用いた室内照明方法であって、前記鉛直水平照度率が０．３〜１．５となり、且つ４方の鉛直側面部の照度の平均値が６〜６０Ｌｘとなるように前記室内照明器具の光出力を調光する室内照明方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

さらに、本発明は、上記室内照明システムを用いた室内照明方法であって、前記鉛直水平照度率が０．３〜１．５となり、且つ４方の鉛直側面部の照度の平均値が６〜６０Ｌｘとなるように前記室内照明器具の光出力を調光すると共に、手元照度計による手元の照度が１００〜２００Ｌｘとなるように前記読書灯の光出力を調光する室内照明方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の室内照明システム又は照明設計方法によれば、居室部に設けられた室内照明器具による光の方向性を反映させた新たな指標を用いて、明るさ感を適正に調整することで視的快適性に優れると共に、省エネルギー化された光環境を、居室部の室内に容易に形成することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る室内照明システムの構成を説明する住宅の居室部の略示断面図である。 居室部における代表的位置に設定した六面体の水平天面部及び４方の鉛直側面部に各々設けられた照度計を説明する概念図である。 （ａ），（ｂ）は、鉛直水平照度率（ＲＶＨ）を求めるための数式である。

図１に示す本発明の好ましい一実施形態に係る室内照明システム１０は、例えば住宅の居室部として、１０畳程度の広さの居間１１に、室内照明による光の方向性を反映させた新たな指標を用いて、視的快適性に優れると共に省エネルギー化された光環境を、居室部１１の室内に容易に形成できるようにするものである。

すなわち、本願出願人が先に出願した特願２０１０−１０１９１４の明細書等に記載されるように、例えば居室部の中央部分に仮想の六面体を設けて、所定の光環境下において、仮想の六面体の底面を除く５面の照度Ｅ_V1、Ｅ_V2、Ｅ_V3、Ｅ_V4、Ｅ_Hを各々計測又は算出し、４方の側面の平均照度Ｅ_V0＝（Ｅ_V1＋Ｅ_V2＋Ｅ_V3＋Ｅ_V4）／４を上面の照度Ｅ_Hで除した値である鉛直水平照度率（ＲＶＨ）を明るさ感の指標として、明るさ感を評価した空間（居室部）の照明設計を行うことにより、明るさ感が適正に評価された、ほどよい明るさ感が得られる光環境の居室部を形成できることが判明したことから、本実施形態の室内照明システム１０は、このような知見に基づいて、居室部である居間１１に設定された六面体１３の水平天面部１３ａと４方の鉛直側面部１３ｂとに各々照度計１４を設けることで（図２参照）、視的快適性に優れると共に省エネルギー化された光環境を、居室部１１の室内に容易に形成できるようにするものである。

そして、本実施形態の室内照明システム１０は、図１及び図２に示すように、室内照明による照度を検出して居室部１１の室内の明るさ感を調整可能とした照明システムにおいて、居室部である居間１１に設けられた調光可能な一又は複数の室内照明器具１２ａ，１２ｂと、居室部である居間１１における明るさ感を評価するのに適した代表的位置に設定した六面体１３の水平天面部１３ａと、４方の鉛直側面部１３ｂとに各々設けられた５体の照度計１４と、室内照明器具１２及び５体の照度計１４と有線又は無線で接続して、室内照明器具１２の光出力を調光するコントローラとしての機能を備えると共に、５体の照度計１４で計測された各照度から明るさ感の指標を算出する機能を備え、且つ計測された照度及び算出された明るさ感の指標を表示する表示面が設けられた制御表示部１５とを含んで構成され、明るさ感の指標は、５体の照度計１４で計測された六面体１３の４方の鉛直側面部１３ｂの照度の平均値（Ｅ_V0＝（Ｅ_V1＋Ｅ_V2＋Ｅ_V3＋Ｅ_V4）／４）を水平天面部１３ａの照度（Ｅ_H）で除した値である、鉛直水平照度率（ＲＶＨ）を算出して得られるようになっている（図３（ａ），（ｂ）参照）。制御表示部１５は、当該制御表示部１５の表示面に表示された鉛直水平照度率を見ながら、鉛直水平照度率が所望の数値になるように操作できるようになっているか、或いは、マイコン機能を有するマイクロチップを備えていることで、予め設定した鉛直水平照度率となるように、自動制御できるようになっている。

また、本実施形態の室内照明システム１０は、室内照明器具１２とは別に、調光可能な読書灯１６を備えており、読書灯１６は、制御表示部１５と有線又は無線で接続している。

本実施形態では、居室部である居間１１に、調光可能な室内照明器具として、例えばアッパーライト１２ａや、シーリングライト１２ｂが設けられている。これらの室内照明器具１２ａ，１２ｂは、制御表示部１５と好ましくは無線で接続していることで、マイクロチップを備える制御表示部１５からの制御信号によって、点灯や消灯の切り換えを行うことができるようになっていると共に、照射される光出力を適宜調整することができるようになっている。なお、調光可能な室内照明器具として、アッパーライト１２ａや、シーリングライト１２ｂの他、例えば、スタンドライト、フロアライト、間接照明等の種々の照明器具を、所望の照明効果が得られる設置箇所を適宜選択して、居室部１１に一又は複数設けることができる。これらの室内照明器具による光源を、電力消費量が少ないとされるＬＥＤとすることもできる。

また、本実施形態では、居室部１１における明るさ感を評価するのに適した代表的位置として、例えば居間１１の中央部に配置したテーブル１７の上に照度センサー装置１８を設置することで、水平天面部１３ａと４方の鉛直側面部１３ｂとを備える六面体１３が設定されている。すなわち、本実施形態では、照度センサー装置１８は、正六面体形状の箱体に、５体の照度計１４を、当該箱体の水平天面部と４方の鉛直側面部に臨ませた状態で取り付けたものであり、この照度センサー装置１８をテーブル１７の上に設置することで、箱体によって六面体１３が、明るさ感を評価するのに適した代表的位置に設定されると共に、設定された六面体１３の水平天面部１３ａと４方の鉛直側面部１３ｂに、照度計１４が各々設けられることになる。

なお、５体の照度計１４は、正六面体形状の箱体を備える照度センサー装置１８によって水平天面部１３ａや鉛直側面部１３ｂに設けられる必要は必ずしも無く、例えば居室部１１における明るさ感を評価するのに適した代表的位置に仮想の六面体１３を設定して、この仮想の六面体１３の水平天面部１３ａや鉛直側面部１３ｂに面して照度計１４が配置されるように、各種の支持部材を用いて５体の照度計１４を設置することで、これらの照度計１４を、設定された仮想の六面体１３の水平天面部１３ａや４方の鉛直側面部１３ｂに各々設けることもできる。照度計１４としては、例えばフォトＩＣダイオードを備える公知の各種の照度計を用いることができる。

本実施形態では、制御表示部１５は、マイコン機能を有するマイクロチップを備えるリモートコントローラであって、室内照明器具１２ａ，１２ｂや５体の照度計１４や読書灯１６と好ましくは無線で接続していて、これらの照明器具１２ａ，１２ｂ，１６を点消灯したり光出力を調光したりすることができるようになっていると共に、５体の照度計１４で計測された各照度から、後述する数式に従って明るさ感の指標である鉛直水平照度率（ＲＶＨ）を算出して、表示面に表示する機能を備えている。

また、制御表示部１５は、これの表示面に、各照度計１４によって計測された水平天面部１３ａの照度Ｅ_Hや、４方の鉛直側面部１３ｂの各照度Ｅ_V1，Ｅ_V2，Ｅ_V3，Ｅ_V4や、４方の鉛直側面部１３ｂの照度の平均値Ｅ_V0を表示することができるようになっていると共に、各照明器具１２ａ，１２ｂ，１６への配線の途中に取り付けられた電力計と無線で接続していて、各照明器具１２ａ，１２ｂ，１６による電力消費量を表示面に表示することができるようになっている。

さらに、本実施形態では、制御表示部１５は、ポータブルタイプの制御表示部となっていて、住まい手は、例えばソファ１９に座ったままの状態で、制御表示部１５を操作することができるようになっていると共に、制御表示部１５には、手元照度計（図示せず）が設けられていて、手元照度計によって計測される主として読書灯１６による手元の照度を、表示面に表示することができるようになっている。

そして、本実施形態では、上述の特願２０１０−１０１９１４の明細書等において、鉛直水平照度率（ＲＶＨ）を明るさ感の指標として用いることによって、明るさ感が適正に評価された、ほどよい明るさ感が得られる好ましい光環境の居室部を形成できることが判明したことから、明るさ感の指標として、図３（ａ）、（ｂ）の数式によって算出された、５体の照度計１４で計測された六面体１３の４方の鉛直側面部１３ｂの照度の平均値（Ｅ_V0＝（Ｅ_V1＋Ｅ_V2＋Ｅ_V3＋Ｅ_V4）／４）を水平天面部１３ａの照度（Ｅ_H）で除した値である、鉛直水平照度率（ＲＶＨ）を用いている。

ここで、図１に示す居室部１１と略同様の構成を備える実験室において行った被験者実験によって、雰囲気照明による部屋全体の明るさ感は、鉛直水平照度率（ＲＶＨ）と４方の鉛直側面部１３ｂの照度の平均値（平均鉛直面照度）とを組み合わせて表現できることや、部屋全体の明るさ感を「ほど良く明るい」となるようにするためには、鉛直水平照度率を０．３〜１．５、平均鉛直面照度を６〜６０Ｌｘとする必要があることや、このような雰囲気照明による光環境下では、明視照明による手元照度は、１００〜２００Ｌｘあれば「ほど良く明るい」と知覚されることが判明したことから、本実施形態の室内照明システム１０を用いた室内照明方法として、鉛直水平照度率が０．３〜１．５となり、且つ平均鉛直面照度が６〜６０Ｌｘとなるように、室内照明器具１２ａ，１２ｂの光出力を調光することが好ましい。

また、本実施形態の室内照明システム１０を用いた他の室内照明方法として、鉛直水平照度率が０．３〜１．５となり、且つ平均鉛直面照度が６〜６０Ｌｘとなるように室内照明器具１２ａ，１２ｂの光出力を調光すると共に、手元照度計による手元の照度が１００〜２００Ｌｘとなるように読書灯１６の光出力を調光することが好ましい。

そして、本実施形態によれば、居室部１１に設けられた室内照明器具１２ａ，１２ｂによる光の方向性を反映させた新たな指標を用いて、明るさ感を適正に調整することで視的快適性に優れると共に、省エネルギー化された光環境を、居室部１１の室内に容易に形成することが可能になる。

すなわち、本実施形態によれば、居室部１１における代表的位置に設定した六面体１３の水平天面部１３ａ及び４方の鉛直側面部１３ｂの照度を５体の照度計１４によって計測し、計測された照度から、４方の鉛直側面部１３ｂの照度の平均値（Ｅ_V0＝（Ｅ_V1＋Ｅ_V2＋Ｅ_V3＋Ｅ_V4）／４）を水平天面部１３ａの照度（Ｅ_H）で除した値である鉛直水平照度率（ＲＶＨ）を算出し、この鉛直水平照度率を明るさ感の指標として、室内照明器具１２ａ，１２ｂの位置や種類を選定すると共に、室内照明器具１２ａ，１２ｂによる光出力を、手動又は自動で調整して光環境を形成するので、壁の方向を見ることが多い住まい手の視野を通して知覚される、空間全体を見た場合の質的な明るさ感を適正に評価できると共に、光の方向性を反映させた新たな指標による、視的快適性に優れる好ましい室内の光環境を容易に形成することが可能になる。

また、このような空間全体を見た場合の質的な明るさ感を適正に評価できる指標を用いて、ほど良い明るさ感が得られるように光環境を形成することで、居室部１１の室内を過剰に明るくしたり、不必要に多くの照明機器を点灯したりすることになるのを回避して、省エネルギー化された光環境を効率良く形成することが可能になる。

ここで、室内照明器具１２ａ，１２ｂの光出力を手動で調光する場合には、例えば制御表示部１５の表示面に表示された鉛直水平照度率や平均鉛直面照度を見ながら、これらが所望の数値になるように制御表示部１５を操作して、室内の雰囲気照明による明るさを決めることができる。室内照明器具１２ａ，１２ｂの光出力を自動で調光する場合には、例えば予め設定した鉛直水平照度率や平均鉛直面照度となるように、制御表示部１５に自動制御させることができる。読書灯１６についても、所望の照度となるように、制御表示部１５を用いて光出力を手動又は手動で調光することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、六面体が設定される明るさ感を評価するのに適した代表的位置は、居室部の中央部分である必要は必ずしも無く、居室部の種類やの室内照明器具の種類等に応じて、適宜設定することができる。また、室内照明システムや、室内照明方法が採用される居室部は、居間の他、ダイニングや寝室等、その他の種々の居室部であっても良い。制御表示部は、ポータブルタイプのものである必要は必ずしも無く、壁等に取り付けたものであっても良い。

１０ 室内照明システム
１１ 居間（居室部）
１２ａ アッパーライト（室内照明器具）
１２ｂ シーリングライト（室内照明器具）
１３ 六面体
１３ａ 水平天面部
１３ｂ 鉛直側面部
１４ 照度計
１５ 制御表示部
１６ 読書灯
１７ テーブル
１８ 照度センサー装置
１９ ソファ

Claims (7)

1. 室内照明による照度を検出して居室部の室内の明るさ感を調整可能とした室内照明システムにおいて、
   前記居室部に設けられた調光可能な一又は複数の室内照明器具と、
   前記居室部における明るさ感を評価するのに適した代表的位置に設定した六面体の水平天面部と、４方の鉛直側面部とに各々設けられた５体の照度計と、
   前記室内照明器具及び前記５体の照度計と有線又は無線で接続して、前記室内照明器具の光出力を調光するコントローラとしての機能を備えると共に、前記５体の照度計で計測された各照度から明るさ感の指標を算出する機能を備え、且つ計測された照度及び算出された明るさ感の指標を表示する表示面が設けられた制御表示部とを含んで構成され、
   前記明るさ感の指標は、前記５体の照度計で計測された前記六面体の４方の鉛直側面部の照度の平均値を水平天面部の照度で除した値である、鉛直水平照度率を算出して得られるようになっており、
   前記制御表示部は、当該制御表示部の表示面に表示された鉛直水平照度率を見ながら、鉛直水平照度率が所望の数値になるように操作できるようになっているか、或いは、マイコン機能を有するマイクロチップを備えていることで、予め設定した鉛直水平照度率となるように、自動制御できるようになっている室内照明システム。
2. 前記室内照明器具とは別に、調光可能な読書灯を備えており、該読書灯は、前記制御表示部と有線又は無線で接続している請求項１記載の室内照明システム。
3. 前記制御表示部は、前記室内照明器具及び／又は前記読書灯の電力消費量を表示可能となっている請求項２記載の室内照明システム。
4. 前記制御表示部は、ポータブルタイプの制御表示部である請求項１〜３のいずれか１項記載の室内照明システム。
5. 前記制御表示部に手元照度計が設けられている請求項４記載の室内照明システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の室内照明システムを用いた室内照明方法であって、
   前記鉛直水平照度率が０．３〜１．５となり、且つ４方の鉛直側面部の照度の平均値が６〜６０Ｌｘとなるように前記室内照明器具の光出力を調光する室内照明方法。
7. 請求項２又は３記載の室内照明システムを用いた室内照明方法であって、
   前記鉛直水平照度率が０．３〜１．５となり、且つ４方の鉛直側面部の照度の平均値が６〜６０Ｌｘとなるように前記室内照明器具の光出力を調光すると共に、手元照度計による手元の照度が１００〜２００Ｌｘとなるように前記読書灯の光出力を調光する室内照明方法。

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