以下では、本発明の実施の形態に係る照明装置及び照明システムについて、図面を用いて詳細に説明する。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、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。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。
(実施の形態1)
[概要]
まず、本実施の形態に係る照明装置の概要について、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る照明装置10とその使用環境とを示す模式図である。
照明装置10は、ベッド2で就寝中のユーザ1を快適に起床させるための起床制御を行う。起床制御は、照明装置10の照明部11の調光比(光出力)を制御することである。本実施の形態では、図1に示すように、照明装置10は、電気スタンド型の照明装置(デスクスタンド)であって、ベッド2の近くに設けられている。具体的には、照明装置10は、ユーザ1の枕元に配置されて、ユーザ1の顔を照明する。
ユーザ1は、照明装置10の入力部13を介して設定時刻の入力などを行う。設定時刻は、ユーザ1が起床を希望する時刻である。入力された設定時刻は、例えば、照明装置10の表示部16に表示される。
照明装置10は、入力された設定時刻の前の開始時刻から起床制御を行う。具体的には、照明装置10は、開始時刻から設定時刻までは漸増制御を行い、設定時刻以降は、覚醒制御を行う。各制御の詳細については、後で説明する。
[照明装置の構成]
以下では、本実施の形態に係る照明装置10の詳細な構成について、図2を用いて説明する。
図2は、本実施の形態に係る照明装置10の機能構成を示すブロック図である。図2に示すように、照明装置10は、照明部11と、計時部12と、入力部13と、制御部14と、アラーム部15と、表示部16と、センサ部17と、記憶部18とを備える。
照明部11は、照明光を出射する。具体的には、照明部11は、可視光領域の照明光を出射する光源である。例えば、照明部11は、固体発光素子を含む光源であり、具体的には、LED(Light Emitting Diode)若しくはレーザ素子などの半導体発光素子又は有機EL素子などを含んでいる。あるいは、照明部11は、蛍光灯などの放電型ランプでもよい。
照明部11は、少なくとも調光可能な光源である。具体的には、照明部11は、制御部14によって照明光の出力が変更される。つまり、照明部11は、制御部14によって決定された調光比に応じた出力の照明光を出射する。調光比は、照明部11が出射可能な光出力の最大値(すなわち、調光比100%)に対する照明光の割合である。
本実施の形態では、照明部11は、さらに、調色可能な光源である。具体的には、照明部11は、制御部14によって照明光の相関色温度が変更される。つまり、照明部11は、制御部14によって決定された相関色温度の照明光を出射する。
計時部12は、時刻を計時する。具体的には、計時部12は、制御部14に現在時刻を通知する。計時部12は、例えば、いわゆるリアルタイムクロックなどのクロック回路である。
入力部13は、ユーザ1から設定時刻(起床希望時刻)の入力を受け付ける。具体的には、入力部13は、ユーザ1が入力した設定時刻を制御部14に通知する。本実施の形態では、入力部13は、ユーザ1からの起床制御の実行指示(いわゆる目覚ましの設定)を受け付ける。また、入力部13は、アラーム部15が発するアラーム音の停止指示を受け付けてもよい。入力部13は、起床制御の実行指示及びアラーム音の停止指示などを制御部14に通知する。
入力部13は、例えば、図1に示すような物理的な押下式のボタンであるが、これに限らない。入力部13は、スライド式のスイッチ又はタッチパネルなどの入力インタフェースでもよい。
制御部14は、起床制御を行う。具体的には、制御部14は、設定時刻に基づいて照明部11を制御する。起床制御は、設定時刻に基づいて照明部11の調光比を変化させる制御である。例えば、制御部14は、PWM(Pulse Width Modulation)制御により照明部11の調光を行う。起床制御は、漸増制御と覚醒制御とを含んでいる。制御部14は、設定時刻の前に漸増制御を行い、設定時刻以降に覚醒制御を行う。起床制御の詳細については、後で詳細に説明する。
本実施の形態では、制御部14は、照明装置10の全体の制御を行う。具体的には、制御部14は、計時部12、入力部13及びセンサ部17からの情報に基づいて、照明部11、アラーム部15及び表示部16の各々の出力を制御する。制御部14は、例えば、プロセッサなどのプログラム実行部である。本実施の形態では、制御部14は、記憶部18に格納された制御プログラムを読み出して実行することで、起床制御を行う。
アラーム部15は、アラーム音を発する。具体的には、アラーム部15は、制御部14による制御に基づいて、所定のタイミングでアラーム音を発する。アラーム部15は、例えば、デスクスタンド(照明装置10)に内蔵されたブザー、スピーカなどである。
表示部16は、所定の制御情報を表示する。所定の制御情報は、設定時刻を含む。制御情報は、さらに、現在時刻、アラーム音の鳴動回数、覚醒制御の実行回数などを含んでもよい。本実施の形態では、図1に示すように、表示部16は、現在時刻と設定時刻とを表示する。表示部16は、例えば、液晶パネル又は有機EL(Electro Luminescence)パネルである。図1に示す例では、表示部16は、デスクスタンド(照明装置10)の下部に設けられているが、これに限らない。
センサ部17は、ユーザ1の睡眠状態を検出する検出部の一例である。具体的には、センサ部17は、ユーザ1の開眼状況を検出する。センサ部17は、例えば、ミリ波センサなどの電波センサであり、ユーザ1の眼に向けて電波を放射し、その反射波を検出する。ユーザ1が開眼しているか閉眼しているかに応じて、反射波の強度及び周波数などが異なるので、反射波を解析することでユーザ1の開眼状況を判定することができる。
センサ部17は、検出した反射波に応じた電気信号を制御部14に出力する。制御部14は、センサ部17から出力された電気信号に基づいて、反射波の強度及び周波数の変動などを判定し、ユーザ1が眼を開けているか閉じているかを判定する。つまり、ユーザ1が起床しているか否かを判定することができる。
あるいは、センサ部17は、ユーザ1の顔(具体的には、眼)を撮像するイメージセンサでもよい。センサ部17は、撮像により得られた画像を制御部14に出力する。制御部14は、画像を解析することで、ユーザ1が眼を開けているか閉じているかを判定する。例えば、制御部14は、開眼時のユーザ1の眼を示すサンプル画像と、撮像により得られた画像とのマッチングを行うことで、ユーザ1が眼を開けているか閉じているかを判定する。
記憶部18は、制御部14が実行する漸増制御及び覚醒制御などの実行プログラムを記憶している。また、記憶部18は、入力部13を介してユーザ1から入力された設定時刻などの制御情報を記憶する。記憶部18は、例えば、フラッシュメモリなどの半導体メモリ又は強誘電体メモリなどである。
[起床制御]
続いて、本実施の形態に係る照明装置10が行う起床制御、すなわち、照明装置10の動作について、図3〜図11を用いて説明する。
なお、照明装置10は、例えば、ユーザ1が入力部13を操作して起床制御の実行指示を行った場合に起床制御を実行する。あるいは、照明装置10は、予め定められたスケジュール(例えば、平日のみに起床制御を実行する)に基づいて起床制御を実行するか否かを決定してもよい。
図3は、本実施の形態に係る照明装置10の動作(起床制御)を示すフローチャートである。図4は、本実施の形態に係る起床制御中の調光比(光出力)の時間変化を示す図である。なお、図4において、横軸が時刻(min:分)であり、縦軸が照明部11の調光比(%)である。
なお、本実施の形態では、ユーザ1が入力部13を操作することで、設定時刻が予め設定されている。例えば、図1に示す例では、設定時刻は「7:45」に設定されている。
図3に示すように、時刻(現在時刻)が起床制御の開始時刻になるまで、待機する(S10でNo)。現在時刻は、計時部12から通知される時刻である。
具体的には、図4に示すように、制御部14は、開始時刻の前では照明部11の調光比を0%にする。なお、起床制御の開始時刻は、設定時刻より前の時刻である。開始時刻は、例えば、漸増制御に要する時間と設定時刻とに基づいて決定される。漸増制御に要する時間は、例えば、5分以上150分未満であり、一例として30分である。このとき、設定時刻が「7:45」であれば、開始時刻は、設定時刻の30分前の「7:15」である。
現在時刻が開始時刻になった場合に(S10でYes)、制御部14は、漸増制御を行う(S11)。漸増制御は、開始時刻で照明光の照射を開始し、設定時刻まで調光比を漸次増加させる制御である。制御部14は、照明部11を制御することで、図4に示すように、開始時刻で所定の低い調光比の照明光を出射させる。開始時刻における調光比は、例えば、照明部11が照明光を出射可能な範囲における最小値(例えば、5%)である。
なお、漸増制御は、前半部と後半部とに分けられる。前半部では、後半部より調光比が小さく、かつ、その変化量も小さい。例えば、前半部は、調光比の単位時間当たりの変化量を一定に維持する期間であり、後半部は、調光比の単位時間当たりの変化量を漸増させる期間である。前半部の期間は、後半部の期間より長い。本実施の形態では、漸増制御において、調光比の時間変化の傾きは常に0以上である。すなわち、本実施の形態に係る漸増制御では、調光比は減少しない。これにより、漸増制御においては、照明部11の調光比は、よりゆっくりと少しずつ増加し(前半部)、設定時刻が近づくと急激に増加する(後半部)。
現在時刻が設定時刻になったとき(S12でYes)、制御部14は、アラーム部15を制御することでアラーム音を発生させる(S13)。具体的には、アラーム部15は、制御部14の制御によって、予め定められた期間(以下、「アラーム期間」と記載する)、アラーム音を鳴らす。アラーム期間中に入力部13によってユーザ1からアラーム音の停止を受け付けた場合に、制御部14は、アラーム音の発生を停止させ、覚醒制御を開始する。ユーザ1からアラーム音の停止を受け付けない場合は、制御部14は、アラーム期間経過後に、アラーム音の発生を停止させ、覚醒制御を開始する。
制御部14は、アラーム音を発生させた後、覚醒制御を行う(S14)。以下では、覚醒制御(S14)の詳細について、図5及び図6を用いて説明する。
図5は、本実施の形態に係る照明装置10の覚醒制御中の調光比の時間変化を示す図である。図6は、本実施の形態に係る照明装置10の覚醒制御を示すフローチャートである。図5において、横軸が時刻(sec:秒)であり、縦軸が照明部11の調光比(%)である。
図6に示すように、まず、制御部14は、調光比を減少させる(S20)。制御部14は、調光比が第1目標値に達するまで、調光比を減少させる(S21でNo)。
具体的には、制御部14は、図5に示すように、設定時刻以降の第1時刻T1から第2時刻T2にかけて照明部11の調光比を減少させる。第1時刻T1は、ユーザ1がアラーム音を停止させた時刻、又は、アラーム音が停止されずにアラーム期間が経過した時刻である。第2時刻T2は、調光比が予め定められた目標値である第1目標値に達した時刻である。
図5に示す例では、制御部14は、第1時刻T1における調光比Y1から、第1目標値である調光比Y2まで、照明部11の調光比を減少させる。調光比Y1は、照明部11が出射可能な光出力の最大値、すなわち、調光比の最大値Ymax(具体的には100%)より低い値であるが、これに限定されない。調光比Y1は、最大値Ymaxでもよい。
なお、図4に示すように、覚醒制御の繰り返しの1回目においては、調光比Y1は、設定時刻の調光比であり、例えば、80%である。これに対して、覚醒制御の繰り返しの2回目においては、調光比Y1は、直前の覚醒制御の終了時点(第4時刻T4)における調光比であり、例えば、100%である。このように、覚醒制御の繰り返しにおいて、調光比Y1は、繰り返し毎に異なる値でもよい。
本実施の形態では、調光比Y2は、26%以下である。第2時刻T2における調光比T2を26%以下にすることで、眼を閉じているユーザ1にとっては暗闇(調光比0%)と略同じ状況を作り出すことができる。また、図5に示す例では、調光比Y2は、照明部11が出射可能な光出力の最小値、すなわち、調光比の最小値Yminより高い値であるが、これに限定されない。調光比Y2は、最小値Yminでもよい。最小値Yminは、例えば、5%である。
本実施の形態では、制御部14は、例えば、調光比Y1から調光比Y2まで一定の割合で調光比を減少させる。あるいは、制御部14は、減少の割合を可変にしてもよい。
調光比が第1目標値に達した場合(S21でYes)、制御部14は、調光比を増加させる(S22)。制御部14は、調光比が第2目標値に達するまで、調光比を増加させる(S23でNo)。
具体的には、制御部14は、図5に示すように、第2時刻T2から第3時刻T3にかけて照明部11の調光比を増加させる。第3時刻T3は、調光比が予め定められた目標値である第2目標値に達した時刻である。
図5に示す例では、制御部14は、第2時刻T2における調光比Y2から、第2目標値である調光比Y3まで、照明部11の調光比を増加させる。本実施の形態では、調光比Y3は、調光比Ymaxであるが、これに限定されない。調光比Y3は、例えば、調光比Y1に等しくてもよく、あるいは、調光比Y1より大きくても小さくてもよい。
本実施の形態では、制御部14は、第2時刻T2から第3時刻T3にかけて、調光比を所定の条件に基づいて増加させる。その結果、第2時刻T2から第3時刻T3までの調光比の時間変化を、調光比をY、時刻をtとして、定数(フィッティングパラメータ)a、b、c、dを用いて表される関数
にフィッティングした場合、定数cは、第3時刻T3より第2時刻T2に近い値となる。なお、当該関数(1)は、いわゆるシグモイド関数(シグモイドカーブ)である。図7は、シグモイドカーブを示す図である。
図7に示すように、定数aは調光比の最大値であり、定数dは調光比の最小値である。定数cは、シグモイドカーブの変曲点であり、具体的には傾きが最大となる時刻である。定数bは、変曲点(定数c)における傾きである。
フィッティング(当てはめ)は、例えば、最小二乗法に基づいて行われる。図8は、調光比の時間変化をシグモイドカーブにフィッティングした例を示す図である。太実線が、調光比の実際の変化を示しており、太破線が関数(1)にフィッティングした結果を示している。
具体的には、目的の曲線(具体的には、実際の調光比の制御パターン)に対して、回帰曲線(具体的には、関数(1))の定数(具体的には、a、b、c、d)の数値を変化させながら、目的の曲線と回帰曲線との残差の二乗の総和を最小にするときの定数を決定する。なお、目的の曲線は、実際の調光比の制御パターンとして、照明装置10から出射された照射光の照度などを測定し、その測定結果(例えば、照度の時間変化)を用いることもできる。
本実施の形態では、制御部14は、定数cが第3時刻T3より第2時刻T2に近い値となるシグモイド関数に従って調光比を制御する。あるいは、制御部14は、シグモイド関数ではなく、上に凸の二次関数などのn次関数、指数関数、対数関数などいかなる関数に従って調光比を制御してもよい。結果的に、調光比の時間変化を上記の関数(1)にフィッティングした場合に、図8に示したように定数cが第3時刻T3より第2時刻T2に近い値になればよい。
本実施の形態では、制御部14は、さらに、第2時刻T2から第3時刻T3にかけて照明光の相関色温度を制御する。具体的には、制御部14は、照明光の調光比に応じて相関色温度を制御する。
図9は、本実施の形態に係る照明装置10の照明部11の調光比と相関色温度との関係を示す図である。図9において、横軸は照明部11の相関色温度を示し、縦軸は調光比を示している。
制御部14は、例えば、図9に示す関係を満たすように、照明光の調光比に基づいて相関色温度を制御する。具体的には、第2時刻T2から第3時刻T3における調光比と相関色温度との関係は、略線形である。相関色温度の範囲は、例えば、電球色(2700K)から昼光色(6400K)であるが、これに限定されない。
図6に戻り、調光比が第2目標値に達した場合(S23でYes)、アラーム音を鳴らすと定められているときは(S24でYes)、制御部14は、アラーム部15を制御することでアラーム音を発生させる(S25)。つまり、制御部14は、第3時刻T3でアラーム音を発生させる。
アラーム音を鳴らすか否か(S24)は、予め定められた条件に基づいて制御部14が決定する。図10A及び図10Bは、本実施の形態に係る照明装置10のアラーム部15の動作を説明するための図である。
例えば、図10Aに示すように、制御部14は、覚醒制御の繰り返しにおいて、毎回、第3時刻T3でアラーム音を発生させてもよい。あるいは、図10Bに示すように、制御部14は、覚醒制御の繰り返しにおいて、間欠的に第3時刻T3でアラーム音を発生させてもよい。具体的には、制御部14は、N回(Nは自然数)の繰り返し毎に1回アラーム音を発生させる。図10Bに示す例では、3回に1回アラーム音を発生させている。
アラーム音を発生させた後、制御部14は、照明部11の調光比を所定期間、維持する(S26)。具体的には、図5に示すように、制御部14は、第3時刻T3から第4時刻T4にかけて第3時刻T3における調光比を維持する。なお、調光比を維持する期間は、予め定められていてもよく、あるいは、アラーム音がユーザ1によって停止されるまでの期間でもよい。
覚醒制御においては、調光比の減少に要する期間、すなわち、第1時刻T1から第2時刻T2は、特に限定されないが、例えば2秒である。調光比の増加に要する期間、すなわち、第2時刻T2から第3時刻T3は、特に限定されないが、例えば8秒である。調光比を維持する期間、すなわち、第3時刻T3から第4時刻T4までの期間は、特に限定されないが、例えば50秒である。
本実施の形態では、第1時刻T1から第3時刻T3までの期間は、開始時刻から設定時刻までの期間、すなわち、漸増制御の期間より短い。具体的には、第1時刻T1から第4時刻T4までの期間、すなわち、1回の覚醒制御の期間は、漸増制御の期間より短い。例えば、第1時刻T1から第3時刻T3までの期間は、1分以下である。第1時刻T1から第4時刻T4までの期間が1分以下でもよい。
第4時刻T4になると、図3に示すステップS15へ進み、制御部14は、ユーザ1が起床したか否かを判定する。
制御部14は、ユーザ1が起床するまで覚醒制御(S14)を繰り返す(S15でNo)。具体的には、制御部14は、センサ部17からの通知に基づいてユーザ1が起床しているか否かを判定する。ユーザ1が起床していない場合、制御部14は、覚醒制御を繰り返す。
なお、ユーザ1が起床したか否かの判定は、覚醒制御中の割込処理として実行される。図11は、本実施の形態に係る覚醒制御中の割込処理を示すフローチャートである。
制御部14は、ユーザ1が起床していないと判定した場合(S30でNo)、覚醒制御を継続する。具体的には、図6に示す覚醒制御における処理中のステップを行う(S31)。ユーザ1が起床していると判定した場合(S30でYes)、図3に示すステップS16へ進み、制御部14は、調光比を最大値で維持する。なお、図3において、離床時刻は、ユーザ1が起床した時刻を示している。制御部14は、離床時刻以降は、調光比を予め定められた値(例えば、最大値)に維持する。
[起床制御による実験結果]
ここで、実際に、本実施の形態に係る照明装置10によってユーザ1を起床させた場合の実験結果について図12を用いて説明する。図12は、本実施の形態に係る起床制御の実験結果を示す図である。
具体的には、複数の被験者に対して、漸増制御と覚醒制御との両方を含む実施例に係る実験と、漸増制御のみの比較例に係る実験とを行い、被験者の起床後の目覚めの気分を主観評価させた。被験者としては、20代〜50代の男女10名を選んだ。実施例と比較例とは、各々1週間ずつ行った。
起床時の目覚めの主観評価項目には、5段階のSD(Semantic Differential)評価指数を用いて、起床時の気分と起床時の眠気との各々を「+2」〜「−2」の5段階で評価した。起床時の気分については、「+2」を「非常に気分が良い」とし、「−2」を「非常に気分が悪い」とした。起床時の眠気についても同様に、「+2」を「眠気が全くない」とし、「−2」を「眠気が非常にある」とした。
図12に示すように、起床時の気分及び眠気の両方とも、漸増制御と覚醒制御とを行った場合に、漸増制御のみの場合に比べて改善していることが分かる。すなわち、本実施の形態に係る照明装置10によれば、起床時のユーザ1の気分を良くすることと、ユーザ1の眠気を少なくすることとを両立させることができる。つまり、照明装置10によれば、ユーザ1を快適に起床させることができる。
また、ユーザ1を快適に起床させるためには、覚醒制御において、ユーザ1に暴露する照明光の光量が多い程良く、かつ、光量変化を大きくすることが良い。このため、例えば、覚醒制御における調光比の極小値である第2時刻T2における調光比Y2は、できるだけ大きな値で、かつ、ユーザ1に対する光量変化が大きく感じられる値であることが望まれる。そこで、調光比Y2の適切な値を求めるために、以下の実験を行った。
具体的には、20代〜60代の男女9名を被験者として、一般的な天井照明器具を用いて実験を行った。照明器具の最小出力をコントロール条件として、コントロール条件と実験条件とを明順応状態から交互に5秒ずつ提示した後、暗く感じた条件を回答させた。明順応時、条件提示時、評価時は、常に仰臥位姿勢、かつ、閉眼状態にさせた。
7水準の条件の提示順序とコントロール刺激との提示順序(前後の2水準)それぞれを、順序効果が出ないようにランダムに条件を提示し、1つの条件について、合計10回評価させた。
被験者毎の各条件の正答率に対し、ロジスティック回帰分析を行うことで、閾値を算出した。その結果、回帰曲線のR2値が高い値(>0.7)を示し、適切な回帰であることが示された。被験者毎の閾値(75%閾値)の平均値を算出した結果、図13に示すように、26%という結果が得られた。なお、図13は、本実施の形態に係る第2時刻T2における調光比Y2の適切な値を求めるための実験結果を示す図である。横軸は、被験者の識別番号(ID)を示し、縦軸は、被験者が明るく感じたときの明状態に対する出力比の平均値を示している。
このことは、被験者が閉眼状態であれば、ある明るさの環境から暗い環境に変化させた時、元の明るさの26%の出力であれば、それ以下の出力と同程度の明るさを被験者が感じることを示している。すなわち、26%の以下の出力から出力を変化させたときの被験者に与えた光量変化は、0%の出力から変化させた場合と同程度の光量変化を与えることと同じことを意味する。
したがって、例えば、第2時刻T2における調光比Y2が26%である場合、ユーザ1に対して、光量変化を最大限与えつつ、照明光の光量を多くすることができる。よって、ユーザ1を快適に起床させることができる。
[効果など]
以上のように、本実施の形態に係る照明装置10は、照明光を出射する照明部11と、時刻を計時する計時部12と、ユーザ1から設定時刻の入力を受け付ける入力部13と、設定時刻に基づいて照明部11を制御する制御部14とを備え、制御部14は、設定時刻以降の第1時刻T1から第2時刻T2にかけて照明部11の調光比を低下させ、第2時刻T2から第3時刻T3にかけて調光比を増加させる覚醒制御を行い、第2時刻T2から第3時刻T3までの調光比の時間変化を、調光比をY、時刻をtとして定数a、b、c、dを用いて表される関数(1)にフィッティングした場合、定数cは、第3時T3刻より第2時刻T2に近い値になる。
これにより、図12に示したように、起床時のユーザ1の気分を良くすることと、ユーザ1の眠気を少なくすることとを両立させることができる。すなわち、本実施の形態に係る照明装置10によれば、ユーザ1を快適に起床させることができる。
また、例えば、制御部14は、覚醒制御を繰り返す。
これにより、覚醒制御を繰り返すことで、ユーザ1の覚醒を促すことができる。
また、例えば、制御部14は、覚醒制御において、さらに、第3時刻T3から第4時刻T4にかけて第3時刻T3における調光比を維持する。
これにより、光量の多い光にユーザ1を暴露させる期間を長くすることができるので、ユーザ1を快適に起床させることができる。
また、例えば、さらに、アラーム音を発するアラーム部15を備え、制御部14は、設定時刻にアラーム音を発生させる。
これにより、光刺激だけでなく、音刺激をユーザ1に与えることができるので、ユーザ1の覚醒を強く促すことができる。
また、例えば、制御部14は、覚醒制御において、さらに、第3時刻T3でアラーム音を発生させる。
これにより、光刺激だけでなく、音刺激をユーザ1に与えることができるので、ユーザ1の覚醒を強く促すことができる。
また、例えば、制御部14は、覚醒制御の繰り返しにおいて間欠的に第3時刻T3でアラーム音を発生させてもよい。
これにより、覚醒制御を繰り返す度にアラーム音が発生するのを防ぐことができるので、アラーム音が毎回発生する煩わしさを軽減することができる。
また、例えば、制御部14は、さらに、設定時刻より前の開始時刻で照明光の照射を開始し、設定時刻まで調光比を漸次増加させる漸増制御を行う。
これにより、漸増制御を行うことで、ユーザ1の睡眠状態を浅くすることができるので、その後の覚醒制御によって、ユーザ1の覚醒をより強く促すことができる。また、ユーザ1は睡眠が浅い状態で起床するので、起床時のユーザ1の気分を良くすることができ、かつ、起床時のユーザ1の眠気を少なくすることができる。
また、例えば、第1時刻T1から第3時刻T3までの期間は、開始時刻から設定時刻までの期間より短い。
これにより、短期間で光量変化をユーザ1に与えることができるので、ユーザ1に光量変化をより強く感じさせることができる。したがって、ユーザ1の覚醒をより強く促すことができる。
また、例えば、第1時刻T1から第3時刻T3までの期間は、1分以下である。
これにより、より短期間で光量変化をユーザ1に与えることができるので、ユーザ1の覚醒をより強く促すことができる。
また、例えば、制御部14は、覚醒制御において、さらに、第2時刻T2から第3時刻T3にかけて照明光の相関色温度を上昇させる。
これにより、第2時刻T2から第3時刻T3までの光量を増加させる期間において、色温度を制御することで、ユーザ1の覚醒を強く促すことができる。
また、例えば、第2時刻T2から第3時刻T3における調光比と相関色温度との関係は、略線形である。
これにより、光量に応じた色温度の照明光を出射することで、空間として違和感を覚えない照射を行うことができる。
また、例えば、さらに、設定時刻を含む所定の制御情報を表示する表示部16を備える。
これにより、設定時刻などの制御情報を表示することで、ユーザ1の入力を支援することができる。したがって、ユーザ利便性を高めることができる。
なお、本実施の形態では、照明装置10が電気スタンド型の照明装置である例について示したが、これに限らない。図14は、本実施の形態の変形例に係る照明装置10aとその使用環境とを示す模式図である。
本変形例に係る照明装置10aは、タブレット端末である。照明装置10aは、タッチパネルディスプレイ11aを備える。タッチパネルディスプレイ11aは、本実施の形態に係る照明部11、入力部13及び表示部16の機能を実現する。
なお、照明装置10aは、タブレット端末に限らず、スマートフォンなどの携帯情報端末、テレビ、パーソナルコンピュータのモニタなどの表示装置でもよい。
(実施の形態2)
続いて、実施の形態2に係る照明システムについて説明する。上記の実施の形態1では、照明装置10が単独で起床制御を行うのに対して、本実施の形態に係る照明システムは、複数の装置が協働して起床制御を行う。なお、以降の説明において、実施の形態1と同じ構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
図15は、本実施の形態に係る照明システム100の構成とその使用環境とを示す模式図である。図16は、本実施の形態に係る照明システム100の機能構成を示すブロック図である。
図15及び図16に示すように、照明システム100は、照明装置110と、照明装置110を制御する制御装置20とを備える。照明装置110は、実施の形態1と同様に、電気スタンド型の照明装置である。制御装置20は、スマートフォンなどの携帯端末である。
図16に示すように、制御装置20は、計時部12と、入力部13と、制御部14と、アラーム部15と、表示部16と、センサ部17と、記憶部18と、通信部21とを備える。つまり、制御装置20は、実施の形態1に係る照明装置10の照明部11以外の構成要素を備える。照明装置110は、照明部11と、通信部111と、照明制御部112とを備える。
通信部21及び通信部111は、互いに通信を行う。本実施の形態では、通信部21と通信部111とは、無線通信を行う。無線通信は、例えば、Bluetooth(登録商標)、Wi−Fi(登録商標)、Zigbee(登録商標)、赤外線通信などいかなるものでもよい。なお、通信部21及び通信部111は、ケーブルなどの有線で接続されており、当該ケーブルを介した有線通信を行ってもよい。
照明制御部112は、制御装置20の制御部14から送信される制御信号に基づいて、照明部11の調光及び調色を制御する。
以上のように、本実施の形態に係る照明システム100は、照明光を出射する照明部11を備える照明装置110と、照明装置110を制御する制御装置20とを備える照明システムであって、制御装置20は、時刻を計時する計時部12と、ユーザ1から設定時刻の入力を受け付ける入力部13と、設定時刻に基づいて照明部11を制御する制御部14とを備え、制御部14は、設定時刻以降の第1時刻T1から第2時刻T2にかけて照明部11の調光比を低下させ、第2時刻T2から第3時刻T3にかけて調光比を増加させる覚醒制御を行い、第2時刻T2から第3時刻T3までの調光比の時間変化を、調光比をY、時刻をtとして定数a、b、c、dを用いて表される関数(1)にフィッティングした場合、定数cは、第3時刻T3より第2時刻T2に近い値になる。
これにより、照明装置110は制御装置20からの制御に基づいて照明部11の調光比を変化させればよい。したがって、例えば、通信機能及び調光機能を有する既存の照明装置(照明器具)を利用して、実施の形態1で示した起床制御を行うことができる。既存の照明装置を有効に利用して、ユーザ1を快適に起床させることができる。
なお、本実施の形態では、照明装置110が電気スタンド型の照明装置である例について示したが、これに限らない。図17は、本実施の形態の変形例に係る照明システム100aとその使用環境とを示す模式図である。
本変形例に係る照明装置110aは、天井に設置される照明装置であり、例えば、シーリングライトである。本変形例では、ユーザ1は、制御装置20の入力部13を介して、設定時刻などの入力を行う。つまり、照明装置110aには、入力ボタンなどを設ける必要はなく、ユーザ1は、照明装置110aに触れる必要はない。このため、照明装置110aのように天井に設置されている場合でも、ユーザ1は手元にある制御装置20を操作すればよいので、ユーザ利便性を損ねない。また、天井に設けられた照明装置110aから照明光を出射することで、ユーザ1の顔に照明光を当てやすくすることができる。
なお、照明装置110aは、シーリングライトに限らず、ダウンライト、スポットライト、ペンダントライト、シャンデリア、ブラケットライト、フットライトなどでもよい。
(実施の形態3)
続いて、実施の形態3に係る照明システムについて説明する。上記の実施の形態2では、制御装置が1つの照明装置を制御したが、本実施の形態に係る照明システムでは、制御装置は複数の照明装置を制御する。
図18は、本実施の形態に係る照明システム200の構成とその使用環境とを示す模式図である。図19は、本実施の形態に係る照明システム200の機能構成を示すブロック図である。
図18及び図19に示すように、照明システム200は、照明装置110と、照明装置110aと、照明装置110及び照明装置110aを制御する制御装置220を備える。なお、照明装置110及び照明装置110aは、実施の形態2と同じであるので説明を省略する。
図19に示すように、制御装置220は、実施の形態2に係る制御装置20と比較して、制御部14の代わりに制御部24を備える点が異なっている。具体的には、制御部24は、起床制御のうち漸増制御を照明装置110aに行わせ、覚醒制御を照明装置110に行わせる。つまり、制御部24は、漸増制御に係る調光比の指示を、通信部21を介して照明装置110aに送信する。制御部24は、覚醒制御に係る調光比の指示を、通信部21を介して照明装置110に送信する。
以上のように、複数の照明装置110及び110aを利用して起床制御を行い、ユーザ1を快適に起床させることができる。
なお、本実施の形態では、照明装置110が漸増制御を行い、照明装置110aが覚醒制御を行ってもよい。あるいは、照明装置110又は110aは、漸増制御と覚醒制御との両方を行ってもよい。
(実施の形態4)
続いて、実施の形態4に係る照明システムについて説明する。上記の実施の形態3では、制御装置がアラーム部を備える例について示したが、本実施の形態に係る照明システムでは、照明装置及び制御装置とは別体のスピーカがアラーム部を備える。
図20は、本実施の形態に係る照明システム300とその使用環境とを示す模式図である。図21は、本実施の形態に係る照明システム300の機能構成を示すブロック図である。
図20及び図21に示すように、照明システム300は、照明装置110と、照明装置110aと、スピーカ330と、照明装置110及び110a並びにスピーカ330を制御する制御装置320とを備える。照明装置110及び照明装置110aは、実施の形態3と同じであるので説明を省略する。
図21に示すように、制御装置320は、実施の形態3に係る制御装置220と比較して、アラーム部15を備えない点が異なっている。制御装置320は、アラーム部15を備えないので、制御部24は、通信部21を介してスピーカ330を制御することで、アラーム音を発生させる。アラーム音の発生させるタイミングなどは、実施の形態1と同様である。
本実施の形態では、スピーカ330は、図20に示すように、天井に取り付けられた天井直付スピーカであるが、これに限らない。例えば、ベッド2の近傍(寝室内)にオーディオシステム、テレビなどが配置されている場合は、これらをスピーカ330として利用することもできる。
スピーカ330は、図21に示すように、通信部331と、アラーム部15とを備える。通信部331は、通信部21と通信する。通信部331と通信部21との通信は、例えば、無線通信であり、具体的には、Bluetooth(登録商標)、Wi−Fi(登録商標)、Zigbee(登録商標)、赤外線通信などである。
アラーム部15は、通信部21及び通信部331を介して、制御装置320の制御部24から送信される制御信号に基づいて、アラーム音を発する。
以上のように、制御装置320並びに照明装置110及び110aとは別体のスピーカ330を利用してアラーム音を発生させることもできる。
(その他)
以上、本発明に係る照明装置及び照明システムについて、上記実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記の実施の形態では、調光比の時間変化をシグモイドカーブに対して、最小二乗法を用いたフィッティングを行ったが、これに限らない。カーブフィッティングに用いられるその他の一般的な手法を用いることができる。
また、例えば、上記の実施の形態では、第1時刻T1は、アラーム音を停止させた時刻又はアラーム期間が経過した時刻である例について示したが、これに限らない。第1時刻T1は、設定時刻でもよい。すなわち、制御部14は、アラーム音が鳴っている期間中に、調光比を減少させてもよい。また、2回目以降の繰り返し中の覚醒制御においては、第1時刻T1は、直前の覚醒制御の終了時刻でもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、第2時刻T2は、調光比が第1目標値(調光比Y2)に達した時刻である例について示したが、これに限らない。第2時刻T2は、第1時刻T1から予め定められた期間経過した時刻でもよい。すなわち、制御部14は、覚醒制御において、第1目標値に達するまでではなく、予め定められた期間で調光比を減少させてもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、覚醒制御では、第3時刻T3から第4時刻T4まで調光比を維持するが、これに限らない。制御部14は、調光比を維持することなく、再び覚醒制御を繰り返してもよい。つまり、第3時刻T3が、次の覚醒制御における第1時刻T1になってもよい。また、制御部14は、覚醒制御を繰り返さなくてもよく、覚醒制御を1回のみ行ってもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、照明装置10又は照明システム100などがアラーム部15を備える例について示したが、照明装置10又は照明システム100などは、アラーム部15を備えなくてもよい。例えば、設定時刻では、アラーム音を鳴らさなくてもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、制御部14は、第2時刻T2から第3時刻T3にかけて調光比の変化に応じて、照明光の相関色温度を変化させたが、これに限らない。例えば、照明部11は、調色機能を有しておらず、照明光の相関色温度は常に一定でもよい。あるいは、制御部14は、第1時刻T1から第2時刻T2にかけて、照明光の相関色温度を変化させてもよく、あるいは、漸増制御において照明光の相関色温度を変化させてもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、照明装置10又は制御装置20などがセンサ部17を備える例について示したが、これに限らない。センサ部17は、照明装置10及び制御装置20などとは別体で設けられていてもよい。
同様に、照明装置10又は制御装置20などが表示部16を備える例について示したが、これに限らない。表示部16は、照明装置10及び制御装置20などとは別体で設けられてもよい。
また、例えば、上記の実施の形態において、起床制御が漸増制御と覚醒制御とを含む例について示したが、これに限らない。例えば、起床制御は、覚醒制御のみを含んでもよい。
また、上記の各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
なお、本発明は、照明装置又は照明システムとして実現できるだけでなく、照明装置又は照明システムの各構成要素が行う処理をステップとして含むプログラム、及び、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なDVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体として実現することもできる。
つまり、上述した包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
その他、各実施の形態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各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。