JP2012221937A - Lighting device with led as light source - Google Patents

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Toshio Miyake
俊雄 三宅
Shigeharu Fukuda
恵温 福田
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Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain degradation of recognition and judgment of a human being due to fatigue of eye or sense of hearing, with the use of a white-color LED light source.SOLUTION: The lighting device has as a light source a white-color-light LED package consisting of blue-color LED elements, and phosphors emitting fluorescence of a wavelength longer than that of the blue-color LED elements, arranged at an emission side of light of those LED elements, and has a convergent lens arranged at an emission side of light of the white-color-light LED package. The device irradiates light that has a first peak originated in the blue-color LEDs from 420 nm to 450 nm, and a broad second peak from 600 nm to 680 nm, and at the same time, has a shoulder part formed within the range of 480 nm to 500 nm, not substantially increasing changes at appearance and disappearance of visual induction potential of a human being (F-VEP P100 wave) and/or delay of auditory induction potential (P 300 wave).

Description

本発明は、LED(発光ダイオード)を光源とする、ヒトの視覚誘導電位(F−VEPP100波)の出現潜時の変化、および/または聴覚誘導電位(P300波)の遅延を実質的に増大しない光を輻射する照明装置に関する。ここでF−VEP P100波の出現潜時は変化しないこと、すなわちF−VEP P100波の出現潜時が長くも短くもならないことが、眼疲労が小さいことを意味し、P300波の出現潜時は遅延しないことが、視覚を介した認知・判断力の低下が低いこと、すなわちP300波の出現潜時の遅延が短いほど認知・判断力が高いことを意味する。  The present invention does not substantially increase the change in the appearance latency of the human visual induction potential (F-VEPP 100 waves) and / or the delay of the auditory induction potential (P300 waves) using an LED (light emitting diode) as a light source. The present invention relates to a lighting device that radiates light. Here, the appearance latency of the F-VEP P100 wave does not change, that is, the appearance latency of the F-VEP P100 wave does not become long or short, which means that eye fatigue is small, and the appearance latency of the P300 wave. Not delaying means that the decline in recognition / judgement through vision is low, that is, the shorter the delay in the appearance latency of the P300 wave is, the higher the recognition / judgement is.

本出願人等は、眼科領域における障害や疾病の臨床検査に使用される視覚誘発電位(VEP)に着目した照明と眼疲労との研究に基づき、視作業により眼疲労が発生すると前記VEPにおけるP100波の出現潜時が遅延する現象を見出し、同時に、P100波の出現潜時の遅延が眼疲労の進行に応じて増大することから遅延の増大を測定することにより、照明に基づく眼疲労を定量化しうる事実を見出した。そして、本出願人等は、これらの知見に基づき、ヒトのVEPにおけるP100波の出現潜時を実質的に遅延しない光を照射する照明装置を提案している(例えば、特許文献1参照)。この照明装置は、眼疲労を起こし難い光を照射する発明であって、その光源としてキセノンガス封入白熱電球に定格電圧の105〜140%の直流電圧を印加することによって、VEPにおけるP100波の出現潜時を実質的に遅延しない光源としている。さらに、光源としては、多波長域発光形蛍光灯などの高演色性蛍光灯、キセノン放電灯などの放電灯を挙げている。  The present applicants based on a study of illumination and eye fatigue focused on visual evoked potential (VEP) used in clinical examinations of disorders and diseases in the ophthalmic field, and when eye fatigue occurs due to visual work, P100 in the VEP We found a phenomenon in which the appearance latency of the wave is delayed, and at the same time, the delay in the appearance latency of the P100 wave increases with the progress of eye fatigue. I found a fact that could be converted. And the present applicants etc. have proposed the illuminating device which irradiates the light which does not substantially delay the appearance latency of the P100 wave in human VEP based on these knowledge (for example, refer patent document 1). This illuminating device is an invention that irradiates light that does not easily cause eye fatigue, and by applying a DC voltage of 105 to 140% of the rated voltage to a xenon gas-filled incandescent bulb as its light source, the appearance of P100 waves in VEP The light source does not substantially delay the latency. Furthermore, examples of the light source include high color rendering fluorescent lamps such as a multi-wavelength light emitting fluorescent lamp and discharge lamps such as a xenon discharge lamp.

さらに、本出願人等は、照明に使用してストレスを起こしにくい照明装置を提供することを目的として、内科領域においてクッシング症候群や副腎腫瘍の臨床検査方法として知られている副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)に着目して照明とストレスの関係について研究した。その結果、ストレスが起こると、ヒトの血液におけるACTHレベルが上昇する現象を見出し、このACTHレベルの上昇はストレスの大きさに応じて増大することから、血液におけるACTHレベルを測定することにより、照明によるストレスの起こしやすさを定量化することを見出した。なお、ACTHは下垂体前葉から分泌される39個のアミノ酸からなる分子量約4,500のペプチドホルモンであり、副腎皮質におけるステロイドホルモンの生産・分泌を促す物質である。また、ヒトの血液におけるACTHレベルには日内変動があり、早朝最高レベルに達し、以後深夜に向けて漸減することが知られている。  Further, the present applicants and others have proposed an adrenocorticotropic hormone (ACTH), which is known as a clinical examination method for Cushing's syndrome and adrenal tumor in the internal medicine region, for the purpose of providing a lighting device that is difficult to cause stress when used for lighting. ) To study the relationship between lighting and stress. As a result, when stress occurs, a phenomenon is found in which the ACTH level in human blood rises, and this increase in ACTH level increases with the magnitude of the stress. It was found that the susceptibility to stress caused by quantification was quantified. ACTH is a peptide hormone consisting of 39 amino acids secreted from the anterior pituitary with a molecular weight of about 4,500, and is a substance that promotes the production and secretion of steroid hormones in the adrenal cortex. In addition, it is known that ACTH levels in human blood have daily fluctuations, reach the highest level in the early morning, and then gradually decrease toward midnight.

上記知見に基づき、本出願人等が種々の光源を検索した結果、ヒトの血液におけるACTHレベルを実質的に上昇させない光は、照明に使用してストレスを起こし難く、快適な照明空間を指向する照明装置に好適であることが判明した。  As a result of searching for various light sources by the present applicant based on the above knowledge, light that does not substantially increase the ACTH level in human blood is less likely to cause stress when used for illumination and is directed to a comfortable illumination space. It was found to be suitable for a lighting device.

本出願人等は、この結果に基づき、クリプトンガスおよび窒素ガスを含んでなる組成物、またはキセノンガスおよび窒素ガスを含んでなる組成物を封入した白熱電球であって、点灯時に波長約290nm乃至400nmの紫外線に富む光を輻射することができる白熱電球と、その白熱電球をその定格の約105%乃至130%以下の直流電圧下で付勢する電源手段とを備え、ヒトの血液における副腎皮質刺激ホルモンレベルを実質的に上昇させない光を輻射する照明装置を提供している。(例えば、特許文献2参照)  Based on this result, the present applicants are incandescent bulbs enclosing a composition comprising krypton gas and nitrogen gas, or a composition comprising xenon gas and nitrogen gas, having a wavelength of about 290 nm to An incandescent bulb capable of emitting light rich in ultraviolet rays of 400 nm, and a power supply means for energizing the incandescent bulb under a DC voltage of about 105% to 130% or less of its rating, and adrenal cortex in human blood Provided is a lighting device that emits light that does not substantially increase stimulating hormone levels. (For example, see Patent Document 2)

さらに、本出願人等は、クリプトンガスおよび窒素ガスを含んでなる組成物、またはキセノンガスおよび窒素ガスを含んでなる組成物を、点灯時に白熱電球内圧が約700トール乃至800トールになるように封入した白熱電球と、その白熱電球をその定格の約105%乃至130%以下の直流電圧下で付勢する電源手段とを備え、ヒトの事象関連電位(聴覚誘導電位)におけるP300波の出現潜時を実質的に遅延させない光を輻射する照明装置を提供している(例えば、特許文献3参照)。  Further, the applicants of the present invention have applied a composition containing krypton gas and nitrogen gas or a composition containing xenon gas and nitrogen gas so that the internal pressure of the incandescent bulb is about 700 to 800 Torr when turned on. An enclosed incandescent lamp and power supply means for energizing the incandescent lamp under a DC voltage of about 105% to 130% or less of its rating, and the appearance latency of a P300 wave in a human event-related potential (auditory induction potential) An illumination device that emits light that does not substantially delay time is provided (see, for example, Patent Document 3).

また、本出願人等は、ヒトのセロトニン神経系を活性化させて、血中のノルアドレナリンレベルを実質的に上昇させず、攻撃性を低下させていわゆる「キレる」状態になる要因を低減する作用を有する光を輻射する照明装置の発明について、出願している(例えば、特許文献4参照)。  In addition, the present applicants activate the human serotonin nervous system and do not substantially increase the level of blood noradrenaline, but reduce the aggression and reduce the factors that cause a so-called “crisp” condition. An application for an invention of a lighting device that radiates light having an action has been filed (see, for example, Patent Document 4).

この発明では、波長380nm以上780nm以下の可視光成分とともに、波長320nm以上380nm未満の近紫外線を含む光が、ヒトのセロトニン神経系を活性化する作用を有すること、さらにこの光が血中のノルアドレナリンレベルを実質的に向上させない作用を有することを見出し、そのような光を輻射する光源を用いた照明装置を通常の夜間または室内の照明として用いると、ヒトのセロトニン神経系を活性化し、血中のノルアドレナリンレベルを実質的に向上させず、ヒトが「キレる」状態になる要因を低減させることを見出して発明を完成させている。  According to the present invention, the light containing near ultraviolet light having a wavelength of 320 nm or more and less than 380 nm together with a visible light component having a wavelength of 380 nm or more and 780 nm or less has an action of activating the human serotonin nervous system, and further, this light is noradrenaline in blood. It has been found that it has an action that does not substantially improve the level, and when a lighting device using a light source that radiates such light is used as normal nighttime or indoor lighting, it activates the human serotonin nervous system, The present invention has been completed by finding that it does not substantially improve the level of noradrenaline in humans and reduces the factors that cause humans to become “killed”.

また、最近は、LED(発光ダイオード)を光源とする照明装置が、発光効率が高く消費電力が低い、長寿命である、サイズが小さく取り扱いやすい、水銀等の有害物質を含まない、熱の発生が比較的小さい等の利点があることから、白熱電球や蛍光灯等の従来の照明装置に替えて照明用途としての普及が広がっている。  Recently, lighting devices using LEDs (light emitting diodes) as light sources have high luminous efficiency, low power consumption, long life, small size, easy handling, no mercury and other harmful substances, and heat generation. Therefore, it is widely used as a lighting application in place of conventional lighting devices such as incandescent bulbs and fluorescent lamps.

しかしながら、特許文献1乃至3には、LEDを光源とした照明装置で、上記の効果を奏するものは開示されていない。また特許文献4においては、LEDを光源とする照明装置が例示されているものの、青色LED素子と該素子が放射する光により蛍光を発する蛍光体とを組み合わせた白色光LEDの放射する光により、眼疲労や認知・判断力の低下が軽減されることは示されていない。  However, Patent Documents 1 to 3 do not disclose an illumination device that uses an LED as a light source and that exhibits the above effects. Further, in Patent Document 4, although an illumination device using an LED as a light source is exemplified, the light emitted by the white light LED that combines the blue LED element and the phosphor that emits fluorescence by the light emitted by the element is It has not been shown to reduce eye fatigue and cognitive / decision decline.

特許第3230003号公報Japanese Patent No. 3230003 特許第2934923号公報Japanese Patent No. 2934923 特許第2934926号公報Japanese Patent No. 2934926 国際公開番号WO2010/041717A1International Publication Number WO2010 / 041717A1

「臨床脳波学第4版」大熊輝雄、医学書院、1991年11月15日、「23脳脊髄誘発電位、事象関連電位」P443〜445、「視覚誘発電位」P461〜468、「事象関連電位」P468〜474“Clinical EEG 4th Edition” Teruo Okuma, Medical School, November 15, 1991, “23 Brain Spinal Cord Evoked Potential, Event Related Potential” P443-445, “Visual Evoked Potential” P461-468, “Event Related Potential” P468-474

上記特許文献などに示されるように、特定の光が、ヒトの副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)のレベルを抑えてストレスを軽減し、目の疲労や認知・判断力の低下を起こし難いという効果を奏することも確認されている。しかし、青色発光LED素子による青色光と、青色光で励起された蛍光体からのより長波長の光により白色光を放射するLEDや有機ELを光源に用いた場合にも、こうした眼疲労や聴覚を介した認知・判断力の低下が軽減されることの確認はこれまで行われていない。本発明は、LEDを用いた光源においてもヒトの眼疲労や認知・判断力の低下を抑制することができる照明装置を提供することを目的とする。  As shown in the above-mentioned patent documents and the like, the effect that specific light reduces the stress by suppressing the level of human adrenocorticotropic hormone (ACTH), and it is difficult to cause eye fatigue and cognitive / judgement. Playing has been confirmed. However, even when an LED or organic EL that emits white light by blue light from a blue light emitting LED element and longer wavelength light from a phosphor excited by blue light is used as a light source, such eye fatigue and hearing It has not been confirmed that the decline in cognitive / judgment power via the Internet is reduced. An object of this invention is to provide the illuminating device which can suppress a human eye fatigue and the fall of cognition / judgment power also in the light source using LED.

本発明は、光源に青色発光LED素子による青色光と、青色光で励起された蛍光体からのより長波長の光により白色光を放射するLEDを用いた照明装置であり、実質的にヒトの眼疲労の指標となる視覚誘導電位(F−VEP P100波:視覚刺激に対する脳の反応)の出現潜時の変化および/または認知・判断力低下の指標となる聴覚誘導電位(P300波)の出現潜時の遅延を実質的に増大させない光を放射することを特徴とし、眼疲労や認知・判断力の低下を生じ難いという作用効果を奏するものである。本明細書における脳波については、非特許文献1を参照。  The present invention is an illuminating device that uses a blue light emitted from a blue light emitting LED element as a light source and an LED that emits white light by longer wavelength light from a phosphor excited by blue light. Changes in appearance latency of visual evoked potential (F-VEP P100 wave: brain response to visual stimulus) as an index of eye fatigue and / or appearance of auditory evoked potential (P300 wave) as an index of cognitive / judgement decline It is characterized by emitting light that does not substantially increase the latency delay, and has the effect of hardly causing eye fatigue and deterioration of cognition and judgment. Refer to Non-Patent Document 1 for the electroencephalogram in this specification.

本発明は、上記作用効果を奏するために、後述する特性を有するLED素子からなる光源を用いて、照明装置を構成する。本発明にかかる照明装置は、卓上照明、シーリングライト等の室内、屋外、車内等で用いられる種々の照明とすることができる。  In order to achieve the above-described effects, the present invention configures an illuminating device using a light source composed of an LED element having the characteristics described later. The illuminating device according to the present invention can be various illuminations used indoors, outdoors, in a vehicle such as a desk lamp and a ceiling light.

光源となるLEDは、青色発光LED素子と蛍光体を組み合わせた白色光を発するLED(以下白色光LEDと称する)で、青色発光LED素子による青色光と、青色光で励起された蛍光体からのより長波長の光により、全体として上記作用効果を奏する白色光を得ている。青色発光LED素子はサファイアベース窒化ガリウム系の材料からなる425nm乃至465nmの光を放射するLED素子であり、前記蛍光体はシリカ系の材料からなり、青色LEDの発光に励起されて600nm乃至680nmにピークを有する蛍光を発するものである。なお、本明細書においては、青色LED素子、蛍光体、電極、封入剤などの部材から構成され白色光を発する部品を「白色光LEDパッケージ」と称する。The LED as a light source is an LED that emits white light (hereinafter, referred to as a white light LED) that combines a blue light emitting LED element and a phosphor. The blue light emitted from the blue light emitted from the blue light emitting LED element and the phosphor excited by the blue light. White light having the above-mentioned effects as a whole is obtained by light having a longer wavelength. The blue light-emitting LED element is an LED element that emits light of 425 nm to 465 nm made of a sapphire-based gallium nitride-based material, and the phosphor is made of a silica-based material, and is excited by blue LED light emission to 600 nm to 680 nm. It emits fluorescence having a peak. In the present specification, a component that is composed of members such as a blue LED element, a phosphor, an electrode, and an encapsulant and emits white light is referred to as a “white light LED package”.

本発明は、照明装置において、白色光LEDパッケージを光源とし、ヒトの視覚誘導電位(F−VEP P100波)の変化および/または聴覚誘導電位(P300波)の出現潜時の遅延を実質的に増大しない光を照射するようにした。  According to the present invention, in a lighting device, a white light LED package is used as a light source, and a change in human visual induction potential (F-VEP P100 wave) and / or a delay in appearance latency of auditory induction potential (P300 wave) is substantially reduced. Irradiate light that does not increase.

本発明は、上記白色光LEDが、青色LED素子と、該LED素子の光を放射する側に配置された前記青色LED素子の発光波長より長い波長の蛍光を発する蛍光体とからなり、前記白色光LEDは、分光エネルギーが波長400nm乃至800nmの可視光領域において連続したスペクトラムを有し、かつ、425nm乃至465nmに青色LED素子に起因する第1のピークと、600nm乃至680nmに蛍光体に由来するブロードな第2のピークを有するとともに、480nm乃至510nmに肩部を形成する白色光を放射するものとした。  In the present invention, the white light LED comprises a blue LED element and a phosphor that emits fluorescence having a wavelength longer than the emission wavelength of the blue LED element disposed on the light emitting side of the LED element. The optical LED has a continuous spectrum in the visible light region having a spectral energy of a wavelength of 400 nm to 800 nm, and is derived from a first peak caused by a blue LED element at 425 nm to 465 nm and a phosphor at 600 nm to 680 nm. It has a broad second peak and emits white light that forms a shoulder at 480 nm to 510 nm.

本発明は、前記白色光LEDが、並列に接続された3個のLED素子と、これら3個のLED素子の光を放射する側に配置した前記LED素子よりも長い波長の蛍光を発する蛍光体からなり、照射部が、複数の白色光LEDを直列に接続した直列接続支を複数並列に接続したものと、白色光LEDの光を放射する側に設けた集光レンズプレートおよび集光レンズから構成される照明装置とした。  The present invention provides a phosphor in which the white light LED emits fluorescence having a longer wavelength than the three LED elements connected in parallel and the LED element disposed on the light emitting side of the three LED elements. The irradiation unit includes a plurality of series connection branches in which a plurality of white light LEDs are connected in series, and a condensing lens plate and a condensing lens provided on the side that emits the light of the white light LEDs. It was set as the comprised illuminating device.

本発明は、上記白色光LEDに直列にスイッチング素子を接続し、該スイッチング素子をパルス幅制御により通電率を制御する電源装置および調光回路を備えた。  The present invention includes a power supply device and a dimming circuit in which a switching element is connected in series to the white light LED, and the switching element controls an energization rate by pulse width control.

本発明の照明装置は、卓上照明装置、屋内照明装置または車内照明装置もしくは航空機室内、船内、屋外などの照明に用いることができ、照明の対象となる空間は、どのような空間であってもよい。照明の対象となる空間としては、その他、個人住宅、マンション、学校、スタジオ、美容院、病院、工場、社屋、事務所、旅館、ホテル、レストラン、宴会場、結婚式場、会議場、商店、スーパーマーケット、デパート、美術館、博物館、演奏会場、ホール、体育館、競技場、畜舎、鶏舎、養魚場、動物工場、植物工場などの各種施設の室内外の空間であってよい。また、アームライト、デスクランプ、ハリケーンランプ、テーブルランプ、ミニランプなどの卓上照明器具、あるいは、棚下付け灯、天井付け灯、ダウンライト、壁付け灯、吊り下げ灯、シャンデリア、スワッグランプ、フロアランプ、庭園灯、門灯などの室内外照明器具に収容するか取り付けるとともに、それら照明器具を住宅や施設における書斎、アトリエ、子供部屋、寝室、リビングルーム、ダイニングルーム、キッチン、トイレ、洗面所、浴室、廊下、階段、バルコニー、玄関、閲覧室、教室、ホール、ロビー、待合室、治療室、手術室、制御室、事務室、製図室、実験室、ラウンジ、客室、クラークルーム、調理室、運転室、飼育室、栽培室における室内外の適所に据付けるか取付ければよい。The lighting device of the present invention can be used for desk lighting devices, indoor lighting devices, in-car lighting devices, or aircraft cabins, inboards, outdoors, etc., and any space can be illuminated. Good. Other lighting spaces include private houses, condominiums, schools, studios, beauty salons, hospitals, factories, office buildings, offices, inns, hotels, restaurants, banquet halls, wedding halls, conference halls, shops, and supermarkets. It may be an indoor or outdoor space of various facilities such as department stores, art museums, museums, performance venues, halls, gymnasiums, stadiums, barns, poultry houses, fish farms, animal factories, plant factories. Also, table lamps such as arm lights, desk lamps, hurricane lamps, table lamps, mini lamps, or shelf-mounted lights, ceiling-mounted lights, downlights, wall-mounted lights, hanging lights, chandeliers, swag lamps, floor lamps Housed in or attached to indoor and outdoor lighting fixtures such as garden lights, gate lights, etc., and these lighting fixtures can be used for study, atelier, children's room, bedroom, living room, dining room, kitchen, toilet, toilet, bathroom, Corridor, stairs, balcony, entrance, reading room, classroom, hall, lobby, waiting room, treatment room, operating room, control room, office room, drafting room, laboratory, lounge, guest room, clerk room, cooking room, driver's room, It may be installed or attached at appropriate places inside and outside the breeding room and cultivation room.

図1は、本発明にかかるLED光源を用いた照明装置の構成を説明する正面図である。FIG. 1 is a front view illustrating the configuration of an illumination device using an LED light source according to the present invention. 図2は、図1のA−A線での断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 図3は、本発明の照明ヘッドの底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the illumination head of the present invention. 図4は、集光レンズプレートにおける集光レンズとLEDの配置を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the condensing lens and LEDs in the condensing lens plate. 図5は、本発明にかかるLED光源のスペクトルを説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the spectrum of the LED light source according to the present invention. 図6は、本発明にかかるLED回路の構成を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the LED circuit according to the present invention. 図7は、本発明にかかる駆動用電源回路の構成を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of the driving power supply circuit according to the present invention. 図8は、本発明にかかる操作スイッチの動作と照度の関係を説明するタイムチャートである。FIG. 8 is a time chart for explaining the relationship between the operation of the operation switch according to the present invention and the illuminance. 図9は、本発明光と通常光のF−EVP P100波の出現潜時の変化率を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the rate of change in the appearance latency of the F-EVP P100 wave of the present invention light and normal light. 図10は、本発明光と通常光のP300波の出現潜時の変化率を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the rate of change in the appearance latency of the P300 wave of the present invention light and normal light. 図11は、本発明光と近紫外線を含む光源のF−EVP P100波の出現潜時の変化率を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the change rate of the appearance latency of the F-EVP P100 wave of the light source including the light of the present invention and near ultraviolet rays.

本発明の第1の実施例にかかる白色光LED光源を用いた卓上照明装置の構成を、図1〜図4を用いて説明する。図1は卓上照明装置の正面図、図2は図1におけるA−A線での断面図、図3は照明ヘッド部の底面図である。図4は集光レンズプレートにおけるLED素子の配置と集光レンズの関係を説明する図である。  The structure of the table-top lighting apparatus using the white light LED light source concerning the 1st Example of this invention is demonstrated using FIGS. 1-4. FIG. 1 is a front view of a desk lamp, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a bottom view of the lighting head unit. FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the arrangement of the LED elements on the condenser lens plate and the condenser lens.

卓上照明装置は、基台1と、アーム2と、照明ヘッド3とを有して構成される。基台1は、基盤11と、アーム取付部13と、操作スイッチ15と、ターンテーブル機構17とを有しており、さらに図示を省略した駆動用電源装置を基盤11内に備えている。基盤11はアーム2および照明ヘッド3を転倒させずに支持できる重さもしくは支持機構を有している。アーム取付部13はアーム2を支持するとともにアーム2を前後に傾斜可能とする機構を備えている。操作スイッチ15は照明装置を点滅させるとともに、LED光源の照度を変化させるスイッチである。ターンテーブル機構17は、アーム2を左右に回転可能とする機構である。  The tabletop lighting device includes a base 1, an arm 2, and a lighting head 3. The base 1 includes a base 11, an arm mounting portion 13, an operation switch 15, and a turntable mechanism 17, and further includes a driving power supply device (not shown) in the base 11. The base 11 has a weight or a support mechanism that can support the arm 2 and the lighting head 3 without overturning. The arm attachment portion 13 includes a mechanism that supports the arm 2 and that allows the arm 2 to tilt forward and backward. The operation switch 15 is a switch that blinks the lighting device and changes the illuminance of the LED light source. The turntable mechanism 17 is a mechanism that enables the arm 2 to rotate left and right.

アーム2は、照明ヘッド3を支持する部材である。アーム2は例えば可撓性を有していない中空状の管21に形成され、アーム取付部13により前後に傾斜可能かつその角度維持可能とされている。アーム2の内部にはLED素子に電力を供給する電線23が収容される。  The arm 2 is a member that supports the illumination head 3. The arm 2 is formed in, for example, a hollow tube 21 that does not have flexibility, and can be tilted back and forth by the arm mounting portion 13 and the angle thereof can be maintained. An electric wire 23 for supplying electric power to the LED element is accommodated in the arm 2.

照明ヘッド3は、合成樹脂製の集光レンズプレート31と、合成樹脂を半球状に形成した集光レンズ33と、ヘッドカバー35と、アーム取付部37とを有している。照明ヘッドの照射部は、集光レンズプレート31、集光レンズ33、および白色光LEDから構成される。集光レンズプレート31は、図示を省略した白色LEDと白色光LEDの光を放射する側を覆って集光レンズ33が設けられる透明な部材である。集光レンズプレート31の集光レンズ33以外の部分をスモーク加工して不透明とし背面に位置するLED基板を隠している。集光レンズ33は、背面に設けた白色光LEDからの光を集光し拡散させる働きを有している。ヘッドカバー35は、照明ヘッド3の上面を覆う部材である。アーム取付部37はアーム2の先端に照明ヘッドを取り付ける部材で、前後左右に移動可能とされている。集光レンズプレート31には、このプレートを照明ヘッド3に取り付ける固定穴39が複数個所設けられている。  The illumination head 3 includes a condensing lens plate 31 made of synthetic resin, a condensing lens 33 formed of synthetic resin in a hemispherical shape, a head cover 35, and an arm mounting portion 37. The illumination unit of the illumination head includes a condenser lens plate 31, a condenser lens 33, and a white light LED. The condensing lens plate 31 is a transparent member on which the condensing lens 33 is provided so as to cover the side of the white LED and white light LED that are not shown in the figure. The portion other than the condensing lens 33 of the condensing lens plate 31 is smoked to make it opaque and hide the LED substrate located on the back surface. The condensing lens 33 has a function of condensing and diffusing light from the white light LED provided on the back surface. The head cover 35 is a member that covers the upper surface of the lighting head 3. The arm attachment portion 37 is a member for attaching the illumination head to the tip of the arm 2 and is movable in the front-rear and left-right directions. The condenser lens plate 31 is provided with a plurality of fixing holes 39 for attaching the plate to the illumination head 3.

図4を用いて、照明ヘッド3の集光レンズプレート31の構造を説明する。図4は集光レンズプレート31の正面図(図3の下方向から見た図)である。集光レンズプレート31には、一例として24個の集光レンズ33が同心円状に設けられている。集光レンズ33の背面には白色LEDがそれぞれ1個ずつ配置されており、照射面における照度のむらが生じないように構成されている。このような構成・構造とすることにより、眼疲労や認知・判断力の低下が効果的に抑制されるものとなっている。すなわち、アームを湾曲した形状とすることにより圧迫感を生じさせず、照明ヘッドを平たく圧迫感がない形状とすることによって、真横から見たときに照射部や集光レンズ部分が直接見えないようになっている。さらに、白色光LEDパッケージの光を放射する側に半球状のレンズを設置することにより、光がビーム状や絞り込んだ形状とならずに卓上(作業領域)に適度の範囲を照射しながら、かつ、不必要に拡散することもない。白色光LEDをマルチチップ型(一つのパッケージに青色LED素子を3個使用し、三角形に配置)としたことも光を適度に拡散させる効果がある。同心円状にならんだLEDはどの円周上でも同程度になるように配置されているので、卓上の作業領域を十分カバーできる範囲をむらなく照射できる。また、集光レンズによりLEDからの光の不必要な拡散を抑え、レンズプレートをスモーク加工し、さらに照射部が適度に覆われていることにより、LED光源からのまぶしさを感じにくくなっている。これらの効果により目に対する負担や不快感が低減されて、本発明の効果がより効果的に発揮される。  The structure of the condenser lens plate 31 of the illumination head 3 will be described with reference to FIG. 4 is a front view of the condensing lens plate 31 (viewed from below in FIG. 3). As an example, the condenser lens plate 31 is provided with 24 condenser lenses 33 concentrically. One white LED is disposed on the back surface of the condenser lens 33, and is configured so that unevenness in illuminance on the irradiated surface does not occur. By adopting such a configuration and structure, eye fatigue and a decrease in cognition and judgment are effectively suppressed. In other words, the curved shape of the arm does not cause a feeling of pressure, and the illumination head is flat and has no pressure feeling so that the irradiation part and the condenser lens part cannot be directly seen when viewed from the side. It has become. Furthermore, by installing a hemispherical lens on the light emitting side of the white light LED package, the light is not in a beam shape or a narrowed shape while irradiating a suitable range on the tabletop (working area), and It does not spread unnecessarily. The white light LED made into a multi-chip type (three blue LED elements are used in one package and arranged in a triangle) also has an effect of appropriately diffusing light. Since the LEDs concentrically arranged are arranged so as to have the same degree on any circumference, it is possible to irradiate a range that can sufficiently cover the work area on the table. In addition, the condenser lens suppresses unnecessary diffusion of light from the LED, the lens plate is smoked, and the irradiation part is appropriately covered, making it difficult to feel glare from the LED light source. . These effects reduce the burden on the eyes and discomfort, and the effects of the present invention are more effectively exhibited.

LED素子32は、サファイアベース窒化ガリウム系材料からなる青色発光するLEDであり、425nm乃至465nmに発光極大を有する光を放射し、実質的に近紫外線領域の光を放射しない。LED素子32の光を放射する側をシリコン樹脂又はエポキシ樹脂などの合成樹脂製の透明な封入剤に封入したシリカ系の蛍光体(図示省略)で覆っている。青色発光したLED素子32からの青色光が前記蛍光体を励起してより波長の長い蛍光を発し、青色光と長波長の蛍光とが合成されて白色光を発する。シリカ系の蛍光体としては、母体となる結晶性無機化合物に発光中心となる付活剤を導入したものが使用でき、母体となる結晶と付活剤の組み合わせとしては、(「母体結晶:付活剤」の形で表す)、例えば、(Sr,Ca,Ba)SiO:Eu系(黄色蛍光体)、(Ba,Sr)SiO:Eu系(黄色蛍光体)、LaSi11:Ce系(黄色蛍光体)、(Ca,Sr)Si:Eu系(赤色蛍光体)、CaAlSiN:Eu系(赤色蛍光体)、(Sr,Ba)SiO:Eu系(赤色蛍光体)、(Ca,Sr)AlSiN:Eu系(赤色蛍光体)、(Ba,Sr)SiO:Eu系(緑色蛍光体)、CaScSi12:Ce系(緑色蛍光体)、Ca(Sc,Mg)Si12:Ce系(緑色蛍光体)、(Sr,Ba)SiO:Eu系(緑色蛍光体)、BaSi12:Eu系(緑色蛍光体)、Ca(Si、Al)12(O,N)16:Eu系(橙色蛍光体)、(Ba,Sr,Ca)Si:Eu系(黄〜緑色蛍光体)、CaMgSi1612:Eu系(緑色蛍光体)などの基本組成を有するものを、1種または2種以上組み合わせて使用することができる。なお、各蛍光体の発光強度及び波長は、母体結晶の組成または付活剤の種類および濃度により調節でき、本発明に好ましい光を得ることができる。LED素子32はそれぞれ白色光LEDに3個ずつ用いられ、この例では合計72個のLED素子を備えている。The LED element 32 is an LED that emits blue light made of a sapphire-based gallium nitride-based material, and emits light having an emission maximum at 425 nm to 465 nm, and does not substantially emit light in the near ultraviolet region. The light emitting side of the LED element 32 is covered with a silica-based phosphor (not shown) encapsulated in a transparent encapsulant made of synthetic resin such as silicon resin or epoxy resin. Blue light from the LED element 32 that emits blue light excites the phosphor to emit longer wavelength fluorescence, and the blue light and longer wavelength fluorescence are combined to emit white light. As a silica-based phosphor, a crystalline inorganic compound serving as a base material into which an activator serving as a luminescent center is introduced can be used. As a combination of a crystal serving as a base material and an activator, (“matrix crystal: attached For example, (Sr, Ca, Ba) 2 SiO 4 : Eu system (yellow phosphor), (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu system (yellow phosphor), La 3 Si 6 N 11 : Ce system (yellow phosphor), (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8 : Eu system (red phosphor), CaAlSiN 3 : Eu system (red phosphor), (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu system (red phosphor), (Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu system (red phosphor), (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu system (green phosphor), Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce-based (green phosphor), Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce system (green phosphor), (Sr, Ba) SiO 2 N 2 : Eu system (green phosphor), Ba 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu system (green phosphor), Ca x (Si, Al) 12 (O, N) 16 : Eu system (orange phosphor), (Ba, Sr, Ca) Si 2 O 2 N 2 : Eu system (yellow to green phosphor), Ca 8 MgSi 4 O Those having a basic composition such as 16 C 12 : Eu (green phosphor) can be used alone or in combination of two or more. Note that the emission intensity and wavelength of each phosphor can be adjusted by the composition of the base crystal or the type and concentration of the activator, and light preferable for the present invention can be obtained. Three LED elements 32 are used for each white light LED, and in this example, a total of 72 LED elements are provided.

この照明ヘッド3からの白色光のスペクトルの一例を図5に示す。図5のスペクトルは、430nm付近に青色LED素子に起因する青色の第1のピーク(約100μW/nm)と、620nm付近にブロードな橙色の第2のピーク(約200μW/nm)を有し、さらに490nm付近に水色の肩部(約80μW/nm)を形成している。  An example of the spectrum of white light from the illumination head 3 is shown in FIG. The spectrum of FIG. 5 has a blue first peak (about 100 μW / nm) due to the blue LED element near 430 nm and a broad orange second peak (about 200 μW / nm) near 620 nm. Further, a light blue shoulder (about 80 μW / nm) is formed in the vicinity of 490 nm.

このような白色光LED光源を使用した本発明の照明装置の光は、以下の特徴を有している。
A.第2のピークの分光エネルギー強度は、第1のピークに対して1乃至3倍、好ましくは、1.5乃至2.5倍、さらに好ましくは1.7乃至2.2倍が望ましく(試験に用いた実機では約2倍)、また、肩部に対して1乃至3倍、好ましくは1.5乃至2.5倍、さらに好ましくは1.7乃至2.2倍が望ましい(試験に用いた実機では、2倍強)。
B.照射される光は、電球色乃至昼光色で、好ましくは色温度2,500K乃至4,000Kが望ましい(試験に用いた実機では3,022K)。
C.平均演色評価数(Ra)が90以上、好ましくは95以上であり(試験に用いた実機では96.4を達成)、特殊演色評価数(R乃至R14)のいずれも80以上、好ましくは90以上(試験に用いた実機では90.1以上を達成)の極めて演色性に優れたものが望ましい。
D.照度としては、例えば、照射部から40cmの距離において500ルクス乃至2,500ルクスの照度が得られるものが望ましい(試験に用いた実機では2,000ルクス、集光レンズなしでは580ルクスである)。
The light of the illumination device of the present invention using such a white light LED light source has the following characteristics.
A. The spectral energy intensity of the second peak is preferably 1 to 3 times, preferably 1.5 to 2.5 times, more preferably 1.7 to 2.2 times that of the first peak (for testing purposes). (Approximately 2 times for the actual machine used) and 1 to 3 times, preferably 1.5 to 2.5 times, more preferably 1.7 to 2.2 times the shoulder (preferably used for testing) (In actual machines, it is more than twice).
B. The irradiated light has a light bulb color to daylight color, and preferably a color temperature of 2,500 K to 4,000 K (3,022 K in the actual machine used for the test).
C. The average color rendering index (Ra) is 90 or more, preferably 95 or more (96.4 is achieved in the actual machine used for the test), and any of the special color rendering indices (R 1 to R 14 ) is 80 or more, preferably It is desirable to have an excellent color rendering property of 90 or more (achieved 90.1 or more in the actual machine used in the test).
D. As the illuminance, for example, it is desirable to obtain an illuminance of 500 lux to 2,500 lux at a distance of 40 cm from the irradiation part (2,000 lux in the actual machine used for the test and 580 lux without the condenser lens). .

LED回路の構成の一例を、図6を用いて説明する。LED回路40は、3個の青色LED素子32−11,32−12,32−13を並列に接続して白色LEDパッケージD1を形成し、このような白色LEDパッケージD1〜D6の6個を直列に接続して直列接続支S1を形成し、このような直列接続支S1〜S4を並列に接続して構成される。  An example of the configuration of the LED circuit will be described with reference to FIG. The LED circuit 40 connects three blue LED elements 32-11, 32-12, and 32-13 in parallel to form a white LED package D1, and six such white LED packages D1 to D6 are connected in series. Are connected to each other to form a series connection branch S1, and such series connection branches S1 to S4 are connected in parallel.

このLED素子の駆動用電源装置の構成の一例を、図7を用いて説明する。駆動用電源装置5は、スイッチング安定化電源51と、制御マイコン53と、電流制限抵抗55と、スイッチング素子57とを備えて構成される。スイッチング安定化電源51は、交流端子Tadを介して入力された交流入力を直列接続されたLEDの点灯に必要な24Vの直流電圧に変換するとともに、制御マイコン53の動作に必要な直流5Vを供給する手段である。制御マイコン53は、LEDのオンオフや調光を担当するマイコンである。スイッチング安定化電源51の24V出力には、電流制限抵抗55が直列に接続され直流端子Tdcを介してLED回路40が接続される。制御マイコン53の出力に接続されるスイッチング素子57は、LED回路40の電流をスイッチングする手段であり、LED回路40の点灯/滅灯(消灯)および点灯時の通電率(デューティー比)を制御する。さらに、制御マイコン53には、操作スイッチ15が接続されており、LEDの動作電流を制御する。スイッチング安定化電源51および制御マイコン53は市販の部品を適宜使用することができる。  An example of the configuration of the power supply device for driving the LED element will be described with reference to FIG. The drive power supply device 5 includes a switching stabilized power supply 51, a control microcomputer 53, a current limiting resistor 55, and a switching element 57. The switching stabilization power supply 51 converts the AC input input via the AC terminal Tad into a DC voltage of 24 V necessary for lighting the LEDs connected in series, and supplies a DC 5 V necessary for the operation of the control microcomputer 53. It is means to do. The control microcomputer 53 is a microcomputer in charge of turning on / off the LED and dimming. A current limiting resistor 55 is connected in series to the 24V output of the switching stabilized power supply 51, and the LED circuit 40 is connected via the DC terminal Tdc. The switching element 57 connected to the output of the control microcomputer 53 is means for switching the current of the LED circuit 40, and controls lighting / extinguishing (extinguishing) of the LED circuit 40 and energization rate (duty ratio) during lighting. . Further, an operation switch 15 is connected to the control microcomputer 53 to control the operating current of the LED. Commercially available parts can be used as appropriate for the switching stabilized power supply 51 and the control microcomputer 53.

図8のタイムチャートを用いて駆動用電源装置5の動作を説明する。図8の(A)は、LEDの発光強度(照度)を示し、(B)は操作スイッチ15の操作状態を示している。今時刻Tで操作スイッチ15をオンにすると、制御マイコン53が、スイッチング素子57を通電状態とし、LED回路40は、予め設定された最高照度に設定される。操作スイッチ15を押し続けると、制御マイコン53が、予め設定された時刻Tから予め設定された最低照度に向けてスイッチング素子57の通電率を一定の割合で徐々に引き下げ時刻Tで最低照度に達する。制御マイコン53が、時刻T2から予め設定された時刻Tまでスイッチング素子57の通電率を一定に保ち最低照度を維持する。時刻Tになると制御マイコン53が、最高照度に向けてスイッチング素子57の通電率を一定の割合で徐々に増加させ、LED回路40は時刻T4で再び最高照度に達する。操作スイッチ15をオンとしている限り制御マイコン53が、時刻TからTまでの明暗の点灯シーケンスをくり返す。例えば、時刻Tで操作スイッチ15をオフとすると、これ以降、時刻Tの照度で照明が維持される。このようにして任意の照度を選択して照明することができる。LED回路40を滅灯するには、時刻t以降の任意の時点で、再度操作スイッチ15をオンオフすればよい。The operation of the drive power supply device 5 will be described with reference to the time chart of FIG. 8A shows the light emission intensity (illuminance) of the LED, and FIG. 8B shows the operating state of the operation switch 15. When the operation switch 15 is turned on and now the time T 0, the control microcomputer 53, the switching element 57 is energized state, LED circuit 40 is set to the maximum illumination intensity that is set in advance. Press and hold the operation switch 15, the control microcomputer 53, a minimum illuminance gradually pulled time T 2, the duty factor of the switching element 57 toward the preset minimum illuminance from the time T 1 which is set in advance at a fixed rate To reach. Control microcomputer 53, to maintain a minimum illuminance maintaining the duty ratio of the switching element 57 from time T2 to time T 3 to a preset constant. The control microcomputer 53 at time T 3 is gradually increasing the duty factor of the switching element 57 at a constant rate towards the maximum illumination intensity, LED circuit 40 again reaches a maximum illumination intensity at time T4. Control microcomputer 53 as long as the operation switch 15 is turned on is, repeat the lighting sequence in brightness from time T 0 to T 4. For example, when turning off the operation switch 15 at time T 6, thereafter, the illumination is maintained illuminance of time T 6. In this way, an arbitrary illuminance can be selected and illuminated. The LED circuit 40 to flashing lights, at any point of time t 6 after, may be off the operation switch 15 again.

このような白色光LEDを光源とする照明装置は、ボランティア試験の結果、以下のような効果を奏することが判明した。  As a result of the volunteer test, it has been found that such an illumination device using a white light LED as a light source has the following effects.

[ボランティア試験の概要]
6名の被験者(20代の健常人男女3名ずつ)に対し、本発明の白色光LED光源を用いた照明装置からの白色光または通常光環境下で90分間読書を行った。読書前および読書開始から30分ごと(30分、60分、90分)に誘導電位測定装置により視覚誘導電位(F−VEP P100波)および調覚誘導電位(P300波)の出現潜時を測定した。各誘導電位の測定値について、経時的な変化を読書前と比較し、光源による眼疲労度、認知・判断力変化の比較を行った。各被験者には、本発明にかかる白色光LEDを光源とする光および通常光の両環境下でクロスオーバー法により実施した。すなわち、視作業および誘導電位の測定には、2回目以降慣れが生じる可能性が考えられたため、被験者の半数は、本発明にかかる白色LED光−通常光の順、残りの半数は、通常光−本発明にかかる白色LED光の順で実施した。その間1週間の間隔を設けた。作業場所の照度は2000ルクスとした。通常光は、ツインバード工業株式会社製インバータ蛍光灯、KL−H599を用いた。窓を遮光して太陽光等外部の光の影響を受けないようにした。試験は午前中に実施した。被験者同士が与える影響を最小限に抑えられるよう、各作業スペースをパーティションで区切った。
[Outline of Volunteer Exam]
Six subjects (three healthy men and women in their twenties each) were read for 90 minutes under white light or normal light environment from an illumination device using the white light LED light source of the present invention. Measure the appearance latency of visual induction potential (F-VEP P100 wave) and haptic induction potential (P300 wave) with an induction potential measurement device before reading and every 30 minutes from the start of reading (30 minutes, 60 minutes, 90 minutes) did. Regarding the measured values of each induced potential, the changes over time were compared with those before reading, and the degree of eye fatigue and cognitive / judgment changes due to the light source were compared. Each subject was subjected to the crossover method under both light and normal light environments using the white light LED according to the present invention as a light source. That is, since it is considered that the visual work and the measurement of the induced potential may be accustomed after the second time, half of the subjects are in the order of white LED light-normal light according to the present invention, and the other half are normal light. -It implemented in order of the white LED light concerning this invention. During that time, an interval of one week was set. The illuminance at the work place was 2000 lux. As the normal light, an inverter fluorescent lamp, KL-H599, manufactured by Twin Bird Industries, Ltd. was used. The windows were shielded from being affected by external light such as sunlight. The test was conducted in the morning. Each work space was partitioned to minimize the impact of the subjects.

疲労誘導のための視作業として、読書を行った。書籍、読書スピードなどは特に統一しなかったが、原則として「日本語の文庫本で、1ページ当たりの行数が16行程度のもの」を、被験者各自が持参し、各自のペースで読書した。  Reading was done as a visual task for fatigue induction. Books, reading speed, etc. were not particularly unified, but as a general rule, each subject brought “Japanese paperback books with about 16 lines per page” and read at their own pace.

[誘導電位の測定]
誘導電位測定とは、ある刺激(光、パタ−ン、音など)に対する脳の反応を脳波として記録し脳の働きを調べるものである。ただし、この脳波は非常に弱いので、通常の脳波の波に埋もれて観察できない。そこで、刺激に伴って発生する脳波を複数回(今回の試験においては、視覚誘導は100回、聴覚誘導は30回)重ね合わせることによって、背景となる通常の脳波を消去し、刺激に対して反応した脳波のみを解析するものである。
[Measurement of induced potential]
The induced potential measurement is a method in which the brain response to a certain stimulus (light, pattern, sound, etc.) is recorded as an electroencephalogram to examine the function of the brain. However, this brain wave is so weak that it cannot be observed because it is buried in a normal brain wave. Therefore, by superimposing the brain waves generated by the stimulation multiple times (in this test, the visual guidance is 100 times and the auditory guidance is 30 times), the normal brain wave as the background is erased, Only the electroencephalogram that has reacted is analyzed.

視覚による脳波は刺激からおよそ100ミリ秒後に特有の波形を示しP100波と呼ばれる下向きのピークとして観察される(今回の試験においては、視覚誘導電位として、閃光による刺激に対する反応(Flash Visual Evoked Potential,F−VEP)を測定した。)聴覚による脳波は刺激からおよそ300ミリ秒後の特有の波形を示し、P300波と呼ばれる下向きのピークとして観察される。眼疲労や認知・判断力が低下すると、刺激に対する脳の反応が影響を受け、これら特有ピークの出現時間(潜時)が遅れたりぶれたりする現象が観察されるようになるため、潜時を比較することで疲労度や認知度を客観的に判断することができる。この試験は、日本電気社製の「誘導電位測定装置SYNAX ER1100」と、キセノンフラッシュ制御のために日本電気三栄社製の「多用途脳波計1A97A」を用いて測定を行った。なお、誘導電位測定を行うに当たっては、特に資格は必要としない。  The visual EEG shows a unique waveform about 100 milliseconds after stimulation, and is observed as a downward peak called a P100 wave (in this test, as a visual induction potential, a response to a flash stimulation (Flash Visual Evoked Potential, F-VEP) was measured.) The auditory electroencephalogram shows a characteristic waveform approximately 300 milliseconds after stimulation, and is observed as a downward peak called P300 wave. When eye fatigue or cognitive / judgment declines, the response of the brain to the stimulus is affected, and the phenomenon that the appearance time (latency) of these unique peaks is delayed or shaken is observed. By comparing, the degree of fatigue and the degree of recognition can be objectively determined. In this test, measurement was performed using an “inductive potential measuring device SYNAX ER1100” manufactured by NEC Corporation and a “multipurpose electroencephalograph 1A97A” manufactured by SANEI Corporation for xenon flash control. It should be noted that no special qualification is required for the induction potential measurement.

[誘導電位の測定方法の詳細]
1) 頭皮および耳朶に電極を装着した装着部分を70%アルコール綿で拭き脱脂を行っ た。装着部分および電極に装着用ペーストを塗り、電極を装着し、ガーゼで固定し た。一人10箇所に装着した。
2) 測定用ベッドに横になり、脳波により緊張の度合いをモニタしながら、リラックス できた時点で各誘導電位を測定した。
3) 視覚誘導電位の測定は、眼前30cmにおいてキセノンフラッシュライトを1秒間 隔で計100回点滅させた。被験者はその間安静にしていた。視覚誘導電位の測定 を2回行った。
4) 聴覚誘導電位は、ヘッドフォンを装着して測定した。およそ0.7秒間隔で一定の 周波数の音(プー)を発するが、不定期に周波数の異なる音(ピー)が混入する。 被験者がその混入した音(ピー)の混入回数を数えた。混入音に対して正常に反応 した回数が合計20回になるまで継続した。この測定を2回行った。
5) 電極を装着したまま読書テーブルに移動し読書を開始した。
6) 30分おきに上記1)から5)を繰り返した、
7) 電極を取り外し、付着した電極装着用ペーストを70%のアルコール綿で拭きとり 、測定を終了した。
[Details of Inductive Potential Measurement Method]
1) The parts where electrodes were attached to the scalp and earlobe were wiped with 70% alcohol cotton and degreased. The mounting paste was applied to the mounting part and the electrode, the electrode was mounted, and fixed with gauze. It was installed at 10 locations per person.
2) Lying on the bed for measurement, we measured each induction potential when we were able to relax while monitoring the degree of tension with brain waves.
3) The visual evoked potential was measured by flashing a xenon flashlight 100 times at intervals of 1 second 30 cm in front of the eye. Subject was resting during that time. The visual evoked potential was measured twice.
4) The auditory evoked potential was measured with headphones. Sounds with a constant frequency (poe) are emitted at intervals of approximately 0.7 seconds, but sounds with different frequencies (pee) are mixed irregularly. The subject counted the number of times the mixed sound (pea) was mixed. This was continued until the total number of normal responses to the mixed sound reached 20 times. This measurement was performed twice.
5) Moved to the reading table with the electrodes attached and started reading.
6) The above 1) to 5) were repeated every 30 minutes.
7) The electrode was removed, and the attached electrode mounting paste was wiped with 70% alcohol cotton to complete the measurement.

測定結果をもとに、誘導電子測定装置SYNAXER1100を用いて視覚誘導によるP100波の出現潜時、聴覚誘導によるP300波の出現潜時を解析した。視作業後の各測定値をもとに、被験者ごとに、作業前の測定値に対する各時間における出現潜時の変化率を、下記数1式に従って算出した。すなわち、P100波(P300波)の出現潜時の変化率は、各時間の視作業後における出現潜時の測定値から視作業前の出現潜時の測定値を引いた値を視作業前の出現潜時の測定値で除したもので示される。  Based on the measurement results, the appearance latency of the P100 wave caused by visual guidance and the appearance latency of the P300 wave caused by auditory guidance were analyzed using the induction electron measuring device SYNAXER 1100. Based on each measured value after visual work, the change rate of appearance latency at each time with respect to the measured value before work was calculated for each subject according to the following equation (1). That is, the change rate of the appearance latency of the P100 wave (P300 wave) is the value obtained by subtracting the measurement value of the appearance latency before the visual work from the measurement value of the appearance latency after the visual work for each time. It is expressed by dividing by the measured appearance latency.

Figure 2012221937
Figure 2012221937

[眼疲労に対する本発明装置の効果]
作業後90分までの視覚誘導電位(F−VEP P100波)の出現潜時の変化率を表1に示す。
[Effect of the device of the present invention on eye fatigue]
Table 1 shows the change rate of the appearance latency of the visual induction potential (F-VEP P100 wave) until 90 minutes after the work.

Figure 2012221937
Figure 2012221937

作業後90分後までのF−VEP P100波の出現潜時変化のデータを表1に示した。F−VEPは光に対する脳の単純な反応であり、眼疲労によって起こるP100波の出現潜時の変化は、視神経から大脳の視覚野への視覚信号の伝達速度の遅延ではなく、視覚野における反応時間がずれることによって起こるものである。したがって、多少の測定誤差を除いて、反応時間が大きく短縮されることは考え難く、長時間作業をしても出現潜時に変化が起こらないことが、眼疲労を低減していることを示唆していると捉えることができる。  Table 1 shows the change in the appearance latency of the F-VEP P100 wave up to 90 minutes after the work. F-VEP is a simple response of the brain to light, and the change in the appearance latency of the P100 wave caused by eye fatigue is not a delay in the transmission speed of a visual signal from the optic nerve to the visual cortex of the cerebrum, but a response in the visual cortex. This is caused by time lag. Therefore, except for some measurement errors, it is unlikely that the reaction time will be greatly shortened, and even if working for a long time, no change in the appearance latency suggests that eye fatigue is reduced. Can be seen as.

図9を用いて、視覚誘導電位(F−VEP P100波)の変化率の解析結果を説明する。図9において、上段の図9(A)は本発明の白色光LED光源を用いた場合のF−VEP P100波の変化率を示し、下段の図9(B)は、通常光の場合のF−VEP P100波の変化率を示している。データを解析した結果、前記数1式で示される視作業前の出現潜時を基準とした視作業後出現潜時(F−VRP P100波)の変化率で比較した場合、多くの被験者で、本発明にかかるLED光源を用いた照明光(本発明光)では通常光と比較して出現潜時の変化が小さく、変化率は大きくても5%であった。一方、通常光を用いた場合、作業前に対するF−VEP P100波の出現潜時の変化率の変動は大きく、10%程度にまでなる場合があった(図9(B)参照)。本発明のLED光源を用いた場合、通常光源を用いた場合よりもF−VEP P100波の出現潜時の変化率は「0」に近いところで推移しており(図9(A)参照)、被験者間でのばらつきも小さい傾向にあった。この結果は、本発明光は眼疲労を起こしにくいという特徴を有することを示唆している。  The analysis result of the rate of change of the visual induction potential (F-VEP P100 wave) will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the upper part of FIG. 9A shows the rate of change of the F-VEP P100 wave when the white light LED light source of the present invention is used, and the lower part of FIG. 9B shows the F in the case of normal light. -Shows the rate of change of VEP P100 waves. As a result of analyzing the data, when compared with the change rate of the appearance latency after visual work (F-VRP P100 wave) based on the appearance latency before the visual work represented by the formula 1, in many subjects, In the illumination light (invention light) using the LED light source according to the present invention, the change in the appearance latency was small compared with the normal light, and the change rate was 5% at most. On the other hand, when normal light was used, the change in the rate of change of the appearance latency of the F-VEP P100 wave before the work was large, and sometimes it was about 10% (see FIG. 9B). When the LED light source of the present invention is used, the rate of change of the appearance latency of the F-VEP P100 wave is closer to “0” than when a normal light source is used (see FIG. 9A). Variation among subjects tended to be small. This result suggests that the light of the present invention has a feature that eye fatigue does not easily occur.

[認知・判断力低下に対する本発明聡明装置の効果]
作業後90分までの聴覚誘導電位(P300波)の出現潜時の変化率を表2に示した。
[Effect of the invention intelligence device on cognitive / judgement decline]
Table 2 shows the change rate of the appearance latency of the auditory induction potential (P300 wave) up to 90 minutes after the work.

Figure 2012221937
Figure 2012221937

図10を用いて、聴覚誘導電位(P300波)の変化率の解析結果を説明する。図10において、上段の図10(A)は本発明の白色光LED光源を用いた場合のP300波の出現潜時の変化率を示し、下段の図10(B)は、通常光の場合のP300波の出現潜時の変化率を示している。聴覚誘導電位(P300波)は、脳の高次機能を見るもので、大脳皮質の一次聴覚野に達した聴覚信号が、二次感覚野である程度の意味を自動的に判断し、連合野に至るまでの時間を見るものであり、認知・判断力の低下により、出現潜時が遅延する傾向が強い。P300波について両光源間でのデータを解析した結果、視作業前の出現潜時を基準とした視作業後の出現潜時の変化率で比較した場合、通常光の場合は、P300波の出現潜時の変化率が「0」より大きくなる、すなわち遅延が増大する傾向を示した(図10(B)参照)のに対し、本発明光では通常光と比較して、視作業開始から90分後まで聴覚誘導電位(P300波)の出現潜時の変化率が明らかに小さく(すなわち、遅延が小さい)、特に60分後まではその差が顕著であった(図10(A)参照)。この結果は、本発明光は聴覚を介した認知・判断力の低下を起こしにくいという特徴を有することを示唆している。  The analysis result of the change rate of the auditory induction potential (P300 wave) will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the upper part of FIG. 10A shows the rate of change in the appearance latency of the P300 wave when the white light LED light source of the present invention is used, and the lower part of FIG. 10B shows the case of normal light. The rate of change in the appearance latency of the P300 wave is shown. The auditory evoked potential (P300 wave) looks at the higher-order functions of the brain, and the auditory signal that reaches the primary auditory cortex of the cerebral cortex automatically determines a certain meaning in the secondary sensory cortex. The time to appear is seen, and the appearance latency tends to be delayed due to a decline in cognition and judgment. As a result of analyzing the data between the two light sources for the P300 wave, when compared with the change rate of the appearance latency after the visual work based on the appearance latency before the visual work, in the case of normal light, the appearance of the P300 wave While the change rate of the latency was larger than “0”, that is, the delay increased (see FIG. 10B), the light of the present invention was 90 from the start of the visual work compared with the normal light. The rate of change in the appearance latency of the auditory evoked potential (P300 wave) was clearly small until minutes later (that is, the delay was small), and the difference was particularly significant until 60 minutes later (see FIG. 10A). . This result suggests that the light of the present invention has a feature that it is difficult to cause a decrease in cognition and judgment through hearing.

すなわち、本発明によれば、ヒトの視覚誘導電位(F−VEP P100波)の出現潜時の変化および/または聴覚誘導電位(P300波)の遅延を実質的に増大させないことができる。  That is, according to the present invention, the change in the appearance latency of the human visual induction potential (F-VEP P100 wave) and / or the delay of the auditory induction potential (P300 wave) can be substantially not increased.

以上の結果から、本発明光環境下では、通常の蛍光灯と比べてF−VEP P100波の出現潜時のぶれが小さく、P300波の出現潜時の遅延が小さいことから、眼疲労や聴覚を介した認知・判断力低下が低減しやすいことが示唆された。  From the above results, in the light environment of the present invention, the fluctuation in the appearance latency of the F-VEP P100 wave is small and the delay in the appearance latency of the P300 wave is small as compared with a normal fluorescent lamp. It was suggested that the decline of cognitive / judgment power through the system is easy to reduce.

以上の説明では、本発明のLED光源を用いた照明装置として、卓上照明装置を例にとって説明したが、本発明は、本発明光の働きからみて卓上照明装置にかかわらず他の室内照明や屋外照明にも当然に適用でき、その効果も同様に期待できる。  In the above description, the table lighting device has been described as an example of the lighting device using the LED light source of the present invention. However, the present invention is not limited to the table lighting device in view of the function of the light of the present invention, and other indoor lighting or outdoor Naturally, it can be applied to lighting, and the effect can be expected as well.

〈比較例〉
特許文献4の実施例1〈実験1〉で用いたものと同じ、320nm乃至380nmの近紫外線を可視光の放射エネルギーに対して5%含有する照明装置を対照に用い、上記ボランティア試験と同様に、眼疲労に対する影響を調べ、本発明の照明装置と比較した。結果を表3および図11示した。図11において、上段の図11(A)は本発明の白色光LED光源を用いた場合のF−VEP P100波の出現潜時の変化率を示し、下段の図11(B)は、特許文献4の実施例1〈実験1〉で用いたものと同じ対照光の場合のF−VEP P100波の出現潜時の変化率を示している。
<Comparative example>
In the same manner as in the above volunteer test, a lighting device containing 5% of near-ultraviolet rays of 320 nm to 380 nm with respect to the radiant energy of visible light, which is the same as that used in Example 1 <Experiment 1> of Patent Document 4, is used. The effects on eye fatigue were examined and compared with the lighting device of the present invention. The results are shown in Table 3 and FIG. In FIG. 11, the upper part of FIG. 11A shows the change rate of the appearance latency of the F-VEP P100 wave when the white light LED light source of the present invention is used, and the lower part of FIG. 4 shows the change rate of the appearance latency of the F-VEP P100 wave in the case of the same control light as that used in Example 1 <Experiment 1>.

Figure 2012221937
Figure 2012221937

表3および図11をみると、本発明の装置を用いた場合、近紫外線成分を含む対照光を用いた場合よりも、視覚誘導電位(F−VEP P100波)の出現潜時の変化率が小さかった。このことは、本発明の照明装置は、近紫外線を含む光を放射する照明装置と比較して、眼疲労を起こしにくい効果が強いことを示唆している。  Referring to Table 3 and FIG. 11, when the apparatus of the present invention is used, the rate of change in the appearance latency of the visual induction potential (F-VEP P100 wave) is higher than when the control light including the near ultraviolet component is used. It was small. This suggests that the illuminating device of the present invention has a stronger effect of preventing eye fatigue compared to an illuminating device that emits light including near ultraviolet rays.

すなわち、特許文献4においては、実施例2において、眼疲労を起こしにくい効果も奏すると考えられることが記載されているが、本願発明の照明装置との相違点は、下記A、B、Cが挙げられる。
A.特許文献4の実施例2の実施態様1の照明は、紫外線〜近紫外線を励起光とし、青、緑、赤の蛍光体を発光させたものであること。
B.近紫外光を含むこと。
C.卓上照明として、眼疲労や認知判断力低下を効果的に抑制するための構造・構成とすることについては開示がないこと。
本願発明の照明装置については、図1〜図4に示すような構造・構成とすることによって、F−VEP P100波の変化率の低減に効果がみられ、眼疲労を起こしにくい効果が強いことを示唆している。
That is, Patent Document 4 describes that in Example 2, it is considered that the effect of hardly causing eye fatigue is also obtained, but the differences from the illumination device of the present invention are as follows. Can be mentioned.
A. Illumination in Embodiment 1 of Example 2 of Patent Document 4 uses ultraviolet light to near ultraviolet light as excitation light, and emits blue, green, and red phosphors.
B. Including near ultraviolet light.
C. There is no disclosure regarding the use of a structure or configuration for desk lighting that effectively suppresses eye fatigue and cognitive decline.
About the illuminating device of the present invention, by adopting the structure and configuration as shown in FIGS. 1 to 4, the effect of reducing the change rate of the F-VEP P100 wave is seen, and the effect of preventing eye fatigue is strong. It suggests.

1:基台
11:基盤
13:アーム取付部
15:操作スイッチ
17:ターンテーブル機構
2:アーム
21:中空状の管
23:電線
3:照明ヘッド
31:集光レンズプレート
32:LED素子
33:集光レンズ
35:ヘッドカバー
37:アーム取付け部
39:固定穴
40:LED回路
5:駆動用電源装置
51:スイッチング安定化電源
53:制御マイコン
55:電流制限抵抗
57:スイッチング素子
1: Base 11: Base 13: Arm mounting portion 15: Operation switch 17: Turntable mechanism 2: Arm 21: Hollow tube 23: Electric wire 3: Lighting head 31: Condensing lens plate 32: LED element 33: Collection Optical lens 35: Head cover 37: Arm attachment part 39: Fixing hole 40: LED circuit 5: Driving power supply device 51: Switching stabilization power supply 53: Control microcomputer 55: Current limiting resistor 57: Switching element

Claims (7)

白色光LEDパッケージを光源とし、ヒトの視覚誘導電位(F−VEP P100波)の出現潜時の変化および/または聴覚誘導電位(P300波)の出現潜時の遅延を実質的に増大しない光を照射する照明装置。Using a white light LED package as a light source, light that does not substantially increase the change in the appearance latency of the human visual induction potential (F-VEP P100 wave) and / or the delay in the appearance latency of the auditory induction potential (P300 wave) Lighting device to irradiate. 前記白色光LEDパッケージが、青色LED素子と、該LED素子の光を放射する側に配置された前記青色LED素子の発光波長より長い波長の蛍光を発する蛍光体とを備え、前記白色光LEDパッケージは、分光エネルギーが、波長400nm乃至800nmの可視光領域において連続したスペクトラムを有し、かつ、425nm乃至465nmに青色LED素子に起因する第1のピークと、600nm乃至680nmに蛍光体に起因するブロードな第2のピークを有するとともに480nm乃至500nmに肩部を形成する光を放射することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。The white light LED package includes a blue LED element and a phosphor that emits fluorescence having a wavelength longer than the emission wavelength of the blue LED element disposed on the light emitting side of the LED element. The spectral energy has a continuous spectrum in the visible light region with a wavelength of 400 nm to 800 nm, a first peak due to the blue LED element at 425 nm to 465 nm, and a broad due to the phosphor at 600 nm to 680 nm. The illumination device according to claim 1, wherein the illumination device emits light having a second peak and forming a shoulder at 480 nm to 500 nm. 前記スペクトラムにおいて、前記第2のピークの分光エネルギー強度が、前記第1のピークに対して1乃至3倍であり、前記肩部に対して1乃至3倍であることを特徴とする請求項2記載の照明装置。3. The spectral energy intensity of the second peak in the spectrum is 1 to 3 times that of the first peak and 1 to 3 times that of the shoulder. The lighting device described. 前記青色LED素子がサファイアベース窒化ガリウム系材料からなり、前記蛍光体がシリカ系材料から選ばれる1種または2種以上の材料からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の照明装置。The blue LED element is made of a sapphire-based gallium nitride material, and the phosphor is made of one or more materials selected from silica materials. The lighting device according to item. 前記白色LEDパッケージを直列に接続した直列接続支を複数並列に接続したものを同心円状に配置し、LEDパッケージの光を放射する側に集光レンズを設け、ヒトの視覚誘導電位(F−VEP P100波)出現潜時の変化および/または聴覚誘導電位(P300波)の遅延を実質的に増大させないようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の照明装置。A plurality of parallel connection branches connected in series with the white LED package are arranged concentrically, a condenser lens is provided on the light emitting side of the LED package, and human visual induction potential (F-VEP) 5. The illumination according to claim 1, wherein a change in appearance latency (P100 wave) and / or a delay of auditory induction potential (P300 wave) is not substantially increased. apparatus. 前記白色LEDパッケージに直列にスイッチング素子を接続し、該スイッチング素子をパルス幅制御により制御する電源装置および調光回路を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の照明装置。6. The power supply device according to claim 1, further comprising a power supply device that connects a switching element in series to the white LED package and controls the switching element by pulse width control, and a dimming circuit. Lighting equipment. 前記照明装置が、卓上照明装置または屋内照明装置もしくは車内照明装置であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の照明装置。The lighting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the lighting device is a table lighting device, an indoor lighting device, or an in-vehicle lighting device.
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