JP5251088B2 - Lighting device - Google Patents

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当部分には、同一符号を付している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part in several drawings.

図１ないし図４は本発明の第１の実施形態に係る照明装置を示し、図１はその照明装置の光源面の正面図、図２は同照明装置の側面図、図３は同照明装置の電気系の構成を示すブロック図、図４は同照明装置の時間経過に対する単波長光の強度変化を示す波形図、図５は同照明装置の白色光の種類および単波長光の有無とα波帯域率（α／α＋β）との変化を示す説明図である。   1 to 4 show a lighting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a front view of a light source surface of the lighting device, FIG. 2 is a side view of the lighting device, and FIG. 3 is the lighting device. FIG. 4 is a waveform diagram showing the intensity change of single-wavelength light with time, and FIG. 5 is the type of white light and the presence / absence of single-wavelength light. It is explanatory drawing which shows a change with a wave bandwidth ratio ((alpha) / (alpha) + (beta)).

図２は本発明の第１の実施形態に係る照明装置の一例である卓上用の電気スタンド等の作業用照明装置１の側面を示し、この作業用照明装置１は、装置本体１ａとして机上面に設置される本体部２、この本体部２に配設された可動自在なアーム部３、およびこのアーム部３の先端に取り付けられた灯体部４を備えている。   FIG. 2 shows a side view of a work lighting device 1 such as a desk lamp which is an example of the lighting device according to the first embodiment of the present invention. The work lighting device 1 serves as a device main body 1a. 2, a movable arm 3 disposed on the main body 2, and a lamp body 4 attached to the tip of the arm 3.

灯体部４は、その一面（図２では下面）に、光源面５を形成し、この光源面５には、図１に示すように反射面６が形成されている。また、灯体部４は、この反射面６に対向して、白色光を主体として照射する、例えば蛍光ランプである主光源７と、単波長光光源８が配設されている。   The lamp body 4 has a light source surface 5 formed on one surface (the lower surface in FIG. 2), and a reflection surface 6 is formed on the light source surface 5 as shown in FIG. In addition, the lamp unit 4 is provided with a main light source 7 which is mainly a white light and irradiates mainly white light, and a single-wavelength light source 8 facing the reflecting surface 6.

主光源７は、例えば直管形蛍光ランプからなり、その３本を、その幅方向（径方向）に所要の間隔を置いて平行に配設して構成されており、これら主光源７同士間の間隙において、円形等所要形状かつ所要大の複数の単波長光光源８，８，…が主光源７の長手方向に等間隔に配置されている。   The main light source 7 is composed of, for example, a straight tube fluorescent lamp, and three of the main light sources 7 are arranged in parallel at a predetermined interval in the width direction (radial direction). .. Are arranged in the longitudinal direction of the main light source 7 at equal intervals.

単波長光光源８は人間の脳波のα波のパワーα（μＶ^２）とβ波のパワーβ（μＶ^２）との比率により求められるα波帯域率（α／α＋β）により定義される覚醒水準が得られる単波長光を照射する発光ダイオード素子等である。 The single-wavelength light source 8 is an arousal level defined by an α wave bandwidth ratio (α / α + β) determined by a ratio of α wave power α (μV ² ) of human brain waves and β wave power β (μV ² ). The light emitting diode element etc. which irradiate the single wavelength light from which are obtained.

上記単波長光とは、人間の脳波のα波のパワーαとβ波のパワーβとの比率により求められるα波帯域率（α／α＋β）により定義される覚醒水準が得られる単波長光であり、被験者に白色光とともに単波長光を照射したときの被験者の脳波のα波のパワーαとβ波のパワーβを測定し、測定したαとβとの比率によりα波帯域率（α／α＋β）を求め、このα波帯域率が例えば１より小さくなる単波長光をいう。また、単波長光とは、例えば、波長のピーク値の半分の値での波長幅（半値幅）が５０ｎｍ以下の波長光を単波長光と定義する。   The single-wavelength light is a single-wavelength light that provides an awakening level defined by an α wave bandwidth ratio (α / α + β) obtained by a ratio of α wave power α of human brain waves and β wave power β. Yes, the subject's brain wave α wave power α and β wave power β when the subject is irradiated with single wavelength light together with white light, and the α wave bandwidth ratio (α / α + β) is obtained, and this α-wave bandwidth ratio refers to single-wavelength light that is smaller than 1, for example. In addition, single-wavelength light is defined as single-wavelength light, for example, having a wavelength width (half-value width) of 50 nm or less at a half value of the wavelength peak value.

単波長光には、例えば、波長４７０ｎｍの青系、波長５５０ｎｍの緑系、波長６７０ｎｍの赤系等やその他の各色系が用いることが可能であるが、覚醒水準を向上させるうえでは例えば４００〜５００ｎｍ、好ましくは４２０〜５００ｎｍさらに好ましくは４２０〜４８０ｎｍの波長域の単波長光がよい。   As the single wavelength light, for example, a blue system having a wavelength of 470 nm, a green system having a wavelength of 550 nm, a red system having a wavelength of 670 nm, and other color systems can be used. Single wavelength light in a wavelength region of 500 nm, preferably 420 to 500 nm, more preferably 420 to 480 nm is preferable.

単波長光の強度は、主光源７の白色光の強度より小さく、通常の白色光の照明下での作業に邪魔にならない程度が好ましく、例えば１ｌｘ程度が好ましい。   The intensity of the single wavelength light is preferably smaller than the intensity of the white light of the main light source 7 and does not interfere with the work under normal white light illumination, and is preferably about 1 lx, for example.

そして、単波長光の最大出力は、平均演色評価数（Ｒａ）８０を限界値とする。例えば主光源７として東芝製メロウラインＦＨＦ３２ＥＸ−Ｄ−Ｈとを使用し、単波長光光源８としてピーク波長４５８ｎｍ半値全幅１０ｎｍの単波長光を出力するＬＥＤ（発光ダイオード）等の光源を使用する場合は、上記主光源７から放射された７５０ｌｘの光に対し単波長光の出力を約７６μＷ／ｃｍ^２以下に設定している。この光源の組合せ以外の場合でも単波長光の最大出力の限界値は主光源光と混光したときのＲａが８０以上となる値に設定している。 The maximum output of single wavelength light has an average color rendering index (Ra) of 80 as a limit value. For example, when a Toshiba mellow line FHF32EX-D-H is used as the main light source 7, and a light source such as an LED (light emitting diode) that outputs single wavelength light having a peak wavelength of 458nm and a full width at half maximum of 10nm is used as the single wavelength light source 8. The output of single-wavelength light with respect to 750 lx light emitted from the main light source 7 is set to about 76 μW / cm ² or less. Even in a case other than this combination of light sources, the limit value of the maximum output of single wavelength light is set to a value at which Ra is 80 or more when mixed with the main light source light.

図４は、例えば主光源７として使用した平均演色評価数（Ｒａ）が８０の東芝製メロウラインＦＨＦ３２ＥＸ−Ｄ−Ｈの７５０ｌｘの白色光により照明した白紙に、ピーク波長４５８ｎｍ半値全幅１０ｎｍの単波長光を付加したときの分光反射率に基づいて算出した単波長光の放射照度［μＷ／ｃｍ^２］の限界値と、この単波長光の放射照度と平均演色評価数（Ｒａ）値との相対関係を特性曲線Ａにより示している。この図４の特性曲線Ａによれば、単波長光の放射照度を約７６［μＷ／ｃｍ^２］以下に設定することにより、平均演色評価数（Ｒａ）を約８０〜８６程度に設定することができる。 FIG. 4 shows a single wavelength with a peak wavelength of 458 nm and a full width of 10 nm on a white paper illuminated with a white light of 750 lx of Toshiba Mellow Line FHF32EX-D-H having an average color rendering index (Ra) of 80 used as the main light source 7, for example. The relative value of the irradiance [μW / cm ² ] of single wavelength light calculated based on the spectral reflectance when light is added, and the irradiance of this single wavelength light and the average color rendering index (Ra) value The relationship is shown by the characteristic curve A. According to the characteristic curve A in FIG. 4, the average color rendering index (Ra) is set to about 80 to 86 by setting the irradiance of single wavelength light to about 76 [μW / cm ² ] or less. Can do.

この特性曲線Ａの場合には、単波長光を付加していくとＲａは向上し、あるピークを超えるとＲａは低下する。さらに、単波長光を付加するとＲａは８０以下となり、視環境の色再現性が悪くなり、違和感が生じる。この特性曲線Ａは一例であるが、その他の主光源と単波長光光源との組合せにおいても同様に、主光源に対して単波長光をある一定以上に付加していくとＲａが減少すると考えられる。また、単波長光を付加してもＲａが向上せず、すぐに低下する組合せもあるが、この場合には主光源のＲａを８０以上にしておく必要がある。平均演色評価数Ｒａは、光源の分光分布が分かれれば計算することができるため、主光源の分光分布や放射量に合せて、Ｒａ８０以上となるように単波長光光源８の分光分布および調光度を設定すればよい。   In the case of this characteristic curve A, Ra is improved when single-wavelength light is added, and Ra is lowered when a certain peak is exceeded. Furthermore, when single wavelength light is added, Ra becomes 80 or less, color reproducibility of the visual environment is deteriorated, and a sense of incongruity occurs. This characteristic curve A is an example. Similarly, in the combination of other main light sources and single-wavelength light sources, Ra is reduced when single-wavelength light is added to the main light source beyond a certain level. It is done. In addition, there is a combination in which Ra does not improve even when single-wavelength light is added and immediately decreases, but in this case, Ra of the main light source needs to be 80 or more. Since the average color rendering index Ra can be calculated if the spectral distribution of the light source is divided, the spectral distribution and adjustment of the single-wavelength light source 8 are adjusted to Ra80 or higher according to the spectral distribution and radiation amount of the main light source. What is necessary is just to set a luminous intensity.

図３に示すように、作業用照明装置１は、主光源７と単波長光光源８をそれぞれ点灯制御するインバータ等の点灯回路９を制御する制御部１０を有している。制御部１０は、例えばマイクロプロセッサから構成されており、主光源７の点灯時に単波長光光源８を点灯させるとともに、図５の波形Ｂに示すように、単波長光光源８が照射する単波長光の強度を定期的あるいは不定期的に繰り返し変化させる制御をする。例えば、単波長光光源８の点滅を繰り返すもので、点灯時間が消灯時間よりも長い関係に設定している。また、制御部１０は主光源７と単波長光光源８を調光する場合は、これら光源７，８の強度比を一定に保つように調光制御するようになっている。   As shown in FIG. 3, the work lighting device 1 includes a control unit 10 that controls a lighting circuit 9 such as an inverter that controls lighting of the main light source 7 and the single wavelength light source 8. The control unit 10 is composed of, for example, a microprocessor, turns on the single wavelength light source 8 when the main light source 7 is turned on, and emits a single wavelength irradiated by the single wavelength light source 8 as shown by a waveform B in FIG. The light intensity is controlled to be changed periodically or irregularly. For example, the single-wavelength light source 8 is repeatedly blinked, and the lighting time is set longer than the extinguishing time. Further, when the main light source 7 and the single wavelength light source 8 are dimmed, the control unit 10 performs dimming control so that the intensity ratio between the light sources 7 and 8 is kept constant.

次に、この第１の実施形態に係る照明装置１の作用を説明する。   Next, the operation of the lighting device 1 according to the first embodiment will be described.

まず、単波長光の有用性を検証するために、通常の白色光の照明下で、複数の波長の単波長光を被験者に曝露したときの被験者の生理反応について試験をし、統計をとった。   First, in order to verify the usefulness of single-wavelength light, we examined the physiological responses of subjects when they were exposed to single-wavelength light of multiple wavelengths under normal white light illumination, and we took statistics. .

図６に示すように、この試験では、被験者に対して、７５０ｌｘの昼光色Ｃ、７５０ｌｘの昼白色Ｅ、７５０ｌｘの昼光色＋（付加）１ｌｘの青色の単波長光Ｄをそれぞれ照射し、各照射状態で被験者の脳波のうちリラックス状態で発生するα波のパワーと緊張状態で発生するβ波のパワーとを測定し、測定したα波のパワーとβ波のパワーとの比率によりα波帯域率（αのパワー（μＶ^２）／αのパワー（μＶ^２）＋βのパワー（μＶ^２））を求め、このα波帯域率により被験者の覚醒水準を検証した。 As shown in FIG. 6, in this test, the subject was irradiated with 750 lx daylight color C, 750 lx daylight white E, 750 lx daylight color + (addition) 1 lx blue single wavelength light D, and each irradiation state Measure the α wave power generated in the relaxed state and the β wave power generated in the tension state of the subject's brain waves, and the α wave bandwidth ratio (by the ratio of the measured α wave power and β wave power ( α power (μV ² ) / α power (μV ² ) + β power (μV ² )) was determined, and the arousal level of the subject was verified based on the α wave band ratio.

図６に示すように、その結果、７５０ｌｘの昼光色Ｃ、７５０ｌｘの昼白色Ｅの場合にはα波帯域率（αのパワー（μＶ^２）／αのパワー（μＶ^２）＋βのパワー（μＶ^２））が１．００程度であったのに対して、７５０ｌｘの昼光色＋１ｌｘの青色の単波長光Ｄの場合にはα波帯域率（αのパワー（μＶ^２）／αのパワー（μＶ^２）＋βのパワー（μＶ^２））が０．９０程度に低くなった。α波帯域率（αのパワー（μＶ^２）／αのパワー（μＶ^２）＋βのパワー（μＶ^２））は、値が小さい方が覚醒水準が高い。そのため、７５０ｌｘの昼光色＋１ｌｘの青色の単波長光Ｅの場合が被験者の覚醒水準が向上する傾向が示された。 As a result, as shown in FIG. 6, in the case of daylight color C of 750 lx and daylight white E of 750 lx, α wave bandwidth ratio (α power (μV ² ) / α power (μV ² ) + β power (μV ² )) Is about 1.00, whereas in the case of 750 lx daylight color + 1 lx blue single-wavelength light D, the α wave bandwidth ratio (α power (μV ² ) / α power (μV ² ) The power of + β (μV ² ) was reduced to about 0.90. The smaller the value of the α wave bandwidth ratio (α power (μV ² ) / α power (μV ² ) + β power (μV ² )), the higher the wakefulness level. Therefore, in the case of 750 lx daylight color + 1 lx blue single-wavelength light E, the tendency of the subject's arousal level to improve was shown.

単波長光の波長についても測定したところ、特に４２０〜４８０ｎｍにピークを有する単波長光において、α波帯域率がより小さく、覚醒水準がより向上する傾向が示された。   When the wavelength of the single wavelength light was also measured, the single wave light having a peak at 420 to 480 nm showed a tendency that the α wave bandwidth ratio was smaller and the arousal level was further improved.

また、被験者のα波帯域率は、単波長光の暴露直後が最も大きく変化して小さな値となり、その値の状態を所定時間持続する傾向が示された。   In addition, the α wave bandwidth ratio of the test subject changed most greatly immediately after exposure to single wavelength light and became a small value, and the state of the value was tended to continue for a predetermined time.

そこで、単波長光の曝露を一時中断し、再度曝露するというように、単波長光の強度を繰り返し変化させたところ、α波帯域率が減衰つまり大きくならず、覚醒水準が向上した状態が継続する傾向が示された。   Therefore, when the intensity of single-wavelength light was repeatedly changed, such as temporarily suspending exposure to single-wavelength light and re-exposure, the alpha wave bandwidth ratio did not attenuate or increase, and the state of improved arousal level continued. The tendency to do was shown.

このような結果から、通常の白色光の照明下で、脳波のα波のパワーαとβ波のパワーβとの比率により求められるα波帯域率（αのパワー（μＶ^２）／αのパワー（μＶ^２）＋βのパワー（μＶ^２））により定義される覚醒水準が得られる単波長光を曝露することで、覚醒水準が向上することが示され、特に、青系の単波長光を用いることにより、覚醒水準をより向上でき、さらに、単波長光の強度を繰り返し変化させることにより、覚醒水準の高い状態を継続できることが示された。 From these results, under normal white light illumination, the α wave bandwidth ratio (α power (μV ² ) / α power determined by the ratio of α wave power α to β wave power β is obtained. It is shown that the arousal level is improved by exposing the single wavelength light that can obtain the arousal level defined by the power of (μV ² ) + β (μV ² )). In particular, the blue single wavelength light is used. Thus, it has been shown that the arousal level can be further improved, and that the state of a high arousal level can be continued by repeatedly changing the intensity of the single wavelength light.

したがって、作業用照明装置１において、通常の白色光の照明下での作業に単波長光が邪魔にならない程度の単波長光を付加するだけで、作業者の覚醒水準を向上でき、集中力を高め、作業効率を向上でき、それでいて、従来のような高照度の光照射をする場合に比べて、点灯エネルギが過大になることがなく容易に実現可能で、眼疲労が生じることもない。   Therefore, in the work lighting device 1, the worker's arousal level can be improved and concentration power can be improved only by adding single-wavelength light that does not interfere with the single-wavelength light to work under normal white light illumination. As a result, the working efficiency can be improved and the lighting energy can be easily realized without excessive light and eye fatigue does not occur as compared with the case of conventional high-illumination light irradiation.

さらに、脳波のα波のパワーとβ波のパワーとの比率により求められるα波帯域率（αのパワー（μＶ^２）／αのパワー（μＶ^２）＋βのパワー（μＶ^２））により定義される覚醒水準が得られる単波長光を用いるため、従来のようにメラトニン分泌抑制効果を基準に定義された青色光を用い、睡眠の誘発を抑制するだけの場合に比べて、覚醒水準を確実に向上させることができる。 Further, it is defined by an α wave bandwidth ratio (α power (μV ² ) / α power (μV ² ) + β power (μV ² )) obtained by the ratio of α wave power to β wave power. Because it uses single-wavelength light that provides a level of wakefulness, the blue light that is defined based on the melatonin secretion-inhibiting effect is used as in the past, and the level of wakefulness is ensured compared to the case of only suppressing the induction of sleep. Can be improved.

また、作業者に近い場所に配置する電気スタンドのような作業用照明装置１に単波長光光源８を付加することにより、単波長光が減衰しにくく、覚醒水準をより効果的に向上させることができるとともに、より少ない点灯エネルギで済む。この場合、単波長光光源８と机上面との距離が比較的近いが、単波長光光源８，８，…から照射される単波長光は机上面の拡散面で拡散して他の色と混ざるため、単波長光が目立つことはない。   In addition, by adding the single wavelength light source 8 to the working illumination device 1 such as a desk lamp disposed near the worker, the single wavelength light is not easily attenuated, and the arousal level is improved more effectively. And requires less lighting energy. In this case, the distance between the single-wavelength light source 8 and the desk surface is relatively short, but the single-wavelength light emitted from the single-wavelength light sources 8, 8,... Because they are mixed, single-wavelength light does not stand out.

そして、この作業用照明装置１では、主光源光と単波長光との混合色の平均演色評価数（Ｒａ）が８０以上であるので、演色性も向上させることができる。また、これら主光源７と単波長光光源８とを調光する場合は、制御部１０がこれら主光源７と単波長光光源８との放射強度比が一定となるように調光し、主光源光と単波長光との放射強度比を変動させないので、作業用照明装置１１全体としての放射強度が変動しても平均演色評価数（Ｒａ）を８０以上でほぼ一定に保持することができる。   And in this working illuminating device 1, since the average color rendering index (Ra) of the mixed color of main light source light and single wavelength light is 80 or more, color rendering can also be improved. When the main light source 7 and the single wavelength light source 8 are dimmed, the control unit 10 performs dimming so that the radiation intensity ratio between the main light source 7 and the single wavelength light source 8 is constant. Since the radiation intensity ratio between the light source light and the single wavelength light is not changed, the average color rendering index (Ra) can be kept substantially constant at 80 or more even if the radiation intensity of the work lighting device 11 as a whole changes. .

なお、単波長光光源８，８，…は、主光源７の近傍に配置することにより、作業者に対してあまり意識させずに単波長光を曝露して覚醒水準を向上させることができるが、主光源７とは別の場所に配置してもよく、この場合、例えば、作業者から目視可能な場所に単波長光光源８，８，…を配置すれば、覚醒水準をより効果的に向上させることができる。   The single-wavelength light sources 8, 8,... Can be arranged near the main light source 7 to improve the arousal level by exposing the single-wavelength light without making the operator much conscious. In this case, for example, if the single-wavelength light sources 8, 8,... Can be improved.

また、主光源７と単波長光光源８，８，…とを備え照明装置としては、例えば、オフィスや学校の天井面等に設置される照明装置等にも適用でき、作業効率のよい照明環境を提供できる。   Further, as the lighting device including the main light source 7 and the single-wavelength light sources 8, 8,..., For example, it can be applied to a lighting device installed on the ceiling surface of an office or school, and a lighting environment with high work efficiency. Can provide.

図７は本発明第２の実施形態に係る道路照明システム２０の説明図である。この道路照明システム２０は、例えば、高速道路等の道路の路面２１を照明する複数の照明装置２２，２２，…を道路の長手方向に沿って所定間隔毎に設置している。各照明装置２２は、白色光を主体として照射する例えばＨＩＤランプ等を内蔵した第１の照明装置２２ａと、白色光を主体して照明する例えばＨＩＤランプ等の主光源と単波長光を照射する発光ダイオードや波長制御可能なＨＩＤランプ等の単波長光光源とを備えた第２の照明装置２２ｂとを備え、例えば、道路に沿って複数（例えば３つ）毎に第１の照明装置２２ａと第２の照明装置２２ｂとを交互に設置している。   FIG. 7 is an explanatory diagram of a road lighting system 20 according to the second embodiment of the present invention. In this road lighting system 20, for example, a plurality of lighting devices 22, 22,... That illuminate a road surface 21 of a road such as an expressway are installed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the road. Each illuminating device 22 irradiates a first wavelength illuminating device 22a including, for example, an HID lamp that mainly emits white light, and a main light source such as an HID lamp that mainly illuminates white light and single wavelength light. A second illuminating device 22b having a single wavelength light source such as a light-emitting diode or a wavelength-controllable HID lamp. For example, a plurality of (for example, three) first illuminating devices 22a along the road The second lighting devices 22b are alternately installed.

したがって、この道路を運転者が運転する車２３が走行することにより、車２３の運転者に対して単波長光が所定間隔で曝露される。そのため、運転者の覚醒水準が向上するとともに維持され、眠気が解消され、集中力が高まり、事故防止に貢献できる。   Therefore, when the car 23 driven by the driver travels on this road, the single wavelength light is exposed to the driver of the car 23 at a predetermined interval. Therefore, the driver's arousal level is improved and maintained, drowsiness is eliminated, concentration is enhanced, and it is possible to contribute to accident prevention.

また、トンネル内に設置されるトンネル用照明装置にも同様に適用できる。   Further, the present invention can be similarly applied to a tunnel lighting device installed in a tunnel.

なお上記実施形態では、照明装置１，２０に用いる単波長光光源を、１種類の単波長光のみを照射する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数種類の単波長光を組み合わせて照射するように構成してもよい。   In the above embodiment, the case where the single wavelength light source used for the lighting devices 1 and 20 is irradiated with only one type of single wavelength light has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of types of single wavelength light sources are used. You may comprise so that single wavelength light may be combined and irradiated.

図８は本発明の第３の実施形態に係る照明装置３０の構成を示すブロック図、図９はその要部模式図、図１０は比視感度曲線Ａと分光感度曲線Ｂを示す感度曲線特性図である。   FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an illumination device 30 according to the third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a schematic diagram of the main part thereof, and FIG. 10 is a sensitivity curve characteristic showing a relative luminous sensitivity curve A and a spectral sensitivity curve B. FIG.

照明装置３０は、図１等で示す主光源７とほぼ同様の白色光を主体として照射する、例えば蛍光ランプ等の主光源３１、この主光源３１の覚醒水準を有する光の放射量を検出する覚醒センサ３２、図１等で示す単波長光光源８とほぼ同様の青色光ダイオード（ピーク波長４６０ｎｍ、半値全幅３０ｎｍ）を使用した単波長光光源３３、覚醒度を手入力するための設定器３４、不揮発性メモリおよびマイクロプロセッサ等からなる制御部３５を具備している。   The illuminating device 30 mainly irradiates white light that is substantially the same as the main light source 7 shown in FIG. Awake sensor 32, a single wavelength light source 33 using a blue light diode (peak wavelength: 460 nm, full width at half maximum: 30 nm) substantially the same as the single wavelength light source 8 shown in FIG. 1 and the like, and a setting device 34 for manually inputting the arousal level And a control unit 35 including a nonvolatile memory and a microprocessor.

図９に示すように主光源３１は、例えば天井３６等の所要箇所に設置された主光源用照明器具３７に配設され、人Ｐの作業机の机上面等の被照射面３８やその周囲を照明する。   As shown in FIG. 9, the main light source 31 is disposed in a main light source lighting device 37 installed at a required location such as the ceiling 36, and the irradiated surface 38 such as a desk surface of a person P work desk and its surroundings. Illuminate.

単波長光光源３３はその点灯回路（図示省略）等と共に単波長光光源用照明器具３９に配設されている。この単波長光光源用照明器具３９は、覚醒センサ３２と共に、例えばこの被照射面３８上にそれぞれ設置されている。単波長光光源用照明器具３９は単波長光を人Ｐに例えば直接照射する。   The single-wavelength light source 33 is disposed in the single-wavelength light source lighting fixture 39 together with its lighting circuit (not shown) and the like. The single-wavelength light source illumination fixture 39 is installed on the irradiated surface 38 together with the arousal sensor 32, for example. The single wavelength light source lighting fixture 39 directly irradiates the person P with single wavelength light, for example.

単波長光光源３３は図１０で示すように４００〜５００ｎｍの波長域にピーク波長がある感度曲線Ｂに含まれる覚醒水準が得られる単波長光を照射する発光ダイオード素子等であり、図１等で示す単波長光光源８と同様である。   As shown in FIG. 10, the single wavelength light source 33 is a light emitting diode element or the like that emits single wavelength light that obtains an arousal level included in the sensitivity curve B having a peak wavelength in the wavelength range of 400 to 500 nm. This is the same as the single wavelength light source 8 shown in FIG.

すなわち、単波長光には、例えば、波長４７０ｎｍの青系、波長５５０ｎｍの緑系、波長６７０ｎｍの赤系等やその他の各色系が用いることが可能であるが、覚醒水準を向上させるうえでは、例えば４００〜５００ｎｍ、好ましくは４２０〜５００ｎｍさらに好ましくは４２０〜４８０ｎｍの波長域にピークがある単波長光がよい。   That is, for the single wavelength light, for example, a blue system having a wavelength of 470 nm, a green system having a wavelength of 550 nm, a red system having a wavelength of 670 nm, and the other color systems can be used. For example, single wavelength light having a peak in the wavelength region of 400 to 500 nm, preferably 420 to 500 nm, more preferably 420 to 480 nm is preferable.

覚醒センサ３２は、照度センサの受光面外面に青色光フィルタを配設することにより構成されている。この青色光フィルタは例えば図１１で示すように４６０ｎｍにピークがある覚醒度向上感度曲線Ｃに相当する分光感度曲線Ｂを有する。このために、覚醒センサ３２は、主光源３１から受光した受光中、４００〜５００ｎｍの波長域にピークがある感度曲線Ｂ（図１０参照）に含まれる光成分の放射量を検出することができる。   The awakening sensor 32 is configured by providing a blue light filter on the outer surface of the light receiving surface of the illuminance sensor. The blue light filter has a spectral sensitivity curve B corresponding to the arousal level enhancement sensitivity curve C having a peak at 460 nm, for example, as shown in FIG. For this reason, the awakening sensor 32 can detect the radiation amount of the light component included in the sensitivity curve B (see FIG. 10) having a peak in the wavelength range of 400 to 500 nm during light reception received from the main light source 31. .

つまり、覚醒センサ３２によって覚醒度向上感度曲線Ｃに含まれる光成分の放射量（覚醒水準を有する光の放射量）を検出することができる。   That is, it is possible to detect the radiation amount of the light component (radiation amount of light having a wakefulness level) included in the wakefulness enhancement sensitivity curve C by the wakefulness sensor 32.

そして、制御部３５は覚醒センサ３２により検出された覚醒度向上感度曲線Ｃに含まれる光の放射量検出値を覚醒度として取り込む。   And the control part 35 takes in the radiation amount detection value of the light contained in the alertness improvement sensitivity curve C detected by the alertness sensor 32 as an alertness level.

そして、制御部３５はこの算出した覚醒度を、設定器３４から読み込んだ覚醒度設定値（目標値）と比較し、これら両覚醒度の差を求める。さらに、その差を解消させる、すなわちゼロにするための単波長光光源３３の光出力を算出し、単波長光光源３３の光出力を制御する。このとき、主光源７の光出力を上げることなく覚醒度のみを向上させることができる。   Then, the control unit 35 compares the calculated wakefulness level with the wakefulness setting value (target value) read from the setting device 34, and obtains the difference between the two wakefulness levels. Further, the optical output of the single wavelength light source 33 for eliminating the difference, that is, zeroing is calculated, and the optical output of the single wavelength light source 33 is controlled. At this time, only the arousal level can be improved without increasing the light output of the main light source 7.

次に、この照明装置３０の作用を説明する。   Next, the effect | action of this illuminating device 30 is demonstrated.

主光源３１からの光は覚醒センサ３２により受光され、ここで、その受光中の覚醒水準が得られる光の放射量が検出される。この放射量検出値は制御部３５により読み込まれ、覚醒度に換算される。   The light from the main light source 31 is received by the wake-up sensor 32, and here, the amount of light emitted to obtain the wake-up level during the light reception is detected. This radiation amount detection value is read by the control unit 35 and converted into the arousal level.

制御部３５は、この覚醒度検出値を、設定器３４から読み出した覚醒度目標値（設定値）と比較し、両者の差を検出し、その差をゼロにするように単波長光光源３３の光出力を制御する。   The control unit 35 compares the arousal level detection value with the arousal level target value (set value) read from the setting device 34, detects the difference between the two, and sets the difference to zero so that the single wavelength light source 33 is set. To control the light output.

したがって、この照明装置３０によれば、単波長光光源３３から覚醒水準が得られる単波長光を主光源光に付加するので、覚醒水準を向上させることができる。また、主光源３１により照明される人Ｐの視環境の覚醒度を、設定器３４により任意に制御することができる。   Therefore, according to the illumination device 30, the single-wavelength light that can be obtained from the single-wavelength light source 33 is added to the main light source light, so that the awakening level can be improved. Further, the awakening level of the visual environment of the person P illuminated by the main light source 31 can be arbitrarily controlled by the setting device 34.

さらに、低電力消費の青色発光ダイオード（ＬＥＤ）により単波長光光源３３を構成することができるので、主光源３１の光出力の増大により覚醒効果の向上を図る従来例よりも省エネを図ることができる。   Furthermore, since the single-wavelength light source 33 can be configured by a blue light emitting diode (LED) with low power consumption, energy saving can be achieved compared to the conventional example in which the awakening effect is improved by increasing the light output of the main light source 31. it can.

例えば、主光源３１の光束が２５００ｌｘのみで得られる覚醒水準と同一の覚醒水準を、本発明のように７５０ｌｘの主光源３１の主光に、ＬＥＤ青色光を付加することにより達成しようとする場合は、主光源３１が２５００ｌｘでの覚醒度は、２．９０であり、同７５０ｌｘでは０．８７となるので、その差分の２．０３を青色光を付加すればよいことになる。このとき、ＬＥＤ青色光の放射量は２．１９Ｗ／ｍ^２、主光源３１が２５００ｌｘの放射量は８．３４Ｗ／ｍ^２、同７５０ｌｘの放射量は２．５０Ｗ／ｍ^２となる。したがって、この照明装置３０は主光源３１の光束２５００ｌｘよりも約４５％の省エネで覚醒水準を向上させることができることになる。但し、このとき単純に７５０ｌｘの主光源３１にＬＥＤ青色光を付加すると、演色性が悪化するので、２５００ｌｘ相当の覚醒水準向上を得るには単波長光光源３３を図９のように主光源３１とは別の位置に設置するのが望ましい。すなわち、ＬＥＤ青色光を人Ｐの目に直接照射することにより、覚醒水準を増大させる一方、被照射面３８にＬＥＤ青色光を照射しないので、この被照射面３８やその上面上にある物の演色性の低下を防止または抑制することができる。 For example, when the wakefulness level that is the same as the wakefulness level obtained when the luminous flux of the main light source 31 is only 2500 lx is to be achieved by adding LED blue light to the main light of the 750 lx main light source 31 as in the present invention. The awakening level when the main light source 31 is 2500 lx is 2.90, and when the main light source 31 is 750 lx, the awakening level is 0.87. At this time, the radiation amount of LED blue light is 2.19 W / m ² , the radiation amount of 2500 lx of the main light source 31 is 8.34 W / m ² , and the radiation amount of 750 lx is 2.50 W / m ² . Therefore, this illuminating device 30 can improve the arousal level with energy saving of about 45% compared to the luminous flux 2500 lx of the main light source 31. However, if LED blue light is simply added to the 750 lx main light source 31 at this time, the color rendering property deteriorates. Therefore, in order to obtain a wakefulness level equivalent to 2500 lx, the single wavelength light source 33 is used as shown in FIG. It is desirable to install in a different location. That is, by directly irradiating the LED blue light to the eyes of the person P, the arousal level is increased, while the irradiated surface 38 is not irradiated with the LED blue light. A decrease in color rendering can be prevented or suppressed.

また、この照明装置３０によれば、照度センサの受光面に青色フィルタを配設することにより、覚醒センサ３２を構成したので、覚醒度を容易に得ることができる。   Moreover, according to this illuminating device 30, since the awakening sensor 32 was comprised by arrange | positioning the blue filter in the light-receiving surface of an illumination intensity sensor, arousal level can be obtained easily.

一方、制御部３５は覚醒センサ３２から覚醒度向上感度曲線Ｃに含まれる光の放射量を読み込む代りに、照度センサによって光源の照度値を検出し、予め記憶されている光源の分光分布と照度センサによって検出した照度値によって決まる光の放射量Ｘ（λ）と覚醒度向上感度Ａ（λ）とを乗算し、その積を所定の波長域（例えば３８０〜７８０ｎｍの可視光領域）で積分することにより、覚醒度Ａを得ることができる。   On the other hand, the control unit 35 detects the illuminance value of the light source by the illuminance sensor instead of reading the radiation amount of light included in the wakefulness enhancement sensitivity curve C from the wakefulness sensor 32, and stores the spectral distribution and illuminance of the light source stored in advance. Multiplying the light emission amount X (λ) determined by the illuminance value detected by the sensor and the arousal enhancement sensitivity A (λ), and integrating the product in a predetermined wavelength region (for example, a visible light region of 380 to 780 nm). Thus, the arousal level A can be obtained.

この覚醒度（Ａ（λ））の算出式の一例を次の（１）式に示す。

An example of a formula for calculating the arousal level (A (λ)) is shown in the following formula (1).

さらに、この照明装置３０においても、図１等で示す照明装置１のように単波長光光源３３の光出力を覚醒度目標値を中心に所定幅で周期的に変動させるように構成してもよい。これによれば、図１等で示す照明装置１と同様に覚醒水準を持続させることができる。   Further, the illumination device 30 may also be configured such that the light output of the single wavelength light source 33 is periodically varied with a predetermined width around the awakening target value as in the illumination device 1 shown in FIG. Good. According to this, the awakening level can be maintained as in the lighting device 1 shown in FIG.

さらに、分光放射照度センサを使用して光源の分光分布を特定してもよい。これによれば、主光源光の分光分布を直接検出することができるので、制御部３５における覚醒度換算を簡単迅速に行うことができる。   Further, the spectral distribution of the light source may be specified using a spectral irradiance sensor. According to this, since the spectral distribution of the main light source light can be directly detected, the arousal level conversion in the control unit 35 can be performed easily and quickly.

また、上記設定器３４では、覚醒度を直接入力する場合について説明したが、覚醒度は照度値と光源の分光分布によって演算できるため、覚醒度に代えて目標照度値を入力し、この目標照度値に相当する覚醒度を得られるように単波長光光源を制御するように構成してもよい。この場合、制御部３５は、例えば複数の主光源３１の型番等の光源識別情報と、その分光分布とをそれぞれ対応させたデータテーブルを有し、設定器３４に主光源３１の型番等の光源識別情報が目標照度値と共に入力されたときに、そのデータテーブルを参照して照度値を覚醒度に換算するように構成してもよい。   In the setting device 34, the case where the wakefulness level is directly input has been described. However, since the wakefulness level can be calculated from the illuminance value and the spectral distribution of the light source, the target illuminance value is input instead of the wakefulness level. You may comprise so that a single wavelength light source may be controlled so that the arousal level corresponding to a value may be obtained. In this case, for example, the control unit 35 has a data table in which the light source identification information such as the model numbers of the plurality of main light sources 31 and the spectral distribution thereof are associated with each other. When the identification information is input together with the target illuminance value, the illuminance value may be converted into the arousal level with reference to the data table.

図１２は本発明の第４の実施形態に係る照明装置４０の構成を示すブロック図である。   FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a lighting apparatus 40 according to the fourth embodiment of the present invention.

照明装置４０は、図１等で示す主光源７とほぼ同様の白色光を主体として照射する、例えば蛍光ランプ等の主光源４１、単波長光光源４３、この主光源４１および単波長光光源４３の照度を検出する照度センサ４２、目標照度および目標平均演色評価数を設定する設定器４４、主光源４１および単波長光光源４３を点灯する点灯回路４５、主光源４１の点灯回路４４を制御するとともに照度センサ４２の検出値を覚醒度に換算する演算部４６ａと主光源４１および単波長光光源４３の分光分布を記憶する記憶部４６ｂを有する制御部４６からなる。   The illuminating device 40 mainly emits the same white light as the main light source 7 shown in FIG. 1 or the like, for example, a main light source 41 such as a fluorescent lamp, a single wavelength light source 43, the main light source 41 and the single wavelength light source 43. An illuminance sensor 42 for detecting the illuminance of the light source, a setting device 44 for setting the target illuminance and the target average color rendering index, a lighting circuit 45 for lighting the main light source 41 and the single wavelength light source 43, and a lighting circuit 44 for the main light source 41. In addition, the control unit 46 includes a calculation unit 46 a that converts the detection value of the illuminance sensor 42 into the arousal level, and a storage unit 46 b that stores the spectral distribution of the main light source 41 and the single wavelength light source 43.

以下、本実施形態の照明装置４０に係る作用について説明する。   Hereinafter, the effect | action which concerns on the illuminating device 40 of this embodiment is demonstrated.

まず、使用者は設定器４４によって目標照度および目標平均演色評価数を入力し、図示しないスイッチやリモコン等の制御手段によって主光源４１を点灯する。このとき主光源４１の光出力は状況に合せて適宜設定、変更することができる。   First, the user inputs the target illuminance and the target average color rendering index by the setting device 44, and turns on the main light source 41 by control means such as a switch or a remote controller (not shown). At this time, the light output of the main light source 41 can be appropriately set and changed according to the situation.

そして、照度センサ４２は主光源４１から放射される光を検出し検出値を制御部へ送信するとともに、演算部４６ｂは記憶部４６ａに予め記憶されている主光源４１の分光分布と受信した照度値から上述した（１）式によって現在の覚醒度Ａを求める。本実施形態では、覚醒度向上感度曲線として図１１と同様のものを用いる。   The illuminance sensor 42 detects the light emitted from the main light source 41 and transmits the detected value to the control unit, and the calculation unit 46b receives the spectral distribution of the main light source 41 stored in the storage unit 46a and the received illuminance. The current arousal level A is obtained from the value by the above-described equation (1). In the present embodiment, the same wakefulness enhancement sensitivity curve as in FIG. 11 is used.

次に、主光源４１を目標照度となるように光出力を制御したと仮定したときの覚醒度Ａを求める。   Next, the awakening level A when it is assumed that the light output is controlled so that the main light source 41 has the target illuminance is obtained.

そして、制御部４６は現在の覚醒度Ａが仮定したときの覚醒度Ａとなるように点灯回路４５を制御し単波長光光源４３の光出力を制御する。   Then, the control unit 46 controls the light output of the single-wavelength light source 43 by controlling the lighting circuit 45 so that the current awakening level A becomes the awakening level A as assumed.

しかしながら、上記したように単波長光を付加していくと覚醒水準の向上効果を得ることはできるが、前記光源によって照明される対象物の演色性が低下することが考えられる。   However, when single wavelength light is added as described above, an effect of improving the arousal level can be obtained, but it is conceivable that the color rendering property of the object illuminated by the light source is lowered.

特に平均演色評価数が８０よりも低下すると色の見え方が不自然になることがある。   In particular, when the average color rendering index falls below 80, the color appearance may become unnatural.

そこで、主光源４１と単波長光光源４３とを混光した光の平均演色評価数が所定値以下にならないように制限する必要がある。   Therefore, it is necessary to limit the average color rendering index of the light mixed with the main light source 41 and the single wavelength light source 43 so as not to become a predetermined value or less.

以下、制御部４６が主光源４１および単波長光光源４３を混光し平均演色評価数が、例えば８０以上になるように制御する手順について説明する。   Hereinafter, a procedure in which the control unit 46 controls the main light source 41 and the single wavelength light source 43 so that the average color rendering index is 80 or more, for example, will be described.

まず、上述したように主光源４６を点灯させる照度センサ４２が主光源４１の照度を検出し、検出値を制御部へ送信する。   First, as described above, the illuminance sensor 42 that turns on the main light source 46 detects the illuminance of the main light source 41 and transmits the detected value to the control unit.

このとき、制御部４６は記憶部４６ｂに予め記憶されている主光源４１および単波長光光源４３の分光分布または平均演色評価数と照度センサ４２の検出値から単波長光光源４３を付加したときの平均演色評価数を演算する。   At this time, when the control unit 46 adds the single wavelength light source 43 from the spectral distribution or average color rendering index of the main light source 41 and the single wavelength light source 43 stored in advance in the storage unit 46b and the detection value of the illuminance sensor 42. The average color rendering index is calculated.

そして、主光源４１と単波長光光源４３とを混光した光が平均演色評価数８０以上となるような単波長光光源４３の光出力の範囲を演算する。   Then, the light output range of the single wavelength light source 43 is calculated such that light mixed with the main light source 41 and the single wavelength light source 43 has an average color rendering index of 80 or more.

覚醒水準を向上させるようには単波長光光源の光出力を制御しているときに、上記演算した単波長光光源４３の光出力の範囲を超える場合にはそれ以上単波長光光源の光を付加する制御を停止させる。   When the light output of the single wavelength light source is controlled so as to improve the arousal level, if the light output range of the single wavelength light source 43 calculated above is exceeded, the light of the single wavelength light source is further increased. Stop the control to be added.

つまり、付加する単波長光光源の光出力が上記範囲内であれば平均演色評価数が８０未満となることはない。   That is, if the light output of the single wavelength light source to be added is within the above range, the average color rendering index will not be less than 80.

本実施形態では、平均演色評価数が８０以上となる場合について説明したが８５以上、９０以上であってもよく、使用者が適宜設定できるように構成されていてもよい。   In the present embodiment, the case where the average color rendering index is 80 or more has been described. However, it may be 85 or more and 90 or more, and may be configured so that the user can set as appropriate.

また、主光源４１および単波長光光源４３の分光分布が予め記憶されているとして説明したが、光源の分光分布を検出可能な分光放射照度センサを用いてもよい。   In addition, although it has been described that the spectral distributions of the main light source 41 and the single wavelength light source 43 are stored in advance, a spectral irradiance sensor capable of detecting the spectral distribution of the light source may be used.