JPWO2018179105A1 - 照明装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】物体等の表面の色に近似した色を発光する照明装置を提供する。【解決手段】測定対象の色を構成するスペクトルを分光計測する工程と、発光スペクトルが測定対象の色を構成するスペクトルに近似するように光源を調色する工程と、を備える照明装置の製造方法。【選択図】 図1

Description

本発明は、物体等の表面の色を再現するための照明装置の製造方法に関する。
光源の性質として、ある光源がある物体を照らしたときにその物体の色の見え方に及ぼす特性として演色性が知られている。連続スペクトルを示す自然光は物体の色の見え方を最も正確に表現する演色性に優れている白色の光である。一方、青色発光ダイオード(LED)の青色光をYAG蛍光体等で黄色に変換し、青色光と黄色光とを混色することにより調色される疑似白色光は、色座標のみを自然光に一致させても、その白色を構成するスペクトルが不連続であるために自然光に比べて演色性に劣る。疑似白色の演色性を向上させるために、赤色や緑色の蛍光を発する蛍光体を添加する技術も知られている。
ところで、近年、光の色が人の心理に与える影響が研究されている。そして、その結果を用いて、リラクゼーション効果を備える照明装置も提案されている。例えば、下記特許文献1は、リラクゼーション効果の高い光色をもつ、白熱電球、蛍光ランプ、LED照明装置、および、照明器具として、2種以上の発光ダイオード(LED)を有したLED照明装置であって、発光ダイオードの一つは、主波長の発光帯域が380nmから505nmまでであり、発光ダイオードの他の一つは、主波長の発光帯域が575nmから780nmまでであり、発光ダイオードが発光して得られる放射光の光色の色度点は、CIE1976u’v’色度図上で(u’,v’)=(0.33,0.485),(0.31,0.517),(0.28,0.51),(0.265,0.5),(0.259,0.491),(0.253,0.465),(0.305,0.47)を直線で結んだ境界線に囲まれた色度範囲内に存在する、LED照明装置を開示している。
また、例えば、下記特許文献2は、薄型で均一なさくら色の照明を実現することができる照明装置として、昼光色の光を発する複数の昼光色光源と、電球色の光を発する複数の電球色光源と、赤色の光を発する複数の赤色光源とを所定の位置に配置した照明装置を開示する。また、このような照明装置によって、ソメイヨシノ、八重桜の色の発光スペクトルを有する照明装置が得られたことが開示されている。
特開2003−257224号公報 特開2015−50122号公報
連続スペクトルを示す太陽光は、明るく前向きな印象を人に与えることは多くの人に経験上認識されている。また、太陽光の連続スペクトルとは異なる連続した反射スペクトルを示す月光は、安らぎ、平静、落ち着きなどの印象を人に与えることも経験上認識されている。一方で、不連続な発光スペクトルを示す一般的な白色LEDのような疑似白色光は人工的に調色された色の光であり、オフィスでの作業等に向く色に調光されており、人に与える心理的な印象を考慮して調色された色の光ではない。このように同じ白色光でありながら、太陽光と月光と疑似白色光では、色の微妙な違いによって人に異なる印象を与える。例えば、特許文献2は、人の心理に与える影響を意識して、ソメイヨシノ、八重桜のさくら色が人に癒しを与えるとして、さくら色の照明を提案している。しかしながら、特許文献2で提案された桜色は、色座標上で似た色を再現したものであり、オリジナルの桜の色が発する反射スペクトルを再現したものではなかった。
本発明は、物体等の色に近似した色を発光する照明装置を提供することを目的とする。
本発明の一局面は、測定対象の色を構成するスペクトルを分光計測する工程と、発光スペクトルが測定対象の色を構成するスペクトルに近似するように光源を調色する工程と、を備える照明装置の製造方法である。このような照明装置の製造方法においては、測定対象の色を構成するスペクトルを計測し、それに近似するように発光スペクトルを調整して光源を調色することにより、測定対象の色を模倣した照明装置を製造することができる。
上記製造方法において、測定対象としては、植物,星,空、水面が例示できる。とくに、月の色や、空の色、花弁の色等は、人に良く知られた色であるために、人工的に選択された色に比べて人の心理に親しみある印象を与えることができる。測定対象が物体である場合には、自然光に対する反射スペクトルを計測することが物体の本来の色に調色できる点から好ましい。
また、光源は、LED素子と、蛍光波長のピークが互いに50nm以上離れた2種以上の蛍光体を含むことが、ブロードな連続波長の合成スペクトルを形成しやすくなる点から好ましい。
また、LED素子は、430nm以下の紫外光領域に発光ピークを有する紫外光LED素子または近紫外光LED素子であり、蛍光体の少なくとも1種は、紫外光LED素子または近紫外光LED素子の発する紫外光又は近紫外光により励起される420〜480nmの範囲に蛍光波長のピークを有する青色〜緑色蛍光体であることが好ましい。青色光を青色LED素子で発光させた場合、一般的な青色LED素子の発光波長は幅の狭いシャープなスペクトルを呈するために、その発光によって、合成スペクトルが不連続になりやすい傾向がある。このような場合において。青色光を青色LED素子によって発光させる代わりに、可視光として視神経に刺激を与えない紫外光又は近紫外光により励起される420〜480nmの範囲に蛍光波長のピークを有する青色蛍光体又は緑色蛍光体によって発光させることにより、青色LED素子特有のシャープな波長の青色光ではなく、すそ野の広いブロードなピークを青色領域に有するスペクトルが得られるために、所望の色に調色する場合に、青色の発光によるピークの高さを抑えながら、青色を認知する視神経を刺激して青色を一要素として用いやすくなる点から好ましい。
LED素子が、430nm以上で480nm未満の範囲に発光波長のピークを有する青色LED素子や480nm以上で550nm以下の範囲に発光波長のピークを有する緑色LED素子は、人体に影響を与えるとする紫外光や近紫外光の発光が少ない点から好ましい。
本発明によれば、物体の色に近似した色を発光する照明装置を提供することができる。
図1は、本実施形態の照明装置の製造方法のフローチャートを示す。 図2は、自然光(太陽光)の連続スペクトルである。 図3は、月の自然光に対する反射スペクトルである。 図4は、白色の月光の反射スペクトルを近紫外LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図5は、白色の月光の反射スペクトルを青色LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図6は、湖面の自然光に対する反射スペクトルである。 図7は、白色の湖面の反射スペクトルを紫外光LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図8は、白色の湖面の反射スペクトルを青色LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図9は、白色のコスモスの花弁の自然光に対する反射スペクトルである。 図10は、白色のコスモスの反射スペクトルを紫外光LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図11は、白色のコスモスの反射スペクトルを青色LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図12は、桜の花弁の自然光に対する反射スペクトルである。 図13は、ピンク色(さくら色)の桜の花弁の反射スペクトルを紫外光LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図14は、ピンク色(さくら色)の桜の花弁の反射スペクトルを青色LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図15は、ピンク色のコスモスの花弁の自然光に対する反射スペクトルである。 図16 は、ピンク色のコスモスの花弁の反射スペクトルを紫外光LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図17は、ピンク色のコスモスの花弁の反射スペクトルを青色LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図18は、赤色のコスモスの花弁の自然光に対する反射スペクトルである。 図19は、赤色のコスモスの花弁の反射スペクトルを紫外光LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図20は、赤色のコスモスの花弁の反射スペクトルを青色LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図21は、赤色の紅葉の自然光に対する反射スペクトルである。 図22 は、赤色の紅葉の反射スペクトルを紫外光LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図23は、赤色の紅葉の反射スペクトルを青色LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図24は、黄色の向日葵の自然光に対する反射スペクトルである。 図25は、黄色の向日葵の反射スペクトルを紫外光LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図26は、黄色の稲穂の自然光に対する反射スペクトルである。 図27は、黄色の稲穂の反射スペクトルを紫外光LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図28は、黄色の稲穂の反射スペクトルを青色LED素子を用いて再現したLED装置の発光スペクトルである。 図29は、本発明に係る一実施形態のLED装置10の模式断面図である。 図30は、実施例で用いた種々の蛍光体の蛍光スペクトル及び青色LED素子の青色光の発光スペクトルを示す。 図31は、実施例1で製造した白色LED装置、青色LED素子、及び各蛍光体のCIE表色系のXY色座標による座標を示す。 図32は、本発明に係る一実施形態のLED装置20の模式断面図である。
本発明に係る照明装置の製造方法の一実施形態を説明する。本実施形態の照明装置の製造方法は、図1に示すように、測定対象の色を構成するスペクトルを分光計測する工程と、発光スペクトルが測定対象の色を構成するスペクトルに近似するように光源を調色する工程と、を備える。
測定対象の色を構成するスペクトルを分光計測する工程は、各種測定対象の表面を分光分析装置によって分光分析して反射スペクトル等のスペクトルを入手する工程である。
本実施形態の製造方法における測定対象は、測定対象の色を構成するスペクトルを示すものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、花や葉や草等の植物の部分,空,月等の星,湖面や海面等の水面等が例示できる。とくに、月の色や、空の色、花弁の色等は、人に良く知られた色であるために、人工的に選択された色に比べて人の心理に親しみある印象を与えることができる。
本実施形態の製造方法における測定対象が物体である場合には、自然光に対する反射スペクトルを計測することが物体の本来の色を特定することができる点から好ましい。自然光は太陽光であるが、太陽光の放射スペクトルは、時刻や天候の変化、季節の違いによって変動する。本実施形態においては、時刻や天候、季節の違いは、目的に応じて適宜、好ましい条件を選択してもよい。太陽光の放射スペクトルの一例を図2に示す。
本実施形態の製造方法における、測定対象の色を構成するスペクトルを計測するための測定装置としては、例えば360〜830nm程度の可視光の波長領域において測定対象の色を構成する波長毎の反射率を測定してスペクトルを取得できるものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、分光放射輝度計や色彩輝度計を用いることができる。またこのような測定装置によれば、その反射率の値(分光分布)に等色関数を掛けて積分することにより、三刺激値やXYZ表色系における、色座標を求めることもできる。
一例として、図3にXYZ表色系の色座標(x,y)が(0.368,0.371)の白色の月、図6に(0.313,0.366)の白色の湖面、図9に(0.342,0.362)の白色のコスモスの花弁の、それぞれ白色を構成する反射スペクトルの例を示す。また、図12に(0.368,0.321)のピンク色(さくら色)の桜の花弁、図15に(0.366,0.263)のピンク色のコスモスの花弁の、それぞれピンク色を構成する反射スペクトルの例を示す。また、図18に(0.440,0.226)の赤色のコスモスの花弁を構成する反射スペクトルの例を示す。また、図21に(0.494,0.323)の赤色の紅葉、図24に(0.521,0.461)の黄色の向日葵の花弁、図26に(0.421,0.432)の黄色の稲穂の、それぞれ黄色を構成する反射スペクトルの例を示す。
例えば、白色の図3の月、図6の湖面、図9のコスモスのスペクトルを比較すると、何れもXYZ表色系の色座標においては、白色の領域でありながら、各色を構成するスペクトルは大きく異なっている。また、ピンク色の図12の桜の花弁と図15のコスモスの花弁のピンクの領域においても同様である。また、図24の向日葵の花弁と図26の稲穂の黄色の領域においても同様である。本実施形態による照明装置の製造方法によればXYZ表色系の色座標に基づくのではなく、スペクトルを取得して色合わせするために、測定対象の色をスペクトルにおいても似せた色の照明装置を製造することができる。
図30は、一例として、後述する実施例で用いた種々の蛍光体の蛍光スペクトル及び青色LED素子の青色光の発光スペクトルの代表例を示す。LEDは青色LED素子の発光スペクトル、UVBはUVで励起される青色蛍光体UVBの蛍光スペクトル、Bは青緑色蛍光体Bの蛍光スペクトル、B’は緑色蛍光体B’の蛍光スペクトル、Yは黄色蛍光体Yの蛍光スペクトル、YOは黄色蛍光体YOの蛍光スペクトル、ORは橙色蛍光体ORの蛍光スペクトル、Gは橙色蛍光体Gの蛍光スペクトル、Rは赤色蛍光体Rの蛍光スペクトル、RRは赤色蛍光体RRの蛍光スペクトルを示す。
図30に示したような青色LED素子による発光や、各色の蛍光体による蛍光、着色顔料による拡散光を組み合わせて目的とするスペクトルを形成するように各光を配合することにより、後述する実施例に示すように、それらが混合されて混色した合成スペクトルとして、測定対象の色に似せた色の光が生成される。
図31は、後述する実施例1で得られた青色LED装置を用いて得られた白色LED装置から発光された混色光のCIE表色系のXY色座標を示す。図31中、「MOON」は月の発光色座標(0.368,0.371)を示す。また、Bは青緑色蛍光体Bの蛍光色座標(0.122,0.104)を表し、B’は緑色蛍光体B’の蛍光色座標(0.237,0.480)を、RRは赤色蛍光体RRの蛍光色座標(0.637,0.361)を、「LED」は青色LED素子の発光色座標(0.143,0.033)をそれぞれ示している。また、「MAKE」は、青色LED素子の発光、及び各色の蛍光体による発光、及び黄色顔料Yを混色して月光の色を再現した白色LED装置の発光色座標(0.363,0.371)を表す。
後述する実施例1で得られた青色LED装置を用いて得られた白色LED装置の例においては、月の発光色座標(0.368,0.371)で表される色を再現するために、図5に示すように、青緑色蛍光体B、緑色蛍光体B’、橙色蛍光体OR、赤色蛍光体RR、黄色顔料PIG Yと、青色LED素子の発光LEDがそれぞれ発する光を図5に示したようなスペクトルになるように、各色を形成する光の強度を調整している。
以下、上述のようにして得られたスペクトルに基づいて測定対象の色に似せた色のLED装置を製造する方法について説明する。
測定対象の色に似せた色のLED装置の製造においては、上述のように、測定対象の色を分光分析し、その色のスペクトルに近付けるべく調色するために、発光色を形成するためのLED等の発光素子、蛍光体、着色顔料、カラーフィルター等を組み合わせる。
LED素子としては、例えば、発光波長のピークが420〜490nmの範囲の青色LED素子や発光波長のピークが380〜420nmの範囲の紫外光LED素子または近紫外光LED素子が好ましく用いられる。LED素子の具体例としては、例えば、GaN系LED、SiC系LED、ZnSe系LED、InGaN系LED等が挙げられる。
また、蛍光体としては、測定対象の色に似せた色を再現できる限り特に限定されない。具体的には、例えば、青色蛍光体としては、紫外光または近紫外光により励起されて、400nm〜495nm、好ましくは430〜480nmの青色範囲に蛍光波長のピークを有する青色蛍光体や青緑色蛍光体や緑色蛍光体が挙げられる。また、緑色蛍光体としては、青色LED素子の青色光または紫外光LED素子または近紫外光LED素子の紫外光または近紫外光により励起されて、495nm〜530nm、好ましくは495nm〜525nmの範囲に蛍光波長を有する緑色光を発する緑色蛍光体が挙げられる。このような緑色蛍光体の具体例としては、例えば、シリケート系緑色蛍光体、アルミネート系緑色蛍光体、β−SiAlON:Eu等のサイアロン系緑色蛍光体等が挙げられる。また、赤色蛍光体としては、LED素子の光や他の蛍光体による発光により励起されて、595nm〜680nm、好ましくは600nm〜650nmの範囲に蛍光波長を有する赤色光を発する赤色蛍光体や橙色光を発する橙色蛍光体が挙げられる。赤色蛍光体や橙色蛍光体の具体例としては、例えば、窒化物系赤色蛍光体、シリケート系赤色蛍光体、CaAlSiN3:Eu等のカズン系赤色蛍光体、サイアロン系赤色蛍光体、等が挙げられる。また、黄色系蛍光体としては、波長550nm〜590nmに発光ピークを有する励起光を発するようなYAG系蛍光体等が挙げられる。
図29は、本発明に係る実施形態の発光色を調色されたLED装置10を模式的に示す模式断面図である。LED装置10は、外部へ延出されている一対のリード5a,5bが配置された上面が開口した凹部を有する発光体収容部材5とLED素子1とを備え、LED素子1を収容する凹部は、蛍光体r及び蛍光体gを含む樹脂封止体2により封止されている。LED素子1の一方の電極はリード5aに接続され、LED素子1の他方の電極が金線6によりワイヤーボンディングされてリード5bに接続されている。
LED素子1は、例えば、420nm〜490nmの青色領域に発光波長のピークを有する発光スペクトルを有する青色光、または380〜420nmの紫外光や近紫外光を発する。また、蛍光体gは、LED素子1の青色光、または、紫外光や近紫外光により励起されて、400nm〜495nmの青色領域や495nm〜530nmの緑色領域に蛍光波長のピークを有するスペクトルを有する青色光や緑色光を発する。また、蛍光体rは、LED素子1の発光により励起されて、595nm〜680nmの赤色領域に蛍光波長のピークを有するスペクトルを有する赤色光を発する。さらに、必要に応じて、その他の色を発光する蛍光体を含有する。これらの各光色の強度を調整することにより、上述したように分光分析された、測定対象の色のスペクトルに近づけられる。
LED装置の形態は特に限定されない。具体的には、その他の形態としては、例えば、図32に示すような蛍光体シートを載置し封止して得られるような形態のLED装置20が挙げられる。図32は、蛍光体g及び蛍光体rをシリコーン樹脂やシリコーンゴムなどの樹脂12に分散させてシート状に成形した蛍光体含有シート8をLED素子1を封止する封止樹脂3中に配置したLED装置20の模式断面図である。LED装置20においては、LED素子1の発光が蛍光体含有シート8中の蛍光体g及び蛍光体rを励起させて蛍光を発光させることにより波長変換を行わせている。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明の範囲は、実施例に何ら限定されるものではない。
はじめに、本実施例において用いた、LED装置、蛍光体、及び着色剤について説明する。なお、図30に下記LED装置の発光スペクトルLED及び各蛍光体の蛍光スペクトルの代表例をまとめて示す。
・近紫外光LED装置:ピークを395nmに有する波長385〜405nmの範囲に近紫外光スペクトルを有する近紫外光LED装置。
・青色LED装置:色座標(0.143,0.033)に位置する色を発光する、波長のピークを460nmに有する波長435〜480nmの範囲に発光スペクトルを有する青色光を発する青色LED装置。
・青色蛍光体UVB:色座標(0.151,0.078)に位置する青色光を発する、ピークを445nmに有する波長400〜600nmの範囲に蛍光スペクトルを有する青色蛍光体(BSNA490)。
・青色蛍光体B0:色座標(0.158,0.017)に位置する青色光を発する、ピークを444nmに有する波長400〜585nmの範囲に蛍光スペクトルを有するシリケート系青色蛍光体。
・青色蛍光体B0’:色座標(0.127,0.094)に位置する青色光を発する、ピークを470nmに有する波長400〜540nmの範囲に蛍光スペクトルを有するシリケート系緑色蛍光体。
・青色蛍光体B2:色座標(0.127,0.094)に位置する青色光を発する、ピークを470nmに有する波長400〜550nmの範囲に蛍光スペクトルを有するシリケート系緑色蛍光体。
・青色蛍光体B1:色座標(0.112,0.164)に位置する青色光を発する、ピークを480nmに有する波長400〜530nmの範囲に蛍光スペクトルを有するシリケート系緑色蛍光体。
・青緑色蛍光体B:色座標(0.122,0.104)に位置する青緑色光を発する、ピークを493nmに有する波長460〜530nmの範囲に蛍光スペクトルを有するシリケート系青緑色蛍光体。
・緑色蛍光体BG:色座標(0.215,0.412)に位置する緑色光を発する、ピークを510nmに有する波長390〜640nmの範囲に蛍光スペクトルを有するシリケート系緑色蛍光体。
・緑色蛍光体B’:色座標(0.237,0.480)に位置する緑色光を発する、ピークを514nmに有する波長380〜630nmの範囲に蛍光スペクトルを有するシリケート系緑色蛍光体。
・黄色蛍光体Y:色座標(0.400,0.538)に位置する黄色光を発する、ピークを550nmに有する波長430〜680nmの範囲に蛍光スペクトルを有する黄色光を発するYAG系黄色蛍光体。
・黄色蛍光体YO:色座標(0.456,0.513)に位置する黄色光を発する、ピークを575nmに有する波長460〜700nmの範囲に蛍光スペクトルを有する黄色光を発するYAG系黄色蛍光体。
・緑色蛍光体G:色座標(0.322,0.516)に位置する緑色光を発する、ピークを600nmに有する波長435〜700nmの範囲に蛍光スペクトルを有する緑色光を発する窒化物系緑色蛍光体。
・黄緑色蛍光体O:色座標(0.473,0.502)に位置する黄緑色光を発する、ピークを580nmに有する波長450〜700nmの範囲に蛍光スペクトルを有する黄緑色光を発する窒化物系緑色蛍光体。
・橙色蛍光体OR:色座標(0.489,0.492)に位置する橙色光を発する、ピークを585nmに有する波長480〜700nmの範囲に蛍光スペクトルを有する橙色光を発する窒化物系橙色蛍光体。
・赤色蛍光体R:色座標(0.623,0.375)に位置する赤色光を発する、ピークを650nmに有する波長550〜780nmの範囲に蛍光スペクトルを有する窒化物系赤色蛍光体。
・赤色蛍光体RR:色座標(0.637,0.361)に位置する赤色光を発する、ピークを660nmに有する波長520〜780nmの範囲に蛍光スペクトルを有する窒化物系赤色蛍光体。
・赤色蛍光体RRR:色座標(0.650,0.349)に位置する赤色光を発する、ピークを670nmに有する波長520〜800nmの範囲に蛍光スペクトルを有する窒化物系赤色蛍光体。
・黄色顔料PIG Y:550nm付近より短い波長を吸収するバナジン酸ビスマス黄
・赤色顔料ES1034:500nm付近より短い波長を吸収する酸化鉄赤
[実施例1]
以下の各実施例において、色彩輝度計(コニカミノルタ(株)製の色彩輝度計CS−200)を用いて、各物体表面の自然光に対する反射スペクトル及びXYZ表色系の色座標を測定した。実施例1においては、福島県白河市において、2016年11月15日21時30分の空の満月の表面を分光計測した。得られたスペクトルを図3に示す。図3に示すように、太陽光に対する月の表面の反射スペクトルは、668nmの最大反射率を相対強度1.0としたとき、388nm付近で最小反射率の相対強度0.25を示し、471nm付近で相対強度0.80、542nm付近で相対強度0.97のピークを示すようなスペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.368,0.371)の白色であった。
上記計測されたスペクトルを参照して、次のようにして、近紫外LED装置を白色の光に調色した。具体的には、近紫外LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体及び着色顔料を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青色蛍光体UVB、緑色蛍光体G、黄緑色蛍光体O、赤色蛍光体RRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。なお、スペクトルは、大塚電子株式会社MCPD7000積分球を用いて測定した。
また、同様にして、青色LED装置を白色の光に調色した。具体的には、青色LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青緑色蛍光体B、緑色蛍光体B’、橙色蛍光体OR、赤色蛍光体RR、黄色顔料PIG Yを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
そして、各LED装置に上記各蛍光体シートを接着することにより白色LED装置を得た。得られた各白色LED装置の発光スペクトルを得るための分光計測を行った。近紫外LED装置を用いて得られた白色LED装置の発光スペクトルを図4に示す。また、青色LED装置を用いて得られた白色LED装置の発光スペクトルを図5に示す。
図4及び図5中、「MAKE」は得られた白色LED装置の発光を示す合成スペクトルである。また、「LED」は 青色LED装置の発光スペクトルを示す。なお、近紫外LEDについては可視光領域外であるために示されていない。各符号はそれぞれ各蛍光体の蛍光スペクトルをそれぞれ示す。また、「PIG Y」は黄色顔料PIG Yの分光透過率を示す。また、図4及び図5中「MOON」は、図3で示した月光の反射スペクトルである。図4に示すように、近紫外LED装置を用いて得られた白色LED装置の発光スペクトルは、図3の月のスペクトルに極めて近似した合成スペクトルを示した。また、図5に示すように、青色LED装置を用いて得られた白色LED装置の発光スペクトルも、青色光領域が解離するものの、全体としては、図3の月の反射スペクトルに近似した合成スペクトルを示した。
図31は、実施例1で得られた青色LED装置を用いて得られた白色LED装置から発光された混色光のCIE表色系のXY色座標を示す。図31中、「MOON」は月の発光色座標(0.368,0.371)を示す。また、Bは青緑色蛍光体の蛍光色座標(0.122,0.104)を表し、B’は緑色蛍光体の蛍光色座標(0.237,0.480)を、RRは赤色蛍光体の蛍光色座標(0.637,0.361)を、「LED」は青色LED素子の発光色座標(0.143,0.033)をそれぞれ示している。また、「MAKE」は、青色LED素子の発光、及び各色の蛍光体による発光、及び黄色顔料Yを組み合わせて月光の色を再現した白色LED装置の発光色座標(0.363,0.371)を表す。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.363,0.371)の白色であり、月光に近い色座標であった。
[実施例2]
実施例1と同様にして福島県耶麻郡の五色沼において、水面を分光計測した。得られた反射スペクトルを図6に示す。図6に示すように、水面の反射スペクトルは、738nmの最大反射率を相対強度1.0としたとき、389nm付近で最小反射率の相対強度0.31を示し、471nm付近で相対強度0.65、542nm付近で相対強度0.75、695nm付近で相対強度0.38、のピークを示すようなスペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.313,0.366)付近の白色であった。
上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、近紫外光LED装置を白色の光に調色した。具体的には、近紫外光LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青色蛍光体UVB、緑色蛍光体BG、黄色蛍光体Y、赤色蛍光体Rを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
また、同様にして、青色LED装置を白色の光に調色した。具体的には、青色LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青緑色蛍光体B、緑色蛍光体B’、黄色蛍光体YO、赤色蛍光体RRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
そして、各LED装置に上記各蛍光体シートを接着することにより白色LED装置を得た。得られた各白色LED装置の発光スペクトルを得るための分光計測を行った。近紫外光LED装置を用いて得られた白色LED装置の発光スペクトルを図7に示す。また、青色LED装置を用いて得られた白色LED装置の発光スペクトルを図8に示す。
図7及び図8中、「MAKE」は得られた白色LED装置の発光を示す合成スペクトルである。また、「LED」は青色LED装置の発光スペクトルを示し、各符号はそれぞれ各蛍光体の蛍光スペクトルをそれぞれ示す。また、図7及び図8中「water surface」は、図6で示した水面の反射スペクトルである。図7及び図8に示すように、得られた各白色LED装置の発光スペクトルは、図6の水面の反射スペクトルに似た合成スペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.314,0.366)付近の白色であり、白色の水面に近い色座標であった。
[実施例3]
実施例1と同様にして、白色のコスモスの花弁の表面を分光計測した。得られた反射スペクトルを図9に示す。図9に示すように、太陽光に対する白色のコスモスの花弁の表面の反射スペクトルは、473nmの最大反射率を相対強度1.0としたとき、388nm付近で最小反射率の相対強度0.25を示し、471nm付近で相対強度0.80、542nm付近で相対強度0.97のピークを示すようなスペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.342,0.362)の白色であった。
上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、近紫外光LED装置を白色の光に調色した。具体的には、近紫外光LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青色蛍光体UVB、緑色蛍光体BG、黄色蛍光体Y、赤色蛍光体RRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
また、同様にして、青色LED装置を白色の光に調色した。具体的には、青色LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青緑色蛍光体B、緑色蛍光体B’、黄色蛍光体Y、赤色蛍光体RRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
そして、各LED装置に上記各蛍光体シートを接着することにより白色LED装置を得た。得られた各白色LED装置の発光スペクトルを得るための分光計測を行った。近紫外光LED装置を用いて得られた白色LED装置の発光スペクトルを図10に示す。また、青色LED装置を用いて得られた白色LED装置の発光スペクトルを図11に示す。
図10及び図11中、「MAKE」は得られた白色LED装置の発光を示す合成スペクトルである。また、「LED」は青色LED装置の発光スペクトルを示し、各符号はそれぞれ各蛍光体の蛍光スペクトルをそれぞれ示す。また、図10及び図11中「cosmos(white)」は、図9で示したコスモスの花弁の表面の反射スペクトルである。図10及び図11に示すように、得られた各白色LED装置の発光スペクトルは、図9のコスモスの花弁の表面の反射スペクトルに似た合成スペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.341,0.363)付近の白色であり、コスモスの花弁の表面に近い色座標であった。
[実施例4]
実施例1と同様にして桜の花弁の表面を分光計測した。得られた反射スペクトルを図12に示す。図12に示すように、太陽光に対するさくら色の桜の花弁の反射スペクトルは、738nmの最大反射率を相対強度1.0としたとき、384nm付近で最小反射率の相対強度0.01を示し、470nm付近で相対強度0.50、530nm付近で相対強度0.40、640nm付近で相対強度0.71、680nm付近で相対強度0.66、のピークを示すようなスペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.368,0.321)のさくら色であった。
上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、近紫外光LED装置をさくら色の光に調色した。具体的には、近紫外光LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青色蛍光体UVB、緑色蛍光体BG、赤色蛍光体Rを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
また、同様にして、青色LED装置をさくら色の光に調色した。具体的には、シリコーンゴムに、青緑色蛍光体B、緑色蛍光体B’、橙色蛍光体G、赤色蛍光体R、赤色顔料ES1034を所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
そして、各LED装置に上記各蛍光体シートを接着することによりさくら色LED装置を得た。得られた各さくら色LED装置の発光スペクトルを得るための分光計測を行った。近紫外光LED装置を用いて得られたさくら色LED装置の発光スペクトルを図13に示す。また、青色LED装置を用いて得られたさくら色LED装置の発光スペクトルを図14に示す。
図13及び図14中、「MAKE」は得られたさくら色LED装置の発光を示す合成スペクトルである。また、「LED」は青色LED装置の発光スペクトルを示し、各符号はそれぞれ各蛍光体の蛍光スペクトルをそれぞれ示す。また、図13及び図14中「Cherry blossom petals」は、図12で示したさくら色の桜の花弁の表面の反射スペクトルである。図13及び図14に示すように、得られた各さくら色LED装置の発光スペクトルは、図12のさくらの花弁の表面の反射スペクトルに似た合成スペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.369,0.316)付近のさくら色であり、さくらの花弁の表面に近い色座標であった。
[実施例5]
実施例1と同様にしてピンク色のコスモスの花弁の表面を分光計測した。得られた反射スペクトルを図15に示す。図15に示すように、ピンク色のコスモスの花弁の表面の反射スペクトルは、738nmの最大反射率を相対強度1.0としたとき、384nm付近で最小反射率の相対強度0.01を示し、475nm付近で相対強度0.50、562nm付近で相対強度0.14、668nm付近で相対強度0.85、690nm付近で相対強度0.82、705nm付近で相対強度0.86、のピークを示すようなスペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.366,0.263)のピンク色であった。
上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、近紫外光LED装置をピンク色の光に調色した。具体的には、近紫外光LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青色蛍光体UVB、緑色蛍光体G、赤色蛍光体RRRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
また、同様にして、上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、青色LED装置をピンク色の光に調色した。具体的には、シリコーンゴムに、青緑色蛍光体B、緑色蛍光体B’、赤色蛍光体RRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
そして、各LED装置に上記各蛍光体シートを接着することによりピンク色LED装置を得た。得られた各ピンク色LED装置の発光スペクトルを得るための分光計測を行った。近紫外光LED装置を用いて得られたピンク色LED装置の発光スペクトルを図16に示す。また、青色LED装置を用いて得られたピンク色LED装置の発光スペクトルを図17に示す。
図16及び図17中、「MAKE」は得られたピンク色LED装置の発光を示す合成スペクトルである。また、「LED」は青色LED装置の発光スペクトルを示し、各符号はそれぞれ各蛍光体の蛍光スペクトルをそれぞれ示す。また、図16及び図17中「cosmos(pink)」は、図15で示したピンク色のコスモスの花弁の表面の反射スペクトルである。図16及び図17に示すように、得られたピンク色LED装置の発光スペクトルは、図15のピンク色のコスモスの花弁の表面の反射スペクトルに似た合成スペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.366,0.260)付近のピンク色であり、ピンク色のコスモスの花弁の表面に近い色座標であった。
[実施例6]
実施例1と同様にして赤色のコスモスの花弁の表面を分光計測した。得られた反射スペクトルを図18に示す。図18に示すように、赤色のコスモスの花弁の表面の反射スペクトルは、738nmの最大反射率を相対強度1.0としたとき、384nm付近で最小反射率の相対強度0.01を示し、475nm付近で相対強度0.15、552nm付近で相対強度0.02、676nm付近で相対強度0.68、690nm付近で相対強度0.82、714nm付近で相対強度0.80、のピークを示すようなスペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.440,0.226)の赤色であった。
上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、近紫外光LED装置を赤色の光に調色した。具体的には、近紫外光LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青色蛍光体UVB、赤色蛍光体RRRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
また、同様にして、上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、青色LED装置を赤色の光に調色した。具体的には、シリコーンゴムに、赤色蛍光体RRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
そして、各LED装置に上記各蛍光体シートを接着することにより赤色LED装置を得た。得られた各赤色LED装置の発光スペクトルを得るための分光計測を行った。近紫外光LED装置を用いて得られた赤色LED装置の発光スペクトルを図19に示す。また、青色LED装置を用いて得られた赤色LED装置の発光スペクトルを図20に示す。
図19及び図20中、「MAKE」は得られた赤色LED装置の発光を示す合成スペクトルである。また、「LED」は青色LED装置の発光スペクトルを示し、各符号はそれぞれ各蛍光体の蛍光スペクトルをそれぞれ示す。また、図19及び図20中「cosmos(red)」は、図18で示した赤色のコスモスの花弁の表面の反射スペクトルである。図19及び図20に示すように、得られた赤色LED装置の発光スペクトルは、図18の赤色のコスモスの花弁の表面の反射スペクトルに似た合成スペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.435,0.227)付近の赤色であり、赤色のコスモスの花弁の表面に近い色座標であった。
[実施例7]
実施例1と同様にして赤色の紅葉の表面を分光計測した。得られた反射スペクトルを図21に示す。図21に示すように、赤色の紅葉の表面の反射スペクトルは、738nmの最大反射率を相対強度1.0としたとき、389nm付近で最小反射率の相対強度0.03を示し、502nm付近で相対強度0.13、560nm付近で相対強度0.37、658nm付近で相対強度0.72、695nm付近で相対強度0.78、703nm付近で相対強度0.85、のピークを示すようなスペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.494,0.323)の赤色であった。
上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、近紫外光LED装置を赤色の光に調色した。具体的には、近紫外光LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青色蛍光体UVB、緑色蛍光体G、赤色蛍光体RRRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
また、同様にして、上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、青色LED装置を黄色の光に調色した。具体的には、シリコーンゴムに、青緑色蛍光体B、緑色蛍光体B’、赤色蛍光体RRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
そして、各LED装置に上記各蛍光体シートを接着することにより赤色LED装置を得た。そして、得られた各赤色LED装置の発光スペクトルを得るための分光計測を行った。得られた各赤色LED装置の発光スペクトルを図22及び図23に示す。図中、「MAKE」は得られた各赤色LED装置の発光を示す合成スペクトルである。また、図中「red leaf」は、図21で示した赤色の紅葉の表面の反射スペクトルである。図22及び図23に示すように、得られた各赤色LED装置の発光スペクトルは、図21の赤色の紅葉の表面の反射スペクトルに似た合成スペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.494,0.315)付近の赤色であり、赤色の紅葉の表面に近い色座標であった。
[実施例8]
実施例1と同様にして黄色の向日葵の花弁の表面を分光計測した。得られた反射スペクトルを図24に示す。図24に示すように、黄色の向日葵の花弁の表面の反射スペクトルは、738nmの最大反射率を相対強度1.0としたとき、389nm付近で最小反射率の相対強度0.03を示し、502nm付近で相対強度0.13、582nm付近で相対強度0.58、621nm付近で相対強度0.62、677nm付近で相対強度0.52、723nm付近で相対強度0.80、のピークを示すようなスペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.521,0.461)の黄色であった。
上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、近紫外光LED装置を黄色の光に調色した。具体的には、シリコーンゴムに、黄色蛍光体Y、赤色蛍光体RRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
近紫外光LED装置に上記蛍光体シートを接着することにより黄色LED装置を得た。そして、得られた黄色LED装置の発光スペクトルを得るための分光計測を行った。得られた黄色LED装置の発光スペクトルを図25に示す。図25中、「MAKE」は得られた黄色LED装置の発光を示す合成スペクトルである。また、図25中「a sunflower」は、図25で示した黄色の向日葵の花弁の表面の反射スペクトルである。図25に示すように、得られた黄色LED装置の発光スペクトルは、図25の黄色の向日葵の花弁の表面の反射スペクトルに似た合成スペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.522,0.460)の黄色であり、黄色の向日葵の表面に近い色座標であった。
[実施例9]
実施例1と同様にして黄色の稲穂の表面を分光計測した。得られた反射スペクトルを図26に示す。図26に示すように、黄色の稲穂の表面の反射スペクトルは、738nmの最大反射率を相対強度1.0としたとき、389nm付近で最小反射率の相対強度0.05を示し、502nm付近で相対強度0.35、562nm付近で相対強度0.85、686nm付近で相対強度0.61、677nm付近で相対強度0.52、714nm付近で相対強度0.85、のピークを示すようなスペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(x,y)=(0.421,0.432)の黄色であった。
上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、近紫外光LED装置を黄色の光に調色した。具体的には、近紫外光LED装置に貼り合わせる、複数の蛍光体を配合した蛍光体シートを準備した。シリコーンゴムに、青色蛍光体UVB、緑色蛍光体BG、黄色蛍光体Y、赤色蛍光体RRを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
また、同様にして、上記計測された反射スペクトルを参照して、次のようにして、青色LED装置を黄色の光に調色した。具体的には、シリコーンゴムに、青緑色蛍光体B、黄色蛍光体Y、赤色蛍光体Rを所定の配合比で均一に分散させ、厚み0.5mmの蛍光体シートを作製した。
そして、各LED装置に上記各蛍光体シートを接着することにより黄色LED装置を得た。そして、得られた各黄色LED装置の発光スペクトルを得るための分光計測を行った。得られた各黄色LED装置の発光スペクトルを図27及び図28に示す。図中、「MAKE」は得られた各黄色LED装置の発光を示す合成スペクトルである。また、図中「ear of rice plant」は、図26で示した黄色の稲穂の表面の反射スペクトルである。図27及び図28に示すように、得られた黄色LED装置の発光スペクトルは、図26の黄色の稲穂の表面の反射スペクトルに似た合成スペクトルを示した。また、XYZ表色系の色座標は(X,Y)=(0.420,0.432)付近の黄色であり、黄色の稲穂の表面に近い色座標であった。
1 LED素子
2,3 封止樹脂
5 発光体収容部材
5a,5b リード
6 金線
8 蛍光体含有シート
10,20 LED装置
r,g 蛍光体

Claims (7)

  1. 測定対象の色を構成するスペクトルを分光計測する工程と、
    発光スペクトルが前記測定対象の色を構成するスペクトルに近似するように光源を調色する工程と、を備えることを特徴とする照明装置の製造方法。
  2. 前記測定対象が、植物,星,空、水面から選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載の照明装置の製造方法。
  3. 前記測定対象の色を示すスペクトルが自然光に対する反射スペクトルである請求項1に記載の照明装置の製造方法。
  4. 前記光源は、LED素子と、蛍光波長のピークが互いに50nm以上離れた2種以上の蛍光体を含む請求項1〜3の何れか1項に記載の照明装置の製造方法。
  5. 前記LED素子は、430nm以下の紫外光領域に発光ピークを有する紫外光LED素子又は近紫外光LED素子であり、前記蛍光体の少なくとも1種は、前記紫外光LED素子または近紫外光LED素子の発する紫外光又は近紫外光により励起される420〜480nmの範囲に蛍光波長のピークを有する青色蛍光体又は緑色蛍光体である請求項4に記載の照明装置の製造方法。
  6. 前記LED素子は、430nm以上で480nm未満の範囲に発光波長のピークを有する青色LED素子である請求項4に記載の照明装置の製造方法。
  7. 前記LED素子は、480nm以上で550nm以下の範囲に発光波長のピークを有する緑色LED素子である請求項4に記載の照明装置の製造方法。
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