JPH1050135A - 調光型照明器具とその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動的に室内の環境に適した色温度及び明る
さに変化する調光性照明器具とその制御方法を提供す
る。 【解決手段】 室温センサ、光センサ、光センサを設け
たランプシェード、可変色ランプ及びパルス制御回路を
内蔵した電子制御回路部を有する調光性照明器具を構成
する。光センサには外部光と可変色ランプ光の混合光が
入射するように、光センサを設置する。光センサと室温
センサにより室温と色温度及び明るさを検知し、それら
の信号に基づいてパルス制御回路を作動させて、可変色
蛍光ランプの色温度と光束を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内の照明すべき
空間の環境に対応する調光型照明器具とその制御方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、室内の照明器具は、一定の色温度
と一定の光束をもつ光を照射するものとして普及してき
た。

【０００３】他方、演劇照明や写真撮影等の分野では、
非常に多様な照明効果が要求され、照明デザイナー、照
明技能者による非常に多くのノウハウとセンスにより、
その場に適した照明が施されていた。

【０００４】最近、ランプの開発の進歩により、種々の
原理、方法により色温度を変化することができる可変色
ランプが開発されつつある。例えば、可変色ランプは特
開平７−２８２７７８号公報、特開平７−８５８４３号
公報、特開平５−１３５７４４号公報などに開示され、
第２５４回蛍光体同学会講演予稿２５頁、（平成７年３
月）には、「パルス点灯可変色蛍光ランプ」が開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在のところ、可変色
ランプを室内照明に適用する場合、適切な自動制御方法
が確立されていないという問題点がある。

【０００６】本発明は上記の問題を解決することを課題
とし、室内の環境に応答する調光型照明器具および調光
型照明器具の制御方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の調光型照明器具
は、照明する空間のデータを測定するセンサ、測定デー
タにもとづき出力を変化するパルス制御回路、制御回路
の出力により点灯し測定データに応じて色温度を変化さ
せる可変色ランプを具備する調光型照明器具である。

【０００８】本発明の調光型照明器具においては、前記
センサは室温を検出する室温センサであり、前記パルス
制御回路は室温センサからの信号によりランプの色温度
を変化させる制御回路である。室温センサとしては、室
内空間の体感温度を反映した温度を検出することが好ま
しいため、主に室内の輻射温度を検出できる温度センサ
が望ましい。

【０００９】本発明の別の観点の調光型照明器具におい
ては、前記センサは室温を検出する室温センサおよび外
部光と前記可変色ランプ光の混合光を検出する光センサ
であり、前記パルス制御回路は室温センサからの信号及
び光センサからの信号によりランプの色温度を変化させ
る制御回路である。光センサは外部光と、この器具自体
の可変色ランプ光の混合光を検出することのできる光セ
ンサである。

【００１０】本発明の別の観点の調光型照明器具におい
ては、前記センサは室内音を検出する音響センサであ
り、前記パルス制御回路は音響センサからの信号により
ランプの色温度を変化させる制御回路である。音響セン
サとしては人間の声やざわめき音の検出に適したマイク
ロホンが望ましい。

【００１１】調光型照明器具に用いる可変色ランプとし
ては、可変色蛍光ランプがある。可変色蛍光ランプとし
ては、 （１）ネオンと水銀を封入したランプ（以下、Ｎｅ＋Ｈ
ｇランプという）のように放電電圧の変化を利用した可
変色蛍光ランプ （２）他光源（例えばＥＬ（ＺｎＳ：Ｍｎなどを用いた
もの））との組合せを利用した可変色蛍光ランプ （３）蛍光体の蛍光特性の下記の差を利用した可変色蛍
光ランプ などが可能である。可変色蛍光ランプにおける蛍光特性
の差の利用には、 （ａ）残光特性の差の利用 （ｂ）輝度飽和特性の差の利用 （ｃ）温度消光特性の差の利用（ヒータの使用による） などがある。これらは、いづれもパルス制御回路で点灯
制御することにより可変色にすることができる。

【００１２】本発明の制御方法は、センサにより空間の
データを測定するステップ、測定したデータに基づいて
パルス制御回路の出力を変化させるステップ、パルス制
御回路の出力により可変色ランプの色温度を変化させる
ステップ、を有する調光型照明器具の制御方法である。

【００１３】本発明の一つの制御方法は、センサが室温
センサであり、前記室温センサにより室温を測定するス
テップ、測定した室温のデータに基づいてパルス制御回
路の出力を変化させるステップ、パルス制御回路の出力
により可変色ランプの色温度を変化させ、室内の照明を
制御するステップ、を有する調光型照明器具の制御方法
である。

【００１４】本発明の別の観点の制御方法は、センサが
室温センサと光センサであり、前記室温センサによる室
温の測定及び前記光センサによる照明空間の明るさ及び
色温度の測定を行うステップ、測定した室温、照明空間
の明るさ及び色温度のデータに基づいてパルス制御回路
の出力を変化させるステップ、パルス制御回路の出力に
より可変色ランプの色温度と光束を変化させ、室内の照
明を制御するステップ、を有する調光型照明器具の制御
方法である。

【００１５】本発明の別の観点の制御方法は、センサが
音響センサであり、前記音響センサにより室内音を測定
するステップ、測定した室内音のデータに基づいてパル
ス制御回路の出力を変化させるステップ、パルス制御回
路の出力により可変色ランプの色温度を変化させ、室内
の照明を制御するステップ、を有する調光型照明器具の
制御方法である。

【００１６】本発明の調光型照明器具と調光型照明器具
の制御方法を利用することにより、可変色ランプの色温
度あるいは色温度と明るさは照明すべき空間の状況に適
した色温度あるいは色温度と明るさへ自動的に変化す
る。従って、この調光型照明器具とその制御方法は自動
的に、人々にその場に適した快適な環境を提供すること
ができる。

【００１７】本発明の調光型照明器具の具体的な制御に
は種々のソフトウェアを組み込んだマイコン制御を適用
することが容易である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一つの実施の形態
について説明する。本発明の調光型照明器具は、灯具の
過度に高温にならないような位置で且つ平均的な明るさ
の位置、例えばランプシェード４の下端近くなどに、室
温センサ６を設け、またランプシェード４内に可変色ラ
ンプ２を備える。室温センサ６からの信号によりパルス
制御を行うべくパルス制御回路８を内蔵した電子制御回
路部３は過度に高温にならないランプシェード４上の防
熱箱の中に設ける。可変色ランプ２としては、例えば２
０Ｗの直管型可変色ランプなどを利用することができ
る。

【００１９】可変色ランプを構成するには、複数の発光
管をランプ内に設ければ、その切り替えでどんな光色に
も可変であるが、本来の構成は発光フィラメントの温度
を通電量により変えることにより光の色温度を変化させ
るのが最も原理的な姿である。蛍光ランプや高輝度放電
灯などの放電ランプにおいては、ランプを構成する次の
ような各種の要素によって色温度を変化させることがで
きる。 １）発光ガス（ガス種、ガス比、温度、管径、電流な
ど） ２）放電電子エネルギー（放電開始電圧、分布、高低な
ど） ３）蛍光体（励起特性、輝度飽和特性、残光特性、温度
消光特性など） ４）点灯制御法（印加周波数、パルス制御、極性など） 本発明に用いる可変色ランプは、上記１）〜４）の要素
の組み合わせによって構成されるが、これらの中でも
４）の点灯制御方法の中のパルス点灯制御方法を中心に
用いるのが好ましい。パルス制御による可変色の一例と
して、三角波や矩形波などの種々のパルス波形によって
点灯制御した可変色Ｈｇ／Ｈｅガス放電ランプの例が、
照明学会誌、第７９巻、第１２号、７３５項（１９９５
年）に、各種の可変色ランプと共に紹介されている。本
発明における可変色ランプには、これらの種々の方法を
利用する。

【００２０】本発明の調光型照明器具の可変色ランプの
色温度の制御方法を図３を参照にしながら説明する。室
温センサ６により室温が検出される。さらに、室温セン
サ６では検出された室温を情報とする信号に符号化を行
う。信号としては、例えば最初の数ビットを検査ビット
とし、残りのビットに室温の情報を持たせた１６ビット
の２値化信号などを利用することができる。符号化され
た信号は電子制御回路部に伝送される。

【００２１】電子制御回路部では信号が送られてくると
メモリ７にアクセスする。メモリ７には、室温とそれに
適した色温度を得るための情報の関係をデータ化したテ
ーブルを内蔵しておく。この色温度を得るための情報
は、例えばＮｅ＋Ｈｇランプのような放電電圧の変化に
よる可変色ランプの場合には印加電圧と色温度との関係
である。メモリ７にアクセスした結果、室温に対する適
した色温度を得るための信号が取り出され、パルス制御
回路８に伝送される。この信号によりパルス制御回路８
を動作させて、パルスを、例えばＮｅ＋Ｈｇランプのよ
うな放電電圧による可変色ランプの場合には印加電圧に
関するパルスを、可変色ランプに加え、可変色ランプの
色温度を変化させる。別の種類の可変色蛍光ランプの色
温度は、可変色蛍光ランプに加えるパルス波形、パルス
電圧、パルス幅、デューティ比及びパルス周波数により
制御することができる。

【００２２】この調光型照明器具を室温を変えることの
できる実験用リビングルームに設置し実験を行った。そ
の結果、室温が３０℃の場合には７０００Ｋの色温度の
照明となり、室温が１７℃の場合には３０００Ｋの色温
度の照明となった。

【００２３】この実験に立ち会った多数の人々の投票に
よると、この可変色照明の効果により室温３０℃の場合
には普段の３０℃より涼しく感じられ、室温が１７℃の
場合には普段の１７℃より暖かく感じられたという結果
が得られた。

【００２４】本発明の別の実施例の形態について図１及
び図２を参照にしながら説明する。図１に示すように調
光型照明器具は、室温センサ６、ランプシェード４の下
端近くに設けた光センサ９、可変色ランプ２、室温セン
サ６と光センサ９からの信号によりパルス制御を行うパ
ルス制御回路８を内蔵した電子制御回路部３を有する。
光センサ９は図１及び図２に示すように、光センサ９が
ランプシェード４の一部に組み込まれ、透明な固定具５
で固定されている。光センサ９には、外部光（Ａ）と前
記可変色蛍光ランプ光（Ｂ）の混合光が入射し、色温度
及び明るさを検出する機能を有する。

【００２５】調光型照明器具の可変色ランプの色温度の
制御方法について図４を参照にしながら説明する。室温
センサ６により室温を検出し、光センサ９により可変色
ランプと外部光の両方の成分の光の色温度と明るさを検
出する。さらに、検出された室温と色温度と明るさを情
報とする信号に符号化を行う。信号としては、例えば最
初の数ビットを検査ビットとし、次の数ビットに室温の
情報を、次の数ビットに色温度の情報を、さらに残りの
ビットに明るさの情報を持たせた６４ビットの２値化信
号などを利用することができる。符号化された信号は電
子制御回路部に伝送される。

【００２６】電子制御回路部では信号が送られてくると
メモリ７にアクセスする。メモリ７には、室温と色温度
と明るさとそれらに適した色温度と明るさの関係をデー
タ化したテーブルを内蔵している。メモリ７にアクセス
すると、テーブルを利用してパターンマッチングを行
い、検出した室温と色温度と明るさとにふさわしいラン
プ光の色温度と明るさを決定し、これらを得るための信
号が取り出され、パルス制御回路８に伝送される。この
信号によりパルス制御回路８を動作させて、可変色ラン
プに加え、可変色ランプの色温度と明るさをを変化させ
る。

【００２７】この照明器具を窓のある実験用リビングル
ームに設置し実験を行った。その結果、室温３０℃の夜
には光束１４００ルーメン、色温度７０００Ｋの照明と
なり、室温１７℃で雨の昼間には、光束８００ルーメ
ン、色温度４０００Ｋの照明となった。この実験に立ち
会った多数の人々によるアンケートでは、この照明の色
温度及び光強度が変化する効果により、室温３０℃の夜
にはそれよりも涼しく且つ暖かく感じられ、室温１７℃
で雨の昼間には１７℃よりも暖かく感じられた。

【００２８】本発明の別の実施例の形態について説明す
る。本発明の調光性照明器具は、音響センサ１０、２０
Ｗの直管型可変色蛍光ランプ２、パルス制御を行うパル
ス制御回路８を内蔵した電子制御回路部３及びランプシ
ェード４を有する構成である。音響センサ１０として
は、超小型のマイクロホンを利用し、さらに、ソフトウ
ェアを組み込んだマイコン制御の認識回路を設け、室内
音のパターンから室内の雰囲気を認識できる構成にし
た。

【００２９】調光型照明器具の可変色ランプの色温度の
制御方法について図５を参照にしながら説明する。音響
センサ１０により室内音を検出する。検出された室内音
を情報とする信号に符号化を行う。例えば、信号として
は、最初の数ビットを検査ビットとし、残りのビットに
室内音の情報を持たせた１６ビットの２値化信号などを
利用することができる。符号化された信号は電子制御回
路部に伝送される。

【００３０】電子制御回路部では信号が送られてくると
メモリ７にアクセスする。メモリ７には、室内音の種類
とそれに適した色温度との関係をパターン化したテーブ
ルを内蔵しておく。メモリ７にアクセスすると、テーブ
ルを利用してパターンマッチングを行い、検出した室内
音にふさわしいランプの色温度を決定し、これらを得る
ための信号が取り出され、パルス制御回路８に伝送され
る。この信号によりパルス制御回路８を動作させて、可
変色ランプに加え、可変色ランプの色温度と明るさを変
化させる。

【００３１】この照明器具を社内の談話室に設置し、楽
しい話題の会合を開き、実験を行った。この結果、前記
可変色ランプの色温度は３５００Ｋに変化した。この照
明の色温度の効果により、この実験に立ち会った人々の
話題は益々盛りあがった。また、社内の学術的研究会の
会場で同様の実験を行った結果、可変色ランプの色温度
は７０００Ｋに変化した。この照明の色温度の効果によ
り、この会場に出席していた人々の集中力は高まり研究
会はより有意義なものになった。

【００３２】各実施の形態における実験では、照明の色
温度及び光強度により人々の体感に変化が生じており、
本発明の調光性照明器具とその制御方法はその場に適し
た光環境を作り上げることができる。従って、本発明の
調光性照明器具とその制御方法は人々に快適な環境を提
供することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、センサ、
可変色ランプ及びパルス制御回路を有する調光性照明器
具を構成することにより、室内の照明すべき空間の環境
に対応する調光性照明器具とその制御方法が得られる。

【００３４】この調光性照明器具とその制御方法によ
り、人々にその場に適した快適な環境を提供することが
でき、工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の調光性照明器具の一例を示す図であ
る。

【図２】 本発明の調光性照明器具に設ける光センサ部
の一例を示す図である。

【図３】 本発明の調光性照明器具の制御方法の一例を
示す図である。

【図４】 本発明の調光性照明器具の制御方法の一例を
示す図である。

【図５】 本発明の調光性照明器具の制御方法の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１ センサ ２ 可変色ランプ ３ パルス制御回路を内蔵した電子制御回路部 ４ ランプシェード ５ 冶具 ６ 室温センサ ７ メモリ ８ パルス制御回路 ９ 光センサ １０ 音響センサ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明する空間のデータを測定するセン
   サ、前記センサからの測定データにもとづき出力を変化
   させるパルス制御回路、前記パルス制御回路の出力によ
   り点灯し測定データに応じて色温度を変化させる可変色
   ランプを具備する調光型照明器具。
2. 【請求項２】 前記センサは室温を検出する室温センサ
   であり、前記パルス制御回路は前記室温センサからの信
   号によりランプの色温度を変化させる制御回路である請
   求項１に記載の調光型照明器具。
3. 【請求項３】 前記センサは、室温を検出する室温セン
   サおよび外部光と前記可変色ランプ光の混合光を検出す
   る光センサであり、前記パルス制御回路は室温センサか
   らの信号及び光センサからの信号によりランプの色温度
   を変化させる制御回路である請求項１に記載の調光型照
   明器具。
4. 【請求項４】 前記センサは室内音を検出する音響セン
   サであり、前記パルス制御回路は前記音響センサからの
   信号によりランプの色温度を変化させる制御回路である
   請求項１に記載の調光型照明器具。
5. 【請求項５】 前記可変色ランプが、可変色蛍光ランプ
   である請求項１に記載の調光型照明器具。
6. 【請求項６】 センサにより空間のデータを測定するス
   テップ、測定したデータに基づいてパルス制御回路の出
   力を変化させるステップ、パルス制御回路の出力により
   可変色ランプの色温度を変化させるステップ、を有する
   調光型照明器具の制御方法。
7. 【請求項７】 前記センサが室温センサであり、前記室
   温センサにより室温を測定するステップ、測定した室温
   のデータに基づいてパルス制御回路の出力を変化させる
   ステップ、パルス制御回路の出力により可変色ランプの
   色温度を変化させ、室内の照明を制御するステップ、を
   有する請求項６に記載の調光型照明器具の制御方法。
8. 【請求項８】 前記センサが室温センサと光センサであ
   り、前記室温センサと前記光センサにより室温、照明空
   間の明るさ及び色温度を測定するステップ、測定した室
   温、照明空間の明るさ及び色温度のデータに基づいてパ
   ルス制御回路の出力を変化させるステップ、パルス制御
   回路の出力により可変色ランプの色温度と光束を変化さ
   せ、室内の照明を制御するステップ、を有する請求項６
   に記載の調光型照明器具の制御方法。
9. 【請求項９】 前記センサが音響センサであり、前記音
   響センサにより室内音を測定するステップ、測定した室
   内音の種類のデータに基づいてパルス制御回路の出力を
   変化させるステップ、パルス制御回路の出力により可変
   色ランプの色温度を変化させ、室内の照明を制御するス
   テップ、を有する請求項６に記載の調光型照明器具の制
   御方法。
10. 【請求項１０】 前記パルス制御回路の出力パルスの電
    圧を変化させることによりランプの色温度あるいは色温
    度と光束を変化させることを特徴とする請求項１ないし
    請求項４のいずれかに記載の調光型照明器具。
11. 【請求項１１】 前記パルス制御回路の出力パルスの電
    圧を変化させることによりランプの色温度あるいは色温
    度と光束を変化させることを特徴とする請求項６ないし
    請求項９のいずれかに記載の調光型照明器具の制御方
    法。
12. 【請求項１２】 前記パルス制御回路の出力パルスの波
    形を変化させることによりランプの色温度あるいは色温
    度と光束を変化させることを特徴とする請求項１ないし
    請求項４のいずれかに記載の調光型照明器具。
13. 【請求項１３】 前記パルス制御回路の出力パルスの波
    形を変化させることによりランプの色温度あるいは色温
    度と光束を変化させることを特徴とする請求項６ないし
    請求項９のいずれかに記載の調光型照明器具の制御方
    法。