JP6544676B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とする照明装置に関し、特に、相関色温度が４５００Ｋ以下の低色温度環境において文字が読み易い光とユーザをリラックスさせる光とを与える技術に関する。

従来、照明装置の開発は、被照明体の本来の色を忠実に再現することを目標に進められてきた。具体的には、種々の被照明体の色の見え方が標準光下での見え方に近いものほど良いとされ、これは平均演色評価数Ｒａを用いて客観的に評価することができる。

しかしながら、このような平均演色評価数Ｒａは、必ずしも紙面に書かれた文字の読み易さを評価する指標として十分ではないことがある。そこで、文字の読み易さと紙面の白さ感との相関関係から、紙面の白さ感を定量的に求める指標としてThe CIE 1997 Interim Color Appearance Model（Simple Version）を用いて算出されるクロマ値が知られている。このようなクロマ値が制御された光を照射する照明装置として、相関色温度５４００Ｋ〜７０００Ｋの光を照射するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−７５１８６号公報

しかしながら、上述したような照明装置をタスク照明として低色温度環境で使用した場合には、タスク照明光とアンビエント（環境の）照明光との間で相関色温度に大きな差があるので、ユーザが違和感を持つことがある。また、このような照明装置から照射される光は、文字の読み易さを向上するものではあるが、例えば、睡眠前の読書においてユーザを心地よい眠りへと誘うようなリラックス感を与えるものではない。

本発明は、上記課題を解決するものであって、低色温度環境で使用した場合にユーザが違和感を持ち難く、しかも文字が読み易い光とユーザをリラックスさせる光とを照射することができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、白色光を出射する第１のＬＥＤと、前記第１のＬＥＤからの白色光よりも相関色温度が低く且つ色度偏差Ｄｕｖが高い白色光を出射する第２のＬＥＤと、前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤとの光出力比を変化させる制御部と、を備え、前記第１のＬＥＤは、相関色温度１５６３Ｋ〜４５００Ｋで色度偏差Ｄｕｖ−１．６〜−１２の白色光を出射し、前記第２のＬＥＤは、相関色温度１５６３Ｋ〜４５００Ｋで色度偏差Ｄｕｖ＋１０〜−１．６の白色光を出射し、Ｄ６５光源から照射される照度１０００ｌｘの光により規格化した値において、前記第１のＬＥＤから出射される白色光は、下記の式３で算出される値以上の内因性光感受性網膜神経節細胞（ｉｐＲＧＣ）刺激量を与え、前記第２のＬＥＤから出射される白色光は、下記の式３で算出される値未満のｉｐＲＧＣ刺激量を与えることを特徴とする。
ｉｐＲＧＣ刺激量＝０．０１１７×相関色温度[Ｋ]＋２０．９・・・・式３

本発明によれば、照明光が低い相関色温度を有し、且つ第１のＬＥＤから紙面を白く見せる白色光が出射され、第２のＬＥＤから覚醒度の低い白色光が出射される。従って、低色温度環境で使用した場合にユーザが違和感を持ち難く、しかも文字が読み易い光とユーザをリラックスさせる光とを照射することができる。

本発明の一実施形態に係る照明装置が設置された寝室を示す斜視図。 （ａ）は上記照明装置を構成する光源部の平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図。 種々の相関色温度のタスク照明光下におけるＤｕｖと紙面の色みとの関係を示す図。 種々の相関色温度のタスク照明光下におけるＤｕｖと文字の読み易さ、紙面の白さ及び好ましさの評価値との関係を示す図。 （ａ）乃至（ｅ）は、図４の評価値をまとめた図。 文字見え白色感向上領域とリラックス領域の分布を示すｘｙ色度図。 照射光の波長とメラトニン分泌抑制度との関係を示す図。 （ａ）（ｂ）は、種々の相関色温度及び照度における被験者の平均瞳孔径を示す図。 内因性光感受性網膜神経節細胞（ｉｐＲＧＣ）の分光感度曲線を示す図。 種々の相関色温度の光の分光分布図。 ｉｐＲＧＣ刺激量と平均瞳孔径との関係を示す図。 相関色温度とｉｐＲＧＣ刺激量との関係を示す図。 上記光源部を構成する第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤ等から出射される光の分光分布図。 上記第１のＬＥＤと第２のＬＥＤとの光出力比の制御例を示すｘｙ色度図。 上記第１のＬＥＤから出射される光（３ピーク波長）の分光分布図。 上記第１のＬＥＤから出射される光（４ピーク波長）の分光分布図。

本発明の一実施形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。図１に示すように、照明装置１は、例えば、寝室ＲにおいてベッドＢの脇に置かれるベッドサイドランプとして構成され、光を出射する光源部２を備える。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、光源部２は、配線基板３と、配線基板３の一面に実装された第１のＬＥＤ４及び第２のＬＥＤ５と、これら第１のＬＥＤ４と第２のＬＥＤ５との光出力比を制御する制御部６と、を有する。配線基板３は、図例では矩形平板状に形成され、その中心部に一つの第１のＬＥＤ４を実装し、その四隅（周縁部）の各々に第２のＬＥＤ５を実装している。第１のＬＥＤ４及び第２のＬＥＤ５は、それぞれの光軸が配線基板３に直交するように配置され、相関色温度１５６３Ｋ〜４５００Ｋの白色光を出射する白色ＬＥＤにより構成される。

第１のＬＥＤ４から１５６３Ｋ〜４５００Ｋという相関色温度の低い光を照射した場合に、どのように色度偏差Ｄｕｖを制御すれば紙面に書かれた文字を読み易くすることができるのか実験で検証した。なお、ここでいうＤｕｖとは、ＪＩＳ Ｚ８７２５：１９９９「光源の分布温度及び色温度・相関色温度の測定方法」における「５．４ 相関色温度の適用範囲」の備考に記載されているものであり、ＩＳＯ等に記載されているものの１０００倍に相当する。

本実験では、基準光及びテスト光を照度５００ｌｘ、相関色温度３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ又は６２００Ｋで照射し、各々の条件下において被験者に文字の読み易さを検証してもらった。基準光は、各々の相関色温度においてＤｕｖ０の光とした。テスト光は、相関色温度が４０００Ｋ以下の場合にはＤｕｖ３、−３、−６、−９、−１２又は−１５の光とし、相関色温度が５０００Ｋ以上の場合にはＤｕｖ６、３、−３、−６、−９又は−１２の光とした。このような基準光及びテスト光は、キセノンランプに液晶フィルタを組み合わせ、この液晶フィルタによりキセノンランプから照射される光の光学特性を調整することで生成された。被験者に読んでもらった文字は、読書視力チャート（ＭＮＲＥＡＤ−Ｊ）から引用した３０文字とし、平均的な無地コピー用紙の中央に７ポイントの大きさで印刷された。被験者は、２４〜５１歳の男女１２名とした。

実験は、被験者が３分間基準光に順応した後、５秒間基準光下で文字を読み、次いで、４０秒間テスト光に順応した後、５秒間テスト光下で文字を読んで、文字の読み易さ等を評価することで行われた。最初の評価を行ったあとは、４０秒間基準光に順応した後、１０秒間基準光下で文字を読み、次いで、４０秒間テスト光に順応した後、５秒間テスト光下で文字を読んで評価を行う動作を繰り返した。評価は、テスト光下における文字が書かれた紙面の見えを「白み」と「色み」に分けて評価するカラーネーミング法（絶対評価法）と、基準光下の文字とテスト光下の文字とを一対比較するマグニチュード推定法（相対評価法）と、から成る主観評価により行った。

カラーネーミング法では、基準光下及びテスト光下での紙面の見えを、まず、被験者に「白み」と「色み」の合計が１００となるような比率で回答してもらい、次いで、色みを感じた場合には、色相を黄色〜緑色か赤紫色〜青紫色かの二者択一で選択してもらった。このとき、黄色〜緑色を選択した場合には色みの数値を正とし、赤紫色〜青紫色を選択した場合には色みの数値を負とした。

その結果、図３に示すように、基準光及びテスト光の相関色温度が３０００Ｋのときは、Ｄｕｖ−３とすると色みがゼロになり、被験者が紙面を白く感じることが分かった。また、Ｄｕｖを−３よりも大きくすると黄緑の色みが増し、逆に、Ｄｕｖを−３よりも小さくすると赤青紫の色みが増すことが分かった。同様の変化傾向は、他の相関色温度でも観察されたが、相関色温度が低くなるほどＤｕｖに対する色みの変化幅が大きくなり、Ｄｕｖによる白色感への影響が強くなっていることが分かった。

また、基準光及びテスト光の相関色温度が３５００Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ及び６２００Ｋのときは、それぞれＤｕｖ−３、−１．６、０及び０とすると色みがゼロになることが分かった。このように、相関色温度によって色みがゼロになるＤｕｖが異なることが分かった。

一方、マグニチュード推定法では、テスト光下での文字の「読み易さ」を、基準光下での読み易さを１００として基準光下よりも読み易ければ１００より大きい数字で評価し、基準光下よりも読み難ければ１００より小さい数字で評価してもらった。また、同様にして、基準光下及びテスト光下において、紙面の「白さ」と紙面の見えの「好ましさ」とを評価してもらった。

その結果、図４に示すように、基準光及びテスト光の相関色温度が３０００Ｋのときは、Ｄｕｖ−９とすると文字の読み易さの評価値が最も高くなり、Ｄｕｖ−６とすると紙面の白さ及び好ましさの評価値が最も高くなった。同様にして、相関色温度３５００Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ及び６２００Ｋについても、文字の読み易さ、紙面の白さ及び好ましさの各々について最適なＤｕｖを求めた。

図５（ａ）乃至（ｅ）は、図４で得られた結果をまとめたものである。図５（ａ）に示すように、相関色温度が３０００Ｋのとき、読み易さ、白さ及び好ましさの評価値は、上述のようにそれぞれＤｕｖ−９、−６及び−６で最も高くなった（それぞれ丸印で示す）。このとき、各評価項目ごとに最高評価値に対する有意差ｔ検定を行ったところ、すべての評価項目においてＤｕｖ−１２〜−３の範囲で有意差が無かった（有意差の無かった範囲をドットで示す）。

また、図５（ｂ）に示すように、相関色温度が３５００Ｋのときは、すべての評価項目がＤｕｖ−６で最も高く、読み易さはＤｕｖ−１５〜−３で有意差が無く、白さ及び好ましさはＤｕｖ−１２〜−３で有意差が無かった。また、図５（ｃ）に示すように、相関色温度が４０００Ｋのときは、すべての評価項目がＤｕｖ−３で最も高く、読み易さはＤｕｖ−１５〜−３で有意差が無く、白さはＤｕｖ−１２〜０で有意差が無く、好ましさはＤｕｖ−９〜−３で有意差が無かった。また、図５（ｄ）に示すように、相関色温度が５０００Ｋのときは、読み易さ及び白さがＤｕｖ−６で最も高く、好ましさがＤｕｖ−３で最も高くなり、読み易さはＤｕｖ−１２〜０で有意差が無く、白さ及び好ましさはＤｕｖ−９〜０で有意差が無かった。更に、図５（ｅ）に示すように、相関色温度が６２００Ｋのときは、読み易さがＤｕｖ−６で最も高く、白さ及び好ましさがＤｕｖ−３で最も高くなり、読み易さはＤｕｖ−１２〜０で有意差が無く、白さ及び好ましさはＤｕｖ−６〜０で有意差が無かった。

図６は、ｘｙ色度図において上述したカラーネーミング法及びマグニチュード推定法による評価結果を重畳表示したものである。例えば、基準光及びテスト光の相関色温度が３０００Ｋのときを例に説明すると、ｘｙ色度図においてＤｕｖ３、０、−３、−６、−９、−１２、−１５に対応する点（丸印で示す）がプロットされている。このうち、Ｄｕｖ−３の点は、カラーネーミング法（図３参照）において、紙面の色みがゼロであったことを示すダイヤ印によりマークされている。一方、マグニチュード推定法（図５（ａ）参照）から、このＤｕｖ−３の場合とＤｕｖ−６、−９、−１２の場合とでは、「読み易さ」、「白さ」及び「好ましさ」の３評価項目すべてにおいて有意差が無いことが分かっている。この有意差が無い範囲において、最も低いＤｕｖであるＤｕｖ−１２を逆三角印でマークしている。他の相関色温度についても、同様にしてダイヤ印及び逆三角印がマークされている。

各々の相関色温度におけるダイヤ印を結んだ線を、紙面の色みを感じ難いことを示す「最低色み曲線」とした。最低色み曲線は、下記の式１の近似曲線で表され、この近似曲線によれば相関色温度１５６３ＫのときはＤｕｖ−１．６であった。また、各々の相関色温度における逆三角印を結んだ線を、最低色み曲線上の点と同様の効果が得られる下限を示す「許容下限値曲線」とした。許容下限値曲線は、下記の式２の近似曲線で表され、この近似曲線によれば相関色温度１５６３ＫのときはＤｕｖ−１２であった。そして、これら最低色み曲線、許容下限値曲線及び相関色温度４５００Ｋを示す線により挟まれた領域（斜線で示す）を、低色温度環境において文字が読み易く、且つ紙面の白さを感じ易い「文字見え白色感向上領域」とした。このような文字見え白色感向上領域内にプロットされるようにＤｕｖを制御することで、第１のＬＥＤ４は、紙面に書かれた文字を読み易くする白色光を出射することができる。

（数１）
ｙ＝−２．６１８６ｘ^２＋２．５４１２ｘ−０．２１４７・・・・式１
ｙ＝−３．１８７８ｘ^２＋２．８９７６ｘ−０．２８３６・・・・式２

次に、第２のＬＥＤ５から１５６３Ｋ〜４５００Ｋという相関色温度の低い光を照射した場合に、どのようにＤｕｖを制御すれば覚醒度を低くしてユーザにリラックス感を与えることができるのか検証した。覚醒度は、脳の松果体から分泌されるホルモンであるメラトニンと深い関わりを有し、メラトニンの分泌は、体温低下や入眠促進等を引き起こして人にリラックス感を与える。図７に示すように、このようなメラトニンの分泌は、波長４６４ｎｍの光によって強く抑制されることが知られている。そこで、この波長４６４ｎｍ付近の光をカットすることにより、覚醒度を低くしてユーザにリラックス感を与えることができると考えられる。

波長４６４ｎｍ付近の光は、相関色温度の高い青色光に相当する。従って、上記のように波長４６４ｎｍ付近の光をカットすることにより、照射光の色温度は低くなり、また、Ｄｕｖは高くなる。すなわち、ユーザにリラックス感を与えるような光を得たいのであれば、照射光の相関色温度を低くすると共にＤｕｖを高くすればよい。そこで、図６に示した最低色み曲線よりも高いＤｕｖの領域を、ユーザにリラックス感を与える「リラックス領域」とした。リラックス領域の上限Ｄｕｖは、図例ではＤｕｖ＋１０（太い一点鎖線で示す）とした。このような最低色み曲線とＤｕｖ＋１０を表す曲線とで挟まれたリラックス領域内にプロットされるようにＤｕｖを制御することで、第２のＬＥＤ５は、覚醒度を低くしてユーザにリラックス感を与える白色光を出射することができる。

次に、相関色温度及び照度と被験者の瞳孔径変化との関係を調べる実験を行った。瞳孔径は、カメラの絞りと同様な機能を有し、瞳孔を絞ることでピントの合う範囲が広がる（被写界深度が増加する）。本実験では、相関色温度３０００ＫでＤｕｖ−３の白色光を出射する白色ＬＥＤに、４８０ｎｍにピーク波長を有する青色光を出射する青色ＬＥＤを組み合わせたものを光源とした。照度は、３００ｌｘ、５００ｌｘ、７５０ｌｘ、１０００ｌｘ及び１５００ｌｘの５水準とし、相関色温度は、３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ及び６２００Ｋの５水準とした。

実験は、所定の照度及び相関色温度の照明光の下、２０代及び４０代の被験者二人に顎台に顎をのせてもらい、視距離４５ｃｍで直径４ｍｍの黒点を凝視してもらった状態で瞳孔径を試行回数３回で測定した。瞳孔径は、ナックイメージテクノロジー社製のアイマークレコーダ（ＥＭＲ−９）の帽子タイプを用いて計測した。まず、照度を３００ｌｘに設定し、相関色温度３０００Ｋの光で３分順応後、１５秒間瞳孔径を計測した。次いで、相関色温度３５００Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ、６２００Ｋの順で、１分順応後に１５秒間瞳孔径を計測する動作を繰り返した。その後、照度３００ｌｘの場合と同様にして、照度５００ｌｘ、７５０ｌｘ、１０００ｌｘ、１５００ｌｘの順に、各相関色温度における瞳孔径を計測した。

図８（ａ）は、ミレッド（相関色温度の逆数の１０^６倍）に対して平均瞳孔径をプロットしたものであり、図８（ｂ）は、照度の対数値に対して平均瞳孔径をプロットしたものである。平均瞳孔径は、瞬き等の計測エラーを除外し、前後１０点（計２１点）の移動中央値によりフィルタリングした後、計測開始時を０秒として５〜１０秒区間の平均値より算出した。その結果、平均瞳孔径は、相関色温度が高くなるほど、また、照度が高くなるほど小さくなることが分かった。

このような瞳孔径の調整に関わる視細胞として、内因性光感受性網膜神経節細胞（intrinsic photosensitive retinal ganglion cell; ｉｐＲＧＣ）が知られている。ｉｐＲＧＣは、錐体細胞及び桿体細胞に次ぐ、第３の光受容細胞である。図９に示すように、ｉｐＲＧＣは、波長４９３ｎｍの光に対して最も効率良く応答することが知られている。

図１０は、本実験に使用した相関色温度３０００Ｋ、４０００Ｋ及び６２００Ｋの光の分光分布曲線を示す。相関色温度６２００Ｋの光は、波長４９３ｎｍの光を多く含み高いｉｐＲＧＣ応答度を与える。一方、相関色温度３０００Ｋの光は、同光をあまり含んでおらず低いｉｐＲＧＣ応答度しか与えない。これら分光分布曲線とｉｐＲＧＣ応答度との積算値を算出し、各々の相関色温度の光によるｉｐＲＧＣの刺激量を求めた。ｉｐＲＧＣ刺激量は、標準光源Ｄ６５から出射された光（照度１０００ｌｘ）によるｉｐＲＧＣ刺激量を１００として規格化した。

図１１に示すように、上記のように算出されたｉｐＲＧＣ刺激量に対して、図８に示した平均瞳孔径をプロットしたところ、平均瞳孔径は、ｉｐＲＧＣ刺激量が大きくなるにつれて小さくなることが分かった。すなわち、ｉｐＲＧＣ刺激量を大きくして強くｉｐＲＧＣを刺激すれば、平均瞳孔径が小さくなって被写界深度が増加するので、紙面に書かれた文字を読み易くすることができる。

次に、第１のＬＥＤ４から出射される光、すなわち、紙面に書かれた文字を読み易くする光について、照度１０００ｌｘにおけるｉｐＲＧＣ刺激量を算出した。その結果、下記の表１に示すように、相関色温度が略３０００ＫでＤｕｖが−２．８〜−１５．３の光は、５７〜５９のｉｐＲＧＣ刺激量を与えた。また、相関色温度が略３５００ＫでＤｕｖが−２．５〜−１４．５の光は、６２〜６４のｉｐＲＧＣ刺激量を与えた。更に、相関色温度が略４０００ＫでＤｕｖが−２．８〜−１４．９の光は、６８〜７０のｉｐＲＧＣ刺激量を与えた。

一方、第２のＬＥＤ５から出射される光、すなわち、覚醒度を低くしてユーザにリラックス感を与える光についてもｉｐＲＧＣ刺激量を算出した。その結果、下記の表２に示すように、相関色温度が略３０００ＫでＤｕｖが０．４〜６．４の光は、５５〜５６のｉｐＲＧＣ刺激量を与えた。また、相関色温度が略３５００ＫでＤｕｖが０．９〜７．８の光は、６０〜６１のｉｐＲＧＣ刺激量を与えた。更に、相関色温度が略４０００ＫでＤｕｖが−０．２〜３．１の光は、６７のｉｐＲＧＣ刺激量を与えた。

更に、標準光源Ｄ６５及び種々の一般光源（一般蛍光ランプ、一般ＬＥＤ及び電球）から出射される光（照度１０００ｌｘ）のｉｐＲＧＣ刺激量を算出した。下記の表３に示すように、標準光源Ｄ６５からの光（相関色温度６５０６Ｋ）のｉｐＲＧＣ刺激量は、上述のように、基準となる１００とした。これに対し、一般蛍光ランプからの光（相関色温度３１９９Ｋ〜７２０４Ｋ）は４９〜９０のｉｐＲＧＣ刺激量を与え、ｉｐＲＧＣ刺激量は相関色温度が高くなるほど大きくなった。また、一般ＬＥＤからの光（相関色温度２８８２Ｋ〜７２０１Ｋ）は４２〜１０１のｉｐＲＧＣ刺激量を与え、一般蛍光ランプの場合と同様に、ｉｐＲＧＣ刺激量は相関色温度が高くなるほど大きくなった。電球からの光（相関色温度２７５０Ｋ）は、４８のｉｐＲＧＣ刺激量しか与えなかった。

図１２は、上記のように算出されたｉｐＲＧＣ刺激量を、相関色温度に対してプロットしたものである。第１のＬＥＤ４から出射される白色光（ダイヤ印で示す）は、下記の式３で算出される値以上のｉｐＲＧＣ刺激量を与えた。一方、第２のＬＥＤ５から出射される白色光（星印で示す）は、式３で算出される値未満のｉｐＲＧＣ刺激量を与えた。これら第１のＬＥＤ４及び第２のＬＥＤ５から出射される白色光のｉｐＲＧＣ刺激量は、相関色温度４５００Ｋ以下において一般ＬＥＤ、一般蛍光ランプ又は電球のｉｐＲＧＣ刺激量（それぞれ三角印、四角印、×角印で示す）よりも大きかった。従って、第１のＬＥＤ４及び第２のＬＥＤ５から出射される白色光は、相関色温度４５００Ｋ以下において一般ＬＥＤ、一般蛍光ランプ又は電球から出射される光に比べて平均瞳孔径を小さくし、これにより、被写界深度を増加させて文字を読み易くすることができる。

（数２）
ｉｐＲＧＣ刺激量＝０．０１１７×相関色温度[Ｋ]＋２０．９・・・・式３

図１３は、第１のＬＥＤ４及び第２のＬＥＤ５の各々から出射される白色光のスペクトル例（２ピーク波長）を示す。下記の４に示すように、第１のＬＥＤ４から出射される白色光は、例えば、相関色温度３４４６Ｋ、Ｄｕｖ−５．７、ｉｐＲＧＣ刺激量６６、平均演色評価数Ｒａ８９、生体作用強度０．５４を与える。ここで、生体作用強度とは、ドイツ規格協会規格の作用量予測モデル（DIN 5031-100）を用いて算出されたメラトニン分泌抑制の作用強度であり、数値が高いほどメラトニンの分泌を抑制することを示している。一方、第２のＬＥＤ５から出射される白色光は、例えば、相関色温度２８８２Ｋ、Ｄｕｖ３．４、ｉｐＲＧＣ刺激量４２、平均演色評価数Ｒａ８１、生体作用強度０．３１を与える。

また、図１３及び上記の表４には、第２のＬＥＤ５からの白色光よりも更に生体作用強度の低い、すなわち、メラトニンの分泌を抑制し難くリラックス効果の高い白色光を出射する第３のＬＥＤも記載されている。このような第３のＬＥＤは、例えば、相関色温度２００６Ｋ、Ｄｕｖ２．８、ｉｐＲＧＣ刺激量２５、平均演色評価数Ｒａ８４、生体作用強度０．１４を与える。また、参考例として用いた電球は、例えば、相関色温度２７５０Ｋ、Ｄｕｖ０．０、ｉｐＲＧＣ刺激量４８、平均演色評価数Ｒａ１００、生体作用強度０．３５を与える。

次に、就寝前の読書時を例に挙げ、上記の表４に記載の第１のＬＥＤ４、第２のＬＥＤ５及び第３のＬＥＤの点灯をどのように制御するのかを説明する。図１４に示すように、読書開始時には第１のＬＥＤ４を１００％点灯させた状態（星印で示す、以下、第１の状態という）とし、読書に適した文字の読み易い白色光を出射する。この第１の状態では、ユーザは快適に読書をすることができる。

次いで、制御部６は、第１のＬＥＤ４の光出力を第１のＬＥＤ４の点灯時間の経過と共に徐々に下げ、同時に第２のＬＥＤ５の光出力を徐々に増やして、第２のＬＥＤ５を１００％点灯させた状態（ダイヤ印で示す、以下、第２の状態という）とする。この第１の状態から第２の状態への移行は、照射光の相関色温度及びＤｕｖが徐々に変化するので、ユーザによって知覚され難く自然な雰囲気で起こる。第２の状態では、ＬＥＤ５からメラトニン分泌を抑制し難い光が照射されるので、ユーザの体内ではメラトニンが分泌され、体温低下や入眠促進等が引き起こされる。

そして、第２の状態から第３のＬＥＤを１００％点灯させた状態（逆三角印で示す、以下、第３の状態という）へと徐々に移行させる。この第３の状態では、第２の状態よりも更に生体作用強度の低い光が照射され、メラトニンの分泌が強く促進される。これにより、ユーザは心地よい睡眠へと誘導される。

このように、第１の状態から第２の状態を経由して第３の状態へと移行することで、読書に適した照明環境から徐々に睡眠に適した照明環境へとスムーズに移行することができる。なお、移行のパターンは上記のものに限定されず、例えば、第１の状態から第２の状態を経由せず直接に第３の状態へ移行するパターンでもよいし、また、第１の状態から第２の状態に移行して第３の状態には移行しないパターンでもよい。

上述したように、第１のＬＥＤ４は、相関色温度１５６３Ｋ〜４５００Ｋ、Ｄｕｖ−１．６〜−１２で紙面を白く見せる作用を持つ白色光を出射する。一方、第２のＬＥＤ５は、第１のＬＥＤ４からの白色光よりも相関色温度が低く且つＤｕｖが高い白色光、具体的には、相関色温度１５６３Ｋ〜４５００Ｋ、Ｄｕｖ＋１０〜−１．６で覚醒度の低い白色光を出射する。従って、照明装置１によれば、低色温度環境で使用した場合にユーザが違和感を持ち難く、しかも文字が読み易い光とユーザをリラックスさせる光とを照射することができる。

なお、第１のＬＥＤ４から出射される白色光は、図１３に示したような２つのピーク波長を有するものに限定されず、例えば、３つのピーク波長を有するものや４つのピーク波長を有するものであってもよい。そこで、ピーク波長４２０ｎｍ〜６６０ｎｍ（１０ｎｍ刻み）の範囲内で半値幅２０、３０、４０ｎｍの３水準をパラメータとしてシミュレーションを実施し、３つのピーク波長を有する仮想発光スペクトル（ガウス分布）を得た。

図１５に示すように、このような３つのピーク波長を有する仮想発光スペクトルは、例えば、波長域４２０ｎｍ〜４８０ｎｍ、５２０ｎｍ〜５７０ｎｍ及び６００ｎｍ〜６６０ｎｍにそれぞれピーク波長を有する。例１の光（実線で示す）は、波長４２０ｎｍ、５２０ｎｍ及び６００ｎｍにそれぞれピーク波長を有する。例２の光（破線で示す）は、波長４８０ｎｍ、５７０ｎｍ及び６６０ｎｍにそれぞれピーク波長を有する。

また、上記と同様にして、４つのピーク波長を有する仮想発光スペクトルをシミュレーションにより得た。図１６に示すように、このような４つのピーク波長を有する仮想発光スペクトルは、例えば、波長域４２０ｎｍ〜４５０ｎｍ、４６０ｎｍ〜５４０ｎｍ、５３０ｎｍ〜５８０ｎｍ及び６００ｎｍ〜６６０ｎｍにそれぞれピーク波長を有する。例３の光（実線で示す）は、波長４２０ｎｍ、４６０ｎｍ、５３０ｎｍ及び６００ｎｍにそれぞれピーク波長を有する。例４の光（破線で示す）は、波長４５０ｎｍ、５４０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６２０ｎｍにそれぞれピーク波長を有する。例５の光（二点鎖線で示す）は、波長４４０ｎｍ、５００ｎｍ、５８０ｎｍ及び６６０ｎｍにそれぞれピーク波長を有する。

表５に示すように、上述した例１乃至例５の光は、それぞれｉｐＲＧＣ刺激量７３、９１、７３、７０及び７０を与える。ここで、タスク照明光として一般的に用いられる一般蛍光ランプからの相関色温度５０００Ｋの光は、図１２に示したように、ｉｐＲＧＣ刺激量略７０を与える。すなわち、例１乃至例５の光は、３０００Ｋ〜４５００Ｋという低い相関色温度にもかかわらず、相関色温度５０００Ｋの一般タスク照明光と同等以上のｉｐＲＧＣ刺激量を与える。従って、これら例１乃至例５の光によれば、高いｉｐＲＧＣ刺激量を与えることで低い相関色温度においても被写界深度を十分に増加させ、相関色温度５０００Ｋの一般タスク照明光と同等又はそれ以上に文字を読み易くすることができる。

なお、本発明に係る照明装置は、上記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。例えば、照明装置は、ベッドサイドランプに限定されず、机上等に置いて用いられるスタンドライトとして構成されてもよい。また、第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤは、それぞれ複数設けられ、互いに混在して配線基板上に配置されていてもよい。このように配置することで、第１のＬＥＤから出射された白色光と第２のＬＥＤから出射された白色光とを、互いに混色し易くすることができる。

１ 照明装置
３ 配線基板
４ 第１のＬＥＤ
５ 第２のＬＥＤ
６ 制御部

Claims (7)

1. 白色光を出射する第１のＬＥＤと、
   前記第１のＬＥＤからの白色光よりも相関色温度が低く且つ色度偏差Ｄｕｖが高い白色光を出射する第２のＬＥＤと、
   前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤとの光出力比を変化させる制御部と、を備え、
   前記第１のＬＥＤは、相関色温度１５６３Ｋ〜４５００Ｋで色度偏差Ｄｕｖ−１．６〜−１２の白色光を出射し、
   前記第２のＬＥＤは、相関色温度１５６３Ｋ〜４５００Ｋで色度偏差Ｄｕｖ＋１０〜−１．６の白色光を出射し、
   Ｄ６５光源から照射される照度１０００ｌｘの光により規格化した値において、
   前記第１のＬＥＤから出射される白色光は、下記の式３で算出される値以上の内因性光感受性網膜神経節細胞（ｉｐＲＧＣ）刺激量を与え、
   前記第２のＬＥＤから出射される白色光は、下記の式３で算出される値未満のｉｐＲＧＣ刺激量を与えることを特徴とする照明装置。
   ｉｐＲＧＣ刺激量＝０．０１１７×相関色温度[Ｋ]＋２０．９・・・・式３
2. ｘｙ色度図において、
   前記第１のＬＥＤから出射される白色光は、下記の式１で表される曲線と下記の式２で表される曲線とで挟まれる領域にプロットされ、
   前記第２のＬＥＤから出射される白色光は、前記式１で表される曲線と色度偏差Ｄｕｖ＋１０を表す曲線とで挟まれる領域にプロットされることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
   （数１）
   ｙ＝−２．６１８６ｘ^２＋２．５４１２ｘ−０．２１４７・・・・式１
   ｙ＝−３．１８７８ｘ^２＋２．８９７６ｘ−０．２８３６・・・・式２
3. 前記制御部は、前記第１のＬＥＤの光出力を該第１のＬＥＤの点灯時間の経過と共に下げることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第１のＬＥＤから出射される白色光は、波長域４２０ｎｍ〜４８０ｎｍ、５２０ｎｍ〜５７０ｎｍ及び６００ｎｍ〜６６０ｎｍにそれぞれピーク波長を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記第１のＬＥＤから出射される白色光は、波長域４２０ｎｍ〜４５０ｎｍ、４６０ｎｍ〜５４０ｎｍ、５３０ｎｍ〜５８０ｎｍ及び６００ｎｍ〜６６０ｎｍにそれぞれピーク波長を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤは、配線基板の一面に実装され、
   前記配線基板は、前記配線基板の中心部に一つの前記第１のＬＥＤを実装し、前記配線基板の周縁部に複数の前記第２のＬＥＤを実装していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記第１のＬＥＤ及び前記第２のＬＥＤは、それぞれ複数設けられ、配線基板の一面に互いに混在して実装されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の照明装置。