JP2023504778A

JP2023504778A - フォトバイオモジュレーションを伴う一般照明

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Publication number: JP2023504778A
Application number: JP2022529699A
Authority: JP
Inventors: ホノルト、ユルヘン・エデュアルト; デッケル、マルティン・イェルン; クレイムズ、マイケル; ファン・デ・ハール、マリー・アンネ; ミンター、チャーリー
Original assignee: Seaborough Life Science BV
Current assignee: Seaborough Life Science BV
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2020-11-23
Publication date: 2023-02-07
Also published as: WO2021099642A1; CN114901355A; EP3824952A1; EP4061482A1; US20220288412A1

Abstract

一般照明用の照明装置（１）であって、実質的に６１５ｎｍから６９０ｎｍの範囲内の第１の所定のスペクトル内のみの第１の光（１５）を放出するように適合された第１の光源（１０）と、人体内にフォトバイオモジュレーション応答を誘発するのに十分な第１の所定のスペクトル内の第１のピーク放射パワーでパルス化する第１の光（１５）を生み出すために、第１の光源（１０）に第１のパルス化された駆動電流（２１）を提供するように適合された１つまたは複数のドライバ回路（１２、１３）と、少なくとも２５０ルーメン、好ましくは少なくとも１０００ルーメン、より好ましくは少なくとも２０００ルーメンを放出することができる、第２の光（１６）を発するように適合された第２の光源（１１）と、を備える、照明装置。第１の光（１５）のパルス特性は、照明装置（１）の定常状態動作中、第１および第２の光源（１０、１１）からの組み合わせられた光内にヒトの目によって可視フリッカまたはストロボ効果が観察できないようなものであり、第１および第２の光源（１０、１１）からの組み合わせられた光は、ＣＩＥｘ，ｙ色度空間内の黒体線に対して８標準偏差カラーマッチング未満の距離において、組み合わせられた色点を有し、第１の所定のスペクトル内の第１の光（１５）の第１の放射パワーは、第１の駆動電流（２０）のパルス中、第２の所定のスペクトル内の第２の光（１６）の第２の放射パワーの少なくとも２倍である。

Description

[0001]本発明は、一般に、照明に関し、より詳細には照明装置、照明装置、およびフォトバイオモジュレーション（ＰＢＭ）応答を誘発するのに十分な可視スペクトル内の放射を送出する一般照明装置を提供するための方法に関する。

[0002]フォトバイオモジュレーション（ＰＢＭ）は、生物学的または生化学的応答を誘発するために、特定のエネルギー／パワーレベルで生体を照射することを伴う。照射は、赤色光などの可視スペクトル内、または近赤外線（ＮＩＲ）などの非可視スペクトル内であってもよい。身体的および心理学的症状を治療するためにＰＢＭ療法を使用する医療的利益について、かなりの研究が行われている。

[0003]しかし、ＰＢＭ放射を施す機器のほとんどは、非常に限られた数の医療施設でのみ利用可能である専用デバイスである。さらに、これらの専用デバイスは、非常に複雑なため、十分な訓練を受けた医師、看護師、および技術者のチームしかこれらを使用できないことが多い。これらの要因が、一般社会においてＰＢＭの医療的利益を広げるのを大幅に限定している。

[0004]したがって、現在利用可能な装置および方法の上述された欠点を克服することが、必要とされている。

[0005]使用が簡単であり、エネルギー効率が良く、コスト効果が高く、さらにＰＢＭ応答を誘発するのに効果的である方法で一定量の放射を放出する装置を提供することが、望ましい。

[0006]本開示の第１の態様によれば、一般照明用の照明装置であって、実質的に６１５～６９０ｎｍの範囲内の第１の所定のスペクトル内のみの第１の光を放出するように適合された第１の光源と、人体内にフォトバイオモジュレーション応答を誘発するのに十分な第１の所定のスペクトル内の第１のピーク放射パワーでパルス化する第１の光を生み出すために、第１の光源に第１のパルス化された駆動電流を提供するように適合された１つまたは複数のドライバ回路とを備える、照明装置が、提供される。照明装置は、さらに、少なくとも２５０ルーメン、好ましくは少なくとも１０００ルーメン、より好ましくは少なくとも２０００ルーメンを放出することができる、第２の光を放出するように適合された第２の光源を備える。第１の光のパルス特性は、照明装置の定常状態動作中、第１および第２の光源からの組み合わせられた光内にヒトの目によって可視フリッカが観察できないようなものである。第１および第２の光源からの組み合わせられた光は、ＣＩＥｘ，ｙ色度空間内の黒体線に対して８標準偏差カラーマッチング未満の距離において、組み合わせられた色点を有し、第１の所定のスペクトル内の第１の光の第１の放射パワーは、第１の駆動電流のパルス中、第２の所定のスペクトル内の第２の光の第２の放射パワーの少なくとも２倍である。

[0007]照明装置は、過剰な量の可視フリッカを回避し、高すぎるエネルギー消費を回避しながら、ユーザ内にＰＢＭ応答を引き起こすのに十分な光学パワー密度においてパルス化された赤色光を提供すると同時に、一般照明目的に適した白色光を提供することを目的にして、いくつかの異なる考慮事項のバランスをとるように設計される。照明装置はまた、好ましくは赤色光への過剰な曝露のリスクを低減するように設計され、赤色光スペクトルの光学パワーが第１および第２の光源からの組み合わせられた光の色点を大きく移動させすぎることを回避する。

[0008]従来の光源は、すでに、人体内にＰＢＭ応答を誘発することができる帯域内の何らかの放射を放出している。たとえば、従来の白熱電球の放出スペクトルは、ＰＢＭ応答を誘発する能力に関連付けられている帯域の２つである、少量の赤色および近赤外の光を含む。しかし、医療的研究は、放射が対象者内にＰＭＢ応答を誘発できる前に、ＰＢＭ誘発光スペクトル内で、その放射が特定の最小量の（単位面積当たりの光学パワーで測定された）パワー密度と、（単位面積当たりのエネルギーで測定された）線量とを達成する必要があることを示している。

[0009]ＰＢＭ分野の研究文献の本発明者の分析では、フォト誘発される生物学的または生化学的応答は、短期間のみであっても十分なパワー密度で引き起こされ得ることが明らかになった。関連する閾値を下回るパワー密度で同じ量のエネルギーを達成するために経時的に放射を広げることは、ＰＢＭ応答を誘発しないか、または最大でも限定されたＰＢＭ応答を誘発し得る。すなわち、不十分なパワー密度は、照射時間を延長することでは解決されにくい。

[0010]ＰＢＭ誘発光スペクトルにおいて十分なパワー密度を提供するように白熱電球を駆動するには、過剰な量の電気パワーを必要とする。発光ダイオード（ＬＥＤ）などの新しいソリッドステート照明（ＳＳＬ）技術は、熱放出がより低く、放出帯域がより狭く、より高いエネルギー効率に寄与している。この光源はまた、放出帯域がより正確に制御されることを可能にし、所望の放出帯域において効率的なパワー割り振りを可能にし、より重要なことには、駆動および／または制御信号に対して迅速に反応することができる。換言すれば、ＳＳＬデバイスによるタイミング制御は、熱エミッタであるために熱慣性を有する白熱またはハロゲン電球などの他のタイプの光源と比較してかなり正確であり、その一方で、ＳＳＬデバイスは、無視できる遅延で制御および／または駆動信号に対してほぼ瞬間的に反応することを可能にし、それによって迅速なパルス化に適したものになる。

[0011]したがって、ＳＳＬデバイスまたはＬＥＤなどの光源を一定のまたはほぼ一定の信号の代わりにパルスで駆動することにより、同じ量の電気パワーを消費しながら、光源によって放出されるピーク放射パワーを高めることが可能である。換言すれば、パルス化された放出を伴う光源は、連続波（ＣＷ）放出を伴う同じデバイスよりかなり高いピーク放射パワーを達成することができる。異なるように言えば、本発明者は、必要とされる量の（短期間の）光学パワーを有する光を放出するために利用可能な電気エネルギーをより効率的に利用するために、光源をパルス化する能力を認識した。換言すれば、ＳＳＬデバイスなどの狭帯域光源は、限定された量のパワーを所望のスペクトルのみに集中させることを可能にするが、そのような狭帯域放出デバイスをパルス化することにより、高いパワー閾値を超える放射をそのようなデバイスが放出できるように利用可能なパワーを短時間に集中させることがさらに可能になることを本発明者は認識した。パルス化の別の利点は、光源が、パルス間で冷却できることである。これは、光源のサーマルバジェットを軽減することができ、たとえば、より小型でコストがよりかからない光源およびドライバ回路の使用を可能にすることができる。より緩和されたサーマルバジェットはまた、光源を収容するハウジングのサイズおよび任意の関連する冷却デバイスのサイズを低減することができる。

[0012]ＬＥＤなどのパルス化された光源は、オフィスまたは住居空間または他の室内空間内の一般照明用に設計されたランプなどの、一般照明用の照明装置において使用され得る。全体的に参照によって本明細書に組み込まれる、本出願人の先行特許出願の欧州特許第１８２１２４７６．８号およびＰＣＴ／ＥＰ２０１９／０７４９８４は、ＰＢＭ応答を達成するために近赤外線光を放出する、パルス化された光源を組み込む照明装置を開示している。しかし、可視スペクトル内の、特に６１５～６９０ｎｍの範囲内、任意選択で６００～７００ｎｍの範囲内の赤色光を放出するパルス化された光源を使用してＰＢＭ応答を達成することも可能である。

[0013]ＰＢＭ効果を生成するための赤色光の使用は、赤色光が照明装置からの可視光にも寄与するという利益を有する。一般照明用の白色光を提供するように設計された照明装置の場合、スペクトルの赤色部内のいくらかの光が、白色光を構成するために必要である。白色光の赤色光成分の少なくとも一部は、したがって、２つの目的を実行するために、すなわちパワーを節約し、照明装置の構成要素の数、単にその構造を低減する可能性を高くするために使用され得る。

[0014]そのような照明装置は、したがって、ＰＢＭ応答を達成し、白色光の一部を提供するために６１５～６９０ｎｍ（または６００～７００ｎｍ）の範囲内のパルス化された赤色光を提供する第１の光源と、一般照明に適した組み合わせられた白色光を生み出すために光を提供する第２の光源とを含むことができる。第１の光源は、１つまたは複数の赤色ＬＥＤを備えることができ、第２の光源は、たとえば、１つまたは複数のＬＥＤ、ハロゲンランプ、蛍光管または白熱電球を備える従来の白色光源であってもよい。このタイプの照明装置は、ユーザが、いかなる特別な対策または治療も必要とせずにＰＢＭ応答によって導かれる健康上の利益を享受することを可能にする。

[0015]しかし、第１の光源を駆動することは、いくつかの異なる考慮事項のバランスをとるように制御されなければならない。これらは、知覚可能なフリッカを低減し、過度に高い線量のリスクを低減し、過剰なエネルギー消費を回避しながら、ＰＢＭ応答を誘発するのに十分なパワー密度でパルス化された赤色光を提供することを含む。照明装置はまた、好ましくは、第１の光源が、（第１および第２の光源からの）組み合わせられた光の色点を所望の色点から大きく変えすぎることを回避する。

[0016]適切な持続時間および／または期間においてＰＢＭ応答を誘発するために光を提供するように第１の光源をパルス化することにより、ユーザが、専門センターにおいて３０分または６０分の典型的な治療期間よりかなり長い期間の間一般照明装置の近くにいる場合であっても、過剰投与の機会が大きく低減され得ることに留意されたい。たとえば、いくつかの医療的研究では、有益な生物学的応答は、約１０Ｊ／ｃｍ^２の線量においてピークをむかえ、線量が約３５Ｊ／ｃｍ^２を超えると、ＰＢＭ応答は有益ではなくなり得ることが示唆されている。したがって、ユーザが約６０分を超えて約８ｍＷ／ｃｍ^２のパワー密度レベルに曝露される場合、ユーザがピーク利益を受け取ることは難しくなり得る。換言すれば、十分な短さのパルス持続時間および／または期間は、ＰＢＭ応答を誘発するのに十分なパワー密度を提供し、それと同時に、（時間をかけた単位面積当たりのパワーである）総エネルギー密度の適切な量をたとえば６時間以上にわたって、ユーザに過剰投与することなく送出することができる。このようにして、ユーザは、（過剰投与を防止するために）オフに切り替えるときを心配する必要なく、一般光源として照明装置を使用してもよく、さらにＰＢＭを誘発する照射の利益を受け取ることもできる。

[0017]一実施形態では、照明装置の１つまたは複数のドライバ回路は、第１の光源ではなく、第２の光源に第２の駆動電流を提供するように適合され、第２の駆動電流は、ＤＣ電流、ＡＣ電流、整流されたＡＣ電流、または２ｋＨｚ以上のパルス周波数を有するパルス化された電流である。

[0018]一実施形態では、第１の光の平均の第１の放射パワーは、第１の光の平均の第１の放射パワーと第２の光の平均の第２の放射パワーの合計の４０％以下である。一実施形態では、第１の光源は、６４５ｎｍから６７５ｎｍの範囲内、好ましくは６６０ｎｍにおいてピーク放射パワーを有する。

[0019]一実施形態では、第１の光および第２の光の組み合わせは、ＣＩＥＸＹＺ色空間またはＣＩＥｘ，ｙ色度空間内に、前記色空間内の黒体線に対して８ＳＤＣＭ未満の距離を有する平均色点を有する。このようにして、第１および第２の光源によって生み出された、組み合わせられた光は、一般照明目的に適した白色光である。

[0020]一実施形態では、第２の光源は、たとえば、緑色蛍光体および赤色蛍光体を含む２蛍光体システムなどの多蛍光体システムを備える。あるいは、第２の光源は、たとえば緑色蛍光体を含む単一蛍光体システムを備えることができ、赤色光は、主に第１の光源によって提供される。

[0021]一実施形態では、第１の光源のピーク放出パワーまたはピーク放射パワーは、第１の光源から約０．２から約５ｍの間の共通平均距離において測定されて、０．４～５０ｍＷ／ｃｍ^２、任意選択で１～１５ｍＷ／ｃｍ^２の範囲内のパワー密度が受け取られることを可能にする。共通平均距離は、任意選択で、第１の光源から約０．５から約３ｍの間であってもよい。共通平均距離は、任意選択で約２ｍであってもよい。有利な効果は、人体に対して有益である、研究で証明されたＰＢＭ応答を含む。そのような共通平均距離はまた、多くの使用シナリオに適することもできる。「共通平均距離」という用語は、照明装置がピークイルミネーションを提供するように設計される方向に測定された、関連する光源の光放出要素すべてからの平均距離を指す。たとえば、第１の光源が複数のＬＥＤを備えるとき、第１の光源からの共通平均距離は、第１および第２の光源がピークイルミネーションを提供するように設計される方向に測定された、複数のＬＥＤからの平均距離である。

[0022]一実施形態では、第１の光源のピーク放出パワーは、第１および第２の光源からの組み合わせられた光のイルミネンスがおおよそ５００ルクスである照明装置からの距離において測定されて、０．４～５０ｍＷ／ｃｍ^２、任意選択で１～１５ｍＷ／ｃｍ^２の範囲のパワー密度が受け取られることを可能にし、この場合、この距離は、照明装置がピークイルミネーションを提供するように設計される方向に測定される。

[0023]一実施形態では、第１の光源は、８時間以内で第１の所定のスペクトルにおいて少なくとも３０００Ｊを放出する。

[0024]一実施形態では、第１の光源は、人体内にＰＢＭ応答を誘発するのに十分な日常的線量（単位面積当たりのエネルギー）をたとえば８時間にわたって送出するように適合され、この線量は、照明装置から０．２ｍから５ｍの間、任意選択で照明装置から０．５から３ｍの間の共通平均距離において測定される。一実施形態では、第１の光源は、照明装置から共通平均距離において測定された、０．０１～５Ｊ／ｃｍ^２の日常的線量をたとえば８時間にわたって送出するように適合され、この場合、第１の光源からの共通平均距離は、照明装置から０．２ｍから５ｍの間、任意選択で０．５ｍから３ｍの間である。

[0025]一実施形態では、第１の光源は、人体内にＰＢＭ応答を誘発するのに十分な日常的線量、および／または０．０１～５Ｊ／ｃｍ^２、または好ましくは０．０１～１０Ｊ／ｃｍ^２の日常的線量を送出するように適合され、線量は、第１および第２の光源からの組み合わせられた光のイルミネンスがおおよそ５００ルクスである照明装置からの距離において測定され、この場合、この距離は、照明装置がピークイルミネーションを提供するように設計される方向に測定される。

[0026]一実施形態では、照明装置は、定常状態動作中、４０％のパーセントフリッカを超えない、好ましくは２０％を超えないパーセンテージフリッカを有する光束を有する、組み合わせられた第１および第２の光源からの可視光を生成するように適合される。光源の光束における限定された量の変動により、照明装置のユーザの快適性が増大する。一実施形態では、照明装置は、定常状態動作中、ヒトの目に知覚可能なフリッカ無しで可視光を生成するように適合され得る。知覚可能なフリッカのこうした欠如により、照明装置に対するユーザの満足度が増大する。これは、定常状態動作中、１未満のＰ_ｓｔＬＭを有する光束を有する、組み合わせられた第１および第２の光源からの可視光として表現され得る。Ｐ_ｓｔＬＭは、最大８０Ｈｚの周波数においてフリッカの知覚性を定量化するためにＩＥＣ６１０００－４－１５においてＩＥＣによって適合された尺度であり、１の値は、これを上回ると、多くの人々がフリッカを迷惑なものとして知覚する閾値である。

[0027]一実施形態では、照明装置は、定常状態動作中、１を超えない、好ましくは０．９を超えない、さらにより好ましくは０．４を超えないストロボ可視性測定（ＳｔｒｏｂｏｓｃｏｐｉｃＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙＭｅａｓｕｒｅ）（ＳＶＭ）を有する光束を有する、組み合わせられた第１および第２の光源からの可視光を生成するように適合される。ＳＶＭは、８０Ｈｚから最大２０００Ｈｚまでの周波数においてストロボ効果の可視性を定量化するためにＣＩＥＴＮ００６：２０１６においてＩＥＣによって適合された尺度であり、１の値は、これを上回ると、多くの人々がストロボ効果を知覚できる閾値である。一実施形態では、照明装置は、定常状態動作中、０．１未満のフリッカ指数を有する光束を有する、組み合わせられた第１および第２の光源からの可視光を生成するように適合される。フリッカ指数は、最大８０Ｈｚまでの周波数において、デューティサイクルおよびパルス長の必須の要素を考慮に入れてフリッカの可視性を定量化するための尺度であり、０．１の値は、これを上回ると、ほとんどの人々がフリッカを迷惑なものとして知覚する閾値である。

[0028]一実施形態では、第１の光のパルス特性は、照明装置の定常状態動作中、第１および第２の光源からの組み合わせられた光内にヒトの目によってストロボ効果が観察できないようなものである。

[0029]一実施形態では、第２の光源は、少なくとも２５０ルーメン、任意選択で少なくとも５００ルーメン、任意選択で少なくとも２０００ルーメンを放出するように適合され、または第１および第２の光源は組み合わせて、少なくとも２５０ルーメン、任意選択で少なくとも５００ルーメン、任意選択で少なくとも２０００ルーメンを放出することができる。一実施形態では、照明装置からの光の相関色温度は、１７００～６５００Ｋの範囲内、任意選択で２４００～５５００Ｋの範囲内であってもよい。一実施形態では、照明装置からの光の演色評価数は、約２７００Ｋの相関色温度において８０～９９の範囲内にある。そのような光は、輝度、光色、および演色などの一般照明目的に関する要求事項を満足させ、照明装置を一般照明用に特に好都合で許容可能なものにする。言うまでも無く、ルーメン仕様、ＣＣＴおよびＣＩＲの数多くの適切な組み合わせが可能であってもよい。一実施形態では、照明装置は、タスク照明用に、たとえばディスクランプまたはタスク領域の照明として使用するのに適する。

[0030]上記で記載され説明されたさまざまな実施形態は、明示的に別段の言及が無い限り、互いに相互に適合可能であることは明白である。したがって、実施形態からの任意の数の特徴の組み合わせは、本開示内に依然として含まれる。たとえば、例示的な所定のスペクトル、第１の光源の例示的な（ピーク）放出パワーレベルおよび第２の光源の例示的な輝度の異なる組み合わせは、本開示の範囲内に明確に含まれる。

[0031]次に、実施形態が、対応する参照記号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら、例としてのみ説明される。

[0032]照明装置の一実施形態の簡易化された概略図。 [0033]照明装置の別の実施形態の簡易化された概略図。 [0034]本開示の一実施形態による電球の概略図。 [0035]本開示の一実施形態による光管の概略図。 [0036]本開示の一実施形態によるランプの概略図。 [0037]本開示の一実施形態による照明器具の概略図。 [0038]本開示の一実施形態による照明装置の使用シナリオを示す図。 [0039]本開示の一実施形態による照明装置内の経時的な駆動電流のグラフ。 [0040]本開示の一実施形態による照明装置からの経時的な放出パワーのグラフ。 [0041]本開示のいくつかの実施形態において使用され得る照明装置の概略図。 [0042]２蛍光体システムを含む照明装置の一実施形態の概略図。 [0043]図７の実施形態による照明装置の光スペクトルの図。 [0044]２蛍光体システムを含む従来の照明装置の光スペクトルの図。 [0045]図７の実施形態による照明装置の色点を示すＣＩＥ１９７６図。 [0046]２蛍光体システムを含む従来の照明装置の色点を示すＣＩＥ１９７６図。 [0047]４蛍光体システムを含む照明装置の一実施形態の概略図。 [0048]図１０の実施形態による照明装置の光スペクトルの図。 [0049]４蛍光体システムを含む従来の照明装置の光スペクトルの図。 [0050]図１０の実施形態による照明装置の色点を示すＣＩＥ１９７６図。 [0051]４蛍光体システムを含む従来の照明装置の色点を示すＣＩＥ１９７６図。 [0053]２蛍光体システムを含む従来の照明装置の光スペクトルの図。 [0054]パルス化された真紅色ＬＥＤが総光学ワットのおおよそ２０％を提供している、図７の実施形態による照明装置の光スペクトルの図。 [0055]パルス化された真紅色ＬＥＤが総光学ワットのおおよそ３５％を提供している、図７の実施形態による照明装置の光スペクトルの図。 [0056]２蛍光体システムを含む従来の照明装置の色点を示すＣＩＥ１９７６図。 [0057]パルス化された真紅色ＬＥＤが総光学ワットのおおよそ２０％を提供している、図７の実施形態による照明装置の色点を示すＣＩＥ１９７６図。 [0058]パルス化された真紅色ＬＥＤが総光学ワットのおおよそ３５％を提供している、図７の実施形態による照明装置の色点を示すＣＩＥ１９７６図。 [0059]パルス化された真紅色ＬＥＤがスペクトルの赤色部内の実質的にすべての光を提供している、図７の実施形態による照明装置の光スペクトルの図。 [0060]２蛍光体システムを含む従来の照明装置の光スペクトルの図。 [0061]パルス化された真紅色ＬＥＤがスペクトルの赤色部内の実質的にすべての光を提供している、図７の実施形態による照明装置の色点を示すＣＩＥ１９７６図。 [0062]２蛍光体システムを含む従来の照明装置の色点を示すＣＩＥ１９７６図。

[0063]図は、説明的目的のみに意図され、特許請求の範囲において明記される範囲または保護の制限として働くものではない。

[0064]以下は、単に例として、図を参照して与えられる、本発明の特定の実施形態の説明である。

[0065]医療的研究における近年の進歩では、特定のエネルギー／パワーレベルでＩＲスペクトルおよび／または赤色光を備える放射で生体を照射することが、有益な生物学的または生化学的応答を誘発し得ることが実証されている。そのような照射は、しばしば、フォトバイオモジュレーション（ＰＢＭ）と称される。身体的および心理学的症状を治療するためにＰＢＭ療法を使用する医療的利益に関する利用可能な医療的研究結果は、迅速に増大している。特に注目されるいくつかの波長は、６０６、６２７、６３０、６３２．８、６４０、６６０および６７０ｎｍ（赤色領域内）ならびに７８５、８００、８０４、８０８、８１０、８２０、８３０、８５０、９０４、９８０および１０６０ｎｍ（ＮＩＲ領域内）を含む。特に注目されるいくつかのスペクトルは、６４５～６８０と、８００～８７０ｎｍとを含む。

[0066]図１Ａは、第１の光源１０と、第２の光源１１と、ドライバ回路１２とを備える照明装置１の実施形態の簡易化されたブロック図である。第１の光源１０は、第１の所定のスペクトル内、好ましくは６１５ｎｍから６９０ｎｍの範囲内、または６００ｎｍから７００ｎｍの範囲内、すなわち可視光スペクトルの赤色部内の第１の放射パワーを有する第１の光１５を放出するように適合された、ＬＥＤなどの１つまたは複数のソリッドステートデバイスを備えることができる。第１の光源１０は、追加的に、この範囲外のいくらかの光を放出することも可能である。１つの実施形態では、第１の光１５の実質的にすべては、６５０～６８０ｎｍの範囲内に入る。第１の光源１０は、たとえば電流などの駆動信号２０を受け取るか、またはこれによって励起されたときに光１５を放出する。

[0067]第２の光源１１は、光スペクトルの可視部内の３００ｎｍから７００ｎｍの第２の所定の範囲内の第２の放射パワーを有する第２の光１６に適合される。第２の光１６は、好ましくは白色光であり、好ましくは、ＣＩＥＸＹＺ色空間内およびＣＩＥｘ，ｙ色度空間内の黒体線に対して８標準偏差カラーマッチング（ＳＤＣＭ）未満の距離において色点を有する（従来技術で知られているように、ＣＩＥｘ，ｙ色度空間は、ＣＩＥＸＹＺ色空間の転換形であり、８ＳＤＣＭ値は、両空間内で同じである）。第２の光源１１は、たとえば電流などの駆動信号２１を受け取るか、またはこれによって励起されたときに光１６を放出する。

[0068]第２の光源１１は、一般照明に適した光１６を提供するように適合される。本明細書において使用されるときの「一般照明」（「一般イルミネーション」とも称される）という用語は、住居、オフィス、商業および産業建物内の屋内場所、ならびに人々が生活し、もしくは働き、または活動する屋内または屋外の他の場所においてヒトの視覚を助けるためにイルミネーションレベルを上昇させる目的の照明を指す。これは、人々が所望の活動を実行するには空間が暗すぎ、そのような活動を可能にするために空間のイルミネーションレベルを上昇させることが望まれるとき、本明細書に説明される照明装置１は、その空間のイルミネーションレベルの所望の増大を達成するのに十分な量の光を提供するために使用され得ることを意味する。たとえば、一般照明用の照明装置は、典型的には、たとえばディスクランプなどのタスク照明については少なくとも２５０ルーメン、またはより大きい領域を照明するために少なくとも５００ルーメンもしくは少なくとも２０００ルーメンの白色光を放出する。

[0069]ドライバ回路１２は、第１の駆動電流２０で第１の光源１０を、また第２の駆動電流２１で第２の光源１１を駆動または励起させるために駆動信号を提供することができる。一実施形態では、ドライバ回路１２は、第１の駆動電流２０を第２の光源１１ではなく第１の光源１０に提供し、第２の駆動電流２１を第１の光源１０ではなく第２の光源１１に提供する。代替的には、２つのドライバ回路１２、１３が使用されてもよく、各１つは、図１Ｂに示されるように、駆動電流２０、２１の一方を光源１０、１１の一方に別個に提供する。別個のドライバ回路１２、１３を提供することは、設計のより高い柔軟性をもたらし、干渉と、クロストークとを低減するのに役立ち得る。

[0070]ドライバ回路１２は、たとえばワット（Ｗ）で測定される、異なる光学パワーにおいて光を放出するように第１の光源１０を駆動するように配置されてもよく、その結果、光源の放射パターン、およびパワー密度が測定される光源からの距離などの要因に応じて異なるレベルのパワー密度（単位面積当たりのパワー）を生じさせる。パワー密度は、単位表面積当たりに分配される（光学）パワーの量を説明しており、平方メートル当たりのワット（Ｗ／ｍ^２）または平方センチメートル当たりのミリワット（ｍＷ／ｃｍ^２）などの単位を有することができる。たとえば、光源が１０Ｗを放出し、均一な球状分配パターンを有する点源であると仮定すると、光源から２メートルの表面において受け取られるパワー密度は、約０．２Ｗ／ｍ^２に等しい１０／（４πｘ２^２）である。

[0071]ドライバ回路１２は、光１５がパルス化されるように第１の光源１０を駆動するように配置され、パルスは、パルス持続時間（パルスの長さ）と、パルス期間（パルスの開始から次のパルスの開始までの長さ）と、パルス周波数（１秒当たりにパルスが繰り返す頻度）とを特徴とする。第１の光源１０によって放出される光振幅および強度が、パルス間で必ずしもゼロではなく、パルス中より小さいものであり、好ましくは、たとえば光の放出が過渡現象によって誘発される場合はかなり小さいことに留意されたい。一実施形態では、パルスを規定する閾値の振幅または強度は、人体などの生体内にＰＢＭ効果を誘発するのに十分である量である。

[0072]パルスの形状は、特に限定されない。一実施形態では、パルスは、矩形形状を有することができるが、とりわけ正弦曲線、三角形および鋸歯などの他の形状も可能であり、異なる形状を有するパルスの組み合わせも可能である。一実施形態では、パルスの最後は、振幅が所定の閾値以下に降下する点として規定され得る。所定の閾値は、約０であってもよく、または非ゼロであってもよい。所定の閾値は、０．００１％、０．０１％、０．１％、１％、５％などのピーク振幅のパーセンテージなどの相対項で規定され得る。所定の閾値はまた、絶対項で規定され得る。いくつかのパルス形状は、特に、光源（たとえば半導体接合または蛍光体）に使用される材料に関連する遅延または崩壊効果などの、光源に依存する特定の条件に適合することができる。矩形のパルス形状は、集積回路などのそのようなパルスに利用可能な発生器が豊富であるため有利となり得る。正弦曲線パルス形状は、放射された光学パワーを広げることが必要とされる場合に有益となり得る。

[0073]一実施形態では、第１の光源１０からの光１５は、０．０２ｍｓから０．５ｍｓの範囲内のパルス持続時間を有することができるが、他の範囲、たとえば０．０１～１ｍｓも可能である。より短いパルスが好ましいが、最大１０ｍｓまたはこれより長いパルスがいくつかの用途に使用され得る。

[0074]一実施形態では、光１５は、５０Ｈｚから１０００Ｈｚの範囲内のパルス周波数を有することができるが、これよりわずかに高い範囲、たとえば１Ｈｚ～２．５ｋＨｚも可能である。

[0075]デューティサイクルは、パルス持続時間とパルス間の期間との間の比を説明し、通常はパーセンテージとして表現される。デューティサイクルは、パルス持続時間にパルス周波数をかけることによって算出され得る。一実施形態では、ドライバ回路１２は、１０％を上回らないデューティサイクルを有する電流２０で第１の光源１０を駆動するように適合される。５％、１％、０．１％、または０．０１％などの他の最大デューティサイクル値も可能であり、いくつかの用途については２０％以上も可能である。

[0076]第１の光源１０からの光１５は、ピーク放出パワーを有することができる。放射パワーとも呼ばれる放出パワーは、通常、秒（複数秒）当たりのジュール（Ｊ）であるワット（Ｗ）で表現される。しかし、パルスが１秒をかなり下回るこれらの用途では、ピーク放出またはピーク放射パワーは、通常、パルスが完全に１秒間続く場合のように表現される。したがって、矩形の０．１秒１００Ｗピーク放出パワーパルスは、矩形の１秒１００Ｗピーク放出パワーパルスと同じ時間単位当たりのエネルギー量を有するが、０．１秒パルスにおける総エネルギー量は、１０分の１である。一実施形態では、光源によって（たとえばパルス駆動電流を通して）放出される光のピーク放出パワーは、少なくとも２５Ｗである。一実施形態では、ピーク放出パワーは、少なくとも５０Ｗ、７５Ｗ、１００Ｗ、１５０Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗ、４００Ｗもしくは５００Ｗ、またはそれ以上であってもよい。ピーク放出パワーに対する制約は、利用可能な電気パワーおよび第１の光源１０に使用されるデバイスの数と、物理的能力とを含む。一実施形態では、第１の光源１０によって放出される光１５のピーク放出パワーは、人体内に有益なフォトバイオモジュレーション（ＰＢＭ）応答を誘発するのに十分である。第１の所定のスペクトル内の第１の光１５の放射パワーは、好ましくは、第１の駆動電流２０のパルス作用中、第２の所定のスペクトル内の第２の光１６の放射パワーの少なくとも２倍である。

[0077]光の放射パワーはまた、ルーメンで測定されてもよく、この場合、ルーメンは、光に対するヒトの目の感度に重みを付けた単位である。第２の光１６および組み合わせられた光１５、１６の放射パワーまたはルーメン値は、パルス中の瞬時ピーク放射パワーではなく、実際には時間で平均化されたパワー値、すなわち１秒当たりのエネルギーであることに留意されたい。

[0078]第１の光源１０によって放出される光１５がパルス化される場合、第１の光源１０から離れた距離において測定される光１５のパワー密度もまた、経時的に変化することができ、したがって、ピークと谷とを有することができる。換言すれば、パワー密度が経時的に測定され、たとえばオシロスコープ上に表示される場合、パルス化された信号が表示され得る。ピーク放出パワーのようにピークパワー密度は、パルスが完全に１秒間続く場合のように通常表現される、パルス中に測定されるパワーである。換言すれば、０．１秒矩形パルスのピークパワー密度は、１０ｍＷ／ｃｍ^２であることができ、これは、そのパルスにおいて合計１ｍＪ／ｃｍ^２となる。一実施形態では、第１の光源１０によって放出された光１５によって可能になる、達成されたピークパワー密度は、０．４～５０ｍＷ／ｃｍ^２、任意選択で１～１５ｍＷ／ｃｍ^２であるが、他の適切な範囲も可能である。（ピーク）パワー密度は、使用シナリオに応じて、第１の光源１０から０．２ｍから５ｍの間の共通平均距離において測定され得る。好ましくは、第１の光源１０は、第１の光源１０から０．５ｍから３ｍの間の共通平均距離において前述の範囲のパワー密度を可能にすることができる。

[0079]放出される光の量はまた、エネルギー（たとえばジュール（Ｊ））またはエネルギー密度（たとえばＪ／ｃｍ^２）で表現され得る。一実施形態では、第１の光源１５は、８時間以内で所定のスペクトルにおいて少なくとも３０００ジュールを放出する（他のエネルギー値ならびに１、２、４および６時間などの持続時間値も可能である）。

[0080]特定の期間にわたって所与の点において受け取られた放射エネルギーの総量は、単位面積当たりのエネルギーで表現され得る。この量は、「フルエンス」または簡単に「投与量」または「線量」と称されてもよく、Ｊ／ｃｍ^２が、例示的な単位である。一実施形態では、照明装置１は、第１の光源１０が人体にＰＢＭ応答を誘発するのに十分な光線量を送出するように構成される。誘発されるＰＢＭ応答のタイプに応じて、異なる線量が必要とされ得る。一実施形態では、第１の光源１０は、第１の光源から共通平均距離において測定された、０．０１～１０Ｊ／ｃｍ^２の日常的線量を送出するように構成され得る。第１の光源からの共通平均距離は、使用シナリオに応じて０．２ｍから５ｍの間、好ましくは、０．５ｍから３ｍの間であってもよい。第１の光源が複数のＬＥＤまたは他の光放出要素によって形成される場合、第１の光源からの共通平均距離は、照明装置がピークイルミネーションを提供するように設計される方向に測定された、複数のＬＥＤまたは他の光放出要素のそれぞれからの平均距離を指す。

[0081]第１の光源１０は、主にスペクトルの赤色部内の、好ましくは６１５ｎｍから６９０ｎｍ、または６００ｎｍから７００ｎｍの範囲の光を放出する１つまたは複数のＬＥＤを備えることができ、たとえば、ＬＥＤ（複数可）は、（非制限的に）ヒ化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン化物（ＧａＡｓＰ）、アルミニウムガリウムリン化インジウム（ＡｌＧａＩｎＰ）またはリン化ガリウム（ＩＩＩ）（ＧａＰ）に基づく。代替的にまたは追加的に、第１の光源１０は、（非制限的に）窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）のような青色光放出半導体と、たとえばＣＡＳｉＮのような無機蛍光体の赤色光放出蛍光体システム、または高速の上がり下がり時間を有する他のＥｕ２＋ドープシステムとの組み合わせに基づく１つまたは複数の赤色放出蛍光体コーティングされたＬＥＤを備えることができる。さらに、量子ドットに基づく新規の蛍光体システム、または有機および無機蛍光体を備えるハイブリッドシステムが、使用されてもよい。代替の蛍光体システムを可能にする要因は、励磁および非励磁後に変換された赤色光を許容可能な遅延でパルス化するのを可能にするのに適した（比較的高速の）上がり下がり時間である。

[0082]第２の光源１１は、可視スペクトル、好ましくは３００～７００ｎｍの範囲内、または主にスペクトルの赤色部を除く、たとえば３００～６００ｎｍの範囲内の光１６を放出するように適合される。光１６は、ＣＩＥＸＹＺ色空間（ＣＩＥｘ，ｙ色度空間）内の黒体線に対して８標準偏差カラーマッチング未満の距離において色点を有する白色光であってもよく、または、組み合わせられた光１５および光１６は、ＣＩＥＸＹＺ色空間またはＣＩＥｘ，ｙ色度空間内の黒体線に対して８標準偏差カラーマッチング未満の距離において色点を有する白色光であってもよい。組み合わせられた光源１０および１１は、好ましくは、本明細書において説明されるように一般照明目的に適した光を提供するように適合される。

[0083]一実施形態では、第２の光源１１を備える照明装置１は、光源１１が使用されるときに２０％または１５％または１０％または５％または３％を上回って変動しない光束を有する可視光１６を生成するように適合され得る。限定された光束の変動を伴う可視光１６は、フリッカがより少なく、したがって、一般照明により適している。一実施形態では、照明装置１は、ヒトの目に知覚可能なフリッカ無しで、たとえば、非常に少ない量のフリッカ、またはヒトの目が知覚するには高すぎる周波数のフリッカのみで可視光を生成するように適合され得る。

[0084]一実施形態では、第２の光源１１は、約２カンデラに等しい少なくとも２５ルーメンを放出することができ得る。そのような光源は、家庭装飾目的に有用となり得る。一実施形態では、第２の光源１１は、住居部内での一般照明目的に適した、少なくとも１５０ルーメン、好ましくは少なくとも３００ルーメンを放出することができる。たとえばオフィスまたは工場環境または屋外における一般照明に適するために、他の量の光束も可能である。

[0085]一実施形態では、可視光１６を放出する第２の光源１１の相関色温度（ＣＣＴ）は、１７００～６５００Ｋの範囲内、任意選択で２２００～５５００Ｋの範囲内、任意選択で２７００～４０００Ｋの範囲内である。一実施形態では、第２の光源１１の演色評価数は、２７００～３０００Ｋの相関色温度において８０～９９の範囲内である。そのような光源は、通常、一般照明目的により許容可能である。言うまでも無いが、ルーメン仕様、ＣＣＴおよびＣＲＩの数多くの適切な組み合わせが、可能である。

[0086]一実施形態では、第２の光源１１は、照明装置１のための使用シナリオのパワー要件に応じて、１２０Ｗ未満、任意選択で８０Ｗ未満、任意選択で３０Ｗ未満の電気パワーを消費することができる。

[0087]一般照明用の多くのタイプの光源が、第２の光源１１として使用され得る。たとえば、第２の光源１１は、１つまたは複数の白熱電球、ハロゲン電球、蛍光管、または１つまたは複数のＬＥＤなどのソリッドステートデバイスを備えることができる。１つの実施形態では、第２の光源１１は、ＣＣＴが２２００～６５００Ｋの範囲である標準的な白色光システム、たとえば、青色または紫色ポンプＬＥＤを、ポンプＬＥＤの光放出表面を覆うか、またはＬＥＤからの光が蛍光体に入るように配置された１つまたは複数の蛍光体と組み合わせて備える蛍光体変換された白色ＬＥＤ（ｐｃＬＥＤ）を備える。たとえば、蛍光体は、主にスペクトルの緑色部内の光を放出する（ＹＡＧ蛍光体などの）蛍光体および／または主にスペクトルの赤色部内の光を放出する（ＣＡＳｉＮ蛍光体などの）蛍光体を含むことができる。代替的には、第２の光源１１は、主にスペクトルの緑色および青色部の光を放出する１つまたは複数の蛍光体の有無にかかわらず、スペクトルの赤色部内の放出を大幅に低減した、または放出が無い、１つまたは複数のＬＥＤを備えることができる。

[0088]白色光システムは、好ましくは、連続波（ＣＷ）モードまたはパルス幅変調（ＰＷＭ）モードで、１０％パーセントフリッカ未満の知覚可能なフリッカ、または０．１フリッカ指数未満、または１未満のＰ_ｓｔＬＭで駆動される。スペクトルの赤色部（６００～７００ｎｍ）におけるヒトの目による光学的な光の知覚は、パルス化された赤色光１５の光学パワーの積分値と組み合わせて、緑色および／または赤色蛍光体（たとえばＹＡＧおよびＣＡＳｉＮ蛍光体）によって放出された光学パワーによって規定される。パルス化された赤色光１５によって誘発されるフリッカの知覚は、特に、約６７０ｎｍ（ピーク放出）におけるヒトの目の感度を考慮すると非常に低い。

[0089]好ましくは、第１の光源１０は、照明装置１が使用されるとき、第２の光源１１によって消費される電気パワーの少量の割合だけ消費する。この割合は、２５％以下、１０％以下、または好ましくは５％以下であってもよい。割合がより低いことは、照明装置１のユーザが、第２の光源１１によって提供される一般照明の利益に加えて、より低い最低限のパワー消費でのＰＢＭ誘発放射という追加の利益を得ることができることを意味する。第１の光源１０によって消費される電気パワーの量は、組み合わせられた第１の光源１０および第２の光源１１の電気パワー総消費量の割合の観点で、たとえば、３分の２、５分の１、または約５％～１０％の範囲などでも表現され得る。

[0090]第１の光源１０は、好ましくは、ほぼ瞬間的に、すなわち無視できる量の遅延で第１の駆動電流２０に反応して、第１の駆動電流２０および第１の光源１０によって放出された光１５が互いに同様にまたは実質的に同一の形で経時的に変化するようなデバイスである。たとえば、駆動電流に迅速に反応することができるＬＥＤなどの現代のソリッドステートデバイス（複数可）が、第１の光源１０として使用され、パルス化された駆動電流２０によって駆動される場合、第１の光源１０によって放出された光１５もまた、同様のパルスパラメータ（ピーク強度、パルス持続時間、パルス期間／周波数、デューティサイクルなど）でパルス化される。

[0091]一実施形態では、光源１１を駆動する第２の駆動電流２１は、光１６内の顕著な量の可視フリッカを回避するように適合される。駆動回路１２によって生成される第２の駆動電流２１は、たとえば光のタイプに応じて、一般照明用の光源を駆動するために通常使用される任意のタイプの駆動電流、すなわちＤＣ電流、ＡＣ電流、整流されたＡＣ電流、またはＬＥＤ一般照明デバイスにおいて調光制御を達成するために使用されるパルス幅が変調された電流などのパルス化された電流であってもよい。第２の駆動がパルス化された電流であるとき、パルス周波数は、好ましくは、光１６内の顕著な量の可視フリッカを回避するのに十分な高さ、たとえば５ｋＨｚ以上の周波数である。一実施形態では、第２の駆動電流２１は、連続波（ＣＷ）モードまたは準ＣＷモードで光源１１を駆動することができる。光物理学および工学において、「連続波」または「ＣＷ」は、パルス化された出力ビームとは反対に、連続出力ビームを生み出す光源（ＳＳＬデバイスなど）を指す。

[0092]照明装置１は、図１Ａまたは図１Ｂには明示的に描かれないが、外部電源、スイッチ、バラスト、および接地ピンなどの回路ブロック／要素を含むことができることに留意されたい。また、第１および第２の駆動電流２０、２１を制御するなどのさまざまな目的を達成するために、第１の光源１０とドライバ回路１２との間および／または第２の光源１１とドライバ回路１２との間に追加の回路ブロック／要素が存在することもできる。

[0093]図２Ａ～図２Ｄは、上記で説明された照明装置１を組み込む照明デバイスの異なる実施形態を概略的に提示する。

[0094]図２Ａは、照明装置１を備える電球２ａを示す。電球２ａは、一般消費者が身近で、使用が簡単であると感じる、たとえば、白熱電球用に設計された従来のフィッティングまたはソケット内で動作するように設計されたＬＥＤランプなどの後付け電球であってもよい。照明装置１内の第１の光源１１は、電球２ａを一般照明目的に適したものにするのに十分な可視白色光１６を提供することができる。可視光１６は、量（たとえば十分な輝度）と質（たとえば十分な低さのフリッカ、快適な色など）の両方において十分であり得る。電球２ａを設置し、オンにした後、ユーザは、一般照明用の可視光１６を受け取るだけでなく、人体内に有益なＰＢＭ応答を誘発することができる光１５にも曝露される。

[0095]図２Ｂは、照明装置１を備える光管２ｂを示す。光管２ｂは、一般消費者が身近で、使用が簡単であると感じる、従来の蛍光照明器具において動作するように適合された管として構成されたＬＥＤランプなどの後付け光管であってもよい。電球２ａと同様に、光管２ｂは、二重機能、すなわち一般照明と、有益なＰＢＭ応答とを提供する。

[0096]図２Ｃは、照明装置１を備えるコンパクトランプ２ｃを示す。ランプ２ｃは、既存の標準フィッティングが容易に嵌まるように適合された既製品ランプであってもよい。一般消費者は、ランプ２ｃを購入し、電気業者に電話する必要なくこれを使用して標準フィッティングに適合させ、それと同時に、照明装置１としての優れた汎用性と、利益とをユーザに提供することができる。一実施形態では、ランプ２ｃは、特有のフィッティング内に嵌まるようにカスタマイズされ得る。

[0097]図２Ｄは、照明装置１を備える照明器具２ｄを示す。照明器具２ｄは、照明装置１を収容するための光フィッティング、または照明装置１を備えるランプを備えることができ、任意選択で、シェード、ベースおよび／またはハウジングなどの装飾要素を備えることができる。照明器具２ｄは、たとえば、家庭またはオフィス環境において使用されてもよく、追加の照明要件を満足させるために追加の光源を備えることができる。一実施形態では、照明器具２ｄは、照明装置１のすべての要素が照明器具２ｄ内にすでに装着された状態で既製品として入手可能であってもよい。ユーザは、そのような照明器具２ｄを購入し、これに電気パワーを与え、一般イルミネーションおよび医療的利益の２つの利益を直接享受することができる。

[0098]照明装置１のいくつかの要素は、電球２ａ、光管２ｂ、ランプ２ｃ、または照明器具２ｄの外部に装着され得る。たとえば、第１の光源１０および第２の光源１１は、電球２ａ、光管２ｂ、ランプ２ｃ、または照明器具２ｄ内に装着されてもよいが、ドライバ回路１２は、電球２ａ、光管２ｂ、ランプ２ｃ、または照明器具２ｄの外側にこれらに接続されて置かれる。第１の光源１０および光源１１が２つの駆動回路によって駆動される場合、駆動回路の一方は、電球２ａ、光管２ｂ、ランプ２ｃ、または照明器具２ｄ内に装着されてもよく、他方は、その外側に置かれてもよい。また、２つ以上の照明器具を使用することも可能であり、このとき、照明装置１のいくつかの要素は１つの照明器具内に装着され、照明装置１の他の要素は別の照明器具内に装着される。たとえば、第１の光源１０およびドライバ回路１２は、１つの照明器具内に装着されてもよく、光源１１およびドライバ回路１３は、別の照明器具内に装着されてもよい。照明装置１の特有の実施形態が図２Ａ～図２Ｄに示されているが、これは、限定するものではなく、多くの他の配置が可能であることが明白であるはずである。

[0099]図６は、光管２ｂにおいて（または他の適切な実施形態のいずれかにおいて）使用され得る照明装置１を概略的に提示する。第１の光源１０は、複数のＬＥＤ１８を備えることができ、その数および光特性は、本明細書において説明されるものと同様となり得る。第２の光源１１は、組み合わせられた光源１０および１１が一般照明に適切な白色光を提供するような可視光を提供する複数のＬＥＤ１９を備えることができる。ドライバ回路１２は、第１の光源１０が本明細書において説明される特性を有するパルス化された赤色光を放出するように、パルス化された駆動電流を提供することができる。別のドライバ回路１３は、第１および第２の光源１０および１１からの組み合わせられた光が、一般照明に適した白色光を実質的に知覚可能なフリッカ無しで提供するような光を光源１１が放出するように、駆動電流を提供することができる。

[00100]図３は、本開示の一実施形態による照明装置１の使用シナリオを示す。図３では、照明装置１は、パルス化された赤色光１５とフルスペクトル白色光１６とを放出する。ユーザ２５は、照明装置１から距離ｄだけ離れている。距離ｄは、たとえば１メートルであってもよい。フルスペクトルの白色光１６は、ユーザ２５の周囲をイルミネートする。ユーザ２５はまた、パルス化された赤色光１５にも曝露される。ユーザ２５が曝露される赤色光１５によって可能な（またはその結果から生じる）パワー密度は、距離ｄおよび放射パターンなどの要因に依存する。

[00101]非限定的な例として、第１の光源１０から２ｍの距離のところで８ｍＷ／ｃｍ^２のパワー密度を可能にするために、第１の光源１０が６６０ｎｍ光のピーク波長を有する５００Ｗの光学放出パワーを有すると仮定する。第１の光源１０がＣＷモード（すなわち５００Ｗの一定の光学放出量）で動作される場合、電気パワーの必要とされる量は、５０％の電気－光学パワー変換効率と仮定して、１０００Ｗである。この例では、照明装置１から２ｍの距離にあるユーザ２５は、ＰＢＭ応答を誘発するのに十分な８ｍＷ／ｃｍ^２のパワー密度に曝露され得る。ユーザ２５が受け取る線量（エネルギー密度）は、暴露時間をかけた８ｍＷ／ｃｍ^２である。

[00102]上記の非限定的な例の第１の光源１０は、以下で説明されるような追加の利益を提供する異なる方法で動作または駆動され得る。

[00103]図４は、本開示の一実施形態による照明装置１における時間期間ｔにわたるさまざまな駆動電流のグラフを示す。曲線３０は、第１の駆動電流２０を表し、曲線３１、３２および３３は、第２の駆動電流２１のさまざまな可能性を表す。図示されるように、曲線３０として表された第１の駆動電流２０は、パルス持続時間Ｔｄと、パルス期間Ｔと、パルス振幅Ｉ_ｍａｘとを有してパルス化される。

[00104]第２の駆動電流２１は、一般照明目的に適切な、定常の、実質的にフリッカ無しの光強度を有するフルスペクトルの白色光を提供するように第２の光源１１を駆動するように適合される。第２の駆動電流２１は、定常のＤＣ電流（曲線３１）、整流されたＡＣ電流（曲線３２）、または高周波数でパルス化された電流（曲線３３）などのさまざまな形態をとることができる。たとえば、整流されたＡＣ電流（曲線３２）は、低電圧ハロゲンランプなどの光源を駆動するのに適した、たとえば１００または１２０Ｈｚの周波数を有することができる。別の例として、パルス化された電流（曲線３３）は、約２０～３００ｋＨｚ、任意選択で５０～３００ｋＨｚの範囲内のパルス周波数を有するパルス幅変調された（ＰＷＭ）駆動電流であってもよい。これらの周波数において第２の光源１１をパルス化することにより、ヒトの目に知覚可能なフリッカを生成することなく調光制御をもたらすことができる。図４の縮尺は、説明のためのみであり、正確ではないことは、明白である。

[00105]この実施形態によれば、第１の光源１０は、比較的高い光強度の赤色光１５の短いパルスを生み出すために、第１の駆動電流２０によってパルス化されて駆動され、一方で第２の光源１１は、一般照明目的に適した、定常の実質的にフリッカ無しの光強度を有する光１６を生み出すために、第２の駆動電流２１によって駆動される。

[00106]高い強度で短いパルスの赤色光１５を生成することにより、ＰＢＭ応答を誘発するのに必要な高い光学パワー密度が、達成され得る。人にＰＢＭ応答を誘発するために、たとえば６１５～６９０ｎｍの間の赤色光１５の特定のエネルギー密度が、必要とされる。文献では、人体内にさまざまな有益な全身効果を引き起こすかなりの投与量応答を達成するために、人体の表面上でスペクトルの赤色部内の１～２０ｍＷ／ｃｍ^２の光学パワー密度を目標とするように示唆されている。

[00107]従来の一般照明は、ユーザが光源にかなり近づかない限り、一般的な毎日の使用においてＰＢＭのための有用な光学パワー密度を達成することはできない。たとえば、フルの赤色およびＮＩＲスペクトルにわたる標準的な１００Ｗ白熱電球におけるＰＢＭのための効果的な光学パワーは、約１０Ｗ（フルの白熱電球スペクトルは、ＰＢＭに有用なスペクトルの約１０倍である）であり、その結果、光源から２ｍの距離において約０．０４ｍＷ／ｃｍ^２の効果的なパワー密度を生じさせ、この値は、顕著な生物学的効果を刺激するのに必要とされる閾値強度より少なくとも一桁小さい。

[00108]ＰＢＭに十分な光学パワー密度は、光源をパルス化することによって達成され得る。ＰＢＭ効果を達成するために従来の光源をパルス化することが可能であるが、これは、定常状態のＣＷまたは準ＣＷモードで光源を駆動することと比較して１０倍の強度増大が必要とされたと仮定すると、パルスが非常に高い周波数で非常に短いパルス、たとえば約１ｋＨｚの周波数で約０．１ｍｓのパルス幅でない限り、ヒトの目に知覚可能なフリッカを生み出すという欠点を有する。白色ＬＥＤまたは蛍光管などの従来の光源は、低量の赤色光と、ＮＩＲ放出とを有し、一方で白熱電球は、より高い赤色光と、ＮＩＲ放出とを有するが、そのような高い周波数ではパルス化できないことに留意されたい。

[00109]パルス化された赤色光源１０と、（パルス化されていないか、またはフリッカが本質的に知覚できないような十分な高い周波数でパルス化された）定常状態の光を放出するように駆動されるフルスペクトル白色光源１１とを有する照明装置１は、光スペクトルの一部のみがパルス化される場合、特にパルス化された光が光スペクトルの赤色部内、さらにより濃い６４０～６９０ｎｍの間のスペクトルの真紅色部内である場合、ヒトの目のフリッカ知覚はより低くなるという利点を有する。パルス化された赤色光のこうした低いフリッカ知覚は、フリッカ知覚が全波長にわたる全般性強度知覚に（少なくとも部分的に）依存する（全波長にわたって平均化された、波長における目の感度に依存する）という状況によるものである。したがって、定常状態の白色光１６をパルス化された赤色光１５と組み合わせる照明装置１では、ヒトの目は、パルス化されていない広帯域の白色光を習慣的に見ようとする（ｆａｃｔｏｒ）ために少量のフリッカしか気付かず、その結果平均フリッカ知覚は低くなる。この現象は、「色度フリッカ」と呼ばれる。

[00110]白色光スペクトルの限定された部分における光フリッカの知覚（色度フリッカ）は、光のフリッカ作用部分が光学的な目の感度の縁に位置する場合に特に低下する。真紅色光が、目の感度曲線の縁に位置し、それにより、目の感度が底を打つため、フリッカ知覚はさらに低減される。これにより、比較的低い周波数において１００％変調された、パルス化された（真紅色）赤色光１５を使用することが可能になるが、パルス化された赤色光１５が、一定の広帯域白色光１６と組み合わせられたとき、ヒトの目はフリッカを知覚できない。加えて、定常状態の白色光１６内に含まれた赤色光の光学ワットが大きくなるほど、見ることができるパルス化された赤色光１５のフリッカは少なくなる。

[00111]図４に戻って参照すれば、第１の駆動電流２０は、Ｔ_ｄのパルス持続時間とパルス期間Ｔとを有する。デューティサイクルは、Ｔで割ったＴ_ｄである。パルス中、第１の光源１０は、最大放出で動作され、パルス間では、第１の光源１０はオフにされる。

[00112]非限定的な例として、Ｔ_ｄのパルス持続時間が０．１ｍｓであり、パルス期間が５ｍｓ（すなわち２００Ｈｚのパルス周波数）であり、すなわちデューティサイクルが２％であると仮定する。第１の光源１０がパルス中、２ｍ距離のところに、ＰＢＭ応答を誘発するのに十分な８ｍＷ／ｃｍ^２のパワー密度を送出する場合、第１の光源の平均パワーは、第１の光源がパルス化されなかった場合に必要とされるパワーの２％にすぎない。第１の光源１０をパルス化することにより、ＰＢＭ応答誘発レベルのパワー密度をかなり低い電気パワーで生み出すことができる。

[00113]第１の光源１０をパルス化する別の結果は、特定の時間期間にわたってユーザによって受け取られる（エネルギー密度に関連する）放射線量が、対応するデューティサイクルによって低下することである。線量がこうして低くなることにより、過剰投与のリスクが低下して、ユーザが、専門センターにおける３０から６０分の典型的な治療期間よりもかなり長い期間にわたって照明装置１に曝露され続けることを可能にする。たとえば、いくつかの医療的研究では、有益な生物学的応答は約１０Ｊ／ｃｍ^２の線量においてピークをむかえ、線量が約３５Ｊ／ｃｍ^２を超えた場合にＰＢＭ応答は有益でなくなり得ることが示唆されている。したがって、ユーザが約６０分を上回る間約８ｍＷ／ｃｍ^２の光学パワー密度レベルに曝露される場合、ユーザがピーク利益を受け取ることは難しくなる。換言すれば、十分に短いパルス持続時間および／または期間は、ＰＢＭ応答を誘発するのに十分なパワー密度を提供し、それと同時に、ユーザに過剰投与することなく、たとえば６時間以上にわたって（時間をかけた単位面積当たりのパワーである）総エネルギー密度の適切な量を送出することができる。このようにして、ユーザは、この照明装置を従来の光源であるかのように、（過剰投与を防止するために）これをオフに切り替える心配をせずに使用してもよく、さらに、ＰＢＭ誘発放射の利益を受け取ることもできる。

[00114]パルス化された赤色光１５を光１６に追加することにより、組み合わせられた光の知覚された積分光学値の色シフトが、引き起こされる。より多くのパルス化された赤色光１５が追加される場合、積分の測定された色点は、黒体曲線から離れて赤色にシフトし得る。一実施形態では、第１の光源１０からパルス化された赤色光１５を追加すると、組み合わせられた光（１５および１６）の色点は、黒体線から大きく移動しない。一実施形態では、赤色スペクトル内の光が顕著に欠如し得る光１６は、組み合わせられた光１５および１６が黒体線に近い色点を有するように赤色光１５によって補正され得る。パルス化された赤色光１５を光１６に追加することによって組み合わせられた色点は、好ましくは、積分測定によって、すなわち、白色光と組み合わせられたパルス化された赤色光の平均が測定され得るように十分な長さの時間期間にわたって平均色点を測定することによって決定される。

[00115]一実施形態では、第１の光源１０からの赤色光１５および第２の光源１１からの光１６の組み合わせは、色空間内の黒体線に対する８ＳＤＣＭ未満の距離を有するＣＩＥｘ，ｙ色度空間内の平均色点を有する。

[00116]これを達成しながらパルス化された赤色光１５によって追加され得る光学パワーの量は、光１６の色温度に依存する。以下の表は、組み合わせられた光の所望の色温度に対する、（第１と第２の光源１０、１１両方からの）組み合わせられた光の総光学パワーのパーセンテージとして提示されて表現され得る、パルス化された赤色光１５の量を示す。右手の列は、組み合わせられた光内に存在する最大赤色光を示す。

[00117]２７００Ｋなどのより低い色温度において、スパクトルを２５００Ｋ以下などのより低い色温度に向けて赤色調光するために、追加されるパルス化された赤色光１５の量の調節が使用されてもよく、その理由は、積分色点は、赤色光の光学パワーの積分値が増大するとき、主に黒体曲線に平行にシフトして赤色領域内に入るためである。

[00118]図５は、本開示の実施形態による、照明装置の第１の光源１０および第２の光源１１の経時的な光学パワーのグラフを示す。曲線４０は、パルス化された赤色光１５を表し、曲線４１は、フルスペクトルの白色光１６を表す。第１の光源１０および第２の光源１１がそれぞれの駆動信号２０、２１に対して本質的に瞬間的に反応できる場合、パルス化された赤色光１５および可視光１６の形状は、それぞれの駆動信号と合致することになる。そうでない場合、遅延および過渡現象が起こり得る。たとえば、整流されたＡＣ電流によって駆動される白熱電球などの熱エミッタによって放出される光の強度は、熱慣性により、整流された駆動ＡＣ電流よりゆっくりと変化する。別の例として、調光制御に適した十分な高さの周波数範囲においてＰＷＭ信号でＬＥＤを駆動することにより、ヒトの目には本質的に一定に見える光が作り出され得る。しかし、この実施形態の背景にある本発明の概念は、実質的に同一である。

[00119]以下の例は、上記で論じられた実施形態の背景にある本発明の概念をいくつかのタイプの照明装置に適用する方法を示す。例は説明のためにすぎず、非排他的および非限定的である。

[00120]パルス化された真紅色ＬＥＤ（複数可）を有する２蛍光体システム
[00121]青色光を放出するＬＥＤを（「ポンプ」と称される）主要なエミッタとして、２つ以上の蛍光体と組み合わせて使用して白色光を作り出すＬＥＤ蛍光体システムが、今日の照明市場において非常に一般的である。蛍光体は、その光放出表面を覆うために青色ポンプＬＥＤ上に適用されてもよく、または、ＬＥＤからの光が蛍光体に入るように青色ポンプＬＥＤから遠隔に配置されてもよい。

[00122]青色ＬＥＤ源から発する青色光の部分を変換する典型的に使用される蛍光体は、主波長が光スペクトルの緑色部内にあるＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体（たとえば、約５６０ｎｍにおいてピーク放出を有するＹＡＧ２．７）を、主波長が光スペクトルの赤色部内にあるＣＡＳＮ蛍光体（たとえば約６１５ｎｍにおいてピーク放出を有するＣＡＳＮ６１５）と組み合わせたものである。青色ＬＥＤを緑色および赤色の蛍光体と組み合わせたＬＥＤの光スペクトルは、典型的には、７５から８５の間の演色評価数（ＣＲＩ）を有し、これは、一般照明におけるほとんどの用途に適している。赤色蛍光体が無い場合、ＣＩＲ値は７０を超えず、これは、一般照明用途には低すぎると考えられる。

[00123]いくつかの実施形態では、白色ＬＥＤの赤色蛍光体（複数可）は、光生体刺激を提供しながらも適切なＣＲＩ値を得るために可視スペクトルの赤色部を提供する、またはこれに寄与するために、光スペクトルの真紅色部内の光を放出するパルス化されたＬＥＤによって全体的にまたは部分的に置き換えられ得る。そのような真紅色光を放出するＬＥＤは、市場においてさまざまなＬＥＤ供給者から一般的に入手可能であり、通常、「真紅色」または「フォト赤色」ＬＥＤと称される。

[00124]赤色蛍光体によって本来放出される光のいくらかの量またはすべてを、真紅色光を放出する１つまたは複数のパルス化されたＬＥＤから放出される光に置き換えることの利益は、同様の光学刺激が、フォトバイオモジュレーション（ＰＢＭ）の健康利益と組み合わせて達成され得ることである。追加的に、蛍光体の数が低減されることが可能であり、たとえば、スペクトルの赤色部のすべて（または実質的にすべて）が、赤色蛍光体の代わりにパルス化されたＬＥＤによって供給された場合、１つの蛍光体だけが必要とされてもよく、これは、製造およびコスト上の利点につながり得る。顕著なＰＢＭ効果を達成するために、真紅色ＬＥＤは、ヒト細胞内に十分な生物学的刺激を生成するのに十分である光学パワーで、特有の周波数およびパルス幅においてパルス化される。

[00125]いくつかの実施形態では、これは、（たとえばＣＩＥ１９７６の図内の）光スペクトルの、達成された結果として生じる色点を変更せずに達成される。

[00126]図７は、図１Ｂの実施形態と同様の照明装置１の１つの実施形態の概略図であり、第２の光源１１は、実質的に光スペクトルの紫色または青色またはパープル部内、たとえば３８０ｎｍから４９０ｎｍの範囲内の光を放出するポンプＬＥＤ５０を、１つまたは２つの蛍光体５１、５２（概略的に示される）と組み合わせて含む１蛍光体または２蛍光体システムを備える。システムは、緑色蛍光体５１と任意選択の赤色蛍光体５２とを備えることができる。第１の光源１０は、前述の実施形態のようにパルス化された真紅色ＬＥＤ５３を備える。照明装置１は、たとえば、２７００Ｋの色温度で、第１および第２の光源１０、１１から組み合わせられた光を生み出すことができる。

[00127]例示的な実施形態１：パルス化された真紅色ＬＥＤ（複数可）を有する２蛍光体システム
[00128]図７の２蛍光体の実施形態の例示的な実施形態１では、ポンプＬＥＤ５０は、約４５０ｎｍにおいてピーク放出を有し、緑色蛍光体５１はＹＡＧ２．７蛍光体を備え、赤色蛍光体５２はＣＡＳＮ６１５蛍光体を備え、パルス化された真紅色ＬＥＤは、約６５０ｎｍにおいてピーク放出を有する。これらの構成要素のおおよその光学割合は、（パルス化された真紅色ＬＥＤ５３を除いて）同じ構成要素５０～５２を備える典型的な従来の２蛍光体システムの光学割合と比較して、この例示的な実施形態について以下の表１に示される。

[00129]例示的な実施形態１では、従来のシステムと比較して同様の色点と、相関色温度（ＣＣＴ）とを保ちながら、パルス化された真紅色ＬＥＤによって光学ワットを追加することを可能にするために、赤色蛍光体５２の光学パワーは、従来システムと比較して低減される。

[00130]例示的な実施形態１および上記で説明された従来の２蛍光体システムについての光スペクトルの図は、図８Ａおよび図８Ｂそれぞれに示される。ｘ軸は、放出された光の波長であり、ｙ軸は、結果として生じる全光スペクトルを生み出すために組み合わせられた各構成要素の寄与の相対的大きさを波長の関数として示す。

[00131]例示的な実施形態１および従来のシステムについてのＣＩＥ１９７６図内の結果として生じる色点は、図９Ａおよび図９Ｂそれぞれに示される。図で分かるように、２つのシステムの色点は、ほとんど同一である。

[00132]例示的な実施形態１の相関色温度（ＣＣＴ）および演色値は、以下の表２の左手の２列に示され、従来のシステムについては、表２の右手の２列に示される。

[00133]表２で分かるように、ＣＣＴ値は、２つのシステムでは非常に類似しており、２つのシステムからの光を互いに視覚的に区別することは難しいことを示している。しかし、パルス化された真紅色ＬＥＤを有する照明装置のスペクトルは、従来のシステムと比較して、特にＲ９値上では極めて良好な演色を有し、それにより、色の光学知覚は、従来のシステムと比較して大幅に改善される。

[00134]上記で説明された例示的な実施形態１では、第１の光源１０（パルス化された真紅色ＬＥＤ５３）は、照明装置からの総平均光学パワーのおおよそ１９％の相対光学割合で寄与する。第１の光源１０からの可視フリッカを許容可能なレベル（たとえば顕著な可視フリッカ無し）まで低減するために、第１の光源１０の駆動電流２０のパルス周波数およびパルス幅は、顕著な可視フリッカを回避するのに十分な短さのパルスでＰＢＭ効果を誘発するために必要とされる光学パワーを送出する値に設定されなければならない。

[00135]例示的な実施形態１について、第１の光源１０を駆動するのに適した配置の例が、以下の表３に示される。各駆動配置について、第１の光源１０のパルス化された駆動電流２０は、示されたパルス周波数、デューティサイクル、およびパルス幅において提供され、５００の総ルクスが測定される照明装置の光放出窓からの距離において、電流のパルス中、示されたおおよそのピークパワー密度を送出するように適合される。

[00136]上記で示された例Ｂは、パルス幅が非常に短く、顕著なＰＢＭ効果を誘発するのに不十分になり得るため、あまり好ましくないことに留意されたい。しかし、周波数をさらに増大させることにより、ＳＶＭ結果は改善される。

[00137]第１の光源１０のパルス幅の増大および光学強度の増大は、顕著な可視フリッカを回避するために限定される。さらに、パルス幅の増大は、全スペクトルに対する赤色光の相対光学割合を増大させ、照明装置からの組み合わせられた光の色点を移動させる。

[00138]上記で説明された手順はまた、赤色蛍光体を使用する他の蛍光体システム、たとえば、別の主波長を有する赤色ＣＡＳｉＮ蛍光体、たとえば、６４５ｎｍにおける光スペクトルのさらに赤色部内に主波長を有する「ＣＡＳＮ６４５」を使用するＬＥＤ内の蛍光体システムなどに同様の形で適用され得る。上記で説明された駆動配置はまた、他の蛍光体システムに同様の形で適用され得る。

[00139]パルス化された真紅色ＬＥＤ（複数可）を有した多蛍光体システム
[00140]市場のいくつかのＬＥＤ光源は、可視領域内に自然の日光と同様の光スペクトルを生み出そうと試みて複数の蛍光体を使用する。そのようなスペクトル構成を含むＬＥＤの例は、ＳｅｏｕｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒからの「ＳｕｎＬｉｋｅ」ＬＥＤ製品およびＮｉｃｈｉａＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの「Ｏｐｔｉｓｏｌｉｓ」ＬＥＤ製品であり、これらの製品は、可視光スペクトル内に日光と白熱光の両方のものに厳密に合致する光スペクトルを生み出す。

[00141]そのような製品の光スペクトルは、典型的には、１００に近い高いＣＲＩ値を有し、これは、この光スペクトルでイルミネートされた物体の色が、これらが（たとえば５０００Ｋ色温度において）日中に自然の日光において視覚的に知覚されるやり方に匹敵する、または（たとえば、２７００Ｋ色温度において）夕方の白熱光もしくは日光と比較しても自然な方法でヒトの目に現れることを意味する。

[00142]自然な方法でイルミネートされた物体の色を知覚することを可能にする、改善された目の光学刺激以外にも、自然に起こる色によるヒトの心理的利益がさらに存在し、これは、かなりの期間この光スペクトルに曝露される人々の幸福度を向上させると考えられる。

[00143]このタイプの「自然の」光スペクトルを放出するＬＥＤの複雑なスペクトル構成は、一般に、紫色ポンプＬＥＤを多様な異なる蛍光体と組み合わせて使用することで作り出される。たとえば、「Ｏｐｔｉｓｏｌｉｓ」ＬＥＤは、４２０ｎｍの主波長を有するポンプＬＥＤを５つの異なる蛍光体と組み合わせて使用する。

[00144]図１０は、図１Ｂの実施形態と同様の照明装置１の１つの実施形態のブロック図であり、この場合、照明装置は、自然の日光と厳密に合致する光を生み出すように設計される。この実施形態では、第２の光源１１は、４蛍光体システムを備え、この蛍光体システムは、実質的に光スペクトルの紫色部内、たとえば３８０ｎｍから４５０ｎｍの範囲内の光を放出するポンプＬＥＤ６０を４つの蛍光体６１～６４（概略的に示す）と組み合わせて含む。第１の光源１０は、前述の実施形態と同様にパルス化された真紅色ＬＥＤ６６を備える。照明装置１は、たとえば、２７００Ｋの色温度で第１および第２の光源１０、１１からの組み合わせられた光を生み出すことができる。

[00145]例示的な実施形態２：パルス化された真紅色ＬＥＤ（複数可）を有する多蛍光体システム
[00146]例示的な実施形態２では、ポンプＬＥＤ６０は、約４２０ｎｍにおいてピーク放出を有し、４つの蛍光体は、たとえば、ＢＡＭ蛍光体６１、ケイ酸塩Ｅｕ２＋蛍光体６２、ＬｕＡＧ蛍光体６３、およびＣＡＳＮ６１５蛍光体６４を、約６５０ｎｍにおいてピーク放出を有するパルス化された真紅色ＬＥＤ６６と組み合わせて備える。これらの構成要素のおおよその光学割合は、ＭＧＦ蛍光体６５（そしてパルス化された真紅色ＬＥＤ６６を含めず）を加えて、同じ構成要素６０～６４を備えるＯｐｔｉｓｏｌｉｓの５蛍光体システムの光学割合と比較して、この実施形態について以下で表４に示される。

[00147]従来のＯｐｔｉｓｏｌｉｓの５蛍光体システムでは、ＭＧＦ蛍光体６５は、約６５０ｎｍの光スペクトルの真紅色部内にその主波長を有する。例示的な実施形態２では、この蛍光体は、自然の日光に厳密に合致する所望の光を達成するために必要とされる赤色光成分を提供すると共に、追加的に光生体刺激を提供するために、パルス化された真紅色ＬＥＤ６６によって置き換えられる。

[00148]例示的な実施形態２では、パルス化された真紅色ＬＥＤ６６の相対光学割合（全体の％）は、従来のシステム内のＭＧＦ蛍光体６５の相対光学割合と比較して低減され、結果として生じる全スペクトルの類似の光学特性（たとえば色温度およびＲａ）を達成する。その結果、全スペクトルに寄与する残りの光エミッタの相対光学割合は、その相対光学割合をわずかに増大させている。

[00149]例示的な実施形態２および上記で説明された従来の５蛍光体システムについての光スペクトルの図が、図１１Ａおよび図１１Ｂにそれぞれ示される。ｘ軸は、放出された光の波長であり、ｙ軸は、結果として生じる全光スペクトルを生み出すために組み合わせられる各構成要素の寄与の相対的大きさを波長の関数として示す。

[00150]例示的な実施形態２および従来の５蛍光体システムについてのＣＩＥ１９７６図内の結果として生じる色点は、図１２Ａおよび図１２Ｂにそれぞれ示される。図で分かるように、２つのシステムの色点は、ほとんど同一である。

[00151]例示的な実施形態２の相関色温度（ＣＣＴ）および演色値は、以下の表５の左手の２列に示され、従来の５蛍光体システムについては、表５の右手の２列に示される。

[00152]表５で分かるように、ＣＣＴおよび演色値は、２つのシステムでは非常に類似しており、２つのシステムからの光を互いに視覚的に区別することは難しく、たとえば、２つのシステムによってイルミネートされた物体の色は、類似の色を有するように見えることを示している。

[00153]例示的な実施形態２では、第１の光源１０（パルス化された真紅色ＬＥＤ６６）は、顕著な可視フリッカを回避しながら、照明装置１から放出された全光のおおよそ６．５９％の相対光学割合で寄与することができる。先に説明された実施形態のように、第１の光源１０の駆動電流２０のパルス周波数およびパルス幅は、顕著な可視フリッカを回避するのに十分な短さのパルスでＰＢＭ効果を誘発するために必要とされる光学パワーを送出する値に設定されなければならない。

[00154]例示的な実施形態２について、第１の光源１０を駆動するのに適切な配置の例が、以下の表６に示される。各駆動配置について、第１の光源１０のパルス化された駆動電流２０は、示されたパルス周波数、デューティサイクル、およびパルス幅において提供され、５００の総ルクスが測定される照明装置の光放出窓からの距離において、電流のパルス中、示されたおおよそのピークパワー密度を送出するように適合される。

[00155]上記で示された例Ｂは、パルス幅が非常に短く、顕著なＰＢＭ効果を誘発するのに不十分になり得るため、あまり好ましくないことに留意されたい。第１の光源１０のパルス幅の増大および光学強度の増大は、顕著な可視フリッカを回避するために限定される。さらに、パルス幅の増大は、全スペクトルと比較して赤色光の相対光学割合を増大させ、照明装置からの組み合わせられた光の色点を移動させる。しかし、周波数をさらに増大させることにより、ＳＶＭ結果は改善される。

[00156]結果として生じる全光スペクトルを黒体曲線（プランキアン軌跡（Ｐｌａｎｃｋｉａｎｌｏｃｕｓ）から離れすぎて変更せずにパルス化された真紅色光の光学ワットの量を増大させるための１つの方法は、図１０の照明装置１の他の構成要素を調整することによるものである。たとえば、スペクトルの赤色部内で放出する蛍光体（複数可）、たとえば、例示的な実施形態２では６１５ｎｍの主波長を有するＣＡＳＮ６１５蛍光体６４の相対光学割合をさらに低減することによるものである。このようにして、１０％を上回るパルス化された真紅色ＬＥＤ６６によって寄与される総光学割合が、達成され得る。しかし、結果として生じる全スペクトルは、達成される演色値に関して光学値はやや最適性が低い。

[00157]上記で説明された駆動配置はまた、他の蛍光体システムにも同様の形で適用可能され得る。

[00158]パルス化された真紅色ＬＥＤ（複数可）および赤色の色シフト
[00159]図７に示される実施形態では、２蛍光体システム５１、５２は、パルス化された真紅色ＬＥＤ５３と組み合わせられる。先に留意されたように、（パルス化された真紅色ＬＥＤ５３から）光スペクトルの真紅色部内の光を追加することにより、照明装置によって放出された全光の結果として生じる（たとえばＣＩＥ１９７６図内の）色点が変化し、場合によっては色点をスペクトルの赤色部内にまたはこれに向かってシフトさせる。パルス化された真紅色ＬＥＤ５３によって追加される光学ワットの量は、通常、色点を赤色内に深くシフトさせすぎてより低い演色値を生じさせることを回避するために、赤色蛍光体５２（たとえばＣＡＳｉＮ）の寄与が従来の２蛍光体システムと比較して低減されない限り、総光学ワットの約１０％未満に限定される。

[00160]しかし、照明装置１が３０００Ｋ以下、特に２７００以下の色温度を有する光を生み出すいくつかの実施形態では、結果として生じる全スペクトルの赤色への色シフトを許容しながら、より多くの量の光学ワットが、パルス化された真紅色ＬＥＤ５３によって生み出され得る。そのような低い色温度のこうした赤色シフトは、ＣＩＥ図内の色点が主に黒体曲線に平行にシフトするため、許容可能である。より低い色温度におけるこうした赤色シフトの結果、ＣＩＥｕ，ｖ図内の黒体曲線の配向により、３０００Ｋを上回るより高い色温度で観察されるより大きな逸脱とは異なり、黒体曲線から離れるシフトは、非常に小さい。

[00161]結果として生じる赤色シフトされたスペクトルは、黒体曲線に対する色点の場所が近いことにより、依然として自然に見える。こうした赤色シフトは、「色温度調光」と称される。

[00162]例示的な実施形態３および４：パルス化された真紅色ＬＥＤ（複数可）および赤色の色シフト
[00163]例示的な実施形態３では、照明装置１は、（たとえば、おおよそ２７００Ｋの初期色温度を有する）温かい白色光を放出し、パルス化された真紅色ＬＥＤ５３は、全光学ワットのおおよそ２０％を提供する。例示的な実施形態４では、パルス化された真紅色ＬＥＤ５３は、全光学ワットのおおよそ３５％を提供する。例示的な実施形態３および４と比較した従来の２蛍光体システムの構成要素のおおよその光学割合が、表７に示される。

[00164]表７の例示的な実施形態３および４では、緑色および赤色の蛍光体７１、７２の光学パワーは、組み合わせられたスペクトルの全光学ワットの、５％および１０％の光学割合をそれぞれ達成するためにパルス化された真紅色ＬＥＤによって生み出される光学ワットを追加しながら、従来の２蛍光体システムと比較して一定に保たれている。

[00165]従来の２蛍光体システム、例示的な実施形態３および例示的な実施形態４についての光スペクトルの図が、図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃそれぞれに示される。ｘ軸は、放出された光の波長であり、ｙ軸は、結果として生じる全光スペクトルを生み出すために組み合わせられる各構成要素の寄与の相対的大きさを波長の関数として示す。

[00166]上記で説明された従来の２蛍光体システム、例示的な実施形態３および例示的な実施形態４についてのＣＩＥ１９７６図内の結果として生じる色点は、図１４Ａ、図１４Ｂ、および図１４Ｃそれぞれに示される。図で分かるように、例示的な実施形態３および４の色点は、スペクトルの赤色部内の光学ワットの量がより多いため、スペクトルのこの赤色部内に右にシフトする。ＣＩＥｕ，ｖ図内の相関色点の右シフトは、ＣＩＥｕ，ｖ図内の黒体曲線の配向により、主に黒体曲線に平行であり、「色温度調光」を表している。

[00167]これは、結果として生じる、赤色シフトされたスペクトルが、黒体曲線に対する相関色点の場所が近いために依然として自然に見えることを意味する。したがって、結果として生じる光スペクトルは、ヒトの組織の生体刺激に有用である真紅色スペクトルにおいて多くの量の光学ワットを含みながら、一般照明用途に依然として適用可能である。

[00168]従来の２蛍光体システムの相関色温度（ＣＣＴ）および演色値は、以下の表８の左手の２列に示され、例示的な実施形態３については、表８の中間の２列に、例示的な実施形態４については、表８の右手の２列に示される。

[00169]表８で分かるように、例示的な実施形態３および４のＣＣＴ値は、従来のシステムと比較して低減された色温度を有する。パルス化された真紅色ＬＥＤ５３によって５％の光学割合が生み出される例示的な実施形態３では、色温度は、おおよそ１００ケルビンから２６０３Ｋにシフトする。パルス化された真紅色ＬＥＤ５３によって１０％の光学割合が生み出される例示的な実施形態４では、色温度は、おおよそ２００ケルビンから２５００Ｋにシフトする。これらの低減されたＣＣＴ値は、たとえば「色温度調光」または「温かい調光」と称される居心地の良い周囲照明を作り出すために、より温かい白色光を達成するように色温度を調光するときに使用される一般的な値である。

[00170]いくつかの状況では、スペクトルの赤色部内への色温度のこうしたシフトはまた、治療的文脈において、ＰＢＭ用途中のプラセボ増強の所望の効果として使用されてもよく、この場合、曝露された人々は、（パルス化された真紅色光を介して）追加されるＰＢＭの量が増強されていることを視覚的に気付くはずである。

[00171]加えて、例示的な実施形態３および４は、演色値Ｒａの全体的改善を伴いながら、従来の２蛍光体と比較して顕著に良好な演色Ｒ９値を有する。これは、色の光学知覚が、従来の２蛍光体システムと比較して例示的な実施形態３および４において顕著に改善されることを意味する。

[00172]上記で説明された例示的な実施形態３では、第１の光源１０（パルス化された真紅色ＬＥＤ５３）は、照明装置からの合計のおおよそ５％の相対光学割合で寄与する。第１の光源１０からの可視フリッカを許容可能なレベル（たとえば顕著な可視フリッカが無い）まで低減するために、第１の光源１０の駆動電流２０のパルス周波数およびパルス幅は、顕著な可視フリッカを回避するのに十分な短さのパルスでＰＢＭ効果を誘発するために必要とされる光学パワー密度を送出する値に設定されなければならない。

[00173]例示的な実施形態３について、第１の光源１０を駆動するための適切な配置の例が、以下の表９に示される。各駆動配置について、第１の光源１０のパルス化された駆動電流２０は、示されたパルス周波数、デューティサイクル、およびパルス幅において提供され、５００の総ルクスが測定される照明装置の光放出窓からの距離において、電流のパルス中、示されたおおよそのピークパワー密度を送出するように適合される。

[00174]例示的な実施形態４について、第１の光源１０を駆動するのに適切な配置の例が、以下の表１０に示される。

[00175]上記の表９および１０の例ＢおよびＣの駆動配置は、パルス幅が非常に短く、顕著なＰＢＭ効果を誘発するのに不十分になり得るため、あまり好ましくないことに留意されたい。他方で、実施形態４の例Ｃのより高いピークパワー密度は、ＰＢＭ効果を誘発するのに有益であり、より低いＳＶＭは、ストロボ効果を防止するために好ましい。

[00176]パルス幅および光学強度は、一般に、誘発されたフリッカ知覚によって限定されるが、これらの駆動例では、パルス化された真紅色光の達成されるパワー密度を少なくとも８ｍＷ／ｃｍ^２まで、場合によってはそれより大きくさらに増強することが可能であるが、この結果、さらに赤色にシフトされた光スペクトルが生じ、特に１００Ｈｚ例に対してより高いフリッカ感度を有する人々にとって知覚可能なフリッカが生じ得る。

[00177]例示的な実施形態５：パルス化された真紅色ＬＥＤ（複数可）を有する１蛍光体システム
[00178]図７の実施形態の例示的な実施形態５では、ポンプＬＥＤ５０は、約４５０ｎｍにおいてピーク放出を有し、緑色蛍光体５１は、ＹＡＧ２．７蛍光体を備え、赤色蛍光体５２は、全く存在せず、スペクトルの赤色部は、約６５０ｎｍにおいてピーク放出を有するパルス化された真紅色ＬＥＤによって供給される。これらの構成要素のおおよその光学割合は、（パルス化された真紅色ＬＥＤ５３を除いて）同じ構成要素５０～５２を備える典型的な従来の２蛍光体システムの光学割合と比較して、この例示的な実施形態について以下の表１１に示される。

[00179]例示的な実施形態５では、従来のシステムと比較して同様の色点および相関色温度（ＣＣＴ）を保ちながら、パルス化された真紅色ＬＥＤによって赤色スペクトル内に光学ワットを追加することを可能にするために、赤色蛍光体５２の光学パワーは、従来のシステムと比較して無くされる。そのようなシステムは、２つの方法で有益であることができる：１）これは、緑色蛍光体５１を１つだけ有するより簡単なＬＥＤを使用することを可能にして製造およびコスト上の利益をもたらし、２）これは、パルス化された真紅色ＬＥＤからの光学割合の顕著な増大を可能にして、従来の２蛍光体システムと同様の色点と、ＣＣＴとを保ちながら、より高い日常的投与量を可能にする。

[00180]例示的な実施形態５および上記で説明された従来の２蛍光体システムについての光スペクトルの図が、図１５Ａおよび図１５Ｂそれぞれに示される。ｘ軸は、放出された光の波長であり、ｙ軸は、結果として生じる全光スペクトルを生み出すために組み合わせられる各構成要素の寄与の相対的大きさを波長の関数として示す。

[00181]例示的な実施形態５および従来のシステムのＣＩＥ１９７６図内の結果として生じる色点は、図１６Ａおよび図１６Ｂそれぞれに示される。図で分かるように、２つのシステムの色点は、ほとんど同一である。

[00182]例示的な実施形態５の相関色温度（ＣＣＴ）および演色値は、以下の表１２の左手の２列に示され、従来のシステムについては、表１２の右手の２列に示される。

[00183]表１２で分かるように、ＣＣＴ値は、２つのシステムでは非常に類似しており、２つのシステムからの光を互いに視覚的に区別することは難しいことを示している。しかし、パルス化された真紅色ＬＥＤを有する照明装置のスペクトルは、従来システムと比較してわずかに良好な演色を有し、それにより、色の光学知覚は、従来のシステムと比較して改善される。

[00184]上記で説明された例示的な実施形態５では、第１の光源１０（パルス化された真紅色ＬＥＤ５３）は、照明装置からの総平均光学パワーのおおよそ３８％の相対光学割合で寄与する。第１の光源１０からの可視フリッカを許容可能なレベル（たとえば顕著な可視フリッカが無い）まで低減するために、第１の光源１０の駆動電流２０のパルス周波数およびパルス幅は、顕著な可視フリッカを回避するのに十分な短さのパルスでＰＢＭ効果を誘発するために必要とされる光学パワーを送出する値に設定されなければならない。

[00185]例示的な実施形態５について、第１の光源１０を駆動するのに適切な配置の例は、以下の表１３に示される。各駆動配置について、第１の光源１０のパルス化された駆動電流２０は、示されたパルス周波数、デューティサイクル、およびパルス幅において提供され、５００の総ルクスが測定される照明装置の光放出窓からの距離において、電流のパルス中、示されたおおよそのピークパワー密度を送出するように適合される。

[00186]上記で示された例Ｂは、パルス幅が非常に短く、顕著なＰＢＭ効果を誘発するのに不十分になり得るため、あまり好ましくないことに留意されたい。しかし、周波数をさらに増大させることにより、ＳＶＭ結果は改善される。第１の光源１０のパルス幅の増大および光学強度の増大は、顕著な可視フリッカを回避するために限定される。さらに、パルス幅の増大は、全スペクトルと比較して赤色光の相対光学割合を増大させ、照明装置からの組み合わせられた光の色点を移動させる。

[00187]上記で説明された駆動配置はまた、他の蛍光体システムにも同様の形で適用され得る。

[00188]まとめると、本開示は、少なくとも一般照明用の照明装置、照明方法、およびランプ、一般照明用の後付け電球、一般照明用の後付け光管、ならびに一般照明用の照明器具を提供する。赤色光源の精巧なパルス化により、所定のスペクトル内の適切で有益な放射量が、適正な量のパワー消費で提供され得る。そのようなパルス化された赤色源を一般照明装置に組み合わせることにより、その使用を大幅に広げることができ、使用が簡単で、健康上の利益を有する一般照明源に変えることができる。赤色光源をパルス化することは、ユーザが６０分を超えるなどの長い時間期間の間所定のスペクトル内の放射に曝露される場合に過剰投与を防止するのにも役立ち得る。

[00189]上記の説明は、限定的ではなく、説明的であるように意図される。以下で記載される特許請求項の範囲から逸脱することなく、本発明の代替および等価の実施形態が考えられ、実行するために低減され得ることが当業者に明らかであろう。

Claims

一般照明用の照明装置（１）であって、
実質的に６１５ｎｍから６９０ｎｍの範囲内の第１の所定のスペクトル内のみの第１の光（１５）を放出するように適合された第１の光源（１０）と、
人体内にフォトバイオモジュレーション応答を誘発するのに十分な前記第１の所定のスペクトル内の第１のピーク放射パワーでパルス化する前記第１の光（１５）を生み出すために、前記第１の光源（１０）にパルス化された第１の駆動電流（２０）を提供するように適合された１つまたは複数のドライバ回路（１２、１３）と、
少なくとも２５０ルーメン、好ましくは少なくとも１０００ルーメン、より好ましくは少なくとも２０００ルーメンを放出することができる、第２の光（１６）を放出するように適合された第２の光源（１１）とを備え、
前記第１の光（１５）のパルス特性が、前記照明装置（１）の定常状態動作中、前記第１および第２の光源（１０、１１）からの組み合わせられた光内にヒトの目によって可視フリッカが観察できないようなものであり、
前記第１および第２の光源（１０、１１）からの前記組み合わせられた光が、ＣＩＥｘ，ｙ色度空間内の黒体線に対して８標準偏差カラーマッチング未満の距離において、組み合わせられた色点を有し、
前記第１の所定のスペクトル内の前記第１の光（１５）の第１の放射パワーが、前記第１の駆動電流（２０）のパルス中、第２の所定のスペクトル内の前記第２の光（１６）の第２の放射パワーの少なくとも２倍である、照明装置。
前記１つまたは複数のドライバ回路（１２、１３）が、前記第１の光源（１０）ではなく前記第２の光源（１１）に第２の駆動電流（２１）を提供するように適合され、前記第２の駆動電流（２１）が、ＤＣ電流、ＡＣ電流、整流されたＡＣ電流、または２ｋＨｚ以上のパルス周波数を有するパルス化された電流である、請求項１に記載の照明装置。
前記第１の光（１５）の平均の第１の放射パワーが、前記第１の光（１５）の前記平均の第１の放射パワーと前記第２の光（１６）の平均の第２の放射パワーの合計の４０％以下である、請求項１または２に記載の照明装置。
前記第１の光源（１０）が、６４５ｎｍから６７５ｎｍの範囲内、好ましくは６６０ｎｍにおいてピーク放射パワーを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第２の光源（１１）が、多蛍光体システムを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１の光源（１０）のピーク放出パワーが、０．４～５０ｍＷ／ｃｍ^２、任意選択で１～１５ｍＷ／ｃｍ^２の範囲内のパワー密度が受け取られることを可能にし、前記ピーク放出パワーが、前記照明装置から０．２ｍから５ｍの間、任意選択で前記照明装置から０．５ｍから３ｍの間の共通平均距離において測定され、または前記第１および第２の光源（１０、１１）からの組み合わせられた光のイルミネンスがおおよそ５００ルクスである前記照明装置からの距離において測定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１の光源（１０）が、８時間以内で前記第１の所定のスペクトルにおいて少なくとも３０００Ｊを放出する、請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１の光源（１０）が、人体内にＰＢＭ応答を誘発するのに十分な日常的な線量（単位面積当たりのエネルギー）を送出するように適合され、前記線量が、前記照明装置から０．２ｍから５ｍの間、任意選択で前記照明装置から０．５から３ｍの間の共通平均距離において測定され、または前記第１および第２の光源からの組み合わせられた光のイルミネンスがおおよそ５００ルクスである前記照明装置からの距離において測定される、請求項１から７のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１の光源（１０）が、０．０１～５Ｊ／ｃｍの日常的線量、好ましくは０．０１～１０Ｊ／ｃｍ^２の日常的線量を送出するように適合され、前記日常的線量が、前記照明装置から０．２ｍから５ｍの間、任意選択で前記照明装置から０．５から３ｍの間の共通平均距離において測定され、または前記第１および第２の光源（１０、１１）からの組み合わせられた光のイルミネンスがおおよそ５００ルクスである距離において測定される３０、請求項１から８のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１および第２の光源（１０、１１）が一緒になって生成され組み合わせられた可視光が、前記照明装置の定常状態動作中、４０％を超えない、好ましくは２０％を超えないパーセントフリッカを有する光束を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１および第２の光源（１０、１１）が一緒になって生成され組み合わせられた可視光が、前記照明装置の定常状態動作中、１を超えない、好ましくは０．５を超えないＰ_ｓｔＬＭを有する光束を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１および第２の光源（１０、１１）が一緒になって生成され前記組み合わせられた可視光が、前記照明装置の定常状態動作中、１を超えない、好ましくは０．９を超えない、さらにより好ましくは０．４を超えないストロボ可視性測定を有する光束を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１の光（１５）のパルス特性が、前記照明装置（１）の定常状態動作中、前記第１および第２の光源（１０、１１）からの組み合わせられた光内にヒトの目によってストロボ効果が観察できないようなものである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１のおよび第２の光源（１０、１１）からの前記組み合わせられた光の相関色温度が、１７００～６５００Ｋの範囲内、好ましくは、２４００～５５００Ｋの範囲内である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の照明装置。
前記第１および第２の光源（１０、１１）からの組み合わせられた可視光からの前記光の演色評価数が、約２７００Ｋの相関色温度において８０～１００の範囲内である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の照明装置。
前記照明装置が、タスク照明に適する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の照明装置。