荧光灯的制作方法

专利名称：荧光灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光灯，其发出的光对生物体的褪黑素分泌和抑制产生光学刺激。本发明的荧光灯为一种涂有荧光粉的低压放电灯，如紧凑型荧光灯、热阴极型荧 光灯、冷阴极型荧光灯、无电极型荧光灯、和介质阻挡放电荧光灯。另外，本发明的照明装置 是指采用本发明荧光灯作为辐照装置的一种照明装置。
背景技术：
近年来，人体内发现了有助于形成光周期性生物节律的黑素蛋白，人们正在研究 一种照明光源实现技术，试图通过对黑素蛋白进行光学刺激来抑制褪黑素分泌，实现生物 节律的调整或促进生物体的觉醒。通常黑素蛋白对短波长可见光的光谱吸收具有非常高的灵敏度，这与以往的见解 相吻合，即短波长区域的可见光对人的光学刺激所产生的褪黑素分泌抑制效果更大。在这种技术背景下，人们在不断地实现一种利用光谱功率增强的短波长可见光照 明光源，这种光源具有与高相关色温相关的青白色高色温光色，专门用来抑制褪黑素分泌、 实现生物节律的调整并促进生物体的觉醒。与生物体褪黑素的分泌和抑制相关的光学刺激用现有荧光灯和照明装置例如，专 利文献1，也就是说日本公开专利应用刊号2005-5^462、专利文献2，也就是说日本公开专 利应用刊号2004-508106、和专利文献3，也就是说日本公开专利应用刊号H6-314595。专利文献1和2中公开的照明光源相关色温都在6500[K]以上、平均显色指数Ra 在65以上，专门用来抑制褪黑素分泌，从而实现生物节律的调整或促进生物体的觉醒。在专利文献1和2之前的专利文献3中公开光源的相关色温也在6000 [K]以上，专 门用来抑制褪黑素分泌，从而实现生物节律的调整或促进生物体的觉醒。另外，考虑到需要 减轻在室内(住宅、办公室等)与高色温的光色进行切换时产生的不适感这一点，当然一般 而言本行业技术人员能够容易地推断出平均显色指数应该接近该室内照明的推荐值(例 如，平均显色指数Ra在60以上)。但是，关于抑制褪黑素分泌从而实现生物节律的调整或促进生物体的觉醒的作用 光谱，目前仍然众说纷纭，没有形成统一的见解。另外，即使不考虑抑制褪黑素分泌从而实现生物节律的调整或促进生物体的觉 醒，也存在可见光短波长区域的发光多而光色偏青白色、相关色温高的光源或者超高色温 而显色性高的光源。已知的这种光源有模拟了北方地区的晴朗天空的专利文献4，也就是说日本公开 专利应用刊号H4-284347的相关色温为9000 13000 [K]、平均显色指数和特殊显色指数在 90以上的宽频带荧光灯。不过，一般来说，发蓝光的荧光粉由于发光效率低而在超高色温下的发光效率低 下，并且，根据专利文献4，由于是宽频带发光型的缘故，这些因素综合作用下的发光效率的下降是不可否认的，从发光效率的角度来看，优选是采用以窄频带发光型光源为基础的荧 光灯来改善发光效率。但是，窄频带发光型光源在超高色温条件下的发光频谱的优选使用方式及其在显 色方面的问题并不明确。另外，与黑体辐射轨迹的位置关系的效果不明确，该相关色温的光 色的色度范围不明确。对此，在由JIS Z8725-1999定义的CIE 1960UCS色度坐标中，当与具有相当的色 温的黑体轨迹的u、v值偏差设定为1000倍并处于黑体辐射轨迹下侧时，必须使用由Duv表 示的带有负号的数值等进行研究。另一方面，关于抑制褪黑素分泌从而实现生物节律的调整或促进生物体的觉醒的 作用光谱，目前仍然众说纷纭、莫衷一是，将其作为照明光源而加以优化的方式目前处于尚 不明确的状况。但是，对该作用光谱的看法大致可以分为几类。第一种是通过最基本的受光物质即黑素蛋白的光谱吸收特性求得的比较简单的 作用光谱的方法。第二种是在将最实际的各种光谱应用到人体上时直接测定对于褪黑素的 抑制效果作用而求得的比较复杂的作用光谱的方法。专利文献1至3采用了上述两种中的 某一种作用光谱的方法。图1表示的是有代表性的黑素蛋白的光谱吸收的作用函数、褪黑素抑制的作用函 数、标准光谱发光效率曲线。关于抑制褪黑素分泌从而实现生物节律的调整或促进生物体的觉醒的作用函数， 第一种方法是基于黑素蛋白的光谱吸收特性及感光细胞的光谱灵敏度，通过视色素模板等 近似得到的比较单纯的光谱灵敏度模型(例如图中的GALL :C( λ ))。另外，第二种方法所采用的模型则综合考虑了眼睛的视锥细胞或视杆细胞的光谱 灵敏度的复合影响，例如考虑了眼球的瞳孔的光圈或水晶体、玻璃体等的光谱透过特性，将 眼光学性的影响也包含在内，或包含生物体内部的高阶反应甚至视觉神经和荷尔蒙系统在 内的光谱反应等复杂的生物反应(例如图中的Brainard、Thapan)。如上所述，目前，作用函数正处于技术探讨过程中。以高色温抑制褪黑素分泌从而 实现生物节律的调整或促进生物体的觉醒的照明光源，只是基于优选可见光短波长区域的 蓝色发光的增强而提高了相关色温。因而，在现有没有具体考虑希望得到与哪一种黑体辐射轨迹的偏离(Duv)或什么 样的光谱分布。另外，在实际的照明应用中，作为与高色温化相伴的反作用而产生的、显色性下降 导致视觉环境的恶化，对此并没有进行讨论，也没有对超高色温独特的显色指数方面提出 课题进行研究，没有发现其现象的论据和改善手段，这些都是单纯的平均显色指数Ra或特 殊显色指数Ri的高低所无法表现的。进而，在作为灯具提供给使用者之后，考虑到其使用环境和照度各种各样的这一 现实状况，虽然应该对通过最基本的受光物质即黑素蛋白的光谱吸收特性求得的比较简单 的作用函数(以下称为第一作用函数)和在将最实际的各种光谱应用到人体上时直接测定 对于褪黑素的抑制效果作用而综合求得的比较复杂的作用函数(以下称为第二作用函数) 双方进行最优化，但尚没有使这两者最优化的方法。[引用目录]
[专利文献]专利文献1 日本公开专利应用刊物2005-5^462号专利文献2 日本公开专利应用刊物2004-508106号专利文献3 日本公开专利应用刊物H6-314595号专利文献4 日本公开专利应用刊物H4-284347号

发明内容
本发明借鉴了上述实际情况，其目的是提供一种实现超高色温的荧光灯，其色温 超过由JIS Z9112 :1990或IEC 60081-1997规定的常用荧光灯的光色上限7100 [K]，抑制 褪黑素分泌，获得生物节律的调整或促进生物体的觉醒的作用效果，并且在找出这种光源 在显色指数方面的弱点的本质之后防止发光效率的下降，对此作出改善，用作照明光源。为了提高褪黑素抑制效率而在高相关色温条件下增加蓝色发光成分后就会成为 青白光色，存在着显色性下降之类的本质困难，如果要提高显色性，光源的发光效率就会下 降，这样就产生了难以回避的两难式问题。另外，在超高色温区域内单纯地提高平均显色指 数Ra(CRI)或特殊显色指数Ri之后并不能相应地提高实际的被照射物的颜色观感。在本发明中发现，超高色温的光源的显色性下降的本质起因于超高色温光中的红 色发光不足。但是，如果在超高色温的青白光色发光状态下单纯地为了改善红色的视觉效 果而增加红色发光，则原本因超高色温化而处于下降趋向的发光效率会进一步下降，而且 在可见光短波长区域内的褪黑素抑制效率就变得无法提高。因此，不是增强红色发光的频带，而是增强与红色的互补色相当的绿色发光，在本 发明中，特别地增强了蓝绿色频带的发光，由此提高在可见光短波长区域内灵敏度高的褪 黑素抑制效率，并同时实现显色指数(特别是红色的显色性)的提高。这里，在改善与超高色温光源的显色性下降的本质相联系的红色发光不足时发 现，如果使用现有的Ra或Ri等评价指标，则由于基准光源(参比光)本身在不同相关色温 下会发生变化，因而无法找出这一本质。此时，不是单纯地使用Ra或Ri，而是包含其色域在内对现有所没有的超高色温下 的显色指数进行最优化，由此实现蓝天光这种超高色温照明。这里，开发出一种新的评价方 法，其不是单纯对代表了自然物体中常见的中色彩饱和度物体的视觉效果的Ra评价/计算 中所使用的色卡的色域进行优化，而且也对有意图地展现鲜艳颜色的代表，即Ri的评价/ 计算中所使用的色卡的色域进行最优化。由此，现有只改善了中色彩饱和度颜色的视觉效 果而没有改善原本要求的高色彩饱和度颜色的视觉效果这一未被发现的状态得到了进一 步改善。因此，在本发明的优选的实施方式中，既多方面地实现了褪黑素抑制效果和显 色性改善的同时最优化，又不同于通常的3波长范围发光型光源中单纯实现超高色温的 情形，形成了 Duv在正值一侧的Ra或Ri的显色指数大或得到提高的特征(Duv是JIS Z8725-1999所定义的CIE 1960UCS色度坐标，其将与具有相当色温的黑体轨迹的u、v值的 偏差放大1000倍，当处于黑体辐射轨迹下侧时，则表示为带有负号的值，一般来说在相同 结构的灯具中Duv高的发光光色偏绿，发光效率提高，因而产生发光效率升高的倾向。)。另外，除了由中色彩饱和度色的显色评价色卡构成的色域面积比( 之外，在以通常的3波长区域发光型光源为基础的超高色温荧光灯中难以实现的高色彩饱和度色的显 色评价色卡所构成的色域面积比后文叙述的新开发指标)中也超过了基准色域面积 100，产生了优于基准光的鲜艳的显色效果。在超高色温区域内自然光(天空光)更多出现在Duv为正值的一侧，因此，在Duv 为正值的一侧显色指数得到改善这一特征在本发明的适宜的实现的情形中非常有利，同时 也具有灯的发光效率在Duv为正值的一侧提高的效果。目前，在宣称能够实现超高色温的荧光灯并抑制黑素蛋白分泌、获得生物节律的 调整或促进生物体的觉醒的作用效果的光源中存在着具有与3波长区域发光型灯相当的 光谱分布的8000[K]和17000[K]的荧光灯。一般来说，在制造3波长区域发光型荧光灯时，相关色温为8000 [K] ,Duv = 0的条 件下会得到下述附近的数值。平均显色指数Ra = 83特殊显色指数R9 = 40、RlO = 47、Rll = 67、R12 = 60、R13 = 94、R14 = 71、R15 =98另外，相关色温为17000 [K]、Duv = 0的条件下会得到下述附近的数值。平均显色指数Ra = 82特殊显色指数R9 = 42、RlO = 46、Rll = 63、R12 = 59、R13 = 92、R14 = 72、R15 =94—般来说，由Ra或Ri表现的显色指数的各种数值示出高数值，伴随着相关色温的 提高，鲜艳的红色视觉效果的指标，即R9的数值也表现出增大的倾向，这里存在问题。图2是将各种相关色温下用于计算平均显色指数的色卡，即Rl至R8的色度表示 到显色指数的计算中所使用的U*v*色度坐标上的图，其表示的是由8种色卡构成的色域。图中右方、左方、上方、下方分别表示红、绿、黄、蓝的色彩饱和度，偏离原点越大， 表示该色卡再现的颜色越鲜艳。当基准光源(参比光)为3200[K]、黄色较强的光色的情况下，基准光源自身内可 见光短波长区域的光谱少，蓝色和黄色方向的颜色的视觉效果(色彩饱和度)下降，色域呈 现出在上下方向被压缩的形状。另外，当基准光源(参比光)的相关色温为17000DC、青白色较强的情况下，基 准光源自身内可见光长波长区域的光谱少，红色和绿色方向的颜色的视觉效果(色彩饱和 度)下降，色域呈现出在左右方向被压缩的形状。 平均显色指数Ra或特殊显色指数Ri本来是通过其色差以数值方式评价相对于相 当的相关色温的基准光源是否忠实地实现了色再现的指数，由于作为评价基准的颜色视觉 效果因相关色温的不同而变化，因此，相关色温大幅度变化的光源的颜色的视觉效果无法 单纯地进行比较评价。在超高色温中发现，被基准光源照射的评价色卡本身在红和绿色方向的视觉效果 的色彩饱和度下降，因此，如果作为评价对象的光源的相关色温升高，则在Ra或Ri的数值 上就会出现显色指数值被高估的倾向，与实际的视觉效果发生偏差。这里还发现，在超高色温下主观上判断为优选的色域如同一般的相关色温较低的 光源那样，色域在左右方向扩展，呈现出红色和绿色的视觉效果的鲜艳度增加的形状。
特别地，红色的特殊显色指数R9在超高色温光源的情况下如果仅保持相同数值， 则实际的视觉效果中色彩饱和度下降，看起来不鲜明。在超高色温的青白光色下红色的视 觉效果变得不鲜明会引起超高色温光源独特的视觉环境的不适感。如果采用现有的R9加以表现，则优选是相关色温越高，R9的值越大。作为照明光源的显色性等级，CIE(国际照明委员会)中将显色性组2的平均显色 指数Ra在80以上的光源规定为3波长区域发光型光源，在实现相关色温超过了常用荧光 灯的光色上限7100 [K]的光源的情况下，平均显色指数Ra当然在80以上，表示红色视觉效 果的特殊显色指数R9的数值也在常用荧光灯的光色上限6000 7100 [K]附近的相关色温 下所通常实现的值观 46以上，四舍五入后确保在50以上，根据视觉效果的主观评价实 验，这是最低限度的必要条件。通过主观评价还发现，与利用一般的3波长区域发光型光源单纯实现超高色温的 情形相比，被判断为更理想的R9值在60以上，最优选是在80以上。另外，在本发明中，在更适宜的实施中也可以在Duv为正值的一侧设定为CIE(国 际照明委员会)所规定的显色性组IA的平均显色指数Ra在90以上这样的显色等级非常 高的数值。这与一般的3波长区域发光型光源中单纯地实现了高色温的情形相比，显色等级 明显不同。优选是不单纯进行Ra或Ri的数字式评价，而是在Duv为正值的一侧，色域面积 比( 表示基准光的色域面积比的100以上。更优选是，后述的重新设定的特殊显色指数R9至R12所构成的色域面积比Ga4达 到95以上。这在一般的3波长区域发光型光源中单纯地实现了高色温的情况下很难达到， 而是接近约100的数值，其表明鲜艳的色彩也可以表示接近基准光的色再现。另外，当色域面积比( 或Ga4示出基准光的视觉效果即100以上的值的情况下， 此时的Ra或Ri的数值有时候看起来会产生下降状态。这是因为，Ra或Ri是在单纯相当的 相关色温的基准光条件下通过各评价色卡在色度坐标上示出的数值的色差来评价的，在优 选更鲜艳的显色的情况下，也仅作为颜色偏差而进行减分评价。本发明的适宜的事例针对 这种倾向于优选方向的显色偏差结果在数值上的下降，推导出现有的被当做是Ra或Ri发 生下降而忽略的光谱特征与显色效果的关系。如上所述，在本发明中发现的问题是，在超过常用荧光灯的光色上限值7100[K] 的超高色温光源下，平均显色指数Ra保持较高数值，表示红色视觉效果的特殊显色指数R9 产生升高的倾向，但实际上在超高色温下红色变得难以看到。因此，为了抑制褪黑素分泌从 而实现生物节律的调整和促进生物体的觉醒，实现超高色温荧光灯，即使Ra或Ri的数值很 大，在实际的视觉环境中的青白光色条件下，红色或与其具有互补色关系的绿色成为看起 来不自然的照明。例如，在这种照明条件下皮肤或嘴唇表现出失去血色的显色，颜色变得青 白，或者变成植物或花朵等自然物体的绿色或红色褪色后形成的颜色。本发明解决了这些超高色温荧光灯的显色性方面的问题。另一方面，特别是在试图实现在可见光短波长区域内光谱能量大的超高色温荧光 灯的情况下，由于普通的蓝色发光荧光粉的发光效率低，所以色温越高，发光效率下降的倾 向越大。在这种现状下，如暂且不考虑发光效率而将显色性提高到极限的专利文献4的日本公开专利应用刊号H4-284347那样，也可以使用在宽频带内发出连续光谱的荧光粉，模 拟太阳光的连续光谱，提高Ra或R9。不过，宽频带发光型连续光谱比窄频带发光型光源的发光效率更低。而且在以宽 频带发光型连续光谱为基础的情况下，与发光频谱集中在特定波长频带内的窄频带发光型 光源相比，难以高效地提高红色和绿色的视觉效果(色彩饱和度)。另一方面，在利用与3波长区域发光型相当的窄频带发光型光源实现了抑制黑素 蛋白分泌从而获得生物节律的调整或促进生物体的觉醒的作用效果的超高色温光源的情 况下，光谱集中在高效地刺激视锥细胞，因此，发光效率无法高效地集中于黑素蛋白视色素 的光谱吸收频带内，难以将对褪黑素抑制的作用函数的影响提高到与相当的相关色温的太 阳光线相当的程度。不是单纯地在超高色温下将发光集中于褪黑素抑制作用的峰值，而是在高效地提 高显色性的本质的同时增强发光频谱，这种实现技术至今尚不明确。接着，图3和图4表示出相关色温与褪黑素抑制作用函数Α( λ)的关系。图3和 图4分别是在以第一作用函数G(CU))和第二作用函数B(Brainard)为代表的情况下的 比较结果。纵轴是将光源的光谱分布乘以褪黑素抑制作用函数Α( λ)后得到的值除以将光 源的光谱分布乘以光谱发光效率曲线V( λ)后得到的值所得到的值，Α(λ)/ν(λ)相当于 每单位光束的褪黑素抑制效率。 根据图3和图4可以看出，宽频带发光型光源、窄频带发光型光源都存在着作用函 数的刺激比例随着相关色温的升高而上升的倾向。这样，可见光短波长成分越多则褪黑素抑制越强这一特性在各种褪黑素抑制作用 函数中得到了个别确认，据此，有人试图实现可以得到该效果的色温较高的光源。不过，基 于第一作用函数的方法和第二作用函数的方法的各种作用函数的光谱灵敏度特性差异很 大，其结果是，找不到一致的倾向。—般来说，类似于第一作用函数的方法直接沿用视色素的光谱吸收，因此会描绘 出半峰宽较窄的简单曲线，而类似于第二作用函数的方法则综合反映了生物体内的复杂的 作用反应，因此会描绘出半峰宽较大的复杂曲线。另外，在本发明中整理综合了第一作用函数的方法和第二作用函数的方法并对各 种作用函数进行模拟后发现，即使光谱灵敏度特性差异较大，其结果也能够表现出一致性 倾向。另外，还在超高色温范围内以窄频带发光型荧光灯为基础的光源中发现两个作用函 数的倾向存在良好的一致性。图5表示第一作用函数G与第二作用函数B的相关性的一个实例，其中也确认了 其他作用函数之间的相关性也很高。这主要归结于以下两方面各种作用函数的起源基本 上与黑素蛋白的光谱灵敏度相关；光源的光谱分布在以高效地刺激视锥细胞的颜色通道的 窄频带发光型荧光灯为基础的光源中较大，按照其各种特征对灯的光谱分布进行详细分类 后观察的话，相关性非常高。另外，第二作用函数在400[nm]附近的可见光短波长区域的误差尤其大，该附近 的误差也是显色计算或发光效率的灵敏度端部，可知其对计算结果的影响不大。本发明在该见解的基础上进一步采用了现有技术中所没有的方法，同时对超过由JIS或IEC规定的常用荧光灯的光色的上限而实现超高色温荧光灯的情况下的照明视觉环 境的显色性和光色特性进行了最优化。在现有技术中，试图单纯提高褪黑素抑制作用时，随着超高色温区域内可见光短 波长一侧的光谱的增强，发光效率下降，而且显色性(特别是与红色相关的)变差。这里， 如果试图单纯提高显色性，在不足的可见光长波长一侧增强了红色的发光频谱后，存在着 褪黑素抑制效率和发光效率下降这一两难的妨碍因素。为了解决上述课题，本发明是一种在超高色温条件下增强3波长区域发光型光源 的青绿色频带的发光的技术，其目的在于，提供一种实现超高色温的荧光灯，其超过了由 JIS Z9112 :1990或IEC60081-1007规定的常用荧光灯的光色上限的相关色温7100[K]，获 得生物节律的调整或促进生物体的觉醒的作用效果，并且同时改善这种超高色温光源固有 的红色和绿色视觉效果(色彩饱和度)低下这一显色指数方面的弱点。另外，在本发明中，更优选是，在Duv为正值的一侧，可以发挥Ra和Ri高、( 或后 述的Ga4超过100这样的特异效果。由此，在自然的超高色温光即天空光这样的Duv为正值 的一侧显色指数良好，可以实施因Duv高而产生的发光效率高的光源。由此，在本发明中， 能够提供一种高效率的荧光灯和照明装置，在自然的视觉环境中高效地同时兼顾与黑素蛋 白刺激相关的生物作用和现有技术中所没有的显色指数。下面叙述本发明为了解决上述现有问题所采取的手段。此外，Duv指的是在JIS Z8725-1999定义的CIE 1960UCS色度坐标中将与具有相当的色温的黑体轨迹的u、ν值的 偏差放大1000倍，处于黑体辐射轨迹下侧时标注负号而示出的数值。另外，每单位光束的 褪黑素抑制的作用函数效率是灯的放射光谱的光谱能量通过褪黑素抑制作用函数加权后 再进行积分得到的作用函数效率与通过CIE标准光谱发光效率V ( λ )加权后再进行积分得 到的可见度效率的比率(作用函数效率/可见度效率)。本发明的荧光灯是一种具有相关色温超过10000 [K]不足17000 [K]、Duv在-2. 5 到5的范围内的光色的荧光灯，其具有灯发光管和在所述发光管的内表面上形成的荧光粉 层；所述荧光粉层至少含有发红色光的稀土荧光粉，以稀土类元素作为发光中心，该发光 中心的发光主峰处于605 625 [nm]之间；发绿色光的稀土荧光粉，以稀土类元素作为发光 中心，该发光中心的发光主峰处于540 550 [nm]之间；和发蓝色光稀土荧光粉，以稀土类 元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于440 460 [nm]，每单位光束的褪黑素抑制 的作用函数效率超过1. 0，并且平均显色指数Ra在80以上。另外，本发明的荧光灯是一种具有相关色温超过7100 [K]并且Duv在-2. 5到5的 范围内的光色的荧光灯，其具有灯发光管和在所述发光管的内表面上形成的荧光粉层，所 述荧光粉层至少含有发红色光的稀土荧光粉，以稀土类元素作为发光中心，该发光中心的 发光主峰处于605 625 [nm]之间；发绿色光的稀土荧光粉，以稀土类元素作为发光中心， 该发光中心的发光主峰处于540 550 [nm]之间；和发蓝色光稀土荧光粉，以稀土类元素作 为发光中心，该发光中心的发光主峰处于440 460[nm]之间；和具有一种元素作为发光中 心的荧光粉，该发光中心具有位于480 520 [nm]范围内的发光主峰，该发光主峰位于发蓝 色光稀土荧光粉的发光主峰和发绿色光稀土荧光粉的发光主峰之间，其中，具有一种元素 作为发光中心且其发光主峰处于480 520[nm]范围内的荧光粉，通过增强在发蓝色光稀 土荧光粉的发光主峰和发绿色光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光，对黑视素进行光学刺激，并以此增进褪黑素抑制效率，平均显色指数Ra在80以上，且特殊显色指数R9在50以上。另外，本发明的荧光灯是一种具有相关色温超过7100 [K]并且Duv在-2. 5到5的 范围内的光色的荧光灯，其具有灯发光管和在所述发光管的内表面上形成的荧光粉层，所 述荧光粉层指至少含有发红色光的稀土荧光粉，以稀土类元素作为发光中心，该发光中心 的发光主峰处于605 625 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉，具有作为发光中心的稀土类元 素，该发光中心具有位于540 550 [nm]范围内的发光主峰；和发蓝色光稀土荧光粉，以稀 土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于440 460 [nm]，其中发蓝色光稀土荧 光粉，以稀土类元素作为发光中心，其发光主峰处于480 520 [nm]范围内，从发光峰值到 长波长一侧具有50 [nm]以上的半峰宽，通过增强在发蓝色光稀土荧光粉的发光主峰和发 绿色光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光，对黑视素进行光学刺激，并以此增进褪黑素抑 制效率，平均显色指数Ra在80或以上，且特殊显色指数R9在50或以上。另外，一种适宜的实施方式是相关色温为10000 20000 [K]的荧光灯。另外，一种适宜的实施方式是相关色温为11000 13000 [K]的荧光灯。另外，一种适宜的实施方式是Duv超过0的荧光灯。另外，一种适宜的实施方式是荧光粉为SCA的荧光灯。另外，一种适宜的荧光灯实施方式是，在上述荧光灯中，发蓝色光稀土荧光粉，含 有稀土类元素作为发光中心且发光峰值处于440 460[nm]并由BAM:Mn、BAM、SCA中的一 种或多种构成，而且发蓝色光稀土荧光粉，含有稀土类元素作为发光中心且发光峰值处于 480 520[nm]并由 BAM:Mn、BAM、SAE、CMZ, BCA 中的一种或多种构成。另外，一种适宜的荧光灯实施方式是，在上述荧光灯中，含有稀土类元素作为发光 中心且其发光峰值处于440 460 [nm]的发蓝色光稀土荧光粉和含有一种元素作为发光中 心且其发光峰值处于480 520[nm]的荧光粉，所述每一种均由BAM:Mn荧光粉构成。另外，一种适宜的荧光灯实施方式是，在上述荧光灯中，包含稀土类元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于605 625 [nm]之间 的发红色光稀土荧光粉，由YOX、YVO、YOS之中的一种或多种构成；包含稀土类元素作为发 光中心且该发光中心的发光主峰处于540 550[nm]之间的发绿色光稀土荧光粉，由LAP、 CAT、CAT:Mn、CBT之中的一种或多种构成；包含一种元素作为发光中心且该发光中心的发 光主峰处于480 [nm]至520 [nm]之间的荧光粉由一种或多种BAM:Mn、SAE、CMZ、BCA，_CAT:Mn 构成；包含稀土类元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于440[nm]至460[nm]之 间的发蓝光稀土荧光粉由一种或多种BAM:Mn、BAM及SCA构成。发明效果本发明通过对以窄频带发光型为基础的荧光灯在蓝色发光和绿色发光之间的发 光进行增强，从而在改善显色性的同时实现了高效率的超高色温荧光灯，并且抑制了褪黑 素分泌从而获得了生物节律的调整或促进生物体的觉醒的作用效果。通过至少对发蓝光稀土荧光粉和发绿光稀土荧光粉各自的发光主峰之间的发光 进行增强，与在该相关色温条件下构造出与3波长区域发光型相当的窄频带发光型光源的 情形相比，所述褪黑素抑制作用大，并且可以同时改善红色和绿色视觉效果(色彩饱和度) 低下这一显色指数这一弱点。
由此，能够提供一种在维持显色特性的同时，在自然的视觉环境中高效地抑制褪 黑素分泌从而实现生物节律的调整和促进生物体觉醒的使用效果的荧光灯和照明装置。此时，为了对发蓝光稀土荧光粉和发绿光稀土荧光粉各自的发光主峰之间的发光 进行增强，大致存在两种方法。第一种方法是通过扩展发蓝光稀土荧光粉的发光峰值到长波长一侧的半峰宽 (优选是达到50 [nm]以上)而获得上述效果。第二种方法是增加具有发光中心发出以蓝色 发光荧光粉和绿色发光荧光粉各自的发光主峰之间(优选是480 520[nm])的范围为发 光主峰的荧光粉。特别是在后者的情况下发现，更优选的是在对发蓝光稀土荧光粉和发绿光稀土荧 光粉各自的发光主峰之间的发光进行增强时使发光集中于480 520[nm]的范围内，这样 可以在Duv高的区域内提高Ra或Ri (特别是R9)，还发现，这样可以解决目前为止无法表现 的显色方面的问题。通过第一和第二种方法得到增强的480 520 [nm]附近的频带是相对可见度和褪 黑素抑制效率都较高的频带，因此，可以实现更高效率的光源，并且也可以提高放射光谱的 光谱能量通过褪黑素抑制作用函数加权后再进行积分得到的作用函数效率与通过CIE标 准光谱发光效率V( λ)加权后再进行积分得到的可见度效率的比率(作用函数效率/可见 度效率)。另外，在本发明中除了由同时用于平均显色指数评价的Rl R8的中色彩饱和度 色卡所构成的色域面积比( 之外，也构成了由新用于特殊显色指数评价的R9 R12的高 色彩饱和度色卡所构成的色域面积比Ga4作为评价指数，因此，通过使用该fe4，可以更恰 当地实施高色彩饱和度视觉对象物的评价。由此，本发明具有既适宜于提高中色彩饱和度颜色的视觉效果，也可以提高高色 彩饱和度颜色的视觉效果的特殊效果，该效果在Duv为正值的一侧也很大。由此，可以实现 超高色温的自然光即天空光这样的鲜艳的色再现和褪黑素抑制效果，而且由于天空光大多 处于Duv为正值的区域，因此，本发明的效果在Duv为正值的一侧尤其明显，这是其优点。下面对本发明的各种效果进行说明。首先对褪黑素抑制作用进行详细说明。图3和图4表示相关色温与褪黑素抑制作用函数Α(λ)的关系。纵轴是将光源的 光谱分布乘以褪黑素抑制作用函数Α( λ)后得到的值除以将光源的光谱分布乘以光谱发 光效率曲线ν(λ)后得到的值所得的值，其中Α(λ)/ν(λ)相当于每单位光束的褪黑素抑 制效率。根据图3和图4可以看出，宽频带发光型光源、窄频带发光型光源都存在着作用函 数的刺激比例随着相关色温的升高而上升的倾向。另外，如果根据荧光灯的类别而区分为 宽频带发光型光源、窄频带发光型光源加以考察就会发现，这种相关性表现出进一步增大 的倾向。在约8000DC条件下使褪黑素抑制作用函数Α( λ)与光谱发光效率曲线ν( λ)的 光谱效率々(入)八(入)均衡达到约1比1。因此可以认为在一般的3波长区域发光型荧光 灯中，8000[Κ]以上的相关色温能够获得高效的褪黑素抑制效果。对于在超过由JIS或IEC规定的常用荧光灯的光色上限7100 [K]而试图实现超高色温荧光灯的情况下，可见光短波长成分越多则褪黑素抑制越强这一特性，存在着基于黑 素蛋白视色素吸收的解释、基于褪黑素抑制效果作用曲线的解释等各种不同的解释，没有 一致的见解。在本发明中发现，各种褪黑素抑制作用函数存在公共的相关性，将各种不同的 解释统一起来也发现了其倾向是彼此相关/近似的。利用通过受光物质即黑素蛋白的光谱吸收特性求得的比较简单的效果作用函数 的方法即(a)的第一作用函数、和在将各种光谱应用到人体上时直接测定对于褪黑素的抑 制效果作用而求得的比较复杂的效果作用函数的方法即(b)的第二作用函数这两者对褪 黑素抑制的各种作用函数Α( λ)进行验证，进而将每种灯光谱分布特征、每种宽频带发光 型/窄频带发光型等灯光谱分布的特征分开进行分析，结果发现，在以窄频带发光型为基 础的光源中，其相对误差在实用过程中更少。图5的纵轴是各种光源各自的第一作用函数G (C ( λ ))的值，横轴是第二作用函数 B(Brainard)的值，整体表示其相关性。黑体幅射、合成白昼光、3波长区域发光型和光源的光谱分布的基本形状差异较 大，但相关性高。另外，其他作用函数的相关性也表现出同样的结果，更详细地观察光源光 谱分布的每一种基本形状就会发现，各自的结果都具有较高的相关性和线性。另外，根据图3和图4，相关色温达到约8000[Κ]以上后，由一般的代表性作用函数 所构成的Α(λ)/ν(λ)会达到1以上，可以看到褪黑素抑制作用随着相关色温的上升而提 高的状况，但该倾向在约20000[K]左右时表现出饱和倾向。这里，色温过高会导致光色变得极端青白而不自然、灯本身的相对可见度效率也 会下降之类的负面效果。在以与3波长区域发光型相当的窄频带发光型光源为基础的情况 下发现，与5000[Κ]附近的通常光色相比，在8000[Κ]、13000[Κ]、17000[Κ]色温条件下发光 效率分别降低5 %、10 %、15 %，色温过高会导致发光效率大幅度下降。在工业上通常认为，与白昼白色光Ν(相当于F5000)相比，高色温化导致的荧光 灯发光效率的下降在白昼光色D(相当于F6500)时达到约5%。据此可以估计出比白昼 光色D(相当于F6500)色温高出1个等级的荧光灯的发光效率下降约为5%。根据5%的 发光效率下降量反向计算比白昼光色D(相当于F6500)高1个等级的光色，能够推断出约 13000 [K]附近的相关色温。这里，如果设想在约17000 [K]附近，则发光效率下降10 %，故 能够确定出比D(相当于F6500)高2个等级的光色。如果将实现这些高色温的荧光灯的荧光粉或灯结构的差异等作为误差要素加以 考虑，则13000[K]和17000[K]之间的约15000[K]就是伴随着高色温化而产生的发光效率 下降的容许上限。而且，图3和图4中也表示出每种典型自然光，即CIE合成白昼光的相关色温的 Α(λ)/ν(λ)的效率，其中示出通常的3波长区域发光型荧光灯在相当的相关色温条件下 Duv为0的情况下其效率值总是低于CIE合成白昼光，当现有的3波长区域发光型荧光灯的 相关色温发生变更时，相当的相关色温无法得到与自然光同样的Α( λ )/V( λ )。但是，如同本发明这样，通过至少对发蓝光稀土荧光粉和发绿光稀土荧光粉各自 的发光主峰之间的480 520nm范围内的发光进行增强，能够得到相当的相关色温和Duv 的通常3波长区域发光型以上的A ( λ ) /V ( λ )，最优情况下能够得到与相关色温的2位有效 数字相当的自然光同样的Α(λ)/ν(λ)。
另外，能够在低相关色温条件下实现与相关色温更高的光源的Α( λ )/V( λ )相当 的值，可以防止色温过高导致的视觉效果下降和发光效率下降。这里，特别地以相关色温12000 [K]为例，使用图6和图7所示的图表对以下两种 情形进行比较说明，这两种情形是从显色评价的角度出发，以与3波长区域发光型荧光灯 相当的窄频带发光型光源为基础的一般性情形；和如本发明这样以与3波长区域发光型荧 光灯相当的窄频带发光型光源为基础，通过至少对发蓝光稀土荧光粉和发绿光稀土荧光粉 各自的发光主峰之间的505 525nm范围内的发光进行增强的情形。图6表示的是作为一般性的3波长区域发光型荧光灯，在荧光粉中使用了蓝色发 光荧光粉BAM、绿色发光荧光粉LAP、红色发光荧光粉YOX的情形。但还常见的是，使用半峰 宽50[nm]以上的SCA荧光粉作为蓝色发光荧光粉，由于会得到大致相同的数值，因此这里 省略说明。图7表示的是使用了蓝色发光荧光粉(兼作蓝绿发光)BAM:Mn、绿色发光荧光粉 LAP、红色发光荧光粉YOX的情形。就此时的BAM:Mn荧光粉的发光中心的发光峰值强度比 而言，在将发出以440 460 [nm]的发光主峰的稀土类元素Eu的发光强度峰值设为约1. 0 的情况下，发光主峰处于480 520 [nm]的范围内的Mn元素发光中心的发光强度峰值约为 0. 7。这些图6、7的表中所示的所述各种显色指数是按照JISZ8726-1990的计算步骤计算出来的。此外，( 使用JIS Z8726-1990的“采用显色 指数以外的显色性评价方法”的色域面积比的计算步骤进行计算，Ga4使用与( 相同的计 算步骤进行计算。通常情况下，( 是在U*V*色度坐标中由用于计算平均显色指数的Rl R8所构成的中色彩饱和度色卡的色域面积比，Ga4是由新规定的特殊显色指数R9 R12构 成的高色彩饱和度色卡的色域面积比。由此，现有技术中仅以中色彩饱和度色卡的色域面积比作为研究对象，而现在也 可以增加对高色彩饱和度色卡的色域面积比的研究。因为，作为高色彩饱和度色卡与现有 的标准实现了匹配，而且也实现了与广泛使用的中色彩饱和度色卡的色域面积比( 的计 算上的匹配。特别是就需要鲜艳色彩的高色彩饱和度色卡R9 R12的Ri而言，由于没有色域 表现的辅助指标，所以即使Ri超过100而表现为高色彩饱和度，仅靠Ri的数值也只能判 断为显色指数下降，评价鲜艳色彩的鲜艳度指标即使在更为必要的状况下也无法弥补这一点。另外发现，改善中色彩饱和度色的色域并不能总是改善高色彩饱和度色的色域， 因此，对于这一点，构造出既能够保持与原有标准的匹配、又可以将计算步骤中的变更限定 在最小程度的辅助指标的效果很大，特别是对于在超高色温条件下将下降的R9的色卡的 视觉效果而言，可以不单纯依赖R9的数值，实现准确的判断。另外，作为其他的参考指标，表中的M是表示显色鲜艳度的值，可以根据非专利文 献Kenjiro Hashimoto et. al. :New Method forSpecifying Color-Rendering Properties of Light Sources Based onFeeling of Contrast, Color research and application, Vol. 32No. 50ctberP361 (2007)中公开的过程推导出来。图6、7的表中的PS是表示皮肤视觉效果的满意度的值，可以根据非专利文献-桥本健次郎等所作的《对照明光源下日本女性肤色的满意度评价方法》(照明学会会 干丨J Vol. 82Νο· 11P895(1998)(KenjiroHashimoto et. al. Preference Index for Japanese Complexion Color underillumination, Journal of the Illuminating Engineering Institute of Japan, Vol. 82No. 11P895 (1998))中公开的过程推导出来。另外，图6、7的表中的Br (Brainard)是使用第二作用函数B的代表时每单位光束 的作用能量，是第二作用函数的代表值。Th是隶属于第二作用函数的每单位光束的作用能 量，是第二作用函数的其他数值。图6、7的表中的C(X)是使用第一作用函数G时每单位光束的作用能量，是第一 作用函数的代表值。Ζ( λ)是相对于第一作用函数用作参考的每单位光束的作用能量，是相 对于第一作用函数的其他参考值。Ζ(λ)是灵敏度峰值偏向短波长一侧、半峰宽小的情况下 非常极端的事例，是在可见光短波长(蓝)区域内接近灵敏度高的视锥细胞的灵敏度的极 端事例的参考。图6、7的表中的效率表示玻璃直径为32.5[mm]、长度为1198[mm]的40W直管型快 速启动型荧光灯的发光效率。在Tc = 12000 [K] ,Duv = O的情况下，图6的一般性情形中Ra为82，而图7中Ra 为88。另外，第一作用函数和第二作用函数相关，因此，如果以第二作用函数的Br作为 代表值，则在12000 [K]、Duv = O的条件下，一般情况下是1. 19，在本发明的情况下是1. 26， 由此可知，既提高了所述Α(λ)/ν(λ)的每单位光束的作用能量，又同时提高了平均显色 指数。进而，表示红色视觉效果的特殊显色指数R9在一般情况下是42，而在本发明的情 况下R9达到91，根据本发明的结构，可以大幅度改善红色的视觉效果。另外，在以相当于3波长区域发光型的窄频带发光型光源为基础实现了荧光灯的 一般性结构的情况下，Duv升高后发光效率会增加，但Ra和Ri (特别是R9)单调下降。但是，如果采用以至少对发蓝光稀土荧光粉和发绿光稀土荧光粉各自的发光主峰 之间的480 520nm范围内的发光进行了增强的、相当于3波长区域发光型的窄频带发光 型光源为基础的本发明的结构，则即使在Duv高的区域，Ra也高，明显可以看到Duv升高后 Ra反而提高的倾向。另外，R9也表现出在Duv为正值的一侧随着相关色温的升高而升高的倾向，进而， 其他的Ri中，Rll的绿、R13的树叶绿、R15的日本人皮肤等也显著表现出随着Duv变化其 特殊显色指数并不单调减少的行为差异。一般来说，在以相当于3波长区域发光型的窄频带发光型光源为基础实现了荧光 灯的情况下，为了确保较高的Ra和Ri值，Duv被设定在负值一侧，但在本发明的情况下，由 于各种显色评价指数在Duv为正值的一侧提高，因此可以得到增加发光效率和提高Ra或Ri 的增效效果。在12000 [K]的事例中，既在Duv为0附近得到一般性结构的情况下在Duv为-2. 5 左右的发光效率，又可以大幅度提高Ra和Ri。另外，在现有，在Duv为+2. 5附近，有时候3 波长区域发光型的下限即Ra会低于80，而在本发明的情况下，在Duv为+5时，Ra仍保持接 近90的值，致力于得到高发光效率，从而可以将Duv设定为较高值，超高色温的天空光即使在Duv处于正值一侧时在超高色温灯中仍然表现出适宜的特性。另外，根据本发明的事例即图7可见，就R9而言，在相关色温高的情况下尤其显著 地表现出数值随着Duv的升高而上升的倾向。另外，根据图7，如果相关色温较低，则在Duv 为0附近表现出R9的数值一度上升的倾向，随着相关色温的上升，也可以看到Ra升高、Duv 点数升高的倾向。现有技术中在对Ra和Ri的研究中并没有考虑这种Duv变化产生的效果。下面详细说明本发明在显色性方面的效果。图8表示的是在相关色温为12000 [K] ,Duv = 0的条件下基准光、比较例即一般的 结构(BAM、LAP、YOX荧光粉的组合)、实施例即本发明的结构((BAM Mn、LAP、YOX荧光粉的 组合中BAM:Mn的Eu峰值约为1. 0，而Mn的峰值约为0. 7)的光谱中，用于计算平均显色指 数的色卡Rl至R8所构成的色域(图8(a))与用于计算特殊显色指数的色卡R9至R12所 构成的色域(图8(b))在U*V*色度坐标上的表示结果。在用于计算平均显色指数的中色彩饱和度色卡Rl至R8所构成的色域中，在一般 结构的情况下，图中左右方向比相当的相关色温的基准光更窄，即红色和绿色的色卡的视 觉效果的色彩饱和度下降。另外，在本发明的结构的情况下可知，与基准光相比，图在左右方向放大，即红和 绿的视觉效果的色彩饱和度上升，而且色域分布的形状的歪斜消失，接近基准光的色域形 状并有所超出。特别地，在由对特殊显色指数R9至R12进行计算的高色彩饱和度色卡构成的色域 中，与一般性的结构相比，本发明的结构显著地表现出色域在红色方向以及绿色方向扩展 的倾向。平均显色指数Ra或特殊显色指数Ri是在将相当的相关色温的基准光条件下的色 再现设定为100的情况下根据与基准光相比产生了多大色差而扣分的指标，因此，利用相 当的相关色温的基准光，即使鲜艳而令人满意地被色再现，在数值上也是减少的，而在本发 明的结构中，在12000[K]条件下R9为91这一数字超过了基准光的显色，这是红色等看起 来鲜艳的结果的扣分。在本发明中，如果单纯地根据现有的Ra或Ri的评价来看，Ra和Ri的数值提高了， 但在上述方面，本发明所解决的显色性问题不是单单提高Ra和Ri的数值，而是更高程度地 提高显色性。现有，JIS Z8726-1990中公开了一种计算方法，其将由Rl至R8这8种中色彩饱 和度色卡构成的色域作为色域面积比( 计算出来作为参考。由此，在现有的一般性结构中( 是96，与基准光的( = 100相比，色域更狭窄、 色卡看起来不明显，与此不同的是，本发明的( 为113，与基准光的( = 100相比，色域宽 阔，实现了鲜艳的色再现。进而，在本发明中开发出一种这样方法，通过构成由R9至R12这4种高色彩饱和 度色卡构成的色域面积比的值(ia4，由此在超高色温区域内进行红色的视觉效果的评价。
此外，这里W*方向的信息不象( 那样用于色域面积计算，这是因为，其具有计算 方法(程序)共用的意义，与( 同样地作为与平面上的色调/色彩饱和度相关的色域面积。
另外，在将W*亮度方向的色域面积的增减加入计算过程的情况下，按照三维方 式，例如以蓝色发暗、黄色明亮方式进行显色的情况等的色域面积的增加被计算出来，而为了与( 达到匹配，捕捉到与平面上的色调/色彩饱和度相关的色域面积，其差别作为误差 要素而去除。由此，在现有的一般性结构中Ga4是91，与基准光的( = 100相比，色域更狭窄、 色卡看起来不明显，与此不同的是，本发明的Ga4为105，与基准光的( = 100相比，色域宽 阔，实现了鲜艳的色再现。一般性的倾向是，色域面积比( 所表示的中色彩饱和度色的色域即使得到改善， 高色彩饱和度色的色域也难以改善，而在本发明的结构中发现，特别对超高色温下480 520 [nm]频带的窄频带内进行发光增强后，绿色的刺激纯度提高，因此，包含其互补色即红 色在内，色域面积比的增加很大。在现有的一般性结构中，在Duv为正值的一侧，Ga和Ga4都难以超过100。但是， 在本发明中，在Duv为正值的一侧容易表现出( 和Ga4接近100或者超过100的特性，可 以获得Ra或Ri的数值以上的色彩鲜艳的显色。另外，在现有技术中，即使在相同的高相关色温中也未考虑向Duv方向(特别是 Duv为正值的一侧)的变化，在本发明中，从这个角度出发也实现了最优化。在本发明中，利用现有技术中所没有的评价观点和评价指标，在一度对本发明的 光谱进行最优化之后，返回头来在现有的Ra或Ri值的评价中对优化后的蓝绿发光的追加 进行评价，在这种情况下，其内容为，从色域形状变化到超高色温条件下下降的色域在红色 和绿色方向表现出放大的特性，在Duv高的区域内也发挥了良好的显色性。但是，在现有技术中，在单纯提高Ra和Ri的发明中没有考虑Duv的变化，当色域 超过了基准光的情况下表现出Ra和Ri降低、或者Duv越高Ra和Ri越低的状况，因此，如 果考虑这种效果，就无法考虑光谱最优化。进而，在现有的指标Ra和Ri高并且( 也高的情况下，鲜艳的红色有时候会变得 不鲜明，在本发明中，构造出真正想要鲜艳地显色的鲜艳的色卡的色域指标即fei4，从而发 现了也可以提高鲜艳颜色的视觉效果的结构。与由中色彩饱和度色卡构成的色域面积比( 相比，由鲜艳的色卡构成的色域面 积比Ga4表现出在现有的3波长区域发光型荧光灯中难以提高的倾向，而仅靠现有的( 则 难以发现该倾向。这是因为，鲜艳色彩的光谱反射率的光谱曲线的上升沿和下降沿陡峭，在以窄频 带发光型光源对其进行照明的情况下，光谱处于光谱反射高的区域内光谱和不处于光谱反 射高的区域内，其差异表现显著，窄频带发光型光源的光谱设定更显著地影响显色性。本发明也考察了这种效果，将进行增强的发光波长设定在480 520 [nm]范围内， 在由Rl R8构成的色域、由R9 R12构成的色域乃至这两个色域中，能够发挥出与相当 的相关色温的基准光的色域相比，在绿色方向(左侧)、红色方向(右侧)甚至两个色域出 现放大这一色再现方面的特征。( 和Ga4都大到超过100这一状况表示，即使Ra或R9很小，利用相当的相关色温 的基准光，结果得到了超过100的鲜明而令人满意的再现结果。不过，极端的( 和Ga4的 提高虽然增加了色彩的鲜艳度，但从色彩的忠实再现来看会显得过度，优选是在确保必要 的充分忠实显色的同时在Ra和Ri高的范围内提高( 和fei4。从这一角度来看，Duv也优 选是设定在正值一侧。
此外，进一步详细地，如果不仅着眼于色域面积比的计算结果的数值大小，还着眼 于色域的形状，那么相当的相关色温的基准光的色域形状相似表明各种颜色达到了平衡， 进而，象更低的相关色温的基准光的形状那样，在左右方向宽而且红-绿方向上表现出鲜 艳的显色倾向则表明，在能够对伴随着超高色温化而在红-绿方向发生色彩饱和度下降的 方向上，象较低相关色温的基准光那样表现出令人满意的显色效果。这样，即使是相关色温高的青白光色，也象相关色温较低的基准光照明那样，显示 出自然的被照射物的颜色视觉效果，能够分别单独且适当地确定高色温光色和被照射物的 显色。由此，本发明不适用于只要光色确定即可确定显色这样的简单设计事项。对现有 技术中只考虑Ra和Ri的高低进行设计的情况下所没有考虑到的、Ra和Ri的数值即使下 降颜色视觉效果也会提高的情形进行正确判断，实施本发明。另外，Ra和Ri是以差异大小对是否接近相当的基准光的色再现进行评价的，因 此，即使表现出比基准光鲜艳的良好显色，其数值也低于基准光的显色的评价点100。例如， 存在着比基准光颜色不鲜明而不可取的情况下的Ra和Ri (R9 R12)为90的情形、以及超 过基准光而色彩鲜艳、令人满意的Ra和Ri (R9 R12)为90的情形，本发明是可以对此进 行判断的基础上实施的。本发明要解决的就是原本在特殊的超高色温区域的光色的显色中 单纯依靠提高Ra和Ri这种方式捕捉不到的显色的特异现象。据此发现，在超高色温区域内，通过对视觉灵敏度高的发蓝光稀土荧光粉和发绿 光稀土荧光粉各自的发光主峰之间的480 520nm范围内的发光进行增强，不仅提高追加 了光谱的蓝-绿色的视觉效果，而且也提高了与其处于互补色关系的红色的视觉效果。本发明的考虑方式与单纯追加发光度低的红色发光从而改善红色视觉效果这一 本专业技术人员容易想到的方式不同，因此能够提供一种既不会降低发光效率又能够同时 兼得顾在自然的视觉环境中高效地抑制褪黑素分泌从而实现生物节律的调整和促进生物 体觉醒的使用效果以及显色特性的荧光灯和照明装置。另外，为了使该效果更显著地表现出来，所追加的发光除了具有窄带特性以外，也 可以更高效地将能量集中于期望的频带内，可以进行更适宜的实施。这些是现有的Ra或R9 无法表现的效果，在本发明中找到了采用色域面积比Ga、Ga4以及采用该色域的形状简单 地评价该效果的方法，能够定量地进行评价，由此实现了发明。另外，在Duv为正值的一侧特别地放大红色和绿色方向的色域，( 或Ga4在100附 近或者可以超过100这一本发明的特征仅通过与现有的Ra和Ri相关的说明加以表示，即 使这样，在相关色温固定而改变Duv的情况下，如果对一般性结构的情形与本发明的结构 的情形加以详细比较就会发现，本发明不同于以往，在Duv处于正值一侧的情况下，Ra和Ri 所表现的指数有所提高，这是现有技术中所没有的特征。该倾向在8000[K]以上、特别是10000[K]以上甚至更高的相关色温和高色温条件 下尤为显著，当追加的480 520[nm]的发光是窄频带并具有高峰值时更明显。因此，其具有特殊的作用，S卩，为了在超高色温区域内提高发光效率以及为了接近 与自然光即天空光相近的Duv而在正值一侧提高Duv，也能够实现良好的显色指数Ra和 Ri。这与通常的单纯追加发光度低的红色发光从而改善红色视觉效果这一想法不同，由于追加了发光度高的蓝绿色，因此能够提供一种既不会降低发光效率又能够同时兼得在 自然的视觉环境中高效地抑制褪黑素分泌从而实现生物节律的调整和促进生物体觉醒的 使用效果以及显色特性的荧光灯和照明装置。另外，为了使该效果更显著地表现出来，优选是所追加的发光具有半峰宽在被定 义为窄频带发光型的50[nm]以下的窄频带内的特性。这是因为，在特定频带内，能够将能 量集中于更高效的期望频带内。下面叙述本发明的相关色温。在考虑人在日常生活中遇到的自然的超高色温光 时，可以假定其是晴天的天空光。已知太阳的直射光成分的相关色温在约5500[K]附近，晴 朗天气的天空光具有更高的相关色温。在现有技术中，在考虑天空光时大多以北方白昼光作为高色温光的代表，在这种 情况下，在远离与太阳相反的太阳位置的天空(在地球的北半球就是北方天空)中天空光 的相关色温最高，局部的相关色温有时候会超过20000 [K]。不过，在太阳的直射光成分被遮挡住的阴影部位例如树荫等，所到达的天空光很 少反映出局部的高色温，而是来自整个天空的广阔范围内的天空光的积分，达到11000 13000[K]。因此，在晴天的树荫下等处，生活中自然会遇到的高色温的光会成为上述大小的 值，推导出在实际生活中容许度高的超高色温光源的适宜的相关色温的范围与此相当。在本发明中，将太阳的直射光成分和天空光的成分分离开加以考察，通过采用自 然的高相关色温，可以提取并设定晴朗天空这样的清爽而自然的光色。另外，将方向性高的 太阳的直射光成分和漫射射性高的天空光成分分离开加以考察的做法也具有照明设计上 的优点。利用发光面积较大的荧光灯容易模拟漫射光，可以构成光天棚那样的面光源，实 现自然的天空光的漫射照明。这里，如果使用模拟方向性高的5500[K]附近的太阳直射光 的光源和漫射性高的本发明的超高色温的荧光灯进行混光照明的照明设计，则可以分别模 拟方向性高、相关色温低的太阳直射光和漫射性高、相关色温高的天空光，更忠实地再现天 空光。进而，对白昼光或天空光进行详细分析后，可以得出以下结论。在非专利文献晴朗天空光的光谱分布与色度(照明学会会刊 Vol. 73No. 2P. 3(1989)(Seishi Sekine :Spectral Distributions of Clear Skyand Their Chromaticities， Journal of the Illuminating EngineeringInstitute of Japan， Vol. 73No.2P. 3(1989))中记载了除太阳光以外所有天空光的测定结果。在通常的晴朗天 气，除了太阳的直射光以外所有来自天空的光的积分约为8500[K]，在大气非常清澄的晴朗 天气则约为20000[K]。如果考虑模拟实现万里无云的晴朗天空光，则将相关色温设定在8500[K]以上即 可，而如果要模拟现实性的晴朗天空光的上限，则将相关色温设定在20000[K]以下即可。 另外，在相关色温高的情况下，实测的天空光的色度大多比黑体轨迹偏向绿色一侧、Duv为 正。这里，将相关色温倒数的百万倍称为mired (micro reciprocaldegree 微倒数 度)，其数值间隔被认为与主观光色的视觉效果差一致，在相关色温约为8500[K]时约为118[mired]，在相关色温约为20000[K]时约为50[mired]。能够设想所谓的在晴朗天气除 了太阳的直射光以外所有来自天空的光的积分处于该范围内。另外，为了代表一般晴朗天 气的整个天空的光的积分的中间值，计算出其中间的相关色温约为84[mired]，能够计算出 大约为12000[K]。另外，10[mired]的差值在视觉上基本被当做相同光色，因此，在利用实 用光源对此进行模拟的情况下，12000 [K] +10 [mired]约为 10700 [K]，12000 [K]-10 [mired] 约为13600 [K]，因此，可以说中央值附近约为11000 13000 [K]。另外，天空光的光谱分布基本上强烈反映了太阳光的光谱分布，因此，大多使用 CIE的合成白昼光作为实用上的近似值。如非专利文献——冈田喜义的《白昼光标准建立调查委员会报告》(照明学会 会干丨J Vol. 53Νο· 3P. 15 (1970) (Okada Kiyoshi :Report ofthe Investigative Committee for Daylight Standard Establishment, Journalof the Illuminating Engineering Institute of Japan, Vol. 53No. 3P. 15(1970))所述，在超过 8500 [K]的高色温条件下实测 的天空光的色度大多表现出与CIE合成白昼光同等程度或更高的Duv。进而，非专利文献新编色彩科学手册(日本色彩学会编，第5次印刷)P67(1985) 的图中追加了 Duv在色度坐标上的关系，并表示在图9中。观察CIE规定的作为CIE白昼光的基础的自然白昼光在色度坐标上的分布可知， 在Duv高至大约10时包含大约90%的实测数据，在Duv为5左右，达到接近原本的CIE合 成白昼光所呈现的值的中央值。这里，如果只着眼于Duv在正值一侧的分布，则Duv高至10时包含了大部分实测 数据，当Duv为大约5时包含了超过半数的实测数据。如果Duv过高，就会被看成蓝绿色的光色，因此，从发光光色的不适感的角度来 看，Duv为7. 5是实用上的上限。另外，就Duv处于较低值一侧的状况而言，当Duv为0左右时包含了 90%左右的实 测数据，除掉特异点，在-5左右时能够包含几乎全部实测数据。这里，如果只着眼于Duv在负值一侧的分布，则Duv约为-2. 5时包含了超过半数 的实测数据。由此可知，适宜作为照明光源而应用于存在窗户的实际环境中的优选值的上 限为10 5，下限为-5 -2. 5，进而是0。除此之外，在实测中白昼光在超高色温区域内大多超过CIE白昼光轨迹，DuvSO 的黑体辐射轨迹与自然天空光相比，Duv低于自然天空光，本发明的光色在与天空光色泽吻 合的情况下，Duv为0或大于0，Duv超过0为比较理想的值。另外，基于与3波长区域发光型相应的窄频带发光型光源的一般性灯具，为了提 高Ra，Duv的设计常常低于0及等于0，或高于-2. 5以上的值，在本发明中，即使Duv在正 值一侧显色性也不会下降并保持高发光效率，因此，即使在超高色温区域内，也能够在与天 空光色泽吻合的同时保持良好的颜色视觉效果。另外，在本发明的实施过程中，如果仿照现有的3波长区域发光型灯而将Duv设定 在负值一侧，与一般性3波长发光型的基于窄频带光源的荧光灯具有较高相关色温的情形 相比，能够实现高显色性。在本发明的实施中，将这种Duv设定为负值，为了与设定为紫色光色的其他光源 取得光色印象的匹配而将Duv设定为负值的做法从光色本身与现有3波长发光型荧光灯的色泽匹配的角度来看是有意义的。适宜应用于与现有的荧光灯同时存在的实际环境中的优 选下限是Duv在-2. 5左右，或者Duv取现有的荧光灯大多使用的-1. 0或-1. 0以上的值。另一方面，为了清楚地区别现有型的3波长区域发光型荧光灯在Duv方向上色泽 的不同，最好是将Duv设定为正值，而且不处在现有型荧光灯的Duv的范围内。例如，如果试图将Duv设定为大于0的正值一侧的正值，则对小数点以下进行四舍 五入后可以设定为0. 5或大于0. 5，将小数点以下全部舍掉，则相对于Duv = 0可以设定为 Duv = 1或大于1的数值。另外，在超高色温区域内进行视觉评价实验的结果发现，如果Duv之差低于0. 5， 在并列安置这些光源并彼此进行比较的条件下，2种光色的差异未能被察觉。另外，如果 Duv之差在1或1以上，则大部分人都能察觉到光色差的存在。另一方面，作为在实际视觉环境中限制相关色温的一个因素，自发光型显示装置 与照明光的光色之间是一致的。当在办公室或住宅中使用超高色温光源的情况下，那里所 使用的显示器的白色点大多被设定为iioooDC左右，在超过该值的过高色温照明条件下， 显示器的白色看起来发黄，使用显示器工作或观看影像变得不适合，出现了实用方面的问 题。一般来说，显示器的白色点被设定为比周围的照明环境的相关色温高的数值，在 现有的常用光源的光色条件下不会发生上述事态，但在将超高色温区域应用于照明的情况 下就会出现上述问题。实验中发现，在相关色温约13000[K]时不会察觉到显示器的发黄，从理论上来 看，这钟结果符合常规知识，即色差在10 [mired] (microreciprocal degree 微倒数度) 或低于该数值时光色差不可能被察觉，照明光与显示器的白色点之差在这种情况下是以 11000 [K]为中心+10[迈尔德 mired]而达到 10000 [K], -10 [mired]而达到 12500 [K] (M 数四舍五入后是13000 [K])。另外，通过演示也可对本发明的光色设定一个可接受的范围，用mired间隔，对 于日光光色及F6500的更高光色范围的推断，均为JIS或IEC的荧光灯光色等级的最高 色温的色度标准，以此来设定本发明的光色的容许范围。在这种情况下，JIS为8000 17000 [K]，IEC 为 F8774 和 F12655。使用根据IEC标准得到的数值也可以简单地设定在8774 12655[K]的范围内， 也可以分别单独地设定F8774和F 12655各自的色度容许范围，进而也可以采用这两者的 最大最小相关色温作为本发明的相关色温的范围。发明人通过主观评价实验发现，在约10000 14000 [K]范围内、通过心理估算，认 为白昼光色和F6500更好的光色范围为11000 13000[K]具有更高的色温等级。此外，作为其他的生理效果，根据非专利文献——金井隆志《高色温照明对工作过 程中的心理/生理机能的影响》(千叶大学研究生院自然科学研究科，硕士论文O000))，在 超高色温照明条件下也表现出其他效果。照明光的各相关色温的脑电波测定的结果表明，自发诱发型脑电波即α波的频 带率在3000DC至9000DC时下降，当相关色温达到11000DC以上时转而出现增加的倾 向。另外，现象关联电位即CNV的初始成分值在9000DC之前很高，从11000DC开始而出 现下降倾向。
α波指标被认为与人的放松状态相关联，这表现出在低色温光条件下放松而在 高色温光条件下该状态出现缓和这种一般性认识的倾向，以9000DC至11000DC之间的 10000[K]为界再次出现放松状态。另外，CNV指标通常被认为与人的注意力集中或紧张状态相关联，这表现出与低 色温光相比在高色温光条件下注意力集中或紧张度增强这种所公认的倾向，以9000DC至 11000[K]之间的10000DC为界再次出现注意力集中或紧张度缓和的倾向。两种脑电波指标大约以10000DC为界表现出随着高色温化而提高的脑活动张力 再次偏向缓和这种效果。越过该变形点，更明确的脑电波指标的变化控制点是11000DC。在同时进行的心理评价中，“睡眠”、“集中于工作”即使超过IOOODC仍表现出提 高的倾向，产生了与脑电波指标不同的结果。如果以脑电波为指标，则处于生理上放松而心 理上仍然高度集中的状态，可以预想在超过10000DC的超高色温条件下得到了无过度紧 张而集中度提高的光色。一般来说，颜色纯度高的蓝色光色具有使人放松而镇静的效果，可以认为，在超过 10000[K]的超高色温条件下，蓝色光成分增强，因此开始出现这种效果。在发明人的心理实验中发现，在超过10000DC后，青白光色使人心理上感到爽 快，这表明本发明，对于相应的高色温情况下的荧光灯能够提供更高的显色性能，对于一般 的3波长荧光灯来说，这种荧光灯为窄频带发光型，缓和了对这种效果起妨碍作用有超高 色温化带来的视觉环境的不适感，由此，也具有实现更舒适的环境的效果。如上所述，为了在提高显色性和黑素蛋白抑制效果的同时实现自然的光色，在本 发明的范围中，可以对上述生理效果或显色性方面的效果分别进行适宜的、优选的组合，形 成许多种相关色温或Duv的下限和上限组合的变更。例如，根据心理生理效果设定相关色温的下限，根据显色性效果设定相关色温的 上限，这可以任意选择，这些是本专业技术人员可以根据目的而进行组合变更的事项。


图1表示黑素蛋白的光谱吸收的作用函数、褪黑素抑制的作用函数、标准光谱发 光效率曲线的图表。图2将色卡Rl至R8的色度表示在U*V*色度坐标上的图表。图3表示在以第一作用函数G(CU))为代表的情况下相关色温与褪黑素抑制的 作用函数Α(λ)的关系的图表。图4表示在以第二作用函数B (Brainard)为代表的情况下相关色温与褪黑素抑制 的作用函数Α(λ)的关系的图表。图5表示第一作用函数G与第二作用函数B的相关性的图表。图6表示作为一般性的3波长区域发光型荧光灯，在荧光粉中使用了蓝色发光荧 光粉ΒΑΜ、绿色发光荧光粉LAP、红色发光荧光粉YOX的情况下的结果的表。图7表示使用了本发明实施方式中的蓝色发光荧光粉(兼作蓝绿发光)BAM Mn、绿 色发光荧光粉LAP、红色发光荧光粉YOX的情况下的结果的表。图8A和图8B分别将在相关色温为12000 [K]、Duv = 0的条件下，基准光、一般性 结构、实施例中由色卡Rl至R8和R9至R12构成的色域表示在U*V*色度坐标上的图表。
图9在色度坐标上标出Duv的关系的图表。图IOa和图IOb分别为示意性地标出本发明实施方式的荧光灯100的部分断面透 视图和剖视图。图11表示本发明实施方式中的荧光灯100的光谱分布的图表。图12A和图12B分别表示出U*V*色度坐标上由R R8构成的8色色域和由R9 R12构成的4色色域的图表。图13表示一般性窄频带发光型荧光灯中使用的BAM、LAP、Y0X的光谱分布的图表。图14A和图14B分别表示出U*V*色度坐标上一般性结构的荧光灯中由Rl R8 构成的8色色域和由R9 R12构成的4色色域的图表。图15表示在相关色温为12000 [K] ,Duv = 0的条件下一般性窄频带发光型荧光灯 (BAM)和实施例(BAM:Mn)的窄频带发光型荧光灯的比较的光谱分布。图16表示相对于相关色温，每种Duv条件下LAP、YOX的峰值比的变化的图表。图17表示发光峰值强度2/发光峰值强度1约为0. 5时各显色指数值的表。图18表示发光峰值强度2/发光峰值强度1约为0. 7时各个显色指数值的表。图19表示发光峰值强度2/发光峰值强度1约为1. 0时各个显色指数值的表。图20表示发光峰值强度2/发光峰值强度1约为1. 3时各个显色指数值的表。图21A至图21C分别表示在相关色温为7100[K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图22A至22C分别表示在相关色温为11000 [K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、 色域R9 R12的图表。图23A至23C分别表示在相关色温为20000 [K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、 色域R9 R12的图表。图24A至图24C分别表示一般性窄频带发光型荧光灯在相关色温为7100 [K]的条 件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图25A至图25C分别表示一般性窄频带发光型荧光灯在相关色温为11000 [K]的 条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图26A至图26C分别表示一般性窄频带发光型荧光灯在相关色温为20000 [K]的 条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图27A至图27C分别表示(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为0. 5的情况下相 对于相关色温7100 [K]的光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图28A至图28C分别表示(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为0. 5的情况下相 对于相关色温11000 [K]的光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图29A至图29C分别表示(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为0. 5的情况下相 对于相关色温20000 [K]的光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图30A至图30C分别表示(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为0. 75的情况下 相对于相关色温7100 [K]的光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图31A至图31C分别表示(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为0. 75的情况下 相对于相关色温11000 [K]的光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图32A至图32C分别表示(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为0. 75的情况下相对于相关色温20000 [K]的光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图33A至图33C分别表示(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为1. 0的情况下相 对于相关色温7100 [K]的光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图34A至图34C分别表示(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为1. 0的情况下相 对于相关色温11000 [K]的光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图35A至图35C分别表示(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为1. 0的情况下相 对于相关色温20000 [K]的光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图36A至图36C分别表示在相关色温为7100[K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图37A至图37C分别是表示在相关色温为11000[K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图38Α至图38C分别表示在相关色温为20000[K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图39Α至图39C分别表示在相关色温为7100[K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图40Α至图40C分别表示在相关色温为11000[K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图41Α至图41C分别表示在相关色温为20000[K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图42Α至图42C分别表示在相关色温为7100[K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图43Α至图43C分别表示在相关色温为11000 [K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图44Α至图44C分别表示在相关色温为20000[K]的条件下光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图45Α至图45C分别表示在相关色温为11000 [K]的条件下光谱分布(SCA)、色域 Rl R8、色域R9 R12的图表。图46Α至图46C分别表示在相关色温为11000[Κ]的条件下光谱分布(SCA broad)、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图47A和图47B分别表示在色域Rl R8、色域R9 R12的对比结果的图表。图48A至图48C分别表示光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图49A至图49C分别表示光谱分布、色域Rl R8、色域R9 R12的图表。图50表示本发明的第4实施方式的荧光灯的光谱分布的图表。图51表示在各种相关色温条件下改变Duv后的各显色指数值的表。图52A和图52B分别表示在色域Rl R8、色域R9 R12的对比结果的图表。图53表示本发明第5实施方式的荧光灯的光谱分布图表。图M表示在各种相关色温条件下改变Duv后的各显色指数值的表。图55A和图55B分别表示在色域Rl R8、色域R9 R12的对比结果的图表。图56表示本发明第6实施方式的荧光灯的光谱分布的图表。
图57表示在各种相关色温条件下改变Duv后的各显色指数的值的表。图58A和图58B分别表示在色域Rl R8、色域R9 R12的对比结果的图表。图59是表示本发明第7实施方式中使用的CAT:Mn荧光粉的光谱分布的图表。图60A和图60B分别表示在色域Rl R8、色域R9 R12的对比结果的图表。图61为示意性地标出本发明实施方式的照明装置1000的透视图。附图标记说明10灯发光管(灯泡)20荧光粉层24 引线30 电极32 '灯丝34 引线36 灯座40 '灯头42灯头栓脚45 水银46紫外线47 电子48 可见光线49 稀有气体50褪黑素分泌抑制单元100荧光灯1000照明装置。
具体实施例方式下面，参照

本发明的实施方式。在以后的附图中，为了简化说明，使用相 同的引用符号表示实质上具有同样功能的结构要素。此外，本发明并不限于以下的实施方 式。<第1实施方式>图IOA示意性地表示本发明的实施方式的荧光灯100。图IOB示意性地表示本实 施方式的荧光灯100的截面结构。本实施方式的荧光灯100由玻璃管构成的灯泡(灯发光管)10和在该灯泡10的 内表面上的荧光粉层20构成。在本实施方式中，荧光灯100发出的光具有相关色温超过 7100 [K]的高色温。换言之，本实施方式的荧光灯100是具有超过JIS Z9112 :1990(或IEC 60081-1997)所规定的常用荧光灯光色上限7100[K]的超高色温的荧光灯。本实施方式的荧光粉层20包含发红色光稀土荧光粉、发绿色光稀土荧光粉和发 蓝色光稀土荧光粉。即，本实施方式的荧光灯100是相当于3波长区域发光型的窄频带发 光型光源。在本实施方式的结构中，发红色光稀土荧光粉是这样的荧光粉，即，包含稀土类 元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于605 625 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉是这样的荧光粉，即，包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于540 550 [nm]之间。发蓝色光稀土荧光粉是这样的荧光粉，S卩，包含稀土类元素作为发光中心，该 发光中心的发光主峰处于440 460 [nm]之间。本实施方式的荧光灯100具有通过对黑素蛋白进行光学刺激而抑制褪黑素分泌 的单元50，该褪黑素分泌抑制单元50是通过荧光粉层20实现的。褪黑素分泌抑制单元50 对褪黑素的抑制作用将另行说明。此外，本实施方式的荧光粉层20中包含如下荧光粉(其 他荧光粉)，这些荧光粉包含一种元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰界于发蓝色光 稀土荧光粉的发光主峰与发绿色光稀土荧光粉的发光主峰之间。构成荧光粉层20的各荧 光粉的发光峰值的关系将参照图11在后文进行叙述。在荧光灯100的灯泡10内设置有一对电极30。图10所示的荧光灯100是热阴极 荧光灯，电极30有灯丝32构成。灯丝32主要由钨丝构成，构成2重或3重线圈(或4重 线圈)。此外，灯丝32的表面上涂敷着电子释放物质(发射体)。电极30的灯丝32由引 线；34支承，引线M通过灯座36得到固定。构成灯泡10的玻璃管是根据灯的电气特性(电流、电压、功耗等)决定的。灯泡 10与各种用途相对应地形成为直线状、环状、弯曲形状等。图10所示的实例灯泡10是直线 形状(直线状的圆管)。在灯泡10的端部设置有灯头40。灯头40上安装有灯头栓脚42， 灯头栓脚42和灯泡10内的引线34电气式连接。灯泡10中密封着用于产生饱和水银蒸汽压的水银45和稀有气体49。稀有气体， 例如氩气。稀有气体也可以是氩与氪或氖等的混合气体。水银45密封在玻璃囊内以导入 到灯内，或者在锌汞或钛水银等合金状态下导入。另外，为了防止高环境温度下水银蒸汽压 过度上升导致发光效率下降，有时候也封入水银汞合金。如上所述，在构成灯泡10的玻璃管的内表面上通过涂敷荧光粉而形成了荧光粉 层20。为了防止玻璃管与水银发生化学反应导致光透射率下降，在灯泡10和荧光粉层20 之间大多涂敷氧化铝、氧化钛、石英、氧化钇等保护膜。对荧光灯100的动作(点亮)说明如下。首先，由灯丝32表面的电子释放物质供 给电子47，经灯泡10内的电场内加速运动后与水银蒸汽45发生冲撞而激发水银，该激发水 银放射出紫外线46。所放射的紫外线46激发灯泡10内的荧光粉层20所含的荧光粉，产生 可见光线48。另外，到达阴极30的水银离子45’将其能量赋予灯丝32，使灯丝32表面的 发射体供给更多的电子47。荧光灯按照这种方式作为低压放电灯而工作。此外，图10所示的荧光粉100是直管型热阴极型荧光灯，但本发明实施方式的荧 光灯100并不限于此，也可以是其他的热阴极型荧光灯(圆管状等)。本发明实施方式的荧 光灯100可以采用涂敷了荧光粉的低压放电灯的各种形态，例如紧凑型荧光灯、热阴极型 荧光灯、冷阴极型荧光灯、无电极型荧光灯、介质屏蔽放电荧光灯等形态。下面，参照图11进一步继续说明本实施方式的荧光灯100。图11表示的是本实施 方式的荧光灯100的光谱分布。在图11中，11是发红色光稀土荧光粉YOX的Eu发光峰值，该发红色光稀土荧光 粉YOX包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于605 625 [nm]之间，12 是发绿色光稀土荧光粉LAP的Tb发光峰值，该发绿色光稀土荧光粉LAP包含稀土类元素作 为发光中心，该发光中心的发光主峰处于540 550[nm]之间，13是发蓝色光稀土荧光粉BAM:Mn的Eu发光峰值，该发蓝色光稀土荧光粉BAM:Mn包含稀土类元素作为发光中心，该发 光中心的发光主峰处于440 460 [nm]之间，14是荧光粉BAM:Mn的Mn发光峰值，该荧光粉 BAM:Mn包含一种元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于蓝色发光荧光粉和绿色发 光荧光粉各自的发光主峰之间的480 520[nm]内。本实施例的BAM:Mn荧光粉中，发光主峰处于440 460[nm]之间的Eu和发光 主峰处于480 520[nm]之间的Mn的峰值强度比约为1.0 0. 7(Eu峰值Mn峰值= 1. 0 0. 7)。本实施例中，就所述13和14的发光峰值而言，BAMiMn荧光粉是具有Eu和Mn发 光峰值的1种荧光粉。另外，各个发光峰值是窄频带发光，发光集中在以高效率为目标的发 光频带上。本实施例中，遵循JIS Z8726-1990的计算步骤，计算出下述各种显色指数，色域面 积比Ga4通过R9至R12的四个色卡来定义，而不是由用于计算色域面积比( 的色卡进行定义。另外，Duv是遵循JIS Z8725-1999的计算步骤计算出的值，在CIE1960UCS色度坐 标中，将与具有相当的色温的黑体轨迹的u、ν值的偏差放大1000倍，处于黑体辐射轨迹下 侧时标注为带有负号的数值。这表示出与黑体轨迹的位置关系，通过相关色温和Duv决定 光源的光色的色度。相关色温=12000[K]、Duv = 0、Ra = 88、Ga = 113、Ga4 = 105、R9 = 91、RlO = 89、Rll = 80、R12 = 88、R13 = 84、R14 = 82、R15 = 81图12A和图12B中分别表示出在U*V*色度坐标中由此时的Rl R8构成的8种 颜色的色域状况和由R9 R12构成的4种颜色的色域状况。一般显色指数Ra是色卡R R8之间的各个色差的平均值，采用基准光和与之相 应的相关色温进行色再现，采用光源再现的Rl R8色卡的颜色有待评价(实施例)，即使 平均后的Ra相等，各个色卡的颜色偏差在细节上也有所不同。具体说来，当Ra值相同，形状更相似，色域即是采用基准光进行颜色再现的色域， 所再现的颜色更真实。另外，色域大于相对应的基准光的色域，具有鲜艳的色彩视觉效果， 表现出优选的显色。在表现出与相应的相关色温的基准光的色再现相吻合的忠实的显色的情况下， Rl R12各显色指数达到100，而无论是更不鲜明的视觉效果，还是优选的鲜艳的视觉效 果，Rl R12的各显色指数都变成更低的数值，不会超过100。由上述可知，根据常规显色指数Ri，将高色彩饱和度显色为更高色彩饱和度的良 好现象只能导致Ri显色性降低。因此，旨在改善Ra或Ri的发明与本发明的演示实例不同。当相应的相关色温的基准光照明时，所给予( 或Ga4显色指数为100，当( 或 超过上述基准光的色域数值时，( 或Ga4所表示的值等于或大于100，则表示所演示的显色 指数比基准光所演示的指数更加生动光彩。另外，仅采用现有的( 进行显色，即产生靠中色彩饱和度色进行显色，原本靠 R9 R12高色卡显色出现生动色彩，是否真正演示鲜艳色彩并不明确，其结果，( 有所改善 而Ga4并未得到改善。
这是因为，由于高色彩饱和度色卡具有高色彩饱和度，特定光谱频带的光谱反射 率的变化剧烈，在利用窄频带发光的照明光进行照明时，在光谱反射率高的频带内，在很大 程度上受到发光光谱是否处在照明光的窄频带内的影响。所以，很难找到能够改善该指标 的光谱分布，而本发明在超高色温中同时提高褪黑素抑制效率的原则下发现了这一规律。亦即，在超高色温频带中试图改善显色时，通常为了补充红色的不足而对红色光 谱进行增强，而本发明发现，在超过7100[K]甚至10000DC的超高色温中R9虽然在数值上 降低，但Ga4所示的色域仍然保持较高，实质上红色的视觉效果随着蓝绿频带的增强而提 尚ο另外，一般来说为了提高Ra或Ri而将Duv设定在负值一侧，但如果使Duv保持在 负值一侧，则可见度效率高的绿色的发光频谱减少，产生了发光效率下降的倾向。另一方 面，在本发明中，即使Duv处于发光效率提高的正值一侧，也会产生( 或Ga4高、Ra或Ri保 持高数值这种不寻常的效果。由此，在可能超过7100[K]甚至10000DC的各种相关色温的 超高色温频带内能够同时实现褪黑素抑制效率和显色的改善。在本发明所理想的情况下，可知色再现的失真少，显色时( 和Ga4都能够达到100 及高于100，表示显色指数Ra R12的下降是生动色彩演示的结果。另外，在超高色温区域内基准光色域受到横向挤压，在红-绿方向呈现低色彩度。 在本发明中，所期望的鲜艳显色朝着改善的方向横向扩展，接近于相对较低的相关色温，例 如一般来说5700 7100 [K]左右的相关色温的基准光的色域形状所表现出来的倾向，色卡 均勻地分散在色度坐标上，失真少。因此，本发明在超高色温条件下也实现了自然而令人满 意的颜色视觉效果。另外，本发明的褪黑素抑制效率在将放射光谱的光谱能量通过褪黑素抑制作用函 数Α(λ)加权后再进行积分，所得到的值通过图1的褪黑素抑制作用函数计算出来，利用 CIE标准光谱发光效率V ( λ )加权后再进行积分，所得到的值通过图1的CIE标准光谱发光 效率计算出来。根据本实施例中的图11的光谱分布，
(作用函数效率/可见度效率)=(基于视色素第一作用函数G)的情况下为1.25(基于直接测定第二作用函数B)的情况下为1.25进而，以具有相同的相关色温和相同的Duv的荧光灯对具有荧光粉的情形和不具 有荧光粉的情形进行比较时所进行的计算是从灯的光谱分布中去除和不去除如下荧光粉， 求取两者的差，其中该荧光粉包含稀土类元素，该稀土类元素的发光主峰处于发蓝色光稀 土荧光粉和发绿色光稀土荧光粉的各自的发光峰值的480 520 [nm]之间。利于包括和不 包括元素的发光的差异来计算并比较这些荧光灯，这些元素的发光主峰在480 520[nm] 范围内，分别从灯的光谱分布上进行计算。在上述荧光粉为个别荧光粉情况下，通过对相应的相关色温和没有设置荧光粉的 Duv的光谱分布作比较进行计算。另外，在上述荧光粉为某种荧光粉的一部分时，其计算可 采用如下荧光粉，该荧光粉的发光中心的发光主峰不处于480 520 [nm]范围内，也可以简 单地通过作图方式去除所述发光中心发出的光谱分布而加以计算。同样地，从蓝色光稀土荧光粉的发光峰值到长波长侧的半峰宽较宽的本发明的其他情形与一般情况的差异也可以计算出来。下图13中示出作为比较对象的一般性窄频带发光型荧光灯中使用的BAM、LAP、 YOX的光谱分布。在图13中，11是发红色光稀土荧光粉YOX的Eu发光峰值，该发红色光稀土荧光粉 YOX包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于605 625 [nm]之间，12是 发绿色光稀土荧光粉LAP的Tb发光峰值，该发绿色光稀土荧光粉LAP包含稀土类元素作为 发光中心，该发光中心的发光主峰处于540 550 [nm]之间，13是发蓝色光稀土荧光粉BAM 的Eu发光峰值，该发蓝色光稀土荧光粉BAM包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的 发光主峰处于440 460 [nm]之间。这里能够计算出以下数值。相关色温=12000[K]、Duv = 0、Ra = 82、Ga = 96、Ga4 = 91、R9 = 42、RlO = 46、Rll = 65、R12 = 59、R13 = 93、R14 = 71、R15 = 96(作用函数效率/可见度效率)=(基于视色素第一作用函数)的情况下为1.19(基于直接测定第二作用函数)的情况下为1.19以此为基础，以具有相同相关色温和相同的Duv的荧光灯对具有元素的情形和不 具有元素的情形进行比较，该元素的发光主峰处于发蓝色光稀土荧光粉和发绿色光稀土荧 光粉的各自的发光主峰之间的480 520nm范围内，所述荧光灯的特征在于，所述作用函数 效率/可见度效率和Ra及R9高于具有如下荧光粉的情形，该荧光粉具有一种元素，该元 素的发光主峰处于发蓝色光稀土荧光粉和发绿色光稀土荧光粉的各自的发光主峰之间的 480 520nm范围内。这样，如果(作用函数效率/可见度效率)为1或1以上，则从作用 函数效率的角度来看更令人满意。这里，图14表示出在U*V*色度坐标中具有图13的光谱分布的一般性结构的荧 光灯(比较例)的由Rl R8构成的8色色域的状况和由R9 R12构成的4色色域的状 况。这是在以一般的3波长区域发光型荧光灯为基础实现了超高色温荧光灯时的特征，但 在红-绿方向上色彩饱和度下降、各色域的左右侧被压缩而变成纵长形状，突出了超高色 温区域的特点。因此，由于青白光色中的被照射物的红色出现使色彩饱和度下降造成视觉 环境的不适感。另外，在特定色相、例如Rl R8所构成的色域的色度坐标中，左上方的R3的黄色 色卡的色彩饱和度突出，这导致颜色视觉效果的平衡度在黄-红方向大幅度纵长变形。此 时的色域宽度变成更接近高色温的基准光的形状，结果是产生了以下倾向，即被照射物的 黄色和蓝色被进一步强化为超高色温光源所表现的那种情景，红色和绿色变得不鲜明，这 一特征得到强化。黄色系的颜色偏向黄绿色的倾向在相同量的色彩偏差中处于满意度评价低的方 向。例如，皮肤的视觉效果呈现黄绿色，表现为高胆红素状态的不健康肤色，满意度下降。另 外，皮肤的褪黑素的黄色也同样呈现出黄绿色，看起来不自然。在本发明中，在以一般的3 波长区域发光型荧光灯为基础实现了超高色温荧光灯的情况下改善了上述倾向，可以调整 颜色平衡。
这里，着眼于利用图6的现有的一般性窄频带发光型荧光灯所使用的BAM、LAP、 YOX在各种相关色温条件下改变Duv的情况下各显色指数的数值。图6所示的表是以3波 长区域发光型荧光灯为基础的典型事例，图7所示的表是本发明的实施例，通过对它们进 行比较，利用蓝绿发光的增强得到比图6的各种相关色温和Duv条件下单位光束的作用能 量的更大的数值，这是本发明的作用函数效率提高的意图所在。这里发现，(作用函数效率/可见度效率)在典型的3波长区域发光型光源中能 够以Tc 相关色温和Duv的关系式进行表现。这是基于以图6的一般性3波长区域发光型 光源为基础的作用函数的模拟结果求解递归式所得的结果。S卩，能够发现，在以一般性3波长区域发光型光源为基础的超高色温荧光灯中，在 以代表性的第二作用函数Br和Th为基础的情况下，(作用函数效率/可见度效率)的算 式超过了算式1所表现的值。这是各种相关色温和Duv条件下针对第二作用函数Br和Th 两者求解递归曲线的结果。[式1]((-0. 0000000000000000162628 X Tc4) + (0. 00000000000104466 X Tc3) - (0. 000000 0261804XTc2) +0. 000322711 XTc-0. 379266)-(0. 004135401 XDuv+0. 000094882)由此，在各相关色温和Duv条件下，通过对发绿色光稀土荧光粉的发光峰值和发 蓝色光稀土荧光粉的发光峰值之间的优选是480 520[nm]的发光进行增强，利用算式1 的值提高(作用函数效率/可见度效率)这一做法是本发明的提高(作用函数效率/可见 度效率)另一种公开披露，是以单位光束的(作用函数效率/可见度效率)量为基础的表 现。进而，在考虑到第二作用函数Br与Th的差异以及根据实际的荧光灯的光谱分布 得到的(作用函数效率/可见度效率)的数值的偏差，即使相关色温Tc (CCT)和与黑体辐 射轨迹的偏差Duv发生变化，一般的3波长区域发光型荧光灯的(作用函数效率可见度效 率)的数值不会超过算式1的计算结果，只要在算式1中线性加上+0. 0392489的偏差修正 值即可。进而，如果在其中考虑递归误差0.0021以内的追加修正值，则也可以将递归误差 修正也考虑在内，可以进一步提高对现有的一般性3波长区域发光型荧光灯的(作用函数 效率/可见度效率)的估计。在超过了以上的计算值的情况下，(作用函数效率/可见度效率)就会超过以现 有的一般性3波长区域发光型光源为基础的超高色温荧光灯。另外，在本发明的(作用函数效率/可见度效率)提高这一表现的其他方式中，也 利用发光频谱的特征性变化进行表现。亦即，荧光粉层中至少包含发红色光稀土荧光粉， 包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光峰值处于605 625[nm]之间；发绿色 光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光峰值处于540 550 [nm] 之间；和发蓝色光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光峰值处于 440 460[nm]之间，对上述对发绿色光稀土荧光粉的发光峰值和发蓝色光稀土荧光粉的 发光峰值之间的发光进行了增强，该特征明显地出现在更窄频带的发绿色光稀土荧光粉和 发红色光稀土荧光粉的光谱强度比之中，在蓝绿发光增加的配衡(counter balance)作用 下，发红色光稀土荧光粉的光谱峰值强度得到提高。
S卩，在本发明的结构中，在相同相关色温和Duv条件下，对发绿色光稀土荧光粉的 发光主峰和发蓝色光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光进行了增强和未进行增强，在这两 种情况下，对发绿色光稀土荧光粉和发红色光稀土荧光粉的峰值比进行比较，就会发现发 红色光稀土荧光粉的峰值具有更高的倾向。图15中以相关色温12000 [K] ,Duv = 0为例表现上述状态。图15对使用普通BAM、 LAP、YOX荧光粉构成窄频带发光型荧光灯的案例与本发明中使用BAM:Mn、LAP、YOX荧光粉 构成窄频带发光型荧光灯的案例进行了比较。本案例说明，在BAM:Mn荧光粉中，发光主峰处于440 460[nm]之间的Eu和发 光主峰处于480 520[nm]之间的Mn的峰值强度比约为1. 0比0. 5 (Eu峰值Mn峰值= 1. 0 0.幻。发红光稀土荧光粉的更高峰值实际上导致了发蓝光稀土荧光粉(特别是BAM)、发 绿光稀土荧光粉(特别是LAP)和发红光稀土荧光粉(特别是Υ0Χ)的产生，尤其是频带更窄 的发绿光稀土荧光粉(特别是Tb发光中心)和发红光稀土荧光粉(特别是Eu发光中心)。以上现象产生的原因在于，发光频带集中于特定波长范围内的荧光粉能更直接地 反映作为特定波长能量变化的其他的波长范围内的光谱分量增减产生的影响，因此，峰值 强度比明显地反映了发蓝色光稀土荧光粉和发绿色光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光 强度的提高产生的影响。根据图15可知，在本发明中，相对而言，发绿光稀土荧光粉的发光峰值强度减弱， 发红光稀土荧光粉的发光峰值强度提高。图16利用发绿光稀土荧光粉和发红光稀土荧光粉的峰值比比较图来表现这一现 象。图16通过对比显示了普通BAM和本发明中的BAM:Mn (Eu峰值Mn峰值=1.0 0.5) 在各种相关色温和不同Duv条件下LAP、YOX的峰值比的变化。图中纵轴表示发红光稀土荧光粉的发光峰值强度除以发绿光稀土荧光粉的发光 峰值强度得到的值，横轴表示相关色温。如图所示，发绿光稀土荧光粉和发蓝光稀土荧光粉 的发光主峰之间的发光强度的增强明显地显示，在发绿光稀土荧光粉和发红光稀土荧光粉 的峰值比之中，发红光稀土荧光粉的峰值强度提高。下面描述本发明的优选事例中的发光频谱特征。在没有增强发绿光稀土荧光粉和 发蓝光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光强度的情况下，也就是说，当以图6所示普通3波 长区域发光型光源为基础对超高色温荧光灯光中的5[nm]的光谱进行测量，如果假定发绿 光稀土荧光粉的峰值强度为1. 0，则发红光稀土荧光粉的峰值强度会超出通过下式2得出 的数值，也就是相关色温Tc和Duv的函数。该式的目的是通过在各种相关色温和Duv条件下发绿光稀土荧光粉和发红光稀 土荧光粉的峰值比来获得回归曲线。[式2](0. 00000000119103 X Tc2-(0. 0000428646 X Tc)+0. 682302) + (-0. 011546 X Du v+0. 00962091)-0. 00712759由此，在各种相关色温和Duv条件下，发红光稀土荧光粉的峰值强度大于上述数 值是本发明中的(作用函数效率/可见度效率)的发光频谱特征提高的另一个体现。式2最后一项-0. 00712759是由于计算结果包含偏差而为了使现有的普通3波长区域发光型光源的发红光稀土荧光粉的峰值强度不超过式2的计算结果所作的修正值。严格地说，如果省略式2的最后一项，则我们更加确定，计算结果不会超过现有的 普通3波长区域发光型光源的发红光稀土荧光粉的峰值强度。而且，如果对此执行回归误 差0. 0132643以内的追加修正值的线性减法运算，也可以实现更严格的误差修正。如上所述，式2是一个通过发绿光稀土荧光粉和发红光稀土荧光粉的峰值比的特 征来表现(作用函数效率/可见度效率)的提高的式子。注意，对于现有的三波长荧光灯，如假设发绿色光稀土荧光粉的峰值强度为1.0 时，而且相关色温等于或高于7100[K]和Duv时，那么发绿色光荧光粉的峰值强度将如图16 所示。简单地说，作为与各相关色温和Duv无关的绝对表现，理想的情况是，发红光稀土 荧光粉的峰值强度等于或高于发绿光稀土荧光粉的峰值强度的0. 5倍，如图16所示。另外，图16中也显示出BAM:Mn荧光粉中发光主峰处于440 460[nm]之间的Eu 和发光主峰处于480 520 [nm]之间的Mn的峰值强度比约为1. 0比0. 5的情况下(Eu峰 值Mn峰值=1.0 0.5)，发红光稀土荧光粉的峰值强度的变化状况。因此，通过式3就 能根据在各种相关色温和Duv条件下发绿光稀土荧光粉和发红光稀土荧光粉的峰值比得 出回归曲线。[式3](0. 000000000363400XTc2)-(0. 00000933917XTc)+0. 695249+(-0. 0186372XDu v+0. 0153306)+0. 0393543因此，对于相关色温和Duv，在更有利的条件下，高于上述数值的发红光稀土荧光 粉的发光峰值强度还体现了在更理想情况下的本发明的数值(作用函数效率/可见度效 率)的增加。式3的最后一项+0. 0393543是一个回归计算的修正值，利用该计算可以导出，在 考虑偏差的情况下，发红光稀土荧光粉的峰值强度超过同样可推导出式3的事例中的峰值 强度。如果省略了该修正值，就会得到可推导出式3的事例的代表性发红光稀土荧光粉的 发光峰值强度。而且，如果对此执行回归误差0. 0393543以内的追加修正值计算，也可实现 更严格的误差修正。一般来说，发红光稀土荧光粉的发光效率低于发绿光稀土荧光粉的发光效率。因 此，在发红光稀土荧光粉的发光峰值强度过高的情况下，所发明的荧光灯的发光效率会大 幅度下降。因此，从发光效率的角度出发，在发绿光稀土荧光粉的发光峰值强度为1. 0的情 况下，最好发红光稀土荧光粉的发光峰值等于或低于1.0，如果强调发光效率，不低于图16 所示的现有情况下发光峰值强度和不高于本发明的发光峰值强度的发红光稀土荧光粉的 发光峰值强度更合适一些。在图16的各种相关色温和Duv条件下，根据使用普通发蓝光稀土荧光粉、发绿光 稀土荧光粉和发红光稀土荧光粉的情况下的发绿光稀土荧光粉的峰值假定为1.0的情况 下的发红光稀土荧光粉的峰值强度、以及本发明中的包含一种元素作为发光中心的、该发 光中心的发光峰值处于480 520[nm]之间的荧光粉(与BAM:Mn的Eu峰值强度为1相 比，Mn峰值强度约为0. 5的情况下)的实施例的发红光稀土荧光粉的峰值强度的表现，也 能够判断出发红光稀土荧光粉的峰值强度增加。正如图16所示，本发明的荧光粉峰值强度比(发红光稀土荧光粉峰值强度/发绿光稀土荧光粉峰值强度)超过现有情况下的比率。 图16进一步显示，在涉及本发明的更理想的情况下，峰值强度比很有可能超过图16所示的 本发明的荧光峰值强度比。另外，图17、图18、图19和图20 (图18与图7相同)分别表示出发光频谱为480 520[nm]的发光中心的发光峰值2的发光强度与发光频谱为440 460[nm]的发光中心 的发光峰值1的发光强度之比(发光峰值强度2/发光峰值强度1)分别约为0. 5 (图17 ΒΑΜ-Μη)、0· 7(图 18 :BG_203)、1. 0 (图 19 :BG_203、207 的组合)和 1. 3(图 20 :BG_207)情 况下各指数的值。对利用具有相同相关色温和Duv的荧光灯对发绿光稀土荧光粉的发光主峰和发 蓝光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光进行了增强的图17 图20的情况和未进行增强的 图6的情况进行比较可知，与褪黑素抑制相关的作用函数的数值都已增大。另外，用于评价鲜艳颜色的视觉效果的特殊显色指数Ri的数值也大幅度改善。在 (发光峰值强度2/发光峰值强度1)为1. 3也就是在Eu与Mn的峰值强度比达到1 1. 3 之前，R9至Rll的几乎所有特殊显色指数都达到50或以上的数值，对于表示因色温高而具 有大量光谱能量的蓝色的相反色即黄色的视觉效果的特殊显色指数RlO来说，也不存在低 于50的较大颜色偏差。R9至Rll的指标倾向于在Duv为正值的一侧改善幅度大，特别是在Duv为正值的 情况下与红色的视觉效果相关的R9也超过5，而在Duv高于5时也可获得不低50的数值。 因此，在窄频带内增强蓝绿发光的情况下，可以将本发明设定为Duv为10，与天空光的Duv 的高出现范围相吻合。另外，模拟和主观评价已经揭示，在Ga4为100附近R9发生的下降 包含在显色表现鲜艳一侧的理想的颜色偏差效果，并不仅仅代表颜色视觉效果的下降。在本发明中，即使仅从现有的评价指标即R9的数值的角度来看，R9的值的改善与 一般的3波长区域发光型的超高色温的实现相比，可以得到在感知水平上主观上判断为更 理想的水平，即60以上，最好是与Ra同样地设为不低于80的相关色温和Duv范围内。另 外，就与R9的改善关系密切的Ga4而言，也可以实现在一般的3波长区域发光型中难以实 现的不低于95的的超高色温。由此可知，本发明不同于在确保高( 或的基础上表现 出Ra或R9的提高或下降的现有发明。此时，如果( 达到100以上、最好Ga4也达到100 以上，就会得到显色性最好的实施方式。在考虑了 ( 或的情况下，与单纯地提高Ra或R9的发明不同，我们可以得出 实际上有助于改善显色的色彩偏离的负值，以实现更令人满意的显色。当Duv为正值时，这 些指数也保持较大的值，而( 和Ga4等也显示出100以上的值。因此，作为本发明中适当 的实施方式，最好Duv位于正值一侧。此外，在此基础上，为了抑制过多的绿色光色，最好将 Duv限制在5以下。在现有的普通窄频带发光型荧光灯中，( 或Ga4在Duv为正值的一侧很难超过基 准光以上的100。而在本发明中，( 有可能超过100，该倾向一直持续到Duv很高的范围。 对于由鲜艳色卡构成的Ga4来说，虽然也难以超过95甚至100，但本发明也增加了当Duv超 出正值时能够实现数值超过95甚至100的鲜艳显色的范围。本发明与现有的普通窄频带发光型荧光灯在显色特性相对于Duv变化的较大差 异的原因在于，现有的普通窄频带发光型荧光灯随着Duv的升高，即使其发光效率提高，也单调地表现出Ra或Ri减少的倾向，而本发明中的荧光灯则表现出数值随着Duv的提高 而增大的倾向。该倾向出现在Ri之中的R9(红)和Rll (绿)，接着出现在RlO(黄)和 R12 (蓝)。另外，就R13至R15这些表示皮肤视觉效果或树叶视觉效果的指标而言，在Duv 为正值的一侧也表现出改善倾向。发绿光稀土荧光粉的发光主峰和发蓝光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光增强 的比例越高，显色特性表现得越明显，相关色温越高，显色特性就变得越显著。另外，当对 发绿光稀土荧光粉的发光主峰和发蓝光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光进行增强的手 段是追加具有发光峰值处于480 520[nm]范围内的发光中心的荧光粉，这些显色特性就 表现出较高的值，而且，所追加的发光峰值的发光中心的半峰宽在窄频带内优选是不超过 50[nm]的情况下，这些显色特性尤为明显。根据图8，通过使用本发明和普通3波长区域发光型情况下的色域分布来进一步 详细解释色再现状况，我们就能了解，与基准光色域相比，本发明中色域形状失真较小。图 的上方与黄色对应，下方与蓝色对应，普通3波长区域发光型的弱点是黄色偏向黄绿一侧 进行显色，表现为朝向左方的色域上部较为突出。在本发明中这一点得到大幅度改善。关于黄色的显色，与偏向黄绿一侧相比，偏向黄红一侧的颜色偏差较易被人接受， 因此，从主观上说，相对于各种黄色的色卡在各Ri数值方面的改善，该改善行为更有效地 改善了效果。例如，就皮肤视觉效果而言，即使颜色偏差程度相同，偏黄绿相比，看起来偏红 显得血色更好，更顺眼。在不单以基于与单纯的基准光在显色性方面的差异的指标R13或 R15的高低评价本发明、而是以皮肤视觉效果满意度指标PS进行评价的情况下，也发现其 改善效果很明显。如上所述，将发光效率和显色性的判断综合起来，在实际荧光粉中BAM:Mn的实施 方式最理想。在这种情况下，如果利用Eu和Mn的发光中心的发光峰值强度比不同的多个 BAMiMn或BAM的组合进行荧光灯的荧光粉调和，就能轻易实现荧光灯制造过程中预定的发 光峰值比调整，因而可以实现制造过程的难度降低和严谨的色彩组合。另外，在制造过程中具有类似于BAM的窄频带光谱分布的SCA有时候被用作低 成本的蓝色发光荧光粉，从降低成本的角度来看，使用SCA作为蓝色发光荧光粉的替代品 的做法也是荧光灯制造的优点。在超高色温荧光灯的制造过程中，在例如使用BAM、LAP、 YOX荧光粉进行荧光粉涂敷的情况下，BAM荧光粉的涂敷重量比要大于通常情况。例如，在 10000[K]或更高的情况下，BAM的重量比超过25%，BAM:Mn超过35%。而且，BAM、BAMiMn荧光粉大多呈现为反映了六方晶的结晶构造的近似平板状形 状，在重量比较大的情况下，荧光粉涂敷工序中的涂敷液的流动性变差，容易形成涂敷斑。 特别是，如果使所述荧光粉的形状形成近似球形，就可以降低荧光粉的涂敷斑和灯发光管 的发光颜色色斑。而且，所述荧光粉在点亮过程中随时间劣化表现出较明显倾向，通过对荧 光粉表面施以涂层，灯的色彩偏移改善效果表现较为明显。在BAM、BAM:Mn荧光粉的涂敷重 量比高于通常情形的超高色温灯中，这些效果尤为突出。(实施方式2)以下描述了本发明的第二实施方式。在第二实施方式中，在理论光谱分布的发光 中心的发光主峰位于蓝色发光荧光粉和绿色发光荧光粉发光主峰之间，理想范围为480 520 [nm]的情况下，根据本发明的理论光谱分布，从理论上说明本发明产生的效果的相对倾向。首先，作为现有的普通窄频带发光型荧光灯的理论模型，从理论上模拟了至少包 含以下荧光粉的荧光粉层，即发红光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中心，该发光 中心的发光峰值处于605 625 [nm]之间；发绿光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中 心，该发光中心的发光主峰处于540 550 [nm]之间；以及发蓝光稀土荧光粉，包含稀土类 元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于440 460 [nm]之间。图21至图23表现了在将仅在所述发光频带内进行理想发光的红、绿、蓝的理想 性荧光粉进行混色后，当Duv为0，相关色温分别为7100 [K](图21)、11000 [K](图22)、 20000[K](图23)的条件下的光谱分布和色域情况。理论模拟没有考虑水银辉线和荧光粉的副发光等(sub-emission)发光频带外的 光谱，发光能量集中于窄频带，因此刺激纯度高，与使用了实际的荧光粉的例子相比，其倾 向表现得更为极端。与上述理论值形成对比，图M至图沈表示.了在与图21至图23相同的相关色 温和Duv条件下，现有普通窄频带发光型荧光灯实际使用的BAM、LAP、YOX的结果。在模拟 结果和与实际光源相关的结果中，出现如下部分相互吻合的倾向R3色卡的刺激突出、R9 的色彩饱和度低于基准光的状况、伴随着红或绿的色彩饱和度下降出现的“红-绿”方向的 色域压缩、以及色域相对于基准光下降等。同样，在通过维持相关色温条件使Duv从-5变化到10的情况下以实际荧光粉和 理论模型进行了模拟。在这种情况下也发现，模拟和实际光源所表示的色卡表现非常吻合， 也就是说，随着Duv的增加，色域呈现在左右方向被压缩的倾向。针对如同本发明这样发光中心的发光峰值处于480 520[nm]的范围内的发光强 度(发光强度2)、与发光中心的发光峰值处于发光频谱的440 460[nm]范围内的发光强 度(发光强度1)之比(发光峰值强度2/发光峰值强度1)位于0.5 1.0的范围内的情 形，这里进一步对上述结果进行理论模拟。在对发绿光稀土荧光粉的发光主峰和发蓝光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光 进行增强时，如上所述，我们假定仅在追加的发光频带内发光。图27至图四是(发光峰值 强度2/发光峰值强度1)为0. 5的情形，图30至图32是(发光峰值强度2/发光峰值强度 1)为0. 75的情形，图33至图35是(发光峰值强度2/发光峰值强度1)为1. 0的情形。每一种情形都极大地改善了 R3色卡的黄色色彩饱和度突出、R9的色彩饱和度低 于基准光的状况、伴随着红或绿的色彩饱和度下降而出现的“红-绿”方向的色域压缩和色 域相对于基准光下降等。而且，与基准光相比，还表现出色域明显增加和形状平衡得到改善 的倾向，例如像普通色温的光色一样向左右方向扩展的倾向。该倾向产生的色域分布的形状接近于更低相关色温的基准光的色域分布，即使光 色是清爽的高色温，所显色的被照射物也会表现出在较低相关色温的光源照射下所呈现的 接近自然的效果。另外，通过增加蓝绿发光，除了表现出Rll的绿色色彩饱和度上升，同时 还表现出R9的红色色彩饱和度上升。据此，R9或Ra的下降是本发明的有意识地增强基准 光的显色性的结果，本发明就是在发现具有上述特征的光源能够产生这种倾向后产生的。另外，由于蓝绿光谱的增加，(作用函数效率/可见度效率)自然大幅度提高。当 (发光峰值强度2/发光峰值强度1)位于0. 5 1. 0范围内时，与发光集中于红、绿、蓝的情形相比，可以确保较宽的色域。在理论模拟不包括水银辉线或荧光粉的副发光、发光拖尾等情形的刺激纯度较高 的理想条件下，480 520 [nm]的发光较强、相关色温较高，540 550 [nm]的绿色发光极 少，与现实中的灯相比表现出过多光谱分布和色域变化倾向，在这种情况下，色域在上下方 向被压缩，在“蓝-黄” 一侧开始表现出色彩饱和度下降的倾向。据此，从理论上讲即使确 保了色域，其过度增加也会导致整体色再现失衡，考虑到这一点，最好保持0. 75以下程度 的增加。另外，现实中的灯除了理想发光频带以外，其他发光频带的发光也有重叠现象存 在，因此，各频带的光刺激纯度下降，但只要各个光谱位于普通窄频带发光型光源所期望的 半峰宽50[nm]以下，就能够较恰当地表现出本发明的效果。基于图12实施例中BAM:Mn、LAP、YOX的结果与图14中BAM、LAP、Y0X的结果的比 较，说明色域的形状变化。图8示出这两种情形。图12和图8的实施例的BAM:Mn是Mn峰 值强度与Eu峰值强度相比约为0. 7的情形。这些数字有效地再现了理论模拟的倾向，也就 是，通过Mn在蓝绿频带光谱的追加，色域向左右方向，8卩“红-绿”方向扩展，色域变形较少， 可以看到形状沿接近相关色温较低的基准光条件下的色再现的色域方向得到改善。此外， Mn峰值强度越高，色域在左右，即“红-绿”方向的放大变得越大的倾向与理论模拟结果相 同。在将实施例1和2结合起来的前提下，发光中心的发光峰值处于发光频谱的 440 460 [nm]之间的发光强度(发光强度1)与发光中心的发光峰值处于480 520 [nm] 之间的发光强度(发光强度幻之比(发光峰值强度2/发光峰值强度1)位于0. 5 0. 7 之间较好，尤其是0.6或以上。这样就可以不降低实际荧光粉的发光效率并且使人明确地 感知到与现有显色性之间的差异，从区别特性改善的角度来说比较可取。在理论模拟中，0. 75左右显色性得到大幅度改善，而在实际荧光粉中比值为1. 0 时发光效率下降显著，由此可见，在1. 0以下的范围内由0. 75四舍五入得到的0. 8是确保 显色特性改善和发光效率保持的实施上限。因此综合来说，0. 6 0. 8是较好的实施范围。 此外从节省能源的角度出发，近年来大多希望采用强调发光效率的实施，在这种情况下， 0. 5 0. 8可作为适当的实施范围。如果使用图6、图7、图17至图20的各种(发光峰值强度2/发光峰值强度1)与 发光效率的关系评价处于O 0. 5之间的发光效率和各种显色特性，则也可以实施突出发 光效率的0. 4或0. 3，从主观评价来看，只要在0. 4以上，就能够感觉到它与蓝绿频带未被增 强的现有实施相比在显色特性方面的差异。(实施方式3)本发明中的第三种实施方式通过扩展从发蓝光稀土荧光粉的发光峰值到较长波 长一侧的半峰宽的情况下的理论光谱分布，从理论上说明本发明产生的效果的相对性倾 向。图36至图38表示具有对发绿光稀土荧光粉的发光主峰和发蓝光稀土荧光粉的 发光主峰之间的发光进行增强的、发光主峰处于440 460[nm]之间的蓝色发光荧光粉，为 了模拟从发光峰值到较长波长一侧的半峰宽不小于50[nm]的蓝色发光荧光粉而将440 460 [nm]之间发光强度假定为100%，并将从460 [nm]到较长波长一侧的510 [nm]的50 [nm]的发光强度假定为50%，然后进行与上述相同的模拟。在这种情况下，虽然没有出现像第二实施方式那样高的显色的高色彩饱和度化改 善，但与相应的相关色温的基准光相比，表现出比较好的忠实色再现。不过，3波长区域发光 型特有的R3的黄色色卡的较高色彩饱和度没有得到改善，( 和Ga4在色域的左右方向的 放大效果都比较小。由于窄频带内没有集中蓝绿光谱，所以明显表现出色域向绿色方向的增加的效果 较少的倾向。另外，由于追加了蓝绿光谱，(作用函数效率/可见度效率)提高，但仅限于大 范围内坡度较小且较低的光谱能量的增加，因此，这方面也低于第二实施方式表现的程度。不过，对于实际光源，从大范围内光谱增加这一角度来看，一旦其他光谱频带的发 光混入而导致刺激纯度开始下降，则所述倾向就会进一步加强。由此，与相应的相关色温的 基准光相比，确保了比较忠实的色再现，从现有Ra或Ri在数值方面的提高的角度来看，这 是有效的。图39至图41表示的是在与此对比的相关色温和Duv条件下实际荧光灯所使用的 从发光峰值到较长波长一侧的半峰宽不小于50 [nm]的发蓝光稀土荧光粉即SCA和LAP、Y0X 的结果。理论模拟有效地捕捉到实际结果显示的倾向，使上述倾向得到再现，与蓝绿光谱 集中在窄频带内的实施例1相比，高色彩饱和度色卡的色彩饱和度上升的情形较少。此外，图42至图44模拟了在相关色温11000 [K]、Duv = 0的情况下，从发光峰值 到较长波长一侧的半峰宽被改变的情形。图42假定在465 495 [nm]的范围内发光强度为 50%的的情形，图43是假定在465 510[nm]的范围内发光强度为50%的的情形，其中以 模拟方式假定半峰宽为50 [nm]，图44是假定在465 520 [nm]的范围内发光强度为50% 的情形。在半峰宽不超过50[nm]的结果中，与基准光相比，色域的放大少，而不小于 50[nm]的结果中，色域在左右方向的绿-红开始超过基准光。不过，与将发光峰值在480 520 [nm]范围内的荧光粉进行混合发光的情形相比，绿色色域的放大比较少。另外，特别是在高色彩饱和度色卡的色域中，半峰宽的增大导致色域在上下即 “黄-蓝”方向减小，该倾向尤其表现在蓝色中。图45、图46显示出在关色温为11000 [K]和Duv为0的条件下两种情况的比较结 果。图45表示，在从SCA荧光粉的发光峰值到较长波长一侧的半峰宽为不大于50 [nm]时， 460 480 [nm]之间发光较小(SCA)，图16表示，当在从SCA荧光粉的发光峰值到较长波长 一侧的半峰宽为不小于50 [nm]时，460 480[nm]之间发光不是非常小(SCA broad)。注 意，图47表示这些情形的比较、表示SCA结果的比较例和表示SCA broad结果的实施例。由此可知，当460 480 [nm]之间的发光增加的情况下，虽然难以超越基准光的色 域，但产生了与其接近的效果。但是，这与本发明中的对发绿光稀土荧光粉的发光主峰和 发蓝光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光进行窄频带增强的灯的实施例相比，色域在左右 方向，即“红-绿方”向的放大较小，特别是在由高色彩饱和度色卡构成的色域中，这一倾向 尤其明显。这里使用图48和图49详细地比较了通过在窄频带内将半峰宽扩展到480 520[nm]范围内来增强发光的情形和在窄频带内增强发光的情形的倾向性差异。图48表示的是模拟半峰宽较大的实施，连续追加50%的发光强度达到465 520 [nm]的情形，图49表示的是对在窄频带内追加50%的发光强度达到465 520 [nm]的 情形进行模拟的情形。根据图48、图49可见，在带宽为480 520[nm]的窄频带内进行增强的情形与在 带宽为480 520[nm]的范围内通过扩展半峰宽进行增强的情形相比，色域显示在左右方 向扩展倾向。这是由于绿色的刺激纯度提高的缘故。由高色彩饱和度色卡所定义的在绿色 方向的色域扩展尤其明显。另外，在480 520 [nm]范围内通过扩展半峰宽进行增强的情况下，由于蓝色和绿 色的刺激纯度下降，在中色彩饱和度色卡的色域内明显地表现出蓝色方向的色域下降。该 倾向也反映在使用实际荧光粉得到的结果上，相同的光谱增强倾向在实施例实施过程中产 生了差异。如上所述，在一较宽范围内追加浅蓝绿光谱的做法提高了(作用函数效率/可见 度效率)，虽然其程度低于实施方式1或2。但在荧光灯实际实施过程中，大幅度的半峰宽 趋向较长波长一侧产生的拖尾导致发光效率与实施方式1或2相比有所下降。因此，在本 实施案例中，在与一般的3波长区域发光型光源同等程度的相关色温和Duv条件下，虽然很 难在提高Ra或Ri的同时保持发光效率，但现有Ra或Ri出现令人满意的提高，从这个角度 来看有其优势。(实施方式4)以下描述了本发明中的第四实施方式。该实施方式说明的荧光灯使用的发蓝色光 稀土类荧光体具有对发绿色光稀土类荧光体的发光主峰和发蓝色光稀土类荧光体的发光 主峰之间的发光进行增强的、发光主峰处于440 460[nm]之间的元素，该发蓝色光稀土类 荧光体的从发光峰值到长波长一侧的半峰宽在50[nm]以上。图50显示了本发明中第四实施方式的荧光灯的光谱分布。在图50中，11是发红 光稀土荧光粉YOX的Eu发光峰值，该发红光稀土荧光粉YOX具有稀土类元素作为发光中 心，该发光中心的发光主峰处于605 625[nm]之间，12是发绿光稀土荧光粉LAP的Tb发 光峰值，该发绿光稀土荧光粉LAP具有稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰 处于540 550 [nm]之间，13是发蓝光稀土荧光粉SCA的发光峰值，该发蓝光稀土荧光粉 SCA具有稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于440 460 [nm]之间，并且 发蓝光稀土荧光粉SCA的从发光峰值到较长波长一侧的半峰宽不小于50[nm]。发蓝光稀土荧光粉从发光峰值到较长波长一侧的半峰宽不小于50 [nm]，由此对发 绿光稀土荧光粉的发光主峰和发蓝光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光进行增强。在SCA荧光粉中通常呈现出与BAM相同的光谱发光，通过Sr等添加物的变更，可 以增大从发光峰值到较长波长一侧的半峰宽。与不使用添加材料来增加半峰宽的情形相 比，从发光峰值到较长波长一侧的半峰宽增加后，和所述模拟一样产生了“红-绿”方向的 色彩饱和度上升效果。以下为通过使用从发光峰值到较长波长一侧的半峰宽增加了 50[nm]或以上的 SCA计算得出的各项数值相关色温=12000[K]、Duv = 0、Ra = 93、Ga = 104、Ga4 = 97、R9 = 73、RlO = 80、Rll = 92、R12 = 84、R13 = 92、R14 = 83、R15 = 91(作用函数效率/可见度效率)=
(视色素基础第一作用函数)的情况下1.25(直接测定基础第二作用函数)的情况下1.27如上所述，在以下两种情况下，与第一个实施方式中的图16进行比较，S卩发蓝光 稀土荧光粉从发光峰值到较长波长一侧的半峰宽不小于50 [nm]的情形和小于50 [nm]的情 形，该发蓝光稀土荧光粉的作用函数效率/可见度效率不小于1，并且包含发光主峰处于发 绿光稀土荧光粉的发光主峰和发蓝光稀土荧光之间的440 460 [nm]范围内的稀土类元 素。比较结果显示，作用函数效率/可见度效率和Ra及R9在很大程度上得到提高。图51表示本实施方式的不同指数值。我们发现，从发光峰值到较长波长一侧的半 峰宽不小于50 [nm]。对于每个有关的色温，都采用了 LAP和Υ0Χ，而且Duv都被改变。这里，没有产生如实施方式2那样相对于Duv的变化而与现有产生的较大差异，与 通过现有的一般性窄频带发光型光源荧光灯中使用的BAM、LAP、YOX提高Duv的情形相同， 在Duv为正值的一侧，即使发光效率提高，Ra和R9至R12仍表现出单调减少的倾向。另外， Ga或Ga4在Duv为正值的一侧难以超过基准光以上的100，该倾向在Ga4中表现得尤其显
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者O但是，由于该频带范围的光照的增强，Ra或R9的数值方面可以得到提高，与相应 的相关色温的基准光相比，确保了更忠实的色再现，从这方面来说效果很好。以相关色温 12000 [K], Duv = 0为例，图52中更详细地表现了这一色域的倾向。图中的比较例与SCA相对应，实施例与SCA broad相对应。色域的分布倾向与实施方式3的模拟非常吻合，可以看到“红-绿”方向的色域 放大，更进一步说，色域的扩展在红色方向更明显。不过我们应注意到，与将发光峰值在 480 520nm范围内的荧光粉进行混合发光的情形相比，绿色色域的扩展更小一些。另外，根据图47和图52的比较可知，从发光峰值到较长波长一侧的半峰宽不超过 50 [nm]的SCA和BAM在显色性方面的特性大致相同。(实施方式5)图53表示本发明实施方式5中采用的CMZ荧光粉的光谱分布。本实施方式采用 以下荧光粉组合发红光稀土荧光粉Υ0Χ，包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发 光主峰处于605 625 [nm]之间；发绿光稀土荧光粉LAP，包含稀土类元素作为发光中心， 该发光中心的发光主峰540 550 [nm]之间；发蓝光稀土荧光粉BAM，包含稀土类元素作为 发光中心，该发光中心的发光主峰处于440 460 [nm]之间；以及荧光粉CMZ，包含一种元 素作为发光中心，该发光中心的发光主峰位于蓝色光稀土荧光粉和发绿光稀土荧光粉之间 的480 520 [nm]范围内。本实施例使用的荧光体具有与BAM:Mn荧光体的Mn的发光峰值不同的发光峰值位 置和半峰宽，发光峰值属于半峰宽50 [nm]以下的窄频带发光，发光集中于以高效率为目标 的发光频带。这里，图M中示出了本实施方式中随各种相关色温的不同Duv而变化的各显色指 数。图M所示的情况中，发光中心的发光峰值2处于480 520 [nm]之间的的发光强度与 发光中心的发光峰值1处于440 460[nm]之间的发光强度之比(发光峰值强度2/发光 峰值强度1)约为0. 75。将评价值与实施方式1的图6中的评价值加以比较可知，所述(作用函数效率/可见度效率)、Ra和R9在大范围内提高。另外，虽然发光峰值和半峰宽不同，上述倾向与本 发明的实施布式1的倾向相类似，本发明的实施方式1采用BAM:Mn且Mn峰值比约为0. 7， 如图7所示。此外，实际的荧光粉发光效率各不相同，因此，在使用本实施方式的CMZ荧光 粉的情况下，会导致与使用BAM:Mn进行实施时相比灯的发光效率下降。从不仅要改善显色性而且要抑制发光效率下降的角度出发，一般来说，任何一种 荧光粉都优选是发光峰值2的发光强度低，特别优选发光中心的发光峰值2处于480 520[nm]之间的发光强度与发光中心的发光峰值1处于440 460[nm]之间的发光强度之 比(发光峰值强度2/发光峰值强度1)是在0. 5和1. 0之间的约0. 75以下。另外，不限于本实施方式，就一般的三波长区域发光型荧光灯而言，将相关色温为 5000[K]的白昼白色光N的发光效率与相关色温为6500 7000[K]的白昼光D的发光效率 进行比较，而白昼白色光的发光效率为100，白昼光D的发光效率为95，相应的，据此可以推 断色温增高1个级别的光色的发光效率优选是90左右。从这个角度出发，相关色温优选是13000 [K]或以下，Duv优选是0以上或超过0。从显色性的角度来说，在下列条件满足的情况下，即使Ga4处于100附近，仍然有 可能再现良好的红色视觉效果并且R9不会低于60。即如果发光中心的发光峰值2处于 480 520 [nm]之间的发光强度与发光中心的发光峰值1处于440 460 [nm]之间的发光 强度之比(发光峰值强度2/发光峰值强度1)在约0. 5以上；相关色温为10000 [K]以上； 并且Duv在5以下，此时光色不会显绿。另外，在480 520 [nm]的范围中追加的发光中心 的半峰宽更优选是在50[nm]以下。图55中以相关色温为12000 [K]、Duv = 0为例，更详细地显示出本实施方式的色 域倾向。色域的分布倾向与实施方式3的模拟非常吻合。可以看到红-绿方向的色域放 大，详细地说，在红色方向色域显著放大。不过，值得注意的是，严格的说，即使发光峰值处 于480 520 [nm]范围内，与混合了 BAM:Mn荧光粉的情形相比，发光峰值偏向长波长一侧， 因此绿色色域的放大少。但是，这里的倾向与其他实施方式的模拟非常吻合，这表明在本发 明的范围内其良好的作用效果得到广泛保持。(实施方式6)图56表示的是本发明实施方式6中使用的SAE荧光粉的光谱分布。本实施方式 的荧光粉组合如下发红色光稀土荧光粉Υ0Χ，该物质以稀土类元素作为其发光中心且发 光主峰处于605 625 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉LAP，该物质以为稀土类元素作为其 发光中心且发光主峰处于540 550[nm]之间；发蓝色光稀土荧光粉BAM，该物质以稀土类 元素作为其发光中心且发光主峰处于440 460 [nm]之间；除此以外，荧光粉SAE，其含有 发光主峰处于480 520[nm]之间的元素，该范围介于发出蓝色光的稀土荧光粉和发绿色 光的稀土荧光粉的发光主峰之间。本实施方式使用的荧光粉具有与BAM:Mn荧光粉的Mn的发光峰值不同的发光峰值 位置和半峰宽。本实施方式的荧光粉的发光峰值属于50[nm]以上的半峰宽类别。这里，图 57中显示出了本实施方式中随各种相关色温的不同Duv而变化的显色指数。在图57中所显示的情况下，发光中心的发光峰值2处于480 520 [nm]之间的发 光强度与发光中心的发光峰值1处于440 460[nm]之间的发光强度之比(发光峰值强度 2/发光峰值强度1)约为0. 75。
将它们与实施方式1的图6加以比较可知，所述(作用函数效率/可见度效率)、 Ra及R9在大范围内提高。另外，当发光峰值和半峰宽超过50 [nm]时，与实施方式1的图7 中的BAM:Mn的实施方式中Mn峰值比为0. 7的情形相比，其倾向也类似。不过，Ga4超过100的范围变小，Ra也难以超过90。此外，与发光集中于窄频带的 情形相比，发光效率的下降也更明显，表现出一种介于使用SCA的实施方式4与使用BAM:Mn 的实施方式1之间的状况。图58中以相关色温12000 [K] ,Duv = 0为例更详细地显示出该实施方式的色域倾 向。色域的分布倾向与实施方式3的模拟非常吻合。可以看到红-绿方向的色域放大，更 详细地说，色域放大在红色方向显著增大。不过，值得注意的是，更详细地说，同发光峰值在 480 520nm的荧光粉相比，绿色色域的放大比较少。更详细地来说，本实施方式显示出更接近于在发蓝色光稀土荧光粉和发绿色光稀 土荧光粉的发光主峰之间的宽频带中发光得以增强的情形，色域的上下方向被压缩并且蓝 色的色彩饱和度下降。这是因为，由具有在蓝绿的480 520[nm]范围内的发光峰值的发 光中心所追加的光谱是宽频带，在蓝色发光中心的光谱和蓝绿色发光中心的光谱之间难以 产生山谷形状的光谱，因此，蓝色光谱刺激纯度低，色彩分离度降低，其结果造成上述倾向。但是，这里其倾向也与如下情况下实施方式的模拟非常吻合，即追加了如下荧光 粉，该荧光粉包含一种元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于发蓝色光稀土荧光 粉和发绿色光稀土荧光粉各自的发光主峰之间的480 520[nm]范围内。严格的说，虽然 对窄频带和宽频带的追加导致差别，但在本发明的范围内其作用效果得到广泛保持。(实施方式7)图59表示的是实施方式7中使用的CAT:Mn荧光粉的光谱分布。本实施方式的 荧光粉组合如下发红色光稀土荧光粉Υ0Χ，具有稀土类元素作为发光中心，该发光中心的 发光主峰处于605 625 [nm]之间；发蓝色光稀土荧光粉BAM，具有稀土类元素作为发光中 心，该发光中心的发光主峰处于440 460 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉Tb，具有稀土类 元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于540 550 [nm]之间；和荧光粉CAT:Mn，具 有Mn元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于480 520 [nm]之间。本实施方式与使用BAM:Mn荧光粉时的情形相同，本实施方式具有50[nm]以上、在 480 520[nm]之间的窄频带发光，其发光峰值在发蓝色光稀土荧光粉的发光主峰与发绿 色光稀土荧元素的发光主峰之间，所以发光可以高效地集中于设定的发光频带。与其他实施方式相同，根据本实施方式，既具有褪黑素分泌抑制单元，又能够实现 优选的显色性。图60中以相关色温12000 [K] ,Duv = 0为例详细地显示出本实施方式的色 域倾向。色域的分布倾向与实施方式3的模拟非常吻合，可以看到红-绿方向的色域放大。应当注意，图中显示出的各种情形中，Mn的发光峰值与Eu的发光峰值比(Mn峰值 /Eu峰值)是0. 5和0. 7,Mn是CAT:Mn的发光中心，Eu是BAM的发光中心，分别处于灯整体 的光谱分布之中。本实施方式表明，利用同时含有Tb发光中心和Mn发光中心的荧光粉即CAT Mn来 使发光中心Mn发出发光主峰处于480 520 [nm]之间的光，就能够实现与实施方式1相同 的效果。(实施方式8)
本实施方式说明本发明为照明装置。本实施方式的实现不是借助单一的荧光灯， 而是可以将本发明的荧光粉进行各种组合，实现由各个单独的荧光灯进行混光照明的照明
直ο通过利用以下荧光灯的混光，可以达到本发明作为照明装置的突出效果一种荧 光灯具有发红色光稀土荧光粉，该荧光粉包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发 光峰值处于605 625 [nm]之间；一种荧光灯具有发绿色光稀土荧光粉，该荧光粉包含稀土 类元素作为发光中心，该发光中心的发光峰值处于540 550 [nm]之间；一种荧光灯具有发 蓝色光稀土荧光粉，该荧光粉包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光峰值处于 440 460[nm]之间；一种荧光灯具有如下荧光粉，该荧光粉包含一种元素作为发光中心， 该发光中心的发光峰值处于所述发蓝色光稀土荧光粉和发绿色光稀土荧光粉各自的发光 主峰之间的480 520[nm]范围内。在上述结构中，在现有的RGB混光照明装置中追加了 GB。另外，利用三种灯也可以构造出本发明的照明装置。图61示意性地指明了与本 发明相关的实施方式的照明装置1000。本实施方式的照明装置1000具有器具500，其内 部存放发光颜色各异的三种灯200、300、400 ；和漫射透射板600，其覆盖着该器具500的光 出口进行安装，在器具500中同时点亮各灯200、300、400，并利用漫射透射板600将三色混 合，由此发出白色光。利用至少具有以下荧光粉的荧光灯构成色温较低的荧光灯200，即 发红色光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光峰值处于605 625 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光峰 值处于540 550[nm]之间。利用至少具有以下荧光粉的荧光灯构成色温较低的荧光灯 300，即发蓝色光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光峰值处于 440 460 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的 发光峰值处于540 550 [nm]之间。另外，构成荧光灯400，其至少具有以下荧光粉，该荧光 粉包含一种元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于所述发蓝色光稀土荧光粉和发 绿色光稀土荧光粉各自的发光主峰之间的480 520[nm]范围内。在以上结构的混光照明中，本发明作为照明装置的效果也可实现。进而，在以下的混光照明结构中，本发明作为照明装置的效果也可实现荧光灯至 少具有以下荧光粉，即发红色光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心 的发光峰值处于605 625 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉，包含稀土类元素作为发光中 心，该发光中心的发光峰值处于540 550 [nm]之间；发蓝色光稀土荧光粉，包含稀土类元 素作为发光中心，该发光中心的发光峰值处于440 460[nm]之间。以及荧光灯至少具有 以下荧光粉，即该荧光粉包含一种元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于所述发 蓝色光稀土荧光粉和发绿色光稀土荧光粉各自的发光主峰之间的480 520[nm]范围内。还应注意到，在本实施方式作为照明装置的实施方式中，可以将多种多样的灯组 合起来使用，通过各个灯的调光，可以实现变色和褪黑素抑制效果的增减。本发明中，BAM荧光粉是铕激活铝酸盐钡/镁。代表性的组成是BaMgAlltlO17:Eu。其他组成如BaMg2AL6O27:Eu、BaMg3Al14O25IEu 或(Ba，Sr)MgAl10O17:Eu。另外也可以将上述组成中各自的一部分进行替代(代表性的是Sr、Eu或类似元素)。本发明中的BAM:Mn荧光粉是铕/锰激活铝酸盐钡/镁。代表性的组成是BaMgAlltlO17:Eu，Mn。其他如 BaMg2Al16O27:Eu，Mn> BaMg3Al14O25:Eu, Mn 或(Ba, Sr)MgAl10O17:Eu, Mn。另外也可以将上述组成中各自的一部分进行替代(代表性的是Sr、Eu或类似元 素)。本发明中的SCA荧光粉是铕激活钡/钙/锶/镁/氯磷灰石。代表性的组成是Srltl (PO4)6Cl2:Eu。其他组成有(Sr,Ca) 10 (PO4)6Cl2:Eu, (Sr, Ca) 1(1 (PO4)6Cl2A^2O3:Eu、(Ba，Ca， Mg) 10 (PO4) 6C12 Eu 或(Sr, Ba，Ca) 10 (PO4) 6C12Eu。另外也可以将上述组成各自的一部分进行替代(代表性的是Ba)。本发明中的SAE荧光粉是铕激活铝酸盐锶。代表性的组成是Sr4Al15O25:Eu。其他组成有4SrO · 7A1203 Eu。另外也可以将上述组成的一部分进行替代。本发明中的BCA荧光粉是铕激活钡/钙/镁/氯磷灰石。代表性的组成是(Ba，Ca)5(PO4)3Cl:Eu。另外也可以将上述组成中的一部分进行替代(代表性的是Sr或Mg)。在(Ba，Ca，X)5 (PO4)3Cl = Eu2+中，X可以分别记载为①Sr、Mg②或是其两者，③也可 以两者都没有。本发明中的CMZ荧光粉是锰激活铝酸盐铈/镁/锌。代表性的组成是Ce (Mg，Si) Al11O19:Mn。另外也可以将上述组成的一部分进行替代。本发明中的LAP荧光粉是铈/铽共激活磷酸镧。代表性的组成是LaPO4:Ce，Tb。另外也可以将上述组成的一部分进行替代(代表性的是SiO2)。本发明中的CAT荧光粉是铽激活铝酸盐/铈/镁。代表性的组成是CeMgAl11O19:Tb。另外也可以将上述组成的一部分进行替代。本发明中的CBT荧光粉是铈/铽共激活硼酸钆/镁。代表性的组成是GdMgB5O1。Ce，Tb。另外也可以将上述组合的一部分进行替代。本发明中的CAT:Mn荧光粉是铽/锰共激活铝酸盐/铈/镁。代表性的组成是CeMgAl11O19 = Tb, Mn。另外也可以将上述组成各自的一部分进行替代。本发明中的YOX荧光粉是铕激活氧化钇。代表性的组成是t03:Eu。另外也可以将上述组成的一部分进行替代。
本发明中的YOS荧光粉是铕激活羟基硫化钇。
代表性的组成是1仏3工11。另外也可以将一部分进行替代。本发明中的YVO荧光粉是铕激活钒酸钇。代表性的组成是YVO4 Eu。其他组成如Y (P，V) O4Eu (铕激活磷钒酸钇)。另外也可以将上述组合的一部分进行替代(代表性的是Bi)。在上述每一种实施方式中，均显示出了特定的荧光灯的光谱分布。但是，只要没有 特别说明，与“具有”相类似的结构要素的表述并不排除本说明书含权利要求中的所示内容 以外的其他结构要素或步骤的存在。结构要素中可以任意增加保护膜或汞合金，也可以采 用热阴极荧光灯以外的冷阴极荧光灯或介质阻挡放电荧光灯等其他实施方式，这对于本专 业的技术人员能够容易地类推出来，另外，在结构要素的单数表现的基础上，也并不排除能 够获得同等效果的结构要素的复数化所构成的具有相当效果的实施方式与权利要求项的 脱离。在各种测定的定义中，一般性荧光灯的特性采用100小时老化后在25 [°C ]条件下 的额定点亮来表示，本发明可以据此进行测定。另外，就相关色温和Duv而言，灯使用寿命 中稳定的实际使用时的代表值更具现实意义。另外，各种显色计算的光谱值一般以5[nm] 为单位给出，因此，本发明的光谱范围的误差在5 [nm]以内。另外，说明书中不同从属项中的手段事实上是彼此示范的，本专业技术人员能够 容易地类推出将这些手段的组合有意识地加以利用的方式。本发明是根据说明书进行说明 的，只要不脱离本发明的目的，对于荧光灯和使用荧光灯的照明装置可以作出各种各样的 变形和变更，这些变形和变更包含在权利要求的范围内。工业实用性本发明的荧光灯和照明装置具有高色温区域的光色，在放射出对生物体褪黑素分 泌进行抑制的光学刺激的同时改善了其作为照明光时被照射物的显色性，因此，除了原本 的学校照明、办公室照明、医院照明及店铺照明等一般照明光源之外，也可以有效地应用作 为光学治疗装置的照明光源。另外，本发明依其光色和显色特性上的特点，可以实现使图像的白色点接近一般 的显示器，如果应用于广告牌照明、广告照明等领域，白色会更突出，被照射物自不待言，就 是作为背光，其透射光色也会鲜艳地呈现。进而，其表现出接近晴天天空光的光色和色再现性，故也适宜于模拟天空光的用 途或显色性要求高的用途。除此之外，根据其白色突出、色彩鲜艳的显色效果，也可以应用 于店铺照明。
权利要求
1.一种荧光灯，具有相关色温超过10000[K]不足17000[K]、Duv在-2. 5到5的范围 内的光色，该荧光灯包括电弧管；和在所述电弧管的内表面上形成的荧光粉层，其中 所述荧光粉层至少包含发红色光稀土荧光粉，其包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于 605 625 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉，其包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于 540 550 [nm]之间；和发蓝色光稀土荧光粉，其包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于 440 460[nm]之间，每单位光束的褪黑素抑制的作用函数效率超过1. 0，并且 平均显色指数Ra在80以上。
2.一种荧光灯，具有相关色温超过7100 [K]并且Duv在-2.5到5的范围内的光色，该 荧光灯包括电弧管；和在所述电弧管的内表面上形成的荧光粉层，其中 所述荧光粉层至少包含发红色光稀土荧光粉，其包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于 605 625 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉，其包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于 540 550 [nm]之间；和发蓝色光稀土荧光粉，其包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于 440 460 [nm]之间；和荧光粉，其包含一种元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于发蓝色光稀土荧 光粉的发光主峰和发绿色光稀土荧光粉的发光主峰之间的480 520 [nm]的范围内，其中， 具有一种元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于480 520 [nm]范围内的上 述荧光粉，通过对发蓝色光稀土荧光粉的发光主峰和发绿色光稀土荧光粉的发光主峰之间 的发光进行增强，从而对黑视素进行光学刺激，并以此增进褪黑素抑制效率， 平均显色指数Ra在80以上，且 特殊显色指数R9在50以上。
3.一种荧光灯，具有相关色温超过7100 [K]并且Duv在-2.5到5的范围内的光色，该 荧光灯包括电弧管；和在所述电弧管的内表面上形成的荧光粉层，其中 所述荧光粉层至少包含发红色光稀土荧光粉，其包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于 605 625 [nm]之间；发绿色光稀土荧光粉，其包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于540 550 [nm]之间；和发蓝色光稀土荧光粉，其包含稀土类元素作为发光中心，该发光中心的发光主峰处于 440 460 [nm]，其中包含稀土类元素作为发光中心且该发光主峰处于480 520 [nm]范围内的发蓝色光稀 土荧光粉从发光峰值到长波长一侧具有50[nm]以上的半峰宽，通过对发蓝色光稀土荧光 粉的发光主峰和发绿色光稀土荧光粉的发光主峰之间的发光进行增强，对黑视素进行光学 刺激，并以此增进褪黑素抑制效率， 平均显色指数Ra在80或以上，且 特殊显色指数R9在50或以上。
4.如权利要求2和3中任一项所述的荧光灯，其中，相关色温为10000 20000[K]。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的荧光灯，其中，相关色温为11000 13000[K]。
6.如权利要求1至3中任一项所述的荧光灯，其中，Duv超过0。
7.如权利要求3所述的荧光灯，其中，所述荧光粉中至少一种为SCA。
8.如权利要求2所述的荧光灯，其中，包含稀土类元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于440 460 [nm]之间的发 蓝色光稀土荧光粉，由BAM:Mn、BAM、SCA中的一种或多种构成；而且包含稀土类元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于480 520 [nm]之间的发 蓝色光稀土荧光粉，由BAM:Mn、BAM、SAE, CMZ, BCA中的一种或多种构成。
9.如权利要求2所述的荧光灯，其中，包含稀土类元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于440 460[nm]之间 的发蓝色光稀土荧光粉和包含上述一种元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于 480 520[nm]之间的荧光粉，所述每一种荧光粉均由BAM:Mn荧光粉构成。
10.如权利要求2所述的荧光灯，其中，包含一种元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于480 520 [nm]之间的荧光 粉和包含稀土类元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于540 550[nm]之间的发 绿色光稀土荧光粉，所述每一种荧光粉均由CAT:Mn荧光粉构成。
11.如权利要求2所述的荧光灯，其中，发光主峰位于480 520[nm]之间的发光强度与发光主峰位于440 460[nm]之间的 发光强度之比处在0. 5 1. 0的范围内。
12.如权利要求1至3中任一项所述的荧光灯，其中，包含稀土类元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于605 625 [nm]之间的发 红色光稀土荧光粉，由YOX、YVO、YOS之中的一种或多种构成；包含稀土类元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于540 550 [nm]之间的发 绿色光稀土荧光粉，由LAP、CAT、CAT:Mn, CBT之中的一种或多种构成；包含一种元素作为发光中心且且该发光中心的发光主峰处于480 520 [nm]之间的荧 光粉，由BAM:Mn、SAE、CMZ、BCA、CAT:Mn之中的一种或多种构成；以及包含稀土类元素作为发光中心且该发光中心的发光主峰处于440 460 [nm]之间的发 蓝色光稀土荧光粉，由BAM:Mn、BAM、SCA之中的一种或多种构成。
13.一种照明装置，其使用了权利要求1至3中任一项所述的荧光灯。
14. 一种照明装置，利用多个具有不同荧光粉层的荧光灯的混光照明形成权利要求1 至3中任一项所述的荧光灯的光谱分布，所述荧光粉层均是由相互颜色不同的荧光粉中的 一种制成。
全文摘要
一种具有相关色温超过10000[K]不足17000[K]、Duv在-2.5到5的范围内的光色的荧光灯(100)，其具有灯发光管(10)和荧光粉层(20)，荧光粉层(20)至少包含605～625[nm]发光主峰(11)的发红光稀土荧光粉、540～550[nm]发光主峰(12)的发绿光稀土荧光粉、440～460[nm]发光主峰(13)的发蓝光稀土荧光粉，每单位光束褪黑素抑制的作用函数效率超过1.0，并且平均显色指数Ra在80以上，利用这种结构，荧光灯(100)既能够获得抑制褪黑素分泌从而获得生物节律的调整或促进生物体觉醒的作用效果，又能够改善光源在显色指数方面的弱点。
文档编号A61N5/06GK102076377SQ20098012464
公开日2011年5月25日 申请日期2009年4月23日 优先权日2008年4月28日
发明者东亨, 八木裕司, 小林由季, 清水正则 申请人:松下电器产业株式会社