JP3268961B2 - 一般照明用蛍光ランプ及び一般照明用照明器具 - Google Patents
一般照明用蛍光ランプ及び一般照明用照明器具Info
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Description
色度値内に管理することにより好ましい肌色を色再現す
る一般照明用の放電ランプ及び照明器具に関する。
球、蛍光ランプ、高輝度放電ランプがある。このうち、
蛍光ランプはランプ効率が高く経済的であるため、特
に、日本では普及されている。
が白熱電球や昼光と比べて劣ることから蛍光ランプの演
色性について多くの研究がなされている。
質である。
ては、「色の見え方の忠実性の評価方法」がある。
べ、どの程度忠実に色を再現しているかを定量的に評価
する方法で、現在JIS Z 8726「光源の演色性評価方法」
で規定されてあり、平均演色評価数Raの数値で表わされ
ている。
価数Raの向上と明るさ効率の向上を目標に開発されてい
る。
「色の見え方の好ましさの評価方法」について、最近研
究が進められている。
比較すると色ずれを起こしているが、その色ずれが好ま
しい方向へのずれか、好ましくない方向へのずれかを定
量的に評価する方法である。
の重要な演色特性の一つであるが、現在までまだ標準化
された方法は定められておらず、今後の研究課題であ
る。
色や食品の色や木の葉の緑が重要な対象物である。この
中で、食品については展示用ランプのために古くから検
討され、現在、食肉展示用照明ランプが広く使用されて
いる。
さに関しては、特に人間の肌色が重要な対象物である
(たとえば、「アイエルエルユーエム」(Judd,D.B.,Il
lum. Engng.,P593-598,(1967)))。照明光による西洋
人の好ましい肌色に関しては、Sanders の実験(Sander
s,C.L.,Illum.Engng.,P452-456,(1959))により明らか
にされた。
による日本人の好ましい肌色に関しては、西洋人と比
べ、素肌の色や好みの色が異なるため、西洋人の好まし
い肌色とは異なることが考えられる。
た照明ランプは各社で開発されているが、これらのラン
プでは美しい肌色の色度点は基準光(たとえば、5000K
の照明ランプに対する基準光は5000K の太陽光)下での
肌色の色度点に近いランプであった。
く好ましく見せることを目的とした放電ランプ及び照明
器具は未だ存在しない。
験により照明光による日本人女性の好ましい肌色の色度
領域を明らかにし、その色度領域から日本人女性の好ま
しい肌色を色再現するために必要な光源の相対分光分布
や照明器具の透過板の分光透過率、反射板の分光反射率
を推定し、その相対分光分布をもつ光を放射する放電ラ
ンプや照明器具、特に住宅、店舗、オフィスなどの主照
明として用いられる一般照明用放電ランプや一般照明用
照明器具を提供することを目的とする。
下のJIS Z 8726−1990の演色評価数計算用
のNo.15の肌色試験色の色度点をCIE色順応式を
用いて標準の光CIED65光下の色度点に変換したと
き、その色度点がCIE 1976 u'v'色度図上で
(u',v')=(0.2425,0.4895)を中心
として、長軸が0.0068、短軸が0.0037で
u'軸からの傾きが40度である楕円範囲内に存在し、
前記放電ランプの光色の色度点は、CIE 1960 u
v 色度図上で黒体軌跡からの色度偏差が0よりも大き
く、+0.010よりも小さい色度範囲に存在すること
を特徴とする一般照明用蛍光ランプである。
IS Z 8726−1990の演色評価数計算用の肌色
試験色No.15の色度点をCIE色順応式を用いて標
準の光CIE D65 光下の色度点に変換したとき、そ
の色度点がCIE 1976u’v’ 色度図上で
(u’,v’)=(0.2425,0.4895)を中
心として、長軸が0.0068、短軸が0.0037で
u’軸からの傾きが40度である楕円範囲内に存在し、
前記放電ランプの光色の色度点は、CIE 1960 u
v 色度図上で黒体軌跡からの色度偏差が0よりも大き
く、+0.010よりも小さい色度範囲に存在すること
を特徴とする一般照明用照明器具である。
の色度領域を求めた実験及び結果について説明する。
色度領域を明らかにするために、光色可変装置を用いて
任意の肌色(モデルの顔色)を作り出し、モデルの肌色
を評価者に観測させた。
により深赤色、緑色、青色の3種類の蛍光ランプの光出
力を制御することにより、任意の光色を作り出すことが
出来る装置である。
好ましくない」に対して7 段階評価をさせた。
対して40色を作り出した。モデルの背景光および輝度順
応・色順応用照明光はともに6100 Kに設定し、各照明光
の輝度は100 cd/m2 で一定とした。
歳) で、ポイントメークなしの普段の化粧とした。
ある。
の照明光下での各モデルの肌色に対する21名の評価者
の評価データ(7段階の評価結果)に基づいて、7段階
評価の各カテゴリー(非常に好ましい〜非常に好ましく
ない)の心理尺度を算出した。得られた心理尺度を用い
て、40色の照明光下での3名のモデルの肌色(120
色)それぞれに対する心理評価値を求めた。次に、12
0色の肌色の色度点(標準の光D65下に色順応補正後
のCIE1976u'v'色度点)の値とそれぞれの色度点に対す
る心理評価値との相関が高くなる重回帰式を求めた。図
1はCIE1976u'v'色度上において、得られた重回帰式に
より、高い心理評価値を得た肌色の色度範囲(楕円
2)、最も高い心理評価値(最も好ましい肌色)となる
色度点1、および種々の一般照明用放電ランプのもとで
のJIS Z 8726-1990 による演色性評価数計算用の肌色試
験色NO.15(日本人女性の肌色)の色度点(標準の光D6
5下に色順応補正後)を示す。
4,6500k)、色度点4は、普通形白色蛍光ランプ(Ra61,42
00K)、色度点5は普通形温白色蛍光ランプ(Ra60,3500
k)、色度点6は3波長域発光形昼光色蛍光ランプ(Ra88,
6700k)、色度点7は蛍光ランプD65(Ra98,6500k)、色
度点8は演色AAA 昼白色蛍光ランプ(Ra99,5000k)、色度
点9は3波長域発光形昼白色蛍光ランプ(Ra88,5000k)、
色度点10は演色AA白色蛍光ランプ(Ra91,4500k)、色度
点11は3波長域発光形電球色蛍光ランプ(Ra88,3000
k)、色度点12は演色AAA 電球色蛍光ランプ(Ra95,3000
k)の照明光下でのJIS Z 8726-1990による演色性評価数
計算用の肌色試験色No.15 (日本人女性の肌色)の色度
点(標準の光D65 下に色順応補正後)を示す。
方は、現行の一般照明用放電ランプの照明下での肌色の
見え方よりも好ましく見え、差別化される範囲である。
により人間(評価者)の眼の感度が変化するため、標準
光のもとでの眼の感度状態にしたときの試験色の見え方
に変換することである。
明ランプでも色の見え方を比較できる。
の標準の光として規定しているD65を用いた。
CIE (国際照明委員会)が推奨しているCIE 色順応式
(A Method of Predicting Corresponding Colors unde
r Different Chromatic and Illuminance Adaptations,
Pub. CIE 109-1994)を用いた。また、JIS Z 8726-199
0 による演色性評価数計算用の肌色試験色No.15 (日本
人女性の肌色)は、日本人女性の肌色を実測値に基づい
て定められた図2に示す分光放射輝度率をもつ肌色試験
色であり、現在、この肌色試験色に基づいて演色計算し
肌色の見え方の善し悪しを評価する標準的な肌色試験色
としてわが国の照明業界で広く使用されている。
本人女性の好ましい肌色を再現する一般照明用の放電ラ
ンプは開発されていない。
ましい肌色は標準の光D65 下に色順応補正後のCIE 1976
u'v' 色度図上で(u',v') = (0.2425,0.4895) を中心と
して、長軸が0.0068、短軸が0.0037でu'軸からの傾きが
40度である楕円範囲内であることが初めて明らかになっ
た。
-1990 による演色性評価数計算用の肌色試験色No.15
(日本人女性の肌色)を演色することにより、日本人女
性の肌色を好ましく色再現する放電ランプ及び照明器具
を提供できる。
て説明する。
ランプとして作成した放電ランプ光下でのJIS Z 8726-1
990による演色性評価数計算用の肌色試験色No.15 (日
本人女性の肌色)の色度点を図3の色度点13から色度
点19に示す。
ンプ、色度点14は色温度6700 Kの蛍光ランプ、色度点
15は色温度6700 Kの蛍光ランプ、色度点16は色温度
3600Kの蛍光ランプ、色度点17は色温度5100 Kの蛍光
ランプ、色度点18は色温度5300 Kの蛍光ランプ、色度
点19は色温度6700Kの蛍光ランプでのJIS Z 8726-1990
による演色性評価数計算用の肌色試験色No.15 (日本人
女性の肌色)の色度点(標準の光D65 下に色順応補正
後)を示す。
用肌色試験色No.15の各色度点は、CIE 1976 u'v'色度図
上で図3の色度点13から色度点19で示す通り、本実
験で求めた照明光による日本人女性の好ましい肌色領域
内に再現される。
ンプの分光分布を図4から図10に示す。
度点14の蛍光ランプ、図6は色度点15の蛍光ラン
プ、図7は色度点16の蛍光ランプ、図8は色度点17
の蛍光ランプ、図9は色度点18の蛍光ランプ、図10
は色度点19の蛍光ランプの相対分光分布を示す。
ら430nm 、435nmから460nm、500nmから550nm、600nmか
ら635nm、640nmから670nm にピーク波長をもつ蛍光体の
組み合せにより構成したものである。
u2+、435nmから460nmの蛍光体はSr10(PO4)6Cl2:Eu2+、
(Sr,Ca)10(PO4)6Cl2:Eu2+、(Sr,Ca)10(PO4)6Cl2・nB2O3:
Eu2+やBaMg2Al16O27:Eu2+、500nmから550nmの蛍光体
は、LaPO4:Ce3+,Tb3+、La2O3・0.2SiO2・0.9P2O:Ce3+,Tb
3+、CeMgAl11O19:Tb3+やGdMgB5O10:Ce3+,Tb3+、600nmか
ら635nmの蛍光体は、Y2O3:Eu3+、GdMgB5O10:Ce3+,Tb3+,
Mn2+やGdMgB5O10:Ce3+,Mn2+、640nmから670nmにピーク
波長をもつ蛍光体はMg6As2O11:Mn4+や3.5MgO・0.5MgF2・G
eO2:Mn4+などがある。
せによる数例を実施例として示した。
一例を示すものであり、図4はSr10(PO4)6Cl2:Eu2+とLa
PO4:Ce3+,Tb3+と3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+の3つの蛍
光体を光束比で順に約9:76:15による組み合せで構成し
た蛍光ランプであり、図9はSr10(PO4)6Cl2:Eu2+とLaPO
4:Ce3+,Tb3+と3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+の3つの蛍光
体を光束比で順に約7:76:17による組み合せで構成した
蛍光ランプである。すなわち、蛍光体の光束比率を変化
させることで、同一の蛍光体の組み合せでも色温度の異
なる蛍光ランプを作成できる。
構成した一例を示すものであり、図5はSr10(PO4)6Cl2:
Eu2+とLaPO4:Ce3+,Tb3+とY2O3:Eu3+と3.5MgO・0.5MgF2・G
eO2:Mn4+の4つの蛍光体を光束比で順に約9:75:7:9によ
る組み合せで構成した蛍光ランプであり、図7も図5と
同じ蛍光体の組み合せを用いており、すなわち、Sr10(P
O4)6Cl2:Eu2+とLaPO4:Ce3+,Tb3+とY2O3:Eu3+と3.5MgO・
0.5MgF2・GeO2:Mn4+の4つの蛍光体を光束比で順に約4:6
6:24:6による組み合せで構成した蛍光ランプである。
構成された蛍光ランプでも、3つの蛍光体の組み合せで
構成された蛍光ランプと同様に蛍光体の光束比率を変化
させることで、同一の蛍光体の組み合せでも色温度の異
なる蛍光ランプを作成できる。図6及び図8は、図5や
図7と種類の異なる蛍光体の組み合せを用いた一例を示
すものであり、図6はSr2P2O7:Eu2+とBaMg2Al16O27:Eu
2+ とLaPO4:Ce3+,Tb3+と3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+の4
つの蛍光体を光束比で順に約1:7:78:14による組み合せ
で構成した蛍光ランプであり、図8はSr2P2O7:Eu2+とSr
10(PO4)6Cl2:Eu2+とLaPO4:Ce3+,Tb3+と3.5MgO・0.5MgF2・
GeO2:Mn4+の4つの蛍光体を光束比で順に約1:4:77:18に
よる組み合せで構成した蛍光ランプである。
ても種々の蛍光体を用いていく通りもの組み合せでラン
プを作成できる。
一例を示すものであり、Sr2P2O7:Eu2+とSr10(PO4)6Cl2:
Eu2+とLaPO4:Ce3+,Tb3+とY2O3:Eu3+と3.5MgO・0.5MgF2・G
eO2:Mn4+の5つの蛍光体を光束比で順に約0.7:9:75.3:
1:14による組み合せで構成した蛍光ランプである。
の組み合せの数を色々変化させた場合の実施例を示した
が、この他にも色々な組み合せがあることは言うまでも
ない。
度が6700 Kの蛍光ランプの相対分光分布であり、標準の
光D65 下に色順応補正後の演色評価用肌色試験色No.15
の各色度点は、CIE 1976 u'v'色度図上で図3の色度点
14、15、19で示した通りであり、本実験で求めた
照明光による日本人女性の好ましい肌色領域内に再現さ
れる。すなわち、同一色温度で日本人女性の好ましい肌
色を色再現できる蛍光体の組み合せは幾通りも考えられ
る。
ら780nm)に対しても本実験で得られた照明光による日
本人女性の好ましい色度領域にJIS Z 8726-1990 による
演色性評価数計算用の肌色試験色No.15 (日本人女性の
肌色)の色度(標準の光D65 下に色順応補正後)に色再
現されれば、本実施例で示した蛍光ランプと同様の効果
を得ることができる。
を示す。470nmから495nmの蛍光体は、Sr4 Al14 O25 :E
u2+ 、BaAl8O13:Eu2+ 、2SrO・0.84P2O5 ・0.16B2O3:
Eu2+、(Ba、Ca、Mg)10 (PO4)6Cl2:Eu2+ などがあ
る。本実施例は上記に示す蛍光体のうち、Sr4 Al14 O25
:Eu2+ を用いた一般照明用の6700Kの放電ランプ
として作成した放電ランプ光下でのJIS Z 8726-1990に
よる演色性評価数計算用の肌色試験色No.15(日本人女
性の肌色)の色度点を図3の色度点20、色度点21に
示す。
分光分布を図11、図12に示す。図11は色度点20
の蛍光ランプ、図12は色度点21の蛍光ランプの相対
分光分布を示す。図11はSr10(PO4)6Cl2 :Eu2+とSr
4 Al14 O25 :Eu2+とLaPO4:Ce3+,Tb3+と3.5MgO・0.5M
gF2GeO2:Mn4+の4つの蛍光体を光束比で順に約8:11:6
4:17による組み合せで構成した蛍光ランプであり、図1
2はSr10(PO4)6Cl2 :Eu2+とSr4 Al14 O25 :Eu2+とL
aPO4:Ce3+,Tb3+とY2O3:Eu2+と3.5MgO0.5MgF2・Ge
O2:Mn4+の5つの蛍光体を光束比で順に約7:13:61:6:13
による組み合せで構成した蛍光ランプである。
76u'v'色度上で図3の色度点20、21で示した通り、
本実験で求めた照明光による日本人女性の好ましい肌色
領域内に再現される。なお、本実施例では、たまたま、
青緑蛍光体にSr4 Al14 O25:Eu2+を用いたが、他の青緑
蛍光体を用いても、また、他の蛍光体の組み合せを用い
ても、同様の効果を得ることが出来る。
1960 uv 色度図上で黒体軌跡の色度点からの色度偏差が
−0.005よりも大きく+0.010よりも小さい色度範囲に存
在させることにより、白壁を白く見せることができ、自
然な照明光の光色として一般照明用の蛍光ランプとして
適する。
E 1960 uv 色度図上で黒体軌跡の色度点からの色度偏差
が 0 よりも大きく+0.010よりも小さいの色度範囲に存
在させることにより、明るさ効率を高めることができ
る。
とは、光源の光色の色度点をS(u,v)、この色度点Sから
黒体軌跡におろした垂線と黒体軌跡との交点をP(u0,v0)
とするとき、CIE1960uv色度図上での色度点Sと交点Pと
の距離SPで定義する。但し、色度点Sが黒体軌跡より左
上側(緑がかった光色側)にある場合に色度偏差は正
(d>0)、右上側(赤がかった光色側)にある場合に
色度偏差は負(d<0)とした。
食物、草木や花の色の見え方についても検討した結果、
現在の3波長域発光形蛍光ランプよりも鮮やかにきれい
に見え、一般照明用ランプに適していることを確認して
いる。
を紹介したが、高輝度放電ランプに対しても、本実験で
得られた照明光による日本人女性の好ましい色度領域に
JISZ 8726-1990による演色性評価数計算用の肌色試験色
No.15 (日本人女性の肌色)の色度(標準の光D65 下に
色順応補正後)に色再現されるように高輝度放電ランプ
の相対分光分布を調整すれば、本実施例で示した蛍光ラ
ンプと同様の効果を得ることができる。
色を照明するための肌色用照明器具によって好ましい肌
色を色再現する場合は、主照明光源の色温度に眼が色順
応されていると考えて、本実験で得られた照明光による
日本人女性の好ましい色度領域にJIS Z 8726-1990によ
る演色性評価数計算用の肌色試験色No.15(日本人女性
の肌色)の色度(標準の光D65 下に色順応補正後)に色
再現されれば、本実施例で示した蛍光ランプと同様の効
果を得ることができる。
5 光の時、肌色スポット照明用の放電ランプ光下でのJI
S Z 8726-1990による演色性評価数計算用の肌色試験色N
o.15(日本人女性の肌色)の色度点(標準の光D65 下に
色順応補正しない)を図3の色度点22から色度点24
に示す。
ンプ、色度点23は色温度7500 Kの蛍光ランプ、色度点
24は色温度7300 Kの蛍光ランプでのJIS Z 8726-1990
による演色性評価数計算用の肌色試験色No.15 (日本人
女性の肌色)の色度点を示す。演色評価用肌色試験色N
o.15の各色度点は、CIE 1976 u'v'色度図上で図3の色
度点22から色度点24で示す通り、本実験で求めた照
明光による日本人女性の好ましい肌色領域内に再現され
る。
分光分布を図13から図15に示す。図13は色度点2
2の蛍光ランプ、図14は色度点23の蛍光ランプ、図
15は色度点24の蛍光ランプの相対分光分布を示す。
合せは、Sr2P2O7:Eu2+とLaPO4:Ce3+,Tb3+と3.5MgO・0.5M
gF2・GeO2:Mn4+の3つの蛍光体の組み合せのものを示
し、図13は光束比で順に約4:82:14による組み合せで
構成した蛍光ランプであり、図14は光束比で順に約5:
83:12による組み合せで構成した蛍光ランプであり、図
15は光束比で順に約5:82:13による組み合せで構成し
た蛍光ランプである。
た図4から図12に示した相対分光分布を放射するため
の反射板や透過板を有する照明器具であれば、照明ラン
プと同様の効果を得ることができる。
用照明器具を示す。図16の25は照明器具きょう体、
26はランプ、27はランプ26の光に応じて透過光2
8が例えば図4から図12の相対分光分布となるように
作られた透過板、28は透過光を示す。すなわち、26
のランプより照射された光出力が27の透過板により2
8の透過光が出力されたとき、28の透過光は図4から
図12のような好ましい肌色を再現する相対分光分布と
なっているのでその透過光で照射されたJIS8726
−1990による演色性評価数計算用の肌色試験色N
o.15は好ましい肌色領域内に再現される。
分光分布の放射が一つのランプに限らず、複数個のラン
プから構成した器具により放射されても同様な効果が得
られることは言うまでもない。
によれば、特に一般照明に重要である黄色人種である日
本人女性の肌色に対して、照明光による日本人女性の好
ましい肌色を色再現できる。
るため、日本人女性と同色の肌色を持つ、東洋人女性の
肌色についても、本実施例の一般照明用放電ランプを及
び一般照明用照明器具を用いれば、好ましい肌色として
再現されることは言うまでもない。
本発明は上記した楕円範囲内にJIS Z8726-1990 による
演色性評価数計算用の肌色試験色No.15 (日本人女性の
肌色)を演色することにより、日本人女性の肌色を好ま
しく色再現する放電ランプ及び照明器具を提供できる。
色NO.15の色度図
肌色試験色No.15の分光放射輝度率を示す図
性の肌色試験色NO.15の色度図
対分光分布図
対分光分布図
対分光分布図
対分光分布図
対分光分布図
対分光分布図
相対分光分布図
相対分光分布図
相対分光分布図
相対分光分布図
相対分光分布図
相対分光分布図
Claims (8)
- 【請求項1】 蛍光ランプ光下のJIS Z 8726−
1990の演色評価数計算用のNo.15の肌色試験色
の色度点をCIE色順応式を用いて標準の光CIE D
65光下の色度点に変換したとき、その色度点がCIE
1976 u’v’色度図上で(u’,v’)=(0.
2425,0.4895)を中心として、長軸が0.0
068、短軸が0.0037でu’軸からの傾きが40
度である楕円範囲内に存在し、前記蛍光ランプの光色の
色度点は、CIE 1960 uv色度図上で黒体軌跡か
らの色度偏差が0よりも大きく、+0.010よりも小
さい色度範囲に存在することを特徴とする一般照明用蛍
光ランプ。 - 【請求項2】 蛍光体のピーク波長が400nmから4
30nm、435nmから460nm、500nmから
550nm、600nmから635nm、640nmか
ら670nmである蛍光体のうち3つ以上の蛍光体との
組み合わせから構成されたことを特徴とする請求項1記
載の一般照明用蛍光ランプ。 - 【請求項3】 前記蛍光体とは、 ピーク波長が400nmから430nmである2価ユー
ロピウム付活深青色蛍光体、 ピーク波長が435nmから460nmである2価ユー
ロピウム付活青色蛍光体、 ピーク波長が500nmから550nmであるテルビウ
ム、または、テルビウム・セリウム付活緑色蛍光体、 ピーク波長が600nmから635nmである3価ユー
ロピウム、または、マンガン付活赤色蛍光体、 ピーク波長が640nmから670nmであるマンガン
付活深赤色蛍光体であることを特徴とする請求項2記載
の一般照明用蛍光ランプ。 - 【請求項4】 蛍光体のピーク波長が400nmから4
30nm、435nmから460nm、470nmから
495nm、500nmから550nm、600nmか
ら635nm、640nmから670nmである蛍光体
のうち4つ以上の蛍光体との組み合せから構成されたこ
とを特徴とする請求項1記載の一般照明用蛍光ランプ。 - 【請求項5】 前記蛍光体とは、 ピーク波長が400nmから430nmである2価ユー
ロピウム付活深青色蛍光体、 ピーク波長が435nmから460nmである2価ユー
ロピウム付活青色蛍光体、 ピーク波長が470nmから495nmである2価ユー
ロピウム付活青緑色蛍光体、 ピーク波長が500nmから550nmであるテルビウ
ム、または、テルビウム・セリウム付活緑色蛍光体、 ピーク波長が600nmから635nmである3価ユー
ロピウム、または、マンガン付活赤色蛍光体、 ピーク波長が640nmから670nmであるマンガン
付活深赤色蛍光体であることを特徴とする請求項4記載
の一般照明用蛍光ランプ。 - 【請求項6】 照明器具から放射される照明光下のJI
S Z 8726−1990の演色評価数計算用のNo.
15の肌色試験色の色度点をCIE色順応式を用いて標
準の光CIE D65光下の色度点に変換したとき、 その色度点がCIE 1976 u’v’色度図上で
(u’,v’)=(0.2425,0.4895)を中
心として、長軸が0.0068、短軸が0.0037で
u’軸からの傾きが40度である楕円範囲内に存在し、
前記放電ランプの光色の色度点は、CIE 1960 u
v 色度図上で黒体軌跡からの色度偏差が0よりも大き
く、+0.010よりも小さい色度範囲に存在すること
を特徴とする一般照明用照明器具。 - 【請求項7】 照明器具から放射される照明光を反射板
または透過板、あるいは反射板と透過板で構成すること
を特徴とする請求項6記載の一般照明用照明器具。 - 【請求項8】 照明器具から放射される照明光を複数個
のランプから構成することを特徴とする請求項6記載の
一般照明用照明器具。
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