JP2016149229A - Luminaire and lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置及び照明器具に関する。 The present invention relates to a lighting device and a lighting fixture.
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の固体発光素子は、小型及び高効率であることから、照明用又はディスプレイ用等の光源として各種機器に広く利用されている。この場合、光源としては、白色LED光源が用いられる。 Solid light-emitting elements such as light emitting diodes (LEDs) are widely used in various devices as light sources for illumination or displays because of their small size and high efficiency. In this case, a white LED light source is used as the light source.
LEDを用いた白色LED光源は、蛍光灯に比べて演色性が低いという課題がある。そこで、白色LED光源の演色性を改善する方法として、特定の波長を選択的に吸収するフィルタを白色LED光源の光出射側に配設することで、白色LED光源の不要発光波長の光を選択的に吸収する技術が提案されている(特許文献1)。また、このようなフィルタとして、特定の波長を吸収する色素材料の化合物からなる色素添加フィルタも提案されている(特許文献2)。 A white LED light source using an LED has a problem that color rendering is lower than that of a fluorescent lamp. Therefore, as a method to improve the color rendering properties of white LED light sources, a filter that selectively absorbs specific wavelengths is arranged on the light emission side of the white LED light sources to select light with an unnecessary emission wavelength of the white LED light sources. Has been proposed (Patent Document 1). As such a filter, a dye-added filter made of a compound of a dye material that absorbs a specific wavelength has also been proposed (Patent Document 2).
このようなフィルタを用いたこれまでの照明装置は、照射対象物の演色性を向上させるのみである。このため、照射対象物のその他の見え方が不自然になってしまうという課題がある。 Conventional illuminating devices using such filters only improve the color rendering properties of the irradiation object. For this reason, there is a problem that the other appearance of the irradiation object becomes unnatural.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、高い演色性を維持しつつ、その他の照射物の見え方にも優れた照明光を発する照明装置及び照明器具を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and provides a lighting device and a lighting fixture that emit illumination light that is excellent in the appearance of other irradiated objects while maintaining high color rendering properties. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置の一態様は、440nm以上465nm以下の波長域に第1の発光ピーク強度と600nm以上640nm以下の波長域に前記第1の発光ピーク強度よりも大きい第2の発光ピーク強度とを有する発光スペクトルの光を出射する固体発光素子を有する光源と、前記光源の光出射側に配置され、580nm以上600nm以下の波長域に吸収特性を有するフィルタとを備え、前記フィルタを透過した前記光源からの光は、色偏差を示すDuvが−10以上0以下であり、平均演色評価数を示すRaが90以上、肌色の好ましさ指数を示すPSが90以上であり、目立ち指数を示すFCIが120以上である。 In order to achieve the above object, one embodiment of a lighting device according to the present invention includes a first emission peak intensity in a wavelength range of 440 nm to 465 nm and a first emission peak intensity in a wavelength range of 600 nm to 640 nm. A light source having a solid-state light emitting element that emits light of an emission spectrum having a large second emission peak intensity, and a filter that is disposed on the light emission side of the light source and has an absorption characteristic in a wavelength range of 580 nm to 600 nm. The light from the light source that has passed through the filter has a Duv indicating a color deviation of -10 or more and 0 or less, a Ra indicating an average color rendering index of 90 or more, and a PS indicating a skin color preference index. The FCI is 90 or more, and the FCI indicating the conspicuous index is 120 or more.
高い演色性を維持しつつ、その他の照射物の見え方にも優れた照明光を発する。 While maintaining high color rendering properties, it emits illumination light that is also excellent for the appearance of other irradiated objects.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, components, component arrangement positions, connection forms, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements.
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 Each figure is a schematic diagram and is not necessarily illustrated strictly. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same structure, The overlapping description is abbreviate | omitted or simplified.
(実施の形態)
[照明装置の概略構成]
まず、実施の形態に係る照明装置1の概略構成について、図1を用いて説明する。図1は、実施の形態に係る照明装置1の概略構成を模式的に示す図である。
(Embodiment)
[Schematic configuration of lighting device]
First, a schematic configuration of the
図1に示すように、照明装置1は、光源10と、フィルタ20と、光学部材30とを備える。光源10は、所定の発光スペクトルの白色光を出射する。フィルタ20は、光源10の光出射側に配置される。光学部材30は、光源10とフィルタ20との間に配置される。照明装置1では、光源10から出射した光が光学部材30及びフィルタ20を透過して照明光として出射する。
As shown in FIG. 1, the
なお、光学部材30は必ずしも設ける必要はない。また、照明装置1は、光源10を発光させるための電力を生成して光源10に供給するための電源回路を備えていてもよい。
The
以下、本実施の形態における照明装置1の各構成部材について詳細に説明する。
Hereinafter, each structural member of the
[光源]
光源10は、440nm以上465nm以下の波長域に第1の発光ピーク強度と600nm以上640nm以下の波長域に第1の発光ピーク強度よりも大きい第2の発光ピーク強度とを有する発光スペクトルの光を出射する固体発光素子を有する。
[light source]
The
本実施の形態における光源10は、図2に示される発光スペクトル(分光分布)の光を出射する。図2は、実施の形態に係る照明装置1における光源10の発光スペクトルを示す図である。
The
図2に示すように、光源10の発光スペクトルは、第1の発光ピーク強度(P1)のピーク波長は455nmであり、第2の発光ピーク強度(P2)のピーク波長が600nmである。
As shown in FIG. 2, in the emission spectrum of the
また、第2の発光ピーク強度(P2)は、第1の発光ピーク強度(P1)よりも大きくなっている。第2の発光ピーク強度(P2)を100%としたときに、第1の発光ピーク強度(P1)は、20%〜60%であるとよく、図2では、約45%となっている。 In addition, the second emission peak intensity (P2) is larger than the first emission peak intensity (P1). When the second emission peak intensity (P2) is 100%, the first emission peak intensity (P1) is preferably 20% to 60%, and is about 45% in FIG.
本実施の形態において、光源10は、例えば固体発光素子としてLED素子を有するLED光源である。具体的に、光源10は、白色光を出射する白色LED光源である。
In the present embodiment, the
光源10におけるLED素子は、例えばLEDチップと蛍光体等の波長変換材とによって構成される。
The LED element in the
LEDチップは、単色の可視光を発するベアチップであり、所定の直流電力により発光する。LEDチップとしては、例えば、通電されれば青色光を発する青色LEDチップを用いている。青色LEDチップは、例えば窒化ガリウム系の半導体材料によって構成することができ、例えば380nm以上500nm以下の波長域に主たる発光ピークを有する。この場合、光源10の発光スペクトルにおける第1の発光ピーク強度(P1)のピーク波長は、青色LEDチップのピーク波長に対応している。
The LED chip is a bare chip that emits monochromatic visible light, and emits light with a predetermined DC power. For example, a blue LED chip that emits blue light when energized is used as the LED chip. The blue LED chip can be made of, for example, a gallium nitride-based semiconductor material, and has a main light emission peak in a wavelength region of, for example, 380 nm to 500 nm. In this case, the peak wavelength of the first emission peak intensity (P1) in the emission spectrum of the
蛍光体は、LEDチップが発する光によって励起されて所望の色(波長)の光を放出する。つまり、蛍光体は、励起光源となるLEDチップの光(励起光)によって蛍光発光する。蛍光体の種類は、蛍光体による合成光のピーク波長が、光源10の発光スペクトルにおける第2の発光ピーク強度(P2)のピーク波長に対応するように選定することができる。
The phosphor is excited by light emitted from the LED chip and emits light of a desired color (wavelength). That is, the phosphor emits fluorescence by the light (excitation light) of the LED chip serving as the excitation light source. The type of phosphor can be selected so that the peak wavelength of the synthesized light by the phosphor corresponds to the peak wavelength of the second emission peak intensity (P2) in the emission spectrum of the
励起光源として青色LEDチップを用いる場合、白色光を得るには、蛍光体としては、例えば545nm以上595nm以下の波長域に主たる発光ピークを有する黄色蛍光体を用いることができる。本実施の形態では、演色性を向上させるために、例えば560nm以上700nm以下の波長域に主たる発光ピークを有する赤色蛍光体も添加されている。これらの蛍光体は、シリコーン樹脂等の透光性樹脂材料に含有されて蛍光体含有樹脂として構成される。なお、蛍光体の種類はこれらの蛍光体に限るものではない。 When a blue LED chip is used as an excitation light source, in order to obtain white light, for example, a yellow phosphor having a main emission peak in a wavelength range of 545 nm to 595 nm can be used. In the present embodiment, in order to improve the color rendering properties, for example, a red phosphor having a main emission peak in a wavelength region of 560 nm to 700 nm is also added. These phosphors are contained in a translucent resin material such as a silicone resin, and are configured as phosphor-containing resins. In addition, the kind of fluorescent substance is not restricted to these fluorescent substances.
このように、光源10におけるLED素子は、青色LEDチップと黄色蛍光体とによって構成されたB−Yタイプの白色LED素子である。この場合、黄色蛍光体は、青色LEDチップが発した青色光によって励起されて黄色光を放出するので、蛍光体による黄色光と青色LEDチップによる青色光とが混ざって白色光となり、LED素子からは白色光が放出される。さらに、本実施の形態では、赤色蛍光体が添加されている。これにより、赤色蛍光体は、青色LEDチップが発した青色光によって励起されて赤色光を放出するので、黄色光と青色光との白色光に赤色光が混ざった白色光となる。なお、赤色蛍光体に代えて、又は、赤色蛍光体とともに、緑色蛍光体を添加してもよい。
Thus, the LED element in the
なお、光源10を構成するLED素子の構造としては、COB(Chip On Board)構造及びSMD(Surface Mount Device)構造のいずれであってもよい。また、赤色蛍光体及び緑色蛍光体に代えて、赤色光を発する赤色LEDチップ及び緑色光を発する緑色LEDチップを用いて上記LED素子を構成してもよいし、蛍光体を用いることなく複数種のLEDチップのみでLED素子を構成してもよい。
In addition, as a structure of the LED element which comprises the
光源10を構成するLED素子としては、例えば、照明用LED(CLL 020−1202A1−273M1A2:シチズン電子株式会社製)を用いることができる。
As the LED element constituting the
[フィルタ]
フィルタ(フィルタ素子)20は、可視光域の一部の波長域に吸収特性を有する光透過性部品である。つまり、フィルタ20は、可視光域の一部の特定波長を選択的に吸収する波長選択部材であり、フィルタ20を透過する光の特定波長を選択的に吸収することにより透過する光の光色を変化させる機能を有する。
[filter]
The filter (filter element) 20 is a light-transmitting component having absorption characteristics in a part of the visible light wavelength range. That is, the
本実施の形態におけるフィルタ20は、580nm以上600nm以下の波長域に吸収特性を有し、例えば、図3に示される吸収スペクトルを有する。図3は、実施の形態に係る照明装置1におけるフィルタ20の吸収スペクトルを示す図である。
The
図3に示すように、フィルタ20は、580nm以上600nm以下の範囲に最大吸収波長を有しており、580nm以上600nm以下の範囲の波長を選択的に吸収し、それ以外の光を透過する。つまり、フィルタ20は、透過する光の580nm以上600nm以下の波長成分をカットする。具体的には、フィルタ20についての580nm以上600nm以下の波長域における最大吸収波長(λmax)の全光線透過率は、30%以上50%以下である。図3に示すように、本実施の形態において、フィルタ20の最大吸収波長は、590nmであり、最大吸収波長における全光線透過率は、約33%である。
As shown in FIG. 3, the
光源10の光出射側に配置されたフィルタ20は、光源10から出射する光のうち580nm以上600nm以下の波長成分を選択的に吸収する。本実施の形態において、フィルタ20を透過した後の光源10からの光は、図4に示される光スペクトル(分光分布)を有する。図4は、実施の形態に係る照明装置1において、フィルタ20を透過した光源10からの光の光スペクトルを示す図である。
The
図4に示すように、フィルタ20を透過した光源10からの光の光スペクトルは、図2に示す光源10の発光スペクトルと図3に示すフィルタ20の吸収スペクトルとを組み合わせたスペクトルになっている。
As shown in FIG. 4, the light spectrum of the light from the
フィルタ20は、波長選択吸収材として波長選択吸収色素が添加された色素添加フィルタである。つまり、フィルタ20の全部又は一部には、波長選択吸収材として波長選択吸収色素が含まれている。なお、本実施の形態では、この波長選択吸収色素の吸収スペクトルが図3に示す吸収スペクトルとなっている。
The
フィルタ20は、例えば、波長選択吸収色素を含む樹脂組成物によって構成することができる。
The
具体的には、フィルタ20は、光透過性樹脂に所定量の波長選択吸収色素を添加することによって作製することができる。この場合、光透過性樹脂はバインダー樹脂であり、フィルタ20は、光透過性樹脂に波長選択吸収色素を分散させた化合物を所定形状にすることで作製することができる。
Specifically, the
また、フィルタ20は、光透過性樹脂に波長選択吸収色素を分散させるのではなく、光透過性樹脂からなる透明基材の表面に波長選択吸収色素を含有した材料を塗布して硬化することによっても作製することができる。波長選択吸収色素を含有した材料を塗布する面は、光源10側の面であってもよいし、光源10とは反対側の面であってもよい。なお、透明基材は、樹脂製ではなく、ガラス製であってもよい。
The
フィルタ20を構成する波長選択吸収色素は、可視光域の一部の波長成分を選択的に吸収する性質を有する色素である。本実施の形態における波長選択吸収色素は、580nm以上600nm以下の波長域に吸収特性を有する。つまり、波長選択吸収色素は、580nm以上600nm以下の範囲の波長成分を選択的に吸収する。
The wavelength selective absorption dye constituting the
波長選択吸収色素としては、例えば、テトラアザポルフィリン、テトラフェニルポルフィリン、オクタエチルポルフィリン、フタロシアニン、シアニン、アゾ、ピロメテン、スクアリリウム、キサンテン、ジオキサン、オキソノール等の有機化合物を主体とする色素があげられる。 Examples of the wavelength selective absorption dye include dyes mainly composed of organic compounds such as tetraazaporphyrin, tetraphenylporphyrin, octaethylporphyrin, phthalocyanine, cyanine, azo, pyromethene, squarylium, xanthene, dioxane, and oxonol.
中でも、テトラアザポルフィリン化合物は、吸収ピークの形状が急峻であり、かつ、光源からの光照射に対しても堅牢性が高いため、好適に用いることができる。テトラアザポルフィリン化合物は、例えば、以下の化学式で表される。 Among these, tetraazaporphyrin compounds can be suitably used because they have a steep absorption peak shape and high fastness to light irradiation from a light source. The tetraazaporphyrin compound is represented by the following chemical formula, for example.
テトラアザポルフィリン化合物の中心金属(M)は、銅、コバルト及びニッケルの中から選択される少なくとも1種類である。中心金属の種類や置換基の種類によって、最大吸収波長が変化する。 The central metal (M) of the tetraazaporphyrin compound is at least one selected from copper, cobalt and nickel. The maximum absorption wavelength varies depending on the type of central metal and the type of substituent.
本実施の形態におけるフィルタ20は、波長選択吸収色素として、テトラアザポルフィリン化合物からなる色素を含有する。具体的には、波長選択吸収色素として、中心金属をニッケルとするテトラアザポルフィリン化合物からなるテトラアザポルフィリン色素(山田化学工業株式会社製)を用いた。
The
また、フィルタ20を構成する光透過性樹脂は、可視光を透過する性質を有する樹脂である。具体的には、光透過性樹脂は、光学的に透明な透明樹脂であり、可視光域(400nm〜700nm)の全波長領域において透過率が80%以上、好ましくは95%以上の樹脂である。透明樹脂は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。
The light transmissive resin constituting the
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレン−マイレン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピエン、ポリエ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、又は、ポリイミド樹脂等があげられる。なお、熱可塑性樹脂として、その他に、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、環状ポリオレフィンコポリマー、ポリメチルペンテン等を用いてもよい。 Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, and polyester. Examples thereof include resins, acrylic resins, alkyd resins, polystyrene resins, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polyethylene resins, polybutadiene resins, and polyimide resins. In addition, polymethyl methacrylate, polycarbonate, cyclic polyolefin, cyclic polyolefin copolymer, polymethylpentene, etc. may be used as the thermoplastic resin.
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、又は、フェノール樹脂等があげられる。中でも、透明性の観点からは、アクリル系樹脂を用いるとよい。なお、熱硬化性樹脂としては、その他に、メタクリル酸樹脂又はシリコーン樹脂等を用いてもよい。熱硬化性樹脂は、例えば、架橋成分が加えられた後に、熱、電子線又は紫外線等のエネルギーが付与されて固化される。 Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a benzoguanamine resin, a rosin-modified maleic acid resin, a rosin-modified fumaric acid resin, a melamine resin, a urea resin, and a phenol resin. Among them, an acrylic resin is preferably used from the viewpoint of transparency. In addition, as the thermosetting resin, a methacrylic acid resin or a silicone resin may be used. For example, after the crosslinking component is added, the thermosetting resin is solidified by applying energy such as heat, electron beam, or ultraviolet rays.
また、光源10からの光照射による色素の褪色を抑制するために、フィルタ20を構成する光透過性樹脂の中には、フィルタ20の波長選択吸収機能を損なわない範囲で、酸化防止剤、光安定剤又は紫外線吸収剤等の公知の添加剤を添加してもよい。
Further, in order to suppress the fading of the pigment due to light irradiation from the
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤又はイオウ系酸化防止剤等を用いることができる。特にフェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤が好適に用いられ、アミン系酸化防止剤の中ではヒンダードアミンが好適に用いられる。なお、酸化防止剤は、これらに限るものではなく、公知のものを特に制限無く用いることができる。 As the antioxidant, a phenol-based antioxidant, an amine-based antioxidant, a phosphorus-based antioxidant, a sulfur-based antioxidant, or the like can be used. In particular, phenol-based antioxidants and amine-based antioxidants are preferably used, and hindered amines are preferably used among the amine-based antioxidants. In addition, antioxidant is not restricted to these, A well-known thing can be especially used without a restriction | limiting.
光安定剤としては、例えばヒンダードアミン系光安定剤(Hindered Amine Light Stabilizers:HALS)がラジカル捕捉剤として好適に用いられる。 As the light stabilizer, for example, a hindered amine light stabilizer (HALS) is preferably used as the radical scavenger.
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等の紫外線吸収剤があり、中でも、波長選択吸収色素としてテトラアザポルフィリン系色素を使用する場合においては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好適に用いられる。テトラアザポルフィリン系色素は、その分子構造に起因するソーレー帯と呼ばれる吸収帯が340nm付近にあり、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の最大吸収波長の340nm〜350nmとほぼ一致する。このため、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を添加することによって、波長選択吸収色素の光吸収による変褪色を効果的に抑制することができる。 Examples of the ultraviolet absorber include benzotriazole-based, benzophenone-based, and triazine-based ultraviolet absorbers. In particular, when a tetraazaporphyrin-based dye is used as a wavelength-selective absorbing dye, a benzotriazole-based ultraviolet absorber. Are preferably used. The tetraazaporphyrin-based dye has an absorption band called a Soret band due to its molecular structure in the vicinity of 340 nm, which is almost coincident with the maximum absorption wavelength of benzotriazole-based ultraviolet absorbers of 340 nm to 350 nm. For this reason, the discoloration by the light absorption of the wavelength selective absorption dye can be effectively suppressed by adding the benzotriazole ultraviolet absorber.
光透過性樹脂に波長選択吸収色素が分散されたフィルタ20は、例えば、以下の方法によって作製することができる。
The
まず、光透過性樹脂からなるバインダー樹脂を所定量計量し、2軸混練押出機にて260℃〜280℃の温度で溶融及び混練し、波長選択吸収色素等を含有するバインダー化合物のペレットを作製する。 First, a predetermined amount of a binder resin made of a light-transmitting resin is weighed, and melted and kneaded at a temperature of 260 ° C. to 280 ° C. in a biaxial kneader / extruder to produce a binder compound pellet containing a wavelength selective absorption dye and the like To do.
次に、このバインダー化合物のペレットを射出成形機に投入し、シリンダー温度を250℃〜270℃、金型温度を60℃として、バインダー化合物を所定形状に射出成形することでフィルタ20を作製することができる。なお、成形手段は、射出成形に限るものではなく、押出成形、プレス成形、キャスト成形又はカレンダー成形等の成形手段を用いて所定形状に成形加工してもよい。
Next, the pellets of the binder compound are put into an injection molding machine, and the
本実施の形態では、この方法で、図3に示す吸収スペクトルを有するフィルタ20を作製した。光透過性樹脂としてはアクリル樹脂(VH001:三菱レイヨン株式会社製)を用いて、アクリル樹脂に波長選択吸収色素として中心金属がニッケルのテトラアザポルフィリン系色素を3.0ppm添加した。フィルタ20の形状は、外径φが30mm、板厚tが1.5mmの円板状とした。
In the present embodiment, the
また、作製したフィルタ20の吸収スペクトルは、分光光度計(U4100:株式会社日立ハイテクノロジーズ製)で測定した。具体的には、分光光度計にてフィルタ20(試料X)の全光線透過率を測定し、テトラアザポルフィリン系色素が有する最大吸収波長(本実施の形態では595nm)の初期透過率(T0)を算出した後、2500時間の耐光試験を実施したフィルタ20(試料Y)でも同様に測定して、耐光試験後の最大吸収波長の透過率(T1)を算出し、下記の計算式にて残存率を算出した。
Moreover, the absorption spectrum of the produced
残存率=(TB−T1)/(TB−T0)×100 Residual rate = (TB−T1) / (TB−T0) × 100
なお、この計算式において、TBは、バインダー透過率を示しており、TB=90にて算出した。また、耐光(耐候)試験は、メタルウェザー試験機(ダイプラウィンテス社製)を使用し、槽内温度を70℃とし、光放射照度を80mW/cm2にて行った。 In this calculation formula, TB indicates the binder transmittance, and was calculated at TB = 90. In addition, the light resistance (weather resistance) test was performed using a metal weather tester (manufactured by Daipura Wintes Co., Ltd.), the temperature in the tank was 70 ° C., and the light irradiance was 80 mW / cm 2 .
また、このフィルタ20と図2に示す光スペクトルの光を発する光源10とを用いて、光源10から出射した光がフィルタ20を透過した後の光のスペクトルを、瞬間マルチ測光システム(MCPD−7700:大塚電子株式会社製)にて測定したところ、図4に示す分光分布(光スペクトル)が得られた。
Further, by using this
[光学部材]
光学部材30は、光源10とフィルタ20との間に配置されている。光学部材30は、例えば、光源10から出射する光に対して、集束、発散、平行化又は拡散等の光作用を付与する凸レンズ又は凹レンズ等のレンズである。一例として、光学部材30は、フレネルレンズである。
[Optical member]
The
光学部材30は、例えば、アクリル(PMMA)又はポリカーボネート(PC)等の透光性樹脂材料によって形成される。
The
[照明装置の光特性]
次に、本実施の形態における照明装置1の光特性について、比較例の照明装置と対比して説明する。
[Light characteristics of lighting equipment]
Next, the optical characteristics of the
本実施の形態における照明装置1は、図2に示す光スペクトルを有する光を出射する光源10と、図3に示す吸収スペクトルを有するフィルタ20とを備えており、フィルタ20を透過した光源10からの光の光スペクトルは、図4に示す分光分布となっている。
The
一方、比較例の照明装置は、照明装置1からフィルタ20を除外した構成であり、それ以外の構成は、照明装置1と同じである。
On the other hand, the illumination device of the comparative example has a configuration in which the
本実施の形態における照明装置1と比較例の照明装置とについて、色偏差を示すDuvと、平均演色評価数を示すRaと、彩度の高い赤色の特殊演色評価数を示すR9と、肌色の好ましさ指数を示すPS(Preference Index of Skin Color)と、目立ち指数を示すFCI(Feeling of Contrast Index)と、色温度とを測定した。その結果を以下の表1に示す。
About
なお、色偏差Duvは、黒体放射軌跡からの偏差を示している。Duvが±10以内であれば白色光のままであるが、Duvがマイナスの値の場合は赤色がかった白色光であり(マイナスの値が大きいほど赤色っぽさが強くなる)、Duvがプラスの値の場合は緑色がかった白色光である(プラスの値が大きいほど緑色っぽさが強くなる)。 The color deviation Duv indicates a deviation from the black body radiation locus. If Duv is within ± 10, white light remains, but if Duv is negative, it is reddish white light (the larger the negative value, the stronger the redness), and Duv is positive. The value is greenish white light (the larger the positive value, the stronger the greenishness).
平均演色評価数Raは、基準光源の元での色の見えに対する忠実さの程度を表したものである。平均演色評価数Raは、基準光源と試料光源とを用いて規定の8種の色の色ずれを評価し、この8種の色ずれの平均値であり、100を最高値として定められる。Raの値が高いほど、演色性が高いとされる。 The average color rendering index Ra represents the degree of fidelity to the color appearance under the reference light source. The average color rendering index Ra is an average value of eight types of color misregistration evaluated by using a reference light source and a sample light source, and 100 is defined as the maximum value. The higher the value of Ra, the higher the color rendering.
特殊演色評価数R9は、演色評価数のうち、鮮やかな赤色の見え方の忠実度を示す指標であり、100を最高値として定められる。R9の値が高いほど、赤色の見え方がよいとされる。 The special color rendering index R9 is an index indicating the fidelity of the appearance of vivid red among the color rendering indices, and is set to 100 as the highest value. The higher the value of R9, the better the appearance of red.
肌色の好ましさ指数PSは、日本人女性の肌の色の見えの好ましさの程度を表したものであり、100を最高値として定められる。 The skin color preference index PS represents the degree of preference of the appearance of the skin color of a Japanese woman, and is defined with 100 as the maximum value.
目立ち指数(FCI)は、ある光源が照射物の色をどれだけ鮮やかに見えるかを表す指標である(新編色彩科学ハンドブック[第3版]日本色彩学会編を参照)。照明物の色の鮮やかさは照明物から受ける目立ち感による影響を受けるが、この目立ち感による影響は、平均演色評価数Raだけでは適切に評価できない。そこで、目立ち感の評価数である目立ち指数FCIを用いることにより、光源の演色性をより適切に評価することができる。なお、FCIが100より大きい光源は、基準の光源よりも照射物の色を鮮やかに演色し、目立ち感を高めることができるとされる。 The conspicuous index (FCI) is an index that represents how vivid the color of the irradiated object is with a certain light source (see New Color Science Handbook [3rd edition] edited by the Japan Color Society). The vividness of the color of the illuminating object is influenced by the conspicuous feeling received from the illuminating object. However, the influence due to the conspicuous feeling cannot be appropriately evaluated only by the average color rendering index Ra. Therefore, the color rendering property of the light source can be more appropriately evaluated by using the conspicuous index FCI which is the evaluation number of the conspicuous feeling. Note that a light source having an FCI greater than 100 can render the color of the irradiated object more vividly than a reference light source, thereby enhancing the noticeability.
表1に示す結果から、本実施の形態における照明装置1は、比較例の照明装置と比べて、高い演色性を維持しつつ、肌色の好ましさ指数及び目立ち指数が高くなっており、照射物(照射対象物)の見え方に優れた照明光源を実現することができる。
From the results shown in Table 1, the
以上、本実施の形態に係る照明装置1によれば、440nm以上465nm以下の波長域に第1の発光ピーク強度と600nm以上640nm以下の波長域に第1の発光ピーク強度よりも大きい第2の発光ピーク強度とを有する発光スペクトルの光を出射する固体発光素子を有する光源10と、光源10の光出射側に配置され、580nm以上600nm以下の波長域に吸収特性を有するフィルタ20とを備えており、フィルタ20を透過した光源10からの光が次のような光スペクトル(分光分布)の特性を有する。
As described above, according to the
具体的には、色偏差を示すDuvが−10以上0以下であり、平均演色評価数を示すRaが90以上であり、肌色の好ましさ指数を示すPSが90以上であり、目立ち指数を示すFCIが120以上である。 Specifically, Duv indicating color deviation is −10 or more and 0 or less, Ra indicating average color rendering index is 90 or more, PS indicating skin color preference index is 90 or more, and the conspicuous index is The indicated FCI is 120 or more.
このような光特性を有する照明装置1によれば、高い演色性を維持しつつ、その他の照射物の見え方にも優れた照明光を発することができる。例えば、人間の肌を好ましく見せるとともに、肉類や植栽等を鮮やかに演色させることができる。
According to the
なお、本実施の形態では、フィルタ20を透過した光が、照明装置1が放射する照明光となっている。したがって、Duvが−10以上0以下、Raが90以上、PSが90以上、及び、FCIが120以上、という光特性は、照明装置1が放射する照明光の光スペクトルの特性である。
In the present embodiment, the light transmitted through the
また、本実施の形態において、フィルタ20を透過した光源10からの光は、色温度が2500以上3000以下の低色温度となっている。
In the present embodiment, the light from the
これにより、さらに高い演色性を維持しつつ、その他の照射物の見え方にも一層優れた照明光を発することができる。 As a result, it is possible to emit illumination light that is even more excellent in the appearance of other irradiated objects while maintaining higher color rendering properties.
また、本実施の形態において、フィルタ20は、テトラアザポルフィリン化合物からなる色素を含有しており、テトラアザポルフィリン化合物の中心金属は、銅、コバルト及びニッケルの中から選択される少なくとも1種類である。
Moreover, in this Embodiment, the
ポルフィリンを含有する化合物は、フィルタ20における吸収ピークの形状を急峻にすることができ、なおかつ、光照射に対しても堅牢性が高いという特質を有する。したがって、発光効率をできるだけ低下させることなく、また長時間にわたって性能劣化させることのない照明装置を実現することができる。
The compound containing porphyrin has the property that the shape of the absorption peak in the
この場合、テトラアザポルフィリン化合物の中心金属は、ニッケルであるとよい。 In this case, the central metal of the tetraazaporphyrin compound is preferably nickel.
これにより、光源10の光照射に対するフィルタ20の耐久性を向上させることができるので、性能劣化を一層抑制できる照明装置を実現することができる。
Thereby, since durability of the
また、本実施の形態において、フィルタ20についての580nm以上600nm以下の波長域における最大吸収波長の全光線透過率は、30%以上50%以下である。
In the present embodiment, the total light transmittance of the maximum absorption wavelength in the wavelength range of 580 nm to 600 nm for the
これにより、Ra、PS及びFCIを一層向上させることができる。 Thereby, Ra, PS, and FCI can be further improved.
また、光源10とフィルタ20との間には光学部材30を配置するとよい。
Further, an
これにより、光源10の光照射に対するフィルタ20の耐久性をさらに向上させることができる。
Thereby, the durability of the
[照明装置の応用例]
次に、実施の形態に係る照明装置1の具体例と照明装置1の応用例について、図5〜図8Bを用いて説明する。図5は、実施の形態に係る照明装置1を備える照明器具100の外観斜視図である。図6は、同照明装置1の具体的な構成の一例を示す図である。図7は、同照明装置1を下側から見たときの分解斜視図である。図8Aは、同照明装置1の断面図であり、図8Bは、同照明装置1の下面図である。なお、以下の説明では、図中のZ軸+側を「上側」、図中のZ軸−側を「下側」と表現する。なお、「下側」は、光出射側とも記載される。
[Application examples of lighting devices]
Next, a specific example of the
図5に示すように、照明器具100は、天井に取り付けられるシーリングライトである。照明器具100は、本体部110と、本体部110の外縁部分に等間隔に配置された3つの照明装置1とを備える。図示しないが、本体部110は、室内全体を照らす照明光を出射する光源を備える。
As shown in FIG. 5, the
本実施の形態において、3つの照明装置1の各々は、照明器具100の本体部110が照明する室内を、さらに局所的に照明するためのスポットライトである。照明装置1は、本体部110に内蔵される電源回路から供給される直流電力により発光する。
In the present embodiment, each of the three
図6〜図8Bに示されるように、照明装置1は、光源10と、フィルタ20と、光学部材30と、筐体40(第1筐体41及び第2筐体42)と、筒体50と、筐体保持部60とを備える。
As illustrated in FIGS. 6 to 8B, the
光源10は、図2に示す光スペクトルの白色光を出射する発光モジュールである。光源10から出射した光は、光学部材30及びフィルタ素子20をこの順に透過して照明装置1の外部に出射される。図7に示すように、具体的に、光源10は、基板11と、発光部12とを有する。
The
基板11は、第1主面(Z軸−側の主面)を有する。基板11の第1主面には、発光部12を構成するLED素子が複数実装されている。基板11の第1主面には、複数のLED素子に電力を供給するための配線パターンが形成されている。基板11は、例えば、セラミック基板、樹脂基板又はメタルベース基板等である。 The substrate 11 has a first main surface (Z-axis-side main surface). A plurality of LED elements constituting the light emitting unit 12 are mounted on the first main surface of the substrate 11. A wiring pattern for supplying power to the plurality of LED elements is formed on the first main surface of the substrate 11. The substrate 11 is, for example, a ceramic substrate, a resin substrate, a metal base substrate, or the like.
発光部12は、複数のLED素子によって構成されている。各LED素子の発光スペクトルは、図2に示す分光分布である。 The light emitting unit 12 includes a plurality of LED elements. The emission spectrum of each LED element has a spectral distribution shown in FIG.
図7及び図8Aに示すように、フィルタ20は、筐体40内の光源10と出射口42aとの間に設けられる。具体的に、フィルタ20は、出射口42aを筐体40の内側から塞いでいる。また、フィルタ20は、光学部材30と出射口42aとの間に配置される。具体的に、フィルタ20は、光学部材30の表面に接するように配置される。フィルタ20は、図2に示す吸収スペクトルを有する。
As shown in FIGS. 7 and 8A, the
光学部材30は、光源10とフィルタ20との間に配置される。光学部材30は、光源10から出射する光に対して光作用を付与するレンズであり、例えば、フレネルレンズである。光学部材30の平面視形状は、略円形(一部が外周側から切りかかれた円形)であり、光学部材30の入射面(Z軸+側の面)には、環状のプリズムが設けられている。
The
光学部材30には、光学部材30から出射される光のムラを抑制するためのディンプルが設けられてもよい。この場合、ディンプルは、例えば、レンズの出射面(Z軸−側の面)に設けられる。
The
図8Aに示すように、筐体40は、光源10、フィルタ20、光学部材30及び筒体50を収納する。筐体40は、例えば、外形が略球状の外郭筐体である。筐体40は、第1筐体41及び第2筐体42からなる。
As illustrated in FIG. 8A, the
図7及び図8Aに示すように、第1筐体41は、筐体40のうち、光源10が接続(載置)される支持台41aを有する部分である。第1筐体41は、例えばアルミニウムなどの金属材料により形成される。第1筐体41は、光源10のヒートシンクとしても機能するため、金属材料により形成されることが望ましいが、高熱伝導率の樹脂材料により形成されてもよい。なお、光源10と支持台41aの間に放熱部材(放熱用のシリコーン及び放熱シート等)を設けてもよい。
As shown in FIGS. 7 and 8A, the
図6、図7、図8A及び図8Bに示すように、第2筐体42は、筐体40のうち、光源10からの光が筐体40から出射する出射口42aを有する部分である。出射口42aは、例えば円形の開口である。本実施の形態において、出射口42aの直径は、フィルタ20の直径よりも小さい。第2筐体42は、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の絶縁性樹脂材料によって形成されるが、金属材料によって形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 6, 7, 8 </ b> A, and 8 </ b> B, the
なお、第1筐体41と第2筐体42とは、例えば、上方(Z軸+側)から挿入されるネジ(不図示)によって固定されるが、第1筐体41と第2筐体42との固定手段はこれに限るものではない。
The
図7及び図8Aに示すように、筒体50は、筐体40の内部に配置された略円筒状の部材である。具体的に、筒体50は、光源10と光学部材30との間に配置されている。筒体50は、光源10側に設けられた第1開口51と、第1開口51と連通する開口であって、光学部材30側に設けられた開口である第2開口52とを有する。第1開口51の内径は、第2開口52の内径よりも小さい。光源10は、第1開口51を塞ぐように配置され、光学部材30は、第2開口52を塞ぐように配置される。筒体50は、例えばPBT等の絶縁性樹脂材料によって形成されるが、金属材料によって形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 7 and 8A, the
筒体50の外壁には、筒体50を第1筐体41にネジで固定するためのネジ挿通孔が形成された取付部が設けられている。筒体50は、下方(Z軸−側)からネジ挿通孔にネジを挿入することで第1筐体41に取り付けられる。
The outer wall of the
筒体50の第1開口51の内径は、発光部12の径よりもわずかに大きい。また、筒体50の第2開口52の内径(直径)は、光学部材30の直径よりも小さく、かつ、フィルタ20の直径よりもわずかに小さい。
The inner diameter of the
図6、図7及び図8Aに示すように、筐体保持部60は、筐体40の姿勢(照明装置1の光の照射方向)の変更が可能な状態で筐体40を保持する保持部材である。筐体保持部60には、例えば半球状の凹部が設けられ、この凹部に筐体40の一部(主として第1筐体41)を収容した状態で、筐体40を保持する。筐体保持部60は、例えば、樹脂材料によって形成されるが、金属材料で形成されていてもよい。なお、筐体保持部60は、照明装置1が照明器具100に組み込まれた状態では照明器具100の内部に位置し、外部からは視認されない。
As shown in FIGS. 6, 7, and 8 </ b> A, the
以上、本実施の形態に係る照明器具100は、光源10及びフィルタ20を有する照明装置1を備えている。
As described above, the
これにより、照明器具100は、照明装置1の単独点灯時においては、高い演色性を維持しつつ、その他の照射物の見え方にも優れた照明光を発する。
Thereby, the
(その他変形例等)
以上、本発明に係る照明装置及び照明器具について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Other variations)
As mentioned above, although the illuminating device and lighting fixture which concern on this invention were demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、上記の実施の形態では、光源10における固体発光素子としてLED素子を用いたが、LED素子に代えて、有機EL素子(OLED)又は無機EL素子等の固体発光素子を用いてもよい。
For example, in the above embodiment, an LED element is used as the solid light emitting element in the
また、上記実施の形態では、照明装置1の応用例として、シーリングライトについて説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の目的を損なわない範囲で、シーリングライト以外の他の照明器具にも適用できる。また、照明装置1を付属的に設置して照明装置1を補助照明に用いるのではなく、照明装置1を主照明として用いた照明器具であってもよいし、照明装置1のみを光源とする照明器具であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the ceiling light was demonstrated as an application example of the illuminating
なお、その他、各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 It should be noted that any other form obtained by subjecting each embodiment and modification to various modifications conceived by those skilled in the art, and any combination of constituent elements and functions in the embodiment without departing from the spirit of the present invention. The embodiment realized by the above is also included in the present invention.
1 照明装置
10 光源
20 フィルタ
30 光学部材
100 照明器具
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光源の光出射側に配置され、580nm以上600nm以下の波長域に吸収特性を有するフィルタとを備え、
前記フィルタを透過した前記光源からの光は、色偏差を示すDuvが−10以上0以下であり、平均演色評価数を示すRaが90以上、肌色の好ましさ指数を示すPSが90以上であり、目立ち指数を示すFCIが120以上である
照明装置。 A solid that emits light having an emission spectrum having a first emission peak intensity in a wavelength range of 440 nm to 465 nm and a second emission peak intensity greater than the first emission peak intensity in a wavelength range of 600 nm to 640 nm. A light source having a light emitting element;
A filter disposed on the light exit side of the light source and having an absorption characteristic in a wavelength range of 580 nm to 600 nm,
The light from the light source that has passed through the filter has a Duv indicating a color deviation of −10 or more and 0 or less, Ra indicating an average color rendering index of 90 or more, and PS indicating a skin color preference index of 90 or more. There is a lighting device that has an FCI of 120 or more that shows a conspicuous index.
請求項1に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the light transmitted through the filter has a color temperature of 2500 or more and 3000 or less.
前記テトラアザポルフィリン化合物の中心金属は、銅、コバルト及びニッケルの中から選択される少なくとも1種類である
請求項1又は2に記載の照明装置。 The filter contains a dye composed of a tetraazaporphyrin compound,
The lighting device according to claim 1 or 2, wherein a central metal of the tetraazaporphyrin compound is at least one selected from copper, cobalt, and nickel.
請求項3に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 3, wherein a central metal of the tetraazaporphyrin compound is nickel.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明装置。 The illuminating device according to any one of claims 1 to 4, wherein the filter has a total light transmittance of a maximum absorption wavelength in a wavelength range of 580 nm to 600 nm in a range of 30% to 50%.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明装置。 Furthermore, the illuminating device of any one of Claims 1-5 provided with the optical member arrange | positioned between the said light source and the said filter.
照明器具。 A lighting fixture comprising the lighting device according to any one of claims 1 to 6.
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