JP7174266B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置に関する。
照明やディスプレイなど、光は、人の作業空間において欠かせない要素となっている。一日のうち、建物内やコンピュータ機器などからの光を受ける時間は多い。
近年、人の作業環境を形成する上で、人体に与える影響を考慮することを重視する動きがある。その一つに、例えば、ＩＷＢＩ（International WELL Building Institute）が定めるＷＥＬＬ認証（Well Building Standard）という認証制度がある。ＷＥＬＬ認証は、オフィスなどの建築物を、空気、水、食物、光、快適性などの複数の項目から評価し、基準を満たすことで認証を与える。例えば、ＷＥＬＬ認証における光の項目に関しては、視環境への配慮、サーカディアンへの配慮、器具や太陽光のグレアへの配慮、演色性などが挙げられる。
また、特許文献１には、人の概日リズム（サーカディアンリズム）をサポートする照明装置が提案されている。
特表２０１８－５１１３８６号
サーカディアンリズム、及び、演色性に配慮した発光装置の提供を目的とする。
実施形態において開示される発光装置は、１または複数の発光素子と、複数の蛍光体と、を備え、前記１または複数の発光素子、及び、複数の蛍光体のうちの、１または複数の発光素子、及び、１または複数の第１蛍光体による第１の光と、前記１または複数の発光素子、及び、複数の蛍光体のうちの、１または複数の発光素子、及び、少なくとも前記第１蛍光体と異なる蛍光体を含む１または複数の第２蛍光体による第２の光と、前記１または複数の発光素子、及び、複数の蛍光体のうちの、１または複数の発光素子、及び、少なくとも前記第１蛍光体及び第２蛍光体と異なる蛍光体を含む１または複数の第３蛍光体による第３の光と、を発し、前記第１の光は、相関色温度が１５００Ｋ以上３５００Ｋ以下である第１色温度の光であって、演色評価数Ｒ９の値が５０以上であり、前記第２の光は、相関色温度が３５００Ｋ以上５５００Ｋ以下でありかつ前記第１色温度よりも高い第２色温度の光であって、演色評価数Ｒ９の値が５０以上であり、前記第３の光は、ＣＩＥ１９３１表色系の色度図におけるＸ座標及びＹ座標の値が、黒体放射軌跡上の色温度５５００ＫにおけるＸ座標及びＹ座標の値よりも小さく、前記第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第３の光を含む２以上の光による相関色温度６５００Ｋの光において、演色評価数Ｒ９の値が５０以上であり、かつ、メラノピック比の値が１．０以上である。
本発明によれば、サーカディアンリズム、及び、演色性に配慮した発光装置を提供することができる。
図１は、サーカディアン応答と視感度応答の曲線を示す図である。 図２は、実施形態に係る発光装置の一例を記した模式的な斜視図である。 図３Ａは、実施形態に係る発光装置の他の一例を記した模式的な断面図である。 図３Ｂは、実施形態に係るＬＥＤパッケージの一例を記した模式的な断面図である。 図４は、実施形態に係る発光装置における第１の光の発光スペクトルの一例である。 図５は、実施形態に係る発光装置における第２の光の発光スペクトルの一例である。 図６は、実施形態に係る発光装置における第２の光の発光スペクトルの他の一例である。 図７は、実施形態に係る発光装置における第２の光の発光スペクトルの他の一例である。 図８は、実施形態に係る発光装置における第３の光の発光スペクトルの一例である。 図９は、実施形態に係る調色制御システムの一例を示すシステム構成図である。 図１０は、情報処理装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
まず、照明が人体に与える影響について説明する。
背景技術で述べたＷＥＬＬ認証を例に挙げると、サーカディアンに配慮した照明設計が求められる。なお、サーカディアンに配慮するとは、概日リズム（サーカディアンリズム）、に配慮するということである。
ヒトのサーカディアンリズムは１日より長く約２５時間であり、これを１日、つまり２４時間周期に合わせなければ、１日とずれたリズム周期となってしまう。そこで、２４時間に合わせるための同調因子として光が重要な役割を果たしている。太陽の光を浴びることでヒトの体内時計が２４時間に調整され、これにより、生来的に人は朝起きて夜寝るといった１日のリズムの中で生活している。
つまり、人間の体内には、２４時間周期のリズムで生活するために、光を利用した同調機能が備わっている。具体的には、脳の視床下部に視交叉上核という非常に小さい領域があり、これがサーカディアンリズムを統率する体内時計の役割を担っている。また、この視交叉上核に光信号を与える細胞として、網膜上の内因性光感受性網膜神経節細胞（intrinsically photosensitive Retinal Ganglion Cell：以下、ｉｐＲＧＣと呼ぶ）がある。
ｉｐＲＧＣはメラノプシンという光受容タンパク質を含み、メラノプシンがサーカディアンリズムの光同調に関与することが明らかにされている。メラノプシンは、光の波長に応じた吸収特性を有しており、そのピークは４８０ｎｍ～４９０ｎｍ付近にある。
また、メラノプシンは睡眠促進ホルモンであるメラトニンの分泌または抑制にも関与しているとされ、例えばｉｐＲＧＣへの刺激量が増えることによって、メラトニンの分泌が抑制されると考えられている。なお、通常であれば、体内のメラトニンの分泌ピークは夜間に訪れ、メラトニンが分泌されることで睡眠が促進される。従って、日中はメラトニンの分泌は抑制されている。
上述のＷＥＬＬ認証では、サーカディアンに配慮した照明設計であるかを評価するために、等価メラノピック照度（Equivalent Melanopic Lux：以下、ＥＭＬと呼ぶ）が導入されている。ＥＭＬは、下記の式（１）で求められる。
Figure 0007174266000001
また、式（１）におけるＭｅｒａｎｏｐｉｃ Ｒａｔｉｏ（メラノピック比：以下、ＭＲと呼ぶ）は、下記の式（２）で求められる。
Figure 0007174266000002
ここで、Ｌｉｇｈｔは照明灯具による光の分光分布、Ｃｉｒｃａｄｉａｎは上述した４８０ｎｍ～４９０ｎｍ付近にピークを有するメラノプシンの分光感度特性に基づくサーカディアン応答、Ｖｉｓｕａｌは視感度応答を示す。図１は、サーカディアン応答及び視感度応答の曲線を記した図である。
式（１）からわかるように、ＥＭＬの数値を上げる方向性としては、照度を上げるか、ＭＲを上げるか、の２通りが考えられる。また、サーカディアンリズムの特性に対する依存性は、照度よりもＭＲの方が大きいことが窺える。従って、サーカディアンリズムに配慮する上では、ＭＲの値を考慮する方が好ましいと考えられる。
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を限定するものではない。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。
また、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、ＪＩＳ Ｚ８１１０に従う。また、演色評価数については、ＪＩＳ Ｚ８７２６に従う。
＜実施形態＞
実施形態に係る発光装置１について説明する。発光装置１は、例えば、照明装置である。また例えば、テレビやコンピュータのディスプレイなど、表示装置である。また例えば、照明装置や表示装置などに搭載される、ＬＥＤ（Light emitting diode）などの発光素子を搭載したパッケージである。なお、これらに限らなくてもよい。
図２は、照明装置としての発光装置１の例である。また、図３Ａは、ＬＥＤパッケージとしての発光装置１の例である。例えば、図２に示す照明装置としての発光装置１は、図３Ａに示すＬＥＤパッケージが複数実装される。また例えば、複数の発光素子１２及び複数の蛍光体１４を備えるＬＥＤパッケージに代えて、図３Ｂのように、１の発光素子１２に１または複数の蛍光体１４を備えるＬＥＤパッケージが複数実装されてもよい。
発光装置１は、出射する光（以下、出射光という）の相関色温度を変化させることができる。なお、実際に、この変化を制御する機構は、発光装置１に組み込まれている他、発光装置１と接続する外部装置によって実現されてもよい。少なくとも、発光装置１は、異なる相関色温度の出射光を発することができる。
発光装置１が照明装置であれば、出射光は、照明装置から発せられる照明である。また、発光装置１が表示装置であれば、出射光は、例えば、バックライトである。発光装置１がパッケージであれば、出射光は、パッケージから外部へと出射される光である。
発光装置１は、１又は複数の発光素子１２と、複数の蛍光体１４と、を備える。また、発光装置１は、組成の異なる複数種類の蛍光体１４を備える。また、発光装置１は、１又は複数の発光素子１２と複数の蛍光体１４とから選択される、１又は複数の発光素子１２、及び、１または複数の蛍光体１４を用いることにより、互いに発光スペクトルの異なる複数の光を発する。また、発光装置１は、これらの複数の光を、割合を調整して合わせることにより、所定の範囲内で、相関色温度を変化させることができる。
例えば、発光装置１は、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、相関色温度を変化させることができる。なお、発光装置１において変化させることのできる相関色温度の範囲はこれに限らなくてよい。例えば、３０００Ｋ以上６０００Ｋ以下の範囲であってもよい。
ここで、選択された、１又は複数の発光素子１２、及び、１または複数の蛍光体１４による光を、単体光と呼ぶものとする。つまり、発光装置１は、互いに発光スペクトルの異なる複数の単体光を発するといえる。また、複数の単体光を合わせた光を、混合光と呼ぶものとする。発光装置１は、単体光、または、混合光を、出射光として出射することができる。
発光装置１において発される複数の単体光はそれぞれ、ＣＩＥ１９３１表色系の色度図（以下、単に色度図という）において、異なる色度座標にプロットされる。言い換えれば、複数の単体光はそれぞれ、色度図における色度座標が異なる光を発する。
また、複数の単体光のうちの少なくとも２以上の単体光は、互いに異なる１以上の蛍光体を用いている。なお、同じ蛍光体が１以上用いられていてもよい。全ての単体光が、互いに異なる１以上の蛍光体を用いていてもよい。
また、発光装置１において発される複数の単体光には、少なくとも３つの単体光が含まれる。ここで、３つの単体光をそれぞれ、第１の光、第２の光、第３の光、と呼ぶものとする。以下、各光について説明する。
（第１の光）
第１の光は、その相関色温度が１５００Ｋ以上３５００Ｋ以下の光である。ここで、特定の光についての相関色温度を示す場合、具体的な指定がなければ、色偏差が±０．０２の範囲にある相関色温度を指すものとする。
第１の光は、平均演色評価数Ｒａが８０以上の光を発する。また、好ましくは、平均演色評価数Ｒａが９０以上の光を発する。また、さらに好ましくは、平均演色評価数Ｒａが９５以上の光を発する。
第１の光は、演色評価数Ｒ９が５０以上の光を発する。また、好ましくは、演色評価数Ｒ９が６０以上の光を発する。また、さらに好ましくは、演色評価数Ｒ９が６５以上の光を発する。なお、演色評価数Ｒ９は、赤色についての演色性の評価に用いられる値である。
第１の光は、演色評価数Ｒ１５が７５以上の光を発する。また、好ましくは、演色評価数Ｒ１５が８５以上の光を発する。また、さらに好ましくは、演色評価数Ｒ１５が９０以上の光を発する。なお、演色評価数Ｒ１５は、日本人の肌色についての演色性の評価に用いられる値である。
第１の光は、ＭＲの値が０．７０以下の光を発する。また、好ましくは、ＭＲの値が０．６０以下の光を発する。また、さらに好ましくは、ＭＲの値が０．５５以下の光を発する。
例えば、第１の光は、４１０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する、窒化物半導体である発光素子１２と、主な蛍光体として式Ｙ３（Ａｌ,Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで表される組成を有し４９６ｎｍ付近に発光ピークを有する希土類アルミン酸塩蛍光体１４、及び、式Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４+で表される組成を有し６３０ｎｍ付近に発光ピークを有するフッ化物蛍光体１４と、による光を発する。
図４は、第１の光の発光スペクトルの具体例である。この具体例における第１の光は、相関色温度が２７００Ｋであり、平均演色評価数Ｒａが９６であり、演色評価数Ｒ９が６８であり、演色評価数Ｒ１５が９４であり、ＭＲの値が０．５１である。第１の光は、平均演色評価数Ｒａ及び演色評価数Ｒ１５の値に優れ、演色評価数Ｒ９の値を良好としつつ、ＭＲの値を低くした光である。
ここで、平均演色評価数Ｒａについては、その値が８０以上９０未満である場合を良好であると言い、９０以上である場合を優れていると言うものとする。また、演色評価数Ｒ９については、その値が５０以上７０未満である場合を良好であると言い、７０以上である場合を優れていると言うものとする。また、演色評価数Ｒ１５については、その値が７５以上８５未満である場合を良好であると言い、８５以上である場合を優れていると言うものとする。なお、良好であるとされる数値範囲を下回る場合は、良好でないと言うものとする。
（第２の光）
第２の光は、その相関色温度が３５００Ｋ以上５５００Ｋ以下の光である。また、第２の光は、その相関色温度が３５００Ｋ以上４５００Ｋ以下の光である。また、第２の光は、その相関色温度が４５００Ｋ以上５５００Ｋ以下の光である。
第２の光は、平均演色評価数Ｒａが８０以上の光を発する。また、好ましくは、平均演色評価数Ｒａが９０以上の光を発する。また、さらに好ましくは、平均演色評価数Ｒａが９５以上の光を発する。
第２の光は、演色評価数Ｒ９が５０以上の光を発する。また、好ましくは、演色評価数Ｒ９が７０以上の光を発する。また、さらに好ましくは、演色評価数Ｒ９が８０以上の光を発する。
第２の光は、演色評価数Ｒ１５が７５以上の光を発する。また、好ましくは、演色評価数Ｒ１５が８５以上の光を発する。また、さらに好ましくは、演色評価数Ｒ１５が９０以上の光を発する。また、殊に好ましくは、演色評価数Ｒ１５が９５以上の光を発する。
第２の光は、ＭＲの値が０．５５以上１．００以下の光を発する。また、好ましくは、ＭＲの値が０．６０以上０．９０以下の光を発する。また、好ましくは、ＭＲの値が０．６５以上０．７５以下の光を発する。
例えば、第２の光は、４１０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する、窒化物半導体である発光素子１２と、主な蛍光体として式Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表される組成を有し５２０ｎｍ付近に発光ピークを有する希土類アルミニウムガーネット蛍光体１４、及び、式Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４+で表される組成を有し６３０ｎｍ付近に発光ピークを有するフッ化物蛍光体１４と、による光を発する。
図５は、このような発光素子１２及び蛍光体１４による第２の光の発光スペクトルの具体的な一例である。この具体例における第２の光は、相関色温度が４０００Ｋであり、平均演色評価数Ｒａが９４であり、演色評価数Ｒ９が８２であり、演色評価数Ｒ１５が９５であり、ＭＲの値が０．６９である。第２の光は、平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、及び、演色評価数Ｒ１５の値に優れた光である。
また例えば、第２の光は、４１０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する、窒化物半導体である発光素子１２と、主な蛍光体として式Ｙ３（Ａｌ,Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで表される組成を有し５２０ｎｍ付近に発光ピークを有する希土類アルミン酸塩蛍光体１４、及び、式Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４+で表される組成を有し６３０ｎｍ付近に発光ピークを有するフッ化物蛍光体１４と、による光を発する。
図６は、このような発光素子１２及び蛍光体１４による第２の光の発光スペクトルの具体的な他の一例である。この具体例における第２の光は、相関色温度が５０００Ｋであり、平均演色評価数Ｒａが９４であり、演色評価数Ｒ９が８６であり、演色評価数Ｒ１５が９５であり、ＭＲの値が０．８５である。第２の光は、平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、及び、演色評価数Ｒ１５の値に優れた光である。
図７は、このような発光素子１２及び蛍光体１４による第２の光の発光スペクトルの具体的な他の一例である。この具体例における第２の光は、相関色温度が３５００Ｋであり、平均演色評価数Ｒａが９５であり、演色評価数Ｒ９が７９であり、演色評価数Ｒ１５が９６であり、ＭＲの値が０．６２である。第２の光は、平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、及び、演色評価数Ｒ１５の値に優れた光である。
（第３の光）
第３の光は、色度図におけるＸ座標及びＹ座標の値が、黒体放射軌跡上の色温度５５００ＫにおけるＸ座標及びＹ座標の値よりも小さい値にプロットされる光である。また、色度図において、相関色温度が６５００Ｋ以下の範囲にはプロットされない光である。また、色度図において、相関色温度が８０００Ｋ以下の範囲にはプロットされない光である。
第３の光は、ＭＲの値が１．８０以上の光を発する。また、好ましくは、ＭＲの値が２．００以上の光を発する。また、さらに好ましくは、ＭＲの値が２．２０以上の光を発する。また、ＭＲの値が３．００以下の光を発する。
第３の光は、演色評価数Ｒ９が５０未満の光を発する。またあるいは、演色評価数Ｒ９が３０未満の光を発する。またあるいは、演色評価数Ｒ９が１０未満の光を発する。
第３の光は、演色評価数Ｒ１５が５０未満の光を発する。またあるいは、演色評価数Ｒ１５が３０未満の光を発する。またあるいは、演色評価数Ｒ１５が１０未満の光を発する。
第３の光は、４１０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する、窒化物半導体である発光素子１２と、主な蛍光体として式Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕで表される組成を有し４９５ｎｍ付近に発光ピークを有するアルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体１４と、による光を発する。
図８は、第３の光の発光スペクトルの具体例である。この具体例における第３の光は、色度図におけるＸ座標が０．１４６、Ｙ座標が０．２３７であり、ＭＲの値が２．８４である。また、演色評価数Ｒ９は０であり、演色評価数Ｒ１５は０である。図８に示されるように、第３の光は、サーカディアン応答に対応した、ＭＲの値の高い光である。また、ＭＲに特化する一方で、演色評価数Ｒ９及び演色評価数Ｒ１５については良好ではない。
次に、発光装置１において、第１の光、第２の光、及び、第３の光を用いて相関色温度を変化させたときの、平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、演色評価数Ｒ１５、及び、ＭＲの値について説明する。また、この説明に先立って、比較となる従来の発光装置（以下、比較発光装置）について説明する。この比較発光装置は、従来の照明装置に採用される、発光効率の良さと平均演色評価数Ｒａの高さのバランスから選択される発光装置である。
（比較発光装置）
比較発光装置は、それぞれ相関色温度が２７００Ｋ、６５００Ｋの２つの単体光で構成される。また、いずれの単体光も、４１０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する窒化物半導体である発光素子１２と、式Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体、式Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体、及び、式（Ｓｒ,Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される組成を有するシリコンナイトライド蛍光体を含有する蛍光体と、による光を発する。
比較発光装置では、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、平均演色評価数Ｒａは８０以上であり、発光効率は１８０ｌｍ／Ｗ～２００ｌｍ／Ｗを実現している。一方で、ＭＲの値は、最大でも１．００を下回る。また、相関色温度２７００Ｋ～６５００Ｋの範囲で、ＭＲの値の変動幅は０．５５を下回る。所定の相関色温度における平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、演色評価数Ｒ１５、及び、ＭＲの値の詳細を、以下の表１に示す。
Figure 0007174266000003
（第１参考発光装置）
次に、比較発光装置において採用された相関色温度が６５００Ｋの単体光に代えて、ＭＲに特化した第３の光を用いた場合の発光装置を、参考として示す。この発光装置を、第１参考発光装置と呼ぶものとする。
第１参考発光装置では、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、平均演色評価数Ｒａは８０以上であり、ＭＲの値は、最大１．２０を上回る。また、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、ＭＲの値の変動幅は０．８０を上回る。つまり、第３の光により高いＭＲが実現されていることがわかる。一方で、演色評価数Ｒ９の値は、相関色温度３５００Ｋ以下で５０を下回り、演色評価数Ｒ１５の値は、相関色温度２７００Ｋで７５を下回る。所定の相関色温度における平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、演色評価数Ｒ１５、及び、ＭＲの値の詳細を、以下の表２に示す。
Figure 0007174266000004
（第２参考発光装置）
次に、第１参考発光装置において採用された相関色温度が２７００Ｋの単体光（比較発光装置においても採用されている）に代えて、演色評価数Ｒ９の値が良好な第１の光を用いた場合の発光装置を、参考として示す。この発光装置を、第２参考発光装置と呼ぶものとする。
第２参考発光装置では、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、平均演色評価数Ｒａは７５以上であり、ＭＲの値は、最大１．２０を上回る。また、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、ＭＲの値の変動幅は０．７５を上回る。第１参考発光装置と同様に第３の光により高いＭＲが実現されている。一方で、演色評価数Ｒ９の値は、相関色温度６５００Ｋでは５０を下回り、演色評価数Ｒ１５の値は、相関色温度４０００Ｋ以上で８５を下回る。所定の相関色温度における平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、演色評価数Ｒ１５、及び、ＭＲの値の詳細を、以下の表３に示す。
Figure 0007174266000005
（第１発光装置）
次に、発光装置１の一例である第１発光装置について説明する。第１発光装置は、図４で示した第１の光、図５で示した第２の光、及び、図８で示した第３の光を採用した発光装置１である。
第１発光装置では、相関色温度が２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、平均演色評価数Ｒａは９０以上であり、ＭＲの値は、最大１．１０を上回る。また、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、ＭＲの値の変動幅は０．６０を上回る。また、演色評価数Ｒ９は６０以上であり、相関色温度が３０００Ｋ以上の範囲で７０以上、３５００Ｋ以上の範囲で８０以上である。また、演色評価数Ｒ１５は９０以上である。
第１発光装置は、第３の光によって従来よりも高いＭＲを実現するだけでなく、演色評価数Ｒ９の値についても良好である。またさらに、演色評価数Ｒ１５の値についても優れている。所定の相関色温度における平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、演色評価数Ｒ１５、及び、ＭＲの値の詳細を、以下の表４に示す。
Figure 0007174266000006
（第２発光装置）
次に、発光装置１の一例である第２発光装置について説明する。第２発光装置は、図４で示した第１の光、図６で示した第２の光、及び、図８で示した第３の光を採用した発光装置１である。
第２発光装置では、相関色温度が２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、平均演色評価数Ｒａは９０以上であり、ＭＲの値は、最大１．００を上回る。また、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、ＭＲの値の変動幅は０．５５を上回る。また、演色評価数Ｒ９は６０以上であり、相関色温度が３０００Ｋ以上の範囲で７０以上、３５００Ｋ以上の範囲で８０以上である。また、演色評価数Ｒ１５は９０以上である。
第２発光装置は、第３の光によって従来よりも高いＭＲを実現するだけでなく、演色評価数Ｒ９の値についても良好である。またさらに、演色評価数Ｒ１５の値についても優れている。所定の相関色温度における平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、演色評価数Ｒ１５、及び、ＭＲの値の詳細を、以下の表５に示す。
Figure 0007174266000007
相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で全体的にみると、第２発光装置は、第１発光装置と比較して、ＭＲの値がやや低い傾向にある一方で、演色評価数Ｒ９の値がやや高い傾向にある。また、演色評価数Ｒ１５の値もやや高い傾向にある。つまり、第１発光装置と比べると、より演色評価数Ｒ９または演色評価数Ｒ１５の値を重視した発光装置であるといえる。
（第３発光装置）
次に、発光装置１の一例である第３発光装置について説明する。第３発光装置は、図４で示した第１の光、図７で示した第２の光、及び、図８で示した第３の光を採用した発光装置１である。
第３発光装置では、相関色温度が２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、平均演色評価数Ｒａは９０以上であり、ＭＲの値は、最大１．１０を上回る。また、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、ＭＲの値の変動幅は０．６５を上回る。また、演色評価数Ｒ９は６０以上であり、相関色温度が３０００Ｋ以上の範囲で７０以上である。また、演色評価数Ｒ１５は８０以上であり、相関色温度が５０００Ｋ以下の範囲で９０以上である。
第２発光装置は、第３の光によって従来よりも高いＭＲを実現するだけでなく、演色評価数Ｒ９の値についても良好である。またさらに、演色評価数Ｒ１５の値についても優れている。所定の相関色温度における平均演色評価数Ｒａ、演色評価数Ｒ９、演色評価数Ｒ１５、及び、ＭＲの値の詳細を、以下の表６に示す。
Figure 0007174266000008
相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で全体的にみると、第３発光装置は、第１発光装置と比較して、ＭＲの値がやや高い傾向にある一方で、演色評価数Ｒ９の値がやや低い傾向にある。また、演色評価数Ｒ１５の値もやや低い傾向にある。つまり、第１発光装置と比べると、よりＭＲの値を重視した発光装置であるといえる。
このように、第１発光装置、第２発光装置、及び、第３発光装置のいずれも、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、従来よりも高いＭＲの値を実現し、また、より大きなＭＲの変動幅を実現する。この点については、第１参考発光装置及び第２参考発光装置も同様であり、第１参考発光装置及び第２参考発光装置は、第１発光装置、第２発光装置、及び、第３発光装置よりも高い最大値と大きな変動幅を実現することができる。つまり、ＭＲの観点でみれば、これらの発光装置は従来よりも優れた効果を得られることが期待できる。
加えて、第１発光装置、第２発光装置、及び、第３発光装置は、演色評価数Ｒ９の値においても、広い相関色温度の範囲に亘って、良好または優れた特性を示す。この点については、第１発光装置、第２発光装置、及び、第３発光装置の方が、第１参考発光装置及び第２参考発光装置よりも優れているといえる。
また、第２の光は相関色温度が３５００Ｋ以上５５００Ｋ以下の範囲にあるが、相関色温度６５００Ｋにおける発光装置１のＭＲの値は、第２の光の相関色温度が下限値（３５００Ｋ）に近い程高くなる。また、第２の光の相関色温度が上限値（５５００Ｋ）に近い程、全体的に演色評価数Ｒ９の値が向上する。
つまり、第２の光の相関色温度を調整することで、ＭＲの値と、演色評価数Ｒ９の値と、のバランスを適宜調整することができる。ＭＲの値と、演色評価数Ｒ１５の値と、のバランスについても同様である。
なお、発光装置１において実現される相関色温度の最大値は６５００Ｋに限らなくてもよい。６５００Ｋを超えてもよいし、６５００Ｋを下回ってもよいが、第２の光の相関色温度よりは高い。また、第１の光の相関色温度は、発光装置１において実現される相関色温度の最小値以下となり得る。発光装置１に備わる複数の単体光のうち第１の光が相関色温度の最も低い光である場合、第１の光の相関色温度は、発光装置１において実現される相関色温度の最小値以下である。
発光装置１は、第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第３の光を含む２以上の光による相関色温度６５００Ｋの光において、演色評価数Ｒ９の値が５０以上であり、かつ、ＭＲの値が１．０以上を実現する。また、演色評価数Ｒ１５の値は８５以上である。またさらに、第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第１の光を含む１以上の光による相関色温度２７００Ｋの光において、演色評価数Ｒ９の値が５０以上を実現する。
また、発光装置１は、第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第３の光を含む２以上の光による相関色温度６５００Ｋの光において、演色評価数Ｒ９の値が７０以上を実現する。
また、発光装置１は、第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第３の光を含む２以上の光による相関色温度６５００Ｋの光において、ＭＲの値が１．０５以上を実現する。
また、発光装置１は、第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第３の光を含む２以上の光による相関色温度６５００Ｋの光において、演色評価数Ｒ９の値が８０以上であり、かつ、ＭＲの値が１．１０以上を実現する。
また、発光装置１は、第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第３の光を含む２以上の光による相関色温度６５００Ｋの光において、演色評価数Ｒ９の値が９０以上であり、かつ、ＭＲの値が１．０５以上を実現する。
また、発光装置１は、第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第３の光を含む２以上の光による相関色温度６５００Ｋの光において、演色評価数Ｒ９の値が７０以上であり、かつ、ＭＲの値が１．１５以上を実現する。
また、発光装置１は、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、ＭＲの値の変動幅は０．５５以上であり、演色評価数Ｒ９の値が６５以上である。また、ＭＲの値は、相関色温度が高くなるにつれて、単調に増加する。なお、単調に増加すれば、線形に増加しなくてもよい。
また、発光装置１は、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、平均演色評価数Ｒａの値が８０以上である。また、相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、演色評価数Ｒ１５の値が８５以上である。また、第１の光の相関色温度は、１５００Ｋ以上２７００Ｋ以下である。
また、発光装置１は、相関色温度３５００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、演色評価数Ｒ９の値が７５以上である。また、発光装置１は、相関色温度３５００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、演色評価数Ｒ９の値が８０以上である。また、発光装置１は、相関色温度３５００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、演色評価数Ｒ９の値が８５以上である。
（調色制御システム）
次に、発光装置１を用いて行われる調色制御について説明する。ここでは、照明装置としての発光装置１が、建物内の居室に複数設置されるような場面を想定する。なお、照明装置としての発光装置１は、このような提供形態に限らない。
発光装置１として調色が可能な相関色温度の範囲内であれば、発光装置１による照明を制御する情報処理装置２によって、所望の範囲で調色を行うことができる。言い換えれば、発光装置１として調色が可能な範囲よりも小さな範囲で、照明の相関色温度を調整してもよい。
調色制御システムは、複数の発光装置１と、情報処理装置２と、を備える。また、複数の発光装置１と情報処理装置２とは、通信可能に接続しており、情報処理装置２は、通信手段を介して発光装置１に制御信号を送信し、発光装置１による照明を制御する。図９は、調色制御システムの構成の一例を示す構成図である。なお、発光装置１は１台であってもよい。
情報処理装置２は、コンピュータやサーバ装置などで構成することができる。図１０は、情報処理装置２のハードウェア構成の一例を示す図である。情報処理装置２では、ＣＰＵ７０、ＲＯＭ７１、ＲＡＭ７２、ストレージ７３、グラフィクスＩ／Ｆ７４、データＩ／Ｆ７５、通信Ｉ／Ｆ７６、及び、入力デバイス７７が、バスに対して接続される。
ストレージ７３は、データを不揮発に記憶することが可能な記憶媒体である。例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリなどを用いることができる。ＣＰＵ７０は、ＲＯＭ７１およびストレージ７３に記憶されるプログラムに従い、ＲＡＭ７２をワークメモリとして用いて処理を実行するプロセッサである。グラフィクスＩ／Ｆ７４は、生成された表示制御信号を、装置が表示可能な信号に変換して出力するインタフェースである。
データＩ／Ｆ７５は、外部からのデータの入力を行うためのインタフェースである。例えば、ＵＳＢなどによるインタフェースを適用することができる。通信Ｉ／Ｆ７６は、所定のプロトコルを用いてネットワークと通信を行うためのインタフェースである。入力デバイス７７は、ユーザ入力を受け付けて所定の制御信号を出力する。
調色制御システムにおいて、情報処理装置２は、発光装置１による照明光を調節するための制御命令を決定する調光決定部３を有する。調光決定部３は、第１の値から第２の値までの範囲で相関色温度を制御するときに、発光装置１の複数の単体光を発光させる発光割合を決定する。
また、情報処理装置２は、決定した発光割合での発光を指示する制御命令を送信する送信部４を有する。発光装置１は、情報処理装置２から受信した制御命令に基づいて照明を発する。
なお、サーカディアンリズムに合わせた調色を行うには、太陽光の色温度の変化に対応した調色を行うのが好ましい。但し、太陽光の変化に正確に合わせなくてもよい。例えば、一日のうち、６時から１０時にかけて、相関色温度を４０００Ｋから６５００Ｋへと線形に増加させ、１０時に６５００Ｋになるようにする。その後、１４時３０分までは６５００Ｋを保ち、１４時３０分から１７時に至るまでに相関色温度を６５００Ｋから４０００Ｋまで線形に減少させる。さらに、１７時から１９時にかけて、相関色温度を４０００Ｋから２７００Ｋへと減少させる。
以上、説明してきたように、実施形態にかかる発光装置１は、演色評価数Ｒ９、つまり、赤色の領域における演色性を高く保った出射光を出射させることができる。これにより、赤色の再現性に優れた出射光を、照明やディスプレイなどに利用することができ、ユーザの視認性を向上させることができる。
また、メラノピック比にも優れた発光装置１であるため、ユーザのサーカディアンリズムに配慮することもできる。メラノピック比の値が増減する調色制御においても、演色評価数Ｒ９の値の変動を抑え、良好な値を維持することができるため、サーカディアンリズム、及び、演色性に配慮した発光装置が実現される。
以上、本発明に係る実施形態を説明してきたが、本発明の技術思想は、説明してきた具体的な実施形態に限定されるわけではない。また、各実施形態により開示された全ての構成要素を必要十分に備えることを必須とせずとも、本発明は適用され得る。当業者、あるいは、発明の属する技術分野において、設計の自由度の範囲であれば、特許請求の範囲に、実施形態により開示された構成要素の一部が記載されていないとしても、本発明の適用は可能であり、本明細書はこれを含むものであることを前提として発明を開示する。
実施形態に記載の発光装置または調色制御システムは、照明やディスプレイの分野に利用することができる。また、電子看板や電子広告などにも利用することができる。また、拡張現実や、仮想３Ｄ空間などを表示する情報処理端末などにも利用することができる。
１ 発光装置
１２ 発光素子
１４ 蛍光体
２ 情報処理装置
３ 調光決定部
４ 送信部
７０ ＣＰＵ
７１ ＲＯＭ
７２ ＲＡＭ
７３ ストレージ
７４ グラフィクスＩ／Ｆ
７５ データＩ／Ｆ
７６ 通信Ｉ／Ｆ
７７ 入力デバイス
１０ 調色制御システム

Claims (6)

  1. １または複数の発光素子と、複数の蛍光体と、を備え、
    前記１または複数の発光素子、及び、複数の蛍光体のうちの、１または複数の発光素子、及び、１または複数の第１蛍光体による第１の光と、
    前記１または複数の発光素子、及び、複数の蛍光体のうちの、１または複数の発光素子、及び、少なくとも前記第１蛍光体と異なる蛍光体を含む１または複数の第２蛍光体による第２の光と、
    前記１または複数の発光素子、及び、複数の蛍光体のうちの、１または複数の発光素子、及び、少なくとも前記第１蛍光体及び第２蛍光体と異なる蛍光体を含む１または複数の第３蛍光体による第３の光と、
    を発し、
    前記第１の光は、相関色温度が１５００Ｋ以上３５００Ｋ以下である第１色温度の光であって、演色評価数Ｒ９の値が５０以上であり、
    前記第２の光は、相関色温度が３５００Ｋ以上５５００Ｋ以下でありかつ前記第１色温度よりも高い第２色温度の光であって、演色評価数Ｒ９の値が５０以上であり、
    前記第３の光は、ＣＩＥ１９３１表色系の色度図におけるＸ座標及びＹ座標の値が、黒体放射軌跡上の色温度５５００ＫにおけるＸ座標及びＹ座標の値よりも小さく、
    前記第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第３の光を含む２以上の光（但し、前記第１の光及び第３の光のみで構成される２つの光の形態は除く。）による相関色温度６５００Ｋの光において、演色評価数Ｒ９の値が５０以上であり、かつ、メラノピック比の値が１．０以上である発光装置。
  2. 前記第１の光、第２の光、及び、第３の光のうち、少なくとも第３の光を含む２以上の光（但し、前記第１の光及び第３の光のみで構成される２つの光の形態は除く。）による相関色温度６５００Ｋの光において、演色評価数Ｒ１５の値が８５以上である請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記第１の光、第２の光、及び、第３の光のうちの１または複数の光による相関色温度３５００Ｋ以上５５００Ｋ以下の範囲の光において、演色評価数Ｒ９の値が６０以上である、請求項１または２に記載の発光装置。
  4. 前記第１色温度は、相関色温度が１５００Ｋ以上２７００Ｋ以下であり、
    前記第１の光、第２の光、及び、第３の光のうちの１または複数の光による相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲の光において、平均演色評価数Ｒａの値が８０以上である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
  5. 前記第１の光、第２の光、及び、第３の光のうちの１または複数の光による相関色温度２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲の光において、メラノピック比の値が単調増加する請求項４に記載の発光装置。
  6. 前記第３の光は、演色評価数Ｒ９の値が３０未満である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
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