照明装置的制造方法

xiaoxiao2021-09-13  24

照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型的实施方式涉及一种提高色彩再现性的照明装置及照明空间设计方 法。
【背景技术】
[0002] 以往,对于例如在竞技场中使用的投光灯等照明装置而言,为了以充分的亮度 来照亮位于远方的照射对象物,对于其光源广泛使用高输出化相对较容易的高强度放电 (HighIntensityDischarge,HID)灯(高亮度放电灯)。另一方面,近来,正逐渐取代HID 灯而使用能够期待长寿命及节能的发光二极管(LightEmittingDiode,LED)等高效率的 发光元件来作为光源。
[0003] 但是,一般而言,高效率的发光元件的色彩再现性差,以使用高效率发光元件的照 明装置进行照明的照明对象物不仅在竞技场内的色彩看起来不自然,而且在利用电视摄像 机(televisioncamera)来拍摄照明对象物并播放的情况下,接收播放而在电视上放映出 的影像的色彩再现性有时也较差。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本专利特开2013-114916号公报 【实用新型内容】
[0007][实用新型所要解决的问题]
[0008] 本实用新型所要解决的问题在于提供一种照明装置及照明空间设计方法,所述照 明装置即使在利用电视摄像机进行拍摄并播放的情况下,也能够提高照明对象物的色彩再 现性。
[0009] [解决问题的技术手段]
[0010] 实施方式的照明装置包括白色光源及在490nm~520nm的区域中具有峰值 (peak)波长的蓝绿色光源。蓝绿色光源的光通量相对于白色光源的光通量的比为30%以 下。
[0011] 实施方式的照明装置包括:白色光源,相关色温为3000K~6500K;以及第2光源, 发出在xy色度图上满足0. 08 <x< 0. 21、0. 27 <y< 0. 72的光,且所述第2光源的光通 量相对于所述白色光源的光通量的比为30 %以下。
[0012] 此外,所述照明装置包括:红色光源,在620nm~660nm的区域中具有峰值波长,所 述蓝绿色光源与所述红色光源的合计光通量为照明装置整体光通量的8%以上。
[0013] 实施方式的照明装置包括:白色光源,相关色温为3000K~6500K;第2光源,发出 在xy色度图上满足0. 08 <x< 0. 21、0. 27 <y< 0. 72的光;以及第3光源,发出在xy色 度图上满足0. 48 <x< 0. 72、0. 28 <y< 0. 45的光,且所述第2光源的光通量相对于所 述白色光源的光通量的比小于24%且所述第3光源的光通量相对于所述白色光源的光通 量的比小于13%。
[0014] 实施方式的照明装置包括:蓝色发光二极管,在400nm~480nm的区域中具有峰值 波长;以及荧光体层,包含黄色荧光体及绿色荧光体,且覆盖所述蓝色发光二极管,所述绿 色荧光体在480nm~520nm的区域中具有峰值波长并且半值宽度为50nm以下。
[0015] 此外,所述荧光体层包含在600nm~680nm的区域中具有峰值波长的红色荧光体。
[0016] (实用新型的效果)
[0017] 根据本实用新型,即使在利用电视摄像机进行拍摄并播放的情况下,也能够期待 提高照明对象物的色彩再现性。
【附图说明】
[0018] 图1是表示第1实施方式的照明装置的立体图。
[0019] 图2是表示第1实施方式的照明装置的白色光源的相对分光分布图。
[0020] 图3是表示第1实施方式的表示照明装置的蓝绿色光源的色度范围的色度图。
[0021] 图4是表示第1实施方式的照明装置的白色光源+蓝绿色光源的相对分光分布 图。
[0022] 图5是表示第1实施方式的表示照明装置的蓝绿色光源相对于白色光源的光通量 比、平均显色指数Ra及电视照明用显色评价指数Qa与色差的关系的图表。
[0023] 图6是表示第1实施方式的照明装置的白色光源+红色光源的相对分光分布图。
[0024] 图7是表示第1实施方式的照明装置的白色光源+红色光源+蓝绿色光源的相对 分光分布图。
[0025] 图8是表示第1实施方式的表示照明装置的蓝绿色光源及红色光源相对于白色光 源的光通量比与平均显色指数Ra的关系的图表。
[0026] 图9是表示第1实施方式的表示照明装置的蓝绿色光源及红色光源相对于白色光 源的光通量比与电视照明用显色评价指数Qa的关系的图表。
[0027] 图10是设置表示第2实施方式的照明装置的竞技场的平面图。
[0028] 图11是表示第3实施方式的照明装置的光源的剖面图。
[0029] 附图标记:
[0030] 10:照明装置
[0031] 10a:第1照明装置
[0032] 10b:第2照明装置
[0033] 11 :本体
[0034] 12:电源单元
[0035] 13 :设置台
[0036] 16 :壳体
[0037] 17 :透光罩
[0038] 18 :光源
[0039] 18C:作为第2光源的蓝绿色光源(青色光源)
[0040] 18R:作为第3光源的红色光源
[0041] 18W:白色光源
[0042] 19 :反射体
[0043] 30 :竞技场
[0044] 31 :场地
[0045] 32 :观众席
[0046] 33 :支柱
[0047] 40 :基板
[0048] 41 :蓝色LED
[0049] 42 :荧光体层
[0050] 43G:绿色荧光体
[0051]43R:红色荧光体
[0052] 43Y:黄色荧光体
【具体实施方式】
[0053] 以下,参照图1至图9来说明第1实施方式。
[0054] 图1表示照明装置10。照明装置10例如是在竞技场中使用的投光灯。照明装置 10具备本体11、电源单元12、用于设置所述本体11及电源单元12的设置台13。
[0055] 本体11具有前表面开口的壳体16以及对壳体16的前表面开口进行封闭的透光 罩(cover)17。在本体11的内部,配置有多个光源18,并且对应于每个光源18而分别配置 有反射体19,该反射体19对来自光源18的光进行聚光并控制配光。
[0056] 本实施方式中,从本体11的前表面观察时,在周边部配置有6个光源18,并且在中 央部配置有1个光源18。并且,周边部的光源18设为白色光源18W。中央的光源18设为 作为第2光源的蓝绿色光源(青(cyan)色光源)18C,或者设为蓝绿色光源18C及作为第3 光源的红色光源18R这两者。
[0057] 首先,对照明装置10的中央的光源18为蓝绿色光源(青色光源)18C的情况进行 说明。
[0058] 白色光源18W发出相关色温3000K~6500K的白色光。白色光源18W为白色LED, 该白色LED具有作为发光元件的蓝色LED芯片及覆盖该蓝色LED芯片的黄色荧光体。白 色光源18W发出将蓝色光及黄色光进行混合而成的分光分布的白色光,所述蓝色光是由蓝 色LED发出,所述黄色光是由黄色荧光体受该蓝色光激发而发出。并且,图2中表示白色光 源18W发出的白色光的相对分光分布A。
[0059] 蓝绿色光源18C发出如下所述的光,该光的峰值波长为490nm~520nm,半值宽度 为60nm以下,且在图3所示的xy色度图上满足0. 08彡x彡0. 21、0. 27彡y彡0. 72。蓝绿 色光源18C是具有所述色度与半值宽度的蓝绿色LED。蓝绿色光源18C的光通量相对于白 色光源18W的光通量的比为30%以下。图4表不相对分光分布B,该相对分光分布B是在 图2的相对分光分布A中,以(白色光)90:(蓝绿色光)10的光通量比的比例而混合有主 波长500nm及半值宽度40nm的蓝绿色光源18C所发出的蓝绿色光。
[0060] 而且,电源单元12对各光源18供给电力,以使各光源18发光。
[0061] 并且,多个照明装置10被设置在竖立设置于竞技场的支柱的上部或竞技场的屋 顶等上,对竞技场内照射光。
[0062] 从照明装置10照射的 光包含来自白色光源18W的白色光及来自蓝绿色光源18C 的蓝绿色光,成为图4所不的相对分光分布B。
[0063] 表1表示针对白色光源18W的相对分光分布A、及白色光源18W+蓝绿色光源18C 的相对分光分布B,分别求出平均显色指数Ra及电视照明用显色评价指数(Television LightingConsistencyIndex)Qa 的结果。
[0064]表1
[0066] 在将白色光与蓝绿色光混合而成的相对分光分布B中,与仅有白色光的相对分光 分布A相比,平均显色指数Ra及电视照明用显色评价指数Qa均变高,尤其电视照明用显色 评价指数Qa大幅提尚。
[0067] 通过平均显色指数Ra变高,从而能够提高从位于竞技场内的人观察时的竞技场 内的观察对象的色彩再现性。
[0068] 通过电视照明用显色评价指数Qa变高,从而在利用电视摄像机来拍摄竞技场内 并播放的情况下,能够提高所拍摄的影像的色彩再现性,因此,能够提高接收播放而在电视 上放映出的影像的色彩再现性。
[0069] 如此,照明装置10通过将白色光与蓝绿色光予以混合并照射,从而不仅能够提高 平均显色指数Ra,而且能够提高电视照明用显色评价指数Qa,能够提高实际的观察对象的 色彩再现性及电视播放时的影像的色彩再现性。
[0070] 进而,通过使蓝绿色光源18C的光通量相对于白色光源18W的光通量的比为30% 以下,从而能够确保充分的色彩再现性。若蓝绿色光源18C的光通量相对于白色光源18W 的光通量的比大于30%,则蓝绿色光的比例会变得过多,从而产生色彩再现性下降的影响。
[0071] 图5表示蓝绿色光源18C的光通量相对于白色光源18W的光通量的比、平均显色 指数Ra及电视照明用显色评价指数Qa与CIE1960UCS色度图上的色差duv的关系。通 过混合蓝绿色光,从而Ra及Qa提高,但以约30%的蓝绿色光混合比为界,Ra、Qa将维持或 下降。因而,蓝绿色光的比例较为理想的是30%以下。另一方面,根据JISZ8725:1999, 在色差duv处于-0. 02 <duv< 0. 02的范围内的情况下,能够表示为相关色温。若偏离该 范围,贝U无法定义为具备相关色温的白色,因此在正(plus)侧成为带有绿色、在负(minus) 侧成为带有粉色的不自然的光色。在该色差duv的范围内,平均显色指数Ra及电视照明用 显色评价指数Qa呈现出良好值的是,蓝绿色光源18C的光通量相对于白色光源18W的光通 量的比为约16%以下的范围。若考虑光色其自身的自然性,则更为理想的是将蓝绿色的混 合比设为17%以下。
[0072] 而且,若平均显色指数Ra变高,则存在效率下降的倾向,但蓝绿色光源18C的效率 下降少,对于将白色光源18W与蓝绿色光源18C组合而成的照明装置10,能够维持高效率。
[0073] 接下来,对照明装置10的中央的光源18为蓝绿色光源18C及红色光源18R这两 者的情况进行说明。白色光源18W及蓝绿色光源18C的结构及特性如上所述。
[0074] 红色光源18R发出如下所述的光,该光的峰值波长为620nm~660nm,且在xy色 度图上满足0. 48 <x< 0. 72、0. 28 <y< 0. 45。红色光源18R是具有所述色度的红色 LED。并且,蓝绿色光源18C的光通量与红色光源18R的光通量的合计值为照明装置整体的 光通量的8%以上。进而,蓝绿色光源18C的光通量大于红色光源18R的光通量。
[0075] 图6表不相对分光分布C,该相对分光分布C是在图2的相对分光分布A中,以(白 色光)95 :(红色光)5的光通量比的比例而混合有主波长640nm的红色光源18R所发出的 红色光。
[0076] 图7表不相对分光分布D,该相对分光分布D是在图2的相对分光分布A中,以(白 色光)90 :(蓝绿色光)6 :(红色光)4的光通量比的比例而混合有主波长500nm的蓝绿色光 源18C所发出的蓝绿色光及主波长640nm的红色光源18R所发出的红色光。
[0077] 表2表示白色光源18W、蓝绿色光源18C及红色光源18R各自的光通量、及照明装 置整体的光通量比。另外,蓝绿色光源18C及红色光源18R的光通量比既可将蓝绿色光源 18C及红色光源18R设为同数量,利用电源单元来调整光通量比,也可以在全光时成为规定 的光通量比的方式来调整蓝绿色光源18C及红色光源18R各自的数量。
[0078] 从照明装置10照射的光包含来自白色光源18W的白色光、来自蓝绿色光源18C的 蓝绿色光、及来自红色光源18R的红色光,成为图7所示的相对分光分布D。
[0079] 表 2
[0081] 表3表示针对白色光源18W的相对分光分布A、白色光源18W+蓝绿色光源18C的 相对分光分布B、白色光源18W+红色光源18R的相对分光分布C、白色光源18W+蓝绿色光 源18C+红色光源18R的相对分光分布D,分别求出平均显色指数Ra及电视照明用显色评价 指数Qa的结果。
[0082] 表 3
[0084] 在将白色光、蓝绿色光及红色光混合而成的相对分光分布D中,与仅有白色光的 相对分光分布A相比,平均显色指数Ra及电视照明用显色评价指数Qa这两者均大幅变高, 而且,与将白色光与蓝绿色光混合而成的相对分光分布B相比,平均显色指数Ra及电视照 明用显色评价指数Qa这两者均变高,尤其平均显色指数Ra大幅变高,而且,与将白色光与 红色光混合而成的相对分光分布C相比,平均显色指数Ra及电视照明用显色评价指数Qa 这两者均变高,尤其电视照明用显色评价指数Qa大幅变高。
[0085] 通过平均显色指数Ra变高,从而能够提高从位于竞技场内的人观察时的竞技场 内的观察对象的色彩再现性。
[0086] 通过电视照明用显色评价指数Qa变高,从而在利用电视摄像机来拍摄竞技场内 并播放的情况下,能够提高所拍摄的影像的色彩再现性,因此,能够提高接收播放而在电视 上放映出的影像的色彩再现性。
[0087] 如此,照明装置10通过将白色光、蓝绿色光及红色光予以混合并照射,从而不仅 能够提高平均显色指数Ra,而且能够提高电视照明用显色评价指数Qa,能够提高实际的观 察对象的色彩再现性及电视播放时的影像的色彩再现性。
[0088] 进而,通过使蓝绿色光源18C的光通量与红色光源18R的光通量的合计值为照明 装置整体的光通量的8%以上,从而能够确保充分的色彩再现性。若蓝绿色光源18C的光 通量与红色光源18R的光通量的合计值小于照明装置整体的光通量的8%,则蓝绿色光及 红色光的比例少,因此无法获得色彩再现性的充分提高。另外,蓝绿色光源18C的光通量与 红色光源18R的光通量的合计值相对于照明装置整体的光通量的上限是在确保色彩再现 性的范围内适当设定,但优选为25%以下。
[0089] 进而,通过使蓝绿色光源18C的光通量大于红色光源18R的光通量,从而既能提高 平均显色指数Ra,又能提高电视照明用显色评价指数Qa。
[0090] 而且,当照明装置10具备白色光源18W、蓝绿色光源18C及红色光源18R时,优选 的是,蓝绿色光源18C的光通量相对于白色光源18W的光通量的比小于24%,且红色光源 18R的光通量相对于白色光源18W的光通量的比小于13%。
[0091] 图8是横轴取蓝绿色光源18C相对于白色光源18W的光通量比,纵轴取红色光源 18R相对于白色光源18W的光通量比,表示以各光通量比混合而成的光的平均显色指数Ra 的分布。
[0092] 图9是横轴取蓝绿色光源18C相对于白色光源18W的光通量比,纵轴取红色光源 18R相对于白色光源18W的光通量比,表示以各光通量比混合而成的光的电视照明用显色 评价指数Qa的分布。
[0093] 另外,图8及图9中,使用相关色温5000K的白色光源18W、x= 0. 085且y= 0. 587 的蓝绿色光源18C、x= 0. 706且y= 0. 292的红色光源18R。
[0094] 并且,根据图8可知的是,要使平均显色指数Ra呈现出85以上的良好值,适当的 是纵轴小于13%,即红色光源18R的光通量相对于白色光源18W的光通量的比小于13%左 右。
[0095] 根据图9可知的是,要使电视照明用显色评价指数Qa呈现出85以上的良好值,适 当的是横轴小于24%,即蓝绿色光源18C的光通量相对于白色光源18W的光通量的比小于 24%左右。
[0096] 因此,对于呈现下述混光的照明装 置10而言,平均显色指数Ra与电视照明用显色 评价指数Qa均良好,能够提高实际的观察对象的色彩再现性及电视播放时的影像的色彩 再现性,所述混光是蓝绿色光源18C的光通量相对于白色光源18W的光通量的比小于24%, 且红色光源18R的光通量相对于白色光源18W的光通量的比小于13%的混光。
[0097] 接下来,图10表示第2实施方式。另外,对于与第1实施方式相同的结构使用相 同的符号,并省略针对该结构及作用效果的说明。
[0098] 图10表示竞技场的平面图,竞技场30具备进行竞技的场地31、围绕场地31而设 置的观众席32、及对竞技场30内(主要是场地31)进行照明的多个照明装置10。多个照 明装置10例如被设置在邻接于竞技场30而竖立设置的多个支柱33的上部,或者当竞技场 30具备屋顶时,多个照明装置10被设置于屋顶。
[0099] 照明装置10包含多个第1照明装置10a及至少1个第2照明装置10b。照明装置 10的基本结构与图1所示的结构同样。
[0100] 第1照明装置l〇a发出相关色温3000K~6500K的白色光,该分光分布与图2所 示的相对分光分布A同样。第1照明装置10a相当于图1所示的照明装置10的7个光源 18全部为白色光源18W的情况。
[0101] 第2照明装置10b发出如下所述的光,该光的峰值波长为490nm~520nm,半值宽 度为60nm以下,且在图3所示的xy色度图上满足0. 08彡x彡0. 21、0. 27彡y彡0. 72。第 2照明装置10b相当于图1所示的照明装置10的7个光源18全部为蓝绿色光源18C、或者 蓝绿色光源18C与红色光源18R这两者的情况。
[0102] 并且,将来自设置于竞技场30中的第1照明装置10a的光与来自第2照明装置 l〇b的光予以混合而照射至竞技场30内(主要是场地31)。
[0103] 照射面的分光分布成为来自第1照明装置l〇a的白色光、与来自第2照明装置10b 的蓝绿色光或者蓝绿色光及红色光混合而成的分光分布。该分光分布在第2照明装置10b 照射蓝绿色光且白色光与蓝绿色光的光通量比为90 :10的情况下,与图4所示的相对分光 分布B同样,在第2照明装置10b照射蓝绿色光及红色光且白色光、蓝绿色光与红色光的光 通量比为90 :6 :4的情况下,与图7所示的相对分光分布D同样。因此,能够提高平均显色 指数Ra及电视照明用显色评价指数Qa。
[0104] 并且,由于第1照明装置10a与第2照明装置10b独立,因此通过对设置在竞技场 30内的第1照明装置10a与第2照明装置10b的台数比进行调整,从而能够自由设定白色 光与蓝绿色光的光通量比或者白色光、蓝绿色光与红色光的光通量比。
[0105] 如此,通过与发出白色光的第1照明装置10a-同使用发出蓝绿色光的第2照明 装置l〇b或者发出蓝绿色光及红色光的第2照明装置10b,并调整这些照明装置的台数比来 设定光通量比,从而能够提高实际的观察对象的色彩再现性及电视播放时的影像的色彩 再现性。并且,能够提供用于实现竞技场30之类的照明空间中的色彩再现性提高的照明空 间设计方法。
[0106] 接下来,图11说明第3实施方式。另外,对于与所述实施方式相同的结构使用相 同的符号,并省略针对该结构及作用效果的说明。另外,照明装置10的基本结构与图1所 示的结构同样。
[0107] 图11表示照明装置10的光源18的剖面图。光源18是在基板40上安装有多 个蓝色LED41,并覆盖这些蓝色LED41而形成有荧光体层42。荧光体层42是在硅酮 (silicone)树脂等透明树脂中含有且均匀地分散有黄色荧光体43Y与绿色荧光体43G。
[0108] 蓝色LED41在400nm~480nm的区域中具有峰值波长。
[0109] 绿色荧光体43G在480nm~520nm的区域中具有峰值波长,并且半值宽度为50nm 以下。
[0110] 若将能量的最大值设为1,则从焚光体层42出射的光的相对分光分布在520nm~ 600nm的范围内为0. 6以上。
[0111] 光源18的分光分布成为将白色光与蓝绿色光混合而成的分光分布。该分光分布 与图4所不的相对分光分布B同样。
[0112] 如此,照明装置10是从光源18照射将白色光与蓝绿色光混合而成的光,因此不仅 能够提高平均显色指数Ra,而且能够提高电视照明用显色评价指数Qa,能够提高实际的观 察对象的色彩再现性及电视播放时的影像的色彩再现性。
[0113] 而且,在荧光体层42的透明树脂中,除了黄色荧光体43Y与绿色荧光体43G以外, 还可含有并均匀地分散有红色荧光体43R。
[0114] 红色荧光体43R在600nm~680nm的区域中具有峰值波长。
[0115] 若将能量的最大值设为1,则从焚光体层42出射的光的相对分光分布在520nm~ 660nm的范围中为0. 6以上。
[0116] 光源18的分光分布成为将白色光、蓝绿色光与红色光混合而成的分光分布。该分 光分布与图7所不的相对分光分布D同样。
[0117] 如此,照明装置10是从光源18照射将白色光、蓝绿色光与红色光混合而成的光, 因此不仅能够提高平均显色指数Ra,而且能够提高电视照明用显色评价指数Qa,能够提 高实际的观察对象的色彩再现性及电视播放时的影像的色彩再现性。
[0118] 对本实用新型的若干实施方式进行了说明,但这些实施方式仅为例示,并不意图 限定实用新型的范围。这些新颖的实施方式能够以其他的各种形态来实施,在不脱离实用 新型的主旨的范围内,可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含在实用新 型的范围或主旨内,并且包含在与其均等的范围内。
【主权项】
1. 一种照明装置,其特征在于,包括: 白色光源; 蓝绿色光源,在490nm~520nm的区域中具有峰值波长,且 所述蓝绿色光源的光通量相对于所述白色光源的光通量的比为30 %以下。2. 根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,包括: 红色光源,在620nm~660nm的区域中具有峰值波长, 所述蓝绿色光源与所述红色光源的合计光通量为照明装置整体光通量的8%以上。3. -种照明装置,其特征在于,包括: 白色光源,相关色温为3000K~6500K ;以及 第2光源,发出在xy色度图上满足0. 08 < X < 0. 21、0. 27 < y < 0. 72的光,且 所述第2光源的光通量相对于所述白色光源的光通量的比为30%以下。4. 根据权利要求3所述的照明装置,其特征在于,包括: 红色光源,在620nm~660nm的区域中具有峰值波长, 所述第2光源与所述红色光源的合计光通量为照明装置整体光通量的8%以上。5. -种照明装置,其特征在于,包括: 白色光源,相关色温为3000K~6500K ; 第2光源,发出在xy色度图上满足0. 08 < X < 0. 21、0. 27 < y < 0. 72的光;以及 第3光源,发出在xy色度图上满足0. 48 < X < 0. 72、0. 28 < y < 0. 45的光,且 所述第2光源的光通量相对于所述白色光源的光通量的比小于24 %且所述第3光源的 光通量相对于所述白色光源的光通量的比小于13%。6. -种照明装置,其特征在于,包括: 蓝色发光二极管,在400nm~480nm的区域中具有峰值波长;以及 荧光体层,包含黄色荧光体及绿色荧光体,且覆盖所述蓝色发光二极管,所述绿色荧光 体在480nm~520nm的区域中具有峰值波长并且半值宽度为50nm以下。7. 根据权利要求6所述的照明装置,其特征在于, 所述荧光体层包含在600nm~680nm的区域中具有峰值波长的红色荧光体。
【专利摘要】本实用新型提供一种照明装置,照明装置(10)包括白色光源(18W)及在490nm~520nm的区域中具有峰值波长的蓝绿色光源(18C);蓝绿色光源(18C)的光通量相对于白色光源(18W)的光通量的比为30%以下。本实用新型即使在利用电视摄像机进行拍摄并播放的情况下,也能够提高照明对象物的色彩再现性。
【IPC分类】F21S2/00, F21V19/00
【公开号】CN204717399
【申请号】CN201520157608
【发明人】野口瑶子
【申请人】东芝照明技术株式会社
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年3月19日

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