JP2018164105A - Light-emitting device including semiconductor light-emitting element, method for designing light-emitting device, method for driving light-emitting device, and illumination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は発光領域が複数内在する発光装置であって、各発光領域から出射される光束量かつ／または放射束量を変化させることができる発光装置に関する。また、このような発光装置の設計方法、発光装置の駆動方法、および照明方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device including a plurality of light emitting regions, and relates to a light emitting device capable of changing a light flux amount and / or a radiant flux amount emitted from each light emitting region. Further, the present invention relates to a design method of such a light emitting device, a driving method of the light emitting device, and an illumination method.
近年、ＧａＮ系半導体発光素子の高出力化、高効率化は目覚ましく進展している。また、半導体発光素子、もしくは、電子線を励起源とした各種蛍光体の高効率化も盛んに研究されている。これらの結果、旧来のものに比較して、現在の光源、光源を含む光源モジュール、光源モジュールを含む器具、器具を含むシステム等の発光装置は急速に省電力化している。 In recent years, GaN-based semiconductor light-emitting elements have made remarkable progress in increasing output and efficiency. In addition, high efficiency of semiconductor phosphors or various phosphors using an electron beam as an excitation source has been actively studied. As a result, light-emitting devices such as current light sources, light source modules including light sources, instruments including light source modules, systems including instruments, and the like are rapidly saving power compared to conventional ones.
たとえば、ＧａＮ系青色発光素子を黄色蛍光体の励起光源として内在させ、かつ、当該ＧａＮ系青色発光素子のスペクトルと当該黄色蛍光体のスペクトルから、いわゆる擬似白色光源を作り、照明用光源、または、これを内在させた照明用器具、さらには、空間内で当該器具を複数配置させた照明システムとすることが広く行われている（特許文献１参照）。 For example, a GaN-based blue light-emitting element is included as an excitation light source of a yellow phosphor, and a so-called pseudo-white light source is created from the spectrum of the GaN-based blue light-emitting element and the spectrum of the yellow phosphor, or an illumination light source, or It is widely practiced to use a lighting fixture that incorporates this, and a lighting system in which a plurality of such fixtures are arranged in a space (see Patent Document 1).
これら形態に内在しうる照明用光源の一種であるパッケージ化されたＬＥＤ（たとえばパッケージ材中に、当該ＧａＮ系青色発光素子、黄色蛍光体、封止剤等を含む）は、６０００Ｋ程度の相関色温度（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／ＣＣＴ）領域で、パッケージＬＥＤとしての光源効率が１５０ｌｍ／Ｗを超える商品もある（非特許文献２参照）。
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。
A packaged LED (for example, the package material includes the GaN-based blue light-emitting element, yellow phosphor, sealant, etc.), which is a kind of illumination light source that can be inherent in these forms, has a correlated color of about 6000K. There is also a product whose light source efficiency as a packaged LED exceeds 150 lm / W in the temperature (Correlated Color Temperature / CCT) region (see Non-Patent Document 2).
Furthermore, the efficiency and power saving of liquid crystal backlight light sources are also progressing.
しかし、これらの高効率化を目指した発光装置は、色の見えに対する配慮は不十分であることが各方面から指摘されている。特に照明用途として用いた場合には、光源／器具／システム等の発光装置の高効率化とともに、物体を照らした際の「色の見え（Ｃｏｌｏｒ
ａｐｐｅａｒａｎｃｅ）」は非常に重要である。
However, it has been pointed out from various directions that these light-emitting devices aiming at high efficiency are insufficient in consideration of color appearance. In particular, when used for illumination, the efficiency of light-emitting devices such as light sources / instruments / systems is improved, and “color appearance (Color)
"Appearance)" is very important.
これらに配慮する試みとしては、国際照明委員会（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ Ｉ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ／ＣＩＥ）で確立された演色評価数（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）。 As an attempt to consider these, in order to improve the score of the Color Rendering Index / CRI (CIE (13.3)) established by the International Lighting Commission (Commission Internationale de I'Eclairage / CIE) Attempts have been made to superimpose a spectrum of a red phosphor or a red semiconductor light emitting element on a spectrum of a blue light emitting element and a spectrum of a yellow phosphor. For example, in a typical spectrum without a red source (CCT = about 6800K), the average color rendering index (R a ) and the special color rendering index (R 9 ) for a vivid red color chart are R a, respectively. = 81, R 9 = 24, but when a red source is included, the color rendering index score can be increased to R a = 98 and R 9 = 95 (see Patent Document 2).
また、別の試みとしては、特に特殊照明用途において、発光装置から発せられるスペクトルを調整し、物体の色の見えを所望の色を基調とすることもなされている。例えば、非特許文献１には赤色基調となる照明光源が記載されている。 As another attempt, particularly in special lighting applications, the spectrum emitted from the light emitting device is adjusted to make the appearance of the color of the object a desired color. For example, Non-Patent Document 1 describes an illumination light source having a red color tone.
演色評価数は、評価対象となる発光装置の光（試験光）が有するＣＣＴに対応させて選択される「基準の光」で照明した色の見えに対して、試験光で照明した場合の色の見えがいかに近接しているかを示す指標である。すなわち、演色評価数は評価対象となる発光装置の忠実度を示す指標である。しかし、近年の研究から平均演色評価数（Ｒａ）や特殊演色評価数（Ｒｉ （ｉは１から１４、日本においてはＪＩＳの規定によりｉは１から１５））が高いことは、必ずしも人間に対して良好な色の知覚を誘発する訳ではないことが明らかになりつつある。すなわち、演色評価数のスコアを向上させるこれらの手法は、必ずしも良好な色の見えを実現する訳ではないという問題がある。 The color rendering index is the color when illuminated with test light against the appearance of the color illuminated with “reference light” selected corresponding to the CCT of the light (test light) of the light emitting device to be evaluated. It is an index showing how close the appearance of the is. That is, the color rendering index is an index indicating the fidelity of the light emitting device to be evaluated. However, it is not necessarily human that the average color rendering index (R a ) or special color rendering index (R i (i is 1 to 14, i is 1 to 15 according to JIS regulations in Japan)) is high. It is becoming clear that it does not induce good color perception. That is, there is a problem that these methods for improving the score of the color rendering evaluation number do not necessarily realize a good color appearance.
さらに、色の見えが照明される物体の照度によって変化する効果は、現在の種々の演色評価指標（ｃｏｌｏｒ ｒｅｎｄｉｔｉｏｎ ｍｅｔｒｉｃ）には含まれていない。通常１００００ｌｘ程度以上の照度である屋外で見た鮮やかな花の色が、５００ｌｘ程度の室内に持ち込むと、本来同じ色であるにも関わらず、色がくすんで彩度が下がった別物のように見えることは通常経験される。一般には、物体の色の見えに関する飽和度は照度に依存し、たとえ照明している分光分布が同一であったとしても、照度が下がると飽和度は下がる。すなわち、色の見えはくすむ。これはハント効果（Ｈｕｎｔ ｅｆｆｅｃｔ）として知られている。 Further, the effect of changing the color appearance according to the illuminance of the illuminated object is not included in various current color rendering metrics. When a bright flower color seen outdoors, usually with an illuminance of about 10000 lx or more, is brought into a room of about 500 lx, it is the same color, but the color is dull and the saturation is reduced. Visibility is usually experienced. In general, the degree of saturation related to the appearance of the color of an object depends on the illuminance, and the degree of saturation decreases as the illuminance decreases even if the illuminated spectral distribution is the same. That is, the color appearance is dull. This is known as the Hunt effect.
ハント効果は演色性に大きく影響を与えるものの、現状の光源、器具、システム等の発光装置全般の評価には積極的には考慮されない。また、最も単純なハント効果の補償方法は、室内照度を極端に上げていくことであるが、これはエネルギー消費量を不要に増大させてしまう。また、具体的にどのようにすれば、室内照明環境程度の照度で、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、物体の見えを実現できるかは、明らかとされていない。 Although the hunt effect greatly affects the color rendering properties, it is not actively considered in the evaluation of light emitting devices such as current light sources, fixtures, and systems. The simplest compensation method for the hunt effect is to extremely increase the room illuminance, but this unnecessarily increases the energy consumption. In particular, how to achieve natural, lively, highly visible, comfortable color appearance and object appearance as seen outdoors, with illuminance comparable to an indoor lighting environment. It is not clear whether it can be done.
一方、飲食店用、食品照明用等の特殊照明用に、例えば赤色の彩度を上げる方向にスペクトルを調整した光においては、基準光と比較して、黄色が赤みかかって見える、青色が緑かかって見えるなどの色相（角）ずれが大きくなる等の問題があった。すなわち、照明対象として限定されたもの以外の色の見えは自然でなくなってしまう。また、このような光で白色の物体を照らした場合には、白色物体そのものが着色し、白色に見えないという問題もあった。 On the other hand, for special lighting such as restaurants and food lighting, for example, in light whose spectrum is adjusted in the direction of increasing the saturation of red, yellow appears reddish compared to the reference light, blue is green There are problems such as a large hue (angle) shift, such as appearing. That is, the appearance of colors other than those limited as illumination objects will not be natural. In addition, when a white object is illuminated with such light, the white object itself is colored and does not appear white.
本発明者は、上記のような課題を解決するために、特願２０１１−２２３４７２などにおいて、細かな作業をするような場合も含め５０００ｌｘ程度以下、あるいは一般的には１５００ｌｘ程度以下である室内照度環境下において、人間の知覚する色の見えが、様々な演色評価指標（ｃｏｌｏｒ ｒｅｎｄｉｔｉｏｎ ｍｅｔｒｉｃ）のスコアによらず、屋外の高照度環境下で見たような、自然で、生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、物体の見えを実現できる照明方法、及び、照明光源、照明器具、照明システム等
の発光装置全般の発明に到達している。また、本発明者は、同時に快適な照明環境を高効率で実現する照明方法にも到達している。さらに本発明者はそのような好ましい発光装置の設計指針にも到達している。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor, in Japanese Patent Application No. 2011-223472, etc., has a room illuminance that is about 5000 lx or less, or generally about 1500 lx or less, including the case where fine work is performed. Under the environment, human-perceived color appearance is natural, lively, and visible as seen in an outdoor high-light environment, regardless of the scores of various color rendering metrics. The present invention has reached the invention of illumination methods that can realize high, comfortable, color appearance, and object appearance, and light emitting devices such as illumination light sources, lighting fixtures, and illumination systems. In addition, the present inventor has also reached an illumination method that realizes a comfortable illumination environment with high efficiency at the same time. Furthermore, the present inventor has reached a design guideline for such a preferable light emitting device.
上記、本発明者がすでに見出している要件を満たす光源は、室内照明環境程度の照度で、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、物体の見えを実現できる。
しかし、年齢、性別、国などによって、最適と考えられる照明の嗜好は少しずつ異なっており、また、どのような空間をどのような目的で照明するかによっても最適な照明は異なる。さらに、生まれ育った生活環境、文化の異なる被験者間では、最適と考える照明の嗜好差も大きくなる場合もある。
本発明は、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、物体の見えを実現可能な発光装置であって、さらには各種照明に対する要請を満たすべく、照明された対象物の色の見えを変化させうる発光装置、この設計方法を提供することを目的とする。さらに、本発明においては、当該発光装置の駆動方法、当該装置による照明方法を提供することを目的とする。
The light source that satisfies the requirements already found by the present inventor is a natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, as seen outdoors, with an illuminance equivalent to an indoor lighting environment, The appearance of the object can be realized.
However, lighting preferences that are considered to be optimal differ little by little depending on age, sex, country, etc., and optimal lighting varies depending on what kind of space is illuminated for what purpose. Furthermore, there may be a large difference in the preference of lighting that is considered optimal among subjects with different living environments and cultures.
The present invention is a light emitting device capable of realizing natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen outdoors, and further demands for various types of lighting. It is an object of the present invention to provide a light emitting device that can change the color appearance of an illuminated object and a design method thereof in order to satisfy the requirements. Furthermore, an object of the present invention is to provide a method for driving the light emitting device and a lighting method using the device.
上記目的を達成するため、本発明の第一の実施態様は以下の発光装置に関する。
［１］
Ｍ個（Ｍは２以上の自然数）の発光領域が内在し、少なくとも一つの前記発光領域内に半導体発光素子を発光要素として備える発光装置であって、
当該発光装置の主たる放射方向に各発光領域から出射される光の分光分布をφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）とし、前記発光装置から当該放射方向に出射されるすべての光の分光分布φＳＳＬ（λ）が、
前記φＳＳＬ（λ）を、以下の条件１−２を満たすように出来る発光領域が内在する発光装置。
条件１：
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、−０．０３５０ ≦ ＤｕｖＳＳＬ ≦ −０．００４０となる光を主たる放射方向に含む。
条件２：
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相関色温度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相関色温度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相関色温度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、−３６０ ≦ Ａｃｇ ≦ −１０を満たし、
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、−３６０ ≦ Ａｃｇ ≦ −１０を満たす。
［１］記載の発光装置であって、すべてのφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）が、前記条件１と条件２を満たす発光装置。
［３］
［１］または［２］に記載の発光装置であって、前記Ｍ個の発光領域中の、少なくとも１つの発光領域が、他の発光領域に対して電気的に独立に駆動しうる配線となっている発光装置。
［４］
［３］記載の発光装置であって、Ｍ個の発光領域すべてが、他の発光領域に対して電気的に独立に駆動しうる配線となっている発光装置。
［５］
［１］〜［４］のいずれかに記載の発光装置であって、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬからなる群から選択される少なくとも１つが変化し得る発光装置。
［６］
［５］記載の発光装置であって、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬからなる群から選択される少なくとも１つが変化した際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を独立に制御しうることを特徴とする発光装置。
［７］
［１］〜［６］のいずれかに記載の発光装置であって、最近接している異なる発光領域全体を包絡する仮想外周上にある任意の２点がつくる最大距離Ｌが、０．４ｍｍ以上２００ｍｍ以下である発光装置。
［８］
［１］〜［７］のいずれかに記載の発光装置であって、
前記発光領域から出射される光束量かつ／または放射束量を変化させることで、φＳＳＬ（λ）が以下の条件３−４を更に満たすように出来る発光領域が内在する発光装置。
条件３：
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
−３．８ ≦ 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、
２．８ ≦ ｜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
条件４：
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。
［９］
［１］〜［８］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
１８０（ｌｍ／Ｗ） ≦ Ｋ（ｌｍ／Ｗ） ≦ ３２０（ｌｍ／Ｗ）
を満たすように出来ることを特徴とする発光装置。
［１０］
［１］〜［９］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、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）が
２５５０（Ｋ） ≦ ＴＳＳＬ（Ｋ） ≦ ５６５０（Ｋ）
を満たすように出来ることを特徴とする発光装置。
［１１］
［１］〜［１０］のいずれかに記載の発光装置であって、
前記発光領域から出射される光束量かつ／または放射束量を変化させることで、前記φＳＳＬ（λ）を、前記条件１−２を満たすように出来る発光領域が内在することを特徴とする発光装置。
In order to achieve the above object, a first embodiment of the present invention relates to the following light emitting device.
[1]
A light-emitting device having M (M is a natural number of 2 or more) light-emitting regions and having a semiconductor light-emitting element as a light-emitting element in at least one of the light-emitting regions,
The spectral distribution of light emitted from each light emitting region in the main radiation direction of the light emitting device is φ SSL N (λ) (N is 1 to M), and all light emitted from the light emitting device in the radiation direction is Spectral distribution φ SSL (λ) is
A light emitting device having a light emitting region in which φ SSL (λ) can satisfy the following condition 1-2.
Condition 1:
The light emitted from the light emitting device includes light whose distance D uvSSL from the black body radiation locus defined by ANSI C78.377 is −0.0350 ≦ D uvSSL ≦ −0.0040 in the main radiation direction. .
Condition 2:
A spectral distribution of light emitted from the light emitting device in the radiation direction is φ SSL (λ), and a reference selected according to a correlated color temperature T SSL (K) of light emitted from the light emitting device in the radiation direction The light spectral distribution is φ ref (λ), and the tristimulus values of light emitted from the light emitting device in the radiation direction (X SSL , Y SSL , Z SSL ) are emitted from the light emitting device in the radiation direction. (X ref , Y ref , Z ref ) are the tristimulus values of the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K)
Selected according to the normalized spectral distribution S SSL (λ) of the light emitted from the light emitting device in the radiation direction and the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted from the light emitting device in the radiation direction. The normalized spectral distribution S ref (λ) of the standard light and the difference ΔS (λ) between these normalized spectral distributions are respectively
S SSL (λ) = φ SSL (λ) / Y SSL
S ref (λ) = φ ref (λ) / Y ref
ΔS (λ) = S ref (λ) −S SSL (λ)
And define
Within a range of wavelength 380nm or 780 nm, the wavelength giving the longest wavelength maximum of the S SSL (lambda) upon the λ R (nm), λ S SSL (λ R) on the longer wavelength side than R / 2 and When there is a wavelength Λ4,
The index A cg represented by the following mathematical formula (1) satisfies −360 ≦ A cg ≦ −10,
Within a range of wavelength 380nm or 780 nm, the wavelength giving the longest wavelength maximum of the S SSL (lambda) upon the λ R (nm), λ S SSL (λ R) on the longer wavelength side than R / 2 and When there is no wavelength Λ4,
The index A cg represented by the following mathematical formula (2) satisfies −360 ≦ A cg ≦ −10.
[1] The light-emitting device according to [1], wherein all φ SSL N (λ) (N is 1 to M) satisfy the conditions 1 and 2.
[3]
In the light-emitting device according to [1] or [2], at least one of the M light-emitting regions is a wiring that can be electrically driven independently of the other light-emitting regions. Light emitting device.
[4]
[3] The light-emitting device according to [3], wherein all M light-emitting regions are wirings that can be electrically driven independently of the other light-emitting regions.
[5]
[1] to a light-emitting device according to any one of [4], the equation (1) or (2) represented by an index A cg, correlated color temperature T SSL (K), and the blackbody locus A light emitting device in which at least one selected from the group consisting of the distance D uvSSL from can vary.
[6]
[5] The light-emitting device according to [5], which includes the index A cg represented by the formula (1) or (2), the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the black body radiation locus. A light emitting device capable of independently controlling a light flux and / or a radiant flux emitted from the light emitting device in a main radiation direction when at least one selected from the above changes.
[7]
In the light-emitting device according to any one of [1] to [6], a maximum distance L formed by any two points on a virtual outer periphery that envelops the entire different light-emitting regions that are closest to each other is 0.4 mm or more A light emitting device of 200 mm or less.
[8]
The light-emitting device according to any one of [1] to [7],
A light emitting device having a light emitting region in which φ SSL (λ) can further satisfy the following condition 3-4 by changing the amount of light flux and / or the amount of radiant flux emitted from the light emitting region.
Condition 3:
CIE 1976 L * a * b * a * value in color space, b * of the following 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 when illumination by light emitted in the radiation direction is mathematically assumed The values are a * nSSL and b * nSSL (where n is a natural number from 1 to 15, respectively)
CIE 1976 of the 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination with the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed.
When the a * value and b * value in the L * a * b * color space are a * nref and b * nref (where n is a natural number from 1 to 15), the saturation difference ΔC n is −3.8. ≦ ΔC n ≦ 18.6 (n is a natural number from 1 to 15)
And the average saturation difference represented by the following formula (3) satisfies the following formula (4):
Meet.
However, ΔC n = √ {(a * nSSL ) 2 + (b * nSSL ) 2 } −√ {(a * nref ) 2 + (b * nref ) 2 }.
15 types of modified Munsell color chart # 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
Condition 4:
The hue angle in the CIE 1976 L * a * b * color space of the above-mentioned 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination by the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed is θ nSSL (degree) (where n is 1 to 15 natural numbers)
CIE 1976 of the 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination with the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed.
When the hue angle in the L * a * b * color space is θ nref (degrees) (where n is a natural number from 1 to 15), the absolute value of the hue angle difference | Δh n | is 0 ≦ | Δh n | ≦ 9.0 (degrees) (n is a natural number from 1 to 15)
Meet.
However, it is set as ( DELTA) hn = (theta) nSSL- ( theta) nref .
[9]
The light-emitting device according to any one of [1] to [8],
The light emitted from the light emitting device in the radiation direction has a radiation efficiency K (lm / W) in the range of 380 nm to 780 nm derived from the spectral distribution φ SSL (λ), 180 (lm / W) ≦ K (Lm / W) ≦ 320 (lm / W)
A light emitting device characterized by being able to satisfy the above requirements.
[10]
The light-emitting device according to any one of [1] to [9],
The light emitted from the light emitting device in the radiation direction has a correlated color temperature T SSL (K) of 2550 (K) ≦ T SSL (K) ≦ 5650 (K).
A light emitting device characterized by being able to satisfy the above requirements.
[11]
The light-emitting device according to any one of [1] to [10],
Light emission characterized by having a light emission region in which φ SSL (λ) can satisfy the condition 1-2 by changing the amount of luminous flux and / or the amount of radiant flux emitted from the light emission region. apparatus.
また、上記目的を達成するため、本発明の第二の実施態様は以下の発光装置の設計方法に関する。
［１２］
Ｍ個（Ｍは２以上の自然数）の発光領域が内在し、少なくとも一つの前記発光領域内に半導体発光素子を発光要素として備える発光装置の設計方法であって、
当該発光装置の主たる放射方向に各発光領域から出射される光の分光分布をφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）とし、前記発光装置から当該放射方向に出射されるすべての光の分光分布φＳＳＬ（λ）が、
前記φＳＳＬ（λ）を、以下の条件１−２を満たすようにできる構成となるように発光領域を設計する、発光装置の設計方法。
条件１：
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、−０．０３５０ ≦ ＤｕｖＳＳＬ ≦ −０．００４０となる光を主たる放射方向に含む。
条件２：
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相関色温度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相関色温度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相関色温度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、−３６０ ≦ Ａｃｇ ≦ −１０を満たし、
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、−３６０ ≦ Ａｃｇ ≦ −１０を満たす。
［１２］記載の発光装置の設計方法であって、すべてのφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）が、前記条件１と条件２を満たす発光装置の設計方法。
［１４］
［１２］または［１３］に記載の発光装置の設計方法であって、前記Ｍ個の発光領域中の、少なくとも１つの発光領域が、他の発光領域に対して電気的に独立に駆動しうる配線となっている発光装置の設計方法。
［１５］
［１４］記載の発光装置の設計方法であって、Ｍ個の発光領域すべてが、他の発光領域に対して電気的に独立に駆動しうる配線となっている発光装置の設計方法。
［１６］
［１２］〜［１５］のいずれかに記載の発光装置の設計方法であって、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬからなる群から選択される少なくとも１つが変化し得る発光装置の設計方法。
［１７］
［１６］記載の発光装置の設計方法であって、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬからなる群から選択される少なくとも１つが変化した際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を独立に制御しうることを特徴とする発光装置の設計方法。
［１８］
［１２］〜［１７］のいずれかに記載の発光装置の設計方法であって、最近接している
異なる発光領域全体を包絡する仮想外周上にある任意の２点がつくる最大距離Ｌが、０．４ｍｍ以上２００ｍｍ以下である発光装置の設計方法。
［１９］
［１２］〜［１８］のいずれかに記載の発光装置の設計方法であって、
前記発光領域から出射される光束量かつ／または放射束量を変化させることでφＳＳＬ（λ）を、更に以下の条件３−４を満たすようにできる発光装置の設計方法。
条件３：
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Ｔ（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
−３．８ ≦ 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、
２．８ ≦ ｜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
条件４：
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。
［２０］
［１２］〜［１９］のいずれかに記載の発光装置の設計方法であって、
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）
を満たすように出来ることを特徴とする発光装置の設計方法。
［２１］
［１２］〜［２０］のいずれかに記載の発光装置の設計方法であって、
前記発光装置から当該放射方向に出射される光は、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）が
２５５０（Ｋ） ≦ ＴＳＳＬ（Ｋ） ≦ ５６５０（Ｋ）
を満たすように出来ることを特徴とする発光装置の設計方法。
［２２］
［１２］〜［２１］のいずれかに記載の発光装置の設計方法であって、
前記発光領域から出射される光束量かつ／または放射束量を変化させることで、前記φＳＳＬ（λ）を、前記条件１−２を満たすようにできる構成となるように発光領域を設計することを特徴とする発光装置の設計方法。
In order to achieve the above object, the second embodiment of the present invention relates to the following light emitting device design method.
[12]
A method for designing a light-emitting device having M (M is a natural number of 2 or more) light-emitting regions, and including a semiconductor light-emitting element as a light-emitting element in at least one of the light-emitting regions,
The spectral distribution of light emitted from each light emitting region in the main radiation direction of the light emitting device is φ SSL N (λ) (N is 1 to M), and all light emitted from the light emitting device in the radiation direction is Spectral distribution φ SSL (λ) is
A design method of a light emitting device, wherein a light emitting region is designed so that the φ SSL (λ) can be configured to satisfy the following condition 1-2.
Condition 1:
The light emitted from the light emitting device includes light whose distance D uvSSL from the black body radiation locus defined by ANSI C78.377 is −0.0350 ≦ D uvSSL ≦ −0.0040 in the main radiation direction. .
Condition 2:
A spectral distribution of light emitted from the light emitting device in the radiation direction is φ SSL (λ), and a reference selected according to a correlated color temperature T SSL (K) of light emitted from the light emitting device in the radiation direction The light spectral distribution is φ ref (λ), and the tristimulus values of light emitted from the light emitting device in the radiation direction (X SSL , Y SSL , Z SSL ) are emitted from the light emitting device in the radiation direction. (X ref , Y ref , Z ref ) are the tristimulus values of the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K)
Selected according to the normalized spectral distribution S SSL (λ) of the light emitted from the light emitting device in the radiation direction and the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted from the light emitting device in the radiation direction. The normalized spectral distribution S ref (λ) of the standard light and the difference ΔS (λ) between these normalized spectral distributions are respectively
S SSL (λ) = φ SSL (λ) / Y SSL
S ref (λ) = φ ref (λ) / Y ref
ΔS (λ) = S ref (λ) −S SSL (λ)
And define
Within a range of wavelength 380nm or 780 nm, the wavelength giving the longest wavelength maximum of the S SSL (lambda) upon the λ R (nm), λ S SSL (λ R) on the longer wavelength side than R / 2 and When there is a wavelength Λ4,
The index A cg represented by the following mathematical formula (1) satisfies −360 ≦ A cg ≦ −10,
Within a range of wavelength 380nm or 780 nm, the wavelength giving the longest wavelength maximum of the S SSL (lambda) upon the λ R (nm), λ S SSL (λ R) on the longer wavelength side than R / 2 and When there is no wavelength Λ4,
The index A cg represented by the following mathematical formula (2) satisfies −360 ≦ A cg ≦ −10.
[12] The method for designing a light-emitting device according to [12], wherein all φ SSL N (λ) (N is 1 to M) satisfy the conditions 1 and 2.
[14]
[12] The method for designing a light emitting device according to [13], wherein at least one of the M light emitting regions can be electrically driven independently of the other light emitting regions. A method of designing a light emitting device that is a wiring.
[15]
[14] The method for designing a light-emitting device according to [14], wherein all M light-emitting regions are wirings that can be electrically driven independently of other light-emitting regions.
[16]
[12] A method for designing a light emitting device according to any one of [15], wherein the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K) represented by the formula (1) or (2), and black A method for designing a light-emitting device in which at least one selected from the group consisting of a distance D uvSSL from a body radiation locus can change.
[17]
[16] The light emitting device design method according to [16], wherein the index A cg represented by the formula (1) or (2), the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the black body radiation locus. A method of designing a light emitting device, wherein a light flux and / or a radiant flux emitted from the light emitting device in a main radiation direction can be controlled independently when at least one selected from the group consisting of:
[18]
The light emitting device design method according to any one of [12] to [17], wherein the maximum distance L formed by any two points on a virtual outer circumference that envelops all the different light emitting regions that are closest to each other is 0. A method for designing a light emitting device that is 4 mm or more and 200 mm or less.
[19]
A method for designing a light emitting device according to any one of [12] to [18],
A method for designing a light-emitting device capable of further satisfying the following condition 3-4 by changing φ SSL (λ) by changing the amount of luminous flux and / or the amount of radiant flux emitted from the light-emitting region.
Condition 3:
CIE 1976 L * a * b * a * value in color space, b * of the following 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 when illumination by light emitted in the radiation direction is mathematically assumed The values are a * nSSL and b * nSSL (where n is a natural number from 1 to 15, respectively)
CIE 1976 L * a of the 15 types of modified Munsell color charts when mathematically assuming illumination with reference light selected in accordance with the correlated color temperature T (K) of light emitted in the radiation direction When the a * value and b * value in the * b * color space are a * nref and b * nref (where n is a natural number from 1 to 15), the saturation difference ΔC n is −3.8 ≦ ΔC n ≦ 18.6 (n is a natural number from 1 to 15)
And the average saturation difference represented by the following formula (3) satisfies the following formula (4):
Meet.
However, ΔC n = √ {(a * nSSL ) 2 + (b * nSSL ) 2 } −√ {(a * nref ) 2 + (b * nref ) 2 }.
15 types of modified Munsell color chart # 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
Condition 4:
The hue angle in the CIE 1976 L * a * b * color space of the above-mentioned 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination by the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed is θ nSSL (degree) (where n is 1 to 15 natural numbers)
CIE 1976 of the 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination with the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed.
When the hue angle in the L * a * b * color space is θ nref (degrees) (where n is a natural number from 1 to 15), the absolute value of the hue angle difference | Δh n | is 0 ≦ | Δh n | ≦ 9.0 (degrees) (n is a natural number from 1 to 15)
Meet.
However, it is set as ( DELTA) hn = (theta) nSSL- ( theta) nref .
[20]
[12]-[19] is a method for designing a light-emitting device according to any one of
The light emitted from the light emitting device in the radiation direction has a radiation efficiency K (lm / W) in the range of 380 nm to 780 nm derived from the spectral distribution φ SSL (λ), 180 (lm / W) ≦ K (Lm / W) ≦ 320 (lm / W)
A design method of a light-emitting device, characterized by being able to satisfy the above.
[21]
[12] A method for designing a light emitting device according to any one of [20],
The light emitted from the light emitting device in the radiation direction has a correlated color temperature T SSL (K) of 2550 (K) ≦ T SSL (K) ≦ 5650 (K).
A design method of a light-emitting device, characterized by being able to satisfy the above.
[22]
A method for designing a light emitting device according to any one of [12] to [21],
Designing the light emitting region so that the φ SSL (λ) can satisfy the condition 1-2 by changing the amount of light flux and / or the amount of radiant flux emitted from the light emitting region. A method for designing a light-emitting device.
また、上記目的を達成するため、本発明の第三の実施態様は以下の発光装置の駆動方法に関する。
［２３］
Ｍ個（Ｍは２以上の自然数）の発光領域が内在し、少なくとも一つの前記発光領域内に半導体発光素子を発光要素として備える発光装置の駆動方法であって、
当該発光装置の主たる放射方向に各発光領域から出射される光の分光分布をφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）とし、前記発光装置から当該放射方向に出射されるすべての光の分光分布φＳＳＬ（λ）が、
φＳＳＬ（λ）を、以下の条件１−２を満たすものとなるように、前記各発光領域に給電する発光装置の駆動方法。
条件１：
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、−０．０３５０ ≦ ＤｕｖＳＳＬ ≦ −０．００４０となる光を主たる放射方向に含む。
条件２：
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相関色温度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相関色温度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相関色温度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、−３６０ ≦ Ａｃｇ ≦ −１０を満たし、
下記数式（２）で表される指標Ａｃｇが、−３６０ ≦ Ａｃｇ ≦ −１０を満たす。
［２３］記載の発光装置の駆動方法であって、すべてのφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）を、前記条件１と条件２を満たすものとなるように発光領域に給電する発光装置の駆動方法。
［２５］
［２３］または［２４］に記載の発光装置の駆動方法であって、Ｍ個の発光領域中の、少なくとも１つの発光領域を、他の発光領域に対して電気的に独立に駆動する発光装置の駆動方法。
［２６］
［２３］〜［２５］のいずれかに記載の発光装置の駆動方法であって、Ｍ個の発光領域すべてを、他の発光領域に対して電気的に独立に駆動する発光装置の駆動方法。
［２７］
［２３］〜［２６］のいずれかに記載の発光装置の駆動方法であって、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬからなる群から選択される少なくとも１つを変化させる発光装置の駆動方法。
［２８］
［２７］に記載の発光装置の駆動方法であって、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬからなる群から選択される少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とする発光装置の駆動方法。
［２９］
［２７］に記載の発光装置の駆動方法であって、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇを減少させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を低減させる発光装置の駆動方法。
［３０］
［２７］に記載の発光装置の駆動方法であって相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）を増加させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を増加させる発光装置の駆動方法。
［３１］
［２７］に記載の発光装置の駆動方法であって黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを減少させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を減少させる発光装置の駆動方法。
［３２］
［２３］〜［３１］のいずれかに記載の発光装置の駆動方法であって、
φＳＳＬ（λ）を、更に以下の条件３−４を満たすものとなるように給電する、発光装置の駆動方法。
条件３：
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
−３．８ ≦ 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、
２．８ ≦ ｜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
条件４：
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。
In order to achieve the above object, the third embodiment of the present invention relates to the following driving method of a light emitting device.
[23]
A driving method of a light-emitting device having M (M is a natural number of 2 or more) light-emitting regions, and including a semiconductor light-emitting element as a light-emitting element in at least one of the light-emitting regions,
The spectral distribution of light emitted from each light emitting region in the main radiation direction of the light emitting device is φ SSL N (λ) (N is 1 to M), and all light emitted from the light emitting device in the radiation direction is Spectral distribution φ SSL (λ) is
A driving method of a light-emitting device that supplies power to each light-emitting region so that φ SSL (λ) satisfies the following condition 1-2.
Condition 1:
The light emitted from the light emitting device includes light whose distance D uvSSL from the black body radiation locus defined by ANSI C78.377 is −0.0350 ≦ D uvSSL ≦ −0.0040 in the main radiation direction. .
Condition 2:
A spectral distribution of light emitted from the light emitting device in the radiation direction is φ SSL (λ), and a reference selected according to a correlated color temperature T SSL (K) of light emitted from the light emitting device in the radiation direction The light spectral distribution is φ ref (λ), and the tristimulus values of light emitted from the light emitting device in the radiation direction (X SSL , Y SSL , Z SSL ) are emitted from the light emitting device in the radiation direction. (X ref , Y ref , Z ref ) are the tristimulus values of the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K)
Selected according to the normalized spectral distribution S SSL (λ) of the light emitted from the light emitting device in the radiation direction and the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted from the light emitting device in the radiation direction. The normalized spectral distribution S ref (λ) of the standard light and the difference ΔS (λ) between these normalized spectral distributions are respectively
S SSL (λ) = φ SSL (λ) / Y SSL
S ref (λ) = φ ref (λ) / Y ref
ΔS (λ) = S ref (λ) −S SSL (λ)
And define
Within a range of wavelength 380nm or 780 nm, the wavelength giving the longest wavelength maximum of the S SSL (lambda) upon the λ R (nm), λ S SSL (λ R) on the longer wavelength side than R / 2 and When there is a wavelength Λ4,
The index A cg represented by the following mathematical formula (1) satisfies −360 ≦ A cg ≦ −10,
The index A cg represented by the following mathematical formula (2) satisfies −360 ≦ A cg ≦ −10.
[23] The light-emitting device driving method according to [23], wherein all φ SSL N (λ) (N is 1 to M) is supplied to the light-emitting region so as to satisfy the conditions 1 and 2. Device driving method.
[25]
[23] A method of driving a light emitting device according to [24], wherein at least one of the M light emitting regions is electrically driven independently of the other light emitting regions. Driving method.
[26]
[23] A method for driving a light-emitting device according to any one of [25], wherein all M light-emitting regions are electrically driven independently of other light-emitting regions.
[27]
[23] A method for driving a light emitting device according to any one of [26], wherein the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K) represented by the formula (1) or (2), and black A driving method of a light emitting device that changes at least one selected from the group consisting of a distance D uvSSL from a body radiation locus.
[28]
[27] The light-emitting device driving method according to [27], wherein the index A cg represented by the formula (1) or (2), the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D from the black body radiation locus. A method for driving a light emitting device, in which when at least one selected from the group consisting of uvSSL is changed, a light flux and / or a radiant flux emitted from the light emitting device in a main radiation direction is not changed.
[29]
[27] The light-emitting device driving method according to [27], in which when the index A cg represented by the formula (1) or (2) is decreased, a light flux emitted from the light-emitting device in a main radiation direction; A method for driving a light-emitting device that reduces radiant flux.
[30]
[27] The light emitting device driving method according to [27], wherein when the correlated color temperature T SSL (K) is increased, the light flux and / or the radiant flux emitted from the light emitting device in a main radiation direction is increased. Driving method.
[31]
[27] The light-emitting device driving method according to [27], wherein when the distance D uvSSL from the black-body radiation locus is reduced, light emission and / or radiant flux emitted from the light-emitting device in a main radiation direction is reduced. Device driving method.
[32]
[23] A method for driving the light-emitting device according to any one of [31],
A driving method of a light-emitting device, in which φ SSL (λ) is further fed so as to satisfy the following condition 3-4.
Condition 3:
CIE 1976 L * a * b * a * value in color space, b * of the following 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 when illumination by light emitted in the radiation direction is mathematically assumed The values are a * nSSL and b * nSSL (where n is a natural number from 1 to 15, respectively)
CIE 1976 of the 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination with the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed.
When the a * value and b * value in the L * a * b * color space are a * nref and b * nref (where n is a natural number from 1 to 15), the saturation difference ΔC n is −3.8. ≦ ΔC n ≦ 18.6 (n is a natural number from 1 to 15)
And the average saturation difference represented by the following formula (3) satisfies the following formula (4):
Meet.
However, ΔC n = √ {(a * nSSL ) 2 + (b * nSSL ) 2 } −√ {(a * nref ) 2 + (b * nref ) 2 }.
15 types of modified Munsell color chart # 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
Condition 4:
The hue angle in the CIE 1976 L * a * b * color space of the above-mentioned 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination by the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed is θ nSSL (degree) (where n is 1 to 15 natural numbers)
CIE 1976 of the 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination with the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed.
When the hue angle in the L * a * b * color space is θ nref (degrees) (where n is a natural number from 1 to 15), the absolute value of the hue angle difference | Δh n | is 0 ≦ | Δh n | ≦ 9.0 (degrees) (n is a natural number from 1 to 15)
Meet.
However, it is set as ( DELTA) hn = (theta) nSSL- ( theta) nref .
また、上記目的を達成するため、本発明の第四の実施態様は以下の照明方法に関する。［３３］
対象物を準備する照明対象物準備工程、および、Ｍ個（Ｍは２以上の自然数）の発光領域が内在し、少なくとも一つの発光領域内に半導体発光素子を発光要素として備える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、−０．０３５０ ≦ ＤｕｖＳＳＬ ≦ −０．００４０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
−３．８ ≦ 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、
２．８ ≦ ｜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。
［３４］
［３３］記載の照明方法であって、前記対象物の位置に到達している各発光要素から出射された光の分光分布をφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）、前記対象物の位置で測定した光の分光分布φＳＳＬ（λ）が、
すべてのφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）を、前記＜１＞＜２＞＜３＞を満たすようにできる照明方法。
［３５］
［３３］または［３４］に記載の照明方法であって、Ｍ個の発光領域中の、少なくとも１つの発光領域を、他の発光領域に対して電気的に独立駆動し照明する照明方法。
［３６］
［３５］に記載の照明方法であって、Ｍ個の発光領域すべてを、他の発光領域に対して電気的に独立駆動し照明する照明方法。
［３７］
［３３］〜［３６］のいずれかに記載の照明方法であって、前記式（３）で表される飽和度差の平均
［３８］
［３７］に記載の照明方法であって、前記式（３）で表される飽和度差の平均
［３９］
［３８］に記載の照明方法であって、前記式（３）で表される飽和度差の平均
［４０］
［３８］に記載の照明方法であって、前記式（３）で表される飽和度差の平均
［４１］
［３８］に記載の照明方法であって、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）を増加させた際に、当該対象物における照度を増加する照明方法。
［４２］
［３８］に記載の照明方法であって、黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを減少させた際に、当該対象物における照度を減少する照明方法。
［４３］
［３３］〜［４２］のいずれかに記載の照明方法であって、最近接している異なる発光領域全体を包絡する仮想外周上にある任意の２点がつくる最大距離をＬ、発光装置と照明対象物の距離をＨとした際に、
５×Ｌ≦Ｈ≦５００×Ｌ
となるように距離Ｈを設定する照明方法。
Moreover, in order to achieve the said objective, the 4th embodiment of this invention is related with the following illumination methods. [33]
Illumination object preparation step for preparing an object, and M (M is a natural number of 2 or more) light-emitting regions are included, and the light-emitting device includes a semiconductor light-emitting element as a light-emitting element in at least one light-emitting region. An illumination method including illuminating an object with light,
In the illumination step, when the light emitted from the light emitting device illuminates the object, the light measured at the position of the object satisfies the following <1>, <2>, and <3>. Lighting method to do.
<1> The distance D uvSSL from the black body radiation locus defined by ANSI C78.377 of the light measured at the position of the object is −0.0350 ≦ D uvSSL ≦ −0.0040.
<2> CIE 1976 L * a * b * a * in the color space of the following 15 types of modified Munsell color charts from # 01 to # 15 when mathematically assuming illumination by light measured at the position of the object And b * values are a * nSSL and b * nSSL (where n is a natural number from 1 to 15, respectively)
CIE 1976 L * of the 15 types of modified Munsell color charts when mathematically assuming illumination with reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of light measured at the position of the object a * b * a * values in a color space, b * values of each a * nref, b * nref (where n is from 1 natural numbers 15) when the degree of saturation difference [Delta] C n is -3.8 ≦ [Delta] C n ≦ 18.6 (n is a natural number from 1 to 15)
The filling,
The average saturation difference represented by the following formula (3) satisfies the following formula (4),
Meet.
However, ΔC n = √ {(a * nSSL ) 2 + (b * nSSL ) 2 } −√ {(a * nref ) 2 + (b * nref ) 2 }.
15 types of modified Munsell color chart # 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> The hue angle in the CIE 1976 L * a * b * color space of the fifteen kinds of modified Munsell color charts when the illumination by light measured at the position of the object is mathematically assumed is θ nSSL (degrees). (Where n is a natural number from 1 to 15)
CIE 1976 L * of the 15 types of modified Munsell color charts when mathematically assuming illumination with reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of light measured at the position of the object When the hue angle in the a * b * color space is θ nref (degrees) (where n is a natural number from 1 to 15), the absolute value of the hue angle difference | Δh n | is 0 ≦ | Δh n | ≦ 9. 0 (degrees) (n is a natural number from 1 to 15)
Meet.
However, it is set as ( DELTA) hn = (theta) nSSL- ( theta) nref .
[34]
[33] The illumination method according to [33], wherein a spectral distribution of light emitted from each light-emitting element reaching the position of the object is φ SSL N (λ) (N is 1 to M), and the object The spectral distribution φ SSL (λ) measured at the position of
An illumination method capable of satisfying all <1><2><3> for all φ SSL N (λ) (N is 1 to M).
[35]
The illumination method according to [33] or [34], wherein at least one of the M light-emitting regions is electrically driven and illuminated with respect to the other light-emitting regions.
[36]
[35] The illumination method according to [35], wherein all of the M light emitting areas are electrically driven independently and illuminated with respect to the other light emitting areas.
[37]
[33] to [36] The illumination method according to any one of [36] to [36], wherein an average of saturation differences represented by the formula (3)
[38]
[37] The lighting method according to [37], wherein the average of the saturation differences represented by the formula (3)
[39]
[38] The illumination method according to [38], wherein the average of the saturation differences represented by the formula (3)
[40]
[38] The illumination method according to [38], wherein the average of the saturation differences represented by the formula (3)
[41]
[38] The illumination method according to [38], wherein the illumination intensity of the object is increased when the correlated color temperature T SSL (K) is increased.
[42]
[38] The illumination method according to [38], wherein the illuminance of the object is reduced when the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is reduced.
[43]
[33] to [42] The illumination method according to any one of [42] to [42], wherein L is a maximum distance formed by any two points on a virtual outer circumference that envelops the entire light emitting regions that are closest to each other, and the light emitting device and the illumination When the distance of the object is H,
5 × L ≦ H ≦ 500 × L
A lighting method for setting the distance H to be
本発明によれば、基準の光（実験用基準光と記載する場合がある）で照明された場合や、また、基準の光に近接した色の見えとなり高Ｒａかつ高Ｒｉである光（実験用疑似基準光と記載する場合がある）を放射する発光装置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、統計的に多数の被験者がより良いと判断する真に良好な物体の色の見えを実現可能な発光装置及び照明方法が実現される。
特に本発明では、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、物体の見えを実現しつつ、照明する空間、使用する目的に応じて、光源の色度点（換言すると相関色温度と、ＡＮＳＩ Ｃ７８．３７７で定義される黒体放射からの距離Ｄｕｖ）を可変とすることができる。さらに、色の見えに大きな影響を与えるＡｃｇを変化させることで、当該発光装置で照明された照明対象物の飽和度（彩度）も可変することができるようになる。さらに、光源の色度点の変化に対して、光源の光束かつ／または放射束、あるいは照明対象物における照度を可変とすることで、照明対象物の彩度（飽和度）相関色温度、Ｄｕｖ、等に対する照度を最適に制御することも可能となる。
According to the present invention, and when illuminated with (if there is described a laboratory reference light) reference light and a high R a and high R i becomes color appearance close to the light of the reference light Compared to the case of illuminating with a light emitting device that emits (which may be described as a pseudo-reference light for experiments), a large number of subjects are statistically more likely to have a similar CCT and substantially the same illuminance. A light emitting device and an illumination method capable of realizing a truly good color appearance of an object that is determined to be good are realized.
Especially in the present invention, as seen outdoors, it is natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, while realizing the appearance of an object, depending on the space to be illuminated and the purpose of use, The chromaticity point of the light source (in other words, the correlated color temperature and the distance D uv from the black body radiation defined by ANSI C78.377) can be made variable. Furthermore, by changing A cg that greatly affects the color appearance, the saturation (saturation) of the illumination object illuminated by the light emitting device can also be varied. Further, by changing the luminous flux and / or radiant flux of the light source or the illuminance of the illumination object with respect to the change in the chromaticity point of the light source, the saturation (saturation) correlated color temperature of the illumination object, D It is also possible to optimally control the illuminance with respect to uv , etc.
物体の色の見えについてより具体的に例示すれば、本発明により実現する物の見えに関する効果は、以下の通りである。
第一に、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、又は、本発明の照明方法により照明した場合には、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、本発明による発光装置で実現された照度は、又は、本発明の照明方法により照明した場合の照度は、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Ｃ
ＣＴ、ほぼ同様の照度であっても、本発明による発光装置で照明した場合、又は、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、本発明による光源、器具、システムで照明した場合、又は、本発明の照明方法により照明した場合には、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。
また、本発明により実現する利便さは、以下の通りである。
すなわち、年齢、性別、国などによって、また、どのような空間をどのような目的で照明するかによって、最適な照明は異なるが、本発明の発光装置、また本発明の発光装置の駆動方法を用いると、より最適と考えられる照明条件を、可変範囲から容易に選択することができる。
If the color appearance of an object is illustrated more specifically, the effects relating to the appearance of an object realized by the present invention are as follows.
First, when illuminated with a light-emitting device such as a light source, instrument, system, etc. according to the present invention, or when illuminated with the illumination method of the present invention, illuminated with experimental reference light or experimental pseudo-reference light, etc. In contrast, even with almost the same CCT and almost the same illuminance, white is whiter and looks natural and comfortable. Furthermore, it becomes easy to visually recognize the brightness difference between achromatic colors such as white, gray, and black. For this reason, for example, black characters on general white paper are easy to read. Although details will be described later, such an effect is completely unexpected in light of conventional common sense.
Secondly, even if the illuminance realized by the light emitting device according to the present invention or the illuminance when illuminated by the illumination method of the present invention is about a normal indoor environment of about several thousand Lx to several hundred Lx, For most colors, such as purple, blue-violet, blue, blue-green, green, yellow-green, yellow, yellow-red, red, red-purple, and in some cases all numbers, for example, under sunny day outdoor illumination A truly natural color appearance as seen under 10,000 lx is achieved. In addition, the skin color of subjects (Japanese people), various foods, clothing, wood colors, and the like, which have intermediate saturation, have natural colors that many subjects feel more preferable.
Third, compared to the case of illumination with experimental reference light or experimental reference light, C
CT, even when the illumination intensity is almost the same, when illuminated by the light emitting device according to the present invention, or when illuminated by the illumination method of the present invention, it becomes easy to distinguish colors in adjacent hues, as if in a high illumination environment. The following comfortable work is possible. More specifically, for example, a plurality of lipsticks having similar red colors can be more easily identified.
Fourth, when illuminated with the light source, instrument, or system according to the present invention even when the illumination is substantially the same CCT and substantially the same illuminance as compared with the illumination with the experimental reference light or the experimental reference light, etc. Or, when illuminated by the illumination method of the present invention, the object can be seen more clearly and easily as if viewed in a high-illuminance environment.
The convenience realized by the present invention is as follows.
That is, the optimal illumination differs depending on the age, sex, country, etc., and what kind of space is illuminated for what purpose, but the light emitting device of the present invention and the driving method of the light emitting device of the present invention are different. If used, the illumination condition considered to be more optimal can be easily selected from the variable range.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。
なお、本発明の第一乃至第三の実施態様では、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。
また、本発明の第四の実施態様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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
In the first to third embodiments of the present invention, the invention is specified by the light in the “main radiation direction” among the light emitted by the light emitting device. Therefore, a light-emitting device capable of emitting radiation including “main radiation direction” that satisfies the requirements of the present invention belongs to the scope of the present invention.
Further, the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention is an invention in which light emitted from a light-emitting device used in the illumination method illuminates the object, using light at a position where the object is illuminated. Is specified. Therefore, an illumination method using a light emitting device that can emit light at a “position where an object is illuminated” that satisfies the requirements of the present invention belongs to the scope of the present invention.
ここで、本発明の第一乃至第三の実施態様における「主たる放射方向（radiant direction）」とは、発光装置の使用状況に即して、適した範囲を有し、かつ、適した向きへ光
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。
Here, the “main radiant direction” in the first to third embodiments of the present invention has a suitable range in accordance with the use state of the light emitting device and has a suitable direction. Indicates the direction in which light is emitted.
For example, it may be a direction in which the luminous intensity or luminance of the light emitting device is maximized or maximized.
Further, the light emitting device may have a finite range including a direction in which the luminous intensity or luminance of the light emitting device is maximized or maximized.
In addition, the radiant intensity or radiance of the light emitting device may be in the maximum or maximum direction.
Further, it may be a direction having a finite range including a direction in which the radiant intensity or radiance of the light emitting device is maximized or maximized.
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、蛍光ランプと半導体発光素子の単体複合ランプ、白熱電球と半導体発光素子の単体複合ランプ等である場合には、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、蛍光ランプと半導体発光素子が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が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。
Specific examples are given below.
When the light emitting device is a single light emitting diode (LED), a single package LED, a single LED module, a single LED bulb, a single composite lamp of a fluorescent lamp and a semiconductor light emitting element, a single composite lamp of an incandescent bulb and a semiconductor light emitting element, etc. The main radiation direction may be the vertical direction of each light emitting device and a finite solid angle including the vertical direction, for example, π (sr) at the maximum and π / 100 (sr) at the minimum.
The light-emitting device is an LED lighting device in which a lens, a reflection mechanism, or the like is added to the packaged LED, or a lighting device including a fluorescent lamp and a semiconductor light-emitting element. In the case of light distribution characteristics applicable to lighting applications, direct / indirect lighting applications, semi-indirect lighting applications, and indirect lighting applications, the main radiation direction is a finite including the vertical direction and vertical direction of each light emitting device For example, π (sr) at the maximum and π / 100 (sr) at the minimum. In addition, the luminous intensity or luminance of the light emitting device may be in a direction that is maximized or maximized. Further, it may be within a finite solid angle including the direction in which the luminous intensity or luminance of the light emitting device is maximized or maximized, for example, π (sr) at the maximum and π / 100 (sr) at the minimum. In addition, the radiant intensity or radiance of the light emitting device may be in a direction that maximizes or maximizes. Further, it may be within a finite solid angle including a direction in which the radiant intensity or radiance of the light emitting device is maximized or maximized, for example, π (sr) at the maximum and π / 100 (sr) at the minimum.
When the light-emitting device is a lighting system equipped with a plurality of lighting fixtures in which the LED lighting fixtures and fluorescent lamps are incorporated, the main radiation direction is a finite number including the vertical direction of the planar center of each light-emitting device and the vertical direction. It can be within a solid angle, for example, π (sr) at the maximum and π / 100 (sr) at the minimum. In addition, the luminous intensity or luminance of the light emitting device may be in a direction that is maximized or maximized. Further, it may be within a finite solid angle including the direction in which the luminous intensity or luminance of the light emitting device is maximized or maximized, for example, π (sr) at the maximum and π / 100 (sr) at the minimum. In addition, the radiant intensity or radiance of the light emitting device may be in a direction that maximizes or maximizes. Further, it may be within a finite solid angle including a direction in which the radiant intensity or radiance of the light emitting device is maximized or maximized, for example, π (sr) at the maximum and π / 100 (sr) at the minimum.
In order to measure the spectral distribution of the light emitted from the light emitting device in the main radiation direction, it is preferable to measure at a distance at which the illuminance at the measurement point becomes practical illuminance (150 lx to 5000 lx as described later).
本明細書においては、数学的な色の見えを予想する際に計算上用いるＣＩＥで定義され
た基準の光を、基準の光、計算用基準の光、計算用基準光などと記載する場合がある。一方、視覚的な実比較で用いる実験用の基準の光、すなわちタングステンフィラメントが内在する白熱電球光などは、基準の光、実験用基準の光、実験用基準光と記載する場合がある。また、基準の光に近接した色の見えとなると予想される高Ｒａかつ高Ｒｉである光、たとえばＬＥＤ光源であって、比較視覚実験で実験用基準光の代替光として用いる光は、基準の光、実験用疑似基準の光、実験用擬似基準光と記載する場合がある。また、数学的にまた実験的に検討対象とした光を、基準の光に対して、試験光と記載する場合がある。
In this specification, the reference light defined by the CIE used for calculation when predicting the appearance of mathematical colors may be described as reference light, calculation reference light, calculation reference light, or the like. is there. On the other hand, experimental reference light used in visual actual comparison, that is, incandescent bulb light with a tungsten filament, may be referred to as reference light, experimental reference light, or experimental reference light. Further, light having a high Ra and high Ri, which is expected to have a color appearance close to the reference light, for example, an LED light source, which is used as a substitute light for the experimental reference light in the comparative visual experiment, Sometimes referred to as reference light, experimental pseudo-reference light, and experimental pseudo-reference light. In addition, light that is mathematically and experimentally studied may be described as test light with respect to reference light.
本発明の第一の実施態様に係る発光装置は、Ｍ個（Ｍは２以上の自然数）の発光領域が内在する。本明細書においては、製造工程上の一般的ばらつきを許容した上で等価な分光分布の光を出射する発光領域を、同種の発光領域と表現する。すなわち、発光領域が物理的に分離し、離間して配置されていても、製造工程上の一般的ばらつきを許容した上で等価な分光分布の光を出射する場合には同種の発光領域である。つまりは、本発明の第一の実施態様に係る発光装置は、分光分布がそれぞれ異なる光を出射する、２種以上の発光領域が内在するものである。
また、複数種類の発光領域のうち少なくとも一つの発光領域に、半導体発光素子を発光要素として備える。少なくとも一つの発光領域に半導体発光素子を発光要素として備えていれば、各発光領域が備える発光要素に制限はない。半導体発光素子以外の発光要素としては、投入された種々のエネルギーを電磁放射のエネルギーに変換し、その電磁放射エネルギー中に３８０ｎｍから７８０ｎｍの可視光を含むものであればよい。例えば、電気エネルギーを変換しうる熱フィラメント、蛍光管、高圧ナトリウムランプ、レーザ、二次高調波発生（ＳＨＧ）源等を例示することができる。また、光エネルギーを変換しうる蛍光体なども例示できる。
本発明の第一の実施態様に係る発光装置は、発光要素である半導体発光素子を備える発光領域を含め、複数の発光領域が内在すれば、それ以外の構成は特段限定されない。発光領域としては、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等でもよい。
また、発光装置としては、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、光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。
The light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes M (M is a natural number of 2 or more) light emitting regions. In the present specification, a light emitting region that emits light having an equivalent spectral distribution while allowing general variations in the manufacturing process is expressed as the same type of light emitting region. That is, even if the light emitting regions are physically separated and spaced apart, they are the same type of light emitting region when light having an equivalent spectral distribution is emitted while allowing general variations in the manufacturing process. . That is, the light emitting device according to the first embodiment of the present invention includes two or more types of light emitting regions that emit light having different spectral distributions.
In addition, a semiconductor light emitting element is provided as a light emitting element in at least one light emitting region among a plurality of types of light emitting regions. As long as a semiconductor light emitting element is provided as a light emitting element in at least one light emitting region, the light emitting element provided in each light emitting region is not limited. The light emitting element other than the semiconductor light emitting element may be any element as long as it converts various input energy into electromagnetic radiation energy and includes visible light of 380 nm to 780 nm in the electromagnetic radiation energy. For example, a hot filament capable of converting electric energy, a fluorescent tube, a high-pressure sodium lamp, a laser, a second harmonic generation (SHG) source, and the like can be exemplified. Moreover, the fluorescent substance etc. which can convert light energy can also be illustrated.
The light emitting device according to the first embodiment of the present invention is not particularly limited as long as a plurality of light emitting regions are included, including a light emitting region including a semiconductor light emitting element that is a light emitting element. The light emitting region may be a single semiconductor light emitting element provided with a lead wire or the like as an energization mechanism, or a packaged LED that is further provided with a heat dissipation mechanism or the like and integrated with a phosphor or the like.
Further, the light emitting device may be an LED module in which one or more packaged LEDs are provided with a more robust heat dissipation mechanism, and generally a plurality of packaged LEDs are mounted. Furthermore, the LED lighting fixture which provided the lens, the light reflection mechanism, etc. to package LED etc. may be sufficient. Furthermore, the lighting system which supported many LED lighting fixtures etc. and was able to illuminate an object may be sufficient. The light emitting device according to this embodiment includes all of them.
本発明の第一の実施態様に係る発光装置では、各発光領域から出射される光の分光分布をφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）とし、前記発光装置から当該放射方向に出射されるすべての光の分光分布φＳＳＬ（λ）を、
図１０１に記載の発光装置１００は、本発明の第一の実施態様に係る発光装置の一態様である。発光装置１００は、上記式においてＭ＝５の場合を示しており、発光領域１〜発光領域５の、５つの（すなわち５種類の）発光領域が内在する。各発光領域は半導体発光素子６を発光要素として備える。
発光領域１から出射される光の分光分布をφＳＳＬ１（λ）、発光領域２から出射される光の分光分布をφＳＳＬ２（λ）、発光領域３から出射される光の分光分布をφＳＳＬ３（λ）、発光領域４から出射される光の分光分布をφＳＳＬ４（λ）、発光領域５から
出射される光の分光分布をφＳＳＬ５（λ）と表すと、発光装置から当該放射方向に出射されるすべての光の分光分布φＳＳＬ（λ）は、
A light emitting device 100 illustrated in FIG. 101 is an embodiment of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention. The light emitting device 100 shows a case where M = 5 in the above formula, and five (that is, five types) light emitting regions of the light emitting region 1 to the light emitting region 5 are inherent. Each light emitting region includes the semiconductor light emitting element 6 as a light emitting element.
The spectral distribution of light emitted from the light emitting region 1 is φ SSL 1 (λ), the spectral distribution of light emitted from the light emitting region 2 is φ SSL 2 (λ), and the spectral distribution of light emitted from the light emitting region 3 is A light-emitting device is represented by φ SSL 3 (λ), a spectral distribution of light emitted from the light emitting region 4 as φ SSL 4 (λ), and a spectral distribution of light emitted from the light emitting region 5 as φ SSL 5 (λ). The spectral distribution φ SSL (λ) of all the light emitted in the radiation direction from
本発明では、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、物体の見えを実現しつつ、色の見えを可変とすることができる。具体的には、上記φＳＳＬ（λ）が、各発光領域から出射される光束量かつ／または放射束量を変化させることで、特定の条件を満し得る発光領域が内在する発光装置に関する。
以下、本発明に関して詳細に説明をする。
In the present invention, it is possible to make the color appearance variable while realizing natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance and object appearance as seen outdoors. Specifically, the present invention relates to a light-emitting device in which the above-described φ SSL (λ) includes a light-emitting region that can satisfy a specific condition by changing the amount of light flux and / or the amount of radiant flux emitted from each light-emitting region.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
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。加えて、複数の発光領域が内在する場合に、色の見えを可変とすることができることをも見出した。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。
The present inventor has a natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen in an outdoor high illumination environment even in a general indoor illumination environment. We have found radiometric properties and photometric properties common to spectra or spectral distributions that can realize the above. Furthermore, how the color chart's color appearance having specific spectral reflection characteristics when illumination with light having the spectrum or spectral distribution is assumed is compared to when illumination with calculation reference light is assumed. From the viewpoint of colorimetry, whether the object can be realized when it changes (or when it does not change) has arrived at the present invention as a whole. In addition, it has also been found that the color appearance can be made variable when there are a plurality of light emitting regions. The present invention has been made on the basis of experimental facts that overturn common sense.
The outline until the specific invention was achieved was as follows.
［発明到達までの概要］
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が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が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を中心に数学的に検討した。
[Outline of Invention]
As a first step, A) a package LED light source having a high degree of freedom in setting a spectral distribution, A) a package LED light source including both a semiconductor light emitting element and a phosphor, and B) a package LED including only a semiconductor light emitting element without including a phosphor. Assuming a light source, a basic mathematical study was conducted.
At this time, a guideline is provided for mathematical changes in the color appearance of the color chart having a specific spectral reflection characteristic between the case of assuming illumination with the reference light for calculation and the case of illumination using the test light to be studied. However, detailed examination was performed on test light in which hue, saturation (saturation), and the like change. Especially focusing on the light that changes the saturation of the color appearance of the illuminated object, considering the hunt effect in a normal indoor environment where the illuminance decreases from 1/10 to 1/1000 compared to the outdoors Mathematically examined.
第二ステップとして、前記数学的に検討した試験光を元にパッケージＬＥＤ光源、これを内在させた照明器具を試作した。また、第三ステップで行う比較視覚実験のために、タングステンフィラメントを有する白熱電球を実験用基準光として準備した。また、計算用基準の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）とし
得る光源、これを内在させた照明器具も試作した。さらに、これらを用いた視覚実験のために、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、パッケージＬＥＤ光源を内在させた照明器具の光（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うために、多数の観察対象物に対して異なる照明光を照射可能な照明実験システムを作成した。
As a second step, a packaged LED light source and a lighting fixture incorporating the packaged LED light source were made on the basis of the test light studied mathematically. In addition, an incandescent bulb having a tungsten filament was prepared as an experimental reference light for a comparative visual experiment performed in the third step. In addition, a light source that can be used as light (experimental pseudo-reference light) having high Ra and high Ri that looks like a color close to the reference light for calculation, and a lighting fixture that incorporates the light source were also prototyped. Furthermore, for visual experiments using these, the color appearance when the object is illuminated with the experimental reference light or the experimental pseudo-reference light, and the light of the luminaire that contains the package LED light source (test light) In order to have the subject evaluate the appearance of the color when the object is illuminated with the above, an illumination experiment system capable of irradiating different illumination lights to a large number of observation objects was created.
第三ステップとして比較視覚実験を行った。観察対象物の色は、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。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。 A comparative visual experiment was conducted as the third step. As for the color of the observation target, consideration was given to preparing a chromatic color target covering all hues such as purple, blue-violet, blue, blue-green, green, yellow-green, yellow, yellow-red, red, red-purple. Furthermore, achromatic objects such as white and black were also prepared. Many kinds of these were prepared such as still life, fresh flowers, food, clothing and printed matter. Here, the subject evaluated the color appearance when the object was illuminated with the experimental reference light or the experimental reference light and the color appearance when the object was illuminated with the test light. Comparison between the former and the latter was performed with similar CCT and similar illuminance. The evaluation is performed from the viewpoint of which light, which is natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance, as seen outdoors, can be realized. received. At the same time, he asked why he was superior or inferior.
第四ステップとして、実験用基準光／実験用擬似基準光と試験光が有する放射計測学的特性、測光学的特性を実測値から抽出した。さらに、上記観察対象物とは異なる、特定の分光反射特性を有する色票の色の見えに関する測色学的特性に関し、計算用基準光の分光分布での照明を計算上仮定した場合と、実測した実験用基準光／実験用擬似基準光／試験光の分光分布光での照明を計算上仮定した場合との差を、視覚実験での被験者評価と照らし合わせ、真に快適と判断される照明方法又は発光装置の特徴を抽出した。 As a fourth step, the radiometric characteristics and photometric characteristics of the experimental reference light / experimental pseudo reference light and the test light were extracted from the actual measurement values. Furthermore, regarding the colorimetric characteristics relating to the color appearance of the color chart having a specific spectral reflection characteristic, which is different from the above-mentioned observation object, when the calculation light is assumed to be calculated with the spectral distribution of the reference light for calculation, and the actual measurement Illumination that is judged to be truly comfortable by comparing the difference between the calculated experimental reference light / experimental pseudo-reference light / test light with the spectrally distributed light and the assumption of calculation in the visual test. The characteristics of the method or light emitting device were extracted.
さらに第五ステップとして、複数の発光領域を有する発光装置において、各発光領域の光束量かつ／または放射束量を調節することで、色の見えがどのように変化するか、検討を行った。
なお、第五ステップの内容は、本発明の第一乃至第四の実施態様に係る実施例／比較例でもあり、第三ステップ、第四ステップの内容は、本発明の第四の実施態様に係る照明方法の参考実施例／参考比較例でもあり、第二ステップ、第三ステップ、第四ステップの内容は、本発明の第一乃至第三の実施態様に係る参考実施例／参考比較例でもある。
Further, as a fifth step, in a light emitting device having a plurality of light emitting regions, an examination was made on how the color appearance changes by adjusting the light flux and / or the radiant flux in each light emitting region.
The contents of the fifth step are also examples / comparative examples according to the first to fourth embodiments of the present invention, and the contents of the third step and the fourth step are the same as those of the fourth embodiment of the present invention. It is also a reference example / reference comparative example of the lighting method, and the contents of the second step, the third step, and the fourth step are also the reference example / reference comparative example according to the first to third embodiments of the present invention. is there.
［色票選択と色の見えの定量化手法］
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、又は、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。
[Color chart selection and color appearance quantification method]
In the first step, the light mainly emitted from the light emitting device studied in the illumination method of the present invention has the spectral distribution at the position where the object is illuminated, or the light in the main radiation direction emitted from the light emitting device of the present invention. In consideration of the hunt effect, the spectral distribution is assumed to change from the case of illumination with the reference light. Here, the following selections were made to quantify the color appearance and its changes.
上記分光分布から色の見えを定量的に評価するには、数学的な分光反射特性が明らかな色票を定義し、計算用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を比較し、当該色票の色の見えの差を指標とするのが良いと考えた。
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票であって、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。
In order to quantitatively evaluate the color appearance from the above spectral distribution, a color chart with a clear mathematical spectral reflection characteristic is defined, and the illumination with the calculation reference light is assumed, and the illumination with the test light is performed. We compared the assumed cases and thought that it would be better to use the difference in color appearance of the color chart as an index.
In general, the test colors used in CRI can be an option, but the R 1 to R 8 color charts used when deriving the average color rendering index and the like are medium saturation color charts and have high saturation. I thought it was not suitable for discussing the saturation of various colors. R 9 to R 12 are highly saturated color charts, but the number of samples is insufficient for a detailed discussion of the entire hue angle range.
そこで、修正マンセル表色系におけるマンセル色相環の中で、最も高彩度な最外周に位置する色票から、色相別に１５種類の色票を選択することとした。なお、これらは、米国ＮＩＳＴ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ
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
Therefore, in the Munsell hue circle in the modified Munsell color system, 15 types of color charts are selected for each hue from the color charts located at the outermost periphery with the highest saturation. These are based on the US NIST (National Institute of Standards and
CQS is one of the new color rendering evaluation indices proposed by Technology)
This is the same as the color chart used in (Color Quality Scale) (versions 7.4 and 7.5). The fifteen types of color charts used in the present invention are listed below. At the beginning, the number given to the color chart for convenience is shown. In the present specification, these numbers may be represented as n. For example, n = 3 means “5PB 4/12”. n is a natural number from 1 to 15.
# 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
本発明においては、各種指標の導出の観点では、計算用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の間で、これら１５種類の色票の色の見えが、どのように変化した場合（あるいは変化しなかった場合）に、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、物体の見えとなるかを定量化し、発光装置が有すべき演色性として抽出することを試みた。 In the present invention, from the viewpoint of derivation of various indices, the appearance of the colors of these 15 kinds of color charts is assumed between the case where illumination with calculation reference light is assumed and the case where illumination with test light is assumed. , How it changes (or does not change), even in a general indoor illuminance environment, as seen in an outdoor high illuminance environment. We tried to quantify whether it was high, comfortable, color appearance, or object appearance, and extracted it as the color rendering properties that the light-emitting device should have.
なお、上記分光分布から数学的に導出される色の見えを定量評価するためには、色空間の選択、色順応式の選択も重要である。本発明では、現在ＣＩＥによって推奨されている均等色空間であるＣＩＥ １９７６ Ｌ＊ａ＊ｂ＊（ＣＩＥＬＡＢ）を用いた。さらに、色順応計算には、ＣＭＣＣＡＴ２０００（Ｃｏｌｏｕｒ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｃｏｍｉｔｔｅｅ’ｓ Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
ｏｆ ２０００）を採用した。
In addition, in order to quantitatively evaluate the appearance of a color mathematically derived from the spectral distribution, selection of a color space and selection of a color adaptation formula are also important. In the present invention, CIE 1976 L * a * b * (CIELAB), which is a uniform color space currently recommended by the CIE, was used. Furthermore, CCMCAT2000 (Color Measurement Committee's Chroma Adaptation Transform) is used for chromatic adaptation calculation.
of 2000).
［対象物が照明された位置における分光分布から、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、導出される色度点］
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。
[Chromaticity points derived from the spectral distribution at the position where the object is illuminated or from the spectral distribution of the light in the main radiation direction emitted from the light emitting device]
In the first step, in order to make various prototypes of packaged LED light sources, it is also important to select the chromaticity points of the light sources. The chromaticity derived from the light source, the spectral distribution at the position where the object is illuminated with the light from the light source, or the spectral distribution of the light in the main radiation direction emitted from the light emitting device is, for example, CIE 1931 (x, y) Although it can be defined by a chromaticity diagram, it is preferable to discuss with a CIE 1976 (u ′, v ′) chromaticity diagram which is a more uniform chromaticity diagram. In addition, when describing the position on the chromaticity diagram in CCT and D uv , the (u ′, (2/3) v ′) chromaticity diagram (synonymous with the CIE 1960 (u, v) chromaticity diagram) is used. Used. Note that D uv described in this specification is an amount defined by ANSI C78.377, and is (u ′, (2/3) v ′) with respect to the black body radiation locus in the chromaticity diagram. The closest distance is shown as its absolute value. The positive sign indicates that the chromaticity point of the light emitting device is located above the black body radiation locus (v ′ is larger), and the negative sign indicates that the chromaticity point of the light emitting device is below the black body radiation locus (v ′ is small). Means to be located on the side).
［飽和度とＤｕｖ値に関する計算検討］
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させ、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。
[Calculation study on saturation and D uv value]
Even at the same chromaticity point, the color appearance of the object can be changed. For example, the three types of spectral distributions (test light) shown in FIGS. 1, 2, and 3 include a semiconductor light emitting device having a peak wavelength of 425 to 475 nm, which is excited by a green phosphor and a red phosphor. This is an example in which the appearance of the color of the illuminated object is different at the same chromaticity (CCT is 5500K, D uv is 0.0000), assuming a package LED as a light source. The green phosphor and red phosphor constituting the respective spectral distributions are assumed to be the same material, but the peak wavelength of the blue semiconductor light emitting element is 459 nm in FIG. 1, 475 nm in FIG. In FIG. 3, it was 425 nm. Assuming illumination in each spectral distribution and illumination with a calculation reference light corresponding to the spectral distribution, the expected color appearance of the 15 color chart is shown in the CIELAB color space of FIGS. It becomes like. Here, the points connected by dotted lines in the figure are cases where illumination with calculation reference light is assumed, and the solid lines are cases where illumination with respective test lights is assumed. In addition, although the vertical direction on the paper is lightness, only the a * and b * axes are plotted here for convenience.
図１に示した分光分布に関しては以下のことが分かった。計算用基準光での照明を仮定した計算と、図中の試験光での照明を仮定した計算からは、当該１５種類の色票の色の見えは近接することが予想された。また、当該分光分布から計算したＲａは９５と高かった。図２に示した試験光で照明したと仮定した場合では、計算用基準光で照明したと仮定した場合と比較して、赤色と青色は鮮やかに見えるものの、紫色と緑色はくすむことが予想された。当該分光分布から計算したＲａは７６と相対的に低かった。逆に、図３に示した試験光で照明したと仮定した場合では、計算用基準光で照明したと仮定した場合と比較して、紫色と緑色は鮮やかに見えるものの、赤色と青色はくすむことが予想された。当該分光分布から計算したＲａは７６と相対的に低かった。
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。
The following was found with respect to the spectral distribution shown in FIG. From the calculations assuming illumination with the reference light for calculation and the calculations assuming illumination with the test light in the figure, the appearance of the colors of the 15 color charts was expected to be close. Further, Ra calculated from the spectral distribution was as high as 95. In the case of assuming that the test light shown in FIG. 2 is illuminated, red and blue appear to be vivid, but purple and green are dull compared to the case of assuming that the sample is illuminated with the reference light for calculation. It was. Ra calculated from the spectral distribution was as low as 76. On the contrary, when it is assumed that the test light shown in FIG. 3 is illuminated, purple and green appear more vivid than red light when compared with the assumption that the reference light for calculation is illuminated. Was expected. Ra calculated from the spectral distribution was as low as 76.
Thus, it can be understood that the appearance of the color can be changed at the same chromaticity point.
しかし、本発明者の詳細検討によれば、黒体放射の軌跡近傍にある光、すなわちＤｕｖが０近傍の光では、分光分布を変化させ、飽和度の高い当該１５色票の色の見えを変化させるには、その自由度が低いことが分かった。具体的には以下の通りであった。 However, according to the detailed examination of the present inventor, the light near the locus of black body radiation, that is, the light near D uv is 0, the spectral distribution is changed, and the color of the 15 color chart having high saturation is seen. It turns out that the degree of freedom is low to change. Specifically, it was as follows.
例えば図２、図３に示されるように、赤色／青色の飽和度変化と、紫色／緑色の飽和度変化は、傾向が逆と予想された。つまり、ある色相の飽和度が向上すると、別の色相の飽和度は低下してしまうと予想された。また、別の検討からは、簡便で実現可能な方法で、大多数の色相の飽和度を一度に変化させることも困難であった。よって、黒体放射軌跡近傍の光、あるいはＤｕｖ＝０近傍の光で照明した場合には、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った。 For example, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, it was predicted that the red / blue saturation change and the purple / green saturation change have opposite trends. That is, when the saturation of one hue is improved, the saturation of another hue is expected to decrease. From another study, it has also been difficult to change the saturation of the majority of hues at once using a simple and feasible method. Therefore, when illuminated with light in the vicinity of a blackbody radiation locus or light near D uv = 0, the saturation of the majority of hues of the high-saturation 15 color chart is changed at once, or many hues are used. However, it was difficult to improve and reduce the saturation level relatively evenly.
そこで、本発明者は、複数の分光分布に対して異なるＤｕｖ値を与えた場合の当該１５色票の色の見えを、計算用基準光での照明を仮定した場合と比較しつつ数学的に検討した。一般に、Ｄｕｖが正に偏ると白色は緑かかって見え、Ｄｕｖが負の場合には白色は赤みかかって見えるとされ、Ｄｕｖが０近傍から離れると色の見えは全体に不自然に見えるとされている。特に白色の着色がそのような知覚を誘発すると考えられている。しかし、本発明者は、飽和度の制御性を高めるべく、以下の検討を行った。 Therefore, the present inventor mathematically compares the appearance of the color of the 15 color chart when different D uv values are given to a plurality of spectral distributions with a case where illumination with calculation reference light is assumed. It was examined. Generally, when D uv is positively biased, white appears to be greenish, when D uv is negative, white appears to be reddish, and when D uv is away from 0, the color appearance is unnatural as a whole. It is supposed to be visible. In particular, white coloration is believed to induce such perception. However, the present inventor has conducted the following studies in order to improve the controllability of the saturation.
図４から図１１に示した８つの分光分布は、ピーク波長４５９ｎｍの青色半導体発光素子を内在させ、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ＣＣＴ（２７００Ｋ）においてＤｕｖを−０．０５００から＋０．０１５０まで変化させた計算結果である。それぞれの分光分布（試験光）での照明を仮定した場合と、それぞれの試験光に対する計算用基準光での照明を仮定した場合に予想される当該１５色票の色の見えは、図４から図１１のＣＩＥＬＡＢ色空間の通りであった。ここで、図
中点線で結んだ点は計算用基準光の結果であって、実線はそれぞれの試験光の結果である。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。
The eight spectral distributions shown in FIG. 4 to FIG. 11 are the same CCT, assuming a package LED in which a blue semiconductor light emitting element having a peak wavelength of 459 nm is contained and used as an excitation light source of a green phosphor and a red phosphor. This is a calculation result when D uv is changed from −0.0500 to +0.0150 at (2700 K). The appearance of the colors of the 15 color charts expected when illumination with each spectral distribution (test light) is assumed and when illumination with calculation reference light for each test light is assumed is shown in FIG. It was as shown in CIELAB color space in FIG. Here, the points connected by dotted lines in the figure are the results of the calculation reference light, and the solid lines are the results of the respective test lights. In addition, although the vertical direction on the paper is lightness, only the a * and b * axes are plotted here for convenience.
図４に示したＤｕｖ＝０．００００の試験光では、計算用基準光での照明を仮定した場合と、図中の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近接していることが予想された。当該分光分布から計算したＲａは９５と高かった。 In the test light with D uv = 0.0000 shown in FIG. 4, when the illumination with the calculation reference light is assumed and when the illumination with the test light in the figure is assumed, the 15 kinds of color charts The color appearance was expected to be close. Ra calculated from the spectral distribution was as high as 95.
図５、図６の試験光は、Ｄｕｖを＋０．０１００から＋０．０１５０まで正方向にシフトした例である。ここに見られるように、Ｄｕｖを正方向にシフトさせると、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当該１５種類の色票の飽和度を変化させ得ることが予想された。また、Ｄｕｖ＝０．００００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。 The test light in FIGS. 5 and 6 is an example in which D uv is shifted in the positive direction from +0.0100 to +0.0150. As can be seen here, shifting D uv in the positive direction changes the saturation of the 15 color charts in a wider hue range compared to the test light with D uv = 0.0000. It was expected to be able to. It was also found that the saturation of the 15 types of color charts can be changed relatively evenly as compared with the test light with D uv = 0.0000. In addition, in the case of the reference light for calculation and the case of the test light in the figure, the appearance of the colors of the 15 kinds of color charts is excluding the blue-blue region when D uv is shifted in the positive direction. It was expected that almost all colors would appear dull. Furthermore, it was also predicted that the saturation level decreased as D uv became positive. Ra calculated from the spectral distributions of FIGS. 5 and 6 was 94 and 89, respectively.
一方、図７から図１１の試験光は、Ｄｕｖを−０．０１００から−０．０５００まで負方向にシフトした例である。ここに見られるように、Ｄｕｖを負方向にシフトさせると、Ｄｕｖ＝０．００００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＝０．００００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、図中の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、青から青緑領域と、紫領域を除いて、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７から図１１の分光分布から計算されるＲａは、それぞれ９２、８８、８３、７７、７１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。 On the other hand, the test light in FIGS. 7 to 11 is an example in which D uv is shifted in the negative direction from −0.0100 to −0.0500. As can be seen, shifting D uv in the negative direction changes the saturation of the 15 color charts in a wider hue range compared to the test light with D uv = 0.0000. It turns out that it can be made. It was also found that the saturation of the 15 types of color charts can be changed relatively evenly as compared with the test light with D uv = 0.0000. Incidentally, in the case of assuming the lighting calculation reference light, in assuming a illumination with test light in the figure, see the color of the 15 kinds of color chips shifted the D uv in the negative direction It was expected that almost all colors would look vivid except for the blue-to-blue-green region and the purple region. Further, it was predicted that the saturation level increased as D uv was made negative. Ra calculated from the spectral distributions of FIGS. 7 to 11 are 92, 88, 83, 77, and 71, respectively, and according to an understanding that is currently widespread, the more negative the value of D uv is, The color appearance was expected to be far from the case of illumination with reference light.
加えて、本発明者は、スペクトルを形成する発光要素（発光材料）が異なる試験光に、種々のＤｕｖ値を与えた場合、修正マンセル表色系の最外周にある最も鮮やかな１５色票がどのような色の見えになると予想されるかを、計算用基準光との比較をしつつ、数学的に検討した。 In addition, when the present inventors give various D uv values to test light having different light-emitting elements (light-emitting materials) forming a spectrum, the most vivid 15-color chart on the outermost periphery of the modified Munsell color system What kind of color is expected to appear is examined mathematically while comparing with the reference light for calculation.
図１２から図２１に示した１０種類の分光分布は、４種類の半導体発光素子が内在するパッケージＬＥＤを仮定し同一ＣＣＴ（４０００Ｋ）においてＤｕｖを−０．０５００から＋０．０４００まで変化させた結果である。４種類の半導体発光素子のピーク波長は４５９ｎｍ、５２８ｎｍ、５９１ｎｍ、６６２ｎｍとした。１０種類それぞれの試験光での照明を仮定した場合と、それぞれの試験光に対応する計算用基準光での照明を仮定した場合とで、予想される当該１５色票の色の見えを、図１２から図２１のＣＩＥＬＡＢ色空間に示した。ここで、図中点線で結んだ点は計算用基準光での結果であって、実線はそれぞれの試験光の結果である。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。 The 10 types of spectral distributions shown in FIG. 12 to FIG. 21 assume that the package LED in which four types of semiconductor light emitting elements are present is assumed and D uv is changed from −0.0500 to +0.0400 in the same CCT (4000K). It is a result. The peak wavelengths of the four types of semiconductor light emitting devices were 459 nm, 528 nm, 591 nm, and 662 nm. Figure 10 shows the expected color appearance of the 15 color charts when assuming illumination with 10 types of test light and assuming illumination with reference light for calculation corresponding to each test light. 12 to CIELAB color space of FIG. Here, the points connected by the dotted lines in the figure are the results of the calculation reference light, and the solid lines are the results of the respective test lights. In addition, although the vertical direction on the paper is lightness, only the a * and b * axes are plotted here for convenience.
図１２に示したＤｕｖ＝０．００００の試験光では、計算用基準光での照明を仮定した場合と、図中の試験光での照明を仮定した場合とでは、当該１５種類の色票の色の見えは近接していることが予想された。当該分光分布から計算したＲａは９８と高かった。 In the test light with D uv = 0.0000 shown in FIG. 12, the 15 types of color charts are assumed when illumination with calculation reference light is assumed and when illumination with test light in the figure is assumed. The color appearance of was expected to be close. Ra calculated from the spectral distribution was as high as 98.
図１３から図１６の試験光は、Ｄｕｖを＋０．０１００から＋０．０４００まで正方向にシフトした例である。ここに見られるように、Ｄｕｖを正方向にシフトさせると、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＝０．００００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、図中の試験光での照明を仮定した場合とでは、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、青から青緑領域と、赤色領域を除いて、ほぼすべての色がくすんで見えると予想された。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１３から図１６の分光分布から計算されるＲａは、それぞれ９５、９１、８６、７７と、現在一般に広がっている理解に従えば、Ｄｕｖの値を正にすればするほど、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。 The test light in FIGS. 13 to 16 is an example in which D uv is shifted in the positive direction from +0.0100 to +0.0400. As can be seen here, shifting D uv in the positive direction changes the saturation of the 15 color charts in a wider hue range compared to the test light with D uv = 0.0000. It turns out that it can be made. It was also found that the saturation of the 15 types of color charts can be changed relatively evenly as compared with the test light with D uv = 0.0000. Incidentally, in the case of assuming the lighting calculation reference light, in the case of assuming the illumination with test light in the figure, see the color of the 15 kinds of color chips shifted the D uv in the forward direction In this case, it was expected that almost all colors would appear dull, except for the blue to blue-green region and the red region. Furthermore, it was also predicted that the saturation level decreased as D uv became positive. The Ra calculated from the spectral distributions of FIGS. 13 to 16 is 95, 91, 86, and 77, respectively, and according to the current general understanding, the more positive the value of D uv , the more visible the color. Was expected to get worse and far from being illuminated with reference light.
一方、図１７から図２１の試験光は、Ｄｕｖを−０．０１００から−０．０５００まで負方向にシフトした例である。ここに見られるように、Ｄｕｖを負方向にシフトさせると、Ｄｕｖ＝０．００００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＝０．００００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、図中の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、青から青緑領域と、赤領域を除いて、ほぼすべての色が鮮やかに見えると予想された。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１７から図２１の分光分布から計算されるＲａは、それぞれ９５、９１、８６、８１、７５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。 On the other hand, the test light in FIGS. 17 to 21 is an example in which D uv is shifted in the negative direction from −0.0100 to −0.0500. As can be seen, shifting D uv in the negative direction changes the saturation of the 15 color charts in a wider hue range compared to the test light with D uv = 0.0000. It turns out that it can be made. It was also found that the saturation of the 15 types of color charts can be changed relatively evenly as compared with the test light with D uv = 0.0000. Incidentally, in the case of assuming the lighting calculation reference light, in assuming a illumination with test light in the figure, see the color of the 15 kinds of color chips shifted the D uv in the negative direction In the case of blue-to-blue-green areas, except for the red area, almost all colors were expected to look vivid. Further, it was predicted that the saturation level increased as D uv was made negative. Ra calculated from the spectral distributions of FIGS. 17 to 21 are 95, 91, 86, 81, and 75, respectively, and according to the understanding that is currently widespread, the more negative the value of D uv is, The color appearance was expected to be far from the case of illumination with reference light.
加えて、本発明者は、スペクトルを形成する発光要素（発光材料）がさらに異なる試験光に、種々のＤｕｖ値を与えた場合、修正マンセル表色系の最外周にある最も鮮やかな１５色票がどのような色の見えになると予想されるかを、計算用基準光との比較をしつつ、数学的に検討した。 In addition, the present inventor has shown that the most vivid 15 colors in the outermost circumference of the modified Munsell color system when the light emitting elements (luminescent materials) forming the spectrum give different D uv values to different test lights. We examined mathematically what kind of color the votes are expected to look, comparing with the reference light for calculation.
図２２から図３２に示した１１種類の分光分布は、紫色半導体発光素子を内在させ、これを、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体の励起光源としたパッケージＬＥＤを仮定し、近接したＣＣＴ（約５５００Ｋ）においてＤｕｖを−０．０４４８から＋０．０４９６まで変化させた計算結果である。内在させた半導体発光素子のピーク波長は４０５ｎｍとした。なお、図３２の結果は、Ｄｕｖを極端に負値にすべく、緑色蛍光体を含まずに実現した結果である。１１種類それぞれ試験光での照明を仮定した場合と、その試験光に対する計算用基準光での照明を仮定した場合の、数学的に予想される当該１５色票の色の見えは、図２２から図３２のＣＩＥＬＡＢ色空間に示した通りである。ここで、図中点線で結んだ点は計算用基準光の結果であって、実線はそれぞれの試験光の結果である。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。 The 11 types of spectral distributions shown in FIG. 22 to FIG. 32 are adjacent to each other, assuming a package LED in which a purple semiconductor light-emitting element is contained and used as an excitation light source of a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor. This is a calculation result obtained by changing D uv from −0.0448 to +0.0496 in CCT (about 5500 K). The peak wavelength of the incorporated semiconductor light emitting device was 405 nm. Note that the result of FIG. 32 is a result realized without including a green phosphor so that D uv is extremely negative. The appearance of the color of the fifteen color charts predicted mathematically when assuming illumination with test light for each of the 11 types and assuming illumination with reference light for calculation with respect to the test light is shown in FIG. This is as shown in the CIELAB color space of FIG. Here, the points connected by dotted lines in the figure are the results of the calculation reference light, and the solid lines are the results of the respective test lights. In addition, although the vertical direction on the paper is lightness, only the a * and b * axes are plotted here for convenience.
図２２に示したＤｕｖ＝０．０００１の試験光では、計算用基準光の場合と、図中の試験光の場合では、当該１５種類の色票の色の見えは近接していると予想された。当該分光分布から計算したＲａは９６と高かった。 In the test light with D uv = 0.0001 shown in FIG. 22, the appearance of the colors of the 15 color charts is expected to be close in the case of the reference light for calculation and the case of the test light in the figure. It was done. Ra calculated from the spectral distribution was as high as 96.
図２３から図２７の試験光は、Ｄｕｖを＋０．０１００から＋０．０４９６まで正方向にシフトした例である。ここに見られるように、Ｄｕｖを正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、図中の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を正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２３から図２７の分光分布から計算されるＲａは、それぞれ９２、８５、７６、６９、６２と、現在一般に広がっている理解に従えば、Ｄｕｖの値を正にすればするほど、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。
The test light in FIGS. 23 to 27 is an example in which D uv is shifted in the positive direction from +0.0100 to +0.0496. As can be seen here, shifting D uv in the positive direction changes the saturation of the 15 color charts in a wider hue range compared to the test light with D uv = 0.0001. It turns out that it can be made. It was also found that the saturation of the 15 types of color charts can be changed relatively evenly as compared with the test light with D uv = 0.0001. Incidentally, in the case of assuming the lighting calculation reference light, in assuming a illumination with test light in the figure, see the color of the 15 kinds of color chips shifted the D uv in the forward direction In that case, it was expected that almost all colors would appear dull, except in the blue area. Furthermore, it was also predicted that the saturation level decreased as D uv became positive. The Ra calculated from the spectral distributions of FIGS. 23 to 27 is 92, 85, 76, 69, and 62, respectively, and according to the currently widespread understanding, the more positive the value of D uv , the more The appearance of was far from being illuminated with the reference light, and was expected to deteriorate.
一方、図２８から図３２の試験光は、Ｄｕｖを−０．０１００から−０．０４４８まで負方向にシフトした例である。前述の通りＤｕｖ=−０．０４４８は緑色蛍光体を含まな
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、図中の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の分光分布から計算される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。
On the other hand, the test light in FIGS. 28 to 32 is an example in which D uv is shifted in the negative direction from −0.0100 to −0.0448. As described above, D uv = −0.0448 is realized as a system not including a green phosphor. As can be seen, shifting D uv in the negative direction changes the saturation of the 15 color charts in a wider hue range compared to the test light with D uv = 0.0001. It turns out that it can be made. It was also found that the saturation of the 15 types of color charts can be changed relatively evenly as compared with the test light with D uv = 0.0001. Incidentally, in the case of assuming the lighting calculation reference light, in assuming a illumination with test light in the figure, see the color of the 15 kinds of color chips shifted the D uv in the negative direction It was expected that almost all colors would look vivid except in the blue area. Further, it was predicted that the saturation level increased as D uv was made negative. Ra calculated from the spectral distributions of FIGS. 28 to 32 are 89, 80, 71, 61, and 56, respectively. According to an understanding that is generally widespread at present, the more negative the value of D uv is, The color appearance was expected to be far from the case of illumination with reference light.
［飽和度制御とＤｕｖ値に関する計算検討まとめ］
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。
[Summary of calculation study on saturation control and D uv value]
From the calculation studies so far, the following was expected, "according to common sense now widely believed".
(1) With test light having a chromaticity point in the vicinity of D uv = 0.0000, the degree of freedom to change the saturation of the 15 color chart is low. Specifically, it is difficult to change the saturation degree of the majority of hues of the 15 color charts having high saturation at once, or to improve or reduce the saturation degree relatively evenly in many hues.
(2) When the D uv of the test light is positive, the saturation of the 15 color chart can be relatively easily reduced. Compared with the test light with D uv = 0.0000, the saturation of the 15 types of color charts can be reduced in a wider hue range and relatively evenly. Furthermore, the more positive D uv , the lower the saturation. In addition, since Ra is further reduced, in visual experiments and the like, the more the D uv is made positive, the more the experimental illumination light or the like is illuminated with the experimental reference light and the test light. It was expected that the difference in the color appearance when illuminated with would be worse and worse. In particular, white was yellow (green), and the color appearance was expected to look unnatural.
(3) When D uv is negative, the saturation of the 15-color chart can be increased relatively easily. Compared with the case of the test light with D uv = 0.0000, the saturation of the 15 color charts can be improved in a wider hue range and relatively evenly. Further, as D uv is made negative, the degree of saturation increases. In addition, since Ra is further reduced, the more negative D uv is, the case where the actual illumination object is illuminated with the experimental reference light or the experimental pseudo reference light, and the case where the test light is illuminated The difference in color appearance was expected to become worse and worse. In particular, the white color was red (pink), and the color appearance was expected to look unnatural.
ここまでの計算検討から、以上のことが「現在広く信じられている常識に照らして」予想されたことである。 From the calculation so far, the above has been predicted "in light of common sense now widely believed".
［定量指標の導入］
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。
[Introduction of quantitative indicators]
The following quantitative indicators were introduced in the present invention as preparation for discussing in detail the appearance of color, the characteristics of the spectral distribution itself, radiation efficiency, and the like, and as preparation for discussing in detail the appearance of color.
[Introduction of quantitative indicators related to color appearance]
First, the test light (according to the illumination method of the present invention) measured at the position of the object when the object is illuminated with the test light, and the test when the light emitting device emits the test light in the main radiation direction The a * value and b * value of the 15 kinds of color charts in the CIE 1976 L * a * b * color space of light (according to the light emitting device of the present invention) are a * nSSL and b * nSSL (where n is 1). To 15), the hue angles of the 15 color charts are set to θ nSSL (degrees) (where n is a natural number from 1 to 15), and the calculation reference light selected according to the CCT of the test light. (less than 5000K is the blackbody radiation light, in the above 5000K the CIE daylight) of the 15 kinds of color chart in CIE 1976 L * a * b * color space when mathematically assuming an illumination by a * , B * values of each a * nref, b * nref (where n is a natural number of 1 to 15), the 15 kinds of respective theta nref the hue angle of the color chart (degrees) (where n is a natural number of 1 to 15) The absolute value of the hue angle difference Δh n (degree) (where n is a natural number from 1 to 15) of each of the 15 types of modified Munsell color charts when illuminated with the two lights is | Δh n | = | Θ nSSL -θ nref |
Defined.
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に関わる数学的に予想される色相角差は重要な指標になると考えたからである。 This is a visual test using test light and experimental reference light or experimental pseudo-reference light. As a means of realizing high, comfortable, color appearance and object appearance, the mathematically predicted hue angle difference related to the 15 kinds of modified Munsell color charts specially selected in the present invention is an important index. Because I thought.
加えて、試験光と計算用基準光の２つの光で照明された場合を仮定した当該１５種類の修正マンセル色票の飽和度差ΔＣｎ（ただしｎは１から１５の自然数）をそれぞれ
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（以下、ＳＡＴａｖと称する場合がある。）である下記式（３）も重要な指標と考えた。
｜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。
In addition, the saturation difference ΔC n (where n is a natural number from 1 to 15) of the fifteen types of modified Munsell color charts assuming that the test light and the reference light for calculation are illuminated by two lights, respectively, ΔC n = √ {(a * nSSL ) 2 + (b * nSSL ) 2 } −√ {(a * nref ) 2 + (b * nref ) 2 }
Defined. Further, the following formula (3), which is an average value of saturation differences (hereinafter, may be referred to as SAT av ) of the 15 types of modified Munsell color charts, was also considered as an important index.
Also considered an important indicator. This is a visual test using test light and experimental reference light or experimental pseudo-reference light. As a means to realize high, comfortable, color appearance and object appearance, various characteristics related to the saturation difference of the 15 kinds of modified Munsell color charts specially selected in the present invention are considered to be important indicators. It is.
［分光分布に関する定量指標の導入］
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。
[Introduction of quantitative indicators for spectral distribution]
In the present invention, the following two quantitative indexes are introduced in order to discuss the radiometric characteristics and photometric characteristics of the spectral distribution. One is index A cg and the other is radiation efficiency K (lm / W).
指標Ａｃｇは、実験用基準光もしくは実験用擬似基準光による色の見えと、試験光による色の見えの差を、分光分布あるいはスペクトル形状が有する放射計測学的特性と測光学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。 The index A cg is the difference between the color appearance due to the experimental reference light or the experimental pseudo reference light and the color appearance due to the test light as a radiometric characteristic and a photometric characteristic of the spectral distribution or spectrum shape. I tried to describe it. As a result of various studies, the index A cg is defined as follows in the present invention.
発光装置からの主たる放射方向に出射される光を測定した場合における（本発明の発光装置に係る）、又は、照明対象物の位置で測定した場合における（本発明の照明方法に係る）、異なる色刺激となる計算用基準光と試験光の分光分布をそれぞれφｒｅｆ（λ）、φＳＳＬ（λ）とし、等色関数をｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）、計算用基準光と試験光に対応する三刺激値をそれぞれ（Ｘｒｅｆ、Ｙｒｅｆ、Ｚｒｅｆ）、（ＸＳＳＬ、ＹＳＳＬ、ＺＳＳＬ）とする。ここで、計算用基準光と試験光に関して、ｋを定数として、以下が成立する。
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。
Λ１＝３８０ｎｍ
Λ２＝４９５ｎｍ
Λ３＝５９０ｎｍ
とした。
Different when measuring light emitted in the main radiation direction from the light emitting device (according to the light emitting device of the present invention) or when measuring at the position of the illumination object (related to the illumination method of the present invention) Spectral distributions of calculation reference light and test light that are color stimuli are φ ref (λ) and φ SSL (λ), respectively, and color matching functions are x (λ), y (λ), z (λ), and for calculation The tristimulus values corresponding to the reference light and the test light are respectively (X ref , Y ref , Z ref ) and (X SSL , Y SSL , Z SSL ). Here, with respect to the reference light for calculation and the test light, the following holds, where k is a constant.
Y ref = k∫φ ref (λ) · y (λ) dλ
Y SSL = k∫φ SSL (λ) · y (λ) dλ
Here, the normalized spectral distribution obtained by normalizing the spectral distributions of the reference light for calculation and the test light with each Y is S ref (λ) = φ ref (λ) / Y ref
S SSL (λ) = φ SSL (λ) / Y SSL
And the difference between the normalized reference light spectral distribution and the normalized test light spectral distribution is expressed as ΔS (λ) = S ref (λ) −S SSL (λ)
It was. Furthermore, here, the index A cg is defined as follows.
Λ2 = 495 nm
Λ3 = 590 nm
It was.
また、Λ４は、以下の２つの場合に分けて定義をした。まず、規格化試験光分光分ＳＳＳＬ（λ）において、３８０ｎｍから７８０ｎｍ内で、最長波長極大値を与える波長をλＲ（ｎｍ）、その分光強度をＳＳＳＬ（λＲ）とした際に、λＲよりも長波長側にあり、強度がＳＳＳＬ（λＲ）／２となる波長をΛ４とした。もし、そのような波長が７８０ｎｍまでの範囲内に存在しない場合は、Λ４は７８０ｎｍとした。 In addition, Λ4 was defined separately in the following two cases. First, in the normalized test light spectral segment S SSL (λ), the wavelength giving the longest wavelength maximum value within 380 nm to 780 nm is λ R (nm), and the spectral intensity is S SSL (λ R ). A wavelength that is on the longer wavelength side than λ R and has an intensity of S SSL (λ R ) / 2 was defined as Λ4. If such a wavelength does not exist in the range up to 780 nm, Λ4 is set to 780 nm.
指標Ａｃｇは色刺激となる放射に関わる可視域を大きく短波長領域（あるいは紫等も含む青領域）、中間波長領域（黄色等も含む緑色領域）、長波長領域（橙色等も含む赤領域）に分割し、数学的な規格化基準光分光分布に比較して、規格化試験光分光分布内の適切な位置に、適切な強度で、スペクトルの凹凸が存在するかどうかを判断する指標である。図３３、図３４に例示するように、長波長積分範囲は、最長波長極大値の位置によって異なる。また、試験光のＣＣＴによって計算用基準光の選択は異なる。図３３の場合は図中実線で示された試験光のＣＣＴが５０００Ｋ以上なので、基準の光は図中点線で示される
ようにＣＩＥ昼光（ＣＩＥ ｄａｙｌｉｇｈｔ）が選択されている。図３４の場合は図中実線で示された試験光のＣＣＴが５０００Ｋ未満なので、基準の光は図中点線で示されるように黒体放射の光が選択されている。なお、図中網掛け部分は短波長領域、中間波長領域、長波長領域の積分範囲を模式的に示したものである。
The indicator A cg has a large visible range related to radiation that causes color stimulation, a short wavelength region (or a blue region including purple), an intermediate wavelength region (a green region including yellow), and a long wavelength region (a red region including orange). This is an index that determines whether or not there is unevenness in the spectrum at an appropriate position in the standardized test light spectral distribution compared to the mathematical standardized standard light spectral distribution. is there. As illustrated in FIGS. 33 and 34, the long wavelength integration range varies depending on the position of the longest wavelength maximum value. Further, the selection of the reference light for calculation differs depending on the CCT of the test light. In the case of FIG. 33, since the CCT of the test light indicated by the solid line in the drawing is 5000K or more, CIE daylight (CIE daylight) is selected as the reference light as indicated by the dotted line in the drawing. In the case of FIG. 34, since the CCT of the test light indicated by a solid line in the drawing is less than 5000K, black body radiation light is selected as the reference light as indicated by the dotted line in the drawing. In the figure, the shaded portion schematically shows the integration range of the short wavelength region, the intermediate wavelength region, and the long wavelength region.
短波長領域においては、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。 In the short wavelength region, the first term of the index A cg (integral of ΔS (λ)) is a negative value when the spectral intensity of the normalized test light spectral distribution is stronger than the mathematical standardized reference light spectral distribution. It is easy to take. Conversely, in the intermediate wavelength region, when the spectral intensity of the standardized test light spectral distribution is weaker than the standardized reference light spectral distribution, the second term (integral of −ΔS (λ)) of the index A cg is negative. Easy to take value. Further, in the long wavelength region, when the spectral intensity of the standardized test light spectral distribution is stronger than the standardized reference light spectral distribution, the third term (integral of ΔS (λ)) of the index A cg has a negative value. It is an easy-to-take index.
また、前記のように、計算用基準光は試験光のＣＣＴによって変えられる。すなわち、計算用基準光は試験光のＣＣＴが５０００Ｋ未満の際には黒体放射の光が用いられ、試験光のＣＣＴが５０００Ｋ以上の際には定義されているＣＩＥ昼光（ＣＩＥ ｄａｙｌｉｇｈｔ）が用いられる。指標Ａｃｇの値の導出においては、φｒｅｆ（λ）は、数学的に定義されている黒体放射の光かＣＩＥ昼光を用い、一方、φＳＳＬ（λ）はシミュレーションに用いた関数、あるいは実験で実測した値を用いた。 Further, as described above, the calculation reference light is changed by the CCT of the test light. That is, as the reference light for calculation, black body radiation is used when the CCT of the test light is less than 5000K, and the defined CIE daylight (CIE daylight) is used when the CCT of the test light is 5000K or more. Used. In deriving the value of the index A cg , φ ref (λ) uses mathematically defined light of blackbody radiation or CIE daylight, while φ SSL (λ) is the function used in the simulation, Or the value actually measured by experiment was used.
さらに、発光装置から出射された主たる放射方向の光を測定した場合における（本発明の発光装置に係る）、又は、照明対象物の位置で測定した場合における（本発明の照明方法に係る）試験光分光分布φＳＳＬ（λ）を評価するに当たり、放射効率 Ｋ （Ｌｕｍｉｎｏｕｓ Ｅｆｆｉｃａｃｙ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）（ｌｍ／Ｗ）は、広く使用されている以下の定義を踏襲した。
Ｋｍ：最大視感度（ｌｍ／Ｗ）
Ｖ（λ）：分光視感効率
λ：波長（ｎｍ）
である。
Furthermore, a test in the case of measuring light in the main radiation direction emitted from the light emitting device (according to the light emitting device of the present invention) or a case of measuring in the position of the illumination object (in accordance with the illumination method of the present invention) In evaluating the optical spectral distribution φ SSL (λ), the radiation efficiency K (Luminous Efficiency of Radiation) (lm / W) followed the following widely used definition.
K m : Maximum visibility (lm / W)
V (λ): spectral luminous efficiency λ: wavelength (nm)
It is.
発光装置から出射された主たる放射方向の光を測定した場合における（本発明の発光装置に係る）、又は、照明対象物の位置で測定した場合における（本発明の照明方法に係る）、試験光分光分布φＳＳＬ（λ）の放射効率Ｋ（ｌｍ／Ｗ）は、分光分布がその形状として有する効率であって、発光装置を構成するすべての材料特性に関する効率（例えば半導体発光素子の内部量子効率、光取り出し効率、蛍光体の内部量子効率、外部量子効率、封止剤の透光特性等々の効率）が１００％であった際に、光源効率η（ｌｍ／Ｗ）となる量である。 Test light when measuring light in the main radiation direction emitted from the light emitting device (according to the light emitting device of the present invention) or when measuring at the position of the illumination object (related to the illumination method of the present invention) The radiation efficiency K (lm / W) of the spectral distribution φ SSL (λ) is the efficiency that the spectral distribution has as its shape, and the efficiency related to all the material characteristics that constitute the light emitting device (for example, the internal quantum efficiency of the semiconductor light emitting device) The light extraction efficiency, the internal quantum efficiency of the phosphor, the external quantum efficiency, and the efficiency of the light-transmitting property of the encapsulant) are 100%.
［第二ステップ詳細］
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、これを内在させ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。
[Details of the second step]
As described above, as the second step, a packaged LED light source and a lighting fixture were prototyped based on a mathematically examined spectrum (test light). The high R a and high R i a is the light source of the (experimental pseudo reference light) for the appearance close to calculated reference light colors, even a prototype luminaire internalized it.
Specifically, a green phosphor and a red phosphor are excited by a blue semiconductor light emitting device, a yellow phosphor and a red phosphor are excited by a blue semiconductor light emitting device, a blue phosphor and a green fluorescence are emitted by a purple semiconductor light emitting device. The light source which excited the body and the red phosphor was made as a prototype and made into an instrument.
BAM or SBCA was used as the blue phosphor. As the green phosphor, BSS, β-SiAlON, or BSON was used. YAG was used as the yellow phosphor. CASON or SCASN was used as the red phosphor.
パッケージＬＥＤを試作する際には、通常行われている方法を用いた。具体的には、電気的に導通可能な金属配線を内在させたセラミックパッケージ上に半導体発光素子（チップ）をフリップチップマウントした。次に、用いる蛍光体とバインダー樹脂を混合したスラリーを、蛍光体層として配置した。 When making a package LED as a prototype, a commonly used method was used. Specifically, a semiconductor light emitting element (chip) was flip-chip mounted on a ceramic package in which a metal wiring capable of electrical conduction was contained. Next, the slurry which mixed the fluorescent substance and binder resin to be used was arrange | positioned as a fluorescent substance layer.
パッケージＬＥＤを準備した後には、これらを用いてＭＲ１６ Ｇｕ１０、ＭＲ１６ Ｇｕ５．３のＬＥＤバルブなどに仕上げた。このＬＥＤバルブ中には駆動用回路を内蔵させ、また、反射ミラー、レンズ等も搭載し、１種の照明器具に仕上げた。また、市販のＬＥＤバルブも一部準備した。かつ、実験用基準光とすべくタングステンフィラメントが内在する白熱電球も準備した。 After preparing the packaged LED, these were used to finish LED bulbs of MR16 Gu10 and MR16 Gu5.3. This LED bulb incorporates a driving circuit, and is also equipped with a reflection mirror, a lens, etc., and finished in one kind of lighting fixture. Some commercially available LED bulbs were also prepared. Also, an incandescent bulb with a tungsten filament was prepared for use as a reference light for experiments.
さらに、これらＬＥＤバルブを多数配置し、比較視覚実験を行うための照明システムを製作した。ここでは、３種類のバルブを瞬時に切り替えて照明できるシステムをくみ上げた。駆動用電源線の一種は、タングステンフィラメントを有する白熱電球（実験用基準光）専用とし、その後段には可変トランスを配置し、１００Ｖの入力電圧に対して、駆動電圧を１１０Ｖから１３０Ｖまで昇圧させることで、ＣＣＴを変化させられるようにした。また、駆動用電源線の残り２系統はＬＥＤバルブ用とし、この中の１系統は実験用擬似基準光（ＬＥＤ光源）用、残り１系統は試験光用とした。 Furthermore, a large number of these LED bulbs were arranged to produce an illumination system for comparative visual experiments. Here, we have created a system that can instantly switch between three types of bulbs. One type of drive power line is dedicated to an incandescent lamp (experimental reference light) having a tungsten filament, and a variable transformer is arranged at the subsequent stage to increase the drive voltage from 110 V to 130 V with respect to an input voltage of 100 V. As a result, the CCT can be changed. Further, the remaining two systems of the drive power line are for LED bulbs, one of which is for experimental pseudo reference light (LED light source), and the other one is for test light.
［第三ステップ詳細］
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。色を有する照明対象物を準備した。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、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。
[Details of the third step]
As a third step, a comparative visual experiment was performed in which the test light was switched by switching between the experimental reference light (or the experimental pseudo reference light) and the test light, and the subjects evaluated the appearance of the colors of many observation objects. The lighting system was installed in a dark room to eliminate disturbance. In addition, the illuminance at the position of the observation object was made substantially the same by changing the number of the experimental reference light (or experimental reference light) and test light mounted on the illumination system. The experiment was conducted in the range of about 150 lx to about 5000 lx.
Illustrated below are objects that are actually illuminated objects and observed objects. Here, consideration was given to preparing chromatic objects that cover all hues such as purple, blue-violet, blue, blue-green, green, yellow-green, yellow, yellow-red, red, and red-purple. Furthermore, achromatic objects such as white and black were also prepared. A lighting object having a color was prepared. Many kinds of still life, fresh flowers, food, clothing, printed matter, etc. were prepared. In the experiment, the subject's own skin was also observed. It should be noted that the color names partially appended before the object names below are not strict color representations in the sense that they look like that under normal circumstances.
白色セラミック皿、ホワイトアスパラ、ホワイトマッシュルーム、白ガーベラ、白色ハンカチ、白Ｙシャツ、米飯、塩ゴマ、塩せんべい
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/
White ceramic dish, white asparagus, white mushroom, white gerbera, white handkerchief, white Y-shirt, cooked rice, salted sesame, salt cracker purple fresh flower blue purple cloth handkerchief, blue jeans, blue green towel green paprika, lettuce, shredded cabbage, broccoli, green Lime, green apple yellow banana, yellow paprika, yellow green lemon, yellow gerbera, baked orange orange, orange paprika, carrot red tomato, red apple, red paprika, red wiener, plum dried pink tie, pink gerbera, salmon salt baked red bean tie, Beige work clothes, croquettes, tonkatsu, burdock, cookies, chocolate, peanuts, wooden test subjects (Japanese) own skin newspaper, color prints including black letters on white background (papers), paperback books, weekly magazine exterior wall material colors Sample (A made by Mitsubishi Plastics, Inc. Lepolik white, blue, green, yellow, red)
Color checker (Color checker classic made by X-rite) Color chart of 24 colors including 18 chromatic colors and 6 achromatic colors (white 1, gray 4, black 1)
The names and Munsell notation of each color chart in the color checker are as follows.
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 /
なお、比較視覚実験で用いた各種照明対象物の色の見えと、計算で使用した１５種類のマンセル色票の色の見えに関わる各種数学的指標との間に、相関があることは必ずしも自明ではない。これは視覚実験を通じて明らかとすることである。 In addition, it is not obvious that there is a correlation between the color appearance of various illumination objects used in the comparative visual experiment and the various mathematical indexes related to the color appearance of the 15 kinds of Munsell color charts used in the calculation. is not. This should be revealed through visual experiments.
視覚実験は、以下のような手順で行った。
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。
Prepared experimental reference light, experimental pseudo reference light, test light for each CCT measured at the position of the illumination object (according to the illumination method of the present invention), or prepared experimental reference light, experimental pseudo The light emitted in the main radiation direction of the reference light and the test light was measured, and classified into 6 experiments for each CCT (according to the light emitting device of the present invention). That is, it is as follows.
１つの視覚実験では、同一対象物を、実験用基準光（あるいは実験用擬似基準光）と試験光とを切り替えて照明し、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、物体の見えを実現できるかを、被験者に相対的に判断してもらった。この際に優劣の判断理由も尋ねた。 In one visual experiment, the same object is illuminated by switching between experimental reference light (or experimental pseudo-reference light) and test light, and each light is natural and lively as seen outdoors. The subjects were asked to make a relative judgment as to whether high visibility and comfortable color appearance and object appearance could be realized. At this time, the reason for the superiority or inferiority was also asked.
［第四ステップ詳細 実験結果］
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。
[Fourth step details Experimental results]
In the fourth step, the results of the comparative visual experiment conducted in the third step were summarized using the LED light source / apparatus / system prototyped in the second step. Table 2 corresponds to Experiment A, and Table 3 is the result corresponding to Experiment B. Similarly, Table 7 shows the results corresponding to Experiment F. In Tables 2 to 7, the overall evaluation of the test light with respect to the reference light is centered on “0” indicating the same degree of appearance, the evaluation that the test light is slightly preferable is “1”, and the evaluation that the test light is preferable is “2”, evaluation that test light is more preferable is “3”, evaluation that test light is very preferable is “4”, and evaluation that test light is extremely preferable is “5”. On the other hand, the evaluation that test light is slightly unfavorable is “−1”, the evaluation that test light is not preferable is “−2”, the evaluation that test light is not preferable is “−3”, and the test light is very Is evaluated as “−4”, and the evaluation that the test light is not particularly preferable is defined as “−5”.
第四ステップでは、特に、視覚実験において、実験用基準光あるいは実験用擬似基準光で照明した場合よりも、試験光で照明した場合の照明対象物の色の見えが良好であったと判断された場合について、試験光に共通する分光分布の放射計測学的特性、測光学的特性を実測スペクトルから抽出することを試みた。すなわち、Ａｃｇ、放射効率Ｋ（ｌｍ／Ｗ）、ＣＣＴ（Ｋ）、Ｄｕｖなどの数値に関して、発光装置から主たる放射方向に出射された光（本発明の発光装置に係る）と、照明対象物の位置（本発明の照明方法に係る）との特徴を抽出した。同時に、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、発光装置から主たる放射方向に出射された光を実測した試験光分光分布（本発明の発光装置に係る）、又は、照明対象物の位置で実測した試験光分光分布（本発明の照明方法に係る）で照明した場合を仮定した当該１５色票の色の見えの間の差に関しても、｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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）、又は、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）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、指標Ａｃｇ等が適切な範囲にある場合に、又は、｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、ΔＣｎ、｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜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。
In the fourth step, in particular, in visual experiments, it was determined that the color appearance of the illumination object when illuminated with test light was better than when illuminated with experimental reference light or experimental reference light. In some cases, we tried to extract the radiometric and photometric characteristics of the spectral distribution common to the test light from the measured spectrum. That is, with respect to numerical values such as A cg , radiation efficiency K (lm / W), CCT (K), and D uv , the light emitted from the light emitting device in the main radiation direction (related to the light emitting device of the present invention) and the illumination target The characteristics of the position of the object (related to the lighting method of the present invention) were extracted. At the same time, the color appearance of the 15 color chart assuming the case where it is illuminated with the calculation reference light and the test light spectral distribution obtained by actually measuring the light emitted from the light emitting device in the main radiation direction (related to the light emitting device of the present invention) Also, regarding the difference between the appearances of the colors of the 15 color chart assuming that the illumination is performed with the test light spectral distribution (according to the illumination method of the present invention) measured at the position of the illumination object, | Δh n | , SAT av , ΔC n , | ΔC max −ΔC min | The values of | Δh n | and ΔC n change when n is selected, but the maximum value and the minimum value are shown here. These values are also shown in Tables 2 to 7. In addition, regarding the appearance of the color of the illumination object, the test result in the main radiation direction (related to the light-emitting apparatus of the present invention) emitted from the light-emitting device is the test result of the subject's comprehensive evaluation, or the test light at the position of the illumination object Since it was relatively dependent on the D uv value (according to the illumination method of the present invention), Tables 2 to 7 are arranged in order of decreasing D uv value.
As a whole, according to this experiment, when D uv is an appropriate value and takes a negative value and the index A cg or the like is in an appropriate range, or | Δh n |, SAT av , ΔC n , | When ΔC max −ΔC min | and the like are in an appropriate range, it is determined that the appearance and the color appearance of the object of the actual observation object illuminated with the test light are preferable to the case of illumination with the experimental reference light. It was. This was unexpected for Step 1 “results in light of common sense now widely believed”.
［第四ステップ詳細 考察］
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。
[Detailed discussion on the fourth step]
The experimental results are considered below. The test light and comparative test light in the table may be collectively referred to as “test light”.
1) When the D uv of the test light is on the positive side of the experimental reference light (or the pseudo reference light for the experiment) Tables 4, 5, and 7 show that the D uv of the test light is the experimental reference light. The result on the positive side of the light (or the pseudo reference light for experiment) is included. From this, it can be seen that the more the test light D uv becomes positive, the more the subject is judged to be unfavorable regarding the color appearance of the illumination object and the appearance of the object. Specifically, it was as follows.
照明された白色物の見えは、Ｄｕｖが正になればなるほどより黄色み（緑色み）かかって見え、違和感がより増大したと被験者は判断した。照明されたカラーチェッカーの灰色部分の見えは、明度差がより視認しにくくなったと被験者は判断した。さらに、照明された印刷物の文字もより見にくくなったと被験者は指摘した。さらに、照明された各種有彩色の色の見えは、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、試験光のＤｕｖが正になればなるほど、より不自然で、くすんで見えたと被験者は判断した。照明された各種外壁材色見本は屋外で見た色の見えと非常に異なって知覚され、自身の肌色も、不自然に、不健康に見えたと被験者は指摘した。また、同種類似色の生花花弁の色差は、実験用基準光で照明した場合と比較して、識別しにくく、輪郭が見にくくなったと被験者は指摘した。 The subject judged that the appearance of the illuminated white object appeared more yellowish (greenish) as D uv became more positive, and the sense of discomfort increased. The subject judged that the gray portion of the illuminated color checker was less visible due to the difference in brightness. In addition, the subject pointed out that the letters on the illuminated printed material became more difficult to see. Furthermore, the appearance of various illuminated chromatic colors becomes more unnatural as the D uv of the test light becomes more positive as compared to the case of illumination with the experimental reference light (or the experimental pseudo reference light). The subject judged it looked dull. The subjects pointed out that the various color samples of the exterior wall materials that were illuminated were perceived very different from the color appearance seen outdoors, and that their skin color also looked unnatural and unhealthy. In addition, the subject pointed out that the color difference of the same kind of similar color petals was harder to identify and the contour was harder to see than when illuminated with experimental reference light.
また、これらの結果は、表４、表５、表７に記載した試験光のＣＣＴにはあまり依存せず、また、発光装置の発光要素（発光材料）の構成にもあまり依存しないこともわかった。
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。
In addition, these results do not depend very much on the CCT of the test light described in Table 4, Table 5, and Table 7, and also do not depend much on the configuration of the light emitting element (light emitting material) of the light emitting device. It was.
As the test light D uv becomes more positive, Ra decreases as an overall trend. Therefore, it can be said that some of these results were within a range that could be predicted from the detailed mathematical examination in Step 1.
２）試験光のＤｕｖが、実験用基準光（あるいは実験用疑似基準光）よりも負側であった場合
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、被験者は若干好ましい、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と判断されたことも分かる。
2) When the D uv of the test light is more negative than the experimental reference light (or the experimental pseudo reference light) All of Tables 2 to 7 show that the D uv of the test light is the experimental reference light ( Alternatively, a result on the negative side of the experimental pseudo-reference light) is included. According to these, when the D uv of the test light is negative in the appropriate range and the various indicators in the table are in the appropriate range, the subject It turns out that it was judged that it was slightly preferable, preferable, more preferable, very preferable, and extremely preferable. On the other hand, even if the D uv of the test light is negative in the same range, when the various indicators in the table are not in the appropriate range, as shown in Table 5, the color appearance and the object by the test light It can also be seen that the appearance was judged unfavorable.
ここで、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内の場合において、試験光で照明した場合の対象物の色の見えが、実験用基準光（あるいは実験用疑似基準光）で照明した場合のそれに比較して、自然で好ましい色の見え、好ましい物体の見えとなることは全く予想外であった。被験者が指摘した特長の詳細は以下の通りであった。 Here, when the D uv of the test light is negative in the proper range and the various indicators in the table are in the proper range, the appearance of the color of the object when illuminated with the test light is an experimental reference. Compared to the case of illuminating with light (or experimental pseudo-reference light), it was completely unexpected that natural and preferable color appearances and preferable object appearances were obtained. Details of the features pointed out by the subjects were as follows.
白色物は、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、黄色み（緑色み）が低減し、若干白く見えた、白く見えた、より白く見えた、非常に白く見えた、また、格段に白く見えたと被験者は判断した。また、最適範囲に近接するにつれ、より自然でより良好な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、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、若干増したように見えた、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。
For white objects, when the D uv of the test light is negative within the appropriate range and the various indicators in the table are within the appropriate range, the white light is compared with the case where the test light is illuminated with the experimental reference light (or experimental pseudo reference light). The subject judged that the yellowishness (greenishness) was reduced, it looked slightly white, looked white, looked whiter, looked very white, and looked much whiter. He also pointed out that the closer to the optimum range, the more natural and better it looked. This was a completely unexpected result.
Further, the gray portion of the color checker is illuminated with experimental reference light (or experimental pseudo reference light) when the D uv of the test light is negative within the appropriate range and the various indicators in the table are within the appropriate range. Compared to the case, the difference in brightness seemed to be slightly increased, seemed to be increased, seemed to be increased, seemed to be greatly increased, and seemed to be greatly increased. The subject determined that it was visible. The subjects also noted that as they approached the optimal range, they looked more natural and more visible. This was a completely unexpected result.
さらに、それぞれの無彩色色票の輪郭も、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、若干はっきり見えた、はっきり見えた、よりはっきり見えた、非常にはっきり見えた、格段にはっきり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、若干見やすくなった、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。
Further, the outline of each achromatic color chart also has an experimental reference light (or an experimental pseudo reference light) when the D uv of the test light is negative in the appropriate range and the various indicators in the table are in the appropriate range. The subject judged that it was slightly clearer, more clearly visible, more clearly visible, very clearly visible, and much more clearly visible than when illuminated in (). The subjects also noted that as they approached the optimal range, they looked more natural and more visible. This was a completely unexpected result.
Further, the print characters, in the negative in D uv is proper range of the test light, and, in the case various indices in the table is in the proper range, when illuminated by a laboratory reference light (or experimental pseudo reference light) The subjects judged that it was slightly easier to see, easier to see, easier to see, much easier to see, and much easier to see. The subjects also pointed out that as they approached the optimum range, the characters became more natural and more visible. This was a completely unexpected result.
さらに、各種有彩色の照明対象物の色の見えは、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、若干ではあるが自然な鮮やかさであった、自然な鮮やかさであった、より自然な鮮やかさであった、非常に自然な鮮やかさであった、また、格段に自然な鮮やかさであ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、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、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、若干近接していた、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。
In addition, the color appearance of various chromatic colored illumination objects is determined when the test light D uv is negative within the appropriate range and the various indicators in the table are within the appropriate range. Compared to the case of illuminating with (pseudo-reference light), it was slightly natural but vivid, natural vivid, more natural vivid, very natural vivid In addition, the subject judged that it was remarkably natural vividness. The subjects also pointed out that as they approached the optimal range, they became more natural and preferred in appearance. This was a completely unexpected result.
Furthermore, the color appearance of the various color samples of the outer wall material is such that when the D uv of the test light is negative in the proper range and the various indicators in the table are in the proper range, the experimental reference light (or the experimental pseudo reference) Compared to the case of illuminating with light), when viewed outdoors, it was slightly closer, was closer, was closer, was very close, and was much closer The subject judged that he was. The subjects also pointed out that as they approached the optimal range, they became more natural and looked like a favorable color closer to memory when viewed outdoors. This was a completely unexpected result.
さらに、被験者自身（日本人）の肌の色の見えは、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、若干自然に見えた、自然に見えた、より自然に見えた、非常に自然に見えた、また、格段に自然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、健康的な好ましい色の見えになっていったことを指摘している。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、若干識別しやすかった、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。
Furthermore, the appearance of the skin color of the subject himself (Japanese) is the reference light for experiment (or experiment) when the D uv of the test light is negative within the proper range and the various indicators in the table are within the proper range. The subject judged that it looked somewhat natural, looked natural, looked more natural, looked very natural, and looked much more natural than when illuminated with a pseudo-standard light. . The subjects also pointed out that as they approached the optimum range, they became more natural and healthy in appearance. This was a completely unexpected result.
Furthermore, the color difference of the same kind and similar colors of the flower petals is that the test light D uv is negative in the appropriate range and the various indicators in the table are in the appropriate range. The subjects judged that it was slightly easier to identify, easier to identify, easier to identify, very easy to identify, and much easier to identify than when illuminated in (1). In addition, the test subject pointed out that the more the D uv became negative than the appropriate upper limit within the experimented range, the easier it was to identify. This was a completely unexpected result.
さらに、各種照明対象物は、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、若干輪郭がはっきり見えた、輪郭がはっきり見えた、より輪郭がはっきり見えた、非常に輪郭がはっきり見えた、また、格段に輪郭がはっきり見え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、より輪郭がはっきり見えたことを指摘した。これは全く予想外の結果であった。 Further, various illumination objects were illuminated with the experimental reference light (or experimental pseudo reference light) when the D uv of the test light was negative within the appropriate range and the various indicators in the table were within the appropriate range. Compared to the case, the subject judged that the outline was slightly clear, the outline was clearly visible, the outline was more clearly visible, the outline was very clearly visible, and the outline was clearly visible. In addition, the test subject pointed out that the outline became clearer as D uv became negative from the appropriate upper limit within the experimental range. This was a completely unexpected result.
試験光のＤｕｖが負になればなるほど、全体的傾向としてＲａが低下することからも、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。
From the mathematical detailed examination of Step 1, it can be said that these results are completely unexpected because Ra becomes lower as a general tendency as the D uv of the test light becomes negative.
As shown in Tables 2 to 7, if attention is paid only to the value of Ra, for example, there are many test lights with Ra of 95 or more. The Ra was about 82 to 91. In addition, this comparative visual experiment was conducted beyond the range of D uv described in ANSI C78.377-2008. Therefore, it can be said that the above result is a new finding that there is a perceptual good region regarding the color appearance of the illuminated object outside the current common sense recommended chromaticity range.
また、本発明の第一の実施態様に係る発光装置において、このような知覚を得るためにはＤｕｖ以外にも、表２から表７に記載の指標Ａｃｇが適正範囲にある必要があった。また、各種指標、すなわち、放射効率Ｋ（ｌｍ／Ｗ）、｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、ΔＣｎ、｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜が適正範囲にあることが好ましいことが解った。当該要件は、本発明の第二の実施態様に係る発光装置の設計方法、第三の実施態様に係る発光装置の駆動方法についても、同様である。 In addition, in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, in order to obtain such a perception, the index A cg described in Tables 2 to 7 needs to be within an appropriate range in addition to D uv. It was. It was also found that various indexes, namely, radiation efficiency K (lm / W), | Δh n |, SAT av , ΔC n , | ΔC max −ΔC min | are preferably in an appropriate range. The requirements are the same for the light emitting device design method according to the second embodiment of the present invention and the light emitting device drive method according to the third embodiment.
第一に、視覚実験で良好と判断された試験光の結果から、Ｄｕｖと、指標Ａｃｇに関しては、以下のようであった。 First, from the result of the test light judged to be good in the visual experiment, the D uv and the index A cg were as follows.
先ず、Ｄｕｖ値は、−０．００４０以下であって、若干好ましくは−０．００４２以下であって、好ましくは、−０．００７０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、本発明におけるＤｕｖは、−０．０３５０以上であって、若干好ましくは−０．０３４０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。
First, the D uv value is −0.0040 or less, slightly preferably −0.0042 or less, preferably −0.0070 or less, more preferably −0.0100 or less. It was very preferably −0.0120 or less, and particularly preferably −0.0160 or less.
Further, D uv in the present invention is −0.0350 or more, slightly preferably −0.0340 or more, preferably −0.0290 or more, more preferably −0.0250 or more. And, it was very preferably −0.0230 or more, and particularly preferably −0.0200 or more.
さらに、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発光装置において分光分布はＡｃｇが−１０以下であって−３６０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。そのうえで、Ａｃｇが定量的に−１０以下−３６０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。 Furthermore, from the results of Table 2 to Table 7, in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, the spectral distribution was A cg of −10 or less and −360 or more. The exact definition is as described above, but the approximate physical meaning and good interpretation are as follows. The meaning that A cg takes a negative value in an appropriate range means that there is an appropriate unevenness in the standardized test light spectral distribution, and in the short wavelength region between 380 nm and 495 nm, the mathematical standardized reference light spectral distribution is Tends to have a higher radiant flux intensity of the normalized test light spectral distribution and / or in the intermediate wavelength region from 495 nm to 590 nm, the radiant flux of the normalized test light spectral distribution than the mathematical standardized reference light spectral distribution. Means that the intensity tends to be weak and / or, in the long wavelength region from 590 nm to Λ4, the radiant flux intensity of the normalized test light spectral distribution tends to be stronger than the mathematical standardized reference light spectral distribution. doing. In addition, it can be understood that when A cg is quantitatively −10 or less and −360 or more, a good color appearance and a good object appearance are obtained.
本発明の第一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、−１０以下であって、若干好ましくは−１１以下であって、より好ましくは−２８以下であって、非常に好ましくは−４１以下であって、格段に好ましくは−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−３６０以上であって、若干好ましくは−３３０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、−３２２以上、−１２以下であった。
A cg derived from the spectral distribution of the light emitted in the main radiation direction from the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is −10 or less, more preferably −11 or less, and more It was preferably −28 or less, very preferably −41 or less, and particularly preferably −114 or less.
Further, A cg derived from the spectral distribution of the light emitted in the main radiation direction from the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is −360 or more, and is preferably −330 or more, It was preferably -260 or more, very preferably -181 or more, and particularly preferably -178 or more.
Incidentally, consider using real test light in the visual experiments have been made, the preferable range of A cg inside the preferred experimental results in the study, -322 or higher, was -12.
第二に、本発明は色の見えが良く効率も高い試験光の実現を目指したが、放射効率Ｋに
関しては、以下の通りであった。
本発明の第一の実施態様に係る発光装置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。これは半導体発光素子からの放射や蛍光体からの放射が内在しており、かつ、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、本発明の第一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が有する分光分布から求められる放射効率は、以下の範囲が好ましかった。
Secondly, the present invention aimed to realize test light with good color appearance and high efficiency, and the radiation efficiency K was as follows.
The radiation efficiency of the spectral distribution of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is preferably in the range of 180 (lm / W) to 320 (lm / W), and is a value of a normal incandescent bulb or the like. Was at least 20% higher than 150 (lm / W). This is considered to be because radiation from the semiconductor light emitting element and radiation from the phosphor are inherent, and there are appropriate irregularities at appropriate positions in the spectral distribution in relation to V (λ). From the standpoint of compatibility with color appearance, the following range is preferable for the radiation efficiency obtained from the spectral distribution of the light emitted in the main radiation direction from the light emitting device according to the first embodiment of the present invention. It was.
本発明の第一の実施態様に係る発光装置による放射効率Ｋは、好適には１８０（ｌｍ／Ｗ）以上であったが、若干好ましくは２０５（ｌｍ／Ｗ）以上であって、好ましくは２０８（ｌｍ／Ｗ）以上であって、非常に好ましくは２１５（ｌｍ／Ｗ）以上であった。一方、放射効率Ｋは理想的には高い方が良いが、本発明においては、好適には３２０（ｌｍ／Ｗ）以下であって、色の見えとのバランスから、２８２（ｌｍ／Ｗ）以下が若干好ましく、２３２（ｌｍ／Ｗ）以下が好ましく、２３１（ｌｍ／Ｗ）以下が格段に好ましかった。
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、２０６（ｌｍ／Ｗ）以上、２８８（ｌｍ／Ｗ）以下であった。
The radiation efficiency K of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is preferably 180 (lm / W) or more, but is preferably 205 (lm / W) or more, preferably 208. (Lm / W) or more, and very preferably 215 (lm / W) or more. On the other hand, the radiation efficiency K is ideally high, but in the present invention, it is preferably 320 (lm / W) or less, and 282 (lm / W) or less from the balance with the color appearance. Is slightly preferred, preferably 232 (lm / W) or less, and particularly preferably 231 (lm / W) or less.
In addition, the examination using the actual test light was made in the visual experiment, and the preferable range of K inside the preferable experiment result under the examination was 206 (lm / W) or more and 288 (lm / W) or less. .
第三に、｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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。 Third, considering the characteristics of | Δh n |, SAT av , ΔC n , and | ΔC max −ΔC min |, it can be seen that the following tendencies were observed. That is, the test light that gives good color appearance and object appearance is assumed to be the color appearance of the 15-color chart assumed when illuminated with the reference light for calculation and the illumination with the measured test light spectral distribution. The color appearance of the 15 color chart had the following characteristics.
試験光による照明と計算用基準光による照明の当該１５色票の色相角差（｜Δｈｎ｜）は比較的少なく、かつ、試験光による照明の当該１５色票の平均的飽和度ＳＡＴａｖ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。 The difference in hue angle (| Δh n |) between the illumination with the test light and the illumination with the reference light for calculation is relatively small, and the average saturation SAT av of the 15 color chart with the illumination with the test light is Compared with that of the illumination with the reference light for calculation, it was raised in an appropriate range. In addition, not only the average value but also the saturation (ΔC n ) of the 15 color charts, each ΔC n of the 15 color charts of the illumination by the test light is different from those of the illumination by the reference light for calculation. In comparison, there is neither extremely decreased nor extremely improved, all are in the appropriate range, and as a result, the difference between the maximum and minimum saturation differences | ΔC max −ΔC min | It was narrow. Furthermore, in a simplified manner, when the illumination with the test light is assumed as compared with the case where the illumination with the reference light is assumed for the 15 color chart, the hue angle in all the hues of the 15 color chart is assumed. It can be inferred that the difference is small and the saturation of the 15 color charts is improved relatively evenly in an appropriate range.
図３５の実線は、表３にあって、総合判断として「格段に好ましい」と判断された試験光５の規格化試験光分光分布である。また、同図中点線は、当該試験光のＣＣＴから算出された計算用基準光（黒体放射の光）の規格化分光分布である。一方、図３６は、当該試験光５で照明した場合（実線）と、計算用基準光（黒体放射の光）で照明した場合（点線）を仮定した、当該１５色票の色の見えに関するＣＩＥＬＡＢプロットである。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。
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１５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１９の結果を上記と同様にまとめたものである。
The solid line in FIG. 35 is a normalized test light spectral distribution of the test light 5 that is determined in Table 3 to be “remarkably preferable” as a comprehensive judgment. Also, the dotted line in the figure is the normalized spectral distribution of the calculation reference light (black body radiation light) calculated from the CCT of the test light. On the other hand, FIG. 36 relates to the appearance of the color of the 15 color chart, assuming the case of illumination with the test light 5 (solid line) and the case of illumination with the reference light for calculation (light of black body radiation) (dotted line). CIELAB plot. In addition, although the vertical direction on the paper is lightness, only the a * and b * axes are plotted here for convenience.
Further, FIGS. 37 and 38 summarize the results of the test light 15 determined as “remarkably preferable” as the overall determination in Table 5 in the same manner as described above. FIGS. Among them, the results of the test light 19 determined as “remarkably preferable” as a comprehensive determination are summarized in the same manner as described above.
この様に視覚実験で好ましい色の見え、物体の見えとなった場合は、当該１５色票に対する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に、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ことが分かる。また、この観点で４０００Ｋ近傍のＣＣＴは、好ましいことも分かる。
In this way, when a favorable color appearance and an object appearance are obtained in the visual experiment, when the illumination with the test light is assumed as compared with the case where the illumination with the reference light for the 15 color chart is assumed, It can be seen that, in all hues of the 15 color charts, the hue angle difference is small and the saturation of the 15 color charts is improved relatively evenly in an appropriate range. It can also be seen from this point of view that a CCT near 4000K is preferable.
一方、Ｄｕｖが適正な範囲で負の値を有する場合であっても、たとえば表５中のＤｕｖ≒−０．０１８３１である比較試験光１４の場合には、視覚実験において試験光による見えが好ましくないと判断されている。これは、指標Ａｃｇの特性が適正でなかったと考えられる。図４１、図４２は比較試験光１４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、色相角差が大きく、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。 On the other hand, even if D uv has a negative value in an appropriate range, for example, in the case of the comparative test light 14 in Table 5 where D uv ≈−0.08331, the visual test shows that the test light is visible. Is determined to be undesirable. This is considered that the characteristic of the index A cg was not appropriate. 41 and 42 show the results of performing CIELAB plots on the comparative test light 14 in the same way as in FIGS. 35 and 36, etc., regarding the normalized spectral distribution and the color appearance of the 15 color chart. As is apparent from this figure, when the illumination with the reference light is assumed for the 15 color chart and the illumination with the test light is assumed, several hues of the 15 color chart are compared. It can be seen that the hue angle difference is large and the saturation of the 15 color charts varies very unevenly.
視覚実験結果と考察から、各定量指標は、以下の範囲が好ましいことが分かる。
本発明の第一の実施態様に係る発光装置におけるＤｕｖは、前述の通り、−０．００４０以下であって、若干好ましくは−０．００４２以下であって、好ましくは、−０．００７０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発光装置におけるＤｕｖは、−０．０３５０以上であって、若干好ましくは−０．０３４０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。
From the results of visual experiment and consideration, it can be seen that the following ranges are preferable for each quantitative index.
As described above, D uv in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is −0.0040 or less, slightly preferably −0.0042 or less, and preferably −0.0070 or less. More preferably, it was −0.0100 or less, very preferably −0.0120 or less, and particularly preferably −0.0160 or less.
Further, D uv in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is −0.0350 or more, slightly preferably −0.0340 or more, and preferably −0.0290 or more. More preferably, it was -0.0250 or more, very preferably -0.0230 or more, and particularly preferably -0.0200 or more.
本発明の第一の実施態様に係る発光装置における｜Δｈｎ｜は９．０以下が好適であり、非常に好ましくは８．４以下であって、格段に好ましくは７．３以下であった。また｜Δｈｎ｜は、さらに小さいことがより好ましいと考えられ、６．０以下がより格段に好ましく、５．０以下が更に格段に好ましく、４．０以下が特に格段に好ましいと考えられる。
なお、本発明の第一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。
In the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, | Δh n | is preferably 9.0 or less, very preferably 8.4 or less, and particularly preferably 7.3 or less. . Further, | Δh n | is considered to be even smaller, more preferably 6.0 or less, still more preferably 5.0 or less, and particularly preferably 4.0 or less.
In the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, | Δh n | is preferably 0 or more, and the minimum value during the visual experiment is 0.0029. Furthermore, examination using actual test light was performed in a visual experiment, and a preferable range of | Δh n | inside a preferable experimental result under examination was 8.3 or less and 0.003 or more.
本発明の第一の実施態様に係る発光装置におけるＳＡＴａｖは、１．０以上が好適であり、若干好ましくは１．１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、１．２以上、６．３以下であった。
The SAT av in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is preferably 1.0 or more, slightly preferably 1.1 or more, and preferably 1.9 or more. Preferably it was 2.3 or more, and particularly preferably 2.6 or more.
Also, it is preferably 7.0 or less, preferably 6.4 or less, very preferably 5.1 or less, and particularly preferably 4.7 or less.
In addition, the examination using the actual test light was made in the visual experiment, and the preferred range of the above index inside the preferred experimental result under the examination was 1.2 or more and 6.3 or less.
本発明の第一の実施態様に係る発光装置におけるΔＣｎは、−３．８以上であることが好適であり、若干好ましくは−３．５以上であって、非常に好ましくは−２．５以上であって、格段に好ましくは−０．７以上であった。
また、本発明の第一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、格段に好適には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、−３．４以上、１６．８以下であった。
ΔC n in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is preferably −3.8 or more, slightly preferably −3.5 or more, and most preferably −2.5. It was above, and it was particularly preferably −0.7 or more.
In addition, ΔC n in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is preferably 18.6 or less, very preferably 17.0 or less, and particularly preferably 15. 0 or less.
In addition, the examination using the actual test light was made in the visual experiment, and the preferable range of ΔC n inside the preferable experimental result under the examination was −3.4 or more and 16.8 or less.
本発明の第一の実施態様に係る発光装置における｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜は、１９
．６以下であることが好適であり、１７．９以下であることが非常に好ましく、１５．２以下であることが格段に好ましかった。加えて、｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜は小さいことがより好ましいと考えられ、１４．０以下がさらに格段に好ましく、１３．０以下が非常に格段に好ましいと考えられる。
また、本発明の第一の実施態様に係る発光装置における｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜は２．８以上であることが好適であり、視覚実験時の最小値は３．１６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｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜の好ましい範囲は、３．２以上、１７．８以下であった。
| ΔC max −ΔC min | in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is 19
. 6 or less is suitable, 17.9 or less is very preferable, and 15.2 or less is particularly preferable. In addition, it is considered that | ΔC max −ΔC min | is more preferably small, more preferably 14.0 or less, and particularly preferably 13.0 or less.
In the light emitting device according to the first embodiment of the present invention, | ΔC max −ΔC min | is preferably 2.8 or more, and the minimum value during the visual experiment is 3.16. Furthermore, the examination using the actual test light was performed in the visual experiment, and the preferable range of | ΔC max −ΔC min | inside the preferable experimental result under consideration was 3.2 or more and 17.8 or less. .
第四に、本発明の第一の実施態様に係る発光装置におけるＣＣＴに関しては、以下のようなことが分かった。比較視覚実験によって、好ましいと判断された各種指標すなわち｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、ΔＣｎ、｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜をより適切な値とするためには、本発明の第一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、ＳＡＴａｖ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。 Fourthly, the following has been found regarding CCT in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention. In order to make various indexes, which are determined to be preferable by comparative visual experiments, that is, | Δh n |, SAT av , ΔC n , | ΔC max −ΔC min |, to be more appropriate values, the first embodiment of the present invention In the light emitting device according to the above, it was preferable that CCT take a value close to 4000K. This is because the spectral distribution of light around 4000K is isoenergetic regardless of the wavelength even if the reference light is viewed, and a test light spectral distribution in which irregularities are easily formed with respect to the reference light is realized. This is thought to be possible. In other words, even when compared to other CCT cases, SAT av is increased while | Δh n | and | ΔC max −ΔC min | are kept relatively small, and ΔC n for the majority of color charts is desired. The value of can be easily controlled.
よって、本発明の第一の実施態様に係る発光装置におけるＣＣＴは１８００Ｋから１５０００Ｋであることが若干好ましく、２０００Ｋから１００００Ｋであることが好ましく、２３００Ｋから７０００Ｋであることがより好ましく、２６００Ｋから６６００Ｋであることが非常に好ましく、２９００Ｋから５８００Ｋであることが格段に好ましく、３４００Ｋから５１００Ｋであることが最も好ましい。
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。
本発明の第二の実施態様に係る発光装置の設計方法、及び第三の実施態様に係る発光装置の駆動方法に係る上記各パラメータについても、上記第一の実施態様に係る発光装置と同様である。
Therefore, the CCT in the light emitting device according to the first embodiment of the present invention is slightly preferably from 1800K to 15000K, more preferably from 2000K to 10,000K, more preferably from 2300K to 7000K, and from 2600K to 6600K. It is very particularly preferred that it is 2900K to 5800K, most preferably 3400K to 5100K.
In addition, the examination using the actual test light was made in the visual experiment, and the preferable range of CCT inside the preferable experimental result under the examination was 2550 (K) or more and 5650 (K) or less.
The parameters of the light emitting device design method according to the second embodiment of the present invention and the light emitting device driving method according to the third embodiment are the same as those of the light emitting device according to the first embodiment. is there.
また、本発明の第四の実施態様に係る照明方法において、このような知覚を得るためにはＤｕｖ以外にも、表２から表７に記載の各種指標、すなわち、｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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。 Further, in the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention, in order to obtain such perception, in addition to D uv , various indexes described in Tables 2 to 7, that is, | Δh n |, SAT It is necessary that av , ΔC n , | ΔC max −ΔC min | Further, it was found that the index A cg and the radiation efficiency K (lm / W) are preferably in appropriate ranges.
特に、視覚実験で良好と判断された試験光の結果から、｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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。 In particular, from the results of the test light determined to be good in the visual experiment, it can be seen that the following tendencies were found when the characteristics of | Δh n |, SAT av , ΔC n , | ΔC max −ΔC min | were considered. That is, the test light that gives good color appearance and object appearance is assumed to be the color appearance of the 15-color chart assumed when illuminated with the reference light for calculation and the illumination with the measured test light spectral distribution. The color appearance of the 15 color chart had the following characteristics.
試験光による照明と計算用基準光による照明の当該１５色票の色相角差（｜Δｈｎ｜）は比較的少なく、かつ、試験光による照明の当該１５色票の平均的飽和度ＳＡＴａｖ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。
The difference in hue angle (| Δh n |) between the illumination with the test light and the illumination with the reference light for calculation is relatively small, and the average saturation SAT av of the 15 color chart with the illumination with the test light is Compared with that of the illumination with the reference light for calculation, it was raised in an appropriate range. In addition, not only the average value but also the saturation (ΔC n ) of the 15 color charts, each ΔC n of the 15 color charts of the illumination by the test light is different from those of the illumination by the reference light for calculation. In comparison, there is neither extremely decreased nor extremely improved, all are in the appropriate range, and as a result, the difference between the maximum and minimum saturation differences | ΔC max −ΔC min | It was narrow. Furthermore, in a simplified manner, when the illumination with the test light is assumed as compared with the case where the illumination with the reference light is assumed for the 15 color chart, the hue angle in all the hues of the 15 color chart is assumed. It can be inferred that the difference is small and the saturation of the 15 color charts is improved relatively evenly in an appropriate range.
図３５の実線は、表３にあって、総合判断として「格段に好ましい」と判断された試験光５の規格化試験光分光分布である。また、同図中点線は、当該試験光のＣＣＴから算出された計算用基準光（黒体放射の光）の規格化分光分布である。一方、図３６は、当該試験光５で照明した場合（実線）と、計算用基準光（黒体放射の光）で照明した場合（点線）を仮定した、当該１５色票の色の見えに関するＣＩＥＬＡＢプロットである。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。
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１５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１９の結果を上記と同様にまとめたものである。
The solid line in FIG. 35 is a normalized test light spectral distribution of the test light 5 that is determined in Table 3 to be “remarkably preferable” as a comprehensive judgment. Also, the dotted line in the figure is the normalized spectral distribution of the calculation reference light (black body radiation light) calculated from the CCT of the test light. On the other hand, FIG. 36 relates to the appearance of the color of the 15 color chart, assuming the case of illumination with the test light 5 (solid line) and the case of illumination with the reference light for calculation (light of black body radiation) (dotted line). CIELAB plot. In addition, although the vertical direction on the paper is lightness, only the a * and b * axes are plotted here for convenience.
Further, FIGS. 37 and 38 summarize the results of the test light 15 determined as “remarkably preferable” as the overall determination in Table 5 in the same manner as described above. FIGS. Among them, the results of the test light 19 determined as “remarkably preferable” as a comprehensive determination are summarized in the same manner as described above.
この様に視覚実験で好ましい色の見え、物体の見えとなった場合は、当該１５色票に対する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に、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ことが分かる。また、この観点で４０００Ｋ近傍のＣＣＴは、好ましいことも分かる。 In this way, when a favorable color appearance and an object appearance are obtained in the visual experiment, when the illumination with the test light is assumed as compared with the case where the illumination with the reference light for the 15 color chart is assumed, It can be seen that, in all hues of the 15 color charts, the hue angle difference is small and the saturation of the 15 color charts is improved relatively evenly in an appropriate range. It can also be seen from this point of view that a CCT near 4000K is preferable.
一方、Ｄｕｖが適正な範囲で負の値を有する場合であっても、たとえば表５中のＤｕｖ≒−０．０１８３１である比較試験光１４の場合には、視覚実験において試験光による見えが好ましくないと判断されている。これは、｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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１４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。 On the other hand, even if D uv has a negative value in an appropriate range, for example, in the case of the comparative test light 14 in Table 5 where D uv ≈−0.08331, the visual test shows that the test light is visible. Is determined to be undesirable. This is considered that some of the characteristics of | Δh n |, SAT av , ΔC n , | ΔC max −ΔC min | were not appropriate. 41 and 42 show the results of performing CIELAB plots on the comparative test light 14 in the same way as in FIGS. 35 and 36, etc., regarding the normalized spectral distribution and the color appearance of the 15 color chart. As is apparent from this figure, when the illumination with the reference light is assumed for the 15 color chart and the illumination with the test light is assumed, several hues of the 15 color chart are compared. It can be seen that the difference in hue angle is large and the saturation of the 15 color charts varies very unevenly.
視覚実験結果と考察から、各定量指標は、以下の範囲が好ましいことが分かる。
本発明の第四の実施態様に係る照明方法におけるＤｕｖは、−０．００４０以下であって、若干好ましくは−０．００４２以下であって、好ましくは、−０．００７０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、本発明の第四の実施態様に係る照明方法におけるＤｕｖは、−０．０３５０以上であって、若干好ましくは−０．０３４０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。
From the results of visual experiment and consideration, it can be seen that the following ranges are preferable for each quantitative index.
The D uv in the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention is −0.0040 or less, slightly preferably −0.0042 or less, preferably −0.0070 or less, More preferably, it was −0.0100 or less, very preferably −0.0120 or less, and particularly preferably −0.0160 or less.
In addition, D uv in the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention is −0.0350 or more, slightly preferably −0.0340 or more, and preferably −0.0290 or more. More preferably, it was -0.0250 or more, very preferably -0.0230 or more, and particularly preferably -0.0200 or more.
本発明の第四の実施態様に係る照明方法における｜Δｈｎ｜は９．０以下であって、非常に好ましくは８．４以下であって、格段に好ましくは７．３以下であった。また｜Δｈｎ｜は、さらに小さいことがより好ましいと考えられ、６．０以下がより格段に好ましく、５．０以下が更に格段に好ましく、４．０以下が特に格段に好ましいと考えられる。
なお、本発明の第四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。
In the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention, | Δh n | is 9.0 or less, very preferably 8.4 or less, and particularly preferably 7.3 or less. Further, | Δh n | is considered to be even smaller, more preferably 6.0 or less, still more preferably 5.0 or less, and particularly preferably 4.0 or less.
In the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention, | Δh n | was 0 or more, and the minimum value during the visual experiment was 0.0029. Furthermore, examination using actual test light was performed in a visual experiment, and a preferable range of | Δh n | inside a preferable experimental result under examination was 8.3 or less and 0.003 or more.
本発明の第四の実施態様に係る照明方法におけるＳＡＴａｖは、１．０以上であって、若干好ましくは１．１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、１．２以上、６．３以下であった。
SAT av in the lighting method according to the fourth embodiment of the present invention is 1.0 or more, slightly preferably 1.1 or more, preferably 1.9 or more, and is very preferable. Was 2.3 or more, and particularly preferably 2.6 or more.
Moreover, it was 7.0 or less, Preferably it was 6.4 or less, Very preferably, it was 5.1 or less, Most preferably, it was 4.7 or less.
In addition, the examination using the actual test light was made in the visual experiment, and the preferred range of the above index inside the preferred experimental result under the examination was 1.2 or more and 6.3 or less.
本発明の第四の実施態様に係る照明方法におけるΔＣｎは、−３．８以上であって、若干好ましくは−３．５以上であって、非常に好ましくは−２．５以上であって、格段に好ましくは−０．７以上であった。
また、本発明の第四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。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ΔＣｎの好ましい範囲は、−３．４以上、１６．８以下であった。
In the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention, ΔC n is −3.8 or more, slightly preferably −3.5 or more, and very preferably −2.5 or more. Especially preferably, it was -0.7 or more.
In addition, ΔC n in the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention is 18.6 or less, very preferably 17.0 or less, and particularly preferably 15.0 or less. . Furthermore, examination using actual test light was performed in a visual experiment, and a preferable range of ΔC n inside a preferable experimental result under examination was −3.4 or more and 16.8 or less.
本発明の第四の実施態様に係る照明方法における｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜は、１９．６以下であるが、１７．９以下であることが非常に好ましく、１５．２以下であることが格段に好ましかった。加えて、｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜は小さいことがより好ましいと考えられ、１４．０以下がさらに格段に好ましく、１３．０以下が非常に格段に好ましいと考えられる。
また、本発明の第四の実施態様に係る照明方法における｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜は２．８以上で、視覚実験時の最小値は３．１６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｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜の好ましい範囲は、３．２以上、１７．８以下であった。
In the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention, | ΔC max −ΔC min | is 19.6 or less, but is very preferably 17.9 or less, and 15.2 or less. It was much better. In addition, it is considered that | ΔC max −ΔC min | is more preferably small, more preferably 14.0 or less, and particularly preferably 13.0 or less.
Further, | ΔC max −ΔC min | in the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention was 2.8 or more, and the minimum value during the visual experiment was 3.16. Furthermore, the examination using the actual test light was performed in the visual experiment, and the preferable range of | ΔC max −ΔC min | inside the preferable experimental result under consideration was 3.2 or more and 17.8 or less. .
一方、表２から表７を用いて、視覚実験で好ましい特性と総合的に判断された試験光に付随する特性を、試験光分光分布が有する放射計測学的特性と測光学的特性とで代表させることも試みた。 On the other hand, using Tables 2 to 7, the characteristics associated with the test light comprehensively judged to be favorable characteristics in the visual experiment are represented by the radiometric characteristics and the photometric characteristics of the test light spectral distribution. I tried to make it.
この場合もＤｕｖ値は、これまで考察してきたとおりであって、−０．００４０以下であって、若干好ましくは−０．００４２以下であって、好ましくは、−０．００７０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、本発明におけるＤｕｖは、−０．０３５０以上であって、若干好ましくは−０．０３４０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。
Also in this case, the D uv value is as discussed above, and is −0.0040 or less, preferably slightly −0.0042 or less, and preferably −0.0070 or less. More preferably, it was −0.0100 or less, very preferably −0.0120 or less, and particularly preferably −0.0160 or less.
Further, D uv in the present invention is −0.0350 or more, slightly preferably −0.0340 or more, preferably −0.0290 or more, more preferably −0.0250 or more. And, it was very preferably −0.0230 or more, and particularly preferably −0.0200 or more.
一方、指標Ａｃｇに関しては、以下の様であった。
表２から表７の結果より、本発明の第四の実施態様に係る照明方法の好適な分光分布はＡｃｇが−１０以下であって−３６０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−１０以下−３６０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。
On the other hand, the index A cg was as follows.
From the results of Tables 2 to 7, the preferred spectral distribution of the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention was A cg of −10 or less and −360 or more. The exact definition is as described above, but the approximate physical meaning and good interpretation are as follows. The meaning that A cg takes a negative value in an appropriate range means that there is an appropriate unevenness in the standardized test light spectral distribution, and in the short wavelength region between 380 nm and 495 nm, the mathematical standardized reference light spectral distribution is Tends to have a higher radiant flux intensity of the normalized test light spectral distribution and / or in the intermediate wavelength region from 495 nm to 590 nm, the radiant flux of the normalized test light spectral distribution than the mathematical standardized reference light spectral distribution. Means that the intensity tends to be weak and / or, in the long wavelength region from 590 nm to Λ4, the radiant flux intensity of the normalized test light spectral distribution tends to be stronger than the mathematical standardized reference light spectral distribution. doing. Since A cg is the sum of the respective elements in the short wavelength region, the intermediate wavelength region, and the long wavelength region, each individual element may not necessarily have the above tendency. In addition, it can be understood that when A cg is quantitatively −10 or less and −360 or more, a good color appearance and a good object appearance are obtained.
本発明の第四の実施態様に係る照明方法におけるＡｃｇは、好適には−１０以下であって、若干好ましくは−１１以下であって、より好ましくは−２８以下であって、非常に好ましくは−４１以下であって、格段に好ましくは−１１４以下であった。
また、本発明の第四の実施態様に係る照明方法においては、Ａｃｇは好適には−３６０以上であって、若干好ましくは−３３０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、−３２２以上、−１２以下であった。
A cg in the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention is preferably −10 or less, slightly preferably −11 or less, more preferably −28 or less, and very preferably. Was −41 or less, and particularly preferably −114 or less.
In the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention, A cg is preferably −360 or more, slightly preferably −330 or more, preferably −260 or more, It was preferably -181 or more, and particularly preferably -178 or more.
Incidentally, consider using real test light in the visual experiments have been made, the preferable range of A cg inside the preferred experimental results in the study, -322 or higher, was -12.
さらに、本発明の第四の実施態様に係る照明方法においては、色の見えが良く効率も高い試験光の実現を目指したが、放射効率Ｋに関しては、以下の通りであった。
本発明の第四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。これは半導体発光素子からの放射や蛍光体からの放射が内在しており、かつ、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。
Furthermore, in the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention, it was aimed to realize test light with good color appearance and high efficiency, but the radiation efficiency K was as follows.
The radiation efficiency of the spectral distribution by the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention is preferably in the range of 180 (lm / W) to 320 (lm / W), and is a value of a normal incandescent bulb or the like. Was at least 20% higher than 150 (lm / W). This is considered to be because radiation from the semiconductor light emitting element and radiation from the phosphor are inherent, and there are appropriate irregularities at appropriate positions in the spectral distribution in relation to V (λ). From the viewpoint of compatibility with color appearance, the radiation efficiency of the illumination method of the present invention is preferably in the following range.
本発明の第四の実施態様に係る照明方法による放射効率Ｋは、好適には１８０（ｌｍ／Ｗ）以上であったが、若干好ましくは２０５（ｌｍ／Ｗ）以上であって、好ましくは２０８（ｌｍ／Ｗ）以上であって、非常に好ましくは２１５（ｌｍ／Ｗ）以上であった。一方、放射効率Ｋは理想的には高い方が良いが、本発明においては、好適には３２０（ｌｍ／Ｗ）以下であって、色の見えとのバランスから、２８２（ｌｍ／Ｗ）以下が若干好ましく、２３２（ｌｍ／Ｗ）以下が好ましく、２３１（ｌｍ／Ｗ）以下が格段に好ましかった。
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、２０６（ｌｍ／Ｗ）以上、２８８（ｌｍ／Ｗ）以下であった。
The radiation efficiency K by the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention is preferably 180 (lm / W) or more, but is preferably 205 (lm / W) or more, preferably 208. (Lm / W) or more, and very preferably 215 (lm / W) or more. On the other hand, the radiation efficiency K is ideally high, but in the present invention, it is preferably 320 (lm / W) or less, and 282 (lm / W) or less from the balance with the color appearance. Is slightly preferred, preferably 232 (lm / W) or less, and particularly preferably 231 (lm / W) or less.
In addition, the examination using the actual test light was made in the visual experiment, and the preferable range of K inside the preferable experiment result under the examination was 206 (lm / W) or more and 288 (lm / W) or less. .
さらに本発明の第四の実施態様に係る照明方法におけるＣＣＴに関しては、以下のようなことが分かった。比較視覚実験によって、好ましいと判断された各種指標すなわち｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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、ＳＡＴａｖ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。 Furthermore, the following has been found regarding the CCT in the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention. In order to obtain various values that are determined to be preferable by comparative visual experiments, that is, | Δh n |, SAT av , ΔC n , | ΔC max −ΔC min |, in the lighting method of the present invention, CCT It was preferable to take a value close to 4000K. This is because the spectral distribution of light around 4000K is isoenergetic regardless of the wavelength even if the reference light is viewed, and a test light spectral distribution in which irregularities are easily formed with respect to the reference light is realized. This is thought to be possible. In other words, even when compared to other CCT cases, SAT av is increased while | Δh n | and | ΔC max −ΔC min | are kept relatively small, and ΔC n for the majority of color charts is desired. The value of can be easily controlled.
よって、本発明の第四の実施態様に係る照明方法におけるＣＣＴは１８００Ｋから１５０００Ｋであることが若干好ましく、２０００Ｋから１００００Ｋであることが好ましく、２３００Ｋから７０００Ｋであることがより好ましく、２６００Ｋから６６００Ｋであることが非常に好ましく、２９００Ｋから５８００Ｋであることが格段に好ましく、３４００Ｋから５１００Ｋであることが最も好ましい。
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。
Therefore, the CCT in the illumination method according to the fourth embodiment of the present invention is preferably slightly from 1800K to 15000K, preferably from 2000K to 10,000K, more preferably from 2300K to 7000K, and from 2600K to 6600K. It is very particularly preferred that it is 2900K to 5800K, most preferably 3400K to 5100K.
In addition, the examination using the actual test light was made in the visual experiment, and the preferable range of CCT inside the preferable experimental result under the examination was 2550 (K) or more and 5650 (K) or less.
［第五ステップ詳細 複数の発光領域を有する発光装置での検討］
第五ステップでは、複数の発光領域を有する発光装置を想定し、各発光領域の放射束量
（光束量）を調節することで、発光装置の色の見えがどのように変化するかの検討を行った。すなわち、各発光領域及び発光装置から主たる放射方向に出射された光の指標Ａｃｇ、ＣＣＴ（Ｋ）、ＤｕｖＳＳＬ、放射効率Ｋ（ｌｍ／Ｗ）などの数値の特徴を抽出した。同時に、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色票の色の見えの間の差に関しても、｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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８〜１２に合わせて記載した。なお、第五ステップにおける検討は、本発明に係る実施例、比較例をも表すものである。
[Fifth Step Details Examination of Light-Emitting Device with Multiple Light-Emitting Areas]
In the fifth step, assuming a light-emitting device having a plurality of light-emitting regions, an examination of how the color appearance of the light-emitting device changes by adjusting the amount of radiant flux (light flux) in each light-emitting region. went. That is, numerical features such as indices A cg , CCT (K), D uvSSL , and radiation efficiency K (lm / W) of light emitted in the main radiation direction from each light emitting region and light emitting device were extracted. At the same time, the difference between the appearance of the color of the 15-color chart assumed when illuminated with the reference light for calculation and the appearance of the color of the 15-color chart assumed when illuminated with the measured test light spectral distribution is also used. , | Δh n |, SAT av , ΔC n , | ΔC max −ΔC min | The values of | Δh n | and ΔC n change when n is selected, but the maximum value and the minimum value are shown here. These values are also shown in Tables 8-12. Note that the study in the fifth step also represents examples and comparative examples according to the present invention.
具体的には、各発光領域から主たる放射方向に出射される光束量かつ／または放射束量を変化させることで、各発光領域から主たる放射方向に出射される光の分光分布の和であるφＳＳＬ（λ）がどのように変化するかの実験を行った。
以下、本発明に係る実験について説明する。
Specifically, by changing the amount of light flux and / or the amount of radiant flux emitted from each light emitting region in the main radiation direction, φ is the sum of the spectral distributions of the light emitted from each light emission region in the main radiation direction. Experiments were conducted on how SSL (λ) changes.
Hereinafter, an experiment according to the present invention will be described.
実施例１
図４３に記載のように、計２個の発光部が存在する５ｍｍ直径の樹脂パッケージを準備する。ここで発光領域１中には、青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載し、封止する。また、発光領域１の青色半導体発光素子は、１つの独立した回路構成となるようにパッケージＬＥＤの配線を構成し、電源に結合する。一方、発光領域２中には、紫色半導体発光素子、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載し、封止する。また、発光領域２の紫色半導体発光素子は、１つの独立した回路構成となるようにパッケージＬＥＤの配線を構成し、別の独立した電源に結合する。このように、発光領域１と発光領域２は、それぞれ独立に電流注入できるようにする。
次に、発光領域１と発光領域２を有する当該パッケージＬＥＤ１０の各発光領域に注入する電流値を適宜調整すると、例えば、当該パッケージＬＥＤの軸上に放射される図４４〜図４８に示す５種類の分光分布が実現される。図４４は発光領域１のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を３：０にする場合であって、図４８は、逆に、発光領域２のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を０：３にする場合である。さらに、発光領域１と発光領域２の放射束比を、２：１にする場合を図４５に、１．５：１．５にする場合を図４６に、１：２にする場合を図４７に示す。このように、パッケージＬＥＤ１０の各領域に注入する電流を変化させることで、パッケージＬＥＤ本体から軸上に放射される放射束を変化させることができる。また各図に示したＣＩＥＬＡＢプロットは、＃０１から＃１５の１５種類の修正マンセル色票を照明対象物とした場合を数学的に仮定し、当該パッケージＬＥＤで照明した場合と、当該パッケージＬＥＤの相関色温度から導出される基準の光で照明した場合のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれプロットしたものである。なお、ここでは、発光装置としての放射束に対して、発光領域１の放射束寄与が大きい順に駆動点Ａから駆動点Ｅまでの駆動点名を与えてある。図４９はこれら駆動点ＡからＥまでの色度点をＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図上に示したものである。一方、それぞれの駆動点において、予想される測光学的特性、測色学的特性は、表８にまとめる。
Example 1
As shown in FIG. 43, a 5 mm diameter resin package having a total of two light emitting portions is prepared. Here, in the light emitting region 1, a blue semiconductor light emitting element, a green phosphor, and a red phosphor are mounted and sealed. The blue semiconductor light emitting element in the light emitting region 1 configures the wiring of the package LED so as to have one independent circuit configuration, and is coupled to the power source. On the other hand, a purple semiconductor light emitting element, a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor are mounted in the light emitting region 2 and sealed. Further, the purple semiconductor light emitting element in the light emitting region 2 configures the wiring of the package LED so as to have one independent circuit configuration, and is coupled to another independent power source. In this way, the light emitting region 1 and the light emitting region 2 can be independently injected with current.
Next, when the current value injected into each light emitting region of the package LED 10 having the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is appropriately adjusted, for example, five types shown in FIGS. 44 to 48 radiated on the axis of the package LED. The spectral distribution is realized. 44 shows a case where current is injected only into the light emitting region 1 and the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 3: 0. In contrast, FIG. In this case, the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 0: 3. Furthermore, FIG. 45 shows a case where the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is 2: 1, FIG. 46 shows a case where 1.5: 1.5, and FIG. 47 shows a case where 1: 2. Shown in Thus, the radiation flux radiated | emitted on an axis | shaft from a package LED main body can be changed by changing the electric current injected into each area | region of package LED10. Also, the CIELAB plots shown in each figure are mathematically assumed that 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 are used as illumination objects, and when the package LED is illuminated, The a * value and b * value when illuminated with reference light derived from the correlated color temperature are plotted. Here, the driving point names from the driving point A to the driving point E are given to the radiant flux as the light emitting device in descending order of the radiant flux contribution of the light emitting region 1. FIG. 49 shows the chromaticity points from the driving points A to E on the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram. On the other hand, the expected photometric characteristics and colorimetric characteristics at each driving point are summarized in Table 8.
これら図４４から図４８の分光分布、図４４から図４８のＣＩＥＬＡＢプロット、図４９のＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図、さらに表８から、以下のことが分かる。
駆動点Ａから駆動点Ｅとさらにはその間においては、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、物体の見えを実現可能と考えられる。よって、たとえば、駆動点Ａと駆動点Ｅの間では、このような色の見えを実現しつつ、パッケージＬＥＤとしての相関色温度を２７００Ｋから５５０５Ｋまで可変でき、ＤｕｖＳＳＬも−０．００９９７から−０．０１４２０まで可変できる。さらに当該１５種類の修正マンセル色票の平均飽和度も２．８０から２．１７まで可変となる。このようにすると、好ましい色の見えを実現可能な領域において、発光装置の利用者の年齢、性別などによって、また、照明する空間、目的等に合わせて、より最適と考えられる照明条件を、可変範囲から容易に選択することができる。
この際には、さらに、次のような駆動制御をすることも可能である。
第一に、指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とすることもできる。このような制御を行うと照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができるため、好ましい。
第二に、指標Ａｃｇを適切な範囲で減少させる際に、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を低下させる制御を行うこともできる。また、第三に、ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で下げる場合にも、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これら第二、第三の場合は、一般に明るさ感が増す場合が多いので、照度を下げてエネルギー消費を抑制することも可能であって、好ましい。
第四に、当該相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御もできる。一般の照明環境下では、低色温度領域では相対的に低照度環境において心地良いと判断されることが多く、また、高色温度領域では、相対的に高照度環境において心地良いと判断されることが多い。このような心理的効果は、クルーゾフ効果として知られているが、この様な効果を取り込んだ制御を行うことも可能であって、相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御が好ましい。
From these spectral distributions of FIGS. 44 to 48, CIELAB plots of FIGS. 44 to 48, CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram of FIG. 49, and Table 8, the following can be seen.
Between the driving point A and the driving point E, and in the meantime, it is possible to realize natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen outdoors. Therefore, for example, between the driving point A and the driving point E, such a color appearance can be realized, and the correlated color temperature as the package LED can be varied from 2700K to 5505K, and D uvSSL is also from −0.00997 to − Variable to 0.01420. Furthermore, the average saturation of the 15 types of modified Munsell color charts is also variable from 2.80 to 2.17. In this way, in an area where a preferable color appearance can be realized, the illumination condition that is considered to be more optimal can be varied depending on the age and sex of the user of the light emitting device, and in accordance with the space to be illuminated, the purpose, etc. You can easily select from a range.
In this case, it is also possible to perform the following drive control.
First, when at least one of the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is changed, the light flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction and It is also possible to make the radiant flux unchanged. Such control is preferable because the difference in color appearance derived from the change in the shape of the spectral distribution can be easily examined without depending on the illuminance of the illumination object.
Second, when the index A cg is decreased within an appropriate range, it is also possible to perform control to lower the illuminance of the illumination target by lowering the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device. Third, even when D uvSSL is lowered within an appropriate range, it is possible to control to lower the illuminance of the object to be illuminated by lowering the luminous flux and / or radiant flux as the light emitting device. In these second and third cases, since a sense of brightness generally increases in many cases, it is possible to reduce energy consumption by reducing illuminance, which is preferable.
Fourth, when the correlated color temperature is increased, it is possible to perform control such that the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device is increased to increase the illuminance of the illumination target. Under normal lighting environment, it is often judged that the low color temperature region is comfortable in a relatively low illuminance environment, and in the high color temperature region, it is determined to be comfortable in a relatively high illuminance environment. There are many cases. Such a psychological effect is known as the Kruzov effect, but it is also possible to perform control incorporating such an effect, and when raising the correlated color temperature, the luminous flux and / or Or control which raises a radiant flux and raises the illumination intensity of an illumination target object is preferable.
実施例２
図５０に記載のように、計６個の発光部が存在する縦６ｍｍ、横９ｍｍのセラミックパッケージを準備する。ここで発光領域１−１、発光領域１−２、発光領域１−３中には、青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載、封止し、等価な発光領域を形成する。また、発光領域１−１、発光領域１−２、発光領域１−３の半導体発光素子は直列に接続され１つの独立した電源に結合する。一方、発光領域２−１、発光領域２−２、発光領域２−３中には、紫色半導体発光素子、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載、封止し、等価な発光領域を形成する。また、発光領域２−１、発光領域２−２、発光領域２−３の半導体発光素子は直列に接続され別の独立した電源に結合する。発光領域１と発光領域２は、それぞれ独立に電流注入できるようにする。
次に、発光領域１と発光領域２を有する当該パッケージＬＥＤの各発光領域に注入する電流値を適宜調整すると、例えば、当該パッケージＬＥＤの軸上に放射される図５１〜図５５に示す５種類の分光分布が実現される。図５１は発光領域１のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を３：０にする場合であって、図５５は、逆に、発光領域２のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を０：３にする場合である。さらに、発光領域１と発光領域２の放射束比を、２：１にする場合を図５２に、１．５：１．５にする場合を図５３に、１：２にする場合を図５４に示す。このように、パッケージＬＥＤ２０の各領域に注入する電流を変化させることで、パッケージＬＥＤ本体から軸上に放射される放射束を変化させることができる。また各図に示したＣＩＥＬＡＢプロットは、＃０１から＃１５の１５種類の修正マンセル色票を照明対象物とした場合を数学的に仮定し、当該パッケージＬＥＤで照明した場合と、当該パッケージＬＥＤの相関色温
度から導出される基準の光で照明した場合のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれプロットしたものである。なお、ここでは、発光装置としての放射束に対して、発光領域１の放射束寄与が大きい順に駆動点Ａから駆動点Ｅまでの駆動点名を与えてある。図５６はこれら駆動点ＡからＥまでの色度点をＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図上に示したものである。一方、それぞれの駆動点において、予想される測光学的特性、測色学的特性は、表９にまとめる。
Example 2
As shown in FIG. 50, a ceramic package having a length of 6 mm and a width of 9 mm in which a total of six light emitting portions are present is prepared. Here, in the light emitting region 1-1, the light emitting region 1-2, and the light emitting region 1-3, a blue semiconductor light emitting element, a green phosphor, and a red phosphor are mounted and sealed to form an equivalent light emitting region. Further, the semiconductor light emitting elements of the light emitting region 1-1, the light emitting region 1-2, and the light emitting region 1-3 are connected in series and coupled to one independent power source. On the other hand, in the light emitting region 2-1, the light emitting region 2-2, and the light emitting region 2-3, a violet semiconductor light emitting element, a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor are mounted and sealed to obtain an equivalent light emitting region. Form. The semiconductor light emitting elements of the light emitting region 2-1, the light emitting region 2-2, and the light emitting region 2-3 are connected in series and coupled to another independent power source. The light emitting region 1 and the light emitting region 2 can be independently injected with current.
Next, when the current value injected into each light emitting region of the package LED having the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is appropriately adjusted, for example, five types shown in FIGS. 51 to 55 radiated on the axis of the package LED. The spectral distribution is realized. 51 shows a case where current is injected only into the light emitting region 1 and the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 3: 0. FIG. 55 conversely, current is injected only into the light emitting region 2. In this case, the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 0: 3. Further, FIG. 52 shows the case where the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is 2: 1, FIG. 53 shows the case where 1.5: 1.5, and FIG. 54 shows the case where it is 1: 2. Shown in Thus, the radiation flux radiated | emitted on an axis | shaft from a package LED main body can be changed by changing the electric current injected into each area | region of package LED20. Also, the CIELAB plots shown in each figure are mathematically assumed that 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 are used as illumination objects, and when the package LED is illuminated, The a * value and b * value when illuminated with reference light derived from the correlated color temperature are plotted. Here, the driving point names from the driving point A to the driving point E are given to the radiant flux as the light emitting device in descending order of the radiant flux contribution of the light emitting region 1. FIG. 56 shows the chromaticity points from the driving points A to E on the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram. On the other hand, the expected photometric characteristics and colorimetric characteristics at each driving point are summarized in Table 9.
これら図５１から図５５の分光分布、図５１から図５５のＣＩＥＬＡＢプロット、図５６のＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図、さらに表９から、以下のことが分かる。
駆動点Ａ、駆動点Ｄ，駆動点ＥにおいてはＤｕｖＳＳＬ、Ａｃｇのいずれか、あるいは両方が本発明の適切な範囲に入らないが、駆動点Ｂ、駆動点Ｃさらにはその間並びに近傍においては、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、物体の見えを実現可能と考えられる。よって、たとえば、駆動点Ｂと駆動点Ｃの間では、このような色の見えを実現しつつ、パッケージＬＥＤとしての相関色温度を３４７５Ｋから３９３１Ｋまで可変でき、ＤｕｖＳＳＬも−０．００６４２から−０．００５８５まで可変できる。さらに当該１５種類の修正マンセル色票の平均飽和度も１．４２から１．２６まで可変となる。このようにすると、好ましい色の見えを実現可能な領域において、発光装置の利用者の年齢、性別などによって、また、照明する空間、目的等に合わせて、より最適と考えられる照明条件を、可変範囲から容易に選択することができる。
この際には、さらに、次のような駆動制御をすることも可能である。
第一に、指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とすることもできる。このような制御を行うと照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができるため、好ましい。
第二に、指標Ａｃｇを適切な範囲で減少させる際に、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を低下させる制御を行うこともできる。また、第三に、ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で下げる場合にも、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これら第二、第三の場合は、一般に明るさ感が増す場合が多いので、照度を下げてエネルギー消費を抑制することも可能であって、好ましい。
第四に、当該相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御もできる。一般の照明環境下では、低色温度領域では相対的に低照度環境において心地良いと判断されることが多く、また、高色温度領域では、相対的に高照度環境において心地良いと判断されることが多い。このような心理的効果は、クルーゾフ効果として知られているが、この様な効果を取り込んだ制御を行うことも可能であって、相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御が好ましい。
From these spectral distributions of FIGS. 51 to 55, the CIELAB plots of FIGS. 51 to 55, the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram of FIG. 56, and Table 9, the following can be seen.
At drive point A, drive point D, and drive point E, D uvSSL , A cg , or both do not fall within the appropriate range of the present invention, but at drive point B, drive point C, or even in the vicinity thereof It is possible to realize natural, vivid, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen outdoors. Therefore, for example, between the driving point B and the driving point C, such a color appearance is realized, and the correlated color temperature as the package LED can be varied from 3475K to 3931K, and D uvSSL is also from −0.00642 − Variable up to 0.00585. Further, the average saturation of the 15 types of modified Munsell color charts is variable from 1.42 to 1.26. In this way, in an area where a preferable color appearance can be realized, the illumination condition that is considered to be more optimal can be varied depending on the age and sex of the user of the light emitting device, and in accordance with the space to be illuminated, the purpose, etc. You can easily select from a range.
In this case, it is also possible to perform the following drive control.
First, when at least one of the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is changed, the light flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction and It is also possible to make the radiant flux unchanged. Such control is preferable because the difference in color appearance derived from the change in the shape of the spectral distribution can be easily examined without depending on the illuminance of the illumination object.
Second, when the index A cg is decreased within an appropriate range, it is also possible to perform control to lower the illuminance of the illumination target by lowering the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device. Third, even when D uvSSL is lowered within an appropriate range, it is possible to control to lower the illuminance of the object to be illuminated by lowering the luminous flux and / or radiant flux as the light emitting device. In these second and third cases, since a sense of brightness generally increases in many cases, it is possible to reduce energy consumption by reducing illuminance, which is preferable.
Fourth, when the correlated color temperature is increased, it is possible to perform control such that the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device is increased to increase the illuminance of the illumination target. Under normal lighting environment, it is often judged that the low color temperature region is comfortable in a relatively low illuminance environment, and in the high color temperature region, it is determined to be comfortable in a relatively high illuminance environment. There are many cases. Such a psychological effect is known as the Kruzov effect, but it is also possible to perform control incorporating such an effect, and when raising the correlated color temperature, the luminous flux and / or Or control which raises a radiant flux and raises the illumination intensity of an illumination target object is preferable.
実施例３
図５７に記載のように、計１６個の発光部であるＬＥＤ電球が存在する縦６０ｃｍ、横１２０ｃｍの天井に埋め込まれた照明システムである発光装置を準備する。ここで図中実線斜線部分は発光領域１として同等のＬＥＤバルブを搭載し、等価な発光領域を形成する。また、図中点線斜線部分は発光領域２として同等のＬＥＤバルブを搭載し、等価な発光領域を形成する。ここで複数の発光領域１に搭載されたＬＥＤ電球は並列に接続され１つの独立した電源に結合する。一方、複数の発光領域２に搭載されたＬＥＤ電球は並列に接続され別の独立した電源に結合する。発光領域１と発光領域２は、それぞれ独立に駆動できるようにする。なお、発光領域１を形成するＬＥＤ電球は青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を含み、発光領域２を形成するＬＥＤ電球は、異なる調整をした青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を含むものとできる。
次に、発光領域１と発光領域２を構成するＬＥＤ電球の放射束をそれぞれ独立した電源に搭載されている調光コントローラーを用いて適宜調整すると、例えば、照明システム中心軸上に放射される図５８〜図６２に示す５種類の分光分布が実現される。図５８は発光領域１を構成するＬＥＤ電球のみを駆動し、発光領域１と発光領域２の放射束比を３：０にする場合であって、図６２は、逆に、発光領域２を構成するＬＥＤ電球のみを駆動し、発光領域１と発光領域２の放射束比を０：３にする場合である。さらに、発光領域１を構成するＬＥＤ電球と発光領域２を構成するＬＥＤ電球の放射束比を、２：１にする場合を図５９に、１．５：１．５にする場合を図６０に、１：２にする場合を図６１に示す。このように、各発光領域を構成するＬＥＤ電球の駆動条件を変化させることで、照明システ
ム中心軸上に放射される放射束を変化させることができる。
また各図に示したＣＩＥＬＡＢプロットは、＃０１から＃１５の１５種類の修正マンセル色票を照明対象物とした場合を数学的に仮定し、当該照明システムである発光装置で照明した場合と、当該照明システムである発光装置の相関色温度から導出される基準の光で照明した場合のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれプロットしたものである。なお、ここでは、照明システム（発光装置）としての放射束に対して、発光領域１を構成するＬＥＤ電球の放射束寄与が大きい順に駆動点Ａから駆動点Ｅまでの駆動点名を与えてある。図６３はこれら駆動点ＡからＥまでの色度点をＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図上に示したものである。一方、それぞれの駆動点において、予想される測光学的特性、測色学的特性は、表１０にまとめる。
Example 3
As shown in FIG. 57, a light-emitting device, which is an illumination system embedded in a ceiling of 60 cm in length and 120 cm in width, in which LED bulbs as a total of 16 light-emitting portions are present, is prepared. Here, in the figure, the hatched portion with solid lines is equipped with an equivalent LED bulb as the light emitting region 1 to form an equivalent light emitting region. In addition, in the figure, the hatched portion with dotted lines is equipped with an equivalent LED bulb as the light emitting region 2 to form an equivalent light emitting region. Here, the LED bulbs mounted on the plurality of light emitting regions 1 are connected in parallel and coupled to one independent power source. On the other hand, the LED bulbs mounted in the plurality of light emitting regions 2 are connected in parallel and coupled to another independent power source. The light emitting area 1 and the light emitting area 2 can be driven independently. The LED bulb forming the light emitting region 1 includes a blue semiconductor light emitting device, a green phosphor, and a red phosphor, and the LED bulb forming the light emitting region 2 is a blue semiconductor light emitting device, a green phosphor, and a red that are adjusted differently. It can contain a phosphor.
Next, when the radiant fluxes of the LED bulbs constituting the light emitting area 1 and the light emitting area 2 are appropriately adjusted using dimming controllers mounted on independent power sources, for example, a figure radiated on the central axis of the illumination system Five types of spectral distributions shown in FIGS. 58 to 62 are realized. 58 shows a case where only the LED bulb constituting the light emitting area 1 is driven and the radiant flux ratio between the light emitting area 1 and the light emitting area 2 is set to 3: 0. FIG. This is a case where only the LED bulb to be driven is driven and the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 0: 3. Further, FIG. 59 shows a case where the radiant flux ratio of the LED bulb constituting the light emitting region 1 and the LED bulb constituting the light emitting region 2 is 2: 1, and FIG. 60 shows a case where the radiant flux ratio is 1.5: 1.5. , 1: 2 is shown in FIG. Thus, the radiation flux radiated | emitted on an illumination system center axis | shaft can be changed by changing the drive condition of the LED bulb | ball which comprises each light emission area | region.
Also, the CIELAB plot shown in each figure is mathematically assumed that 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 are used as illumination objects, and when illuminated with a light emitting device as the illumination system, FIG. 5 is a plot of a * values and b * values when illuminated with reference light derived from the correlated color temperature of the light emitting device as the illumination system. FIG. Here, the driving point names from the driving point A to the driving point E are given to the radiant flux as the illumination system (light emitting device) in descending order of contribution of the radiant flux of the LED bulbs constituting the light emitting region 1. FIG. 63 shows the chromaticity points from the driving points A to E on the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram. On the other hand, the expected photometric characteristics and colorimetric characteristics at each driving point are summarized in Table 10.
これら図５８から図６２の分光分布、図５８から図６２のＣＩＥＬＡＢプロット、図６３のＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図、さらに表１０から、以下のことが分かる。
駆動点Ｄ、駆動点ＥにおいてはＤｕｖＳＳＬ、Ａｃｇのいずれも本発明の適切な範囲に入らないが、駆動点Ａ、駆動点Ｂ、駆動点Ｃさらにはその間並びに近傍においては、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、物体の見えを実現可能と考えられる。よって、たとえば、駆動点Ａと駆動点Ｃの間では、このような色の見えを実現しつつ、照明システムとしての相関色温度を２７００Ｋから２８０６Ｋまで可変でき、ＤｕｖＳＳＬも−０．０３０００から−０．００９４２まで可変できる。さらに当該１５種類の修正マンセル色票の平均飽和度も５．７８から２．１４まで可変となる。このようにすると、好ましい色の見えを実現可能な領域において、発光装置の利用者の年齢、性別などによって、また、照明する空間、目的等に合わせて、より最適と考えられる照明条件を、可変範囲から容易に選択することができる。
この際には、さらに、次のような駆動制御をすることも可能である。
第一に、指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とすることもできる。このような制御を行うと照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができるため、好ましい。
第二に、指標Ａｃｇを適切な範囲で減少させる際に、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を低下させる制御を行うこともできる。また、第三に、ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で下げる場合にも、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これら第二、第三の場合は、一般に明るさ感が増す場合が多いので、照度を下げてエネルギー消費を抑制することも可能であって、好ましい。
第四に、当該相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御もできる。一般の照明環境下では、低色温度領域では相対的に低照度環境において心地良いと判断されることが多く、また、高色温度領域では、相対的に高照度環境において心地良いと判断されることが多い。このような心理的効果は、クルーゾフ効果として知られているが、この様な効果を取り込んだ制御を行うことも可能であって、相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御が好ましい。
From these spectral distributions of FIGS. 58 to 62, CIELAB plots of FIGS. 58 to 62, CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram of FIG.
Neither D uvSSL nor A cg falls within the appropriate range of the present invention at the driving point D and the driving point E. However, the driving point A, the driving point B, the driving point C, and between and in the vicinity thereof are viewed outdoors. Natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance can be realized. Therefore, for example, between the driving point A and the driving point C, while realizing such color appearance, the correlated color temperature as the illumination system can be varied from 2700K to 2806K, and D uvSSL is also from −0.03000− Variable up to 0.00942. Further, the average saturation of the 15 types of modified Munsell color charts is variable from 5.78 to 2.14. In this way, in an area where a preferable color appearance can be realized, the illumination condition that is considered to be more optimal can be varied depending on the age and sex of the user of the light emitting device, and in accordance with the space to be illuminated, the purpose, etc. You can easily select from a range.
In this case, it is also possible to perform the following drive control.
First, when at least one of the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is changed, the light flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction and It is also possible to make the radiant flux unchanged. Such control is preferable because the difference in color appearance derived from the change in the shape of the spectral distribution can be easily examined without depending on the illuminance of the illumination object.
Second, when the index A cg is decreased within an appropriate range, it is also possible to perform control to lower the illuminance of the illumination target by lowering the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device. Third, even when D uvSSL is lowered within an appropriate range, it is possible to control to lower the illuminance of the object to be illuminated by lowering the luminous flux and / or radiant flux as the light emitting device. In these second and third cases, since a sense of brightness generally increases in many cases, it is possible to reduce energy consumption by reducing illuminance, which is preferable.
Fourth, when the correlated color temperature is increased, it is possible to perform control such that the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device is increased to increase the illuminance of the illumination target. Under normal lighting environment, it is often judged that the low color temperature region is comfortable in a relatively low illuminance environment, and in the high color temperature region, it is determined to be comfortable in a relatively high illuminance environment. There are many cases. Such a psychological effect is known as the Kruzov effect, but it is also possible to perform control incorporating such an effect, and when raising the correlated color temperature, the luminous flux and / or Or control which raises a radiant flux and raises the illumination intensity of an illumination target object is preferable.
実施例４
図６４に記載のように、１個の発光領域が存在する縦５ｍｍ、横５ｍｍのセラミックパッケージを２個近接させて、一対のセラミックパッケージ対を準備する。ここで一方を発光領域１、もう一方を発光領域２とすべく、以下のようにする。発光領域１には、紫色半導体発光素子、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載、封止する。また、発光領域１は１つの独立した電源に結合する。一方、発光領域２には、青色半導体発光素子、黄色蛍光体を搭載、封止する。また、発光領域２は別の独立した電源に結合する。このようにして、発光領域１と発光領域２は、それぞれ独立に電流注入できるようにする。
次に、発光領域１と発光領域２である当該１対のパッケージＬＥＤ４０の各発光領域に注入する電流値を適宜調整すると、例えば、当該１対のパッケージＬＥＤの軸上に放射される図６５〜図６９に示す５種類の分光分布が実現される。図６５は発光領域１のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を９：０にする場合であって、図６９は、逆に、発光領域２のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を０：９にする場合である。さらに、発光領域１と発光領域２の放射束比を、６：３にする場合を図６６に、４．５：４．５にする場合を図６７に、１：８にする場合を図６８に示す。このように、１対のパッケージＬＥＤ４０の各領域に注入する電流を変化させることで、１対のパッケージＬＥＤ本体から中心軸上に放射される放射束を変化させることができる。また各図に示したＣＩＥＬＡＢプロットは、＃０１から＃１５の１５種類の修正マンセル色票を照明対象物とした場合を数学的に仮定し、当該１対のパッケージＬＥＤで照明した場合と、当該１対のパッケージＬＥＤの相関色温度から導出される基準の光で照明した場合
のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれプロットしたものである。なお、ここでは、発光装置としての放射束に対して、発光領域１の放射束寄与が大きい順に駆動点Ａから駆動点Ｅまでの駆動点名を与えてある。図７０はこれら駆動点ＡからＥまでの色度点をＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図上に示したものである。一方、それぞれの駆動点において、予想される測光学的特性、測色学的特性は、表１１にまとめる。
Example 4
As shown in FIG. 64, two ceramic packages having a length of 5 mm and a width of 5 mm in which one light emitting region exists are brought close to each other to prepare a pair of ceramic packages. Here, the following is performed so that one is the light emitting region 1 and the other is the light emitting region 2. In the light emitting region 1, a purple semiconductor light emitting element, a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor are mounted and sealed. The light emitting region 1 is also coupled to one independent power source. On the other hand, in the light emitting region 2, a blue semiconductor light emitting element and a yellow phosphor are mounted and sealed. The light emitting area 2 is also coupled to another independent power source. In this way, the light emitting region 1 and the light emitting region 2 can be independently injected with current.
Next, when the current value injected into each light emitting region of the pair of package LEDs 40 that are the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is appropriately adjusted, for example, FIG. 65 to be radiated on the axis of the pair of package LEDs. Five types of spectral distribution shown in FIG. 69 are realized. FIG. 65 shows a case where current is injected only into the light emitting region 1 and the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is 9: 0. FIG. 69 conversely, current is injected only into the light emitting region 2. In this case, the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 0: 9. Further, FIG. 66 shows a case where the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is 6: 3, FIG. 67 shows a case where the radiant flux ratio is 4.5: 4.5, and FIG. Shown in Thus, the radiation flux radiated | emitted on a central axis from a pair of package LED main body can be changed by changing the electric current inject | poured into each area | region of a pair of package LED40. Also, the CIELAB plots shown in each figure are mathematically assumed that 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 are used as illumination objects, FIG. 5 is a plot of a * values and b * values when illuminated with reference light derived from a correlated color temperature of a pair of packaged LEDs. Here, the driving point names from the driving point A to the driving point E are given to the radiant flux as the light emitting device in descending order of the radiant flux contribution of the light emitting region 1. FIG. 70 shows the chromaticity points from the driving points A to E on the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram. On the other hand, the expected photometric characteristics and colorimetric characteristics at each driving point are summarized in Table 11.
これら図６５から図６９の分光分布、図６５から図６９のＣＩＥＬＡＢプロット、図７０のＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図、さらに表１１から、以下のことが分かる。
駆動点Ａ、駆動点Ｄ，駆動点ＥにおいてはＤｕｖＳＳＬ、Ａｃｇのいずれか、あるいは両方が本発明の適切な範囲に入らないが、駆動点Ｂ、駆動点Ｃさらにはその間並びに近傍においては、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、物体の見えを実現可能と考えられる。よって、たとえば、駆動点Ｂと駆動点Ｃの間では、このような色の見えを実現しつつ、パッケージＬＥＤとしての相関色温度を５８８９Ｋから６１００Ｋまで可変でき、ＤｕｖＳＳＬも−０．０２１６３から−０．０１６４６まで可変できる。さらに当該１５種類の修正マンセル色票の平均飽和度も２．５７から１．４３まで可変となる。このようにすると、好ましい色の見えを実現可能な領域において、発光装置の利用者の年齢、性別などによって、また、照明する空間、目的等に合わせて、より最適と考えられる照明条件を、可変範囲から容易に選択することができる。
この際には、さらに、次のような駆動制御をすることも可能である。
第一に、指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とすることもできる。このような制御を行うと照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができるため、好ましい。
第二に、指標Ａｃｇを適切な範囲で減少させる際に、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を低下させる制御を行うこともできる。また、第三に、ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で下げる場合にも、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これら第二、第三の場合は、一般に明るさ感が増す場合が多いので、照度を下げてエネルギー消費を抑制することも可能であって、好ましい。
第四に、当該相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御もできる。一般の照明環境下では、低色温度領域では相対的に低照度環境において心地良いと判断されることが多く、また、高色温度領域では、相対的に高照度環境において心地良いと判断されることが多い。このような心理的効果は、クルーゾフ効果として知られているが、この様な効果を取り込んだ制御を行うことも可能であって、相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御が好ましい。
From these spectral distributions of FIGS. 65 to 69, the CIELAB plots of FIGS. 65 to 69, the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram of FIG.
At drive point A, drive point D, and drive point E, D uvSSL , A cg , or both do not fall within the appropriate range of the present invention, but at drive point B, drive point C, or even in the vicinity thereof It is possible to realize natural, vivid, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen outdoors. Therefore, for example, between the driving point B and the driving point C, while realizing such color appearance, the correlated color temperature as the package LED can be varied from 5889K to 6100K, and D uvSSL is also from -0.02163- Variable to 0.01646. Further, the average saturation of the 15 types of modified Munsell color charts is also variable from 2.57 to 1.43. In this way, in an area where a preferable color appearance can be realized, the illumination condition that is considered to be more optimal can be varied depending on the age and sex of the user of the light emitting device, and in accordance with the space to be illuminated, the purpose, etc. You can easily select from a range.
In this case, it is also possible to perform the following drive control.
First, when at least one of the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is changed, the light flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction and It is also possible to make the radiant flux unchanged. Such control is preferable because the difference in color appearance derived from the change in the shape of the spectral distribution can be easily examined without depending on the illuminance of the illumination object.
Second, when the index A cg is decreased within an appropriate range, it is also possible to perform control to lower the illuminance of the illumination target by lowering the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device. Third, even when D uvSSL is lowered within an appropriate range, it is possible to control to lower the illuminance of the object to be illuminated by lowering the luminous flux and / or radiant flux as the light emitting device. In these second and third cases, since a sense of brightness generally increases in many cases, it is possible to reduce energy consumption by reducing illuminance, which is preferable.
Fourth, when the correlated color temperature is increased, it is possible to perform control such that the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device is increased to increase the illuminance of the illumination target. Under normal lighting environment, it is often judged that the low color temperature region is comfortable in a relatively low illuminance environment, and in the high color temperature region, it is determined to be comfortable in a relatively high illuminance environment. There are many cases. Such a psychological effect is known as the Kruzov effect, but it is also possible to perform control incorporating such an effect, and when raising the correlated color temperature, the luminous flux and / or Or control which raises a radiant flux and raises the illumination intensity of an illumination target object is preferable.
比較例１
以下を除いて、実施例１と同様の樹脂パッケージＬＥＤを準備する。発光領域１中には、青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載、封止するが、実施例１の場合とは異なり、その調合を変化させ、発光領域１のみに通電した場合の分光分布を実施例３の駆動点Ｅと同様にする。また、発光領域２中には、実施例１と異なり、青色半導体発光素子、黄色蛍光体を搭載、封止し、発光領域２のみに通電した場合の分光分布を実施例４の駆動点Ｅと同様にする。
次に、発光領域１と発光領域２を有する当該パッケージＬＥＤの各発光領域に注入する電流値を適宜調整すると、例えば、当該パッケージＬＥＤの軸上に放射される図７１〜図７５に示す５種類の分光分布が実現される。図７１は発光領域１のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を３：０にする場合であって、図７５は、逆に、発光領域２のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を０：３にする場合である。さらに、発光領域１と発光領域２の放射束比を、２：１にする場合を図７２に、１．５：１．５にする場合を図７３に、１：２にする場合を図７４に示す。このように、パッケージＬＥＤの各領域に注入する電流を変化させることで、パッケージＬＥＤ本体から軸上に放射される放射束を変化させることができる。また各図に示したＣＩＥＬＡＢプロットは、＃０１から＃１５の１５種類の修正マンセル色票を照明対象物とした場合を数学的に仮定し、当該パッケージＬＥＤで照明した場合と、当該パッケージＬＥＤの相関色温度から導出される基準の光で照明した場合のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれプロットしたものである。なお、ここでは、発光装置としての放射束に対して、発光領域１の放射束寄与が大き
い順に駆動点Ａから駆動点Ｅまでの駆動点名を与えてある。図７６はこれら駆動点ＡからＥまでの色度点をＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図上に示したものである。一方、それぞれの駆動点において、予想される測光学的特性、測色学的特性は、表１２にまとめる。
Comparative Example 1
A resin package LED similar to that of Example 1 is prepared except for the following. In the light emitting region 1, a blue semiconductor light emitting element, a green phosphor, and a red phosphor are mounted and sealed, but unlike the case of Example 1, the composition is changed and only the light emitting region 1 is energized. Is the same as that of the driving point E of the third embodiment. Further, unlike the first embodiment, the light emitting region 2 is mounted and sealed with a blue semiconductor light emitting element and a yellow phosphor, and the spectral distribution when only the light emitting region 2 is energized is the driving point E of the fourth embodiment. Do the same.
Next, when the current value injected into each light emitting region of the package LED having the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is appropriately adjusted, for example, five types shown in FIGS. 71 to 75 radiated on the axis of the package LED. The spectral distribution is realized. 71 shows a case where current is injected only into the light emitting region 1 and the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 3: 0. FIG. 75 conversely, current is injected only into the light emitting region 2. In this case, the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 0: 3. Furthermore, FIG. 72 shows a case where the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is 2: 1, FIG. 73 shows a case where 1.5: 1.5, and FIG. Shown in Thus, the radiation flux radiated | emitted on an axis | shaft from a package LED main body can be changed by changing the electric current injected into each area | region of package LED. Also, the CIELAB plots shown in each figure are mathematically assumed that 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 are used as illumination objects, and when the package LED is illuminated, The a * value and b * value when illuminated with reference light derived from the correlated color temperature are plotted. Here, the driving point names from the driving point A to the driving point E are given to the radiant flux as the light emitting device in descending order of the radiant flux contribution of the light emitting region 1. FIG. 76 shows the chromaticity points from the driving points A to E on the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram. On the other hand, the expected photometric characteristics and colorimetric characteristics at each drive point are summarized in Table 12.
これら図７１から図７５の分光分布、図７１から図７５のＣＩＥＬＡＢプロット、図７６のＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図、さらに表１２から、以下のことが分かる。
駆動点Ａから駆動点Ｅのいずれにおいても、ＤｕｖＳＳＬ、Ａｃｇのいずれか、あるいは両方が本発明の適切な範囲に入らない。このため、パッケージＬＥＤとしての可変範囲に、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、物体の見えを実現可能な駆動点は存在しない。
From these spectral distributions of FIGS. 71 to 75, the CIELAB plots of FIGS. 71 to 75, the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram of FIG. 76, and Table 12, the following can be seen.
At any of drive point A to drive point E, either D uvSSL , A cg , or both are not within the appropriate scope of the present invention. For this reason, there is no driving point within the variable range of the package LED that can realize natural, lively, highly visible, comfortable color appearance and object appearance as seen outdoors.
実施例５
図５０に記載のように、計６個の発光部が存在する縦６ｍｍ、横９ｍｍのセラミックパッケージを準備する。ここで発光領域１−１、発光領域１−２、発光領域１−３中には、青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載、封止し、等価な発光領域を形成する。また、発光領域１−１、発光領域１−２、発光領域１−３の半導体発光素子は直列に接続され１つの独立した電源に結合する。一方、発光領域２−１、発光領域２−２、発光領域２−３中にも、異なる調整をした青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載、封止し、等価な発光領域を形成する。また、発光領域２−１、発光領域２−２、発光領域２−３の半導体発光素子は直列に接続され別の独立した電源に結合する。発光領域１と発光領域２は、それぞれ独立に電流注入できるようにする。
次に、発光領域１と発光領域２を有する当該パッケージＬＥＤの各発光領域に注入する電流値を適宜調整すると、例えば、当該パッケージＬＥＤの軸上に放射される分光分布は、図７７〜図８１に示す５種類が実現される。図７７は発光領域１のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を３：０にする場合であって、図８１は、逆に、発光領域２のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を０：３にする場合である。さらに、発光領域１と発光領域２の放射束比を、２：１にする場合を図７８に、１．５：１．５にする場合を図７９に、１：２にする場合を図８０に示す。このように、パッケージＬＥＤ２０の各領域に注入する電流を変化させることで、パッケージＬＥＤ本体から軸上に放射される放射束を変化させることができる。また各図に示したＣＩＥＬＡＢプロットは、＃０１から＃１５の１５種類の修正マンセル色票を照明対象物とした場合を数学的に仮定し、当該パッケージＬＥＤで照明した場合と、当該パッケージＬＥＤの相関色温度から導出される基準の光で照明した場合のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれプロットしたものである。なお、ここでは、発光装置としての放射束に対して、発光領域１の放射束寄与が大きい順に駆動点Ａから駆動点Ｅまでの駆動点名を与えてある。図８２はこれら駆動点ＡからＥまでの色度点をＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図上に示したものである。一方、それぞれの駆動点において、予想される測光学的特性、測色学的特性は、表１３にまとめる。
Example 5
As shown in FIG. 50, a ceramic package having a length of 6 mm and a width of 9 mm in which a total of six light emitting portions are present is prepared. Here, in the light emitting region 1-1, the light emitting region 1-2, and the light emitting region 1-3, a blue semiconductor light emitting element, a green phosphor, and a red phosphor are mounted and sealed to form an equivalent light emitting region. Further, the semiconductor light emitting elements of the light emitting region 1-1, the light emitting region 1-2, and the light emitting region 1-3 are connected in series and coupled to one independent power source. On the other hand, in the light emitting region 2-1, the light emitting region 2-2, and the light emitting region 2-3, the blue semiconductor light emitting element, the green phosphor, and the red phosphor that are adjusted differently are mounted and sealed, and the equivalent light emitting region is mounted. Form. The semiconductor light emitting elements of the light emitting region 2-1, the light emitting region 2-2, and the light emitting region 2-3 are connected in series and coupled to another independent power source. The light emitting region 1 and the light emitting region 2 can be independently injected with current.
Next, when the current value injected into each light emitting region of the package LED having the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is appropriately adjusted, for example, the spectral distribution radiated on the axis of the package LED is shown in FIGS. 5 types are realized. 77 shows a case where current is injected only into the light emitting region 1 and the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 3: 0. FIG. 81 conversely, current is injected only into the light emitting region 2. In this case, the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 0: 3. Furthermore, FIG. 78 shows a case where the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is 2: 1, FIG. 79 shows a case where 1.5: 1.5 is set, and FIG. Shown in Thus, the radiation flux radiated | emitted on an axis | shaft from a package LED main body can be changed by changing the electric current injected into each area | region of package LED20. Also, the CIELAB plots shown in each figure are mathematically assumed that 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 are used as illumination objects, and when the package LED is illuminated, The a * value and b * value when illuminated with reference light derived from the correlated color temperature are plotted. Here, the driving point names from the driving point A to the driving point E are given to the radiant flux as the light emitting device in descending order of the radiant flux contribution of the light emitting region 1. FIG. 82 shows the chromaticity points from the driving points A to E on the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram. On the other hand, the expected photometric characteristics and colorimetric characteristics at each driving point are summarized in Table 13.
これら図７７〜図８１の分光分布、図７７〜図８１のＣＩＥＬＡＢプロット、図８２のＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図、さらに表１３から、以下のことが分かる。
駆動点Ａ、駆動点Ｃ、駆動点Ｄ，駆動点ＥにおいてはＤｕｖＳＳＬ、Ａｃｇのいずれか、あるいは両方が本発明の適切な範囲に入らないが、駆動点Ｂの近傍においては、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、物体の見えを実現可能と考えられる。よって、たとえば、駆動点Ｂ近傍では、このような色の見えを実現しつつ、パッケージＬＥＤとしての相関色温度を３５４２Ｋ近傍で可変でき、ＤｕｖＳＳＬも−０．００６２５近傍で可変できる。さらに当該１５種類の修正マンセル色票の平均飽和度も１．７２近傍で可変となる。このようにすると、好ましい色の見えを実現可能な領域において、発光装置の利用者の年齢、性別などによって、また、照明する空間、目的等に合わせて、より最適と考えられる照明条件を、可変範囲から容易に選択することができる。
この際には、さらに、次のような駆動制御をすることも可能である。
第一に、指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とすることもできる。このような制御を行うと照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができるため、好ましい。
第二に、指標Ａｃｇを適切な範囲で減少させる際に、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を低下させる制御を行うこともできる。また、第三に、ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で下げる場合にも、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これら第二、第三の場合は、一般に明るさ感が増す場合が多いので、照度を下げてエネルギー消費を抑制することも可能であって、好ましい。
第四に、当該相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御もできる。一般の照明環境下では、低色温度領域では相対的に低照度環境において心地良いと判断されることが多く、また、高色温度領域では、相対的に高照度環境において心地良いと判断されることが多い。このような心理的効果は、クルーゾフ効果として知られているが、この様な効果を取り込んだ制御を行うことも可能であって、相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御が好ましい。
These spectral distributions in FIGS. 77 to 81, CIELAB plots in FIGS. 77 to 81, CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram in FIG. 82, and Table 13 show the following.
At drive point A, drive point C, drive point D, and drive point E, D uvSSL , A cg , or both do not fall within the appropriate range of the present invention, but in the vicinity of drive point B, outdoors It is considered natural, vivid, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen. Therefore, for example, in the vicinity of the driving point B, the color appearance of the package LED can be varied in the vicinity of 3542K while realizing such a color appearance, and D uvSSL can also be varied in the vicinity of −0.00625. Furthermore, the average saturation of the 15 types of modified Munsell color charts is also variable in the vicinity of 1.72. In this way, in an area where a preferable color appearance can be realized, the illumination condition that is considered to be more optimal can be varied depending on the age and sex of the user of the light emitting device, and in accordance with the space to be illuminated, the purpose, etc. You can easily select from a range.
In this case, it is also possible to perform the following drive control.
First, when at least one of the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is changed, the light flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction and It is also possible to make the radiant flux unchanged. Such control is preferable because the difference in color appearance derived from the change in the shape of the spectral distribution can be easily examined without depending on the illuminance of the illumination object.
Second, when the index A cg is decreased within an appropriate range, it is also possible to perform control to lower the illuminance of the illumination target by lowering the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device. Third, even when D uvSSL is lowered within an appropriate range, it is possible to control to lower the illuminance of the object to be illuminated by lowering the luminous flux and / or radiant flux as the light emitting device. In these second and third cases, since a sense of brightness generally increases in many cases, it is possible to reduce energy consumption by reducing illuminance, which is preferable.
Fourth, when the correlated color temperature is increased, it is possible to perform control such that the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device is increased to increase the illuminance of the illumination target. Under normal lighting environment, it is often judged that the low color temperature region is comfortable in a relatively low illuminance environment, and in the high color temperature region, it is determined to be comfortable in a relatively high illuminance environment. There are many cases. Such a psychological effect is known as the Kruzov effect, but it is also possible to perform control incorporating such an effect, and when raising the correlated color temperature, the luminous flux and / or Or control which raises a radiant flux and raises the illumination intensity of an illumination target object is preferable.
実施例６
図４３に記載のように、計２個の発光部が存在する５ｍｍ直径の樹脂パッケージを準備する。ここで発光領域１中には、青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載し、封止する。また、発光領域１の青色半導体発光素子は、１つの独立した回路構成となるようにパッケージＬＥＤの配線を構成し、電源に結合する。一方、発光領域２中にも、異なる調整をした青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載し、封止する。また、発光領域２の青色半導体発光素子は、１つの独立した回路構成となるようにパッケージＬＥＤの配線を構成し、別の独立した電源に結合する。このように、発光領域１と発光領域２は、それぞれ独立に電流注入できるようにする。
次に、発光領域１と発光領域２を有する当該パッケージＬＥＤ１０の各発光領域に注入する電流値を適宜調整すると、例えば、当該パッケージＬＥＤの軸上に放射される図８３〜図８７に示す５種類の分光分布が実現される。図８３は発光領域１のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を３：０にする場合であって、図８７は、逆に、発光領域２のみに電流を注入し、発光領域１と発光領域２の放射束比を０：３にする場合である。さらに、発光領域１と発光領域２の放射束比を、２：１にする場合を図８４に、１．５：１．５にする場合を図８５に、１：２にする場合を図８６に示す。このように、パッケージＬＥＤ１０の各領域に注入する電流を変化させることで、パッケージＬＥＤ本体から軸上に放射される放射束を変化させることができる。また各図に示したＣＩＥＬＡＢプロットは、＃０１から＃１５の１５種類の修正マンセル色票を照明対象物とした場合を数学的に仮定し、当該パッケージＬＥＤで照明した場合と、当該パッケージＬＥＤの相関
色温度から導出される基準の光で照明した場合のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれプロットしたものである。なお、ここでは、発光装置としての放射束に対して、発光領域１の放射束寄与が大きい順に駆動点Ａから駆動点Ｅまでの駆動点名を与えてある。図８８はこれら駆動点ＡからＥまでの色度点をＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図上に示したものである。一方、それぞれの駆動点において、予想される測光学的特性、測色学的特性は、表１４にまとめる。
Example 6
As shown in FIG. 43, a 5 mm diameter resin package having a total of two light emitting portions is prepared. Here, in the light emitting region 1, a blue semiconductor light emitting element, a green phosphor, and a red phosphor are mounted and sealed. The blue semiconductor light emitting element in the light emitting region 1 configures the wiring of the package LED so as to have one independent circuit configuration, and is coupled to the power source. On the other hand, differently adjusted blue semiconductor light emitting elements, green phosphors, and red phosphors are mounted in the light emitting region 2 and sealed. Further, the blue semiconductor light emitting element in the light emitting region 2 forms the wiring of the package LED so as to have one independent circuit configuration, and is coupled to another independent power source. In this way, the light emitting region 1 and the light emitting region 2 can be independently injected with current.
Next, when the current value injected into each light emitting region of the package LED 10 having the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is appropriately adjusted, for example, five types shown in FIGS. 83 to 87 radiated on the axis of the package LED The spectral distribution is realized. FIG. 83 shows a case where current is injected only into the light emitting region 1 and the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 3: 0. In this case, the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 0: 3. Furthermore, FIG. 84 shows a case where the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is 2: 1, FIG. 85 shows a case where the ratio is 1.5: 1.5, and FIG. 86 shows a case where the ratio is 1: 2. Shown in Thus, the radiation flux radiated | emitted on an axis | shaft from a package LED main body can be changed by changing the electric current injected into each area | region of package LED10. Also, the CIELAB plots shown in each figure are mathematically assumed that 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 are used as illumination objects, and when the package LED is illuminated, The a * value and b * value when illuminated with reference light derived from the correlated color temperature are plotted. Here, the driving point names from the driving point A to the driving point E are given to the radiant flux as the light emitting device in descending order of the radiant flux contribution of the light emitting region 1. FIG. 88 shows the chromaticity points from the driving points A to E on the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram. On the other hand, the expected photometric characteristics and colorimetric characteristics at each driving point are summarized in Table 14.
これら図８３から図８７の分光分布、図８３から図８７のＣＩＥＬＡＢプロット、図８８のＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図、さらに表１４から、以下のことが分かる。
駆動点Ａから駆動点Ｅとさらにはその間においては、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、物体の見えを実現可能と考えられる。よって、たとえば、駆動点Ａと駆動点Ｅの間では、このような色の見えを実現しつつ、パッケージＬＥＤとしての相関色温度を３１６０Ｋから５３２８Ｋまで可変でき、ＤｕｖＳＳＬも−０．０１３６５から−０．０１６２９まで可変できる。さらに当該１５種類の修正マンセル色票の平均飽和度も３．７９から３．４０まで可変となる。このようにすると、好ましい色の見えを実現可能な領域において、発光装置の利用者の年齢、性別などによって、また、照明する空間、目的等に合わせて、より最適と考えられる照明条件を、可変範囲から容易に選択することができる。
この際には、さらに、次のような駆動制御をすることも可能である。
第一に、指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とすることもできる。このような制御を行うと照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができるため、好ましい。
第二に、指標Ａｃｇを適切な範囲で減少させる際に、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を低下させる制御を行うこともできる。また、第三に、ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で下げる場合にも、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これら第二、第三の場合は、一般に明るさ感が増す場合が多いので、照度を下げてエネルギー消費を抑制することも可能であって、好ましい。
第四に、当該相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御もできる。一般の照明環境下では、低色温度領域では相対的に低照度環境において心地良いと判断されることが多く、また、高色温度領域では、相対的に高照度環境において心地良いと判断されることが多い。このような心理的効果は、クルーゾフ効果として知られているが、この様な効果を取り込んだ制御を行うことも可能であって、相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御が好ましい。
From the spectral distributions of FIGS. 83 to 87, the CIELAB plots of FIGS. 83 to 87, the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram of FIG. 88, and Table 14, the following can be seen.
Between the driving point A and the driving point E, and in the meantime, it is possible to realize natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen outdoors. Therefore, for example, between the driving point A and the driving point E, such a color appearance is realized, and the correlated color temperature as the package LED can be varied from 3160K to 5328K, and D uvSSL is also from −0.01365 − Variable up to 0.01629. Furthermore, the average saturation of the 15 types of modified Munsell color charts is also variable from 3.79 to 3.40. In this way, in an area where a preferable color appearance can be realized, the illumination condition that is considered to be more optimal can be varied depending on the age and sex of the user of the light emitting device, and in accordance with the space to be illuminated, the purpose, etc. You can easily select from a range.
In this case, it is also possible to perform the following drive control.
First, when at least one of the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is changed, the light flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction and It is also possible to make the radiant flux unchanged. Such control is preferable because the difference in color appearance derived from the change in the shape of the spectral distribution can be easily examined without depending on the illuminance of the illumination object.
Second, when the index A cg is decreased within an appropriate range, it is also possible to perform control to lower the illuminance of the illumination target by lowering the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device. Third, even when D uvSSL is lowered within an appropriate range, it is possible to control to lower the illuminance of the object to be illuminated by lowering the luminous flux and / or radiant flux as the light emitting device. In these second and third cases, since a sense of brightness generally increases in many cases, it is possible to reduce energy consumption by reducing illuminance, which is preferable.
Fourth, when the correlated color temperature is increased, it is possible to perform control such that the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device is increased to increase the illuminance of the illumination target. Under normal lighting environment, it is often judged that the low color temperature region is comfortable in a relatively low illuminance environment, and in the high color temperature region, it is determined to be comfortable in a relatively high illuminance environment. There are many cases. Such a psychological effect is known as the Kruzov effect, but it is also possible to perform control incorporating such an effect, and when raising the correlated color temperature, the luminous flux and / or Or control which raises a radiant flux and raises the illumination intensity of an illumination target object is preferable.
実施例７
図５７に記載のように、計１６個の発光部であるＬＥＤ電球が存在する縦６０ｃｍ、横１２０ｃｍの天井に埋め込まれた照明システムである発光装置を準備する。ここで図中実線斜線部分は発光領域１として同等のＬＥＤバルブを搭載し、等価な発光領域を形成する。また、図中点線斜線部分は発光領域２として同等のＬＥＤバルブを搭載し、等価な発光領域を形成する。ここで複数の発光領域１に搭載されたＬＥＤ電球は並列に接続され１つの独立した電源に結合する。一方、複数の発光領域２に搭載されたＬＥＤ電球は並列に接続され別の独立した電源に結合する。発光領域１と発光領域２は、それぞれ独立に駆動できるようにする。なお、発光領域１を形成するＬＥＤ電球は青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を含み、発光領域２を形成するＬＥＤ電球は、異なる調整をした紫色半導体発光素子、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体を含むものとできる。
次に、発光領域１と発光領域２を構成するＬＥＤ電球の放射束をそれぞれ独立した電源に搭載されている調光コントローラーを用いて適宜調整すると、例えば、照明システム中心軸上に放射される図８９〜図９３に示す５種類の分光分布が実現される。図８９は発光領域１を構成するＬＥＤ電球のみを駆動し、発光領域１と発光領域２の放射束比を５：０にする場合であって、図９３は、逆に、発光領域２を構成するＬＥＤ電球のみを駆動し、発光領域１と発光領域２の放射束比を０：５にする場合である。さらに、発光領域１を構成するＬＥＤ電球と発光領域２を構成するＬＥＤ電球の放射束比を、４：１にする場合を図９０に、２．５：２．５にする場合を図９１に、１：４にする場合を図９２に示す。このように、各発光領域を構成するＬＥＤ電球の駆動条件を変化させることで、照明システム中心軸上に放射される放射束を変化させることができる。
また各図に示したＣＩＥＬＡＢプロットは、＃０１から＃１５の１５種類の修正マンセル色票を照明対象物とした場合を数学的に仮定し、当該照明システムである発光装置で照明した場合と、当該照明システムである発光装置の相関色温度から導出される基準の光で照明した場合のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれプロットしたものである。なお、ここでは、照明システム（発光装置）としての放射束に対して、発光領域１を構成するＬＥＤ電球の放射束寄与が大きい順に駆動点Ａから駆動点Ｅまでの駆動点名を与えてある。図９４はこれら駆動点ＡからＥまでの色度点をＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図上に示したものである。一方、それぞれの駆動点において、予想される測光学的特性、測色学的特性は、表１５にまとめる。
Example 7
As shown in FIG. 57, a light-emitting device, which is an illumination system embedded in a ceiling of 60 cm in length and 120 cm in width, in which LED bulbs as a total of 16 light-emitting portions are present, is prepared. Here, in the figure, the hatched portion with solid lines is equipped with an equivalent LED bulb as the light emitting region 1 to form an equivalent light emitting region. In addition, in the figure, the hatched portion with dotted lines is equipped with an equivalent LED bulb as the light emitting region 2 to form an equivalent light emitting region. Here, the LED bulbs mounted on the plurality of light emitting regions 1 are connected in parallel and coupled to one independent power source. On the other hand, the LED bulbs mounted in the plurality of light emitting regions 2 are connected in parallel and coupled to another independent power source. The light emitting area 1 and the light emitting area 2 can be driven independently. The LED bulb forming the light emitting region 1 includes a blue semiconductor light emitting device, a green phosphor, and a red phosphor, and the LED bulb forming the light emitting region 2 is a purple semiconductor light emitting device, a blue phosphor, and a green that are adjusted differently. It can include phosphors and red phosphors.
Next, when the radiant fluxes of the LED bulbs constituting the light emitting area 1 and the light emitting area 2 are appropriately adjusted using dimming controllers mounted on independent power sources, for example, a figure radiated on the central axis of the illumination system 89 to 93, five types of spectral distribution are realized. FIG. 89 shows a case where only the LED bulb constituting the light emitting area 1 is driven and the radiant flux ratio between the light emitting area 1 and the light emitting area 2 is set to 5: 0. This is a case where only the LED bulb to be driven is driven and the radiant flux ratio between the light emitting region 1 and the light emitting region 2 is set to 0: 5. Further, FIG. 90 shows a case where the radiant flux ratio of the LED bulb constituting the light emitting region 1 and the LED bulb constituting the light emitting region 2 is 4: 1, and FIG. 91 shows a case where the radiant flux ratio is 2.5: 2.5. , 1: 4 is shown in FIG. Thus, the radiation flux radiated | emitted on an illumination system center axis | shaft can be changed by changing the drive condition of the LED bulb | ball which comprises each light emission area | region.
Also, the CIELAB plot shown in each figure is mathematically assumed that 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 are used as illumination objects, and when illuminated with a light emitting device as the illumination system, FIG. 5 is a plot of a * values and b * values when illuminated with reference light derived from the correlated color temperature of the light emitting device as the illumination system. FIG. Here, the driving point names from the driving point A to the driving point E are given to the radiant flux as the illumination system (light emitting device) in descending order of contribution of the radiant flux of the LED bulbs constituting the light emitting region 1. FIG. 94 shows the chromaticity points from the driving points A to E on the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram. On the other hand, the expected photometric characteristics and colorimetric characteristics at each driving point are summarized in Table 15.
これら図８９から図９３の分光分布、図８９から図９３のＣＩＥＬＡＢプロット、図９４のＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図、さらに表１５から、以下のことが分かる。
駆動点Ｄ、駆動点ＥにおいてはＤｕｖＳＳＬ、Ａｃｇのいずれも本発明の適切な範囲に入らないが、駆動点Ａ、駆動点Ｂ、駆動点Ｃさらにはその間並びに近傍においては、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、物体の見えを実現可能と考えられる。よって、たとえば、駆動点Ａと駆動点Ｃの間では、このような色の見えを実現しつつ、照明システムとしての相関色温度を３３２７Ｋから３２４３Ｋまで可変でき、ＤｕｖＳＳＬも−０．０１５４６から−０．００６６０まで可変できる。さらに当該１５種類の修正マンセル色票の平均飽和度も４．０６から２．０９まで可変となる。このようにすると、好ましい色の見えを実現可能な領域において、発光装置の利用者の年齢、性別などによって、また、照明する空間、目的等に合わせて、より最適と考えられる照明条件を、可変範囲から容易に選択することができる。
この際には、さらに、次のような駆動制御をすることも可能である。
第一に、指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とすることもできる。このような制御を行うと照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができるため、好ましい。
第二に、指標Ａｃｇを適切な範囲で減少させる際に、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を低下させる制御を行うこともできる。また、第三に、ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で下げる場合にも、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これら第二、第三の場合は、一般に明るさ感が増す場合が多いので、照度を下げてエネルギー消費を抑制することも可能であって、好ましい。
第四に、当該相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御もできる。一般の照明環境下では、低色温度領域では相対的に低照度環境において心地良いと判断されることが多く、また、高色温度領域では、相対的に高照度環境において心地良いと判断されることが多い。このような心理的効果は、クルーゾフ効果として知られているが、この様な効果を取り込んだ制御を行うことも可能であって、相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御が好ましい。
From these spectral distributions of FIGS. 89 to 93, CIELAB plots of FIGS. 89 to 93, CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram of FIG. 94, and Table 15, the following can be seen.
Neither D uvSSL nor A cg falls within the appropriate range of the present invention at the driving point D and the driving point E. However, the driving point A, the driving point B, the driving point C, and between and in the vicinity thereof are viewed outdoors. Natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance can be realized. Therefore, for example, between the driving point A and the driving point C, while realizing such color appearance, the correlated color temperature as the illumination system can be varied from 3327K to 3243K, and D uvSSL is also from −0.01546− Variable up to 0.00660. Furthermore, the average saturation of the 15 types of modified Munsell color charts is also variable from 4.06 to 2.09. In this way, in an area where a preferable color appearance can be realized, the illumination condition that is considered to be more optimal can be varied depending on the age and sex of the user of the light emitting device, and in accordance with the space to be illuminated, the purpose, etc. You can easily select from a range.
In this case, it is also possible to perform the following drive control.
First, when at least one of the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is changed, the light flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction and It is also possible to make the radiant flux unchanged. Such control is preferable because the difference in color appearance derived from the change in the shape of the spectral distribution can be easily examined without depending on the illuminance of the illumination object.
Second, when the index A cg is decreased within an appropriate range, it is also possible to perform control to lower the illuminance of the illumination target by lowering the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device. Third, even when D uvSSL is lowered within an appropriate range, it is possible to control to lower the illuminance of the object to be illuminated by lowering the luminous flux and / or radiant flux as the light emitting device. In these second and third cases, since a sense of brightness generally increases in many cases, it is possible to reduce energy consumption by reducing illuminance, which is preferable.
Fourth, when the correlated color temperature is increased, it is possible to perform control such that the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device is increased to increase the illuminance of the illumination target. Under normal lighting environment, it is often judged that the low color temperature region is comfortable in a relatively low illuminance environment, and in the high color temperature region, it is determined to be comfortable in a relatively high illuminance environment. There are many cases. Such a psychological effect is known as the Kruzov effect, but it is also possible to perform control incorporating such an effect, and when raising the correlated color temperature, the luminous flux and / or Or control which raises a radiant flux and raises the illumination intensity of an illumination target object is preferable.
実施例８
図１００に記載のように、直径７ｍｍの発光部が計６個の小発光部に分割されているセラミックパッケージを準備する。ここで発光領域１−１、発光領域１−２中には、青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載、封止し、等価な発光領域を形成する。また、発光領域１−１、発光領域１−２の半導体発光素子は直列に接続され１つの独立した電源に結合する。一方、発光領域２−１、発光領域２−２には、異なる調整をした青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載、封止し、等価な発光領域を形成する。また、発光領域２−１、発光領域２−２の半導体発光素子は直列に接続され別の独立した電源に結合する。さらに、発光領域３−１、発光領域３−２には、発光領域１、発光領域２のいずれとも異なる調整をした青色半導体発光素子、緑色蛍光体、赤色蛍光体を搭載、封止し、等価な発光領域を形成する。また、発光領域３−１、発光領域３−２の半導体発光素子は直列に接続され別の独立した電源に結合する。ここで、発光領域１、発光領域２、発光領域３は、それぞれ独立に電流注入できるようにする。
次に、発光領域１、発光領域２、発光領域３を有する当該パッケージＬＥＤの各発光領域に注入する電流値を適宜調整すると、例えば、当該パッケージＬＥＤの軸上に放射される図９５〜図９８に示す４種類の分光分布が実現される。図９５は、発光領域１（図７７と同じ調整をしたもの）のみに電流を注入し、発光領域１、発光領域２、発光領域３の放射束比を３：０：０にする場合である。図９６は、発光領域２（図８１と同じ調整をしたもの）のみに電流を注入し、発光領域１、発光領域２、発光領域３の放射束比を０：３：０にする場合である。図９７は、発光領域３（図８３と同じ調整をしたもの）のみに電流
を注入し、発光領域１、発光領域２、発光領域３の放射束比を０：０：３にする場合である。最後に、図９８は、発光領域１、発光領域２、発光領域３の全ての発光領域に電流を注入し、それぞれの放射束比を１：１：１にする場合である。このように、図１００に示したパッケージＬＥＤ２５の各領域に注入する電流を変化させることで、パッケージＬＥＤ本体から軸上に放射される放射束を変化させることができる。また各図に示したＣＩＥＬＡＢプロットは、＃０１から＃１５の１５種類の修正マンセル色票を照明対象物とした場合を数学的に仮定し、当該パッケージＬＥＤで照明した場合と、当該パッケージＬＥＤの相関色温度から導出される基準の光で照明した場合のａ＊値、ｂ＊値をそれぞれプロットしたものである。なお、ここでは、発光装置としての放射束に対して、駆動点Ａから駆動点Ｄまでの駆動点名を与えてある。図９９はこれら駆動点ＡからＤまでの色度点をＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図上に示したものである。一方、それぞれの駆動点において、予想される測光学的特性、測色学的特性は、表１６にまとめる。
Example 8
As shown in FIG. 100, a ceramic package is prepared in which a light emitting part having a diameter of 7 mm is divided into a total of six small light emitting parts. Here, in the light emitting region 1-1 and the light emitting region 1-2, a blue semiconductor light emitting element, a green phosphor, and a red phosphor are mounted and sealed to form an equivalent light emitting region. In addition, the semiconductor light emitting elements in the light emitting region 1-1 and the light emitting region 1-2 are connected in series and coupled to one independent power source. On the other hand, in the light emitting region 2-1 and the light emitting region 2-2, differently adjusted blue semiconductor light emitting elements, green phosphors, and red phosphors are mounted and sealed to form equivalent light emitting regions. The semiconductor light emitting elements in the light emitting region 2-1 and the light emitting region 2-2 are connected in series and coupled to another independent power source. Further, in the light emitting region 3-1 and the light emitting region 3-2, a blue semiconductor light emitting element, a green phosphor, and a red phosphor that are adjusted differently from the light emitting region 1 and the light emitting region 2 are mounted, sealed, and equivalent. A light emitting region is formed. In addition, the semiconductor light emitting elements in the light emitting region 3-1 and the light emitting region 3-2 are connected in series and coupled to another independent power source. Here, the light emitting region 1, the light emitting region 2, and the light emitting region 3 can be independently injected with current.
Next, when the current value injected into each light emitting region of the package LED having the light emitting region 1, the light emitting region 2, and the light emitting region 3 is appropriately adjusted, for example, FIGS. 95 to 98 radiated on the axis of the package LED. The four types of spectral distribution shown in FIG. FIG. 95 shows a case where current is injected only into the light emitting region 1 (the same adjustment as in FIG. 77), and the radiant flux ratio of the light emitting region 1, the light emitting region 2, and the light emitting region 3 is set to 3: 0: 0. . FIG. 96 shows a case where current is injected only into the light emitting region 2 (with the same adjustment as in FIG. 81), and the radiant flux ratio of the light emitting region 1, the light emitting region 2, and the light emitting region 3 is set to 0: 3: 0. . FIG. 97 shows a case where current is injected only into the light emitting region 3 (adjusted in the same manner as in FIG. 83) so that the radiant flux ratio of the light emitting region 1, the light emitting region 2, and the light emitting region 3 is 0: 0: 3. . Finally, FIG. 98 shows a case where current is injected into all the light emitting regions of the light emitting region 1, the light emitting region 2, and the light emitting region 3 so that the respective radiant flux ratios are 1: 1: 1. In this way, by changing the current injected into each region of the package LED 25 shown in FIG. 100, the radiant flux radiated on the axis from the package LED main body can be changed. Also, the CIELAB plots shown in each figure are mathematically assumed that 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 are used as illumination objects, and when the package LED is illuminated, The a * value and b * value when illuminated with reference light derived from the correlated color temperature are plotted. Here, the driving point names from the driving point A to the driving point D are given to the radiant flux as the light emitting device. FIG. 99 shows the chromaticity points from the driving points A to D on the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram. On the other hand, the expected photometric characteristics and colorimetric characteristics at each driving point are summarized in Table 16.
これら図９５から図９８の分光分布、図９５から図９８のＣＩＥＬＡＢプロット、図９９のＣＩＥ １９７６ ｕ’ｖ’色度図、さらに表１６から、以下のことが分かる。
駆動点Ａ、駆動点ＢにおいてはＤｕｖＳＳＬ、Ａｃｇの両方が本発明の適切な範囲に入らないが、駆動点Ｃ、駆動点Ｄの近傍、さらにはその間の近傍においては、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、物体の見えを実現可能と考えられる。よって、たとえば、駆動点Ｃ，駆動点Ｄの近傍、さらにはその間の近傍では、このような色の見えを実現しつつ、パッケージＬＥＤとしての相関色温度を３１６０Ｋから３７４９Ｋまで可変でき、ＤｕｖＳＳＬも−０．０１３６５から−０．００９０２まで可変できる。さらに当該１５種類の修正マンセル色票の平均飽和度も３．７９から２．２７まで可変となる。このようにすると、好ましい色の見えを実現可能な領域において、発光装置の利用者の年齢、性別などによって、また、照明する空間、目的等に合わせて、より最適と考えられる照明条件を、可変範囲から容易に選択することができる。
特に、本実施例においては、異なる色調整をされた３種発光領域が１つの発光装置内にあるため、異なる色調整をされた２種発光領域が１つの発光装置内にある場合と比較して、その可変範囲を広く確保可能なため、好ましい。
この際には、さらに、次のような駆動制御をすることも可能である。
第一に、指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とすることもできる。このような制御を行うと照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができるため、好ましい。
第二に、指標Ａｃｇを適切な範囲で減少させる際に、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を低下させる制御を行うこともできる。また、第三に、ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で下げる場合にも、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これら第二、第三の場合は、一般に明るさ感が増す場合が多いので、照度を下げてエネルギー消費を抑制することも可能であって、好ましい。
第四に、当該相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御もできる。一般の照明環境下では、低色温度領域では相対的に低照度環境において心地良いと判断されることが多く、また、高色温度領域では、相対的に高照度環境において心地良いと判断されることが多い。このような心理的効果は、クルーゾフ効果として知られているが、この様な効果を取り込んだ制御を行うことも可能であって、相関色温度を上げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を上げて、照明対象物の照度を上げるような制御が好ましい。
From these spectral distributions of FIGS. 95 to 98, the CIELAB plots of FIGS. 95 to 98, the CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram of FIG. 99, and Table 16, the following can be seen.
In the driving point A and the driving point B, both D uvSSL and A cg do not fall within the appropriate range of the present invention, but in the vicinity of the driving point C and the driving point D, and in the vicinity between them, it was seen outdoors. Such a natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance can be realized. Therefore, for example, in the vicinity of the driving point C and the driving point D, and in the vicinity thereof, the correlated color temperature as the package LED can be varied from 3160K to 3749K while realizing such a color appearance, and D uvSSL is also Variable from -0.01365 to -0.00902. Further, the average saturation of the 15 types of modified Munsell color charts is variable from 3.79 to 2.27. In this way, in an area where a preferable color appearance can be realized, the illumination condition that is considered to be more optimal can be varied depending on the age and sex of the user of the light emitting device, and in accordance with the space to be illuminated, the purpose, etc. You can easily select from a range.
In particular, in this embodiment, since the three types of light emitting regions with different color adjustments are in one light emitting device, compared with the case where two types of light emitting regions with different color adjustments are in one light emitting device. Therefore, it is preferable because the variable range can be secured widely.
In this case, it is also possible to perform the following drive control.
First, when at least one of the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is changed, the light flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction and It is also possible to make the radiant flux unchanged. Such control is preferable because the difference in color appearance derived from the change in the shape of the spectral distribution can be easily examined without depending on the illuminance of the illumination object.
Second, when the index A cg is decreased within an appropriate range, it is also possible to perform control to lower the illuminance of the illumination target by lowering the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device. Third, even when D uvSSL is lowered within an appropriate range, it is possible to control to lower the illuminance of the object to be illuminated by lowering the luminous flux and / or radiant flux as the light emitting device. In these second and third cases, since a sense of brightness generally increases in many cases, it is possible to reduce energy consumption by reducing illuminance, which is preferable.
Fourth, when the correlated color temperature is increased, it is possible to perform control such that the luminous flux and / or the radiant flux as the light emitting device is increased to increase the illuminance of the illumination target. Under normal lighting environment, it is often judged that the low color temperature region is comfortable in a relatively low illuminance environment, and in the high color temperature region, it is determined to be comfortable in a relatively high illuminance environment. There are many cases. Such a psychological effect is known as the Kruzov effect, but it is also possible to perform control incorporating such an effect, and when raising the correlated color temperature, the luminous flux and / or Or control which raises a radiant flux and raises the illumination intensity of an illumination target object is preferable.
［考察］
以上の実験結果から、以下に示す発明事項を導き出すことができる。
すなわち、発光装置の主たる放射方向に各発光領域から出射される光の分光分布をφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）とし、前記発光装置から当該放射方向に出射されるすべての光の分光分布φＳＳＬ（λ）が、
条件１：
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、−０．０３５０ ≦ ＤｕｖＳＳＬ ≦ −０．００４０となる光を主たる放射方向に含む。
条件２：
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相関色温度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相関色温度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相関色温度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、−３６０ ≦ Ａｃｇ ≦ −１０を満たし、
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、−３６０ ≦ Ａｃｇ ≦ −１０を満たす。
From the above experimental results, the following inventive matters can be derived.
That is, the spectral distribution of light emitted from each light emitting region in the main radiation direction of the light emitting device is φ SSL N (λ) (N is 1 to M), and all the light emitted from the light emitting device in the radiation direction. The spectral distribution φ SSL (λ) of
Condition 1:
The light emitted from the light emitting device includes light whose distance D uvSSL from the black body radiation locus defined by ANSI C78.377 is −0.0350 ≦ D uvSSL ≦ −0.0040 in the main radiation direction. .
Condition 2:
A spectral distribution of light emitted from the light emitting device in the radiation direction is φ SSL (λ), and a reference selected according to a correlated color temperature T SSL (K) of light emitted from the light emitting device in the radiation direction The light spectral distribution is φ ref (λ), and the tristimulus values of light emitted from the light emitting device in the radiation direction (X SSL , Y SSL , Z SSL ) are emitted from the light emitting device in the radiation direction. (X ref , Y ref , Z ref ) are the tristimulus values of the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K)
Selected according to the normalized spectral distribution S SSL (λ) of the light emitted from the light emitting device in the radiation direction and the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted from the light emitting device in the radiation direction. The normalized spectral distribution S ref (λ) of the standard light and the difference ΔS (λ) between these normalized spectral distributions are respectively
S SSL (λ) = φ SSL (λ) / Y SSL
S ref (λ) = φ ref (λ) / Y ref
ΔS (λ) = S ref (λ) −S SSL (λ)
And define
Within a range of wavelength 380nm or 780 nm, the wavelength giving the longest wavelength maximum of the S SSL (lambda) upon the λ R (nm), λ S SSL (λ R) on the longer wavelength side than R / 2 and When there is a wavelength Λ4,
The index A cg represented by the following mathematical formula (1) satisfies −360 ≦ A cg ≦ −10,
Within a range of wavelength 380nm or 780 nm, the wavelength giving the longest wavelength maximum of the S SSL (lambda) upon the λ R (nm), λ S SSL (λ R) on the longer wavelength side than R / 2 and When there is no wavelength Λ4,
The index A cg represented by the following mathematical formula (2) satisfies −360 ≦ A cg ≦ −10.
なお、実施例では２種類、あるいは３種類の発光領域が内在する発光装置としたが、発光領域は２種類、３種類に限られるものではない。
発光領域が２種類の場合には、発光装置としての制御が容易であるため好ましい態様である。
発光領域が３種類の場合には、制御領域が色度座標上で、線状ではなく面状となるため、広い範囲で色の見えを調整することが可能となり好ましい。
発光領域が４種類以上の場合には、上記のとおり、色度座標上で面状の制御となることに加え、相関色温度、ＤｕｖＳＳＬ、色の見えを独立に制御できるため好ましい。また、色度を変更することなく色の見えを調整することも可能となるため好ましい。
一方、発光領域は過剰に存在すると現実の発光装置においては制御が煩雑となるため、１０以下であることが好ましく、８以下であることがより好ましい。
また、複数種類の発光領域を有する本発明の発光装置においては、各種の発光領域の光
束量、あるいは放射束量を変化させるには、以下のような方法を採用することが可能である。第一に各発光領域に供給する電力を変化させる方法がある。また、この際には、電流を変化させる方法が簡便であって好ましい。さらに、各発光領域に光学的なＮＤフィルターを設置可能としておき、フィルターを物理的に交換することで、また、電気的に偏光フィルター等の透過率を変化させることで発光領域から出射される光束量かつ／または放射束量を変化させてもよい。
In the embodiment, the light emitting device includes two or three types of light emitting regions. However, the light emitting regions are not limited to two types and three types.
In the case where there are two types of light emitting regions, it is preferable because the control as the light emitting device is easy.
In the case where there are three types of light emitting areas, the control area is not a linear shape but a planar shape on the chromaticity coordinates, and thus it is possible to adjust the color appearance in a wide range.
In the case where there are four or more types of light emitting regions, it is preferable because the correlated color temperature, D uvSSL , and color appearance can be independently controlled in addition to the surface control on the chromaticity coordinates as described above. Moreover, it is possible to adjust the color appearance without changing the chromaticity, which is preferable.
On the other hand, if the light emitting region is excessive, the control in the actual light emitting device becomes complicated, so that it is preferably 10 or less, and more preferably 8 or less.
Further, in the light emitting device of the present invention having a plurality of types of light emitting regions, the following method can be adopted to change the light flux amount or the radiant flux amount of various light emitting regions. First, there is a method of changing the power supplied to each light emitting region. In this case, a method of changing the current is simple and preferable. Furthermore, it is possible to install an optical ND filter in each light emitting area, and the light flux emitted from the light emitting area by physically replacing the filter or by electrically changing the transmittance of a polarizing filter or the like. The amount and / or the amount of radiant flux may be varied.
また、色の見えが良好になる観点から、以下の条件３−４を満たすことが好ましい。
条件３：
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
−３．８ ≦ ΔＣｎ ≦ １８．６ （ｎは１から１５の自然数）
を満たし、上記式（３）で表される飽和度差の平均ＳＡＴａｖが下記式（４）を満たし、
１．０ ≦ ＳＡＴａｖ ≦ ７．０ （４）
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
２．８ ≦ ｜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
条件４：
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。
Further, from the viewpoint of improving the color appearance, it is preferable to satisfy the following condition 3-4.
Condition 3:
CIE 1976 L * a * b * a * value in color space, b * of the following 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 when illumination by light emitted in the radiation direction is mathematically assumed The values are a * nSSL and b * nSSL (where n is a natural number from 1 to 15, respectively)
CIE 1976 of the 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination with the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed.
When the a * value and b * value in the L * a * b * color space are a * nref and b * nref (where n is a natural number from 1 to 15), the saturation difference ΔC n is −3.8. ≦ ΔC n ≦ 18.6 (n is a natural number from 1 to 15)
The average SAT av of the saturation difference represented by the above formula (3) satisfies the following formula (4),
1.0 ≤ SAT av ≤ 7.0 (4)
Further, when the maximum value of the saturation difference is ΔC max and the minimum value of the saturation difference is ΔC min , the difference between the maximum value of the saturation difference and the minimum value of the saturation difference | ΔC max −ΔC min | Is 2.8 ≦ | ΔC max −ΔC min | ≦ 19.6
Meet.
However, ΔC n = √ {(a * nSSL ) 2 + (b * nSSL ) 2 } −√ {(a * nref ) 2 + (b * nref ) 2 }.
15 types of modified Munsell color chart # 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
Condition 4:
The hue angle in the CIE 1976 L * a * b * color space of the above-mentioned 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination by the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed is θ nSSL (degree) (where n is 1 to 15 natural numbers)
CIE 1976 of the 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination with the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed.
When the hue angle in the L * a * b * color space is θ nref (degrees) (where n is a natural number from 1 to 15), the absolute value of the hue angle difference | Δh n | is 0 ≦ | Δh n | ≦ 9.0 (degrees) (n is a natural number from 1 to 15)
Meet.
However, it is set as ( DELTA) hn = (theta) nSSL- ( theta) nref .
また、実施例１、実施例６で示したような、すべてのφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）が、前記条件１と条件２を満たす発光装置であることも好ましい態様である。このような態様である場合には、発光領域から出射される光をどのような割合で供給する場合にも、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、物体の見えを実現可能となる。なお、φＳＳＬＮ（λ）が前記条件１及び２を満たすか否かの判断をする際には、当該φＳＳＬＮ（λ）のみが発光装置から出射されると仮定する。
一方、実施例２、実施例５で示したような、単独の発光領域から出射される光のみでは、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、物体の見えを実現できない場合も存在する。そのような場合であっても、発光領域の組合せや光束かつ／または放射束の割合の調整により、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、物体の見えを実現できるものも存在する。このような発光装置についても、本発明の範囲に属することは言うまでもない。
In addition, it is also a preferable aspect that all φ SSL N (λ) (N is 1 to M) as shown in Example 1 and Example 6 are light emitting devices that satisfy the conditions 1 and 2. . In such a mode, when the light emitted from the light emitting region is supplied at any ratio, it is natural, lively, highly visible, and comfortable as seen outdoors. Color appearance and object appearance can be realized. When determining whether or not φ SSL N (λ) satisfies the above conditions 1 and 2, it is assumed that only φ SSL N (λ) is emitted from the light emitting device.
On the other hand, only light emitted from a single light emitting region as shown in Example 2 and Example 5 is natural, vivid, highly visible, and comfortable as viewed outdoors. In some cases, the appearance of objects and objects cannot be realized. Even in such a case, by adjusting the combination of light emitting areas and the ratio of luminous flux and / or radiant flux, natural, lively, highly visible, comfortable, color-like, as seen outdoors There are things that can see and realize the appearance of objects. It goes without saying that such a light emitting device also belongs to the scope of the present invention.
本発明の一つの特徴は、例えば実施例２、実施例５で示したように、「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、物体の見えを実現できない光源同士」を組み合わせたとしても、「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、物体の見えを実現しうる」点にある。また、実施例３、実施例４、実施例７、実施例８で示したように、単体としてみた場合に、「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、物体の見えを実現できない光源」と、「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、物体の見えを実現できる光源」との組み合わせであっても、「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、物体の見えを実現しうる」点にある。このように、「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、物体の見えを実現しうる」発光装置を実現するうえで、「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、物体の見えを実現できない光源を含む組み合わせの場合」、特に、「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、物体の見えを実現できない光源同士」の組み合わせの場合に、本発明の発光装置を実施するための指針は、例えば、以下が列挙可能である。
（あ）：各種色度図上の色度座標が大きく離れた発光領域を組み合わせた発光装置とする。
（い）：相関色温度が定義できる場合には、これが大きく離れた複数の発光領域を組み合わせた発光装置とする。
（う）：黒体放射軌跡からの距離Ｄｕｖが定義できる場合には、これが大きく離れた複数の発光領域を組み合わせた発光装置とする。
以下この点をさらに詳細に説明する。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、物体の見えを実現するための要件については既に説明したとおりであり、発光装置においては、光の分光分布に関するいくつかのパラメータが特定の値を満たすことが必要である。そのうち、重要なパラメータとしては黒体放射軌跡からの距離Ｄｕｖがあげられるので、良好な色の見えが実現できない光源同士を組み合わせることで、本発明の屋外で見たような、自然で、生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、物体の見えが実現できる理由について、Ｄｕｖを例示し、説明する。
図５６はＣＩＥ１９７６ｕ’ｖ’色度図上であり、図面上の二点鎖線は、本発明における条件１を満たすＤｕｖの範囲を示している。
当該範囲を外れる光源である図中Ａの光源と図中Ｅの光源は、単独では良好な色の見えを達成できない。しかしながら、図中Ａの光源と図中Ｅの光源を組合せる場合には、その
放射束割合、あるいは光束割合を変化させることで、Ａ点とＥ点とを結ぶ直線上を動き得ることとなる。そうすると、Ｄｕｖの本発明に従った適正な範囲は直線に伸びる帯状ではなく弧を描くように存在するため、特定の割合で両光源からの光を組み合わせたＢ点やＣ点は、良好な色の見えを達成し得る領域に存在することとなる。
このような組合せは無数に存在し、図５６では相関色温度が低い（２７００Ｋ）光源Ａと、相関色温度が高い（５５０６Ｋ）との組合せで達成している。図８２の色度図もこれと類似のものである。また、Ｄｕｖの値が極めて低く、良好な色の見えを達成し得るＤｕｖの範囲を外れる光源と、Ｄｕｖの値が極めて高く、良好な色の見えを達成し得るＤｕｖの範囲を外れる光源とを組み合わせることでも可能となる。
よって、これら（あ）、（い）、（う）においては、特に、本発明の開示するＤｕｖ範囲である−０．０３５０以上−０．００４以下の範囲と、発光領域の組み合わせによって実現できる色度範囲が、少なくとも一部で重なるようにすることが好ましく、３つ以上の発光領域を用いて色度図上で面上に重なるようにすることがさらに好ましい。
さらに、条件（い）に関しては、発光装置を構成する複数の発光領域中で、最も異なる相関色温度を有する２発光領域間の相関色温度差が２０００Ｋ以上である事が好ましく、２５００Ｋ以上である事がより好ましく、３０００Ｋ以上である事が非常に好ましく、３５００Ｋ以上である事が格段に好ましく、４０００Ｋ以上である事が最も好ましい。また、条件（う）に関しては、発光装置を構成する複数の発光領域中で、最も異なる相関色温度を有する２発光領域間のＤｕｖ差の絶対値が、０．００５以上である事が好ましく、０．０１０以上である事がより好ましく、０．０１５以上である事が非常に好ましく、０．０２０以上である事が格段に好ましい。
One feature of the present invention is that, as shown in the second and fifth embodiments, for example, “natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object as seen outdoors. Even when combined with other light sources that cannot realize the appearance of "can see the natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen outdoors" It is in. In addition, as shown in Example 3, Example 4, Example 7, and Example 8, when viewed as a single unit, “natural, lively, highly visible, and comfortable as seen outdoors” "A light source that cannot realize the appearance of colors and objects" and "A light source that can realize natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance and object appearance as seen outdoors""Is a natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance and object appearance as seen outdoors". In this way, in order to realize a light emitting device that can realize natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance and object appearance as seen outdoors, As seen, natural, lively, highly visible, comfortable, in combination with a light source that cannot realize the appearance of color and objects, especially “natural, as seen outdoors” In the case of a combination of `` light sources that cannot realize vivid, high-visibility, comfortable, color appearance, and object appearance '', for example, the guidelines for implementing the light emitting device of the present invention are listed below: Is possible.
(A): A light-emitting device that combines light-emitting regions whose chromaticity coordinates on various chromaticity diagrams are largely separated.
(I): When the correlated color temperature can be defined, the light emitting device is a combination of a plurality of light emitting regions that are largely separated from each other.
(U): When the distance D uv from the black body radiation locus can be defined, the light emitting device is a combination of a plurality of light emitting regions that are largely separated from each other.
This point will be described in more detail below. The requirements for realizing natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance and object appearance as seen outdoors are as described above. It is necessary that some parameters related to the spectral distribution satisfy a certain value. Among them, an important parameter is the distance D uv from the black body radiation locus, so by combining light sources that cannot realize a good color appearance, it is natural and lively as seen outdoors in the present invention. The reason why it is possible to realize a highly visible, comfortable, color appearance and object appearance will be described with reference to D uv .
FIG. 56 is a CIE 1976 u′v ′ chromaticity diagram, and a two-dot chain line on the drawing indicates a range of D uv that satisfies condition 1 in the present invention.
The light source A in the figure and the light source E in the figure, which are light sources outside the range, cannot achieve a good color appearance by themselves. However, when the light source A in the figure and the light source E in the figure are combined, the radiant flux ratio or the luminous flux ratio can be changed to move on a straight line connecting the points A and E. . Then, since the proper range according to the present invention of D uv exists so as to draw an arc instead of a belt extending in a straight line, points B and C combining light from both light sources at a specific ratio are good. It will be in an area where color appearance can be achieved.
There are an infinite number of such combinations, and in FIG. 56, this is achieved by the combination of the light source A having a low correlated color temperature (2700K) and the high correlated color temperature (5506K). The chromaticity diagram of FIG. 82 is similar to this. The value of D uv is very low, a light source outside the D range uv achievable the appearance of good color, the value of D uv is very high, the range of the D uv achievable the appearance of good color It can also be combined with a light source that falls off.
Therefore, in these (A), (I), and (U), in particular, it can be realized by combining the range of −0.0350 to −0.004, which is the D uv range disclosed by the present invention, and the light emitting region. It is preferable that the chromaticity ranges overlap at least partially, and it is more preferable that three or more light-emitting regions are overlapped on the surface on the chromaticity diagram.
Further, regarding the condition (i), it is preferable that the correlated color temperature difference between the two light emitting regions having the most different correlated color temperatures in the plurality of light emitting regions constituting the light emitting device is 2000K or more, and 2500K or more. More preferably, it is very preferably 3000K or more, particularly preferably 3500K or more, and most preferably 4000K or more. In addition, regarding the condition (iii), it is preferable that the absolute value of the Duv difference between the two light emitting regions having the most different correlated color temperatures in the plurality of light emitting regions constituting the light emitting device is 0.005 or more, It is more preferably 0.010 or more, very preferably 0.015 or more, and particularly preferably 0.020 or more.
さらに、「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、物体の見えを実現しうる」発光装置を実現するうえで、「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、物体の見えを実現できない光源を含む組み合わせの場合」、特に、「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、物体の見えを実現できない光源同士」の組み合わせの場合に、本発明の発光装置を実施するための指針は、以下も列挙可能である。
（え）：Ａｃｇが大きく離れた色の見えとなる複数の発光領域を組み合わせた発光装置とする。
（お）：飽和度差ΔＣｎが大きく離れた色の見えとなる複数の発光領域を組み合わせた発光装置とする。
（か）：飽和度差の平均ＳＡＴａｖが大きく離れた色の見えとなる複数の発光領域を組み合わせた発光装置とする。
これら（え）、（お）、（か）においても、特に、本発明の開示するそれぞれの範囲と、発光領域の組み合わせによって実現できる各パラメータの範囲が、少なくとも一部で重なるようにすることが好ましく、３つ以上の発光領域を用いて色度図上で、面上に重なるようにすることがさらに好ましい。
Furthermore, in order to realize a light emitting device that can realize natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance and object appearance as seen outdoors, Such as natural, lively, highly visible, comfortable, color-seeking, including light sources that cannot realize the appearance of objects ", especially" natural, lively as seen outdoors " In the case of a combination of “light sources having high visibility, comfortable, color appearance and object incapable of realizing object appearance”, the following guidelines can be enumerated for implementing the light emitting device of the present invention.
(E): A light emitting device combining a plurality of light emitting regions where A cg appears to have a color that is greatly separated.
(O): A light-emitting device in which a plurality of light-emitting regions in which colors with a large difference in saturation ΔC n appear to be separated is combined.
(C): A light-emitting device in which a plurality of light-emitting areas in which the average SAT av of the saturation difference appears to be a color far apart is combined.
In these (e), (o), and (ka), in particular, each range disclosed by the present invention and each parameter range that can be realized by the combination of the light emitting regions should be at least partially overlapped. Preferably, it is more preferable that three or more light emitting regions are used so as to overlap each other on the chromaticity diagram.
さらには、４つ以上の発光領域を用いると、たとえすべての発光領域が「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、物体の見えを実現できない光源同士」であっても、比較的容易に（あ）から（か）のすべての項目を本発明の開示する範囲に調整することが可能であって、好ましい。 In addition, if you use more than 4 light emitting areas, all light emitting areas will be “natural, vivid, highly visible, comfortable, color-visible, and object-like, as seen outdoors. Even if the light sources cannot be realized, it is relatively easy to adjust all items from (a) to (ka) within the range disclosed by the present invention.
また、本発明においては、発光領域中の少なくとも１つの発光領域が、他の発光領域に対して電気的に独立に駆動しうる配線となっている発光装置であることも好ましい態様であり、すべての発光領域が、他の発光領域に対して電気的に独立に駆動しうる配線となっている発光装置であることがより好ましい態様である。また、このように発光装置を駆動することが好ましい態様である。このような態様である場合には、それぞれの発光領域に供給する電力の制御が容易となり、使用者の嗜好に合わせた色の見えが実現可能となる。
なお、本発明においては、ある発光領域が、他の発光領域に対して電気的に従属するように駆動しても構わない。例えば、２つの発光領域に電流を注入する際に、１つの発光領域に注入する電流を増やす際に、もう一方の発光領域に注入する電流を減らすように、一方に対して他方を電気的に従属されることも可能である。このような回路は、たとえば可変抵抗等を用いた構成で容易に実現でき、かつ、電源を複数必要としないので、好ましい。
In the present invention, it is also a preferable aspect that at least one light emitting region in the light emitting region is a light emitting device that is a wiring that can be electrically driven independently of other light emitting regions. It is more preferable that the light emitting region is a light emitting device in which the light emitting region is a wiring that can be electrically driven independently of the other light emitting regions. In addition, it is a preferable aspect to drive the light emitting device in this way. In the case of such an aspect, it becomes easy to control the power supplied to each light emitting region, and it is possible to realize the appearance of color according to the user's preference.
Note that in the present invention, a certain light emitting region may be driven so as to be electrically dependent on another light emitting region. For example, when injecting current into two light emitting regions, when increasing the current injected into one light emitting region, the other is electrically connected to one to reduce the current injected into the other light emitting region. It can also be subordinated. Such a circuit is preferable because it can be easily realized with a configuration using, for example, a variable resistor and does not require a plurality of power supplies.
また、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬからなる群から選択される少なくとも１つが変化し得る発光装置であることも好ましい態様であり、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬからなる群から選択される少なくとも１つが変化した際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を独立に制御しうる発光装置であることも好ましい態様である。また、このように発光装置を駆動することが好ましい態様である。このような態様では、色の見えを実現し得るパラメータが可変となり、使用者の嗜好に合わせた色の見えの実現が容易に可能となる。 Further, at least one selected from the group consisting of the index A cg represented by the formula (1) or (2), the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the black body radiation locus changes. It is also a preferable aspect that the light emitting device is obtained, and includes the index A cg represented by the formula (1) or (2), the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the black body radiation locus. It is also a preferred aspect that the light emitting device can independently control the light flux and / or the radiant flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction when at least one selected from the group changes. In addition, it is a preferable aspect to drive the light emitting device in this way. In such an aspect, the parameters that can realize the color appearance are variable, and the color appearance that matches the user's preference can be easily realized.
また、最近接している異なる発光領域全体を包絡する仮想外周上にある任意の２点がつくる最大距離Ｌが、０．４ｍｍ以上２００ｍｍ以下である発光装置であることが好ましい態様である。このような態様では、複数の発光領域から出射される光の色分離が視認されにくくなり、発光装置そのものを見た際の違和感が低減可能である。また、照明光としてみた際にも、空間的加法混色が十分に機能し、照明対象物に照射した際に、照明された領域の色ムラも低減可能であって、好ましい。
発光領域全体を包絡する仮想外周上にある任意の２点がつくる最大距離Ｌについて、図を用いて説明する。
図５０は実施例２で用いたパッケージＬＥＤ２０を示すが、発光領域２２に最近接する発光領域は発光領域１１、１２及び１３である。このうち発光領域１２を包絡する仮想外周７が最も大きい仮想外周となり、当該外周上にある任意の二点７１が最大距離Ｌとなる。すなわち最大距離Ｌは２点間の距離７２で表され、０．４ｍｍ以上２００ｍｍ以下である場合が好ましい態様である。
図５７に示す実施例３で用いた照明システム３０、及び図６４に示す実施例４で用いた１対のパッケージＬＥＤ４０も同様である。
Moreover, it is a preferable aspect that the maximum distance L formed by any two points on the virtual outer circumference enveloping the entire different light emitting regions that are closest to each other is 0.4 mm or more and 200 mm or less. In such an aspect, the color separation of the light emitted from the plurality of light emitting regions becomes difficult to be visually recognized, and the uncomfortable feeling when viewing the light emitting device itself can be reduced. In addition, when viewed as illumination light, spatial additive color mixing sufficiently functions, and when the illumination object is irradiated, color unevenness in the illuminated area can be reduced, which is preferable.
The maximum distance L created by any two points on the virtual outer circumference that envelops the entire light emitting area will be described with reference to the drawings.
FIG. 50 shows the package LED 20 used in Example 2, and the light emitting regions closest to the light emitting region 22 are the light emitting regions 11, 12 and 13. Among these, the virtual outer periphery 7 enveloping the light emitting region 12 is the largest virtual outer periphery, and any two points 71 on the outer periphery are the maximum distance L. That is, the maximum distance L is represented by a distance 72 between two points, and a case where it is 0.4 mm or more and 200 mm or less is a preferable aspect.
The same applies to the illumination system 30 used in the third embodiment shown in FIG. 57 and the pair of packaged LEDs 40 used in the fourth embodiment shown in FIG.
最近接している異なる発光領域全体を包絡する仮想外周上にある任意の２点がつくる最大距離Ｌは、０．４ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましく、５ｍｍ以上が非常に好ましく、１０ｍｍ以上が格段に好ましい。これらは１つの発光領域を包絡する仮想外周が大きいほど、基本的に高放射束（かつ／または高光束）を出射できる構造にしやすいからである。また、最近接している異なる発光領域全体を包絡する仮想外周上にある任意の２点がつくる最大距離Ｌは、２００ｍｍ以下であることが好ましく、１５０ｍｍ以下であることがより好ましく、１００ｍｍ以下であることが非常に好ましく、５０ｍｍ以下であることが格段に好ましい。これらは、照明された領域の空間的な色ムラの発生を抑制する観点で重要で、好ましい。 The maximum distance L formed by any two points on the virtual outer circumference that envelops the entire different light emitting regions that are in closest contact with each other is preferably 0.4 mm or more, more preferably 2 mm or more, very preferably 5 mm or more, and 10 mm or more. It is particularly preferable. This is because the larger the virtual outer circumference that envelops one light emitting region, the easier it is to make a structure that can basically emit a high radiant flux (and / or a high luminous flux). In addition, the maximum distance L formed by any two points on the virtual outer circumference that envelops the entire different light emitting regions that are closest to each other is preferably 200 mm or less, more preferably 150 mm or less, and more preferably 100 mm or less. It is very preferable that it is 50 mm or less. These are important and preferable from the viewpoint of suppressing the occurrence of spatial color unevenness in the illuminated area.
一方、本発明の駆動方法であって、指標Ａｃｇ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、及び黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を不変とすることもできる。このような制御を行うと照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができるため、好ましい。 On the other hand, in the driving method of the present invention, when at least one of the index A cg , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the black body radiation locus is changed, the main radiation from the light emitting device. The luminous flux and / or radiant flux emitted in the direction can also be made unchanged. Such control is preferable because the difference in color appearance derived from the change in the shape of the spectral distribution can be easily examined without depending on the illuminance of the illumination object.
また、当該発光装置の駆動方法であって、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａ
ｃｇを適切な範囲で低減させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を低減させる駆動方法、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）を増加させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を増加させる駆動方法、黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で低減させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を低減させる駆動方法が好ましい。また、これらは同時に、前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇを適切な範囲で増加させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を増加させる駆動方法、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）を低減させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を低減させる駆動方法、黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で増加させた際に、発光装置から主たる放射方向に出射される光束かつ／または放射束を増加させる駆動方法が好ましいことを意味している。
Further, the driving method of the light emitting device is an index A represented by the mathematical formula (1) or (2).
When cg is reduced within an appropriate range, light is emitted when the light flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction and / or the driving method for reducing the radiant flux, or when the correlated color temperature T SSL (K) is increased. Driving method for increasing the luminous flux and / or radiant flux emitted from the device in the main radiation direction, and when the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is reduced within an appropriate range, the light emitting device emits the main radiation direction. A driving method that reduces the luminous flux and / or radiant flux is preferable. In addition, at the same time, when the index A cg represented by the formula (1) or (2) is increased within an appropriate range, the luminous flux and / or the radiant flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction Driving method for increasing, driving method for reducing luminous flux and / or radiant flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction when the correlated color temperature T SSL (K) is reduced, distance D from the black body radiation locus This means that when uvSSL is increased within an appropriate range, a driving method that increases the luminous flux and / or radiant flux emitted from the light emitting device in the main radiation direction is preferable.
前記数式（１）又は（２）で表される指標Ａｃｇを適切な範囲で低減させる場合は、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、物体の見えを実現可能となる。各種視覚実験によれば、このように指標Ａｃｇを低減させると、明るさ感が向上するので、たとえ計測される光束かつ／または放射束、あるいは照度を低減させても、照明対象物は良好な色の見えを維持可能であって、このようにすると発光装置のエネルギー消費を抑制可能なため好ましい。同様に、指標Ａｃｇを適切な範囲で増加させる場合には、計測される光束かつ／または放射束、あるいは照度を増加させて、照明対象物の良好な色の見えを維持することも好ましい。
また、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）を増加させる場合に光束かつ／または放射束を増加させるように駆動することで、クルーゾフ効果により、快適な照明が実現できる。また、逆に、当該色温度を下げる際には、発光装置としての光束かつ／または放射束を下げて、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これらは前述のクルーゾフ効果を取り込んだ制御であって、好ましい。
また、黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で低減させる場合には、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、物体の見えを実現可能となる。各種視覚実験によれば、このように黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で低減させると、明るさ感が向上するので、たとえ計測される光束かつ／または放射束、あるいは照度を低減させても、照明対象物は良好な色の見えを維持可能であって、このようにすると発光装置のエネルギー消費を抑制可能なため好ましい。同様に、黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で増加させる場合には、計測される光束かつ／または放射束、あるいは照度を増加させて、照明対象物の良好な色の見えを維持することも好ましい。
When the index A cg represented by the mathematical formula (1) or (2) is reduced within an appropriate range, it is natural, lively, highly visible, comfortable, and colored as seen outdoors. It is possible to see and see the object. According to various visual experiments, when the index A cg is reduced in this way, the feeling of brightness is improved. Therefore, even if the measured light flux and / or radiant flux or illuminance is reduced, the illumination object is good. This makes it possible to maintain a good color appearance, and this is preferable because energy consumption of the light emitting device can be suppressed. Similarly, when the index A cg is increased within an appropriate range, it is also preferable to increase the measured light flux and / or radiant flux or illuminance to maintain a good color appearance of the illumination object.
In addition, when the correlated color temperature T SSL (K) is increased, driving is performed so as to increase the luminous flux and / or the radiant flux, so that comfortable illumination can be realized by the Krusov effect. Conversely, when lowering the color temperature, it is also possible to control to lower the illuminance of the object to be illuminated by lowering the luminous flux and / or radiant flux as the light emitting device. These are preferable controls that incorporate the above-mentioned Krusov effect.
In addition, when reducing the distance D uvSSL from the black body radiation locus within an appropriate range, natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, Appearance can be realized. According to various visual experiments, when the distance D uvSSL from the black body radiation locus is reduced in an appropriate range as described above, the feeling of brightness is improved, so that the measured light flux and / or radiant flux or illuminance is reduced. Even if it is reduced, the illumination object can maintain a good color appearance, and this is preferable because the energy consumption of the light emitting device can be suppressed. Similarly, when the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus is increased within an appropriate range, the light flux and / or radiant flux or illuminance to be measured is increased so that a good color appearance of the illumination object is obtained. It is also preferred to maintain.
なお、本発明においては、前述と逆の制御を行うことも可能であって、照明対象物、照明環境、目的等によって、制御方法は適宜選択可能であることは言うまでもない。 In the present invention, it is possible to perform control opposite to that described above, and it is needless to say that the control method can be appropriately selected depending on the illumination object, the illumination environment, the purpose, and the like.
一方で、実験結果から、以下に示す発明事項をも導き出すことができる。
すなわち、対象物を準備する照明対象物準備工程、および、Ｍ個（Ｍは２以上の自然数）の発光領域が内在し、少なくとも一つの発光領域内に半導体発光素子を発光要素として備える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照明方法である場合に、本発明の効果が得られる。
＜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、−０．０３５０ ≦ ＤｕｖＳＳＬ ≦ −０．００４０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
−３．８ ≦ ΔＣｎ ≦ １８．６ （ｎは１から１５の自然数）
を満たし、
上記式（３）で表される飽和度差の平均ＳＡＴａｖが下記式（４）を満たし、
１．０ ≦ ＳＡＴａｖ ≦ ７．０ （４）
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
２．８ ≦ ｜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。
On the other hand, the following invention matters can also be derived from the experimental results.
That is, from an illumination object preparation step for preparing an object, and a light emitting device including M (M is a natural number of 2 or more) light emitting regions, and including a semiconductor light emitting element as a light emitting element in at least one light emitting region An illumination method including illuminating an object with emitted light,
In the illumination step, when the light emitted from the light emitting device illuminates the object, the light measured at the position of the object satisfies the following <1>, <2>, and <3>. The effect of the present invention is obtained when the lighting method is used.
<1> The distance D uvSSL from the black body radiation locus defined by ANSI C78.377 of the light measured at the position of the object is −0.0350 ≦ D uvSSL ≦ −0.0040.
<2> From # 01 to ## when the illumination by the light measured at the position of the object is mathematically assumed
The following 15 kinds of modified Munsell color chart of CIE 1976 L * a * b * a * values in a color space of 15, b * values of each a * nSSL, b * nSSL (where n is a natural number of 1 to 15) and,
CIE 1976 L * of the 15 types of modified Munsell color charts when mathematically assuming illumination with reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of light measured at the position of the object a * b * a * values in a color space, b * values of each a * nref, b * nref (where n is from 1 natural numbers 15) when the degree of saturation difference [Delta] C n is -3.8 ≦ [Delta] C n ≦ 18.6 (n is a natural number from 1 to 15)
The filling,
The average SAT av of the saturation difference represented by the above formula (3) satisfies the following formula (4),
1.0 ≤ SAT av ≤ 7.0 (4)
Further, when the maximum value of the saturation difference is ΔC max and the minimum value of the saturation difference is ΔC min , the difference between the maximum value of the saturation difference and the minimum value of the saturation difference | ΔC max −ΔC min | is 2.8 ≦ | ΔC max −ΔC min | ≦ 19.6
Meet.
However, ΔC n = √ {(a * nSSL ) 2 + (b * nSSL ) 2 } −√ {(a * nref ) 2 + (b * nref ) 2 }.
15 types of modified Munsell color chart # 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> The hue angle in the CIE 1976 L * a * b * color space of the fifteen kinds of modified Munsell color charts when the illumination by light measured at the position of the object is mathematically assumed is θ nSSL (degrees). (Where n is a natural number from 1 to 15)
CIE 1976 L * of the 15 types of modified Munsell color charts when mathematically assuming illumination with reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of light measured at the position of the object When the hue angle in the a * b * color space is θ nref (degrees) (where n is a natural number from 1 to 15), the absolute value of the hue angle difference | Δh n | is 0 ≦ | Δh n | ≦ 9. 0 (degrees) (n is a natural number from 1 to 15)
Meet.
However, it is set as ( DELTA) hn = (theta) nSSL- ( theta) nref .
また、対象物の位置に到達している各発光要素から出射された光の分光分布をφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）、前記対象物の位置で測定した光の分光分布φＳＳＬ（λ）が、
また、Ｍ個の発光領域中の、少なくとも１つの発光領域を、他の発光領域に対して電気的に独立駆動し照明する照明方法であることが好ましく、Ｍ個の発光領域すべてを、他の発光領域に対して電気的に独立駆動し照明する照明方法であることがより好ましい。 In addition, it is preferable that the illumination method is configured to electrically drive and illuminate at least one light emitting region in the M light emitting regions with respect to the other light emitting regions independently. More preferably, the lighting method is such that the light emitting region is electrically driven and illuminated.
また、指標ＳＡＴａｖ、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）、黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬの少なくとも１つを変化させる照明方法であることが好ましく、上記指標の少なくとも１つを変化させた際に、当該対象物における照度を独立に制御する照明方法が好ましく、上記指標の少なくとも１つを変化させた際に、当該対象物における照度を不変とする照明方法であることが好ましい。
照度を不変とするとは、実質的に照度が変更しないことを意味するものであり、照度の変化が±２０％以下であることが好ましく、±１５％以下であることがより好ましく、±１０％以下であることが更に好ましく、±５％以下であることが特に好ましく、±３％以下であることが最も好ましい。このようにすると、照明対象物の照度に依存せずに、分光分布の形状変化に由来する色の見えの差を容易に調べることができ、照明環境、対象物、目的等によって最適な分光分布を比較的容易に見いだせるため、好ましい。
Further, it is preferable that the illumination method changes at least one of the index SAT av , the correlated color temperature T SSL (K), and the distance D uvSSL from the black body radiation locus, and when at least one of the above indices is changed In addition, an illumination method that independently controls the illuminance on the object is preferable, and an illumination method that changes the illuminance on the object when at least one of the indicators is changed is preferable.
Making the illuminance unchanged means that the illuminance does not change substantially, and the change in illuminance is preferably ± 20% or less, more preferably ± 15% or less, and ± 10% Or less, more preferably ± 5% or less, and most preferably ± 3% or less. In this way, it is possible to easily check the difference in color appearance resulting from the change in the shape of the spectral distribution without depending on the illuminance of the lighting target, and the optimal spectral distribution depending on the lighting environment, target, purpose, etc. Is relatively easy to find.
また、指標ＳＡＴａｖを増加させた際に、当該対象物における照度を低減する照明方法であることが好ましい。上記指標を増加させると、より生き生きとした見えが実現できることとなり、このような状況下では一般的に明るさ感が増すので、照度を低減させることでエネルギー消費を抑制することができる。これは同時に、指標ＳＡＴａｖを減少させた際に、当該対象物における照度を増加する照明方法が好ましいことを意味している。
また、相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）を増加させた際には、当該対象物における照度を増加する照明方法が好ましい。相関色温度ＴＳＳＬ（Ｋ）を増加させる場合に照度を増加させるように駆動することで、クルーゾフ効果により、快適な照明が実現できる。また、逆に、当該色温度を下げる際には、照明対象物の照度を下げる制御もできる。これらは前述のクルーゾフ効果を取り込んだ制御であって、好ましい。
また、黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを低減させる際に、当該対象物における照度を低減する照明方法が好ましい。各種視覚実験によれば、このように黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で低減させると、明るさ感が向上するので、照度を低減させても、照明対象物は良好な色の見えを維持可能であって、このようにすると発光装置のエネルギー消費を抑制可能なため好ましい。同様に、黒体放射軌跡からの距離ＤｕｖＳＳＬを適切な範囲で増加させる場合には、照度を増加させて照明対象物の良好な色の見えを維持することも好ましい。
Moreover, it is preferable that the illumination method reduces the illuminance on the object when the index SAT av is increased. When the index is increased, a more vivid appearance can be realized. Under such circumstances, generally a feeling of brightness is increased, so that energy consumption can be suppressed by reducing illuminance. This also means that an illumination method that increases the illuminance on the object when the index SAT av is decreased is preferable.
Moreover, when the correlated color temperature T SSL (K) is increased, an illumination method that increases the illuminance of the object is preferable. By increasing the illuminance when the correlated color temperature T SSL (K) is increased, comfortable illumination can be realized by the Kruzov effect. Conversely, when the color temperature is lowered, it is possible to control to lower the illuminance of the illumination object. These are preferable controls that incorporate the above-mentioned Krusov effect.
Moreover, when reducing the distance D uvSSL from the blackbody radiation locus, an illumination method for reducing the illuminance on the object is preferable. According to various visual experiments, when the distance D uvSSL from the black body radiation locus is reduced in an appropriate range as described above, the feeling of brightness is improved. This is preferable because the energy consumption of the light emitting device can be suppressed. Similarly, when the distance D uvSSL from the black body radiation locus is increased within an appropriate range, it is also preferable to increase the illuminance to maintain a good color appearance of the illumination target.
また、最近接している異なる発光領域全体を包絡する仮想外周上にある任意の２点がつくる最大距離をＬ、発光装置と照明対象物の距離をＨとした際に、５×Ｌ≦Ｈ≦５００×Ｌとなるように距離Ｈを設定する照明方法であることが好ましい。
この際、距離を測定する発光装置の基点は、発光装置の照射口である。
このような照明方法により、発光装置を照明対象物の位置から観測した際に、光源としての色分離が視認し難く、照明対象物に対して空間的に色ムラが発生しにくくなるため好ましい。
Further, when the maximum distance formed by any two points on the virtual outer circumference enveloping the entire different light emitting regions that are closest to each other is L, and the distance between the light emitting device and the illumination object is H, 5 × L ≦ H ≦ It is preferable that the distance H is set so as to be 500 × L.
At this time, the base point of the light emitting device for measuring the distance is the irradiation port of the light emitting device.
Such an illumination method is preferable because when the light-emitting device is observed from the position of the illumination object, color separation as a light source is difficult to visually recognize and color unevenness hardly occurs on the illumination object.
最近接している異なる発光領域全体を包絡する仮想外周上にある任意の２点がつくる最大距離Ｌ、発光装置と照明対象物の距離Ｈにおいて、Ｈは、５×Ｌ以上が好ましく、１０×Ｌ以上がより好ましく、１５×Ｌ以上が非常に好ましく、２０×Ｌ以上が格段に好ましい。これらはＨが適切な範囲で大きい方が、すなわち、異なる発光領域を包絡する仮想外周上にある任意の２点の最大距離Ｌよりも十分に離れていれば、異なる発光領域から出射される光が空間的に十分に混色するために好ましい。一方、Ｈは、５００×Ｌ以下であることが好ましく、２５０×Ｌ以下であることがより好ましく、１００×Ｌ以下であることが非常に好ましく、５０×Ｌ以下であることが格段に好ましい。これらは、Ｈが必要以上に離れると照明対象物に対して十分な照度が確保されなくなるためであって、適切な範囲の駆動電力で好ましい照度環境を実現するために重要である。 In the maximum distance L formed by any two points on the virtual outer circumference enveloping the different light emitting areas that are closest to each other, and the distance H between the light emitting device and the illumination object, H is preferably 5 × L or more, and 10 × L The above is more preferable, 15 × L or more is very preferable, and 20 × L or more is particularly preferable. The light emitted from the different light emitting regions is larger if H is larger in an appropriate range, that is, if the distance is sufficiently larger than the maximum distance L between any two points on the virtual outer circumference enveloping different light emitting regions. Is preferable because of sufficient color mixing spatially. On the other hand, H is preferably 500 × L or less, more preferably 250 × L or less, very preferably 100 × L or less, and particularly preferably 50 × L or less. These are because if H is more than necessary, sufficient illuminance is not secured for the object to be illuminated, and is important for realizing a preferable illuminance environment with an appropriate range of driving power.
以下には、本発明の屋外で見たような、自然で、生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、物体の見えとなる発光装置及び照明方法を実施するための好ましい実施形態を以下に説明するが、本発明の発光装置及び照明方法を実施するための態様は、以下の説明で用いたものに限定されない。 In the following, preferred implementations for implementing a light emitting device and lighting method that makes natural, lively, highly visible, comfortable, color-visible, object-visible as seen outdoors of the present invention Although a form is demonstrated below, the aspect for implementing the light-emitting device and illumination method of this invention is not limited to what was used by the following description.
本発明の照明方法は、照明対象物に対して照射され、色刺激となる試験光の測光学的特性が適切な範囲にあり、かつ、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色票の色の見えの差が適切な範囲にあれば、発光装置の構成、材料等に制約はない。 In the illumination method of the present invention, the fifteen colors are assumed assuming that the photometric characteristics of the test light that is emitted to the object to be illuminated and is a color stimulus are in an appropriate range and are illuminated with the reference light for calculation. If the difference between the color appearance of the vote and the color appearance of the 15-color chart assuming the illumination with the measured test light spectral distribution is within an appropriate range, there are no restrictions on the configuration, material, and the like of the light emitting device.
本発明の発光装置は、発光装置から主たる放射方向に出射され、照明対象物に対して色刺激となる試験光の放射計測学的特性、測光学的特性が適切な範囲にあれば、発光装置の構成、材料等に制約はない。 The light-emitting device of the present invention emits light from the light-emitting device in the main radiation direction, and the light-measuring device is suitable if the radiometric characteristics and the photometric characteristics of the test light that is a color stimulus for the illumination object are within an appropriate range. There are no restrictions on the configuration, materials, etc.
本発明の照明方法又は発光装置を実施するための照明光源、当該照明光源を含む照明器具、当該照明光源や照明器具を含む照明システム等の発光装置は、少なくとも１つの発光要素である半導体発光素子を含んでいる。半導体発光素子を含む照明光源は、たとえば青色、緑色、赤色の種類の異なる複数の半導体発光素子が１つの照明光源中に内在していてもよく、また、１つの照明光源の中には青色半導体発光素子を含み、異なる１つの照明光源中に緑色半導体発光素子を含み、さらに異なる１つの照明光源中に赤色半導体発光素子を含み、これらが照明器具の中でレンズ、反射鏡、駆動回路等とともに一体とされて照明システムに提供されてもよい。さらに、１つの照明器具中に１つの照明光源があり、この中に単体の半導体発光素子が内在しているような場合であって、単体の照明光源、照明器具としては本発明の照明方法又は発光装置を実施できないものの、照明システム中に存在する異なる照明器具からの光との加法混色によって、照明システムとして放射される光が、照明対象物の位置で所望の特性を満足するようにしてもかまわないし、照明システムとして放射される光のうち主たる放射方向の光が、所望の特性を満足するようにしてもかまわない。いずれのような形態であっても、照明対象物に最終的に照射される色刺激としての光が、又は、発光装置から出射される光のうち主たる放射方向の光が、本発明の適切な条件を満たせばよい。 A light emitting device for implementing the illumination method or the light emitting device of the present invention, a lighting device including the lighting light source, a light emitting device such as a lighting system including the lighting light source or the lighting device, and a semiconductor light emitting element as at least one light emitting element Is included. In the illumination light source including the semiconductor light emitting element, for example, a plurality of semiconductor light emitting elements of different types of blue, green, and red may be included in one illumination light source, and a blue semiconductor is included in one illumination light source. A light emitting element, including a green semiconductor light emitting element in a different illumination light source, and further including a red semiconductor light emitting element in a different illumination light source, together with a lens, a reflector, a drive circuit, etc. It may be integrated into the lighting system. Furthermore, there is one illumination light source in one lighting fixture, and a single semiconductor light emitting element is contained therein, and the lighting method of the present invention or Although the light emitting device cannot be implemented, the light emitted as the lighting system may satisfy the desired characteristics at the position of the lighting object by additive color mixing with light from different lighting fixtures existing in the lighting system. Of course, the light in the main radiation direction among the light emitted as the illumination system may satisfy the desired characteristics. In any form, the light as the color stimulus that is finally irradiated to the illumination object or the light in the main radiation direction among the light emitted from the light emitting device is suitable for the present invention. It only has to satisfy the conditions.
以下は、前記の適切な条件を満たしたうえで、本発明の実施態様に係る、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、物体の見えを達成できる発光装置が好ましく有すべき特性に関して記載する。 The following is a natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, object appearance, as seen outdoors, in accordance with an embodiment of the present invention after satisfying the appropriate conditions described above. The characteristics that the light emitting device capable of achieving the appearance should preferably have will be described.
本発明の実施態様に係る発光装置は、Λ１（３８０ｎｍ）からΛ２（４９５ｎｍ）の短波長領域内にピークを有する発光要素（発光材料）を有し、かつ、Λ２（４９５ｎｍ）からΛ３（５９０ｎｍ）の中間波長領域内にピークを有する別の発光要素（発光材料）を有し、さらに、Λ３（５９０ｎｍ）から７８０ｎｍまでの長波長領域内にピークを有するさ
らに別な発光要素（発光材料）を有することが好ましい。これはそれぞれの発光要素を独立して強度設定あるいは強度制御することが、好ましい色の見えを容易に実現し得るからである。
A light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a light emitting element (light emitting material) having a peak in a short wavelength region of Λ1 (380 nm) to Λ2 (495 nm), and Λ2 (495 nm) to Λ3 (590 nm). Another light emitting element (light emitting material) having a peak in the intermediate wavelength region, and further having another light emitting element (light emitting material) having a peak in the long wavelength region from Λ3 (590 nm) to 780 nm It is preferable. This is because it is possible to easily realize a preferable color appearance by independently setting or controlling the intensity of each light emitting element.
よって、本発明の実施態様に係る発光装置は、上記それぞれの３波長領域中に発光ピークを有する発光要素（発光材料）を少なくとも１種類ずつ有することが好ましく、また、当該３波長領域の中の２領域には１種類ずつ、他の１領域は複数の発光要素（発光材料）を有することがより好ましく、さらに、当該３波長領域中の１領域には１種類の、他の２領域は複数の発光要素（発光材料）を有することが非常に好ましく、当該３波長領域のすべてにおいて、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。 Therefore, the light emitting device according to the embodiment of the present invention preferably includes at least one kind of light emitting element (light emitting material) having a light emission peak in each of the above three wavelength regions. It is more preferable that each of the two regions has one type, and the other one region has a plurality of light emitting elements (light emitting materials). Furthermore, one region in the three wavelength regions has one type, and the other two regions have a plurality. It is very preferable to have a light-emitting element (light-emitting material), and it is particularly preferable to have a plurality of light-emitting elements in all the three wavelength regions. This is because the control of the spectral distribution is remarkably improved by incorporating the light-emitting elements so as to have two or more peak wavelengths in one region, and mathematically, the color appearance of the illuminated object is desired. This is because it becomes easier to control.
よって、半導体発光素子を蛍光体用励起光源として使用した現実の発光装置においては、１発光装置中の蛍光体種類は２種類とし、半導体発光素子の波長と合わせて当該３波長領域それぞれにピーク波長を有するのが好ましい。さらに、蛍光体種類は３種類とし、半導体発光素子の波長と合わせて当該３波長領域の中の少なくとも１領域は２種類の発光要素が内在するようにすることがより好ましい。このような考えから、蛍光体種類は４種類以上が非常に好ましく、５種類が格段に好ましい。特に６種類以上の蛍光体が１光源内に存在すると、蛍光体間の相互吸収等でスペクトルの制御性は逆に低下してしまうため好ましくなくなっていく。また、これとは別の観点で、簡便な発光装置実現との観点では、蛍光体種類は１種類とし、半導体発光素子の発光ピークと合わせて２種類の発光要素で発光装置を構成しても構わない。 Therefore, in an actual light-emitting device using a semiconductor light-emitting element as an excitation light source for a phosphor, there are two types of phosphors in one light-emitting device, and the peak wavelength is set in each of the three wavelength regions together with the wavelength of the semiconductor light-emitting element. It is preferable to have. Furthermore, it is more preferable that there are three types of phosphors, and two types of light emitting elements are present in at least one of the three wavelength regions together with the wavelength of the semiconductor light emitting element. From such an idea, 4 or more types of phosphors are very preferable, and 5 types are extremely preferable. In particular, if there are six or more types of phosphors in one light source, the controllability of the spectrum deteriorates due to mutual absorption between the phosphors, which is not preferable. In addition, from the viewpoint of realizing a simple light-emitting device from another viewpoint, the phosphor type may be one, and the light-emitting device may be configured with two types of light-emitting elements together with the light emission peak of the semiconductor light-emitting element. I do not care.
また、異なるピーク波長を有する半導体発光素子のみで実際の発光装置を構成した場合もこれと同様である。すなわち、好ましい分光分布を実現する観点では、１光源中の半導体発光素子の種類は、３種類以上が好ましく、４種類以上がより好ましく、５種類以上が非常に好ましく、６種類が格段に好ましい。７種類以上の場合には光源中への搭載の煩雑さ等が発生するために好ましくなくなってしまう。また、これとは別の、簡便な発光装置実現との観点では、半導体発光素子は２種類で発光装置を構成しても構わない。 The same applies to a case where an actual light-emitting device is configured by only semiconductor light-emitting elements having different peak wavelengths. That is, from the viewpoint of realizing a preferable spectral distribution, the number of semiconductor light emitting elements in one light source is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, very preferably 5 or more, and 6 is particularly preferable. In the case of seven types or more, the complexity of mounting in the light source occurs, which is not preferable. In addition, from the viewpoint of realizing a simple light-emitting device different from this, the light-emitting device may be configured with two types of semiconductor light-emitting elements.
なお、半導体発光素子と蛍光体を自在に混合搭載することも可能であって、青色発光素子と２種類（緑色、赤色）の蛍光体を１光源内に搭載しても良く、また、青色発光素子と３種類（緑色、赤色１、赤色２）の蛍光体を１光源内に搭載してもよい。さらに、紫色発光素子と４種類の蛍光体（青色、緑色、赤色１、赤色２）を１光源内に搭載してもよい。さらには、１つの光源の中に、青色発光素子と２種類（緑色、赤色）の蛍光体搭載している部分と、紫色発光素子と３種類の蛍光体（青色、緑色、赤色）を搭載している部分を内在させてもよい。 It is also possible to freely mix and mount the semiconductor light emitting element and the phosphor, and the blue light emitting element and two kinds of phosphors (green and red) may be mounted in one light source. The element and three types of phosphors (green, red 1, red 2) may be mounted in one light source. Furthermore, you may mount a purple light emitting element and four types of fluorescent substance (blue, green, red 1, red 2) in 1 light source. Furthermore, a single light source is equipped with a blue light emitting element and two types of phosphors (green and red), and a purple light emitting element and three types of phosphors (blue, green and red). The portion that is present may be included.
各３波長領域内の発光要素（発光材料）は、ピーク部分の強度やピーク間の谷の強度を制御する観点から、すなわち適切な凹凸を分光分布に形成する観点から、少なくとも１つは比較的狭帯域な発光要素を含んでいることが好ましい。逆に各３波長領域の幅と同程度の幅を有する発光要素だけでは、分光分布に適切な凹凸を形成することは難しい。よって、本発明においては、少なくとも１つは比較的狭帯域な発光要素を含んでいることが好ましいが、さらに、各３波長領域中の２領域に比較的狭帯域な発光要素を含んでいることはよりこのましく、３波長領域全ての領域に比較的狭帯域な発光要素を含んでいることはよりこのましい。この際に、比較的狭帯域な発光要素はそれ単体だけがある波長領域内の発光要素となっていてもよいが、比較的狭帯域な発光要素が当該波長領域内に複数種類存在していることはより好ましく、さらに、比較的狭帯域な発光要素と比較的広帯域な発光要
素が当該波長領域内にともに存在していることもより好ましい。
From the viewpoint of controlling the intensity of the peak portion and the intensity of the valley between peaks, that is, from the viewpoint of forming appropriate unevenness in the spectral distribution, at least one of the light emitting elements (light emitting materials) in each of the three wavelength regions is relatively It preferably includes a narrow band light emitting element. Conversely, it is difficult to form appropriate irregularities in the spectral distribution only with a light emitting element having a width comparable to the width of each of the three wavelength regions. Therefore, in the present invention, it is preferable that at least one includes a light emitting element having a relatively narrow band, but further includes light emitting elements having a relatively narrow band in two of the three wavelength regions. More preferably, it includes a relatively narrow-band light-emitting element in all three wavelength regions. In this case, the light emitting element having a relatively narrow band may be a light emitting element in a wavelength region where only the light emitting element is present, but there are a plurality of types of light emitting elements having a relatively narrow band in the wavelength region. It is more preferable that the light emitting element having a relatively narrow band and the light emitting element having a relatively wide band are both present in the wavelength region.
なお、ここで言う比較的狭帯域とは、発光要素（発光材料）の半値全幅が、短波長領域（３８０ｎｍから４９５ｎｍ）、中間波長領域（４９５ｎｍから５９０ｎｍ）、長波長領域（５９０ｎｍから７８０ｎｍ）のそれぞれの領域幅である１１５ｎｍ、９５ｎｍ、１９０ｎｍに対して、２／３以下であるものをいう。また、比較的狭帯域の発光要素の中でも、その半値全幅は、それぞれの領域幅に対して１／２以下であることが好ましく、１／３以下であることがより好ましく、１／４以下であることが非常に好ましく、１／５以下であることが格段に好ましい。また、過度に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、当該半値全幅は、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。 In addition, the comparatively narrow band here means that the full width at half maximum of the light emitting element (light emitting material) is a short wavelength region (380 nm to 495 nm), an intermediate wavelength region (495 nm to 590 nm), and a long wavelength region (590 nm to 780 nm). That is, 2/3 or less with respect to the respective region widths of 115 nm, 95 nm, and 190 nm. Further, among the light emitting elements having a relatively narrow band, the full width at half maximum is preferably 1/2 or less, more preferably 1/3 or less, and 1/4 or less with respect to the width of each region. It is very preferable that it is 1/5 or less. In addition, an excessively narrow narrow band spectrum may not achieve a desired characteristic unless a plurality of types of light emitting elements are mounted in the light emitting device. Therefore, the full width at half maximum is preferably 2 nm or more, and 4 nm or more. More preferably, 6 nm or more is very preferable, and 8 nm or more is particularly preferable.
これらは、所望の分光分布実現の観点から記載すれば、比較的狭帯域の発光要素（発光材料）の組み合わせとすると、分光分布に凹凸形状が形成しやすく、視覚実験で適切な範囲が明らかとなった指標Ａｃｇ、放射効率Ｋ（ｌｍ／Ｗ）等を、所望の値にしやすくなるため、好ましい。また、当該光を色刺激としてとらえ、当該発光装置での照明を仮定した場合の当該１５色票の色の見えと、計算用基準光での照明を仮定した場合の色の見えとの差も、発光要素の中に比較的狭帯域なそれを内在させることで、飽和度制御、特に視覚実験で適切な範囲が明らかとなった｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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。 From the viewpoint of realizing a desired spectral distribution, when a combination of light emitting elements (light emitting materials) having a relatively narrow band is used, it is easy to form an uneven shape in the spectral distribution, and an appropriate range is clear through visual experiments. The index A cg , the radiation efficiency K (lm / W), and the like are preferable because they are easily set to desired values. Also, the difference between the color appearance of the 15 color chart when the light is regarded as a color stimulus and the illumination with the light emitting device is assumed and the color appearance when the illumination with the calculation reference light is assumed By incorporating a relatively narrow band in the light emitting element, an appropriate range was revealed by saturation control, particularly visual experiment. | Δh n |, SAT av , ΔC n , | ΔC max −ΔC It is preferable because min | Furthermore, it is preferable to use a relatively narrow-band phosphor because the D uv control becomes easier than in the case of using a broadband phosphor.
本発明の実施態様に係る発光装置においては以下の発光材料、蛍光体材料、半導体発光素子が発光要素として発光装置に内在することが好ましい。 In the light-emitting device according to the embodiment of the present invention, the following light-emitting material, phosphor material, and semiconductor light-emitting element are preferably included in the light-emitting device as a light-emitting element.
まず、当該３波長領域の中のΛ１（３８０ｎｍ）からΛ２（４９５ｎｍ）の短波長領域においては、熱フィラメント等からの熱放射光、蛍光管、高圧ナトリウムランプ等からの放電放射光、レーザ等からの誘導放出光、半導体発光素子からの自然放出光、蛍光体からの自然放出光等あらゆる光源から出る光を含むことが可能である。この中でも特に光励起された蛍光体からの発光、半導体発光素子からの発光、半導体レーザからの発光は、小型で、エネルギー効率が高く、比較的狭帯域発光も可能であることから、好ましい。 First, in the short wavelength region of Λ1 (380 nm) to Λ2 (495 nm) in the three wavelength regions, heat radiation from a hot filament, discharge radiation from a fluorescent tube, high pressure sodium lamp, etc., laser, etc. It is possible to include light emitted from any light source such as spontaneous emission light, spontaneous emission light from a semiconductor light emitting element, spontaneous emission light from a phosphor, and the like. Among these, light emission from a photoexcited phosphor, light emission from a semiconductor light emitting element, and light emission from a semiconductor laser are preferable because they are small in size, high in energy efficiency, and capable of relatively narrow band light emission.
具体的には、以下が好ましい。
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。
Specifically, the following is preferable.
As a semiconductor light emitting element, a purple light emitting element (peak wavelength is about 395 nm to about 420 nm) including a In (Al) GaN-based material formed on a sapphire substrate or a GaN substrate in an active layer structure, a blue purple light emitting element (peak A blue light emitting element (having a peak wavelength of about 455 nm to 485 nm) is preferable. Further, a blue light emitting element (peak wavelength is about 455 nm to 485 nm) containing Zn (Cd) (S) Se-based material formed on a GaAs substrate in the active layer structure is also preferable.
なお、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、そのピーク波長は、周辺温度、パッケージや灯具等の発光装置の放熱環境、注入電流、回路構成、あるいは場合によっては劣化等によって、若干変動するのが常である。よって、ある駆動条件でのピーク波長が４１８ｎｍの半導体発光素子は、周辺環境の温度が上昇するとたとえば４２１ｎｍのピーク波長を呈する場合などもある。
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。
Note that the spectral distribution of the radiant flux exhibited by light emitting elements (light emitting materials) such as semiconductor light emitting elements and phosphors, and the peak wavelength thereof are the ambient temperature, the heat radiation environment of light emitting devices such as packages and lamps, injection current, circuit configuration, Or, in some cases, it is usually slightly changed due to deterioration or the like. Therefore, a semiconductor light emitting device having a peak wavelength of 418 nm under a certain driving condition may exhibit a peak wavelength of 421 nm, for example, when the temperature of the surrounding environment increases.
The same applies to the spectral distribution of the radiant flux and the peak wavelength exhibited by light emitting elements (light emitting materials) such as semiconductor light emitting elements and phosphors described below.
活性層構造は、量子井戸層とバリア層を積層した多重量子井戸構造でも、あるいは比較的厚い活性層とバリア層（あるいはクラッド層）を含む一重あるいは二重ヘテロ構造でも、１つのｐｎ接合からなるホモ接合であってもよい。 The active layer structure may be a multiple quantum well structure in which a quantum well layer and a barrier layer are stacked, or a single or double hetero structure including a relatively thick active layer and a barrier layer (or a clad layer), which consists of a single pn junction. It may be homozygous.
特に、活性層がＩｎ（Ａｌ）ＧａＮ系材料含む場合には、青色発光素子と比較すると、活性層構造内でＩｎ濃度が低くなる青紫色発光素子、紫色発光素子は、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。さらに、青紫色発光素子、紫色発光素子は、波長が本波長領域である３８０ｎｍから４９５ｎｍの比較的外側（短波長側）寄りに位置し、Ｄｕｖの制御が容易となるために、好ましい。すなわち、本発明においてΛ１（３８０ｎｍ）からΛ２（４９５ｎｍ）の短波長領域に発光ピークを有する半導体発光素子は、青色発光素子（ピーク波長が４５５ｎｍから４８５ｎｍ程度）が好ましく、これより波長の短い青紫色発光素子（ピーク波長が４２０ｎｍから４５５ｎｍ程度）がより好ましく、紫色発光素子（ピーク波長が３９５ｎｍから４２０ｎｍ程度）が非常に好ましい。また、これらの発光素子を複数種類使用することも好ましい。 In particular, when the active layer contains an In (Al) GaN-based material, the blue-violet light-emitting element and the violet light-emitting element whose In concentration is lower in the active layer structure than the blue light-emitting element are emitted by the segregation of In. This is preferable because fluctuation is reduced and the full width at half maximum of the emission spectrum is reduced. Further, the blue-violet light-emitting element and the violet light-emitting element are preferable because they are positioned relatively on the outer side (short wavelength side) of wavelengths from 380 nm to 495 nm, which is the wavelength region, and D uv can be easily controlled. That is, in the present invention, the semiconductor light emitting device having a light emission peak in the short wavelength region of Λ1 (380 nm) to Λ2 (495 nm) is preferably a blue light emitting device (peak wavelength is about 455 nm to 485 nm), and a blue-violet color having a shorter wavelength than this. A light emitting element (peak wavelength is about 420 nm to about 455 nm) is more preferable, and a purple light emitting element (peak wavelength is about 395 nm to about 420 nm) is very preferable. It is also preferable to use a plurality of these light emitting elements.
また、発光要素として半導体レーザを用いることも好ましく、上記と同様の理由で、青色半導体レーザ（発振波長が４５５ｎｍから４８５ｎｍ程度）が好ましく、これより波長の長い青紫色半導体レーザ（発振波長が４２０ｎｍから４５５ｎｍ程度）がより好ましく、紫色半導体レーザ（発振波長が３９５ｎｍから４２０ｎｍ程度）が非常に好ましい。 It is also preferable to use a semiconductor laser as the light emitting element. For the same reason as described above, a blue semiconductor laser (oscillation wavelength is about 455 nm to 485 nm) is preferable, and a blue-violet semiconductor laser having a longer wavelength (oscillation wavelength from 420 nm) is preferable. About 455 nm) is more preferable, and a violet semiconductor laser (with an oscillation wavelength of about 395 nm to 420 nm) is very preferable.
本発明の実施態様に係る発光装置で用いる短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、短波長領域で用いる半導体発光素子の半値全幅は、４５ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以下がより好ましく、３５ｎｍ以下が非常に好ましく、３０ｎｍ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、短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。 The semiconductor light emitting element in the short wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention preferably has a narrow full width at half maximum of its emission spectrum. In this respect, the full width at half maximum of the semiconductor light emitting element used in the short wavelength region is preferably 45 nm or less, more preferably 40 nm or less, very preferably 35 nm or less, and particularly preferably 30 nm or less. In addition, since an extremely narrow band spectrum may not be able to realize desired characteristics unless many types of light emitting elements are mounted in the light emitting device, the full width at half maximum of the semiconductor light emitting element used in the short wavelength region is 2 nm or more. Is preferable, 4 nm or more is more preferable, 6 nm or more is very preferable, and 8 nm or more is particularly preferable.
本発明の実施態様に係る発光装置で用いる短波長領域の半導体発光素子は、Ｉｎ（Ａｌ）ＧａＮ系材料を活性層構造中に含むことが好ましいことから、サファイア基板上またはＧａＮ基板上に形成された発光素子であることが好ましい。特にＧａＮ基板上に形成された発光素子の活性層中のＩｎ偏析度合は、サファイア基板上に形成された場合よりも良好である。これは基板と活性層構造材料との格子整合性に依っている。このため、ＧａＮ基板上のＩｎ（Ａｌ）ＧａＮ発光スペクトルの半値全幅はより狭くできるために、本発明との格段の相乗効果が期待でき、非常に好ましい。さらには、ＧａＮ基板上の発光素子であっても、特に半極性面、無極性面上に形成された素子が好ましい。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。 Since the semiconductor light emitting element in the short wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention preferably includes an In (Al) GaN-based material in the active layer structure, it is formed on a sapphire substrate or a GaN substrate. A light emitting element is preferable. In particular, the degree of In segregation in the active layer of the light emitting device formed on the GaN substrate is better than that formed on the sapphire substrate. This depends on the lattice matching between the substrate and the active layer structure material. For this reason, since the full width at half maximum of the In (Al) GaN emission spectrum on the GaN substrate can be made narrower, a remarkable synergistic effect with the present invention can be expected, which is very preferable. Furthermore, even if it is a light emitting element on a GaN substrate, the element formed especially on the semipolar surface and the nonpolar surface is preferable. This reduces the piezoelectric polarization effect with respect to the crystal growth direction, which increases the spatial overlap of the spatial electron and hole wave functions in the quantum well layer, which in principle improves luminous efficiency and narrows the spectrum. This is because bandwidth can be realized. Therefore, it is very preferable to use a semiconductor light emitting element on a semipolar or nonpolar GaN substrate because a remarkable synergistic effect with the present invention can be expected.
また、基板の厚みは厚い場合か、半導体発光素子から完全に剥離されている場合のいずれかが好ましい。特にＧａＮ基板上に短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。 Further, it is preferable that the thickness of the substrate is either thick or completely separated from the semiconductor light emitting element. In particular, when a semiconductor light emitting device having a short wavelength region is formed on a GaN substrate, the substrate is preferably thick, preferably 100 μm or more, more preferably 200 μm or more, so as to facilitate light extraction from the side wall of the GaN substrate. 400 μm or more is very preferable, and 600 μm or more is particularly preferable. On the other hand, the thickness of the substrate is preferably 2 mm or less, more preferably 1.8 mm or less, very preferably 1.6 mm or less, and particularly preferably 1.4 mm or less from the viewpoint of device preparation.
一方サファイア基板上等に発光素子を作成した場合においては、レーザリフトオフ等の方法で基板を剥離しておくことが好ましい。このようにすると基板との極端な格子不整合のために広帯域化を助長してしまう量子井戸層にかかる応力が低減し、結果として発光素子のスペクトルの狭帯域化が実現できる。よって、サファイア基板等を剥離した発光素子は本発明との格段の相乗効果を期待でき、非常に好ましい。 On the other hand, when a light emitting element is formed on a sapphire substrate or the like, the substrate is preferably peeled off by a method such as laser lift-off. In this way, the stress applied to the quantum well layer that promotes the broadband due to the extreme lattice mismatch with the substrate is reduced, and as a result, the spectrum of the light emitting element can be narrowed. Therefore, a light-emitting element from which a sapphire substrate or the like is peeled off can be expected to have a remarkable synergistic effect with the present invention, which is very preferable.
本発明の実施態様に係る発光装置に用いる短波長領域の蛍光体材料としては、その半値全幅が狭いことが好ましい。この観点で、短波長領域で用いる蛍光体材料の、室温で光励起された場合の発光スペクトルの半値全幅は、９０ｎｍ以下が好ましく、８０ｎｍ以下がより好ましく、７０ｎｍ以下が非常に好ましく、６０ｎｍ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、短波長領域で用いる蛍光体材料の半値全幅は、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。 The phosphor material in the short wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention preferably has a narrow full width at half maximum. From this viewpoint, the full width at half maximum of the emission spectrum of the phosphor material used in the short wavelength region when excited at room temperature is preferably 90 nm or less, more preferably 80 nm or less, very preferably 70 nm or less, and particularly 60 nm or less. Is preferable. In addition, since an extremely narrow band spectrum may not be able to realize desired characteristics unless a plurality of types of light emitting elements are mounted in the light emitting device, the full width at half maximum of the phosphor material used in the short wavelength region is 2 nm or more. Is preferable, 4 nm or more is more preferable, 6 nm or more is very preferable, and 8 nm or more is particularly preferable.
短波長領域の蛍光体材料においては、当該蛍光体材料を励起する都合とＤｕｖの制御性を考慮し、以下の範囲にピーク波長を有することが好ましい。光励起する場合には、ピーク波長が４５５ｎｍから４８５ｎｍであることが好ましく、これより波長の短い４２０ｎｍから４５５ｎｍであることがより好ましい。一方、電子線励起する場合には、ピーク波長が４５５ｎｍから４８５ｎｍであることが好ましく、これより波長の短い４２０ｎｍから４５５ｎｍであることがより好ましく、ピーク波長が３９５ｎｍから４２０ｎｍであることが非常に好ましい。 The phosphor material in the short wavelength region preferably has a peak wavelength in the following range in consideration of the convenience of exciting the phosphor material and the controllability of D uv . In the case of photoexcitation, the peak wavelength is preferably from 455 nm to 485 nm, and more preferably from 420 nm to 455 nm, which has a shorter wavelength. On the other hand, in the case of electron beam excitation, the peak wavelength is preferably from 455 nm to 485 nm, more preferably from 420 nm to 455 nm, which is shorter than this, and the peak wavelength is very preferably from 395 nm to 420 nm. .
本発明の実施態様に係る発光装置に用いる短波長領域の蛍光体材料の具体例としては、上記半値全幅を満たすものであれば好ましく用いることができるが、Ｅｕ２＋を付活剤としアルカリ土類アルミン酸塩またはアルカリ土類ハロリン酸塩からなる結晶を母体とする青色蛍光体がある。より具体的には下記一般式（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が挙げられる。
（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）、（Ｓｒ，Ｂａ）３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋蛍光体などが好ましく例示できる。
Specific examples of the phosphor material in the short wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention can be preferably used as long as the full width at half maximum is satisfied. Eu 2+ is used as an activator and alkaline earths. There are blue phosphors based on crystals of aluminates or alkaline earth halophosphates. More specifically, a phosphor represented by the following general formula (5), a phosphor represented by the following general formula (5) ′, (Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu 2+ , and (Ba, Sr, Ca, Mg) Si 2 O 2 N 2 : Eu.
(Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Mn, Eu (5)
(The alkaline earth aluminate phosphor represented by the general formula (5) is referred to as a BAM phosphor.)
Sr a Ba b Eu x (PO 4) c X d (5) '
(In the general formula (5) ′, X is Cl. Also, c, d and x are 2.7 ≦ c ≦ 3.3, 0.9 ≦ d ≦ 1.1, 0.3 ≦ x ≦. In addition, a and b satisfy the conditions of a + b = 5-x and 0 ≦ b / (a + b) ≦ 0.6) (general formula (5)
Among the alkaline earth halophosphate phosphors represented by ′, those containing Ba are called SBCA phosphors, and those containing no Ba are called SCA phosphors. )
These phosphors, BAM phosphor, SBCA phosphor, SCA phosphor, and Ba-SION phosphor ((Ba, Sr, Ca, Mg) Si 2 O 2 N 2 : Eu), (Sr, Ba) Preferred examples include 3 MgSi 2 O 8 : Eu 2+ phosphor.
次いで、当該３波長領域の中のΛ２（４９５ｎｍ）からΛ３（５９０ｎｍ）の中間波長領域においては、熱フィラメント等からの熱放射光、蛍光管、高圧ナトリウムランプ等からの放電放射光、非線形光学効果を用いた二次高調波発生（ＳＨＧ）等を含むレーザ等からの誘導放出光、半導体発光素子からの自然放出光、蛍光体からの自然放出光等あらゆる光源から出る光を含むことが可能である。この中でも特に光励起された蛍光体からの発光、半導体発光素子からの発光、半導体レーザ、ＳＨＧレーザからの発光は、小型で、エネルギー効率が高く、比較的狭帯域発光も可能であることから、好ましい。 Next, in the intermediate wavelength region from Λ2 (495 nm) to Λ3 (590 nm) in the three wavelength regions, thermal radiation from a hot filament, discharge radiation from a fluorescent tube, high-pressure sodium lamp, etc., nonlinear optical effect It is possible to include light emitted from any light source such as stimulated emission light from a laser including second harmonic generation (SHG) using SEM, spontaneous emission light from a semiconductor light emitting device, spontaneous emission light from a phosphor, etc. is there. Among these, light emission from a photoexcited phosphor, light emission from a semiconductor light emitting element, light emission from a semiconductor laser, and an SHG laser are preferable because they are small in size, high in energy efficiency, and capable of relatively narrow band light emission. .
具体的には、以下が好ましい。
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。
Specifically, the following is preferable.
As a semiconductor light emitting device, a blue-green light emitting device (peak wavelength is about 495 nm to about 500 nm) or a green light emitting device (peak wavelength is 500 nm) containing an In (Al) GaN-based material on a sapphire substrate or a GaN substrate in an active layer structure. To 530 nm), a yellow-green light emitting element (peak wavelength is about 530 nm to 570 nm), and a yellow light emitting element (peak wavelength is about 570 nm to 580 nm). Further, a yellow-green light emitting element by GaP on the GaP substrate (peak wavelength is about 530 nm to 570 nm) and a yellow light emitting element by GaAsP on the GaP substrate (peak wavelength is about 570 nm to 580 nm) are also preferable. Furthermore, a yellow light emitting element (peak wavelength is about 570 nm to about 580 nm) by AlInGaP on a GaAs substrate is also preferable.
活性層構造は、量子井戸層とバリア層を積層した多重量子井戸構造でも、あるいは比較的厚い活性層とバリア層（あるいはクラッド層）を含む一重あるいは二重ヘテロ構造でも、１つのｐｎ接合からなるホモ接合であってもよい。
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。
The active layer structure may be a multiple quantum well structure in which a quantum well layer and a barrier layer are stacked, or a single or double hetero structure including a relatively thick active layer and a barrier layer (or a clad layer), which consists of a single pn junction. It may be homozygous.
In particular, when an In (Al) GaN-based material is used, the yellow-green light-emitting element, the green light-emitting element, and the blue-green light-emitting element whose In concentration is lower in the active layer structure than the yellow light-emitting element are segregated in In. Is preferable because the fluctuation of the emission wavelength due to is reduced and the full width at half maximum of the emission spectrum is reduced. That is, in the present invention, the semiconductor light emitting device having a light emission peak in the intermediate wavelength region of Λ2 (495 nm) to Λ3 (590 nm) is preferably a yellow light emitting device (peak wavelength is about 570 nm to 580 nm), and a yellowish green having a shorter wavelength than this. A light emitting element (peak wavelength is about 530 nm to 570 nm) is more preferable, a green light emitting element having a shorter wavelength (peak wavelength is about 500 nm to about 530 nm) is very preferable, and a blue-green light emitting element (peak wavelength is about 495 nm to about 500 nm). It is particularly preferable.
また、発光要素として半導体レーザや、半導体レーザの発振波長を非線形光学効果によって波長変換したＳＨＧレーザ等を用いることも好ましい。発振波長としては、上記と同様の理由で、黄色（ピーク波長が５７０ｎｍから５８０ｎｍ程度）領域内であることが好ましく、これより波長の短い黄緑色（ピーク波長が５３０ｎｍから５７０ｎｍ程度）領域内であることがより好ましく、これより波長の短い緑色（ピーク波長が５００ｎｍから５３０ｎｍ程度）領域内であることが非常に好ましく、さらに、青緑色（ピーク波長が４９５ｎｍから５００ｎｍ程度）領域内であることが格段に好ましい。 It is also preferable to use a semiconductor laser, a SHG laser in which the oscillation wavelength of the semiconductor laser is wavelength-converted by a nonlinear optical effect, or the like as the light emitting element. The oscillation wavelength is preferably in the yellow (peak wavelength is about 570 nm to 580 nm) region for the same reason as described above, and in the yellow-green region (the peak wavelength is about 530 nm to 570 nm) shorter than this. More preferably, it is very preferable to be in the green region (peak wavelength is about 500 nm to 530 nm) with a shorter wavelength than this, and it is particularly preferable to be in the blue green region (peak wavelength is about 495 nm to 500 nm). Is preferable.
本発明の実施態様に係る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。 The semiconductor light emitting element in the intermediate wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention preferably has a narrow full width at half maximum of its emission spectrum. From this viewpoint, the full width at half maximum of the semiconductor light emitting element used in the intermediate wavelength region is preferably 75 nm or less, more preferably 60 nm or less, very preferably 50 nm or less, and particularly preferably 40 nm or less. In addition, since an extremely narrow band spectrum may not be able to realize desired characteristics unless many types of light emitting elements are mounted in the light emitting device, the full width at half maximum of the semiconductor light emitting element used in the intermediate wavelength region is 2 nm or more. Is preferable, 4 nm or more is more preferable, 6 nm or more is very preferable, and 8 nm or more is particularly preferable.
本発明の実施態様に係る発光装置で用いる中間波長領域の半導体発光素子は、Ｉｎ（Ａｌ）ＧａＮ系材料を活性層構造中に含む場合には、サファイア基板上かＧａＮ基板上に形成された発光素子であることが好ましい。また、特にＧａＮ基板上形成された発光素子であることがより好ましい。これは、中間波長領域のＩｎＡｌＧａＮ系素子を作成するには、Ｉｎを比較的多量に活性層構造中に導入する必要があるが、ＧａＮ基板上に形成した場合には、サファイア基板上に形成した場合と比較して、基板との格子定数差に起因する圧電効果が低減し、量子井戸層内にキャリアを注入した場合の電子／正孔の空間的分離を抑制できるからである。この結果、発光波長の半値全幅は狭帯域化可能である。よって本発明においては、ＧａＮ基板上の中間波長領域の発光素子では、格段の相乗効果が期待されるため、好ましい。さらにはＧａＮ基板上の発光素子であっても、特に半極性面、無極性
面上に形成された素子が好ましい。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。
The semiconductor light emitting element in the intermediate wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention has a light emission formed on a sapphire substrate or a GaN substrate when the active layer structure includes an In (Al) GaN-based material. An element is preferred. In particular, a light emitting element formed on a GaN substrate is more preferable. In order to create an InAlGaN-based device in the intermediate wavelength region, it is necessary to introduce a relatively large amount of In into the active layer structure, but when it is formed on a GaN substrate, it is formed on a sapphire substrate. This is because the piezoelectric effect due to the difference in lattice constant from the substrate is reduced compared to the case, and the spatial separation of electrons / holes when carriers are injected into the quantum well layer can be suppressed. As a result, the full width at half maximum of the emission wavelength can be narrowed. Therefore, in the present invention, a light emitting element in the intermediate wavelength region on the GaN substrate is preferable because a remarkable synergistic effect is expected. Furthermore, even if it is a light emitting element on a GaN substrate, the element formed especially on the semipolar surface and the nonpolar surface is preferable. This reduces the piezoelectric polarization effect with respect to the crystal growth direction, which increases the spatial overlap of the spatial electron and hole wave functions in the quantum well layer, which in principle improves luminous efficiency and narrows the spectrum. This is because bandwidth can be realized. Therefore, it is very preferable to use a semiconductor light emitting element on a semipolar or nonpolar GaN substrate because a remarkable synergistic effect with the present invention can be expected.
いずれの基板上に形成されたいずれの半導体発光素子であっても、基板の厚みは厚い場合か完全に除去されている場合のいずれかが好ましい。
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。
Regardless of the semiconductor light emitting element formed on any substrate, it is preferable that the thickness of the substrate is either thick or completely removed.
In particular, when a semiconductor light emitting device having an intermediate wavelength region is formed on a GaN substrate, the substrate is preferably thick, preferably 100 μm or more, more preferably 200 μm or more, so as to facilitate light extraction from the side wall of the GaN substrate. 400 μm or more is very preferable, and 600 μm or more is particularly preferable. On the other hand, the thickness of the substrate is preferably 2 mm or less, more preferably 1.8 mm or less, very preferably 1.6 mm or less, and particularly preferably 1.4 mm or less from the viewpoint of device preparation.
また、ＧａＰ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も同様で、ＧａＰ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。 Similarly, when a semiconductor light emitting device having an intermediate wavelength region is formed on a GaP substrate, the substrate is preferably thick, preferably 100 μm or more, and 200 μm or more so as to promote light extraction from the GaP substrate side wall. More preferably, 400 μm or more is very preferable, and 600 μm or more is particularly preferable. On the other hand, the thickness of the substrate is preferably 2 mm or less, more preferably 1.8 mm or less, very preferably 1.6 mm or less, and particularly preferably 1.4 mm or less from the viewpoint of device preparation.
一方、ＧａＡｓ基板上に形成されたＡｌＩｎＧａＰ系材料の場合には、基板のバンドギャップが活性層構造を形成する材料のバンドギャップよりも小さいために、発光波長領域の光を吸収してしまう。このために、基板の厚みは薄い場合が好ましく、半導体発光素子から完全に剥離されている場合が好ましい。 On the other hand, in the case of an AlInGaP-based material formed on a GaAs substrate, the band gap of the substrate is smaller than the band gap of the material forming the active layer structure, so that light in the emission wavelength region is absorbed. For this reason, the case where the thickness of a board | substrate is thin is preferable, and the case where it peeled completely from the semiconductor light-emitting device is preferable.
さらに、サファイア基板上等に半導体発光素子を作成した場合においては、レーザリフトオフ等の方法で基板を剥離しておくことが好ましい。このようにすると基板との極端な格子不整合のために広帯域化してしまう量子井戸層にかかる応力が低減し、結果として発光素子のスペクトルの狭帯域化が実現できる。よって、サファイア基板等を剥離した半導体発光素子は本発明との格段の相乗効果を期待でき、非常に好ましい。 Furthermore, when a semiconductor light emitting element is formed on a sapphire substrate or the like, it is preferable to peel off the substrate by a method such as laser lift-off. In this way, the stress applied to the quantum well layer, which is broadened due to an extreme lattice mismatch with the substrate, is reduced, and as a result, the spectrum of the light emitting element can be narrowed. Therefore, a semiconductor light emitting device from which a sapphire substrate or the like is peeled off can be expected to have a significant synergistic effect with the present invention, and is very preferable.
本発明の実施態様に係る発光装置に用いる中間波長領域の蛍光体材料としては、以下の様な場合が好ましい。
例えば、特定の発光領域において紫色半導体発光素子のような紫色光を発する発光要素を用い、かつ、同じ発光領域内に青色蛍光体を同時に用いる場合は、前述の青色蛍光体と中間波長領域の蛍光体材料との分光分布の重なりから、中間波長領域で発光する蛍光体は狭帯域発光する事が好ましい。これは中間波長領域の蛍光体材料の半値全幅が狭い方が、特に４６５ｎｍ以上５２５ｎｍ以下の範囲に適切なくぼみ（相対分光強度の低い部分）を形成できるからであって、この適切なくぼみ部分は「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」を実現する上で、重要であるからである。
この場合には、中間波長領域の蛍光体材料のピーク波長は、Ｄｕｖの制御性をも考慮し、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。
また、特定の発光領域において紫色半導体発光素子のような紫色光を発する発光要素を用い、かつ、同じ発光領域内に青色蛍光体を同時に用いる場合は、中間波長領域で用いる蛍光体材料の、室温で光励起された場合の発光スペクトルの半値全幅は、１３０ｎｍ以下が好ましく、１１０ｎｍ以下がより好ましく、９０ｎｍ以下が非常に好ましく、７０ｎｍ
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、紫色の光を発する発光要素を用いる場合においては、中間波長領域で用いる蛍光体材料の半値全幅は、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。
As the phosphor material in the intermediate wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, the following cases are preferable.
For example, when using a light emitting element that emits violet light such as a violet semiconductor light emitting element in a specific light emitting region and simultaneously using a blue phosphor in the same light emitting region, the blue phosphor and the fluorescence in the intermediate wavelength region are used. From the overlap of spectral distribution with the body material, it is preferable that the phosphor emitting in the intermediate wavelength region emits light in a narrow band. This is because, when the full width at half maximum of the phosphor material in the intermediate wavelength region is narrower, an appropriate dent (part with a low relative spectral intensity) can be formed particularly in the range of 465 nm or more and 525 nm or less. This is because it is important for realizing “natural, vivid, highly visible, comfortable, color appearance, object appearance”.
In this case, the peak wavelength of the phosphor material in the intermediate wavelength region is preferably 495 nm to 500 nm in consideration of D uv controllability, and the peak wavelength is 500 nm to 530 nm. The case of 570 nm to 580 nm is more preferable to the same extent, and the peak wavelength is very preferably 530 nm to 570 nm.
In addition, when using a light emitting element that emits violet light such as a violet semiconductor light emitting element in a specific light emitting region and simultaneously using a blue phosphor in the same light emitting region, the room temperature of the phosphor material used in the intermediate wavelength region The full width at half maximum of the emission spectrum when excited with light is preferably 130 nm or less, more preferably 110 nm or less, very preferably 90 nm or less, and 70 nm.
The following is much preferred. In addition, the extreme narrowband spectrum may not be able to achieve the desired characteristics unless many types of light-emitting elements are mounted in the light-emitting device. Therefore, when using a light-emitting element that emits purple light, an intermediate wavelength is used. The full width at half maximum of the phosphor material used in the region is preferably 2 nm or more, more preferably 4 nm or more, very preferably 6 nm or more, and particularly preferably 8 nm or more.
一方、例えば、特定の発光領域において青色半導体発光素子のような青色光を発する発光要素を用いる場合には、中間波長領域で発光する蛍光体は広帯域発光する事が好ましい。これは以下の理由による。一般に青色半導体発光素子の半値全幅は比較的狭いために、中間波長領域で発光する蛍光体が狭帯域発光する場合には、「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」を実現する上で重要な４６５ｎｍ以上５２５ｎｍ以下に形成される分光分布中のくぼみが過剰な大きさ（相対分光強度が低下しすぎる）となってしまい、所望の特性を実現しにくくなるからである。
この場合には、中間波長領域の蛍光体材料のピーク波長は、Ｄｕｖの制御性をも考慮し、５１１ｎｍから５４３ｎｍであることが好ましく、ピーク波長が５１４ｎｍから５４０ｎｍである場合がより好ましく、ピーク波長が５２０ｎｍから５４０ｎｍである場合が非常に好ましく、ピーク波長が５２０ｎｍから５３０ｎｍであること格段に好ましい。
また、特定の発光領域において青色半導体発光素子のような青色光を発する発光要素を用いる場合には、中間波長領域で用いる蛍光体材料の、室温で光励起された場合の発光スペクトルの半値全幅は、９０ｎｍ以上が好ましく、９６ｎｍ以上がより好ましく、９７ｎｍ以上が非常に好ましい。また、極端な広帯域スペクトルは、「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」を実現する上で重要な４６５ｎｍ以上５２５ｎｍ以下に形成される分光分布中のくぼみが過小（相対分光強度が高すぎる）となってしまい、所望の特性を実現しにくくなる場合もあることから、中間波長領域で用いる蛍光体材料の半値全幅は、１１０ｎｍ以下が好ましく、１０８ｎｍ以下がより好ましく、１０４ｎｍ以下が非常に好ましく、１０３ｎｍ以下が格段に好ましい。
On the other hand, for example, when a light emitting element that emits blue light such as a blue semiconductor light emitting element is used in a specific light emitting region, it is preferable that the phosphor emitting in the intermediate wavelength region emits light in a broad band. This is due to the following reason. In general, the full width at half maximum of a blue semiconductor light-emitting element is relatively narrow, so when a phosphor emitting light in the intermediate wavelength region emits a narrow band, “natural, lively, highly visible, comfortable, The indentation in the spectral distribution formed between 465 nm and 525 nm, which is important for realizing “visibility and object appearance”, becomes excessively large (relative spectral intensity is too low), realizing the desired characteristics. Because it becomes difficult to do.
In this case, the peak wavelength of the phosphor material in the intermediate wavelength region is preferably 511 nm to 543 nm in consideration of D uv controllability, more preferably the peak wavelength is 514 nm to 540 nm. The case where the wavelength is from 520 nm to 540 nm is very preferable, and the peak wavelength is particularly preferably from 520 nm to 530 nm.
Further, when using a light emitting element that emits blue light such as a blue semiconductor light emitting element in a specific light emitting region, the full width at half maximum of the emission spectrum of the phosphor material used in the intermediate wavelength region when photoexcited at room temperature is 90 nm or more is preferable, 96 nm or more is more preferable, and 97 nm or more is very preferable. In addition, the extreme broadband spectrum is a spectral distribution formed between 465 nm and 525 nm, which is important for realizing “natural, vivid, highly visible, comfortable, color appearance, object appearance”. Since the indentation becomes too small (relative spectral intensity is too high), and it may be difficult to realize desired characteristics, the full width at half maximum of the phosphor material used in the intermediate wavelength region is preferably 110 nm or less, and 108 nm. The following is more preferable, 104 nm or less is very preferable, and 103 nm or less is particularly preferable.
本発明の実施態様に係る発光装置に用いる中間波長領域の蛍光体材料の具体例としては、上記半値全幅を満たすものであれば好ましく用いることができる。 As a specific example of the phosphor material in the intermediate wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, any phosphor material satisfying the full width at half maximum can be preferably used.
例えば、特定の発光領域において紫色半導体発光素子のような紫色光を発する発光要素を用い、かつ、同じ発光領域内に青色蛍光体を同時に用いる場合の中間波長領域で発光する蛍光体具体例としては、Ｅｕ２＋、Ｃｅ３＋などを付活剤として含む緑色蛍光体が挙げられる。Ｅｕ２＋を付活剤とする好適な緑色蛍光体は、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類ケイ酸窒化物またはサイアロンからなる結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。 For example, as a specific example of a phosphor that emits light in an intermediate wavelength region when using a light emitting element that emits violet light such as a violet semiconductor light emitting element in a specific light emitting region and simultaneously using a blue phosphor in the same light emitting region, , Eu 2+ , Ce 3+, etc. as an activator. A preferred green phosphor using Eu 2+ as an activator is a green phosphor based on a crystal composed of alkaline earth silicate, alkaline earth silicate nitride or sialon. This type of green phosphor can usually be excited using ultraviolet to blue semiconductor light emitting devices.
アルカリ土類ケイ酸塩結晶を母体とするものの具体例には、下記一般式（６）で表される蛍光体、下記一般式（６）´で表される蛍光体が挙げられる。
ＢａａＣａｂＳｒｃＭｇｄＥｕｘＳｉＯ４ （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 ≦ １．０、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−ｙＳｒｘＥｕｙＭｇ１−ｚＭｎｚＡｌ１０Ｏ１７ （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。）
Specific examples of an alkaline earth silicate crystal as a base include a phosphor represented by the following general formula (6) and a phosphor represented by the following general formula (6) ′.
Ba a Ca b Sr c Mg d Eu x SiO 4 (6)
(In the general formula (6), a, b, c, d and x are a + b + c + d + x = 2, 1.0 ≦ a ≦ 2.0, 0 ≦ b <0.2, 0.2 ≦ c ≦ 1.0, 0 ≦ d <0.2
And 0 <x ≦ 0.5. (The alkaline earth silicate represented by the general formula (6) is called a BSS phosphor.)
Ba 1-xy Sr x Eu y Mg 1-z Mn z Al 10 O 17 (6) ′
(In the general formula (6) ′, x, y, and z satisfy 0.1 ≦ x ≦ 0.4, 0.25 ≦ y ≦ 0.6, and 0.05 ≦ z ≦ 0.5, respectively.) (The alkaline earth aluminate phosphor represented by the formula (6) ′ is referred to as a G-BAM phosphor.)
サイアロン結晶を母体とするものの具体例には、Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ
（ただし０＜ｚ＜４．２）で表される蛍光体が挙げられる（これをβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体と呼ぶ）。Ｃｅ3+を付活剤とする好適な緑色蛍光体としては、ガーネット型酸化物結晶を母体とする緑色蛍光体、例えばＣａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅや、アルカリ土
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）。
Specific examples of the sialon crystal as a base include Si 6-z Al z O z N 8-z : Eu
(However, a phosphor represented by 0 <z <4.2) is mentioned (this is called a β-SiAlON phosphor). Suitable green phosphors using Ce 3+ as an activator include green phosphors based on garnet-type oxide crystals, such as Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce and alkaline earths There are green phosphors based on metal scandate crystals, such as CaSc 2 O 4 : Ce. Other examples include SrGaS 4 : Eu 2+ .
Still another example is an oxynitride phosphor represented by (Ba, Ca, Sr, Mg, Zn, Eu) 3 Si 6 O 12 N 2 (this is referred to as a BSON phosphor).
その他、（Ｙ１−ｕＧｄｕ）３（Ａｌ１−ｖＧａｖ）５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｅｕ（但し、ｕ及びｖはそれぞれ０≦ｕ≦０．３、及び０≦ｖ≦０．５を満たす。）で表されるイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（これをＹＡＧ蛍光体と呼ぶ。）、Ｃａ１．５ｘＬａ３−ＸＳｉ６Ｎ１１：Ｃｅ（但し、ｘは、０≦ｘ≦１）で表されるランタン窒化ケイ素蛍光体（これをＬＳＮ蛍光体と呼ぶ。）があげられる。 Others, (Y 1-u Gd u ) 3 (Al 1-v Ga v) 5 O 12: Ce, Eu ( wherein each u and v are 0 ≦ u ≦ 0.3, and 0 ≦ v ≦ 0.5 Yttrium / aluminum / garnet phosphor (referred to as YAG phosphor), Ca 1.5x La 3 -X Si 6 N 11 : Ce (where x is 0 ≦ x A lanthanum silicon nitride phosphor represented by ≦ 1) (referred to as an LSN phosphor).
これらの蛍光体のうち、ＢＳＳ蛍光体、β−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体、ＢＳＯＮ蛍光体、Ｇ−ＢＡＭ蛍光体、ＹＡＧ蛍光体、およびＳｒＧａＳ４：Ｅｕ２＋蛍光体などが好ましく例示できる。 Among these phosphors, BSS phosphors, β-SiAlON phosphors, BSON phosphors, G-BAM phosphors, YAG phosphors, SrGaS 4 : Eu 2+ phosphors and the like can be preferably exemplified.
一方、例えば、特定の発光領域において青色半導体発光素子のような青色光を発する発光要素を用いる場合には、中間波長領域で発光する蛍光体具体例としては、Ｃｅ３＋を付活剤としたアルミン酸塩、Ｃｅ３＋を付活剤としたイットリウムアルミニウム酸化物、Ｅｕ２＋付活アルカリ土類ケイ酸塩結晶、Ｅｕ２＋付活アルカリ土類ケイ酸窒化物を母体とする緑色蛍光体がある。これらの緑色蛍光体は、通常、紫外〜青色半導体発光素子を用いて励起可能である。 On the other hand, for example, when a light emitting element that emits blue light such as a blue semiconductor light emitting element is used in a specific light emitting region, as a specific example of a phosphor that emits light in an intermediate wavelength region, alumina with Ce 3+ as an activator is used. There are green phosphors based on acid salts, yttrium aluminum oxides using Ce 3+ as an activator, Eu 2+ activated alkaline earth silicate crystals, and Eu 2+ activated alkaline earth silicate nitrides. These green phosphors are usually excitable using ultraviolet to blue semiconductor light emitting elements.
Ｃｅ３＋付活アルミン酸塩蛍光体の具体例には、下記一般式（８）で表される緑色蛍光体が挙げられる。
Ｙａ（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｌｕ）ｂ（Ｇａ，Ｓｃ）ｃＡｌｄＯｅ （８）
（一般式（８）において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが、ａ＋ｂ＝３、０≦ｂ≦０．２、４．５≦ｃ＋ｄ≦５．５、０．１≦ｃ≦２．６、および１０．８≦ｅ≦１３．４を満たす。）（一般式（８）で表されるＣｅ３＋付活アルミン酸塩蛍光体をＧ−ＹＡＧ蛍光体と呼ぶ。）
特にＧ−ＹＡＧ蛍光体においては、一般式（８）を満たす前記組成範囲を適宜選択可能である。さらに、蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値を与える波長と半値全幅が、本実施態様において好ましくなるのは以下の範囲である。
０．０１≦ｂ≦０．０５かつ０．１≦ｃ≦２．６である事が好ましく、
０．０１≦ｂ≦０．０５かつ０．３≦ｃ≦２．６である事がより好ましく、
０．０１≦ｂ≦０．０５かつ１．０≦ｃ≦２．６である事が非常に好ましい。
また、
０．０１≦ｂ≦０．０３かつ０．１≦ｃ≦２．６である事も好ましく、
０．０１≦ｂ≦０．０３かつ０．３≦ｃ≦２．６である事がより好ましく、
０．０１≦ｂ≦０．０３かつ１．０≦ｃ≦２．６である事が非常に好ましい。
Specific examples of the Ce 3+ activated aluminate phosphor include a green phosphor represented by the following general formula (8).
Y a (Ce, Tb, Lu) b (Ga, Sc) c Al d O e (8)
(In the general formula (8), a, b, c, d, e are a + b = 3, 0 ≦ b ≦ 0.2, 4.5 ≦ c + d ≦ 5.5, 0.1 ≦ c ≦ 2.6. And 10.8 ≦ e ≦ 13.4.) (A Ce 3+ activated aluminate phosphor represented by the general formula (8) is referred to as a G-YAG phosphor.)
In particular, in the G-YAG phosphor, the composition range satisfying the general formula (8) can be appropriately selected. Further, the wavelength and the full width at half maximum that give the maximum emission intensity at the time of photoexcitation of a single phosphor are preferably in the following ranges in this embodiment.
It is preferable that 0.01 ≦ b ≦ 0.05 and 0.1 ≦ c ≦ 2.6.
More preferably, 0.01 ≦ b ≦ 0.05 and 0.3 ≦ c ≦ 2.6.
It is very preferable that 0.01 ≦ b ≦ 0.05 and 1.0 ≦ c ≦ 2.6.
Also,
It is also preferable that 0.01 ≦ b ≦ 0.03 and 0.1 ≦ c ≦ 2.6.
More preferably, 0.01 ≦ b ≦ 0.03 and 0.3 ≦ c ≦ 2.6.
It is very preferable that 0.01 ≦ b ≦ 0.03 and 1.0 ≦ c ≦ 2.6.
Ｃｅ３＋付活イットリウムアルミニウム酸化物系蛍光体の具体例には、下記一般式（９）で表される緑色蛍光体が挙げられる。
Ｌｕａ（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｙ）ｂ（Ｇａ，Ｓｃ）ｃＡｌｄＯｅ （９）
（一般式（９）において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが、ａ＋ｂ＝３、０≦ｂ≦０．２、４．５≦ｃ＋ｄ≦５．５、０≦ｃ≦２．６、および１０．８≦ｅ≦１３．４を満たす。）（一般式（９）で表されるＣｅ３＋付活イットリウムアルミニウム酸化物系蛍光体をＬｕＡＧ蛍光体と呼ぶ。）
特にＬｕＡＧ蛍光体においては、一般式（９）を満たす前記組成範囲を適宜選択可能である。さらには、蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値を与える波長と半値全幅が、本実施態様において好ましくなるのは以下の範囲である。
０．００≦ｂ≦０．１３である事が好ましく、
０．０２≦ｂ≦０．１３である事がより好ましく、
０．０２≦ｂ≦０．１０である事が非常に好ましい。
Specific examples of the Ce 3+ activated yttrium aluminum oxide phosphor include a green phosphor represented by the following general formula (9).
Lu a (Ce, Tb, Y) b (Ga, Sc) c Al d O e (9)
(In the general formula (9), a, b, c, d, e are a + b = 3, 0 ≦ b ≦ 0.2, 4.5 ≦ c + d ≦ 5.5, 0 ≦ c ≦ 2.6, and 10.8 ≦ e ≦ 13.4 is satisfied.) (The Ce 3+ activated yttrium aluminum oxide phosphor represented by the general formula (9) is referred to as a LuAG phosphor).
In particular, in the LuAG phosphor, the composition range satisfying the general formula (9) can be appropriately selected. Further, the wavelength and full width at half maximum that give the maximum emission intensity at the time of photoexcitation of a single phosphor are preferably in the following ranges in this embodiment.
Preferably 0.00 ≦ b ≦ 0.13,
It is more preferable that 0.02 ≦ b ≦ 0.13,
It is very preferable that 0.02 ≦ b ≦ 0.10.
その他、下記一般式（１０）および下記一般式（１１）で表される緑色蛍光体が挙げられる。
Ｍ１ ａＭ２ ｂＭ３ ｃＯｄ （１０）
（一般式（１０）において、Ｍ１は２価の金属元素、Ｍ２は３価の金属元素、Ｍ３は４価の金属元素をそれぞれ示し、ａ、ｂ、ｃおよびｄが、２．７≦ａ≦３．３、１．８≦ｂ≦２．２、２．７≦ｃ≦３．３、１１．０≦ｄ≦１３．０を満たす。）（一般式（１０）で表される蛍光体をＣＳＭＳ蛍光体と呼ぶ。）
Other examples include green phosphors represented by the following general formula (10) and the following general formula (11).
M 1 a M 2 b M 3 c O d (10)
(In the general formula (10), M 1 represents a divalent metal element, M 2 represents a trivalent metal element, M 3 represents a tetravalent metal element, and a, b, c, and d are 2.7. ≦ a ≦ 3.3, 1.8 ≦ b ≦ 2.2, 2.7 ≦ c ≦ 3.3, 11.0 ≦ d ≦ 13.0) (represented by the general formula (10) (The phosphor is referred to as a CSMS phosphor.)
なお、上記式（１０）において、Ｍ１は２価の金属元素であるが、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｄ、及びＢａからなる群から選択された少なくとも１種であるのが好ましく、Ｍｇ、Ｃａ、又はＺｎであるのが更に好ましく、Ｃａが特に好ましい。この場合、Ｃａは単独系でもよく、Ｍｇとの複合系でもよい。また、Ｍ１は他の２価の金属元素を含んでいてもよい。
Ｍ２は３価の金属元素であるが、Ａｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｙ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群から選択された少なくとも１種であるのが好ましく、Ａｌ、Ｓｃ、Ｙ、又はＬｕであるのが更に好ましく、Ｓｃが特に好ましい。この場合、Ｓｃは単独系でもよく、ＹまたはＬｕとの複合系でもよい。また、Ｍ2はＣｅを含むことを必須とし、Ｍ２は他の３
価の金属元素を含んでいてもよい。
Ｍ３は４価の金属元素であるが、少なくともＳｉを含むことが好ましい。Ｓｉ以外の４価の金属元素Ｍ３の具体例としては、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｓｎ、及びＨｆからなる群から選択された少なくとも１種であるのが好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、及びＨｆからなる群から選択された少なくとも１種であるのがより好ましく、Ｓｎであることが特に好ましい。特に、Ｍ３がＳｉであることが好ましい。また、Ｍ３は他の４価の金属元素を含んでいてもよい。
In the above formula (10), M 1 is a divalent metal element, but is preferably at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Zn, Sr, Cd, and Ba. More preferably, Ca, or Zn, and particularly preferably Ca. In this case, Ca may be a single system or a composite system with Mg. M 1 may contain other divalent metal elements.
M 2 is a trivalent metal element, but is preferably at least one selected from the group consisting of Al, Sc, Ga, Y, In, La, Gd, and Lu, and Al, Sc, Y, Or Lu is more preferred, and Sc is particularly preferred. In this case, Sc may be a single system or a composite system with Y or Lu. In addition, M 2 is required to contain Ce, and M 2 is the other 3
A valent metal element may be included.
M 3 is a tetravalent metal element, but preferably contains at least Si. Specific examples of the tetravalent metal element M 3 other than Si are preferably at least one selected from the group consisting of Ti, Ge, Zr, Sn, and Hf, and include Ti, Zr, Sn, and Hf. More preferably, it is at least one selected from the group consisting of: Sn is particularly preferable. In particular, it is preferable that M 3 is Si. M 3 may contain other tetravalent metal elements.
特にＣＳＭＳ蛍光体においては、一般式（１０）を満たす前記組成範囲を適宜選択可能である。さらには、蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値を与える波長と半値全幅が、本実施態様において好ましい範囲となるためには、Ｍ２に含まれるＣｅのＭ２全体に占める割合の下限は０．０１以上であることが好ましく、０．０２以上であることがより好ましい。また、Ｍ２に含まれるＣｅのＭ２全体に占める割合の上限は、０．１０以下であることが好ましく、０．０６以下であることがより好ましい。更に、Ｍ１元素に含まれるＭｇのＭ１全体に占める割合の下限は０．０１以上であることが好ましく、０．０３以上であることがより好ましい。一方、上限は０．３０以下であることが好ましく、０．１０以下であることがより好ましい。 In particular, in the CSMS phosphor, the composition range satisfying the general formula (10) can be appropriately selected. Furthermore, wavelength and full width at half maximum of light emission is given to the intensity maximum at photoexcitation of the phosphor alone is to become a preferable range in the present embodiment, the lower limit of the percentage of total M 2 of Ce contained in M 2 is It is preferably 0.01 or more, and more preferably 0.02 or more. The upper limit of the percentage of total M 2 of Ce contained in M 2 is preferably 0.10 or less, more preferably 0.06 or less. Furthermore, the lower limit of the ratio of Mg contained in the M 1 element to the entire M 1 is preferably 0.01 or more, and more preferably 0.03 or more. On the other hand, the upper limit is preferably 0.30 or less, and more preferably 0.10 or less.
さらに、下記一般式（１１）で表される蛍光体が挙げられる。
Ｍ１ ａＭ２ ｂＭ３ ｃＯｄ （１１）
（一般式（１１）において、Ｍ１は少なくともＣｅを含む付活剤元素、Ｍ２は２価の金属元素、Ｍ３は３価の金属元素をそれぞれ示し、ａ、ｂ、ｃおよびｄが、０．０００１≦ａ≦０．２、０．８≦ｂ≦１．２、１．６≦ｃ≦２．４、および３．２≦ｄ≦４．８を満たす。）（一般式（１１）で表される蛍光体をＣＳＯ蛍光体と呼ぶ。）
Furthermore, the fluorescent substance represented with the following general formula (11) is mentioned.
M 1 a M 2 b M 3 c O d (11)
(In General Formula (11), M 1 represents an activator element containing at least Ce, M 2 represents a divalent metal element, M 3 represents a trivalent metal element, and a, b, c and d are 0.0001 ≦ a ≦ 0.2, 0.8 ≦ b ≦ 1.2, 1.6 ≦ c ≦ 2.4, and 3.2 ≦ d ≦ 4.8 are satisfied (general formula (11) The phosphor represented by is called a CSO phosphor.)
なお、上記式（１１）において、Ｍ１は、結晶母体中に含有される付活剤元素であり、
少なくともＣｅを含む。また、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、及びＹｂからなる群から選択された少なくとも１種の２〜４価の元素を含有させることができる。
Ｍ２は２価の金属元素であるが、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｄ、及びＢａからなる群から選択された少なくとも１種であるのが好ましく、Ｍｇ、Ｃａ、又は、Ｓｒであるのが更に好ましく、Ｍ２の元素の５０モル％以上がＣａであることが特に好ましい。
Ｍ３は３価の金属元素であるが、Ａｌ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｙ、Ｉｎ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙｂ、及びＬｕからなる群から選択された少なくとも１種であるのが好ましく、Ａｌ、Ｓｃ、Ｙｂ、又はＬｕであるのが更に好ましく、Ｓｃ、又はＳｃとＡｌ、又はＳｃとＬｕであるのがより一層好ましく、Ｍ３の元素の５０モル％以上がＳｃであることが特に好ましい。
Ｍ２及びＭ３は、それぞれ２価及び３価の金属元素を表すが、Ｍ２及び／又はＭ３のごく一部を１価、４価、５価のいずれかの価数の金属元素としてもよく、さらに、微量の陰イオン、たとえば、ハロゲン元素（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、窒素、硫黄、セレンなどが、化合物の中に含まれていてもよい。
In the above formula (11), M 1 is an activator element contained in the crystal matrix,
At least Ce is included. Also, at least one 2-4 selected from the group consisting of Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb. Valent elements can be included.
M 2 is a divalent metal element, but is preferably at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Zn, Sr, Cd, and Ba, and is Mg, Ca, or Sr. Is more preferable, and 50 mol% or more of the element of M 2 is particularly preferably Ca.
M 3 is a trivalent metal element, and is preferably at least one selected from the group consisting of Al, Sc, Ga, Y, In, La, Gd, Yb, and Lu, and Al, Sc, Yb or Lu is more preferable, Sc or Sc and Al, or Sc and Lu is even more preferable, and 50 mol% or more of the element of M 3 is particularly preferably Sc.
M 2 and M 3 represent divalent and trivalent metal elements, respectively, but only a small part of M 2 and / or M 3 is a monovalent, tetravalent, or pentavalent metal element. Furthermore, a trace amount of anions such as halogen elements (F, Cl, Br, I), nitrogen, sulfur, selenium and the like may be contained in the compound.
特にＣＳＯ蛍光体においては、一般式（１１）を満たす前記組成範囲を適宜選択可能である。さらには、蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値を与える波長と半値全幅が、本実施態様において好ましくなるのは以下の範囲である。
０．００５≦ａ≦０．２００である事が好ましく、
０．００５≦ａ≦０．０１２である事がより好ましく、
０．００７≦ａ≦０．０１２である事が非常に好ましい。
In particular, in the CSO phosphor, the composition range satisfying the general formula (11) can be appropriately selected. Further, the wavelength and full width at half maximum that give the maximum emission intensity at the time of photoexcitation of a single phosphor are preferably in the following ranges in this embodiment.
It is preferable that 0.005 ≦ a ≦ 0.200,
It is more preferable that 0.005 ≦ a ≦ 0.012,
It is very preferable that 0.007 ≦ a ≦ 0.012.
さらに、Ｅｕ２＋付活アルカリ土類ケイ酸塩結晶を母体とする蛍光体の具体例には、下記一般式（１２）で表される緑色蛍光体が挙げられる。
ＢａａＣａｂＳｒｃＭｇｄＥｕｘＳｉＯ４ （１２）
（一般式（１２）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 ≦１，０、０ ≦ ｄ ＜ ０．２および０ ＜ ｘ ≦ ０．５を満たす。）（一般式（１２）で表されるアルカリ土類ケイ酸塩蛍光体をＢＳＳ蛍光体と呼ぶ。）
ＢＳＳ蛍光体においては、一般式（１２）を満たす前記組成範囲を適宜選択可能である。さらには、蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値を与える波長と半値全幅が、本実施態様において好ましくなるのは以下の範囲である。
０．２０≦ ｃ ≦１．００かつ０．２５＜ ｘ ≦ ０．５０である事がより好ましく、
０．２０≦ ｃ ≦ １．００かつ０．２５＜ ｘ ≦ ０．３０である事が非常に好ましい。
さらに、
０．５０≦ ｃ ≦ １．００かつ０．００＜ ｘ ≦ ０．５０である事が好ましく、
０．５０≦ ｃ ≦ １．００かつ０．２５＜ ｘ ≦ ０．５０である事がより好ましく、
０．５０≦ ｃ ≦ １．００かつ０．２５＜ ｘ ≦ ０．３０である事が非常に好ましい。
Furthermore, a specific example of the phosphor based on Eu 2+ activated alkaline earth silicate crystal includes a green phosphor represented by the following general formula (12).
Ba a Ca b Sr c Mg d Eu x SiO 4 (12)
(In the general formula (12), a, b, c, d and x are a + b + c + d + x = 2, 1.0 ≦ a ≦ 2.0, 0 ≦ b <0.2, 0.2 ≦ c ≦ 1,0, 0 ≦ d <0.2 and 0 <x ≦ 0.5 are satisfied. (The alkaline earth silicate phosphor represented by the general formula (12) is referred to as a BSS phosphor).
In the BSS phosphor, the composition range satisfying the general formula (12) can be appropriately selected. Further, the wavelength and full width at half maximum that give the maximum emission intensity at the time of photoexcitation of a single phosphor are preferably in the following ranges in this embodiment.
More preferably, 0.20 ≦ c ≦ 1.00 and 0.25 <x ≦ 0.50,
It is very preferable that 0.20 ≦ c ≦ 1.00 and 0.25 <x ≦ 0.30.
further,
Preferably 0.50 ≦ c ≦ 1.00 and 0.00 <x ≦ 0.50,
More preferably, 0.50 ≦ c ≦ 1.00 and 0.25 <x ≦ 0.50,
It is very preferable that 0.50 ≦ c ≦ 1.00 and 0.25 <x ≦ 0.30.
さらに、Ｅｕ２＋付活アルカリ土類ケイ酸窒化物を母体とする蛍光体の具体例には、下記一般式（１３）で表される緑色蛍光体が挙げられる。
（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｅｕ）３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２ （１３） （これをＢＳＯＮ蛍光体と呼ぶ）。
ＢＳＯＮ蛍光体においては、一般式（１３）を満たす前記組成範囲を適宜選択可能である。さらには、蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値を与える波長と半値全幅が、本実施態様において好ましくなるのは以下の範囲である。
一般式（１３）において選択できる２価金属元素（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｅｕ）のうち、ＢａとＳｒとＥｕの組合せとすることが好ましく、さらには、Ｂａに対する
Ｓｒの比率は１０〜３０％とすることがより好ましい。
Furthermore, a specific example of the phosphor based on Eu 2+ activated alkaline earth silicate nitride includes a green phosphor represented by the following general formula (13).
(Ba, Ca, Sr, Mg, Zn, Eu) 3 Si 6 O 12 N 2 (13) (this is called a BSON phosphor).
In the BSON phosphor, the composition range satisfying the general formula (13) can be appropriately selected. Further, the wavelength and full width at half maximum that give the maximum emission intensity at the time of photoexcitation of a single phosphor are preferably in the following ranges in this embodiment.
Of the divalent metal elements (Ba, Ca, Sr, Mg, Zn, Eu) that can be selected in the general formula (13), a combination of Ba, Sr, and Eu is preferable. Furthermore, the ratio of Sr to Ba is It is more preferable to set it as 10 to 30%.
次いで、当該３波長領域の中のΛ３（５９０ｎｍ）から７８０ｎｍの長波長領域においては、熱フィラメント等からの熱放射光、蛍光管、高圧ナトリウムランプ等からの放電放射光、レーザ等からの誘導放出光、半導体発光素子からの自然放出光、蛍光体からの自然放出光等あらゆる光源から出る光を含むことが可能である。この中でも特に光励起された蛍光体からの発光、半導体発光素子からの発光、半導体レーザからの発光は、小型で、エネルギー効率が高く、比較的狭帯域発光も可能であることから、好ましい。 Next, in the long wavelength region from Λ3 (590 nm) to 780 nm among the three wavelength regions, stimulated emission from thermal radiation from a hot filament, discharge radiation from a fluorescent tube, high-pressure sodium lamp, etc., laser, etc. Light emitted from any light source such as light, spontaneous emission from a semiconductor light emitting device, spontaneous emission from a phosphor, and the like can be included. Among these, light emission from a photoexcited phosphor, light emission from a semiconductor light emitting element, and light emission from a semiconductor laser are preferable because they are small in size, high in energy efficiency, and capable of relatively narrow band light emission.
具体的には、以下が好ましい。
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色発光素子（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。
Specifically, the following is preferable.
As a semiconductor light emitting device, an AlGaAs material formed on a GaAs substrate, an orange light emitting device including an (Al) InGaP material formed on a GaAs substrate in an active layer structure (peak wavelength is about 590 nm to 600 nm), Red light emitting elements (600 nm to 780 nm) are preferred. A red light emitting element (600 nm to 780 nm) including a GaAsP-based material formed on a GaP substrate in the active layer structure is preferable.
活性層構造は、量子井戸層とバリア層を積層した多重量子井戸構造でも、あるいは比較的厚い活性層とバリア層（あるいはクラッド層）を含む一重あるいは二重ヘテロ構造でも、１つのｐｎ接合からなるホモ接合であってもよい。 The active layer structure may be a multiple quantum well structure in which a quantum well layer and a barrier layer are stacked, or a single or double hetero structure including a relatively thick active layer and a barrier layer (or a clad layer), which consists of a single pn junction. It may be homozygous.
特に、この波長領域においては、ピーク波長はＤｕｖ制御性と放射効率の両立を考慮し、６３０ｎｍ近傍に近接していることが好ましい。この観点では、橙色発光素子と比較すると赤色発光素子はより好ましい。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半導体発光素子は、橙色発光素子（ピーク波長が５９０ｎｍから６００ｎｍ程度）が好ましく、赤色発光素子（ピーク波長が６００ｎｍから７８０ｎｍ程度）がより好ましく、ピーク波長が６３０ｎｍ程度に近接している赤色発光素子が非常に好ましい。特にピーク波長が６１５ｎｍから６４５ｎｍの赤色発光素子が非常に好ましい。 In particular, in this wavelength region, the peak wavelength is preferably close to 630 nm in consideration of the compatibility between D uv controllability and radiation efficiency. In this respect, the red light emitting element is more preferable than the orange light emitting element. That is, in the present invention, the semiconductor light emitting device having a light emission peak in the long wavelength region from Λ3 (590 nm) to 780 nm is preferably an orange light emitting device (peak wavelength is about 590 nm to 600 nm), and a red light emitting device (peak wavelength is 600 nm to 780 nm). A red light emitting device having a peak wavelength close to about 630 nm is very preferable. In particular, a red light emitting device having a peak wavelength of 615 nm to 645 nm is very preferable.
また、発光要素として半導体レーザを用いることも好ましい。発振波長としては、上記と同様の理由で、橙色（ピーク波長が５９０ｎｍから６００ｎｍ程度）領域内に発振波長を有することが好ましく、赤色（ピーク波長が６００ｎｍから７８０ｎｍ程度）領域内に発振波長を有することがより好ましく、さらに発振波長が６３０ｎｍ程度に近接した赤色領域にあることが非常に好ましい。特に発振波長が６１５ｎｍから６４５ｎｍの赤色半導体レーザが非常に好ましい。 It is also preferable to use a semiconductor laser as the light emitting element. For the same reason as described above, the oscillation wavelength preferably has an oscillation wavelength in an orange (peak wavelength is about 590 to 600 nm) region, and has an oscillation wavelength in a red (peak wavelength about 600 to 780 nm) region. More preferably, the oscillation wavelength is very preferably in the red region close to about 630 nm. In particular, a red semiconductor laser having an oscillation wavelength of 615 nm to 645 nm is very preferable.
本発明の実施態様に係る発光装置で用いる長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、長波長領域で用いる半導体発光素子の半値全幅は、３０ｎｍ以下が好ましく、２５ｎｍ以下がより好ましく、２０ｎｍ以下が非常に好ましく、１５ｎｍ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、長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。 The semiconductor light emitting element in the long wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention preferably has a narrow full width at half maximum of its emission spectrum. In this respect, the full width at half maximum of the semiconductor light emitting element used in the long wavelength region is preferably 30 nm or less, more preferably 25 nm or less, very preferably 20 nm or less, and particularly preferably 15 nm or less. In addition, since an extremely narrow band spectrum may not be able to achieve desired characteristics unless many types of light emitting elements are mounted in the light emitting device, the full width at half maximum of the semiconductor light emitting element used in the long wavelength region is 2 nm or more. Is preferable, 4 nm or more is more preferable, 6 nm or more is very preferable, and 8 nm or more is particularly preferable.
長波長領域においては、ＧａＡｓ基板のバンドギャップが活性層構造を形成する材料のバンドギャップよりも小さいために、発光波長領域の光を吸収してしまう。このために、基板の厚みは薄い場合が好ましく、完全に除去されている場合が好ましい。 In the long wavelength region, since the band gap of the GaAs substrate is smaller than the band gap of the material forming the active layer structure, light in the emission wavelength region is absorbed. For this reason, it is preferable that the thickness of the substrate is thin, and it is preferable that the substrate is completely removed.
本発明の実施態様に係る発光装置に用いる長波長領域の蛍光体材料としては、その半値全幅が狭いことが好ましい。この観点で、長波長領域で用いる蛍光体材料の、室温で光励
起された場合の発光スペクトルの半値全幅は、１３０ｎｍ以下が好ましく、１１０ｎｍ以下がより好ましく、９０ｎｍ以下が非常に好ましく、７０ｎｍ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、長波長領域で用いる蛍光体材料の半値全幅は、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。
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。
The phosphor material in the long wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention preferably has a narrow full width at half maximum. From this viewpoint, the full width at half maximum of the emission spectrum of the phosphor material used in the long wavelength region when excited at room temperature is preferably 130 nm or less, more preferably 110 nm or less, very preferably 90 nm or less, and particularly 70 nm or less. Is preferable. In addition, since an extremely narrow band spectrum may not be able to realize desired characteristics unless many types of light emitting elements are mounted in the light emitting device, the full width at half maximum of the phosphor material used in the long wavelength region is 2 nm or more. Is preferable, 4 nm or more is more preferable, 6 nm or more is very preferable, and 8 nm or more is particularly preferable.
In the phosphor material in the long wavelength region, the peak wavelength may be close to 630 nm when a light emitting device is manufactured as a unit with other materials in consideration of both D uv controllability and radiation efficiency. Highly preferred. That is, in the present invention, a phosphor material having an emission peak in a long wavelength region from Λ3 (590 nm) to 780 nm preferably has a peak between 590 nm and 600 nm, and has a peak at about 600 nm to 780 nm. It is more preferable that the peak wavelength is close to 630 nm. In particular, a phosphor material having a peak wavelength of 620 nm to 655 nm is very preferable.
本発明の実施態様に係る発光装置に用いる長波長領域の蛍光体材料の具体例としては、上記半値全幅を満たすものであれば好ましく用いることができる。また、当該具体例としては、Ｅｕ2+を付活剤とし、アルカリ土類ケイ窒化物、αサイアロンまたはアルカリ土類ケ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。 As a specific example of the phosphor material in the long wavelength region used in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, any phosphor material satisfying the full width at half maximum can be preferably used. Specific examples thereof include phosphors having Eu 2+ as an activator and based on a crystal made of alkaline earth silicon nitride, α sialon or alkaline earth silicate. This type of red phosphor can usually be excited using ultraviolet to blue semiconductor light emitting devices. Specific examples of an alkaline earth silicon nitride crystal as a base material include phosphors represented by (Ca, Sr, Ba, Mg) AlSiN 3 : Eu and / or (Ca, Sr, Ba) AlSiN 3 : Eu. (This is called SCASN phosphor), (CaAlSiN 3 ) 1-x (Si 2 N 2 O) x : Eu (where x is 0 <x <0.5) (this is CASON) referred to as phosphor), (Sr, Ca, Ba ) 2 Al x Si 5-x O x N 8-x: phosphor represented by Eu (provided that 0 ≦ x ≦ 2), Eu y (Sr, Ca, Ba) 1-y: Al 1 + x Si 4-x O x N 7-x ( except 0 ≦ x <phosphor represented by 4,0 ≦ y <0.2) can be mentioned.
その他、Ｍｎ４＋付活フッ化物錯体蛍光体も挙げられる。Ｍｎ４＋付活フッ化物錯体蛍光体は、Ｍｎ４＋を付活剤とし、アルカリ金属、アミンまたはアルカリ土類金属のフッ化物錯体塩を母体結晶とする蛍光体である。母体結晶を形成するフッ化物錯体には、配位中心が３価金属（Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｓｃ、ランタノイド）のもの、４価金属（Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｈｆ）のもの、５価金属（Ｖ、Ｐ、Ｎｂ、Ｔａ）のものがあり、その周りに配位するフッ素原子の数は５〜７である。 In addition, an Mn 4+ activated fluoride complex phosphor is also included. The Mn 4+ activated fluoride complex phosphor is a phosphor using Mn 4+ as an activator and an alkali metal, amine or alkaline earth metal fluoride complex salt as a base crystal. Fluoride complexes that form host crystals include those whose coordination center is a trivalent metal (B, Al, Ga, In, Y, Sc, lanthanoid), and tetravalent metal (Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Re, Hf) and pentavalent metals (V, P, Nb, Ta), and the number of fluorine atoms coordinated around them is 5-7.
好ましいＭｎ４＋付活フッ化物錯体蛍光体は、アルカリ金属のヘキサフルオロ錯体塩を母体結晶とする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）である。中でも特に好ましいのは、ＡがＫ（カリウム）またはＮａ（ナトリウム）から選ばれる１種以上で、ＭがＳｉ（ケイ素）またはＴｉ（チタン）であるもの、例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ（これをＫＳＦ蛍光体と呼ぶ）、この構成元素の一部（好ましくは１０モル％以下）をＡｌとＮａで置換したＫ２Ｓｉ１−ｘＮａｘＡｌｘＦ６：Ｍｎ、Ｋ２ＴｉＦ６：Ｍｎ（これをＫＳＮＡＦ蛍光体と呼ぶ）などである。 Preferred Mn 4+ -activated fluoride complex phosphor, the alkali metal hexafluoro complex salt as host crystals A 2 + x M y Mn z F n (A is Na and / or K; M is Si and Al; -1 ≦ x ≦ 1, 0.9 ≦ y + z ≦ 1.1, 0.001 ≦ z ≦ 0.4, and 5 ≦ n ≦ 7). Particularly preferred are those in which A is one or more selected from K (potassium) or Na (sodium) and M is Si (silicon) or Ti (titanium), for example, K 2 SiF 6 : Mn (this Is called KSF phosphor), and K 2 Si 1-x Na x Al x F 6 : Mn, K 2 TiF 6 : Mn in which a part of this constituent element (preferably 10 mol% or less) is substituted with Al and Na. (This is called a KSNAF phosphor).
その他、下記一般式（７）で表される蛍光体、および下記一般式（７）´で表される蛍光体も挙げられる。
（Ｌａ１−ｘ−ｙＥｕｘＬｎｙ）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。）
In addition, a phosphor represented by the following general formula (7) and a phosphor represented by the following general formula (7) ′ are also included.
(La 1-x-y Eu x Ln y) 2 O 2 S (7)
(In the general formula (7), x and y represent numbers satisfying 0.02 ≦ x ≦ 0.50 and 0 ≦ y ≦ 0.50, respectively, and Ln represents Y, Gd, Lu, Sc, Sm and Er. Represents at least one trivalent rare earth element.) (The lanthanum oxysulfide phosphor represented by the general formula (7) is referred to as a LOS phosphor).
(K−x) MgO.xAF 2 .GeO 2 : yMn 4+ (7) ′
(In general formula (7) ′, k, x, and y represent numbers satisfying 2.8 ≦ k ≦ 5, 0.1 ≦ x ≦ 0.7, and 0.005 ≦ y ≦ 0.015, respectively. , A is calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), zinc (Zn), or a mixture of these. Called.)
これらの蛍光体のうち、ＬＯＳ蛍光体、ＭＧＯＦ蛍光体、ＫＳＦ蛍光体、ＫＳＮＡＦ蛍光体、ＳＣＡＳＮ蛍光体、ＣＡＳＯＮ蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ蛍光体、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）ＡｌＳｉ４Ｎ７蛍光体などが好ましく例示できる。 Among these phosphors, LOS phosphor, MGOF phosphor, KSF phosphor, KSNAF phosphor, SCASN phosphor, CASON phosphor, (Sr, Ca, Ba) 2 Si 5 N 8 : Eu phosphor, (Sr , Ca, Ba) AlSi 4 N 7 phosphor and the like can be preferably exemplified.
本発明の実施態様に係る発光装置においては、発光装置の分光分布を適切に制御するための材料に格段の制約はない。しかし、具現化される発光装置が以下の場合は非常に好ましい。 In the light emitting device according to the embodiment of the present invention, there is no particular limitation on the material for appropriately controlling the spectral distribution of the light emitting device. However, it is very preferable that the light emitting device to be embodied is as follows.
例えば、特定の発光領域において紫色半導体発光素子のような紫色光を発する発光要素を用い、かつ、同じ発光領域内に青色蛍光体を同時に用いる場合の中間波長領域で発光する蛍光体を有する場合は以下である。
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。
For example, when using a light emitting element that emits violet light such as a violet semiconductor light emitting element in a specific light emitting region, and having a phosphor that emits light in the intermediate wavelength region when using a blue phosphor simultaneously in the same light emitting region It is as follows.
A purple LED (with a peak wavelength of about 395 nm to 420 nm) is used as a light emitting element in a short wavelength region, and at least selected from among SBCA, SCA, and BAM that are relatively narrow band phosphors as a light emitting element in a short wavelength region 1 or more are included in the light source, and at least one or more selected from β-SiAlON, BSS, BSON, and G-BAM, which are relatively narrow-band phosphors as light emitting elements in the intermediate wavelength region, are included in the light source, It is preferable that at least one or more selected from among CASON, SCASN, LOS, KSF, and KSNAF is included in the light source as the light emitting element in the long wavelength region.
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。
Furthermore, it is as follows.
A violet LED (with a peak wavelength of about 395 nm to 420 nm) is used as a first light emitting element in a short wavelength region, and a SBCA, which is a relatively narrow band phosphor, is incorporated in a light source as a second light emitting element in a short wavelength region. It is very preferable to use β-SiAlON, which is a relatively narrow-band phosphor, as the first light emitting element in the wavelength region, and to use CASON as the first light emitting element in the long wavelength region.
In addition, a purple LED (with a peak wavelength of about 395 nm to 420 nm) is used as the first light emitting element in the short wavelength region, and an SCA that is a relatively narrow-band phosphor is incorporated in the light source as the second light emitting element in the short wavelength region. It is very preferable to use β-SiAlON, which is a relatively narrow-band phosphor, as the first light emitting element in the intermediate wavelength region, and use CASON as the first light emitting element in the long wavelength region.
In addition, a purple LED (with a peak wavelength of about 395 nm to 420 nm) is used as the first light emitting element in the short wavelength region, and BAM, which is a relatively narrow band phosphor, is incorporated in the light source as the second light emitting element in the short wavelength region. It is very preferable to use BSS, which is a relatively narrow-band phosphor, as the first light emitting element in the intermediate wavelength region, and to use CASON as the first light emitting element in the long wavelength region.
On the other hand, a blue-violet LED (peak wavelength is about 420 nm to 455 nm) and / or a blue LED (peak wavelength is about 455 nm to 485 nm) is a light emitting element in a short wavelength region, and a relatively narrow band fluorescence is used as a light emitting element in an intermediate wavelength region. At least one or more selected from β-SiAlON, BSS, BSON, and G-BAM, which are the body, are included in the light source, and are selected from CASON, SCASN, LOS, KSF, and KSNAF as light emitting elements in the long wavelength region It is preferable that at least one or more of these be included in the light source.
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。
Furthermore, it is as follows.
A blue-violet LED (with a peak wavelength of about 420 nm to 455 nm) and / or a blue LED (with a peak wavelength of about 455 nm to 485 nm) is used as a light emitting element in a short wavelength region and a relatively narrow band as a first light emitting element in an intermediate wavelength region. It is very preferable to use BCAS, which is a phosphor, and SCASN as the first light emitting element in the long wavelength region.
A blue-violet LED (with a peak wavelength of about 420 nm to 455 nm) and / or a blue LED (with a peak wavelength of about 455 nm to 485 nm) is used as a light emitting element in a short wavelength region and a relatively narrow band as a first light emitting element in an intermediate wavelength region. It is very preferable to use β-SiAlON, which is a phosphor, and CASON as the first light emitting element in the long wavelength region.
A blue-violet LED (with a peak wavelength of about 420 nm to 455 nm) and / or a blue LED (with a peak wavelength of about 455 nm to 485 nm) is used as a light emitting element in a short wavelength region and a relatively narrow band as a first light emitting element in an intermediate wavelength region. It is very preferable to use β-SiAlON which is a phosphor, use CASON as the first light emitting element in the long wavelength region, and use KSF or KSNAF as the second light emitting element in the long wavelength region.
A blue-violet LED (with a peak wavelength of about 420 nm to 455 nm) and / or a blue LED (with a peak wavelength of about 455 nm to 485 nm) is used as a light emitting element in a short wavelength region and a relatively narrow band as a first light emitting element in an intermediate wavelength region. It is very preferable to use β-SiAlON, which is a phosphor, and SCASN as the first light emitting element in the long wavelength region.
A blue-violet LED (with a peak wavelength of about 420 nm to 455 nm) and / or a blue LED (with a peak wavelength of about 455 nm to 485 nm) is used as a light emitting element in a short wavelength region and a relatively narrow band as a first light emitting element in an intermediate wavelength region. It is very preferable to use β-SiAlON which is a phosphor, use SCASN as the first light emitting element in the long wavelength region, and use KSF or KSNAF as the second light emitting element in the long wavelength region.
これらの発光要素の組み合わせは、それぞれの発光要素の有するピーク波長位置、半値全幅等が、視覚実験で被験者が好ましいとした色の見え、物体の見えを実現するうえで、非常に好都合である。 The combination of these light emitting elements is very convenient for realizing the appearance of the color and the object that the subject has preferred in the visual experiment, such as the peak wavelength position and the full width at half maximum of each light emitting element.
一方、例えば、特定の発光領域において青色半導体発光素子のような青色光を発する発光要素を用いる場合に好ましい発光要素の組み合わせは以下である。
特定の発光領域に、青色発光素子を含み、中間波長領域における蛍光体としてＣａ３（Ｓｃ，Ｍｇ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ（ＣＳＭＳ蛍光体）、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ（ＣＳＯ蛍光体）、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＬｕＡＧ蛍光体）、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ（Ｇ−ＹＡＧ蛍光体）から選択される少なくとも１つの緑色蛍光体を含み、さらに、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（ＳＣＡＳＮ蛍光体）、ＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）３：Ｅｕ（ＣＡＳＯＮ蛍光体）、またはＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（ＣＡＳＮ蛍光体）から選択される少なくとも１つの赤色蛍光体を含む事は好ましく、このような発光領域を含む発光装置とする事は好ましい。
On the other hand, for example, when a light emitting element that emits blue light such as a blue semiconductor light emitting element is used in a specific light emitting region, a combination of light emitting elements that is preferable is as follows.
A specific light emitting region includes a blue light emitting element, and phosphors in the intermediate wavelength region are Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce (CSMS phosphor), CaSc 2 O 4 : Ce (CSO phosphor). And at least one green phosphor selected from Lu 3 Al 5 O 12 : Ce (LuAG phosphor), Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce (G-YAG phosphor), Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu (SCASN phosphor), CaAlSi (ON) 3 : Eu (CASON phosphor), or CaAlSiN 3 : Eu (CASN phosphor) Is preferable, and a light emitting device including such a light emitting region is preferable.
本発明の実施態様に係る発光装置においては、これまで記載した発光要素（発光材料）を用いると、指標Ａｃｇ、放射効率Ｋ（ｌｍ／Ｗ）、Ｄｕｖ等を所望の値に設定しやすくなるため、好ましい。また、当該光を色刺激としてとらえ、当該発光装置での照明を仮定した場合の当該１５色票の色の見えと、計算用基準光での照明を仮定した場合の色の見えとの差に関する｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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。 In the light-emitting device according to the embodiment of the present invention, when the light-emitting element (light-emitting material) described so far is used, the index A cg , the radiation efficiency K (lm / W), D uv, and the like can be easily set to desired values. Therefore, it is preferable. Further, regarding the light as a color stimulus, regarding the difference between the color appearance of the 15 color chart when the illumination by the light emitting device is assumed and the color appearance when the illumination with the calculation reference light is assumed. | Δh n |, SAT av , ΔC n , and | ΔC max −ΔC min | are also preferable because the above-described light-emitting element can be easily set to a desired value.
Ｄｕｖを０から低下させ、適切な負値にするには、種々の手段が考えられる。たとえば当該３波長領域それぞれにひとつの発光要素を有する発光装置を想定すれば、短波長領域内の発光要素の発光位置をさらに短波長側に移動させる、長波長領域内の発光要素の発光
位置をさらに長波長側に移動させる、中間波長領域内の発光要素の発光位置を５５５ｎｍからずらすなどのことが可能である。さらに、短波長領域内の発光要素の相対的発光強度を上げる、長波長領域内の発光要素の相対的発光強度を上げる、中間波長領域内の発光要素の相対的発光強度を下げるなどのことが可能である。また、この際にＣＣＴを変化させずにＤｕｖを変化させるには、短波長領域内の発光要素の発光位置を短波長側に移動させ、かつ、長波長領域内の発光要素の発光位置を長波長側に移動させるなどのことを同時に行えばよい。さらに、Ｄｕｖを正側に変化させるには、上記記載と逆の操作を行えばよい。
Various means are conceivable for reducing D uv from 0 to an appropriate negative value. For example, assuming a light-emitting device having one light-emitting element in each of the three wavelength regions, the light-emitting position of the light-emitting element in the long-wavelength region is moved further to the short-wavelength side. Further, it is possible to shift the light emission position of the light emitting element in the intermediate wavelength region from 555 nm, for example, to move to the longer wavelength side. Furthermore, the relative light emission intensity of the light emitting element in the short wavelength region is increased, the relative light emission intensity of the light emitting element in the long wavelength region is increased, the relative light emission intensity of the light emitting element in the intermediate wavelength region is decreased, etc. Is possible. At this time, in order to change D uv without changing CCT, the light emitting position of the light emitting element in the short wavelength region is moved to the short wavelength side, and the light emitting position of the light emitting element in the long wavelength region is changed. What is necessary is just to perform moving to the long wavelength side simultaneously. Further, in order to change D uv to the positive side, an operation reverse to the above description may be performed.
さらに、たとえば当該３波長領域それぞれに二つの発光要素を有する発光装置を想定し、Ｄｕｖを低下させるには、たとえば、短波長領域内の２つの発光要素の中の相対的に短波長側にある発光要素の相対強度を上げる、超波長領域内の２つの発光要素の中の相対的に長波長側にある発光要素の相対強度を上げるなどのことも可能である。また、この際にＣＣＴを変化させずにＤｕｖを低下させるには、短波長領域内の２つの発光要素の中の相対的に短波長側にある発光要素の相対強度を上げ、かつ、長波長領域内の２つの発光要素の中の相対的に長波長側にある発光要素の相対強度を上げることを同時に行えばよい。さらに、Ｄｕｖを正側に変化させるには、上記記載と逆の操作を行えばよい。 Further, for example, assuming a light emitting device having two light emitting elements in each of the three wavelength regions, and reducing D uv , for example, on the relatively short wavelength side of two light emitting elements in the short wavelength region. It is also possible to increase the relative intensity of a certain light emitting element, increase the relative intensity of a light emitting element on the relatively long wavelength side of two light emitting elements in the superwavelength region, and the like. In order to reduce D uv without changing the CCT at this time, the relative intensity of the light emitting element on the relatively short wavelength side of the two light emitting elements in the short wavelength region is increased, and The relative intensity of the light emitting elements on the relatively long wavelength side of the two light emitting elements in the wavelength region may be increased at the same time. Further, in order to change D uv to the positive side, an operation reverse to the above description may be performed.
一方、当該発光装置での照明を仮定した場合の当該１５色票の色の見えと、計算用基準光での照明を仮定した場合の色の見えとの差に関する｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、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。 On the other hand, | Δh n |, SAT av , regarding the difference between the appearance of the color of the 15 color chart when assuming illumination with the light emitting device and the appearance of color when assuming illumination with calculation reference light As means for changing ΔC n , | ΔC max −ΔC min |, in particular, in order to increase ΔC n , the entire spectral distribution is adjusted so that D uv becomes a desired value. Is possible. Replace the full width at half maximum of each light-emitting element with a narrow material, and separate each light-emitting element as a spectral shape appropriately. In order to form irregularities in the spectrum of each light-emitting element, a desired light source, lighting fixture, etc. A filter that absorbs the wavelength may be installed, or a light emitting element that emits light in a narrower band may be additionally mounted in the light emitting device.
このように、本発明は、視覚実験を行った約１５０ｌｘから約５０００ｌｘの照度範囲で、種々の色相を有する多種多様な照明対象物を、屋外のような１００００ｌｘを超える高照度環境下で見たような、自然で、生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、物体の見えとするための第一義的な発光装置又は照明方法を明らかにしている。特に各色相を自然な鮮やかさにできると同時に、白色物を実験用基準光と比較してより白く知覚させうる。 As described above, according to the present invention, a wide variety of illumination objects having various hues in an illuminance range of about 150 lx to about 5000 lx in which visual experiments were performed were viewed in a high illumination environment exceeding 10,000 lx such as outdoors. Such as natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance and object appearance are clarified. In particular, each hue can be naturally vivid, and at the same time, a white object can be perceived as whiter than the experimental reference light.
本発明の実施態様において、高照度環境下で見たような、自然で、生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、物体の見えとするための手段は、照明対象物の位置における光のＤｕｖを適切な範囲とすることであって、かつ、当該光での照明を仮定した当該１５色票の色の見えと、計算用基準光での照明を仮定した当該１５色票の色の見えとの差に関する｜Δｈｎ｜、ＳＡＴａｖ、ΔＣｎ、｜ΔＣｍａｘ−ΔＣｍｉｎ｜等の指標を適切な範囲にすることである。
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よい。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。
In an embodiment of the present invention, the natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen in a high light environment are: 15 colors assuming that the D uv of the light at the position is in an appropriate range, and the appearance of the color of the 15 color chart assuming illumination with the light, and the illumination with the reference light for calculation An index such as | Δh n |, SAT av , ΔC n , | ΔC max −ΔC min |
The light-emitting device used in the illumination method of the present invention may be any device as long as it is a device capable of such illumination. For example, the device may be a single illumination light source or an illumination module in which at least one of the light sources is mounted on a heat sink or the like. The lighting fixture which provided the circuit etc. may be sufficient. Furthermore, it may be an illumination system having a mechanism that collects at least a light source, a module, a fixture, and the like and supports them at least.
また、本発明の実施態様に係る発光装置における、高照度環境下で見たような、自然で、生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、物体の見えとするための手段が、主たる放射方向に出射される光の分光分布から求められるＤｕｖを適切な範囲とした発光
装置とすることであって、かつ、指標Ａｃｇを適切な範囲とした発光装置とすることである。
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よい。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。
Further, in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, a means for making a natural, lively, highly visible, comfortable, color appearance, and object appearance as seen in a high illumination environment. However, by making the light-emitting device in which D uv obtained from the spectral distribution of light emitted in the main radiation direction is in an appropriate range, and making the light-emitting device in which the index A cg is in an appropriate range, is there.
For example, the device may be a single illumination light source or an illumination module in which at least one of the light sources is mounted on a heat sink or the like. The lighting fixture which provided the circuit etc. may be sufficient. Furthermore, it may be an illumination system having a mechanism that collects at least a light source, a module, a fixture, and the like and supports them at least.
１００ 発光装置
１ 発光領域１
１１ 発光領域１−１
１２ 発光領域１−２
１３ 発光領域１−３
２ 発光領域２
２１ 発光領域２−１
２２ 発光領域２−２
２３ 発光領域２−３
３ 発光領域３
３１ 発光領域３−１
３２ 発光領域３−２
４ 発光領域４
５ 発光領域５
６ 半導体発光素子
７ 仮想外周
７１ 仮想外周上の２点
７２ 仮想外周上の２点間の距離
１０ パッケージＬＥＤ
２０ パッケージＬＥＤ
２５ パッケージＬＥＤ
３０ 照明システム
３０１ ＬＥＤバルブ（発光領域１）
３０２ ＬＥＤバルブ（発光領域２）
３０３ 天井
４０ １対のパッケージＬＥＤ
４００ パッケージＬＥＤ
４０１ 発光領域１
４０２ 発光領域２
100 Light-emitting device 1 Light-emitting area 1
11 Light Emitting Area 1-1
12 Light emitting area 1-2
13 Light emitting area 1-3
2 Light emitting area 2
21 Light Emitting Area 2-1
22 Light emitting area 2-2
23 Light Emitting Area 2-3
3 Light emitting area 3
31 Light Emitting Area 3-1
32 Light Emitting Area 3-2
4 Light emitting area 4
5 Light emitting area 5
6 Semiconductor Light Emitting Element 7 Virtual Perimeter 71 Two Points 72 on Virtual Perimeter 72 Distance Between Two Points on Virtual Perimeter 10 Package LED
20 Package LED
25 Package LED
30 Lighting system 301 LED bulb (light emitting area 1)
302 LED bulb (light emitting area 2)
303 Ceiling 40 A pair of packaged LEDs
400 package LED
401 Light emitting area 1
402 Light emitting area 2
本発明の照明光源、照明器具及び照明システム等の発光装置、当該発光装置の設計方法、発光装置の駆動方法、及び照明方法は、応用分野が非常に広く、特定の用途には限定されずに使用することが可能である。しかし、本発明の発光装置、発光装置の設計方法、発光装置の駆動方法、及び照明方法の特長に照らして、以下の分野への応用は好ましい。 The light source of the present invention, such as a light source, a lighting fixture and a lighting system, a design method of the light emitting device, a driving method of the light emitting device, and a lighting method have a very wide application field and are not limited to a specific application. It is possible to use. However, in view of the features of the light-emitting device, the light-emitting device design method, the light-emitting device driving method, and the illumination method of the present invention, application to the following fields is preferable.
例えば、本発明の発光装置又は照明方法により照明した場合には、従来の発光装置又は照明方法と比較して、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。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。
For example, when illuminated by the light-emitting device or illumination method of the present invention, white is whiter and naturally even with substantially the same CCT and substantially the same illuminance as compared with the conventional light-emitting device or illumination method. Looks comfortable. Furthermore, it becomes easy to visually recognize the brightness difference between achromatic colors such as white, gray, and black.
For this reason, for example, black characters on general white paper are easy to read. Taking advantage of such features, it is preferable to apply it to work lights such as reading lights, learning desk lights, and office lights. In addition, depending on the work content, inspect the appearance of fine parts in factories, etc., identify colors close to fabrics, etc., check colors for fresh meat freshness check, product inspection against limit samples However, when illuminated by the illumination method of the present invention, it is easy to identify colors in adjacent hues, and a comfortable working environment as if in a high illumination environment can be realized. Therefore, it is preferable to adapt to work illumination from such a viewpoint.
さらには、色の識別能が上がるために、たとえば外科手術用光源、胃カメラ等に利用される光源等の医療用照明に応用することも好ましい。なぜなら、動脈血は酸素を多く含むため鮮紅色であるが、静脈血はに二酸化炭素を多く含むため暗赤色である。両者は同じ赤色であるが、その彩度が異なるため、良好な色の見え（彩度）を実現する本発明の照明方法又は装置により、動脈血と静脈血を用意に判別することが期待される。また、内視鏡のようなカラー画像情報では良好な色の表示が診断に大きな影響を持つことは明白であり、正常な部位と病変した部位を容易に見分けることなどが期待される。同様の理由から、製品の画像判定器などの工業用機器内の照明方法としても、好適に利用可能である。 Furthermore, it is also preferable to apply to medical illumination such as a light source for use in a surgical operation, a gastric camera, etc., because the color discrimination ability is improved. This is because arterial blood is bright red because it contains a lot of oxygen, whereas venous blood is dark red because it contains a lot of carbon dioxide. Although both are the same red color, but their saturations are different, it is expected that arterial blood and venous blood will be readily discriminated by the illumination method or apparatus of the present invention that realizes good color appearance (saturation). . In addition, in color image information such as an endoscope, it is clear that good color display has a great influence on diagnosis, and it is expected that a normal site and a lesion site can be easily distinguished. For the same reason, it can be suitably used as an illumination method in industrial equipment such as an image discriminator for products.
本発明の発光装置又は照明方法により照明した場合には、照度が数千Ｌｘから数百Ｌｘ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。
よって、本発明の発光装置又は照明方法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。
When illuminated by the light emitting device or illumination method of the present invention, even if the illuminance is about several thousand Lx to several hundred Lx, purple, blue purple, blue, blue green, green, yellow green, yellow, yellow red Realize the natural appearance of most colors, such as red, purple, and sometimes all colors, as seen under tens of thousands of lx, such as under sunny day outdoors Is done. In addition, the skin color of subjects (Japanese people), various foods, clothing, wood colors, and the like, which have intermediate saturation, have natural colors that many subjects feel more preferable.
Therefore, if the light-emitting device or lighting method of the present invention is applied to general lighting for home use, the food looks fresh and appetizing, it is easy to read newspapers and magazines, etc., and the visibility of steps, etc. It is thought that it will also increase safety in the home. Therefore, it is preferable to apply the present invention to household lighting. Moreover, it is also preferable as illumination for exhibits such as clothing, food, cars, bags, shoes, decorations, furniture, etc., and illumination that can be visually recognized from the periphery is possible. It is also preferable as illumination for articles such as cosmetics whose subtle color differences are decisive for purchase. When used as lighting for exhibits such as white dresses, it is easy to see subtle color differences, such as bluish white and cream-like white, even with the same white, so select the color you want It becomes possible. Furthermore, it is also suitable as lighting for directing in a wedding hall, a theater, etc., a pure white dress or the like looks pure white, and a kimono such as a kabuki or a dress is clearly visible. Furthermore, the skin color is also particularly preferable. Further, when used as lighting for a beauty salon, when hair is color-treated, it becomes possible to have a color that does not wrinkle when viewed outdoors, and it is possible to prevent excessive dyeing or insufficient dyeing.
さらに、白色がより白色に見え、無彩色の識別が容易になり、かつ、有彩色も自然な鮮やかさになることから、限られた一定の空間において、多くの種類の活動がなされる場所における光源としても好適である。例えば、航空機内の客席では、読書もなされ、仕事もなされ、食事も行われる。さらに電車、長距離バス等においても事情は類似している。このような交通機関の内装用照明として、本発明は好適に利用可能である。 In addition, since white appears whiter, achromatic colors can be easily identified, and chromatic colors also become natural vivid, so in a limited space where many types of activities are performed. It is also suitable as a light source. For example, in a passenger seat on an aircraft, reading is done, work is done, and food is also served. The situation is similar for trains, long-distance buses, and the like. The present invention can be suitably used as such interior lighting for transportation.
さらに、白色がより白色に見え、無彩色の識別が容易になり、かつ、有彩色も自然な鮮やかさになることから、美術館等における絵画等を屋外で視認したような自然な色調に照明することが可能であって、美術品用照明としても、本発明は好適に利用可能である。 In addition, white looks more white, making it easy to identify achromatic colors, and chromatic colors are also naturally vivid, so lighting in natural colors as if viewing paintings at museums etc. outdoors Therefore, the present invention can be suitably used as an illumination for art works.
一方で、本発明は高齢者用照明としても好適に利用可能である。すなわち、細かな文字が通常の照度下で見えにくい、段差等が見えにくい等の場合であっても、本発明の照明方法又は発光装置を適応することで、無彩色間、あるいは有彩色間の識別が容易になるため、これらの問題を解決可能である。よって、老人ホームや病院の待合室、書店や図書館等
の不特定多数の方が利用する公共施設等における照明にも好適に利用可能である。
On the other hand, this invention can be utilized suitably also as illumination for elderly people. That is, even when fine characters are difficult to see under normal illuminance, steps, etc. are difficult to see, by applying the illumination method or the light emitting device of the present invention, between achromatic colors or between chromatic colors. Since identification becomes easy, these problems can be solved. Therefore, it can be suitably used for lighting in public facilities used by an unspecified number of people such as nursing homes, hospital waiting rooms, bookstores, and libraries.
さらに、各種の事情で比較的低照度になりがちな照明環境に適応して、視認性を確保する応用においても、本発明の照明方法又は発光装置は好適に利用可能である。 Furthermore, the illumination method or the light-emitting device of the present invention can be suitably used in applications that ensure visibility by adapting to illumination environments that tend to have relatively low illuminance due to various circumstances.
例えば、街灯、車のヘッドライト、足元灯に応用し、従来光源を用いた場合よりも各種の視認性を向上させることも好ましい。 For example, it is also preferable to apply to street lights, car headlights, and foot lamps to improve various visibility compared to the case of using a conventional light source.
Claims (1)
当該発光装置の主たる放射方向に各発光領域から出射される光の分光分布をφＳＳＬＮ（λ）（Ｎは１からＭ）とし、前記発光装置から当該放射方向に出射されるすべての光の分光分布φＳＳＬ（λ）が、
のときに、
前記φＳＳＬ（λ）を、以下の条件１を満たすように出来る発光領域が内在し、
前記発光領域から出射される光束量かつ／または放射束量を変化させることで、φＳＳＬ（λ）が条件３´を更に満たすように出来る発光領域が内在する発光装置。
条件１：
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、−０．０３５０ ≦ ＤｕｖＳＳＬ ＜ ０となる光を主たる放射方向に含む。
条件３´：
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
−３．８ ≦ ΔＣｎ ≦ １８．６ （ｎは１から１５の自然数）
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 A light-emitting device having M (M is a natural number of 2 or more) light-emitting regions and having a semiconductor light-emitting element as a light-emitting element in at least one of the light-emitting regions,
The spectral distribution of light emitted from each light emitting region in the main radiation direction of the light emitting device is φ SSL N (λ) (N is 1 to M), and all light emitted from the light emitting device in the radiation direction is Spectral distribution φ SSL (λ) is
When
The φ SSL (λ) has a light emitting region that can satisfy the following condition 1;
A light emitting device having a light emitting region in which φ SSL (λ) can further satisfy the condition 3 ′ by changing the amount of light flux and / or the amount of radiant flux emitted from the light emitting region.
Condition 1:
The light emitted from the light emitting device includes light whose distance D uvSSL from the black body radiation locus defined by ANSI C78.377 is −0.0350 ≦ D uvSSL <0 in the main radiation direction.
Condition 3 ′:
CIE 1976 L * a * b * a * value in color space, b * of the following 15 types of modified Munsell color charts # 01 to # 15 when illumination by light emitted in the radiation direction is mathematically assumed The values are a * nSSL and b * nSSL (where n is a natural number from 1 to 15, respectively)
CIE 1976 of the 15 kinds of modified Munsell color charts when the illumination with the reference light selected according to the correlated color temperature T SSL (K) of the light emitted in the radiation direction is mathematically assumed.
When the a * value and b * value in the L * a * b * color space are a * nref and b * nref (where n is a natural number from 1 to 15), the saturation difference ΔC n is −3.8. ≦ ΔC n ≦ 18.6 (n is a natural number from 1 to 15)
Meet.
However, ΔC n = √ {(a * nSSL ) 2 + (b * nSSL ) 2 } −√ {(a * nref ) 2 + (b * nref ) 2 }.
15 types of modified Munsell color chart # 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
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