JP2013179060A - 照明方法及び発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光装置から出射される光が対象物を照明した際に、対象物の位置で測定した光が特定の要件を満たすように照明する。発光装置から主たる放射方向へ出射される光が特定の要件を満たすことを特徴とする発光装置とする。
【選択図】図40
Description
さらに、液晶バックライト用光源等も同様に高効率化、省電力化が進展している。
appearance)」は非常に重要である。
(Colour Rendering Index/CRI)(CIE(13.3))のスコアを向上させるべく、青色発光素子のスペクトルと黄色蛍光体のスペクトルに対して赤色蛍光体や赤色半導体発光素子のスペクトルを重畳させる試み等がなされている。例えば、赤色源を含まない場合の典型的なスペクトル(CCT=6800K程度)では、平均演色評価数(Ra)と、鮮やかな赤色の色票に対する特殊演色評価数(R9)はそれぞれRa=81、R9=24であるが、赤色源を含む場合にはRa=98、R9=95と演色評価数のスコアを上げることができる。(特許文献2参照)
を目的とする。
[1]照明対象物を準備する照明対象物準備工程、および、発光装置から出射される光により対象物を照明する照明工程、を含む照明方法であって、
前記照明工程において、前記発光装置から出射される光が対象物を照明した際に、前記対象物の位置で測定した光が以下の(1)、(2)及び(3)を満たすように照明することを特徴とする照明方法。
(1)前記対象物の位置で測定した光のANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DUVSSLが、−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075である。
(2)前記対象物の位置で測定した光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
前記対象物の位置で測定した光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光による照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCnが
−2.7 ≦ ΔCn ≦ 18.6 (nは1から15の自然数)
を満たし、
下記式(1)で表される飽和度差の平均が下記式(2)を満たし、
かつ、飽和度差の最大値をΔCmax、飽和度差の最小値をΔCminとした場合に、飽和度差の最大値と、飽和度差の最小値との間の差ΔCmax−ΔCminが
3.0 ≦ (ΔCmax−ΔCmin) ≦ 19.6
を満たす。
ただし、ΔCn=√{(a* nSSL)2+(b* nSSL)2}−√{(a* nref)2+(b* nref)2}とする。
15種類の修正マンセル色票
#01 7.5 P 4 /10
#02 10 PB 4 /10
#03 5 PB 4 /12
#04 7.5 B 5 /10
#05 10 BG 6 / 8
#06 2.5 BG 6 /10
#07 2.5 G 6 /12
#08 7.5 GY 7 /10
#09 2.5 GY 8 /10
#10 5 Y 8.5/12
#11 10 YR 7 /12
#12 5 YR 7 /12
#13 10 R 6 /12
#14 5 R 4 /14
#15 7.5 RP 4 /12
(3)前記対象物の位置で測定した光による照明を数学的に仮定した場合の上記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnSSL(度)(ただしnは1から15の自然数)とし、
前記対象物の位置で測定した光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光による照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnref(度)(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、色相角差の絶対値|Δhn|が
0 ≦ |Δhn| ≦ 9.0(度)(nは1から15の自然数)
を満たす。
ただし、Δhn=θnSSL−θnrefとする。
[2] [1]に記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光の分光分布をφSSL(λ)、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記対象物の位置で測定した光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記対象物の位置で測定した光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在する場合において、
前記対象物の位置で測定した光の下記数式(3)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26を満たすことを特徴とする照明方法。
[3] [1]に記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光の分光分布をφSSL(λ)、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記対象物の位置で測定した光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記対象物の位置で測定した光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在しない場合において、
前記対象物の位置で測定した光の下記数式(4)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26を満たすことを特徴とする照明方法。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光の分光分布φSSL(λ)から導出される波長380nm以上780nm以下の範囲の放射効率K(lm/W)が
180(lm/W) ≦ K(lm/W) ≦ 320(lm/W)
を満たすことを特徴とする照明方法。
[5] [1]〜[4]のいずれかに記載の照明方法であって、前記色相角差の絶対値|Δhn|が
0.003 ≦ |Δhn| ≦ 8.3(度)(nは1から15の自然数)
を満たすことを特徴とする照明方法。
[6] [1]〜[5]のいずれかに記載の照明方法であって、前記一般式(1)で表される飽和度差の平均が下記式(2)´
を満たすことを特徴とする照明方法。
[7] [1]〜[6]のいずれかに記載の照明方法であって、前記飽和度差ΔCnが
−2.4 ≦ ΔCn ≦ 16.8 (nは1から15の自然数)
を満たすことを特徴とする照明方法。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の照明方法であって、前記飽和度差の最大値と、前記飽和度差の最小値との間の差ΔCmax−ΔCminが
3.4 ≦ (ΔCmax−ΔCmin) ≦ 17.8
を満たすことを特徴とする照明方法。
[9] [1]〜[8]のいずれかに記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光は、黒体放射軌跡からの距離DUVSSLが
−0.0250 ≦ DuvSSL ≦ −0.0100
を満たすことを特徴とする照明方法。
[10] [2]または[3]に記載の照明方法であって、前記数式(3)または(4)で表される指標Acgが
−253 ≦ Acg ≦ −29
を満たすことを特徴とする照明方法。
[11] [1]〜[10]のいずれかに記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光は、分光分布φSSL(λ)から導出される波長380nm以上780nm以下の範囲の放射効率K(lm/W)が
210(lm/W) ≦ K(lm/W) ≦ 288(lm/W)
を満たすことを特徴とする照明方法。
[12] [1]〜[11]のいずれかに記載の照明方法であって、前記対象物の位置で測定した光の相関色温度TSSL(K)が
2550(K) ≦ TSSL(K) ≦ 5650(K)
を満たすことを特徴とする照明方法。
[13] [1]〜[12]のいずれかに記載の照明方法であって、前記対象物を照明する照度が150lx以上5000lx以下であることを特徴とする照明方法。
[14] [1]〜[13]のいずれかに記載の照明方法であって、前記発光装置は発光要素として半導体発光素子を備え、該半導体発光素子が出射する光を含めて1種類以上6種類以下の発光要素から出射される光を発することを特徴とする照明方法。
[15] [14]に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が380nm以上495nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上45nm以下であることを特徴とする照明方法。
[16] [15]に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であることを特徴とする照明方法。
[17] [15]に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が420nm以上455nm未満であることを特徴とする照明方法。
[18] [15]に記載の照明方法であって、当該半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が455nm以上485nm未満であることを特徴とする照明方法。
[19] [14]に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上75nm以下であることを特徴とする照明方法。
[20] [14]に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が590nm以上780nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上30nm以下であることを特徴とする照明方法。
[21] [14]〜[20]のいずれかに記載の照明方法であって、前記半導体発光素子はサファイア基板、GaN基板、GaAs基板、GaP基板からなる群から選択されるいずれかの基板上で作成されたことを特徴とする照明方法。
[22] [14]〜[20]のいずれかに記載の照明方法であって、前記半導体発光素子はGaN基板、またはGaP基板上で作成され、かつ前記基板の厚みが100μm以上2mm以下であることを特徴とする照明方法。
[23] [14]〜[20]のいずれかに記載の照明方法であって、前記半導体発光素子はサファイア基板、またはGaAs基板上で作成され、かつ半導体発光素子は基板から剥離されてなることを特徴とする照明方法。
[24] [14]〜[23]のいずれかに記載の照明方法であって、発光要素として蛍光体を備えることを特徴とする照明方法。
[25] [24]に記載の照明方法であって、前記蛍光体は、発光スペクトルの異なる蛍光体を1種類以上5種類以下含むことを特徴とする照明方法。
[26] [24]または[25]に記載の照明方法であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が380nm以上495nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上90nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする照明方法。
[27] [26]に記載の照明方法であって、前記蛍光体が下記一般式(5)で表される蛍光体、下記一般式(5)´で表される蛍光体、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu2+、および(Ba,Sr,Ca,Mg)Si2O2N2:Euからなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする照明方法。
(Ba、Sr、Ca)MgAl10O17:Mn,Eu (5)
SraBabEux(PO4)cXd (5)´
(一般式(5)´において、XはClである。また、c、d及びxは、2.7≦c≦3.3、0.9≦d≦1.1、0.3≦x≦1.2を満足する数である。さらに、a及びbは、a+b=5−xかつ0≦b/(a+b)≦0.6の条件を満足する。)
[28] [24]または[25]に記載の照明方法であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上130nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする照明方法。
[29] [28]に記載の照明方法であって、前記蛍光体がSi6−zAlzOzN8−z:Eu(ただし0<z<4.2)、下記一般式(6)で表される蛍光体、下記一般式(6)´で表される蛍光体、およびSrGaS4:Eu2+からなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする照明方法。
(BaaCabSrcMgdEux)SiO4 (6)
(一般式(6)においてa、b、c、dおよびxが、a+b+c+d+x=2、1.0 ≦ a ≦ 2.0、0 ≦ b < 0.2、0.2 ≦ c ≦ 0.8、0 ≦ d < 0.2
および0 < x ≦ 0.5を満たす。)
Ba1−x−y SrxEuy Mg1−z Mnz Al10O17 (6)´
(一般式(6)´においてx、yおよびzはそれぞれ0.1≦x≦0.4、0.25≦y≦0.6及び0.05≦z≦0.5を満たす。)
[30] [24]または[25]に記載の照明方法であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が590nm以上780nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上130nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする照明方法。
[31] [30]に記載の照明方法であって、前記蛍光体が下記一般式(7)で表される蛍光体、下記一般式(7)´で表される蛍光体、(Sr,Ca,Ba)2AlxSi5−xOxN8−x:Eu(ただし0≦x≦2)、Euy(Sr,Ca,Ba)1−y:Al1+xSi4−xOxN7−x(ただし0≦x<4、0≦y<0.2)、K2SiF6:Mn4+、A2+xMyMnzFn(AはNaおよび/またはK;MはSiおよびAl;−1≦x≦1かつ0.9≦y+z≦1.1かつ0.001≦z≦0.4かつ5≦n≦7)、(Ca,Sr,Ba,Mg)AlSiN3:Euおよび/または(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu、並びに(CaAlSiN3)1−x(Si2N2O)x:Eu(ただし、xは0<x<0.5)からなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする照明方法。
(La1−x−y,Eux,Lny)2O2S (7)
(一般式(7)において、x及びyはそれぞれ0.02≦x≦0.50及び0≦y≦0.50を満たす数を表し、LnはY、Gd、Lu、Sc、Sm及びErの少なくとも1種の3価希土類元素を表す。)
(k-x)MgO・xAF2・GeO2:yMn4+ (7)´
(一般式(7)´において、k、x、yは、各々、2.8≦k≦5、0.1≦x≦0.7、0.005≦y≦0.015を満たす数を表し、Aはカルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、亜鉛(Zn)、またはこれらの混合物である。)
[32] [14]に記載の照明方法であって、発光要素として蛍光体を備え、前記半導体発光素子は発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であり、前記蛍光体は、SBCA、β−SiAlON、およびCASONを含むことを特徴とする照明方法。
[33] [14]に記載の照明方法であって、発光要素として蛍光体を備え、前記半導体発光素子は発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であり、前記蛍光体は、SCA、β−SiAlON、およびCASONを含むことを特徴とする照明方法。
[34] [1]〜[33]のいずれかに記載の照明方法であって、前記発光装置はパッケージ化LED、LEDモジュール、LED照明器具、およびLED照明システムからなる群から選択されるいずれかであることを特徴とする照明方法。
[35] 家庭用に用いられる、[1]〜[34]のいずれかに記載の照明方法。
[36] 展示用に用いられる、[1]〜[34]のいずれかに記載の照明方法。
[37] 演出用に用いられる、[1]〜[34]のいずれかに記載の照明方法。
[38] 医療用に用いられる、[1]〜[34]のいずれかに記載の照明方法。
[39] 作業用に用いられる、[1]〜[34]のいずれかに記載の照明方法。
[40] 工業機器内用に用いられる、[1]〜[34]のいずれかに記載の照明方法。[41] 交通機関内装用に用いられる、[1]〜[34]のいずれかに記載の照明方法。
[42] 美術品用に用いられる、[1]〜[34]のいずれかに記載の照明方法。
[43] 高齢者用に用いられる、[1]〜[34]のいずれかに記載の照明方法。
また、上記目的を達成するための本発明の第二の実施態様は以下の事項に関する。
[44] 発光要素を内在する発光装置であって、
前記発光装置から出射される光は、ANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DUVSSLが、−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075となる光を主たる放射方向に含み、
かつ、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の分光分布をφSSL(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在する場合において、
下記数式(3)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26を満たすことを特徴とする発光装置。
[45] 発光要素を内在する発光装置であって、
前記発光装置から出射される光は、ANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DUVSSLが、−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075となる光を主たる放射方向に含み、
かつ、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の分光分布をφSSL(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在しない場合において、
下記数式(4)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26を満たすことを特徴とする発光装置。
[46] [44]または[45]に記載の発光装置であって、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光が以下の(1)及び(2)を満たすことを特徴とする発光装置。
(1)前記発光装置から当該放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該放射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976
L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCnが
−2.7 ≦ ΔCn ≦ 18.6 (nは1から15の自然数)
を満たし、下記式(1)で表される飽和度差の平均が下記式(2)を満たし、
かつ飽和度差の最大値をΔCmax、飽和度差の最小値をΔCminとした場合に、飽和度差の最大値と、飽和度差の最小値との間の差ΔCmax−ΔCminが
3.0 ≦ (ΔCmax−ΔCmin) ≦ 19.6
を満たす。
ただし、ΔCn=√{(a* nSSL)2+(b* nSSL)2}−√{(a* nref)2+(b* nref)2}とする。
15種類の修正マンセル色票
#01 7.5 P 4 /10
#02 10 PB 4 /10
#03 5 PB 4 /12
#04 7.5 B 5 /10
#05 10 BG 6 / 8
#06 2.5 BG 6 /10
#07 2.5 G 6 /12
#08 7.5 GY 7 /10
#09 2.5 GY 8 /10
#10 5 Y 8.5/12
#11 10 YR 7 /12
#12 5 YR 7 /12
#13 10 R 6 /12
#14 5 R 4 /14
#15 7.5 RP 4 /12
(2)前記発光装置から当該放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の上記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnSSL(度)(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該放射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976
L*a*b*色空間における色相角をθnref(度)(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、色相角差の絶対値|Δhn|が
0 ≦ |Δhn| ≦ 9.0(度)(nは1から15の自然数)
を満たす。
ただし、Δhn=θnSSL−θnrefとする。
[47] [44]〜[46]のいずれか1項に記載の発光装置であって、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光は、分光分布φSSL(λ)から導出される波長380nm以上780nm以下の範囲の放射効率K(lm/W)が
180(lm/W) ≦ K(lm/W) ≦ 320(lm/W)
を満たすことを特徴とする発光装置。
[48] [46]に記載の発光装置であって、前記色相角差の絶対値|Δhn|が
0.003 ≦ |Δhn| ≦ 8.3(度)(nは1から15の自然数)
を満たすことを特徴とする発光装置。
[49] [46]に記載の発光装置であって、前記一般式(1)で表される飽和度差の平均が下記式(2)´を満たすことを特徴とする発光装置。
[50] [46]に記載の発光装置であって、前記飽和度差ΔCnが
−2.4 ≦ ΔCn ≦ 16.8 (nは1から15の自然数)
を満たすことを特徴とする発光装置。
[51] [46]に記載の発光装置であって、前記飽和度差の最大値と、前記飽和度差の最小値との間の差ΔCmax−ΔCminが
3.4 ≦ (ΔCmax−ΔCmin) ≦ 17.8
を満たすことを特徴とする発光装置。
[52] [44]〜[51]のいずれかに記載の発光装置であって、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光は、黒体放射軌跡からの距離DUVSSLが
−0.0250 ≦ DuvSSL ≦ −0.0100
を満たすことを特徴とする発光装置。
[53] [44]〜[52]のいずれかに記載の発光装置であって、前記数式(3)または(4)で表される指標Acgが
−253 ≦ Acg ≦ −29
を満たすことを特徴とする発光装置。
[54] [44]〜[53]のいずれかに記載の発光装置であって、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光は、分光分布φSSL(λ)から導出される波長380nm以上780nm以下の範囲の放射効率K(lm/W)が、210(lm/W) ≦ K(lm/W) ≦ 288(lm/W)を満たすことを特徴とする発光装置。
[55] [44]〜[54]のいずれかに記載の発光装置であって、前記相関色温度TSSL(K)が
2550(K) ≦ TSSL(K) ≦ 5650(K)
を満たすことを特徴とする発光装置。
[56] [44]〜[55]のいずれかに記載の発光装置であって、前記発光装置から
当該放射方向に出射される光が対象物を照明する照度が150lx以上5000lx以下であることを特徴とする発光装置。
[57] [44]〜[56]のいずれかに記載の発光装置であって、前記発光装置は発光要素として半導体発光素子を備え、前記半導体発光素子が出射する光を含めて1種類以上6種類以下の発光要素から出射される光を当該放射方向に発することを特徴とする発光装置。
[58] [57]に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が380nm以上495nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上45nm以下であることを特徴とする発光装置。
[59] [58]に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であることを特徴とする発光装置。
[60] [58]に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が420nm以上455nm未満であることを特徴とする発光装置。
[61] [58]に記載の発光装置であって、当該半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が455nm以上485nm未満であることを特徴とする発光装置。
[62] [57]に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上75nm以下であることを特徴とする発光装置。
[63] [57]に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が590nm以上780nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上30nm以下であることを特徴とする発光装置。
[64] [57]〜[63]のいずれかに記載の発光装置であって、前記半導体発光素子はサファイア基板、GaN基板、GaAs基板、GaP基板からなる群から選択されるいずれかの基板上で作成されたことを特徴とする発光装置。
[65] [57]〜[63]のいずれかに記載の発光装置であって、前記半導体発光素子はGaN基板、またはGaP基板上で作成され、かつ前記基板の厚みが100μm以上2mm以下であることを特徴とする発光装置。
[66] [57]〜[63]のいずれかに記載の発光装置であって、前記半導体発光素子はサファイア基板、またはGaAs基板上で作成され、かつ半導体発光素子は基板から剥離されてなることを特徴とする発光装置。
[67] [57]〜[66]のいずれかに記載の発光装置であって、発光要素として蛍光体を備えることを特徴とする発光装置。
[68] [67]に記載の発光装置であって、前記蛍光体は、発光スペクトルの異なる蛍光体を1種類以上5種類以下含むことを特徴とする発光装置。
[69] [67]または[68]に記載の発光装置であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が380nm以上495nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上90nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
[70] [69]に記載の発光装置であって、前記蛍光体が下記一般式(5)で表される蛍光体、下記一般式(5)´で表される蛍光体、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu2+、および(Ba,Sr,Ca,Mg)Si2O2N2:Euからなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする発光装置。
(Ba、Sr、Ca)MgAl10O17:Mn,Eu (5)
SraBabEux(PO4)cXd (5)´
(一般式(5)´において、XはClである。また、c、d及びxは、2.7≦c≦3.3、0.9≦d≦1.1、0.3≦x≦1.2を満足する数である。さらに、a及びbは、a+b=5−xかつ0≦b/(a+b)≦0.6の条件を満足する。)
[71] [67]または[68]に記載の発光装置であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上130nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする発
光装置。
[72] [71]に記載の発光装置であって、前記蛍光体がSi6−zAlzOzN8−z:Eu(ただし0<z<4.2)、下記一般式(6)で表される蛍光体、下記一般式(6)´で表される蛍光体、およびSrGaS4:Eu2+からなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする発光装置。
(BaaCabSrcMgdEux)SiO4 (6)
(一般式(6)においてa、b、c、dおよびxが、a+b+c+d+x=2、1.0 ≦ a ≦ 2.0、0 ≦ b < 0.2、0.2 ≦ c ≦ 0.8、0 ≦ d < 0.2
および0 < x ≦ 0.5を満たす。)
Ba1−x−ySrx Euy Mg1−z Mnz Al10O17 (6)´
(一般式(6)´においてx、yおよびzはそれぞれ0.1≦x≦0.4、0.25≦y≦0.6及び0.05≦z≦0.5を満たす。)
[73] [67]または[68]に記載の発光装置であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が590nm以上780nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上130nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
[74] [73]に記載の発光装置であって、前記蛍光体が下記一般式(7)で表される蛍光体、下記一般式(7)´で表される蛍光体、(Sr,Ca,Ba)2AlxSi5−xOxN8−x:Eu(ただし0≦x≦2)、Euy(Sr,Ca,Ba)1−y:Al1+xSi4−xOxN7−x(ただし0≦x<4、0≦y<0.2)、K2SiF6:Mn4+、A2+xMyMnzFn(AはNaおよび/またはK;MはSiおよびAl;−1≦x≦1かつ0.9≦y+z≦1.1かつ0.001≦z≦0.4かつ5≦n≦7)、(Ca,Sr,Ba,Mg)AlSiN3:Euおよび/または(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu、並びに(CaAlSiN3)1−x(Si2N2O)x:Eu(ただし、xは0<x<0.5)からなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする発光装置。
(La1−x−y,Eux,Lny)2O2S (7)
(一般式(7)において、x及びyはそれぞれ0.02≦x≦0.50及び0≦y≦0.50を満たす数を表し、LnはY、Gd、Lu、Sc、Sm及びErの少なくとも1種の3価希土類元素を表す。)
(k-x)MgO・xAF2・GeO2:yMn4+ (7)´
(一般式(7)´において、k、x、yは、各々、2.8≦k≦5、0.1≦x≦0.7、0.005≦y≦0.015を満たす数を表し、Aはカルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、亜鉛(Zn)、またはこれらの混合物である。)
[75] [57]に記載の発光装置であって、発光要素として蛍光体を備え、前記半導体発光素子は発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であり、前記蛍光体は、SBCA、β−SiAlON、およびCASONを含むことを特徴とする発光装置。
[76] [57]に記載の発光装置であって、発光要素として蛍光体を備え、前記半導体発光素子は発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であり、前記蛍光体は、SCA、β−SiAlON、およびCASONを含むことを特徴とする発光装置。
[77] [44]〜[76]のいずれか1項に記載の発光装置であって、パッケージ化LED、LEDモジュール、LED照明器具、およびLED照明システムからなる群から選択されるいずれかであることを特徴とする発光装置。
[78] 家庭用照明装置として用いられる、[44]〜[77]のいずれかに記載の発光装置。
[79] 展示物用照明装置として用いられる、[44]〜[77]のいずれかに記載の発光装置。
[80] 演出用照明装置として用いられる、[44]〜[77]のいずれかに記載の発
光装置。
[81] 医療用照明装置として用いられる、[44]〜[77]のいずれかに記載の発光装置。
[82] 作業用照明装置として用いられる、[44]〜[77]のいずれかに記載の発光装置。
[83] 工業機器内用照明装置として用いられる、[44]〜[77]のいずれかに記載の発光装置。
[84] 交通機関内装用照明装置として用いられる、[44]〜[77]のいずれかに記載の発光装置。
[85] 美術品用照明装置として用いられる、[44]〜[77]のいずれかに記載の発光装置。
[86] 高齢者用照明装置として用いられる、[44]〜[77]のいずれかに記載の発光装置。
また、上記目的を達成するための本発明の第三の実施態様は以下の事項に関する。
[87] 発光要素を内在する発光装置の設計方法であって、
前記発光装置から出射される光が、ANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DUVSSLが−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075である光を、主たる放射方向に含むようにし、
かつ、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の分光分布をφSSL(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在する場合において、
下記数式(3)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26となるように調整することを特徴とする発光装置の設計方法。
[88] 発光要素を内在する発光装置の設計方法であって、
前記発光装置から出射される光が、ANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DUVSSLが−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075である光を、主たる放射方向に含むようにし、
かつ、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の分光分布をφSSL(λ)、前記発光
装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在しない場合において、
下記数式(4)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26となるように調整することを特徴とする発光装置の設計方法。
第一に、本発明の照明方法により照明した場合、又は、本発明による光源、器具、システム等の発光装置で照明した場合には、実験用基準光や実験用擬似基準光で照明した場合等に比較して、ほぼ同様のCCT、ほぼ同様の照度であっても、白色はより白く、自然に、心地よく見える。さらに、白、灰色、黒等の無彩色間の明度差も視認しやすくなる。このために、例えば、一般の白色紙上の黒文字等が読みやすくなる。なお、詳細は後述するが、このような効果はこれまでの常識に照らして全く予想外の効果である。
第二に、本発明の照明方法により照明した場合の照度、又は、本発明による発光装置で実現された照度は、数千Lxから数百Lx程度の通常室内環境程度であったとしても、紫色、青紫色、青色、青緑色、緑色、黄緑色、黄色、黄赤色、赤色、赤紫色などの大半の色、場合によってはすべての色について、たとえば晴れた日の屋外照度下のような数万lx程度の下で見たような真に自然な色の見えが実現される。また、中間的な彩度を有する、被験者(日本人)の肌色、各種食品、衣料品、木材色等も、多くの被験者がより好ましいと感じる、自然な色の見えとなる。
第三に、実験用基準光や実験用擬似基準光で照明した場合等に比較して、ほぼ同様のCCT、ほぼ同様の照度であっても、本発明の照明方法により照明した場合、又は、本発明による発光装置で照明した場合には、近接した色相における色識別が容易になり、あたかも高照度環境下の様な快適な作業等が可能となる。さらに具体的には、たとえば類似した
赤色を有する複数の口紅などをより容易に識別可能となる。
第四に、実験用基準光や実験用擬似基準光で照明した場合等に比較して、ほぼ同様のCCT、ほぼ同様の照度であっても、本発明の照明方法により照明した場合、又は、本発明による光源、器具、システムで照明した場合には、あたかも高照度環境下で見たように、物体がよりはっきりと、容易に、視認できるようになる。
なお、本発明の第一の実施態様ににおける照明方法は、該照明方法に用いる発光装置から出射された光が対象物を照明した場合において、当該対象物が照明されている位置における光により、発明を特定するものである。そのため、本発明の要件を満たす「対象物が照明されている位置」における光を出射できる発光装置による照明方法は、本発明の範囲に属するものである。
また、本発明の第二および第三の実施態様における発光装置は、発光装置が放射する光のうち「主たる放射方向」の光により発明を特定するものである。そのため、本発明の要件を満たす「主たる放射方向」の光を含む放射を行うことができる発光装置は、本発明の範囲に属するものである。
光が放射されている方向を示す。
例えば、発光装置の光度(luminous intensity)もしくは輝度(luminance)が最大もし
くは極大となる方向でありうる。
また、発光装置の光度もしくは輝度が最大もしくは極大となる方向を含む有限の範囲を持った方向でありうる。
また、発光装置の放射強度(radiant intensity)あるいは放射輝度(radiance)が最
大もしくは極大となる方向でありうる。
また、発光装置の放射強度あるいは放射輝度が最大もしくは極大となる方向を含む有限の範囲を持った方向でありうる。
以下、具体的に例示する。
発光装置が単体発光ダイオード(LED)、単体パッケージLED,単体LEDモジュール、単体LED電球、単体蛍光ランプ、単体白熱電球等である場合には、主たる放射方向は各発光装置の鉛直方向、鉛直方向を含む有限の立体角内、例えば最大でπ(sr)、最小でπ/100(sr)でありうる。
発光装置が前記パッケージLED等にレンズ、反射機構等を付与したLED照明器具、蛍光ランプを内在する照明器具であって、いわゆる、直接型照明用途、半直接型照明用途、全般拡散照明用途、直接/間接型照明用途、半間接型照明用途、間接型照明用途に応用可能な配光特性を有する場合には、主たる放射方向は、各発光装置の鉛直方向、鉛直方向を含む有限の立体角内、例えば最大でπ(sr)、最小でπ/100(sr)でありうる。また、発光装置の光度もしくは輝度が最大もしくは極大となる方向でありうる。また、発光装置の光度もしくは輝度が最大もしくは極大となる方向を含む有限の立体角内、例えば最大でπ(sr)、最小でπ/100(sr)でありうる。また、発光装置の放射強度あるいは放射輝度が最大もしくは極大となる方向でありうる。また、発光装置の放射強度あるいは放射輝度が最大もしくは極大となる方向を含む有限の立体角内、例えば最大でπ(sr)、最小でπ/100(sr)でありうる。
発光装置が、前記LED照明器具や蛍光ランプを内在する照明器具を複数搭載した照明システムである場合は、主たる放射方向は、各発光装置の平面的中心の鉛直方向、当該鉛直方向を含む有限の立体角内、例えば最大でπ(sr)、最小でπ/100(sr)でありうる。また、発光装置の光度もしくは輝度が最大もしくは極大となる方向でありうる。また、発光装置の光度もしくは輝度が最大もしくは極大となる方向を含む有限の立体角内、例えば最大でπ(sr)、最小でπ/100(sr)でありうる。また、発光装置の放射強度あるいは放射輝度が最大もしくは極大となる方向でありうる。また、発光装置の放射強度あるいは放射輝度が最大もしくは極大となる方向を含む有限の立体角内、例えば最大でπ(sr)、最小でπ/100(sr)でありうる。
発光装置から当該主たる放射方向に出射された光の分光分布を計測するためには、計測点における照度が実用上の照度(後述の通り150lx以上5000lx以下)となる距離で計測することが好ましい。
成は特段限定されない。
よって、例えば半導体発光装置を発光要素として含む場合においては、本実施態様に係る発光装置は、単体の半導体発光素子に通電機構としてのリード線等を付与したものでも、放熱機構等をさらに付与し蛍光体等と一体にしたパッケージ化LED等でも良い。また1以上のパッケージ化LEDにさらに堅牢な放熱機構を付与し、一般的には複数のパッケージLEDを搭載したLEDモジュールでもよい。さらには、パッケージLED等にレンズ、反射機構等を付与したLED照明器具であってもよい。さらに、LED照明器具等を多数支持し、対象物を照明できるように仕上げた照明システムであってもよい。本実施態様に係る発光装置とは、これらをすべて含んだものである。さらに、例えば放電管を発光要素として含む場合においては、本実施態様に係る発光装置は、単体の放電管に高圧を印加しうる機構を付与したものでも、放電管内部あるいは周辺に蛍光体を配置したものでもよい。また1以上の蛍光体を内在させた蛍光管を複数配置した照明器具でもよい。さらには、反射機構等を付与した照明器具であってもよい。さらに、これを照明システムとして制御回路等を付与してもよい。本実施態様に係る発光装置とは、これらをすべて含んだものである。
本発明者は、一般の室内照度環境下にあっても、屋外の高照度環境下で見たように、自然で、生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、物体の見えを実現できるスペクトルあるいは分光分布に共通する放射計測学的特性(radiometric property)、測光学的特性(photometric property)を見出した。さらに、当該スペクトルあるいは分光分布を有する光による照明を仮定した場合の特定の分光反射特性を有する色票の色の見えが、計算用基準光による照明を仮定した場合と比較して、どのように変化する場合(あるいは変化しない場合)に前記目的が実現可能かを、測色学(colorimetry)的観点から見出し、その全体として本発明に到達した。なお、本発明はこれまでの常識を覆す実験事実に立脚してなされたものでもある。
具体的な発明到達までの概要は以下の通りであった。
第一ステップとして、分光分布設定の自由度が高い、A)半導体発光素子と蛍光体を共に内在するパッケージLED光源、B)蛍光体を含まず、半導体発光素子のみを発光要素として内在するパッケージLED光源を想定し、数学的な基礎検討を行った。
この際に、計算用基準光による照明を仮定した場合と、検討対象とする試験光による照明を仮定した場合とで、特定の分光反射特性を有する色票の色の見えに関する数学的変化を指針としつつ、色相、飽和度(彩度)等が変化する試験光に関して詳細な検討を行った。特に屋外に対して1/10から1/1000程度に照度が下がる通常の屋内環境下でのハント効果を意識し、照明された物体の色の見えの飽和度が変化するような光源を中心に数学的に検討した。
青緑色、緑色、黄緑色、黄色、黄赤色、赤色、赤紫色等の全色相に渡る有彩色対象物を準備するように配慮した。さらに、白色物、黒色物などの無彩色の対象物も準備した。これらは静物、生花、食品、衣料品、印刷物等多数多種類なものを準備した。ここで、実験用基準光もしくは実験用擬似基準光で対象物を照明した場合の色の見えと、試験光で対象物を照明した場合の色の見えを、被験者に評価してもらった。前者と後者の比較は、類似したCCTと類似した照度で行った。評価は、いずれの光が、屋外で見たような、自然で、生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、物体の見えを相対的に実現できているかの観点で行ってもらった。また、この際に優劣の判断理由も尋ねた。
第一ステップにおいて、本発明の照明方法において主として検討した発光装置から出射された光が対象物を照明した位置における分光分布、及び、本発明の発光装置から出射される主たる放射方向の光が有する分光分布は、ハント効果を意識して、飽和度が基準の光で照明した場合から変化するものとした。ここで、色の見えやその変化を定量化するために、以下の選択を行った。
一般には、CRIで使用される試験色が選択肢となりうるが、平均演色評価数等を導出する際に使用しているR1からR8の色票は中彩度な色表であって、高彩度な色の飽和度を議論するには適さないと考えた。また、R9からR12は高彩度な色票であるが、全色相角範囲の詳細な議論にはサンプル数が足りない。
Technology)から提案されている新たな演色評価指標のひとつであるCQS(Color Quality Scale)(バージョン7.4及び7.5)で用いる色票と同じである。以下に本発明で用いた15種類の色票を列記する。また冒頭には、便宜上色票に与えた、番号を記載した。なお、本明細書中においては、これら番号をnと代表させる場合があり、たとえばn=3は、「5PB 4/12」の意味である。nは1から15の自然数である。
#01 7.5 P 4 /10
#02 10 PB 4 /10
#03 5 PB 4 /12
#04 7.5 B 5 /10
#05 10 BG 6 / 8
#06 2.5 BG 6 /10
#07 2.5 G 6 /12
#08 7.5 GY 7 /10
#09 2.5 GY 8 /10
#10 5 Y 8.5/12
#11 10 YR 7 /12
#12 5 YR 7 /12
#13 10 R 6 /12
#14 5 R 4 /14
#15 7.5 RP 4 /12
of 2000)を採用した。
第一ステップにおいて、パッケージLED光源を各種試作するためには、光源の色度点選択も重要である。光源、光源からの光で対象物が照明された位置における分光分布、又は、発光装置から出射された主たる放射方向の光が有する分光分布から導出される色度は、例えばCIE 1931(x、y)色度図でも定義できるが、より均等な色度図であるCIE 1976(u’、v’)色度図で議論することが好ましい。また、色度図上の位置をCCTとDuvで記述する際には特に(u’、(2/3)v’)色度図(CIE 1960(u、v)色度図と同義)が用いられる。なお、本明細書中で記載するDuvは、ANSI C78.377で定義されている量であって、(u’、(2/3)v’)色度図における黒体放射軌跡に対して最近接となる距離をその絶対値として示している。また、正符号は発光装置の色度点が黒体放射軌跡の上方(v’が大きい側)に位置し、負符号は発光装置の色度点が黒体放射軌跡の下方(v’が小さい側)に位置することを意味する。
同一の色度点にあっても、物体の色の見えは変えることができる。例えば、図1、図2、図3に示した3種類の分光分布(試験光)は、ピーク波長が425−475nmの半導体発光素子を内在し、これを、緑色蛍光体と赤色蛍光体の励起光源としたパッケージLEDを仮定して、同一の色度(CCTは5500K、Duvは0.0000)において、照明された物体の色の見えが異なるようにした例である。それぞれの分光分布を構成する緑色蛍光体と赤色蛍光体は同一材料を仮定しているが、青色半導体発光素子のピーク波長は、飽和度を変化させるべく、図1は459nm、図2は475nm、図3は425nmとした。それぞれの分光分布での照明と、その分光分布に対応する計算用基準光での照明を仮定すると、当該15色票の予想される色の見えは、図1から図3のCIELAB色空間に示したようになる。ここで、図中点線で結んだ点は計算用基準光での照明を仮定した場合であって、実線はそれぞれの試験光での照明を仮定した場合である。なお、紙面垂直方
向は明度であるが、ここでは簡便のためにa*、b*軸のみをプロットした。
このように同一色度点において色の見えは変化させ得ることが理解できる。
比較すると、比較的均等に当該15種類の色票の飽和度を変化させ得ることも分かった。なお、計算用基準光の場合と、図中の試験光の場合とでは、当該15種類の色票の色の見えはDuvを正方向にシフトさせた場合、青から青緑領域を除いて、ほぼすべての色がくすんで見えることが予想された。さらにDuvを正にすればするほど、飽和度が低下する傾向も予想された。図5、図6の分光分布から計算されるRaは、それぞれ94と89であった。
合から離れ、悪化すると予想された。
ない系として実現したものである。ここに見られるように、Duvを負方向にシフトさせると、Duv=0.0001の試験光の場合と比較して、より広範な色相域において当該15種類の色票の飽和度を変化させ得ることが分かった。また、Duv=0.0001の試験光の場合と比較すると、比較的均等に当該15種類の色票の飽和度を変化させ得ることも分かった。なお、計算用基準光での照明を仮定した場合と、図中試験光での照明を仮定した場合では、当該15種類の色票の色の見えは、Duvを負方向にシフトさせた場合、青領域を除いて、ほぼすべての色が鮮やかに見えることが予想された。さらにDuvを負にすればするほど、飽和度が上昇する傾向も予想された。図28から図32の試験光から計算されるRaは、それぞれ89、80、71、61、56であって、現在一般に広がっている理解に従えば、Duvの値を負にすればするほど、色の見えは基準光で照明した場合から離れ、悪化すると予想された。
ここまでの計算検討から、「現在広く信じられている常識に従えば」以下のことが予想された。
(1)Duv=0.0000近傍の色度点を有する試験光で、当該15色票の飽和度を変化させる自由度は低い。具体的には高彩度な当該15色票の大多数の色相の飽和度を一度に変化させる、あるいは、多数の色相において比較的均等に飽和度を向上させる、低下させるなどのことは困難である。
(2)試験光のDuvを正にすると、当該15色票の飽和度を比較的容易に低下できる。Duv=0.0000の試験光の場合と比較して、より広範な色相域において、かつ、比較的均等に当該15種類の色票の飽和度を低下させ得る。さらにDuvを正にすればするほど、飽和度がより低下する。また、Raがより低下することから、視覚実験等では、Duvを正にすればするほど、実験用基準光や実験用疑似基準光で実際の照明対象物等を照明した場合と、試験光で照明した場合の色の見えは差が大きくなり、また、それは悪化したものとなってしまうと予想された。特に白色は黄色(緑色)かかり、色の見えは全体に不自然に見えると予想された。
(3)Duvを負にすると、当該15色票の飽和度を比較的容易に上昇できる。Duv=0.0000の試験光の場合と比較して、より広範な色相域において、かつ、比較的均等に当該15種類の色票の飽和度を向上させ得る。さらにDuvを負にすればするほど、飽和度がより上昇する。また、Raがより低下することから、Duvを負にすればするほど、実験用基準光や実験用疑似基準光で実際の照明対象物等を照明した場合と、試験光で照明した場合の色の見えは差が大きくなり、また、それは悪化したものとなってしまうと予想された。特に白色は赤色(桃色)かかり、色の見えは全体に不自然に見えると予想された。
色の見えや、分光分布そのものが有する特徴、放射効率などを詳細に議論する準備として、また、色の見えを詳細に議論する準備として、本発明では、以下の定量指標を導入した。
[色の見えに関わる定量指標の導入]
先ず、当該試験光で対象物を照明した場合における対象物の位置で測定した試験光(本発明の照明方法に係る)、及び、発光装置が試験光を主たる放射方向に出射する場合における当該試験光(本発明の発光装置に係る)のCIE 1976 L*a*b*色空間における当該15種類の色票のa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)、当該15種類の色票の色相角をそれぞれθnSSL(度)(ただしnは1から15の自然数)とし、上記試験光のCCTに応じて選択される計算
用基準の光(5000K未満は黒体放射の光、5000K以上においてはCIE昼光)による照明を数学的に仮定した場合のCIE 1976 L*a*b*色空間における当該15種類の色票のa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)、当該15種類の色票の色相角をそれぞれθnref(度)(ただしnは1から15の自然数)とし、当該2つの光で照明された場合の当該15種類の修正マンセル色票のそれぞれの色相角差Δhn(度)(ただしnは1から15の自然数)の絶対値を
|Δhn|=|θnSSL−θnref|
と定義した。
ΔCn=√{(a* nSSL)2+(b* nSSL)2}−√{(a* nref)2+(b* nref)2}
と定義した。また、当該15種類の修正マンセル色票の飽和度差の平均値である下記式(1)も重要な指標と考えた。
さらに、当該15種類の修正マンセル色票の飽和度差の最大値をΔCmax、飽和度差の最小値をΔCminとした場合に、最大飽和度差と最小飽和度差の間の差(最大最小飽和度差間差)である
(ΔCmax−ΔCmin)
も重要な指標と考えた。これは試験光と実験用基準光あるいは実験用擬似基準光を用いて視覚実験を行うに当たり、さまざまな物体、あるいは物体の色の見えを全体として評価し、自然で、生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、物体の見えを実現する手段として、本発明で特別に選択した当該15種類の修正マンセル色票の飽和度差に関わる種々の特性は重要な指標になると考えたからである。
本発明では、分光分布の放射計測学的特性、測光学的特性も議論するために、以下の2つの定量指標を導入した。ひとつは指標Acgであって、もうひとつの指標は放射効率K(lm/W)である。
的特性としても記述することを試みたものである。種々の検討の結果、指標Acgを本発明では以下のように定義した。
Yref=k∫φref(λ)・y(λ)dλ
YSSL=k∫φSSL(λ)・y(λ)dλ
ここで、計算用基準光と試験光の分光分布をそれぞれのYで規格化した規格化分光分布を
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
と定義し、これら規格化基準光分光分布と規格化試験光分光分布の差を
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
とした。さらに、ここで、指標Acgを以下のように定義した。
なお、ここで各積分の上下限波長は、それぞれ
Λ1=380nm
Λ2=495nm
Λ3=590nm
とした。
スペクトル強度が強い場合に、指標Acgの第一項(ΔS(λ)の積分)はマイナスの値をとりやすい。中間波長領域においては、逆に、規格化基準光分光分布よりも規格化試験光分光分布のスペクトル強度が弱い場合に、指標Acgの第二項(−ΔS(λ)の積分)はマイナスの値をとりやすい。さらに、長波長領域においては、規格化基準光分光分布よりも規格化試験光分光分布のスペクトル強度が強い場合に、指標Acgの第三項(ΔS(λ)の積分)はマイナスの値をとりやすい指標となっている。
上記式において、
Km:最大視感度(lm/W)
V(λ):分光視感効率
λ:波長(nm)
である。
前述の通り、第二ステップとしては、数学的に検討したスペクトル(試験光)を元に、パッケージLED光源、照明器具を試作した。また、計算用基準光に近接した色の見えとなる高Raかつ高Riである光(実験用擬似基準光)用の光源、これを内在した照明器具も試作した。
具体的には、青色半導体発光素子で緑色蛍光体、赤色蛍光体を励起した光源、青色半導体発光素子で黄色蛍光体、赤色蛍光体を励起した光源、紫色半導体発光素子で青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体を励起した光源を試作し、器具化した。
青色蛍光体としてはBAMまたはSBCAを用いた。緑色蛍光体としてはBSS、β−SiAlON、またはBSONを用いた。黄色蛍光体としてはYAGを用いた。赤色蛍光体としてはCASONまたはSCASNを用いた。
第三ステップとしては、実験用基準光(あるいは実験用擬似基準光)と試験光を切り替えて、多数の観察対象物の色の見えを被験者に評価してもらう比較視覚実験を行った。当該照明システムは暗室中に設置し外乱を排除した。また、観察対象物の位置における照度は、照明システムに搭載した実験用基準光(あるいは実験用擬似基準光)、試験光の器具数を変化させて、ほぼ一致させた。照度は約150lxから約5000lxの範囲で実験を行った。
実際に照明対象物、観察物としたものを以下に例示する。ここでは、紫色、青紫色、青色、青緑色、緑色、黄緑色、黄色、黄赤色、赤色、赤紫色等の全色相に渡る有彩色対象物を準備するように配慮した。さらに、白色物、黒色物などの無彩色の対象物も準備した。また、静物、生花、食品、衣料品、印刷物等、多数多種類なものを準備した。また、実験においては被験者(日本人)自身の肌も観察対象とした。なお、以下の物体名称前に一部付記した色名称は、種々通常の環境下でそのように見えるという意味で、厳密な色の表現ではない。
紫色生花
青紫布製ハンカチ、ブルージーンズ、青緑タオル
緑色パプリカ、レタス、千切りキャベツ、ブロッコリー、緑ライム、緑色りんご
黄色バナナ、黄色パプリカ、黄緑色レモン、黄色ガーベラ、卵焼き
橙色オレンジ、橙色パプリカ、にんじん
赤色トマト、赤色りんご、赤色パプリカ、赤色ウインナー、梅干
ピンク色ネクタイ、ピンクガーベラ、しゃけ塩焼き
小豆色ネクタイ、ベージュ作業着、コロッケ、とんかつ、ごぼう、クッキー、チョコレート、
落花生、木製器
被験者(日本人)自身の肌
新聞紙、白背景上の黒文字を含むカラー印刷物(多色ずり)、文庫本、週刊誌
外壁材色見本(三菱樹脂社製 アルポリック 白、青、緑、黄色、赤)
カラーチェッカー(X―rite社製 Color checker classic 18色の有彩色と6種類の無彩色(白1、灰色4、黒1)を含む計24色の色票)
なお、カラーチェッカー中の各色票の名称とマンセル表記は、以下の通りである。
Name Munsell Notation
Dark skin 3.05 YR 3.69/3.20
Light skin 2.2 YR 6.47/4.10
Blue sky 4.3 PB 4.95/5.55
Foliage 6.65 GY 4.19/4.15
Blue flower 9.65 PB 5.47/6.70
Bluish green 2.5 BG 7/6
Orange 5 YR 6/11
Purplish blue 7.5 PB 4/10.7
Moderate red 2.5 R 5/10
Purple 5 P 3/7
Yellow green 5 GY 7.08/9.1
Orange yellow 10 YR 7/10.5
Blue 7.5 PB 2.90/12.75
Green 0.1 G 5.38/9.65
Red 5 R 4/12
Yellow 5 Y 8/11.1
Magenta 2.5 RP 5/12
Cyan 5 B 5/8
White N 9.5/
Neutral 8 N 8/
Neutral 6.5 N 6.5/
Neutral 5 N 5/
Neutral 3.5 N 3.5/
Black N 2/
準備した実験用基準光、実験用擬似基準光、試験光を、照明対象物の位置で測定したCCT毎に(本発明の照明方法に係る)、又は、準備した実験用基準光、実験用擬似基準光、試験光の、主たる放射方向に出射された光を計測し、それぞれをCCT毎に(本発明の発光装置に係る)、6実験用に分類をした。すなわち、以下の通りである。
第四ステップでは、第二ステップで試作したLED光源/器具/システムを用いて、第三ステップで行った比較視覚実験の結果をまとめた。表2は実験Aに対応し、表3は実験Bに対応する結果である。以下同様に、表7は実験Fに対応する結果である。表2〜7において、基準光に対する試験光の総合評価は、同程度の見えを表す「0」を中心に、試験光が若干好ましいとの評価は「1」、試験光が好ましいとの評価は「2」、試験光がより好ましいとの評価は「3」、試験光が非常に好ましいとの評価は「4」、試験光が格段に好ましいとの評価は「5」とした。一方、試験光が若干好ましくないとの評価を「−1」、試験光が好ましくないとの評価を「−2」、試験光がより好ましくないとの評価を「−3」、試験光が非常に好ましくないとの評価を「−4」、試験光が格段に好ましくないとの評価を「−5」とした。
なお、「1」の評価は、試験光が若干好ましいと判断されたものであるので、ここでは「2」以上に評価された試験光を真に好ましい試験光と判断した。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)を指標としてまとめた。なお、|Δhn|、ΔCnは、nを選択すると値が変化するが、ここでは最大値と最小値を示した。これらの値も表2から表7に合わせて記載した。なお、照明対象物の色の見えに関して、被験者の総合的評価結果が照明対象物の位置における試験光(本発明の照明方法に係る)、又は、発光装置から出射された主たる放射方向の試験光(本発明の発光装置に係る)のDuv値に比較的依存していたので、表2から表7は、Duvの値が低下する順に並べた。
全体としては、本実験によって、Duvが適切な値で負の値をとり、かつ、|Δhn|、
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)等が適切な範囲にある場合、又は、指標Acg等が適切な範囲にある場合に、試験光で照明していた実観察物の物体の見え、色の見えは、実験用基準光で照明した場合よりも好ましいと判断された。これはステップ1で「現在広く信じられている常識に照らした結果」に対して予想外であった。
以下実験結果を考察する。なお、表中の試験光及び比較試験光を総称して「試験光」と称する場合がある。
1)試験光のDuvが、実験用基準光(あるいは実験用疑似基準光)よりも正側であった
場合
表4、表5、表7には、試験光のDuvが、実験用基準光(あるいは実験用疑似基準光)よりも正側の結果が含まれている。ここから、試験光のDuvが正になればなるほど、照明対象物の色の見えや物体の見えに関し、被験者は好ましくなくなったとの判断をしたことが分かる。具体的には、以下の通りであった。
試験光のDuvが正になればなるほど、全体的傾向としてRaが低下することから、これらの結果のいくつかは、ステップ1の数学的な詳細検討から予想可能な範囲であったと言える。
表2から表7のすべてに、試験光のDuvが、実験用基準光(あるいは実験用疑似基準光)よりも負側の結果が含まれている。これらによれば、試験光のDuvが適正範囲で負であって、かつ、表中の各種指標が適正範囲に入っていれば、照明対象物の色の見えや物体の見えに関し、被験者は好ましい、より好ましい、非常に好ましい、また、格段に好ましいと判断したことが分かる。一方、試験光のDuvが同様の範囲で負であっても、表中の各種指標が適正範囲になかった場合においては、表2から表5に示されるように、試験光による色の見えや物体の見えが好ましくない乃至は若干好ましいと判断されたことも分かる。
さらに、カラーチェッカーの灰色部分は、試験光のDuvが適正範囲で負で、かつ、表中の各種指標が適正範囲内の場合では、実験用基準光(あるいは実験用疑似基準光)で照明した場合と比較して、それぞれの明度差が、増したように見えた、より増したように見えた、非常に増したように見えた、格段に増したように見えたと被験者は判断した。また
、被験者は、最適範囲に近接するにつれ、より自然でより視認性の高い見えになっていったことを指摘した。これは全く予想外の結果であった。
さらに、印刷物の文字は、試験光のDuvが適正範囲で負で、かつ、表中の各種指標が適正範囲内の場合では、実験用基準光(あるいは実験用疑似基準光)で照明した場合と比較して、見やすくなった、より見やすくなった、非常に見やすくなった、格段に見やすくなったと被験者は判断した。また、被験者は、最適範囲に近接するにつれ、より自然でより視認性の高い文字の見えになっていったことを指摘した。これは全く予想外の結果であった。
さらに、各種外壁材色見本の色の見えは、試験光のDuvが適正範囲で負で、かつ、表中の各種指標が適正範囲内の場合では、実験用基準光(あるいは実験用疑似基準光)で照明した場合と比較して、屋外で見た際の記憶と、近接していた、より近接していた、非常に近接していた、また、格段に近接していたと被験者は判断した。また、被験者は、最適範囲に近接するにつれ、より自然で、屋外で見た際の記憶と近接した好ましい色の見えにな っていったことを指摘した。これは全く予想外の結果であった。
さらに、同種類似色の生花花弁の色差は、試験光のDuvが適正範囲で負で、かつ、表中の各種指標が適正範囲内の場合では、実験用基準光(あるいは実験用疑似基準光)で照明した場合と比較して、識別しやすかった、より識別しやすかった、非常に識別しやすかった、また、格段に識別しやすかったと被験者は判断した。また、被験者は、Duvが実験した範囲内で適正上限よりも負になればなるほど、より識別しやすかったことを指摘した。これは全く予想外の結果であった。
これらの結果は、ステップ1の数学的な詳細検討からは、全く予想外であったと言える。表2から表7にある通り、Raの値のみに注目すれば、Raが95以上である試験光も多数あったにも関わらず、たとえば、総合的に「格段に良好」とされた試験光のRaは82から91程度であった。また、今回の比較視覚実験は、ANSI C78.377−2008に記載されているDuvの範囲を超えて行っている。よって上記の結果は、現在の常識的推奨色度範囲の外に、照明された物体の色の見えに関する知覚良好領域があることを新たに見出したものと言える。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)が適正範囲にある必要があった。また、指標Acg、放射効率K(lm/W)が適正範囲にあることが好ましいことが解った。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)の特性を考えると、以下の傾向であったことが分かる。すなわち、良好な色の見え、物体の見えとなる試験光は、計算用基準光で照明した場合を仮定した当該15色票の色の見えと、実測した試験光分光分布で照明した場合を仮定した当該15色票の色の見えに関して、以下の特性を有していた。
が、計算用基準光による照明のそれと比較して適正な範囲で上がっていた。かつ、当該平均値だけでなく、15色票の飽和度(ΔCn)を個別に見ても、試験光による照明の当該15色票の各ΔCnが、計算用基準光による照明のそれらと比較して、極端に低下しているものも極端に向上しているものもなく、すべてが適正範囲にあり、この結果として最大最小飽和度差間差(ΔCmax−ΔCmin)が適正な範囲で狭かった。さらに、簡略化すれば、当該15色票に対して基準光での照明を仮定した場合に比較して、試験光での照明を仮定した場合は、当該15色票すべての色相において、色相角差が少なく、かつ、適正な範囲で15色票の飽和度が比較的均等に向上している場合が理想的であると推察できる。
さらに図37と図38は、表5の中で、総合判断として「格段に好ましい」と判断された試験光10の結果を上記と同様にまとめたもので、図39と図40は、表6中で、総合判断として「格段に好ましい」と判断された試験光14の結果を上記と同様にまとめたものである。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)の特性のうちいくつかが適正でなかったと考えられる。図41、図42は比較試験光19について、図35、図36等と同様に規格化分光分布と15色票の色の見えに関するCIELABプロットを行った結果である。この図からも明らかなように、当該15色票に対して基準光での照明を仮定した場合と、試験光での照明を仮定した場合とを比較すると、当該15色票のいくつかの色相において、色相角差がおおきく、また、15色票の飽和度が非常に不均等に変化していることが分かる。
本発明の第一の実施態様に係る照明方法におけるDuvは、−0.0075以下であって、より好ましくは−0.0100以下であって、非常に好ましくは−0.0120以下であって、格段に好ましくは−0.0160以下であった。
また、本発明の第一の実施態様に係る照明方法におけるDuvは、−0.0325以上であって、好ましくは、−0.0290以上であって、より好ましくは−0.0250以上であって、非常に好ましくは−0.0230以上であって、格段に好ましくは−0.0200以上であった。
なお、本発明の第一の実施態様に係る照明方法における|Δhn|は0以上で、視覚実験時の最小値は0.0029であった。さらに、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討範囲の内側にあり最も広い|Δhn|の好ましい範囲は、8.3以下、0.003以上であった。
は、1.7以上であって、好ましくは、1.9以上であって、非常に好ましくは2.3以上であって、格段に好ましくは2.6以上であった。
また、7.0以下であって、好ましくは6.4以下であって、非常に好ましくは、5.1以下であって、格段に好ましくは4.7以下であった。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討範囲の内側にあり最も広い上記指標の好ましい範囲は、2.0以上、6.3以下であった。
また、本発明の第一の実施態様に係る照明方法におけるΔCnは、18.6以下であって、非常に好ましくは17.0以下であって、格段に好ましくは15.0以下であった。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討範囲の内側にあり最も広いΔCnの好ましい範囲は、−2.4以上、16.8以下であった。
また、本発明の第一の実施態様に係る照明方法における(ΔCmax−ΔCmin)は3.0以上で、視覚実験時の最小値は3.36であった。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討範囲の内側にあり最も広い(ΔCmax−ΔCmin)の好ましい範囲は、3.4以上、17.8以下であった。
また、本発明におけるDuvは、−0.0325以上であって、好ましくは、−0.0290以上であって、より好ましくは−0.0250以上であって、非常に好ましくは−0.0230以上であって、格段に好ましくは−0.0200以上であった。
表2から表7の結果より、本発明の第一の実施態様に係る照明方法の好適な分光分布はAcgが−26以下であって−280以上であった。正確な定義は前述の通りであるが、この物理的なおおよその意味、見通しの良い解釈は、以下の通りである。Acgが適切な範囲で負の値を取るとの意味は、規格化試験光分光分布に適切な凹凸があり、380nmから495nm間の短波長領域では、数学的な規格化基準光分光分布よりも規格化試験光分光分布の放射束強度が強い傾向にあり、および/または、495nmから590nmの中間波長領域では、数学的な規格化基準光分光分布よりも規格化試験光分光分布の放射束強度が弱い傾向にあり、および/または、590nmからΛ4までの長波長領域では、数学的な規格化基準光分光分布よりも規格化試験光分光分布の放射束強度が強い傾向にあることを意味している。Acgは短波長領域、中間波長領域、長波長領域におけるそれぞれの要素の総和なので、各個別の要素は、必ずしも上記傾向でない場合もあり得る。そのうえで、Acgが定量的に−26以下−280以上の場合に、良好な色の見え、良好な物体の見えとなったと理解できる。
好ましくは−114以下であった。
また、本発明の第一の実施態様に係る照明方法においては、Acgは、好適には−280以上であって、好ましくは−260以上であって、非常に好ましくは−181以上であって、格段に好ましくは−178以上であった。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討範囲の内側にあり最も広いAcgの好ましい範囲は、−253以上、−29以下であった。
本発明の第一の実施態様に係る照明方法による分光分布が有する放射効率は、好適には180(lm/W)から320(lm/W)の範囲であって、通常の白熱電球等の値である150(lm/W)よりも最低でも20%以上高かった。これはV(λ)との関係において、分光分布の適切な位置に適切な凹凸があったためであると考えられる。色の見えとの両立との観点では、本発明の照明方法の放射効率は、以下の範囲が好ましかった。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討範囲の内側にあり最も広いKの好ましい範囲は、210(lm/W)以上、288(lm/W)以下であった。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)をより適切な値とするためには、本発明の照明方法において、CCTは4000Kに近い値をとることが好ましかった。これは4000K付近の光は基準の光を見てもその分光分布が波長にあまり依存せずに等エネルギー的であって、基準の光に対して容易に凹凸を形成した試験光分光分布が実現できるためと考えられる。換言すると、他のCCTの場合と比較しても、|Δhn|と(ΔCmax−ΔCmin)を比較的小さく保持したまま、
を増加させ、大多数の色票に対するΔCnを所望の値に容易に制御可能である。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討範囲の内側にあり最も広いCCTの好ましい範囲は、2550(K)以上、5650(K)以下であった。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)が適正範囲にあることが好ましいことが解った。
また、本発明におけるDuvは、−0.0325以上であって、好ましくは、−0.0290以上であって、より好ましくは−0.0250以上であって、非常に好ましくは−0.0230以上であって、格段に好ましくは−0.0200以上であった。
が適切な範囲で負の値を取るとの意味は、規格化試験光分光分布に適切な凹凸があり、380nmから495nm間の短波長領域では、数学的な規格化基準光分光分布よりも規格化試験光分光分布の放射束強度が強い傾向にあり、および/または、495nmから590nmの中間波長領域では、数学的な規格化基準光分光分布よりも規格化試験光分光分布の放射束強度が弱い傾向にあり、および/または、590nmからΛ4までの長波長領域では、数学的な規格化基準光分光分布よりも規格化試験光分光分布の放射束強度が強い傾向にあることを意味している。そのうえで、Acgが定量的に−26以下−280以上の場合に、良好な色の見え、良好な物体の見えとなったと理解できる。
また、本発明の第二の実施態様に係る発光装置から主たる放射方向に出射される光の分光分布から導出されるAcgは−280以上であって、好ましくは−260以上であって、非常に好ましくは−181以上であって、格段に好ましくは−178以上であった。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討中の好ましい実験結果の内側にあるAcgの好ましい範囲は、−253以上、−29以下であった。
本発明の第二の実施態様に係る発光装置による分光放射束が有する放射効率は、好適には180(lm/W)から320(lm/W)の範囲であって、通常の白熱電球等の値である150(lm/W)よりも最低でも20%以上高かった。これはV(λ)との関係において、分光分布の適切な位置に適切な凹凸があったためであると考えられる。色の見えとの両立との観点では、本発明の第二の実施態様に係る発光装置の放射効率は、以下の範囲が好ましかった。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討中の好ましい実験結果の内側にあるKの好ましい範囲は、210(lm/W)以上、288(lm/W)以下であった。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)の特性を考えると、以下の傾向であったことが分か
る。すなわち、良好な色の見え、物体の見えとなる試験光は、計算用基準光で照明した場合を仮定した当該15色票の色の見えと、実測した試験光分光分布で照明した場合を仮定した当該15色票の色の見えに関して、以下の特性を有していた。
が、計算用基準光による照明のそれと比較して適正な範囲で上がっていた。かつ、当該平均値だけでなく、15色票の飽和度(ΔCn)を個別に見ても、試験光による照明の当該15色票の各ΔCnが、計算用基準光による照明のそれらと比較して、極端に低下しているものも極端に向上しているものもなく、すべてが適正範囲にあり、この結果として最大最小飽和度差間差(ΔCmax−ΔCmin)が適正な範囲で狭かった。さらに、簡略化すれば、当該15色票に対して基準光での照明を仮定した場合に比較して、試験光での照明を仮定した場合は、当該15色票すべての色相において、色相角差が少なく、かつ、適正な範囲で15色票の飽和度が比較的均等に向上している場合が理想的であると推察できる。
さらに図37と図38は、表5の中で、総合判断として「格段に好ましい」と判断された試験光10の結果を上記と同様にまとめたもので、図39と図40は、表6中で、総合判断として「格段に好ましい」と判断された試験光14の結果を上記と同様にまとめたものである。
での照明を仮定した場合とを比較すると、当該15色票のいくつかの色相において、色相角差がおおきく、また、15色票の飽和度が非常に不均等に変化していることが分かる。
本発明の第二の実施態様に係る発光装置におけるDuvは、前述の通り、−0.0075以下であって、より好ましくは−0.0100以下であって、非常に好ましくは−0.0120以下であって、格段に好ましくは−0.0160以下であった。
また、本発明の第二の実施態様に係る発光装置におけるDuvは、−0.0325以上であって、好ましくは、−0.0290以上であって、より好ましくは−0.0250以上であって、非常に好ましくは−0.0230以上であって、格段に好ましくは−0.0200以上であった。
なお、本発明の第二の実施態様に係る発光装置における|Δhn|は0以上が好適であり、視覚実験時の最小値は0.0029であった。さらに、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討中の好ましい実験結果の内側にある|Δhn|の好ましい範囲は、8.3以下、0.003以上であった。
は、1.7以上であることが好適であり、好ましくは、1.9以上であって、非常に好ましくは2.3以上であって、格段に好ましくは2.6以上であった。
また、7.0以下であることが好適であり、好ましくは6.4以下であって、非常に好ましくは、5.1以下であって、格段に好ましくは4.7以下であった。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討中の好ましい実験結果の内側にある上記指標の好ましい範囲は、2.0以上、6.3以下であった。
また、本発明の第二の実施態様に係る発光装置におけるΔCnは、18.6以下であることが好適であり、非常に好ましくは17.0以下であって、格段に好ましくは15.0以下であった。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討中の好ましい実験結果の内側にあるΔCnの好ましい範囲は、−2.4以上、16.8以下であった。
また、本発明の第二の実施態様に係る発光装置における(ΔCmax−ΔCmin)は3.0以上であることが好適であり、視覚実験時の最小値は3.36であった。なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討中の好ましい実験結果の内側にある(ΔCmax−ΔCmin)の好ましい範囲は、3.4以上、17.8以下であった。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)をより適切な値とするためには、本発明の第二の実施態様に係る発光装置において、CCTは4000Kに近い値をとることが好ましかった。これは4000K付近の光は基準の光を見てもその分光分布が波長にあまり依存せずに等エネルギー的であって、基準の光に対して容易に凹凸を形成した試験光分光分布が実現できるためと考えられる。換言すると、他のCCTの場合と比較しても、|Δhn|と(ΔCmax−ΔCmin)を比較的小さく保持したまま、
を増加させ、大多数の色票に対するΔCnを所望の値に容易に制御可能である。
なお、視覚実験で実試験光を用いた検討がなされ、当該検討中の好ましい実験結果の内側にあるCCTの好ましい範囲は、2550(K)以上、5650(K)以下であった。
おいて、複数の発光要素を有することが格段に好ましい。これは1領域中に2つ以上のピーク波長を有するように発光要素を内在させることで分光分布の制御性が格段に向上し、数学的には、照明された対象物の色の見えを所望のように制御しやすくなるからである。
全幅は、2nm以上が好ましく、4nm以上がより好ましく、6nm以上が非常に好ましく、8nm以上が格段に好ましい。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)等を適切な数値範囲にしやすくなるために好ましい。さらに、比較的狭帯域の蛍光体を用いると、広帯域蛍光体を用いる場合よりもDuv制御も容易になるために好ましい。
半導体発光素子としては、サファイア基板上やGaN基板上に形成されたIn(Al)GaN系材料を活性層構造中に含む紫色発光素子(ピーク波長が395nmから420nm程度)、青紫色発光素子(ピーク波長が420nmから455nm程度)、青色発光素子(ピーク波長が455nmから485nm程度)が好ましい。さらに、GaAs基板上に形成されたZn(Cd)(S)Se系材料を活性層構造中に含む青色発光素子(ピーク波長が455nmから485nm程度)も好ましい。
以下に述べる半導体発光素子や蛍光体等の発光要素(発光材料)の呈する放射束の分光分布やそのピーク波長についても、同様のことが言える。
(Ba、Sr、Ca)MgAl10O17:Mn,Eu (5)
(一般式(5)で表されるアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体をBAM蛍光体と呼ぶ。)
SraBabEux(PO4)cXd (5)´
(一般式(5)´において、XはClである。また、c、d及びxは、2.7≦c≦3.3、0.9≦d≦1.1、0.3≦x≦1.2を満足する数である。さらに、a及びbは、a+b=5−xかつ0≦b/(a+b)≦0.6の条件を満足する。)(一般式(5)
´で表されるアルカリ土類ハロリン酸塩蛍光体のうちBaを含有するものをSBCA蛍光体と呼び、Baを含有しないものをSCA蛍光体と呼ぶ。)
これらの蛍光体である、BAM蛍光体、SBCA蛍光体、SCA蛍光体、およびBa−SION蛍光体((Ba,Sr,Ca,Mg)Si2O2N2:Eu)、および(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu2+蛍光体などが好ましく例示できる。
半導体発光素子としては、サファイア基板上あるいはGaN基板上のIn(Al)GaN系材料を活性層構造中に含む青緑発光素子(ピーク波長が495nmから500nm程度)、緑色発光素子(ピーク波長が500nmから530nm程度)、黄緑色発光素子(ピーク波長が530nmから570nm程度)、黄色発光素子(ピーク波長が570nmから580nm程度)が好ましい。また、GaP基板上のGaPによる黄緑色発光素子(ピーク波長が530nmから570nm程度)、GaP基板上のGaAsPによる黄色発光素子(ピーク波長が570nmから580nm程度)も好ましい。さらに、GaAs基板上のAlInGaPによる黄色発光素子(ピーク波長が570nmから580nm程度)も好ましい。
特に、In(Al)GaN系材料を用いた場合には、黄色発光素子と比較すると活性層構造内でIn濃度が低くなる黄緑色発光素子、緑色発光素子、青緑色発光素子は、Inの偏析による発光波長ゆらぎが小さくなり発光スペクトルの半値全幅が狭くなるために、好ましい。すなわち、本発明においてΛ2(495nm)からΛ3(590nm)の中間波長領域に発光ピークを有する半導体発光素子は、黄色発光素子(ピーク波長が570nmから580nm程度)が好ましく、これより波長の短い黄緑色発光素子(ピーク波長が530nmから570nm程度)がより好ましくこれより波長の短い緑色発光素子(ピーク波長が500nmから530nm程度)が非常に好ましく、青緑色発光素子(ピーク波長が495nmから500nm程度)が格段に好ましい。
本発明の照明方法又は発光装置で用いる中間波長領域の半導体発光素子は、その発光スペクトルの半値全幅が狭いことが好ましい。この観点で、中間波長領域で用いる半導体発光素子の半値全幅は、75nm以下が好ましく、60nm以下がより好ましく、50nm以下が非常に好ましく、40nm以下は格段に好ましい。また、極端な狭帯域スペクトルは、多種類の発光要素を発光装置内に搭載しなければ所望の特性を実現できない場合もあることから、中間波長領域で用いる半導体発光素子の半値全幅は、2nm以上が好ましく、4nm以上がより好ましく、6nm以上が非常に好ましく、8nm以上が格段に好ましい。
ましい。これは結晶成長方向に対する圧電分極効果が低減されるため、量子井戸層内の空間的な電子と正孔の波動関数の空間的な重なりが大きくなり、原理的に発光効率の向上とスペクトルの狭帯域化が実現できるからである。よって半極性あるいは無極性GaN基板上の半導体発光素子を用いることは、本発明との格段の相乗効果が期待できるため、非常に好ましい。
特にGaN基板上に中間波長領域の半導体発光素子を作成した場合においては、GaN基板側壁からの光取り出しを助長するように、基板は厚いことが好ましく、100μm以上が好ましく、200μm以上がより好ましく、400μm以上が非常に好ましく、600μm以上が格段に好ましい。一方で素子作成上の便から基板厚みは2mm以下が好ましく、1.8mm以下がより好ましく、1.6mm以下が非常に好ましく、1.4mm以下が格段に好ましい。
中間波長領域の蛍光体材料においては、Duvの制御性を考慮し、ピーク波長が495nmから500nmであることが好ましく、ピーク波長が500nmから530nmである場合と、ピーク波長が570nmから580nmである場合が同程度により好ましく、ピーク波長が530nmから570nmであることが非常に好ましい。
晶を母体とする緑色蛍光体である。この種の緑色蛍光体は、通常、紫外〜青色半導体発光素子を用いて励起可能である。
(BaaCabSrcMgdEux)SiO4 (6)
(一般式(6)においてa、b、c、dおよびxが、a+b+c+d+x=2、1.0 ≦ a ≦ 2.0、0 ≦ b < 0.2、0.2 ≦ c ≦ 0.8、0 ≦ d < 0.2
および0 < x ≦ 0.5を満たす。)(一般式(6)で表されるアルカリ土類ケイ酸塩をBSS蛍光体と呼ぶ。)
Ba1−x−y SrxEuy Mg1−z Mnz Al10O17 (6)´
(一般式(6)´においてx、yおよびzはそれぞれ0.1≦x≦0.4、0.25≦y≦0.6及び0.05≦z≦0.5を満たす。)(一般式(6)´で表されるアルカリ土類アルミン酸塩蛍光体をG−BAM蛍光体と呼ぶ。)
類金属スカンジウム酸塩結晶を母体とする緑色蛍光体、例えばCaSc2O4:Ceがある。その他、SrGaS4:Eu2+なども挙げられる。
さらにその他としては、(Ba,Ca,Sr,Mg,Zn,Eu)3Si6O12N2 で
表される酸窒化物蛍光体が挙げられる(これをBSON蛍光体と呼ぶ)。
半導体発光素子としては、GaAs基板上に形成されたAlGaAs系材料、GaAs基板上に形成された(Al)InGaP系材料を活性層構造中に含む橙発光素子(ピーク波長が590nmから600nm程度)、赤色発光素子(600nmから780nm)が好ましい。また、GaP基板上に形成されたGaAsP系材料を活性層構造中に含む赤色発光素子(600nmから780nm)が好ましい。
、1つのpn接合からなるホモ接合であってもよい。
長波長領域の蛍光体材料においては、ピーク波長はDuv制御性と放射効率の両立を考慮し、他の材料と一体として発光装置を作成した際に、そのピーク波長が630nmに近接することが非常に好ましい。すなわち、本発明においてΛ3(590nm)から780nmの長波長領域に発光ピークを有する蛍光体材料は、590nmから600nmの間にピークを有するようになることが好ましく、600nmから780nm程度にピークを有するようになることがより好ましく、ピーク波長が630nmに近接することが非常に好ましい。特にピーク波長が620nmから655nmとなる蛍光体材料が非常に好ましい。
イ酸塩からなる結晶を母体とする蛍光体が挙げられる。この種の赤色蛍光体は、通常、紫外〜青色半導体発光素子を用いて励起可能である。アルカリ土類ケイ窒化物結晶を母体とするものの具体例には、(Ca,Sr,Ba,Mg)AlSiN3:Euおよび/または(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Euで表される蛍光体(これをSCASN蛍光体と呼ぶ)、(CaAlSiN3)1−x(Si2N2O)x:Eu(ただし、xは0<x<0.5)で表される蛍光体(これをCASON蛍光体と呼ぶ)、(Sr,Ca,Ba)2AlxSi5−xOxN8−x:Eu(ただし0≦x≦2)で表される蛍光体、Euy(Sr,Ca,Ba)1−y:Al1+xSi4−xOxN7−x(ただし0≦x<4、0≦y<0.2)で表される蛍光体が挙げられる。
(La1−x−y,Eux,Lny)2O2S (7)
(一般式(7)において、x及びyはそれぞれ0.02≦x≦0.50及び0≦y≦0.50を満たす数を表し、LnはY、Gd、Lu、Sc、Sm及びErの少なくとも1種の3価希土類元素を表す。)(一般式(7)で表される酸硫化ランタン蛍光体をLOS蛍光体と呼ぶ。)
(k-x)MgO・xAF2・GeO2:yMn4+ (7)´
(一般式(7)´において、k、x、yは、各々、2.8≦k≦5、0.1≦x≦0.7、0.005≦y≦0.015を満たす数を表し、Aはカルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、亜鉛(Zn)、またはこれらの混合物である。)(一般式(7)で表されるジャーマネート蛍光体をMGOF蛍光体と呼ぶ。)
紫色LED(ピーク波長が395nmから420nm程度)を、短波長領域の発光要素とし、さらに短波長領域における発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるSBCA、SCA、BAMの中から選択される少なくとも1以上を光源に内在させ、中間波長領域における発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるβ−SiAlON、BSS、BSON
、G−BAMの中から選択される少なくとも1以上を光源に内在させ、長波長領域における発光要素としてCASON、SCASN、LOS、KSF、KSNAFの中から選択される少なくとも1以上を光源に内在させることは好ましい。
さらには、以下の通りである。
紫色LED(ピーク波長が395nmから420nm程度)を、短波長領域の第一発光要素とし、さらに短波長領域における第二発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるSBCAを光源に内在させ、中間波長領域における第一発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるβ−SiAlONを用い、長波長領域における第一発光要素としてCASONを用いることは非常に好ましい。
加えて、紫色LED(ピーク波長が395nmから420nm程度)を短波長領域の第一発光要素とし、さらに短波長領域における第二発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるSCAを光源に内在させ、中間波長領域における第一発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるβ−SiAlONを用い、長波長領域における第一発光要素としてCASONを用いることは非常に好ましい。
加えて、紫色LED(ピーク波長が395nmから420nm程度)を短波長領域の第一発光要素とし、さらに短波長領域における第二発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるBAMを光源に内在させ、中間波長領域における第一発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるBSSを用い、長波長領域における第一発光要素としてCASONを用いることは非常に好ましい。
一方、青紫色LED(ピーク波長が420nmから455nm程度)かつ/または青色LED(ピーク波長が455nmから485nm程度)を短波長領域の発光要素とし、中間波長領域における発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるβ−SiAlON、BSS、BSON、G−BAMの中から選択される少なくとも1以上を光源に内在させ、長波長領域における発光要素としてCASON、SCASN、LOS、KSF、KSNAFの中から選択される少なくとも1以上を光源に内在させることは好ましい。
さらには、以下の通りである。
青紫色LED(ピーク波長が420nmから455nm程度)かつ/または青色LED(ピーク波長が455nmから485nm程度)を短波長領域の発光要素とし、さらに中間波長領域における第一発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるBSONを用い、長波長領域における第一発光要素としてSCASNを用いることは非常に好ましい。
青紫色LED(ピーク波長が420nmから455nm程度)かつ/または青色LED(ピーク波長が455nmから485nm程度)を短波長領域の発光要素とし、さらに中間波長領域における第一発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるβ−SiAlONを用い、長波長領域における第一発光要素としてCASONを用いることは非常に好ましい。
青紫色LED(ピーク波長が420nmから455nm程度)かつ/または青色LED(ピーク波長が455nmから485nm程度)を短波長領域の発光要素とし、さらに中間波長領域における第一発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるβ−SiAlONを用い、長波長領域における第一発光要素としてCASONを用い、長波長領域における第二発光要素としてKSFもしくはKSNAFを用いることは非常に好ましい。
青紫色LED(ピーク波長が420nmから455nm程度)かつ/または、青色LED(ピーク波長が455nmから485nm程度)を短波長領域の発光要素とし、さらに中間波長領域における第一発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるβ−SiAlONを用い、長波長領域における第一発光要素としてSCASNを用いることは非常に好ましい。
青紫色LED(ピーク波長が420nmから455nm程度)かつ/または青色LED(ピーク波長が455nmから485nm程度)を短波長領域の発光要素とし、さらに中間波長領域における第一発光要素として比較的狭帯域な蛍光体であるβ−SiAlONを用い、長波長領域における第一発光要素としてSCASNを用い、長波長領域における第二発光要素としてKSFもしくはKSNAFを用いることは非常に好ましい。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)も、上記記載の発光要素を用いると所望の値に設定しやすくなるため、好ましい。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)を変化させるための手段としては、特にΔCnを増加させるためには、Duvを所望の値となるように分光分布を全体を調整したうえで、以下のようなことが可能である。各発光要素の半値全幅を狭い材料に置換し、スペクトル形状として各発光要素間を適切に分離する、各発光要素のスペクトル中に凹凸を形成すべく、照明光源、照明器具等の中に所望の波長を吸収するフィルターを設置する、発光装置中にさらに狭帯域な発光をする発光要素を追加搭載する等のことを行えばよい。
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)等の指標を適切な範囲にすることである。
換言すると、本発明の照明方法は、|Δhn|、
ΔCn、(ΔCmax−ΔCmin)、DuvSSL等が適切な範囲となっている光を照明対象物に照射する照明方法であり、本発明の照明方法に用いる発光装置としては、このような照明が可能な装置であれば、どのような構成をとる装置であっても構わない。当該装置は、たとえば照明光源単体であっても、当該光源を放熱板等の上に少なくとも1以上搭載している照明用モジュールであっても、当該光源あるいはモジュールにレンズ、反射機構、駆動用電気回路等を付与した照明器具であっても良い。さらには、光源単体、モジュール単体、器具単体等を集合させ、少なくともこれらを支持する機構を有する照明システムであってもよい。
このために、例えば、一般の白色紙上の黒文字等が読みやすくなる。このような特長を生かし、読書灯、学習机用照明、事務用照明等の作業用照明に応用することは好ましい。さらに、作業内容によっては、工場等において、細かな部品の外観検査を行う、布地などにおいて近接した色の識別を行う、生肉の鮮度確認のための色確認を行う、限度見本に照らした製品検査を行う等も考えられるが、本発明の照明方法により照明した場合には、近接した色相における色識別が容易になり、あたかも高照度環境下の様な快適な作業環境を
実現しうる。よってこのような観点でも作業用照明に適応することは好ましい。
よって、本発明の照明方法又は発光装置を家庭用等の一般照明に応用したとすれば、食品は新鮮に、かつ、食欲をそそるように見え、新聞や雑誌等も見やすく、段差等の視認性も上がり家庭内の安全性向上にもつながると考えられる。よって、本発明を家庭用照明に応用することは好ましい。また、衣料品、食品、車、かばん、靴、装飾品、家具等の展示物用照明としても好ましく、周辺から際立って視認させうる照明が可能である。化粧品等の、色の微妙な差が購入の決め手となる物品の照明としても好ましい。白色のドレス等の展示物用照明として使用すると、同じ白色でも、青みがかった白、クリーム色に近い白などの、微妙な色の差が視認しやすくなるため、本人の希望通りの色を選択することが可能となる。さらには、結婚式場、劇場等での演出用照明としても好適で、純粋な白色のドレス等は純白に見え、歌舞伎等の着物、隈取等もはっきりと見えるようになる。さらに肌色も際立ち好ましい。また、美容室の照明として使用すると、毛髪をカラー処理する場合、屋外で見たときと齟齬がないような色にすることが可能となり、染めすぎや染め不足を防ぐことができる。
Claims (88)
- 照明対象物を準備する照明対象物準備工程、および、発光装置から出射される光により対象物を照明する照明工程、を含む照明方法であって、
前記照明工程において、前記発光装置から出射される光が対象物を照明した際に、前記対象物の位置で測定した光が以下の(1)、(2)及び(3)を満たすように照明することを特徴とする照明方法。
(1)前記対象物の位置で測定した光のANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DuvSSLが、−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075である。
(2)前記対象物の位置で測定した光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
前記対象物の位置で測定した光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光による照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCnが
−2.7 ≦ ΔCn ≦ 18.6 (nは1から15の自然数)
を満たし、
下記式(1)で表される飽和度差の平均が下記式(2)を満たし、
かつ飽和度差の最大値をΔCmax、飽和度差の最小値をΔCminとした場合に、飽和度差の最大値と、飽和度差の最小値との間の差ΔCmax−ΔCminが
3.0 ≦ (ΔCmax−ΔCmin) ≦ 19.6
を満たす。
ただし、ΔCn=√{(a* nSSL)2+(b* nSSL)2}−√{(a* nref)2+(b* nref)2}とする。
15種類の修正マンセル色票
#01 7.5 P 4 /10
#02 10 PB 4 /10
#03 5 PB 4 /12
#04 7.5 B 5 /10
#05 10 BG 6 / 8
#06 2.5 BG 6 /10
#07 2.5 G 6 /12
#08 7.5 GY 7 /10
#09 2.5 GY 8 /10
#10 5 Y 8.5/12
#11 10 YR 7 /12
#12 5 YR 7 /12
#13 10 R 6 /12
#14 5 R 4 /14
#15 7.5 RP 4 /12
(3)前記対象物の位置で測定した光による照明を数学的に仮定した場合の上記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnSSL(度)(ただしnは1から15の自然数)とし、
前記対象物の位置で測定した光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光による照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnref(度)(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、色相角差の絶対値|Δhn|が
0 ≦ |Δhn| ≦ 9.0(度)(nは1から15の自然数)
を満たす。
ただし、Δhn=θnSSL−θnrefとする。 - 請求項1に記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光の分光分布をφSSL(λ)、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記対象物の位置で測定した光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記対象物の位置で測定した光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在し、
前記対象物の位置で測定した光の下記数式(3)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26を満たすことを特徴とする照明方法。
- 請求項1に記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光の分光分布をφSSL(λ)、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記対象物の位置で測定した光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記対象物の位置で測定した光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記対象物の位置で測定した光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在せず、
前記対象物の位置で測定した光の下記数式(4)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26を満たすことを特徴とする照明方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光の分光分布φSSL(λ)から導出される波長380nm以上780nm以下の範囲の放射効率K(lm/W)が
180(lm/W) ≦ K(lm/W) ≦ 320(lm/W)
を満たすことを特徴とする照明方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記色相角差の絶対値|Δhn|が
0.003 ≦ |Δhn| ≦ 8.3(度)(nは1から15の自然数)
を満たすことを特徴とする照明方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記一般式(1)で表される飽和度差の平均が下記式(2)´
を満たすことを特徴とする照明方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記飽和度差ΔCnが
−2.4 ≦ ΔCn ≦ 16.8 (nは1から15の自然数)
を満たすことを特徴とする照明方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記飽和度差の最大値と、前記飽和度差の最小値との間の差ΔCmax−ΔCminが
3.4 ≦ (ΔCmax−ΔCmin) ≦ 17.8
を満たすことを特徴とする照明方法。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光は、黒体放射軌跡からの距離DuvSSLが
−0.0250 ≦ DuvSSL ≦ −0.0100
を満たすことを特徴とする照明方法。 - 請求項2または請求項3に記載の照明方法であって、前記数式(3)または(4)で表される指標Acgが
−253 ≦ Acg ≦ −29
を満たすことを特徴とする照明方法。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の照明方法であって、
前記対象物の位置で測定した光は、分光分布φSSL(λ)から導出される波長380nm以上780nm以下の範囲の放射効率K(lm/W)が
210(lm/W) ≦ K(lm/W) ≦ 288(lm/W)
を満たすことを特徴とする照明方法。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記対象物の位置で測定した光の相関色温度TSSL(K)が
2550(K) ≦ TSSL(K) ≦ 5650(K)
を満たすことを特徴とする照明方法。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記対象物を照明する照度が150lx以上5000lx以下であることを特徴とする照明方法。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記発光装置は発光要素として半導体発光素子を備え、該半導体発光素子が出射する光を含めて1種類以上6種類以下の発光要素から出射される光を発することを特徴とする照明方法。
- 請求項14に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が380nm以上495nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上45nm以下であることを特徴とする照明方法。
- 請求項15に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であることを特徴とする照明方法。
- 請求項15に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が420nm以上455nm未満であることを特徴とする照明方法。
- 請求項15に記載の照明方法であって、当該半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が455nm以上485nm未満であることを特徴とする照明方法。
- 請求項14に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上75nm以下であることを特徴とする照明方法。
- 請求項14に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が590nm以上780nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上30nm以下であることを特徴とする照明方法。
- 請求項14〜20のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子はサファイア基板、GaN基板、GaAs基板、GaP基板からなる群から選択されるいずれかの基板上で作成されたことを特徴とする照明方法。
- 請求項14〜20のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子はGaN基板、またはGaP基板上で作成され、かつ前記基板の厚みが100μm以上2mm以下であることを特徴とする照明方法。
- 請求項14〜20のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記半導体発光素子はサファイア基板、またはGaAs基板上で作成され、かつ半導体発光素子は基板から剥離されてなることを特徴とする照明方法。
- 請求項14〜23のいずれか1項に記載の照明方法であって、発光要素として蛍光体を備えることを特徴とする照明方法。
- 請求項24に記載の照明方法であって、前記蛍光体は、発光スペクトルの異なる蛍光体を1種類以上5種類以下含むことを特徴とする照明方法。
- 請求項24または請求項25に記載の照明方法であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が380nm以上495nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上90nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする照明方法。
- 請求項26に記載の照明方法であって、前記蛍光体が下記一般式(5)で表される蛍光体、下記一般式(5)´で表される蛍光体、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu2+、および(Ba,Sr,Ca,Mg)Si2O2N2:Euからなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする照明方法。
(Ba、Sr、Ca)MgAl10O17:Mn,Eu (5)
SraBabEux(PO4)cXd (5)´
(一般式(5)´において、XはClである。また、c、d及びxは、2.7≦c≦3.3、0.9≦d≦1.1、0.3≦x≦1.2を満足する数である。さらに、a及びbは、a+b=5−xかつ0≦b/(a+b)≦0.6の条件を満足する。) - 請求項24または請求項25に記載の照明方法であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上130nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする照明方法。
- 請求項28に記載の照明方法であって、前記蛍光体がSi6−zAlzOzN8−z:Eu(ただし0<z<4.2)、下記一般式(6)で表される蛍光体、下記一般式(6)´で表される蛍光体、およびSrGaS4:Eu2+からなる群から選択される1種以上
を含むことを特徴とする照明方法。
(BaaCabSrcMgdEux)SiO4 (6)
(一般式(6)においてa、b、c、dおよびxが、a+b+c+d+x=2、1.0 ≦ a ≦ 2.0、0 ≦ b < 0.2、0.2 ≦ c ≦ 0.8、0 ≦ d < 0.2
および0 < x ≦ 0.5を満たす。)
Ba1−x−y SrxEuy Mg1−z Mnz Al10O17 (6)´
(一般式(6)´においてx、yおよびzはそれぞれ0.1≦x≦0.4、0.25≦y≦0.6及び0.05≦z≦0.5を満たす。) - 請求項24または請求項25に記載の照明方法であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が590nm以上780nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上130nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする照明方法。
- 請求項30に記載の照明方法であって、前記蛍光体が下記一般式(7)で表される蛍光体、下記一般式(7)´で表される蛍光体、(Sr,Ca,Ba)2AlxSi5−xOxN8−x:Eu(ただし0≦x≦2)、Euy(Sr,Ca,Ba)1−y:Al1+xSi4−xOxN7−x(ただし0≦x<4、0≦y<0.2)、K2SiF6:Mn4+、A2+xMyMnzFn(AはNaおよび/またはK;MはSiおよびAl;−1≦x≦1かつ0.9≦y+z≦1.1かつ0.001≦z≦0.4かつ5≦n≦7)、(Ca,Sr,Ba,Mg)AlSiN3:Euおよび/または(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu、並びに(CaAlSiN3)1−x(Si2N2O)x:Eu(ただし、xは0<x<0.5)からなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする照明方法。
(La1−x−y,Eux,Lny)2O2S (7)
(一般式(7)において、x及びyはそれぞれ0.02≦x≦0.50及び0≦y≦0.50を満たす数を表し、LnはY、Gd、Lu、Sc、Sm及びErの少なくとも1種の3価希土類元素を表す。)
(k-x)MgO・xAF2・GeO2:yMn4+ (7)´
(一般式(7)´において、k、x、yは、各々、2.8≦k≦5、0.1≦x≦0.7、0.005≦y≦0.015を満たす数を表し、Aはカルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、亜鉛(Zn)、またはこれらの混合物である。) - 請求項14に記載の照明方法であって、発光要素として蛍光体を備え、前記半導体発光素子は発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であり、前記蛍光体は、SBCA、β−SiAlON、およびCASONを含むことを特徴とする照明方法。
- 請求項14に記載の照明方法であって、発光要素として蛍光体を備え、前記半導体発光素子は発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であり、前記蛍光体は、SCA、β−SiAlON、およびCASONを含むことを特徴とする照明方法。
- 請求項1〜33のいずれか1項に記載の照明方法であって、前記発光装置はパッケージ化LED、LEDモジュール、LED照明器具、およびLED照明システムからなる群から選択されるいずれかであることを特徴とする照明方法。
- 家庭用に用いられる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の照明方法。
- 展示用に用いられる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の照明方法。
- 演出用に用いられる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の照明方法。
- 医療用に用いられる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の照明方法。
- 作業用に用いられる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の照明方法。
- 工業機器内用に用いられる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の照明方法。
- 交通機関内装用に用いられる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の照明方法。
- 美術品用に用いられる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の照明方法。
- 高齢者用に用いられる、請求項1〜34のいずれか1項に記載の照明方法。
- 発光要素を内在する発光装置であって、
前記発光装置から出射される光は、ANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DuvSSLが、−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075となる光を主たる放射方向に含み、
かつ、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の分光分布をφSSL(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在し、
下記数式(1)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26を満たすことを特徴とする発光装置。
- 発光要素を内在する発光装置であって、
前記発光装置から出射される光は、ANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DuvSSLが、−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075となる光を主たる放射方向に含み、
かつ、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の分光分布をφSSL(λ)、前記発光
装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在せず、
下記数式(2)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26を満たすことを特徴とする発光装置。
- 請求項44または45に記載の発光装置であって、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光が以下の(1)及び(2)を満たすことを特徴とする発光装置。
(1)前記発光装置から当該放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該放射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976
L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCnが
−2.7 ≦ ΔCn ≦ 18.6 (nは1から15の自然数)
を満たし、下記式(3)で表される飽和度差の平均が下記式(4)を満たし、
かつ飽和度差の最大値をΔCmax、飽和度差の最小値をΔCminとした場合に、飽和度差の最大値と、飽和度差の最小値との間の差ΔCmax−ΔCminが
3.0 ≦ (ΔCmax−ΔCmin) ≦ 19.6
を満たす。
ただし、ΔCn=√{(a* nSSL)2+(b* nSSL)2}−√{(a* nref)2+(b* nref)2}とする。
15種類の修正マンセル色票
#01 7.5 P 4 /10
#02 10 PB 4 /10
#03 5 PB 4 /12
#04 7.5 B 5 /10
#05 10 BG 6 / 8
#06 2.5 BG 6 /10
#07 2.5 G 6 /12
#08 7.5 GY 7 /10
#09 2.5 GY 8 /10
#10 5 Y 8.5/12
#11 10 YR 7 /12
#12 5 YR 7 /12
#13 10 R 6 /12
#14 5 R 4 /14
#15 7.5 RP 4 /12
(2)前記発光装置から当該放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の上記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnSSL(度)(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該放射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976
L*a*b*色空間における色相角をθnref(度)(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、色相角差の絶対値|Δhn|が
0 ≦ |Δhn| ≦ 9.0(度)(nは1から15の自然数)
を満たす。
ただし、Δhn=θnSSL−θnrefとする。 - 請求項44〜46のいずれか1項に記載の発光装置であって、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光は、分光分布φSSL(λ)から導出される波長380nm以上780nm以下の範囲の放射効率K(lm/W)が
180(lm/W) ≦ K(lm/W) ≦ 320(lm/W)
を満たすことを特徴とする発光装置。 - 請求項46に記載の発光装置であって、前記色相角差の絶対値|Δhn|が
0.003 ≦ |Δhn| ≦ 8.3(度)(nは1から15の自然数)
を満たすことを特徴とする発光装置。 - 請求項46に記載の発光装置であって、前記一般式(3)で表される飽和度差の平均が下記式(4)´を満たすことを特徴とする発光装置。
- 請求項46に記載の発光装置であって、前記飽和度差ΔCnが
−2.4 ≦ ΔCn ≦ 16.8 (nは1から15の自然数)
を満たすことを特徴とする発光装置。 - 請求項46に記載の発光装置であって、前記飽和度差の最大値と、前記飽和度差の最小値との間の差ΔCmax−ΔCminが
3.4 ≦ (ΔCmax−ΔCmin) ≦ 17.8
を満たすことを特徴とする発光装置。 - 請求項44〜51のいずれか1項に記載の発光装置であって、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光は、黒体放射軌跡からの距離DuvSSLが
−0.0250 ≦ DuvSSL ≦ −0.0100
を満たすことを特徴とする発光装置。 - 請求項44〜52のいずれか1項に記載の発光装置であって、前記数式(1)または(2)で表される指標Acgが
−253 ≦ Acg ≦ −29
を満たすことを特徴とする発光装置。 - 請求項44〜53のいずれか1項に記載の発光装置であって、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光は、分光分布φSSL(λ)から導出される波長380nm以上780nm以下の範囲の放射効率K(lm/W)が、210(lm/W) ≦ K(lm/W) ≦ 288(lm/W)を満たすことを特徴とする発光装置。 - 請求項44〜54のいずれか1項に記載の発光装置であって、前記相関色温度TSSL(K)が
2550(K) ≦ TSSL(K) ≦ 5650(K)
を満たすことを特徴とする発光装置。 - 請求項44〜55のいずれか1項に記載の発光装置であって、前記発光装置から当該放射方向に出射される光が対象物を照明する照度が150lx以上5000lx以下である
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項44〜56のいずれか1項に記載の発光装置であって、前記発光装置は発光要素として半導体発光素子を備え、前記半導体発光素子が出射する光を含めて1種類以上6種類以下の発光要素から出射される光を当該放射方向に発することを特徴とする発光装置。
- 請求項57に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が380nm以上495nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上45nm以下であることを特徴とする発光装置。
- 請求項58に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であることを特徴とする発光装置。
- 請求項58に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が420nm以上455nm未満であることを特徴とする発光装置。
- 請求項58に記載の発光装置であって、当該半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が455nm以上485nm未満であることを特徴とする発光装置。
- 請求項57に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上75nm以下であることを特徴とする発光装置。
- 請求項57に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子の発光スペクトルのピーク波長が590nm以上780nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上30nm以下であることを特徴とする発光装置。
- 請求項57〜63のいずれか1項に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子はサファイア基板、GaN基板、GaAs基板、GaP基板からなる群から選択されるいずれかの基板上で作成されたことを特徴とする発光装置。
- 請求項57〜63のいずれか1項に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子はGaN基板、またはGaP基板上で作成され、かつ前記基板の厚みが100μm以上2mm以下であることを特徴とする発光装置。
- 請求項57〜63のいずれか1項に記載の発光装置であって、前記半導体発光素子はサファイア基板、またはGaAs基板上で作成され、かつ半導体発光素子は基板から剥離されてなることを特徴とする発光装置。
- 請求項57〜66のいずれか1項に記載の発光装置であって、発光要素として蛍光体を備えることを特徴とする発光装置。
- 請求項67に記載の発光装置であって、前記蛍光体は、発光スペクトルの異なる蛍光体を1種類以上5種類以下含むことを特徴とする発光装置。
- 請求項67または請求項68に記載の発光装置であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が380nm以上495nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上90nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
- 請求項69に記載の発光装置であって、前記蛍光体が下記一般式(5)で表される蛍光体、下記一般式(5)´で表される蛍光体、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu2+、および(Ba,Sr,Ca,Mg)Si2O2N2:Euからなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする発光装置。
(Ba、Sr、Ca)MgAl10O17:Mn,Eu (5)
SraBabEux(PO4)cXd (5)´
(一般式(5)´において、XはClである。また、c、d及びxは、2.7≦c≦3.3、0.9≦d≦1.1、0.3≦x≦1.2を満足する数である。さらに、a及びbは、a+b=5−xかつ0≦b/(a+b)≦0.6の条件を満足する。) - 請求項67または請求項68に記載の発光装置であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上130nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
- 請求項71に記載の発光装置であって、前記蛍光体がSi6−zAlzOzN8−z:Eu(ただし0<z<4.2)、下記一般式(6)で表される蛍光体、下記一般式(6)´で表される蛍光体、およびSrGaS4:Eu2+からなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする発光装置。
(BaaCabSrcMgdEux)SiO4 (6)
(一般式(6)においてa、b、c、dおよびxが、a+b+c+d+x=2、1.0 ≦ a ≦ 2.0、0 ≦ b < 0.2、0.2 ≦ c ≦ 0.8、0 ≦ d < 0.2
および0 < x ≦ 0.5を満たす。)
Ba1−x−ySrx Euy Mg1−z Mnz Al10O17 (6)´
(一般式(6)´においてx、yおよびzはそれぞれ0.1≦x≦0.4、0.25≦y≦0.6及び0.05≦z≦0.5を満たす。) - 請求項67または請求項68に記載の発光装置であって、前記蛍光体は、室温で光励起した場合の単体発光スペクトルのピーク波長が590nm以上780nm未満であって、かつ、半値全幅が2nm以上130nm以下である蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
- 請求項73に記載の発光装置であって、前記蛍光体が下記一般式(7)で表される蛍光体、下記一般式(7)´で表される蛍光体、(Sr,Ca,Ba)2AlxSi5−xOxN8−x:Eu(ただし0≦x≦2)、Euy(Sr,Ca,Ba)1−y:Al1+xSi4−xOxN7−x(ただし0≦x<4、0≦y<0.2)、K2SiF6:Mn4+、A2+xMyMnzFn(AはNaおよび/またはK;MはSiおよびAl;−1≦x≦1かつ0.9≦y+z≦1.1かつ0.001≦z≦0.4かつ5≦n≦7)、(Ca,Sr,Ba,Mg)AlSiN3:Euおよび/または(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu、並びに(CaAlSiN3)1−x(Si2N2O)x:Eu(ただし、xは0<x<0.5)からなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする発光装置。
(La1−x−y,Eux,Lny)2O2S (7)
(一般式(7)において、x及びyはそれぞれ0.02≦x≦0.50及び0≦y≦0.50を満たす数を表し、LnはY、Gd、Lu、Sc、Sm及びErの少なくとも1種の3価希土類元素を表す。)
(k-x)MgO・xAF2・GeO2:yMn4+ (7)´
(一般式(7)´において、k、x、yは、各々、2.8≦k≦5、0.1≦x≦0.7、0.005≦y≦0.015を満たす数を表し、Aはカルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、亜鉛(Zn)、またはこれらの混合物である。) - 請求項57に記載の発光装置であって、発光要素として蛍光体を備え、前記半導体発光素子は発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であり、前記蛍光体は、SBCA、β−SiAlON、およびCASONを含むことを特徴とする発光装置。
- 請求項57に記載の発光装置であって、発光要素として蛍光体を備え、前記半導体発光素子は発光スペクトルのピーク波長が395nm以上420nm未満であり、前記蛍光体は、SCA、β−SiAlON、およびCASONを含むことを特徴とする発光装置。
- 請求項44〜76のいずれか1項に記載の発光装置であって、パッケージ化LED、LEDモジュール、LED照明器具、およびLED照明システムからなる群から選択されるいずれかであることを特徴とする発光装置。
- 家庭用照明装置として用いられる、請求項44〜77のいずれか1項に記載の発光装置。
- 展示物用照明装置として用いられる、請求項44〜77のいずれか1項に記載の発光装置。
- 演出用照明装置として用いられる、請求項44〜77のいずれか1項に記載の発光装置。
- 医療用照明装置として用いられる、請求項44〜77のいずれか1項に記載の発光装置。
- 作業用照明装置として用いられる、請求項44〜77のいずれか1項に記載の発光装置。
- 工業機器内用照明装置として用いられる、請求項44〜77のいずれか1項に記載の発光装置。
- 交通機関内装用照明装置として用いられる、請求項44〜77のいずれか1項に記載の発光装置。
- 美術品用照明装置として用いられる、請求項44〜77のいずれか1項に記載の発光装置。
- 高齢者用照明装置として用いられる、請求項44〜77のいずれか1項に記載の発光装置。
- 発光要素を内在する発光装置の設計方法であって、
前記発光装置から出射される光が、ANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DuvSSLが−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075である光を、主たる放射方向に含むようにし、
かつ、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の分光分布をφSSL(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)
とし、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在する場合において、
下記数式(1)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26となるように調整することを特徴とする発光装置の設計方法。
- 発光要素を内在する発光装置の設計方法であって、
前記発光装置から出射される光が、ANSI C78.377で定義される黒体放射軌跡からの距離DuvSSLが−0.0325 ≦ DuvSSL ≦ −0.0075である光を、主たる放射方向に含むようにし、
かつ、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の分光分布をφSSL(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)とし、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から当該放射方向に出射される光のTSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長380nm以上780nm以内の範囲で、SSSL(λ)の最長波長極大値を与える波長をλR(nm)とした際に、λRよりも長波長側にSSSL(λR)/2となる波長Λ4が存在しない場合において、
下記数式(2)で表される指標Acgが、−280 ≦ Acg ≦ −26となるように調整することを特徴とする発光装置の設計方法。
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