(57)【要約】【課題】日常生活を行いながら、ユーザの生体リズムを好適に改善させ得る照明システムおよび照明制御方法を提供すること。【解決手段】本発明によれば、照明として機能するものであって、光源として照明本体部に配設された４５０〜４８０ｎｍにピーク波長を有する特定光源の発光強度が、制御部による制御によって、１日のうち、睡眠期間以外の対象期間において制御される。具体的に、特定光源の発光強度は、当該対象期間の開始後、当該対象期間内における最大強度まで増大され、その後、時系列で段階的または連続的に減少される。かかる制御により、日常生活を行いながら、ユーザの生体リズムを改善することができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数種類の光源と、前記光源の発光強度を制御する制御部とを備えた、照明として機能する照明システムであって、
前記光源は、４５０〜４８０ｎｍにピーク波長を有する特定光源を少なくとも含み、
前記制御部は、１日のうち、睡眠期間以外の対象期間において、当該対象期間の開始後、前記特定光源の発光強度を、当該対象期間内における最大強度まで増加させ、その後、前記特定光源の発光強度を、時系列で段階的または連続的に減少させることを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記対象期間は、朝から夜の就寝時までの期間であり、
前記制御部は、朝および／または昼において、前記特定光源の発光強度を前記最大強度とすることを特徴とする請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
前記対象期間は、朝から夜の就寝時までの期間であり、
前記制御部は、夕方において、前記特定光源の発光強度を、当該夕方以前の強度より小さい強度とすることを特徴とする請求項１または２記載の照明システム。
【請求項４】
前記特定光源は、青色ＬＥＤまたは白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明システム。
【請求項５】
前記光源は、調光用光源をさらに含んで構成され、
前記制御部は、前記特定光源の発光強度の変化に応じて、前記調光用光源の発光強度を変化させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の照明システム。
【請求項６】
前記光源は、天井または壁面に配設されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の照明システム。
【請求項７】
前記光源は、前記特定光源と調光用光源とから構成され、前記特定光源が千鳥配列で配置されていることを特徴とする請求項６記載の照明システム。
【請求項８】
前記光源からの光の出射方向を覆う拡散板を備えていることを特徴とする請求項７記載の照明システム。
【請求項９】
４５０〜４８０ｎｍにピーク波長を有する特定光源を少なくとも含む１または複数種類の光源とから構成される照明装置を用いた照明方法であって、
１日のうち、睡眠期間以外の対象期間において、当該対象期間の開始後、前記特定光源の発光強度を、当該対象期間内における最大強度まで増加させ、その後、前記特定光源の発光強度を、時系列で段階的または連続的に減少させることを特徴とする照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明システムおよび照明制御方法に関し、特に、日常生活を行いながら、生体リズムを好適に改善させ得る照明システムおよび照明制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
睡眠障害やアルツハイマー病などは、患者の生体リズムを整えることにより症状が改善されることがある。そこで、従来、太陽光に近い高照度の光を照射して、患者の生体リズムを整える光療法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、本体部に支持アームで連結された照明部を有する光治療器が開示されている。特許文献１の光治療器は、照明部から照射される高照度の光をユーザの顔面に照射させることによって光療法を行う。また、特許文献２には、ゴーグル型の光照射装置が開示されている。特許文献２の光照射装置は、照射時刻データに基づく期間に亘り、高照度の光を、視線方向に応じて光量を細かく制御しつつ、ユーザの眼に照射することによって光療法を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２０６７２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１５３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光療法は、高照度の光をユーザの顔面や眼に照射するものであるので、光を照射している期間は少なくとも日常生活から離れる必要があり、利便性が悪いという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、日常生活を行いながら、ユーザの生体リズムを好適に改善させ得る照明システムおよび照明制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１記載の照明システムによれば、４５０〜４８０ｎｍにピーク波長を有する特定光源の発光強度が、制御部による制御によって、１日のうち、睡眠期間以外の対象期間において制御される。具体的に、特定光源の発光強度は、当該対象期間の開始後、当該対象期間内における最大強度まで増大され、その後、時系列で段階的または連続的に減少される。かかる制御により、睡眠期間における睡眠の質を向上させることができ、生体リズムを整えることができる。請求項１記載の照明システムは、照明として機能するものであるので、光源が設置された部屋に居る人間に、日常生活をさせながら、４５０〜４８０ｎｍの光を照射できる。よって、請求項１記載の照明システムによれば、日常生活を行いながら、ユーザの生体リズムを好適に改善させ得るという効果がある。なお、請求項１において、特定光源の発光強度が対象期間内における最大強度まで増大させる過程、および、最大強度に達してか減少させる過程については、その増大および減少が、単調な増大または減少に限定されることは意図しない。
【０００８】
請求項２記載の照明システムによれば、請求項１が奏する効果に加え、朝および／または昼において、特定光源の発光強度が対象期間内における最大強度とされるので、昼間の期間におけるメラトニン分泌を抑制でき、その絶対量を減少させることができ、結果として、ユーザの生体リズムを好適に改善させ得るという効果がある。
【０００９】
請求項３記載の照明システムによれば、請求項１または２が奏する効果に加え、夕方において、前記特定光源の発光強度が、当該夕方以前の強度より小さい強度とされるので、就寝時に寝付けなくなることを防止できるという効果がある。
【００１０】
請求項４記載の照明システムによれば、請求項１から３のいずれかが奏する効果に加え、青色ＬＥＤまたは白色ＬＥＤにより特定光源が構成されるので、低消費電力かつ長寿命で４５０〜４８０ｎｍの光を発光させることができ、省エネルギー性に優れるという効果がある。
【００１１】
請求項５記載の照明システムによれば、請求項１から４のいずれかに加え、特定光源の発光強度の変化に応じて、調光用光源の発光強度が変化されるので、部屋に居る人間が不自然さを感じない光を照射できるという効果がある。
【００１２】
請求項６記載の照明システムによれば、請求項１から５のいずれかが奏する効果に加え、光源が、天井または壁面に配設されるので、天井または壁面に設置された照明器具の体裁で、ユーザの生体リズムを好適に改善させ得るという効果がある。
【００１３】
請求項７記載の照明システムによれば、請求項６が奏する効果に加え、特定光源が千鳥配列で配置されているので、特定光源からの光を、調光用光源からの光と均一に混合し易く、特定光源の発光強度を変化させても、部屋に居る人間に不自然な感じを与えることを抑制できるという効果がある。
【００１４】
請求項８記載の照明システムによれば、請求項７が奏する効果に加え、光源の前面側を覆う拡散板が設けられているので、色の異なるＬＥＤ（青色ＬＥＤ，白色ＬＥＤ，電球色ＬＥＤ）からの出射光が拡散され、色の異なるＬＥＤに起因する色の異なる輝点がそれぞれ視認される状況や、輝度ムラの発生を防ぐことができるという効果がある。
【００１５】
請求項９記載の照明方法によれば、請求項１の照明システムと同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】照明システムの使用状態を示す模式図である
【図２】（ａ）は、ＬＥＤ照明装置の概略断面図であり、（ｂ）は、光源の配置を示す模式図である。
【図３】照明システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、輝度データテーブルの記憶内容の一例を示す図であり、（ｂ）は、制御装置のＣＰＵが実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、白色ＬＥＤ光、３原色ＬＥＤによる合成白色光、および、３原色ＬＥＤによる合成電球色光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、各時間帯におけるＬＥＤ照明装置の発光スペクトルを示すグラフであり、(ｄ）は、蛍光灯の発光スペクトルを示すグラフである。
【図７】（ａ）は、実験スケジュールを示す図であり、（ｂ）は、代表的な被験者のメラトニン分泌量の測定結果を示すグラフであり、（ｃ）は、実験期間の前半と後半とにおける各被験者のメラトニン分泌量の平均値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
［照明システム］  
まず、図１から図４を参照して、本発明の照明システムの一実施形態である照明システム１について説明する。図１は、照明システム１の使用状態を示す模式図である。照明システム１は、ＬＥＤ照明装置１００と、制御装置１０と、中継装置５０とから構成される。ＬＥＤ照明装置１００は、部屋の天井Ｒに設置され、光源１０６（図２参照）から発光された光を、部屋の中に居るユーザとしての人間Ｐに照射できる。
【００１９】
制御装置１０は、ＬＥＤ照明装置１００における光源１０６の発光強度を制御する装置である。制御装置１０は、中継装置５０を介した無線通信によって、光源１０６の発光強度を指示する制御信号をＬＥＤ照明装置１００へ送信する。制御装置１０は、光源１０６の１つである青色ＬＥＤ１０６Ｂ（図２参照）の発光強度を独立して調整できるように構成される。これにより、ＬＥＤ照明装置１００は、青色ＬＥＤ１０６Ｂのピーク強度である４６０ｎｍ付近の光の強度を選択的に高めた光を照射できる。
【００２０】
本実施形態において、制御装置１０は、睡眠期間以外の期間（以下、この期間を「対象期間」と称す）において、青色ＬＥＤ１０６Ｂの発光強度が睡眠期間に比べて高くなるように制御するように構成される。これにより、人間Ｐは、対象期間において、４６０ｎｍ付近の光の強度が睡眠期間より高められた光を浴びる。これにより、対象期間における人間Ｐのメラトニン分泌量が抑制され、その結果、睡眠期間における睡眠の質が向上され、人間Ｐの生体リズムが好適に改善される。
【００２１】
図２（ａ）は、ＬＥＤ照明装置１００の概略断面図である。図２（ａ）に示すように、ＬＥＤ照明装置１００は、シャーシ１２１と、ＬＥＤ基板１２２と、拡散板１２３とを有する。なお、ＬＥＤ照明装置１００は、各部１２１〜１２３を覆う乳白色のシェードを有するが、図２（ａ）では、その図示を省略している。ＬＥＤ照明装置１００は、拡散板１２３を部屋の内側に向けるように、天井Ｒなどの取り付け面に設置される。シャーシ１２１は、ＬＥＤ照明装置１００の全体を保持するものであり、ＬＥＤ照明装置１００の照明本体部を構成する。
【００２２】
ＬＥＤ基板１２２は、光源１０６としてのＬＥＤが配設される基板であり、シャーシ１２１にネジ止めなどによって固定される。ＬＥＤ基板１２２には、光源１０６が、拡散板１２３側に突出するように配設される。光源１０６は、ＬＥＤ基板１２２を介する図示されない配線によって、ドライバ１０５（図３参照）に接続される。拡散板１２３は、光源１０６から出射された光を拡散する板状またはシート状の部材であり、光源１０６の前面側（光源１０６からの光の出射方向）を覆うように配設される。
【００２３】
図２（ｂ）は、光源１０６の配置を示す模式図である。光源１０６は、青色ＬＥＤ１０６Ｂと、白色ＬＥＤ１０６Ｗと、電球色ＬＥＤ１０６Ｌとから構成される。青色ＬＥＤ１０６Ｂは、青色ＬＥＤ素子によって青色を発するＬＥＤである。白色ＬＥＤ１０６Ｗは、青色ＬＥＤ素子と、黄色蛍光体などの蛍光体との組み合わせによって、白色光を発するＬＥＤである。電球色ＬＥＤ１０６Ｌは、青色ＬＥＤ素子と、黄色および赤色蛍光体との組み合わせによって、電球色を発するＬＥＤである。本実施形態において、青色ＬＥＤ１０６Ｂは、４６０ｎｍ付近の光の強度を選択的に高める特定光源として機能するＬＥＤであり、白色ＬＥＤ１０６Ｗおよび電球色ＬＥＤ１０６Ｌは、ＬＥＤ照明装置１００からの光を調光する調光用光源として機能するＬＥＤである。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、光源１０６を構成する各色のＬＥＤ（青色ＬＥＤ１０６Ｂ，白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）は、ＬＥＤ基板１２２上に格子状に配置される。特に、青色ＬＥＤ１０６Ｂおよび電球色ＬＥＤ１０６Ｌは、それぞれ、千鳥配列に配置され、白色ＬＥＤ１００６Ｗは、青色ＬＥＤ１０６Ｂおよび電球色ＬＥＤ１０６Ｌの間を埋めるように配置される。青色ＬＥＤ１０６Ｂが千鳥配列で配置されているので、青色ＬＥＤ１０６Ｂからの光を、調光用光源としての白色ＬＥＤ１００６Ｗおよび電球色ＬＥＤ１０６Ｌからの光と均一に混合し易い。よって、青色ＬＥＤ１０６Ｂの発光強度を変化させ、４６０ｎｍ付近の光の強度を選択的に高めた場合であっても、部屋に居る人間に不自然な感じを与えることを抑制できる。
【００２５】
ＬＥＤは指向性が強いため、各ＬＥＤの輝点が視認され易く、輝度ムラも生じ易い。しかし、本実施形態のＬＥＤ照明装置１００によれば、光源１０６の前面側には、拡散板１２３が配設されているので、光源１０６を構成する各ＬＥＤ（青色ＬＥＤ１０６Ｂ，白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）からの出射光が拡散されるので、色の異なるＬＥＤに起因する色の異なる輝点がそれぞれ視認されて、部屋に居る人間に違和感を与えることを防ぐことができる。また、輝度ムラも抑制できる。
【００２６】
図３は、照明システム１の電気的構成を示すブロック図である。なお、図３では、１の制御装置１０に対し、２のＬＥＤ照明装置１００が、１の中継装置５０を介して接続された照明システム１を例示するが、照明システム１において、中継装置５０に接続されるＬＥＤ照明装置１００、すなわち、制御装置１０により制御されるＬＥＤ照明装置１００の数は、１または３以上の数であってもよい。また、制御装置１０とＬＥＤ照明装置１０との間を２台以上の中継装置５００で中継する場合も、照明システム１の一例となり得る。
【００２７】
ＬＥＤ照明装置１００は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、無線通信部１０４と、ドライバ１０５と、光源１０６（青色ＬＥＤ１０６Ｂ，白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）とを有する。各部１０１〜１０５は、バスライン１０７を介して互いに接続される。光源１０６は、ドライバ１０５に接続される。
【００２８】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶される固定値やプログラム、ＲＡＭ１０３に記憶されているデータ、無線通信部１０４を介して送受信される各種信号などに従って、ＬＥＤ照明装置１００の各部を制御する。
【００２９】
ＲＯＭ１０２は、書き替え不能な不揮発性メモリであって、ＣＰＵ１０１に実行させる制御プログラム（図示せず）や、この制御プログラムが実行される際にＣＰＵ１０１により参照される固定値データ（図示せず）などが記憶される。ＲＡＭ１０３は、書き替え可能な揮発性メモリであり、ＣＰＵ１０１が制御プログラムを実行するにあたり、各種のデータを一時的に記憶するためのテンポラリエリアを有する。無線通信部１０４は、中継装置５０を介して、ＬＥＤ照明装置１００と制御装置１０とを通信可能に無線接続する。本実施形態では、無線通信部１０４による無線通信の方式を、無線ＬＡＮによる通信とする。
【００３０】
ドライバ１０５は、光源１０６を構成する各ＬＥＤ（青色ＬＥＤ１０６Ｂ，白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）を発光させるＬＥＤドライバである。ドライバ１０５は、ＣＰＵ１１からの制御信号に基づいて、発光対象のＬＥＤを制御信号に従う輝度で発光させる。ドライバ１０５は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によって、各ＬＥＤの輝度を制御する。つまり、ドライバ１０５は、ＣＰＵ１１からの制御信号に従う輝度に応じたデューティ比の電力パルスを制御対象とするＬＥＤに供給する。本実施形態では、ＣＰＵ１０１は、制御装置１０から受信した制御信号に従う制御信号をドライバ１０５に出力して、ドライバ１０５を制御する。これにより、各ＬＥＤ１０６Ｂ，１０６Ｗ，１０６Ｌは、ＬＥＤ照明装置１００が制御装置１０から受信した制御信号に応じた発光強度（輝度）で発光する。
【００３１】
一方、制御装置１００は、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３と、無線通信部１４と、入出力装置１５と、ＲＴＣ１６とを有する。各部１１〜１６は、バスライン１７を介して互いに接続される。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶される固定値やプログラム、ＲＡＭ１３に記憶されているデータ、無線通信部１４を介して送受信される各種信号などに従って、ＬＥＤ照明装置１００の各部を制御する。
【００３２】
ＲＯＭ１２は、書き替え不能な不揮発性メモリである。制御プログラム１２ａや、ＲＯＭ１２には、制御プログラム１２ａや、輝度データテーブル１２ｂや、制御プログラム１２ａが実行される際にＣＰＵ１１により参照される固定値データ（図示せず）などが記憶される。制御プログラム１２ａは、ＣＰＵ１１に実行させる制御プログラムである。なお、図４（ｂ）のフローチャートに示す各処理は、制御プログラム１２ａに基づいて実行される。輝度データテーブル１２ｂは、ＬＥＤ照明装置１００の光源１０６の発光強度を示すデータ（以下、「輝度データ」と称す）が時間帯毎に記憶されたテーブルである。輝度データテーブル１２ｂについては、図４（ａ）を参照して後述する。ＲＡＭ１３は、書き替え可能な揮発性メモリであり、ＣＰＵ１１が制御プログラムを実行するにあたり、各種のデータを一時的に記憶するためのテンポラリエリアを有する。
【００３３】
無線通信部１４は、中継装置５０を介して、制御装置１０とＬＥＤ照明装置１００とを通信可能に無線接続する。本実施形態では、無線通信部１４による無線通信の方式を、無線ＬＡＮによる通信とする。入出力装置１５は、各種指示を制御装置１０に入力する装置（例えば、キーボード）と、各種情報を出力する装置（例えば、ＬＣＤ）である。リアルタイムクロック（ＲＴＣ）１６は、時刻を計時するための回路である。
【００３４】
図４（ａ）は、上述した輝度データテーブル１２ｂの記憶内容の一例を示す図である。輝度データテーブル１２ｂには、開始時間１２ｂ１と終了時間１２ｂ２とにより規定される１の時間帯に対し、光源１０６の輝度データ１２ｂ３が対応付けられて記憶される。輝度データ１２ｂ３は、光源１０６を構成する各色のＬＥＤ（青色ＬＥＤ１０６Ｂ，白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）について、それぞれ、輝度データ１２ｂ３ａ〜１２ｂ３ｃが準備されている。
【００３５】
図４（ａ）に示す例では、３つの時間帯に対し、それぞれ、輝度データ１２ｂ３が対応付けられている。具体的に、５：００を開始時刻１２ｂ１とし、１４：００を終了時刻１２ｂ２とする、朝から昼の時間帯である第１の時間帯と、１４：００を開始時刻１２ｂ１とし、１７：３０を終了時刻１２ｂ２とする、昼から夕方の時間帯である第２の時間帯と、１７：３０を開始時刻１２ｂ１とし、５：００を終了時刻１２ｂ２とする、夕方から夜を経て朝までの時間帯である第３の時間帯とに対し、それぞれ、輝度データ１２ｂ３が対応付けられている。制御装置１０は、輝度データテーブル１２ｂに従い、各時間帯の開始時刻に、輝度データに応じた制御信号をＬＥＤ照明装置１００に出力する。これにより、ＬＥＤ照明装置１００は、輝度データテーブル１２ｂにより規定された時間帯に、規定された発光強度（輝度）で、光源１０６を構成する各色のＬＥＤ（青色ＬＥＤ１０６Ｂ，白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）を発光させることができる。
【００３６】
このように、輝度データテーブル１２ｂに従い、各色のＬＥＤ（青色ＬＥＤ１０６Ｂ，白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）の発光強度を個々に変化させることができるので、本実施形態の照明システム１では、ＬＥＤ照明装置１００から照射される光の発光スペクトルを時間帯に応じて変化させることができる。
【００３７】
図４（ｂ）は、制御装置１０のＣＰＵ１１が、制御プログラム１２ａに基づいて実行する制御処理を示すフローチャートである。制御処理は、ユーザが入出力装置１５を操作して本処理を起動させた場合に開始する。ＣＰＵ１１は、終了指示が入力されたか否かを判断する（Ｓ４１）。なお、本処理の終了指示は、ユーザが入出力装置１５に対し所定の操作を行うことによって入力できる。終了指示が入力されていなければ（Ｓ４１：Ｎｏ）、ＣＰＵ１１は、ＲＴＣ１６から現在時刻を読み出し、現在時刻が、輝度データテーブル１２に規定される開始時刻１２ｂ１であるか否かを判断する（Ｓ４２）。
【００３８】
現在時刻が、輝度データテーブル１２に規定される開始時刻１２ｂ１である場合（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、現在の時間帯、すなわち、Ｓ４２においてＣＰＵ１１が現在時刻であると判断した開始時刻１２ｂ１から開始される時間帯に対応する青色ＬＥＤ１０６Ｂの輝度データ１２ｂ３ａに応じた制御信号を、無線通信部１４から出力する（Ｓ４３）。次に、ＣＰＵ１１は、現在の時間帯に対応する白色ＬＥＤ１０６Ｗの輝度データ１２ｂ３ｂに応じた制御信号を、無線通信部１４から出力する（Ｓ４４）。次に、ＣＰＵ１１は、現在の時間帯に対応する電球色ＬＥＤ１０６Ｌの輝度データ１２ｂ３ｃに応じた制御信号を、無線通信部１４から出力する（Ｓ４５）。
【００３９】
Ｓ４３〜Ｓ４５の処理により出力された各制御信号は、中継装置５０を介して、ＬＥＤ照明装置１００の無線通信部１０４に受信される。これにより、ＬＥＤ照明装置１００の光源１０６を構成する各色のＬＥＤ（青色ＬＥＤ１０６Ｂ，白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）は、それぞれ、各輝度データ１２ｂ３ａ〜１２ｂ３ｃに従う発光強度（輝度）で発光される。従って、Ｓ４３〜Ｓ４５の処理により出力された各制御信号を受信したＬＥＤ照明装置１００からは、その時間帯における輝度データ１２ｂ３（１２ｂ３ａ〜１２ｂ３ｃ）に応じた発光スペクトルの光が照射される。
【００４０】
Ｓ４５の処理後、ＣＰＵ１１は、処理をＳ４１に戻す。Ｓ４１において、終了指示が入力されたとＣＰＵ１１が判断した場合（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、本処理を終了する。
【００４１】
［ＬＥＤ照明によるメラトニン抑制効果］
次に、ＬＥＤ照明によるメラトニン抑制効果について、出願人が実験的に得た知見について説明する。
【００４２】
＜実験１＞  昼間の時間帯での光照射がメラトニン分泌量に及ぼす効果：
暗室内にて、１台のＬＥＤパネルを卓上に設置し、照射光の色を、赤色、緑色、または青色のいずれかとして、５人の被験者に対し、それぞれ、午前１１時から４５分間、光照射を行った。当該光照射の前後に各被験者の唾液を採取し、採取した唾液から、当該光照射の前後のメラトニン濃度を測定した。明るさは、各色、被験者の目がある辺りで１５ルクスになるよう調整した。照度計として、株式会社トプコンテクノハウス  デジタル照度計  ＩＭ−５を使用した。メラトニンの分析には、酵素免疫測定法を利用しているＢＵＨＬＭＡＮＮ社のＥＬＩＳＡ（Ｅｎｚｙｍｅ−Ｌｉｎｋｅｄ  ＩｍｍｕｎｏＳｏｒｂｅｎｔ  Ａｓｓａｙ）を用いた。
【００４３】
表１に、各色について、当該実験による各被験者のメラトニン減少率の平均値を、その標準偏差とともに示す。なお、メラトニン減少率は、次の式（１）に基づき算出した。
【００４４】
【数１】
2014054290.tif 000003
【００４５】
【表１】
2014054290.tif 000004
【００４６】
表１によれば、青色光を照射した場合に、他の２色に比べて、メラトニン減少率が大きくなっていることがわかる。この結果から、昼間の時間帯における光照射において、青色という特定の波長を有する光によってメラトニン抑制が起こったものと考えられる。
【００４７】
＜実験２＞  白色系ＬＥＤ照明がメラトニン分泌量に及ぼす効果：
照射光を、白色ＬＥＤ光、３原色（ＲＧＢ）ＬＥＤによる合成白色光、または、３原色ＬＥＤによる合成電球色光のいずれかとして、上記実験１と同様の実験を行い、メラトニン減少率を上記式（１）に基づき算出した。表２に、各色について、当該実験による各被験者のメラトニン減少率の平均値を、その標準偏差とともに示す。
【００４８】
【表２】
2014054290.tif 000005
【００４９】
ここで、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、実験に用いた白色ＬＥＤ光、３原色（ＲＧＢ）ＬＥＤによる合成白色光、および、３原色ＬＥＤによる合成電球色光の発光スペクトルを示すグラフである。図５（ａ）〜（ｃ）の各グラフにおいて、横軸は、波長［単位：ｎｍ］を示し、縦軸は、相対強度［無名数］を示す。各グラフにおいて、矢印Ｂで示す位置が、青色のピーク波長である。
【００５０】
表２によれば、白色ＬＥＤ光と、３原色ＬＥＤによる合成白色光とについては、３原色ＬＥＤによる合成電球色光に比べ、大きな減少率が確認された。これは、青色成分を含んだ光が残光として存在するためであると考えられる。
【００５１】
［実施例］
上記構成を有する照明システム１を介護付き老人ホームに設置し、４６０ｎｍ付近の光（青色光）がメラトニン分泌量に及ぼす効果について調べた。
【００５２】
介護付き老人ホームにＬＥＤ照明装置１００を設置し、ＬＥＤ照明装置１００から照射される光の強度を、制御装置１０により時間帯に応じて制御した。具体的に、制御装置１０は、各ＬＥＤ照明装置１００における光源１０６の発光強度を、朝から昼の時間帯である第１の時間帯（５：００〜１４：００）と、昼から夕方の時間帯である第２の時間帯（１４：００〜：１７：３０）と、夕方から夜を経て朝までの時間帯である第３の時間帯（１７：３０〜５：００）とで、それぞれ制御した。
【００５３】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本実験に用いた、各時間帯におけるＬＥＤ照明装置１００の発光スペクトルを示すグラフである。また、図６（ｅ）は、ＬＥＤ照明装置１００の設置前に設置されていた蛍光灯の発光スペクトルを示すグラフである。図６（ａ）〜（ｄ）の各グラフにおいて、横軸は、波長［単位：ｎｍ］を示し、縦軸は、強度［単位：ｃｏｕｎｔｓ］を示す。各グラフにおいて、矢印Ｂで示す位置が、青色のピーク波長である。
【００５４】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、時間帯に応じて、４６０ｎｍ付近の光（青色光）の強度を選択的に変化させた。具体的に、４６０ｎｍ付近の光の強度は、被験者の起床時間を含む第１の時間帯（５：００〜１４：００）において、１日のうちで最大の強度とし、続く第２の時間帯（１４：００〜：１７：３０）において、第１の時間帯での強度より一段小さい強度とした。そして、４６０ｎｍ付近の光の強度は、被験者の睡眠期間を含む第３の時間帯（１７：３０〜５：００）において、１日のうちで最低の強度とした。つまり、ＬＥＤ照明装置１００の光に含まれる青色光（４６０ｎｍ付近の光）の強度を、第１の時間帯＞第２の時間帯＞第３の時間帯となるように制御した。
【００５５】
ここで、図６（ａ），（ｂ）と図６（ｄ）との比較からも明らかな通り、対象期間（睡眠期間以外の期間）に含まれる第１の時間帯および第２の時間帯において、４６０ｎｍ付近の光の強度が、蛍光灯の発光スペクトルにおける同波長の光の強度に比べて高められている。
【００５６】
本実施例では、光源１０６のうち、特定光源である青色ＬＥＤ１０６Ｂの発光強度（輝度）を変化させることにより、４６０ｎｍ付近の光の強度を選択的に高めている。また、本実施例では、第３の時間帯おいて、青色ＬＥＤ１０６Ｂは消灯させておらず、ＬＥＤ照明装置１００の光は、調光用光源である白色ＬＥＤ１０６Ｗと、電球色ＬＥＤ１０６Ｌとによる混合光である。
【００５７】
図７（ａ）は、実験スケジュールを示す図である。図７（ａ）に示すように、実験は、平成２３年１１月８日から、同年１１月２８日までの２１日間に亘って行った。そのうち、ＬＥＤ照明装置１００を用いた期間は、設置日である１１月１１日から１１月２８日までの１８日間であった。ＬＥＤ照明装置１００は、介護付き老人ホームにおける被験者の各個室にそれぞれ１台設置するとともに、共用のホールに２台設置した。各ＬＥＤ照明装置１００の明るさは、照明直下１．５ｍの位置で６００ルクスとした。
【００５８】
当該実験期間において、各被験者のメラトニン分泌量を、上記実験１と同様、ＥＬＩＳＡを用いて、被験者の唾液から測定した。唾液の採取は、ＬＥＤ照明装置１００の設置前の１１月８、９、１０日と、設置後の１１月１４、１８、２４、２５日とについて実施した。１１月８、９、１０、１４、１８については、それぞれ、朝（８：００）と夕方（１７：００）との両時間に唾液を採取した。一方、１１月２４日については、夕方（１７：００）のみの採取とし、１１月２５日については、朝（８：００）のみの採取とした。なお、被験者は当初９名であったが、唾液のサンプリングができない等の理由によって、評価結果として採用できた被験者の数は４名であった。
【００５９】
図７（ｂ）は、代表的な被験者（被験者Ａ）のメラトニン分泌量の測定結果を示すグラフであり、横軸は、測定時期を示し、縦軸は、測定されたメラトニン濃度［単位：ｐｇ／ｍｌ］を示す。図７（ｂ）のグラフによれば、実験期間の前半（１１月８日〜１６日）に比べて、後半（１１月１７日〜２８日）でのメラトニン分泌量の絶対量が減少していることがわかる。この傾向は、他の３人の被験者においても確認されたため、各被験者について、実験期間の前半と後半とで測定結果を平均化し、比較した。
【００６０】
図７（ｃ）は、実験期間の前半と後半とにおける各被験者のメラトニン分泌量の平均値を示すグラフであり、横軸は、４人の被験者Ａ〜Ｄを示し、縦軸は、メラトニン濃度［単位：ｐｇ／ｍｌ］を示す。図７（ｃ）のグラフによれば、全ての被験者について、前半より後半のメラトニン分泌量が減少していることがわかる。
【００６１】
前半に対する後半のメラトニン分泌量の減少率を表３に示す。なお、前半に対する後半のメラトニン分泌量の減少率は、前半期間において得られたメラトニン濃度の平均値から、後半期間において得られたメラトニン濃度の平均値を差し引いた値を、前半期間において得られたメラトニン濃度の平均値で除して得られた値に、１００を乗じて算出した値である。
【００６２】
【表３】
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【００６３】
表３によれば、全ての被験者について、前半より後半のメラトニン分泌量が４８％以上減少し、平均で約６０％減少していることがわかる。よって、日中において、４６０ｎｍ付近の光に暴露された被験者は、日中のメラトニン分泌量が抑制され、その絶対量が減少することがわかる。
【００６４】
メラトニンの分泌量は、その量が多いと睡眠が促進され、少ないと睡眠が抑制されるため、この絶対量が減少することによる睡眠障害などの影響についての検証を行うため、上述したメラトニン分泌量の測定と平行して、聞き取りによる影響調査を行った。聞き取り調査については、実験初日の１１月８日および最終日の１１月２８日にそれぞれ行った。聞き取り調査の結果を表４に示す。
【００６５】
【表４】
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【００６６】
表４によれば、相対的にメラトニン分泌量が減少してきているにもかかわらず、今回の被験者においては、実験の最終日において夜間および早朝の中途覚醒が全くなくなっていることや、昼間の転寝が減る傾向にあることなど、睡眠の質が大きく改善されていることが見受けられる。また、知っている野菜の数が増加する傾向にあり、認知力の向上も見受けられる。
【００６７】
以上説明した通り、本実施形態の照明システム１によれば、ＬＥＤ照明装置１００の光に含まれる青色光（４６０ｎｍ付近の光）の強度を、第１の時間帯＞第２の時間帯＞第３の時間帯となるように制御することにより、睡眠期間における睡眠の質を向上させることができ、生体リズムを整えることができる。ここで、ＬＥＤ照明装置１００は、部屋の天井Ｒに取り付けられ、一般的な照明として使用されるので、日常生活をする人間を青色光に暴露することができる。よって、日常生活を行いながら、ユーザの生体リズムを好適に改善させ得る。特に、朝から昼の時間帯である第１の時間帯において、青色光の強度が１日のうち最大強度とされるので、昼間の期間におけるメラトニン分泌を抑制でき、その絶対量を減少させることができる。また、昼から夕方の時間帯である第２の時間帯における青色光の強度を、第１の時間帯に比べて小さい強度とされるので、就寝時に寝付けなくなることを防止できる。
【００６８】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６９】
上記実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を適宜採用することは当然可能である。例えば、上記実施形態では、ＬＥＤ照明装置１００が、青色ＬＥＤ１０６Ｂのピーク強度である４６０ｎｍ付近の光の強度を選択的に高めた光を照射できるものとして説明したが、４５０〜４８０ｎｍにピーク強度を有する特定光源を光源１０６として採用した場合であっても、上記実施形態の照明システム１と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
上記実施形態では、光源１０６をＬＥＤとするＬＥＤ照明装置１００を例示したが、ＬＥＤ以外の光源を有する照明装置であっても本発明を適用可能である。例えば、青色ＬＥＤ１０６Ｂに換えて、球殻部が青色に着色された青色光を発光可能なランプを採用してもよい。ただし、光源１０６として、青色ＬＥＤ１０６ＢなどのＬＥＤを採用する方が、低消費電力かつ長寿命で、青色光などの光を発光させることができ、省エネルギー性に優れるので好ましい。よって、ＬＥＤ照明装置１００を上記実施形態のように１日中点灯させる運用に対して好適に適用できる。
【００７１】
上記実施形態では、青色ＬＥＤ１０６Ｂを特定光源とし、当該特定光源の発光強度を時間帯に応じて制御する構成としたが、青色ＬＥＤ１０６Ｂに換えて、青色ＬＥＤ１０６Ｂと同様に４６０ｎｍ付近にピーク強度を有する白色ＬＥＤ１０６Ｗを特定光源とする構成としてもよい。
【００７２】
上記実施形態では、光源１０６が、白色ＬＥＤ１０６Ｗおよび電球色ＬＥＤ１０６Ｌを調光用光源として含む構成としたが、調光用光源を使用せず、光源１０６を、特定光源である青色ＬＥＤ１０６Ｂのみから構成してもよい。ただし、調光用光源を含む光源１０６を採用する方が、ＬＥＤ照明装置１００から照射される光を自然な光に近づけることができるので好ましい。なお、調光用光源としては、白色ＬＥＤ１０６Ｗと電球色ＬＥＤ１０６Ｌとの組み合わせに限らず、適宜な光源を採用できる。
【００７３】
上記実施形態では、調光用光源（白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）の発光強度の制御については特に説明をしなかったが、調光用光源の発光強度を、特定光源（青色ＬＥＤ１０６Ｂ）の発光強度の変化に応じて変化させる構成としてもよい。かかる構成を採用することにより、部屋に居る人間（ユーザ）が不自然さを感じない光を照射できる。
【００７４】
上記実施形態では、ＬＥＤ照明１００を天井Ｒに設置する構成としたが、部屋の壁面に設置する構成としてもよい。ＬＥＤ照明１００を天井や壁面に設置する構成とすることにより、天井または壁面に設置された照明器具の体裁で、ユーザの生体リズムの改善を図ることができる。また、スタンド状の形態を採用してもよい。
【００７５】
上記実施形態では、光源１０６を構成する各色のＬＥＤ（青色ＬＥＤ１０６Ｂ，白色ＬＥＤ１０６Ｗ，電球色ＬＥＤ１０６Ｌ）を、光の出射方向が天井Ｒから床面へと同一方向を向くように配置させる構成としたが、例えば、調光用光源としての白色ＬＥＤ１０６Ｗおよび電球色ＬＥＤ１０６Ｌについては、光の出射方向が天井Ｒから床面を向くように配置させ、青色ＬＥＤ１０６Ｂについては、光の出射方向が壁面側を向くように配置させる構成としてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、照明システム１を、ＬＥＤ照明装置１００と制御装置１０とが別体である構成としたが、照明システム１を、制御装置１０がＬＥＤ照明装置１００に内蔵された形態としてもよい。また、上記実施形態では、照明システム１が中継装置５０を含み、制御装置１０からの制御信号を、中継装置５０を介してＬＥＤ照明装置１００に送信する構成としたが、これに限らず、照明システム１が中継装置５０を含まない構成としてもよい。すなわち、制御装置１０からの制御信号がＬＥＤ照明装置１００に直接送信される構成としてもよい。また、上記実施形態では、無線通信部１４，１０４が行う無線通信の方式として、無線ＬＡＮによる通信を例示したが、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）など、その他の方式の無線通信を利用する構成としてもよい。
【００７７】
上記実施形態では、ＬＥＤ照明装置１００の光に含まれる青色光（４６０ｎｍ付近の光）の強度を、第１の時間帯＞第２の時間帯＞第３の時間帯となるよう、段階的に下げる実施例を例示したが、青色光の強度変化は連続的に行うものであってもよい。例えば、第１の期間および第２の時間帯において、青色光の強度を連続的に増加させ、青色光の強度が、最大強度に達した後、当該強度を減少させる構成としてもよい。なお、青色光の強度を当該連続的な変化における最大強度とする時期は、第１の期間または第２の時間帯のいずれに含まれていてもよいが、就寝時から時間的に離れている第１の期間であることが好ましい。また、青色光を最大強度まで増加させる過程、および、最大強度に達してから減少させる過程については、その増大および減少が、単調な増大または減少であることに限らず、適度に増減があってもよい。
【００７８】
上記実施形態では、ＬＥＤ照明装置１００の光に含まれる青色光の強度を、第１〜第３の時間帯の３段階で段階的に変化させる構成としたが、対象期間と睡眠期間の２段階や、４段階以上の段階で段階的に変化させる構成としてもよい。なお、青色光の強度を段階的に変化させる場合において、最大強度とする時間帯は、起床時間を含む時間帯であることに限らず、例えば、起床時間を含む時間帯に続く昼前後の時間帯であってもよい。
【００７９】
上記実施形態では、睡眠期間を含む第３の期間においても、ＬＥＤ照明装置１００から光を照射するものとして説明したが、当該第３の期間では、ＬＥＤ照明装置１００は必要に応じて適宜消灯させても、上記実施形態の照明システム１と同様の効果を得ることができる。なお、夜間に青色光を照射することにより、メラトニン分泌量が元々高すぎる人間に対し、その分泌量を抑制し得る。なお、ＬＥＤ照明装置１００を消灯可能に構成する場合には、消灯前の各ＬＥＤ１０６Ｂ，１０６Ｗ，１０６Ｌの発光強度を示す情報を保持可能な構成や、点灯時に制御装置１００に対し、その時点における輝度データ１２ｂ３に応じた制御信号を要求する構成などを有するようにしてもよい。
【００８０】
上記実施形態では、制御装置１０は、輝度データテーブル１２ｂにより規定される各時間帯が開始する毎に、輝度データ１２ｂ３に応じた制御信号をＬＥＤ照明装置１００に送信する構成としたが、所定時間毎（例えば、３０分毎）に、その時間に対応する輝度データ１２ｂ３に応じた制御信号をＬＥＤ照明装置１００に送信する構成としてもよい。
【００８１】
上記実施形態では、対象期間（睡眠期間以外の期間）を、日中、すなわち、朝から夜の就寝時までの期間として説明したが、就寝時から開始される睡眠期間によっては、例えば、夕方から翌日の昼までの期間など、適宜の期間であっても適用し得るので、対象期間は、上記例示した期間に限られるものではない。
【符号の説明】
【００８２】
１          照明システム
１０        制御装置（制御部）
１００      ＬＥＤ照明装置
１０６      光源
１０６Ｂ    青色ＬＥＤ（光源、特定光源）
１０６Ｗ    白色ＬＥＤ（光源、調光用光源）
１０６Ｌ    電球色ＬＥＤ（光源、調光用光源）
１２３      拡散板
【図１】
2014054290.tif 000008
【図２】
2014054290.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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