CN103388756A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种照明装置，包括第一和第二发光单元。第一发光单元发出具有相对低的色温和高对比度感觉指数的光。第二发光单元发出具有相对高的S/P比的光，所述S/P比是暗视亮度与明视亮度的比。第一发光单元照射的区域位于由第二发光单元照射的区域的垂直上方。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置。
背景技术
通常设计诸如荧光灯和发光二极管（LED）之类的照明装置以在良好光照条件下增加明视觉的明视亮度（photopic luminance）。人眼使用视锥细胞来感测明视觉的明度（brightness）。因此，较高的明视亮度增大了人眼对光的敏感度。
然而，对于在夜间街上和道路情况下使用的中间视觉而言，除了视锥细胞外，人眼还使用视杆细胞。视锥细胞的光谱光视效率的峰值是555nm，而视杆细胞的光谱光视效率的峰值是507nm。这样，仅增大明视亮度就不会有效。光谱光视效率中的这个偏移称为浦肯野效应。
日本特开专利公开No.2008-91232介绍了一种照明装置的实例，其考虑到在中间视觉情况下，人的视网膜中的视锥细胞和视杆细胞都起作用。照明装置包括多个光源，以使得视锥细胞和视杆细胞都能够起作用。至少一个光源发出在450到550nm之间的波长带中具有峰值的光，该波长带包括视杆细胞的光谱光视效率的峰值波长507nm。
照明装置考虑到浦肯野效应，并相对增大了光源的光谱分布中可见光的短波长成分。这增大了在中间视觉情况下的明度敏感度。然而，当以调整为符合中间视觉情况的光照射诸如行道树之类的植物时，绿叶就会显现蓝色且不自然。这就不会是实景。
发明内容
本发明的目的是确保在中间视觉情况下的可见性，同时使诸如行道树之类的植物能够显得自然。
本发明的一个方案是一种照明装置，其包括第一和第二发光单元。第一发光单元发出具有相对低的色温和高对比度感觉指数（feeling of contrastindex）的光。第二发光单元发出具有相对高的S/P比的光，所述S/P比是暗视亮度与明视亮度的比。第一发光单元照射的区域位于由第二发光单元照射的区域的垂直上方。
在上述结构中，第一发光单元被配置为发出的光具有4150K或更小的色温和大于123的对比度感觉指数。此外，第二发光单元被配置为发出的光具有2.1或更大的S/P比。
本发明确保了在中间视觉情况下的可见性，同时使诸如行道树之类的植物能够显得自然。
附图说明
通过连同附图参考当前优选实施例的以下说明可以最好地理解本发明及其目的和优点，在附图中：
图1A是根据本发明的一个实施例的照明装置的示意图；
图1B是示出图1中所示的照明装置的第一和第二发光单元的示意图；
图2A是示出照明装置的操作的示图；
图2B是示出照明装置的操作的示图；
图3是示出图1A的照明装置中的第一和第二发光单元的光谱特性及比较例中光源的光谱特性的表；
图4是示出图1A的照明装置中的第一和第二发光单元的光谱特性以及比较例中的光源的光谱特性的曲线图；
图5是示出根据本发明的进一步实施例的照明装置的示意图；
图6是示出根据本发明的进一步实施例的照明装置的示意图；
图7是示出根据本发明的进一步实施例的照明装置的示意图；
图8是示出根据本发明的进一步实施例的照明装置中的第一发光单元的光谱特性的曲线图；
图9是示出根据本发明的进一步实施例的照明装置中的第二发光单元的光谱特性的曲线图；
图10是示出根据本发明的进一步实施例的照明装置中的第一和第二发光单元的光谱特性的表；以及
图11是示出根据本发明的进一步实施例的照明装置的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图来说明根据本发明一个实施例的照明装置。
如图1A所示，本发明的照明装置10包括圆柱杆11和主体12。杆11的一部分埋入地下。主体12耦接到杆11的一端。主体12包括外壳12a、多个（例如6个）第一发光单元21和多个（例如3个）第二发光单元22。主体12被配置为从低于人H和行道树T的位置发光。
将第一发光单元21布置在布置于外壳12a中的第二发光单元22的垂直上方。这样，如图2A和2B所示，位于第二发光单元22的垂直上方的第一发光单元21照射垂直上部区域A1。位于第一发光单元21下面的第二发光单元22照射下部区域A2。上部区域A1是适合于对行道树T的叶子进行照明的区域，行道树T高于人H并与照明装置10隔开预定距离。下部区域A2是适合于对人H及更低的高度进行照明的区域。
如图1B所示，第一发光单元21和第二发光单元22均包括LED元件23和碗形聚光透镜2。第一发光单元21的LED元件23的光谱分布（光谱特性）与第二发光单元22的LED元件23的光谱分布（光谱特性）不同。
参考图3，第一发光单元21发出的光具有约2900K的色温Tc，145的对比度感觉指数（FCI），及1.5的S/P比。图4中的实线示出了从第一发光单元21发出的光的光谱特性。此外，参考图3，第二发光单元22发出的光具有约7900K的色温Tc，85的FCI，及2.1的S/P比。图4中的单点划线示出了从第二发光单元22发出的光的光谱特性。
FCI可以由以下所示的等式来表示。在此，GLAB(T)表示在测试光源下的LAB坐标系中的红、蓝、绿和黄四色的配色样本的色域面积（color gamutarea），GLAB(D65)表示在参考光源（6500K）下的LAB坐标系中的四色配色样本的色域面积。
等式1
FCI = [ G LAB ( T ) G LAB ( D 65 ) ] 1.5 × 100
此外，S/P比是在中间视觉情况下的可见性的性能评价指标。S/P比可以由以下所示等式来计算。在此，Ls表示暗视亮度，Lp表示明视亮度，S(λ)表示光源的光谱辐射强度，V(λ)表示在明视觉情况下的光谱光视效率，V'(λ)表示在中间视觉情况下的光谱光视效率。
等式2
Figure BDA00003157893500041
其中， Ls = ∫ S ( λ ) * V ′ ( λ ) dλ Lp = ∫ S ( λ ) * V ( λ ) dλ
现在将说明照明装置的操作。
当从电源（未示出）供电时，照明装置10启动第一发光单元21和第二发光单元22。
第一发光单元21布置在第二发光单元22的垂直上方。这样，第一发光单元21发出的光照射上部区域A1，第二发光单元22发出的光照射下部区域A2（参考图2A和2B）。上部区域A1位于下部区域A2的垂直上方。来自第一发光单元21的光所具有的FCI高于具有与图3和4中所示的大约相同的色温的高显色性灯泡色LED（high color rendering light bulb colorLED）。这使得位于上部区域A1中的行道树T的叶子能够具有逼真的外观。
从第二发光单元22发出的光照射下部区域A2，其位于由来自第一发光单元21的光照射的上部区域A1的垂直下方。此外，来自第二发光单元22的光具有高于来自高显色性灯泡色LED的光的S/P比。这增大了在处于中间视觉情况下的行道树T下方的人眼的明度敏感度，并确保获得可见性。
以上实施例具有下述的优点。
（1）本实施例的照明装置10包括：第一发光单元21，其发出的光具有相对低的色温和高FCI；以及第二发光单元22，其发出的光具有相对高的S/P比，该S/P比是暗视亮度与明视亮度的比。第一发光单元21被配置为照射由第二发光单元22照射的区域（区域A2）上方的区域（区域A1）。第一发光单元21以具有低色温和高FCI的光照射上方区域。这允许行道树T及其叶子具有逼真的外观。此外，第二发光单元22以具有高S/P比的光照射下方区域。即使在行道树T附近的中间视觉情况下，这也增大了明度敏感度和可见性。
（2）来自第一发光单元21的光的色温低于JIS Z9112规定的白色（3800到4500K）的中心值4150K。此外，来自第一发光单元21的光的FCI高于白炽灯的FCI（123）。来自第二发光单元22的光的S/P比是2.1。这增大了中间视觉情况下的明度敏感度。
可以以如下所述的方式修改本实施例。
在上述实施例中，尽管没有特别说明，但例如第一发光单元21和第二发光单元22可以在不同方向上发光，以使得第一发光单元21照射由第二发光单元22照射的区域上方的区域。现在将给出此类结构的实例。
参考图5，照明装置10包括下部外壳31和与下部外壳31一体形成的上部外壳32。下部外壳31容纳第一发光单元21，并包括上表面31a，第一发光单元21的光从所述上表面31a发出。上部外壳32容纳第二发光单元22，并包括前表面32a，第二发光单元22的光从所述前表面32a发出。从第一发光单元21发出的光与来自第二发光单元22的光相交。于是，来自第一发光单元21的光照射行道树T的叶子等（区域A1），来自第二发光单元22的光照射行道树T的下方（区域A2）。
参考图6，照明装置10包括外壳35，其具有弯曲的前表面35a。外壳35容纳第一发光单元21和第二发光单元22。第一发光单元21在垂直方向上从前表面35a的上方发光。第二发光单元22从外壳35的前表面35a的下方、朝向在第一发光单元21照射的区域下面的区域、在相当水平的方向上发光。
在以上实施例中，尽管没有特别说明，但例如如图7所示，第一发光单元21和第二发光单元22可以由具有相同的光谱分布（光谱特性）的多个LED元件40形成。将LED元件40布置在圆柱形外壳41的前表面41a上。透明圆盘42（透明构件）完全覆盖LED元件40。透明圆盘42具有后表面42a，其接触前表面41a。滤光器43布置在透明圆盘42的前表面42b的垂直上方。滤光器43包含吸收例如570nm附近（绿色和黄色之间）的波长带中的光的物质。沿着包括滤光器43的光路发光的LED元件40形成第一发光单元21。此外，沿着与滤光器43分离的光路发光的LED元件40形成第二发光单元22。以此方式，第一发光21包括至少一个第一LED元件40和滤光器43，滤光器43布置在从第一LED元件40发出的光的光路中，第二发光单元22包括至少一个第二LED元件40，其具有与第一LED元件40相同的光谱特性。
在以上实施例中，图8与10中示出的A1到A3的结构可以用作第一发光单元21。
结构A1
高显色性灯泡色LED和钕玻璃滤光器的组合，钕玻璃滤光器吸收570nm附近波长带中的光。
结构A2
氮化镓蓝色LED、氮化镓绿色LED和SCASN红色荧光体的组合。
结构A3
高显色性灯泡色LED和AlInGa红色LED的组合。
此外，图9和10中示出的结构B1到B3可以用作第二发光单元22。
结构B1
氮化镓蓝色LED和YAG黄色荧光体的组合。
结构B2
氮化镓蓝色LED、CASN红色荧光体和BOSE绿色荧光体的组合。
结构B3
氮化镓蓝色LED和YAG黄色荧光体的组合。
在上述实施例中，第一发光单元21和第二发光单元22布置在单一外壳12a中。作为替代，如图11所示，第一发光单元21和第二发光单元22可以布置在分离的外壳45和46中。
在上述实施例中，尽管没有特别说明，但照明装置可以包括，例如照明位置改变装置，其允许从第一发光单元21和第二发光单元22发出的光的方向上的改变。就是说，照明装置可以是可枢转的。如图11所示，包含第一发光单元21的外壳45可绕枢轴45a转动，并可以由限位器（stopper）（未示出）固定在特定位置。此外，包含第二发光单元22的外壳46可绕枢轴46a转动，并可以由限位器（未示出）固定在特定位置。第一发光单元21在第二发光单元22的上方可枢转。第二发光单元22在第一发光单元21的下方可枢转。
以此方式，根据本发明的进一步实施例的照明装置包括照明位置改变装置，用于在不改变第一发光单元照射的区域与第二发光单元照射的区域在垂直方向上排列的顺序的情况下，改变第一发光单元和第二发光单元中的至少一个的照明位置。
这允许改变由第一发光单元与第二发光单元中的任意一个照射的位置。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，以许多其他特定形式来体现本发明。因此，当前实例和实施例应认为是说明性而非限制性的，本发明并不局限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围及等价形式内进行修改。

Claims (5)

1.一种照明装置，包括：
第一发光单元，其发出具有相对低的色温和高对比度感觉指数的光；以及
第二发光单元，其发出具有相对高的S/P比的光，所述S/P比是暗视亮度与明视亮度的比，
其中，所述第一发光单元照射的区域位于由所述第二发光单元照射的区域的垂直上方。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，
所述第一发光单元被配置为发出具有4150K或更小的色温和大于123的对比度感觉指数的光，并且
所述第二发光单元被配置为发出具有2.1或更大的S/P比的光。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，所述第一发光单元包括：
至少一个第一LED元件，以及
滤光器，其布置在从所述至少一个第一LED元件发出的光的光路中。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述第二发光单元包括至少一个第二LED元件，所述至少一个第二LED元件具有与所述第一LED元件相同的光谱特性。
5.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述滤光器包含吸收570nm附近的波长带中的光的物质。
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