JPH09178552A - 建物の照明レベルを制御する設備用の光感知性の装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然光線の進入を許容する開口を有する建物
の照明の水準を制御するための光感知性の装置を適切に
構成する。 【解決手段】 光感知性装置は台座７上に配置される光
感知性要素６を具備する。この光感知性要素６は積分形
の光学システム８と協働する。光透過に対するマスク９
が２つの円錐角θ１とθ２の間で積分形光学システムに
適用される。この光感知性装置は、円錐角αＣｍｉｎと
αＣｍａｘの間で積分形光学システムへ入射する光線に
関し、装置の感度を減衰させることを意図する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の主題は、建物用の光
感知性の装置であって、少くとも１つの自然光進入を許
容する開口を有するものであり、この場合にこの装置
は、建物の内部の全体について明るさの全体的な水準を
充分に代表する１つの量を送出するため、使用者の手の
届く範囲内に配置されるよう意図されるものである。

【０００２】

【従来の技術】フランス特許ＦＲ２６７６８４２および
ＦＲ２６７８７５２には、建物内の照明の快適性の管理
を行うシステムであって、光が進入することが許容され
る少くとも１つの窓区画空間を含み、建物に遮光手段お
よび人工照明装置が設けられているもの、が記載されて
いる。これらの遮光または照明の手段は、一般的に作業
面または側卓上に設置される遠隔制御装置により電気的
に操作されることができる。これらの装置は、照明の状
態を処理用論理ユニットへ伝送するよう意図された輝度
の検出器を組込んでおり、該処理用論理ユニットは与え
られた照明設定に従って、遮光および照明手段へ、照明
の増減用の指令を送出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、照明管理用の
これらのシステムは、たいていの遮光手段が非拡散性の
効果を発揮する事実を考慮に入れていない。このこと
は、直射日光という条件下においては、強く照射される
区域と、暗い区域が出現することで証明される。このよ
うな区域は、例えば、正面日除け、スクリーン、または
板すだれ形日除けの場合に出現する。建物における結果
としての効果は、これらの遮光と強照明区域の存在にも
かかわらず、居住者の見地からは満足なものであると考
えられる可能性があり、この場合に居住者は、照明の空
間分布より照明の全体的レベルに、より敏感である。

【０００４】寸法が小さいことのために、検出器は、直
接強く照明される区域、または、表面全体からの散乱の
みにより照明される区域における場所に位置させられ
る。太陽により直接に照射される面の照度は室の他の面
の輝度の支配を受ける同じ面の照度の数百倍も大である
から、要素検出器は、数センチメートル離隔する２つの
地点において極めて相違する値を発生させ、この場合
に、照明の全体的な水準は同じである。

【０００５】正面の日除けを操作する場合には、陰影は
移動し検出器に到達する可能性があるが、検出器により
与えられる測定値が過度の明るさである場合には閉鎖の
指令を発出させるはずである。この場合には、検出器は
輝度の非常に大なる減少に突然支配され、このことは論
理的には開放の操作をみちびく。この場合には、遮光手
段の振動的動作を回避することは困難である。

【０００６】この問題に対し今までに提案された解決策
は、明度の検出器を建物の天井に配置し、それにより直
射日光が検出器に到達しないようにすることであった。
今は、明度の検出器が、居住者が必ず接近可能でなけれ
ばならぬ遮光手段の遠隔制御の手段に協働するようにす
ることが賢明なことである。検出器が使用者に近い場
所、例えば作業面、ベッドわきのテーブル、の照明の水
準に敏感であることが、さらに有利なことである。

【０００７】このように課せられる課題、特に矛盾する
観点をもつ課題、を受けて、本発明の目的は、前記の課
題に対し実際的な解決策を可能にする、小さい寸法の検
出器を生産することである。

【０００８】この目的は、本発明による光感知性の装置
により達成されるのであり、該装置は、重みづけされた
積分形光学システムと協働する少くとも１つの光感知性
の要素を具備し、該光学システムは、２つの円錐角の値
αＣｍｉｎとαＣｍａｘの間の区域内において減衰した
感度を示し、その態様はαＣｍｉｎはαＳｍｉｎより小
でありαＣｍａｘはαＳｍａｘより大であり、αＣは光
感知性要素を頂点とする円錐の円錐角をあらわし、球面
角αＳｍｉｎとαＳｍａｘは、光感知性要素を中心とし
内部で光感知性要素が太陽光により直接照射されること
ができる球状部分の限界をあらわす。

【０００９】重みづけられた積分形光学システムは検出
器が太陽光により直接に照射されることが可能である区
域における減衰した感度を示すから、検出器により感知
される直射太陽光線の輝度は、より小である。したがっ
て検出器は太陽光の直射に対する感知性はより小であ
り、照射の全体的水準に排他的に反応する。

【００１０】好適には、重みづけられた積分形光学シス
テムは射出成型された材料で作られ、光感知性要素は光
学システムの材料のなかへ埋込まれている。

【００１１】本発明は、添付の図面にあらわされる説明
のための具体例の助けをかりて、より明瞭に説明され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下の記述において、なにも特定
されていない角度値はすべて垂直方向に対するものとし
て与えられている。

【００１３】図１および図２は光感知性装置２がテーブ
ル３上に配置されている建物１をあらわす。装置２は角
度αＳ１と角度αＳ２の間の直射太陽光を感知すること
ができ、角度αＳ１と角度αＳ２は、窓区画空間の高さ
ＨＢｍｉｎおよびＨＢｍａｘ（図１）によるか、または
太陽の高度の極限値（図２）またはこれら２つの組合せ
によるかして決定される。

【００１４】これらの角度αＳ１とαＳ２は角度αＳｍ
ｉｎとαＳｍａｘにより境界づけられ、角度αＳｍｉｎ
は、光感知性要素が建物内を移動するとき、角度αＳ１
の閉鎖の極限値をあらわし、角度αＳｍａｘは角度αＳ
２の開放の極限値をあらわす。本発明による装置の使用
の容積は建物により相違する。この容積は、各点におい
て、αＳｍｉｎはαＣｍｉｎより大であることを維持
し、αＳｍａｘはαＣｍａｘより大であることを維持す
る。

【００１５】図３および図４において、この使用の容積
は、減衰した感度の面が角度αＣｍｉｎ＝２０°および
αＣｍａｘ＝８０°により限定される重みづけされた積
分形光学システムについて、および光線が０°と９０°
の間で感知されることができる太陽光について決定され
る。装置の使用の容積を決定するためには、建物の垂直
断面において、垂直方向に対し傾斜αＣｍｉｎをもち窓
区画空間の上部に対し傾く直線４、および垂直方向に対
し傾斜αＣｍａｘをもち窓区画空間の下部に対し傾く直
線５を追跡するだけで充分である。装置が線４の左方
に、または線５の上方に位置する場合には、太陽光は、
感度が減衰していない装置の表面の一部を直射照射す
る。

【００１６】したがって、これらの２つの線は、特定の
装置がなかで使用される可能性のある容積を決定する。
前記の値αＣｍｉｎおよびαＣｍａｘを有する装置は、
図３の建物においてかなり小なる使用の容積Ｖ１を有す
る。これと対照的に、図４に示される建物においては、
この使用の容積Ｖ１は、いまや、より大である。

【００１７】実際、太陽の天頂高度は地点の緯度により
決定され、大抵の場合には（都市または丘陵区域におい
ては）、地平線における太陽の高度は２０°より大であ
る。したがって、そのような場所においては、図３およ
び図４の場合と同様な角度の特性をもつ装置にとって
は、建物および窓区画空間の配置は、天頂または地平線
上にある太陽により照射される検出器の危険性に関して
は、もはや重要なことではない。

【００１８】図５において、これらの同じ特性をもつ装
置の使用の容積が、図３の場合と同じ形式であるが、正
午の太陽が常に垂直方向から２０°より大であるように
維持される緯度に位置し、太陽が地平線上２０°より小
であるようには決して出現しないという環境にある建物
について、あらわされている。このような場合には、装
置は室の任意の位置に設置されることができる。

【００１９】図６において、同じ装置の使用の容積が、
同じ環境条件下にあるが、赤道により近い緯度であって
太陽が垂直方向から２０°より小なる角度に位置するこ
とが可能であるところに存在する同じ形式の建物につい
てあらわされている。この場合には、使用の容積Ｖ２は
限定されている。

【００２０】本発明による装置は、できるだけ下記の妥
協点を満足せねばならぬ。 ● 狭い減衰した感度の区域を存在させ、それにより、
光感知性要素を太陽光の直射照射に露出する危険を冒す
ことなく、装置が使用されることが可能な容積を限定す
る危険を冒して、光感知性要素が建物の全体的照明をで
きるだけあらわす情報を送出するようにする、 ● かなり広範囲の減衰した感度の区域を存在させ、そ
れにより、装置が、光感知性要素を太陽光の直射照射に
露出する危険を冒すことなく、建物の任意の点に配置さ
れることができるようにする。

【００２１】図７は前記の条件を満足する検出器を概略
的にあらわす。この検出器は光感知性要素６を具備し、
該光感知性要素は、重みづけされた積分形光学システム
８と協働する検出器電子回路を包含する台座７上に配置
される。この検出器は角度θ１とθ２の２つの値の間に
ある区域９内で減衰した感度を示す。θ１（θ２につい
てもまた）は、重みづけされた積分形システム８および
希望される円錐角αＣｍａｘ（αＣｍｉｎについてもま
た）の光学的特性の関数として選択される。

【００２２】図８にあらわされるように、積分器の感度
の法則は突然の変化を生じさせることができる。感度
は、例えば、円錐角αＣｍｉｎとαＣｍａｘの間にある
面については０．０１に等しく、残りの面については１
に等しい可能性がある。

【００２３】感度の法則はまた図９に示されるような徐
々に変化する形状を有し、装置の敏感さの大きい区域か
ら敏感さの少ない区域へ移るに際しての急峻さの大きい
または少ない傾斜を有することが可能である。

【００２４】日の出時または日没時の太陽の輝度は天頂
の太陽の輝度より小であるから、図１０に示されるよう
に、円錐角αＣｍａｘの近傍における傾斜は、角度αＣ
ｍｉｎの近傍における傾斜より急峻さが小であることが
できる。

【００２５】０°とαＣｍｉｎの間において、感度は正
常であり、それにより、例えば天井からの照明を、αＣ
ｍａｘと選択された１２０°の角度の間で積分すること
を可能にし、例えば作業面および床からの照明の積分を
可能にする。この１２０°の角度は、正常の積分の区域
の開口に依存して、変化させられることができる。

【００２６】図１１〜図１４は、本発明による過程の幾
つかの好適な実施例をあらわし、これらにおいては、２
０°の値が角度αＣｍｉｎに、８０°の値が角度αＣｍ
ａｘに割当てられ、これらの値は４５°の緯度における
工業国の都市の建物に関しての妥協に対応する。

【００２７】本発明による装置を代表する種々の具体例
は、種々の幾何学的形状のための相異なる照明の角度に
依存する感度の曲線をあらわし、或る角度的な区分の感
度はまた減衰用のマスクを付着させることにより補正さ
れることが可能である。図解を明瞭にするために、図に
おいては、光感知性要素の間の接続およびその電子回路
は示されていない。

【００２８】図１１は本発明の第１の実施例による装置
を概略的に示す。この装置は、上方の水平面および下方
の水平面において光感知性である要素１０を具備する。
この光感知性要素１０は、装置の電子回路を包含する台
座１２上に設置される球状の積分形の光学システム１１
の中心に配置される。光透過に対するマスク１３が、円
錐角θ３とθ４の間で、集積形光学システムの表面に取
付けられる。この特定の実施例においては、角度θ３
（θ４についてもまた）は角度αＣｍｉｎ（αＣｍａｘ
についてもまた）と一致する。

【００２９】０°とαＣｍｉｎの間およびαＣｍａｘと
１２０°の間にある角度の光線は、集積形光学システム
１１への貫通に際しての回折の直後に光感知性要素１０
に到達する。αＣｍｉｎとαＣｍａｘの間にある角度で
入射する光線もまた回折ののち光感知性要素に到達する
が、この場合に光透過に対するマスク１３のために強度
は大幅に低減されて到達する。

【００３０】図１２は本発明の第２の実施例による装置
を概略的に示す。この装置は上方の水平面と下方の水平
面が光感知性であり回転楕円体の形の積分形光学システ
ム１５の中心に位置する要素１４を具備し、該積分形光
学システムは装置の電子回路を包含する台座１６上に設
置される。この光学システム１５は円錐角θ５とθ６の
間で光透過に対するマスク１７で被覆される。

【００３１】前出の実施例に関しては、０°とαＣｍｉ
ｎの間、およびαＣｍａｘと１２０°の間にある角度の
光線は、積分形光学システムへの貫通に際しての回折の
のち、光感知性要素１４へ到達する。αＣｍｉｎとαＣ
ｍａｘの間にある角度における入射は、最初に、光透過
に対するマスク１７により、強度が減衰させられる。

【００３２】本発明の第３の実施例による装置が図１３
に示される。この装置は上方と下方の２つの水平面が光
感知性であり積分形光学システム１９の中心に位置する
要素１８を具備し、該積分形光学システムは装置の電子
回路を包含する台座２０に固定されている。光学システ
ム１９は２つの回転楕円形の部分１９ａ，１９ｂからな
り、この回転楕円形の部分は、光感知性要素１８を通る
水平面に関し対称であり円筒形の部分１９ｃにより相互
に接続される。上方の回転楕円形部分１９ａは、円錐角
θ７とθ８の間で光透過に対するマスク２１で被覆され
る。

【００３３】０°とαＣｍｉｎの間およびαＣｍａｘと
１２０°の間にある角度の光線は光学装置への貫通に際
しての回折の直後に光感知性要素１８へ到達する。αＣ
ｍｉｎとαＣｍａｘの間にある角度の光線は、光透過に
対するマスク２１の通過に際して強度が減衰させられ
る。

【００３４】図１４は本発明の第４の実施例による装置
を示す。この図においては、上方の水平面が光感知性で
ある要素２２、および装置の電子回路を包含する台座２
４上に設置される積分形光学システム２３を具備する。
この積分形光学装置２３は、垂直軸に関し対称な、相異
なる形状の外面と内面を有する。

【００３５】外面の上方部分２３ａは焦点Ｆ１をもつ回
転放物線面の形状を有し垂直の円筒形部分２３ｂとして
延びており、この円筒状部分は環状部分２３ｃとして延
びている。この環状部分は、中心Ｆ２をもつ円を光学シ
ステム２３の垂直の対称軸のまわりに回転させることに
より形成される。

【００３６】内面は中心Ｆ１としての２３ｄをもつ半球
形の上方部分を有し環体２３ｅとして延びており、この
環体は焦点Ｆ２をもつ放物線を光学システム２３の垂直
の対称軸のまわりに回転させることにより形成される。
これは回転放物線面２３ａの焦点Ｆ１の上方に位置させ
られるように寸法が選択される。

【００３７】外面の環状部分２３ｃと内面の環体２３ｅ
は、台座２４上で出会うようになっている。光感知性要
素２２は回転放物線面２３ａの焦点Ｆ１に位置する。

【００３８】光透過に対するマスク２５は、円錐角θ９
と回転放物線面の縁部の間で回転放物線面２３ａ、およ
び積分形光学システム２３の外面の円筒形部分２３ｂに
取付けられる。光透過に対するマスク２６は、環体２３
ｅに対し、積分形光学システムの内面に取付けられる。

【００３９】０°とαＣｍｉｎの間の角度にある光線は
積分形光学システムへの貫通に際しての回折の直後に光
感知性要素２２へ到達する。

【００４０】αＣｍａｘと１２０°の間の角度にある光
線は２つの反射ののち光感知性要素２２へ到達するが、
この２つの反射は、１つは光学システム２３の内面の環
体２３ｅで形成される反射面において、他の１つは軌道
２７および２８の間で軌道に沿う光透過に対するマスク
２５で被覆された回転放物線面２３ａの一部で形成され
る。

【００４１】図１５は本発明の第５の実施例による装置
を示す。この装置は光感知性要素２９および台座３１上
に固定される積分形光学システム３０を具備する。光学
システム３０は光感知性要素の中心を通る垂直軸に関し
対称である。この光学システムは円錐形またはピラミッ
ド形の上方部分を具備し、この上方部分は基部で台座に
固定される凸状の環体として延びており光拡散性のプラ
スチックで作られている。光透過に対するマスク３２
は、円錐角θ１０とθ１１の間で積分形光学システム３
０の外側部分に適用されている。

【００４２】図１５の実施例の変形が図１６に示され
る。この変形は、光感知性要素３３、重みづけされた積
分形光学システム３４、および台座３５を具備するが、
これらは前出の実施例の場合に類似している。この変形
は、光感知性要素３３のまわりで光学システム３４の内
側に配置された光透過に対するマスク３６をさらに具備
する。このマスク３６は、水平面と円錐角θ１２の間の
或る角度で入射する光線の強度を減衰させることを意図
するものである。この装置は、光学システム３４の対称
軸を対称軸とし、光学システムが円錐形であれば円形の
断面、光学システムがピラミッド形であれば正方形の断
面をもつ、円筒形状を有する。

【００４３】光学システム３４は、内表面において反射
板３７を付加的に具備し、この反射板はθ１３より大な
る角度で入射する光線が光感知性要素３３へ向って集束
されるよう配置される。

【００４４】本発明による装置が使用されることが意図
される場所の特性に依存して、光透過に対するマスクは
零の、または零でない光透過率を有することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】直射太陽光照射の入射の種々の角度をあらわす
図であって、この照射に対して建物の作業用面に設置さ
れ窓区画空間を通して照射される検出器が支配を受ける
ものである。

【図２】図１と同様な図である。

【図３】直射太陽光照射の種々の入射角についての、種
々の建物における本発明による装置の使用の容積を概略
的にあらわす図である。

【図４】図３と同様な図である。

【図５】図３と同様な図である。

【図６】図３と同様な図である。

【図７】本発明による装置を説明する図である。

【図８】本発明による装置の光に対する感度の種々の法
則をあらわす線図である。

【図９】図８と同様な図である。

【図１０】図８と同様な図である。

【図１１】本発明の第１の実施例による装置の概略図で
ある。

【図１２】本発明の第２の実施例による装置の概略図で
ある。

【図１３】本発明の第３の実施例による装置の概略図で
ある。

【図１４】本発明の第４の実施例による装置の概略図で
ある。

【図１５】本発明の第５の実施例による装置の概略図で
ある。

【図１６】本発明の第５の実施例の変形の実施例による
装置の概略図である。

【符号の説明】

１…建物 ２…光感知性要素 ３…テーブル ４，５…直線 ６…光感知性要素 ７…台座 ８…重みづけされた積分形光学システム ９…感度減衰の区域

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少くとも１つの自然光の入射を許容する
   開口を有する建物の照明レベルを制御する設備用の光感
   知性の装置であり、或る場所の明るさをあらわす値を送
   出するよう照明を必要とする該場所に配置されることが
   意図される装置であって、 該装置は重みづけされた積分形光学システム（１１；１
   ５；１９；２３）と協働する少くとも１つの光感知性の
   要素（１０；１４；１８；２２）を具備し、この光感知
   性要素は２つの円錐の角度値αＣｍｉｎとαＣｍａｘの
   間の範囲内において減衰された感度を有し、この場合に
   αＣが光感知性要素を頂点とする円錐の円錐角をあらわ
   すときαＣｍｉｎはαＳｍｉｎより小でありαＣｍａｘ
   はαＳｍａｘより大であり、球面角αＳｍｉｎとαＳｍ
   ａｘは光感知性要素を中心とする球部分の限界をあらわ
   し、この球部分のなかにおいて光感知性要素が太陽光で
   直接照射されることができるようになっている、ことを
   特徴とする光感知性の装置。
2. 【請求項２】 該装置は要素（１０）を具備し、該要素
   （１０）は、上方の水平面と下方の水平面が光感知性で
   あり、装置の電子装置を包含する台座（１２）上に装着
   される球体の形をもつ積分形光学システム（１１）の中
   心に配置され、該球体においては光透過に対するマスク
   （１３）が、積分形光学システム（１１）の外面におい
   て２つの円錐角θ３とθ４の間に装着されている、請求
   項１記載の装置。
3. 【請求項３】 該装置は要素（１４）を具備し、該要素
   （１４）は、上方の水平面と下方の水平面が光感知性で
   あり、装置の電子装置を包含する台座（１６）上に設置
   される回転楕円体の形をもつ積分形光学システム（１
   ５）の中心に配置され、該回転楕円体においては光透過
   に対するマスク（１７）が、積分形光学システム（１
   ５）の外面において２つの円錐角θ５とθ６の間に装着
   されている、請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 該装置は要素（１８）を具備し、該要素
   （１８）は、上方の水平面と下方の水平面が光感知性で
   あり、装置の電子装置を包含する台座（２０）上に固定
   される積分形光学システム（１９）の中心に配置され、
   該装置は２つの回転楕円体部分（１９ａ，１９ｂ）から
   なり、該回転楕円体部分は光感知性要素（１８）を通る
   水平面に関し対称であり円筒状部分（１９ｃ）により接
   続され、その場合に、上方の回転楕円状の部分（１９
   ａ）は光透過に対するマスク（２１）により２つの円錐
   角θ７とθ８の間で被覆されている、請求項１記載の装
   置。
5. 【請求項５】 該装置は上方の水平面が光感知性である
   要素（２２）、および垂直軸に関し対称であり装置の電
   子装置を包含する台座（２４）上に装着される積分形光
   学システム（２３）を具備し、該光学システム（２３）
   の外表面の上方部分（２３ａ）は焦点Ｆ１をもつ回転放
   物面体の形状を有し、この回転放物面体（２３ａ）は円
   筒状部分（２３ｂ）へと延び、この円筒状部分は中心Ｆ
   ２をもつ円を光学システム（２３）の垂直対称軸のまわ
   りに回転させることにより形成される環状部分（２３
   ｃ）へと延び、光学システム（２３）の内方の表面は中
   心Ｆ１をもつ半球状の上方部分（２３ｄ）を形成し、こ
   の半球状の上方部分は焦点Ｆ２をもつ放物面を光学シス
   テム（２３）の垂直対称軸のまわりに回転することによ
   り形成される環状面（２３ｅ）へと延び、外表面の環状
   部分（２３ｃ）と内表面の環状面（２３ｅ）は台座（２
   ４）上で遭遇し、この場合に、反射透過に対するマスク
   （２５）は回転放物面（２３ａ）に決定的角度θ９と回
   転放物面の端縁の間および光学システム（２３）の外表
   面の円筒状の部分に装着され、この場合に、反射透過に
   対するマスク（２６）が光学システム（２３）の内表面
   の環状面（２３ｅ）装着されるようになっている、請求
   項１記載の装置。
6. 【請求項６】 該装置は、台座（３１；３５）上に固定
   された光感知性要素（２９；３３）および光感知性要素
   の中心を通る垂直軸に関し対称である積分形光学システ
   ム（３０；３４）を具備し、この場合に、積分形光学シ
   ステムは上方部分に円錐状またはピラミッド状の形状を
   有し、この円錐状またはピラミッド状の部分は基礎部に
   固定された凸状の環体により台座（３１；３５）へと延
   びている、請求項１記載の装置。
7. 【請求項７】 光透過に対するマスク（３２）が積分形
   光学システム（３０）の外側で２つの円錐角θ１０とθ
   １１の間に配置されている、請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 光透過に対するマスク（３６）が光学シ
   ステム（３４）の内側で光感知性要素（３３）のまわり
   に配置され、この光透過に対するマスク（３６）は、光
   学システム（３４）を通過したのち円錐角（θ１２）と
   水平面の間の角度で入射する光線の強度を減衰させるよ
   うな寸法を有し、追加の円錐角（θ１３）より大なる角
   度で入射する光線を光感知性要素に向って集束させるよ
   う意図された反射板（３７）が、積分形光学システム
   （３４）の内表面上に配置されている、請求項６記載の
   装置。
9. 【請求項９】 重みづけされた積分形光学システム（１
   １；１５；１９）は射出成型された材料で作られ、光感
   知性要素（１０；１４；１８）は光学システム（１１；
   １５；１９）の材料内へ埋込まれている、請求項２〜４
   のいずれかに記載の装置。
10. 【請求項１０】 光学システムは光拡散性のプラスチッ
    クで作られている、請求項６〜８のいずれかに記載の装
    置。