(57)【要約】  一実施形態では、本開示は、１以上の固体発光素子を含む光源を提供する。光源は、動作時に、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有し、光源からの発光は約１％以上のＵＶ紫色光束を含む。本開示のランプ、光源、及び方法を用いることにより、エネルギー効率のよいＬＥＤベースの照明下でリンネル及び衣服を展示する能力を提供することができ、従来技術のＬＥＤランプによる照明下よりもきれいに見えるようにする効果を（特に白色の）衣服に与えることができる。【選択図】図９Ａ〜図９Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の固体発光素子を含む光源であって、動作時に、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有しているとともに、約１％以上のＵＶ紫色光束を含む実質的に白色光を放射する光源。
【請求項２】
ＵＶ紫色光束は約５％以上である、請求項１に記載の光源。
【請求項３】
ＵＶ紫色光束が約３０％以下である、請求項１又は２に記載の光源。
【請求項４】
ＬＰＩが約１１０以上である、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光源。
【請求項５】
ＬＰＩが約１４５以下である、請求項１又は２に記載の光源。
【請求項６】
１以上の固体発光素子が、ＬＥＤチップ、ＬＤチップ、無機発光トランジスタ、有機ＬＥＴチップ、又はＯＬＥＤパネルのうちの１以上を含む、請求項１に記載の光源。
【請求項７】
光源が光エンジンである、請求項１に記載の光源。
【請求項８】
光源が、支持構造体上の光エンジンを含む照明モジュールである、請求項１に記載の光源。
【請求項９】
光源が、ランプ及び／又は照明モジュールを含む照明装置である、請求項１に記載の光源。
【請求項１０】
光源が、複数のランプ又は複数の照明装置を含む照明システムである、請求項１に記載の光源。
【請求項１１】
１以上のＳＳＬ発光素子を含む光エンジンであって、動作時に、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射する光エンジンを含んでいるとともに、１以上の固体ＵＶ紫色発光素子をさらに含む光源。
【請求項１２】
光エンジンが、複数の封止された蛍光体と組合せた青色ＬＥＤを含む、請求項１１に記載の光源。
【請求項１３】
複数の封止された蛍光体は、１以上の黄色蛍光体又は黄緑色蛍光体を含む、請求項１２に記載の光源。
【請求項１４】
光エンジンは、１以上の赤色ＬＥＤをさらに含む、請求項１１又は１２に記載の光源。
【請求項１５】
複数の封止された蛍光体は、１以上の赤色蛍光体をさらに含む、請求項１３に記載の光源。
【請求項１６】
１以上の赤色蛍光体が、実質的にＵＶ紫色光により励起されず、かつ／又は実質的にＵＶ紫色光を吸収しない赤色蛍光体を含む、請求項１５に記載の光源。
【請求項１７】
１以上の赤色蛍光体は、４価のマンガンをドープしたヘキサフルオロメタレート錯体を含む、請求項１５に記載の光源。
【請求項１８】
１以上の赤色蛍光体が、ユーロピウムをドープした硫化物蛍光体を含む、請求項１５又は１６に記載の光源。
【請求項１９】
１以上の固体白色発光素子と、
１以上の固体白色発光素子からの黄色光を選択的に吸収するように構成された黄色吸収カラーフィルタと、
１以上の固体ＵＶ紫色発光素子とを含む光源。
【請求項２０】
動作時に、蛍光物体の見掛け輝度を向上させることができる、請求項１９に記載の光源。
【請求項２１】
動作時に、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射する、請求項１９に記載の光源。
【請求項２２】
動作時に、約１％以上のＵＶ紫色光束を放射する、請求項１９又は２０に記載の光源。
【請求項２３】
黄色吸収カラーフィルタが、１以上の固体白色発光素子と光学的に連通し、任意で、１以上の固体ＵＶ紫色発光素子とも光学的に連通する、請求項１９に記載の光源。
【請求項２４】
黄色吸収カラーフィルタが、ネオジム化合物を含むガラス及び／又はポリマーを含む、請求項１９乃至請求項２３のいずれか１項に記載の光源。
【請求項２５】
黄色吸収カラーフィルタが、
（ａ）ＬＥＤパッケージ内に配置され、又は、
（ｂ）１以上の固体白色発光素子を含む光モジュールからの光をフィルタ処理するカラーフィルタ構造体であり、又は、
（ｃ）ランプ又は照明装置のディフューザ又は光学部品であり、又は、
（ｄ）照明システムの複数のランプ又は照明装置からの光をフィルタ処理するカラーフィルタ構造体である、請求項１９に記載の光源。
【請求項２６】
１以上の固体発光素子を含む光源であって、動作時に、蛍光物体の見掛け輝度を向上させ、かつ、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射することができる光源。
【請求項２７】
１以上の固体発光素子を含む光源を用いて蛍光物体を照明するステップを含み、光源は、動作時に、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有しているとともに、約１％以上のＵＶ紫色光束を含む実質的に白色光を放射する、方法。
【請求項２８】
当該方法が、蛍光物体の見掛け輝度を向上させるためのものである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
蛍光物体が、蛍光増白剤（ＯＢＡ）を含む物体を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
指向性ランプであって、
反射又は屈折ビーム形成光学系と、
ビーム形成光学系と光学的に連通する光エンジンであって、光エンジンは、ＵＶ紫色ＬＥＤチップ及び青色ＬＥＤチップのアレイを含み、アレイは、その発光表面の少なくとも一部が１以上の黄色もしくは黄緑色蛍光体及び１以上の赤色蛍光体を含む蛍光体組成物で被覆され、光エンジンは、約１％以上のＵＶ紫色光束を放射する、光エンジンと、
光エンジンからの放射光束をカラーフィルタ処理するための黄色吸収カラーフィルタと
を備えており、指向性ランプが、動作時に、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射する、指向性ランプ。
【請求項３１】
光エンジンと光学的に連通するレンズをさらに含む、請求項３０に記載の指向性ランプ。
【請求項３２】
ＰＡＲ或いはＢＲ又はＭＲフォームファクタを有する、請求項３０又は請求項３１に記載の指向性ランプ。
【請求項３３】
ＵＶ紫色光束が約５％〜約１０％である、請求項３０乃至請求項３２のいずれか１項に記載の指向性ランプ。
【請求項３４】
ＬＰＩが約１０５〜約１４５である、請求項３０乃至請求項３３のいずれか１項のいずれか１項に記載の指向性ランプ。
【請求項３５】
黄色吸収カラーフィルタが、ネオジム化合物をドープしたガラス及び／又はポリマーを含む、請求項３０乃至請求項３４のいずれか１項に記載の指向性ランプ。
【請求項３６】
１以上の赤色蛍光体が、窒化物蛍光体又は硫化物蛍光体を含む、請求項３０乃至請求項３５のいずれか１項に記載の指向性ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明技術に関し、特に、ＬＥＤベースのランプ及び光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般照明用のランプ及び光源は、多くの形態をとることができる。小売業の設定（住宅、接客、病院、教育、博物館、商用照明など）で用いられる照明については、高い演色評価数（ＣＲＩ）を有するランプ又は光源が歴史的に望まれている。白熱ランプ及びハロゲンランプは、歴史的に、このような設定のための所望の特性を提供するために使用される光源の典型的なタイプになっている。高い演色性に加えて、又はその代わりに、いくつかの光源は高い色彩選好を提供することができ、それによって、いくつかの又は大部分の色は、基準光源と比較して向上された外観を有する（例えば、ＲＥＶＥＡＬ（登録商標）のブランド名によるＧＥの向上された色彩の製品）。ランプ及び光源はまた、用途の所望のビーム分布特性を満足する指向性照明を提供することもできる。これらの歴史的な光源は、通常、高速のウォームアップ及び応答時間、高い光強度出力を有しているとともに、良好な演色性又は色彩選好特性を有しているが、低い効率及び比較的短いランプ寿命という欠点があり得る。より最近開発された高輝度放電（ＨＩＤ）ランプ、特にセラミックメタルハライド（ＣＭＨ）ランプ、は、従来のランプタイプよりもはるかに高い効率を提供し、高いＣＲＩ、高い色彩選好、及びより高いビーム強度を有しているが、不十分なランプ寿命、寿命期間にわたる、及びランプごとの低い色彩制御、並びにより高いコストという欠点があり得る。
【０００３】
これらの既存の技術は概ね許容できる性能を提供しているが、性能のさらなる向上、並びに／又は色品質、並びに／又は製造コストの低減、並びに／又は埋め込みコンセントのエネルギー効率の増大、並びに／又はランプの寿命及び信頼性の向上が望まれている。
【０００４】
近年、固体光（ＳＳＬ）発光素子に基づく光源（例えば、発光ダイオードすなわちＬＥＤ、レーザダイオードすなわちＬＤ、及び有機発光ダイオードすなわちＯＬＥＤ）は、白熱ランプ及びハロゲンランプと比較して、電気を光に変換する際の非常に高い効率、長い寿命、スペクトル調整を可能にする様々な利用可能な色、小型で高輝度、及び急速に低下したコストという長所によって、最先端になっている。本発明は、主として、ＳＳＬ光源によって可能となる分光調整の機会による、白色及び着色物を照明する新しい能力に関する。
【０００５】
多くの公知のＬＥＤチップ（ダイと呼ばれることもある）は、限定はしないが、窒化ガリウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、又はこれらの組合せなどの半導体材料を含む１以上の半導体層を含むことができる。例えば、多くの公知のＬＥＤチップは、化学式ＩｎiＧａjＡｌkＮ（ここで、０＜ｉ、０＜ｊ、０＜ｋ、ｉ＋ｊ＋ｋ＝１）で表されるＩｎ、Ｇａ、Ａｌ及びＮの窒化物系化合物半導体を含むことができる。
【０００６】
多くの公知のＬＥＤベースの光源は、一般的な照明用途及び小売業環境などの多くの専門用途に使用するために、実質的に白色に見える光を生成するように構成されている。多くの公知のＬＥＤベース光源は、優れた演色特性を達成するために、特に演色評価数（ＣＲＩ）及び所定の赤色着色物（例えば、Ｒ9）の演色に対して、光の調整されたスペクトルパワー分布を有する。
【０００７】
衣類などの小売商品及び小売商品の設定、特に白色及び明るい色の衣類、或いは白色及び着色対象物の混合を有する小売商品の設定を照明する際に用いる白色ＬＥＤランプを絶えず改良したいという一般的な要望がある。当然のことながら、このような光源はまた、小売商品以外の用途、例えば、住宅、接客、教育、美術館、病院、食品雑貨、食事、商業、及び他の色に敏感な用途の好適な光源であってもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／３１３５１６号明細書
【発明の概要】
【０００９】
一実施形態では、本開示は、１以上の固体発光素子を含む光源を提供する。光源は、動作時に、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射し、光源からの発光は約１％以上のＵＶ紫色光束を含む。
【００１０】
別の実施形態では、本開示は、１以上の固体白色発光素子と、１以上の固体白色発光素子からの黄色光を選択的に吸収するように構成された黄色吸収カラーフィルタと、１以上の固体ＵＶ紫色発光素子とを含む光源を提供する。
【００１１】
別の実施形態では、本開示は、１以上の固体発光素子を含む光源を提供する。光源は、動作時に、蛍光物体の見掛け輝度を向上させ、又は向上させることができ、また約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射する。
【００１２】
さらに別の実施形態では、本開示は、１以上の固体発光素子を含む光源を用いて蛍光物体を照明するステップを含む方法を提供する。光源は、動作時に、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射し、約１％以上のＵＶ紫色光束を含む。
【００１３】
さらなる実施形態では、本開示は、反射又は屈折ビーム形成光学系と、ビーム形成光学系と光学的に連通する光エンジンと、光エンジンからの放射光束をカラーフィルタ処理するための黄色吸収カラーフィルタとを含む指向性ランプを提供する。光エンジンは、ＵＶ紫色ＬＥＤチップ及び青色ＬＥＤチップのアレイを含む。アレイは、その発光表面の少なくとも一部が蛍光体組成物で被覆されている。蛍光体組成物は、１以上の黄色もしくは黄緑色蛍光体、及び１以上の赤色蛍光体を含む。光エンジンは、約１％以上のＵＶ紫色光束を放射し、このＵＶ紫色光束は好ましくは指向性ランプによって放射される。指向性ランプは、動作時に、約１０５以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射する。
【００１４】
本発明の態様及び／又は特徴、並びにそれらに付随する利益及び／又は利点の多くは、添付図面と併せて詳細な説明を参照することにより、より容易に明らかとなり、理解されるであろう。これらの図面は縮尺通りに描かれていない場合があり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＵＶ紫色励起の様々な波長の関数として、典型的な蛍光物体の発光スペクトルを示す図である。
【図２】図１と同じデータを示す図であり、蛍光物体の蛍光を励起しているＵＶ紫色ＬＥＤの波長に対する蛍光発光強度のピークを示している。
【図３】人間の網膜について、光の波長に対する３つの等色関数を示す図である。
【図４】約２７００Ｋの公称ＣＣＴを有するいくつかの実質的に白色の光源の色点を含む色度空間（ｃｃｘ，ｃｃｙ）のプロットを示す図である。
【図５】追加のＵＶ紫色光束がない場合とある場合とについて、色点のスペクトルパワー分布の比較を示す図である。
【図６】様々な色温度に対する、「ホワイトボディ線」の位置及び黒体曲線を示す図である。
【図７ａ】追加のＵＶ紫色光束がない場合とある場合とについて、色点のスペクトルパワー分布の比較を示す図である。
【００１６】
マンセル表色系の１０種類の色相を示す図である。
【図７ｂ】所与のＣＲＶ（演色ベクトル）に含まれるいくつかの構成要素を示す図である。
【図７ｃ】所与の条件下におけるネオジム白熱ランプの多くの演色ベクトルを示す図である。
【図８ａ】従来技術のＬＥＤ製品のスペクトルパワー分布曲線を示す図である。
【図８ｂ】別の従来技術のＬＥＤ製品のスペクトルパワー分布曲線を示す図である。
【図９ａ−９ｂ】本発明の実施形態によるアレイの概略図である。
【図９ｃ−９ｄ】本発明の実施形態によるアレイの概略図である。
【図１０ａ−１０ｄ】本発明の実施形態による、ＣｏＢアレイ内の青色ＬＥＤチップ及びＵＶ紫色チップの例示的なレイアウトを示す図である。
【図１０ｅ−１０ｆ】本発明の実施形態による、ＣｏＢアレイ内の青色ＬＥＤチップ及びＵＶ紫色チップの例示的なレイアウトを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態による、約４０６ｎｍで波長ピークを有する３６個のＵＶ紫色ＬＥＤチップと、３６個の青色ＬＥＤチップとを含む例示的な蛍光体により変換されるＣｏＢアレイから生成されたＳＰＤを示す図である。
【図１２】従来技術のセラミックメタルハライド（ＣＭＨ）ランプから生成されたＳＰＤを示す図である。
【図１３ａ−１３ｂ】典型的なＹＡＧの典型的な励起及び発光スペクトルを示す図である。
【図１３ｃ−１３ｄ】図１３ｃは、三井Ｒ６３０Ｎ赤色硫化物蛍光体の励起曲線及び発光曲線を示す図であり、図１３ｄは、三井Ｒ６６０Ｎ赤色硫化物蛍光体の励起曲線及び発光曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本開示の実施形態は、１以上の固体発光素子を含む光源であって、動作時に、蛍光物体の見掛け輝度を向上させることができる光源であり、動作時に、高められた色彩選好、例えば約１００以上の照明選好指標（ＬＰＩ；Lighting Preference Index）を有する実質的に白色光を放射する光源に関する。本明細書において、「ＬＰＩ」という用語は、白色及び着色対象物の広範囲の発光体（光源）の下での外観に基づいて、典型的な観察者による光源の好みのレベルを定量化する照明選好指標（ＬＰＩ）の定量的な公式により定義される。ＬＰＩは、さらに以下で詳細に定義され、また参照により組み込まれた、本願出願人による２０１４年９月９日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５４８６８号に定義されている。
【００１８】
本明細書中で使用される「光源」という用語は、システムの複雑さの増加する順に、以下の光源のいずれかを含む。
（ａ）光源は、ＬＥＤチップ又はＬＤチップ又は発光トランジスタ（ＬＥＴ）チップ、又はＯＬＥＤパネル、又は他のＳＳＬ発光素子などの固体（ＳＳＬ）発光素子を指すことができる。ＳＳＬ発光素子の定義は、半導体接合と、半導体を機械的に支持し、それとの電気的接続を提供する手段とを含むことができる。
（ｂ）光源は光エンジンを指すことができ、光エンジンは、典型的にはＳＳＬ発光素子のうちのいくつか又はすべてからの寄与を含む光の発光を提供する複数のＳＳＬ発光素子である。
（ｃ）光源は照明モジュールを指すことができ、照明モジュールは、典型的には支持構造体に取り付けられた光エンジンである。光モジュールは、典型的には半導体接合から熱管理システムへの熱経路、並びに電気的接続を含むことができ、光学部品又は光学システムを含んでもよい。
（ｄ）光源はランプを指すことができ、ランプは、典型的には、照明モジュール、電気的駆動装置、光学部品もしくはシステム、熱管理部品もしくはシステム、ベースもしくはコネクタ、及び任意選択で制御装置を含むことができる。ランプは、Ａ１９、ＢＲ３０、ＰＡＲ３８などのフォームファクタ、又は他の指向性もしくは無指向性のフォームファクタを含むことができる。或いは、光源は照明装置を指すことができ、照明装置は、１つもしくは複数のランプ、又は典型的にはランプ及びトロッファなどの固定具を含む部品を含むことができる。
（ｅ）光源は照明システムを指すことができ、照明システムは、一般的に複数のランプ又は照明装置であって、システムレベルで相互接続され、制御されてもよい。
以上の光源のいずれも、本開示のガイダンスにしたがって、蛍光物体の見掛け輝度を向上させることができ、動作時に、高められた色彩選好、例えば約１００以上の照明選好指標（ＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射することができるように、構成又は適合することができる。
【００１９】
本明細書では、「ＳＳＬ」という用語は、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ、ＯＬＥＤ、及び発光トランジスタ（ＬＥＴ及びＯＬＥＴ）などの他のＳＳＬ技術などの任意の半導体放射源を指す。
【００２０】
蛍光物体の見掛け輝度の向上を提供する光源を構成するために、光源は１以上のＵＶ紫色ＳＳＬ発光素子を含む。また、高められた色彩選好を有する実質的に白色光を提供する光源のために、それはまた、色彩選好を高めるスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）を有するように修正された白色光源を含む。いくつかの実施形態では、色彩選好を高めることができるように、白色光源がフィルタ処理される（例えば、ネオジムガラスによってフィルタ処理される）。ＵＶ紫色ＳＳＬ発光素子と、光源のＳＰＤの高められた色彩選好「部分」（及び光源の合成ＳＰＤを作成するのに必要な任意のフィルタ処理）との組合せは、光源の上記５つのレベル（（ａ）〜（ｅ））のいずれかで行うことができる。
【００２１】
例えば、いくつかの実施形態では、黄色光の吸収を提供するネオジム化合物をＬＥＤチップ内に（すなわち、発光素子レベルで）、或いはＬＥＤパッケージの封止材の一部として、又は光エンジンを囲む構造の一部として、或いはランプもしくは照明装置のディフューザ又は光学系の一部として、或いは照明システムの複数のランプ又は照明装置のいくつかもしくはすべてを取り囲むフィルタの一部として、配置することができる。黄色光の吸収は、色彩選好を高める１つのモードであり得る。
【００２２】
いくつかの実施形態では、以下の方法のうちの任意の１以上で光源のＳＰＤのＵＶ紫色部分を提供することができる。例えば、１以上のＵＶ紫色ＬＥＤ発光素子は、ＬＥＤパッケージ内に配置されてもよく、又はチップオンボード（ＣｏＢ）アレイに配置されてもよいし、或いは、１以上のＵＶ紫色光エンジンは、複数の光エンジンの間に配置されてもよいし、或いは、１以上のＵＶ紫色光源は、複数の光源の間に配置されてもよいし、或いは、１以上のＵＶ紫色ランプ又は照明装置は、照明システム内の照明装置の複数のランプの間に配置されてもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、高められた色彩選好を与える光源のＳＰＤのその部分は、例えば、ＬＥＤパッケージ内又はＣｏＢアレイ内の１以上の高められた色彩選好のＬＥＤ発光素子によって、或いは、複数の光エンジンのうちの１以上の高められた色彩選好の光エンジンによって、或いは、複数の照明モジュールのうちの１以上の高められた色彩選好の照明モジュールによって、或いは、照明システム内の複数のランプ又は照明装置のうちの１以上の高められた色彩選好のランプ又は照明装置などによって、提供され得る。
【００２４】
第１の態様では、本発明は、蛍光増白剤（ＯＢＡ）を含む対象物を増白する能力を与える光源を提供する。より具体的には、この第１の態様では、本発明は、少なくとも１以上の固体発光素子を含む光源を提供する。光源は、動作時に、実質的に白色に見える放射光束を生成する。光源から放射される放射光束の割合は、ＵＶ紫色光の波長範囲にある。このような割合は、ＯＢＡを含む対象物を増白するのに有効であるように選択される。本明細書で用いられる「増白する」又は「増白」という用語は、一般に、ＯＢＡを含む対象物に対して、あたかも照明レベルがより高いように、又は対象物の反射率がより高いように、照明される対象物の白色度又は輝度の視覚的な認知を向上させる光源を指す。これは、典型的には、ＯＢＡが刺激されて蛍光放射を放出するように、光源が可視光に加えてＵＶ紫色光を放射する場合に可能である。蛍光放射が青色波長領域内にある場合には、白色度が典型的に高められる。蛍光放射が他の色帯域にある場合には、他の色の鮮やかさを高めることができる。典型的には、対象物がその表面に蛍光顔料を含む場合に、これらの効果が生じ得る。本明細書では、蛍光増白剤（ＯＢＡ）という用語は、白色の対象物及び着色対象物のための蛍光増白剤を含むことを意味する。
【００２５】
「第１の態様」、「第２の態様」などへの言及は、相互に排他的な実施形態を指すとは限らないことに留意されたい。したがって、上述したように蛍光増白剤を含む対象物を増白する能力を提供する光源は、他の態様で詳細に説明するように、以下の他の用語で特徴付けられてもよい。
【００２６】
本明細書における「放射光束」という用語は、可視範囲とＵＶ範囲との光源から放射される光の和を表すが、それは光源が通常見えないＵＶ光を放射することができるからである。本明細書において、「ＵＶ紫色」光波長範囲は、約４２５ｎｍ未満、例えば約４２０ｎｍ未満、例えば約４１０ｎｍ未満と定義することができる。なお、北米照明工学学会（ＩＥＳＮＡ）の照明ハンドブックの１９８４年参照巻は、紫外光の最長範囲ＵＶＡを３１５〜４００ｎｍを含むように定義し、また可視範囲を３８０〜７７０ｎｍを含むように定義している。当業者が理解するように、ＵＶ及び可視波長の範囲はオーバーラップしてもよい。したがって、この開示の目的のために、ＵＶ範囲を３１５ｎｍ〜４００ｎｍの範囲を含むように、また可視範囲を４００ｎｍ〜７７０ｎｍを含むように定義することができる。より詳細に説明するように、ＯＢＡを励起するために有効な波長の範囲は、約３８０〜約４２０ｎｍであり、定義されたように、ＵＶ範囲と可視範囲とを橋渡ししている。「ＵＶ紫色」光波長範囲は、約３５０ｎｍ〜約４２５ｎｍ、例えば約３８０ｎｍ〜約４２０ｎｍ、例えば約４００ｎｍ〜約４１０ｎｍと定義することができる。「ＵＶ紫色」用に選択される波長範囲は、通常、選択された対象物において増白効果を最大にすると共に、いかなるＵＶ紫色放射光のいかなる有害な影響（例えば、材料の劣化、又は安全性の問題、又は効率の低下など）も緩和し、又は最小限に抑えるように選択される。
【００２７】
本明細書で使用する「実質的に白色」という用語は、典型的には、ＣＣＴによって、約２０００Ｋ〜約１００００Ｋ（より典型的には約２７００Ｋ〜約６５００Ｋ）の範囲で特徴付けられ、かつ、図６の下限６０６及び上限６０８で示すように、黒体軌跡（ＢＢＬ）又はホワイトボディ線（ＷＢＬ）のいずれかから、約１０ステップマクアダム楕円だけずれた色点を有する発光体又は光源を指す。この解釈は、本明細書で提示される白色光の知覚に関する原理に当てはまる。或いは、「実質的に白色光」は、白色光の複数の変種、例えば、冷白色、温白色、又はこの２種の白色の組合せなどを含むように、広義に解釈することができる。
【００２８】
光源がＯＢＡを含む物体を照明するために使用されると、対象物は、ＵＶ紫色光の波長範囲の放射光束がない同一光源と比較して、一般により明るくなるように見え得る。
【００２９】
増白剤は、典型的には、蛍光材料、光学白化材料、燐光材料、又は蛍光顔料のうちの１以上から選択することができる。照明技術の当業者が理解するように、蛍光材料は、通常、比較的短い波長（例えば、ＵＶ紫色）で励起され、比較的長い波長（例えば、可視光）で吸収されたエネルギーを放射する。光学白化材料は、光学増白剤、蛍光増白剤、又は蛍光白化剤とも呼ばれるが（これらの用語は、実質的に同義と考えてもよい）、電磁スペクトルの紫外領域及び紫色領域の光を吸収し、可視スペクトルの他の領域、例えば青色領域の光を再発光する無色染料である。これらの材料は、布地及び紙の白色の外観を向上させるためにしばしば使用され、白化又は増白効果を生じさせ、典型的には、反射される青色光の全体量を増やすことにより、材料の黄色がより少なく見えるようにする。蛍光顔料材料は、「暗い輝き」又は「黒い光」顔料とも呼ばれるが（これらの用語は、実質的に同義と考えてもよい）、電磁スペクトルの紫外領域及び紫色領域の光を吸収し、可視スペクトルの他の領域、例えば緑色、黄色、及び赤色領域の光を再発光する無色染料である。これらの材料は、着色紙、布地、及び塗料の鮮やかさを高めるためにしばしば使用され、増白効果を生じさせ、典型的には、材料があたかもそれ自体で照明しているかのように、或いは異常に明るく着色されているかのように見える。
【００３０】
いくつかの実施形態では、増白剤は、スチルベンもしくはスチルベン誘導体、クマリンもしくはクマリン誘導体、チオフェンもしくはチオフェン誘導体、ビスアゾールもしくはビスアゾール誘導体、ベンゾオキサゾンもしくはベンゾオキサゾン誘導体、又はピラゾリンもしくはピラゾリン誘導体などのうちの１以上から選択された化学物質を含むことができる。対象物に蛍光増白を付与するのに有効であれば、他の化学物質も可能である。いくつかの実施形態では、蛍光励起波長が約３５０ｎｍ〜約４２５ｎｍの範囲となり得るように、増白剤が選択される。典型的には、増白剤は、約４２０〜約７００ｎｍの波長の蛍光発光を有することができる。蛍光増白剤では、通常、そのピーク蛍光発光は、青色領域、すなわち約４２０〜４８０ｎｍにある。
【００３１】
多くの実施形態では、増白剤を含む対象物は、紙、包装、布地、衣類、塗料、歯、毛髪、皮膚、又は壁、或いは増白剤を含むように構成された照明装置をも含むことができる。毛髪、皮膚、及び歯は、化粧品又はシャンプーなどのパーソナルケア製品を適用することにより、増白剤を含むように構成することができる。時には蛍光増白剤を含むことがあり得る他の材料は、プラスチック、玩具、繊維などを含むことができる。
【００３２】
図１のスペクトルは、ＵＶ紫色励起の様々な波長の関数として、典型的な白色綿タオルの発光スペクトルを示す。横軸の波長はナノメートル単位であり、縦軸の発光強度は任意（「ａｒｂ」）単位である。増白応答を提供する放射光の波長範囲を決定するために、そして入射ＵＶ紫色励起光の波長の関数としてＯＢＡからの蛍光発光の強度を決定するために、蛍光体特性分光計が用いられた。各々ネストされた曲線は、ＵＶ紫色ＬＥＤの異なる励起波長を示す。発光スペクトルのピークは約４３５ｎｍにあり、白色タオルに対して視覚的に知覚可能な「青白色」の強化を提供する。図２は、図１と同じデータを示す図であり、ＯＢＡの蛍光を励起しているＵＶ紫色ＬＥＤの波長に対する蛍光発光強度のピークを示している。図２の曲線から得られる主要な結果は、増白効果の励起の開始（効果が約３６０ｎｍで生じる最大効果の約半分を超えるところ）は約４１０ｎｍのＵＶ紫色ＬＥＤの励起波長で生じ、励起波長が短くなると共に増加し、約３６０ｎｍで最大効果に到達するが、４２０ｎｍ以上の励起波長はＯＢＡを有するこの特定の対象物に有効ではないということである。視覚的な観察は、他の白色布地の広い範囲で同様の結果を提供しており、好適な励起波長は一般的に約４１０ｎｍ以下に存在している。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態では、ＵＶ紫色の波長範囲にある光源の放射光束の割合は、実質的に白色の点を実質的に揺動しないように選択される。本明細書では、「ＵＶ紫色光束の割合」又は「ＵＶ紫色範囲の放射光束の割合」を、式１に示すように、実質的に白色光源のＵＶ紫色光の部分の波長積分光束（ワット）を実質的に白色光源の可視光の波長積分光束（ワット）で割ったものと定義する。
式１：
【００３４】
【数１】
2017502493.tif 000003
ここで、Φλ［Ｗ／ｎｍ］は、スペクトル放射光束、すなわち単位波長間隔［ｎｍ］当たりの放射光束［ワット］であり、スペクトルパワー分布（ＳＰＤ）とも呼ばれる。理解できるように、この式１では、「ＵＶ紫色」範囲と「可視」範囲との間に波長のオーバーラップがある。それにもかかわらず、当業者は、範囲ごとにそれぞれの放射光束を決定することができる。
【００３５】
本開示の実施形態では、光源の全放射光束は、ＵＶ紫色範囲のいくらかの光を含み、ＵＶ紫色範囲の光の多くの量を含むわけではないので、ＵＶ紫色光束からの寄与を含む光源の色点は、実質的な白色から乱される。
【００３６】
これは、ＵＶ紫色光が十分に短い波長で放射され、かつＵＶ紫色光束の割合が十分に低い場合には、人間の目による色の知覚に実質的に寄与しないためである。これは、人間の網膜について、光の波長に対する３つの等色関数
【００３７】
【数２】
2017502493.tif 000004
【００３８】
【数３】
2017502493.tif 000005
及び
【００３９】
【数４】
2017502493.tif 000006
（それぞれ曲線３０２、３０４、３０６）を示す図３で理解することができる。１９３１ＣＩＥ表色系における基本的な測光値及び比色値（例えば、ルーメン、並びに色度座標ｃｃｘ及びｃｃｙ、並びに相関色温度ＣＣＴ）は、それらの３つの等色関数について光源のＳＰＤの積分値として算出される。このように、等色関数の３つのすべてが非常に小さい任意の波長の光源からの発光は、光源の色点に対して、対応する非常に弱い寄与を有する。図３から、約４１０ｎｍよりも短い波長を有する光源からの発光が光源の色度（すなわち、ｃｃｘ、ｃｃｙ、及びＣＣＴ）に非常に弱い効果を有することは明らかである。
【００４０】
この効果を定量化するために、図４は、約２７００Ｋの公称ＣＣＴを有する実質的に白色光源の色点（４１２、４１４、４１６など）を含む色度空間（ｃｃｘ，ｃｃｙ）のプロット４００を提供する。プロットには、光源のＣＣＴが２５００Ｋである等温線４０２、及び光源のＣＣＴが３０００Ｋである等温線４０４が含まれている。曲線４０６は黒体軌跡（ＢＢＬ）であり、黒体軌跡上の色度点４１０はＢＢＬ上でＣＣＴ＝２７２５Ｋとなる色点を示しており、これは米国規格協会（ＡＮＳＩ）の色ビンの輪郭を描く四角形４０８の中心点としての役割を果たし、この色ビンは、本明細書に参照として組み込まれる参照標準ＡＮＳＩ  Ｃ７８．３７７−２００８の２７００Ｋのビンと公称される。米国エネルギー省（ＤｏＥ）によるエネルギースター認証を受けるために、ＬＥＤ交換ランプは、本明細書に参照として組み込まれるバージョン１．１一体型ＬＥＤランプ仕様の要件を満足しなければならないが、この仕様は、ランプの色度がＡＮＳＩ  Ｃ７８．３７７−２００８によって提供される公称ＣＣＴに対応する四角形内に位置しなければならないという要件を含んでいる。エネルギースター認証は、必ずしも本発明のすべての実施形態の目的又は目標としてではなく、むしろＬＥＤ光源の品質の業界で認識されている色品質を含む標準規格として本明細書で参照されており、それは８０の最小ＣＲＩ要件と共に公称ＣＣＴに対応する四角形内にある色点により定義される。したがって、四角形４０８は、公称ＣＣＴ＝２７００Ｋのエネルギースター規格に適格な色度の範囲を示している。同様な要件及び四角形は、２７００Ｋと共に屋内用途を目的とした３０００Ｋ、３５００Ｋ、及び４０００Ｋの他の公称ＣＣＴ値について、また屋外、工業又は他の用途を目的とし得るより高い公称ＣＣＴ値についても理解されよう。色度点４１２は、約２７７５ＫのＣＣＴを有する典型的な市販の温白色（ＷＷ）ＬＥＤ光源の色度点であり、ＢＢＬ４０６からＡＮＳＩ四角形４０８の周囲までの距離の約３分の１に相当する分だけＢＢＬの上に位置している。この光源は、中心色度４１０を有していない場合であっても、四角形４０８内に位置しており、したがって公称２７００Ｋの光源として適格である。四角形４０８内の任意の色度は、標準規格で許容される色度（色）点にあると見なされる。ＡＮＳＩ四角形の大きさは、中心点４１０から７ステップマクアダム楕円４０９の最大偏差を近似するように選択された（２７００Ｋの四角形の場合）。１ステップマクアダム楕円は、色空間における中心色点からの偏差が典型的な観察者による検出可能性のしきい値にある中心点を囲む色空間内の軌跡を表している。約２〜４マクアダム楕円までの偏差は、典型的な観察者にはほとんど知覚できず、したがって一般的に許容可能であるが、約５以上のマクアダム楕円の偏差は、容易に知覚でき、したがって光源のユーザによって許容されない。
【００４１】
繰り返しになるが、所与の光源からの色点の偏差がどのように許容可能となり得るかを説明する目的のために、図４の説明がここで継続する。例えば、実質的に白色光源の色点４１２が２７００Ｋの四角形４０８内にある場合には、例えば、約２〜４マクアダム楕円内にある新しい色を生じる光源にＵＶ紫色光束を加えることによるその色点からの偏差は、したがって色点４１２を有する光源の一般的に許容可能な変化であると見なすことができる。したがって、色点４１２を中心とした２ステップ楕円４３０及び４ステップ楕円４３２は、色点４１２プラス追加のＵＶ紫色光束を有する光束を生成する光源の色点の一般的な許容範囲を示している。
【００４２】
図５ａは、追加のＵＶ紫色光束を有しない色点４１２に対応するＳＰＤ５００を提供する。図５ｂのＳＰＤ５０２は、波長４１０ｎｍの５％のＵＶ紫色光束による、ＳＰＤ５００の追加又は補充を示す。複合ＳＰＤ５０２は、色点４１２を中心とする２ステップマクアダム楕円４３０のごくわずかに外側にある図４の色点４２０を生成する。補助ＵＶ紫色を有しないＳＰＤ５００を表す色点４１２と、４１０ｎｍの波長の５％のＵＶ紫色光束を有するＳＰＤ５０２を表す色点４２０と、の間の２ステップマクアダム楕円についての色ずれは、ＵＶ紫色光束に起因している。
【００４３】
ＳＰＤ５００プラス補助ＵＶ紫色光束を含む光源の色点４１４、４１６、４１８、４２０、４２２、４２３、４２４、４２６、４２８は、表Ｉにしたがってラベル付けされた％ＵＶ紫色光束及びＵＶ紫色波長の最大値の関数として図４にプロットされている。
【００４４】
【表１】
2017502493.tif 000007
色点４２０及び４２２と２ステップマクアダム楕円４３０との比較から分かるように、波長４１０ｎｍの５％ＵＶ紫色光束の追加、又は波長４０５ｎｍの１０％ＵＶ紫色光束の追加は、ほとんど知覚できない色偏差を表す、約２ステップマクアダム楕円の色点のずれを生成するだけであり、色を識別する用途であっても許容可能であろう。実質的に５％未満のＵＶ紫色光束及び４１０ｎｍ未満のＵＶ紫色波長を有する任意の複合光源は、２ステップマクアダム楕円内の色点を生成する。実質的に１０％未満のＵＶ紫色光束及び４０５ｎｍ未満のＵＶ紫色波長を有する任意の複合光源もまた、２ステップマクアダム楕円内の色点を生成する。
【００４５】
色点４２４及び４２６と４ステップマクアダム楕円４３２との比較から分かるように、波長４１５ｎｍの５％ＵＶ紫色光束、又は波長４１０ｎｍの１０％ＵＶ紫色光束は、ほとんど知覚できない色偏差を表す、約４ステップマクアダム楕円の色点のずれを生成するだけであり、ほとんどの典型的な用途で許容可能であろう。実質的に５％未満のＵＶ紫色光束及び４１５ｎｍ未満のＵＶ紫色波長を有する任意の複合光源は、２ステップマクアダム楕円内の色点を生成する。実質的に１０％未満のＵＶ紫色光束及び４１０ｎｍ未満のＵＶ紫色波長を有する任意の複合光源もまた、４ステップマクアダム楕円内の色点を生成する。
【００４６】
色点４２８と４ステップマクアダム楕円４３２との比較から分かるように、波長４２０ｎｍの５％ＵＶ紫色光束は、一般に許容できない色偏差を表す、４ステップマクアダム楕円を著しく超える色点のずれを生成するので、多くの典型的な用途で受け入れられない可能性がある。実質的に５％より大きいＵＶ紫色光束及び４２０ｎｍより長いＵＶ紫色波長を有する任意の複合光源は、４ステップマクアダム楕円を著しく超える色点を生成し、一般に受け入れられない。
【００４７】
他のいくつかの実施形態では、ＵＶ紫色光束の割合及びＵＶ紫色波長は、両方とも複合光源の色点をシフトするように選択される。典型的には、光源のスペクトルの残りの部分と組み合わされた場合に、ＣＩＥ色空間におけるＵＶ紫色発光素子の位置は、ホワイトボディ軌跡（ＷＢＬ）に向かってＢＢＬより下にシフトされる複合色点になるので、色点の知覚される白色度は、ＵＶ紫色発光素子からの比較的強い寄与により、ＷＢＬにより近づけることにより高められる。
【００４８】
本開示の対応する第１の方法の態様があり、それは対象物をより明るく見えるようにするための方法に関する。本態様では、方法は、増白剤を含む対象物を光源からの光に露出させるステップであって、光源は複数の固体発光素子を含む光源である、ステップと、高められた色彩選好（例えば、約１００より大きいＬＰＩ）を有する実質的に白色光を放射するステップとを含む。ランプからの光は実質的に白色に見えるが、光もまたＵＶ紫色光の波長範囲内の放射光束の約１％〜約３０％（例えば、約５〜約１０％）を含む。対象物は、増白剤、例えば、蛍光材料又は蛍光増白材料のうちの１以上を含む。上述したように、増白剤は、増白剤に関連して上述した材料及び／又は化学物質のいずれかを含むことができる。典型的には、増白剤は、約３５０〜約４２５ｎｍの波長を有する光により蛍光に励起することができ、約４２０〜約７００ｎｍの波長の蛍光発光を有することができる。一般に、対象物は、上述した増白剤を含む対象物のいずれか、例えば、紙、包装、布地、衣服、塗料、歯、壁、又は照明装置などであってもよい。
【００４９】
本発明の第２の態様では、光源は、ＵＶ紫色波長範囲における特定の出力について開示される。特に、この態様は、複数の固体発光素子を含む光源を提供する。光源は、動作時に、実質的に白色に見える放射光束を生成する。光源の放射光束の約１％より大きい部分、例えば約１％〜約３０％は、ＵＶ紫色光の波長範囲にある。より具体的な実施形態では、光源の光束の約５％〜約１０％は、ＵＶ紫色光の波長範囲にあってもよい本明細書では、ＵＶ紫色光の波長範囲は、約４２５ｎｍ未満、例えば約４２０ｎｍ未満、例えば約４１０ｎｍ未満であってもよい。典型的には、ＵＶ紫色光の波長範囲は、約３５０ｎｍ〜約４２５ｎｍ、例えば約３８０ｎｍ〜約４１０ｎｍ、例えば約４００ｎｍ〜４１０ｎｍであってもよい。１つの具体的な例示的な実施形態では、光源の放射光束の約１０％は、約４００〜４０５ｎｍの波長である。しかし、本発明はこの具体的な実施形態に限定されるものではない。
【００５０】
複数の固体発光素子は、典型的には、１以上のＬＥＤチップを含むことができる。或いは、複数の固体発光素子は、ＬＤ、又はＯＬＥＤデバイス、或いはＬＥＤ、ＬＤ、及びＯＬＥＤデバイスの組合せ、或いは他の任意のタイプの固体発光素子を含んでもよい。
【００５１】
この第２の態様によれば、ＬＥＤチップを用いつつ、ＵＶ紫色範囲の放射光束の選択された割合を達成するための様々な方法がある。例えば、光源は、光源が動作している時に実質的に白色に見える光を生成するように構成された１以上のＬＥＤチップの第１のセットを含むことができ、また１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップの第２のセットをさらに含むことができる。多くの公知のＵＶ紫色ＬＥＤチップを使用することができる。例えば約４０７ｎｍにピーク発光を有し、ＧＥライティング社によりＶＩＯという名称で販売されている魅力的なＵＶ紫色ＬＥＤを用いることができるが、他のものも同様に可能である。典型的には、上述したように、１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップは、ＵＶ紫色の波長範囲内のピーク発光を含むことができる。
【００５２】
或いは、光源が青色光及びＵＶ紫色光の両方を放射することができるＬＥＤを含むことが可能であり得る。後者は、例えば、約４３０ｎｍのピーク発光を含み、またさらに約４０５ｎｍの残りの発光を有することができる「広帯域」ＬＥＤチップのいくつかのタイプを用いて達成可能である。適切な蛍光体又は蛍光体の組合せを選択することにより、光源が動作している時に、ピーク発光は、実質的に白色光に蛍光体により変換され得るが、残りの発光は蛍光体により変換されない。適切な蛍光体又は蛍光体の組合せは、一般に、「広帯域」チップからの青色光を吸収して変換するが、紫色光は吸収し変換しないであろう。
【００５３】
典型的には、光源は、ＵＶ紫色ＬＥＤチップの数よりもより多くの、実質的に白色に見える光を生成するように構成されたＬＥＤチップを含むことができる。例えば、光源は、白色光を生成するように構成された約５０〜約１５０個のＬＥＤ、及び約１〜約１５個のＵＶ紫色発光ＬＥＤチップから構成されてもよい。用途に応じて、それぞれのチップの他の個数が可能である。
【００５４】
いくつかの選択された実施形態では、実質的に白色に見える光を生成するように構成された１以上のＬＥＤチップ、並びに１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップは、それぞれ実質的に同一の電流で駆動されてもよいし、及び／又は直列に接続されてもよい。光源の製造及び／又は組立には、「白色」ＬＥＤ及びＵＶ紫色ＬＥＤを同じ列に配置するのが便利であり得る。いくつかの選択された実施形態では、実質的に白色に見える光を生成するように構成された１以上のＬＥＤチップ、並びに１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップは、実質的に電圧を一致させることができる
いくつかの実施形態によれば、実質的に白色に見える光を生成するように構成された１以上のＬＥＤチップ、並びに１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップは、回路基板、例えば、金属コアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）上に実装される。これは、チップオンボード（ＣＯＢ）アレイで達成することができる。例えば、従来技術では、例えば、Ｃｒｅｅ  ＭＴ−Ｇアレイ（例えば、Ｃｒｅｅ  ＭＴ−Ｇ２アレイ）又は日亜化学工業１１０アレイを含む多数のタイプのチップオンボードアレイの光エンジンが知られている。これらの公知のチップオンボードアレイの光エンジンの多くを、追加する個数のＵＶ紫色ＬＥＤチップを用いて適切に変更して、本開示のいくつかの光源を実現することが可能であり得る。ＣＯＢアレイでは、ＬＥＤチップは、一般に、回路基板、例えばＭＣＰＣＢ上に直接半田付け（又は共晶により取り付け、又は導電性エポキシなどによって取り付け）されている。ＣＯＢ技術は、「直接チップアタッチメント」、又はＤＣＡと呼ばれることもある。これは、ＬＥＤチップが、個々の集積回路として伝統的なアセンブリ又はパッケージングされる代わりに、最終的な回路基板上に直接実装され、それに電気的に相互接続される半導体アセンブリ技術を指す。ＣＯＢプロセスは、しばしば３つの主要な工程から構成される。すなわち、ダイアタッチ又はダイマウント、ワイヤボンディング、及び任意選択によるダイ及びワイヤの封止である。一般に知られているように、ＭＣＰＣＢは、典型的にはアルミニウムである熱伝導性ベースと、非導電性／熱伝導性の誘電体層と、典型的には銅で作られた導電性回路層とを含む積層構造を含む。
【００５５】
本開示の第３の態様では、蛍光増白剤（ＯＢＡ）を含む対象物を増白することが可能な光源はまた、高められた色彩選好を提供するようにスペクトルが調整される。より具体的には、この第３の態様では、本発明は、複数の固体発光素子を含む光源を提供する。光源は、動作時に、実質的に白色に見える放射光束を生成する。光源から放射される放射光束の割合は、ＵＶ紫色光の波長範囲にある。このような割合は、ＯＢＡを含む対象物を増白するのに有効であるように選択される。さらに、光源のスペクトルの可視部分は、色彩選好を高めるように変更されて、「基準光源」を特徴付けるＬＰＩ＝１００のレベルより高くなる。本明細書では、「基準光源」という用語は、テスト光源のＣＣＴと等しい相関色温度（ＣＣＴ）を有する光を生成し、かつ、黒体放射のプランクの法則により定義されたプランク又は黒体スペクトル分布により定義されるスペクトルを有する光源であると定義される。プランクの法則は、以下のように波長λ（ｍ）及び絶対温度Ｔ（Ｋ）の関数として光源の放射輝度Ｂ（Ｗ／ｓｒｍ3）を提供する。
【００５６】
【数５】
2017502493.tif 000008
ここで、ｈはプランク定数であり、ｋBはボルツマン定数である。ＣＲＩの定義により、基準光源はＣＲＩ＝１００を有する。またＬＰＩの定義により、基準光源はＬＰＩ＝１００を有する。約５点でＬＰＩの異なる光源間の知覚される色彩選好の差が、典型的な観察者によって、約５点でＣＲＩの異なる光源間の色忠実度の差としてほぼ等しく知覚可能であるように、ＬＰＩが較正される。したがって、「高められた色彩選好」という用語は、本明細書では、ＬＰＩが基準光源（ＬＰＩ＝１００）のＬＰＩよりも少なくとも約５ポイント大きいこと、すなわち、約１０５より大きい、又は約１１０より大きい、又は約１２０より大きいＬＰＩであることを意味する。白熱ランプ、ハロゲンランプ、及びＬＥＤランプ製品のＲＥＶＥＡＬ（登録商標）ブランドでＧＥによって行われているように、約５７０ｎｍ〜約６００ｎｍの波長範囲の黄色光を吸収する手段を光源内に含めることにより、例えば、Ｎｄドープガラス吸収体を用いることにより、基準光源（例えば、白熱ランプ）に対して約１０ポイント以上ＬＰＩを向上させることができることが知られている。また、参照により本明細書に組み込まれる国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５４８６８に開示されているように、ＬＥＤ発光素子及び蛍光体（及び、任意に、吸収剤又はカラーフィルタ）の組合せによりＬＥＤ光源のスペクトルを調整することによって、基準光源に対して約２０ポイント以上ＬＰＩを向上させることができることが知られている。
【００５７】
ＯＢＡの励起は、実質的に白色光源の光束８０２にＵＶ紫色光源の光束８０４を補足することによって達成することができることが知られている。これは一般に図８ａに示されており、それは「ＣｒｉｓｐＷｈｉｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＤＳ１３８」（２０１４年Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｌｕｍｉｌｅｄｓ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）によるＬＵＸＥＯＮ  ＣｏＢの製品仕様書に帰することができる。或いは、図８ｂに示すように、実質的に白色光源の光束８０６にＵＶ紫色光源の光束８０８を補足することにより達成することができ、これはＳＯＲＡＡ社に譲渡された発行された特許出願ＵＳ−２０１３／０３１３５１６−Ａ１に帰することができる。図８ａ又は図８ｂの両方の従来技術の場合では、光源はＯＢＡの励起を生成し、ＢＢＬ上又はその近傍の色点を維持し、比較的高いＣＲＩを提供した。これが光源のＳＰＤの最適化のための伝統的なモードの特性であり、すなわち、黒体基準光源をシミュレートする試みであり、一般的に良好な色忠実度（すなわち、高いＣＲＩ）を達成するが、色彩選好（すなわちＬＰＩ）については考慮していない。結果として、白色対象物の白色度及び明るさを向上させる目的でのみＯＢＡを励起するために、ＵＶ紫色光束を組み込む従来技術のＬＰＩ値は、したがってそれぞれのＣＣＴ値における黒体基準光源に関係するＬＰＩ値に近い。これは、以下の表ＩＩに要約されている。対照的に、本開示の実施形態のための一般的な目的は、色彩選好（ＬＰＩ）を高めることであって、色忠実度（ＣＲＩ）を単純に高めるのではなく、ほとんどの又はすべての色は、白色と同様に、典型的な観察者によって知覚されるように強化される。
【００５８】
【表２】
2017502493.tif 000009
色彩選好を含む第３の態様を説明することによれば、最近までの照明業界の多くの当業者は、色彩選好は単一の既存の色メトリックによって十分に定量化することができないと考えていなかったことに留意することが重要である。色彩選好をより良く記述するために、２つ以上の色メトリックを組合せるいくつかの試みが発表されている。しかし、スペクトルの数値的調整による光源の色彩選好の最適化を可能にするための、十分な定量的厳密さを有する色彩選好を定義する色彩選好メトリックに対する工業標準の提案があったようには見えない。特定の定量的な色彩選好メトリックが存在するが、これらは、典型的な観察者にとって最適な色彩選好を達成するための光源又はスペクトルを設計する際に最適化パラメータとして用いるには適さず、一般的に不十分である。
【００５９】
ほぼ半世紀の間、演色評価数（ＣＲＩ）は、光源の色品質を特徴付ける主要な方法であった。しかし、ＬＥＤでしばしば見られるように、特に波長に対して急峻な勾配を含むスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）を扱う場合に、その算出方法に起因して、その有効性が本質的に制限される。その欠点のために、多様な代替的メトリックが提案されている。しかし、代替的な色品質メトリックは、照明製品の消費者の好みを正確に定量化するのに苦労している。
【００６０】
Ｈｏｕｓｅｒ及び同僚は、「Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｍｅａｓｕｒｅｓ  ｆｏｒ  ｌｉｇｈｔ−ｓｏｕｒｃｅ  ｃｏｌｏｒ  ｒｅｎｄｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ａ  ｔｗｏ−ｍｅａｓｕｒｅ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ  ｃｏｌｏｒ  ｒｅｎｄｉｔｉｏｎ」、Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ、２１巻、＃８、１０３９３−１０４１１（２０１３）、著者：Ｋ．Ｗ．Ｈｏｕｓｅｒ、Ｍ．Ｗｅｉ、Ａ．Ｄａｖｉｄ、Ｍ．Ｒ．Ｋｒａｍｅｓ、及びＸ．Ｓ．Ｓｈｅｎにおいて、開発された様々な色品質メトリックの大部分の詳細な概要及び比較を提供している。一般に、いくつかの色品質メトリックは、その目的及び計算方法に関係する３つの広いカテゴリに分けることができ、それは忠実度、識別、及び選好である。忠実度メトリックは、ＣＲＩを含み、テスト光源が良い又は悪いと知覚されるかどうかに関わらず、また基準光源が実際にほとんどの観察者により好ましいか否かを考慮せずに、基準光源からの絶対差を定量化する。識別メトリックは、テスト光源下で演色され得る色空間の総面積を定量化し、彩度及び色相の極端なレベルで最大になる。既存の色彩選好メトリックは、ユーザの色彩選好の定量的測定を提供するために開発されたが、光源の最適化を可能にするための目標値と共に、観察者データとの十分な相関を提供しないので、このメトリックは設計最適化の目標パラメータとして使用することができる。
【００６１】
一般に、観察者は、色をより魅力的に演色する彩度の高められたレベルを好むことが分かっている。しかし、彩度の高いレベル、又は色相のずれは、色及び対象物の不自然な演色をまねくおそれがある。例えば、色域面積指標（ＧＡＩ）及び色域面積スケール（Ｑg）は、両方とも識別メトリックであり、彩度のある限界までは観察者選好との非常に良好な相関を提供するが、それを超えると、ＧＡＩ及びＱgは増加を続けるが、観察者選好は急激に低下する。したがって、ＧＡＩ又はＱgなどの彩度メトリックは、観察者選好に良好に整合しないように見える。さらに、観察者はまた、プランク（黒体）軌跡に対する光源の色点によって駆動され、彩度からある程度独立して、より白く見える光源を好む傾向がある。
【００６２】
色彩選好カテゴリにおけるいくつかの周知のメトリックは、フラタリ指標（Ｒf），色彩選好指標（ＣＰＩ）、及び記憶演色評価数（ＭＣＲＩ）を含む。これらのメトリックの３つすべてが８〜１０のテスト色サンプルの色度座標について「理想的な」構成を有し、各々がこれらの目標値からの偏差を定量化する。フラタリ指標は、選好を目標とする最初のメトリックであり、不均等な重み付けを有する１０色のサンプルを使用した。しかし、ＣＲＩとの類似性を維持するために、目標の色度ずれは実験値の５分の１に低減され、大幅にその影響を減少させた。ＣＰＩは、好適な色度ずれに対する実験値を維持し、色彩選好のより良好な表現が得られた。しかし、ＣＲＩと同じ８つの不飽和テスト色サンプルを用いたので、テスト色サンプルの選択がいくぶん制限される。不飽和（淡い）テスト色は、高度に飽和した光源の影響を評価することができない。ＭＣＲＩは、見慣れた対象物の１０色の理想的な色度構成を定義するために、観察者の記憶を使用する。さらに、上記のメトリックのいずれも、テスト光源の「白色度」、又は色点を考慮に入れていない。この点について、著者Ｊ．Ｐ．Ｆｒｅｙｓｓｉｎｉｅｒ及びＭ．Ｓ．Ｒｅａは、「Ｃｌａｓｓ  Ａ  ｃｏｌｏｒ  ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅｓ  ｕｓｅｄ  ｉｎ  ｇｅｎｅｒａｌ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ、３７巻、＃２＆３、ｐｐ．４６−５０（２０１３）において、「クラスＡ照明」のための一連の基準を推奨したが、それはＣＲＩ（＞８０）、ＧＡＩ（８０〜１００）、及び色点（いわゆる「白色」ラインの近傍）に制約を設けている。これらの条件は推奨された設計空間を定義するが、特定された最適値がなく、また推奨された３つの特性の重み付けもないので、これらの条件を色彩選好を最大にするスペクトル又は光源を規定するように最適化することができない。
【００６３】
したがって、色彩選好を定量化する目的のために、本明細書ではＬＰＩメトリックが使用される。このメトリックは、以下で、及び参照により組み込まれる国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５４８６８号に完全に記述され定義されている。ＬＰＩは、人口統計学的母集団の中から観察者選好の測定値との相関を提供するように、定量的かつ客観的に定義され較正される。さらに、ＬＰＩメトリックは、広い範囲のＬＰＩ値を有する様々な光源に対する観察者からの予測される色彩選好応答を導き出すために、光源のスペクトルを最適化するために使用することができる予測メトリックであることが立証される。ＬＰＩは、光源の色彩選好特性を最大にし、かつ／又は、色彩選好を含むスペクトルの複数応答の最適化を設計するための設計ルールを提供する定量的メトリックとして、他の測光、比色、及び他の設計応答と共に用いることができる。
【００６４】
ＬＰＩメトリックは、２つのパラメータ、すなわち照明光源の白色度及び光源により照明される対象物の色の見えの関数である。具体的なＬＰＩ関数は、白色度及び色の見えを説明した後に、以下で定義する。
【００６５】
本明細書では、白色度は、色度図上で「白線」（又はホワイトボディ線、又はＷＢＬ）に対する色点の近接度を指し、「ＷＢＬ」は以下の文献において定義されている。「Ｗｈｉｔｅ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ」、Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ＆  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ、３８巻、＃２、ｐｐ．８２−９２（２０１３）、著者Ｍ．Ｓ．Ｒｅａ  ＆  Ｊ．Ｐ．Ｆｒｅｙｓｓｉｎｉｅｒ（以下、「Ｒｅａ参考文献」とする）。Ｒｅａ参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で用いる「白線」は、以下の表ＩＩＩの色点により定義され、２７００Ｋ〜６５００Ｋの選択された色温度に対するＣＣＸ及びＣＣＹ色座標で報告されている。
【００６６】
【表３】
2017502493.tif 000010
図６から分かるように、また表ＩＩＩで定義されるように、「白線」６０４（「ホワイトボディ線」（ＷＢＬ）、「ホワイトボディ曲線」、「ホワイトボディ軌跡」とも呼ばれる）は、高い色温度（例えば、４０００Ｋ以上）では黒体曲線６０２よりもわずかに上にあるが、より低い色温度では黒体曲線よりも下にある。研究は、ＷＢＬ６０４上の照明が、「白色」光であるという人間の知覚に対応し得ることを示している。ＷＢＬは広範囲の色温度に対して提案されているが、約２７００Ｋ〜約３０００Ｋ（すなわち、温白色、消費者が好むことが多いＣＣＴ値を有する）の色温度に対しては、ＷＢＬは黒体軌跡より約０．０１０Ｄｕｖだけ下にある。ここで、Ｄｕｖは１９７６ＣＩＥＬＵＶ色度空間における黒体軌跡からの距離を示す。
【００６７】
以下の式は、約２７００Ｋ〜約３０００ＫのＣＣＴを有する任意の色点に対する白色度メトリックを提供するようにスケーリングされている。この白色度メトリックは、プランク軌跡上の任意の点に対しては０又は実質的に０になり、ＷＢＬ上の任意の点に対しては１（実質的に１）になる。
式（２）：
【００６８】
【数６】
2017502493.tif 000011
ここで、式（２）の目的のために、Ｄｕｖはｕ−ｖ空間における黒体軌跡から色点までの距離である（注：黒体線より下の値は（１）式において負である）。例えば、黒体の下の０．０１０の点については、式（２）に−０．０１０を挿入する。（約２７００Ｋ〜約３０００Ｋの範囲の外側のＣＣＴを有する色点については、図６の色点の位置の検査により、過度の実験を行うことなく白色度を近似することができる。例えば、照明源が「白線」上の色点を有する場合には、同様に１の白色度値を有する。）以下でさらに詳細に説明するように、照明源の色点が「白線」に近づくにつれてＬＰＩは増加し、いずれかの方向に遠ざかるにつれて減少する。
【００６９】
本明細書で使用される、色の見えは、演色の複合的尺度であり、照明源の正味彩度値（ＮＳＶ）（例えば、相対的に高いＬＰＩ値は、高められた彩度を示すが過度に飽和されていないＮＳＶに対して得られる）、及び色相歪曲値（ＨＤＶ）の関数である（例えば、相対的に高いＬＰＩ値は、最小又は０の色相歪曲を示すＨＤＶに対して得られる）。ＮＳＶ及びＨＤＶの両方については、以下でより詳細に説明する。
【００７０】
照明選好指標（ＬＰＩ）メトリックは、１６００の修正マンセル光沢スペクトル反射率の完全なデータベースを用いた色彩アレイを選択することにより、テスト色サンプルの偏りのない選択を用いて開発された。これらの１６００色は、当業者によって、特にＭ．Ｗ．Ｄｅｒｈａｋ  ＆  Ｒ．Ｓ．Ｂｅｒｎｓ，「Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｊｏｅｎｓｕｕ  Ｍｕｎｓｅｌｌ  Ｇｌｏｓｓｙ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄａｔａｂａｓｅ」，Ｃｏｌｏｒ  ａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２０１２（１），１９１−１９４（２０１２）の観点で理解されよう。この色彩アレイを使用することにより、色相、明度、及び彩度のマンセル分類系を利用した色空間の重要な部分をカバーすることができる。
【００７１】
当業者によって理解されるように、このアレイの各色は、色相（４０の全項目について、各々４つのサブカテゴリを有する１０のカテゴリを有する）、彩度（０〜１６の範囲）、及び明度（０〜１０の範囲）によるマンセル表色系で定義される。色相の１０カテゴリは、図７ａに示し、ラベル付けしてある。彩度及び色相のすべてのレベルは、ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌ．Ｔｏｐ．Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，１５（６），１７５３（２００９），著者Ａ．Ｚｕｋａｕｓｋａｓ，Ｒ．Ｖａｉｃｅｋａｕｓｋａｓ，Ｆ．Ｉｖａｎａｕｓｋａｓ，Ｈ．Ｖａｉｔｋｅｖｉｃｉｕｓ，Ｐ．Ｖｉｔｔａ，ａｎｄ  Ｍ．Ｓ．Ｓｈｕｒにおいて説明されているものと同様な方法にしたがって、等しく重み付けされ、統計的カウント手法で処理される。
【００７２】
全１６００色サンプルの色点は、同じ色温度で、照明源（すなわち、テスト光源）及びＣＩＥ基準光源すなわちプランク放射体の両方によって演色されるように算出される。ＣＩＥ基準光源は、黒体放射のプランクの法則を用いて照明源のＣＣＴから決定されたスペクトルを有している。プランクの法則は、以下のように波長λ（ｍ）及び絶対温度Ｔ（Ｋ）の関数として光源の放射輝度Ｂ（Ｗ／ｓｒｍ3）を定義する。
【００７３】
【数７】
2017502493.tif 000012
ここで、ｈはプランク定数であり、ｋBはボルツマン定数である。
【００７４】
これらの色点（色座標とも呼ばれる）のすべては、次にＣＩＥＬＡＢ色空間に変換され、演色ベクトル（ＣＲＶ）が生成される。ＣＲＶは、基準光源に対する色の見えのずれの大きさ及び方向の表現である。図７ｂは、各ＣＲＶに含まれる成分を示す。半径成分ΔＣabは、彩度のずれを定量化し、原点から離れるずれは彩度の増加を示し、原点に向かうずれは彩度の減少を示す。方位角成分Δｈabは、色相の変化を定量化し、ラジアン単位の角度変化で表すことができる。特定マンセル値でのＣＲＶベクトルプロットは、ａ*−ｂ*色度平面での色ずれの視覚的表現として作成することができる。図７ｃは、消費者が一般に好む製品であるネオジム白熱ランプのマンセル値５のＣＲＶ７０２を表す。ベクトルプロットで分かるように、ネオジムランプは、特に赤色及び緑色成分の高められた彩度を生成する（ベクトルプロットのそれぞれ右側及び左側）。黄色Ｙ、赤色Ｒ、紫色Ｐ、青色Ｂ、及び緑色Ｇに対応する近似的なベクトル方向を、図７ｃの挿入図７０４に示す。
【００７５】
次に、全１６００マンセル色の各ＣＲＶの半径及び方位角成分が、彩度及び色相のずれを定量化するようにそれぞれ決定される。このような大きなサンプルサイズを用いて、ＣＲＶの大きさ及び方向を統計的カウントで表すことができる。
【００７６】
正味彩度値（ＮＳＶ）は、彩度が低下したサンプルの割合だけ低減された、彩度が向上したテストサンプルの割合を示す。彩度の向上したレベルは、平均知覚差のしきい値を超えるが過飽和限界以下である、彩度の増加（ΔＣab＞０）により示される。彩度が平均知覚差の同一しきい値を超えて低下する場合には、減少した彩度レベル（ΔＣab＜０）のみがカウントされる。平均知覚差値は以下の文献に基づいており、「Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｕｎｉｆｏｒｍ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｐａｃｅｓ  Ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ  ａｆｔｅｒ  ｔｈｅ  Ａｄｏｐｔｉｏｎ  ｏｆ  ＣＩＥＬＡＢ  ａｎｄ  ＣＩＥＬＵＶ」，Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｖｏｌｕｍｅ１９，＃２，ｐｐ．１０５−１２１（１９９４），著者Ｍ．Ｍａｈｙ，Ｌ．Ｖａｎ  Ｅｙｃｋｅｎ，＆  Ａ．Ｏｏｓｔｅｒｌｉｎｃｋ、これは、ＣＩＥＬＡＢ空間において平均知覚半径が２．３であることを見いだした。過飽和限界については、ΔＣab＝１５の値が以下の文献に基づいて選択される。「Ｃｏｌｏｒ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ」，Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ａｔ  ＬＥＤｓ  ２０１２，Ｏｃｔ．１１−１２，Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ（２０１２），著者Ｙ．Ｏｈｎｏ。このＯｈｎｏの文献では、飽和色について、限界まで、選好の増加が見いだされ、高レベルの彩度については選好応答が減少した。近似的にΔＣab＝１５の値の周りでは、選好応答は、彩度のない、すなわちΔＣab＝０の場合と同等であり、これら２つの値の間で選好応答が増加した。
【００７７】
個々のＮＳＶ値（ＮＳＶi）がマンセル表色系の１０の主要な色相カテゴリについて算出され、全ＮＳＶは１０の色相の平均として得られる。本開示で用いられるように、ＮＳＶは式（３）及び式（４）で定義される。
式（３）：
ＮＳＶi＝（２．３＜ΔＣab＜１５である色相ｉのＣＲＶのパーセント）−（ΔＣab＜−２．３である色相ｉのＣＲＶのパーセント）
式（４）：
【００７８】
【数８】
2017502493.tif 000013
ここで、ΔＣabはＣＲＶの半径成分であって彩度のずれを表し、ｉはマンセル表色系の１０の主要な色相カテゴリについての色相カテゴリを表す。領域−２．３＜ΔＣab＜２．３については、彩度の変化を典型的な観察者が知覚することができず、したがって改善又は悪化のいずれにもカウントされない。
【００７９】
色相歪曲値（ＨＤＶ）は、色相が変化しているテストサンプルの重み付けされた割合を表す。増加した彩度（限界まで）は、一般に比較的高いＬＰＩ値に到達することに寄与するが、色相の変化は、一般に望ましくない（ただし、色相の変化は、彩度の変化よりも最終的なＬＰＩ値に対して比較的弱い寄与要因である）。
【００８０】
当業者によって理解されるように、マンセル表色系は、典型的には４０のサブカテゴリ（１０の主要な色相カテゴリごとに４つのサブカテゴリ）に分割される。ＨＤＶを算出するために、次の色相サブカテゴリに変化するテスト色の割合は、Δｈab＞π／２０ラジアン（すなわち円の１／４０）の場合に、平均Δｈab値によって重み付けされ、色相サブレベル（π／２０ラジアン）間の分離によってスケーリングされる。この追加の重み付けは、非常に大量の色相歪曲を説明するために用いられるが、それは、割合のみが非常に高い割合で限界に近づく場合には、ほとんどすべてのテスト色が、カウントされるべきしきい値を超える色相歪曲を経験するからである。これらの計算では、色相歪曲の方向は重要ではないので、時計回り及び反時計回りの両方の歪曲についてΔｈab＞０である。ＮＳＶと同様に、個々のＨＤＶ値（ＨＤＶi）がマンセル表色系の１０の主要な色相カテゴリについて算出され、全ＨＤＶは１０の色相の平均として得られる。本開示で用いられるように、ＨＤＶは式（５）及び式（６）で定義される。
式（５）：
【００８１】
【数９】
2017502493.tif 000014
式（６）：
【００８２】
【数１０】
2017502493.tif 000015
ここで、ΔｈabはＣＲＶの方位角成分であって知覚される色相のずれを表し、ｉはマンセル表色系の１０の主要な色相カテゴリについての色相カテゴリを表し、Δab,avg,iは色相ｉ内のすべての色についての平均Δｈab値である。
【００８３】
次に、ＮＳＶ及びＨＤＶは、式（７）により、色の見え値にマージされる。
式（７）：色の見え＝（ＮＳＶ−ＨＤＶ／２．５）／５０
なお、（７）式では、観察者選好応答に最良の一致を提供するように、ＨＤＶはＮＳＶに対して重み付けされる（すなわち、係数で割る）。現実的には、通常達成される色の見えの最高値は約１であるが、理論的には、ＮＳＶ＝１００及びＨＤＶ＝０において２の値に達することができる。
【００８４】
最後に、ＬＰＩ式は式（８）で定義される。
式（８）：ＬＰＩ＝１００＋５０×［０．３８×白色度＋０．６２×色の見え］
ここで、白色度は式（２）で定義され、色の見えは式（７）で定義される。「１００」のパラメータは、基準黒体光源が他の照明メトリックと同様に１００のベースライン値を得るように選択される。「５０」のパラメータは、ＬＰＩの変化をＣＲＩと同様の大きさにスケーリングするために選択される。例えば、ＣＲＩシステムを使用する場合、典型的なネオジム白熱ランプは、基準のＣＲＩ＝１００に対して約８０のＣＲＩを有するので、約２０ポイント不利になり得る。しかし、ＬＰＩシステムでは、ネオジム白熱ランプに約２０ポイントの報酬を与えて、基準のＬＰＩ＝１００に対して約１２０のＬＰＩを有することができる。３８％の白色度及び６２％の色の見えの重み係数は、観察者選好データに最も良く適合するように選択されている。これらの重み係数は、観察者の集合に依存しており、特に異なる人口統計又は文化グループによる追加の観察者選好データにより、将来の開発において修正され得る。しかし、これは、ここで定義されるように、テスト母集団と同様の色彩選好を有する観察者母集団についての色彩選好のレベルを定量化し最適化するためのＬＰＩの有効性を低下させない。
【００８５】
ＬＰＩの代替的な「マスター」式は、式（２）、（７）、及び（８）の組合せにすぎないが、式（９）のように示される。
式（９）：
【００８６】
【数１１】
2017502493.tif 000016
上に示したマスター式によりＬＰＩを再開する目的は、当業者がいかなる過度の実験も行うことなく、本開示のガイダンスを用いて、色彩科学のパラメータから導出し得る値を、この指標が提供することを示すことである。ＬＰＩはＮＳＶと共に増加するが、ＨＤＶが増加するにつれて減少する。それとは別に、ＬＰＩは、Ｄｕｖが「白線」のＤｕｖに近づくにつれて増加する。現実的には、通常到達し得るＬＰＩの最大値は、約１５０であり、白色度＝１及び色の見え＝１に対応する。しかし、理論的な最大値はＬＰＩ＝１８１であり、白色度＝１及び色の見え＝２の場合である。
【００８７】
要約すると、ＬＰＩメトリックは、以下のステップにより決定することができる（必ずしもこの順序でなくてもよい）。
（ａ）スペクトルパワー分布（ＳＰＤ）が１〜２ｎｍ又はそれより微細な精度を有するテスト光源によって放射される光のスペクトルを提供する。
（ｂ）テスト光源のＳＰＤから色点（色温度及びＤｕｖ）を決定する。
（ｃ）式（２）を用いてＤｕｖから白色度成分を算出する。
（ｃ’）テスト光源の色温度から基準スペクトルを決定する。
（ｄ’）基準及びテスト光源の両方についてＣＩＥＬＡＢ色空間内の全１６００マンセル色の色点を算出する。
（ｅ’）基準スペクトルに対して、テスト光源の演色ベクトルを算出する。
（ｆ’）式（４）及び式（６）を用いて、正味彩度値及び色相歪曲値をそれぞれ算出する。
（ｇ’）式（７）を用いて色の見え成分を算出する。
（ｄ）式（８）を用いて、ステップ（ｃ）からの白色度成分及びステップ（ｇ’）からの色の見え成分をＬＰＩに変換する。
【００８８】
本明細書中で用いる「実質的に白色に見える光を生成するように構成された１以上のＳＳＬ発光素子」は、白色光を実現する様々なモードを指すことができる。「実質的に白色」に対応する色点を生成するために、光源は、可視スペクトルの概して青、緑、及び赤の部分のそれぞれに有意な量の光束を生成すべきである。いくつかの蛍光体、例えばＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を「黄色」と呼ぶことは一般的であり、青色又はＵＶ紫色ＬＥＤにより励起された「黄色」蛍光体を用いて実質的に白色の光源を生成することが可能であるが、黄色蛍光体は、典型的には、赤色及び緑色の発光の組合せを含み、それによって、可視スペクトルの緑色及び赤色部分の発光の要件を満たしていることが理解される。スペクトル（青、緑、赤）の各部分は、直接ＬＥＤ発光素子（例えば、青色ＬＥＤ、又は緑色ＬＥＤ、又は赤色ＬＥＤ、又は同じ半導体から異なる色の発光素子を提供する本質的な白色ＬＥＤ）によって、或いは、ＵＶ  ＬＥＤ又は紫色ＬＥＤ又は青色ＬＥＤ又は緑色ＬＥＤによって提供することができる励起光よりも長い波長（低いエネルギー）の光を放射する蛍光体、量子ドット、又は他の変換器などのエネルギーダウン変換器によって生成することができる。ＬＥＤ以外のＳＳＬ発光素子を考慮すれば、直接発光素子及びエネルギー変換器の同じ組合せが、実質的な白色光を生成するために使用することができる。
【００８９】
例えば、実質的に白色に見える光を生成するように構成された１以上のＬＥＤ光源は、以下の少なくとも１つから選択することができる。（１）本質的に白色光を発光するＬＥＤ、（２）黄色蛍光体と放射結合されるように構成された青色ＬＥＤ、（３）赤色及び緑色蛍光体の組合せに放射結合されるように構成された青色ＬＥＤ、（４）黄色蛍光体と放射結合されるように構成されたＵＶ紫色ＬＥＤ、（５）赤色及び緑色蛍光体の組合せに放射結合されるように構成されたＵＶ紫色ＬＥＤ、（６）赤色、緑色、及び青色蛍光体の組合せに放射結合されるように構成されたＵＶ紫色ＬＥＤ、（７）ＣｏＢ又は遠隔蛍光体配置の同一蛍光体と放射結合されるように構成されたＵＶ紫色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの組合せ、（８）青色シフト黄色蛍光体又は緑色蛍光体プラス直接発光赤色ＬＥＤと放射結合されるように構成された青色ＬＥＤを含むＢＳＹ＋Ｒ又はＢＳＹ−Ｒ又はＢＳＹＲ（「青色シフト黄色プラス赤色」）と呼ばれるＬＥＤ光源の種類、（９）赤色発光の一部又はすべてが青色ＬＥＤによって励起された狭い赤色蛍光体から生成されるＢＳＹ＋Ｒ光源の変形、（１０）赤色、緑色、及び青色ＬＥＤ（ＲＧＢ）の組合せ、（１１）赤色、緑色、青色、及び１つもしくは複数の追加の色ＬＥＤ（例えば、ＲＧＢＡ（アンバー））或いはこれらの組合せ、など。ＬＥＤチップから白色光を生成するためのこれらの実施形態の多くでは、青色ＬＥＤは、約４２５ｎｍ以上、例えば約４２５ｎｍ〜約４９０ｎｍ、例えば約４２５ｎｍ〜約４５０ｎｍ、例えば約４５０ｎｍの波長のピーク発光を含むことができる。青色ＬＥＤは、必要に応じてパッケージされた、面発光ＩｎＧａＮ／ＧａＮ（窒化インジウムガリウム／窒化ガリウム）ベースの発光ダイオード（ＬＥＤ）チップを含むことができる。ＬＥＤチップから白色光を生成するためのこれらの実施形態の多くでは、ＵＶ紫色ＬＥＤは、約３１５ｎｍ以上、例えば約３８０ｎｍ〜約４２０ｎｍ、例えば約４００ｎｍ〜約４１０ｎｍの波長のピーク発光を含むことができる。
【００９０】
図９ａ〜図９ｄは、実質的に白色に見える光を生成するように構成された１つもしくは複数の光源、及び１つもしくは複数のＵＶ紫色光源のアレイの非常に概略的な図を示す。図９ａは、ベース９０２に固定された、１以上のＵＶ紫色光源９０４と、複数（明瞭にするためにここでは６個のみを示す）の青色又は白色光源（実質的に白色に見える光を生成するように構成される）９０６とを有する基本アレイ９００を示す。この図９ａでは、光源９０６は、本質的に白色であってもよいし、或いはコンフォーマルに被覆された蛍光体を励起する青色光源であってもよいし、或いはＲＧＢアレイの一部であってもよい。図９ａでは、光源９０６とは別個の蛍光体は使用されない。
【００９１】
図９ｂは、ＰＣＢ９２２上に実装された、１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップ９２４と、白色光を発光するように構成された複数の発光ダイオード９２６とを含む光源の概略的なアレイ９２０を示す。図９ｂの左側は側面図であり、図９ｂの右側は平面図である。ＬＥＤ９２６の各々は、パッケージ化されるか、又は封止材９２８で封止される。封止材９２８は、ＬＥＤ９２６からの光を実質的な白色光に変換することができる蛍光体材料（具体的には図示せず）を含む。
【００９２】
図９ｃは、１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップ９４４と、白色光を放射するように構成され得る複数のＬＥＤチップ９４６とを含むＣＯＢアレイ９４０の概略的な側面図（左）及び平面図（右）を示す。ＬＥＤは、基板９４２に実装される。ＬＥＤは、蛍光体層９４８オーバーコート又はオーバーモールドされ、蛍光体層９４８はＬＥＤ９４６からの光を実質的な白色光に変換することができる。典型的には、蛍光体層９４８は、１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップ９４４からの光をそれほど吸収しないように構成される。
【００９３】
図９ｄは、遠隔蛍光体構成のアレイ９６０の概略図を示す。アレイ９６０は、１以上のＵＶ紫色ＬＥＤ９６４と、白色光を放射するように構成し得るＬＥＤチップ９６６と、が実装されている基板９６２を含む。蛍光体層９６８は間隔を置いて、又は遠隔構成で存在し、蛍光体層９６８はＬＥＤ９６６からの光を実質的な白色光に変換することができる。図９ａ〜図９ｄの各々には、追加の赤色ＬＥＤが存在してもよいが、具体的には示していない。
【００９４】
図９ａ〜図９ｄのいずれにおいても、アレイは吸収体或いはカラーフィルタ（具体的には図示せず）によって取り囲むことができ、そのようにして、ＬＥＤから放出された光の本質的にすべてが吸収体によってフィルタリングされ、十分な黄色光が吸収されて、約１０５以上のＬＰＩのレベルに色彩選好を高めることができる。
【００９５】
いくつかの光エンジンの実施形態は、チップのアレイ上にコンフォーマルに被膜された蛍光体と放射結合された、青色ＬＥＤチップ及びＵＶ紫色ＬＥＤチップの両方を含むＣｏＢアレイを含み、そうすることで、青色及びＵＶ紫色の両方の光束の有意な割合が蛍光体によって吸収されて、励起波長よりも長い波長を有する光を生成すると共に、青色及びＵＶ紫色の両方の光束の十分な割合が蛍光体を通って放出し、光エンジンから放射される実質的に白色の光束に寄与することを可能にする。例えば約４５０ｎｍの青色光により励起された場合に高い吸収及び高い量子効率を有する、ＬＥＤ光エンジンに使用されるほとんどの蛍光体は、例えば約４００〜４１０ｎｍのＵＶ紫色光により励起された場合にも、また高い吸収及び高い量子効率を示す。蛍光体の組成及び厚さと共に、ＣｏＢアレイ内の青色ＬＥＤチップとＵＶ紫色ＬＥＤチップとの割合を調整することにより、白色対象物のＯＢＡを励起して、所望の色点を実現するための所望の割合のＵＶ紫色光束を有する実質的な白色光を生成することができる。この実施形態は、以下の利点を提供する。（１）単一部品の照明モジュール、（２）最小のアセンブリ、（３）低コストをもたらす、特殊なＵＶ紫色パッケージ化されたＬＥＤの回避、（４）指向性照明用途のための極めて小さい発光表面（ＬＥＳ）、（５）指向性照明用途におけるビーム分布全体にわたるＵＶ紫色及び青色の優れた色混合。ＣｏＢアレイにおける青色ＬＥＤチップ及びＵＶ紫色チップの可能なレイアウトの一例を図１０ａ〜図１０ｆに示しており、ＵＶ紫色ＬＥＤチップ：青色ＬＥＤチップの比は、（それぞれ）約１％、約３％、約５％、約１０％、約３０％、及び約５０％である。
【００９６】
典型的にはこのような場合であるが、蛍光体の吸収及び量子効率がＵＶ紫色又は青色光により励起された場合とほぼ等しい場合には、結果として得られる、光源から放射された青色光束に対するＵＶ紫色光束の比は、約１％、約３％、約５％、約１０％、約３０％、及び約５０％となる。ＵＶ紫色波長及び目標色点に応じて、典型的には、約１０％〜約５０％のＵＶ紫色ＬＥＤチップ：青色ＬＥＤチップの比がＯＢＡ励起の所望のレベルを提供することが分かった。
【００９７】
特定の実施形態では、上述したように、青色ＬＥＤ及びＵＶ紫色ＬＥＤを含むＬＥＤチップのアレイは、黄色蛍光体などの蛍光体でコンフォーマルに被膜され得る。必ずしも必要ではないが、光源内のＵＶ紫色発光ＬＥＤチップから放射されるＵＶ紫色光を実質的に吸収しない「黄色」蛍光体を選択することが有利であり得る。このような黄色蛍光体は、一般に、１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップから放射される光に対して実質的に透明（例えば、＞５０％の透過率）であるように選択することができる。このような選択の技術的効果は、光源が蛍光対象物の増白効果を示すのを容易にすることである。蛍光体によるＵＶ紫色光の吸収量が多すぎると、これを抑制するおそれがある。これは、青色及びＵＶ紫色ＬＥＤチップのアレイが共に１以上の蛍光体でオーバーコート（例えば、コンフォーマルにオーバーコート）された実施形態では特に有用であり得る。例えば、いくつかの適切な黄色蛍光体は、ＹＡＧ又はＴＡＧ系の蛍光体を含むことができる。他の黄色蛍光体も可能である。
【００９８】
上述したように、実質的な白色光を生成するためのいくつかの実施形態は、赤色蛍光体を使用することができる。必ずしも必要ではないが、光源内のＵＶ紫色発光ＬＥＤチップから放射されるＵＶ紫色光を実質的に吸収しないように、いくらかの赤色蛍光体を選択することが有利であり得る。このような選択の技術的効果は、蛍光対象物の増白効果を示す光源の能力を阻害せずに、青色光の白色光への（又は白色光の、赤色を補足した白色光への）変換を効率的に促進することである。いくつかの実施形態では、このような赤色蛍光体は、硫化物又は窒化物の少なくとも一方、例えば、無機硫化物又は窒化物を含むことができる。１以上のＵＶ紫色ＬＥＤチップから放射される光に対して実質的に透明（例えば、＞５０％の透過率）であるように選択される赤色蛍光体を使用することが有利であり得る。繰り返しになるが、これは、青色及びＵＶ紫色ＬＥＤチップのアレイが１以上の蛍光体でオーバーコート（例えば、コンフォーマルにオーバーコート）された実施形態では特に有用であり得る。本開示に好適ないくつかの赤色硫化物蛍光体は、例えば赤色Ｅｕドープアルカリ土類金属硫化物蛍光体、例えば（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕを含むことができる。
【００９９】
一般に、光源の選択されたＵＶ紫色成分の発光波長において比較的低い励起及び／又は吸収を有する蛍光体を選択することが特に有利であり得るが、それは、増白ユーティリティのためにＵＶ紫色強度を最大限に利用して、最も高いシステム効率を達成するためである。ＬＥＤ用途では黄色蛍光体としてＣｅ3+ドープガーネット蛍光体（例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ）を使用し、ＬＥＤ用途では赤色蛍光体として窒化物又は酸窒化物蛍光体を使用することが一般的である。以下の２つの図、図１３ａ及び図１３ｂは、それぞれＹＡＧ（すなわちＹＡＧ：Ｃｅ）及び窒化物（すなわち（ＳｒＣａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ）の典型的な励起及び発光スペクトルを示す。図１３ａから分かるように、黄色ＹＡＧ蛍光体は、３５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲のＵＶ放射の吸収の有利な低い量を有する。励起曲線は図１３ａの１３０２であり、発光曲線は図１３ａの１３０４である。しかし、ここで選択された典型的な窒化物赤色蛍光体（ＳｒＣａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕは、３５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲のＵＶ放射の非常に高い吸収を有する。励起曲線は図１３ｂの１３２２であり、発光曲線は図１３ｂの１３２４である。したがって、本発明の出願人は、光源の選択されたＵＶ紫色成分の発光波長において比較的低い励起及び／又は吸収を有する蛍光体を選択すべきであるということを認識した。
【０１００】
本発明の出願人は、さらに、Ｃｅ3+又はＥｕ2+ドープ硫化物蛍光体（例えば（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ（三井Ｒ６３０Ｎ及びＲ６６０Ｎ））を選択することが有利であることを確認したが、それは図１３ｃ及び図１３ｄに示すように、約４００ｎｍ以下の吸収のかなり低い量を有する。したがって、硫化物蛍光体は、いくらかのＵＶ紫色光を発光させるように意図されたＬＥＤベースの光源に用いられる窒化物蛍光体の代替物として驚くべき良好な候補と考えることができる。図１３ｃは、三井Ｒ６３０Ｎ赤色硫化物蛍光体の励起曲線１３４２及び発光曲線１３４４を示す。図１３ｄは、三井Ｒ６６０Ｎ赤色硫化物蛍光体の励起曲線１３６２及び発光曲線１３６４を示す。
【０１０１】
他の実施形態は、４価のマンガンがドープされた蛍光体（例えば、Ｋ2ＭｎＦ6又はＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+などのヘキサフルオロメタレート）などの狭帯域深赤色蛍光体を用いることができる。これらは、唯一の赤色蛍光体として用いてもよいし、他の赤色蛍光体と組合せて用いてもよい。
【０１０２】
本開示の態様によれば、光源は、ＰＡＲ、ＢＲ、又はＭＲランプ、例えばＰＡＲ３８、ＢＲ３０、ＭＲ１６ランプなどの指向性ランプであるランプであってもよい。このような指向性ランプは、短首ランプ又は長首ランプであってもよい。指向性ランプは、米国エネルギー省の一体型ＬＥＤランプ用エネルギースター適格性基準（原稿３）により、１２０度の円錐角内（強度の半値全幅ＦＷＨＭ）に光出力の少なくとも８０％を有するランプとして規定され得る。それらは、広いビームパターン（フラッドランプ）又はＦＷＨＭ＜２０°により特徴付けられるビーム強度分布を有する狭いビームパターン（例えば、スポットランプ）のいずれかを有することができ、いくつかのランプ規格は６〜１０°と小さいＦＷＨＭ角度について規定されている。このような指向性ランプは、典型的には、１５度よりも小さい、例えば１０度未満の角度分布の光ビームを放射するように構成することができる。そのビーム分布は、実質的にガウス形であってもよい。
【０１０３】
典型的には、本開示の態様によるランプは、光を分配し、成形し、分散し、導き、もしくは集束させ、及び／又は光エンジンから放射する光を操作するための他の機能を実行するための、光学部品（例えば、１以上のディフューザ、レンズ、導波路、反射鏡など）をさらに含むことができる。一般的に、このような光学部品は、光エンジンと光学的に連通することができる。例えば、ランプは、光エンジンと光学的に連通するフレネルレンズをさらに含むことができる。可視光を透過するように意図された多くの光学部品（例えば、レンズ及びディフューザ）は、ポリマー（例えば、ポリカーボネート又はＰＭＭＡなど）及び／又はシリコーンなどの樹脂材料を含むことができる。
【０１０４】
様々なタイプの光拡散材料が当技術分野で広く知られており、光拡散シートとして使用するのに適している。一般に、光拡散シートは、入射光を拡げる又は散乱させて、「より柔らかい」光を生成する材料である。米国カリフォルニア州のトーランスのＬｕｍｉｎｉｔ  ＬＬＣ社は、本発明の実施形態で使用するのに適合し得る光拡散材料の製品ラインを提供する。本発明は、光拡散シートのいかなる特定のタイプ又は供給業者にも限定されず、Ｌｕｍｉｎｉｔ  ＬＬＣ社の製品は例示目的だけのために本明細書に記載されていることを理解されたい。当業者であれば、光拡散シート又は材料は、本発明の開示による光エンジン又はランプにより放射される光の最終的な所望の拡散特性の機能として、多種多様な入手可能な材料から選択することができることを認識する。
【０１０５】
一般に、このような光学部品は、ＵＶ紫色光の波長範囲の放射光束により実質的に劣化しないように選択された光学材料を含むことができる。すなわち、ＵＶ紫色光に耐性を有する光学部品として使用するための光学材料を選択することが一般に好ましいが、それは多くの通常の材料は時間の経過と共に劣化するおそれがあるからである。したがって、光学材料は、ある期間（例えば、ランプの寿命）にわたってＵＶ紫色光に曝露されてもその光学特性が実質的に変化しない材料から選択することができる。より具体的には、光学部品は、約３８０ｎｍ〜約４２５ｎｍの波長範囲の光によって実質的に劣化しない、好ましくは約３５０ｎｍ〜約４２５ｎｍの波長範囲の光によって実質的に劣化しない材料を含むことができる。
【０１０６】
いくつかの実施形態によれば、光エンジンを含むランプ内の多くの光学材料（多くの反射性材料以外の）は、上で定義したＵＶ紫色光の波長範囲の放射光束を実質的に透過する（例えば、約５０％を超えて透過する）ように選択することができる。例えば、レンズもしくはディフューザ又は他の透過性光学部品は、ＵＶ紫色光の波長範囲の放射光束に対して低すぎる透過率を有する場合には、蛍光増白効果が生じない可能性がある。具体的には、光学材料は、約４００ｎｍ〜約４２５ｎｍの波長範囲の光に対して実質的に透明又は半透明であってもよく、より狭くは、約３８０ｎｍ〜約４２５ｎｍの波長範囲の光に対して実質的に透明又は半透明であってもよく、より狭くは、約３７０ｎｍ〜約４２５ｎｍの波長範囲の光に対して実質的に透明又は半透明であってもよい。この文脈では、「実質的に透明又は半透明」は、約５０％以上の透過率、好ましくは約９０％以上の透過率を含むように意図される。一方、反射材料については、これらは、通常光に対して高い透過率を有する必要がないが、必要であれば、ＵＶ紫色の波長範囲の光を反射することができる反射材料が好適であり得る。
【０１０７】
多くの実施形態では、約３５０ｎｍ以下のすべての波長において約１０％未満の透過率を有することができる光学材料を選択することが有利であり得る。これは安全性を高めるために有益であることができ、有害な波長はほとんど放射されない。しばしば、光学材料は、ポリマー又はガラス状物質又は光のうちの１以上を含むことができる。例えば、光学材料は、シリコーン又はアクリル樹脂、例えばＰＭＭＡ又はＰｌｅｘｉｇｌａｓ又はＡＬＴＵＧＬＡＳを含んでもよい。適切な光学的な材料のいくつかの具体例としては、例えば、Ａｒｋｅｍａ  ＡＬＴＵＧＬＡＳ  Ｖ８２５ＵＶＡ１００又はＰＬＥＸＩＧＬＡＳ−Ｍｅ又はＰＬＥＸＩＧＬＡＳ−Ｇを挙げることができる。一般に、光学材料は、Ａｒｋｅｍａ  ＡＬＴＵＧＬＡＳ  Ｖ８２５ＵＶＡ１００と同様の、又はそれを近似する吸収スペクトルを有するべきである。
【０１０８】
本開示によるランプの例示的な一実施形態は、チップオンボードアレイである光エンジンを含み、ヒートシンクと熱的に連通する。光エンジンは、反射コーン（例えば、ＡＬＡＮＯＤ）の底部であってもよく、モジュールからの光は、フレネルレンズ及びＬＵＭＩＮＩＴディフューザによって分配され拡散される。
【０１０９】
本開示の実施形態はまた、光源を作製する１以上の方法を提供する。これらの実施形態は、少なくとも、アレイ上の青色ＬＥＤチップ及びＵＶ紫色ＬＥＤチップの上に蛍光体層をコンフォーマルに被覆するステップを含む方法を含み、アレイは回路基板上に実装されたＵＶ紫色ＬＥＤチップ及び青色ＬＥＤチップを含む。蛍光体層は、ＵＶ紫色波長範囲の光に対して実質的に透明であるように選択することができる。典型的には、「コンフォーマルな被覆」は、ＵＶ紫色ＬＥＤチップ及び青色ＬＥＤチップに樹脂及び蛍光体を含む混合物を塗布することを含む。樹脂は、例えば、エポキシもしくはシリコーン、例えば、低屈折率のシリコーン、又は熱硬化性もしくはＵＶ硬化性であり得る他のポリマー材料であってもよい。有利なことに、屈折率がＬＥＤチップの屈折率にできるだけ近くなるように、光透過性ポリマーを選択することができる。典型的には、蛍光体及び樹脂の混合物の被覆は、約２０〜約２００ミクロンの範囲の厚さであってもよい。樹脂に対する１以上の蛍光体材料の重量充填は、典型的には１００に対して５０〜９９の部分であってもよい。他の重量充填範囲及び厚さが可能である。
【０１１０】
本開示の別の方法の実施形態は、１以上の青色ＬＥＤと、１以上のＵＶ紫色ＬＥＤとを含むＣＯＢアレイを、青色ＬＥＤのみが蛍光体変換されるように構成されるように蛍光体層によりコンフォーマルに被覆するための方法を含む。そのような方法は、実質的に平坦な回路基板の第１の側に複数の青色ＬＥＤチップを実装し、回路基板の第１の側に複数のＵＶ紫色ＬＥＤチップを実装することを含む。複数のＵＶ紫色ＬＥＤチップの各々の上面は、マスクを配置することにより選択的にマスクされる。コンフォーマルな被覆材料（例えば、コンフォーマルな蛍光体被覆材料）は、複数の青色ＬＥＤチップの各々の上面に材料をコンフォーマルに被覆するのに有効なように基板の第１の側に設けられ、その後、マスクを除去する。マスキングは、多くの公知のマスクの使用を含む様々な方法で実行されるが、本方法は、ＵＶ紫色ＬＥＤチップではなく青色ＬＥＤチップに対してコンフォーマルな蛍光体被膜を選択的に提供するのに有効である。
実施例
図１１は、約４０６ｎｍのピーク波長１１０４を有する３６個のＵＶ紫色ＬＥＤチップと、約４５３ｎｍのピーク波長１１０６を有する３６個の青色ＬＥＤチップとを含む例示的なＣｏＢアレイから生成されたＳＰＤ１１０２（点線）を示す。ＣｏＢは、シリコーン内に封止された黄緑色ＹＡＧ蛍光体及び窒化物赤色蛍光体を含むコンフォーマルに被覆された蛍光体によって均一に覆われている。アレイ（ＳＰＤ１１０２）からの光は、約６％のＵＶ紫色光束を含み、約３１１１Ｋの複合ＣＣＴ、約０．００１のＤｕｖ、約８４のＣＲＩ、及び約８５のＬＰＩを有する。約６重量％のＮｄ2Ｏ3及び厚さ約０．０３インチ（約０．７ｍｍ）を有するＮｄドープガラスを含む、光エンジンを囲む黄色吸収体を追加することにより、ＯＢＡを良好に励起するのに十分な約７％のＵＶ紫色光束に加えて、高められた色彩選好を有するＳＰＤ１１０８が得られ、それは約３２８４ＫのＣＣＴ、約−０．００３のＤｕｖ、約９１のＣＲＩ、及び約１０９のＬＰＩを有する。曲線１１０８の部分１１１０は、黄色吸収体によるスペクトルの黄色部分の低下を示している。
【０１１１】
図１２の実施形態の色点、ＣＲＩ、及びＬＰＩのいくつかの従来技術のＬＥＤ光源との比較を以下の表ＩＶに示す。２つの従来技術のＬＥＤ光源の色点及びＣＲＩ値は本実施形態と非常に類似しているが、従来技術と本発明との間の約１０点のＬＰＩの差は、典型的な小売商品試験設備において、ほとんどの観察者が従来技術と比べて本実施形態に対して非常に強い選好を表現する結果をもたらしている。
【０１１２】
小売商品試験設備では、白色及び様々な色の衣服を含む照明された商品を直接並べて比較することが、図１１の実施形態と現存の光源（図１２）とで行われた。現存の光源は、低ワットのセラミックメタルハライド（ＣＭＨ）の指向性ランプであって、約５％のＵＶ紫色光束（ＯＢＡを良好に励起するのに十分な）に加えて高められた色彩選好を有する図１２のＳＰＤ１２０２を生成し、約２９５０ＫのＣＣＴ、約−０．００４のＤｕｖ、約８７のＣＲＩ、約１１０のＬＰＩを有する。小売商人は、ＬＥＤの顕著なＬＰＷ及び寿命の利点にもかかわらず、またＬＥＤがＣＭＨと同じかそれ以上のＣＲＩ値を達成するにもかかわらず、現存のＣＭＨ光源をＬＥＤ光源に交換することに躊躇してきたが、それは、ＬＥＤ光源は、典型的に、ＣＭＨによって提供される小売環境における商品及び家具の例外的な色強調（色忠実度に関わらず）、特に白色対象物に対する増白効果及び広範囲の着色商品の色彩選好強調を複製することができないと思われてきたからである。色彩選好強調は、ＣＭＨについては約１１０のＬＰＩ値によって定量化され、本明細書で提供されるＬＰＩメトリックの導出から理解でき（及び特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５４８６８号に記載されている）、主に約５５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの波長範囲の図１２のＣＭＨ  ＳＰＤ１２０２の黄色光の抑圧により駆動される強化された正味彩度値（ＮＳＶ）に起因しており、それは図１１のＳＰＤ１１０８に見られるように、本実施形態の約５７０ｎｍ〜約６００ｎｍの波長範囲の抑圧された黄色光の範囲（１１１０）に類似している。
【０１１３】
【表４】
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本開示の実施形態は、衣類に既に典型的に存在する白化（例えば、「青味」）蛍光材料を引き出すように、ＬＥＤランプによる小売アイテム（例えば、リネン及び／又は衣類）を展示する問題に対する解決策を提供することができる。本開示のランプ、光源、及び方法を用いることにより、エネルギー効率のよいＬＥＤベースの照明下でリンネル及び衣服を展示する能力を提供することができ、従来技術のＬＥＤランプによる照明下よりもきれいに見えるようにする効果を（特に白色の）衣服に与えることができる。
【０１１４】
本開示では、ある層が別の層又は基板の「上に」又は「上方に」あると記述される場合には、特に明示的にただし書きがない限り、それらの層が互いに直接接触してもよいし、或いはそれらの間に別の層又は特徴を有してもよいと理解すべきである。したがって、このような用語は互いに層の相対的な位置を記述するものであり、上又は下の相対的な位置は観察者に対する装置の向きに依存するので、必ずしも「の上部に」を意味するものではない。
【０１１５】
上記の説明及び／又は添付の図面は、本明細書で言及した任意の処理のステップの固定された順序又はシーケンスを意味するものではなく、むしろ、任意の処理は、実行可能な任意の順序で実行されてもよく、それは、限定はしないが、逐次的に示されたステップを同時に実施することを含んでいる。
【０１１６】
特定の実施形態に関して本発明を記載しているが、当業者が他の形式を採用することができることは明らかである。したがって、本発明の範囲は以下の請求項のみによって限定される。
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ−９ｂ】
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【図９ｃ−９ｄ】
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【図１０ａ−１０ｄ】
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【図１０ｅ−１０ｆ】
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【図１１】
2017502493.tif 000033
【図１２】
2017502493.tif 000034
【図１３ａ−１３ｂ】
2017502493.tif 000035
【図１３ｃ−１３ｄ】
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【国際調査報告】
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