JP6490556B2 - Lighting device - Google Patents
Lighting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6490556B2 JP6490556B2 JP2015203736A JP2015203736A JP6490556B2 JP 6490556 B2 JP6490556 B2 JP 6490556B2 JP 2015203736 A JP2015203736 A JP 2015203736A JP 2015203736 A JP2015203736 A JP 2015203736A JP 6490556 B2 JP6490556 B2 JP 6490556B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- blue
- light emitting
- emitting unit
- green
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 28
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 15
- 230000007958 sleep Effects 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 17
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 7
- 230000037007 arousal Effects 0.000 description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 6
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 6
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 6
- YJPIGAIKUZMOQA-UHFFFAOYSA-N Melatonin Natural products COC1=CC=C2N(C(C)=O)C=C(CCN)C2=C1 YJPIGAIKUZMOQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- DRLFMBDRBRZALE-UHFFFAOYSA-N melatonin Chemical compound COC1=CC=C2NC=C(CCNC(C)=O)C2=C1 DRLFMBDRBRZALE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229960003987 melatonin Drugs 0.000 description 5
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 5
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 4
- 206010062519 Poor quality sleep Diseases 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 description 2
- 102100025912 Melanopsin Human genes 0.000 description 1
- 208000010340 Sleep Deprivation Diseases 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000027288 circadian rhythm Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 108010005417 melanopsin Proteins 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 1
- 210000003994 retinal ganglion cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 208000019116 sleep disease Diseases 0.000 description 1
- 208000022925 sleep disturbance Diseases 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Landscapes
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Description
本発明は、人体に対する覚醒作用と、人体に対する睡眠作用とを効果的に得ることができる照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device capable of effectively obtaining an awakening action on a human body and a sleep action on a human body.
LED(発光ダイオード)は、その発光光の波長を容易に制御することができ、青色光、白色光等を任意に設定して照射することができる。また、青色光が人体に対して覚醒作用を有する等、発光光の人体に対する影響も明らかになっている。 An LED (light emitting diode) can easily control the wavelength of the emitted light, and can irradiate with arbitrarily setting blue light, white light or the like. In addition, the influence of emitted light on the human body, such as blue light having an awakening action on the human body, has also been clarified.
特許文献1には、主光源からの白色光と、副光源からの青色光とを、相補的に(相互的に)照射し,白色光を主に照射し、青色光を間欠的に照射する照明装置が開示されている。これにより、連続光として白色光及び青色光を照射するよりも、覚醒水準を向上させることができるとしている。また、青色光の時間的な幅を短くして点灯することにより、視覚的には白い光としながらも、非視覚的作用によって生体に覚醒をもたらす効果があるとされている。
In
また、特許文献2には、夜間受光時のメラトニン分泌抑制による睡眠障害を起こさずに、視覚情報の確保を実現するために、光源からの出力に対応した分光成分のうちの少なくとも410nmから505nmの波長域における分光成分を減衰又はカットするフィルタを設けた屋内用照明装置が開示されている。この減衰又はカットする波長域は、青色帯域である。
Further,
更に、特許文献3には、夜間の睡眠を促進するメラトニンの分泌を抑制しにくい照明を得るために、環形蛍光ランプと青色LEDを光源とする照明器具が提案されている。この照明器具においては、環形蛍光ランプを点灯中に、青色LEDを環形蛍光ランプとは別に独立に点灯する。環形蛍光ランプは、ベースとしてメラトニン分泌の抑制作用を白熱電球と同程度以下に低減すると共に、朝又は昼間には、メラトニン分泌を抑制する青成分を多く含む発光を簡単に実現するとされる。
Further,
しかしながら、特許文献1の照明装置は、青色の強度が白と同じであるため、もたらされる非視覚的作用は十分ではない。また、白に青が加わるため、青白い照明になり、調光範囲が狭い。更に、夜間にこの照明を用いると、メラトニンが抑制されて睡眠を阻害するため、使用は日中に限られる。特許文献2及び特許文献3の照明装置は、青色近傍帯域を除去してしまうため、夜間において睡眠は阻害しないが、色の視認性が悪くなり、血色の判別が困難になると共に、高齢者に使うと、視認性が悪いため、床上面の状態を適切に判別できず、転倒のリスクが高まるという問題点がある。また、在宅医療では、血色を判別しにくくなり、生活上の支障が生じるという問題点がある。
However, since the illumination device of
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、昼間のように、覚醒状態を強くしたい場合に、青白い光になることがなく、調光範囲が広い照明装置を提供することを目的とし、更に、夜間のように、休息効果を強くしたい場合には、睡眠を阻害しないと共に、色の視認性を高めることができる照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide an illumination device having a wide dimming range without causing bluish light when it is desired to enhance the awakening state during the daytime. Furthermore, it is an object of the present invention to provide an illuminating device capable of enhancing color visibility while not disturbing sleep when it is desired to enhance the resting effect at night.
本発明に係る照明装置は、
赤色のLED光を発光する第1発光部と、
緑色のLED光を発光する第2発光部と、
青色のLED光を発光する第3発光部と、
前記第1発光部からの発光光を制御する第1ドライバと、
前記第2発光部からの発光光を制御する第2ドライバと、
前記第3発光部からの発光光を制御する第3ドライバと、
前記赤色光と前記緑色光が、いずれも無発光レベルの低値と、有発光レベルの高値とを有するパルス波形であり、前記青色光が、ロウ発光レベルの低値と、ハイ発光レベルの高値とを有するパルス波形であると共に、前記赤色光のパルス波形及び前記緑色光のパルス波形の低値と、前記青色光のパルス波形の高値とが同期するように、前記第1乃至第3ドライバを制御する制御部と、
を有することを特徴とする。
The lighting device according to the present invention includes:
A first light emitting unit that emits red LED light;
A second light emitting unit that emits green LED light;
A third light emitting unit for emitting blue LED light;
A first driver for controlling light emitted from the first light emitting unit;
A second driver for controlling light emitted from the second light emitting unit;
A third driver for controlling light emitted from the third light emitting unit;
Each of the red light and the green light has a pulse waveform having a low non-light emission level and a high light emission level, and the blue light has a low low light emission level and a high high light emission level. The first to third drivers so that the low value of the pulse waveform of the red light and the pulse waveform of the green light and the high value of the pulse waveform of the blue light are synchronized with each other. A control unit to control;
It is characterized by having.
本発明に係る他の照明装置は、
赤色のLED光を発光する第1発光部と、
緑色のLED光を発光する第2発光部と、
青色のLED光を発光する第3発光部と、
前記第1発光部からの発光光を制御する第1ドライバと、
前記第2発光部からの発光光を制御する第2ドライバと、
前記第3発光部からの発光光を制御する第3ドライバと、
活動モードにおいて、前記赤色光と前記緑色光が、いずれも無発光レベルの低値と、有発光レベルの高値とを有するパルス波形を有し、前記青色光が、ロウ発光レベルの低値と、ハイ発光レベルの高値とを有するパルス波形を有すると共に、前記赤色光のパルス波形及び前記緑色光のパルス波形の低値と、前記青色光のパルス波形の高値とが同期するように、前記第1乃至第3ドライバを制御すると共に、休息モードにおいて、前記赤色光と前記緑色光が、いずれも無発光レベルの低値と、有発光レベルの高値とを有するパルス波形を有し、前記青色光が、一定レベルの発光強度を有するように、前記第1乃至第3ドライバを制御する制御部と、
を有することを特徴とする。
Another lighting device according to the present invention is:
A first light emitting unit that emits red LED light;
A second light emitting unit that emits green LED light;
A third light emitting unit for emitting blue LED light;
A first driver for controlling light emitted from the first light emitting unit;
A second driver for controlling light emitted from the second light emitting unit;
A third driver for controlling light emitted from the third light emitting unit;
In the active mode, the red light and the green light both have a pulse waveform having a low non-light emitting level and a high light emitting level, and the blue light has a low low light emitting level, The first waveform so that the low value of the pulse waveform of the red light and the pulse waveform of the green light and the high value of the pulse waveform of the blue light are synchronized with each other. To controlling the third driver, and in the rest mode, the red light and the green light both have a pulse waveform having a low value of a non-light emitting level and a high value of a light emitting level, and the blue light is A control unit for controlling the first to third drivers to have a certain level of light emission intensity;
It is characterized by having.
この場合に、前記活動モードにおいて、青色パルス光の高値の期間は、100μs以上であり、前記青色パルス光の高値の発光強度は、12μW/cm2以上であることが好ましい。 In this case, in the active mode, the high value period of the blue pulse light is preferably 100 μs or more, and the high value emission intensity of the blue pulse light is preferably 12 μW / cm 2 or more.
例えば、前記第1乃至第3発光部は、ベッドが設置された部屋の照明を担うものであり、前記制御部は、ベッド上の利用者の体動及び/又は活動量を検出するセンサの検出信号に基づいて、ベッド利用者が覚醒状態であるか、睡眠状態であるかを判定し、この判定結果に基づいて、前記活動モード又は前記休息モードを設定することとすることができる。 For example, the first to third light emitting units are responsible for lighting a room in which a bed is installed, and the control unit detects a sensor that detects a body movement and / or activity amount of a user on the bed. Based on the signal, it can be determined whether the bed user is awake or sleep, and based on the determination result, the activity mode or the rest mode can be set.
又は、前記制御部は、昼間時を活動モードとし、夜間時を休息モードとして、前記活動モードと、前記休息モードとを、タイマーにより切り替えることとすることもできる。 Alternatively, the control unit may switch between the activity mode and the rest mode with a timer, with the daytime being the activity mode and the nighttime being the rest mode.
本発明によれば、日中は青色の独立した高強度パルスによって非視覚的作用をより強くもたらして覚醒度を高め、夜間は青色を低レベルの定常発光として他の色と混色させ、視認性は確保したままで非視覚的な覚醒作用を減弱させる。この照明をベッドサイドやシーリングライトなどの生活照明として使うと、一日を通して視認性を損なうことなく、日中は覚醒度を高めて夜間は睡眠しやすい効果を生体に与える。 According to the present invention, a blue independent high-intensity pulse causes a non-visual effect more strongly during the daytime to increase the arousal level, and at night, the blue color is mixed with other colors as a low-level steady-state light emission. Reduces the non-visual arousal effect while retaining. When this lighting is used as a living lighting such as a bedside or a ceiling light, the visibility is improved throughout the day, and the arousal level is increased during the day and the living body is easily sleepable at night.
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る照明装置のLEDの駆動波形を示す図、図2は、本発明の実施形態に係る照明装置が適用されたベッドサイド照明設備を示すブロック図である。図4に示すように、病室内のベッド1上に、ベッド利用者が横たわっており、その病室内のベッドの近傍に、スタンドとしてのLED5が設置されていて、病室内を照明している。図2に示すように、ベッド1には、ベッド使用者がベッド上に在床しているか、又は離床しているか、また、背ボトムが起き上がっているか、又は水平状態にあるかを検知するために、ベッドに印加される荷重を検出する複数個のセンサ2が設置されている。このセンサ2の検出信号は、制御部3に入力され、制御部3は、このセンサ2が検出したベッド利用者の状態に基づいて、赤色光、緑色光、青色光を発光させるために、赤色LED用ドライバ4a、緑色LED用ドライバ4b及び青色LED用ドライバ4cを制御する。LED5には、赤色発光ダイオード(LED5a)、緑色発光ダイオード(LED5b)及び青色発光ダイオード(LED5C)が設置されており、赤色LED用ドライバ4a、緑色LED用ドライバ4b及び青色LED用ドライバ4cは、制御部3からの信号に基づいて、LED5(5a、5b、5c)の赤色光、緑色光及び青色光の各パルス光の発光を駆動する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing driving waveforms of LEDs of an illumination device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing bedside illumination equipment to which the illumination device according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 4, a bed user lies on a
制御部3は、センサ2からの検出信号に基づき、ベッド利用者の在床又は離床を検知し、ベッド1の背ボトムの起き上がり又は下降を検知する。また、制御部3は、センサ2からの検出信号により、ベッド上のベッド利用者の体動又は活動量を検出し、ベッド利用者の体動があるか若しくは活動量が高いかによりベッド利用者が覚醒状態にあることを認識し、又はベッド利用者の体動がないか若しくは活動量が低いかによりベッド利用者が休息状態にあることを認識する。即ち、センサ2のうち、ベッドの荷重を検出する荷重センサが検出した荷重変動、又はマットレスの下に配置された空圧センサが検出した圧力変動を基に、制御部3は、ベッド利用者の体動の有無及び/又は活動状態を検出し、それを検出した場合に、ベッド利用者が覚醒状態にあると認識する。また、制御部3は、センサ2からの検出信号により、ベッド利用者が在床しているか、離床しているかを判断する。そして、制御部3は、ベッド利用者がベッド1上に在床しており、体動があるか又は活動状態が高い場合は、ベッド利用者が覚醒状態にあると検知し、ベッド利用者が在床しているが、体動がないか又は活動状態が低い場合は、制御部3は、ベッド利用者が睡眠又は休息状態にあると検知して、後述のように、LED5の照明を制御する。更に、ベッド利用者が長時間離床している場合は、制御部3はLED5の発光を停止し、照明をオフにする。この長時間と判断される基準となる時間は、例えば、1〜60分であり、この基準時間以上、離床しているときに、照明をオフにする。
Based on the detection signal from the
図1(a)は、活動モードにおけるLEDの各色光の発光パターン(パルス波形)を示し、図1(b)は、休息モードにおけるLEDの各色光の発光パターン(パルス波形)を示す。活動モードとは、昼間時のように、人間が活動するのに好都合なモードである。また、休息モードとは、夜間時のように、人間が睡眠又は休息をとるのに好都合なモードである。 FIG. 1A shows a light emission pattern (pulse waveform) of each color light of the LED in the activity mode, and FIG. 1B shows a light emission pattern (pulse waveform) of each color light of the LED in the rest mode. The activity mode is a mode that is convenient for human activities, such as during the daytime. The rest mode is a mode that is convenient for a human to sleep or rest, such as at night.
図1に示すように、両モードにおける各色LEDの発光パターンは、休息モードの青色光を除いて、パルス発光である。図1(a)に示すように、活動モードにおいては、青色LEDの発光は、振幅(発光強度)の高値がD2、低値がD1(D2>D1)であり、緑色LEDの発光は、振幅の高値がD3、低値が0であり、赤色LEDの発光は、振幅の高値がD4、低値が0である。そして、青色光の発光強度が高値D2である期間はt1、低値D1である期間はt2である。また、青色光のパルス光が高値D2である期間と、緑色光及び赤色光のパルス光が低値0である期間とが同期しており、青色光が高値である期間は、緑色光及び赤色光が非点灯状態にある。
As shown in FIG. 1, the light emission pattern of each color LED in both modes is pulsed light emission except for the blue light in the rest mode. As shown in FIG. 1A, in the active mode, the emission of the blue LED has a high amplitude (emission intensity) value of D2, a low value of D1 (D2> D1), and the emission of the green LED has an amplitude of The high value of D3 is D3 and the low value is 0, and the light emission of the red LED has a high amplitude value of D4 and a low value of 0. The period in which the emission intensity of blue light is the high value D2 is t1, and the period in which the blue light emission intensity is the low value D1 is t2. The period in which the blue light pulse light has a high value D2 is synchronized with the period in which the green light and red light pulse light has a
一方、図1(b)に示すように、休息モードにおいては、青色LEDの発光は低強度N1の常時発光又は定常発光である。また、緑色LED及び赤色LEDの発光パターンは、夫々高値がN2及びN3、いずれも低値が0のパルス発光である。 On the other hand, as shown in FIG. 1B, in the rest mode, the light emission of the blue LED is a constant light emission or a constant light emission with a low intensity N1. Further, the light emission patterns of the green LED and the red LED are pulsed light emission having high values of N2 and N3, respectively, and low values of 0.
青色、緑色、赤色の発光は、人間に対し、視覚で青色、緑色、赤色の光を認識させ、これらの青色、緑色及び赤色の混色は、白色として認識させるというように、各色のLED発光は、人間に対して視覚的作用を及ぼす。その一方、青色の発光は、人間に対し、覚醒作用を及ぼすというように、非視覚的作用を及ぼす。よって、青色光は、人間に対し、昼間の活動時に、好ましい作用を及ぼすが、夜間は、睡眠を傷害するというように、好ましくない作用を及ぼす。この青色光の非視覚的作用は公知であるが、本発明は、青色光のもつ非視覚的作用の持続性を有効に利用することにより、調光範囲が広く、色の視認性が高い照明を得ることに特徴がある。 The blue, green, and red light emission allows humans to visually recognize blue, green, and red light, and these blue, green, and red light colors are recognized as white. Has a visual effect on humans. On the other hand, blue light emission has a non-visual effect on humans, such as an arousal effect. Thus, blue light has a favorable effect on humans during daytime activities, but has an unfavorable effect at night, such as injuring sleep. This non-visual action of blue light is known, but the present invention effectively utilizes the persistence of the non-visual action of blue light to provide a wide range of light control and high color visibility. There is a feature in getting.
図1(a)に示すように、活動モードにおいては、青色光の強いパルス的な発光の後、青色光の弱い発光が続き、緑色光及び赤色光は、青色光の強い発光がある期間t1は、0レベルになり、青色光が弱い発光に移った後、この青色光が弱発光している期間t2、緑色光及び赤色光が高値D3,D4にて発光する。この期間t1において、緑色光及び赤色光が非発光であるのは、青色光は、劣加法性という性質を有し、他の緑色又は赤色の発光が存在すると、青色光のもつ覚醒作用(非視覚的作用)が弱まるからである。 As shown in FIG. 1 (a), in the active mode, after the intense light emission of the blue light, the blue light is weakly emitted, and the green light and the red light have a period t1 in which the blue light is strongly emitted. After the blue light shifts to weak emission, green light and red light are emitted at high values D3 and D4 during the period t2 when the blue light is weakly emitted. In this period t1, green light and red light are non-luminous. Blue light has the property of inferiority, and when there is other green or red light emission, the awakening action (non-lighting property) of blue light is present. This is because the visual effect is weakened.
ヒトの網膜にあるメラノプシン網膜神経節細胞(mRGC)は、青い光に特異的に反応し、ヒトの体温などの1日の変動である概日リズム(サーカディアンリズム)を地球の自転周期に合わせている。mRGCは形及び色を認識する役目、即ち光の視覚的作用には、ほとんど役に立っておらず、もっぱら非視覚的作用を生体にもたらす。つまり、mRGCは、特定の色の光に反応して、無自覚下で生体に影響を及ぼし、例えば日中に覚醒度を高めたり、又は夜間に睡眠をもたらしたりする役割がある。このmRGCによる非視覚的作用は比較的強めの青色の光で覚醒作用が顕著であり、また、mRGCの活動はごく瞬間的な光に対しても、その後数十秒にわたって持続的に反応する特徴がある。よって、短期間t1の青色光の強い発光で、青色光の覚醒作用というmRGCへの非視覚的作用が持続的に生じ、青色光の強度が低いt2の期間も、この非視覚的作用(覚醒作用)がmRGCに有効に作用する。一方、この青色光に他の色光を加えて暴露すると、照度は高くなるものの、劣加法性により非視覚作用が減弱してしまう。このため、t1の期間は、緑色光及び赤色光は強度を0にする。 Melanopsin retinal ganglion cells (mRGC) in the human retina respond specifically to blue light, and adjust the circadian rhythm (circular rhythm), which is a daily fluctuation of human body temperature, to the rotation cycle of the earth. Yes. mRGC has little use for the role of recognizing shape and color, that is, the visual action of light, and brings only a non-visual action to the living body. That is, mRGC has a role of reacting to light of a specific color and affecting the living body without being aware of it, for example, increasing the arousal level during the day or bringing sleep at night. This non-visual effect of mRGC is markedly awakening with a relatively strong blue light, and the activity of mRGC continuously responds to very momentary light for several tens of seconds thereafter. There is. Therefore, the strong light emission of blue light in a short period t1 continuously causes a non-visual effect on mRGC, which is the awakening action of blue light, and this non-visual action (wakefulness) also occurs during the period t2 when the intensity of blue light is low. Action) effectively acts on mRGC. On the other hand, when other color light is added to the blue light and exposed, the illuminance increases, but the non-visual effect is attenuated due to the subadditivity. For this reason, the intensity of green light and red light is set to 0 during the period of t1.
また、t2の期間においても、青色光は弱強度D1(ベースレベル)で発光を継続する。仮に、このt2の期間において、緑色光及び赤色光のみを発光させると、照明光は黄色となり、黄色のみで照らされている状態は、視認性が極めて低下する。この視認性としては、例えば、人間の血色があり、血色の視認が困難になる。よって、視認性を確保するために、このt2の期間においても、基本的には、青色光を弱強度D1で発光させる。しかし、本発明においては、t2の期間において、青色光を発光させず、青色光の発光強度比D1/D3及びD1/D4が0であっても良い。この場合、このt2の期間においては、赤色光と緑色光との混色の黄色光になり、黄色光がLEDから発光する。一方、t2の期間において、青色光が低値でも存在する場合は、白っぽい黄色光となる。このとき、人間の視覚による色温度の認識特性は、t1+t2を十分に短くすることにより、t1+t2の期間の全体で認識されるものとなり、赤色光が、D4×t2/(t1+t2)、緑色光が、D3×t2/(t1+t2)、青色光が、(D1×t2+D2×t1)/(t1+t2)の強度で連続して発光している場合と同じ色温度になる。従って、D1=0であっても、D2のパルス高さを大きくすることにより、同じ色温度を認識することができる。このように、本発明においては、t1の期間において、赤色光及び緑色光の発光を0にして、青色光のみを発光させ、t2の期間において、青色光を0にするか、又は弱く発光させて、覚醒作用と、血色の視認性等を確保する。 Also during the period t2, the blue light continues to emit light with a weak intensity D1 (base level). If only the green light and the red light are emitted during the period t2, the illumination light becomes yellow, and the visibility of the state illuminated only with yellow is extremely lowered. As the visibility, for example, there is a human blood color, and it becomes difficult to visually recognize the blood color. Therefore, in order to ensure visibility, basically, blue light is emitted with a weak intensity D1 during the period t2. However, in the present invention, the blue light emission intensity ratios D1 / D3 and D1 / D4 may be 0 without emitting blue light during the period t2. In this case, in the period of t2, yellow light is a mixed color of red light and green light, and the yellow light is emitted from the LED. On the other hand, in the period of t2, when blue light exists even at a low value, it becomes whitish yellow light. At this time, the recognition characteristic of the color temperature by human vision is recognized over the entire period of t1 + t2 by sufficiently shortening t1 + t2, and red light is D4 × t2 / (t1 + t2) and green light is , D3 × t2 / (t1 + t2), the same color temperature as when blue light is emitted continuously with an intensity of (D1 × t2 + D2 × t1) / (t1 + t2). Therefore, even if D1 = 0, the same color temperature can be recognized by increasing the pulse height of D2. Thus, in the present invention, red light and green light emission is set to 0 in the period t1, and only blue light is emitted, and blue light is set to 0 or weakly emitted in the period t2. To ensure awakening and blood color visibility.
この活動モード(日中モード)におけるLEDの発光は、ある程度の強度の赤色光と緑色光との混色光、即ち黄色光と、それより高めの強度の青色光とが、高い周波数で交互に発光するものであり、青色光はベースレベルでも発光を続けるので、人間には、色温度が高く、照度が高い定常発光として、視覚的に作用する。そして、赤色光及び緑色光と、青色光との発光時間の比率を変えることで、色温度を調整することができる。また、各色の発光強度、即ち振幅を変えるか、発光1周期ごとにブランクの時間を入れてその時間幅を変えることにより、照度を調整することができる。 In this activity mode (daytime mode), the LED emits light of a mixture of red light and green light of a certain intensity, that is, yellow light and blue light of higher intensity alternately at a high frequency. Since blue light continues to emit light even at the base level, it acts on humans visually as steady light emission with high color temperature and high illuminance. And color temperature can be adjusted by changing the ratio of the light emission time of red light and green light, and blue light. Further, the illuminance can be adjusted by changing the emission intensity, that is, the amplitude of each color, or by changing the time width by inserting a blank time for each light emission period.
なお、この赤色光及び緑色光のパルス光の高値の期間t2は、青色光のパルス光の高値の期間t1と重なってはいけない。しかし、この赤色光及び緑色光のパルス光の高値の期間t2と、青色光のパルス光の高値の期間t1との間に、赤色光及び緑色光の非発光の期間が存在しても良い。また、赤色光及び緑色光のパルス光の高値の期間は、相互に時間的にずれていても良いが、大部分で重なっている方が好ましい。 It should be noted that the high value period t2 of the red light and green light pulse light should not overlap with the high value period t1 of the blue light pulse light. However, a non-light emission period of red light and green light may exist between the high value period t2 of the red light and green light pulse light and the high value period t1 of the blue light pulse light. Further, the high value periods of the red and green pulsed light may be shifted from each other in time, but it is preferable that most of them overlap.
図1(b)に示すように、休息モードにおいては、青色光は、弱いレベルN1で定常発光とし、赤色光及び緑色光は、一般的なパルス幅変調制御とする。この休息モードは、人には、色温度が低く、照度が低い定常発光に見える。夜間等の休息モードにおいても、青色光は、弱い強度N1で定常発光させる必要がある。これは、前述の如く、赤色光及び緑色光のみの場合は、全体として黄色状態の発光となり、ベッド利用者の血色等を視認することが困難であるためである。青色光も混色させることにより、照明装置としては白色光で環境を照らすことができ、夜間の視認性を高めることができる。この場合でも、青色光に対し、他の赤色光又は緑色光を加えることにより、青色光の劣加法性により、照度が十分に得られていても、青色光の非視覚作用を減衰させることができる。よって、人間への青色光の生体影響を可及的に低減することができる。なお、この生体影響とは、生体に対する覚醒作用の影響を意味するが、これは、人間の瞳孔径の変化を調べることにより、認識することができる。なお、赤色光及び緑色光と、青色光との振幅を変えることにより、照度を調整することができる。また、赤色光及び緑色光のパルス発光時間を変えることにより、色温度を調整できる。 As shown in FIG. 1B, in the rest mode, blue light is emitted at a steady level at a weak level N1, and red light and green light are subjected to general pulse width modulation control. This rest mode appears to humans as steady light emission with low color temperature and low illuminance. Even in a rest mode such as at night, the blue light needs to be steadily emitted with a weak intensity N1. This is because, as described above, in the case of only red light and green light, the light emission is yellow as a whole, and it is difficult to visually recognize the blood color of the bed user. By mixing blue light, the lighting device can illuminate the environment with white light, and nighttime visibility can be improved. Even in this case, by adding other red light or green light to the blue light, the non-visual effect of the blue light can be attenuated even if sufficient illuminance is obtained due to the subtractive nature of the blue light. it can. Therefore, the biological effect of blue light on humans can be reduced as much as possible. In addition, although this biological effect means the influence of the awakening effect | action with respect to a biological body, this can be recognized by investigating the change of a human pupil diameter. The illuminance can be adjusted by changing the amplitudes of the red light, the green light, and the blue light. Also, the color temperature can be adjusted by changing the pulse emission time of red light and green light.
日中及び夜間ともに、発光周期は人がちらつきを感じない20ms以下とすることが好ましい。また、日中の青色光のパルス発光時間t1は、生体影響が認められている100μs以上であることが望ましい。更に、日中の青色光の発光強度D2は、生体影響が認められている12μW/cm2以上であることが望ましい。 In both daytime and nighttime, it is preferable that the light emission period is 20 ms or less so that a person does not feel flicker. Further, the pulse emission time t1 of the blue light during the day is desirably 100 μs or more in which the biological effect is recognized. Furthermore, it is desirable that the emission intensity D2 of the blue light during the day is 12 μW / cm 2 or more where the biological effect is recognized.
なお、本実施形態においては、図2のセンサ2がベッド上の利用者の状態を検知し、ベッド利用者が在床して背ボトムが起き上がっているときに活動モードに設定し、ベッド利用者が在床して背ボトムが下降している(水平の)ときに休息モードに設定したが、これに限らず、例えば、日中と夜間の活動モード及び休息モードの切替を、時刻若しくは環境の照度、又はそれらの組み合わせによって、自動的に行っても良いし、また、ベッド利用者又は介護者が手入力することにより、活動モードと休息モードとを切り替えても良い。
In this embodiment, the
本発明におけるLEDの駆動波形は、活動モードにおいて、照明装置として、環境照度が1000Lx以上(例えば、1200Lx)、環境色温度が5000K以上(例えば、6000K)となるものであることが好ましい。また、青色パルス光の波長は、例えば、450乃至480nm(例えば452nm)である。また、この青色パルス光のパルス幅t1は、1乃至10ms(例えば、3ms)である。赤色光及び緑色光のパルス幅t2は、1乃至10ms(例えば、7ms)である。また、赤色光及び緑色光のパルス光の点灯周波数は、50Hz以上(例えば、100Hz)である。更に、赤色光及び緑色光のパルス光の高値D4及びD3に対する青色光のパルス光の高値D2の比(発光強度比D2/D3及びD2/D4)は、50%乃至150%(例えば、100%)であるが、覚醒効果をより大きくするためには、これを大きめにする。そして、赤色光及び緑色光のパルス光の高値D4及びD3に対する青色光のパルス光の低値D1の比(定常発光強度比D1/D3及びD1/D4)は、0%乃至50%(例えば、5%)である。ちらつき感が大きい場合は、この定常発光強度比を大きめにする。 In the activity mode, the driving waveform of the LED in the present invention is preferably such that the ambient illumination is 1000 Lx or more (for example, 1200 Lx) and the environmental color temperature is 5000 K or more (for example, 6000 K) as the lighting device. The wavelength of the blue pulse light is, for example, 450 to 480 nm (for example, 452 nm). The pulse width t1 of the blue pulse light is 1 to 10 ms (for example, 3 ms). The pulse width t2 of red light and green light is 1 to 10 ms (for example, 7 ms). Moreover, the lighting frequency of the pulsed light of red light and green light is 50 Hz or more (for example, 100 Hz). Further, the ratio of the high value D2 of the blue light pulse to the high values D4 and D3 of the red light and green light (light emission intensity ratios D2 / D3 and D2 / D4) is 50% to 150% (for example, 100%). However, to increase the awakening effect, increase it. The ratio of the low value D1 of the blue pulse light to the high values D4 and D3 of the red light and green light (steady light emission intensity ratios D1 / D3 and D1 / D4) is 0% to 50% (for example, 5%). When the flickering feeling is large, the steady light emission intensity ratio is increased.
休息モードにおいては、照明装置として,環境照度が10乃至50Lx(例えば,20Lx)、環境色温度が2000乃至3000K(例えば,2000K)となるものであることが好ましい。また、赤色光及び緑色光のパルスの点灯周波数は、50Hz以上(例えば,100Hz)であることが好ましい。赤色光及び緑色光のパルス幅は、任意であるが、例えば0.1msである。この休息モードにおける赤色光及び緑色光のパルスは、図1(b)に示すように、重なっていることが好ましいが、図3に示すように、時間的にずれていても良い。そして、赤色光及び緑色光の夫々パルス高(発光強度)N3及びN2に対する青色光の強度N1の比、即ち、定常発光強度比は、50%未満、例えば47%である。照明装置として、照明光の色味の視認性は、この定常発光強度比を変更することにより調整することができる。 In the rest mode, it is preferable that the illumination device has an ambient illuminance of 10 to 50 Lx (for example, 20 Lx) and an ambient color temperature of 2000 to 3000 K (for example, 2000 K). Moreover, it is preferable that the lighting frequency of the pulse of red light and green light is 50 Hz or more (for example, 100 Hz). The pulse widths of red light and green light are arbitrary, but are, for example, 0.1 ms. The red light and green light pulses in the rest mode are preferably overlapped as shown in FIG. 1B, but may be shifted in time as shown in FIG. The ratio of the intensity N1 of the blue light to the pulse height (emission intensity) N3 and N2 of the red light and the green light, that is, the steady light emission intensity ratio is less than 50%, for example, 47%. As a lighting device, the visibility of the color of the illumination light can be adjusted by changing the steady light emission intensity ratio.
なお、上記実施形態においては、制御部3が、現状が、ベッド利用者が覚醒状態であるのか、又は休息状態であるのかを、センサ2の検出信号に基づいて判断し、自動的に、LED5の各色光のパルス波形を制御しているが、本発明はこれに限らず、覚醒状態及び休息状態の期間を、タイマーにより、一律に定めることもできる。覚醒状態である期間を、例えば、午前6時から午後6時とし、休息状態である期間を、午後6時から午前6時までとして、タイマーにより、この覚醒状態及び休息状態を切り替えて、LEDの各色光の発光パルスを制御することとしても良い。この場合は、夜間における休息モードにおいて、暗闇で突然起床した場合に、これを覚醒状態とせずに、休息状態のままにして、ベッド利用者の負担を軽減することができる。これにより、生体リズムを適切に維持することができる。また、夜間における休息モードにおいて、自動的に点灯させることにより、暗闇での起床時に、過度の覚醒をさせずに視認性を確保することができる。よって、自動点灯により、生体リズムの向上と不意の転倒の予防を両立させることができる。また、本発明においては、LEDが装着される照明装置としては、図4に示すスタンドに限らず、天井のシーリングライトは勿論のこと、種々のものを使用することができる。例えば、図5に示す照明装置5aは、クリップ5bにより、任意の場所に設置することができ、汎用性がある。
In the above embodiment, the
本発明によれば、覚醒作用と、照明装置としての視認性とを向上させることができるので、一日をとおして、視認性を損なうことなく、日中は覚醒度を高め、夜間は睡眠しやすい環境を作ることができる。このため、一般家庭における照明装置として有効であると共に、病院、在宅医療患者(ベッド利用者)の部屋、新生児治療室、ICU(集中治療室)等における患者(ベッド利用者)の生体リズムを維持し、向上させることができる。例えば、ICU等においては、従来、一日中、同じ照明環境下で過ごしており、照明環境が同一の中で、覚醒し、睡眠をとっている。このため、ICU患者(ベッド利用者)は、極度の睡眠不足になりがちであり、夜間に目が覚めて、もうろうとなる等の問題がある。そこで、本発明の照明装置を使用すれば、照明の状態を、活動モードと休息モードとの間で切り替えることにより、ベッド利用者の生体リズムを明確にすることができると共に夜間の転倒等を防止でき、ベッド利用者の生活環境を著しく向上させることができる。 According to the present invention, the awakening action and the visibility as a lighting device can be improved, so that the arousal level is increased during the day and the nighttime sleep without impairing the visibility throughout the day. An easy environment can be created. Therefore, it is effective as a lighting device in general homes, and maintains the biological rhythm of patients (bed users) in hospitals, home medical patient (bed user) rooms, neonatal treatment rooms, ICU (intensive care unit), etc. Can be improved. For example, an ICU or the like has conventionally spent all day under the same lighting environment, and awakens and sleeps in the same lighting environment. For this reason, ICU patients (bed users) are prone to extreme sleep deprivation, and have problems such as waking up at night and trying to get up. Therefore, if the lighting device of the present invention is used, the bed user's biological rhythm can be clarified by switching the lighting state between the activity mode and the rest mode, and at the same time, the fall of the night is prevented. This can significantly improve the living environment of the bed user.
1:ベッド
2:センサ
3:制御部
4a:赤色LEDドライバ
4b:緑色LEDドライバ
4c:青色LEDドライバ
5:LED
1: Bed 2: Sensor 3:
Claims (5)
緑色のLED光を発光する第2発光部と、
青色のLED光を発光する第3発光部と、
前記第1発光部からの発光光を制御する第1ドライバと、
前記第2発光部からの発光光を制御する第2ドライバと、
前記第3発光部からの発光光を制御する第3ドライバと、
前記赤色光と前記緑色光が、いずれも無発光レベルの低値と、有発光レベルの高値とを有するパルス波形であり、前記青色光が、ロウ発光レベルの低値と、ハイ発光レベルの高値とを有するパルス波形であると共に、前記赤色光のパルス波形及び前記緑色光のパルス波形の低値と、前記青色光のパルス波形の高値とが同期するように、前記第1乃至第3ドライバを制御する制御部と、
を有することを特徴とする照明装置。 A first light emitting unit that emits red LED light;
A second light emitting unit that emits green LED light;
A third light emitting unit for emitting blue LED light;
A first driver for controlling light emitted from the first light emitting unit;
A second driver for controlling light emitted from the second light emitting unit;
A third driver for controlling light emitted from the third light emitting unit;
Each of the red light and the green light has a pulse waveform having a low non-light emission level and a high light emission level, and the blue light has a low low light emission level and a high high light emission level. The first to third drivers so that the low value of the pulse waveform of the red light and the pulse waveform of the green light and the high value of the pulse waveform of the blue light are synchronized with each other. A control unit to control;
A lighting device comprising:
緑色のLED光を発光する第2発光部と、
青色のLED光を発光する第3発光部と、
前記第1発光部からの発光光を制御する第1ドライバと、
前記第2発光部からの発光光を制御する第2ドライバと、
前記第3発光部からの発光光を制御する第3ドライバと、
活動モードにおいて、前記赤色光と前記緑色光が、いずれも無発光レベルの低値と、有発光レベルの高値とを有するパルス波形を有し、前記青色光が、ロウ発光レベルの低値と、ハイ発光レベルの高値とを有するパルス波形を有すると共に、前記赤色光のパルス波形及び前記緑色光のパルス波形の低値と、前記青色光のパルス波形の高値とが同期するように、前記第1乃至第3ドライバを制御すると共に、休息モードにおいて、前記赤色光と前記緑色光が、いずれも無発光レベルの低値と、有発光レベルの高値とを有するパルス波形を有し、前記青色光が、一定レベルの発光強度を有するように、前記第1乃至第3ドライバを制御する制御部と、
を有することを特徴とする照明装置。 A first light emitting unit that emits red LED light;
A second light emitting unit that emits green LED light;
A third light emitting unit for emitting blue LED light;
A first driver for controlling light emitted from the first light emitting unit;
A second driver for controlling light emitted from the second light emitting unit;
A third driver for controlling light emitted from the third light emitting unit;
In the active mode, the red light and the green light both have a pulse waveform having a low non-light emitting level and a high light emitting level, and the blue light has a low low light emitting level, The first waveform so that the low value of the pulse waveform of the red light and the pulse waveform of the green light and the high value of the pulse waveform of the blue light are synchronized with each other. To controlling the third driver, and in the rest mode, the red light and the green light both have a pulse waveform having a low value of a non-light emitting level and a high value of a light emitting level, and the blue light is A control unit for controlling the first to third drivers to have a certain level of light emission intensity;
A lighting device comprising:
前記制御部は、ベッド上の利用者の体動及び/又は活動量を検出するセンサの検出信号に基づいて、ベッド利用者が覚醒状態であるか、睡眠状態であるかを判定し、この判定結果に基づいて、前記活動モード又は前記休息モードを設定することを特徴とする請求項2又は3に記載の照明装置。 The first to third light emitting units are responsible for lighting a room in which a bed is installed,
The control unit determines whether the bed user is awake or sleep based on a detection signal of a sensor that detects a body movement and / or activity amount of the user on the bed. 4. The lighting device according to claim 2, wherein the activity mode or the rest mode is set based on a result.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015203736A JP6490556B2 (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Lighting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015203736A JP6490556B2 (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Lighting device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017076539A JP2017076539A (en) | 2017-04-20 |
JP6490556B2 true JP6490556B2 (en) | 2019-03-27 |
Family
ID=58549536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015203736A Active JP6490556B2 (en) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Lighting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6490556B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7113287B2 (en) * | 2017-11-29 | 2022-08-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Lighting system, control device and control method |
JP2019098134A (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Lighting device, lighting system, control device and control method |
JP7108903B2 (en) * | 2018-09-18 | 2022-07-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Lighting device and lighting control method |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4755032B2 (en) * | 2006-06-28 | 2011-08-24 | トヨタホーム株式会社 | Illuminated waking device |
JP5660484B2 (en) * | 2010-03-24 | 2015-01-28 | 学校法人 東洋大学 | Lighting device |
JP5619583B2 (en) * | 2010-12-02 | 2014-11-05 | シャープ株式会社 | Lighting device |
US8838212B2 (en) * | 2011-05-16 | 2014-09-16 | Bausch & Lomb Incorporated | Apparatus and methods for illuminating substances using color to achieve visual contrast |
WO2013069435A1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-05-16 | 株式会社東芝 | White light source and white light source system using same |
US8742680B2 (en) * | 2011-12-12 | 2014-06-03 | Lumen Cache, Inc | Lighting control system |
-
2015
- 2015-10-15 JP JP2015203736A patent/JP6490556B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017076539A (en) | 2017-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9635732B2 (en) | Dynamic lighting system with a daily rhythm | |
EP2235431B1 (en) | Lighting device | |
JP5386576B2 (en) | Awakening system | |
JP5263841B2 (en) | Lighting device | |
US6902296B2 (en) | Nightlight for phototherapy | |
US7722212B2 (en) | Nightlight for phototherapy | |
EP2419164B1 (en) | Illumination device and method for reducing sleep inertia or controlling alertness | |
US20050248962A1 (en) | Nightlight for phototherapy | |
WO2007061031A1 (en) | Waking device | |
JP2010521045A (en) | Lighting system for vitality stimulation | |
JP6490556B2 (en) | Lighting device | |
JP2000252084A (en) | Lighting system | |
JP2000294387A (en) | Lighting control method and lighting system | |
JP6876976B2 (en) | Lighting system and mobile | |
KR100983171B1 (en) | Health lighting system in residential areas | |
JP2007328954A (en) | Lighting apparatus | |
JP2003245356A (en) | Illumination-controlling method, and illumination- controlling system using the same | |
JP6152734B2 (en) | Lighting system | |
JP5931523B2 (en) | Lighting device and controller | |
JP6820684B2 (en) | Time notification device | |
CN112075128A (en) | Lighting apparatus, lighting system, and control method | |
JP2003031379A (en) | Lighting control method and lighting system | |
JP5908313B2 (en) | Lighting system and controller | |
JP2011233292A (en) | Illumination device | |
JP5010940B2 (en) | Lighting device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180330 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190213 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190227 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6490556 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |