JP2015138754A - 照明システム - Google Patents
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Abstract
Description
このように普及してきている半導体発光素子を用いた照明システムでは、出射される光の波長域の関係で、所謂、サーカディアンリズムに影響を及ぼすという報告がなされている(特許文献1〜4、非特許文献1,2)。具体的には、サーカディアンリズムは、メラトニンホルモンの分泌と深くかかわっている。そして、半導体発光素子の一例である白色LEDが出射する光の波長域が、メラトニンホルモンの分泌抑制作用のピーク波長に近い範囲に存在することなどが知られている。
本発明は、上記のような問題の解決を図るべくなされたものであって、就寝時等におけるリラックス効果を得ることができるとともに、高い安全性も確保することができる照明システムを提供することを目的とする。
本態様に係る照明システムにおいては、制御回路部が、ユーザからの指示信号を受け付け、当該指示信号に基づき、駆動回路部を次の2つのモードの一方を選択的に実行させる。
(第2発光モード)発光部から出射される全光束が第2の値であるモード
上記において、第2の値は、第1の値に対して、10%以下である。
また、本発明の別態様に係る照明システムは、上記構成において、発光部がn個(nは1以上の整数)の半導体発光素子を有し構成されている。そして、制御回路部が、第1発光モードおよび第2発光モードの何れにおいても、n個の半導体発光素子を発光させるよう、駆動回路部に制御信号を出力する。
また、本発明の別態様に係る照明システムは、上記構成において、発光部が第1発光要素と第2発光要素とを有し構成されている。第1発光要素は、j個(jは1以上の整数)の半導体発光素子を有し構成されている。第2発光要素は、k個(kは1以上の整数)の半導体発光素子を有し構成されている。そして、制御回路部かは、第1発光モードで第1発光要素におけるj個の半導体発光素子を発光させ、第2発光モードで第2発光要素におけるk個の半導体発光素子だけを発光させるよう、駆動回路部に対し制御信号を出力する。
また、本発明の別態様に係る照明システムは、上記構成において、jは、2以上の整数であって、j>kの関係を充足する。
また、本発明の別態様に係る照明システムは、上記構成において、基台における載置面における第2発光要素の載置領域が、第1発光要素の載置領域よりも凹入している。
また、本発明の別態様に係る照明システムは、上記構成において、第2発光モードにおいて出射される光は、第1発光モードにおいて出射される光よりも、450nm〜500nmの範囲の波長成分が少ない。
また、本発明の別態様に係る照明システムは、上記構成において、制御回路部が壁スイッチを介して、ユーザからの指示信号を受け付ける。
[実施の形態1]
1.概略構成
本実施の形態に係る照明システム1の概略構成について、図1を用い説明する。
回路部15は、壁スイッチ2を介して商用電源3に接続されている。回路部15は、駆動回路部として、整流回路151、フィルタ回路152、およびスイッチング回路153を備える。また、回路部15は、制御回路部として、電源ドロップモニタ回路154、および出力電流制限回路155を備える。
2.具体的構成
照明システム1の具体的構成について、図2および図3を用い説明する。
図3に示すように、発光部11は、円板状の基台であるベース板111と、4つのサブモジュール110a〜110dからなるLEDモジュール110と、ドーナッツ板状のレンズ113とを有する。また、発光部11には、前面カバー10を係止するための係止部112も備える。
3.発光駆動
回路部15が実行する制御処理と照明システム1の発光駆動について、図4〜図6を用い説明する。
LFaとLFbとの関係は、次に示すような関係となっている。
なお、電源ドロップモニタ回路154は、残留電荷をモニタする機能と、壁スイッチ2のオフ時間が一定時間(例えば、50msec.)程度であるか否かの判断機能を実行する。
図5に示すように、ユーザが壁スイッチ2をオンにすると(ステップS1)、モード1での点灯駆動が開始される(ステップS2)。このとき、電源ドロップモニタ回路154を介した電力は、出力電流制限回路155を介さず、発光部11のLEDモジュール110に供給される。これにより、図6(a)に示すように、発光部11におけるLEDモジュール110の全てのLED素子1101が電流Iaによりモード1で点灯する。モード1での発光部11の全光束LFaは、例えば、700lm〜900lmの間に値(より具体的には、例えば、810lm)となっている。
次に、ユーザが壁スイッチ2を操作することにより、オフ時間tXが、閾値となる時間tth程度である場合(tX≒tth)には(ステップS3:Yes)、電源ドロップモニタ回路154は、モニタ電圧VXが、閾値電圧Vth以内であるか否かを判定する(ステップS4)。そして、VX≦Vthの関係を満足しない場合には、モード1での点灯駆動を継続する(ステップS4;No)。
次に、モード2での駆動を実行する間、電源ドロップモニタ回路154は、再度、電源オフされたか否かをモニタリングを行う(ステップS7)。電源オフされないか、電源オフを検出しても、tX≒tthの関係を満足しない場合には、モード2での点灯駆動を持続する(ステップS7:No)。
照明システム1では、ユーザによる壁スイッチ2の操作に従って、図6(a)に示すモード1での発光駆動と、図6(b)に示すモード2での発光駆動とが実行される。
このように、モード2でも全てのLED素子1101を点灯させることにより、同じ全光束であっても、就寝中などのユーザに対する刺激が少なくなると考えられる。即ち、局所的に一定の光量で発光する場合に比べて、ユーザへの網膜刺激が少なく、よりリラックス効果が得られるものと考えられる。
[実施の形態2]
1.構成
本実施の形態に係る照明システム4の構成について、図7〜図9を用い説明する。なお、上記実施の形態1と同様の構成部分については、上記と同じ符号を付し、説明を省略する。
なお、各LEDモジュール4101,4102に属するLED素子の数については、次のような関係を充足する。
[数2]j>k
また、LEDモジュールA4101に属するLED素子と、LEDモジュールB4102に属するLED素子とは、出射する光の波長域が同一であってもよいし、異なっていてもよい。互いに異ならせる場合には、LEDモジュールA4101での発光色を昼光色とし、LEDモジュールB4102での発光色を電球色とすることができる。ただし、発光色については、これに限定されない。
一方、電源ドロップモニタ回路453とLEDモジュールB4102との間には、スイッチング制御回路B456およびスイッチング回路B457が介挿されている。
電源ドロップモニタ回路453は、ユーザによる壁スイッチ2を介した操作に基づき、モジュール切り替え動作を実行する。
一方、モード2では、LEDモジュールB4102だけを選択的に発光駆動させ、全光束をLFbとする。なお、全光束LFaとLFbとの関係については、上記[数1]と同様の関係とすることができる。
本実施の形態に係る照明システム4での発光駆動は、次のように実行される(図示については、省略)。
ユーザが壁スイッチ2をオンにすると、電源オンされ、モード1での点灯駆動が開始される。そして、発光部41におけるLEDモジュールA4101に属するLED素子の全てが点灯する。ただし、モード1での発光駆動時においては、LEDモジュールB4102については、これに属するLED素子の全てが消灯した状態にある。モード1でのLEDモジュール410の全光束LFaは、上記同様に、例えば、700lm〜900lmの間に値(より具体的には、例えば、810lm)となっている。
次に、ユーザが壁スイッチ2のオン/オフ操作を一定時間内に実行することにより、電源ドロップモニタ回路453が電源オフ時間および電圧値の両関係について、満足すると判断した場合には、電力供給先をLEDモジュールB4102へと切り替える。具体的には、電力の供給先をスイッチング制御回路A456、スイッチング回路457へと切り替える。
上記同様に、モード2での点灯駆動は、電源ドロップモニタ回路453にて電源オフ時間に関する関係を満足するときまで維持される。なお、完全に電源オフされた場合には、消灯する。
なお、本実施の形態でも、電源オフ時間に関する関係電源の瞬断などによる誤作動を防止するためである
このように、LEDモジュール410を、LEDモジュールA4101とLEDモジュールB4102とから構成し、モード1とモード2とで発光駆動させるモジュールを選択する構成を採用する場合には、次のような優位性がある。
3.LEDモジュール410の形態
本実施の形態に係る照明システム4では、LEDモジュール410の形態として、図10(a)に示すような形態を採用することができる。即ち、本実施の形態では、ベース板411における中央部分の表面を凹入させ、当該凹入した部分の底部にLEDモジュールB4102を配している。このようにベース板411に凹入部を設け(段差を設け)、その底部にモード2(常夜灯モード)で点灯駆動されるLEDモジュールB4102を配することにより、就寝時における光の配光を制御することができる。
また、LEDモジュール410に属するLEDモジュールA4101とLEDモジュールB4102の出射光の波長を同一とする必要はない。具体的には、ユーザが起きているときに点灯されるLEDモジュールA4101については、メラトニンホルモンの分泌を抑制する作用が高い青色光(450nmから500nm)を含む白色光を発光させることができる。
[変形例1]
上記実施の形態2に係る照明システム4における発光部の構成の変形例1について、図10(b)を用い説明する。図10(b)は、図10(a)に対応する図である。
このため、本変形例を採用すれば、上記実施の形態2の照明システム4よりも、就寝中のユーザに対する光刺激を低減することができ、さらにリラックス効果を実現することが可能となる。
変形例2に係る照明システムの構成、およびSW切替制御回路が実行する制御方法について、図11を用い説明する。なお、概略的なシステム構成については、上記実施の形態2に係る照明システム4と同様であるので、説明を省略する。
本変形例に係る照明システムでは、SW切替制御回路が図11に示すようなテーブルを有する。上記実施の形態2との差異点は、モード1において、LEDモジュールA4101とLEDモジュールB4102の両方、即ち、発光部41に属する全てのLED素子が点灯するよう構成されている。これにより、モード1での全光束がLFaとすることができる。
なお、本変形例においても、モード2での点灯に際して、モード1の点灯よりも450nmから500nmの波長成分の少ない光色とすることができる。
変形例3に係る照明システムの構成について、図12を用い説明する。図12では、本変形例に係る照明システムが特徴とする発光部61の形態を示し、他の構成については、図示および説明を省略する。
図12に示すように、本変形例に係る発光部61では、同心円状に配置された8個のサブモジュール6101a〜6101d,6102a〜6102dを備える。8個のサブモジュール6101a〜6101d,6102a〜6102dは、LEDモジュールA6101に属するサブモジュール6101a〜6101dと、LEDモジュールB6102に属するサブモジュール6102a〜6102dとに分けられる。各サブモジュール6101a〜6101d,6102a〜6102dは、扇状をしており、本変形例では、サブモジュール6101a〜6101dとサブモジュール6102a〜6102dのサイズは同じである。
なお、本変形例では、上記実施の形態2、または上記変形例2の点灯駆動を実行できるものである。特に、変形例2と同様の駆動形態を採用する場合には、モード1において、照度バラツキを小さく抑えることができるので、優位である。
なお、本変形例では、サブモジュール6101a〜6101dとサブモジュール6102a〜6102dのサイズは同じとしたが、必ずしも同じにする必要はない。例えば、全光束などの関係を考慮して、サブモジュール6101a〜6101dの各々に比べて、サブモジュール6102a〜6102dの各々のサイズを小さくすることもできる。
変形例4に係る照明システムの構成について、図13を用い説明する。図13でも、本変形例に係る照明システムが特徴とする発光部71の形態を示し、他の構成については、図示および説明を省略する。
図13に示すように、本変形例に係る発光部71では、同心円状に配置された4個のサブモジュール7101a〜7101dと、その平面視内側に配された4個のサブモジュール7102a〜7102dを備える。
本変形例においても、各サブモジュール7101a〜7101d,7102a〜7102dは、扇状をしている。そして、LEDモジュール710の全体として、ドーナッツ状をなしている。
本変形例についても、上記実施の形態2、または上記変形例2の点灯駆動を実行できるものである。そして、変形例2と同様の駆動形態を採用する場合には、モード1において、平面視における中心に近い部分での照度バラツキを小さく抑えることができるので、優位である。
実施の形態3に係る照明システム8、およびそのコントローラ9の構成について、図14を用い説明する。
図14(a)に示すように、本実施の形態に係る照明システム8は、部屋の天井に取り付けられている。図示を省略しているが、照明システム8は、互いに発光色が異なる複数のLEDモジュールを備えている。そして、本実施の形態に係る照明システム8では、ユーザからの指示に基づいて、次のような色の光を出射できる。
・温白色(例えば、色温度が3500K)
・白色(例えば、色温度が4200K)
・昼白色(例えば、色温度が5000K)
・昼光色(例えば、色温度が6500K)
また、照明システム8では、上記のような各発光色において、全光束を3段階で切り替えができるように構成されている。そして、最も高い全光束に対して、最も低い全光束が10%以下になっている。
タッチパネル部93には、ユーザが明るさ調整に関する入力を行う領域93aと、発光色に関する入力を行う領域93bと、オン/オフの入力を行う領域93cが設けられている。明るさ調整に係る領域93aでは、ユーザが「明るさ1」、「明るさ2」、「明るさ3」を選択できるようになっている。
なお、図示を省略していないが、ユーザは、コントローラ9に対して、自己の好みの発光色と明るさとを対応付けたモードを記憶させておくこと等もできる。例えば、就寝時などを考慮して、「電球色」で「明るさ3」を予め記憶させておいたり、仕事時などを考慮して、「白色」で「明るさ1」を予め記憶させて置いたりすることができる。そして、このように記憶させる際に、ユーザがその名称などを規定しておくこと等もできる。
[その他の事項]
上記実施の形態1〜3および変形例1〜4では、発光部11,41,51,61,71の平面形状を円形としたが、発光部の平面形状については必ずしも円形に限らない。例えば、矩形や角丸矩形、さらには、長尺状などとすることもできる。また、部屋の天井サイズと略同一のサイズとすることなどもできる。
しかし、本発明は、これに限られない。例えば、4段階以上の明るさモードを備えるシステムとすることもできる。その場合には、備える複数のモードのうち最も全光束が高いモードに対して10%以下の全光束となるモードが存在するようにすればよい。
また、上記実施の形態3では、赤外線を信号伝達のために用いたが、信号伝達方法はこれに限られるものではない。例えば、無線方式や、ネットワークを介したものとすることもできる。
2.壁スイッチ
3.商用電源
9.コントローラ
10.前面カバー
11,41,51,61,71.発光部
15,415.回路部
16.背面パネル
91.コントローラ本体部
92.送信部
93.タッチパネル部
110,410,610,710.LEDモジュール
110a〜110d,6101a〜6101d,6102a〜6102d,7101a〜7101d,7102a〜7102d.サブモジュール
111,411.ベース板
112.係止部
113.レンズ
151.整流回路
152.フィルタ回路
153.スイッチング回路
154,453.電源ドロップモニタ回路
155.出力電流制限回路
454.スイッチング制御回路A
455.スイッチング回路A
456.スイッチング制御回路B
457.スイッチング回路B
514.光拡散板
1100.モジュール基板
1101.LED素子
4101,6101,7101.LEDモジュールA
4102,6102,7102.LEDモジュールB
Claims (12)
- 半導体発光素子を有する発光部と、
前記発光部への電力供給路中に配設された駆動回路部と、
前記駆動回路部の駆動制御を実行する制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、ユーザからの指示信号を受け付け、当該指示信号に基づき、前記駆動回路部に対して、
前記発光部から出射される全光束が第1の値である第1発光モードと、
前記発光部から出射される全光束が第2の値である第2発光モードと、
の一方を選択的に実行させるものであり、
前記第2の値は、前記第1の値に対して、10%以下である
照明システム。 - 前記発光部は、n個(nは1以上の整数)の前記半導体発光素子を有し構成されており、
前記制御回路部は、
前記第1発光モードおよび前記第2発光モードの何れにおいても、前記n個の半導体発光素子を発光させるよう、前記駆動回路部に制御信号を出力する
請求項1記載の照明システム。 - 前記制御回路部は、前記第1発光モードと前記第2発光モードとで、前記n個の半導体発光素子への供給電流値を変化させるよう、前記駆動回路部に前記制御信号を出力する
請求項2記載の照明システム。 - 前記発光部は、
j個(jは1以上の整数)の前記半導体発光素子を有し構成された第1発光要素と、
k個(kは1以上の整数)の前記半導体発光素子を有し構成された第2発光要素と、
を有し構成されており、
前記制御回路部は、
前記第1発光モードにおいて、前記第1発光要素における前記j個の半導体発光素子を発光させ、
前記第2発光モードにおいて、前記第2発光要素における前記k個の半導体発光素子だけを発光させるよう、
前記駆動回路部に対し制御信号を出力する
請求項1記載の照明システム。 - 前記制御回路部は、前記第1発光モードにおいて、前記第2発光要素における前記k個の半導体発光素子も発光させるよう、前記駆動回路部に対し前記制御信号を出力する
請求項4記載の照明システム。 - 前記jは、2以上の整数であって、
j>kの関係を充足する
請求項4または請求項5記載の照明システム。 - さらに、前記第1発光要素および前記第2発光要素が載置される載置面を有する基台を備え、
前記基台における前記載置面を平面視する場合に、
前記第1発光要素の載置領域は、前記第2発光要素の載置領域の外周にある
請求項4から請求項6の何れか記載の照明システム。 - 前記基台における前記載置面は、前記第2発光要素の載置領域が、前記第1発光要素の載置領域よりも凹入している
請求項7記載の照明システム。 - さらに、前記基台における前記凹入してなる凹入部分を覆う拡散部材を備え、
前記第2発光要素からの出射光は、前記拡散部材を通過することで拡散される
請求項8記載の照明システム。 - 前記第2発光モードにおいて出射される光は、前記第1発光モードにおいて出射される光よりも、450nmから500nmの範囲の波長成分が少ない
請求項4から請求項9の何れか記載の照明システム。 - さらに、前記発光部を覆う光拡散カバーを備える
請求項1から請求項10の何れか記載の照明システム。 - 前記制御回路部は、壁スイッチを介して、ユーザからの指示信号を受け付ける
請求項1から請求項11の何れか記載の照明システム。
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