JP2006164879A

JP2006164879A - 照明光源、照明システム、および調光方式

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Publication number: JP2006164879A
Application number: JP2004358038A
Authority: JP
Inventors: Kenji Mukai; 健二向; Hideo Nagai; 秀男永井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22
Also published as: EP1834509A1; WO2006062047A1; TW200624706A; US20090224693A1

Abstract

【課題】電球色、昼白色および昼光色の照明光を出力可能であって、かつ、それら３色全てにおいて演色性が良い照明光源を提供する。
【解決手段】発光色の異なる複数の発光素子３〜６の発光強度比を調整して複数の色温度の照明光を出力する照明光源１であって、前記発光色は、４色以上であり、そのうち２色は、第１の赤色と、第１の赤色とは発光色が異なる第２の赤色であることを特徴とする照明光源１とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明光源、当該照明光源を備えた照明システム、および前記照明システムの調光方式に関する。

照明光源の照明光には、日本工業規格ＪＩＳ：Ｚ９１１２で定められた５つの色（色温度）が存在する。それら５つの色のうち、電球色（色温度３０００Ｋ）、昼白色（色温度５０００Ｋ）および昼光色（色温度６７００Ｋ）は、室内照明によく利用されている。
近年、照明光の色を変更可能な照明光源が開発されている（特許文献１）。このような照明光源は、季節や時間帯に応じて、照明光の色を簡単に変更することができるため、例えば、夏場は照明光を涼しげな昼光色にし、冬場は照明光を暖かみのある電球色にすることや、仕事中は照明光を作業能率が向上すると思われる昼光色にし、休憩中は照明光をくつろぎやすい電球色にすること等が可能である。

ところで、照明光の質を評価する基準の一つに演色性が挙げられる。演色性は、照明光の性質を自然光との対比により表され、照明光を物体に照明したときの色調が自然光に近いほど演色性が良いと評価される。一般的に、演色性は平均演色評価数Ｒａによって表され、平均演色評価数Ｒａが９０以上の場合に演色性が良いと評価される。
特表２００３−５１７７０５号公報

しかしながら、現在、照明光の色を変更可能な照明光源の中には、電球色、昼白色および昼光色の３色全てにおいて演色性が良い照明光源が存在していない。例えば、電球色の演色性が良い照明光源は、昼光色の演色性が悪く、逆に、昼光色の演色性が良い照明光源は、電球色の演色性が悪いといった具合に、色温度が低い照明光の演色性を良くすると、色温度が高い照明光の演色性が悪くなり、色温度が高い照明光の演色性を良くすると、色温度が低い照明光の演色性が悪くなる。

本発明は、上記した課題に鑑み、電球色、昼白色および昼光色の照明光を出力可能であって、かつ、それら３色全てにおいて演色性が良い照明光源、当該照明光源を備えた照明システム、および前記照明システムの調光方式を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明に係る照明光源は、発光色の異なる複数の発光素子の発光強度比を調整して複数の色温度の照明光を出力する照明光源であって、前記発光色は、４色以上であり、そのうち２色は、第１の赤色と、第１の赤色とは発光色が異なる第２の赤色である構成を有する。
ここで、「色温度」とは、ある色を放つ光源に含まれる、青紫光と赤色光の相対的な強さを表す数値であって、その光と同じ色の光を完全黒体が放射する時の黒体の温度である。

「発光強度比」とは、照明光源全体の発光強度に対する各色発光素子の発光強度の相対的な割合である。したがって、各色発光素子の発光強度比を総和すると１００％になる。
請求項２記載の本発明に係る照明光源は、請求項１記載の照明光源において、前記第１の赤色の発光素子および前記第２の赤色の発光素子は、それぞれ発光ピーク波長が６１０〜７００ｎｍの範囲にある構成を有する。

請求項３記載の本発明に係る照明光源は、請求項１記載の照明光源において、前記第１の赤色の発光素子は、発光ピーク波長が６２０〜６３０ｎｍの範囲にあり、前記第２の赤色の発光素子は、発光ピーク波長が６３０〜６４０ｎｍの範囲にある構成を有する。
請求項４記載の本発明に係る照明光源は、請求項１から３のいずれか１項に記載の照明光源において、前記各発光素子は、ＬＥＤを備える構成を有する。

請求項５記載の本発明に係る照明光源は、発光ピーク波長が６２０〜６３０ｎｍの範囲にある第１赤色ＬＥＤを備えた前記第１の赤色の発光素子と、発光ピーク波長が６３０〜６４０ｎｍの範囲にある第２赤色ＬＥＤを備えた前記第２の赤色の発光素子と、発光ピーク波長が４５５〜４６５ｎｍの範囲にある青色ＬＥＤを備えた青色の前記発光素子と、発光ピーク波長が４５５〜４６５ｎｍの範囲にある青色ＬＥＤ、および発光ピーク波長が５４５〜５５５ｎｍの範囲にある緑色蛍光体を備え、前記青色ＬＥＤが発する青色光と、前記緑色蛍光体が発する緑色光とを混光して白色光を呈する白色の発光素子とを備え、前記各発光素子の発光強度比を調整して複数の色温度の照明光を出力する構成を有する。

請求項６記載の本発明に係る照明システムは、請求項１から５のいずれか１項に記載の照明光源と、前記各発光素子に供給する電力を制御し、前記各発光素子を所定の発光強度で発光させる点灯装置とを備える構成を有する。
請求項７記載の本発明に係る照明システムは、請求項５記載の照明光源と、前記各発光素子に供給する電力を制御し、前記各発光素子を所定の発光強度で発光させる点灯装置とを備え、前記点灯装置は、前記照明光の色温度を３０００Ｋにするとき、前記第１の赤色の発光素子の発光強度比を３．０〜２２．１％、前記第２の赤色の発光素子の発光強度比を０〜１６．８％、前記青色の発光素子の発光強度比を０．５〜０．６％、前記白色の発光素子の発光強度比を７７．３〜７９．７％とし、前記照明光の色温度を５０００Ｋにするとき、前記第１の赤色の発光素子の発光強度比を０〜７．９％、前記第２の赤色の発光素子の発光強度比を２．５〜９．５％、前記青色の発光素子の発光強度比を２．９〜３．２％、前記白色の発光素子の発光強度比を８６．４〜８７．６％とし、前記照明光の色温度を６７００Ｋにするとき、前記第１の赤色の発光素子の発光強度比を０〜１．４％、前記第２の赤色の発光素子の発光強度比を５．１〜６．３％、前記青色の発光素子の発光強度比を４．７〜５．０％、前記白色の発光素子の発光強度比を８８．５〜８９．０％とする構成を有する。

請求項８記載の本発明に係る調光方式は、発光色の異なる複数の発光素子の発光強度比を調整して複数の色温度の照明光を出力する照明光源と、前記各発光素子に供給する電力を制御し、前記各発光素子を所定の発光強度で発光させる点灯装置とを備えた照明システムの調光方式であって、前記発光色を、４色以上とし、そのうち２色を、第１の赤色と、第１の赤色とは発光色が異なる第２の赤色とすることを特徴とする。

本発明の照明光源は、２種類の赤色を含む少なくとも４色の発光素子を備えているため、色温度に応じて、前記２種類の赤色の中から演色性が良い照明光を生成するために必要な赤色を適宜選択し発光させ、他の色の光と混光させて目的の色温度の照明光を生成することができる。したがって、電球色、昼白色および昼光色の照明光を出力可能であるとともに、それら３色全てにおいて演色性を良くすることができる。

以下、本発明に係る照明光源、照明システムおよび調光方式の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜照明光源＞
図１は、本発明の実施の形態に係る照明光源を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態に係る照明光源１は、多層プリント配線板２（以下、単に「プリント配線板２」という。）と、前記プリント配線板２に実装された発光色の異なる４個の発光素子３〜６とを備える。

発光素子３〜６は、具体的には、発光色が第１の赤色である第１の赤色の発光素子３（以下、単に「第１赤色発光素子３」という。）と、発光色が第２の赤色である第２の赤色の発光素子４（以下、単に「第２赤色発光素子４」という。）と、発光色が青色である青色の発光素子５（以下、単に「青色発光素子５」という。）と、発光色が白色である白色の発光素子６（以下、単に「白色発光素子６」という。）とからなる。発光素子３〜６は、それら発光素子３〜６から発せられる光が混光して白色の照明光を呈するように、互いに適度な間隔をあけて配置されている。

なお、発光素子３〜６の発光色は、２種類の赤色、青色および白色の組み合わせに限定されず、混光して白色の照明光を呈する組み合わせであれば、２種類の赤色以外の他の２色はどの様な色であってもよい。例えば、２種類の赤色、青色および緑色の組み合わせや、２種類の赤色、青色および黄色の組み合わせ等が考えられる。
また、発光素子３〜６の個数は、各色１個に限定されない。図２〜４は、変形例に係る照明光源の概略を示す平面図である。例えば、図２に示す照明光源２０のように、第１赤色発光素子３、第２赤色発光素子４、青色発光素子５、および白色発光素子６が、それぞれ４個ずつプリント配線板２１に実装されていてもよく、また、図３に示す照明光源３０のように、第１赤色発光素子３、第２赤色発光素子４、青色発光素子５、および白色発光素子６が、それぞれ１６個ずつプリント配線板３１に実装されていてもよい。

さらに、発光素子３〜６は、全ての色が同じ個数である必要はない。例えば、図４に示す照明光源４０のように、白色発光素子６だけを、他の発光素子３〜５よりも多くプリント配線板４１に実装してもよい。白色発光素子６の発光強度比は、照明光を電球色、昼白色或いは昼光色のいずれの色にする場合にも、他の発光素子３〜５よりも高く設定されるため、その個数を増やすと照明光の発光強度が高くなり易い。

なお、一般に、照明光源１から被照明物までの距離は、発光素子３〜６間の距離よりも数段に離れているため、前記発光素子３〜６の間隔および配列に格別の配慮を払わなくてもそれら発光素子３〜６の光は混光される。但し、製造上などの観点からある程度規則的に配置されていることが好ましい。
各発光素子３〜６は、図１に示すように、それぞれＬＥＤ７〜９と、当該ＬＥＤ７〜９から発せられる光を反射させて前方（同図上方）へ導くための反射部材１０とを備えている。なお、ＬＥＤ７〜９は、リード線が導出しているランプタイプや、チップ部品化されているチップタイプなど、様々なタイプのものが考えられる。

第１赤色発光素子３は、発光ピーク波長が６２５ｎｍの第１赤色ＬＥＤ７を備えており、前記第１赤色素子３の発する光は、図５において実線で示すような発光スペクトルを有する。なお、第１赤色発光素子３の発光ピーク波長は、６２５ｎｍに限定されず、６１０〜７００ｎｍの範囲であって、かつ、第２赤色発光素子４とは異なる発光ピーク波長であればよい。但し、平均演色評価数Ｒａの高い照明光を生成するためには、６２０〜６３０ｎｍの範囲であることが好ましい。

第２赤色発光素子４は、発光ピーク波長が６３５ｎｍの第２赤色ＬＥＤ８を備えており、前記第２赤色素子４の発する光は、図５において破線で示すような発光スペクトルを有する。なお、第２赤色発光素子４の発光ピーク波長は、６３５ｎｍに限定されず、６１０〜７００ｎｍの範囲であって、かつ、第１赤色発光素子３とは異なる発光ピーク波長であればよい。但し、平均演色評価数Ｒａの高い照明光を生成するためには、６３０〜６４０ｎｍの範囲であることが好ましい。

青色発光素子５は、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤ９を備えており、前記青色発光素子５の発する光は、図６に示すような発光スペクトルを有する。なお、青色発光素子５の発光ピーク波長は、４６０ｎｍに限定されず、４５５〜４６５ｎｍの範囲であればよい。
白色発光素子６は、青色発光素子５で使用されているものと同じタイプの発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤ９と、前記青色ＬＥＤ９を覆うように形成された発光ピーク波長が５５０ｎｍの緑色蛍光体１１とを有する。白色発光素子６では、青色ＬＥＤ９が発する青色光の一部が、緑色蛍光体１１によって緑色光に変換され、変換されなかった青色光と変換された緑色光とが混光して、図６に示すような発光スペクトルを有する白色光が生成される。

なお、白色発光素子６に使用される青色ＬＥＤは、青色発光素子５の青色ＬＥＤ９とは発光ピーク波長が異なる青色ＬＥＤであってもよい。また、白色発光素子６に使用される青色ＬＥＤの発光ピーク波長は、４６０ｎｍに限定されず、４５５〜４６５ｎｍの範囲であればよい。さらに、緑色蛍光体１１の発光ピーク波長は、５５０ｎｍに限定されず、５４５〜５５５ｎｍの範囲であればよい。

また、白色発光素子６で使用されるＬＥＤおよび蛍光体の発光色は、それぞれ青色および緑色の組み合わせに限定されず、混光して白色光を呈する組み合わせてあればよい。例えば、青色ＬＥＤと当該青色ＬＥＤの青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体との組み合わせや、青色ＬＥＤと当該青色ＬＥＤの青色光を黄色光に変換する黄色蛍光体との組み合わせなどが考えられる。

以上のような照明光源１は、後述する点灯装置やその他点灯装置を用い各発光素子３〜６の発光強度比を適宜調整することによって、照明光の色を適宜変更することができる。
＜照明システム＞
図８は、本発明の実施の形態に係る照明システムを示す一部破断斜視図である。照明システム１００は、一般の白熱電球の代替品であって、図８に示すように、照明光源１と、前記照明光源１から発せられる光を反射させて前方（同図上方）へ導くための反射笠１０１と、照明光源１の各発光素子３〜６を発光させるための点灯装置５０と、前記点灯装置５０が収容されるケース１０２と、前記白熱電球に用いられるものと同サイズ（同規格）の口金１０３とを備える。

点灯装置５０は、リード線１０４を介して照明光源１に接続されていると共に、リード線１０５，１０６を介して口金１０３に接続されており、前記口金１０３を介して外部の商用交流電源（不図示）から入力される電流を照明光源１に供給する。
図９は、照明光源と点灯装置との接続状態を説明する図である。図１０は、変形例に係る照明システムの照明光源と点灯装置との接続状態を説明する図である。図９に示すように、点灯装置５０は、各発光素子３〜６に対応する４つの点灯回路５１〜５４と、それら各点灯回路５１〜５４を制御する制御部５５とを備えている。

点灯回路５１は、プリント配線板２の配線パターン（不図示）を介して第１赤色発光素子３に接続されている。そして、点灯回路５１は、第１赤色発光素子３に電力を供給し、前記第１赤色発光素子３を発光させる。
点灯回路５２は、プリント配線板２の配線パターン（不図示）を介して第２赤色発光素子４に接続されている。そして、点灯回路５２は、第２赤色発光素子４に電力を供給して前記第２赤色発光素子４を発光させる。

点灯回路５３は、プリント配線板２の配線パターン（不図示）を介して青色発光素子５に接続されている。そして、点灯回路５３は、青色発光素子５に電力を供給して前記青色発光素子５を発光させる。
点灯回路５４は、プリント配線板２の配線パターン（不図示）を介して白色発光素子６に接続されている。そして、点灯回路５４は、白色発光素子６に電力を供給して前記白色発光素子６を発光させる。

制御部５５は、各点灯回路５１〜５４と接続されており、各点灯回路５１〜５４が各発光素子３〜６に供給する電力を制御することによって、各発光素子３〜６の発光強度比を調整している。なお、発光強度比を０％にして発光素子３〜６を不点にすることも前記制御の範疇に含まれる。
また、図１０に示すように、同じ発光色の発光素子３〜６が複数個ずつプリント配線板６１に実装された照明光源６０の場合には、同じ発光色の発光素子３〜６同士を直列に接続して、各点灯回路５１〜５４と接続させる。

図１１は、電球色の照明光の発光スペクトルを示す図であり、図１２は、昼白色の照明光の発光スペクトルを示す図であり、図１３は、昼光色の照明光の発光スペクトルを示す図である。
以上のような照明システム１００は、第１赤色発光素子３の発光強度比を２２．１％、第２赤色発光素子４の発光強度比を０％、青色発光素子５の発光強度比を０．６％、白色発光素子６の発光強度比を７７．３％にすれば、平均演色評価数Ｒａが９５であって、図１１に示すような発光スペクトルを有する電球色の照明光を生成することができる。

また、第１赤色発光素子３の発光強度比を０％、第２赤色発光素子４の発光強度比を９．５％、青色発光素子５の発光強度比を２．９％、白色発光素子６の発光強度比を８７．６％にすれば、平均演色評価数Ｒａが９３であって、図１２に示すような発光スペクトルを有する昼白色の照明光を生成することができる。
また、第１赤色発光素子３の発光強度比を０％、第２赤色発光素子４の発光強度比を６．３％、青色発光素子５の発光強度比を４．７％、白色発光素子６の発光強度比を８９．０％にすれば、平均演色評価数Ｒａが９０であって、図１３に示すような発光スペクトルを有する昼光色の照明光を生成することができる。

なお、第１赤色発光素子３および第２赤色発光素子４を同時に発光させて照明光を生成することも可能である。例えば、第１赤色発光素子３の発光強度比を１６％、第２赤色発光素子４の発光強度比を５％、青色発光素子５の発光強度比を１％、白色発光素子６の発光強度比を７８％にすれば、平均演色評価数Ｒａが９６の電球色の照明光を生成することができる。

＜照明システムの調光方式＞
図１４は、赤色光、青色光および緑色光を混光して生成する照明光の平均演色評価数Ｒａをシュミレーションにより測定した結果を示す図である。
シュミレーションにおいては、赤色光の発光ピーク波長を、６２０ｎｍ、６２５ｎｍ、６３０ｎｍ、６３５ｎｍ或いは６４０ｎｍに設定した。また、青色光の発光ピーク波長を４６０ｎｍに設定し、緑色光の発光ピーク波長を５５０ｎｍに設定した。

平均演色評価数Ｒａは、色温度が３０００Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ、６０００Ｋおよび７０００Ｋの場合について測定した。
図１４に示すように、電球色（色温度３０００Ｋ）の場合、赤色光の発光ピーク波長を６３５ｎｍまたは６４０ｎｍにすると平均演色評価数Ｒａが９０に満たない。一方、昼白色（色温度５０００Ｋ）の場合、赤色光の発光ピーク波長を６２０ｎｍまたは６２５ｎｍにすると平均演色評価数Ｒａが９０に満たない。また、昼光色（色温度６７００Ｋ）の場合、赤色光の発光ピーク波長を６２０ｎｍ、６２５ｎｍ、６３０ｎｍおよび６３５ｎｍにすると平均演色評価数Ｒａが９０に満たない。

この結果から、電球色、昼白色および昼光色における平均演色評価数Ｒａを全て９０以上にすることは、１種類の赤色光では困難であることがわかる。しかし、２種類の赤色光を用意して、電球色の場合は、発光ピーク波長が６２０〜６３０ｎｍの赤色光を用い、昼光色の場合には、発光ピーク波長が６３０〜６４０ｎｍの赤色光を用いるようにすれば、電球色、昼白色および昼光色における平均演色評価数Ｒａを全て９０以上にすることができる。

以上のことから、電球色、昼白色および昼光色における平均演色評価数Ｒａを全て９０以上にするためには、２種類の赤色光が必要であるといえる。
図１５は、電球色の照明光に特定のピーク波長の光を混光させた場合の平均演色評価数Ｒａを示す図であり、図１６は、昼白色の照明光に特定のピーク波長の光を混光させた場合の平均演色評価数Ｒａを示す図であり、図１７は、昼光色の照明光に特定のピーク波長の光を混光させた場合の平均演色評価数Ｒａを示す図である。

発光ピーク波長が６２５ｎｍの赤色光と、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色光と、発光ピーク波長が５５０ｎｍの緑色光とを混光して生成する電球色の照明光は、図１４に示すように、平均演色評価数Ｒａが９５である。このような電球色の照明光に、３８０〜７８０ｎｍの範囲で光を混光させると、平均演色評価数Ｒａが図１５に示すように変化する。図１５から明らかなように、どの波長の光を混光させても電球色における平均演色評価数Ｒａが９５を超えることはなく、電球色には第２の赤色光を混色させる必要がないことがわかる。

発光ピーク波長が６２５ｎｍの赤色光と、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色光と、発光ピーク波長が５５０ｎｍの緑色光とを混光して生成する昼白色の照明光は、図１６に示すように、平均演色評価数Ｒａが８９である。このような昼白色の照明光に、３８０〜７８０ｎｍの範囲で光を混光させると、平均演色評価数Ｒａが図１６に示すように変化する。図１６から明らかなように、６１０〜７００ｎｍの範囲の光を混光させると、平均演色評価数Ｒａは元の８９よりも大きくなっている。したがって、発光ピーク波長が６１０〜７００ｎｍの範囲にある第２の赤色光を混光させると、昼白色における平均演色評価数Ｒａが高くなると考えられる。

発光ピーク波長が６２５ｎｍの赤色光と、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色光と、発光ピーク波長が５５０ｎｍの緑色光とを混光して生成する昼光色の照明光は、図１７に示すように、平均演色評価数Ｒａが８６である。このような昼光色の照明光に、３８０〜７８０ｎｍの範囲で光を混光させると、平均演色評価数Ｒａが図１７に示すように変化する。図１７から明らかなように、６１０〜７１０ｎｍの範囲の光を混光させると、平均演色評価数Ｒａは元の８６よりも大きくなっている。したがって、発光ピーク波長が６１０〜７１０ｎｍの範囲にある第２の赤色光を混光させると、昼光色における平均演色評価数Ｒａが高くなると考えられる。

以上のことから、赤色光、青色光および緑色光を混光して生成する照明光に、発光ピーク波長が６１０〜７００ｎｍの範囲にある第２の赤色光を混光させると、電球色、昼白色および昼光色の３色全てにおいて演色性を良くすることが可能であるといえる。
次に、照明光源を実際に作製し、当該照明光源が出力する照明光の平均演色評価数Ｒａを測定した。その結果を表１に示す。

まず、発光ピーク波長が６２５ｎｍの第１赤色ＬＥＤ７を備えた第１赤色発光素子３と、発光ピーク波長が６３５ｎｍの第２赤色ＬＥＤ８を備えた第２赤色発光素子４と、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤ９を備えた青色発光素子５と、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤ９および発光ピーク波長が５５０ｎｍの緑色蛍光体１１を備えた白色発光素子６とを備えた照明光源１が出力する照明光の平均演色評価数Ｒａを測定した。

さらに、各色ＬＥＤ７〜９または緑色蛍光体１１のうちのいずれか１つの発光ピーク波長を変更した照明光源が出力する照明光の平均演色評価数Ｒａを測定した。
表１における判定の欄に示すように、電球色、昼白色および昼光色の３色全てにおいて平均演色評価数Ｒａが９０以上の照明光源を「○」と判定した。また、「○」とは判定できないが、３色全てにおいて平均演色評価数Ｒａが８５以上の照明光源を「△」と判定した。また、３色のうちの少なくとも１色の平均演色評価数Ｒａが８５に満たない照明光源を「×」と判定した。

上述したとおり、平均演色評価数Ｒａは９０以上であることが好ましい。しかし、平均演色評価数Ｒａが８５以上であれば、別のＬＥＤ７〜９または緑色蛍光体１１の発光ピーク波長を変更することによって平均演色評価数Ｒａを９０以上に修正することが可能である。例えば、白色発光体素子６の青色ＬＥＤ９の発光ピーク波長が４５５ｎｍの場合、昼白色（５０００Ｋ）における平均演色評価数Ｒａは８９であるが、第１赤色発光体素子３、第２赤色発光体素子４または青色発光体素子５のＬＥＤ７〜９の発光ピーク波長を変更することによって、平均演色評価数Ｒａを８９から９０以上に修正することができた。

したがって、第１赤色発光素子３の第１赤色ＬＥＤ７の発光ピーク波長を６２０〜６３０ｎｍの範囲、第２赤色発光素子４の第２赤色ＬＥＤ８の発光ピーク波長を６３０〜６４０ｎｍの範囲、青色発光素子５の青色ＬＥＤ９の発光ピーク波長を４５５〜４６５ｎｍの範囲、白色発光素子６の青色ＬＥＤ９の発光ピーク波長を４５５〜４６５ｎｍの範囲、前記白色発光素子６の緑色蛍光体１１の発光ピーク波長を５４５〜５５５ｎｍの範囲にすれば、電球色、昼白色および昼光色の３色全てにおいて、平均演色評価数Ｒａを９０以上にすることが可能であるといえる。

次に、照明光源１の各発光素子３〜６の発光強度比を種々変更し、生成される照明光の平均演色評価数Ｒａを測定した。その結果を表２に示す。

表２の判定の欄では、照明光の平均演色評価数Ｒａが９０以上の場合は「○」と判定し、平均演色評価数Ｒａが９０に満たない場合は「×」と判定した。
各発光素子３〜６の発光強度比を、「○」と判定された範囲に調整することによって、照明光の平均演色評価数Ｒａを９０以上にすることが可能である。

具体的には、照明光を電球色にする場合は、第１赤色発光素子３の発光強度比を３．０〜２２．１％、第２赤色発光素子４の発光強度比を０〜１６．８％、青色発光素子５の発光強度比を０．５〜０．６％、白色発光素子６の発光強度比を７７．３〜７９．７％の範囲にすれば、平均演色評価数Ｒａが９０以上になる。
また、照明光を昼白色にする場合は、第１赤色発光素子３の発光強度比を０〜７．９％、第２赤色発光素子４の発光強度比を２．５〜９．５％、青色発光素子５の発光強度比を２．９〜３．２％、白色発光素子６の発光強度比を８６．４〜８７．６％の範囲にすれば、平均演色評価数Ｒａが９０以上になる。

さらに、照明光を昼光色にする場合は、第１赤色発光素子３の発光強度比を０〜１．４％、第２赤色発光素子４の発光強度比を５．１〜６．３％、青色発光素子５の発光強度比を４．７〜５．０％、白色発光素子６の発光強度比を８８．５〜８９．０％にすれば、平均演色評価数Ｒａが９０以上になる。

本発明に係る照明光源、照明システムおよび調光方式は、屋内用照明、屋外用照明および画像読取用照明等に利用できる。

本発明の一実施形態に係る照明光源を示す斜視図である。変形例１に係る照明光源の概略を示す平面図である。変形例２に係る照明光源の概略を示す平面図である。変形例３に係る照明光源の概略を示す平面図である。第１の赤色の発光素子および第２の赤色の発光素子の発光スペクトルを示す図である。青色の発光素子の発光スペクトルを示す図である。白色の発光素子の発光スペクトルを示す図である。本発明の一実施形態に係る照明システムを示す一部破断斜視図である。照明光源と点灯装置との接続状態を説明する図である。変形例に係る照明システムの照明光源と点灯装置との接続状態を説明する図である。電球色の照明光の発光スペクトルを示す図である。昼白色の照明光の発光スペクトルを示す図である。昼光色の照明光の発光スペクトルを示す図である。赤色光、青色光および緑色光を混光して得られる照明光の平均演色評価数Ｒａをシュミレーションにより測定した結果を示す図である。電球色の照明光に特定のピーク波長の光を混光させた場合の平均演色評価数Ｒａを示す図である。昼白色の照明光に特定のピーク波長の光を混光させた場合の平均演色評価数Ｒａを示す図である。昼光色の照明光に特定のピーク波長の光を混光させた場合の平均演色評価数Ｒａを示す図である。

符号の説明

１，２０，３０，４０，６０照明光源
３第１の赤色の発光素子
４第２の赤色の発光素子
５青色の発光素子
６白色の発光素子
７第１赤色ＬＥＤ
８第２赤色ＬＥＤ
９青色ＬＥＤ
１１緑色蛍光体
５０点灯装置
１００照明システム

Claims

発光色の異なる複数の発光素子の発光強度比を調整して複数の色温度の照明光を出力する照明光源であって、
前記発光色は、４色以上であり、そのうち２色は、第１の赤色と、第１の赤色とは発光色が異なる第２の赤色であることを特徴とする照明光源。
前記第１の赤色の発光素子および前記第２の赤色の発光素子は、それぞれ発光ピーク波長が６１０〜７００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の照明光源。
前記第１の赤色の発光素子は、発光ピーク波長が６２０〜６３０ｎｍの範囲にあり、
前記第２の赤色の発光素子は、発光ピーク波長が６３０〜６４０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の照明光源。
前記各発光素子は、ＬＥＤを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明光源。
発光ピーク波長が６２０〜６３０ｎｍの範囲にある第１赤色ＬＥＤを備えた前記第１の赤色の発光素子と、
発光ピーク波長が６３０〜６４０ｎｍの範囲にある第２赤色ＬＥＤを備えた前記第２の赤色の発光素子と、
発光ピーク波長が４５５〜４６５ｎｍの範囲にある青色ＬＥＤを備えた青色の前記発光素子と、
発光ピーク波長が４５５〜４６５ｎｍの範囲にある青色ＬＥＤ、および発光ピーク波長が５４５〜５５５ｎｍの範囲にある緑色蛍光体を備え、前記青色ＬＥＤが発する青色光と、前記緑色蛍光体が発する緑色光とを混光して白色光を呈する白色の発光素子とを備え、
前記各発光素子の発光強度比を調整して複数の色温度の照明光を出力することを特徴とする照明光源。
請求項１から５のいずれか１項に記載の照明光源と、
前記各発光素子に供給する電力を制御し、前記各発光素子を所定の発光強度で発光させる点灯装置とを備えることを特徴とする照明システム。
請求項５記載の照明光源と、
前記各発光素子に供給する電力を制御し、前記各発光素子を所定の発光強度で発光させる点灯装置とを備え、
前記点灯装置は、
前記照明光の色温度を３０００Ｋにするとき、前記第１の赤色の発光素子の発光強度比を３．０〜２２．１％、前記第２の赤色の発光素子の発光強度比を０〜１６．８％、前記青色の発光素子の発光強度比を０．５〜０．６％、前記白色の発光素子の発光強度比を７７．３〜７９．７％とし、
前記照明光の色温度を５０００Ｋにするとき、前記第１の赤色の発光素子の発光強度比を０〜７．９％、前記第２の赤色の発光素子の発光強度比を２．５〜９．５％、前記青色の発光素子の発光強度比を２．９〜３．２％、前記白色の発光素子の発光強度比を８６．４〜８７．６％とし、
前記照明光の色温度を６７００Ｋにするとき、前記第１の赤色の発光素子の発光強度比を０〜１．４％、前記第２の赤色の発光素子の発光強度比を５．１〜６．３％、前記青色の発光素子の発光強度比を４．７〜５．０％、前記白色の発光素子の発光強度比を８８．５〜８９．０％とすることを特徴とする照明システム。
発光色の異なる複数の発光素子の発光強度比を調整して複数の色温度の照明光を出力する照明光源と、
前記各発光素子に供給する電力を制御し、前記各発光素子を所定の発光強度で発光させる点灯装置とを備えた照明システムの調光方式であって、
前記発光色を、４色以上とし、そのうち２色を、第１の赤色と、第１の赤色とは発光色が異なる第２の赤色とすることを特徴とする調光方式。