(57)【要約】【課題】ヒト本来の自然な夜間睡眠の準備などの夜間に適するヒトの生理機能を妨げることなく、日常生活における照明用途としての満足度を確保できるという光環境を、生理学的根拠を伴って実現できるＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】本発明では、400〜560ｎｍの波長帯域に含まれる光を発するＬＥＤ発光素子、前記ＬＥＤ発光素子から発せられる400〜560ｎｍの波長帯域に含まれる光を、黄色あるいは緑色にピークを持つ光に励起させる第１蛍光体、および、前記ＬＥＤ発光素子から発せられる400〜560ｎｍの波長帯域に含まれる光を、赤色にピークを持つ光に励起させる第２蛍光体、を備えた単一のＬＥＤ光源を、１個以上備える。また、ＬＥＤ光源から照射される光を拡散する拡散材を設ける。【選択図】図１
2009117160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
400〜660ｎｍの波長帯域を分光分布に含むＬＥＤ光源において、青色と、黄色あるいは緑色と、赤色との少なくとも３つの波長帯域に極大ピークを持つ分光分布を有するＬＥＤ光源を、１個以上備えるとともに、
前記光源に電力を供給する電源部を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
400〜560ｎｍの波長帯域に含まれる光を発するＬＥＤ発光素子、
前記ＬＥＤ発光素子から発せられる400〜560ｎｍの波長帯域に含まれる光を、黄色あるいは緑色にピークを持つ光に励起させる第１蛍光体、および、
前記ＬＥＤ発光素子から発せられる400〜560ｎｍの波長帯域に含まれる光を、赤色にピークを持つ光に励起させる第２蛍光体、を備えた単一のＬＥＤ光源を、１個以上備えるとともに、
前記光源に電力を供給する電源部を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ光源は、分光分布のピークが赤色波長帯域において明白あるいは最大であることを特徴とする請求項１〜２の何れか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤ光源の分光分布における明白あるいは最大であるピークが、630ｎｍ〜660ｎｍの赤色波長帯域の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤ光源は、ヒトが夜間に就寝前あるいは就寝中の時間帯を過ごし得る空間における室内照明として配設されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記空間における床面からの高さ85ｃｍの机上面を想定した位置での照度が、150〜300ｌｘという夜間の居室として推奨されている照度基準範囲の近傍の範囲に含まれるものであることを特徴とする請求項１〜５記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記ＬＥＤ光源から発光される光量を増減制御する調光制御部を備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記電源部から前記ＬＥＤ光源へ供給される電流を定電流に制御する定電流制御手段を備えていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記定電流制御手段は、前記電源部から前記ＬＥＤ光源へ供給される定電流値を可変制御する可変定電流制御機能を備えていることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記ＬＥＤ光源から放射される光を拡散する拡散材が、前記ＬＥＤ光源の光放射方向に配設されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の光源を用いた室内用の照明装置に関するものであり、特には、ヒト本来の自然な夜間睡眠の準備などの、夜間に適するヒトの生理機能を整えることに適した光環境を提供する照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、室内用の照明装置として、白熱電球や蛍光灯といった光源から白色ＬＥＤ光源へと代替化が進んでいる。白色ＬＥＤ光源は、白熱電球や蛍光灯といった従来の光源と比較して、長寿命、高発光効率という利点がある。そして、白色ＬＥＤ光源としては、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた方式の白色ＬＥＤが主流であり、その理由は、高い発光効率と、安価に製造できるというメリットが挙げられる。
【０００３】
ところで、４６０ｎｍ付近の波長成分を多く含む光を夜間受光することにより、１００ｌｘ以下の照度であっても、ヒトの夜間メラトニン分泌が抑制されることが知られている（例えば、非特許文献１）。この波長成分を多く含む光への夜間暴露は、ヒトの睡眠−覚醒の生体リズムにおいて覚醒方向の作用を及ぼし、その入眠準備段階へと移行する生理機構および睡眠中の睡眠構造を阻害したり、一日の生体リズムを乱したりといった好ましくない影響を及ぼすと考えられる。
覚醒方向の作用をなくすためには、消灯している状態（明かりのない状態）が原理的には最も適しているが、これはヒトの就寝前の活動期において生活行動の利便性を損なうだけでなく、安全性や視認性の観点からも現実的な光環境とは考えられない。
【０００４】
これらのことから、夜間の光環境において、ヒトに対する覚醒方向の作用を低減しつつ、日常生活における照明用途として満足できる照明装置が求められている。
例えば、上記の非特許論文１を応用した発明が数多くなされている。（特許文献１・２など）
特許文献１では、メラトニン抑制作用の程度を制御する光源装置が開示されている。その実施の形態は、ＲＧＢ３種類のＬＥＤ光源を使用し、就寝時に用いられる際には青色の波長帯域を減らし、夜間作業時や朝方に用いられる際には青色の波長帯域を増やすという方法であり、この方法により３種類のＬＥＤ光源の発光出力調整を行い、メラトニン抑制作用の程度の制御を可能にしている。
また、メラトニン抑制作用の程度という観点だけではなく、さらに、一般的な照明用途として望まれる高演色性も実現している。
【０００５】
特許文献２では、２種類以上の蛍光ランプを使用し、就寝前のメラトニン分泌抑制を防止し、スムーズな睡眠を促す装置が開示されている。
【０００６】
上記の特許文献１・２並びに非特許文献１では、メラトニンを指標として生体の状態を評価している。
これまでにメラトニン分泌と自然睡眠の質との直接的な因果関係は実証されていないと言われているが、これらの文献ではヒトの自然な夜間睡眠における評価指標として、睡眠脳波の判読による睡眠構造の良否には直接的に言及されていない。
【０００７】
現状の白色ＬＥＤでは、長寿命や高発光効率、安価に製造できるというメリットがあるが、これらの多くは460nm付近の波長成分が比較的多く、夜間の睡眠に向かう心身の状態やサーカディアンリズムの安定化にとって好ましくない。また、一般的に演色性が悪く、照明用途としては好ましくないといった問題があった。
また、ＬＥＤを照明用途の光源として利用することを想定して、ＲＧＢ３種類のＬＥＤ光源を使用して高演色性を実現する方法では、長時間使用した際の発光特性の経時変化にＬＥＤの種類による差異が生じやすいことから、ＬＥＤの光出力を安定制御することが困難であり、実現性に欠けることやコストが高くなるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
出願人は、白色発光ダイオードの演色性を向上させると同時に、色合いのばらつきを抑制する蛍光体の製造方法ならびにそれを用いた発光ダイオードを、既に特許文献３、４にて提案している。
【０００９】
青色ＬＥＤに蛍光体を組み合わせた発光方式の白色ＬＥＤであれば、３種類のＬＥＤを使用せずにすみ、発光特性を安定させるための制御にかかる過剰なコストも抑えられる。
また、通常の白色ＬＥＤにありがちな低い演色性についても、特許文献３、４で記載されているような３種類の波長成分のピークを有する白色ＬＥＤを光源とすることにより、高い演色性が得られ、照明用途として満足度の高い光源となる。
さらには、これまでの文献では言及されることのなかった睡眠脳波を生理指標にすることによって、就寝前においては睡眠準備に適した心身の状態であるかどうかの評価、就寝中においては睡眠状態の定量的評価、これらを直接的に実施できるようになり、より高い信頼性のある生理学的根拠を伴って、夜間に就寝前あるいは就寝中の時間帯を過ごし得る空間の光環境を提供することができると考えられる。
【００１０】
そこで、本発明は、以上のような改善案を踏まえ、白色ＬＥＤ光源等を有する照明器具であり、主として夜間に就寝前あるいは就寝中の時間帯を過ごし得る空間において使用され、その利用によって、ヒト本来の自然な夜間睡眠の準備などの夜間に適するヒトの生理機能を妨げることなく、日常生活における照明用途としての満足度を確保できるという光環境を、生理学的根拠を伴って実現できるＬＥＤ照明装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかるＬＥＤ照明装置の請求項１では、
400〜660ｎｍの波長帯域を分光分布に含むＬＥＤ光源において、青色と、黄色あるいは緑色と、赤色との少なくとも３つの波長帯域に極大ピークを持つ分光分布を有するＬＥＤ光源を、１個以上備えるとともに、
前記光源に電力を供給する電源部を備えるという手段を講じた。
請求項２の発明では、
400〜560ｎｍの波長帯域に含まれる光を発するＬＥＤ発光素子、
前記ＬＥＤ発光素子から発せられる400〜560ｎｍの波長帯域に含まれる光を、黄色あるいは緑色にピークを持つ光に励起させる第１蛍光体、および、
前記ＬＥＤ発光素子から発せられる400〜560ｎｍの波長帯域に含まれる光を、赤色にピークを持つ光に励起させる第２蛍光体、を備えた単一のＬＥＤ光源を、１個以上備えるとともに、
前記ＬＥＤ光源に電力を供給する電源部を備えている。
請求項３では、
前記ＬＥＤ光源は、分光分布のピークが赤色波長帯域において明白あるいは最大であることを特徴としている。
請求項４では、
前記ＬＥＤ光源の分光分布における明白あるいは最大であるピークが、630ｎｍ〜660ｎｍの赤色波長帯域の範囲にあることを特徴としている。
請求項５では、
前記ＬＥＤ光源は、ヒトが夜間に就寝前あるいは就寝中の時間帯を過ごし得る空間における室内照明として配設されていることを特徴としている。
なお、ヒトが夜間に就寝前あるいは就寝中の時間帯を過ごし得る空間とは、就寝前あるいは就寝中に過ごすことのできる居間や寝室、およびそれらに限らず、そのような時間帯を過ごす可能性のある種々の空間を指している。
請求項６では、
前記空間における床面からの高さ85ｃｍの机上面を想定した位置での照度が、150〜300ｌｘという夜間の居室として推奨されている照度基準範囲の近傍の範囲に含まれるものである。
請求項７では、
前記ＬＥＤ光源から発光される光量を増減制御する調光制御部を備えている。
請求項８では、
前記電源部から前記ＬＥＤ光源へ供給される電流を定電流に制御する定電流制御手段を備えている。
請求項９では、
前記定電流制御手段は、前記電源部から前記ＬＥＤ光源へ供給される定電流値を可変制御する可変定電流制御機能を備えている。
請求項１０では、
前記ＬＥＤ光源から放射される光を拡散する拡散材が、前記ＬＥＤ光源の光放射方向に配設されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる請求項１、２のＬＥＤを用いた照明装置によれば、光源の分光分布が青色と、黄色あるいは緑色と、赤色との少なくとも３種類のピークをもつことになり、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた従来のＬＥＤを用いた場合と比べると、例えば照度が同じであるなどの同等の照明条件において、460ｎｍ付近の光量を相対的に減らすことができる。従って、従来のＬＥＤ照明装置と比較して、メラトニン分泌抑制の低減、ならびにそれから推測される覚醒方向の生理的作用の低減をもたらすと考えられ、ヒト本来の自然な夜間睡眠の準備として、より望ましい光環境を提供することが可能になる。
請求項３では、放射光成分の内、赤色波長成分が相対的にさらに多くなり、青色波長成分は相対的にさらに少なくなる。また、赤色波長成分が量的に明白な差異をもって追加されることにより、夜間の時間帯を過ごし得る室内の光環境のような比較的低照度の領域、例えば、就寝前の時間帯を過ごすヒトの顔面付近における数百ｌｘ程度の照度領域では、メラトニン抑制作用がさらに緩和される可能性がある（非特許文献２）。これらのことにより、就寝前には不適切な覚醒方向の生理的作用が低減され、それに続く夜間睡眠の質的低下を避けられるという効果が得られる。
請求項４では、前記ＬＥＤ光源の分光分布における明白あるいは最大であるピークが、630ｎｍ〜660ｎｍの赤色波長帯域の範囲にあるので、上記効果がより顕著に得られる。
請求項５では、ヒトが夜間に就寝前あるいは就寝中の時間帯を過ごし得る空間における室内照明として配設されていることを特徴としているので、夜間に適するヒトの生理機能を妨げることなく、日常生活における照明用途としての満足度を確保できる。
請求項６では、ヒトが夜間に就寝前あるいは就寝中の時間帯に過ごし得る空間において、床面からの高さ85ｃｍの机上面を想定した位置での照度が150〜300ｌｘという夜間の居室として推奨されている照度基準範囲の近傍の照度範囲に含まれるものであることを特徴としているので、夜間就寝前の活動期において、日常生活における照明用途としての満足度を確保でき、とりわけ必要な明るさを満たしている。
請求項７では、調光制御部を備えているので、室内照明を利用するヒトにとって好ましい照度条件を、利用者が適宜選択することができる。
請求項８では、ＬＥＤ光源へ供給される電流を定電流に制御することにより、個々の光源から発せられる光量を安定的に出力することができる。
請求項９では、ＬＥＤ光源へ供給される定電流値を可変制御することができるので、所望の光量に調整することができる。
請求項１０では、拡散材を備えているので、複数個のＬＥＤ光源を使用した場合に発生し得る輝度のばらつきを抑えることができる。
【００１３】
【非特許文献１】Brainard et al:Action Spectrum for Melatonin Regulation in Human                s; Evidence for a Novel Circadian Photoreceptor, J. Neuroscience                , 21(16), p.6405-6412  (2001)
【非特許文献２】Figueiro et al:Circadian effectiveness of two polychromatic ligh                ts in suppressing human nocturnal melatonin，Neuroscience Lette                r，406，p.293-297(2006)
【特許文献１】特開2007-173557号公報
【特許文献２】特開2006-252944号公報
【特許文献３】特開2006-066730号公報
【特許文献４】特開2006-063225号公報
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかるＬＥＤ照明装置を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図３に示したように、
本発明に係る照明装置のＬＥＤ光源として用いるＬＥＤパッケージ１は、
400〜560ｎｍの波長の光を発するＬＥＤ発光素子と、
前記ＬＥＤ発光素子から発せられる400〜560ｎｍの波長の光を、黄色あるいは緑色にピークを持つ光に励起させる第１蛍光体と、
前記ＬＥＤ発光素子から発せられる400〜560ｎｍの波長の光を、赤色にピークを持つ光に励起させる第２蛍光体と、
を備えている。
【００１５】
前記ＬＥＤパッケージ１の詳細を以下に説明する。
４００〜５６０ｎｍの波長の光を発生する前記ＬＥＤ素子の一部又は全部を被覆部で覆い、この被覆部は、例えば
ＣａＧａ2 Ｓ4 ：Ｅｕ及びＣａＳ：Ｅｕの結晶が複合してなり、４００〜５６０ｎｍの波長の励起光により５４０〜５７０ｎｍの波長領域及び６３０〜６６０ｎｍの波長領域にピークを有する光を発生する蛍光体によって構成される。
あるいは、
前記被覆部は、例えば、
ＣａＳ、Ｇａ2 Ｓ3 及びＥｕＳを１−ｘ：ａ：ｘの割合（但し、０．０００１≦ｘ≦０．２、０．０１≦ａ≦１）で混合した混合物を８００〜１１００℃で焼成してなり、４００〜５６０ｎｍの波長の励起光によって５４０〜５７０ｎｍの波長領域にピークを有する緑色光及び６３０〜６６０ｎｍの波長領域にピークを有する赤色光を発生し、前記緑色光と前記赤色光とのピーク強度比が前記ａの値に応じた値である蛍光体によって構成される。
なお、前記蛍光体の製造方法は、例えば、特許文献３、４で記載する以下の方法で製造されている。
その製造方法は、ＣａＳ、Ｇａ2 Ｓ3 及びＥｕＳを１−ｘ：ａ：ｘの割合（但し、０．０００１≦ｘ≦０．２、０．０１≦ａ≦１）で混合する過程と、
該過程により得られた混合物を８００〜１１００℃で焼成する過程と
を含んでいる。
前記蛍光体のＸ線回折による測定結果を図５に示し、
前記蛍光体の蛍光スペクトル分布特性を図６に示し、
前記ＬＥＤパッケージの発光スペクトル特性を図７（実線）に示した。
したがって、前期ＬＥＤパッケージ１は、400〜660ｎｍの波長帯域をその分光分布に含み、青色と、黄色あるいは緑色と、赤色との少なくとも３つの波長帯域に極大ピークを持つ分光分布を有するＬＥＤ光源、のひとつの実施形態でもある。
【００１６】
＜ＬＥＤ照明装置＞
本発明のＬＥＤ照明装置は、以上の構成のＬＥＤパッケージを光源として用いたＬＥＤ照明装置であり、その一実施形態を例示して説明を行う。
本発明に係るＬＥＤ照明装置の側面断面図を図１に示し、下面から見た平面図を図２に示す。
１０はＬＥＤ照明装置であり、
このＬＥＤ照明装置１０は、
内部に、複数のＬＥＤパッケージ１を実装したモジュール型基板２と、本体３と、取り付け用部材４と拡散材５と、電源部６と調光制御部７とで構成される。
【００１７】
＜モジュール基板２の構成例＞
モジュール基板２の平面図を図４に示した。
モジュール基板２は、基板21に複数個のＬＥＤパッケージ１が実装されており、電源部６からの電力供給により基板21上のＬＥＤが発光する。
モジュール基板２は、複数のＬＥＤパッケージ１を直列に接続したもの、あるいは、複数のＬＥＤパッケージ１を直列に接続したものをさらに複数並列接続したもので構成される。
モジュール基板２の材質は、アルミ材を使用している。
通常使用される基板材質（紙フェノール・ガラスエポキシ樹脂）などであってもよいが、アルミやセラミックのような放熱性の高い材質を有することが好ましい。
また、モジュール基板２の基板表面色は白色に塗装されている。
白色塗装することにより、ＬＥＤ光源から発生した光が照明装置内部に反射される場合でも、基板自体に光が吸収されることなく、前方に反射され、照明装置全体として発光量の損失を低減できる。
【００１８】
次に、各部の構成例を詳述する。
＜ＬＥＤパッケージ１の構成例＞
ＬＥＤパッケージ１は、上述したように、例えば、特開2006-066730 、特開2006−063225で記載する方法で製造されている。
ＬＥＤパッケージ１の形状は、チップ形状のＬＥＤパッケージで構成される。指向性
が高いとされるＬＥＤにおいても、チップ形状にすることにより広配光が得られる。
【００１９】
ＬＥＤパッケージ１の構成図を図３に示す。
図示したように、リードフレーム11、12とパッケージ13とＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）14と蛍光体を含んだ封止樹脂15とワイヤ16、17を備えている。
パッケージ13の中央には、
ＬＥＤ素子14のチップがダイボンディングにより接着固定されている。ＬＥＤ素子のチップの一方の電極はワイヤ16によりリードフレーム11とワイヤボンディングされ、他方の電極はワイヤ17によりリードフレーム12にワイヤボンディングされている。
また、パッケージ13の凹部内には、封止樹脂、透光性のシリコーン樹脂が充填される。透光性の樹脂は、エポキシ系樹脂・シリコーン系樹脂であってもよい。
前記蛍光体を含んだ封止樹脂15は、例えば特開2006-66730で記載されているような蛍光体の製造方法により製造する。
【００２０】
＜取り付け用部材３＞
図１に示したように、
取り付け用部材３は、モジュール基板２が複数個取り付けできる板状の部材31と、この部材31と本体４とを結合させる金具32とで構成される。この取り付け用部材３は、光を反射し前面に出す機能を有する。天井へと取り付けられる板の材質としてはアルミを使用しており、その表面に白色塗装されている。
【００２１】
＜本体４＞
本体４は、当該照明装置の取り付け対象面である天井部分へ取り付けるための取り付け機構41を有する。
【００２２】
＜拡散材５＞
拡散材５としては、光を均一に分散させる機能を有する。
ＬＥＤパッケージ１は、輝度が高く、複数個使用した際には、ＬＥＤパッケージ間あるいはＬＥＤパッケージを実装したモジュール間での輝度比が生じる場合がある。照明装置発光面全体としての輝度のばらつきを防ぐため、拡散材５をＬＥＤパッケージ１が発光する前面に配置し、ＬＥＤパッケージ１から発せられた光が、拡散材５を通過して放射されるように、複数のＬＥＤパッケージ１を覆うように配置する。
また、拡散材５の材質はアクリル樹脂を使用しているが、拡散材５の種類としては硼珪酸ガラス・透過性ガラス、もしくは、アクリル(PMMA)樹脂、ポリカーボネート（PC）樹脂、ポリスチレン（PS）樹脂、ポリエチレン（PE）樹脂、ABS樹脂などであってもよい。
【００２３】
＜電源６＞
電源６は、負荷（ＬＥＤパッケージあるいはモジュール）側が一定電流になる種々の回路構成の定電流制御方式を特徴とする。
このような制御方式により、複数個のＬＥＤパッケージ１あるいはＬＥＤパッケージを実装したモジュール２の発光量（明るさ）を安定的に出力することができる。
＜調光制御部７＞
調光制御部７は、ＬＥＤパッケージ１に供給される電流の電流値を調節することによって発光量（明るさ）を調整する機能を備える。
この調光制御部７は、電波や赤外線などの無線、もしくは有線を用いたリモートコントロール機能により、ＬＥＤパッケージ１へ供給される定電流値を増減制御する種々の回路構成の可変定電流制御機能を備えていることにより、それぞれのＬＥＤパッケージ１の発光量（明るさ）を安定化させて調整する。
照明装置全体としての、基本的な発光量（明るさ）の設定は、ＬＥＤパッケージ１の個数あるいはモジュール基板の個数を増減して適宜設定することにより、所定の発光量（明るさ）に設定することができる。
【００２４】
以上の構成の本発明に係るＬＥＤ照明装置によれば、
ＬＥＤ光源の分光分布が青色と、黄色あるいは緑色と、赤色との少なくとも３種類のピークをもつことになり、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた従来のＬＥＤを用いた場合と比べると、例えば照度が同じであるなどの同等の照明条件において、メラトニン分泌抑制の低減、ならびにそれから推測される覚醒方向の生理的作用の低減をもたらすと考えられ、ヒト本来の自然な夜間睡眠の準備として、より望ましい光環境を提供することが可能になる。
さらに、モジュール基板２の表面色を白色とすることによって、前方に光が反射され、照明装置全体として発光量の損失を低減できるという効果が得られる。
また、ＬＥＤパッケージ１をチップ形状にすることにより、広配光特性が得られる。
また、拡散材５で、光を均一に分散させるので、輝度のばらつきを抑制できる。
また、前記調光制御部７を就寝時の枕元などに置くことにより、照明装置を便利に制御することができる。
【００２５】
次に、上記構成の本発明に係る照明装置を夜間就寝前の時間帯に用いた場合に、従来のＬＥＤを用いた場合と比較して、例えば照度が同じであるなどの同等の照明条件において、ヒト本来の自然な夜間睡眠の準備のために、より望ましい光環境を提供することが可能になるかどうかを、受光後の夜間睡眠中の睡眠段階を評価することによって確認する実験の方法および結果について記載する。
＜睡眠段階についての概説＞
睡眠段階について以下に概説する。
ヒトの睡眠状態は、大きくレム睡眠とノンレム睡眠とに大別され、後者はさらに段階１から4までに分けて判別されている。覚醒水準を考慮すると、段階1から4に進むにつれて睡眠は深くなると考えられるが、レム睡眠の深度については一義的に評価できないとされている。
レム睡眠は、ノンレム睡眠と質的に異なる睡眠状態として位置づけられている。
睡眠段階１（stage１）は、主に入眠時や中途覚醒の直後に出現し、8〜12Hzのα（アルファ）波の判定区間に占める出現時間の割合が50％以下となり、2〜7Ｈｚの低振幅の波、θ（シータ）波が現れる。また、瘤波（頭頂部鋭波）も見られる。睡眠段階１の初期には、眼球に緩やかな動き（SEM）がみられる。
睡眠段階2（stage２）では、紡錘波（スピンドル）やK複合（Kコンプレックス）と呼ばれる特徴的な波形が出現しする。5つの睡眠段階の中で最も出現する割合が高く、安定した睡眠と解釈されている。
睡眠段階3と4（stage3、stage４）では、0.5〜2Hzで振幅が75μV以上の大徐波、δ（デルタ）波が出現する．判定区間に占めるδ波出現時間の割合によって、50％以上を段階4、20〜50％を段階3に分類する。また、段階3と4をまとめて徐波睡眠（SWS）と呼ぶことも多い。
覚醒（Wake）は8〜12Hzのα波（主に閉眼時）と13〜40Hzの低振幅で不規則な速波、すなわちβ（ベータ）波（主に開眼時）がみられる。
今回の評価実験では、Rechtschaffen＆Kalesら（非特許文献3）の国際判定基準に基づいて、睡眠段階を分類した。
図８では、各睡眠段階の判定基準を示す説明図を示した。
【００２６】
【非特許文献３】Rechtschaffen＆Kales：A manual of standardized terminology, techniques and scoring system for sleep stages of human subjects. Public Health Service, US Government Printing Office, Washington DC, 1968
【００２７】
＜実験方法について＞
実験方法の概要を以下に記載する。
・使用光源
実験１での使用光源：3種類（ＩＬ：白熱灯、ＦＬ：昼白色蛍光灯、ＬＥＤ：2波長型白色ＬＥＤ）
実験2での使用光源：4種類（ＩＬ：白熱灯、ＦＬ：昼白色蛍光灯、ＬＥＤ−ＢＷ・ＬＥＤ−ＲＷ：３波長型白色ＬＥＤ2種類）
実験１で使用した光源の分光分布を図９に示した。
ここで、２波長型白色ＬＥＤとは、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた従来のＬＥＤのことで、分光分布の極大ピークは２つである。
実験２で使用した光源の分光分布を図１０に示した。
ここで、３波長型白色ＬＥＤとは、本発明にかかるＬＥＤ光源であり、青色と、黄色あるいは緑色と、赤色との３種類のピークが分光分布に存在する。ＬＥＤ−ＲＷにおいては赤色のピークが最大であり、ＬＥＤ−ＢＷにおいては赤色のピークは最大ではないが、従来のＬＥＤに比べると明白な赤色のピークを有する分光分布となっている。
【００２８】
・実験のタイムテーブル
実験のタイムテーブルを図１１に示した。
夜間就寝前の時間帯において、各光源による光暴露時間を約90分（読書時間60分＋その他の時間約30分）とし、その後、就寝時に消灯して睡眠をとるというスケジュールとした。
・光暴露中の照度条件：
実験１ 照明直下机上面照度：約270ｌｘ、顔面付近鉛直面照度：約 60ｌｘ
実験２ 照明直下机上面照度：約200ｌｘ、顔面付近鉛直面照度：約150ｌｘ
・被験者数：（実験１）；11名、   （実験２）；10名
・睡眠時間：（実験１）；6時間、 （実験２）；７時間
※消灯時刻を睡眠開始時刻とした。
【００２９】
＜実験結果について＞
実験１の睡眠中の睡眠ステージを２０秒区間ごとに判読して、出現時間の割合を算出した結果を図１２に、
実験２の睡眠中の睡眠ステージを２０秒区間ごとに判読して、出現時間の割合を算出した結果を図１３に、
それぞれ示した。
ここで、睡眠中の脳波を判読する際に、体動による判定不能な区間については、ＭＴ（Movement Time判定不能）としている。
なお、睡眠段階は、stage1、stage2、stage3、stage4、stageREM、Wake、ＭＴ（Movement Time判定不能）の７段階に分類したが、図１２、１３では、stage３とstage４を合わせてstage3+4とし、６項目で出現時間の割合（ステージ出現率）を算出した。
【００３０】
＜実験１の結果＞
・睡眠中の睡眠ステージの出現率（図１２）は、
ＬＥＤ条件では他条件に比べstage１の割合が多く（p<0.05）、
stage3+4の割合が少なかった（p<0.05）。
また、ＩＬ条件に比べ、ＭＴ（Movement Time）の割合が多かった（p<0.01）。
ＦＬ条件ではＩＬ条件に比べstage１の割合が多かった（p<0.05）。
・その他のステージ出現率や睡眠効率、各ステージへの入眠潜時については統計的有意な差はなかった。
【００３１】
＜実験２の結果＞
・睡眠中の睡眠ステージ出現率（図１３）は、
ＦＬ条件ではＩＬ条件に比べstage3+4の割合が少なく（p<0.05）、stageREMの割合が多い傾向がみられた（p<0.1）。
・その他のステージ出現率や睡眠効率、各ステージへの入眠潜時については統計的有意な差はなかった。
【００３２】
＜考察＞
・実験１での睡眠ステージ出現率の結果は、ＩＬおよびＦＬ条件と比較してＬＥＤ条件、すなわち２波長型白色ＬＥＤを照明の光源として用いた条件で睡眠の質が低下したことを示唆するものである。
・ＬＥＤ条件ではＩＬおよびＦＬ条件に比べ、stage１が増大し、staeg3+4が低下したことから、睡眠が浅く、睡眠の質が低下していることが示唆される。これは就寝前の受光の影響によると推察できる。また、ＬＥＤ条件では、ＩＬ条件と比較してＭＴ（Movement Time）の割合も高く、就寝時の体動が増えている、すなわち、無意識に覚醒方向の作用が働いていることが推察できる。
よって、現状の２波長型白色ＬＥＤは、その他の光源に比べ、夜間睡眠前の時間帯を過ごす空間における光環境としては好ましくないものであると考えられる。
・実験２での睡眠ステージの出現率の結果から、睡眠中、ＩＬ条件では他条件と比較して良好な睡眠が得られているものと推察される。しかし、その他の条件（ＦＬ条件、ＬＥＤ−ＢＷ条件、ＬＥＤ−ＲＷ条件）では、顔面付近鉛直面照度が実験１に比べて若干増大していているにもかかわらず、その違いは明確ではなかった。
・実験１と実験２の結果を総合すると、３波長型白色ＬＥＤ（実験２で使用した本発明にかかるＬＥＤ光源）は、２波長型白色ＬＥＤ(実験１で使用した従来の白色ＬＥＤ)に比べ、受光後の睡眠の質が低下する傾向が顕著でなく、またＬＥＤ以外の光源との違いが少ないことから、夜間睡眠前の時間帯を過ごす空間における照明用途として、より好ましいＬＥＤ光源であることが示唆される。
【００３３】
なお、図１〜４においては、400〜560ｎｍの波長の光を発するＬＥＤ発光素子による励起を利用したＬＥＤを光源として用いた照明装置を例示したが、400〜560ｎｍの波長の光を励起光としたＬＥＤに限定されるものではなく、そのような方式のＬＥＤを光源として用いていない照明装置も実施可能である。
また、前述したＬＥＤを用いた光源の製造方法や蛍光体、照明装置の実施形態はあくまで例示であり、同様の分光分布特性を有する白色ＬＥＤや照明装置であれば、この趣旨を逸脱しない限り、前述しない範囲にも本発明にかかる照明装置は適用可能である。
したがって、本発明にかかる照明装置は、種々の形態の照明装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明にかかる照明装置の実施の形態の側面図である。
【図２】前記照明装置の底面図と、調光制御部の説明図である。
【図３】前記照明装置に用いられるＬＥＤパッケージの側面断面図である。
【図４】前記ＬＥＤパッケージが複数個配設された状態を説明する平面図と側面図である。
【図５】前記蛍光体のＸ線回折による測定結果を図５に示し、
【図６】前記蛍光体の蛍光スペクトル分布特性を図６に示し、
【図７】前記ＬＥＤパッケージの発光スペクトル特性を図７に示した。
【図８】各睡眠段階の判定基準を示した説明図である。
【図９】実験１で使用した光源の分光分布図である。
【図１０】実験２で使用した光源の分光分布図である。
【図１１】前記実験１、２のタイムスケジュールを示した図である。
【図１２】実験１の睡眠ステージ出現率の結果を示した図である。
【図１３】実験２の睡眠ステージ出現率の結果を示した図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ＬＥＤ照明装置
１  ＬＥＤパッケージ、ＬＥＤ光源
５  拡散材
６  電源部
７  調光制御部、定電流制御手段
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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