JP2020119746A

JP2020119746A - 光源装置および照明装置

Info

Publication number: JP2020119746A
Application number: JP2019009682A
Authority: JP
Inventors: 渚紗古賀; Nagisa Koga
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-08-06

Abstract

【課題】人の健康に配慮しつつ、省電力化を実現すること。【解決手段】実施形態に係る光源装置は、４８５ｎｍ未満にピーク波長を有し、４３０ｎｍ以上４８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第１積分値に対する５３５ｎｍ以上５８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第２積分値の比率が０．５８以上０．６４未満、かつ、前記第１積分値に対する６３５ｎｍ以上６８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第３積分値の比率が０．３以上を満たす分光分布を有する。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、光源装置および照明装置に関する。

人の健康や快適性に与える影響を考慮した建築物の認証システムとしてＷＥＬＬ認証が知られている。ＷＥＬＬ認証では、光源装置の出射光によって、等価メラノピック照度が閾値を超えることで加点が得られる。

"ＷＥＬＬ"、［onlibe］、［平成３１年１月１１日検索］、インターネット（https://v2.wellcertified.com/v2.1/en/overview）

しかしながら、従来の光源装置では、等価メラノピック照度の閾値を超える光を出射する場合、消費電力が嵩むおそれがあった。

本発明が解決しようとする課題は、人の健康に配慮しつつ、省電力化を実現できる光源装置および照明装置を提供することを目的とする。

実施形態に係る光源装置は、４８５ｎｍ未満にピーク波長を有し、４３０ｎｍ以上４８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第１積分値に対する５３５ｎｍ以上５８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第２積分値の比率が０．５８以上０．６４未満、かつ、前記第１積分値に対する６３５ｎｍ以上６８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第３積分値の比率が０．３以上を満たす分光分布を有する。

図１は、実施形態に係る照明装置の構成を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る光源装置および参考例が出射する光の分光分布を示す図である。図３は、実施形態に係る光源装置および参考例における各種項目の比較結果を示す図である。

以下で説明する実施形態に係る光源装置３は、４８５ｎｍ未満にピーク波長を有し、４３０ｎｍ以上４８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第１積分値に対する５３５ｎｍ以上５８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第２積分値の比率が０．５８以上０．６４未満、かつ、第１積分値に対する６３５ｎｍ以上６８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第３積分値の比率が０．３以上を満たす分光分布を有する。

以下で説明する実施形態に係る光源装置３は、光源と、蛍光体とを具備する。光源は、４８５ｎｍ未満のピーク波長の光を発する。蛍光体は、光源の光で励起されて光を発する。

以下で説明する実施形態に係る光源装置３において、分光分布による光は、演色性評価数Ｒａが９０以上である。

以下で説明する実施形態に係る光源装置３において、分光分布による光は、相関色温度が略８０００Ｋである。

以下で説明する実施形態に係る照明装置１は、光源装置３を具備する。

以下、図面を参照して、実施形態に係る光源装置および照明装置について説明する。実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

図１は、実施形態に係る照明装置の構成を示す斜視図である。

図１に示すように、照明装置１は、器具本体２と、光源装置３とを備える。照明装置１は、例えば、光源装置３を下方に向けた状態で、天井面に取り付けられる、いわゆる、ベースライトである。なお、照明装置１は、天井面に限られることはなく、例えば、壁面などの任意の取り付け対象に取り付けられてもよい。また、複数の照明装置１が連結されてもよい。また、照明装置１は、ベースライトに限定されるものではなく、屋内照明であれば、任意の形態の照明装置を採用可能である。

器具本体２は、天井に取り付けられる取付部であり、また、光源装置３を支持する支持部でもある。器具本体２の内部には、光源装置３に電力を供給する電源装置等が収容される。

光源装置３は、電源装置から供給される電力に基づいて光源を駆動することで光を出射する。光源装置３は、ＷＥＬＬ認証において、等価メラノピック照度の項目における加点と、演色性評価数の項目における加点が得られる分光分布の光を出射する。具体的には、等価メラノピック照度が２４０ｍ−ｌｘ（メラノピックルクス）以上で加点が得られ、演色性評価数のＲａが９０以上で加点が得られる。

なお、等価メラノピック照度は、分光分布を基に算出されるメラノピック比率と、照度との積によって算出される。演色性評価数であるＲａは、演色性評価数Ｒ１〜Ｒ８の平均値として算出される。

メラノピック比率（ｍ）は、下記式（１）にて算出する。

なお、Ｐ（λ）は、分光分布である。Ｍ（λ）は、約４９０ｎｍでピークとなるメラノピック曲線である。Ｖ（λ）は、約５５５ｎｍでピークとなる視覚曲線である。

図２は、実施形態に係る光源装置３および参考例１，２において出射する光の分光分布を示す図である。図３は、実施形態に係る光源装置３および参考例１，２における各種項目の比較結果を示す図である。図２では、縦軸に分光放射照度の相対強度を示し、横軸に波長を示す。なお、縦軸の相対強度は、４８０ｎｍ未満に出現するピーク波長の分光放射照度を１とした場合の各波長における分光放射照度の比率を示す。つまり、図２の縦軸を分光放射照度として表現することも可能である。また、図２に示す分光分布のうち、「実施例」は、シミュレーションによる値であり、「参考例１」および「参考例２」は実測値である。

図２に示すように、「実施例」は、光源装置３が出射する光の分光分布である。具体的には、「実施例」は、４８５ｎｍ未満にピーク波長を有する。かかるピーク波長の光は、光源の光であり、青色光である。なお、光源は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることができる。

また、「実施例」は、分光放射照度の積分値が所定の条件を満たす。具体的には、「実施例」は、４３０ｎｍ以上４８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第１積分値に対する５３５ｎｍ以上５８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第２積分値の比率が０．５８以上０．６４未満を満たす。図２では、第２積分値／第１積分値＝０．６１となる。

さらに、「実施例」は、上記の第１積分値に対する６３５ｎｍ以上６８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第３積分値の比率が０．３以上を満たす。図２では、第３積分値／第１積分値＝０．４２となる。なお、第３積分値／第１積分値の値は、０．３以上、０．６以下が好ましく、さらに、０．３以上、０．５以下がより好ましい。

そして、「参考例１」および「参考例２」は、上記した「第２積分値／第１積分値」および「第３積分値／第１積分値」のうち、少なくとも一方の値が閾値条件を満たさない。

すなわち、「実施例」は、「第２積分値／第１積分値」および「第３積分値／第１積分値」の双方が所定の閾値条件を満たすことで、後述するＷＥＬＬ認証の加点を得ることができる。従って、実施形態に係る光源装置３は、「参考例１」および「参考例２」に比べて、人の健康に配慮した光を出射することができる。

なお、図２に示す「実施例」の分光分布は、ＬＥＤである光源と、光源の光により所定波長の光が励起される２つの蛍光体により実現される。具体的には、光源は、ピーク波長が４６０ｎｍであり、放射照度の半値全幅が２４ｎｍである。また、第１蛍光体は、ピーク波長が５１５ｎｍであり、放射照度の半値全幅が１０６ｎｍである。また、第２蛍光体は、ピーク波長が６２５ｎｍであり、放射照度の半値全幅が１５３ｎｍである。なお、「実施例」の分光分布は、上記した第１蛍光体および第２蛍光体に代えて、ＬＥＤを用いてもよい。具体的には、第１蛍光体と同じピーク波長および同じ半値全幅のＬＥＤと、第２蛍光体と同じピーク波長および同じ半値全幅のＬＥＤを用いてもよい。

そして、図３に示すように、「実施例」は、図２に示す分光分布によって相関色温度が８０００Ｋ、演色性評価数のＲａが９１、メラノピック比率が１．２５となる。そして、「実施例」は、等価メラノピック照度２４０ｍ−ｌｘを達成するための照度が１９２ｌｘ必要となる。

なお、「参考例１」は、図２に示す分光分布によって相関色温度が８６３７Ｋ、演色性評価数のＲａが７４、メラノピック比率が０．９８となる。そして、「参考例１」は、等価メラノピック照度２４０ｍ−ｌｘを達成するための照度が２４５ｌｘ必要となる。また、第２積分値／第１積分値＝０．７１となり、０．５８以上０．６４未満を満たさず、第３積分値／第１積分値＝０．２０となり、０．３以上を満たさない。

また、「参考例２」は、図２に示す分光分布によって相関色温度が５２５７Ｋ、演色性評価数のＲａが８５、メラノピック比率が０．８９となる。そして、「参考例２」は、等価メラノピック照度２４０ｍ−ｌｘを達成するための照度が２６９ｌｘ必要となる。また、第２積分値／第１積分値＝０．９９となり、０．５８以上０．６４未満を満たさないが、第３積分値／第１積分値＝０．４０となり、０．３以上を満たしている。

そして、図３に示すように、「参考例２」を基準とした場合のエネルギー削減率は、「実施例」が２９％（１９２／２６９）であり、「参考例２」が９％（２４５／２６９）である。

すなわち、「実施例」は、「参考例１」および「参考例２」に比べて省電力化を実現できる。また、上記したように、演色性評価数の項目について、「実施例」は加点が得られ、「参考例１」および「参考例２」は加点が得られない。従って、「実施例」である実施形態に係る光源装置３は、人の健康に配慮しつつ、省電力化を実現できる。

さらに、実施形態に係る光源装置３を用いることで、例えば、午前中に短波長光を多く含む、つまりメラノピック曲線に示されるメラノプシン分光感度の強い光を受け取ることができる。その結果、夜間に光を浴びてもメラトニンの分泌が抑制されにくくなり、夜間の睡眠に悪い影響を与えない効果等が期待できる。また、実施形態に係る光源装置３を用いることで、体内時計や生体リズムを調整またはリセットするという効果も期待できる。従来の屋内の人工照明では、自然光ほどの光量を浴びることは難しく、その結果、体内時計や生体リズムが阻害され、肥満、うつ病等が引き起こされ、健康状態が悪くなる可能性もあったが、本実施形態に係る光源装置３を用いることで補うことができ、健康状態悪化の抑制もしくは改善効果を期待できる。

なお、光源装置３を夜間に用いる場合、昼間よりも光量を下げる制御を行ってもよい。これにより、夜間の消費電力を抑えることができるとともに、必要以上に明るい光を浴びることによる悪影響を抑制できる。

上述したように、実施形態に係る光源装置３は、４８５ｎｍ未満にピーク波長を有し、４３０ｎｍ以上４８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第１積分値に対する５３５ｎｍ以上５８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第２積分値の比率が０．５８以上０．６４未満、かつ、第１積分値に対する６３５ｎｍ以上６８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第３積分値の比率が０．３以上を満たす分光分布を有する。これにより、人の健康に配慮しつつ、省電力化を実現できる。

なお、実施形態では、光源装置３は、ＬＥＤである光源と、２つの蛍光体により閾値条件を満たす分光分布を有したが、閾値条件を満たせば、蛍光体の数は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。また、光源装置３は、ＬＥＤおよび蛍光体の組み合わせに限定されるものではなく、光源装置３は、ピーク波長および半値全幅が異なる複数のＬＥＤで構成されてもよい。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１照明装置
２器具本体
３光源装置

Claims

４８５ｎｍ未満にピーク波長を有し、
４３０ｎｍ以上４８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第１積分値に対する５３５ｎｍ以上５８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第２積分値の比率が０．５８以上０．６４未満、かつ、前記第１積分値に対する６３５ｎｍ以上６８５ｎｍ未満の波長範囲における分光放射照度の第３積分値の比率が０．３以上を満たす分光分布を有する、光源装置。
前記ピーク波長の光を発する光源と；
前記光源の前記光で励起されて光を発する蛍光体と；
を具備する請求項１に記載の光源装置。
前記分光分布による光は、演色性評価数Ｒａが９０以上である
請求項１または２に記載の光源装置。
前記分光分布による光は、相関色温度が略８０００Ｋである
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光源装置。
請求項１〜４のいずれか１つに記載の光源装置を具備する照明装置。