JPH0565099U - 高演色性光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 充分な光量を確保しつつ省電力化された色再
現の忠実な光源として、また目的に応じた分光特性に自
在に調光可能な汎用性のある蛍光管光源装置を提供す
る。 【構成】 発光効率の高い蛍光管（例えば、３波長昼光
色蛍光管ＥＸーＤ）と該蛍光管の理想光源に比して不足
するエネルギー波長域（例えば６５０ｎｍ以上の波長
域）を補うカラー管（例えば赤管）を近在させた異種蛍
光管の組と、上記蛍光管光出力の調整を可能とする電源
供給装置と、該電源供給装置をコントロールする制御器
とで成り、上記各蛍光管の光出力が加色混合され、色
相、彩度、色温度の３要素を自在に制御できるように構
成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、近在する異種蛍光管の組と、調光を可能とする電源供給装置及び制 御器とで構成され、各々蛍光管の光出力を制御・加色混合して得られる高演色性 光源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、「視覚と照明」の関係が産業界で重要視されている。

【０００３】 即ち、ショウケース等物品展示照明における光源の光色や、対象物がどれだけ 自然の色に近づいているか、また美しく見せられるかという演色性が見る者の印 象に重要な要因となっており、効果的照明の重要性が認識されている。

【０００４】 また、ＦＡ関連においても、ビデオカメラによる画像処理応用や各種カラーセ ンサー応用のセンシングで使用される光源の光色、色温度等が機器の感度に重要 な影響を与えている。

【０００５】 さらには、仕事場における不適正な照明下での長時間の作業は眼の疲労を早め 、作業効率が低下することにつながる。

【０００６】 したがって、上記のような種々の目的に応じた適正な照明の実現が強く期待さ れている。

【０００７】 従来、上記適正な照明の要請に対して、異種蛍光管を組み合わせた高演色性光 源装置は特になく、用途、目的別に蛍光管そのものが開発され、商品化されてき た。

【０００８】 即ち、蛍光管への封入ガスの選定、同ガス圧の調整、色覚反応の最も強い光の ３原色の青（波長４５０ｎｍ）、緑（波長５４０ｎｍ）、赤（波長６１０ｎｍ） を中心とする光エネルギー分布（分光特性）の調整、蛍光物質の選定および調整 、着色バルブの採用等々の手段により、分光特性を変化させることにより、種々 の用途別蛍光管を商品化し各種目的への対応をなしてきた。

【０００９】 例えばショウケース照明の分野では食肉展示用蛍光管としてＮＰ管、魚展示用 蛍光管としてＰＯ管等がある。

【００１０】 一方、上記のように特化された用途、目的別対応の蛍光管の開発と共に、蛍光 管光源による自然光に近い色再現の忠実度を追求した蛍光管も開発されている。 例えば、演色ＡＡ白色管（ＷーＳＤＬ）や３波長昼光色管（ＥＸーＤ、ＥＸーＮ ）が高演色性（平均演色評価数Ｒａ８０以上）と言われている。

【００１１】 現在商品化されている代表的な蛍光管を表１に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】 また、これら蛍光管の分光特性を図６に示す。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、上記のように目的・用途別に個々に開発された蛍光管において は、その開発目的充足度、価格、納期、選択等に様々な問題が生ずる。

【００１５】 即ち、蛍光管には潜在的に理想光源からの隔たりがあり、この解決手段として 上記目的別蛍光管の対応が採られているが、結果として非常に多くの蛍光管が誕 生している。

【００１６】 この結果、個別対応の蛍光管では汎用性を欠き、用途が限定される。また、個 別効果の最適化には蛍光管選択の難しさを伴い、顧客の満足度は必ずしも高くは ない。

【００１７】 効果的照明への期待は光色変化にあり、微妙な変化の与えられる光源がより今 日的ニーズであり、上記問題の解決への要請は多くの分野で根強いものがある。

【００１８】 一方、色再現の忠実度を上げる目的のためには、理想的には図８に示すような エネルギー分布を持つ３原色光源の加色混合によって得られるものが良いとされ ているが、蛍光管による各３原色の単光源の実現は難しい。

【００１９】 そこで上記理想光源の分光特性にできるだけ近づけた分光特性を１本の蛍光管 に持たせるべく高発光効率、高演色性蛍光管の開発がなされているが、最近の具 体例で詳述すると、高演色性蛍光管として多用されているＥＸシリーズについて は、全光束３３５０ルーメンで高発光効率といえるが、分光特性の青、緑、赤の アンバランス、特に赤系エネルギーの不足（図６における６５０ｎｍ以上の波長 領域）があり、理想光源からは程遠い状況にある。また、高演色性蛍光管のＷー ＳＤＬ、ＮＰ管等は全光束が低く、高演色性と発光効率とは必ずしも両立せず、 消費電力の観点からも満足できる状況にはない（表１参照）。

【００２０】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低消費電力を維持しつつ、 汎用性を持たせ、高発光効率、高演色性を実現した高演色性光源装置を提供する ものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、発光効率の高い蛍光管と該蛍光管の理想光源に比して不足するエネ ルギー波長域を補うカラー管を近在させた異種蛍光管の組と、上記蛍光管光出力 の調整を可能とする電源供給装置と、該電源供給装置をコントロールする制御器 とで構成され、上記各蛍光管の光出力を加色混合し、色相、彩度、色温度の３要 素を自在に制御可能としたことを特徴とする高演色性光源装置を提供することに より上記目的を達成するものである。

【００２２】

【作用】

本考案における光源装置においては、発光効率の高い蛍光管によって充分な光 量を確保することができる。

【００２３】 また、上記蛍光管の理想光源に比して不足するエネルギー波長域は該波長域を 発光するカラー管を近在させることにより補われる。

【００２４】 さらに、上記異種蛍光管の組において、各蛍光管のインバータを制御器によっ てコントロールできるので、自在に分光特性の異なる光源を得ることができる。

【００２５】

【実施例】

本考案の高演色性光源装置に関する実施例を図面に基いて説明する。

【００２６】 図１は本考案に係わる高演色性光源装置の構成図である。図中ｎ個の蛍光管Ｆ Ｌー１、ＦＬー２、・・・ＦＬーｎは各々商用電源１２、インバータ１・・・ｎ によって点灯され、安定点灯状態が維持される一方、制御器１１によって各イン バータの供給電流ｉ１、ｉ２、・・・ｉｎを制御信号１３によって制御し各々蛍 光管の光出力をコントロールする（以下、調光とも称す。）。

【００２７】 図２は上記１個の蛍光管ＦＬー１についての調光機構を示す構成図であり、イ ンバータが具備する光出力調整回路を制御器からの制御信号１３により制御する 。

【００２８】 調整器は無段階調光モード、スイッチモード（段階的調光）、メモリモード（ ＩＣメモリによる再現）等種々のモード設定が可能であり、バラエティーに富ん だ光源が実現される。なお、上記出力回路、光出力調整回路は既知の回路で実現 されるが、付言すれば前述のように調光はインバータ出力電流の制御により、例 えばインバータ周波数を変化させることにより達成される。

【００２９】 図３は本考案に係わる高演色性光源装置をショーケース１５に適用した場合で あり、２種の蛍光管を使用して加色混合により１本の蛍光管では成し得ない光色 を出し、展示物によりマッチした光源を提供した事例である。

【００３０】 従来ショーケース用光源として、ＷーＳＤＬ、ＰＯ、ＶＩ、ＮＰ管等の比較的 用途を限定した特殊管が１種類で、ある程度距離をおいて使用される場合が多い が、本実施例では図中で示されるように、通常の蛍光灯器具より若干カラー管１ ８と昼光色管１９との距離を狭めて近在させ、２灯の光混合をより確実にしてい る。

【００３１】 本考案者の研究によれば、３波長昼光色管ＥＸーＤ管とカラーＲ（赤）管或い は（青）管を組み合わせた場合においては、ＥＸーＤ管の使用により光量が増加 し、ＷーＳＤＬ管との比で５４％、ＰＯ管との比で３７％、ＶＩ管との比で９７ ％、ＮＰ管との比で１１１％の光量が増加した。

【００３２】 各々の用途で現行レベルを許容するならば、当然そのアップ分の節電が可能と なる。肉用のＶＩやＮＰ等では少なくとも３０〜４０％の省電力が見込まれ、４ ０Ｗの場合では１５Ｗ以上が可能となる。当然ながら、組み合わせたカラー管の 電力は増すこととなるが、実用上の必要エネルギーからすると約５０％の調光が 適正値となり、総合的には若干の電力増で済む。

【００３３】 ＥＸーＤ管とカラーＲ（赤）管の例で述べると以下の様になる。

【００３４】 図４の分光特性を表す図において、ＥＸーＤ管のスペクトラムは特に赤系（６ ５０ｎｍ以上）が不足しており、ここにカラーＲ（赤）管の光を加色混合すると 、赤系の色相、彩度が拡大・上昇し、色再現性や演色性が大幅に改善されること が判る（斜線部分）。

【００３５】 次に、図５に各蛍光管の色温度と加色混合による色温度の変化を色度図上に示 す。

【００３６】 色温度についても調光次第であるが、図中の太矢印で示されるように原理的に はカラーＲ（赤）管の場合は２３００Ｋ〜６４００Ｋまで、カラーＢ（青）管の 場合は６４００Ｋ〜４００００Ｋまで変化させ得ることとなる。光量を確保して 実用上支障のない範囲はカラーＲ（赤）管の場合で４６００Ｋ〜５８００Ｋ、カ ラーＢ（青）管の場合６５００Ｋ〜７８００Ｋ程度となる。

【００３７】 なお、以上に述べた本考案に係わる高演色性光源装置は、本考案の主眼が発光 効率の高い蛍光管と、該蛍光管の不足するエネルギー波長域を補う異種の蛍光管 とを組み合わせて加色混合させるところにあり、上記思想に基づく他の高演色性 光源装置に及ぶことは言うまでもない。

【００３８】

【考案の効果】

本考案に係わる高演色性光源装置は、上記のように構成されているため、以下 に記載するような効果を有する。

【００３９】 （１）充分な光量を確保しつつ省電力化され、且つ高い演色性を備えた光源と して使用できるという優れた効果を有する。

【００４０】 （２）また、調光できるので用途を限定することなく、各種目的に応じた光源 として利用できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係わる高演色性光源装置の構成図。

【図２】 調光機構を示す構成図。

【図３】 本考案に係わる高演色性光源装置を有するシ
ョーケース。

【図４】 ＥＸーＤ管、カラー管の分光特性図。

【図５】 上記蛍光管の色温度と加色混合による色温度
の変化を表す色度図。

【図６】 各種蛍光管の分光特性図。

【図７】 理想的エネルギー分布を持つ３原色光源の分
光特性図。

【符号の説明】

１１ 制御器 １２ 商用交流電源 １３ 制御信号 １５ ショウケース １６ インバータ １８ カラー管 １９ 昼光色管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光効率の高い蛍光管と該蛍光管の理想
   光源に比して不足するエネルギー波長域を補うカラー管
   を近在させた異種蛍光管の組と、上記蛍光管光出力の調
   整を可能とする電源供給装置と、該電源供給装置をコン
   トロールする制御器とで構成され、上記各蛍光管の光出
   力を加色混合し、色相、彩度、色温度の３要素を自在に
   制御可能としたことを特徴とする高演色性光源装置。