JP2001184910A - 発光ダイオードを用いた照明用光源および照明装置 - Google Patents
発光ダイオードを用いた照明用光源および照明装置Info
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Abstract
色評価数Raが高い発光ダイオードを用いた照明用光源
およびこれを用いた照明装置を提供する。 【解決手段】発光スペクトルの半値幅が15〜60nm
の赤色光を発光する第1の発光ダイオード、発光スペク
トルの半値幅が20〜60nmの緑色光を発生する第2
の発光ダイオードおよび発光スペクトルの半値幅が15
〜70nmの青色光を発生する第3の発光ダイオードが
加法混色されて白色光を得るように構成されている発光
ダイオードを用いた照明用光源である。各発光ダイオー
ドの好適なピーク波長は、第1の発光ダイオードが60
5〜635nm、第2の発光ダイオード長が530〜5
70nm、第3の発光ダイオードが450〜490nm
であり、それぞれの光束比を選択することにより、種々
の相関色温度を有する白色光を得ることができる。
Description
好適な光源色を有する発光ダイオードを用いた照明用光
源およびこれを用いた照明装置に関する。
ともに、3原色光であるところの赤色光、緑色光および
青色光をそれぞれ効率高く発生する発光ダイオードが開
発されたこともあって、従来蛍光ランプや白熱電球が主
流の室内照明などの一般照明用光源として、省エネルギ
ーおよび環境対策光源としての発光ダイオードの可能性
が注目されるようになった。
されている主な光源色は、昼光色、昼白色および電球色
である。昼光色は、相関色温度が6700Kであり、昼
白色は同じく5000K、電球色は同じく3000Kで
ある。これらの光源色は、上記のように相関色温度で表
現すると、数値に大きな差があるが、いずれもいわゆる
白色系の光色すなわち白色光であるといえる。
になるのは周知のとおりであり、3原色光を加法混色に
より白色光を得るに際して、赤色光、緑色光および青色
光の光束比を加減することにより、所望の相関色温度の
光源色を得ることができる。
うのに欠かせない指標として、演色性がある。この演色
性は、「平均演色評価数Ra」により評価するのが一般
的である。そして、良質の照明を行うには、平均演色評
価数Raの値が大きい方がよい。演色性が良好であると
して普及している3波長域発光形の蛍光ランプにおいて
は、平均演色評価数Raが88以上であり、高演色形の
蛍光ランプでは平均演色評価数Raが90〜99であ
る。
原色の発光ダイオードのピーク波長を規定することによ
り、演色性の良好な白色光を得るための一般照明システ
ムが記載されている。(従来技術1) また、特開平11-177143号公報には、3原色光
の発光ダイオードに加えて他の色光を発生する発光ダイ
オードを含めて混色を行うことにより、所望の相関色温
度と良好な演色性とを備えた照明用光源が記載されてい
る。(従来技術2)
おいては、所望の相関色温度を得ることができるもの
の、演色性は必ずしも十分に高くならない。
4種類の発光ダイオードが必要であり、コストアップを
避けられない。
放電ランプに比較して、発光スペクトルが極端に狭いと
いう白熱電球や蛍光ランプには見られない性質がある。
み研究に結果なされたもので、赤色光、緑色光および青
色光を発生する3種類の発光ダイオードを加法混色によ
り白色光を得る場合に、発光ダイオードのピーク波長を
規定するだけでなく、半値幅をも規定することにより、
所望の相関色温度と高い演色性とをともに満足すること
ができることを見いだした。
て所望の相関色温度でありながら、しかも高い平均演色
評価数Raの白色光を有する発光ダイオードを用いた照
明用光源およびこれを用いた照明装置を提供することを
目的とする。
イオードを用いた照明用光源は、発光スペクトルの半値
幅が15〜60nmの赤色光を発生する第1の発光ダイ
オードと;発光スペクトルの半値幅が20〜60nmの
緑色光を発生する第2の発光ダイオードと;発光スペク
トルの半値幅が15〜70nmの青色光を発生する第3
の発光ダイオードと;を具備し、各色光が加法混色され
て白色光を得るように構成されていることを特徴として
いる。
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。
は、ピーク波長が600〜650nm、好適には605
〜635nmの範囲内にある発光ダイオードをいう。
は、ピーク波長が515〜580nm、好適には530
〜570nmの範囲内にある発光ダイオードをいう。
は、ピーク波長が440〜500nm、好適には450
〜490nmの範囲内にある発光ダイオードをいう。
ペクトルのピーク値の50%における波長範囲であっ
て、発光スペクトルの広がりを示す。
イオードの発光が混合されて被照明体に照射されるよう
に構成されていることを意味する。異種の発光ダイオー
ドが適当な間隔で配列されて光源を形成している場合、
当該間隔の値より光源からの距離が明らかに大きい離間
した位置にある被照明体には、発光ダイオードの配列に
格別の配慮をしなくても、混合された照明光が照射され
る。したがって、異種発光の発光ダイオードの配列を格
別配慮する必要はないが、光源製造上などの必要からあ
る規則的な配列をすることができる。
数は各色光ごとに少なくとも1個である。所要の光量に
応じて所望の数量を用いることができる また、発光ダイオードは、リード線が導出しているラン
プタイプ、チップ部品化されているチップタイプ、ベア
チップタイプなどがあるが、どのようなタイプであって
もよい。
備えた基体を用いて、そこに所定の数の発光ダイオード
を配列することにより、所定の消費電力の光源を得るこ
とができる。
の反射手段を形成しておくことにより、従来のたとえば
蛍光ランプのように照明器具としての大きな反射板は不
要になる。しかし、必要に応じて適当な共通の反射手段
を光源が備えているか、またはおよび光源を装着する照
明装置側に配設することもできる。
状、材質および構造を備えた基体に支持されるように構
成することができる。たとえば、直管、管形やU字形に
湾曲または屈曲した汎用の蛍光ランプの形状に類似した
形状や、照明器具の平面状または曲面状のカバーまたは
グローブに類似した形状などの基体を用いて、その表面
に発光ダイオードを配設することができる。
を有する3原色発光の3種類の発光ダイオードを組み合
わせることによって、所望の相関色温度で、かつ平均演
色評価数Raが80以上、たとえば90以上に達する良
質な白色光を得ることができる。
照明用光源は、請求項1記載の発光ダイオードを用いた
照明用光源において、第1の発光ダイオードは、そのピ
ーク波長が605〜635nmの範囲内にあり;第2の
発光ダイオードは、そのピーク波長が530〜570n
mの範囲内にあり;第3の発光ダイオードは、そのピー
ク波長が450〜490nmの範囲にある;ことを特徴
としている。
好適なピーク波長の範囲を規定している。各色光の発光
ダイオードは、それぞれ規定された範囲内であれば、い
ずれの値のピーク波長であってもよい。
照明用光源は、請求項1または2記載の発光ダイオード
を用いた照明用光源において、第1の発光ダイオード
は、そのピーク波長が605〜635nmの範囲内にあ
る光を光束比で16〜31%発生し;第2の発光ダイオ
ードは、そのピーク波長が530〜570nmの範囲内
にある光を光束比で48〜76%発生し;第3の発光ダ
イオードは、そのピーク波長が450〜490nmの範
囲内にある光を光束比で7〜31%発生し;各色光が加
法混色されて相関色温度が6500K±10%の白色光
を得るように構成されていることを特徴としている。
ときに全部で100%になる値である。
るやや青味のある光色の白色光で、すっきりとした白さ
を表現するのに好適な発光をする照明用光源を得ること
ができる。しかも、平均演色評価数Raが90以上の優
れた白色光が得られる。
照明用光源は、請求項1または2記載の発光ダイオード
を用いた照明用光源において、第1の発光ダイオード
は、そのピーク波長が605〜635nmの範囲内にあ
る光を光束比で19〜27%発生し;第2の発光ダイオ
ードは、そのピーク波長が530〜570nmの範囲内
にある光を光束比で52〜75%発生し;第3の発光ダ
イオードは、そのピーク波長が450〜490nmの範
囲内にある光を光束比で5〜24%発生し;各色光が加
法混色されて相関色温度が5000K±10%の白色光
を得るように構成されていることを特徴としている。
る昼光色および電球色の中間的な光色の白色光を発光す
る照明用光源を得ることができる。しかも、平均演色評
価数Raが90以上の優れた白色光が得られる。
照明用光源は、請求項1または2記載の発光ダイオード
を用いた照明用光源は、第1の発光ダイオードは、その
ピーク波長が605〜635nmの範囲内にある光を光
束比で24〜40%発生し;第2の発光ダイオードは、
そのピーク波長が530〜570nmの範囲内にある光
を光束比で31〜62%発生し;第3の発光ダイオード
は、そのピーク波長が450〜490nmの範囲内にあ
る光を光束比で2〜11%発生し;各色光が加法混色さ
れて相関色温度が3000K±10%の白色光を得るよ
うに構成されていることを特徴としている。
る白色光で、白熱電球のような暖かい光色が得られ、落
ちつきと安らぎのある雰囲気をつくるのに好適な発光す
る照明用光源を得ることができる。しかも、平均演色評
価数Raが90以上の優れた白色光が得られる。
体と;照明装置本体に装着された請求項1ないし5のい
ずれか一記載の発光ダイオードを用いた照明用光源と;
を具備していることを特徴としている。
イオードを用いた照明用光源を光源とするあらゆる照明
装置を含む広い概念である。たとえば、屋内用照明器
具、屋外用照明器具、画像読取装置、表示装置など種々
の用途において、その優れた効果を発揮する。
を参照して説明する。
0nmで、半値幅が16.1nmの赤色発光タイプ 第2の発光ダイオード:ピーク波長が550nmで、半
値幅が48.0nmの緑色発光タイプ 第3の発光ダイオード:ピーク波長が470nmで、半
値幅が68.8nmの青色発光タイプ 上記3原色発光の第1ないし第3の発光ダイオードを表
1に示す光束比(%)で加法混色により3種類の相対色
温度を備えた照明用光源を得た。
実施例1において、それぞれ異なる相対色温度を備えた
3種類の照明用光源の分光分布を示すグラフである。
は出力相対値を、それぞれ示す。また、曲線Aは相関色
温度6500Kの照明用光源、曲線Bは相関色温度50
00Kの照明用光源、曲線Cは相関色温度3000Kの
照明用光源、をそれぞれ示す。
0nmで、半値幅が24.5nmの赤色発光タイプ 第2の発光ダイオード:ピーク波長が550nmで、半
値幅が31.6nmの緑色発光タイプ 第3の発光ダイオード:ピーク波長が470nmで、半
値幅が68.8nmの青色発光タイプ 上記3原色発光の第1ないし第3の発光ダイオードを表
2に示す光束比(%)で加法混色により3種類の相関色
温度を備えた照明用光源を得た。
0nmで、半値幅が16.1nmの赤色発光タイプ 第2の発光ダイオード:ピーク波長が545nmで、半
値幅が48.0nmの緑色発光タイプ 第3の発光ダイオード:ピーク波長が455nmで、半
値幅が49.2nmの青色発光タイプ 上記3原色発光の第1ないし第3の発光ダイオードを表
3に示す光束比(%)で加法混色により3種類の相対色
温度を備えた照明用光源を得た。
ある。
ダイオードを用いた照明用光源である。
内部に整流装置、ソケットその他照明用光源2を点灯す
るのに必要な部品類が配設されている。
本発明の実施例1ないし3のいずれか一が用いられる。
この光源2は、加法に突出した球面の一部をなす形状の
基体2aの外面に複数の発光ダイオード2bが配設され
ている。照明装置本体1に対して、発光ダイオードを用
いた照明用光源2はソケットを介して着脱自在に装着さ
れている。
光スペクトルの半値幅が15〜60nmの赤色光を発生
する第1の発光ダイオード、発光スペクトルの半値幅が
20〜60nmの緑色光を発生する第2の発光ダイオー
ドおよび発光スペクトルの半値幅が15〜70nmの青
色光を発生する第3の発光ダイオードを加法混色されて
白色光を得るように構成していることにより、所望の相
関色温度でありながら平均演色評価数Raが80以上に
高い発光ダイオードを用いた照明用光源を提供すること
ができる。
光ダイオードのピーク波長が605〜635nmの範囲
内にあり、第2の発光ダイオードのピーク波長が530
〜570nmの範囲内にあり、第3の発光ダイオードの
ピーク波長が450〜490nmの範囲内にあることに
より、所望の相関色温度でありながら平均演色評価数R
aが高い発光ダイオードを用いた照明用光源を提供する
ことができる。
り、第1の発光ダイオードのピーク波長が605〜63
5nmの範囲内にあり光束比が16〜31%、第2の発
光ダイオードのピーク波長が530〜570nmの範囲
内にあり光束比が48〜76%、第3の発光ダイオード
のピーク波長が450〜490nmの範囲内にあり光束
比が7〜31%であるとともに、相関色温度が6500
K±10%であることにより、光源色が昼光色で平均演
色評価数Raが90以上に高い発光ダイオードを用いた
照明用光源を提供することができる。
光ダイオードのピーク波長が605〜635nmの範囲
内にあり光束比が19〜27%、第2の発光ダイオード
のピーク波長が530〜570nmの範囲内にあり光束
比が52〜75%、第3の発光ダイオードのピーク波長
が450〜490nmの範囲内にあり光束比が5〜24
%であるとともに、相対色温度が5000K±10%で
あることにより、光源色が昼白色で平均演色評価数Ra
が90以上に高い発光ダイオードを用いた照明用光源を
提供することができる。
光ダイオードのピーク波長が605〜635nmの範囲
内にあり光束比が24〜40%、第2の発光ダイオード
のピーク波長が530〜570nmの範囲内にあり光束
比が31〜62%、第3の発光ダイオードのピーク波長
が450〜490nmの範囲内にあり光束比が2〜11
%であるとともに、相関色温度が3000K±10%で
あることにより、光源色が電球色で平均演色評価数Ra
が90以上に高い発光ダイオードを用いた照明用光源を
提供することができる。
5の効果を有する照明装置を提供することができる。
実施例1において、それぞれ異なる相関色温度を備えた
3種類の照明用光源の分光分布を示すグラフ
Claims (6)
- 【請求項1】発光スペクトルの半値幅が15〜60nm
の赤色光を発生する第1の発光ダイオードと;発光スペ
クトルの半値幅が20〜60nmの緑色光を発生する第
2の発光ダイオードと;発光スペクトルの半値幅が15
〜70nmの青色光を発生する第3の発光ダイオード
と;を具備し、各色光が加法混色されて白色光を得るよ
うに構成されていることを特徴とする発光ダイオードを
用いた照明用光源。 - 【請求項2】第1の発光ダイオードは、そのピーク波長
が605〜635nmの範囲内にあり;第2の発光ダイ
オードは、そのピーク波長が530〜570nmの範囲
内にあり;第3の発光ダイオードは、そのピーク波長が
450〜490nmの範囲にある;ことを特徴とする請
求項1記載の発光ダイオードを用いた照明用光源。 - 【請求項3】第1の発光ダイオードは、そのピーク波長
が605〜635nmの範囲内にある光を光束比で16
〜31%発生し;第2の発光ダイオードは、そのピーク
波長が530〜570nmの範囲内にある光を光束比で
48〜76%発生し;第3の発光ダイオードは、そのピ
ーク波長が450〜490nmの範囲内にある光を光束
比で7〜31%発生し;各色光が加法混色されて相関色
温度が6500K±10%の白色光を得るように構成さ
れていることを特徴とする請求項1または2記載の発光
ダイオードを用いた照明用光源。 - 【請求項4】第1の発光ダイオードは、そのピーク波長
が605〜635nmの範囲内にある光を光束比で19
〜27%発生し;第2の発光ダイオードは、そのピーク
波長が530〜570nmの範囲内にある光を光束比で
52〜75%発生し;第3の発光ダイオードは、そのピ
ーク波長が450〜490nmの範囲内にある光を光束
比で5〜24%発生し;各色光が加法混色されて相関色
温度が5000K±10%の白色光を得るように構成さ
れていることを特徴とする請求項1または2記載の発光
ダイオードを用いた照明用光源。 - 【請求項5】第1の発光ダイオードは、そのピーク波長
が605〜635nmの範囲内にある光を光束比で24
〜40%発生し;第2の発光ダイオードは、そのピーク
波長が530〜570nmの範囲内にある光を光束比で
31〜62%発生し;第3の発光ダイオードは、そのピ
ーク波長が450〜490nmの範囲内にある光を光束
比で2〜11%発生し;各色光が加法混色されて相関色
温度が3000K±10%の白色光を得るように構成さ
れていることを特徴とする請求項1または2記載の発光
ダイオードを用いた照明用光源。 - 【請求項6】照明装置本体と;照明装置本体に装着され
た請求項1ないし5のいずれか一記載の発光ダイオード
を用いた照明用光源と;を具備していることを特徴とす
る照明装置。
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JP37471699A JP4140157B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 発光ダイオードを用いた照明用光源および照明装置 |
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