JP6845339B2 - 黒色の色合いを差別化するためのリッチブラック照明デバイス - Google Patents
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Description
本発明は、照明システム、その使用、及び（そのような照明システムを用いた）照明方法に関する。
特定の照明特性を有するための照明デバイスが、当該技術分野において知られている。例えば、米国特許出願公開第２０１６２２３１４６号は、強化された色スペクトル特性を有する光を放射する光源について記載している。光源のスペクトルパワー分布を調節することによって色嗜好の定量的な最適化を可能にする、照明嗜好指数（Lighting Preference Index；ＬＰＩ）と呼ばれる色指標が記載されている。ランプは、約４００ナノメートル（ｎｍ）〜約４６０ｎｍの範囲のピーク波長を有する少なくとも１つの青色光源と、約５００ｎｍ〜約５８０ｎｍの範囲のピーク波長を有する少なくとも１つの緑色又は黄緑色光源と、約６００ｎｍ〜約６８０ｎｍの範囲のピーク波長を有する少なくとも１つの赤色光源とを含み、少なくとも１２０のＬＰＩを有する。ＬＰＩの式は、男性５８％及び女性４２％の性別分布、白人９２％及びアジア人８％の人種分布、並びに北米内の地理的分布を伴う２１〜２７歳の年齢範囲の観察者セットに基づく。
ブランドアイデンティティは、小売事業において小売業者が自らを競合者から特徴づけるための重要な差別化テーマである。照明は、彼らのブランドアイデンティティ、例えば、涼しげな又は暖かな雰囲気にフィットする周囲色を供給することを支援できる。ブランドアイデンティティと同等に重要であるのは、特定の照明システムによって達成できる適切な織物の価値増進である。しかし、このような特定の照明システムも、適切な黒色表現を有していない。
したがって、一態様は、好ましくは、上述の欠点のうちの１つ以上を更に少なくとも部分的に取り除く、代替的な照明システム又は（小売）製品を照明する方法を提供することである。したがって、本発明は、先行技術の欠点のうちの少なくとも１つを克服若しくは改善すること、又は有用な代替物を提供する目的を有し得る。
数百の（固体ベースの）照明ソリューションを調査したが、それらのいずれも十分な黒色表現を有しないようであった。したがって、良好な黒色表現をもたらし、黒色の異なる色合いを特徴づけることを可能にする新しい照明ソリューションが創出された。特に３８０ｎｍ〜４４０ｎｍ及び６６０ｎｍ〜７８０ｎｍの、可視の側部に最小のパワーが存在するときに、良好な黒色表現が得られ得ることが判明した。
したがって、一態様において、照明システムが提供され、照明システム（「システム」）は、１つ以上の光源、特に１つ以上の固体光源を備え、照明システムは、特に、少なくとも１７００Ｋの相関色温度（correlated color temperature；ＣＣＴ、本明細書では「色温度」とも示される）を有し、かつ照明システムの第１の設定において少なくとも３３のＳ＊値を有する照明システム光（「光」）を供給するように構成されており、Ｓ＊値は、Ｓ＊＝１００＊（２＊Ａ＊＋Ｂ＊）／ＷＳとして定義され、Ａ＊は３８０〜４４０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、Ｂ＊は６６０〜７８０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、ＷＳは、（第１の設定において）照明システム光の３８０〜７８０ｎｍの波長範囲における全スペクトルパワーである。
そのような照明システムと、そのようなＳ＊値を有する光とを用いることで、黒色の異なる色合いが、良好に特徴づけられ得るようである。したがって、尺度である黒色区別指数（black discrimination index；ＢＤＩ）は、３３以上、例えば３５以上のＳ＊値を有する光の場合に比較的高い。黒色区別指数は、ＣＩＥＣＡＭ０２色空間における黒色反射スペクトル間の平均色差として定義される。とりわけ、また訓練されたユーザによるユーザ試験に基づくと、約３３未満のＳ＊値が、黒色の異なる色合いを十分に区別することを可能にしない一方、約３３以上の値では、黒色の異なる色合いを特徴づけることがより良好に可能になるようである。特に、照明システムは、第１の設定において少なくとも３５のＳ＊値を有する照明システム光を供給するように構成される。更に、特にＳ＊値は、４０〜６５のような３５〜７５の範囲など、約７５以下など、８５以下である。更に、黒色の色合いが良好に表示されても、光は依然として、黒体軌跡（black body locus；ＢＢＬ）に比較的近い（又は、黒体軌跡上の）カラーポイントを有する白色光として見られ得る。特に、照明システムは、小売照明に使用され得る。
「照明システムの第１の設定において」というフレーズは、照明システムがスイッチオンされ、光をこのＳ＊値で供給する、機能を少なくとも有することを示す。しかし、更なる実施形態において、照明システムは、制御可能であり、（第１の設定を含む）２つ以上の設定を有してもよい。以下も更に参照されたい。
特定の実施形態において、色温度は、少なくとも２０００Ｋである。小売の用途又はオフィスなどの他の用途の場合、色温度は、少なくとも３０００Ｋなど、少なくとも２７００Ｋである。したがって、実施形態において、照明システムは、第１の設定において少なくとも２７００Ｋの相関色温度を有する照明システム光を供給するように構成される。一般に、色温度は、６５００Ｋ以下など、７０００Ｋ以下である。本明細書における白色光という用語は、当業者に知られている。特に、白色光とは、約２０００〜２００００Ｋ、特に２７００〜２００００Ｋ、一般的な照明に関しては、特に約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲、バックライトの目的に関しては、特に約７０００Ｋ〜２００００Ｋの範囲の相関色温度（ＣＣＴ）を有し、特に、ＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差；standard deviation of color matching）の範囲内、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭの範囲内、更に特にＢＢＬから約５ＳＤＣＭの範囲内である光に関連する。
また更なる実施形態において、黒色表現が十分であり、又は良好であり、又は優れているだけでなく、他の色の演色も少なくとも十分又は良好である。したがって、実施形態において、照明システムは、第１の設定において、少なくとも９０のような少なくとも８５など、少なくとも８０の演色評価数を有する照明システム光を供給するように構成される。
照明システムは、１つ以上の光源、特に１つ以上の固体光源を備える。光源は、動作中に（光源光を）放射する光源である。光源光は、照明システム光をそれ自体が供給するために使用されてもよく、又は発光材料によって少なくとも部分的に変換されてもよい（以下も参照されたい）。光源の光は、オプションとして発光材料によって少なくとも部分的に変換された後、特に照明システム光を供給する。特定の実施形態において、光源は、（ＬＥＤ又はレーザダイオードなどの）固体光源を備える。「光源」という用語はまた、２〜２０００個の（固体）ＬＥＤ光源などの複数の光源に関連してもよい。それゆえ、ＬＥＤという用語はまた、複数のＬＥＤを指す場合もある。更には、用語「光源」はまた、実施形態では、いわゆるチップオンボード（chips-on-board；ＣＯＢ）光源を指す場合もある。用語「ＣＯＢ」は、特に、封入も接続もされることなく、ＰＣＢなどの基板上に直接実装されている、半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。それゆえ、複数の半導体光源が、同じ基板上に構成されてもよい。実施形態では、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして一体に構成されている、マルチＬＥＤチップである。
また上述のように、照明システムの光は、異なる方法で供給されてもよい。例えば、複数の固体光源が、所望のスペクトル分布を提供するために使用されてもよい。更に、オプションとして、１つ以上の光源によって光学的にポンピングされた発光材料が、スペクトル分布の１つ以上の部分を提供するために使用されてもよい。
特定の実施形態において、照明システムは、３８０〜４４０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の固体光源を備える。このような光源は、実施形態において発光材料をポンピングするために使用されてもよく、それにより固体光源の光の少なくとも一部が使用されず、スペクトル分布のＡ＊部分を提供することができる。「ピーク波長」という用語は、最大パワーを有するスペクトル線又は波長を指し得る。
しかし、更に他の実施形態において、このような光源は本質的に、発光材料をポンピングするために使用されなくてもよく、そのような光源の光は本質的に、スペクトル分布のＡ＊部分に完全に使用される。後者の実施形態において、１つ以上の更なる光源が、可視のスペクトル分布の残り部分を提供するために設けられるべきである。このような実施形態において、ピーク波長は、３８０〜４１０ｎｍの範囲からなど、３８０〜４４０の範囲から選択される。３８０〜４１０ｎｍの範囲のピーク波長を有する光源が特に、発光材料をポンピングするために、及び／又はスペクトル分布のうちＡ＊部分のスペクトル分布を提供するために使用されてもよい。「発光材料をポンピングする」という用語及び（「光学的にポンピングする」のような）同様の用語は、このような発光材料によって発光材料光に変換するために、このような材料に光を供給することを指し得る。代替的なフレーズが、「発光材料を励起する」であってもよい。
したがって、実施形態において、照明システムは、４００〜４４０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の（固体）光源を備える。このような光源は、青色光を供給するために、及び／又は発光材料をポンピングするために、及び／又はスペクトル分布のうちＡ＊部分のスペクトル分布を提供するために使用され得る。
したがって、特定の実施形態において、照明システムは、３８０〜４４０ｎｍの範囲から選択される第１のピーク波長を有する１つ以上の第１の（固体）光源と、４３０〜４９０ｎｍの範囲から選択される第２のピーク波長を有する１つ以上の第２の（固体）光源とを備え、１つ以上の第１の光源と１つ以上の第２の光源とのピーク長が、少なくとも１５ｎｍ異なる。加えて、照明システムは、（特に白色光を供給するために）スペクトル分布の残り部分を提供するために発光材料及び／又は更なる光源を備えてもよい。
特定の実施形態において、Ｂ＊部分は、発光材料の発光によって提供されてもよい。本明細書において「発光材料」という用語は、実施形態において、（異なるスペクトル分布を有する発光を伴う）複数の異なる発光材料も指し得る。赤色発光材料又は深赤色発光材料が、当該技術分野において知られている。
したがって、一実施形態において、発光材料は、Ｍｎ（ＩＶ）発光材料からなる群から選択される赤色発光材料を含み、更により具体的に、発光材料は、四価マンガンでドープされたタイプＭ２ＡＸ６の発光材料を含み、Ｍはアルカリカチオンを含み、Ａは四価カチオンを含み、Ｘは、少なくともフッ素（Ｆ）を含む一価アニオンを含む。例えば、Ｍ２ＡＸ６は、Ｋ１．５Ｒｂ０．５ＡＸ６を含んでもよい。Ｍは、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、セシウム（ＣＳ）及びアンモニウム（ＮＨ４ ＋）からなる群から選択される一価カチオンに関し、特にＭは、Ｋ及びＲｂの少なくとも１つ以上を含む。好ましくは、Ｍの少なくとも８０％、更により好ましくは、９５％などの少なくとも９０％は、カリウム及び／又はルビジウムからなる。カチオンＡは、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、及び亜鉛（Ｚｎ）のうちの１つ以上を含んでもよい。好ましくは、Ｍの少なくとも８０％、更により好ましくは、少なくとも９５％などの、少なくとも９０％は、ケイ素及び／又はチタンからなる。特に、Ｍはカリウムを含み、Ａはチタンを含む。Ｘは、一価アニオンに関し、特に少なくともフッ素を含む。オプションとして存在し得る他の一価アニオンが、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、及びヨウ素（Ｉ）からなる群から選択されてもよい。好ましくは、Ｘの少なくとも８０％、更により好ましくは、９５％などの少なくとも９０％は、フッ素からなる。「四価マンガン」という用語は、Ｍｎ４＋を指す。これは、周知の発光イオンである。上記の式において、四価カチオンＡの一部（Ｓｉなど）がマンガンで置換されている。したがって、四価マンガンでドープされたＭ２ＡＸ６はまた、Ｍ２Ａ１−ｍＭｎｍＸ６と示されてもよい。マンガンのモル百分率、すなわち、四価カチオンＡを置き換える百分率は一般に、０．１〜１５％、特に１〜１２％の範囲であり、すなわち、ｍは０．００１〜０．１５の範囲、特に０．０１〜０．１２の範囲である。更なる実施形態が、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２０１３／０８８３１３号に由来し得る。
しかし、化合物を含むＭｎ（ＩＶ）などの酸化マンガン化合物も、同様に又は更により良好に使用され得る広帯域放射を示し得る。
例えば、発光材料は、赤色発光材料を（今）含んでもよい。更なる特定の実施形態において、発光材料は、窒化物発光材料を含有する二価ユーロピウム又は酸窒化物発光材料を含有する二価ユーロピウムからなる群から選択される１つ以上の発光材料を含む。発光材料は、一実施形態において、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕからなる群から選択される１つ以上の材料を含んでもよい。当該化合物において、ユーロピウム（Ｅｕ）は、実質的に二価又は二価のみであり、示された二価カチオンの１つ以上を置換する。一般に、Ｅｕは、カチオンの１０％よりも多い量で、特に、置換するカチオンに対して約０．５〜１０％の範囲で、より具体的に、約０．５〜５％の範囲で存在しない。「：Ｅｕ」又は「：Ｅｕ２＋」という用語は、金属イオンの一部がＥｕ（当該例ではＥｕ２＋）で置換されていることを示す。材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕは、ＭＳ：Ｅｕと示されることもでき、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）からなる群から選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、当該化合物においてカルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より具体的にはカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍの少なくとも一部（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）を置換する。更に、材料（Ｂａ５Ｓｒ５Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕはまた、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕと示されることもでき、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びカルシウム（Ｃａ）からなる群から選択される１つ以上の元素である。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍの少なくとも一部（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）を置換する。同様に、材料（Ｂａ５Ｓｒ５Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕは、ＭＡｌＳｉＮ３Ｅｕ５と示されることもでき、Ｍは、バリウム（Ｂａ）５、ストロンチウム（Ｓｒ）及びカルシウム（Ｃａ）からなる群から選択される１つ以上の元素であり、特に、Ｍは、当該化合物においてカルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、より具体的にはカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍの少なくとも一部（すなわち、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａのうちの１つ以上）を置換する。特に、発光材料は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、好ましくはＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを含む。更に、前者と組み合わされ得る別の実施形態において、発光材料は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、好ましくは（Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕを含む。「（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）」という用語は、対応するカチオンがカルシウム、ストロンチウム、又はバリウムによって占められ得ることを示す。それは、このような材料において、対応するカチオン部位が、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムからなる群から選択されるカチオンで占められ得ることも示す。よって、材料は、例えば、カルシウム及びストロンチウム、又はストロンチウムのみなどを含んでもよい。したがって、一実施形態において、発光材料は、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋を更に含んでもよく、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択され、更により具体的に、Ｍは、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択される。前者と組み合わされ得る更に別の実施形態において、発光材料は、ＭＡｌＮ３：Ｅｕ２＋を更に含んでもよく、ＭはＣａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択され、更により具体的に、Ｍは、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択される。
しかし、量子ドットのような他の赤色発光材料もまた適用されてもよい。特に、広帯域エミッタが適用されてもよく、これは、ＵＶ又は青色の励起時に可視スペクトルの少なくとも赤色部分で放射してもよく、実施形態において、６６０〜７８０ｎｍのスペクトル範囲の可視域における放射の少なくとも１０％、少なくとも３０％のような少なくとも２０％など、更により具体的に、少なくとも４０％を有してもよい。
また更に、代わりに又は加えて、スペクトルのＢ＊部分はまた、（固体）光源によって直接提供されてもよい。したがって、実施形態において、照明システムは、３８０〜４４０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の（固体）光源を備える。
したがって、特定の実施形態において、照明システムは、３８０〜４４０ｎｍの範囲から選択される第１のピーク波長を有する１つ以上の第１の固体光源と、白色光源光を供給するように構成された１つ以上の第２の固体光源と、６６０〜７８０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の第３の固体光源とを備える。
特定の実施形態において、Ａ＊部分は（また）、発光材料の発光によって提供されてもよい。上記のように、本明細書において「発光材料」という用語は、実施形態において、（異なるスペクトル分布を有する発光を伴う）複数の異なる発光材料も指し得る。
照明システム光は本質的に、（光源光を供給する）１つ以上の（異なる）光源の光と、適用可能な場合には、１つ以上の（異なる）光源の１つ以上からの光でポンピングされた１つ以上の発光材料の発光材料光とを含んでもよい。
照明システムは、本質的に固定されたスペクトル分布を有する光を供給してもよい。しかし、更なる実施形態において、照明システム光の、スペクトルパワー分布を含む１つ以上の照明特性は制御可能である。１つ以上の照明特性が制御可能である場合、照明システムは、第１の設定を可能にするが、１つ以上の更なる設定も可能にすることができる。このような更なる設定において、照明システムの光はまた、３３を超えるＳ＊値及び少なくとも１７００Ｋの色温度を有してもよいが、必ずしもそうではない。同様に、他の設定におけるＳ＊値はまた、７５より大きくてもよい。後者の実施形態は、例えば、利用可能な光が、店舗内の光の少なくとも一部が昼光によって供給される店舗内の昼光など、比較的高いＳ＊値を既に有する状況で、追加照明のために使用されてもよい。設定は、ユーザインタフェースを用いて変更されてもよい。ユーザインタフェースデバイスの例としては、とりわけ、手動作動ボタン、ディスプレイ、タッチスクリーン、キーパッド、音声起動入力デバイス、オーディオ出力、インジケータ（例えば、ライト）、スイッチ、ノブ、モデム、及びネットワーキングカードが挙げられる。特に、ユーザインタフェースデバイスは、ユーザインタフェースが機能的に含まれていることによってユーザインタフェースが機能的に接続されるデバイス又は装置にユーザが指示することを可能にするように構成されてもよい。ユーザインタフェースは特に、手動作動ボタン、タッチスクリーン、キーパッド、音声起動入力デバイス、スイッチ、ノブなど、及び／又はオプションとしてモデム、並びにネットワーキングカードなどを含んでもよい。ユーザインタフェースは、グラフィカルユーザインタフェースを備えてもよい。したがって、システムは、例えば、ボタン、スイッチなどを含んでもよい。「ユーザインタフェース」という用語はまた、遠隔制御などのリモートユーザインタフェースも指し得る。遠隔制御が、別個の専用デバイスであってもよい。しかし、遠隔制御はまた、照明システムを（少なくとも）制御するように構成されたアプリを有するデバイスであってもよい。代わりに又は加えて、設定は、センサ信号（以下も参照されたい）、タイマーなどに応じて変更されてもよい。
したがって、実施形態において、照明システムは、照明システム光の所定のＳ＊値を維持する一方で、照明システム光の別の照明特性が第１の照明特性値から第２の照明特性値に変更されることを可能にすることを含む、少なくとも制御モードを提供するように適合された制御システムを更に備える。特定の実施形態において、他の照明特性は、照明システム光の相関色温度、カラーポイント、及び強度からなる群から選択される。したがって、例えば、ユーザが、カラーポイント又は色温度を変更し得る一方、システムは、Ｓ＊値を所定の値に維持する。特定の制御モードにおいて、所定のＳ＊値は、少なくとも３３であってもよい一方、１つ以上の（オプションの）更なるモードにおいて、Ｓ＊値は、より低い値又はより高い値を有してもよい。更に、照明システムはまた、１つ以上の他の照明特性値が維持されてもよく、１つ以上の更に他の照明特性が変更されてもよい、１つ以上の他の制御モードを含んでもよい。制御システムは、ユーザインタフェースを備えるか、又はユーザインタフェースに機能的に接続されてもよい。
特定の実施形態において、制御システムは、周辺光及び反射光のうちの１つ以上を感知するように構成された光センサ（の光センサ信号）に応じて、光システム光の所定のＳ＊値を維持することを含む、制御モードを提供するように更に適合される。
上記から明らかなように、所定のＳ＊値は、実施形態において固定値であってもよいが、他の実施形態において、例えば、（（昼）光）センサ、時間スキーム、ユーザインタフェース入力などに基づいて可変である、可変値であってもよい。
上記のように、制御システムは、光の所定のＳ＊値を維持する一方で、光の別の照明特性が第１の照明特性値から第２の照明特性値に変更されることを可能にすることを含む、少なくとも制御モードを提供するように適合されてもよい。このことは、制御システムが別の制御モード、又は複数の他の制御モードを提供するように更に適合されてもよいことを除外しない。例えば、実施形態において、制御システムはまた、本質的に全ての照明特性が自由に可変であり得る、又は別の照明特性が固定され、Ｓ＊値を含む他の１つ以上が可変であり得る、制御モードを提供するように適合されてもよい。しかし、制御システムは、光の所定のＳ＊値を維持する一方で、光の別の照明特性が第１の照明特性値から第２の照明特性値に変更されることを可能にすることを含む、少なくとも制御モードを提供するように適合される。他のモードが利用可能であろうが、このようなモードの選択は特に、ユーザインタフェースを介して実行されてもよいが、センサ信号又は（時間）スキームに応じてモードを実行するような他のオプションもまた可能であり得る。例えば、制御システムは、日の入りから日の出まで、本明細書において定義されるような制御モードにあり、日中にユーザの他の照明選択を可能にする、などであってもよい。「制御する」という用語及び同様の用語は特に、要素の挙動を決定する、又は要素の作動を監督することを少なくとも指す。したがって、本明細書では、「制御する」及び同様の用語は、例えば、測定、表示、作動、開放、シフト、温度変更などのような、挙動を要素に課すこと（要素の挙動を決定する、又は要素の作動を監督すること）などを指し得る。そのほか、「制御する」という用語及び同様の用語は加えて、モニタリングを含んでもよい。したがって、「制御する」という用語及び同様の用語は、要素に挙動を課すこと、及び要素に挙動を課して要素をモニタリングすることを含んでもよい。もちろん、照明特性は、照明デバイスなどのシステムが提供する（最大パワーなどのような）技術的境界内で制御することができる。
「制御システムが、光の所定のＳ＊値を維持する一方で、光の別の照明特性が第１の照明特性値から第２の照明特性値に変更されることを可能にすることを含む、少なくとも制御モードを提供するように適合される」というフレーズは特に、Ｓ＊値が固定値である一方、１つ以上の他の照明特性が、（例えばセンサ信号、（時間）スキーム、及びユーザ入力（値又は命令）のうちの１つ以上に応じて）変更されてもよいことを示す。
１つ以上の他の照明特性についても、制御システムにおいて制御され得ることがあてはまり得る。したがって、制御システムは、他の照明特性の１つ以上を、（昼）光センサなどのセンサの入力に基づいて制御してもよく、又は既定の（時間）スキームなどに基づいて制御してもよい。代わりに又は加えて、１つ以上の他の照明特性が、（ユーザインタフェースを介して）ユーザによって選択されてもよい。したがって、照明特性を制御することは、センサ信号、（時間）スキーム、及びユーザ入力（値又は命令）のうちの１つ以上に応じて、そのような照明特性を制御することを含んでもよい。
「光の所定のＳ＊値を維持する」というフレーズは特に、Ｓ＊値が本質的に、第１の照明特性値及び第２の照明特性値において同じであることを示す。ここで、「維持する」及び「本質的に同じである」という用語は特に、Ｓ＊値の値の１０％以下など、２０％以下の変化を指し得る。したがって、「維持する」という語句及び同様の用語は、「実質的に維持する」こと、又は、上記のように、例えば、特に約＋／−５％のような約＋／−１０％など、約＋／−２０％の範囲内であり得る、いくらかの許容範囲を伴って維持することも指し得る。
したがって、「照明システムの第１の設定において」というフレーズは、光が制御可能である実施形態において、「照明システムの第１の設定において、及びオプションとして１つ以上の他の設定において」とも解釈され得る。
更なる態様において、本発明は、（本明細書において定義されるような）照明システムの照明システム光を制御する方法であって、照明システムは、１つ以上の光源、特に固体光源を備え、照明システム光の、スペクトルパワー分布を含む１つ以上の照明特性が制御可能であり、方法は、照明システム光の所定のＳ＊を維持する一方で、照明システム光の別の照明特性を第１の照明特性値から第２の照明特性値に変更するステップを含み、Ｓ＊値は、Ｓ＊＝１００＊（２＊Ａ＊＋Ｂ＊）／ＷＳとして定義され、Ａ＊は３８０〜４４０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、Ｂ＊は６６０〜７８０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、ＷＳは、照明システム光の３８０〜７８０ｎｍの波長範囲における全スペクトルパワーである、方法を提供する。特に、照明システムの照明システム光を制御する方法は、本明細書において定義される照明システムの照明システム光を制御するために使用される。
また更なる態様において、本発明はまた、照明システム、特に本明細書に記載される照明システムに機能的に接続されているコンピュータ上で実行されると、本明細書に記載される方法をもたらすことができるコンピュータプログラム製品であって、照明システムは、照明システム光を供給するように構成されており、照明システム光の、スペクトルパワー分布を含む１つ以上の照明特性が制御可能である、コンピュータプログラム製品を提供する。
照明デバイスは、例えば、オフィス照明システム、家庭用アプリケーションシステム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバアプリケーションシステム、投影システム、自己照明ディスプレイシステム、画素化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警告標識システム、医療用照明アプリケーションシステム、インジケータ標識システム、装飾用照明システム、ポータブルシステム、自動車用アプリケーション、（屋外）道路照明システム、都市照明システム、温室照明システム、園芸用照明などの一部であってもよく、又は、それらに適用されてもよい。
用語「紫色光」又は「紫色発光」は、特に、約３８０〜４４０ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「青色光」又は「青色発光」は、特に、約４４０〜４９５ｎｍの範囲の波長を有する（ある程度の紫色及びシアンの色相を含む）光に関連する。用語「緑色光」又は「緑色発光」は、特に、約４９５〜５７０ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「黄色光」又は「黄色発光」は、特に、約５７０〜５９０ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「橙色光」又は「橙色発光」は、特に、約５９０〜６２０ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「赤色光」又は「赤色発光」は、特に、約６２０〜７８０ｎｍの範囲の波長を有する光に関連する。用語「ピンク色光」又は「ピンク色発光」は、青色成分及び赤色成分を有する光を指す。用語「可視」、「可視光」、又は「可視発光」は、約３８０〜７８０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。
ここで、本発明の実施形態が、添付の概略図面を参照して例としてのみ説明され、図面中、対応する参照記号は、対応する部分を示す。
Ｓ＊、Ａ＊、及びＢ＊の定義を概略的に示し、Ｓ＊＝１００＊（（３８０≦パワー≦４４０）＊２＋（７８０≧パワー≧６６０））／全パワー（輝度ではない）≧３３である（又は、１００％を乗じると、％で示すことができる）。
可能な実施形態を概略的に示す。
高いＳ＊値を有するスペクトル分布を示す。
概略図面は必ずしも正しい縮尺ではない。
現在のＬＥＤソリューションは、黒色の生地が実際に持つわずかな色差を明らかにできないようである。もちろん、このことは、消費者にとっても、商品が十分に表示されない店舗及びファッションデザイナにとっても、ＬＥＤソリューションの望ましくない効果である。加えて、消費者には現在見えない真に黒色の布地を作り出すことは、いずれにしても暗い青色／赤色／茶色との違いが特徴づけられないので、追加のコストをもたらす。したがって、小売業者がより高価な黒色材料を販売できない（よって、より安価なオフブラック（off-black）を販売する）結果となる。デザイナは、彼らのデザインを売れない小売業者と協働したがらず、消費者は、彼らの黒色の商品が昼光又は異なる光源の下でオフブラックに見えるので、満足しない。
この問題を克服するために、黒色区別指数（ＢＤＩ）及びＳ＊を定義する。ＢＤＩは、閉じたスペクトルのＣＩＡＣＡＭ０２色空間における黒色反射スペクトル間の平均色差として定義される。Ｓ＊は、１００＊（２＊Ａ＊＋Ｂ＊）／全パワー＊１００として定義され、Ａ＊は３８０ｎｍ〜４４０ｎｍのパワーであり、Ｂ＊は６６０ｎｍ〜７８０ｎｍのパワーである。図１も参照されたい。
図２は、１つ以上の光源、特に固体光源１０を備える照明システム１００の一実施形態を概略的に示し、照明システム１００は、本明細書において更に定義される照明システム光１０１を供給するように構成される。
例えば、照明システム１００は、３８０〜４４０ｎｍの範囲から選択される第１のピーク波長を有する１つ以上の第１の固体光源１１０と、４３０〜４９０ｎｍの範囲から選択される第２のピーク波長を有する１つ以上の第２の固体光源１２０とを備え、１つ以上の第１の光源１１０と１つ以上の第２の光源１２０とのピーク長が、少なくとも１５ｎｍ異なる。
代わりに又は加えて、照明システム１００は、６６０〜７８０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の固体光源１０を備える。
図２は、例えば、照明システム１００が、３８０〜４４０ｎｍの範囲から選択される第１のピーク波長を有する１つ以上の第１の固体光源１１０と、白色光源光１１を供給するように構成された１つ以上の第２の固体光源１２０と、６６０〜７８０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の第３の固体光源１３０とを備える一実施形態を概略的に示してもよい。
照明システム光１０１の、スペクトルパワー分布を含む１つ以上の照明特性が、特に制御可能であってもよい。したがって、変形例において、照明システム１００は制御システム２００を備える。例えば、制御システム２００は、例えば、周辺光１及び反射光１０１'の１つ以上を感知するように構成された、光センサ２１０に応じて、光システム光１０１の所定のＳ＊値を維持することを含む、制御モードを提供するように適合されてもよい。ここで、例えば、遠隔物体（図示せず）において反射された反射光１０１'が測定され得る、変形例が示されている。それに応じて、Ｓ＊値が増減されてもよく、及び／又は他の照明パラメータが変更されてもよい。制御システム２００は、ユーザインタフェースを含んでもよく、又はユーザインタフェースに機能的に接続されてもよい。
使用中、照明システム光１０１の所定のＳ＊値が、照明システム光１０１の別の照明特性を第１の照明特性値から第２の照明特性値に変更しながら維持されてもよく、Ｓ＊値はＳ＊＝１００＊（２＊Ａ＊＋Ｂ＊）／ＷＳとして定義され、Ａは３８０〜４４０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、Ｂは６６０〜７８０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、ＷＳは、照明システム光１０１の３８０〜７８０ｎｍの波長範囲における全スペクトルパワーである。
図２は、空洞７（又は「光混合チャンバ」）と、１つ以上の光源１０の下流に構成された、例えば、ガラス、ポリマー、又は他の光透過性（固体）材料製の、光透過窓８とを有する一実施形態を概略的に示す。窓８は、光源１０の下流に構成される。
用語「上流」及び「下流」は、光生成手段（本明細書では特に、光源）からの光の伝搬に対する、物品又は特徴部の配置に関するものであり、光生成手段からの光のビーム内での第１の位置に対して、光のビーム内の、光生成手段により近い第２の位置が「上流」であり、光のビーム内の、光生成手段からより遠く離れた第３の位置が「下流」である。
図２に示すように、ここでは窓８の下流の、照明システム光１０１は本質的に、（光源光を供給する）１つ以上の（異なる）光源１０の光と、適用可能な場合には、１つ以上の（異なる）光源１０の１つ以上からの光でポンピングされた１つ以上の発光材料の発光材料光とを含んでもよい。
照明システムの例としては、例えば、以下が挙げられ得る。
−一実施形態において、光源は、深赤色蛍光体と組み合わせた、紫色ＬＥＤ（ピーク波長≦４４０ｎｍかつ≧３８０ｎｍ）を有する青色励起白色ＬＥＤ源を備える。
−代替的な一実施形態において、光源は、青色励起白色ＬＥＤ源と、加えて、深赤色ＬＥＤ（ピーク波長≧６６０ｎｍかつ≦７８０ｎｍ）と、紫色ＬＥＤ（ピーク波長≦４４０ｎｍかつ≧３８０ｎｍ）とを備える。
−代替的な一実施形態において、光源は、青色励起白色ＬＥＤ源と、加えて、深赤色ＬＥＤ（ピーク波長≧６６０ｎｍかつ≦７８０ｎｍ）とを備える。
−代替的な一実施形態において、光源は、６６０ｎｍ以上の波長を含む発光スペクトルを有する蛍光体を含む蛍光体層で覆われた紫色励起白色ＬＥＤである。蛍光体の例は、（酸）窒化物赤色蛍光体（Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕである。
−代替的な一実施形態において、光源は、２つの青色ＬＥＤ（４１０及び４５０ｎｍのピーク）と、緑色蛍光体（ＬｕＡＧ）と、赤色蛍光体（例えば、２つの異なる赤色窒化物の混合物）とを備える。得られたスペクトルは、４０のＳを有する。
−代替的な一実施形態において、光源は、２つの青色ＬＥＤ（４１０及び４５０ｎｍのピーク）と、緑色蛍光体（ＬｕＡＧ）と、赤色蛍光体（２つの異なる赤色窒化物の混合物）とを備える。得られたスペクトルは、４０のＳを有する。
−代替的な一実施形態において、光源は、６５０ｎｍ超の波長を含む発光スペクトルを有する蛍光体を含む蛍光体層で覆われた青色励起白色ＬＥＤである。
−好ましい実施形態において、光源は、１７００Ｋ〜６５００ＫのＣＣＴを有する。
−一実施形態において、光源は、深赤色蛍光体と組み合わせた、紫色ＬＥＤ（ピーク波長≦４４０ｎｍかつ≧３８０ｎｍ）を有する青色励起白色ＬＥＤ源を備える。
−代替的な一実施形態において、光源は、青色励起白色ＬＥＤ源と、加えて、深赤色ＬＥＤ（ピーク波長≧６６０ｎｍかつ≦７８０ｎｍ）と、紫色ＬＥＤ（ピーク波長≦４４０ｎｍかつ≧３８０ｎｍ）とを備える。
−代替的な一実施形態において、光源は、青色励起白色ＬＥＤ源と、加えて、深赤色ＬＥＤ（ピーク波長≧６６０ｎｍかつ≦７８０ｎｍ）とを備える。
−代替的な一実施形態において、光源は、６６０ｎｍ以上の波長を含む発光スペクトルを有する蛍光体を含む蛍光体層で覆われた紫色励起白色ＬＥＤである。蛍光体の例は、（酸）窒化物赤色蛍光体（Ｍｇ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕである。
−代替的な一実施形態において、光源は、２つの青色ＬＥＤ（４１０及び４５０ｎｍのピーク）と、緑色蛍光体（ＬｕＡＧ）と、赤色蛍光体（例えば、２つの異なる赤色窒化物の混合物）とを備える。得られたスペクトルは、４０のＳを有する。
−代替的な一実施形態において、光源は、２つの青色ＬＥＤ（４１０及び４５０ｎｍのピーク）と、緑色蛍光体（ＬｕＡＧ）と、赤色蛍光体（２つの異なる赤色窒化物の混合物）とを備える。得られたスペクトルは、４０のＳを有する。
−代替的な一実施形態において、光源は、６５０ｎｍ超の波長を含む発光スペクトルを有する蛍光体を含む蛍光体層で覆われた青色励起白色ＬＥＤである。
−好ましい実施形態において、光源は、１７００Ｋ〜６５００ＫのＣＣＴを有する。
好ましい実施形態において、光源はＣＲＩ≧７０及び色域指数（gamut area index；ＧＡＩ）≧８０を有する。
実施形態において、本発明は、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの（プログラムされた）制御システムとを備える照明システム（又は発光装置）も提供し、制御システムは、Ｓ＊（（２＊Ａ＊＋Ｂ＊）／全パワー＊１００として定義され、Ａ＊は３８０ｎｍ〜４４０ｎｍのパワーであり、Ｂ＊は６６０ｎｍ〜７８０ｎｍのパワーである）、ＣＲＩ及び全光出力が、制御システムによって一定に維持される（又は１０％未満で変化する）一方で、システムによって生成される（又はユーザによって体験される）相関色温度（ＣＣＴ）が変化するように、システムの光出力のスペクトル組成を変更するように構成される。
一実施形態において、ユーザは、光システムのＣＣＴを目標設定に調節する。これは、例えば、オフィス照明を模倣するより高いＣＣＴ、又は夜間照明を模倣する低いＣＣＴであってもよい。次いで、システムのＢＤＩ、ＣＲＩ、及び全光出力は一定に保たれ、他の関連する指標を一定に保ちながら、より高いＣＣＴとより低いＣＣＴとの間で切り替わる光システムをもたらす。
一実施形態において、システムは、例えば、日の出前又は日の入り後のいずれかの、目標設定に光システムのＣＣＴを調節して、自然な昼光を利用しにくい期間中の（黒色）色の最適な区別を可能にする。再び、ＣＲＩ及び全光出力のような他の関連する指標が一定に保たれる。
一例において、ある小売店では、様々な照明条件（例えば、オフィス、家庭、小売など）を模倣するために、より「レギュラーな」照明ソリューションのＣＣＴと、より高いＣＣＴとの間で「切り替え」できることが望ましい。
一例において、ある小売店では、リッチブラックシステムのＣＣＴが、時刻のＣＣＴに最適に調節され、それによって、特定の時刻のＢＤＩの最適な比較及び予測を可能にする。
多数の潜在的な適用分野が、本発明のために特定され得る。本質的に、黒色の様々な色合いを識別できる必要がある全ての分野、例えば、
−小売（特に、より「高級な」ライン、より深く飽和した赤色及び青色が、黒色を作り出すために使用される）
−仕立屋
−印刷プルーフィング
−品質管理
−インテリア設計
が潜在的な適用分野となる。
−小売（特に、より「高級な」ライン、より深く飽和した赤色及び青色が、黒色を作り出すために使用される）
−仕立屋
−印刷プルーフィング
−品質管理
−インテリア設計
が潜在的な適用分野となる。
加えて、本発明は、（昼光と比較して）高い色忠実度が望まれる状況において適用可能であり得る。
図３は、４６のＳ＊値を有する好適なスペクトルの例を示す。このようなスペクトル分布を用いることで、ＢＤＩが大きく、訓練されたパネルのメンバが、約３３未満の値の場合と比較して黒色の異なる色合いをより良好に特徴づけることができる。
「実質的に全ての光（substantially all light）」、又は「実質的に成る（substantially consists）」などにおける、本明細書の「実質的に（substantially）」という用語は、当業者には理解されるであろう。用語「実質的に」はまた、「全体的に（entirely）」、「完全に（completely）」、「全て（all）」などを伴う実施形態も含み得る。それゆえ、実施形態では、この形容詞はまた、実質的に削除される場合もある。適用可能な場合、用語「実質的に」はまた、９５％以上、特に９９％以上、更に特に９９．５％以上などの、１００％を含めた９０％以上にも関連し得る。用語「備える（comprise）」は、用語「備える（comprise）」が「から成る（consists of）」を意味する実施形態もまた含む。用語「及び／又は」は、特に、「及び／又は」の前後で言及された項目のうちの１つ以上に関連する。例えば、語句「項目１及び／又は項目２」、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関連し得る。用語「備える（comprising）」は、一実施形態では、「から成る（consisting of）」を指す場合もあるが、別の実施形態ではまた、「少なくとも定義されている種、及びオプションとして１つ以上の他の種を包含する」も指す場合がある。
更には、明細書本文及び請求項での、第１、第２、第３などの用語は、類似の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、連続的又は時系列的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明又は図示されるもの以外の、他の順序での動作が可能である点を理解されたい。
本明細書のデバイスは、とりわけ、動作中について説明されている。当業者には明らかとなるように、本発明は、動作の方法又は動作時のデバイスに限定されるものではない。請求項では、括弧内のいかなる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「備える（to comprise）」及びその活用形の使用は、請求項に記述されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。要素に先行する冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような要素が存在することを排除するものではない。
Claims (15)
- １つ以上の固体光源を備える照明システムであって、前記照明システムは、少なくとも１７００Ｋの相関色温度を有し、かつ前記照明システムの第１の設定において少なくとも３３のＳ＊値を有する照明システム光を供給するように構成されており、前記Ｓ＊値は、
Ｓ＊＝１００＊（２＊Ａ＊＋Ｂ＊）／ＷＳ
として定義され、Ａ＊は３８０〜４４０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、Ｂ＊は６６０〜７８０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、ＷＳは、前記照明システム光の３８０〜７８０ｎｍの波長範囲における全スペクトルパワーである、照明システム。 - 前記照明システムは、前記第１の設定において少なくとも２７００Ｋの相関色温度を有する照明システム光を供給するように構成されている、請求項１に記載の照明システム。
- 前記照明システムは、前記第１の設定において少なくとも８０の演色評価数を有する照明システム光を供給するように構成されている、請求項１又は２に記載の照明システム。
- 前記照明システムは、前記第１の設定において少なくとも３５のＳ＊値を有する照明システム光を供給するように構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明システム。
- 前記照明システムは、３８０〜４４０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の固体光源を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明システム。
- 前記照明システムは、４００〜４４０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の固体光源を備える、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明システム。
- 前記照明システムは、３８０〜４４０ｎｍの範囲から選択される第１のピーク波長を有する１つ以上の第１の固体光源と、４３０〜４９０ｎｍの範囲から選択される第２のピーク波長を有する１つ以上の第２の固体光源とを備え、前記１つ以上の第１の光源と前記１つ以上の第２の光源とのピーク波長が、少なくとも１５ｎｍ異なる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明システム。
- 前記照明システムは、６６０〜７８０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の固体光源を備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明システム。
- 前記照明システムは、３８０〜４４０ｎｍの範囲から選択される第１のピーク波長を有する１つ以上の第１の固体光源と、白色光源光を供給するように構成された１つ以上の第２の固体光源と、６６０〜７８０ｎｍの範囲から選択されるピーク波長を有する１つ以上の第３の固体光源とを備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明システム。
- 前記照明システム光の、スペクトルパワー分布を含む１つ以上の照明特性が制御可能である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明システム。
- 前記照明システムは、前記照明システム光の所定のＳ＊値を維持する一方で、前記照明システム光の別の照明特性が第１の照明特性値から第２の照明特性値に変更されることを可能にすることを含む、少なくとも制御モードを提供するように適合された制御システムを更に備える、請求項１０に記載の照明システム。
- 前記別の照明特性は、前記照明システム光の相関色温度、カラーポイント、及び強度からなる群から選択される、請求項１１に記載の照明システム。
- 前記制御システムは、周囲光及び反射光のうちの１つ以上を感知するように構成された光センサに応じて、前記照明システム光の前記所定のＳ＊値を維持することを含む、制御モードを提供するように更に適合されている、請求項１１又は１２に記載の照明システム。
- 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の照明システムの、小売照明のための使用。
- １つ以上の固体光源を備える照明システムの照明システム光を制御する方法であって、前記照明システム光の、スペクトルパワー分布を含む１つ以上の照明特性が制御可能であり、前記方法は、前記照明システム光の所定のＳ＊値を維持する一方で、前記照明システム光の別の照明特性を第１の照明特性値から第２の照明特性値に変更するステップを含み、前記Ｓ＊値は、Ｓ＊＝１００＊（２＊Ａ＊＋Ｂ＊）／ＷＳとして定義され、Ａ＊は３８０〜４４０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、Ｂ＊は６６０〜７８０ｎｍの波長範囲のスペクトルパワーであり、ＷＳは、前記照明システム光の３８０〜７８０ｎｍの波長範囲における全スペクトルパワーである、方法。
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