JP2015035373A - Lighting unit and medical lighting device - Google Patents

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順 増田
Jun Masuda
順 増田
和明 山崎
Kazuaki Yamazaki
和明 山崎
裕一 野栄
Yuichi Nosaka
裕一 野栄
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting unit and a medical lighting device, capable of correctly lighting an irradiation object, and capable of irradiating a human body with moderate light.SOLUTION: A medical lighting device 1 includes a lighting unit 10. The lighting unit 10 includes: an excitation light source 16a; a red phosphor, a green phosphor and a blue phosphor excited by excitation light of the excitation light source 16a; a white light source 16 constituted to be able to radiate white light; and a reflection mirror 20 reflecting light emitted by the white light source 16 toward an object. The lighting unit 10 has an average color rendering index Ra of 85 or more, and special color rendering indices R9, R15 of 90 or more.

Description

本発明は、白色ＬＥＤを使用した照明ユニット及び医療用照明装置に関するものである。   The present invention relates to an illumination unit using a white LED and a medical illumination device.

従来、照明装置には、放電式蛍光灯や白熱電球などが広く用いられている。しかしながら、これら放電式蛍光灯や白熱電球は、水銀などの有害な物質が含まれており、また、寿命が短いという問題がある。一方、近年になって、青色に発光する高輝度の青色ＬＥＤが開発されたことにより、従来の放電式蛍光灯や白熱電球に代えて、光源として白色ＬＥＤを使用したＬＥＤ照明装置が用いられるようになってきている。ＬＥＤを使用した照明装置は、水銀などの有害な物質を含んでおらず、また、長寿命で信頼性が高く低消費電力である等の利点がある。   Conventionally, discharge fluorescent lamps, incandescent bulbs, and the like have been widely used for lighting devices. However, these discharge fluorescent lamps and incandescent lamps have a problem that they contain harmful substances such as mercury and have a short lifetime. On the other hand, in recent years, the development of high-luminance blue LEDs that emit blue light has led to the use of LED lighting devices that use white LEDs as light sources instead of conventional discharge fluorescent lamps and incandescent bulbs. It is becoming. A lighting device using LEDs does not contain harmful substances such as mercury, and has advantages such as long life, high reliability, and low power consumption.

ＬＥＤ照明装置に用いられる白色ＬＥＤとしては、主にマルチチップタイプとワンチップタイプの２つの方式がある。マルチチップタイプ１００は、図８（ａ）に示すように、高輝度の赤色ＬＥＤ１０２、緑色ＬＥＤ１０４及び青色ＬＥＤ１０６の３原色ＬＥＤを使用し、これら各ＬＥＤ１０２、１０４、１０６からの光を混ぜ合わせることにより、白色を作出する白色ＬＥＤである（例えば特許文献１及び２参照）。一方、ワンチップタイプ１１０は、図８（ｂ）に示すように、青色光を発する青色ＬＥＤ１１２と、この青色ＬＥＤ１１２から発生する青色光で励起される蛍光体１１４とを組み合わせることにより、白色光を作出する白色ＬＥＤである。このワンチップタイプ１１０としては、青色ＬＥＤ１１２と黄色蛍光体１１４とを組み合わせたものが一般的であり、これは、青色ＬＥＤ１１２が発する青色光と、この青色光で黄色蛍光体１１４を励起して得た黄色光とを混ぜ合わせることにより白色を作出するものである（例えば特許文献３参照）。これらマルチチップタイプ１００とワンチップタイプ１１０では、いずれにおいても、ＬＥＤが発した光を集光するための集光レンズが用いられることが一般的である。   There are mainly two types of white LEDs used in LED lighting devices, a multi-chip type and a one-chip type. As shown in FIG. 8A, the multi-chip type 100 uses three primary color LEDs of a high-intensity red LED 102, a green LED 104, and a blue LED 106, and mixes light from these LEDs 102, 104, and 106. A white LED that produces white (see, for example, Patent Documents 1 and 2). On the other hand, as shown in FIG. 8B, the one-chip type 110 combines white LED that emits blue light with a phosphor 114 that is excited by blue light generated from the blue LED 112, thereby generating white light. It is a white LED to be created. The one-chip type 110 is generally a combination of a blue LED 112 and a yellow phosphor 114. This is obtained by exciting the yellow phosphor 114 with the blue light emitted from the blue LED 112 and the blue light. A white color is produced by mixing with yellow light (see, for example, Patent Document 3). In both of the multi-chip type 100 and the one-chip type 110, a condensing lens for condensing light emitted from the LED is generally used.

特開平１０−２０９５０４号公報JP-A-10-209504 特開２０００−３４０８４０号公報JP 2000-340840 A 特開２００７−８８０８３号公報JP 2007-88083 A

しかしながら、マルチチップタイプ１００の従来のＬＥＤ照明装置は、３原色ＬＥＤ１０２、１０４、１０６から発光された光を混ぜ合わせて白色を作出するものであることから、例えば人の頭などで光の一部が遮られてしまうと色が完全に混ざらないことで色ムラのある白色になるという問題がある。   However, since the conventional LED lighting device of the multichip type 100 produces white color by mixing the light emitted from the three primary color LEDs 102, 104, 106, for example, a part of the light with a human head or the like. If the light is blocked, the color is not completely mixed, resulting in a white color with uneven color.

また、青色ＬＥＤ１１２と黄色蛍光体１１４とを組み合わせた白色ＬＥＤ１１０を用いた従来のＬＥＤ照明装置では、図９に示すように、その発光スペクトルに、青色ＬＥＤ１１２の発光波長である４５０ｎｍ前後と、黄色蛍光体１１４が放つ光の波長である５７０ｎｍ前後にそれぞれピークがあり、緑色と赤色の領域の発光強度が低いため、図１０に示すように、演色性が極めて低いという問題がある。さらに、この従来のＬＥＤ照明装置では、青色ＬＥＤ１１２の発光波長である４５０ｎｍ前後に特に鋭いピークが存在する。このような４５０ｎｍ前後の鋭いピークは、エネルギーが強く、散乱しやすいため、眼に大きな負担をかけ、眼精疲労や眼の痛みの原因となるおそれがある。このような演色性及び人体への負担の問題は、特に医療用照明装置において顕著に生じるものである。すなわち、従来のＬＥＤ照明装置では、図１０に示すように、赤色を示す特殊演色評価数Ｒ９や、肌色を示す特殊演色評価数Ｒ１５が極めて低く、施術者や医療従事者が血液や人体の肌の色を正確に把握することができないため、症状を見逃したり、判断を誤ったりするおそれがある。また、手術室内は、室内照明による１０００ルクス以上の光と、無影照明灯による１０万ルクス以上の光が照射されており、施術者や医療従事者は、長時間にわたり、通常の室内照明（２００ルクス程度）の５倍〜５００倍以上という高照度の環境におかれることとなるため、眼に対する負担が大きく、眼精疲労や眼の痛みが特に生じやすいと考えられる。   Further, in the conventional LED lighting device using the white LED 110 in which the blue LED 112 and the yellow phosphor 114 are combined, as shown in FIG. 9, the emission spectrum has a light emission wavelength of around 450 nm and the yellow fluorescence. There is a peak at around 570 nm, which is the wavelength of light emitted from the body 114, and the emission intensity in the green and red regions is low, so that there is a problem that the color rendering is very low as shown in FIG. Furthermore, in this conventional LED illumination device, there is a particularly sharp peak around 450 nm, which is the emission wavelength of the blue LED 112. Such a sharp peak at around 450 nm is strong in energy and easily scattered, which places a heavy burden on the eyes and may cause eye strain and eye pain. Such problems of color rendering properties and burden on the human body are particularly prominent in medical lighting devices. That is, in the conventional LED lighting device, as shown in FIG. 10, the special color rendering index R9 indicating red color and the special color rendering index R15 indicating skin color are extremely low, and the practitioner and the medical staff have blood and human skin. Because it is impossible to accurately grasp the color, there is a risk of missing a symptom or making a wrong decision. In addition, the operating room is irradiated with light of 1000 lux or more by room illumination and light of 100,000 lux or more by a shadowless lamp, so that a practitioner or a medical worker can perform normal room lighting (for a long time) It is considered that eye strain and eye pain are particularly likely to occur due to a large burden on the eyes.

さらに、集光レンズ１１６により集光する従来のＬＥＤ照明装置では、光の色（波長）によって光の屈折率が異なることにより、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、光野径の縁に色収差が生じ、所謂レインボーエフェクトと呼ばれる、光野径の縁の色がにじむ現象が生じるという問題がある。また、この従来のＬＥＤ照明装置では、集光レンズ１１６を介さずに漏れ出たＬＥＤの直接光が人の眼に照射されるおそれがあり、過度の眩しさを与えるおそれがあるという問題がある。   Further, in the conventional LED illumination device that condenses light by the condensing lens 116, the refractive index of light varies depending on the color (wavelength) of light, so that as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), There is a problem that chromatic aberration occurs at the edge of the diameter, and a phenomenon called a rainbow effect occurs in which the color of the edge of the light field diameter blurs. Further, in this conventional LED lighting device, there is a possibility that the direct light of the LED leaked without passing through the condensing lens 116 may be radiated to the human eye, and there is a possibility that excessive dazzling may be given. .

そして、これらの問題が相俟って、従来のＬＥＤ照明装置では、照射対象物を正しく照らすことができず、また、人体に害を与えるおそれがあるという問題を有している。   Together with these problems, the conventional LED lighting device cannot correctly illuminate the object to be irradiated, and has a problem that it may cause harm to the human body.

そこで、本発明は、照射対象物を正しく照らすことができ、かつ、人体にやさしい光を照射することが可能な照明ユニット及び医療用照明装置を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the illumination unit and medical illuminating device which can irradiate the irradiation object correctly, and can irradiate the light which is kind to a human body.

上記の目的を達成するため、本発明に係る照明ユニットは、励起光源と、該励起光源の励起光で励起される赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体とを有し、白色光を照射可能に構成された白色光源と、前記白色光源が発した白色光を対象物に向けて反射させる反射鏡とを備えることを特徴とする。本発明に係る照明ユニットにおいて、励起光源は、近紫外線光を発する近紫外線ＬＥＤであることが好ましい。   In order to achieve the above object, an illumination unit according to the present invention has an excitation light source and a red phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor that are excited by the excitation light of the excitation light source, and emits white light. And a white light source configured to be capable of reflecting the white light emitted from the white light source toward an object. In the illumination unit according to the present invention, the excitation light source is preferably a near-ultraviolet LED that emits near-ultraviolet light.

本発明に係る照明ユニットは、平均演色評価数Ｒａが８５以上で、かつ、特殊演色評価数Ｒ９及びＲ１５がそれぞれ９０以上であることが好ましい。   In the lighting unit according to the present invention, the average color rendering index Ra is preferably 85 or more, and the special color rendering evaluation numbers R9 and R15 are each preferably 90 or more.

本発明に係る照明ユニットにおいて、前記白色光源は、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ１が、波長５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ２の１２０％以下の強度である発光スペクトルを有する光を照射可能に構成されていることが好ましい。また、前記白色光源は、４０００Ｋ〜４５００Ｋの範囲に属する色温度において、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ１が、波長５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ２よりも低い発光スペクトルを有する光を照射可能に構成されていることが好ましい。 In the illumination unit according to the present invention, the white light source, the maximum luminous intensity X 1 in the wavelength range of 400nm~500nm is, the emission spectrum is an intensity of 120% or less of the maximum luminous intensity X 2 in the wavelength range of 500nm~800nm It is preferable to be configured so as to be able to irradiate light having the same. Further, the white light source, the color temperature belongs to the range of 4000K～4500K, the maximum emission intensity X 1 in the wavelength range of 400nm~500nm is, the emission spectrum is lower than the maximum luminous intensity X 2 in the wavelength range of 500nm~800nm It is preferable to be configured so as to be able to irradiate light having the same.

本発明に係る医療用照明装置は、以上のような照明ユニットを備えることを特徴とする。   The medical lighting device according to the present invention includes the lighting unit as described above.

本発明によれば、照射対象物を正しく照らすことができ、かつ、人体にやさしい光を照射することが可能な照明ユニット及び医療用照明装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illumination unit and medical illuminating device which can irradiate an irradiation target correctly and can irradiate the light gentle to a human body can be provided.

本発明の第１実施形態に係る医療用照明装置の概略構成を示す正面図である。It is a front view showing a schematic structure of a medical lighting device concerning a 1st embodiment of the present invention. 第１実施形態における照明ユニットの概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of the illumination unit in 1st Embodiment. 第１実施形態における照明ユニットの白色ＬＥＤの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of white LED of the illumination unit in 1st Embodiment. 図２のＡ−Ａ´線に沿った断面の概略構成を拡大して示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which expands and shows schematic structure of the cross section along the AA 'line of FIG. 第１実施形態における白色ＬＥＤの発光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the emission spectrum of white LED in 1st Embodiment. 第１実施形態における白色ＬＥＤの演色評価数を示すグラフである。It is a graph which shows the color rendering index of white LED in 1st Embodiment. 図７（ａ）は、第２実施形態に係る医療用照明装置の概略構成を示す正面図であり、図７（ｂ）は、第２実施形態における照明ユニットの概略構成を示す正面図であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）のＢ−Ｂ´線に沿った断面の概略構成を拡大して示す拡大断面図である。Fig.7 (a) is a front view which shows schematic structure of the medical illuminating device which concerns on 2nd Embodiment, FIG.7 (b) is a front view which shows schematic structure of the illumination unit in 2nd Embodiment. FIG.7 (c) is an expanded sectional view which expands and shows schematic structure of the cross section along the BB 'line of FIG.7 (b). 図８（ａ）は、従来のＬＥＤ照明装置に用いられているマルチチップタイプの白色ＬＥＤを示す模式図であり、図８（ｂ）は、従来のＬＥＤ照明装置に用いられているワンチップタイプの白色ＬＥＤを示す模式図である。FIG. 8A is a schematic diagram showing a multi-chip type white LED used in a conventional LED lighting device, and FIG. 8B is a one-chip type used in a conventional LED lighting device. It is a schematic diagram which shows white LED. 青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤの発光スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the emission spectrum of white LED which combined blue LED and yellow fluorescent substance. 青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤの演色評価数を示すグラフである。It is a graph which shows the color rendering evaluation number of white LED which combined blue LED and yellow fluorescent substance. 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、レンズにより集光する従来のＬＥＤ照明装置における光の屈折及び集光の状況を示す模式図である。FIG. 11A and FIG. 11B are schematic views showing light refraction and light condensing in a conventional LED illumination device that condenses light by a lens.

［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態に係る照明ユニット及び医療用照明装置について、図面に基づいて説明する。なお、本発明に係る照明ユニットは、種々の照明装置に用いることができるが、例えば、病院・診療所の手術室、処置室、診察室、分娩室などの医療施設や、化粧品、衣服及び生鮮食料品などを扱う各種商業施設や、美術館や博物館などの展示施設など、高い演色性が要求される施設の照明装置に特に好適に用いることができる。以下の説明では、手術室に用いられる医療用照明装置（無影照明灯）を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。 [First Embodiment]
Next, the lighting unit and the medical lighting device according to the first embodiment of the present invention will be described based on the drawings. The lighting unit according to the present invention can be used for various lighting devices. For example, medical facilities such as operating rooms, treatment rooms, examination rooms, and delivery rooms in hospitals and clinics, cosmetics, clothes, and fresh foods. It can be particularly suitably used for lighting devices in facilities that require high color rendering properties, such as various commercial facilities that handle foodstuffs, and exhibition facilities such as art museums and museums. In the following description, a medical lighting device (shadowless lighting) used in an operating room will be described as an example, but the present invention is not limited to this.

第１実施形態に係る医療用照明装置１は、手術室の天井に多関節アーム（図示せず）を介して水平方向及び垂直方向に移動可能に取り付けられた無影照明灯であり、図１に示すように、対象物（施術部位）に対して光を照射可能な複数（例えば６つ）の照明ユニット１０と、内視鏡手術時の補助灯として機能する複数（例えば３つ）のアンビエントライト１２と、これら照明ユニット１０及びアンビエントライト１２を支持する外縁が六角形状のハウジング１４と、照明ユニット１０及びアンビエントライト１２の点灯状態及び消灯状態を切り替える切り替え制御等を行う制御部（図示せず）とを備えている。各照明ユニット１０は、それぞれ、ハウジング１４内においてバランスの良い対称性を有する配置で、かつそれぞれの中心軸とハウジング１４の中心軸とが施術部位において一点に収束するように、それぞれハウジング１４の中心に向かって傾斜して設けられている。このように照明ユニット１０が配置されることにより、複数の照明ユニット１０による照明の光野を施術部位の位置で重ね合わせて、施術部位上に一つの光野を形成することができる。また、これら各照明ユニット１０は、多関節アームにより水平方向及び垂直方向に移動可能に取り付けられており、また、傾斜角度及び照度がそれぞれ独立して調整可能に構成されているため、医療用照明装置１は、各照明ユニット１０を対象物に対して接近又は離間させる距離遠近による調整や、各照明ユニット１０の傾斜角度を調整することにより実現されるフォーカス調整及び各照明ユニット１０の照度を局所的に調整することにより実現される光野調整等の焦点調整を実施可能に構成されている。   The medical lighting device 1 according to the first embodiment is a shadowless illumination lamp attached to the ceiling of an operating room via an articulated arm (not shown) so as to be movable in the horizontal direction and the vertical direction. As shown in FIG. 4, a plurality (for example, six) of illumination units 10 that can irradiate light on an object (surgical site), and a plurality of (for example, three) ambients that function as auxiliary lights during endoscopic surgery. The light 12, a housing 14 that has a hexagonal outer edge that supports the illumination unit 10 and the ambient light 12, and a control unit (not shown) that performs switching control for switching the lighting unit 10 and the ambient light 12 to be on and off. ). Each lighting unit 10 has a balanced symmetry in the housing 14 and the center of the housing 14 so that the central axis of each lighting unit 10 and the central axis of the housing 14 converge at one point at the treatment site. It inclines toward. By arranging the illumination unit 10 in this way, the light fields of illumination by the plurality of illumination units 10 can be overlapped at the position of the treatment site to form one light field on the treatment site. Further, each of these illumination units 10 is mounted so as to be movable in the horizontal direction and the vertical direction by an articulated arm, and the inclination angle and the illuminance can be independently adjusted. The apparatus 1 adjusts according to the distance that each lighting unit 10 approaches or separates from an object, focus adjustment realized by adjusting the inclination angle of each lighting unit 10, and the illuminance of each lighting unit 10 locally. The focus adjustment such as the optical field adjustment realized by the adjustment is performed.

照明ユニット１０は、図２〜図４に示すように、白色ＬＥＤ（白色光源）１６が取り付けられた基板１８と、白色ＬＥＤ１６が露出するように基板１８上に取り付けられた反射鏡２０とを備えている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the illumination unit 10 includes a substrate 18 to which a white LED (white light source) 16 is attached and a reflector 20 attached to the substrate 18 so that the white LED 16 is exposed. ing.

基板１８は、図２に示すように、略三角形状に形成されており、その頂点から底辺に亘って１−２−３−４のピラミッド配置となるように、１０個の白色ＬＥＤ１６が取り付けられている。また、基板１８には、１０個の白色ＬＥＤ１６を制御するための制御回路（図示せず）が形成されている。   As shown in FIG. 2, the substrate 18 is formed in a substantially triangular shape, and ten white LEDs 16 are attached so that a pyramid arrangement of 1-2-3-4 extends from the top to the bottom. ing. In addition, a control circuit (not shown) for controlling the ten white LEDs 16 is formed on the substrate 18.

各白色ＬＥＤ１６は、図３に示すように、３８０〜４５０ｎｍに主発光ピークを有する近紫外線光を発する励起光源１６ａと、該励起光源１６ａの近紫外線光で励起されて白色の光を発する蛍光体１６ｂとを有している。蛍光体１６ｂは、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を所定の比率で混合することにより構成されても良いし、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を積層させることにより構成されても良い。   As shown in FIG. 3, each white LED 16 includes an excitation light source 16a that emits near ultraviolet light having a main emission peak at 380 to 450 nm, and a phosphor that emits white light when excited by the near ultraviolet light of the excitation light source 16a. 16b. The phosphor 16b may be configured by mixing a red phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor at a predetermined ratio, or by stacking a red phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor. May be.

赤色蛍光体は、近紫外線光で励起される、６００〜６５０ｎｍに主発光ピークを有する蛍光体である。この赤色蛍光体は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｓｒ２Ｓｉ７Ａｌ３ＯＮ１３：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等で示されるものを用いることができる。 The red phosphor is a phosphor having a main emission peak at 600 to 650 nm, which is excited by near ultraviolet light. The red phosphor is not particularly limited, for example, Sr 2 Si 7 Al 3 ON 13: Eu, La 2 O 2 S: can be used those represented by the Eu and the like.

緑色蛍光体は、近紫外線光で励起される、５０５〜５５０ｎｍに主発光ピークを有する蛍光体である。この緑色蛍光体は、特に限定されるものではないが、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｓｒ３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ２Ｎ２１：Ｅｕ、３（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・８Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ，Ｍｎ等で示されるものを用いることができる。 The green phosphor is a phosphor having a main emission peak at 505 to 550 nm, which is excited by near ultraviolet light. The green phosphor is not particularly limited, for example, (Ba, Sr, Mg) 2 SiO 4: Eu, Mn, Sr 3 Si 13 Al 3 O 2 N 21: Eu, 3 (Ba, Mg ) O · 8Al 2 O 3 : Eu, Mn, or the like can be used.

青色蛍光体は、近紫外線光で励起される、４４０〜４７０ｎｍに主発光ピークを有する蛍光体である。この青色蛍光体は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）８Ｃｌ２：Ｅｕ等で示されるものを用いることができる。 The blue phosphor is a phosphor having a main emission peak at 440 to 470 nm, which is excited by near ultraviolet light. The blue phosphor is not particularly limited, for example, Sr 10 (PO 4) 6 Cl 2: shown by Eu or the like: Eu, (Sr, Ba, Ca) 10 (PO 4) 8 C l2 Things can be used.

以上のように構成された白色ＬＥＤ１６は、近紫外線の放射光を用いて青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体という３種類の蛍光体１６ｂを励起して、ＲＧＢそれぞれのスペクトルを有する光の混色によって白色を得ているため、図５に示すように、およそ４００ｎｍ〜７００ｎｍを超える可視光全域にわたって極端な山や谷の無い連続スペクトル強度を得ることができる。具体的には、白色ＬＥＤ１６は、上記構成を備えることにより、例えば３６００〜６５００Ｋの範囲に属する任意の色温度において、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ１が、波長５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ２の１２０％以下、好ましくは１００％以下、さらに好ましくは８０％以下の強度である発光スペクトルを有する光を照射可能に構成されている。特に、白色ＬＥＤ１６は、４０００Ｋ〜４５００Ｋの範囲に属する任意の色温度、より限定的には４２５０Ｋの色温度において、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ１が、波長５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ２よりも低い発光スペクトルを有する光を照射可能に構成されている。 The white LED 16 configured as described above excites three types of phosphors 16b, which are a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor, using near-ultraviolet radiation, and emits light having RGB spectra. Since white is obtained by color mixture, as shown in FIG. 5, continuous spectral intensity without extreme peaks and valleys can be obtained over the entire visible light region exceeding approximately 400 nm to 700 nm. Specifically, white LED16 is provided with the above-described configuration, for example, at any color temperature falling within the scope of 3600～6500K, the maximum emission intensity X 1 in the wavelength range of 400 nm to 500 nm, the wavelength range of 500nm~800nm maximum emission 120% of the intensity X 2 or less, preferably 100% or less, is irradiated configured to be able to light having an emission spectrum more preferably 80% or less of the intensity at. In particular, white LED16 is any color temperature falling within the scope of the 4000K～4500K, in more limited to the color temperature of 4250K, the maximum emission intensity X 1 in the wavelength range of 400 nm to 500 nm, in the wavelength range of 500nm~800nm as to be able to illuminate constituting the light having a lower light emission spectrum than the maximum emission intensity X 2.

また、白色ＬＥＤ１６は、およそ４００ｎｍ〜７００ｎｍを超える可視光全域にわたって極端な山や谷の無い連続スペクトル強度を得ることができるため、図６に示すように、平均演色評価数Ｒａが８５以上、好ましくは平均演色評価数Ｒ１〜Ｒ８がいずれも８５以上であり、かつ特殊演色評価数Ｒ９〜Ｒ１５がいずれも８０以上、特にＲ９及びＲ１５が９０以上である高演色な光を照射可能に構成されている。なお、平均演色評価数Ｒ１〜Ｒ８及び特殊演色評価数Ｒ９〜Ｒ１５は、ＪＩＳ Ｚ ８７２６に規定された方法により評価することができる。   Further, since the white LED 16 can obtain a continuous spectrum intensity free from extreme peaks and valleys over the entire visible light region exceeding about 400 nm to 700 nm, the average color rendering index Ra is preferably 85 or more, as shown in FIG. The average color rendering index R1 to R8 is 85 or more, and the special color rendering index R9 to R15 is 80 or more, particularly R9 and R15 are 90 or more. Yes. Note that the average color rendering index R1 to R8 and the special color rendering index R9 to R15 can be evaluated by a method defined in JIS Z 8726.

反射鏡２０は、図２に示すように、基板１８と大きさが一致する略三角形状に形成されており、少なくとも正面側（対象物に対向する面側）の表面全域が、光を反射可能な鏡面となるような材質で形成されているか、又は鏡面となるような加工が施されている。反射鏡２０には、各白色ＬＥＤ１６と整合する位置にそれぞれ、各白色ＬＥＤ１６を露出させるための開口部２２が形成されている。この開口部２２は、図４に示すように、背面側（基板１８との接触面側）から正面側（対象物に対向する面側）に亘って拡径となる略円錐台形状に形成されており、白色ＬＥＤ１６が発した光を対象物に対して反射させ、対象物上に照明の光野を形成する反射面として機能するように構成されている。   As shown in FIG. 2, the reflecting mirror 20 is formed in a substantially triangular shape having the same size as the substrate 18, and at least the entire surface on the front side (the side facing the object) can reflect light. It is made of a material that provides a mirror surface or is processed to provide a mirror surface. The reflecting mirror 20 is formed with an opening 22 for exposing each white LED 16 at a position aligned with each white LED 16. As shown in FIG. 4, the opening 22 is formed in a substantially truncated cone shape whose diameter increases from the back side (contact surface side with the substrate 18) to the front side (surface side facing the object). The white LED 16 is configured to reflect the light emitted from the white LED 16 with respect to the object and to function as a reflecting surface that forms a light field of illumination on the object.

照明ユニット１０は、白色ＬＥＤ１６が発した光が対象物に到達する光経路にレンズを備えておらず、白色ＬＥＤ１６が発した光を直接又は反射鏡２０の開口部２２において反射させて、対象物を照らすように構成されている。このように、照明ユニット１０は、白色ＬＥＤ１６が発した光をレンズにより屈折させないため、対象物上における色収差を無くす若しくは極めて抑えることができる。   The illumination unit 10 does not include a lens in the light path through which the light emitted from the white LED 16 reaches the object, and reflects the light emitted from the white LED 16 directly or at the opening 22 of the reflecting mirror 20, thereby It is configured to illuminate. Thus, since the illumination unit 10 does not refract the light emitted from the white LED 16 by the lens, the chromatic aberration on the object can be eliminated or extremely suppressed.

以上のような第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０によれば、対象物を正しく照らすことができると共に、人体にやさしい光を照射することができる。   According to the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment as described above, it is possible to correctly illuminate the object and to irradiate light that is gentle to the human body.

すなわち、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０では、近紫外線の放射光を用いて青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体という３種類の蛍光体１６ｂを励起して、ＲＧＢそれぞれのスペクトルを有する光の混色によって色が完全に混ざり、色ムラの無い白色を得ており、従来のＬＥＤ照明装置のような白色を作出するものではない。このため、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０によれば、対象物に対して照射した光の一部が例えば頭などで遮られたとしても、色が完全に混ざらないことで色ムラのある白色になることはなく、正しい白色の光を対象物に照射することができる。   That is, in the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment, the phosphors 16b of the blue phosphor, the green phosphor, and the red phosphor are excited using near-ultraviolet radiation, The colors are completely mixed by the color mixture of the light having the respective RGB spectra, and a white color with no color unevenness is obtained, and it does not produce a white color as in a conventional LED lighting device. For this reason, according to the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment, even if a part of the light irradiated to the object is blocked by, for example, the head, the colors are not completely mixed. Therefore, the object is not white with uneven color, and the object can be irradiated with correct white light.

また、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０では、反射鏡２０により、白色ＬＥＤ１６が発した光を対象物に向けて反射させるように構成されており、従来のＬＥＤ照明装置のようなレンズを用いていない。このため、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０によれば、光の色（波長）の違いに起因する光の屈折率の違い等の問題が生じず、所謂レインボーエフェクト等の現象が発生しない正しい光を対象物に照射することができる。また、白色ＬＥＤ１６が発した光を漏れ無く対象物に対して照射させることができ、従来のＬＥＤ照明装置のような光の漏出が生じないため、過度な眩しさがなく、人体への刺激を抑えることができる。   Moreover, in the medical illuminating device 1 and the illuminating unit 10 which concern on 1st Embodiment, it is comprised so that the light which white LED16 emitted may be reflected toward a target object with the reflective mirror 20, and it is the conventional LED illuminating device. The lens like is not used. For this reason, according to the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment, there is no problem such as a difference in refractive index of light caused by a difference in light color (wavelength), so-called rainbow effect or the like. It is possible to irradiate the object with the correct light that does not cause the above phenomenon. In addition, the light emitted from the white LED 16 can be irradiated to the object without leakage, and light leakage does not occur as in the conventional LED lighting device, so there is no excessive glare and stimulation to the human body. Can be suppressed.

さらに、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０では、およそ４００ｎｍ〜７５０ｎｍを超える可視光全域にわたって極端な山や谷の無い連続スペクトル強度を得ることができ、４５０ｎｍ前後における鋭いピークが無い光を照射することができるため、眼にやさしく、眼精疲労や眼の痛み等の生じにくい光を提供することができる。また、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０では、平均演色評価数Ｒａが８５以上であり、かつ特殊演色評価数Ｒ９〜Ｒ１５がいずれも８０以上である高演色な光を照射可能であるため、正しい光を対象物に照射することができる。   Furthermore, in the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment, it is possible to obtain a continuous spectral intensity without extreme peaks and valleys over the entire visible light range exceeding approximately 400 nm to 750 nm, and a sharp peak around 450 nm. Therefore, it is possible to provide light that is gentle to the eyes and is less likely to cause eyestrain and eye pain. Further, in the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment, high color rendering light having an average color rendering index Ra of 85 or more and special color rendering indexes R9 to R15 are all 80 or more. Since irradiation is possible, the object can be irradiated with correct light.

そして、このような第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０の利点は、特に医療施設において顕著となるものである。すなわち、手術室等の医療施設では、患者の症状等を正確に判断するために、患者の患部を正確かつ明確に照らす必要があり、また、長時間にわたり高照度環境下におかれる施術者や医療従事者への負担を最小限に抑える必要がある。この点、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０によれば、にじみのない白色かつ高演色な光を照射することができるため、患者の患部を正確かつ明確に照らすことができる。またこれと同時に、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０によれば、人体への刺激を最小限に抑えたやさしい光を照射することができるため、施術者や医療従事者への負担を最小限に抑えることができる。   The advantages of the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment are particularly remarkable in a medical facility. In other words, in medical facilities such as operating rooms, it is necessary to accurately and clearly illuminate the affected area of the patient in order to accurately determine the patient's symptoms, etc. There is a need to minimize the burden on healthcare professionals. In this regard, according to the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment, it is possible to irradiate white and high color rendering light without blurring, so that the affected area of the patient can be accurately and clearly illuminated. it can. At the same time, according to the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment, it is possible to irradiate gentle light with minimal stimulation to the human body. Can be kept to a minimum.

本発明に係る医療用照明装置及び照明ユニットは、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内において種々の改変を行なうことができる。   The medical lighting device and the lighting unit according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.

［第２実施形態］
例えば、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０では、反射鏡２０が、白色ＬＥＤ１６を露出させるための開口部２２により、白色ＬＥＤ１６の光を対象物に対して反射させる構成を有するものとして説明したが、これに限定されず、白色ＬＥＤ１６が発した光を対象物に向けて反射させるように構成されるものであれば、いかなる構成を備えていても良い。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０とは異なる反射鏡の構造を備える第２実施形態に係る医療用照明装置１´及び照明ユニット１０´を示す概略構成図である。 [Second Embodiment]
For example, in the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment, the reflector 20 reflects the light of the white LED 16 with respect to the object by the opening 22 for exposing the white LED 16. Although described as what it has, it is not limited to this, What kind of structure may be provided if it is comprised so that the light which white LED16 emitted may be reflected toward a target object. 7 (a) to 7 (c) show a medical illumination device 1 ′ according to a second embodiment having a reflecting mirror structure different from that of the medical illumination device 1 and illumination unit 10 according to the first embodiment. It is a schematic block diagram which shows illumination unit 10 '.

第２実施形態に係る医療用照明装置１´は、手術室の天井に多関節アーム（図示せず）を介して水平方向及び垂直方向に移動可能に取り付けられた無影照明灯であり、図７（ａ）に示すように、対象物（施術部位）に対して光を照射可能な複数（例えば７つ）の照明ユニット１０´と、これら照明ユニット１０´を支持する円盤状のハウジング１４´と、各照明ユニット１０´の点灯状態及び消灯状態を切り替える切り替え制御等を行う制御部（図示せず）とを備えている。各照明ユニット１０´は、それぞれ、ハウジング１４´内においてバランスの良い対称性を有する配置で、かつそれぞれの中心軸とハウジング１４´の中心軸とが施術部位において一点に収束するように、それぞれハウジング１４´の中心に向かって傾斜して設けられている。このように照明ユニット１０´が配置されることにより、複数の照明ユニット１０´による照明の光野を施術部位の位置で重ね合わせて、施術部位上に一つの光野を形成することができる。また、第２実施形態に係る医療用照明装置１´は、第１実施形態に係る医療用照明装置１と同様に、距離遠近による調整、フォーカス調整及び光野調整等の焦点調整が実施可能に構成されている。   A medical illumination device 1 ′ according to the second embodiment is a shadowless illumination lamp attached to a ceiling of an operating room via an articulated arm (not shown) so as to be movable in a horizontal direction and a vertical direction. As shown to 7 (a), several (for example, seven) illumination units 10 'which can irradiate light with respect to a target object (treatment site | part), and the disk shaped housing 14' which supports these illumination units 10 ' And a control unit (not shown) that performs switching control for switching the lighting state and the light-off state of each lighting unit 10 ′. Each of the lighting units 10 ′ has a balanced symmetry in the housing 14 ′, and the respective housing units so that the central axis and the central axis of the housing 14 ′ converge at one point at the treatment site. Inclined toward the center of 14 '. By arranging the illumination unit 10 ′ in this way, the light fields of the illumination by the plurality of illumination units 10 ′ can be overlapped at the position of the treatment site to form one light field on the treatment site. Further, the medical lighting device 1 ′ according to the second embodiment is configured to be able to perform focus adjustment such as adjustment by distance and distance, focus adjustment, and light field adjustment in the same manner as the medical lighting device 1 according to the first embodiment. Has been.

各照明ユニット１０´は、図７（ｂ）に示すように、対象物に対して光を照射可能に構成された複数（例えば１８個）の照明セル３０と、これら照明セル３０を支持する円盤状のハウジング３２とを備えている。照明セル３０は、図７（ｃ）に示すように、円筒状のケース部材３４と、ケース部材３４の底面側（図７（ｃ）中、左側）の開口を閉塞するように設けられた反射鏡３６と、ケース部材３４の上面側（図７（ｃ）中、右側）の開口に設けられた基板３８と、基板３８の反射鏡３６と対向する面の中心に設けられた白色ＬＥＤ１６とを備えている。白色ＬＥＤ１６は、反射鏡３６の焦点位置に位置するように配置されており、基板３８は、反射鏡３６により反射された光が通過可能な開口を有する三又状に形成されている。反射鏡３６は、白色ＬＥＤ１６に向かって凹状の円錐曲面を有し、白色ＬＥＤ１６から放射された光を取り込んで反射させ、対象物側（図７（ｃ）中、右側）に光を照射し、対象物に照明の光野を形成するように構成されている。なお、白色ＬＥＤ１６は、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０に用いた白色ＬＥＤ１６と同じものを用いることができるため、その説明を省略する。   As shown in FIG. 7B, each illumination unit 10 ′ includes a plurality of (for example, 18) illumination cells 30 configured to be able to irradiate light on an object, and a disk that supports these illumination cells 30. And a housing 32 having a shape. As shown in FIG. 7C, the illumination cell 30 is a reflection provided so as to close the cylindrical case member 34 and the opening on the bottom surface side (left side in FIG. 7C) of the case member 34. A mirror 36, a substrate 38 provided in an opening on the upper surface side (right side in FIG. 7C) of the case member 34, and a white LED 16 provided in the center of the surface of the substrate 38 facing the reflecting mirror 36. I have. The white LED 16 is disposed so as to be positioned at the focal position of the reflecting mirror 36, and the substrate 38 is formed in a three-pronged shape having an opening through which the light reflected by the reflecting mirror 36 can pass. The reflecting mirror 36 has a concave conical curved surface toward the white LED 16, captures and reflects the light emitted from the white LED 16, and irradiates the object side (right side in FIG. 7C) with light. It is comprised so that the light field of illumination may be formed in a target object. Note that the white LED 16 can be the same as the white LED 16 used in the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

以上のように構成された第２実施形態に係る医療用照明装置１´及び照明ユニット１０´によっても、第１実施形態に係る医療用照明装置１及び照明ユニット１０と同様に、対象物を正しく照らすことができると共に、人体にやさしい光を照射することができる。   The medical lighting device 1 ′ and the lighting unit 10 ′ according to the second embodiment configured as described above also correctly corrects the object as in the medical lighting device 1 and the lighting unit 10 according to the first embodiment. In addition to being able to illuminate, it is possible to emit light that is gentle on the human body.

［その他の代替例］
上述した第１及び第２実施形態の他に、例えば、以下の代替例を採用することができる。なお、これら代替例は例示であり、以下の態様に限定されるものではない。 [Other alternatives]
In addition to the first and second embodiments described above, for example, the following alternative examples can be adopted. In addition, these alternative examples are illustrations and are not limited to the following aspects.

第１及び第２実施形態に係る説明では、照明装置として、医療用照明装置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、本発明に係る照明ユニットは、種々の照明装置に用いることができる。また、第１及び第２実施形態に係る説明では、医療用照明装置として、無影照明灯を例に挙げて説明したが、医療用処置照明灯などの他の医療用照明装置であっても良い。さらに、第１実施形態に係る説明では、無影照明灯として、６つの照明ユニットと、３つのアンビエントライトと、六角形状のハウジングと、多関節アームを備えるものを例として挙げて説明し、第２実施形態に係る説明では、無影照明灯として、７つの照明ユニットと、円盤状のハウジングと、多関節アームを備えるものを例として挙げて説明したが、これに限定されず、種々のものを用いることができる。   In the description according to the first and second embodiments, the medical lighting device has been described as an example of the lighting device, but the present invention is not limited thereto, and the lighting unit according to the present invention is used for various lighting devices. Can do. Moreover, in the description which concerns on 1st and 2nd embodiment, the shadowless illumination lamp was mentioned as an example as a medical illuminating device, However, Other medical illuminating devices, such as a medical treatment illumination lamp, may be used. good. Furthermore, in the description according to the first embodiment, as a shadowless illumination lamp, a description will be given by taking, as an example, an illumination lamp including six illumination units, three ambient lights, a hexagonal housing, and an articulated arm. In the description according to the second embodiment, as the shadowless illumination lamp, the description has been given by taking, as an example, one including seven illumination units, a disk-shaped housing, and an articulated arm, but the present invention is not limited to this, and various types are provided. Can be used.

また、第１及び第２実施形態に係る説明では、白色光源として、近紫外線光を発する近紫外線ＬＥＤを励起光源として用いる白色ＬＥＤを例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば有機ＥＬ等の種々の光源を用いることができる。また、４００〜５００ｎｍに主発光ピークを有する青色光を発する青色ＬＥＤを励起光源として用いる白色ＬＥＤであっても、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ１が、波長５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ２の１２０％以下の強度である発光スペクトルを有する光を照射可能に構成されたものであれば、第１及び第２実施形態に係る照明ユニットの白色ＬＥＤとして用いることができる。 In the description according to the first and second embodiments, a white LED using a near-ultraviolet LED that emits near-ultraviolet light as an excitation light source has been described as an example of a white light source. Various light sources such as EL can be used. Also, a white LED using a blue LED that emits blue light having a main emission peak in 400~500nm as an excitation light source, the maximum emission intensity X 1 in the wavelength range of 400 nm to 500 nm, in the wavelength range of 500nm~800nm if a light having an emission spectrum is the intensity of 120% or less of the maximum luminous intensity X 2 which has been configured to be illuminated, it can be used as a white LED lighting unit according to the first and second embodiments.

１，１´ 医療用照明装置、１０，１０´ 照明ユニット、１６ 白色ＬＥＤ（白色光源）、１６ａ 励起光源、１６ｂ 蛍光体、２０，３６ 反射鏡   1,1 ′ Medical Illumination Device, 10,10 ′ Illumination Unit, 16 White LED (White Light Source), 16a Excitation Light Source, 16b Phosphor, 20, 36 Reflector

Claims (6)

励起光源と、該励起光源の励起光で励起される赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体とを有し、白色光を照射可能に構成された白色光源と、
前記白色光源が発した白色光を対象物に向けて反射させる反射鏡と
を備えることを特徴とする照明ユニット。 A white light source having an excitation light source and a red phosphor, a green phosphor and a blue phosphor excited by the excitation light of the excitation light source and configured to irradiate white light;
A lighting unit comprising: a reflecting mirror that reflects white light emitted from the white light source toward an object. 前記励起光源が、近紫外線光を発する近紫外線ＬＥＤである
ことを特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。 The illumination unit according to claim 1, wherein the excitation light source is a near-ultraviolet LED that emits near-ultraviolet light. 平均演色評価数Ｒａが８５以上で、かつ、特殊演色評価数Ｒ９及びＲ１５がそれぞれ９０以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明ユニット。 The lighting unit according to claim 1, wherein the average color rendering index Ra is 85 or more, and the special color rendering evaluation numbers R9 and R15 are each 90 or more. 前記白色光源は、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ１が、波長５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ２の１２０％以下の強度である発光スペクトルを有する光を照射可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の照明ユニット。 The white light source, the maximum luminous intensity X 1 in the wavelength range of 400nm~500nm is irradiated configured to be able to light having an emission spectrum is the intensity of 120% or less of the maximum luminous intensity X 2 in the wavelength range of 500nm~800nm The lighting unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the lighting unit is provided. 前記白色光源は、４０００Ｋ〜４５００Ｋの範囲に属する色温度において、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ１が、波長５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲における最大発光強度Ｘ２よりも低い発光スペクトルを有する光を照射可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の照明ユニット。 The white light source, the color temperature belongs to the range of 4000K～4500K, the maximum emission intensity X 1 in the wavelength range of 400nm~500nm is, light having a low emission spectrum than the maximum emission intensity X 2 in the wavelength range of 500nm~800nm It is comprised so that irradiation is possible. The illumination unit of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 請求項１〜５いずれか１項に記載の照明ユニットを備えることを特徴とする医療用照明装置。   A medical lighting device comprising the lighting unit according to claim 1.
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