(57)【要約】【課題】より自然に対象物を知覚できる照明装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、第１光を放出する発光素子と、第１光の少なくとも一部が入射し第１光の波長とは異なる第２光を放出する波長変換層と、を含む照明装置が提供される。第１光の少なくとも一部と第２光とを含む出射光は、第１ピークと第２ピークとボトムとを有する。第１ピークの第１ピーク波長は、６１０ｎｍ〜６５０ｎｍである。第２ピークの第２ピーク波長は、４４０ｎｍ〜４８０ｎｍである。ボトムのボトム波長は、第１ピーク波長と第２ピーク波長との間にある。第２ピークの第２強度は、第１ピークの第１強度の５０％〜９０％である。６８０ｎｍの波長における出射光の強度は、第１強度の５５％〜６５％である。出射光の色温度は、２５００Ｋ〜３３００Ｋである。出射光の色度偏差は、−０．０２０〜−０．００４である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光を放出する発光素子と、
前記第１光の少なくとも一部が入射し前記第１光の波長とは異なる第２光を放出する波長変換層と、
を備え、
前記第１光の少なくとも一部と前記第２光とを含む出射光は、第１ピークと第２ピークとボトムとを有し、
前記第１ピークの第１ピーク波長は、６１０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下であり、
前記第２ピークの第２ピーク波長は、４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下であり、
前記ボトムのボトム波長は、前記第１ピーク波長と前記第２ピーク波長との間にあり、
前記第２ピークの第２強度は、前記第１ピークの第１強度の５０％以上９０％以下であり、
６８０ｎｍの波長における前記出射光の強度は、前記第１強度の５５％以上６５％以下であり、
前記出射光の色温度は、２５００Ｋ以上３３００Ｋ以下であり、
前記出射光の色度偏差は、−０．０２０以上−０．００４以下である、照明装置。
【請求項２】
前記ボトムの第３強度は、前記第１強度の２５％以上３５％以下である、請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２ピーク波長と前記ボトム波長との間の波長の上昇において、前記出射光の強度は、単調に減少し、
前記ボトム波長と前記第１ピーク波長との間の波長の上昇において、前記出射光の強度は、単調に上昇する、請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
５５０ｎｍの波長における前記出射光の強度は、前記第１強度の５５％以上６５％以下である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項５】
前記第２ピークの第２強度は、前記第１ピークの第１強度の６０％以上８０％以下である、請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、青色光を発光する半導体発光素子と、光の波長を変換する蛍光体と、を組み合わせて白色光を発光する照明装置がある。このような照明装置からの照明光が商品などの照明対象物に照射される。商品などの色がより自然に知覚されることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５８０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、より自然に対象物を知覚できる照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、第１光を放出する発光素子と、前記第１光の少なくとも一部が入射し前記第１光の波長とは異なる第２光を放出する波長変換層と、を含む照明装置が提供される。前記第１光の少なくとも一部と前記第２光とを含む出射光は、第１ピークと第２ピークとボトムとを有する。前記第１ピークの第１ピーク波長は、６１０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である。前記第２ピークの第２ピーク波長は、４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下である。前記ボトムのボトム波長は、前記第１ピーク波長と前記第２ピーク波長との間にある。前記第２ピークの第２強度は、前記第１ピークの第１強度の５０％以上９０％以下である。６８０ｎｍの波長における前記出射光の強度は、前記第１強度の５５％以上６５％以下である。前記出射光の色温度は、２５００Ｋ以上３３００Ｋ以下である。前記出射光の色度偏差は、−０．０２０以上−０．００４以下である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、より自然に対象物を知覚できる照明装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る照明装置の特性を例示するグラフ図である。
【図２】実施形態に係る照明装置を例示する模式的断面図である。
【図３】照明装置の試料を示す表である。
【図４】照明装置の試料の特性を示すグラフ図である。
【図５】照明装置の試料の特性を示す図である。
【図６】照明装置の試料の知覚試験の結果を示すグラフ図である。
【図７】照明装置の試料の知覚試験の結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
図１は、実施形態に係る照明装置の特性を例示するグラフ図である。  
図２は、実施形態に係る照明装置を例示する模式的断面図である。  
図２に示すように、実施形態に係る照明装置１１０は、発光素子５０と、波長変換層４０と、を含む。
【００１０】
発光素子５０は、第１光を出射する。この例では、複数の発光素子５０（第１発光素子５０ａ及び第２発光素子５０ｂなど）が設けられている。発光素子５０は、例えば、ｎ形の第１半導体層１１と、ｐ形の第２半導体層１２と、第１半導体層１１及び第２半導体層１２との間に設けられた第３半導体層１３（発光層）と、を含む。これらの半導体層には、例えば、窒化物半導体が用いられる。これらの半導体層は、例えば、基板１６の上に設けられる。
【００１１】
発光素子５０において、第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとが設けられている。第１電極１１ｅは、第１半導体層１１に電気的に接続される。第２電極１２ｅは、第２半導体層１２に電気的に接続される。この例では、複数の発光素子５０が直列に接続されている。  例えば、実装基板５０ｓの上に複数の発光素子５０が配置される。実装基板の電極５１ｅなどに、発光素子５０の電極が電気的に接続される。第１電極１１ｅと第２電極１２ｅとの間に電圧が印加され、発光素子５０から光（第１光）が放出される。第１光は、青色である。第１光のピーク波長は、例えば、４４０ｎｍ（ナノメートトル）以上４８０ｎｍ以下である。
【００１２】
波長変換層４０には、第１光の少なくとも一部が入射する。波長変換層４０は、第１光の波長とは異なる第２光を放出する。例えば、第２光は、緑色、黄色及び赤色の少なくともいずれかの成分を有する。
【００１３】
波長変換層４０は、例えば、複数の蛍光体４１と、複数の蛍光体４１の周りに設けられた光透過層４２と、を含む。光透過層４２には、例えばシリコーン樹脂などが用いられる。
【００１４】
発光素子５０から出射する出射光は、第１光の少なくとも一部と、第２光と、を含む。出射光は、黄色系の白色である。発光素子５０の出射光は、例えば、「電球色」系の白色光である。
【００１５】
図２は、発光素子５０の出射光のスペクトルを例示している。図２の横軸は、波長λ（ｎｍ）である。縦軸は、発光の強度Ｉｎｔ（相対値）である。強度Ｉｎｔは、後述する第１強度Ｉｎｔ１を１としている。
【００１６】
図２に示すように、出射光（第１光と第２光とを含む光）は、第１ピークＰｋ１と、第２ピークＰｋ２と、ボトムＢｔと、を有する。
【００１７】
第１ピークＰｋ１の第１ピーク波長λ１は、６１０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である。この例では、第１ピーク波長λ１は、６２５ｎｍ以上６３５ｎｍ以下（例えば約６３０ｎｍ）である。
【００１８】
第２ピークＰｋ２の第２ピーク波長λ２は、４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下である。この例では、第２ピーク波長λ２は、４５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下（例えば約４５５ｎｍ）である。
【００１９】
ボトムＢｔのボトム波長λ３は、第１ピーク波長λ１と第２ピーク波長λ２との間にある。この例では、ボトム波長λ３は、４８５ｎｍ以上４９５ｎｍ以下（例えば約４９０ｎｍ）である。
【００２０】
第２ピークＰｋ２の第２強度Ｉｎｔ２は、第１ピークＰｋ１の第１強度Ｉｎｔ１の５０％以上９０％以下である。この例では、第２強度Ｉｎｔ２は、第１強度Ｉｎｔ１の６５％以上７５％以下（例えば約７０％）である。
【００２１】
ボトムＢｔの第３強度Ｉｎｔ３は、第１強度Ｉｎｔ１の２５％以上３５％以下である。この例では、第３強度Ｉｎｔ３は、第１強度Ｉｎｔ１の２７％以上２９％以下（例えば、約２８％）である。
【００２２】
６８０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、第１強度Ｉｎｔ１の５５％以上６５％以下である。この例では、６８０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、第１強度Ｉｎｔ１の６１％以上６３％以下（例えば、約６２％）である。
【００２３】
５５０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、第１強度Ｉｎｔ１の５５％以上６５％以下である。この例では、５５０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、第１強度Ｉｎｔ１の５８％以上６２％以下（例えば約６０％）である。
【００２４】
例えば、５５０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、６８０ｎｍの波長λにおける出射光の強度の０．９倍以上１．１倍以下である。例えば、５５０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、６８０ｎｍの波長λにおける出射光の強度の０．９５倍以上１．０５倍以下でも良い。
【００２５】
第２ピーク波長λ２とボトム波長λ３との間の波長λの上昇において、出射光の強度Ｉｎｔは、単調に減少する。ボトム波長λ３と第１ピーク波長λ１との間の波長λの上昇において、出射光の強度Ｉｎｔは、単調に上昇する。
【００２６】
例えば、４００ｎｍと第２ピーク波長λ２との間の波長λの上昇において、出射光の強度Ｉｎｔは、単調に上昇する。例えば、第１ピーク波長λ１と７３０ｎｍの間の波長λの上昇において、出射光の強度Ｉｎｔは、単調に減少する。
【００２７】
このように、照明装置１１０の出射光は、実質的に２つのピークと１つのボトムとを有する。
【００２８】
そして、出射光の色温度は、２５００Ｋ以上３３００Ｋ以下である。出射光の色度偏差は、−０．０２０以上−０．００４以下である。
【００２９】
このような照明装置１１０によれば、より自然に対象物を知覚できる照明装置を提供できる。
【００３０】
以下、各種の照明装置の評価結果の例について説明する。  
図３は、照明装置の試料を示す表である。  
図３に示すように、第１〜第７試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７が用意された。これらの試料において、同じ発光素子５０が用いられている。そして、波長変換層４０の構成が、これらの試料において異なっている。第１〜第７試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７においては、同じ蛍光体４１が用いられる。そして、波長変換層４０中における蛍光体４１の濃度が変更される。すなわち、濃度は、第１〜第７試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７の順に高くなる。
【００３１】
図３中には、これらの試料における、第２ピーク強度比Ｐｈ２が示されている。第２ピーク強度比Ｐｈ２は、第２ピークＰｋ２の第２強度Ｉｎｔ２の、第１ピークＰｋ１の第１強度Ｉｎｔ１に対する比（Ｉｎｔ２／Ｉｎｔ１）である。
【００３２】
図３中には、これらの試料における色温度ＣＴ（Ｋ）と、色度偏差ｄｕｖと、ｕ’と、ｖ’と、特殊演色評価数Ｒ９と、が示されている。ｕ’及びｖ’は、ｕ’ｖ’色度図におけるｕ’値及びｖ’値である。特殊演色評価数Ｒ９は、JIS Z 8726:1990（光源の演色性評価方法）に記載されている。
【００３３】
図４は、照明装置の試料の特性を示すグラフ図である。  
図４は、各試料の発光スペクトルを例示している。図４において、横軸は、波長λ（ｎｍ）である。縦軸は、出射光の強度Ｉｎｔである。強度Ｉｎｔは、各試料における第１ピーク強度Ｉｎｔ１のそれぞれを１としている。
【００３４】
図４に示すように、第１〜第７試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７において、この順で、第２ピーク波長λ２における強度Ｉｎｔが高くなる。第１〜第７試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７において、ボトム波長λ３における強度Ｉｎｔは大きくは変化しない。
【００３５】
第１〜第７試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７において、６８０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、第１強度Ｉｎｔ１の５５％以上６５％以下である。
【００３６】
図５は、照明装置の試料の特性を示す図である。  
図５は、ｕ’ｖ’色度図である。図５中には、白色の基準となる光源の色度Ｌｓも示している。白色の基準となる光源は、JIS Z 8105:2000に記載されている。  
図５に示すように、第１〜第７試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７において、この順で、白色の基準となる光源の色度Ｌｓからの距離が近くなる。
【００３７】
以下、これらの試料についての知覚評価の結果について説明する。  
以下の第１評価においては、白いシャツを見たときにどのような色に知覚されるかが試験される。被検者は、１０人である。評価においては、第１評価パラメータが用いられる。「黄色に知覚される」とき、第１評価パラメータの値は、「５」である。「黄みの白に知覚される」とき、第１評価パラメータの値は、「４」である。「白に知覚される」とき、第１評価パラメータの値は、「３」である。「ピンクみの白に知覚され」とき、第１評価パラメータの値は、「２」である。「ピンクに知覚される」とき、第１評価パラメータの値は、「１」である。評価においては、ハロゲン電球ＳＰＬ０も参考例として評価された。ハロゲン電球ＳＰＬ０は、「電球色」の色特性を有する。
【００３８】
図６は、照明装置の試料の知覚試験の結果を示すグラフ図である。  
図６は、第１評価の結果を示している。横軸は、第２ピーク強度比Ｐｈ２（すなわち、Ｉｎｔ２／Ｉｎｔ１）である。４０％〜１００％の第２ピーク強度比Ｐｈ２のそれぞれは、第１〜第７試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７のそれぞれに対応する。縦軸は、第１評価値ＥＶ１である。第１評価値ＥＶ１は、評価で得られた第１評価パラメータの値の平均値である。
【００３９】
図６に示すように、ハロゲン電球ＳＰＬ０においては、第１評価値ＥＶ１は５である。第２ピーク強度比Ｐｈ２が、上昇すると、第１評価値ＥＶ１は低下する。すなわち、第２ピーク強度比Ｐｈ２が上昇すると、白いシャツを見たときの知覚される色は、「黄色」から「白」を経て「ピンク色」となる。
【００４０】
以下の第２評価においては、被検者が試料（照明装置）のそれぞれを見たときにどのように知覚されるが評価された。この第２評価においては、第２評価パラメータが用いられる。「電球色と同等に知覚される」とき、第２評価パラメータの値は、「３」である。「やや違和感を感じる」とき、第２評価パラメータの値は、「２」である。「違和感を感じる」とき、第２評価パラメータの値は、「１」である。
【００４１】
図６から、第２ピーク強度比Ｐｈ２が４０％のときは、白いシャツ（白い対象物）は、黄色に知覚されることが分かる。第２ピーク強度比Ｐｈ２が５０％以上９０％以下のときに、白いシャツ（白い対象物）は、白に知覚される、または、ピンクみの白に知覚され、すなわち、白に近いと知覚されることが分かる。第２ピーク強度比Ｐｈ２が６０％以上８０％以下のときに、白いシャツ（白い対象物）は、実質的に白に知覚されることが分かる。
【００４２】
図７は、照明装置の試料の知覚試験の結果を示すグラフ図である。  
図７は、第２評価の結果を示している。横軸は、第２ピーク強度比Ｐｈ２（すなわち、Ｉｎｔ２／Ｉｎｔ１）である。４０％〜１００％の第２ピーク強度比Ｐｈ２のそれぞれは、第１〜第７試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７のそれぞれに対応する。縦軸は、第２評価値ＥＶ２である。第２評価値ＥＶ２は、評価で得られた第２評価パラメータの値の平均値である。
【００４３】
図７に示すように、ハロゲン電球ＳＰＬ０においては、第２評価値ＥＶ２は５である。すなわち、ハロゲン電球は、電球色と同等に知覚される。第２ピーク強度比Ｐｈ２が、上昇すると、第２評価値ＥＶ２は低下する。すなわち、第２ピーク強度比Ｐｈ２が上昇すると、電球色から遠くなる。
【００４４】
図７から、第２ピーク強度比Ｐｈ２が４０％以上９０％以下のときに、電球色を基準にしたときに、同等と知覚される、または、違和感が少ないと知覚されることが分かる。第２ピーク強度比Ｐｈ２が８０％以下、さらには、７０％以下のときに、電球色を基準にしたときに、実質的に同等と知覚されることが分かる。
【００４５】
図６及び図７の結果から、第２ピーク強度比Ｐｈ２が５０％以上９０％以下のときに、白い対象物は白に近いと知覚され、電球色を基準にしたときに違和感が少ないと知覚される。第２ピーク強度比Ｐｈ２が６０％以上８０％以下のときに、白い対象物は実質的に白に知覚され、電球色を基準にしたときに実質的に同等と知覚される。
【００４６】
例えば、商品の展示などの用途において、電球色を基準にしたときに違和感が少ない照明装置が望まれる。このときに、白い対象物が実質的に白に知覚されることが望まれる。第２ピーク強度比Ｐｈ２が５０％以上９０％以下の照明装置において、このような課題を解決できる。第２ピーク強度比Ｐｈ２が６０％以上８０％以下の照明装置において、より良好な特性が得られる。
【００４７】
図４に関して既に説明したように、第１〜第６試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ６において、６８０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、第１強度Ｉｎｔ１の５５％以上６５％以下である。実施形態においては、６８０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、第１強度Ｉｎｔ１の５５％以上６５％以下とする。これにより、図３に示すように、高い特殊演色評価数Ｒ９が得られる。
【００４８】
また、第１〜第６試料ＳＰＬ１〜ＳＰＬ６において、５５０ｎｍの波長λにおける出射光の強度は、第１強度Ｉｎｔ１の５５％以上６５％以下である。これにより、色温度を２５００Ｋ以上３３００Ｋ以下の範囲内にしやすくなる。
【００４９】
実施形態によれば、より自然に対象物を知覚できる照明装置が提供される。
【００５０】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、照明装置に含まれる発光素子、波長変換層、蛍光体及び光透過層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【００５１】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００５２】
その他、本発明の実施の形態として上述した照明装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての照明装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００５３】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００５４】
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】
【００５５】
１１…第１半導体層、  １１ｅ…第１電極、  １２…第２半導体層、  １２ｅ…第２電極、  １３…第３半導体層、  １６…基板、  ４０…波長変換層、  ４１…蛍光体、  ４２…光透過層、  ５０…発光素子、  ５０ａ、５０ｂ…第１、第２発光素子、  ５０ｓ…実装基板、  ５１ｅ…電極、  λ…波長、  λ１…第１ピーク波長、  λ２…第２ピーク波長、  λ３…ボトム波長、  １１０…照明装置、  Ｂｔ…ボトム、  ＣＴ…色温度、  ＥＶ１、ＥＶ２…第１、第２評価値、  Ｉｎｔ…強度、  Ｉｎｔ１〜Ｉｎｔ３…第１〜第３強度、  Ｌｓ…色度、  Ｐｈ２…ピーク強度比、  Ｐｋ１…第１ピーク、  Ｐｋ２…第２ピーク、  Ｒ９…特殊演色評価数、  ＳＰＬ０…ハロゲン電球、  ＳＰＬ１〜ＳＰＬ７…第１〜第７試料、  ｄｕｖ…色度偏差
【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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