2020 Fiscal Year Research-status Report
夜間就寝前に望ましいトワイライト光環境制御のデザイン
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19K12658
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小山 恵美 京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 教授 (80346121)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光環境 / 睡眠 / 調光制御 / 白色LED / 励起光 / トワイライト / 自然光 / 精神生理状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、日常的な生活空間を模した環境で就寝前の光環境を制御し、光曝露中の精神生理状態および終夜の睡眠状態や起床時睡眠感を計測評価して、より自然な睡眠に望ましいトワイライト制御仕様を明確化することである。
2020年度は、日中の光環境がその後の仮眠に及ぼす影響の研究、日中執務・休憩時の昼白色光源制御の印象評価、夜間就寝前に望ましいトワイライト光環境制御のデザイン、の３種の実験を推進した。
日中仮眠に関する研究は、夜間光環境に関する研究の補足的研究として2019年度より推進しており、2020年度は引き続き生体信号計測を実施（21名の計測を完了）し、青色励起LEDの方が紫色励起LEDよりも覚醒方向の影響が大きく、青色波長成分量の序列に必ずしも従うとは限らない傾向が得られた。
しかし、一連の研究経過から明らかになった問題点（既存LED光源の経年劣化）を解決するため、新規に白色ＬＥＤ（青色励起・紫色励起、それぞれ昼白色と電球色のチップを配置）を特注で設計・製作し、就寝前の漸減トワイライト制御（出力・相関色温度を連動漸減制御）の仕様を決め、実験用の制御システムを作成し、分光分布などの光学特性を確認した。
日中に昼白色LED光源のみを制御して印象評価を実施した結果、それらの明るさ制御だけでは良好な印象評価につながらない傾向が得られ、相関色温度も連動して制御する必要性を確認した。
トワイライト光環境制御パターンを作成した後、生体信号計測を9名の被験者を対象に実施した。就寝前光曝露条件は、対照条件として白熱電球、青色励起・紫色励起LEDのそれぞれについて、照度および相関色温度の漸減制御として、40分で漸減させるTwilight条件、光曝露の最後に2分で漸減させるAcute条件、という全5条件を設定した。計測はまだ途中であるが、Acute条件とTwilight条件とに差異傾向がみられている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
夜間光環境に関する研究は、新型コロナウイルス感染拡大の影響を受け、研究計画を一部変更して実施した。実験条件に用いる照明条件に関する印象評価を事前に実施する予定であったが、充分なデータ数の確保が難しいと予想されたため、日中の昼白色光源照度変化の印象評価を確認した後、自然光を実測（10月に正午から日没までの太陽光の光学特性変化を5日間実施）した結果をもとに照明漸減制御デザインを作成し、それを実験条件として用いることとした。
また、実験条件を見直した。当初予定（申請時）は、トワイライト制御条件3条件、低照度低色温度の定常条件、高照度高色温度の定常条件の5条件を実験条件とする予定であった。しかし、以前実施していた終夜睡眠研究（定常光の白熱電球および青色励起・紫色励起LED使用）や日中の仮眠実験との比較を行う可能性を考え、対照条件としてIL（白熱電球）を用い、青色励起および紫励起LEDそれぞれに2パターンのトワイライト照明制御を施すこととした。照度および相関色温度の変化は同様で、40分かけて変化させるTwilight条件（B-Twilight, P-Twilight）と2分間で制御が終了するAcute条件（B-Acute, P-Acute）を作成し、この5条件で実施することとし、終夜睡眠計測を開始した。その結果、昨年度の遅れをかなり取り戻すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
COVID-19 拡大の悪影響については、2020年度においても、被験者を依頼しづらい状況は続いている。これは、今後の課題推進にとっても影を落としているが、2020年度に新しく光源を制作し、自然光の光学特性の実測をもとに、多人数の印象評価を割愛して調光制御案を絞り込んだことで、研究全体の遅れを低減することができた。
2021年度は、既に始まっている終夜睡眠の計測評価実験を継続し、トワイライト制御の利点を明確化し、可能な限り、励起光の差異についても評価する予定である。
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