JP6480126B2 - 概日のフレンドリーなｌｅｄ光源 - Google Patents

Description

本開示は、照明製品の分野に関し、より詳細には、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源を提供する装置および方法に関する。

ヒトの眼中における、概日システムに関連する非視覚的光受容器（いわゆる天然の感光性網膜神経節細胞または「ｉｐＲＧＣ」）の同定は、ヒトの健康および快適性に対する多様な光スペクトルによる影響についての高い関心を引き起こしている。大きな概日刺激は、睡眠パターンの修復、気分高揚、敏捷性や認知能力の向上、および季節的情動鬱病の軽減など、良い効果をもたらす可能性がある。しかし、誤ったタイミングでの概日刺激は、体内時計およびメラトニン抑制の混乱につながる場合があり、また、癌、心臓病、肥満および糖尿病などの疾病につながる可能性もある。

概日刺激は、グルココルチコイド上昇およびメラトニン抑制に関連し、青色波長レジーム中の光に対する感度が最も高い。青色主要蛍光体変換白色発光ＬＥＤに基づいた発光ダイオード（ＬＥＤ）照明製品の優勢により、ほとんどのＬＥＤベースの照明源は、それらが置き換えることを意図している伝統的な源よりも高いレベルの概日刺激を有する状況が生じてきている。

また、照明製品も、（単なる減光以外）めったに調整できず、また、従来の照明製品は、日周または概日周期に関して、ヒトに対する影響に対処できない。さらに悪いことに、表面上は調整可能である従来の照明製品は、調整可能範囲全体にわたって十分な演色を提供できていない。

必要とされているのは、例えば、相関色温度（ＣＣＴ）および演色評価数（ＣＲＩ）などの所望の光品質面を提供しつつ、発光（例えば、ＬＥＤ発光）を制御して多様なレベルの概日刺激を提供することが可能な照明製品を構築する技術（単数または複数）である。さらに必要とされているのは、発光の第１の比および第２の比が、８０を上回るＣＲＩを維持しかつＣＣＴを規定の範囲内に維持しながら、第１の比から第２の比へ変化することが相対的な概日刺激を変化させる照明システムである。

上記の従来の技術は、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源を効率的に実行する能力を持っていない。そのため、改良されたアプローチが必要である。

ヒト概日システムの刺激について、自然界で起こること（１日にわたる日光の作用）と同様の方法、すなわち、朝および日中においては高い青色含有量に起因する明るい照明レベルとし、夜間においてはより低い光レベルであって大幅に低い青色含有量とする方法で概日の光周期を刺激することにより、肯定的な利点を実現することができ、有害なものを回避することができる。

本明細書中に開示される実施形態は、異なるＬＥＤ発光スペクトルの多様な組み合わせの作製および使用方法と、合理的な演色（ＣＲＩ＞８０およびＲ９＞０）および白色ポイントを維持しつつ、高概日刺激光から低概日刺激光までの範囲内において周期に合わせて調整することが可能な白色光源の作製方法とについて記述する。

第１の態様において、第１の発光によって特徴付けられた少なくとも１つの第１のＬＥＤ発光源と、第２の発光によって特徴付けられた少なくとも１つの第２のＬＥＤ発光源とを含む光源が提供され、第１の発光および第２の発光は、第１の複合発光および第２の複合発光を提供するように構成され、第１の複合発光は、第１のＳＰＤおよび割合Ｆｖ１およびＦｃ１によって特徴付けられ、第２の複合発光は、第２のＳＰＤおよび割合Ｆｖ２およびＦｃ２によって特徴付けられ、Ｆｖ１は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長範囲における第１のＳＰＤの出力の割合を示し、Ｆｃ１は、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲における第１のＳＰＤの出力の割合を示し、Ｆｖ２は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長範囲における第２のＳＰＤの出力の割合を示し、Ｆｃ２は、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲における第２のＳＰＤの出力の割合を示し、第１のＳＰＤおよび第２のＳＰＤは８０を超える演色評価数を有し、Ｆｖ１は少なくとも０．０５であり、Ｆｃ２は少なくとも０．１であり、Ｆｃ１はＦｃ２よりも少なくとも０．０２だけ少ない。

第２の態様において、第１の発光によって特徴付けられる第１のＬＥＤ発光源と、範囲４００ｎｍ〜４３５ｎｍにおける出力の第１の割合Ｆｖ１によって特徴付けられる第１のＳＰＤを放射するように構成されたディスプレイとを含む表示システムが提供され、表示システムは、ＮＴＳＣの少なくとも７０％の色域によって特徴付けられ、第１のＳＰＤは、３０００Ｋ〜９０００Ｋの範囲のＣＣＴを有する実質的に白色であり、Ｆｖ１は少なくとも０．０５である。

第３の態様において、一次電子放出を放射するように構成されたＬＥＤデバイスと、一次電子放出へ光学的に結合された１つ以上の波長変換材料とを含む光源が提供され、一次電子放出の一部が波長変換材料によって吸収されて、二次電子放出が生成され、一次電子放出および二次電子放出の組み合わせにより、ＣＣＴおよび演色評価数を有するＳＰＤによって特徴付けられる白色光が生成され、ＳＰＤ出力のうち少なくとも５％は、４００ｎｍ〜４３５ｎｍの波長範囲内にあり、ＳＰＤの概日刺激は、同じ色温度を有する基準光源の概日刺激の８０％未満であり、白色光は、８０を超える演色評価数によって特徴付けられる。

第４の態様において、一次ＳＰＤによって特徴付けられた一次電子放出を放射するように構成されたＬＥＤデバイスと、一次電子放出へ光学的に結合された少なくとも１つの蛍光体とを含む照明システムが提供され、少なくとも１つの蛍光体は、青色シアン波長領域内における可飽和吸収により特徴付けられ、ＬＥＤデバイスは、一次電子放出を減光するように構成された出力信号によって制御されるように構成され、第１の出力レベルにおいて、システムは、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲におけるスペクトル出力の第１の割合ｆｃ１と第１のＣＣＴとにより特徴付けられる第１のＳＰＤを放射し、第２の出力レベルにおいて、システムは、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲におけるスペクトル出力の第２の割合ｆｃ２と第２のＣＣＴとにより特徴付けられる第２のＳＰＤを放射し、第２の出力レベルは、第１の出力レベル未満であり、第２の割合ｆｃ２は、第１の割合ｆｃ１の８０％未満である。

当業者は、本明細書中に記載される図面は、あくまで例示目的のためのものであることを理解するであろう。図面は、本開示の範囲を限定することを意図していない。

は、いくつかの実施形態による、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源を調整するために用いられるような概日刺激波長範囲を示す図である。

は、概日システムへの光源の影響が、相対的な基準に対してどのように上がるかを示す。

は、いくつかの実施形態による、ピークが４６５ｎｍである概日刺激波長範囲の異なる半値全幅のために、一次ＬＥＤ（紫色−青色発光）と、緑色発光および赤色発光蛍光体との組み合わせから構成される３３００Ｋ白色光源用の相対的な概日刺激を示す。

は、いくつかの実施形態による、６００ｎｍにおける発光へ正規化された、一次ＬＥＤ（紫色−青色発光）と、緑色発光および赤色発光蛍光体との組み合わせから構成される３３００Ｋ白色光源のためのＳＰＤを示す。

は、いくつかの実施形態による、２蛍光体ベースのＬＥＤ白色光源のための３３００Ｋにおける概日刺激を、一次ＬＥＤ発光ピーク波長の関数として示す。

は、いくつかの実施形態による、９０分間の露出時における、眼の高さでの照度に対する予測されるメラトニン抑制を示す。

は、いくつかの実施形態による、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源の構成に用いられるような波長組み合わせのＬＥＤスペクトル出力分布（ＳＰＤ）を示す。

は、いくつかの実施形態による、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源の構成において用いられるような第１のＬＥＤ発光に対応するＳＰＤを示す。

は、いくつかの実施形態による、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源の構成において用いられるような第２のＬＥＤ発光に対応するＳＰＤを示す。

は、いくつかの実施形態による、３つの異なる色温度における概日のフレンドリーなＬＥＤ光源によって示される演色性を示すチャートである。

は、いくつかの実施形態による、３つの異なる色温度における概日のフレンドリーなＬＥＤ光源から生じる相対的な概日刺激を示すチャートである。

は、いくつかの実施形態による、測定可能な態様および／または環境変化に基づいて調整可能であるＬＥＤ白色光源の実行に用いられる光ストリップの一例を示す。

は、３０ｎｍの半値全幅（ＦＷＨＭ）を備え、４６５ｎｍにおいてピークに達する狭帯域の（ガウス）概日刺激範囲を示す。

図４Ｃ１および図４Ｃ２は、いくつかの実施形態による、、第１の紫色ポンプ２蛍光体ＬＥＤおよび第２の紫色ポンプ青色蛍光体ＬＥＤの発光をそれぞれ示す。

図４Ｄ１は、図４Ｃ１および図４Ｃ２の個別および複合ＬＥＤベースの発光スペクトルを示す。

図４Ｄ２は、いくつかの実施形態による、概日刺激の色特性およびレベルにおける差を示す。

図４Ｅ１および図４Ｅ２は、いくつかの実施形態による、第１の紫色ポンプ２蛍光体ＬＥＤおよび第２の青色発光ＬＥＤの発光をそれぞれ示す。

図４Ｆ１は、図４Ｄ１および図４Ｄ２の個別および複合ＬＥＤベースの発光スペクトルを示す。

図４Ｆ２は、いくつかの実施形態による、概日刺激の色特性およびレベルにおける差を示す。

は、概日刺激を特定の光源のための色温度の関数として示す。

は、いくつかの実施形態による、異なる２組のＬＥＤを有し、ＬＥＤ発光波長の比を調節して概日のフレンドリーなＬＥＤ光源を実行するためにクロックによって制御される光ストリップを示す。

は、いくつかの実施形態による、白色画面を用いた２つの表示システムのためのＳＰＤを示す。

は、いくつかの実施形態による、予測されるメラトニン抑制を示す。

は、いくつかの実施形態による、白色画面によって発光されるスペクトルを示す。

は、いくつかの実施形態による、典型的なＬＥＤが点灯された液晶ディスプレイの状況を示す。 は、いくつかの実施形態による、典型的なＬＥＤが点灯された液晶ディスプレイの状況を示す。

は、計算された相対的な概日刺激と、相対的な表示有効性とを示す。

は、いくつかの実施形態による、選択された一次ピーク発光波長と共により良好に機能するように蛍光体システムが調整される状況を示す。

は、いくつかの実施形態による、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源によって生成されるようなｘ−ｙ色度空間中の線形色度曲線を示すチャートである。

は、いくつかの実施形態による、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源によって生成されるような白色光境界領域の形状を示すチャートである。

実施形態による、個別に制御される２組のＬＥＤの特性を示す。 実施形態による、個別に制御される２組のＬＥＤの特性を示す。 実施形態による、個別に制御される２組のＬＥＤの特性を示す。 実施形態による、個別に制御される２組のＬＥＤの特性を示す。

実施形態による、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源を用いたＬＥＤランプの分解図を示し、 はその組立図を示す。

は、いくつかの実施形態による、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源を用いたＬＥＤランプにおいて用いられる多重トラックドライバ制御システムの模式図である。

は、いくつかの実施形態による、混合された物理的配置において、ＬＥＤランプにおいて用いられるような２トラックの概日のフレンドリーな配置を形成するための２つのＬＥＤストリングを示す。。

は、いくつかの実施形態による、多様な規格に対応するランプ形状の選択肢を示す。

は、実施形態による、多様な形状に対応する反射板の選択肢を示す。 は、実施形態による、多様な形状に対応する反射板の選択肢を示す。

実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。 実施形態によるランプ用途の形態で本開示の実施形態を示す。

は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤ白色光源の初期ＳＰＤと、青色光除去後のフィルタリングされたＳＰＤとを示す。

は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤ白色光源の初期ＳＰＤと、青色光を蛍光体によって吸収し黄色光へ変換した後の変換されたＳＰＤとを示す。

は、いくつかの実施形態による、３０００ＫのＣＣＴおよび約９０のＣＲＩを有するＬＥＤ白色光源の発光スペクトルと、可飽和赤色蛍光体の発光および吸収スペクトルとを示す。

は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤ白色光源をこのような可飽和蛍光体と組み合わせるための可能な方法を示す。

は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤ照明システムのスペクトルおよび比色分析特性をそれぞれ示す。 は、いくつかの実施形態による、ＬＥＤ照明システムのスペクトルおよび比色分析特性をそれぞれ示す。

照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。 照明用途を示す。

以下、特定の実施形態について詳細に言及する。開示の実施形態は、特許請求の範囲を制限することを意図していない。

ヒトの眼中の非視覚的光受容器（いわゆる固有の感光性網膜神経節細胞）は、概日システムに接続されている。概日の励起帯のディテールが変化し続ける一方、励起帯は青色範囲内においておよそ４６５ｎｍでピークに達することが一般的なコンセンサスである。

図１Ａは、２００１年８月１５日、２１（１６）：６４０５-６４１２（Ｂｒａｉｎａｒｄ）Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＮｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅにおいてＢｒａｉｎａｒｄらにより提示されたように、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源の調整に用いられるように、概日刺激波長範囲（ＣＳＷＲ）１０２を明所視範囲１０４と比較して示す図１Ａ００である。このような広範囲の有効作用スペクトルにより、白色光源ののための概日刺激を変更することは、相対的な短波長成分、すなわち、ＣＣＴを変更すること以外には、ほとんど不可能であるようにみえる。しかし、より最近の研究は、関連するＣＳＷＲは実際には、Ｂｒａｉｎａｒｄらが提示されたよりもはるかに幅狭であることを示唆している。例えば、ＲａｈｍａｎらのＥｎｄｏｃｒｉｎｏｌｏｇｙ、２００８年８月７日、１４９（１２）：６１２５-６１３５には、青色光を４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲のみにおいてフィルタリングすることにより、グルココルチコイド上昇およびメラトニン抑制を回避することができることが示されている。ＣＳＷＲがより幅狭になれば、概日刺激の量を制御しつつ、所望の品質の光のための白色光源の設計において高い柔軟性があるべきであることを意味するので、これは重要である。さらに、Ｂｒａｉｎａｒｄらは、実験データのフィッティング時、それらの作用スペクトルに対し対称な形状を与えたことは特筆すべきである。しかし、Ｂｒａｉｎａｒｄらの図５中の実験点を注意深い分析は、短波長（例えば、４２０ｎｍ）における実験的応答が近似曲線によって得られるよりも有意に低いことを示している。換言すれば、特に短波長においてＣＳＷＲは周知ではなく、また、いくつかの作用スペクトル中に報告されているよりも幅狭であってもよいことの示唆的証拠がある。

スペクトル出力分布ＳＰＤを用いた光源のためのｉｐＲＧＣｓを介した概日刺激（ＣＳ）は、波長λの関数として、以下のようにモデル化することができる。

式中、ｃ（λ）は概日刺激スペクトルである。（照明用途に関連する）等しい光束の２つの光源ＡおよびＢについて、Ａ対Ｂの相対的な概日刺激（ＣＳ）は、以下である：

式中、ＬＥは、スペクトル出力分布のルーメンに相当する。

図１Ｂは、概日システムへの光源の影響が光強度に対してどのように上がるかを示す。概日システムへの光源の影響は、相対的なＣＳと共に、光強度（例えば、ルクスレベル）および露出時間と共に上がる。相対的なＣＳと、Ｂｒａｉｎａｒｄによって開示された単色光刺激からのデータとを組み合わせることができる。その後、図１Ｂは、多様な照度および多様な光源に対するメラトニン抑制を示す図１Ｂが得られる。

図１Ｂは、９０分間の露出後のメラトニン抑制を、ヒトの眼に到達する照度（ルクス）の関数として示す。曲線１１１は、４６０ｎｍにおける単色光放射への応答を示し、Ｂｒａｉｎａｒｄから直接得られる。曲線１１２は、標準光源Ｄ６５に対する応答を示す。曲線１１３は、標準光源Ａによる照明への応答を示す。曲線１１２および１１３は、それらの相対的なＣＳに応じて曲線１１１をシフトさせることにより得られる。

図１Ｂは、一般的な屋内の住宅照明の状況（光源ＣＩＥ Ａ下３００ルクス、白熱灯の典型）に対し、メラトニン抑制が顕著であることを示し、９０分間後に約５０％である。そのため、この一般的な状況においても、概日システムは影響を受け得る。光源Ａよりも相対的ＣＳが高い光源に対して、その影響はさらに大きくなり得る。

以下の図および本文は、多様なＬＥＤ白色光源間における相対的ＣＳを比較するのに役立つ。図１Ｃは、一次ＬＥＤ（紫色−青色発光へ変化する）と、緑色発光および赤色発光蛍光体との組み合わせから構成される３３００Ｋ白色光源に対する相対的な概日刺激（ＣＳ）を示す。図１Ｃにおいて、ｘ軸は、一次ＬＥＤの中心発光波長であり、ｙ軸は、（ＣＩＥ Ａへ正規化された）相対的な概日刺激である。概日刺激は、概日刺激波長範囲のピークが４６５ｎｍであると仮定し、ガウス線形状を有し、図において分類されるように（図１Ａを参照）多様な半値全幅（１０ｎｍ〜９０ｎｍ）を有して計算される。白色光源を得るために用いられる蛍光体については、適切な蛍光体は、Ｅｕ^２＋ドープ材料であり得る。緑色エミッタの一例は、ＢａＳｒＳｉＯ：Ｅｕ^２＋である。赤色エミッタの一例は、ＣａＡｌＳｉＮ：Ｅｕ^２＋である。図１Ｃにおいて、緑色および赤色発光ピーク波長／ＦＷＨＭはそれぞれ、５３０／１００および６３０／１００である。以下に述べるような他の蛍光体も可能である。蛍光体に加えて、例えば、「量子ドット」として知られる他のナノ粒子などの有機材料または半導体のような他の波長下方変換材料も利用可能である。他の実施形態において、緑色および／または赤色発光は、ＬＥＤによって提供され得る。図１Ｃに示すように、幅広ＣＳＷＲｓ（例えば、幅９０ｎｍの１２３および幅７０ｎｍの１２４）の場合、一次ＬＥＤ波長感度はほとんど無いか、またはさらには波長が短すぎるという不利点がある。しかし、より幅狭のＣＷＳＲ（例えば、１０ｎｍの１２１および３０ｎｍの１２２）の場合、一次ＬＥＤ波長を低減させる強い利点がある。例えば、３０ｎｍのＦＷＨＭ ＣＳＷＲ１２２の場合、紫色（〜４０５ｎｍ〜４２５ｎｍ）の一次３３００ＫＬＥＤための相対的なＣＳは、ＣＩＥ Ａ光源（２８５６Ｋ）１２５の約半分である。そのため、光源１２２は、多数の白熱灯よりも概日刺激が低く、また、ＣＩＥ ＡよりもＣＳが約２０％高い４４５ｎｍ（青色）ベースの３３００ＫＬＥＤ１２３よりもずっと低刺激である。図１Ｃに示すものを含む多様なＬＥＤ光源発光のためのＳＰＤが図１Ｄに示され、６００ｎｍにおける発光へ正規化されている。これらのＳＰＤは、例えば異なる紫色成分によって特徴付けられる。各ＳＰＤにおいて、ＣＲＩは８０以上に維持され、Ｒ９はゼロを超える値（約１０）である。

例えば夜間照明においては、グルココルチコイド上昇およびメラトニン抑制を回避して人間の健康な睡眠を提供するするために、概日刺激が無いかまたは低い概日刺激光源が所望される。図１Ｃの３０ｎｍＦＷＨＭ ＣＳＷＲを参照して、図１Ｅは、２蛍光体ベースのＬＥＤ白色光源のための３３００ＫにおけるＣＳを、一次ＬＥＤ発光ピーク波長の関数として示す。４５５ｎｍ一次電子放出において、ＳＰＤに相当するルーメンは高くなる（約３２０ｌｍ／Ｗｏｐｔ）が、ＣＳも高くなる（ＣＩＥ Ａの約２倍）。一次ＬＥＤピーク波長が４５５ｎｍを下回るため、ＣＳが大幅に低下する。さらに、一次ＬＥＤピーク波長が４２０ｎｍを下回るため、ＬＥも低下する。そのため、ＬＥがいまだ合理的に高い一定範囲の一次ＬＥＤピーク発光波長があるが、ＣＳはＣＩＥ Ａに対して低下する。詳細には、４０５ｎｍ〜４３５ｎｍの波長範囲により、低下されたＣＳおよび合理的なＬＥが提供される。このＣＣＴを備えた多様な標準ＬＥＤ源が約３００のＬＥを有し、したがって、ＬＥが約２００または約２５０である実施形態は標準的な源よりもずっと低いＣＳを提供するので、これら実施形態が受容可能であるとみなすことができる。

図１Ｆは、このような光源の利点をさらに示す。図１Ｆは、９０分間の露出における、眼の高さでの照度に対する予測されるメラトニン抑制を示す。曲線１は、４１５ｎｍの一次ピーク発光を有するＬＥＤ源に対応し、曲線２は、４５５ｎｍの一次ピーク発光を有するＬＥＤ源に対応する。相対的に低下したＣＳに起因して、４１５ｎｍの一次ＬＥＤはより低いメラトニン抑制を引き起こす。光レベルを約１００ルクスまで落とした場合、抑制は極めて小さくなる（信号上限の上方１０％未満）一方、４５５ｎｍの一次ＬＥＤ下におけるの同一照度において、メラトニン抑制は顕著である（９０分間で約４０％）。このように、概日刺激の変更は、実際の環境において関連する影響を有している。

原理的には、光源の概日刺激を低減するために別のアプローチを使用することができる。すなわち、光源のＣＣＴの調整−実際には、より高温のＣＣＴが、通常、より低い相対的なＣＳにつながる。多様なＬＥＤベースの製品は、この能力を提供する。しかし、これらの製品は、青色一次ＬＥＤ（ピーク発光波長範囲が約４４５ｎｍ〜４６０ｎｍ）を用いる。したがって、低ＣＣＴにおいてでさえ、相対的なＣＳはかなり高いままである（例えば、例えば図１Ｃに示すような３０００ＫＬＥＤ源のための光源ＣＩＥ Ａの約２倍）。

そのため、一次ＬＥＤの発光波長および一次ＬＥＤの全体的発光スペクトルの注意深い選択がすることがＣＳを大幅に調整するのに重要である。

多様な概日のフレンドリーなＬＥＤ白色光源の実施形態は、おおよそ毎日の概日周期において概日周期をシミュレートするために、各発光スペクトルを調整することが可能なように、構成され得る。

図２Ａは、概日のフレンドリーなＬＥＤ白色光源の構成に用いられるような多様な波長組み合わせ２Ａ００のスペクトル出力分布（ＳＰＤ）を示す。

図２Ａに示すように、朝の概日刺激のために刺激性の青色ピークが放射される（曲線２０２を参照）。別の曲線は、夜間のための低概日刺激（曲線２０６を参照）を示し、第３の曲線（２０４）は、中間選択肢を示す。

特定の実施形態において、概日のフレンドリーなＬＥＤ白色光源（例えば、図４Ａの照明器具および図６Ａおよび図６Ｂのランプを参照）は、２５００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）（図２Ｂ中のＬＥＤ発光２０８のスペクトルを参照）における実質的に低概日刺激のスペクトルであるスペクトル２０８を放射するための、例えば、紫色（またはＵＶ）一次ＬＥＤと、緑色、赤色および（任意選択の）青色蛍光体との組み合わせなどの第１のＬＥＤ（図２Ｂを参照）を含む。このようなＬＥＤおよび蛍光体の組み合わせは、合理的な白色ポイントを示し得、合理的な演色性を示し得る。例えば、一次ＬＥＤおよび蛍光体の発光スペクトルなどの詳細に応じて、青色蛍光体を第１のＬＥＤと組み合わせる必要が無い場合がある。

概日のフレンドリーなＬＥＤ光源の実行のために、第２のＬＥＤ（図２Ｃを参照）を付加することができる。発光２１０（図２Ｃ）は、例えば青色蛍光体のみをポンプするための紫色（またはＵＶ）ＬＥＤを含む第２のＬＥＤを用いて生成することができる。青色蛍光体は、一次（紫色またはＵＶ）ＬＥＤからの光子の吸収特性に基づいて選択することができる。すなわち、青色蛍光体は、中程度の蛍光体ローディングにおいて励起が発生し得、その結果得られるシステムパッケージ効率が十分となるように、選択することができる。また、青色蛍光体は、その組み合わせの発光特性に基づいて、発光特性を第１のＬＥＤ発光と組み合わせることにより、制御された様態で色度をシフトまたは調整する（例えば、白色光の出現を維持するために、ＣＣＴをプランク曲線に沿って増加させるのと類似する方向において）ように選択することができる。加えて、青色蛍光体ピーク発光波長およびＦＷＨＭは、第２のＬＥＤの全体的スペクトルへの貢献（第１のおよび第２のＬＥＤ複合）が増加した場合（図２Ａ）でも、指定された演色性を維持するように選択することができる。場合によっては、所望の演色性を、５０を超えるＣＲＩ、８０を超えるＣＲＩ、または特定の実施形態において９０を超えるＣＲＩとして表すことができる。例えば、Ｒ９、別の色忠実度測定および／または色域測定などの他の測定基準を用いることも可能である。いくつかの実施形態において、青色蛍光体は、所望の励起および本明細書中に記載されるスペクトル調整のための発光の所望の主波長を含む発光特性を与える組み合わされた異なる蛍光体の混合物とすることができる。

２５００ＫのＣＣＴを備えたＳＰＤにおいて、４００ｎｍ〜４４０ｎｍのスペクトル範囲における出力の割合は０．０３であり、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における出力の割合は０．０６である。５０００ＫのＣＣＴを備えたＳＰＤにおいて、４００ｎｍ〜４４０ｎｍのスペクトル範囲における出力の割合は０．０２であり、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における出力の割合は０．２０である。

多様なＬＥＤ温度において本開示によって提供されるＬＥＤ白色光源のための特定の演色性を図３Ａに示す。Ｂｒａｉｎａｒｄに倣ってモデル化されたＣＳＷＲ（図１Ａ中の１０２、約９５ｎｍＦＷＨＭ）に基づいた（ＣＩＥ Ａ光源に対する）概日刺激を図３Ｂに示す。

特定の実施形態は、４７７ｎｍピーク発光波長およびＦＷＨＭ８０ｎｍによって特徴付けられる青色蛍光体を用いる。４７７ｎｍピーク発光波長を有するこのような青色蛍光体は、１つの実施形態のみを示し、他の実施形態は、他の蛍光体および蛍光体の組み合わせを用いる。詳細には、本開示において言及される蛍光体および／または波長変換材料の組成は、多様な波長変換材料を含み得る。

波長変換材料は、セラミックまたは半導体粒子蛍光体、セラミックまたは半導体プレート蛍光体、有機または無機ダウンコンバータ”、アップコンバータ（アンチストークス）、ナノ粒子、波長変換を提供する上記および他の材料のうちのいずれかの組み合わせであり得る。いくつかの例を以下に示す：
（Ｓｒｎ，Ｃａ_１−ｎ）１０（ＰＯ_４）_６・Ｂ_２Ｏ_３：Ｅｕ^２＋（ここで０≦ｎ≦１）
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_５（ＰＯ_４）_３（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ_５：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋
Ｓｒ_２Ｓｉ_３Ｏ_８・_２ＳｒＣｌ_２：Ｅｕ^２＋
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋
ＢａＡｌ_８Ｏ_１３：Ｅｕ^２＋
２ＳｒＯ・_０．８４Ｐ_２Ｏ_５・_０．１６Ｂ２Ｏ_３：Ｅｕ^２＋
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋
Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ^４＋
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ^２＋
（Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ_３：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋
（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ）_２Ｓｉ_１−ｘＯ_４−２ｘ：Ｅｕ^２＋（ここで０≦ｘ≦０．２）
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕ^２＋
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋
（Ｃａ，Ｓｒ）_８（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ_４）_４Ｃ_ｌ２：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋
Ｎａ_２Ｇｄ_２Ｂ_２Ｏ_７：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｚｎ）_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋
（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋，Ｂｉ^３＋
（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋，Ｂｉ^３＋
（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ_４：Ｅｕ^３＋，Ｂｉ^３＋
（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ^２＋，Ｃｅ^３＋
（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）_３（Ｓｃ，Ａｌ，Ｇａ）_５−ｎＯ_{１２−３／２ｎ}：Ｃｅ^３＋（ここで０≦ｎ≦０．５）
ＺｎＳ：Ｃｕ^＋，Ｃｌ⁻
（Ｙ，Ｌｕ，Ｔｈ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋
ＺｎＳ：Ｃｕ^＋，Ａｌ^３＋
ＺｎＳ：Ａｇ^＋，Ａｌ^３＋
ＺｎＳ：Ａｇ^＋，Ｃｌ⁻
群：
Ｃａ_１−ｘＡｌ_ｘ−ｘｙＳｉ_{１−ｘ＋ｘ}ｙＮ_{２−ｘ−ｘｙ}Ｃ_ｘｙ：Ａ
Ｃａ_{１−ｘ−ｚ}Ｎａ_ｚＭ（ＩＩＩ）_{ｘ−ｘｙ−ｚ}Ｓｉ_{１−ｘ＋ｘｙ＋ｚ}Ｎ_{２−ｘ−ｘｙ}Ｃ_ｘｙ：Ａ
Ｍ（ＩＩ）_{１−ｘ−ｚ}Ｍ（Ｉ）_ｚＭ（ＩＩＩ）_{ｘ−ｘｙ−ｚ}Ｓｉ_{１−ｘ＋ｘｙ＋ｚ}Ｎ_{２−ｘ−ｘｙ}Ｃ_ｘｙ：Ａ
Ｍ（ＩＩ）_{１−ｘ−ｚ}Ｍ（Ｉ）_ｚＭ（ＩＩＩ）_{ｘ−ｘｙ−ｚ}Ｓｉ_{１−ｘ＋ｘｙ＋ｚ}Ｎ_{２−ｘ−ｘｙ−２ｗ／３}Ｃ_ｘｙＯ_{ｗ−ｖ／２}Ｈ_ｖ：Ａ
Ｍ（ＩＩ）_{１−ｘ−ｚ}Ｍ（Ｉ）_ｚＭ（ＩＩＩ）_{ｘ−ｘｙ−ｚ}Ｓｉ_{１−ｘ＋ｘｙ＋ｚ}Ｎ_{２−ｘ−ｘｙ−２ｗ／３−ｖ／３}Ｃ_ｘｙＯ_ｗＨ_ｖ：Ａ

式中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ＜１、０≦ｖ＜１、０＜ｗ＜１、ｘ＋ｚ＜１、ｘ＞ｘｙ＋ｚ、および０＜ｘ−ｘｙ−ｚ＜１であり、Ｍ（ＩＩ）は、少なくとも１つの二価陽イオンであり、Ｍ（Ｉ）は、少なくとも１つの一価の陽イオンであり、Ｍ（ＩＩＩ）は、少なくとも１つの三価カチオンであり、Ｈは、少なくとも１つの一価陰イオンであり、Ａは、結晶構造中の発光活性化ドープである。
ＬａＡｌ（Ｓｉ_６−ｚＡｌ_ｚ）（Ｎ_１０−ｚＯ_ｚ）：Ｃｅ^３＋（ここでｚ＝１）
（Ｃａ，Ｓｒ）Ｇａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋
ＡｌＮ：Ｅｕ^２＋
ＳｒＹ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋
ＣａＬａ_２Ｓ_４：Ｃｅ^３＋
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＰ_２Ｏ_７：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋
（Ｙ，Ｌｕ）_２ＷＯ_６：Ｅｕ^３＋，Ｍｏ^６＋
ＣａＷＯ_４
（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ）_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋
（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ）_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_ｎＳｉ_ｎＮｎ：Ｅｕ^２＋（ここで２ｎ＋４＝３ｎ）
Ｃａ_３（ＳｉＯ_４）Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋
（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）_２−ｎＣａ_ｎＳｉ_４Ｎ_６＋ｎＣ_１−ｎ：Ｃｅ^３＋（ここで０≦ｎ≦０．５）
（Ｌｕ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｙ）ａｌｐｈａ−ＳｉＡｌＯＮｄｏｐｅｄｗｉｔｈＥｕ^２＋ａｎｄ／ｏｒＣｅ^３＋
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＳｉＯ_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋，Ｃｅ^３＋
Ｂａ_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋，Ｍｎ^２＋
（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋
ＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）_３：Ｅｕ^２＋
Ｂａ_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋
ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｃｅ^３＋
Ｓｒ_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋
（ＢａＳｉ）Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋
Ｍ（ＩＩ）_ａＳｉ_ｂＯ_ｃＮｄＣｅ：Ａ（ここで、６＜ａ＜８、８＜ｂ＜１４、１３＜ｃ＜１７、５＜ｄ＜９、０＜ｅ＜２である）。Ｍ（ＩＩ）は、（Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｔｍ、Ｃｄ）の二価陽イオンであり、（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ｓｂ）のＡである。
ＳｒＳｉ_２（Ｏ，Ｃｌ）_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋
ＳｒＳｉ_９Ａｌ_１９ＯＮ_３１：Ｅｕ^２＋
（Ｂａ，Ｓｒ）Ｓｉ_２（Ｏ，Ｃｌ）_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋
ＬｉＭ_２Ｏ_８：Ｅｕ^３＋、ここでＭ＝ＷまたはＭｏ

本出願の目的のため、蛍光体が２つ以上のドーパントイオン（例えば、上記の蛍光体中のコロンに続くイオン）を含む場合、これは、蛍光体がそれらのドーパントイオンの少なくとも１つ（しかし必ずしも全てではない）をその材料内に含むことを意味する。すなわち、当業者によって理解されるように、この主の表記は、蛍光体がこれらの指定されたイオンのうちいずれかまたは全てを製剤中のドーパントとして含み得ることを意味する。

さらに、ナノ粒子、量子ドット、半導体粒子および他の種類の材料を波長変換材料として用いることが可能であることが理解される。上記のリストは、代表例であり、本明細書中に記載される実施形態内において用いることが可能な材料全てを含むものとしてとられるべきではない。

ランプの実施形態は、上記した波長変換材料のうちのいずれかを含むことができ、多様な品質の光特性を示すことができる。このような品質の光特性のうち一部を図３Ａおよび図３Ｂに示す。

図３Ａは、３つの異なる色温度（例えば、５０００°Ｋ、３５００°Ｋおよび２５００°Ｋ）における図２Ａの概日のフレンドリーなＬＥＤ白色光源によって示される演色評価数（Ｒａ）および赤色演色（Ｒ９）を示す演色チャート３Ａ００である。

第１および第２のＬＥＤ発光は、同等なレベルにおいて複合され、受容可能な演色（それぞれ、８０、６５のＲａ、Ｒ９）によって５０００Ｋ色ポイントを達成することができる。さらに、この発光スペクトルは、Ｄ６５基準光源（日光）によって達成されるものと同様の、（上記で定義したような）高い相対的な概日刺激を持ち得る。第２のＬＥＤ発光が極めて低レベルまで低下され（またはオフにされ）た場合、第１のＬＥＤ発光が優位に立ち、低概日刺激スペクトルが２５００Ｋにおいて９３、６５のＲａ、Ｒ９と共に達成される。中間点において、３５００Ｋ色温度が、８５、８８のＲａ、Ｒ９および概日システムの中間レベルの刺激と共に得られる。よって、このＬＥＤ白色光源を用いて、常に受容可能な白色光品質（Ｒａ≧８０、Ｒ９≧５０）を維持しつつ、朝には高刺激の５０００Ｋの光を、午後には３５００Ｋの中程度の刺激の照明を、夜には低刺激の２５００Ｋの光を達成することができる。第１および第２のＬＥＤへの合計出力を調節して、所望の合計照度レベルを提供することができる。

図３Ｂは、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源から生じる相対的な概日刺激を示すチャート３Ｂ００である。

図３Ｂは、Ｂｒａｉｎａｒｄに倣ってモデル化された９５ｎｍＦＷＨＭ ＣＳＷＲを用いた、図２Ａに示す概日のフレンドリーな光源の相対的な概日刺激を示す。色温度５０００Ｋ（図２Ａ中の２０２）を達成するように第１および第２のＬＥＤ発光双方を組み合わせることにより、極めて高い概日刺激効果が達成される。図３Ｂに示すように、５０００Ｋにおいて、相対的な概日刺激は、ＣＩＥ Ａ基準光源よりおよそ２．８倍高い。この概日刺激レベルは、ＣＩＥ Ａ基準光源よりも３．１倍高い相対的な概日刺激を有する日光と関連付けられた光源（例えば、図示のようなＤ６５光源）によって達成されるレベルに近い。第２のＬＥＤが低下され（またオフにされ）て、第１のＬＥＤ発光が優位に立った場合、２５００Ｋスペクトルが達成される（図２Ａ中の２０６）。これは、極めて低い概日刺激を有する（ＣＩＥ Ａ基準光源の場合の１０％以内）。第１および第２のＬＥＤ発光の強度が同等である場合、３５００Ｋにおいて中間スペクトルが達成される（図２Ａ中の２０４）。これにより、ＣＩＥ Ａ基準光源のおよそ２倍高い相対的な概日刺激が得られる。

クロック制御された駆動スキームを介して、１日を通して色を動的に（連続的にまたは段階的に）変更することができる。あるいは、エンドユーザへ提供された切り換え機構を用いて、所望の色ポイントを選択することができる。例えば、電力線通信、ＷｉＦｉ、Ｚｉｇｂｙ、ＤＡＬＩなど、他の多数の自動および／またはヒトインターフェース制御スキームが利用可能である。異なる目標ＣＣＴも可能である。このような光源を用いれば、例えば、標準的な青色ＬＥＤなどの概日フレンドリーではない光源と比較して健康および快適性において大きな恩恵が得られることが予測される。

図４Ａは、測定可能な態様（例えば、時間帯）および／または環境変化に基づいて調整可能な白色光源を実行するために用いられる光ストリップの一例を示す。このような白色光源は、例えば少なくとも２つのＬＥＤ源を混合することにより、形成することができる。例えば、先ず、１組の赤色、緑色および（任意選択の）青色発光蛍光体と紫色一次ＬＥＤとの適切な混合を使用し、その後、紫色ポンプ青色蛍光体ＬＥＤまたは青色一次ＬＥＤを使用する。これら２つの源を概日周期全体にわたって混合して、概日のフレンドリーなＬＥＤ白色光源を形成することができる。このような光ストリップは、例えば、線形反射板照明器具のための光エンジンとして用いることができる。

他の実施形態において、ＣＳＷＲは、Ｂｒａｉｎａｒｄによって記載されているものよりも幅狭であり得る（図４Ｂ中の曲線４０１）。例えば、図４Ｂ中の曲線４０２に示すように、３０ｎｍのＦＷＨＭで４６５ｎｍのピークガウスＣＳＷＲを考える。このより幅狭のＣＳＷＲの場合、ＣＣＴがＣＩＥ Ａよりも高いＬＥＤ白色光源を設計することが可能であるが、概日刺激は低くなる。

図４Ｃ１は、緑色および赤色蛍光体４０３をポンプする紫色一次ＬＥＤの第１のＬＥＤ発光４Ｃ１００を示す。この発光は、３２８６Ｋにおけるが、ＣＩＥ Ａに対してＣＳが５０％である。そのため、ＬＥＤ白色光源は、ＣＩＥ ＡよりもＣＣＴが高いが、概日刺激は低い。第２のＬＥＤ発光４Ｃ２００（図４Ｃ２）は、ピーク発光波長が４７７ｎｍ４０４である青色蛍光体をポンプする紫色一次ＬＥＤである。第１のＬＥＤ発光および第２のＬＥＤベースの発光を図４Ｄ１に示すように組み合わせることにより、図４Ｄ２中の表に示すように、プランクの４点、ＣＲＩ＞８０、およびＲ９＞１０、内における白色点を維持しつつ、約５０００Ｋ〜約３３００Ｋの調整が可能となり、ＣＳをＣＩＥ Ａの約３００％〜５０％未満まで変更させることが可能となる。

特定のスペクトル範囲中の相対的なスペクトル成分（例えば、ＳＰＤの割合）を考慮することにより、このＣＳの変化を定量化することも可能である。２つの対象範囲は、「紫色−青色」（ＶＢ）範囲４００ｎｍ〜４４０ｎｍおよび「青色シアン」（ＢＣ）範囲４４０ｎｍ〜５００ｎｍ中の相対的なスペクトル成分である。前者の範囲は、概日刺激が相対的に低く、後者の範囲は、概日刺激が相対的に高い。図４Ｄ２中の表は、これらの波長範囲における相対的なスペクトル成分を示す。５０００Ｋから３３００Ｋへの調整の場合、ＶＢ範囲中の合計ＳＰＤ出力の割合が若干（０．１９から０．２３へ）増加する一方、ＢＣ範囲中の割合は著しく（０．２０から０．０５へ）低減する。このスペクトル成分のＢＣ範囲からＶＢ範囲への再分配が、３３００ＫのＳＰＤの低ＣＳに寄与する。また、紫色光の存在により、ＳＰＤがプランク上にとどまることを可能となることに留意されたい。

特定の実施形態において、ＶＢ範囲中におけるＳＰＤの高い割合Ｆｖを備えることまたはＢＣ範囲中における低い割合Ｆｃを備えることが低ＣＳに対応し、逆も成り立つ。例えば、Ｆｃ＞０．１によて特徴付けられたＳＰＤは高刺激を持ち得、Ｆｃ＜０．０６およびＦｖ＞０．０５によって特徴付けられたＳＰＤは低刺激を持ち得る。同様に、Ｆｃ／Ｆｖ＞０．５によって特徴付けられたＳＰＤは相対的に高刺激を持ち得、Ｆｃ／Ｆｖ＞１によって特徴付けられたＳＰＤは高刺激を持ち得る。Ｆｃ／Ｆｖ＜０．４によって特徴付けられたＳＰＤは、相対的に低刺激を持ち得、Ｆｃ／Ｆｖ＜０．２によって特徴付けられたＳＰＤは、低刺激を持ち得る。これらの範囲は、図４Ａ〜図４Ｎ２および図５Ａ〜図５Ｃ４中のものを含む本開示によって提供されるＬＥＤ白色光源の特定の実施形態に対応する。

よって、ＣＳは一般的には比Ｆｃ／Ｆｖに比例し得、より高い値は、より高い概日刺激と関連付けられる。また、ＣＳは一般的には、Ｆｃ成分に比例し得る。さらに、特定の実施形態において、ＬＥＤ白色光源のＶＢ成分が増加するとＢＣ成分が低下し、逆にＢＳの増加は、ＶＢ成分の低下につながる。

ＦｖおよびＦｃは、ＶＢ波長範囲内またはＢＣ波長範囲内それぞれにおけるＳＰＤ中の出力の割合を示す。例えば、ＳＰＤ中の合計出力が１である場合において、ＳＰＤ中の出力の１０％がＶＢ波長範囲内にあると、Ｆｖは０．１であり、ＳＰＤ中の出力の１０％がＢＣ波長範囲内にあると、Ｆｃは０．１である。

特定の実施形態において、Ｆｖは０．２未満であり、０．１５未満であり、０．１未満であり、０．０８未満であり、特定の実施形態において、０．０５未満である。

特定の実施形態において、Ｆｖは、０．２を超え、０．１５を超え、０．１を超え、０．０８を超え、特定の実施形態において０．０５を超える。

特定の実施形態において、Ｆｃは、０．２未満であり、０．１５未満であり、０．１未満であり、０．０８未満であり、特定の実施形態において０．０５未満である。

特定の実施形態において、Ｆｃは、０．２を超え、０．１５を超え、０．１を超え、０．０８を超え、特定の実施形態において０．０５を超える。

ＦｖおよびＦｃの多様な組み合わせは、本開示のＬＥＤ白色光源を提供することに一貫して提供することができる。本開示によって提供されるデバイスおよび方法の使用、Ｆｖ、すなわち、４００ｎｍ〜４４０ｎｍのＶＢ範囲におけるスペクトル成分を制御して、所望の白色発光の提供と、例えば、ＣＣＴ、ＣＲＩ、Ｒａ、Ｄｕｖなどの所望の属性を維持することが可能となることは重要である。紫色発光ＬＥＤおよび選択蛍光体ならびに他の波長における任意選択的なさらなるＬＥＤ発光の使用により、４００ｎｍ〜４４０ｎｍのＶＢ範囲における成分をより高精度に制御する能力が得られる。

特定の実施形態において、Ｆｃ／Ｆｖは、０．１〜１であり、０．１〜０．８であり、０．１〜０．６であり、特定の実施形態において０．１〜０．４である。

特定の実施形態において、Ｆｃ／Ｆｖは、０．１未満であり、０．２未満であり、０．３未満であり、０．４未満であり、０．５未満であり、特定の実施形態において０．６未満である。

特定の実施形態において、Ｆｃ／Ｆｖは、０．５〜１．５であり、０．５〜１．３であり、０．５〜１．１であり、特定の実施形態において０．５〜０．９である。

特定の実施形態において、Ｆｃ／Ｆｖは、０．５を超え、０．６を超え、０．７を超え、０．８を超え、０．９を超え、特定の実施形態において１を超える。

本開示の実施形態によって明示された高品質の光を得ることは自明ではないことが理解されるべきである。紫色放射を補うことなく青色およびシアン発光の全て（または大部分）を単に除去することにより、光源のＣＳを低減することが可能であるものの、スペクトル中に短波長光が存在しないため、その結果得られる演色評価数は低くなる。さらに、プランクの近隣の源の色度を維持することが困難となり得る（その結果、源が低ＣＣＴおよび／または緑色がかった色合となる）。対照的に、本開示の実施形態は、青色および紫色光の量を均衡させることにより、高品質の光（例えば、ＣＲＩ、Ｒａ、Ｄｕｖ）を維持しつつ、ＣＳの調節を促進する。

第２のＬＥＤ発光において適切な主波長の一次青色発光ＬＥＤを用いて、プランクに沿った調整することが可能である。例えば、図４Ｅ１および図４Ｅ２に示すように、約４８０ｎｍピーク発光ＬＥＤを図４Ｃ２の青色蛍光体ＬＥＤの代わりに用いることができる。図４Ｅ１は、第１のＬＥＤベースの源４２０の発光スペクトルを示し、図４Ｅ２は、青色発光ＬＥＤのスペクトル４２１を示す。図４Ｅ１および図４Ｅ２に示す発光を組み合わせることにより、図４Ｆ２中の表に示すように、概日刺激の色特性およびレベルがわずかに異なるだけで、図４Ｆ１の複合スペクトル４２２によって示すように同様の効果が達成される。

ＦＷＨＭが３０ｎｍである４６５ｎｍピークガウスＣＳＷＲの場合において、一般的な光源用の相対的なＣＳと、本開示によって提供されるＬＥＤ白色光源との比較を例示する。図４Ｇは、（ＣＩＥ Ａについて正規化された）ＣＳを、例えば、蝋燭の光（１８５０Ｋ）、ＣＩＥ Ａ（２８５６Ｋ）、Ｄ５０位相日中光（５０００Ｋ）、およびＤ６５位相日光（６５００Ｋ）などの一般的な光源の色温度の関数として示す。ＣＳは、約２５％（蝋燭の光）からＣＩＥ Ａのほぼ４倍（Ｄ６５）まで変化する。また、４５５ｎｍ青色一次ＬＥＤ２蛍光体３０００ＫのＬＥＤおよび４２５ｎｍ紫色一次ＬＥＤ２蛍光体３０００ＫのＬＥＤのＣＳについてもプロットしている。概日刺激の差は顕著であり、４５５ｎｍベースのＬＥＤ白色光源は、ＣＩＥ Ａの１．５倍よりも高く、４２５ｎｍベースのＬＥＤ白色光源の３倍よりも高い。注目すべきは、Ｃｅ^３＋ガーネット蛍光体（例えば、「ＹＡＧ」）は紫色において高く吸収されないため、４２５ｎｍベースのＬＥＤの場合、緑色および赤色発光においてＥｕ^２＋蛍光体を用いることが望ましいことである。

図４Ｈは、いくつかの実施形態により、異なる２組のＬＥＤベースのエミッタと、クロック／タイマーと、制御回路４Ｈ０１と、異なる２組のＬＥＤベースのエミッタの発光比を制御して、概日のフレンドリーなＬＥＤ白色光源を実行するドライバとを含む光ストリップを示す。

図示のように、赤色、緑色および（任意選択に）青色の発光蛍光体４Ｈ０２の適切な混合物を含む第１の群の紫色一次ＬＥＤを、青色蛍光体または青色一次ＬＥＤ ４Ｈ０４を含む第２の群の紫色一次ＬＥＤと組み合わせることができる。

ＬＥＤベースのエミッタの第１および第２の群を別個のパッケージ中に設け、混合光学素子と結合した光またはＬＥＤベースのエミッタを例えば、チップオンボード（ＣＯＢ）パッケージ（例えば、図８の配置を参照）および／または線形ＣＯＢパッケージなどの単一のパッケージ内に設けることができる。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ＣＯＢパッケージをランプアセンブリ中において用いることができる。

加えて、上記の実施形態においては、高品質の光を維持しつつ異なるレベルの概日刺激を提供するために、コストおよび複雑性の最小化において有用となり得る２チャネル調整方法について述べたが、本開示で提供されるデバイスおよびコンセプトを用いて３つ以上のチャネルを用いることが可能である。より多くのチャネルが、光源選択および色度空間中の任意の（例えば、非線形の）曲線の調整においてより高い自由度を提供するが、その場合、照明器具設計、ＬＥＤ調達、混合および制御においてより高レベルの複雑性のコストがかかる。

図４Ｈに示す要素に加えて、１つ以上の光混合光学素子（図示せず）を用いて、ＬＥＤ発光第１の群および第２の群を混合して、均等のまたは他の所望の光色外観を得ることができる。さらに、第２の光学素子を用いて、所望の光分布パターンを達成することができる。

上記の議論は、照明システムと、ＣＳ低減によって得られる恩恵とに集中している。しかしながら、表示システムも、ＣＳ低減による恩恵を受けることができる。

図４Ｉは、白色画面−ラップトップ画面４０２およびスマートフォン画面４０４を備えた２つの表示システムについて測定されたＳＰＤ ４Ｉ００を示す。他の表示システムの例を図１５Ｄ１〜図１５Ｅ２中に示す。図４Ｉ中に示す表示はどちらも、表示画面において典型的である約６５００ＫのＣＣＴを有する。どちらも、青色一次ＬＥＤによって点灯され、発光スペクトルは、大きな青色ピークによって特徴付けられる。相対的な概日刺激は、ラップトップにおいて約３３０％であり、フォン画面において約４７０％である。

図４Ｊは、（スマートフォンの白色画面への９０分間の露出の後に）予測されるメラトニン抑制４０６対スマートフォン画面の輝度を示す。実際は、表示のための輝度レベルは、高く、場合によっては百倍〜数百倍のルクスになり得る（例えば、デバイスが顔に近づけて保持された場合）。そのため、露出時間が比較的短い場合でも、概日システムに対する正味の影響が顕著になり得、睡眠パターンを妨害し得る。

表示用途において、概日混乱の低減を目的としたソフトウェアソリューションは既に存在する。例えば、例えば、「ｆ．ｌｕｘ」などのソフトウェアは、画面のＣＣＴを時間と共に適合させることができる。日中、ＣＣＴは約６５００Ｋであるが、夜が深まるにつれ、ＣＣＴは「加熱」されて約３４００Ｋとなる。

図４Ｋは、このソフトウェアを用いて白色画面から放射されたスペクトルの一例を示す。曲線４１０は、標準発光（６５００Ｋ）に対するものであり、曲線４０８は、加熱された発光（名目上、約３４００Ｋ）に対するものである。

相対的な概日刺激がより低いＣＣＴにおいてより少ないので。ＣＣＴ低減は有用である。すなわち、相対的な概日刺激は、光源Ａと比較して、標準発光の場合に約３３０％であり、加熱された画面の場合に約２１０％である（輝度は等しいと仮定する）。これは向上ではあるものの、加熱された画面の場合、刺激は青色ポンプＬＥＤの使用に起因していまだに高い。また、より典型的な電子表示白色中心点（典型的には６０００Ｋ〜７７０００Ｋ）を依然として達成しつつ、ＣＳを低減することも有用であり得る。

そのため、照明システムと同様に、低概日刺激の表示システムを得るためには、一次ＬＥＤおよび全体的ＳＰＤの発光波長およびプロファイルを注意深く選択することが重要である。

図４Ｌ１は、テレビ、モニター、ラップトップおよびノートブックコンピュータ、ゲームシステム、および例えば、タブレット、電話、ＭＰ３プレーヤなどのポータブルデバイスを含む多数の用途において用いられる典型的なＬＥＤが点灯された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の関連スペクトルを示す。。図４Ｌ１は、色制御のために、ＬＣＤ表示と共に用いられる青色カラーフィルタ４１２、緑色カラーフィルタ４１４および赤色カラーフィルタ４１６（ＣＦと総称する）のスペクトルを示す。典型的なＬＥＤスペクトル（例えば、ＬＥＤスペクトル４１８）は、黄色（および／または赤色）発光蛍光体システムをポンプする青色一次ベースのＬＥＤである。赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタによってフィルタリングを行うことにより、透過スペクトル、例えば、３つのフィルタ全てを完全に透過した場合、白色透過スペクトル４１９が得られる。このシステムの典型的な色域（図４Ｌ２中、三角形４２６として示す）が緑色および赤色において限定され、全国テレビジョン方式委員会の色域標準４２２（ＮＴＳＣ、１９５３）に対して約７９％のｘ−ｙ色度空間中の領域を網羅する。上記したように、このような（典型的に４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ範囲の一次ピーク波長を有する）ＬＥＤベースの源は、夜や夜間における視認において特に望ましくない可能性がある本質的に高い概日刺激である。図４Ｌ２はまた、プランク軌跡４２４および（ｘｙ）色空間４２０の境界を示す。

図４Ｍは、３０ｎｍのＦＷＨＭ３０ｎｍを備えた４６５ｎｍピークガウスＣＳＷＲを使用して、（同じ表示白色ポイントを維持しつつ同じ蛍光体発光を使用して）、計算された相対的なＣＳ（曲線４３０）と、相対的な表示有効性（曲線４２８）とを、「青色」ＬＥＤ一次ピーク波長の低下と共に示す。ピーク波長が４４０ｎｍ未満である場合、ＣＳが顕著に低下し、約４１０ｎｍにおいて最低となる。有効性も低下するが、ピーク波長の低下とともによりゆっくりと低下し、低下したＣＳ表示のための最適なピーク波長範囲４１０ｎｍ〜４４０ｎｍまたは４２０ｎｍ〜４３０ｎｍを示唆する。

図４Ｎ１は、４２５ｎｍの選択された一次ピーク発光波長を用いてより良好に機能するように、蛍光体システムが調整された実施形態を示す。図４Ｎ１においては、ピーク／ＦＷＨＭ（発光）が５３０ｎｍ／８５ｎｍおよび６０５ｎｍ／８０ｎｍである蛍光体を用いて、７９％のＮＴＳＣを達成する４５０ｎｍベースの源と比較して、１０％の有効性損失のみで、８３％のＮＴＳＣが達成された。図４Ｎ２においては、ピーク／ＦＷＨＭ（発光）が５３０ｎｍ／８５ｎｍおよび６３０ｎｍ／８０ｎｍである蛍光体を用いて、７９％ＮＴＳＣを達成する４５０ｎｍ源と比較して、２０％の有効性損失のみで、９０％のＮＴＳＣが達成された。当業者であれば、所望のバランスの色域および有効性を達成するための異なる組み合わせの蛍光体を特定することができる。４２５ｎｍ波長の一次ＬＥＤの使用は、ＣＳを約５倍低減することができ、これは極めて重要である。図４Ｊを参照して、１００ルクス表示における５倍の低減は、９０分間の露出に対し、メラトニン抑制を約５０％から約２０％へ低下させるであろう。

本開示の用途は、ＬＣＤに基づく表示に限定されない。有機ＬＥＤおよび無機ＬＥＤ双方を用いた直視型ＬＥＤディスプレイを示してきた。これらの表示において、個々の画素は、青色、緑色および赤色エミッタを含み、選択的に制御される活性ＬＥＤによって構成されている。本開示の実施形態に基づいて、記載のように、「青色」エミッタをより短波長に合わせて調整して、ＣＳを低減することができる。特定の実施形態において、４６５ｎｍピークガウスＣＳＷＲを３０ｎｍのＦＷＨＭと共に使用して、「青色」エミッタのための最適なピーク波長範囲は、４１０ｎｍ〜４４０ｎｍであり得、より好適には４２０ｎｍ〜３０ｎｍであり得、ＣＳの低下した表示のために選択することができる。

あるいは、ＣＳの制御が可能な表示を有するために、より長波長およびより短波長の一次「青色」ＬＥＤを混合することも可能である。例えば、朝においては高ＣＳ刺激を有し（例えば、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの一次「青色」）、夜間においてはより短波長（例えば、４２０ｎｍ〜４３０ｎｍ）へシフトすることが望ましい場合がある。これは、２組の一次「青色」ＬＥＤをディスプレイ中に含むことにより実行することができ、ＬＣＤディスプレイおよび直視型ＬＥＤベースディスプレイ双方において実行することができる。

場合によっては、エンドユーザの挙動または行動に応じて、実施形態の色ポイント（またはより一般的にはスペクトル）を自動的に調整することができる。このようなトリガイベントの例は、所与の時間の室内（または室内の一部）でのエンドユーザの存在、ユーザの空間内を横切る移動、ユーザの一般レベルの活動、特定の言葉またはジェスチャー、および／またはデバイス（例えば、スマートフォン）に対する動作を含む。このような応答は、スペクトルをユーザの状態に一致させる（例えば、ユーザが眠くなった場合または寝る準備をした場合に概日周期を低下させる）ため、またはユーザの状態を変更させるため（例えば、眠気を検出し、眠気低減のために概日刺激を増加させる）ために用いることができる。いくつかの場合において、応答は、ユーザの挙動と、他の測定可能な条件または例えば、時間帯、天候および／または天候変化、屋外光量などのきっかけとを組み合わせて、決定することができる。いくつかの場合において、きっかけは、ユーザの挙動を監視する別の「スマート」システム（別の電化製品、スマートフォンまたは他の電子デバイス）から得ることができ、その後、きっかけは、例えば、スマートホームハブによって可能にされるネットワークなどのスマートシステムと照明システムとの間のネットワーク（有線または無線）を介して伝えられ得る。いくつかの場合において、きっかけは、例えば、ユーザのスマートフォンなどのシステムによって記録された、例えば、ユーザの過去の起床時刻または過去の睡眠パターンなどのユーザの過去の挙動に関連する。

いくつかの場合において、所与の１組のきっかけが決定性応答もたらすように、応答は、システムの製造業者によって予め決定することができる。他の場合において、照明システムは、ユーザから「学習する」。例えば、教示フェーズにおいて、ユーザ（または別の人間）が、スペクトルを手作業で調整する。システムは、これらの設定を特定のきっかけと関連付けることを学習し、その後、当該きっかけに応答して調整が（例えば、手動でトリガされるのではなく）自動実行される。学習は、例えば、神経系を介して、および／またはベイズ推論を用いるなど、当業者に公知の多様な機械学習技術によって達成することができる。

上記シナリオの特定の例として、以下のようなものがある：ユーザは、就寝前の数時間ルーチン（例えば、一定の周期性で繰り返される一連の行動）に従う。このようなルーチンは、ダイニングテーブルから離れること、歯を磨くこと、ＴＶをみることなどを含む。このルーチンのきっかけは、多様な電化製品（ＴＶ、歯ブラシ、モーションセンサー）によって収集され、無線プロトコルを通じて照明システムと連動する。教示フェーズにおいて、ユーザはまた、照明システムのスペクトルを調整して、概日刺激を低減する。例えば、ユーザは、就寝数時間前に、照明システムを無刺激設定とする。システムがこれらの設定と、ルーチンの１つ以上のきっかけおよびおおよその時間とを関連付けると、調整が自動的に行われて、ユーザが就寝する前に概日応答の低減が支援される。逆に、朝の場合は、概日システムを刺激するように調整を行うこともできる。

このような自動挙動は、それ自体が照明電化製品を含む多様な発光システムや、表示システム（例えば、ＴＶおよびコンピュータ画面、タブレット、電話など）のために用いることができる。このような照明システムは、ユーザが就寝する前の所与の時間、概日刺激を低減するように、例えばそれらのスペクトルを適合させることができる。表示システムの場合、概日刺激をさらに低減するために、ＬＥＤスペクトルの変更を（例えば、画面色ポイントのような）ソフトウェア変更と組み合わせることができる。このような自動化された動作は、多様な照明状況において実行することができる。厳密に一例として、光ストリップをセンサーに適合させることにより、環境における測定可能な態様および／または変化を取り込みかつ／または学習し、これに応じて概日のフレンドリーな発光を調整することができる。

先の例においては国内設定を仮定しているが、このような自動または「スマート」調整を用いた実施形態は、例えば、専門家の文脈のような他の文脈においても利用可能である。例えば、オフィスの設定においては、照明システムは、用いられる活動を監視し、ＣＳを相応に増加させるように適合することができる。あるいは、ＣＳを朝に増加させ、仕事日の終了近くに低減させてもよく、あるいは、（天候および季節と共に変化し得る）屋外照明条件を補完するように適合させてもよい。システム調整は、単純なタイミングスキームに従ってもよいし、あるいは、労働者の挙動を考慮に入れてもよい。実施形態は、夜勤労働者用施設、長距離移動（例えば、飛行機フライトなど）、高齢者のための介護施設を含む睡眠パターンが影響される他の状況において用いてもよい。

さらに、多様な場合において、システムから放射される光の強度をスペクトルともに調整して、ＣＳにさらに影響を与えることができる。例えば、より低いＣＳのためにスペクトルが調整されるように、強度を弱めることができる。ディスプレイの場合、室内の周辺光が減少すると、当該ディスプレイ輝度を暗くすることができ、かつそのＣＳを低減することができる−これは、ディスプレイへ接続された単純な光センサーによって検出され得る。

図５Ａは、概日のフレンドリーなＬＥＤ白色光源によってｘ−ｙ色度空間中において生成された線形色度曲線５０２を示すチャート５Ａ００である。図５Ａはまた、Ｒｅａ ａｎｄ Ｆｒｅｙｓｓｉｎｉｅｒ， Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ３８， ８２−９２ （２０１３）によって説明されるようなプランク軌跡５１０および最小色相シフト曲線５１２を示す。

プランク軌跡は、色度空間中に曲線を形成し、これは、線形の二重トラックの同調性は、広範囲の色温度にわたって白色発光を適切に複製することはできないという一般的概念につながる。しかし、最近の精神物理的実験によれば、「白色」の定義がプランク曲線から逸脱している可能性が判明した。詳細には、プランク軌跡の下の色ポイントに対し、被験者は少ない色合いを観察する傾向がある。

この観察は、以下の２つの悪影響を有する：１）人間の「白色」の感じ方は、若干任意である点、および２）プランク曲線より下の着色は受容可能であるだけでなく、恐らくは好適な可能性がある点。色度空間内のこの領域を開くことにより、二重チャネルの調整可能な白色発光のエンジニアリングが可能になる。概日のフレンドリーな光源（図２Ａ）について述べた３つの色温度の色度がプランク軌跡および「最小色相シフト」点上に重ねられて図示されている（例えば、点５０４、点５０６および点５０８を参照）。上記議論に基づいて、これらの３つの色ポイント（およびその間にあるもの）により、受容可能な白色の外観と、良好な演色性とを得ることができる。

さらに、これは、光源のＣＳを低減するための最も明確な方法は、青色またはシアン光を除去することにより、色度をプランクの上方に（かつ図５Ａに示す好適な色度曲線５０２から離して）シフトさせることであるので、達成することは簡単ではない。

図５Ｂは、いくつかの実施形態による概日のフレンドリーなＬＥＤ白色光源によって生成されるような白色光境界領域５１４の形状を示すチャート５Ｂ００である。白色光境界領域５１４は、プランク軌跡５１０およびｘ−ｙ色度空間中の±０．００５の境界領域を含む「最小色相シフト」曲線の上限としてみなされる。

図５Ｂに示すように、白色光境界領域をハッチングにより強調表示する。詳細には、ハッチング領域５１４は、色混合の比の変化と、白色光領域の境界とを示す。

さらに他の実施形態において、概日刺激の変化は、ＣＣＴまたは色度の変化と関連付けられない。これは、所与のＣＣＴ（例えば、３０００Ｋまたは６５００Ｋ）が常に所望のされる状況において有用であり得るが、刺激は１日を通じて変化させるべきである。これは、ユーザが照明変化に気づかないままＣＳを変更することが可能な照明用途および表示用途において有用であり得る。このような実施形態は、例えば、３０００ＫのＣＣＴと共に光りを放射する２つのＬＥＤトラックを組み合わせることにより、達成することができる。１つのトラックに大きな相対的な概日刺激を持たすことができ、他方に低概日刺激を持たすことができる。より詳細には、第１のトラックは、青色ポンプＬＥＤおよび蛍光体を含み得、第２のトラックは、紫色ＬＥＤおよび蛍光体を含み得る。本明細書中に記載されるように、各トラックからの発光スペクトルは、高品質の光（例えば、８０を超えるＣＲＩ）を提供するように設計することもできる。このようなシステムにおいて、スペクトルの色度が名目上ではなく知覚的に類似するように、スペクトルを設計することが望まれる場合がある。あるいは、従来の１９３１ ２レベルのＣＭＦよりも、例えば、１９６４ＣＭＦまたは他の現代のＣＭＦのような適切な色整合機能（ＣＭＦ）を用いて色度を計算することが望ましい場合もある。これは、１９３１ ２レベルのＣＭＦによる予測は、ユーザ知覚の表現が不十分な場合があるからである。加えて、所与の人口動態群について（例えば、高齢ユーザの場合に短波長光への感度が低下することを考慮して）色度計算を行うこともできる。

安定したＣＣＴを用いたこのような実施形態を、図５Ｃ１〜図５Ｃ４に示す。図５Ｃ１〜図５Ｃ４中、２組のＬＥＤベースの源は個別に制御される：１）３３００Ｋにおいて約８０のＣＲＩおよび０を超えるＲ９を伴う青色一次ベースのＬＥＤ白色源（「ＢＬＥＤ」５０２）、および２）３３００Ｋにおいて約８０のＣＲＩおよび０を超えるＲ９を伴う紫色一次ＬＥＤ白色源（「ＶＬＥＤ」５０４）。ＢＬＥＤデバイスがオンになり、ＶＬＥＤがオフになると、概日刺激が高くなる（ＣＩＥ Ａの２１０％）。あるいは、ＶＬＥＤデバイスがオンでありＢＬＥＤがオフである場合、概日刺激は低くなる（ＣＩＥ Ａの５４％）。混合組み合わせにおいて、概日刺激は、これら２つのレベル間において変化する。しかし、色度は名目上不変である。他の実施形態において、一次青色ＬＥＤは、より短波長のＬＥＤによってポンプされる青色蛍光体で置き換えることができる。図５Ｃ２は、上記したＬＥＤベースの白色光源のためのＣＩＥ５０８を示し、図５Ｃ３は、複合ＶＬＥＤおよびＢＬＥＤスペクトル５０６の一例を示す。代表的なＢＬＥＤ割合のＣＳを図５Ｃ４中に示す。

ここでも、ＣＳの変化を、相対的なスペクトル成分の変化（例えば、ＳＰＤの割合）である「紫色−青色」（ＶＢ）範囲４００ｎｍ〜４４０ｎｍにおけるＦｖおよび「青色シアン」（ＢＣ）範囲４４０ｎｍ〜５００ｎｍにおけるＦｃに関連させることもできる。図５Ｃ１を参照して、ＳＰＤ５０２の場合、Ｆｖ＝０．０１およびＦｃ＝０．１４であり、ＳＰＤ５０４の場合、Ｆｖ＝０．２４およびＦｃ＝０．０５である。

特定の実施形態において、ＬＥＤ発光源は、８０を超える演色評価数と、少なくとも０．０１、少なくとも０．０５、少なくとも０．１、少なくとも０．１５、少なくとも０．２、特定の実施形態において、少なくとも０．２５のＦｖと、少なくとも０．０１、少なくとも０．０５、少なくとも０．１、少なくとも０．１５少なくとも０．２、少なくとも０．２５、最大で０．０１、最大で０．０５、最大で０．１０、最大で０．１５、最大で０．２０または最大で０．２５のＦｃあるいは上記のいずれかの組み合わせによって特徴付けられる。

図６Ａは分解図６Ａ００を示し、図６Ｂは概日のフレンドリーなＬＥＤ光源を形成するＬＥＤランプの組立図６Ｂ００を示す。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、分解図６Ａ００は、１２０／２３０ボルト源への接続のためのＧＵ１０（１０ｍｍの「ツイストロック」）ベースを含む。このような実施形態は、２０００年半ばから用いられている３５／５０ワットのハロゲンランプのためのＭＲ１６ハロゲン光代替物６Ｂ００として用いることができる。

図６Ａおよび図６Ｂに示すランプは、機械的および電気的標準のセットのうち任意の１つ以上に合うように一致するランプの一実施形態に過ぎない。

上記のリストは代表例であり、本明細書中に記載される実施形態と共に用いることが可能な標準または形状因子全てを含むことを意図していない。

図７は、概日のフレンドリーなＬＥＤ光源を用いたＬＥＤランプにおいて用いられる多重トラックドライバ制御システムの模式図である。図７に示すように、複数のＬＥＤストリングの発光を別個に変化させることにより、１つのストリングの出力の別のストリングに対する比を時間ベースの関数に応じて変化させる。例えば、クロック／タイマーは、２４時間の期間における日の出および日没のタイミングをモデル化し得、この２４時間の期間の間、青色蛍光体を用いた紫色発光ＬＥＤを午後および夜間に減衰させることができる。二重トラックシステムにおいて、線形色度曲線５０２を実行することができる。３つ以上のトラック（例えば、図示の３つのＬＥＤ群）の場合、非線形色度曲線を有効にすることができる。適切なドライバ制御システムについて、参照することにより本明細書にその全体が援用される２０１４年６月２５日に出願された米国出願第６２／０２６８９９号に開示がある。

制御回路（例えば、制御モジュール）において、任意の当該分野において、電流または電圧感知に基づいた電流制限および／または温度感知に基づいた電流制限を含む公知の技術を用いることが可能である。より詳細には、１つ以上の電流リミッタ（例えば、電流リミッタ７０４）を、任意の公知の技術によって制御することができる。コントローラおよび／または電流リミッタは、順に、任意の個々のＬＥＤ群（例えば、群１ＬＥＤ７０６、群２ＬＥＤ７０８、群ＮＬＥＤ７０９）へ流れる電流を調節することができる。

任意の個々の群へ流れる電流は、ＦＥＴまたはスイッチ（例えば、ＳＷ１ ７１０、ＳＷ２ ７１２、ＳＷ３ ７１４）を用いて個々に増加または減少させることができる。図示の制御回路７１９は、環境センサーおよびクロック／タイマーを含み、環境センサーおよびクロック／タイマーはそれぞれ、コントローラ７２１への入力を提供し、コントローラ７２１は、任意の個々のＬＥＤ群（例えば、群１ＬＥＤ７０６、群２ＬＥＤ７０８、群ＮＬＥＤ７０９など）へ流れる電流を順に調節する働きをする。

図８は、ＬＥＤランプにおいて用いられるような２チャネルの概日のフレンドリーな配置８００を形成する、混合された物理的配置８０２における２つのＬＥＤストリングを示す。図示のように、制御回路は、任意の当該分野において公知の技術を用いて、図示のＬＥＤ群（例えば、群１ＬＥＤ７０６、群２ＬＥＤ７０８）のうちのいずれかへ流れる電流を個々に調節することができる。

群１ＬＥＤおよび群２ＬＥＤはそれぞれ、個々のパターン化された蛍光体チップを含み、これにより、概日のフレンドリーな源を、例えば指向性照明のためのコンパクトな領域へ集中させることが可能になる。２種類のＬＥＤ発光を（例えば均一性のために）混合するために、混合光学素子を含むことができる。図示の配置は例示であり、他の配置が適切である。蛍光体のパターニング技術について、参照することにより本明細書にその全体が援用される２０１３年１２月１９日に出願された米国出願第１４／１３５，０９８号に開示がある。

図９Ａは、当該分野において公知の標準に対応するランプ形状の選択肢を示す。上記したランプは、機械的および電気的標準のセットのうち任意の１つ以上に合うように一致するランプの選択された実施形態に過ぎない。表１は、標準（「記号表示」参照）および対応する特性を示す。

さらに、ランプのベース部材は、電気接続を支持するように構成された任意の形状因子でよい。これらの電気接続は、１組の種類または標準のうちいずれかに適合し得る。例えば表２は、標準（「種類」を参照）および第１のピン（例えば、出力ピン）と第２のピン（例えば、接地ピン）との間の機械的間隔を含む対応する特性を示す。

上記のリストは代表例であり、本明細書中に記載される実施形態内で用いることが可能な標準または形状因子全てを含むものと解釈されるべきではない。

図９Ｂ〜図９Ｉは、多様な形状（例えば、実質的に四角形、実質的に矩形）に対応する反射板の選択肢と、取り付け構成（例えば、凹状、埋め込み型、掛け型など）とを示す。上記の多重トラックドライバ制御システム（図７を参照）と、混合された物理的配置（図８を参照）内におけるＬＥＤストリングとの組み合わせを、これらの例示的反射板および／または任意の種類の一般的な照明固定具と共に用いることが可能である。

例えば、吊下型照明器具などの他の照明器具は、光を下方ではなく上方に放射し得るか、あるいは、光を双方向に放射し得る。

図１０Ａ〜図１０Ｉは、ランプ用途の形態の本開示の実施形態を示す。これらのランプ用途において、１つ以上の発光ダイオードが、ランプおよび固定具内において用いられる。このようなランプおよび固定具は、交換および／または新しい部分を取り付けた指向性照明固定具を含む。

いくつかの実施形態において、本開示の態様をアセンブリにおいて用いることができる。図１０Ａに示すように、アセンブリは、以下を含む：
ネジキャップ１０２８
ドライバハウジング１０２６
ドライバ基板１０２４
ヒートシンク１０２２
金属コア印刷回路基板１０２０
ＬＥＤ光源１０１８
泥よけ１０１６
レンズ１０１４
反射体ディスク１０１２
磁石１０１０
磁石キャップ１００８
トリムリング１００６
第１のアクセサリ１００４
第２のアクセサリ１００２

アセンブリ１０Ａ００のコンポーネントは、実質的に詳述に説明することができる。いくつかのコンポーネントは「活性コンポーネント」であり、いくつかは「受動」コンポーネントであり、特定のコンポーネントによる設計全体への影響および／または客観的な最適化機能への影響（単数または複数）に基づいて多様に述べることができる。コンポーネントをＣＡＤ／ＣＡＭ図面またはモデルを用いて記述することができ、特定のコンポーネントによる設計全体への影響および／または客観的な最適化機能への影響（単数または複数）に関連し得る利点の図面を抽出できるよう、ＣＡＤ／ＣＡＭモデルを分析することができる。厳密に一例として、トリムリングのＣＡＤ／ＣＡＭモデルが、図１０Ａ２の図面に対応するモデル中に設けられている。

アセンブリ１０Ｂ１００およびアセンブリ１０Ｂ２００のコンポーネントを共に適合させて、ランプを形成することができる。図１０Ｂ１は斜視図１０３０を示し、図１０Ｂ２はこのようなランプの上面図１０３２を示す。図１０Ｂ１および図１０Ｂ２に示すように、ランプ１０Ｂ１００および１０Ｂ２００は、ＰＡＲ３０Ｌとして知られる形状因子に適合する。ＰＡＲ３０Ｌ形状因子を、図１０Ｃのアレイ１０Ｃ００中に示された主投影図（例えば、左１０４０、右１０３６、後１０３４、前１０３８および上１０４２）によってさらに示す。

アセンブリ１０Ｄ１００およびアセンブリ１０Ｄ２００のコンポーネントを共に適合させて、ランプを形成することができる。図１０Ｄ１は斜視図１０４４を示し、図１０Ｄ２はこのようなランプの上面図１０４６を示す。図１０Ｄ１および図１０Ｄ２に示すように、ランプ１０Ｄ１００および１０Ｄ２００は、ＰＡＲ３０Ｓとして知られる形状因子に適合する。ＰＡＲ３０Ｓ形状因子を、図１０Ｅのアレイ１０Ｅ００中に示された主投影図（例えば、左１０５４、右１０５０、後１０４８、前１０５２および上１０５６）によってさらに示す。

アセンブリ１０Ａ００のコンポーネントを共に適合して、ランプを形成することができる。図１０Ｆ１は斜視図１０５８を示し、図１０Ｆ２はこのようなランプの上面図１０６０を示す。図１０Ｆ１および図１０Ｆ２に示すように、ランプ１０Ｆ１００および１０Ｆ２００は、ＰＡＲ３８として知られる形状因子に適合する。ＰＡＲ３８形状因子を、図１０Ｇのアレイ１０Ｇ００中に示された主投影図（例えば、左１０６８、右１０６４、後１０６２、前１０６６および上１０７０）によってさらに示す。

アセンブリ１０Ａ００のコンポーネントを共に適合させて、ランプを形成することができる。図１０Ｈ１は斜視図１０７２を示し、図１０Ｈ２はこのようなランプの上面図１０７４を示す。図１０Ｈ１および図１０Ｈ２に示すように、ランプ１０Ｈ１００および１０Ｈ２００は、ＰＡＲ１１１として知られる形状因子に適合する。ＰＡＲ１１１形状因子を、図１０Ｉのアレイ１０Ｉ００中に示された主投影図（例えば、左１０８２、右１０７８、後１０７６、前１０８０および上１０８４）によってさらに示す。

上記したランプおよびランプ形状の利用に加えて、フィルタまたはいわゆる「概日蛍光体」を用いることができる。
フィルタまたは蛍光体の使用

ＳＰＤによる概日システムへの影響を変更するために、多様な実施を考慮することができる。上記したように、紫色ポンプＬＥＤおよび青色ポンプＬＥＤを含む多チャネルシステムを用い、双方のチャネルの貢献を均衡させることができる。加えて、例えば固定され得るまたは移動し得る吸収または反射フィルタを用いることにより、所与のスペクトル範囲（例えば、青色、シアンまたは紫色領域）を物理的に遮断することができる。フィルタにより、実質的な光（あるいは全ての光）の相当量を所与のスペクトル範囲において遮断することができるという重要な利点が得られる。例えば、極めて低い概日刺激を得るために、青色−シアン範囲（またはより特定の範囲）中のほぼ全ての光を遮断することが所望される場合がある。これは、標準スペクトル（例えば、調光されたフィラメントランプ）は未だ大量の概日刺激を有するからである。このようなフィルタは、例えば二色性反射フィルタまたは母材（例えば、ガラス、プラスチックなど）に染料フィルタを含む吸収フィルタであり得る。

しかし、別の選択肢は、注意深く選択された吸収範囲を有するシステムにおいて光変換材料を用いることである。例えば、青色光を吸収し、緑色または赤色光への下方変換を行う蛍光体を設けることができる。吸収範囲内の相当量の光を遮断アプローチの場合と同様に除去することが可能でありつつ、放射を単に遮断するのではなく別の波長へ変換するのでシステム効率はより高いため、このアプローチが望まれ得る。簡潔さのため、この蛍光体の吸収は光源の概日作用へ影響するため、この蛍光体を「概日蛍光体」と呼ぶ。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、これら２つのアプローチを対比している。図１１Ａは、白色ＬＥＤ源１１０１の初期ＳＰＤと、フィルタによる青色光遮断後のフィルタリングされたＳＰＤ１１０２とを示す。フィルタリングされたＳＰＤ１１０２を、多数の実施形態において用いることができる。なぜならば、フィルタリングされたＳＰＤ１１０２は、少量の青色光を有するため、概日システムの混乱が低減することができ、さらに、フィルタの幅および一般的形状をこの影響を制御するように設計することができる。しかし、フィルタリングされた光が失われるため、フィルタリングは、効率の損失を誘発する。

図１１Ｂは、白色ＬＥＤ源１１０３の初期ＳＰＤと、青色光が「概日蛍光体」によって吸収されて黄色光１１０５へ変換された後の変換されたＳＰＤ１１０４とを示す。この場合、概日システムへの同じ所望の効果が得られるが、青色光の変換のおかげで、効率への影響が低下する。ここでも、アプローチの多様な態様は、例えば、吸収低下の位置および振幅などの設計によって制御することができる。吸収低下は、蛍光体の選択および量と発光の位置および振幅のよって制御することができる。例えば、青色光を実質的に遮断しかつ一定の紫色光透過を可能にするように、吸収を選択することができる。

放射されたＳＰＤが変化しない場合、概日蛍光体は、固定されることができ、あるいは、ＳＰＤを動的に制御するために、概日蛍光体は移動部分上に設けられてもよい。この移動部分は、システムの発光経路内外において機械的に移動可能な蛍光体を含むプレートであり得る。

図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、実施形態は、光を４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲内において除去するように設計される。他のフィルタまたは他の蛍光体を選択することにより、この範囲を例えば範囲４５０ｎｍ〜４８０ｎｍに調整することができ、あるいは、別の範囲を目標としてもよく、この範囲内においてスペクトル出力を低減される。いくつかの実施形態において、特定の概日作用スペクトルを仮定し、作用スペクトルが高い範囲内において少量の光を有するようにＳＰＤを設計する。

さらに別の実施形態において、概日蛍光体は、飽和挙動を示す。すなわち、概日蛍光体は、低流束においては光を吸収するが、高流束においては吸収が飽和する。このようなアプローチを図１２〜図１４に示す。

図１２は、多様なスペクトルを示す。スペクトル１２０１は、ＣＣＴの３０００Ｋと約９０のＣＲＩを備えた白色ＬＥＤ源の発光スペクトルである。このスペクトルは、紫色ポンプＬＥＤおよびいくつかの蛍光体（例えば、緑色蛍光体、赤色蛍光体および場合により青色蛍光体）を組み合わせることにより、得ることができる。曲線１２０２は、可飽和赤色概日蛍光体の吸収スペクトルであり、曲線１２０３は、対応する発光スペクトルである。例えばＫ_２［ＴｉＦ_６］：Ｍｎ^４＋などのＭｎドープ蛍光体により、スペクトル１２０２およびスペクトル１２０３を得ることができる。

図１３は、このような白色ＬＥＤ源およびこのような可飽和蛍光体を組み合わせるための可能な方法を示す。図１３において、デバイス１３０３から放射された白色光を概日蛍光体によって吸収することが可能なように、可飽和概日蛍光体１３０２をＬＥＤ源１３０１の上方に配置する。多様な他の構成も可能であり、例えば、概日蛍光体を白色ＬＥＤの蛍光体と混合してもよいし、あるいはリモート構成内に設けてもよい。

図１４Ａおよび図１４Ｂは、図１３に示すシステムの結果として生じるスペクトルおよび比色分析特性を示す。図１４Ａは、多様なＬＥＤ駆動電流においてシステムから放射されるスペクトルを示す。低駆動電流においては、可飽和蛍光体は飽和せず、その吸収範囲内の光（例えば、青色−シアン光）のほとんどを吸収するため、結果スペクトル１４０１が発生する。より高い駆動電流において、蛍光体吸収は部分的に飽和し、青色−シアン光の一部が透過され、結果スペクトル１４０２が発生する。さらに高い駆動電流において、蛍光体吸収は完全に飽和し、概日蛍光体からの摂動をほとんど伴わずに白色ＬＥＤ１４０３の元のスペクトルが放射される。図１４Ｂは、各駆動電流に対する（ｘ、ｙ）空間における対応する色度を示す。低駆動電流において、ＣＣＴは約２０００Ｋ １４０５であり、より高い駆動電流において、ＣＣＴは約２５００Ｋ １４０６であり、最高駆動電流において、ＣＣＴは約３０００Ｋ １４０７である。いずれの場合も、色度は、プランク軌跡１４０４に近い。

図１２〜図１４の実施形態は、いくつかの所望の特性を達成する。高駆動電流（例えば、曲線１４０２を参照）において、実施形態は、高ＣＲＩを備えた従来のハロゲンレトロフィットのような挙動を示す（例えば、概日刺激は、標準光源Ａに対して１２８％である）。電流が低下すると（例えば、曲線１４０３および１４０１を参照）、色度は、より低いＣＣＴへ（１４０７から１４０６から１４０５へと）シフトし、その結果、調光されたハロゲンまたは白熱灯の挙動を模倣する。加えて、概日刺激が低下するように、すなわち、最低の駆動条件において、範囲４４０ｎｍ〜４９０ｎｍにおいては放射はほとんど無く（例えば、曲線１４０１を参照）、そのため、概日システムの刺激も極めて少量である（概日刺激は、標準光源Ａに対してわずか８％である）ように、スペクトルが変更される。

他の実施形態と同様に、図１４Ａに示すＳＰＤの特性は、範囲４００ｎｍ〜４４０ｎｍにおける出力Ｆｖの相対的な割合と、範囲４４０ｎｍ〜５００ｎｍにおける出力Ｆｃの割合によって特徴付けられる。ＳＰＤ１４０１の場合、Ｆｖ＝０．０６およびＦｃ＝０．０１であり、ＳＰＤ１４０２の場合、Ｆｖ＝０．０８およびＦｃ＝０．１２である。Ｆｃの値はＳＰＤ１４０１に対して特に低く、極めて低い概日刺激と関連付けられ得る。これは、実質的な出力割合が範囲４４０ｎｍ〜５００ｎｍ（さらに低ＣＣＴ源の場合、ＣＣＴは２７００Ｋを下回る）にある典型的なＬＥＤ源と対照的である。

変化するＣＣＴ源が当該技術分野において公知であり、概日刺激を調節するのに有用であり得るが、本実施形態は、より優れた特性を有する。低駆動条件下においては、概日刺激は極めて低い。すなわち、青色ポンプＬＥＤを使用した従来のＬＥＤ源を用いて、または従来の白熱／ハロゲンランプ調光の調光によって達成されるものよりも、その概日刺激は実際に低い。例えば、ＣＣＴが２０００Ｋである黒体スペクトルを放射する調光されたフィラメントランプは、光源Ａに対してまだ約５４％の概日刺激を有する。さらに、スペクトル調節するために多チャネルドライバを必要としないという点で、本実施形態は「受動的」である。そのため、任意の高度制御回路が無い場合、このような実施形態をレトロフィットランプ、またはより一般的には照明システムと一体化させることができる。いくつかのこのような場合、標準調光スイッチが、必要な制御を提供する。

本実施形態においては、紫色光により、青色−シアン光が無い場合でも、色度を低駆動電流においてプランクに近づけることが可能であるので、紫色ポンプの存在が重要となる。

本実施形態の多様な態様は、有利に制御することができる。例えば、最適化の目的のために、ポンプＬＥＤの光学特性を変更することができ、蛍光体の選択を変更することができ、蛍光体の相対的なローディングを変更することができるからである。最適化基準は、多様な調光レベルにおける源のＣＲＩ、その色度および多様な調光レベル、および多様な調光レベルにおける概日による影響に関連する測定基準がある。厳密に一例として、最適化基準は、一体化された概日作用スペクトルの態様を含むことができる。例えば、１０％調光のような所望の駆動において飽和が発生するように、概日蛍光体のローディングを選択することができる。他の実施形態において、１つよりも多くの概日蛍光体が用いられる。

他の実施形態において、白色ＬＥＤは、例えば、蛍光体変換ＬＥＤよりむしろ紫色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤの使用のような複数のＬＥＤチップによって得られる。他の実施形態において、源の色度は、プランク軌跡に追随せず、例えばプランク軌跡の下側に存在し得、既述したような好適な知覚と関連する場合がある。

実施形態は、多様なシステムと一体化させることができる。これは、照明システム（例えば、ランプ、反射板その他）および非照明システム（例えば、表示用途）を含む。

図１５Ａ１〜図１５Ｉは、照明用途に適用することが可能な本開示の実施形態を示す。これらの実施形態において、図１５Ａ〜図１５Ａ３に示すように、本開示において教示されるような１つ以上の発光ダイオード１５Ａ１０をサブマウントまたはパッケージ上に取り付けて、電気相互接続を提供することができる。図１５Ｂ１〜図１５Ｂ３に示すように、サブマウントまたはパッケージは、セラミック、酸化物、窒化物、半導体、金属、または多様なＬＥＤのための電気相互接続機能１５Ａ２０を含むこれらの組み合わせであり得る。サブマウントまたはパッケージは、熱インターフェースを介してヒートシンク部材１５Ｂ５０へ取り付けることができる。多様なＬＥＤからの一次電子放出を混合することによって、または例えば、蛍光体、半導体または半導体ナノ粒子（「量子ドット」）あるいは上記のうちいずれかの組み合わせなどのＬＥＤ光励起波長下方変換材料によって、所望の発光スペクトルを生成するようにＬＥＤを構成することができる。

ＬＥＤの合計発光表面（ＬＥＳ）および任意の下方変換材料により、光源１５Ａ３０を形成することができる。１つ以上の光源をアレイ１５Ｂ２０内へ相互接続することができ、アレイ１５Ｂ２０は、順にコネクタ１５Ｂ１０と電気接触し、アセンブリ１５Ｂ３０に至る。１つ以上のレンズ要素１５Ｂ４０を光源へ光学的に接続することができる。照明製品のための所望の指向性ビームパターンを所与のＬＥＳに対して達成するように、レンズ設計および特性を選択することができる。指向性照明製品は、ＬＥＤモジュール、組み込みランプ１５Ｂ７０または照明固定具１５Ｃ３０であり得る。レトロフィットランプの場合、電子ドライバは周囲部材１５Ｂ６０と共に設けることができ、ドライバにより、外部源からの電気出力を調整して、ＬＥＤ光源に適した状態にする。ドライバは、レトロフィットランプ内に一体化させることができる。固定具の場合、外部源からの電気出力を調節してＬＥＤ光源に適した状態にする電子ドライバが提供される。ドライバは、固定具と一体化されるか、あるいは、外部から固定具へ提供される。モジュールの場合、電子ドライバは、外部源からの電気出力を調節してＬＥＤ光源に適した状態にするように提供され得る。ドライバは、モジュールと一体化されるか、あるいは、外部からモジュールへ提供される。適切な外部出力源の例は、電源ＡＣ（例えば、１２０ＶｒｍｓＡＣまたは２４０ＶｒｍｓＡＣ）、低電圧ＡＣ（例えば、１２ＶＡＣ）、および低電圧ＤＣ（例えば、１２ＶＤＣ）を含む。レトロフィットランプの場合、照明製品全体を標準形状因子（例えば、ＡＮＳＩ形状因子）に適合するように設計することができる。レトロフィットランプ製品の例は、ＬＥＤＭＲ１６、ＰＡＲ１６、ＰＡＲ２０、ＰＡＲ３０、ＰＡＲ３８、ＢＲ３０、Ａ１９および多様な他のランプの型を含む。固定具の例は、ハロゲンベースおよびセラミック金属ハロゲン化物ベースの指向性照明固定具の代替物を含む。

いくつかの実施形態において、本開示は、非指向性照明用途に適用することができる。これらの実施形態において、本開示によって教示されるような１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）をサブマウントまたはパッケージ上に取り付けて、電気相互接続を提供することができる。サブマウントまたはパッケージは、例えば、セラミック、酸化物、窒化物、半導体、金属、または多様なＬＥＤのための電気相互接続機能を含む前述のものの組み合わせであり得る。サブマウントまたはパッケージは、熱インターフェースを介してヒートシンク部材へ取り付けられ得る。多様なＬＥＤからの一次電子放出を混合することによって、または例えば、蛍光体、半導体または半導体ナノ粒子（「量子ドット」）あるいはそれらの組み合わせなどのＬＥＤ光励起波長下方変換材料によって、所望の発光スペクトルを生成するようにＬＥＤを構成することができる。ＬＥＤは、所望の形状の光源を得るために、分配することができる。例えば、１つの一般的な形状として、従来の蛍光灯線形管ランプの代替物としての線形光源がある。１つ以上の光学要素をＬＥＤに接続することにより、所望の非指向性光分布を得ることができる。非指向性照明製品は、ＬＥＤモジュール、レトロフィットランプまたは照明固定具であり得る。レトロフィットランプの場合、外部源からの電気出力を調節してＬＥＤ光源に適した状態にする電子ドライバが提供される。ドライバは、レトロフィットランプに一体化される。固定具の場合、電子ドライバは、外部源からの電気出力を調節してＬＥＤ光源に適した状態にするように提供される。ドライバは、固定具と一体化されるか、あるいは、外部から固定具へ提供される。モジュールの場合、電子ドライバは、外部源からの電気出力を調節してＬＥＤ光源に適した状態にするように提供される。ドライバは、モジュールと一体化されるか、あるいは、外部からモジュールへ提供される。外部出力源の例は、電源ＡＣ（例えば、１２０ＶｒｍｓＡＣまたは２４０ＶｒｍｓＡＣ）、低電圧ＡＣ（例えば、１２ＶＡＣ）、および低電圧ＤＣ（例えば、１２ＶＤＣ）を含む。レトロフィットランプの場合、照明製品全体を標準形状因子（例えば、ＡＮＳＩ形状因子）に適合するように設計することができる。非指向性照明製品の例を図１５Ｃ１、図１５Ｃ２および図１５Ｃ３に示す。このような照明固定具は、蛍光灯ベースの反射板照明器具１５Ｃ３０の代替物を含み得る。本実施形態において、ＬＥＤをパッケージ１５Ｃ１０中へ機械的に固定し、複数のパッケージは、例えば、線形アレイ１５Ｃ２０のような適切な形状に配置される。

本開示のいくつかの実施形態は、フラットパネル表示用途のためのバックライトに適用することができる。これらの実施形態において、本開示によって教示されるような１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）をサブマウントまたはパッケージ上に取り付けて、電気相互接続を提供することができる。サブマウントまたはパッケージは、セラミック、酸化物、窒化物、半導体、金属、または多様なＬＥＤのための電気相互接続機能を含む前述のものの組み合わせであり得る。サブマウントまたはパッケージは、熱インターフェースを介してヒートシンク部材へ取り付けられ得る。多様なＬＥＤからの一次電子放出を混合することによって、または例えば、蛍光体、半導体または半導体ナノ粒子（「量子ドット」）あるいは上記のうちいずれかの組み合わせなどのＬＥＤ光励起波長下方変換材料によって、所望の発光スペクトルを生成するようにＬＥＤを構成することができる。ＬＥＤは、所望の形状の光源を得るために、分配することができる。１つの一般的な形状として、線形光源がある。光源は、バックライトのための光導波路へ光学的に接続され得る。これは、光導波路の縁部において接続（縁部点灯）することによって、または光導波路の後ろ側から光を接続する（直接点灯）ことによって、達成することができる。光導波路により、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルのような制御可能なディスプレイに向かって光が均等に分配される。このディスプレイは、光透過およびその色の電気制御に基づいてＬＥＤ光を所望の画像に変換する。色制御の１つの方法として、フィルタ（例えば、色フィルタ基板１５Ｄ４０）の利用がある。あるいは、複数のＬＥＤを用い、パルスモードで駆動して、所望の一次電子放出色（例えば、赤色ＬＥＤ１５Ｄ３０、緑色ＬＥＤ１５Ｄ１０および青色ＬＥＤ１５Ｄ２０を用いて）を順序付けることができる。任意選択的な輝度向上フィルムをバックライト「スタック」中に含むことができる。輝度向上フィルムは、フラットパネル表示発光を狭めて、観察者が見ている角度を犠牲にして輝度を増加させる。外部源からの電気出力を調節して、ＬＥＤ位置ごとの任意の色順序付けまたは輝度変化（例えば、一次元または二次元調光）を含むバックライトのためのＬＥＤ光源に適した状態にする電子ドライバが提供される。。外部出力源の例は、電源ＡＣ（例えば、１２０ＶｒｍｓＡＣまたは２４０ＶｒｍｓＡＣ）、低電圧ＡＣ（例えば、１２ＶＡＣ）、および低電圧ＤＣ（例えば、１２ＶＤＣ）を含む。バックライト製品の例を図１５Ｄ１、図１５Ｄ２、図１５Ｅ１および図１５Ｅ２に示す。

本開示のいくつかの実施形態は、図１５Ｆ１〜図１５Ｆに示すような自動車用前方照明用途に適用することができる（例えば、自動車用前方照明製品１５Ｆ３０の例を参照）。これらの実施形態において、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）をサブマウント上または剛体または半剛体パッケージ１５Ｆ１０上に取り付けて、電気相互接続を提供することができる。サブマウントまたはパッケージは、セラミック、酸化物、窒化物、半導体、金属、または多様なＬＥＤのための電気相互接続機能を含むこれらの組み合わせであり得る。サブマウントまたはパッケージは、熱インターフェースを介してヒートシンク部材へ取り付けられ得る。多様なＬＥＤからの一次電子放出を混合することによって、または例えば、蛍光体、半導体または半導体ナノ粒子（「量子ドット」）あるいは上記のうちいずれかの組み合わせなどのＬＥＤ光励起波長下方変換材料によって、所望の発光スペクトルを生成するようにＬＥＤを構成することができる。ＬＥＤの合計発光表面（ＬＥＳ）および任意の下方変換材料により、光源が形成される。１つ以上のレンズ要素１５Ｆ２０は、光源へ光学的に接続され得る。所与のＬＥＤのための自動車用前方照明用途に対して所望の指向性ビームパターンが生成されるように、レンズ設計および特性が選択され得る。外部源からの電気出力を調節してＬＥＤ光源に適した状態にする電子ドライバが提供され得る。自動車用用途のための出力源は、低電圧ＤＣ（例えば、１２ＶＤＣ）を含む。ＬＥＤ光源は、高ビーム機能、低ビーム機能、サイドビーム機能またはこれらの任意の組み合わせを行い得る。

本開示の特定の実施形態は、例えば、携帯電話およびデジタルスチルカメラ用の照明（例えば、図１５Ｇ１〜図１５Ｇ４を参照）のようなデジタル画像化用途に適用することができる。これらの実施形態において、本開示によって教示されるような１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）をサブマウントまたはパッケージ１５Ｇ１０上に取り付けて、電気相互接続を提供することができる。サブマウントまたはパッケージは、例えば、セラミック、酸化物、窒化物、半導体、金属、または多様なＬＥＤのための電気相互接続機能を含む前述のものの組み合わせであり得る。サブマウントまたはパッケージは、回路基板部材へ取り付けられ得、取付用パッケージ１５Ｇ２０に取り付けられるかまたは取付用パッケージ１５Ｇ２０内に収められ得る。多様なＬＥＤからの一次電子放出を混合することによって、または例えば、蛍光体、半導体または半導体ナノ粒子（「量子ドット」）あるいはそれらの組み合わせなどのＬＥＤ光励起波長下方変換材料によって、所望の発光スペクトルを生成するようにＬＥＤを構成することができる。ＬＥＤの合計発光表面（ＬＥＳ）および任意の下方変換材料により、光源が形成される。１つ以上のレンズ要素を光源へ光学的に接続することができる。画像化用途のための所望の指向性ビームパターンが所与のＬＥＳに対して達成されるように、レンズ設計および特性を選択することができる。外部源からの電気出力を調節してＬＥＤ光源に適した状態にする電子ドライバが提供され得る。画像化用途のための適切な外部出力源の例は、低電圧ＤＣ（例えば、５ＶＤＣ）を含む。ＬＥＤ光源は、低強度機能１５Ｇ３０、高強度機能１５Ｇ４０またはこれらの任意の組み合わせを行うことができる。

本開示のいくつかの実施形態は、携帯端末用途に適用することができる。図１５Ｈは、携帯端末を示す図である（スマートフォンアーキテクチャ１５Ｈ００を参照）。図示のように、スマートフォン１５Ｈ０６は、ハウジング、表示画面、およびボタン、マイクロフォンおよび／またはタッチスクリーンを含み得るインターフェースデバイスを含む。特定の実施形態において、電話は、多様なモードにおいて用いることが可能な高解像度カメラデバイスを有する。スマートフォンの一例として、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．（Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）製のｉＰｈｏｎｅが挙げられる。あるいは、スマートフォンは、Ｓａｍｓｕｎｇ製のＧａｌａｘｙなどであってもよい。

一例において、スマートフォンは、以下の機能（変更例もあり得るが、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．製のｉＰｈｏｎｅ４において見受けられる）のうち１つ以上を含み得る、ｗｗｗ．ａｐｐｌｅ．Ｃｏｍを参照：
ＧＳＭモデル：ＵＭＴＳ／ＨＳＤＰＡ／ＨＳＵＰＡ（８５０、９００、１９００、２１００ＭＨｚ）ＧＳＭ／ＥＤＧＥ（８５０、９００、１８００、１９００ＭＨｚ）
ＣＤＭＡモデル：ＣＤＭＡＥＶ−ＤＯＲｅｖ．Ａ（８００、１９００ＭＨｚ）
８０２．１１ｂ／ｇ／ｎＷｉ−Ｆｉ（８０２．１１ｎ２．４ＧＨｚのみ）
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ２．１＋ＥＤＲ無線技術
ＧＰＳアシスト
デジタルコンパス
Ｗｉ−Ｆｉ
セルラー
網膜表示
３．５インチ（対角）ワイド画面マルチタッチディスプレイ
８００：１コントラスト比（典型例）
５００ｃｄ／ｍ２最大輝度（典型例）
前部および後部上に耐指紋撥油性コーティング
多言語および文字の同時表示サポート
５メガピクセルｉＳｉｇｈｔカメラ
ビデオ記録、ＨＤ（７２０ｐ）（音声と共に３０フレーム／秒まで）
ＶＧＡ品質写真およびビデオ（３０フレーム／秒まで、前カメラ付き）
タップして、ビデオまたは静止画像をフォーカスする機能
ＬＥＤフラッシュ
写真およびビデオのジオタギング
再充電可能なリチウムイオン電池を内蔵
コンピュータシステムまたは電力アダプタへのＵＳＢを介して充電
連続通話時間：３Ｇの場合は２０時間、２Ｇ（ＧＳＭ）の場合は１４時間
スタンバイ時間：３００時間まで
インターネット使用：３Ｇの場合最長６時間、Ｗｉ−Ｆｉの場合最長１０時間
ビデオ再生：最長１０時間
オーディオ再生：最長４０時間
周波数応答：２０Ｈｚ〜２２，０００Ｈｚ
サポートされるオーディオフォーマット：ＡＡＣ（８〜３２０Ｋｂｐｓ）、保護付きＡＡＣ（ｉＴｕｎｅｓＳｔｏｒｅ）、ＨＥ−ＡＡＣ、ＭＰ３（８〜３２０Ｋｂｐｓ）、ＭＰ３ＶＢＲ、オーディブル（フォーマット２、３、４、オーディブル向上オーディオ、ＡＡＸ、およびＡＡＸ＋）、Ａｐｐｌｅ無損失、ＡＩＦＦ、およびＷＡＶ
ユーザにより構成可能な最大量制限
ＡｐｐｌｅデジタルＡＶアダプタまたはＡｐｐｌｅＶＧＡアダプタによるビデオ出力サポート；５７６ｐおよび４８０ｐ（ＡｐｐｌｅコンポーネントＡＶケーブル）；５７６ｉおよび４８０ｉ（Ａｐｐｌｅ複合ＡＶケーブル（別個に販売されるケーブル）
サポートされるビデオフォーマット：Ｈ．２６４ビデオ（１０８０ｐまで）、３０フレーム／秒、主要プロファイルレベル３．１（ＡＡＣ−ＬＣオーディオは１６０Ｋｂｐｓまで）、４８ｋＨｚ、ステレオオーディオ（．ｍ４ｖ、．ｍｐ４、および．ｍｏｖ ファイルフォーマット）；ＭＰＥＧ−４ビデオ（２．５Ｍｂｐｓまで、６４０×４８０画素、３０フレーム／秒、単純なプロファイル（ＡＡＣ−ＬＣオーディオ（チャネル毎に１６０Ｋｂｐｓまで、４８ｋＨｚ、ステレオオーディオ（．ｍ４ｖ、．ｍｐ４、および．ｍｏｖ ファイルフォーマット）；モーションＪＰＥＧ（Ｍ−ＪＰＥＧ）（３５Ｍｂｐｓまで、１２８０×１０２０画素、３０フレーム／秒、オーディオｉｎ ｕｌａｗ、ＰＣＭステレオオーディオｉｎ．ａｖｉファイルフォーマット）
３軸ジャイロ
加速度計
近接センサー
周辺光センサーなど

本開示の実施形態は、他の電子デバイスと共に用いることが可能である。適切な電子デバイスの例は、例えば、メディアプレーヤ、セルラー電話、パーソナルデータオーガナイザーなどのポータブル電子デバイスを含む。このような実施形態において、ポータブル電子デバイスは、このようなデバイスの機能の組み合わせを含み得る。加えて、電子デバイスにより、ユーザがインターネットを通じてまたは例えば、ローカルまたは広域ネットワークなどの他のネットワークを通じて接続および通信することが可能になる。例えば、ポータブル電子デバイスにより、ユーザがインターネットへアクセスし、ｅメール、テキストメッセージング、インスタントメッセージングまたは他の形態の電子通信を用いることができる。例として、電子デバイスは、Ａｐｐｌｅ Ｉｎｃ．から販売されている表示画面を有するｉＰｏｄまたはｉＰｈｏｎｅに類似し得る。

特定の実施形態において、デバイスは、１つ以上の再充電可能および／または交換可能な電池により、動作することができる。このような実施形態は携帯性が高いため、ユーザが移動時、仕事中、運動時などにおいて電子デバイスを持ち運ぶことが可能になる。このようにして、電子デバイスによって提供される機能に応じて、ユーザは、デバイスを持ちながら自由に移動しつつ、音楽鑑賞、ゲームまたはビデオの再生、ビデオまたは画像の記録、電話をかけるおよび受けること、他社との通信、（例えば、リモート制御および／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ機能を介した）他デバイスの制御などを行うことができる。加えて、デバイスのサイズは、ユーザのポケットまたは手中に比較的容易に適合するようなサイズにされ得る。本開示の特定の実施形態についてポータブル電子デバイスについて述べてきたが、本開示の技術は、例えば、デスクトップコンピュータなどのグラフィカルデータを提供するように構成された多様な他のポータブル性の低い電子デバイスおよびシステムにも適用することができる点に留意されたい。

図示のように、図１５Ｈは、本開示の実施形態によるＬＥＤを含むスマートフォンを有するシステム図を含む。スマートフォン１５Ｈ０６は、任意の形態のハンドヘルド電子デバイスと電子通信しているサーバ１５Ｈ０２と通信するように、構成される。このようなハンドヘルド電子デバイスの例示的な例は、例えば、プロセッサ１５Ｈ０８、メモリ１５Ｈ１０、グラフィックアクセラレータ１５Ｈ１２、加速度計１５Ｈ１４、（恐らくはアンテナ１５Ｈ１６を含む）通信インターフェース１５Ｈ１１、コンパス１５Ｈ１８、ＧＰＳチップ１５Ｈ２０、表示画面１５Ｈ２２、および入力デバイス１５Ｈ２４などの機能コンポーネントを含む。各デバイスは、例示のコンポーネントに限定されない。コンポーネントは、ハードウェア、ソフトウェアまたはこれらの組み合わせであり得る。

いくつかの例において、電子画像化用途における機能を実行するようにプロセッサ１５Ｈ０８に指示する命令は、ハンドヘルド電子デバイスへ入力デバイス１５Ｈ２４を通じて入力することができる。１つの可能な命令は、ヒトユーザの一部の取得画像の抜粋を生成することであり得る。その場合、プロセッサ１５Ｈ０８は、通信インターフェース１５Ｈ１１に、（例えば、恐らくはクラウド１５Ｈ０４を通じてまたは用いて）サーバ１５Ｈ０２と通信し、データ（例えば、画像データ）を転送するように命令する。このデータは、通信インターフェース１５Ｈ１１によって転送され、画像取得の直後にプロセッサ１５Ｈ０８によって処理されるか、または、後の使用のためにメモリ１５Ｈ１０内に保存されるか、あるいは両方が行われる。プロセッサ１５Ｈ０８はまた、表示画面の属性に関する情報を受信し、例えば加速度計１５Ｈ１４および／または例えばコンパス１５Ｈ１８からのコンパスヘッディングまたはＧＰＳチップ１５Ｈ２０からのＧＰＳ位置などの他の外部データからの情報を用いて、デバイスの方向を計算することができ、その後、プロセッサはこの情報を用いて、当該画像を表示する方向を例に応じて決定する。

取得画像は、プロセッサ１５Ｈ０８、グラフィックアクセラレータ１５Ｈ１２、またはこれら２つの組み合わせによってレンダリングされ得る。いくつかの実施形態において、プロセッサは、グラフィックアクセラレータ１５Ｈ１２であり得る。画像は、先ずメモリ１５Ｈ１０中に保存されるか、あるいは、利用可能な場合は、メモリがグラフィックアクセラレータ１５Ｈ１２と直接関連付けられ得る。本明細書中に記載される方法は、プロセッサ１５Ｈ０８、グラフィックアクセラレータ１５Ｈ１２またはこれら２つの組み合わせによって実行されて、画像および関連抜粋が生成される。画像または抜粋は、表示画面１５Ｈ２２上に表示され得る。

図１５Ｉは、電子デバイス１５Ｉ００中のコンポーネントの相互接続を示す。電子デバイスの例は、上記したコンポーネント相互接続に加えて、筐体またはハウジング、ディスプレイ、ユーザ入力構造、および入力／出力コネクタを含む。筐体は、プラスチック、金属、複合材料、または他の適切な材料、またはこれらの任意の組み合わせから形成され得る。筐体は、電子デバイスの内部コンポーネントを物理的損傷から保護することができ、内部コンポーネントを電磁妨害（ＥＭＩ）から遮断することもできる。

ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースのディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ベースのディスプレイまたはいくつかの他の適切なディスプレイであり得る。本開示の特定の実施形態によれば、ディスプレイは、ユーザインターフェースおよび例えば、ロゴ、アバター、写真、アルバムアートなどの多様な他の画像を表示することができる。さらに、特定の実施形態において、ディスプレイは、ユーザのユーザインターフェースとの相互作用を媒介するタッチスクリーンを含み得る。ディスプレイはまた、例えば、出力状態、呼び出し状態、メモリ状態などのユーザへフィードバックを提供するための多様な機能および／またはシステムインジケータを含み得る。これらのインジケータを、ディスプレイ上に表示されたユーザインターフェースに組み込むことができる。

特定の実施形態において、例えば動作モード、出力レベル、出力種類などを制御することによりデバイスを制御するように、ユーザ入力構造のうち１つ以上を構成することができる。例えば、ユーザ入力構造は、デバイスをオンまたはオフにするためのボタンを含み得る。さらに、ユーザ入力構造により、ユーザがディスプレイ上のユーザインターフェースと相互作用することが可能になる。ポータブル電子デバイスの実施形態は、ボタン、スイッチ、制御パッド、スクロールホイール、または他の任意の適切な入力構造を含む任意の数のユーザ入力構造を含み得る。ユーザ入力構造は、デバイス上に表示されたユーザインターフェースとともに機能して、デバイスおよび／または任意のインターフェースあるいはデバイスへ接続されたかまたはデバイスによって使用されるデバイスの機能を制御する。例えば、ユーザ入力構造により、ユーザは、表示されたユーザインターフェースをナビゲートするかまたはこのような表示されたユーザインターフェースをデフォルトまたはホーム画面へ戻すことができる。

特定のデバイスは、さらなるデバイスの接続を可能にする多様な入力および出力ポートも含み得る。例えば、ポートは、ヘッドホンの接続を提供するヘッドホンジャックであり得る。さらに、ポートは、ヘッドセット（例えば、ヘッドホンおよびマイクロフォンの組み合わせ）の接続を提供する入力および出力機能を持ち得る。本開示の実施形態は、例えば、ヘッドホンおよびヘッドセットジャック、ユニバーサルシリアスバス（ＵＳＢ）ポート、ＩＥＥＥ−１３９４ポート、およびＡＣおよび／またはＤＣ出力コネクタなどの任意の数の入力ポートおよび／または出力ポートを含み得る。さらに、デバイスは、例えば、他のポータブル電子デバイス、パーソナルコンピュータ、プリンターなどの他の任意のデバイスとの接続およびデータの送受信を行うための入力および出力ポートを用いることができる。例えば、一実施形態において、デバイスは、ＩＥＥＥ−１３９４接続を介してパーソナルコンピュータへ接続し、これにより、例えば、メディアファイルのようなデータファイルの送受信を行うことができる。

電子デバイス１５Ｉ００の記述は、本開示の実施形態によるスマートフォンシステムの図を含む。電子デバイス１５Ｉ００の記述は、上記の開示を実行する際に用いることが可能なコンピュータハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアを示す。図示のシステムは、識別された計算を行うように構成されたソフトウェア、ファームウェア、およびハードウェアを実行することが可能な任意の数の物理的かつ／または論理的に別個のリソースを表すプロセッサ１５Ｉ２６を含む。プロセッサ１５Ｉ２６は、プロセッサ１５Ｉ２６への入力およびプロセッサ１５Ｉ２６からの出力を制御することができるチップセット１５Ｉ２８と通信する。チップセット１５Ｉ２８は、。この例において、チップセット１５Ｉ２８は、情報を表示画面１５Ｉ４２へ出力し、例えば、磁気メディアおよび固体メディア、および／または他の非持続的メディアを含み得る不揮発性記憶装置１５Ｉ４４への情報の読み出しおよび書き込みを行うことができる。チップセット１５Ｉ２８は、ＲＡＭ１５Ｉ４６からデータを読み出すこともＲＡＭ１５Ｉ４６へデータ書き込むこともできる。多様なユーザインターフェースコンポーネントとインターフェースをとるためのブリッジ１５Ｉ３２を、チップセット１５Ｉ２８とインターフェースをとるために設けることができる。このようなユーザインターフェースコンポーネントは、キーボード１５Ｉ３４、マイクロフォン１５Ｉ３６、接触検出および処理回路１５Ｉ３８、ポインティングデバイス１５Ｉ４０（例えば、マウス）などを含む。一般的には、システムへの入力は、機械により生成されたおよび／または人間により生成された多様なソースのうちいずれかからのものであり得る。

チップセット１５Ｉ２８は、異なる物理的インターフェースを持ち得る１つ以上のデータネットワークインターフェース１５Ｉ３０ともインターフェースをとり得る。このようなデータネットワークインターフェース１５Ｉ３０は、有線および無線ローカルエリアネットワークのためのインターフェース、広帯域無線ネットワークのためのインターフェース、ならびにパーソナルエリアネットワークのためのインターフェースを含む。本明細書中に開示されるＧＵＩの生成、表示および使用のための方法の用途をいくつは、マシン自身によってプロセッサ１５Ｉ２６によって生成されたデータの物理的インターフェース１５Ｉ３１を介した受信、不揮発性記憶装置１５Ｉ４４および／またはメモリまたはＲＡＭ１５Ｉ４６中に保存されたデータの分析を含む。さらに、マシンは、ユーザからの入力を例えば、キーボード１５Ｉ３４、マイクロフォン１５Ｉ３６、接触検出および処理回路１５Ｉ３８、およびポインティングデバイス１５Ｉ４０などのデバイスを介して受信し得、これらの入力をプロセッサ１５Ｉ２６を用いて解釈することにより、例えば、ブラウズ機能のような適切な機能を実行し得る。

概日周期における発光システムへの影響の評価は、医療または臨床試験の使用を含む多様な方法で行うことができる。このような試験において、発光システムへ露出された被験者について、概日周期に関連する多様な生理学的信号を監視することができる。例えば、被験者の唾液または血液中のメラトニン抑制を測定することが可能である。多様なホルモンを含む他の生理学的信号を、唾液または血液サンプルからまたは他の試験において測定することができる。このようなプロトコルは、当業者にとって公知であり、化学文献中に記載されている。特定の生理学的応答（例えば、特定のホルモンのレベル）、特に、特定の医療状態および／または光スペクトル成分と関連すると知られあるいは確信されている状態に相関することが知られている応答を、このような試験において目標とすることができる。

例えば、Ｂｒａｉｎａｒｄは、光露出下におけるメラトニン抑制を測定するプロトコルが開示している。そのプロトコルのいくつかの工程を以下に示す。
−通常の視覚を有する被験者を選択する。
−夜中に、薄明かりを点した部屋に被験者に入室させ、瞳孔を拡張させ、２時間待機させる。
−採取された場合の血液サンプル。
−被験者を試験光へ９０分間露出させた後、第２の血液サンプルを採取する。
−血液サンプル中のメラトニン成分を決定し、対照実験（例えば、光露出無し）と相対的なメラトニン低下を比較する。

他の試験プロトコルは、例えば、Ｗｅｓｔら、「Ｂｌｕｅ ｌｉｇｈｔ ｆｒｏｍ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ ｅｌｉｃｉｔｓ ａ ｄｏｓｅ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｍｅｌａｔｏｎｉｎ ｉｎ ｈｕｍａｎｓ」Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓｉｏｌ．１１０， ６１９−６２６ （２０１１））などの多様な文献中に見ることができる。

本開示は、発光ダイオードデバイスに集中しているが、本発明は、レーザダイオードデバイスに基づいた照明または表示システムにも適用されることが理解され得る。

本開示によって提供される特定の実施形態において、光源は、第１の発光によって特徴付けられた少なくとも１つの第１のＬＥＤ発光源と、第２の発光によって特徴付けられた少なくとも１つの第２のＬＥＤ発光源とを含み、第１の発光および第２の発光は、第１の複合発光および第２の複合発光を提供するように構成され、第１の複合発光は、第１のＳＰＤおよび割合Ｆｖ１およびＦｃ１によって特徴付けられ、第２の複合発光は、第２のＳＰＤおよび割合Ｆｖ２およびＦｃ２によって特徴付けられ、Ｆｖ１は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長範囲における第１のＳＰＤの出力の割合を示し、Ｆｃ１は、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲における第１のＳＰＤの出力の割合を示し、Ｆｖ２は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長範囲における第２のＳＰＤの出力の割合を示し、Ｆｃ２は、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲における第２のＳＰＤの出力の割合を示し、第１のＳＰＤおよび第２のＳＰＤは８０を超える演色評価数を有し、Ｆｖ１は少なくとも０．０５であり、Ｆｃ２は少なくとも０．１であり、Ｆｃ１は、Ｆｃ２よりも少なくとも０．０２だけ小さい。

光源の特定の実施形態において、第１の複合発光は、第１の概日刺激によって特徴付けられ、第２の複合発光は、第２の概日刺激によって特徴付けられ、第２の概日刺激は、第１の概日刺激の少なくとも２倍である。

光源の特定の実施形態において、第１のＬＥＤ発光源は、範囲４０５ｎｍ〜４３０ｎｍであるピーク発光によって特徴付けられた少なくとも１つのＬＥＤを含む。

光源の特定の実施形態において、第１の発光および第２の発光は、第３の複合発光を提供するように構成され、第３の複合発光は、第３のＳＰＤ、割合Ｆｖ３、割合Ｆｃ３、および第３の概日刺激によって特徴付けられ、Ｆｖ３は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長範囲における第３のＳＰＤの出力割合を示し、Ｆｃ３は、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲内における第３のＳＰＤの出力割合を示し、第３のＳＰＤは、８０を超える演色評価数を有し、第１の概日刺激と第３の概日刺激は異なる。

光源の特定の実施形態において、第２の発光は、波長下方変換材料からの青色発光を含む。

光源の特定の実施形態において、第２の発光は、ＬＥＤからの直接の青色発光を含む。

光源の特定の実施形態において、複合発光のうち１つは、Ｄ６５基準光源の概日刺激に類似する概日刺激を誘導する。

光源の特定の実施形態において、複合発光のうち１つは、ＣＩＥ Ａ基準光源の概日刺激を下回る概日刺激を誘導する。

光源の特定の実施形態において、少なくとも１つの第１のＬＥＤ発光源および少なくとも１つの第２のＬＥＤ発光源は、混合された物理的配置において構成される。

光源の特定の実施形態において、第１のＳＰＤおよび第２のＳＰＤはそれぞれ、色度が図５Ｂの白色光境界領域５１４内の色度により、特徴付けられる。

光源の特定の実施形態において、第１のＳＰＤおよび第２のＳＰＤはそれぞれ、色度がプランク軌跡の±０．００５によって境界付けられ、かつＣＩＥ色度図における最小色相シフト曲線の±０．００５によって境界付けられる色度により、特徴付けられる。

光源の特定の実施形態において、第１のＳＰＤおよび第２のＳＰＤはそれぞれ、色度がプランク軌跡の＋／−５個のＤｕ’ｖ’点内の色度により、特徴付けられる。

光源の特定の実施形態において、１００ルクスの照度での９０分間の第２のＳＰＤへの被験者の露出は、少なくとも２０％の被験者の血液メラトニン濃度の抑制をもたらす。

光源の特定の実施形態において、１００ルクスの照度での９０分間の第１のＳＰＤへの被験者の露出は、最大で２０％の被験者の血液メラトニン濃度の抑制をもたらす。

光源の特定の実施形態において、Ｆｃ１は最大で０．０６である。

特定の実施形態において、表示システムは、第１の発光によって特徴付けられる第１のＬＥＤ発光源と、範囲４００ｎｍ〜４３５ｎｍにおける出力の第１の割合Ｆｖ１によって特徴付けられる第１のＳＰＤを放射するように構成されたディスプレイとを含み、表示システムは、ＮＴＳＣの少なくとも７０％の色域によって特徴付けられ、３０００Ｋ〜９０００Ｋの範囲のＣＣＴで第１のＳＰＤは実質的に白色であり、Ｆｖ１は少なくとも０．０５である。

表示システムの特定の実施形態において、ディスプレイは、同じＣＣＴを有する基準光源の概日刺激よりも低い概日刺激により、特徴付けられる発光スペクトルを含む。

表示システムの特定の実施形態において、表示システムは、色フィルタセットおよび液晶ディスプレイをさらに含む。

表示システムの特定の実施形態において、第１のＳＰＤは、波長ｗでの４００ｎｍ〜４３５ｎｍの波長範囲におけるピークにより、特徴付けられ、色フィルタセットは、最大透過Ｔｍにより、かつ波長ｗでの透過Ｔｗにより特徴付けられる青色フィルタを含み、Ｔｗ／Ｔｍ＞０．８である。

特定の実施形態において、表示システムは、第２の発光によって特徴付けられる第２のＬＥＤ発光源をさらに含み、第１の発光および第２の発光の比は、概日刺激を変化させるように調節されるように、構成される。

表示システムの特定の実施形態において、表示システムは、ＴＶ、デスクトップＰＣ、ノートブックＰＣ、ラップトップＰＣ、タブレット、スマートフォン、ＭＰ３プレーヤと共に用いられるように構成される。

表示システムの特定の実施形態において、第１のＳＰＤの出力の５％未満が、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲内にある。

特定の実施形態において、光源は、一次電子放出を放射するように構成されたＬＥＤデバイスと、一次電子放出へ光学的に結合された１つ以上の波長変換材料とを含み、一次電子放出の一部は波長変換材料によって吸収されて、二次電子放出を生成し、一次電子放出および二次電子放出の組み合わせは、ＣＣＴおよび演色評価数を有するＳＰＤによって特徴付けられた白色光を生成し、ＳＰＤのうち少なくとも５％は、４００ｎｍ〜４３５ｎｍの波長範囲内にあり、ＳＰＤの概日刺激は、同じ色温度を有する基準光源の概日刺激の８０％未満であり、白色光は、８０を超える演色評価数により、特徴付けられる。

光源の特定の実施形態において、一次電子放出は、４０５ｎｍ〜４２５ｎｍのピーク波長により、特徴付けられる。

特定の実施形態において、照明システムは、一次ＳＰＤによって特徴付けられた一次電子放出を放射するように構成されたＬＥＤデバイスと、一次電子放出へ光学的に結合された少なくとも１つの蛍光体とを含み、少なくとも１つの蛍光体は、青色−シアン波長領域内における可飽和吸収により、特徴付けられ、ＬＥＤデバイスは、一次電子放出を調光するように構成された出力信号によって制御されるように、構成され、第１の出力レベルにおいて、システムは、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲におけるスペクトル出力の第１の割合ｆｃ１と第１のＣＣＴとにより、特徴付けられる第１のＳＰＤを放射し、第２の出力レベルにおいて、システムは、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲におけるスペクトル出力の第２の割合ｆｃ２と第２のＣＣＴとにより、特徴付けられる第２のＳＰＤを放射すし、第２の出力レベルは、第１の出力レベルよりも低く、第２の割合ｆｃ２は、第１の割合ｆｃ１の８０％よりも低い。

照明システムの特定の実施形態において、第２のＣＣＴは、第１のＣＣＴよりも少なくとも５００Ｋ低い。

照明システムの特定の実施形態において、一次ＳＰＤの少なくとも５％は、４００ｎｍ〜４３５ｎｍの波長範囲内にある。

最後に、本明細書中に開示される実施形態を実行する代替的方法が存在する点に留意されたい。よって、本実施形態は、限定的なものとしてではなく例示的なものとしてみなされるべきであり、特許請求の範囲は、本明細書中に記載される詳細に限定されず、その範囲および均等物内において変更が可能である。

Claims (26)

1. 第１の発光によって特徴付けられた少なくとも１つの第１のＬＥＤ発光源と、
   第２の発光によって特徴付けられた少なくとも１つの第２のＬＥＤ発光源と、
   を含み、
   前記第１の発光および前記第２の発光は、第１の複合発光および第２の複合発光を提供するように構成され、
   前記第１の複合発光は、第１のＳＰＤと割合Ｆｖ１およびＦｃ１とにより特徴付けられ、
   前記第２の複合発光は、第２のＳＰＤと割合Ｆｖ２およびＦｃ２とにより特徴付けられ、
   Ｆｖ１は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長範囲における前記第１のＳＰＤの出力の割合を示し、
   Ｆｃ１は、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲における前記第１のＳＰＤの出力の割合を示し、
   Ｆｖ２は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長範囲における前記第２のＳＰＤの出力の割合を示し、
   Ｆｃ２は、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲における前記第２のＳＰＤの出力の割合を示し、
   前記第１のＳＰＤおよび前記第２のＳＰＤは、８０を超える演色評価数を有し、
   Ｆｖ１は少なくとも０．０５であり、
   Ｆｃ２は少なくとも０．１であり、
   Ｆｃ１は、Ｆｃ２よりも少なくとも０．０２だけ低い、
   光源。
2. 前記第１の複合発光は、第１の概日刺激によって特徴付けられ、
   前記第２の複合発光は、第２の概日刺激によって特徴付けられ、
   前記第２の概日刺激は、前記第１の概日刺激の少なくとも２倍である、
   請求項１の光源。
3. 前記第１のＬＥＤ発光源は、範囲４０５ｎｍ〜４３０ｎｍにおけるピーク発光によって特徴付けられる少なくとも１つのＬＥＤを含む、請求項１の光源。
4. 前記第１の発光および前記第２の発光は、第３の複合発光を提供するように構成され、
   前記第３の複合発光は、第３のＳＰＤ、割合Ｆｖ３、割合Ｆｃ３および第３の概日刺激によって特徴付けられ、
   Ｆｖ３は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの波長範囲における前記第３のＳＰＤの出力の割合を示し、
   Ｆｃ３は、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲における前記第３のＳＰＤの出力の割合を示し、
   前記第３のＳＰＤは、８０を超える演色評価数を有し、
   前記第１の概日刺激と前記第３の概日刺激は異なる、
   請求項２の光源。
5. 前記第２の発光は、波長下方変換材料からの青色発光を含む、請求項１の光源。
6. 前記第２の発光は、ＬＥＤからの直接の青色発光を含む、請求項１の光源。
7. 前記複合発光のうち１つは、Ｄ６５基準光源の概日刺激に類似する概日刺激を誘導する、
   請求項１の光源。
8. 前記複合発光のうち１つは、ＣＩＥ Ａ基準光源の概日刺激を下回る概日刺激を誘導する、請求項１の光源。
9. 前記少なくとも１つの第１のＬＥＤ発光源および前記少なくとも１つの第２のＬＥＤ発光源は、混合された物理的配置において構成される、請求項１の光源。
10. 前記第１のＳＰＤおよび前記第２のＳＰＤはそれぞれ、色度がプランク軌跡の±０．００５によって境界付けられ、かつＣＩＥ色度図における最小色相シフト曲線の±０．００５によって境界付けられる色度によって特徴付けられる、請求項１の光源。
11. 前記第１のＳＰＤおよび前記第２のＳＰＤはそれぞれ、色度がプランク軌跡の＋／−５個のＤｕ’ｖ’点内の色度によって特徴付けられる、請求項１の光源。
12. １００ルクスの照度での９０分間の前記第２のＳＰＤへの被験者の露出は、少なくとも２０％の前記被験者の血液メラトニン濃度の抑制をもたらす、請求項１の光源。
13. １００ルクスの照度での９０分間の前記第１のＳＰＤへの被験者の露出は、最大で２０％の前記被験者の血液メラトニン濃度の抑制もたらす、請求項１の光源。
14. Ｆｃ１は最大で０．０６である、請求項１の光源。
15. 表示システムであって、
    第１の発光によって特徴付けられる第１のＬＥＤ発光源と、
    範囲４００ｎｍ〜４３５ｎｍにおける出力の第１の割合Ｆｖ１によって特徴付けられる第１のＳＰＤを放射するように構成されたディスプレイと、
    を含み、
    前記表示システムは、ＮＴＳＣの少なくとも７０％の色域によって特徴付けられ、
    ３０００Ｋ〜９０００ＫのＣＣＴで前記第１のＳＰＤは実質的に白色であり、
    Ｆｖ１は少なくとも０．０５である、
    表示システム。
16. 前記ディスプレイは、同じＣＣＴを有する基準光源の概日刺激よりも低い概日刺激によって特徴付けられる発光スペクトルを含む、請求項１５の表示システム。
17. 色フィルタセットおよび液晶ディスプレイをさらに含む、請求項１５の表示システム。
18. 前記第１のＳＰＤは、波長ｗでの４００ｎｍ〜４３５ｎｍの波長範囲におけるピークによって特徴付けられ、
    前記色フィルタセットは、青色フィルタを含み、前記青色フィルタは、最大透過Ｔｍによって、かつ波長ｗでの透過Ｔｗによって特徴付けられ、
    Ｔｗ／Ｔｍ＞０．８である、
    請求項１７の表示システム。
19. 第２の発光によって特徴付けられる第２のＬＥＤ発光源をさらに含み、前記第１の発光および前記第２の発光の比は、概日刺激を変更するように調節されるように構成される、請求項１５の表示システム。
20. 前記表示システムは、ＴＶ、デスクトップＰＣ、ノートブックＰＣ、ラップトップＰＣ、タブレット、スマートフォン、ＭＰ３プレーヤと共に用いられるように構成される、請求項１５の表示システム。
21. 前記第１のＳＰＤの出力の５％未満が、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲内にある、請求項１５の表示システム。
22. 一次電子放出を放射するように構成されたＬＥＤデバイスと、
    前記一次電子放出へ光学的に結合された１つ以上の波長変換材料と、
    を含み、
    前記一次電子放出の一部は、前記波長変換材料によって吸収されて、二次電子放出を生成し、
    前記一次電子放出および前記二次電子放出の組み合わせは、ＣＣＴおよび演色評価数を有するＳＰＤによって特徴付けられた白色光を生成し、
    前記ＳＰＤのうち少なくとも５％は、４００ｎｍ〜４３５ｎｍの波長範囲内にあり、
    前記ＳＰＤの概日刺激は、同じ色温度を有する基準光源の概日刺激の８０％未満であり、
    前記白色光は、８０を超える演色評価数によって特徴付けられる、
    光源。
23. 前記一次電子放出は、４０５ｎｍ〜４２５ｎｍのピーク波長がよって特徴付けられる、請求項２２の光源。
24. 一次ＳＰＤによって特徴付けられた一次電子放出を放射するように構成されたＬＥＤデバイスと、
    前記一次電子放出へ光学的に結合された少なくとも１つの蛍光体であって、青色−シアン波長領域内における可飽和吸収によって特徴付けられる少なくとも１つの蛍光体と、を
    含み、
    前記ＬＥＤデバイスは、前記一次電子放出を調光するように構成された出力信号によって制御されるように構成され、
    第１の出力レベルにおいて、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲におけるスペクトル出力の第１の割合ｆｃ１と第１のＣＣＴとによって特徴付けられる第１のＳＰＤを放射し、
    第２の出力レベルにおいて、４４０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲におけるスペクトル出力の第２の割合ｆｃ２と第２のＣＣＴとによって特徴付けられる第２のＳＰＤを放射し、
    前記第２の出力レベルは前記第１の出力レベルよりも低く、前記第２の割合ｆｃ２は、
    前記第１の割合ｆｃ１の８０％よりも低い、
    照明システム。
25. 前記第２のＣＣＴは、前記第１のＣＣＴよりも少なくとも５００Ｋ低い、請求項２４の照明システム。
26. 前記一次ＳＰＤの少なくとも５％は、４００ｎｍ〜４３５ｎｍの波長範囲内にある、請求項２４の照明システム。