(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色の波長領域を有するＬＥＤ素子と、４８０〜５２０ｎｍ間にピーク波長を持ち、半値幅が２０〜５０ｎｍの青緑色蛍光体とを有する発光部であって、前記青色の波長領域を有するＬＥＤ素子のピーク波長における発光出力を１とした場合に、前記青緑色蛍光体のピーク波長における発光出力が０．６以上、１．２以下となるように構成された第１発光部と、青色の波長領域を有するＬＥＤ素子と、緑色、黄色、赤色の蛍光体のいずれか１つの蛍光体又は複数の蛍光体を組み合わせて構成されており、前記第１発光部よりもｘｙ色度図上におけるｘ色度及びｙ色度が大きい第２発光部とを備え、ＬＥＤ素子のみからなる発光部を備えていないことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記第１発光部よりもｘｙ色度図上におけるｘ色度及びｙ色度が大きい第３発光部を更に備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の照明装置において、
前記第２発光部は少なくとも白色光を発するように構成されたことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置において、
前記発光部の発光出力を調整する調整手段を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ素子を有する発光部を備えた照明装置では、ピーク波長の異なる赤、緑、青色のＬＥＤ素子を組み合わせて例えば白色の光を発光させるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の照明装置では、各色のＬＥＤ素子におけるピーク波長の組合せを調整することで、高い演色性が得られるとともに、状況に応じたメラトニン生成の抑制効率の制御が可能とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７３５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような照明装置では、ピーク波長の異なる赤、緑、青色の３色のＬＥＤ素子を用いて演色性の程度やメラトニン抑制効率を制御することができるようになっている。しかしながら、各色のＬＥＤ素子を用いる場合、色バラツキが大きく、ＬＥＤ素子の選定や、ばらつきを抑えるために個別の制御値の調整などが必要であるため、簡易な構成にて効率よく所望のスペクトル特性をえることができる照明装置の開発が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡易な構成にて効率よく所望のスペクトル特性を得ることができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、青色の波長領域を有するＬＥＤ素子と、４８０〜５２０ｎｍ間にピーク波長を持ち、半値幅が２０〜５０ｎｍの青緑色蛍光体とを有する発光部であって、前記青色の波長領域を有するＬＥＤ素子のピーク波長における発光出力を１とした場合に、前記青緑色蛍光体のピーク波長における発光出力が０．６以上、１．２以下となるように構成された第１発光部と、青色の波長領域を有するＬＥＤ素子と、緑色、黄色、赤色の蛍光体のいずれか１つの蛍光体又は複数の蛍光体を組み合わせて構成されており、前記第１発光部よりもｘｙ色度図上におけるｘ色度及びｙ色度が大きい第２発光部とを備え、ＬＥＤ素子のみからなる発光部を備えていないことを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、第１発光部よりもｘｙ色度図上におけるｘ色度及びｙ色度が大きい第３発光部を更に備えることが好ましい。
上記構成において、第２発光部は少なくとも白色光を発するように構成されることが好ましい。
【００１１】
上記構成において、発光部の発光出力を調整する調整手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易な構成にて効率よく所望のスペクトル特性を得ることができる照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態における照明装置の概略ブロック図。
【図２】各条件Ａ〜Ｄと比較例１〜３とでの効果の違いについて説明するための説明図。
【図３】照明装置の第１発光部及び第２発光部の分光分布を示す特性図。
【図４】照明装置のｘｙ色度について説明するための特性図。
【図５】条件Ａの照明装置におけるスペクトルの特性図。
【図６】条件Ｂの照明装置におけるスペクトルの特性図。
【図７】条件Ｃの照明装置におけるスペクトルの特性図。
【図８】条件Ｄの照明装置におけるスペクトルの特性図。
【図９】別例における照明装置の概略ブロック図。
【図１０】比較例１の照明装置におけるスペクトルの特性図。
【図１１】比較例２の照明装置におけるスペクトルの特性図。
【図１２】比較例３の照明装置におけるスペクトルの特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の照明装置１０は、発光部１１と、この発光部１１に対して供給する電源１３からの電力を制御する制御部１２とを備える。
【００１５】
発光部１１を構成する第１発光部１１ａは、青色ＬＥＤ素子１５ａと、４８０〜５２０ｎｍにピーク波長を有するとともに半値幅が２０〜５０ｎｍの青緑色蛍光体１５ｂとで構成される。このような構成とすることで、例えば、青色ＬＥＤ素子１５ａのピーク波長を１とした場合に、図３に示すような分光分布特性を得ることができる。なお、青緑色蛍光体１５ｂは、一般式がＭ１−ａＳｉ２Ｏ２−１／２ｎＸｎＮ２：Ｅｕａで表される蛍光体であって、Ｍはストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）及びカルシウム（Ｃａ）の少なくとも１つ以上の元素であり、Ｘは塩素（Ｃｌ）及び臭素（Ｂｒ）の少なくとも１つ以上の元素であり、ａは０．００５≦ａ≦０．１５であり、ｎは０．０２≦ｎ≦０．２であることが望ましい。
【００１６】
また、発光部１１を構成する第２発光部１１ｂは、青色ＬＥＤ素子１６ａと、蛍光体１６ｂとで構成される。第２発光部１１ｂを構成する蛍光体１６ｂは、緑色、黄色、赤色の蛍光体のいずれか１つの蛍光体又は複数の蛍光体を組み合わせて構成される。これにより、第２発光部１１ｂは、第１発光部１１ａと比較して図４に示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図上でｘ色度値及びｙ色度値の高い光色を発光するものである。このような構成とすることで、蛍光体１６ｂのピーク波長を１とした場合に、図３に示すような分光分布特性を得ることができる。
【００１７】
上記のように構成された照明装置１０では、制御部１２による電源１３からの電力制御にて各発光部１１ａ，１１ｂの点灯、消灯や光の調整が可能とされる。また、各発光部１１ａ，１１ｂの光を制御部１２にて調整することで、図４に示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図上の直線Ｌ上の範囲で光色を調整することが可能となっている。また、図４に示すように前記直線Ｌの一部が黒体放射軌跡Ｋ上となるように設定することで黒体放射軌跡Ｋと重なった範囲での色温度の調整も可能となる。
【００１８】
次に、本実施形態の照明装置１０の各条件の差異による各効果の違いについて図２、図３、図５〜図８及び図１０〜図１２を用いて説明する。なお、本実施形態では、次の（Ａ）〜（Ｄ）と（比較例１）〜（比較例３）を条件としている。
【００１９】
条件（Ａ）：第１発光部１１ａの青色ＬＥＤ素子１５ａの相対スペクトル強度を１とした場合に、４８０〜５２０ｎｍ間の波長領域におけるピーク波長の相対スペクトル強度を０．４とする。更に、各発光部１１ａ，１１ｂを制御部１２にて色温度が約８０００Ｋとなるように調光する。なお、このように構成された照明装置１０のスペクトルの特性を図７に示す。
【００２０】
条件（Ｂ）：第１発光部１１ａの青色ＬＥＤ素子１５ａの相対スペクトル強度を１とした場合に、４８０〜５２０ｎｍ間の波長領域におけるピーク波長の相対スペクトル強度を１．２とする。更に、各発光部１１ａ，１１ｂを制御部１２にて色温度が約４２０１Ｋとなるように調光する。なお、このように構成された照明装置１０のスペクトルの特性を図６に示す。
【００２１】
条件（Ｃ）：第１発光部１１ａの青色ＬＥＤ素子１５ａの相対スペクトル強度を１とした場合に、４８０〜５２０ｎｍ間の波長領域におけるピーク波長の相対スペクトル強度を０．６とする。更に、各発光部１１ａ，１１ｂを制御部１２にて色温度が約６７００Ｋとなるように調光する。なお、このように構成された照明装置１０のスペクトルの特性を図８に示す。
【００２２】
条件（Ｄ）：第１発光部１１ａの青色ＬＥＤ素子１５ａの相対スペクトル強度を１とした場合に、４８０〜５２０ｎｍ間の波長領域におけるピーク波長の相対スペクトル強度を０．７とする。更に、各発光部１１ａ，１１ｂを制御部１２にて色温度が約４１５０Ｋとなるように調光する。なお、このように構成された照明装置１０のスペクトルの特性を図５に示す。
【００２３】
（比較例１）：第１発光部１１ａの青色ＬＥＤ素子１５ａの相対スペクトル強度を１とした場合に、４８０〜５２０ｎｍ間の波長領域におけるピーク波長の相対スペクトル強度を０．３とする。更に、各発光部１１ａ，１１ｂを制御部１２にて色温度が約８０００Ｋとなるように調光する。なお、このように構成された照明装置のスペクトルの特性を図１０に示す。
【００２４】
（比較例２）：第１発光部１１ａの青色ＬＥＤ素子１５ａの相対スペクトル強度を１とした場合に、４８０〜５２０ｎｍ間の波長領域におけるピーク波長の相対スペクトル強度を１．３とする。更に、各発光部１１ａ，１１ｂを制御部１２にて色温度が条件Ｃと同一で条件Ｄと略同一である約４２０１Ｋとなるように調光する。なお、このように構成された照明装置のスペクトルの特性を図１１に示す。
【００２５】
（比較例３）：色温度が約６６００Ｋの三波長形蛍光灯である。なお、このように構成された照明装置のスペクトルの特性を図１２に示す。
［条件Ａと比較例１の比較］
ここで、例えば本実施形態の各発光部１１ａ，１１ｂを前記条件（Ａ）に則した構成とすることで、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを９２とすることができ、（比較例１）のＰＳ８３と比較して高い値を得ることができる。また、条件（Ａ）に則した構成の発光部１１ａ，１１ｂでは平均演色評価数Ｒａを８０以上とすることができ、十分な演色性を得ることができる。さらに、メラトニン分泌の抑制並びに生体時計機構（サーカディアンリズム）に対して影響のある生体作用度を１．１とすることができ、（比較例１）の生体作用度１．０５と比較して高い値を得ることができる。また、薄明視環境下に非常に効果のあるＳ／Ｐ比を２．７７とすることができ、十分なＳ／Ｐ比を得て薄明視環境下における視認性も十分にあると推定される。ちなみに、Ｓ／Ｐ比とは、暗所視での分光視感効率Ｖ’（λ）にランプの分光特性を積算して算出される暗所視輝度Ｌｓと、明所視での分光視感効率Ｖ（λ）にランプの分光特性を積算して算出される明所視輝度Ｌｐとの比率のことである。
【００２６】
［条件Ｂと比較例２の比較］
また、例えば本実施形態の各発光部１１ａ，１１ｂを前記条件（Ｂ）に則した構成とすることで、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを１００とすることができ、（比較例２）のＰＳ９８と比較して高い値を得ることができる。また、条件（Ｂ）に則した構成の発光部１１ａ，１１ｂでは平均演色評価数Ｒａを８０以上とすることができ、（比較例２）のＲａ７１と比較して十分な演色性を得ることができる。
【００２７】
［条件Ｃと比較例３の比較］
また、例えば本実施形態の各発光部１１ａ，１１ｂを前記条件（Ｃ）に則した構成とすることで、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを９８とすることができ、（比較例３）のＰＳ７６と比較して高い値を得ることができる。また、条件（Ｃ）に則した構成の発光部１１ａ，１１ｂでは平均演色評価数Ｒａを８０とすることができ、十分な演色性を得ることができる。さらに、メラトニン分泌の抑制並びに生体時計機構（サーカディアンリズム）に対して影響のある生体作用度を１．０３とすることができ、（比較例３）の生体作用度０．８８と比較して高い値を得ることができる。また、薄明視環境下に非常に効果のあるＳ／Ｐ比を２．７６とすることができ、十分なＳ／Ｐ比を得て薄明視環境下における視認性も十分にあると推定される。
【００２８】
［条件Ｄと比較例３の比較］
また、例えば本実施形態の各発光部１１ａ，１１ｂを前記条件（Ｄ）に則した構成とすることで、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを９３とすることができ、（比較例３）のＰＳ７６と比較して高い値を得ることができる。また、条件（Ｃ）に則した構成の発光部１１ａ，１１ｂでは平均演色評価数Ｒａを９０とすることができ、（比較例３）のＲａ８５と比較して十分な演色性を得ることができる。
【００２９】
上述した比較結果から、第１発光部１１ａは、ＬＥＤ素子１５ａの発光出力を１とした場合に、青緑色蛍光体１５ｂのピーク波長における発光出力が０．４以上、１．２以下となる構成とすることで、Ｒａを８０以上でＰＳを９０以上とすることができる。
【００３０】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）青色の波長領域を有するＬＥＤ素子１５ａと、４８０〜５２０ｎｍ間にピーク波長を持ち、半値幅が２０〜５０ｎｍの青緑色蛍光体１５ｂとを少なくとも有する発光部１１ａを備える。このような構成とすることで、メラトニン分泌の抑制、生物時計機構（サーカディアンリズム）への影響の強い分光分布の光（生体作用度の強い光）とすることができる。また、肌の見えを好ましく見せることができる（ＰＳの高い）分光分布の光とすることができる。更に、薄明視環境下で視線周辺の見えやすさを向上させる（Ｓ／Ｐ比が高い）分光分布の光とすることができる。このように、同一色のＬＥＤ素子１５ａ及びＬＥＤ素子１６ａを用いる簡素な構成にて、所望のスペクトル特性を効率よく得ることができる。
【００３１】
（２）第１発光部１１ａは、ＬＥＤ素子１５ａの発光出力を１とした場合に、青緑色蛍光体１５ｂのピーク波長における発光出力が０．４以上、１．２以下となるように構成される。これにより、演色性がよく（Ｒａ８０以上）、ＰＳ値を９０以上とすることができるので、青白い高色温度の光や一般的な白色光のもとでも、ものの見えが忠実に見え、かつ人の肌色（顔色）が好ましく見える光とすることができる。また、特に高い色温度では、Ｒａ８０以上、ＰＳ９０以上としながら、生体作用度やＳ／Ｐ比を同時に高めることができる。
【００３２】
（３）発光部１１は、青色ＬＥＤ素子１５ａと、４８０〜５２０ｎｍ間にピーク波長を持ち半値幅が２０〜５０ｎｍの青緑色蛍光体とを少なくとも有する第１発光部１１ａと、これよりもｘｙ色度図上におけるｘ色度及びｙ色度が大きい第２発光部１１ｂとを備える。このような構成とすることで、各発光部１１ａ，１１ｂの光を合わせて混色させた際に目的の色温度の白色とすることが可能となる。
【００３３】
（４）第１発光部１１ａの発光出力を調整する制御部１２を備える。このようなに第１発光部１１ａの出力を調整することで、簡易な構成で高色温度時に最高照度、低色温度時に最低出力の制御とすることができる。
【００３４】
（５）また、第２発光部１１ｂの発光出力を制御部１２にて変更することができるため、より広い範囲の色温度に変更することができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００３５】
・上記実施形態では、２つの発光部１１ａ，１１ｂを用いる構成としたが、例えば図９に示すように３つの発光部１１ａ〜１１ｃを用いる構成を採用してもよい。なお、第３発光部１１ｃは、青色ＬＥＤ素子１７ａと、蛍光体１７ｂとで構成される。第３発光部１１ｃを構成する蛍光体１７ｂは、緑色、黄色、赤色の蛍光体のいずれか１つの蛍光体又は複数の蛍光体を組み合わせて構成される。また第３発光部１１ｃは、第１発光部１１ａよりもｘｙ色度図上におけるｘ色度及びｙ色度が大きいことが望ましい。このような構成とすることで、各発光部１１ａ，１１ｂの光を合わせて混色させた際に目的の色温度に微調整することができる。
【００３６】
また、１つの発光部（第１発光部１１ａ）を用いる構成を採用してもよい。更に、４つ以上の発光部を用いる構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、第２発光部１１ｂは少なくとも白色光を発するように構成としてもよい。第２発光部１１ｂを白色光とすることで第１発光部１１ａを消灯しても、白色を維持できる。第１発光部１１ａを消灯するので、生体への作用度が小さくなり、夕方〜夜間の照明に適した光となる。
【００３７】
・上記実施形態では、特に言及していないが、本照明装置１０は、ベースライト、ダウンライト、スポットライト、ブラケットライト、ペンダントライト及びシーリングライトなどの各種照明器具として利用してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０…照明装置、１１…発光部、１１ａ…第１発光部、１１ｂ…第２発光部、１１ｃ…第３発光部、１２…制御部（調整手段）、１５ａ…ＬＥＤ素子、１５ｂ…青緑色蛍光体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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