JP2009032484A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明光の光色をフィルタにより調整する照明装置において、視対象に対する色識別能力の低下を抑制し、しかも人体に対するメラトニンの分泌を抑制しないようにする。
【解決手段】照明装置１は、光源２と、光源２を保持すると共に天井面Ｃに固定されるフレーム部３と、フレーム部３に取り付けられ、光源２からの光を透過させる透過部材３０と、光源２の外郭に臨むと共にフレーム部３と略直交するように設けられたフィルタ部４と、を備える。フィルタ部４は、光源２からの光のうち、人体に対してメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分の光の透過を低減する構成とされている。照明装置１の直下方向には、光源２からの光が直接的に照射されるので、視対象の色識別性を低下させない。また、照明装置１の直下方向から天井面Ｃと略平行な方向へ一定角度以上広がる方向には、メラトニンの分泌抑制作用を有する波長成分が低減された光が照射される。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明光によるメラトニン分泌抑制作用を低減する照明装置に関する。

従来から、照明光の光色は、人の生体リズムに影響を及ぼすことが知られている。例えば、就寝前の時間帯に、照明光の光色を、照明光を電球のような赤みを帯びた色にすると、白色光や昼光色光と比べて脳に対する刺激が低減され、人の円滑な入眠を促すことができる。これに対して、照明光の光色を、水銀灯のような青白い色にすると、脳に対する刺激が強まり、人の意識を覚醒することができる。これら照明光の光色が人の睡眠に与える影響は、脳の松果体から分泌されるメラトニンが深く関与していると考えられている。

メラトニンは、生活リズム等の違いにより個人差があるが、一般的には入眠前から睡眠初期にかけて多く分泌され、体温の低下や円滑な入眠を促進すると考えられている。また、メラトニンは、夜間の受光によりその分泌が抑制されることが知られており、光の波長が４６４ｎｍ付近にあるときメラトニン分泌抑制感度が高くなることが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。従って、この波長近辺の波長成分をカットすることにより、照明光によるメラトニンの分泌抑制を低減して、人が就寝時に円滑に入眠できるようにすることができる。

ところが、４６４ｎｍ付近の波長成分をカットされた光は、青色波長成分が失われているので、照明光としては不自然な光色になる。そこで、波長４８０〜５０５ｎｍの平均光透過率を略３０％以下に制限する光フィルタを備えることにより、メラトニン分泌抑制を防止しつつ、照明光を比較的自然な色に保つことができる照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
G．C．Brainard et al．(2001):"Action Spectrum for Melatonin Regulation in Humans：Evidence for a Novel Circadian Photoreceptor"，The Journal of Neuroscience,August15，2001，21(16)，pp6405−6412 特開２００６−２５９０７９号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される照明装置では、照射面の全体が青色波長成分の透過を制限するグローブ（フィルタ）によって覆われているので、その照射光は、光源からの直接光に比べると、演色性が低く、視対象に対する人の色識別能力を低下させてしまう。また、グローブの外縁近傍のみが上述の透過性を有するフィルタとして構成されいると、光源からの光はグローブ内で多重反射してからグローブ外へ拡散放射されるので、フィルタリングされた光と、フィルタリングされていない光とが混光し、結果として、視対象に対する色識別性も低く、メラトニンの分泌抑制を十分に低減できない照明光が照射される。

本発明は、上記課題を解決するものであり、視対象に対する人の色識別能力の低下を抑制し、しかも人体に対するメラトニンの分泌を抑制することなく、人が円滑に入眠できるようにする照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、光源と、前記光源を保持すると共に天井面に固定されるフレーム部と、前記フレーム部に取り付けられ、前記光源からの光を透過させる透過部材と、を備えた照明装置であって、前記光源の外郭に臨むと共に前記フレーム部と略直交するように設けられたフィルタ部を有し、前記フィルタ部は、前記光源からの光のうち、人体に対してメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分の光の透過を低減する構成とされているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の照明装置において、前記フィルタ部は、前記光源との相対位置が移動自在となるように設けられているものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の照明装置において、前記フィルタ部を、液晶フィルタとしたものである。

請求項１の発明によれば、照明装置の直下方向にはフィルタ部が設けられておらず、光源からの光が直接的に照射されるので、照明装置の直下方向には光源の光の演色性がそのまま維持され、視対象の色識別性を低下させない。また、照明装置の直下方向から天井面と略平行な方向へ一定角度以上広がる方向には、フィルタ部によってメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分が低減された光が照射されるので、人体に対するメラトニンの分泌を抑制せず、人の円滑な入眠を妨げない。

請求項２の発明によれば、フィルタ部を適宜に移動させて、照明光に含まれるメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分の光の透過を低減する、又は低減しないことにより、人のサーカディアンリズムに適した照明光を供給することができる。

請求項３の発明によれば、液晶フィルタを作動させて、この液晶フィルタを透過した光に含まれるメラトニン抑制効果の高い波長成分の光の透過率を適宜に調整することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る照明装置について、図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態の照明装置１は、光源２と、光源２を保持すると共に天井面Ｃに固定されるフレーム部３と、フレーム部３に取り付けられ、光源２からの光を透過させる透過部材３０と、を備える。また、照明装置１は、光源２の外郭に臨むと共にフレーム部３と略直交するように設けられたフィルタ部４を有する。このフィルタ部４は、光源２からの光のうち、人体に対してメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分の光の透過を低減する構成とされている。通常、照明装置１は、天井設置型のシーリングライトに適用される。なお、図中の実線矢印は、光源２から出射され波長制限を受けていない光Ｌ１を示し、点線矢印は、フィルタ部４を透過した光Ｌ２を示す。

照明装置１は、電源のオンオフ等、ユーザの操作による調光操作信号を入力する入力部５と、商用電源（図示せず）に接続され、入力部５からの信号に基づいて光源２を調光制御する制御部６と、を更に備える。また、制御部６と光源２との間には、光源２を点灯駆動するための点灯回路（図示せず）が設けられる。これら入力部５及び制御部６等は、フレーム部３に固定される。

光源２には、汎用の光源が用いられ、図２に示されるような環形蛍光灯の他、例えば、直管形蛍光灯、ＬＥＤ等が用いられる。また、光源２は、複数のＬＥＤ（ＲＧＢ）を配置し、各ＬＥＤを適宜に調光制御することにより任意の色の光を出射可能としたものであってもよい。フレーム部３は、光源２の形状等に対応するように形成され、その形状は円形又は角型等を問わない。透過部材３０は、上記光源２及びフレーム部３の形状に応じたものが用いられ、図２に示したように、光源２全体を覆うものであってもよい。また、フィルタ部４を透過した光Ｌ２が透過する透過部材３０の縁部は適宜に拡散性を有するように構成されてもよいが、光源２の直下部は、直射光Ｌ１とフィルタ透過光Ｌ２との混光を防止するため、好ましくは拡散性を持たないように、又は空隙となるように形成される。

フィルタ部４は、光源２から出射される光のうち、人体に対してメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分である波長４６０ｎｍ近傍の波長成分の透過を低減するように構成され、好ましくはメラトニン抑制効率が比較的高く、光色に対する影響が少ない波長４８０ｎｍから５０５ｎｍまでの波長成分の平均透過率が略３０％以下とされる。

フィルタ部４の主要な構成材である透光性樹脂には、透光性を有する樹脂であれば特に限定されず、適宜に公知の材料が使用される。その例としては、アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリ乳酸樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、これらを単独又は２種以上組み合わせて用いてもよい。好ましくは、透光性、耐候性に優れ、幅広い用途に適用可能なアクリル系樹脂が用いられる。また、上記の橙色系蛍光着色材料には、吸収極大波長が５１５〜５６０ｎｍ程度である蛍光染料が使用され、その例として、ペリレン系化合物が挙げられる。また、橙色蛍光染料は、４７０〜５１０ｎｍ程度の波長域及び４４０〜４７０ｎｍ程度の波長域に吸収特性を有するものであってもよく、これらを単独又は２種以上組み合わせて用いてもよい。透光性樹脂と橙色系蛍光着色材料との配合割合は、例えば、透光性樹脂１００重量部に対して、橙色系蛍光着色材料が略０．００５〜０．２重量部添加され、フィルタ部４の波長略４８０〜５０５ｎｍの光成分の平均透過率が略３０％となるように適宜に調整される。なお、フィルタ部４の具体的な組成については、本出願人が先に出願し、公開された特開２００６−２５９０７９号公報に記載の通りでよい。

入力部５は、調光用リモコン（図示せず）等から送信された操作信号を受信する受信部や、この操作信号に基づくトリガ信号を生成する入力回路等を有する。制御部６は、ＣＰＵを搭載した汎用マイコン及びメモリ等から構成される。また、上記の点灯回路は、光源２の種類に応じた適宜の点灯回路が用いられ、光源２への給電をオンオフするスイッチング素子、スイッチング素子へ点灯制御信号を出力する点灯制御用マイコン、上記の各電子部品等を搭載する基板、光源２の種類に応じて商用電源の電流・電圧を安定化させる安定器、これらの各構成部を収納する回路筐体等を備える。

以下、本実施形態の照明装置１の作用を説明する。上述のように、照明装置１は、光源２からの光のうち、人体に対してメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分の光の透過を低減する構成とされているフィルタ部４が、光源２の外郭に臨むと共にフレーム部３と略直交するように設けられ、照明装置１の直下方向には、このフィルタ部４が設けられていない。この構成により、照明装置１の直下位置Ａ１には、光源２から光Ｌ１がそのまま照射される。この光Ｌ１は、フィルタ部４を透過していないので、波長制限を受けることなく光源２の光の演色性が維持されている。そのため、例えば、ユーザＵが、照明装置１の直下位置Ａ１で書籍Ｂを読むといった視作業をするときに、色識別性を低下させない。

また、照明装置１の直下方向から天井面Ｃと略平行な方向へ一定角度以上広がる方向には、フィルタ部４を透過した光Ｌ２が出射され、光Ｌ２は、直下位置Ａ１以外の光源２からの光が届く範囲Ａ２に照射される。この光Ｌ２は、ユーザＵの目に直接的に入射することがあるが、メラトニンの分泌を抑制する作用が低減されているので、ユーザＵの円滑な入眠を妨げることはない。また、照明装置１の直下位置Ａ１に置かれた書籍Ｂ等の視対象から反射して目に入射される光は、光源２からの直接光に比べて、光の強度が弱いので、メラトニンの分泌を抑制する作用は小さい。なお、光源２からの直接光Ｌ１は、照明装置１の直下位置Ａ１にのみ照射されるので、ユーザＵが直下位置Ａ１以外の場所に居るとき、ユーザＵの目に直接光Ｌ１が入射することはない。そのため、照明装置１からの照射光によってユーザＵの円滑な入眠を妨げられることはない。

次に、本発明の第２の実施形態に係る照明装置について、図４（ａ）（ｂ）、図５及び図６（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本実施形態の照明装置１は、上記第１の実施形態におけるフィルタ部４が、光源２との相対位置が移動自在となるように設けられたものである。また、本実施形態の照明装置１は、制御部６からの制御信号に基づいてフィルタ部４を移動させる駆動部９を備え、好ましくは制御部６に連動するタイマ７及びセンサ８を更に備える。

フィルタ部４は、図４（ａ）に示されるように、光源２に対して上下方向に移動自在となるように構成されてもよいし、図４（ｂ）に示されるように、光源２からの出射光に対する角度が変化自在となるように構成されてもよい。図４（ａ）（ｂ）は、フィルタ作動時のフィルタ部４の配置を実線で示しており、フィルタ非作動時のフィルタ部４の配置を破線で示している。なお、図４（ｂ）で示される構成は、好ましくは角型形状の照明器具に適用される。

駆動部９は、制御部６からの制御信号に基づいて駆動する汎用のモータ等から成る。タイマ７は、汎用のタイマであり、デジタル又はアナログの区別を問わず、制御部６内に組み込まれていてもよいし、入力部５と一体的に構成されていてもよい。センサ８は、汎用の人感センサであり、例えば、所定の検知エリアにおいて、人体から放射される熱線を検知することで人の存否を検出する赤外線センサが用いられる。

フィルタ非作動時、波長制限されていない光源２からのそのままの光Ｌ１が、照明装置１の直下位置Ａ１のみならず、照明装置１からの光が届く範囲全体に照射される（図６（ａ）参照）。また、フィルタ作動時、照明装置１の直下位置Ａ１のみ波長制限されていない光源２の光Ｌ１が照射され、照明装置１の直下方向から天井面Ｃと略平行な方向へ一定角度以上広がる方向へは、フィルタ部４によって人体に対してメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分が低減された光Ｌ２が出射され、この光Ｌ２は上記直下位置Ａ１以外の照明装置１からの光が届く範囲Ａ２に照射される（図６（ｂ）参照）。フィルタ部４の作動又は非作動は、ユーザＵが任意に設定することができ、好ましくは、調光用リモコン等から入力部５にフィルタ動作信号が入力され、制御部６はこのフィルタ動作信号に基づいて、駆動部９を駆動させてフィルタ部４を作動状態又は非作動状態とする。

次に、上述のタイマ７及びセンサ８が用いられたときの動作例を説明する。タイマ７は、ユーザが入力部５を操作して起床時刻又は就寝時刻を入力することにより、又はセンサ８がユーザの起床時刻を検知して検知信号をタイマ７に送信することにより、所定の基準時間を設定する。続いて、タイマ７は、フィルタ部４を作動させるタイミングを自動的に求め、制御部６に対してフィルタ制御信号を送信する。制御部６は、このフィルタ制御信号に基づいて駆動部９を駆動させる。

一般に、メラトニンの分泌は、起床時刻から約１４時間後、又は就寝時刻の約２時間前から始まるとされている。そこで、制御部６は、ユーザが起床してから１４時間が経過するまでの間は、図６（ａ）に示されるように、人体に対するメラトニン抑制効果の高い波長成分が低減されないように、フィルタ部４を非作動状態、すなわち、フィルタ部４が光源２からの出射光に当たらない状態にする。そして、１４時間経過後から、駆動部９を駆動させてフィルタ部４を移動させ、図６（ｂ）に示されるように、照明装置１の直下方向から天井面Ｃと略平行な方向へ一定角度以上広がる方向に対しては、メラトニン抑制効果の高い波長成分が低減されるようにする。このように、本実施形態の照明装置１は、フィルタ部４を時間に応じて適宜に移動させて、メラトニン抑制効果の高い波長成分が照射される時間を制御することにより、ユーザＵのサーカディアンリズムに適した照明光を供給することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る照明装置について、上述の図６（ａ）（ｂ）に加えて、図７を参照して説明する。本実施形態の照明装置１は、上記第１又は第２の実施形態におけるフィルタ部４を、液晶フィルタ４０としたものである。液晶フィルタ４０は、二色性色素を含む液晶材が、透明電極付きの透明基板に挟設されたものである。また、上記第２の実施形態と同様に、好ましくは制御部６に連動するタイマ７及びセンサ８を更に備える。この液晶フィルタ４０は、例えば、制御部６からの制御信号に基づいて電圧が印加されているとき、光源２から出射された光Ｌ１をそのまま透過し（図６（ａ）参照）、電圧が印加されていないとき、人体に対してメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分の光を吸収して、この波長成分が低減された光Ｌ２を出射する（図６（ｂ）参照）。

この構成によれば、上述の第２の実施形態と同様に、メラトニン抑制効果の高い波長成分が照射される時間を任意に制御できるだけでなく、液晶フィルタ４０に印加される電圧を適宜に制御することにより、メラトニン抑制効果の高い波長成分の光の透過率を任意に調整することができるので、例えば、メラトニン抑制効果の高い波長成分の光の透過を経時的に漸減させるような調光制御も可能になる。

なお、本発明は、種々の変形が可能であり、光源の外郭に臨むようにフィルタ部を設けることにより、照明装置の直下方向に波長制限されていない光源からの光が照射され、その周囲にフィルタリングされた光が照射されるようにした照明装置であれば、上述の実施形態で示された構成に限られない。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成及び動作例を示す図。 同照明装置の側断面図。 同照明装置のブロック構成図。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る照明装置の側断面図であって、フィルタ部が光源に対して上下に移動自在となるようにした構成例を示す図、（ｂ）は光源からの出射光に対する角度が変化自在となるようにした構成例を示す図。 同照明装置のブロック構成図。 （ａ）は同照明装置における液晶フィルタを作動させていないときの動作例を示す図、（ｂ）は液晶フィルタを作動させているときの動作例を示す図。 本発明の第３の実施形態に係る照明装置のブロック構成図。

符号の説明

１ 照明装置
２ 光源
３ フレーム部
３０ 透過部材
４ フィルタ
４０ 液晶フィルタ
Ｃ 天井面

Claims (3)

1. 光源と、前記光源を保持すると共に天井面に固定されるフレーム部と、前記フレーム部に取り付けられ、前記光源からの光を透過させる透過部材と、を備えた照明装置であって、
   前記光源の外郭に臨むと共に前記フレーム部と略直交するように設けられたフィルタ部を有し、
   前記フィルタ部は、前記光源からの光のうち、人体に対してメラトニンの分泌を抑制する作用を有する波長成分の光の透過を低減する構成とされていることを特徴とする照明装置。
2. 前記フィルタ部は、前記光源との相対位置が移動自在となるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記フィルタ部は、液晶フィルタであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。

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