JP7361328B2

JP7361328B2 - 照明システム

Info

Publication number: JP7361328B2
Application number: JP2019056372A
Authority: JP
Inventors: 順平薮亀; 俊靖田中; ゆり藤原; 昌幸池淵
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2023-10-16
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020161222A

Description

本発明は、睡眠制御、特に、入眠制御を効果的に行うために用いられる照明システムに関するものである。

従来より、睡眠または覚醒を効果的に行うための照明システムが知られている。特許文献１では、睡眠を制御するための睡眠制御灯が設けられた照明システムが開示されている。

特開２０１７－１５９８０３号公報

しかし、特許文献１では、覚醒を促す照明器具の配置・制御については、具体的に言及されている一方、入眠に効果的な照明器具の配置・制御については、具体的に言及されていない。

そこで、本発明は、ユーザに対して、睡眠制御、特に、入眠を促す入眠制御を効果的に行うことができる照明システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、照明システムは、椅子またはベッドと、前記椅子またはベッドの左右側方のいずれか一方に設けられた壁部と、前記椅子の背もたれ部の上端または前記ベッドの後端を基準位置として、前記基準位置よりも下側に配置された照明器具とを備える。前記照明器具は、極大出力にある状態では、前記基準位置から前記壁部への垂線の位置を中心とした半径４０ｃｍの平均輝度Ｌが、下記式（１）であり、極小出力にある状態では、平均輝度Ｌ’が下記式（２）である。

Ｌ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ・・・（１）
ｘ：前記基準位置から前記壁部までの距離
ａ：０．１１５５≦ａ≦０．６９７７
ｂ：０．０７７１≦ｂ≦０．２３３７
ｃ：ｃ≧０．０１
０＜Ｌ’≦０．０４・・・（２）

本発明によると、ユーザに対して、睡眠制御、特に、入眠を促す入眠制御を効果的に行うことができる。

本実施形態に係る照明システムの平面図。本実施形態に係る照明システムの側面図。背もたれ部の上端Ｐから交点Ｏまでの距離ｘと領域Ｓにおける平均輝度Ｌとの関係を示す図。背もたれ部の上端Ｐから交点Ｏまでの距離ｘと領域Ｓにおける平均輝度Ｌとの関係を示すグラフ。照明器具の入眠制御時における動作を説明する図。照明器具の入眠制御時における動作を説明する図。照明器具の入眠制御時における動作を説明する図。本実施形態に係る照明システムの他の例を示す側面図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

－照明システムの構成－
図１は本実施形態に係る仮眠システムの平面図であり、図２は本実施形態に係る仮眠システムの側面図である。なお、図１および図２では、椅子１にユーザＵが着座した状態を図示している。また、図１では、開閉部材３を省略して図示しており、図２では、小屋体２における左側壁部２２を省略して図示している。また、以下の説明において、水平方向は、床部２４における上面と平行をなす方向であり、鉛直方向は、床部２４における上面と垂直をなす方向である。

図１および図２に示すように、本実施形態に係る仮眠システムは、背もたれ部１０を有する椅子１と、椅子１を取り囲むように形成された小屋体２とを備える。

椅子１は、ユーザＵが椅子１に自然に着座したときに、側面視において、背もたれ部１０の上端がユーザＵの目の位置と揃うように形成されている。

小屋体２は、椅子１の右側に配置された右側壁部２１と、椅子１の左側に配置された左側壁部２２と、椅子１の後側に配置された後側壁部２３と、椅子１が載置されている床部２４と、開閉部材３とを備える。右側壁部２１および左側壁部２２は、それぞれ、側面視において、上辺が後方から前方にかけて傾斜するように形成されている。

床部２４には、第１照明器具４と第２照明器具５と第３照明器具６とが設置されている。

第１照明器具４は、床部２４に埋め込んで設置されており、上部が透光性の部材で覆われている。また、第１照明器具４は、平面視において、椅子１の前側に配置されており、光軸が上側を向くように配置されている。第２照明器具５は、平面視において、椅子１の後側に配置されており、光軸が上側を向くように配置されている。第３照明器具６は、平面視において、椅子１の後側に配置されており、光軸が後側を向くように配置されている。

右側壁部２１には、第４照明器具７が設けられている。第４照明器具７は、右側壁部２１に埋め込んで設置されており、左側に向かって光を照射する。また、第４照明器具７は、光の拡散を行う拡散パネル９によって覆われている。このため、第４照明器具７から照射された光は、拡散パネル９によって拡散され、小屋体２内に照射される。

左側壁部２２には、給気装置１１が設置されており、給気装置１１によって小屋体２内に空気が供給される。

開閉部材３は、例えば、カーテンやシャッター等であり、折り畳み可能な部材により形成されている。開閉部材３は、椅子１の上側を覆うように、右側壁部２１と左側壁部２２との間に設けられる。具体的に、開閉部材３は、右側壁部２１および左側壁部２２の上辺に沿って、折り畳み可能に設けられる。すなわち、ユーザＵは、開閉部材３を折り畳むことにより、小屋体２の前部に形成された開口部（右側壁部２１、左側壁部２２、後側壁部２３および床部２４により形成される開口）が開放され、小屋体２内に入室することができる一方、開閉部材３を伸張することにより、小屋体２の開口部を閉塞することができる。なお、図２では、折り畳まれた状態（開状態）の開閉部材３を実線で図示しており、伸張された状態（閉状態）の開閉部材３を二点鎖線で図示している。

また、開閉部材３は、遮光性の高い遮光性部材と光反射性の高い光反射性部材とを備える。開閉部材３は、閉状態において、小屋体２の外側に遮光性の高い部材が配置され、小屋体２の内面に沿って光反射性の高い光制御部材が配置されるように設けられている。

－第３照明器具について－
第３照明器具６は、例えば、ＬＥＤ、蛍光灯、レーザー照明、または、有機ＥＬ等の光源を備える。第３照明器具６の種別は、例えば、埋め込み型、バータイプ、スタンドタイプなどである。

図１および図２に示すように、第３照明器具６は、小屋体２の後側壁部２３に光軸が向くように、椅子１の後側および下側に配置されている。すなわち、第３照明器具６は、光軸が直接背もたれ部１０の上端Ｐ（基準位置に相当）を貫かないように配置されている。また、第３照明器具６は、被覆部材２５により、前側および上側が覆われている。したがって、第３照明器具６は、照射した光が、直接背もたれ部１０の上端Ｐに当たらないように配置されている。

また、第３照明器具６は、椅子１に座っているユーザＵに対して、入眠を促すように、光を照射する。具体的に、第３照明器具６は、右側壁部２１において、背もたれ部１０の上端Ｐから右側壁部２１への垂線の位置である交点Ｏを中心とした半径４０ｃｍの領域Ｓにおける平均輝度が、所定範囲に収まるように、光を照射（出力）する。

図３は背もたれ部の上端Ｐから交点Ｏまでの距離ｘと領域Ｓにおける平均輝度Ｌ，Ｌ’との関係を示す図である。具体的に、図３（ａ）は、第３照明器具６の極大出力時における、距離ｘと、平均輝度Ｌの実測値との関係を示す図であり、図３（ｂ）は、第３照明器具６の極小出力時における、距離ｘと、平均輝度Ｌ’の実測値との関係を示す図である。なお、平均輝度Ｌは、第３照明器具６の極大出力時における領域Ｓの平均輝度であり、平均輝度Ｌ’は、第３照明器具６の極小出力時における領域Ｓの平均輝度である。

図３では、第３照明器具６の極大出力時および極小出力時における各距離ｘに対する領域Ｓの平均輝度を６４回測定し、その平均値をそれぞれ平均輝度Ｌ，Ｌ’としている。また、標準偏差σは、第３照明器具６の極大出力時における平均輝度Ｌの標準偏差であり、標準偏差σ’は、第３照明器具６の極大出力時における平均輝度Ｌ’の標準偏差である。

図３（ａ）に示す距離ｘと平均輝度Ｌとの関係から、以下の式（３）に示す、平均輝度Ｌの近似式が求められる。
Ｌ＝０．４０６６ｘ^２＋０．１５５４ｘ＋０．０１・・・（３）

また、距離ｘと平均輝度Ｌ＋２σとの関係から、以下の式（４）に示す、平均輝度Ｌ＋２σの近似式が求められる。
Ｌ＋２σ＝０．６９７７ｘ^２＋０．０７７１ｘ＋０．０１・・・（４）

また、距離ｘと平均輝度Ｌ－２σとの関係から、以下の式（５）に示す、平均輝度Ｌ－２σの近似式が求められる。
Ｌ－２σ＝０．１１５５ｘ^２＋０．２３３７ｘ＋０．０１・・・（５）

図４は背もたれ部の上端Ｐから交点Ｏまでの距離ｘと領域Ｓにおける平均輝度Ｌとの関係を示すグラフである。曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ、式（３）、式（４）、式（５）をグラフにしたものである。図４に示すように、曲線Ｂと曲線Ｃとの間の領域に、平均輝度Ｌの実測値がほぼ収まっていることが分かる。すなわち、第３照明器具６の極大出力時における平均輝度Ｌは、以下の式（６）で求められる。
Ｌ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ・・・（６）

ただし、０．１１５５≦ａ≦０．６９７７、０．０７７１≦ｂ≦０．２３３７、ｃ≧０．０１となる。

図３（ｂ）に示す距離ｘと平均輝度Ｌ’との関係から、以下の式（７）に示す、第３照明器具６の極小出力時における平均輝度Ｌ’の範囲が求められる。
０＜Ｌ’≦０．０４・・・（７）

ここで、第３照明器具６は、極小出力時において、平均輝度Ｌ’が０より大きくなるように光を照射する。これにより、第３照明器具６の完全消灯を防止することができるため、第３照明器具６の明滅によってユーザＵが受ける刺激を抑えることができる。

図５～図７は第３照明器具において実行される入眠制御の例を示す図である。なお、図５および図６における最大輝度は、第３照明器具６の極大出力時における、領域Ｓの平均輝度Ｌに相当し、最小輝度は、第３照明器具６の極小出力時における、領域Ｓの平均輝度Ｌ’に相当する。

図５に示すように、第３照明器具６は、入眠制御時に、領域Ｓにおける平均輝度が最大輝度から最小輝度までの間の輝度となるように、光の照射を行う。例えば、第３照明器具６は、入眠制御時において、領域Ｓの平均輝度が最大輝度と最小輝度とを繰り返すように出力を変化させる光ゆらぎ制御を行う。この場合、入眠制御時における第３照明器具６の制御パラメータとして、例えば、入眠制御時の時間の長さ、最大輝度および最小輝度、輝度を上げる上昇所要時間、最大輝度が維持される時間、輝度を下げる下降所要時間、最小輝度が維持される時間、周期、輝度を上げるときの変化の仕方（例えば、傾き）を示す上昇カーブ、および、輝度を下げるときの変化の仕方（例えば、傾き）を示す下降カーブが含まれてもよい。

図６に示すように、第３照明器具６は、入眠制御時に、領域Ｓにおける平均輝度の最大輝度が時間の経過とともに変化する光ゆらぎ制御を行ってもよい。この場合、入眠制御時に、例えば、最大輝度、最小輝度、各種時間、および、各種カーブの少なくとも１つは、時間の経過とともに変化してもよい。また、入眠制御時における第３照明器具６の制御パラメータとして、例えば、最大輝度の変化を開始する変化開始時間、最大輝度の変化を終了する変化終了期間、最大輝度の変化の仕方を示す変化カーブ、及び、変化後の最大輝度を示す変化目標値が含まれてもよい。

図７は色度図を示す。第３照明器具６は、入眠制御時に、輝度に加えて、発光色を変更する光ゆらぎ制御を行ってもよい。例えば、入眠制御時に色度図上のｂ点からａ点まで発光色を変化させる場合、入眠制御時における第３照明器具６の制御パラメータとして、ａ点の色度及びｂ点の色度、ａ点の色度に到達するまでの時間、ａ点の色度が維持される時間、ｂ点の色度に到達するまでの時間、ｂ点の色度が維持される時間、周期、ａ点の色度に到達するまでカーブの形状、及び、ｂ点の色度に到達するまでのカーブの形状が含まれてもよい。また、入眠制御時にａ点の色度、ｂ点の色度、各種期間、及び、各種カーブの少なくとも１つは、時間の経過とともに変化してもよい。また、例えば、入眠制御時にａ点の色度が時間の経過とともに変化する場合、入眠制御の第３照明器具６の制御パラメータとして、ａ点の色度が変化を開始する変化開始時間、ａ点の色度の変化を終了する変化終了期間、ａ点の色度の変化の仕方を示す変化カーブ、及び、変化後のａ点の色度を示す変化目標値が含まれてもよい。

－照明システムの動作－
次に、本実施形態に係る照明システムの動作について、説明する。

まず、ユーザＵは、小屋体２の外部に設けられたコントローラ（図示省略）に、入眠時刻を入力する。そして、ユーザＵは、開閉部材３を開状態にして、小屋体２内に入室する。そして、ユーザＵは、開閉部材３を閉状態にして、椅子１に着座し、仮眠を行う。

その後、コントローラに入力された入眠時刻になったとき、第３照明器具６は、入眠制御を行う。具体的に、第３照明器具６は、極大出力時における、椅子１の背もたれ部１０の上端Ｐから右側壁部２１への垂線の位置である交点Ｏを中心とした半径４０ｃｍの領域Ｓにおける平均輝度Ｌが式（６）であり、極大出力時における領域Ｓの平均輝度Ｌ’が式（７）であるように、光を照射（出力）する。

以上の構成により、第３照明器具６は、椅子１の背もたれ部１０の上端Ｐ（基準位置）の後側および下側に配置される。また、第３照明器具６は、入眠制御時において、極大出力である状態では、背もたれ部１０の上端Ｐから右側壁部２１への垂線の位置である交点Ｏを中心とした半径４０ｃｍの領域Ｓにおける平均輝度Ｌが式（６）であり、極小出力である状態では、領域Ｓにおける平均輝度Ｌ’が式（７）である。これにより、第３照明器具６から照射された光が直接背もたれ部１０の上端Ｐに当たらないように、すなわち、椅子１に着座したユーザＵに刺激を与えないように、ユーザＵに対して、入眠に効果的な光を照射することができる。したがって、ユーザＵに対して、効果的な睡眠制御（特に、入眠制御）を行うことができる。

（その他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態について説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

図８は第３照明器具の他の配置を示す図である。図８に示すように、右側壁部２１または左側壁部２２に、光軸が下側に向くように、第３照明器具６ａが設けられる。すなわち、第３照明器具６ａは、椅子１の背もたれ部１０の上端Ｐ（基準位置）よりも下側に設けられていればよい。この場合、第３照明器具６ａは、光軸が、下側を向くように配置されなくてもよいが、直接背もたれ部１０の上端Ｐを貫かないように配置される。また、図示は省略するが、第３照明器具６ａは、被覆部材により、側方および上側が覆われていてもよい。

また、上記実施形態において、平均輝度Ｌ，Ｌ’の計測範囲は、右側壁部２１において、中心Ｐを中心とした半径４０ｃｍの領域Ｓとしたが、これに限られない。例えば、平均輝度Ｌ，Ｌ’の計測範囲は、椅子１に自然に座ったユーザＵから中心視方向（すなわち、前方）へ延長した直線と開閉部材３との交点を中心とした領域でもよい。すなわち、平均輝度Ｌ，Ｌ’の計測範囲は、椅子１に自然に座ったユーザＵの視野範囲内における所定範囲としてもよい。この場合、計測範囲によって、第３照明器具６の極大出力時および極小出力時の平均輝度Ｌを変更してもよい。

また、上記実施形態において、背もたれ部１０の上端Ｐ（基準位置）は、側面視において、ユーザＵが椅子１に自然に着座したときに、ユーザＵの目の位置に揃うように形成されているものとする。すなわち、上記実施形態における背もたれ部１０の上端Ｐとは、側面視において、ユーザＵが椅子１に自然に着座したときに、背もたれ部１０における、ユーザＵの目に揃う位置のことを指す。このため、ユーザＵが椅子１に自然に着座したときに、側面視において、実際の背もたれ部１０の上端ＰがユーザＵの目の位置に揃っていない場合（例えば、背もたれ部１０が上側に非常に長い場合等）、背もたれ部１０における、ユーザＵの目の位置に揃う箇所が背もたれ部１０の上端Ｐに相当する。

また、上記実施形態において、椅子１に代えてベッド等のフラットな形状のものを含んでもよい。この場合、ベッド等の後端が基準位置に相当する。このときのベッドの後端は、ベッドにユーザＵが自然に寝たときの頭部の位置に相当する。

また、上記実施形態において、開閉部材３、すなわち、小屋体２の天井部に相当する部分の形態は、第３照明器具６の極大出力時および極小出力時における平均輝度Ｌ，Ｌ’の式をそれぞれ満たすものであれば、他の形態であってもよい。

また、上記実施形態において、第３照明器具６は、被覆部材２５により被覆されていなくてもよい。ただし、第３照明器具６は、光軸が背もたれ部１０の上端Ｐを貫かないように配置される。

また、上記実施形態において、第３照明器具６が入眠制御を実行しているとき、第１照明器具４、第２照明器具５および第４照明器具７から光を照射してもよい。

また、上記実施形態において、コントローラにより起床時刻を設定できるようにしてもよい。この場合、起床時刻になったときに、第１照明器具４、第２照明器具５、第３照明器具６および第４照明器具７が、それぞれ、ユーザに対して覚醒を促す光を照射してもよい。

また、上記実施形態において、椅子１は、リクライニング式であってもよい。

また、上記実施形態において、小屋体２にスピーカを設けて、第３照明器具６が入眠制御を実行するときに、スピーカから入眠を促す音声を出力してもよい。

また、上記実施形態における照明システムは、小屋体２以外にも適用可能である。例えば、飛行機や列車などの移動体に対して適用することが可能である。

１椅子
２小屋体
６，６ａ第３照明器具
１０背もたれ部
２１右側壁部
２２左側壁部
２５被覆部材
Ｕユーザ

Claims

椅子またはベッドと、
前記椅子またはベッドの左右側方のいずれか一方に設けられた壁部と、
前記椅子の背もたれ部の上端または前記ベッドの後端を基準位置として、前記基準位置よりも下側に配置された照明器具と
を備え、
前記照明器具は、極大出力にある状態では、前記基準位置から前記壁部への垂線の位置を中心とした半径４０ｃｍの平均輝度Ｌ（ｃｄ）が、下記式（１）であり、極小出力にある状態では、平均輝度Ｌ’（ｃｄ）が下記式（２）であることを特徴とする照明システム。
Ｌ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ・・・（１）
ｘ（ｍ）：前記基準位置から前記壁部までの距離
ａ：０．１１５５≦ａ≦０．６９７７
ｂ：０．０７７１≦ｂ≦０．２３３７
ｃ：ｃ≧０．０１
０＜Ｌ’≦０．０４・・・（２）
請求項１記載の照明システムにおいて、
前記照明器具は、少なくとも上側が覆われていることを特徴とする照明システム。
請求項１または２記載の照明システムにおいて、
前記照明器具は、光軸が前記基準位置の上端を直接貫かないように配置されていることを特徴とする照明システム。