JP2005259437A - 電気スタンド - Google Patents

Abstract

【課題】 局部照明の照度の他に、全般照明の照度を検知し、ユーザ年齢を考慮することにより、最適な照明環境を実現する電気スタンドを提供すること。
【解決手段】 電気スタンドは、光源と、周囲の照度を検知する全般照明照度検知手段と、光源によるユーザの手元の照度を検知する局部照明照度検知手段と、ユーザの年齢を入力する年齢入力部と、全般照明照度検知手段及び局部照明照度検知手段の出力と年齢入力部の入力に基づいて光源を調光する制御部と、を備え、全般照明照度が７５〜１５０ルックスの範囲内にある時、制御部は、局部照明照度を、全般照明照度検知手段の出力と年齢入力部より入力されたユーザ年齢に基づいて１００〜１，０００ルックスの範囲内で決定すると共に、決定した局部照明照度となるように光源を制御するように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、最適な照明環境となるように自動調光を行う電気スタンドに関するものである。

読書などの明視照明には、局部照明の照度のみならず、全般照明の照度及びこれら両者の照度バランスが重要であり、その最適照度は年齢によって異なる。これらは例えばＪＩＳ「照度基準（住宅）」、照明学会「屋内照明基準」に定められている。

照明学会「屋内照度基準」によると、明視照明における推奨照度は、全般照明７５〜１５０ルックス、局部照明１００〜１，０００ルックスの照度とされ、全般照明の照度は局部照明照度の１／１０以上、かつ局部照明の照度は全般照明の照度の３倍以上が推奨されている。

またＪＩＳ「照度基準」には、新聞を読むなどの視作業に必要な照度は、高齢者は若年者に対して２倍又は数倍高くすることが望ましいとされ、若年者と比較し、全般照明と局部照明の照度差を不快に感じやすいことが報告されている。

こうした背景のもと手元の照度検知を行い、その検知結果に基づいて自動調光を行う電気スタンドが提案されている。この電気スタンドは、ランプカバーの隔壁に照度センサを取り付け、机上面の一定エリアの照度検知を行い、かつユーザが操作部で設定した一定照度となるように自動調光するものである（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２５７２３号公報

従来の電気スタンドは以上のように構成されており、以下に示すような課題を有していた。

全般照明の明るさを加味した局部照明の照度のみを検知し、これが一定となるように自動調光しており、読書などの視作業に必要とされている全般照明の照度や、局部照明と全般照明の照度バランスや、ユーザ年齢について、全く考慮されていなかった。このため、窓際での視作業において、天候の急変や日没などにより日照量が大きく減少しても、対策が講じられることは無く、そのままであった。この結果、全般照明の照度不足／大きな照度差という不適切な照明環境のもとで視作業を続けてしまうケースが多発し、目を必要以上に疲労させたり、作業効率が低下したりするといった問題が発生していた。

本発明は係る課題を解決するためになされたもので、局部照明の照度の他に、全般照明の照度を検知し、ユーザ年齢を考慮することにより、最適な照明環境を実現する電気スタンドを提供することを目的にしている。

本発明に係る電気スタンドは、光源と、周囲の照度を検知する全般照明照度検知手段と、光源によるユーザの手元の照度を検知する局部照明照度検知手段と、ユーザの年齢を入力する年齢入力部と、全般照明照度検知手段及び局部照明照度検知手段の出力と年齢入力部の入力に基づいて光源を調光する制御部と、を備え、全般照明照度が７５〜１５０ルックスの範囲内にある時、制御部は、局部照明照度を、全般照明照度検知手段の出力と年齢入力部より入力されたユーザ年齢に基づいて１００〜１，０００ルックスの範囲内で決定すると共に、決定した局部照明照度となるように光源を制御するように構成したものである。

全般照明の照度と局部照明の照度とユーザ年齢に基づいて調光するようにしたので、ユーザの年齢に応じた最適な照明環境を実現することができる。この結果、目に対する負担の少ない、長時間の作業でも疲れ難く効率の低下し難い照明環境を実現する電気スタンドを提供することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気スタンドの構成図を示したものである。図１において光源１はランプカバー２内に収められており、可動アーム３と固定アーム５を介して台座４に取付けられている。
ランプカバー２上面には照度センサ６が、また光源１の近傍には輝度センサ７が配置され、それぞれ全般照明の照度、光源１の輝度を検知する。台座４には、ユーザが年齢入力を行う年齢入力部８及び表示部１１が設置されている。

また図２、図３は、それぞれ本実施の形態に係る電気スタンドの斜視図と電気スタンドの回路構成を示すブロック図である。図１と同一もしくは相当部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
図３において、制御回路１３、インバータ回路、光源１で構成される主回路に、照度センサ６、輝度センサ７、アーム角度検知部１２、年齢入力部８及び表示部１１が接続された構成になっている。

図１〜図３を参照しながら動作について説明する。
電源投入後、光源１は一定の輝度で点灯を開始する。ユーザは年齢入力部８により年齢を入力する。年齢入力部８の入力は、例えばダイヤル式スイッチによりおおよその年代を選択する方法で十分である。入力されたユーザ年齢は、年齢信号として制御回路１３へ入力される。

照度センサ６は、室内に設置されている天井照明器や外光による電気スタンド周囲の照度を検知する。検知された照度は全般照度信号として制御回路１３へ入力される。また輝度センサ７は光源１の輝度を検知する。検知された輝度は光源１の輝度信号として制御回路１３へ入力される。

一方、アーム角度検知部１２は可動アーム３と固定アーム５の接続部内部に設置されており、例えば可動アーム３と固定アーム５のなす角度の増減によって抵抗値が増減する可変抵抗などから構成されている。これにより可動アーム３と固定アーム５のなす角度に対応した電気信号が得られ、この電気信号は角度信号として制御回路１３へ入力される。

ここで図１に示すように固定アーム５と可動アーム３の長さをそれぞれＬ１、Ｌ２とし、二つのアームのなす角度をＡで表すと、局所照度Ｔは光源１の輝度Ｓに比例し、光源１から机上面までの距離｛Ｌ１−Ｌ２・ＣＯＳ（Ａ）}の二乗に反比例する。アームの長さＬ１、Ｌ２は一定であるので、局所照度は光源１の輝度Ｓと二つのアームのなす角度Ａによって決まる。

したがって予めアームのなす角度Ａ、すなわち角度信号から局所照度を算出するための換算テーブルを作成し、これをメモリに格納しておけば良い。このような換算テーブルを用意することで、角度信号から換算テーブルによって求めた換算係数と、輝度センサ７から求めた輝度により机上面の局所照度を間接的に求めることができる。
なお、角度信号と輝度信号から局所照度を直接計算する計算式を求め、これを換算テーブルの替わりに記憶するようにしても良い。

以上のようにして、照度センサ６、輝度センサ７、アーム角度検知部１２、及び年齢設定部８により検知／入力された全般照明照度、局部照明照度、及びユーザ年齢は、それぞれ電気信号として制御回路１３に入力され、予め定められたアルゴリズムに従ってインバータ回路を駆動し、ユーザ年齢にとって最適な照明環境となるように調光する。

ここで最適な照明環境（明視照明条件）とは、前述のＪＩＳ「照度基準(住宅)」、照明学会「屋内照明基準」などで定義されたものを指している。したがってアルゴリズムにより全般照明の照度は７５〜１５０ルックス、局部照明の照度は１００〜１，０００ルックス、局部照明は全般照明の３〜１０倍程度の照度となるように調光される。

また、ユーザ年齢が高くなるほど局部照明の照度を高くし、かつ全般照明との照度差を小さくする必要がある。このため全般照明の照度が、不十分であれば、表示部１１に全般照明の照度が不足している旨を表示したり、発音部（図示せず）により天井照明器の照度を上げるように指示したりする。そしてこの指示に基づき、ユーザは、全般照明の照度を上げるように天井照明器を調整する。この時、窓際かつ日中で、ブラインドの開き具合により全般照明の照度不足を改善できるのであれば、天井照明器の代わりにブラインドを調整することで対処しても良い。

なお全般照明の照度が所定のレベルに達すると、制御回路１３は直ちに表示部や発音部を介してユーザに対して報知する。ユーザはこの報知を受けて調光動作を終了する。
一方、若年者は周囲環境と局部照明の照度差をまぶしく感じにくいため、局部照明照度は全般照明照度の１０倍程度までとすることが可能であり、表示部１１や発音部によって警告される頻度は少なくなる。

図４はこのような明視照明条件を実現するためのアルゴリズムの一例を示したものである。主なフローについて説明する。
図において、スタートと同時に全般照明の照度が７５〜１５０ルックスの範囲内に入っているかどうかが判定される（ステップ１）。
７５ルックスに満たない場合には、ユーザに対して照度を上げるように表示部や発音部を介して指示をする（ステップ２）。

また７５〜１５０ルックスの範囲内に入っている場合は、ユーザ年齢が判定される（ステップ３）。例えば所定の年齢を越えているかどうかを判定し、高齢者と判断された場合には、局所照度を高めに、例えば７００ルックス以上となるように、局所照明が調光される。これと併行して全般照明との照度差が小さくなるように、１５０ルックスを越えない範囲で、ユーザに対し、全般照明の照度を上げるように指示をする（ステップ４）。

一方、若年者と判断された場合には、局部照明照度は１００〜１０００ルックスの範囲かつ全般照明照度に対して３〜１０倍の範囲におさまるように調光される。この場合、局部照明照度は全般照明照度の１０倍まで可能であって差は大きくても構わないので、高齢者の場合のように、全般照明の照度を上げる必要はない（ステップ５）。
このようにして最適な明視照明条件を満たすように調光される。

なお、ここではユーザ年齢が所定値を越えているかどうかで高齢者と若年者に大別するようにしたが、年代毎に細かく分けて対応するようにしても良い。また、アルゴリズムは、ここで説明したものに限定されるものではない。最終的に最適な明視照明条件に達するものであればどのようなステップを踏んでも構わない。

さらに、輝度センサ７は光源１の輝度を常時モニタしているので、光源交換時の輝度を初期値として記憶し、時間経過と共に適宜比較し、輝度が著しく低下した場合には、光源の経年劣化と判断し、表示部１１や音声を介してユーザに交換を指示することができる。

このような構成により全般照明の照度と局部照明の照度とユーザ年齢に基づいて、最適な照明環境を実現する電気スタンドを提供することができる。また光源の適正な交換時期を指示することができ、最適な照明環境を維持し続けることができる。

なお、以上の説明では周囲環境の照度が低い場合、表示や音声によりユーザに対して警告を発したり、注意を喚起したりして全般照明を是正させるようにしたが、室内に設置された天井照明器や電動ブラインドなどを連動して自動調光するように構成しても良い。

図５はこのような天井照明器と連動して自動調光を行う構成例を示したものである。
図において室内に設置された家電機器４１〜４３及びゲートウェイ装置４４はいずれも通信部（図示せず）を内蔵しており、微弱電波を介して双方向に通信する。
微弱電波を使用しているため、通信可能な範囲４５は数メートル程度と小さく、ゲートウェイ装置４４は部屋毎に設置されている。そしてこれらゲートウェイ装置４４は有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）によって接続されている。

動作について説明する。
新たに室内に設置された電気スタンド４６は、電源コンセントに繋がれた状態で、スイッチのＯＮ／ＯＦＦに関係なく、通信部のみ動作させて、同じ室内のゲートウェイ装置４４と通信する。そしてゲートウェイ装置４４から部屋番号や他の家電機器と重複しないアドレスなどの情報（以下、「付帯情報」という）を取得する。

次に電気スタンド４５のスイッチを投入し動作させ、全般照明の照度不足が検知されると、電気スタンド４５内の制御部は、直ちに全般照明を上げることを要求するコマンドを作成する。このコマンドは付帯情報を伴って通信部より送信される。
そしてコマンドを受信した同じ室内の天井照明器は、コマンド内容と付帯情報から自身が輝度を上げることを判断し、輝度を上げる。

輝度を上げた後、天井照明器は照度調整が完了した旨の完了通知を作成して送信する。この完了通知を受け取った電気スタンドは、全般照明の照度が所定のレベルに到達しているかどうかを確認し、到達していれば全般照明に対する調光は終了する。到達していなければ、到達するまで上記動作が繰り返される。
このようにして天井照明器や電動ブラインドなどと連動して自動調光することが可能となる。

このような微弱電波を用いた無線ＬＡＮとしてＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＺｉｇｂｅｅやＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ、８０２．１１ａなどが知られている。
また、ここでは微弱電波を介して通信する場合について説明したが、これに限定するものではない。赤外光を介して通信しても良いし、各家電機器の電源ライン（電力線）を介して信号を電力線搬送するようにしても良く、同様の効果が得られる。

実施の形態２．
図６は、本発明に係る実施の形態２における電気スタンドを示すものである。図５において実施の形態１の電気スタンドと同一または相当部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
図１と異なる点は、ランプカバー２内に配置した輝度センサ７を無くしたこと、二つのアームの角度検知部を無くしたこと、及び台座８と固定アーム５の接続部に第２の可動アーム９を配置し、支点と反対の端点に照度センサ１０を配置したことである。

ここで第２の可動アーム９は台座４と固定アーム５の接点を支点として台座８に対して垂直及び水平に可動し、照度センサ１０は首ふり型にするものとする。また、照度センサ１０を含む第２の可動アーム９は未使用時、固定アーム５内に収納可能である。

次に動作について説明する。
実施の形態１と同様に、年齢入力部８によりユーザ年齢を入力し、ランプカバー２上面の照度センサ６により全般照明の照度を検知する。
局部照明の照度検知用の照度センサ１０は、実施の形態１と異なり、第２の可動アーム９の先端に配置されていることから、視作業における手元付近に配置可能であり、高い精度で局部照明の照度を検知することが可能となる。

図７は本実施の形態に係る電気スタンドの回路構成を示すブロック図である。
図において照度センサ６、照度センサ１０、及び年齢入力部８により検知／入力された全般照明の照度、局部照明の照度、及びユーザ年齢は、電気信号として制御回路１３に入力される。
制御回路１３は、実施の形態１と同様に、予め定められたアルゴリズムに従ってインバータ回路を駆動し、ユーザ年齢を考慮した最適な照明環境となるように自動調光する。

なお全般照明の照度が低い場合、表示や音声によりユーザに対し警告や注意を喚起し、ユーザ自身が是正するものとしたが、室内に設置された全般照明や電動ブラインドと連動して自動調光するようにしても良い。この点については実施の形態１で説明した通りである。

このような構成により全般照明の照度と、局部照明の照度と、ユーザ年齢に基づいて、最適な照明環境を実現する電気スタンドを提供することができる。なお実施の形態１と比べると、照度センサ１０が直接手元の照度検知を行うので、光源１と机上面の距離検知を行う必要が無く、アーム角度検知部や換算テーブルが不要となり、回路構成を簡素化できるという特徴を有している。

本発明の実施の形態１に係る電気スタンドの構成図である。 本発明の実施の形態１に係る電気スタンドの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る電気スタンドの回路構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る電気スタンドが明視照明条件を実現するためのアルゴリズムの一例を示したものである。 本発明の実施の形態１に係る電気スタンドが全般照明と連動して自動調光を行う構成例を示したものである。 本発明の実施の形態２に係る電気スタンドである。 本発明の実施の形態２に係る電気スタンドの回路構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 光源
２ ランプカバー
３ 可動アーム
４ 台座
５ 固定アーム
６ 照度センサ
７ 輝度センサ
８ 年齢入力部
９ 第２の可動アーム
１０ 照度センサ
１１ 表示部
１２ アーム角度検知部
１３ 制御回路
４１ 家電機器（エアコン）
４２ 家電機器（ＴＶ）
４３ 家電機器（天井照明器）
４４ ゲートウェイ装置
４５ 通信可能な範囲
４６ 電気スタンド

Claims (10)

1. 光源と、
   周囲の照度を検知する全般照明照度検知手段と、
   前記光源によるユーザの手元の照度を検知する局部照明照度検知手段と、
   ユーザの年齢を入力する年齢入力部と、
   該全般照明照度検知手段及び該局部照明照度検知手段の出力と該年齢入力部の入力に基づいて前記光源を調光する制御部と、を備え、
   前記全般照明照度が７５〜１５０ルックスの範囲内にある時、
   前記制御部は、
   前記局部照明照度を、
   前記全般照明照度検知手段の出力と前記年齢入力部より入力されたユーザ年齢に基づいて１００〜１，０００ルックスの範囲内で決定すると共に、
   決定した局部照明照度となるように前記光源を制御すること特徴とする電気スタンド。
2. ユーザに対する指示内容などを表示もしくは発音する表示／発音部を備え、
   前記全般照明照度が７５〜１５０ルックスの範囲外にある時、
   前記制御部は、
   前記全般照明照度の調光が必要である旨を、
   前記表示／発音部を介しユーザに対して報知することを特徴とする請求項１記載の電気スタンド。
3. 光源と、
   周囲の照度を検知する全般照明照度検知手段と、
   前記光源によるユーザの手元の照度を検知する局部照明照度検知手段と、
   該全般照明照度検知手段と該局部照明照度検知手段の出力に基づいて前記光源を調光する制御部と、
   同じ室内に配設され調光機能を有する全般照明手段と通信可能な通信部と、を備え、
   前記全般照明照度が７５〜１５０ルックスの範囲外にある時、
   前記制御部は、
   前記全般照明照度が７５〜１５０ルックスの範囲に収まるように、
   前記通信部を介し前記全般照明手段を制御することを特徴とする電気スタンド。
4. 前記全般照明照度が７５〜１５０ルックスの範囲内にある時、
   前記制御部は、
   前記局部照明照度が１００〜１，０００ルックスの範囲内に収まり、かつ前記全般照明照度に対して３〜１０倍の範囲内に収まるように、
   前記光源及び／または前記全般照明手段を制御することを特徴とする請求項３記載の電気スタンド。
5. ユーザの年齢を入力する年齢入力部を備えると共に、
   前記制御部は、
   該年齢入力部より入力されたユーザ年齢に基づき、
   前記光源及び／または前記全般照明手段を制御し、前記局部照明照度及び／または前記全般照明照度を補正することを特徴とする請求項４記載の電気スタンド。
6. 前記ユーザ年齢の増加に伴って、
   前記局部照明照度及び／または前記全般照明照度の補正量も増加することを特徴とする請求項５記載の電気スタンド。
7. 前記電気スタンドは、
   前記光源をランプカバーで覆い、台座から延びた固定アームと、該固定アームに角度可変式に取り付けられた可動アームにより前記光源を支える形態を有すると共に、
   前記全般照明照度検知手段は、前記ランプカバー上面に配置された照度センサであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気スタンド。
8. 前記局部照明照度検知手段は、
   前記ランプカバー内部に配置され前記光源の輝度を検知する輝度センサと、
   前記固定アームと前記可動アームのなす角度を検知するアーム角度検知部と、
   から構成されることを特徴とする請求項７記載の電気スタンド。
9. ユーザに対する指示内容などを表示もしくは発音する表示／発音部を備え、
   前記輝度センサの出力をもとに、前記光源の交換時期を前記表示／発音部にて表示もしくは発音するようにしたことを特徴とする請求項８記載の電気スタンド。
10. 前記局部照明照度検知手段は、
    前記固定アーム部と前記台座の接点を支点として前記台座に対して垂直及び水平に可動する第２の可動アームの前記支点と反対の端点に配置された照度センサからなることを特徴とする請求項７記載の電気スタンド。

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