JP6998559B2 - 制御装置、照明装置、及び制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、照明に用いられる制御装置及び制御方法と、照明装置とに関する。

心身の健康維持及び増進のために深呼吸を行うことが推奨されている。深呼吸を行うために機械を用いて呼吸を誘導する方法が知られている。

特開２００６－２３１０００号公報 特許第６１６４２０２号明細書 特許第５０８１１２５号明細書

音声や映像を用いた呼吸誘導方法は多くの情報を利用者に伝えることができるが、映像に集中しすぎてしまうという欠点がある。音声や映像を用いたシステムは、照明の明滅を用いたシステムに比べて、装置が大掛かりになり、設置などを手軽に行いにくい。音声を用いる場合は、利用する空間の外へ音が漏れることも問題になり得る。

深呼吸は、吸気、保気、呼気の３つの期間の繰り返しからなる。照明光を明滅させることによって、ユーザが深呼吸の繰り返しのリズムを明滅のリズムに合わせることも可能である。しかし照明光の明滅だけでは、ユーザは保気期間を意識しづらいという課題があることを本願発明者らは見出した。

ある実施形態による制御装置は、光源から放射される光の出力を時間的に変化させる制御信号を発生する制御部と、前記制御信号に応じて前記光源を駆動する駆動部とを備え、前記制御部は、前記出力に、増加期間と、前記増加期間の後の第１移行期間と、前記第１移行期間の後の維持期間と、前記維持期間の後の第２移行期間と、前記第２移行期間の後の減少期間とを一期間とする増減を繰り返す変化を与え、前記出力は、前記増加期間の始点において第１出力値と、前記増加期間の終点及び前記第１移行期間の始点において前記第１出力値より大きい第２出力値と、前記第１移行期間の終点、及び前記維持期間の始点において前記第１出力値より大きい第３出力値と、前記維持期間の終点、及び前記第２移行期間の始点において前記第１出力値より大きい第４出力値と、前記第２移行期間の終点において前記第１出力値よりも大きい第５出力値と、前記第２移行期間の終点に前記第５出力値よりも小さい第６出力値と、前記第１移行期間において第１極値を、前記第２移行期間において第２極値を有する。

ある実施形態による、光源から放射される光の出力を時間的に変化させる制御方法は、前記出力に、増加期間と、前記増加期間の後の第１移行期間と、前記第１移行期間の後の維持期間と、前記維持期間の後の第２移行期間と、前記第２移行期間の後の減少期間とを一期間とする増減を繰り返す変化を与え、前記出力は、前記増加期間の始点において第１出力値と、前記増加期間の終点及び前記第１移行期間の始点において前記第１出力値より大きい第２出力値と、前記第１移行期間の終点、及び前記維持期間の始点において前記第１出力値より大きい第３出力値と、前記維持期間の終点、及び前記第２移行期間の始点において前記第１出力値より大きい第４出力値と、前記第２移行期間の終点において前記第１出力値よりも大きい第５出力値と、前記第２移行期間の終点に前記第５出力値よりも小さい第６出力値と、前記第１移行期間において第１極値を、前記第２移行期間において第２極値を有する。

ユーザが保気期間を意識しやすい照明制御装置、照明装置、及び照明制御方法を提供する。

ある実施形態における照明装置のブロック図である。 ある実施形態における光源の出力の変化の一例を示すグラフである。 ブロッカーザルツァー効果を示す図である。 刺激強度水準と明るさの弁別閾を示す図である。 光源の出力の変化の他の一例を示すグラフである。 ある実施形態における制御部の構造を示すブロック図である。 変化を光源の出力に与える処理のアルゴリズムを示すフロー図である。

概要
図１は、照明装置１００のブロック図である。照明装置１００は、入力装置１１０、制御装置１２０、及び光源１３０を含む。制御装置１２０は、制御部１２２及び駆動部１２４を含む。

照明装置１００は、直接照明又は間接照明、及びそれらの組み合わせを実現する。直接照明は、例えば、ダウンライトである。間接照明は、例えば、コファー照明、コーニス照明、及びコーブ照明、並びにこれらの組み合わせである。照明装置１００は、そのユーザが深呼吸の繰り返しのリズムを、光源１３０の光の出力の時間的変化に合わせやすくする。照明装置１００は、典型的には屋内のユーザがリラックスしようとしている近傍に配置される。

入力装置１１０は、ユーザが選んだ照明装置１００の動作パラメータを制御部１２２に伝える。そのような動作パラメータは、例えば、照明装置１００のオン、オフや、照明装置１００の光の出力の時間的変化の周期を表す。入力装置１１０は、例えば、機械的又は電子的なスイッチである。入力装置１１０は、照明装置１００の筐体上に設けられてもよく、照明装置１００とは別個の筐体に設けられてもよい。前者の場合、入力装置１１０は、制御部１２２とは筐体内に設けられた配線で結合される。後者の場合、入力装置１１０は、制御部１２２とは無線で結合される。無線での結合は、例えば、赤外光又は電磁波による動作パラメータの伝送によって実現される。

制御部１２２は、光源１３０から放射される光の出力を時間的に変化させる制御信号を発生し、駆動部１２４に送る。制御部１２２は、例えば、プロセッサ及びメモリで実現され、後述の制御方法を実現する。

駆動部１２４は、制御部１２２から制御信号を受け取り、光源１３０を駆動する。駆動部１２４は、制御信号に基づいて、光源１３０から放射される光の出力を時間的に変化させる。駆動部１２４は、例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）によって光源１３０の出力を変化させる。

光源１３０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。光源１３０は、複数のＬＥＤを含んでもよい。光源１３０は、単色のＬＥＤで構成されてもよく、複数の色を発するＬＥＤで構成されてもよい。

照明装置１００は、入力装置１１０、制御装置１２０、及び光源１３０を含んでもよいが、入力装置１１０を含まなくてもよい。この場合は、入力装置１１０は、別個の要素として実現される。さらに制御装置１２０だけを筐体に設け、光源１３０を外付けにして実現してもよい。

光源の出力変化
図２は、光源１３０の出力（明るさ）の変化２００の一例を示すグラフである。制御部１２２は、光源１３０の出力に、増加期間Ａと、増加期間Ａの後の第１移行期間Ｔ１と、第１移行期間Ｔ１の後の維持期間Ｓと、維持期間Ｓの後の第２移行期間Ｔ２と、第２移行期間Ｔ２の後の減少期間Ｄとを一期間とする増減を繰り返す変化を与える。

出力変化２００は、増加期間Ａの始点において第１出力値Ｌ１を有する。出力変化２００は、増加期間Ａの終点及び第１移行期間の始点において第１出力値Ｌ１より大きい第２出力値Ｌ２を有する。出力変化２００は、第１移行期間の終点、及び維持期間の始点において第１出力値Ｌ１より大きい第３出力値Ｌ３を有する。出力変化２００は、維持期間Ｓの終点、及び第２移行期間Ｔ２の始点において第１出力値Ｌ１より大きい第４出力値Ｌ４を有する。出力変化２００は、第２移行期間Ｔ２の終点において第１出力値Ｌ１よりも大きい第５出力値Ｌ５を有する。出力変化２００は、第２移行期間Ｔ２の終点に第５出力値Ｌ５よりも小さい第６出力値Ｌ６を有する。出力変化２００は、第１移行期間Ｔ１において第１極値Ｅ１を、第２移行期間Ｔ２において第２極値Ｅ２を有する。

以下の説明では、保気期間は、概ね、維持期間Ｓに対応する。

この出力変化２００が極値Ｅ１及びＥ２を有することによって、照明装置１００は、ユーザが保気期間を意識しやすいという効果を有する。保気期間が意識しやすいと、吸気期間及び呼気期間も意識しやすい。その結果、吸気、保気、呼気からなる深呼吸のリズムをユーザに違和感なく呈示でき、ユーザのマインドフルネス瞑想の効果を高め得る。

図３は、ブロッカーザルツァー効果を示す図である。ブロッカーザルツァー効果とは、フラッシュ光のようなパルス光を見たときに、とくに見た瞬間は非常に明るく感じられ、パルスの時間が長くなるとやがて一定の明るさに感じられる効果をいう。図３は、各種照度のパルス光がそれと等しい明るさに感じられる時間を評価したグラフといえる。

フロアライトの形状の器具で明滅する照明器具を２個だけ利用するシーンを想定した場合（器具―ユーザ顔面の直線距離で約２３００ｍｍ）、明滅波形の顔面照度の最大値でも、５ｌｘと非常に暗く、消灯状態に近いと考えられる。この実施形態ではパルス光を想定しないが急激な上昇・減少変化の場合、違和感が生じ、ユーザの集中を乱す可能性がある。５ｌｘ程度のパルス光を想定した場合、グラフより呈示時間が１秒以上あれば、明滅波形変化の知覚違和感が生じない。

ある実施形態では、第１移行期間Ｔ１は、１秒以上、２秒以下である。これにより保気期間の開始がより明確にユーザに呈示される。

ある実施形態では、第２移行期間は、１秒以上、２秒以下である。これにより保気期間の終了がより明確にユーザに呈示される。

なお、第１移行期間Ｔ１において、第２出力値Ｌ２～第１極値Ｅ１の期間と、第１極値Ｅ１～第３出力値Ｌ３の期間とは、等しくなくてもよい。同様に、第２移行期間Ｔ２において、第４出力値Ｌ４～第２極値Ｅ２の期間と、第２極値Ｅ２～第５出力値Ｌ５の期間とは、等しくなくてもよい。

図４は、刺激強度水準と明るさの弁別閾を示す図である。図４の横軸は、基準光の刺激強度(I)を表し、図４の縦軸は、基準光とテスト光の刺激強度差をΔIとした際のウェーバー比(Δ/I)を表す。視角で２°以上になると、曲線に不連続な変化が現れる。これは視角が２°以上になると、網膜中心小窩の外までに広がるので、桿体も視覚に参与するために、曲線は桿体視部分と錐体視部分とに分かれるためである。

本実施形態において、視覚が２°未満の狭い範囲のみを照らすことは狭い範囲に視覚を集中しなければならないため適切ではないので、視覚が２°以上を想定する。加えて、呼吸タイミングの目印とするため、最低限の明るさが必要であると考えられ、桿体のみ働く暗所視環境ではなく、薄明視・明所視環境が想定される。図４を見ると２°視野における不連続変化点(＝暗所視→薄明視の変化点)のウェーバー比は約１．７０である。よって本実施形態で想定される環境においては、どの明るさ、視野においても１．７０倍の変化があれば違いを認識できる。

逆に視野が広く明るい環境においては約１．０１倍程度の違いでも違いが認識できる。本実施形態では、少ない違和感で自然に保気期間をユーザに教示するのが望ましい。よって振幅ピーク間の変化は大きすぎないことが望ましい。

ある実施形態では、第１極値Ｅ１は、第２出力値Ｌ２及び第３出力値Ｌ３より大きい極大値である。これにより保気期間の開始が光源１３０の明るさの極大値によってユーザに呈示される。図４からわかる上記関係から、ある実施形態では、極大値である第１極値Ｅ１は、第３出力値Ｌ３の１．０１倍以上、１．７０倍以下である。これにより保気期間の開始がより明確にユーザに呈示される。

ある実施形態では、第２極値Ｅ２は、第４出力値Ｌ４及び第５出力値Ｌ５より大きい極大値である。これにより保気期間の終了が光源１３０の明るさの極大値によってユーザに呈示される。図４からわかる上記関係から、ある実施形態では、極大値である第２極値Ｅ２は、第４出力値Ｌ４の１．０１倍以上、１．７０倍以下である。これにより保気期間の終了がより明確にユーザに呈示される。

なお図２において、第２出力値Ｌ２と第１極値Ｅ１との振幅（すなわち出力の差）、第１極値Ｅ１と第３出力値Ｌ３との振幅、第４出力値Ｌ４と第２極値Ｅ２との振幅、第２極値Ｅ２と第５出力値Ｌ５との振幅は同じであるが、これには限定されず、それぞれ異なっていてもよい。例えば、第２出力値Ｌ２より第３出力値Ｌ３が大きいことによって、第２出力値Ｌ２と第１極値Ｅ１との振幅よりも、第１極値Ｅ１と第３出力値Ｌ３との振幅が小さくてもよい。

図５は、光源１３０の出力（明るさ）の変化５００の他の一例を示すグラフである。図２の変化２００との違いは、第１極値Ｅ１及び第２極値Ｅ２が極大値ではなく、極小値であることである。その他の点については、図２を参照して説明したことが変化５００についても当てはまる。

図３を参照して説明した理由から、ある実施形態では、第１移行期間Ｔ１は、１秒以上、２秒以下である。これにより保気期間の開始がより明確にユーザに呈示される。同様に、ある実施形態では、第２移行期間は、１秒以上、２秒以下である。これにより保気期間の終了がより明確にユーザに呈示される。

ある実施形態では、極小値である第２極値Ｅ２は、第２出力値の０．５９倍以上、０．９９倍以下である。これにより保気期間の終了がより明確にユーザに呈示される。

ある実施形態では、第１極値Ｅ１における光の色度は、増加期間Ａにおける光の色度と異なる。これにより保気期間の開始がより明確にユーザに呈示される。例えば、増加期間Ａにおける光の色度が暖色系であり、第１極値Ｅ１における光の色度が寒色系である。

ある実施形態では、第２極値Ｅ２における光の色度は、維持期間Ｓにおける光の色度と異なる。これにより保気期間の終了がより明確にユーザに呈示される。例えば、増加期間Ａにおける光の色度が暖色系であり、第１極値Ｅ１における光の色度が寒色系である。

ある実施形態では、第６出力値Ｌ６は、ゼロより大きい。これによりユーザに、呼気の後の余韻を与え得る。

ある実施形態では、変化２００及び変化５００は、滑らかに変化する。これにより光源１３０の出力が、例えば増加から減少に減じる点（図５のＬ２の時刻）においてユーザに与える違和感を低減できる。

ある実施形態において、変化２００に示されるように、第１極値Ｅ１及び第２極値Ｅ２は、共に極大値であり、ある実施形態においては、変化５００に示されるように、第１極値Ｅ１及び第２極値Ｅ２は、共に極小値である。他の実施形態では、第１極値Ｅ１及び第２極値Ｅ２のうち一方が極大値であり、他方が極小値であってもよい。例えば、第１極値Ｅ１が極大値であり、第２極値Ｅ２が極小値であり得る。このとき、極大値及び極小値についての上述の数値条件が満たされればそれらに対応する効果が得られる。

ハードウェア
図６は、制御部１２２の構造を示すブロック図である。制御部１２２は、プロセッサ６１０、メモリ６２０、及び入出力部６３０を含む。プロセッサ６１０は、変化２００及び変化５００を光源１３０の出力に与える処理を実行する。メモリ６２０は、プロセッサ６１０によって実行される処理に用いられる命令及びパラメータを格納する。入出力部６３０は、プロセッサ６１０の出力に基づいて制御を生成し、駆動部１２４に出力する。入出力部６３０は、プロセッサ６１０の中に組み込まれていてもよい。

制御部１２２と駆動部１２４とが一つの要素（例えば半導体チップ）として実現されてもよい。代替として制御部１２２と駆動部１２４とが一つの筐体内に設けられてもよい。

ソフトウェア
図７は、変化２００及び変化５００を光源１３０の出力に与える処理のアルゴリズム７００を示すフロー図である。７１０において、プロセッサ６１０は、入出力部６３０からデータを受け取る。このデータは、例えば、ユーザが入力装置１１０に入力した照明装置１００の動作モードを示すデータである。７２０において、プロセッサ６１０は、メモリ６２０から変化２００又は変化５００に関するデータを受け取る。７３０において、プロセッサ６１０は、受け取られたデータに基づいて駆動部１２４に制御信号を出力する。必要に応じ、制御が７３０から７１０に戻ることによって、アルゴリズム７００を繰り返し実行してもよい。

本開示における装置、システム、又は方法の主体は、コンピュータ（例えば制御部１２２）を備えている。このコンピュータがプログラム（例えばアルゴリズム７００）を実行することによって、本開示における装置、システム、又は方法の主体の機能が実現される。コンピュータは、プログラムに従って動作するプロセッサを主なハードウェア構成として備える。プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は問わない。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）、又はＬＳＩ（large scale integration）を含む一つ又は複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、一つのチップに集積されてもよいし、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは一つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に備えられていてもよい。プログラムは、コンピュータが読み取り可能なＲＯＭ、光ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録される。プログラムは、記録媒体に予め格納されていてもよいし、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。

上に説明されてきたものには、本発明のさまざまな例が含まれる。本発明を記載する目的では、要素や手順の考えられるあらゆる組み合わせを記載することは当然のことながら不可能であるが、当業者なら本発明の多くのさらなる組み合わせおよび順列が可能であることがわかるだろう。したがって本発明は、特許請求の範囲の精神および範囲に入るそのような改変、変更および変形例を全て含むよう意図される。

１００ 照明装置
１２０ 制御装置
１２２ 制御部
１２４ 駆動部
１３０ 光源

Claims (17)

1. 光源から放射される光の出力を時間的に変化させる制御信号を発生する制御部と、前記制御信号に応じて前記光源を駆動する駆動部とを備えた制御装置であって、
   前記制御部は、前記出力に、第１増加期間と、前記第１増加期間の後の第１移行期間と、前記第１移行期間の後の維持期間と、前記維持期間の後の第２移行期間と、前記第２移行期間の後の第１減少期間とを一期間とする増減を繰り返す変化を与え、
   前記出力は、
   前記第１増加期間の始点において第１出力値と、
   前記第１増加期間の終点及び前記第１移行期間の始点において前記第１出力値より大きい第２出力値と、
   前記第１移行期間の終点、及び前記維持期間の始点において前記第１出力値より大きい第３出力値と、
   前記維持期間の終点、及び前記第２移行期間の始点において前記第１出力値より大きい第４出力値と、
   前記第２移行期間の終点において前記第１出力値よりも大きい第５出力値と、
   前記第１減少期間の終点において前記第５出力値よりも小さい第６出力値と、前記第１移行期間において第１極値を、前記第２移行期間において第２極値を有し、
   前記第１移行期間は、前記第１増加期間の傾きよりも大きい傾きで出力が減少する第２減少期間を含み、
   前記第２移行期間は、前記第１減少期間の傾きよりも大きい傾きで出力が増加する第２増加期間を含む
   制御装置。
2. 前記第１極値は、前記第２出力値及び前記第３出力値より大きい極大値である
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記極大値は、前記第３出力値の１．０１倍以上、１．７０倍以下である
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記第１極値は、前記第２出力値及び前記第３出力値より小さい極小値である
   請求項１に記載の制御装置。
5. 前記極小値は、前記第２出力値の０．５９倍以上、０．９９倍以下である
   請求項４に記載の制御装置。
6. 前記第２極値は、前記第４出力値及び前記第５出力値より大きい極大値である
   請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記第２極値は、前記第４出力値の１．０１倍以上、１．７０倍以下である
   請求項６に記載の制御装置。
8. 前記第２極値は、前記第４出力値及び前記第５出力値より小さい極小値である
   請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記第２極値は、前記第４出力値の０．５９倍以上、０．９９倍以下である
   請求項８に記載の制御装置。
10. 前記第１移行期間は、１秒以上、２秒以下である
    請求項１から９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 前記第２移行期間は、１秒以上、２秒以下である
    請求項１から９のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 前記第１極値における前記光の色度は、前記第１増加期間における前記光の色度と異なる
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の制御装置。
13. 前記第２極値における前記光の色度は、前記維持期間における前記光の色度と異なる
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の制御装置。
14. 前記第６出力値は、ゼロより大きい
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の制御装置。
15. 前記出力は、滑らかに変化する
    請求項１から１４のいずれか１項に記載の制御装置。
16. 請求項１に記載の制御装置と、光源とを備える照明装置。
17. 光源から放射される光の出力を時間的に変化させる制御方法であって、
    前記制御方法は、前記出力に、第１増加期間と、前記第１増加期間の後の第１移行期間と、前記第１移行期間の後の維持期間と、前記維持期間の後の第２移行期間と、前記第２移行期間の後の第１減少期間とを一期間とする増減を繰り返す変化を与え、
    前記出力は、
    前記第１増加期間の始点において第１出力値と、
    前記第１増加期間の終点及び前記第１移行期間の始点において前記第１出力値より大きい第２出力値と、
    前記第１移行期間の終点、及び前記維持期間の始点において前記第１出力値より大きい第３出力値と、
    前記維持期間の終点、及び前記第２移行期間の始点において前記第１出力値より大きい第４出力値と、
    前記第２移行期間の終点において前記第１出力値よりも大きい第５出力値と、
    前記第１減少期間の終点において前記第５出力値よりも小さい第６出力値と、前記第１移行期間において第１極値を、前記第２移行期間において第２極値を有し、
    前記第１移行期間は、前記第１増加期間の傾きよりも大きい傾きで出力が減少する第２減少期間を含み、
    前記第２移行期間は、前記第１減少期間の傾きよりも大きい傾きで出力が増加する第２増加期間を含む
    制御方法。
    
    

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