JP2007003499A

JP2007003499A - 覚醒装置

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Publication number: JP2007003499A
Application number: JP2005187450A
Authority: JP
Inventors: Manabu Inoue; 学井上; Kazuo Yoshida; 和雄吉田; Koji Fujimoto; 幸司藤本; Koji Saeki; 浩司佐伯; Koki Noguchi; 公喜野口; Naohiro Toda; 直宏戸田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2025-06-27
Also published as: WO2007000958A1; CN100582972C; JP5124913B2; CN101189559A

Abstract

【課題】汎用の放電ランプのみで光源を構成することができ、装置全体のコストアップを抑制することができる覚醒装置を提供する。
【解決手段】覚醒装置１は、覚醒動作開始時及び覚醒時が記憶される記憶部２と、光源である放電ランプ４と、記憶された覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプ４からの光出力が段階的に増加するように調光制御する調光制御部３と、が備えられる覚醒装置１であって、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、覚醒動作開始時に０ルクスより大きくかつ２３ルクス以下である。
【選択図】図４

Description

本発明は、覚醒動作開始時及び覚醒時が記憶される記憶部と、光源である放電ランプと、記憶された覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプからの光出力が段階的に増加するように調光制御する調光制御部と、が備えられる覚醒装置に関するものである。

従来から、覚醒動作開始時及び覚醒時が記憶される記憶部と、光源である放電ランプと、記憶された覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプからの光出力が段階的に増加するように調光制御する調光制御部と、が備えられる覚醒装置として特開平０７−３１８６７０号公報（特許文献１）が知られている。

これは生体リズムの一つであるサーカディアンリズムを生活のサイクルと同調させることで就寝者の覚醒を快適なものとすることを目的として、覚醒動作開始時に、光源である白熱灯による照度を０ルクスから２００〜１０００ルクスの中照度へと緩やかに増加させ、その後、１０００ルクス以上の高照度へと急速に照度を変化させる技術に関するものである。
特開平０７−３１８６７０号公報

しかしながら、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、覚醒動作開始時に０ルクスである覚醒装置では、就寝者に対し自然界の夜明けに近い覚醒環境を提供できるものの、０ルクスからの調光が可能である光源を使用しなければならず、かかる覚醒装置としては、０ルクスから十数ルクスまでの照度を担当する白熱灯とそれ以上の照度を担当する放電ランプを組合せたシーリングライトや、全照度範囲を白熱灯に担当させ、就寝者の顔面付近に設置されるスタンドライトが一般的であった。

そのため、前者においては、汎用の放電ランプのみで光源を構成することができず、装置全体のコストアップ及び大型化が問題となる可能性がある。また、後者においては、就寝者の寝返り等による位置ずれに対応できず、就寝者の覚醒を快適なものとできない可能性がある。

また上記従来例において、汎用の放電ランプのみで光源を構成しようとすると、覚醒動作開始時における光源の出力が略０である、すなわち、覚醒動作開始時における放電ランプのランプ電流が５ミリアンペアを下回るものであることを特徴としなければならず、かかる覚醒装置では、安定点灯のために点灯回路が複雑になったり、パルス電流を重畳しなければならず、コストアップする可能性がある。

ここでパルス電流を重畳するのは、５ミリアンペア未満のランプ電流で点灯させる場合、安定したアーク放電を維持することが困難となり、ランプの立ち消え（グロー放電）へ変移する恐れがあることから、これを回避し、アーク放電を維持させるためである。

特にパルス電流を重畳するものについては、ランプ電極の消耗が進みやすいという可能性があり、さらに、生じる雑音により就寝者の快適な覚醒を阻害する可能性がある。

本願発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、覚醒動作開始時及び覚醒時が記憶される記憶部と、光源である放電ランプと、記憶された覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプからの光出力が段階的に増加するように調光制御する調光制御部と、が備えられる覚醒装置であって、汎用の放電ランプのみで光源を構成することができ、装置全体のコストアップ及び大型化を抑制することができる覚醒装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、覚醒動作開始時及び覚醒時が記憶される記憶部と、光源である放電ランプと、記憶された覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプからの光出力が段階的に増加するように調光制御する調光制御部と、が備えられる覚醒装置であって、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、覚醒動作開始時に０ルクスより大きくかつ２３ルクス以下であることを特徴とする覚醒装置である。

また、本願の請求項２に記載の発明は、覚醒動作開始時から覚醒時までの間に放電ランプからの光出力の増加速度が変化する変化点を有し、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、変化点で４０ルクス以下であり、覚醒時で１００ルクス以上であることを特徴とする請求項１に記載の覚醒装置である。

また、本願の請求項３に記載の発明は、覚醒動作開始時及び覚醒時が記憶される記憶部と、光源である放電ランプと、記憶された覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプからの光出力が段階的に増加するように調光制御する調光制御部と、が備えられる覚醒装置であって、覚醒動作開始時における放電ランプのランプ電流が５ミリアンペア以上であることを特徴とする覚醒装置である。

また、本願の請求項４に記載の発明は、覚醒動作開始時における放電ランプのフラッシュが２０ミリ秒以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の覚醒装置である。

ここで放電ランプのフラッシュとは、放電ランプ点灯開始から放電ランプの点灯開始時に生じる閃光が消えて、設定した調光レベルで安定点灯に至るまでの時間を言う。閃光は、種々の原因で生じるが放電ランプを予熱するために点灯前に予熱用コンデンサに印加される電圧等により生じる。

本願の請求項１に記載の発明によれば、覚醒動作開始時に０ルクスより大きいものとしたので、汎用の放電ランプのみで光源を構成することが可能となりコストアップ及び大型化を抑制できる。また２３ルクス以下としたので、覚醒動作開始時に目覚めることもない。

本願の請求項２に記載の発明によれば、変化点及び覚醒時の照度を白熱灯の場合（２５０〜１０００ルクス等）よりも低く設定したので、覚醒時に不快感を感じることがない。

本願の請求項３に記載の発明によれば、覚醒動作開始時における放電ランプのランプ電流が５ミリアンペア以上であることとしたので、安定点灯のために点灯回路を複雑なものとすることや、パルス電流を重畳することを、回避でき、コストアップを抑制することができる。

特にパルス電流を重畳することを回避できるので、ランプ電極の消耗が抑制され、さらに、生じる雑音により就寝者の快適な覚醒を阻害されることがない。

本願の請求項３に記載の発明によれば、フラッシュが２０ミリ秒以下なので、覚醒動作開始時に目覚めることもない。

本願発明の一実施形態として、本願の請求項１から請求項４に対応した覚醒装置１について図１〜図４により説明する。

本実施形態の覚醒装置１は、図１に示すごとく、覚醒動作開始時及び覚醒時が記憶される記憶部２と、光源である放電ランプ４と、記憶された覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプ４からの光出力が段階的に増加するように調光制御する調光制御部３と、が備えられる覚醒装置１であって、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、覚醒動作開始時に０ルクスより大きくかつ２３ルクス以下である。

また、覚醒動作開始時から覚醒時までの間に放電ランプ４からの光出力の増加速度が変化する変化点５を有し、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、変化点５で４０ルクス以下であり、覚醒時で１００ルクス以上である。

また、覚醒動作開始時における放電ランプ４のランプ電流が５ミリアンペア以上である。

さらに、覚醒動作開始時における放電ランプ４のフラッシュが２０ミリ秒以下である。

以下、本実施形態による覚醒装置１を、より具体的詳細に説明する。

最初に、記憶部２であるが、これは箱形状の外郭を有し、外郭の一部から室内に露呈している入力端末２１と、外郭の内部に収容された記憶回路２２とで、構成される。

入力端末２１は、タッチパネル式のもので、表示されるメニューの指示に従って、覚醒時である起床時刻を入力することができるものである。ここで覚醒時である起床時刻の入力機能以外の機能、例えば、放電ランプ４の点灯、消灯の操作機能を兼用するものでも構わない。

記憶回路２２は、汎用のメモリであり、入力された覚醒時である起床時刻を記憶するものである。記憶回路２２に記憶された覚醒時である起床時刻はデジタル符号化され、通信線を介して、後述する調光制御部３の調光信号発生回路３２へと送信される。

次いで、調光制御部３であるが、これは箱形状の外郭を有し、外郭の内部に収容されたタイマ回路３１と、調光信号発生回路３２と、発振回路３３とで、構成される。

タイマ回路３１は、現在時刻を計時するもので、掲示された現在時刻はデジタル符号化され、通信線を介して、後述する調光信号発生回路３２へと送信される。

調光信号発生回路３２は、マイコンを有しており、送信された覚醒時である起床時刻及び現在時刻並びに記憶された調光制御プログラム（詳細は後述する）に従って、放電ランプ４を調光制御する調光信号を発生するものである。

調光信号は、矩形波である出力電圧のデューティ比にて放電ランプ４を調光制御する、いわゆるＰＷＭ方式として知られているものであり、図２に示すごとく、デューティ比が０〜５％の場合に１００％点灯、８５％〜１００％で１０％点灯、５〜８５％の間は１００％点灯から１０％点灯まで比例して変化するものである。

発振回路３２は、ハーフブリッジ型インバータであり、図示しない電源部からの直流電力を受けて、調光信号に応じた高周波電力を放電ランプ４に供給するものである。

ここで、特開２００１−２８４０９１号公報に記載のごとく、放電ランプ４のランプ電流を制限するバラストチョーク（図示しない）と予熱電極（図示しない）の間に接続されたカップリングコンデンサ（図示しない）の両端電圧を検出する電圧検出回路（図示しない）と、放電ランプ４の調光開始を制御する調光開始制御回路（図示しない）と、放電ランプ４の電流を検出し、これが一定となるように、発振回路３２を、いわゆるフィードバック制御するフィードバック回路（図示しない）と、が備えられており、放電ランプ４の予熱期間と放電開始後における電圧検出回路から出力される検出信号の差によって調光開始制御回路にて予熱期間にフィードバック回路が動作しないようにマスクする一方、放電ランプ４が始動したときにマスクを解除して調光が開始されるようにすることで、フラッシュを２０ミリ秒以下に抑制している。

次いで、放電ランプ４であるが、これは汎用の蛍光灯であり、本実施形態では、ＦＨＤ８５ＥＬ１００時間エージングランプ（松下電器産業株式会社製）を使用した。蛍光灯以外にも高輝度放電ランプ、無電極放電ランプ等の汎用の放電ランプを使用することができる。

本実施形態の覚醒装置１は、図３に示すごとく、就寝者が就眠する寝台６が備えられた寝室に設置され、記憶部２は壁面に、調光制御部３は天井裏に、放電ランプ４は、照明器具に据え付けられた状態で天井面の略中央に、それぞれ設置される。照明器具には汎用の反射板やセードが設けることができる。

ここで寝室は床面積が２．７ｍ×３．６ｍの方形であり、寝台６は長手辺が寝室の長手に沿うように隅部に設置されている。また天井高は２．４ｍ、寝台６の高さは０．４ｍであり、放電ランプ４と寝台の間の距離は略２ｍとなっている。

続いて、本実施形態の覚醒装置１の動作を図４に基づいて説明する。覚醒装置１は、調光制御部３に記憶された調光制御プログラムに従って放電ランプ４を調光点灯することで就寝者を覚醒させる。

ここで、調光制御プログラムは、覚醒時である起床時刻の３０分前が覚醒動作開始時となるように設定されており、この覚醒動作開始時において、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、覚醒動作開始時に０ルクスより大きくかつ２３ルクス以下となるように放電ランプ４を調光点灯させる。

この後、覚醒時である起床時刻の１０分前まで覚醒動作開始時における光出力を維持し、又は光出力を漸増させ、覚醒時である起床時刻の１０分前において、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、変化点５で４０ルクス以下となるように放電ランプ４を調光点灯させる。覚醒時である起床時刻の１０分前の前後で放電ランプ４からの光出力の増加速度が変化しており、この時点を変化点５として示される。

ここで、覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプ４からの光出力が段階的に増加するものであれば、その一部の区間において光出力が一定であっても構わない。

例えば、上述のように、覚醒動作開始時から変化点までの間における照度が一定であっても構わない。

なお段階的に増加とは、階段状に増加することのみを意味するのではなく、覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプ４からの光出力が漸増するものであっても構わない。

さらに、覚醒時である起床時刻まで光出力を増加させ、覚醒時である起床時刻において、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、１００ルクス以上となるように放電ランプ４を点灯させる。

以下、表１に示す調光制御プログラムで就寝者を覚醒させた結果として、本願発明の実施例１〜１０、比較例１〜１０について、説明する。

ここで表１は、設定された覚醒動作開始時の照度による就寝者への影響の評価、設定された変化点の照度による就寝者への影響の評価、設定された覚醒時の照度による就寝者への影響の評価、設定された覚醒動作開始時のランプ電流による放電ランプの安定点灯への影響の評価、覚醒動作開始時の閃光による就寝者への影響の評価、の代表データである。

ここで、覚醒動作開始時の照度による就寝者への影響の評価は、起床設定時刻３０分前から所定条件の調光レベルで放電ランプ４を点灯し、各条件において起床設定時刻の何分前に起床したかを申告してもらった。

また、照度は、顔面照度を就寝者の両目の間の中心位置に、受光部を顔面に対して平行にして設置した照度計により測定した。起きたときの顔の状態が上だったら上方向に、右を向いていたら右方向に受光部を向けて測定した。

また、変化点５又は覚醒時の照度による就寝者の覚醒感への影響の評価は、起床設定時刻の３０分前から起床設定時刻にかけて、表１に示す条件で、覚醒装置１を動作させて、起床設定時刻後に起きたときの気分を自己申告してもらった。

また、設定された覚醒動作開始時のランプ電流による放電ランプ４の安定点灯への影響の評価は、安定点灯させるためにパルス電流の重畳が必要かどうか判断した。

ここで、ランプ電流はＪＩＳＣ７６１８−２附属書Ｂに準じた電気的特性の試験方法にて測定した。放電ランプ４については、上述の通りＦＨＤ８５ＥＬ１００時間エージングランプ（松下電器産業株式会社製）とした。

測定条件としては、安定時間は１５分以上として、十分に安定させ状態とし、周囲温度は、２５±１℃で無風状態とした。

測定器としては、ディジタルオシロスコープ型番ＬＣ３３４ＡＬ（ＬｅＣｒｏｙ社製）と、電流プローブ型番ＡＰ０１５（ＬｅＣｒｏｙ社製）を用い、このオシロスコープと電流プローブにてランプ電流の波形を観測し、その実効値電流としてランプ電流を測定した。

なおパルス電流は放電ランプ４を低出力で点灯させる場合に通常用いられるものとして、特許第３４００４７２号公報や特開２００３−２１７８８１号公報に記載のもので、明暗の周期を６００ヘルツ以上のものとした。

また、覚醒動作開始時のフラッシュによる就寝者への影響の評価は、起床設定時刻の３０分前から起床設定時刻にかけて、表１に示す条件で、覚醒装置１を動作させて、起床設定時刻の何分前に起床したかの申告と，起きたときの気分を申告してもらった。

ここで、フラッシュはＪＩＳＣ７６１８−２附属書Ｂに準じた電気的特性の試験方法にて測定した。放電ランプ４については、上述の通りＦＨＤ８５ＥＬ１００時間エージングランプ（松下電器産業株式会社製）とした。

測定条件としては、安定時間はなし（ランプ点灯直後のフラッシュを観測するため）とし、周囲温度は、２５±１℃で無風状態とした。

測定器としては、ディジタルオシロスコープ型番ＬＣ３３４ＡＬ（ＬｅＣｒｏｙ社製）と、光受光器（＋アンプ）型番７０３１１（＋７０７０３）と、（ＴｈｅｒｍｏＯｒｉｅｌＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社製）を用い、この光受光器およびアンプにて放電ランプ４の光出力を電圧変換し、その波形をこのオシロスコープにて観測した。

観測される光出力は、ランプ点灯直後に設定した調光レベルを超えるものとなり、徐々に設定した調光レベルへと漸減するものとなるが、ここでランプ点灯直後から設定した調光レベルに達するまでの期間をフラッシュと規定した。

以上に示すごとく、実施例１〜１０と比較例１、５との結果から明らかなように、本実施形態によれば、覚醒動作開始時に０ルクスより大きいものとしたので、汎用の放電ランプ４のみで光源を構成することが可能となりコストアップ及び大型化を抑制できる。また２３ルクス以下としたので、覚醒動作開始時に目覚めることもない。

また、実施例１〜１０と比較例５〜８との結果、及び実施例１〜１０と比較例１〜４との結果、から明らかなように、変化点５及び覚醒時の照度を白熱灯の場合（２５０〜１０００ルクス等）よりも低く設定したので、覚醒時に不快感を感じることがない。

また、実施例１〜１０と比較例１、５との結果から明らかなように、覚醒動作開始時における放電ランプのランプ電流が５ミリアンペア以上であることとしたので、安定点灯のために点灯回路を複雑なものとすることや、パルス電流を重畳することを、回避でき、コストアップを抑制することができる。

また、実施例１〜１０と比較例９〜１０との結果から明らかなように、フラッシュが２０ミリ秒以下なので、覚醒動作開始時に目覚めることもない。

なお、本実施形態では、記憶部２と、調光制御部３とを別体としたが、これを一体としたものであっても構わない。

また記憶部２のうち、入力端末２１と記憶回路２２とを別体としてもよく、さらに、記憶回路２２を調光制御部３と一体としても構わない。

また、記憶部２と、調光制御部３とを通信線ではなく、無線で通信させてもよく、同様に、入力端末２１と、記憶回路２２とを無線で通信させてもよい。

本願発明の覚醒装置のブロック図本願発明の覚醒装置の調光信号曲線本願発明の覚醒装置を備えた寝室の斜視図本願発明の覚醒装置における調光制御プログラムの一例

符号の説明

１覚醒装置
２記憶部
３調光制御部
４放電ランプ
５変化点

Claims

覚醒動作開始時及び覚醒時が記憶される記憶部と、光源である放電ランプと、記憶された覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプからの光出力が段階的に増加するように調光制御する調光制御部と、が備えられる覚醒装置であって、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、覚醒動作開始時に０ルクスより大きくかつ２３ルクス以下であることを特徴とする覚醒装置。
覚醒動作開始時から覚醒時までの間に放電ランプからの光出力の増加速度が変化する変化点を有し、覚醒対象である就寝者の顔面における照度が、変化点で４０ルクス以下であり、覚醒時で１００ルクス以上であることを特徴とする請求項１に記載の覚醒装置。
覚醒動作開始時及び覚醒時が記憶される記憶部と、光源である放電ランプと、記憶された覚醒動作開始時から覚醒時に向かって放電ランプからの光出力が段階的に増加するように調光制御する調光制御部と、が備えられる覚醒装置であって、覚醒動作開始時における放電ランプのランプ電流が５ミリアンペア以上であることを特徴とする覚醒装置。
覚醒動作開始時における放電ランプのフラッシュが２０ミリ秒以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の覚醒装置。