KR100932464B1

KR100932464B1 - 광필터 및 조명장치

Info

Publication number: KR100932464B1
Application number: KR1020077019566A
Authority: KR
Inventors: 나오히로 토다; 와타루 다나카; 히로키 노구치
Original assignee: 파나소닉 전공 주식회사
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2009-12-17
Also published as: EP1859304A1; US8164844B2; CN100510801C; US20080266690A1; CN101142504A; HK1115196A1; EP1859304B1; KR20070112377A; JP2006259079A; JP5032749B2; WO2006097794A1

Abstract

야간의 멜라토닌의 분비억제를 방지하면서, 광의 색을 양호하게 유지할 수 있는 광필터 및 그것에 사용하는 조명장치를 제공한다.

광필터는 파장 480∼505nm의 평균 광선투과율을 대략 30이하로 한다. 광필터는, 적어도 투광성 수지와 주황색계 형광 착색재료를 함유하는 수지조성물을 성형해서 이루어지는 것으로, 투광성 수지 100중량부에 대해서, 주황색계 형광 착색재료 대략 0.005∼0.2중량부 배합한 수지조성물을 성형해서 이루어진다. 이것에 의해, 야간의 멜라토닌의 분비억제를 방지할 수 있다. 또 광의 색을 양호하게 유지할 수 있다. 또한 광필터를 조명장치에 적용할 수 있다.

광필터, 조명장치

Description

광필터 및 조명장치{OPTICAL FILTER AND LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 광필터 및 그것을 사용한 조명장치에 관한 것이다.

종래부터, 야간의 특히 취침전의 시간대에 있어서는, 거주공간에 있어서의 조명광의 색온도를 저색온도(전구와 같은 불그스름한 색광)로 함으로써 백색광, 주광색광과 비교해서 뇌의 자극을 저감시키고, 원활한 입면(入眠)을 촉진시키는 것이 알려져 있고, 시각이나 사람의 생체리듬에 맞춰서 광색을 변화시키는 기술이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌1 참조).

상기에 관련해서, 광의 파장과 생체리듬, 수면과의 관계에 대한 새로운 지견이 비특허문헌1의 논문에서 보고되고 있다.

상기 문헌에 있어서는, 야간의 수광(受光)에 의한 멜라토닌 분비억제의 파장특성이 밝혀져 있다. 멜라토닌이란, 뇌에 있는 송과체로부터 분비되어지는 호르몬이며, 야간의 입면전부터 수면 전반(前半)의 시간대에 걸쳐서(개인차나 생활리듬에 따라 차가 있지만, 오후 10시경부터 심야에 걸쳐서) 많이 분비되어, 체온의 저하나 입면을 촉진한다라고 생각되고 있다.

이 멜라토닌은, 야간의 수광에 의해 그 분비가 억제되는 것이 밝혀져 있으며, 상기 문헌에서는 도1과 같은 파장특성을 나타내는 액션 스펙트럼이 보고되어 있다. 도1에 의하면, 멜라토닌 분비억제 감도가 피크가 되는 파장은 464nm이며, 이 파장 근변을 최대한 커트함으로써, 야간의 멜라토닌 분비의 억제를 피할 수 있음을 알 수 있다.

또한 도2에 나타내는 각종 광원의 분광 분포를 보아도 알 수 있듯이, 옥내의 조명공간에 있어서 일반적으로 사용되는 저색온도의 광원, 백열램프나 전구색 형광램프 등에 있어서도, 백색이나 주광색 형광등에 비하면 상기 파장성분은 적게 되어 있지만 존재하고 있으며, 멜라토닌 분비억제를 야기한다고 생각된다(비특허문헌2 참조).

상술한 지견에 기초하여, 야간의 수광에 의한 멜라토닌 분비억제에 의해 수면을 저해시키지 않고 시각정보의 확보를 실현하는 조명장치 및 그것에 사용하는 광원에 관한 기술이 고안되어 있다(예를 들면 특허문헌2 참조). 특허문헌2에서는 야간의 멜라토닌의 분비억제효과가 높은 파장 410∼505nm의 파장역의 광을 커트하거나 또는 감쇠시키는 것을 제안하고 있다. 또한, 파장 400nm부근의 광을 부가, 또는 투과시킴으로써 조명으로서의 색을 양호하게 유지하면서 멜라토닌의 분비억제를 효과적으로 방지하는 것을 제안하고 있다.

또한, 대낮, 특히 오전중에 강한 광을 쬠으로써 생체리듬을 조정하는 효과가 있는 것이 알려져 있지만, 상술한 지견에 기초해서, 반대로 오전중에 464nm를 중심으로 하는 파장광을 적극적으로 이용함으로써, 효과적으로 생체리듬을 조정하는 방법이 고안되어 있다(특허문헌3 참조).

이렇게, 멜라토닌의 분비를 억제하지 않는 광으로 하기 위해서는, 멜라토닌 의 분비를 억제하는 파장을 발생시키지 않는 광원을 사용하는 것외에, 광필터를 이용하여 멜라토닌의 분비를 억제하는 파장을 커트 또는 감쇠시킨다는 방법이 생각된다.

(특허문헌1)일본 특허공개 2000-252084호 공보

(특허문헌2)일본 특허출원 2004-041545

(특허문헌3)일본 특허출원 2004-128465

(비특허문헌1)G.C.Brainard et al.(2001): "Action Spectrum for Melatonin Regulation in Humans: Evidence for a Novel Circadian Photoreceptor", The Journal of Neuroscience, August 15, 2001, 21(16), pp6405-6412

(비특허문헌2)Sato M, Noguchi H, Morita T(2004): The Effects of Light with Different Spectral Distribution During the Nigh-time on Melatonin Secretion and Psychological Factors in Humans, CIE Expert Symposium on Light and Health abstract, 87-88(Sep 30-Oct 2, 2004, pp87-88)

상술한 바와 같이, 멜라토닌이 야간의 체온저하나 입면을 촉진한다라는 점에서 보면, 야간의 취침전에 있어서의 상기의 파장범위를 포함하는 광의 수광은, 상질의 수면을 취하기 위해서는 최대한 피해야 할 것이며, 조명장치나 광원에서의 대처도 필요하다.

앞에 서술한 바와 같이, 저색온도(전구색)의 조명공간의 구성이 제안되어 있지만, 옥내의 조명공간에 있어서 일반적으로 사용되는 광원, 백열램프나 전구색 형광램프 등에 있어서도 상술한 바와 같이 멜라토닌 분비억제를 야기해 버린다.

이상적으로는, 상기 파장범위에 있어서의 출력을 제로에 가깝게 하는 것이 바람직하지만, 백열램프의 필라멘트로부터 출력되는 광에는, 상기 파장대역의 출력이 포함되어 있으며, 형광램프에 있어서는, 형광체의 선택에 의해, 출력파장구성을 디자인할 수 있지만, 상기 파장대역에 수은의 발광피크가 포함되므로, 이들의 광원레벨에서의 대응, 즉 상기 파장대역에 있어서의 광출력의 저감에는 한계가 있다.

또한 이 파장역을 거의 커트한 광원이 없는 것은 아니고, 저압 나트륨램프나 적색이나 오렌지색의 LED 등을 예로서 들 수 있지만, 이들의 램프는 연색성(演色性)이 매우 낮아, 일반적으로 옥내조명용의 광원으로서는 어울리지 않는다.

조명광으로서의 색이 자연스럽게 보이기 위해서는, 우선은, 색도도상에서 흑체 방사 궤적상, 또는 그 근방에 그 조명광의 색도좌표가 있을 필요가 있다. 이 흑체 방사 궤적으로부터의 편차는 Duv에 의해 나타내어지며, Duv가 플러스의 값이면, 그 광이 녹색빛을 띠게 보이고, 마이너스의 값이면 붉은 자주빛을 띠게 보인다고 되어 있다. 이상적으로는 Duv는 가능한 한 작은 값인 것이 바람직하다. 또한, 조명광으로서 양호하기 위해서는, 이 조명의 색미를 나타내는 (상관)색온도, 그 광에 의해 비춰진 물체의 색의 보기법의 평가지수인 평균연색 평가지수 등이 있고, 광으로서 양호한 색이다라는 것은 적어도 이들 3개의 평가지수가 양호하다라는 것이다.

즉, 자연스러운 조명의 색이란 각 파장성분을 밸런스좋게 함유하고, 흑체 방사 궤적상, 또는 그 근방에 있는 색이라는 것이다. 도3에 xy색도도와 흑체 방사 궤적을 나타낸다. 도3에는 도2에서 나타낸 각종 광원의 색도좌표도 나타내어져 있다. 도3으로부터, 옥내의 조명공간에 있어서 일반적으로 사용되는 광원은 흑체 방사 궤적상, 또는 그 근방에 있는 것을 알 수 있다.

그러나, 야간의 멜라토닌의 분비를 억제하지 않도록 464nm부근의 파장을 가능한 한 저감시키고자 하면 청색성분인 단파장측의 광을 저감시키지 않으면 안되어, 자연스러운 조명의 색으로서의 밸런스를 무너뜨려, 결과적으로 저압 나트륨램프나 적색이나 오렌지색의 LED 등 일반의 거주환경에서의 조명의 색으로서는 부적격인 것으로 되어 버린다.

도3에 나타낸 xy색도도에서 나타내어지는 xy색도좌표는 3자극값 XYZ로부터 구해진다. 모든 색은 이 3자극값 XYZ으로 표현할 수 있고, 3자극값은 3개의 등색함수 x(λ), y(λ), z(λ)를 기초로 구해진다. 도4에 이들 등색함수를 나타낸다. 등색함수 중, x(λ)는 적색을, y(λ)는 녹색을, z(λ)는 청색을 나타내고 있다고 할 수 있다. 예를 들면 어떤 조명광 S(λ)의 3자극값 X를 구하기 위해서는, x(λ)×S(λ)를 가시광의 파장영역에 걸쳐 적분한 값을 기초로 구할 수 있다. 3자극값 Y, Z도 마찬가지이며, 또 도1에 나타낸 액션 스펙트럼도 등색함수와 같은 사용방법으로 한다.

이들 세개의 등색함수 중 z(λ)와 도1에 나타낸 액션 스펙트럼의 대부분이 겹쳐져 있으므로, 멜라토닌의 분비억제를 방지하고자 464nm의 파장역 부근의 광을 저감시키면, 동시에 청색미가 소실되어, 조명으로서의 색이 부자연스러운 것으로 되어 버린다.

그래서, 특허문헌2(일본 특허출원 2004-041545)에서는, 비교적 멜라토닌 분비억제 효율이 높은 파장 410∼505nm의 파장광을 커트 또는 감쇠시키고, 멜라토닌의 분비억제 효율이 낮은 400nm 전후의 파장광을 출력하는 광원을 부가함으로써 청색미를 가하여, 조명의 색미를 개선한다라고 되어 있다.

그러나, 도1 및 도4를 보면 알 수 있듯이 400nm부근은, 멜라토닌의 분비억제 효율도 낮지만, 동시에, 등색함수 x(λ), y(λ), z(λ)의 모든 함수의 효율도 낮아, 색의 개선은 그다지 기대할 수 없음을 알 수 있다. 즉, 반대로, 400nm전후의 파장광을 부가함으로써 조명의 색으로서 자연스럽게 보이기 위해서는, 400nm전후의 파장광이 다량으로 필요하게 되며, 원래는 멜라토닌 분비억제의 효율이 낮은 이 파장역의 광에서도 다량으로 부가한 결과, 결국, 야간의 멜라토닌의 분비를 억제해 버린다는 문제가 있다.

400nm전후의 파장광을 부가하는 대신에, 광필터에 의해 파장 410∼505nm에서의 광을 커트하고, 380∼410nm의 광을 거의 투과시켰을 때도 마찬가지이다. 즉, 파장 380∼410nm의 광은 색으로서는 청색이지만, 효율이 낮기 때문에 색을 개선하는 효과는 그다지 기대할 수 없다.

도5는 410nm∼505nm의 파장역을 포함하는 영역을 커트 또는 감쇠시키는 광필터의 분광 투과율의 예이다. 도6은 도5에 있어서 나타낸 각종 광필터를 도2에서 나타낸 광원 중, 전구색 형광등과 백열등의 광을 투과시켰을 때의 각각의 색도좌표를 나타내고 있다. 도5의 광필터 중, 특히 광필터(B)는 410∼505nm에서의 투과율이 낮고, 380∼410nm에서의 투과율이 비교적 높다. 그러나, 도6을 보면, 광필터(B)이어도 흑체 방사 궤적으로부터 벗어나 버리고 있는, 즉 Duv가 크게 되어 있는 것을 알 수 있다.

광필터의 종류로서는, 일반적으로, 착색 수지재료를 사용한 판상 성형체나, 필름상의 것이나, 유리기재에 광학 다층막을 형성한 것 등이 있다. 유리기재에 광학 다층막을 형성한 광필터는, 막설계에 의해 특정 파장의 광을 투과시키거나 커트하는 것이 가능하다. 그러나, 광학 다층막에 의한 광필터는 광의 입사각에 의해 그 투과 파장역이 시프트해 버린다는 특성을 갖는다. 그 때문에 예를 들면 레이저광용 노치 광필터와 같은 광필터의 경우, 허용 입사각이 0도±0.5도라는 것처럼 매우 좁은 입사각에서밖에 사용할 수 없고, 레이저광과 같은 광이 일방향인 특정의 광원에서밖에 사용할 수 없다고 하는 결점을 갖는다. 또한 유리기재의 경우, 수지 등에 비해 임의의 형상으로 성형하기 어렵고, 또한 광학 다층막을 형성하는데에 많은 제조공정이 필요하게 되므로 비용이 높아져 버려 용도가 제약된다는 문제가 있었다.

한편, 착색 수지재료를 사용한 판상 또는 필름상의 성형체의 경우는, 유리기재에 광학 다층막을 형성한 것과 비교하여, 형상면, 비용면에서 우위이기는 하지만, 광학 다층막에서 가능한 파장패스/커트영역이나 레벨 컨트롤의 실현은 통상 곤란했다. 착색되는 성분이나 그 밖의 첨가제를 잘 조합해서, 광학특성을 어느 정도 컨트롤하는 것은 가능하지만, 복수의 파장역의 광을 비교적 샤프하게 커트 또는 패스 시키는 것은 곤란하게 되어 있었다.

예를 들면 어떤 파장역의 광을 흡수하고, 형광발광하는 형광 착색재료를 배합한 투광성의 수지재료가 있지만, 이것은, 형광발광한 광이 성형체의 끝면에 집광되어, 아름답게 발광하고 있는 것처럼 보인다는 특성을 가지므로, 종래, 광필터와 같은 광을 패스/커트시키는 용도는 아니고, 예를 들면 파칭코대나, 네임 플레이트, 집짓기 놀이, 상품 전시선반, 자작용 PC 케이스 등으로 대표되는 의장용도에 사용되어 왔다.

본 발명의 목적은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 야간의 수광에 의한 멜라토닌 분비억제를 방지함으로써 수면을 저해시키지 않고 또한 조명광으로서의 색을 양호하게 유지하는 것을 실현하는 광필터 및 그것을 사용한 조명장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본원 제1발명의 광필터는 파장 480∼505nm의 파장역의 평균 광선투과율이 30%이하이다.

특허문헌2(일본 특허출원 2004-041545)와 같이 멜라토닌의 분비억제를 방지하는 것에 주안을 두고, 파장 464nm부근의 광을 감쇠시키면, 상술한 바와 같이 광의 색을 양호하게 유지하는 것이 어렵다. 그래서, 도1 및 도4로부터, 등색함수에의 영향이 작고, 또한 멜라토닌의 억제효율이 높은 480∼505nm의 파장역의 평균 투과율을 30%이하로 함으로써 상기 문제를 해결한다.

도7∼도10에 원래 멜라토닌이 억제하는 파장성분이 비교적 적은, 저색온도이며 연색성이 높은 램프의, 파장 480∼505nm의 투과율을 100%∼0%로 변화시켰을 때의 색도좌표의 추이를 나타낸다. 도7∼10으로부터, 어느 램프나 이 영역의 투과율을 변화시켜도 흑체 방사 궤적으로부터의 어긋남(Duv)은 바뀌지 않는 것을 알 수 있다.

또한 실제로, 광원을 전구색 형광등으로 했을 때에, 각 파장성분의 투과율을 변화시켜서, Duv의 절대값이 5이내로 되도록 각 파장역의 투과율을 변화시킨 경우의 멜라토닌의 억제조도효율을 계산했다. 여기에서, 멜라토닌의 억제조도효율이란 도1의 액션 스펙트럼을 B(λ)라고 하고, 표준시감 효율을 V(λ), 광필터를 통과한 투과광의 분광 분포를 S(λ), 기초 광원(이 경우에는 전구색 형광등)의 분광 분포를 S_white(λ)라고 해서, 멜라토닌 억제조도효율(m)로서 이하와 같이 산출했다.

이 식에 의한 멜라토닌 억제조도효율(m)은, 기초 광원에 있어서, E[1x]로 멜라토닌을 억제했다라고 하면, E/m[1x] 필요하다라는 것이다. 본 발명의 목적의 하나는 멜라토닌의 억제를 방지하는 것이기 때문에, 1보다 작고, 바람직하게는 0에 한없이 가까운 쪽이 좋은 것이 된다.

도11에 광원을 전구색 형광등으로 했을 때에, 각 파장성분의 투과율을 변화시켜서, Duv의 절대값이 5이내, 색온도 2600K이상, 동일 조도에서의 멜라토닌의 억제조도효율이 1/2이하가 되는 투과율을, 도12에 Duv의 절대값이 5이내, 색온도 2000K이상, 동일 조도에서의 멜라토닌의 억제효율이 1/3이하가 되는 투과율을 나타낸다. 도11 및 도12로부터, 조명으로서의 색을 양호하게 유지하면서, 멜라토닌 분비억제를 완화시키기 위해서는, 적어도 파장 480∼505nm의 파장역의 평균 투과율을 30%이하로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다.

이상의 점에서, 야간의 멜라토닌의 억제효율이 비교적 높은 파장 480∼505nm의 파장역의 평균 투과율을 30%이하로 함으로써, 광의 색으로서 양호한 색을 유지하면서, 멜라토닌 분비억제를 완화시킨다는 효과가 있다. 그 때문에 멜라토닌이 많이 분비되어, 체온저하나 입면을 촉진할 수 있다.

제2발명의 광필터는 제1발명의 광필터에 있어서, 파장 430∼445nm의 파장역의 평균 투과율이 50%이하이며, 또한 파장 530∼565nm의 평균 투과율이 45%이상 75%이하이다.

저색온도이며 연색성이 높은 램프 중에서, 형광등이나 무전극 형광등과 같이 수은과 형광체에 의해 발광하는 종류의 램프는, 도2로부터도 알 수 있듯이 파장 435nm부근에 수은 고유의 발광 스펙트럼을 갖는다. 이 수은 고유의 발광은 도1로부터 멜라토닌의 분비억제의 효과가 높은 것을 알 수 있다. 도13에, 도2에 나타낸 전구색 형광등의 분광 분포에, 도1 및 도4에 나타낸 멜라토닌억제의 액션 스펙트럼 및 등색함수를 곱한 상대강도를 나타낸다.

도13으로부터, 파장 430∼445nm의 영역에 있어서의 광이, 파장 480∼505nm의 영역과 동등하게 멜라토닌의 억제효과가 높은 것을 알 수 있다. 그러나, 파장 480∼505nm의 영역의 광과는 달리, 이 영역은 동시에 등색함수의 ｚ(λ)에의 기여도 큰 것을 알 수 있다.

도11로부터, 동일 조도에서의 멜라토닌의 억제효과를 어느 정도 감소시키기(도11의 예에서는 기초 전구색 형광등의 멜라토닌 억제효율의 1/2까지) 위해서는 파장 430∼445nm의 광을 반드시 감소시킬 필요는 생기지 않지만, 도12로부터, 보다 멜라토닌의 억제를 방지시키기(도12의 예에서는 기초 전구색 형광등의 멜라토닌억제효율의 1/3이상) 위해서는 파장 430∼445nm의 광의 투과율을 50%이하로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다.

그러나, 파장 430∼445nm의 파장역의 광을 감소시키면 등색함수의 ｚ(λ)에의 기여도 크기 때문에 광의 색을 양호하게 유지할 수 없다. 도14에 전구색 형광등의 파장 430∼445nm의 파장역의 에너지를 감쇠시켰을 때의 색도좌표의 추이를 나타낸다. 도14로부터 이 영역의 에너지를 감소시키면 광의 색이 녹색을 띠고, 흑체 방사 궤적으로부터 멀어져 버리는(Duv로 나타내면 플러스의 방향) 것을 알 수 있다. 그래서, 녹색성분, 즉 등색함수y(λ)에의 기여를 줄여서 광의 색을 흑체 방사 궤적에 가깝게 하기 위해서, y(λ)에의 기여가 큰 파장 530∼565nm의 영역의 광을 감소시킴으로써, 파장 430∼445nm의 광을 감소시켰을 때라도 광의 색을 흑체 방사 궤적에 가까운, 자연스러운 색으로 할 수 있다. 도15에 도2의 전구색 형광등의 파장 530∼565nm의 파장역의 에너지를 감쇠시켰을 때의 색도좌표의 추이를 나타낸다. 도15로부터, 파장 530∼565nm의 파장역의 에너지를 감쇠시키면, 430∼445nm의 광을 감소시켰을 때와는 흑체 방사 궤적으로부터 반대방향(Duv로 나타내면 마이너스의 방향)으로 색도좌표가 추이하는 것을 알 수 있다.

그래서, 도16에 전구색 형광등의 파장 430∼445nm의 투과율을 50%이하로 했을 때에, Duv의 절대값이 5이하로 되도록 파장 530∼565nm의 투과율을 변화시켰을 때의 관계를 나타낸다. 도16으로부터 멜라토닌의 억제를 보다 방지하기 위해서, 파장 430∼445nm의 투과율을 50%이하로 했을 때에는, 적어도 파장 530∼565nm의 투과율을 45%이상 75%이하로 하면 파장 430∼445nm의 투과율의 저하에 의해 Duv의 값이 지나치게 커져 버리는 것을 막을 수 있어, 광의 색을 양호하게 유지할 수 있다.

이상의 점에서, 저색온도이며 연색성이 높은 램프 중에서, 형광등이나 무전극 형광등과 같이 수은과 형광체에 의해 발광하는 종류의 램프에 있어서는, 파장 430∼445nm의 투과율을 50%이하로 했을 때에는, 적어도 파장 530∼565nm의 투과율을 45%이상 75%이하로 함으로써, 광의 색으로서 양호한 색을 유지하면서, 멜라토닌 분비억제를 보다 완화시킨다는 효과가 있다. 그 때문에 멜라토닌이 많이 분비되어, 체온저하나 입면을 촉진할 수 있다.

제3발명의 광필터는, 제1발명 및 제2발명의 광필터를 실현하기 위해서, (a)투광성 수지와 (b)주황색계 형광 착색재료를 함유하는 수지조성물을 성형해서 이루어지는 광필터이다.

제4발명의 광필터는, 제3발명의 광필터에 있어서, (a)투광성 수지 100중량부에 대해서, (b)주황색계 형광 착색재료 0.005∼0.2중량부 배합한 수지조성물을 성형해서 이루어진다.

제5발명의 광필터는, 제3발명의 광필터를 실현하기 위해서, (a)투광성 수지 100중량부에 대해서, (b)주황색계 형광 착색재료를 0.005∼0.2중량부, (c)파장 330∼400nm에 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 0.25∼4중량부의 배합량으로 한 수지조성물을 성형해서 이루어진다.

이것은, 도1 및 도4로부터, 등색함수에의 영향도가 거의 없는 파장 410nm이하의 투과율을 저감시킴으로써 광의 색을 양호하게 유지하면서, 멜라토닌의 억제를 보다 방지하는 것을 목적으로 하고 있다.

제6발명의 광필터는, 제3발명의 광필터에 있어서, (a)투광성 수지 100중량부에 대해서, (b)주황색계 형광 착색재료를 0.005∼0.2중량부, (d)황색계 착색재료 0.005∼0.01중량부의 배합량으로 한 수지조성물을 성형해서 이루어진다.

제7발명의 조명기구는, 제1발명 내지 제6발명 중 어느 한 발명의 광필터를 갖는다.

도1은 멜라토닌의 액션 스펙트럼이다.

도2는 각종 광원의 상대 분광 분포도이다.

도3은 xy색도도이다.

도4는 x, y, z의 등색함수를 나타내는 도이다.

도5는 황색 젤라틴 필름의 투과율을 나타내는 도이다.

도6은 전구색 형광등과 백열등에 도5의 필터를 부착했을 때의 색도 좌표도이다.

도7은 전구색 형광등에 관한 색도추이를 나타내는 도이다.

도8은 백열등에 관한 색도추이를 나타내는 도이다.

도9는 고 연색형 전구색 형광등에 관한 색도추이를 나타내는 도이다.

도10은 HID램프에 관한 색도추이를 나타내는 도이다.

도11은 전구색 형광등의 각 파장성분을 변화시켜서, Duv의 절대값이 5이내, 색온도 2600K이상, 동일 조도에서의 멜라토닌의 억제조도효율이 1/2이하가 되는 투과율을 나타내는 도이다.

도12는 전구색 형광등의 각 파장성분을 변화시켜서, Duv의 절대값이 5이내, 색온도 2000K이상, 동일 조도에서의 멜라토닌의 억제효율이 1/3이하가 되는 투과율을 나타내는 도이다.

도13은 전구색 형광등의 분광 분포와, 등색함수 또는 액션 스펙트럼을 곱한 상대 강도도이다.

도14는 전구색 형광등의 파장 430∼445nm의 에너지를 감쇠시켰을 때의 색도추이도이다.

도15는 전구색 형광등의 파장 530∼565nm의 에너지를 감쇠시켰을 때의 색도추이도이다.

도16은 전구색 형광등의 파장 430∼445nm의 투과율을 50%이하로 했을 때, Duv의 절대값이 5이하가 되도록 파장 530∼565nm의 투과율을 변화시켰을 때의 관계도이다.

도17은 광필터의 투과율을 나타내는 도이다.

도18은 투광성 수지와 주황색계 형광 착색재료에 의해 구성된 광필터의 투과율을 나타내는 도이다.

도19는 광필터의 투과율을 나타내는 도이다.

도20은 투광성 수지와 주황색계 형광 착색재료와 황색계 착색재료에 의해 구성된 광필터의 투과율을 나타내는 도이다.

도21은 각종 조명장치를 나타내는 도이다.

도22의 (A)∼(C)는 필터의 수납 가능한 구성을 나타내는 도, (D)는 필터에 확산판을 겹친 조명장치를 나타내는 단면도이다.

도23은 스탠드의 측면도이다.

도24는 실링형 조명기구의 사시도이다.

도25는 복수의 광원을 갖는 경우의 실링형 조명기구의 사시도이다.

도26은 다운 라이트형 조명기구의 사시도이다.

도27은 베이스 라이트의 사시도이다.

도28은 직관 램프 등의 사시도이다.

도29의 (a)는 선글라스의 사시도, (b)는 고글의 사시도이다.

도30은 디스플레이의 사시도이다.

(부호의 설명)

1:광원 2:필터

본 실시형태에서 사용하는 광필터 중, 제1발명에 의한 광필터는, 도17에 나타내는 분광특성을 갖는 투광성 재료에 의해 구성되어 있다. 이 광필터는, 광원으로부터의 출력에 대응한 분광성분 중 적어도 광에 의한 멜라토닌 분비억제효율이 비교적 좋고, 또한 광의 색에의 영향이 적은 480nm∼505nm의 평균 투과율이 30%이하의 것이다. 그 파장영역의 투과율은 제로에 가까운 쪽이 바람직하지만, 멜라토닌 분비억제, 생체리듬에의 광의 작용의 크기는, 수광강도×수광시간의 적분값에 의해 정해진다라고 생각되고 있으므로, 평균 투과율이 30%이하이면 의미가 있다고 생각된다. 또한 광의 색을 양호하게 유지하기 위해서, 다른 가시광선영역에서의 파장의 투과율은 가능한 한 높은 것이 바람직하지만, 광의 색을 양호하게 유지할 수 있는 것이라면 반드시 다른 파장역의 투과율이 100%일 필요는 없다.

도18에 투광성 수지와 주황색계 형광 착색재료에 의해 구성된 광필터의 투과율의 예를 나타낸다. 도18로부터 상기와 같은 구성으로 함으로써, 파장 480∼505nm부근의 투과율을 효과적으로 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.

본 실시형태에서 사용하는 광필터 중, 제2발명에 의한 광필터는, 도19에 나타내는 분광특성을 갖는 투광성 재료에 의해 구성되어 있다. 이 광필터는, 상술한 분광특성에 추가해서, 광원으로부터의 출력에 대응한 분광성분 중 적어도 430nm∼445nm의 평균 투과율이 50%이하이며, 또한 파장 530∼565nm의 평균 투과율이 45%∼75%인 것이다. 또한 광의 색에의 영향을 피하기 위해서, 다른 가시광선영역에서의 파장의 투과율은 가능한 한 높은 것이 바람직하지만, 광의 색을 양호하게 유지할 수 있는 것이라면 반드시 다른 파장역의 투과율이 100%가 될 필요는 없다. 또한, 파장 530∼565nm의 평균 투과율은 광의 색을 양호하게 유지하는 목적이면 반드시 상기 투과율의 범위에 있을 필요는 없다. 예를 들면, 파장 450nm∼480nm의 영역의 투과율이 낮은 경우, 파장 430nm∼445nm의 투과율을 저감시킨 경우와 마찬가지로 광의 색이 녹색빛을 띠게 되지만 이러한 경우에는, 광의 색을 양호하게 유지하는 목적으로 파장 530∼565nm의 평균 투과율을 조금 낮추는 조치를 취해도 좋다. 단, 이 예와 같이 파장 450nm∼480nm의 영역의 투과율을 저하시켜도, 멜라토닌의 억제는 방지할 수는 있을지도 모르지만, 등색함수z(λ)에의 영향도 크므로 이 영역의 투과율을 너무 저감시키는 것은 바람직하지 못하다.

도20에 투광성 수지와 주황색계 형광 착색재료와 황색계 착색재료에 의해 구성된 광필터의 투과율의 예를 나타낸다. 도20으로부터 상기와 같은 구성으로 함으로써, 파장 480∼505nm부근의 투과율을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 또한, 주황색계 형광 착색재료의 배합량을 증감시키는 것만으로는, 430nm∼445nm의 평균 투과율을 저하시키면, 동시에 파장 530∼565nm의 평균 투과율도 저하되어 버리므로, 430nm∼445nm의 평균 투과율을 50%이하로 하면서, 또한 파장 530∼565nm의 평균 투과율을 45%이상 75%이하로 한다는 밸런스를 취하는 것이 어렵다. 그래서, 주황색계 형광 착색재료에 의한 파장 530∼565nm의 파장역의 평균 투과율에 따라, 황색계 착색재료에 의해, 430∼445nm의 파장역의 평균 투과율을 컨트롤함으로써 이 투과율의 밸런스를 취할 수 있고, 투광성 수지와 주황색계 형광 착색재료만으로 구성한 경우보다 더욱 멜라토닌의 억제를 방지할 수 있다.

본 발명의 광필터를 구성하는 재료로서, (a)투광성 수지와, (b)주황색계 형광 착색재료를 함유하는 수지조성물을 사용할 수 있다.

본 발명의 광필터를 구성하는 수지조성물에 있어서의, (a)성분인 투광성 수 지란 투광성을 갖는 수지이면 특별히 한정되지 않고 공지의 것을 사용할 수 있다.

(a)성분의 구체예로서는, 아크릴계 수지, 폴리스티렌수지, AS수지, 염화비닐수지, MS수지, 폴리카보네이트 수지, 비결정성 폴리올레핀 수지, AAS수지, AES수지, ABS수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리아미드 수지, EVA수지, 폴리유산, 실리콘 수지, 불소 수지, 우레탄 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 2종이상 조합해서 사용해도 좋다. 그 중에서도 아크릴계 수지는 투광성, 내후성이 우수하고, 폭넓은 용도전개가 가능하기 때문에 본 발명에 있어서 바람직한 투광성 수지로서 들 수 있다. (a)성분으로서 사용할 수 있는 시판의 아크릴계 수지의 일례로서, 아크릴페트VH(미츠비시 레이온 가부시키가이샤제)를 들 수 있다.

(b)성분인 주황색계 형광 착색재료로서는, 흡수 극대파장이 통상 515∼560nｍ정도인 형광염료를 사용할 수 있다. 주황색계 형광염료는, 그 외에 470∼510nm정도의 파장역 및 440∼470nm정도의 파장역에 흡수를 갖는 것이어도 좋고, 이들을 단독 또는 2종이상 조합해서 사용해도 좋다.

(b)성분의 구체예로서는, 공지의 형광 착색재료를 제한 없이 사용할 수 있지만, 페릴렌계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

(b)성분으로서 사용할 수 있는 시판의 주황색계 형광 착색재료의 일례로서, 플라스트 오렌지8160(아리모토 카가쿠고교 가부시키가이샤제)을 들 수 있다.

또한 (a)성분과 (b)성분의 배합비율은, (a)성분 100중량부에 대해서, (b)성분 0.005∼0.2중량부로 하는 것이 바람직하다. (b)성분이 과소인 경우, 광필터의 파장 480∼505nm의 평균 광선투과율이 30%를 초과해 버려, 광색을 양호하게 유지하면서 멜라토닌의 억제를 방지할 수 없게 된다. (b)성분이 과다인 경우, 광필터의 파장 480∼505nm이외의 광선투과율이 크게 저하되어, 램프 점등시에 광필터를 투과한 광의 색온도가 JIS Z8725의 표1 및 2에 기재되어 있는 색온도범위를 초과해 버릴 정도로 낮아지므로 바람직하지 못하다.

또한 조명의 색에 영향을 주지 않고, 보다 멜라토닌의 억제를 방지하는 광필터용 재료의 구체예로서, (a)투광성 수지에 (b)주황색계 형광 착색재료 및 (c)파장 330∼400nm에 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 배합한 수지조성물을 들 수 있다.

여기에서, (a)성분과 (b)성분 및 (c)성분의 배합비율은, (a)성분 100중량부에 대해서, (b)성분 0.005∼0.2중량부, (c)성분 0.25∼4중량부로 하는 것이 바람직하다. (b)성분이 과소인 경우, 광필터의 파장 480∼505nm의 평균 광선투과율이 30%를 초과해 버려, 광색을 양호하게 유지하면서 멜라토닌의 억제를 방지할 수 없게 된다. (b)성분이 과다인 경우, 광필터의 파장 480∼505nm이외의 광선투과율이 크게 저하되고, 램프 점등시에 광필터를 투과한 광의 색온도가 JIS Z8725의 표1 및 2에 기재되어 있는 색온도 범위를 초과해 버릴 정도로 낮게 되므로 바람직하지 못하다. 한편, (c)성분이 과소인 경우, 조명의 색에 영향을 주지 않고, 멜라토닌의 억제방지효과가 있는 파장 410nm이하의 투과율을 낮출 수 없다. (c)성분이 과다인 경우, 멜라토닌의 억제방지효과는 있지만, 파장 410nm이상의 투과율도 낮춰 버리므로, 광필터를 투과한 광의 색을 양호하게 유지할 수 없어지므로 바람직하지 못하다.

(c)성분인 파장 330∼400nm에 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제의 종류로서는, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 트리아진계 등을 들 수 있다. 이들의 화합물로서는, 공지의 것을 제한없이 사용할 수 있지만, 410nm이하의 파장을 효율좋게 흡수한다는 관점에서 클로로벤조트리아졸계 또는 히드록시벤조페논계가 바람직하다. 이들의 구체예로서는, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-4'-옥톡시페닐)벤조트리아졸, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논 또는 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2,2', 4,4'-테트라히드록시-벤조페논을 들 수 있고, 이들은 단독 또는 2종이상을 조합해서 사용해도 좋다.

(c)성분으로서 사용할 수 있는 시판의 클로로벤조트리아졸계 자외선 흡수제의 일례로서, 티누빈326(치바 스페셜티 케미컬즈 가부시키가이샤제)을 들 수 있다. 또한 히드록시벤조페논계 자외선 흡수제의 일례로서, 유비날3050(비에이에스에프 재팬 가부시키가이샤제)을 들 수 있다.

또한 조명의 색에 영향을 주지 않고, 보다 멜라토닌의 억제를 방지하는 광필터용 재료의 구체예로서, (a)투광성 수지에 (b)주황색계 형광 착색재료 및 (d)황색계 착색재료를 배합한 수지조성물을 들 수 있다.

여기에서, (a)성분과 (b)성분 및 (d)성분의 배합비율은, (a)성분 100중량부에 대해서, (b)성분 0.005∼0.2중량부, (d)성분 0.005∼0.01중량부로 하는 것이 바람직하다. (b)성분이 과소인 경우, 광필터의 파장 480∼505nm의 평균 광선투과율이 30%를 초과해 버려, 광색을 양호하게 유지하면서 멜라토닌의 억제를 방지할 수 없게 된다. (b)성분이 과다인 경우, 광필터의 파장 480∼505nm이외의 광선투과율이 크게 저하되고, 램프 점등시에 광필터를 투과한 광의 색온도가 JIS Z8725의 표1 및 2에 기재되어 있는 색온도범위를 초과해 버릴 정도로 낮게 되므로 바람직하지 못하다. 한편, (d)성분이 과소인 경우, 파장 430∼445nm의 평균 광선투과율이 50%를 초과해 버리므로, 광의 색을 양호하게 유지하면서 멜라토닌의 억제를 방지하는 효과가 얻어지지 못하게 된다. (d)성분이 과다인 경우, 멜라토닌의 억제방지효과는 있지만, 파장 430∼445nm의 평균 광선투과율과 파장 530∼565nm의 평균 광선투과율의 밸런스가 무너져 버려, 광필터를 투과한 광의 색을 양호하게 유지할 수 없게 되므로 바람직하지 못하다.

(d)성분인 황색계 착색재료로서는, 통상, 유기안료, 무기안료 또는 염료가 사용된다. 황색 무기안료로서는, 카드미 옐로, 황연, 티탄 옐로(피그먼트 옐로53), 크롬 옐로(피그먼트 브라운24)나 황색 벵갈라 등이 있고, 황색 유기안료로서는 축합아조계 화합물(피그먼트 옐로95) 등이 있으며 공지의 것을 사용할 수 있지만, 400∼450nm의 파장을 효율좋게 흡수한다는 관점에서 축합 아조계 화합물(피그먼트 옐로95)이 바람직하다.

(d)성분으로서 사용할 수 있는 시판의 황색계 착색재료의 일례로서, 크로모프탈 옐로GR(치바 스페셜티 케미컬즈 가부시키가이샤제)을 들 수 있다.

(b)성분인 주황색계 형광 착색재료, (c)성분인 파장 330∼400nm에 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제, (d)성분인 황색계 착색재료의 농도는, 광필터의 두께와 관 계된다. 광필터의 두께가 두꺼운 경우에는, (b), (c), (d)성분의 농도를 낮게 하고, 반대로, 광필터의 두께를 얇게 하는 경우에는, (b), (c), (d)성분의 농도를 높게 하면 되고, 본 발명의 범위이면 임의로 설정하는 것이 가능하다.

본 발명의 광필터에 사용되는 수지조성물에는, 필요에 따라, 성능을 손상시키지 않는 범위에서, 공지의 방법으로 여러가지 공지의 첨가제를 함유시킬 수 있다. 이러한 첨가제로서는, 염료·안료 등의 착색제; 가교 스티렌계 미립자, 가교 또는 고분자량 아크릴계 미립자, 가교 스티렌-아크릴계 미립자, 가교 스티렌-부타디엔계 미립자, 가교 실리콘 미립자, 가교 실록산계 미립자, 가교 우레탄계 미립자, 멜라민계 집합체 등의 유기 미립자, 탄산칼슘, 불화칼슘, 불화칼륨, 인산칼슘, 산화아연, 황산마그네슘, 황산바륨, 산화티탄, 티탄산칼륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 알루미나, 마이카, 산화셀륨, 스테아린산마그네슘, 스테아린산리튬, 스테아린산칼슘, 스테아린산아연, 스테아린산바륨, 결정형 실리카, 부정형 실리카, 유리 프레이크, 유리섬유, 유리 비드, 클레이, 탤크 등의 무기미립자와 같은 광확산제(이들 무기미립자에 표면처리를 실시한 것도 있다); 안료나 광확산제의 분산성을 개선하기 위한 전착(展着)제나 분산제; 아크릴산 에스테르·메타크릴산 에스테르류를 주성분으로 하는 코아셀형 그라프트구조를 갖는 고무상 중합체 등으로 대표되는 내충격성 개질제; 힌다드아민, 힌다드페놀류, 벤조에이트류와 같은 내열안정제·내후성 개질제; 벤조트리아졸류, 벤조페논류, 트리아진류, 말론산 에스테르류, 살리실레이트류, 시아노아크릴레이트류, 옥사닐리드류와 같은 자외선 흡수제; 인산 에스테르와 같은 난연제; 팔미틴산, 스테아릴 알코올과 같은 윤 활제; 유기계 및 무기계의 항균제; 대전방지제, 슬립제 등을 들 수 있다. 또, 이들은 필요에 따라서 복수를 병용할 수도 있다.

본 발명의 광필터에 사용되는 수지조성물은, (a)성분인 투광성 수지와 (b)성분인 주황색계 형광 착색재료를 충분히 혼련하는 ((ｃ)성분인 파장 330∼400nm에 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제, (d)성분인 황색계 착색재료를 배합하는 경우도 마찬가지로) 등에 의해 (a)성분중에 균일하게 분산시킴으로써 얻어지지만, (a)성분이 고체의 경우에는 통상 펠릿상의 형태로 사용된다. 예를 들면 각 성분의 소정량을 헨셀믹서, 텀블러 등의 혼합장치로 기계적으로 혼합하고, 1축 또는 2축의 스크류 압출기, 밴버리 믹서 등을 사용하고, (a)성분이 가소화, 유동되는 온도에서 충분히 용융 혼련하고, 그 후 조립해서 펠릿화하는 방법 등의 공지의 일반적 방법에 의해 제조된다.

본 발명의 광필터의 성형방법은 특별히 한정되지 않는다. 성형방법으로서는, 예를 들면 사출성형, 압출성형, 블로우성형, 인플레이션성형, 카렌다성형, 압축성형, 트랜스퍼성형, 진공성형, 압공성형, 유리 캐스트법, 연속 캐스트법, 주형법 등이 있고, 이들의 성형방법을 광필터의 사이즈, 형상, 두께 등에 따라 적당하게 선택하면 좋다.

이러한 광필터는, 각종 용도로 사용가능하며, 예를 들면 실링 라이트, 펜던트형 라이트, 주방등, 욕실등, 샹들리에, 스탠드, 브래킷, 호롱, 차고등, 처마밑등, 문기둥등, 포치 라이트, 가든 라이트, 엔트런스 라이트, 발밑등, 계단등, 유도등, 방범등, 다운 라이트, 베이스 라이트, 전식간판, 사인등 등용의 커버, 자동차, 자동이륜차 등을 비롯한 차량용 등구용 커버 등이나, 비행기내나 신칸센의 차량내 등에 사용하는 조명기구의 커버 등에 사용할 수 있다. 또한 조명기구 이외의 용도로서, 안경이나 선글라스나 고글 등의 렌즈부분으로서나, 텔레비젼이나 디스플레이의 광필터로서 사용할 수 있다.

본 발명의 실시형태를 도21∼도30에 기초하여 설명한다. 또, 본 발명은, 이하의 실시형태에 의해 한정적으로 해석되는 것은 아니다.

본 발명에 의한 광필터는, 도21에 나타내듯이, 광원(1), 광필터(2), 반사판(3), 제어부 및 전원(4) 등으로 구성된 조명장치에 사용할 수 있다. 광원(1)을 사이에 두고 반사판(3)의 반대측의 출광면에 광필터(2)를 설정하고 있다. 또는, 도21(B)에 나타내듯이, 반사판을 갖지 않고 광원(1)의 주위를 둘러싸는 출광면에 광필터(2)를 설정한다. 광필터(2)는 평면 또는 곡면으로 형성된다. 제3∼6발명과 같이 수지조성물에 의해 광필터를 구성해도 좋고, 그 밖의 수단으로 행해도 좋다. 또 광원에 대해서는 비교적 색온도가 낮고(예를 들면 3000K이하), 색미가 좋은 것이면, 형광등, 백열등, 무전극 형광등, HID 램프 등 특별히 한정은 하지 않는다.

또한, 도22(A)∼(C)에 나타내듯이, 광원(1)의 출광부에 배치된 광필터(2)를 반사판(3)내부에 수납하도록 해도 좋다. 즉, 반사판(3)에 광필터(2)를 수납 가능한 광필터 수납부(10)가 형성되어 있다. 광필터(2)의 이동은 수동 또는, 대상자의 생체리듬에 대응해서 자동으로 행해진다.

도22(D)에 나타내듯이, 광필터보다 외측에 유백색이나 프리즘과 같은 확산 판(12)을 배치해도 좋다.

도23은 스탠드형의 기구에 응용한 예이다. 이 도면과 같이 플로어 스탠드에 광필터(2)를 부착하고, 거실이나 침실에 설치해서 야간의 멜라토닌의 분비를 방해하지 않고 필요한 광을 거실에 공급해도 좋고, 학습 스탠드에 광필터(2)를 부착해서 야간에 있어서의 작업이나 학습시에 사용하여, 야간의 멜라토닌의 분비는 방해하지 않고 작업이나 학습시에 필요한 광은 공급하도록 사용해도 좋다. 또한 베드 사이드의 스탠드에 광필터(2)를 부착하여, 취침전의 독서등 등으로 사용해도 좋다. 또 도22에서 나타내듯이, 본 발명에 의한 광필터(2)를 분리 가능하도록 해도 좋고, 본 발명에 의한 광필터(2)의 더욱 외측에 유백색이나 프리즘(12)과 같은 확산판을 배치해도 좋다.

도24는 실링형 조명기구의 글로브로서 광필터(2)를 부착한 예이다. 이러한 실링 기구를 거실이나 침실에 부착함으로써, 야간의 멜라토닌의 분비를 방해하지 않고 필요한 광을 거실에 공급할 수 있다. 즉, 도24-A와 같이 글로브부분을 광필터(2)로 해도 좋다. 또한 도22에서 나타내듯이, 본 발명에 의한 광필터(2)를 분리 가능하도록 해도 좋고, 본 발명에 의한 광필터(2)의 더욱 외측에 유백색이나 프리즘(12)과 같은 확산판을 배치해도 좋다. 도24-B와 같이 광원(1)의 둘레에 광필터(2)를 부착하고, 글로브(13)는 별도로 설치해도 좋다. 램프는 특별히 한정하지 않는 것으로 하고, 형광등, 무전극 형광등, 백열전구 등을 포함한다. 전구색 등의 색온도가 낮은 광원(1)이어도 좋다.

도25는 2개 또는 그 이상의 광원(14,15)을 유백 또는 투명한 글로브(13)로 덮은 조명기구이며, 한 개의 광원(15)에 대응해서 글로브(13)에 본 발명에 의한 광필터(2)를 부착한 예이다. 이러한 예에서는 광필터(2)는 2개이상인 광원(14,15) 중 적어도 한 개의 광원(15)으로부터의 광만을 광필터링하도록 광필터(2)의 배치를 연구함으로써, 예를 들면 광필터(2)를 부착하고 있지 않은 쪽의 광원(14)의 색을 백색으로 하고, 낮에는 이 광원(14)을 사용하고, 야간에 있어서는 본 발명에 의한 광필터(2)가 부착되어 있는 쪽의 예를 들면 전구색 등의 색온도가 낮은 광원(15)으로부터 광을 공급한다라는 사용방법을 취할 수 있다. 또 예를 들면 광필터(2)를 부착하고 있지 않은 쪽의 광원(14)을 고출력·고색온도의 것으로 하면, 특허문헌3(일본 특허출원 2004-128465)과 같이, 오전중에는 고색온도의 광원을 이용하여 효과적으로 생체리듬을 조정하고, 낮에는 양쪽의 광을 혼색해서 백색으로 하고, 야간에 있어서는 본 발명에 의한 광필터가 부착되어 있는 쪽의 광원으로부터 광을 공급한다는 사용방법을 취할 수 있다. 또 이 예의 경우도, 도22에서 나타내듯이, 본 발명에 의한 광필터(2)를 분리 가능하도록 해도 좋고, 본 발명에 의한 광필터(2)의 더욱 외측에 유백색이나 프리즘(12)과 같은 확산판을 배치해도 좋다. 도24-B와 같이 광원(14 또는 15)의 둘레에 광필터(2)를 부착하고, 글로브(13)는 별도 설치해도 좋다. 광원(14)은 백색 등의 색의 광원이어도 좋고, 광원(15)은 전구색 등의 색온도가 낮은 광원이어도 좋다.

도26은, 다운 라이트형의 기구(16)에 본 발명에 의한 광필터(2)를 부착한 예이다. 또 이외에 브래킷형의 기구에 본 발명에 의한 광필터를 부착해도 좋다. 도22에 나타내듯이, 본 발명에 의한 광필터(2)를 분리 가능하도록 해도 좋고, 본 발명 에 의한 광필터(2)의 더욱 외측에 유백색이나 프리즘(12)과 같은 확산판을 배치해도 좋다. 램프는 특별히 한정하지 않고, 형광등, 무전극 형광등, 백열전구 등이 포함된다.

도27은, 오피스나 병원 등에 설치하는 베이스 라이트(18)에 본 발명에 의한 광필터(2)를 부착한 예이다. 도면에 나타내듯이 복수개의 등을 부착하는 타입의 것이면 그 일부의 광원으로부터의 광을 광필터링하도록 광필터(2)를 부착해서 특허문헌3(일본 특허출원 2004-128465)과 같이 시간대에 따라 바꾸어도 좋고, 모두 광필터(2)를 부착해도 좋다. 도22에서 나타내듯이, 본 발명에 의한 광필터(2)를 분리 가능하도록 해도 좋고, 본 발명에 의한 광필터(2)의 더욱 외측에 유백색이나 프리즘(12)과 같은 확산판을 배치해도 좋다. 또 램프는 도26의 경우와 마찬가지로 특별히 한정되지 않는다.

도28은 광원을 본 발명에 의한 필터에 의해 직접 덮은 경우이다. 광원(17)에 직접 부착해도 좋고, 도28-A와 같이, 실린더상으로 해서 교환 분리가 용이하도록 해도 좋다. 또한 도28-B와 같이, 광원(17)의 주위 전부를 필터로 덮는 것은 아니고, 일부가 개구되어 있어도 상관없다. 또한 램프의 형상은 직관형의 램프에 한정되지 않고, 도28-C에 나타내듯이 전구형의 형상의 것이나, 도28-D와 같이 환관형의 형상의 것 등, 형상에 좌우되지 않고, 본 발명에 의한 광필터(2)로 덮도록 해도 좋다. 또 도면에 나타내듯이, 광원을 덮도록 해도 좋고, 광원에 직접 부착하도록(점착하도록) 해도 좋다. 이렇게 함으로써 조명기구에 한정되지 않고, 본 발명을 이용할 수 있다. 또 램프는 도26의 경우와 마찬가지로 특별히 한정되지 않는다.

도29는, 상술한 조명기구에의 응용 이외의 예로서, 도29(a)의 선글라스(20)나 도29(b)의 고글(21)에 본 발명에 의한 광필터(2)를 부착한 것이다. 이렇게 선글라스(20)나 고글(21)에 부착함으로써 주위의 조명환경에 관계없이, 멜라토닌을 억제하는 광을 저감시킬 수 있다.

도30은, 텔레비젼이나 PC의 디스플레이(22) 등에 본 발명에 의한 광필터(2)를 부착한 예이다. 이러한 디스플레이는 자발광하고 있어, 야간에 있어서 텔레비젼을 시청하거나 VDT작업을 함으로써, 멜라토닌의 분비가 억제되는 것이 우려된다. 그래서, 본 발명에 의한 광필터(2)를 부착함으로써 이것을 막을 수 있다.

(실시예)

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 하등 한정되지 않는다.

(a)투광성 수지와, (b)주황색계 형광 착색재료를 텀블러로 혼합했다((b)자외선 흡수제나 (c)황색계 착색재료를 동시에 혼합하는 경우도 같은 방법으로 실시). 이들을 실린더 직경 47mm, L/D 31.5의 동일 방향 회전2축 압출기로, 온도조건 230℃에서 혼련 용융하고, 스트랜드 버스로 수냉후, 커터로 절단해서 펠릿을 얻었다. 이 후, 상기 펠릿을 실린더 지름φ65mm의 단축 압출기로, 온도조건 240도시에서 용융하고, T다이로부터 압출하여, 폭 400mm, 두께 1.0mm의 시트를 얻었다. 이 시트를 φ300mm의 사이즈로 절단하여, 스탠드용 조명커버를 얻었다.

(a)성분인 투광성 수지에는, 아크리펫 VH001(미츠비시 레이온 가부시키가이샤제, 아크릴계 수지의 상품명), (b)성분인 주황색계 형광 착색재료에는 플라스트 오렌지 8160(아리모토 카가쿠고교 가부시키가이샤제, 페릴렌계 화합물의 상품명), (c)성분인 파장 330∼400nm에 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제에는 티누빈326(치바 스페셜티 케미컬즈 가부시키가이샤제, 클로로벤조트리아졸계 자외선 흡수제의 상품명), 유비날 3050(비에이에스에프 재팬 가부시키가이샤제, 히드록시벤조페논계 자외선 흡수제의 상품명), (d)성분인 황색계 착색재료에는 크로모프탈 옐로GR(치바 스페셜티 케미컬즈 가부시키가이샤제, 축합아조계 화합물의 상품명)을 사용했다.

실시예에 있어서의 시험·평가방법은 이하와 같다.

[1]480∼505nm의 전 광선투과율의 평균값

히타치사제 자기 분광광도계 U-4000에 의해 5nm간격으로 측정하고, 파장 480∼505nm의 투과율의 평균값을 측정 데이터로 했다.

[2]Duv

광필터를 시판의 조명기구(마츠시타 덴코제 SC350)에 부착하고, 광원을 전구색 형광등(마츠시타 덴키산교 쇼메이사제 트윈 Pa40W)으로 하고, 하마마츠 호토닉스사 제 분광 검출기 PMA-11로 발광광의 분광 분포를 측정해서 그 값에 기초하여 Duv를 JIS Z8725에 기초하여 구하고, 각각의 값을 이하의 기준에 기초하여, ◎, ○ △, ×로 판정했다.

판정기준은, ◎…±1이내, ○…±3이내, △…±3보다 크고 , ±5이하 , ×…±5보다 크거나 또는 측정불능이다.

[3]상관색온도

상기 [2]와 같은 방법으로 발광광의 분광 분포를 측정하여, 상관색온도를 JIS Z8725에 기초해서 그 값을 측정값으로 했다. 또, 상관색온도가 1560K를 하회하는 경우, JIS Z8725부표1 및 2로부터 광의 상관색온도로서는 지나치게 낮다고 판단하여, 「＜1560」이라고 표기하고, 측정항목[2]Duv 및 [4]평균연색 평가지수도 구하지 못한다.

[4]평균연색 평가지수

상기 [2]와 같은 방법으로 발광광의 분광 분포를 측정하고, 평균연색 평가지수를 JIS Z8726에 기초하여 구하여, 그 값을 측정값으로 했다.

[5]멜라토닌 억제조도효율

상기 [2]와 같은 방법으로 발광광의 분광 분포를 측정하고, 도1의 액션 스펙트럼을 B(λ)라고 하고, 표준시감 효율을 V(λ), 광필터를 통과한 투과광의 분광 분포를 S(λ), 기초 광원(이 경우에는 전구색 형광등)의 분광 분포를 S_white(λ)로 해서, 이하와 같이 멜라토닌 억제조도효율(m)로서, 수1의 식에 의해 계산했다.

이 식에 의한 멜라토닌 억제조도효율(m)은, 기초 광원에 있어서, E[1x]로 멜라토닌의 분비를 억제했다라고 하면, 광필터를 통과한 투과광에서는, 같은 정도의 멜라토닌 분비의 억제를 일으키고자 하면, E/m[1x] 필요하다라는 것이다. 본 발명의 목적의 하나는 멜라토닌의 억제분비의 억제를 방지하는 것이기 때문에, 1보다 작고, 바람직하게는 0에 한없이 가까운 쪽이 좋은 것으로 된다. 그래서, 이하와 같은 판정기준에 의해 판정했다.

판정기준은, ○…0.5미만, △…0.5이상 0.75미만, ×…0.75이상이다.

[6](c)성분 또는 (d)성분을 배합한 것에 의한 멜라토닌 억제조도효율에의 효과

(c)성분 또는 (d)성분은, 이들을 배합함으로써 조명의 색을 양호하게 유지하면서, 또한 멜라토닌의 억제를 방지하는 것을 목적으로 하고 있다. 그 때문에 (c)성분 또는 (d)성분이 배합되어 있는 것은, (a) 및 (b)성분만의 것에 비해서, (c)성분 또는 (d)성분을 배합함으로써 멜라토닌 억제조도효율(m)이 더욱 저하되었는지를 이하의 기준에 의해 평가했다.

판정기준은, ○…(a) 및 (b)성분만이며 (a) 및 (b)성분의 배합량이 같은 것과 비교해서, 멜라토닌 억제조도효율이 저하,

×…(a) 및 (b)성분만이며 (a) 및 (b)성분의 배합량이 같은 것과 비교해서, 멜라토닌 억제조도효율이 같거나 또는 상승으로 했다.

표1에 본 발명에 의한 실시예와 비교예를 나타낸다.

(표1)

본원 제1발명의 광필터에 의하면, 도1 및 도4로부터, 등색함수 xyz의 모두에의 영향이 작고, 또한 야간의 멜라토닌의 억제효율이 높은 파장 480∼505nm의 파장역의 평균 투과율을 30%이하로 함으로써 광의 색으로서 양호한 색을 유지하면서, 멜라토닌 분비억제를 완화시킨다는 효과가 있다. 그 때문에 멜라토닌이 많이 분비되어, 체온저하나 입면을 촉진할 수 있다.

또한 저색온도이며 연색성이 높은 램프 중에서, 형광등이나 무전극 형광등과 같이 수은과 형광체에 의해 발광하는 종류의 램프는, 도2로부터도 알 수 있듯이 파장 435nm부근에 수은고유의 발광스펙트럼을 갖는다. 이 수은고유의 발광은 도13으로부터 멜라토닌의 분비억제의 효과가 높은 것을 알 수 있다. 그러나, 동시에 이 파장역은 도4로부터 등색함수z(λ)에의 기여도 크므로, 이 파장역의 투과율을 저감시키면, Duv가 커져 버려, 조명의 색을 양호하게 유지할 수 없게 된다.

그래서, 본원 제2발명의 광필터에 의하면, 제1발명의 광필터에 있어서, 파장 430∼445nm의 파장역의 평균 투과율이 50%이하이며, 또한 파장 530∼565nm의 평균 투과율을 45%이상 75%이하로 함으로써 광의 색으로서 양호한 색을 유지하면서, 또한 멜라토닌 분비억제를 완화시킨다는 효과가 있다. 그 때문에 멜라토닌이 많이 분비되어, 체온저하나 입면을 촉진할 수 있다.

또, 상술한 광필터를 실현하는 수단으로서, 제3발명의 광필터에 의하면, (a)투광성 수지와 (b)주황색계 형광 착색재료를 함유하는 수지조성물을 성형함으로써, 제1발명 및 제2발명의 광필터를 실현할 수 있다.

제4발명의 광필터에 의하면, (a)투광성 수지 100중량부에 대해서, (b)주황색계 형광 착색재료 0.005∼0.2중량부 배합한 수지조성물을 성형함으로써 제1발명 및 제2발명의 광필터를 실현할 수 있다.

제5발명의 광필터에 의하면, (a)투광성 수지 100중량부에 대해서, (b)주황색계 형광 착색재료를 0.005∼0.2중량부, (c)파장 330∼400nm에 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 0.25∼4중량부의 배합량으로 한 수지조성물을 성형함으로써 제3발명의 광필터를 실현할 수 있고, 또한 광의 색을 거의 변화시키지 않고 제4발명의 광필터보다 더욱 멜라토닌의 억제를 방지할 수 있다.

제6발명의 광필터에 의하면, (a)투광성 수지 100중량부에 대해서, (b)주황색계 형광 착색재료를 0.005∼0.2중량부, (d)황색계 착색재료 0.005∼0.01중량부의 배합량으로 한 수지조성물을 성형함으로써 제2발명의 광필터를 보다 용이하게 실현할 수 있다.

제7발명의 조명장치에 의하면, 제1∼6발명 중 어느 한 발명의 광필터를 가짐으로써, 야간에 있어서 멜라토닌이 많이 분비되어, 체온저하나 입면을 촉진할 수 있다.

Claims

파장 480∼505nm의 파장역의 평균 광선투과율이 30%이하이고, 파장 430∼445nm의 파장역의 평균 광선투과율이 50%이하이며, 또한 파장 530∼565nm의 평균 광선투과율이 45%이상 75%이하인 것을 특징으로 하는 광필터.
삭제
제1항에 있어서, 투광성 수지와 주황색계 형광 착색재료를 함유하는 수지조성물을 성형해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광필터.
제3항에 있어서, 상기 투광성 수지 100중량부에 대해서, 상기 주황색계 형광 착색재료를 0.005∼0.2중량부 배합한 수지조성물을 성형해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광필터.
제3항에 있어서, 상기 투광성 수지 100중량부에 대해서, 상기 주황색계 형광 착색재료를 0.005∼0.2중량부, 파장 330∼400nm에 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 0.25∼4중량부의 배합량으로 한 수지조성물을 성형해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광필터.
제3항에 있어서, 상기 투광성 수지 100중량부에 대해서, 상기 주황색계 형광 착색재료를 0.005∼0.2중량부, 황색계 착색재료 0.005∼0.01중량부의 배합량으로 한 수지조성물을 성형해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광필터.
제1항에 기재된 광필터를 갖는 것을 특징으로 하는 조명장치.