(57)【要約】【課題】  省エネ型照明器具を使用して、天窓のような自然な光の変化を実現するとともに、生体リズムにあった色で照明する擬似的な天窓を提供する。【解決手段】  晴天天窓ランプは、商用電源の供給を受け、その内部にマイコンを備える本体制御部３が日の出と日の入りの時刻を算出することによって、日の出と日の入りを検知するためのセンサーを必要とせず、ＬＥＤまたは有機ＥＬを使用する省エネ型照明器具４に供給する電力を適切に調整することで、昼と夜の照明の明るさと色を切り換えるだけでなく、朝方と夕方の連続的に変化する空のイメージを再現する。【選択図】図１
2015106515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを使用する場合は、明るさを調整できる昼白色ＬＥＤ及び電球色ＬＥＤを備える照明器具と、前記照明器具の昼白色ＬＥＤ及び電球色ＬＥＤの出力を各々独立して制御できる調光器と、年間の各地の太陽の出入りに関するデータを保持するデータ保持部と、このデータ保持部のデータを基にして当日の日の出と日の入り時刻を特定する日の出日の入り時刻特定部と、時間とともに変化する明るさと色を計算する色調・光量計算部と、この計算された明るさと色に従って制御する前記調光器を有することを特徴とする晴天天窓ランプ。
【請求項２】
有機ＥＬを使用する場合は、明るさを調整でき、色を空色から電球色に変えられる有機ＥＬを備える照明器具と、その明るさと色を調整できる調光器が、請求項１と異なるだけで、そのほかは同じ動作をすることを特徴とする晴天天窓ランプ。
【請求項３】
照明器具にＬＥＤを使用する場合では、省エネより色調を重視するときには、昼白色ＬＥＤのプラスチックモールドを透明から空色に変えるなどの空色フィルタを用いることで、空色の照明にすることを特徴とする晴天天窓ランプ。
【請求項４】
夜間をあらかじめ設定した就寝時刻Ｔbで宵と深夜に分割し、深夜はそれにふさわしい薄明かり（２ルックス程度）とし、宵は若干明るく（１０ルックス程度）照明し、屋内照明に慣れた眼でも辺りを見えるようにすることを特徴とする晴天天窓ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、照明器具を使用して擬似的な天窓を実現し、あわせて夜間の照明も行う屋内照明に関する。
【背景技術】
【０００２】
廊下など窓のない屋内において、採光機能を補完するために種々の技術が開発されてきた。
【０００３】
光ダクトを用いることで、屋根から任意の部屋などに導き、採光を得ようとするものがある。（例えば特許文献１）
【０００４】
太陽電池を屋根に設置し、その電力をＬＥＤランプに接続して、自然光に追従することで擬似的な天窓を実現するものもある。（例えば特許文献２）
【０００５】
天窓とは異なるが街路灯において、その点灯制御をマイコンを使用して昼夜を正確に判断することにより、天候に左右されない正確な点灯制御を実現しているものもある。（例えば特許文献３）
【０００６】
屋内照明の分野において、生体リズムに合わせることを目的に、昼間、夜間、深夜の時間帯に分けて、色を変えて照明するものもある。（例えば特許文献４）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１７６６０６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０８４９４号公報
【特許文献３】特開２０１２−０９４２７３号公報
【特許文献４】特開２００９−０８０９８０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】国立天文台編集「理科年表  平成２４年」丸善出版  ２０１２年
【非特許文献２】大阪市立科学館学芸課編集  「こよみハンドブック2006.4〜2008.4」  大阪市立科学館  ２００６年
【非特許文献３】日本工業標準調査会  ＪＩＳＺ９１１０  照明基準総則  ２０１０年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
光ダクトを使用する天窓は、屋根直下の部屋や廊下などにしか使えず、屋根裏に大きなスペースを要することから大がかりな工事を伴い、設計の自由度と費用の点で問題がある。
【００１０】
また、太陽電池を使用するものは、その発電量に応じてＬＥＤ照明の明るさを比例的に変化させることができるとしているが、太陽電池の設置する方角によって影響を受け、更に太陽光パネルへの太陽光線の照射角度が浅くなる朝夕時には発電量が大きく落ち込むなどの問題がある。
【００１１】
マイコンの使用により昼夜を正確に判断することは、既に街路灯に応用されているが、これは昼夜を切り分けているだけで、日の出と日の入りの時間帯において、照明の明るさと色の連続的に変化させることを想定していない問題がある。
【００１２】
生体リズムに合わせて照明色を変える照明装置は既に存在するが、単にタイマによる昼夜間の切り替えをするだけであり、日の長さに合わせて色の切り換え時刻を変えることを想定していない問題がある。
【００１３】
そこで本発明は、設置の自由度が高く、照明時間と明るさを天窓に似せて制御するとともに生体リズムに合った照明色とする青空天窓ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項目１に記載の青空天窓ランプ１は、ＬＥＤを使用する場合において、明るさを調整できる昼白色ＬＥＤ１２及び電球色ＬＥＤ１３を備える省エネ型照明器具４と、その昼白色ＬＥＤ１２及び電球色ＬＥＤ１３の出力を各々独立して調整できる調光器１１と、年間の各地の太陽の出入りに関するデータを保持するデータ保持部７と、このデータ保持部７のデータを基にして当日の日の出と日の入り時刻を特定する日の出日の入り時刻特定部６と、時間とともに変化する明るさと色を計算する色調・光量計算部９と、この計算された明るさと色に従って制御する前記調光器１１を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項目２に記載の青空天窓ランプ１は、有機ＥＬ１６を使用する場合において、明るさと、色を空色から電球色に変えられる有機ＥＬを備える省エネ型照明器具４と、その出力と色を調整できる調光器１１が、請求項１と異なるだけで、そのほかは同じ動作をすることを特徴とする。
【００１６】
請求項目３に記載の青空天窓ランプ１は、省エネ型照明器具４にＬＥＤを使用する場合において、省エネ性能より色調を重視するとき、昼白色ＬＥＤ１２のプラスチックモールドを透明から空色に変えるなどで、空色の照明にすることを特徴とする。
【００１７】
請求項目４に記載の青空天窓ランプ１は、夜間をあらかじめ設定した就寝時刻Ｔbで宵と深夜に分割し、深夜はそれにふさわしい薄明かり（２ルックス程度）とし、宵は若干明るく（１０ルックス程度）照明し、屋内照明に慣れた眼でも辺りを見えるようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項目１に記載の青空天窓ランプによると、季節を問わず、計算によって求められた日の出から日の入りまで、あらかじめ指定する明るさ以上で確実に屋内を照明することができる。
また、朝夕には、晴天時の屋外にあわせて、ＬＥＤの明るさを徐々に変化させることにより、省エネ型照明器具を単に入り切りするときの違和感をなくし、かつ導光板を使用することで面光源となり、より天窓に近い照明とすることができる。
更に、昼は昼光色ＬＥＤ、夜は電球色ＬＥＤと切り換えて使用することにより、生体リズムに合わせられる。
【００１９】
請求項目２に記載の青空天窓ランプによると、有機ＥＬを使用した場合もＬＥＤを使用した場合と同等の効果を期待できる。そして、有機ＥＬの場合には、多様な色を発光することと、面発光であることから、システム構成をシンプルにできる。一方、有機ＥＬの欠点として、省エネ効果が劣ることと費用がかさむことである。
【００２０】
請求項目３に記載の青空天窓ランプによると、光源に昼白色ＬＥＤを使う場合にあっても、空色のプラスチックモールド使用するなどの色変換フィルタを用いることで、天窓と同じ色調での照明が可能となり、より天窓に近い照明とすることができる。
【００２１】
請求項目４に記載の青空天窓ランプによると、宵の時間帯は１０ルックス程度で照明するので、ただ移動するだけの廊下のようなところであれば、屋内照明に慣れた眼にとっても十分な明るさとなり、照明の入り切りの手間が省ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、晴天天窓ランプ１の実施形態について、図１から図５を参照しつつ説明する。晴天天窓ランプ１は、主にマンションなどの居住用建物２に設置されるものであって、昼間に外光を取り入れることができない廊下等で、人工光でありながら天窓のような自然な光を感じさせるとともに、夜間は生体リズムにあった照明色とするものである。
【００２３】
晴天天窓ランプ１は、図１に示すように、建物２の外光の入らない廊下などに設置して、商用電源から電源供給を受け、本体制御部３と、それに繋がる省エネ型照明器具４で構成される。本体制御部３は、マイコン５とキー入力部８と調光器１１からなる。
【００２４】
マイコン５は、図２に示すように、日の出日の入り時刻特定部６、データ保持部７、色調・光量計算部９、時計部１０からなる。
【００２５】
日の出日の入り時刻特定部６は、理科年表（非特許文献１）の「各地の太陽の出入り推算表」にある下記の計算法を使用して、キー入力部８より入力された居住地での日の出と日の入り時刻を算出することを基本とする。ただ、Ｔo，Ｍ，Ｎ，ｎは大量の表データであるため、マイコンで処理しやすい近似式を用いても良い。
データ保持部７は、これらの大量の表データあるいは近似式のパラメータを保持する。
日の出の時刻(Ｔr)は、  Ｔr＝Ｔo＋ＭーＮ*ｎ
日の入りの時刻(Ｔs)は、Ｔs＝Ｔo＋Ｍ＋Ｎ*ｎ
Ｔo：毎日の東京の日の出または日の入りの時刻
Ｍ：居住地域の経度により変わる補正値
Ｎ：居住地域の緯度により変わる補正値
ｎ：１日の日の長さにより変わる係数
【００２６】
色調・光量計算部９は、日の出日の入り時刻特定部６からもたらされる日の出日の入り時刻に基づき、時計部１０の現在時刻に従った明るさと色の信号を調光器１１に送出する。
【００２７】
省エネ型照明器具４にＬＥＤを用いる場合、昼光色ＬＥＤ１２と電球色ＬＥＤ１３の２種類のＬＥＤを使用して、昼光色ＬＥＤ１２には空色フィルタ１４をかけて昼光色を空色に変えてから、電球色ＬＥＤ１３の光と導光板１５で合成し、廊下などを照明する。調光器１１は両者のＬＥＤをそれぞれ独立に調光することで、省エネ型照明器具４の色を変化させる。
一方、有機ＥＬ１６を用いる場合は、その発光をそのまま照明として使用する。調光器１１は、有機ＥＬ１６の色と明るさを制御する。
【００２８】
日の出と日の入り時刻の明るさは、こよみハンドブック2006.4〜2008.4（非特許文献２）の「照度と明るさの目安」によると３００ルックスと、屋内の一般的な明るさ（ＪＩＳＺ９１１０（非特許文献３）「表１７-住宅その１」によると１００ルックス）より十分明るい。よって、省エネ型照明器具４は、日の出から日の入りまでの昼間帯において、屋外の明るさに合わせるのではなく、屋内の照明基準に適合する明るさで照明することが適当である。
【００２９】
従って、日の出から日の入りまでの昼間帯での照明の明るさは、ＪＩＳＺ９１１０の照明基準に従った一定の明るさで照明することとし、その明るさは図４に示すように居住者があらかじめ指定する明るさＬに調整できるようにする。
しかし、実際の天窓は空の明るさに比例して屋内を照明するため、図５に示すように空の明るさに比例せずとも、それなりの変化を持たせることにより、天窓の雰囲気を持たせる方法もある。
前者は、省エネの視点で有利であり、後者は自然な光を感じさせる点で有利であるので、居住者の好みで選択できるようにする。
【００３０】
国立天文台のホームページによると、常用薄明の継続時間は東京で約３０分であり、緯度の異なる北海道と沖縄では１割ほど違いがあるほか、春秋と比較して夏冬は１割の違いがあるとしている。
そこで常用薄明の時間帯における空の明るさを実際に測定したところ、日の出前の約２０分間で薄明かりから幾何級数的に明るさが増し、日の入り約５分後から約２０分間で幾何級数的に暗くなり薄暗い状態になることの測定結果を得た。
よって、省エネ型照明器具４は、図４または図５に示すように、日の出前から２０分間で２ルックスから指定の明るさまで幾何級数的に変化させ、日の入り５分後から２０分間で指定の明るさから１０ルックス程度まで幾何級数的に変化させることを基本にする。
その上で、ここで示した時間（５分と２０分のこと）については、緯度がやや異なる北海道や沖縄の場合や、夏冬において１割程度の補正をかけてもよい。
【００３１】
色の変化は、ＬＥＤを使用している場合、図６のように、日中は昼白色ＬＥＤ１２を点灯させ、日の入りには昼白色ＬＥＤ１２を徐々に暗くしていく一方、電球色ＬＥＤ１３に徐々に点灯させることで、昼白色から電球色に変化させる。そして、色を徐々に変化させる時間帯は、明るさを変化させる時間帯とあわせることで、違和感がないようにする。
一方、それ自体の発光色を変えられる有機ＥＬ１６の場合、単に空色から電球色に変えるよう調光する。
なお、日の出についても同様とする。
【００３２】
日の入りより２５分後から、あらかじめ設定した就寝時刻Ｔbまでの間は、１０ルックス程度に省エネ型照明器具４を発光させる。
【００３３】
以上の調光制御において明るさの変化だけを実施し、色の変化を省略した場合も本発明に含まれる。
【００３４】
更に、本発明に実施の形態は上述の形態に限ることなく、将来開発されるであろう空色ＬＥＤを使用して昼白色ＬＥＤと空色フィルタの組み合わせに代えた場合など、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかる晴天天窓ランプ１は、集合住宅としてのマンション、高断熱の戸建て住宅、屋根に雪が積もる雪国の住宅などでは天窓を設置できず、省エネ型照明器具４を使って擬似的な天窓を実現することになる。特に、本ランプは、外光を検知するセンサーを必要とせず、朝夕の自然な光の変化を表現するほか、生体リズムにあった照明色することで、設置が容易でかつ完成度の高い疑似天窓として機能する。
【符号の説明】
【００３６】
１  晴天天窓ランプ
２  建物
３  本体制御部
Ｔr 日の出の時刻
Ｔs 日の入りの時刻
Ｔb あらかじめ設定した就寝時刻
Ｌ  居住者があらかじめ指定する明るさ
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】晴天天窓ランプのある住宅の電気配線概略図
【図２】ＬＥＤランプを使用する本体制御部のブロック図
【図３】有機ＥＬランプを使用する本体制御部のブロック図
【図４】晴天天窓ランプの照度の時間変化１
【図５】晴天天窓ランプの照度の時間変化２
【図６】晴天天窓ランプの色の時間変化
【図１】
2015106515.tif 000003
【図２】
2015106515.tif 000004
【図３】
2015106515.tif 000005
【図４】
2015106515.tif 000006
【図５】
2015106515.tif 000007
【図６】
2015106515.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月1日(2014.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、照明器具を使用して擬似的な天窓を実現し、あわせて夜間の照明も行う屋内照明に関する。
【背景技術】
【０００２】廊下など窓のない屋内において、採光機能を補完するために種々の技術が開発されてきた。【０００３】光ダクトを用いることで、屋根から任意の部屋などに導き、採光を得ようとするものがある。（例えば特許文献１）【０００４】太陽電池を屋根に設置し、その電力をＬＥＤランプに接続して、自然光に追従することで擬似的な天窓を実現するものもある。（例えば特許文献２）【０００５】天窓とは異なるが街路灯において、その点灯制御をマイコンを使用して昼夜を正確に判断することにより、天候に左右されない正確な点灯制御を実現しているものもある。（例えば特許文献３）【０００６】屋内照明の分野において、生体リズムに合わせることを目的に、昼間、夜間、深夜の時間帯に分けて、色を変えて照明するものもある。（例えば特許文献４）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１７６６０６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０８４９４号公報
【特許文献３】特開２０１２−０９４２７３号公報
【特許文献４】特開２００９−０８０９８０号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】国立天文台編集「理科年表  平成２４年」丸善出版  ２０１２年
【非特許文献２】大阪市立科学館学芸課編集  「こよみハンドブック2006.4〜2008.4」  大阪市立科学館  ２００６年
【非特許文献３】日本工業標準調査会  ＪＩＳＺ９１１０  照明基準総則  ２０１０年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】光ダクトを使用する天窓は、屋根直下の部屋や廊下などにしか使えず、屋根裏に大きなスペースを要することから大がかりな工事を伴い、設計の自由度と費用の点で問題がある。【００１０】また、太陽電池を使用するものは、その発電量に応じてＬＥＤ照明の明るさを比例的に変化させることができるとしているが、太陽電池の設置する方角によって影響を受け、更に太陽光パネルへの太陽光線の照射角度が浅くなる朝夕時には発電量が大きく落ち込むなどの問題がある。【００１１】マイコンの使用により昼夜を正確に判断することは、既に街路灯に応用されているが、これは昼夜を切り分けているだけで、日の出と日の入りの時間帯において、照明の明るさと色の連続的に変化させることを想定していない問題がある。【００１２】生体リズムに合わせて照明色を変える照明装置は既に存在するが、単にタイマによる昼夜間の切り替えをするだけであり、日の長さに合わせて色の切り換え時刻を変えることを想定していない問題がある。【００１３】そこで本発明は、設置の自由度が高く、照明時間と明るさを天窓に似せて制御するとともに生体リズムに合った照明色とする晴天天窓ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】請求項目１に記載の晴天天窓ランプ１は、ＬＥＤを使用する場合において、明るさを調整できる昼白色ＬＥＤ１２及び電球色ＬＥＤ１３を備える省エネ型照明器具４と、その昼白色ＬＥＤ１２及び電球色ＬＥＤ１３の出力を各々独立して調整できる調光器１１と、年間の各地の太陽の出入りに関するデータを保持するデータ保持部７と、このデータ保持部７のデータを基にして当日の日の出と日の入り時刻を特定する日の出日の入り時刻特定部６と、時間とともに変化する明るさと色を計算する色調・光量計算部９と、この計算された明るさと色に従って制御する前記調光器１１を有することを特徴とする。【００１５】請求項目２に記載の晴天天窓ランプ１は、有機ＥＬ１６を使用する場合において、明るさと、色を空色から電球色に変えられる有機ＥＬを備える省エネ型照明器具４と、その出力と色を調整できる調光器１１が、請求項１と異なるだけで、そのほかは同じ動作をすることを特徴とする。【００１６】請求項目３に記載の晴天天窓ランプ１は、省エネ型照明器具４にＬＥＤを使用する場合において、省エネ性能より色調を重視するとき、昼白色ＬＥＤ１２のプラスチックモールドを透明から空色に変えるなどで、空色の照明にすることを特徴とする。【００１７】請求項目４に記載の晴天天窓ランプ１は、夜間をあらかじめ設定した就寝時刻Ｔbで宵と深夜に分割し、深夜はそれにふさわしい薄明かり（２ルックス程度）とし、宵は若干明るく（１０ルックス程度）照明し、屋内照明に慣れた眼でも辺りを見えるようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】請求項目１に記載の晴天天窓ランプによると、季節を問わず、計算によって求められた日の出から日の入りまで、あらかじめ指定する明るさ以上で確実に屋内を照明することができる。  また、朝夕には、晴天時の屋外にあわせて、ＬＥＤの明るさを徐々に変化させることにより、省エネ型照明器具を単に入り切りするときの違和感をなくし、かつ導光板を使用することで面光源となり、より天窓に近い照明とすることができる。  更に、昼は昼光色ＬＥＤ、夜は電球色ＬＥＤと切り換えて使用することにより、生体リズムに合わせられる。【００１９】請求項目２に記載の晴天天窓ランプによると、有機ＥＬを使用した場合もＬＥＤを使用した場合と同等の効果を期待できる。そして、有機ＥＬの場合には、多様な色を発光することと、面発光であることから、システム構成をシンプルにできる。一方、有機ＥＬの欠点として、省エネ効果が劣ることと費用がかさむことである。【００２０】請求項目３に記載の晴天天窓ランプによると、光源に昼白色ＬＥＤを使う場合にあっても、空色のプラスチックモールド使用するなどの色変換フィルタを用いることで、天窓と同じ色調での照明が可能となり、より天窓に近い照明とすることができる。【００２１】請求項目４に記載の晴天天窓ランプによると、宵の時間帯は１０ルックス程度で照明するので、ただ移動するだけの廊下のようなところであれば、屋内照明に慣れた眼にとっても十分な明るさとなり、照明の入り切りの手間が省ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】以下、晴天天窓ランプ１の実施形態について、図１から図５を参照しつつ説明する。晴天天窓ランプ１は、主にマンションなどの居住用建物２に設置されるものであって、昼間に外光を取り入れることができない廊下等で、人工光でありながら天窓のような自然な光を感じさせるとともに、夜間は生体リズムにあった照明色とするものである。【００２３】晴天天窓ランプ１は、図１に示すように、建物２の外光の入らない廊下などに設置して、商用電源から電源供給を受け、本体制御部３と、それに繋がる省エネ型照明器具４で構成される。本体制御部３は、マイコン５とキー入力部８と調光器１１からなる。【００２４】マイコン５は、図２に示すように、日の出日の入り時刻特定部６、データ保持部７、色調・光量計算部９、時計部１０からなる。【００２５】日の出日の入り時刻特定部６は、理科年表（非特許文献１）の「各地の太陽の出入り推算表」にある下記の計算法を使用して、キー入力部８より入力された居住地での日の出と日の入り時刻を算出することを基本とする。ただ、Ｔo，Ｍ，Ｎ，ｎは大量の表データであるため、マイコンで処理しやすい近似式を用いても良い。  データ保持部７は、これらの大量の表データあるいは近似式のパラメータを保持する。      日の出の時刻(Ｔr)は、  Ｔr＝Ｔo＋ＭーＮ*ｎ      日の入りの時刻(Ｔs)は、Ｔs＝Ｔo＋Ｍ＋Ｎ*ｎ            Ｔo：毎日の東京の日の出または日の入りの時刻            Ｍ：居住地域の経度により変わる補正値            Ｎ：居住地域の緯度により変わる補正値            ｎ：１日の日の長さにより変わる係数【００２６】色調・光量計算部９は、日の出日の入り時刻特定部６からもたらされる日の出日の入り時刻に基づき、時計部１０の現在時刻に従った明るさと色の信号を調光器１１に送出する。【００２７】省エネ型照明器具４にＬＥＤを用いる場合、昼光色ＬＥＤ１２と電球色ＬＥＤ１３の２種類のＬＥＤを使用して、昼光色ＬＥＤ１２には空色フィルタ１４をかけて昼光色を空色に変えてから、電球色ＬＥＤ１３の光と導光板１５で合成し、廊下などを照明する。調光器１１は両者のＬＥＤをそれぞれ独立に調光することで、省エネ型照明器具４の色を変化させる。  一方、有機ＥＬ１６を用いる場合は、その発光をそのまま照明として使用する。調光器１１は、有機ＥＬ１６の色と明るさを制御する。【００２８】日の出と日の入り時刻の明るさは、こよみハンドブック2006.4〜2008.4（非特許文献２）の「照度と明るさの目安」によると３００ルックスと、屋内の一般的な明るさ（ＪＩＳＺ９１１０（非特許文献３）「表１７-住宅その１」によると１００ルックス）より十分明るい。よって、省エネ型照明器具４は、日の出から日の入りまでの昼間帯において、屋外の明るさに合わせるのではなく、屋内の照明基準に適合する明るさで照明することが適当である。【００２９】従って、日の出から日の入りまでの昼間帯での照明の明るさは、ＪＩＳＺ９１１０の照明基準に従った一定の明るさで照明することとし、その明るさは図４に示すように居住者があらかじめ指定する明るさＬに調整できるようにする。  しかし、実際の天窓は空の明るさに比例して屋内を照明するため、図５に示すように空の明るさに比例せずとも、それなりの変化を���たせることにより、天窓の雰囲気を持たせる方法もある。  前者は、省エネの視点で有利であり、後者は自然な光を感じさせる点で有利であるので、居住者の好みで選択できるようにする。【００３０】国立天文台のホームページによると、常用薄明の継続時間は東京で約３０分であり、緯度の異なる北海道と沖縄では１割ほど違いがあるほか、春秋と比較して夏冬は１割の違いがあるとしている。  そこで常用薄明の時間帯における空の明るさを実際に測定したところ、日の出前の約２０分間で薄明かりから幾何級数的に明るさが増し、日の入り約５分後から約２０分間で幾何級数的に暗くなり薄暗い状態になることの測定結果を得た。  よって、省エネ型照明器具４は、図４または図５に示すように、日の出前から２０分間で２ルックスから指定の明るさまで幾何級数的に変化させ、日の入り５分後から２０分間で指定の明るさから１０ルックス程度まで幾何級数的に変化させることを基本にする。  その上で、ここで示した時間（５分と２０分のこと）については、緯度がやや異なる北海道や沖縄の場合や、夏冬において１割程度の補正をかけてもよい。【００３１】色の変化は、ＬＥＤを使用している場合、図６のように、日中は昼白色ＬＥＤ１２を点灯させ、日の入りには昼白色ＬＥＤ１２を徐々に暗くしていく一方、電球色ＬＥＤ１３に徐々に点灯させることで、昼白色から電球色に変化させる。そして、色を徐々に変化させる時間帯は、明るさを変化させる時間帯とあわせることで、違和感がないようにする。  一方、それ自体の発光色を変えられる有機ＥＬ１６の場合、単に空色から電球色に変えるよう調光する。  なお、日の出についても同様とする。【００３２】日の入りより２５分後から、あらかじめ設定した就寝時刻Ｔbまでの間は、１０ルックス程度に省エネ型照明器具４を発光させる。【００３３】以上の調光制御において明るさの変化だけを実施し、色の変化を省略した場合も本発明に含まれる。【００３４】更に、本発明に実施の形態は上述の形態に限ることなく、将来開発されるであろう空色ＬＥＤを使用して昼白色ＬＥＤと空色フィルタの組み合わせに代えた場合など、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】本発明にかかる晴天天窓ランプ１は、集合住宅としてのマンション、高断熱の戸建て住宅、屋根に雪が積もる雪国の住宅などでは天窓を設置できず、省エネ型照明器具４を使って擬似的な天窓を実現することになる。特に、本ランプは、外光を検知するセンサーを必要とせず、朝夕の自然な光の変化を表現するほか、生体リズムにあった照明色することで、設置が容易でかつ完成度の高い疑似天窓として機能する。
【符号の説明】
【００３６】１  晴天天窓ランプ２  建物３  本体制御部Ｔr 日の出の時刻Ｔs 日の入りの時刻Ｔb あらかじめ設定した就寝時刻Ｌ  居住者があらかじめ指定する明るさ
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】晴天天窓ランプのある住宅の電気配線概略図
【図２】ＬＥＤランプを使用する本体制御部のブロック図
【図３】有機ＥＬランプを使用する本体制御部のブロック図
【図４】晴天天窓ランプの照度の時間変化１
【図５】晴天天窓ランプの照度の時間変化２
【図６】晴天天窓ランプの色の時間変化
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月24日(2015.3.24)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廊下などの外光のない室内に設置して、有機ＥＬなどの省エネ型照明器具を同照明器具の発光量を調整する本体制御部により構成され、昼間は屋外の明るさに慣れた眼でも周囲を視認できる明るさで照明し、薄暮時は大きく変化する明るさと同じ明るさで照明し、就寝前は居間などの居室の明るさに慣れた眼でも周囲を視認できる明るさで照明し、深夜は視認できる最低限の明るさで照明することを特徴とする晴天天窓ランプ。
【請求項２】
薄暮時は、理科年表に記載されている計算式を用いて、居住者の場所における毎日の日の出日の入りの時刻を算出し、その時刻を基準に照明の明るさが幾何級数的に変化するように制御する晴天天窓ランプ。
【請求項３】
居住者の日頃の就寝時刻で宵と深夜の切り分けし、深夜は薄明かりで（２ルックス程度）、宵はそれより若干明るく（１０ルックス程度）照明する晴天天窓ランプ。
【請求項４】
昼間の照明色は、天窓から差し込む光と同じ空色を基本とし、省エネを優先する場合は白色も許容する晴天天窓ランプ。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、照明器具を使用して擬似的な天窓を実現し、あわせて夜間の照明も行う屋内照明に関する。
【背景技術】
【０００２】廊下など窓のない屋内において、採光機能を補完するために種々の技術が開発されてきた。【０００３】光ダクトを用いることで、屋根から任意の部屋などに導き、採光を得ようとするものがある。（例えば特許文献１）【０００４】太陽電池を屋根に設置し、その電力をＬＥＤランプに接続して、自然光に追従することで擬似的な天窓を実現するものもある。（例えば特許文献２）【０００５】天窓とは異なるが街路灯において、その点灯制御をマイコンを使用して昼夜をかなりの精度で判断することにより、天候に左右されない正確な点灯制御を実現しているものもある。（例えば特許文献３）【０００６】屋内照明の分野において、生体リズムに合わせることを目的に、昼間、夜間、深夜の時間帯に分けて、色を変えて照明するものもある。（例えば特許文献４）【０００７】屋内照明の分野において、快適な入眠、睡眠及び起床を促すことを目的として、夜間に照明のほか音と温度を組み合わせて総合的に制御するものもある。（例えば特許文献５）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１７６６０６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０８４９４号公報
【特許文献３】特開２０１２−０９４２７３号公報
【特許文献４】特開２００９−０８０９８０号公報
【特許文献５】特開２００７−０４４２０１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】国立天文台編集「理科年表  平成２４年」丸善出版  ２０１２年
【非特許文献２】大阪市立科学館学芸課編集  「こよみハンドブック2006.4〜2008.4」  大阪市立科学館  ２００６年
【非特許文献３】日本工業標準調査会  ＪＩＳＺ９１１０  照明基準総則  ２０１０年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】光ダクトを使用する天窓は、屋根直下の部屋や廊下などにしか使えず、屋根裏に大きなスペースを要することから大がかりな工事を伴い、設計の自由度と費用の点で問題がある。【００１１】また、太陽電池を使用するものは、その発電量に応じてＬＥＤ照明の明るさを比例的に変化させることができるとしているが、太陽電池の設置する方角によって影響を受け、更に太陽光パネルへの太陽光線の照射角度が浅くなる朝夕時には発電量が大きく落ち込むなどの問題がある。【００１２】マイコンの使用により昼夜をかなりの精度で判断することは、既に街路灯に応用されているが、これは昼夜を切り分けているだけで、日の出と日の入りの時間帯において、照明の明るさと色の連続的に変化させることを想定していない問題がある。【００１３】生体リズムに合わせて照明色を変える照明装置は既に存在するが、カレンダー機能付きのタイマによる昼夜間の切り替えをするだけであり、色の切り換え時刻を日付だけでなく居住場所により変えることを想定していない問題がある。【００１４】快適な入眠、睡眠及び起床を促す照明は既に存在するが、居間や寝室などの居室を対象としており、必要な明るさが異なる廊下などを対象としていない問題がある。【００１５】そこで本発明は、設置の自由度が高く、照明時間と明るさを天窓に似せて制御するとともに、夜間は必要最小限の照明を行う晴天天窓ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】請求項１においては、廊下などの外光のない室内に設置して、有機ＥＬなどの省エネ型照明器具を同照明器具の発光量を調整する本体制御部により構成され、昼間は屋外の明るさに慣れた眼でも周囲を視認できる明るさで照明し、薄暮時は大きく変化する明るさに追従して照明し、就寝前は居間などの居室の明るさに慣れた眼でも周囲を視認できる明るさで照明し、深夜は視認できる最低限の明るさで照明するものである。【００１７】請求項２においては、薄暮時について、理科年表に記載されている計算式を用いて、居住者の場所における毎日の日の出日の入りの時刻を算出し、その時刻を基準に照明の明るさが幾何級数的に変化するように制御するものである。【００１８】請求項３においては、居住者の日頃の就寝時刻で宵と深夜の切り分けし、深夜は薄明かりで（２ルックス程度）、宵はそれより若干明るく（１０ルックス程度）照明するものである。【００１９】請求項４においては、昼間の照明色について、天窓から差し込む光と同じ空色を基本とし、省エネを優先する場合は白色も許容するものである。
【発明の効果】
【００２０】請求項１に記載の晴天天窓ランプによると、廊下などの外光が差し込まないところで、一日中必要十分な明るさで照明して、居住者は何時でも歩行やドアノブの位置を容易に確認できる。【００２１】請求項２に記載の晴天天窓ランプによると、国内のどの場所にあっても、薄暮の時間帯を正確に把握して、大きく変化する外光に追従して明るさを変化させるので、天窓と全く変わらない照明とすることができる。【００２２】請求項３に記載の晴天天窓ランプによると、夜間にあっても、居室の照明の下に活動している時間帯と寝室で就寝中の時間帯とに分けて必要最小限の照明を行うので、トイレ等で廊下を歩行する際に、必要以上に明るい照明を点灯する必要がない。【００２３】請求項４に記載の晴天天窓ランプによると、昼間帯の照明色を天窓と同じ空色にすることで、居住者は人工の光でありながら自然な光を感じることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】以下、晴天天窓ランプ１の実施形態について、図１から図５を参照しつつ説明する。晴天天窓ランプ１は、主にマンションなどの居住用建物２に設置されるものであって、昼間に外光を取り入れることができない廊下等で、人工光でありながら天窓のような自然な光を感じさせるとともに、夜間は最小限の照明を行うものである。なお、夜間の照明色は生体リズムに配慮したものにするとよい。【００２５】晴天天窓ランプ１は、図１に示すように、建物２の外光の入らない廊下などに設置して、商用電源から電源供給を受け、本体制御部３と、それに繋がる省エネ型照明器具４で構成される。本体制御部３は、マイコン５とキー入力部８と調光器１１からなる。【００２６】マイコン５は、図２に示すように、日の出日の入り時刻特定部６、データ保持部７、色調・光量計算部９、時計部１０からなる。【００２７】日の出日の入り時刻特定部６は、理科年表（非特許文献１）の「各地の太陽の出入り推算表」にある下記の計算法を使用して、キー入力部８より入力された居住地での日の出と日の入り時刻を算出することを基本とする。ただ、Ｔo，Ｍ，Ｎ，ｎは大量の表データであるため、マイコンで処理しやすい近似式を用いても良い。  データ保持部７は、これらの大量の表データあるいは近似式のパラメータを保持する。      日の出の時刻(Ｔr)は、  Ｔr＝Ｔo＋ＭーＮ*ｎ      日の入りの時刻(Ｔs)は、Ｔs＝Ｔo＋Ｍ＋Ｎ*ｎ            Ｔo：毎日の東京の日の出または日の入りの時刻            Ｍ：居住地域の経度により変わる補正値            Ｎ：居住地域の緯度により変わる補正値            ｎ：１日の日の長さにより変わる係数【００２８】色調・光量計算部９は、日の出日の入り時刻特定部６からもたらされる日の出日の入り時刻に基づき、時計部１０の現在時刻に従った明るさと色の信号を調光器１１に送出し、調光器１１は有機ＥＬ１２の色と明るさを制御する。【００２９】省エネ型照明器具４に引用文献４に示されているＬＥＤ照明器具を使用する場合、本体制御部は図３に示される回路構成になる。【００３０】日の出と日の入り時刻の明るさは、こよみハンドブック2006.4〜2008.4（非特許文献２）の「照度と明るさの目安」によると３００ルックスと、屋内の一般的な明るさ（ＪＩＳＺ９１１０（非特許文献３）「表１７-住宅その１」によると１００ルックス）より十分明るい。よって、省エネ型照明器具４は、日の出から日の入りまでの昼間帯において、屋外の明るさに合わせるのではなく、屋内の照明基準に適合する明るさで照明することが適当である。【００３１】従って、日の出から日の入りまでの昼間帯での照明の明るさは、ＪＩＳＺ９１１０の照明基準に従った一定の明るさで照明することとし、その明るさは図４に示すように居住者があらかじめ指定する明るさＬに調整できるようにする。  しかし、実際の天窓は空の明るさに比例して屋内を照明するため、図５に示すように空の明るさに比例せずとも、それなりの変化を持たせることにより、天窓の雰囲気を持たせる方法もある。  前者は、省エネの視点で有利であり、後者は自然な光を感じさせる点で有利であるので、居住者の好みで選択できるようにする。【００３２】国立天文台のホームページによると、常用薄明の継続時間は東京���約３０分であり、緯度の異なる北海道と沖縄では１割ほど違いがあるほか、春秋と比較して夏冬は１割の違いがあるとしている。  そこで常用薄明の時間帯における空の明るさを実際に測定したところ、日の出前の約２０分間で薄明かりから幾何級数的に明るさが増し、日の入り約５分後から約２０分間で幾何級数的に暗くなり薄暗い状態になることの測定結果を得た。  よって、省エネ型照明器具４は、図４または図５に示すように、日の出前から２０分間で２ルックスから指定の明るさまで幾何級数的に変化させ、日の入り５分後から２０分間で指定の明るさから１０ルックス程度まで幾何級数的に変化させることを基本にする。  その上で、ここで示した時間（５分と２０分のこと）については、緯度がやや異なる北海道や沖縄の場合や、夏冬において１割程度の補正をかけてもよい。【００３３】日の入りより２５分後から、あらかじめ設定した就寝時刻Ｔbまでの間は、１０ルックス程度に省エネ型照明器具４を発光させる。【００３４】本発明に実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは言うまでもない。特に、明るさを示す数字は居住者の好みもあり相当の幅を持つ。
【産業上の利用可能性】
【００３５】本発明にかかる晴天天窓ランプ１は、集合住宅としてのマンション、高断熱の戸建て住宅、屋根に雪が積もる雪国の住宅などでは天窓を設置できず、省エネ型照明器具４を使って擬似的な天窓を実現することになる。特に、本ランプは、外光を検知するセンサーを必要とせず、昼間は空色で照明し、朝夕の自然な光の変化を表現するほか、夜間も適切な照明をすることで、設置が容易でかつ完成度の高い疑似天窓として機能する。
【符号の説明】
【００３６】１  晴天天窓ランプ２  建物３  本体制御部Ｔr 日の出の時刻Ｔs 日の入りの時刻Ｔb あらかじめ設定した就寝時刻Ｌ  居住者があらかじめ指定する明るさ
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】晴天天窓ランプのある住宅の電気配線概略図
【図２】有機ＥＬランプを使用する本体制御部のブロック図
【図３】ＬＥＤランプを使用する本体制御部のブロック図
【図４】晴天天窓ランプの照度の時間変化１
【図５】晴天天窓ランプの照度の時間変化２
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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