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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Entladungslampe und eine Leuchte.
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Gegenwärtig werden
von einer Mehrzahl von Lichtquellen wiedergegebene Farben basierend
auf dem "color rendering
index" (Farbwiedergabeindex)
quantitativ ausgewertet, der ein etabliertes Verfahren zur quantitativen
Auswertung von Farben ist. Der "color
rendering index" wertet
quantitativ aus, wie getreu ein Licht von Interesse Farben verglichen
mit einem Referenzlicht wiedergibt. In letzter Zeit wurde jedoch
mehr Aufmerksamkeit darauf gerichtet, wie wünschenswert Farben neben der
getreuen Reproduktion reproduziert werden. Es ist zunehmend wichtiger
geworden, Farben in unserem Lebensraum wünschenswert zu beleuchten,
wie etwa die Farben der menschlichen Haut sowie von Nahrung, Pflanzen,
Innendekorationen und Kleidung.
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Heutzutage
werden herkömmlicherweise
Entladungslampen zur allgemeinen Beleuchtung für die Hauptbeleuchtung in Häusern und
Läden verwendet,
die eine relativ hohe korrelierte Farbtemperatur aufweisen, die
von ungefähr
5.000 K bis ungefähr
7.000 K reicht. Es wird jedoch angenommen, dass Lampen mit einer
niedrigen Farbtemperatur von ungefähr 2.800 K bis 4.500 K geeigneter
sind, um eine entspannte Atmosphäre
in dem beleuchteten Raum zu erzeugen, als Lampen mit einer hohen
Farbtemperatur. Aus diesem Grund erringt eine Lichtquelle mit einer
niedrigen Farbtemperatur ihre Popularität stufenweise Jahr für Jahr in dem
Gebiet der Beleuchtung in Häusern
und Läden.
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Des
weiteren blendet eine Lampe mit einer hohen Farbtemperatur mehr
als eine Lampe mit einer niedrigen Farbtemperatur, wenn die Lichtquelle
direkt angesehen wird. Außerdem
neigt eine weißglühende Lampe mit
gerade nach unten gerichtetem Licht dazu, zusammen mit einer Lampe
zur Hauptbeleuchtung als aktueller Ansatz zur Beleuchtung in Häusern und
Läden verwendet
zu werden. Wenn eine Lampe mit einer hohen Farbtemperatur zur Hauptbeleuchtung
und eine weißglühende Lampe
zusätzlich
verwendet wird ruft der Unterschied in der Farbe zwischen der Lampe
mit einer hohen Farbtemperatur und der weißglühende Lampe das Gefühl einer
Unstimmigkeit hervor.
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Obwohl,
wie voranstehend beschrieben ist, Lampen mit einer niedrigen Farbtemperatur
dazu geeignet erscheinen, eine entspannte Atmosphäre zu erzeugen,
wird angenommen, dass Lampen in einem herkömmlichen tiefen Farbtemperaturbereich
von etwa 3.700 K oder weniger ein Problem dabei darstellen, wie
Farben unter Lampen erscheinen. Zum Beispiel ermöglicht solch eine Lampe, dass
ein beleuchtetes Objekt wie etwa eine neue Tatami-Matte gelblich
wie eine alte Matte erscheint, oder die Haut einer japanischen Person
unnatürlich
aussieht, obwohl die Lampe sogar einen hohen "color rendering index" aufweist, so dass
es Farben getreu reproduzieren kann und drei Lichter von blau, grün und rot
als Hauptemission ausstrahlt. Folglich wird die Farbe des beleuchteten
Objekts nicht wie gewünscht
reproduziert. Außerdem
besteht ein weiteres Problem darin, dass ein weißes Objekt wie ein Papier oder
ein weißes
Hemd nicht weiß erscheint,
da die Lampe nämlich eine
hohe Wahrnehmung von weiß bereitstellen
kann. Es wird außerdem
gesagt, dass eine Lampe in einem herkömmlichen tiefen Temperaturbereich
keine ausrei chende Farbidentifikation bereitstellen kann, weil natürliche Farben
nicht reproduziert werden, und es ist schwieriger ähnliche
Farben unter solch einer Lampe zu unterscheiden.
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Unter
Berücksichtigung
des voranstehenden ist es deswegen ein Ziel der vorliegenden Erfindung
eine Entladungslampe und eine Leuchte bereitzustellen, die vorwiegend
kombinierte Lichte in blauen, grünen
und roten Spektralbereichen emittiert, die verbesserte Reproduktion
von natürlichen
Farben von verschiedenfarbigen Objekten ermöglicht, die nicht übermäßig blendet
und so gut wie kein Gefühl
der Unstimmigkeit hervorruft, wenn sie mit einer weißglühenden Lampe
verwendet wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Entladungslampe nach den Ansprüchen 1 und
3 und eine Leuchte nach Anspruch 7 bereitgestellt.
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Diese
Ausführungsform
ermöglicht
eine Entladungslampe mit einer niedrigen Farbtemperatur, die vorwiegend
kombiniertes Licht in blauen, grünen
und roten Spektralbereichen ausstrahlt und die eine exzellente Farbunterscheidung
(Identifizierung) bereitstellt und nicht zu sehr blendet.
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Das
von dieser Entladungslampe ausgestrahlte Licht umfasst Strahlung
von Atomen oder Molekülen, die
durch Strahlung oder Entladung von einem Leuchtstoff angeregt sind.
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Der
Farbpunkt des kombinierten Lichts liegt vorzugsweise innerhalb eines
Bereichs auf einer Seite einer Farbtemperatur, die geringer ist
als eine Isotemperaturlinie bzw. Linie gleicher Temperatur einer
korrelierten Farbtemperatur von 3.400 K in dem CIE 1960 UCS Diagramm.
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Diese
Ausführungsform
stellt einen Vorteil darin bereit, dass wenn die Entladungslampe
mit einer weißglühenden Lampe
verwendet wird, das Gefühl
einer Unstimmigkeit durch den Unterschied in den Farben der Lichter,
die von der Lichtquelle emittiert werden, kaum hervorgerufen wird,
zusätzlich
zu den Vorteilen, die durch die erste, zweite oder dritte Entladungslampe
hervorgerufen werden.
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Der
Farbpunkt des kombinierten Lichts liegt vorzugsweise innerhalb eines
Kreises, der seinen Mittelpunkt in einem Farbpunkt (u, v) = (0,2457;
0,3403) und einen Radius von 0,003 in dem CIE 1960 UCS Diagramm
hat.
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Diese
Ausführungsform
stellt die Vorteile des Bereitstellens von exzellenter Unterscheidung
und Wahrnehmung von Weiß,
niedrigen Niveaus von Blendung und niedrigen Niveaus eines Gefühls einer
Unstimmigkeit, wenn die Entladungslampe mit einem weißglühenden Licht
verwendet wird, sicher.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Fluoreszenzschicht vorzugsweise die folgenden
drei Leuchtstoffe als Hauptkomponenten: zumindest einen von zweiwertigem
Europium aktivierten blauen Leuchtstoff, der eine Emissionsspitze
bzw. Abstrahlungsspitze in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 490
mm aufweist, zumindest einen Leuchtstoff, der aus der Gruppe von
zweiwertigem Mangan aktivierten, von dreiwertigem Terbium aktivierten,
von dreiwertigem Terbium und dreiwertigem Cer aktiviertem und von zweiwertigem
Mangan und dreiwertigem Terbium aktivierten grünen Leuchtstoffen ausgewählt ist,
die eine Emissionsspitze in einem Wellenlängenbereich von 500 bis 550
nm aufweisen, und zumindest einen Leuchtstoff, der aus der Gruppe
der von dreiwertigem Europium aktivierten, zweiwertigem Mangan aktivierten,
und von vierwertigem Mangan aktivierten roten Leucht stoffen ausgewählt ist,
die eine Emissionsspitze in einem Wellenlängenbereich von 600 bis 670
nm aufweisen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst die Fluoreszenzschicht vorzugsweise die folgenden vier Leuchtstoffe
als Hauptkomponenten: zumindest einen von zweiwertigem Europium
aktivierten blauen Leuchtstoff, der eine Emissionsspitze in einem
Wellenlängenbereich
von 400 bis 490 nm aufweist, zumindest einen Leuchtstoff, der aus
der Gruppe der von zweiwertigem Mangan aktivierten und von zweiwertigem
Mangan und zweiwertigem Europium aktivierten grünen Leuchtstoffen ausgewählt ist,
die eine Emissionsspitze in einem Wellenlängenbereich von 500 bis 535
nm aufweisen, zumindest einen Leuchtstoff, der aus der Gruppe der
von dreiwertigem Terbium aktivierten, von dreiwertigem Terbium und
dreiwertigem Cer aktivierten und von zweiwertigem Mangan und dreiwertigem
Terbium aktivierten grünen
Leuchtstoffen ausgewählt
ist, die eine Emissionsspitze in einem Wellenlängenbereich von 540 bis 550
nm aufweisen und zumindest einen Leuchtstoff, der aus der Gruppe
der von dreiwertigem Europium aktivierten, von zweiwertigem Mangan
aktivierten und von dreiwertigem Mangan aktivierten roten Leuchtstoffen
ausgewählt
ist, die eine Emissionsspitze in einem Wellenlängenbereich von 600 bis 670
nm aufweisen.
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Diese
und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann
durch Lesen und Verstehen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
mit Bezug auf die anliegenden Figuren ersichtlich.
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1 zeigt
ein Diagramm, dass insgesamt die Farbbereiche der Emissionsfarben
darstellt, die die Vorteile der vorliegenden Erfindung bereitstellen
(d.h. exzellente Farbunterscheidung, hohe Wahrnehmung von Weiß, niedrige
Niveaus von durch die Beleuchtung hervorgerufener Blendung und eines
niedrigen Niveaus eines Gefühls
der Unstimmigkeit des Unterschieds der Farben der von den Lichtquellen
emittierten Lichter, wenn sie mit einer weißglühenden Lampe verwendet werden)
und einen speziell bevorzugten Bereich gemäß dem CIE 1960 UCS Diagramm.
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2 zeigt
ein Diagramm, das einen Farbbereich von Farben von Lichtquellen
darstellt, die leichte Unterscheidung zwischen schwarzen und dunkelblauen
Farben bereitstellen, gemäß dem CIE
1960 UCS Diagramm.
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3 zeigt
ein Diagramm, das einen Farbbereich von Farben von Lichtquellen
darstellt, die eine einfache Wahrnehmung von Rot bereitstellen,
gemäß dem CIE
1960 UCS Diagramm.
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4 zeigt
ein Diagramm, das einen Farbbereich von Farben von Lichtquellen
darstellt, die eine einfache Wahrnehmung von Blau bereitstellen,
gemäß dem CIE
1960 UCS Diagramm.
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5 zeigt
ein Diagramm, das einen Farbbereich von Farben von Lichtquellen
dargestellt, die eine einfache Wahrnehmung von Grün bereitstellen,
gemäß dem CIE
1960 UCS Diagramm.
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6 zeigt
ein Diagramm, das einen Farbenbereich von Farben von Lichtquellen
darstellt, die eine einfache Wahrnehmung von Farben in allen Klassen
bereitstellen, gemäß dem CIE
1960 UCS Diagramm.
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7 zeigt
ein Diagramm, das einen Farbenbereich von Farben von Lichtquellen
darstellt, die eine hohe Wahrnehmung von Weiß bereitstellen, gemäß dem CIE
1960 UCS Diagramm.
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8 zeigt
eine Kurve, die das Verhältnis
zwischen der korrelierten Farbtemperatur von Lichtquellen und der
Leuchtkraft von blendenden Lichtquellen angibt.
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9 zeigt
eine Kurve, die das Verhältnis
zwischen der korrelierten Farbtemperatur von Lichtquellen und dem
Gefühl
von Unstimmigkeit angibt, das durch den Unterschied zu einem von
einer weißglühenden Lampe
emittierten Licht hervorgerufen wird.
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10 zeigt
eine Ansicht, die ein Beispiel einer Leuchte gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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11 zeigt
ein Diagramm, das die Farbpunkte von von fluoreszenten Lampen emittiertem
Licht darstellt, die als Beispiele der vorliegenden Erfindung zusammen
mit den Auswertungsergebnissen erstellt wurden.
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Nachfolgend
werden Experimente zum Erlangen von Farbbereichen bzw. chromatischen
Bereichen, in denen Licht von einer Lichtquelle, die eine tiefe
Farbtemperatur aufweist, eine gewünschte Reproduzierung der Farbe
eines farbigen Objekts ermöglicht,
mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Zuerst
wurden Experimente durchgeführt,
um die Farbunterscheidung (Identifizierung) von häufig in einem
Haus ver wendeten Farben unter verschiedenen Lampen, die verschiedene
Farben von von den Lichtquellen emittiertem Licht aufweisen, zu
untersuchen. Bei dem Experiment wurde herausgefunden, wie einfach Betrachter
dazu in der Lage waren, üblicherweise
in einem Haus verwendete Farbe, d.h. schwarz und dunkelblau, rot
und grün,
zu erkennen. Die Beobachter beurteilten einen Unterschied von Farben
von Farbkarten zu einer Zielfarbe durch Ändern des Farbunterschieds
der Farbe.
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2 zeigt
die experimentellen Ergebnisse hinsichtlich der Einfachheit des
Urteilsvermögens über schwarze
und dunkelblaue Farben. Es wurde herausgefunden, dass wenn der Farbpunkt
einer Lichtquelle innerhalb eines Bereichs liegt, der durch eine
Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,224; 0,330) als ihrem Mittelpunkt,
einer Hauptachse von 0,056, einer Nebenachse von 0,024, und einem
Winkel der Achse von 20° in dem
CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, 75% oder mehr der Betrachter
dazu in der Lage waren, Farben zu unterscheiden, deren Farbdifferenz
in dem CIE 1976 L*a*b* Farbraum mindestens 2 ist.
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3 zeigt
die experimentellen Ergebnisse hinsichtlich der Einfachheit des
Erkennens von roter Farbe. Es wurde herausgefunden, dass wenn der
Farbpunkt der emittierten Farbe einer Lichtquelle innerhalb eines
Bereichs liegt, der durch eine Ellipse mit einem Fahrpunkt (u, v)
= (0,224; 0,330) als ihrem Mittelpunkt, einer Hauptachse von 0,078,
einer Nebenachse von 0,014 und einem Winkel der u-Achse von 30° in dem CIE 1960
UCS Diagramm begrenzt wird, 75% oder mehr der Betrachter dazu in
der Lage waren, Farben zu unterscheiden, deren Farbdifferenz in
den CIE 1976 L*a*b* Farbraum mindestens 2 ist.
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4 zeigt
experimentelle Ergebnisse hinsichtlich der Einfachheit des Erkennens
von blauer Farbe. Es wurde herausgefunden, dass wenn der Farbpunkt
der emittierten Farbe einer Lichtquelle innerhalb eines Bereichs
liegt, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,235;
0,335) als ihrem Mittelpunkt, einer Hauptachse von 0,060, einer
Nebenachse von 0,030 und einem Winkel von der u-Achse von 30, in
dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, 75% oder mehr der Betrachter
dazu in der Lage waren, Farben zu erkennen, deren Farbdifferenz
in dem CIE 1976 L*a*b* Farbraum mindestens 2 ist.
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5 zeigt
experimentelle Ergebnisse hinsichtlich der Einfachheit des Erkenntnis
von grüner
Farbe. Es wurde herausgefunden, dass wenn der Farbpunkt der emittierten
Farbe einer Lichtquelle innerhalb eines Bereichs liegt, der durch
eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,225; 0,330) als ihrem
Mittelpunkt, einer Hauptachse von 0,060, einer Nebenachse von 0,018,
und einem Winkel der U-Achse von 20° in dem CIE 1960 UCS Diagramm
begrenzt wird, 75% oder mehr der Betrachter dazu in der Lage waren,
Farben zu erkennen, deren Farbdifferenz in dem CIE 1976 L*a*b* Farbraum
mindestens 2 ist.
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In
anderen Worten kann zusammengefasst werden, dass wenn eine Lichtquelle
Licht emittiert, deren Farbpunkt innerhalb eines Bereichs liegt,
der allen Bereiche gemein ist, die von den mit Bezug auf die Einfachheit
des Erkennens von schwarzen, dunkelblauen, roten, blauen, grünen Farben
durch die Experimente gewonnenen vier Ellipsen begrenzt werden,
exzellente Farbunterscheidung der Farben in im wesentlichen allen Klassen
erreicht werden kann. Der Bereich, der allen durch die vier Ellipsen
begrenzten Bereichen gemein ist, ist als schraffierter Bereich in 6 dargestellt.
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Als
nächstes
wurden Experimente bezüglich
der Wahrnehmung von weißer
Farbe durchgeführt,
wenn ein Objekt mit einer achromatischen bzw. farblosen Farbe betrachtet
wird, das von verschiedenen Lampen beleuchtet wird, die verschiedene
Lichtquellenfarben aufweisen, die eine niedrige korrelierte Farbtemperatur
von 3.500 K oder weniger aufweisen.
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In
den Experimenten schauten die Betrachter eine achromatische Farbtafel
an, die einen Munsel-Wert von 9 unter Lampen aufweist, die verschiedene
Emissionsfarben ausstrahlende Lichtquellen aufweisen, und die Betrachter
beurteilten, wieviel chromatische Farbe und wieviel weiße Farbe
sie in der Farbe der Farbtafel wahrgenommen haben und entsprachen
ihrer Wahrnehmung, indem sie Punkte von 100 Punkten im Verhältnis zu
dem Anteil der chromatischen Farbe und weißen Farbe vergaben. Ein schraffierter
Bereich in dem CIE 1960 UCS Diagramm in 7 ist als
ein Bereich dargestellt, der eine hohe Wahrnehmung weißer Farbe
bereitstellen kann. Für
Farbe in dem schraffierten Bereich vergaben die Betrachter 90 Punkte
oder mehr an weißer
Farbe. Der Bereich wird durch Linien begrenzt, die vier Farbpunkte
(u, v) = (0,235; 0,342), (0,252; 0,345), (0,248; 0,338) und (0,239;
0,334) in dem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden. Dadurch wurde herausgefunden,
dass Lichtquellen, deren emittierte Farben in diesem Bereich liegen,
ermöglichen,
dass ein weißes
Objekt als weiß wahrgenommen
wird.
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Des
weiteren wurde in bezug auf Farben von Licht in einem tiefen Farbtemperaturbereich
von 3.500 K oder weniger die Wahrnehmung von weißer Farbe zwischen Farben verglichen,
die dieselbe korrelierte Farbtemperatur aufweisen. Als Ergebnis
wurde herausgefunden, dass unter den Lichtquellen, deren Farben
in dem Bereich liegen, der durch Linien begrenzt wird, die die vier
Farbpunkte (u, v) = (0,235; 0,342), (0,252; 0,345), (0,248; 0,338)
und (0,239; 0,334) in dem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden, die Lichtquellen,
deren Farben, die eine Chromatizität bzw. Farbmaßzahlabweichung
von –0,007
bis –0,003
von dem Unbuntgebiet bzw. achromatischen Bereich (engl.: Planckian
Locus), in dem CIE 1960 UCSDiagramm aufweisen insbesondere hohe
Wahrnehmung von weißer
Farbe bereitstellen ("–" zeigt eine Chromatizitäts- bzw.
Farbmaßzahlabweichung
in Richtung der unteren rechten Seite des Unbuntgebiets in dem CIE
1960 UCS Diagramm an).
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Ein
weiteres Problem ist das Blenden bzw. der grelle Schein einer Lichtquelle.
Blendendes Licht ruft nicht nur Unbehaben in den Augen hervor, es
stört außerdem das
richtige Wahrnehmen der Umgebung. Das Blenden bzw. der grelle Schein
einer Lichtquelle wurde ebenfalls untersucht.
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Es
wurden Experimente durchgeführt,
um zu untersuchen, wieviel Blendung durch eine Lichtquelle hervorgerufen
wird, indem die korrelierte Farbtemperatur der Emissionsfarbe einer
Lichtquelle geändert
wurde. In den Experimenten identifizierten die Betrachter dieselbe
Helligkeit als blendend, wenn sie eine 3.000 K aufweisende Lichtquelle
anschauten.
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Nimmt
man die Helligkeit der Lichtquelle mit 3.000 K als 1 an, beurteilten
die Betrachter die Helligkeit, die sie blendete, wenn sie verschiedene
korrelierte Farbetemperaturen aufweisende Lichtquellen betrachteten.
Die Ergebnisse sind in 8 dargestellt. Die in 8 dargestellte
Kurve zeigt an, dass wenn die korrelierte Farbtemperatur (K) höher wurde,
die Helligkeit, die den Betrachter blendete, niedriger wurde.
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Als
ein Ergebnis von weiteren Analysen wurde herausgefunden, dass kein
wesentlicher Unterschied auf einem wesentlichen Niveau von 5% zwischen
der Helligkeit, die die Bet rachter blendet, wenn sie eine Lichtquelle
mit einer korrelierten Temperatur von 3.500 K oder weniger anschauen
und der Helligkeit, die die Betrachter blendet, wenn sie eine Lichtquelle
mit einer korrelierten Temperatur von 3.000 K anschauen, besteht. Insbesondere
wurde herausgefunden, dass die Lichtquelle mit einer korrelierten
Temperatur von 3.500 K oder weniger im wesentlichen das gleiche
Niveau von Blendung hervorruft, wie das durch Lichtquelle mit einer
korrelierten Temperatur von 3.000 K hervorgerufene.
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Als
nächstes
werteten die Betrachter ein Gefühl
der Unstimmigkeit aufgrund des Unterschieds in der Farbe zwischen
einer Wolfram-Halogenlampe mit einer Farbtemperatur von 2.800 K
und einer fluoreszenten Lampe aus, wenn die Lampen gleichzeitig
leuchten.
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Das
Gefühl
der Unstimmigkeit aufgrund des Unterschieds in den Farben wurde
durch ein Verfahren ausgewertet, bei dem die Betrachter eine der
folgenden 5 Kategorien auswählten:
der Unterschied in den Farben ist "äußerst störend", "störend", "akzeptabel", "nicht störend" und "überhaupt nicht störend". (Die Ergebnisse
sind in 9 gezeigt.) Diese Ergebnisse
bestätigten,
dass wenn die korrelierte Farbtemperatur der fluoreszierenden Lampe
höher wurde,
der Unterschied in den Farben störender
wurde. Somit wurde bestätigt, dass
der Unterschied in den Farben akzeptabel ist, wenn die korrelierte
Farbtemperatur der fluoreszierenden Lampe 3.400 K oder weniger ist.
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Als
Ergebnis der umfassenden Auswertung der Ergebnisse der voranstehend
beschriebenen Sichtbarkeitsauswertungstest wurde herausgefunden,
dass wenn der Farbpunkt der Emissionsfarbe einer Lichtquelle innerhalb
eines Kreises liegt, der seinen Mittelpunkt in einem Farbpunkt (u,
v) = (0,2457; 0,3403) und einen Radius von 0,003 in dem CIE 1960
UCS Dia gramm hat, die Lichtquelle eine niedrigere Farbtemperatur aufweist
und exzellente Farbunterscheidung und hohe Wahrnehmung von weißer Farbe
bereitstellt und ein niedriges Niveau von Blendung und eines Gefühls der
Unstimmigkeit aufgrund des Unterschieds in den Farben hervorruft,
wenn sie mit einer weißglühenden Lampe
verwendet wird. Der Bereich innerhalb dieses Kreises ist der am
meisten zu bevorzugende Punkt.
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Die
chromatischen Bereiche bzw. Farbbereiche, die die Vorteile der vorliegenden
Erfindung aufweisen, sind zusammen in den CIE 1960 UCS Diagramm
in 1 dargestellt. In 1 umfasst
der chromatische Bereich 1 Farben, die exzellente Farbunterscheidung
bereitstellen. Ein chromatischer Bereich 2 umfasst Farben,
die eine exzellente Wahrnehmung weißer Farbe bereitstellen. Eine
Linie 3 ist eine Isotemperaturlinie einer korrelierten
Farbtemperatur von 3.500 K, die eine Grenze darstellt, unter der
die Beleuchtung nicht übermäßig blendend
ist. Eine Linie 4 ist eine Isotemperaturlinie einer korrelierten
Farbtemperatur von 3.400 K, die eine Grenze ist, unter der der Unterschied
in den Emissionsfarben der Lichtquellen kaum ein Gefühl der Unstimmigkeit
hervorruft, wenn sie mit einer weißglühenden Lampe verwendet werden.
Ein Kreis 5 ist ein am meisten zu bevorzugender Bereich,
der ein Kreis ist, der seinen Mittelpunkt mit einem Farbpunkt (u,
v) = (0,2457; 0,3403) und einen Radius von 0,003 in dem CIE 1960
UCS Diagramm hat.
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Die
Lichtquelle mit einer niedrigen Farbtemperatur, deren Farbe innerhalb
eines Bereichs liegt, der dem Bereich für exzellente Farbunterscheidung
und dem Bereich für
exzellente Wahrnehmung von weißer Farbe
der vorliegenden Erfindung gemein ist, weist eine tiefe Farbtemperatur
auf und stellt exzellente Farbunterscheidung und Wahrnehmung von
weißer
Farbe bereit. Da weiterhin der Farbpunkt der voranstehend beschrieben
Lichtquelle innerhalb eines Bereichs auf der Seite der Farbtemperatur
tiefer als die Isotemperaturlinie einer korrelierten Farbtemperatur
von 3.500 K liegt, ist das Licht nicht übermäßig blendend, zusätzlich zum Bereitstellen
von exzellenter Farbunterscheidung und Wahrnehmung von weißer Farbe.
Wenn der Punkt der voranstehend beschriebenen Lichtquelle innerhalb
eines Bereichs auf der Seite der Farbtemperatur niedriger als die
Isotemperaturlinie einer korrelierten Farbtemperatur von 3.400 K
liegt, ist das Licht nicht übermäßig blendend
und das Gefühl
der Unstimmigkeit aufgrund des Unterschieds in Farben zwischen den
Lichtquellen, wenn sie mit einer weiß glühenden Lampe verwendet werden,
ist kaum hervorgerufen, zusätzlich
zum Bereitstellen von exzellenter Farbunterscheidung und Wahrnehmung
von weißer
Farbe.
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Um
die die voranstehend beschriebenen Vorteile aufweisende Lichtquelle
zu erlangen, strahlt eine Entladungslampe zumindest die folgenden
sichtbaren kombinierten Lichter aus: ein Licht, das eine Emissionsspitze
bei 400 bis 490 nm in einem blauen Spektralbereich aufweist, ein
Licht, das eine Emissionsspitze bei 500 bis 550 nm in einem grünen Spektralbereich
aufweist, und ein Licht, das eine Emissionsspitze bei 600 bis 670
nm in einem roten Spektralbereich aufweist. Die Entladungslampe
kann die Vorteile der vorliegenden Erfindung bereitstellen, indem
sie die Menge des Lichts in den Wellenlängebereichen von 400 bis 490
nm, 500 bis 550 nm und 600 bis 670 nm passend auswählt.
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Die
Strahlung von Atomen oder Molekülen,
die durch Strahlung oder Entladung von einem Leuchtstoff erregt
wurden, kann genutzt werden, um die voranstehend beschriebenen sichtbaren
Lichter auszustrahlen. Wenn die Entladungslampe eine fluoreszente
Lampe ist, kann das voranstehende Ziel dadurch erreicht werden,
dass die fluoreszente Lampe mit einer Fluoreszenzschicht versehen
wird, die zumindest drei Leuchtstoffe umfasst, die Emissionsspitzen
bei Wellenlängenbereichen
von 400 bis 490 nm, 500 bis 550 nm und 600 bis 670 nm als Hauptbestandteile
aufweisen.
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Ähnlicherweise
kann das voranstehende Ziel dadurch erreicht werden, dass die fluoreszente
Lampe mit einer Fluoreszenzschicht versehen wird, die zumindest
vier Leuchtstoffe umfasst, die Emissionsspitzen bei Wellenlängenbereichen
von 400 bis 490 nm, 500 bis 535 nm, 540 bis 550 nm und 600 bis 670
nm als Hauptbestandteile aufweisen.
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Es
ist wohlbekannt, dass ein grüner
Leuchtstoff mit einer Emissionsspitze von 500 bis 535 nm oder ein roter
oder dunkelroter Leuchtstoff mit einer Emissionsspitze von 620 bis
670 nm ermöglicht,
dass die Farben von verschiedenfarbigen Objekten lebendig erscheinen.
Die vorliegende Erfindung kann mit diesem Effekt ebenso versehen
sein.
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Beispiele
der Leuchtstoffe, die verwendet werden können, wenn die Entladungslampe
eine fluoreszente Lampe ist, sind wie folgt: ein von zweiwertigem
Europium aktivierter blauer Leuchtstoff als ein Leuchtstoff mit
einer Emissionsspitze mit einem Wellenlängenbereich von 400 bis 490
nm, von zweiwertigem Mangan aktivierte, von dreiwertigem Terbium
aktivierte, von dreiwertigem Terbium und vierwertigem Cer aktivierte
und von zweiwertigem Mangan und dreiwertigem Terbium aktivierte
grüne Leuchtstoffe
als ein Leuchtstoff mit einer Emissionsspitze in einem 500 bis 550
nm Wellenlängenbereich,
und von dreiwertigem Europium aktivierte, von zweiwertigem Mangan
aktivierte und von vierwertigem Mangan aktivierte rote Leuchtstoffe
als ein Leuchtstoff mit einer Emissionsspitze in einem 600 bis 670
nm Wellenlängenbereich.
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Außerdem kann
das voranstehende Ziel dadurch erreicht werden, dass ein von zweiwertigem
Mangan oder zweiwertigem Mangan und zweiwertigem Europium aktivierter
grüner
Leuchtstoff verwendet wird, der ein Leuchtstoff ist, der eine Emissionsspitze
in einem Wellenlängenbereich
von 500 bis 535 nm aufweist, neben den voranstehend beschriebenen
Leuchtstoffen. Tabelle 1 ist eine Liste, die die Leuchtstoffmaterialien
angibt, die zum Erlangen der vorliegenden Erfindung verwendet werden
können.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung, die Verbesserung der Reproduktion
von Farben von verschiedenen farbigen beleuchteten Objekten, kann
erreicht werden, indem eine Beleuch tung verwendet wird, die zumindest
entweder eine transmittierende Platte oder eine reflektierende Platte
aufweist, die dem Licht von einer Lichtquelle ermöglicht,
eine geeignete Chromatizität
aufzuweisen. 10 zeigt ein Beispiel einer
Beleuchtung nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Diese
Beleuchtung umfasst ein Beleuchtungsgehäuse 6, eine in dem
Gehäuse 6 bereitgestellte
Lampe 7, und eine in einer Lichtauslassöffnung bereitgestellte transmittierende
Platte 8. Licht von der Lampe 7 durchscheint die
transmittierende Platte 8, und das transmittierende Licht 9 wird
als Beleuchtungslicht verwendet. Die transmittierende Platte 8 wurde
so entworfen, dass sie Licht durchlässt, das eine Chromatizität in einem
Bereich aufweist, der die Vorteile der vorliegenden Erfindung bereitstellen
kann.
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Insbesondere
kann die transmittierende Platte 8 im allgemeinen aus Glas
oder Kunststoff hergestellt sein, und die spektrale Durchlässigkeit
in einem sichtbaren Lichtbereich der transmittierenden Platte ist
so gesteuert und entworfen, dass ein Emissionsspektrum des von der
Lampe 7 ausgestrahlten Lichts in einem gewünschten
Beleuchtungslicht resultiert, dass die Vorteile der vorliegenden
Erfindung aufweist.
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Um
die spektrale Transmission in einem sichtbaren Lichtbereich der
transmittierenden Platte 8 zu steuern, sind ein Stoff oder
Stoffe, die Licht in einem spezifischen Wellenlängenbereich absorbieren, einem Material
der transmittierenden Platte 8 zugesetzt. Wenn die transmittierende
Platte 8 aus Glas ausgebildet ist, ist das Material üblicherweise
mit Metallionen als einer Komponente der Glaszusammensetzung dotiert,
die ausschließlich
Licht in einem spezifischen Wellenlängenbereich absorbieren. Wenn
die transmit tierende Platte aus Kunststoff gebildet ist, ist bekannt,
ein Pigment, das Licht in einem spezifischen Wellenlängenbereich
absorbiert, mit dem Kunststoff zu vermischen, bevor der Kunststoff
zu einer Platte geformt wird und dann das Material einschließlich des
Pigments in eine Platte zu formen.
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Außerdem kann
jede Oberfläche
eines transparenten oder semitransparenten Glases oder einer Kunststoffplatte
mit einem Pigment oder dergleichen überzogen sein. Alternativ kann
die transmittierende Platte 8 durch Beifügen eines
Kunststoffilms mit einem kontrollierten spektralen Transmissionsgrad
an einer Oberfläche
des Glases oder der Kunststoffplatte hergestellt werden.
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Das
in 10 dargestellte Beispiel ist eine Beleuchtung,
die eine transmittierende Platte aufweist, aber es ist möglich, eine
Beleuchtung zu verwenden, die ein Gehäuse aufweist, das mit einer
reflektierenden Platte versehen ist, die Licht in einem Chromatizitätsbereich
reflektiert, der die Vorteile der vorliegenden Erfindung bereitstellt.
Des weiteren kann die Beleuchtung sowohl eine transmittierende Platte
als auch eine reflektierende Platte umfassen.
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Insbesondere
kann ein Beleuchtungslicht, das einfache Farbunterscheidung (Identifizierung)
eines mit einem Licht mit niedriger Farbtemperatur beleuchteten
Gegenstands bereitstellt und kaum Blendung hervorruft, erlangt werden,
indem eine Beleuchtung verwendet wird, die zumindest entweder eine
transmittierende Platte oder eine reflektierende Platte zur Ausstrahlung
der folgenden Beleuchtungslichter umfasst. Das Beleuchtungslicht
umfasst zumindest die folgenden kombinierten Lichter: Licht, das
eine Emissionsspitze im Wellenlängenbereich
von 400 bis 490 nm in einem blauen Spektralbereich aufweist, Licht,
das eine Emissionsspitze in ei nem Wellenlängenbereich von 500 bis 550
nm in einem grünen
Spektralbereich aufweist, und Licht, das eine Emissionsspitze in
einem Wellenlängenbereich
von 600 bis 670 nm in einem roten Spektralbereich aufweist. Der
Farbpunkt des Beleuchtungslichtes liegt innerhalb eines Bereichs,
den folgende Bereiche gemein haben: Ein Bereich, der durch eine
Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,224; 0,330) als ihrem Mittelpunkt, einer
Hauptachse von 0,056, einer Nebenachse von 0,024 und einem Winkel
der u-Achse von 20° in
dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, ein Bereich, der durch
eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,224; 0,330) als ihrem
Mittelpunkt, einer Hauptachse von 0,078, einer Nebenachse von 0,014
und einem Winkel der u-Achse von 30° in dem CIE 1960 UCS Diagramm
begrenzt wird, ein Bereich, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt
(u, v) = (0,235; 0,335) als ihrem Mittelpunkt, einer Hauptachse
von 0,060, einer Nebenachse von 0,030, einem Winkel der u-Achse
von 30° in
dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, ein Bereich der durch eine
Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,225; 0,330) als ihrem Mittelpunkt,
einer Hauptachse von 0,060, einer Nebenachse von 0,018 und einem
Winkel der u-Achse von 20° in
dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, und ein Bereich auf einer
Seite der Farbtemperatur kleiner als eine Isotemperaturlinie einer
korrelierten Farbtemperatur von 3.500 K.
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Des
weiteren kann ein Beleuchtungslicht mit einer niedrigen Farbtemperatur,
das eine exzellente Wahrnehmung von weißer Farbe bereitstellt und
kaum Blendung hervorruft, erreicht werden, indem eine Beleuchtung
verwendet wird, die zumindest entweder eine transmittierende Platte
oder eine reflektierende Platte zur Ausstrahlung des folgenden Beleuchtungslichts
umfasst. Das Beleuchtungslicht umfasst zumindest die folgenden zusammengefassten
bzw. kombinierten Lichter: Licht, dass eine Emissionsspitze im Wellenlängen bereich
von 400 bis 490 nm in einem blauen Spektralbereich aufweist, Licht,
das eine Emissionsspitze in einem Wellenlängenbereich von 500 bis 550
nm in einem grünen
Spektralbereich aufweist, Licht, das eine Emissionsspitze in einem
Wellenlängenbereich
von 600 bis 670 nm in einem roten Spektralbereich aufweist. Der Farbton
des Beleuchtungslichts liegt innerhalb eines durch Linien begrenzten
Bereich, die vier Punkte verbinden: (u, v) = (0,235; 0,342), (0,252;
0,345), (0,248; 0,338) und (0,239; 0,334) in dem CEI 1960 UCS Diagramm. In
diesem Fall stellen neben den Lichtquellen, deren Emissionsfarben
in dem Bereich liegen, der durch Linien begrenzt wird, die vier
Farbpunkte (u, v) = (0,235; 0,342), (0,252; 0,345), (0,248; 0,338)
und (0,239; 0,334) in dem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden, die Lichtquellen,
deren Emissionsfarben Chromatizitätsabweichung von –0,007 bis –0,003 von
dem Unbuntgebiet in dem CIE 1930 UCS Diagramm aufweisen, eine besonders hohe
Wahrnehmung von weißer
Farbe bereit.
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Das
Beleuchtungslicht stellt einfache Farbunterscheidung (Identifizierung)
eines beleuchteten Objekts und exzellente Wahrnehmung von weißer Farbe
bereit, wenn die folgenden zwei Bedingungen erfüllte werden: (1) Das Beleuchtungslicht,
das von der transmittierende Platte transmittiert oder von der reflektierenden
Platte reflektiert wurde, umfasst zumindest die folgenden zusammengefassten
Lichter: Licht, dass eine Emissionsspitze im Wellenlängenbereich
von 400 bis 490 nm in einem blauen Spektralbereich aufweist, Licht,
das eine Emissionsspitze in einem Wellenlängenbereich von 500 bis 550
nm in einem grünen
Spektralbereich aufweist, und Licht, das eine Emissionsspitze in
einem Wellenlängenbereich
von 600 bis 670 nm in einem roten Spektralbereich aufweist, und
(2) der Farbpunkt des Beleuchtungslichtes liegt innerhalb eines
Bereiches, der den folgenden Bereichen gemein ist: ein Bereich,
der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,224; 0,330) als
ihrem Mittelpunkt, einer Hauptachse von 0,056, einer Nebenachse
von 0,024 und einem Winkel der u-Achse von 20° in dem CIE 1960 UCS Diagramm
begrenzt wird, ein Bereich, der durch eine Ellipse mit einem Farbpunkt
(u, v) = (0,224; 0,330) als ihrem Mittelpunkt, einer Hauptachse
von 0,078, einer Nebenachse von 0,014 und einem Winkel der u-Achse
von 30° in
dem CIE 1960 UCS Diagramm, ein Bereich, der durch eine Ellipse mit
einem Farbpunkt (u, v) = (0,235; 0,335) als ihrem Mittelpunkt),
einer Hauptachse von 0,060, einer Nebenachse von 0,030, und einem
Winkel der u-Achse von 30° in
dem CIE 1960 UCS Diagramm begrenzt wird, ein Bereich, der durch
eine Ellipse mit einem Farbpunkt (u, v) = (0,225; 0,330) als ihrem
Mittelpunkt einer Hauptachse von 0,030, einer Nebenachse von 0,018
und einem Winkel der u-Achse von 20° in dem CIE 1960 UCS Diagramm
begrenzt wird, und ein Bereich, der durch Linien begrenzt wird,
die vier Farbpunkte: (u, v) = (0,235; 0,342), (0,252; 0,345), (0,248;
0,338) und (0,239; 0,334) in dem CIE 1960 UCS Diagramm verbinden.
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Da
das von der Beleuchtung der vorliegenden Erfindung ausgestrahlte
Beleuchtungslicht des weiteren einen Farbpunkt in einem Bereich
auf einer Seite der Farbtemperatur kleiner als eine Isotemperaturlinie
einer korrelierten Farbtemperatur von 3.500 K aufweist, ruft das
Beleuchtungslicht zusätzlich
zu den voranstehend beschriebenen Vorteilen kaum Blendung hervor.
Wenn das von der Beleuchtung der vorliegenden Erfindung ausgestrahlte
Beleuchtungslicht außerdem
einen Farbpunkt in einem Bereich auf einer Seite der Farbtemperatur
kleiner als eine Isotemperaturlinie einer korrelierten Farbtemperatur
von 3.400 K aufweist, ruft das Beleuchtungslicht zusätzlich zu
dem voranstehend beschriebenen Vorteil kaum das Gefühl einer
Unstimmigkeit aufgrund einer Differenz der Farben der Lichtquellen
hervor, wenn sie zusammen mit einer weißglühenden Lampe verwendet werden.
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Wenn
der Farbpunkt, der von der transmittierenden Platte transmittiert
oder von der reflektierenden Platte reflektiert wurde, innerhalb
eines Kreises liegt, der seinen Mittelpunkt in einem Farbpunkt (u,
v) = (0,2457; 0,3403) und einem Radius von 0,003 in dem CIE 1960
UCS Diagramm hat, werden die folgenden Vorteile bereitgestellt:
exzellente Farbunterscheidung und Wahrnehmung von weißer Farbe,
niedriges Niveau von Blendung und niedriges Niveau eines Gefühls von
Unstimmigkeit aufgrund der Differenz der Farben, wenn sie zusammen
mit einer weißglühenden Lampe
verwendet werden. Der Bereich innerhalb dieses Kreises ist am meisten
vorzuziehen.
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Als
nächstes
wurden Auswertungstests durch tatsächliche Überwachung hinsichtlich der
mit den Leuchtstoffen in Tabelle 1 hergestellten Lampen durchgeführt. Tabelle
2 zeigt die Ergebnisse.
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Tabelle
2 zeigt die Lampennummern, die Arten der Leuchtstoffe und das Gewicht
ihres Anteils, die Farbpunkte in dem CIE 1960 UCS Diagramm der Lampen,
die korrelierte Farbtemperatur Tc der Lampen, die Chromatizitätsabweichung Δuv von dem
Unbuntgebiet in dem CIE 1960 UCS Diagramm der Lampen ("+" gibt eine Chromatizitätsabweichung
in Richtung der oberen linken Seite des Unbuntgebiets in dem CIE
1960 UCS Diagramm an und "–" gibt eine Chromatizitätsabweichung
in Richtung der unteren rechten Seite des Unbuntgebiets an), die
Auswertungsergebnisse in der Einfachheit der Farbunterscheidung,
der Wahrnehmung von weißer
Farbe, der Blendung durch die Lichtquellen, eines Gefühls von
Unstimmigkeit hinsichtlich einer elektrischen Lampe, und zusammenfassende
Auswertungen, ob die Lampe eine geeignete Beleuchtungsumgebung erzeugen
kann oder nicht, mit Fokussierung auf die natürliche Reproduktion von Farben.
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Die
Auswertungsergebnisse der Einfachheit der Farbunterscheidung, der
Wahrnehmung von weißer Farbe,
der Blendung durch Lichtquellen, eines Gefühls der Unstimmigkeit hinsichtlich
einer elektrischen Lampe und die zusammengefasste Auswertung werden
dargestellt durch ⌾ (besonders
exzellent oder am meisten zu bevorzugen), o (exzellent oder zu bevorzugen), Δ (geringfügig akzeptabel)
und x (schlecht, nicht zu bevorzugen).
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11 zeigt
ein CIE 1960 UCS Diagramm, das die Farbpunkte der Emissionsfarben
der hergestellten und ausgebildeten Farben, die in Tabelle 2 zusammen
dargestellt sind, mit vergrößerten bevorzugten
Chromatizitätsbereichen,
die von den voranstehend beschriebenen Experimenten erhalten wurden,
darstellt. In 11 sind die Farbpunkte der Lampen
durch ⌾,
o, Δ und
x dargestellt, die die Auswertungsergebnisse wiedergeben, ob die
Lampe eine geeignete Beleuchtungsumgebung mit Fokussierung auf die
natürliche
Reproduk tion von Farben, wie in Tabelle 2 dargestellt, erzeugen
kann. Die Buchstaben in 11 bezeichnen
die in Tabelle 2 dargestellten Lampen. Die Lampen a, f, k, l, o,
p und r sind Beispiele, die lediglich zu Darstellungszwecken angegeben
sind.
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Die
voranstehend beschriebene grafische Darstellung hat die Chromatizitätsbereiche
für Farben
von Licht bestätigt,
die die Vorteile der vorliegenden Erfindung bereitstellen. Dieselben
Ergebnisse wurden erzielt, wenn die anderen in Tabelle 1 aufgeführten Leuchtstoffe
verwendet wurden.
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Des
weiteren können
dieselben Vorteile mit einer Hochintensitäts-Entladungslampe erreicht
werden, die sichtbares Licht verwendet, das von durch Entladung
angeregten Atomen oder Molekülen
ausgestrahlt wird.