JP2008235116A

JP2008235116A - 照明装置

Info

Publication number: JP2008235116A
Application number: JP2007075636A
Authority: JP
Inventors: Hirokuni Azuma; 洋邦東
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】高齢者に目の疲労が少ない照明環境を提供する。
【解決手段】照明装置１０は、複数の光源で構成される光源部１１と、所定のエリア内で視対象物を検出するセンサ１２と、このセンサ１２で検出した視対象物に対して光源部１１から光を絞って照射するよう制御する制御部１３とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、快適な照明環境を提供する照明装置に関する。

近年、人口に占める高齢者の割合が増加する傾向にあり、高齢者が各種の仕事に就労する場合も多い。一方、高齢者になると、若年齢者に比べて目に衰えが生じていて、快適な照明環境の下での視作業が必要とされる。

そこで、目にやさしい照明装置も開発されている。例えば、非特許文献１には、光のチラツキを解消し、明るさや見やすさをアップし、色を自然に鮮やかに再現するための作業用照明装置が開示されている。非特許文献１には、非特許文献１での光源とＩＣインバータ蛍光灯、及び一般白熱灯の下で、読書を行い３０分毎の視神経の疲労を測定したところ、２時間後には、非特許文献１の光源に比べて一般白熱灯は約２．３倍、ＩＣインバータ蛍光灯は約４倍もの眼疲労度が生じ、非特許文献１の光源の低疲労度が実証された、旨が記載されている。従って、非特許文献１での光源の光は、目の疲労を抑えた快適な照明環境を提供し得ると考えられる
ヤマギワ（株）製バイオライト、URL：http://www.yamagiwa.co.jp/interior/lighting/biolite/info/info.html

しかしながら、非特許文献１での光源は、評価対象者に高齢者が入っていないため高齢者にとって目の疲労が軽減される照明かどうかは不明確である。又、高齢者は水晶体が白濁しているので視対象物周辺が明るいと眼内散乱が生じて視対象物がぼやけて見えてしまい、視作業によって目が疲労してしまう可能性があるが、そのことについての考慮は上記非特許文献１では行われていない。さらに高齢者は水晶体が白濁すると同時に黄変化しているので、黄フィルタを通して見ているのと同等となり、青や白い視対象物が見えにくくなり、目が疲労してしまう虞がある。

そこで、本発明は上記の問題に鑑み、高齢者に目の疲労が少ない照明環境を提供できる照明装置を実現することを目的とするものである。

請求項１の発明による照明装置は、複数の光源で構成される光源部と；所定のエリア内で視対象物を検出するセンサと；前記センサで検出した視対象物に対して光源部からの光が照射されるように前記複数の光源を選択的に点灯制御する制御部と；を具備したことを具備したものである。

上記の説明で、光源部は複数のＬＥＤ、白熱電球、或いは、蛍光灯で構成される。中でも、ＬＥＤは光照射の指向性が強く視対象物を的確に照明できる利点がある。センサーとしては、例えばＣＣＤやＣＭＯＳの撮像素子を用いる。また、複数の光源を選択的に点灯制御するとは、視対象物のみに照明光を照射するために、光源部として例えば平面状に複数のＬＥＤを配列した光源部を用いる場合には、視対象物の大きさに対応した所定数のＬＥＤを点灯させて視対象物に照射するよう制御することを意味している。

請求項２の発明による照明装置は、２種類以上の光色を放射可能な複数の光源で構成され、その内の１つは特定の波長域にピークを有する光源である光源部と；所定のエリア内で視対象物を検出するセンサと；前記センサで検出した視対象物に対して、特定の波長域にピークを有する光が照射されるように前記複数の光源のうち特定の波長域にピークを有する光を選択的に点灯制御する制御部と；を具備したことを具備したものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の照明装置において、前記特定の波長域にピークを有する光は、青色光であることを特徴とする。
ここで青色光とは、青と認識できる光だけでなく青系統の光であれば特に特定されない。

請求項４の発明は、前記制御部は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の照明装置において、前記視対象物が移動する物体である場合、前記光源部からの光照射を前記視対象物に追従させるように制御することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の照明装置において、前記制御部は、前記センサによって撮像された物体が視対象物であるか否かによって前記光源部の点灯状態を制御することを特徴とする。

ここで、光源部の点灯状態を制御するとは、撮像された物体が視対象物であれば、視対象物に絞った光照射を行う一方、視対象物が移動すれば光照射の方向を視対象物に追随させるようにし、或いは撮像された物体が視対象物であれば、光源部から特定の波長域の光（例えば青色光）を照射して視対象物を見易くする。或いは、撮像された物体が視対象物であるか否かによって光源部を点灯又は消灯したり、調光度合い（明るさ）を変えて視対象物を見易くする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の照明装置において、前記制御部は、前記センサで検出した物体が視対象物であることを検出するため予め視対象物に相当する視対象データを記憶する記憶部と、前記所定のエリア内における視対象物の位置を検出する検出部とを備え、前記センサで新たに検出した物体のデータと前記視対象データをリアルタイムで比較することによって、物体が視対象物であるか否かを検出し、視対象物であるときは、その視対象物の位置に対して前記光源部から光を絞って照射することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、センサにより視対象物周辺を撮像して、視対象物に絞って照明することができるため、水晶体が白濁した高齢者に対して眼内散乱光を少なくでき、視対象物がぼやけて見えるのを防ぐことができる。

請求項２の発明によれば、光源が２種類以上あるので、通常の白色光で照明している状態でセンサが視対象物を検出したときは、光源部から特定の波長域にピークを有する光をも付加して照明することにより、観察者(作業者)が視対象物を見易い状態に照明することが可能となる。

請求項３の発明によれば、短い波長域にピークを持つ例えば青色光を視対象物に照射するので、水晶体が黄変化して見えにくくなっている高齢者にとっては、青や白い視対象物が見え易くなる。従って視対象物のぼやけや色の見えにくさによる目の疲労を軽減することができ、高齢者にとって快適な照明環境を提供することができる。

請求項４の発明によれば、移動する視対象物であっても、該視対象物がセンサの所定のエリア（例えばセンサが撮像可能なエリア）にあるときは、その視対象物に光源部からの光を照射することができる。

請求項５の発明によれば、センサによって撮像された物体が視対象物であるか否かによって、光源部を適宜に制御して、視対象物を見易くすることができる。

請求項６の発明によれば、光源部で照射するエリアをセンサにより撮像して、そのエリアに進入してきた物体が目的の視対象物であるか否かを検知した上で、その物体に対して、照明光を絞って照射することが可能となる。

以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１乃至図７を参照して本発明の実施形態を説明する前に、本発明の主要な技術的概念について説明する。

まず、本発明の技術的概念の１つである高齢者の視覚特性について説明する。
人がモノをみる時の経路は、大まかにいうと、角膜→水晶体→硝子体→網膜→大脳となっている。この中に示した水晶体は年齢とともに白濁化、黄変化する。水晶体が白く濁ると、目の中に入ってくる光は眼内にて散乱し、視対象物が見えにくくなってしまう。又、水晶体が黄変化すると短い波長域の光が見えにくくなる。つまり黒が図、白が地のような視対象物や青い視対象物が見えにくくなる。このように高齢者は若齢者とは視覚特性が異なるため、若齢者と同じような照明だと、不都合が生じる場合がある。

視対象物周辺の全面への照明光（以下、サラウンド光という）が多いと、水晶体が白濁している人は眼内散乱が生じて像がほやけて見にくくなる。そこで、視対象物にのみスポット的に光を照射すると、サラウンド光が減少して眼の中で拡散する光が減り、視対象物からの光のみが眼に入るために視対象物がぼやけることがなくなる。

もう１つの技術的概念である人の色の見え方に関する順応についても説明する。
人はある照明環境にいるとその照明環境に順応する。例えば電球色の照明環境にいても、昼光色の照明環境にいても物理的に白いものは同じ「白」に見える。しかし電球色の照明環境と昼光色の照明環境での物理的に白いものは測色的には異なる。つまり人間の目にはその照明環境の色に順応する機能があるために照明環境が変わっても物理的に白いものは「白」と見えるのである。この順応の機能を踏まえると、短い波長域の光で全体を照らしてしまうと水晶体の黄変化によって見えにくくなった青や白い視対象物の見えにくさが変化しないということになる。青や白い視対象物をより見え易くするには、順応が起こらない範囲に短い波長域の光を照射することが有効となる。

何故なら、黄色と青色は反対色であって、黄色は青色を打ち消すことになるからである。従って、水晶体が黄変化した状態で青色を見易くするには、青色が黄色に打ち勝つだけの強さを持った短い波長域の光即ち青色光を照射してやる必要がある。

なお、本発明では、視対象物を照射する最大範囲を視角約５５°とした。これは一般的な視作業は大体Ａ３の大きさぐらいだと考え、Ａ３を４０ｃｍ離れた場所から見たときの大きさが視角約５５°となるからである。

［第１の実施形態］
図１は本発明に係る照明装置の概略構成を示すブロック図を示している。
図１において、照明装置１０は、少なくとも１つの光源で構成される光源部１１と、所定のエリア内に入って来た視対象物を検出するセンサ１２と、センサ１２が視対象物を検出するか否かに応じて光源部１１を駆動制御する機能を有し、センサ１２が視対象物を検出したときは、センサ１２で検出した視対象物に対して光源部１１からの光を絞って照射するよう制御する制御部１３と、を備えている。なお、制御部１３は、センサ１２にて撮像された物体が視対象物であるか否かによって、光源部１１を点灯又は消灯したり、光源部１１から光を調光度合い（明るさ）を変えて視対象物に照射する機能を備えていてもよい。

図２は本発明の第１の実施形態の照明装置の具体的な構成例を示し、図３は図１における光源部の個々の光源の構成例を示している。照明装置１０は例えば作業用照明装置として用いることができる。
図２において、照明装置１０は、例えばスタンド型照明器具で構成されている。照明装置１０は、装置本体１４に光源部１１とセンサ１２と制御部１３とを収容して構成されている。装置本体１４は、支持台部１４１と、アーム部１４２と、アーム部の先端部分に連結部１４３を介して取り付けられた光源収容部１４４とを有し、支持台部１４１には制御部１３が収納され、光源収容部１４４にはその内面（（図示下面）に複数の光源である複数個のＬＥＤ１１-1を有する光源部１１が配設されている。光源部１１には、複数個のＬＥＤ１１-1が縦横にマトリクス状に配列されている。複数個のＬＥＤ１１-1が配列される、光源部１１の内面（（図示下面）には、反射板１１０が設けてある。また、光源収容部１４４の下面（光源面）、又は、光源部１１の外周辺部分の下面（光源面）には、センサ１２が設けてある。

センサ１２は、所定のエリア（例えば撮像可能なエリア）Ａ内で視対象物を検出することが可能である。制御部１３は、センサ１２で検出した視対象物に対して光源部１１から光を絞って照射するよう制御することが可能である。

光源部１１を構成する複数個のＬＥＤ１１-1の各々は、例えば、図３(a)に示すように白色ＬＥＤ（Ｗ）と青色ＬＥＤ（Ｂ）の２つのＬＥＤ素子で構成され、或いは、図３(b)に示すように赤色ＬＥＤ（Ｒ）と緑色ＬＥＤ（Ｇ）と青色ＬＥＤ（Ｂ）の３つのＬＥＤ素子を一組として構成されている。図３(a)のＬＥＤ１１-1は、制御部１３の制御によって白色ＬＥＤ（Ｗ）のみを点灯すれば、白色照明が可能であり、その状態で青色ＬＥＤ（Ｂ）を適宜の発光強度で点灯すれば、青色を適宜付加した青色光を照射することができる。図３(b)のＬＥＤ１１-1は、制御部１３の制御によって赤色ＬＥＤ（Ｒ）と緑色ＬＥＤ（Ｇ）と青色ＬＥＤ（Ｂ）の３つをおよそ同レベルで点灯すれば、白色照明が可能であり、その状態で例えば青色ＬＥＤ（Ｂ）のみの発光強度を増せば、青色を適宜付加した青色光を照射することができる。

次に、図２の照明装置１０における制御部１３による制御に基づく光照射の実施例について、図４(a)〜(c)を参照して説明する。
図４(a)は通常の白色点灯の状態を示している。このときは、白色の通常点灯による光が、符号Ａに示すエリアの全体に亘って照射される。つまり、制御部１３による特別な制御を行っていない状態である。エリアＡは、センサ１２の例えば撮像可能なエリアに対応している。なお、エリアＡにおける格子状の複数の点線枠は、光源部１１の光源面にマトリクス状に配列された複数個のＬＥＤの各々に対応した光照射エリアを示すものである。

図４(b)は図４(a)の通常の白色照明状態から、９つの点線枠に対応した照射エリアに絞った点灯を行った状態を示している。これは、光源面の黒色で示したＬＥＤは消灯状態とされ、白色で示した９つのＬＥＤのみが点灯状態に制御された状態である。この状態は、図４(a)の通常の白色点灯状態によって照射されたエリアＡの内のエリアＢに進入した物体をセンサ１２が検知することによって、白色光の照射をエリアＢに絞って点灯した状態である。このように視対象物に光照射を絞ると、水晶体が白濁している人には、サラウンド光が減少して眼の中で拡散する光が減る結果、視対象物からの光のみが眼に入って視対象物がぼやけることなく見えることになり、視対象物が見え易くなる。

図４(c)は図４(a)の通常の白色照明状態から、９つの点線枠に対応した照射エリアに特定の波長域にピークを有する光（例えば短い波長域にピークを持つ光としての青色光）を付加して照射した状態を示している。この状態は、図４(a)の通常の白色点灯状態によって照射されたエリアＡの内のエリアＢに進入した物体をセンサ１２が検知することによって、青色光の付加照射をエリアＢに限って行った状態である。このように視対象物に青色光照射を絞って行うと、水晶体が黄変化している人には、青色光を増加して照射することになり、青色や白い色が見易くなって、視対象物が見え易くなる。

なお、特定の波長域にピークを有する光は、短い波長域であれば高齢者にとってより見え易くなる環境を提供することができるが、その他の波長域でもよい。さらにそれらの特定の波長域にピークを有する光を持つ光源は１つの照明装置１０に複数種類あってもよい。

上記に説明した照明装置１０は光源部１１が固定されている場合について説明したが、エイミング機能（例えば光源収容部１４４を上下方向及び／又は左右方向に回転可能に支持することによって光軸調整が可能な機能）を持たせて光源部１１の光照射方向を調整可能したものであってもよい。

本実施形態は、眼内で散乱する光を極力減らすために、センサ（例えば撮像素子センサなど）により照明装置の光源で照射するエリアを撮像して、そのエリアに進入したきた物体を検知し、その物体に対して、照射光を絞る。更に特定の光（例えば短い波長域にピークを持つ光）を照射する。

このような制御は、例えば以下のようなアルゴリズム（(a)〜(h)）を制御部１３で行うことにより可能となる（図５(a)〜(d)及び図６(e)〜(h)参照）。

(a)センサ１２で撮像するエリアと照明器具の各光源１１-1で照射する部分の対応関係をとる。
(b)センサ１２にて物体の入ってきていない状態の照明器具の光源部１１で照射するエリア（以下、照射エリア）Ａを撮像する。ここで撮像したデータを基準データとする。

(c)照射エリアで見たい物体だけを照射エリアＡに入れてセンサで撮像する。ここで撮像したデータを参考データとする。
(d)基準データと参考データを比較して見たい物体のデータを取り出す。ここで取り出したデータを視対象データとする。
ここまでの処理を予めしておく。

(e)見たい物体が照射エリアＡに進入する。センサ１２にて進入してきた物体を撮像する。ここで撮像したデータを現在データとする。
(f)基準データと現在データを比較して進入してきた物体のデータを取り出す。ここで取り出したデータを進入データとする。

(g)視対象データと進入データが一致すれば、進入データの位置を確認する。
(h)進入データの位置に対応した光源１１-1から青色光を付加して物体に照射させる。

ここで、(a)〜(h)のアルゴリズムは特定の波長域にピークを有する光を視対象物に絞って照射するもの（図４(c)参照）であるが、同様の方法にて通常の照明光即ち白色光を単に視対象物に対して絞って照射する（図４(b)参照）こともできる。

なお、同様な視対象物を複数個繰り返し扱う作業で照明装置１０を使用する場合は、センサ１２で予め検出した視対象データとセンサ１２で新たに検出した進入データとを比較する図５及び図６で説明した手法に代えて、センサ１２で前に撮像したデータと現在撮像したデータとを比較する手法を用いて視対象物であることを確認することも可能である。

［第２の実施形態］
図７は本発明の第２の実施形態の照明装置の具体的な構成例を示している。照明装置１０は例えば作業用照明装置として用いることができる。図２と同一機能を有する部分には同一符号を付してある。図２とは、光源部１１Ａの構成が異なっている。

図７において、照明装置１０は、例えばスタンド型照明器具で構成されている。照明装置１０は、装置本体１４に光源部１１Ａとセンサ１２と制御部１３とを収容して構成されている。装置本体１４は、支持台部１４１と、アーム部１４２と、アーム部の先端部分に連結部１４３を介して取り付けられた光源収容部１４４とを有し、支持台部１４１には制御部１３が収納され、光源収容部１４４にはその内面（（図示下面）に２種類以上の複数の光源である複数個のＬＥＤ１１-1a，１１-1bを有する光源部１１Ａが配設されている。２種類以上の複数の光源の内の１つは特定の波長域にピークを有する光源である。光源部１１Ａには、例えば、複数個の青色ＬＥＤ１１-1aと複数個（ここでは青色ＬＥＤ１１-1aと同数）の白色ＬＥＤ１１-1bが縦横に交互にマトリクス状に配列されている。複数個のＬＥＤ１１-1a，１１-1bが配列されている、光源部１１Ａの内面（（図示下面）は、反射板１１０が設けてある。また、光源収容部１４４の下面（光源面）、又は、光源部１１Ａの外周辺部分の下面（光源面）には、センサ１２が設けてある。

センサ１２は、所定のエリア（例えば撮像可能なエリア）Ａ内で視対象物を検出することが可能である。制御部１３は、センサ１２で検出した視対象物に対して、光源部１１Ａから特定の波長域にピークを有する光（例えば青色光）を付加すると共にその特定の波長域にピークを有する光（青色光）を絞って照射するよう制御することが可能である。

本発明の第２の実施形態では、高齢者の眼内で散乱する光を極力減らすために、センサ（例えば撮像素子センサなど）１２によって視対象物を検知し、検知した視対象物に対してのみに光を絞って照明することができる。また、光源部１１Ａを構成する複数の光源は、少なくとも１種類の光源は短い波長域の光（例えば青色光）を出力する光源なので、検知した視対象物を見易くするために白色照明光に短い波長域の光（青色光）を付加することができる。これにより眼内で散乱する光を極力減らすことができ、さらに青や白い視対象物をより見え易くすることができる。その結果、目の疲労が少ない照明環境を提供することが可能になる。

本実施形態を図７のような作業用照明装置で実施した場合は、視対象物にのみ短い波長域の光（例えば青色光）を付加した照明光を照射することができるので、紙面などの黒が図、白が地のような視対象物が非常に見え易くなる。又、青い視対象物はより青く見ることができる。

尚、以上述べた実施形態では、スタンド型の照明装置について説明したが、天井に取り付けたり、或いは天井から吊り下げるような照明装置であってよいことは勿論である。また、本発明は、複数個のＬＥＤを平面状に配列した照明装置に限らず、光の指向性を特定方向に絞ることが可能な光源部を有した照明装置であれば、適用可能である。

本発明は、視対象物である書類や図面及び書籍等を読み書きするデスクワークの作業に使用する照明装置としてだけでなく、工場等の生産ラインにおける電気製品等の製造工程での組み立て作業及び検査作業等に使用する照明装置としても有用である。

本発明に係る照明装置の概略構成を示すブロック図。本発明の第１の実施形態の照明装置の構成例を説明する図。図２における光源部の個々の光源の構成例を説明する図。図２における制御部の制御動作例を説明する図。図２における制御部のアルゴリズムの一例を示す図。図５のアルゴリズムの続きを示す図。本発明の第２の実施形態の照明装置の構成例を説明する図。

符号の説明

１０…照明装置
１１，１１Ａ…光源部
１２…センサ
１３…制御部

Claims

複数の光源で構成される光源部と；
所定のエリア内で視対象物を検出するセンサと；
前記センサで検出した視対象物に対して光源部からの光が照射されるように前記複数の光源を選択的に点灯制御する制御部と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
２種類以上の光色を放射可能な複数の光源で構成され、その内の１つは特定の波長域にピークを有する光源である光源部と；
所定のエリア内で視対象物を検出するセンサと；
前記センサで検出した視対象物に対して、特定の波長域にピークを有する光が照射されるように前記複数の光源のうち特定の波長域にピークを有する光を選択的に点灯制御する制御部と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
前記特定の波長域にピークを有する光は、青色光であることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
前記制御部は、前記視対象物が移動する物体である場合、前記光源部からの光照射を前記視対象物に追従させるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の照明装置。
前記制御部は、前記センサによって撮像された物体が視対象物であるか否かによって前記光源部の点灯状態を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の照明装置。
前記制御部は、前記センサで検出した物体が視対象物であることを検出するため予め視対象物に相当する視対象データを記憶する記憶部と、前記所定のエリア内における視対象物の位置を検出する検出部とを備え、前記センサで新たに検出した物体のデータ視対象データをリアルタイムで比較することによって、物体が視対象物であるか否かを検出し、視対象物であるときは、その視対象物の位置に対して前記光源部から光を絞って照射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の照明装置。