(57)【要約】【課題】被測定物の特殊な構造によるあるいは局所的な色艶の微妙な差や、風合いの違いが、より正確に判別あるいは検出することができるＬＥＤ照明光源装置を提供する。【解決手段】本ＬＥＤ照明光源装置は、青色ＬＥＤ１２ａ、赤色ＬＥＤ１２ｂ、緑色ＬＥＤ１２ｃ及び白色ＬＥＤ１２ｄよりなるＬＥＤ光源１１と、ＬＥＤ光源１１を１０μｓ〜１ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する定常光用パルス制御回路１４と、ＬＥＤ光源１１を１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する光用パルス制御回路１５と、定常光用パルス制御回路１４からのＰＷＭパルス駆動電流および１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルスで制御する光用パルス制御回路１５からのＰＷＭパルス駆動電流を組み合わせたＰＷＭパルス駆動電流でＬＥＤ光源１１を駆動するＬＥＤ光源駆動回路１６を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤよりなるＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源を１０μｓ〜１ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する定常光用パルス制御回路と、
前記ＬＥＤ光源を１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動用電流で制御する光用パルス制御回路と、
前記定常光用パルス制御回路からのＰＷＭパルス駆動電流及び前記光用パルス制御回路からのＰＷＭパルス駆動電流を組み合わせたＰＷＭパルス駆動電流で前記ＬＥＤ光源を駆動するＬＥＤ光源駆動回路を備えることを特徴とするＬＥＤ照明光源装置。
【請求項２】
前記青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤの光強度を１０〜３０ｍｓの範囲内の時間幅でそれぞれ独立に変化させることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明光源装置。
【請求項３】
定常光の強度が１０μｓ〜１ｍｓの範囲内で時間幅を複数段階に調整可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明光源装置。
【請求項４】
被測定物を目視又は撮像手段により観察するために照明光を照射するものであることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項に記載のＬＥＤ照明光源装置。
【請求項５】
照明光の照度及び色の少なくともいずれか一方を変化させることにより、被測定物の観察が行えることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ照明光源装置。
【請求項６】
照明光の照射角度を変化させる手段を備え、照明光の照射角度を変化させて被測定物の観察が行えることを特徴とする請求項４又は５に記載のＬＥＤ照明光源装置。
【請求項７】
被測定物の角度を変える手段を備え、被測定物の角度を変化させて被測定物の観察が行えることを特徴とする請求項４ないし６いずれか一項に記載のＬＥＤ照明光源装置。
【請求項８】
被測定物に対する照明光の照射方向を全空間的に変えて、被測定物の観察が行えることを特徴とする請求項４ないし７いずれか一項に記載のＬＥＤ照明光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照明光源装置に関するものである。より詳しくは、本発明は、特に被測定物の見えの差を観察するために好適なＬＥＤ照明光源装置である。
【背景技術】
【０００２】
多くの製品等の製造において、一定の色や艶あるいは表面状態（傷、埃等の付着）が維持されることは重要なことである。ところが、製品の製造時の温度、湿度、製品の形状等によって異なった色艶となることが多々ある。また、同じ被観察物に同じ照明光を照射して目視あるいはカメラ等の撮像部材で観察を行う場合にも、被観察物の観察方向、被観察物の設置位置の方向、照明光の照射角度の違いなどにより、見えに差がでてくることがある。例えば、布などではその織り方に方向性がある場合があり、見る方向によりかなり風合いが異なって観察されることがある。逆に、照明光の色や強度によって色艶に違いがあるものの、照明光照度、色によってはその違いが検出できないこともある。
【０００３】
これまで、製品等の表面状態や色、傷等を観察して品質の管理や所要の製品データの正確な読み取りを行うために、種々な提案がなされている（特許文献１〜５）。これらの中には、ＬＥＤを用いたものも提案されている。このＬＥＤはコストも安価であり、照明装置をより低コストで作製できる利点がある。
【０００４】
一方、家庭や、店舗、ショールーム等において、照明に温かみを持たせたり、清涼感を持たせたり、バリエーションのある照明を行う要望も少なからず見受けられる。
【特許文献１】特開２００１−１８３３０４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５４４４号公報
【特許文献３】特開平５−３３２９３９号公報
【特許文献４】特開２０００−５５８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、照明装置により製品等の被測定物を照明した状態で目視により、被測定物を観察を行うと、照明光に目が順応して特殊な構造によるあるいは局所的な色艶の微妙な差や、風合いの違いが判別できなくなることがある。また、照明条件の違いによって、目視のみならず、カメラ等の撮像手段を用いて被測定物を観察した場合にも、局所的な色艶の微妙な差や、風合いの違いが検出できなくなることがある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、被測定物の特殊な構造によるあるいは局所的な色艶の微妙な差や、風合いの違いが、より正確に判別あるいは検出することができるＬＥＤ照明光源装置を提供することを課題とする。
【０００７】
また、本発明は、家庭や、店舗、ショールームなどにおいて、照明光に目には見えない温かみを持たせたり、目には見えない清涼感を持たせたりすることのできるバリエーションのある照明を行うことができるＬＥＤ照明光源装置を提供することも課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によれば、下記の技術的手段が提供される。
【０００９】
[１]青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤよりなるＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源を１０μｓ〜１ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する定常光用パルス制御回路と、前記ＬＥＤ光源を１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する光用パルス制御回路と、前記定常光用パルス制御回路からのＰＷＭパルス駆動電流および前記１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルスで制御する光用パルス制御回路からのＰＷＭパルス駆動電流を組み合わせたＰＷＭパルス駆動電流で前記ＬＥＤ光源を駆動するＬＥＤ光源駆動回路を備えることを特徴とするＬＥＤ照明光源装置。
【００１０】
[２]上記第１の発明において、前記青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤの光強度を１０〜３０ｍｓの範囲内の時間幅でそれぞれ独立に変化させることを特徴とするＬＥＤ照明光源装置。
【００１１】
[３]上記第１又は第２の発明において、定常光の強度が１０μｓ〜１ｍｓの範囲内で時間幅を複数段階に調整可能であることを特徴とするＬＥＤ照明光源装置。
【００１２】
[４]上記第１ないし第３のいずれかの発明において、被測定物を目視又は撮像手段により観察するために照明光を照射するものであることを特徴とするＬＥＤ照明光源装置。
【００１３】
[５]上記第４の発明において、照明光の照度及び色の少なくともいずれか一方を変化させることにより、被測定物の観察が行えることを特徴とするＬＥＤ照明光源装置。
【００１４】
[６]上記第４又は第５の発明において、照明光の照射角度を変化させる手段を備え、照明光の照射角度を変化させて被測定物の観察が行えることを特徴とするＬＥＤ照明光源装置。
【００１５】
[７]上記第４ないし第６のいずれかの発明において、被測定物の角度を変える手段を備え、被測定物の角度を変化させて被測定物の観察が行えることを特徴とするＬＥＤ照明光源装置。
【００１６】
[８]上記第４ないし第７のいずれかの発明において、被測定物に対する照明光の照射方向を全空間的に変えて、被測定物の観察が行えることを特徴とするＬＥＤ照明光源装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記技術的手段を採用したので、被測定物の特殊な構造によるあるいは局所的な色艶の微妙な差や、風合いの違いが、より正確に判別あるいは検出することが可能となる。特に、目視による観察では、目に点滅を生じさせない光を含む照明光により、目の照明光への順応を阻害し、その判別、検出の効果をより一層向上させることができる。
【００１８】
また、本発明は、家庭や、店舗、ショールームなどにおいて、照明光に目には見えない温かみを持たせたり、目には見えない清涼感を持たせたりすることのできるバリエーションのある照明を行うことができるため、その応用範囲は広い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について詳述する。
【００２０】
図１は、本発明による一実施形態に係るＬＥＤ照明光源装置のＬＥＤ照明光源ユニット１１を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図２は、同実施形態のＫＥＤ照明光源装置の制御回路系を示す図である。
【００２１】
本実施形態のＬＥＤ照明光源ユニット１１は、２つの青色ＬＥＤ１２ａ、２つの赤色ＬＥＤ１２ｂ、２つの緑色ＬＥＤ１２ｃ及び１つの白色ＬＥＤ１２ｄの７つのＬＥＤよりなり、白色ＬＥＤ１２ｄを中心に、その周りに６つのＬＥＤ１２ａ〜１２ｃが配設されている。１３はビス等の固定具である。なお、本例では１つの白色ＬＥＤの周りにそれぞれ２個の青色、赤色、緑色ＬＥＤ１２ａ〜１２ｃを配置したが、これらの数、配置は本例に限定されず、任意に設定することができる。
【００２２】
これらＬＥＤ１２ａ〜１２ｄは、図２に示すように、定常光用パルス制御回路１４、１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する光用パルス制御回路１５及びＬＥＤ光源駆動回路１６により駆動制御される。
【００２３】
定常光用パルス制御回路１４は、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄを１０μｓ〜１ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する。例えば、１０μｓごとに変化させるようにすると１００段階（ステップ）での定常光（実質的に連続光）の光強度制御を行うことができる。もちろん、そのステップ数は任意に設定することができる。各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄの定常光の出力強度はそれぞれ独立に変化させることができる。被測定物等に照射される定常光は、ＬＥＤ照明光源ユニット１１の各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄの光出力を加え合わせたものとなる。定常光の照度、色（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの照度比）は公知のデューティ比の制御により行うことができる。定常光用パルス制御回路１４が出力するＰＷＭパルスのパルス幅が１０μｓより短いと、ＬＥＤ出力の階調数が１００以上となり制御系のディジタル回路の負担が大となり、１ｍｓより長いと、ＬＥＤ出力の階調数が１以下となり、色光制御が不可能となる。
【００２４】
１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する光用パルス制御回路１５は、ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄを１０〜３０ｍｓの範囲の時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する。この範囲の時間幅のパルス光は目に点滅を感じさせない周期であり、特有の効果を付与する。光用パルス制御回路１５が出力するＰＷＭパルス駆動電流の時間幅が１０ｍｓより短いと、視覚に認識されない光となり、３０ｍｓより長いと、意識下で常に認識される光となる。
【００２５】
各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄの光の光強度は１０〜３０ｍｓの範囲内の時間幅でそれぞれ独立に変化させることができる。この場合も、被測定物等に照射される光は、ＬＥＤ照明光源ユニット１１の各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄの光出力を加え合わせたものとなる。各ＬＥＤ１２ａ〜１２ｄの光強度をそれぞれ独立に制御することにより、光の提示色を変化させることができる。デューティ比の制御によっても変化させることができる。このパルス光の点灯、消灯の印加動作は「人間の見え」に作用する新規な照明効果をもたらす。
【００２６】
本実施形態のＬＥＤ照明光源装置による照明光は、定常光に１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルスで制御する光が加わったものとなる。
【００２７】
本実施形態のＬＥＤ照明光源装置は、各種製品等の被測定物の色艶や傷、塵の付着等の表面状態の観察に好適に利用することができる。この場合、１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルスで制御する光の効果により、目視あるいはカメラ等の撮像部材での観察において、特殊な構造によるあるいは局所的な色艶の微妙な差を確実に検出できるようになる。
【００２８】
本実施形態のＬＥＤ照明光源装置によれば、照明光の照度及び色の少なくともいずれか一方を変化させることにより、被測定物の観察を行うことができる。
【００２９】
また、本実施形態のＬＥＤ照明光源装置は、公知の回動手段を用いて、照明光の照射角度を変化させて被測定物の観察を行うこともできる。
【００３０】
また、本実施形態のＬＥＤ照明光源装置は、回転可能な支持プレート等の被測定物の角度を変える手段を設けることにより、被測定物の角度を変化させて被測定物の観察が行うこともできる。後述するような半球ドーム状装置の内壁面に任意に複数取り付け、照明光の出力を行うＬＥＤ照明光源ユニットを適切に選択することにより、被測定物に対する照明光の照射方向を全空間的に変えて、被測定物の観察が行うこともできる。このようにすると、上記の機能に加えて、連続時間的にあるいは離散時間的に(1)光照射角度が変えられる、(2)発光点の数や場所が変えられる、(3)色順応推移を阻止できる、といった性能を持たせることができる。
【００３１】
さらに、本発明のＬＥＤ照明光源装置は、家庭や、店舗、ショールームにおける照明にも応用が可能である。その場合、例えば、色覚障害者と健常者とに対して共通の情報の提示が可能となる、赤色の１０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルスで制御する光により、照明光に目に見えない温かみを持たせる、青色の光により正目高に目に見えない清涼感を持たせる、上記の光の効果により目の順応機能を阻害できる等が可能となる。
【実施例】
【００３２】
次に、本発明の実施例を述べる。
【００３３】
図３は、本発明のＬＥＤ照明光源装置を半球ドーム状装置２１に適用した例であり、図３の（ｂ）は図３の（ａ）を面内方向に９０度回転させた場合の断面図である。図３では例示のために２個のＬＥＤ照明光源ユニット２２、２３が設けてあるが、本実施例で示す以外にも緯度及び経度を変えて多数個設置することが可能である。ＬＥＤ照明光源ユニット２２の構造は図１に示すものと同様とすることができる。図３のＬＥＤ照明光源ユニット２２、２３では回転範囲を３０゜に設定してある。ＬＥＤ照明光源ユニット２２、２３における各ＬＥＤの制御は図２のような制御回路系で行うことができる。図３では２個のＬＥＤ照明光源ユニットを２対（２２及び２３）が設けてあり、ＬＥＤ照明光源ユニット２２及び２３の構造は図１に示すものと同様である。
【００３４】
この実施例では、計測は半球ドーム状装置２１の上面の平坦部２４より目視又はカメラ等の撮像部材で行う。平坦部２４は開口となっていてもよいし、観察可能なように透明板が設けられていてもよい。２５は基台である。この例の半球ドーム状装置２１のドーム半径は１８０ｍｍ、基台２５の半径は２１０ｍｍ、ＬＥＤ照明光源ユニット２２及び２３はそのＬＥＤの先端が半径１５０ｍｍの位置となり、可動範囲（図中ハッチングで示されている）の中心が基台２５の上面中心から４５度の位置となるように配置されている。
【００３５】
この実施例の半球ドーム状装置２１によれば、前記の特許文献１〜５に記載されていると同様な観察、計測を行うこともできる。照明光の照度や色（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの照度比）を変えて観察したり、（布地や塗装物などの）被測定物の風合いの差を観察したり、照明光の照射角度や照射方向を変えたり、被測定物の角度や回転方向を変えて目視あるいはカメラ等の撮像部材による観測ができる。
【００３６】
基台２５にシルク布を置き、ＬＥＤ照明光源ユニット２２とＬＥＤ照明光源ユニット２３を交互に点灯し、平坦部２４より観察したところ、風合いの差が観察された。観察領域は５０ミリ角である。風合いの差は照明光の色により異なって観察された。また、照射方向により見えが鮮明に異なった。照明光の色を最適に選ぶことにより、自然光や蛍光灯・電球光下よりも顕著であった。なお、
また、カメラ等の撮像部材による観測を行った結果、図４から図７に示すように風合いの差が照明光の色により異なって撮影された。図４は室内照明下（ｘ＝０．３７６、ｙ＝０．３９１、６００ｌｘ）で真上より撮影したシルク布を示す図である。
図５，図６，図７はＬＥＤ照明光源ユニット２２及びＬＥＤ照明光源ユニット２３を交互に点灯し撮影したシルク布を示す図である。光の色は、図５ではＤ６５昼光色の光（４種のＬＥＤの合成光：ｘ＝０．２９、ｙ＝０．３０、２５０ｌｘ）を照射しており、右側が図３（ａ）、左側が図３（ｂ）の状態での照射である。図６では緑色ＬＥＤ光（ｘ＝０．１８、ｙ＝０．７５，２５０ｌｘ）を照射しており、右側が図３（ａ）、左側が図３（ｂ）の状態での照射である。図７では青色ＬＥＤ光（ｘ＝０．１４、ｙ＝０．０７、３５ｌｘ）を照射しており、右側が図３（ａ）、左側が図３（ｂ）の状態で照射したものである。図８はこれらの光を色度上に図示したものである。
【００３７】
本実施例では観察物を固定したままで照明光の照射方向と色を変えることで風合いの差が顕著に判別できることを実証した。
【００３８】
従来、物体の色や風合いを判定するには、一般には晴天時の北窓光のような自然光の下で作業をする方法が多く行われている。これに対し上記の実施例では、天候、季節、時間にかかわらず、自然光と類似した光を含め、様々な好適な光の下で簡便に判定作業を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による一実施形態に係るＬＥＤ照明光源装置のＬＥＤ照明光源ユニット１１を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】同実施形態のＬＥＤ照明光源装置の制御回路系を示す図である。
【図３】本発明のＬＥＤ照明光源装置を半球ドーム状装置２１に適用した実施例を示す断面図である。
【図４】室内照明下で真上より撮影したシルク布を示す図である。
【図５】図３（ａ）のＬＥＤ照明光源ユニットと図３（ｂ）のＬＥＤ照明光源ユニットを交互に点灯しＤ６５昼光色の光を照射して撮影したシルク布を示す図である。
【図６】図３（ａ）のＬＥＤ照明光源ユニットと図３（ｂ）のＬＥＤ照明光源ユニットを交互に点灯し緑色ＬＥＤ光を照射して撮影したシルク布を示す図である。
【図７】図３（ａ）のＬＥＤ照明光源ユニットと図３（ｂ）のＬＥＤ照明光源ユニットを交互に点灯し青色ＬＥＤ光を照射して撮影したシルク布を示す図である。
【図８】図４ないし図７で用いた光の座標を色度図上に示したものである。
【符号の説明】
【００４０】
１１    ＬＥＤ照明光源ユニット
１２ａ    青色ＬＥＤ
１２ｂ    赤色ＬＥＤ
１２ｃ    緑色ＬＥＤ
１２ｄ    白色ＬＥＤ
１４    定常光用パルス制御回路
１５    １０〜３０ｍｓの時間幅のＰＷＭパルス駆動電流で制御する光用制御回路
１６    ＬＥＤ光源駆動回路
２１    半球ドーム状装置（ＬＥＤ照明光源装置）
２２、２３    ＬＥＤ照明光源ユニット
２４    平坦部
２５    基台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図８】
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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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