38-1
紫色励起白色
LED
光源の演色性評価
宮下 和貴
1. 背景と目的
現在普及 い 白色LED 光源 種々 発光原理 あ
中 青色励起白色LED光源(以 bLED) 紫色励
起白色LED光源(以 vLED) あ
bLED 発光原理 主 波長450 nm 青色光 発 LED
チ 青色光 黄色光 赤 緑色光 変換
蛍光体材料 組 合わ 蛍光体層 透過 青色LED
チ 発 青色光 蛍光体 黄色光
赤 緑色光 混 白色光 得 いう あ
問題点 波長成 多く 光 布 バ ン
悪い 色 見え方 影響 与え
一方 vLED 発光原理 主 400 nm 紫色光 発
LEDチ 紫色光 赤 緑及び青色光 変換 蛍光
体材料 組 合わ 蛍光体 赤 緑及び青色光
混 白色光 得 いう あ
各波長成 バ ン く構成 い 色 見え方
自然 あ
1)
本研究 目的 vLED bLED 照 色 見え方
い 忠実性 好 着目 特徴 明
評価 行う あ 手段 主観評価
実験 物理測定 測色値 計算 行
2. 色の忠実性に関する演色性評価
2.1 実験方法
vLED bLED 色 忠実性 調べ 主観評価実験
物理測定 行 色画用紙 vLED bLED 照
色 見え方 5 目 深 鮮や
好 軽 明 い 評価
光放射照 計CL-500A 使用 色画用紙 反射光
光 布 測定 測色 関 JIS規格 基 い L
*a*b*
色空間 L
*C*h
色空間 色 標 計算
2,3,4) L*
値 明 指
数 a
*
値 b
*
値 標 表 a
*
値 い 赤方
向 イナ 緑方向 b
*
値 い 黄方向
イナ 青方向 示 C
*
値 h値 a
*
値 b
* 値
求 C
*
値 彩 表 大 い 鮮や 増
小 い く 色 h 値 色相角 表 a
* 赤方
向 軸 0ま 反時計方向 色相 対 移動 角
示 等色関数 10ま視 使用
暗室 い vLED bLED 色画用紙 照 実験
東芝 ア 株式会社 借用 vLED bLED
使用 相関色温 測定 4300 K 1
実験 使用 LED 光 布 示 大 幅600 mm
高 800 mm 奥行300 mm 黒い箱 用意 前面
部 照明器具 取 付 100 mm×100 mm 穴 2
開い 黒色板 置い 箱 中 中央 仕 設 左右
箱内部 背面 色画用紙 配置 片方 vLED
う片方 bLED 時 45ま 角 照
2 色 忠実性 関 演色性評価 実験装置 示
紙面 明 色画用紙 輝 30 cd/m
2 300
cd/m2
う 輝 測定 色彩輝 計
CS-100A 使用 実験 使用 色画用紙 赤色 黄色
緑色 青色 色票 使 調べ 赤色 5R4.5/14
程 黄色 2.5Y8.5/10程 緑色 2.5G5/8程 青色
5PB4.5/8程
1 実験 使用 LED 光 布
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
380 430 480 530 580 630 680 730 780
相対エ
ネ
波長[nm]
38-2
(a)立面 (b)断面
2 色 忠実性 関 演色性評価 実験装置
主観評価実験 い 被験者 暗室 20 間待機
暗 応 後 色 見え方 評価 紙面 1000
mm離 置 穴 通 色画用紙 観察
際 被験者 照明 照 い 知
5 評価 目 い 左右 色 当
1 以内 選 評価 輝 色画
用紙 繰 返 行 評価 評価 間 5 休憩
被験者 21歳 23歳 男性9 (裸眼3 ネ
4 コン 2 ) あ
物理測定 い 紙面 1000 mm離 置
穴 通 見え 色画用紙 反射光 光 布
測定 光 布 各値 計算
2.2 結果
主観評価実験 結果 評価 目 見 色画用紙
輝 関わ 深 vLED 多く 票 得 一方
軽 明 bLED 多く 票 得 好
個人 主観 多く 評価
鮮や 色 見 赤色 鮮や
vLED 多く 票 得 黄色 鮮や bLED 多く
票 得 30 cd/m
2
緑色 青色 鮮や
票 300 cd/m
2
緑色 鮮や vLED
青色 鮮や bLED 多く 票 得
表1 色 忠実性 関 主観評価実験 結果 示
計算 各値 見 L
*
値 輝 色 関わ vLED
bLED 差 赤色 い C
*
値 輝 関わ
vLED 大 く vLED 照 方 鮮
や あ 示 い h値 vLED bLED 差
30 cd/m2 300 cd/m2
く
黄色 い C
*
値 h値 輝 関わ vLED
bLED 差 緑色 い a
*
値 絶対値 輝
関わ vLED 大 く vLED 照
方 緑方向 色味 強い 示 い b
*
値 絶対値
輝 関わ vLED bLED 差
C*
値 輝 関わ vLED 大 く vLED
照 方 鮮や あ 示 い h値 輝
関わ vLED 大 く vLED 照
方 緑寄 あ 示 い 青色 い a
* 値
絶対値 輝 関わ vLED 大 く
vLED 照 方 緑方向 色味 強い 示 い
b*
値 絶対値 輝 関わ bLED 大 く
bLED 照 方 青方向 色味 強い 示 い
h値 輝 関わ bLED 大 く
bLED 照 方 青寄 あ 示 い 表2
実験条件 L
*a*b*
値 C
*h
値 示
2.3 Color quality scaleの分光反射率を用いたL
*a*b*
値、C
*h
値の計算
実験 4色 有彩色 得
Color quality scale 用い い 15色 色
票 光反射率 使用 L
*a*b*
値 C
*h
値 求 4300 K
標準光源 以 標準光源 比較
4,5) vLED 照
明 想定 場合 色票 ほ 忠実性
表 1 色 忠実性 関 主観評価実験 結果
輝
[cd/m2] 色
深 鮮や 好 軽 明
v b v b v b v b v b
30
赤 9 0 8 1 4 5 2 7 0 9 黄 8 1 3 6 3 6 1 8 2 7 緑 8 1 5 4 5 4 3 6 1 8 青 9 0 5 4 5 4 2 7 0 9
300
赤 9 0 9 0 7 2 1 8 2 7 黄 9 0 2 7 3 6 1 8 0 9 緑 9 0 8 1 5 4 1 8 2 7 青 5 4 2 7 5 4 1 8 1 8 800 mm
600 mm
照明器具
穴 (100 mm × 100 mm)
仕
300 mm
1000 mm 45ま
色画用紙
観察点
38-3
高く 3 Color quality scale 色票 光
反射率 用い 色 示
2.4 考察
鮮や 関 評価 赤色 い vLED 高く
青色 い bLED 高く C
*
値やh値 表
い 特 青色 bLED 照 青寄
色 反射光 光 布 い 色 強 波
長域 多く含 照明自体 光 布 大 く影響
い 言え 4 輝 300 cd/m
2
う 照
赤色 青色 反射光 光 布 示
表 2 実験条件 L
*a*b*
値 C
*h値
3 Color quality scale 光反射率 用い 色
(a)赤色 300 cd/m2
う 照 場合
(b)青色 300 cd/m2
う 照 場合
4 反射光 光 布
3. 色の好ましさに関する演色性評価
3.1 実験方法
vLED bLED 色 好 調べ 主観評価実
験 行 画像 紙 印刷 vLED bLED 照
色 見え方 異 部 い 好 い
評価 実験装置 色 忠実性 関 演色性評価
用い 穴 あ 黒色板 外 実験
行 紙面 明 画像 中心部 照 50 lx 500
lx う 照 測定 照 計T-10 使用
実験 使用 画像 縦170 mm 横250 mm
主観評価実験 い 被験者 暗室 20 間待機
暗 応 後 色 好 評価 紙面
1000 mm離 置 画像 観察 際 被験者
照明 照 い 知 1
観察 後 色 見え 異 部 左右 照明
照 方 好 い 回答 評価 照
行 実験 使用 画像 紙 印刷
回答用紙 好 い 思 部 色 い ペン
被験者 20歳 22歳 男女15 (裸眼4
ネ7 コン 4 ) あ 5 実験 使用
画像 示
5 実験 使用 画像
-50 -30 -10 10 30 50 70 90
-60 -40 -20 0 20 40 60
vLED bLED 標準光源
+a*
赤 方 向
+b*
黄方向
-b*
青方向
-a*
緑 方 向
0 0.02 0.04 0.06
380 480 580 680 780
エネ
[μ
W
/c
m
2]
波長[nm]
vLED bLED
0 0.02 0.04 0.06
380 480 580 680 780
エネ
[μ
W
/c
m
2]
波長[nm]
vLED bLED
色 輝
[cd/m2] 照明 L
* a* b* C* h
赤
30 v 7.3 18.3 7.2 19.7 21.4
b 7.2 16.5 6.8 17.8 22.5
300 v 33.6 39.2 22.1 45.0 29.3
b 34.5 35.9 19.4 40.8 28.4
黄
30 v 7.4 2.2 9.7 9.9 77.0
b 6.8 1.9 9.3 9.5 78.6
300 v 34.3 5.1 33.7 34.1 81.4
b 33.0 4.2 33.9 34.1 82.9
緑
30 v 7.3 -9.3 4.3 10.3 155.1
b 6.8 -7.5 4.4 8.7 149.3
300 v 34.9 -24.3 11.5 26.9 154.6
b 33.4 -20.6 12.0 23.8 149.8
青
30 v 8.1 -3.6 -9.8 10.4 249.6
b 7.2 -1.4 -10.8 10.9 262.5
300 v 35.5 -8.6 -21.3 23.0 248.1
38-4
3.2 結果
主観評価実験 結果 析 実験 使用
画像 編集 化 編集
Adobe Photoshop CC 用い
実験 使用 画像 5 mm×5 mm 升目
区 イ 処理 行 次 編集
イ 用い イ 処理 升目 L
*a*b* 値
抽出 色相角 表 h値 求 10色 場合
1700個 升目 い 行い 画像 色 割合
被験者 評価 部 色 構成 総数 比較 画
像 色 構成 赤 18.4 % 橙 22.5 % 黄 13.2 %
黄緑 23.6 % 緑 青緑 青 青紫 合わ 1.5 % 紫
8.2 % 赤紫 12.6 %
被験者 中 イ ネ 着用 い
者 3 い 彼 評価 除外
赤 い vLED bLED 両方 照 高く
評価 少 く 特 bLED 顕著 あ 50 lx
vLED 橙 黄 多く評価 い 500 lx
評価 減少 特 黄 顕著 あ 紫 赤紫
い vLED 照 評価 減少 対
bLED 照 評価 増加 6 評価
部 色 升目 合計 示
(a)画像 中心部 照 50 lx 場合
(b)画像 中心部 照 500 lx 場合
6 評価 部 色 升目 合計
3.3 考察
赤 橙 黄 照 高く 評価 減少
べ ュ 現象 影響 い 考え
べ ュ 現象 明 変わ 色相
変化 見え 現象 あ 明 増加 橙や黄
緑 黄寄 青緑 青紫 青寄 明
橙 青紫 赤寄 黄緑 青緑 緑寄
イ ネ 着用 者 評価
イ ネ 着用 い い被験者
bLED 好 い 評価 橙 黄 vLED 好 い 評
価 傾向 あ 短波長域
b*
値 方 vLED 方 橙 黄 い
色 見 考え
4. まとめ
色 忠実性 関 演色性評価 い vLED bLED
比較 ほ 色 忠実性 高い 明
bLED 関 青や黄 い 彩 高く
色 起 色 い色 見
見え方 変わ 評価 影響 与え
色 好 関 演色性評価 い vLED bLED
評価 部 多 特 赤 橙 vLED
優 性 示 画像 意味内容や色
構成 細 いL
*a*b*
値や人間側 心理 議論 余
地 あ
謝辞
白色LED光源 演色性評価 東芝 ア 株式会
社 LED素子 照明装置 提供い 記 感
謝申
参考文献
1 山川 昌彦, 谷口 淳二：自然光 ペ 再現
紫色励起白色LED”TRI-R”, 東芝 ビュ , Vol.70, No.11,
pp.34-37, 2015
2 JIS Z 8781-4:2013. 測色-第4部：CIE1976 L
*a*b*色空間
3 JIS Z 8781-1:2012. 測色-第1部：CIE測色標準観測者 等
色関数
4 JIS Z 8720:2012. 測色用 標準イ ナン (標準 光)及
び標準光源
5 Wendy Davis, Yoshi Ohno：Color quality scale, Optical
Engineering, Vol.49(3), 033602, pp.1-16, 2010 0
200 400 600
赤 橙 黄 黄緑 緑 青緑 青 青紫 紫 赤紫
vLED bLED
0 200 400 600
赤 橙 黄 黄緑 緑 青緑 青 青紫 紫 赤紫
