実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る色温度制御システム1100(照明装置1000)の機能ブロックを示す機能ブロック図である。図1を用いて、色温度制御システム1100(照明装置1000)の機能ブロックについて説明する。
色温度制御システム1100は、照明装置1000と、外気温度検知素子300とを備える。外気温度検知素子300は、屋外の外気温度を検知する素子である。また、照明装置1000は、点灯用電源装置100とLEDモジュール200を備える。
LEDモジュール200は、LEDa210とLEDb220とを備える。LEDa210は、LED色温度が低いLED素子群であり、LEDb220は、LED色温度が高いLED素子群である。すなわち、LEDa210は暖かみのある光源色(暖色系の光源色)であり、LEDa210は涼しさ(寒さ)のある光源色(寒色系の光源色)である。
照明装置1000は、色温度の異なる2つのLED(LEDa210,LEDb220)を制御することにより、照明装置1000全体として所望の色温度を実現する。
点灯用電源装置100は、直流電源a110と、直流電源b120と、点灯出力制御回路130とを備える。また、点灯出力制御回路130は、時計140と、記憶部150とを備える。
直流電源a110は、商用電源等から交流電流を入力し、LEDa210に定電流を供給する。直流電源b120は、商用電源等から交流電流を入力し、LEDb220に定電流を供給する。図1に示すように、LEDa210に定電流を供給する直流電源a110とLEDb220に定電流を供給する直流電源b120とは、互いに独立した装置である。照明装置1000では、直流電源a110と直流電源b120とを制御して、LEDa210とLEDb220とに供給する電流を制御することにより、所望の色温度を実現する。つまり、LEDa210とLEDb220との色温度の強さのバランスを制御することにより、LEDa210とLEDb220とにより構成されるLEDモジュール200は様々な色温度を実現することができる。
直流電源a110は、点灯出力制御回路130より調光指令a131を入力し、調光指令a131にしたがった定電流を生成してLEDa210に出力する。直流電源b120は、点灯出力制御回路130より調光指令b132を入力し、調光指令b132にしたがった定電流を生成してLEDb220に出力する。
LEDa210は、直流電源a110からの定電流により暖色系の色温度で発光し、LEDb220は、直流電源b120から定電流により寒色系の色温度で発光する。そして、LEDa210とLEDb220の色温度が合わさってLEDモジュール200の色温度となる。
点灯出力制御回路130は、プログラムを実行する処理装置(中央演算処理装置(CPU:Central・Processing・Unit)、中央処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ等ともいう)(図示なし)を備えている。点灯出力制御回路130は、LEDモジュール200の色温度を処理装置により制御する色温度制御部である。
点灯出力制御回路130は、記憶装置(記憶機器、記憶素子、ROM、RAM等)である記憶部150を備える。記憶部150は、色温度制御情報記憶部160、基準温度記憶部161、色温度基準値記憶部162を備える。色温度制御情報記憶部160、基準温度記憶部161、色温度基準値記憶部162は、記憶装置に情報を記憶する機能ブロックであるが、以下、説明の便利のため「色温度制御情報記憶部160、基準温度記憶部161、色温度基準値記憶部162が情報を記憶する」と表現する場合がある。
基準温度記憶部161は、LEDモジュール200の色温度を制御するために用いる基準温度171を記憶装置に記憶する。色温度基準値記憶部162は、LEDモジュール200の色温度を制御するために用いる色温度の基準となる値を色温度基準値172として記憶装置に記憶する。色温度制御情報記憶部160は、現在の外気温と基準温度171との差分(温度差190とする)(所定の温度)と後述する色温度補正値191とを対応付けて色温度制御情報180(色温度制御関数テーブル)として記憶装置に記憶する。基準温度171、色温度基準値172、色温度制御情報180等を用いた色温度制御方法については後述する。
点灯出力制御回路130は、温度差190を用いて色温度制御情報記憶部160により記憶された色温度制御情報180を処理装置により検索して温度差190と一致する温度に対応する色温度補正値191を取得する。点灯出力制御回路130は、取得した色温度補正値191を色温度基準値172に加算した値(補正後色温度)をLEDモジュール200の色温度とする。
点灯出力制御回路130は、LEDモジュール200の色温度が上述した補正後色温度となるように、調光指令a131及び調光指令b132とを生成する。そして、点灯出力制御回路130は、調光指令a131と調光指令b132とを、それぞれ直流電源a110と直流電源b120とに出力する。
つまり、点灯出力制御回路130は、外気温度検知素子300に接続され、外気温度検知素子300により取得された外気の温度を用いて点灯出力制御処理を処理装置により実行する。点灯出力制御回路130は、外気温度検知素子300を用いて外気の温度を入力し、入力した外気の温度と基準温度記憶部161により記憶された基準温度171との温度差190を処理装置により算出し、算出した温度差190に基づいてLEDモジュール200の色温度を決定する。そして、点灯出力制御回路130は、LEDモジュール200が決定した色温度となるように調光指令a131及び調光指令b132とを生成する。
点灯出力制御回路130は、直流電源a110と直流電源b120とにそれぞれ調光指令a131と調光指令b132とを出力する。調光指令a131はLEDa210に出力され、調光指令b132はLEDb220に出力される。
直流電源a110は、点灯出力制御回路130から調光指令a131を入力して、入力した調光指令a110に基づいてLEDa120への定電流を制御する。また、直流電源b120は、点灯出力制御回路130から調光指令b132を入力して、入力した調光指令b132に基づいてLEDb220への定電流を制御する。
LEDa110とLEDb220とは、それぞれ直流電源a110と直流電源b120とにより生成された電流により点灯し、LEDモジュール200として所望の色温度に制御される。
点灯出力制御回路130は、時間をカウントする時計140(以下、時刻カウンターともいう)を備える。時計140は、点灯出力制御回路130に内蔵されていなくてもよい。例えば、点灯出力制御回路130は、外部からの通信により時間に関する情報を得る構成でもよい。
点灯出力制御回路130は、外気温度検知素子300が検知した情報と、時計140が計時する時刻とをモニターする。そして、点灯出力制御回路130は、モニターした情報に基づいて、LEDモジュール200内の色温度の低いLEDa210と、色温度の高いLEDb220の点灯出力をそれぞれ制御する。照明装置1000は、例えば、30分毎、1時間毎、1時間半毎、2時間毎、2時間半毎のいずれかのパターンで、外気温度検知素子300が検知した情報と時計140が計時する時刻とをモニターし、色温度制御処理を実行するとしてもよい。
照明装置1000では、LEDa210とLEDb220の点灯出力がそれぞれ制御されるので、LEDモジュール200が発する光の光色(色温度)が可変する。また、照明装置1000では、時計140により一日の中で現在の時刻が何時であるかを把握する。
本実施の形態では、光源として色温度の異なる2つのLEDを用いているが、光源はLEDに限られない。蛍光ランプ、白熱ランプ、ハロゲンランプ等の光源を用いてもよい。また、2つでなくても、3つの光源、4つの光源、それ以上の数の光源を備えていても本実施の形態は適用可能である。また、本実施の形態では、直流電源を2つ用いているが、1つの直流電源で2つ以上の光源を制御することができる場合には、1つの直流電源でもよい。
次に、色温度制御システム1100の動作について説明する。図2は、実施の形態1に係る色温度制御システム1100(照明装置1000)の一日の色温度の変化を示す色温度特性図である。図3は、(a)が春、夏、秋、冬の一日の外気温度の推移と一日のうちの最高気温を示したグラフであり、(b)が春、夏、秋、冬の一日の外気温度の推移と14時の時点の気温を示したグラフである。
図2〜図3を用いて、本実施の形態の色温度制御システム1100(照明装置1000)における一日の色温度の変化について説明する。
例えば、本実施の形態における色温度制御システム1100では、屋外が寒いときは、LEDモジュール200が発する光の色温度を低くして視覚的な暖かさを演出し、屋外が暑いときは、LEDモジュール200が発する光の色温度を高くして視覚的な涼しさを演出する。本実施の形態における色温度制御システム1100では、上記のように制御することにより、利用者に不快感を与えずに、空調設備による過剰な温度調整を抑え、店舗などの建物全体における省エネ効果を向上させることができる。
しかしながら、色温度制御システム1100により店舗等で商品を照らす場合には、店舗等の商品等を一番魅力的に演出できる色温度で照明制御することも必要である。したがって、常に屋外の気候によって、LEDモジュール200が発する光の色温度を可変制御することが好ましいとは限らない。そこで、図2に示すように、本実施の形態における色温度制御システム1100では、例えば、一番客入りの多いと推定される10時から15時の間(以下、特定時間帯510ともいう)は屋外の気温に関わらず、一番演色性が高い色温度(例えば、4500K)で固定に出力するとしてもよい。
そこで、本実施の形態における色温度制御システム1100では、例えば、図2に示すように、10時から15時以外の時間帯(0時から10時まで、及び、15時から24時まで)は、屋外の気温に応じて、照明装置1000の色温度を可変に制御する。図2に示すように、0時から10時までの間は、前日測定した最高気温、もしくは前日測定した14時の気温をもとに制御を行い、15時から24時までは、当日測定した最高気温、もしくは14時の気温をもとに制御を行うとする。
ここで、10時から15時以外の時間帯(0時から10時まで、及び、15時から24時まで)の色温度を制御するための基準となる温度を基準温度171とする。すなわち、本実施の形態における色温度制御システム1100が、基準温度171として14時の気温を記憶するというシステム設定にしている場合には、0時から14時までは基準温度171には「前日測定した14時の気温」が設定され、14時から24時までは基準温度171には「当日測定した14時の気温」が設定される。
また、本実施の形態における色温度制御システム1100が、基準温度171として一日の最高気温を記憶するというシステム設定にしている場合には、0時から10時までは基準温度171には「前日測定した最高気温」が設定され、15時から24時までは基準温度171には「当日測定した最高気温」が設定される。そして、色温度制御システム1100では、特定時間帯510に、特定時間帯510のうちで最高気温となった場合に基準温度171にその最高気温が当日の最高気温として記憶される処理を実行する。
本実施の形態では、色温度制御システム1100が基準温度171として14時の気温を記憶するというシステム設定にしているものとする。つまり、色温度制御システム1100では、0時から特定時間帯の始まりまでの間は、前日の14時の外気温を基準温度171として照明装置1000の色温度を制御し、特定時間帯の間は、演色性の高い色温度基準値172の色温度に制御し、特定時間帯の終わりから24時までの間は、当日の14時の外気温を基準温度171として照明装置1000の色温度を制御する。
色温度制御システム1100では、特定時間帯510の時間設定を変更することにより、色温度の制御を変更することができる。例えば、特定時間帯を「14時から14時」(すなわち、特定時間帯510は0時間であることを意味する)と設定することにより、照明装置1000を一定の色温度基準値172に制御する処理をすることなく、0時から14時までは前日の14時の外気温を基準温度171として照明装置1000の色温度を制御し、14時から24時までは当日の14時の外気温を基準温度171として照明装置1000の色温度を制御することができる。
また、色温度制御システム1100において、特定時間帯510は設定しないとしてもよい。
利用者の気温の感じ方は、同じ気温であっても季節(気候等)により感じ方は異なると考えられる。したがって、本実施の形態における色温度制御システム1100では、例えば、図3(a)に示すように、10時から15時の間の屋外の最高気温を計測し、それにより季節(天候、気候)が春であるか、夏であるか、秋であるか、冬であるかを判別して、その季節に合った色温度の制御方法を実行する。あるいは、本実施の形態における色温度制御システム1100では、例えば、図3(b)に示すように、14時の屋外の気温を測定して季節を判別し、その季節に合った色温度の制御方法を実行するとしてもよい。
次に、本実施の形態にかかる点灯出力制御回路130による色温度制御方法について説明する。図4は、実施の形態1に係る点灯出力制御回路130の動作を示すフローチャートである。
まず、照明装置1000に交流電源が供給され、点灯を開始する。
S110において、点灯出力制御回路130は、時計140がカウントしている現在時刻530が特定時間帯510(例えば、10時〜15時の間)であるか否かを処理装置により判定する。
現在時刻530が特定時間帯510であると点灯出力制御回路130が判断すると(S110にてYes)、点灯出力制御回路130は、LEDモジュール200が発する光の色温度が特定の色温度(色温度基準値172)(例えば、4500K)となるように、直流電源a110が出力する電流値Aaと直流電源b120が出力する電流値Abとを処理装置により決定する。
点灯出力制御回路130は、例えば、LEDモジュール200の色温度と、LEDモジュール200が当該色温度を実現するための直流電源a110及び直流電源b120の出力する電流値Aa,Abとを対応付けた色温度対応電流値テーブルを記憶部150に記憶しているものとする。点灯出力制御回路130は、例えば、LEDモジュール200を4500Kの色温度にする場合には、4500Kの色温度に対応する直流電源a110の電流値Aaと直流電源b120の電流値Abとを記憶部150に記憶された色温度対応電流値テーブルから取得する。点灯出力制御回路130は、例えば、上記のような処理にて電流値Aaと電流値Abとを決定する。
点灯出力制御回路130は、直流電源a110に電流値Aaを出力させるための調光指令a131と直流電源b120に電流値Abを出力させるための調光指令b132とを生成する。点灯出力制御回路130は、生成した調光指令a131と調光指令b132とをそれぞれ直流電源a110と直流電源b120とに出力する。
S112において、点灯出力制御回路130は、時計140がカウントする現在時刻530が特定時間(例えば、14時)となったとき、外気温度検知素子300が検知する外気温度を基準温度171として基準温度記憶部161により記憶する。
点灯出力制御回路130が現在時刻530が特定時間帯510ではないと判断すると(S110にてNo)、点灯出力制御回路130は、基準温度記憶部161により記憶されている基準温度171を読み出す。つまり、点灯出力制御回路130は、現在時刻530が14時より前の場合、読み出した基準温度171は前日の14時のときの外気温度であり、現在時刻530が14時以降の場合は、読み出した基準温度171は当日の14時のときの外気温度となる。上述したように、点灯出力制御回路130は、現在時刻530が特定時間帯510以外の場合は、読み出した基準温度171を用いてLEDモジュール200の色温度を制御する処理を実行する。
S114において、点灯出力制御回路130は、色温度制御情報記憶部160により記憶された色温度制御情報180(色温度制御関数テーブル)から、基準温度171に対応する色温度制御関数を選択する。
ここで、色温度制御情報180(色温度制御関数テーブル)の構成について説明する。図5は、実施の形態1に係る色温度制御情報180(色温度制御関数テーブル)に含まれる色温度制御関数(1)181〜色温度制御関数(4)184を示すグラフである。図6は、実施の形態1に係る色温度制御情報180(色温度制御関数テーブル)に含まれる色温度制御関数(1)181〜色温度制御関数(4)184に設定される具体的な値及び実温度と補正後の色温度の値を示す図である。図5及び図6を用いて、色温度制御情報180(色温度制御関数テーブル)の構成及び設定値について説明する。
色温度制御情報記憶部160により記憶された色温度制御情報180(色温度情報)は、複数の温度範囲それぞれに対応した複数(4つ)の色温度制御関数(色温度制御関数(1)181〜色温度制御関数(4)184)(温度範囲別色温度情報)である。点灯出力制御回路130(色温度制御部)は、複数(4つ)の色温度制御関数(色温度制御関数(1)181〜色温度制御関数(4)184)の中から、基準温度171の属する温度範囲に対応する色温度制御関数を選択する。点灯出力制御回路130は、選択した色温度制御関数を用いてLEDモジュール200の色温度を制御する。
図5及び図6に示すように、色温度制御情報180は、例えば、基準温度171(記録した外気温)が30℃以上の温度範囲に対して色温度制御関数(1)181を対応付け、基準温度171が20℃以上30℃未満の温度範囲に対して色温度制御関数(2)182を対応付け、基準温度171が10℃以上20℃未満の温度範囲に対して色温度制御関数(3)183を対応付け、基準温度171が10℃未満の温度範囲に対して色温度制御関数(4)184を対応付けた情報である。
図5に示すように、色温度制御情報180(色温度制御関数(1)181〜色温度制御関数(4)184)は、基準温度171と現在の外気温との温度差190に対して、色温度基準値172(4500K)からの色温度差(すなわち、色温度補正値191)を対応付けた関数である。
色温度制御関数(1)181は、外気温度が30℃以上のときの温度差190と色温度補正値191とを対応付けを示すグラフとなる。「外気温度が30℃以上」とは、一般的には人が暑く感じる温度範囲である。そのため、色温度制御システム1100は、照明装置1000の照明で演出される建物内などを視覚的な涼しさを訴求するように、色温度基準値172の色温度に対して色温度を高く補正する正の色温度補正値191を持つ(ただし、温度差190(差分外気温度)が−6℃以上のとき)。
図6に示す実温度及び実色温度(点線で囲んだ情報)は、色温度制御関数(1)181を用いてLEDモジュール200の色温度を補正した場合の外気の実温度とLEDモジュール200の実色温度との対応を示している。この実温度及び実色温度の情報は、補正後の結果を簡単のために記載したものであり、色温度制御関数(1)181には含まれていない情報である。
色温度制御関数(2)182は、外気温度が20℃以上30℃未満のときの、温度差190と色温度補正値191との対応付けを示すグラフとなる。「外気温度が20℃以上30℃未満」は、一般的には人が快適に感じる温度範囲にある。したがって、温度差190の値が0近傍では色温度基準値172の色温度に対して色温度を変更しないような色温度補正値192を持つ(但し、温度差190(差分外気温度)が−2℃以上6℃以下のとき)。
図5に示す実温度及び実色温度(点線で囲んだ情報)は、色温度制御関数(2)182を用いてLEDモジュール200の色温度を制御した場合の外気の実温度とLEDモジュール200の実色温度との対応を示している。この実温度及び実色温度の情報は、補正後の結果を簡単のために記載したものであり、色温度制御関数(2)182には含まれていない情報である。
色温度制御関数(2)182は、色温度制御関数(1)181と比較すると、色温度制御関数(1)181よりやや色温度が低め(やや暖色系)となるように色温度補正値191が設定されている。
色温度制御関数(3)183は、外気温度が10℃以上20℃未満のときの、温度差190と色温度補正値191との対応付けを示すグラフとなる。「外気温度が10℃以上20℃未満」は、一般的に人が肌寒く感じる温度範囲にある。したがって、照明装置1000の照明で演出される建物内などを視覚的な温かみを訴求するように、色温度基準値172の色温度に対して色温度を低くする負の色温度補正値191を持つ(但し、温度差190が16℃以下のとき)。
図5に示す実温度及び実色温度(点線で囲んだ情報)は、色温度制御関数(3)183を用いてLEDモジュール200の色温度を制御した場合の外気の実温度とLEDモジュール200の実色温度との対応を示している。この実温度及び実色温度の情報は、補正後の結果を簡単のために記載したものであり、色温度制御関数(3)183には含まれていない情報である。
色温度制御関数(4)184は、外気温度が10℃未満のときの、温度差190と色温度補正値191との対応付けを示すグラフとなる。「外気温度が10℃未満」は、一般的に人が寒く感じる温度範囲にある。したがって、照明装置1000の照明で演出される建物内などを視覚的な温かみをより訴求するように、色温度基準値172の色温度に対して色温度を色温度制御関数(3)183の場合よりも低くする負の色温度補正値を持つ。
図5に示す実温度及び実色温度(点線で囲んだ情報)は、色温度制御関数(4)184を用いてLEDモジュール200の色温度を制御した場合の外気の実温度とLEDモジュール200の実色温度との対応を示している。この実温度及び実色温度の情報は、補正後の結果を簡単のために記載したものであり、色温度制御関数(4)184には含まれていない情報である。
以上のように、本実施の形態では、同じ実温度であっても、暑い日(夏)には色温度を高くして涼しげに照明を演出し、寒い日(冬)には色温度を低くして照明を暖かく演出するような色温度制御情報180(色温度制御関数(1)181〜色温度制御関数(4)184)を設定している。
図4に戻り、点灯出力制御回路130の動作の説明を続ける。以下では、基準温度171が30℃であり外気温(実温度)が36℃の場合について具体的に説明する。
S114において、点灯出力制御回路130は、基準温度171(30℃)に基づいて、色温度制御情報180から色温度制御関数(1)181を選択する。
S115において、点灯出力制御回路130は、現在の外気温540を外気温度検知素子300から入力して記憶装置に記憶する。点灯出力制御回路130は、処理装置により、現在の外気温540と基準温度171との差分を計算し、計算結果を温度差190として記憶装置に記憶する。
具体的には、点灯出力制御回路130は、外気温度検知素子300より現在の外気温36℃を入力し、記憶部150から基準温度30℃を読み出す。点灯出力制御回路130は、処理装置により、温度差=36℃−30℃=6℃を算出する。
S116において、点灯出力制御回路130は、処理装置により、S114にて選択した色温度制御関数に対し、S115において算出した温度差190を代入し、色温度補正値191を算出(取得)する。
具体的には、点灯出力制御回路130は、色温度制御関数(1)181を用いて温度差6℃に対応する色温度補正値1500Kを取得する。
S117において、点灯出力制御回路130は、処理装置により、記憶装置に記憶されている色温度基準値172にS116にて取得した色温度補正値191を加算する。点灯出力制御回路130は、加算して得た補正後色温度をLEDモジュール200の色温度とする。
具体的には、点灯出力制御回路130は、色温度基準値4500Kに、取得した色温度補正値1500Kを加算して得た色温度6000KをLEDモジュール200の色温度とする。
S118において、点灯出力制御回路130は、処理装置により、LEDモジュール200がS117にて算出した補正後色温度となるように、調光指令a131と調光指令b132とを生成する。
具体的には、点灯出力制御回路130は、LEDモジュール200が発する光の色温度がS117にて算出した補正後色温度6000Kとなるような電流値Aaと電流値Abとを処理装置により取得する。
点灯出力制御回路130は、LEDモジュール200を6000Kの色温度にする場合には、6000Kの色温度に対応する直流電源a110の電流値Aaと直流電源b120の電流値Abとを上述した色温度対応電流値テーブルから取得する。
点灯出力制御回路130は、直流電源a110に電流値Aaを出力させるための調光指令a131と直流電源b120に電流値Abを出力させるための調光指令b132とを生成する。点灯出力制御回路130は、生成した調光指令a131と調光指令b132とをそれぞれ直流電源a110と直流電源b120とに出力する。
以上で、照明装置1000における点灯出力制御回路130の色温度制御方法についての説明を終わる。
図7は、外気温度(実温度)と色温度補正されたLEDモジュール200の色温度(実色温度)との関係を色温度制御関数別に示した外気温度における色温度特性図である。図8は、各色温度制御関数における具体的な温度変化と色温度変化の一例を示すグラフである。図9は、図8に示されたグラフの具体的な値を表にまとめたものである。
以上のように本実施の形態にかかる色温度制御システム1100によれば、実際の気候、外気温に合わせて、色温度制御をするため、暑いときは涼しげに演出し、寒いときは暖かく感じるように演出できるため、過剰な空調を避けることができ、電気使用量を抑え省エネに貢献することができる。また、照明空間の色合いを一番演出しなければならないときには、それにあった照明をすることもできる。
以上のように本実施の形態にかかる色温度制御システム1100によれば、照明装置1000が温度差190(14時時点での外気温度(基準温度171)と、現在の外気温540との差分)に基づいて、照明装置1000(LEDモジュール200)が発する色温度を調整する。これにより、図7〜図9に示すように、照明装置1000は、特定時間帯510(例えば、10時〜15時)を除いて、季節(気候)に応じた色温度制御ができる。したがって、本実施の形態にかかる色温度制御システム1100は、特定時間帯510(例えば、10時〜15時)以外は、季節(気候)かつ外気温に応じた色温度に照明装置1000を制御することにより、人に不快を感じさせず、空調による過剰な温度制御を抑えることができ、省エネ効果を発揮できる。
本実施の形態にかかる色温度制御システム1100では、例えば、特定時間帯510を0時間(例えば、14時から14時)とすることにより、一日中、季節(気候)かつ外気温に応じた色温度に照明装置1000を制御することもできる。
また、本実施の形態にかかる色温度制御システム1100では、特定時間帯510は色温度基準値172に照明を制御するものとし、特定時間帯510に測定した特定時間(例えば、14時)の外気温度を基準温度171として基準温度記憶部161により記憶装置に記憶する。そして、特定時間帯510以外では、基準温度171(記憶部に記憶した外気温度)と現在の外気温540との温度差190により、色温度を調整しているので、「基準温度171が書き換えられることによって突然色温度が変わり利用者に違和感が生じる」という不具合を防止することができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、色温度制御システム1100(照明装置1000)が14時の外気温度を基準温度171として色温度制御する場合について説明した。本実施の形態では、色温度制御システム1100(照明装置1000)が、一日のうちで気温が最高になったときの外気温度を基準温度171として色温度制御する場合について説明する。
図10は、実施の形態2に係る点灯出力制御回路の動作を示すフローチャートである。図10において、図4と同様の動作には同一の符号を付し、その説明を省略する。図10において、S110〜S111の処理及びS113〜S118の処理は図4と同様の処理である。
点灯出力制御回路130は、時計140がカウントする現在時刻530が特定時間帯510(例えば、10時〜15時)であるかを判別する(S110)。時計140がカウントする現在時刻530が特定時間帯510であるとき(S110でYes)、点灯出力制御回路130は、直流電源a110及び直流電源b120を制御して、LEDモジュール200が発する光の色温度を色温度基準値172(例えば、4500K)となるように調整する。
S212において、点灯出力制御回路130は、外気温度検知素子300により外気温を測定する。
S213において、点灯出力制御回路130は、処理装置により、特定時間帯510になってから最初の外気温の測定であったか否かを判定する。点灯出力制御回路130は、最初の外気温の測定であると判定した場合は(S213においてYes)、測定した外気温を基準温度171として記憶装置に記憶する。
点灯出力制御回路130は、最初の外気温の測定ではないと判定した場合は(S213においてNo)、すなわち、特定時間帯510になってから2回目以降の外気温の測定であった場合は、点灯出力制御回路130は、測定した外気温が基準温度171より高いか否かを処理装置により判別する(S214)。基準温度171よりも測定した外気温が高い場合は(S214でYes)、点灯出力制御回路130は、測定した外気温を基準温度171として記憶装置に記憶し、基準温度171を更新する(S215)。基準温度171よりも測定した外気温が高くない(低い)場合は(S214でNo)、点灯出力制御回路130は、測定した外気温を記憶装置に記憶しない。
あるいは、点灯出力制御回路130は、S214において、測定した外気温が前回の測定時の外気温よりも高いか否かを処理装置により判別してもよい。点灯出力制御回路130は、測定した外気温が前回の測定時よりも高い場合は、基準温度171として記憶装置に記憶し、測定した外気温が前回の測定時よりも高くない(低い)場合は、記憶装置に記憶しない。
本実施の形態の色温度制御システム1100によれば、点灯出力制御回路130は、最高になったときの当日の外気温度を基準温度171として特定することができる。点灯出力制御回路130が上述した動作をしても、実施の形態1と同様の作用効果が得られる。
なお、本実施の形態では、時計140を点灯出力制御回路130に備える場合について説明したが、点灯用電源装置100の外部からパーソナルコンピューターを通したり、標準電波を受信したりすることによって、点灯用電源装置100の外部から時刻情報を取得してもよい。
実施の形態3.
実施の形態1〜2では、屋外の状況を判断する要素として、外気温度検知素子300により測定された外気温を用いていた。本実施の形態では、屋外の状況を判断する要素として、さらに、屋外の湿度、日照量を用いる方式について説明する。
本実施の形態における色温度制御システム1100の構成は、実施の形態1の図1に示す構成と同様である。本実施の形態における色温度制御システム1100は、特定時間帯510(例えば、10時から15時)の間の色温度を固定とせず可変とする。また、本実施の形態における色温度制御システム1100は、外気温度、屋外の湿度、日照量をモニターすることにより、屋外の気候、天候をよりきめ細かく把握する。
図11は、実施の形態3に係る色温度制御システム1100(照明装置1000)の機能ブロックを示す機能ブロック図である。本実施の形態において、実施の形態1及び2と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
色温度制御システム1100は、図1の構成に加えて、太陽光を受光する太陽光パネル400(日照量検知素子ともいう)と、屋外の湿度を検知する外気湿度センサー500とを備える。
色温度制御情報記憶部160により記憶装置に記憶された色温度制御情報180は、色温度制御関数(外気温)185、色温度制御関数(湿度)186、色温度制御関数(日照量)187を備える。色温度制御関数(外気温)185、色温度制御関数(湿度)186、色温度制御関数(日照量)187の構成については後述する。
点灯出力制御回路130は、外気温度検知素子300と太陽光パネル400と外気湿度センサー500とが検知した情報(外気温、日照量、外気湿度)と、時計140が計時する時刻とをモニターする。点灯出力制御回路130は、モニターした情報(外気温、日照量、外気湿度)に基づいて、LEDモジュール200の備える色温度の低いLEDa210と色温度の高いLEDb220の点灯出力をそれぞれ制御する。
色温度制御システム1100は、まず、例えば外気温25℃、湿度60%、春の晴天時の12時の日照量を基準とする。そして、色温度制御システム1100は、基準の場合の色温度を例えば4500K(色温度基準値172)とする。色温度制御システム1100は、モニターした外気温度及び屋外の湿度及び日照量データと、色温度制御情報180(色温度制御関数(外気温)185、色温度制御関数(湿度)186、色温度制御関数(日照量)187)とを用いて、色温度基準値172(4500K)に対する補正値を算出し、算出した補正値により色温度基準値172(4500K)を補正して、LEDモジュール200の色温度を決定する。
図12は、実施の形態3における色温度制御関数を示すグラフであり、(a)色温度制御関数(外気温)185を示すグラフ、(b)色温度制御関数(湿度)186を示すグラフ、(c)色温度制御関数(日照量)187を示すグラフである。図13は、図12の色温度制御関数を具体的に数値により表にしたものである。
図12(a)に示すように、色温度制御関数(外気温)185は、外気温に対して色温度補正値(外気温)195を対応付けた関数である。色温度制御関数(外気温)185は、外気温25℃を基準としているので、25℃近傍の外気温に対しては色温度補正値(外気温)195「0」を対応付けている。
外気温に連動する色温度補正値(外気温)195の算出方法として、実施の形態1あるいは実施の形態2で説明した方式を適応してもよい。この場合はよりきめ細やかな色温度補正値(外気温)195を得ることができる。
図12(b)に示すように、色温度制御関数(湿度)186は、湿度に対して色温度補正値(湿度)196を対応付けた関数である。色温度制御関数(湿度)186は、屋外の湿度60%を基準としているので、屋外の湿度60%近傍に対しては色温度補正値(湿度)196を「0」と対応付けている。
図12(c)に示すように、色温度制御関数(日照量)187は、日照量に対して色温度補正値(日照量)197を対応付けた関数である。色温度制御関数(日照量)187は、春の晴天時の12時の日照量を基準としているので、春の晴天時の12時の日照量近傍に対しては色温度補正値(日照量)197を「0」と対応付けている。
色温度制御システム1100の点灯出力制御回路130は、計測した外気温、湿度、日照量を、それぞれ色温度制御関数(外気温)185、色温度制御関数(湿度)186、色温度制御関数(日照量)187に代入して、色温度補正値(外気温)195、色温度補正値(湿度)196、色温度補正値(日照量)197を算出する。色温度制御システム1100の点灯出力制御回路130は、算出した色温度補正値(外気温)195、色温度補正値(湿度)196、色温度補正値(日照量)197を色温度基準値172に加算して、LEDモジュール200の色温度を決定する。
図14は、実施の形態3における点灯出力制御回路130の動作を示すフローチャートである。本実施の形態では、点灯出力制御回路130は、点灯開始時に、例えば、色温度基準値172の色温度である4500Kで点灯を開始する。
S310において、点灯出力制御回路130は、外気温度検知素子300により外気温度を取得する。点灯出力制御回路130は、取得した外気温を色温度制御関数(外気温)185に代入し、取得した外気温に対応する色温度補正値(外気温)195を算出(導出)する(S311)。点灯出力制御回路130は、算出した色温度補正値(外気温)195を、「制御色温度1」とする。
S312において、点灯出力制御回路130は、色温度基準値172(4500K)に「制御色温度1」を加算し、色温度(外気温を元に補正された色温度)を導出する。点灯出力制御回路130は、導出した色温度(外気温を元に補正された色温度)を「制御結果1」として記憶装置に記憶する。
S313において、点灯出力制御回路130は、外気湿度センサー500により屋外の湿度を取得する。点灯出力制御回路130は、取得した屋外の湿度を色温度制御関数(湿度)186に代入し、取得した屋外の湿度に対応する色温度補正値(湿度)196を導出する(S314)。点灯出力制御回路130は、導出した色温度補正値(湿度)196を、「制御色温度2」として記憶装置に記憶する。
S315において、点灯出力制御回路130は、S312にて記憶した「制御結果1」に、S314にて導出した「制御色温度2」を加算し、色温度(外気温及び屋外の湿度を元に補正した色温度)を導出する。点灯出力制御回路130は、導出した色温度(外気温及び屋外の湿度を元に補正された色温度)を「制御結果2」として記憶装置に記憶する。
S316において、点灯出力制御回路130は、太陽光パネル400により日照量を取得する。点灯出力制御回路130は、取得した日照量を色温度制御関数(日照量)187に代入し、取得した日照量に対応する色温度補正値(日照量)197を導出する(S317)。点灯出力制御回路130は、導出した色温度補正値(日照量)197を、「制御色温度3」として記憶装置に記憶する。
S318において、点灯出力制御回路130は、S315にて記憶した「制御結果2」に、S316にて導出した「制御色温度3」を加算し、色温度(外気温及び屋外の湿度及び日照量を元に補正した色温度)を導出する。点灯出力制御回路130は、導出した色温度(外気温及び屋外の湿度及び日照量を元に補正された色温度)を「制御結果3」として記憶装置に記憶する。
S319において、点灯出力制御回路130は、「制御結果3」をLEDモジュール200の補正後色温度とする。点灯出力制御回路130は、照明装置1000(LEDモジュール200)の補正後色温度が「制御結果3」となるように、直流電源a110及び直流電源b120を制御する。
なお、本実施の形態では、点灯出力制御回路130は、外気温度、湿度、日照量の順に計測して色温度補正を実行しているが、計測の順番、補正の順番は、他の順番でもよい。
図15〜図17は、実施の形態3に係る点灯出力制御回路の動作の結果得られた一日の色温度変化と外気温・湿度・日照量の変化との例を示す図である。図18は、図15のグラフを具体的な数値で示した表である。
図15(a−1)(a−2)は、ある夏の日(晴)の一日の色温度変化と外気温・湿度・日照量の変化を示している。図15(b−1)(b−2)は、ある夏の日(終日雨)の一日の色温度変化と外気温・湿度・日照量の変化を示している。図15に示すように、同じ季節(夏)の日であっても、外気温・湿度・日照量により色温度をきめ細かく補正しているので、天候の違いを考慮した色温度に制御することができる。
図16(c−1)(c−2)は、ある春の日(晴れ、かつ真夏日)の一日の色温度変化と外気温・湿度・日照量の変化を示している。図16(d−1)(d−2)は、ある春の日(終日雨)の一日の色温度変化と外気温・湿度・日照量の変化を示している。図16に示すように、同じ季節(春)の日であっても、外気温・湿度・日照量により色温度をきめ細かく補正しているので、天候の違いを考慮した色温度に制御することができる。
図17(e−1)(e−2)は、ある冬の日(晴)の一日の色温度変化と外気温・湿度・日照量の変化を示している。図17に示すように、外気温・湿度・日照量により色温度をきめ細かく補正しているので、天候の違いを考慮した色温度に制御することができる。
なお、本実施の形態においても、色温度制御システム1100は、実施の形態1のように特定時間帯(例えば、10時〜15時)は季節等を問わず照明装置1000(LEDモジュール200)を一定の色温度(例えば、色温度基準値172(4500K))に制御するとしてもよい。
また、屋外の環境状況(天候、気候等)を把握する手段の一つのとして、大気圧計を用い、大気圧計で気圧を計測し、計測した気圧を制御要素の一つとして色温度の制御を実行するとしてもよい。
本実施の形態に係る色温度制御システム1100は、色温度の違う光源を2種類以上組み込んだ照明装置1000を備える。照明装置1000は、それぞれの光源の出力を独立に制御でき、それにより色温度を可変に制御できる点灯用電源装置100を備える。照明装置1000は、さらに、外気温度検知素子300、外気湿度センサー500、太陽光パネル400などの日照量検知センサー、大気圧計、時計140などを備える。照明装置1000の点灯出力制御回路130は、外気温度検知素子300、外気湿度センサー500、太陽光パネル400などの日照量検知センサー、大気圧計、時計140により取得された情報に基づいて、2種類以上の光源の出力を個々に制御することによって、照明装置1000の発光する色温度を制御する。
本実施の形態に係る色温度制御システム1100は、特定の外気温度かつ特定の湿度かつ特定の気圧かつ特定の日照量のときの色温度を所定の色温度(例えば、色温度基準値172)とし、特定の外気温度、特定の湿度、特定の気圧、特定の日照量からの変動分を元に、所定の色温度(例えば、色温度基準値172)を補正し可変に変動させることを特徴とする。
本実施の形態に係る色温度制御システム1100によれば、屋外が暑いときは、湿度などの不快感や、屋外の日照量をもとに、適した涼しさを演出する色温度に照明装置1000を制御することができる。また、屋外が寒いときは、湿度などの不快感や、屋外の日照量をもとに、適した暖かさを演出する色温度に照明装置1000を制御することができる。したがって、本実施の形態に係る色温度制御システム1100によれば、人に不快感を与えずに空調設備による過剰な温度制御を抑えることができ、省エネ効果を発揮できる。
本実施の形態において、色温度補正値(外気温)195を求める方式として、実施の形態1〜2にて説明した点灯出力制御回路130の色温度制御方法を用いてもよい。実施の形態1〜2に係る点灯出力制御回路130の色温度制御方法では、色温度制御情報180の中から基準温度171に対応する色温度制御関数(181,182,183,184)を選択して、色温度補正値の算出に利用するので、よりきめ細やかな色温度補正値を得ることができる。
また、色温度補正値(湿度)196を求める方式としても、実施の形態1〜2にて説明した点灯出力制御回路130の色温度制御方法を適用してもよい。例えば、点灯出力制御回路130は、基準温度171に対応する基準湿度を記憶装置に記憶し、基準湿度の属する湿度範囲に応じた複数の色温度制御関数(湿度)を記憶装置に記憶する。色温度制御関数(湿度)は、基準湿度との湿度差と、色温度補正値とを対応付けた関数である。これにより、実施の形態1〜2にて説明した点灯出力制御回路130の色温度制御方法における「温度」を「湿度」に置き換えて、同様の方式で色温度補正値(湿度)196を求めることができる。
また、色温度補正値(日照量)197を求める方式としても、実施の形態1〜2にて説明した点灯出力制御回路130の色温度制御方法を適用してもよい。例えば、点灯出力制御回路130は、基準温度171に対応する基準日照量を記憶装置に記憶し、基準日照量の属する日照量範囲に応じた複数の色温度制御関数(日照量)を記憶装置に記憶する。色温度制御関数(日照量)は、基準日照量との日照量差と、色温度補正値とを対応付けた関数である。これにより、実施の形態1〜2にて説明した点灯出力制御回路130の色温度制御方法における「温度」を「日照量」に置き換えて、同様の方式で色温度補正値(日照量)197を求めることができる。
以上のように、実施の形態1〜3の色温度制御システム1100によれば、外気温・湿度・日照量・気圧等の屋外環境(天候)を含めて人の不快感を把握し、それに応じた色温度を演出することにより、人の不快感を避け、寒いときは暖かい照明を演出し、暑いときは涼しい照明を演出することにより、空調設備による過剰な温度制御を抑え、省エネ効果を生むことができる。
以上、実施の形態1〜3について説明したが、これらのうち、2つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、1つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、2つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。