JP5834060B2

JP5834060B2 - 照明装置

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Publication number: JP5834060B2
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Inventors: 白市　幸茂; 白市　　幸茂; 大塚　雅生; 大塚　　雅生
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Description

本発明は居室内の照明に用いられる照明装置に関する。

従来の照明装置は特許文献１、２に開示されている。特許文献１の照明装置は浴槽内の水中を予め設定された変化パターンで光色を変化させて照明する。これにより、入浴時のリラックス感を高めることができる。

また、特許文献２の照明装置は太陽光の光量に応じて照度を変化させて照明する。これにより、生体リズムの調整ができるとともに、覚醒度の維持をし易くできる。

特開２００８−５３１８３号公報特開平０９−３０６６７２号公報

近年、様々なストレスを抱える多くの人々に対して、リラックス感や快適感をより向上することが求められる。また、上記従来の照明装置ではユーザが所定の作業を行う際に必ずしも適した照明環境を提供しているとはいえず、作業能率の向上には必ずしも貢献しないといった問題があった。

本発明は、快適感を向上するとともに作業能率を向上できる照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、ＬＥＤ素子の発光により照明光を出射して照明を行う照明装置において、照明光のスペクトルの４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積が３０％以上７０％以下であるとともに、４００ｎｍから５００ｎｍの面積が２０％以下であり、照明光のスペクトルが６００ｎｍから７００ｎｍの間に最大値を有し、該最大値に対して５５０ｎｍにおけるスペクトルの値が５０％以下であることを特徴としている。

この構成によると、ＬＥＤ素子の発光によって上記のスペクトルを有した照明光を出射して照明が行われる。これにより、ユーザの業務、家事、学習等の作業時に快適感やリラックス感を向上するとともに、作業能率を向上する。

また本発明は、上記構成の照明装置において、照明光のスペクトルの４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、５００ｎｍから６００ｎｍの面積が１５％以上４５％以下であることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の照明装置において、スペクトルの異なる複数の照明光を選択して出射できることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の照明装置において、前記ＬＥＤ素子を複数有し、各前記ＬＥＤ素子が異なる色で発光することを特徴としている。この構成によると、複数のＬＥＤ素子が異なる色で発光して混色し、所定のスペクトルの照明光が出射される。

また本発明は、上記構成の照明装置において、電球色を発光する前記ＬＥＤ素子と、赤色を発光する前記ＬＥＤ素子と、白色を発光する前記ＬＥＤ素子とを備えたことを特徴としている。この構成によると、複数のＬＥＤ素子から出射される電球色と赤色と白色とを混色して所定のスペクトルの照明光が出射される。

また本発明は、上記構成の照明装置において、前記ＬＥＤ素子の出射光を異なる波長に変換する蛍光体を備えたことを特徴としている。この構成によると、ＬＥＤ素子の出射光と蛍光体による蛍光とが混色され、所定のスペクトルの照明光が出射される。

また本発明は、上記構成の照明装置において、青色を発光する前記ＬＥＤ素子と、青色光を電球色の光に変換する前記蛍光体と、青色光を赤色光に変換する前記蛍光体と、青色光を黄色光に変換する前記蛍光体とを備えたことを特徴としている。

この構成によると、ＬＥＤ素子の出射光と蛍光体による黄色の蛍光とが混色して白色光が形成される。該白色光と蛍光体による赤色の蛍光と蛍光体による電球色の蛍光とが混色して所定のスペクトルの照明光が出射される。

本発明によると、スペクトルの４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積が３０％以上７０％以下であるとともに、４００ｎｍから５００ｎｍの面積が２０％以下であり、照明光のスペクトルが６００ｎｍから７００ｎｍの間に最大値を有し、該最大値に対して５５０ｎｍのスペクトルの値が５０％以下の照明光を出射する照明をＬＥＤ素子の発光によって行う。

このため、ユーザの業務、家事、学習等の作業時に快適感やリラックス感を向上するとともに、試行数や正答率等の作業能率を向上することができる。加えて、ＬＥＤ素子の発光により照明光を出射するため、人体に対して化学的な悪影響を与える紫外線や熱的な悪影響を与える赤外線を含まずに照明を行うことができる。

本発明の第１実施形態の照明装置を示す側面断面図本発明の第１実施形態の照明装置を示す分解斜視図本発明の第２実施形態の照明装置を示す斜視図本発明の第２実施形態の照明装置の光源基板を示す平面図本発明の第２実施形態の照明装置の構成を示すブロック図本発明の第２実施形態の照明装置のＬＥＤ素子発光機構の構成を示す説明図本発明の第１実施例の照明装置の照明光のスペクトルを示す図本発明の第２実施例の照明装置の照明光のスペクトルを示す図本発明の第３実施例の照明装置の照明光のスペクトルを示す図本発明の第４実施例の照明装置の照明光のスペクトルを示す図

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１、図２は第１実施形態の照明装置の側面断面図及び分解斜視図を示している。照明装置１００は一端に口金３２を有し、照明器具に取り付けられる電球型に構成される。照明装置１００の内部にはＬＥＤ素子３６を有したＬＥＤモジュール３７が配される。ＬＥＤモジュール３７は光源基板３７ｂ上にＬＥＤ素子３６を実装して形成される。

照明装置１００の外形は口金３２、支持部材３３、ヒートシンク３５及び透過カバー３９により形成される。口金３２は例えば、Ｅ２６タイプに形成され、商用電源から電力供給されるソケットに螺合する。支持部材３３は樹脂成形品等の絶縁体により筒状に形成され、口金３２の内面にネジ部３３ａが螺合して口金３２に取り付けられる。支持部材３３の一端には複数の係合爪３３ｄが設けられる。

ヒートシンク３５はアルミニウム等の金属によって周面が略円錐面から成る筒状に形成され、支持部材３３の係合爪３３ｄに一端を係合して取り付けられる。ヒートシンク３５の他端は設置面３５ａにより覆われ、設置面３５ａ上には可撓性の高熱伝導体から成る放熱シート３５ｃを介してＬＥＤモジュール３７が設置される。これにより、放熱シート３５ｃ及びヒートシンク３５を介してＬＥＤ素子３６の発熱を放熱する。

また、設置面３５ａ上には樹脂製のモジュール固定部３８が配される。モジュール固定部３８は中央部に貫通孔３８ａを有し、設置面３５ａに設けた複数の係合孔３５ｂに係合爪３８ｂが係合して取り付けられる。これにより、ＬＥＤ素子３６を貫通孔３８ａから露出した状態でＬＥＤモジュール３７及び放熱シート３５ｃを設置面３５ａ及びモジュール固定部３８によって挟持する。

透過カバー３９はドーム状に形成され、モジュール固定部３８の周部に螺合して取り付けられる。透過カバー３９はＬＥＤ素子３６の出射光を拡散透過する樹脂により形成される。

口金３２とＬＥＤモジュール３７との間には、支持部材３３及びヒートシンク３５に挿通された制御基板３４が配される。制御基板３４は電源回路（不図示）等を有し、口金３２に供給される交流電力を直流電力に変換してＬＥＤ素子３６に供給する。

制御基板３４の一端部は口金３２に充填される紫外線硬化型樹脂やエポキシ樹脂等の充填剤４０に埋没する。これにより、制御基板３４の一端部が口金３２との隙間を充填剤４０により埋めて接着される。

支持部材３３のＬＥＤ素子３６側の端面には柱状部３３ｂが対向する２箇所に立設される。柱状部３３ｂの内周面には軸方向に延びて制御基板３４が嵌合する溝部（不図示）が設けられる。制御基板３４と溝部との隙間に紫外線硬化型樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤を埋めて制御基板３４が接着される。

上記構成の照明装置１００において、口金３２がソケットを介して商用電源に接続されると、制御基板３４から直流電力がＬＥＤ素子３６に供給される。これにより、ＬＥＤ素子３６が発光する。ＬＥＤ素子３６からの光は透過カバー３９を拡散透過して照明光が出射され、室内等の照明が行われる。

照明装置１００の照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積が３０％以上７０％以下になっており、４００ｎｍから５００ｎｍの面積が２０％以下になっている。また、照明光のスペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。加えて、照明光の波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は、波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の５０％以下になっている。

上記のスペクトルを有する照明光を業務、家事、学習等の作業時に居室内に出射して照明を行うことにより、ユーザの快適性やリラックス感を向上することができるとともに、試行数や正答率等の作業能率を向上することができる。

本実施形態によると、スペクトルの４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積が３０％以上７０％以下であるとともに、４００ｎｍから５００ｎｍの面積が２０％以下であり、照明光のスペクトルが６００ｎｍから７００ｎｍの間に最大値を有し、該最大値に対して５５０ｎｍのスペクトルの値が５０％以下の照明光を出射する照明をＬＥＤ素子３６の発光によって行う。

このため、ユーザの業務、家事、学習等の作業時に快適感やリラックス感を向上するとともに、試行数や正答率等の作業能率を向上することができる。また、一般的に蛍光灯は紫外線が漏洩する虞があり、白熱電球は赤外線を多く放射しているとされている。生体や室内設備などに対して、紫外線は化学的な悪影響を与え、赤外線は熱的な悪影響を与える可能性がある。しかし、紫外線や赤外線を殆ど含まないＬＥＤ素子３６の発光により照明するため、人体に対して悪影響の少ない照明装置１００を提供することができる。

本実施形態において、照明装置１００が照明器具に取り付けられる電球型に構成されるが、照明器具に取り付けられる直管型や円管型の照明装置であってもよい。また、複数のＬＥＤ素子及びこれらを制御する制御回路を設け、外部スイッチの操作によって調光可能にしてもよい。

次に、図３は第２実施形態の照明装置を下方から見た全体斜視図である。照明装置２００は照明器具であるシーリングライトを構成し、室内の天井面に取り付けられる。照明装置２００が室内の側壁に取り付けられる照明器具であってもよい。

照明装置２００は上方に位置する室内天井面に固定される円形をなす略板状の本体１を備え、下方の室内床面を照明する。本体１は光源基板２と、反射板３と、フレーム４と、照明制御部５とを備えている。

光源基板２は平面視矩形に形成され、本体１に対して垂直または略垂直に起立した状態でフレーム４を介して本体１の下面に取り付けられている。光源基板２の表面には複数の白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ及び赤色ＬＥＤ素子６ｃ（図４参照）が設けられている。以下の説明において、白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ及び赤色ＬＥＤ素子６ｃを総称してＬＥＤ素子６という場合がある。

反射板３は本体１の下面であって、光源基板２の径方向外側部分に設けられている。反射板３はＬＥＤ素子６が出射した光を床面方向に向かって反射させ、その反射光が床面を照射する。これにより、床面全体の照度が得られる。

フレーム４は本体１の上下に延びる中心軸線を中心とする正多角形（例えば図３では正八角形）または略正多角形をなしている。このフレーム４の正八角形の各辺に、ＬＥＤ素子６の光の出射方向が径方向外側を向くように光源基板２が取り付けられている。ＬＥＤ素子６は本体１の中心に対して放射状に径方向外側に向かって光を出射し、その光が反射板３に反射される。

照明制御部５は電源回路１０（図５参照）等を含む制御基板（不図示）を有し、フレーム４の径方向内側に配置されている。照明制御部５は本体１の径方向中心部に設けられた図示しない電源コネクタに接続され、この電源コネクタを介して外部電源から電力の供給を受ける。そして、照明制御部５はその電力をＬＥＤ素子６に供給してＬＥＤ素子６を発光させる。

なお、説明の便宜上図示していないが、拡散レンズやカバーを設けてもよい。拡散レンズは光源基板２の発光面の前面に取り付けられ、ＬＥＤ素子６が出射する光を均一に拡散させる。カバーは本体１の外径と略同径の円形をなし、本体１の周縁部に嵌合して保持されて本体１の下面全域を覆っている。カバーはＬＥＤ素子６が出射する光をさらに拡散させるとともに、人がその光を直視することを回避している。

このようにして、照明装置２００はＬＥＤ素子６が直接床面を照射しないので、人が天井方向を向いて照明を直視した場合でもＬＥＤ素子６の光が人の目に直接差し込み難く、目の負担を抑えることができる。

図４は光源基板２の平面図を示している。光源基板２にはそれぞれ複数の白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ及び赤色ＬＥＤ素子６ｃが例えば略横一列に並べて配置されている。本実施形態では９個の白色ＬＥＤ素子６ａと４個の電球色ＬＥＤ素子６ｂと３個の赤色ＬＥＤ素子６ｃとが光源基板２に実装される。

ＬＥＤ素子６の配置や間隔等は反射板３への発光の均一性に影響を及ぼす。反射板３への発光が不均一になる場合、照度ムラなどが生じて照明装置２００の照明品質が低下することになる。特に、各ＬＥＤ素子６が異なる色で発光してその組み合わせで調色を行う場合、照度の不均一さが色ムラの原因となり照明装置２００の照明品質に大きく影響する。そのため、異なる色で発光する複数のＬＥＤ素子６を用いる場合、特にその配置や間隔が重要となる。

白色ＬＥＤ素子６ｃは白色光を発光する。電球色ＬＥＤ素子６ｂは電球色で発光する。より詳しくは電球色ＬＥＤ素子６ｂは国際照明委員会が定めるｘｙ色度図上の点（０．４４５，０．４０８）を中心とするマグアダム楕円５−ｓｔｅｐで表される等色範囲の属する色で発光する。赤色ＬＥＤ素子６ｃは赤色で発光する。より詳しくは赤色ＬＥＤ素子６ｃは波長の極大値が５７５ｎｍ〜７８０ｎｍである色で発光する。

ここで、電球色ＬＥＤ素子６ｂの色は上記のようにｘｙ色度図上の点（０．４４５，０．４０８）を中心とするマグアダム楕円５−ｓｔｅｐで表される等色範囲の属する色であってある程度のばらつきがある。また、赤色ＬＥＤ素子６ｃの色も上記のように波長の極大値が５７５ｎｍ〜７８０ｎｍであってある程度の範囲がある。

このため、図４に示したように複数の白色ＬＥＤ素子６ａ、複数の電球色ＬＥＤ素子６ｂ及び複数の赤色ＬＥＤ素子６ｃを光源基板２に実装して発色のばらつきを抑えることができる。尚、色の異なる複数のＬＥＤ素子を１つのＬＥＤ素子として構成してもよい。

続いて、照明装置２００の制御に係る詳細な構成について、図４に加えて図５及び図６を用いて説明する。図５は照明装置２００の構成を示すブロック図、図６は照明装置２００のＬＥＤ素子発光機構の構成を示す説明図である。

照明制御部５は、図５に示すように電源回路１０を備えている。電源回路１０は交流電源（ＡＣ入力、１００Ｖ）から電力の供給を受けて直流電圧に変換し、照明装置２００の各部に電力を供給する。なお、本実施形態において、電源回路１０は一例として制御電源供給回路１４及び光源基板２に電力を供給しているように示しているが、特にこれに限らず他の部位に対しても必要な電力が供給されるものとする。

照明制御部５は電源回路１０に加えて、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、
メモリ１２と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御回路１３と、制御電源供給回路１４と、入力部１５とを備えている。一例としてＣＰＵ１１、メモリ１２及びＰＷＭ制御回路１３はマイクロコンピュータによって構成される。

ＣＰＵ１１は各部と接続されるとともに、照明装置２００全体を制御するために必要な動作を指示する。ＣＰＵ１１はリモートコントローラ（不図示）等のスイッチと無線または有線にて接続され、入力部１５にて当該スイッチの操作に応答した指示入力を受け付ける。

メモリ１２は照明装置２００を制御するための各種プログラム及び初期値等が格納されるとともに、ＣＰＵ１１のワーキングメモリとしても用いられる。ＰＷＭ制御回路１３はＣＰＵ１１からの指示に従ってＬＥＤ素子６を駆動するために必要なＰＷＭパルスを生成する。制御電源供給回路１４は電源回路１０から供給される電力の電圧をＣＰＵ１１に供給するために調整する。

光源基板２には前述のように白色ＬＥＤ素子６ａと電球色ＬＥＤ素子６ｂと赤色ＬＥＤ素子６ｃとの３種類のＬＥＤ素子６が配置されるとともに、各ＬＥＤ素子６を駆動するためのＦＥＴ（Field Effect Transistor）スイッチ２１、２２、２３が配置されている。

なお、説明の便宜上、図５には白色ＬＥＤ素子６ａと電球色ＬＥＤ素子６ｂと赤色ＬＥＤ素子６ｃとをそれぞれ１つずつ描画しているが、図４のように白色ＬＥＤ素子６ａと電球色ＬＥＤ素子６ｂと赤色ＬＥＤ素子６ｃはそれぞれ複数設けられる。また、ＦＥＴスイッチ２１、２２、２３はＰＷＭ制御回路１３にあってもよい。

次に、ＬＥＤ素子６の発光機構の詳細について説明する。ＣＰＵ１１はＰＷＭ制御回路１３に指示し、白色ＬＥＤ素子６ａと電球色ＬＥＤ素子６ｂと赤色ＬＥＤ素子６ｃとの少なくとも１種類を発光させるためのＰＷＭパルスＭ１、Ｍ２、Ｍ３を生成して出力する。

白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ及び赤色ＬＥＤ素子６ｃは電源回路１０から必要な電力の供給を受ける。白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ及び赤色ＬＥＤ素子６ｃと接地電圧ＧＮＤとの間にはＦＥＴスイッチ２１、２２、２３がそれぞれ設けられている。

ＰＷＭパルスＭ１、Ｍ２、Ｍ３に応答してＦＥＴ２１、２２、２３が導通、非導通となることにより白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ、赤色ＬＥＤ素子６ｃに電流が供給、遮断される。白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ、赤色ＬＥＤ素子６ｃに電流が供給されると、これらＬＥＤ素子６はそれぞれ発光する。尚、白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ、赤色ＬＥＤ素子６ｃを発光させる構成について説明したが、他のＬＥＤ素子がさらに複数個設けられている場合についても同様である。

ＣＰＵ１１は入力部１５で入力された操作信号に従ってプログラムを実行することで、照明を行うタイミングを判断する。例えば、図示しないスイッチが押下されたことで照明を行うタイミングを判断してもよい。また、図示しないタイマ等によって予め設定された時刻になったことや予め設定された時間が経過したことが検出された際に照明を行うタイミングを判断してもよい。

照明が指示されるとＣＰＵ１１は白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ、赤色ＬＥＤ素子６ｃが予め規定された強度で発光するようにＰＷＭ制御回路１３に指示する。ＰＷＭ制御回路１３はＣＰＵ１１の指示によりＰＷＭパルスＭ１、Ｍ２、Ｍ３を出力させ、所定の照明色に調色する。

照明装置２００の照明光のスペクトルは第１実施形態と同様に、波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積が３０％以上７０％以下になっており、４００ｎｍから５００ｎｍの面積が２０％以下になっている。また、照明光のスペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。加えて、照明光の波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は、波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の５０％以下になっている。

本実施形態によると、スペクトルの４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積が３０％以上７０％以下であるとともに、４００ｎｍから５００ｎｍの面積が２０％以下であり、照明光のスペクトルが６００ｎｍから７００ｎｍの間に最大値を有し、該最大値に対して５５０ｎｍのスペクトルの値が５０％以下の照明光を出射する照明をＬＥＤ素子６の発光によって行う。

従って、上記のスペクトルを有する照明光を業務、家事、学習等の作業時に居室内に出射して照明を行うことにより、ユーザの快適性やリラックス感を向上することができるとともに、試行数や正答率等の作業能率を向上することができる。また、紫外線や赤外線を殆ど含まないＬＥＤ素子６の発光により照明するため、人体に対して悪影響の少ない照明装置２００を提供することができる。

尚、上記の範囲に含まれた異なるスペクトルの複数の照明光を選択して出射できるようにしてもよい。これにより、ユーザの状態に応じて作業能率等の向上を図ることができる。

また、異なる色で発色する白色ＬＥＤ素子６ａ、電球色ＬＥＤ素子６ｂ、赤色ＬＥＤ素子６ｃを有するので、上記範囲のスペクトルの照明光を容易に出射させることができる。

本実施形態において、他の発光色のＬＥＤ素子６によって照明色を調色してもよい。例えば、青色、緑色、赤色をそれぞれ発光する複数のＬＥＤ素子を設けてもよい。

また、ＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子の出射光を異なる波長に変換する蛍光体とを設けてもよい。例えば、青色を発光する複数のＬＥＤ素子と、各ＬＥＤ素子に対応して青色をそれぞれ電球色、赤色、黄色に変換する蛍光体とを設けてもよい。青色光と黄色光により白色光が形成され、上記と同様に、白色、電球色及び赤色の光により照明色を調光することができる。

以下に第１実施形態の照明装置１００の照明光による評価を行うために照明光の色を可変した実施例及び比較例について説明する。各実施例及び各比較例の照明光の仕様を表１に示す。

図７は実施例１の照明装置１００の照明光のスペクトルを示している。同図において縦軸は相対強度であり、横軸は波長（単位：ｎｍ）である。この照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が３％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が１８％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が４２％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が３７％になっている。

スペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の３８％になっている。

図８は実施例２の照明装置１００の照明光のスペクトルを示している。同図において縦軸は相対強度であり、横軸は波長（単位：ｎｍ）である。この照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が７％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が２９％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が５７％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が７％になっている。

スペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の１６％になっている。

図９は実施例３の照明装置１００の照明光のスペクトルを示している。同図において縦軸は相対強度であり、横軸は波長（単位：ｎｍ）である。この照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が１８％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が４１％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が３５％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が６％になっている。

図１０は実施例４の照明装置１００の照明光のスペクトルを示している。同図において縦軸は相対強度であり、横軸は波長（単位：ｎｍ）である。この照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が９％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が３６％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が５０％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が５％になっている。

スペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の３１％になっている。

［比較例１］
また、各実施例と比較する比較例１の照明装置１００の照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が１８％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が４０％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が２５％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が１７％になっている。

スペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の６８％になっている。

［比較例２］
比較例２の照明装置１００の照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が４％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が１８％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が７５％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が３％になっている。

スペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の１５％になっている。

［比較例３］
比較例３の照明装置１００の照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が３％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が１３％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が５０％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が３４％になっている。

スペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の１０％になっている。

［比較例４］
比較例４の照明装置１００の照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が４％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が４７％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が４８％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が１％になっている。

スペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の６３％になっている。

［比較例５］
比較例５の照明装置１００の照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が２２％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が２０％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が５６％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が２％になっている。

スペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の５５％になっている。

［比較例６］
比較例６の照明装置１００の照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が１８％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が１２％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が３１％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が３９％になっている。

スペクトルの最大値は波長が７００ｎｍから８００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の２８％になっている。

［比較例７］
比較例７の照明装置１００の照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が１１％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が４３％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が４１％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が５％になっている。

スペクトルの最大値は波長が６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の６５％になっている。

［比較例８］
比較例８の照明装置１００の照明光は電球色であり、照明光のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が１３％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が４２％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が４１％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が４％になっている。

尚、「昼白色」及び「電球色」はＪＩＳ規格（ＪＩＳＺ８１１０）で規定される光源色に相当する。

上記各実施例及び各比較例に対して昼白色の照明光と比較する以下の実験を行った。昼白色のスペクトルは波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が２４％、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が４７％、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が２４％、７００ｎｍから８００ｎｍの面積の比が５％になっている。

昼白色のスペクトルの最大値は波長が４００ｎｍから５００ｎｍの範囲に含まれる。また、波長が５５０ｎｍのスペクトルの値は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲のスペクトルの最大値の１２５％になっている。

被験者は健常人である２０歳以上６５歳以下の男性１６名及び女性１６名の計３２名を選定した。実験は昼間に１室ごとに被験者を待機させてすべての被験者の環境状態を同じとし、作業時間の３０分間各照明光を照射して行った。照明光の照度は作業を行う机上で１００Ｗのシーリングライト相当（約６００ｌｘ）となるように照明装置１００の配置及び個数を調整して設置した。そして、同様に昼白色を１００Ｗ相当で照射した場合の評価と比較した。

作業負荷にはクレペリンテストを用いた。テストの内容は簡単な一桁の足し算を１分毎に行変えをしながら合計３０分間行う計算作業負荷である。尚、本実験におけるクレペリンテストはパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」という）を用いて実施している。被験者はパソコンの画面に表示された問題に対してパソコンのキー操作を行うことにより回答を入力することとした。作業時における回答内容及び回答入力にかかった時間を逐次パソコンにデータとして蓄積し、そのデータを試験後に解析することで試行数、正答率、平均反応時間（問題が表示されてから回答入力されるまでの時間）の各々をテストの結果として得た。

表２は本実験による評価項目を示している。評価項目として、作業時の主観評価（評価項目１〜８）、自律神経系評価（評価項目９）、作業能率（評価項目１０〜１２）を設けた。

作業時の主観評価は感覚・感情の強度を評価する際に用いられるＶＡＳ(Visual Analogue Scale)を用いた。この評価手法は一端が最悪の感覚、他端が最良の感覚を表す一本の
直線上に、被験者がその時感じた質問項目に関しての感覚・感情の強さに適応した点にしるしを付け、そのしるしの位置から一端までの長さを計測することで、主観的感覚を数値化して点数評価するものである。

質問項目は、「快適感（評価項目１）」、「意欲（評価項目２）」、「疲労感（評価項目３）」、「眠気（評価項目４）」、「充実感（評価項目５）」、「リラックス感（評価項目６）」、「イライラ感（評価項目７）」、「ぬくもり感（評価項目８）」の８項目とした。

自律神経系の評価（評価項目９）には株式会社ユメディカ製の加速度脈波計測システム「アルテットＣ（登録商標）」を用いた。加速度脈波計測システムにより作業中及びその前後の加速度脈波を計測し、その時間変化のデータの周波数解析を行う。これにより、自律神経機能の指標であるＬＦ、ＨＦ、ＬＦ／ＨＦを算出し、自律神経系の状態を評価した。

作業能率は上記の３０分間の作業負荷による試行数（評価項目１０）、正答率（評価項目１１）、平均反応時間（評価項目１２）により評価した。

表３は各実施例及び各比較例の実験による結果を示している。結果の評価としては被験者全員の結果を統計学的に解析し、各照明光と昼白色との有意差検定を実施した。検定手法としてｔ検定を用い、有意水準を５％として向上の有意差がある場合を「○」で示した。有意確率１０％未満については向上の傾向があると評価し、「△」で示した。向上の有意差及び傾向がない場合を「×」で示した。

実験の結果によると、実施例１〜４の照明光は昼白色と比較して作業時の主観評価及び自律神経系の評価において有用な結果が得られている。即ち、作業時のユーザの快適感やリラックス感を向上することができる。

また、作業能率に関し、試行数については実施例１、実施例３、実施例４で向上傾向にあった。正答率については実施例１〜４で向上または向上傾向にあった。平均反応時間については実施例１〜４で向上または向上傾向にあった。

これに対して、比較例１は波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が３０％よりも小さいスペクトルを有し、昼白色と比較して有意な差及び傾向は見られなかった。比較例２は波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積の比が７０％よりも大きいスペクトルを有し、昼白色と比較して有意な差及び傾向は見られなかった。

比較例３は波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が１５％よりも小さいスペクトルを有し、昼白色と比較して有意な差及び傾向は見られなかった。比較例４は波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、５００ｎｍから６００ｎｍの面積の比が４５％よりも大きいスペクトルを有し、昼白色と比較して有意な差及び傾向は見られなかった。

比較例５は波長が４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積の比が１０％よりも大きいスペクトルを有し、昼白色と比較して有意な差及び傾向は見られなかった。比較例６はスペクトルの最大値が７００ｎｍから８００ｎｍの範囲に含まれ、昼白色と比較して有意な差及び傾向は見られなかった。

比較例７及び比較例８は６００ｎｍから７００ｎｍの範囲内のスペクトルの最大値に対する５５０ｎｍのスペクトルの値の比率が５０％より大きい。比較例７は昼白色と比較して有意な差及び傾向は見られなかった。また、電球色の比較例８は昼白色に比して主観（ぬくもり感）について有意差がみられたが、その他の評価項目については有意な差及び傾向は見られなかった。

尚、上記の評価結果は第１実施形態の照明装置１００について示しているが、第２実施形態の照明装置２００についても同様の評価結果が得られることは明白である。

本発明によると、居室内を照明する照明器具や電球等の照明装置に利用することができる。

１本体
２、３７ｂ光源基板
３反射板
４フレーム
５照明制御部
６、３６ＬＥＤ素子
６ａ白色ＬＥＤ素子
６ｂ電球色ＬＥＤ素子
６ｃ赤色ＬＥＤ素子
１１ＣＰＵ
１２メモリ
１３ＰＷＭ制御回路
１４制御電源供給回路
２０電源回路
３２口金
３３支持部材
３４制御基板
３５ヒートシンク
３５ａ設置面
３５ｃ放熱シート
３７ＬＥＤモジュール
３８モジュール固定部
３９透過カバー
１００、２００照明装置

Claims

ＬＥＤ素子の発光により照明光を出射して照明を行う照明装置において、照明光のスペクトルの４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、６００ｎｍから７００ｎｍの面積が４２％以上５７％以下、５００ｎｍから６００ｎｍの面積が１８％以上３６％以下、４００ｎｍから５００ｎｍの面積が９％以下であり、
照明光のスペクトルが６００ｎｍから７００ｎｍの間に最大値を有し、該最大値に対して５５０ｎｍにおけるスペクトルの値が３８％以下であることを特徴とする照明装置。
照明光のスペクトルの４００ｎｍから８００ｎｍの面積に対して、４００ｎｍから５００ｎｍの面積が３％以上であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
照明光のスペクトルの最大値に対して５５０ｎｍにおけるスペクトルの値が１６％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
スペクトルの異なる複数の照明光を選択して出射できることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の照明装置。
電球色を発光する前記ＬＥＤ素子と、赤色を発光する前記ＬＥＤ素子と、白色を発光する前記ＬＥＤ素子とを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の照明装置。
前記ＬＥＤ素子の出射光を異なる波長に変換する蛍光体を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の照明装置。
青色を発光する前記ＬＥＤ素子と、青色光を電球色の光に変換する前記蛍光体と、青色光を赤色光に変換する前記蛍光体と、青色光を黄色光に変換する前記蛍光体とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。