JP6249685B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばろうそくの炎のように色や明るさが揺らぐ照明を電気的な光源で行う照明装置に関するものである。

例えばろうそくの炎における色や明るさの揺らぎは、いわゆる１／ｆ揺らぎとなっていると言われ、このように色や明るさが揺らぐ照明は、照明を見ている人の心身に対するリラックス効果があるとされている。従来、このような照明を、電気的な光源を用いて行う照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の照明装置では、ろうそくの炎による照明の再現が、白熱電球やＬＥＤといった光源を用いて行われている。

特許３４０５６２５号公報

ここで、上記のような照明装置では、例えばろうそくの炎による照明における揺らぎ等というような実際の揺らぎを再現する中で、照明に途切れや色飛びが生じることがある。照明装置の外観が、ろうそくや行灯、ランタン等というように、実際の照明器具の形状を模したものである場合、照明の途切れや色飛びも含めて、揺らぎは見ている人に自然な印象を与え、多くの場合、期待したリラックス効果が得られる。一方で、例えば設置場所の制約等から、このような外観を採用できないことがある。その場合、照明に途切れや色飛びが生じたとき等に、照明装置の故障と受け取られてしまい、リラックス効果に繋がらない可能性がある。

したがって、本発明は、外観に関わらず、色や明るさの揺らぎによるリラックス効果を得ることができる照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために請求項１に記載の照明装置は、照明光を発する光源と、前記照明光を表す照明信号を記憶する記憶部と、前記記憶部から前記照明信号を読み取る読取部と、該読取部によって読み取られた前記照明信号に基づいて前記光源を制御する制御部と、を備えた照明装置において、前記照明信号が、互いに周波数が異なる複数の波が合成される所定時間分の合成波によって、前記照明光における色および明るさのうち少なくとも一方の揺らぎを表現した信号であり、前記読取部は、前記記憶部から前記照明信号を繰り返し読み取って前記制御部に順次に渡すものであって、前記制御部に順次に渡される複数の前記照明信号は、任意の照明信号が表す合成波の終端と次の照明信号が表す合成波の始端とが繋がった一連なりの波を表すことを特徴とする。

請求項２に記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置において、前記合成波は、前記複数の波が、各波に互いに重みが異なる重み付けが行われて合成されたものであることを特徴とする。

請求項３に記載の照明装置は、請求項２記載の照明装置において、前記重み付けは、周波数が低い波ほど重みが重くなる重み付けであることを特徴とする。

請求項４に記載の照明装置は、請求項１から３のうちいずれか１項記載の照明装置において、前記照明信号が、所定の色座標表記方法における複数の座標パラメータによって前記照明光を表すものであり、前記複数の座標パラメータそれぞれに、前記合成波が設定され、各座標パラメータが該合成波に応じて変化することを特徴とする。
請求項５に記載の照明装置は、請求項１から４のうちいずれか１項記載の照明装置において、前記合成波は、その周期が、当該合成波を構成する波のうち最長周期の波の周期であることを特徴とする。

請求項１に記載された照明装置では、光源が発する照明光の色および明るさのうち少なくとも一方が上記合成波に応じて揺らぐ。波を合成して得られる合成波の波形は途切れることなく連続したものとなるので、照明光の色および明るさのうち少なくとも一方がこの合成波に応じて揺らいだとしても、照明の途切れや色飛びは回避される。延いては、照明光の色や明るさの揺らぎが照明装置の故障と受け取られてしまうという事態の発生が抑えられる。つまり、請求項１に記載された照明装置によれば、その外観に関わらず、照明光の色や明るさの揺らぎによるリラックス効果を得ることができる。

請求項２に記載された照明装置によれば、合成波が、上記の重み付けを経て合成されたものであるので、波形がより複雑な合成波が実現されている。これにより、色や明るさの揺らぎの単調さが抑えられ、より高いリラックス効果が得られることとなる。

請求項３に記載された照明装置によれば、周波数が低い波ほど重みが重くなる重み付けにより、ゆったりした揺らぎが強調され、１／ｆ揺らぎに近い揺らぎを表す合成波が実現されることとなり、リラックス効果が一層高められることとなる。

請求項４に記載された照明装置によれば、所定の色座標表記方法における複数の座標パラメータそれぞれに上記合成波を設定し、各座標パラメータをこの合成波に応じて変化させることで、色や明るさがより複雑に揺らぐ照明光を得ることができる。尚、色座標表記方法としては、ＲＧＢ色座標表記方法、ＨＳＶ色座標表記方法、Ｌａｂ色座標表記方法、ＸＹＺ色座標表記方法等、様々なものが挙げられ、いずれの表記方法を採用してもよい。

本発明の第１実施形態にかかる照明装置を示すブロック図である。 第１実施形態の照明装置において用いられる合成波を示す図である。 第２実施形態の照明装置において用いられる合成波を示す図である。 第３実施形態の照明装置で生成される照明信号をなす、Ｈ（色相角）信号と、Ｓ（彩度）信号と、Ｖ（明度）信号と、を示す図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる照明装置を図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる照明装置を示すブロック図である。また、図２は、第１実施形態の照明装置において用いられる合成波を示す図である。

図１に示されている照明装置１は、照明のオンオフ制御等をマイクロコントローラ（以下、マイコンと称する）で行うもので、例えば住宅の室内照明や、自動車の車内照明等に使用される。この照明装置１は、記憶装置１１と、読取装置１２と、制御装置１３と、光源１４と、を備えている。記憶装置１１は、マイコンを構成するメモリがその役割を担っており、各種制御データ等を記憶する。読取装置１２は、マイコンを構成するＩ／Ｏペリフェラルがその役割を担っており、記憶装置１１から制御データを読み取って制御装置１３に渡す。制御装置１３は、マイコンを構成するマイクロプロセッサがその役割を担っており、読取装置１２から渡された制御データに基づいて光源１４のオンオフ制御等を行う。光源１４は、本実施形態では暖色の単色光を発するＬＥＤ光源であり、そのオンオフ、及び、照明光の明るさ等が、制御装置１３によって制御される。尚、本実施形態の照明装置１は、ユーザにより操作を受ける不図示の操作部を有しており、制御装置１３は、この操作部への操作に応じて、光源１４に対してオンオフ制御等を行う。記憶装置１１が、本発明にいう記憶部の一例に相当し、読取装置１２が、本発明にいう読取部の一例に相当し、制御装置１３が、本発明にいう制御部の一例に相当し、光源１４が、本発明にいう光源の一例に相当する。

ここで、本実施形態では、記憶装置１１に、明るさが揺らぐ照明光を表す照明信号が記憶されている。そして、その照明信号が、明るさの揺らぎを、次のように生成された合成波によって表現した信号となっている。

この合成波は、図２に一例がグラフ表示されている、互いに周波数が異なる４種類の正弦波ｆ１〜ｆ４の合成によって得られたものである。これら４種類の正弦波ｆ１〜ｆ４は、いずれも周波数が１０Ｈｚ以下であり、その大きさが、０〜１０の範囲で規格化されたものとなっている。図２には、これら４種類の正弦波ｆ１〜ｆ４の合成によって得られる合成波として、互いに波形が異なる３種類の合成波ｆｍ１〜ｆｍ３が示されている。４種類の正弦波ｆ１〜ｆ４それぞれが、本発明にいう波の一例に相当し、３種類の合成波ｆｍ１〜ｆｍ３それぞれが、本発明にいう合成波の一例に相当する。

第１合成波ｆｍ１は、４種類の正弦波ｆ１〜ｆ４のうち最も低周波の第１正弦波ｆ１と、次に周波数が低い第２正弦波ｆ２と、が合成されたものである。第１合成波ｆｍ１は、第１正弦波ｆ１及び第２正弦波ｆ２に、３番目に周波数が低い第３正弦波ｆ３も加えられ、これら３つの正弦波が合成されたものである。また、第３合成波ｆｍ３は、４種類の正弦波ｆ１〜ｆ４の全てが合成されたものである。尚、各合成波は、その大きさが、０〜１．０の範囲で規格化されたものとなっている。また、各合成波は、第１正弦波ｆ１の周期が６秒強であることを受けて、いずれも、その周期が６秒強となっている。また、各合成波は、いずれも、その始端と終端とが繋がる波形となっている。

第１合成波ｆｍ１は、３種類の合成波ｆｍ１〜ｆｍ３のうちで揺らぎが最もゆったりしているとともに変化の規則性が高い。第２合成波ｆｍ２は、第１合成波ｆｍ１に比べて揺らぎが早くまた規則性が低い。第３合成波ｆｍ２は、３種類の合成波ｆｍ１〜ｆｍ３のうちで揺らぎが最も早く変化の規則性が最も低い。

ここでは特定しないが、記憶装置１１に記憶されている照明信号は、これら３種類の合成波ｆｍ１〜ｆｍ３のうちいずれか１つの合成波によって照明光の明るさの揺らぎを表現した信号となっている。

尚、本実施形態とは異なり、記憶装置１１に、上記の３種類の合成波ｆｍ１〜ｆｍ３のような複数種類の合成波それぞれに対応する複数種類の照明信号を記憶しておき、読取装置１２にいずれか１つの照明信号を切換え可能に読み取らせるように構成してもよい。この切換えは、例えば不図示の操作部を介したユーザからの切換え操作に応じて行われることとなる。

ここで、本実施形態では、記憶装置１１には、照明信号が、合成波の１周期に相当する６秒強の時間分だけ記憶されている。読取装置１２は、この６秒強の照明信号を繰り返し読み取って制御装置１３に渡す。このとき、上述したように、合成波が、その始端と終端とが繋がる波形となっているので、照明信号も、その始端と終端とが繋がる信号となっている。このため、制御装置１３には、繰り返し読み取られる照明信号が、滑らかに繋がった一連なりの状態で渡される。制御装置１３は、この一連なりの照明信号に基づいて光源１４を発光させる。その結果、光源１４が、その照明信号に応じて、ろうそくの炎のように明るさが揺らぐ暖色の照明光を発し続ける。

正弦波を合成して得られる合成波の波形は途切れることなく連続したものとなるので、照明光の明るさがこの合成波に応じて揺らいだとしても、照明の途切れは回避される。延いては、照明光の明るさの揺らぎが照明装置１の故障と受け取られてしまうという事態の発生が抑えられる。つまり、本実施形態の照明装置１によれば、その外観に関わらず、照明光の明るさの揺らぎによるリラックス効果を得ることができる。

ここで、本実施形態の照明装置１によれば、記憶装置１に記憶される照明信号が、１周期に相当する６秒強に亘るものに限られているので、記憶装置１における、この照明信号の記憶に要する容量が抑えられる。

一般的に、マイコン制御による従来のＬＥＤ制御システムには、データ記憶用のメモリの容量や、制御を実行するマイクロプロセッサの処理能力に余裕があることが多い。本実施形態の照明装置１は、このような既存のＬＥＤ制御システムにおける余裕を利用して構築されたものである。このため、上記のように記憶装置１において照明信号の記憶に要する容量が抑えられることは、照明装置１の構築においてメモリの増設等が不要あるいは抑えられるという点で有利に働く。

また、本実施形態の照明装置１によれば、上述したように、繰り返し読み取られる照明信号どうしが滑らかに繋がったものとなるので、照明光の揺らぎがより自然なものとなり、一層高いリラックス効果が得られることとなる。

さらに、本実施形態の照明装置１によれば、合成波の作成に用いられる４種類の正弦波ｆ１〜ｆ４の波形が、いずれも、周波数が１０Ｈｚ以下の比較的ゆったりと変化する波形となっている。その結果、得られた合成波も、ゆったりした揺らぎを表すものとなり、リラックス効果が一層高められることとなる。

また、本実施形態の照明装置１では、上述したように合成波の周期が６秒強と、比較的長周期となっている。その結果、見る人に規則性を感じさせ難く、照明光の揺らぎが自然なものとなり、高いリラックス効果が得られることとなっている。尚、周期が１０秒以上の正弦波を合成に用いることで合成波の周期も１０秒以上とし、見る人に一層規則性を感じさせ難くしてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態にかかる照明装置を図３を参照して説明する。第２実施形態は、合成方法および合成波が、上述した第１実施形態とは異なる。図３は、第２実施形態の照明装置において用いられる合成波を示す図である。一方で、第２実施形態の照明装置は、そのブロック構成が、図１に示されている第１実施形態の照明装置１におけるブロック構成と同等なものとなっている。そこで、以下では、第２実施形態にかかる照明装置について、図３とともに、図１に示されているブロック図も参照し、第１実施形態との相違点である、合成方法および合成波に注目して説明を行う。

この第２実施形態では、その大きさが、０〜１．０の範囲で規格化された４種類の正弦波ｆ５〜ｆ８の合成が、各正弦波に互いに重みが異なる重み付けが行われてなされる。第５正弦波ｆ５の周波数は、第１実施形態における第１正弦波ｆ１の周波数と同じであり、第６正弦波ｆ６の周波数は、第１実施形態における第２正弦波ｆ２の周波数と同じである。また、第７正弦波ｆ７の周波数は、第１実施形態における第３正弦波ｆ３の周波数と同じであり、第８正弦波ｆ８の周波数は、第１実施形態における第４正弦波ｆ４の周波数と同じである。４種類の正弦波ｆ５〜ｆ８それぞれも、本発明にいう波の一例に相当する。

そして、重み付けでは、第５正弦波ｆ５には第１の重みＷ１が掛けられ、第６正弦波ｆ６には第２の重みＷ２が掛けられ、第７正弦波ｆ７には第３の重みＷ３が掛けられ、第８正弦波ｆ８には第４の重みＷ４が掛けられる。これら４種類の重みＷ１〜Ｗ４は、対応する正弦波の周波数が低いほど重いものとなっている。図３には、このような重み付けを経て合成された、互いに波形が異なる３種類の合成波ｆｍ４〜ｆｍ６が示されている。第４合成波ｆｍ４は、第１の重みＷ１が掛けられた第５正弦波ｆ５と、第２の重みＷ２が掛けられた第６正弦波ｆ６と、が合成されたものである。第５合成波ｆｍ５は、第１の重みＷ１が掛けられた第５正弦波ｆ５と、第２の重みＷ２が掛けられた第６正弦波ｆ６と、第３の重みＷ３が掛けられた第７正弦波ｆ７と、が合成されたものである。第６合成波ｆｍ６は、第１の重みＷ１が掛けられた第５正弦波ｆ５と、第２の重みＷ２が掛けられた第６正弦波ｆ６と、第３の重みＷ３が掛けられた第７正弦波ｆ７と、第４の重みＷ４が掛けられた第８正弦波ｆ８と、が合成されたものである。これら図３に示されている３種類の合成波ｆｍ４〜ｆｍ６も、いずれも、その大きさが、０〜１．０の範囲で規格化されたものとなっている。３種類の合成波ｆｍ４〜ｆｍ６も、本発明にいう合成波の一例に相当する。また、４種類の重みＷ１〜Ｗ４それぞれが、本発明にいう重みの一例に相当する。

本実施形態における記憶装置１１に記憶されている照明信号は、上記の重み付けを経て合成された３種類の合成波ｆｍ１〜ｆｍ３のうちいずれか１つの合成波によって照明光の明るさの揺らぎを表現した信号となっている。尚、上記の４種類の重みは、いずれも、合成波、即ち照明信号の始端と終端が繋がるような値に設定されている。

以上に説明した第２実施形態の照明装置によっても、照明の途切れは回避され、その揺らぎが照明装置の故障と受け取られてしまうという事態の発生が抑えられることはいうまでもない。即ち、第２実施形態の照明装置によっても、その外観に関わらず、照明光の明るさの揺らぎによるリラックス効果を得ることができる。

さらに、第２実施形態の照明装置では、正弦波の合成に当たって重み付けを行うことで、波形がより複雑な合成波が作成されている。これにより、明るさの揺らぎの単調さが抑えられ、より高いリラックス効果が得られることとなる。また、第２実施形態の照明装置では、周波数が低いほど重い重み付けにより、ゆったりした揺らぎが強調され、１／ｆ揺らぎに近い揺らぎを表す合成波が作成されており、リラックス効果が一層高められることとなる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態にかかる照明装置を図４を参照して説明する。第３実施形態の照明装置では、照明光は、明るさだけでなくその色も揺らぐ。そして、第３実施形態の照明装置では、このような色と明るさとの両方が揺らぐ照明光を表す照明信号が、ＨＳＶ色座標表記方法における、Ｈ（色相角）、Ｓ（彩度）、及びＶ（明度）の３つの座標パラメータからなり、各座標パラメータに上記の合成波が設定されている。図４は、第３実施形態の照明装置で生成される照明信号をなす、Ｈ（色相角）信号と、Ｓ（彩度）信号と、Ｖ（明度）信号と、を示す図である。一方で、第３実施形態の照明装置は、第２実施形態の照明装置と同様に、そのブロック構成が、図１に示されている第１実施形態の照明装置１におけるブロック構成と同等なものとなっている。さらに、合成される正弦波、及び得られる合成波は、図３に示されている第２実施形態における正弦波及び合成波と同等なものとなっている。そこで、以下では、第３実施形態にかかる照明装置について、図４とともに、図１に示されているブロック図と、図３に示されている正弦波及び合成波とも参照し、第１及び第２実施形態との相違点である照明信号に注目して説明を行う。

この第３実施形態では、まず、第２実施形態と同様の重み付けを経る合成によって図３に示されている３種類の合成波ｆｍ４〜ｆｍ６が作成される。そして、これら３種類の合成波ｆｍ４〜ｆｍ６のうちの１つの合成波に所定演算を施すことで、暖色に相当する範囲（３００°〜３６０°）内で変化するＨ（色相角）を表すＨ信号Ｓｈが作成される。また、他の１つの合成波に所定演算を施すことで、０〜１．０の範囲内で変化するＳ（彩度）を表すＳ信号Ｓｓが作成される。さらに、他の１つの合成波に、所定演算を施すことで、０〜１．０の範囲内で変化するＶ（明度）を表すＶ信号Ｓｖが作成される。Ｈ信号Ｓｈ、Ｓ信号Ｓｓ、及びＶ信号Ｓｖそれぞれが、本発明にいう座標パラメータの一例に相当する。

ここで、図４の例では、４つの正弦波ｆ５〜ｆ８の合成波である第６合成波ｆｍ６がＨ信号Ｓｈの生成に使われ、３つの正弦波ｆ５〜ｆ７の合成波である第５合成波ｆｍ５がＳ信号の生成Ｓｓに使われている。また、２つの正弦波ｆ５，ｆ６の合成波である第４合成波ｆｍ４がＶ信号の生成Ｓｖに使われている。その結果、明度、即ち明るさがゆったりと揺らぎ、色相角や彩度で表現される色が比較的早く揺らぐ照明光が作られることとなっている。図４には、この照明光の揺らぎが、グラデーションバーＧｂによって示されている。尚、３種類の合成波ｆｍ４〜ｆｍ６と、Ｈ信号Ｓｈ、Ｓ信号Ｓｓ、Ｖ信号Ｓｖとの対応を変えることで、本実施形態とは逆に、明るさが比較的早く揺らぎ、色相角や彩度で表現される色がゆったりと揺らぐ照明光を得てもよい。

以上に説明した第３実施形態の照明装置によれば、色と明るさとの両方を揺らいだときに照明の途切れや色飛びが回避され、その揺らぎが照明装置１の故障と受け取られてしまうという事態の発生が抑えられる。即ち、第３実施形態の照明装置によっても、その外観に関わらず、照明光の色や明るさの揺らぎによるリラックス効果を得ることができる。

さらに、第３実施形態の照明装置によれば、照明光が、上述した単色の照明光に比べて、一層複雑に揺らぐこととなり、延いては、一層高いリラックス効果を得ることができる。尚、色座標表記方法としては、ＲＧＢ色座標表記方法、ＨＳＶ色座標表記方法、Ｌａｂ色座標表記方法、ＸＹＺ色座標表記方法等、様々なものが挙げられ、いずれの表記方法を採用してもよい。

尚、前述した各実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

例えば、各実施形態では、合成に正弦波を用いていたが、余弦波を合成してもよく、あるいは、矩形波や三角波等といった他の波形の波を合成してもよい。

また、例えば、各実施形態では、予め作成された照明信号が記憶装置１１に記憶されていて読取装置１２によって読み取られる形態が例示されていた。しかしながら、例えば、記憶装置１１に合成前の複数の波を記憶しておき、電源投入時等の初期段階で読取装置１２でそれら複数の波を一旦読み取り、制御装置１３で合成を行って照明信号を生成して記憶装置１１に記憶する形態であってもよい。

１ 照明装置（照明装置の一実施形態）
１１ 記憶装置（記憶部の一例）
１２ 読取装置（読取部の一例）
１３ 制御装置（制御部の一例）
１４ 光源（光源の一例）
ｆ１〜ｆ８ 正弦波（波の一例）
ｆｍ１〜ｆｍ６ 合成波（合成波の一例）
Ｗ１〜Ｗ４ 重み（重みの一例）
Ｓｈ Ｈ（色相角）信号（座標パラメータの一例）
Ｓｓ Ｓ（彩度）信号（座標パラメータの一例）
Ｓｖ Ｖ（明度）信号（座標パラメータの一例）

Claims (5)

1. 照明光を発する光源と、前記照明光を表す照明信号を記憶する記憶部と、前記記憶部から前記照明信号を読み取る読取部と、該読取部によって読み取られた前記照明信号に基づいて前記光源を制御する制御部と、を備えた照明装置において、
   前記照明信号が、互いに周波数が異なる複数の波が合成される所定時間分の合成波によって、前記照明光における色および明るさのうち少なくとも一方の揺らぎを表現した信号であり、
   前記読取部は、前記記憶部から前記照明信号を繰り返し読み取って前記制御部に順次に渡すものであって、
   前記制御部に順次に渡される複数の前記照明信号は、任意の照明信号が表す合成波の終端と次の照明信号が表す合成波の始端とが繋がった一連なりの波を表すことを特徴とする照明装置。
2. 前記合成波は、前記複数の波が、各波に互いに重みが異なる重み付けが行われて合成されたものであることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記重み付けは、周波数が低い波ほど重みが重くなる重み付けであることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
4. 前記照明信号が、所定の色座標表記方法における複数の座標パラメータによって前記照明光を表すものであり、
   前記複数の座標パラメータそれぞれに、前記合成波が設定され、各座標パラメータが前
   記合成波に応じて変化することを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の照明装置。
5. 前記合成波は、その周期が、当該合成波を構成する波のうち最長周期の波の周期であることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の照明装置。

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