JP2012142163A - 光源装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 赤色及び青色の両方の色を鮮やかに見せることができる光源装置及び照明装置を提供する。
【解決手段】 本発明の実施の形態は、赤色ＬＥＤと；青色ＬＥＤと；発光スペクトルのピーク波長が５４０〜５６０ｎｍの範囲で半値幅が５〜４５ｎｍの範囲の黄色ＬＥＤと；を有し、前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤからの各色光が加法混色されて白色光を得ることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等を用いた光源装置及び照明装置に関する。

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。例えば、赤色のＬＥＤ及び青色ＬＥＤと黄色蛍光体とで構成される光源装置が採用されることがある。

このような赤及び青色ＬＥＤと黄色蛍光体とで構成される光源は、青チップによって励起される黄蛍光体からの光を混色することにより、緑や赤の物体を鮮やかに見せようとするものである。

このような光源装置を食料関係の店舗で採用した場合には、食肉（赤系）と野菜（緑系）を同時に鮮やかに見せることが可能となる。

特開２０１０−１７６９９２号公報

しかしながら、赤及び青色ＬＥＤと黄色蛍光体とで構成される光源では、赤や緑を鮮やかに見せることは可能であるが、逆に青、黄の色についてはくすんで見えてしまう。例えば、青魚等の青色系の食品と、まぐろやいくら等の赤色系の食品とが混在している鮮魚のショーケースにおいて、このような光源を採用した場合には、赤色系の食品は鮮やかに見える一方、青色系の食品は逆にくすんで見えてしまう。

このように、従来、鮮魚用のランプであっても、赤色又は青色の一方の色を鮮やかに見せることは可能であるが、赤色と青色の両方を同時に鮮やかに見せることは困難であった。

本発明の実施形態は上述した事情に鑑みてなされたもので、赤色及び青色の両方の色を鮮やかに見せることができる光源装置及び照明装置を提供することを目的とする。

実施形態に係る光源装置は、赤色ＬＥＤと；青色ＬＥＤと；発光スペクトルのピーク波長が５４０〜５６０ｎｍの範囲で半値幅が５〜４５ｎｍの範囲の黄色ＬＥＤと；を有し、前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤからの各色光が加法混色されて白色光を得る。

本発明の実施形態によれば、赤色及び青色の両方の色を鮮やかに見せることができるという効果を有する。

本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の概略構成を示す構成図である。 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、実施の形態を説明するためのグラフ。 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、実施の形態を説明するためのグラフ。 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、実施の形態を説明するためのグラフ。 光源２１の特性、特に黄色ＬＥＤ２１Ｙの特性を決定する波長及び半値幅の条件を求めるための図表。 横軸に波長をとり縦軸に相対強度をとって、図５中の１つの条件における分光分布を示すグラフ。 図６の分光分布を有する光源と基準光源との照明を色座標ａ＊ｂ＊上で示す説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

実施形態に係る光源装置は、赤色ＬＥＤと；青色ＬＥＤと；発光スペクトルのピーク波長が５４０〜５６０ｎｍの範囲で半値幅が５〜４５ｎｍの範囲の黄色ＬＥＤと；を有し、前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤからの各色光が加法混色されて白色光を得ることを特徴とする。

また、実施形態に係る光源装置は、前記赤色ＬＥＤが、発光スペクトルのピーク波長が６３０〜６４５ｎｍの範囲で半値幅が１０〜２０ｎｍの範囲のＬＥＤであり；前記青色ＬＥＤが、発光スペクトルのピーク波長が４５０〜４７０ｎｍの範囲で半値幅が１０〜２５ｎｍの範囲のＬＥＤであることを特徴とする。

また、実施形態に係る光源装置は、前記白色光が、当該白色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白色光と前記基準光とのクロマ差が４以上であると共に、当該白色光又は基準光によりＪＩＳ演色評価試験色Ｎｏ．１２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白色光と前記基準光とのクロマ差が１０以上であることを特徴とする。

実施形態に係る照明装置は、上記光源装置と；前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤからの各色光の発光強度比を制御する光源制御部と；を備えたことを特徴とする。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る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１０は、駆動部１１及び光源部２１によって構成されている。光源部２１には、赤色ＬＥＤ２１Ｒ、青色ＬＥＤ２１Ｂ及び黄色ＬＥＤ２１Ｙによって構成されている。赤色ＬＥＤ２１Ｒ、青色ＬＥＤ２１Ｂ及び黄色ＬＥＤ２１Ｙは、夫々赤色光、青色光又は黄色光を発光する。駆動部１１は、光源制御部１２及び記憶部１３によって構成されており、光源制御部１２は光源部２１の赤色ＬＥＤ２１Ｒ、青色ＬＥＤ２１Ｂ及び黄色ＬＥＤ２１Ｙを駆動するための駆動信号を発生する。記憶部１３には、光源制御部１２の駆動を制御する情報が記憶されており、光源制御部１２は記憶部１３の情報に基づいて駆動信号を発生する。

なお、本実施の形態においては、光源部２１の赤色ＬＥＤ２１Ｒ、青色ＬＥＤ２１Ｂ及び黄色ＬＥＤ２１Ｙについてのサイズ及び形状、これらのＬＥＤを構成するための赤色ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップ及び黄色ＬＥＤチップの個数や配置等は適宜変更可能である。

光源部２１の赤色ＬＥＤ２１Ｒは、ピーク波長が６３０〜６４５ｎｍの範囲で、半値幅が１０〜２０ｎｍの範囲に構成される。また、青色ＬＥＤ２１Ｂは、ピーク波長が４５０〜４７０ｎｍの範囲で、半値幅が１０〜２５ｎｍの範囲に構成される。本実施の形態においては、黄色ＬＥＤ２１Ｙは、ピーク波長が５４０〜５６０ｎｍの範囲で、半値幅が５〜４５ｎｍの範囲に構成される。

記憶部１３は、後述する制約条件を満足するように、赤色ＬＥＤ２１Ｒ、青色ＬＥＤ２１Ｂ及び黄色ＬＥＤ２１Ｙを点灯制御するための混光比に関する情報を記憶している。光源制御部１２は記憶部１３の情報に基づいて、赤色ＬＥＤ２１Ｒ、青色ＬＥＤ２１Ｂ及び黄色ＬＥＤ２１Ｙの発光強度を制御して、これらの各ＬＥＤからの光の混光比を所定の値にすることにより、制約条件を満足するような点灯制御を行う。

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色に対する演色評価数の平均値であり、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い。

例えば、ＬＥＤ照明分野では、店舗など物体を際立って鮮やかに見せることが求められる場面が存在する。特に鮮魚用のショーケースの照明では、赤や青を鮮やかに見せられるか否かが重要となる。即ち、このような照明においては、忠実性の指標である平均演色評価数Ｒａよりも、赤や青の鮮やかさの評価指数を用いて、照明装置を設定した方がよいことが考えられる。

そこで、本実施の形態においては、赤の鮮やかさの評価指標としてΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．９）を用い、青の鮮やかさの評価指標としてΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．１２）を用いる。ΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．９）は、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のことであり、詳細には、赤の試験色である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によって定義される。

同様に、ΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．１２）は、青の試験色であるＪＩＳ演色評価試験色Ｎｏ．１２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によって定義される。

次に、赤の鮮やかさの評価指標であるΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．９）をどの程度の値に設定すべきかを説明する。

図２乃至図４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、本実施の形態における光源装置と同様の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２乃至図４は、夫々相関色温度が２８００Ｋで偏差の絶対値が０．０２以内の照明を得る照明装置、相関色温度が３５００Ｋで、偏差の絶対値が０．０２以内の照明を得る照明装置又は相関色温度が５０００Ｋで、偏差の絶対値が０．０２以内の照明を得る照明装置についての例である。

図２乃至図４に示すように、相関色温度が２８００Ｋ，３５００Ｋ，５０００Ｋの照明装置では、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。

一方、一般的な白色ＬＥＤにおいても、青を鮮やかに見せることが可能である。一般的な、白色ＬＥＤにおけるΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．１２）は、約１０である。そこで、本実施の形態においては、照明装置１０においてもΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．１２）を１０以上に設定する。

赤と青を鮮やかに照らすためには、半値幅の狭い鮮明な赤の光と鮮明な青の光を足してやればよいが、単純に赤光と青光を混色するとピンクや紫の光になってしまい白色にならない。そこで本実施の形態においては、黄の光を混ぜて白色に調整するようになっている。

図５は光源２１の特性、特に黄色ＬＥＤ２１Ｙの特性を決定する波長及び半値幅の条件を求めるための図表である。図５においては、ピーク波長６３５ｎｍで半値幅１８ｎｍの赤色ＬＥＤと、ピーク波長４６５ｎｍで半値幅２３ｎｍの青色ＬＥＤとを用いて、黄色ＬＥＤのピーク波長と半値幅の条件を変化させて鮮やかさを計算した結果を示している。

即ち、図５は、赤及び青を鮮やかに見せる条件として相関色温度（ＣＣＴ）２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下、偏差（ｄｕｖ）０．０２以内、ΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．９）４以上、ΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．１２）１０以上という制約条件を設定し、黄色ＬＥＤのピーク波長を５３０〜５７０ｎｍの範囲、半値幅を５〜６５ｎｍの範囲で変化させると共に、青、黄、赤色ＬＥＤの混光比を変化させながら、制約条件を満足するか否かを判定したものである。

図５において、太字斜体の数字（斜線部）は、制約条件を満足しないこと、即ち、ＣＣＴ６５００Ｋを超えるか、ΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．９）が４未満又はΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．１２）が１０未満であることを示している。また、太枠部分は、ＣＣＴが２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下、ΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．９）が４以上及びΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．１２）が１０以上という制約条件の全てを満足する範囲を示している。

図５から赤及び青の鮮やかさを向上させるためには、黄色ＬＥＤ２１Ｙとして、ピーク波長が５４０ｎｍ〜５６０ｎｍ、半値幅が５ｎｍ〜４５ｎｍの範囲のものを採用する必要があることが分かる。

図５において相関色温度の制約条件を満足しなかった理由は、黄色ＬＥＤのピーク波長を５３０ｎｍ以下としたためであると考えられる。また、ΔＣ＊ａｂ（Ｎｏ．９）が著しく低くなった理由は、黄色ＬＥＤのピーク波長を５６０ｎｍ以上にしたためであると考えられる。以上から、黄色ＬＥＤのピーク波長は５４０ｎｍ〜５６０ｎｍが適当と考えられる。

また半値幅に注目すると、半値幅５ｎｍ以下は現実的ではなく、また半値幅５５ｎｍ以上では制約条件に合うような結果が得られない。以上から、黄色ＬＥＤの半値幅の範囲は５ｎｍ〜４５ｎｍが適当と考えられる。

図５において使用した赤色ＬＥＤはピーク波長６３５ｎｍで半値幅１０ｎｍであり、青色ＬＥＤはピーク波長４６５ｎｍで半値幅１４ｎｍである。一般的に使用されている赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤはこのような範囲のピーク波長及び半値幅を有している。従って、黄色ＬＥＤのピーク波長及び半値幅を、上述した条件に規定すると共に混光比を例えば図５のように規定すれば、赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤについては、ピーク波長及び半値幅を特に意識することなく、赤及び青を鮮やかに見せる照明装置を構成することができることになる。

なお、図５の混光比は一例であって、ピーク波長が５４０ｎｍ〜５６０ｎｍで半値幅が５ｎｍ〜４５ｎｍの範囲の黄色ＬＥＤを採用すれば、赤ＬＥＤ、青ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤの混光比は図５以外の値も取り得る。

図６は横軸に波長をとり縦軸に相対強度をとって、図５中の１つの条件における分光分布を示している。即ち、図６は、ピーク波長が６３５ｎｍで半値幅が１０ｎｍの赤ＬＥＤ、ピーク波長が４６５ｎｍで半値幅が１４ｎｍの青ＬＥＤと、ピーク波長が５５０ｎｍで半値幅が２５ｎｍの黄ＬＥＤとを、混光比（光束比）が青：黄：赤＝５：７０：２５となるように駆動した場合の分光分布を示している。

また、図７は図６の分光分布を有する光源と基準光源との照明を色座標ａ＊ｂ＊上で示す説明図である。図７に示すように、図６の分光分布を有する光源は、基準光源に比べて赤、青の色領域が外側に広がっていることがわかる。

このように、本実施の形態においては、光源部を赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤによって構成すると共に、黄色ＬＥＤとしてピーク波長が５４０〜５６０ｎｍの範囲で、半値幅が５〜４５ｎｍの範囲のものを採用することにより、赤及び青を鮮やかに見せる照明装置を構成することができる。本実施の形態における照明装置を用いることで、赤及び青を鮮やかに見せることが可能であり、例えば、鮮魚用のショーケースの照明用として用いることで、赤色系及び青色系の両方の食品を鮮やかに見せることができる。

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。

１０…照明装置、
１１…駆動部、
１３…記憶部、
２１…光源部、
２１Ｒ…赤色ＬＥＤ、
２１Ｂ…青色ＬＥＤ、
２１Ｙ…黄色ＬＥＤ。

Claims (4)

1. 赤色ＬＥＤと；
   青色ＬＥＤと；
   発光スペクトルのピーク波長が５４０〜５６０ｎｍの範囲で半値幅が５〜４５ｎｍの範囲の黄色ＬＥＤと；
   を有し、前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤからの各色光が加法混色されて白色光を得ることを特徴とする光源装置。
2. 前記赤色ＬＥＤは、発光スペクトルのピーク波長が６３０〜６４５ｎｍの範囲で半値幅が１０〜２０ｎｍの範囲のＬＥＤであり；
   前記青色ＬＥＤは、発光スペクトルのピーク波長が４５０〜４７０ｎｍの範囲で半値幅が１０〜２５ｎｍの範囲のＬＥＤである
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記白色光は、当該白色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白色光と前記基準光とのクロマ差が４以上であると共に、当該白色光又は基準光によりＪＩＳ演色評価試験色Ｎｏ．１２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白色光と前記基準光とのクロマ差が１０以上である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の光源装置と；
   前記赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び黄色ＬＥＤからの各色光の発光強度比を制御する光源制御部と；
   を備えたことを特徴とする照明装置。

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