JP2021163596A - Light-emitting module and lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、発光モジュールおよび照明装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to light emitting modules and lighting devices.
近年、照明装置の光源のLED(Light Emitting Diode)への置き換えが進んでいるが、一般的に、LED光源からは高効率化のために人間が知覚できる色の光を多く出力するように構成されている。そのため、LED光源の照明装置で物体を照明した場合は、太陽の光(昼光)で同じ物体を照明した場合と比べて、違和感のある色で視認されることがある。このための解決手法としては、平均演色評価数Raや、演色評価数R9〜R15を高める構成が検討されている。しかし、単純に平均演色評価数Raや演色評価数R9〜R15を高めた構成では、演色性が高いために色は比較的に好ましく見えるが、物体が本来持つ質感が伝わりくにいという問題点があった。 In recent years, the replacement of the light source of the lighting device with an LED (Light Emitting Diode) has been progressing, but in general, the LED light source is configured to output a large amount of light of a color that can be perceived by humans in order to improve efficiency. Has been done. Therefore, when an object is illuminated by an LED light source illuminating device, the same object may be visually recognized with a strange color as compared with the case where the same object is illuminated with sunlight (daylight). As a solution for this purpose, a configuration for increasing the average color rendering index Ra and the color rendering index R9 to R15 is being studied. However, in a configuration in which the average color rendering index Ra and the color rendering index R9 to R15 are simply increased, the color looks relatively preferable due to the high color rendering property, but there is a problem that the original texture of the object is not transmitted. there were.
本発明が解決しようとする課題は、物体の質感を適切に見せることができる発光モジュールおよび照明装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a light emitting module and a lighting device capable of appropriately showing the texture of an object.
実施形態の発光モジュールは、500nm以下に第1ピーク波長を有し白色光を照射する第1の発光素子と、650nm以上かつ700nm以下に第2ピーク波長を有し、単色光を照射する第2の発光素子を備える。そして、第1の発光素子から照射される光の演色性区分と、第1の発光素子と第2の発光素子との混色光の演色性区分とは同一である。 The light emitting module of the embodiment has a first light emitting element having a first peak wavelength of 500 nm or less and irradiating white light, and a second light emitting element having a second peak wavelength of 650 nm or more and 700 nm or less and irradiating monochromatic light. It is equipped with a light emitting element of. The color rendering index of the light emitted from the first light emitting element is the same as the color rendering index of the mixed color light of the first light emitting element and the second light emitting element.
実施形態によれば、物体の質感を適切に見せることができる発光モジュールおよび照明装置を提供することが期待できる。 According to the embodiment, it can be expected to provide a light emitting module and a lighting device capable of appropriately showing the texture of an object.
以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。なお本実施形態における波長の説明は、人間の目で感じとれることが可能な可視光線の波長領域である380nm〜780nmの範囲に限定して行うこととする。また、本実施形態で紹介するピークとは、ある光源から照射される光の分光分布において最も高い発光強度を示す点を示し、ピーク波長とは、ピークとなる波長のことを示す。 Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings. The description of the wavelength in the present embodiment is limited to the range of 380 nm to 780 nm, which is the wavelength region of visible light that can be perceived by the human eye. Further, the peak introduced in the present embodiment indicates a point showing the highest emission intensity in the spectral distribution of light emitted from a certain light source, and the peak wavelength indicates a wavelength that becomes a peak.
図1に一実施形態の照明装置1を示す。照明装置1は、例えばベースライトであり、筐体部2と、光源部3と、を備える。筐体部2は、アルミニウムなどの金属で構成され、天井または壁などに固定される。光源部3は、図1には図示しない取付機構により筐体部2に着脱可能に取付けられる。そして、光源部3は、図1には図示しない発光モジュール4(図2に図示)を備える。発光モジュール4は照明装置1の光源であり、発光モジュール4から照射された光が、最終的に照明装置1から取り出され、照射される。さらに照明装置1は、図1には図示しない電源装置を備えており、この電源装置は筐体部2もしくは光源部3のどちらか一方に配設される。
FIG. 1 shows the
なお、図1に示す照明装置1は、照明装置1の一例を示しただけで、照明装置1はベースライトに限定されるものではない。照明装置1としては、スポットライト、電球やダウンライトなどであっても良い。
The
次に、発光モジュール4の説明をする。先述の通り、発光モジュール4は照明装置1の光源であるが、照明装置に用いられる光源については、JIS Z 9112にて演色性の区分が設けられている。厳しい演色性の区分を満たした光源からは、自然光に近い光が照射され、このような光源は、高い色再現性が求められる化粧品、印刷工場や塗装工程用の照明として利用される。
Next, the
演色性の区分としては、高演色な蛍光ランプとして、演色A、演色AA、演色AAAといった区分(種類)が設けられている。そして、演色Aタイプにおいては、昼白色で、Raの最低値が75、R15の最低値が65と定められている。また演色AAタイプの昼光色では、Raの最低値が88、R9の最低値が76、R15の最低値が88と定められている。そして、演色AAタイプの昼白色では、Raの最低値が86、R9の最低値が72、R15の最低値が86と定められている。さらに、演色AAAタイプの昼光色では、Raの最低値が95、R9の最低値が88、R10の最低値が88、R11の最低値が93、R12の最低値が88、R13の最低値が93、R14の最低値が93、R15の最低値が93と定められている。そして、演色AAAタイプの昼白色では、Raの最低値が95、R9の最低値が88、R10の最低値が88、R11の最低値が93、R12の最低値が90、R13の最低値が93、R14の最低値が93、R15の最低値が93と定められている。 As the color rendering index, a classification (type) such as color rendering A, color rendering AA, and color rendering AAA is provided as a high color rendering fluorescent lamp. The color rendering index A type is neutral white, and the minimum value of Ra is 75 and the minimum value of R15 is 65. Further, in the color rendering AA type daylight color, the minimum value of Ra is set to 88, the minimum value of R9 is set to 76, and the minimum value of R15 is set to 88. In the color rendering AA type neutral white, the minimum value of Ra is 86, the minimum value of R9 is 72, and the minimum value of R15 is 86. Further, in the color rendering AAA type daylight color, the minimum value of Ra is 95, the minimum value of R9 is 88, the minimum value of R10 is 88, the minimum value of R11 is 93, the minimum value of R12 is 88, and the minimum value of R13 is 93. , The minimum value of R14 is 93, and the minimum value of R15 is 93. In the color rendering AAA type neutral white, the minimum value of Ra is 95, the minimum value of R9 is 88, the minimum value of R10 is 88, the minimum value of R11 is 93, the minimum value of R12 is 90, and the minimum value of R13 is The minimum value of 93 and R14 is set to 93, and the minimum value of R15 is set to 93.
なお、上述した区分は蛍光ランプの演色性の区分であるが、LEDを光源と用いたランプや照明装置においても、例えば、演色AAA相当という定義を用いて適用している例も存在する。 The above-mentioned classification is the classification of the color rendering property of fluorescent lamps, but there are also examples of lamps and lighting devices using LEDs as a light source, for example, using the definition of color rendering AAA.
そして、JIS Z 9112において設けられたもう一つの演色性の区分としては、高演色なLEDとして、クラス1、クラス2、クラス3、クラス4といった区分(種類)が設けられている。クラス1は、事務所での事務所業などで推奨される演色性であり、Raの最低値が80と定められている。クラス2は、事務所などでコミュニケーションを伴う作業で推奨される演色性であり、Raの最低値が90、R15の最低値が85と定められている。クラス3は、美術館や博物館で推奨される演色性であり、Raの最低値が95、R9の最低値が75と定められている。クラス4は、色比較や色検査の作業性で推奨される演色性であり、Raの最低値が95、R9〜R15の最低値が85と定められている。なお上述したクラス1〜クラス4においては、昼光色、昼白色で求められるRa、R9〜R15の値は同一である。
As another classification of color rendering properties provided in JIS Z 9112, classifications (types) such as
以上のように、光源に高演色性を求める場合は、Ra、R9〜R15といった値を高めることが重要視されている。なお、JIS Z 9112においては、上述した昼光色の相関色温度の範囲は5700K〜7100Kとされており、昼白色の相関色温度の範囲は、4600K〜5500Kとされている。 As described above, when high color rendering property is required for the light source, it is important to increase the values such as Ra and R9 to R15. In JIS Z 9112, the range of the above-mentioned daylight color correlated color temperature is 5700K to 7100K, and the range of the daylight white correlated color temperature is 4600K to 5500K.
図2に一実施形態の発光モジュール4を示す。発光モジュール4は、基板41と、第1光源42と、第2光源43と、を備えている。基板41は、照明装置1の長手方向の長さに合わせた長尺形状であったり、矩形や円形の形状であったりする。基板41の基材は、セラミックやアルミなどの金属材料、もしくは樹脂材料で構成され、基板41の一方の面側には、配線パターンや実装パッドが形成されている。そして、基板41の一方の面側の基材や実装パッドに接続するように、第1光源42と、第2光源43は実装される。
FIG. 2 shows the
第1光源42は、白色光を照射する光源である。ここでの白色光は、家庭、オフィス、店舗などで一般的に使われる光を想定しており、光源色が昼光色や昼白色の光である。そして好ましくは、この白色光の相関色温度は4600K以上であり、4600K、5000K、5700K、6500K、7000K、8000K、9000K、10000Kなどの相関色温度である。第1光源42は、青や紫外の光を照射する発光素子と、蛍光体と、の組み合わせで構成されたり、青、緑、赤などの光を照射する発光素子の組み合わせで構成されたりする。そして、第1光源42は、SMD(Surface Mount Device)タイプであっても、COB(Chip on Board)タイプであっても良い。さらに、第1光源42から照射される白色光の演色性区分はA相当、AA相当、AAA相当、クラス1、クラス2、クラス3、クラス4、のいずれであっても良いし、演色性区分に当てはまらない光であっても良い。
The
第2光源43は、等色関数(図3参照)において、相対値がピークとなる最も長い波長よりもさらに長い波長の領域においてピークを有する分光分布の光を照射する。ちなみに、図3にてx(λ)、y(λ)、z(λ)それぞれの相対値がピークとなる波長は、x(λ)が約600nm、y(λ)が約555nm、z(λ)が約445nmである。また、第2光源43から照射される光の分光分布は、等色関数に対する寄与が小さい650nm以上の波長領域にピークを有することが好ましい。また、第2光源43から照射される光の分光分布は、等色関数に対する寄与が0とならない700nm以下の波長領域にピークを有することが好ましい。そして第2光源43は、単色光を照射する発光素子で構成され、SMD(Surface Mount Device)タイプであっても、COB(Chip on Board)タイプであっても良い。
The second
第1光源42や第2光源43で用いられる発光素子は、LEDであっても良いし、レーザーダイオードや有機ELなどの発光素子であっても良い。また、第1光源42と、第2光源43とは、それぞれ基板41上に1つないし複数実装されても良い。
The light emitting element used in the
発光モジュール4の1つの実施例を図4に示す。図4では、複数の第1光源42と、複数の第2光源43と、が基板41上に実装されている。そして、第1光源42が実装された列が形成され、その第1光源42が実装された列の上下方向にそれぞれ第2光源43が実装された列が形成されている。第2光源43は、2つの第1光源42の間の上下方向に位置するように配設され、第1光源42と第2光源43とで、所謂、千鳥配置を構成するように実装される。
An embodiment of the
また図4に示すように、第1光源42が実装された列の上方向ないし下方向のどちらか一方のみに第2光源43が実装される形態であっても良い。このとき、隣接する第2光源43同士は、第2光源43一つ分以上の間隔を開けて配設されることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 4, the second
発光モジュール4からは、第1光源42から照射された光と、第2光源43から照射された光と、が照射され、照明装置1(照明部3)からは2つの光が混色された光が出力される。すなわち、照明装置1が出力する光は、第1光源42が発光する光の分光分布と、第2光源43が発光する光の分光分布とを足し合わせた分光分布となる。このとき、上述したような第1光源42と、第2光源43の配置をすることで、2つの光源の混色を効率良く行うことが可能となる。
The light emitted from the
発光モジュール4は先述した電源装置に接続されており、電源装置は、発光モジュール4の第1光源42と第2光源43とが発する光を制御する。電源装置は、第1光源42や第2光源43にPWM波形または直流波形の電流を入力して、各光源の点灯制御(ON/OFF制御)を行う。電源装置は、各光源の点灯制御だけでなく、時間的に徐々に明るくしたり、暗くしたりする制御(調光制御)も可能である。また電源装置は、第1光源42のみを点灯させる第1点灯制御、と第1光源42および第2光源43の2つの光源を点灯させる第2点灯制御、とを切替えることも可能である。
The
次に、本実施形態の照明装置1から照射される光、つまり、発光モジュール4の第1光源42から照射された光と、第2光源43から照射された光と、を混色した光、について説明する。
Next, regarding the light emitted from the
本実施形態では、照明装置1からは、第1光源42から照射される昼光色または昼白色の光と、第2光源43から照射される等色関数において相対値がピークとなる最も長い波長よりもさらに長い波長の領域においてピークを有する分光分布の光と、が混色された光が照射される。そして、本実施形態の照明装置1は、例えば、美容施設あるいはスタジオ等で使用され、そのような場所で人間の肌(化粧を塗布した肌も含む)を照らし、照らされた人間の肌の質感を、視認する人に適切に見せるという効果(視認性を向上させる効果)を奏する。
In the present embodiment, the
以下に、視認性評価試験とその結果について説明する。図5に本視認性評価試験で用いた従来光のスペクトルを、図6に本視認性評価試験で用いた本実施形態のスペクトルを示す。図5に示すスペクトルは比較例であり、図6に示すスペクトルは本明細書に示す照明装置1から照射される光のスペクトルの一例である。なお本視認性評価試験において、従来例の光と、実施形態の光と、は演色性などの測色・測光にかかる値が同一となるように設計されている。例えば、両者の相関色温度は約6500Kとなっており、R1〜15の値の差は3ポイント以内となるように設計されている。そのため、両者の演色性区分は共に演色性区分AAA相当であり、演色性区分クラス4でもある。
The visibility evaluation test and its result will be described below. FIG. 5 shows the spectrum of the conventional light used in the present visibility evaluation test, and FIG. 6 shows the spectrum of the present embodiment used in the present visibility evaluation test. The spectrum shown in FIG. 5 is a comparative example, and the spectrum shown in FIG. 6 is an example of the spectrum of light emitted from the
また、本視認性評価試験における実施形態の光は、約600nm以下の波長でのスペクトル形状が従来光と似通った形状となっている。つまり、実施形態の光は、従来光に近いスペクトル形状に、第2光源43の光を付加したスペクトル形状となっている。第2光源43から照射される光の分光分布は、等色関数において相対値がピークとなる最も長い波長よりもさらに長い波長の領域においてピークを有しており、等色関数に対する寄与が小さい。そのため、従来光に近いスペクトル形状の光に、第2光源43の光を加えても相関色温度は大きく変動しない。ちなみに本視認性評価試験においては、第2光源43から照射される光は、ピーク波長が約690nmの深赤色光(所謂、DeepRed光)である。
Further, the light of the embodiment in the present visibility evaluation test has a spectrum shape similar to that of the conventional light at a wavelength of about 600 nm or less. That is, the light of the embodiment has a spectrum shape in which the light of the second
視認性評価試験の内容について説明する。まず試験方法としては、評価サンプルを基準条件(図5に示すスペクトルの光)で照射した場合の色の見え方に対する、テスト条件(図6に示すスペクトルの光)で照射の場合の色の見え方を、SD(Semantic Differential)法を用いて評価した。評価サンプルは、紙の色票、布の色票、被験者の手の甲(素肌)、化粧下地を塗った被験者の腕の裏、の4つとした。紙の色票、布の色票には様々な色が示されており、本試験では、青色、緑色、赤色、黄色、紫色を用いた。そして、基準条件、テスト条件、それぞれで70lx、500lxの光を照射して、視認性評価の試験を実施した。被験者の人数は8名で、1人あたり3回試験を行った。 The contents of the visibility evaluation test will be described. First, as a test method, the appearance of color when the evaluation sample is irradiated under the reference condition (light of the spectrum shown in FIG. 5) is compared with the appearance of color when irradiated under the test condition (light of the spectrum shown in FIG. 6). Was evaluated using the SD (Semantic Differential) method. There were four evaluation samples: a paper color sheet, a cloth color sheet, the back of the subject's hand (bare skin), and the back of the subject's arm coated with a makeup base. Various colors are shown on the paper color sheet and the cloth color sheet, and in this test, blue, green, red, yellow, and purple were used. Then, the visibility evaluation test was carried out by irradiating with 70 lx and 500 lx of light under the reference condition and the test condition, respectively. The number of subjects was eight, and the test was conducted three times per person.
図7〜図10に、サンプルごとの視認性評価試験の結果を示す。各図の棒グラフの高さは、被験者8人の平均値を、誤差棒は標準偏差を示す。そして各図は、基準条件で照射した場合に対して、テスト条件で照射した場合に被験者はどのように見えたかを示している。つまり、棒グラフがプラス側(ポジティブ側)に伸びている場合は、テスト条件の方が良好に見えたことを示しており、棒グラフがマイナス側(ネガティブ側)に伸びている場合は、基準条件の方が良好に見えたことを示している。 7 to 10 show the results of the visibility evaluation test for each sample. The height of the bar graph in each figure indicates the average value of eight subjects, and the error bar indicates the standard deviation. And each figure shows what the subject looked like when it was irradiated under the test condition as opposed to the case where it was irradiated under the reference condition. In other words, if the bar graph extends to the plus side (positive side), it means that the test condition looked better, and if the bar graph extends to the minus side (negative side), it means that the reference condition It shows that it looked better.
図7は、紙の色票を評価サンプルとして視認性評価試験を行った結果である。鮮やかさにおいては、青色、緑色、赤色はテスト条件の方が良好に、黄色、紫色は基準光源の方が良好に視認された。明るさにおいては、いずれの色においてもテスト条件の方が良好に視認された。また、全体的に70lxで照射した場合より500lxで照射した方が、基準光源とテスト条件との差が大きく認識される傾向だが、緑色を照射した場合の明るさについては、70lxで照射した方が基準光源とテスト条件との差が大きく認識される結果となった。 FIG. 7 shows the results of a visibility evaluation test using a paper color sheet as an evaluation sample. In terms of vividness, blue, green, and red were better visible under the test conditions, and yellow and purple were better visible with the reference light source. In terms of brightness, the test conditions were better visible in all colors. In addition, the difference between the reference light source and the test conditions tends to be recognized more when irradiating with 500 lpx than when irradiating with 70 lpx as a whole, but regarding the brightness when irradiating with green, the person who irradiates with 70 lpx However, the difference between the reference light source and the test conditions was greatly recognized.
図8は、布の色票を評価サンプルとして視認性評価試験を行った結果である。全体的に棒グラフがプラス側に伸びており、テスト条件の方が良好に視認されていることが確認できる。また、全体的に70lxで照射した場合より500lxで照射した方が、基準光源とテスト条件との差が大きく認識される傾向だが、青色を照射した場合の鮮やかさと、緑色を照射した場合の明るさについては、70lxで照射した方が基準光源とテスト条件との差が大きく認識される結果となった。 FIG. 8 shows the results of a visibility evaluation test using a cloth color chart as an evaluation sample. It can be confirmed that the bar graph extends to the plus side as a whole, and the test conditions are better visually recognized. In addition, the difference between the reference light source and the test conditions tends to be recognized more when irradiating with 500 lpx than when irradiating with 70 lpx as a whole, but the vividness when irradiating blue and the brightness when irradiating green As for the result, the difference between the reference light source and the test conditions was more recognized when the irradiation was performed at 70 lcx.
図9は、手の甲を評価サンプルとして視認性評価試験を行った結果である。全体的に棒グラフがプラス側に伸びており、テスト条件の方が良好に視認されていることが確認できる。 FIG. 9 shows the results of a visibility evaluation test using the back of the hand as an evaluation sample. It can be confirmed that the bar graph extends to the plus side as a whole, and the test conditions are better visually recognized.
図10は、化粧下地を塗った被験者の腕の裏を評価サンプルとして視認性評価試験を行った結果である。全体的に棒グラフがプラス側に伸びており、テスト条件の方が良好に視認されていることが確認できる。また、図9に示した素肌の結果と比較しても同等以上に良好な結果となっており、素肌と化粧をした肌との両方ともテスト条件の方が良好に視認される結果となった。 FIG. 10 shows the results of a visibility evaluation test using the back of the arm of the subject coated with the makeup base as an evaluation sample. It can be confirmed that the bar graph extends to the plus side as a whole, and the test conditions are better visually recognized. In addition, the results were as good as or better than the results of the bare skin shown in FIG. 9, and the test conditions were better visible for both the bare skin and the skin with makeup. ..
以上が、視認性評価試験の結果である。評価サンプルを従来光で照射した場合より、従来光と第2光源43から照射される光とを混色した光で照射した方が、鮮やかさ、明るさ、肌の好ましさ、肌の健康さなどが良好に視認されることが確認された。なお、本視認性評価試験では、第2光源43から照射される光は、ピーク波長が約690nmの深赤色光であったが、第2光源43のピーク波長は650nmの範囲であれば、質感を適切に見せる効果を得ることが期待できる。
The above is the result of the visibility evaluation test. Vividness, brightness, skin preference, and skin health are better when the evaluation sample is irradiated with a mixture of the conventional light and the light emitted from the second
次に、本実施形態における照明装置1ないし発光モジュール4において、第1光源42から照射された光と、第2光源43から照射される光と、を混色した光の演色性区分は、第1光源42から照射された光の演色性区分からどのように変化するかを説明する。なお、演色性区分の判断をするにあたっては、顕著に数値が変動するRaとR9に着目して説明することとする。
Next, in the
上述した視認性評価試験においては、スペクトルの微調整が可能な環境の光源で実施していたため、従来例と実施形態で演色性区分が同一となるような調整が可能であったが、実際の使用形態では微調整できないケースが多い。この場合は、第1光源42から照射された光と、第2光源43から照射された光と、を混色した光の演色性区分は、第1光源42から照射された光の演色性区分と、異なってしまう可能性がある。多くの場合、第1光源42から照射された光と、第2光源43から照射された光と、を混色した光は演色性区分が悪化(低下)する。混色光の演色性区分が悪化(低下)変化すると、本来第1光源42が持っていた色を好ましく見える効果が薄れてしまうため、第1光源42の演色性区分を変化させないように、第2光源43から照射された光を混色させる手法が必要とされている。以下にその手法の例を示す。
In the above-mentioned visibility evaluation test, since the light source was used in an environment where the spectrum could be finely adjusted, it was possible to make adjustments so that the color rendering index was the same in the conventional example and the embodiment. There are many cases where fine adjustment is not possible depending on the usage pattern. In this case, the color rendering index of the light obtained by mixing the light emitted from the
第1光源42の演色性区分がAAA(トリプルエー)相当の場合、第1光源42から照射される光のスペクトルは、例えば図11に示されるものとなる。本実施形態においては、第1光源42の相関色温度は4600K以上であるため、第1光源42のスペクトル強度が最大となる波長であるピーク波長(第1ピーク)は500nm以下の波長となる。本実施形態での第1光源42は5000Kの昼白色の光を照射し、そのスペクトルのピーク波長は約420nmである。
When the color rendering index of the
この第1光源42から照射される光に、ピーク波長(第2ピーク)が約690nm、半値幅が22nmの深赤色光を照射する第2光源43の光を混色した場合、第1光源42の演色性区分である演色性AAA相当は維持されるかどうかを説明する。なお、第1光源42と第2光源43の発光強度の割合によって演色評価数は変動し演色性区分に影響を与えるため、今回は、第2ピーク強度というパラメータを用いて説明を行うこととする。第2ピーク強度は、第1光源42と第2光源43とを混色した光のスペクトルにおいて、第1光源42のピーク波長(第1ピーク)での強度(本実施形態では、波長420nmにおけるの強度)を1としたときの、第2光源43のピーク波長(第2ピーク)での強度(本実施形態では、波長690nmにおけるの強度)の割合である。そのため、第1光源42から、第2光源43のピーク波長の光が出ている場合は、第2ピーク強度が0となることはない。
When the light emitted from the
図12に、第2ピーク強度を変化させた際の演色評価数(Ra、R9)の推移を示す。上述の通り、昼白色で演色性区分AAA相当を満たすには、Raの最低値が95、R9の最低値が88である必要がある。そのため、第2ピーク強度が約1.4以上の領域では、R9が88以下となってしまうため演色性区分AAA相当を満たさなくなってしまう。よって、演色性区分AAA相当を満たすには、第2ピーク強度が1.4以下となるように第2光源43の光を混色する必要がある。
FIG. 12 shows the transition of the color rendering index (Ra, R9) when the second peak intensity is changed. As described above, in order to satisfy the color rendering index AAA equivalent in neutral white, the minimum value of Ra needs to be 95 and the minimum value of R9 needs to be 88. Therefore, in the region where the second peak intensity is about 1.4 or more, R9 becomes 88 or less, so that the color rendering index equivalent to AAA is not satisfied. Therefore, in order to satisfy the color rendering index AAA equivalent, it is necessary to mix the light of the second
また、演色性区分については、クラス4についても同様の考え方が適用できる。上述の通り、昼白色で演色性区分クラス4を満たすには、Raの最低値が95、R9の最低値が85である必要がある。そのため、第2ピーク強度が約1.55以上の領域では、R9が85以下となってしまうため演色性区分クラス4を満たさなくなってしまう。よって、演色性区分クラス4を満たすには、第2ピーク強度が1.55以下となるように第2光源43の光を混色する必要がある。
Further, regarding the color rendering property classification, the same concept can be applied to
次に、第1光源42の演色性区分がAA(ダブルエー)相当の場合、第1光源42から照射される光のスペクトルは、例えば図13に示されるものとなる。本実施形態においては、第1光源42の相関色温度は5000K以上であるため、第1光源42のスペクトル強度が最大となる波長であるピーク波長は500nm以下の波長となる。本実施形態での第1光源42は5000Kの昼白色の光を照射し、そのスペクトルのピーク波長は約450nmである。この第1光源42から照射される光に、ピーク波長が約690nm、半値全幅が22nmの深赤色光を照射する第2光源43の光を混色した場合、第1光源42の演色性区分である演色性AA相当は維持されるかどうかを説明する。
Next, when the color rendering index of the
図14に、第2ピーク強度を変化させた際の演色評価数(Ra、R9)の推移を示す。上述の通り、昼白色で演色性区分AA相当を満たすには、Raの最低値が86、R9の最低値が72である必要がある。そのため、第2ピーク強度が約2.4以上の領域では、R9が72以下となってしまうため演色性区分AA相当を満たさなくなってしまう。そのため、演色性区分AA相当を満たすには、第2ピーク強度が2.4以下となるように第2光源43の光を混色する必要がある。
FIG. 14 shows the transition of the color rendering index (Ra, R9) when the second peak intensity is changed. As described above, in order to satisfy the color rendering index AA equivalent in neutral white, the minimum value of Ra needs to be 86 and the minimum value of R9 needs to be 72. Therefore, in the region where the second peak intensity is about 2.4 or more, R9 becomes 72 or less, so that the color rendering index equivalent to AA is not satisfied. Therefore, in order to satisfy the color rendering index AA equivalent, it is necessary to mix the light of the second
また図14において、第2ピーク強度が約2.4以下となるように第2光源43を混色した条件では、第1光源42のみの光よりR9の値が高くなっている。そのため、第1光源42のR9の値が71以下で演色性区分AA相当を満たさない場合でも、第2光源43を混色することでR9の値を72以上にすることができ、演色性区分AA相当を満たすことも可能となる。さらに図14において、第2ピーク強度が約0.7以上、約1.7以下の範囲では、演色性区分AAA相当のR9の最低値である88を超える値となっている。
Further, in FIG. 14, under the condition that the second
また、演色性区分については、クラス3についても同様の考え方が適用できる。上述の通り、昼白色で演色性区分クラス3を満たすには、Raの最低値が95、R9の最低値が75である必要がある。そのため、第2ピーク強度が約0.2以下の領域ではR9が75以下に、または第2ピーク強度が約2.3以上の領域では、Raが95以下かつR9が75以下となってしまい演色性区分クラス3を満たさなくなってしまう。よって、演色性区分クラス3を満たすには、第2ピーク強度が0.2以上、2.3以下となるように第2光源43の光を混色する必要がある。
Further, regarding the color rendering property classification, the same concept can be applied to
上述した例では、第1光源42が昼白色である場合について述べたが、昼光色であっても同様の考えは適用できる。
In the above-mentioned example, the case where the
次に、第2光源43のピーク波長を変化させた場合について図15、図16を参照して説明する。図15は、図11に示した演色性区分AAA相当もしくは演色性区分クラス4の第1光源42に、混色する第2光源43のピーク波長を690nm、670nm、650nmと変化させた場合のR9の値の変動を示すグラフである。図16は、図13に示した演色性区分AA相当もしくは演色性区分クラス3の第1光源42に、混色する第2光源43のピーク波長を690nm、670nm、650nmと変化させた場合のR9の値の変動を示すグラフである。
Next, the case where the peak wavelength of the second
一般的に光源の発光効率は、「ルーメン/入力電力」で表される。そして、第2光源43から照射される光は、等色関数において相対値がピークとなる最も長い波長よりもさらに長い波長の領域においてピークを有する分光分布である。そのため、第2光源43から照射される光は波長が長くなるほど等色関数に対する寄与が小さくなり、第2光源43からの光を混色させても効率が低下してしまう。(ルーメンは大きく上昇せず、入力電力が増加する)つまり発光効率の観点からから考えると、第2光源43のピーク波長は短い方が好ましいため、第2光源43のピーク波長を短くしたいという要求がある。また、第2光源43は、波長が長くなるほど高価になるため、発光モジュールを安価にするという観点からも第2光源43のピーク波長を短くしたいという要求がある。
Generally, the luminous efficiency of a light source is expressed by "lumen / input power". The light emitted from the second
図15より、演色性区分AAA(トリプルエー)相当の第1光源42に、ピーク波長が690nmの第2光源43を混色する場合は、第2ピーク強度が約1.41以下となるように混色すれば、混色光も演色性区分AAA相当のR9を得られるが、ピーク波長が670nmの第2光源43を混色する場合は第2ピーク強度が約0.83以下、ピーク波長が650nmの第2光源43を混色する場合は第2ピーク強度が約0.82以下、でなければ演色性区分AAA相当のR9を得られないことが分かる。
From FIG. 15, when the second
また、演色性区分クラス4相当の第1光源42に、ピーク波長が690nmの第2光源43を混色する場合は、第2ピーク強度が約1.55以下となるように混色すれば、混色光も演色性区分クラス4のR9を得られるが、ピーク波長が670nmの第2光源43を混色する場合は第2ピーク強度が約0.88以下、ピーク波長が650nmの第2光源43を混色する場合は第2ピーク強度が約0.85以下、でなければ演色性区分クラス4のR9を得られないことが分かる。
Further, when the second
また、図16より、演色性区分AA(ダブルエー)相当の第1光源42に、ピーク波長が690nmの第2光源43を混色する場合は、第2ピーク強度が約0.14以上、2.42以下となるように混色すれば、混色光も演色性区分AA相当のR9を得られるが、ピーク波長が670nmの第2光源43を混色する場合は第2ピーク強度が約0.21以上、1.0以下、ピーク波長が650nmの第2光源43を混色する場合は第2ピーク強度が約0.34以上、0.71以下、でなければ演色性区分AAA相当のR9を得られないことが分かる。
Further, as shown in FIG. 16, when the second
また、演色性区分クラス3相当の第1光源42に、ピーク波長が690nmの第2光源43を混色する場合は、第2ピーク強度が約0.26以上、2.29以下となるように混色すれば、混色光も演色性区分クラス3のR9を得られるが、ピーク波長が670nmの第2光源43を混色する場合は第2ピーク強度が約0.21以上、0.95以下、ピーク波長が650nmの第2光源43を混色する場合は第2ピーク強度が約0.33以上、0.69以下、でなければ演色性区分クラス3のR9を得られないことが分かる。
Further, when the second
図17〜19に上述した結果をまとめて示す。図17は、第2光源43の各ピーク波長における、演色性区分AAA相当またはクラス4を得ることが可能な第2ピーク強度の上限値である。図18は、第2光源43の各ピーク波長における、演色性区分AA相当またはクラス3を得ることが可能な第2ピーク強度の下限値である。図19は、第2光源43の各ピーク波長における、演色性区分AA相当またはクラス3を得ることが可能な第2ピーク強度の上限値である。
The above-mentioned results are summarized in FIGS. 17 to 19. FIG. 17 is an upper limit value of the second peak intensity at which the color rendering index AAA equivalent or
上述したように、第2光源43のピーク波長が短くなるにつれて、任意の演色性区分を満たすための第2ピーク強度の範囲が狭まることが確認できる。そのため、第2光源43のピーク波長を短くした場合は、任意の演色性区分を満たすための光源モジュール4の制御の幅も狭くなり、シビアな制御が要求されることから制御系や光学系が複雑になる虞がある。そのため、第2光源43のピーク波長を長くすることで、任意の演色性区分を満たすための光源モジュール4の制御幅を広くすることができ、制御系や光学系を簡素にすることが可能となる。
As described above, it can be confirmed that as the peak wavelength of the second
また、第2光源43のピーク波長が短くなるにつれて、任意の演色性区分を満たしつつ付加できる第2光源43の強度が低下するため、第2光源43の強度が低下し、混色した際の、照射対象の鮮やかさ、明るさ、肌の好ましさ、肌の健康さなどが良好に視認させるという効果が薄れてしまう虞がある。特に、混色する第2光源43のピーク波長が650nmより小さい場合はその影響も顕著である。この場合、第2光源43のピーク波長を長くすることで、第2光源43の強度を高めることが可能となり、照射対象の鮮やかさ、明るさ、肌の好ましさ、肌の健康さなどが良好に視認させるという効果を安定して得ることが可能となる。
Further, as the peak wavelength of the second
また、本実施形態で示した電源装置は、第2光源43からの特定波長の光による照明が不要な状況では、第2光源43を消灯して第1光源42のみを点灯させても良い。点灯制御によって発光効率が良い照明制御が実現でき、第2光源43からの深赤色LEDの光による照明が必要な状況(例えば、化粧を塗布した肌を見る状況)では、第1光源42に加えて第2光源43を点灯させる点灯制御によって、人物の肌色などの質感を昼光下で観察したときと同様の見え方となるような照明制御が実現できる。
Further, in the power supply device shown in the present embodiment, in a situation where illumination by light of a specific wavelength from the second
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 照明装置
2 筐体部
3 光源部
4 発光モジュール
41 基板
42 第1光源
43 第2光源
1
Claims (6)
650nm以上かつ700nm以下に第2ピーク波長を有し、単色光を照射する第2の発光素子と、
を備え、前記第1の発光素子から照射される光の演色性区分と、前記第1の発光素子と前記第2の発光素子との混色光の演色性区分が同一である発光モジュール。 A first light emitting element having a first peak wavelength of 500 nm or less and irradiating white light,
A second light emitting element having a second peak wavelength of 650 nm or more and 700 nm or less and irradiating monochromatic light,
A light emitting module having the same color rendering index of the light emitted from the first light emitting element and the color rendering index of the mixed color light of the first light emitting element and the second light emitting element.
前記第1ピーク波長での強度に対する前記第2ピーク波長での強度が2.22以下となることを特徴とする請求項1記載の発光モジュール。 The color rendering index is equivalent to the color rendering index AAA.
The light emitting module according to claim 1, wherein the intensity at the second peak wavelength is 2.22 or less with respect to the intensity at the first peak wavelength.
前記第1ピーク波長での強度に対する前記第2ピーク波長での強度が2.52以下となることを特徴とする請求項1記載の発光モジュール。 The color rendering index is class 4, and the color rendering index is class 4.
The light emitting module according to claim 1, wherein the intensity at the second peak wavelength is 2.52 or less with respect to the intensity at the first peak wavelength.
前記第1ピーク波長での強度に対する前記第2ピーク波長での強度が0.14以上、4.29以下となることを特徴とする請求項1記載の発光モジュール。 The color rendering index is equivalent to the color rendering index AA.
The light emitting module according to claim 1, wherein the intensity at the second peak wavelength is 0.14 or more and 4.29 or less with respect to the intensity at the first peak wavelength.
前記第1ピーク波長での強度に対する前記第2ピーク波長での強度が0.23以上4.04以下となることを特徴とする請求項1記載の発光モジュール。 The color rendering index is class 3 in the color rendering index.
The light emitting module according to claim 1, wherein the intensity at the second peak wavelength is 0.23 or more and 4.04 or less with respect to the intensity at the first peak wavelength.
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