(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光領域として、所定の表示パターンを表示するための表示用発光領域と、表示パターンの表示を目的としない非表示用発光領域とを有する照明装置であって、前記表示用発光領域と前記非表示用発光領域とは、色度差がマッカダム楕円８ステップ内に収まる一方、相互にマッカダム楕円２ステップ以上離れている白色光を照射する光源を用いる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。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示されているような多点光源ユニットおよび照明装置が知られている。図１，図２は特許文献１に示されている照明装置を説明するための図であり、図１は建物内を示す斜視図、図２は多点光源ユニットの平面図である。
【０００３】
特許文献１の照明装置では、図１に示すように、多点光源ユニット２を備えた照明装置１が建物内の所定面（例えば、通路の天井面）６に設けられており、多点光源ユニット２は、多数の光源としてのＬＥＤ２０と、ＬＥＤ２０が配置される基板５とからなっている。
【０００４】
ここで、ＬＥＤ２０は、Ｇ（緑）の波長領域の光を照射する第１ＬＥＤ２０ａと、Ｒ（赤）の波長領域の光を照射する第２ＬＥＤ２０ｂと、Ｂ（青）の波長領域の光を照射する第３ＬＥＤ２０ｃとの３種類のものが用いられている。このうち、Ｇ（緑）の波長領域の光を照射する第１ＬＥＤ２０ａは、特定の情報Ｍ（例えば、図２のように非常時の避難方向を表示する矢印）を表示する機能を有している。すなわち、図２に仮想線で示す矢印の範囲内にＧ（緑）の波長領域の光を照射する第１ＬＥＤ２０ａが配置され、第１ＬＥＤ２０ａの範囲以外の領域には、Ｒ（赤）の第２ＬＥＤ２０ｂと、Ｂ（青）の第３ＬＥＤ２０ｃが規則的にまたは不規則的に配置されている。
【０００５】
このような構成では、各第１ＬＥＤ２０ａ，第２ＬＥＤ２０ｂ，第３ＬＥＤ２０ｃの３波長（３原色）の照射光を外部に照射することで、各照射光は混光されて蛍光灯等と同じように全体の照射光を白色化できる。その結果、被照射面となる床面７および両側面８は、各第１ＬＥＤ２０ａ，第２ＬＥＤ２０ｂ，第３ＬＥＤ２０ｃと所定の距離を有するため、安定した自然な発光量の照明が可能となるとともに、常時情報Ｍを表示しておくことができる。
【特許文献１】特開２００６−２８６４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、特許文献１には、表示機能と照明機能と持ち合わせる多点光源ユニットおよび照明装置が示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の照明装置では、ＲＧＢの光源を用いているため、床面に照射された光は白色だが、人や物が照明下にある場合は、十分に混光されず、カラーブレイクを起こしてしまい、照明としての機能を果たさなくなるという問題がある。
【０００８】
すなわち、図２に示したような、２０ａに緑のＬＥＤ、２０ｂ，２０ｃに赤、青のＬＥＤを配置した場合、図１のような建物内に何も存在せず、床のみに照射される場合は照明光は白色になる。しかし、図３に示すように、照明直下に例えば人が立った場合、人の頭は緑のＬＥＤの光を多く照射されるため、緑っぽく見え、人の体側面は、逆に、青と赤の混ざった紫色っぽく見えてしまう。このように、特許文献１の照明装置では、人や物が照明下にある場合は、十分に混光されず、カラーブレイクを起こしてしまう（見る者にカラーブレイクを感じさせてしまう）という問題がある。
【０００９】
本発明は、表示機能と照明機能と持ち合わせる照明装置であって、人や物が照明下にある場合にも、見る者にカラーブレイクを感じさせることのない照明装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、発光領域として、所定の表示パターンを表示するための表示用発光領域と、表示パターンの表示を目的としない非表示用発光領域とを有する照明装置であって、前記表示用発光領域と前記非表示用発光領域とは、色度差がマッカダム楕円８ステップ内に収まる一方、相互にマッカダム楕円２ステップ以上離れている白色光を照射する光源を用いることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、発光領域として、所定の表示パターンを表示するための表示用発光領域と、表示パターンの表示を目的としない非表示用発光領域とを有する照明装置であって、前記表示用発光領域と前記非表示用発光領域とは、色度差がマッカダム楕円８ステップ内に収まる一方、相互にマッカダム楕円２ステップ以上離れているので、人や物が照明下にある場合にも、見る者にカラーブレイクを感じさせることのないようにすることができる。
【００１２】
特に、請求項１記載の発明によれば、前記表示用発光領域と前記非表示用発光領域とは、ともに色度差はあるものの、ほぼ同一色（ともに白色光の範囲）であるため、照明としての機能（照射光がほぼ同一）を満足しつつ、表示装置としての機能（直接観視したときの色度差を有する）を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
本発明は、発光領域として、所定の表示パターンを表示するための表示用発光領域と、表示パターンの表示を目的としない非表示用発光領域とを有する照明装置であって、前記発光領域を直視するときには所定の表示パターンが視認でき、前記発光領域により物を照射したときに人の目に色の違いを感じさせないように、前記表示用発光領域と前記非表示用発光領域とからは、互いに色度が異なる白色光が出射されるようになっていることを特徴としている。
【００１５】
すなわち、本発明は、表示用発光領域と非表示用発光領域とから、互いに色度が異なる白色光を出射させることにより、人が発光領域を直接見た場合には、表示用発光領域と非表示用発光領域の色の違いがわかるが、表示用発光領域および非表示用発光領域を用いて物を照射した場合、表示用発光領域からの光があたっている場所と非表示用発光領域からの光があたっている場所とで色光の違いを感じないようにすることができる。
【００１６】
具体的に、表示用発光領域に光源Ｂを用い、非表示用発光領域に光源Ａを用い、光源Ａ，Ｂを図４のように配置するとき（なお、以下の説明では、便宜上、表示用発光領域に光源Ｂが用いられ、非表示用発光領域に光源Ａが用いられるとする）、本発明では、人が光源Ａ，Ｂを直接見た場合には、図４に示すように光源Ａと光源Ｂの色の違いがわかるが、光源Ａおよび光源Ｂを用いて物を照射した場合、光源Ａの光があたっている場所と光源Ｂの光があたっている場所とで色光の違いを感じないようにすることができる。
【００１７】
色度点が互いに異なる色Ａと色Ｂとを比較した際、色度座標上で色Ａに対して色Ｂがどの範囲内であれば色の違いを感じないかということに関して、１９４３年にマッカダムが実験を行っている。そのときの実験結果を図５に示す。図５は、色度座標上の楕円の１／１０の範囲に入る色は、どれも同じに見えるということを示している。しかし、観察距離、呈示サイズ、呈示輝度などの実験条件により、この楕円の大きさは容易に変化する。
【００１８】
本願の発明者は、光源Ａ，Ｂとして、互いに色度が異なる色温度５０００Ｋ付近の白色ＬＥＤ素子（例えば青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体など、単一チップに蛍光体を組み合わせて白色発光するＬＥＤ（具体的には、ＩｎＧａＡｓの青色発光ＬＥＤに樹脂に分散した黄色蛍光体をのせて白色ＬＥＤとしたもの））を用い、図４のような４ｃｍ間隔で配置された光源Ａ，Ｂ（３ｃｍ〜４０ｃｍまで同等の効果があることを確認済みで、４ｃｍに限定しない）を高さ２．４５ｍの天井に設置し、光源Ａ，Ｂの色光を見た場合、および、図４のような光源Ａ，Ｂを用いて物（具体的には、各色のペットボトル、紙パック、缶など）を見た場合の同じ色に感じる範囲について実験を行い、同じと感じる範囲を求めた。
【００１９】
その結果、光源Ａ，Ｂ点灯時の色光を見た場合、マッカダムの楕円の２倍（２ｓｔｅｐ）の範囲で人間は色の違いを感じず、光源Ａ，Ｂからの光を物に照射してその物を見た場合、マッカダムの楕円の８倍（８ｓｔｅｐ）の範囲で人間は色の違いを感じないことがわかった。
【００２０】
このことから、例えば光源Ａ，Ｂとして、互いに色度が異なる白色ＬＥＤ素子（色温度５０００Ｋ付近）を用いる場合、前記表示用発光領域と前記非表示用発光領域とは、色度差がマッカダム楕円８ステップ内に収まる一方、相互にマッカダム楕円２ステップ以上離れている必要がある。すなわち、本発明では、光源Ａ，Ｂとしては、図６に示すように、色度差がマッカダム楕円８ステップ内に収まる一方、相互にマッカダム楕円２ステップ以上離れている白色光を照射する光源が用いられる。
【００２１】
本願の発明者が実験で使用した１０個の光源Ａと１０個の光源Ｂの色度を、図７に示した。
【００２２】
一般に、楕円の式は、
（ｚ１／ａ）２＋（ｚ２／ｂ）２＝１
ｚ１＝（ｘ−ｘ０）ｃｏｓθ＋（ｙ−ｙ０）ｓｉｎθ
ｚ２＝−（ｘ−ｘ０）ｓｉｎθ＋（ｙ−ｙ０）ｃｏｓθ
（式１）
によって与えられる。ここで、ｘ０，ｙ０は、楕円の中心座標である。また、θは、楕円の傾きである。
【００２３】
まず、式１に下記の値を代入すると、光源Ａ(２ステップ)の枠を表す楕円の式となる。
a:0.005715
b:0.002298
X0:0.3400
Y0:0.3400
θ:1.014
【００２４】
また、式１に下記の値を代入すると、光源Ｂ(２ステップ)の枠を表す楕円の式となる。
a:0.005715
b:0.002298
X0:0.3530
Y0:0.3620
θ:1.014
【００２５】
図７で例示した光源Ａ，Ｂは、各々、上記光源Ａの枠と光源Ｂの枠内にある。
【００２６】
光源Ａの枠と光源Ｂの枠とは、最も近い互いの線上の点においても２ステップ離れる。すなわち、光源Ａと同様、式１に下記の値を代入すると２ステップの楕円の式になり、この楕円はＡ、Ｂの楕円とは交わらない。
a:0.005715
b:0.002298
X0:0.3465
Y0:0.3510
θ:1.014
【００２７】
また、光源Ａと同様、式１に下記の値を代入すると、８ステップの楕円の式になる。
a:0.022860
b:0.009192
X0:0.3450
Y0:0.3516
θ:1.014
【００２８】
光源ＡとＢの楕円は、８ステップの枠内にある。
【００２９】
なお、従来のＲＧＢ光源は、ＲＧＢ混色（白）としては８ステップ内に収まる可能性はあるが、表示部と非表示部が８ステップ内に収まることはない。図８のＣＩＥ標準表色系色度座標と本発明の図６とを比較すると、図６における８ステップの枠は、概ねｘが０．３３〜０．３６、ｙが０．３３〜０．３７程度であり、図８の色度座標における＋Ｗ付近に相当する、大変小さい範囲である。一方、Ｒ、Ｇ、Ｂ各点の色度は、図８の色度座標における三角形の各頂点に相当し、＋Ｗ付近の８ステップ枠には到底収まらない。通常時は＋Ｗ付近の白として、非常時に所定のＬＥＤ（つまり単色のＲＧＢのいずれか）で情報表示とする場合についても、所定のＬＥＤが＋Ｗ付近の８ステップ内の白とは読み取れず、そこが本発明とは構成を著しく異にしている。
【００３０】
次に、本発明の照明装置をより具体的に説明する。
【００３１】
本願の発明者は、光源Ａと光源Ｂの２グループの色度をもつ白色ＬＥＤを図４に示すように基板上に配置、配線し、天井に配置した。
【００３２】
すなわち、本願の発明者は、光源Ａ，Ｂとして、白色ＬＥＤ素子（色温度５０００Ｋ付近）を用い、各ＬＥＤ発光時の色度を測定して、グループＡの光源ＡとグループＢの光源Ｂとに分別した。すなわち、光源Ａ，Ｂには、それぞれグループＡ，Ｂの範囲の色度を持つ白色ＬＥＤ群を用いた。それを３ｃｍ×３０ｃｍのアルミベース基板上にハンダペーストを用いてハンダ付けした。基板上のＬＥＤは４ｃｍ間隔で６個配置した。その際、図４のように、全て光源Ｂをつけたものと、光源Ａを５個、光源Ｂを１個つけたものを二種類、二本ずつ作製した。その基板をヒートシンクに、熱伝導シートをはさみ、ネジ止めしてバー光源を作製した。このバー光源を５本、図４に示すように並べてネジ止めし、乳白の拡散板を取り付けて、図４に示す照明装置を作製した。この照明装置を室内の高さ２．４５ｍの位置に配置し、各光源に３５０ｍＡを通電した。
【００３３】
光源Ａ，光源Ｂのそれぞれは、図６に示す各楕円（２ｓｔｅｐ）の中の色度をもち、光源Ａ（Ｂ）の中の光源を直接見た場合の色の差は人間には感じない。一方、光源Ａと光源Ｂとを比較した場合、色の違いが感じられる。つまり、図４の場合、光源Ａ，Ｂの両方を直接見れば、矢印の形が認識され、表示機能を満たす。
【００３４】
また、照明として光源Ａ，Ｂにより物を照射した時、光源Ａと光源Ｂは図６における楕円８ｓｔｅｐの中に色度を持つため、（光源Ａの光があたっている場所の色度と光源Ｂの光があたっている場所の色度は異なり、８ｓｔｅｐ内のカラーブレイクをおこしているが）人の目には同じ色光として感じるため（人や物が照明下にある場合にも、見る者にカラーブレイクを感じさせず）、照明として十分であった。
【００３５】
このように、本発明の照明装置は、厳密にはカラーブレイクを起こしているが、その差が人間には感知できないため、照明として十分である。
【００３６】
なお、マッカダムの楕円に関して、図５では、２５点の色度に関してのみ記されているが、任意の色度点での楕円範囲を求められる論文が公表されている（Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．３３，１８（１９４３））。この論文に明記されている色度座標上の等高線（図９を参照）から、欲しい色度点でのｇ１１，ｇ１２，ｇ２２の値を読み、以下の式で楕円の大きさが算出できる。
１／ａ２＝  ｇ２２＋  ｇ１２ｃｏｔθ
１／ｂ２＝  ｇ１１―  ｇ１２ｃｏｔθ
ｔａｎ２θ＝２ｇ１２／（ｇ１１―ｇ２２）
すなわち、上式から楕円の長軸長さ（ａ）と短軸長さ（ｂ）と角度（θ）を計算し、楕円を作成した。２ｓｔｅｐとは、この楕円の長軸、短軸を２倍した楕円である。
【００３７】
本願の発明者は、上述の例では５０００Ｋ付近の色温度の光源を用いているが、他の色温度、あるいは異なる色の場合でも、任意の色度点におけるマッカダムの楕円８ｓｔｅｐ内の光源群を表示パターンに応じて複数のグループに分け、情報を表示する照明でもよい。
【００３８】
上述の説明では、本発明の照明装置に、２種類の光源Ａ，Ｂが用いられる場合を例示したが、２種類以上の光源（例えばＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が用いられても良い。この場合、各光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、色度差がマッカダム楕円８ステップ内に収まっている必要がある。また、各光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうちの少なくとも１つは、他のものに対し、色度差がマッカダム楕円２ステップ以上離れている必要がある。なお、人が各光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを直接見たときに、人に各光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれの色の違いをわからせるためには、各光源Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ互いに、色度差がマッカダム楕円２ステップ以上離れている必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、表示機能つき照明（アンビエント照明、タスク照明、ダウンライト、スポットライト等、光源を直視することがある照明全般）、誘導表示機能つき街路灯などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の照明装置を説明するための図である。
【図２】従来の照明装置を説明するための図である。
【図３】従来の照明装置の問題点を説明するための図である。
【図４】本発明の照明装置の一例を示す図である。
【図５】マッカダムによる実験結果を示す図である。
【図６】使用した光源Ａ，Ｂの楕円を示す図である。
【図７】実験で使用した１０個の光源Ａと１０個の光源Ｂの色度を示す図である。
【図８】色度座標を示す図である。
【図９】マッカダムの楕円を算出する際に用いる係数の等高線を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ，Ｂ          光源
【図１】
0005049420.tif 000002
【図２】
0005049420.tif 000003
【図３】
0005049420.tif 000004
【図４】
0005049420.tif 000005
【図５】
0005049420.tif 000006
【図６】
0005049420.tif 000007
【図７】
0005049420.tif 000008
【図８】
0005049420.tif 000009
【図９】
0005049420.tif 000010