JP4808746B2 - 視力保護用照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、視力保護用照明器具（Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ Ｅｙｅ Ｓｉｇｈｔ）に関するものであって、より詳細には、既存の蛍光灯照明器具では出力されないが、視覚活動には必須的な波長の光を付加的に出力することによって、視力を保護することができる照明器具に関するものである。

公共施設や家庭の主な照明器具として、蛍光灯(Ｕ字形の蛍光灯、管型の蛍光灯など)を用いた多様な灯器具が使用されており、勉強ルームや研究室の卓上用の補助照明装置として、図１に示すような形状の卓上用の蛍光灯スタンド（ｓｔａｎｄ）が多く使用されている。

そして、このような卓上用の蛍光灯スタンドなどでは、６０Ｈｚ交流の家庭用電源をそのまま使用すると、蛍光灯が１初に１２０番程ちらつくようになって目に疲れを誘発するので、インバーター(ｉｎｖｅｒｔｅｒ)回路を用いた電子式安定器を使用して既存６０Ｈｚ交流を４４ＫＨｚの高周波にして印加することで、蛍光灯が１初に８０,０００〜９０,０００番ちらつくようにし、目にこのようなちらつきが全然感知されることができないようにする蛍光灯インバータースタンドが主従を成すようになった。

また、主な照明器具として蛍光灯を使用する灯器具には、インバーター回路を採択しない電子式安定器を使用する場合もあるが、最近にはインバーター回路を採択した電子式安定器を使用している。

一方、自然光(太陽光)は３８０〜７８０ｎｍ波長の光源が全帯域にかけて平らに放出されており、人間の視覚活動がこの自然光に適応してきたので、該自然光が照らした事物を見れば人間は楽な感じを受けるようになって、視力もやはり保護できる。

しかし、このような従来技術の蛍光灯は安価(個当たり１−３ドル)であるが、蛍光灯の内側ガラスに塗布された蛍光物質が主に燐酸塩系、珪酸塩系、タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ）酸塩系の化合物であるので、図２の上段に示すように、出力される光として、４３０〜４５０ｎｍ波長の青色（Ｂｌｕｅ）、６００〜６２０ｎｍ波長の赤オレンジ色（Ｒｅｄ−Ｏｒａｎｇｅ）及び５３０〜５６０ｎｍの黄緑色（Ｙｅｌｌｏｗ−Ｇｒｅｅｎ）が多く放出されるが、６２０〜７００ｎｍ波長の純粋な赤色（Ｒｅｄ）と４９８〜５３０ｎｍ波長の純粋な緑色（Ｇｒｅｅｎ）は非常に少なく放出され、このような蛍光灯を使用する灯器具から出光される光は、ＲＧＢ（Ｒｅｄ Ｇｒｅｅｎ Ｂｌｕｅ）組合の自然光とは距離が遠くて連色性の問題があり、これによって人の視覚細胞にこのような従来技術の蛍光灯を長時間使用すれば目が疲れを受けるようになる。

また、人間の視覚細胞は、円錐細胞と桿状細胞（Ｒｏｄ Ｃｅｌｌ）からなっているが、色相を認知する３種類の円錐細胞はそれぞれ４２０ｎｍ、５３０ｎｍ、５６０ｎｍ付近の光に相対的な敏感度が高く、桿状細胞は４９５ｎｍ付近の光に感度が高く表れる。

特に、最近の研究によれば、円錐細胞と桿状細胞とが相互作用によって視覚活動に関与するものと明かされているが、これは従来の円錐細胞のみが色相認知に関与するものという理論により、ＲＧＢ光源において、重要に扱わなかった桿状細胞が、４９５ｎｍ付近の青緑色（Ｂｌｕｉｓｈ Ｇｒｅｅｎ）光に敏感であり、該４９５ｎｍ付近の青緑色(Ｂｌｕｉｓｈ Ｇｒｅｅｎ)光がシャープネス（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）を向上させて、視覚活動において重要な役割を尽くすことを意味する。

しかしながら、既存の蛍光灯は、該４９５ｎｍ付近の青緑色光が些細に放出されて、視覚細胞の活動に最適の条件を提供することができない。

結局、既存の蛍光灯は、６２０〜７００ｎｍ波長の純粋な赤色と、４９８〜５３０ｎｍ波長の純粋な緑色とが非常に少なく放出されて連色性に問題があり、４９５ｎｍ付近の青緑色光が些細に放出されてシャープネスを向上させることができない実情がある。

このような既存蛍光灯の短所を補完するため、既存の蛍光灯用蛍光物質に燐−化合物(Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ:Ｐ)をもっと付加して赤色などの波長を補強したフル・スペクトラム（Ｆｕｌｌ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）蛍光灯が登場したが、燐化合物は希少物質であって材料費が高く、その収率（ｙｉｅｌｄ）が低くて高価であるので、安価なフル・スペクトラム蛍光灯の灯器具を製造することが不可能である。

現在、多様な色光を出力する常用ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が発売開始されているが、自然光に近接した光を放出するようにするために多様な色のＬＥＤを組み合わせて照明器具を製作することは、このような照明器具で必要とする光を出力するために数百個のＬＥＤを使用しなければならないので、蛍光灯に比べて越等な製造費用をもたらし、数百個のＬＥＤから放出される相当の発熱を制御しにくくなって、ＬＥＤだけで自然光に近接した照明器具を製作することは製造単価や発熱問題において望ましくない。

本発明は、前記のような問題点を勘案し、視覚的に自然光に近接した光を放出し、安価で製造できる照明器具を提供するものである。

従って、本発明は、現在一番効率的な光源である安価な蛍光灯を基本光源にして、下記の説明のとおり、このような蛍光灯からは放出されない波長の光であるが、自然光に近接するための必須的な波長の光を形成するためにＬＥＤを共に使用することによって向上された連色性及びシャープネスを提供し、安価で、より自然光に近接した照明器具を提供するようになる。本願発明は少なくとも以下の発明を包含する。

（１）蛍光灯を使用する照明器具において、蛍光灯を挟むソケット、４９８〜５３０ｎｍ波長の緑色光を放出するＬＥＤ、６２０〜７００ｎｍ波長の赤色光を放出するＬＥＤ、４９５ｎｍ付近波長の青緑色光を放出するＬＥＤが設けられる基板、前記蛍光灯用の安定器、前記ＬＥＤなどに直流電源を印加する直流供給装置、を含む視力保護用照明器具。

（２）前記基板には、３８０〜４００ｎｍ波長の紫色光を放出するＬＥＤがさらに設けられる（１）記載の視力保護用照明器具。

（３）前記ソケットが前記基板に設けられている（１）記載の視力保護用照明器具。

（４）前記照明器具が卓上用スタンドである（１）記載の視力保護用照明器具。

（５）前記照明器具がＵ字形の蛍光灯を使用する灯器具である（１）記載の視力保護用照明器具。

（６）前記照明器具が管型蛍光灯を使用する灯器具である（１）記載の視力保護用照明器具。

（７）前記照明器具には眩しさ防止フィルターがさらに設けられる（１）記載の視力保護用照明器具。

（８）前記安定器はインバーター式安定器である（１）記載の視力保護用照明器具。

以上のような本発明を使用すれば、安価の蛍光灯にＬＥＤを組み合わせて自然光に近接する光を形成する視力保護用照明器具を提供することが可能となる。

本発明の発明者による研究によれば、蛍光灯から放出される光に、図２の下段に示すように、蛍光灯からは微細に放出されるだけである４９８〜５３０ｎｍ付近の緑色光と、６２０〜ｃ４９５ｎｍ波長の赤色光とを十分に付加する場合、連色性が相当に改善されて人間が事物を見るとき自然になって、視力の保護となるという結論を得た。ここでｃ４９５ｎｍは、実際具現においては６２０〜７００ｎｍ波長の赤色光と、３８０〜４００ｎｍ波長の紫色（Ｖｉｏｌｅｔ）光とを合成して作ることができる。

結局、４９８〜５３０ｎｍ波長の緑色光、６２０〜７００ｎｍ波長の赤色光、３８０〜４００波長の紫色光を既存の蛍光灯の光に付加させる場合(図２の下段)、連色性が改善され、事物を見るとき自然になって視力の保護となる。

この時、６２０〜７００ｎｍ波長の赤色光を付加する場合が、３８０〜４００ｎｍ波長の紫色光を付加する場合に比べて、より効果的に自然光に近接した感じを受けるという事実を発見した。

従って、４９８〜５３０ｎｍ波長の緑色光 、６２０〜７００ｎｍ波長の赤色光を既存の蛍光灯の光に付加させる場合に自然光に近接した感じを有するようになり、図２の下段に示すように、追加的に３８０〜４００ｎｍ波長の紫色光をもっと使用すれば、より自然光に近接した感じを有するようになる。

さらに、桿状細胞の感度が高い部分である４９５ｎｍ付近の青緑色光を追加して、視覚細胞の全体的な活動力を高めてシャープネスを向上させる。

次に、以上のような発明者の研究結果を適用して視力保護用照明器具を製作する一つの実施例として、視力保護用の蛍光灯卓上スタンドに対し察してみる。

本発明の卓上スタンドでは既存の蛍光灯に、４９８〜５３０ｎｍ 波長の緑色光と、６２０〜７００ｎｍ波長の赤色光とを放出するＬＥＤを付加した形態の灯器具を使用する。

このような本発明の視力保護用の卓上用スタンドを作る方法を図３〜図６を参考にして説明するようにする。

４９８〜５３０ｎｍ付近の緑色の波長の光と、６２０〜７００ｎｍ波長の赤色光とを安価に作るためには多数のＬＥＤを使用する。

まず、図３に示すように、４９８〜５３０ｎｍ 波長の緑色光用のＬＥＤ１と６２０〜７００ｎｍ波長の赤色光用のＬＥＤ２を交代に配置し、蛍光灯用ソケット３を配置した基板４を製作する。該基板４の裏面には蛍光灯用のインバーター式安定器１２での交流出力電源を印加するための配線５と、ＬＥＤ１、２用の直流供給装置１３の直流電源を印加するための配線６が形成されている。配線５、６は図３の基板４の裏面に位置するので、図３〜図５では図示されていない。この時、ＬＥＤ１、２の個数はソケット３に挟まれる蛍光灯７の光の勢いと各ＬＥＤ１、２の光の勢いを考慮して適正な個数を使用する。

そして、図３の基板４のソケット３に蛍光灯７(図４ではＵ字形の蛍光灯を図示したが管型の蛍光灯も可能である)を挟み、図４に示すように蛍光灯を有する基板４を完成する。

次に、該基板４をスタンド冠８にねじを用いて固定する。

図５に示すようにスタンド冠８に設けられた弾性係止構造９に基板４を挟んで固定すると、本発明のためのスタンド冠８が形成され、該スタンド冠８を延長部材１０と添え木１１と結合するようにすれば、図６に示すような本発明の視力保護用スタンドが形成される。

この時、添え木１１の内部には蛍光灯用のインバーター式安定器１２とＬＥＤ用直流供給装置１３が形成されていて、該蛍光灯用のインバーター式安定器１２の交流出力配線とＬＥＤ用直流供給装置１３の直流出力配線は、延長部材１０の内部を通して基板４にある配線５、６に結線される。

次に、ユーザがスイッチ１４をオンさせて家庭用の交流電源を本体内部のインバーター式安定器１２と直流供給装置１３に供給すると、インバーター式安定器１２の出力は配線５によって蛍光灯用ソケット３に供給され、直流供給装置１３の出力は配線６によってＬＥＤ１、２に供給される。

以上のようにして、ユーザがスイッチ１４をオンさせると蛍光灯７とともにＬＥＤ１、２が点灯され、蛍光灯７から出力される光は４３０〜４５０ｎｍ波長の青色光 、６００〜６２０ｎｍ波長の赤オレンジ色の光 、及び５３０〜５６０ｎｍ波長の黄緑色の光が多く放出され、ＬＥＤ１、２では４９８〜５３０ｎｍ波長の緑色の光と、６２０〜７００ｎｍ波長の赤色の光とが放出され、全体的に青色光、赤色光、緑色光が似ている勢いを有するように放出されて、視覚的に連色性が改善された自然光に近接した光を放出するようになる。

一方、本発明者の研究によれば、ここに３８０〜４００ｎｍ程度の波長を有する紫色の光を付加すると、もっと連色性が改善されて、より自然光に近接となるので、前記の基板４に前記ＬＥＤ１、２とともに３８０〜４００ｎｍ程度の波長の紫色ＬＥＤを追加に配置することもできる。

さらに、桿状細胞の感度が高い部分である４９５ｎｍ付近の青緑色の光のためのＬＥＤを追加することも可能である。

そして、図５のスタンド冠８に眩しさ防止フィルターを追加的に設けると眩しさが防止されることができる。

また、以上では蛍光灯を使用する視力保護用の卓上用スタンドに対して説明したが、蛍光灯とＬＥＤを組み合わせて自然光に近接した光源を生成する本発明の原理は家庭や事務室で使用する多様な蛍光灯照明器具にも適用が可能である。

例えば、家庭で多く使用する正方形状の蛍光灯灯器具の場合には、上記の卓上用スタンドの場合のように、基板に蛍光灯ソケットなどと、４９８〜５３０ｎｍ 波長の緑色の光と、６２０〜７００ｎｍ波長の赤色の光とのための多数のＬＥＤを適切に配置し、蛍光灯をそのソケットに挟み、該基板を灯器具の冠に固定させて完成すればよい。

そして、以上では基板に蛍光灯ソケットとＬＥＤがともに配置されるものと記載したが、基板にはＬＥＤのみ配置されて、蛍光灯用ソケットは別途に配置される場合も可能である。

以上では本発明の好ましい実施例に対して説明したが、本発明はこのような実施例に限定されず、本発明の原理を適用した多様な変形の実施例においても適用が可能であることを留意しなければならない。

本発明は、視力を保護することができる照明器具として、産業上有用である。

従来技術による蛍光灯を使用した卓上用スタンドの斜視図である。 従来技術の蛍光灯の波長分布と、本発明の照明器具の波長分布を説明する図面である。 本発明の一実施例の視力保護用スタンドに使用される基板を示す図である。 図３の基板に蛍光灯を挟んで完成させた基板を示す図である。 図４の基板をスタンド冠に挟んで固定する構造を説明する図である。 本発明の視力保護用スタンドの斜視図である。

符号の説明

１、２ ＬＥＤ
３ ソケット
４ 基板
７ 蛍光灯
８ スタンド冠
９ 弾性係止構造
１０ 延長部材
１１ 添え木
１２ 安定器
１３ 直流供給装置
１４ スイッチ

Claims (8)

1. 蛍光灯を使用する照明器具において、
   前記照明器具は、
   主要な明るさを提供する主光源としての蛍光灯を挟むソケットと、
   連色性を改善するための４９８〜５３０ｎｍ波長の緑色光を放出するＬＥＤと６２０〜７００ｎｍ波長の赤色光を放出するＬＥＤとが設けられ、かつ、シャープネスを改善するための４９５ｎｍ付近波長の青緑色光を放出するＬＥＤが設けられる基板と、
   前記蛍光灯を駆動するための蛍光灯駆動器と、
   前記ＬＥＤなどに電力を供給するための電源と、
   を含み、前記ＬＥＤが前記連色性と前記シャープネスとを改善することを特徴とする視力保護用照明器具。
2. 前記基板には、前記連色性を改善するための３８０〜４００ｎｍ波長の紫色光を放出するＬＥＤがさらに設けられることを特徴とする請求項１記載の視力保護用照明器具。
3. 前記ソケットが前記基板に設けられていることを特徴とする請求項１記載の視力保護用照明器具。
4. 前記照明器具が卓上用スタンドであることを特徴とする請求項１記載の視力保護用照明器具。
5. 前記蛍光灯の少なくとも１つがＵ字形の蛍光灯であることを特徴とする請求項１記載の視力保護用照明器具。
6. 前記蛍光灯の少なくとも１つが管型蛍光灯であることを特徴とする請求項１記載の視力保護用照明器具。
7. 前記照明器具には眩しさ防止フィルターがさらに設けられることを特徴とする請求項１記載の視力保護用照明器具。
8. 前記蛍光灯駆動器はインバーター式安定器であることを特徴とする請求項１記載の視力保護用照明器具。

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