白色光源系统技术方案

能够通过美术馆的展示品等被要求与自然光同样的高彩色再现性的各种对象物的照明光源，考虑地域差、时间差地再现照射到地球上的太阳光，并且将能够放射担心对绘画等造成不良影响的紫外至蓝色发光成分被降低了的白色光的照明装置具体化。使用由紫外至紫色发光LED和荧光体的组合构成的至少4种白色光源，通过调节所使用的荧光体的材料种类、白色光源的混合比，来连续地再现特定季节、特定地域的太阳光的一日的变化，并且再现通过装置构造的研究而照顾到安全方面等的白色光。

White light source system

Can the gallery lighting displays are required with natural light as high color reproducibility of various objects, considering the regional difference and the difference of time to reproduce the solar light radiated to earth, and will be able to worry about radiation lighting device specific adverse effects on painting and UV to blue light composition was reduced by white light. By using a combination of UV light emitting phosphor to purple LED and composed of at least 4 white light source, through the mixed type, regulating use of the phosphor material than white light source, to continuously reproduce certain seasons, specific regions of the solar day changes, and now through the research on the structure of a device and take care of to the safety aspects of the white light.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】白色光源系统
本专利技术涉及要求与太阳光同等的自然光的照明，例如美术馆等中的展示物、在医院等中不得不长期入院的患者、以及要求高彩色再现的家庭内或办公室等的照明所使用的白色光源以及白色光源系统。
技术介绍
在美术品、工艺品中，作品所具有的色彩是最重要特性之一，但是由于例如绘画、罐自身不发光，所以在美术馆等中鉴赏展示物时的照明也具有与作品相同的重要意义。这是因为展示物的鉴赏者观察从照明光源照射出的可见光中的被展示物的表面反射后的光。不管艺术家表现了如何优美的色彩，如果对展示物照射的光源中不包括与特定的色彩对应的发光成分，则鉴赏者也只能以暗淡、缺乏色彩感觉的色调观察展示物。在这样的照明用途中最希望的光源是太阳光。太阳光如由连续的光的波长成分构成那样，几乎均衡地包括作为可见光波长的400nm到780nm的所有光成分，能够将自然界中存在的所有的颜色再现为该物质具有的本来的颜色。然而，无论太阳光作为光源如何出色，也不会将绘画等高级美术品在屋外明亮的空间中直接暴露于太阳光来进行鉴赏。收藏于美术馆等特定的场所来进行鉴赏一部分是为了防止被雨风损坏、被盗取等事故，但除了这些以外的重要理由是保护美术品不被照射大量的光。这是因为太阳光包括所有的波长的可见光，同时也包括紫外光、红外光等可见光以外的发光成分。特别是由于紫外光与可见光相比能量较强，所以如果直接暴露于太阳光，则会加快有历史的绘画等的退色、脆化等。因此，需要人工光源，需要除了能够进行光量的调节、使紫外线量极力减少等的人工光才具有的便利的特长之外，还能够尽量忠实地再现太阳光的光源。另一方面，作为人工光源，近年来从节能、减少二氧化碳排量的观点出发，使用了LED(发光二极管)的光源备受瞩目。与使用了钨丝的以往的白炽灯相比，能够实现寿命长且节能，由于其便利性所以LED照明迅速地打开市场。最初的LED照明大多是将蓝色发光的LED与黄色发光的荧光体组合来获得白色光的类型的照明，只能再现缺乏热度的不自然的白色。然而，在LED产品扩大市场的同时性能提高也很显著，进行了与LED和荧光体的组合有关的各种改进，结果，开发出几种能够再现太阳光的白色光源。专利文献1是涉及具有与太阳光同等的发光光谱的白色光源的专利技术，使色温不同的太阳光以相同的色温的黑体辐射光谱再现。在该专利技术中，相对于与时间一起变化的各种色温的太阳光，能够获得不仅表观上的白色光近似甚至包括光谱形状在内也近似的白色光源。专利文献2是涉及使用了白色光源的照明系统的专利技术，涉及照明的对象以人等为中心的办公室照明等。在能够一边检测屋外光的变化、一边调整屋内光的色温、照度的系统中，能够获得与人类的生理现象、季节引起的变化对应的白色照明。另外，专利文献3是涉及将不同色温的多个发光二极管模块组合而成的人工太阳光系统的专利技术，能够再现照射到地球上的不同纬度、经度的地点的太阳光的色温的变化。在先技术文献[专利文献1]国际公开第2012/144087号公报[专利文献2]日本特开2011－23339号公报[专利文献3]日本特表2009－540599号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于，涉及在对如美术馆等的展示品、长期入院患者那样需要与太阳光同等的自然照明的对象能够使用的人工光源系统中，能够尽量接近太阳光、并且即便是因时间、场所而变化的太阳光的微妙差异也能连续地再现的照明系统。近年来，关于能够再现太阳光的人工光源，如专利文献1至3所示那样，提出了几个专利，并且与这些不同地将太阳光再现作为卖点的产品也在市场上出现很多。在这些照明产品中，只是近似于某一瞬间的太阳光的光源；或即便是捕捉到太阳光的变化的情况，也几乎都着眼于太阳光的表观上的色温变化来谋求太阳光近似的产品。其中，也有如专利文献3那样想要控制因时间、场所的不同引起的太阳光的色温以及光特性变化数据的想法，但在专利文献3的情况下，对于色温以外的光特性变化没有进行具体的说明、改进。然而，太阳光的变化并不仅限于色温。例如，也根据照射率、纯度/浊度而变化。除了色温以外还包括这些要素的微妙的变化成为每个地域产生不同的风土的大的因素。例如，在将日本国内分为日本海侧和太平洋侧的情况下，日本海侧的地域阴天、雨、雪的日子多，由于大气中包含很多水蒸气、灰尘等浮游物，所以太阳光产生暗影，物的颜色看起来浑浊。在另一方的太平洋侧，由于水蒸气少，所以大气的纯度高，物看起来为清澈的颜色。由于这样的情况，所以根据地域对颜色的偏好产生不同，存在居住在日本海侧的人们喜欢浊色，太平洋侧的人们喜欢清色的趋势。绘画等美术品是人的创作。因此，虽然是个人的原始作品，但作品所具有的色彩表现无法避免环境的影响。如果是写实画当然如此，即便是抽象画的情况，也存在强调红或强调蓝，喜欢清色或喜欢浊色，这些的选择自身已经受到风土等的影响的可能性，相反，即便这些的选择是纯粹基于个人感性的选择，既然通过来自光源的反射光来识别创作物的色表现，那么也不能避免影响。即，即使作者以个人的意图强调了红色，但关于其程度，当然受到光源中所包含的相同的波长的红色成分的量的影响。因此，在美术鉴赏等中，为了理解作品的真正价值，除了再现太阳的自然光以外，再现与制作作品的光环境相同的光环境也非常重要。即，应该只有在与作品被制作的国家、地域、季节、时间、甚至时代、天气等等作者体验到的相同的光下进行鉴赏，才能够以与作者相同的立场来理解作品。用于解决课题的手段在本专利技术的白色光源中，以再现各种色温的太阳光作为基本。即，每当再现特定的色温的太阳光时，以将与太阳光相同的色温的黑体辐射光谱视为太阳光线的光谱，并使其形状也近似作为基本。可认为太阳是黑体的1种，黑体的辐射光谱曲线与太阳光的发光光谱曲线的一致性良好，实际的太阳光线的光谱分布接近于5800K的黑体辐射光谱。但是，到达地球上的实际的太阳光的发光光谱与黑体辐射光谱产生了若干差异。这是因为即使从太阳照射的白色光近似为黑体辐射的光谱，在到达地面为止的期间，也通过地表上的空气、水蒸气甚至灰尘等的层，导致特定波长的光散射。虽然蓝色光的散射等引起的宏观的变化能够作为色温的变化来应对，但难以通过人工再现出在发光光谱的特定波长域产生的微小的凹凸波形。然而，这样的微小的差异是产生因地域引起的风土不同的因素，本专利技术致力于能够包括微小的差异在内来进行应对。具体而言，对于达到了地面的太阳光的光谱和与太阳光相同的色温的黑体辐射光谱的差异，将其不同的程度换算为与黑体轨迹的偏差，再现具有规定的偏差的相关色温的白色光。在本专利技术的白色光源中，除了上述那样的、再现因地域差引起的微妙的色变化之外，还连续再现时刻变化的太阳光的色温变化，通过人工光源提供极其自然的太阳光。而且，在本专利技术的白色光源中，使被视为对绘画、人体有害的紫外光、蓝色光的发光成分比以往的人工光源大幅降低，提供在所有的方面采取太阳光的优点且自然的白色光。根据实施方式，能够提供以下的专利技术。[1]一种白色光源，其特征在于，在将具有相对于黑体辐射轨迹的偏差duv为±0.005以下的特定的相关色温的白色光源的发光光谱设为P(λ)，将对应的色温的黑体辐射的发光光谱设为B(λ)，将光谱光视效率的光谱设为V(λ)，将P(λ)×V(λ)为最大的波长设为λmax1，将B(λ)×V(λ)为最大的波长设为λmax2时，满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白色光源系统，其特征在于，能够再现黑体辐射的轨迹上的特定色温的白色光以及具有与上述黑体辐射的轨迹之间的特定偏差的差异的相关色温的白色光，在将从上述白色光源系统射出的白色光的发光光谱设为P(λ)，将对应的色温的黑体辐射的发光光谱设为B(λ)，将光谱光视效率的光谱设为V(λ)的情况下，当在λ为380nm至780nm的波长区域中P(λ)、B(λ)、V(λ)满足下述式(1)时，上述P(λ)以及上述B(λ)在波长范围400nm至495nm中满足下述式(2)，[数1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.24 JP 2015-126776;2016.04.18 JP 2016-082961.一种白色光源系统，其特征在于，能够再现黑体辐射的轨迹上的特定色温的白色光以及具有与上述黑体辐射的轨迹之间的特定偏差的差异的相关色温的白色光，在将从上述白色光源系统射出的白色光的发光光谱设为P(λ)，将对应的色温的黑体辐射的发光光谱设为B(λ)，将光谱光视效率的光谱设为V(λ)的情况下，当在λ为380nm至780nm的波长区域中P(λ)、B(λ)、V(λ)满足下述式(1)时，上述P(λ)以及上述B(λ)在波长范围400nm至495nm中满足下述式(2)，[数1]P(λ)/B(λ)≤1.8(2)。2.根据权利要求1所述的白色光源系统，其特征在于，上述P(λ)以及上述B(λ)在波长范围400nm至495nm中满足下述式(5)，P(λ)/B(λ)≤1.5(5)。3.根据权利要求1或2所述的白色光源系统，其特征在于，上述P(λ)在380nm至780nm的波长范围示出没有中断的连续的发光光谱。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，能够再现黑体辐射的轨迹上的特定范围的色温的白色光和与上述白色光的色温之间的偏差处于±0.005duv的范围内的任意的相关色温的白色光。5.根据权利要求4所述的白色光源系统，其特征在于，能够再现黑体辐射的轨迹上的2000K至6500K的色温的白色光和与上述白色光的色温之间的偏差处于±0.005duv的范围内的任意的相关色温的白色光。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，在将P(λ)×V(λ)成为最大的波长设为λmax1，将B(λ)×V(λ)成为最大的波长设为λmax2时，满足下述式(3)，－0.2≤[(P(λ)×V(λ))/(P(λmax1)×V(λmax1))－(B(λ)×V(λ))/(B(λmax2)×V(λmax2))]≤+0.2(3)。7.根据权利要求6所述的白色光源系统，其特征在于，满足下述式(4)，－0.1≤[(P(λ)×V(λ))/(P(λmax1)×V(λmax1))－(B(λ)×V(λ))/(B(λmax2)×V(λmax2))]≤+0.1(4)。8.一种白色光源系统，其特征在于，能够再现黑体辐射的轨迹上的特定范围的色温的白色光和与上述黑体辐射的轨迹具有特定偏差的差异的相关色温的白色光，从上述白色光源系统射出的白色光的一般显色指数Ra为95以上，显色指数R1至R8以及特殊显色指数R9至R15全部为85以上。9.根据权利要求8所述的白色光源系统，其特征在于，从上述白色光源系统射出的白色光的一般显色指数Ra为97以上，显色指数R1至R8以及特殊显色指数R9至R15全部为90以上。10.根据权利要求8或9所述的白色光源系统，其特征在于，在将从上述白色光源系统射出的白色光的发光光谱设为P(λ)时，上述P(λ)在380nm至780nm的波长范围示出没有中断的连续的发光光谱。11.根据权利要求8至10中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，能够再现黑体辐射的轨迹上的2000K至6500K的色温的白色光和与上述白色光的色温之间的偏差处于±0.005duv的范围内的任意的相关色温的白色光。12.根据权利要求8至11中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，在将从上述白色光源系统射出的白色光的发光光谱设为P(λ)，将对应的色温的黑体辐射的发光光谱设为B(λ)，将光谱光视效率的光谱设为V(λ)，将P(λ)×V(λ)成为最大的波长设为λmax1，将B(λ)×V(λ)成为最大的波长设为λmax2时，满足下述式(3)，－0.2≤[(P(λ)×V(λ))/(P(λmax1)×V(λmax1))－(B(λ)×V(λ))/(B(λmax2)×V(λmax2))]≤+0.2(3)。13.根据权利要求12所述的白色光源系统，其特征在于，满足下述式(4)，－0.1≤[(P(λ)×V(λ))/(P(λmax1)×V(λmax1))－(B(λ)×V(λ))/(B(λmax2)×V(λmax2))]≤+0.1(4)。14.根据权利要求8至13中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，在将从上述白色光源系统射出的白色光的发光光谱设为P(λ)，将对应的色温的黑体辐射的发光光谱设为B(λ)，将光谱光视效率的光谱设为V(λ)的情况下，当在λ为380nm至780nm的波长区域中P(λ)、B(λ)、V(λ)满足下述式(1)时，上述P(λ)以及上述B(λ)在波长范围400nm至495nm中满足下述式(2)，[数2]P(λ)/B(λ)≤1.8(2)。15.根据权利要求14所述的白色光源系统，其特征在于，上述P(λ)以及上述B(λ)在波长范围400nm至495nm中满足下述式(5)，P(λ)/B(λ)≤1.5(5)。16.根据权利要求1至15中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，上述白色光源包括射出发光峰值波长为360nm～420nm的紫外至紫色的一次光的LED和吸收来自上述LED的一次光并射出白色的二次光的荧光体。17.根据权利要求16所述的白色光源系统，其特征在于，还包括含有上述荧光体以及树脂的荧光体层。18.根据权利要求17所述的白色光源系统，其特征在于，上述荧光体层的膜厚为0.07mm以上1.5mm以下。19.根据权利要求17或18所述的白色光源系统，其特征在于，上述荧光体层中的上述荧光体的质量比为60质量％以上90质量％以下。20.根据权利要求16至19中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，上述荧光体的平均粒径为5μm以上50μm以下。21.根据权利要求17至21中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，上述荧光体层形成为覆盖上述LED，从上述白色光源系统射出的LED一次光的强度为0.4mW/lm以下。22.根据权利要求16至21中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，上述荧光体是蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体中的至少3种荧光体的混合物。23.根据权利要求22所述的白色光源系统，其特征在于，上述荧光体是从由蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体以及红色荧光体构成的组中选择的至少4种荧光体的混合物。24.根据权利要求22或23所述的白色光源系统，其特征在于，上述荧光体的混合物中还含有蓝绿色荧光体。25.根据权利要求22至24中任意一项所述的白色光源系统，其特征在于，将上述荧光体的混合物所包含的各荧光体的发光光谱的峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：山川昌彦，八木典章，小林薰平，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝高新材料公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP