JP7122691B2 - 照明制御方法、及び、照明システム - Google Patents

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Description

本発明は、照明制御方法、及び、照明制御装置に関する。
従来、照明が生体に与える影響についての研究が行われている。特許文献1には、仕事場所の就業時間において、生体リズムに好ましい光環境と省エネルギー化とを両立させることができる照明制御装置が開示されている。
特開2013-182820号公報
Jazi al Enezi, Victoria Revell, Timothy Brown, Jonathan Wynne, Luc Schlangen, Robert Lucas, "A "Melanopic" Spectral Efficiency Function Predicts the Sensitivity of Melanopsin Photoreceptors to Polychromatic Lights", J. Biol. Rhythms, July 19 2011, Volume26, issue4, P314-P323.
本発明は、利用者へのメラトニン作用度を高め、利用者の生体リズムを整えることができる照明制御方法、及び、照明制御装置を提供する。
本発明の一態様に係る照明制御方法は、5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm以上となるように、照明装置が発する光の所定空間における照度及び前記照明装置が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する第一制御ステップを含む。
本発明の一態様に係るプログラムは、前記照明制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本発明の一態様に係る照明制御装置は、5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm以上となるように、照明装置が発する光の所定空間における照度及び前記照明装置が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する照明制御部を備える。
本発明の一態様に係る照明システムは、利用者へのメラトニン作用度を高め、利用者の生体リズムを整えることができる。
図1は、実施の形態に係る照明システムの概要を示す図である。 図2は、実施の形態に係る照明システムの機能構成を示すブロック図である。 図3は、ユーザインターフェース装置のスケジュール設定動作のフローチャートである。 図4は、動作モード選択画面の一例を示す図である。 図5は、朝モードの設定画面の一例を示す図である。 図6は、光の強度の設定値が鉛直面照度で表現された朝モードの設定画面を示す図である。 図7は、光の強度の設定値が水平面照度で表現された朝モードの設定画面を示す図である。 図8は、朝モードに対応する第一の時間帯における、照明装置が発する光の色温度と快適評点との関係性を示す図である。 図9は、夕方モードの設定画面の一例を示す図である。 図10は、夕方モードに対応する第二の時間帯における、照明装置が発する光の色温度と快適評点との関係性を示す図である。 図11は、照明制御装置のスケジュール動作のフローチャートである。 図12は、スケジュール設定情報に基づく発光制御における色温度及び照度のタイムチャートの一例である。 図13は、一般的な照明システムの利用者の睡眠効率、及び、実施の形態に係る照明システムの利用者の睡眠効率を示す図である。 図14は、介護スタッフが深夜の推奨仮眠時間帯にどれだけ横になれたかを示す図である。 図15は、第一の時間帯においてメラトニン作用度が変動する発光制御のタイムチャートである。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
(実施の形態)
[照明システムの概要]
まず、実施の形態に係る照明システムの全体構成について説明する。図1は、実施の形態に係る照明システムの概要を示す図である。図2は、実施の形態に係る照明システムの機能構成を示すブロック図である。
図1及び図2に示される照明システム100は、老人福祉施設などにおける、談話室または食堂など、複数の利用者が同時に滞在することができる所定空間50において、照明を行うシステムである。なお、所定空間50は、自宅などのプライベートな場所であってもよい。照明システム100は、ユーザインターフェース装置10と、照明装置20とを備える。
照明システム100は、具体的には、4つの時間帯に対応する4つの動作モードを備える。4つの動作モードは、5時から14時までの第一の時間帯に対応する朝モードと、14時から17時までの第四の時間帯に対応する昼モードと、17時から20時までの第二の時間帯に対応する夕方モードと、20時以降の第三の時間帯に対応する夜モードとである。
設定者(例えば、老人福祉施設の介護スタッフ)は、4つの動作モードそれぞれにおいてどのように照明装置20を発光させるかのスケジュール設定を行うことができる。ここで、スケジュール設定には、施設の利用者の生体リズムを考慮して一定の制限が設けられている。
これまでの研究により、日中に強い光を浴びることにより生体リズムが整えられ、夜間に質の高い睡眠を得られることがわかっている。しかしながら、老人福祉施設などの施設の利用者は、外出する頻度が高くないため、日中に自然光を浴びる機会が不十分である。そうすると、生体リズムが整わなくなり、質の高い睡眠を得られなくなる可能性がある。
そこで、照明システム100は、朝モードにおいては、日中の受光量不足を補うために通常照明よりもメラトニン作用量が高くなるようなスケジュール設定のみが許容される。これにより、照明システム100は、照明装置20が発する照明光により、施設の利用者の日中の受光量不足を補うことができ、施設の利用者の生体リズムの改善を図ることができる。
なお、一般的に、メラトニン作用量は照度が高いほど高くなり、色温度(例えば、相関色温度)が高いほど高くなる。メラトニン作用量は、照明装置20が発する光の光量と発光スペクトルに基づいて、Eneziらのモデル(非特許文献1参照)を用いて算出できる。
また、一般的には、高いメラトニン作用量を実現するために、通常照明の5~10倍程度の光量の白色光が採用される。このような光は、白内障を患った利用者など高齢者にとって眩しく不快である懸念がある。そこで、照明システム100では、快適性を考慮してスケジュール設定に制限が加えられている。以下、このような照明システム100が備える各装置の詳細な構成について、引き続き図1及び図2を参照しながら説明する。
[ユーザインターフェース装置]
まず、ユーザインターフェース装置10について説明する。ユーザインターフェース装置10は、施設の介護スタッフ、または、施設の利用者などが照明装置20を制御するために操作する装置である。ユーザインターフェース装置10は、例えば、照明システム100に対する専用装置であって、所定空間50内に設置される。ユーザインターフェース装置10は、所定空間50以外の場所に設置されてもよい。ユーザインターフェース装置10は、スマートフォンまたはタブレット端末などの汎用装置に専用のアプリケーションがインストールされることで実現されてもよい。ユーザインターフェース装置10は、操作受付部11と、制御部12と、通信部13と、表示部14と、記憶部15と、計時部16とを備える。
操作受付部11は、照明装置20の動作を開始するための開始操作、照明装置20の動作を停止するための停止操作、及び、スケジュール設定のための設定操作などの操作を受け付ける。操作受付部11は、タッチパネル、及び、ハードウェアボタンなどによって実現される。
制御部12は、操作受付部11によって受け付けられた設定操作に基づいて、上述の4つのモードそれぞれにおけるスケジュール設定情報を記憶部35に記憶し、スケジュール設定情報を通信部13を用いて照明装置20に送信する。
また、制御部12は、操作受付部11によって開始操作が受け付けられると、通信部13に開始指示信号を送信させる。これにより、照明装置20がスケジュール動作を開始する。また、制御部12は、操作受付部11によって停止操作が受け付けられると、通信部13に停止指示信号を送信させる。これにより照明装置20がスケジュール動作を停止する。制御部12は、具体的には、マイクロコンピュータによって実現されるが、プロセッサなどによって実現されてもよい。
通信部13は、制御部12の制御に基づいて、スケジュール設定情報、開始指示信号、及び、停止指示信号を照明装置20に送信する。通信部13は、具体的には、ユーザインターフェース装置10が照明装置20と通信を行うための通信回路(言い換えれば、通信モジュール)である。通信部13によって行われる通信は、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。通信に用いられる通信規格についても特に限定されない。
表示部14は、制御部12の制御に基づいて、設定者がスケジュール設定を行うために視認する表示画面を表示する。表示部14は、例えば、液晶パネルまたは有機ELパネルなどによって実現される。
記憶部15は、制御部12によってスケジュール設定情報が記憶される記憶装置である。記憶部15には、制御部12が実行する制御プログラムなども記憶される。また、ユーザインターフェース装置10がスマートフォンまたはタブレット端末などの汎用の情報端末によって実現される場合、記憶部15には汎用の情報端末をユーザインターフェース装置10として動作させるための専用のアプリケーションプログラムがインストールされる。記憶部15は、具体的には、半導体メモリなどにより実現される。
[照明装置]
照明装置20は、所定空間50内を照明する装置である。照明装置20は、照明制御装置21と、光源部26とを備える。
照明制御装置21は、光源部26の発光を制御する制御装置である。照明制御装置21は、通信部22と、照明制御部23と、計時部24と、記憶部25とを備える。
通信部22は、ユーザインターフェース装置10によって送信されるスケジュール設定情報、開始指示信号、及び、停止指示信号を受信する。通信部22は、具体的には、照明装置20が、ユーザインターフェース装置10と通信を行うための通信回路(言い換えれば、通信モジュール)である。照明装置20及びユーザインターフェース装置10の間で行われる通信は、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。通信に用いられる通信規格についても特に限定されない。
照明制御部23は、通信部22によって受信されたスケジュール設定情報を記憶部25に記憶し、その後、通信部22によって開始指示信号が受信されると、記憶部25に記憶されたスケジュール設定情報に基づいて光源部26の発光を制御する。照明制御部23は、具体的には、照明装置20が発する光の所定空間50における照度、及び、光源部26が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する。照明制御部23は、例えば、プロセッサ、マイクロコンピュータ、または専用回路などによって実現される。なお、スケジュール設定情報は、例えば、時刻と、当該時刻における光源部26が発する光の強度(つまり、明るさ)の値、及び、光源部26が発する光の色温度との対応関係を示す情報である。照明制御部23は、記憶部25に記憶されたスケジュール設定情報を読み出して使用する。
計時部24は、現在時刻を計測する計時装置であり、計測した時刻を照明制御部23に通知する。計時部24は、照明制御部23が光源部26を照射スケジュールにしたがって発光させるために用いられる。計時部24は、具体的には、リアルタイムクロックなどであるが、どのような態様であってもよい。
記憶部25は、スケジュール設定情報などが記憶される記憶装置である。記憶部25は、具体的には、半導体メモリなどによって実現される。
光源部26は、照明制御部23によって制御される光源である。光源部26は、所定空間50を規定する天井に取り付けられて所定空間50を照明するベースライトであり、白色光を発する。光源部26は、例えば、平面視形状が矩形のベースライトであるが、平面視形状が円形のベースライトであってもよいし、シーリングライト、ダウンライト、または、スポットライトなどであってもよい。
光源部26は、照明制御装置21によって調光制御される。また、光源部26は、照明制御装置21によって調色制御される。光源部26は、具体的には、第一色温度(例えば、2000K)の光を発する第一光源26a、及び、第一色温度よりも高い第二色温度(例えば、10000K)の光を発する第二光源26bを備える。第一光源26a及び第二光源26bのそれぞれは、例えば、発光素子としてLEDを用いたSMD(Surface Mount Device)型の発光モジュールであるが、COB(Chip On Board)型の発光モジュールであってもよい。照明制御装置21は、第一光源26aが発する光の強度、及び、第二光源26bが発する光の強度を独立して制御することにより、光源部26を調色することができる。
[スケジュール設定動作]
次に、ユーザインターフェース装置10のスケジュール設定動作について説明する。図3は、ユーザインターフェース装置10のスケジュール設定動作のフローチャートである。
まず、表示部14は、制御部12の制御に基づいて動作モード選択画面を表示する(S11)。図4は、動作モード選択画面の一例を示す図である。動作モード選択画面は、設定者がこれから設定を行う動作モードを選択するための表示画面である。図4に示されるように、動作モード選択画面においては、選択の対象となる4つの動作モードが開始時刻及び終了時刻とともに表示される。これにより、設定者は、4つの動作モードのそれぞれがどの時間帯に実行される動作モードであるかを容易に把握することができる。
次に、操作受付部11は、設定者の動作モードの選択操作を受け付ける(S12)。表示部14は、制御部12の制御に基づいて、選択された動作モードの設定画面を表示する(S13)。例えば、朝モードの選択操作が受け付けられた場合、表示部14は、朝モードの設定画面を表示する。図5は、朝モードの設定画面の一例を示す図である。
図5に示されるように、朝モードの設定画面においては、動作モード名と、朝モードにおいて照明装置20が発する光の強度の現在の設定値と、朝モードにおいて照明装置20が発する光の色温度の現在の設定値とが表示される。
なお、図5の例では、照明装置20が発する光の強度の設定値は、明るさ(より具体的には、調光率)で表現されているが、所定の操作によって、設定値の表現を所定空間50における鉛直面照度(より具体的には、顔面照度)、または、所定空間50における水平面照度(より具体的には、机上面照度)に変更することが可能である。図6は、光の強度の設定値が鉛直面照度で表現された朝モードの設定画面を示す図であり、図7は、光の強度の設定値が水平面照度で表現された朝モードの設定画面を示す図である。調光率は、例えば、記憶部15に記憶された所定の換算式によって水平面照度または鉛直面照度に換算される。
なお、表示部14は、設定画面において、調光率、水平面照度、及び、垂直面照度の少なくとも1つを表示すればよい。また、設定画面においては、光の強度の設定値として、調光率、水平面照度、及び、垂直面照度のうちの2つ以上が同時に表示されてもよい。以下の実施の形態では、鉛直面照度(単に、照度とも記載される)が設定されるものとして説明が行われる。
次に、操作受付部11は、設定者の照度の設定操作を受け付ける(S14)。照度の設定操作は、例えば、図6に示される設定画面中の現在の照度を示すレバーを左右にスライドするドラッグアンドドロップ操作である。
次に、操作受付部11は、設定者の色温度の設定操作を受け付ける(S15)。色温度の設定操作は、例えば、図6に示される設定画面中の現在の色温度を示すレバーを左右にスライドするスワイプ操作である。
[朝モードにおける設定の制限]
朝モードにおける照度の設定には、高いメラトニン作用度を維持するために制限が加えられている。具体的には、500ルクス以上の設定のみが許容されている。スケジュール設定においては、第一の時間帯におけるメラトニン作用度と時間との積算値が10μW・h/cm以上となるように設定に制限が設けられればよい。この値は、色温度が3000K、照度500ルクスの光を浴びたときのメラトニン作用量41μW/cmを基準にこのような光を15分(0.25h)以上浴びたときのメラトニン作用度である。
また、朝モードにおける色温度の設定には、利用者の快適性を考慮して制限が加えられている。図8は、朝モードに対応する第一の時間帯(5時から14時まで)における、照明装置20が発する光の色温度と快適評点との関係性を示す図である。快適評点は、30名程度の高齢者の快適性の主観評価の結果を示している。
上述のように、メラトニン作用度を高めるため、朝モードにおいて所定空間50には強い光が照射される必要があるが、このような強い光は、水晶体が白濁化した高齢者にとっては眩しさを感じやすい。一方で、図8に示されるように、第一の時間帯においては、照明装置20から発せられる光の色温度によって高齢者が感じる快適性が変化する。したがって、色温度に制限を加えることによって眩しさによる不快感を抑制し、快適性の向上を図ることができる。
図8に示される快適評点を高く保つために、朝モードにおける色温度の設定範囲は、3000K以上8000K以下の範囲に制限されている。これにより、3点以上の快適評点が確保されるため、第一の時間帯に照明装置20から高齢者が不快であると感じる色温度の光が出射されることが抑制される。なお、快適評点をより高く保つために、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度は、3200K以上7500K以下に制限されてもよい。これにより、4点以上の快適評点が確保される。快適評点を極めて高く保つために、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度は、4000K以上5000K以下に制限されてもよい。これにより、6点に近い快適評点が確保される。
[夕方モードにおける設定の制限]
以上、朝モードにおける設定の制限について説明したが、他の動作モードについても設定の制限が設けられる。まず、夕方モードの設定の制限について説明する。図9は、夕方モードの設定画面の一例を示す図である。
図9に示されるように、夕方モードの設定画面においては、動作モード名と、夕方モードにおいて照明装置20が発する光の所定空間50における照度の現在の設定値と、夕方モードにおいて照明装置20が発する光の色温度の現在の設定値とが表示される。
ここで、夕方モードに対応する17時から20時までの第二の時間帯においては、生体リズムを整えるためにメラトニン作用度を低く抑える必要がある。つまり、夕方モードにおいて所定空間50には比較的弱い光が照射される必要がある。しかしながら、水晶体が白濁化及び黄変化した高齢者には所定空間50の全体が黄味がかってうす暗く見えるため、夕方モードにおいて所定空間50を暗くし過ぎると、高齢者は、若年層に比べて重苦しく感じてしまう可能性がある。
そこで、夕方モードにおける照度の設定には、下限値が定められている。具体的には、200ルクス以上の設定のみが許容されている。これにより、利用者が第二の時間帯に重苦しい雰囲気を感じることが抑制される。なお、上限値は特に限定されないが、例えば、500ルクスが上限値とされる。
また、夕方モードにおける色温度の設定にも、利用者の快適性を考慮して制限が加えられている。図10は、夕方モードに対応する第二の時間帯(17時から20時まで)における、照明装置20が発する光の色温度と快適評点との関係性を示す図である。快適評点は、30名程度の高齢者の快適性の主観評価の結果を示している。
図10に示されるように、第二の時間帯において、色温度によって高齢者が感じる快適性は変化する。したがって、色温度に制限を加えることによって利用者の快適性の向上を図ることができる。
図10に示される快適評点を高く保つために、夕方モードにおける色温度の設定範囲は、2700K以上4000K以下の範囲に制限されている。これにより、4点以上の快適評点が確保されるため、第二の時間帯に照明装置20から高齢者が不快であると感じる色温度の光が出射されることが抑制される。なお、快適評点をより高く保つために、第二の時間帯において照明装置20が発する光の色温度は、3000K以上3600K以下に制限されてもよい。これにより、6点に近い快適評点が確保される。
[夜モードにおける設定の制限]
次に、夜モードにおける設定の制限について説明する。生体リズムを整えるためには、夜モードに対応する20時以降の第三の時間帯に強い光を浴びることは好ましくない。第三の時間帯のような就寝前の時間帯に強い光を浴びると、入眠、及び、睡眠の質に悪影響を及ぼす可能性がある。
そこで、夜モードにおける照度の設定には、上限値が定められている。具体的には、200ルクス未満の設定のみが許容されている。
また、第三の時間帯のような就寝前の時間帯には、比較的色温度の低い光によってメラトニンの分泌の抑制が低減され、入眠、及び、睡眠の質に良い影響が得られる。そこで、夜モードにおける色温度の設定は、夕方モードにおいて設定された色温度未満の設定のみが許容される。例えば、夕方モードにおける色温度の設定が3000Kである場合、夜モードにおいては、3000K未満の色温度の設定のみが許容される。
[昼モードにおける設定の制限]
次に、昼モードにおける設定の制限について説明する。昼モードに対応する14時から17時までの第四の時間帯においては、例えば、照度の設定は、朝モードにおいて設定された照度未満に制限される。例えば、朝モードにおける照度の設定が750ルクスである場合、昼モードにおいては、750ルクス未満の照度の設定のみが許容される。
また、第四の時間帯においては、例えば、照明装置20が発する光の色温度は、朝モードにおいて設定された色温度未満に制限される。例えば、朝モードにおける色温度の設定が5000Kである場合、昼モードにおいては、5000K未満の色温度の設定のみが許容される。
[スケジュール動作]
上述のようにスケジュール設定が完了すると、ユーザインターフェース装置10から照明制御装置21にスケジュール設定情報が送信され、記憶部25に記憶される。以下、照明システム100の、スケジュール設定情報を用いたスケジュール動作について説明する。図11は、照明制御装置21のスケジュール動作のフローチャートである。
照明制御装置21の通信部22によって開始指示信号が受信される(S21)。開始指示信号は、ユーザインターフェース装置10の操作受付部11によって開始操作が受け付けられたことをトリガとして、通信部13によって送信される。
ステップS21の後、照明制御部23は、計時部24によって計測される現在時刻を取得し(S22)、取得した現在時刻に応じて光源部26を発光制御する(S23)。照明制御部23は、具体的には、記憶部25に記憶されたスケジュール設定情報を参照することにより、現在時刻における色温度及び照度の設定値を特定することができる。
また、照明制御部23は、発光制御中に通信部22によって終了指示信号が受信されたか否かを判定する(S24)。通信部22によって終了指示信号が受信されていないと判定された場合(S24でNo)、現在時刻の取得、及び、発光制御が継続される。一方、通信部22によって終了指示信号が受信されたと判定された場合(S24でYes)、発光制御が停止される(S25)。
図12は、スケジュール設定情報に基づく発光制御(つまり、ステップS23の発光制御)における色温度及び照度のタイムチャートの一例である。
図12に示されるように、照明制御装置21の照明制御部23は、5時から14時までの第一の時間帯において照明装置20(言い換えれば、光源部26)が発する光の色温度を3000K以上8000K以下に制御し、かつ、所定空間50の照度を500ルクス以上に制御する。言い換えれば、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度は、3000K以上8000K以下であり、第一の時間帯における所定空間50の照度は500ルクス以上である。
これにより、利用者へのメラトニン作用度を高めつつ、利用者の快適性を向上することができる。なお、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度が3200K以上7500K以下であれば利用者の快適性をさらに向上することができる。第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度が4000K以上5000K以下であれば利用者の快適性を非常に向上することができる。
また、照明制御部23は、17時から20時までの第二の時間帯において、照明装置20が発する光の色温度を2700K以上4000K以下に制御し、かつ、所定空間50の照度を250ルクス以上に制御する。
これにより、利用者が重苦しい雰囲気を感じることを抑制することで利用者の快適性を向上することができる。なお、第二の時間帯において照明装置20が発する光の色温度が3000K以上3600K以下であれば利用者の快適性をさらに向上することができる。
また、照明制御部23は、20時以降の第三の時間帯において、照明装置20が発する光の色温度を第二の時間帯における色温度未満に制御し、かつ、所定空間50の照度を200ルクス未満に制御する。
これにより、比較的弱い光が発せられることで入眠、及び、睡眠の質に悪影響を及ぼす可能性が低減され、比較的色温度の低い光が発せられることでメラトニンの分泌の抑制が低減される。つまり、入眠、及び、睡眠の質に良い影響が得られる。
また、照明制御部23は、第一の時間帯よりも後で第二の時間帯よりも前の第四の時間帯において、照明装置20が発する光の色温度を第一の時間帯における色温度未満であり、かつ、第二の時間帯における色温度以上に制御する。また、照明制御部23は、所定空間の照度を第一の時間帯における照度未満であり、かつ、第二の時間帯における照度以上に制御する。
これにより、第一の時間帯及び第二の時間帯の間の第四の時間帯に、照度及び色温度が第一の時間帯及び第二の時間帯の中間的な値に設定されるため、利用者が不快に感じることを抑制することができる。
なお、図12において、それぞれの時間帯における照度および色温度は一定となるように制御しているが、それぞれの時間帯に設定された範囲内であれば時間毎に照度や色温度を変化させてもよい。
また、それぞれの時間帯の境界において、設定された範囲内であれば照度や色温度の変化を時間的に緩やかに変化させ、それぞれの時間帯のつなぎをスムーズにするとよい。この場合、利用者にとって急激な変化を感じず快適性が高まるといった効果もある。例えば、第一の時間帯の設定値から第四の時間帯の設定値まで、1分~2時間程度かけて線形的(あるいは、線形に近似される段階的)に変化させるとよい。
[効果]
第一の時間帯及び第二の時間帯において上記のような発光制御が行われれば、利用者の生体リズムが改善され、睡眠の質を改善することができる。図13は、一般的な照明システムの利用者の睡眠効率、及び、照明システム100の利用者の睡眠効率を示す図である。
図13において、棒グラフは睡眠効率を示す。睡眠効率は、施設において消灯されている時間帯(つまり、睡眠をとるべき時間帯)において実際に睡眠がとられた時間の割合を示す物理量である。図13における線グラフは、睡眠効率の標準偏差を示す。
図13に示されるように、照明システム100の利用者の睡眠効率は、一般的な照明システムの利用者の睡眠効率に比べて向上されている。つまり、照明システム100によれば、利用者の睡眠の質を向上することができる。
また、利用者の睡眠の質が向上されることで、施設の介護スタッフが利用者を介護することで生じる負担(つまり、介護負担)が軽減される。図14は、介護スタッフが深夜の推奨仮眠時間帯(2時間程度の休憩時間)にどれだけ横になれたかを示す図である。
図14において、棒グラフは介護スタッフが深夜の推奨仮眠時間帯にどれだけ横になれたかを示す。線グラフは、標準偏差を示す。図14に示されるように、一般的な照明システムが設置された施設の介護スタッフは、照明システム100が設置された施設の介護スタッフよりも実際に横になれた(つまり、休息を取れた)時間が短い。つまり、照明システム100が設置された施設では、利用者がしっかりと眠っていることが多いため、深夜に介護スタッフのイレギュラーな業務が発生しにくい。照明システム100によれば、介護スタッフの介護負担を軽減できる効果が得られる。
[変形例]
図12のタイムチャートでは、第一の時間帯における所定空間50の照度及び第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度は、一定であった。この場合、第一の時間帯におけるメラトニン作用度も一定である。しかしながら、第一の時間帯においては、メラトニン作用度と時間との積算値が10μW・h/cm以上確保されればよく、所定空間50の照度及び照明装置20が発する光の色温度のそれぞれは変動してもよい。つまり、第一の時間帯におけるメラトニン作用度は変動してもよい。図15は、第一の時間帯においてメラトニン作用度が変動する発光制御のタイムチャートである。
上記実施の形態と同様に、図15のような発光制御は、ユーザインターフェース装置10を介した事前設定によって実現される。ユーザインターフェース装置10は、基本的には、上記実施の形態と同様に設定を制限する。ユーザインターフェース装置10は、具体的には、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度の設定を所定の色温度範囲内(例えば、3000K以上8000K以下)で受け付け、かつ、第一の時間帯における所定空間50の照度の設定を所定の照度範囲内(例えば、500ルクス以上)で受け付ける。
しかしながら、事前設定の途中で第一の時間帯のうち上記制限にしたがって照明装置20が発光する期間が所定期間以上確保されると(例えば、メラトニン作用度と時間との積算値が10μW・h/cm以上となるような所定期間以上確保されると)、設定者は、残りの期間については自由に色温度及び照度を設定できる。つまり、残りの期間においては、照明装置20が発する光の色温度の上記所定の色温度範囲外の設定、及び、上記所定空間50の照度の上記所定の照度範囲外の設定が許容される。なお、所定期間は、例えば、15分以上の期間である。
このように設定が制限されれば、必要なメラトニン作用度を確保しつつ、第一の時間帯の一部の期間において照明装置20の消費電力を抑制するようなフレキシブルな設定が可能となる。
また、上記制限にしたがって照明装置20が発光する期間(つまり、照明装置20が発する光が高照度、かつ、高齢者に快適な色温度である期間)が所定の時間帯において所定期間以上確保されることが色温度及び照度を自由に設定するための要件とされてもよい。所定の時間帯は、例えば、6時から10時までの時間帯などのメラトニン作用度を高める必要性が高い時間帯である。つまり、照明装置20が発する光の色温度が上記所定の色温度範囲内に設定され、かつ、所定空間50の照度が上記所定の照度範囲内に設定される期間が6時から10時までの時間帯において所定期間以上確保されると、残りの期間においては、照明装置20が発する光の色温度の上記所定の色温度範囲外の設定、及び、所定空間50の照度の上記所定の照度範囲外の設定が許容される。
このようにメラトニン作用度を高めたい所定の時間帯において設定が制限されることで、生体リズムの改善効果を向上することができる。
なお、所定空間50に人がいない場合には、上記制限にしたがって照明装置20が発光する発光制御(つまり、高照度、かつ、高齢者に快適な色温度で発光する発光制御)の必要性は低い。そこで、このような発光制御が行われるか否かは、所定空間50における人の行動情報に基づいて決定されてもよい。つまり、照明装置20が発する光の色温度が上記所定の色温度範囲内に設定され、かつ、所定空間50の照度が上記所定の照度範囲内に設定された状態で行われる発光制御を実行するか否かが所定空間50における人の行動情報に基づいて決定されてもよい。
人の行動情報は、例えば、所定空間50における人の在不在を示す情報である。人の行動情報は、例えば、図示されない撮像装置によって撮像された所定空間50の画像を画像処理することにより得られる情報である。照明制御部23は、例えば、このような情報に基づいて、所定空間50に人がいると判定される場合に上記発光制御を実行し、所定空間50に人がいない場合に上記発光制御を実行しない。
また、人の行動情報は、撮像装置によって撮像された画像などから得られる所定空間50における人の人数を示す情報であってもよい。照明制御部23は、例えば、このような情報に基づいて、所定空間50に所定の人数以上の人が滞在していると判定される場合に上記発光制御を実行し、所定空間50に所定の人数未満の人が滞在していると判定される場合に上記発光制御を実行しない。
また、人の行動情報は、撮像装置によって撮像された画像などから得られる所定空間50内の人の滞在場所を示す情報(照明装置20の光の照射範囲内に人がいるか否かを示す情報)であってもよい。照明制御部23は、例えば、このような情報に基づいて、照明装置20の光の照射範囲内に人が滞在していると判定される場合に上記発光制御を実行し、照明装置20の光の照射範囲内に人が滞在していないと判定される場合に上記発光制御を実行しない。
このように人の行動情報に基づいて発光制御を実行するか否かが決定されれば、不必要に発光制御が行われることが抑制される。
[まとめ]
以上説明したように、照明システム100において行われる照明制御方法は、5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm以上となるように、照明装置20が発する光の所定空間50における照度及び照明装置20が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する第一制御ステップを含む。
このような照明制御方法は、利用者へのメラトニン作用度を高め、利用者の生体リズムを整えることができる。
また、例えば、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度は、3000K以上8000K以下であり、第一の時間帯における所定空間50の照度は、500ルクス以上である。
このような照明制御方法は、利用者へのメラトニン作用度を高めつつ、水晶体が白濁化した高齢の利用者の快適性を向上することができる。
また、例えば、照明制御方法は、さらに、17時から20時までの第二の時間帯において、照明装置20が発する光の色温度を2700K以上4000K以下に制御し、かつ、所定空間50の照度を250ルクス以上に制御する第二制御ステップを含む。
このような照明制御方法は、水晶体が白濁化及び黄変化した高齢の利用者が重苦しい雰囲気を感じることを抑制することで利用者の快適性を向上することができる。
また、例えば、第二の時間帯において照明装置20が発する光の色温度は、3000K以上3600K以下である。
このような照明制御方法は、水晶体が白濁化及び黄変化した高齢の利用者が重苦しい雰囲気を感じることをさらに抑制することで利用者の快適性をさらに向上することができる。
また、例えば、照明制御方法は、さらに、20時以降の第三の時間帯において、照明装置20が発する光の色温度を第二の時間帯における色温度未満に制御し、かつ、所定空間50の照度を200ルクス未満に制御する第三制御ステップを含む。
このような照明制御方法は、利用者の入眠、及び、睡眠の質に良い影響を与えることができる。
また、例えば、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度は、3200K以上7500K以下である。
このような照明制御方法は、利用者へのメラトニン作用度を高めつつ、水晶体が白濁化した高齢の利用者の快適性をさらに向上することができる。
また、例えば、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度は、4000K以上5000K以下である。
このような照明制御方法は、利用者へのメラトニン作用度を高めつつ、水晶体が白濁化した高齢の利用者の快適性を非常に向上することができる。
また、例えば、照明制御方法は、第一の時間帯よりも後で第二の時間帯よりも前の第四の時間帯において、照明装置20が発する光の色温度を第一の時間帯における色温度未満に制御し、かつ、所定空間50の照度を第一の時間帯における照度未満に制御する第四制御ステップを含む。また、例えば、第四の時間帯において、照明装置20が発する光の色温度は、第二の時間帯における色温度以上であり、第四の時間帯における所定空間50の照度は、第二の時間帯における照度以上である。
このような照明制御方法においては、第一の時間帯及び第二の時間帯の間の第四の時間帯に照度及び色温度が第一の時間帯及び第二の時間帯の中間的な値に設定されるため、利用者が不快に感じることを抑制することができる。
また、例えば、照明制御方法は、さらに、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度の設定を所定の色温度範囲内で受け付け、かつ、第一の時間帯における所定空間50の照度の設定を所定の照度範囲内で受け付ける設定受付ステップを含む。
このような照明制御方法は、第一の時間帯において照明装置20が発する光の色温度の設定を所定の色温度範囲内で受け付け、かつ、第一の時間帯における所定空間50の照度の設定を所定の照度範囲内で受け付けることができる。
また、例えば、設定受付ステップにおいては、照明装置20が発する光の色温度が所定の色温度範囲内に設定され、かつ、所定空間50の照度が所定の照度範囲内に設定される期間が所定期間以上確保されると、残りの期間においては、照明装置20が発する光の色温度の所定の色温度範囲外の設定、及び、所定空間50の照度の所定の照度範囲外の設定が許容される。
照明制御方法におけるこのような設定の制限によれば、必要なメラトニン作用度を確保しつつ、第一の時間帯の一部の期間において照明装置20の消費電力を抑制するようなフレキシブルな設定が可能となる。
また、例えば、所定期間は、15分以上の期間である。
照明制御方法におけるこのような設定の制限によれば、必要なメラトニン作用度を15分以上の所定期間によって確保しつつ、第一の時間帯の一部の期間において照明装置20の消費電力を抑制するようなフレキシブルな設定が可能となる。
また、例えば、設定受付ステップにおいては、照明装置20が発する光の色温度が所定の色温度範囲内に設定され、かつ、所定空間50の照度が所定の照度範囲内に設定される期間が6時から10時までの時間帯において所定期間以上確保されると、残りの期間においては、照明装置20が発する光の色温度の所定の色温度範囲外の設定、及び、所定空間50の照度の所定の照度範囲外の設定が許容される。
このようにメラトニン作用度を高めたい6時から10時までの時間帯において設定が制限されることで、生体リズムの改善効果を向上することができる。
また、例えば、照明制御方法は、さらに、照明装置20が発する光の色温度が所定の色温度範囲内に設定され、かつ、所定空間50の照度が所定の照度範囲内に設定された状態で行われる発光制御を実行するか否かを所定空間50における人の行動情報に基づいて決定する決定ステップを含む。
このように人の行動情報に基づいて発光制御を実行するか否かが決定されれば、不必要に発光制御が行われることが抑制される。
また、照明制御方法は、さらに、第一の時間帯及び第二の時間帯のそれぞれに対して、照明装置20が発する光の色温度の設定、及び、所定空間50の照度の設定を受け付ける設定受付ステップを含む。
このような照明制御方法は、第一の時間帯及び第二の時間帯のそれぞれに対して、照明装置20が発する光の色温度、及び、所定空間50の照度を個別に設定することができる。
また、第一の時間帯において許容される色温度の設定範囲は、第二の時間帯において許容される色温度の設定範囲と異なり、第一の時間帯において許容される照度の設定範囲は、第二の時間帯において許容される照度の設定範囲と異なる。
このような照明制御方法は、第一の時間帯及び第二の時間帯のそれぞれに対して、適切に設定を制限することができる。
また、照明制御方法は、さらに、第一の時間帯及び第二の時間帯のそれぞれの、開始時刻、終了時刻、色温度の設定値、及び、照度の設定値を表示する表示ステップを含む。
このような照明制御方法は、第一の時間帯及び第二の時間帯のそれぞれの、開始時刻、終了時刻、色温度の設定値、及び、照度の設定値を表示することができる。
また、照明制御方法は、さらに、照度の設定値を表示する表示ステップを含み、表示ステップにおいては、設定値として、所定空間50の水平面照度及び所定空間50の鉛直面照度の少なくとも一方を表示する。
このような照明制御方法は、照度の設定値として所定空間50の水平面照度及び所定空間50の鉛直面照度の少なくとも一方を表示することができる。
また、照明制御装置21は、5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm以上となるように、照明装置20が発する光の所定空間50における照度及び照明装置20が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する照明制御部23を備える。
このような照明制御装置21は、利用者へのメラトニン作用度を高め、利用者の生体リズムを整えることができる。
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態に係る照明システムについて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態で説明した装置間の通信方法については特に限定されるものではない。装置間で無線通信が行われる場合、無線通信の方式(通信規格)は、例えば、920MHz帯の周波数を利用した特定小電力無線であるが、Zigbee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)または、無線LAN(Local Area Network)などである。また、装置間においては、無線通信に代えて、有線通信が行われてもよい。有線通信は、具体的には、電力線搬送通信(PLC:Power Line Communication)または有線LANを用いた通信などである。装置間の通信においては装置間に中継装置が介在してもよい。
また、例えば、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
また、上記実施の形態では、照明システムは、複数の装置によって実現されたが、単一の装置として実現されてもよい。照明システムが複数の装置によって実現される場合、上記実施の形態で説明された照明装置が備える構成要素は、複数の装置にどのように振り分けられてもよい。例えば、上記実施の形態では、照明制御装置が照明装置と一体的な装置であるとして説明されたが、照明制御装置は、照明装置とは別体の装置として実現されてもよい。また、照明制御装置は、ユーザインターフェース装置と一体的な装置として実現されてもよく、このとき制御の開始や中断、再開、停止のみを指示する簡易なトリガ送信機(一般的なリモコンなど)を組み合わせてもよい。
また、上記実施の形態において、各構成要素は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
また、各構成要素は、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、各構成要素は、回路(または集積回路)でもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
また、本発明の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。例えば、本発明は、照明制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよいし、このようなプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。
また、本発明は、照明システム、ユーザインターフェース装置または照明制御装置として実現されてもよい。ユーザインターフェース装置または照明制御装置としてスマートフォンまたはタブレット端末などの汎用の情報端末が利用される場合、本発明は、情報端末(コンピュータ)をユーザインターフェース装置または照明制御装置として機能させるためのアプリケーションプログラムとして実現されてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
20 照明装置
21 照明制御装置
23 照明制御部
50 所定空間

Claims (20)

  1. 5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm以上(hは、hourの略)となるように、照明装置が発する光の所定空間における照度及び前記照明装置が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する第一制御ステップと、
    前記第一の時間帯において前記照明装置が発する光の色温度の設定、及び、前記第一の時間帯における前記所定空間の照度の設定の少なくとも一方の設定を受け付ける設定受付ステップとを含み、
    前記設定受付ステップにおいては、第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm 以上(hは、hourの略)となるような設定のみが許容される
    照明制御方法。
  2. 前記第一の時間帯において前記照明装置が発する光の色温度は、3000K以上8000K以下であり、
    前記第一の時間帯における前記所定空間の照度は、500ルクス以上である
    請求項1に記載の照明制御方法。
  3. さらに、17時から20時までの第二の時間帯において、前記照明装置が発する光の色温度を2700K以上4000K以下に制御し、かつ、前記所定空間の照度を250ルクス以上に制御する第二制御ステップを含む
    請求項1または2に記載の照明制御方法。
  4. 前記第二の時間帯において前記照明装置が発する光の色温度は、3000K以上3600K以下である
    請求項3に記載の照明制御方法。
  5. さらに、20時以降の第三の時間帯において、前記照明装置が発する光の色温度を前記第二の時間帯における色温度未満に制御し、かつ、前記所定空間の照度を200ルクス未満に制御する第三制御ステップを含む
    請求項3または4に記載の照明制御方法。
  6. 前記第一の時間帯において前記照明装置が発する光の色温度は、3200K以上7500K以下である
    請求項1~5のいずれか1項に記載の照明制御方法。
  7. 前記第一の時間帯において前記照明装置が発する光の色温度は、4000K以上5000K以下である
    請求項1~6のいずれか1項に記載の照明制御方法。
  8. 前記第一の時間帯よりも後で前記第二の時間帯よりも前の第四の時間帯において、前記照明装置が発する光の色温度を前記第一の時間帯における色温度未満に制御し、かつ、前記所定空間の照度を前記第一の時間帯における照度未満に制御する第四制御ステップを含む
    請求項3または4に記載の照明制御方法。
  9. 前記第四の時間帯において、前記照明装置が発する光の色温度は、前記第二の時間帯における色温度以上であり、
    前記第四の時間帯における前記所定空間の照度は、前記第二の時間帯における照度以上である
    請求項8に記載の照明制御方法。
  10. さらに、前記第一の時間帯において前記照明装置が発する光の色温度の設定を所定の色温度範囲内で受け付け、かつ、前記第一の時間帯における前記所定空間の照度の設定を所定の照度範囲内で受け付ける設定受付ステップを含む
    請求項1~9のいずれか1項に記載の照明制御方法。
  11. 5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm 以上(hは、hourの略)となるように、照明装置が発する光の所定空間における照度及び前記照明装置が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する第一制御ステップと、
    前記第一の時間帯において前記照明装置が発する光の色温度の設定を所定の色温度範囲内で受け付け、かつ、前記第一の時間帯における前記所定空間の照度の設定を所定の照度範囲内で受け付ける設定受付ステップとを含み、
    前記設定受付ステップにおいては、前記照明装置が発する光の色温度が前記所定の色温度範囲内に設定され、かつ、前記所定空間の照度が前記所定の照度範囲内に設定される期間が所定期間以上確保されると、残りの期間においては、前記照明装置が発する光の色温度の前記所定の色温度範囲外の設定、及び、前記所定空間の照度の前記所定の照度範囲外の設定が許容される
    明制御方法。
  12. 前記所定期間は、15分以上の期間である
    請求項11に記載の照明制御方法。
  13. 前記設定受付ステップにおいては、前記照明装置が発する光の色温度が前記所定の色温度範囲内に設定され、かつ、前記所定空間の照度が前記所定の照度範囲内に設定される期間が6時から10時までの時間帯において所定期間以上確保されると、残りの期間においては、前記照明装置が発する光の色温度の前記所定の色温度範囲外の設定、及び、前記所定空間の照度の前記所定の照度範囲外の設定が許容される
    請求項11または12に記載の照明制御方法。
  14. さらに、前記照明装置が発する光の色温度が前記所定の色温度範囲内に設定され、かつ、前記所定空間の照度が前記所定の照度範囲内に設定された状態で行われる発光制御を実行するか否かを前記所定空間における人の行動情報に基づいて決定する決定ステップを含む
    請求項11~13のいずれか1項に記載の照明制御方法。
  15. さらに、前記第一の時間帯及び前記第二の時間帯のそれぞれに対して、前記照明装置が発する光の色温度の設定、及び、前記所定空間の照度の設定を受け付ける設定受付ステップを含む
    請求項3または4に記載の照明制御方法。
  16. 5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm 以上(hは、hourの略)となるように、照明装置が発する光の所定空間における照度及び前記照明装置が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する第一制御ステップと、
    前記第一の時間帯及び17時から20時までの第二の時間帯のそれぞれに対して、前記照明装置が発する光の色温度の設定、及び、前記所定空間の照度の設定を受け付ける設定受付ステップとを含み、
    前記第一の時間帯において許容される色温度の設定範囲は、第二の時間帯において許容される色温度の設定範囲と異なり、
    前記第一の時間帯において許容される照度の設定範囲は、第二の時間帯において許容される照度の設定範囲と異なる
    明制御方法。
  17. 5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm 以上(hは、hourの略)となるように、照明装置が発する光の所定空間における照度及び前記照明装置が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する第一制御ステップと、
    前記第一の時間帯及び17時から20時までの第二の時間帯のそれぞれに対して、前記照明装置が発する光の色温度の設定、及び、前記所定空間の照度の設定を受け付ける設定受付ステップと、
    前記第一の時間帯及び前記第二の時間帯のそれぞれの、開始時刻、終了時刻、色温度の設定値、及び、照度の設定値を表示する表示ステップを含む
    明制御方法。
  18. 5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm 以上(hは、hourの略)となるように、照明装置が発する光の所定空間における照度及び前記照明装置が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する第一制御ステップと、
    前記第一の時間帯において前記照明装置が発する光の色温度の設定を所定の色温度範囲内で受け付け、かつ、前記第一の時間帯における前記所定空間の照度の設定を所定の照度範囲内で受け付ける設定受付ステップと、
    照度の設定値を表示する表示ステップを含み、
    前記表示ステップにおいては、前記設定値として、前記所定空間の水平面照度及び前記所定空間の鉛直面照度の少なくとも一方を表示する
    明制御方法。
  19. 請求項1~18のいずれか1項に記載の照明制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  20. 5時から14時までの第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm以上(hは、hourの略)となるように、照明装置が発する光の所定空間における照度及び前記照明装置が発する光の色温度の少なくとも一方を制御する照明制御部と、
    前記第一の時間帯において前記照明装置が発する光の色温度の設定操作、及び、前記第一の時間帯における前記所定空間の照度の設定操作の少なくとも一方の設定操作を受け付ける操作受付部とを備え、
    前記少なくとも一方の設定操作においては、前記第一の時間帯におけるメラトニン作用量と時間との積算値が10μW・h/cm 以上(hは、hourの略)となるような設定のみが許容される
    照明システム
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