JP7133774B2

JP7133774B2 - 照明装置

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Publication number: JP7133774B2
Application number: JP2019033962A
Authority: JP
Inventors: 俊文緒方; 考志大村; 啓嗣騎馬
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: JP2020140810A

Description

本発明は、照明装置に関する。

従来、使用目的又は使用状況等に応じて、互いに光色が異なる２つの発光部を用いて、調色する照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－０９６８３６号公報

ＹＡＮＧＣＨＡＯＰＵｅｔ．Ａｌ， "ＣｈａｎｇｅｏｆｂｌｕｅｌｉｇｈｔｈａｚａｒｄａｎｄｃｉｒｃａｄｉａｎｅｆｆｅｃｔｏｆＬＥＤｂａｃｋｌｉｇｈｔｄｉｓｐｌａｙｅｒｗｉｔｈｃｏｌｏｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄａｇｅ"，ＯｐｔｉｃｓＥｘｐｒｅｓｓ，ＯＳＡＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，２０１８年，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．２１，ｐｐ．２７０２１－２７０３２

一般的に、照明装置が発する光を調色する際には、積分球等で測定される特性を基準に調色される。しかしながら、照明装置が発する光が積分球等で測定される特性に基づいて調色されると、人が実際に見えている光色と異なる場合がある。例えば、高齢化によって、人間の目の水晶体は、光透過率が低下することが知られており、特に短波長領域で光透過率の低下が顕著である（例えば、非特許文献１参照）。そのため、同じ照明環境であっても、年齢層が高くなるにつれて、暗く感じたり、赤色及び黄色が強い色に感じたりするようになる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、照明空間の使用者の年齢層に合わせて、使用者が同じような照明環境として感じる光に、発する光を調整できる照明器具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、本発明の一態様に係る照明装置は、第１発光スペクトルを有する第１光を発する第１発光部と、第２発光スペクトルを有し、前記第１光に合成される第２光を発する第２発光部と、前記第１発光部及び前記第２発光部それぞれの出力を調整する制御部と、を備え、第１年齢層に含まれる人間の水晶体の光透過特性を第１特性とし、前記第１年齢層よりも年齢層が高い第２年齢層に含まれる人間の水晶体の光透過特性を第２特性とし、前記第１特性を有するフィルタに、前記第１光を透過させて得られる光のスペクトルを第３発光スペクトルとし、前記第２特性を有するフィルタに、前記第１光と前記第２光との合成光を透過させて得られる光のスペクトルを第４発光スペクトルとし、前記第３発光スペクトル及び前記第４発光スペクトルのそれぞれを最大ピーク波長の発光強度を１として規格化した場合に、４７０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の第１波長域において、各波長での、規格化後の前記第３発光スペクトルにおける発光強度と規格化後の前記第４発光スペクトルにおける発光強度との差が、規格化後の前記第３発光スペクトルにおける発光強度の２０％以内であり、５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の第２波長域において、各波長での、規格化後の前記第３発光スペクトルにおける発光強度と規格化後の前記第４発光スペクトルにおける発光強度との差が、規格化後の前記第３発光スペクトルにおける発光強度の２０％以内である。

本発明に係る照明装置によれば、照明空間の使用者の年齢層に合わせて、使用者が同じような照明環境として感じる光に、発する光を調整できる。

図１は、実施の形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。図２は、実施の形態に係る発光モジュールの平面模式図である。図３は、人間の水晶体の光透過率の一例を示す図である。図４Ａは、実施例１、比較例１及び比較例２に係る第１光のスペクトルを示す図である。図４Ｂは、図４Ａに示されるスペクトルを規格化したスペクトルを示す図である。図５は、実施例１、比較例１及び比較例２に係る第１緑色蛍光体及び第２緑色蛍光体が発する光のスペクトルを表す図である。図６Ａは、実施例１及び比較例２に係る第２光のスペクトルを示す図である。図６Ｂは、実施例１及び比較例２に係る第１光と第２光との合成光のスペクトルの一例を示す図である。図７Ａは、実施例１に係る照明装置が発する光をフィルタに透過させた場合の規格化後のスペクトルを示す図である。図７Ｂは、図７Ａのスペクトルについて、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲を拡大した図である。図８Ａは、比較例２に係る照明装置が発する光をフィルタに透過させた場合の規格化後のスペクトルを示す図である。図８Ｂは、図８Ａのスペクトルについて、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲を拡大した図である。

（実施の形態）
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、本発明を示すために適宜強調、省略、又は比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、及び比率とは異なる場合がある。

［構成］
まず、本実施の形態に係る照明装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。

図１は、本実施の形態に係る照明装置１００の概略構成を示す図である。図１に示されるように、照明装置１００は、第１発光部１０、第２発光部２０、及び制御部３０を備える。また、第１発光部１０及び第２発光部２０は、発光モジュール５０に実装されている。照明装置１００は、例えば、図１に示されるような天井に設置されるシーリングライトであり、ベースライト、ダウンライト及び電球等であってもよい。

第１発光部１０及び第２発光部２０は、それぞれ、異なる色度の光を発する発光部である。第１発光部１０は、第１発光スペクトルを有する第１光を発し、第２発光部２０は、第２発光スペクトルを有し、第１光に合成される第２光を発する。

制御部３０は、外部からの制御情報を受け付け、第１発光部１０及び第２発光部２０それぞれの出力を調整する。制御部３０は、例えば、電源回路により第１発光部１０及び第２発光部２０に独立して電力を供給し、個別に電流量を変化させることで、第１光及び第２光それぞれの光量を調整する。これにより、第１光と第２光とが混合されて生成する合成光のスペクトルを変化させることができ、調光及び調色が可能となる。制御部３０は、具体的には、調光スイッチ、電源回路、制御回路等から構成される。制御部３０は、さらに、プロセッサ、又はマイクロコンピュータ等を含んでいてもよい。また、制御部３０は、遠隔操作で制御するための通信モジュール等を備えていてもよい。

次に、第１発光部１０及び第２発光部２０について、詳細に説明する。図２は、第１発光部１０及び第２発光部２０が実装された発光モジュール５０の平面模式図である。図２に示されるように、発光モジュール５０は、複数の基板４０と、複数の基板４０の各々に実装された複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０とを有している。発光モジュール５０は、複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０が実装された面が天井と反対側となるように、照明装置１００の内部に取り付けられる。

複数の基板４０の各々は、複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０を実装するためのプリント配線基板であり、略円弧状に形成されている。基板４０としては、例えば、樹脂基板、メタルベース基板、セラミック基板又はガラス基板等を用いることができる。

複数の第１発光部１０は、各基板４０の実装面の内周部側に実装されている。具体的には、複数の第１発光部１０は、各基板４０の実装面の内周部側において、各基板４０の周方向に沿って間隔を置いて円弧状に配置されている。これにより、発光モジュール５０全体では、複数の第１発光部１０は、円環状に配置されている。

複数の第２発光部２０は、各基板４０の実装面の外周部側に実装されている。具体的には、複数の第２発光部２０は、各基板４０の実装面の外周部側において、各基板４０の周方向に間隔を置いて円弧状に配置されている。これにより、発光モジュール５０全体では、複数の第２発光部２０は、複数の第１発光部１０を囲むように円環状に配置されている。このように、発光モジュール５０に複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０が配置されることにより、照明装置１００は、第１光と第２光との合成光を発することができる。

なお、第１発光部及び第２発光部２０の数に特に制限は無く、使用目的に応じて設定すればよい。また、基板４０上の第１発光部及び第２発光部２０の配置についても、特に制限は無く、使用目的に応じて配置を変えてもよい。例えば、複数の第１発光部１０は、複数の第２発光部２０を囲むように円環状に配置されていてもよく、第１発光部１０と第２発光部２０とが交互に並ぶように円環状に配置されていてもよい。

第１発光部１０及び第２発光部２０の各々は、例えば、パッケージ化されたＳＭＤ（ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＤｅｖｉｃｅ）型の発光デバイスである。第１発光部１０は、紙面と垂直方向奥側に凹んだ凹部を有する容器１６と、凹部内に封入された封止部材１５と、凹部底面の中央に実装された第１発光素子１１と、封止部材１５中に分散して存在する第１蛍光部材１４とを備える。第２発光部２０は、紙面と垂直方向奥側に凹んだ凹部を有する容器２６と、凹部内に封入された封止部材２５と、凹部底面の中央に実装された第２発光素子２１と、封止部材２５中に分散して存在する第２蛍光部材２４とを備える。図示は省略されているが、各基板４０上の複数の第１発光部１０同士及び複数の第２発光部２０同士は、それぞれ配線で接続され、複数の第１発光部１０と複数の第２発光部２０とは、独立して電力が供給される。

なお、第１発光部１０及び第２発光部２０は、リモートフォスファー型の発光デバイスであってもよい。また、第１発光部１０及び第２発光部２０は、ＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎＢｏａｒｄ）型の発光デバイスであってもよい。

第１発光素子１１及び第２発光素子２１は、例えば、発光のピーク波長が４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色光を発するＬＥＤであり、発光のピーク波長が４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色光を発するＬＥＤであってもよい。発光のピーク波長を４３０ｎｍ以上とすることで、第１発光素子１１が発する光の平均演色評価数が高くなりやすく、発光のピーク波長を４７０ｎｍ以下とすることで、高い発光効率が得られやすい。第１発光素子１１と第２発光素子２１とは、同じ種類のＬＥＤであってもよく、異なる種類のＬＥＤであってもよい。経時変化による特性変化を同一にし、白色光の再現性を高める観点からは、第１発光素子１１と第２発光素子２１とは同じ種類のＬＥＤであるとよい。

第１蛍光部材１４は、第１発光素子１１からの一部の光で励起されて光を発する。これにより、第１発光部１０は、第１発光素子１１が発する光、及び、第１蛍光部材１４が発する光を混合して、第１光を発する。第１蛍光部材１４は、赤色蛍光体１２及び第１緑色蛍光体１３から構成される。赤色蛍光体１２と第１緑色蛍光体１３との配合比率及び配合量は、目的とする第１光のスペクトル形状となるように調整される。

赤色蛍光体１２は、第１発光素子１１の光によって励起され、例えば、発光のピーク波長が６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の赤色光を発する蛍光体である。具体的な赤色蛍光体１２としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、Ｃａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、ＫＳｉＦ_６：Ｍｎ、ＫＴｉＦ_６：Ｍｎ等が挙げられる。赤色蛍光体１２としては、１種類の蛍光体が用いられてもよく、複数種の蛍光体を混合して用いられてもよい。

第１緑色蛍光体１３は、第１発光素子１１の光によって励起され、例えば、発光のピーク波長が５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の緑色光を発する蛍光体である。第１発光部１０が発する光の演色性を高める観点からは、発光のピーク波長が５４０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の緑色光を発する蛍光体であるとよい。第１緑色蛍光体１３としては、例えば、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ｇａ，Ａｌ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）_６（Ｏ，Ｎ）_８：Ｅｕ、（Ｙ，Ｌｕ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ等が挙げられる。これらの中でも、第１緑色蛍光体１３としては、Ｙ_３（Ｇａ，Ａｌ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ等の、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体であるとよい。第１緑色蛍光体１３としては、１種類の蛍光体が用いられてもよく、複数種の蛍光体を混合して用いられてもよい。

第２蛍光部材２４は、第２発光素子２１からの一部の光で励起されて光を発する。これにより、第２発光部２０は、第２発光素子２１が発する光、及び、第２蛍光部材２４が発する光を混合して、第２光を発する。第２蛍光部材２４は、第２緑色蛍光体２２から構成される。第２緑色蛍光体２２の配合量は、目的とする第２光のスペクトル形状となるように調整される。照明装置１００が発する光の光色を調整しやすくする観点から、第２蛍光部材２４の発光のピーク波長は、第１蛍光部材１４の発光のピーク波長よりも短いとよい。

第２緑色蛍光体２２は、第２発光素子２１の光によって励起され、例えば、発光のピーク波長が５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の緑色光を発する蛍光体である。照明装置１００が発する光の光色を調整しやすくする観点から、第２緑色蛍光体２２の発光のピーク波長は、第１緑色蛍光体１３の発光のピーク波長よりも短いとよく、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下であるとよい。第２緑色蛍光体２２としては、例えば、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ｇａ，Ａｌ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）_６（Ｏ，Ｎ）_８：Ｅｕ、（Ｙ，Ｌｕ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ等が挙げられる。これらの中でも、第２緑色蛍光体２２としては、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ等の、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬｕＡＧ）蛍光体であるとよい。第２緑色蛍光体２２としては、１種類の蛍光体が用いられてもよく、複数種の蛍光体を混合して用いられてもよい。

封止部材１５は、第１発光素子１１を封止し、中に第１蛍光部材１４が分散した透光性樹脂材料である。封止部材２５は、第２発光素子２１を封止し、中に第２蛍光部材２４が分散した透光性樹脂材料である。封止部材１５及び封止部材２５の透光性樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂又はユリア樹脂等が用いられる。

容器１６は、第１発光素子１１と、封止部材１５とを収容する容器である。また、容器２６は、第２発光素子２１と、封止部材２５とを収容する容器である。容器１６及び容器２６の材料は、例えば、金属、セラミック又は樹脂である。セラミックとしては、酸化アルミニウム（アルミナ）又は窒化アルミニウム等が採用される。また、金属としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金、鉄合金又は銅合金等が採用される。樹脂としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ等が用いられる。なお、容器１６及び容器２６の材料は、上記材料が組み合わされて用いられてもよい。

［動作］
次に、本実施の形態に係る照明装置１００の動作について説明する。

照明装置１００は、電力が供給されると、制御部３０による制御に基づいて第１発光部１０が第１発光スペクトルを有する第１光を発し、第２発光部２０が第２発光スペクトルを有する第２光を発する。これにより、第１光及び第２光が混合され、合成光が生成される。制御部３０は、第１発光部１０及び第２発光部２０への電流量を個別に調整し、第１光及び第２光のそれぞれの光量を変化させることで、調光及び調色を行う。なお、第１発光部１０のみが発光していてもよい。

次に、人間の水晶体の光透過特性について図３を用いて説明する。図３は、非特許文献１に記載されている人間の水晶体の光透過率の一例を示す図である。図３に示されるように、人間の水晶体の光透過率は、高い年齢層になるほど低下し、特に短波長領域で光透過率の低下が顕著である。なお、本明細書において、年齢層とは、例えば、１０代及び８０代等であり、一定の年齢の範囲を示している。

ここで、本実施の形態において、人間の水晶体の光透過率と照明装置１００が発する光との関係は以下のようになる。第１年齢層に含まれる人間の水晶体の光透過特性を第１特性とし、第１年齢層よりも年齢層が高い第２年齢層に含まれる人間の水晶体の光透過特性を第２特性とする。第１特性を有するフィルタに、第１光を透過させたと仮定して得られる光のスペクトルを第３発光スペクトルとし、第２特性を有するフィルタに、前記第１光と前記第２光との合成光を透過させたと仮定して得られる光のスペクトルを第４発光スペクトルとする。つまり、第１年齢層の人間が第１光のみを照射された場合に感じるスペクトルが第３発光スペクトルとなり、第２年齢層の人間が合成光を照射された場合に感じるスペクトルが第４発光スペクトルとなる。フィルタの光透過特性の例としては、例えば、図３に示される人間の水晶体の光透過率である。

そして、照明装置１００は、第３発光スペクトル及び第４発光スペクトルのそれぞれを最大ピーク波長の発光強度を１として規格化した場合に、次の２つの条件を満たす。（１）４７０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の第１波長域において、各波長での、規格化後の第３発光スペクトルにおける発光強度と規格化後の第４発光スペクトルにおける発光強度との差が、規格化後の第３発光スペクトルにおける発光強度の２０％以内である。（２）５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の第２波長域において、各波長での、規格化後の第３発光スペクトルにおける発光強度と規格化後の第４発光スペクトルにおける発光強度との差が、規格化後の第３発光スペクトルにおける発光強度の２０％以内である。

このような条件を満たすことで、第１年齢層の人間が第１光のみを照射された場合に感じる規格化後の第３発光スペクトルと、第２年齢層の人間が合成光を照射された場合に感じる規格化後の第４発光スペクトルとが、類似の形状となる。

例えば、第１年齢層が使用者となる照明環境においては、照明装置１００が第１光のみを放射し、第２年齢層が使用者となる照明環境においては、照明装置１００が合成光を放射する。この場合、第１年齢層の使用者及び第２年齢層の使用者は、感じる光のスペクトルが類似の形状であるため、それぞれの使用者が同じ照明環境として感じることができる。このように、照明装置１００は、照明空間の使用者の年齢層に合わせて、使用者が同じような照明環境として感じる光に、発する光を調整できる。詳細なスペクトルの形状については、以下に実施例及び比較例を用いて説明する。

［実施例及び比較例］
次に、照明装置１００が発する光のスペクトルについて、実施例及び比較例を用いて、具体的に説明する。

以下の実施例及び比較例では、第１年齢層が１０代であり、第２年齢層が８０代である場合を説明する。また、図３に示される１０代の人間の水晶体の光透過特性を第１特性、８０代の人間の水晶体の光透過特性を第２特性とする。

＜比較例１＞
まず、比較例１に係る照明装置が発する光のスペクトルについて図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。

比較例１に係る照明装置は、上記照明装置１００の２つの発光部のうち、第１発光部のみを備える照明装置である。第１発光部は、第１発光素子と、赤色蛍光体及び第１緑色蛍光体から構成される第１蛍光部材を有する。第１発光素子は、発光のピーク波長を４５０ｎｍに有するＬＥＤである。赤色蛍光体は、発光のピーク波長を６４０ｎｍに有する蛍光体である。第１緑色蛍光体は、発光のピーク波長を５４５ｎｍに有するＹＡＧ蛍光体である。なお、第１緑色蛍光体は、後述の図５に示されるスペクトルＳ７の光を発するＹＡＧ蛍光体である。これらの構成により、比較例１に係る照明装置は、第１発光部が第１光を発する。

図４Ａは、実施例１、比較例１及び比較例２に係る第１光のスペクトルを示す図である。比較例１においては、第１発光部のみを備えることから、第１光のスペクトルが、照明装置の発する光のスペクトルとなる。図４Ａにおいて、スペクトルＳ１は、比較例１に係る第１光の第１発光スペクトルである。スペクトルＳ１は、赤色蛍光体と第１緑色蛍光体との配合比率及び配合量を調整することで実現される。スペクトルＳ２は、第１特性を有するフィルタに、比較例１に係る第１光を透過させた場合に得られる光のスペクトルである。スペクトルＳ３は、第２特性を有するフィルタに比較例１に係る第１光を透過させた場合に得られる光のスペクトルである。実施例１及び比較例２については、後述する。

図４Ａに示されるように、何もフィルタを透過させていない第１光のスペクトルＳ１に比べて、第１特性及び第２特性を有するフィルタを透過させた第１光のスペクトルＳ２及びスペクトルＳ３は、発光強度が全体的に低下する。特に、スペクトルＳ３の発光強度の低下が顕著である。つまり、１０代の人間の水晶体の光透過特性が第１特性であり、８０代の人間の水晶体の光透過特性を第２特性であるため、年齢層の高い人間の水晶体を透過した光ほど、発光強度が低下する。スペクトルＳ３は、低波長側の発光強度が低く、スペクトルＳ１の光と比べると、スペクトルＳ３の光は、赤色及び黄色が強く、スペクトルＳ３の相対色温度は３５００Ｋ程度となる。つまり、８０代の人間は、同じ光であっても、１０代の人間と比べて、暗く感じやすく、かつ、赤色及び黄色が相対的に強い光に感じることになる。

図４Ｂは、図４Ａに示されるスペクトルＳ１、スペクトルＳ２及びスペクトルＳ３を、それぞれのスペクトルの最大値で規格化したスペクトルを示す図である。スペクトルＳ４、スペクトルＳ５及びスペクトルＳ６は、それぞれ、スペクトルＳ１、スペクトルＳ２及びスペクトルＳ３を規格化したスペクトルである。つまり、図４Ｂに示されるスペクトルは、第１特性及び第２特性のフィルタを透過することによる発光強度の低下を、光量の増加により補った場合のスペクトルとなる。図４Ｂに示されるように、スペクトルＳ６で示される光は、規格化前のスペクトルＳ３で示される光よりも光量が増加し、スペクトルＳ４及びスペクトルＳ５の光と同等になる。しかし、スペクトルＳ６の形状は、低波長側の発光強度が相対的に低いままである。よって、スペクトルＳ６のフィルタに対応する８０代の人間は、感じる明るさが改善するものの、赤色及び黄色が強い光に感じることは変わらない。よって、比較例１のように第１光のみを発する照明装置では、スペクトルＳ５のフィルタに対応する１０代の人間と、スペクトルＳ６に対応する８０代の人間とが、同じような照明環境として感じるように調整できない。

＜実施例１及び比較例２＞
次に、実施の形態の実施例１及び比較例２に係る照明装置が発する光のスペクトルについて、図５～図８Ｂを用いて説明する。

実施例１及び比較例２に係る照明装置は、上記照明装置１００と同様の構成を有し、第１発光部と第２発光部と制御部とを備える。第１発光部は、第１発光素子と、赤色蛍光体及び第１緑色蛍光体から構成される第１蛍光部材を有する。第２発光部は、第２発光素子と、第２緑色蛍光体から構成される第２蛍光部材を有する。

実施例１及び比較例２に係る第１発光部は、上記比較例１に係る第１発光部と同じ発光部を用いている。よって、実施例１及び比較例２に係る第１光の第１発光スペクトルは、図４Ａに示されるスペクトルＳ１と同じ形状である。実施例１及び比較例２に係る第２発光素子は、発光のピーク波長を４５０ｎｍに有するＬＥＤである。ここで、図５は、実施例１、比較例１及び比較例２に係る第１緑色蛍光体及び第２緑色蛍光体が発する光のスペクトルを表す図である。上述のように、比較例１に係る第１緑色蛍光体は、図５に示されるピーク波長が５４５ｎｍであるスペクトルＳ７の光を発するＹＡＧ蛍光体であり、実施例１及び比較例２においても同じである。実施例１に係る第２緑色蛍光体は、図５に示されるピーク波長が５３０ｎｍであるスペクトルＳ８の光を発するＬｕＡＧ蛍光体である。比較例２に係る第２緑色蛍光体は、図５に示されるピーク波長が５４５ｎｍであるスペクトルＳ７の光を発するＹＡＧ蛍光体である。つまり、比較例２において、第１緑色蛍光体と第２緑色蛍光体とは、同じ蛍光体を用いている。また、スペクトルＳ７とスペクトルＳ８とを比較するとわかるように、実施例１に係る第２緑色蛍光体は、実施例１に係る第１緑色蛍光体よりも、発光のピーク波長が短い蛍光体を用いている。これにより、実施例１に係る第２蛍光部材の発光のピーク波長が、実施例１に係る第１蛍光部材の発光のピーク波長よりも短くなる。これらの構成により、実施例１及び比較例２に係る照明装置は、それぞれの第１発光部が第１光を発し、第２発光部が第２光を発する。

図６Ａは、実施例１及び比較例２に係る第２光のスペクトルを示す図である。図６ＡにおけるスペクトルＳ９は、実施例１に係る第２光の第２発光スペクトルである。スペクトルＳ９は、実施例１に係る第２緑色蛍光体の配合量を調整することで実現される。図６におけるスペクトルＳ１０は、比較例２に係る第２光の第２発光スペクトルである。スペクトルＳ１０は、比較例２に係る第２緑色蛍光体の配合量を調整することで実現される。

図６Ｂは、実施例１及び比較例２に係る第１光と第２光との合成光のスペクトルの一例を示す図である。図６ＢにおけるスペクトルＳ１１は、実施例１に係る第１光と第２光との合成光のスペクトルである。スペクトルＳ１１は、実施例１に係る第１光及び第２光の光量を調整することで実現される。図６ＢにおけるスペクトルＳ１２は、比較例２に係る第１光と第２光との合成光のスペクトルである。スペクトルＳ１２は、比較例２に係る第１光及び第２光の光量を調整することで実現される。

図６Ａに示されるように、実施例１に係る第２光のスペクトルＳ９は、比較例２に係る第２光のスペクトルＳ１０に比べて、４７０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長範囲で、発光強度が高いスペクトル形状である。その影響により、図６Ｂに示されるように、実施例１に係る合成光のスペクトルＳ１１も、比較例２に係る合成光のスペクトルＳ１２に比べて、４７０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長範囲で、発光強度が高いスペクトル形状となっている。

まず、実施例１に係る照明装置が発する光のスペクトルについて説明する。図７Ａは、実施例１に係る照明装置が発する光をフィルタに透過させた場合の規格化後のスペクトルを示す図である。図７Ｂは、図７Ａのスペクトルについて、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲を拡大した図である。図７Ａ及び図７ＢにおけるスペクトルＳ１３は、第１特性を有するフィルタに、実施例１に係る第１光を透過させたスペクトルを、当該スペクトルの最大値を１として規格化した第３発光スペクトルである。つまり、スペクトルＳ１３は、第１特性に対応する１０代の人間が、実施例１に係る第１光を見た場合に感じる光のスペクトルである。図７Ａ及び図７ＢにおけるスペクトルＳ１４は、第２特性を有するフィルタに、実施例１に係る第１光と第２光との合成光を透過させたスペクトルを、当該スペクトルの最大値を１として規格化した第４発光スペクトルである。つまり、スペクトルＳ１４は、第２特性に対応する８０代の人間が、実施例１に係る第１光と第２光との合成光を見た場合に感じる光のスペクトルである。

図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、スペクトルＳ１３とスペクトルＳ１４とは、類似の形状のスペクトルである。特に、４７０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の第１波長域Ｒ１において、各波長での、スペクトルＳ１３における発光強度とスペクトルＳ１４における発光強度との差が、スペクトルＳ１３における発光強度の２０％以内である。また、５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の第２波長域Ｒ２において、各波長での、スペクトルＳ１３における発光強度とスペクトルＳ１４における発光強度との差が、スペクトルＳ１３における発光強度の２０％以内である。

以上のように、実施例１に係る照明装置は、スペクトルＳ１３とスペクトルＳ１４とは、類似の形状のスペクトルである。つまり、第１光のみからなる光を見た場合に１０代の人間が感じる光のスペクトルと、第１光と第２光との合成光を見た場合に８０代の人間が感じる光のスペクトルとが、類似している。よって、実施例１に係る照明装置は、第１光のみを発する場合と、第１光と第２光との合成光を発する場合とを使い分けることで、１０代の人間と８０代の人間とが感じる光色が同じと感じることができるように、発する光のスペクトルを調整することができる。

また、図３に示されるように、年齢層が高くなるほど、すべての可視光波長領域において、人間の水晶体の光透過率は低下していく傾向がある。そのため、制御部が、使用者の年齢層が高くなるほど、調整光である第２光の光量を大きくし、使用者の年齢層が低くなるほど、調整光である第２光の光量を小さくすることで、それぞれの年齢層の使用者が感じる光のスペクトル形状を類似したスペクトルにできる。すなわち、実施例１に係る照明装置は、１０代又は８０代以外の年齢層の人間が使用者である場合でも、感じる照明環境を同じにするために、年齢層の高低による水晶体の光透過率の高低に応じて、第１光及び第２光それぞれの光量を調整し、調光及び調色すればよい。よって、実施例１に係る照明装置は、１０代又は８０代以外の年齢層の人間が使用者となる場合であっても、照明空間の使用者の年齢層に合わせて、使用者が同じような照明環境として感じることができる光に、発する光を調整できる。

次に、比較例２に係る照明装置が発する光のスペクトルについて説明する。図８Ａは、比較例２に係る照明装置が発する光をフィルタに透過させた場合の規格化後のスペクトルを示す図である。図８Ｂは、図８Ａのスペクトルについて、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲を拡大した図である。図８Ａ及び図８ＢにおけるスペクトルＳ１５は、第１特性を有するフィルタに、比較例２に係る第１光を透過させたスペクトルを、当該スペクトルの最大値を１として規格化した第３発光スペクトルである。つまり、スペクトルＳ１５は、第１特性に対応する１０代の人間が、比較例２に係る第１光を見た場合に感じる光のスペクトルである。図８Ａ及び図８ＢにおけるスペクトルＳ１６は、第２特性を有するフィルタに、比較例２に係る第１光と第２光との合成光を透過させたスペクトルを、当該スペクトルの最大値を１として規格化した第４発光スペクトルである。つまり、スペクトルＳ１６は、第２特性に対応する８０代の人間が、比較例２に係る第１光と第２光との合成光を見た場合に感じる光のスペクトルである。

図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、スペクトルＳ１５とスペクトルＳ１６とは、スペクトル形状が一致している波長域があるものの、一部の波長域では、発光強度の差が比較的大きい。５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の第２波長域Ｒ２において、各波長での、スペクトルＳ１３における発光強度とスペクトルＳ１４における発光強度との差は、スペクトルＳ１３における発光強度の２０％以内である。しかしながら、４７０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の第１波長域Ｒ１において、各波長での、スペクトルＳ１３における発光強度とスペクトルＳ１４における発光強度との差が、スペクトルＳ１３における発光強度の２０％を超えている。

以上のように、比較例２に係る照明装置は、第１波長域Ｒ１において、スペクトルＳ１５とスペクトルＳ１６との発光強度の差が大きい。つまり、第１光のみからなる光を１０代の人間が見た場合に感じる光のスペクトルと、第１光と第２光との合成光を見た場合に８０代の人間が感じる光のスペクトルとが、異なる形状となる。よって、比較例２に係る照明装置は、第１光のみを発する場合と、第１光と第２光との合成光を発する場合とを使い分けたとしても、１０代の人間と８０代の人間とが同じような照明環境として感じることができる光に、発する光を調整できない。

［効果等］
以上のように、本実施の形態に係る照明装置１００は、第１発光スペクトルを有する第１光を発する第１発光部１０と、第２発光スペクトルを有し、第１光に合成される第２光を発する第２発光部２０とを備える。さらに照明装置１００は、第１発光部１０及び第２発光部２０それぞれの出力を調整する制御部３０を備える。第１年齢層に含まれる人間の水晶体の光透過特性を第１特性とし、第１年齢層よりも年齢層が高い第２年齢層に含まれる人間の水晶体の光透過特性を第２特性とする。第１特性を有するフィルタに、第１光を透過させたと仮定して得られる光のスペクトルを第３発光スペクトルとし、第２特性を有するフィルタに、第１光と第２光との合成光を透過させたと仮定して得られる光のスペクトルを第４発光スペクトルとする。そして、第３発光スペクトル及び第４発光スペクトルのそれぞれを最大ピーク波長の発光強度を１として規格化した場合に、次の２つの条件を満たす。（１）４７０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の第１波長域において、各波長での、規格化後の第３発光スペクトルにおける発光強度と規格化後の第４発光スペクトルにおける発光強度との差が、規格化後の第３発光スペクトルにおける発光強度の２０％以内である。（２）５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の第２波長域において、各波長での、規格化後の第３発光スペクトルにおける発光強度と規格化後の第４発光スペクトルにおける発光強度との差が、規格化後の第３発光スペクトルにおける発光強度の２０％以内である。

これにより、規格化後の第３発光スペクトルと規格化後の第４発光スペクトルとが、類似の形状となる。つまり、第１光を照射された場合に第１特性の水晶体を有する第１年齢層の人間が感じる光と、第１光と第２光との合成光を照射された場合に第２特性の水晶体を有する第２年齢層の人間が感じる光とが、類似の形状のスペクトルとなる。そのため、照明装置１００は、調整光として第２光を第１光と合成させ、調光及び調色することで、第１年齢層の人間と第２年齢層の人間とが同じ照明環境として感じる光に、発する光を調整できる。よって、照明装置１００は、照明空間の使用者の年齢層に合わせて、使用者が同じような照明環境として感じる光に、発する光を調整できる。

また、第１年齢層は１０代以上３０代以下であり、第２年齢層は５０代以上８０代以下であってもよい。なお、１０代以上３０代以下とは、１０歳以上４０歳未満のことであり、５０代以上８０代以下とは、５０歳以上９０歳未満のことである。

これにより、第１年齢層の人間の水晶体と第２年齢層の人間の水晶体との光透過率の差が大きくなる。よって、照明装置１００が発する光を調整しない場合に、第１年齢層の人間と第２年齢層の人間との間で照明環境の見え方の差が顕著になり、発する光の調整による見え方の改善効果が大きい。

（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態において、第１蛍光部材１４は、赤色蛍光体１２及び第１緑色蛍光体１３から構成され、第２蛍光部材２４は、第２緑色蛍光体２２から構成されていたが、これに限るものではない。第１蛍光部材１４は、赤色蛍光体１２及び第１緑色蛍光体１３の代わりに、黄色蛍光体から構成されてもよい。また、第１蛍光部材１４及び第２蛍光部材２４は、さらに別の発光のピーク波長の光を発する蛍光体を含んでいてもよい。

また、上記実施の形態において、第１発光素子１１及び第２発光素子２１は、青色光を発するＬＥＤであったが、これに限るものではない。第１発光素子又は第２発光素子には、青色光よりも短い発光のピーク波長を有するＬＥＤが用いられてもよく、異なる波長を発するＬＥＤが複数用いられてもよい。

また、上記実施の形態において、第１発光素子１１及び第２発光素子２１はＬＥＤであったが、これに限るものではない。第１発光素子１１及び第２発光素子２１は、それぞれ第１蛍光部材１４及び第２蛍光部材２４を励起させることができる発光素子であればよい。例えば、第１発光素子１１及び第２発光素子２１には、ＬＥＤに代えて、無機エレクトロルミネッセンス、有機エレクトロルミネッセンス、又は、半導体レーザー等の固体発光素子が使用されてもよい。

また、上記実施の形態において、複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０は、発光モジュール５０の複数の基板４０に実装されていたが、これに限るものではない。複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０は、それぞれが別の発光モジュールに実装されていてもよい。また、照明装置１００は、複数の第１発光部１０及び複数の第２発光部２０が実装された発光モジュールを複数備えていてもよい。

その他、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１０第１発光部
１１第１発光素子
１２赤色蛍光体
１３第１緑色蛍光体
１４第１蛍光部材
２０第２発光部
２１第２発光素子
２２第２緑色蛍光体
２４第２蛍光部材
３０制御部
１００照明装置

Claims

第１発光スペクトルを有する第１光を発する第１発光部と、
第２発光スペクトルを有し、前記第１光に合成される第２光を発する第２発光部と、
前記第１発光部及び前記第２発光部それぞれの出力を調整する制御部と、を備え、
第１年齢層に含まれる人間の水晶体の光透過特性を第１特性とし、
前記第１年齢層よりも年齢層が高い第２年齢層に含まれる人間の水晶体の光透過特性を第２特性とし、
前記第１特性を有するフィルタに、前記第１光を透過させて得られる光のスペクトルを第３発光スペクトルとし、
前記第２特性を有するフィルタに、前記第１光と前記第２光との合成光を透過させて得られる光のスペクトルを第４発光スペクトルとし、
前記第３発光スペクトル及び前記第４発光スペクトルのそれぞれを最大ピーク波長の発光強度を１として規格化した場合に、
４７０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の第１波長域において、各波長での、規格化後の前記第３発光スペクトルにおける発光強度と規格化後の前記第４発光スペクトルにおける発光強度との差が、規格化後の前記第３発光スペクトルにおける発光強度の２０％以内であり、
５６０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の第２波長域において、各波長での、規格化後の前記第３発光スペクトルにおける発光強度と規格化後の前記第４発光スペクトルにおける発光強度との差が、規格化後の前記第３発光スペクトルにおける発光強度の２０％以内である
照明装置。
前記第１年齢層は、１０代以上３０代以下であり、
前記第２年齢層は、５０代以上８０代以下である
請求項１に記載の照明装置。
前記第１年齢層は、１０代であり、
前記第２年齢層は、８０代である
請求項１に記載の照明装置。
前記第１発光部は、第１発光素子と、前記第１発光素子からの光で励起されて光を発する第１蛍光部材と、を有し、
前記第２発光部は、第２発光素子と、前記第２発光素子からの光で励起されて光を発する第２蛍光部材と、を有し、
前記第２蛍光部材の発光のピーク波長が、前記第１蛍光部材の発光のピーク波長より短い
請求項１～３のいずれか１項に記載の照明装置。
前記第１蛍光部材は、赤色蛍光体及び第１緑色蛍光体を含み、
前記第２蛍光部材は、前記第１緑色蛍光体よりも発光のピーク波長が短い第２緑色蛍光体を含む
請求項４に記載の照明装置。
前記第１緑色蛍光体の発光のピーク波長が５４０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下であり、
前記第２緑色蛍光体の発光のピーク波長が５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下である
請求項５に記載の照明装置。
前記第１緑色蛍光体は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体であり、
前記第２緑色蛍光体は、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＬｕＡＧ）蛍光体である
請求項５又は６に記載の照明装置。
前記第１発光素子及び前記第２発光素子の発光のピーク波長が、それぞれ４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である
請求項４～７のいずれか１項に記載の照明装置。