(57)【要約】  本出願は、少なくとも２つの単純に切替可能な照明モードを有するＬＥＤライトを扱う。第１のモードは、夜間に人体に害を与える青色波長光を完全に排除する。夕方９時以降は常にこの光を点灯し日の出まで使用することが推奨される。第２のモードは、低い青色波長内容をすでに有し、午後の時間およびリラクゼーション中に適切である。第３のモードは、高いＣＲＩ値を有する日中の太陽光をすでに表し、日中にのみ使用されるべきである。モードの切替えは、光をオフにした後再びオンにする態様で設定され、単色の赤色を有する第１のモードが最初に点灯し、したがって、概日リズムは起床および点灯ごとに影響を受けない。
2020507912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
健康の安全を提供する放射された光の概日調節モードを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるＬＥＤランプであって、
少なくとも２つの、ＬＥＤチップＩ．およびＩＩＩ．の切替可能なチェーンを含むことを特徴とし、
前記Ｉ．チェーンは、５８０ｎｍ〜６１０ｎｍの波長範囲のアンバー光を発する少なくとも１つのＬＥＤチップおよび６１０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の赤色光を発する少なくとも１つのＬＥＤチップを含み、前記ＩＩＩ．チェーンは、波長４４０ｎｍ〜７００ｎｍおよび色温度ＣＣＴ３８００〜４２００Ｋを有する可視光の連続バンドスペクトルを発光する発光団でカバーされる少なくとも１つの青色ＬＥＤチップを含む、
ＬＥＤランプ。
【請求項２】
演色評価数が９０以上の数値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
チェーン間のスイッチを含むことを特徴とする、請求項１に記載の健康の安全を提供する放射された光の概日調節モードを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記チェーン間のスイッチがコンピュータまたはプロトコルにより制御されることを特徴とする、請求項３に記載の健康の安全を提供する放射された光の概日調節モードを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記Ｉ．チェーンが前記チェーンスイッチの第１の部分に接続されることを特徴とする、請求項２に記載のＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記ＩＩＩ．チェーンが前記チェーンスイッチの第１の部分に接続されることを特徴とする、請求項３に記載のＬＥＤランプ。
【請求項７】
波長４４０ｎｍ〜７００ｎｍおよび色温度ＣＣＴ２５００〜２８００Ｋを有する可視光の連続バンドスペクトルを発光する発光団でカバーされる少なくとも１つの青色ＬＥＤチップを含むＩＩ．チェーンを含むことを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項８】
演色評価数が８０以上の数値を有することを特徴とする、請求項７に記載のＬＥＤランプ。
【請求項９】
調光器が前記チェーンに接続されることを特徴とする、請求項３に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１０】
前記発光される可視スペクトルが、７〜１９％の青色、２７〜３１％の緑色および５０〜６６％の赤色の相対的割合からなることを特徴とする、請求項２および／または４に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１１】
前記ＩＩＩ．チェーンの発光される可視スペクトルが、２５〜３３％の青色、２２〜３５％の緑色および３８〜４５％の赤色の相対的割合からなることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１２】
前記青色スペクトル色が４５５ｎｍで極大を有し、緑色が５５５ｎｍで極大を有し、赤色が６２８ｎｍで極大を有することを特徴とする、請求項８および／または９に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１３】
前記ＬＥＤチップから発するアンバー光が５９０ｎｍにおいて極大を有する単色であり、前記ＬＥＤチップから発する赤色光が６２８ｎｍにおいて極大を有する単色であることを特徴とする、静空港１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１４】
前記チェーンが切替スイッチを用いて切り替えられることを特徴とする、請求項１に記載の健康の安全を提供する放射された光の概日調節モードを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）からなるＬＥＤランプ。
【請求項１５】
回路を有し、前記ＬＥＤランプの色の照明および切替の制御および調節のための回路の入力が、前記回路の供給電圧源に接続され、これは、切り替えられるＬＥＤチェーン（３）についてのパワースイッチのブロック（２）のインプットに接続される絶縁形変成器を有する定電流源のブロック（１）の入力であり、このブロック（２）はその出力において対応する切り替えられたＬＥＤチェーン（３）に接続され、前記チャネルスイッチの制御回路のブロック（４）は、前記定電流源のブロック（１）の別の出力に接続されて、前記照明モードを変化するように前記ＬＥＤチェーン（３）を制御し、これは、前記切り替えられたＬＥＤチェーン（３）についてのパワースイッチのブロック（２）に接続される、ことを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１６】
前記照明モードの変化のために前記ＬＥＤチェーン（３）を制御する前記チャネルスイッチの前記制御回路のブロック（４）が、ラインの供給のオン／オフの切替および正しい順序のオン／オフの切替の評価を介するＬＥＤチェーン（３）間の切替のためのブロックからなることを特徴とする、請求項１５に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１７】
前記照明モードの変化のために前記ＬＥＤチェーン（３）を制御する前記チャネルスイッチの前記制御回路のブロック（４）が、前記供給電圧源に接続されるラインの供給のオフの切替を検出するための制御ブロックからなることを特徴とする、請求項１５に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１８】
前記照明モードの変化のために前記ＬＥＤチェーン（３）を制御する前記チャネルスイッチの前記制御回路のブロック（４）が、制御ワイヤに接続される各ＬＥＤチェーン（３）のための外部制御信号を用いる制御ブロックからなることを特徴とする、請求項１５に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１９】
前記照明モードの変化のために前記ＬＥＤチェーン（３）を制御する前記チャネルスイッチの前記制御回路のブロック（４）が、外部のプログラム可能および／または通信モジュールに接続されるプログラム可能制御ブロックからなることを特徴とする、請求項１５に記載のＬＥＤランプ。
【請求項２０】
前記電源が電圧１２０〜２３０Ｖ≒／５０〜６０Ｈｚであることを特徴とする、請求項１５に記載のＬＥＤランプ。
【請求項２１】
前記供給電圧源は、過電流保護のための保護レジスタ（Ｒ１）および過電圧保護のためのバリスタ（Ｖ１）の接続を介して、定電流源のブロック（１）の入力に接続され、絶縁形変成器は整流回路（Ｄ１）からなり、正の電圧の出力はアースされた負極を有する第１のフィルトレーションコンデンサ（Ｃ１）に正極によって接続され、連続的な組合せはレジスタ（Ｒ２、Ｒ３）からなり、第２のフィルトレーションコンデンサ（Ｃ２）はその負極によって他端でアースされ、第３のレジスタ（Ｒ３）およびこの連続的な組合せの第２のコンデンサ（Ｃ２）の正極の共有点は電流源（Ｕ１）への電源供給の入力に接続され、ここで第６および第７のレジスタ（Ｒ６、Ｒ７）のアースされた連続的な組合せと共に絶縁形変成器巻線（Ｔ１）の第３の入力がカソード−アノード方向で第５のレジスタ（Ｒ５）および第２のダイオード（Ｄ２）を介して接続され、絶縁形変成器（Ｔ１）の第４の入力がアースされ、タイミングを提供するアースされた第４のレジスタ（Ｒ４）および第６のコンデンサ（Ｃ６）が電流源回路（Ｕ１）のタイミング入力に接続され、整流回路（Ｄ１）の出力が絶縁形変成器（Ｔ１）の第１の入力に接続され、その出力巻線がその出力（６）を介して順方向にフィルトレーション第３コンデンサ（Ｃ３）の正極および第９レジスタ（Ｒ９）に第３のダイオード（Ｄ３）を介して接続されて、ＬＥＤのセクションのための出力電圧（＋Ｖ  ＬＥＤ）を生成し、この電圧（＋Ｖ  ＬＥＤ）はチェーン（３）ＬＥＤのアノード入力に接続され、次いで、出力電圧（＋Ｖ  ＬＥＤ）はチャネルスイッチの制御回路のブロック（４）中、すなわち、フィルタ第４および第５コンデンサ（Ｃ４、Ｃ５）の並列組合せによって第８レジスタ（Ｒ８）に接続されて、必要な時定数を特定し、第４および第５のコンデンサ（Ｃ４、Ｃ５）のこの並列の組合せに定電圧ダイオード（Ｄ４）が接続されて、第２の制御回路（Ｕ２）の動作電圧を特定し、チャネルスイッチの制御回路のブロック（４）を実行してＬＥＤチェーン（３）を制御し照明モードを変化させ、ここで、制御回路（Ｕ２）からの出力はＮＭＯＳＦＥＴスイッチ要素を用いてＬＥＤチェーン（３）に接続される、すなわち、スイッチ要素（Ｑ１〜Ｑ３）の電極（Ｇ）に接続され、その端子（Ｄ）がタイプＣＣＴ  ４０００Ｋ／７ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力、タイプＣＣＴ  ２７００Ｋ／５ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力、および、限流第１０レジスタ（Ｒ１０）を介してアンバータイプ／２ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力に接続される、
または、
制御回路（Ｕ２）からの出力は双極性ＮＰＮトランジスタのスイッチ要素を用いてＬＥＤチェーン（３）に接続される、すなわち、スイッチ要素（Ｑ１〜Ｑ３）のベースに接続され、その集電体がタイプＣＣＴ  ４０００Ｋ／７ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力、タイプＣＣＴ  ２７００Ｋ／５ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力、および、限流第１０レジスタ（Ｒ１０）を介してアンバータイプ／２ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力に接続される、
ことを特徴とする、請求項１５および１６に記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光レベルのさまざまの選択および昼夜のモードに従った青色波長の可能な除去を有するＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
１３０年以上前、人々はいかなる人工照明にも影響されずに日没後は就寝していた。しかしながら、電球の発明により、日中が強制的に延長されることにより就寝時間がシフトし、多くの人に不眠症が生じた。
【０００３】
最初の電球のフィラメントは、炭化した竹のひもまたは糸によって形成され、炎の光と同じ光、すなわち、青色波長のない赤色単色光を与えた。後に、最適な材料としてタングステンが使われ始め、これは現在まで使用されている。タングステン源により発される光は、青色波長をすでに含む。ＬＥＤ源は、より短い波長スペクトルで光を発するまたはＲＧＢチップを用いて、すなわち３つの基本色を混合することにより白色光を生じるために青色ＬＥＤを用いる最新のものである。光源に加えて、ＬＥＤ  ＴＶセット、携帯電話、タブレット等が市場に次第に現れた。これらは、日没後でも１日中眼の中に青色光を発する。
【０００４】
しかしながら、生じる問題を意識的にフィート（feet）するものではないが、これは、感光性の網膜神経節細胞により知覚される。これらの細胞は、我々の身体に今何時であるかを伝える概日リズムに影響を与える。体内の生物時計を合わせることの重要な役割は、その生成が完全な暗闇によって調整されるホルモンのメラトニンによって行われる。睡眠のコントロールに加えて、メラトニンは、癌に対する予防効果を有し、老化を遅らせ、アルツハイマー病またはパーキンソン病を防ぐ助けをする。我々のメラトニンレベルは、夜勤シフト中または例えば夜中に起きて青色波長光を付ける場合に、減少する。メラトニンレベルに影響しない境界は、赤色波長である６００ｎｍ超である。したがって、約４６０ｎｍの波長を有する青色比率の高い光源は、夜には生じず、手術室、航空管制室などのような人の注意が保たれる必要がある部屋に存在しうるだけである。人は、日光の代わりまたは夜間における正確な色の認識は必要とせず、赤味がかった光の色によって十分に実現できるものを見れば十分である。２１時以降に適用される赤色眼鏡または赤色フィルタを用いた電子装置の使用に解決がありうる。これまで、炎または調光器（dimmer）で薄暗くされたタングステンフィラメント電球が、家庭で２１時以降に使用されるのに適切な光源であった（ＭＥＤＲＩＣＨＹ，Ｈｙｎｅｋ．Ｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ｉｍｐａｃｔ  ｏｎ  ｈｕｍａｎ  ｂｏｄｙ．Ｌｉｇｈｔ．２０１５，２０１５（６），５３−５７）。
【０００５】
今日、人口の６０パーセント超が夜間光害のある環境に住んでいる。都会的な地域における照明レベルは、通常２０〜８０ルクスに達するが、満月の光量の１０００倍である１００ルクスを超える数値も例外ではない。高い割合の青色スペクトルは、近隣の物体において人の睡眠の質にまたは動物、主に鳥のライフサイクルにも悪影響を与えうる。人体は、夜中に光を昼の信号として誤って認識し、日中の活動を確保するように生化学プロセスを始動させ、したがって疲労を後押しする（Ｂｕｒｎｅｔｔ  Ｄ．（２０１５）Ｆｉｒｓｔ  ｄｏ  ｎｏｔ  ｈａｒｍ：Ｐｒａｃｔｉｃｉｎｇ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ｄｅｓｉｇｎ  ｏｒ  ｍｅｄｉｃｉｎｅ．．．ｗｉｔｈｏｕｔ  ｌｉｃｅｎｃｅ？Ｌｅｃｔｕｒｅ  ａｔ  ６ｔｈ  Ｖｅｌｕｘ  ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｌｏｎｄｏｎ）。
【０００６】
光害は、空を見上げると一見して容易に発見でき、星を見ることができない。青色波長がより多いと、光害がより多くなる。現在、低圧ナトリウム灯（ＬＰＳ）を使用する人はほとんどいないが、これらはＬＥＤランプの参入後に姿を消している。これらのランプは青色波長を供給せず、単色のアンバー−黄色の光のみを発し、したがって、環境への影響が最も低くかつ概日リズムへの影響が最も低い。これらは、天体観測においておよびウミガメに巣を作るために利用される。狭周波数アンバーＬＥＤは、緑色と共にオレンジ−黄色波長を伸ばし、これらはあまり安全ではない。いわゆるＰＣアンバーＬＥＤは、全ての緑色波長範囲をカバーする。Ｇａｒｒｏｔｘａ  ＲｅｇｉｏｎにおけるＳａｎｔａ  Ｐａｕ自治体では、ストリートのＬＥＤランプはＰＣアンバーＬＥＤランプと取り替えられ、後者は青色波長を一部除去し、夜間に光がずっと快適になるが、青色波長は完全には除去されない。別のＬＥＤタイプは、フィルタ付きウォーム白色ＬＥＤ−５００ナノメートル未満の波長を有するほとんどの発光を除去するフィルタを有するむぎわら色のＬＥＤランプである。ほとんど忘れられている別のタイプのＬＥＤは、２７００Ｋの色温度を有するウォーム白色ＬＥＤである。最もよく使われるＬＥＤは、約５０００Ｋまたは４０００Ｋの色温度を有するコールドＬＥＤである。全てのスペクトルをカバーするこの光源は、家庭でおよび昼夜街路灯で誤って用いられる。（Ａ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓ  ｏｆ  ｌａｍｐｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ｓｐｅｃｔｒａ  ｉｓ  ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ  ｉｎ  Ｆｉｇ．１）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｌａｇｓｔａｆｆｄａｒｋｓｋｉｅｓ．ｏｒｇ／ｆｏｒ−ｗｏｎｋｓ／ｌａｍｐ−ｓｐｅｃｔｒｕｍ−ｌｉｇｈｔ−ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ／）。
【０００７】
ＬＥＤの働きの原理は、半導体材料、通常はＧａＮまたはＩｎＧａＮにより形成される半導体接合部を電流が通過する際の光子の形態の放射エネルギーに基づく。現在の有色ＬＥＤにおける半導体の用途の概要は以下のようである。
【０００８】
赤外線−λ＞７６０ｎｍ、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）
赤色−６１０＜λ＜７６０ｎｍ、アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）、アルミニウムガリウムインジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）、ガリウムリン（ＧａＰ）
アンバー−５９０＜λ＜６１０ｎｍ、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）、アルミニウムガリウムインジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）、ガリウムリン（ＧａＰ）
黄色−５７０＜λ＜５９０ｎｍ、ガリウムヒ素リン（ＧａＡｓＰ）、アルミニウムガリウムインジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）、ガリウムリン（ＧａＰ）
緑色−５００＜λ＜５７０ｎｍ、アルミニウムガリウムインジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）、ガリウムリン（ＧａＰ）、アルミニウムガリウム（ＡｌＧａ）、アルミニウムリン（ＡｌＰ）
青色−４５０＜λ＜５００ｎｍ、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）
紫色−４５０＜λ＜５００ｎｍ、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）
紫外線−λ＜４００ｎｍ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウムインジウム（ＡｌＧａＩｎＮ）。
【０００９】
いずれのＬＥＤは、適用される半導体に従って色スペクトルを発する。しかしながら、ＬＥＤは、全ての色の混合なので白色光を発することができない。光ルミネセンスを用いて、白色光を生じる。ルミネセンスは、原子が他の放射線、電子などの作用によって励起される場合に起こり、その後電子は基底状態に戻り、光子が発される。ルミネセンスが生じる物質は発光団と称される。ＬＥＤは、シリコーン混合物中に埋め込まれた発光団の薄い層を取り付けられ、これは、要求される結果の色スペクトルに従っていくつかの異なる原子団の混合物を用いることが好ましい。
【００１０】
最も重要なＬＥＤ特性は、色温度および演色評価数である。色温度は、ケルビンで与えられ、光の演色を表す。ＬＥＤがより多くのケルビンを有すると、人工光は日中の太陽光により似てくる。標準的な電球は約３０００Ｋの値を有するが、コールドＬＥＤは約５０００Ｋを有し、これは、日中の輝く陽光に近い。家庭のランプの色温度は、その用途に従って異なる（寝室よりも台所でより高い色温度）。
【００１１】
別の重要な特性は、演色評価数（ＣＲＩ）であり、これは、天然の太陽光と比較した場合に光源が照射物体の色を再生する能力を特定する。理想的な値は１００であり、これは日中の太陽光に対応し、最もよく使われるＬＥＤランプは約８０のＣＲＩを有する。上記のナトリウム灯は、ゼロ演色（ＣＲＩ＝０）を有し、したがってこのランプは、例えば午後５時に暗くなる冬の間は使用が推奨されないが、依然として作業し色を区別する必要がある。ルミネセンスを用いない白色は、いわゆるＲＧＢ  ＬＥＤを介して用いられ、青、緑および赤のチップが互いに入れ替えられる。しかしながら、演色評価数はむしろ悪く、およそＣＲＩ＝２４である。
【表１】
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【００１２】
人間におけるメラトニンの重要な役割は、人体の概日レジメ（regime）の調節である。したがって、メラトニンは、時間−生物物質である（Ｉｌｌｎｅｒｏｖａ，Ｈ．２００８）。周期的な態様で１日を過ごす場合、これを常に正確に自覚するわけではないが、１日を主観的な昼および主観的な夜に分けている。主観的な夜が近づくと、眠気を感じ始める。脳に位置する松果体でホルモンのメラトニンが作られ始め、血液中に放出され始める。メラトニンは手足の血管を広げ、温かさが周囲に逃げ、体温が低下する。メラトニンの生成は早朝に低下するまたは完全に停止し、温度が上昇する。また、副腎からのホルモンのコルチゾールの生成および放出が上昇する（Ｉｌｌｎｅｒｏｖａ，Ｈ．２００５，ｐ．９）。これは、次の日のトラブルに予め準備するためのタスクのストレス下で放出されるホルモンである。もちろん、夜明けの前に多くの他の変化がある。最も重要なことは、身体が１日に対して準備された際に起きることである（Ｉｌｌｎｅｒｏｖａ，Ｈ．２００５，ｐ．９−１０）。
【表２】
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【００１３】
他方、日中に太陽光に当たることにより、メラトニンの生成を増加することができる。太陽光はまた、鬱病に対してプラス効果を有する。他方、睡眠時の夜に完全な暗闇があるべきである（Ｔａｂ．２）（Ｆｏｒｔ，Ｐ．２００８）。
【００１４】
４４０〜６００ｎｍの波長光に対するメラトニン生成の応答が、ボランティアでテストされた。光波長を４２０ｎｍに減少させる必要があることが見出された。この波長に対する過敏性が、暗室に置かれた複数のボランティアでテストされた。ボランティアの半分は、２：００から３：３０まで４２０ｎｍの波長光にさらされ、他の半分は暗闇に留まった。光の放射にさらされたボランティアの最初の半分は、メラトニンレベルが７６．４または４７．６ｐｇ／ｍｌに低下した。第２の半分は、メラトニンレベルが約７０μｇ／ｍｌに分布した。波長４２０ｎｍにさらされたボランティアは、６桁でメラトニンレベルが低下した。メラトニン調節のために最も有効な範囲の波長は、４４６〜４７７ｎｍであることが見出された（図２）（ＢＲＡＩＮＡＲＤＧＣ，ｅｔ．ａｌ）。Ａｃｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｆｏｒ  Ｍｅｌａｔｏｎｉｎ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｈｕｍａｎｓ：Ｅｖｉｄｅｎｃｅ  ｆｏｒ  ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｃｉｒｃａｄｉａｎ  Ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ．Ｊ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉ．２００１，Ａｕｇ  １５；２１（１６）：６４０５−１２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ＬＥＤランプの多くの製品があるが、夜間に人の健康によくない効果がある青色光を除去することに対応するものではない。
【００１６】
現在の光源を、交換される可能性、過渡期などで評価すると、いくつかの技術的解決法が「安全」に対処することが見出され、これは、光源、技術システムまたは特性などの保護に主に関係した。しかしながら、提示されるコンセプトは、人の健康への長期の影響の全く異なりかつ新しい関係で光源の「安全」モードを検討する。
【００１７】
ヨーロッパでの電力消費を低減する努力により、屋内空間で調光ハロゲン電球を使用し、かつ、遅い夕方および夜間に屋外空間でナトリウム電球を用いるがＬＥＤ光源の広がりの節約は意識する照明を提供するオプションが依然としてあり、この結果、現在の光源の費用で一般的な嗜好が生じ、調光前のそのインプットは消費者を落胆させる。概日リズムおよび特に住人の夜間の免疫および再生プロセスおよび人の住居および交通の近くに住む全ての生態系の改悪は、依然として対処されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
１）概念−基本的考え
一般的な室内および屋外照明の慣習では、１００年以上前から人工光源が用いられており、通常はただ１つのモードの放射光で設計される。しかしながら、自然条件の中で地球上の生命が生じ、数百万年に亘り変動する照明の特徴のうち我々が知る生きた自然の機能についての根本的な必要条件の１つでもあるものは、昼と夜の変化である。近年の科学的研究によって、人口母集団の健康におけるいわゆる「近代的な」光源の影響は、これまでのところ強く軽視されていることが示された。「昼間または人が働ける時間を伸ばす」ための光源の大量使用の結果として産業文明の経済への集中は、人間にとって睡眠モードを意味していた自然の夜の条件に著しく影響を与え、これは、照度などの単一のパラメータだけでなく、使用される光源の複数の特性のまとめである。本発明の概念は、人間工学を中心とする複数のオペレーティングモードにおいて動作する製品による現在の光源の拡張および主に睡眠モードに影響する領域におけるオペレータへの健康の影響をもたらす。
【００１９】
２）入力条件および必要条件
科学的な調査によって、生物の体は、長期間の発達で日中の光特性の変化の特定の進行に慣れることが示されるが、生物および当然に人間のいわゆる「生物時計」もまたそのような変化に大きく従う。これまで大量生産される光源は、夕方および夜の時間が来るまで例えば密閉空間で予備の日光をあるいは「人工的な昼の延長」を提供するように主に設計される。そのような光は、日光の下で従来行われていた人間の活動（例えば、仕事、スポーツ、勉強）を照らすために使用されると適切である。明らかに、１日の過程に典型的であり健康に極めて重要である他の段階にも最早適合せず、これらは、夕方のリラクゼーション段階（日没前の減衰および自然の光の変化）、並びに、炎によりわずかに明るくされる環境にトドもあることを伴う長期の睡眠準備段階を含む。科学的な調査によって提供される技術的な重要性はまた、リラクゼーションおよび睡眠準備の上述の段階の健康でかつ自然なコースにどの可視ベクトルバンドが重要であるかを示す。
【００２０】
ａ）臨界青色バンド−通常４４０〜４７０ｎｍ
−生物の内部「起床」を起こし睡眠準備を防げる。
ｂ）明るい緑白色バンド−通常５２０〜５７５ｎｍ
−このバンド内で、明るさに関して最も敏感であり、そのような照明によって活動モードに滞在する助けとなる。
ｃ）アンバーバンド−通常５８５〜６１０ｎｍ
−これは、夕方のリラクゼーション段階に最適な光の領域であり、予定される睡眠準備のための「安全」バンドが開始する領域である。
ｄ）赤色バンド−通常６１０〜７００ｎｍ
−これは、夜の睡眠準備のために極めて安全であり、さらに、人間の視覚の明るさの感度が急に低下し始めるので、そのような照明は単に「非常に弱い」ものとして視覚的に近くされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術に従った、代表的な光源およびそのスペクトルの比較：ａ）低圧ナトリウム灯、ｂ）５９０ｎｍ〜５９５ｎｍの波長を有する半導体ＡｌＩｎＧａＰを用いた単色ＬＥＤ、ｃ）高圧ナトリウム灯、ｄ）ＰＣアンバー、ｅ）４１００Ｋの色温度を有するコールド白色ＬＥＤ、ｇ）５１００Ｋの色温度を有するコールド白色ＬＥＤ
【図２】光波長への感度：色温度４８００Ｋ（超）を有する一般的な白色ＬＥＤのスペクトル。下の図面の左の曲線は、メラトニンの感度を示し、中央の曲線は、標準的な日中の視覚における人間の眼の感度を示す。
【図３】光ＬＥＤ３０９８Ｋの不適当な光源−仕事のためには少なすぎる青色波長、リラクゼーションのためには多すぎる青色波長
【図４】低いＣＲＩ値を有する市販のＬＥＤ電球４０３４Ｋ
【図５】Ｉ．ＬＥＤランプのチェーン：  アンバー：赤色４：５
【図６】Ｉ．ＬＥＤランプのチェーン：  アンバー：赤色６：４
【図７】ＩＩ．ＬＥＤランプのチェーン：ＣＲＩ＝９８．３、青色１５％、緑色２５％、赤色６０％
【図８】ＩＩＩ．ＬＥＤランプのチェーン：ＣＲＩ＝９８、青色２５％、緑色３５％、赤色４０％
【図９】屋外ランプ−ＩＩＩ．チェーン
【図１０】屋外ランプ−Ｉ．およびＩＩＩ．チェーンの組合せ
【図１１】屋外ランプスペクトル−Ｉ．チェーン、アンバー：赤色３：７
【図１２】手動のスイッチを有する屋内ＬＥＤランプの概略図
【図１３】屋外ランプのためのチップを有するセラミックプレート
【図１４】ＤＥＮのためのＬＥＤランプの回路図
【図１５】屋外ランプのＩ．およびＩＩＩ．チェーンの回路図
【図１６】ブロック図−例８ａ）
【図１７】ブロック図−例８ｂ）
【図１８】ブロック図−例８ｃ）
【図１９】ブロック図−例８ｄ）
【図２０】２７００Ｋについて青色ＬＥＤを有する発光団のスペクトル−ＩＩ．チェーン、例２ｂ）に従って生成される
【図２１】４０００Ｋについて青色ＬＥＤを有する発光団のスペクトル−ＩＩＩ．チェーン、例３ｂ）に従って生成される
【図２２】光源の特性−従来技術
【図２３】ＬＥＤランプを用いた公共空間の照明のタイムスケジュール
【図２４】５９０ｎｍ、６４０ｎｍ、６３４ｎｍにおけるスペクトル
【発明を実施するための形態】
【００２２】
人および動物の、したがって生活に関する光害の近代的態様によって影響を受ける全ての生物の概日リズムの調和に注意を向ける非常に新しいランプが開発された。これは、光の必要とされる効果を人の日中のリズム、したがって日中の概日リズムに適合するようにシフトし、他方で、我々が光を見る必要があり作る必要がある場合の夜におけるこれらのリズムの所望でない不均衡を抑制する。
ＬＥＤ照明は、少なくとも２つの極端な、すなわち、日中モードおよび夜間モードのための光源からなる。
夜間照明モードは、炎が有するようなパラメータの赤色およびアンバー光を提供され、日中モードは、晴れた日の日光に類似するパラメータを有する発光団でカバーされる青色ＬＥＤを提供される。
夜間照明モードは、約５８０〜６８０ｎｍのみの波長を有する単色の赤色およびアンバー光を発光する。
夜間モードの光は、アンバー光について５９０ｎｍにおいて極大および赤色光について６２８ｎｍにおいて極大を有する単色のＬＥＤチップから発光されることが好ましい。青色波長における励起なしの異常な直接の赤色およびアンバー光が夜間モードで用いられ、これらのＬＥＤチップからの光放射は、生物に不均衡を与え夜間モードから起こす青色および緑色光を含まないことが完全に確かである。
したがって、例えば人が起きてトイレに行く必要がある場合など簡単な短期間の使用のため、または、短期間でも不眠の感覚によりユーザが害されることなく子守をする場合に一晩中、夜間モードでＬＥＤ光を有することが可能である。
【００２３】
ＬＥＤランプは、手動コントロールの下で最初のスイッチが常に夜間モードで開始するように接続される。したがって、眠いユーザが、誤って昼光にさらされるリスクなしに、夜にどのスイッチをどのようにするかを理解する必要がない。日中照明モードは、さらなる切替でのみ生じる。アンバー光は、安全な非起床照明に十分であるが、赤色光の追加によってより快適となる。
【００２４】
日中光モードは、波長３８０ｎｍ〜７００ｎｍおよび色温度ＣＣＴ３５００〜４２００Ｋを有する可視光の連続バンドスペクトルを発光する発光団でカバーされる青色ＬＥＤチップによって提供され、高性能の演色を知恵今日するＣＲＩ９０値以上を有することが好ましく、光スペクトルは晴れた日のものに類似する。そのような照明の下で、生物はより励起され、脳は刺激されてより高い知的パフォーマンスを行う。従来の電球に対する差異は、雨の日または人が雨の時よりもやや注意深い晴れた日の光に近い。
【００２５】
したがって、ＬＥＤランプは、少なくとも２つのＬＥＤチップの切替可能なチェーンを含むので、健康の安全を提供する放射された光の概日調節モードを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる。Ｉ．夜間モードのためのチェーンおよびＩＩＩ．日中モードのためのチェーンであって、Ｉ．チェーンは、波長５８０ｎｍ〜６１０ｎｍの範囲のアンバー光を発光する少なくとも１つのＬＥＤチップおよび波長６１０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の赤色光を発光する少なくとも１つのＬＥＤチップを含み、ＩＩＩ．チェーンは、波長４４０ｎｍ〜７００ｎｍおよび色温度ＣＣＴ３８００〜４２００Ｋの可視光の連続バンドスペクトルを発光する発光団でカバーされる少なくとも１つのＬＥＤチップを含む。ＩＩＩ．チェーンの発光される可視スペクトルが、２５〜３３％の青色、２２〜３５％の緑色および３８〜４５％の赤色の相対的割合からなると好ましい。
【００２６】
ＬＥＤランプはまた、波長３８０ｎｍ〜７５０ｎｍおよび色温度ＣＣＴ２５００〜２８００Ｋを有する可視光の連続バンドスペクトルを発光する夕方照明モードを含むと好ましく、その演色評価数ＣＲＩが少なくとも８０の数値を有すると好ましい。
夕方照明モードは、睡眠およびリラクゼーションの準備に役立ち、発光される光は、青色の割合が低く、日没の４５分前の日光に類似する。
夕方照明モードは、ＣＣＴ２５００〜２８００Ｋの色温度を有する発光団によりカバーされる少なくとも１つの青色ＬＥＤチップを含むＩＩ．チェーンのＬＥＤチップによって提供されるか、または、Ｉ．およびＩＩＩ．チェーンの切替を介して混合され、各チェーンの変動する強度および夜間照明モードへの連続的または段階的な遷移およびＩ．チェーンのみの照明を提供する可能性がある。照明モード間の段階的または連続的な遷移が、チェーン間の調光の挿入により提供されると好ましい。
夕方照明モードは、７〜１９％の青色、２７〜３１％の緑色および５０〜６５％の赤色の相対的割合からなる可視スペクトルを発光する。
【００２７】
光波長に従った光強度の極大スペクトルを用いて、以下のように表されたスペクトル色間の割合を特定した：青色スペクトル−４５５ｎｍで極大、緑色−５５５ｎｍで極大、および赤色−６２８ｎｍで極大。
【００２８】
ＬＥＤチップは、化合物半導体からなる。青色ＬＥＤに適用できる特徴的な半導体は以下である：
ａ）窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）−より短い波長、すなわち、日中の活動に関連付けられる光のために用いられ、我々はこの合金をリラクゼーション／睡眠モードには全く不要であると考える。
ガリウムは、約５８０ｎｍ以上のバンドでの用途に必要な成分である。発光されるバンドを変更するために他の成分を加えてもよい。
ｂ）アルミニウムガリウムインジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）−比較的広く広がる赤色−アンバーＬＥＤ素子の製造で生じ、リラクゼーション／睡眠準備のための「安全な」バンドのための必要条件を満たす。
ｃ）ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）−可視スペクトルの端部における純粋な赤色光のための一般的な物質であり、したがって夜間の睡眠モードにも極めて安全である。
青色ＬＥＤは、発光団でコーティングされる。６２８ｎｍの波長で極大光を発する、市販名ＺＹＰ６３０Ｇ３、および、青色ＬＥＤに適用されたシリコンベッドで分散される波長５５５ｎｍの波長で極大光を発する、ＺＹＯ５５５Ｇ３を有する発光団を用いることが好ましい。ＬＥＤのためのベッドは、さまざまの形状でもよく、ＬＥＤベッドの壁は水平に対して２０°傾くことが好ましい。
ＩＩ．チェーン（夕方モード）は、ＬＥＤから発光団を通過する出射光が、光スペクトルの３０％青色、２０％緑色および５０％赤色からなる態様で設計される。照明のＩＩＩ．チェーン（夜間モード）は、ＬＥＤから発光団を通過する出射光が、光スペクトルの５０％青色、２０％緑色および３０％赤色からなる態様で設計される。
【００２９】
夜間モードは、光の青色波長を完全に除去し、その作用は夜間に人体を害する。午後９時以降にどこでもこの光を切り替え、日の出までそれを用いることが望ましい。夕方モードは青色波長を有し、午後におよび読書に用いることが望ましい。日中モードは、丸１日の日光を表現し、家およびオフィスの両方における日の出から暗くなるまでの１日の間でのみ、およびおそらくは不眠やパフォーマンスが必要とされる環境で使用される。複数のチェーンの手動による切替は、光のスイッチがオフおよび再びオンにされた後に、まずＩ．チェーンが単色のアンバーおよび赤色でスイッチを入れられ、したがって、起床し光のスイッチを入れる後毎に概日リズムに影響がなく良質の睡眠が生じるように設定される。切替は、フィルタリングコンデンサが５Ｖに帯電されるように動作し、光がオフにされるまたは電力供給がオフにされた後に放電が開始される。電圧が２Ｖ以下に落ちると、単色アンバーおよび赤色のスイッチが入れられる次のＩ．チェーンの光のスイッチを入れる際に、約１０秒後にこれが起こる。光がより短い時間でスイッチされると、コンデンサは例えば４Ｖにのみ放電され、システムはＩ．チェーンに自動的にスイッチされず次のチェーンになる。演色評価数の値は、ＩＩ．およびＩＩＩ．チェーンについて８０以上であり、したがって、自然の日光にほぼ匹敵する。
【００３０】
オブザーバのための「安全」光モードへのスイッチを有する光源：
ａ）臨界青色バンド−通常４４０〜４７０ｎｍ
−生物の内部「起床」を起こし睡眠準備を防げる。
ｂ）明るい緑白色バンド−通常５２０〜５７５ｎｍ
−このバンド内で、明るさに関して最も敏感であり、そのような照明によって活動モードに滞在する助けとなる。
ｃ）アンバーバンド−通常５８５〜６１０ｎｍ
−これは、夕方のリラクゼーション段階に最適な光の領域であり、予定される睡眠準備のための「安全」バンドが開始する領域である。
ｄ）赤色バンド−通常６１０〜７００ｎｍ
−これは、夜の睡眠準備のために極めて安全であり、さらに、人間の視覚の明るさの感度が急に低下し始めるので、そのような照明は単に「非常に弱い」ものとして視覚的に近くされる。
【００３１】
したがって、光源の提示される概念は、オペレーティングモードの少なくとも１つが、臨界青色バンドでエネルギーを全く有しない、ａ）または主要バンドｃ）またはｄ）に関して数桁の強度で低下される、ことを想定する。
【００３２】
リラクゼーション／睡眠のための安全モードへの切替または段階的な遷移は、いくつかの態様で起こりうる：
ｅ）自動モードにおいて
−例えば自然光の明るさのセンサまたは任意の最新コントロールシステムを用いた調整に基づく。
ｆ）ユーザによる直接の切替
−この場合、この概念は、「安全モード」はオフ状態から有効にされた後に光源が光り始める最初のものであると想定する。
【００３３】
ＤＥＮタイプ（日中、夕方、夜間）の屋内ランプ
例えば１２月の午後４時頃に起こる夕暮れから夜までの時間において、光源は日中モードで動作し、夏の日中の太陽と同様に短波光子を完全に放出する。夕方には、光源は夕方モードに自動でまたは手動で切り替わり、著しく少ない短波光子およびより多くの長波光子を放出し、これは日没前の状態を刺激する。その後、午後９時において、したがって就寝のための通常の時間の９０分前（行き来が落ちる時）、ＤＥＮの光源は夜間モードに切り替わり、短い波長の全くない光を発し、したがって概日リズムを妨げない。人の眼の中の６５％の錐体が長波光子を捉え、３３％の錐体が中間範囲を捉える作用を司、２％のみの錐体が短波範囲での視覚を提供することを考慮すると、長波光への切替は視覚を害せず、その反対が真実であり、著しく少ない長波光子（赤色およびアンバー光の）が、短波光（青色、緑色）よりも十分な視覚オリエンテーションを満足する。早朝、ＬＥＤランプはまず夕方モードで、次いで日中モードに切り替えられ、丸１日滞在する。
【００３４】
屋外ランプ
日没から深夜までの時間において、ランプは日中モードで動作し、夏の太陽のような高品質の短波光子を発する。深夜、夜間モードに切り替えられ、長波光のみを発する。朝、光源は再び日中モードに切り替えられる。
【００３５】
オプションのＤＥＮにおいてブロック図にＬＥＤランプを接続することが好ましい（色またはＣＣＴ切替電球／ＬＥＤ照明器具）：
４つのオプションは全て共通の部品を有する：
過電圧保護および整流ブリッジを有するフロントエンド回路、絶縁形変成器を有する定電流源、チャネルのための出力スイッチおよび照明モードを切り替えるための回路を有する制御回路。
オプション１：チャネル間の切替は、特定の順序でオフおよびオンを切り替えることによって直接行われ、自身の供給により照明モード間の選択をする回路は、ラインの供給自体のスイッチを切ることを評価する。スイッチを切るための時間を超えると、照明モード間の切替のためのタイミング回路がリセットされる。
オプション２：チャネル間の切替は、特定の順序でオフおよびオンを切り替えることによって直接行われ、照明モード間の選択をする回路は、ラインの供給のスイッチを切ることを独立して評価する。スイッチを切るための時間を超えると、照明モード間の切替のためのタイミング回路がリセットされる。
オプション３：チャネル間の切替は、各チャネルについて外部制御信号を用いる制御回路を用いて行われる。この場合、標準的な環境下ではリセットは必要ではない。
オプション４：チャネル間の切替は、特定の照明シーンについて予めプログラムされたプログラム化制御システム、または、上位システムからの制御命令を送信する無線通信モジュールを用いて行われる。この場合、標準的な環境下ではリセットは必要ではない。
【００３６】
ＬＥＤランプの電子回路
（図１４の用途）
ＬＥＤランプの電子回路は、過電流保護を提供するＲ１レジスタ、過電圧保護を提供するバリスタＶ１、からなる入力保護回路からなり、さらに、回路Ｕ１からなる電流源の供給を提供するフィルタＣ１を有する整流ブリッジが存在し、レジスタＲ２およびＲ３を介してフィルタＣ２およびレジスタＲ５が供給され、ダイオードＤ２がレジスタＲ６およびＲ７の並列の組合せと共に変圧器Ｔ１の巻線に連結され、さらにレジスタＲ４およびＣ６が回路タイミングを提供し、変圧器Ｔ１の出力巻線がダイオードＤ３を介して濾過コンデンサＣ３に連結され、レジスタＲ９はＬＥＤランプのセクションのための動作電圧＋ＶＬＥＤを形成し、次いで、濾過コンデンサＣ４がレジスタＲ８を介して供給され、Ｃ５は関連するＬＥＤ群の輝きを制御する制御回路Ｕ２のための動作電圧を設定する並列定電圧ダイオードＤ４によって「オプション１」について一定の適切な時点を提供する。
この回路においてレジスタＲ１０が電流を制限するスイッチトランジスタＱ１、Ｑ２およびＱ３を用いて、ＣＣＴ／アンバーが集電体Ｑ３に接続される。
【００３７】
屋外ランプは、２つのチェーンのみで設計される。Ｉ．チェーンは、まず色温度３８００〜４５００Ｋを有する光を点灯する。冬にはおよそ午後４：３０〜午後８：００までにこのチェーンのスイッチを入れることがアドバイスされる。この時間範囲内において、人が仕事から戻り、子供が学校から戻り、交通はしばしば混雑し、したがって、特に安全のために日中の光を延長することが必要である。午後８：００から、交通はあまり混雑せず、人は家にいて、リラックスできる状態にあり、就寝の準備をする。この時間において、Ｉ．チェーンは、色温度約２５００〜２７００Ｋを有する光を提供するＩＩＩ．チェーンに自動的に切り替わる。午後７：００以降でも良好な視界が保たれる夏においては、例えば午後８：００からの公共の照明において自動的にＩＩＩ．チェーンを点灯することがアドバイスされる。
【００３８】
屋外ランプのための光源は以下のように設計できる：
発光団を有する白色チップ、赤色チップおよびアンバーチップがセラミックプレート中に挿入されてもよく、アンバーチップと赤色チップとの間の比率が４：５であると好ましい。
日中モードと夜間モードとの間の自動切換えを用いて、連続的な、すなわち、まず日中モードが点灯ししたがってＩＩＩ．チェーン−発光団を有するぼんやりしたＬＥＤの態様で続く屋外照明に用いられることが好ましい。モードが点灯される瞬間において、Ｉ．チェーンへのスイッチを用いて回路が切り替えられ、ＩＩＩ．チェーンにおける連続的な電流が減少する一方で、Ｉ．チェーンにおける、したがって赤色およびアンバーチップにおける電流が調光器を用いて１００％に増加する。日中モードから夜間モードへの完全な遷移は、ＩＩＩ．チェーンにおける電流が１０％に低下し次いでスイッチによって切断されると起こる。光は変わらず、例えば、所望でない恐ろしいドライバは存在しないが、色温度４０００Ｋと２６７２Ｋとの間の遷移は徐々にゆっくりであり、意図的にだれかに栄養を及ぼすことはない。
【実施例】
【００３９】
実施例１
夕方モードのためのＬＥＤランプの製造−２７００Ｋ
ａ）半導体ＩｎＧａＮおよび発光団ＮａＬｕＳ２
まず、発光団が製造され、これは、Ｈ２Ｓ雰囲気中での化学反応におけるＮａ２ＣＯ３およびＬｕＯ３に由来する。酸化物の混合物が、アルミナ管中へのアルミナトレイに配置され、アルゴン雰囲気下で温度１２００℃まで電気抵抗炉中で混合物がゆっくりと加熱される。次いで、混合物はＨ２Ｓ雰囲気で８０分間アニールされ、次いで、およそ毎分１℃でゆっくりと冷却される。室温が達成された後、生じた生成物を水中におよび次いでアルコール中に静かに注ぎ、その後アルゴン雰囲気に保存した。形成された結晶は、０．３ｍｍの薄さの小さいプレートであった。この小さいプレートは、ＩｎＧａＮ組成を有する青色チップに接着された。最後に、発光団でカバーされたチップを、シリコーン結合剤でコーティングした。
ｂ）半導体ＺｎＳｅおよび３：４の割合の発光団ＺＹＰ５５５Ｇ３およびＺＹＰ６３０６３の混合物
６２８ｎｍにおいて極大を有する光スペクトルを発するＺＹＰ５５５Ｇ３および５５５ｎｍにおいて極大を発するＺＹＰ６３０６３のラベルの市販の粉末発光団を、３：４の割合で混合した。シリコーン中に分散された０．５ｇの粉末混合物を、半導体ＺｎＳｅを有する青色ＬＥＤ上に塗布し、シリコーンは粉末キャリアとして作用した。ＬＥＤベッドの壁は、光が出る水平に対して２０°傾斜した。
このようにして、青色（４５５ｎｍ）：緑色（５５５ｎｍ）：赤色（６２８ｎｍ）の割合が０．５５：０．５８：１．１０の色スペクトルを有する光源が製造された。生じたＬＥＤからの放射光は、２７００Ｋの色温度を有した。
【００４０】
実施例２
夜間モードＤＥＮのための光源の製造−４０００Ｋ
ａ）半導体ＩｎＧａＮおよび発光団ＹＡＧ：Ｃｅ
まず、粉末酸化物：Ｙ２Ｏ３、α−Ａｌ２Ｏ３およびＣｅＯ２からなる発光団を調製し、これを化学量論比（Ｙ＋Ｃｅ）：Ａｌ＝３：５で計量および混合した。Ｃｅ濃度は０．１原子％であった。酸化物の混合物を、ボールグラインダ中で８時間研磨し、その後乾燥させ篩にかけた。次いで、酸化物の混合物を６００℃で４時間空気中においてカルサイトした（calcited）。カルサイトされた粉末を生成し、力５ＭＰａの一軸加圧および力２５０ＭＰａの冷間静水圧プレスを用いて１８ｍｍの直径を有するセラミック本体を形成するように圧縮した。本体を、真空雰囲気において１７００℃で２０時間焼結した。生じた発光団は、Ｙ３ＡＬ５Ｏ１２：Ｃｅの組成および０．２ｍｍの厚さを有した。このようにして調製された発光団を、ＩｎＧａＮ組成の青色ＬＥＤチップに接着した。最後に、発光団を有するチップを、シリコーン結合剤でコーティングした。
このようにして、青色（４５５ｎｍ）：緑色（５５５ｎｍ）：赤色（６２８ｎｍ）の割合が０．５：１．０：０．６５の色スペクトルを有する光源が製造された。生じたＬＥＤからの放射光は、３０９８Ｋの色温度を有した。
ｂ）半導体ＳｉＣおよび１：２の割合の発光団ＺＹＰ５５５Ｇ３およびＺＹＰ６３０６３の混合物
５５５ｎｍにおいて極大を発するＺＹＰ５５５Ｇ３および６２８ｎｍにおいて極大を発するＺＹＰ６３０６３のラベルの市販の粉末発光団を、１：２の割合で混合した。シリコーン中に分散された０．４ｇの粉末混合物を、半導体ＳｉＣを有する青色ＬＥＤ上に塗布し、シリコーンは粉末キャリアとして作用した。ＬＥＤベッドの壁は、光が出る水平に対して２０°傾斜した。
このようにして、青色（４５５ｎｍ）：緑色（５５５ｎｍ）：赤色（６２８ｎｍ）の割合が０．８：１．０：０．７５の色スペクトルを有する光源が製造された。生じたＬＥＤからの放射光は、４０００Ｋの色温度を有した。
【００４１】
実施例３
ＤＥＮタイプのＬＥＤランプの製造
ａ）３つのリング中の３３のチップをセラミックプレート上に配置した。実施例２ａ）に従って発光団でコーティングされたＩｎＧａＮ半導体の組成を有する１２の青色チップを、外側リングに配置した。実施例１ａ）に従って発光団でコーティングされたＩｎＧａＮ半導体の組成を有する１０の青色チップおよびＡｌＧａＩｎＰ半導体の組成を有する４の赤色チップを、中間リングに挿入した。ＧａＡｓＰ半導体の組成を有する６のアンバーチップを、内側リングに配置した。
ｂ）３つのリング中の３３チップを、セラミックプレート上に配置した。実施例１ｂ）に従って発光団でコーティングされたＳｉＣ半導体の組成を有する１３の青色チップを、外側リングに配置した。実施例２ｂ）に従って発光団でコーティングされたＺｎＳｅ半導体の組成を有する１０の青色チップおよびＧａＰ半導体の組成を有する４の赤色チップを、中間リングに挿入した。ＡｌＧａＩｎＰ半導体の組成を有する６のアンバーチップを、内側リングに配置した。
【００４２】
実施例４
ＤＥＮタイプの光源の使用
ａ）
実施例３ａ）に従って製造されたＬＥＤランプを、任意のスイッチを用いて３つのチェーンに切り替えることができる。ランプ上のスイッチまたは壁上のスイッチを用いてもよい。スイッチがオンになった後、Ｉ．チェーンの光が点灯し、動作中のチップはアンバーおよび赤色のみであり、放射された単色光は５８０ｎｍの波長を有した。切替によりＩＩ．チェーンが動作し、動作中のチップは実施例１ａ）に従った発光団を有する中間リングに配置されたもののみであり、青色光が放射され、光の一部が発光団により黄色光に変えられた。これらの色の混合により、３８０〜７５０ｎｍの範囲の波長を有するウォーム白色光が生成された。切替を繰り返した後、ＩＩＩ．チェーンが動作され、動作中のチップは実施例２ａ）に従った発光団を有する外側リングに配置されたもののみであり、青色光が放射され、光の一部が発光団により黄色光に変えられた。これらの色の混合により、３８０〜６８０ｎｍの範囲の波長を有するウォーム白色光が生成された。スイッチオフおよび１０秒超の期間後の繰り返されるスイッチオンによって、単色アンバーおよび赤色ＬＥＤを有するＩ．チェーンのみの光の活性化が常に行われる。
Ｉ．チェーン−２Ｗ、５９２ｎｍ
切り替えられると、電球は単色アンバーおよび赤色を有する光であり、概日リズムを邪魔しない夜間視界に適切である。
ＩＩ．チェーン−５Ｗ、２７００Ｋ、９７Ｒａ、３３０ｌｍ
第２のストロークは、日没の４５分前の光をシミュレートするウォーム白色を点灯する。
ＩＩＩ．チェーン−７Ｗ、４０００Ｋ、９７Ｒａ、４９０ｌｍ
第３のストロークは、昼の太陽と同じパラメータを有する日中白色を点灯する。日中モードは仕事に適切であり、人をてきぱきさせる。
ｂ）
実施例３ｂ）に従って製造されたＬＥＤランプを、任意のスイッチを用いて３つのチェーンに切り替えることができる。ランプ上のスイッチまたは壁上のスイッチを用いてもよい。スイッチがオンになった後、Ｉ．チェーンの光が点灯し、動作中のチップはアンバーおよび赤色のみであり、放射された単色光は５９５ｎｍの波長を有した。切替によりＩＩ．チェーンが動作し、動作中のチップは実施例１ｂ）に従った発光団を有する中間リングに配置されたもののみであり、青色光が放射され、光の一部が発光団により黄色光に変えられた。これらの色の混合により、３８０〜７５０ｎｍの範囲の波長を有するウォーム白色光が生成された。切替を繰り返した後、ＩＩＩ．チェーンが動作され、動作中のチップは実施例２ｂ）に従った発光団を有する外側リングに配置されたもののみであり、青色光が放射され、光の一部が発光団により黄色光に変えられた。これらの色の混合により、３８０〜６８０ｎｍの範囲の波長を有するウォーム白色光が生成された。スイッチオフおよび１０秒超の期間後の繰り返されるスイッチオンによって、単色赤色およびアンバーＬＥＤを有するＩ．チェーンのみの光の活性化が常に行われる。
Ｉ．チェーン−ＬＥＤチップ２Ｗ、５９２ｎｍ
切り替えられると、電球は単色アンバーを有する光であり、概日リズムを邪魔しない夜間視界に適切である。
ＩＩ．チェーン−ＬＥＤチップ５Ｗ、２７００Ｋ、９７Ｒａ、３３０ｌｍ
第２のストロークは、日没の９０分前の光をシミュレートするウォーム白色を点灯する。
ＩＩＩ．チェーン−ＬＥＤチップ７Ｗ、４０００Ｋ、９７Ｒａ、４９０ｌｍ
第３のストロークは、昼の太陽と同じパラメータを有する日中白色を点灯する。日中モードは仕事に適切であり、人をてきぱきさせる。
【００４３】
実施例５
屋外照明のための光源の製造
発光団を有する青色ＬＥＤ＋アンバー＋赤色ＬＥＤ
実施例１ａ）に従って、発光団を有する青色チップを調製した。アンバーチップは、元素比Ｇａ：Ａｓ：Ｐ：Ｎ＝１：０．１５：０．８５：１を有するＧａＡｓＰＮ組成を有する半導体からなる。赤色チップは、元素比Ｇａ：Ａｓ：Ｐ＝１：０．６：０．４を有するＧａＡｓＰ組成を有する半導体からなる。
【００４４】
実施例６
屋外照明のためのＬＥＤランプの製造
実施例５に従って、４つのリング中の５６のチップを、セラミックプレート上に配置した。発光団でカバーされた２４の青色チップを、外側リングに配置した。１２のアンバーチップおよび８の赤色チップを、次のリングに挿入した。発光団でカバーされた１２の青色チップを次のリングに配置し、４のアンバーチップを中央リングに配置した。
【００４５】
実施例７
青色ＬＥＤの発光団＋アンバー＋赤色ＬＥＤ
実施例６に従って製造されたＬＥＤランプは、２つのモードに自動的に切り替えられ手もよい。
切替の後、第１のモードが活性化され、セラミックプレート上に配置された全てのチップが活性化される。ＬＥＤからの青色光が放射され、光の一部が発光団により黄色光に変えられた。これらの色の混合により、３８０〜６８０ｎｍの範囲の波長および３８５５Ｋの色温度を有する白色光が生成され、ＣＲＩ＝８２．４であった。連続的な調整により、ＩＩ．チェーンが活性化され、２６７２Ｋの色温度で赤色およびアンバーチップのみがオンであった。
ＬＥＤランプは、日中の対応部分に適切なＣＣＴおよびスペクトル組成を有する３つまたは２つのモードに自動でまたは手動で切り替えられる：
夜間モード、短波光子の割合が著しく抑制される、または、短波成分が全くない（良好な睡眠を提供する）、ホルモンメラトニンの生成を妨げないアンバー光。
夕方モード、短波／青色光子の割合が小さい（リラクゼーションに適切である）、従来のグロー電球または日没前の太陽と同様のウォーム黄色光。
日中モード、短波光子の割合が著しい（脳の認識パフォーマンスをサポートする）、日中の太陽に類似する白色日光。
３つの照明モードを有する手動で切り替えられた屋内ＬＥＤランプの場合、切替は、１０秒未満の間隔でスイッチにおける反復ストロークを介して行われる。自動で切り替えられるＬＥＤ照明が公共の照明に適切である。
【００４６】
実施例８
ブロック図の説明
ａ）制御システムは、現在の損失の検出を介して色および／または色温度ＣＣＴを切り替える。
第１のスイッチＯＮ：Ｉ．チェーン
スイッチＯＦＦおよび再びスイッチＯＮ：ＩＩ．チェーン
スイッチＯＦＦおよび再びスイッチＯＮ：ＩＩＩ．チェーン
大きいコンデンサを用いて、以前の状態にシステムを保持する。
ｂ）制御システムは、現在の損失の検出を介して色および／または色温度ＣＣＴを切り替える。
第１のスイッチＯＮ：Ｉ．チェーン
スイッチＯＦＦおよび再びスイッチＯＮ：ＩＩ．チェーン
スイッチＯＦＦおよび再びスイッチＯＮ：ＩＩＩ．チェーン
大きいコンデンサを用いて、以前の状態に制御システムを保持する。この手法は、ＡＣ／ＤＣコンバータ中のコンデンサに保存される変化にかかわらず、ＯＦＦ状態においてより短い時間で達成できる。
ｃ）制御システムは、制御ワイヤを用いて色および／または色温度ＣＣＴを切り替える。
制御ワイヤは、順序なく色ＬＥＤおよび／または色温度ＣＣＴを直接切り替える。制御回路は、フィルタリングを行い、制御ワイヤからＬＥＤチェーンまで電圧を送る。
ｄ）制御システムは、ＰＬＣ（電力供給ライン）への要求および／または無線通信モジュールを介して、色および／または色温度ＣＣＴを切り替える。ＰＬＣおよび／または無線通信モジュールは、順序なくＬＥＤ色および／または色温度ＣＣＴ間を直接切り替える。
【００４７】
実施例９
ＬＥＤランプの電気回路
ａ）ＮＭＯＳＦＥＴの使用
供給電圧源は、過電流保護のための保護レジスタ（Ｒ１）および過電圧保護のためのバリスタ（Ｖ１）の接続を介して、定電流源のブロック（１）の入力に接続され、絶縁形変成器は整流回路（Ｄ１）からなり、正の電圧の出力はアースされた負極を有する第１のフィルトレーションコンデンサ（Ｃ１）に正極によって接続され、連続的な組合せはレジスタ（Ｒ２、Ｒ３）からなり、第２のフィルトレーションコンデンサ（Ｃ２）はその負極によって他端でアースされ、第３のレジスタ（Ｒ３）およびこの連続的な組合せの第２のコンデンサ（Ｃ２）の正極の共有点は電流源（Ｕ１）への電源供給の入力に接続され、ここで第６および第７のレジスタ（Ｒ６、Ｒ７）のアースされた連続的な組合せと共に絶縁形変成器巻線（Ｔ１）の第３の入力がカソード−アノード方向で第５のレジスタ（Ｒ５）および第２のダイオード（Ｄ２）を介して接続され、絶縁形変成器（Ｔ１）の第４の入力がアースされ、タイミングを提供するアースされた第４のレジスタ（Ｒ４）および第６のコンデンサ（Ｃ６）が電流源回路（Ｕ１）のタイミング入力に接続され、整流回路（Ｄ１）の出力が絶縁形変成器（Ｔ１）の第１の入力に接続され、その出力巻線がその出力（６）を介して順方向にフィルトレーション第３コンデンサ（Ｃ３）の正極および第９レジスタ（Ｒ９）に第３のダイオード（Ｄ３）を介して接続されて、ＬＥＤのセクションのための出力電圧（＋Ｖ  ＬＥＤ）を生成し、この電圧（＋Ｖ  ＬＥＤ）はＬＥＤチェーン（３）のアノード入力に接続され、次いで、出力電圧（＋Ｖ  ＬＥＤ）はチャネルスイッチの制御回路のブロック（４）中、すなわち、フィルタ第４および第５コンデンサ（Ｃ４、Ｃ５）の並列組合せによって第８レジスタ（Ｒ８）に接続されて、必要な時定数を特定し、第４および第５のコンデンサ（Ｃ４、Ｃ５）のこの並列の組合せに定電圧ダイオード（Ｄ４）が接続されて、第２の制御回路（Ｕ２）の動作電圧を特定し、チャネルスイッチの制御回路のブロック（４）を実行してＬＥＤチェーン（３）を制御し照明モードを変化させ、ここで、制御回路（Ｕ２）からの出力はＮＭＯＳＦＥＴスイッチ要素を用いてＬＥＤチェーン（３）に接続される、すなわち、スイッチ要素（Ｑ１〜Ｑ３）の電極（Ｇ）に接続され、その端子（Ｄ）がタイプＣＣＴ  ４０００Ｋ／７ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力、タイプＣＣＴ  ２７００Ｋ／５ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力、および、限流第１０レジスタ（Ｒ１０）を介してアンバータイプ／２ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力に接続される。
ｂ）ＮＰＮトランジスタの使用
供給電圧源は、過電流保護のための保護レジスタ（Ｒ１）および過電圧保護のためのバリスタ（Ｖ１）の接続を介して、定電流源のブロック（１）の入力に接続され、絶縁形変成器は整流回路（Ｄ１）からなり、正の電圧の出力はアースされた負極を有する第１のフィルトレーションコンデンサ（Ｃ１）に正極によって接続され、連続的な組合せはレジスタ（Ｒ２、Ｒ３）からなり、第２のフィルトレーションコンデンサ（Ｃ２）はその負極によって他端でアースされ、第３のレジスタ（Ｒ３）およびこの連続的な組合せの第２のコンデンサ（Ｃ２）の正極の共有点は電流源（Ｕ１）への電源供給の入力に接続され、ここで第６および第７のレジスタ（Ｒ６、Ｒ７）のアースされた連続的な組合せと共に絶縁形変成器巻線（Ｔ１）の第３の入力がカソード−アノード方向で第５のレジスタ（Ｒ５）および第２のダイオード（Ｄ２）を介して接続され、絶縁形変成器（Ｔ１）の第４の入力がアースされ、タイミングを提供するアースされた第４のレジスタ（Ｒ４）および第６のコンデンサ（Ｃ６）が電流源回路（Ｕ１）のタイミング入力に接続され、整流回路（Ｄ１）の出力が絶縁形変成器（Ｔ１）の第１の入力に接続され、その出力巻線がその出力（６）を介して順方向にフィルトレーション第３コンデンサ（Ｃ３）の正極および第９レジスタ（Ｒ９）に第３のダイオード（Ｄ３）を介して接続されて、ＬＥＤのセクションのための出力電圧（＋Ｖ  ＬＥＤ）を生成し、この電圧（＋Ｖ  ＬＥＤ）はＬＥＤチェーン（３）のアノード入力に接続され、次いで、出力電圧（＋Ｖ  ＬＥＤ）はチャネルスイッチの制御回路のブロック（４）中、すなわち、フィルタ第４および第５コンデンサ（Ｃ４、Ｃ５）の並列組合せによって第８レジスタ（Ｒ８）に接続されて、必要な時定数を特定し、第４および第５のコンデンサ（Ｃ４、Ｃ５）のこの並列の組合せに定電圧ダイオード（Ｄ４）が接続されて、第２の制御回路（Ｕ２）の動作電圧を特定し、チャネルスイッチの制御回路のブロック（４）を実行してＬＥＤチェーン（３）を制御し照明モードを変化させ、ここで、制御回路（Ｕ２）からの出力は双極性ＮＰＮトランジスタのスイッチ要素を用いてＬＥＤチェーン（３）に接続される、すなわち、スイッチ要素（Ｑ１〜Ｑ３）のベースに接続され、その集電体がタイプＣＣＴ  ４０００Ｋ／７ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力、タイプＣＣＴ  ２７００Ｋ／５ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力、および、限流第１０レジスタ（Ｒ１０）を介してアンバータイプ／２ＷのＬＥＤチェーン（３）のカソード出力に接続される。
【符号の説明】
【００４８】
１  定電流源のブロック中の入力
２  パワースイッチのブロック中の入力
３  チェーン
４  制御回路スイッチのブロック
５  出力
６  発光団を有する青色ＬＥＤ
７  アンバーＬＥＤ
８  赤色ＬＥＤ
９  Ｉ．チェーン
１０  ＩＩ．チェーン
１１  ＩＩＩ．チェーン
Ｖ１  バリスタ
Ｒ１  保護レジスタ
Ｄ１  整流回路
Ｄ２  ダイオード
Ｄ３  ダイオード
Ｄ４  定電圧ダイオード
Ｃ１  コンデンサ
Ｃ２  コンデンサ
Ｃ３  コンデンサ
Ｃ４  コンデンサ
Ｃ５  コンデンサ
Ｃ６  コンデンサ
Ｒ２  レジスタ
Ｒ３  レジスタ
Ｒ５  レジスタ
Ｒ６  レジスタ
Ｒ７  レジスタ
Ｒ８  レジスタ
Ｒ９  レジスタ
Ｒ１０  レジスタ
Ｕ１  電源
Ｕ２  制御回路
Ｇ  電極
Ｔ１  変成器
Ｑ１  スイッチ要素
Ｑ２  スイッチ要素
Ｑ３  スイッチ要素
Ｄ  端子
【産業上の利用可能性】
【００４９】
３つのモードの間で切り替えることができる、家および公共の照明に適切な光源であり、第１のモードは青色波長を完全に排除し、人および動物における概日リズムを妨げない。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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