JP6735514B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、ディスプレイの文字の読みやすさ感を向上させることができる照明装置に関する。

ユーザが作業を行う際の環境光については様々な検討がなされている。例えば、机上の書類等の文字を見る視作業時には、文字の視認性を良くするために照明装置が用いられる。従来、紙面の白さ感を高めて紙面の文字を読みやすくする照明光を照射する照明装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１４−０７５１８６号公報

これまで、ディスプレイに対する最適な環境光の推奨がなされておらず、従来の照明装置の照明光では、ディスプレイの文字が読みやすいとはいえない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ディスプレイの文字の読みやすさ感を向上させることができる照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置の一態様は、ディスプレイ用照明として第１照明光を照射する発光部を備え、前記第１照明光の光特性は、相関色温度が３８００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、色偏差Ｄｕｖが−９以上０以下の範囲で、内因性光感受性網膜神経節細胞（ｉｐＲＧＣ）刺激量がＤ６５光源から照射される光で規格化した値で０．６以上である。

ディスプレイの文字の読みやすさ感を向上させることができる。

実施の形態に係る照明装置の斜視図である。 実施の形態に係る照明装置の分解斜視図である。 実施の形態に係る照明装置における光源ユニットの断面斜視図である。 実施の形態に係る照明装置における光源ユニットを発光部側から見たときの斜視図である。 実施の形態に係る照明装置における発光部及びＬＥＤ素子の分光分布を示す図である。 複数の色温度の照明光に対する無地の普通紙（白）の色度と黒印字の色度とを示す図である。 複数の色温度の照明光に対するディスプレイの白色表示の色度と黒色表示の色度とを示す図である。 環境光の色偏差と環境光下のディスプレイの黒色表示及び白色表示の各色度との関係を示す図である。 ｘｙ色度図において紙の色みと文字の読みさすさ感との関係を示す図である。 ディスプレイの文字の読みやすさ感に関する実験を行うときのディスプレイのレイアウトを示す図である。 ディスプレイに表示された黒マスク画面の一例を示す図である。 ディスプレイに表示された文章画面の一例を示す図である。 ディスプレイの文字の読みやすさ感に関する実験を行うときの被験者の動きを示す図である。 ディスプレイの文字の読みやすさ感に関する実験を行うときの記入用紙を示す図である。 テスト光の黒さ感に関する実験結果を示す図である。 テスト光の白さ感に関する実験結果を示す図である。 テスト光の文字の読みやすさ感に関する実験結果を示す図である。 相関色温度及び色偏差に関する絶対評価による等黒色レベル線の分布を示す図である。 ｉｐＲＧＣ刺激量と瞳孔径との関係を示す図である。 実施の形態に係る照明装置の発光部が発する第１照明光の最適色度領域を示す色度図である。 変形例１に係る照明装置における発光部及びＬＥＤ素子の分光分布を示す図である。 変形例２に係る照明装置の発光部の構成を示す図である。 変形例２に係る照明装置における発光部及びＬＥＤ素子の分光分布を示す図である。 変形例３に係る照明装置の発光部の構成を示す図である。 変形例３に係る照明装置における発光部及びＬＥＤ素子の分光分布を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表しており、本実施の形態では、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、Ｚ軸に垂直な方向（ＸＹ平面に平行な方向）を水平方向としている。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、且つ、いずれもＺ軸に直交する軸である。

（実施の形態）
まず、実施の形態に係る照明装置１の全体構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る照明装置１の斜視図である。図２は、同照明装置１の分解斜視図である。

照明装置１は、天井又は壁等の造営材に取り付けられる照明器具である。本実施の形態において、照明装置１は、例えば長尺状のシーリングライトであり、照明光として白色光を照射する。

図１及び図２に示すように、照明装置１は、光源ユニット１０と、器具本体２０とを備える。

光源ユニット１０は、電源装置から供給される電力によって白色光を発する。電源装置は、照明装置１に内蔵されていてもよいし、照明装置１の外部に配置されていてもよい。図２に示すように、光源ユニット１０は、器具本体２０の開口部２１に固定されている。

器具本体２０は、光源ユニット１０を保持する保持部材であり、例えば吊りボルト等によって天井に固定される。器具本体２０は、例えば板金製であり、金属板に曲げ加工等を施すことにより、長尺且つ扁平な箱形状に形成されている。器具本体２０の下面には、長尺状で矩形状の開口部２１が設けられている。

本実施の形態において、照明装置１は、発光態様として、光源ユニット１０から第１照明光が照射されるディスプレイ用照明モード（第１モード）と、光源ユニット１０から第２照明光が照射される紙面用文字見えモード（第２モード）とを有する。ディスプレイ用照明モードと紙面用文字見えモードとを切り替えることにより、照明装置１の発光態様を切り替えることができる。

次に、光源ユニット１０の詳細な構成について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、実施の形態に係る照明装置１における光源ユニット１０の断面斜視図であり、図２のIII−III線における断面を示している。図４は、同光源ユニット１０を発光部１００側から見たときの斜視図である。

図３に示すように、光源ユニット１０は、発光部１００と、発光部１００を支持する基台２００と、発光部１００を覆う透光カバー３００とを備える。

発光部１００は、固体発光素子を有する光源である。具体的には、発光部１００は、固体発光素子としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を有するＬＥＤモジュールであり、照明光として白色光を発する。発光部１００は、基台２００に取り付けられる。

図３及び図４に示すように、発光部１００は、基板１１０と、基板１１０に配置されたＬＥＤ素子１２０とを有する。本実施の形態における発光部１００は、表面実装（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプの発光モジュールであり、基板１１０にはＬＥＤ素子１２０が実装されている。

基板１１０は、ＬＥＤ素子１２０を実装するための実装基板である。基板１１０は、例えば、長尺矩形状の基板であり、例えば、樹脂基板、メタルベース基板又はセラミック基板等である。基板１１０は、基台２００に載置されて基台２００に固定される。

基板１１０には、例えば複数のＬＥＤ素子１２０が基板１１０の長手方向に沿って直線状に所定の間隔で実装されている。

本実施の形態において、各ＬＥＤ素子１２０は、ＳＭＤタイプの発光素子であり、樹脂製等の容器（パッケージ）と、容器内に配置されたＬＥＤチップ（ベアチップ）と、ＬＥＤチップを封止する封止部材とを備える。

各ＬＥＤ素子１２０は、白色光を発する白色ＬＥＤ光源であり、例えば、ＬＥＤチップとしては、通電されると青色光を発する青色ＬＥＤチップが用いられ、容器に充填される封止部材としては、黄色蛍光体及び赤色蛍光体を含むリコーン樹脂（蛍光体含有樹脂）が用いられる。

図４に示すように、複数のＬＥＤ素子１２０は、第１ＬＥＤ素子１２０ａと、第１ＬＥＤ素子１２０ａよりも色温度が低い第２ＬＥＤ素子１２０ｂとによって構成されている。本実施の形態において、第１ＬＥＤ素子１２０ａ及び第２ＬＥＤ素子１２０ｂは１つずつ交互に配置されているが、第１ＬＥＤ素子１２０ａ及び第２ＬＥＤ素子１２０ｂの並び順及び個数は、これに限るものではない。

第１ＬＥＤ素子１２０ａは、相関色温度が５０００Ｋ以上７２００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源である。また、第２ＬＥＤ素子１２０ｂは、相関色温度が２７００Ｋ以上３８００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源である。

本実施の形態において、第１ＬＥＤ素子１２０ａは、相関色温度が６５００Ｋであり、図５に示される分光分布ａの光を発する。また、第２ＬＥＤ素子１２０ｂは、相関色温度が２７００Ｋであり、図５で示される分光分布ｂの光を発する。この場合、第１ＬＥＤ素子１２０ａと第２ＬＥＤ素子１２０ｂとが発光すると、発光部１００は、相関色温度が５０００Ｋを実現することができ、図５に示される分光分布ｍｉｘの光を発する。

また、発光部１００は、調色制御可能に構成されており、色温度を変更することができる。例えば、第１ＬＥＤ素子１２０ａ及び第２ＬＥＤ素子１２０ｂの各々を調光することで、発光部１００を、２７００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲内の相関色温度で調色することができる。なお、第１ＬＥＤ素子１２０ａの相関色温度を７２００Ｋにすることで、発光部１００を２７００Ｋ以上７２００Ｋ以下の範囲内の相関色温度で調色することができる。

発光部１００は、ディスプレイ用照明として第１照明光を照射する。この第１照明光の光特性は、相関色温度が３８００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、色偏差Ｄｕｖが−９以上０以下の範囲で、内因性光感受性網膜神経節細胞（ｉｐＲＧＣ；ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｒｅｔｉｎａｌ ｇａｎｇｌｉｏｎ ｃｅｌｌ）刺激量がＤ６５光源から照射される光で規格化した値で０．６以上である。

また、発光部１００は、紙面用文字見え照明（紙面読み書き用照明）として第２照明光を照射する。この第２照明光の光特性は、相関色温度が５４００Ｋ以上７０００Ｋ以下の範囲で、色偏差Ｄｕｖが−６以上８以下の範囲で、Ｔｈｅ ＣＩＥ １９９７ Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｃｏｌｏｒ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ Ｍｏｄｅｌ （Ｓｉｍｐｌｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ）で規定される算出方法を用いて求められたクロマ値が２．０以下である。

このように構成される発光部１００は、基台２００に取り付けられる。具体的には、発光部１００の基板１１０が基台２００に固定される。基台２００は、金属製の長尺状の筐体であり、例えばＳＰＣＣ（Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｃｏｌｄ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ；冷間圧延鋼板）等からなる金属板に曲げ加工等を施すことにより形成することができる。

図３に示すように、基台２００に取り付けられた発光部１００は、透光カバー３００によって覆われる。透光カバー３００は、発光部１００（ＬＥＤ素子１２０）からの光を透過する透光性のカバー部材である。透光カバー３００は、例えば長尺状をなす略半円筒形状である。

透光カバー３００は、例えばアクリルやポリカーボネート等の透光性樹脂材料又はガラス材料等の透光性を有する材料で構成されている。

透光カバー３００は、さらに、光拡散性（光散乱性）を有していてもよい。つまり、透光カバー３００は、透明カバーではなく、透光性及び光拡散性を有する拡散カバーであってもよい。透光カバー３００に光拡散性を持たせることで、指向性の強いＬＥＤ素子１２０の光を散乱させることができるので、複数のＬＥＤ素子１２０の発光の明暗差によるつぶつぶ感（輝度むら）を抑制できる。

例えば、透光性樹脂材料に光反射微粒子等の光拡散材を分散させて透光カバー３００を成形したり、透明部材からなる透光カバー３００の表面（内面又は外面）に光拡散材等を含む乳白色の光拡散膜を形成したりすることによって、透光カバー３００に光拡散性を持たせることができる。あるいは、光拡散材を用いるのではなく、透明部材からなる透光カバー３００にシボ加工等を施すことで透光カバー３００の表面に微小凹凸を形成したり、透明部材からなる透光カバー３００の表面にドットパターンを印刷したりすることによって、透光カバー３００に光拡散性を持たせてもよい。

ここで、照明装置１が照射する照明光の光特性の特徴について、本発明に至った経緯も含めて、以下詳細に説明する。

これまで、紙面の白さ感を高めて紙面の文字を読みやすくする環境光の検討がなされてきたが、ディスプレイの文字に対する最適な環境光の推奨がなされておらず、従来の照明装置では、ディスプレイの文字を読みやすくする環境光を得ることが難しい。

また、ディスプレイには、ユーザが手動で画面の明るさやコントラストを調整できる機能が存在するものの、ユーザは、環境光に対してどのような条件が好適であるのかが分からないため、ディスプレイの画面設定は初期状態のままであることが多い。

そこで、本願発明者は、ディスプレイの画面設定が初期状態のままであっても、照明装置の照明光により、ディスプレイの白さ感を高めることでディスプレイの文字の読みやすくできると考えた。この知見をもとに、本願発明者は、照明装置の照明光（環境光）の色温度を変化させて、紙の文字とディスプレイの文字との色度を測定し、分析した。その結果を図６及び図７に示す。なお、本実施の形態で用いたディスプレイは、例えば現在最も汎用的な液晶ディスプレイであるが、これに限るものではない。

図６は、色温度が３０００Ｋ、４０００Ｋ、４５００Ｋ、５０００Ｋ、６０００Ｋのときの照明光の色度と、それらの各照明光を環境光としたときにおける無地の普通紙（白）の色度と黒印字の色度とを示している。図７は、色温度が３０００Ｋ、４０００Ｋ、４５００Ｋ、５０００Ｋ、６０００Ｋのときの照明光の色度と、それらの各照明光を環境光としたときにおけるディスプレイの白色表示の色度と黒色表示の色度とを示している。

図６に示すように、紙については、照明光（環境光）が６０００Ｋ及び３０００Ｋの場合では普通紙（白）と黒印字との色差（Δｕ’ｖ’）がやや大きくなっているものの、環境光での紙の色度（ｕ’，ｖ’）は環境光の色度（ｕ’，ｖ’）とほぼ一致していることが分かる。つまり、白さ感が高くなる高色温度の照明光を環境光とすることで文字が読みやすくなる。

一方、図７に示すように、ディスプレイについては、ディスプレイが白色表示のときは、環境光の色温度が変化しても色度（ｕ’，ｖ’）はほとんど変化していないが、逆に、ディスプレイが黒色表示のときは、環境光の色温度の変化以上に色度が大きく変化している。

このように、ディスプレイの黒色表示の色度は、紙の黒印字の色度とは異なり、環境光（照明光）の色温度の変化以上に大きく変化することが分かった。

これは、液晶表示装置等のディスプレイの黒色表示部分は、バックライトの光がやや透過した状態となっているが、その透過光量はごく僅かであるため、ディスプレイの表示画面の表面での照明光の反射光の影響を受けやすいために、色度が大きく変化しているのではないかと考えられる。つまり、ディスプレイの黒色表示は、紙の黒印字とは異なり、色みが付いており、照明光の影響を受けやすいと考えられる。

したがって、ディスプレイに表示される文字の読みやすさ感を向上させるためには、白さ感だけではなく、黒さ感にも着眼する必要があることが分かった。

そこで、本願発明者は、文字の読み書き作業に好適な環境光（照明光）を確保するとともに、ディスプレイの文字の視認性を高めてディスプレイの文字の読みやすさ感を向上させることができる光環境（照明光）の光特性について検討を行った。

具体的には、図６及び図７の結果をもとに、環境光下でのディスプレイの色差（Δｕ’ｖ’＝白色表示の色度−黒色表示の色度）を、一般的に環境光として良く使用されている色温度が５０００Ｋの照明光のときの色差よりも大きくし、かつ、白色光として認識される光色区分となる照明光にすることで、ディスプレイの文字の読みやすさ感が向上し、文字の読み書き作業する際に違和感のない快適な照明空間を実現できると考えた。

ここで、環境光の色偏差（Ｄｕｖ）と、環境光下のディスプレイの黒色表示及び白色表示の各色度との関係を調べてみると、図８に示す結果が得られた。図８において、破線で示す組み合せは、ある環境光の色度とその環境光下でのディスプレイの黒色表示の色度との組合せを示している。図８に示すように、環境光が色偏差マイナス側方向（グラフの矢印で示す方向）に移動すると、ディスプレイの黒色表示もマイナス側方向に移動することが分かった。

一方、環境光の色偏差と紙の文字の白さ感との関係については、本願発明者により、図９に示す結果が得られている。図９は、特開２０１６−０６２８８７号公報に開示されているカラーネーミング法及びマグニチュード推定法により得られた紙の文字見え白さ感向上領域Ｃを示した図である。図９において、文字見え白さ感向上領域Ｃの許容下限曲線Ｃ_ＬＬは、色温度が３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ、６２００Ｋの各照明光の相関色温度の色偏差Ｄｕｖが−１２のときの色度を結んだ曲線を示している。また、文字見え白さ感向上領域Ｃの許容上限曲線Ｃ_ＵＬは、最も白いと感じられる最低色み曲線であり、色温度が３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、５０００Ｋ、６２００Ｋの各照明光の相関色温度の色偏差が−３のときの色度を結んだ曲線を示している。

ディスプレイを使用する際は、その近傍に文字が書かれた紙等も存在する可能性があるため、この文字見え白さ感向上領域Ｃを満たす光色範囲は、ディスプレイの文字の読みやすさ感を向上させる場合でも満たした方がよい領域になると考えられる。また、ＪＩＳＺ９１１２−２０１２「蛍光ランプ・ＬＥＤの光源色及び演色性による区分」において、白色光源としての下限値が表示されている。この下限値を満たすことも室内照明空間に用いる光源として満たすことが好ましい。

しかも、環境光は、ディスプレイよりも低色温度でなければ、ディスプレイの白さ感が低下すると考えられる。

以上のことを総合的に鑑みると、ディスプレイの文字の読みやすさ感が向上し、文字の読み書き作業をする際に違和感のない快適な照明空間を実現するには、図７に示される環境光最適領域Ａ（図７のハッチングで示す領域）の範囲の光にすればよいと考えられる。

具体的には、相関色温度が３８００Ｋ以上６５００Ｋ以下で、色偏差が−９以上０以下となる光特性の環境光にするとよい。これにより、白さ感だけではなく黒さ感を与えることができるので、コントラストを高めてディスプレイの文字の読みやすさ感が向上し、文字の読み書き作業をする際に違和感のない快適な照明空間を実現することができる。

より好ましくは、相関色温度が４５００Ｋ以上６５００Ｋ以下で、色偏差が−６以上−２以下となる環境光にするとよい。これにより、さらに高い白さ感と高い黒さ感とを与えることができる。これにより、ディスプレイの文字の読みやすさ感が一層向上する。

このとき、図７において、環境光下のディスプレイの白色表示の色度からＳＤＣＭ１５の範囲（図７の破線で囲まれる領域Ｂ）を超える領域にディスプレイの黒色表示の色度となる上記環境光最適領域Ａを設定している。ＳＤＣＭ１５の範囲以上にすることで、ディスプレイの黒色表示の色度との違いを確実に認識することができる。この場合、環境光の相関色温度を６０００Ｋ以下にするとよい。

ここで、上記光特性の効果を確認するために、ディスプレイの文字の読みやすさ感に関して実験を行ったので、以下説明する。

本実験では、図１０Ａに示すように、２ブース（内寸法：２．２ｍ×２．２ｍ×２．２ｍ／内装：壁面白、反射率７５％）内の机上（Ｈ＝７００ｍｍ）に、視対象として２３インチの液晶ディスプレイ（株式会社マウスコンピューター製のｉｉｙａｍａ ＰｒｏＬｉｔｅＸ２３８２ＨＳ、輝度２００ｃｄ／ｍ^２）をそれぞれ配置して、照明光による環境光で液晶ディスプレイの表示画面に表示される画像について主観評価を実施した。

具体的には、一方のブースには、照明光として基準光を照射し、他方のブースには照明光としてテスト光を照射した。基準光としては、色温度が５０００Ｋで色偏差Ｄｕｖが０であるオフィス汎用光（照度レベル７５０ｌｘ）を用いた。テスト光としては、色温度（色偏差Ｄｕｖ０）が３０００Ｋ、３８００Ｋ、４５００Ｋ、５０００Ｋ、６２００Ｋ、６５００Ｋの６水準の光（照度レベル７５０ｌｘ）を用いて、さらに、３８００Ｋ、４５００Ｋ、５０００Ｋの光のみ、色偏差Ｄｕｖが、−６、−４、−２、０、２の５水準の光を用いた。つまり、テスト光としては、合計１８条件の光を用いた。

本実験では、図１０Ｂに示すように、液晶ディスプレイの表示画面に白色背景に黒のマスク（１０５×１０５ｍｍ）を表示し、被験者に表示画面の「白さ感」及び「黒さ感」を評価させた。また、図１０Ｃに示すように、液晶ディスプレイの表示画面に文章（約１２００文字）を表示し、被験者に文字の「読みやすさ感」の評価をさせた。なお、被験者は、男女合わせて１２名（年齢：２６〜５３歳）とした。なお、被験者には、図１０Ｄに示すように、液晶ディスプレイと顔が正面となるように椅子ごと回転して２つのブースを見比べて評価させた。

次に、具体的な実験手順を説明する。まず、両ブースを基準光（色温度５０００Ｋ、色偏差Ｄｕｖ０）の照明光で照明して５分間で順応及び実験説明を行い、その後、一方のブース（図１０Ａの左のブース）の照明光を基準光で固定し、他方のブース（図１０Ａの右のブース）の照明光をテスト光として順次変化をさせた。

被験者の観察時間は３０秒とし、実験者から「評価をして下さい」との指示により、被験者が図１１に示す記入用紙（評価用紙）に評価結果を記入する作業を繰り返し、これを以下の３セクション実施した。

第１セクションでは、液晶ディスプレイの表示画面に黒のマスク（図１０Ｂ）を表示し、色温度（色偏差Ｄｕｖ０）が３０００Ｋ、３８００Ｋ、４５００Ｋ、５０００Ｋ、６２００Ｋ、６５００Ｋの６水準のテスト光を、上昇系列及び下降系列で２回評価させた。なお、色温度が６５００Ｋのテスト光については評価が１回となる。

第２セクションでは、液晶ディスプレイの表示画面に黒のマスク（図１０Ｂ）を表示し、相関色温度が５０００Ｋで、色偏差ｄｕｖが−６、−４、−２、０、２の５水準のテスト光を、上昇系列及び下降系列で２回評価をさせた。その後、相関色温度が４５００Ｋ、３８００Ｋについても同様に評価させた。なお、各相関色温度において色偏差Ｄｕｖが２のテスト光については評価が１回となる。

弟３セクションでは、液晶ディスプレイの表示画面に天声人語より登用した１８ｐｔの文章（図１０Ｃ）を表示し、被験者１２名を６人ずつの２組に分けて、テスト光を評価させた。具体的には、一方の組には、色温度（Ｄｕｖ０）が３０００Ｋ、３８００Ｋ、４５００Ｋ、５０００Ｋ、６２００Ｋ、６５００Ｋの６水準のテスト光について、この順に１回評価させた。このとき、色温度が３８００Ｋ、４５００Ｋ、５０００Ｋのテスト光については、色偏差Ｄｕｖが、２、０、−２、−４、−６の５水準で評価させた。また、他の組には、色温度（Ｄｕｖ０）が６５００Ｋ、６２００Ｋ、５０００Ｋ、４５００Ｋ、３８００Ｋ、３０００Ｋの６水準のテスト光について、この順に１回評価させた。このとき、色温度が３８００Ｋ、４５００Ｋ、５０００Ｋのテスト光については、色偏差Ｄｕｖが、−６、−４、−２、０、２の５水準で評価させた。

次に、このようにして行った実験の分析結果について、以下説明する。具体的には、図１１に示される記入用紙による９段階の主観評価の結果を解析し、１８条件（１８種類）の光について、どちらかといえば基準光よりの評価（評価値が−４、−３、−２、−１の評価）を選択した人の割合、どちらかといえばテスト光よりの評価（評価値が１、２、３、４の評価）を選択した人の割合、どちらでもないという評価（評価値が０の評価）を選択した人の割合を算出した。その結果を図１２〜図１４に示す。

図１２では、テスト光が基準光よりも「黒さ感」が高いと評価した人の割合を示している。図１３では、テスト光が基準光よりも「白さ感」が高いと評価した人の割合を示している。「読みやすさ感」に関しては、その程度が分かるように９段階による評価結果を図１４に示している。

図１２及び図１３に示す結果から、液晶ディスプレイの表示画面の「白さ感」及び「黒さ感」については、色温度が５０００Ｋで色偏差Ｄｕｖが−４の照明光が最も高い評価値を示すことが分かった。

また、図１４に示す結果から、液晶ディスプレイの文字の「読みやすさ感」についても、色温度が５０００Ｋで色偏差Ｄｕｖ−が４の照明光が最も高い評価値を示すことが分かった。

なお、上記の一対比較評価による実験では、順応を十分考慮できていない可能性があるため、絶対評価による実験についても被験者１５名で実施した。このときの照明光としては、色温度が４２００Ｋ、４６００Ｋ、５０００Ｋ、５５００Ｋ、６２００Ｋの５水準で、色偏差が２、０、−２、−４、−６の５水準の２５条件の光（照度レベル７５０ｌｘ）を用いた。液晶ディスプレイは、上記実験と同じものを用いて、視対象として約１２００文字の文章を用いた。

実験手法は、調整法を用い、白色レベルを２５５、黒色レベルを０として８６ステップで白色レベルから黒色レベルまで文字の濃さが変化するようにした。

被験者には、表示される文字の色が「黒色と感じられる最低レベル」を白色レベルから黒レベルに変化させる下降系列で一回の評価と、黒色レベルから白色レベルに変化させる上昇系列で一回の評価との合計２回の評価をさせた。その調整レベルの平均値から等高線（等黒色レベル線）処理をした結果を図１５に示す。

図１５に示すように、白色レベル２５５に対して７０／２５５レベルの薄い黒色レベルであっても黒色に感じる領域があることが明らかになった。このように、照明光により薄い黒色レベルでも黒色であると認識される領域があるということは、照明光により同じ黒色表示でもより黒く感じられる領域があるということである。

この実験から、薄い黒色レベル７０／２５５で黒色と認識される照明光の光色領域は、色温度が４５００Ｋ以上５３００Ｋ以下で、色偏差Ｄｕｖが−５以上−１以下であり、また、６７／２５５で黒色と認識される照明光の光色領域は、色温度が４３００Ｋ以上６５００Ｋ以下で、色偏差Ｄｕｖが−６以上１以下の範囲になることが分かった。

このように、環境光となる照明光の色温度及び色偏差を所定の範囲にすることにより、ディスプレイの文字の読みやすさ感が向上し、文字の読み書き作業をする際に違和感のない快適な照明空間を実現できることが分かった。

ところで、近年、ｉｐＲＧＣ刺激量が高いほど、瞳孔径が小さくなって縮瞳するという実験結果が得られている。ｉｐＲＧＣは、錐体細胞及び桿体細胞に次ぐ、第３の光受容細胞であり、波長４９３ｎｍの光に対して最も効率良く応答することが知られている。

瞳孔径が縮瞳することにより、被写界深度が深くなり、視対象物への焦点が合いやすい。つまり、ｉｐＲＧＣ刺激量が高いほど、文字等の視対象物への焦点が合って文字等の視認性が向上する。

ここで、ｉｐＲＧＣ刺激量と瞳孔径との関係を図１６に示す。図１６は、ｉｐＲＧＣ刺激量と瞳孔径との関係を示す図であり、複数人の実験結果をプロットした図を示している。なお、図１６では、２０代と４０代の平均値で処理している。

また、光の色温度とｉｐＲＧＣ刺激量との関係を表１に示す。

なお、図１６及び表１において、ｉｐＲＧＣ刺激量は、Ｄ６５光源から照射される光で規格化した値で示している。Ｄ６５光源とは、ＣＩＥ（国際照明委員会）が規定する標準光源の一つである。

表１に示すように、一般的に環境光として良く使用されている色温度が５０００ＫのときのｉｐＲＧＣ刺激量は０．７３である。したがって、５０００Ｋの光と同等の縮瞳効果を得るには、図１６より、ｉｐＲＧＣ刺激量が０．６以上程度必要になることが分かる。

ここで、表１に示すように、ｉｐＲＧＣ刺激量は、光の相関色温度が高いほど高く、光の相関色温度が低いほど低くなる。このため、低色温度の光では縮瞳効果が低下して焦点が合わせにくくなる。したがって、文字の文読みやすさ感を維持するには、一定以上のｉｐＲＧＣ刺激量を確保することも重要となる。

以上の検討結果から、本願発明者は、ｉｐＲＧＣ刺激量を確保することによってディスプレイ及び紙の両方の文字の読みやすさ感を維持した上で、ディスプレイの黒さ感及び白さ感と高めることによりコントラストを高めてディスプレイの文字の読みやすさ感を向上させることができる光特性を有する照明光を見出した。

具体的には、照明装置１の発光部１００から照射する第１照明光の光特性が、図１７に示すように、相関色温度が３８００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、色偏差Ｄｕｖが−９以上０以下の範囲となる最適色度領域（図１７の破線で囲まれる領域）であり、かつ、ｉｐＲＧＣ刺激量がＤ６５光源から照射される光で規格化した値で０．６以上となるように設定している。

これにより、ディスプレイの文字の読みやすさ感が向上し、文字の読み書き作業をする際に違和感のない快適な照明空間を実現することができる。

また、本実施の形態における照明装置１では、ディスプレイ用照明モードのときにディスプレイ照明として上記第１照明光で発光部１００を照射させている。

これにより、ディスプレイ用照明モードのときに、紙面の文字の読みやすさ感が向上し、かつ、ディスプレイの文字の読みやすさ感が向上する。つまり、紙面における文字の読み書き作業の効率化とディスプレイにおける文字の視作業の効率化との両立を図ることができる。

また、本実施の形態において、照明装置１では、光源ユニット１０（発光部１００）は、紙面用文字見えモードのときに、紙面用文字見え照明として第２照明光を照射する。第２照明光の光特性は、相関色温度が５４００Ｋ以上７０００Ｋ以下の範囲で、色偏差Ｄｕｖが−６以上８以下の範囲で、Ｔｈｅ ＣＩＥ １９９７ Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｃｏｌｏｒ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ Ｍｏｄｅｌ （Ｓｉｍｐｌｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ）で規定される算出方法を用いて求められたクロマ値が２．０以下である。

これにより、ディスプレイの文字を見る必要がないような場合には、照明装置１を紙面用文字見えモードに切り替えることで、照明装置１からは、上記第１照明光よりも紙面の文字を読むのに適した照明光（第２照明光）が照射する。

なお、本実施の形態において、ＬＥＤ素子１２０は、第１ＬＥＤ素子１２０ａと第２ＬＥＤ素子１２０ｂの少なくとも１種類以上の白色ＬＥＤ光源のみを用いている。

これにより、上記光特性を有する第１照明光を照射することができる照明装置１を低コストで実現できる。

（変形例）
上記実施の形態では、ＬＥＤ素子１２０として、相関色温度が６５００Ｋの白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、相関色温度が２７００Ｋの白色光を発する白色ＬＥＤ光源との２種類の白色ＬＥＤ光源を用いて、上記光特性を有する第１照明光を実現したが、これに限らない。以下、上記光特性を有する第１照明光を実現するためのＬＥＤ素子１２０の他の態様について説明する。

（変形例１）
本変形例では、ＬＥＤ素子１２０として、相関色温度が５０００Ｋ以上７２００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、主たるピーク波長が６００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲にある赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源とを用いて、上記光特性を有する第１照明光を実現している。

この場合、上記実施の形態において、第１ＬＥＤ素子１２０ａを白色ＬＥＤ光源とし、第２ＬＥＤ素子１２０ｂを赤色ＬＥＤ光源とすればよい。このとき、第１ＬＥＤ素子１２０ａ（白色ＬＥＤ光源）は、図１８に示される分光分布ａの光を発し、第２ＬＥＤ素子１２０ｂ（赤色ＬＥＤ光源）は、図１８で示される分光分布ｂの光を発し、全ての第１ＬＥＤ素子１２０ａと全ての第２ＬＥＤ素子１２０ｂとが発光すると、発光部１００は、図１８に示される分光分布ｍｉｘの光を発する。

このように、相関色温度が５０００Ｋ以上の既存の白色ＬＥＤ光源と赤色ＬＥＤ光源とを組み合わせて上記第１照明光を実現することによって、ディスプレイの文字の読みやすさ感が向上して文字の読み書き作業をする際に違和感のない快適な照明空間を実現することに加えて、既存光と第１照明光との切り替えを効率的に行うことができる。なお、第２ＬＥＤ素子１２０ｂとしては、好ましくは、主たるピーク波長が６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の範囲にある赤色ＬＥＤ光源を用いるとよい。

（変形例２）
本変形例では、ＬＥＤ素子１２０として、相関色温度が５０００Ｋ以上７２００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、相関色温度が２７００Ｋ以上３８００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、主たるピーク波長が６００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲にある赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源とを用いて、上記光特性を有する第１照明光を実現している。

この場合、図１９に示すように、複数のＬＥＤ素子１２０は、高色温度（例えば６５００Ｋ）の白色ＬＥＤ光源である第１ＬＥＤ素子１２０ａと、低色温度（例えば２７００Ｋ）の白色ＬＥＤ光源である第２ＬＥＤ素子１２０ｂと、赤色ＬＥＤ光源である第３ＬＥＤ素子１２０ｃとによって構成すればよい。なお、本変形例において、第１ＬＥＤ素子１２０ａ、第２ＬＥＤ素子１２０ｂ及び第３ＬＥＤ素子１２０ｃは１つずつ交互に配置されているが、第１ＬＥＤ素子１２０ａ、第２ＬＥＤ素子１２０ｂ及び第３ＬＥＤ素子１２０ｃの並び順及び個数は、これに限るものではない。

このとき、第１ＬＥＤ素子１２０ａ（白色ＬＥＤ光源）及び第２ＬＥＤ素子１２０ｂ（白色ＬＥＤ光源）は、図２０で示される分光分布ａｂの光を発し、第３ＬＥＤ素子１２０ｃ（赤色ＬＥＤ光源）は、図２０で示される分光分布ｃの光を発し、全ての第１ＬＥＤ素子１２０ａと全ての第２ＬＥＤ素子１２０ｂと全ての第３ＬＥＤ素子１２０ｃが発光すると、発光部１００は、図２０に示される分光分布ｍｉｘの光を発する。

このように、上記変形例１では、色温度が５０００Ｋ近傍で色偏差Ｄｕｖが−４程度であったが、本変形例のように、２種類の白色ＬＥＤ光源と赤色ＬＥＤ光源とを組み合わせて上記第１照明光を実現することによって、色温度が５０００Ｋ近傍で色偏差Ｄｕｖを−６程度にすることができる。これにより、白さ感を一層高くしてさらに高コントラストにできる第１照明光を実現することができる。したがって、ディスプレイの文字の読みやすさ感が一層向上し、文字の読み書き作業をする際により違和感のない快適な照明空間を実現することができる。

（変形例３）
本変形例では、ＬＥＤ素子１２０として、相関色温度が５０００Ｋ以上７２００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、主たるピーク波長が６００ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の範囲にある赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源と、主たるピーク波長が４８０ｎｍ５００ｎｍ以下の範囲にある緑色光を発する緑色ＬＥＤ光源とを用いて、上記光特性を有する第１照明光を実現している。

この場合、図２１に示すように、複数のＬＥＤ素子１２０は、白色ＬＥＤ光源である第１ＬＥＤ素子１２０ａと、赤色ＬＥＤ光源である第２ＬＥＤ素子１２０ｂと、緑色ＬＥＤ光源である第３ＬＥＤ素子１２０ｃとによって構成すればよい。なお、本変形例において、第１ＬＥＤ素子１２０ａ、第２ＬＥＤ素子１２０ｂ及び第３ＬＥＤ素子１２０ｃは１つずつ交互に配置されているが、第１ＬＥＤ素子１２０ａ、第２ＬＥＤ素子１２０ｂ及び第３ＬＥＤ素子１２０ｃの並び順及び個数は、これに限るものではない。

このとき、第１ＬＥＤ素子１２０ａ（白色ＬＥＤ光源）は、図２２で示される分光分布ａの光を発し、第２ＬＥＤ素子１２０ｂ（赤色ＬＥＤ光源）及び第３ＬＥＤ素子１２０ｃは、図２２で示される分光分布ｂｃの光を発し、全ての第１ＬＥＤ素子１２０ａと全ての第２ＬＥＤ素子１２０ｂと全ての第３ＬＥＤ素子１２０ｃが発光すると、発光部１００は、図２２に示される分光分布ｍｉｘの光を発する。

本変形例のように、白色ＬＥＤ光源に加えて、略補色関係にある赤色ＬＥＤ光源と緑色ＬＥＤ光源とを追加して上記第１照明光を実現することによって、ディスプレイの文字の読みやすさ感が向上して文字の読み書き作業をする際に違和感のない快適な照明空間を実現することに加えて、色ムラが目立ちやすい発光面（例えば透光カバー３００の表面）での色ムラを低減することができる。

この場合、図２１に示すように、赤色ＬＥＤ光源と緑色ＬＥＤ光源とが近接して配置されているとよい。これにより、さらに色ムラを低減することができる。

（その他の変形例）
以上、本発明に係る照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態において、照明装置１は、天井等の造営材に常設されたものとしたが、これに限るものではなく、スタンドライト等のように移動可能なものであってもよい。

また、上記実施の形態において、発光部１００は、ＳＭＤタイプのＬＥＤモジュールであったが、これに限らない。例えば、発光部１００は、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプのＬＥＤモジュールであってもよい。この場合、発光部１００は、基板１１０と、ＬＥＤ素子１２０として基板１１０に直接実装された１つ以上のＬＥＤチップ（ベアチップ）と、ＬＥＤチップを封止する蛍光体含有樹脂等の封止部材とによって構成される。

さらに、上記実施の形態において、ディスプレイ用照明として用いた第１照明光は、プロジェクタなどの表示機器に対しても同様に効果的である。このため、第１照明光は、プロジェクタ用照明として用いても良い。

その他、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 照明装置
１０ 光源ユニット
２０ 器具本体
２１ 開口部
１００ 発光部
１１０ 基板
１２０ ＬＥＤ素子
１２０ａ 第１ＬＥＤ素子
１２０ｂ 第２ＬＥＤ素子
１２０ｃ 第３ＬＥＤ素子
２００ 基台
３００ 透光カバー

Claims (7)

1. ディスプレイ用照明として第１照明光を照射する発光部を備え、
   前記第１照明光の光特性は、相関色温度が３８００Ｋ以上６５００Ｋ以下の範囲で、色偏差Ｄｕｖが−９以上０以下の範囲で、内因性光感受性網膜神経節細胞（ｉｐＲＧＣ）刺激量がＤ６５光源から照射される光で規格化した値で０．６以上である、
   照明装置。
2. 前記発光部は、
   相関色温度が５０００Ｋ以上７２００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、
   相関色温度が２７００Ｋ以上３８００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源とを有する、
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記発光部は、
   相関色温度が５０００Ｋ以上７２００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、
   主たるピーク波長が６００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲にある赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源とを有する、
   請求項１に記載の照明装置。
4. 前記発光部は、
   相関色温度が５０００Ｋ以上７２００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、
   相関色温度が２７００Ｋ以上３８００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、
   主たるピーク波長が６００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲にある赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源とを有する、
   請求項１に記載の照明装置。
5. 前記発光部は、
   相関色温度が５０００Ｋ以上７２００Ｋ以下の白色光を発する白色ＬＥＤ光源と、
   主たるピーク波長が６００ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の範囲にある赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源と、
   主たるピーク波長が４８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲にある緑色光を発する緑色ＬＥＤ光源とを有する、
   請求項１に記載の照明装置。
6. 前記赤色ＬＥＤ光源と前記緑色ＬＥＤ光源とが近接して配置されている、
   請求項５に記載の照明装置。
7. 前記発光部は、さらに、紙面用文字見え照明として第２照明光を照射し、
   前記第２照明光の光特性は、相関色温度が５４００Ｋ以上７０００Ｋ以下の範囲で、色偏差Ｄｕｖが−６以上８以下の範囲で、Ｔｈｅ ＣＩＥ １９９７ Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｃｏｌｏｒ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ Ｍｏｄｅｌ （Ｓｉｍｐｌｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ）で規定される算出方法を用いて求められたクロマ値が２．０以下である、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。

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