CN108361606A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
照明装置(10)具备:多个第一发光元件(51)及多个第二发光元件(52),具有相同色度范围内的色度值;以及控制电路(12),具有能够将多个第一发光元件(51)及多个第二发光元件(52)单独地控制的模式切换部(14)。控制电路(12)选择性地执行使第一发光元件(51)点亮的第一模式和使第一发光元件(51)及第二发光元件(52)点亮的第二模式。并且,模式切换部(14)切换第一模式和第二模式。
Description
技术领域
本发明涉及照明装置,特别涉及用来将随着年龄增长而出现的视功能变化进行修正的照明装置。
背景技术
随着高龄化社会的到来,强烈要求构建对于高龄者(中年期以后的一代)而言舒适的环境。其中,基于照明的视环境的完善是当务之急。因此,需要明确将因年龄增长带来的人的视觉系统的变化怎样通过照明进行修正。作为因年龄增长带来的主要的视功能变化,有(a)水晶体的透射率的下降、特别是短波长域中的透射率的下降,和(b)因白内障(水晶体的白浊化)带来的视野的朦胧(眼球内散射)等。
关于(a),如在专利文献1中记载的那样,作为高龄者用照明,推荐了通过将水晶体透射率下降的波长域的光增强、使得成为所谓的高色温、从而在视网膜上提高蓝色光的到达率的照明。
此外,为了还考虑(b),还有如在专利文献2中记载的那样使蓝色光的成分增强的方式。在专利文献2中,推荐了通过主要减少对晃眼感的影响较强的波长域(470nm以上、530nm以下)、从而附加了抑制晃眼而使得感到对比灵敏度、明亮度及彩度较高的效果的照明。
同样,为了考虑(b),还有如在专利文献3中记载的那样为了使由周边光带来的眼球内散射下降而进行可变色背景墙的调整的方式。
专利文献1:日本特开2003-237464号公报
专利文献2:日本特开平4-137305号公报
专利文献3:日本特开2005-302500号公报
发明内容
这里,据说高龄者为了进行视觉作业所需要的明亮度为年轻人的2~5倍,所以要求有能够使高龄者不感到晃眼并且感到颜色的鲜艳度较高的照明装置。
所以,本发明的目的是提供一种能够抑制对于高龄者,字符或观察对象物的颜色的彩度看起来下降的照明装置。
为了达到上述目的,有关本发明的一技术方案的照明装置,具备:多个第一发光元件及多个第二发光元件,具有相同色度范围内的色度值;以及控制电路,具有能够将上述多个第一发光元件及上述多个第二发光元件单独地控制的模式切换部;上述第一发光元件的光谱分布在425nm以上且480nm以下的范围中包括第一峰值波长,在500nm以上且560nm以下的范围中包括第二峰值波长;上述第二发光元件的光谱分布在425nm以上且480nm以下的范围中包括第一峰值波长,在500nm以上且560nm以下的范围中包括第二峰值波长,在580nm以上且650nm以下的范围中包括第三峰值波长;上述第一发光元件和上述第二发光元件发出的光的合成光的光谱分布中,500nm以上且560nm以下的范围的最大值与500nm以上且650nm以下的范围中的最小值之比是0.85以下;上述控制电路选择性地执行使上述第一发光元件点亮的第一模式和使上述第一发光元件及上述第二发光元件点亮的第二模式;上述模式切换部切换上述第一模式和上述第二模式。
根据本发明,能够抑制对于高龄者,字符或观察对象物的颜色的彩度看起来下降。
附图说明
图1是表示有关实施方式的照明装置的立体图。
图2是表示有关实施方式的照明装置的分解立体图。
图3是表示有关实施方式的第一发光元件及第二发光元件各自的光谱分布的一例的曲线图。
图4是表示有关实施方式的第一发光元件、第二发光元件及第三发光元件的配置布局的一例的示意图。
图5是表示有关实施方式的照明装置的框图。
图6是将有关实施方式的第一发光元件及第二发光元件的个数比变更,表示各个数比下的合成光的光谱分布的曲线图。
图7是表示有关实施方式的作为各个数比的光谱分布的、将第二值下的相对强度设为1的情况下的第一值及第三值下的相对强度比的曲线图。
图8是表示有关实施方式的第一发光元件、第二发光元件及第三发光元件的各个数比下的照明装置整体的各光特性的表。
图9是表示图8中的效率比率及FCI比率与第一发光元件及第二发光元件的个数比的关系的曲线图。
图10A是表示验证实验中的测试1~3的各光特性的表。
图10B是表示图10A的测试1~3的合成光的光谱分布的曲线图。
图10C是表示在测试1~3中使用的各个光谱分布所对应的受验者的正确回答率的曲线图。
图11A是表示在测试1~3中使用的各个光谱分布所对应的壮年期的受验者的正确回答率的曲线图。
图11B是表示在测试1~3中使用的各个光谱分布所对应的中年期及老年期的受验者的正确回答率的曲线图。
图12A是表示通过验证实验求出的对比灵敏度下的照度与正确回答率的关系的曲线图。
图12B是表示4种空间频率的图。
图13是表示通过验证实验求出的对于照度的字符易读度的主观评价的曲线图。
图14是表示通过验证实验求出的对比灵敏度下的按年龄段的正确回答数与空间频率的关系的曲线图。
图15是表示通过验证实验求出的对比灵敏度下的正确回答数与年龄段的关系的曲线图。
图16A是表示验证实验中的第一模式及第二模式下的各光特性的表。
图16B是表示图16A的第一模式及第二模式下的合成光的光谱分布的曲线图。
图16C是表示第一模式及第二模式所对应的受验者的正确回答率的曲线图。
图17A是表示通过验证实验求出的近视视力表中的视力水平0.5下的第一模式及第二模式的正确回答率的曲线图。
图17B是表示在验证实验中使用的近视视力表(对比度6%)的图。
图17C是表示各视力水平下的正确回答率计算式的图。
标号说明
10 照明装置
12 控制电路
13 设定部
14 模式切换部
51 第一发光元件
52 第二发光元件
53 第三发光元件
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下说明的实施方式都表示本发明的优选的一具体例。因而,在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态等是一例,不是限定本发明的意思。由此,关于以下的实施方式的构成要素中的在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素,设为任意的构成要素而进行说明。
另外,各图是示意图,并不一定是严格图示的。此外,在各图中,对于实质上相同的结构赋予相同的标号,重复的说明省略或简略化。
以下,对有关本发明的实施方式的照明装置进行说明。
(实施方式)
[结构]
首先,使用图1及图2对有关本实施方式的照明装置10的结构进行说明。
图1是表示有关本实施方式的照明装置10的立体图。图2是表示有关本实施方式的照明装置10的分解立体图。
如图1及图2所示,照明装置10具备器具主体20、罩30和发光部40。照明装置10拆装自如地安装于例如设置在住宅等的建筑物的顶棚上的吊顶主体1。
器具主体20是用来支承罩30和发光部40的框体。器具主体20被形成为在中央部分具有圆形状的开口部21的环状。吊顶主体1经由该开口部21而与发光部40连接。
另外,器具主体20例如通过将铝板或钢板等的钣金进行冲压加工而成形为上述的形状。在作为器具主体20的一侧的面的内表面(地面侧的面)上,为了提高反射性而改善光取出效率而涂敷有白色涂料,或蒸镀有反射性金属材料。
罩30是用来将器具主体20的内面整体覆盖的外罩,拆装自如地安装于器具主体20。即,发光部40配置在罩30的内侧。罩30形成为圆形状的圆顶状。罩30由具有透光性的树脂材料,例如丙烯酸(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)等形成。由此,从发光部40朝向罩30的内表面射出的光透射罩30而被取出至罩30的外部。另外,通过例如用乳白色的树脂材料形成罩30,也可以使罩30拥有光扩散性。
发光部40例如是用来发出白色光的光源。具体而言,发光部40具有基板41、和安装于基板41的安装面(地侧的面)的多个发光元件50。
基板41是用来安装多个发光元件50的印刷布线基板,形成为在中央部分具有圆形状的开口部42的环状。在基板41,形成有用来安装多个发光元件50的布线图案(图示省略)。布线图案是用来通过将多个发光元件50与电路部(恒功率输出电路11及控制电路12等:参照图5)电连接而将来自电路部的直流电流向多个发光元件50分别供给的布线图案。
多个发光元件50相对于基板41被排列为多重环状。多个发光元件50分别例如是封装化的表面安装(SMD:Surface Mount Device)型的白色LED元件。另外,也可以使用在基板41上直接安装LED芯片的COB(Chip On Board)型的模块。
多个发光元件50包括多个第一发光元件51、多个第二发光元件52及多个第三发光元件53。
第一发光元件51及第二发光元件52是具有相同色度范围内的色度值的发光元件。这里,所谓“相同色度范围”,是由JIS Z9112-2012“基于荧光灯/LED的光源色及显色性的区分”规格化的各光源色(昼光色、昼白色、白色、暖白色、白炽灯色(灯泡色))的色度范围。例如,如果第一发光元件51是包含在昼光色的色度范围中的发光元件,则第二发光元件52也为包含在昼光色的色度范围中的发光元件。
第一发光元件51及第二发光元件52的合成光的相关色温是5500K以上且7100K以下。特别优选的是,第一发光元件51及第二发光元件52的合成光的相关色温是5800K以上。
第三发光元件53的相关色温是2600K以上且5500K以下。第三发光元件53的色温比第一发光元件51及第二发光元件52各自的色温低。
接着,使用图3对第一发光元件51及第二发光元件52的光谱分布进行说明。
图3是表示有关本实施方式的第一发光元件51及第二发光元件52各自的光谱分布的一例的曲线图。
如图3所示,第一发光元件51是光谱分布为在425nm以上且480nm以下的范围中包含第一峰值波长、在500nm以上且560nm以下的范围中包含第二峰值波长的发光元件。第二发光元件52是具有在425nm以上且480nm以下的范围中包含第一峰值波长、在500nm以上且560nm以下的范围中包含第二峰值波长、在580nm以上且650nm以下的范围中包含第三峰值波长的光谱分布的发光元件。
如果将第一发光元件51及第二发光元件52比较,则第一发光元件51为比第二发光元件52更重视发光效率的光谱分布。此外,第二发光元件52为比第一发光元件51更重视显色性的光谱分布。
这里,在图3中,设第二发光元件52的光谱分布中的第二峰值波长下的极大值为第二值X2,设比第二值X2靠负侧的极小值为第一值X1,设比第二值X2靠正侧的极小值为第三值X3。在该图3的例子中,第一值X1是480nm,第二值X2是520nm,第三值X3是570nm。
接着,使用图4对第一发光元件51、第二发光元件52及第三发光元件53的配置布局进行说明。另外,第一发光元件51、第二发光元件52及第三发光元件53的布局也可以任意地改变,并不限定于图4的布局。
图4是表示有关本实施方式的第一发光元件51、第二发光元件52及第三发光元件53的配置布局的一例的示意图。因此,图4是示意图,所以并不一定与图2匹配。
如图4所示,多个发光元件50在基板41上被排列为4重圈。这里,最内周的圈由4个第一发光元件51及4个第二发光元件52形成,它们在周向上以等间隔排列。与最内周的圈相邻的第一中段的圈由8个第一发光元件51和8个第二发光元件52形成,它们在周向上以等间隔排列。与第一中段的圈相邻的第二中段的圈由8个第一发光元件51、8个第二发光元件52和8个第三发光元件53形成,它们在周向上以等间隔排列。最外周的圈由16个第一发光元件51和16个第三发光元件53形成,它们在周向上以等间隔排列。
接着,使用图5对照明装置10的框图进行说明。
图5是表示有关本实施方式的照明装置10的框图。
如图5所示,照明装置10具备恒功率输出电路11和控制电路12。
恒功率输出电路11是用来对各发光元件50赋予恒功率的电路。
控制电路12例如是如果未图示的点亮开关被接通而被输入点亮用的外部信号(后述的外部信号1)、则控制恒功率输出电路11将各发光元件50点亮的电路。
控制电路12被输入2个外部信号。将一个外部信号(外部信号1)作为点亮用的信号,将另一个外部信号(外部信号2)设为包含表示观察者的年龄或年龄段的信息的信号。向控制电路12输入(设定)另一个外部信号的设定部13如果由用户输入年龄或年龄段,则制作包含表示该年龄或年龄段的信息的外部信号,向控制电路12输入。
控制电路12具有能够单独地控制多个第一发光元件51及多个第二发光元件52的模式切换部14。另外,在本实施方式中,模式切换部14设置在控制电路12内,但也可以与控制电路12是分体。
控制电路12进行与由设定部13设定的用户的年龄或年龄段成比例地提高第二发光元件52的发光量的控制。即,模式切换部14如果从设定部13接收到例如包含表示用户的年龄或年龄段的信息的信号,则根据用户的年龄或年龄段,将后述的第一模式和第二模式切换。控制电路12选择性地执行使第一发光元件51点亮的第一模式、和使第一发光元件51及第二发光元件52点亮的第二模式。将第一模式及第二模式统称为模式。
第一模式是进行实现通常的照明的通常的点亮的模式。第二模式是能够对高龄者提高颜色感知概率的点亮,并且是与第一模式相比提高字符的易读度并忠实地将颜色再现的模式。控制电路12在以第二模式下点亮的情况下,比以第一模式点亮的情况更亮地点亮。这里,明亮度并不限定于照度,是指光通量。
在模式切换部14切换为第一模式的情况下,控制电路12主要使第一发光元件51点亮。此外,在模式切换部14切换为第二模式的情况下,控制电路12至少使第一发光元件51及第二发光元件52点亮。但是,控制电路12进行控制,以使得在使第二发光元件52及第三发光元件53以第二模式点亮的情况下,比使第二发光元件52及第三发光元件53以第一模式点亮的情况更亮地点亮。
另外,在第一模式中,也可以仅第一发光元件51及第三发光元件53中的某一方点亮。
多个发光元件50被分为多个组,各组的发光元件50分别通过不同的系统电连接于恒功率输出电路11。具体而言,由多个第一发光元件51构成的组全部设有4组,由多个第二发光元件52构成的组全部设有4组,由多个第三发光元件53构成的组全部设有4组。并且,在多个第一发光元件51、多个第二发光元件52及多个第三发光元件53中,各组以串联的方式电连接。并且,按每4组分类为3个,如果设由第一发光元件51构成的装置为第一发光模块61,设由第二发光元件52构成的装置为第二发光模块62,设由第三发光元件53构成的装置为第三发光模块63,则第一发光模块61、第二发光模块62及第三发光模块63通过分别不同的系统电连接于恒功率输出电路11。
由此,控制电路12通过控制恒功率输出电路11,将第一发光元件51、第二发光元件52及第三发光元件53用不同的电流值控制。因而,调整照明装置10整体的光色。
另外,在不调整照明装置10整体的光色的情况下,也可以将规定的光色的组合中的第一发光元件51、第二发光元件52和第三发光元件53配置在同一电路中,将它们用相同的电流值控制。
[合成光]
接着,对第一发光元件51及第二发光元件52分别发出的光的合成光进行说明。
图6是将有关本实施方式的第一发光元件51及第二发光元件52的个数比变更、表示各个数比下的合成光的光谱分布的曲线图。图6表示第二模式中的各个数比下的合成光的光谱分布(波长与相对强度的关系)。
在图6中,表示了第一发光元件51与第二发光元件52的个数比是2:1的情况、1:1的情况、1:2的情况、1:3的情况、1:4的情况及1:5的情况下的各合成光的光谱分布。
接着,基于该结果,求出作为各个数比的光谱分布的、将第二值X2下的相对强度设为1的情况下的、第一值X1及第三值X3各自下的相对强度的比率(相对强度比)。
图7是表示有关本实施方式的作为各个数比的光谱分布的、将第二值X2下的相对强度设为1的情况下的、第一值X1及第三值X3下的相对强度比的曲线图。
如图7所示,可知在哪个光谱分布中,第一值X1下的相对强度比都不是很大地变动,但第二发光元件52的个数比例越高,第三值X3下的相对强度比越低。
此外,当第一发光元件51与第二发光元件52的个数比下的第二发光元件52的个数比例为和第一发光元件51与第二发光元件52的个数比2:1的情况同等或其以上时,可知设第二值X2下的相对强度为1的情况下的第三值X3的相对强度比在哪种情况下都是0.85以下。即,第一发光元件51和第二发光元件52发出的光的合成光的光谱分布中,只要500nm以上且560nm以下的范围的最大值(第二值X2下的相对强度)与500nm以上且650nm以下的范围中的最小值(第三值X3下的相对强度)之比是0.85以下,就能够在某种程度上确保高龄者的颜色感知概率。
图8是表示有关本实施方式的第一发光元件51、第二发光元件52及第三发光元件53的各个数比下的照明装置10整体的各光特性的表。
如图8所示,照明装置10整体的各光特性,是多个第一发光元件51、多个第二发光元件52及多个第三发光元件53分别发出的光的合成光的各光特性。根据图8也可知,除了第三发光元件53以外,第一发光元件51及第二发光元件52的合成光的相关色温在哪个个数比中都是5500K以上且7100K以下。此外,在第三发光元件53中,相关色温也是2600K以上且5500K以下。
这里,FCI(Feeling of Contrast Index)是所谓的醒目指数,例如是在日本特开平9-120797号公报等中提出的指数。具体而言,FCI表示基于颜色的所见的对于标准光D65感觉到的明亮度感的比率。根据图8也可知,在哪个个数比中,第二模式下的照明装置10照射的光的醒目指数FCI都是93以上且120以下。特别是,在第二模式中,在第一发光元件51与第二发光元件52的个数比是1:1的情况下FCI是99,所以FCI优选的是99以上。此外,有如果FCI超过120则带来不协调感的报告,所以对FCI设置了上限。
第二模式下的照明装置10照射的光的平均显色评价指数Ra是86以上且100以下。平均显色评价指数Ra是评价忠实的颜色的再现性的指标,在JIS Z9112“基于荧光灯的光源色及显色性的区分”中表示了该指标的基准。更优选的是,在第二模式中,平均显色评价指数Ra是90以上。从图8也可知,在第二模式中,在哪种个数比下,平均显色评价指数Ra都是86以上且100以下。
在第二模式下的照明装置10照射的光中,使用CIE1997临时色貌模型简版(TheCIE 1997Interim Color Appearance Model(Simple Version))求出的饱和度值是2.0以下。饱和度值是能够将视认对象物的白色感定量地评价的指标,如果饱和度值高则表示色调强,如果饱和度值低则表示色调弱,例如是在日本特开2014-75186号公报等中公开的指数。即,饱和度值低是指白色感高。根据图8可知,在第二模式中,在哪个个数比下,饱和度值都为2.0以下。
图9是表示图8中的效率比率及FCI比率与第一发光元件51及第二发光元件52的个数比例的关系的曲线图。
这里,在效率比率中,将仅第一发光元件51的情况下的发光效率设为100%,根据其他情况下的发光效率相对地求出。另一方面,在FCI比率中,将仅第二发光元件52的情况下的FCI设为100%,根据其他情况下的FCI相对地求出。
这里,个数比例,是指第一发光元件51的设置个数相对于发光元件50整体的设置个数的比例。在图9中,例如如果从个数比例为“0”的情况起依次看,则在个数比例为“0”时,是仅设置第二发光元件52的情况,效率比率是75%,FCI比率是100%。接着,在个数比为1:5的情况下,个数比例是“0.17”,效率比率是79%,FCI比率是97%。接着,在个数比为1:4的情况下,个数比例是“0.20”,效率比率是80%,FCI比率是96%。接着,在个数比为1:3的情况下,个数比例是“0.25”,效率比率是81%,FCI比率是95%。接着,在个数比为1:2的情况下,个数比例是“0.33”,效率比率是83%,FCI比率是93%。接着,在个数比为1:1的情况下,个数比例是“0.5”,效率比率是88%,FCI比率是90%。接着,在个数比为2:1的情况下,个数比例是“0.67”,效率比率是92%,FCI比率是90%。在个数比例为“1”时,是仅设置第一发光元件51的情况,效率比率是100%,FCI比率是82%。
[验证实验]
本发明者用实验验证了FCI比率如何影响观察者的观感。
图10A是表示验证实验中的测试1~3的各光特性的表。
如图10A所示,测试1是使用相关色温为约5000K的通用的装置的实验结果。测试2是使用相关色温为约6200K的通用的装置的实验结果。测试3是使用有关本实施方式的第一发光元件51:第二发光元件52=1:2(个数比)、相关色温为约6200K的装置的实验结果。
图10B是表示图10A的测试1~3中的合成光的光谱分布的曲线图。图10B是在测试1~3中使用的各个光谱分布。
图10C是表示对于在测试1~3中使用的各个光谱分布的、受验者的正确回答率的曲线图。在图10C中,使用测试1~3中的各个相关色温的光,表示受验者的正确回答率。
受验者是从29岁到39岁的壮年期的男性3名及女性4名、从45岁到64岁的中年期的男性3名及女性4名、从65岁到69岁的老年期的男性7名及女性7名的总计28名。壮年期的平均年龄是34岁,中年期的平均年龄是54岁,老年期的平均年龄是67岁。
如图10C所示,在本验证实验中,通过红色的比色图表及绿色的比色图表,将各比色图表的彩度差设为0.5,得到了壮年期、中年期及老年期的3个组的正确回答率的结果。根据该结果,得到了测试3的相关色温的正确回答率最高的结果。此外,在测试1、2中的各个相关色温下,在比色图表为红色时,正确回答率中看不到大的差异,在比色图表为绿色的情况下,测试1的相关色温与测试2的相关色温相比正确回答率稍高。在测试1~3中的全部的相关色温中,得到了红色的比色图表与绿色的比色图表相比正确回答率较高的结果。在测试3的相关色温中,在比色图表为红色的情况下,与比色图表为绿色的情况相比得到了非常高的正确回答率。因此,虽然在红色及绿色的比色图表中,在测试1、2中正确回答率都是20%左右,但在第二模式中,得到了在红色的比色图表中正确回答率为80%以上、在绿色的比色图表中正确回答率为50%以上的结果。
根据该结果可知,在作为本实施方式的一例的测试3中,使得看起来鲜艳的结果是,正确回答率有意义地变高了。在测试1~3中,仅图10A的测试3满足FCI是99以上且饱和度值是2.0以下的条件。
此外,由于在测试1中照射的光的平均显色评价指数Ra是85,所以将有关本实施方式的第二模式下的照明装置10照射的光的平均显色评价指数Ra设为从86到上限的100。
此外,由于在测试2中照射的光的FCI是92,所以将有关本实施方式的第二模式下的照明装置10照射的光的FCI设为93以上且120以下。
接着,本发明者进行了关于受验者的壮年期、中年期及老年期的正确回答数的对比灵敏度的检查。图11A、图11B由于在与图10A~图10C同等的条件下进行验证实验,所以关于相同的条件省略详细的说明。
图11A是表示对于在测试1~3中使用的各个光谱分布的、壮年期的受验者的正确回答率的曲线图。在图11A中,使用与图10A~图10C的测试1~3同样的各个相关色温的光,表示受验者是壮年期的情况下的正确回答率。
在壮年期的受验者中,关于红色的比色图表,在哪个相关色温中都看不到正确回答率有大的差异。另一方面,关于绿色的比色图表,针对测试1的相关色温,正确回答率下降,针对测试2、3的相关色温,正确回答率为接近于测试1的2倍的正确回答率。
图11B表示对于在测试1~3中使用的各个光谱分布的、中年期及老年期的受验者的正确回答率的曲线图。在图11B中,使用图10A~图10C的测试1~3中的各个相关色温的光,表示受验者是中年期及老年期的情况下的正确回答率。中年期及老年期的人数是21名,其平均年龄是63岁。
在中年期及老年期的受验者中,在测试1、2的哪个相关色温中,都得到了关于红色及绿色的比色图表的正确回答率是20%以下的结果。
另一方面,在测试3的相关色温中,针对红色的比色图表,是比测试1、2高的正确回答率80%以上,成为超过壮年期的受验者的正确回答率的结果。此外,在测试3的相关色温下,针对绿色的比色图表,是比测试1、2高的正确回答率50%以上,得到了与壮年期的受验者的正确回答率同等的结果。
因此可知,在作为本实施方式的一例的测试3中,作为中年期及老年期的受验者可鲜明地看到,结果正确回答率变高。
接着,在图12A、图12B中,本发明者进行了关于受验者的对于对比灵敏度及照度的字符易读度的主观评价。
图12A是表示通过验证实验求出的对比灵敏度下的照度与正确回答率的关系的曲线图。图12B是表示4种空间频率的图。
受验者为中年期及老年期共计16名。在本验证实验中,将光的相关色温设为6000K,对照度为300lx到1000lx的范围中的受验者的正确回答率进行了实验。这里,使第一模式下的通常的照度为500lx,使第二模式下的照度为比500lx高的照度。
对比灵敏度根据受验者的验证实验得到。在对比灵敏度的验证实验中,对空间频率3cpd、6cpd、12cpd、18cpd的各自的正确回答率进行了实验。空间频率表示在视野角的单位角度(视野角1度)的范围中可见的条纹图样的数量。例如,3cpd是指在视野角1度的范围中能看到3对白线和黑线的对。
这里,如图12A及图12B所示,正确回答率是将300lx、500lx、600lx、750lx、1000l的各照度下的空间频率3cpd、6cpd、12cpd、18cpd的各正确回答率按各照度进行平均化的结果。例如在照度300lx及空间频率3cpd的情况下,导出询问正确与否的5个项目的正确回答率,将其针对其他的空间频率6cpd、12cpd、18cpd也同样地导出正确回答率,根据4个空间频率的各正确回答率的平均值计算照度的正确回答率。针对其他照度(500lx、600lx、750lx、1000l)也计算该照度的正确回答率。
可知在照度为300lx、500lx、600lx、750lx时,随着照度的增加而正确回答率上升,而在照度1000lx下,与照度750lx的情况相比正确回答率没怎么变化。
图13是表示通过验证实验求出的对于照度的字符易读度的主观评价的曲线图。
字符的易读度根据受验者的主观评价得到。易读度的主观评价基于以下7级评价项目进行,“非常容易读”为3分、“相当容易读”为2分、“稍稍容易读”为1分、“都不是”为0分、“稍稍难读”为-1分、“相当难读”为-2分、“非常难读”为-3分。并且,与该评价项目对应的分数为评价值。
如图13所示,例如在照度300lx下导出空间频率3cpd、6cpd、12cpd、18cpd各自的各评价值,根据从4个空间频率的各评价值导出的平均值得到字符的易读度的评价值。此外,在其他的500lx、600lx、750lx、1000l的各照度下也同样,根据从4个空间频率的各评价值导出的平均值得到字符的易读度的评价值。
可知在照度300lx、500lx、600lx、750lx之间,随着照度的增加而受验者的易读度上升,但在照度为1000lx时,与照度750lx的情况相比受验者的易读度没怎么变化。即,即使过于明亮,也只是照明带来的耗电增加,受验者的易读度不怎么提高。
根据该结果可知,在以第一模式下的照度500lx为基准的情况下,在从照度500lx到750lx之间,字符的易读度提高。根据由该照度导出的结果,只要将第二模式的明亮度设为第一模式的明亮度的1.1倍以上且1.5倍以下,字符就变得容易读。
接着,本发明者进行了关于受验者的分年龄段的正确回答数的对比灵敏度的检查。
受验者为20~29岁、30~39岁、40~49岁、60~69岁各5名,50~59岁10名。
图14是表示通过验证实验求出的对比灵敏度下的分年龄段的正确回答数与空间频率的关系的曲线图。
如图14所示,可知在20~29岁的受验者中,即使空间频率变大,正确回答数也不怎么减少,但在30~39岁及40~49岁中,随着空间频率变大,正确回答数也减少。到了50~59岁及60~69岁,可知随着空间频率的增加,正确回答数也大幅减少。
图15是表示通过验证实验求出的对比灵敏度下的正确回答数与年龄段的关系的曲线图。图15是根据图14的结果将各个年龄段的正确回答数进行平均化的曲线图。
根据图15可知,在50~59岁、60~69岁,正确回答数与其他年龄段相比大幅减少。这据说是因为,50~59岁的包括初期混浊在内的白内障诊出率是37%~54%左右。作为白内障的一例,在空间频率中的高频域,可以推测容易发生对比灵敏度的下降。
所以,本发明者使用具有第一模式及第二模式的照明装置10进行了验证实验。
图16A是表示验证实验中的第一模式及第二模式的各光特性的表。如图16A所示,是表示使用第一模式下的相关色温为约5000K、第二模式下的相关色温为约6200K的照明装置10的实验结果的图。
图16B是表示图16A的第一模式及第二模式下的合成光的光谱分布的曲线图。图16C是表示第一模式及第二模式的光谱分布所对应的受验者的正确回答率的曲线图。
受验者是从60岁到69岁的中年期及老年期的男性30名及女性23名的总计53名。在本验证实验中,通过红色的比色图表及绿色的比色图表,使各比色图表的彩度差为0.5,得到了中年期及老年期的受验者的正确回答率的结果。根据该结果,得到了第二模式与第一模式相比,在比色图表的红色及绿色下正确回答率有意义地较高的结果。根据该结果可知,在作为本实施方式的一例的第二模式下,能够鲜明地看到,结果正确回答率变高。
接着,本发明者进行了关于受验者的中年期及老年期的正确回答数的近视视力的检查。图17由于在与图16同等的条件下进行验证实验,所以关于相同的条件省略详细的说明。
图17A是表示通过验证实验求出的近视视力表中的视力水平0.5下的第一模式及第二模式的正确回答率的曲线图。图17B是表示在验证实验中使用的近视视力表(对比度6%)的图。图17C是表示各视力水平下的正确回答率计算式的图。图17A得到了对于第一模式、在视力水平0.5下正确回答率有意义地较高的结果。该视力水平0.4~0.5是能看到报纸的字符的视力,在视力水平0.5的字符大小下容易看到这一情况被判断为报纸及书籍的字符容易看到。
通过以上可知,在第二模式下,与第一模式相比,对于中年期及老年期的受验者,颜色更容易看到、以及字符更容易看到。
[作用效果]
接着,对本实施方式的照明装置10的作用效果进行说明。
如上述那样,有关本实施方式的照明装置10具备:多个第一发光元件51及多个第二发光元件52,具有同一色度范围内的色度值;以及控制电路12,具有能够单独地控制多个第一发光元件51及多个第二发光元件52的模式切换部。此外,第一发光元件51的光谱分布在425nm以上且480nm以下的范围中包括第一峰值波长,在500nm以上且560nm以下的范围中包括第二峰值波长。进而,第二发光元件52的光谱分布在425nm以上且480nm以下的范围中包括第一峰值波长,在500nm以上且560nm以下的范围中包括第二峰值波长,在580nm以上且650nm以下的范围中包括第三峰值波长。此外,第一发光元件51和第二发光元件52发出的光的合成光的光谱分布中,500nm以上且560nm以下的范围的最大值与500nm以上且650nm以下的范围中的最小值之比是0.85以下。进而,控制电路12选择性地执行使第一发光元件51点亮的第一模式、和使第一发光元件51及第二发光元件52点亮的第二模式。接着,模式切换部14将第一模式和第二模式切换。
这样,在第一发光元件51和第二发光元件52发出的光的合成光的光谱分布中,由于500nm以上且560nm以下的范围的最大值与500nm以上且650nm以下的范围中的最小值之比是0.85以下,所以能够提高高龄者的颜色感知概率。此外,通过使用光谱分布不同的第一发光元件51及第二发光元件52这2种发光元件切换第一模式和第二模式,能够进行与高龄者对应的照明。因此,能够抑制对于高龄者,字符及观察对象物的颜色的彩度看起来下降。
因而,能够抑制对于高龄者,字符及观察对象物的颜色的彩度看起来下降。
此外,在有关本实施方式的照明装置10中,合成光的相关色温是5500K以上且7100K以下。
这样,由于合成光的相关色温是5700K以上且7100K以下,所以能够更可靠地抑制对于高龄者而言字符和颜色的彩度看起来下降。
此外,有关本实施方式的照明装置10还具备相关色温为2600K以上且5500K以下的多个第三发光元件53。
这样,由于第一发光元件51及第二发光元件52的合成光的相关色温是5500K以上且7100K以下,还具备相关色温为2600K以上且5500K以下的第三发光元件53,所以照明装置10的调色范围变宽。由此,在该照明装置10中,能够实现从白炽灯色到昼光色的调色。
此外,在有关本实施方式的照明装置10中,第一发光元件51在以第一模式点亮的情况下,比以第二模式点亮的情况更明亮地点亮。
这样,与第一发光元件51以第二模式点亮的情况相比,第一发光元件51以第一模式点亮的情况更明亮,所以通过模式的切换使发光效率及显色性变化,由此能够更可靠地抑制对于高龄者,字符或观察对象物的颜色的彩度看起来下降。
此外,在有关本实施方式的照明装置10中,第二模式下的照明装置10的明亮度为第一模式下的照明装置10的明亮度的1.1倍以上且1.5倍以下。
这样,由于第二模式下的照明装置10的明亮度是第一模式下的照明装置10的明亮度的1.1倍以上且1.5倍以下,所以能够提高高龄者的对于对比灵敏度及照度的字符易读度。
此外,在有关本实施方式的照明装置10中,第二模式下的照明装置10照射的光的平均显色评价指数Ra是86以上且100以下。
这样,由于照明装置10照射的光的平均显色评价指数Ra是86以上且100以下,所以能够射出显色性良好的光,所以能够忠实地再现颜色。因此,能够使高龄者正确地看到物体的颜色。
特别是,如果光的平均显色评价指数Ra是90以上,则显色性更好,所以能够使高龄者更正确地看到物体的颜色。
此外,在有关本实施方式的照明装置10中,第二模式下的照明装置10照射的光的醒目指数FCI(Feeling of Contrast Index)是93以上且120以下。
这样,由于第二模式下的照明装置10照射的光的醒目指数FCI是93以上且120以下,所以能够确保高龄者根据颜色的所见而感觉到的明亮度感。
此外,在有关本实施方式的照明装置10中,在第二模式下的照明装置10照射的光中,利用CIE1997临时色貌模型简版求出的饱和度值是2.0以下。
这样,由于第二模式下的照明装置10照射的光的饱和度值是2.0以下,所以白色感变高,字符的易读度提高。
此外,有关本实施方式的照明装置10还具备设定用户的年龄或年龄段的设定部13。并且,控制电路12与由设定部13设定的用户的年龄或年龄段成比例地使第二发光元件52的发光量变高。
这样,由于与用户的年龄或年龄段成比例地使第二发光元件52的发光量变高,所以年龄或年龄段越高,越能够提高字符的易读度,并使得更准确地看到物体的颜色。
此外,在有关本实施方式的照明装置10中,第二发光元件52及第三发光元件53在以第二模式点亮的情况下,比以第一模式点亮的情况更明亮地点亮。
此外,在有关本实施方式的照明装置10中,第一发光元件51与第二发光元件52的个数比下的第二发光元件52的个数比例为,和第一发光元件51与第二发光元件52的个数比为2比1的情况同等或其以上。
(其他的实施方式)
以上,对实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式。
例如,在上述实施方式中,控制电路为了按照年龄或年龄段实现适当的第一发光元件和第二发光元件的发光量,也可以预先存储有实现与各年龄或年龄段对应的发光量的第一发光元件和第二发光元件各自的电流值。例如,控制电路如果被输入另一个外部信号,则从该外部信号中取得年龄,读出与该年龄或年龄段对应的第一发光元件的电流值和第二发光元件的电流值。并且,控制电路基于所读出的电流值控制恒功率输出电路,由此以与被输入的年龄或年龄段对应的发光量使第一发光元件和第二发光元件发光。由此,能够以与年龄或年龄段对应的发光量使第一发光元件和第二发光元件发光,所以在任何年龄或年龄段都能够确保一定的颜色感知概率。
以上,基于实施方式对本发明的一个或多个形态进行了说明,但本发明并不限定于该实施方式。只要不脱离本发明的主旨,对本实施方式实施了本领域技术人员想到的各种变形的形态、或将不同的实施方式的构成要素组合而构建的形态也包含在本发明的一个或多个形态的范围内。
Claims (11)
1.一种照明装置,其特征在于,具备:
多个第一发光元件及多个第二发光元件,具有相同色度范围内的色度值;以及
控制电路,具有能够将上述多个第一发光元件及上述多个第二发光元件单独地控制的模式切换部;
上述第一发光元件的光谱分布在425nm以上且480nm以下的范围中包括第一峰值波长,在500nm以上且560nm以下的范围中包括第二峰值波长;
上述第二发光元件的光谱分布在425nm以上且480nm以下的范围中包括第一峰值波长,在500nm以上且560nm以下的范围中包括第二峰值波长,在580nm以上且650nm以下的范围中包括第三峰值波长;
上述第一发光元件和上述第二发光元件发出的光的合成光的光谱分布中,500nm以上且560nm以下的范围的最大值与500nm以上且650nm以下的范围中的最小值之比是0.85以下;
上述控制电路选择性地执行使上述第一发光元件点亮的第一模式和使上述第一发光元件及上述第二发光元件点亮的第二模式;
上述模式切换部切换上述第一模式和上述第二模式。
2.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
上述合成光的相关色温是5500K以上且7100K以下。
3.如权利要求2所述的照明装置,其特征在于,
还具备相关色温为2600K以上且5500K以下的多个第三发光元件。
4.如权利要求3所述的照明装置,其特征在于,
上述第二发光元件及上述第三发光元件在以第二模式点亮的情况下比以第一模式点亮的情况更亮地点亮。
5.如权利要求1~4中任一项所述的照明装置,其特征在于,
上述第一发光元件在以第一模式点亮的情况下比以第二模式点亮的情况更亮地点亮。
6.如权利要求1~4中任一项所述的照明装置,其特征在于,
上述第二模式下的该照明装置的明亮度为上述第一模式下的该照明装置的明亮度的1.1倍以上且1.5倍以下。
7.如权利要求1~4中任一项所述的照明装置,其特征在于,
上述第二模式下的该照明装置照射的光的平均显色评价指数是86以上且100以下。
8.如权利要求1~4中任一项所述的照明装置,其特征在于,
上述第二模式下的该照明装置照射的光的醒目指数FCI(Feeling of ContrastIndex)是93以上且120以下。
9.如权利要求1~4中任一项所述的照明装置,其特征在于,
在上述第二模式下的该照明装置照射的光中,利用CIE1997临时色貌模型简版求出的饱和度值是2.0以下。
10.如权利要求1~4中任一项所述的照明装置,其特征在于,
还具备设定用户的年龄或年龄段的设定部;
上述控制电路,与由上述设定部设定的用户的年龄或年龄段成比例地使第二发光元件的发光量变高。
11.如权利要求1~4中任一项所述的照明装置,其特征在于,
上述第一发光元件与上述第二发光元件的个数比下的上述第二发光元件的个数比例为,和上述第一发光元件与上述第二发光元件的个数比为2比1的情况同等或其以上。
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