JP2020167063A - Lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、照明装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a lighting device.
近年では、LED(Light Emitting Diode)を光源とする照明装置において、対象物を照射した際に、対象物本来の自然な色合いで人間の目に認識させるような照明装置が存在する。このような照明装置では、蛍光体もしくはLEDの組み合わせにより1つの決まった分光分布の光が照射される。 In recent years, in a lighting device using an LED (Light Emitting Diode) as a light source, there is a lighting device that makes the human eye recognize the object with its original natural color when irradiating the object. In such a lighting device, light having a fixed spectral distribution is irradiated by a combination of a phosphor or an LED.
しかし、色合いは対象物に応じて異なるため、照明装置から照射される光もそれに応じて変化させる必要がある。対象物と光が合っていない場合は、対象物が正確な色合いで認識されない虞がある。従来の照明装置では、照明装置を設置する側で照射対象物に適した光を判断し、さらに照射対象物に応じて照明装置を取り替える必要があった。そのため、照射対象物に適した光を照射可能な照明装置が必要とされていた。 However, since the hue differs depending on the object, it is necessary to change the light emitted from the lighting device accordingly. If the light does not match the object, the object may not be recognized with an accurate hue. In the conventional lighting device, it is necessary for the side on which the lighting device is installed to determine the light suitable for the irradiation target, and to replace the lighting device according to the irradiation target. Therefore, there has been a need for a lighting device capable of irradiating light suitable for the object to be irradiated.
本発明が解決しようとする課題は、照射対象物に適した光を照射可能な照明装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide an illuminating device capable of irradiating light suitable for an object to be irradiated.
実施形態の一例に係る照明装置は、ピーク波長が680nm以上の赤色光を発する第1光源と、白色光源と、を備える光源部を備える。また、光源部を制御する制御部を備えており、光源部からの出力は、照射対象物に対応した目標色度座標に応じて制御される。 The lighting device according to an example of the embodiment includes a light source unit including a first light source that emits red light having a peak wavelength of 680 nm or more and a white light source. Further, a control unit for controlling the light source unit is provided, and the output from the light source unit is controlled according to the target chromaticity coordinates corresponding to the irradiation target object.
実施形態によれば、照射対象物に適した光を照射可能な照明装置を提供することが期待できる。 According to the embodiment, it can be expected to provide a lighting device capable of irradiating light suitable for the object to be irradiated.
以下、一実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下では可視光についての説明を行う。つまり、人間の目で感じとれることが可能な可視光線である、波長が380nm〜780nmの範囲の光について説明するものとする。また、本明細書において白色とは色温度が1800K〜20000Kの範囲の光を指すこととする。
図1に対象物を照射する照明装置1を示す。照明装置1は光源装置2、光源装置2の点灯を制御する制御部3を備える。
Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, visible light will be described. That is, light having a wavelength in the range of 380 nm to 780 nm, which is visible light that can be perceived by the human eye, will be described. Further, in the present specification, white refers to light having a color temperature in the range of 1800K to 20000K.
FIG. 1 shows a
図2に光源装置2を示す。光源装置2は第1光源10と第2光源20を備えている。第1光源10と第2光源20は、それぞれ1つの光源もしくは複数の光源によって形成される。また図2に示すように、第1光源10、第2光源20をそれぞれ個別に1列ずつ配設する形態に限定されるものではい。例えば、それぞれの光源が点在する千鳥配置で配設されたり、第1光源10を覆うように第2光源20が配設されても良い。
FIG. 2 shows the
第1光源10は、ピーク波長が680nm以上の赤色光源である。第1光源10のピーク波長は、例えば、680nm以上780nm以下であって、好ましくは680nm以上700nm未満である。また、第1光源10は、LEDやLDやOLEDなどの固体光源であって、半値幅は5nm以上60nm以下であることが望ましい。
The
第2光源20は、白色光源であって、例えば、色温度が3000K、色偏差が0の白色光源である。第2光源20は、例えば、赤色と緑色と青色の3色、もしくは、赤色と黄色と青色の3色の固体光源を備えた光源であったり、青色の固体光源を励起光源として黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体のうち少なくとも1種類の蛍光体が励起される光源であったりしても良い。
The
制御部3は光源装置2の点灯を制御する。制御部3は、電源機能と制御機能を備えており、光源装置2の第1光源10、第2光源20をそれぞれ個別に点灯制御することができる。例えば、それぞれの光源にPWM波形または直流波形の電流を入力して、それぞれの光源を個別に調光制御したり、時間的に除所時間的に徐々に明るく、もしくは暗くしたりする調光制御もできる。
The
制御機能を動作させるための制御用信号は、照明装置1に設けられた、例えば、ボタンやツマミを操作することで入力されて良いし、外部から制御用信号を入力されても良い。外部から制御用信号を入力する場合は、例えば、リモコンから赤外線や可視光などの光信号を入力したり、通信機器から有線もしくは無線通信で信号を入力したりしても良い。
The control signal for operating the control function may be input by operating a button or a knob provided on the
また光源装置2は、第3光源30、第4光源40を備えていても良い。また、第2光源20は白色ではなく、ライム色光源であったり、アンバー色光源であったりしても良い。
Further, the
第3光源30は、ピーク波長が490nm以下の青色光源である。第3光源30のピーク波長は、例えば、400nm以上490nm以下である。また第3光源30は、LEDやLDやOLEDなどの固体光源であって、半値幅は5nm以上60nm以下であることが望ましい。 The third light source 30 is a blue light source having a peak wavelength of 490 nm or less. The peak wavelength of the third light source 30 is, for example, 400 nm or more and 490 nm or less. Further, the third light source 30 is a solid-state light source such as an LED, LD, or OLED, and it is desirable that the half width is 5 nm or more and 60 nm or less.
第4光源40は、ピーク波長が490nm以上550nm以下の緑色光源である。第4光源40のピーク波長は、好ましくは、490nm以上520nm以下である。また、第4光源40は、LEDやLDやOLEDなどの固体光源のみで構成されていても良いし、LEDやLDやOLEDなどの固体光源と蛍光体の組み合わせで構成されていても良い。なお、LEDやLDやOLEDなどの固体光源のみで構成されていている場合は、半値幅は5nm以上60nm以下であることが望ましい。 The fourth light source 40 is a green light source having a peak wavelength of 490 nm or more and 550 nm or less. The peak wavelength of the fourth light source 40 is preferably 490 nm or more and 520 nm or less. Further, the fourth light source 40 may be composed of only a solid light source such as an LED, LD or OLED, or may be composed of a combination of a solid light source such as an LED, LD or OLED and a phosphor. When it is composed only of a solid-state light source such as an LED, LD, or OLED, it is desirable that the half width is 5 nm or more and 60 nm or less.
照明装置1で対象物を照射する場合は、照明装置1からの出力が照射対象物に対応した目標色度座標に応じて、光源装置2が制御部3に制御される。ここでの照射対象物に対応した目標色度座標とは、例えば、照射対象物の視認性を向上させる光源装置2から照射される光の色度座標である。つまり、目標色度座標に制御された光を対象物に照射することで、対象物が持っている色合いや風合いを人間の目で正確に識別することができる。
When the
この目標色度座標は、例えば、照射対象物の反射率または人間の目の視感度曲線、もしくはその両方を用いて導出される。つまり、光源装置2が照射した光が照射対象物に当たり、反射光を人間の目で受け取るとき色度を想定して、目標色度座標が導出される。従来の照明装置では、照明装置から照射される光のみに着目していたため、対象物に照射してみると色が微妙にずれており、光源の微調整が必要となっていた。本制御方法とすることで、最初から人間の目が受け取る色に合わせて制御を行うため、微調整なくスムーズに対象物を照射することが可能となる。
The target chromaticity coordinates are derived using, for example, the reflectance of the object to be irradiated, the luminosity curve of the human eye, or both. That is, when the light emitted by the
この目標色度座標は、例えば、照射対象物と目標色度座標が紐付けされた、テーブルを参照して抽出されても良い。このテーブルは、例えば、照明装置1に配設された記憶領域に備わっていても良いし、ネットワーク上に記録されていても良い。テーブルを参照する際は、照射対象物の情報を入力するステップと、目標色度座標が出力されるステップと、を含む。ここでの照射対象物の情報とは、照射対象物の名称であったり、照射対象物の画像データや反射率データであったりする。例えば、照射対象物の画像データや反射率データを入力する場合は、間に、照射対象物が何かを判断するステップを含んでも良い。
The target chromaticity coordinates may be extracted by referring to a table in which the irradiation target and the target chromaticity coordinates are linked, for example. This table may be provided in a storage area arranged in the
また目標色度座標は、テーブル参照する形態に限定されるものではない。例えば、照射対象物の情報をもとに、目標色度座標を算出する形態でも良い。この場合、照明装置1もしくはネットワーク上に配設されたコンピュータに対象物の情報を入力するステップと、コンピュータで対象物の情報を元に目標色度座標を判断するステップと、目標色度座標を出力するステップと、を含む。なお、ここでのコンピュータとは、例えば、プロセッサやCPUを指す。また、ここでの照射対象物の情報とは、照射対象物の名称であったり、照射対象物の画像データや反射率データであったりする。
Further, the target chromaticity coordinates are not limited to the form of referencing the table. For example, the target chromaticity coordinates may be calculated based on the information of the irradiation target object. In this case, the step of inputting the information of the object into the
ここでxy色度図を用いて、第1光源10、第2光源20、第3光源30、第4光源40それぞれの色度座標について説明する。図3にxy色度図の一例を示す。図3において、横軸のxの値が大きいほど赤色が強く、xの値が小さいほど青色が強いことを示している。また縦軸のyの値が大きいほど緑色が強く、yの値が小さいほど青色が強いことを示している。つまり、青色に近づくほど、x、yともに値が小さくなり、緑色に近づくほどyの値が大きくなり、赤色に近づくほどxの値が大きくなることを示している。
Here, the chromaticity coordinates of the
また図3において、色度図の中央には、色温度を表す黒体軌跡50が示されている。その黒体軌跡50において、最も低色温度が低くなる点を低色温度点51とし、色温度が無限大相当となる点を高色温度点52とする。低色温度点51は黒体軌跡50において最もxの値が大きくなる点であり、後述する第1光源10の色度座標である第1色度座標11
とほぼ近い点である。高色温度点52は、黒体軌跡50において最もxの値が小さくなる点であり、例えば、20000Kより高い色温度を示す点である。なお低色温度点51は、例えば、色温度が500Kとなる点としても良い。さらに、図3において、略半楕円形状となる色度図の円弧部分は外周部53であり、スペクトル軌跡を表している。外周部53は色度図において、yが最も小さくなる点から始まり、xが最も大きくなる点までを結ぶ形で形成されている。
Further, in FIG. 3, a
It is almost close to. The high
本実施形態において、第1光源10は、ピーク波長が680nm以上の赤色光源であり、第1光源10の色度座標である第1色度座標11は、色度図でxが最も高くなる箇所に位置する。つまり、第1色度座標11と外周部53においてxが最も大きくなる点とほぼ一致する。本実施形態では、図3に示すように、(x、y)=(0.73、0.27)の点に第1色度座標11が位置している。
In the present embodiment, the
本実施形態では、第3光源30の色度座標である第3色度座標31は、第1色度座標11と高色温度点52を結ぶ直線をxが小さくなる方向に延長した延長線Aを引き、延長線Aと外周部53と交わる点よりyが小さくなる点に位置することが好ましい。本実施形態では、図3に示すように、延長線Aと外周部53が交わる点は、波長490nmを越えた点となる。そのため、第3光源30をピーク波長が490nm以下とすることが好ましい。本実施形態では、図3に示すように、波長485nm相当の(x、y)=(0.07、0.20)の点に第3色度座標31が位置している。
In the present embodiment, the third chromaticity coordinate 31, which is the chromaticity coordinate of the third light source 30, is an extension line A extending a straight line connecting the first chromaticity coordinate 11 and the high
本実施形態では、第4光源40の色度座標である第4色度座標41は、第1色度座標11から外周部53に沿ってyが大きくなる方向に延長した延長線Bを引き、外周部53と延長線Bが交わる最もyが大きい点に位置することが好ましい。本実施形態では、図3に示すように、波長550nm相当の(x、y)=(0.30、0.69)の点に第4色度座標41が位置している。
In the present embodiment, the fourth chromaticity coordinate 41, which is the chromaticity coordinate of the fourth light source 40, draws an extension line B extending from the first chromaticity coordinate 11 in the direction in which y increases along the outer
このように、第1、第3、第4色度座標を定めることで、色度座標上において、第1色度座標11、第3色度座標31、第4色度座標41の3点を頂点とする三角形の内側の領域に黒体軌跡50の全体を含むことができる。つまり、第1光源10、第3光源30、第4光源40の出力を変動させることで、黒体軌跡50の低色温度点51や、高色温度点52を含む幅広い色を照明装置1で作り出すことが可能となる。
By determining the first, third, and fourth chromaticity coordinates in this way, three points of the first chromaticity coordinate 11, the third chromaticity coordinate 31, and the fourth chromaticity coordinate 41 are set on the chromaticity coordinate. The entire area of the
例えば、赤色、緑色、青色のような単色を作り出す場合は、第1光源10、第3光源30、第4光源40のうちいずれか1つを点灯させれば良い。また、赤色、緑色、青色それぞれの中間色を作り出す場合は、第1光源10、第3光源30、第4光源40のうちの2つのみ光源を点灯させれば良い。
For example, when producing a single color such as red, green, or blue, any one of the
しかし、色度図における中央付近の光を作り出す場合は、第1光源10、第3光源30、第4光源40のいずれも点灯させる必要がある、この色度図における中央付近の光は、例えば、白色である。この場合、第1光源10からの出力は、第3光源30ないし第4光源40よりも高くなる。ここでの出力は、例えば、放射束(単位:mW)であり、例えば、第1光源10は、第3光源30ないし第4光源40よりも2倍以上高い出力の光を照射する。そして、第1光源10と第3光源30と第4光源40から照射される光を混色して、例えば、白色が作り出される。このように制御して照射されることで、第1光源10からの光が一定割合以上照射されるため、後述する、照射対象物の本来の色味を正確に人間の目で認識できる効果が期待できる。
However, in order to produce light near the center in the chromaticity diagram, it is necessary to turn on all of the
また、本実施形態においては、第4光源40は、ピーク波長が490nm以上550nm以下であり、LEDやLDやOLEDなどの固体光源と蛍光体の組み合わせで構成されていても良い。つまり第4色度座標41は、図3に示した波長550nm相当の(x、y)=(0.30、0.69)とは異なる座標に位置する。具体的には、ピーク波長が小さくなることで、第4色度座標41が外周部53に沿って、xが小さくなる方向に移動する。また固体光源と蛍光体の組み合わせで構成することで、スペクトルの半値幅が大きくなり、第4色度座標41が色度図の外周部53上の点から、色度図の中の方向に移動する。その場合、照明装置1で青緑に近い色を作り出したり、演色性が高い光を作り出したりできる一方で、黒体軌跡50の低色温度点51の近傍の色や黒体軌跡50の高色温度点52を作り出すことができなくなる虞がある。照明装置1の用途によっては、低色温度点51や高色温度点52を作り出す必要はないため、用途に応じて使用する光源を使い分けることができる。
Further, in the present embodiment, the fourth light source 40 has a peak wavelength of 490 nm or more and 550 nm or less, and may be composed of a combination of a solid-state light source such as an LED, LD, or OLED and a phosphor. That is, the fourth chromaticity coordinate 41 is located at a coordinate different from (x, y) = (0.30, 0.69) corresponding to the wavelength of 550 nm shown in FIG. Specifically, as the peak wavelength becomes smaller, the fourth chromaticity coordinate 41 moves along the outer
さらに、本実施形態においては、光源装置2は第2光源20を備えており、この第2光源20の色度座標である第2色度座標21は、色度図上において、第1色度座標11、第3色度座標31、第4色度座標41の3点を頂点とする三角形の内側の領域に位置することが望ましい。第2光源20と組み合わせることで、第1光源10、第3光源30、第4光源40の3つの光源で実現可能な全ての相関色温度に対し、同じ相関色温度でも様々な演色性の分光分布を実現することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the
第2光源20を備えた光源装置2にて、第2色度座標21とは異なる色度座標であって、色度図における中央付近の光(例えば、白色光)を作り出す場合、第1光源10、第2光源20、第3光源30、第4光源40のから照射される光を混色して作り出される。そして、この場合においても、第1光源10からの出力は、第3光源30ないし第4光源40よりも高くなる。ここでの出力は、例えば、放射束(単位:mW)であり、例えば、第1光源10は、第3光源30ないし第4光源40よりも2倍以上高い出力の光を照射し、このように制御して照射されることで、第1光源10からの光が一定割合以上照射されるため、後述する、照射対象物の本来の色味を正確に人間の目で認識できる効果が期待できる。
When the
次に照明装置1で対象物を照射する動きについて説明する。この照明装置1で対象物を照射する場所は、例えば、店舗(アパレル、美容院、食料品店など)や美術館などであるが、これら以外の場所で用いられても良い。
Next, the movement of irradiating the object with the
例えば、本実施形態における一例として、図4に示すスペクトルを有する照明装置1を構成する。図4に示すスペクトルを有する照明装置1は、第1光源10としてピーク波長が690nmのLEDと、第2光源20として、3000Kの白色LEDと、第3光源30としてピーク波長が465nmのLEDと、第4光源40としてピーク波長が550nmのLEDと、を備えている。
For example, as an example in this embodiment, a
図5に、本実施形態における一例として、図4に示すスペクトルを有する照明装置1の各光源の色度を示す。第1色度座標11は、例えば、(x、y)=(0.73、0.27)である。第2色度座標21は、例えば、(x、y)=(0.45、0.41)である。第3色度座標31は、例えば、(x、y)=(0.13、0.06)である。第4色度座標41は、例えば、(x、y)=(0.41、0.51)である。なお、本実施形態では、第2色度座標21は、第1色度座標11と第3色度座標31と第4色度座標41の3点で構成される三角形の中であって、黒体軌跡50上に位置する点となっている。
FIG. 5 shows, as an example of the present embodiment, the chromaticity of each light source of the
本実施形態においては、第1光源10、第2光源20、第3光源30、第4光源40の4種類の光源の明るさを変化させることで、例えば、2800K、duv=0.00の光であれば、Ra85〜Ra95の光を作り出すことが可能となる。
In the present embodiment, by changing the brightness of four types of light sources, the
また、第1光源10はピーク波長が680nm以上の赤色光源である。ピーク波長が680nm以上の赤色光が付加されることで、R1〜R15の値や、duvの値がほぼ同じでも、対象物の肌色や赤色、紫色、といった色の視認性を向上することができ、視対象が持つ色合いや風合いを人間の目によって、より正確に識別できる効果が期待できる。
The
ここで、肌色を例に挙げて、対象物の肌色を正確に識別できるようになる原理について説明する。なお、人間が識別する物体の色は、人間の目の感度と物体が発する色(物体が反射する光の波長)とが関連している。 Here, the principle of being able to accurately identify the skin color of an object will be described by taking the skin color as an example. The color of an object identified by a human is related to the sensitivity of the human eye and the color emitted by the object (wavelength of light reflected by the object).
人間の目の感度を示す情報としては、等色関数と呼ばれるものが知られている。等色関数は、人間の目に対応する分光応答度を示すものである。国際照明委員会(CIE:Commission Internationale de I’Eclairage)では、等エネルギースペクトルに対する目の感度をスペクトル刺激値と称し、この感度曲線を等色関数と定義している。 図6は、等色関数を示す図である。等色関数は、3つの曲線z(λ)、曲線y(λ)および曲線x(λ)を有する。各曲線は、人間が知覚する色を数値化する指標として用いられる。図6に示す等色関数において、曲線x(λ)は、等色関数における最も大きい(長い)波長での相対値のピークを有する。等色関数の曲線x(λ)では、約600nm程度の波長において、最も大きい波長での相対値のピークを形成する。すなわち、等色関数において、相対値がピークとなる最も長い波長は約600nmである。このような等色関数に従えば、600nm以上の波長領域においては光の波長が長く大きくなればなるほど、色として数値化するのが困難となる(つまり、等色関数への寄与が小さくなる)。 As information indicating the sensitivity of the human eye, what is called a color matching function is known. The color matching function indicates the spectral responsiveness corresponding to the human eye. The Commission Internationale de I'Eclairage (CIE) defines the sensitivity of the eye to the isoenergy spectrum as the spectral stimulation value, and this sensitivity curve as the color matching function. FIG. 6 is a diagram showing a color matching function. The color matching function has three curves z (λ), a curve y (λ) and a curve x (λ). Each curve is used as an index to quantify the color perceived by humans. In the color matching function shown in FIG. 6, the curve x (λ) has a relative value peak at the largest (longest) wavelength in the color matching function. In the curve x (λ) of the color matching function, a peak of a relative value is formed at the largest wavelength at a wavelength of about 600 nm. That is, in the color matching function, the longest wavelength at which the relative value peaks is about 600 nm. According to such a color matching function, in the wavelength region of 600 nm or more, the longer and larger the wavelength of light, the more difficult it is to quantify it as a color (that is, the contribution to the color matching function becomes smaller). ..
一方、人が知覚する物体の色は、等色関数で表されるような人間の目に対応する分光応答度だけでなく、物体の分光反射率(分光反射率係数)にもよる。一般に、色の見え方はカラーチャートを用いて確認される。カラーチャートの例としては、マクベスチャートと呼ばれるものがある。例えば、マクベスチャート(マクベスチャートのNO.2)では人間の肌色としての色票が示されている。図7は、マクベスチャートで示される肌色の分光反射率を示す図である。図7によれば、肌色の分光反射率は、580nmから780nmまでの間で相対値が大きくなる。そのため、この分光反射率の相対値が大きい領域の波長を肌色に照射することで反射光が増え、反射光が人間の目に入ることで、より本来の色味を正確に認識することが可能となる。 On the other hand, the color of an object perceived by a person depends not only on the spectral responsiveness corresponding to the human eye as represented by the color matching function, but also on the spectral reflectance (spectral reflectance coefficient) of the object. Generally, the appearance of colors is confirmed using a color chart. An example of a color chart is what is called a Macbeth chart. For example, the Macbeth chart (No. 2 of the Macbeth chart) shows a color tag as a human skin color. FIG. 7 is a diagram showing the spectral reflectance of the skin color shown in the Macbeth chart. According to FIG. 7, the spectral reflectance of the skin color has a large relative value between 580 nm and 780 nm. Therefore, by irradiating the skin color with a wavelength in the region where the relative value of the spectral reflectance is large, the reflected light increases, and the reflected light enters the human eye, so that the original color can be recognized more accurately. It becomes.
本実施形態では、等色関数への寄与がごく小さい領域であるが、肌色の分光反射率が高い680nm以上の光を第1光源10によって付加することにより、肌色が本来もつ色味を正確に人間の目に伝えることが可能となっている。赤色、紫色についても同様で、680nm以上の波長領域での反射率が高くなるものであれば、同様の効果を期待できる。
In the present embodiment, the contribution to the color matching function is very small, but by adding light of 680 nm or more, which has a high spectral reflectance of the skin color, by the
同様に、第4光源40は、ピーク波長が490nm以上550nm以下の緑色光源であり、この光が付加されることで、対象物の緑色の視認性を向上することができ、視対象が持つ色合いや風合いを人間の目によって、より正確に識別できるようになる。また、第3光源30は、ピーク波長が490nm以下の青色光源であり、この光が付加されることで、対象物の青色の視認性を向上することができ、対象物が持つ色合いや風合いを人間の目によって、より正確に識別できるようになる。 Similarly, the fourth light source 40 is a green light source having a peak wavelength of 490 nm or more and 550 nm or less, and by adding this light, the visibility of the green color of the object can be improved, and the hue of the visual object can be improved. And texture can be identified more accurately by the human eye. Further, the third light source 30 is a blue light source having a peak wavelength of 490 nm or less, and by adding this light, the blue visibility of the object can be improved, and the color and texture of the object can be improved. It can be identified more accurately by the human eye.
本実施形態の照明装置1を用いた場合、例えば、赤色を含む対象物を照射する際は赤色の第1光源10を、緑色を含む対象物を照射する際は緑色の第4光源40を、青色を含む対象物を照射する際は青色の第3光源30を、それぞれ選択して照射することが可能となる。もちろん、それぞれを複合して照射することも可能であり、例えば、赤色と青色を含む対象物を照射する際は赤色の第1光源10と青色の第3光源30を一緒に照射しても良い。これにより、赤色、青色、緑色のそれぞれ原色と、そのそれぞれの中間色を正確に識別できる光を照射することが可能となる。
When the
従来の照明装置では、主に赤に着目して構成されていたため、青色や緑色を付加する機構が備わっておらず、青色や緑色を含む対象物に照射した場合、赤色のみ視認性が向上され不自然に認識される虞があった。本実施形態では、青色や緑色を付加する機構を備えているため、青色や緑色を含む対象物に対しても適切に認識できる光を照射することが可能となる。 Since the conventional lighting device is mainly configured by focusing on red, it does not have a mechanism for adding blue or green, and when an object containing blue or green is irradiated, the visibility is improved only in red. There was a risk of being recognized unnaturally. Since the present embodiment includes a mechanism for adding blue or green, it is possible to irradiate an object containing blue or green with light that can be appropriately recognized.
また、従来の赤に着目して構成されていた照明装置を、同一空間に複数台並べた場合、LED素子の固体バラつきやロット差によって、光色にバラつきが生じ、隣接する照明装置でも微妙に色が異なって見えるという問題点があった。本実施形態のように、色を調整可能な調色構造とすることで、照明装置間のバラつきを改善することができる。 In addition, when a plurality of lighting devices that have been configured by focusing on red are arranged in the same space, the light color varies depending on the individual LED elements and lot differences, and the adjacent lighting devices also delicately. There was a problem that the colors looked different. By adopting a toning structure in which the color can be adjusted as in the present embodiment, it is possible to improve the variation between the lighting devices.
色を調整可能な構造としては、本実施形態とは異なり、2色の白色光を組み合わせて調色する構造も存在する。この場合、2色の白色光つまり、2つの座標間の直線上での調色となるため、照明装置間のバラつきがこの直線上に収まっていない場合は、光色のバラつきを改善することができない虞があった。また、黒体軌跡は直線ではないため、この直線上で調色を行った際に、黒体軌跡から外れてしまい、違和感のある光となってしまう虞があった。本実施形態のように、2つの座標間ではなく、3つ以上の座標間での調色する構造とすることで、偏差方向への調色も可能となる。よって、直線ではカバーしきれない領域も調光することができたり、黒体軌跡に沿った調色もすることも可能となる。 As a structure in which the color can be adjusted, unlike the present embodiment, there is also a structure in which two colors of white light are combined to adjust the color. In this case, the two colors of white light, that is, the toning is performed on the straight line between the two coordinates. Therefore, if the variation between the lighting devices does not fit on this straight line, the variation in the light color can be improved. There was a risk that it could not be done. Further, since the blackbody locus is not a straight line, when the color is adjusted on this straight line, the light may deviate from the blackbody locus, resulting in a strange light. By adopting a structure in which color matching is performed between three or more coordinates instead of between two coordinates as in the present embodiment, color matching in the deviation direction is also possible. Therefore, it is possible to dimm the area that cannot be covered by a straight line, and it is also possible to adjust the color along the blackbody locus.
なお、本実施形態においては、第1光源10はピーク波長が680nm以上の赤色光源であり、等色関数への寄与が小さく視感度が高くない光を照射する。そのため、照明装置1を調色する際は、視感度が高い第3光源30や第4光源40の方向へ引っ張れられやすくなる。特に、黒体軌跡に沿って調光する場合は、第1光源10の出力は、第3光源30や第4光源40よりも強くなるように制御する必要がある。
In the present embodiment, the
また、一般的に、LEDを光源とする照明装置は、CIEで定義される等色関数で数値化できる色の光を再現することを想定して設計されることが多い。言換えると、等色関数で数値化できる光色を再現することを目的として設計されたLEDを光源とする照明装置は、等色関数では数値化が困難である可視域の波長の光(等色関数への寄与が小さい波長の光)を出力するようには設計されていない。すなわち、等色関数で数値化できる光色を再現することを目的として設計されたLEDを光源とする照明装置は、等色関数への寄与が小さい波長(例えば、680nm以上の波長)の光の出力を大きくすることが困難である。本実施形態では、ピーク波長が680nm以上の赤色光源である第1光源10を備えており、等色関数への寄与が小さい680nm以上の光の出力を大きくすることが可能である。その結果、肌色、赤色、紫色の視認性を向上することができ、対象物が持つ色合いや風合いを人間の目によって、より正確に識別できるようになる。
Further, in general, a lighting device using an LED as a light source is often designed on the assumption that light of a color that can be quantified by a color matching function defined by CIE is reproduced. In other words, an LED-based lighting device designed to reproduce a light color that can be quantified by a color matching function is light with a wavelength in the visible range that is difficult to quantify by a color matching function (etc. It is not designed to output light of wavelengths that contribute less to the color function). That is, an LED-based lighting device designed for the purpose of reproducing a light color that can be quantified by a color matching function has a wavelength of light having a small contribution to the color matching function (for example, a wavelength of 680 nm or more). It is difficult to increase the output. In the present embodiment, the
次に、照明装置1の制御系の説明を行う。照明装置1は、例えば、照明装置1に設けられたボタンやツマミを操作することで制御が切り替えられても良いし、外部から入力された対象物の情報に基づき照明制御が行われる形態でも良い。以下では、外部から対象物の情報が入力される形態の一例について説明を行う。
Next, the control system of the
外部から入力される対象物の情報とは、例えば、カメラやセンサで取得された実態画像データや熱画像データなどの画像データであったり、反射率情報、色情報、温度情報、変位情報などの数値データであったりする。この場合、図8に示すように、照明装置1に対象物の情報を受信する受信部60と対象物の情報が入力され照明制御方法を判断する処理部70を配設する。
The information of the object input from the outside is, for example, image data such as actual image data or thermal image data acquired by a camera or sensor, reflectance information, color information, temperature information, displacement information, etc. It may be numerical data. In this case, as shown in FIG. 8, the
受信部60では、外部から送信された対象物の情報を受信する。なお、照明装置1で対象物の情報を取得する形態としても良く、その場合は、受信部60の代わりに、対象物の情報を取得するセンサやカメラといった図示しない取得部61を配設する。また、受信部60と取得部61と両方を配設していても良い。受信もしくは取得した対象物の情報は、受信部60もしくは取得部61から出力され、その後、処理部70へ渡される。
The receiving
処理部70は、例えば、プロセッサやCPUを備えており、入力された対象物の情報から、対象物に適した目標色度座標を判断し、制御方法を判断する。そして、処理部70から制御方法が含まれた情報もしくは信号が出力され、その後、制御部3へ渡される。制御部3が光源部2を制御する。
The
例えば、対象物として人間の肌を選択したケースを紹介する。照射対象の人間の肌色に関する情報を、照明装置1の取得部61、または照明装置1とは別に設置されたセンサ、または携帯用通信機器などで取得する。この時点では取得した情報は、実態画像データであったり、反射率データであったり、実態画像データを元に反射率データに変換されていたり、しても良い。
For example, we will introduce a case where human skin is selected as the object. Information on the skin color of the human being to be irradiated is acquired by the acquisition unit 61 of the
その後、その取得した情報を処理部70へと渡す。処理部70ではその情報から、例えば、肌色の反射率が高い波長領域の光源の出力を高めることが適していると判断し、その目標色度座標を算出もしくは選択する。その後、その目標色度座標に合わせた制御方法を判断する。そして、その制御方法が含まれた情報もしくは信号が出力される。なお処理部70での制御の判断は、上に記載したものに限定されるものではない。例えば、肌色が特定の色度になるように光源の出力を変動させる制御を判断したりしても良い。この場合、照明装置1が使用される状況を予め登録しておくことで、制御の方針をコントロールするような仕組みとなっていても良い。
After that, the acquired information is passed to the
そして、その情報もしくは信号は制御部3へ渡され、制御部3が光源部2を制御することで、照明制御が行われる。この一連の照明制御において、情報や信号は有線、無線どちらでやり取りされても良い。
Then, the information or signal is passed to the
処理部70での処理は、例えば、入力された対象物の情報が実態画像データの場合は、対象物の分光反射率を抽出し、分光反射率の高い波長領域の光源の発光強度を高めるという制御を判断し、制御情報を出力するというステップが含まれる。また、特定の波長の発光強度を高めることで、色温度や色偏差、Raが変動してしまう場合は、変動を打ち消すように別の波長の光源の発光強度を変動させるような制御を間にはさんでも良い。
In the processing by the
処理部70には、予め対象物と制御方法とが紐付けられたデータが記憶されている記憶部を備えていても良い。その場合、処理部70での処理は、対象物が何か認識するステップと、認識した対象物の状態と記憶部のデータを照合し制御方法を選択するステップと、制御情報を出力するステップとなっても良い。また、処理部70がクラウドサーバーと接続し、クラウドサーバー上でデータを検索し照合する構成でも良い。
The
また、受信部60と処理部70は一体に形成されても良いし、制御部3に受信部60と処理部70の機能も持たせていても良い。さらに、処理部70での処理はクラウドサーバー上で行われ、照明装置1は、処理部70を備えていなくても良い。この場合、対象物の情報は直接クラウドサーバーへ送信され、クラウドサーバーにて処理を行い、制御情報を照明装置1へ送信する。制御情報は受信部60で受け取り、その後、制御情報を受け取った制御部3が光源部2を制御する。
Further, the receiving
このように処理部70にて制御方法を判断して制御することにより、人間の目で1つ1つ対象物を確認して光源の出力を調整する手間を省くことができる。また、人間の目で判断する場合は、微妙な個人の感覚の差によって光源にバラつきが生じる虞がある。その点についても処理部70で判断することでバラつきなく制御することが可能となる。さらに、処理部70で判断を行い光源の出力を制御し不要な光源の出力を抑えることができるため、消費エネルギーを抑える効果も期待できる。
By determining and controlling the control method in the
次に第1の変形例を説明する。第1の変形例の照明装置1を図9に示す。第1の変形例では、光源装置2は、第1発光部110、第2発光部120、第3発光部130、第4発光部140を備える。ここでの発光部とは、ピーク波長が異なる複数の光源が集まって形成された発光部である。なお、各発光部の配置は図9に示した形態に限定されるものではなく、例えば、各発光部が帯状に形成され列をなすように配置されても良いし、最小単位で形成された各発光が千鳥配置で点在するように配置されても良い。
Next, the first modification will be described. The
第1発光部110からは、青色と白色を混色した光が照射される。第1発光部110には、例えば、第2光源20と、第3光源30と、の2種類の光源の組み合わせで構成される。ここでの、第2光源20は、例えば、4300K、Ra90の白色光源である。
Light in which blue and white are mixed is emitted from the first
第2発光部120からは、赤色と白色を混色した光が照射される。第2発光部120には、例えば、第1光源10と第2光源20が配設される。ここでの。第2光源20は、例えば、4300K、Ra90の白色光源である。なお、第2発光部120においては、赤色の光はピーク波長が680nm以上に限定されるものではない。例えば、第2発光部120は、ピーク波長が610nm以上680nm以下の赤色光源と、第2光源20と、の2種類の光源の組み合わせで構成されていても良い。
Light in which red and white are mixed is emitted from the second
第3発光部130からは、緑色と青色と白色を混色した色の光が照射される。第3発光部130には、例えば、第2光源20と第3光源30と第4光源40が配設される。ここでの、第2光源20は、例えば、4300K、Ra90の白色光源である。なお、第3発光部130においては、緑色の光はピーク波長が490nm以上550nm以下に限定されるものではない。そのため、第3発光部130としては、例えば、ピーク波長が490nm以上580nm以下の緑色光源と、第3光源30と、第2光源20と、の3種類の光源の組み合わせで構成されていても良い。
Light of a color that is a mixture of green, blue, and white is emitted from the third
第4発光部140からは、赤色と緑色と白色を混色した色の光が照射される。第4発光部140には、例えば、第1光源10と第2光源20と第4光源40が配設される。ここでの第2光源20は、例えば、4300K、Ra90の白色光源である。なお、第4発光部140においては、赤色の光はピーク波長が680nm以上に限定されるものではない。また、緑色の光はピーク波長が490nm以上550nm以下に限定されるものではない。そのため、第4発光部140としては、例えば、ピーク波長が610nm以上680nm以下の赤色光源と、ピーク波長が490nm以上580nm以下の緑色光源と、第2光源20と、の3種類の光源の組み合わせで構成されていても良い。
The fourth
この構成とすることにより、第1発光部の色度座標111、第2発光部の色度座標121、第3発光部の色度座標131、第4発光部の色度座標141、は色度図上で図10の位置となる。第1の変形例での照明装置1では、第1発光部の色度座標111と、第2発光部の色度座標121と、第1発光部の色度座標131と、第1発光部の色度座標141と、の4点を頂点とする四角形の内側の領域の色を作り出すことができる。この四角形の領域は、発光部で赤色、緑色、青色、白色の光を混色させて構成されているため、図5に示したような赤色、緑色、青色とった単色光でつくられる領域と比べて、面積が狭いものとなる。つまり、第1の変形例の照明装置1で作り出すことができる色の範囲は、先に紹介した実施例と比べて狭いものとなっている。
With this configuration, the chromaticity coordinates 111 of the first light emitting unit, the chromaticity coordinates 121 of the second light emitting unit, the chromaticity coordinates 131 of the third light emitting unit, and the chromaticity coordinates 141 of the fourth light emitting unit are chromaticity. It is the position of FIG. 10 on the figure. In the
第1の変形例では、照明装置1で作り出すことができる色の範囲が狭くなっており、青色、赤色、緑色などの単色光が照射されない構造となる。一般照明では単色光は不要となる場合があるため、単色光が不要な環境においては、第1の変形例の照明装置1を用いることで、制御領域が限定されることで効率の良い照明制御が可能となる。
また、本構造とすることで、いずれの発光部にも白色光が含まれるため、高い演色性能を得つつ調光を行うことができる。
In the first modification, the range of colors that can be produced by the
Further, with this structure, since white light is contained in any light emitting portion, dimming can be performed while obtaining high color rendering performance.
第1の変形例における、各発光部に使用される白色光は演色評価数が90以上であることが好ましい。また、第1の変形例における、各発光部に使用される赤色、緑光はそれぞれ、半値幅が50nm以上あることが好ましい。 The white light used for each light emitting portion in the first modification preferably has a color rendering index of 90 or more. Further, it is preferable that the red and green light used for each light emitting portion in the first modification has a half width of 50 nm or more.
また、第1の変形例における、第1発光部の色度座標111、第2発光部の色度座標121、第3発光部の色度座標131、第4発光部の色度座標141、の4点からなる四角形の領域は、黒体軌跡50をその領域内に含むように構成されることが好ましい。
また、第1の変形例と第1の変形例が組み合わされた照明装置1が構成されても良い。
Further, in the first modification, the chromaticity coordinates 111 of the first light emitting unit, the chromaticity coordinates 121 of the second light emitting unit, the chromaticity coordinates 131 of the third light emitting unit, and the chromaticity coordinates 141 of the fourth light emitting unit. The rectangular region composed of four points is preferably configured to include the
Further, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 照明装置
2 光源装置
3 制御部
10 第1光源
20 第2光源
30 第3光源
40 第4光源
60 受信部
70 処理部
1
Claims (5)
白色光源と、
を備える光源部と;
前記光源を制御する制御部と;を有し、
前記光源部からの出力は、照射対象物に対応した目標色度座標に応じて制御されることを特徴とした照明装置。 A first light source that emits red light with a peak wavelength of 680 nm or more,
With a white light source
With a light source unit
It has a control unit that controls the light source;
An illumination device characterized in that the output from the light source unit is controlled according to the target chromaticity coordinates corresponding to the irradiation target object.
目標色度座標が出力される処理部と;をさらに備え、
照射処理部から出力される目標色度座標に基づき、前記照明装置を制御することを特徴した照明システム。 The lighting device according to any one of claims 1 to 3.
Further equipped with a processing unit that outputs target chromaticity coordinates;
A lighting system characterized in that the lighting device is controlled based on the target chromaticity coordinates output from the irradiation processing unit.
出力された目標色度座標に合わせた光を前記対象物に照射するステップと;
を含む照明方法。 With the step of inputting the information of the object into the processing unit and outputting the target chromaticity coordinates;
With the step of irradiating the object with light that matches the output target chromaticity coordinates;
Lighting methods including.
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