(57)【要約】【課題】生体リズムを整えるのに好ましい光環境としながら、快適性も確保することができる照明装置および照明システムを提供する。【解決手段】照明装置10は、少なくとも第１光源13および第２光源14を具備する。第１光源13と第２光源14とは配光および光色が異なり、かつ、第１光源13と第２光源14との色差Δｕ'ｖ'が０．１８６以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１光源および第２光源を具備し、
前記第１光源と前記第２光源とは配光および光色が異なり、かつ、前記第１光源と前記第２光源との色差Δｕ'ｖ'が０．１８６以下である
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第２光源は、前記第１光源よりも配光が狭く、相関色温度が４０００Ｋ以上の白色である
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
時刻に応じて前記第１光源と前記第２光源の出力を制御する制御部を具備する
ことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の複数の照明装置と；
時刻に応じて前記照明装置の前記第１光源と前記第２光源の出力を制御する制御装置と；
を具備することを特徴とする照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、生体リズムと快適性を考慮した照明装置および照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メラトニン分泌を抑制する波長の光の量を調整し、メラトニン分泌抑制への影響度を変化させることにより、生体リズムを整えるのに好ましい光環境を得ようとする照明装置が提案されている。この照明装置では、配光および光色が異なる第１光源および第２光源を備え、時間帯に応じて第１光源と第２光源との点灯状態を切り換えるように制御している。
【０００３】
しかしながら、生体リズムを整えるのに好ましい光環境とした場合、色の見えなどに違和感が生じるなど、快適性を損なうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７４０９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、生体リズムを整えるのに好ましい光環境としながら、快適性も確保することができる照明装置および照明システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の照明装置は、少なくとも第１光源および第２光源を具備する。第１光源と第２光源とは配光および光色が異なり、かつ、第１光源と第２光源との色差Δｕ'ｖ'が０．１８６以下である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、生体リズムを整えるのに好ましい光環境としながら、快適性も確保することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態を示す照明装置による午前の時間帯の照明状態を説明する説明図である。
【図２】同上照明装置による午後の時間帯の照明状態を説明する説明図である。
【図３】同上照明装置の第１光源および第２光源の分光分布図である。
【図４】ｘｙ色度図である。
【図５】実際のオフィスにおいて実施した主観評価実験の条件を示す表である。
【図６】空間の眩しさの評価の結果を示すグラフである。
【図７】手肌の色の見えの評価の結果を示すグラフである。
【図８】快適性の評価の結果を示すグラフである。
【図９】消費電力密度のグラフである。
【図１０】実際のオフィスにおいて実施した第１光源と第２光源との組み合わせを検討する主観評価実験の条件を示す表である。
【図１１】実際のオフィスにおいて実施した第１光源と第２光源との組み合わせを検討する主観評価実験の条件を示す表である。
【図１２】画面の文字の読みやすさの評価の結果を示すグラフである。
【図１３】手肌の色の見えの評価の結果を示すグラフである。
【図１４】快適性の評価の結果を示すグラフである。
【図１５】許容度の評価の結果を示すグラフである。
【図１６】照明システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施形態を、図１ないし図１６を参照して説明する。
【００１０】
図１および図２において、照明装置10は、天井11に設置される天井埋込形器具や天井直付形器具などである。照明装置10は、天井11に設置される器具本体12を備えるとともに、この器具本体12に設けられる第１光源13、第２光源14および制御部15を備える。
【００１１】
器具本体12は、四角形状で、内側下面が開放されており、この内側下面に第１光源13および第２光源14が配設されている。
【００１２】
第１光源13は、器具本体12の周辺域に配設され、鉛直方向（直下方向）に対して器具中心方向に傾斜した所定の鉛直角（例えば４５°）に光軸があり、第２光源14よりも広い配光（第１配光13a）となる特性を有している。第１光源13は、光色が水色の分光分布の光を出射する。図３に第１光源13の分光分布を示す。そして、水色とは、図４に示すｘｙ色度図における色度が０．１４≦ｘ＜０．３０、０．０７≦ｙ＜０．３０の範囲Ａの光色のことをいう。また、第１光源13の発光面の輝度は８７００ｃｄ／ｍ2以下となっている。
【００１３】
第２光源14は、器具本体12の中央域に配設され、鉛直方向（直下方向）である鉛直角０°に光軸があり、第１光源13よりも狭い配光（第２配光14a）となる特性を有している。第２光源14は、相関色温度が４０００Ｋ以上の白色の光、例えば相関色温度が６３００Ｋの光を出射する。図３に第２光源14の分光分布を示す。そして、白色とは、黒体軌跡からの偏差が±０．０２以下の範囲の光色のことをいう。なお、第２光源14は、相関色温度が４０００Ｋ以上であればよく、例えば４０００Ｋと６３００Ｋなど２種類以上の光源を備えることで、夕方以降に低い相関色温度の光を実現することができ、メラトニン抑制への影響が少なく、生体リズムを適切に整えることも可能となる。
【００１４】
このように、第１光源13と第２光源14とは配光および光色が異なっている。さらに、第１光源13と第２光源14との色差Δｕ'ｖ'は０．１８６以下となっている。
【００１５】
第１光源13および第２光源14には、どのような光源を用いてもよい。例えば、ＬＥＤや有機ＥＬなどの発光素子、あるいは蛍光ランプやハロゲンランプなどのランプを用いてもよい。
【００１６】
制御部15は、第１光源13および第２光源14に点灯電源を供給し、第１光源13および第２光源14のそれぞれの点灯状態を制御する。例えば、スケジュールに基づき、時刻に応じて第１光源13および第２光源14の出力を制御する。制御部15は、このような制御を行うために、タイマ部や、スケジュールを含む各情報を記憶する情報記憶部などを備えている。
【００１７】
そして、照明装置10は、生体リズムを整えるのに好ましい光環境の実現を可能としている。生体リズムについては、目に入る光の影響を受ける。ここで述べる生体リズムとは、メラトニン分泌のリズムのことを意味する。メラトニンとは、睡眠の質に影響を与えるホルモンである。メラトニンは、目から入る光によって分泌が抑制され、特に青色成分の光によって分泌が抑制される。メラトニンは、一般的に、朝は分泌されず、夜間に多く分泌される。そのため、朝は分泌されていない状態が望ましく、夜は分泌されている状態が望ましい。しかし、朝に明るい光やメラトニン分泌を抑制する波長成分を含んでいる光をあまり浴びなかったり、夜間に明るい光もしくはメラトニン分泌を抑制する波長成分を含んでいる光を浴びたりすると、メラトニンの分泌が望ましい状態にならないため、良好な睡眠が得られず、その結果、日中での活力ある行動がしにくくなることがある。つまり、生体リズムに好ましい光環境にするには一日を通して目に入る光の量と質を考えなければならない。
【００１８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００１９】
図１および図２に示すように、照明装置10は、時刻に応じて、第１光源13と第２光源14の出力を変化させる。
【００２０】
図１に示すように、午前の時間帯は、配光（第１配光13a）が広く、水色の光を出射する第１光源13と、配光（第２配光14a）が比較的狭く、相関色温度が６３００Ｋの光を出射する第２光源14との両方を点灯させ、それらの出力を調整する。このときの第１光源13と第２光源14との光束比は（第１光源13）：（第２光源14）＝１：１０．４であり、つまり第２光源14に対する第１光源13の光束比は０．０９６である。これにより、執務者の眼前において、相関色温度を８０００Ｋ、照度を２５０ｌｘとし、また、机上面（作業面）18において、相関色温度を７３００Ｋ、照度を５００ｌｘとする。
【００２１】
図２に示すように、午後の時間帯は、第１光源13を消灯し、第２光源14のみを点灯させ、その出力を調整する。これにより、執務者の眼前において、相関色温度を６３００Ｋ、照度を２５０ｌｘとし、また、机上面18において、相関色温度を６３００Ｋ、照度を５００ｌｘとする。
【００２２】
このように構成された照明装置10では、午前の時間帯には、第１光源13が点灯して水色の光色の光を出射することにより、執務者の目に入るメラトニン分泌抑制効果の高い高色温度の光を多くし、また、午後の時間帯には、第１光源13の消灯により、執務者の目に入るメラトニン分泌抑制効果の高い高色温度の光を少なくし、生体リズムを整えるのに好ましい光環境にできる。さらに、第１光源13の光色を水色とし、この第１光源13と第２光源14との色差Δｕ'ｖ'を０．１８６以下にすることにより、生体リズムを整えるのに好ましい光環境としながら、色の見えなどに違和感が生じることがなく、快適性も確保することができる。
【００２３】
そして、図５は実際のオフィスにおいて実施した主観評価実験の条件を示し、図６、図７、図８は主観評価実験の結果である。なお、図６、図７、図８には、多重比較の結果（Tukey-kramer法）、条件No.1の照明条件（一般オフィス）に対して有意に差があったものに＊を示す。
【００２４】
条件No.1は、第２光源14のみを用いた照明条件（一般オフィス）であり、また、条件No.2は、机上面18の照度を５００ｌｘに保つ照明条件（調光５００ｌｘ）である。
【００２５】
条件No.3は、第１光源13および第２光源14を用い、第１光源13の光色を水色（ｘ＝０．２００，ｙ＝０．１６５）、第２光源14が午前の時間帯に出射する光の光色を相関色温度６３００Ｋ、第２光源14に対する第１光源13の光束比を０．０９６、第１光源13と第２光源14との色差Δｕ'ｖ'を０．１８６以下とした照明条件（高色温度１）である。
【００２６】
条件No.4は、条件No.3の照明条件（高色温度１）に昼光を導入した照明条件（高色温度１＋昼光）である。この場合、第１光源13および第２光源14の出力は昼光導入分を差し引いて制御する。
【００２７】
条件No.5は、第１光源13および第２光源14を用い、第１光源13の光色を相関色温度８９００Ｋ（ｘ＝０．２９２、ｙ＝０．２８７）、第２光源14が午前の時間帯に出射する光の光色を６３００Ｋ、第２光源14に対する第１光源13の光束比を２．４３とした照明条件（高色温度２）である。この条件No.5の照明条件（高色温度２）では、第１光源13と第２光源14との色差Δｕ'ｖ'が０．１８６よりも大きくなる。
【００２８】
なお、条件No.3〜No.5において、午後の時間帯には、第２光源14が相関色温度４０００Ｋの光を出射する。
【００２９】
評価の結果、図６に示すように、空間の眩しさの評価において、条件No.5の照明条件（高色温度２）は条件No.1の照明条件（一般オフィス）よりも眩しいと感じ、条件No.3の照明条件（高色温度１）および条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）は条件No.1の照明条件（一般オフィス）と同様に眩しさを感じることがなかった。
【００３０】
これは、条件No.5の照明条件（高色温度２）では、第１光源13からの光を目により多く入れるために、第２光源14に対する第１光源13の光束比を２．４３としているため、眩しさを感じる結果となった。
【００３１】
条件No.3の照明条件（高色温度１）および条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）では、第１光源13の光色を青色成分の多い水色（ｘ＝０．２００，ｙ＝０．１６５）とすることで、第１光源13と第２光源14との色差Δｕ'ｖ'を０．１８６以下、光束比を０．０９６に抑えたため、眩しさが緩和された結果となった。そのため、眩しさを発生させないためには、第１光源13と第２光源14との色差Δｕ'ｖ'を０．１８６以下、第１光源13に対する第２光源14の光束比を２．４３未満にすることが好ましい。
【００３２】
図７に示すように、手肌の色の見えの評価において、条件No.5の照明条件（高色温度２）は条件No.1の照明条件（一般オフィス）よりも悪く感じ、条件No.3の照明条件（高色温度１）および条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）は条件No.1の照明条件（一般オフィス）と同様に悪く感じることがなかった。
【００３３】
これは、条件No.5の照明条件（高色温度２）では、第１光源13の光色を相関色温度８９００Ｋとしていることにより、机上面18の相関色温度が７７００Ｋになるため、手肌の色の見えが悪い結果になった。
【００３４】
条件No.3の照明条件（高色温度１）および条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）では、第１光源13の光色を水色、第２光源14の光色を相関色温度６３００Ｋとしていることにより、眼前の相関色温度については条件No.5の照明条件（高色温度２）と同じでありながら、机上面18の相関色温度が７３００Ｋという比較的低い相関色温度となり、手肌の色の見えが改善された結果となった。
【００３５】
図８に示すように、快適性の評価について、条件No.5の照明条件（高色温度２）は条件No.1の照明条件（一般オフィス）よりも不快に感じ、条件No.3の照明条件（高色温度１）および条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）は条件No.1の照明条件（一般オフィス）と同様に不快に感じることがなかった。
【００３６】
これは、条件No.5の照明条件（高色温度２）では、第１光源13の光色を相関色温度８９００Ｋとしていることにより、机上面18の相関色温度が７７００Ｋになるため、手肌の色の見えと同様に、快適性についても不快となる結果になった。
【００３７】
条件No.3の照明条件（高色温度１）および条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）では、第１光源13を水色、第２光源14を相関色温度６３００Ｋとしていることにより、眼前の相関色温度については条件No.5の照明条件（高色温度２）と同じでありながら、机上面18の相関色温度が７３００Ｋという比較的低い相関色温度となり、色の見えと同様に、快適性が改善された結果となった。
【００３８】
また、昼光を導入した条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）では、条件No.1の照明条件（一般オフィス）よりも快適性が高い結果となっており、生体リズムと快適性とを両立する制御となった。
【００３９】
昼光を導入した条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）の実験では、屋内で窓に向けて設置した昼光の照度や相関色温度を検知する明るさセンサで得られる窓面照度値（Ｅｗ）により、ブラインドの羽根の角度（θ、床面に対して水平状態を９０°、天井側に全閉状態を０°とする）を変えて昼光を制御している（制御式θ＝［（−０．００４２２３８×Ｅｗ＋４．０９２４）＋｛（０．００４２２３８×Ｅｗ−４．０９２４）2−４×（−０．００００２４９９７×Ｅｗ＋０．１３８３６）×（−０．０６７５０７×Ｅｗ−４４．６１７−Ｌｗ）｝0.5］／（−０．００００４９９９４×Ｅｗ＋０．２７６７２））。このときの窓面輝度（Ｌｗ）の設定値は１５００ｃｄ／ｍ2であり、窓面輝度を制御することで、眩しさを抑えている。
【００４０】
さらに、図９に各条件毎の消費電力密度の比較を示す。消費電力密度は、照明装置10が８０台の消費電力密度＋制御機器の消費電力密度であり、さらに、条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）はブラインドを駆動する消費電力密度も含む。
【００４１】
昼光を導入した条件No.4の照明条件（高色温度１＋昼光）では、快適性が高まるだけでなく、昼光で得られる明るさ分の照明出力を抑えることができるため、省エネ率は条件No.1の照明条件（一般オフィス）と比較して２０％から２８％と高くなった。
【００４２】
また、実際のオフィスにおいて実施した主観評価実験において、午前の第１光源13と第２光源14との組み合わせを検討するために比較した主観評価実験の条件を図１０および図１１に示し、主観評価実験の結果を図１２、図１３、図１４、図１５に示す。なお、条件No.3〜No.5は上述した条件である。
【００４３】
条件No.6は、条件No.5の照明条件（高色温度２）に昼光を窓面輝度１５００ｃｄ／ｍ2で導入した照明条件（高色温度２＋昼光）である。
【００４４】
条件No.7は、第１光源13の光色を水色、第２光源14の光色を相関色温度４０００Ｋ、第２光源14に対する第１光源13の光束比を０．２４７、眼前の相関色温度を８０００Ｋ、眼前の照度を２５０lx程度とし、さらに昼光を窓面輝度１５００ｃｄ／ｍ2で導入した照明条件（高色温度３＋昼光）である。
【００４５】
条件No.8は、第１光源13の光色を水色、第２光源14の光色を相関色温度５０００Ｋ、第２光源14に対する第１光源13の光束比を０．１４４、眼前の相関色温度を８０００Ｋ、眼前の照度を２５０lx程度とし、さらに昼光を窓面輝度１５００ｃｄ／ｍ2で導入した照明条件（高色温度４＋昼光）である。
【００４６】
条件No.9は、第１光源13の光色を青色（ｘ＝０．１３６，ｙ＝０．０７３）、第２光源14の光色を相関色温度６３００Ｋ、第２光源14に対する第１光源13の光束比を０．０１９とした照明条件（高色温度５）である。
【００４７】
そして、図４のｘｙ色度図には、これら比較した各条件の第１光源13および第２光源14のプロットを示す。
【００４８】
評価の結果、図１２に示すように、画面の文字の読みやすさの評価において、条件No.5の照明条件（高色温度２）と条件No.7の照明条件（高色温度３＋昼光）が低い評価となった。条件No.5の照明条件（高色温度２）は、空間の眩しさ（図６参照）が画面の文字の読みやすさに影響したと考える。条件No.7の照明条件（高色温度３＋昼光）は、その他の条件と比較して、机上面18の相関色温度のｄｕｖが−０．０１４と低いため、画面の文字の読みやすさに影響したと考える。
【００４９】
図１３に示すように、手肌の色の見えの評価において、条件No.5の照明条件（高色温度２）と条件No.9の照明条件（高色温度５）が低い評価となった。条件No.5の照明条件（高色温度２）では、上述したように、第１光源13の光色を相関色温度８９００Ｋとしていることにより、机上面18の相関色温度が７７００Ｋになるため、手肌の色の見えに悪く影響したと考える。条件No.9の照明条件（高色温度５）は、机上面18や眼前の相関色温度が条件No.3の照明条件（高色温度１）と同等であるため、第１光源13の光色である青色の光が影響したと考える。
【００５０】
図１４に示すように、快適性の評価において、条件No.5の照明条件（高色温度２）が低い評価となった。条件No.5の照明条件（高色温度２）では、上述したように、第１光源13の光色を相関色温度８９００Ｋとしていることにより、机上面18の相関色温度が７７００Ｋになるため、手肌の色の見えと同様に、快適性についても快適性に影響したと考える。
【００５１】
図１５に示すように、許容度の評価において、条件No.5の照明条件（高色温度２）と条件No.7の照明条件（高色温度３＋昼光）が低い評価となった。すなわち、快適性については、条件No.5の照明条件（高色温度２）の評価が低く、条件No.7の照明条件（高色温度３＋昼光）や条件No.9の照明条件（高色温度５）は条件No.8の照明条件（高色温度４＋昼光）と同程度であるが、オフィスの照明環境として許容できるかを聞いた許容度の評価では、条件No.5の照明条件（高色温度２）、条件No.6の照明条件（高色温度２＋昼光）、条件No.7の照明条件（高色温度３＋昼光）、条件No.9の照明条件（高色温度５）の評価が「やや許容できる」以下となった。
【００５２】
つまり、色の見えのためには、第１光源13は条件No.9の照明条件（高色温度５）の青色よりも白色側が良いが、条件No.5の照明条件（高色温度２）のように８９００Ｋまで相関色温度を上げると、目に入る青色成分を稼ぐために第２光源14に対する第１光源13の光束比が大きくなり、眩しさが生じることになる。そのため、第１光源13の光色は、図４のｘｙ色度図に示す範囲Ａ（０．１３６＜ｘ＜０．２９２、０．０７３＜ｙ＜０．２８７）の水色の領域で定めるのがよい。また、条件No.7の照明条件（高色温度３＋昼光）のように、第１光源13を水色、第２光源14を４０００Ｋとした場合、手肌の色の見えに影響が出るため、第２光源14は４０００Ｋ以上の白色とするのがよい。したがって、水色の光色の第１光源13と４０００Ｋ以上の白色の光色の第２光源14との色差Δｕ'ｖ'は０．１８６以下となる。そのため、第１光源13と第２光源14との色差Δｕ'ｖ'を０．１８６以下にすることにより、生体リズムを整えるのに好ましい光環境としながら、色の見えなどに違和感が生じることがなく、快適性も確保することができる。
【００５３】
また、図１６には、例えばオフィスなどに設置される複数の照明装置10を制御する照明システム21を示す。この照明システム21では、複数の照明装置10を時刻に応じて制御する制御装置22を備えている。なお、この場合、照明装置10は制御部15を備えていなくてもよい。
【００５４】
また、複数の照明装置10の制御部15が互いに通信可能に接続され、１つの照明装置10が全体を制御する制御装置として機能するようにしてもよい。
【００５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
10    照明装置
13    第１光源
14    第２光源
15    制御部
21    照明システム
22    制御装置
【図１】
2018032538.tif 000003
【図２】
2018032538.tif 000004
【図３】
2018032538.tif 000005
【図４】
2018032538.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018032538.tif 000008
【図７】
2018032538.tif 000009
【図８】
2018032538.tif 000010
【図９】
2018032538.tif 000011
【図１０】
2018032538.tif 000012
【図１１】
2018032538.tif 000013
【図１２】
2018032538.tif 000014
【図１３】
2018032538.tif 000015
【図１４】
2018032538.tif 000016
【図１５】
2018032538.tif 000017
【図１６】
2018032538.tif 000018