JP7117486B2 - 発光装置、照明システム及び制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置、照明システム及び制御方法に関する。

従来、発光部から発せられる光を変化させる発光装置が知られている。例えば、特許文献１の発光装置は、発光部と、発光部の発光面の光の出力が周期的に変化するように制御する制御部とを備える。

制御部は、１周期において光の出力が最小となる近傍での単位時間あたりの変化よりも、１周期において光の出力が最大となる近傍での単位時間あたりの変化が大きくなるように、正弦波状の曲線に沿って光の出力が変化するように発光部を制御している。

照明光の光量の変化に合わせて人が呼吸のリズムを整えることを容易にするとともに、人がリラックスすることを容易にしている。

特許第３９７８３３４号公報

そこで従来の発光装置によれば、人は、光の出力が周期的に変化する光を眼で認識しながら呼吸のリズムを整えることができるが、眠気を感じることはない。何故ならば、従来の発光装置では、人に眠気を引き起こさせるための光の点灯態様には最適化されておらず、人に誘眠効果を与えることはできない。

本開示は、発光部から発せられる光の出力を変化させることで、短時間で人に誘眠効果を与えることができる発光装置、照明システム及び制御方法を提供する。

上記目的を達成するために、本開示の一形態に係る発光装置は、光を発する発光部と、前記光の出力を制御する制御部とを備え、前記発光部は、規定の点灯状態において前記光を第１出力で発し、前記制御部は、第１期間において、少なくとも１回、前記光の出力を前記第１出力以下の極大出力から、極小出力に減少させるように制御する第１モードを有し、前記第１期間は２秒以上、３５秒以下であり、前記第１モードにおける前記極小出力は、３２５ｌｍ以下であり、前記極大出力は前記極小出力の１．５倍以上である。

また、本開示の一形態に係る照明システムは、発光装置を複数備える。

また、本開示の一形態に係る制御方法は、規定の点灯状態において光を第１出力で発し、第１期間において、少なくとも１回、前記光の出力を前記第１出力以下の極大出力から、極小出力に減少させるように制御する第１モードを含み、前記第１期間は２秒以上、３５秒以下であり、前記第１モードにおける前記極小出力は、３２５ｌｍ以下であり、前記極大出力は前記極小出力の１．５倍以上である。

本開示の発光装置等によれば、発光部から発せられる光の出力を変化させることで、短時間で人に誘眠効果を与えることができる。

図１は、実施の形態１に係る発光装置のブロック図である。 図２Ａは、実施の形態１に係る発光装置の電流値と経過時間との関係を示す図である。 図２Ｂは、第１モードにおける極小出力近傍での発光部から発せられる光の出力を例示した図である。 図２Ｃは、第１モードにおける極小出力近傍での発光部から発せられる光の出力を例示した図である。 図３は、瞳孔径と人の眼に光が入射した経過時間との関係を例示した図である。 図４は、極大比率と第１期間との関係を例示した図である。 図５は、天井の所定の位置に発光装置を配置した場合の平均照度を示す図である。 図６は、第１モードにおいて、発光部から発せられる光の出力の極大比率と極小出力との関係を例示した図である。 図７は、第１モードにおいて、発光部から発せられる光の出力を、極小出力から極大出力に向けて増加する場合に、極大出力と極小出力に対する極大出力の比率との関係を例示した図である。 図８は、極大比率と第２期間との関係を例示した図である。 図９Ａは、発光部から発せられる光の出力が段階的に減少している例を示す図である。 図９Ｂは、発光部から発せられる光の出力が段階的に減少している例を示す図である。 図９Ｃは、発光部から発せられる光の出力が段階的に減少している例を示す図である。 図１０は、発光装置を搭載したアイマスクの正面図である。 図１１は、変形例に係る照明システムを示す模式図である。

（本発明の基礎となった知見）
従来の発光装置では、発光装置が発する光の出力を周期的に変化させることで、この光を眼で認識しながら、人の呼吸のリズムを整えることができている。しかし、従来の発光装置では、人に眠気を引き起こさせるための点灯態様には最適化されておらず、人に誘眠効果を与えることはできていない。人が健康的な生活を送るためには、睡眠時間を十分に確保する必要があり、人に誘眠効果を与える発光装置が求められている。そこで発明者達は、人に眠気を引き起こさせる効果のある発光装置の点灯態様について、随意なる研究を行った。

その結果、発明者達は、人に眠気を引き起こさせるために、第１期間（２秒以上３５秒以下の期間）において、発光装置が発する光の出力を極大出力から極小出力に減少させる際に、極小出力を３２５ｌｍ以下とし、極大出力を極小出力の１．５倍以上とすることが必要であることを突き止めた。

また、発明者達は、人の眠気が人の眼の瞳孔径の変動によって引き起こされるということに着目した。ここで発光装置が出射する光の出力の減少及び増加を交互に繰り返した場合の人の瞳孔径の変化を計測した結果を、図３に示す。図３には、グラフＡ２は被験者の瞳孔径の変化、グラフＡ４は発光装置の光の出力の変化が示されている。図３のａに示すように、周期的に変動する光が人の眼に入射した場合、グラフＡ２では、グラフＡ４の光束の変化、つまり光の明暗に連動して瞳孔径も変化することが判った。グラフＡ２では、人は眠気を感じ始めている状態となっている。また、図３のｂに示すように、呼吸のリズムを整えるグラフＢ２では人の瞳孔径の大きさにさほどの変化が表れていないが、本開示のグラフＢ１では人の瞳孔径が拡大したり縮小したりと、大きく変化している。このことから、光の出力を変化させることで、瞳孔径を変動させ、人に眠気を引き起こさせることができると考えられる。

上記に関連する知見として、発明者達は、この結果の裏付けとなる非特許文献（西山ほか,瞳孔ゆらぎを指標とした覚醒度状態評価,生体医光学,Vol.46(2),2008,pp.212-217）を発見した。非特許文献には、眠気を催すと瞳孔径が縮小したり元に戻ったりを繰り返しながら、次第に瞳孔が収縮することが報告されている。このことから、瞳孔径の縮瞳と散瞳とが周期的に繰り返され、その振幅が減少することによって、人に眠気が誘発されると考えることができる。

そこで本開示は、発光部から発せられる光の出力を変化させることで、短時間で人に誘眠効果を与えることができる発光装置、照明システム及び制御方法を提供する。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

以下、本開示の実施の形態に係る発光装置、照明システム及び制御方法について説明する。

（実施の形態）
［構成］
本開示の実施の形態に係る発光装置１の構成について説明する。

図１は、実施の形態１に係る発光装置１のブロック図である。

図１に示すように、発光装置１は、発光部３０から発せられる光が明暗を交互に繰り返すような点灯態様で照明を行うことができる装置である。発光装置１は、例えば、ベッドライト、スタンドライト等であり、人がベッドで眠りにつく際に照明として使用される。発光装置１は、例えばベッド脇の棚、ベッドの側面、床等の設備に設置される。

発光装置１は、制御部２０と、発光部３０と、操作部４０と、記憶部５０とを備える。

制御部２０は、発光部３０から発せられる光の出力を、脈動的に大小を交互に繰り返して変化させるように、発光部３０に供給する電力を制御する。具体的には、制御部２０は、発光部３０の点灯、消灯、調光、又は調色等の動作を制御する駆動回路を有する。駆動回路は、発光部３０から発せられる光の明暗を繰り返せるように、脈動的に変化する電力を発光部３０に供給する。

制御部２０は、第１期間において、発光部３０から発せられる光の出力を、極大出力から極小出力に減少させる変化を少なくとも１回以上させる第１モードと、発光部３０からの光の出力を一定に保つ、言い換えれば全点灯状態（規定の点灯状態の一例）の出力（以下、第１出力という）に維持するように制御する第２モードとを有する。制御部２０は、第１モードと第２モードとを切り替えることが可能である。つまり、第１モードと第２モードとは、排他的に選択される。本実施の形態では、第１出力は、発光部３０が全点灯（１００％の出力で点灯）する場合を例示しているが、これには限定されず、発光部３０が全点灯時の出力よりも低い出力で点灯する場合も含む。例えば、第１出力は、発光部３０が全点灯時の出力の８０％であるが、８０％に限定されず、任意に変更できてもよい。また、第１出力は、極大出力と同等の出力であるが、極大出力よりも大きくてもよい。

制御部２０は、第１モードにおいて、発光部３０から発せられる光の出力を小さくしたり大きくしたりする動作を交互に繰り返させる、つまり発光部３０から発せられる光の明暗を交互に繰り返させる制御を行う。この様子を図２Ａに示す。図２Ａは、実施の形態１に係る発光部３０に印加する電流値と経過時間との関係を示す図である。

このように、発光部３０が全点灯する第２モードから第１モードに切り替わると、発光部３０から発せられる光は、次第に暗くなり、極小出力の時点を経過すると、発光部３０から発せられる光が次第に明るくなる。第１モードでは、発光部３０から発せられる光の出力の減少と増加とを交互に繰り返すことで、人は眠気に誘引される。

また、発光部３０から発せられる光の出力の減少、及び発光部３０から発せられる光の出力の増加の少なくとも一方は、非線形に変化する。本実施の形態では、発光部３０から発せられる光の出力の減少及び増加は、非線形に変化する。

なお、本実施の形態では、発光部３０から発せられる光の出力の減少と増加とを交互に繰り返しているが、第２モードから第１モードに切り替えた際に、発光部３０から発せられる光の出力を減少させるだけでもよい。このため、発光部３０から発せられる光の出力が増加することは必須の構成要件ではない。

第１モードにおいて、発光部３０から発せられる光の明暗、つまり発光部３０から発せられる光の出力の減少と増加とを１周期とした場合に、１周期は、第１期間、第３期間、及び第２期間の３つの期間を含んでいる。

制御部２０は、第１モードにおいて、発光部３０から発せられる光の明暗のうち、発光部３０から発せられる光の出力を、極大出力から極小出力に向けて、第１期間で減少させる制御を１回以上行う。第１期間は、２秒以上、３５秒以下である。図１では、第１期間をかけて減少させる動作が５回含まれているが、減少の回数は限定されない。ここでいう極大出力は、発光部３０の全点灯状態の出力である。極大出力は、図２Ａで示すように、例えば、第１モードにおける第２期間が経過した時点の極大地点を示している。なお、全点灯状態の出力は、定格出力ともいう。

ここで、第１出力の定義について説明する。

複数の発光装置１を備える照明システムでは、第１出力は、それぞれの発光装置１の最大出力、つまり、それぞれの発光装置１に含まれる全ての発光部３０の最大出力の総和、又は、ユーザが設定可能なそれぞれの発光装置１の最大出力の総和であり、照明システムから発せられる光の出力の１００％である。

例えば、照明システムがｎ個の発光装置１で構成されている場合、ｎ個の発光装置１の第１出力がそれぞれ（Ｔ１、Ｔ２・・・Ｔｎ）ｌｍであるとき、照明システムの第１出力は、（Ｔ１+Ｔ２+・・・Ｔｎ）ｌｍとなる。

１つの発光装置１における第１出力とは、発光装置１の最大出力、つまり、発光装置１に含まれる全ての発光部３０の最大出力の総和、又は、ユーザが設定可能なそれぞれの発光部３０の最大出力の総和であり、発光装置１から発せられる光の出力の１００％である。

例えば、１つの発光装置１に２つの発光部３０が存在している場合において、一方の発光部３０の第１出力が２５００ｌｍであり、他方の発光部３０が３０００ｌｍである場合に、この発光装置１の第１出力は５５００ｌｍとなる。

第１モードにおいて、発光部３０から発せられる光の出力の極小出力は、３２５ｌｍ以下である。また、第１モードにおいて、発光部３０から発せられる光の出力の、極小出力は極大出力の１．５倍以上である。第１モードにおいて、発光部３０から発せられる光の出力の極小出力は、極大出力の１００分の１以上である。なお、当然のことながら極大出力は、極大出力に隣接する極小出力よりも大きな値である。

また、制御部２０は、第１モードにおいて、さらに、第１期間の後の第２期間に、発光部３０から発せられる光の出力を、極小出力から次の極大出力に向けて増加させるような制御を行う。第２期間は、２秒以上、３２秒以下である。上述の第１期間、及び第２期間から、第１モードの制御期間は、４秒以上となる。これは、第１期間の極小出力の２秒と、第２期間の極小出力の２秒との合計から導き出されるが、第１期間が４秒以上という意味であってもよい。なお、第１モードの制御期間の上限は、特に限定されず、数秒、数十秒、数分、数十分等であってもよい。制御期間の上限は、任意に設定することができてもよい。

本実施の形態において、制御部２０は、第１モードにおいて、発光部３０から発せられる光の明るさを、第１期間をかけて、発光部３０から発せられる光を次第に暗くなるように制御し、その後、第２期間をかけて、発光部３０から発せられる光を次第に明るくなるように制御する。

なお、図１では、第２期間をかけて増加させる動作が４回含まれているが、増加の回数は限定されない。また、第１期間は、第２期間よりも、長い期間であってもよく、短い期間であってもよく、同一の期間であってもよい。

図２Ａに示すように、さらに、第１モードでは、発光部３０からの光の出力を、極大出力から極小出力に向けて減少させる第１期間の後に、発光部３０の光の出力を極小出力に維持するように制御する第３期間を含む。つまり、第１モードでは、発光部３０から発せられる光の出力が極小出力になると、極小出力近傍となる出力つまり一定の出力で、第３期間において発光部３０を点灯させる。第３期間は、第１期間と第２期間との間の期間である。第１モードでは、第１期間経過後に第３期間に遷移し、第３期間経過後に第２期間に遷移する。

なお、「＊＊近傍」との記載は、「極小出力近傍」との記載を例に挙げて説明すると、極小出力の地点を含むことはもとより、この値から数％以内を含む意図である。

ここでいう一定の出力は、図２Ａで示す極小出力及び極小出力の数％の誤差の範囲の光の出力も含む。このため、一定の出力は、図２Ｂに示す第３期間のように、極小出力で完全に一定であることに限定されない。図２Ｂは、第１モードにおける極小出力近傍での発光部３０から発せられる光の出力を例示した図である。

なお、第３期間は、第１期間又は第２期間よりも長くてもよく、短くてもよい。

また、第３期間は、第１モードになくてもよく、第１モードには、図２Ｃに示すように、第１期間と第２期間とで構成されていてもよい。図２Ｃは、第１モードにおける極小出力近傍での発光部３０から発せられる光の出力を例示した図である。このため、第３期間は、第１モードにおける必須の構成要件ではない。

図２Ａに示すように、第１モードにおいて、極大出力近傍での発光部３０から発せられる光の出力の変化率よりも、極小出力近傍での発光部３０から発せられる光の出力の変化率を小さくするように制御する。具体的には、第１モードにおいて、極小出力近傍での発光部３０から発せられる光の出力の単位時間当たりの変化は、極大出力近傍での発光部３０から発せられる光の出力の単位時間当たりの変化よりも小さい。このため、極大出力近傍では、例えば正弦波形である基準波形よりも幅が狭く、極小出力近傍では、基準波形よりも幅が広い。

第２モードは、全点灯状態において光を第１出力で発することで周囲を照明するモードであり、通常の照明状態（全点灯状態）である。制御部２０は、第２モードにおいて、単に周囲を照明するだけであり、第１モードのように、人が知覚できるように、発光部３０からの光が明暗を交互に繰り返すような制御を行わない。

また、制御部２０は、発光部３０から発せられる光の出力を、第１モード終了時の出力から第１出力より小さい第２出力まで、次第に変化させるように制御する。つまり、制御部２０は、第１モード終了時点の発光部３０の光の出力が極小出力となる地点から第２出力まで変化させる。第２出力は、極小出力と同一の出力であってもよく、極小出力より大きくても小さくてもよく、消灯（出力が０）を含む。

発光部３０は、基板と、基板に実装された複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とを有する発光モジュールである。また、発光部３０から発せられる光の光色は、昼白色の色温度以下である。ここでいう昼白色の色温度は、４６００Ｋから５５００Ｋであるが、発光部３０から発せられる光の光色を５０００Ｋ以下としてもよい。特に、発光部３０から発せられる光の光色を電球色以下としてもよい。電球色は、例えば、２６００Ｋから３２５０Ｋである。なお、発光部３０は、ＬＥＤを有する発光モジュールに限定されず、電球でもよい。

基板は、複数のＬＥＤを実装するためのプリント配線基板であり、略矩形状に形成されている。基板としては、例えば、樹脂をベースとする樹脂基板、金属をベースとするメタルベース基板、セラミックからなるセラミック基板等を用いることができる。

ＬＥＤは、１つ以上の発光素子を含んでいる。複数のＬＥＤは、白色光、青色光、及び橙色光を発することができる。本実施の形態では、例えば、ＬＥＤは、青色光、緑色光及び赤色光を発光するＲＧＢタイプのＬＥＤである。なお、ＬＥＤは、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤであってもよいし、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型のＬＥＤであってもよい。

また、図示しないが、基板には、操作部４０から入力された制御コマンドを伝送するための配線である信号線及び駆動回路からの電力を供給するための配線である電力線が設けられている。複数のＬＥＤのそれぞれは、電力線を介して駆動回路から電力の供給を受け、信号線からの制御コマンドに基づいて規定の光を発する。制御部２０は、各々のＬＥＤの発光を制御することで、例えば、明暗を交互に繰り返しながら、発光部３０から発せられる光の出力を変化させることができる。

操作部４０は、第１モード又は第２モードで発光部３０を発光させる操作を行うことができる入力インターフェイスであり、人の指示を受付ける端末である。操作部４０は、第１モード又は第２モードに切り替えるための専用の入力部を有する。例えば、人が就寝する際に、操作部４０を操作し、就寝するための指示として第１モードを選択することで、発光装置１は、第１モードの点灯を開始する。

また、操作部４０は、第１モードにおいて、発光部３０の光の出力を任意に設定することができてもよい。操作部４０は、例えば、発光装置１に電気的に接続された操作パネルでもよく、発光装置１を無線通信して操作することが可能な、発光装置１と独立したスマートフォン、リモートコントローラ等の操作パネルであってもよい。

記憶部５０は、第１モードでの点灯態様を示す制御コマンド、第２モードでの点灯態様を示す制御コマンド、第２出力等の情報を格納している。記憶部５０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又は半導体メモリなどによって実現される。

［結果］
人に眠気を誘引するために適した、発光装置１の点灯態様に基づいた、人の瞳孔径の変化と、人の官能評価との結果を示す。

まず、発光装置１が出射する光の出力の減少及び増加を交互に繰り返した場合の人の瞳孔径の変化を計測した結果を、図３に示す。

図３は、瞳孔径と人の眼に光が入射している経過時間との関係を例示した図である。図３では、縦軸が人の瞳孔径を示し、横軸が人の眼に光が入射している経過時間を示す。

図３のａでは、グラフＡ１～グラフＡ４を示している。グラフＡ１は、発光装置１を消灯して暗い環境に人が存在している場合の、瞳孔径の変化を示している。グラフＡ２は、発光装置１を第１モードで点灯した場合の、瞳孔径の変化を示している。グラフＡ３は、定常光で照明している場合の、瞳孔径の変化を示している。グラフＡ４は、グラフＡ２の場合における、発光装置１が第１モードで点灯したときに出射する光の光束と経過時間との関係を示している。このため、グラフＡ４は、図３のａの縦軸で示す瞳孔径と何ら関係はない。

図３のａで示すように、グラフＡ１では、人が暗い環境に存在しているため、他のグラフに比べて瞳孔径が拡大することがわかる。グラフＡ２では、発光装置１が第１モードで点灯した場合に、グラフＡ４の光束の変化、つまり光の明暗に応じて瞳孔径も変化していることがわかる。具体的には、グラフＡ４の光束が減少し始めると、少し遅れてグラフＡ２の瞳孔径が急速に縮小し、光束が下限値近傍に達した後、光束が増加している期間にかけて、瞳孔径が次第に拡大する。光束が上限値近傍に達した後、再び光束が減少し始めると、少し遅れて瞳孔径が急速に縮小するといったことが繰り返されることがわかる。グラフＡ３では、光の出力は一定であるため、グラフＡ２のような変化が表れていないことがわかる。

図３のｂでも、縦軸が人の瞳孔径を示し、横軸が人に光を照射した経過時間を示す。図３のｂでは、グラフＢ１、及びグラフＢ２を示している。

グラフＢ１は、本実施の形態の発光装置１を用いて第１モードで点灯した場合の、人の瞳孔径を示している。グラフＢ２は、従来の発光装置のように、単に光の出力の減少増加を繰り返した発光装置を用いた場合の瞳孔径を示す。

グラフＢ１では、人の瞳孔径が拡大したり縮小したりと、大きく変化していることがわかる。一方、グラフＢ２では、人の瞳孔径の大きさに多少の変化はあるものの、グラフＢ１ほどの変化は見られない。つまり、従来の発光装置のように単なる光の明暗を繰り返すだけでは、人に眠気を誘引させることができないとわかる。

次に、第１期間を２秒以上３５秒以下とすることについて説明する。

図４は、極大比率と第１期間との関係を例示した図である。図４は、任意に６つの第１期間を設定し、被験者３名により、眠気が誘引されるか否かを評価する官能評価実験の結果を示している。図４では、縦軸を極大比率とし、横軸を第１期間としている。極大比率は、第１出力に対する極大出力の割合を意味している。

図４では３名とも眠気が誘引された（３人許容）と回答した場合を三角の記号、３名とも眠気が誘引されない（許容者なし）と回答した場合を菱形の記号、２名に眠気が誘引された（２人許容）と回答した場合を四角の記号で表記する。

第１期間において、３名とも眠気が誘引されないと回答した地点は、２．６秒、及び３４．８秒であった。このことから、２．６秒を第１期間の最短期間とし、３４．８秒の第１期間の最長期間とし、第１期間を２秒以上、３５秒以下とした。第１期間を２秒未満とすれば、発光部３０から発せられる光の出力の極大出力から極小出力に低下する期間が短くなり、人は急激に暗くなるように感じる。第１期間を３５秒よりも長くすれば、発光部３０から発せられる光の出力を、極大出力から極小出力に低下する期間が長くなり、人はゆっくり暗くなるように感じる。そのため、第１期間以外の期間では、眠気を感じているときに現れるような、瞳孔径の周期的な変動が生じ難くなると考えられる。

なお、図４より、３人とも眠気が誘引されたと回答した地点は４秒、及び２３．６秒であるため、第１期間を４秒以上、２３秒以下としてもよい。

次に、発光装置１の設置場所によっては、人の眼に入る光束が異なため、設置場所と発光部３０が発した光の出力との関係について説明する。

例えば、発光装置１を天井の中央部分に設置した場合において、天井中央部分に設置した発光装置１の位置からベッドで眠っている人の眼に光が届く光束到達効率を１００％とすると、発光装置１の設置位置に応じて、目に届く光の量が異なるため、極大出力が異なることが想定される。例えば、ベッドの側面等に発光装置１を設置した場合では、眼に届く光束は大きく減衰してしまうことが考えられる。

このことを踏まえて、発光装置１を設置する位置によってベッドで寝ている人の眼に届く光束は異なるため、極小出力について説明する。

図５は、天井の所定の位置に発光装置１を配置した場合の平均照度を示す図である。

図５のａでは天井の中央に発光装置１を設置した場合、図５のｂでは天井の隅に発光装置１を設置した場合、及び図５のｃでは床に発光装置１を設置した場合を例示している。また、図５のａ～ｃの破線はベッドの配置位置を例示している。

図５のａではベッド上の枕が配置される位置の平均照度が５４．１ｌｘ、及び最小照度が３０．１ｌｘであるが、図５のｂではベッド上の枕が配置される位置の平均照度が１８．２ｌｘ、及び最小照度が１０．４ｌｘとなり、図５のｃでは平均照度が１．５７ｌｘ、及び最小照度が０．６９ｌｘとなる。つまり、図５のａの平均照度を１００％とした場合に、図５のａの平均照度に対する図５のｂの平均照度の比率は約３３％まで低下し、図５のａの平均照度に対する図５のｃの平均照度の比率は約２．９％まで平均照度が低下する。また、図５のａの最小照度に対する図５のｂの最小照度の比率は約３４％まで低下し、図５のａの最小照度に対する図５のｃの最小照度の比率は約２．３％まで最小照度が低下する。枕の位置及び人の頭の位置は、日によって異なると考えられるため、最小照度の比率を用いてみると、図５のａの最小照度に対する図５のｃの最小照度の比率である約２．３％の誤差を１割と仮定した場合に、２．３％±０．２３となる。この場合の極小出力の下限値は２．０７％であるため、光束の減衰の極小出力を２％とする。

このように、図５のｃのように、床に近い壁に発光装置１を設置した場合では、発光装置１から届く光束が９８％以上も減衰している。言い換えれば、発光部３０からの光束が５０分の１に減衰する。

そこで、発光部３０からの光束が５０分の１に減衰する場合を想定して、図６では、第１モードにおいて、発光部３０から発せられる光の出力の極大比率と極小出力との関係を例示している。図６では、縦軸を極大比率とし、横軸を極小出力としている。図６でも、被験者３名により、眠気が誘引されるか否かを評価する官能評価実験の結果を示している。

図６では、３名とも眠気が誘引されると回答した所要期間を三角の記号、３名とも眠気が誘引されないと回答した所要時間を菱形の記号、１名において眠気が誘引されると回答した所要期間を丸の記号で表記する。

このような枕の位置において、図６の結果から、極小出力が発光部３０の第１出力の１．３０ｌｍ以下であるときに、眠気誘引効果を得ることが期待できる。この場合では、発光部３０から発せられる光の出力の極小出力は１．３０×５０＝６５ｌｍ以下とする必要がある。また、１．３０ｌｍは、発光部３０のＬＥＤパッケージの出力であるため、発光装置１の出力として考えると、グローブ及びレンズによる減衰を考慮する必要がある。グローブ及びレンズの材料によって特性は異なるが、一般的には減衰率が５０％程度であるが、空間の雰囲気を醸成するためにやわらかな光を演出するようなグローブであれば減衰率が２０％であることも考えられる。そのことから、６５×（１００／２０）＝３２５ｌｍとなる。このことから、発光部３０から発せられる光の出力の極小出力を３２５ｌｍ以下とした。

特に、枕の位置における光の出力の極小出力が０．４２６ｌｍよりも小さく設定した場合、上述と同様の計算により、図５のｃの場合では、減衰率が９８％であるため、発光部３０から発せられる光の出力の極小出力は０．４２６×（１００／２）＝２１．３ｌｍとしてもよい。

次に、極小出力に対する極大出力の比率を１．５倍以上とすることについて説明する。

図７は、第１モードにおいて、発光部３０の発する光の出力を、極小出力から極大出力に向けて増加する場合に、極大出力と極小出力に対する極大出力の比率との関係を例示した図である。図７では、縦軸を極大出力とし、横軸を極小出力に対する極大出力の比率としている。図７でも、被験者３名により、眠気が誘引されるか否かを評価する官能評価実験の結果を示している。図７は、被験者３名による、眠気が誘引されるか否かを評価する官能評価実験の結果を示している。

図７では、２名以上眠気が誘引された（２人以上許容）と回答した場合を三角の記号、３名とも眠気が誘引されない（許容者なし）と回答した場合を菱形の記号で表記する。

図７に示すように、３名とも許容できないと回答した極小出力に対する極大出力の比率の極小出力は１．７倍であり、２人以上許容できると回答した極小出力に対する極大出力の比率の極小出力は２．３倍である。このことから、極小出力に対する極大出力の比率を１．５倍以上とした。

次に、第２期間を２秒以上、３２秒以下とすることについて説明する。

図８は、極大比率と第２期間との関係を例示した図である。図８では、縦軸を極大比率とし、横軸を第２期間としている。図８でも、被験者３名により、眠気が誘引されるか否かを評価する官能評価実験の結果を示している。

図８では３名とも眠気が誘引された（３人許容）と回答した場合を三角の記号、３名とも眠気が誘引されない（許容者なし）と回答した場合を菱形の記号で表記する。

第２期間において、３名とも眠気が誘引されないと回答した地点は、２．６秒、及び３１．４秒であった。このことから、２．６秒を第２期間の最短期間とし、３１．４秒を第２期間の最長期間とし、第２期間を２秒以上、３２秒以下とした。第２期間を２秒未満とすれば、極小出力から極大出力に上昇する期間が短いために、人は急激に明るくなるように感じる。第２期間を３２秒以上とすれば、人は極小出力から極大出力に上昇する期間が長くゆっくり明るくなるように感じる。そのため、人は違和感を覚えることによって眠気を覚え難いと考えられる。

なお、図８より、３人とも眠気が誘引されたと回答した地点の６．３秒、及び２０．５秒に基づいて、第２期間を６秒以上、２１秒以下としてもよい。

特に、第１期間を４秒以上２３秒以下とし、第２期間を６秒以上２１秒以下とした場合の第１モードの制御期間は、第１期間の極小出力と第２期間の極小出力との合計である１０秒以上としてもよい。

次に、極小出力と極大出力との関係から、極小出力と極大出力との望ましい比率について、図７を用いて説明する。

図７に示すように、極小出力に対する極大出力の比率が増加するに従って許容できると回答していることがわかる。この結果から、極小出力は、極大出力の１００分の１以上であるとした。

特に、極大出力を極小出力の７６分の１以上としてもよい。なお、極小出力は、この極小出力に隣接する極大出力よりも小さい値であるため、極大出力は、極小出力の１倍よりも大きいことは言うまでもない。

なお、極小出力は、０を含む光の出力であってもよい。このため、極小出力は、極大出力の１００分の１以上に限定されない。

［作用効果］
次に、本実施の形態おける発光装置１、照明システム及び制御方法の作用効果について説明する。

上述したように、本実施の形態に係る発光装置１は、光を発する発光部３０と、光の出力を制御する制御部２０とを備える。また、発光部３０は、規定の点灯状態において光を第１出力で発する。さらに、制御部２０は、第１期間において、少なくとも１回、光の出力を第１出力以下の極大出力から、極小出力に減少させるように制御する第１モードを有する。また、第１期間は２秒以上、３５秒以下であり、さらに、第１モードにおける極小出力は、３２５ｌｍ以下である。そして、極大出力は極小出力の１．５倍以上である。

このように、第１期間をかけて極大出力から極小出力に向けて発光部３０から発せられる光の出力を減少させることで、図３のように人の瞳孔径は変化する。また、図４、図６及び図７の結果で示すように、人に誘眠効果を与えるために、第１期間、及び極小出力は最適化されている。このため、制御部２０は、第１期間をかけて、発光部３０から発せられる光の出力を減少させる、つまり周囲を明るい環境から暗い環境に次第に変化させる。このため、人は、眠気に引き込まれるような感覚を覚える。

したがって、発光部３０から発せられる光の出力を変化させることで、短時間で人に誘眠効果を与えることができる。

また、本実施の形態に係る照明システムは、発光装置１を複数備える。

また、本実施の形態に係る制御方法は、規定の点灯状態において光を第１出力で発し、第１期間において、少なくとも１回、光の出力を第１出力以下の極大出力から、極小出力に減少させるように制御する第１モードを含む。また、第１期間は２秒以上、３５秒以下である。さらに、第１モードにおける極小出力は、３２５ｌｍ以下である。そして、極大出力は極小出力の１．５倍以上である。

これらの場合においても上述と同様の作用効果を奏する。

また、本実施の形態に係る発光装置１において、制御部２０は、第１モードにおいて、さらに、第１期間の後の第２期間に、光の出力を、極小出力から次の極大出力に向けて増加させるように制御する。

このように、第１モードでは、発光部３０から発せられる光の出力を減少させた後に、第２期間をかけて極小出力から極大出力まで増加させれば、さらに極大出力から極小出力まで第１期間をかけて発光部３０から発せられる光の出力を減少させる。これにより、光の明暗を繰り返すように発光部３０が点灯させれば、人は、より眠気が誘引され易くなる。

また、本実施の形態に係る発光装置１において、第２期間は、２秒以上、３２秒以下である。

これによれば、図８の結果から、人は、第２期間を２秒未満とすれば、極小出力から極大出力に上昇する期間が短く急激に明るくなるように感じたり、第２期間を３２秒以上とすれば、極小出力から極大出力に上昇する期間が長くゆっくり明るくなるように感じたりするという違和感を覚える。このため、この発光装置１では、第１モードで発光部３０が光の出力を増加させても人の眠りを妨げ難い。つまり、この発光装置１では、発光部３０から発せられる光が明るくなることによって、人が覚醒してしまうことを抑制することができる。

また、本実施の形態に係る発光装置１において、光の出力の減少、及び光の出力の増加の少なくとも一方は、非線形に変化する。

これによれば、発光部３０から発せられる光の出力が単調に変化するわけではないため、人が眠気を催すリズムに近づけることができる。このため、人は、発光部３０から発せられる光が暗くなったり明るくなったりする際の違和感を覚え難くなるため、眠気が誘引され易くなる。

また、本実施の形態に係る発光装置１において、極小出力は、極大出力の１００分の１以上である。

これによれば、図７の結果から、人は、発光部３０から発せられる光が暗くなったり明るくなったりする際の違和感を覚え難くなるため、眠気が誘引され易くなる。

このような、本実施の形態に係る発光装置１において、制御部２０は、第１モードにおいて、さらに、第１期間と第２期間との間の第３期間に、光の出力を極小出力に維持するように制御する。

これによれば、発光部３０から発せられる光が暗い状態で第３期間維持されるため、すぐに明るくなるわけではなく、人は違和感を覚え難い。また、第１モードにおける１周期の制御期間に、暗くなる期間を確保することができるため、人は、より眠気が誘引され易くなる。

また、本実施の形態に係る発光装置１において、極小出力は、０を含む光の出力である。

これによれば、第１モードにおいて発光装置１が消灯することができるため、人は、眠気が誘引され易くなる。

また、本実施の形態に係る発光装置１において、制御部２０は、第１モードにおいて、光の出力を、極大出力近傍での変化率よりも、極小出力近傍での変化率を小さくするように制御する。

特許文献１では、人呼吸を整えるために上述のような発光部の制御を行っているが、これを人に対する眠気に適応した場合は、異なる効果を発揮する。本実施の形態では、発光装置１から発せられる光の出力が極小出力近傍、つまり暗い場合には、緩やかに暗い環境が維持されるため、人は、違和感を覚え難くなり、眠気が誘引され易くなる。

また、本実施の形態に係る発光装置１において、光の光色は、昼白色の色温度以下である。

ここで、人が快適に感じる光には、クルイトフの快適領域というものが知られている。クルイトフの快適領域では、色温度と照度とが関係する。このクルイトフの快適領域では、例えば、光の照度が低い状態では、人は、発光部３０から発せられる光を、陰湿、寒々しい等と感じるとされている。また、例えば、光の色温度が高い状態では、人は、発光部３０から発せられる光を、暑苦しく感じるとされている。このことから、人が快適に感じる光には、色温度と照度とが関係する。人が光を快適に感じるには、照度と色温度とが所定の関係となるクルイトフの快適領域内に収まることが好ましい。

このことから、人は、発光部３０から発せられる光の光色による違和感を覚え難くなるため、眠気が誘引され易くなる。

また、本実施の形態に係る発光装置１において、第１モードの制御期間は、４秒以上である。

これによれば、第１モードにおける、発光部３０から発せられる光の出力の減少と増加とを１回ずつ行う場合の制御期間（第１期間と第２期間との合計）を確保することができる。このため、発光部３０から発せられる光を暗くしたり明るくしたりすることによって、人に誘眠効果を与えることができる。

また、本実施の形態に係る発光装置１において、制御部２０は、光の出力を第１モード終了時の出力から、第１出力より小さい第２出力まで、次第に変化させるように制御する。

これによれば、第１モードが終了することにより、例えば発光装置１の点灯を消灯する動きを表すことができる。また、第１モードが終了時の発光装置１の点灯態様で点灯を維持すれば、常夜灯として活用することもできる。このため、第１モードを終了する際に、人に違和感を与え難くなる。

（実施の形態の変形例）
本変形例の発光装置１の構成は、特に明記しない場合は、実施の形態と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

本変形例では、第１モードは、発光部３０から発せられる光の出力を、極大出力から極小出力に向けて、段階的に減少させること、及び発光部３０から発せられる光の出力を、極小出力から極大出力に向けて、段階的に増加させることの少なくとも一方の動作を行う。図９Ａ～図９Ｃは、発光部３０から発せられる光の出力が段階的に減少している例を示している。例えば、図９Ａでは、第１期間では、発光部３０から発せられる光の出力が極大出力から極小出力に向けて、段階的に減少している。なお、図９Ａはあくまでも一例であり、これに限定されない。

ここでいう段階的とは、変曲点を境に線形又は非線形な線と線形又は非線形な線とを接続することを意味している。

図９Ｂのように、第１期間では、複数の変曲点を有する、つまり３つ以上の段階であってもよく、複数の曲線が含まれていてもよい。また、図９Ｃのように、第１期間において、発光部３０から発せられる光の出力が一定となる区間が存在していてもよい。当然のことながら、第１期間には、発光部３０の光の出力が増加する期間は設けられていない。なお、第１期間を例に挙げて説明したが、第２期間においても同様である。第２期間においても、発光部３０の光の出力が減少する期間は設けられていない。また、本変形例においても、第１モードには、さらに第３期間が含まれていてもよい。

このような、本変形例に係る発光装置１において、制御部２０は、第１モードにおいて、光の出力を、１）極大出力から極小出力に向けて、段階的に減少させる制御、及び２）極小出力から極大出力に向けて、段階的に増加させる制御の少なくとも一方を行う。

これによれば、第１期間における発光部３０の光の出力、及び、第２期間における発光部３０の光の出力の少なくとも一方を段階的に変化させることで、人に適した光を提供することができる。

（その他の変形例等）
以上、本開示について、実施の形態及び実施の形態の変形例に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態及び実施の形態の変形例に限定されるものではない。以降の説明において、上記実施の形態及び実施の形態の変形例と同一の部分においては、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

例えば、実施の形態及び実施の形態の変形例の発光装置において、発光装置が消灯時に、人が操作部を操作して第１モードを選択した場合、制御部は、一旦、発光部から発せられる光の出力の最大出力で点灯させて、所定期間が経過した後に、第１期間をかけて発光部から発せられる光の出力を極大出力から極小出力に減少させる動作を１回以上行う。

また、実施の形態及び実施の形態の変形例において、図１０に示すように、発光装置１をアイマスク２００に搭載してもよい。図１０は、発光装置１を搭載したアイマスクの正面図である。この場合では、発光装置１の発光部の第１出力の２％を想定すれば、発光装置１の発光部から発せられる光の第１出力の極小出力を３２５×１／５０＝６．５ｌｍ以下としてもよい。なお、図１０では、発光装置１をアイマスクの両側面側にそれぞれ配置しているが、人がアイマスクを装着した際に、発光装置１を眼と向かい合う位置に配置してもよく、配置する個数も特に限定しない。

また、実施の形態及び実施の形態の変形例の発光装置における制御方法をコンピュータに実行させるプログラム、プログラムを記憶する記憶媒体として実現することもできる。

また、実施の形態及び実施の形態の変形例の発光装置において、第１モード終了時点の発光部３０の光の出力が極小出力となる地点から図２の二点鎖線で示す第２出力まで変化させてもよい。二点鎖線で示す第２出力は、常夜灯を例示している。

また、実施の形態及び実施の形態の変形例において、制御部は、発光装置に搭載されていなくてもよい。つまり、制御部は、発光部及び操作部を有する１以上の点灯装置（制御部を搭載していない）と接続され、それぞれの点灯装置を上述のように制御してもよい。

また、実施の形態及び実施の形態の変形例の発光装置１ａ、１ｂを複数備えた照明システム１００に適応してもよい。発光装置１ａ、１ｂのそれぞれの構成は、発光装置１と同様である。図１１は、変形例に係る照明システムを示す模式図である。

その他、実施の形態及び実施の形態の変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び実施の形態の変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

１、１ａ、１ｂ 発光装置
２０ 制御部
３０ 発光部
１００ 照明システム

Claims (14)

1. 光を発する発光部と、
   前記光の出力を制御する制御部とを備え、
   前記発光部は、規定の点灯状態において前記光を第１出力で発し、
   前記制御部は、第１期間において、少なくとも１回、前記光の出力を前記第１出力以下の極大出力から、極小出力に減少させるように制御する第１モードを有し、
   前記第１期間は２秒以上、３５秒以下であり、
   前記第１モードにおける前記極小出力は、３２５ｌｍ以下であり、
   前記極大出力は前記極小出力の１．５倍以上である
   発光装置。
2. 前記制御部は、前記第１モードにおいて、さらに、前記第１期間の後の第２期間に、前記光の出力を、前記極小出力から次の極大出力に向けて増加させるように制御する
   請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第２期間は、２秒以上３２秒以下である
   請求項２に記載の発光装置。
4. 前記光の出力の前記減少、及び前記光の出力の前記増加の少なくとも一方は、非線形に変化する
   請求項２又は３に記載の発光装置。
5. 前記制御部は、前記第１モードにおいて、さらに、前記第１期間と前記第２期間との間の第３期間に、前記光の出力を前記極小出力に維持するように制御する
   請求項２～４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記極小出力は、前記極大出力の１００分の１以上である
   請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記極小出力は、０を含む前記光の出力である
   請求項１～５のいずれか１項に記載の発光装置。
8. 前記制御部は、前記第１モードにおいて、前記光の出力を、１）前記極大出力から前記極小出力に向けて、段階的に減少させる制御、及び２）前記極小出力から前記極大出力に向けて、段階的に増加させる制御の少なくとも一方を行う
   請求項１～６のいずれか１項に記載の発光装置。
9. 前記制御部は、前記第１モードにおいて、前記光の出力を、前記極大出力近傍での変化率よりも、前記極小出力近傍での変化率を小さくするように制御する
   請求項１～８のいずれか１項に記載の発光装置。
10. 前記光の光色は、昼白色の色温度以下である
    請求項９に記載の発光装置。
11. 前記第１モードの制御期間は、４秒以上である
    請求項１～１０のいずれか１項に記載の発光装置。
12. 前記制御部は、前記光の出力を、前記第１モード終了時の出力から、前記第１出力より小さい第２出力まで、次第に変化させるように制御する
    請求項１～１１のいずれか１項に記載の発光装置。
13. 請求項１～１２のいずれか１項に記載の発光装置を複数備える
    照明システム。
14. 規定の点灯状態において光を第１出力で発し、
    第１期間において、少なくとも１回、前記光の出力を前記第１出力以下の極大出力から、極小出力に減少させるように制御する第１モードを含み、
    前記第１期間は２秒以上、３５秒以下であり、
    前記第１モードにおける前記極小出力は、３２５ｌｍ以下であり、
    前記極大出力は前記極小出力の１．５倍以上である
    制御方法。

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