JP2003004278A

JP2003004278A - 環境制御機器

Info

Publication number: JP2003004278A
Application number: JP2001187724A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Morimoto; 千章森本; Yuji Inoue; 雄二井上; Makoto Shimizu; 真清水
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】人間の行動や状態、また周囲の環境に基づい
て空気調和ならびに照明制御を行い、人間の行動や状態
にふさわしい環境を創造することによって、快適感やリ
ラックス感の向上あるいは作業性向上、活動推進をはか
るものである。【解決手段】居室内の人間の行動情報を検知または入
力する行動情報認知手段１と、人間の周囲の環境因子を
検知する環境因子検知手段２と、行動情報認知手段１と
環境因子検知手段２の情報に基づいて、空気調和機４と
調光と調色の少なくとも一つが可能な照明装置５を制御
する環境因子制御手段３を有することを特徴とする環境
制御機器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、快適空間を創造す
るために空調や照明を制御する環境制御機器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】照明は居室の雰囲気を変える有効な手段
であるだけでなく、人間の行動や生理心理面に影響を及
ぼすことは公知のことである。

【０００３】例えば照明が人間の心理面に及ぼす影響に
ついては、明るさや色温度により、やすらいだ気分にな
ったり活動的な気分になったりする。一般に低照度で色
温度を低くした照明下ではリラックスした気分になる。
また照明に青い色を加えると落ち着いた気分になると言
われている。一方、晴天の日中屋外のような高照度で高
色温度の照明下では開放的で活気のある気分になる。

【０００４】また居室内の温熱環境を制御するものとし
て、空気調和機がある。空気調和機は主に居室内の温湿
度や風速を制御することができ、人間に及ぼす影響とし
ては、例えば温熱環境評価指数ＰＭＶによって快適感の
判断を行うことができる。ＰＭＶは環境因子である温
度、湿度、輻射、風速、人体側の因子である着衣量、活
動量を指標パラメータとして数式により値を算出するも
ので、例えばＰＭＶ＝±０．５の範囲内であるとき、快
適であると感じる人の割合が９割位であり、ＰＭＶ値が
プラスになれば暑く感じ、逆にマイナスになると寒く感
じるという指標である。その他温熱環境については様々
な指標があるが、それらを用いれば人間の温熱快適性を
判断することが可能である。

【０００５】これらの従来の技術における照明制御と空
調制御に関し、照明制御と空調制御を統合することによ
って快適性、省エネ性を向上させようとする発明は、例
えば特開平５−８７３７４号公報に示された空気調和シ
ステム装置および照明システム装置がある。この装置に
おいては、照明の光色または照度を変化させることによ
って、視覚を通じて温熱環境に対する快適性の向上を図
り、それに応じて設定温度を低負荷側に変化させること
によって、快適性向上に加えて省エネ効果を図るもので
ある。

【０００６】また、特開平６−７６９５９号公報に示さ
れた照明・空調統合システムは色温度に着目し、照明の
色温度を高くすれば体感温度は涼しく感じ、照明の色温
度を低くすれば体感温度は暖かく感じることを応用して
照明と空調を制御することによって、相互相乗の快適
性、省エネ効果を図ることを可能としたものである。ま
た、特開平８−１９３７３８号公報に示された制御装置
では、人間の生体リズムを考慮し、光刺激が視覚を通じ
て快適性に影響するだけでなく、生体リズムに作用する
特性をもった光を照射し、照射経験によって変化した温
熱的温冷感、快適感をふまえて空調機を制御することか
ら、より快適性を確保し、省エネ性の向上も可能とする
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれら従来の、
特開平５−８７３７４号公報や特開平６−７６９５９号
公報に記載のシステムは、照明制御と空調制御を統合す
る際に、温熱環境における光が人体に与える影響につい
ては、視覚を通じて体感温度や快適感を変化させている
と考えられており、人間がどのような状態の時にも画一
的な制御を行うもので、リラックスしたい時に体が活性
化したり、集中して作業したい時にリラックス状態にな
ってしまったりと、場合によっては不快感を伴う環境を
創造する可能性がある。

【０００８】あるいは特開平８−１９３７３８号公報に
記載の制御装置は、視覚と生体リズムに作用する光を照
射し、光照射による温熱的温冷感や快適感の変化をふま
えて空気調和機を制御するものであって、制御する時点
での人間の行動や状態に基づいて照明制御や空調制御を
行うものではないために、こちらも場合によっては不適
切な環境になりかねない。

【０００９】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、人間の行動や状態、また周囲の環境に基づ
いて空気調和ならびに照明制御を行うものであり、人間
の行動や状態にふさわしい環境を創造することによっ
て、快適感やリラックス感の向上あるいは作業効率向
上、活動推進をはかるものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の環境制御
機器は、居室内の人間の行動情報を検知または入力する
行動情報認知手段と、人間の周囲の環境因子を検知する
環境因子検知手段と、前記行動情報認知手段と環境因子
検知手段の情報に基づいて、空気調和機と、調光と調色
の少なくとも１つが可能な照明装置を制御する環境因子
制御手段を有することを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の環境制御機器は、請求項1
記載の環境制御機器において、前記行動情報認知手段は
前記行動情報として少なくとも前記居室内の人間の活動
量を検知することを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の環境制御機器は、請求項１
または２に記載のの環境制御機器において、前記行動情
報認知手段の出力値である活動量が大きく、前記環境因
子検知手段の出力値である空気調和機が暖房運転中であ
る場合、前記環境因子制御手段で照明装置は赤色光を発
するよう制御することを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の環境制御機器は、請求項１
〜３いずれかに記載のの環境制御機器において、前記行
動情報認知手段の出力値である活動量が大きく、前記環
境因子検知手段の出力値である空気調和機が冷房運転中
である場合、前記環境因子制御手段で照明装置は高色温
度の光を発するよう制御することを特徴とする。

【００１４】請求項５記載の環境制御機器は、請求項１
〜４いずれかに記載のの環境制御機器において、前記行
動情報認知手段の出力値である活動量が小さく、前記環
境因子検知手段の出力値である空気調和機が暖房運転中
である場合、前記環境因子制御手段で照明装置は低色温
度の光を発するよう制御することを特徴とする。

【００１５】請求項６記載の環境制御機器は、請求項１
〜５いずれかに記載のの環境制御機器において、前記行
動情報認知手段の出力値である活動量が小さく、前記環
境因子検知手段の出力値である空気調和機が冷房運転中
である場合、前記環境因子制御手段で照明装置は青色光
を発するよう制御することを特徴とする。

【００１６】請求項７記載の環境制御機器は、請求項３
に記載のの環境制御機器において、前記照明装置の発す
る光の照度を上げることを特徴とする。

【００１７】請求項８記載の環境制御機器は、請求項６
に記載のの環境制御機器において、前記照明装置の発す
る光の照度を下げることを特徴とする。

【００１８】請求項９記載の環境制御機器は、請求項１
〜８いずれかに記載のの環境制御機器において、前記環
境因子制御手段では、前記照明装置の制御に基づいて、
空気調和機の設定温度を変化させることを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態である環境制
御機器は、居室内の人間の行動情報を検知または入力す
る行動情報認知手段と、人間の周囲の環境因子を検知す
る環境因子検知手段と、行動情報認知手段と環境因子検
知手段の情報に基づいて、空気調和機と、調光と調色の
少なくとも一つが可能な照明装置を制御する環境因子制
御手段を有することを特徴とする。

【００２０】上記構成において、居室内の人間の活動度
合いや状態と、周囲の環境に応じて空気調和機の制御と
照明装置の制御を行うため、その人間にとって最適な環
境を創造することができ、より快適感の向上、作業性向
上を図ることができる。

【００２１】また、他の発明の実施の形態である環境制
御機器は、照明装置の制御に基づいて、空気調和機の設
定温度を変化させるもので、上記構成において、人間の
行動に基づいて創造した環境によって快適感を損なわず
に空気調和機の負荷を軽減することができる。

【００２２】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００２３】図１は本発明による環境制御機器のブロッ
ク図である。図１において１は居室内の人間がどのよう
な行動をしているかという行動情報を検知または入力す
る行動情報認知手段であり、２は暖房、冷房などの空気
調和機の運転モードを含めた人間の周囲の温熱環境や光
環境などの環境因子を検知する環境因子検知手段であ
る。また３は行動情報認知手段１と環境因子検知手段２
から出力される情報に基づいて空気調和機４と、調光と
調色が可能な照明装置５を制御する環境因子制御手段で
ある。

【００２４】上記の構成のような環境制御機器の動作に
ついて説明する。行動情報認識手段１は図２に示すよう
にリモートコントロール装置１ａであり、居室内の人間
の行動情報はリモートコントロール装置１ａに手動で入
力できるものとする。この場合、少なくとも活動量が検
知できるような使用者になるべくわかりやすいモードを
表示して状況に応じて選択できるようにする。例えば
「くつろぎ」、「家事・軽作業」、「学習・読書」、「おやす
み」など、馴染みやすい言語を表示しておく。行動情報
認識手段１は使用者の状況を活動量に換算し、活動量を
環境因子制御手段３に出力する。

【００２５】なお、リモートコントロール装置１ａは空
気調和機４や照明装置５を制御するためのモード表示を
兼ねていてもよい。

【００２６】また、環境因子検知手段２は、例えば空気
調和機４にセンサを搭載し、居室内の人間の周囲の温熱
状態を検知する。あるいは照明装置５に同様にセンサを
搭載して、居室内の人間周囲の照度や色温度を検知す
る。

【００２７】また、ウェアラブルセンサを人が身につけ
ることにより、人体付近の温湿度、風速、輻射温などを
検知して検知環境因子検知手段２の精度を上げ、脈拍、
皮膚温、発汗量、血流量などを検知して、人体情報をよ
り精度よく検知できる。

【００２８】このように行動情報認知手段１と環境因子
検知手段２から得られた情報はマイクロコンピュータな
どの環境因子制御手段３へ入力され、活動量と環境状態
に応じて、空気調和機４と照明装置５を制御する。

【００２９】詳しくは図３の空気調和機と照明装置の制
御方法を示すフローチャートを用いて説明する。

【００３０】ＳＴＥＰ１にて、活動量の大小を判別す
る。活動量が大きい場合、ＳＴＥＰ２にて、空気調和機
の運転状態を判別する。

【００３１】ＳＴＥＰ２にて暖房運転時は、赤色光を発
し、照度を上げるように照明装置５を制御し、不快にな
らない程度に空気調和機４の設定温度を低くする。

【００３２】赤色光は人間を活性化させる色であること
は公知のことであるが、冷房使用時にこのような色を発
すると視覚心理的に暑さを感じ、作業効率が悪くなる可
能性がある。しかし、空気調和機４が暖房運転中であれ
ば、逆に居室内の人間は暖かさを感じ活力が沸くため作
業性が向上する。この時照明装置５の照度をあげても同
様により活性化するという効果を得ることができる。

【００３３】またこの状態で空気調和機４の設定温度を
下げる変化量は、居室内の人間が、温度変化に気づかな
い程度の１から２℃といった小幅なものとする。前述の
ような照明環境下では居室内の温度が下がっても、下が
る前の温度と視覚心理的に変化しないため、人間の作業
や活動には影響せず、かつ空気調和機４の省エネ向上に
もなる。

【００３４】なお、リモートコントロール装置１ａに入
力されたのが「学習・読書」の場合、居室内すべての照明
装置５を赤色光一色にしてしまうと、眼精疲労がおきる
ことも考えられるので、三波長照明を使用した手元灯を
置いたり、赤色光はダウンライトに使用するなど居室全
体が赤色にならないようにする。

【００３５】ＳＴＥＰ２にて冷房運転時は、６５００Ｋ
程度の高色温度色の三波長光を発するように照明装置５
を制御し、不快にならない程度に空気調和機４の設定温
度を高くする。

【００３６】高色温度色は一般に人間に涼しい印象を与
えるやや青みがかった色で、居室内の人間が活動中であ
ったり、作業中であるような場合には、同じ室温でもや
や涼しく感じられるため、作業性を向上させたり、活動
を活発に行っても暑さを感じにくくなる。そのような環
境下では作業の効率も向上する。

【００３７】また活動量が大きければ、ＰＭＶ値が上昇
するため、これを快適範囲に戻すために空気調和機４の
運転設定を、例えば低温度側や高風速側に変化させても
良いが、高色温度の照明下では心理的に暑さを感じにく
いので、設定温度を下げたり風速を高めるといった空気
調和機４に負荷がかかる設定に急遽変化しなくてもよ
く、状況に応じて段階的に変化することが可能であり、
省エネにもなる。

【００３８】あるいは人間の活動量が大きくても、室温
が安定しているなど、場合によっては空気調和機４の設
定温度をやや上昇することも可能である。その場合の変
化量は、居室内の人間が、温度変化に気づかない程度の
１から２℃といった小幅なものとする。前述のような照
明環境下では居室内の温度が上昇しても、上昇する前の
温度と心理的に変化しないため、人間の作業や活動には
影響せず、かつ空気調和機４の省エネ向上にもなる。

【００３９】ＳＴＥＰ１にて、活動量が小さい場合、Ｓ
ＴＥＰ３にて、空気調和機の運転状態を判別する。

【００４０】ＳＴＥＰ３にて暖房運転時は、３０００Ｋ
程度の低色温度の三波長光を発するように照明装置５を
制御し、不快にならない程度に空気調和機４の設定温度
を低くする。

【００４１】また低色温度照明は視覚的に暖かく感じる
作用を持つので、空気調和機４の負荷が軽減するように
設定温度を低温度側に変化するように制御する。その場
合の変化量は、居室内の人間が、温度変化に気づかない
程度の１から２℃といった小幅なものとする。本実施例
のような照明環境下では居室内の温度が低下しても、低
下する前の温度と視覚心理的に変化しないため、人間の
安らぎ感には影響せず、かつ空気調和機４の省エネ向上
にもなる。

【００４２】またリモートコントロール装置１ａに入力
されたのが「おやすみ」の場合、居室の照明は３０００Ｋ
程度の低色温度にして、照度を徐々に低下させていく。
居室の人間が完全に睡眠状態になれば、最低限の照度に
まで照明装置５を制御し、睡眠の妨げにならないように
する。

【００４３】ＳＴＥＰ３にて冷房運転時は、青色光を発
し、照度を下げるように照明装置５を制御し、不快にな
らない程度に空気調和機４の設定温度を高くする。

【００４４】青色光は、例えば３２０〜４８０ｎｍの範
囲の波長を含む光である。この波長領域がくつろぎ感を
増す効果があることは従来より知られているが、暖房を
使用するような状況、すなわち人間が暖を採ろうとして
いるような時は青色光は視覚的に実際の温度より寒く感
じる作用を持つため、くつろぎの効果が得にくくなる。
そこでこのような青色光は冷房運転時に使用するのが適
切であると言える。

【００４５】また、長時間このような照明下にいると色
順応によって、生理・心理的な効果が薄れてくるが、そ
のような場合は照明装置５を徐々に元の三波長照明の状
態に戻し、時間をおいて再び青色光を発するような制御
を行っても良い。この場合は急激に変化させたり短い間
隔で変化させるとくつろぎ感が妨げられる可能性がある
ので、時間間隔はなるべく長く、変化も徐々にする方が
望ましい。あるいはリモートコントロール装置１ａに照
明装置５を好みの状態に手動で設定できるように切り替
えることが可能なモードをあらかじめ設けておいても良
い。

【００４６】なお、照明装置５が青色光に変化する時、
照度を同時に低下させるとより一層のくつろぎ感を得る
ことができる。またこのような低照度の青色光は視覚的
に清涼感が増すため、同時に空気調和機４の温度を居室
内の人間が気づかない１から２℃程度プラス側に変化さ
せることも可能である。そうすれば低照度にすることで
照明装置５の省エネ化と、空気調和機４の負荷が軽減す
ることから一層の省エネを図ることができる。

【００４７】また、リモートコントロール装置１ａに入
力されたのが「おやすみ」の場合、居室の照明は青色光に
して、照度を徐々に低下させていく。居室の人間が完全
に睡眠状態になれば、最低限の照度になるように照明装
置５を制御し、睡眠の妨げにならないようにする。

【００４８】本フローチャートでは、ＳＴＥＰ１にて活
動量のみ判別したが、「照明装置５は５０００Ｋ程度の
色温度の三波長照明である」や、「居室内の人間の周囲
温熱状態が適切なＰＭＶ値範囲内である」の条件も満た
した場合、ＳＴＥＰ２またはＳＴＥＰ３に進むようにす
れば、より快適な環境が創造できる。

【００４９】なお、本実施例では、除湿運転は冷房運転
と同様の制御を行うものとする。

【００５０】また、活動量が小さい時、「おやすみ」、
「学習」、「くつろぎ」を判別することにより、より行
動に応じた快適な環境が創造できる。本実施例では、リ
モートコントロール１ａによる入力としたが、例えば、
脳波を測定するなどその行動情報及び精神状態を検知す
る手段は限定されない。

【００５１】また、行動情報認識手段１では、活動量を
より正確に把握するためには、リモートコントローラの
みでなく、図３に示すように空気調和機４や照明装置５
に内蔵された焦電型センサ１ｂにより活動量を検知して
もよい。この場合、焦電型センサ１ｂは居室内の人間の
動きを感知して、そこから得られた活動量はマイクロコ
ンピュータなどの環境因子制御手段３に入力される。

【００５２】

【発明の効果】上記から明らかなように、本願発明は、
居室内の人間の行動情報を検知または入力する行動情報
認知手段と、人間の周囲の環境因子を検知する環境因子
検知手段と、行動情報認知手段と環境因子検知手段の情
報に基づいて、空気調和機と調光と調色が可能な照明装
置を制御する環境因子制御手段を有するもので、この構
成によれば居室内の人間の周囲環境と、その人間の行動
情報によって、状況に応じて空気調和機や照明装置を制
御することができ、人間の行動がより快適に実行するこ
とが可能となり、かつその行動をサポートできるという
効果を奏する。

【００５３】また、本願発明は、行動情報を活動量で定
量的に表すことにより、人間の行動がより快適に実行す
ることが可能となり、かつその行動をサポートできると
いう効果を奏する。

【００５４】また、活動量が大きく、空気調和機が暖房
運転中である場合、照明装置は赤色光を発するもので、
この構成によれば赤色光が活動中の人間の活性化を促
し、視覚的にも暖かさを感じるため、活動は活発化し作
業効率も向上するという効果をもたらす。

【００５５】また、活動量が大きく、空気調和機が冷房
運転中である場合、照明装置は高色温度の光を発するも
ので、この構成によれば視覚的に涼しい印象を受けるた
め、人間が活発に活動を行っても暑さを感じにくく、作
業効率が向上するという効果を奏する。

【００５６】また、活動量が小さく、空気調和機が暖房
運転中である場合、照明装置は低色温度の光を発するも
ので、この構成によれば人間のくつろぎ感が増すばかり
ではなく、視覚的に暖かさを感じるため暖房の効果も高
まるという効果を奏する。

【００５７】また、活動量が小さく、空気調和機が冷房
運転中である場合、照明装置は青色光を発するもので、
この構成によれば人間が光の効果でくつろぎ感が増すば
かりではなく、視覚的に清涼感が得られるため冷房の効
果もより一層高まるという効果を奏する。

【００５８】また、活動量が大きく、空気調和機が暖房
運転中である場合、照明装置は赤色光を発し、かつ照度
を上げるもので、この構成によれば、人間はより活性化
されて活動や作業の効率が向上するという効果を奏す
る。

【００５９】また、活動量が小さく、空気調和機が冷房
運転中である場合、照明装置は青色光を発し、かつ照度
を下げるもので、この構成によれば、居室内の人間のく
つろぎ感が増し、さらに照明装置の省エネ化を図ること
ができるという効果を奏する。

【００６０】また本願発明は、照明装置の制御に基づい
て、空気調和機の設定温度を変化させるもので、この構
成によれば、人間の行動の妨げとなったり快適感を損な
ったりせずに空気調和機の負荷を軽減することができ、
省エネルギー化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるブロック図

【図２】本発明の一実施例におけるリモートコントロー
ル装置の正面図

【図３】本発明の一実施例を示す空気調和機と照明装置
の制御方法を示すフローチャート

【図４】本発明の他の実施例における焦電センサ付き空
気調和機の正面図

【符号の説明】

１行動情報認知手段２環境因子検知手段３環境因子制御手段４空気調和機５照明装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 37/02 Ｈ０５Ｂ 37/02 Ｌ (72)発明者清水真大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3K073 AA12 AA83 BA00 BA28 BA31 BA32 CF13 CG06 CG42 CJ11 CJ19 CJ22 3L060 AA05 CC02 CC07 CC09 CC11 DD05 DD08 EE45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】居室内の人間の行動情報を検知または入
力する行動情報認知手段と、人間の周囲の環境因子を検
知する環境因子検知手段と、前記行動情報認知手段と環
境因子検知手段の情報に基づいて、空気調和機と、調光
と調色の少なくとも１つが可能な照明装置を制御する環
境因子制御手段を有することを特徴とする環境制御機
器。
【請求項２】前記行動情報認知手段は前記行動情報と
して少なくとも前記居室内の人間の活動量を検知するこ
とを特徴とする請求項1記載の環境制御機器。
【請求項３】前記行動情報認知手段の出力値である活
動量が大きく、前記環境因子検知手段の出力値である空
気調和機が暖房運転中である場合、前記環境因子制御手
段で照明装置は赤色光を発するよう制御することを特徴
とする請求項１または２に記載の環境制御機器。
【請求項４】前記行動情報認知手段の出力値である活
動量が大きく、前記環境因子検知手段の出力値である空
気調和機が冷房運転中である場合、前記環境因子制御手
段で照明装置は高色温度の光を発するよう制御すること
を特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の環境制御機
器。
【請求項５】前記行動情報認知手段の出力値である活
動量が小さく、前記環境因子検知手段の出力値である空
気調和機が暖房運転中である場合、前記環境因子制御手
段で照明装置は低色温度の光を発するよう制御すること
を特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の環境制御機
器。
【請求項６】前記行動情報認知手段の出力値である活
動量が小さく、前記環境因子検知手段の出力値である空
気調和機が冷房運転中である場合、前記環境因子制御手
段で照明装置は青色光を発するよう制御することを特徴
とする請求項１〜５いずれかに記載の環境制御機器。
【請求項７】前記照明装置の発する光の照度を上げる
ことを特徴とする請求項３に記載の環境制御機器。
【請求項８】前記照明装置の発する光の照度を下げる
ことを特徴とする請求項６に記載の環境制御機器。
【請求項９】前記環境因子制御手段では、前記照明装
置の制御に基づいて、空気調和機の設定温度を変化させ
ることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の環境
制御機器。