CN104159354B - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明装置，对照射光的照度和色温进行调整，即使为了提高文字的易读感而提高照度，也不易感觉到眼睛疲劳，能够进行长时间的视觉作业，并且能够实现节能化。照明装置具有射出规定色温的光的第1光源部、射出与第1光源部不同的色温的光的第2光源部、以及单独对这些光源部进行调光控制的控制部。控制部对光源部的输出比进行调整，以使得照射光的照度和色温以逆相关的方式变化。由于当提高照度时色温降低，所以，即使为了提高文字的易读感而提高照度，也能够抑制照射光的眩目，很难感觉到眼睛疲劳，能够进行长时间的视觉作业。并且，由于当降低照度时色温提高，所以，能够在维持文字的易读感的状态下降低照度，能够实现节能化。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及能够对照射光的照度和色温进行调整的照明装置。

背景技术

以往，公知有如下的照明装置：作为光源，不仅具有荧光灯，还具有能够以低电力进行高亮度发光的LED，该照明装置在桌子上用作阅读灯等(例如参照专利文献1)。在该专利文献1所记载的照明装置中，LED配置在灯具的中央，环状的荧光灯配置成包围LED。如果点亮LED，则得到点光源那样的照射光，如果点亮荧光灯，则得到对桌子上方全体进行照射的照射光。通过这样单独对LED和荧光灯进行点亮控制，能够对照射光的配光和照度进行调整。

并且，在上述这种具有2种光源的照明装置中，构成为使这些光源射出彼此色温不同的光，通过对该光源的输出比进行控制，能够对照射光的照度和色温进行调整(例如参照专利文献2)。这种照明装置对光源进行调光控制，以使得当照射光的照度提高时，色温也提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-12755号公报

专利文献2：日本特开2005-243406号公报

发明的概要

发明所要解决的课题

例如在将上述专利文献1、2所记载的照明装置用作阅读灯的情况下，一般地，如果提高照射光的照度，则文字的易读感也提高。但是，当提高照度时，照射光变得眩目，所以，容易感觉到眼睛疲劳，很难进行长时间的视觉作业。并且，当过度提高照度时，导致能量的浪费。

发明内容

本发明用于解决上述课题，其目的在于，提供如下的照明装置：即使为了提高文字的易读感而提高照射光的照度，也很难感觉到眼睛疲劳，能够进行长时间的视觉作业，并且能够实现节能化。

解决课题所采用的技术手段

本发明的照明装置具有射出规定色温的光的第1光源部、射出与该第1光源部不同的色温的光的第2光源部、以及单独对这些第1光源部和第2光源部进行调光控制的控制部，其特征在于，所述控制部对所述第1光源部和第2光源部的输出比进行调整，以使得从所述照明装置照射的照射光的照度和色温以逆相关的方式变化。

优选所述第1光源部具有射出色温4500～5500K的白色光的白色LED，所述第2光源部具有射出蓝色光的蓝色LED。

优选所述控制部在照射光的照度为300～1500lx、色温为5000～7000K的范围内，在低照度时根据照度变化而使色温平缓变化，在高照度时根据照度变化而使色温急剧变化。

优选所述控制部在照射光的照度为500～1000lx、色温为5000～7000K的范围内，在低照度时根据照度变化而使色温平缓变化，在高照度时根据照度变化而使色温急剧变化。

优选上述照明装置还具有经过时间计时部，该经过时间计时部对从点亮所述第1光源部和第2光源部起的经过时间进行计时，所述控制部对所述第1光源部和第2光源部的输出比进行调整，以使得随着所述经过时间计时部计时的经过时间的增加，降低照射光的照度并且提高照射光的色温。

发明效果

根据本发明，由于当提高照射光的照度时色温降低，所以，即使为了提高文字的易读感而提高照射光的照度，也能够抑制照射光的眩目，很难感觉到眼睛疲劳，能够进行长时间的视觉作业。并且，由于当降低照射光的照度时色温提高，所以，能够在维持文字的易读感的状态下降低照度，能够实现节能化。

附图说明

图1是本发明的实施方式的照明装置的立体图。

图2是示出上述照明装置的结构的框图。

图3是示出各种色温下的照度与文字的易读感之间的关系的图。

图4是示出从LED射出的光的色温与该LED的发光效率比之间的关系的图。

图5(a)是示出从组合白色LED和各种蓝色LED而得到的光源照射的光的色度分布的xy色度图，(b)是(a)的双点划线所包围的区域的放大图。

图6(a)是构成上述照明装置的第1光源部的剖视图，(b)是第2光源部的剖视图，(c)是与(b)不同的例子的第2光源部的剖视图。

图7是从上述照明装置照射的照射光的分光分布图。

图8(a)(b)是示出从上述照明装置照射的照射光的照度与色温之间的关系的图。

图9是示出上述实施方式的变形例的照明装置的结构的框图。

具体实施方式

参照图1～图8对本发明的实施方式的照明装置进行说明。如图1所示，照明装置1例如用作台灯，具有长条的灯具11、将灯具11保持为移动自如的臂12、以及枢轴支承臂12并将其载置在桌子上的基体13。

灯具11具有射出规定色温的光的第1光源部2、以及射出与第1光源部2不同的色温的光的第2光源部3(还参照图2)。第1光源部2和第2光源部3均由LED构成，在图例中，列状排列的总计12个LED中的、从一端起第4个和第9个配置的LED(用点示出)为第2光源部3，其他LED为第1光源部2。

并且，灯具11具有单独对第1光源部2和第2光源部3进行调光控制的控制部4、以及存储用于规定控制部4的调光控制方式的调光调色曲线(参照后述内容)的存储部5。控制部4具有微机和开关等，通过对从商用电源针对第1光源部2和第2光源部3的馈电进行调整，对这些第1光源部2和第2光源部3的输出比进行调整。

基体13具有转盘状的操作部6，该操作部6被安装成能够相对于基体13进行转动，用于对从灯具11照射的照射光的照度和色温进行调整。当用户转动操作部6时，根据其转动量，根据调光调色曲线决定照射光的照度和色温的变化量，控制部4控制针对第1光源部2和第2光源部3的馈电，以使得照度和色温以该变化量变化。

在使用照明装置1作为阅读灯的情况下，进行了调查从照明装置1照射的照射光的照度和色温与文字的易读感之间的关系的实验。在本实验中，在射出所有波长的可视光的氙灯中组合液晶滤光片，通过控制液晶滤光片的透光性，生成各种色温的照射光。作为进行测试的色温，根据JISZ9112的“基于荧光灯的光源色和演色性的分区”所记载的白色光的色温范围2700～7000K，选择2700K、5000K、6000K和7000K这4个等级。并且，作为进行测试的照度，选择300lx、500lx、600lx、750lx和1000lx这5个等级。

在上述这种测试色温和测试照度的照射光下，由被验者评价测试文字的易读性。设测试文字为在素色用纸的中央以报纸的活字尺寸即7个点印刷的30个文字(字符)，由被验者在视觉距离40cm处读取该文字。设被验者为23～69岁的30名男女，从“非常容易阅读”、“相对容易阅读”、“比较容易阅读”、“两者之间”、“比较难阅读”、“相对难阅读”、“非常难阅读”中选择评价文字的易读感。而且，设“非常容易阅读”为3点、“相对容易阅读”为2点、“比较容易阅读”为1点、“两者之间”为0点、“比较难阅读”为-1点、“相对难阅读”为-2点、“非常难阅读”为-3点，对易读感进行数值化。

作为实验的顺序，在从上述4个等级的测试色温中随机选择出的色温的照射光下，使照度按照300lx、500lx、600lx、750lx、1000lx的顺序上升，评价各照度下的测试文字的易读性。首先，在照度300lx下，利用未印刷测试文字的素色用纸进行3分钟的适应，接着，进行10秒钟的测试文字的默读后，主观评价测试文字的易读性。在此后的照度500lx以上的实验中，设素色用纸的适应为1分钟，在照度1000lx的主观评价后、变更色温并反复进行同样的实验。

其结果，如图3所示，存在色温较高时、易读感也较高的倾向，并且，可知与色温无关，当照度提高时，易读感也提高。但是，易读感的提高方式根据色温而不同，例如，在色温2700K(利用空心圆圈示出)时，照度和易读感大致成比例，与此相对，在其他色温时，当照度超过600lx时，易读感大致达到极限。

在上述实验中，调查各种色温下的照射光照度与文字的易读感之间的关系。图4描绘了各种色温下的LED的发光效率。另外，利用以色温5000K下的发光效率进行标准化后的发光效率比示出发光效率。根据图4可知，在色温5000K时，发光效率比最高，色温从5000K升高或降低时，发光效率比均降低。因此，从发光效率的观点来看，优选使LED以色温5000K进行发光。

返回图3，在LED的发光效率为最高的色温5000K(利用空心倒三角示出)时，在照射光的照度为1500lx时(利用点P示出)，易读感大约为1.4。这里，可知，在维持该易读感的状态下降低照度时，如图中的虚线箭头所示，使色温上升到6000K(利用点Q示出)，进而使色温上升到7000K(利用点R示出)即可。

如上所述，在使照射光的色温从5000K上升到7000K时，考虑组合射出色温5000K的白色光的白色LED和射出色温比白色光的色温高的蓝色光的蓝色LED，并对这些LED的输出比进行调整。因此，如图5(a)(b)所示，组合白色LED和射出主波长分别不同的蓝色光的各种蓝色LED，调查在各个组合中得到哪种色温的光。设进行测试的蓝色LED分别射出在450nm、460nm、470nm、480nm和490nm具有主波长的蓝色光。图中，空心三角表示以光束比99：1组合白色LED和各个蓝色LED的情况下的色度点，空心四角表示以光束比96：4组合白色LED和各个蓝色LED的情况下的色度点。

其结果，可知，在组合白色LED和射出主波长480nm的蓝色光的蓝色LED的情况下，高效地得到能够适当用作台灯的照射光的日光色分区(参照图5(b))的光。另外，在图例中，考虑蓝色光的主波长为480nm，利用点示出混合波段475～485nm的蓝色光和来自白色LED的白色光而得到的光的范围。并且，这里所说的日光色分区是指JISZ9112的“基于荧光灯的光源色和演色性的分区”所记载的日光色分区，是指Duv的上限为15下限为-4、并且色温的上限为7100K下限为5700K的分区。

如上所述，如果组合射出色温5000K的白色光的白色LED和射出在波段475～485nm具有主波长的蓝色光的蓝色LED，则能够高效地得到日光色分区的光。因此，在本实施方式中，设第1光源部2具有射出色温5000K的白色光的白色LED，设第2光源部3具有射出在波段475～485nm具有主波长的蓝色光的蓝色LED。这里，从第1光源部2射出的白色光的色温不需要严格为5000K，只要在4500～5500K的范围内即可。

如图6(a)所示，第1光源部2具有LED芯片21、收纳LED芯片21的基台22、对LED芯片21进行密封的密封部件23、分散在密封部件23中并对来自LED芯片21的光进行波长转换并射出的荧光体24。LED芯片21由射出主波长450nm的蓝色光的氮化镓系蓝色LED芯片构成。基台22具有内径随着从其中央朝向底面而减小的凹部22a，在凹部22a的底面配置LED芯片21。在凹部22a的内周面形成有由具有高光反射率的材料例如银或铝构成的薄膜。密封部件23由透射来自LED芯片21的光的透光性材料例如透明硅树脂构成，优选包含对光进行扩散的扩散材料。荧光体24由被来自LED芯片21的蓝色光激励而射出主波长580nm的黄色光(参照后述图7)的黄色系荧光体例如YAG荧光体构成。第1光源部2通过使来自LED芯片21的蓝色光和来自荧光体24的黄色光相互混合而射出白色光。

如图6(b)所示，第2光源部3以图6(a)所示的第1光源部2为基础，将LED芯片21置换为LED芯片31，并且，将荧光体24置换为荧光体34。LED芯片31由射出在波段290～380nm具有主波长的近紫外光的近紫外LED芯片构成。荧光体34由将从LED芯片31射出近紫外光波长转换为在波段475～485nm具有主波长的蓝色光的荧光体构成。另外，如图6(c)所示，第2光源部3也可以构成为，不具有荧光体，而具有直接射出在波段475～485nm具有主波长的蓝色光的LED芯片32。

图7示出从第1光源部2(白色LED)照射的白色光的分光分布(利用空心方块和虚线示出)、以及以光束比1500：300组合第1光源部2和第2光源部3(蓝色LED)时的照射光的分光分布(利用空心圆圈和实线示出)。在以该光束比组合第1光源部2和第2光源部3的情况下，照射光的色温为7000K。因此，通过在1500：0～300的范围内对第1光源部2和第2光源部3的光束比进行调整，能够使照射光的色温在5000K～7000K的范围内变化。

如图8(a)所示，根据规定成照度和色温以逆相关的方式变化的调光调色曲线，对从照明装置1照射的照射光进行控制。调光调色曲线规定成，在照度为300lx时色温为7000K，在照度为1500lx时色温为5000K，并且，在低照度时，根据照度变化而使色温平缓变化，在高照度时，根据照度变化而使色温急剧变化。这样，通过相对于照度而对色温进行对数控制，与相对于照度而对色温进行线性控制的情况(利用虚线示出)相比，能够实现用户很难感觉到不舒适感的自然的照射光。另外，如图8(b)所示，更加优选调光调色曲线规定成，在照度为500～1000lx的范围内，在5000～7000K的范围内对色温进行对数控制。

根据如上所述构成的照明装置1，由于当提高照射光的照度时色温降低，所以，即使为了提高文字的易读感而提高照射光的照度，也能够抑制照射光的眩目，很难感觉到眼睛疲劳，能够进行长时间的视觉作业。并且，由于当降低照射光的照度时色温提高，所以，能够在维持文字的易读感的状态下降低照度，能够实现节能化。进而，进行控制以使得在照射光为高照度时色温接近LED发光效率最高的5000K，所以，由此也能够实现节能化，

接着，参照图9对上述实施方式的变形例的照明装置进行说明。照明装置1a以上述照明装置1为基础，还具有经过时间计时部7，该经过时间计时部7对从点亮第1光源部2和第2光源部3起的经过时间进行计时。控制部4对第1光源部2和第2光源部3的输出比进行调整，以使得随着经过时间计时部7计时的经过时间的增加，降低照射光的照度，并且提高照射光的色温。

一般地，在刚刚开始阅读文字等视觉作业之后，与照射光的色温相比，用户容易感觉到由于照度影响而导致的明亮感。因此，在照明装置1a中，在刚刚开始视觉作业之后，以高照度例如1500lx照射(图3中的点P的条件)LED发光效率最高的色温5000K的照射光(参照图4)。然后，随着从点亮第1光源部2和第2光源部3起的经过时间的增加，从点P向点Q迁移，进而向点R迁移，降低照射光的照度并提高色温。由此，由于能够在维持易读感的状态下降低照度，所以，与在点P的条件下持续点亮第1光源部2和第2光源部3的情况相比，能够实现节能化。

另外，本发明的照明装置不限于上述实施方式及其变形例，能够进行各种变形。例如，第1光源部和第2光源部不是必须由LED构成，也可以由荧光灯或有机EL发光元件构成。并且，从第1光源部和第2光源部分别照射的光分别不限于白色光和蓝色光，例如也可以是日光色的光和电灯泡色的光。

符号说明：

1 照明装置

2 第1光源部

3 第2光源部

4 控制部

7 经过时间计时部

Claims (5)

1.一种照明装置，具有射出色温4500～5500K的白色光的第1光源部、射出与该第1光源部不同的色温的光的第2光源部、以及单独对这些第1光源部和第2光源部进行调光控制的控制部，其特征在于，

所述控制部对所述第1光源部和第2光源部的输出比进行调整，以使得从所述照明装置照射的照射光的照度和色温以逆相关的方式变化，

所述控制部在照射光的照度为300～1500lx、色温为5000～7000K的范围内，在低照度时根据照度变化而使色温平缓变化，在高照度时根据照度变化而使色温急剧变化。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述第1光源部具有射出白色光的白色LED，所述第2光源部具有射出蓝色光的蓝色LED。

3.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，

所述控制部在照射光的照度为500～1000lx、色温为5000～7000K的范围内，在低照度时根据照度变化而使色温平缓变化，在高照度时根据照度变化而使色温急剧变化。

4.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，

所述照明装置还具有经过时间计时部，该经过时间计时部对从点亮所述第1光源部和第2光源部起的经过时间进行计时，

所述控制部对所述第1光源部和第2光源部的输出比进行调整，以使得随着所述经过时间计时部计时的经过时间的增加，降低照射光的照度并且提高照射光的色温。

5.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于，

所述照明装置还具有经过时间计时部，该经过时间计时部对从点亮所述第1光源部和第2光源部起的经过时间进行计时，

所述控制部对所述第1光源部和第2光源部的输出比进行调整，以使得随着所述经过时间计时部计时的经过时间的增加，降低照射光的照度并且提高照射光的色温。