JP6152734B2 - 照明システム - Google Patents

Description

本発明は、疾患のある新生児を治療及び保育する新生児特定集中治療室で用いられる照明装置とこれを点灯制御する制御装置とを備えた照明システムに関する。

従来から、出生体重が２５００ｇ以下の未熟児や、疾患のある新生児は、新生児特定集中治療室（ＮＩＣＵ（Neonatal Intensive Care Unit））で一定期間、治療及び保育される。特に、出生体重が１０００ｇ未満の超未熟児や呼吸機能に生涯のある新生児は、比較的長期に亘ってＮＩＣＵ内で治療及び保育されることがある。

ＮＩＣＵでは、医師や看護師等が、常時、新生児の状態を観察することができ、必要に応じた処置を行えるように、ＮＩＣＵ内の照明装置は終日点灯されていることが多い。しかし、昼夜の区別がない状態は、新生児の生物時計や睡眠覚醒リズムの健全な発達には望ましくない。特に、長期に亘ってＮＩＣＵ内で治療及び保育される新生児にとっては、その発育が阻害される虞がある。

そこで、夜間中には、ＮＩＣＵ等の新生児室に設けられた保育器フードに、波長６５０ｎｍ以下の光を遮断できる樹脂製カバーを被せることで、新生児の生物時計や睡眠覚醒リズムを維持させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。新生児は、波長６５０ｎｍ以上の光を十分に認識することができないことから、保育器に上記のようなフードを被せることで、新生児には暗状態を与え、看護師等には新生児の状態を観察するための明状態を与えることができる。

また、上述した樹脂製カバーに換えて、保育器フードに波長６２０ｎｍ以下の光を遮断する液晶調色フィルタを設けることにより、容易に新生児に暗状態を与えることができるようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第４４６３１７７号公報 特開２０１０−１７８５７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された樹脂性カバーを用いた場合、看護師等が新生児の顔色を観察し難くなり、また、点滴や酸素吸入等の必要に応じた処置を行なう際に各種器材の物の色等を容易に識別することができない虞がある。また、例えば、ＮＩＣＵ内に多数の新生児が収容されているときに、夫々の保育器フードに樹脂製カバーを手作業で着脱することは、看護師等に大きな負担となる。一方、上記特許文献２に記載された保育器フードに用いられる液晶調色フィルタは高価であり、簡易に導入することができない。しかも、新生児が一定の段階に成長した後は、保育器ではなく、ＮＩＣＵ内に置かれたベビーベッド上で治療及び保育が行われることが多く、保育器が用いられないケースや短期間しか用いられないケースも少なくない。

本発明は、上記課題を解決するものであり、新生児の健全な発育に必要とされる昼夜の環境を作り出すことができ、しかも新生児にとっての暗状態において適切な看視性や器材等の色の識別性を維持することができる照明システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、照明装置と、前記照明装置を点灯制御する制御装置と、を備えた照明システムであって、前記照明装置は、相関色温度が２０００〜２５００Ｋである低色温度光を出射する低色温度光源を有し、前記低色温度光は、５５０〜７００ｎｍの波長域に放射強度のピーク波長を有し、４４０〜５００ｎｍの波長域の放射強度が前記ピーク波長の放射強度１／５以下であり、且つ平均演色評価数Ｒａが６０以上であり、前記制御装置は、前記低色温度光源によって光が照射される被照射面における法線照度が１〜１００ｌｘとなるように前記照明装置を点灯制御することを特徴とする照明システム。

上記照明システムにおいて、前記照明装置は、相関色温度が２５００Ｋ以上の白色光を出射する白色光源を更に有し、前記制御装置は、前記白色光源によって光が照射される被照射面における法線照度が１００〜１０００ｌｘとなるように前記照明装置を点灯制御することが好ましい。

上記照明システムにおいて、前記制御装置は、前記照明装置の低色温度光源及び白色光源を切り替え点灯させるための切替部を有することが好ましい。

上記照明システムにおいて、前記制御装置は、前記照明装置の低色温度光源及び白色光源を予め設定された所定時間、点灯させるためのタイマを有することが好ましい。

上記照明システムにおいて、前記制御装置は、前記照明装置の低色温度光源及び白色光源を一日あたりの予め設定された時間に応じて、且つ予め設定された照度で切り替え点灯させるためのスケジュール設定部を有することが好ましい。

上記照明システムにおいて、前記白色光源は、相関色温度が４６００〜７１００Ｋである高色温度光を出射する高色温度光源を含み、前記高色温度光は、４４０〜４８０ｎｍの波長域に放射強度のピーク波長を有し、４８０〜５２０ｎｍの最大放射強度が前記ピーク波長の放射強度の０．４以上１．０未満であり、且つ平均演色評価数Ｒａが８０以上であることが好ましい。

上記照明システムにおいて、複数の照明装置を備え、前記複数の照明装置は、それらが配された空間を照明する間接照明装置と、前記被照射面を照明する直接照明装置と、を含み、前記低色温度光源は、少なくとも前記間接照明装置に設けられることが好ましい。

本発明によれば、相関色温度が２０００〜２５００Ｋで平均演色評価数Ｒａが６０以上の低色温度光を照度１〜１００ｌｘで照射するより、新生児に夜の状態を認識させ、且つ暗状態において看視性や色の識別性を維持することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明システムの構成を示す一点投影図。 同照明システムのブロック構成図。 同照明システムに用いられる照明装置から出射される光の分光分布を示す図。 照明光の色温度と生体作用量との関係を示す図。 同照明システムにおける各光源の点灯制御パターンを示すタイムチャート。 本発明の第２の実施形態に係る照明システムのブロック構成図。 同照明システムに用いられる照明装置から出射される光の分光分布を示す図。 （ａ）（ｂ）は同照明システムにおける各光源の点灯制御パターンを示すタイムチャート。 （ａ）乃至（ｃ）は、上記各照明システムの適用例と、その適用例における点灯パターンを示す側面図。 （ａ）乃至（ｃ）は、上記各照明システムの上記とは別の適用例と、その適用例における点灯パターンを示す側面図。 （ａ）乃至（ｃ）は、上記各照明システムの上記とは更に別の適用例と、その適用例における点灯パターンを示す側面図。

本発明の第１の実施形態に係る照明システムについて、図面を参照して説明する。図１に示すように、照明システム１は、複数の照明装置２と、照明装置２の点灯制御内容を設定するための制御装置３と、を備える。本実施形態においては、照明システム１が、新生児特定集中治療室（ＮＩＣＵ（Neonatal Intensive Care Unit））の室内照明に用いられるものとして説明する。ＮＩＣＵには、新生児が治療及び育成されるベッド１０や保育器（不図示）が置かれ、ベッド２０の周囲には心拍や呼吸を検出する各種検査機器や点滴等の医療器具が置かれている。また、ＮＩＣＵの天井には、新生児に酸素等の医療ガスや各種検査機器への電源を供給するためのメディカルハンガ２０が架設されている。本例において、このメディカルハンガ２０に、複数の照明装置２が組み込まれる。また、制御装置３は、壁面に取り付けられたＮＩＣＵ内の照明装置のライトコントローラ３０に組み込まれる。

複数の照明装置２は、それらが配された空間、本例では、ＮＩＣＵ内の天井壁を照明する間接照明装置２１と、照明装置２からの光が照射される被照射面、本例では、ベッド１０や保育器（不図示）の周囲を照明する直接照明装置２２と、を含む。間接照明装置２１はメディカルハンガ２０の上面に設けられ、直接照明装置２２はメディカルハンガ２０の下面に設けられる。

また、各照明装置２には、互いに出射光の特性が異なる少なくとも２種の光源が用いられる。本実施形態では、図２に示すように、照明装置２は、相関色温度が２０００〜２５００Ｋである光を出射する低色温度光源２Ｌと、相関色温度が２５００Ｋ以上の光を出射する白色光源２Ｗと、を有する。一つの照明装置２に低色温度光源２Ｌ及び白色光源２Ｗの両方が組み込まれていて各光源が切り替えて点灯されてもよいし、一つの照明装置２に低色温度光源２Ｌ及び白色光源２Ｗの一方のみが組み込まれていて、２種の照明装置２が切り替えて点灯されてもよい。なお、低色温度光源２Ｌは、少なくとも上記メディカルハンガ２０の上面に設けられた間接照明装置２１（図１参照）に設けられ、ＮＩＣＵ内全体に低色温度光を均一に照射し、新生児が治療及び育成されるベッド１０の周囲の監視性を高める。

図２に示すように、制御装置３は、看護師等が照明装置２の各光源の点灯状態を操作するための操作部３１と、上記各光源の点灯状態を表示する表示部３２と、入力された操作内容に応じて上記各光源の点灯状態を制御する制御部３３と、を有する。また、制御装置３は、照明装置２の上記各光源へ所定の調光信号を出力する出力部３４と、各光源の点灯時間を計時するタイマ３５と、を備える。

操作部３１は、操作対象となる照明装置２を選択するためのボタンやスイッチ、それらの調光量を調整するためのフェーダ、ダイヤル又はボタン等、及びタイマ設定ボタン等を有する。また、表示部３２は、各照明装置２の点灯状態を発光色によって識別可能とする赤色ＬＥＤや緑色ＬＥＤ等を有する。なお、これら操作部３１や表示部３２には、タッチパネルを組み込んだ液晶画面が用いられてもよい。制御部３３は、汎用のＣＰＵやマイコン等から成り、出力部３４を駆動して所定の調光信号を出力させる。タイマ３５は、制御部３３に組み込まれていてもよいし、汎用のクロック素子が用いられてもよい。出力部３４には、所定の汎用のスイッチング素子等が組み込まれ、制御部３３の指示に従って、照明装置２に所定の調光信号を出力する。

また、制御装置３の操作部３１には、モード切替ボタンが設けられている。本実施形態では、照明システム１は、夜間モード及び昼間モードの２種のモードを切り替えて照明装置２を点灯させる。具体的には、夜間モードでは照明装置２の低色温度光源２Ｌを点灯させ、昼間モードでは白色光源２Ｗを点灯させる。

図３に示すように、低色温度光Ｌ（実線）が出射する低色温度光Ｌは、５５０〜７００ｎｍの波長域に分光放射のピーク波長を有し、４４０〜５００ｎｍの波長域の分光放射が上記ピーク波長の１／５以下である。また、好ましくは、低色温度光Ｌは、６００〜７００ｎｍの波長域に分光放射のピーク波長を有し、４４０〜５００ｎｍの波長域の分光放射が上記ピーク波長の１／１０以下である。このときの平均演色評価数Ｒａは６０以上となるように設定される。低色温度光源２Ｌは、青色ＬＥＤチップに青色光の波長を所定の波長に変換する蛍光体を被覆させたＬＥＤ光源が好適に用いられるが、上述した分光特性が得られる光源であれば、電球、蛍光灯及び有機ＥＬ素子等であってもよい。

また、白色光源２Ｗが出射する白色光Ｗ（波線）は、図例に限られないが、平均演色評価数Ｒａは６０以上となるように設定される。白色光源２Ｗは、低色温度光源２Ｌよりも高色温度側の光色の光を出射するものである。ここで言う白色とは、ＪＩＳ Ｚ ９１１２において、蛍光ランプ・ＬＥＤの光源色及び演色性による区分の白色として定義されている範囲を含むことが望ましいが、それ以上の色温度帯を含むものであってもよい。白色光源２Ｗは、ＬＥＤ光源又上述した分光特性が得られるよう構成されたＬＥＤ光源又は蛍光光が好ましいが、上記以外の光源であってもよい。

次に、照明システム１の動作について説明する。まず、看護師等のユーザが制御装置３を操作して、昼間モードで照明装置２を点灯させる。このとき、制御装置３は、白色光源２Ｗによって光が照射される被照射面における法線照度が１００〜１０００ｌｘとなるように白色光源２Ｗを点灯制御する。１００ｌｕｘ以上とは、ＪＩＳ Ｃ ９１１０照明基準総則 表１２．により規定される保健医療施設の病室の照度であり、昼間の環境としては最低限必要であると考えられる照度である。また、１０００ｌｘ以下とは、上記照明基準総則における保健医療施設の処置室の照度であり、昼間の環境としては十分であると考えられる照度である。

そして、看護師等のユーザが制御装置３を操作して、夜間モードで照明装置２を点灯させる。このとき、制御装置３は、低色温度光源２Ｌによって光が照射される被照射面における法線照度が１〜１００ｌｘとなるように低色温度光源２Ｌを点灯制御する。１ｌｕｘ以上とは、建築基準法で非常用照明の最低照度として定められている照度であり、看視のためには最低限必要と考えられる照度である。１００ｌｕｘ以下とは、日本医療福祉設備協会規格「病院設備設計ガイドライン」のＮＩＣＵの全般照明の照度であり、看視のためには十分であると考えられる照度である。また、低色温度光源２Ｌの平均演色評価数Ｒａは６０以上であり、これは、ＪＩＳ Ｃ ９１１０ 照明基準総則 表５．基本的な照明要件その１（屋内作業）において、普通の視作業に必要とされている値であり、色の認識のためには最低限必要と考えられる値である。

また、上述したように、低色温度光源２Ｌは、相関色温度が２０００〜２５００Ｋである光を出射する。２０００Ｋ以上とは、夕日の色温度に該当し、自然光の色温度の最低値である。また、２５００Ｋ以下とは、看視に必要十分な照度である。図４に示すように、色温度２５００Ｋは、照度１００ｌｕｘを確保した時の生体作用量が、白色光（色温度５０００Ｋ）２０ｌｕｘの時のそれと同等となる色温度である。ここで言う、生体作用量とは、メラノプシン神経節細胞（ｉｐＲＧＣ）への刺激量である。照明光は、同照度であっても、高色温度では相対的に生体作用量が多くなり、低色温度では相対的に生体作用量が少なくなる。なお、白色光２０ｌｕｘは、日本医療福祉設備協会規格「病院設備設計ガイドライン」のＮＩＣＵの夜間巡回の照度であり、また、過去の研究事例で明暗周期を導入した施設において夜間の照度として設定された値から見ても、これ以下の照度であれば新生児への影響が少ないと考えられる（例えば、***緒：ＮＩＣＵとＧＣＵの光環境が早産児に及ぼす影響に関する文献的考察、日本新生児看護学会誌Ｖｖｏｌ．１３，Ｎｏ．３，２００７参照）。

すなわち、夜間モードにおいて、例えば、相関色温度２３００Ｋ、照度１００ｌｕｘにすれば、照明装置２の被照射面に居る新生児自身は、照明装置２（低色温度光源２Ｌ）の点灯には気付かず、夜間であると認識する。一方、このとき、必要な監視性が確保されているので、看護師等は、新生児の顔色等を監視することができる。また、低色温度光源２Ｌの平均演色評価数Ｒａは６０以上なので、例えば、看護師等は点滴のチューブといった器材の色を見分ける等、必要な処置を安全に行うことができる。また、昼間モードでは、白色光源２Ｗを１００ｌｕｘ以上で点灯させれば、新生児は昼間であると認識し、また、看護師等にとっても十分な監視性が得られる。このように、本実施形態の照明システム１によれば、新生児の健全な発育に必要とされる昼夜の環境を作り出すことができ、しかも新生児にとっての暗状態において適切な看視性や器材等の色の識別性を維持することができる。

上記の夜間モード及び昼間モードの切り替えは、看護師等が必要に応じて制御装置３を操作して切り替えてもよいが、制御装置３のタイマを利用することもできる。例えば、図５に示すように、一定時間経過すると白色光源（例えば、４０００Ｋ、５００ｌｕｘ）と低色温度光源（例えば２３００Ｋ、１００ｌｕｘ）とが自動的に切り替わるように設定されてもよい。こうすれば、看護師等の手間を少なくすることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る照明システムについて、図６を参照して説明する。図６に示すように、本実施形態の照明システム１は、照明装置２が、相関色温度が４６００〜７１００Ｋである光を出射する高色温度光源２Ｈを更に有する。また、照明装置２は、低色温度光源２Ｌと高色温度光源２Ｈとの中間温度帯である相関色温度が２５００〜４６００Ｋである光を出射する中色温度光源２Ｍを有する。これら高色温度光源２Ｈ及び中色温度光源２Ｍによって、上記実施形態における白色光源２Ｗの出射光の色温度帯がカバーされる。また、制御装置３は、各光源を一日あたりの予め設定された時間に応じて、且つ予め設定された照度で切り替え点灯させるためのスケジュール設定部を有する。このスケジュール設定部は、主として各光源の設定データを記憶するメモリ３６から成る。メモリ３６は、汎用のＥＥＰＲＯＭ等が用いられ、制御部３３に組み込まれていてもよい。

図７に示すように、高色温度光源２Ｈが出射する高色温度光（１点鎖線）は、４４０〜４８０ｎｍの波長域に分光放射のピーク波長を有し、４８０〜５２０ｎｍの最大強度が上記ピーク波長の０．４以上１．０未満以下である。また、このときの平均演色評価数Ｒａは８０以上となるように設定される。高色温度光源２Ｈは、青色ＬＥＤチップに青色光の波長を所定の波長に変換する蛍光体を被覆させたＬＥＤ光源が好適に用いられるが、上述した分光特性が得られる光源であれば、蛍光灯及び有機ＥＬ素子等であってもよい。

相関色温度４６００〜７１００Ｋは、ＪＩＳ Ｚ ９１１２において、蛍光ランプ・ＬＥＤの光源色及び演色性による区分の昼光色及び昼白光として定義されている範囲であり、昼間の窓から入射する昼光に最も近い色温度である。また、平均演色評価数Ｒａ８０以上は、上記の照明基準総則 表１２．保健医療施設の病室のＲａであり、昼間の環境としては最低限必要であると考えられる値である。なお、中色温度光源２Ｍは、図３で示した白色光源と同様に、温白色、白色及び昼白色として定義される範囲の光色の光を出射する。

本実施形態の照明システム１では、図８（ａ）に示すように、例えば、人が最も多く活動する午前９〜１２の時間帯に、高色温度光源２Ｈの照度を高くし、その後、中色温度光源２Ｍ、及び低色温度光源２Ｌを順次点灯させる。高色温度光源２Ｈが出射する、４４０〜４８０ｎｍの波長域に分光放射のピーク波長を有し、４８０〜５２０ｎｍの最大強度が上記ピーク波長の０．４以上１．０未満以下である光は、人の目覚めや活動性を向上させる効果があり、新生児に対して、昼間であることをより強く認識させることができる。

また、スケジュール設定により、ある色温度の光源による照度を段階的に変化させてもよい。例えば、図８（ｂ）に示すように、低色温度光源２Ｌの照度を段階的に低下させてもよい。例えば、夕方以降であっても、看護師等の作業が多くなると見込まれる時間帯は、低色温度光源２Ｌの照度を比較的高くし、作業が稀である深夜は低色温度光源２Ｌの照度を、監視性を保持できる最低限の値とし、常夜灯として使用することができる。

図１で示したように、上記実施形態の照明装置２では、メディカルハンガ２０の下面に設けられ直接照明装置２２は、昼間や診察時に、新生児に向けて光を照射する。一方、間接照明装置２１は、夜間に用いられることが想定されるので、低色温度光源２Ｌは、少なくとも間接照明装置２１に用いられるが、直接照明装置２２に用いられてもよい。なお、低色温度光源２Ｌが直接照明装置２２に用いられる場合、新生児が眩しさを感じ難いように、間接照明装置２１の場合よりも、発光出力が低く設定される。

また、照明装置２は、メディカルハンガ２０に組み込まれる構成に限らず、個別の照明装置としても用いられる。例えば、照明装置２は、図９に示す天井吊り下げ式照明器具２ａであってもよい。この照明器具２ａは、上記メディカルハンガ２０と同様に、上面に間接照明、下面に直接照明が組み込まれている。この照明器具２ａの具体的な使用例としては、図９（ａ）に示すように、間接照明で、夜間のＮＩＣＵを新生児に適した光で均一に照射し、まぶしさを軽減することができる。また、図９（ｂ）に示すように、直接照明で空間を照射して、ベッド１０（保育器）周囲に適正な明るさを提供すると共に、間接照明で均斉度を向上させることができる。また、図９（ｃ）に示すように、昼間や診察の時は、直接照明のみを用いることもできる。なお、図１０（ａ）乃至（ｃ）に示すように、直接照明が天井付け器具２ｂであり、間接照明が吊り下げ又は壁面付け器具２ｃといったように、直接照明と間接照明とが別体であってもよい。また、照明装置２は、図１１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、可搬型のスタンド照明器具２ｄであってもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。上述した実施形態では、ＮＩＣＵ用の照明システムとして説明したが、昼夜の光環境を再現することは、大人の患者等にとっても、その生体リズムを維持する上で必要である。従って、上記図１１に示したような可搬型のスタンド照明器具２ｄを、例えば、太陽光（紫外線）が忌避される一般病室や集中治療室に好適に用いることができる。

１ 照明システム
２ 照明装置
２１ 間接照明装置
２２ 直接照明装置
２Ｈ 高色温度光源
２Ｌ 低色温度光源
２Ｗ 白色光源
３ 制御装置
３１ 操作部（切替部）
３５ タイマ
３６ メモリ（スケジュール設定部）
Ｈ 高色温度光
Ｌ 低色温度光
Ｗ 白色光

Claims (7)

1. 照明装置と、前記照明装置を点灯制御する制御装置と、を備えた照明システムであって、
   前記照明装置は、相関色温度が２０００〜２５００Ｋである低色温度光を出射する低色温度光源を有し、
   前記低色温度光は、５５０〜７００ｎｍの波長域に放射強度のピーク波長を有し、４４０〜５００ｎｍの波長域の放射強度が前記ピーク波長の放射強度１／５以下であり、且つ平均演色評価数Ｒａが６０以上であり、
   前記制御装置は、前記低色温度光源によって光が照射される被照射面における法線照度が１〜１００ｌｘとなるように前記照明装置を点灯制御することを特徴とする照明システム。
2. 前記照明装置は、相関色温度が２５００Ｋ以上の白色光を出射する白色光源を更に有し、
   前記制御装置は、前記白色光源によって光が照射される被照射面における法線照度が１００〜１０００ｌｘとなるように前記照明装置を点灯制御することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
3. 前記制御装置は、前記照明装置の低色温度光源及び白色光源を切り替え点灯させるための切替部を有することを特徴とする請求項２に記載の照明システム。
4. 前記制御装置は、前記照明装置の低色温度光源及び白色光源を予め設定された所定時間、点灯させるためのタイマを有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の照明システム。
5. 前記制御装置は、前記照明装置の低色温度光源及び白色光源を一日あたりの予め設定された時間に応じて、且つ予め設定された照度で切り替え点灯させるためのスケジュール設定部を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の照明システム。
6. 前記白色光源は、相関色温度が４６００〜７１００Ｋである高色温度光を出射する高色温度光源を含み、
   前記高色温度光は、４４０〜４８０ｎｍの波長域に放射強度のピーク波長を有し、４８０〜５２０ｎｍの最大放射強度が前記ピーク波長の放射強度の０．４以上１．０未満であり、且つ平均演色評価数Ｒａが８０以上であることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の照明システム。
7. 複数の照明装置を備え、
   前記複数の照明装置は、それらが配された空間を照明する間接照明装置と、前記被照射面を照明する直接照明装置と、を含み、
   前記低色温度光源は、少なくとも前記間接照明装置に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の照明システム。