JP2017010745A - Illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は照明装置に関し、より具体的には、目の時間分解能及び目の残像効果を利用した眩しくない照明装置に関する。 The present invention relates to an illuminating device, and more specifically, to a non-dazzling illuminating device using temporal resolution of eyes and an afterimage effect of eyes.
従来から、投光器、車のヘッドライトの眩しさを減少することを目的とする研究・開発が進められている。 Conventionally, research and development aimed at reducing glare in floodlights and car headlights have been underway.
例えば、後述する特許文献1においては、感知センサーが車の光源であるヘッドライトの照射範囲中に人間等の対象物を感知すると、光源の電源をON/OFFすることによって、光束を減じ、人間の目が眩しさから盲目になることを防ごうとする照明装置が開示されている。
For example, in
また、後述する特許文献2においては、点状光源の前方への光を、直接見ても眩しくない程度に抑えるとともに、点状光源からの光を斜め前方向や横方向などに拡散させながら、光を無駄にすることなく必要範囲に光を照射するようにした照明装置が開示されている。
Further, in
また、後述する特許文献3においては、人体検知手段と照度検知手段との検知出力に応じて、換言すれば照明制御領域内の人の存在や照度に応じて、照明負荷を点灯、消灯、あるいは調光点灯させる照明装置が開示されている。
Further, in
しかし、特許文献1においては、光を照射する範囲において眩しく感じる対象物を検知した場合、時間的に細かく区切ったLED(以下、「LEDデバイス」ともいう)による照射を行うことによって、該対象物に対して眩しさを感じないようにしている。また、特許文献2においては、直視しても眩しくないように点光源を分散発光している。また、特許文献3においては、人体検知を行いながら必要に応じて照度をコントロールしている。従って、上述の各文献においては、常に明るくしたい環境の中で眩しくないようにする工夫乃至配慮がされておらず、そのような工夫及び配慮に対する示唆もない。
However, in
本発明は、上述の技術的課題の少なくとも1つを解決することにより、人間が持つ目の時間的分解能を利用することによって、眩しく感じることを軽減、又は防止し得る照明装置の提供に大きく貢献し得る。 The present invention greatly contributes to the provision of a lighting device that can reduce or prevent dazzling by utilizing the temporal resolution of human eyes by solving at least one of the above technical problems. Can do.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究に取り組んだ。その結果、本発明者らは、照明器具が備える発光体としてのLEDの発光間隔を制御することにより、人間の持つ特徴/性質の1つである目の時間的分解能を利用して直接目に発光源の光が入ったとしてもその光を感じることができないように、目の時間的分解能を利用することが上述の技術的課題に対する有効な手段であるとの知見を得た。加えて、発光したLEDの光が乱反射してきた光の残像を目が検知することによって、周囲の景色を明るく照らすこと、換言すれば、人間の目に明るく感じさせることができるとの知見も得られた。本願発明の照明装置は上述の観点から創出された。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, the present inventors directly control the eye using the temporal resolution of the eye, which is one of the characteristics / properties of human beings, by controlling the light emission interval of the LED as the light emitter included in the lighting fixture. It has been found that the use of temporal resolution of the eyes is an effective means for the above technical problem so that even if light from the light emitting source enters, the light cannot be felt. In addition, knowledge is obtained that the eyes detect the afterimage of the light that has been diffusely reflected by the emitted LED light, so that the surrounding scenery can be illuminated brightly, in other words, the human eye can feel brighter. It was. The illumination device of the present invention was created from the above viewpoint.
即ち、本発明の照明装置の代表的な一例は、人間が有する目の時間的分解能を利用するため、発光体であるLEDの発光の発光又は消灯(ON又はOFF)、及びその強度を制御する制御部(又は、制御回路部)を用いる必要がある。人間の目の時間的分解能は、人によっても異なるが、一般的には、15ミリ秒(本願においては、「msec.」とも表記する)〜100msec.の範囲内であるといえる。なお、前述の人間の目の時間的分解能を示す1つの根拠は、http://www.kikulab.it-chiba.ac.jp/evolution/hanei.htmlにおいて示されている情報であり、もう1つは、http://mh.rgr.jp/memo/mz0386.htmにおいて示されている情報である。 That is, a typical example of the lighting device according to the present invention uses the temporal resolution of the eyes of a human to control the light emission or extinction (ON or OFF) and the intensity of the light emitting LED. It is necessary to use a control unit (or control circuit unit). The temporal resolution of the human eye varies depending on the person, but is generally 15 milliseconds (in the present application, also expressed as “msec.”) To 100 msec. It can be said that it is within the range. One basis for the temporal resolution of the human eye is the information shown in http://www.kikulab.it-chiba.ac.jp/evolution/hanei.html, One is the information shown in http://mh.rgr.jp/memo/mz0386.htm.
したがって、人間の目の時間的分解能(代表的には、15msec.〜100msec.)の時間内に光源であるLEDが発光(ON)しても、15msec.〜100msec.の時間内にLEDの発光をOFFにすれば、人間は残像として光を感じないことになる。一方、光源であるLEDのOFFの時間を15msec.〜100msec.の範囲内に設定した場合は、そのOFF状態であることを目が感じないため、その直後にLEDが発光(ON)すると、そのOFF期間の直前の光を残像として残すことになってしまう。換言すれば、光源であるLEDの消灯(OFF)の時間を15msec.〜100msec.の範囲内に設定した場合は、連続光として目が認識してしまうことになる。したがって、LEDをOFFにする時間の長さを、人間の目の時間的分解能より少し長めである、50msec.〜150msec.よりも長い時間に設定する必要がある。 Therefore, even if the LED as the light source emits light (ON) within the time resolution of the human eye (typically, 15 msec. To 100 msec.), 15 msec. ~ 100 msec. If the light emission of the LED is turned off within this time, the human will not feel light as an afterimage. On the other hand, the OFF time of the light source LED is 15 msec. ~ 100 msec. When the LED is set within the range, the eye does not feel that it is in the OFF state. Therefore, if the LED emits light (ON) immediately after that, the light immediately before the OFF period is left as an afterimage. In other words, the turn-off (OFF) time of the light source LED is 15 msec. ~ 100 msec. If it is set within the range, the eyes will recognize it as continuous light. Therefore, the length of time for turning off the LED is 50 msec. Which is slightly longer than the temporal resolution of the human eye. ~ 150 msec. Need to be set to a longer time.
そこで、本発明の1つの照明装置は、光源であるLEDデバイスの電源をONにする時間及び前記電源をOFFにする時間を、人間の目の時間分解能に基づいて、前記LEDデバイスの光が前記目に残像として残らないように調整する前記LEDデバイスを備えている。 Accordingly, one lighting device of the present invention is configured to determine the time for turning on the power of the LED device that is a light source and the time for turning off the power based on the time resolution of the human eye, The LED device is adjusted so as not to leave an afterimage in the eye.
本発明によって人間の目は何を見ることが出来るかについては、目の時間的分解能である代表的な時間としての15msec.〜100msec.の範囲内の短時間にLEDから発光された光束は、直進し対象物に当たって反射する反射光と、散乱光とを形成し、少し遅れてその場にいる人間の目に緩やかな波を描いて入射することになる。したがって、LEDの発光時の当該光より緩やかな山となるこの反射光及び散乱光が人間の目に入射するまでの時間は、LEDの発光時間よりも長くなるため、その場にいる人間の目に残像として残る、換言すれば、周囲が明るく感じられることになる。つまり、本発明の1つの照明装置によれば、LEDデバイスの直接の光自体は目に残像として残らないが、その直接の光から形成される反射光及び散乱光は人間の目に残像として残るように調整される。 What can be seen by the human eye according to the present invention is about 15 msec. ~ 100 msec. The luminous flux emitted from the LED in a short time within the range of is formed as reflected light and scattered light that travels straight and hits the object, and draws a gentle wave in the eyes of the human being in the place with a slight delay It will be incident. Therefore, since the time until the reflected light and scattered light, which are more gradual than the light at the time of light emission of the LED, enter the human eye is longer than the light emission time of the LED, the eye of the human being at the place It will remain as an afterimage, in other words, the surroundings will be felt bright. That is, according to one illumination device of the present invention, the direct light of the LED device itself does not remain as an afterimage in the eye, but reflected light and scattered light formed from the direct light remain as an afterimage in the human eye. To be adjusted.
なお、本発明の好適な一例である照明装置は、それを使用する場所及び器具によって、発光体であるLEDデバイスが発光する光束を計算した上で、LEDデバイスを選定する照明装置である。 In addition, the illuminating device which is a suitable example of this invention is an illuminating device which selects an LED device, after calculating the light beam which the LED device which is a light-emitting body light-emits with the place and fixture which use it.
本発明によれば、例えば、車のヘッドライトを常時上に向け遠くを明るく照らすことが可能となる。そのようなヘッドライトの発光をさせたとしても、対向車の運転者は眩しく感じることがない、又は眩しさが低減され得る。 According to the present invention, for example, it is possible to illuminate the distance brightly with the headlight of a vehicle always directed upward. Even if such headlights are caused to emit light, the driver of the oncoming vehicle does not feel dazzling, or glare can be reduced.
また、本発明によれば、化粧時の光源を明るくした上、化粧台又は携帯機器に本発明の照明装置を設置する又は備えさせることにより、目には眩しくない光源を実現することが可能となる。 In addition, according to the present invention, it is possible to realize a light source that is not dazzling to the eyes by brightening the light source during makeup and installing or providing the lighting device of the present invention on a dressing table or portable device. Become.
以下、図面を参照しながら本発明の眩しくない照明装置の代表的な実施形態について詳細に説明する。しかしながら、本発明は、前述の実施形態のみに限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。また、図面は本発明の実施形態を概念的に説明するものであるから、示された各構成要素の寸法やそれらの比は実際のものとは異なる場合もある。 Hereinafter, typical embodiments of the non-dazzling illumination device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited only to the embodiment described above. In the following description, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. Further, since the drawings conceptually describe the embodiments of the present invention, the dimensions and ratios of the components shown may be different from the actual ones.
図1は、本実施形態の照明装置における制御部(制御回路部)2による印加電圧のON/OFFの切換えの時間間隔の一例を示すグラフである。また、図2は、本発明の照明装置の一実施形態の構成を示す概略図である。なお、図1においては、電源ONとOFFの周期が表されている。 FIG. 1 is a graph showing an example of a time interval of ON / OFF switching of an applied voltage by a control unit (control circuit unit) 2 in the lighting device of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the illumination device of the present invention. In FIG. 1, the cycle of power ON and OFF is shown.
本実施形態の照明装置においては、図1に示すように、印加電圧ONの時間(図1における「ta」)が人の目の時間分解能(15msec.〜100msec.)と同等か、あるいはそれより短く設定することが最大の特徴である。また、図1が示すように、印加電圧OFFの時間(図1における「tb」)を、人の目の時間分解能(15msec.〜100msec.)よりも長く設定することがもう一つの重要な特徴である。 In the illumination device of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the applied voltage ON time (“ta” in FIG. 1) is equal to or more than the time resolution of human eyes (15 msec. To 100 msec.). The shortest feature is to set it short. In addition, as shown in FIG. 1, it is another important feature that the applied voltage OFF time (“tb” in FIG. 1) is set longer than the time resolution of human eyes (15 msec. To 100 msec.). It is.
すなわち、本実施形態の照明装置は、図2に示すように、電源を、人間の目の時間分解能としての15msec.〜100msec.の範囲でONとする時間と、該ONにした後、該ONの時間よりも長い、前記電源をOFFとする時間(例えば、50msec.〜150msec.)と、を周期的に繰り返す制御部(制御回路部)2を備えている。 That is, as shown in FIG. 2, the illumination device of the present embodiment has a power supply of 15 msec. ~ 100 msec. And a control unit (control) that periodically repeats the time for turning on the power and the time for turning off the power (for example, 50 msec. To 150 msec.) Longer than the ON time after turning on. Circuit portion) 2.
上述のとおり、電源ONとOFFの時間及び/又は周期を設定することによって、本実施形態の照明装置から発せられた光束は、人の目に感じられることなく、いわば通過することになる。また、電源OFFの時間tbを人の目の時間分解能より長くすることによって、人の目の残像効果によって光が連続的に感知されることが起こらないように、時間ta,tb又はそれらの周期が決定される。なお、照明装置を使用する場所及び使用する人により、前述の各周期を適宜調整して使用する。 As described above, by setting the power ON / OFF time and / or cycle, the light beam emitted from the illumination device of the present embodiment passes without being felt by human eyes. Further, by setting the power-off time tb to be longer than the time resolution of the human eye, the time ta, tb or their period is prevented so that the light is not continuously sensed by the afterimage effect of the human eye. Is determined. It should be noted that the above-described respective periods are appropriately adjusted and used according to the place where the lighting device is used and the person who uses it.
本実施形態の照明装置から発せられた光束は、人の周辺で反射及び/又は乱反射し、少し遅れてその場にいる人間の目に緩やかな波を描いて入射する。LEDの発光時の当該光より緩やかな山となるこの反射光と散乱光が人間の目に入射する時間は、LEDの発光時間よりも長くなるため、その場にいる人間の目に残像として残る、換言すれば、周囲が明るく感じられることになる。 The light beam emitted from the illumination device of the present embodiment is reflected and / or diffusely reflected around a person, and enters a human eye that is in the field drawing a gentle wave with a slight delay. The time that the reflected light and scattered light, which become a mountain that is gentler than the light at the time of light emission of the LED, is incident on the human eye is longer than the light emission time of the LED, so that it remains as an afterimage in the human eye at the place. In other words, the surroundings can be felt bright.
<その他の実施形態>
図3は、本発明の他の実施形態における具体的な一例としての、多数のLEDデバイスを集積することによって強力な光源を実現する例を説明する説明図である。本実施形態の照明装置は、少なくとも2個以上のLEDデバイスを備え、該LEDデバイスから発せられる光束を束ねてグラスファイバーを用いて、光源として発光させる。従って、グラスファイバーを用いることにより、各LEDデバイスから発せられる光束を1点に束ねて使用されることは、本実施形態の代表的な一例である。
<Other embodiments>
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of realizing a powerful light source by integrating a large number of LED devices as a specific example in another embodiment of the present invention. The illuminating device of this embodiment is provided with at least 2 or more LED devices, bundles the luminous flux emitted from the LED devices, and emits light as a light source using a glass fiber. Therefore, it is a typical example of this embodiment that the light flux emitted from each LED device is bundled at one point by using the glass fiber.
図3に示すように、本実施形態においては、少なくとも2個以上のLEDデバイスを備え、該LEDデバイスからの光束をグラスファイバーを通過させ、例えば該グラスファイバーの先端についている収束発光部(例えば、レンズ)3から光を投光する照明装置を採用する。このような構成を採用することにより、LEDデバイスを狭い範囲に集積させることなく、該グラスファイバーの先端をまとめることによって、強力なLEDの光源として使用することが可能となる。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, at least two or more LED devices are provided, and the luminous flux from the LED devices is allowed to pass through the glass fiber, for example, a convergent light emitting unit (for example, attached to the tip of the glass fiber) A lighting device that projects light from the
以上、本発明の照明装置の一実施形態について概略的に説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲であらゆる設計変更が可能であり、これら設計変更された態様も当然に本発明に含まれる。 As mentioned above, although one Embodiment of the illuminating device of this invention was demonstrated roughly, this invention is not limited only to these. Various design changes are possible within the scope of the technical idea described in the claims, and these design-changed modes are naturally included in the present invention.
LEDデバイス 1
制御回路部 2
収束発光部 3
Convergent
Claims (5)
照明装置。 The time for turning on the power of the LED device as the light source and the time for turning off the power are adjusted so that the light of the LED device does not remain as an afterimage in the eye based on the time resolution of the human eye. With LED device,
Lighting device.
該ONにした後、該ONの時間よりも長い、前記電源をOFFとする時間(例えば、50msec.〜150msec.)と、
を周期的に繰り返す制御部を備えた、
請求項1に記載された照明装置。 The power supply is turned on for 15 msec. ~ 100 msec. The time to turn on in the range of
A time (eg, 50 msec. To 150 msec.) For turning off the power supply, which is longer than the ON time after the ON,
With a control unit that periodically repeats
The lighting device according to claim 1.
請求項2に記載の照明装置。 The control unit can further optionally control to always turn on the power supply of the LED device,
The lighting device according to claim 2.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の照明装置。 The lighting device is used as a projector or as a headlight of a car,
The lighting device according to any one of claims 1 to 3.
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。 Comprising at least two or more LED devices, bundling light beams emitted from the LED devices, and using glass fibers to emit light as the light source;
The lighting device according to any one of claims 1 to 4.
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