JP2019114498A - Lighting device, method for controlling lighting device and data structure - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば地域、時間帯、天候などによって異なる空の色や自然の空と同様の奥行き感を人工的に再現できる照明装置を提供すること。【解決手段】照明装置は、可視光を発する光源であって、可視光の色又は照度を調整可能な一つまたは複数の光源と、光源から発せられた可視光の少なくとも一部を散乱させる光拡散体と、を備え、可視光の色温度は2000K以上25000K以下であり、光拡散体の内部に第1の粒子が配され、第1の粒子の直径は50nm以上250nm以下である。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminating device capable of artificially reproducing a color of a sky which differs depending on a region, a time zone, weather and the like and a sense of depth similar to a natural sky. An illumination device is a light source that emits visible light, and one or more light sources that can adjust the color or illuminance of visible light, and light that scatters at least a portion of the visible light emitted from the light source. And a color temperature of visible light is 2000 K or more and 25000 K or less, the first particles are arranged inside the light diffuser, and the diameter of the first particles is 50 nm or more and 250 nm or less. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、照明装置、照明装置の制御方法、およびデータ構造に関する。 The present invention relates to a lighting device, a control method of the lighting device, and a data structure.
太陽光などの自然光や空を再現する照明システムが知られている。この照明システムは、白色発光ダイオード(light emitting diode: LED)から発せられる光を太陽光に近づけた波長に調整し、LEDから発せられる光を散乱および透過させることで、太陽光のような光や様々な色の空を作り出す。照明システムを閉じた環境で使用することによって、閉じた環境内にいるユーザに視覚的な快適さを与えることができる。 A lighting system that reproduces natural light such as sunlight and the sky is known. This illumination system adjusts the light emitted from a white light emitting diode (LED) to a wavelength close to sunlight, scatters and transmits the light emitted from the LED, and thus light like sunlight or Create a sky of various colors. By using the lighting system in a closed environment, it is possible to give the user in the closed environment visual comfort.
自然光や空を再現する照明システムに関して、可視光のビームを放出する第1の光源と、可視光のビームを受け取る内面および外面によって境界画定され、且つ可視光のビームに対して少なくとも部分的に透明な拡散光発生器とを含む照明システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 For an illumination system that reproduces natural light or sky, the first light source emitting a beam of visible light and the inner and outer surfaces receiving the beam of visible light are bounded and at least partially transparent to the beam of visible light An illumination system is known that includes various diffuse light generators (see, for example, Patent Document 1).
前述した照明システムは、太陽が窓を通して部屋を照明するときと同様の状況を、ユーザに知覚させる。しかし、前述した照明システムでは、第1の光源から発せられる可視光の色および拡散光発生器の状態が固定され、例えば異なる地域、時間帯、天候などに応じた空の色や自然の空と同様の奥行き感を出すのは難しいという問題があった。 The lighting system described above allows the user to perceive the same situation as when the sun illuminates the room through the window. However, in the illumination system described above, the color of visible light emitted from the first light source and the state of the diffused light generator are fixed, for example, sky color or natural sky according to different areas, time zones, weather, etc. There was a problem that it was difficult to give the same sense of depth.
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、様々な自然の空を人工的に再現できる照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a lighting device capable of artificially reproducing various natural skies.
上記問題を解決する本発明の一態様は、可視光を発する1つまたは複数の光源であって、前記可視光の色又は照度を調整可能な光源と、前記光源から発せられた前記可視光の少なくとも一部を散乱させる光拡散体と、を備え、前記可視光の色温度は2000K以上25000K以下であり、前記光拡散体の内部に第1の粒子が配され、前記第1の粒子の直径は50nm以上250nm以下の照明装置である。 One aspect of the present invention for solving the above problems is one or more light sources emitting visible light, the light source being capable of adjusting the color or the illuminance of the visible light, and the visible light emitted from the light source A light diffuser that scatters at least a portion, the color temperature of the visible light is 2000 K or more and 25000 K or less, a first particle is disposed inside the light diffuser, and a diameter of the first particle Is a lighting device of 50 nm or more and 250 nm or less.
本発明の実施形態によれば、様々な自然の空を人工的に再現できる照明装置、照明装置の制御方法、およびデータ構造を提供することができる。 According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a lighting device capable of artificially reproducing various natural sky, a control method of the lighting device, and a data structure.
次に、実施形態に係る照明装置を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一の符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
Next, a lighting apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are merely examples, and the embodiments to which the present invention is applied are not limited to the following embodiments.
In all the drawings for describing the embodiment, the same reference numerals are used for components having the same function, and the repeated description is omitted.
<第1実施形態>
[照明装置]
図1は、本発明に係る第1実施形態の照明装置の一例を示す概略図である。本実施形態の照明装置100は、部屋30などの照射対象空間に向けて、空を人工的に再現する。図1に示される例では、照明装置100は、部屋30の天井、あるいは壁に設置され、前記天井から、あるいは前記壁から室内を照明する。
First Embodiment
[Lighting device]
FIG. 1: is schematic which shows an example of the illuminating device of 1st Embodiment which concerns on this invention. The
照明装置100は、少なくとも光源110と、光拡散体145とを備える。照明装置100は、更にレンズ165と、内部カバー180と、筐体170と、記憶部162と、制御部160と、受信部150と、選択部161と、入力装置210とを備えてもよい。
The
筐体170は、部屋30の天井あるいは壁に設置される。本実施形態では、筐体170を天井面に設置する場合を想定して説明する。なお、筐体170を壁面に設置する場合も想定可能である。光源110と、レンズ165と、内部カバー180と、光拡散体145と、制御部160と、記憶部162と、入力装置210とは、筐体170に収められ、筐体170によって所定の位置に支持される。
The
筐体170の底面に、開口171が形成される。光拡散体145は、入射面145aと、出射面145bとを有する。光拡散体145の出射面145bの少なくとも一部は、開口171に露出する。光拡散体145の外周縁部は、開口部171の周囲の筐体170の底面上に載せられる。開口部171の形状は、矩形であってもよいし、円形であってもよい。照明装置100は、光源110から発せられ、光拡散体145を通り、開口部171から出射する可視光によって、空を人工的に再現する。なお、本明細書において、「可視光」とは、少なくとも380nm以上780nm以下の波長、好ましくは400nm以上720nm以下の波長を有する電磁波を表す。また、「青色の可視光」とは、前記波長範囲のうち、450nm以上495nm以下の波長を有する可視光を表す。
An
以下、地表面に平行で、且つ互いに直交する二つの方向をX軸とY軸とする。また、X軸とY軸とに垂直な鉛直方向をZ軸とする。 Hereinafter, two directions parallel to the ground surface and orthogonal to each other will be referred to as an X axis and a Y axis. Further, the vertical direction perpendicular to the X axis and the Y axis is taken as the Z axis.
光源110は、少なくとも2000K以上25000K以下の色温度を有する可視光を発する。光源110は、発する可視光の色および照度を、調整可能な構成となっている。光源110は、例えば、色合成したLEDまたは液晶プロジェクタ(例えば、キセノンランプやハロゲンランプなど)で構成される。色合成したLEDは、赤(R)・緑(G)・青(B)や、その他固有の波長をもつ色などの単色波長LEDからの出射光を、プリズム、導光体、レンズ、ダイクロイックミラー等を含む光学系で合成後に出射し、色および照度が調整された可視光を光拡散体145に照射する。液晶プロジェクタ(キセノンランプやハロゲンランプなど)は、投影パターンを変えることで色および照度が調整された可視光を光拡散体145に照射することができるので、入射面145aおよび出射面145bに沿った領域ごとに色や照度の異なる光を照射可能である。
The
光源110は、筐体170の内部、且つ可視光を光拡散体145に照射可能な位置に設けられる。本実施形態では、光源110は、光拡散体145の上方に配置される。光源110と光拡散体145の間には、レンズ165が配置される。レンズ165と光拡散体145との間は、内部カバー180で囲まれる。具体的には、内部カバー180の上面および底面のそれぞれに開口181,182が形成される。レンズ165は開口181に嵌められ、光拡散体145が開口182に嵌められる。
The
レンズ165は、光源110から発せられた可視光を光拡散体145に一様に照射するよう広げる目的で設けられる。レンズ165は、前記目的を満たすものであれば、特に限定されず、凸レンズ、非球面レンズ、組み合わせレンズ、プリズム、導光体などを含む。
The
内部カバー180の内側の面は、青色の可視光のみを反射するように青い塗料で塗装され、又は青い素材で構成される。このことによって、内部カバー180の内側では、青色以外の色の可視光は適宜吸収される。すなわち、筐体170の内部の少なくとも一部をなす内部カバー180の内側が青色である。なお、筐体170の内壁面が青く塗られてもよい。あるいは、筐体170の内壁面は、光を吸収する塗料、または素材で構成される。なお、筐体170の内壁面の色は、黒であってもよい。
The inner surface of the
光拡散体145は、所定の厚さを有し、板状に形成される。本実施形態では、光拡散体145は、樹脂からなる固体であり、樹脂中に分散する粒子(第1の粒子)251と、粒子(第2の粒子)252とを含む。
The
光源110から発せられた光が開口部171を経て出射する際、光線が光拡散体145にあたり、光拡散体145で起きるレーリー散乱の青(空)色散乱と、光拡散体145を透過する光線(太陽光)によって、空と太陽の実際の見え方に近いバランスを得ることができる。また、光拡散体145を構成する樹脂の平均粒径は、50nm以上250nm以下であることが好ましい。前記範囲が満たされることによって、光源110から発せられた可視光が後段で説明するように散乱されたときに、散乱光を部屋30に向けて出射すると共に、太陽光としての散乱しない光線を透過させることができる。
When the light emitted from the
光拡散体145を構成する樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニル樹脂、ブチラール樹脂、フッ素系樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、アクリルスチレン樹脂、又は、ポリカーボネート、液晶ポリマー、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレート、非晶性ポリオレフィンなどのプラスチック類、又は、それらの混合物又はコポリマのいずれかを含む。
The resin constituting the
図2は、図1に示す照明装置100の一部を拡大した側面図である。なお、図2では、レンズ165と、光拡散体145を構成する樹脂のそれぞれとの図示は省略し、光源110から発せられた可視光が散乱、又は透過する様子を示す。
FIG. 2 is an enlarged side view of a part of the
複数の第1の粒子251は、可視光をレーリー散乱させるために光拡散体145の内部(すなわち、光拡散体145を構成する樹脂中)に分散して埋め込まれる。第1の粒子251の直径は、50nm以上250nm以下の範囲内である。前記範囲が満たされることによって、光源110から発せられた青色の可視光の大部分がレーリー散乱によって散乱し、照明装置100で再現される空の青みを深めることができる。光拡散体145を構成する樹脂に対する第1の粒子251の濃度は、例えば1ppm以上300ppm以下であることが好ましい。なお、前記濃度は、第1の粒子251の直径や光拡散体145のZ方向のサイズによって、適宜変更される。前記範囲が満たされることによって、照明装置100で再現される空の青みを適度に深めることができる。
The plurality of
第1の粒子251は、光拡散体145を構成する樹脂とは異なる屈折率を有する。第1の粒子251は、例えば、ZnO、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3などの無機酸化物である。
第1の粒子251の屈折率は、2.0以上3.0以下であることが好ましい。
The
The refractive index of the
第2の粒子252は、可視光をミー散乱させるために光拡散体145の内部に埋め込まれる。第2の粒子252の直径は、250nm以上10μm以下の範囲内である。前記範囲が満たされることによって、光源110から発せられた可視光に含まれる全ての色がミー散乱によって同じように散乱し、照明装置100で再現される空に白さや、光源110から発せられる光そのものの色を加えることができる。光拡散体145を構成する樹脂に対する第2の粒子252の濃度は、同樹脂に対する第1の粒子251の濃度より低く設定される。なお、前記濃度は、第2の粒子252の直径や光拡散体145のZ方向のサイズによって、適宜変更される。前記範囲が満たされることによって、照明装置100で再現される空の青みを含みつつ、光源110から発せられる光の色を変えた時の、光源110から発せられる光そのものの色を付加する白さを適度に加えることができる。例えば、光源110から発せられる光の色を赤めに変えることで、青空に赤みを出しつつ、青空が適度に薄紫になる(つまり、紫色の波長(380nm〜450nmの波長)成分が増えるのではなく、人間の眼に混色の紫として見えるということである)。
The
第2の粒子252の屈折率は、光拡散体145を構成する樹脂および第1の粒子251の屈折率と同じであってもよく、異なってもよい。
The refractive index of the
筺体170は、屋外から光拡散体145に入射する自然光や人工照明光を遮断する。なお、部屋30の天井が建物の外壁などによって遮光され、暗所である場合は、天井自体を筐体170としてもよい。また、この場合は、筐体170は枠体であってもよい。
The
制御部160と、記憶部162とは、筐体170の側面の内側の任意の位置に設けられる。受信部150と、選択部161とは、部屋30の側面の内側においてユーザUの手の届く位置に設けられる。
The
光源110と制御部160との間は、制御線114によって接続される。受信部150は、選択部161に付設される。制御部160と、記憶部162とは、一体に設けられ、互いに接続される。記憶部162と選択部161との間は、制御線124によって接続される。
The
記憶部162は、所謂メモリである。所望の地域や時間帯に空から到来する可視光のスペクトルについて、分光器などを用いて予め測定されたデータが、図3に示すように、記憶部162に記憶される。図4は、架空の都市(都市Aとする)の可視光のスペクトル(スペクトル情報)の一例である。図5は、都市Aとは異なる地域の架空の都市Bの可視光のスペクトル(スペクトル情報)の一例である。なお、図4及び図5に示すスペクトルの縦軸の相対強度は、可視光の全波長範囲内で最も大きい強度を1としたときの相対強度を表す。図4及び図5に例示するように、互いに異なる地域の都市では、青の強度や青色以外の例えば緑(555nm付近の波長)の分布の有無が異なる。
The
記憶部162は、後段で説明する選択部161が備える各種ボタンに対応する空のスペクトル情報として、予め測定された春、夏、秋、冬の季節ごとおよび地域ごとの空模様(例えば、日本の空、地中海の青空、北欧の青空)について、それぞれ夜明け、朝、昼、夕暮れ、夜などの時間帯ごとの所定のスペクトル情報をそれぞれ対応付けて記憶する(図3参照)。
The
制御部160は、記憶部162に記憶された複数のスペクトル情報のいずれかを参照して、光源110における色又は照度を制御するための色照度制御信号を生成し、生成した色照度制御信号を光源110に送信する。このような機能を発揮するため、図3に示すように、制御部160は、例えば、入力受付部166Aと、データ読込部166Bと、変換部166Cとを備える。入力受付部166Aは、ユーザUからの入力を受け付け、入力された地域や時間帯の情報をデータ読込部166Bに出力する。データ読込部166Bは、入力された地域や時間帯の情報をスペクトル情報のデータを記憶部162から読み込み、変換部166Cに出力する。変換部166Cは、入力されたスペクトル情報を色照度制御信号に変換し、色照度制御信号を光源110に送信する。制御部160は、前述のように機能し、色照度制御信号を光源110に送信し、光源110を点灯又は消灯させることが可能な電子回路などである。制御部160は、プログラムを実行するハードウェアプロセッサであってもよい。
The
なお、記憶部162に記憶される可視光のスペクトルは、分光器などを用いて空から到来する可視光のスペクトルを予め測定したデータそのものでよいが、各地で測定されたスペクトルを人工的な空として光拡散体145で再現する場合のスペクトル(あるいは制御情報)に変換したデータであってもよい。
また、制御部160、記録部162は装置外部に配置してもよい。その場合、制御部160は、変換部166Cのみ、内部に配置する。
The visible light spectrum stored in the
Further, the
受信部150は、後述するリモートコントローラ250や任意の通信操作機器が送信したユーザ制御信号を受信する。受信部150は、ユーザ制御信号を受信可能なアンテナや受信装置などを含む。受信部150が受信したユーザ制御信号は、制御線124を介して制御部160に出力される。
The receiving
選択部161は、部屋30にいるユーザUが照明装置100で再現させたい空のパターンを選択する際に用いられる。図6に示すように、本実施形態の選択部161は、ONボタン305およびOFFボタン306と、地域選択エリア301および時間帯選択エリア302とを備える。地域選択エリア301は、日本の空ボタン312、春ボタン314、夏ボタン316、秋ボタン318、冬ボタン320、地中海の青空ボタン322、北欧の青空ボタン324を備える。時間帯選択エリア302は、夜明けボタン332、朝ボタン334、昼ボタン336、夕暮れボタン338、夜ボタン340を備える。選択部161は、各種ボタンと制御線124とを接続する制御線を含む電子回路を備える。
The
[照明装置による照明例]
色照度制御信号は、光源110から発せられる可視光の色制御信号と、照度制御信号とを含む。制御部160は、液晶プロジェクタの複数の画素毎の色制御信号と照度制御信号に基づいてRGBの各色の明るさを算出し、算出したRGBの各色の明るさに合わせて画素毎に光源110を点灯又は消灯させる。
[Example of lighting by lighting device]
The color illuminance control signal includes a color control signal of visible light emitted from the
光源110は、前段で説明したように液晶プロジェクタの他に色合成した白色LEDを備えてもよい。制御部160は、色合成したLEDを用いて可視光の照度を制御することができる。制御部160は、照度制御信号に基づいて、R、G、Bの各単色波長のLEDと、それ以外の固有の波長特性を有する単色波長のLEDに供給する電流や電圧を調整し、色合成したLEDを点灯又は消灯させる。
The
制御部160は、記憶部162、選択部161、センサー200、入力装置210、天候情報取得部220から出力される情報に基づいて可視光の色制御信号と照度制御信号を生成し、光源110に出力する。
The
制御部160は、選択部161でユーザUが選択した内容に応じて記憶部162に記憶された空のスペクトル情報を参照し、液晶プロジェクタに送る画像信号または色合成したLEDに供給する電流や電圧を光源110に送信する。このことによって、ユーザUが選択した地域;日本の空(春、夏、秋、冬)、地中海の青空、北欧の青空、および時間帯;夜明け、朝、昼、夕暮れ、夜のスペクトルが反映された空が光拡散体145に再現される。
The
また、記憶部162は、光拡散体145の出射面(空表示面)145bに沿って色および照度の少なくとも一方が変化するグラデーション情報を記憶することが好ましい。グラデーション情報としては、例えば、出射面145bにおいてY方向の手前側から奥側に進むに従って青色の可視光の照度のみが減少するパターンや、出射面145bにおいてY方向の奥側から手前側に進むに従って青色の可視光の照度が減少すると共に赤色の可視光の照度が増加するパターンが挙げられる。制御部160は、自動的に、又はリモートコントローラ250などでユーザUが選択した情報に応じて、記憶部162からグラデーション情報のデータを読み込む。制御部160は、このグラデーション情報を反映する液晶プロジェクタに送る画像信号または色合成したLEDに供給する電流や電圧を光源110に送信する。このことによって、出射面145bに沿って色および照度の少なくとも一方が変化する空が光拡散体145に再現される。
In addition, the
[照明装置の制御方法]
次に、照明装置100の制御方法を説明する。
[Method of controlling lighting device]
Next, a control method of the
図7に示すように、先ず、異なる地域で空から到来する光のスペクトルを測定する(ステップS401)。次に、測定した空から到来する可視光のスペクトル情報を記憶部162に記憶させる(ステップS402)。続いて、記憶部162に記憶された可視光のスペクトル情報に基づいて、照明装置1の光源110に出力する色照度制御信号を生成する(ステップS403)。その後、ステップS403で生成した色照度制御信号を光源110に出力する(ステップS404)。
As shown in FIG. 7, first, the spectrum of light coming from the sky in different areas is measured (step S401). Next, the measured spectral information of visible light coming from the sky is stored in the storage unit 162 (step S402). Subsequently, based on the spectrum information of the visible light stored in the
上述の制御方法では、ユーザUが選択部161のONボタン305を押した後、地域選択エリア301および時間帯選択エリア302のいずれかのボタンを押す、あるいは、ユーザUがリモートコントローラ210を用いて地域と時間帯を入力するなどの動作によって、制御部160の入力受付部166Aに地域と時間帯の情報が入力される。上述したように、制御部160は入力された地域と時間帯に合わせて色照度制御信号を生成し、光源110に送信する。光源110に色照度制御信号が送信されることで、入力された地域と時間帯に応じた空が光拡散体145に再現される。
In the control method described above, after the user U presses the
上述のように説明した第1実施形態の照明装置100は、可視光を発する光源であって、可視光の色又は照度を調整可能な光源110と、70%以上の全光透過率を有し、光源110から発せられた可視光の少なくとも一部を散乱させる光拡散体145と、を備え、可視光の色温度は2000K以上25000K以下であり、光拡散体145の内部に第1の粒子251が配され、第1の粒子251の直径は50nm以上250nm以下である、という構成を有する。照明装置100によれば、光源110から発せられる可視光の色と照度を制御部160によって調整することができる。このことによって、光拡散体145を透過する可視光の色と照度を変えると共に、第1の粒子251でレーリー散乱される散乱光の量を変え、青色の可視光のみで再現可能な標準的な青空だけではなく、白みがかった青空やセピア風の青空、夕暮れ時のように赤から濃い青へのグラデーションがかかった空やトワイライトな藍空などの多彩な空を再現することができる。再現できる空の表情が広がることで、例えば異なる地域、時間帯、天候などに応じた空の色を再現することができる。図2に示すように、光拡散体145を透過する可視光と第1の粒子251でレーリー散乱される散乱光を部屋30から見えるようにすることで、空の色に不均一な濃淡などが生まれ、自然の空と同様の奥行き感を発現させることができる。
The
また、第1実施形態の照明装置100によれば、光拡散体145の内部に第2の粒子252を更に含み、図2に示すように、光拡散体145を透過する可視光L1と第1の粒子251でレーリー散乱される散乱光L2と第2の粒子252で、一般的な散乱あるいはミー散乱される散乱光L3との総合混色を部屋30から見えるようにすることで、複雑な空模様を再現し、自然の空と同様の奥行き感を効果的に発現させることができる。
Further, according to the
また、第1実施形態の照明装置100によれば、ユーザUが選択した所望の地域および時間帯の空を光拡散体145に再現することができる。
Moreover, according to the illuminating
<第2実施形態>
次いで、第2実施形態の照明装置について説明する。
Second Embodiment
Next, a lighting device of a second embodiment will be described.
[照明装置]
図示していないが、第2実施形態の照明装置は、第1実施形態の照明装置100と同様の構成を備え、更にセンサー200A,200B,200C,…を備える。
[Lighting device]
Although not shown, the illumination device of the second embodiment has the same configuration as the
図8に示すように、センサー200A,200B,200Cは、外部環境の太陽光の色、照度、温度、湿度を検知可能であり、屋外の任意の位置に設けられる。センサー200A,200B,200Cにより検知された情報は、ネットワークを介して取得される。制御部160は、ネットワークを介して取得した太陽光の色、照度、温度、湿度に基づいて、光源110における色照度制御信号(色又は照度を制御するための色照度制御信号)を生成する。具体的には、センサー200A,200B,200Cにより検知された情報は、サーバ230を介して制御部160に入力される。制御部160は、生成した色照度制御信号を光源110に送信する。
As shown in FIG. 8, the
入力装置210は、地域と時間帯を指定する情報を入力可能である。制御部160は、センサー200A,200B,200Cにより検知され、ネットワークを介して取得した情報のうち、入力装置210を介して入力された地域と時間帯に合致する情報に基づいて、光源110における色照度制御信号(色又は照度を制御するための色照度制御信号)を生成する。制御部160は、生成した色照度制御信号を光源110に送信する。
The
[照明装置による照明例]
制御部160は、センサー200A,200B,200Cのいずれかによって任意のタイミングで検知された天候に関する情報に基づいて、例えば空の青みや白さ、夕日などの赤みなどを考慮した色照度制御信号を生成する。例えば、センサー200Aに照射される太陽光の照度が減少し、センサー200Aが照度の減少を検知したときに、制御部160は、青みが弱く、白さが強くなる色照度制御信号を生成する。制御部160は、液晶プロジェクタの部分的又は全体の画素毎のBの点灯部分に供給する電流や電圧を小さくすると共に、色合成したLEDに供給する電流や電圧を大きくする。制御部160による前述の電流や電圧の調整によって、光拡散体145において第1の粒子251に当たってレーリー散乱される青色の光の照度が減少し、第2の粒子252に当たって、一般的な散乱またはミー散乱される可視光の全色の照度が増加する。ゆえに、光散乱体145が自然に近い不均一さを有して白くなり、白みを帯びた曇り空が光拡散体145に再現され、部屋30に照明される。
[Example of lighting by lighting device]
The
制御部160は、入力装置210から受信した地域と時間帯に基づいて、その地域と時間帯に合致する可視光のスペクトル情報を記憶部162から読み込み、色照度制御信号を生成する。制御部160は、液晶プロジェクタの画素毎のRGBの点灯部分および色合成したLEDに供給する電流や電圧を調整し、時間情報をふまえた空を光拡散体145に再現し、部屋30に照明する。
Based on the area and the time zone received from the
例えば、入力装置210から東京の夕暮れの時間(例えば、17時30分など)が入力されたときに、制御部160は、赤みが強く、青みが弱くなる色照度制御信号を生成する。制御部160は、液晶プロジェクタに当該色照度制御信号を送り、または色合成したLEDに供給する青色成分の電流や電圧を小さくし、赤色成分の電流や電圧を大きくする。制御部160による前述の電流や電圧の調整によって、光拡散体145において第1の粒子251に当たってレーリー散乱される青色の光の照度が減少すると共に、入射面145aから出射面145bに透過する赤色の光が強まり、第2の粒子252に当たって、一般的な散乱およびミー散乱される可視光の赤色の照度が増加する。ゆえに、光散乱体145が自然に近い不均一さを有して赤みと青みを帯び、夕暮れの空が光拡散体145に再現され、部屋30に照明される。
For example, when the dusk time in Tokyo (for example, 17:30) is input from the
制御部160は、記憶部162を参照し、天候情報取得部220によって任意のタイミングで検知された地域天候情報から推測される空の色と照度を算出し、算出した空の色と照度に応じた色照度制御信号を光源110に出力する。
The
例えば、照明装置100で北京の青空を再現中に、センサー200Bによって北京で曇っている情報を取得したときに、制御部160では、青みも白さも弱くなる色照度制御信号を生成する。制御部160は、液晶プロジェクタに当該色照度制御信号を送り、または色合成したLEDに供給する電流や電圧も小さくする。制御部160による前述の電流や電圧の調整によって、光拡散体145において第1の粒子251に当たってレーリー散乱される青色の光の照度が減少し、第2の粒子252に当たって一般的な散乱またはミー散乱される可視光の全色の照度も減少する。ゆえに、光散乱体145がやや薄暗くなり、曇り時の暗い空が光拡散体145に再現される。
For example, while reproducing the blue sky of Beijing with the
[照明装置の制御方法]
第2実施形態の照明装置の制御方法は、照明装置100の制御方法と同様であり、詳細のステップに関する記載は省略する(図7参照)。
[Method of controlling lighting device]
The control method of the lighting device of the second embodiment is the same as the control method of the
上述の制御方法では、制御部160はセンサー200A,200B,200Cからネットワークを介して入力された地域と時間帯に合わせて色照度制御信号を生成し、光源110に送信する。光源110に色照度制御信号が送信されることで、入力された地域と時間帯に応じた空が光拡散体145に再現される。
In the control method described above, the
上述説明した第2実施形態の照明装置は、第1実施形態の照明装置100と同様に、可視光を発する光源であって、可視光の色又は照度を調整可能な光源110と、光源110から発せられた可視光の少なくとも一部を散乱させる光拡散体145と、を備え、可視光の色温度は2000K以上25000K以下であり、光拡散体145の内部に第1の粒子251が配され、第1の粒子251の直径は50nm以上250nm以下である、という構成を有する。光源110から発せられる可視光の色と照度を制御部160によって調整することができる。第2実施形態の照明装置によれば、光拡散体145を透過する可視光の色と照度を変えると共に、第1の粒子251でレーリー散乱される散乱光の量を変え、多彩な空を再現することができる。再現できる空の表情が広がることで、例えば異なる地域、時間帯、天候などに応じた空の色を再現することができる。また、空の色に不均一な濃淡などが生まれ、自然の空と同様の奥行き感を発現させることができる。
The illumination device according to the second embodiment described above is a light source that emits visible light as in the
また、第2実施形態の照明装置によれば、光拡散体145の内部に第2の粒子252を更に含み、図2に示すように、光拡散体145を透過する可視光L1と第1の粒子251でレーリー散乱される散乱光L2と第2の粒子252でミー散乱される散乱光L3との総合混色を部屋30から見えるようにすることで、複雑な空模様を再現し、自然の空と同様の奥行き感を効果的に発現させることができる。
Further, according to the illumination device of the second embodiment, the visible light L1 passing through the
また、第2実施形態の照明装置100によれば、センサー200A,200B,200Cによって任意のタイミングで検知された天候に関する情報に基づいて、所望の地域および時間帯の空を光拡散体145に再現することができる。
Further, according to the
<第3実施形態>
次いで、第3実施形態の照明装置について説明する。
Third Embodiment
Then, the illuminating device of 3rd Embodiment is demonstrated.
[照明装置]
図9に示すように、第3実施形態の照明装置は、第1実施形態の照明装置100と同様の構成を備え、更に光源111を備える。すなわち、第3実施形態の照明装置は、複数の光源110,111を備える。光源111は、X方向に沿って可視光を発し、光拡散体145のZ方向(板厚方向)に沿って形成される側面145cを照射する。光源111は、例えば所定の色のLEDであり、照明装置100で再現される空で強めたい色の可視光を発する補助光源である。また、光源111と制御部160との間は、制御線114と同様の不図示の制御線によって接続される。
[Lighting device]
As shown in FIG. 9, the lighting device of the third embodiment has the same configuration as the
第3実施形態の照明装置では、第1実施形態の照明装置100と同様のふるまいに加え、光源111から発せられた可視光が側面145cから光拡散体145に入射することによって、入射した可視光の第2の粒子252によるミー散乱が発生する。このことによって、光源111から発せられた可視光に含まれる色がミー散乱によって散乱し、第3実施形態の照明装置で再現される空に光源111から発せられる光そのものの色をさらに加えることができる。
In the lighting device of the third embodiment, in addition to the same behavior as the
[照明装置による照明例]
例えば、光源111として青色の可視光を発するLEDを用いることによって、第3実施形態の照明装置で再現される空の青みを強めることができる。
[Example of lighting by lighting device]
For example, by using an LED that emits blue visible light as the
[照明装置の制御方法]
第3実施形態の照明装置の制御方法は、照明装置100の制御方法と同様であり、詳細のステップに関する記載は省略する(図7参照)。但し、ステップS403では、記憶部162に記憶された可視光のスペクトル情報に基づいて、照明装置の光源110に出力する色照度制御信号を生成すると共に、光源111に出力する色照度制御信号を生成する。また、ステップS404では、ステップS403で生成した色照度制御信号を光源110,111に出力する。
[Method of controlling lighting device]
The control method of the lighting device of the third embodiment is the same as the control method of the
なお、第3実施形態の照明装置は、光源110,111に加えて他の光源を備えてもよい。第3実施形態の照明装置が備える複数の光源のうち少なくとも一つが光拡散体145の側面145cを照射すればよい。
In addition to the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above in detail, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications may be made within the scope of the present invention as set forth in the appended claims. Changes are possible.
例えば、図1には、天井内の光源110から下向きに直接光が照射されているが、光源110から発せられる光が下向き以外の向きに向いてもよい。その場合、光源110から発せられる光がミラーなどによって反射されて、光拡散体145に照射されてもよい。
また、天井が外部からの光の入射を遮蔽するように構成されていれば、筐体170を省略し、天井内に光源110、光拡散体145、レンズ165などを個別に配置してもよい。
さらに、制御部160は、光源110に対して色照度制御信号を出力可能であれば、任意の場所に設けられる。光源110と制御部160とは、有線の制御線114で互いに接続されてもよく、無線で互いに通信できるようにしてもよい。
For example, although light is directly emitted downward from the
In addition, if the ceiling is configured to shield incident light from the outside, the
Furthermore, the
100…照明装置、110,111…光源、145…光拡散体、160…制御部、162…記憶部、170…筐体、251…第1の粒子、252…第2の粒子
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記光源から発せられた前記可視光の少なくとも一部を散乱させる光拡散体と、
を備え、
前記可視光の色温度は2000K以上25000K以下であり、
前記光拡散体の内部に第1の粒子が配され、
前記第1の粒子の直径は50nm以上250nm以下である、
照明装置。 One or more light sources emitting visible light, wherein the light source is capable of adjusting the color or illuminance of the visible light;
A light diffuser that scatters at least a portion of the visible light emitted from the light source;
Equipped with
The color temperature of the visible light is 2000 K or more and 25000 K or less,
First particles are disposed inside the light diffuser,
The diameter of the first particle is 50 nm or more and 250 nm or less.
Lighting device.
前記第2の粒子の直径は250nm以上10μm以下である、
請求項1に記載の照明装置。 Second particles are disposed inside the light diffuser,
The diameter of the second particle is 250 nm or more and 10 μm or less.
The lighting device according to claim 1.
前記光拡散体の内部における前記第2の粒子の濃度は前記第1の粒子の濃度より低いことを特徴とする、
請求項2に記載の照明装置。 The concentration of the first particles inside the light diffuser is 1 ppm or more and 300 ppm or less,
The concentration of the second particles inside the light diffuser is lower than the concentration of the first particles,
The lighting device according to claim 2.
複数の前記光源を備え、前記複数の光源のうち少なくとも一つは、前記光拡散体の板厚方向に沿って形成される側面を照射することを特徴とする、
請求項2または請求項3に記載の照明装置。 The light diffuser has a predetermined thickness and is formed in a plate shape.
A plurality of the light sources are provided, and at least one of the plurality of light sources irradiates a side surface formed along a thickness direction of the light diffuser.
The illuminating device of Claim 2 or Claim 3.
前記筐体の内部の少なくとも一部が青色または黒色である、
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の照明装置。 A housing in which the light source and the light diffuser are housed;
At least a portion of the interior of the housing is blue or black,
The lighting device according to any one of claims 1 to 3.
前記複数のスペクトル情報のいずれかを参照して、前記光源における色又は照度を制御するための色照度制御信号を生成し、前記生成した色照度制御信号を前記光源に送信する制御部と、を備える、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の照明装置。 A storage unit in which a plurality of spectral information of visible light coming from the sky are stored;
A control unit that generates a color illuminance control signal for controlling a color or illuminance of the light source with reference to any of the plurality of spectrum information, and transmits the generated color illuminance control signal to the light source Prepare,
The lighting installation according to any one of claims 1 to 5.
請求項6に記載の照明装置。 The plurality of spectrum information includes a plurality of spectrum information based on results respectively measured in different areas.
The lighting device according to claim 6.
請求項6又は請求項7に記載の照明装置。 The plurality of spectral information includes a plurality of spectral information based on results measured at different time zones,
The illuminating device of Claim 6 or Claim 7.
前記光拡散体の空表示面に沿って色および照度の少なくとも一方が変化するグラデーション情報が記憶された記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記グラデーション情報に基づいて前記色照度制御信号を生成し、前記生成した色照度制御信号を前記光源に出力する制御部と、を備える、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の照明装置。 The light source is adjustable in color or illumination according to the spectral distribution of the visible light,
A storage unit storing gradation information in which at least one of color and illuminance changes along an empty display surface of the light diffuser;
A control unit that generates the color illuminance control signal based on the gradation information stored in the storage unit and outputs the generated color illuminance control signal to the light source.
The lighting device according to any one of claims 1 to 8.
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の照明装置。 Information detected by a sensor capable of detecting the color, illuminance, temperature, and humidity of the external environment is acquired through the network, and the information is acquired based on the color, illuminance, temperature, and humidity of the acquired sunlight. The controller further includes a control unit that generates a color illuminance control signal for controlling color or illuminance of the light source and transmits the generated color illuminance control signal to the light source.
The illuminating device as described in any one of Claims 1-9.
前記制御部は、前記センサーにより検知され前記ネットワークを介して取得した情報のうち、前記入力装置を介して入力された前記地域と前記時間帯に合致する情報に基づいて、前記光源における色又は照度を制御するための色照度制御信号を生成する、
請求項10に記載の照明装置。 It has an input device that can input information that specifies the area and time zone,
The controller controls the color or illuminance of the light source based on the information detected by the sensor and acquired through the network, the information matching the area and the time zone input through the input device. Generate a color illumination control signal to control the
The lighting device according to claim 10.
前記測定した空から到来する可視光のスペクトル情報を記憶部に記憶させ、
前記記憶部に記憶された可視光のスペクトル情報に基づいて、発する可視光の色又は照度を調整可能な一つまたは複数の光源と、前記光源から発せられる前記可視光の少なくとも一部を散乱させる光拡散体と、を備え、前記光源から発せられる前記可視光の色温度は2000K以上25000K以下であり、前記光拡散体の内部に第1の粒子が配され、前記第1の粒子の直径は50nm以上250nm以下である照明装置に出力する色照度制御信号を生成し、前記光源に出力する、
照明装置の制御方法。 Measure the spectrum of light coming from the sky in different areas,
Storing the measured spectral information of visible light coming from the sky in the storage unit;
The light source scatters at least a part of the visible light emitted from the light source and one or more light sources capable of adjusting the color or the illuminance of the visible light emitted based on the spectrum information of the visible light stored in the storage unit A light diffuser, wherein a color temperature of the visible light emitted from the light source is 2000 K or more and 25000 K or less, a first particle is disposed inside the light diffuser, and a diameter of the first particle is Generating a color illuminance control signal to be output to a lighting device having a wavelength of 50 nm or more and 250 nm or less, and outputting it to the light source
Lighting device control method.
データ構造。 The spectrum of light coming from the sky, measured in different areas, scatters at least a part of the visible light emitted from the light source and one or more light sources capable of adjusting the color or illuminance of the visible light emitted A light diffuser, wherein a color temperature of the visible light emitted from the light source is 2000 K or more and 25000 K or less, a first particle is disposed inside the light diffuser, and a diameter of the first particle is Including information converted into a color illuminance control signal to be output to a lighting device having a wavelength of 50 nm or more and 250 nm or less,
data structure.
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|---|---|---|---|
| JP2017248914A JP2019114498A (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Lighting device, method for controlling lighting device and data structure |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2021132282A1 (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | 京セラ株式会社 | Spectrum control system, spectrum control program, and spectrum control method |
| US11940130B2 (en) | 2021-07-05 | 2024-03-26 | Samsung Electronics Co., Ltd | Lighting device for simulating the sky |
-
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