(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも照明器具の仕様と照明器具の配置と観測位置とを指定する入力装置と、照明器具を微小磁気ダイポールとみなす電磁放射のモデルを用い入力装置で指定された照明器具の仕様に対応する磁気モーメントから観測位置における電磁波の強度を求める演算部と、演算部による演算結果を表示する表示装置とを備えることを特徴とする照明器具からの放射ノイズ空間分布予測システム。
【請求項２】
前記照明器具を微小磁気ダイポールとみなすときの磁気モーメントを照明器具の品番に対応付けて登録したデータベースを設け、前記入力装置では照明器具の品番の入力が可能であって、照明器具の品番が入力装置から入力されるとデータベースを参照して照明器具の仕様に対応する磁気モーメントが求められ、この磁気モーメントを演算部において電磁波の強度を求める演算に適用することを特徴とする請求項１記載の照明器具からの放射ノイズ空間分布予測システム。
【請求項３】
前記演算部では、前記照明器具が複数配列されているときに前記観測位置において各照明器具ごとに求めた電磁波の強度のうちの最大値と、前記観測位置においてすべての照明器具について電磁波の強度を合成した値との差が規定値を超えるときに、あらかじめ実測により得られている補正値を用いて前記最大値を補正した値を前記観測位置における電磁波の強度とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の照明器具からの放射ノイズ空間分布予測システム。
【請求項４】
前記演算部で求めた観測位置における電磁波の強度を前記表示装置に３次元グラフにより表示させる視覚化部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の照明器具からの放射ノイズ空間分布予測システム。
【請求項５】
コンピュータに、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の照明器具からの放射ノイズ空間分布予測システムを実行させるためのプログラム。
【請求項６】
請求項５記載のプログラムを記録した媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明器具からの放射ノイズ空間分布予測システム、そのプログラム、そのプログラムを記録した媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インバータ回路を用いて蛍光ランプを高周波で点灯させる照明器具が普及してきており、この種の照明器具ではスイッチング素子のスイッチングに伴って生じる高周波が電磁波として周囲空間に放射されることが知られている。一方、最近では電磁波による人体や各種機器への影響が問題になっており、照明器具を設置した空間においても照明器具から放射される電磁波の空間分布を知ることが要求されるようになってきている。このような電磁波の空間分布を知る方法としては、現状では実測が唯一の技術になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、照明器具から放射される電磁波を実測すれば空間分布を正確に知ることはできるものの、照明器具を施工してからでなければ電磁波の空間分布を実測することはできないから、あらかじめ電磁波の影響を考慮した照明器具の配置設計を行うことができないという問題がある。つまり、照明器具の施工後に電磁波の空間分布に不都合があったとしても、照明器具の配置を変更するのは容易ではないから、根本的な対策を行えないのが現状である。
【０００４】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、照明器具の施工前に照明器具から放射される電磁波の空間分布をあらかじめ予測することによって、電磁波による人体や機器への影響を考慮した照明器具の配置設計を可能とした照明器具からの放射ノイズ空間分布予測システム、そのプログラム、そのプログラムを記録した媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、少なくとも照明器具の仕様と照明器具の配置と観測位置とを指定する入力装置と、照明器具を微小磁気ダイポールとみなす電磁放射のモデルを用い入力装置で指定された照明器具の仕様に対応する磁気モーメントから観測位置における電磁波の強度を求める演算部と、演算部による演算結果を表示する表示装置とを備えるものである。この構成によれば、比較的簡単なモデルを用いて照明器具から放射される電磁波の強度を予測することができるから、照明器具を実際に施工していない状態で照明器具から放射される電磁波の強度の空間分布の傾向を知ることができ、電磁波による人体や機器への影響を考慮した照明器具の配置設計が可能になる。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記照明器具を微小磁気ダイポールとみなすときの磁気モーメントを照明器具の品番に対応付けて登録したデータベースを設け、前記入力装置では照明器具の品番の入力が可能であって、照明器具の品番が入力装置から入力されるとデータベースを参照して照明器具の仕様に対応する磁気モーメントが求められ、この磁気モーメントを演算部において電磁波の強度を求める演算に適用するものである。この構成によれば、入力装置から照明器具の仕様を入力しなくとも照明器具の品番を入力すれば、その照明器具に対応した磁気モーメントを演算部に与えることができるから、入力装置からの入力作業の手間を省くことができる。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記演算部では、前記照明器具が複数配列されているときに前記観測位置において各照明器具ごとに求めた電磁波の強度のうちの最大値と、前記観測位置においてすべての照明器具について電磁波の強度を合成した値との差が規定値を超えるときに、あらかじめ実測により得られている補正値を用いて前記最大値を補正した値を前記観測位置における電磁波の強度とするものである。この構成によれば、照明器具が複数配列されており、各観測位置では各照明器具から放射される電磁波が合成されることによって各観測位置での電磁波の強度を理論値として求めるのが困難な場合に、実測値を考慮した補正を行うことによって理論値から比較的簡単に実測値に近い値を得ることが可能になる。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記演算部で求めた観測位置における電磁波の強度を前記表示装置に３次元グラフにより表示させる視覚化部を備えるものである。この構成によれば、電磁波の分布強度を視覚で直感的に捉えることができる。
【０００９】
請求項５の発明は、コンピュータに、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の照明器具からの放射ノイズ空間分布予測システムを実行させるためのプログラムであり、請求項６の発明は、請求項５記載のプログラムを記録した媒体である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、以下に説明するモデルを用いて照明器具から放射される電磁波の空間分布をシミュレーションにより予測しようとするものである。一般に、放射電磁界を理論的に考察する際に、磁気モーメントが広く用いられている。すなわち、ｘｙ平面内の小面積ｄＳの周辺にフェーザ電流＜Ｉ＞が流れると（＜Ｉ＞は電流Ｉが時間とともに変化することを意味する）、このときの磁気モーメント（微小磁気ダイポールモーメント）＜ｄｍ＞は、＜ｄｍ＞＝＜Ｉ＞ｄＳであって、上述した小面積ｄＳの中心を原点とする球面座標系での位置（ｒ，θ，φ）における電界強度＜Ｅφ＞は数１で表されることが知られている。
【００１１】
【数１】
0003709788.tif 000002
【００１２】
ただし、ω＝２πｆ（ｆは周波数）、β0 は定数、ｊは虚数単位である。
【００１３】
しかして、照明器具から放射される電磁波について数１を適用するには、照明器具について磁気モーメントを決定すればよいことになる。ここに、照明器具からの電磁波の放射のシミュレーションを行うことを想定しており、照明器具は製品として仕様が確定しているものであるから、磁気モーメントは製品仕様によって規定することができる。たとえば、直管型の２灯の蛍光ランプを平行に配置し、かつ両蛍光ランプを直列接続して点灯させる形式の照明器具であれば、両蛍光ランプの一端間に放電灯点灯装置の出力端が接続され、両蛍光ランプの他端間が電気的に接続されることになる。したがって、ランプ電流は両蛍光ランプをループ状に流れることになり、このループの面積を数１におけるｄＳに当てはめ、ランプ電流を数１におけるフェーザ電流＜Ｉ＞に当てはめることができる。片口金の蛍光ランプや円環状の蛍光ランプにおいてもランプ電流がループ状に流れるから数１を適用することができる。なお、放電灯点灯装置は、一般にシールドケース内に収納されるから、放電灯点灯装置から外部に放射される電磁波は少なく、照明器具から放射される電磁波としてはランプおよび放電灯点灯装置とランプとの間のランプ線を考慮すればよいと言える。
【００１４】
ところで、数１から明らかなように、電界強度＜Ｅφ＞は位置（ｒ，θ，φ）および周波数ｆを特定しなければ決定することができない。一方、照明器具から放射される電磁波の空間分布として重要であるのは、照明器具が設置されている面から所定距離に位置する平面上での分布であって、照明器具は一般に天井面に配置されるから、天井面から処理距離の平面上での電磁波の強度についての空間分布を求めることが重要である。そこで、本実施形態では、照明器具の配置位置と、照明器具を設置している面から電磁波の強度を観測する平面までの距離と、観測する周波数ｆとを使用者が与えることにより、与えられた平面上の複数の観測位置（ｒ，θ，φ）で周波数ｆの電磁波の強度を数１によって求めるようにしてある。
【００１５】
さらに、本実施形態ではオフィス空間のように同仕様の複数の照明器具を規則的に配列していることを想定しており、各観測位置において各照明器具にそれぞれ数１を適用して求めた電磁波の強度を合成することによって、各観測位置での電磁波の強度を求めるようにしてある。ただし、複数の照明器具から放射される電磁波の強度を演算のみによって合成しても誤差が大きくなるから、各観測位置にもっとも近い１個の照明器具のみについて求めた電磁波の強度（つまり、各観測位置において各照明器具についてそれぞれ求めた電磁波の強度の最大値）に対して、合成した強度が規定値を超えるときには、実測値から求めた補正値により電磁波の強度を補正する。つまり、照明器具を各種条件で実際に設置したときの実測値をデータベース１３に蓄積しておき、必要に応じてデータベース１３を参照できるようにしてある。たとえば、２個の照明器具について電磁波の強度を合成したときに１個の照明器具での電磁波の強度に対して１ｄＢを超える変化が生じる場合、あるいは３個の照明器具について電磁波の強度を合成したときに１個の照明器具での電磁波の強度に対して８ｄＢを超える変化が生じる場合には、データベース１３に格納されている既知の実測値の中から、照明器具の仕様や配列のような前提となる条件が比較的近い実測値を選択し、数１を用いて求めた理論値に対して実測値に基づいた補正を加える。
【００１６】
照明器具の仕様にもよるが、本発明者らの実験によれば、２個の照明器具を横方向に連設したときの増加分は６ｄＢであり、縦方向に連設したときの増加分は１ｄＢであった。また、３個の照明器具を横方向に連設したときの増加分は８ｄＢであった。
【００１７】
以下では、本実施形態の構成および処理手順をさらに具体的に説明する。本実施形態は、制御理論の研究用に近年用いられている数値計算ツールを搭載したパーソナルコンピュータのようなコンピュータ装置を用いて実現されている。この数値計算ツールにより、図１に示すように、数１の演算を行う演算部１０ａと、演算部１０ａでの演算結果をＣＲＴのような表示装置１１にグラフ化して表示する視覚化部１０ｂとが実現される。上述したように数１の演算には、照明器具の配置と、観測位置（ｒ，θ，φ）を含む平面と、観測する周波数ｆとが必要であるから、これらの情報を入力するための入力装置１２も設けられる。
【００１８】
入力装置１２は、表示装置１１の画面上に図２に示す画面を表示して使用者に必要な情報の入力を促す。図示する画面の構成例は、直管型の２灯の蛍光ランプを平行に並べて配置しかつ両蛍光ランプを直列接続した複数の照明器具を天井面に規則的に配列している場合について、必要な情報を入力させるために設定されている。つまり、天井面には蛍光ランプの長手方向において中心線を一致させた形で照明器具を配列し、また蛍光ランプの幅方向において中心線を一致させた形で照明器具を配列しているものとする。要するに、照明器具はマトリクス状に配列されていることになる。以下では、蛍光ランプの長手方向を縦方向、幅方向を横方向として説明する。また、照明器具は縦方向および横方向において、それぞれ等間隔に配列されているものとする。このような構成は単純ではあるが、オフィス空間においては広く採用されている配置である。
【００１９】
上述した条件下において、電磁波の空間分布に関するシミュレーションを行おうとする使用者が演算部１０ａに与える条件としては、横方向および縦方向における照明器具の台数、横方向および縦方向における照明器具の配置間隔、電磁波の強度を観測する平面上での縦方向および横方向における観測位置の数、照明器具を配置した面（一般に天井面）からの観測位置までの距離、照明器具の仕様であるランプ電流および磁気モーメントを求めるためのループの面積、観測する周波数の１０種類の条件になる。つまり、図２に示す画面には、これらの１０種類の条件を入力するためのフィールドＦ１〜Ｆ１０がそれぞれ設けられる。なお、ランプ電流およびループの面積は照明器具の仕様によって決まるから、照明器具の品番と照明器具の仕様に応じた磁気モーメントとを対応付けたデータをデータベース１３に登録しておき、照明器具の品番を入力装置１２から与え、データベース１３を参照することによって照明器具の品番から磁気モーメントを求めるようにしてもよい。これらの条件を図２に示す画面を通して入力した後、図２に示す画面上に設けられた「実行」の釦Ｂ１を押す（たとえばマウスを用いてポインタを合わせクリックする）ことにより、演算部１０ａに必要なデータが与えられ、数１を適用するとともに、複数の照明器具についてそれぞれ求めた各観測位置での電磁波の強度が合成され、さらに必要に応じて合成値が補正されることによって、各観測位置での電磁波の強度が得られる。なお、各観測位置は、照明器具を配置した天井面から指定した距離に位置する平面であって天井面において照明器具が占有する領域の直下の平面上に等間隔で設定される。また、横方向および縦方向における観測位置の個数は上述したように図２の画面でフィールドＦ５，Ｆ６に入力される数値で決定される。
【００２０】
演算部１０ａでの演算結果は、表示装置１１に数値で表示したのではわかりにくいから、視覚化部１０ｂにおいて３次元グラフ化され表示装置１１に表示される。つまり、各観測位置での電磁波の強度が３次元グラフ化され、表示装置１１には図３のような画面が表示される。図３において縦軸は電磁波の強度（放射ノイズレベル）を示している。図３に示すような３次元グラフを用いて電磁波の空間分布を表示装置１１に表示することにより、電磁波の分布の状態を直感的に把握することが可能になる。このように照明器具から放射される電磁波の空間分布を直感的に把握できるようにしていることによって、電磁波を考慮した照明器具の配置設計を支援するのはもちろんのこと、照明器具の施工や販売の際の営業活動において、照明器具の配置に伴う電磁波の影響について顧客から質問を受けたとしても即時に視覚的に示すことができ、顧客に信頼感を与えることができる。すなわち、営業活動を支援することが可能になる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、少なくとも照明器具の仕様と照明器具の配置と観測位置とを指定する入力装置と、照明器具を微小磁気ダイポールとみなす電磁放射のモデルを用い入力装置で指定された照明器具の仕様に対応する磁気モーメントから観測位置における電磁波の強度を求める演算部と、演算部による演算結果を表示する表示装置とを備えるものであり、比較的簡単なモデルを用いて照明器具から放射される電磁波の強度を予測することができるから、照明器具を実際に施工していない状態で照明器具から放射される電磁波の強度の空間分布の傾向を知ることができ、電磁波による人体や機器への影響を考慮した照明器具の配置設計が可能になる。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記照明器具を微小磁気ダイポールとみなすときの磁気モーメントを照明器具の品番に対応付けて登録したデータベースを設け、前記入力装置では照明器具の品番の入力が可能であって、照明器具の品番が入力装置から入力されるとデータベースを参照して照明器具の仕様に対応する磁気モーメントが求められ、この磁気モーメントを演算部において電磁波の強度を求める演算に適用するものであり、入力装置から照明器具の仕様を入力しなくとも照明器具の品番を入力すれば、その照明器具に対応した磁気モーメントを演算部に与えることができるから、入力装置からの入力作業の手間を省くことができる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記演算部では、前記照明器具が複数配列されているときに前記観測位置において各照明器具ごとに求めた電磁波の強度のうちの最大値と、前記観測位置においてすべての照明器具について電磁波の強度を合成した値との差が規定値を超えるときに、あらかじめ実測により得られている補正値を用いて前記最大値を補正した値を前記観測位置における電磁波の強度とするものであり、照明器具が複数配列されており、各観測位置では各照明器具から放射される電磁波が合成されることによって各観測位置での電磁波の強度を理論値として求めるのが困難な場合に、実測値を考慮した補正を行うことによって理論値から比較的簡単に実測値に近い値を得ることが可能になる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記演算部で求めた観測位置における電磁波の強度を前記表示装置に３次元グラフにより表示させる視覚化部を備えるものであり、電磁波の分布強度を視覚で直感的に捉えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上における入力画面を示す図である。
【図３】同上における表示例を示す図である。
【符号の説明】
１０ａ  演算部
１０ｂ  視覚化部
１１  表示装置
１２  入力装置
１３  データベース
【図１】
0003709788.tif 000003
【図２】
0003709788.tif 000004
【図３】
0003709788.tif 000005