(57)【要約】【課題】光源を強制的に冷却する装置を具備する照明システムにおいて、光源の輝度の変化を抑制する。【解決手段】照明システム１００は、光源１０１と、冷媒循環回路１０２と、センサ１０３と、制御装置１０４とを備える。冷媒循環回路１０２は、光源１０１を冷却するための冷媒が循環する回路である。センサ１０３は、光源１０１の温度を示す信号を出力する。制御装置１０４は、光源１０１の温度が目標範囲内に維持されるようにセンサ１０３により示される光源１０１の温度に基づき冷媒循環回路１０２の冷却能力を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源を冷却するための冷媒が循環する冷媒循環回路と、前記光源の温度を示す信号を出力するセンサと、前記光源の温度が目標範囲内に維持されるように前記センサにより示される前記光源の温度に基づき前記冷媒循環回路の冷却能力を制御する制御装置と、を備える照明システム。
【請求項２】
前記冷媒循環回路は、圧縮機と、第１熱交換器と、開度が調整可能な膨張弁と、前記光源に熱的に結合された第２熱交換器とが順に配管で連結されてなり、前記冷媒循環回路の冷却能力は、前記膨張弁の開度の調整により制御される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記制御装置は、さらに、前記光源の消灯中に前記冷媒循環回路内の冷媒を連続的または断続的に循環させる、請求項２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記制御装置は、さらに、前記光源の消灯中において前記冷媒循環回路の冷媒を断続的に循環させる場合、前記光源の温度が第１閾値未満の場合に前記冷媒循環回路内の冷媒の循環を停止し、前記光源の消灯中において前記光源の温度が前記第１閾値と同じまたはそれよりも高い第２閾値以上の場合に前記冷媒循環回路内の冷媒の循環を開始する、請求項３に記載の照明システム。
【請求項５】
さらに、前記光源の雰囲気の温度を示す信号を出力するセンサを備え、
前記制御回路は、さらに、前記センサにより示される前記光源の雰囲気の温度に基づいて、前記第１閾値および前記第２閾値を決定する、請求項４に記載の照明システム。
【請求項６】
さらに、前記目標範囲の現在値に代わる代替値の指定を受け付けるインターフェイスを備え、前記制御装置は、前記目標範囲の前記現在値を、前記インターフェイスにより受け付けられた前記代替値に置き換える、請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
前記冷媒循環回路は、前記光源に熱的に結合された熱交換器を含み、
前記光源は、光を出射する第１面と前記第１面の反対の第２面とを有し、
前記熱交換器は、平面視で前記光源の前記第２面の中央領域に重なる第１流路と、前記第１流路に並列に接続され平面視で前記光源の前記第２面の前記中央領域を囲む周辺領域に重なる第２流路と、を含み、
前記制御装置は、さらに、前記センサにより示される前記光源の温度に基づき前記第１流路と前記第２流路とに流れる冷媒の流量比を制御する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項８】
前記センサは、前記光源の前記中央領域の温度を示す信号を出力する第１センサと、前記光源の前記周辺領域の温度を示す信号を出力する第２センサと、を含み、前記冷媒の流量比は、前記第１センサにより示される温度と前記第２センサにより示される温度の差に応じて決定される、請求項７に記載の照明システム。
【請求項９】
前記冷媒循環回路は、前記光源に熱的に結合された熱交換器を含み、
前記光源は、光を出射する第１面と前記第１面の反対の第２面とを有し、
前記熱交換器は、前記光源の前記第２面に沿って前記第２面の中央から外方に向かう方向に前記冷媒を流すための流路を有する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記流路は、前記第２面に平行な面上において前記第２面の中央を通る中心軸周りに旋回する渦巻き形状を有する、請求項９に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記光源は、基板と、前記基板上の中央領域に実装された第１のＬＥＤ群と、前記基板上の前記中央領域を囲む周辺領域に実装された第２のＬＥＤ群とを含み、
前記第２のＬＥＤ群を構成するＬＥＤの発光効率の温度依存性の平均値が、前記第１のＬＥＤ群を構成するＬＥＤの発光効率の温度依存性の平均値よりも小さい、請求項９に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記目標温度は、７０℃以上９０℃以下である、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記光源は、発光効率の温度依存性が互いに異なる２種類以上のＬＥＤを含む、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１４】
前記冷媒循環回路の一部が、空気調和機の冷媒循環回路の一部と兼用されている、請求項１に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源と光源を強制的に冷却する装置を具備する照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が、家庭用、商業施設用、オフィス用等の一般照明用途の光源として広く利用されている。ＬＥＤは、さらに、自然物または人工物のライトアップ用、あるいは、舞台演出用等の特殊照明用途の光源としても注目されている。ＬＥＤを光源として利用する場合、点灯中のＬＥＤの発熱量が大きいため適切な放熱対策を採用することが重要である。通常、ＬＥＤを用いた照明装置では、ＬＥＤに熱的に結合されたヒートシンクを備える。特許文献１は、ヒートシンクに代えてヒートパイプを採用することで、ＬＥＤの放熱効率を向上させる技術を提案している。また、特許文献２は、ヒートシンクに向けて送風する空冷用ファンを採用することで、ＬＥＤの放熱効率を向上させる技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４３２３８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９９１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、ＬＥＤは、発光効率の温度依存性を有し、点灯中のＬＥＤの温度が高くなるほど発光効率が低くなる。そのため、ＬＥＤの輝度を一定に維持するには、ＬＥＤの温度を適切な範囲に維持することが望ましい。一方、ＬＥＤの環境温度は、時間帯、季節、天候等により変化するので、点灯中のＬＥＤの温度もそれに伴い変化することがある。また、ＬＥＤを調光点灯させる場合、ＬＥＤの発熱量が調光の度合に応じて変化するので、点灯中のＬＥＤの温度もそれに伴い変化することがある。従って、点灯中のＬＥＤの温度が調光の度合や環境温度等の点灯条件に依存して変化し、それに伴い、ＬＥＤの輝度が変化するという問題が生じることがある。なお、同様の問題は、ＬＥＤに限らず、例えば、白熱電球、低圧放電ランプ、高圧放電ランプ等の光源でも生じ得る。
【０００５】
本発明は、光源を強制的に冷却する装置を具備する照明システムにおいて、光源の輝度の変化を抑制する技術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】
【０００６】
照明システムは、光源と、冷媒循環回路と、センサと、制御装置とを備える。冷媒循環回路は、光源を冷却するための冷媒が循環する回路である。センサは、光源の温度を示す信号を出力する。制御装置は、光源の温度が目標範囲内に維持されるようにセンサにより示される光源の温度に基づき冷媒循環回路の冷却能力を制御する。
また、冷媒循環回路は、圧縮機と、第１熱交換器と、開度が調整可能な膨張弁と、光源に熱的に結合された第２熱交換器とが順に配管で連結されてなり、冷媒循環回路の冷却能力は、膨張弁の開度の調整により制御されることとしてもよい。
【０００７】
また、制御装置は、さらに、光源の消灯中に冷媒循環回路内の冷媒を連続的または断続的に循環させることとしてもよい。
また、制御装置は、さらに、前記光源の消灯中において前記冷媒循環回路の冷媒を断続的に循環させる場合、光源の温度が第１閾値未満の場合に冷媒循環回路内の冷媒の循環を停止し、光源の消灯中において光源の温度が第１閾値と同じまたはそれよりも高い第２閾値以上の場合に冷媒循環回路内の冷媒の循環を開始することとしてもよい。
【０００８】
さらに、光源の雰囲気の温度を示す信号を出力するセンサを備え、制御回路は、さらに、センサにより示される光源の雰囲気の温度に基づいて、第１閾値および第２閾値を決定することとしてもよい。
さらに、目標範囲の現在値に代わる代替値の指定を受け付けるインターフェイスを備え、制御装置は、目標範囲の現在値を、インターフェイスにより受け付けられた代替値に置き換えることとしてもよい。
【０００９】
また、冷媒循環回路は、光源に熱的に結合された熱交換器を含み、光源は、光を出射する第１面と前記第１面の反対の第２面とを有し、熱交換器は、平面視で光源の第２面の中央領域に重なる第１流路と、第１流路に並列に接続され平面視で光源の第２面の中央領域を囲む周辺領域に重なる第２流路と、を含み、制御装置は、さらに、センサにより示される光源の温度に基づき第１流路と第２流路とに流れる冷媒の流量比を制御することとしてもよい。
【００１０】
また、センサは、光源の中央領域の温度を示す信号を出力する第１センサと、光源の周辺領域の温度を示す信号を出力する第２センサと、を含み、冷媒の流量比は、第１センサにより示される温度と第２センサにより示される温度の差に応じて決定されることとしてもよい。
また、冷媒循環回路は、光源に熱的に結合された熱交換器を含み、光源は、光を出射する第１面と第１面の反対の第２面とを有し、熱交換器は、光源の第２面に沿って第２面の中央から外方に向かう方向に冷媒を流すための流路を有することとしてもよい。
【００１１】
また、流路は、第２面に平行な面上において第２面の中央を通る中心軸周りに旋回する渦巻き形状を有することとしてもよい。
また、光源は、基板と、基板上の中央領域に実装された第１のＬＥＤ群と、基板上の中央領域を囲む周辺領域に実装された第２のＬＥＤ群とを含み、第２のＬＥＤ群を構成するＬＥＤの発光効率の温度依存性の平均値が、第１のＬＥＤ群を構成するＬＥＤの発光効率の温度依存性の平均値よりも小さいこととしてもよい。
【００１２】
また、目標温度は、７０℃以上９０℃以下であることとしてもよい。
また、光源は、発光効率の温度依存性が互いに異なる２種類以上のＬＥＤを含むこととしてもよい。
また、冷媒循環回路の一部が、空気調和機の冷媒循環回路の一部と兼用されていることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、センサを用いたフィードバック制御により、光源の点灯条件が変化しても光源の温度を目標範囲内に維持することができる。従って、発光効率に温度依存性を有する光源を利用したとしても、光源の輝度の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る照明システム１００を示す構成図
【図２】光源および第２熱交換器の構造を例示する分解斜視図
【図３】制御装置の動作を示すフローチャート
【図４】冷媒循環回路の冷媒の流量制御の詳細を示すフローチャート
【図５】冷媒循環回路のアイドリング制御の詳細を示すフローチャート
【図６】本発明の第２実施形態に係る照明システム２００を示す構成図
【図７】光源および第２熱交換器の構造を例示する分解斜視図
【図８】制御装置の動作を示すフローチャート
【図９】冷媒循環回路の流量比制御の詳細を示すフローチャート
【図１０】本発明の第３実施形態に係る照明システム３００を示す構成図
【図１１】空気調和機オンおよび光源オンの場合の冷媒循環回路の流量制御の詳細を示すフローチャート
【図１２】本発明の第４実施形態に係る照明システム４００を示す構成図
【図１３】冷媒循環回路内の冷媒の循環の向きを示す図であり、（ａ）は空気調和機が冷房運転の場合、（ｂ）は空気調和機が暖房運転の場合、（ｃ）は空気調和機が停止の場合の図
【図１４】空気調和機暖房運転および光源オンの場合の冷媒循環回路の流量制御の詳細を示すフローチャート
【図１５】本発明の第５実施形態に係る照明システム５００を示す構成図
【図１６】冷媒循環回路内の冷媒の循環の向きを示す図であり、（ａ）は空気調和機が冷房運転の場合、（ｂ）は空気調和機が暖房運転の通常モードの場合、（ｃ）は空気調和機が暖房運転の除霜モードの場合の図
【図１７】本発明の第６実施形態に係る照明システム６００を示す構成図
【図１８】冷媒循環回路内の冷媒の循環の向きを示す図であり、（ａ）は空気調和機が冷房運転の場合、（ｂ）は空気調和機が暖房運転の併用モードの場合、（ｃ）は空気調和機が暖房運転の単独モードの場合の図
【図１９】空気調和機暖房運転時の冷媒循環回路の流量制御の詳細を示すフローチャート
【図２０】光源の変形例を示す平面図
【図２１】ＬＥＤの特性を示す図
【図２２】第２熱交換器の流路の変形例を示す分解斜視図
【図２３】第２熱交換器の流路の変形例を示す分解斜視図
【図２４】第２熱交換器の流路の変形例を示す分解斜視図
【図２５】第２熱交換器の構造の変形例を示す分解斜視図
【図２６】（ａ）〜（ｄ）は、第２熱交換器の第１円板部材と第２円板部材との連結方法の変形例を示す断面図
【図２７】第２熱交換器の構造の変形例を示す断面図
【図２８】第２熱交換器の形状の変形例を示す分解斜視図
【図２９】第２熱交換器の構造の変形例を示す斜視図
【図３０】冷媒循環回路の変形例を示す構成図
【図３１】（ａ）〜（ｃ）は、光源の構造の変形例を示す斜視図
【図３２】点灯回路の冷却の方法を示す分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
（システム構成）
図１に、本発明の第１実施形態に係る照明システム１００の構成図を示す。照明システム１００は、光源１０１、冷媒循環回路１０２、センサ１０３、制御装置１０４、インターフェイス１０５およびセンサ１０６を備える。
【００１６】
光源１０１としては、例えば、ＬＥＤ、白熱電球、低圧放電ランプ、高圧放電ランプを利用することができる。本実施形態では光源１０１にＬＥＤを利用することとして説明する。光源１０１の出射光の色は照明の用途に応じて適宜決定される。例えば、一般照明用途であれば、通常、白色が採用される。ただし、白色には、相関色温度の低い電球色から相関色温度の高い昼白色までの範囲が含まれる。また、特殊照明用途であれば、例えば、赤色、黄色、緑色、シアン色、青色の何れかが採用されることがある。さらに、複数色のＬＥＤを採用してこれらを混色する場合もある。さらには、複数色のＬＥＤの個々の輝度の比率を可変とすることで、混色光の色を可変とすることもある。
【００１７】
冷媒循環回路１０２は、光源１０１を冷却するための冷媒が循環する回路である。具体的には、冷媒循環回路１０２は、圧縮機１１１、第１熱交換器１１２、膨張弁１１３、第２熱交換器１１４を備える。冷媒循環回路１０２の各構成は配管１１５で連結されている。本実施形態では、冷媒循環回路１０２として冷凍サイクルを採用している。冷媒は、圧縮機１１１、第１熱交換器１１２、膨張弁１１３、第２熱交換器１１４の順に循環する。第１熱交換器１１２は、冷媒を液化する凝縮器として機能する。ファン１１６は、第１熱交換器１１２での外気と冷媒との間の熱交換を促進する目的で第１熱交換器１１２に付属されている。第２熱交換器１１４は、冷媒を気化する蒸発器として機能する。光源１０１は、第２熱交換器１１４に熱的に結合されている。膨張弁１１３は、開度の調整による流量調整機能を有する。冷媒としては、例えば、アンモニア、代替フロン、二酸化炭素等を利用することができる。
【００１８】
センサ１０３は、光源１０１の温度を示す信号を出力する。センサ１０３としては、例えば、電気抵抗の温度依存性を利用した抵抗センサ、熱起電力の温度依存性を利用した熱電対、赤外線の放射量の温度依存性を利用した赤外線センサ、異種金属を張り合わせてその熱膨張率の差を利用したバイメタルの変位量を利用した変位センサを利用することができる。また、光源１０１の発光効率は、通常、温度依存性を有するため、一定の電力を投入している場合には光源１０１の輝度が温度依存性を有することになる。従って、センサ１０３として、照度センサも利用することができる。抵抗センサ、熱電対および変位センサは、光源１０１の温度が反映される箇所に設けられる。例えば、第２熱交換器１１４の冷媒の流出口付近の配管に設けてもよい。また、赤外線センサは、光源１０１から出射された赤外線が届く箇所に設けられる。照度センサは、光源１０１から出射された可視光が届く箇所に設けられる。
【００１９】
センサ１０６は、光源１０１の雰囲気の温度を示す信号を出力する。センサ１０６としては、センサ１０３と同様のセンサを利用することができる。
制御装置１０４は、冷媒循環回路１０２の動作を制御する。具体的には、制御装置１０４は、光源１０１の点灯中に、光源１０１の温度が目標範囲内に維持されるように、センサ１０３から出力された信号に基づいて冷媒循環回路１０２の冷却能力を制御する。目標範囲としては、例えば、７０℃以上９０℃未満の範囲とすることができる。冷媒循環回路１０２の冷却能力とは、単位時間当たりに光源１０１から奪うことができる熱量のことである。冷却能力の制御は、冷媒循環回路１０２に流れる冷媒の流量の調整により実施することができる。冷媒の流量の調整は、例えば、膨張弁１１３の開度の調整により実施することができる。このように、センサ１０３を用いたフィードバック制御により、光源１０１の点灯条件（例えば、環境温度、調光の度合）が変化しても、光源１０１の温度を目標範囲内に維持することができる。従って、光源１０１が発光効率の温度依存性を有していても、光源１０１の輝度の変化を抑制することができる。
【００２０】
制御装置１０４は、光源１０１の消灯中においても、冷媒循環回路１０２内の冷媒を連続的または断続的に循環させる。冷媒の連続的な循環は、圧縮機１１１のインバータ制御により実現できる。冷媒の断続的な循環は、圧縮機１１１のオンオフ制御により実現できる。より具体的には、制御装置１０４は、センサ１０３により示される光源の温度がセンサ１０６により示される光源の雰囲気の温度を下回らないように冷媒の流量を調整する。冷凍サイクルを利用した冷却方式では、冷媒の循環の開始から安定的な冷却能力の発揮までにある程度の時間を要する。そのため、光源１０１の点灯の開始と同時に冷媒の循環を開始させた場合、光源１０１の冷却が間に合わずに光源１０１の温度が過度に上昇してしまうことがある。そこで、光源１０１の消灯中でも冷媒を循環させておくことにより、光源１０１の冷却を適切に実施することができる。一方、冷凍サイクルを利用した冷却方式は、空冷および水冷の場合と異なり、原理的には環境温度よりも低い温度まで冷却可能である。しかしながら、光源１０１を過度に冷却してしまえば、光源１０１に結露が生じて電気絶縁性が低下するという問題がある。そこで、光源１０１の温度が光源１０１の雰囲気の温度を下回らないようにすることで、光源１０１の結露による電気絶縁性の低下を防止することができる。
【００２１】
インターフェイス１０５は、目標範囲の現在値に代わる代替値の指定を受け付けることができる。インターフェイス１０５としては、例えば、タッチスクリーンを利用することができる。受け付けられた代替値は、制御装置１０４に送信される。制御装置１０４は、目標範囲の現在値を、インターフェイス１０５により受け付けられた代替値に置き換える。これにより、目標範囲を適宜変更することができる。目標範囲の適正値は、照明システム１００の利用される環境に依存することが考えられる。そのため、目標範囲を照明システム１００の構築後に変更可能とすることが望ましい。インターフェイス１０５で代替値を受け付けることにより、照明システム１００の構築後に目標範囲を変更可能とすることができる。
【００２２】
（光源および第２熱交換器の構造）
図２に、光源および第２熱交換器の構造を例示する。
光源１０１は、基板１５１およびＬＥＤ１５２を備える。基板１５１は、円形であり、例えば、セラミックス基板、ガラスエポキシ基板、あるいは、セラミックスや樹脂などの絶縁被膜が形成された金属基板を利用することができる。１８個のＬＥＤ１５２が、基板１５１の上面１５１ａに実装されている。具体的には、６個のＬＥＤ１５２が環状に配列され、その外側に同心円状に１２個のＬＥＤ１５２が環状に配列されている。これにより、光を出射する第１面（上面１５１ａ）とその反対の第２面（下面１５１ｂ）とを有する光源を実現することができる。なお、光源１０１としては、ＣＯＢ（Chip On Board）型のＬＥＤパッケージを利用してもよい。また、ＬＥＤ１５２にＳＭＤ（Surface Mount Device）型のＬＥＤを利用してもよい。
【００２３】
第２熱交換器１１４は、何れも金属材料からなる第１円板部材１６１と第２円板部材１６２とを備える。第１円板部材１６１は、上面１６１ａに形成された渦巻き溝１６３を有する。渦巻き溝１６３は、第１円板部材１６１の上面１６１ａの中央を通る中心軸周りに旋回している。渦巻き溝１６３の内周側の端部は、第１円板部材１６１の上面１６１ａから下面１６１ｂまで貫通する貫通孔１６４に連通している。渦巻き溝１６３の外周側の端部は、第１円板部材１６１の上面１６１ａから下面１６１ｂまで貫通する貫通孔１６５に連通している。第２円板部材１６２は、各貫通孔１６７、１６８に通したボルトがナットで締結されることにより第１円板部材１６１に連結される。このとき、第１円板部材１６１の渦巻き溝１６３が第２円板部材１６２の下面１６２ｂで蓋をされた形となる。これにより、渦巻き形状の冷媒の流路が第２熱交換器１１４の内部に形成される。冷媒の流路を渦巻き形状とすることで、冷媒の流路が急激に屈曲する箇所を極力排除することができる。そのため、冷媒の流れのインピーダンスを低下することができ、冷媒をスムーズに流すことができる。
【００２４】
第２円板部材１６２の上面１６２ａと下面１６２ｂは平行な平坦面である。これにより、光源１０１の径方向のどの箇所でも、光源１０１の下面１５１ｂと冷媒の流路との距離を同じにすることができる。また、第１円板部材１６１の貫通孔１６４を流路への冷媒の流入口とし、第１円板部材１６１の貫通孔１６５を流路からの冷媒の流出口とする。従って、冷媒は、光源１０１の下面１５１ｂに沿って中央から外方に向かう方向に流れる。これにより、光源１０１の中央を効率よく冷却することができる。通常、光源１０１の温度は、径方向外方よりも中央の方が高温になりやすい。そのため、光源１０１の径方向に温度分布が生じやすく、これに伴い光源１０１の径方向に輝度分布が生じやすい。これに対し、光源１０１の中央を効率よく冷却することで、光源１０１の径方向の温度分布を軽減し、これにより光源１０１の径方向の輝度分布を軽減することができる。
【００２５】
第１円板部材１６１は、さらに、渦巻き溝１６３よりも大径の環状溝１６６を有する。第１円板部材１６１と第２円板部材１６２を連結する際に、Ｏリングが環状溝１６６にはめ込まれる。これにより、冷媒の流路の封止性を向上させることができる。
（制御装置の動作）
図３に、制御装置の動作を示す。制御装置１０４は、システムの起動後に冷媒循環回路１０２の冷媒の循環を開始させ（ステップＳ１０１）、アイドリング制御を実行する（ステップＳ１０２）。アイドリング制御は、光源１０１が消灯中であっても、冷媒循環回路１０２内の冷媒を連続的または断続的に循環させる制御である。冷媒の循環の開始は、圧縮機１１１およびファン１１６の動作の開始により実施される。アイドリング制御は、システム終了の指示または光源１０１の点灯の指示を受け付けるまで実行される（ステップＳ１０３：Ｎｏ，ステップＳ１０４：Ｎｏ）。システム終了および光源１０１の点灯は、例えば、インターフェイス１０５を通じてユーザより指示される。制御装置１０４は、光源１０１の点灯の指示を受け付けたら（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、光源１０１を点灯させ（ステップＳ１０５）、冷媒循環回路内の冷媒の流量制御を実行する（ステップＳ１０６）。光源１０１の点灯は、例えば、光源１０１を点灯させるための点灯回路を駆動することにより実施される。冷媒の流量制御は、システム終了の指示または光源１０１の消灯の指示を受け付けるまで実行される（ステップＳ１０７：Ｎｏ，ステップＳ１０８：Ｎｏ）。制御装置１０４は、光源１０１の消灯の指示を受け付けたら（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、光源１０１を消灯させ（ステップＳ１０９）、アイドリング制御を実行する（ステップＳ１０２）。
【００２６】
また、制御装置１０４は、光源１０１の消灯中または点灯中にシステム終了の指示を受け付けたら（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ、ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、光源１０１の温度が適切な温度に低下するまで、アイドリング制御を実行する（ステップＳ１１０、Ｓ１１１：Ｎｏ）。このアイドリング制御は、ステップＳ１０２のアイドリング制御と同じである。光源１０１の温度が適切な温度まで低下すれば、制御装置１０４は、冷媒循環回路１０２の冷媒の循環を停止させる（ステップＳ１１２）。冷媒の循環の停止は、圧縮機１１１およびファン１１６の動作の停止により実施される。このように、システム終了の指示を受け付けた場合、光源１０１の温度が適切な温度まで低下するまでアイドリング制御が実行される。これにより、光源１０１が高温のまま放置されることによる光源１０１の短寿命化を防止しつつ、光源１０１の過度の冷却による結露を防止することができる。
【００２７】
図４に、冷媒循環回路の冷媒の流量制御の詳細を示す。
制御装置１０４は、光源１０１の温度Ｔｌを測定する（ステップＳ１２１）。光源１０１の温度Ｔｌは、センサ１０３から出力された信号に示されている。
次に、制御装置１０４は、光源１０１の温度Ｔｌの温度域に応じて冷媒循環回路１０２内の冷媒の流量Ｆｌを決定する。具体的には、温度Ｔｌが４０℃未満であれば（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、流量ＦｌがＦ０に決定される（ステップＳ１２７）。温度Ｔｌが４０℃以上７０℃未満であれば（ステップＳ１２３：Ｙｅｓ）、流量ＦｌがＦ１に決定される（ステップＳ１２８）。温度Ｔｌが７０℃以上８０℃未満であれば（ステップＳ１２４：Ｙｅｓ）、流量ＦｌがＦ２に決定される（ステップＳ１２９）。温度Ｔｌが８０℃以上９０℃未満であれば（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、流量ＦｌがＦ３に決定される（ステップＳ１３０）。温度Ｔｌが９０℃以上１０５℃未満であれば（ステップＳ１２６：Ｙｅｓ）、流量ＦｌがＦ４に決定される（ステップＳ１３１）。
【００２８】
制御装置１０４は、決定された流量Ｆｌに応じて、膨張弁１１３の開度を調整する（ステップＳ１３２）。流量の大小関係は、Ｆ０＜Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３＜Ｆ４である。即ち、光源１０１の温度Ｔｌの温度が高いほど、冷媒の流量Ｆｌが大きくなる。光源１０１の温度Ｔｌが高い場合には冷媒の流量Ｆｌが大きくなり、光源１０１の温度が下降傾向に傾く。逆に、光源１０１の温度Ｔｌが低い場合には冷媒の流量Ｆｌが小さくなり、光源１０１の温度が上昇傾向に傾く。このようなセンサ１０３を用いたフィードバック制御により、光源１０１の点灯条件が変化しても光源１０１の温度を目標範囲内に維持することができる。
【００２９】
さらに、制御装置１０４は、温度Ｔｌが１０５℃以上の場合（ステップＳ１２６：Ｎｏ）、インターフェイス１０５のスクリーンにシステムエラーの表示をし（ステップＳ１３３）、光源１０１を緊急消灯させる（ステップＳ１３４）。光源１０１の緊急消灯は、例えば、回路遮断器をオフすることにより光源１０１に供給される電力を遮断することにより実施される。これにより、異常状態が長時間継続されることを防止することができる。なお、ステップＳ１２１で光源温度Ｔｌが測定できない場合にも、異常状態であるとして強制消灯させることとしてもよい。
【００３０】
図５に、冷媒循環回路のアイドリング制御の詳細を示す。
制御装置１０４は、光源１０１の雰囲気の温度Ｔｃを測定する（ステップＳ１４１）。光源１０１の雰囲気の温度Ｔｃは、センサ１０６から出力された信号に示されている。次に、制御装置１０４は、第１閾値Ｔｔｈ１および第２閾値を求める（ステップＳ１４２、Ｓ１４３）。第１閾値Ｔｔｈ１は、圧縮機１１１の運転を停止する温度であり、光源１０１の雰囲気の温度Ｔｃに固定値αを足すことにより得られる。第２閾値Ｔｈ２は、圧縮機１１１の運転を開始する温度であり、光源１０１の雰囲気の温度Ｔｃに固定値βを足すことにより得られる。第２閾値Ｔｔｈ２は、第１閾値Ｔｔｈ１と同じかそれよりも高い。
【００３１】
制御装置１０４は、さらに、光源１０１の温度Ｔｌを測定する（ステップＳ１４４）。光源１０１の温度Ｔｌは、センサ１０３から出力された信号に示されている。
次に、制御装置１０４は、光源１０１の温度Ｔｌ、第１閾値Ｔｔｈ１、第２閾値Ｔｔｈ２に基づいて、圧縮機の運転を現状のまま維持するか、停止するか、開始するかを決定する。具体的には、圧縮機１１１が運転中であり、且つ、光源１０１の温度Ｔｌが第１閾値Ｔｔｈ１未満の場合（ステップＳ１４５：Ｙｅｓ、且つ、ステップＳ１４６：Ｙｅｓ）、圧縮機１１１の運転が停止される（ステップＳ１４７）。また、圧縮機１１１の運転が停止中であり、且つ、光源１０１の温度Ｔｌが第２閾値以上の場合（ステップＳ１４８：Ｎｏ、且つ、ステップＳ１４９：Ｙｅｓ）、圧縮機１１１の運転が開始される（ステップＳ１５０）。それ以外の場合（ステップＳ１４６：ＮｏまたはステップＳ１４８：ＹｅｓまたはステップＳ１４９：Ｎｏ）、圧縮機１１１の運転は現状のまま維持される。これにより、冷媒循環回路１０２内の冷媒を断続的に循環させつつ、光源１０１の温度Ｔｌが光源１０１の雰囲気の温度Ｔｃを下回らないようにすることができる。
【００３２】
なお、図５は、圧縮機１１１をオンオフ制御する例であるが、これに限らず、圧縮機１１１をインバータ制御することとしてもよい。この場合、制御装置１０４は、光源１０１の雰囲気の温度Ｔｃに基づき、温度Ｔｃよりも高い目標温度Ｔｔを求める。例えば、目標温度Ｔｔは、温度Ｔｃに固定値γを足すことにより得られる。そして、光源１０１の温度Ｔｌが目標温度Ｔｔに近づくように圧縮機１１１の出力をフィードバック制御すればよい。これにより、冷媒循環回路１０２内の冷媒を連続的に循環させつつ、光源１０１の温度Ｔｌが光源１０１の雰囲気の温度Ｔｃを下回らないようにすることができる。
【００３３】
上述の通り、本実施形態の照明システム１００は、光源１０１、冷媒循環回路１０２、センサ１０３および制御装置１０４を備える。冷媒循環回路１０２は、光源１０１を冷却するための冷媒が循環する回路である。センサ１０３は、光源１０１の温度を示す信号を出力する。制御装置１０４は、光源１０１の温度が目標範囲内に維持されるようにセンサ１０３から出力された信号に基づき冷媒循環回路１０２の冷却能力を制御する。これにより、光源１０１の点灯条件が変化しても光源１０１の温度を目標範囲内に維持することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
第２実施形態は、光源の中央領域を冷却する流路と光源の周辺領域を冷却する流路とを並列に設け、各流路に流す冷媒の流量比を調整可能とする。これ以外の構成は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。
図６に、本発明の第２実施形態に係る照明システム２００の構成図を示す。冷媒循環回路２０２は、第１流路２０２ａおよびこれに並列に接続された第２流路２０２ｂを有する。これに伴い、第２熱交換器２１４は、第１流路２０２ａの一部を構成する第１流路２１４ａおよび第２流路２０２ｂの一部を構成する第２流路２１４ｂを有する。
【００３５】
図７に、光源および第２熱交換器の構造を例示する。
光源１０１は、基板１５１の上面１５１ａの中央領域１５１ｃに６個のＬＥＤ１５２を有し、周辺領域１５１ｄに１２個のＬＥＤを有する。第２熱交換器２１４は、第１円板部材２６１と第２円板部材１６２とを備える。第１円板部材２６１は、上面２６１ａに形成された渦巻き溝２６３ａ、２６３ｂを有する。渦巻き溝２６３ａは、その内周側の端部で貫通孔２６４ａに連通し、その外周側の端部で貫通孔２６５ａに連通している。渦巻き溝２６３ｂは、その内周側の端部で貫通孔２６４ｂに連通し、その外周側の端部で貫通孔２６５ｂに連通している。渦巻き溝２６３ａは、平面視で光源１０１の中央領域１５１ｃに重なる。渦巻き溝２６３ｂは、平面視で光源１０１の周辺領域１５１ｄに重なる。第２円板部材１６２が第１円板部材２６１に連結されることで、第２熱交換器２１４の内部に第１流路２１４ａと第２流路２１４ｂが形成される。
【００３６】
図６に戻り、第１流路２０２ａおよび第２流路２０２ｂは、それぞれ開度が調整可能な弁２１７ａ、２１７ｂを有する。センサ２０３ａは、光源１０１の中央領域の温度を示す信号を出力する。センサ２０３ｂは、光源１０１の周辺領域の温度を示す信号を出力する。制御装置２０４は、センサ２０３ａ、２０３ｂから出力された信号に基づいて、冷媒循環回路２０２の第１流路２０２ａと第２流路２０２ｂに流れる冷媒の総流量と流量比を調整する。冷媒の総流量の調整は、膨張弁１１３の開度の調整により実施される。冷媒の流量比の調整は、弁２１７ａ、２１７ｂの各々の開度の調整により実施される。
【００３７】
図８に、制御装置の動作を示す。制御装置２０４は、光源１０１の点灯から消灯までの間に、流量制御Ｓ２０６に加えて流量比制御Ｓ２０７を実行する。
流量制御Ｓ２０６では、制御装置２０４は、冷媒循環回路２０２の第１流路２０２ａと第２流路２０２ｂに流れる冷媒の総流量を調整する。具体的には、センサ２０３ａ、２０３ｂから出力された信号により、光源１０１の中央領域の温度と周辺領域の温度とが測定される。制御装置２０４は、光源１０１の中央領域の温度と周辺領域の温度の平均値を光源１０１の温度として扱う。これ以外は、第１実施形態の流量制御と同じである。
【００３８】
流量比制御Ｓ２０７では、制御装置２０４は、冷媒循環回路２０２の第１流路２０２ａと第２流路２０２ｂに流れる冷媒の流量比を調整する。
図９に、冷媒循環回路の流量比制御の詳細を示す。
制御装置２０４は、光源１０１の中央領域の温度と周辺領域の温度との温度差ΔＴを算出する（ステップＳ２２１）。光源１０１の中央領域の温度は、センサ２０３ａから出力された信号に示されている。光源１０１の周辺領域の温度は、センサ２０３ｂから出力された信号に示されている。温度差ΔＴは、中央領域の温度から周辺領域の温度を引くことにより得られる。従って、温度差ΔＴは、中央領域の温度が周辺領域の温度よりも高い場合に正の値となり、逆に中央領域の温度が周辺領域の温度よりも低い場合に負の値となる。
【００３９】
制御装置２０４は、温度差ΔＴの温度域に応じて冷媒循環回路２０２の第１流路２０２ａと第２流路２０２ｂに流れる冷媒の流量比Ｒを決定する。流量比Ｒは、第１流路２０２ａの流量を第２流路２０２ｂの流量で割ることにより得られる。従って、流量比Ｒは、第１流路２０２ａの流量が第２流路２０２ｂの流量よりも大きい場合に１より大きな値となり、逆に第１流路２０２ａの流量が第２流路２０２ｂの流量よりも小さい場合に１より小さな値となる。具体的には、ΔＴ≦５℃であれば（ステップＳ２２２：Ｙｅｓ）、流量比ＲがＲ１に決定される（ステップＳ２２５）。０℃≦ΔＴ＜５℃であれば（ステップＳ２２３：Ｙｅｓ）、流量比ＲがＲ２に決定される（ステップＳ２２６）。−５℃≦ΔＴ＜０℃であれば（ステップＳ２２４：Ｙｅｓ）、流量比ＲがＲ３に決定される（ステップＳ２２７）。ΔＴ＜−５℃であれば（ステップＳ２２４：Ｎｏ）、流量比ＲがＲ４に決定される（ステップＳ２２８）。制御装置２０４は、決定された流量比Ｒに応じて、弁２１７ａ、２１７ｂの各々の開度を調整する（ステップＳ２２９）。流量比の大小関係は、Ｒ１＞Ｒ２＞１＞Ｒ３＞Ｒ４である。即ち、光源１０１の中央領域の温度が周辺領域の温度に比べて高いほど、第１流路２０２ａの流量が第２流路２０２ｂの流量に比べて大きくなる。これにより、光源１０１の中央領域の温度と周辺領域の温度の温度差を低減することができ、光源１０１の径方向の輝度ムラを低減することができる。
【００４０】
［第３実施形態］
第３実施形態は、照明システムの冷媒循環回路を、冷房専用の空気調和機の冷媒循環回路と部分的に共用する。これ以外の構成は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。
図１０に、本発明の第３実施形態に係る照明システム３００の構成図を示す。冷媒循環回路３０２は、第１流路３０２ａに設けられた第２熱交換器１１４に加えて、第２流路３０２ｂに設けられた第３熱交換器３１９を備える。第３熱交換器３１９は、空気調和機の蒸発器として機能する。ファン３２０は、第３熱交換器３１９での外気と冷媒との間の熱交換を促進する目的で第３熱交換器３１９に付属されている。第１流路３０２ａおよび第２流路３０２ｂは、それぞれ開度が調整可能な弁３１８、３２１を有する。センサ３２２は、空気調和機により冷房される室内の温度を示す信号を出力する。
【００４１】
照明システム３００は、次の４つの運転状態を取り得る。
（ａ）  光源オフ、空気調和機オフ
（ｂ）  光源オフ、空気調和機オン
（ｃ）  光源オン、空気調和機オフ
（ｄ）  光源オン、空気調和機オン
このうち、（ａ）および（ｂ）の場合の冷媒循環回路の流量制御は、よく知られた空気調和機の流量制御と同じである。また、（ｃ）の場合の冷媒循環回路の流量制御は、第１実施形態の流量制御と同じである。従って、（ａ）乃至（ｃ）の場合の説明を省略し、以下、（ｄ）の場合のみ説明する。
【００４２】
図１１に、空気調和機オンおよび光源オンの場合の冷媒循環回路の流量制御の詳細を示す。制御装置３０４は、空気調和機により冷房される室内の温度Ｔｒを測定し（ステップＳ３０１）、光源１０１の温度Ｔｌを測定する（ステップＳ３０２）。制御装置３０４は、さらに、室内温度Ｔｒと目標温度Ｔｔの温度差に応じて第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒを決定する（ステップＳ３０３）。具体的には、室内温度Ｔｒが目標温度Ｔｔを下回れば冷媒の流量Ｆｒを増加させ、逆に、室内温度Ｔｒが目標温度Ｔｔを上回れば冷媒の流量Ｆｒを減少させる。制御装置３０４は、さらに、光源１０１の温度Ｔｌの温度域に応じて第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌを決定する。冷媒の流量Ｆｌの決定処理（ステップＳ３０４〜Ｓ３１３）は、第１実施形態と同様である。また、制御装置３０４は、光源１０１の温度Ｔｌが過度に高い場合は、緊急消灯する（ステップＳ３１７、Ｓ３１８）。制御装置３０４は、第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒと第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌに基づいて冷媒循環回路３０２内を流す冷媒の総流量Ｆｔと流量比Ｒとを求める（ステップＳ３１４、Ｓ３１５）。具体的には、総流量Ｆｔは、流量Ｆｒと流量Ｆｌを足すことにより得られる。流量比Ｒは、第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌを第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒで割ることにより得られる。制御装置３０４は、決定された総流量Ｆｔに応じて膨張弁１１３の開度を調整し、決定された流量比Ｒに応じて弁３１８、３２１の各々の開度を調整する（ステップＳ３１６）。
【００４３】
家庭、商業施設、オフィス、舞台等の室内に光源を設置する場合、室内での騒音の発生を回避するため、騒音源となる圧縮機およびファン付属の第１熱交換器を室外に設置することがある。この場合、室内から室外まで配管を設置しなければならない。一方、空気調和機では、第３熱交換器は室内に設置され、圧縮機およびファン付属の第１熱交換器は室外に設置されるのが通常である。そこで、本実施形態では、照明システムと空気調和機とで冷媒循環回路３０２を部分的に共用することとしている。具体的には、圧縮機１１１、ファン１１６付属の第１熱交換器１１２および膨張弁１１３を共用している。これにより、配管の設置の負担を低減しながら、光源を室内に設置し、騒音源を室外に設置することができる。
【００４４】
［第４実施形態］
第４実施形態は、照明システムの冷媒循環回路を、冷房運転と暖房運転が切り替え可能な空気調和機の冷房循環回路と部分的に共用する。これ以外の構成は、第３実施形態と同様なので説明を省略する。
図１２に、本発明の第４実施形態に係る照明システム４００の構成図を示す。冷媒循環回路４０２は、冷房運転と暖房運転とで第２流路４０２ｂ内の冷媒の循環の向きを逆転させるための四方弁４２３を備える。四方弁４２３の作用により、第３熱交換器３１９は、冷房運転では蒸発器として機能し、暖房運転では凝縮器として機能する。また、冷媒循環回路４０２は、冷房運転と暖房運転の何れの場合でも膨張弁１１３を通過した低温低圧の冷媒を第１流路４０２ａに循環させるための三方弁４２４を備える。三方弁４２４の作用により、第２熱交換器１１４は、冷房運転と暖房運転の何れの場合でも蒸発器として機能する。制御装置４０４は、膨張弁１１３、弁３１８、３２１の開度の調整に加えて、冷房運転と暖房運転とで四方弁４２３および三方弁４２４の各々の接続関係を切り替える。
【００４５】
図１３に、冷媒循環回路４０２内の冷媒の循環の向きを示し、（ａ）は空気調和機が冷房運転の場合、（ｂ）は空気調和機が暖房運転の場合、（ｃ）は空気調和機が停止の場合を示す。
空気調和機が冷房運転の場合、四方弁４２３は、圧縮機１１１の出力ポートを第１熱交換器１１２に接続し、圧縮機１１１の入力ポートを第３熱交換器３１９に接続する。また、三方弁４２４は、膨張弁１１３のポートｎ２を第２熱交換器１１４に接続する。これにより、冷媒の一部は、圧縮機１１１、第１熱交換器１１２、膨張弁１１３、第３熱交換器３１９、圧縮機１１１の順序で循環する。また、冷媒の残りの一部は、圧縮機１１１、第１熱交換器１１２、膨張弁１１３、第２熱交換器１１４、圧縮機１１１の順序で循環する。
【００４６】
空気調和機が暖房運転の場合、四方弁４２３は、圧縮機１１１の出力ポートを第３熱交換器３１９に接続し、圧縮機１１１の入力ポートを第１熱交換器１１２に接続する。また、三方弁４２４は、膨張弁１１３のポートｎ１を第２熱交換器１１４に接続する。これにより、冷媒の一部は、圧縮機１１１、第３熱交換器３１９、膨張弁１１３、第１熱交換器１１２、圧縮機１１１の順序で循環する。また、冷媒の残りの一部は、圧縮機１１１、第３熱交換器３１９、膨張弁１１３、第２熱交換器１１４、圧縮機１１１の順序で循環する。
【００４７】
このように、冷房運転と暖房運転の何れの場合でも、膨張弁１１３を通過した低温低圧の冷媒が第２熱交換器１１４に供給される。さらに、第２熱交換器１１４を通過した高温低圧の冷媒は、圧縮機１１１の入力ポートに戻される。従って、第２熱交換器１１４は、冷房運転と暖房運転の何れの場合でも光源１０１を冷却することができる。
空気調和機が停止の場合、四方弁４２３および三方弁４２４の接続関係は冷房運転の場合と同様である。加えて、弁３２１を全閉とすることで第３熱交換器３１９への冷媒の流入を防止する。
【００４８】
照明システム４００は、次の６つの運転状態を取り得る。
（ａ）  光源オフ、空気調和機オフ
（ｂ）  光源オフ、空気調和機冷房運転
（ｃ）  光源オフ、空気調和機暖房運転
（ｄ）  光源オン、空気調和機オフ
（ｅ）  光源オン、空気調和機冷房運転
（ｆ）  光源オン、空気調和機暖房運転
このうち、（ａ）乃至（ｃ）の場合の冷媒循環回路の流量制御は、よく知られた空気調和機の流量制御と同じである。（ｄ）の場合の冷媒循環回路の流量制御は、第１実施形態の流量制御と同じである。（ｅ）の場合の冷媒循環回路の流量制御は、第３実施形態の流量制御と同じである。従って、（ａ）乃至（ｅ）の場合の説明を省略し、以下、（ｆ）の場合のみ説明する。
【００４９】
図１４に、空気調和機暖房運転および光源オンの場合の冷媒循環回路の流量制御の詳細を示す。制御装置４０４は、室内の温度Ｔｒに基づき第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒを決定すると共に（ステップＳ４０１、Ｓ４０３）、光源１０１の温度Ｔｌに基づき第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌを決定する（ステップＳ４０２、ステップＳ４０４〜Ｓ４１３）。制御装置４０４は、光源１０１の温度Ｔｌが過度に高い場合は、緊急消灯する（ステップＳ４１８、Ｓ４１９）。ここまでは、第３実施形態と同様である。制御装置４０４は、さらに、流量Ｆｒが流量Ｆｌと同じかそれよりも大きい場合（ステップＳ４１４：Ｙｅｓ）、冷媒循環回路４０２内を流す冷媒の総流量ＦｔをＦｒとする（ステップＳ４１５）。一方、制御装置４０４は、流量Ｆｒが流量Ｆｌよりも小さい場合（ステップＳ４１４：Ｎｏ）、冷媒循環回路４０２内を流す冷媒の総流量ＦｔをＦｌとする（ステップＳ４１６）。暖房運転の場合、図１３（ｂ）に示す通り、第２熱交換器１１４と第３熱交換器３１９は直列に接続された関係となる。そのため、冷媒循環回路４０２内を流す冷媒の総流量Ｆｔは、第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌと第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒの大きい方に律される。制御装置４０４は、決定された総流量Ｆｔに応じて膨張弁１１３の開度を調整し、決定された流量Ｆｌに応じて弁３１８の開度を調整する（ステップＳ４１７）。弁３２１の開度は全開とする。
【００５０】
以上の構成により、空気調和機が冷房運転と暖房運転の何れの場合でも、光源１０１を冷却することができる。
［第５実施形態］
第５実施形態は、空気調和機の暖房運転の除霜モードを可能とする構成を有する。これ以外の構成は、第４実施形態と同様なので説明を省略する。
【００５１】
図１５に、本発明の第５実施形態に係る照明システム５００の構成図を示す。冷媒循環回路５０２は、第２流路４０２ｂと第３流路５０２ｃとの接続点に設けられた弁５２５と、第１熱交換器と膨張弁１１３のポートｎ１との間に設けられた三方弁５２６とを備える。制御装置５０４は、膨張弁１１３、弁３１８、３２１の開度の調整に加えて、冷房運転と暖房運転とで四方弁４２３および三方弁４２４の各々の接続関係を切り替える。膨張弁１１３、弁３１８、３２１、四方弁４２３および三方弁４２４の動作は、第４実施形態と同様である。制御装置５０４は、さらに、暖房運転の通常モードと除霜モードとで弁５２５および三方弁５２６の接続関係を切り替える。
【００５２】
図１６に、冷媒循環回路５０２内の冷媒の循環の向きを示し、（ａ）は空気調和機が冷房運転の場合、（ｂ）は空気調和機が暖房運転の通常モードの場合、（ｃ）は空気調和機が暖房運転の除霜モードの場合を示す。
空気調和機が冷房運転の場合、弁５２５は冷媒を分流させない。また、三方弁５２６は、第１熱交換器１１２と膨張弁１１３のポートｎ１とを接続する。これにより、冷媒は、第４実施形態の冷房運転の場合と同じように循環する。
【００５３】
空気調和機が暖房運転の通常モードの場合、弁５２５は冷媒を分流させない。また、三方弁５２６は、第１熱交換器１１２と膨張弁１１３のポートｎ１とを接続する。これにより、冷媒は、第４実施形態の暖房運転の場合と同じように循環する。
空気調和機が暖房運転の除霜モードの場合、弁５２５は冷媒を分流させる。また、三方弁５２６は、第１熱交換器１１２と膨張弁１１３のポートｎ２とを接続する。これにより、冷媒の一部は、圧縮機１１１、第３熱交換器３１９、膨張弁１１３、第２熱交換器１１４、圧縮機１１１の順序で循環する。また、冷媒の残りの一部は、圧縮機１１１、第１熱交換器１１２、膨張弁１１３、第２熱交換器１１４、圧縮機１１１の順序で循環する。このとき、第１熱交換器１１２は、高温高圧の冷媒が供給されるので蒸発器として機能する。これにより、第１熱交換器１１２の温度が上昇し、除霜効果を得ることができる。また、暖房運転の除霜モードの場合でも、膨張弁１１３を通過した低温低圧の冷媒が第２熱交換器１１４に供給される。従って、第２熱交換器１１４は、暖房運転の除霜モードの場合でも光源１０１を冷却することができる。
【００５４】
［第６実施形態］
第６実施形態は、空気調和機が暖房運転の場合、第２熱交換器１１４が空気調和機の蒸発器として十分に機能すれば、第１熱交換器１１２の動作を停止する。これ以外の構成は、第４実施形態と同様なので説明を省略する。
図１７に、本発明の第６実施形態に係る照明システム６００の構成図を示す。冷媒循環回路６０２は、第１熱交換器１１２と膨張弁１１３との間に設けられた弁６２７を備える。制御装置６０４は、膨張弁１１３、弁３１８、３２１の開度の調整に加えて、冷房運転と暖房運転とで四方弁４２３および三方弁４２４の各々の接続関係を切り替える。膨張弁１１３、弁３１８、３２１、四方弁４２３および三方弁４２４の動作は、第４実施形態と同様である。制御装置６０４は、さらに、第１熱交換器１１２と第２熱交換器１１４を蒸発器として併用する併用モードと第２熱交換器１１４のみを蒸発器として用いる単独モードとで弁６２７の接続関係を切り替える。
【００５５】
図１８に、冷媒循環回路６０２内の冷媒の循環の向きを示し、（ａ）は空気調和機が冷房運転の場合、（ｂ）は空気調和機が暖房運転の併用モードの場合、（ｃ）は空気調和機が暖房運転の単独モードの場合を示す。
空気調和機が冷房運転の場合、弁６２７は、第１熱交換器１１２と膨張弁１１３とを接続する。これにより、冷媒は、第４実施形態の冷房運転の場合と同じように循環する。
【００５６】
空気調和機が暖房運転の併用モードの場合、弁６２７は、第１熱交換器１１２と膨張弁１１３と第２熱交換器１１４とを接続する。これにより、冷媒の一部が第１熱交換器１１２に流れ、冷媒の残りの一部が第２熱交換器１１４に流れる。
空気調和機が暖房運転の単独モードの場合、弁６２７は、第２熱交換器１１４と膨張弁１１３とを接続する。これにより、冷媒は第２熱交換器１１４に流れる。
【００５７】
図１９に、空気調和機暖房運転時の冷媒循環回路６０２の流量制御の詳細を示す。制御装置６０４は、室内の温度Ｔｒに基づき第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒを決定すると共に、光源１０１の温度Ｔｌに基づき第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌを決定する（ステップＳ６０１〜Ｓ６０４）。制御装置６０４は、冷媒循環回路６０２内を流す冷媒の総流量Ｆｔを決定し（ステップＳ６０５〜Ｓ６０７）、決定された総流量Ｆｔに応じて膨張弁１１３の開度を調整し、決定された流量Ｆｌに応じて弁３１８の開度を調整する（ステップＳ６０８）。ここまでは、第４実施形態と同様である。
【００５８】
制御装置６０４は、さらに、総流量Ｆｔの履歴に基づいて、単独モードの開始条件を満たすか（ステップＳ６０９）、または、併用モードの開始条件を満たすか（ステップＳ６１０）を判断する。単独モードの開始条件としては、第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌが第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒよりも大きくなることである。また、併用モードの開始条件としては、第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒが第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌよりも大きくなることである。制御装置６０４は、単独モードの開始条件が満たされる場合（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）、弁６２７の制御により第１熱交換器１１２への冷媒の循環を停止し（ステップＳ６１１）、第１熱交換器１１２に付属されたファン１１６の運転を停止する（ステップＳ６１２）。一方、制御装置６０４は、併用モードの開始条件が満たされる場合（ステップＳ６１０：Ｙｅｓ）、弁６２７の制御により第１熱交換器１１２への冷媒の循環を開始し（ステップＳ６１３）、第１熱交換器１１２に付属されたファン１１６の運転を開始する（ステップＳ６１４）。
【００５９】
空気調和機の第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒは、室内の目標温度が同じ場合でも室内から室外への熱の流出の度合いに応じて変化する。例えば、室内の目標温度が同じでも室外が寒い場合と比較的暖かい場合とで流量Ｆｒが異なる。また、室内の目標温度と室外の温度とが同じでも、ドアや窓を開いた場合と閉じた場合とで流量Ｆｒが異なる。一方、光源１０１の第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌも、光源１０１の点灯条件に応じて変化する。例えば、光源１０１が調光機能を有する場合、輝度が高い場合と低い場合とで発熱量が異なるので冷媒の流量Ｆｌが異なる。従って、第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒと第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌの大小関係が状況に応じて逆転することがある。そして、第２熱交換器１１４に流す冷媒の流量Ｆｌが第３熱交換器３１９に流す冷媒の流量Ｆｒよりも大きい場合、第２熱交換器１１４は単独で空気調和機の蒸発器として十分に機能するといえる。この場合、第１熱交換器１１２への冷媒の循環を停止し、ファン１１６の運転を停止することで、消費電力の低減を図ることができる。
【００６０】
［変形例］
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は本発明の一例に過ぎない。例えば、以下のような変形例も考えられる。
（１）  ＬＥＤ
実施形態ではＬＥＤについて特に言及していないが、２種類以上のＬＥＤを含むこととしてもよい。図２０に、光源の変形例を示す。光源は、基板１５１およびＬＥＤ１５２ａ、１５２ｂを備える。例えば、ＬＥＤ１５２ａが白色のＬＥＤであり、ＬＥＤ１５２ｂが赤色のＬＥＤである。白色のＬＥＤと赤色のＬＥＤを混載することで、演色性の向上を図っている。
【００６１】
ところで、図２１に示すように、ＬＥＤ１５２ａとＬＥＤ１５２ｂとで発光効率の温度依存性が異なることがある。この場合、図２０に示すように、基板１５１の中央領域１５１ｃには発光効率の温度依存性の小さなＬＥＤを実装し、周辺領域１５１ｄには発光効率の温度依存性の大きなＬＥＤを実装することとしてもよい。これにより、基板１５１の中央領域１５１ｃに実装されたＬＥＤの発光効率の温度依存性の平均値を周辺領域１５１ｄに実装されたＬＥＤの発光効率の温度依存性の平均値よりも小さくすることができる。通常、光源の中央領域１５１ｃの温度が周辺領域１５１ｄの温度よりも高くなりやすい。図２０のような配置にすることで、光源全体の発光効率を向上させることができる。
【００６２】
（２）  第２熱交換器
実施形態では、第２熱交換器内の流路が渦巻き状であるが、本発明は、これに限られない。図２２〜図２４に、第２熱交換器の変形例を示す。
図２２の第２熱交換器１１４Ａは、第１円板部材１６１Ａと第２円板部材１６２とを備える。第１円板部材１６１Ａは、上面１６１Ａａに、円形に形成された円形凹部１６３Ａを有する。また、円形凹部１６３Ａ内の中央に貫通孔１６４Ａが形成され、円形凹部１６３Ａ内の端に貫通孔１６５Ａが形成されている。貫通孔１６４Ａ、１６５Ａは、円形凹部の底面から第１円板部材１６１Ａの下面１６１Ａｂまで貫通している。第１円板部材１６１Ａと第２円板部材１６２を結合すれば、円形凹部１６３Ａが蓋をされる形となり、冷媒の流路が形成される。第１円板部材１６１Ａの貫通孔１６４Ａを流路への冷媒の流入口とし、第１円板部材１６１Ａの貫通孔１６５Ａを流路への冷媒の流出口とする。これにより、冷媒を中央から外方に向かう方向に流すことができる。
【００６３】
図２３の第２熱交換器１１４Ｂは、第１円板部材１６１Ｂと第２円板部材１６２とを備える。第１円板部材１６１Ｂは、上面１６１Ｂａに、複数個所で折り返された溝１６３Ｂを有する。溝１６３Ｂは、第１円板部材１６１Ｂの上面１６１Ｂａから下面１６１Ｂｂまで貫通する貫通孔１６４Ｂに連通している。溝１６３Ｂの両端部は、第１円板部材１６１Ｂの上面１６１Ｂａから下面１６１Ｂｂまで貫通する貫通孔１６５Ｂに連通している。第１円板部材１６１Ｂと第２円板部材１６２を結合すれば、溝１６３Ｂが蓋をされる形となり、冷媒の流路が形成される。第１円板部材１６１Ｂの貫通孔１６４Ｂを流路への冷媒の流入口とし、第１円板部材１６１Ｂの貫通孔１６５Ｂを流路への冷媒の流出口とする。これについても、概ね、冷媒が中央から外方に向かう方向に流れるといえる。
【００６４】
図２４の第２熱交換器２１４Ａは、第１円板部材２６１Ａと第２円板部材１６２とを備える。第１円板部材２６１Ａは、上面２６１Ａａに、円形に形成された円形凹部２６３Ａａと、円形凹部２６３Ａａと同心で環状に形成された環状凹部２６３Ａｂとを有する。また、円形凹部２６３Ａａ内に貫通孔２６４Ａａ、２６５Ａａが形成されている。貫通孔２６４Ａａ、２６５Ａａは、円形凹部２６３Ａａの底面から第１円板部材２６１Ａの下面２６１Ａｂまで貫通している。また、環状凹部２６３Ａｂ内に貫通孔２６４Ａｂ、２６５Ａｂが形成されている。貫通孔２６４Ａｂ、２６５Ａｂは、環状凹部２６３Ａｂの底面から第１円板部材２６１Ａの下面２６１Ａｂまで貫通している。円形凹部２６３Ａａは、平面視で光源１０１の中央領域に重なる。また、環状凹部２６３Ａｂは、平面視で光源１０１の周辺領域に重なる。第２円板部材１６２が第１円板部材２６１Ａに連結されることで、第２熱交換器２１４Ａの内部に第１流路２１４ａと第２流路２１４ｂが形成される。
【００６５】
実施形態では、第１円板部材の上面に形成された溝を第２円板部材で塞ぐことにより、冷媒の流路が形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、図２５に示すように、第１円板部材１６１の上面に形成された溝を光源１０１の基板１５１で塞ぐこととしてもよい。この場合、ボルト孔１６８は、基板１５１に設けられる。これにより、光源１０１と冷媒との間の熱交換の効率を高めることができる。
【００６６】
実施形態では、第２円板部材はボルトとナットを用いて第１円板部材に連結されているが、本発明はこれに限られない。例えば、溶接、ロウ付け、圧入、ネジ止めの方法を採用してもよい。図２６（ａ）（ｂ）に、圧入の場合を例示し、図２６（ｃ）（ｄ）に、ネジ止めの場合を例示する。図２６（ａ）の例では、第１円板部材１６１Ｃの上面１６１ａに凹部１６９が形成されている。凹部１６９の形状は、平面視で円形であり、凹部１６９の直径は第２円板部材１６２Ｃの直径と同一または僅かに小さく、凹部１６９の深さは第２円板部材１６２Ｃの厚みと同一である。渦巻き溝１６３および環状溝１６６は、凹部１６９の底面に形成されている。第２円板部材１６２Ｃが第１円板部材１６１Ｃの凹部１６９に圧入されことにより、第２円板部材１６２Ｃが第１円板部材１６１Ｃに連結される。このとき、第２円板部材１６２Ｃの上面１６２ａは、第１円板部材１６１Ｃの上面１６１ａの凹部１６９が形成されていない領域と面一になる。また、図２６（ｂ）に示すように、凹部１６９を第２円板部材１６２Ｄの下面１６２ｂに形成することとしてもよい。凹部１６９の形状は、平面視で円形であり、凹部１６９の直径は第１円板部材１６１Ｄの直径と同一または僅かに小さい。第１円板部材１６１Ｄが第２円板部材１６２Ｄの凹部１６９に圧入されことにより、第２円板部材１６２Ｄが第１円板部材１６１Ｄに連結される。図２６（ｃ）の例では、第１円板部材１６１Ｅの上面１６１ａに凹部１６９が形成され、且つ、凹部１６９の内周面に雌ねじ１７１が形成されている。また、第２円板部材１６２Ｅの外周面に雄ねじ１７２が形成されている。第２円板部材１６２Ｅが第１円板部材１６１Ｅの凹部１６９に螺合されることにより、第２円板部材１６２Ｅが第１円板部材１６１Ｅに連結される。また、図２６（ｄ）に示すように、凹部１６９を第２円板部材１６２Ｆの下面１６２ｂに形成することとしてもよい。凹部１６９の内周面に雌ねじ１７２が形成され、第１円板部材１６１Ｆの外周面に雄ねじ１７１が形成される。第１円板部材１６１Ｆが第２円板部材１６２Ｆの凹部１６９に螺合されることにより、第２円板部材１６２Ｆが第１円板部材１６１Ｆに連結される。なお、圧入またはネジ止めにより第２円板部材を第１円板部材に連結してから、さらに、それらを溶接またはロウ付けすることとしてもよい。
【００６７】
実施形態では、第１円板部材に流路を形成するための溝が形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、第２円板部材に流路を形成するための溝を形成してもよい。図２７に、第２熱交換器の変形例の断面図を示す。第１円板部材１６１Ｇの第１円板部材１６１Ｇの上面１６１ａは平坦である。第２円板部材１６２Ｇの下面１６２ｂに渦巻き溝１６３および環状溝１６６が形成されている。この場合、第２円板部材１６２Ｇの上面１６２ａと渦巻き溝１６３の底面１６３ａとの間の厚みｔが薄いほど、光源１０１と冷媒との間の熱交換の効率が高くなる。そのため、図２７に示すように、渦巻き溝１６３の深さＤを幅Ｗよりも大きくしてもよい。
【００６８】
実施形態では、第２熱交換器の形状が平面視円形であるが、本発明はこれに限られない。例えば、平面視で三角形、四角形、五角形、六角形などの多角形でもよい。図２８に四角形の場合を例示する。第２熱交換器１１４Ｈは、第１矩形部材１６１Ｈと第２矩形部材１６２Ｈとを備える。第１矩形部材１６１Ｈは、上面に形成された渦巻き溝１６３Ｈを有する。
【００６９】
実施形態では、第２熱交換器が溝を有する部材と溝の塞ぐ部材とから構成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、図２９に示すように、第２熱交換器１１４Ｉが渦巻き状に巻回された配管であることとしてもよい。
実施形態では、冷媒の流路の封止性を向上させるためにＯリングを用いているが、本発明は、これに限られない。例えば、弾性を持つ樹脂製のガスケット、セミメタルガスケットおよび金属製ガスケットを用いることができる。また、例えば、環状溝１６６を設けずに、第１円板部材１６１および第２円板部材１６２の間にシート材を挟みこむこととしてもよい。また、例えば、第１円板部材１６１の渦巻き溝１６３よりも外周に半液状のシール剤を塗布してから、第１円板部材１６１に第２円板部材１６２を連結することとしてもよい。
【００７０】
（３）  冷媒循環回路
実施形態では、冷媒循環回路に冷媒の液化と気化を繰り返す冷凍サイクルを利用しているが、本発明は、これに限られない。図３０に、冷媒循環回路の変形例を示す。
照明システム７００は、光源１０１、冷媒循環回路７０２、センサ１０３、制御装置７０４およびインターフェイス１０５を備える。冷媒循環回路７０２は、第１熱交換器１１２、ポンプ７２８、流量調整弁７２９および第２熱交換器１１４を備える。冷媒としては、水、オイルなどの液体が利用できる。冷媒は、ポンプ７２８、流量調整弁７２９、第２熱交換器１１４、第１熱交換器１１２の順序で循環する。制御装置７０４は、光源１０１の温度が目標範囲内に維持されるように、センサ１０３から出力された信号に基づいて冷媒循環回路７０２の冷却能力を制御する。冷却能力の制御は、流量調整弁７２９の開度の調整により実施することができる。
【００７１】
なお、水、オイルなどの液体を冷媒として利用する場合、第１円板部材１６１を樹脂材料で作製することができる。第１円板部材１６１を樹脂製とすることで、第１円板部材１６１の軽量化を図ることができる。また、第１円板部材１６１を樹脂成型で製造することにより、第１円板部材１６１の製造コストを低減することができる。
（４）  流量調整
実施形態では、冷媒循環回路の第２熱交換器に流す冷媒の流量Ｆｌを、Ｆ０〜Ｆ４の５段階で制御しているが、本発明は、これに限られない。例えば、光源１０１の温度が９０℃を超えた場合に流量をＦ２とし、光源１０１の温度が７０℃を下回った場合に流量をＦ１とする、という２段階でもよい。また、５段階よりも多くして、より細かな温度調整をしてもよい。
【００７２】
（５）  流路の分割数
第２実施形態では、光源の領域を中央領域と周辺領域の２つに分け、それに合わせて冷媒の流路を２つに分けているが、本発明は、これに限られない。例えば、光源の領域を同心円状に３つ以上の領域に分け、それに合わせて冷媒の流路を３つ以上に分けてもよい。光源の領域の分割数を多くすることで、径方向の輝度ムラの低減効果を高めることができる。
【００７３】
（６）  光源
実施形態では、円形の基板上に１８個のＬＥＤが環状に配置されているが、本発明はこれに限られない。基板の形状、ＬＥＤの個数およびＬＥＤの配置は、任意に設計することができる。例えば、図３１（ａ）に例示される光源１０１Ａでは、円形の基板１５１上の中央に１個のＬＥＤ１５２が配置されている。また、図３１（ｂ）に例示される光源１０１Ｂでは、円形の基板１５１に８個のＬＥＤ１５２が十字状に配置されている。図３１（ｃ）に例示される光源１０１Ｃでは、四角形の基板１５１Ｃ上に１６個のＬＥＤ１５２が行列状に配置されている。基板の形状を四角形とした場合、円形の場合よりも基板の製造が容易になる。
【００７４】
実施形態では、複数のＬＥＤが分散配置されて面状の光源が形成されているが、本発明は、これに限られない。例えば、面状の有機ＥＬを利用して面状の光源を形成してもよい。
実施形態では、平坦な面状の光源としているが、本発明は、これに限られない。フレキシブル基板を利用することで任意の形状を実現することができる。
【００７５】
（７）  点灯回路の冷却
光源にＬＥＤを採用した場合、点灯回路が光源付近に設けられることが多い。点灯回路は、交流電力を直流電力に変換する電源回路を含み、また必要に応じてＬＥＤの発光強度を個々に制御する制御回路をさらに含む。点灯回路を光源付近に設けることで、配電盤から光源付近まで電力を交流で搬送することができるので、電力の搬送効率を向上させることができる。点灯回路に使用される電装部品の中には、その部品自体が発熱するもの、自己発熱や周囲部品からの熱による温度上昇により電気的特性が変化するもの、高温下での使用により寿命が短くなるものがある。点灯回路の特性を安定させ、且つ、寿命を長く保つためには、点灯回路を冷却することが望ましい。そこで、実施形態の第２熱交換器を点灯回路に適用してもよい。図３２に第２熱交換器を点灯回路に適用した場合を例示する。回路ユニット１８０は、金属ケース１８１と、金属ケース１８１に収容された点灯回路１８２とを備える。点灯回路１８２は、金属ケース１８１を介して第２熱交換器１１４Ｈに熱的に結合されている。これにより、点灯回路１８２の温度を目標温度の範囲内に維持することができる。
【００７６】
なお、光源の代わりに点灯回路を冷却することとしてもよいし、光源と点灯回路の両方を冷却することとしてもよい。前者の場合は、目標温度、第１閾値、第２閾値の具体的数値が光源の場合と異なることがあるが、システム構成および動作については光源の場合と同様である。従って、上述の実施形態および変形例を適用することができる。後者の場合は、点灯回路用の第２熱交換器を光源用の第２熱交換器に並列に接続することにより実現することができる。この場合、第３実施形態（図１０、図１１）と類似したシステム構成となる。具体的には、第３実施形態の第３熱交換器３１９、ファン３２０およびセンサ３２２に代えて、点灯回路用の第２熱交換器、点灯回路および点灯回路用のセンサを設けることになる。冷媒循環回路内を流れる冷媒の流量の総量の調整と、光源用および点灯回路用の各第２熱交換器に流れる冷媒の流量の比率の調整については、第３実施形態と同様の手法を適用することができる。
【００７７】
図３２に示された点灯回路および第２熱交換器は、あくまで例示であり、この態様には限られない。例えば、点灯回路は金属ケースに収容されていなくてもよい。
（８）  実施形態および変形例の組合せ
実施形態および変形例の各構成要素を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００    照明システム
１０１    光源
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２    冷媒循環回路
１０３    センサ
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４    制御装置
１０５    インターフェイス
１０６    センサ
１１１    圧縮機
１１２    第１熱交換器
１１３    膨張弁
１１４、２１４    第２熱交換器
１１５    配管
１１６    ファン
１５１    基板
１５２    ＬＥＤ
１６１、２６１    第１円板部材
１６２    第２円板部材
１６３    渦巻き溝
１６４    貫通孔
１６５    貫通孔
１６６    環状溝
１６７    貫通孔
３１８    弁
３１９    第３熱交換器
３２０    ファン
３２１    弁
３２２    センサ
４２３    四方弁
４２４    三方弁
５２５    弁
５２６    三方弁
７２８    ポンプ
７２９    流量調整弁
【図１】
2015170512.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015170512.tif 000009
【図８】
2015170512.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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