JP2015018681A - 照明装置及び照明装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間に集中力を高めることができ、かつ、長時間集中力を維持することができる照明装置を提供する。【解決手段】色温度の異なる複数種類の光を出射可能な光源部と、光源部から出射する光の色温度が所定の色温度となるように光源部を制御する制御部とを備え、制御部は、第１の期間ｔ１において、光源部から出射する光が第１の色温度Ｔ１で維持されるように光源部を制御し、次いで、第２の期間ｔ２において、光源部から出射する光が第１の色温度Ｔ１から徐々に当該第１の色温度Ｔ１よりも低い第２の色温度Ｔ２に変化するように光源部を制御し、次いで、第１の期間ｔ１より長い第３の期間ｔ３において、光源部から出射する光が第２の色温度Ｔ２で維持されるように光源部を制御する。【選択図】図６

Description

本発明は、照明装置及び照明装置の制御方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の固体発光素子は、高効率で省スペースな光源として、照明用又はディスプレイ用等の各種機器に広く利用されている。

近年、照明用光源として用いられる白色ＬＥＤ光源は、青色ＬＥＤが発する青色光とその青色光で励起される黄色蛍光体の黄色光とを混色させることにより擬似白色光を得る、いわゆるＢ−Ｙタイプが主流となっている。

Ｂ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ光源は、発光効率の向上が目覚ましく、蛍光灯の発光効率を超えるものも現れている。このため、従来の白熱灯や蛍光灯からＢ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ光源への置き換えが進んでおり、白色ＬＥＤ光源を用いた照明装置が種々提案されている。

ところで、以前より、シーンによって照明光の光色を変化させたいというニーズがある。例えば、本や新聞等の文字を読む際の照明環境としては、文字のコントラストがはっきりとする高色温度の光色が好まれる。また、就寝前等では、メラトニンの分泌を阻害しない低色温度の光色が好まれる。

このようなニーズに対応するために、照明光の色温度を変えることができる調色タイプの照明装置の開発が進められている。

調色タイプの照明装置は、例えば、高色温度の光を発する高色温度用ＬＥＤ光源と低色温度の光を発する高色温度用ＬＥＤ光源とを備えており、２つのＬＥＤ光源をそれぞれ独立に調光制御することによって所望の色温度の光色が得えられる（例えば特許文献１）。

特開２０１３−９８０３８号公報

照明装置は、例えばタスク照明として学習や仕事等を行う際に用いられる。学習や仕事等を効率良く行うには、短時間でユーザの集中力を高めたり長時間集中力を持続させたりするとよい。

しかしながら、従来の照明装置では、ユーザの集中力を高めたり持続させたりすることができない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、短時間でユーザの集中力を高めることができ、かつ、その集中力を長時間持続させることができる照明装置及び照明装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置の一態様は、色温度の異なる複数種類の光を出射可能な光源部と、前記光源部から出射する光の色温度が所定の色温度となるように前記光源部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、第１の期間において、前記光源部から出射する光が第１の色温度で維持されるように前記光源部を制御し、次いで、第２の期間において、前記光源部から出射する光が前記第１の色温度から徐々に当該第１の色温度よりも低い第２の色温度に変化するように前記光源部を制御し、次いで、前記第１の期間より長い第３の期間において、前記光源部から出射する光が前記第２の色温度で維持されるように前記光源部を制御することを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、 前記光源部は、固体発光素子によって構成された光源と、前記光源が発する光の光色を化させることができる光色制御フィルタとを含み、前記制御部は、前記第１の期間では、前記光色制御フィルタを透過する前記光源の光が前記第１の色温度で維持されるように前記光色制御フィルタを制御し、前記第２の期間では、前記光色制御フィルタを透過する前記光源の光が前記第１の色温度から徐々に前記第２の色温度となるように前記光色制御フィルタを制御し、前記第３の期間では、前記光色制御フィルタを透過する前記光源の光が前記第２の色温度で維持されるように前記光色制御フィルタを制御する、としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、前記光色制御フィルタは、前記光源の光の一部の波長を選択的に吸収する材料を含むエレクトロクロミックフィルタである、としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、前記第１の色温度は、６０００Ｋ以上であり、前記第２の色温度は、５０００Ｋ以下である、としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、前記第１の色温度と前記第２の色温度との差は、１０００Ｋ以上４０００Ｋ以下である、としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様において、前記制御部は、前記第３の期間の後であって前記第２の期間よりも短い第４の期間において、前記光源部から出射する光が前記第２の色温度よりも高い第３の色温度となるように前記光源部を制御する、としてもよい。

この場合、前記第３の色温度は、前記第１の色温度と同じである、としてもよい。

また、前記第４の期間は、瞬時である、としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の制御方法の一態様は、異なる色温度の光を出射可能な光源部を有する照明装置の制御方法であって、第１の期間において、前記光源部から出射する光の色温度を第１の色温度で維持させる第１ステップと、次いで、第２の期間において、前記光源部から出射する光の色温度を前記第１の色温度から徐々に当該第１の色温度よりも低い第２の色温度に変化させる第２ステップと、次いで、前記第１の期間より長い第３の期間において、前記光源部から出射する光の色温度を前記第２の色温度で維持させる第３ステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、短時間でユーザの集中力を高めることができ、かつ、その集中力を長時間持続させることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概略図である。 図２は、Ｂ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ光源の発光スペクトルの一例を示す分光分布図である。 図３は、ＣＯＢ構造のＬＥＤ光源の一例を示す断面図である。 図４は、エレクトロクロミックフィルタの構造の一例を示す斜視図である。 図５は、プルシアンブルー型錯体を用いたエレクトロクロミックフィルタにおける波長と光透過率との関係を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る照明装置における制御方法を示すタイミングチャートである。 図７は、本発明の実施の形態に係る照明装置の制御方法のフローチャートである。 図８は、本発明の実施の形態に係る照明装置における他の制御方法を示すタイミングチャートである。 図９は、本発明の実施例１に係る照明装置の構成を示す斜視図である。 図１０は、本発明の実施例１に係る照明装置における灯具の分解斜視図である。 図１１は、本発明の実施例２に係る照明装置の構成を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
まず、本発明の実施の形態に係る照明装置１の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概略図である。

図１に示すように、本実施の形態に係る照明装置１は、色温度の異なる複数種類の光を出射可能な光源部１０と、光源部１０から出射する光の色温度が所定の色温度となるように光源部１０を制御する制御部２０とを備える。

制御部２０は、第１の期間において、光源部１０から出射する光が第１の色温度で維持されるように光源部１０を制御し、次いで、第２の期間において、光源部１０から出射する光が第１の色温度から徐々に当該第１の色温度よりも低い第２の色温度に変化するように光源部１０を制御し、次いで、第１の期間より長い第３の期間において、光源部１０から出射する光が第２の色温度で維持されるように光源部１０を制御する。

光源部１０は、固体発光素子によって構成された光源１１と、光源１１が発する光の光色を変化させることができる光色制御フィルタ１２とを含む。

制御部２０は、光源１１を発光させるための電力を光源１１に供給する第１電源回路２１と、光色制御フィルタ１２を制御するための電力を光色制御フィルタ１２に供給する第２電源回路２２と、第１電源回路２１及び第２電源回路２２を制御するための制御回路２３とを含む。

なお、照明装置１には、目的に応じて、反射板、レンズ又は導光板等の配光制御部材、及び、化粧枠等が設けられていてもよい。

以下、照明装置１の各構成部材について詳細に説明する。

［光源］
光源１１は、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）又は無機ＥＬ素子等の固体発光素子によって構成されており、図１に示すように、例えば基板１３に配置される。本実施の形態において、光源１１は、１個又は複数個のＬＥＤ素子によって構成されたＬＥＤ光源である。光源１１が複数のＬＥＤ素子によって構成される場合、各ＬＥＤ素子は、例えば基板１３上に二次元的に配置される。

光源１１は、光出力を変化させて調光を行うことができるように構成されている。例えば、光源１１が複数のＬＥＤ素子によって構成されている場合、点灯させるＬＥＤ素子の個数を変えることで光源１１の光出力を変えることができる。また、１個又は複数のＬＥＤ素子の各々について投入電流量を変えることでも光源１１の光出力を変えることができる。

但し、ＬＥＤ素子の投入電流量を変える方法は、投入電流量が大きくなりすぎると、ＬＥＤ素子自身の発熱によって発光効率が低下し、所望の光出力が得られなくなるおそれがある。したがって、複数のＬＥＤの点灯個数を変える方法の方が所望の調光を行うことができる。

光源１１を構成するＬＥＤ素子は、例えばＬＥＤチップと蛍光体等の波長変換材とによって構成することができる。

ＬＥＤチップは、所定の直流電力により発光する半導体発光素子の一例であって、単色の可視光を発するベアチップである。ＬＥＤチップは、例えば、通電されれば青色光を発する青色ＬＥＤチップが用いられる。青色ＬＥＤチップは、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの波長域に主たる発光ピークを有し、窒化ガリウム系の半導体材料によって構成することができる。

蛍光体は、ＬＥＤチップが発する光によって励起されて所望の色（波長）の光を放出する。青色ＬＥＤチップを用いる場合、５４５ｎｍ〜５９５ｎｍの波長域に主たる発光ピークを有する黄色蛍光体を用いることができる。このような黄色蛍光体の一例として、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体があげられる。蛍光体は、シリコーン樹脂等の透光性絶縁材料に含有されて蛍光体含有樹脂として構成される。

このように、本実施の形態における光源１１は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とによって構成されたＢ−ＹタイプのＬＥＤ素子からなる白色ＬＥＤ光源である。この場合、黄色蛍光体は青色ＬＥＤチップが発した青色光の一部を吸収して励起されて黄色光を放出するので、この黄色光と黄色蛍光体に吸収されなかった青色光とが混ざって白色光が得られる。Ｂ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ素子は、例えば、図２に示すような発光スペクトルを有する。図２は、代表的なＢ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ素子の発光スペクトルを示している。なお、本実施の形態では、光源１１として、互いに異なる色温度の光を発する複数種のＬＥＤ素子は用いられておらず、１種類の色温度の光を発するＬＥＤ素子のみが１個又は複数個用いられている。

光源１１を構成する各ＬＥＤ素子は、例えば、図１に示すように、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）構造とすることができる。ＳＭＤ構造のＬＥＤ素子は、パッケージ型の素子であり、凹部を有する白色樹脂等の容器１１ａ（パッケージ）と、容器１１ａの凹部内に実装されたＬＥＤチップ１１ｂと、容器１１ａの凹部内に封入された蛍光体含有樹脂１１ｃとによって構成される。

なお、ＬＥＤ素子の構造としては、図３に示すように、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造とすることもできる。ＣＯＢ構造のＬＥＤ素子は、基板１３に直接実装された複数のＬＥＤチップ１１ｂを蛍光体含有樹脂１１ｃによって個々に又は複数個一括して封止した構成である。

また、本実施の形態では、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体との組み合わせとしたが、これに限らない。例えば、演色性を高めるために、黄色蛍光体に加えて、さらに赤色蛍光体や緑色蛍光体を混ぜても構わない。また、黄色蛍光体を用いずに、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色ＬＥＤチップとを組み合わせることによりに白色光を放出するように構成することもできる。

［光色制御フィルタ］
光色制御フィルタ１２は、光源１１の出射面側に設置される光透過性部品である。本実施の形態における光色制御フィルタ１２は、可視光の一部の波長（特定波長）を選択的に吸収することにより透過する光の光色を変化させる調色フィルタであり、電気的に光透過率を変化させることが可能となっている。本実施の形態において、光色制御フィルタ１２は、光源１１から出射する光の一部の波長を選択的に吸収する。

このような光色制御フィルタ１２として、例えばエレクトロクロミックフィルタが用いられる。エレクトロクロミックフィルタは、印加される電圧の値に応じて色（着色状態）が変わるエレクトロクロミック材料によって構成されており、印加される電圧の値に応じて光透過率も変化する。つまり、印加される電圧の値によってエレクトロクロミックフィルタに流れる電流が変わって光透過率が変わり、これにより、吸収する特定波長の吸収量を変えることができ、エレクトロクロミックフィルタを透過する光の色を変化させることができる。

このように、エレクトロクロミックフィルタは、電圧印加と電圧無印加とを選択的に切り替えることによってエレクトロクロミックフィルタの色を択一的に切り替えることもできるし、印加する電圧の値を変えることでエレクトロクロミックフィルタの色を徐々に変化させることもできる。

つまり、エレクトロクロミックフィルタへの電圧印加と電圧無印加とを切り替えることによって、エレクトロクロミックフィルタを透過する光源１１の光の色温度を、異なる色温度である第１の色温度と第２の色温度とに択一的に切り替えることができる。また、印加電圧の値を適宜変えることによって、エレクトロクロミックフィルタを透過する光源１１の光の色温度を第１の色温度と第２の色温度との間の無数の色温度に変化させることもできる。

エレクトロクロミックフィルタは、例えば、図４に示すように構成されており、２つのＩＴＯ電極１２ａ及び１２ｆの間に、第１のエレクトロクロミック層１２ｂと、封止用樹脂１２ｃで封止されたゲル電解質１２ｄと、第２のエレクトロクロミック層１２ｅとが挟持された構造である。ＩＴＯ電極１２ａ及び１２ｂ間に電圧を印加することにより、第１のエレクトロクロミック層１２ｂ及び第２のエレクトロクロミック層１２ｅにおけるエレクトロクロミック材料の色を変化させることができる。これにより、エレクトロクロミックフィルタを透過する光の光色を変えることができる。

例えば、エレクトロクロミック材料としてプルシアンブルー型錯体を用いると、図５に示すように、電圧の印加状態に応じて、エレクトロクロミックフィルタ（エレクトロクロミック材料）の色を青色（電圧無印加）又は透明色（電圧印加）に変化させることができる。また、さらに電圧を高くすることで、エレクトロクロミックフィルタの色を橙色に変化させることもできる。

また、図５からも分かるように、エレクトロクロミックフィルタが青色や橙色等に着色された状態では光源１１の光の一部が吸収されてしまうので、透明状態の場合と比べて光透過率が低下する。

なお、本実施の形態において、光色制御フィルタ１２としてエレクトロクロミックフィルタを用いたが、光色制御フィルタ１２を透過する光源１１の光の光色を電気信号によって変えることができるものであれば、これに限定されるものではない。例えば、光色制御フィルタ１２として、電気信号に応じて透過する光の色温度を変えることができる液晶フィルタを用いてもよい。

［基板］
基板１３は、光源１１を配置するための基台である。基板１３は光源１１とともに光源ユニット（光源モジュール）として構成されていてもよい。

基板１３としては、樹脂をベースとする樹脂基板、セラミックからなるセラミック基板、金属をベースとするメタルベース基板等を用いることができる。また、基板１３の形状は、照明装置１における基板１３の配置スペースに応じて適宜選択することができる。例えば、円板状や矩形状の基板１３を用いることができる。

また、基板１３は、所定形状の金属配線が形成された配線基板としてもよい。この場合、基板１３には、例えば、光源１１（ＬＥＤ素子）に供給する直流電力を受電するための一対の外部接続端子と、外部接続端子と光源１１とを電気的に接続するための金属配線（金属パターン）とが設けられる。

一対の外部接続端子は、電線等によって電源回路と電気的に接続される。また、金属配線は、複数の光源１１（ＬＥＤ素子）の各々について、直列接続としたり並列接続としたり直列接続と並列接続との組み合わせ接続としたりするために、所定形状で形成される。

［第１電源回路］
第１電源回路２１は、光源制御用電源回路であり、光源１１を発光させるための電力（電気信号）を生成する。第１電源回路２１は、例えば、商用電源等の外部電源からの交流電圧を、整流、平滑及び降圧等して所定レベルの直流電圧に変換し、光源１１に供給する。光源１１に直流電力が供給されると、光源１１が発光する。

なお、第１電源回路２１から光源１１に供給する電力を制御することによって、光源１１の光出力を制御して光源１１の調光を行うことができる。

［第２電源回路］
第２電源回路２２は、光色制御フィルタ制御用電源回路であり、光色制御フィルタ１２を制御するための電力（電気信号）を生成する。第２電源回路２２は、例えば、商用電源等の外部電源からの交流電圧を、整流、平滑及び降圧等して所定レベルの直流電圧に変換し、光色制御フィルタ１２に供給する。光色制御フィルタ１２に直流電力が供給されると、光色制御フィルタ１２を透過する光源１１の色が変化する。

なお、第２電源回路２２から光色制御フィルタ１２に供給する電力を制御することによって、光色制御フィルタ１２の光透過率を調整することができる。

［制御回路］
制御回路２３は、第１電源回路２１及び第２電源回路２２を制御するための制御信号（電気信号）を第１電源回路２１及び第２電源回路２２に供給する。

例えば、制御回路２３は、光源１１を点灯又は消灯させたり、あるいは調光したりするために、第１電源回路２１に制御信号（点灯信号、調光信号）を供給する。

また、制御回路２３は、光色制御フィルタ１２を透過する光源１１の光色を変化させるために（つまり、照明装置１の照明光の光色を変化させるために）、第２電源回路２２に制御信号を供給する。

なお、制御回路２３は、その他の制御を行うように構成されていてもよい。

［動作］
次に、本実施の形態における照明装置１の制御部２０の制御動作について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る照明装置における制御方法を示すタイミングチャートである。図７は、本発明の実施の形態に係る照明装置の制御方法のフローチャートである。なお、以下に説明する制御部２０の制御動作は、制御回路２３からの制御信号に基づいて、第１電源回路２１及び第２電源回路２２の出力を制御することで実行される。

図６及び図７に示すように、照明装置１を用いてユーザが勉強や仕事等のタスクを開始する際、まず、制御部２０は、第１の期間ｔ１では、光色制御フィルタ１２を透過する光源１１の光が第１の色温度Ｔ１で維持されるように光色制御フィルタ１２を制御する（第１ステップ：Ｓ１）。つまり、第１の期間ｔ１では、照明装置１の照明光の色温度を第１の色温度Ｔ１で維持させる。

ここで、第１の色温度Ｔ１は、集中力を短時間で高めることができる６０００Ｋ以上の高色温度であり、例えば６０００Ｋとすることができる。また、第１の期間ｔ１は、照明光を高色温度に維持する期間であり、例えば、３０分〜６０分程度である。

このように、タスクを開始してからの第１の期間ｔ１において、照明装置１の照明光を高色温度とすることによって、ユーザの集中力を短時間で高めることができる。

次いで、第１の色温度Ｔ１で一定時間（第１の期間ｔ１）維持させた後、制御部２０は、第２の期間ｔ２において、光色制御フィルタ１２を透過する光源１１の光が第１の色温度Ｔ１から徐々に第２の色温度Ｔ２に下がるように光色制御フィルタ１２を制御する（第２ステップ：Ｓ２）。つまり、第２の期間ｔ２では、照明装置１の照明光の色温度が第１の色温度Ｔ１から第２の色温度Ｔ２に漸次シフトさせる。

ここで、第２の色温度Ｔ２は、第１の色温度Ｔ１よりも低い色温度であって、長時間にわたり集中力を持続させることができる５０００Ｋ以下の低色温度とするとよい。例えば、第２の色温度Ｔ２は、５０００Ｋとすることができる。

なお、第１の色温度Ｔ１と第２の色温度Ｔ２との差は、１０００Ｋ以上４０００Ｋ以下であることが好ましく、さらに望ましくは、２０００Ｋ以上３０００Ｋ以下である。第１の色温度Ｔ１と第２の色温度Ｔ２との差が１０００Ｋ未満の場合、色温度の変化範囲が小さく、集中力を持続させる効果が得られにくくなる。また、第１の色温度Ｔ１と第２の色温度Ｔ２との差が４０００Ｋを越える場合、色温度の変化範囲が大きくなり過ぎて違和感が大きくなる。

また、第２の期間ｔ２は、照明装置１の照明光が高色温度から低色温度へと遷移させる時間であり、例えば、１０秒〜１０分程度が好ましく、より好ましくは、１分〜３分程度である。ｔ２が１０秒よりも短いと、ユーザの色順応が追いつかず、ユーザは照明光の色変化を感じてしまう。この場合、ユーザに違和感を与えることになってユーザの集中力が低下するおそれがある。一方、ｔ２が１０分よりも長いと集中力が持続できず、学習や仕事の作業効率が低下する。

なお、本実施の形態において、第２の期間ｔ２は、第１の期間ｔ１よりも短い時間となるように設定しているが、第２の期間ｔ２は、第１の期間ｔ１よりも長くなってもよい。但し、第３の期間ｔ３にスムーズに移行して集中力を持続させるためには、第２の期間ｔ２は、第１の期間ｔ１よりも短い時間である方がよい。

また、第１の色温度Ｔ１から第２の色温度Ｔ２に色温度を徐々に変化させる場合、本実施の形態では、図６に示すように、線形的（リニア）に変化にさせたが、これに限らない。例えば、複数のステップ状に色温度を変化させてもよいし、曲線状等の単調減少で変化させてもよい。

次いで、照明装置１の照明光の色温度が第２の色温度Ｔ２に到達すると、制御部２０は、第３の期間ｔ３において、光色制御フィルタ１２を透過する光源１１の光が第２の色温度Ｔ２で維持されるように光色制御フィルタ１２を制御する（第３ステップ：Ｓ３）。つまり、第３の期間ｔ３では、照明装置１の照明光の色温度を第２の色温度Ｔ２で維持させる。

ここで、第３の期間ｔ３は、照明光を低色温度に維持する期間であり、例えば、６０分〜１２０分程度である。低色温度の照明光は長時間にわたり集中力を持続させる効果があるので、第３の期間ｔ３は、第１の期間ｔ１よりも長い時間（ｔ３＞ｔ１）にするとよい。

このように、ユーザがタスクを一定時間継続した後は、照明装置１の照明光を低色温度に切り替えることで、ユーザの集中力を長時間にわたって持続させることができる。

次いで、第２の色温度Ｔ２で一定時間（第３の期間）維持させた後、制御部２０は、光色制御フィルタ１２を透過する光源１１の光が第２の色温度Ｔ２から第１の色温度Ｔ１に瞬時（第４の期間ｔ４）に変化するように光色制御フィルタ１２を制御する（第４ステップ：Ｓ４）。つまり、第４の期間ｔ４では、照明装置１の照明光の色温度を第２の色温度Ｔ２から第１の色温度Ｔ１に瞬時にシフトさせる。なお、瞬時とは、制御するタイミングとしては、時間差がないことを意味し、図６では第２の色温度Ｔ２の終了時刻と第１の色温度Ｔ１の開始時刻とが同じであることを意味する。

このように、瞬時に照明装置１の照明光の色を変えることで、ユーザに色変化を意図的に感じさせることができる。これにより、集中力が途切れそうな場合であって集中力を復活させることができる。

なお、第４の期間ｔ４は、第２の期間ｔ２と同様に、照明装置１の照明光の色温度を遷移させる期間であるが、ユーザに色変化を意図的に感じさせるために、第４の期間ｔ４は、短時間であることが好ましく、少なくとも第２の期間ｔ２よりも短い時間である。

また、本実施の形態では、第４の期間ｔ４において、第２の色温度Ｔ２から第１の色温度Ｔ１に変化させているが、第１の色温度Ｔ１ではなく、第１の色温度Ｔ１と異なる温度でかつ第２の色温度Ｔ１よりも高い色温度（第３の色温度Ｔ３）に変化させることも可能である。

この場合、ユーザに意図的に色変化を感じさせることが好ましいので、第３の色温度Ｔ３は、第１の色温度Ｔ１よりも高い色温度に設定するとよい。なお、ユーザに色変化を感じさせたくないような場合には、第３の色温度Ｔ３は、第１の色温度Ｔ１と第２の色温度Ｔ２との間の色温度に設定するとよい。

また、本実施の形態では、図６に示すように第４の期間ｔ４は瞬時としたが、図８に示すように、第４の期間ｔ４は、数十秒から数分程度の時間に設定してもよい。

具体的には、図８に示すように、制御回路２３は、第４の期間ｔ４において、光色制御フィルタ１２を透過する光源１１の光が第２の色温度Ｔ２から徐々に第１の色温度Ｔ１に上がるように光色制御フィルタ１２を制御してもよい。つまり、第４の期間ｔ４において、制御回路２３は、光源部１０ら出射する光（照明装置１の照明光）の色温度が第２の色温度Ｔ２から第１の色温度Ｔ１に漸次シフトするように制御してもよい。

但し、この場合であっても、ユーザに色変化を意図的に感じさせるために、第４の期間ｔ４は第２の期間ｔ２よりも短い時間であるとよい。

以上、制御部２０による制御は、第１ステップＳ１〜第４ステップＳ４を１サイクルとして、照明装置１が点灯してから消灯するまで制御部２０による自動的制御によって繰り返し行われる。つまり、このような制御を行うプログラムを照明装置１に内蔵したメモリに予め記憶させておき、ユーザが照明装置１の点灯スイッチ（ボタン）を押すことで、ユーザに意識させることなく上記制御を自動的に行うように設定されている。

一方、点灯スイッチとは別に、このような制御を行うためのスイッチが照明装置１に設けられていてもよい。例えば、「集中力モード」と書かれたスイッチを照明装置１に設けておき、ユーザがこのスイッチを意識的に押すことで、上記制御を自動的に行うようにしてもよい。

［作用効果］
次に、本実施の形態に係る照明装置の作用効果について、本発明に至った経緯も含めて説明する。

照明光の色温度を変化させるニーズの一つとして、学習や仕事等のタスクを行う際の照明環境があげられる。近年の研究により、短時間に集中力を高めて学習する場合には高色温度の光色が適しており、長時間にわたり集中力を持続させて学習する場合には低色温度の光色が適しているという報告がなされている（田中他、「視聴タスク中の心拍変動における光色の影響」、日本生理人類学会誌Ｖｏｌ．１７，（２０１２）ｐ１１４−ｐ１１５）。

しかしながら、従来の照明装置では、短時間で集中力を高めたり長時間集中力を持続させたりすることを目的とした制御がなされておらず、このようなニーズに対応することができない。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、照明光を利用することによって、学習シーンや仕事シーン等においてユーザの集中力を短時間で高めたり長時間集中力を持続させたりすることを可能とするものである。このように、本発明は、照明光とユーザの集中力とを連動させた制御を行うという従来にはない新たな着眼点によってなされたものであり、照明光の色温度を、時間経過とともに所望に変化させることによって、ユーザの集中力を短時間で高めたり長時間集中力を持続させたりできることを見出した。

このような目的を達成するために、本実施の形態における照明装置１は、色温度の異なる複数種類の光を出射する光源部１０と、光源部１０から出射する光の色温度が所定の色温度となるように光源部１０を制御する制御部２０とを備えており、上述のように、第１の期間ｔ１において、光源部１０から出射する光を高色温度（第１の色温度Ｔ１）で維持して、次いで、第２の期間ｔ２において、光源部１０から出射する光が高色温度（第１の色温度Ｔ１）から徐々に低色温度（第２の色温度Ｔ２）に低下させて、次いで、第３の期間ｔ３において、光源部１０から出射する光が低色温度（第２の色温度Ｔ２）で維持する。

このような制御を行うことによって、タスクを開始してからの第１の期間ｔ１では、照明装置１の照明光が高色温度で維持されるので、ユーザの集中力を短時間で高めることができる。その後、照明装置１の照明光を長時間集中力が持続できる低色温度に変化させるが、この際、第２の期間ｔ２において、照明光が高色温度から低色温度に徐々に低下させている。これにより、ユーザは照明光の色変化が感じないので、集中力を持続させることができる。その後引き続き、第３の期間ｔ３において、低色温度を維持することで長時間集中力を持続させることができる。

以上、本実施の形態に係る照明装置１によれば、短時間でユーザの集中力を高めることができ、かつ、そのユーザの集中力を長時間持続させることができる。

また、このような制御を行うには、高色温度の光を発する高色温度用ＬＥＤ光源と低色温度の光を発する低色温度用ＬＥＤ光源とを別個に備える調色タイプの照明装置を用いることで実現することが可能である。例えば、色温度の異なる２種類の光を発するＬＥＤ光源をそれぞれ独立に調光制御することによって光出力比を変化させ、所望の色温度の照明光が得られるように調色を行うことができる。

しかしながら、すべての色温度において一定の光束を得ようとした場合、低色温度用ＬＥＤ光源と高色温度用ＬＥＤ光源とをそれぞれ必要な個数設置する必要がある。このため、ＬＥＤ光源を実装する基板やＬＥＤ光源に電力を供給するための電源回路が大きくなってしまい、照明装置が大型化する。

そこで、本実施の形態に係る照明装置１では、１種類の色温度の光を発する光源１１のみを用いて、この光源１１の光出射側に、光色を変化させることができる光色制御フィルタ１２を配置している。

この構成により、短時間で集中力を高めたい場合と長時間集中力を維持したい場合とで色温度を切り替えたいというニーズを満たしつつ、コンパクト性が要求される照明装置を簡便に実現することができる。

特に、デスクスタンドライト等のタスク照明はコンパクト性が要求されることから、本実施の形態のように、１種類の色温度の光源１１のみと光色制御フィルタ１２とを用いた照明装置が適している。

また、本実施の形態では、光色制御フィルタ１２としてエレクトロクロミックフィルタを用いている。

これにより、電気信号の制御により照明光の色温度を変えることができるので、コンパクトな照明装置を一層容易に実現することができる。

（実施例１）
次に、本発明の実施例１に係る照明装置１００の構成について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、本発明の実施例１に係る照明装置の構成を示す斜視図である。図１０は、同照明装置における灯具の分解斜視図である。

図９に示すように、本実施例における照明装置（照明器具）１００は、デスクスタンド型の照明装置であって、光源部を含む灯具１１０と、机上に載置される平板状のベース１２０と、ベース１２０の上面側に設けられた筒状の本体部１３０と、本体部１３０の上端より斜め上前方に突出するアーム１４０とを備える。

アーム１４０は、本体部１３０に対して可動するように構成されており、アーム１４０を動かすことで、アーム１４０の先端に設けられた灯具１１０の位置を変えることができる。

また、本体部１３０の内部には、上記実施の形態と同様の制御を行う制御部２０が設けられている。具体的には、制御部２０として、制御回路とその制御を行うためのプログラムが組み込まれたマイコンを用いた。

なお、照明装置１００は、その他に、点灯及び消灯の切り替えを行うためのスイッチ等が設けられている。

灯具１１０は、机上面を照射するように構成されており、図１０に示すように、光源１１及び光色制御フィルタ１２からなる光源部１０と、光源１１が配置された基板１３と、配光制御部材１１１と、第１の枠１１２と、第２の枠１１３とを備える。

光源部１０の構成は、上記実施の形態における光源部１０と同様である。本実施例では、光源１１として、Ｂ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ光源を用いた。また、光色制御フィルタ１２として、（ニッケル、鉄）−鉄プルシアンブルー型錯体膜と亜鉛−鉄プルシアンブルー型錯体膜とで作製したエレクトロクロミックフィルタを用いた。このエレクトロクロミックフィルタは、電圧を印加することで青色から透明色に変化する。

配光制御部材１１１は、入射する光の配光を制御する透光性の光学部材であり、入射した光を透過させるように透光性樹脂材料によって構成されている。配光制御部材１１１は、例えば、光源１１から出射する光の配光角を拡大するレンズ体である。配光制御部材１１１には、光源１１からの光を制御するために複数のレンズ１１１ａが設けられている。複数のレンズ１１１ａの各々は、光源１１の一つ一つに対応するように設けられている。

なお、配光制御部材１１１は、光源１１からの光を所望の配光に制御するために用いられるものであれば、反射板や導光板等であってもよいし、あるいは、レンズ、反射板及び導光板の中から適宜複数選んで組み合わせたものであってもよい。また、配光制御部材１１１は、必ずしも設ける必要はないが、所望の配光とすることでユーザの集中力を高めたり集中力を持続させたりするために必要に応じて設けることが好ましい。

第１の枠１１２及び第２の枠１１３は、光源部１０（光源１１、光色制御フィルタ１２）、基板１３及び配光制御部材１１１を挟むように配置されている。第１の枠１１２と第２の枠１１３とは嵌合するように構成されている。例えば、第１の枠１１２は、第２の枠１１３にネジ込むように嵌め込まれる。

第１の枠１１２は、光照射側である前方側（机上面側）に位置するように配置される。第１の枠１１２は、例えば絶縁性樹脂材料によって構成されており、円環状の底部を有する円筒状に形成されている。つまり、第１の枠１１２には開口が設けられている。

第２の枠１１３は後方側（天井側）に位置するように配置される。第２の枠１１３には、光源１１（基板１３）と制御部の第１電源回路とを接続する電線及び光色制御フィルタ１２と制御部の第２電源回路とを接続する電線を通すための貫通孔が設けられている。第２の枠１１３は、例えば絶縁性樹脂材料によって構成されており、貫通孔が設けられた平板状の底部を有する円筒状に形成されている。

本実施例における照明装置１００は、制御部２０によって、上記実施の形態における照明装置１と同様の制御が行われる。図６を参照して、その一例を説明する。

まず、初期設定として、エレクトロクロミックフィルタ（光色制御フィルタ１２）には電圧が印加されておらず、エレクトロクロミックフィルタは青色に着色された状態である。この場合、エレクトロクロミックフィルタを透過する光源１１の光の光色は高色温度となる。そして、第１の期間ｔ１では、この高色温度の照明光を３０分間維持させる。

次いで、第２の期間ｔ２では、１分間の遷移時間で、エレクトロクロミックフィルタに印加する電圧を変えながら照明光の光色を高色温度から低色温度に徐々に変化させる。例えば、印加する電圧を徐々に上げていくことによって、照明光の光色を青色から透明色に徐々にシフトさせる。

次いで、第３の期間ｔ３では、照明光の光色を低色温度（透明色）のままとして、これを１２０分間維持させる。

このように、上記実施の形態における照明装置１は、デスクスタンドライト等のタスク照明装置として実現することができる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２に係る照明装置２００の構成について、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の実施例２に係る照明装置の構成を示す分解斜視図である。

図１１に示すように、本実施例における照明装置２００は、シーリングライトであって、光源１１及び光色制御フィルタ１２からなる光源部１０と、基板１３と、本体２１０と、配光制御部材２２０と、カバー２３０と、制御部（不図示）とを備える。以下、照明装置の各構成部材について詳細に説明する。

複数の光源１１と基板１３とで光源ユニットが構成される。図１１では、４つの光源ユニットが本体２１０に配置されており、各光源ユニットの基板１３には、内側と外側の２列の素子列で光源１１が配列されている。

制御部は、例えば本体２１０に設けられたマイコンであり、上記実施の形態と同様の制御を行う。

本体２１０の中央部には、当該本体２１０を天井面に設置されている引掛シーリングに取り付けるための取付部２１１が設けられている。取付部２１１は、天井面に設置されている引掛シーリングに取り付けられることにより、引掛シーリングに機械的及び電気的に接続される。

本体２１０は、例えば、厚みの薄いダイカスト部材等を用いて円板形に形成されており、床面側が反射面として機能するととともに光源ユニットの取付面として機能する。なお、本体２１０の上部には、制御部が収容されている。

配光制御部材２２０は、入射する光の配光を制御する透光性の光学部材であり、入射した光を透過させるように透光性樹脂材料によって構成されている。配光制御部材２２０は、例えば、光源１１から出射する光の配光角を拡大するレンズ体である。本実施の形態における配光制御部材２２０は、光源１１の２本の素子列に対応するように設けられた２本のリング状のレンズである。

なお、配光制御部材２２０は、実施例１と同様に、反射板や導光板等であってもよい。また、配光制御部材２２０は、必ずしも設ける必要はないが、所望の配光とすることでユーザの集中力を高めたり集中力を持続させたりするために設けることが好ましい。

カバー２３０は、光源部１０、基板１３及び配光制御部材２２０を覆うように本体210に取り付けられる。本実施の形態におけるカバー２３０は、照明装置全体を均一に発光させるために、カバー２３０の材料の一部又は全部に光拡散粒子が分散された拡散カバーである。カバー２３０は、例えば、乳白色の樹脂製のカバーとすることができる。

本実施例における照明装置２００は、制御部によって、上記実施の形態における照明装置１と同様の調光制御が行われる。

このように、上記実施の形態における照明装置１は、シーリングライト等のアンビエント照明装置として実現することができる。

（その他変形例等）
以上、本発明に係る照明装置及び照明装置の制御方法について、実施の形態及び実施例に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態及び実施例では、照明装置の一例として、デスクスタンドライトやシーリングライトについて説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の目的を損なわない範囲で、スポットライトやダウンライト等の他のタスク照明やアンビエント照明にも適用できる。

なお、その他、各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、１００、２００ 照明装置
１０ 光源部
１１ 光源
１２ 光色制御フィルタ
１２ａ、１２ｆ ＩＴＯ電極
１２ｂ 第１のエレクトロクロミック層
１２ｄ ゲル電解質
１２ｃ 封止用樹脂
１２ｅ 第２のエレクトロクロミック層
１３ 基板
２０ 制御部
２１ 第１電源回路
２２ 第２電源回路
２３ 制御回路
１１０ 灯具
１１１、２２０ 配光制御部材
１１１ａ レンズ
１１２ 第１の枠
１１３ 第２の枠
１２０ ベース
１３０ 本体部
１４０ アーム
２１０ 本体
２１１ 取付部
２３０ カバー

Claims (9)

1. 色温度の異なる複数種類の光を出射可能な光源部と、
   前記光源部から出射する光の色温度が所定の色温度となるように前記光源部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   第１の期間において、前記光源部から出射する光が第１の色温度で維持されるように前記光源部を制御し、
   次いで、第２の期間において、前記光源部から出射する光が前記第１の色温度から徐々に当該第１の色温度よりも低い第２の色温度に変化するように前記光源部を制御し、
   次いで、前記第１の期間より長い第３の期間において、前記光源部から出射する光が前記第２の色温度で維持されるように前記光源部を制御する
   照明装置。
2. 前記光源部は、固体発光素子によって構成された光源と、前記光源が発する光の光色を変化させることができる光色制御フィルタとを含み、
   前記制御部は、
   前記第１の期間では、前記光色制御フィルタを透過する前記光源の光が前記第１の色温度で維持されるように前記光色制御フィルタを制御し、
   前記第２の期間では、前記光色制御フィルタを透過する前記光源の光が前記第１の色温度から徐々に前記第２の色温度となるように前記光色制御フィルタを制御し、
   前記第３の期間では、前記光色制御フィルタを透過する前記光源の光が前記第２の色温度で維持されるように前記光色制御フィルタを制御する
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光色制御フィルタは、前記光源の光の一部の波長を選択的に吸収する材料を含むエレクトロクロミックフィルタである
   請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第１の色温度は、６０００Ｋ以上であり、
   前記第２の色温度は、５０００Ｋ以下である
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記第１の色温度と前記第２の色温度との差は、１０００Ｋ以上４０００Ｋ以下である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記制御部は、前記第３の期間の後であって前記第２の期間よりも短い第４の期間において、前記光源部から出射する光が前記第２の色温度よりも高い第３の色温度となるように前記光源部を制御する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記第３の色温度は、前記第１の色温度と同じである
   請求項６に記載の照明装置。
8. 前記第４の期間は、瞬時である
   請求項６又は７に記載の照明装置。
9. 異なる色温度の光を出射可能な光源部を有する照明装置の制御方法であって、
   第１の期間において、前記光源部から出射する光の色温度を第１の色温度で維持させる第１ステップと、
   次いで、第２の期間において、前記光源部から出射する光の色温度を前記第１の色温度から徐々に当該第１の色温度よりも低い第２の色温度に変化させる第２ステップと、
   次いで、前記第１の期間より長い第３の期間において、前記光源部から出射する光の色温度を前記第２の色温度で維持させる第３ステップとを含む
   照明装置の制御方法。

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