JP2022035707A - Lighting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、照明方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to lighting methods.
従来、発光素子を有する照明装置において、発光素子から出射される光のうち短波長の波長帯の光をカットするバンドパスフィルタと発光素子とを組み合わせることで、グレア(まぶしさ)を軽減させる技術がある。 Conventionally, in a lighting device having a light emitting element, a technique for reducing glare (glare) by combining a bandpass filter that cuts light in a wavelength band having a short wavelength among the light emitted from the light emitting element and the light emitting element. There is.
しかしながら、上記したような従来技術では、グレアを軽減させるものの、光をカットするフィルタを使用することから光の一部が無駄となるため、発光素子から供給される視対象面の照度が低下してしまう。 However, in the conventional technique as described above, although glare is reduced, a part of the light is wasted because a filter that cuts the light is used, so that the illuminance of the visual object surface supplied from the light emitting element is lowered. It ends up.
本発明が解決しようとする課題は、発光素子のみでグレアを制御することができ、グレアを制御しつつ視対象面の照度を確保することができる照明方法を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide an illumination method capable of controlling glare only by a light emitting element and ensuring illuminance on a visual object surface while controlling glare.
実施形態に係る照明方法は、少なくとも1種類以上の発光素子を備えた光源部から光を照射する照明方法であって、前記光源部から照射される光の輝度をA(cd/m2)とした場合、λを波長、S(λ)を前記光源部から照射される光の分光放射輝度、ipRGC(λ)を作用関数として下記の数式で表されるipRGC作用量を、相関色温度および前記ipRGC作用量をパラメータとする2次元平面の任意の相関色温度において、基準光源の前記ipRGC作用量より、前記光源部の前記ipRGC作用量の方が小さくもしくは大きくなるように、前記光源部から光を照射することを特徴とする。
本発明によれば、発光素子のみでグレアを制御することができ、グレアを制御しつつ視対象面の照度を確保することができる。 According to the present invention, the glare can be controlled only by the light emitting element, and the illuminance of the visual object surface can be secured while controlling the glare.
以下に説明する実施形態に係る照明方法は、少なくとも1種類以上の発光素子を備えた光源部から光を照射する照明方法であって、光源部から照射される光の輝度をA(cd/m2)とした場合、λを波長、S(λ)を光源部から照射される光の分光放射輝度、ipRGC(λ)を作用関数として下記の数式で表されるipRGC作用量を、相関色温度およびipRGC作用量をパラメータとする2次元平面の任意の相関色温度において、基準光源のipRGC作用量より、光源部のipRGC作用量の方が小さくもしくは大きくなるように、光源部から光を照射する。
また、以下に説明する実施形態に係る照明方法は、光源部は、少なくとも2種類以上の異なるピーク波長の発光素子を備えており、上記第1の照明方法と、第1の照明方法で照明される光と相関色温度が同等かつ基準光源のipRGC作用量と同等の光を照射する第2の照明方法と、を切り替えることが可能である。 Further, in the lighting method according to the embodiment described below, the light source unit includes at least two types of light emitting elements having different peak wavelengths, and is illuminated by the first lighting method and the first lighting method. It is possible to switch between a second lighting method for irradiating light having the same correlated color temperature as the light and the same as the ipRGC working amount of the reference light source.
また、以下に説明する実施形態に係る照明方法は、第1の照明方法で照明される光と、第2の照明方法で照明される光と、はまぶしさが異なる。 Further, in the lighting method according to the embodiment described below, the glare is different between the light illuminated by the first lighting method and the light illuminated by the second lighting method.
また、以下に説明する実施形態に係る照明方法は、相関色温度と、ipRGC作用量をパラメータとする2次元平面において、(相関色温度、ipRGC作用量)=(2700、0.6)、(2700、1.5)、(8000、1.5)、(8000、0.6)で囲まれる領域内の光を照射する。 Further, in the lighting method according to the embodiment described below, (correlated color temperature, ipRGC working amount) = (2700, 0.6), ( It irradiates light in the area surrounded by 2700, 1.5), (8000, 1.5), (8000, 0.6).
また、以下に説明する実施形態に係る照明方法は、光源部は、ピーク波長が430±10nmの第1の発光素子と、ピーク波長が500±10nmの第2の発光素子と、ピーク波長が570±10nmの第3の発光素子と、ピーク波長が630±10nmの第4の発光素子と、を備える。 Further, in the illumination method according to the embodiment described below, the light source unit includes a first light emitting element having a peak wavelength of 430 ± 10 nm, a second light emitting element having a peak wavelength of 500 ± 10 nm, and a peak wavelength of 570. A third light emitting element having a peak wavelength of ± 10 nm and a fourth light emitting element having a peak wavelength of 630 ± 10 nm are provided.
以下、実施形態に係る照明方法について詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the lighting method according to the embodiment will be described in detail. The present invention is not limited to the embodiments shown below.
図1および図2を参照して実施形態に係る照明方法を用いた照明装置10について説明する。図1は、実施形態に係る照明方法を用いた照明装置10の一例を示す図(概略斜視図)である。図2は、実施形態に光源部20および制御部30の一例を示す図(模式的な平面図)である。
A lighting device 10 using the lighting method according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram (schematic perspective view) showing an example of a lighting device 10 using the lighting method according to the embodiment. FIG. 2 is a diagram (schematic plan view) showing an example of the
図1に示すように、照明装置10は、本体11と、カバー12と、光源部20と、制御部30(図2参照)とを備える。照明装置10は、たとえば、カバー12を下方に向けて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10は、天井面に限らず、たとえば、壁面などの任意の取り付け対象に取り付けられてよい。また、複数の照明装置10が連結されてもよい。また、照明装置10は、ベースライトに限定されず、任意の形態の照明装置が採用可能である。
As shown in FIG. 1, the lighting device 10 includes a main body 11, a
本体11は、天井面に取り付けられる取付部であり、カバー12を支持する支持部でもある。本体11の内部には、光源部20や電源部(図示せず)、後述する制御部30などが収容される。カバー12は、照明装置10の発光面を覆うカバーであり、後述する発光素子21から出射される光を拡散する。
The main body 11 is a mounting portion mounted on the ceiling surface, and is also a supporting portion that supports the
光源部20は、電源部から供給される電力によって駆動され、下方に向けて光を出射する。光源部20は、1種類の発光素子21、もしくはそれぞれピーク波長が異なった複数の発光素子21を備えている。好ましくは、光源部20は、それぞれピーク波長が異なった2種類以上の発光素子21を備えている。さらに好ましくは、光源部20は、それぞれピーク波長が異なった4種類以上の発光素子21を備えている。
The
図2に示す光源部20は、4種類の発光素子21(第1~第4発光素子21a~21d)を備えた一例を示すものである。発光素子21は、たとえば、LED(Light Emitting Diode)である。なお、LEDには、窒素ガリウム系LEDであるInGaN系LEDが採用可能である。発光素子21は、制御部30とそれぞれ電気的に接続される。それぞれピーク波長が異なった複数種類の発光素子21を備える場合は、発光素子21のピーク波長ごとに独立して制御可能なように、発光素子21は制御部30と電気的に接続される。
The
第1発光素子21aは、例えば約630nmのピーク波長を有する発光色が赤色の発光素子であり、光源部20に1つないし複数個配設されている。第2発光素子21bは、例えば約570nmのピーク波長を有する発光色が黄色の発光素子であり、光源部20に1つないし複数個配設されている。第3発光素子21cは、例えば500nmのピーク波長を有する発光色が青緑色の発光素子であり、光源部20に1つないし複数個配設されている。第4発光素子21dは、例えば約430nmのピーク波長を有する発光色が青色の発光素子であり、光源部20に1つないし複数個配設されている。なお、第1~第4の発光素子21a~21dは、図2に示すようにそれぞれが隣り合う配置に限定されるものではなく、例えば千鳥配置など、任意の配置で配設される。
The first
制御部30は、照明装置10を制御するコントローラである。制御部30は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)などのプロセッサにより実装できる。あるいは、制御部30は、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの集積回路により実装されてもよい。
The
また、制御部30は、RAM(Random Access Memory)やフラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、または、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置を含む。
Further, the
また、制御部30は、光源部20の出力を制御する。すなわち、制御部30は、発光素子21の出力をそれぞれ制御する。このため、制御部30は、発光素子21の発光ピーク強度を調整することが可能である。光源部20が、それぞれピーク波長が異なった複数の発光素子21を備える場合は、ピーク波長が異なる発光素子21ごとに発光ピーク強度を調整することが可能ある。
Further, the
ところで、発光素子21から出射される光のうち、グレア(まぶしさ)が生じるとされる500nm以下の波長の光である、いわゆるブルーライトと呼ばれる短波長の波長帯の光を除去してまぶしさを軽減させることが要求されている。この場合、たとえば、短波長の波長帯の光をカットするバンドパスフィルタなどを用いた場合は、発光素子21から供給される視対象面の照度が低下する。そのため、視対象面の照度を低下されることなくグレア(まぶしさ)を軽減できる手法が必要とされていた。
By the way, among the light emitted from the
現在、まぶしさに影響する視細胞として、第三の視細胞である内因性光感受性網膜神経節細胞(以下、ipRGCという)が関与している可能性が高いことが明らかになってきている。そこで、視対象面の照度を低下されることなくグレア(まぶしさ)を軽減できる手法として、光源によってipRGCの作用量を調整することを検討した。 At present, it has become clear that there is a high possibility that an endogenous photosensitive retinal ganglion cell (hereinafter referred to as ipRGC), which is a third photoreceptor, is involved as a photoreceptor that affects glare. Therefore, as a method of reducing glare (glare) without reducing the illuminance of the visual target surface, it was examined to adjust the amount of action of ipRGC by a light source.
以下、図3~図8を参照して本検討について説明する。図3は、ipRGCおよびL錐体、M錐体、S錐体の感度曲線を示す図である。図4は、錐体の感度曲線を導くための等色関数を示す図である。なお、ここでの等色関数はCIE2006の関数を使用して計算しているが、CIE1931の関数を用いてもよい。 Hereinafter, this study will be described with reference to FIGS. 3 to 8. FIG. 3 is a diagram showing sensitivity curves of ipRGC and L cones, M cones, and S cones. FIG. 4 is a diagram showing a color matching function for deriving a sensitivity curve of a cone. Although the color matching function here is calculated using the function of CIE2006, the function of CIE1931 may be used.
図5Aは、本検討の条件を示す図であり、図5Bは、本検討で得らえたipRGCおよびグレアの関係を示す図である。図6Aは、本検討で用いた2700Kの相関色温度の場合の分光スペクトルを示す図、図6Bは、本検討で用いた2700K+の相関色温度の場合の分光スペクトルを示す図、図6Cは、本検討で用いた8000Kの相関色温度の場合の分光スペクトルを示す図、図6Dは、本検討で用いた8000K-の相関色温度の場合の分光スペクトルを示す図である。 FIG. 5A is a diagram showing the conditions of this study, and FIG. 5B is a diagram showing the relationship between ipRGC and glare obtained in this study. FIG. 6A is a diagram showing a spectral spectrum in the case of a correlated color temperature of 2700K used in this study, FIG. 6B is a diagram showing a spectral spectrum in the case of a correlated color temperature of 2700K + used in this study, and FIG. 6C is a diagram showing. FIG. 6D is a diagram showing a spectral spectrum in the case of a correlated color temperature of 8000K used in this study, and FIG. 6D is a diagram showing a spectral spectrum in the case of a correlated color temperature of 8000K − used in this study.
図7は、相関色温度およびipRGC作用量の関係(その1)を示す図である。図8は、相関色温度およびipRGC作用量の関係(その2)を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the correlated color temperature and the ipRGC action amount (No. 1). FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the correlated color temperature and the ipRGC action amount (No. 2).
図3に示すように、ipRGCの感度(比視感度ともいう)曲線と、明るい(たとえば、1000cd/m2程度の)場所における視細胞の錐体(L錐体、M錐体、S錐体)の感度曲線と比較した場合、ipRGCの感度曲線のピーク波長は、視細胞の錐体の感度曲線のピーク波長とは異なる。L錐体の感度曲線のピーク波長は、約570nm、M錐体の感度曲線のピーク波長は、約543nm、S錐体の感度曲線のピーク波長は、約442nmに対して、ipRGCの感度曲線のピーク波長は、約490nmである。ipRGCや各錐体の作用量は、図3に示す感度曲線を用いて導出可能である。 As shown in FIG. 3, the sensitivity (also referred to as luminosically) curve of ipRGC and the cones (L cone, M cone, S cone) of photoreceptor cells in a bright place (for example, about 1000 cd / m 2 ). ), The peak wavelength of the sensitivity curve of ipRGC is different from the peak wavelength of the sensitivity curve of the cone of the photoreceptor cell. The peak wavelength of the sensitivity curve of the L cone is about 570 nm, the peak wavelength of the sensitivity curve of the M cone is about 543 nm, and the peak wavelength of the sensitivity curve of the S cone is about 442 nm. The peak wavelength is about 490 nm. The amount of action of ipRGC and each cone can be derived using the sensitivity curve shown in FIG.
ipRGC作用量は、波長380~780nmの範囲におけるipRGCの比視感度ipRGC(λ)の相対値と、光源の分光放射輝度S(λ)を積算して波長λで積分することで、ipRGC基本作用量が算出される(数1)。なお、分光放射輝度S(λ)の単位は、W/m2/srである。
数1で求められるipRGC基本作用量は、光源の輝度Aが高いほど、大きい値が得られるため、数1で求められるipRGC基本作用量を正規化したものをipRGC作用量(反応量ともいう)として用いる。具体的には、本検討においては、数1で求められるipRGC基本作用量を1000cd/m2あたりの数値に換算したものをipRGC作用量として定義する(数2)。
したがって、ipRGC作用量は、下記の数式(数3)によって求められる。
例えば、100cd/m2の光源を用いて算出したipRGC基本作用量の場合は、ipRGC基本作用量を10倍した値がipRGC作用量であり、10000cd/m2の光源を用いて算出したipRGC基本作用量の場合は、ipRGC基本作用量を0.1倍した値がipRGC作用量である。 For example, in the case of the ipRGC basic action amount calculated using a light source of 100 cd / m 2 , the value obtained by multiplying the ipRGC basic action amount by 10 is the ipRGC action amount, which is the ipRGC basic action amount calculated using a light source of 10000 cd / m 2 . In the case of the action amount, the value obtained by multiplying the ipRGC basic action amount by 0.1 is the ipRGC action amount.
なお、ipRGC作用量としては、ipRGC基本作用量を1000cd/m2あたりの数値に換算した値ではなく、任意の数値に換算した値で定義しても良い。その場合、数2において、1000(cd/m2)の部分が任意の数値に置き換えられた数式でipRGC作用量が導出される。またipRGC作用量としては、必ずしも輝度(cd/m2)を基準として正規化する必要があるわけではなく、光束(lm)、照度(lx)、光度(cd)など、国際単位系の光の単位の適切なものを基準として正規化しても良い。
The ipRGC action amount may be defined by a value converted into an arbitrary numerical value instead of a value obtained by converting the ipRGC basic action amount into a numerical value per 1000 cd / m 2 . In that case, in
ここから、本検討の内容をより詳細に説明する。ipRGC作用量の影響を確認するために、輝度、L錐体の作用量、M錐体の作用量、S錐体の作用量を変えずに、ipRGC作用量を調節することを検討した。ipRGC作用量の調整によりまぶしさが制御することができれば、まぶしさを軽減させつつ視対象面の照度も確保することが可能となる。なお、視対象面の照度については、錐体の感度曲線と関係が深い、図4に示すような等色関数(CIE2006の等色関数)を用いて計算するため、ipRGC作用量と独立して算出することが可能である。なお、等色関数はCIE1931の関数を用いても良い。 From here, the contents of this study will be explained in more detail. In order to confirm the effect of the ipRGC action amount, it was examined to adjust the ipRGC action amount without changing the brightness, the action amount of the L cone, the action amount of the M cone, and the action amount of the S cone. If the glare can be controlled by adjusting the ipRGC action amount, it is possible to secure the illuminance of the visual target surface while reducing the glare. Since the illuminance of the visual target surface is calculated using the color matching function (color matching function of CIE2006) as shown in FIG. 4, which is closely related to the sensitivity curve of the cone, it is independent of the ipRGC action amount. It is possible to calculate. As the color matching function, the function of CIE 1931 may be used.
本検討においては、分光スペクトルのピーク波長が約430nmの発光素子と、分光スペクトルのピーク波長が約500nmの発光素子と、分光スペクトルのピーク波長が約570nmの発光素子と、分光スペクトルのピーク波長が約630nmの発光素子とを用いた光源を使用している。 In this study, a light emitting element having a peak wavelength of about 430 nm in the spectral spectrum, a light emitting element having a peak wavelength of about 500 nm in the spectral spectrum, a light emitting element having a peak wavelength of about 570 nm in the spectral spectrum, and a peak wavelength of the spectral spectrum are used. A light source using a light emitting element having a wavelength of about 630 nm is used.
そして、図5Aに示すように、L錐体の作用量、M錐体の作用量、S錐体の作用量が同一、かつipRGC作用量が異なる2700Kと2700K+の2つの光源で、どちらがまぶしく感じるかの被験者実験と、L錐体の作用量、M錐体の作用量、S錐体の作用量が同一、かつipRGC作用量が異なる8000Kと8000K-の2つの光源で、どちらがまぶしく感じか被験者実験を行った。 Then, as shown in FIG. 5A, the two light sources, 2700K and 2700K +, which have the same amount of action of the L cone, the amount of action of the M cone, and the amount of action of the S cone, but different from each other, feel dazzling. Which of the two light sources, 8000K and 8000K-, which has the same amount of action of the L cone, the amount of action of the M cone, and the amount of action of the S cone but different ipRGC action amount, feels dazzling? An experiment was conducted.
なお、図5Aには輝度の表記は省略しているが、2700K、2700K+、8000K、8000K-は、いずれも同一の輝度である。そして、図5Aに示すように、2700Kの相関色温度の場合、(L作用量、M作用量、S作用量、ipRGC作用量)=(1.6、1.1、0.2、0.6)であり、2700K+の相関色温度の場合、(L作用量、M作用量、S作用量、ipRGC作用量)=(1.6、1.1、0.2、1.5)である。また、図5Aに示すように、8000Kの相関色温度の場合、(L作用量、M作用量、S作用量、ipRGC作用量)=(1.5、1.3、1.0、1.5)であり、8000K-の相関色温度の場合、(L作用量、M作用量、S作用量、ipRGC作用量)=(1.5、1.3、1.0、0.6)である。 Although the notation of luminance is omitted in FIG. 5A, 2700K, 2700K +, 8000K, and 8000K− all have the same luminance. Then, as shown in FIG. 5A, in the case of the correlated color temperature of 2700K, (L action amount, M action amount, S action amount, ipRGC action amount) = (1.6, 1.1, 0.2, 0. 6), and in the case of a correlated color temperature of 2700 K +, (L action amount, M action amount, S action amount, ipRGC action amount) = (1.6, 1.1, 0.2, 1.5). .. Further, as shown in FIG. 5A, in the case of the correlated color temperature of 8000K, (L action amount, M action amount, S action amount, ipRGC action amount) = (1.5, 1.3, 1.0, 1. 5), and in the case of a correlated color temperature of 8000K-, (L action amount, M action amount, S action amount, ipRGC action amount) = (1.5, 1.3, 1.0, 0.6). be.
2700Kは、相関色温度が2700Kであり、かつ2700Kの基準光源と同一のipRGC作用量に近づくように調整された光源である。2700K+は、2700KとL錐体の作用量、M錐体の作用量、S錐体の作用量が同一、かつipRGC作用量が後述する8000Kと同等になるように調整された光源である。2700Kの分光スペクトルを図6Aに、2700K+の分光スペクトルを図6Bに示す。 2700K is a light source having a correlated color temperature of 2700K and adjusted so as to approach the same ipRGC working amount as the reference light source of 2700K. 2700K + is a light source adjusted so that the action amount of the L cone, the action amount of the M cone, and the action amount of the S cone are the same as those of 2700K, and the ipRGC action amount is equivalent to 8000K described later. The 2700K spectral spectrum is shown in FIG. 6A, and the 2700K + spectral spectrum is shown in FIG. 6B.
8000Kは、相関色温度が8000Kであり、かつ8000Kの基準光源と同一のipRGC作用量に近づくように調整された光源である。8000K-は、8000KとL錐体の作用量、M錐体の作用量、S錐体の作用量が同一、かつipRGC作用量が先述した2700Kと同等になるように調整された光源である。8000Kの分光スペクトルを図6Cに、8000K-の分光スペクトルを図6Dに示す。 8000K is a light source having a correlated color temperature of 8000K and adjusted so as to approach the same ipRGC working amount as the reference light source of 8000K. 8000K- is a light source adjusted so that the action amount of the L cone, the action amount of the M cone, and the action amount of the S cone are the same as those of 8000K, and the ipRGC action amount is equivalent to the above-mentioned 2700K. The spectroscopic spectrum of 8000K is shown in FIG. 6C, and the spectroscopic spectrum of 8000K- is shown in FIG. 6D.
また、被験者実験の結果を図5Bに示す。ipRGC作用量が制御された2700K(2700K+)の相関色温度の場合、8000Kの相関色温度と同等のまぶしさを感じることがわかった。また、ipRGC作用量が制御された8000K(8000K-)の相関色温度の場合、2700Kの相関色温度と同等のまぶしさを感じることがわかった。つまり、一般的にグレアの高い(まぶしい)光である8000Kの相関色温度の光と、一般的にグレアの低い(まぶしくない)光である2700Kの相関色温度の光とにおいて、ipRGC作用量を制御することで、8000Kの相関色温度だが2700K相当のグレア(まぶしくない)の光を作り出したり、2700Kの相関色温度だが8000K相当のグレア(まぶしい)光を作り出したりすることが可能である。 The results of the subject experiment are shown in FIG. 5B. It was found that in the case of the correlated color temperature of 2700K (2700K +) in which the ipRGC action amount was controlled, the glare equivalent to the correlated color temperature of 8000K was felt. Further, it was found that in the case of the correlated color temperature of 8000K (8000K-) in which the ipRGC action amount was controlled, the glare equivalent to the correlated color temperature of 2700K was felt. That is, the ipRGC action amount is applied to the light having a correlated color temperature of 8000 K, which is generally high glare (glare) light, and the light having a correlated color temperature of 2700 K, which is generally low glare (not dazzling) light. By controlling it, it is possible to produce glare (not dazzling) light equivalent to 2700K with a correlated color temperature of 8000K, or to produce glare (glare) light equivalent to 8000K with a correlated color temperature of 2700K.
本検討においては、ipRGC作用量の影響を確認するために、L錐体の作用量、M錐体の作用量、S錐体の作用量が同一となる2つのスペクトルで比較を行ったが、L錐体の作用量、M錐体の作用量、S錐体の作用量が非同一の条件下でも、ipRGC作用量の制御により上述した光を作り出すことは可能である。 In this study, in order to confirm the effect of ipRGC action amount, we compared two spectra in which the action amount of L cone, the action amount of M cone, and the action amount of S cone are the same. Even under conditions where the amount of action of the L cone, the amount of action of the M cone, and the amount of action of the S cone are not the same, it is possible to produce the above-mentioned light by controlling the amount of action of ipRGC.
また、本検討において確認を行った領域を図7に示す。図7は、横軸に相関色温度[K]、縦軸に1000cd/m2あたりのipRGC作用量、を設けた2次元平面であり、(相関色温度、ipRGC作用量)=(2700、0.6)、(2700、1.5)、(8000、1.5)、(8000、0.6)の4点で囲まれる領域である。 In addition, the areas confirmed in this study are shown in FIG. FIG. 7 is a two-dimensional plane provided with a correlated color temperature [K] on the horizontal axis and an ipRGC action amount per 1000 cd / m 2 on the vertical axis, and (correlated color temperature, ipRGC action amount) = (2700, 0). It is an area surrounded by four points (6), (2700, 1.5), (8000, 1.5), and (8000, 0.6).
例えば光1として、(相関色温度、1000cd/m2あたりのipRGC作用量)=(K1,α)、光2として、(相関色温度、1000cd/m2あたりのipRGC作用量)=(K2,β)、を作成したとする。なお、K1とK2は、図7に示す相関色温度の範囲内の任意の点である。このとき、α>βの場合は光1の方がまぶしく感じる。
For example, as
反対にα<βの場合は光2の方がまぶしく感じる。これらの場合において、K1≠K2の条件でも、αとβの大小によりまぶしさの差を感じ取ることは可能であるが、K1=Kの条件下の方が、よりまぶしさの差を顕著に感じとることが可能となる。 On the contrary, when α <β, light 2 feels dazzling. In these cases, it is possible to sense the difference in glare depending on the magnitude of α and β even under the condition of K1 ≠ K2, but the difference in glare is more noticeable under the condition of K1 = K. It becomes possible.
ipRGC作用量の調整によるまぶしさの感じ方の制御は、2700Kと8000Kの関係だけではなく、あらゆる相関色温度に適用可能である。図8に相関色温度ごとの基準光源における1000cd/m2あたりのipRGC作用量を示す。基準光源とは、黒体放射もしくはCIE昼光である。 The control of how the glare is perceived by adjusting the ipRGC action amount can be applied not only to the relationship between 2700K and 8000K but also to any correlated color temperature. FIG. 8 shows the amount of ipRGC action per 1000 cd / m 2 in the reference light source for each correlated color temperature. The reference light source is blackbody radiation or CIE daylight.
1600Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約0.25である。2000Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約0.39である。2700Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約0.61である。3000Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約0.70である。4000Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約0.94である。5000Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約1.12である。6500Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約1.33である。8000Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約1.47である。10000Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約1.60である。25000Kの基準光源においては、ipRGC作用量は約1.93である。 At a reference light source of 1600K, the ipRGC amount of action is about 0.25. At a reference light source of 2000K, the ipRGC action amount is about 0.39. At a reference light source of 2700K, the ipRGC amount of action is about 0.61. At a reference light source of 3000 K, the ipRGC action amount is about 0.70. At a reference light source of 4000 K, the ipRGC action amount is about 0.94. At a reference light source of 5000 K, the ipRGC action amount is about 1.12. At a reference light source of 6500K, the ipRGC amount of action is about 1.33. At a reference light source of 8000K, the ipRGC amount of action is about 1.47. At a reference light source of 10000K, the ipRGC amount of action is about 1.60. At a reference light source of 25000K, the ipRGC amount of action is about 1.93.
なお、図8を簡略化した場合、1600K以上10000K以下の間と、10000Kより大きく25000K以下の間とで、2種類の傾きに分類することが可能である。1600K以上10000K以下の間は、下記の数式(数4)に示す傾きであり、10000Kより大きく25000K以下の間は、下記の数式(数5)に示す傾きである。
そして、ある一定の相関色温度において、図8に示す基準光源のipRGC作用量よりipRGC作用量が低い光源は、基準光源よりまぶしくない光源となる。また、図8に示す基準光源のipRGC作用量よりipRGC作用量が大きい光源は、基準光源よりまぶしい光源となる。 Then, at a certain correlated color temperature, a light source having an ipRGC action amount lower than that of the reference light source shown in FIG. 8 is a light source that is less dazzling than the reference light source. Further, a light source having an ipRGC action amount larger than that of the reference light source shown in FIG. 8 is a dazzling light source than the reference light source.
そのため、ピーク波長が異なった2種類以上の発光素子21を備えたモジュールにおいて、任意の相関色温度の基準光源相当のipRGC作用量(例えば、図8に示す値を中心として±20%程度の値)の光を照明する方法と、この方法で照明された相関色温度と同等の相関色温度(例えば、相関色温度のばらつきが±500K)かつ基準光源相当のipRGC作用量からipRGC作用量を減少もしくは増大させた光を照明する方法と、を切り替えることができれば、用途に応じてまぶしさの違う2つの光を切り替えることが可能となり、汎用性が高い。この場合において、基準光源相当のipRGC作用量からipRGC作用量を減少もしくは増大させる値については、1600K以上10000K以下の相関色温度では、基準光源相当のipRGC作用量の幅と、相関色温度のバラつきを考慮して、ipRGC作用量を0.1以上減少もしくは増大させることが好ましい。また、10000Kより大きく25000K以下の相関色温度では、基準光源相当のipRGC作用量の幅と、相関色温度のバラつきを考慮して、ipRGC作用量を0.015以上減少もしくは増大させることが好ましい。
Therefore, in a module provided with two or more types of
上述した実施形態においては、ipRGCと、相関色温度と、をパラメータとして説明したが、別の例では、演色性をパラメータとして用いても良い。つまり、ipRGCを固定したまま相関色温度を変化させる(まぶしさは変化しないが相関色温度は変化させる)使い方や、相関色温度を固定したままipRGCを変化させる(相関色温度は変化しないがまぶしさは変化する)使い方に加えて、ipRGCと相関色温度を固定したまま演色性を変化させる(相関色温度やまぶしさは変化しないが演色性は変化する)使い方も可能である。 In the above-described embodiment, the ipRGC and the correlated color temperature have been described as parameters, but in another example, the color rendering property may be used as a parameter. In other words, how to change the correlated color temperature while fixing the ipRGC (the glare does not change but the correlated color temperature changes), or change the ipRGC while keeping the correlated color temperature fixed (the correlated color temperature does not change but the glare). In addition to the usage (the color temperature changes), it is also possible to change the color playability while fixing the ipRGC and the correlated color temperature (the correlated color temperature and the glare do not change, but the color playability changes).
例えば、430nm、500nm、570nm、630nmのピーク波長を持つ4種類の発光素子を用いると2700K、かつ任意のipRGCに固定した条件において、様々な演色性(Ra)を実現することができる。なお、この状態で演色性(Ra)が高くなる方向に演色性を変化可能な幅を広げたい場合は、例えば、第5の発光素子として650nm以上にピークを持つ発光素子を追加しても良い。 For example, by using four types of light emitting devices having peak wavelengths of 430 nm, 500 nm, 570 nm, and 630 nm, various color rendering properties (Ra) can be realized under the conditions of 2700 K and fixed to any ipRGC. If it is desired to widen the range in which the color rendering property can be changed in the direction of increasing the color rendering property (Ra) in this state, for example, a light emitting element having a peak at 650 nm or more may be added as the fifth light emitting element. ..
また、本検討においては、430nmと、500nmと、570nmと、630nmとの異なるピーク波長を備えた4種類の発光素子を用いている。430nmのピーク波長の発光素子は、S錐体の感度曲線(ピーク波長は約442nm)に合わせて、500nmのピーク波長の発光素子は、ipRGCの感度曲線(ピーク波長は約490nm)に合わせて、570nmのピーク波長の発光素子は、M錐体の感度曲線(ピーク波長は約543nm)に合わせて、630nmのピーク波長の発光素子は、L錐体の感度曲線(ピーク波長は約570nm)に合わせて、それぞれの錐体の作用量を調整可能なように選定している。しかし、それぞれの感度曲線のピーク波長とはいずれも合致していない。これは、相関色温度可変の光源を想定しているためであり、4種類の発光素子を備えた相関色温度可変のモジュールにおいては、上記構成であれば、色度座標において広範囲の色の作成でき、かつその色域に影響を与えないように、ipRGC作用量を調整することが可能である。発光波長のバラつきを考慮すると、ピーク波長が430±10nm、500±10nm、570±10nm、630±10nmの4種類の発光素子を選定すれば良い。 Further, in this study, four types of light emitting devices having different peak wavelengths of 430 nm, 500 nm, 570 nm, and 630 nm are used. The light emitting element with a peak wavelength of 430 nm matches the sensitivity curve of the S cone (peak wavelength is about 442 nm), and the light emitting element with a peak wavelength of 500 nm matches the sensitivity curve of ipRGC (peak wavelength is about 490 nm). The light emitting element with a peak wavelength of 570 nm matches the sensitivity curve of the M cone (peak wavelength is about 543 nm), and the light emitting element with a peak wavelength of 630 nm matches the sensitivity curve of the L cone (peak wavelength is about 570 nm). Therefore, the amount of action of each cone is selected so that it can be adjusted. However, none of them match the peak wavelength of each sensitivity curve. This is because a light source with a variable correlated color temperature is assumed, and in a module with a variable correlated color temperature equipped with four types of light emitting elements, if the above configuration is used, a wide range of colors can be created in the chromaticity coordinates. It is possible to adjust the amount of ipRGC action so as to be possible and not affect the color gamut. Considering the variation in emission wavelength, four types of emission elements having peak wavelengths of 430 ± 10 nm, 500 ± 10 nm, 570 ± 10 nm, and 630 ± 10 nm may be selected.
なお、発光ピーク波長の値のうち、430nmは相関色温度、500nmはipRGC作用量、570nmは照度および輝度、630nmは演色性にそれぞれ寄与する傾向がある。 Of the emission peak wavelength values, 430 nm tends to contribute to the correlated color temperature, 500 nm to the ipRGC action amount, 570 nm to illuminance and luminance, and 630 nm to contribute to color rendering.
以上説明したように、実施形態に係る照明方法は、少なくとも1種類以上の発光素子を備えた光源部20から光を照射する照明方法であって、光源部20から照射される光の輝度をA(cd/m2)とした場合、λを波長、S(λ)を光源部20から照射される光の分光放射輝度、ipRGC(λ)を作用関数として下記の数式で表されるipRGC作用量を、相関色温度およびipRGC作用量をパラメータとする2次元平面の任意の相関色温度において、基準光源のipRGC作用量より、光源部のipRGC作用量の方が小さくもしくは大きくなるように、光源部20から光を照射する。
As described above, the illumination method according to the embodiment is an illumination method in which light is emitted from a
このように、ipRGCの比視感度ipRGC(λ)と対応する波長λを相関色温度とは別に独立して制御することができる。このため、発光素子21のみでグレアを制御することができ、たとえば、短波長の波長帯をカットするバンドパスフィルタなどを用いることなく、発光素子21のみでまぶしさを軽減させつつ視対象面の照度を確保することができる。
In this way, the wavelength λ corresponding to the relative visual sensitivity ipRGC (λ) of the ipRGC can be controlled independently of the correlated color temperature. Therefore, glare can be controlled only by the
また、実施形態に係る照明方法は、光源部20は、少なくとも2種類以上の異なるピーク波長の発光素子21を備えており、上記した照明方法(第1の照明方法)と、第1の照明方法で照明される光と相関色温度が同等かつ基準光源のipRGC作用量と同等の光を照射する第2の照明方法と、を切り替えることが可能である。このため、用途に応じてまぶしさの違う2つの光を切り替えることが可能となる。
Further, in the lighting method according to the embodiment, the
また、実施形態に係る照明方法は、第1の照明方法で照明される光と、第2の照明方法で照明される光と、はまぶしさが異なる。このため、用途に応じてまぶしさの違う2つの光を切り替えることで、汎用性が高くなる。 Further, in the lighting method according to the embodiment, the glare is different between the light illuminated by the first lighting method and the light illuminated by the second lighting method. Therefore, by switching between two lights with different glare according to the application, the versatility is increased.
また、実施形態に係る照明方法は、相関色温度と、前記ipRGC作用量をパラメータとする2次元平面において、(相関色温度、ipRGC作用量)=(2700、0.6)、(2700、1.5)、(8000、1.5)、(8000、0.6)で囲まれる領域内の光を照射する。このため、8000Kの相関色温度だが2700K相当のグレア(まぶしくない)の光を作り出したり、2700Kの相関色温度だが8000K相当のグレア(まぶしい)光を作り出したりすることが可能である。 Further, in the lighting method according to the embodiment, (correlated color temperature, ipRGC working amount) = (2700, 0.6), (2700, 1) in a two-dimensional plane having the correlated color temperature and the ipRGC working amount as parameters. .5) Irradiate the light in the area surrounded by (8000, 1.5), (8000, 0.6). Therefore, it is possible to produce glare (not dazzling) light equivalent to 2700K with a correlated color temperature of 8000K, or to produce glare (glare) light equivalent to 8000K with a correlated color temperature of 2700K.
また、実施形態に係る照明方法は、光源部20は、ピーク波長が430±10nmの第1の発光素子21aと、ピーク波長が500±10nmの第2の発光素子21bと、ピーク波長が570±10nmの第3の発光素子21cと、ピーク波長が630±10nmの第4の発光素子21dと、を備える。ipRGCの比視感度ipRGC(λ)と対応する波長λを相関色温度とは別に独立して制御することができるため、発光素子21のみでグレアを制御することができ、たとえば、短波長の波長帯をカットするバンドパスフィルタなどを用いることなく、発光素子21のみでまぶしさを軽減させつつ視対象面の照度を確保することができる。なお、ここでは上記の4つのピーク波長としたが、有彩色の光を実現するときは、第3の発光素子21cのピーク波長を540±10nmに変更してもよい。
Further, in the illumination method according to the embodiment, the
なお、上記した実施形態では、発光素子21にはLEDを用いているが、これに限定されず、発光素子21として、たとえば、蛍光体を採用してもよい。
In the above-described embodiment, the LED is used as the
また、上記した実施形態では、照明装置10に適用する照明方法としているが、これに限定されず、たとえば、このような照明方法を、表示装置のバックライトなどに適用することも可能である。たとえば、表示装置のバックライトに適用することで、ナイトモードなどのグレア(まぶしさ)を制御することができる。 Further, in the above-described embodiment, the lighting method is applied to the lighting device 10, but the lighting method is not limited to this, and for example, such a lighting method can be applied to the backlight of the display device or the like. For example, by applying it to the backlight of a display device, glare (glare) such as night mode can be controlled.
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。 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 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 variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
10 照明装置
11 本体
12 カバー
20 光源部
21 発光素子
21a 第1の発光素子
21b 第2の発光素子
21c 第3の発光素子
21d 第4の発光素子
30 制御部
10 Lighting device 11
Claims (5)
前記光源部から照射される光の輝度をA(cd/m2)とした場合、λを波長、S(λ)を前記光源部から照射される光の分光放射輝度、ipRGC(λ)を作用関数として下記の数式で表されるipRGC作用量を、相関色温度および前記ipRGC作用量をパラメータとする2次元平面の任意の相関色温度において、基準光源の前記ipRGC作用量より、前記光源部の前記ipRGC作用量の方が小さくもしくは大きくなるように、前記光源部から光を照射すること
を特徴とする照明方法。
When the brightness of the light emitted from the light source unit is A (cd / m 2 ), λ is the wavelength, S (λ) is the spectral emission brightness of the light emitted from the light source unit, and ipRGC (λ) is applied. As a function, the ipRGC action amount represented by the following formula is used in the light source unit from the ipRGC action amount of the reference light source at any correlated color temperature on the two-dimensional plane using the correlation color temperature and the ipRGC action amount as parameters. A lighting method characterized by irradiating light from the light source unit so that the ipRGC working amount is smaller or larger.
請求項1記載の第1の照明方法と、前記第1の照明方法で照明される光と相関色温度が同等かつ前記基準光源の前記ipRGC作用量と同等の光を照射する第2の照明方法と、を切り替えることが可能であること
を特徴とする照明方法。 The light source unit includes at least two or more types of light emitting elements having different peak wavelengths.
The first illumination method according to claim 1 and the second illumination method for irradiating light having a correlation color temperature equivalent to that of the light illuminated by the first illumination method and equivalent to the ipRGC working amount of the reference light source. A lighting method characterized by being able to switch between.
を特徴とする請求項2記載の照明方法。 The lighting method according to claim 2, wherein the light illuminated by the first lighting method and the light illuminated by the second lighting method have different glare.
を特徴とする請求項1~3いずれか1つに記載の照明方法。 In a two-dimensional plane using the correlated color temperature and the ipRGC working amount as parameters, (correlated color temperature, ipRGC working amount) = (2700, 0.6), (2700, 1.5), (8000, 1.5). ), The lighting method according to any one of claims 1 to 3, wherein the light is irradiated in the area surrounded by (8000, 0.6).
を特徴とする請求項1~4いずれか1つに記載の照明方法。 The light source unit has a first light emitting element having a peak wavelength of 430 ± 10 nm, a second light emitting element having a peak wavelength of 500 ± 10 nm, a third light emitting element having a peak wavelength of 570 ± 10 nm, and a peak wavelength. The lighting method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a fourth light emitting element having a wavelength of 630 ± 10 nm.
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