JP2011204659A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】色を鮮やかに見せるための演色評価方法を規定し、且つこの演色評価方法に基づき光源を構成したことで、色を鮮やかに見せる照明光を照射できる光源を構成すること。
【解決手段】 照明装置は、赤色LEDと;緑色LEDと;青色LEDと;青色発光素子と黄色蛍光体とによって構成される白色LEDと;を有し、赤色LED26〜38%;緑色LED35〜50%;青色LED0〜2%し;白色LED12〜33%とし;赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色得る白色光が、相関色温度が2800K以上3500K未満、偏差0.02以内であり、色域面積比が120%以上140%以下であることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】 照明装置は、赤色LEDと;緑色LEDと;青色LEDと;青色発光素子と黄色蛍光体とによって構成される白色LEDと;を有し、赤色LED26〜38%;緑色LED35〜50%;青色LED0〜2%し;白色LED12〜33%とし;赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色得る白色光が、相関色温度が2800K以上3500K未満、偏差0.02以内であり、色域面積比が120%以上140%以下であることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の光源を備えた照明装置に関する。
従来より、LED等の光源を備えた光源装置は、照明装置の白色光源として利用されている。特に、光源が青色LEDと黄色蛍光体とで構成される光源装置は、発光効率が高く、大きな光束が得られるため、白色光源の主流となっている。
この種の光源としては、例えば特許文献1に記載されているように、単色に発光するLEDチップを有する単色発光部分と、別のLEDチップを含む白色発光部分とを有し、この白色発光部分が青色に発光する青色LEDチップと、黄色に発光する蛍光体(黄色蛍光体に相当)とで構成された可変色発光ダイオード素子がある。
この特許文献1に記載の白色発光部分は、青色LEDが発光する青色の光を、残る3原色である赤色と緑色を組み合わせた黄色の蛍光体に当てることにより白色光を得ている。
ところが、このような青色LEDと黄色蛍光体とで構成される光源では、長波長域発光の成分が少ないため、特に赤色の見え方が劣ってしまうといった問題がある。すなわち、赤色の見え方が劣ってしまうことは、前記光源から照射される照明光が、赤色成分が少ない白色光であることを意味している。
ところで、光源の演色性を評価する方法としては、JIS Z 8726(日本工業規格JIS:Japanese Industrial Standard、光源の演色性評価方法)で規定されたものがある。この評価方法は、15色の試験色を、試料光源と基準となる照明光で照明したときの色ずれの大きさを数値化するものである。
平均演色評価数(Ra)は、演色評価試験色1番〜8番の8色に対する特殊演色評価数の平均値であり、特殊演色評価数(R9)は、個々の試験色に対する演色評価数である。
平均演色評価数(Ra)は、演色評価試験色1番〜8番の8色に対する特殊演色評価数の平均値であり、特殊演色評価数(R9)は、個々の試験色に対する演色評価数である。
この演色性評価方法では、基準光に対する演色評価数を100とし、色ずれが大きくなるにしたがって演色評価数は小さくなる。すなわち、演色性が良い光源は、演色評価数の数値が大きく、演色性の劣る光源は演色評価数の数値が小さくなる。
従来、LED等を用いた照明装置においても、演色評価数、主に平均演色評価数(Ra)を用いた演色評価方法によって、光源の演色性を評価している。しかしながら、このような演色性評価方法は、基準光源に対する相対評価であって、色を鮮やかに見せるという観点では、十分な評価方法ではなく、従来の光源装置においては色を鮮やかに見せる効果が十分に評価できないという問題があった。
そこで、本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、色を鮮やかに見せるための演色評価方法を規定し、且つこの演色評価方法に基づき光源を構成したことで、色を鮮やかに見せる照明光を照射できる照明装置を提供することを目的とする。
本発明の請求項1に係る照明装置は、発光スペクトルのピーク波長が610〜630nm、半値幅が10〜20nmの範囲にある赤色LEDと;発光スペクトルのピーク波長が500〜520nm、半値幅が20〜30nmの範囲にある緑色LEDと;発光スペクトルのピーク波長が450〜470nm、半値幅が10〜20nmの範囲にある青色LEDと;青色発光素子と黄色蛍光体とによって構成される白色LEDと;を有し、前記赤色LEDの光を光束比で26〜38%発生し;前記緑色LEDの光を光束比で35〜50%発生し;前記青色LEDの光を光束比で0〜2%発生し;前記白色LEDの光を光束比で12〜33%発生し;前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、前記白色光は、相関色温度が2800K以上3500K未満、偏差の絶対値が0.02以内であり、試験光でJIS演色評価試験色No.1〜8を照らしたときの色度座標上の8点を結んで形成される色域面積と前記JIS演色評価試験色No.1〜8を基準光で照らしたときの色度座標上の8点を結んで形成される色域面積との比を色域面積比として前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が120%以上140%以下であることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る照明装置は、請求項1に記載の照明装置において、前記赤色LEDの光を光束比で18〜31%発生し;前記緑色LEDの光を光束比で28〜46%発生し;前記青色LEDの光を光束比で0〜2%発生し;前記白色LEDの光を光束比で23〜52%発生し;前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、前記白色光は、相関色温度が3500K以上5000未満、偏差の絶対値が0.02以内であり、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が120%以上140%以下であることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る照明装置は、請求項1に記載の照明装置において、前記赤色LEDの光を光束比で18〜30%発生し;前記緑色LEDの光を光束比で28〜57%発生し;前記青色LEDの光を光束比で0〜3%発生し;前記白色LEDの光を光束比で15〜52%発生し;前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、前記白色光は、相関色温度が5000K以上10000K以下、偏差の絶対値が0.02以内であり、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が110%以上140%以下であることを特徴とする。
本発明の請求項4に係る照明装置は、請求項1に記載の照明装置において、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDは、いずれも複数設けられ;前記赤色、緑色、青色及び白色LEDのうち補色関係を有するLED同士を近接配置すると共に、同一種類のLED同士を点対称に配置することを特徴とする。
本発明の請求項5に係る照明装置は、請求項1に記載の照明装置において、入射した光の赤色成分、緑色成分及び青色成分を検出するRGBセンサと;前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を透過させると共に反射させる拡散板と;前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの直接光を阻止し前記拡散板からの混光を前記RGBセンサに与える遮光部材と;前記RGBセンサの検出結果に基づいて、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光の光束比を一定に制御する制御部と;を具備したことを特徴とする。
本発明の請求項6に係る照明装置は、赤色LEDと、緑色LEDと、記青色LEDと、白色LEDからの各色光を加法混色して、照明光を照射する光源を有し、前記光源は、試験光でJIS演色評価試験色No.1〜8を照らしたときの色度座標上の8点を結んで形成される色域面積と前記JIS演色評価試験色No.1〜8を基準光で照らしたときの色度座標上の8点を結んで形成される色域面積との比を色域面積比として前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であり、相関色温度が2800K以上5000K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であることを特徴とする。
本発明の請求項7に係る照明装置は、請求項6に記載の照明装置において、前記光源は、前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が3以上であり、相関色温度が2800K以上3500K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であることを特徴とする。
本発明の請求項8に係る照明装置は、請求項6に記載の照明装置において、前記光源は、前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が2以上であり、相関色温度が5000K以上であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であることを特徴とする。
本発明の請求項9に係る照明装置は、請求項6に記載の照明装置において、前記光源は、前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの第1の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第1の色度のab色相角hab(No.9)が0°〜45°の領域又は315°〜360°の領域であり、前記照明光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの第2の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第2の色度のab色相角hab(No.11)が135°〜225°の領域であり、相関色温度が2800K以上5000K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であることを特徴とする。
本発明の請求項10に係る照明装置は、請求項6に記載の照明装置において、前記光源は、前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であり、相関色温度が2800K以上5000K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であり、更に、前記照明光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの第1の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第1の色度のab色相角hab(No.9)が0°〜45°の領域又は315°〜360°の領域であることを特徴とする。
本発明の請求項11に係る照明装置は、請求項6に記載の照明装置において、前記光源は、前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が3以上であり、相関色温度が2800K以上3500K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であり、更に、前記照明光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの第2の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第2の色度のab色相角hab(No.11)が135°〜225°の領域であることを特徴とする。
本発明の請求項12に係る照明装置は、請求項6に記載の照明装置において、前記光源は、前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が2以上であり、相関色温度が5000Kであり、偏差duvの絶対値が0.02以内であり、更に、前記照明光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの第2の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第2の色度のab色相角hab(No.11)が135°〜225°の領域であることを特徴とする。
本発明の請求項13に係る照明装置は、請求項1に記載の照明装置において、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であることを特徴とする。
本発明の請求項14に係る照明装置は、請求項2に記載の照明装置において、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であることを特徴とする。
本発明の請求項15に係る照明装置は、請求項3に記載の照明装置において、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であることを特徴とする。
本発明の請求項16に係る照明装置は、請求項1に記載の照明装置において、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が3以上であることを特徴とする。
本発明の請求項17に係る照明装置は、請求項2に記載の照明装置において、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が3以上であることを特徴とする。
本発明の請求項18に係る照明装置は、請求項3に記載の照明装置において、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が2以上であることを特徴とする。
本発明の請求項19に係る照明装置は、請求項1に記載の照明装置において、赤色LEDと、緑色LEDと、記青色LEDと、白色LEDを配設する装置本体と;前記赤色LEDと、緑色LEDと、記青色LEDと、白色LEDの点灯状態又は消灯状態を制御する点灯装置と;を具備したことを特徴とする。
請求項1の発明によれば、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光の光束比を設定することで、相関色温度が2800K以上3500K未満、偏差の絶対値が0.02以内、色域面積比が120%以上140%以下の白色光を得ることができる。
請求項2の発明によれば、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光の光束比を設定することで、相関色温度が3500K以上5000未満、偏差の絶対値が0.02以内で、色域面積比が120%以上140%以下の白色光を得ることができる。
請求項3の発明によれば、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光の光束比を設定することで、相関色温度が5000K以上、偏差の絶対値が0.02以内で、色域面積比が110%以上130%以下の白色光を得ることができる。
請求項4の発明によれば、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDの配置を設定することで、照射面の色むら、影の色むらを改善することができる。
請求項5の発明によれば、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの混光の各色成分を検出して、光束比を一定に制御することで、光色を一定に維持することができる。
請求項6の発明によれば、赤色を鮮やかに見せることができる。
請求項7〜9の発明によれば、緑色を鮮やかに見せることができる。
請求項10の発明によれば、被照明物を赤色として見やすくすることができる。
請求項11,12の発明によれば、被照明物を緑色として見やすくすることができる。
請求項13〜15の発明によれば、赤色を鮮やかに見せることができる。
請求項16〜18の発明によれば、緑色を鮮やかに見せることができる。
請求項19の発明によれば、色を鮮やかに見せる照明光の照射の制御が可能な照明装置を構成できる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の照明装置の一実施の形態に係り、該照明装置の概略構成を示す構成図である。
図1は本発明の照明装置の一実施の形態に係り、該照明装置の概略構成を示す構成図である。
図1に示すように、本実施の形態の照明装置1は、装置本体2と、この装置本体2に配設される光源装置3と、この光源装置3の点灯状態又は消灯状態を制御する点灯装置4とを有して構成されている。
装置本体2は、例えば建物内の天井等に配置され、光源装置3が配設可能な形状に構成されている。尚、装置本体2は、高さの低い筐体形状、又は板形状に形成されるが、これらの形状に限定されるものではなく、光源装置3が配設可能な形状であれば良い。
光源装置3は、第1の白色光を発光する複数の白色LED3aと、第2の白色光を発光する複数のRGBチップ3bとを有して構成された光源を有している。この光源は、第1の白色光と第2の白色光とが混光することで白色光である照明光を発する。
白色LED3aは、青色に発光する青色LEDチップと、黄色に発光する黄色蛍光体とで構成されている。例えば、白色LED3aは、図示はしないが、青色LEDチップを覆うようにエポキシ樹脂に黄色蛍光体を分散させた樹脂部を有して構成される。
一方、この白色LED3aとで光源を構成するRGBチップ3bの構成を図2に示している。図2は、RGBチップ3bの具体的な構成を示す構成図である。
図2に示すように、RGBチップ3bは、赤色(R)に発光する赤色LED(RLED)5aと、緑色(G)に発光する緑色LED(GLED)5bと、青色(B)に発光する青色LED(BLED)5cとを有し、これらRGB各色のLED5a〜5cが基板3b1上に配設されて構成されている。
そして、光源装置3は、図1に示すように、前記白色LED3aを装置本体2上の縦方向及び横方向に複数配設するとともに、例えば4個の白色LED3aで1個のRGBチップ3bを囲むように、複数のRGBチップ3bを配設して構成している。
尚、勿論、白色LED3a及びRGBチップ3bの配置位置は、図1に示す構成に限定されるものではなく、適宜配置位置を変更して構成しても良い。
図3は、前記白色LED3aの分光分布を示すグラフ、図4は、前記RGBチップ3bの分光分布を示すグラフ、図5は、前記白色LED3aとRGBチップ3bとを合わせた光源の分光分布を示すグラフをそれぞれ示している。尚、図3から図5における横軸は波長を示し、縦軸は波長に対する相対値(相対エネルギー)を示している。
白色LED3aは、図3の分光分布に示すように、約430(nm)から450(nm)の間にピークの相対値を有する青色成分と、約540(nm)から570(nm)の間にピークの相対値を有する黄色成分とを有した光学特性を備えている。勿論、白色LED3aは、図3に示す分光分布に限定されることはなく、青色成分と黄色成分とを有していれば良い。
そして、白色LED3aによってこのような分光分布で光が照射されることにより、第1の白色光が得られる。
そして、白色LED3aによってこのような分光分布で光が照射されることにより、第1の白色光が得られる。
また、RGBチップ3bは、図4の分光分布に示すように、約460(nm)から470(nm)の間にピークの相対値を有する青色成分と、約520(nm)から530(nm)の間にピークの相対値を有する緑色成分と、約630(nm)から640(nm)の間にピークの相対値を有する赤色成分とを有した光学特性を備えている。勿論、RGBチップ3bは、図4に示す分光分布に限定されることはなく、青色成分と緑色成分と赤色成分を有していれば良い。
そして、RGBチップ3bによってこのような分光分布で光が照射されることにより、第2の白色光が得られる。
そして、RGBチップ3bによってこのような分光分布で光が照射されることにより、第2の白色光が得られる。
本実施の形態では、光源装置3の光源は、このような分光特性の白色LED3aとRGBチップ3bとを合わせて構成されている。そのため、光源装置3の光源は、白色LED3aからの第1の白色光と、RGBチップ3bからの第2の白色光とが混光された白色光を照明光として照射することになる。
この光源装置3の光源の分光分布を、図5に示している。
すなわち、光源装置3の光源は、図5に示すように、約460(nm)から470(nm)の間にピークの相対値を有する青色成分と、約530(nm)から540(nm)の間にピークの相対値を有する緑色成分と、約630(nm)から640(nm)の間にピークの相対値を有する赤色成分とを有した光学特性を備えている。
すなわち、光源装置3の光源は、図5に示すように、約460(nm)から470(nm)の間にピークの相対値を有する青色成分と、約530(nm)から540(nm)の間にピークの相対値を有する緑色成分と、約630(nm)から640(nm)の間にピークの相対値を有する赤色成分とを有した光学特性を備えている。
このような構成とすることにより、光源装置3の光源は、図5に示すように、従来、白色LEDのみの白色光よりも、赤色成分が補われた白色光を照射することが可能となる。
本実施の形態では、このような特性を備えた光源装置3(光源)は、後述する光源の演色評価条件を満足するように構成されている。このような光源の演色性評価条件について、図6及び図7を用いて説明する。
図6は、本実施の形態の光源装置3、基準光、及び白色LEDの各照明光を用いて演色評価試験色9番〜12番の4色を照らした場合の色度を色度図上に示した色域面積を示すグラフである。
また、図7は、本実施の形態の光源装置3、基準光、及び白色LEDの各照明光を用いて演色評価試験色1番〜8番の8色を照らした場合の色度を色度図上に示した色域面積を示すグラフである。
尚、図6及び図7において、前記JIS Z 8726で規定された、15色の試験色の内、演色評価試験色1番〜8番の8色と演色評価試験色9番〜12番の4色の色度については、P1〜P12と示している。また、図6及び図7に示す破線は基準光50を示し、一点鎖線は白色LED51を示し、実線は本実施の形態の光源装置3の光源52を示している。
本実施の形態の光源装置3の光源52は、この光源52から照射された照明光により色相が異なる少なくとも3種類以上の色票を照らしたときの色度を色度図上にそれぞれ配置し、それぞれ配置した点を結んで光源52に対応する多角形を形成する。
また、光源装置3の光源52は、この光源52による照明光と相関色温度が等しい基準光により前記少なくとも3種類以上の色票を照らしたときの色度を前記色度図上にそれぞれ配置し、それぞれ配置した点を結んで基準光対応の多角形を形成する。
そして、光源装置3の光源52は、光源52に対応する多角形の面積と基準光に対応する多角形の面積との比が1より大きい白色光である照明光を照射できる。
例えば、前記JIS Z 8726で規定された、演色評価試験色9番〜12番の4色P9〜P12の色票に対して、基準光50の照射光を照らし、そのときの各色度を色度図に配置(プロット)すると、図6に示すように、各色票P9〜P12に対応する色度点9a、10a、11a、及び12aが得られる。
また、同様に、演色評価試験色9番〜12番の4色P9〜P12の色票に対して、白色LED51の照射光を照らし、そのときの各色度を色度図に配置(プロット)すると、図6に示すように、各色票P9〜P12に対応する色度点9b、10b、11b、及び12bが得られる。
また、同様に、演色評価試験色9番〜12番の4色P9〜P12の色票に対して、本実施の形態の光源装置3の光源52の照射光を照らし、そのときの各色度を色度図に配置(プロット)すると、図6に示すように、各色票P9〜P12に対応する色度点9c、10c、11c、及び12cが得られる。
そして、図6において、基準光50、白色LED51、及び光源装置3の光源52に対応する色度点を結ぶことによって、4角形がそれぞれ形成される。これらの4角形の面積を、色域面積50A、51A、52Aとする。
尚、基準光50は、光源装置3の光源52による照射光と相関色温度が等しいものとしている。
尚、基準光50は、光源装置3の光源52による照射光と相関色温度が等しいものとしている。
ここで、光源52に対応する色度点を結ぶことにより形成される多角形の色域面積(以下、光源52の色域面積と称す)52Aは、基準光50に対応する色度点を結ぶことにより形成される多角形の色域面積(以下、基準光50の色域面積と称す)50Aを100とした場合、下記の表1に示すように119となる計算結果が得られた。即ち、光源52の色域面積52Aと、基準光50の色域面積50Aとの比が、1.19となり、1より大きいものとなる。
また、白色LED51に対応する色度点を結ぶことにより形成される多角形の色域面積(以下、白色LED51の色域面積と称す)51Aは、上記表1に示すように、76となり、この白色LED51の色域面積51Aと、基準光50の色域面積50Aとの比が、0.76となり、本実施の形態の光源52の色域面積比よりも下回ることが解る。
また、例えば、前記JIS Z 8726で規定された、演色評価試験色1番〜8番の8色P1〜P8の色票に対して、基準光50の照射光を照らし、そのときの各色度を色度図に配置(プロット)すると、図7に示すように、各色票P1〜P8に対応する色度点1a、2a、3a、4a、6a、7a及び8aが得られる。
また、演色評価試験色1番〜8番の8色P1〜P8の色票に対して、白色LED51の照射光を照らし、そのときの各色度を色度図に配置(プロット)すると、図7に示すように、各色票P1〜P8に対応する色度点1b、2b、3b、4b、5b、6b、7b及び8bが得られる。
さらに、演色評価試験色1番〜8番の8色P1〜P8の色票に対して、本実施の形態の光源装置3の光源52の照射光を照らし、そのときの各色度を色度図に配置(プロット)すると、図7に示すように、各色票P1〜P8に対応する色度点1c、2c、3c、4c、5c、6c、7c及び8cが得られる。
そして、図6において、基準光50、白色LED51、及び光源装置3の光源52に対応する色度点を結ぶことによって、8角形がそれぞれ形成される。これらの8角形の面積を、色域面積50A、51A、52Aとする。
ここで、光源52の色域面積52Aは、基準光50の色域面積50Aを100とした場合、上記表1に示すように108となる計算結果が得られた。即ち、光源52の色域面積52Aと、基準光50の色域面積50Aとの比が、1.08となり、この場合も1より大きいものとなる。
また、この場合についても白色LED51の色域面積51Aは、前記同様に、上記表1に示すように、76となり、この白色LED51の色域面積51Aと、基準光50の50Aとの比が、0.76となって、本実施の形態の光源52の色域面積比よりも下回ることが解る。
ここで、演色評価試験色9番〜12番の4色P9〜P12の色票(赤、黄色、緑、青)は比較的彩度が高く、このような演色評価試験色9番〜12番の色の色域面積比を光源の演色評価方法として用いることにより、比較的鮮やかな色をより鮮やかに見せる照明光として評価することができる。
この場合、光源装置3の照射光は、図6に示すように、特に、演色評価試験色9番の赤色の色度が基準光50よりも大きくなっているので、白色LED51に比べて大幅に、赤色を鮮やかに見せることができる白色光となる。
また、本実施の形態では、光源装置3の照射光を、前記JIS Z 8726で規定された、演色評価試験色1番〜8番の8色P1〜P8の色票を照らすことによって形成される色域面積52Aは、図7及び上記表1に示すように、基準光50の色域面積50Aとの色域面積比が1.08となり、図7に示すように、特に、演色性評価試験色1番、3番、6番、及び8番の各色の色度が基準光50よりも大きくなっているので、白色LED51に比べて大幅に、色を鮮やかに見せることができる白色光となる。
したがって、本実施の形態の光源装置3は、このようなJIS Z 8726で規定された演色評価試験色に応じた各色域面積比が1より大きなものとなる条件を満足することで、特に赤色成分が補われた白色光を照射することが可能となる。
なお、基準光50は、平均演色評価数(Ra)が100であるため、演色評価試験色1番〜8番の色票を照らすことによって得られる図6に示す試験光の色域面積の比が1に近いほど、この平均演色評価数(Ra)が高くなる。
したがって、本実施の形態では、光源装置3の照射光を、前記JIS Z 8726で規定された、演色評価試験色1番〜8番の8色P1〜P8の色票を照らすことによって形成される色域面積52Aは、図6及び上記表1に示すように、基準光50の色域面積50Aとの色域面積比が1.08となり、白色LED51の色域面積51Aと基準光の色域面積50Aとの色域面積比の0.76よりも1に近いので、平均演色評価数(R9)も白色LED51よりも高くなり、演色性の良好な照射光となる。
すなわち、色域面積比が大きいほど色を鮮やかに見せることができ、1に近いほど平均演色評価数(Ra)を100に近づけることができる。例えば色域面積比が1よりも大きく1.2以下、好ましくは1.1以下程度が望ましい。
本実施の形態では、光源装置3の光源を構成する白色LED3a及びRGBチップ3bの各光束を適宜設定することによって、色域面積を制御している。
参考技術として例えば、各色の混光比(光束比)が、上記表1の色域面積比を得るために、
赤:緑:青:白=(14.7):(18.8):(3.4):100 となるように設定した。
参考技術として例えば、各色の混光比(光束比)が、上記表1の色域面積比を得るために、
赤:緑:青:白=(14.7):(18.8):(3.4):100 となるように設定した。
勿論、照明光の使用用途に応じて、前記各色の混光比(光束比)を適宜変更しても良い。例えば、白の割合を少なくするとともに、赤、緑、青の割合を高くすることで、さらに色域面積52Aを大きくした照明光を得るようにしても良い。
ここで、実際に、白色LED3aと、赤色LED5a、緑色LED5b及び青色LED5cで構成されるRGBチップ3bとで、光源装置3の光源を構成し、これらの各色を混光した場合の物の色の見え方の変化を、主観評価実験によって調べた。
その結果、赤色LED5a、緑色LED5b及び青色LED5cの混光した照明光の下で、有彩色物体を観察した場合、全般的に彩度が上がって見え、照明空間がすっきり美しく見えるという結果が得られた。
したがって、本実施の形態によれば、色を鮮やかに見せるための演色評価方法を規定し、且つこの演色評価方法に基づき光源装置3の光源を構成したことで、色を鮮やかに見せる照明光を照射できる光源を備えた光源装置3及びその光源装置3を用いた照明装置1の実現が可能となる。
尚、本実施の形態では、白色LED3aにRGBチップ3bを加えたことにより、光源装置3による照射光の分光分布を変えていたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、白色LED3aに赤色LED5aのみを加えて、色域面積比を制御することで例えば、赤系のものを鮮やかに見せることができる。また、照明光の使用用途、又は照らす空間に合わせて、鮮やかにみせたい色に合わせた蛍光体材料を選択し、各色の混光比を上げるように構成しても良い。
図8及び図9は本発明の第2の実施の形態に係り、図8は色域面積比等を求めるためのフローチャートを示し、図9は図8のフローチャートに従って設計した照明装置の特性を説明するための説明図である。
本実施の形態は図1と同様に構成された照明装置において、色域面積比、平均演色評価数(Ra)及び効率を所望の値に設計することを可能にする。
上述したように、同一の相関色温度、平均演色評価数(Ra)の照明であっても、色域面積比を適宜設定することで、光の色を一層鮮やかさに見せることが可能である。そして、各色LEDの混光比(光束比)を適宜設定することで、色域面積比を制御することが可能である。
本実施の形態においても、青色に発光する青色LEDと黄色に発光する黄色蛍光体とによって構成される白色LEDと、白色光を得るための赤色LED、緑色LED及び青色LEDの3つのLEDとの計4つのLEDによって光源装置を構成する。本実施の形態は、図8のフローに対応したコンピュータプログラムをコンピュータによって実行することによって、設計を行うことが可能である。
1種類のLEDの分光分布は、複数のガウシアンの線形結合として表現され、複数のLEDによる分光分布は、各LEDの半値幅、ピーク波長及び混光比を制御することによって規定することができる。本実施の形態において設計する照明装置は、所望の相関色温度、偏差を有し、且つ目標とする効率、平均演色評価数Ra及び色域面積比Gaを有するものである。本実施の形態においては、このような光源の分光分布が得られるように、各LEDの半値幅、ピーク波長、混光比を変化させながら、最適化計算により所望の分光分布を得る。
先ず、ステップS1において、色度(x,y)の設定値が入力される。x,yは、色度座標上の座標値である。本実施の形態においては、コンピュータは、白色LEDの混光比(光束比)を設定し、これに合わせて他の赤色LED、緑色LED及び青色LEDの混光比を決定する。
即ち、コンピュータは、ステップS2において、これらの4種類のLEDについてピーク波長及び半値幅を夫々決定する。次に、コンピュータは、赤色LED、緑色LED及び青色LEDの混光比を算出し(ステップS3)、平均演色評価数Ra、色域面積比Ga及び効率を算出する(ステップS4)。
コンピュータは、ステップS4において求めた平均演色評価数Ra、色域面積比Ga及び効率が目標値に到達しているか否かを判定する。到達していない場合には、ステップS2に処理を戻して、コンピュータは、赤色LED、緑色LED及び青色LEDの混光比を再設定する。以後同様の動作により、平均演色評価数Ra、色域面積比Ga及び効率が目標値に到達するまでステップS2〜S5を繰り返す。コンピュータは、平均演色評価数Ra、色域面積比Ga及び効率が目標値に到達すると、ステップS6において、値を出力する。
本実施の形態においては、ステップS6において出力された値に基づいて、点灯装置内の図示しない制御部が各LEDの駆動を制御する。即ち、制御部は、上述のような最適化された分光分布が得られるように求められた各LEDチップの半値幅、ピーク波長、出力比を基にして、LEDを駆動制御することにより、照らされた物の色があざやかに見え、効率が良い照明装置を構成する。
下記表2〜5は図8に示す最適化計算の計算結果を示している。表2〜5は夫々目標とする色域面積比Gaとして2800K、3500K、5000K又は10000Kを得るための設定の一例を示している。
表2〜5では、各設定例毎に番号(No.)を付し、赤色LED(R)、緑色LED(G)、青色LED(B)について夫々設定されたピーク波長及び半値幅と、これらの赤色LED(R)、緑色LED(G)、青色LED(B)及び白色LED(W)の混光比を百分率で示している。そして、これらのピーク波長、半値幅及び混光比の各設定によって得られる色域面積比Ga及び効率について示してある(なお、表2〜5における色域面積比Gaは、基準光源の色域面積を100として示してある)。
表2〜5に示すように、設定番号(No.)1〜18は、色域面積比Gaが120以上であるとともに、設定番号(No.)19〜34については、色域面積比Gaが110以上であり、このような計算結果に基づいて、点灯装置内の制御部が各LEDの半値幅、ピーク波長及び混光比を設定することにより、照明装置からの照明によって色を鮮やかに見せることができる。
また、図9は表2の2800K近傍の光源色である電球色、3500K近傍の光源色である温白色、5000K近傍の光源色である昼白色を得るための混光比と、分光分布及び色度図を対応させて示す説明図である。
図9はピーク波長630nm、半値幅20nmの赤色LED、ピーク波長520nm、半値幅40nmの緑色LED、ピーク波長460nm、半値幅20nmの青色LEDを採用した例を示している。
図9の電球色の照明装置を得る例、即ち、相関色温度(CCT)が2800Kで偏差(duv)の絶対値が0.0000である照明装置については、赤色LED(R)、緑色LED(G)、青色LED(B)及び白色LED(W)を、混光比29:38:0:33が得られるように構成することで、色域面積比Gaとして134が得られることが分かる。
同様に、相関色温度(CCT)が3339Kで偏差(duv)の絶対値が0.0008である照明装置については、赤色LED(R)、緑色LED(G)、青色LED(B)及び白色LED(W)を、混光比25:39:1:35が得られるように構成することで、色域面積比Gaとして132が得られることが分かる。
同様に、相関色温度(CCT)が4950Kで偏差(duv)の絶対値が0.0005である照明装置については、赤色LED(R)、緑色LED(G)、青色LED(B)及び白色LED(W)を、混光比14:31:2:53が得られるように構成することで、色域面積比Gaとして121が得られることが分かる。
なお、表2〜5及び図9においては、色域面積比Gaが目標値となる例について説明したが、平均演色評価数Ra及び効率が目標値となるように構成することができることは明らかである。
図1の装置において、表2〜5及び図9等の光束比を実現することが可能である。例えば、図1の各LEDに並列に図示しない抵抗を接続し、各LEDに流す電流値を点灯装置内の制御部において制御することで、光束比を制御可能である。
なお、赤色LEDは、他の緑色LED、青色LED又は白色LEDに比べて、時間の経過と共に出力が急激に減少することがある。そこで、長時間の使用が想定される照明装置においては、予め赤色LEDの出力が、本来設定されるべき光束比の約1.5倍になるように制御してもよい。
また加法混色する際の各LEDの出力比は必ずしも電流で制御する必要はなく、LEDの個数によって制御してもよい。例えば、全てのLEDに流れる電流を一定にし、光源装置内に設ける各色のLEDの個数の比を変えて出力比を変化させることにより、光束比を制御するようにしてもよい。
このように本実施の形態においては、各LEDの半値幅、ピーク波長及び混光比を制御することによって、所望の相関色温度、偏差を有し、且つ目標とする効率、平均演色評価数Ra及び色域面積比Gaを有する照明装置を得ることができる。例えば、所望の相関色温度を有しながらも、色域面積比Gaが120以上170以下とあざやかに見える照明用白色LED電球を得ることが可能となる。
また、本実施の形態においては、このような照明装置の設計をプログラムによって実現することができ、設計に要する時間を短縮することができる。更に、照明装置の効率を適宜設定することができ、経済性の観点からも有利である。
なお、上記実施の形態においては、白色LEDの混光比を設定する場合において、白色LED中の黄色蛍光体の発光を制御して白色LEDの混光比を制御するようにしてもよい。
また、図8に示すプログラムでは、最適化計算によってJIS演色評価試験色No.1〜8についての色域面積を拡大させているが、JuddのFlattery Indexで表現される最も好ましい色の色域以内に色域面積を制限してもよい。
図10及び図11は本発明の第3の実施の形態に係り、図10は光源装置の概略構成を示す構成図であり、図11は図10の光源装置が組み込まれた照明装置の外観を示す説明図である。
図10の基板100は図11の筐体110内に配置されている。基板100上には複数の赤色LED、緑色LED、青色LED及び白色LEDが配設されており、筐体110内には各LEDを点灯させるための図示しない点灯装置が配設されている。各LED及び点灯装置には、口金111を介して電力が供給される。筐体110には拡散板112が取り付けられ、筐体110内の各LEDからの出射光は、拡散板112を介して出射されるようになっている。
本実施の形態においては、光源装置は、第1の白色光を発光する白色LED105と、赤色LED102と、緑色LED103と、青色LED104とがいずれも基板100上に複数配設されている。図10中の各ハッチングは、ハッチングの種類によって同一種類のLEDであることを示している。図10のハッチングにて示すように、赤色LED102と緑色LED103とは基板100の中心に対して点対称になるように配置される。これらの赤色LED102及び緑色LED103の周囲において、青色LED104と白色LED105とが、基板100の中心に対して点対称になるように配置される。
即ち、本実施の形態においては、基板100の中心に対して点対称な位置に同一色光を発する各LEDを配置すると共に、隣接位置に相互に補色の関係を有する色光を発するLEDを配置している。これにり、近接した位置のLED同士で白色光を出しやすくなると共に、むらの少ない混光が可能である。
また、本実施の形態においても、点灯装置は、赤色LED102、緑色LED103、青色LED104及び白色LED105について、上記表2〜5又は図9のように、各LEDの半値幅、ピーク波長及び混光比を制御しており、所望の相関色温度、偏差を有し、且つ目標とする効率、平均演色評価数Ra及び色域面積比Gaを有する照明装置を構成している。
本実施の形態においては、このように各LEDを配置することによって、照射面の色のむらを抑制することができる。また各LED相互の間隔を1mm以下となるように構成することで、照射面にできる影のむらを数ミリ以下の気にならないレベルに抑制することが可能となる。
このように、本実施の形態においては、照射面の色むら、影の色むらを改善した照明装置、例えばダウンライト照明器具等を構成することができる。
図12及び図13は本発明の第4の実施の形態に係り、図12及び図13は照明装置の概略構成を示す説明図であり、図12は光源装置の平面形状を示し、図13は光源装置の断面形状及び点灯装置の一部を示している。なお、本実施の形態に係る光源装置が組み込まれた照明装置の外観は図11と同様であり、図示を省略する。
上述したように、各色のLEDの混光比を制御することにより、所望の相関色温度を有し、所望の色域面積比Gaを有する照明装置を構成することができる。しかしながら、各LED毎に、熱による光束低下や、チップ材料による経年劣化等の状態が相違することから、混光による照明は、時間の経過に伴って光色が変化してしまう虞がある。
そこで、本実施の形態は、各LEDによる混光の状態を検出して各LEDを制御することで、光色が変化することを防止するものである。
図12の基板120は、筐体110(図11参照)内に配置されている。図12及び図13に示すように、光源装置は、基板120上に複数のLED121が配置されて構成される。各LED121は、赤色LED、緑色LED、青色LED又は白色LEDである。
図12の例では、各LED121は、基板120の略中央部分を除き、基板120上にマトリクス状に配置されている。基板120の中央部分には、RGBセンサ124が配設されており、このRGBセンサ124は、LED121の出射面よりも高い位置まで立設された遮光フード123によって周囲が覆われている。各LED121からの出射光は、図11の拡散板112を介して出射されるようになっている。
また、各LED121の出射光は、拡散板112によって反射されて、RGBセンサ124にも入射するようになっている。RGBセンサ124が各LED121からの直射光を検出すると、RGBセンサ124の検出結果は、RGBセンサ124近傍のLED121の光色の影響を大きく受ける。そこで、本実施の形態においては、LED121の出射面の高さよりも高い位置まで立設された遮光フード123を設け、RGBセンサ124に各LED121からの直接光が入射されることを阻止する。
即ち、RGBセンサ124には、遮光フード123によって各LED121からの直接光の入射が阻止され、拡散板112からの反射光のみが入射される。拡散板112の反射光は、各LED121による混光であり、RGBセンサ124は、各LED121の出射光に基づく混光から赤色光成分、青色光成分、緑色光成分を夫々検出して、検出結果を点灯装置内の制御部125に出力するようになっている。
制御部125は、検出された混光中の各色光成分に基づいて、赤色LED、緑色LED、青色LED又は白色LEDの混光比が、例えば、上記表2〜5又は図9の設定値になるように、各LEDの半値幅、ピーク波長及び混光比を制御する。
なお、LED121に流す電流とLED121からの光束との関係は、LEDチップの特性によって異なることから、制御部125は予めLEDの種類毎に、電流と光束との関係についての表や関係式を保持し、これらの表や関係式等を用いて、一定の混光比が得られるように制御する。
このような構成によれば、各LED毎の特性又は経年変化の相違等に拘わらず、常に、常に一定の混光比で各LED121を駆動することができる。これにより、所望の相関色温度、偏差を有し、且つ目標とする効率、平均演色評価数Ra及び色域面積比Gaを有する照明装置を安定的に得ることができる。
このように、本実施の形態においては、各LED毎の特性や経年劣化等に拘わらず、常に一定の混光比を設定して光色が変化することを防止することができる。
なお、上記各実施の形態においては、青色LEDと黄色蛍光体によって構成される白色LEDを用いる例について説明したが、この白色LEDに代えて黄色の色光を発する黄色LEDを採用してもよい。
図14乃至図19は本発明の第5の実施の形態を説明するためのグラフである。
本実施の形態は図1と同様に構成された照明装置において、色域面積比だけでなく、JIS演色評価試験色を基準としたa*b*色度座標図上のクロマ差を所望の値に設計したものである。
上記各実施の形態においては、色を鮮やかに見せるための演色評価方法として色域面積比Gaを用いた。しかし、店舗照明等においては、物体を際立ってあざやかに見せることが求められることがある。関連技術である特許文献2(特開2003-045206)及び特許文献3(特開2006-261702)等においては、鮮やかさを低下させないための指標として色域面積比Ga,Ga4を用いている。Gaは、JIS演色評価試験色No.1〜8を基準光で照らした時の色度座標上の8点を結んで形成される色域面積と、試験光で照らした時の色度座標上の8点を結んで形成される色域面積の比である。また、Ga4は、JIS演色評価試験色No.9〜12を基準光で照らした時の色度座標上の4点を結んで形成される色域面積と、試験光で照らした時の色度座標上の4点を結んで形成される色域面積の比である。そして、上記特許文献2,3の提案では、あざやかさを低下させないための条件として、Ga<Ga4を挙げている。
しかしながら、Ga<Ga4であったとしても、色域が色度座標上で緑方向に広がり、赤方向には狭まっていて、赤があざやかに見えない場合や、色域が色度座標上で赤方向に広がり、緑方向に狭まっていて、緑が鮮やか見えない場合が存在し、特許文献2,3等の装置においては、物体を十分に鮮やかさに見えるように照明することはできない。また、平均演色評価数Raとして十分な値を得ることもできない。
そこで、本実施の形態においては、色域面積比Gaだけでなく、特に赤の鮮やかさの指標である赤の試験色についての基準光とのクロマ差を規定の値とすることで、平均的なあざやかさを向上させつつ、赤色物体のあざやかさを向上させるようになっている。
本実施の形態においては、赤の試験色についての基準光とのクロマ差として、JIS演色評価試験色No.9を試験光で照らした時のa*b*色度座標図上の点と原点との距離から、基準光で照らした時のa*b*色度座標図上の点と原点との距離を差し引いた値(以下、ΔC*ab(No.9)という)を用いる。
即ち、本実施の形態においては、青色に発光する青色LEDと黄色に発光する黄色蛍光体とによって構成される白色LEDと、白色光を得るための赤色LED、緑色LED及び青色LEDの3つのLEDとの計4つのLEDによって光源装置を構成し、4つのLEDの出力比を変化させることで、色域面積比Gaを105%以上又は110%以上と向上させ、指標ΔC*ab(No.9)を4以上とするようになっている。
図14乃至図16は横軸に色域面積比Gaをとり縦軸に鮮やかさの評価値をとって、赤色、緑色、青色及び白色LEDによって構成される光源装置により食品を照明した場合における色域面積比Gaと食品の新鮮さの評価との関係を示すグラフである。なお、図14乃至図16は、夫々相関色温度が2800Kで偏差の絶対値が0.02以内の照明を得る光源装置、相関色温度が3500Kで、偏差の絶対値が0.02以内の照明を得る光源装置又は相関色温度が5000Kで、偏差の絶対値が0.02以内の照明を得る光源装置についての例である。
図14に示すように、相関色温度が2800Kの光源装置では、比較的新鮮に見えると判断される評価値5以上を得るためには、おおよそ110%以上140%以下の色域面積比Gaが必要であることが分かる。
また、図15に示すように、相関色温度が3500Kの光源装置では、比較的新鮮に見えると判断される評価値5以上を得るためには、おおよそ105%以上140%以下の色域面積比Gaが必要であることが分かる。
また、図16に示すように、相関色温度が5000Kの光源装置では、比較的新鮮に見えると判断される評価値5以上を得るためには、おおよそ105%以上140%以下の色域面積比Gaが必要であることが分かる。
図17乃至図19は横軸にΔC*ab(No.9)をとり縦軸に赤の鮮やかさの評価値をとって、赤色、緑色、青色及び白色LEDによって構成される光源装置により食品を照明した場合におけるΔC*ab(No.9)と赤の鮮やかさの評価との関係を示すグラフである。なお、図17乃至図19は、夫々相関色温度が2800Kで偏差の絶対値が0.02以内の照明を得る光源装置、相関色温度が3500Kで、偏差の絶対値が0.02以内の照明を得る光源装置又は相関色温度が5000Kで、偏差の絶対値が0.02以内の照明を得る光源装置についての例である。
図17乃至図19に示すように、相関色温度が2800K,3500K,5000Kの光源装置では、比較的赤が鮮やかに見えると判断される評価値5以上を得るためには、おおよそ4以上のΔC*ab(No.9)が必要であることが分かる。
このように本実施の形態においては、赤色、緑色、青色及び白色LEDによって構成される光源装置において、色域面積比Gaを105%以上(又は110%以上)140%以下に設定すると共に、赤の試験色を用いたクロマ差による指標ΔC*ab(No.9)を4以上に設定する。これにより、本実施の形態における照明装置を用いることで、被照明物を際だって鮮やかに見せることが可能である。特に、店舗に陳列された食品を本実施の形態における光源装置によって照明すると、食品を新鮮に見せることができるという利点がある。
なお、上記第2乃至第4の実施の形態を本実施の形態に適用することにより、色域面積比、平均演色評価数(Ra)及び効率を所望の値に設計しながら、被照明物を際だって鮮やかに見せることも可能である。
図20乃至図22は本発明の第6の実施の形態を説明するためのグラフである。
本実施の形態は赤の試験色を用いたクロマ差に代えて緑の試験色を用いたクロマ差を採用して光源装置を設計した点が第5の実施の形態と異なる。他の構成は第5の実施の形態と同様である。これにより、本実施の形態においては、平均的なあざやかさを向上させつつ、特に緑色物体のあざやかさを向上させるようになっている。
本実施の形態においては、緑の試験色を用いたクロマ差として、JIS演色評価試験色No.11を試験光で照らした時のa*b*色度座標図上の点と原点との距離から、基準光で照らした時のa*b*色度座標図上の点と原点との距離を差し引いた値(以下、ΔC*ab(No.11)という)を用いる。
即ち、本実施の形態においては、青色に発光する青色LEDと黄色に発光する黄色蛍光体とによって構成される白色LEDと、白色光を得るための赤色LED、緑色LED及び青色LEDの3つのLEDとの計4つのLEDによって光源装置を構成し、4つのLEDの出力比を変化させることで、色域面積比Gaを105%以上又は110%以上と向上させ、指標ΔC*ab(No.11)を3以上又は2以上とするようになっている。
図20乃至図22は横軸にΔC*ab(No.11)をとり縦軸に緑の鮮やかさの評価値をとって、赤色、緑色、青色及び白色LEDによって構成される光源装置により食品を照明した場合におけるΔC*ab(No.11)と緑の鮮やかさの評価との関係を示すグラフである。なお、図20乃至図22は、夫々相関色温度が2800Kで偏差の絶対値が0.02以内の照明を得る光源装置、相関色温度が3500Kで、偏差の絶対値が0.02以内の照明を得る光源装置又は相関色温度が5000Kで、偏差の絶対値が0.02以内の照明を得る光源装置についての例である。
図20及び図21に示すように、相関色温度が2800K,3500Kの光源装置では、比較的緑が鮮やかに見えると判断される評価値5以上を得るためには、おおよそ3以上のΔC*ab(No.11)が必要であることが分かる。
また、図22に示すように、相関色温度が5000Kの光源装置では、比較的緑が鮮やかに見えると判断される評価値5以上を得るためには、おおよそ2以上のΔC*ab(No.11)が必要であることが分かる。
なお、色域面積比Gaと食品の新鮮さの評価との関係については、図14乃至図16に示した通りであり、本実施の形態においても、色域面積比Gaについては105%以上140%以下に設定する。
このように本実施の形態においては、赤色、緑色、青色及び白色LEDによって構成される光源装置において、色域面積比Gaを105%以上140%以下に設定すると共に、緑の試験色を用いたクロマ差による指標ΔC*ab(No.11)を2又は3以上に設定する。これにより、本実施の形態における照明装置を用いることで、被照明物を際だって鮮やかに見せることが可能である。特に、店舗に陳列された食品を本実施の形態における光源装置によって照明すると、食品を新鮮に見せることができるという利点がある。
また、本実施の形態においても、上記第2乃至第4の実施の形態を適用することにより、色域面積比、平均演色評価数(Ra)及び効率を所望の値に設計しながら、被照明物を際だって鮮やかに見せることが可能である。
図23は本発明の第7の実施の形態を説明するための説明図である。
第5及び第6の実施の形態においては、光源装置における赤又は緑のa*b*色度座標図上のクロマ差の値を規定した。このクロマ差は、a*b*色度座標図上における原点と基準光に基づく点との距離と、原点と試験光に基づく点との距離との差であり、試験光に基づく点に対応する色相が赤又は緑から著しく相違する場合については考慮していない。
本実施の形態は図1と同様に構成された照明装置において、色域面積比だけでなく、a*b*色度座標図上の色相を所望の値に設計したものである。
図23はa*b*色度図とマンセル色相環における色相の関係を示したものである(A. R. Robertson, Color Research and Application, Vol.2, No.1, p.7-11, 1977)。赤の範囲はab色相角habがおよそ0°〜45°の領域又は315°〜360°の領域であり、緑の範囲はab色相角habがおよそ135°〜225°の領域であることが分かる。
そこで、本実施の形態においては、JIS演色評価試験色No.9を試験光で照らした時の、a*b*色度座標図上におけるab色相角hab(No.9)が、0°〜45°の領域または315°〜360°の領域に入るように設計を行う。なお、この領域から外れた場合には、赤は色相がずれて黄、青や緑に見えてしまう。
また、JIS演色評価試験色No.11を試験光で照らした時の、a*b*色度座標図上のab色相角hab(No.11)が135°〜225°の領域に入るように設計を行う。なお、この領域から外れると、緑は色相がずれて黄、青や赤に見えてしまう。
なお、色域面積比Gaについては、上記第5又は第6の実施の形態と同様の設定でよい。
また、本実施の形態においては、色域面積比とa*b*色度座標図上の色相とについて規定する例を説明したが、第4及び第5の実施の形態と同様に、色域面積比及びa*b*色度座標図上のクロマ差の値並びに、a*b*色度座標図上の色相について規定するようにしてもよいことは明らかである。
このように本実施の形態においては、赤色、緑色、青色及び白色LEDによって構成される光源装置において、色域面積比Gaを105%以上140%以下に設定すると共に、a*b*色度座標図上の色相を、赤の範囲としてab色相角habがおよそ0°〜45°の領域又は315°〜360°の領域とし、緑の範囲としてab色相角habがおよそ135°〜225°の領域に設定する。
これにより、本実施の形態における照明装置を用いることで、被照明物を際だって鮮やかに見せることが可能である。特に、店舗に陳列された食品を本実施の形態における光源装置によって照明すると、食品を新鮮に見せることができるという利点がある。
また、本実施の形態においても、上記第2乃至第4の実施の形態を適用することにより、色域面積比、平均演色評価数(Ra)及び効率を所望の値に設計しながら、被照明物を際だって鮮やかに見せることが可能である。
以上の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、前記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
1…照明装置、
2…装置本体、
3…光源装置、
3a…白色LED、
3b…RGBチップ、
5a…赤色LED(RLED)、
5b…緑色LED(GLED)、
5c…青色LED(BLED)。
2…装置本体、
3…光源装置、
3a…白色LED、
3b…RGBチップ、
5a…赤色LED(RLED)、
5b…緑色LED(GLED)、
5c…青色LED(BLED)。
Claims (19)
- 発光スペクトルのピーク波長が610〜630nm、半値幅が10〜20nmの範囲にある赤色LEDと;
発光スペクトルのピーク波長が500〜520nm、半値幅が20〜30nmの範囲にある緑色LEDと;
発光スペクトルのピーク波長が450〜470nm、半値幅が10〜20nmの範囲にある青色LEDと;
青色発光素子と黄色蛍光体とによって構成される白色LEDと;
を有し、
前記赤色LEDの光を光束比で26〜38%発生し;
前記緑色LEDの光を光束比で35〜50%発生し;
前記青色LEDの光を光束比で0〜2%発生し;
前記白色LEDの光を光束比で12〜33%発生し;
前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、
前記白色光は、相関色温度が2800K以上3500K未満、偏差の絶対値が0.02以内であり、試験光でJIS演色評価試験色No.1〜8を照らしたときの色度座標上の8点を結んで形成される色域面積と前記JIS演色評価試験色No.1〜8を基準光で照らしたときの色度座標上の8点を結んで形成される色域面積との比を色域面積比として前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が120%以上140%以下であることを特徴とする照明装置。 - 前記赤色LEDの光を光束比で18〜31%発生し;
前記緑色LEDの光を光束比で28〜46%発生し;
前記青色LEDの光を光束比で0〜2%発生し;
前記白色LEDの光を光束比で23〜52%発生し;
前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、
前記白色光は、相関色温度が3500K以上5000K未満、偏差の絶対値が0.02以内であり、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が120%以上140%以下であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記赤色LEDの光を光束比で18〜30%発生し;
前記緑色LEDの光を光束比で28〜57%発生し;
前記青色LEDの光を光束比で0〜3%発生し;
前記白色LEDの光を光束比で15〜52%発生し;
前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、
前記白色光は、相関色温度が5000K以上10000K以下、偏差の絶対値が0.02以内であり、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が110%以上140%以下であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記赤色、緑色、青色及び白色LEDは、いずれも複数設けられ;
前記赤色、緑色、青色及び白色LEDのうち補色関係を有するLED同士を近接配置すると共に、同一種類のLED同士を点対称に配置することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 入射した光の赤色成分、緑色成分及び青色成分を検出するRGBセンサと;
前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を透過させると共に反射させる拡散板と;
前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの直接光を阻止し前記拡散板からの混光を前記RGBセンサに与える遮光部材と;
前記RGBセンサの検出結果に基づいて、前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光の光束比を一定に制御する制御部と;
を具備したことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 赤色LEDと、緑色LEDと、記青色LEDと、白色LEDからの各色光を加法混色して、照明光を照射する光源を有し、
前記光源は、
試験光でJIS演色評価試験色No.9〜12を照らしたときの色度座標上の4点を結んで形成される色域面積と前記JIS演色評価試験色No.9〜12を基準光で照らしたときの色度座標上の4点を結んで形成される色域面積との比を色域面積比として前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であり、相関色温度が2800K以上5000K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であることを特徴とする照明装置。 - 前記光源は、
前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が3以上であり、相関色温度が2800K以上3500K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。 - 前記光源は、
前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が2以上であり、相関色温度が5000K以上であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。 - 前記光源は、
前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの第1の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第1の色度のab色相角hab(No.9)が0°〜45°の領域又は315°〜360°の領域であり、前記照明光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの第2の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第2の色度のab色相角hab(No.11)が135°〜225°の領域であり、相関色温度が2800K以上5000K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。 - 前記光源は、
前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であり、相関色温度が2800K以上5000K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であり、更に、前記照明光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの第1の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第1の色度のab色相角hab(No.9)が0°〜45°の領域又は315°〜360°の領域であることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。 - 前記光源は、
前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が3以上であり、相関色温度が2800K以上3500K未満であり、偏差duvの絶対値が0.02以内であり、更に、前記照明光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの第2の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第2の色度のab色相角hab(No.11)が135°〜225°の領域であることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。 - 前記光源は、
前記試験光を前記光源から照射された照明光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が2以上であり、相関色温度が5000Kであり、偏差duvの絶対値が0.02以内であり、更に、前記照明光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの第2の色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記第2の色度のab色相角hab(No.11)が135°〜225°の領域であることを特徴とする請求項6に記載の照明装置。 - 前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、
前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、
前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 - 前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、
前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.9の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が4以上であることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。 - 前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、
前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が3以上であることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、
前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が3以上であることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 - 前記赤色、緑色、青色及び白色LEDからの光を加法混色して白色光を得るものであって、
前記白色光は、前記試験光を前記白色光とした場合の色域面積比が105%以上140%以下であり、前記光源から照射された照明光又は基準光によりJIS演色評価試験色No.11の色票を照らしたときの色度をa*b*色度座標図上に配置し、前記a*b*色度座標図上における前記照明光と前記基準光とのクロマ差が2以上であることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。 - 赤色LEDと、緑色LEDと、記青色LEDと、白色LEDを配設する装置本体と;
前記赤色LEDと、緑色LEDと、記青色LEDと、白色LEDの点灯状態又は消灯状態を制御する点灯装置と;
を具備したことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
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