DE102014118280A1

DE102014118280A1 - Lichtquellenmodul und Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE102014118280A1
Application number: DE102014118280.4A
Authority: DE
Inventors: c/o Panasonic Corporation Takei Naoko
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2015-06-18
Also published as: JP6548104B2; JP2015115507A

Abstract

Ein Lichtquellenmodul (1) enthält ein lichtemittierendes Teil (11) und einen Wellenlängenwandler (12). Der Wellenlängenwandler (12) enthält ein Wellenlängenumwandlungsmaterial. Der Wellenlängenwandler (12) gibt zusammengesetztes Licht aus von dem lichtemittierenden Teil (11) emittiertem Licht und von dem Wellenlängenumwandlungsmaterial emittiertem Licht aus. Eine korrelierte Farbtemperatur des zusammengesetzten Lichts liegt im Bereich von 5700 K bis 7100 K. Eine Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts besitzt einen ersten Höchstwert in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 480 nm und einen ersten Mindestwert in einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 520 nm. Ein Verhältnis des ersten Mindestwerts zum ersten Höchstwert ist größer oder gleich 0,4. Das lichtemittierende Teil (11) enthält ein erstes lichtemittierendes Festkörperelement (11a) mit einer Spitze in einem Wellenlängenbereich von 350 nm bis 420 nm. Der Wellenlängenwandler (12) enthält ein blaues Fluoreszenzmaterial, ein blaugrünes Fluoreszenzmaterial, ein gelbes Fluoreszenzmaterial und ein rotes Fluoreszenzmaterial. Ein Emissionsspektrum des blauen Fluoreszenzmaterials besitzt eine Spitze in einem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 480 nm, und eine Halbwertsbreite der Spitze liegt im Bereich von 40 nm bis 70 nm. Ein Emissionsspektrum des blaugrünen Fluoreszenzmaterials besitzt eine Spitze in einem Wellenlängenbereich von 500 nm bis 540 nm, und eine Halbwertsbreite der Spitze liegt im Bereich von 20 nm bis 40 nm.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Lichtquellenmodul und eine Lichtquelleneinheit, die die Melatoninsekretion in einem biologischen Körper unterdrücken können.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Beispielsweise offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2011-72388 eine beleuchtende Lichtquelle, die einen Effekt erhält, der die Melatoninsekretion unterdrückt, um das Einstellen eines biologischen Rhythmus und die Wachsamkeit des biologischen Körpers zu fördern.
KURZE DARSTELUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält ein Lichtquellenmodul ein lichtemittierendes Teil und einen Wellenlängenwandler. Der Wellenlängenwandler enthält ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, das die Wellenlängenumwandlung von von dem lichtemittierenden Teil emittiertem Licht teilweise durchführt und Licht mit einer anderen Wellenlänge emittiert. Der Wellenlängenwandler gibt zusammengesetztes Licht aus dem von dem lichtemittierenden Teil emittierten Licht und dem von dem Wellenlängenumwandlungsmaterial emittierten Licht aus. Eine korrelierte Farbtemperatur des zusammengesetzten Lichts liegt im Bereich von 5700 K bis 7100 K. Eine Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts besitzt einen ersten Höchstwert in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 480 nm und einen ersten Mindestwert in einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 520 nm. Ein Verhältnis des ersten Mindestwerts zum ersten Höchstwert beträgt mindestens 0,4. Das lichtemittierende Teil enthält ein erstes lichtemittierendes Festkörperelement, das ein Emissionsspektrum besitzt, welches eine Spitze in einem Wellenlängenbereich von 350 nm bis 420 nm aufweist. Das Wellenlängenumwandlungsmaterial enthält ein blaues Fluoreszenzmaterial, ein blaugrünes Fluoreszenzmaterial, ein gelbes Fluoreszenzmaterial und ein rotes Fluoreszenzmaterial. Das blaue Fluoreszenzmaterial wird durch von einem ersten lichtemittierenden Festkörperelement emittiertes Licht angeregt. Das blaue Fluoreszenzmaterial besitzt ein Emissionsspektrum, das eine Spitze mit einer Halbwertsbreite im Bereich von 40 nm bis 70 nm im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 480 nm aufweist. Das blaugrüne Fluoreszenzmaterial wird durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement emittierte Licht angeregt. Das blaugrüne Fluoreszenzmaterial besitzt ein Emissionsspektrum, das eine Spitze mit einer Halbwertsbreite im Bereich von 20 nm bis 40 nm im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 540 nm aufweist.
Dementsprechend kann in dem Lichtquellenmodul der vorliegenden Offenbarung ein Melatoninsekretions-Unterdrückungseffekt eines biologischen Körpers verbessert werden, obwohl eine Lichtquellenfarbe eine Tageslichtfarbe ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Spektralverteilung eines Lichtquellenmoduls gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
2 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Verhältnis eines ersten Mindestwerts zu einem ersten Höchstwert in 1 und einem biologischen Arbeitseffekt veranschaulicht;
3 ist eine schematische Schnittansicht, die das Lichtquellenmodul der ersten bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht;
4 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Wirkungsfunktion der Melatoninsekretionsunterdrückung und eine relative Helligkeitsfunktion veranschaulicht;
5 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Kennlinie des Lichtquellenmoduls der ersten bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht;
6 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Kennlinie eines Wellenlängenumwandlungsmaterials im Lichtquellenmodul der ersten bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht;
7 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Lichtquellenmodul gemäß einer ersten Modifikation der ersten bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht;
8 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Lichtquellenmodul gemäß einer zweiten Modifikation der ersten bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht;
9 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine Beleuchtungseinrichtung, die mit einer Lichtquelleneinheit gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist, veranschaulicht;
10 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Chromatizitätsort von zusammengesetztem Licht der Lichtquelleneinheit der zweiten bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht;
11 zeigt eine Spektralverteilung von von einem Lichtquellenmodul von Beispiel 1 emittiertem zusammengesetztem Licht;
12 zeigt eine Spektralverteilung von von einem Lichtquellenmodul von Beispiel 2 emittiertem zusammengesetztem Licht; und
13 zeigt eine Spektralverteilung von von einem Lichtquellenmodul von Vergleichsbeispiel 1 emittiertem zusammengesetztem Licht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Problem bei dem Lichtquellenmodul der verwandten Technologie wird vor der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Für die in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2011-72388 offenbarten beleuchtende Lichtquelle übersteigt eine korrelierte Farbtemperatur 7100 K, und ein Beleuchtungsraum liefert einem Benutzer einen geringfügig starken blauen Eindruck, wenn die Beleuchtungsquelle in einem allgemeinen Innenraum verwendet wird. Allgemein verschlechtert der Melatoninsekretions-Unterdrückungseffekt des biologischen Körpers sich, wenn eine Lichtquellenfarbe sich einer niedrigen Farbtemperatur nähert.
Ein Lichtquellenmodul, das den Melatoninsekretions-Unterdrückungseffekt des biologischen Körpers, die optische Güte einer Hautfarbe und die Farbwiedergabe verbessern kann, obwohl die Lichtquellenfarbe eine Tageslichtfarbe ist, wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Jede der folgenden bevorzugten Ausführungsformen veranschaulicht ein günstiges spezifisches Beispiel. Ein Zahlenwert, eine Gestalt, ein Material, eine Komponente, eine Anordnung und ein Verbindungsmodus von Komponenten, ein Prozess und eine Prozesssequenz sind in den folgenden bevorzugten Ausführungsformen lediglich beispielhaft angegeben, beschränken aber nicht die vorliegende Offenbarung.
Jede Zeichnung ist eine schematische Zeichnung, die nicht streng vorgenommen worden ist. In den Zeichnungen ist die im Wesentlichen identische Struktur mit der identischen Zahl bezeichnet, und eine überlappende Beschreibung ist nicht angegeben oder vereinfacht.
(Erste bevorzugte Ausführungsform)
Das Lichtquellenmodul 1 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. 1 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Spektralverteilung des Lichtquellenmoduls 1 veranschaulicht. 2 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Verhältnis eines ersten Mindestwerts zu einem ersten Höchstwert und einem biologischen Arbeitseffekt veranschaulicht. 3 ist eine schematische Schnittansicht, die das Lichtquellenmodul 1 veranschaulicht. 4 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Wirkungsfunktion der Melatoninsekretionsunterdrückung und eine relative Helligkeitsfunktion veranschaulicht. 5 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Kennlinie des Lichtquellenmoduls 1 veranschaulicht. 6 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Kennlinie eines Wellenlängenumwandlungsmaterials im Lichtquellenmodul 1 veranschaulicht.
Wie in 3 veranschaulicht, enthält das Lichtquellenmodul 1 ein lichtemittierendes Teil 11 und einen Wellenlängenwandler 12. Der Wellenlängenwandler 12 enthält ein Wellenlängenumwandlungsmaterial (nicht dargestellt), das eine Wellenlängenumwandlung von vom lichtemittierenden Teil 11 emittiertem Licht teilweise durchführt und Licht mit einer anderen Wellenlänge emittiert. Der Wellenlängenwandler 12 gibt zusammengesetztes Licht aus dem vom lichtemittierenden Teil 11 emittierten Licht und dem von dem Wellenlängenumwandlungsmaterial emittierten Licht aus. Eine korrelierte Farbtemperatur des vom Wellenlängenwandler 12 emittierten zusammengesetzten Lichts liegt im Bereich von 5700 K bis 7100 K. Eine Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts des Lichtquellenmoduls 1 besitzt einen ersten Höchstwert (Ma1, siehe 1) in einem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 480 nm und einen ersten Mindestwert (Mi1, siehe 1) in einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 520 nm. Ein Verhältnis des ersten Mindestwerts zum ersten Höchstwert beträgt mindestens 0,4, und eine Obergrenze des Verhältnisses ist kleiner als 1. Das lichtemittierende Teil 11 enthält ein erstes lichtemittierendes Festkörperelement 11a mit einem Emissionsspektrum, das eine Spitze in einem Wellenlängenbereich von 350 nm bis 420 nm aufweist. Das Wellenlängenumwandlungsmaterial enthält ein blaues Fluoreszenzmaterial, ein blaugrünes Fluoreszenzmaterial, ein gelbes Fluoreszenzmaterial und ein rotes Fluoreszenzmaterial. Das blaue Fluoreszenzmaterial wird durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a emittierte Licht angeregt und besitzt ein Emissionsspektrum, das die Spitze mit einer Halbwertsbreite im Bereich von 40 nm bis 70 nm im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 480 nm aufweist. Das blaugrüne Fluoreszenzmaterial wird durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a emittierte Licht angeregt und besitzt ein Emissionsspektrum, das die Spitze mit einer Halbwertsbreite im Bereich von 20 nm bis 40 nm im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 540 nm aufweist.
Jede Komponente des Lichtquellenmoduls 1 wird unten ausführlich beschrieben. Beispielsweise kann das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a des lichtemittierenden Teils 11 mit einer Leuchtdiode (LED – Light Emitting Diode) konstruiert werden. Das Lichtquellenmodul 1 ist eine Lichtquelle, in dem die LED verwendet wird.
Beispielsweise kann das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a mit der LED mit der Spitzenwellenlänge im Wellenlängenbereich von 350 nm bis 420 nm konstruiert werden. Das heißt, das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a kann mit einer violetten LED mit der Spitzenwellenlänge im Wellenlängenbereich von 350 nm bis 420 nm konstruiert werden. Deshalb nimmt im Lichtquellenmodul 1 eine Anzahl von Optionen des Wellenlängenumwandlungsmaterials in einer Kombination aus der LED und dem Wellenlängenumwandlungsmaterial zu.
Die violette LED kann mit einem LED-Chip konstruiert werden, der violettfarbenes Licht emittiert. Beispielsweise kann ein violetter Galliumnitrid-LED-Chip als der LED-Chip verwendet werden, der das violettfarbene Licht emittiert. Beispielsweise kann ein Package, in dem der LED-Chip aufgenommen ist, als die LED verwendet werden. Ein oder mehrere LED-Chips können im Package aufgenommen werden. Das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a ist nicht auf die LED beschränkt. Beispielsweise kann das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a mit einer Laserdiode (LD) konstruiert werden.
Beispielsweise kann der LED-Chip mit einer Größe von 0,3 mm × 0,3 mm, 0,45 mm × 0,45 mm oder 1 mm × 1 mm in einer ebenen Ansicht verwendet werden. Eine ebene Gestalt des LED-Chips ist nicht auf eine quadratische Gestalt beschränkt. Der LED-Chip kann beispielsweise eine rechteckige Gestalt besitzen. Beispielsweise kann der rechteckige LED-Chip mit einer Größe von 0,5 mm × 0,24 mm in einer ebenen Ansicht verwendet werden.
Das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a enthält eine nicht gezeigte erste Elektrode und eine nicht gezeigte zweite Elektrode. Eine der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode wird als eine Anodenelektrode und die andere als eine Kathodenelektrode verwendet.
Das Lichtquellenmodul 1 enthält eine Montageplatine 13, auf der das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a montiert ist. Die Montageplatine 13 enthält einen Stützkörper 14 und ein nicht gezeigtes Verdrahtungsteil, das vom Stützkörper 14 gestützt wird und elektrisch an das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a angeschlossen ist. Das Verdrahtungsteil enthält einen nicht gezeigten ersten und zweiten Leiter, die elektrisch an die erste und zweite Elektrode des ersten lichtemittierenden Festkörperelements 11a angeschlossen sind.
Der Stützkörper 14 der Montageplatine 13 ist zu einer flachen Plattengestalt ausgebildet. Die Gestalt des Stützkörpers 14 ist nicht auf die flache Plattengestalt beschränkt. Beispielsweise kann eine Ausnehmung, in der das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a aufgenommen wird, im Stützkörper 14 ausgebildet sein.
Wenngleich eine äußere Peripheriegestalt des Stützkörpers 14 eine rechteckige Gestalt ist, ist die äußere Peripheriegestalt des Stützkörpers 14 nicht auf die rechteckige Gestalt beschränkt. Beispielsweise kann die äußere Peripheriegestalt des Stützkörpers 14 zusätzlich zu der rechteckigen Gestalt eine mehreckige Gestalt oder eine kreisförmige Gestalt sein. Eine ebene Größe des Stützkörpers 14 ist größer als die des ersten lichtemittierenden Festkörperelements 11a.
Im lichtemittierenden Teil 11 gibt es keine bestimmte Beschränkung bezüglich der Anzahl erster lichtemittierender Festkörperelemente 11a. Das lichtemittierende Teil 11 kann mehrere erste lichtemittierende Festkörperelemente 11a enthalten. Dementsprechend gibt es keine bestimmte Beschränkung hinsichtlich der Anzahl erster lichtemittierender Festkörperelemente 11a, die auf der Montageplatine 13 montiert werden können. Beispielsweise können mehrere erste lichtemittierende Festkörperelemente 11a auf der Montageplatine 13 montiert werden. Im Lichtquellenmodul 1 können mehrere erste lichtemittierende Festkörperelemente 11a in Reihe, parallel oder in Reihe/parallel geschaltet sein.
Zusätzlich zum ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a kann beispielsweise das lichtemittierende Teil 11 ein nicht dargestelltes zweite lichtemittierendes Festkörperelement enthalten, dessen Spitzenwellenlänge im Bereich von 430 nm bis 470 nm liegt. Beispielsweise kann das zweite lichtemittierende Festkörperelement mit einer blauen LED konstruiert werden. Die blaue LED kann mit dem LED-Chip konstruiert werden, der blaufarbiges Licht emittiert. Beispielsweise kann ein blauer Galliumnitrid-Chip als der LED-Chip verwendet werden, der das blaufarbige Licht emittiert.
Im Lichtquellenmodul 1 besteht bevorzugt der Wellenlängenwandler 12 aus einer Mischung aus dem Wellenlängenumwandlungsmaterial und einem durchscheinenden Material, das sichtbares Licht überträgt, und der Wellenlängenwandler 12 bedeckt das lichtemittierende Teil 11. Deshalb wirkt für den Fall, dass der violette LED-Chip als das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a verwendet wird, der Wellenlängenwandler 12 auch als ein Abdichtteil, das das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a abdichtet. Wenngleich der Wellenlängenwandler 12 eine halbkugelförmige Gestalt besitzt, ist der Stützkörper 14 nicht auf die halbkugelförmige Gestalt beschränkt. Beispielsweise kann der Wellenlängenwandler 12 eine halbelliptische Gestalt, eine Kuppelgestalt oder eine rechteckige Quadergestalt besitzen. Die Ausnehmung, in der das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a untergebracht ist, kann im Stützkörper 14 ausgebildet sein. In diesem Fall können beispielsweise die halbkugelförmige Gestalt, die halbelliptische Gestalt, die Kuppelgestalt und die rechteckige Quadergestalt als die Gestalt des Wellenlängenwandlers 12 verwendet werden.
In 3 ist ein erstes lichtemittierendes Festkörperelement 11a mit einem Wellenlängenwandler 12 bedeckt. Alternativ können mehrere erste lichtemittierende Festkörperelemente 11a mit einem Wellenlängenwandler 12 bedeckt sein. In diesem Fall wird die Gestalt des Wellenlängenwandlers 12 ordnungsgemäß auf der Basis einer Anordnung von mehreren ersten lichtemittierenden Festkörperelementen 11a geändert. Beispielsweise kann für den Fall, dass mehrere erste lichtemittierende Festkörperelemente 11a in einer Längsrichtung der Montageplatine 13 mit einer langen und dünnen rechteckigen Gestalt in ebener Ansicht angeordnet sind, der Wellenlängenwandler 12 zu einer Halbzylindergestalt ausgebildet werden, die mehrere erste lichtemittierende Festkörperelemente 11a bedeckt.
Das vom Wellenlängenwandler 12 ausgegebene zusammengesetzte Licht bedeutet zusammengesetztes Licht aus Licht, das von dem lichtemittierenden Teil 11 emittiert und vom Wellenlängenwandler 12 ausgegeben wird, ohne dass es einer Wellenlängenumwandlung unterzogen wird, und Licht, das vom Wellenlängenwandler 12 ausgegeben wird, während es der Wellenlängenumwandlung unter Verwendung des Wellenlängenumwandlungsmaterials unterzogen wird.
Das zusammengesetzte Licht des Lichtquellenmoduls 1 besitzt korrelierte Farbtemperaturen von 5700 K bis 7100 K. Die korrelierte Farbtemperatur drückt eine Farbe einer Lichtquelle (in diesem Fall des Lichtquellenmoduls 1) aus. Die korrelierte Farbtemperatur ist eine absolute Temperatur von Schwarzkörperstrahlung mit einer Chromatizitätskoordinate, die einer uv-Chromatizitätskoordinate der Lichtquelle am nächsten liegt. Beispielsweise definiert JIS 28113:1998 oder IEC 60050-845 die korrelierte Farbtemperatur. Beispielsweise ist die korrelierte Farbtemperatur ein Wert, der durch ein Verfahren zum Messen der durch JIS 28725:1999 definierten Farbtemperatur erhalten wird. Die Chromatizitätskoordinate der Schwarzkörperstrahlung, die der Chromatizitätskoordinate der Lichtquelle am nächsten liegt, wird als eine Kreuzung erhalten, wo eine senkrechte Linie von einem Punkt der Chromatizitätskoordinate der Lichtquelle zur Chromatizitätskoordinate von CIE 1960 UCS (Uniform Chromaticity Scale) gezeichnet wird. 5700 K ist eine Untergrenze eines Bereichs der korrelierten Farbtemperatur (5700 K bis 7100 K) der durch JIS 29112:2012 definierten Tageslichtfarbe. 7100 K ist eine Obergrenze der korrelierten Farbtemperatur der Tageslichtfarbe und eine Obergrenze der korrelierten Farbtemperatur einer Fluoreszenzlampe, die als ein durch IEC 60050 definierten Tageslichtsimulator D₆₅ verwendet wird.
Im Lichtquellenmodul 1 ist der biologische Arbeitseffekt, der anhand der Spektralverteilung des vom Wellenlängenwandler 12 unter Verwendung von Gleichung (1) ausgegebenen zusammengesetzten Lichts berechnet wird, um den Melatoninsekretions-Unterdrückungseffekt zu erhalten, größer oder gleich 0,90. Biologischer Arbeitseffekt = ∫S(λ)·A(λ)dλ / ∫S(λ)·V(λ)dλ (1) wobei S(λ) eine Spektralverteilung des Lichtquellenmoduls 1 und eine Funktion der Wellenlänge λ ist. S(λ) kann eine relative Spektralverteilung auf der Basis eines Höchstwerts der Spektralverteilung des Lichtquellenmoduls 1 sein. Beispielsweise definiert JIS 28113:1998 oder IEC 60050-845 die Spektralverteilung und die relative Spektralverteilung.
A(λ) ist eine Wirkungsfunktion der Melatoninsekretionsunterdrückung und eine Funktion der Wellenlänge λ. Die Wirkungsfunktion der Melatoninsekretionsunterdrückung ist eine Wirkungseffektkurve, die die Melatoninsekretion unterdrückt, um das Verstellen eines biologischen Rhythmus und der Wachsamkeit des biologischen Körpers zu fördern, und die Wirkungsfunktion ist eine gekrümmte Linie, die in 4 durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist. Hinsichtlich einer Gestalt der Wirkungsfunktion A(λ) der Melatoninsekretionsunterdrückung ist die Wirkungsfunktion A(λ) eine Kurve, die in einem Bereich von etwa 400 nm bis etwa 600 nm nach oben konvex ist und eine Spitze bei der Wellenlänge λ von etwa 464 nm aufweist. Die Wirkungsfunktion der Melationinsekretionsunterdrückung wird beispielsweise in G. C. Brainer, „Action Spectrum for Melatonin Regulation in Humans: Evidence for a Novel Circadian Photoreceptor", The Journal of Neuroscience, 15. August 2001, 21 (16), S. 6405–6412, beschrieben.
V(λ) ist die relative Helligkeit. Eine standardmäßige relative Helligkeitskurve ist eine, die durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 4 dargestellt ist. Beispielsweise definiert JIS 28113:1998 oder IEC 60050-845 die relative Helligkeit. Bevorzugt wird eine relative photopische CIE-Normhelligkeit als die relative Helligkeit verwendet.
Ein integraler Wellenlängenbereich in einem Nenner und einem Zähler auf einer rechten Seite von Gleichung (1) kann auf einen Wellenlängenbereich für sichtbares Licht eingestellt sein. Beispielsweise kann der integrale Wellenlängenbereich auf den Bereich von 380 nm bis 780 nm eingestellt sein. Deshalb kann Gleichung (1) durch eine Gleichung (2) ausgedrückt werden.
Eine kurze Wellenlängengrenze des Wellenlängenbereichs für sichtbares Licht fällt in einen Bereich von 360 nm bis 400 nm. Eine lange Wellenlängengrenze des Wellenlängenbereichs für sichtbares Licht fällt in einen Bereich von 760 nm bis 830 nm. Deshalb kann der integrale Wellenlängenbereich auf den Bereich von 360 nm bis 830 nm eingestellt sein.
Im Lichtquellenmodul 1 ist der Präferenzindex der Hautfarbe (PS), der aus der Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts berechnet wird, größer oder gleich 80.
Der PS ist ein Wert, der eine Präferenz der Hautfarbe anzeigt. Der PS kann auf der Basis eines Prozesses abgeleitet werden, der in Kenjiro Hashimoto et al., „Method for evaluating preference of skin color of Japanese woman under illuminating light", Journal of Illuminating Engineering Institute of Japan, Band 82, Nr. 11, S. 895, 1998, oder der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11-258047 veröffentlicht ist. Das heißt, der PS kann unter Verwendung der Spektralverteilung und der Chromatizitätskoordinate des Lichtquellenmoduls 1 anstelle der Spektralverteilung und Chromatizitätskoordinate einer beleuchtenden Lampe in einer in den obigen Referenzliteraturen beschriebenen Berechnungsprozedur abgeleitet werden. In der Berechnungsprozedur des PS kann der PS unter Verwendung einer Formel PS = 4 × 5P, nachdem ein berechneter Auswertungswert P der Präferenz der Hautfarbe erhalten worden ist, berechnet werden. Wie oben beschrieben, ist der PS der Wert, der die Präferenz der Hautfarbe anzeigt. Mit anderen Worten, ist der PS der Wert, der die optische Güte der menschlichen Hautfarbe anzeigt.
Der Wert des PS im Licht des Tageslichtsimulators D₆₅ ist als 80 definiert. Dementsprechend kann im Lichtquellenmodul 1, weil der PS des zusammengesetzten Lichts größer oder gleich 80 ist, die Hautfarbe günstigerweise gleich oder mehr als das Licht des Tageslichtsimulators D₆₅ dargestellt werden.
Im Lichtquellenmodul 1 ist im Fall, dass die korrelierte Farbtemperatur im Bereich von 5700 K bis 7100 K liegt, der biologische Arbeitseffekt bevorzugt größer oder gleich 0,85, der PS ist größer oder gleich 80 und die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra ist größer oder gleich 85. Für die korrelierte Farbtemperatur von 6500 K ist der biologische Arbeitseffekt bevorzugt größer oder gleich 0,9. Deshalb kann das Lichtquellenmodul 1 ein Gleichgewicht zwischen einem biologischen Körpereffekt, der einen zirkadischen Rhythmus verstellt, und der optischen Güte der Hautfarbe erreichen. Beispielsweise ist es in dem Fall, dass der biologische Arbeitseffekt bei der korrelierten Farbtemperatur von 6500 K kleiner als 0,90 ist, notwendig, die Leuchtstärke zu erhöhen, um den zirkadischen Rhythmus zu verstellen. Deshalb besteht ein Risiko, dass es ein Benutzer übermäßig hell empfindet. Beispielsweise kann das Lichtquellenmodul 1 während der Tageszeit seit dem Aufwachen für einen Bewohner oder einen Patienten in einem Pflegeheim oder einem Krankenhaus als die Lichtquelle verwendet werden. In diesem Fall unterdrückt das Lichtquellenmodul 1 die Melatoninsekretion des in dem beleuchtenden Raum existierenden biologischen Körpers, verstellt den zirkadischen Rhythmus und erzeugt ein Umfeld, das die optische Güte der Hautfarbe verbessert. Der beleuchtende Raum bedeutet einen Raum, der mit dem zusammengesetzten Licht vom Lichtquellenmodul 1 beleuchtet wird. Zu Beispielen für den beleuchtenden Raum zählen das Pflegeheim und das Krankenhaus. Der zirkadische Rhythmus bedeutet einen Rhythmus, der als ein Verhalten oder als eine physische Funktion in einem menschlichen Lebewesen auf der Erde erscheint, und er hat eine Periode von etwa 24 Stunden. Die Periode von etwa 24 Stunden bedeutet eine Periode von 24 ± 4 Stunden oder 24 ± 5 Stunden.
Im Lichtquellenmodul 1 besitzt bevorzugt das zusammengesetzte Licht eine mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra von 85 oder mehr. Die erhöhte mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl des vom Lichtquellenmodul 1 emittierten Lichts kann das Farbaussehen verschiedener Substanzen in eine natürliche Farbe bringen. Infolgedessen kann der älteren Person oder dem Krankenhauspatienten, der der Benutzer ist, ein komfortables beleuchtendes Umfeld bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra gemäß einer Berechnungsprozedur erhalten werden, die durch JIS 28726-1990 definiert ist.
Beispielsweise kann die Spektralverteilung durch JIS 28724-1997 4.2 (ein Spektralverteilungs-Messverfahren) unter einer durch JIS C8155:2010 5.3 (Prüfbedingung) definierten Prüfbedingung gemessen werden.
Die Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts des Lichtquellenmoduls 1 besitzt drei Spitzen, wie in 1 dargestellt. Im Folgenden wird bei den drei Spitzen eine Wellenlänge entsprechend der Spitze in der kürzesten Wellenlängenseite als eine erste Spitzenwellenlänge bezeichnet, eine Wellenlänge entsprechend der mittleren Spitze wird als eine zweite Spitzenwellenlänge bezeichnet, und eine Wellenlänge entsprechend der Spitze auf der längsten Wellenlängenseite wird als eine dritte Spitzenwellenlänge bezeichnet. Die Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts ist in 1 beispielhaft dargestellt, doch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts in 1 beschränkt.
Bevorzugt liegt die erste Spitzenwellenlänge im Bereich von 430 nm bis 470 nm, die zweite Spitzenwellenlänge im Bereich von 490 nm bis 540 nm und die dritte Spitzenwellenlänge im Bereich von 600 nm bis 640 nm als die Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts des Lichtquellenmoduls 1.
In 1 zeigt der erste Höchstwert Ma1 eine Intensität bei der ersten Spitzenwellenlänge in der Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts an. Der erste Mindestwert Mi1 ist ein Mindestwert der Intensität der ersten Spitzenwellenlänge und der zweiten Spitzenwellenlänge. Mit anderen Worten, ist der erste Mindestwert Mi1 der Mindestwert der Intensität in dem Wellenlängenbereich zwischen der ersten Spitzenwellenlänge und der zweiten Spitzenwellenlänge und ist ein Wert größer als 0.
Die Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts enthält einen zweiten Höchstwert Ma2, einen zweiten Mindestwert Mi2 und einen dritten Höchstwert Ma3. Der zweiten Höchstwert Ma2 ist die Intensität bei der zweiten Spitzenwellenlänge in der Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts. Der zweite Mindestwert Mi2 ist der Mindestwert der Intensität im Wellenlängenbereich zwischen der zweiten Spitzenwellenlänge und der dritten Spitzenwellenlänge und ist ein Wert größer als 0.
2 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Verhältnis des ersten Mindestwerts Mi1 zum ersten Höchstwert Ma1 und dem biologischen Arbeitseffekt bei der korrelierten Farbtemperatur von 6500 K veranschaulicht. In 2 zeigt eine horizontale Achse den ersten Mindestwert Mi1/ersten Höchstwert Ma1 an, und eine vertikale Achse zeigt den biologischen Arbeitseffekt an. Der biologische Arbeitseffekt nimmt im Allgemeinen mit dem ersten Mindestwert Mi1/dem ersten Höchstwert Ma1 zu. Der biologische Arbeitseffekt ist größer oder gleich 0,9, wenn der erste Mindestwert Mi1/der erste Höchstwert Ma1 größer oder gleich 0,4 ist.
Im Lichtquellenmodul 1 liegt bevorzugt eine Differenz zwischen dem zweiten Höchstwert Ma2 und dem ersten Mindestwert Mi1 im Bereich von 30% bis 55% bezüglich eines zweiten Höchstwerts Ma2. Mit anderen Worten liegt im Lichtquellenmodul 1 das Verhältnis Xa der Differenz zwischen dem zweiten Höchstwert Ma2 und dem ersten Mindestwert Mi1 zum zweiten Höchstwert Ma2 im Bereich von 30% bis 55%, wobei das Verhältnis Xa durch eine Gleichung (3) erhalten wird. Xa = (Ma2 – Mi1) / Ma2 × 100 3)
Bevorzugt liegt eine Differenz zwischen dem zweiten Höchstwert Ma2 und dem zweiten Mindestwert Mi2 im Bereich von 20% bis 45% bezüglich des zweiten Höchstwerts Ma2. Mit anderen Worten, liegt im Lichtquellenmodul 1 das Verhältnis Xb der Differenz zwischen dem zweiten Höchstwert Ma2 und dem zweiten Mindestwert Mi2 zum zweiten Höchstwert Ma2 im Bereich von 20% bis 45%, wobei das Verhältnis Xb durch eine Gleichung (4) erhalten wird. Xb = (Ma2 – Mi2) / Ma2 × 100 (4)
Aus Gleichung (3) nimmt das Verhältnis Xa mit abnehmendem erstem Mindestwert Mi1 zu. Wie aus 2 ersichtlich ist, nimmt der biologische Arbeitseffekt mit dem ersten Mindestwert Mi1 ab. Wenn das Verhältnis Xa 55% übersteigt, weil der erste Mindestwert Mi1 übermäßig verringert ist, nimmt der biologische Arbeitseffekt im Allgemeinen auf unter 0,90 ab. In diesem Fall kann ein ausreichender Melatoninsekretions-Unterdrückungseffekt kaum erwartet werden. Wenn das Verhältnis Xa kleiner als 30% ist, weil der erste Mindestwert Mi1 übermäßig erhöht ist, nimmt das Verhältnis Xb im Allgemeinen relativ zu. Wenn das Verhältnis Xa unter 30% liegt, nimmt deshalb die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra im Allgemeinen unter 85 ab.
Aus Gleichung (4) nimmt das Verhältnis Xb mit abnehmendem zweitem Mindestwert Mi2 zu. Wenn das Verhältnis Xb 45% übersteigt, weil der zweite Mindestwert Mi2 übermäßig verringert ist, nimmt die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra im Allgemeinen unter 85 ab. Wenn das Verhältnis Xb unter 20% liegt, weil der zweite Mindestwert Mi2 übermäßig verringert ist, nimmt das Verhältnis Xa relativ zu. Wenn Xb unter 20% liegt, nimmt der biologische Arbeitseffekt deshalb im Allgemeinen unter 0,85 ab. In diesem Fall kann ein ausreichender Melatoninsekretions-Unterdrückungseffekt kaum erwartet werden.
Wenn im Lichtquellenmodul 1 das Verhältnis Xa im Bereich von 30% bis 55% liegt, während das Verhältnis Xb im Bereich von 20% bis 45% liegt, kann der Melatoninsekretions-Unterdrückungseffekt des biologischen Körpers verbessert werden, obwohl die Lichtquellenfarbe die Tageslichtfarbe ist. Außerdem ist die Farbwiedergabe hoch und das Umfeld, in dem die optische Güte der Hautfarbe produziert werden kann. Die Tageslichtfarbe wird durch JIS 29112:2012 definiert. Die Lichtquellenfarbe der LED wird durch die Chromatizität im XYZ-Farbsystem in die Tageslichtfarbe, eine weiße Tagesfarbe, eine weiße Farbe, eine warmweiße Farbe und eine Glühbirnenfarbe unterteilt.
Das blaue Fluoreszenzmaterial wird durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a emittierte Licht angeregt und emittiert die blaue Farbe. Das blaue Fluoreszenzmaterial besitzt das Emissionsspektrum, das die Spitze mit der Halbwertsbreite im Bereich von 40 nm bis 70 nm im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 480 nm aufweist. Beispielsweise kann ein Eu²⁺-aktiviertes Aluminat-Fluoreszenzmaterial als das blaue Fluoreszenzmaterial verwendet werden. BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ kann als ein Beispiel für das Eu²⁺-aktivierte Aluminat-Fluoreszenzmaterial angeführt werden. Wenn im Lichtquellenmodul 1 die Halbwertsbreite des blauen Fluoreszenzmaterials kleiner als 40 nm ist, nimmt der biologische Arbeitseffekt unter 0,9 ab.
Das blaugrüne Fluoreszenzmaterial wird durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a emittierte Licht angeregt und emittiert die blaugrüne Farbe. Das blaugrüne Fluoreszenzmaterial besitzt das Emissionsspektrum, das die Spitze mit der Halbwertsbreite im Bereich von 20 nm bis 40 nm im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 540 nm aufweist. Beispielsweise kann Eu,Mn-aktiviertes Aluminat-Fluoreszenzmaterial als das blaugrüne Fluoreszenzmaterial verwendet werden. BaMgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn kann als ein Beispiel für das Eu,Mn-aktivierte Aluminat-Fluoreszenzmaterial angeführt werden. Im Lichtquellenmodull ist der biologische Arbeitseffekt verbessert, da das Wellenlängenumwandlungsmaterial das blaugrüne Fluoreszenzmaterial enthält.
Die Halbwertsbreite ist eine Wellenlängenbreite in der Emissionsintensität einer Hälfte eines Höchstwerts (Spitze) eines Emissionsspektrums.
Das gelbe Fluoreszenzmaterial wird durch das vom ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a emittierte Licht angeregt und emittiert das gelbe Licht. Bevorzugt besitzt das gelbe Fluoreszenzmaterial das Emissionsspektrum, das die Spitze im Wellenlängenbereich von 530 nm bis 580 nm aufweist. Beispielsweise kann ein Eu²⁺-aktiviertes Oxynitrid-Fluoreszenzmaterial, ein Eu²⁺-aktiviertes Silikat-Fluoreszenzmaterial und ein Ce³⁺-aktiviertes YAG-(Yttrium-Aluminium-Granat)Fluoreszenzmaterial als das gelbe Fluoreszenzmaterial verwendet werden. SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺ kann als ein Beispiel für das Eu²⁺-aktivierte Oxynitrid-Fluoreszenzmaterial angeführt werden. Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ kann als ein Beispiel für das Ce³⁺-aktivierte YAG-Fluoreszenzmaterial angeführt werden. Im Lichtquellenmodul 1 wird in dem Fall, dass das lichtemittierende Teil 11 das zweite lichtemittierende Festkörperelement beinhaltet, das gelbe Fluoreszenzmaterial durch das von dem zweiten lichtemittierenden Festkörperelement emittierte Licht angeregt und emittiert das gelbe Licht.
Das rote Fluoreszenzmaterial wird durch das vom ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a emittierte Licht angeregt und emittiert das rote Licht. Bevorzugt besitzt das rote Fluoreszenzmaterial das Emissionsspektrum mit der Spitze im Wellenlängenbereich von 600 nm bis 670 nm. Beispielsweise können ein Eu²⁺-aktiviertes Oxynitrid-Fluoreszenzmaterial und ein Eu²⁺-aktiviertes Oxynitrid-Fluoreszenzmaterial als das rote Fluoreszenzmaterial verwendet werden. Beispielsweise können (Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺ und CaAlSiN₃:Eu²⁺ als ein Beispiel für das Eu²⁺-aktivierte Oxynitrid-Fluoreszenzmaterial angeführt werden. Im Lichtquellenmodul 1 wird in dem Fall, dass das lichtemittierende Teil 11 das zweite lichtemittierende Festkörperelement beinhaltet, das rote Fluoreszenzmaterial durch das von dem zweiten lichtemittierenden Festkörperelement emittierte Licht angeregt und emittiert das rote Licht.
Bevorzugt besitzt die Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts des Lichtquellenmoduls 1 den zweiten Höchstwert im Wellenlängenbereich von 490 nm bis 540 nm. Bevorzugt liegt das Verhältnis des zweiten Höchstwerts Ma2 zum ersten Höchstwert Ma1 im Bereich von 0,6 bis 1,0. Deshalb kann im Lichtquellenmodul 1 der biologische Arbeitseffekt größer oder gleich 0,0 erhöht werden, und die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra kann größer oder gleich 90 in der Lichtfarbe bei der korrelierten Farbtemperatur von 6500 K und einem DUV von 0 erhöht werden. Dementsprechend kann im Lichtquellenmodul 1 der Melatoninsekretions-Unterdrückungseffekt des biologischen Körpers verbessert werden, während die Verbesserung der Farbwiedergabe erreicht wird.
Beispielsweise wird DUV durch JIS 28725-1999 definiert. DUV bedeutet einen Wert (DUV = 1000 d_UV), der mit 1000-mal d_UV multipliziert wird, worin eine Abweichung von dem Schwarzkörperstrahlungsort einer CIE 1960 UCS-Chromatizitätskoordinate durch eine Gleichung (5) ausgedrückt wird. d_UV und DUV nehmen einen positiven Wert an, wenn sich die Chromatizitätskoordinate der Lichtquelle (in diesem Fall Lichtquelle 1) über dem Schwarzkörperstrahlungsort befindet, und d_UV und DUV nehmen einen negativen Wert an, wenn sich die Chromatizitätskoordinate der Lichtquelle (in diesem Fall Lichtquelle 1) unter dem Schwarzkörperstrahlungsort befindet. d_uv = ±{(u_s – u₀)² + (v_s – v₀)²}^1/2 (5) wobei u_s und v_s die CIE 1960 UCS-Chromatizitätskoordinate der Lichtquelle bilden. u₀ und v₀ bilden eine Koordinate eines Punkts auf dem Schwarzkörperstrahlungsort in einem CIE 1960 UCS-Chromatizitätsdiagramm, wobei der Punkt der Chromatizitätskoordinate der Lichtquelle am nächsten liegt.
5 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Verhältnis des ersten Mindestwerts Mi1 zum ersten Höchstwert Ma2, der mittleren Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra und dem biologischen Arbeitseffekt darstellt. In 5 zeigt die horizontale Achse den zweiten Höchstwert Ma2/ersten Höchstwert Ma1 an, die linke vertikale Achse zeigt die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra an, und die rechte vertikale Achse zeigt den biologischen Arbeitseffekt an. In 5 zeigt eine schwarze Rhombusmarke (♦) einen Messwert der mittleren Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra an. In 5 zeigt eine weiße quadratische Markierung (☐) einen Messwert des biologischen Arbeitseffekts an. Der biologische Arbeitseffekt verbessert sich mit zunehmendem zweiten Höchstwert Ma2/erstem Höchstwert Ma1. Die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra ändert sich bezüglich der Änderung des zweiten Höchstwerts Ma2/des ersten Höchstwerts Ma1 auf eine nach oben konvexe gekrümmte Weise. Für den Fall, dass der zweite Höchstwert Ma2/der erste Höchstwert Ma1 größer oder gleich 0,6 ist, ist der biologische Arbeitseffekt größer oder gleich 0.9, und die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra ist größer oder gleich 85. 5 veranschaulicht den Fall der korrelierten Farbtemperatur von 6500 K. Eine Tendenz ähnlich der in 5 wird erhalten, wenn die korrelierte Farbtemperatur im Bereich von 5700 K bis 7100 K liegt.
Wie oben beschrieben, besteht im Lichtquellenmodul 12 der Wellenlängenwandler 11 aus einer Mischung aus dem Wellenlängenumwandlungsmaterial und dem durchscheinenden Material, das das sichtbare Licht durchlässt, und der Wellenlängenwandler 11 bedeckt das lichtemittierende Teil 11. Im Wellenlängenwandler 12 sind bevorzugt das gelbe Fluoreszenzmaterial und das rote Fluoreszenzmaterial im Vergleich zu dem blauen Fluoreszenzmaterial und dem blaugrünen Fluoreszenzmaterial näher am ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a angeordnet. Deshalb kann verhindert werden, dass das von dem blauen und blaugrünen Fluoreszenzmaterial im Lichtquellenmodul 1 emittierte Licht durch das gelbe und rote Fluoreszenzmaterial absorbiert wird. Infolgedessen kann die Lichtextraktionseffizienz verbessert werden. In 6 ist das Emissionsspektrum S1 des blauen Fluoreszenzmaterials durch eine unterbrochene Linie angezeigt, das Emissionsspektrum S2 des blaugrünen Fluoreszenzmaterials ist durch eine durchgezogene Linie angezeigt, das Absorptionsspektrum S3 des gelben Fluoreszenzmaterials ist durch eine Linie mit abwechselnden langen und kurzen Strichen angezeigt, und das Absorptionsspektrum S4 des roten Fluoreszenzmaterials ist durch eine Linie mit abwechselnden langen und zwei kurzen Strichen angezeigt.
Im Lichtquellenmodul 1 kann im Vergleich zu einer Fläche, die im Wellenlängenwandler 12 relativ weiter weg ist vom ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a, eine Fläche, die relativ nahe am ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a liegt, so konfiguriert sein, dass ein Mischverhältnis des gelben und roten Fluoreszenzmaterials vergrößert ist.
Ein Silikonharz wird als das durchscheinende Material verwendet. Alternativ können beispielsweise ein Epoxidharz, ein Acrylharz, Glas und ein organisches oder anorganisches Hybridmaterial als das durchscheinende Material verwendet werden.
7 ist eine schematische Schnittansicht, die das Lichtquellenmodul 1b gemäß einer ersten Modifikation des Lichtquellenmoduls 1 veranschaulicht. Im Lichtquellenmodul 1b enthält der Wellenlängenwandler 12 einen ersten Wellenlängenwandler 121 und einen zweiten Wellenlängenwandler 122. Der erste Wellenlängenwandler 121 besteht aus einer Mischung aus dem gelben Fluoreszenzmaterial, dem roten Fluoreszenzmaterial und dem durchscheinenden Material, das das sichtbare Licht durchlässt, und der erste Wellenlängenwandler 121 bedeckt das lichtemittierende Teil 11. Der zweite Wellenlängenwandler 122 besteht aus einer Mischung aus dem blauen Fluoreszenzmaterial, dem blaugrünen Fluoreszenzmaterial und dem durchscheinenden Material, das das sichtbare Licht durchlässt, und der zweite Wellenlängenwandler 122 ist so angeordnet, dass er den ersten Wellenlängenwandler 121 bedeckt. Das heißt, im Lichtquellenmodul 1b der ersten Modifikation kann der Wellenlängenwandler 12 durch einen Prozess des Ausbildens des ersten Wellenlängenwandlers 121 und einem Prozess des Ausbildens des zweiten Wellenlängenwandlers 122 ausgebildet werden. Deshalb kann die Lichtextraktionseffizienz des von dem blauen und blaugrünen Fluoreszenzmaterial im zweiten Wellenlängenwandler 122 emittierten Lichts verbessert werden. Ein Silikonharz wird als das erste und zweite durchscheinende Material verwendet. Alternativ können ein Epoxidharz, ein Acrylharz, Glas und ein organisches oder anorganisches Hybridmaterial als das durchscheinende Material verwendet werden. Das erste und zweite durchscheinende Material sind nicht auf das identische Material beschränkt, sondern unterschiedliche Materialien können als das erste und zweite durchscheinende Material verwendet werden.
8 ist eine schematische Schnittansicht, die das Lichtquellenmodul 1c gemäß einer zweiten Modifikation der ersten bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht. Im Lichtquellenmodul 1c bedeckt der zweite Wellenlängenwandler 122 den ersten Wellenlängenwandler 121, wobei er mit dem ersten Wellenlängenwandler 121 nicht in Kontakt steht. Das Lichtquellenmodul 1c unterscheidet sich nur in diesem Punkt vom Lichtquellenmodul 1b. Im Vergleich zu den Lichtquellenmodulen 1 und 1b kann der Temperaturanstieg des blauen und blaugrünen Fluoreszenzmaterials im Lichtquellenmodul 1c der zweiten Modifikation eingeschränkt werden, wobei der Temperaturanstieg des blauen und blaugrünen Fluoreszenzmaterials durch Wärmeentwicklung des lichtemittierenden Elements 11 und des gelben und roten Fluoreszenzmaterials verursacht wird. Deshalb kann das Lichtquellenmodul 1c die Änderung bei der Chromatizität des zusammengesetzten Lichts im Vergleich zu den Lichtquellenmodulen 1 und 1b einschränken. Eine Gasschicht 15 ist zwischen dem zweiten Wellenlängenwandler 122 und dem ersten Wellenlängenwandler 121 ausgebildet. Die Gasschicht 15 kann mit Gas konstruiert werden, das in einem Raum existiert, der von der Montageplatine 13 und dem ersten und zweiten Wellenlängenwandler 121 und 122 umgeben ist. Luft und inertes Gas können als ein Beispiel für das Gas angeführt werden.
Allgemein hängt bei dem blaugrünen Fluoreszenzmaterial im Vergleich zu dem gelben und roten Fluoreszenzmaterial die Umwandlungseffizienz größtenteils von der Temperatur ab. Aus diesem Grund ist eine sinkende Rate der Umwandlungseffizienz aufgrund des Temperaturanstiegs groß. Im Lichtquellenmodul 1c ist der zweite Wellenlängenwandler 122 mit dem blaugrünen Fluoreszenzmaterial angeordnet, während er von dem ersten Wellenlängenwandler 121 mit dem gelben und roten Fluoreszenzmaterial getrennt ist. Deshalb kann die Änderung bei der Chromatizität des zusammengesetzten Lichts im Vergleich zum Lichtquellenmodul 1b der ersten Modifikation eingeschränkt werden.
(Zweite bevorzugte Ausführungsform)
Die Lichtquelleneinheit 30 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unten unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die mit der Lichtquelleneinheit 30 bereitgestellte Beleuchtungseinrichtung 3 veranschaulicht.
Die Lichtquelleneinheit 30 enthält das erste Lichtquellenmodul 31 und das zweite Lichtquellenmodul 32. Das erste Lichtquellenmodul 31 enthält das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a, das blaue Fluoreszenzmaterial und das blaugrüne Fluoreszenzmaterial. Das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a besitzt das Emissionsspektrum, das die Spitze im Wellenlängenbereich von 350 nm bis 420 nm aufweist. Das blaue Fluoreszenzmaterial besitzt das Emissionsspektrum, das die Spitze mit der Halbwertsbreite im Bereich von 40 nm bis 70 nm im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 480 nm aufweist. Das blaugrüne Fluoreszenzmaterial besitzt das Emissionsspektrum, das die Spitze mit der Halbwertsbreite im Bereich von 20 nm bis 40 nm im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 540 nm aufweist. Das zweite Lichtquellenmodul 32 enthält das zweite lichtemittierende Festkörperelement 11b, das gelbe Fluoreszenzmaterial und das rote Fluoreszenzmaterial. Das zweite lichtemittierende Festkörperelement 11b besitzt das Emissionsspektrum, das die Spitze im Wellenlängenbereich von 430 nm bis 470 nm aufweist. Das gelbe Fluoreszenzmaterial wird durch das vom zweiten lichtemittierenden Festkörperelement 11b emittierte Licht angeregt und emittiert das gelbe Licht. Das rote Fluoreszenzmaterial wird durch das von dem zweiten lichtemittierenden Festkörperelement 11b emittierte Licht angeregt und emittiert das rote Licht. Das zweite Lichtquellenmodul 32 emittiert das weiße Licht mit der korrelierten Farbtemperatur von 3250 K bis 5500 K. Beim zusammengesetzten Licht aus dem vom ersten Lichtquellenmodul 31 emittierten Licht und dem vom zweiten Lichtquellenmodul 32 emittierten Licht liegt die korrelierte Farbtemperatur im Bereich von 5700 K bis 7100 K. Im zusammengesetzten Licht aus dem vom ersten Lichtquellenmodul 31 emittierten Licht und dem vom zweiten Lichtquellenmodul 32 emittierten Licht ist der biologische Arbeitseffekt größer oder gleich 0,90, der PS ist größer oder gleich 80 und die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra ist größer oder gleich 85. Deshalb kann in der Lichtquelleneinheit 30 der Melatoninsekretions-Unterdrückungseffekt des biologischen Körpers verbessert werden, obwohl die Lichtquellenfarbe die Tageslichtfarbe ist, und die optische Güte der Hautfarbe und die Farbwiedergabe können verbessert werden. Das Lichtquellenmodul 30 kann den Ausgleich zwischen dem biologischen Körpereffekt, der den zirkadischen Rhythmus verstellt, und der optischen Güte der Hautfarbe erzielen. Die Lichtquelleneinheit 30 kann das Umfeld bereitstellen, das sich zum Verstellen des zirkadischen Rhythmus des menschlichen Körpers eignet. Außerdem kann die Lichtquelleneinheit 30 die Effizienz als Lichtquelle verbessern.
Die Effizienz der Lichtquelle bedeutet einen Wert, bei dem alle Lichtflüsse der Lichtquelle durch den Energieverbrauch pro Zeiteinheit geteilt werden.
Jede Komponente der Lichtquelleneinheit 30 wird unten ausführlich beschrieben.
Die Lichtquelleneinheit 30 emittiert das zusammengesetzte Licht aus dem von dem ersten Lichtquellenmodul 31 emittierten Licht und dem vom zweiten Lichtquellenmodul 32 emittierten Licht.
Das erste Lichtquellenmodul 31 enthält das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a und den Wellenlängenwandler 12a. Der Wellenlängenwandler 12a besteht aus der Mischung aus dem durchscheinenden Material, dem blauen Fluoreszenzmaterial und dem blaugrünen Fluoreszenzmaterial. Ein Silikonharz wird als das durchscheinende Material für den Wellenlängenwandler 12a verwendet. Alternativ können beispielsweise ein Epoxidharz, ein Acrylharz, Glas und ein organisches oder anorganisches Hybridmaterial als das durchscheinende Material für den Wellenlängenwandler 12a verwendet werden.
Das zweite Lichtquellenmodul 32 enthält das zweite lichtemittierende Festkörperelement 11b und den Wellenlängenwandler 12b. Der Wellenlängenwandler 12b besteht aus der Mischung aus dem durchscheinenden Material, dem gelben Fluoreszenzmaterial und dem roten Fluoreszenzmaterial. Ein Silikonharz wird als das durchscheinende Material für den Wellenlängenwandler 12b verwendet. Alternativ können beispielsweise ein Epoxidharz, ein Acrylharz, Glas und eine organisches oder anorganisches Hybridmaterial als das durchscheinende Material für den Wellenlängenwandler 12b verwendet werden.
In der Lichtquelleneinheit 30 kann eine Chromatizitätspunkt des dritten zusammengesetzten Lichts, bei dem das erste zusammengesetzte Licht und das zweite zusammengesetzte Licht zusammengesetzt sind, auf dem Chromatizitätsort L2 geändert werden, in 10 durch eine unterbrochene Linie angezeigt. In 10 ist auf dem xy-Chromatizitätsdiagramm der Chromatizitätspunkt des ersten zusammengesetzten Lichts durch P1 angezeigt, der Chromatizitätspunkt des zweiten zusammengesetzten Lichts ist durch P2 angezeigt, und eine den Chromatizitätspunkt P1 und den Chromatizitätspunkt P2 verbindende gerade Linie ist durch den Chromatizitätsort L2 angezeigt. In 10 drückt eine durch L1 angezeigte Kurve den Schwarzkörperstrahlungsort aus. In der Lichtquelleneinheit 30 können der PS und die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra sogar in der Zwischenfarbe zwischen der Lichtfarbe des ersten Lichtquellenmoduls 31 und der Lichtfarbe des zweiten Lichtquellenmoduls 32 verbessert werden.
Beispielsweise wird die LED-Lichtquellenfarbe durch JIS 29112:2012 definiert und durch die Chromatizität im xyz-Farbsystem in die Tageslichtfarbe, die weiße Tageslichtfarbe, die weiße Farbe, die warmweiße Farbe und die Glühbirnenfarbe unterteilt. Das weiße Licht, das von dem zweiten Lichtquellenmodul 32 emittiert wird, während es die korrelierte Farbtemperatur von 3250 K bis 5500 K aufweist, enthält die weiße Tageslichtfarbe, die weiße Farbe und die warmweiße Farbe in der durch JIS 29112:2012 definierten LED-Lichtquellenfarbe.
Allgemein wandelt das Fluoreszenzmaterial einen Teil des absorbierten Lichts in das Licht um, das im Vergleich zu dem absorbierten Licht die geringere Energie und längere Wellenlänge aufweist, und emittiert das umgewandelte Licht. Ein Energieverlust der Wellenlängenumwandlung nimmt mit der Differenz der Energie bei der Wellenlänge des absorbierten Lichts und der Energie bei der Wellenlänge des emittierten Lichts zu. Wenn das gelbe und rote Fluoreszenzmaterial durch das Licht angeregt werden, das von dem zweiten lichtemittierenden Festkörperelement 11b mit der Spitzenwellenlänge auf der Seite des ersten lichtemittierenden Festkörperelements 11a mit der längeren Wellenlänge emittiert wird, ist dementsprechend der Energieverlust im Vergleich zu dem Fall reduziert, dass das gelbe und rote Fluoreszenzmaterial durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a emittierte Licht angeregt werden. Deshalb kann in der Lichtquelleneinheit 30 die Effizienz durch Anregen des gelben und roten Fluoreszenzmaterials Gelb mit dem nicht vom ersten lichtemittierenden Festkörperelement 11a, sondern dem vom zweiten lichtemittierenden Festkörperelement 11b emittierten Licht verbessert werden.
In der Vorderansicht kann die Lichtquelleneinheit 30 ausgebildet werden, indem abwechselnd mehrere erste Lichtquellenmodule 31 und mehrere zweite Lichtquellenmodule 32 angeordnet werden. Deshalb können in der Lichtquelleneinheit 30 das von dem ersten Lichtquellenmodul 31 emittierte Licht und das von dem zweiten Lichtquellenmodul 32 emittierte Licht effizient zusammengesetzt werden, wenn sowohl das erste Lichtquellenmodul 31 als auch das zweite Lichtquellenmodul 32 bestromt werden.
Es gibt keine Beschränkung hinsichtlich der Anordnung des ersten Lichtquellenmoduls 31 und des zweiten Lichtquellenmoduls 32 in der Lichtquelleneinheit 30. Beispielsweise können in der Lichtquelleneinheit 30 mehre Lichtquellenmodule 31 und mehrere Lichtquellenmodule 32 auf Zickzackweise angeordnet sein.
In der Lichtquelleneinheit 30 kann die Anzahl der ersten Lichtquellenmodule 31 gleich der Anzahl der zweiten Lichtquellenmodule 32 oder von dieser verschieden sein.
Bevorzugt enthält die Beleuchtungseinrichtung 3 einen Controller 34, der den von der Stromversorgung 33 an die Lichtquelleneinheit 30 gelieferten Strom steuert. In der Beleuchtungseinrichtung 3 steuert der Controller 34 den der Lichtquelleneinheit 30 gelieferten Strom, wodurch die Farbtemperatur gesteuert wird.
(Beispiel 1)
Beispiel 1 ist ein Lichtquellenmodul 1 der ersten bevorzugen Ausführungsform mit der Struktur in 3.
Das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a ist die violette LED mit der Spitzenwellenlänge von 400 nm. Die violette LED ist der violette Galliumnitrid-LED-Chip. Der Wellenlängenwandler 12 enthält das blaue Fluoreszenzmaterial, das blaugrüne Fluoreszenzmaterial, das gelbe Fluoreszenzmaterial und das rote Fluoreszenzmaterial als das Wellenlängenumwandlungsmaterial. Das blaue Fluoreszenzmaterial ist BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ mit der Spitzenwellenlänge von 460 nm und der Halbwertsbreite von 60 nm. Das blaugrüne Fluoreszenzmaterial ist BaMgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn mit der Spitzenwellenlänge von 520 nm und der Halbwertsbreite von 30 nm. Das gelbe Fluoreszenzmaterial ist SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺ mit der Spitzenwellenlänge von 550 nm. Das rote Fluoreszenzmaterial ist (Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺ mit der Spitzenwellenlänge von 630 nm. Das durchscheinende Material ist ein Silikonharz. Im Lichtquellenmodul 1 wird ein Mischverhältnis der Wellenlängenumwandlungsmaterialien im Wellenlängenwandler 12 derart verstellt, dass die Farbtemperatur des zusammengesetzten Lichts 6500 K wird, und so, dass DUV 0 wird.
11 veranschaulicht eine Spektralverteilung des von dem Lichtquellenmodul 1 von Beispiel 1 emittierten zusammengesetzten Lichts. In der Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts beträgt das Verhältnis des ersten Mindestwerts zum ersten Höchstwert 0,5. In der Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts beträgt das Verhältnis des zweiten Höchstwerts zum ersten Höchstwert 0,7. Der biologische Arbeitseffekt beträgt 0,93. Der PS beträgt 95. Die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra beträgt 95.
(Beispiel 2)
Beispiel 2 ist das Lichtquellenmodul 30 der zweiten bevorzugen Ausführungsform in 9.
Das erste lichtemittierende Festkörperelement 11a des ersten Lichtquellenmoduls 31 ist die violette LED mit der Spitzenwellenlänge von 400 nm. Die violette LED ist der violette Galliumnitrid-LED-Chip. Der Wellenlängenwandler 12a des ersten Lichtquellenmoduls 31 enthält das blaue Fluoreszenzmaterial und das blaugrüne Fluoreszenzmaterial als das Wellenlängenumwandlungsmaterial. Das blaue Fluoreszenzmaterial ist BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ mit der Spitzenwellenlänge von 460 nm und der Halbwertsbreite von 60 nm. Das blaugrüne Fluoreszenzmaterial ist BaMgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn mit der Spitzenwellenlänge von 520 nm und der Halbwertsbreite von 30 nm. Das durchscheinende Material für den Wellenlängenwandler 12a ist ein Silikonharz. Im Wellenlängenwandler 12a wird das Mischverhältnis der Wellenlängenumwandlungsmaterialien derart verstellt, dass in dem von dem ersten Lichtquellenmodul 31 emittierten Licht die Chromatizitätskoordinate auf dem xy-Chromatizitätsdiagramm (x, y) = (0,143, 0,190) wird.
Das zweite lichtemittierende Festkörperelement 11b des zweiten Lichtquellenmoduls 32 ist die blaue LED mit der Spitzenwellenlänge von 450 nm. Die blaue LED ist ein blauer Galliumnitrid-LED-Chip. Der zweiten Wellenlängenwandler 12b des zweiten Lichtquellenmoduls 32 enthält das gelbe Fluoreszenzmaterial und das rote Fluoreszenzmaterial als das Wellenlängenumwandlungsmaterial. Das gelbe Fluoreszenzmaterial ist Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ mit der Spitzenwellenlänge von 540 nm. Das rote Fluoreszenzmaterial ist (Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺ mit der Spitzenwellenlänge von 630 nm. Das durchscheinende Material ist ein Silikonharz. Im Wellenlängenwandler 12b wird das Mischverhältnis der Wellenlängenumwandlungsmaterialien derart verstellt, dass die Farbtemperatur des von dem zweiten Lichtquellenmodul 32 emittierten Lichts 4000 K wird, und so, dass DUV 0 wird.
In der Lichtquelleneinheit 30 wird ein Verhältnis der Anzahl erster Lichtquellenmodule 31 und der Anzahl zweiter Lichtquellenmodule 32 derart verstellt, dass das zusammengesetzte Licht aus dem von dem ersten Lichtquellenmodul 31 emittierten Licht und dem von dem zweiten Lichtquellenmodul 32 emittierten Licht die Farbtemperatur von 6500 K besitzt.
12 veranschaulicht eine Spektralverteilung des von der Lichtquelleneinheit 30 von Beispiel 2 emittierten zusammengesetzten Lichts. In der Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts beträgt das Verhältnis des ersten Mindestwerts zum ersten Höchstwert 0,45. In der Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts beträgt das Verhältnis des zweiten Höchstwerts zum ersten Höchstwert 0,63. Der biologische Arbeitseffekt beträgt 0,92. Der PS beträgt 82. Die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra beträgt 94.
(Vergleichsbeispiel 1)
Ein Lichtquellenmodul des Vergleichsbeispiels 1 ist identisch mit dem Lichtquellenmodul 1 des Beispiels 1 in einer Grundstruktur. Im Lichtquellenmodul des Vergleichsbeispiels 1 enthält das Wellenlängenumwandlungsmaterial das blaue Fluoreszenzmaterial, das blaugrüne Fluoreszenzmaterial, das gelbe Fluoreszenzmaterial und das rote Fluoreszenzmaterial. Das Lichtquellenmodul des Vergleichsbeispiels 1 differiert vom Lichtquellenmodul 1 vom Beispiel 1 hinsichtlich des Materials für das blaue Fluoreszenzmaterial. Das blaue Fluoreszenzmaterial ist Sr₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu²⁺ mit einer Spitzenwellenlänge von 450 nm und einer Halbwertsbreite von 30 nm. Das blaugrüne Fluoreszenzmaterial ist BaMgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn mit der Spitzenwellenlänge von 520 nm und der Halbwertsbreite von 30 nm. Das gelbe Fluoreszenzmaterial ist SrSi₂O₂N₂:Eu²⁺ mit der Spitzenwellenlänge von 550 nm. Das rote Fluoreszenzmaterial ist (Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺ mit der Spitzenwellenlänge von 630 nm. Das durchscheinende Material ist ein Silikonharz. Im Lichtquellenmodul des Vergleichsbeispiels 1 wird das Mischverhältnis des Wellenlängenumwandlungsmaterials derart verstellt, dass die Farbtemperatur des zusammengesetzten Lichts 6500 K wird, und so, dass DUV 0 wird.
13 zeigt eine Spektralverteilung des von dem Lichtquellenmodul des Vergleichsbeispiels 1 emittierten zusammengesetzten Lichts. In der Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts beträgt das Verhältnis des ersten Mindestwerts zum ersten Höchstwert 0,13. In der Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts beträgt das Verhältnis des zweiten Höchstwerts zum ersten Höchstwert 0,8. Der biologische Arbeitseffekt beträgt 0,87.
Der PS beträgt 91. Die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra beträgt 89.

TABELLE 1 veranschaulicht Kennlinien der Beispiele 1 und 2 und des Vergleichsbeispiels 1. [TABELLE 1]

	Korrelierte Farbtemperatur	Mi1/Ma1	Ma2/Ma1	Biologischer Arbeitseffekt	Ra	PS
Beispiel 1	6500 K	0,50	0,70	0,93	95	90
Beispiel 2	6500 K	0,45	0,63	0,92	94	82
Vergleichsbeispiel 1	6500 K	0,13	0,80	0,87	89	91

Bei der korrelierten Farbtemperatur von 5700 K bis 7100 K erfüllen die Lichtquelleneinheiten 1 von Beispiel 1 und das Lichtquellenmodul 30 von Beispiel 2 die Bedingungen, dass der biologische Arbeitseffekt größer oder gleich 0,85 ist, dass der PS größer oder gleich 80 ist und dass die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra größer oder gleich 85 ist. Außerdem erfüllen die Lichtquelleneinheiten 1 von Beispiel 1 und das Lichtquellenmodul 30 von Beispiel 2 die Bedingung, dass der biologische Arbeitseffekt bei der korrelierten Farbtemperatur von 6500 K größer oder gleich 0,9 ist. Im Lichtquellenmodul 1 und der Lichtquelleneinheit 30 liegt die korrelierte Farbtemperatur des zusammengesetzten Lichts im Bereich von 5700 K bis 7100 K. Deshalb kann das komfortable und natürliche weiße Licht in einem Wohnraum erhalten werden. In dem Lichtquellenmodul 1 und der Lichtquelleneinheit 30 beispielsweise ist der biologische Arbeitseffekt des zusammengesetzten Lichts bei der korrelierten Farbtemperatur von 6500 K größer oder gleich 0,90. Deshalb wird der biologische Körper während des Wachseins dem zusammengesetzten Licht ausgesetzt, um den zirkadischen Rhythmus leicht zu verstellen. In den Lichtquelleneinheiten 1 von Beispiel 1 und dem Lichtquellenmodul 30 von Beispiel 2 ist die mittlere Farbwiedergabe-Auswertungszahl Ra des zusammengesetzten Lichts größer oder gleich 90. Deshalb wird die optische Treue des mit dem zusammengesetzten Licht bestrahlten Körpers verbessert. Dementsprechend sind in einem Krankenhaus Lichtquelleneinheiten 1 und das Lichtquellenmodul 30 für eine Diagnose des Patienten nützlich. Bei dem Lichtquellenmodul 1 und der Lichtquelleneinheit 30 ist der PS größer oder gleich 80. Deshalb kann die geeignete Hautfarbe für den mit dem zusammengesetzten Licht bestrahlten Patienten gesehen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-72388 [0002, 0018]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Claims

Lichtquellenmodul (1), das Folgendes umfasst: ein lichtemittierendes Teil (11); und einen Wellenlängenwandler (12); wobei der Wellenlängenwandler (12) ein Wellenlängenumwandlungsmaterial enthält, das eine Wellenlängenumwandlung von von dem lichtemittierenden Teil (11) emittiertem Licht teilweise durchführt und Licht mit einer anderen Wellenlänge emittiert, der Wellenlängenwandler (12) zusammengesetztes Licht aus dem von dem lichtemittierenden Teil (11) emittierten Licht und dem von dem Wellenlängenumwandlungsmaterial emittierten Licht ausgibt, eine korrelierte Farbtemperatur des zusammengesetzten Lichts im Bereich von 5700 K bis 7100 K liegt, eine Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts einen ersten Höchstwert in einem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 480 nm und einen ersten Mindestwert in einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 520 nm besitzt, ein Verhältnis des ersten Mindestwerts zum ersten Höchstwert mindestens 0,4 beträgt, das lichtemittierende Teil (11) ein erstes lichtemittierendes Festkörperelement (11a) enthält, das ein Emissionsspektrum besitzt, das eine Spitze in einem Wellenlängenbereich von 350 nm bis 420 nm aufweist, und das Wellenlängenumwandlungsmaterial Folgendes enthält: ein blaues Fluoreszenzmaterial, das durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement (11a) emittierte Licht angeregt wird, wobei das blaue Fluoreszenzmaterial ein Emissionsspektrum besitzt, das ein Spitze mit einer Halbwertsbreite im Bereich von 40 nm bis 70 nm im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 480 nm aufweist; ein blaugrünes Fluoreszenzmaterial, das durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement (11a) emittierte Licht angeregt wird, wobei das blaugrüne Fluoreszenzmaterial ein Emissionsspektrum besitzt, das eine Spitze mit einer Halbwertsbreite im Bereich von 20 nm bis 40 nm im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 540 nm aufweist; ein gelbes Fluoreszenzmaterial und ein rotes Fluoreszenzmaterial.
Lichtquellenmodul (1) nach Anspruch 1, wobei die Spektralverteilung des zusammengesetzten Lichts einen zweiten Höchstwert in einem Wellenlängenbereich von 490 nm bis 540 nm besitzt; und ein Verhältnis des zweiten Höchstwerts zum ersten Höchstwert im Bereich von 0,6 bis 1,0 liegt.
Lichtquellenmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wellenlängenwandler (12) aus einer Mischung aus dem Wellenlängenumwandlungsmaterial und einem durchscheinenden Material, das sichtbares Licht durchlässt, besteht und das lichtemittierende Teil (11) bedeckt und das gelbe Fluoreszenzmaterial und das rote Fluoreszenzmaterial näher an dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement (11a) angeordnet sind als das blaue Fluoreszenzmaterial und das blaugrüne Fluoreszenzmaterial.
Lichtquellenmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wellenlängenwandler (12) einen ersten Wellenlängenwandler (121) und einen zweiten Wellenlängenwandler (122) enthält, wobei der erste Wellenlängenwandler (121) aus einer Mischung aus dem gelben Fluoreszenzmaterial, dem roten Fluoreszenzmaterial und einem ersten durchscheinenden Material, das sichtbares Licht durchlässt, besteht und das lichtemittierende Teil (11) bedeckt, und der zweite Wellenlängenwandler (122) aus einer Mischung aus dem blauen Fluoreszenzmaterial, dem blaugrünen Fluoreszenzmaterial und einem zweiten durchscheinenden Material, das das sichtbare Licht durchlässt, besteht und den ersten Wellenlängenwandler (121) bedeckt.
Lichtquellenmodul (1) nach Anspruch 4, wobei der zweite Wellenlängenwandler (122) so angeordnet ist, dass er den ersten Wellenlängenwandler (121) auf nichtkontaktierende Weise bedeckt.
Lichtquelleneinheit, die Folgendes umfasst: ein erste Lichtquellenmodul (31) und ein zweites Lichtquellenmodul (32), wobei das erste Lichtquellenmodul (31) Folgendes enthält: ein erstes lichtemittierendes Festkörperelement (11a), das ein Emissionsspektrum besitzt, das eine Spitze in einem Wellenlängenbereich von 350 nm bis 420 nm aufweist; ein blaues Fluoreszenzmaterial, das durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement (11a) emittierte Licht angeregt wird, wobei das blaue Fluoreszenzmaterial ein Emissionsspektrum besitzt, das eine Spitze mit einer Halbwertsbreite im Bereich von 40 nm bis 70 nm im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 480 nm aufweist; und ein blaugrünes Fluoreszenzmaterial, das durch das von dem ersten lichtemittierenden Festkörperelement (11a) emittierte Licht angeregt wird, wobei das blaugrüne Fluoreszenzmaterial ein Emissionsspektrum aufweist, das eine Spitze mit einer Halbwertsbreite im Bereich von 20 nm bis 40 nm im Wellenlängenbereich von 500 nm bis 540 nm aufweist, wobei das zweite Lichtquellenmodul (32) Folgendes enthält: ein zweites lichtemittierendes Festkörperelement (11b), das ein Emissionsspektrum besitzt, das eine Spitze in einem Wellenlängenbereich von 430 nm bis 470 nm aufweist; ein gelbes Fluoreszenzmaterial, das durch das von dem zweiten lichtemittierenden Festkörperelement (11b) emittierte Licht angeregt wird, wobei das gelbe Fluoreszenzmaterial gelbes Licht emittiert; und ein rotes Fluoreszenzmaterial, das durch das von dem zweiten lichtemittierenden Festkörperelement (11b) emittierte Licht angeregt wird, wobei das rote Fluoreszenzmaterial rotes Licht emittiert, wobei das zweite Lichtquellenmodul (32) konfiguriert ist zum Emittieren von weißem Licht mit einer korrelierten Farbtemperatur im Bereich von 3250 K bis 5500 K, und zusammengesetztes Licht aus von dem ersten Lichtquellenmodul (31) emittiertem Licht und von dem zweiten Lichtquellenmodul (32) emittiertem Licht eine korrelierte Farbtemperatur im Bereich von 5700 K bis 7100 K besitzt.