(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相関色温度３０００〜６５００Ｋの白色光源と；
ｘｙ色度図上で０．０８≦ｘ≦０．２１、０．２７≦ｙ≦０．７２を満たす光を発する第２の光源と；
ｘｙ色度図上で０．４８≦ｘ≦０．７２、０．２８≦ｙ≦０．４５を満たす光を発する第３の光源と；
を具備し、
前記第２の光源の光束が前記第３の光源の光束よりも大きく、前記白色光源の光束に対する前記第２の光源の光束比が２４％未満かつ前記白色光源の光束に対する前記第３の光源の光束の比が１３％未満である
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第２の光源と前記第３の光源の光束の合計は照明装置全体の８％以上である
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、色再現性を向上させる照明装置および照明空間設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば競技場で用いられる投光器等の照明装置は、遠方にある照射対象物を十分な明るさで照らすため、その光源に高出力化が比較的容易なＨＩＤランプ（高輝度放電ランプ）が広く用いられている。一方、近時、ＨＩＤランプに代わり、光源として長寿命や省電力が期待できるＬＥＤ（発光ダイオード）等の高効率の発光素子が用いられるようになってきている。
【０００３】
しかしながら、高効率の発光素子は概して色再現性が悪く、高効率の発光素子を用いた照明装置で照明する照明対象物の競技場内における色の見え方が不自然になるだけでなく、照明対象物をテレビカメラで撮影して放送する場合、放送を受信してテレビに映し出される映像の色再現性が悪いことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１４９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、テレビカメラで撮影して放送する場合でも照明対象物の色再現性を向上できる照明装置および照明空間設計方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の照明装置は、相関色温度３０００〜６５００Ｋの白色光源と、ｘｙ色度図上で０．０８≦ｘ≦０．２１、０．２７≦ｙ≦０．７２を満たす光を発する第２の光源と、ｘｙ色度図上で０．４８≦ｘ≦０．７２、０．２８≦ｙ≦０．４５を満たす光を発する第３の光源とを具備する。第２の光源の光束が第３の光源の光束よりも大きく、白色光源の光束に対する第２の光源の光束比が２４％未満かつ白色光源の光束に対する第３の光源の光束の比が１３％未満である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、テレビカメラで撮影して放送する場合でも照明対象物の色再現性が向上することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態を示す照明装置の斜視図である。
【図２】同上照明装置の白色光源の相対分光分布図である。
【図３】同上照明装置の青緑色光源の色度範囲を示す色度図である。
【図４】同上照明装置の白色光源＋青緑色光源の相対分光分布図である。
【図５】同上照明装置の分光分布毎の平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａの表である。
【図６】同上照明装置の白色光源に対する青緑色光源の光束比と、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａと、色偏差との関係を示すグラフである。
【図７】同上照明装置の白色光源＋赤色光源の相対分光分布図である。である。
【図８】同上照明装置の白色光源＋赤色光源＋青緑色光源の相対分光分布図である。である。
【図９】同上照明装置の光源毎の光束および光束比の表である。
【図１０】同上照明装置の分光分布毎の平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａの表である。
【図１１】同上照明装置の白色光源に対する青緑色光源および赤色光源の光束比と平均演色評価数Ｒａとの関係を示すグラフである。
【図１２】同上照明装置の白色光源に対する青緑色光源および赤色光源の光束比とテレビ照明用演色評価指数Ｑａとの関係を示すグラフである。
【図１３】第２の実施形態を示す照明装置を設置する競技場の平面図である。
【図１４】第３の実施形態を示す照明装置の光源の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、第１の実施形態を、図１ないし図１２を参照して説明する。
【００１０】
図１に照明装置10を示す。照明装置10は、例えば、競技場で用いられる投光器である。照明装置10は、本体11と、電源ユニット12と、これら本体11および電源ユニット12を設置するための設置台13を備えている。
【００１１】
本体11は、前面が開口するケース16およびケース16の前面開口を閉塞する透光カバー17を有している。本体11の内部には、複数の光源18が配置されているとともに、光源18毎に光源18からの光を集光し配光を制御する反射体19がそれぞれ配置されている。
【００１２】
本実施形態では、本体11の前面から見て周辺部に６つの光源18が配置されているとともに、中央部に１つの光源18が配置されている。そして、周辺部の光源18は、白色光源18Wとされている。中央の光源18は、第２の光源としての青緑色光源（シアン色光源）18C、または、青緑色光源18Cおよび第３の光源としての赤色光源18Rの両方とされている。
【００１３】
まず、照明装置10の中央の光源18が青緑色光源（シアン色光源）18Cである場合について説明する。
【００１４】
白色光源18Wは、相関色温度３０００〜６５００Ｋの白色光を発する。白色光源18Wは、発光素子としての青色ＬＥＤチップ、およびこの青色ＬＥＤチップを覆う黄色蛍光体を有する白色ＬＥＤである。白色光源18Wは、青色ＬＥＤが発する青色光とこの青色光で黄色蛍光体が励起されて発する黄色光とが混光された分光分布の白色光を発する。そして、図２には、白色光源18Wが発する白色光の相対分光分布Ａを示す。
【００１５】
青緑色光源18Cは、ピーク波長が４９０〜５２０ｎｍ、半値幅が６０ｎｍ以下であり、図３に示すｘｙ色度図上で０．０８≦ｘ≦０．２１、０．２７≦ｙ≦０．７２を満たす光を発する。青緑色光源18Cは、前記色度と半値幅を有する青緑色ＬＥＤである。白色光源18Wの光束に対する青緑色光源18Cの光束の比は３０％以下である。図４には、図２の相対分光分布Ａに、主波長５００ｎｍおよび半値幅４０ｎｍの青緑色光源18Cが発する青緑色光が、（白色光）９０：（青緑色光）１０の光束比の割合で混光された相対分光分布Ｂを示す。
【００１６】
また、電源ユニット12は、各光源18に電力を供給し、各光源18を発光させる。
【００１７】
そして、照明装置10は、競技場に立設される支柱の上部や競技場の屋根等に複数設置され、競技場内に光を照射する。
【００１８】
照明装置10から照射する光は、白色光源18Wからの白色光および青緑色光源18Cからの青緑色光が含まれ、図４に示す相対分光分布Ｂとなっている。
【００１９】
図５には、白色光源18Wの相対分光分布Ａ、および白色光源18W＋青緑色光源18Cの相対分光分布Ｂのそれぞれについて、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数（Television Lighting Consistency Index）Ｑａを求めた結果を示す。
【００２０】
白色光と青緑色光を混光した相対分光分布Ｂでは、白色光のみの相対分光分布Ａに比べて、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａとも高くなり、特に、テレビ照明用演色評価指数Ｑａが大幅に高くなった。
【００２１】
平均演色評価数Ｒａが高くなることにより、競技場内に居る人から見て競技場内の視対象の色再現性を向上させることができる。
【００２２】
テレビ照明用演色評価指数Ｑａが高くなることにより、競技場内をテレビカメラで撮影して放送する場合、撮影された映像の色再現性が向上し、そのため、放送を受信してテレビに映し出される映像の色再現性を向上させることができる。
【００２３】
このように、照明装置10は、白色光と青緑色光とを混光し、照射することにより、平均演色評価数Ｒａのみでなく、テレビ照明用演色評価指数Ｑａを高くでき、実際の視対象の色再現性およびテレビ放送時の映像の色再現性を向上させることができる。
【００２４】
さらに、白色光源18Wの光束に対する青緑色光源18Cの光束の比が３０％以下であることにより、十分な色再現性を確保することができる。白色光源18Wの光束に対する青緑色光源18Cの光束の比が３０％よりも大きいと、青緑色光の割合が多くなり過ぎで、色再現性が低下する影響が生じる。
【００２５】
図６に、白色光源18Wの光束に対する青緑色光源18Cの光束比と、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａと、ＣＩＥ １９６０ ＵＣＳ 色度図上の色偏差ｄｕｖとの関係を示す。青緑色光を混光することで、ＲａおよびＱａは向上するが、青緑色光の混光比が約３０％を境にＲａ、Ｑａは維持または低下するようになる。よって青緑色光の割合は３０％以下が望ましい。一方、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２５：１９９９によれば、色偏差ｄｕｖは−０．０２≦ｄｕｖ≦０．０２の範囲にある場合に相関色温度として表すことができるとされている。この範囲を逸脱すると、相関色温度をもつ白色として定義できなくなるため、プラス側では緑色がかった、マイナス側ではピンク色がかった不自然な光色となる。この色偏差ｄｕｖの範囲において、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａが良好な値を示すのは、白色光源18Wの光束に対する青緑色光源18Cの光束の比が約１６％以下の範囲となる。光色そのものの自然さを考慮する場合は、青緑色の混光比は１７％以下とすることがより望ましいといえる。
【００２６】
また、平均演色評価数Ｒａが高くなると効率が低下する傾向があるが、青緑色光源18Cは効率の低下が少なく、白色光源18Wと青緑色光源18Cを組み合わせた照明装置10では高い効率を維持することができる。
【００２７】
次に、照明装置10の中央の光源18が青緑色光源18Cおよび赤色光源18Rの両方である場合について説明する。白色光源18Wおよび青緑色光源18Cの構成および特性は上述したとおりである。
【００２８】
赤色光源18Rは、ピーク波長が６２０〜６６０ｎｍであり、ｘｙ色度図上で０．４８≦ｘ≦０．７２、０．２８≦ｙ≦０．４５を満たす光を発する。赤色光源18Rは、前記色度を有する赤色ＬＥＤである。そして、青緑色光源18Cの光束と赤色光源18Rの光束との合計は照明装置全体の光束の８％以上である。さらに、青緑色光源18Cの光束は赤色光源18Rの光束よりも大きい。
【００２９】
図７には、図２の相対分光分布Ａに、主波長６４０ｎｍの赤色光源18Rが発する赤色光が、（白色光）９５：（赤色光）５の光束比の割合で混光された相対分光分布Ｃを示す。
【００３０】
図８には、図２の相対分光分布Ａに、主波長５００ｎｍの青緑色光源18Cが発する青緑色光、および主波長６４０ｎｍの赤色光源18Rが発する赤色光が、（白色光）９０：（青緑色光）６：（赤色光）４の光束比の割合で混光された相対分光分布Ｄを示す。
【００３１】
図９には、白色光源18W、青緑色光源18Cおよび赤色光源18Rのそれぞれの光束、および照明装置全体における光束比を示す。なお、青緑色光源18Cおよび赤色光源18Rの光束比は、青緑色光源18Cおよび赤色光源18Rを同数とし、電源ユニットで光束比を調整してもよいし、全光時に所定の光束比となるように青緑色光源18Cおよび赤色光源18Rのそれぞれの数を調整してもよい。
【００３２】
照明装置10から照射する光は、白色光源18Wからの白色光、青緑色光源18Cからの青緑色光、および赤色光源18Rからの赤色光が含まれ、図８に示す相対分光分布Ｄとなる。
【００３３】
図１０には、白色光源18Wの相対分光分布Ａ、白色光源18W＋青緑色光源18Cの相対分光分布Ｂ、白色光源18W＋赤色光源18Rの相対分光分布Ｃ、白色光源18W＋青緑色光源18C＋赤色光源18Rの相対分光分布Ｄのそれぞれについて、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａを求めた結果を示す。
【００３４】
白色光と青緑色光と赤色光を混光した相対分光分布Ｄでは、白色光のみの相対分光分布Ａに比べて、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａの両方とも大幅に高くなり、また、白色光と青緑色光を混光した相対分光分布Ｂに比べて、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａの両方とも高くなり、特に平均演色評価数Ｒａが大幅に高くなり、また、白色光と赤色光とを混光した相対分光分布Ｃに比べて、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａの両方とも高くなり、特にテレビ照明用演色評価指数Ｑａが大幅に高くなった。
【００３５】
平均演色評価数Ｒａが高くなることにより、競技場内に居る人から見て競技場内の視対象の色再現性を向上させることができる。
【００３６】
テレビ照明用演色評価指数Ｑａが高くなることにより、競技場内をテレビカメラで撮影して放送する場合、撮影された映像の色再現性が向上し、そのため、放送を受信してテレビに映し出される映像の色再現性を向上させることができる。
【００３７】
このように、照明装置10は、白色光と青緑色光と赤色光とを混光し、照射することにより、平均演色評価数Ｒａのみでなく、テレビ照明用演色評価指数Ｑａを高くでき、実際の視対象の色再現性およびテレビ放送時の映像の色再現性を向上させることができる。
【００３８】
さらに、青緑色光源18Cの光束と赤色光源18Rの光束との合計は照明装置全体の光束の８％以上であることにより、十分な色再現性を確保することができる。青緑色光源18Cの光束と赤色光源18Rの光束との合計は照明装置全体の光束の８％よりも小さいと、青緑色光および赤色光の割合が少ないために十分な色再現性の向上が得られない。なお、照明装置全体の光束に対する青緑色光源18Cの光束と赤色光源18Rの光束との合計の上限は、色再現性が確保される範囲内で適宜設定されるが、２５％以下が好ましい。
【００３９】
さらに、青緑色光源18Cの光束は赤色光源18Rの光束よりも大きいことにより、平均演色評価数Ｒａを向上させながら、テレビ照明用演色評価指数Ｑａを高くできる。
【００４０】
また、照明装置10が白色光源18W、青緑色光源18Cおよび赤色光源18Rを備える場合、白色光源18Wの光束に対する青緑色光源18Cの光束比は２４％未満、かつ白色光源18Wの光束に対する赤色光源18Rの光束の比は１３％未満が好ましい。
【００４１】
図１１は、横軸に白色光源18Wに対する青緑色光源18Cの光束比、縦軸に白色光源18Wに対する赤色光源18Rの光束比をとり、それぞれの光束比で混光された光の平均演色評価数Ｒａの分布を示している。
【００４２】
図１２は、横軸に白色光源18Wに対する青緑色光源18Cの光束比、縦軸に白色光源18Wに対する赤色光源18Rの光束比をとり、それぞれの光束比で混光された光のテレビ照明用演色評価指数Ｑａの分布を示している。
【００４３】
なお、図１１および図１２では、相関色温度５０００Ｋの白色光源18W、ｘ＝０．０８５、ｙ＝０．５８７の青緑色光源18C、ｘ＝０．７０６、ｙ＝０．２９２の赤色光源18Rを用いている。
【００４４】
そして、図１１から、平均演色評価数Ｒａが８５以上と良好な値を示すには、縦軸が１３％未満、すなわち白色光源18Wの光束に対する赤色光源18Rの光束の比は１３％未満程度であることが適切であるとわかる。
【００４５】
図１２から、テレビ照明用演色評価指数Ｑａが８５以上と良好な値を示すには、横軸が２４％未満、すなわち白色光源18Wの光束に対する青緑色光源18Cの光束比は２４％未満程度であることが適切であるとわかる。
【００４６】
したがって、白色光源18Wの光束に対する青緑色光源18Cの光束比が２４％未満、かつ白色光源18Wの光束に対する赤色光源18Rの光束の比が１３％未満である混光を呈する照明装置10は、平均演色評価数Ｒａとテレビ照明用演色評価指数Ｑａがともに良好であり、実際の視対象の色再現性およびテレビ放送時の映像の色再現性を向上させることができる。
【００４７】
次に、図１３に第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については同じ符号を用い、その構成および作用効果についての説明を省略する。
【００４８】
図１３に競技場の平面図を示し、競技場30は、競技が行われるフィールド31、フィールド31を囲って設置される観客席32、および競技場30内（主にフィールド31）を照明する複数の照明装置10を備えている。複数の照明装置10は、例えば、競技場30に隣接して立設される複数の支柱33の上部に設置され、あるいは競技場30が屋根を備える場合には屋根に設置されている。
【００４９】
照明装置10には、複数の第１の照明装置10a、および少なくとも１つの第２の照明装置10bが含まれている。照明装置10の基本的な構成は図１に示す構成と同様である。
【００５０】
第１の照明装置10aは、相関色温度３０００〜６５００Ｋの白色光を発し、その分光分布は図２に示す相対分光分布Ａと同様である。第１の照明装置10aは、図１に示す照明装置10の７つの光源18の全てが白色光源18Wの場合に相当する。
【００５１】
第２の照明装置10bは、ピーク波長が４９０〜５２０ｎｍ、半値幅が６０ｎｍ以下であり、図３に示すｘｙ色度図上で０．０８≦ｘ≦０．２１、０．２７≦ｙ≦０．７２を満たす光を発する。第２の照明装置10bは、図１に示す照明装置10の７つの光源18の全てが青緑色光源18C、または、青緑色光源18Cと赤色光源18Rの両方の場合に相当する。
【００５２】
そして、競技場30に設置された第１の照明装置10aからの光と第２の照明装置10bからの光とが混光されて、競技場30内（主にフィールド31）に照射される。
【００５３】
照射面の分光分布は、第１の照明装置10aからの白色光と、第２の照明装置10bからの青緑色光、または青緑色および赤色光とが混光された分光分布となる。その分光分布は、第２の照明装置10bが青緑色光を照射し、白色光と青緑色光との光束比が９０：１０の場合には図４に示す相対分光分布Ｂと同様となり、第２の照明装置10bが青緑色光および赤色光を照射し、白色光と青緑色光と赤色光との光束比が９０：６：４の場合には図８に示す相対分光分布Ｄと同様となる。そのため、平均演色評価数Ｒａおよびテレビ照明用演色評価指数Ｑａを向上できる。
【００５４】
そして、第１の照明装置10aと第２の照明装置10bとが独立しているため、競技場30に設置する第１の照明装置10aと第２の照明装置10bとの台数比を調整することにより、白色光と青緑色光との光束比、または白色光と青緑色光と赤色光との光束比を自由に設定することができる。
【００５５】
このように、白色光を発する第１の照明装置10aとともに、青緑色光を発する第２の照明装置10b、または青緑色光および赤色光を発する第２の照明装置10bを用い、これらの台数比を調整して光束比を設定することにより、実際の視対象の色再現性およびテレビ放送時の映像の色再現性を向上させることができる。そして、競技場30のような照明空間における色再現性の向上を実現するための照明空間設計方法を提供できる。
【００５６】
次に、図１４に第３の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同じ構成については同じ符号を用い、その構成および作用効果についての説明を省略する。なお、照明装置10の基本的な構成は図１に示す構成と同様である。
【００５７】
図１４に照明装置10の光源18の断面図を示す。光源18は、基板40に複数の青色ＬＥＤ41が実装され、これら青色ＬＥＤ41を覆って蛍光体層42が形成されている。蛍光体層42は、シリコーン樹脂等の透明樹脂に黄色蛍光体43Yと緑色蛍光体43Gが含有され、均一に分散されている。
【００５８】
青色ＬＥＤ41は４００〜４８０ｎｍの領域にピーク波長を有する。
【００５９】
緑色蛍光体43Gは、４８０〜５２０ｎｍの領域にピーク波長を有するとともに半値幅が５０ｎｍ以下となっている。
【００６０】
蛍光体層42から出射する光の相対分光分布は、エネルギーの最大値を１とすると、５２０〜６００ｎｍの範囲において０．６以上である。
【００６１】
光源18の分光分布は、白色光と青緑色光とが混光された分光分布となる。その分光分布は、図４に示す相対分光分布Ｂと同様となる。
【００６２】
このように、照明装置10は、光源18から白色光と青緑色光とを混光した光を照射するため、平均演色評価数Ｒａのみでなく、テレビ照明用演色評価指数Ｑａを高くでき、実際の視対象の色再現性およびテレビ放送時の映像の色再現性を向上させることができる。
【００６３】
また、蛍光体層42の透明樹脂には、黄色蛍光体43Yと緑色蛍光体43Gに加えて、赤色蛍光体43Rが含有され、均一に分散されていてもよい。
【００６４】
赤色蛍光体43Rは、６００〜６８０ｎｍの領域にピーク波長を有する。
【００６５】
蛍光体層42から出射する光の相対分光分布は、エネルギーの最大値を１とすると、５２０〜６６０ｎｍの範囲において０．６以上である。
【００６６】
光源18の分光分布は、白色光と青緑色光と赤色光とが混光された分光分布となる。その分光分布は、図８に示す相対分光分布Ｄと同様となる。
【００６７】
このように、照明装置10は、光源18から白色光と青緑色光と赤色光を混光した光を照射するため、平均演色評価数Ｒａのみでなく、テレビ照明用演色評価指数Ｑａを高くでき、実際の視対象の色再現性およびテレビ放送時の映像の色再現性を向上させることができる。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
10    照明装置
18C   第２の光源としての青緑色光源
18R   第３の光源としての赤色光源
18W   白色光源
【図１】
0006376338.tif 000002
【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】
0006376338.tif 000011
【図１１】
0006376338.tif 000012
【図１２】
0006376338.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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