JP6170053B2 - 調光の間の色変更を特徴とする調光可能な発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、調光可能な照明器具の分野に関する。更に詳細には、本発明は、例えば目覚ましランプのような、自然の夕暮れ又は夜明けをシミュレートすることが可能な照明器具に関する。

目覚ましランプは、光出力強度が略ゼロと最大値との間で変化させられることができる、制御可能な光源を有する装置であり、ここで該最大値は実用的にはユーザの眼において２５０乃至４００ルクス（lux）であっても良く、ここでは光源とユーザの眼との間の距離がユーザのマニュアルに従って固定された値であることを仮定している。該装置は一般に目覚まし時計と関連しており、日の出（又は夜明け）をシミュレートすることによって快適で自然な態様で人間を目覚めさせることを意図したものである。設定されたアラーム時刻の前の所定の先行時刻（一般に約３０分早く）に起動して、光源は低い強度でスイッチオンされ、強度が徐々に増大させられ、アラーム時刻において最大強度が到達される。目覚ましランプは実際に知られており、そのため更なる説明は必要とされない。

単純な実施例においては、目覚ましランプの強度増大は、単に光源に供給される電力を増大させることにより実現される。光源のタイプに依存して、このことは、供給電圧を増大させることにより為されても良いし（例えば白熱ランプの場合）、又はより複雑なドライバ設計を用いることが必要となり得る（例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）の場合）。しかしながら、光強度の増大は、適切な目覚ましランプの１つの側面に過ぎない。他の重要な側面は、出力光の色である。人間の知覚においては、自然な日の出は、光強度が増大するにつれて、深い赤色から黄色がかった白へと変化する色と関連している。先行技術の目覚ましランプは斯かる色変化を呈さず、その結果は「不自然な」ものとして知覚される。

欧州特許出願公開EP1808199A2は、光源が可変の照明を提供する夜明けシミュレータモードを持つ光療法光源を開示している。該光療法光源は、該夜明けシミュレータモードにおいて、可変の照明の色を変更して、該照明が高い照明レベルにおいてよりも低い照明レベルにおいて赤くなるようにするよう構成される。

本発明の目的は、改善された自然さの知覚及び快適さをユーザにもたらす目覚ましランプを提供することにある。

図１は、可視スペクトル即ち人間の視覚の色域の、良く知られたＣＩＥ１９３１色度図を示すグラフである。本図は当業者には知られたものであるため、説明は手短なものにとどめる。本図内における各点は、色点として示される。単色の色点は凸状の境界に沿って示され、他の点は混色を示す。線１１は、黒体線に近い範囲におけるプランク式により定義される、定数の相関色温度の色点を示す（以下、相関色温度は以下ＣＣＴと略される）。黒体線は１２により示され、当該線はゼロと無限大との間の温度の関数として理想黒体放射体により辿られる色点の集合である。

人間の眼に到達する光のスペクトル成分にかかわらず、知覚される色の色度は、２つの座標ｘ及びｙにより表されることができる。これら２つの色度座標とあわせて色知覚を定義する第３の座標は「明るさ」であり、光源の場合には、「明るさ」は該光源の「強度」に関連する。斯くして、独立した色度座標ｘ、ｙ及び強度座標Ｌを持つ、３次元空間が定義される。

以上から、光源の光出力は常に、前記３次元空間における１つの点により表されることができ、該光出力の色度は常に、ｘｙ基本平面への当該点の投射、即ち対応する色点により表されることができることになる。

２つの光源の光出力が混合される場合、その結果の混合された光は、２つの別個の光源に対応する２つの色点を接続する直線上の色点を持ち、当該接続線における正確な位置が、該２つの光源の相対強度により決定されることは留意されるべきである。

例として、図１はＬＥＤのとり得る色点を示す点Ｃを含む。目覚ましランプにおける光源が固定された色のＬＥＤである場合、該光源に対する電力供給を変化させることは、色度を変えることなく、光出力強度の対応する変化のみに帰着することとなる。換言すれば、点Ｃは固定されたままである。このことは、自然な感じに知覚されない。

目覚ましランプにおける光源がハロゲンランプ又は白熱ランプである場合、該光源に対する電力供給を変化させることは、光出力強度の対応する変化のみならず、色度のシフトにも帰着することとなる。図２は、図１に対応するグラフであり、光出力強度が０．１ルクスと３００ルクスとの間で変化させられた、タイプＧＹ６．３５５の標準的な１２Ｖ、１００Ｗのハロゲンランプの色度を示す。色点により辿られる経路は、点Ａと点Ｂとの間の太線により示される。該経路１３は、黒体線１２の一部を厳密に辿っていることが分かる。０．１ルクスにおいては、ＣＣＴは約１５００Ｋ（点Ｂ）であり、３００ルクスにおいては、ＣＣＴは約２７００Ｋ（点Ａ）である。このことは一定の色度に比べれば既に好適であるが、実験は知覚が依然として十分に自然ではないことを示している。それ故、本発明の第１の目的は、この側面を改善することにある。

本目的は、本発明により提案される新たな色度経路により達成される。当該色度経路の重要な特徴は、４００Ｋと１５００Ｋとの間の相関色温度を持つ最小強度値（Ｌｍｉｎ）と関連した色点、及び２７００Ｋよりも高い色温度を持つ最大強度値（Ｌｍａｘ）と関連した色点である。

色度経路が定義された場合であっても、斯かる経路が明るさに関して辿ることができる異なる態様が存在する。実験は、ユーザが色（又はＣＣＴ）と明るさ（即ち光源強度）との間の関連の知覚予期を持つことを示している。勿論幾分かの許容差があるが、当該知覚予期からの逸脱は、色発展が不自然であるという知覚にすぐに導くこととなる。それ故、本発明の第２の目的は、当該側面を改善することにある。

本目的は、本発明により提案される相関色温度と明るさとの間の新たな関係により達成される。該新たな関係においては、色変化は、常に、光出力強度の各値について、光出力強度におけるステップが、光出力強度における同一のステップをもたらす基準黒体放射体についての温度ステップよりも大きな相関色温度におけるステップに関連付けられるようなものとなる。特に、色度経路における各色点は、関連する色温度Ｔを持ち、最大色温度Ｔｍａｘが公称強度値（Ｌｍａｘ）に関連し、制御装置は、光源の光出力強度を変更する際、少なくとも所定の閾値レベル（Ｌｔｈ）よりも高い光出力強度の値については、色度経路上の色点の位置を変更して、光出力の色温度Ｔの導関数ｄＴ／ｄＬ（Ｌ）が、前記公称強度値（Ｌｍａｘ）における前記最大色温度Ｔｍａｘに等しい色温度を持つ黒体放射体についての導関数ｄＴ／ｄＬ（Ｌ）よりも大きくなるようにするように構成される。

更なる有利な改良は、従属請求項において言及される。

本発明のこれらの及び他の態様は、図面を参照しながら、１つ以上の好適な実施例の以下の説明により更に説明されるが、ここで同一の参照番号は同一の又は類似する部分を示す。

可視スペクトルのＣＩＥ１９３１色度図を示すグラフである。 ハロゲンランプの色度を示す、図１に対応するグラフである。 本発明による目覚ましランプを模式的に示すブロック図である。 本発明による照明システムを模式的に示すブロック図である。 目覚ましランプについて、光源の光出力強度を時間の関数として示すグラフである。 本発明による目覚まし動作領域を示す、図２に対応するグラフである。 本発明による色温度を光出力強度の関数として示すグラフである。 最大色温度を最大光強度の関数として示すグラフである。 本発明による目覚ましランプの特定の実施例の動作を示すグラフである。

以下、本発明による目覚ましランプの特徴が、詳細に説明される。これらの特徴は、３次元（３Ｄ）色空間（即ちｘｙ色座標及び明るさ）を通る、移動経路を含む。このことは別個の時間の関数としてｘ、ｙ及び明るさを規定することにより記述することが可能であることに留意されたい。しかしながら以下においては、より便利な手法がとられる。色度経路は、ｘｙ基本面において定義される。色度経路上の位置はＣＣＴにより定義され、ＣＣＴと明るさ（即ち光源強度）との間の関係が定義される。このようにして、色度経路が時間とは独立して定義される。時間的な挙動は、明るさを時間の関数として記述することにより記述され得る。

図３Ａは、本発明による目覚ましランプ１００を模式的に示すブロック図である。目覚ましランプ１００は、光源１３０、光源ドライバ１４０、光源ドライバ１４０を制御するための制御装置１１０、及びクロック装置１２０を有する。制御装置１１０は例えば、適切にプログラムされたマイクロプロセッサ又はコントローラ等を有しても良い。

クロック装置１２０は、制御装置１１０により受信される、時刻を表すクロック信号を生成する装置である。斯かるクロック装置は一般に知られているため、より詳細な説明はここでは省略される。制御装置１１０は更に、以下に説明されるように、アラーム時刻のユーザ設定を表す信号Ｕｔａ、及び最大強度のユーザ設定を表す信号Ｕｍを受信する。

ドライバ１４０は、光源１３０を実際に駆動するための、即ち供給電圧又は供給電流として光源１３０のための電源を実際に生成するための装置である。斯かるドライバ装置は一般に知られているため、より詳細な説明はここでは省略される。

典型的な目覚ましランプアセンブリにおいては、クロック装置１２０、制御装置１１０、ドライバ１４０及び光源１３０は、全て１つの機器に統合され、共通の筺体に収容される。しかしながら、ドライバ１４０及び光源１３０が照明器具に配置され、制御装置１１０が別個のものとされ、制御装置１１０及びドライバ１４０が無線通信に適合されることも可能である。変形例においては、ドライバ１４０はローカルのコントローラに関連付けられても良く、この場合には、制御装置１１０は、該ローカルのコントローラと無線で通信しても良い。該無線制御装置は、光源１３０を制御する目的のみを持つ専用のハードウェア装置、即ちドライバ１４０として実装されても良い。しかしながら、無線制御装置は、例えばソフトウェアで、例えばＰＤＡ、スマートフォン、ＴＶリモートコントローラのような、無線通信機能を持つ他の目的のハンドヘルド型装置に実装されても良い。同様に、クロック装置１２０は制御装置１１０を装着されても良いが、クロック装置１２０は別個のものであり、制御装置１１０に対して無線で通信することも可能である。

無線制御装置を用いる場合、該制御装置が２つ以上の光源を制御する実施例も可能である。

図３Ｂは、本発明による照明システム１０００を模式的に示すブロック図である。システム１０００は、部屋１００１におけるアンビエント照明（ambient illumination）を生成するための複数の照明光源１１３０を有する。該部屋は、少なくとも１つのベッド１００１を備えた寝室であっても良い。各光源１１３０は、各光源のドライバに関連していても良く、又は２つ以上の光源が共通のドライバを共有していても良いが、いずれの態様においても、単純さのためドライバは図面には示されていない。システム１０００は更に、光源１１３０を無線で制御することが可能な、無線制御装置１１１０を有する。制御装置１１１０は、以上に議論された制御装置１１０と同様のものであっても良く、同様にクロック信号を受信しても良い。制御装置１１１０は、全ての光源により受信されるべき１つの制御信号を出力しても良いが、制御装置１１１０が、光源１１３０を個別の制御するための２つ以上の制御信号を出力することも可能である。

目覚ましランプ１００の基本動作が図４を参照しながら説明されるが、同様の説明がシステム１０００にも当てはまることに留意されたい。図４は、光源１３０の光出力強度（縦軸）を時間（横軸）の関数として示すグラフである。Ｌｍａｘは、光源１３０の公称又は最大光出力強度を示す。好適にはＬｍａｘは２００ルクス以上であり、より好適には２５０ルクス以上であり、更に好適には３００ルクス以上であり、Ｌｍａｘが４００ルクスの高さであることが最も好適である。

この点において、ルクスでの強度は、光源と測定位置との間の距離に依存することに留意されたい。目覚ましランプの状況では、ランプの目的が主にユーザに対して特定の生理的効果を実現することであり、重要な位置はユーザの眼の位置である。ユーザの眼は、ランプから所定の特定距離にあることが予期されるものであり、その距離はユーザのマニュアルに規定されていても良く、典型的には約５０ｃｍであり得る。光源の強度が規定される本発明の状況においては、該強度は斯かる重要な位置、即ちユーザの眼の予期される位置において測定されるものとして規定され、当該位置は「眼位置」と示される。対応する光強度は「眼強度」と示され得るが、簡単のため本明細は単に「強度」と呼ぶ。

明所視感度重み関数により表現されるものとしての人間の眼のスペクトル感度を考慮に入れて、（人間についての）可視スペクトルの全波長に亘って強度が積分されるにも、更に留意されたい。

図において、ｔＡはユーザにより設定されたアラーム時刻を示す。最初に、光源１３０はオフである。開始時刻ｔｓが到達されたことをクロック信号が示すと（典型的にはｔＡより約３０分前）、制御装置１１０が、ゼロに近い最小強度Ｌｍｉｎで光源１３０をスイッチオンする。最小強度Ｌｍｉｎの実用的な例は、０．００１ルクスである。

とり得る実施例においては、ユーザは最小強度に対して、より高い値を定義することを可能とされるが、このことは図示されていない。ｔｓとｔＡとの間の時間間隔においては、制御装置１１０は、光源１３０の光出力強度を徐々に増大させ、アラーム時刻ｔＡにおいてユーザ定義された最大強度Ｌｍｕが到達されるが、ここで該最大強度Ｌｍｕは、ユーザの好みに依存して、光源１３０の最大光出力強度Ｌｍａｘに等しいか又は該最大光出力強度よりも低い。

図は、強度と時間との間の指数関数的な依存を示している。しかしながら、強度が連続的に増大するという事実の他に、強度と時間との間の厳密な関係は必須ではなく、本発明はいずれの時間依存性でも実施されることができ、時間依存性の知識なく理解され得るものである。

しかしながら、時間依存性は、ユーザ選択されたＬｍｕの値でスケーリングされることが好適である。Ｌｍｕの変化に伴い、ｔｓからｔＡへの時間間隔は好適には同じままであり、一方で全ての強度値が同じ係数でスケーリングされる。このことは、以下のような式で表現されることができる。Ｌｍｕ＝Ｌｍａｘである場合に、ｔｓからｔＡまでの時間間隔における、光出力強度Ｌ（ｔ）の時間依存性は、関数ｆにより以下のように定義される：
Ｌ（ｔ）［ｔｓ：ｔＡ］＝Ｌｍｉｎ＋ｆ（ｔ）
ここで、ｆ（ｔｓ）＝０であり、ｆ（ｔＡ）＝Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎである。このとき、一般に、光出力強度は以下のように表される：
Ｌ（ｔ）［ｔｓ：ｔＡ］＝Ｌｍｉｎ＋ｆ（ｔ）・Ｌｍｕ／Ｌｍａｘ

色度経路
本発明の重要な態様によれば、図５を参照しながら以下に説明されるように、目覚ましランプ１００の出力光の色点は、黒体線の近くにある又は黒体線よりも僅かに低い、特定の所定の色度経路を辿る。

図５は、図２に対応するグラフであって、黒体線１２と、４０００Ｋの点（点Ｈ）において黒体線１２と交差する直線部分５０とを示している。便利さのため、また後に明らかとなる理由のため、当該直線部分５０は「下限線」と呼ばれる。該下限線５０の下端は紫色の線（即ち単色の青色３８０ｎｍと単色の赤色７００ｎｍとを接続する線）上にあり、赤色点７００ｎｍに近く、該下限線５０の下端と単色赤色７００ｎｍ点との間のｘ軸距離は０．１よりも小さく、好適には０．０５よりも小さい。理想的には、該下限線５０の下端は、単色赤色７００ｎｍ点と一致する。

黒体線１２及び下限線５０は、目覚まし動作領域５９の境界線を形成する。図５に示されるように、線５０は該領域５９の下限線であり、黒体線１２の一部、即ち交差点Ｈの右側の部分は、当該領域５９の上限線である。図示されるように、該下限線５０の下端が単色赤色７００ｎｍ点と一致しない場合には、紫色の線の小さな部分もまた領域５９の境界線となる。該目覚まし動作領域５９は、これら境界線により囲まれた領域として定義され、ここでこれら境界線は目覚まし動作領域５９に含まれる。

本図はまた、幾つかの点線の直線を示している。斯かる点線の各々は、黒体線に近い一定のＣＣＴに対応するが、ＣＣＴは黒体線に近い一意な態様でのみ定義されても良く、斯かる点線は下限線５０と交差するまで延長される。単純さのため、これら点線は「一定ＣＣＴ線」又はＣＣＣＴ線と呼ぶ。これらＣＣＣＴ線は、目覚まし動作領域５９を種々の部分へと分割する。第１の部分５１は、１５００ＫのＣＣＣＴ線の下に存在し、即ち当該第１の部分５１は、１５００Ｋよりも低いＣＣＴを持つ目覚まし動作領域５９の全ての色点を含む。第２の部分５２は、１１００ＫのＣＣＣＴ線の下に存在する。第３の部分５３は、２７００ＫのＣＣＣＴ線の上に存在する。第４の部分５４は、３０００ＫのＣＣＣＴ線の上に存在する。

本発明によれば、ＣＣＴ範囲が、調光されたハロゲンランプのＣＣＴ範囲よりも大きい場合に、目覚ましランプの挙動が、より自然なものとして知覚される。斯くして、最低光強度に対応する、好適な色度経路の開始点は、４００Ｋと１５００Ｋとの間のＣＣＴに位置し、最高光強度に対応する、色度経路の終了点は、２７００Ｋよりも高いＣＣＴに位置する。目覚まし動作領域５９の以上に定義された部分を参照すると、該色度経路の開始点は第１の部分５１内に位置し、該色度経路の終了点は第３の部分５３内に位置する。

該色度経路の開始点に関して、該開始点が８００Ｋと１１００Ｋとの間のＣＣＴ範囲、即ち第２の部分５２に位置することが、より好適である。該色度経路の開始点が、９００ＫのＣＣＴにおいて、又は当該値から５０Ｋ以内に位置することが、最も好適である。

該色度経路の終了点に関して、該終了点が３０００Ｋと４０００Ｋとの間のＣＣＴ範囲、即ち第４の部分５４に位置することが、より好適である。

斯くして開始点及び終了点に関して該色度経路の範囲を定義すると、本発明の状況において、該色度経路を実装する幾つかの方法がある。好適な実施例においては、該色度経路は、動作領域５９の上限線、即ち黒体線１２に一致するか又は近くを辿る。該色度経路は、図５の色度図において太い黒線として示されている。幾つかの点が該点上に示されている。

点Ａ及びＢは、調光されたハロゲンランプのＣＣＴ範囲に対応する、上述した点Ａ及びＢと同一である。

点Ｅは１１００ＫのＣＣＴを示し、黒体放射体については６０３ｎｍの単色光に略対応する。

点Ｄは４５５ＫのＣＣＴを示し、黒体放射体については７００ｎｍの単色光に略対応する。

点Ｉは８１０ＫのＣＣＴを示し、黒体放射体については６１５ｎｍの単色光に略対応する。

点Ｇは３０００ＫのＣＣＴを示す。

上述したように、該色度経路は黒体線を辿り得るが、実際には斯かる曲線を実現することは困難であり得る。従って代替として、該色度経路は、相互に同じ方向を持つ必要が必ずしもない直線部分のシーケンスとして実装されても良く、この場合、各個々の線部分は、斯かる線部分のそれぞれの終了点に対応する色点を持つ２つの光源（ＬＥＤ）を用いて実現され得る。例えば、７００ｎｍの１つの赤色ＬＥＤ及び６０３ｎｍの１つの赤色ＬＥＤを用いると、点Ｄと点Ｅとの間の黒体線が直線部分により接近され、該６０３ｎｍの赤色ＬＥＤ及び４０００Ｋの１つの白色ＬＥＤを用いると、点Ｅと点Ｈとの間の線部分が実現される。この場合には、該色度経路は全体として、黒体線に略一致する部分と、黒体線よりも下に存在する部分と、を持つ。

好適な一実施例においては、該色度経路は、黒体線よりも下に存在する少なくとも１つの経路部分を有する。

より好適な実施例においては、開始点及び終了点を除いて、該色度経路は黒体線よりも完全に下にある。ここでもまた、該経路は曲線状であっても良く又は角度があっても良いが、単純な実施例においては、該色度経路は、例えば点Ｄから点Ｈまで延在する破線の直線のような直線として実装される。斯かる実施例の利点は、７００ｎｍの１つの赤色ＬＥＤ及び４０００Ｋの１つの白色ＬＥＤの、２つのＬＥＤのみで実際に実現され得る点である。黒体線に近い経路を実装するため、ハロゲンランプ又はＬＥＤのような第３の（又は更に第４の、第５の等）光源が追加されても良い。

該色度経路が移動する態様を定義するため、強度の関数としてそれぞれの色座標を記述する別個の関数ｘ（Ｌ）及びｙ（Ｌ）を定義することが可能である。しかしながら、このことは２つのパラメータを必要とする。色度経路が定義されると、１つのパラメータによって当該経路上の位置を定義することが可能であり、適切なパラメータは相関色温度Ｔである。それ故、以下においては、該色度経路上の位置は、斯かる位置の相関色温度Ｔを規定することにより定義され、本発明による目覚ましランプの動作は、相関色温度Ｔを光出力強度Ｌの関数として規定することにより定義される。時間依存性は、光出力強度Ｌを時間の関数として定義することにより定義され得るが、本発明を実施するに際して必須なことではないことを繰り返し言及しておく。

本発明の重要な態様によれば、制御装置１１０は、光出力強度Ｌの関数として、光源１３０の光出力の相関色温度Ｔを制御するように構成される。このことは図６を参照しながら以下に説明され、図６は光出力強度Ｌ（横軸）の関数として色温度Ｔ（縦軸）を示すグラフである。該横軸は対数スケールを持つことに留意されたい。曲線６１は、眼位置において測定される３００ルクスの輝度における色温度２８００Ｋに到達する黒体放射体についての、色温度Ｔと光出力強度Ｌとの間の関係を表している。当該曲線は、上に凹である著しい凹状であることが分かる。破線６２及び６３は、３００ルクスにおける、それぞれ２６００Ｋ及び３０００Ｋの黒体放射体に対応する。

曲線６５は、種々のＬｍｕの値についての、本発明による目覚ましランプ１００についての色温度Ｔと光出力強度Ｌとの間の好適な関係を表している。これらの曲線は、「夜明け曲線」と示される。

これら夜明け曲線６５は、以下のような種々の特徴を持つ。

最低色温度
最小強度Ｌｍｉｎにおいて、即ち時刻ｔｓにおいて、相関色温度は常に、同じ強度Ｌｍｉｎにおける黒体の色温度よりも低い。Ｌｍｉｎにおける相関色温度が８００Ｋ乃至１１００Ｋの範囲内であることが好適である。当該最低色温度は、Ｌｍｉｎにかかわらず一定であることが好適である。最も好適には、当該最低色温度は約９００Ｋに略等しく、このことは図６に示されている。

最高色温度
最高色温度は、Ｌｍｕに依存する。Ｌｍｕの値が高くなると、対応する最高色温度は増大する。図７は、最大光出力強度Ｌｍｕ（横軸）の関数として、最高色温度Ｔｍａｘ（縦軸）を示すグラフである。該横軸は対数スケールを持つことに留意されたい。線７１は、図６における夜明け曲線６５の終了点である、最大光出力Ｌｍｕ及び対応する最高色温度Ｔｍａｘの全ての点を含む線である。該線７１は好適には、図示されるように直線である。比較のため、図６の線６１と同様の黒体夜明け線７２が、ここで基準とのために示されている（この場合、基準夜明け線７２は、３００ルクスにおける２７００Ｋの黒体放射体に対応する）。いずれの場合においても、低いＬｍｕの値については、対応する最高色温度は、当該光強度における黒体温度よりも低い。線７１は黒体夜明け線７２よりも急であり、１９００Ｋと２１００Ｋとの間の温度値、好適には約２０００Ｋの温度値において、黒体夜明け線７２と交差する。当該交差の点よりも高いＬｍｕの値については、対応する最高色温度は、当該光強度における黒体温度よりも高い。

初期モードにおいては、制御装置１１０は、ユーザが光出力強度を手動で変更することを可能とし、制御装置１１０は常に、線７１に従って相関色温度を設定する。斯くして、ユーザは線７１を追従して、該ユーザの夜明け曲線の終了点を選択すると言える。

形状
該曲線の形状は、スケーリング因子を除いて類似する。これら曲線の正確な形状は、重要ではない。重要なことは、最大光出力Ｌｍｕが、対応する最大色温度が同じ強度Ｌｍｕにおける黒体色温度よりも高いようなものである設定においては、ＬｍｉｎとＬｍｕとの間の範囲の少なくとも９０％について、即ち少なくともＬｍｉｎとＬｍｉｎ＋０．９・（Ｌｍｕ−Ｌｍｉｎ）との間の全ての値について、色温度が対応する黒体色温度よりも低くなる点である。

より高いＬｍｕの値に関連する夜明け線は、ＣＣＴがＬｍｕに略依存しないものであり得る光出力強度の非常に低い値（図６の左側）をことによると除いて、より低いＬｍｕの値と関連する夜明け線よりも常に高いことに、更に留意されたい。

温度範囲
ＬｍｉｎからＬｍｕへと変化するとき、対応する色温度は、ＬｍｉｎからＬｍｕへと変化するときに黒体放射体が変化するよりも大きな範囲に亘って変化する。

色変化
目覚ましランプ１００の光出力が、特定の光出力強度Ｌ及び特定の相関色温度Ｔｗを持つと仮定する。同じ強度Ｌにおいて、黒体放射体は、相関色温度Ｔｂを持つ。制御装置１１０は、該光出力強度をＬ＋ΔＬに変更すると仮定する。このことは、適用可能な夜明け線６５に従う、色温度のＴｗからＴｗ＋ΔＴｗへの変化を伴う。該黒体放射体について、光出力強度が同様にＬ＋ΔＬに変化させられると、相関色温度はＴｂ＋ΔＴｂへと変化する。全ての時刻において、ΔＴｗはΔＴｂよりも大きい。換言すれば、本発明の目覚ましランプ１００についてのｄＴ／ｄＬ（ｗ）は、同じ光出力強度Ｌにおける黒体放射体についてのｄＴ／ｄＬ（ｂ）よりも、常に大きい。実験は、消費者は斯かる挙動を黒体放射体に比較してより自然なものと知覚することを示している。

しかしながら、斯かる消費者の知覚は、低いレベルの光出力強度においては、それほど重要ではない。この点において、図６への参照がなされ、図６においては、低いレベルの光出力強度について、色温度が光出力強度の関数としては殆ど変化しないことが分かる。斯かる小さな強度値における斯かる小さな温度変化は殆ど認識可能ではなく、これら範囲においては、理想的な夜明け線６５が水平な線により近似されることも許容可能である。換言すれば、斯かる実施例においては、閾値強度レベルＬｔｈが存在し、該閾値強度レベルＬｔｈは低く選択されるべきであり、例えばＬｔｈは１ルクス以下であり、ここでＬ＜ＬｔｈについてはｄＴ／ｄＬ（ｗ）＝０であり、Ｌ＞ＬｔｈについてはｄＴ／ｄＬ（ｗ）＞ｄＴ／ｄＬ（ｂ）である。

一実施例においては、光源１３０は、相互に異なる色点を持つ３つの個別に制御可能な光源素子を有する。特定の実施例においては、光源１３０は、４０ｍＡの公称電流の単一の中出力赤色ＬＥＤ、７００ｍＡの公称電流の単一の高出力アンバー色ＬＥＤ、及びそれぞれが７００ｍＡの公称電流の３つの高出力白色ＬＥＤのアレイを有する。図８は、本実施例の動作を模式的に示すグラフであり、横軸が時間を表し、縦軸が光出力強度を表し、光出力強度はＬＥＤ電流に略比例する。

時刻ｔｓよりも前には、全てのＬＥＤがオフである。時刻ｔｓにおいて、制御装置１１０が、赤色ＬＥＤを当該ＬＥＤの最小電力設定で起動する。時間とともに、当該ＬＥＤに対する電力供給は増大させられ、該増大は漸進的なものであっても良いし又は段階的なものであっても良い。線８１は、当該赤色ＬＥＤの光出力強度を時間の関数として示す。該光出力強度は増大することが分かるが、ＣＣＴは一定のままであることが明らかである。

特定の第１の時刻ｔ１において、赤色ＬＥＤの光出力強度が値Ｌｔｈに到達し、制御装置１１０がアンバー色ＬＥＤを当該ＬＥＤの最小電力設定で起動する。時間とともに、当該ＬＥＤに対する電力供給は増大させられ、該増大は漸進的なものであっても良いし又は段階的なものであっても良い。線８２は、当該アンバー色ＬＥＤの光出力強度を時間の関数として示す。ＣＣＴ及び出力光全体の光出力強度は時刻ｔ１において小さなステップをなすが、該ステップは赤色ＬＥＤからの出力光によりマスクされる。アンバー色ＬＥＤの光出力強度は、赤色ＬＥＤの光出力強度よりも早く増大し、そのため出力光全体の色点は、純粋な赤色からアンバー色へとシフトする、即ち出力光全体の色点に関連するＣＣＴが増大することが分かる。

特定の第２の時刻ｔ２において、制御装置１１０は、白色ＬＥＤをこれらＬＥＤの最小電力設定で起動する。時間とともに、これらＬＥＤに対する電力供給は増大させられ、該増大は漸進的なものであっても良いし又は段階的なものであっても良い。線８３は、これら白色ＬＥＤの光出力強度を時間の関数として示す。ＣＣＴ及び出力光全体の光出力強度は時刻ｔ２において小さなステップをなすが（図８において誇張して大きく示されている）、該ステップはアンバー色ＬＥＤからの出力光によりマスクされる。白色ＬＥＤの光出力強度は、アンバー色ＬＥＤの光出力強度よりも早く増大し、そのため出力光全体の色点は、純粋なアンバー色から白色へとシフトする、即ち出力光全体の色点に関連するＣＣＴが更に増大することが分かる。

図８において、全てのＬＥＤが、時刻ｔＡにおいて最大光出力強度に到達する。代替の実施例においては、赤色ＬＥＤが早く、例えば時刻ｔ１において、最大光出力強度に到達することも可能である。その後、即ち時刻ｔ１とｔＡとの間においては、赤色ＬＥＤの光出力強度が一定に保たれても良いし、又はゼロへと減少させられても良い。同様に、白色に近いＣＣＴに近づくために、アンバー色ＬＥＤの光出力強度は、特定の時刻から、当該光出力強度が時刻ｔＡにおいてゼロに到達する程度にまで、減少させられても良い。

本発明は図面及び以上の記述において説明され記載されたが、斯かる説明及び記載は説明するもの又は例示的なものであって限定するものではないとみなされるべきものであることは、当業者には明らかである。本発明は開示された実施例に限定されるものではなく、添付された請求項において定義された本発明の保護範囲内で、幾つかの変形及び変更が可能である。例えば、該記載は、目覚ましランプが例えばＬＥＤのような特定の色点を持つ光源を有する点を説明したが、斯かる光源は実際には増大させられた光出力のため２つ以上の光源素子から成るものであっても良い。

以上において、目覚ましモードについて目覚ましランプの動作が説明された。しかしながら該装置は、眠りに入るときに利用されるべき、光出力がゆっくりと減光される逆モードで動作することもできる。斯かる逆モードにおいては、光出力は最大値で開始し、以上に説明された夜明け曲線が反対方向に辿られるが、時間反転を除く全ての説明は同じままである。

更に、該装置は手動モードで動作することも可能であり、該手動モードにおいては、制御装置１１０は、光出力強度をユーザが手動で設定又は変更することを可能とし、制御装置１１０は、光出力の色点が、適切な夜明け線６５により表される光出力強度の関数に従う相関色温度の所定の色度経路上において設定されるように、光源を設定及び制御する。

図面、説明及び添付される請求項を読むことにより、請求される本発明を実施化する当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され実行され得る。請求項において、「有する（comprising）」なる語は他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる不定冠詞は複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又はその他のユニットが、請求項に列記された幾つかのアイテムの機能を実行しても良い。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

以上において、本発明による装置の機能ブロックを示すブロック図を参照しながら、本発明が説明された。これら機能ブロックの１つ以上がハードウェアで実装されても良く、この場合には斯かる機能ブロックの機能は個々のハードウェア構成要素によって実行されるが、これら機能ブロックの１つ以上がソフトウェアで実行され、斯かる機能ブロックの機能が、コンピュータプログラム、又はマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル信号プロセッサ等のようなプログラム可能な装置の、１行以上のプログラム行によって実行されることも可能であることは、理解されるべきである。

Claims (12)

1. 光出力強度及びＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図における色点を持つ光出力を生成する、光源と、
   クロック信号を生成するクロック装置と、
   前記光源を制御するための、前記クロック装置から前記クロック信号を受信するよう結合された制御装置と、
   を有する目覚ましランプシステムであって、
   前記制御装置は、目覚ましモードで動作するように構成され、
   前記制御装置は、前記目覚ましモードで動作するときに、前記光出力強度が最小強度値から最大強度値へと徐々に増大し、前記光出力の色点が前記色度図における所定の色度経路を辿るように、前記光源を制御し、前記色度経路は、前記最小強度値に関連する開始点と、前記最大強度値に関連する終了点と、を持ち、前記制御装置は、前記光出力強度の関数として前記色度経路上の色点の位置を設定するように構成され、
   前記開始点は、４００Ｋと１５００Ｋとの間の色温度を持ち、前記終了点は、２７００Ｋよりも高い色温度を持ち、
   前記色度経路における各色点は、関連する色温度を持ち、最大色温度が前記最大強度値に関連し、前記制御装置は、前記光源の光出力強度を変更する際、少なくとも所定の閾値レベルよりも高い光出力強度の値については、前記色度経路上の色点の位置を変更して、前記光源により発せられる光の色温度の導関数が、前記最大強度値における前記最大色温度に等しい色温度を持つ黒体放射体についての導関数よりも大きくなるようにするよう構成された、目覚ましランプシステム。
2. 前記開始点は８００Ｋと１１００Ｋとの間の色温度を持つ、請求項１に記載の目覚ましランプシステム。
3. 前記終了点は２７００Ｋと４０００Ｋとの間の色温度を持つ、請求項１に記載の目覚ましランプシステム。
4. 前記所定の色度経路は、前記色度図における色度領域内にあり、前記色度領域は、黒体線の一部により形成される上限線を持ち、前記黒体線は、ゼロと無限大との間の温度の関数として前記色度図における理想黒体放射体により辿られる色点の集合として定義され、前記色度領域は、色度点［ｘ，ｙ＝０．３８，０．３８］と［ｘ，ｙ＝０．６８，０．２４］との間の直線により形成される下限線を持ち、前記上限線及び下限線は前記色度領域に含まれる、請求項１に記載の目覚ましランプシステム。
5. 前記所定の色度経路の少なくとも一部が、黒体線の一部と一致する、請求項４に記載の目覚ましランプシステム。
6. 前記所定の色度経路の少なくとも一部が、前記上限線よりも下の前記色度領域内にある、請求項４に記載の目覚ましランプシステム。
7. 前記所定の色度経路は少なくとも１つの直線部分を有する、請求項４に記載の目覚ましランプシステム。
8. 前記色度経路上の各色点は、関連する色温度を持ち、最大色温度が前記最大強度値に関連し、前記制御装置は、前記光源の光出力強度を変化させるときに、少なくとも所定の閾値レベルよりも高い光出力強度の値について、前記光源により発せられる光の色温度の導関数が、前記最大強度値において前記最大色温度に等しい色温度を持つ黒体放射体についての導関数よりも大きくなるように、前記色度経路上の色点の位置を同時に変化させるように構成される、請求項１に記載の目覚ましランプシステム。
9. 前記最小強度値は１ルクス以下である、請求項１に記載のランプシステム。
10. 前記最大強度値は２００ルクス以上である、請求項１に記載のランプシステム。
11. 前記光源は、前記色度経路の前記開始点と等しい色点を持つ少なくとも１つの赤色発光ダイオードを有し、前記光源は更に、
    前記色度経路の前記終了点に等しい色点を持つ少なくとも１つの白色発光ダイオード、
    少なくとも１つのＰＬランプ又はハロゲンランプ、又は
    少なくとも１つの黒体放射体、及び任意に前記色度経路の前記終了点に等しい色点を持つ少なくとも１つの白色発光ダイオード
    を有する、請求項１に記載のランプシステム。
12. 前記光源は、前記色度経路の前記開始点に等しい色点を持つ少なくとも１つの赤色光源素子と、少なくとも１つのアンバー色光源素子と、少なくとも１つの白色光源素子と、を有し、
    前記制御装置は、
    時刻ｔｓと時刻ｔ１との間の第１の段階においては、前記赤色光源素子の光出力強度を増大させつつ、他の光源素子はオフのままとし、
    時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の第２の段階においては、前記アンバー色光源素子の光出力強度を増大させつつ、前記白色光源素子はオフのままとし、
    時刻ｔ２と時刻ｔＡとの間の第３の段階においては、前記白色光源素子の光出力強度を増大させる
    ように構成された、請求項１に記載のランプシステム。

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