JPH06507268A - 室内放出光の光度及び色温度の調節のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 室内放出光の光度及び色温度の調節のための方法及び本発明は、少な《とも部分 的に蛍光灯の周囲に配設された反射部材が夫々蛍光灯の縦軸と平行に走る軸線の 周りに回転可能であり、複数個の側面を具備し、１つの側面が凸形に形成され、 赤色であり、３６００゜にの色温度領域で増幅して反射し、別の側面が平形に形 成され、金色であり、４５００゜にの色温度領域で増幅して反射し、もう一つの 側面が凹形に形成され、銀色であり、５４００゜にの領域で増幅して反射する、 蛍光灯により発生された室内放出光の光度及び色温度の調節のための方法及び装 置に関する。

上記の種類の装置は欧州特許Ｂ−０１８９３９４号により知られている。この装 置で蛍光灯及び反射部材から出る光の色温度と光度を変えることができる。反射 部材を相互に変位させ、様々に反射する側面を整列することによって、色温度と 光度を昼光の経過に順応させることが可能である。この場合個々の反射部材を、 場合によっては予めプログラムした制御機構により同期して制御することができ る。この装置は単調な光度と色温度の人工光源に代わって使用される。

本発明の根底にあるのは、１年の間に異なる日照時間と入射角に基づき生じる光 条件に光を簡単に適応させることができるように、室内光の色温度と光度の調節 のための冒頭に述べた方法を改良する問題である。

本発明に基づき蛍光灯が夏至日の正午頃の地上の日光の光スペクトルに相当する 光スペクトルを放出し、春分と秋分には蛍光灯に対して整列した赤色側面により 午前３０分及び午後３０分の赤色段階を発生し、蛍光灯に対して整列した金色側 面により午前６０分及び午後６０分の金色段階を発生し、冬至臼と夏至日の間に は赤色段階と金色段階を夫々経過した日数に比例して春分の値の１倍半から春分 の値の半分まで減少し、夏至日から冬至臼までは再び春分及び秋分の値の１倍半 まで増加し、赤色段階及び金色段階以外では蛍光灯に対して整列した銀色側面に より銀色段階を発生することにより上記の問題が解決される。

この方法により反射部材を利用することにより、蛍光灯が発生する光の色温度を １年の経過の自然光の色温度に順応させることができる。光は人体に影響するか ら、自然条件にこのように適応させることは特に好都合である。本方法は動物の 飼育や温室にも採用することができる。

好適な実施態様においては室内放出光の光度を冬至臼から夏至日までは冬至臼か ら経過した日数に比例して３０％増加し、次いで夏至日から冬至臼までは３０％ 減少する。この方法により光度を異なる季節の自然光の経過に適応させることが できる。

装置については、本発明に基づき夏至日の正午頃の地上の日光の光スペクトルに 相当するスペクトルを発生する蛍光灯を設け、反射部材の駆動装置としてマイク ロプロセッサと結合されたステップモータ制御から給電される少なくとも１個の ステップモータを設け、時計及び固定値記憶装置をマイクプロセッサに接続し、 春分と秋分に午前３０分及び午後３０分の赤色段階及び午前６０分及び午後６０ 分の金色段階を発生し、冬至臼と夏至日の間は赤色段階及び金色段階を春分又は 秋分の日の値の半分に減少し、夏至日と冬至臼の間は赤色段階と金色段階を春分 又は秋分の日の値の半分から１倍半に増加するための反射部材の角位置に関する データ及び赤色段階と金色段階の間に銀色段階を発生するための角位置に関する データを上記の固定値記憶装置に記憶することにより課題が解決される。

ステップモータの使用は反射部材のすこぶる細密な調整を可能にする。時計によ って１日の時刻と１年のサイクルの日々が決定される。反射部材の調整データは 固定値記憶装置にフェールセーフに格納されている。

反射部材は銀色段階で揺動するように配設され、±３０°の範囲で往復動可能で あることが好ましい。蛍光灯は周期的に転極する直流電圧に接続される。ステッ プモータの１，８°の回転につき例えば４０ステツプが必要であるならば、反射 部材の角位置の極めて正確な調整が可能である。

もう一つの利点を挙げなければならない。蛍光灯の電極をいたわり、長い寿命を 保証するために、蛍光灯の点灯の後電極が２本のビンに接続され、均一な電流分 配を保証するようになっている。

本発明のその他の細部、利点及び特徴は請求項及び請求項から察知される特徴− 単独で及び／又は組合わせとして−だけでなく、図面に示す実施例の下記の説明 からも明らかである。

図１は室内放出光の色温度と光度の調節のための装置の斜視図、 図２は図１の反射器配列の拡大図、 図３は図２の反射部材の詳細図、 図４は図１ないし３の反射器配列の調整のための配列のブロック構成図、 図５は明るさの一日又は年間リズムの調節のための、放出光の明るさ及び反射部 材の調整段階の経過と年間の日々との関係の線図を示す。

図１によれば反射器配列（１０）に取り囲まれた蛍光灯（１２）の形の人工光源 が示されている。その場合反射器配列（１０）は照明器ハウジング（１３）の中 にある。照明器ハウジング（１３）は部屋の天井に取り付は又はそこから吊り下 げることができる。蛍光灯（１２）から来る光線を色温度と明るさに関して所望 の範囲内で調節及び反射することができるように、反射器配列（１０）は図２に より蛍光灯（１２）の周囲に、例えば仮想の円筒外周面又はその他の曲面上に少 なくとも部分環状に配列された反射部材（１４）からなる。反射部材（１４）は −特に図３が明示するように一角柱体からなり、この角柱体は端部にジャーナル （１６）又は（１８）を有し、これによって反射部材をハウジング（１３）に支 承することができる。また例えばハウジング（１３）の正面側にあるステップモ ータ（２０）を介して反射部材（１４）の制御された同期回転を可能にするため に、隣接の反射部材と相互作用する摩擦車、牽引ケーブル、歯車等をジャーナル （１６）及び／又は（１８）により配設することができる。

反射部材の駆動は伝動装置又は直接駆動装置により行うことができる。その場合 反射部材は同時に、但し逆方向に回転されることになる。三角形の反射器の代わ りに例えば四角形の反射器（ｌｘ赤、２ｘ金、１ｘ銀〕を利用することもできる 。その場合は反射器の赤色側が外側へ湾曲し、表面が無光沢であり、金色側は平 坦で半光沢であり、銀色側が凹で鏡面に形成される。その場合蛍光灯（１２）に 対する整列を所望の範囲で保証し、それによって最終的に放出光線の光度と色温 度が定められるように、個々の反射部材（１４）の制御を予めプログラムするこ とができる。

各反射部材（１４）は幾何学的に異なる構造の側面（２２）、（２４）及び（２ ６）を有する三角柱又は四角柱である。側面（２２）、（２４）、（２６）の異 なる構造は入射光線に関連して後述の異なる光学効果のほかに、蛍光灯（１２） の形の人工光源から出る光線を光度及び／又は色温度に関して変化し得ることを 保証するためのものである。

例えば面（２２）は蛍光灯（１２）に対して凹に形成され、好ましくは特殊アル ミニウム合金例えばマグネシウム・アルミニウム合金により銀色であり、蛍光灯 （１２）から出る光線の光度を高め、色温度を約５４００°Ｋに調整することを 保証する光学的性質を有する。

これに対して側面（２４）は平坦に形成され、やはり紫外線をよく反射するが、 凹に形成された面（２２）よりは小さな割合であり、放出光の色温度を約４５０ ．０　’Ｋに調整する。なおこの平坦面は黄色で半光沢である。

この性質をやはり特殊アルミニウム合金によって得ることが好ましい。

最後に第３の面（２６）は凸に形成され、蛍光灯（１２）から出る光の赤色分を 増幅して反射し、同時に面（２４）に比して大幅に減少した紫外線反射が行われ る。面（２６）から感知される反射光分は、凸形に基づき他の面（２２）及び（ ２４）の反射器と比較して最小である。またこの凸面は赤色で無光沢であり、そ れによってやはり反射器が減少される。光は３６００″にの領域で増幅して反射 される。

蛍光灯（１２）は夏至臼の地上の日光の光スペクトルに適応させた、波長が２９ ０ないし７７０ｎｍの光スペクトルを放出する。

反射器配列（１０）の駆動装置としてステップモータ（２０）が設けられ、ステ ップモータ制御（２８）により制御される。ステップモータ制御（２８）の入力 はマイクロプロセッサ（３０）の出力に接続され、マイクロプロセッサ（３０） はクロック発生器（３２）と結合される。マイクロプロセッサ（３０）の別の入 力が電子時計（３４）及び固定値記憶装置（３６）に接続される。

マイクロプロセッサ（３０）、時計（３４）、クロック発生器（３２）及び固定 値記憶装置のための動作電圧は整流器ブリッジ（３８）によって発生される。整 流器ブリッジの入力は電源に接続される。

もう一つの整流器ブリッジ（４０）が蛍光灯（１２）のための電源電圧を発生す る。整流器ブリッジ（４０）の電圧は、転極用インバータ（４２）を経て蛍光灯 （１２）へ送られる。蛍光灯（’１２）の接続端の電圧の極性は２０分毎に反転 される。転極用インバータ（４２）と蛍光灯（１２）の起動用継電器（４４）は マイクロプロセッサ（３０）によって制御される。

個々の反射部材（１４）を蛍光灯（１２）に対して整列することにより、放出光 が所望の経過に適応させられる。反射部材（１４）の角位置の調整はステップモ ータ２０）によって行われる。反射部材（１４）は銀色段階で好ましくは揺動す るように配設され、夫々±３０°の２つの角の間で所望の角にセットすることが できる。ステップモータ（２０）の例えば４０ステツプの１回転が角位置の１， ８°の変化に相当する。

春分と秋分には午前２０分及び午後２０分の赤色段階が現れるように反射部材（ １４）をセットする。更に春分及び秋分（３月２５日、９月２３日）に反射部材 の調整により午前４０分及び午後４０分の金色段階をにセットする。その他は銀 色段階をセットし又は利用する。

赤色段階、金色段階及び銀色段階の持続時間は暦に応じて変化させられる。図５ に、０で表す春分及び秋分の値からの赤色段階及び金色段階の偏差と季節の推移 との関係を線図で示す。図５の曲線（４６）によれば赤色段階及び金色段階は冬 至臼には春分又は秋分より５０％高く、夏至臼（６月２１日）には春分又は秋分 より５０％低い。冬至臼と夏至臼の間に赤色段階及び金色段階が冬至臼からの時 間間隔に応じて直線的に低下する。夏至臼以降赤色段階と金色段階は夏至臼との 時間間隔に応じて直線的に増大する。図５に示す経過は、春分と秋分の午前２０ 分及び午後２０分の赤色段階の調整及び春分と秋分の午前４０分及び午後４０分 の金色段階の調整に関するものである。

光度は逆方向に変化させられる。春分と秋分の光度が等しく、指定されていると しよう。

図５の曲線（４８）で明らかなように、冬至臼から夏至臼までに光度は春分の日 の値の一１５％から同じ値の＋１５％まで、冬至臼との時間間隔に応じて直線的 に増加する。夏至臼以降は曲！！　（４８）は冬至臼まで降下して行（。

反射器配列で赤色段階、金色段階及び銀色段階を上述のように調整することによ り１年の経過の中で室内光の色温度と光度が自然の光条件に適応するように調節 される。

反射器の角位置の調整のための値はマイクロプロセッサ（３０）のプログラムと 共に固定値記憶装置（３６）にある。角位置を暦日との関連で表として記憶する ことが可能である。記憶場所を節約する一つの可能性は、角位置の幾つかの値例 えば冬至臼と夏至臼及び春分と秋分の角位置の値を記憶し、その他の調整データ を記憶された値から線形補間により得ることにある。時計（３４）により暦日が 決定される。

蛍光灯（１２）は、自然の日光スペクトルにほぼ相当するスペクトルを放出する トルーライト（Ｔｒｕｅ　Ｌｉｔｅ　）の名称で市販されているものでよい。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、ＡＴ、ＡＵ 、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ、ＣＨ，Ｃ５，ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ 、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、ＭＧ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ。

ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、ＵＳ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも部分的に蛍光灯の周囲に配設された反射部材が夫々蛍光灯の縦軸 と平行に走る軸線の周りに回転可能であり、複数個の側面を具備し、１つの側面 が凸形に形成され、赤色であり、３６００°Ｋの色温度領域で増幅して反射し、 別の側面が平形に形成され、金色であり、４５００°Ｋの色温度領域で増幅して 反射し、もう一つの側面が凹形に形成され、銀色であり、５４００°Ｋの領域で 増幅して反射する、蛍光灯により発生された室内放出光の光度及び色温度の調節 のための方法において、蛍光灯が夏至日の正午頃の地上の日光の光スペクトルに 相当する光スペクトルを放出し、春分と秋分には蛍光灯に対して整列した赤色側 面により午前３０分及び午後３０分の赤色段階を発生し、蛍光灯に対して整列し た金色側面により午前６０分及び午後６０分の金色段階を発生し、冬至日と夏至 日の間には赤色段階と金色段階を夫々経過した日数に比例して春分の値の１倍半 から春分の値の半分まで減少し、夏至日から冬至日までは再び春分及び秋分の値 の１倍半まで増加し、赤色段階及び金色段階以外では蛍光灯に対して整列した銀 色側面により銀色段階を発生することを特徴とする方法。
2. ２．室内放出光の光度を冬至日から夏至日までは経過した日数に比例して３０％ 増加し、次いで夏至日から冬至日までは同じ値だけ減少することを特徴とする請 求項１に記載の方法。
3. ３．少なくとも部分的に蛍光灯の周囲に配設された反射部材が夫々蛍光灯の縦軸 と平行に走る軸線の周りに回転可能であり、複数個の側面を具備し、１つの側面 が凸形に形成され、赤色であり、３６００°Ｋの色温度領域で増幅して反射し、 別の側面が平形に形成され、金色であり、４５００°Ｋの色温度領域で増幅して 反射し、もう一つの側面が凹形に形成され、銀色であり、５４００°Ｋの領域で 増幅して反射する、蛍光灯により発生された室内放出光の光度及び色温度の調節 のための装置において、夏至日の正午頃の地上の日光の光スペクトルに相当する スペクトルを発生する蛍光灯を設け、反射部材（１４）の駆動装置としてマイク ロプロセッサ（３０）と結合されたステップモータ制御（２８）から給電される 少なくとも１個のステップモータ（２０）を設け、時計（３４）及び固定値記憶 装置（３６）をマイクプロセッサ（３０）に接続し、春分と秋分に午前３０分及 び午後３０分の赤色段階と午前６０分及び午後６０分の金色段階を発生し、冬至 日と夏至日の間は赤色段階及び金色段階を春分又は秋分の日の値の半分に減少し 、夏至日と冬至日の間は赤色段階と金色段階を春分又は秋分の日の値の半分から １倍半に増加するための反射部材（１４）の角位置に関するデータ及び赤色段階 と金色段階の間に銀色段階を発生するための角位置に関するデータを上記の固定 値記憶装置（３６）に記憶したことを特徴とする装置。
4. ４．反射部材（１４）が銀色段階で揺動するように配設されており、±３０°の 角範囲で往復動可能であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. ５．印加される直流電圧の極性の転極のために、蛍光灯（１２）が転極用インバ ータ（４２）に接続されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
6. ６．ステップモータ（２０）の夫々１，８°の回転を例えば４０ステップ以下に 細分したことを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項又は数項に記載の装 置。
7. ７．光源の老化に原因する発光電流の低下を好ましくはホトダイオード又は抵抗 により補償する安定器を接続したことを特徴とする上記請求項の少なくとも１つ に記載の装置。
8. ８．制御器がマイクロプロセッサから来る情報に基づき季節のリズムに従って光 源を発光電流に関して制御することを特徴とする上記請求項の少なくとも１つに 記載の装置。