JP5593417B1

JP5593417B1 - 色覚異常者用照明装置

Info

Publication number: JP5593417B1
Application number: JP2013095459A
Authority: JP
Inventors: 義和小笹; 敦也大薮
Original assignee: 株式会社サンステート
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: JP2014216295A

Abstract

【課題】個人差や周囲環境の変化に対応可能な色覚異常者用照明装置を提供できる。
【解決手段】照明装置１は、異なる発光波長域をもつ複数種のＬＥＤ素子５を備える光源と、外部光の波長強度分布を計測する分光測色計８と、光源４の基本スペクトルパターンの複数を記憶するメモリ１０と、使用者が、複数の基本スペクトルパターンのうち一の基本スペクトルパターンを選択した結果を受け付ける切替スイッチ７と、分光測色計８により計測された外部光の波長強度分布に基づいて、使用者により選択された基本スペクトルパターンを補正する補正処理を実行するＣＰＵ１１と、補正された基本スペクトルパターンに基づいて複数種のＬＥＤ素子５の発光強度を個別に調光可能な調光回路１２とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、色覚異常者用照明装置に関する。

従来、色覚異常を有する人が、対象物の色を的確に識別することを支援するための技術として、色覚補正用の照明装置が提案されている（特許文献１参照）。この照明装置は、青色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤの出力を調整することにより、色の識別を支援しようとするものである。

特開２００８−４７４６５号公報

しかし、色覚異常者の色覚特性には個人差があり、また、色の識別のしやすさは、周囲の明るさ等によっても左右される。このような個人差や周囲環境の変化に十分に対応できる技術は、未だ開発されていなかった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、個人差や周囲環境の変化に対応可能な色覚異常者用照明装置を提供することを目的とする。

本発明の色覚異常者用照明装置は、異なる発光波長域をもつ複数種のＬＥＤ素子を備える光源と、外部光の波長強度分布を計測する外部光計測装置と、前記光源の基本スペクトルパターンの複数を記憶する記憶部と、ユーザが、前記複数の基本スペクトルパターンのうち一の基本スペクトルパターンを選択した結果を受け付ける受付部と、前記外部光計測装置により計測された外部光の波長強度分布に基づいて、ユーザにより選択された前記基本スペクトルパターンを補正する補正部と、前記補正部により補正された前記基本スペクトルパターンに基づいて前記複数種のＬＥＤ素子の発光強度を個別に調光可能な調光部とを備え、前記調光部が、前記ＬＥＤ素子の調光制御の１周期毎に計測時間を挿入し、前記計測時間には、すべての前記ＬＥＤ素子を消灯するものであり、前記外部光計測装置が、すべての前記ＬＥＤ素子が消灯された状態で前記外部光の波長強度分布の測定を行うものである。

ここで、「外部光」とは、光源から発せられる光以外の、色覚異常者用照明装置が設置される環境に存在する光（太陽光や部屋の照明装置からの光）のことをいう。

上記のような構成によれば、色覚異常者個々の色覚特性に応じて複数種の基本スペクトルパターンから１つを選択し、さらに、外部光の強度等に応じてその基本スペクトルパターンを補正することにより、個人差や周囲環境の変化に対応したスペクトルパターンをもつ光を光源から発光させることができる。これにより、個人差や周囲環境の変化に対応して、色覚異常者の色の識別を適切に支援することができる。

本発明によれば、個人差や周囲環境の変化に対応可能な色覚異常者用照明装置を提供できる。

実施形態の照明装置の斜視図照明装置の構成を示すブロック図ＰＷＭ制御による制御信号の推移を示すタイムチャート基本スペクトルパターンの一例を示す図照明装置の作動手順を示すフローチャート

本発明の実施形態を、図１〜図５を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態の色覚異常者用照明装置１（以下、「照明装置１」と略記する）は、色覚異常者による対象物の色識別を支援するデスクスタンドである。

本実施形態の照明装置１の斜視図を図１に、照明装置１の構成を示すブロック図を図２に示した。
照明装置１は、基台部２と、この基台部２上に立設される支柱部３と、この支柱部３により支持される光源４とを備える。

基台部２は、合成樹脂等によりボックス状に形成されており、机上に載置可能とされている。この基台部２には、使用者が光源４をオン・オフするための点灯スイッチ６と、複数種の基本スペクトルパターン（詳細は後述）から一つを選択するための切替スイッチ７（受付部に該当）とが備えられている。支柱部３は、丸棒状をなし、基台部２上に立設されて、光源４を支持している。

光源４は、可視光（４００〜７００ｎｍ）の範囲で異なる発光波長域をもつ複数種のＬＥＤ素子５がマトリックス状に並べられたものである。

基台部２の内部には、分光測色計８（外部光計測装置に該当）とコントローラ９とが収容されている。

分光測色計８は、光源４に備えられたＬＥＤ素子５が発する光以外の外部光（太陽光や部屋の照明など）の波長強度分布を測定するものである。分光測色計８としては、例えば、外部光をプリズムを用いて分光した後に、ラインセンサで受光して波長強度分布を検出する、一般的な構成のものを使用することができる。

光源４および分光測色計８にはコントローラ９が接続されており、光源４に備えられている各ＬＥＤ素子５の発光の制御を行うことができるようになっている。コントローラ９は、メモリ１０（記憶部に該当）、ＣＰＵ１１（補正部に該当）、調光回路１２（調光部に該当）などを備えている。メモリ１０には、複数種の基本スペクトルパターンと、外光補正プログラムとが記憶されている。外光補正プログラムは、分光測色計による外部光の測定データに基づいて、基本スペクトルパターンの補正処理を実行するためのものである。

調光回路１２は、各ＬＥＤ素子５毎に設けられ、ＣＰＵ１１からの制御信号に基づいて、各ＬＥＤ素子５の発光を個別に制御するものである。調光回路１２としては、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation；パルス幅変調）制御によって調光制御を行うものを使用できる。図３には、ＰＷＭ制御による制御信号の推移を示すタイムチャートを示した。ＰＷＭ制御では、各ＬＥＤ素子５毎に、オン・デューティー比（＝オン時間／周期Ｔ）を変化させることで、各ＬＥＤ素子５に流れる平均電流値を調整し、各ＬＥＤ素子５の発光量を調整する。すなわち、基本スペクトルパターンに基づいて、高い強度を必要とする波長域のＬＥＤ素子５については、オン・デューティー比を大きくして１周期あたりの発光量を大きくし、低い強度でよい波長域のＬＥＤ素子５については、オン・デューティー比を小さくして１周期あたりの発光量を小さくする。これにより、波長ごとの発光強度を調整し、光源４から発光される光（すべてのＬＥＤ素子５からの発光が合成された光）が特定の基本スペクトルパターンを有するように調整することができる。

次に、上記のように構成された照明装置１の動作について説明する。照明装置１の作動手順を示すフローチャートを図５に示した。

まず、使用者が点灯スイッチ６を操作すると、光源４が点灯される。次に、使用者は、切替スイッチ７を操作して、複数の基本スペクトルパターンから１つを選択する。基本スペクトルパターンは、色覚異常者が自らの色覚特性に応じて選べるよう複数種が用意されている。

ここで、個々の色覚異常者はそれぞれの色覚特性によって識別が難しい波長域が異なっているが、例えば、赤錐体または緑錐体において機能の減退がみられる異常３色覚の場合には、緑〜赤の波長域において、明度が類似した色を見分けること（対象物の色識別）が困難になっている。このような異常３色覚を有する者の場合には、赤と緑の色識別を容易にするため、緑〜赤近傍の波長域において発光強度に変化（勾配）をつけた基本スペクトルパターンを選択すればよいと考えられる。

図４には、異常３色覚を有する色覚異常者に適すると考えられる基本スペクトルパターンを例示した。本図の基本スペクトルパターンでは、赤近傍の波長域の発光強度を大きくし、緑近傍の波長域の発光強度を小さくしている。これにより、光源４からの光が対象物から反射されて色覚異常者によって知覚される際に、赤色と緑色のコントラストが大きくなり、識別が容易となると考えられる。さらに、緑〜赤の波長域の発光強度を８段階に変化させることで、個々の色覚異常者の色識別能力の程度に応じて最適な基本スペクトルパターンを選べるようにしている。なお、図４に示すものに限らず、色覚異常者の色覚特性に応じて種々の基本スペクトルパターンを利用することができる。色覚異常者は、例えば、色覚異常検査表を手元に置いて切替スイッチ７を操作し、最も見えやすい基本スペクトルパターンを選択することができる。

ＣＰＵ１１は、複数の基本スペクトルパターンから１つを選択するための選択指示が切替スイッチ７にて受け付けられたことを確認すると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、選択された基本スペクトルパターンに基づいて、制御信号を調光回路１２に送る。調光回路１２は、ＣＰＵ１１からの制御信号に基づき、各ＬＥＤ素子５に流れる電流を個別にパルス制御して、各ＬＥＤ素子５の発光強度を調整する（ステップＳ２）。

ここで、色覚障害者の目に入射される光の分光分布は、外部光（部屋の照明などの一般照明や太陽光）の光が対象物から反射された光の分光分布と、照明装置１の光が対象物から反射された光の分光分布とが合成されたものとなる。

よって、色識別のしやすさは、外部光のスペクトルや強度によっても左右される。したがって、分光測色計８により得られる外部光の波長強度分布のデータに基づいて、基本スペクトルパターンを補正する。

すなわち、ＰＷＭ制御の１周期Ｔ毎に計測時間ｔ_ｍを挿入する（図３参照）。計測時間ｔ_ｍには、すべてのＬＥＤ素子５を消灯する。この状態で、外部光の波長強度分布を分光測色計８により測定する。

ＣＰＵ１１は、分光測色計８による測定結果を取得する（ステップＳ３）。そして、基本スペクトルパターンを、計測された外部光の波長ごとの強度に基づいて補正処理し、各ＬＥＤ素子５毎にＰＷＭ制御信号のオン・デューティー比を調整する（ステップＳ４）。例えば、外部光の特定の波長において強度が高い場合には、その波長の強度を、外部光におけるその波長の強度の分だけ小さくするように、基本スペクトルパターンを調整すればよい。

そして、ＣＰＵ１１は、補正された基本スペクトルパターンに基づいて、制御信号を調光回路１２に送る。調光回路１２は、ＣＰＵ１１からの制御信号に基づき、各ＬＥＤ素子５に流れる電流を個別にパルス制御して、各ＬＥＤ素子５の発光強度を調整する（ステップＳ５）。

使用者が切替スイッチ７を操作して基本スペクトルパターンを変更した場合（ステップＳ７）には、ステップＳ２以下の処理が繰り返される。

また、使用者が点灯スイッチ６を消灯操作した場合には、点灯を終了する（ステップＳ６：ＹＥＳ）。

このようにして、色覚異常者個々の色覚特性に応じて複数種の基本スペクトルパターンから１つを選択し、さらに、外部光の強度等に応じてその基本スペクトルパターンを補正することにより、個人差や周囲環境の変化に対応したスペクトルパターンをもつ光を光源４から発光させることができる。

以上のように本実施形態によれば、照明装置１は、異なる発光波長域をもつ複数種のＬＥＤ素子５を備える光源と、外部光の波長強度分布を計測する分光測色計８と、光源４の基本スペクトルパターンの複数を記憶するメモリ１０と、使用者が、複数の基本スペクトルパターンのうち一の基本スペクトルパターンを選択した結果を受け付ける切替スイッチ７と、分光測色計８により計測された外部光の波長強度分布に基づいて、使用者により選択された基本スペクトルパターンを補正する補正処理を実行するＣＰＵ１１と、補正された基本スペクトルパターンに基づいて複数種のＬＥＤ素子５の発光強度を個別に調光可能な調光回路１２とを備える。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、照明装置１はデスクスタンドであったが、デスクスタンド以外にも、種々の照明装置に本発明を適用できる。

（２）上記実施形態では、調光回路１２として、ＰＷＭ制御によって調光制御を行うものを使用したが、例えば、ＬＥＤ素子に流れる電流量を制御することによって発光の明るさを調整するもの、トライアックを用いるものを使用することもできる。

１…色覚異常者用照明装置
４…光源
５…ＬＥＤ素子
７…切替スイッチ（受付部）
８…分光測色計（外部光計測装置）
１０…メモリ（記憶部）
１１…ＣＰＵ（補正部）
１２…調光回路（調光部）

Claims

異なる発光波長域をもつ複数種のＬＥＤ素子を備える光源と、
外部光の波長強度分布を計測する外部光計測装置と、
前記光源の基本スペクトルパターンの複数を記憶する記憶部と、
ユーザによる、前記複数の基本スペクトルパターンのうち一の基本スペクトルパターンを選択する選択操作を受け付ける受付部と、
前記外部光計測装置により計測された外部光の波長強度分布に基づいて、ユーザにより選択された前記基本スペクトルパターンを補正する補正部と、
前記補正部により補正された前記基本スペクトルパターンに基づいて前記複数種のＬＥＤ素子の発光強度を個別に調光可能な調光部とを備え、
前記調光部が、前記ＬＥＤ素子の調光制御の１周期毎に計測時間を挿入し、前記計測時間には、すべての前記ＬＥＤ素子を消灯するものであり、前記外部光計測装置が、すべての前記ＬＥＤ素子が消灯された状態で前記外部光の波長強度分布の測定を行うものである、色覚異常者用照明装置。