JP2008268757A

JP2008268757A - 照明器具用光学フィルタ及びそれを備えた照明器具

Info

Publication number: JP2008268757A
Application number: JP2007114597A
Authority: JP
Inventors: Yuki Shirakawa; 友樹白川; Satoru Yamauchi; 哲山内; Katsumi Watanabe; 加津己渡辺; Koki Noguchi; 公喜野口; Hiroyuki Sekii; 広行関井; Naohiro Toda; 直宏戸田; Yoko Matsubayashi; 容子松林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】照明器具用光学フィルタ及びこれを用いた照明器具において、照射光により赤色及び緑色の被照射物をより鮮やかに見せ、かつ黄色の被照射物もより鮮やかに見せるようにする。
【解決手段】光学フィルタ３は、波長４００〜４７５ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長４８５〜５０５ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、波長５１５〜５７０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長５８０〜６００ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となるよう形成される。この構成により、光学フィルタ３を用いた照明器具１は、赤色及び緑色の被照射物をより鮮やかに見せ、かつ黄色の被照射物もより鮮やかに見せることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源から出射される光の波長成分を変換する照明器具用光学フィルタ及びそれを備えた照明器具に関する。

従来から、光源から出射される光のうち、特定の波長成分の光の透過を制限することにより、所望の色の光を出射できるようにしたフィルタが知られている。例えば、特許文献１に示される照明器具のフィルタは、ネオジウムガラス等から成り、波長略５８０〜５９０ｎｍの黄色乃至橙色の光成分の透過を少なくする。これにより、光の照射対象となる物体の赤色をより鮮やかな赤色に見せることができ、例えば、商店等において生鮮食品向けの照明器具に適用される。

また、特許文献２に示されるように、波長５００〜６００ｎｍの光に対する透過率の極小値を有し、この極小値での透過率が４０〜９５％であり、波長４００〜５００ｎｍ及び６００〜７００ｎｍの光に対する平均透過率を夫々７０％以上とした光学フィルタを用いることにより、フィルタを透過した光の赤及び緑色のバランスを調整することができる。
特開平７−６５７９３号公報特開２００１−６６４２１号公報

しかしながら、例えば、特許文献１に示されるように、ネオジウムガラスを用いた光学フィルタを備えた照明器具では、赤色や緑色の被照射物はより鮮やかに見えるが、黄色の被照射物は鮮やかに見えないことがある。このため、被照射物が果実といった生鮮食品であるとき、例えば、レモンやバナナがくすんで見えてしまう虞がある。また、特許文献２に示される光学フィルタも、黄色の被照射物を鮮やかに見せるには適していなかった。

本発明は、上記課題を解決するものであり、赤色及び緑色の被照射物をより鮮やかに見せ、かつ、黄色の被照射物もより鮮やかに見せることができる照明器具用光学フィルタ及びこれを備えた照明器具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の発明は、波長４００〜４７５ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長４８５〜５０５ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、波長５１５〜５７０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長５８０〜６００ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、さらに波長６１０〜７５０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となるように形成されているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の照明器具用光学フィルタを備えた照明器具である。

請求項１の発明によれば、照明器具用光学フィルタを透過した光は、被照射物の赤色及び緑色を鮮やかに見せるだけでなく、黄色もより鮮やかに見せることができる。

請求項２の発明によれば、被照射物の赤、緑及び黄色を鮮やかに見せることができる照明光が得られる。

以下、本発明の一実施形態に係る照明器具用光学フィルタ（以下、光学フィルタ）及びこの光学フィルタを備えた照明器具について、図１を参照して説明する。本実施形態の照明器具１は、光源２と、光源２の光出射方向に設けられる光学フィルタ３と、光源２からの光を光学フィルタ３の方向へ反射させる反射鏡４と、を備える。また、光源２には、適宜に点灯回路（図示せず）が備えられる。光源２を出射した光は、直接又は反射鏡４によって反射され、光学フィルタ３を透過して外部に出射する。なお、図１において、光源２から出射し、光学フィルタ３に入射する光を実線矢印で示し、光学フィルタ３を透過した光を点線矢印で示している。

光源２には、汎用のランプが用いられ、特に限定されるものではないが、演色性に優れたハロゲンランプや高輝度放電灯等が好ましい。

ここでいうハロゲンランプとは、電球内部に封入する窒素やアルゴン等の不活性ガスに、ヨウ素、臭素等のハロゲン元素を微量導入したものを指す。ハロゲンランプの電球は、一般の白熱電球と同様、フィラメントに通電した際のジュール熱による発光を利用しており、白熱電球よりもフィラメントの温度が高くなるので、一般の白熱電球よりも明るく発光する。また、光の明るさや色温度がほとんど変化せず、その形状をコンパクトにすることもでき、店舗やスタジオのスポット照明、ダウンライト等の照明器具用光源として多用されている。また、近年では、光源からの熱放射を低減するため、熱線を透過させ可視光を効率よく反射するコールドミラーとハロゲンランプを一体化させた、反射鏡一体型ハロゲンランプも多用されている。

高輝度放電灯は、ＨＩＤ（ＨｉｇｈＩｎｔｅｎｓｉｔｙＤｉｓｃｈａｒｇｅ）ランプとも呼ばれ、金属蒸気中の放電によって発光するメタルハライドランプ（メタハラ）、高圧ナトリウムランプ、水銀ランプの総称を指す。高輝度放電灯は、１灯あたりの光束が大きく、白熱電球に比べて高効率、長寿命であるため、公共施設や産業施設、商業施設等の大規模空間用の照明器具光源として用いられている。また、近年、コンパクトサイズの高輝度放電灯を用いて、店舗等の室内用照明器具としても利用されている。

光学フィルタ３は、波長４００〜４７５ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長４８５〜５０５ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、波長５１５〜５７０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長５８０〜６００ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、さらに波長６１０〜７５０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となるように形成されている。

光学フィルタ３の作製方法や使用材料は、特に限定されるものではないが、例えば、ガラスやプラスチック等の透光性材料を基材とし、これに特定の添加剤を単独又は複数組み合わせて含有させることにより作製される。また、添加量としては色素や顔料等が用いられる。一般的には、例えば、基材がガラスであるとき、特定の波長域の光のみを吸収するような金属イオンをドーピングする方法が用いられる。このようにして、光学フィルタ３は略板状に加工したものを所望の形状に切断、研磨等することにより作製される。

また、光学フィルタ３は、例えば、図２に示されるように、任意の形状に加工したガラスやプラスチックといった透光性材料を基材３０とし、この基材３０上に、コーティング膜３１を形成することにより作製してもよい。コーティング膜３１は、基材３０の片面又は両面に形成されてもよく、単一の材料から成る単層膜、又は複数の材料から成る複数層が形成されていてもよい。なお、図２では、２種類の材料３１ａ，３１ｂを積層させたコーティング膜３１の例を示している。

コーティング膜の形成方法としては、エアガンを用いた一般的な塗装法等の湿式法、真空蒸着法やスパッタリング法、化学的気槽法（ＣＶＤ）等の乾式法が用いられる。また、所望の光学特性を有するフィルム等を貼付する方法を用いてもよい。

反射鏡４には、汎用の反射鏡が用いられ、光源２の光を照射面に有効に導くことにより、光源２から出射された光の利用効率を向上させる。本実施形態においては、熱線を透過させ、可視光を効率よく反射するコールドミラーが適宜に用いられる。

点灯回路は、光源２を点灯させる高周波電力を供給するものであり、本実施形態においては、商用電源を整流する整流平滑回路と、整流された電力を高周波電力に返還するハーフブリッジ型インバータとを主要構成要素とする。また、点灯回路は、光源２を点灯制御するための制御部（図示せず）に接続されており、この制御部からの信号によって光源２の光出力を調節し、明るさを一定に保つ。なお、制御部は、点灯回路の光出力を制御する信号を送信するものであり、汎用のマイクロコンピュータを主要構成要素とする。

次に、本実施形態の光学フィルタ３について、具体的な実施例（光学フィルタ３）を挙げ、比較例１及び比較例２と対比して説明する。実施例の光学フィルタ３又は比較例２の光学フィルタは、硬質ガラスを所定の形状に成形した基材に、酸化チタン（ＴｉＯ_２）と酸化珪素（ＳｉＯ_２）とを、電子ビーム蒸着法により夫々交互に２４層又は１６層、下記の表１に示される膜厚で形成することにより作製された。

また、比較例１の光学フィルタは、酸化ネオジウムを含有したネオジウムガラスを所定の形状に成形して作製された。実施例と比較例１，２の各光学フィルタの透過スペクトルを、日立製作所製自記分光光度計Ｕ−４０００を用いて測定し、その結果を夫々図３（ａ）乃至（ｃ）に示す。すなわち、実施例の光学フィルタ３は、図３（ａ）に示されるように、波長４００〜４７５ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長４８５〜５０５ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、波長５１５〜５７０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長５８０〜６００ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、波長６１０〜７５０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となっている。これに対して、比較例１の光学フィルタは、図３（ｂ）に示されるように、波長４８５〜５０５ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以上であり、比較例２の光学フィルタは、波長５８０〜６００ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以上である。

また、本実施形態の照明器具１は、光源２及び反射鏡４に、光源と反射鏡とが一体となった反射鏡付きハロゲン電球（品番ＪＲ１２Ｖ５０ＷＫＭ／５−Ｈ２，松下電器産業製）を用い、その光出射方向に上記実施例の光学フィルタ３を設置することにより作製した。また、反射鏡付きハロゲン電球の光出射方向に上記比較例１又は比較例２の光学フィルタを設置した照明器具を作製した。作製された各照明器具における照明光の照射スペクトルを、瞬間マルチ測光システム（大塚電子製、商品名ＭＣＰＥ−３０００）を用いて測定し、その結果を図３（ｂ）乃至（ｃ）に示す。なお、図３（ａ）は光学フィルタを用いないときのハロゲン電球からの照射スペクトルを示す。

作製された照明器具の照射光による被照射物の鮮やかさは、Ｃ^＊ａｂ値を用いて評価した。Ｃ^＊ａｂ値とは、メトリッククロマと称され、色の感覚的な彩度を表す指標をいう。一般にＣ^＊ａｂの値が大きいほど彩度が高く、色鮮やかであることを示す。このＣ^＊ａｂ値は、照明光の分光分布及び被照射物の分光放射輝度率からＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間の色度座標を算出し、ａ^＊，ｂ^＊の値から下記の数式により算出される。

上記の被照射物には、色評価において赤、黄、緑として用いられる特殊演色評価指数Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１を求める際に使用される色票が用いられた。これら赤（Ｒ９）、黄（Ｒ１０）、緑（Ｒ１１）の分光放射輝度率を夫々図４（ａ）乃至（ｃ）に示す。なお、メトリッククロマ及びその算出に関する詳細は「新編色彩科学ハンドブック（第２版）（日本色彩学会編）」等を参照するものとする。

また、実施例、比較例１，２の光学フィルタを用いた照明器具において、夫々上記の数式により算出された彩度の評価結果を表２に示す。フィルタを用いない場合と比較して、メトリッククロマの値が増加した場合を○、減少した場合を×として評価すると共に、フィルタを用いない場合と比較した際のメトリッククロマの増減値を示した。

表２に示されるように、比較例１の光学フィルタを用いたときは、黄色の彩度が低下し、比較例２の光学フィルタを用いたときは、赤及び緑色の彩度が低下した。これに対して実施例の光学フィルタ３を用いたときは、赤、黄及び緑色の夫々において高い彩度が得られた。すなわち、本実施形態の実施例による光学フィルタ３を用いた照明器具１は、赤色及び緑色の被照射物をより鮮やかに見せ、かつ黄色の被照射物もより鮮やかに見せることができる。

なお、本発明は、波長４００〜４７５ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長４８５〜５０５ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、波長５１５〜５７０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長５８０〜６００ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以上となり、波長６１０〜７５０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となるものであれば、上記構成に限られることなく種々の変形が可能であり、例えば、光学フィルタに限らず、照明カバーやライトガイド等に適応することもできる。

本発明の一実施形態に係る照明器具用光学フィルタを用いた照明器具の断面図。同照明器具用光学フィルタの部分断面図。（ａ）は同光学フィルタの実施例における光透過特性を示す図、（ｂ）（ｃ）は夫々比較例１，２における光透過特性を示す図。（ａ）照明器具の照明光の照射スペクトルを示す図、（ｂ）は同フィルタの実施例を用いた照明器具における照明光の照射スペクトルを示す図、（ｃ）（ｄ）は夫々比較例１，２を用いた照明器具における照明光の照射スペクトルを示す図。（ａ）は赤色の分光放射輝度率を示す図、（ｂ）は黄色の分光放射輝度率を示す図、（ｃ）は緑色の分光放射輝度率を示す図。

符号の説明

１照明器具
２光源
３照明器具用光学フィルタ

Claims

波長４００〜４７５ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長４８５〜５０５ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、波長５１５〜５７０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となり、波長５８０〜６００ｎｍの光に対する平均透過率が５０％以下となり、さらに波長６１０〜７５０ｎｍの光に対する平均透過率が７０％以上となるように形成されていることを特徴とする照明器具用光学フィルタ。
請求項１に記載の照明器具用光学フィルタを備えた照明器具。