JPWO2012104937A1 - Ledモジュールおよび照明装置 - Google Patents

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Abstract

環境光の色温度が高い場合でも、照明された物体の色の鮮やかさを改善し、結果好ましく色再現できる高彩度のLEDモジュールおよび照明装置を提供する。青色LEDの発光スペクトルのピーク波長が420 nm以上470 nm以下であり、その半値幅が0 nmより大きく50 nm以下である。緑色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が500 nm以上535 nm以下であり、その半値幅が100 nm以上110 nm以下である。赤色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が610 nm以上670 nm以下であり、その半値幅が85 nm以上95 nm以下である。青色光と緑色光と赤色光の混色光の相関色温度Tcが4600 K以上7200 K以下であり、そのduvが-12以上-6以下である。

Description

本発明は、照明された物体の色の鮮やかさを改善できる高彩度のLED(Light Emitting Diode)モジュールおよび照明装置に関する。
近年、LEDモジュールを採用したLEDランプ等の照明装置が普及してきている。一般照明用のランプには、光に照らされた物体の色が好ましく見えることが望まれている。一般的に、各種光源による色の見え方の良否は、演色評価指数で定量的に評価する方法、すなわち“演色性”の評価が確立されている。これは対象とする光が基準光にくらべてどの程度忠実に色を再現しているかを定量評価するものである。この“演色性”の評価方法に則り、演色性を高める技術が種々提案されており、その一つに、LEDに組み合わせる蛍光体の色の種類を増やすという技術がある。例えば、特許文献1には、従来の蛍光体に加えて赤色蛍光体を配合することが記載されている(段落0007参照)。
特開2007-266579号公報
特許文献1では一般照明用のランプを前提としているが(段落0002参照)、今後、LEDランプの適用範囲が広がり、ショーケースに設けられるランプのような商品展示用のランプに適用されることも想定される。しかしながら、特許文献1等の技術を用いて演色性を高めたLEDランプ、すなわち高い演色評価指数Raを有するLEDランプであっても、商品展示用途においては、LEDの発光スペクトルのうち黄色領域の発光成分が多い等の影響により食品や物品等の鮮やかな色彩が全体的に黄ばんだりくすんで見え、結果好ましく色再現できないことがある。
加えて、上記用途に特許文献1の技術を適用した場合、赤色蛍光体の追加的な配合により演色性を高めたLEDランプを実現することができるが、赤色蛍光体の追加は必然的にランプの相関色温度(以下、単に「色温度」という場合がある)を低下させることになり、より高い効果を得ようとすると、色温度の低いランプしか得ることができない。しかし、最近のショーケースが置かれる光環境を見ると、店舗や倉庫等の室内において色温度の高い室内照明のもとに置かれる場合も増えている。このような状況において、ショーケース内のLEDランプの色温度が低いと、LEDランプに照らされた商品の見え方に黄ばみ等の色の鮮やかさを低下させる現象が生じる。近年、室内照明等の環境光の色温度は高くなる傾向にあり、今後、環境光の色温度が高い状況下で商品展示用のLEDランプが利用される機会が増えると考えられる。
そこで、本発明は、環境光の色温度が高い場合でも、照明された物体の色の鮮やかさを改善し、結果好ましく色再現できる高彩度のLEDモジュールおよび照明装置を提供することを目的とする。
本発明に係るLEDモジュールは、青色光を出射する青色LEDと、前記青色LEDの出射光の一部を吸収して緑色光を出射する緑色蛍光体と、前記青色LEDの出射光の一部および前記緑色蛍光体の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して赤色光を出射する赤色蛍光体と、を備え、前記青色LEDの発光スペクトルのピーク波長が420 nm以上470 nm以下であり、その半値幅が0 nmより大きく50 nm以下であり、前記緑色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が500 nm以上535 nm以下であり、その半値幅が100 nm以上110 nm以下であり、前記赤色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が610 nm以上670 nm以下であり、その半値幅が85 nm以上95 nm以下であり、前記青色光と前記緑色光と前記赤色光の混色光の相関色温度Tcが4600 K以上7200 K以下であり、そのduvが-12以上-6以下である。
本発明に係る照明装置は、上記LEDモジュールと同様の構成を備える。
なお、duv(Distance from perfect radiator locus on uv-ordinates)とは、CIE1960uv色度図上における光色の黒体放射軌跡からのずれである色度偏差(Δuv)を1000倍したものであり、色度図上で色度偏差が黒体放射軌跡の上方にあるときをプラス側とし、下側にあるときにはマイナスの符号をつけて表すものである。
上記構成での相関色温度Tcが4600K以上7200K以下というのは、日本工業規格JIS Z9112に規定された昼白色(4600K以上5500K以下)から昼光色(5700K以上7100K以下)の範囲に相当する。即ち、混色光の相関色温度が高いことを意味する。また、duvが-12以上-6以下というのは、xy色度図上では、同規格に規定された光源色の色度範囲よりも下方(即ち、y値が小さい)の範囲に相当し、混色光に含まれる赤み成分が多くなり、その結果、彩度が高まることを意味する。また、このモジュールを作製するにあたり、赤色蛍光体、緑色蛍光体それぞれのピーク波長および半値幅を特定の範囲に限定することで彩度を向上させることができる。このような条件の相乗効果により、環境光の相関色温度が高い場合でも、照明された物体の色の鮮やかさを改善し、結果好ましく色再現できる高彩度のLEDモジュールを実現することができる。
本発明の実施形態に係るLEDモジュールの構造を示す断面図 赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色LEDの発光スペクトルの測定結果を示す図 青色光と緑色光と赤色光の混色光の発光スペクトルの測定結果を示す図 本発明の実施形態に係るLEDモジュールの色度範囲を説明するためのxy色度図 色温度Tcが6200K、duvが-10のサンプルについてのU*V*均等色空間を示す図 色域面積比Gaのデータの一例を示す図 duvを固定したときに式1を満たす範囲を例示する図 色温度を固定したときに式1を満たす範囲を例示する図 照明装置の構造を例示する図 照明装置の構造を例示する図
本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
<構成>
図1(a)は、本発明の実施形態に係るLEDモジュールの構造を示す断面図である。
LEDモジュール11は、パッケージ基台12、リード13、青色LED14、透明封止材15、緑色蛍光体16および赤色蛍光体17を備える。パッケージ基台12は、セラミックス等の絶縁材料からなり、リード13は、金属等の導電材料からなり、透明封止材15は、シリコーン等の透明材料からなる。
青色LED14は、リード13を通じて供給された電力により青色光を出射する。このようなLEDとしては、例えば、窒化ガリウム系のLEDが挙げられる。
緑色蛍光体16は、青色LED14の出射光の一部を吸収して緑色光を出射する。このような蛍光体としては、例えば、YAG蛍光体がある。YAG蛍光体としては、例えば、(Y1-xCex3(Al1-yGay512 、ただし、0.01≦x≦5、0≦y≦5、を利用することができるが、これ以外の公知のものを利用してもよい。
赤色蛍光体17は、青色LED14の出射光の一部および緑色蛍光体16の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して赤色光を出射する。このような蛍光体としては、例えば、CASN蛍光体がある。CASN蛍光体としては、例えば、(Sr1-xCax)AlSiN3:Eu2+ 、ただし、0≦x≦1、を利用することができるが、これ以外の公知のものを利用してもよい。
LEDモジュール11では、青色LED14が透明封止材15で被覆され、透明封止材15内に緑色蛍光体16および赤色蛍光体17が分散されている。そのため、LEDモジュール11の出射光は、青色光と緑色光と赤色光の混色光となる。混色光の色温度や色度範囲は、青色LED14ひとつ当たりの緑色蛍光体16および赤色蛍光体17の合計の量、および、緑色蛍光体16と赤色蛍光体17との混合比を調整することにより、適宜設定することができる。
<高彩度>
以下、高彩度を実現するための手段について説明する。本実施形態では、青色LED、緑色蛍光体および赤色蛍光体のそれぞれの発光スペクトルのピーク波長およびその半値幅は以下の範囲内にある。さらに、本実施形態では、混色光の色温度Tcとそのduvが以下の範囲内となるように調整されている。
青色LED:ピーク波長 420nm以上470nm以下 半値幅 0nmより大きく50nm以下
緑色蛍光体:ピーク波長 500nm以上535nm以下 半値幅 100nm以上110nm以下
赤色蛍光体:ピーク波長 610nm以上670nm以下 半値幅 85nm以上95nm以下
混色光:色温度Tc 4600K以上7200K以下 duv -12以上-6以下
発明者らは、実際にサンプルを作製し、その発光スペクトルを測定した。図2(a)は、赤色蛍光体の発光スペクトルの測定結果、図2(b)は、緑色蛍光体の発光スペクトルの測定結果、図2(c)は、青色LEDの発光スペクトルの測定結果を示す。また、図3は、これらの混色光の発光スペクトルの測定結果を示す。これらから得られた各種特性は、以下の通りである。測定結果から得られた各種特性は、何れも目的の範囲内に収まっている。したがって、実際に上記の範囲内のLEDモジュールが作製可能であることが示されている。
青色LED:ピーク波長450nm 半値幅25nm
緑色蛍光体:ピーク波長525nm 半値幅104nm
赤色蛍光体:ピーク波長645nm 半値幅91nm
混色光:色温度6200K duv-10
図4は、本発明の実施形態に係るLEDモジュールの色度範囲を説明するためのxy色度図である。図中の領域Aが本実施形態の混色光の色度範囲である。なお、図4には、日本工業規格 JIS Z9112に規定された電球色L(2600K以上3250K以下)、温白色WW(3250K以上3800K以下)、白色W(3800K以上4500K以下)、昼白色N(4600K以上5500K以下)、昼光色D(5700K以上7100K以下)の色度範囲も併記してある。
このように、本実施形態の混色光の色度範囲は、色温度Tcが4600K以上7200K以下であり、昼白色Nから昼光色Dの範囲に相当する。即ち、混色光の色温度が高いことを意味する。また、本実施形態の混色光のduvは、-12以上-6以下なので、xy色度図上では、同規格に規定された光源色の色度範囲よりも下方の範囲になる。この条件での混色光は、JISZ9112の色度範囲に含まれる赤み成分が多く、それにより色再現性が高められることを意味する。このように、混色光の色温度を高めた上で赤み成分を多くすることにより、環境光の色温度が高い場合でも、照明された物体の色の鮮やかさを改善し、結果好ましく色再現できる高彩度のLEDモジュールを実現することができる。
なお、本実施形態の混色光のduvの範囲は、MacAdamにより定義された等色度領域を利用して定めてある。そのため、図4中の領域Aの範囲であれば、光色としてほぼ等価であるといえ、目的の効果を得ることができる。等色度領域の定義については、例えば、色彩科学ハンドブック 第2版 273頁に説明がある。
以上、高彩度を実現できるLEDモジュールについて説明してきたが、さらに高彩度であることも要求される場合がある。以下、更なる高彩度を実現できるLEDモジュールについて説明する。
<更なる高彩度>
最初に、照明された物体の色の鮮やかさを定量的に示す指標である色域面積比Gaについて説明し、次に、色域面積比Gaを利用して得られた高彩度を実現するための手段について説明する。なお、LEDモジュールの構造自体は上記と同様なので説明を省略する。
(色域面積比Ga)
色域面積比Gaは、JIS Z8726-1990に記載されており、その算出方法は、次の通りである。
平均演色表価数Raを算出する際に使用する番号1〜8の8つの試験色を基準光源で照明したときに見える色をCIE1964 U*V*均等色空間上にプロットする。そして、これにより得られた8角形の面積を求める。
次に、番号1〜8の8つの試験色を試料光源で照明したときに見える色をCIE1964 U*V*均等色空間上にプロットする。そして、これにより得られた8角形の面積を求める。
最後に、色域面積比Gaを、Ga=(試料光源がつくる8角形の面積)/(基準光源がつくる8角形の面積)×100の計算式により算出する。
ここで基準光源とは、試料光源と同じ相関色温度の黒体放射、もしくは、CIE昼光である。色域面積比Gaを算出するのに用いられる番号1〜8の試験色は、いろいろな色相を持ち、そのマンセル明度はすべて6である。これは中程度の鮮やかさを持つ色サンプルである。そのため、色域面積比Gaはすべての色に対する平均的な鮮やかさの指標として用いられる。色域面積比Gaが100より小さいときには、彩度が減じる方向にあるので、色がくすんで見える傾向にあり、100より大きいときには、彩度が増加する方向にあるので、色が鮮やかに見える傾向にある。一般の物体色は、概して彩度が増して見えるほどきれいに感じられるので、色が好ましく見えるかを評価する指標として色域面積比Gaを用いることは有効である。
一例として、図5に、色温度Tcが6200K、duvが-10のサンプルについてのU*V*均等色空間を示す。このときの色域面積比Gaは、105であった。
(更なる高彩度の実現手段)
次に、高彩度のLEDモジュールを実現するための手段について説明する。青色LED、緑色蛍光体および赤色蛍光体は、既に説明したものと同じものを使うものとする。即ち、緑色蛍光体のピーク波長は500nm以上535nm以下であり、赤色蛍光体のピーク波長は610nm以上670nm以下である。
発明者らは、緑色蛍光体のピーク波長と赤色蛍光体のピーク波長の差ΔλR−Gと、色温度Tcと、duvとを変化させたときの色域面積比Gaを算出した。具体的には、ΔλR−Gは、最小の75nmから最大の170nmまでを5nmピッチで区切り、色温度Tcは、最小の4600Kから7200Kまでを100Kピッチで区切り、duvは最小の-12から最大の-6までを1ピッチで区切り、これらで区切られた各点の色域面積比Gaを算出した。そして、色域面積比Gaが100以上であれば、高彩度が実現できる例であると判定した。このようにして得られた色域面積比Gaのデータは膨大な量であり、得られたデータの全てを本明細書に記載するのは現実的ではない。図6に、色域面積比Gaのデータのごく一部を示すこととする。
図6(a)は、緑色が最大の535nmであり赤色が最小の610nmである、即ち、差ΔλR−Gが最小の75nmとなるケースのデータである。例えば、色温度Tcが4600K、duvが-6、赤色蛍光体のピーク波長が610nm、その半値幅が91nm、緑色蛍光体のピーク波長が535nm、その半値幅が104nmの場合、色域面積比Gaが97.5であることを示している。
図6(b)は、緑色が最大の535nmであり赤色が最大の670nmである、即ち、差ΔλR−Gが中程度の135nmとなるケースのデータである。
図6(c)は、緑色が中間の520nmであり赤色が中間の640nmである、即ち、差ΔλR−Gが中程度の120nmとなるケースのデータである。
図6(d)は、緑色が最小の520nmであり赤色が最小の610nmである、即ち、差ΔλR−Gが中程度の110nmとなるケースのデータである。
図6(e)は、緑色が最小の500nmであり赤色が最大の670nmである、即ち、差ΔλR−Gが最大の170nmとなるケースのデータである。
図6に示した例の中では、図6(a)の中に4つの例だけ色域面積比Gaが100未満となるものがある。これら以外については何れも色域面積比Gaが100以上なので、高彩度を実現することができる。そして、発明者らは、得られた膨大な量の色域面積比Gaのデータを用いて、色域面積比Gaが100以上となるのは、次の条件を満たす場合であることを見出した。
170 nm ≧ΔλR−B≧Tc *(0.006+0.0025*(duv+ 6))-duv*10 nm (式1)
図7および図8は、式1を満たす範囲を例示する図である。図7(a)〜(c)は、それぞれduvを-6、-9、-12に固定したときの色温度Tcに対するΔλR−Bを示しており、以下の式2〜式4を満たす範囲を示している。
duv=-6の場合: 170nm≧ΔλR−B≧Tc *0.006+60 nm (式2)
duv=-9の場合: 170nm≧ΔλR−B≧Tc *(-0.0015)+90 nm (式3)
duv=-12の場合: 170nm≧ΔλR−B≧Tc *(-0.009)+120 nm (式4)
また、図8(a)〜(c)は、それぞれ色温度Tcを4600K、6000K、7200Kに固定したときのduvに対するΔλR−Bを示しており、以下の式5〜式7を満たす範囲を示している。
Tc=4600Kの場合: 170nm≧ΔλR−B≧1.5*duv+96.6 nm (式5)
Tc=6000Kの場合: 170nm≧ΔλR−B≧5*duv+126 nm (式6)
Tc=7200Kの場合: 170nm≧ΔλR−B≧8*duv+151.2 nm (式7)
以上のように、式1を満たすように混色光の色温度および色度範囲を調整することで、色域面積比Gaを100以上にすることができ、その結果、更なる高彩度のLEDモジュールを実現することができる。
<補足>
1.LEDモジュールの構造
上記実施形態では、図1(a)を用いてLEDモジュールの構造を説明したが、本発明は、青色LED、緑色蛍光体および赤色蛍光体を具備していれば、どのような構造でも適用可能である。例えば、図1(b)に示すものでもよい。図1(b)のLEDモジュール21は、回路基板22、配線パターン23、青色LED24、透明封止材25、緑色蛍光体26および赤色蛍光体27を備えている。また、これ以外には、砲弾型のLEDモジュールでもよい。
2.照明装置A
上記LEDモジュールは、以下に示すように照明装置に適用可能である。
図9(a)は、直管型の照明装置101にLEDモジュール11を適用した例を示す。照明装置101は、直管状の透明部材102、口金103、基板104およびLEDモジュール11を備える。この例では直管型としているが、当然、円管型にも適用できる。
また、図9(b)は、電球形の照明装置111にLEDモジュール21を適用した例を示す。照明装置111は、ボディ112、口金113、基板114、グローブ115およびLEDモジュール21を備える。
また、図9(c)は、円筒状の照明装置121にLEDモジュール11を適用した例を示す。照明装置121は、円筒状の筐体122、基板123、透明部材124およびLEDモジュール11を備える。
3.照明装置B
上記照明装置は、青色光と緑色光と赤色光の混色光を出射するLEDモジュールを適用しているが、本発明は、これに限らない。青色光を出射するLEDモジュールを適用した場合でも、以下の構造であれば、照明装置は青色光と緑色光と赤色光の混色光を出射することができる。
図10(a)は、直管型の照明装置201に青色光を出射するLEDモジュール31を適用した例を示す。照明装置201は、直管状の透明部材102、口金103、基板104、蛍光体層202およびLEDモジュール31を備える。蛍光体層202は、緑色蛍光体および赤色蛍光体を含み、透明部材102の内面に形成されている。なお、蛍光体層202は、透明部材102の内面に限らず、外面に形成されていてもよい。さらに、透明部材102自体に緑色蛍光体および赤色蛍光体が含まれることとしてもよい。
また、図10(b)は、電球形の照明装置211に青色光を出射するLEDモジュール41を適用した例を示す。照明装置211は、ボディ112、口金113、基板114、グローブ115、蛍光体層212およびLEDモジュール41を備える。蛍光体層212は、緑色蛍光体および赤色蛍光体を含み、グローブ115の内面に形成されている。なお、蛍光体層212は、グローブ115の内面に限らず、外面に形成されていてもよい。さらに、グローブ115自体に緑色蛍光体および赤色蛍光体が含まれることとしてもよい。
また、図10(c)は、円筒状の照明装置221にLEDモジュール31を適用した例を示す。照明装置221は、円筒状の筐体122、基板123、透明部材124、蛍光体層222およびLEDモジュール31を備える。蛍光体層222は、緑色蛍光体および赤色蛍光体を含み、透明部材124の内面に形成されている。なお、蛍光体層222は、透明部材124の内面に限らず、外面に形成されていてもよい。さらに、透明部材124自体に緑色蛍光体および赤色蛍光体が含まれることとしてもよい。
また、上記照明装置では、緑色蛍光体および赤色蛍光体の両方を蛍光体層に含めることとしているが、これに限らず、一方を蛍光体層に含め、他方をLEDモジュールに含めることとしても同様の効果が得られる。
4.適用例
上記照明装置は、例えば、商品展示用のランプに適用可能である。商品展示用のランプとしては、ショーケース等の商品展示装置に内蔵されるものの他、店舗や倉庫等の天井面や壁面や棚に設けられるものを含む。また、LEDモジュールはスポット光をつくるのにも適しているため、従来、反射鏡付きハロゲンランプが利用されていた分野にも代替可能である。
本発明はランプに利用することができる。
11 LEDモジュール
12 パッケージ基台
13 リード
14 青色LED
15 透明封止材
16 緑色蛍光体
17 赤色蛍光体
21 LEDモジュール
22 回路基板
23 配線パターン
24 青色LED
25 透明封止材
26 緑色蛍光体
27 赤色蛍光体
31 LEDモジュール
41 LEDモジュール
101 照明装置
102 透明部材
103 口金
104 基板
111 照明装置
112 ボディ
113 口金
114 基板
115 グローブ
121 照明装置
122 筐体
123 基板
124 透明部材
201 照明装置
202 蛍光体層
211 照明装置
212 蛍光体層
221 照明装置
222 蛍光体層
170 nm ≧Δλ R-G ≧Tc *(0.006+0.0025*(duv+ 6))-duv*10 nm (式1)
図7および図8は、式1を満たす範囲を例示する図である。図7(a)〜(c)は、それぞれduvを-6、-9、-12に固定したときの色温度Tcに対するΔλ R-G を示しており、以下の式2〜式4を満たす範囲を示している。
duv=-6の場合: 170nm≧Δλ R-G ≧Tc *0.006+60 nm (式2)
duv=-9の場合: 170nm≧Δλ R-G ≧Tc *(-0.0015)+90 nm (式3)
duv=-12の場合: 170nm≧Δλ R-G ≧Tc *(-0.009)+120 nm (式4)
また、図8(a)〜(c)は、それぞれ色温度Tcを4600K、6000K、7200Kに固定したときのduvに対するΔλ R-G を示しており、以下の式5〜式7を満たす範囲を示している。
Tc=4600Kの場合: 170nm≧Δλ R-G ≧1.5*duv+96.6 nm (式5)
Tc=6000Kの場合: 170nm≧Δλ R-G ≧5*duv+126 nm (式6)
Tc=7200Kの場合: 170nm≧Δλ R-G ≧8*duv+151.2 nm (式7)
以上のように、式1を満たすように混色光の色温度および色度範囲を調整することで、色域面積比Gaを100以上にすることができ、その結果、更なる高彩度のLEDモジュールを実現することができる。

Claims (6)

  1. 青色光を出射する青色LEDと、
    前記青色LEDの出射光の一部を吸収して緑色光を出射する緑色蛍光体と、
    前記青色LEDの出射光の一部および前記緑色蛍光体の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して赤色光を出射する赤色蛍光体と、を備え、
    前記青色LEDの発光スペクトルのピーク波長が420 nm以上470 nm以下であり、その半値幅が0 nmより大きく50 nm以下であり、
    前記緑色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が500 nm以上535 nm以下であり、その半値幅が100 nm以上110 nm以下であり、
    前記赤色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が610 nm以上670 nm以下であり、その半値幅が85 nm以上95 nm以下であり、
    前記青色光と前記緑色光と前記赤色光の混色光の相関色温度Tcが4600 K以上7200 K以下であり、そのduvが-12以上-6以下であること
    を特徴とするLEDモジュール。
  2. さらに、前記緑色蛍光体と前記赤色蛍光体とのピーク波長の差ΔλR−Bが、以下の条件を満たすこと
    170 nm ≧ΔλR−B≧Tc *(0.006+0.0025*(duv+ 6))-duv*10 nm
    を特徴とする請求項1に記載のLEDモジュール。
  3. 前記緑色蛍光体がYAG蛍光体であり、前記赤色蛍光体がCASN蛍光体であること
    を特徴とする請求項1または2に記載のLEDモジュール。
  4. 青色光を出射する青色LEDと、
    前記青色LEDの出射光の一部を吸収して緑色光を出射する緑色蛍光体と、
    前記青色LEDの出射光の一部および前記緑色蛍光体の出射光の一部の少なくとも一方を吸収して赤色光を出射する赤色蛍光体と、を備え、
    前記青色LEDの発光スペクトルのピーク波長が420 nm以上470 nm以下であり、その半値幅が0 nmより大きく50 nm以下であり、
    前記緑色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が500 nm以上535 nm以下であり、その半値幅が100 nm以上110 nm以下であり、
    前記赤色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が610 nm以上670 nm以下であり、その半値幅が85 nm以上95 nm以下であり、
    前記青色光と前記緑色光と前記赤色光の混色光の相関色温度Tcが4600 K以上7200 K以下であり、そのduvが-12以上-6以下であること
    を特徴とする照明装置。
  5. さらに、前記緑色蛍光体と前記赤色蛍光体とのピーク波長の差ΔλR−Bが、以下の条件を満たすこと
    170 nm ≧ΔλR−B≧Tc *(0.006+0.0025*(duv+ 6))-duv*10 nm
    を特徴とする請求項4に記載の照明装置。
  6. 前記緑色蛍光体がYAG蛍光体であり、前記赤色蛍光体がCASN蛍光体であること
    を特徴とする請求項4または5に記載の照明装置。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160053977A1 (en) 2008-09-24 2016-02-25 B/E Aerospace, Inc. Flexible led lighting element
US8933478B2 (en) * 2013-02-19 2015-01-13 Cooledge Lighting Inc. Engineered-phosphor LED packages and related methods
JP2014186998A (ja) * 2013-02-25 2014-10-02 Rohm Co Ltd Led照明器具およびショーケース
CN106888522B (zh) 2013-03-04 2018-12-07 西铁城电子株式会社 发光装置
JP6362877B2 (ja) * 2013-03-04 2018-07-25 シチズン電子株式会社 半導体発光素子を含む発光装置、発光装置の設計方法、発光装置の駆動方法、および照明方法
TWI483045B (zh) * 2013-06-20 2015-05-01 Au Optronics Corp 顯示器
EP3091585A4 (en) * 2013-12-27 2017-07-26 Citizen Electronics Co., Ltd Light-emitting device and method for designing light emitting device
JP6356005B2 (ja) * 2013-12-27 2018-07-11 シチズン電子株式会社 発光装置及び発光装置の設計方法
KR20150125120A (ko) * 2014-04-29 2015-11-09 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
WO2015166782A1 (ja) 2014-04-30 2015-11-05 シャープ株式会社 発光装置
JP6455817B2 (ja) 2014-09-12 2019-01-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明装置
EP3274423B1 (en) 2015-03-24 2019-09-18 Koninklijke Philips N.V. Blue emitting phosphor converted led with blue pigment
CN107709878A (zh) * 2015-04-27 2018-02-16 B/E航空公司 柔性led照明元件
KR102107669B1 (ko) 2015-06-24 2020-05-07 가부시끼가이샤 도시바 백색 광원 시스템
WO2017062817A1 (en) * 2015-10-07 2017-04-13 B/E Aerospace, Inc. Flexible led lighting element
CN105679916A (zh) * 2015-12-24 2016-06-15 中山大学 一种色温可调发光装置
JP6569864B2 (ja) * 2016-02-17 2019-09-04 ウシオ電機株式会社 集魚灯装置
US20170328636A1 (en) * 2016-05-12 2017-11-16 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for controlling a production process
JP6722938B6 (ja) * 2016-06-01 2020-08-19 株式会社アクアデザインアマノ 水草観賞用照明装置
JP6735514B2 (ja) 2016-11-29 2020-08-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明装置
CN106870976A (zh) * 2017-04-07 2017-06-20 欧普照明股份有限公司 一种光源模组及包括该光源模组的照明装置
EP3575669B1 (en) * 2017-04-07 2024-01-10 Suzhou Opple Lighting Co., Ltd. Light source module, and illumination device comprising light source module
KR102373817B1 (ko) 2017-05-02 2022-03-14 삼성전자주식회사 백색 발광장치 및 조명 장치
JP7057107B2 (ja) * 2017-11-28 2022-04-19 キヤノン株式会社 光源装置および画像投射装置
CN108511581A (zh) * 2018-03-13 2018-09-07 河北利福光电技术有限公司 用于led生鲜灯的组合荧光粉及led生鲜灯与应用
CN108485666A (zh) * 2018-03-21 2018-09-04 河北利福光电技术有限公司 一种led闪光灯专用组合荧光粉及其应用
CN110137164B (zh) * 2019-04-10 2021-05-28 厦门立达信照明有限公司 一种实现低蓝光危害的类太阳光谱白光的方法及白光led
CN114005401B (zh) * 2020-07-28 2023-01-20 惠州视维新技术有限公司 一种显示效果调节方法、终端及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057376A (ja) * 2000-05-31 2002-02-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ledランプ
JP2003249689A (ja) * 2001-12-18 2003-09-05 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2008166825A (ja) * 2007-01-02 2008-07-17 Samsung Electro Mech Co Ltd 白色発光装置及びこれを用いたlcdバックライト用光源モジュール
JP2009238729A (ja) * 2007-11-12 2009-10-15 Mitsubishi Chemicals Corp 照明装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6577073B2 (en) * 2000-05-31 2003-06-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Led lamp
US7768189B2 (en) * 2004-08-02 2010-08-03 Lumination Llc White LEDs with tunable CRI
JP2007266579A (ja) 2006-02-28 2007-10-11 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光装置
WO2008126038A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system
US9349924B2 (en) * 2009-03-19 2016-05-24 Koninklijke Phililps N.V. Illumination device with remote luminescent material
US20100289044A1 (en) * 2009-05-12 2010-11-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wavelength conversion for producing white light from high power blue led
WO2011108053A1 (ja) 2010-03-01 2011-09-09 パナソニック株式会社 Ledランプおよびled照明装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057376A (ja) * 2000-05-31 2002-02-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ledランプ
JP2003249689A (ja) * 2001-12-18 2003-09-05 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2008166825A (ja) * 2007-01-02 2008-07-17 Samsung Electro Mech Co Ltd 白色発光装置及びこれを用いたlcdバックライト用光源モジュール
JP2009238729A (ja) * 2007-11-12 2009-10-15 Mitsubishi Chemicals Corp 照明装置

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Publication number Publication date
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CN103329293B (zh) 2015-11-25
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US20130300282A1 (en) 2013-11-14
US8933620B2 (en) 2015-01-13
EP2672532A1 (en) 2013-12-11

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