| 研究課題/領域番号 |
21K02125
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分08030:家政学および生活科学関連
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| 研究機関 | 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 |
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研究代表者 |
吉村 由利香 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 総括研究員 (00416314)
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| 研究分担者 |
大江 猛 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主幹研究員 (10416315)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 照明による色ズレ / 色材 / 反射率曲線 / 白色LED光源スペクトル / 三刺激 / 三原色 / 色材の分光反射率 / LED照明 / メタメリズム / 分光反射率 / 色彩変化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、様々な場所でLED照明が広く使われているが、物体色の見え方が従来の白色照明と異なることが問題となっている。本研究では、色材の分光反射率曲線に着目し、これに光源の影響を受けにくい設計を行い、色ズレを軽減させる機能を持たせる研究を行う。これにより、色材に色ズレ抑制の新たな機能を付与してLED照明に適した色材を開発するとともに、照明の色ズレ問題の解決にも寄与する。
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| 研究実績の概要 |
近年、エネルギー問題や水銀使用製品の廃棄問題により、白熱球や蛍光灯に代わりLED照明が広く使用されている。LED照明は省エネルギーに優れるなどの利点が多いため、世界規模で今後さらに利用が拡大すると考えられる。
しかし、現在、市場に流通している多くの白色LED照明では、その照明下の物体色の見え方が従来の照明と異なることが知られている。LED照明において、色違いが起こる原因は白色LED光源の分光分布にある。従来の白色照明は、可視光領域全体にエネルギーを持つ連続白色光（太陽光・白熱球）や赤・緑・青の3種類の波長で発光する三波長形白色（蛍光灯）であり、これらの白色光は、ヒトの視細胞感度の赤・緑・青の領域に合致してエネルギーを持っている。これに対し、現在主流のLEDランプは青色ダイオードと黄色蛍光体発光による青・黄の2種類の領域で白色をつくるため、人の目の感度分布に合わず、異なった色の見え方となる。
そこで、本研究は、LED照明下の製品色の色ズレの問題を解決するため、物体を着色する色材（染料、インク、塗料など）の分光反射率曲線に着目し、これを工夫することで、LED光源の分光分布の影響を受けにくく、色ズレを起こしにくい色材を開発する。
本研究は、照明による工業製品の色ズレを解決する色材の開発につながる。LED照明下で色ズレが起きにくい基本原色（三原色および黒色など）を揃えることができれば、調色によって様々な製品色に対応できる。本技術は、染料、顔料、インク、塗料など各種色材で利用可能なため、幅広い業界で役立つことが期待される。また、本研究で開発する色材は、既存色材の調合で作成するため、新規色材を化学合成する必要がなく、手軽に実用化することができる。本研究は、対象とする光源をLED光源から他の光源に変えることで、他の照明の色ズレについても研究を展開することが可能である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
理由：2021年の新型コロナウイルスの影響による半導体不足・価格高騰によって予定した装置の購入ができず、計画の変更と遅れが生じている。2023年度は、当初のスケジュールを変更して、以下の研究を行った。①これまでの研究で得られたLED照明光下で色ズレが抑制されるシアン色材を試作するために、シアン色材のベース色として適する３種類の市販のシアン色素を選定した。②波形合成による波形フィッティングの精度を高めるため、可視領域の様々な波長を吸収する特定波長吸収色素18種類を用意した。③2022年度の結果で得られたLED照明光下で色ズレが小さいシアン色材の反射率曲線をターゲット色として、上記の①②の吸光度スペクトルによる波形合成によるフィッティングを行い、LED照明光下の色ズレが少なくなるシアン色材スペクトルを作るための配合率を計算した。④算出した配合率で調合したシアン色材の試作品について、購入した波長可変光源を用いてLED照明下の色彩、太陽光下の色彩を比較し、色ズレ抑制の効果を調べた。その結果、従来品のシアン色材のLED照明-D65光源間の色ズレ⊿Ei＝21.45に対して、試作品の色ズレは⊿Ei＝16.01となり、色ズレ改善の効果が認められた。これにより、シアン色については、試作品の作成とその色ズレ抑制効果の検討が完了した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2024年度は、2023年度の継続研究として、マゼンタ色とイエロー色の色材の試作を行い、それぞれの色ズレ抑制効果を検討する。具体的には、①これまでの研究で得られたLED照明光下で色ズレが抑制されるマゼンタ色材とイエロー色材を試作するために、ベース色として適する市販の色素を数種類選定する。②波形合成による波形フィッティングの精度を高めるための特定波長吸収色素を準備する。③2022年度の結果で得られたLED照明光下で色ズレが小さいシマゼンタ色材、イエロー色材の反射率曲線をターゲット色として、上記の①②の吸光度スペクトルによる波形合成によるフィッティングを行い、LED照明光下の色ズレが少なくなる色材スペクトルを作るための配合率を計算する。④算出した配合率で調合したマゼンタ色材、イエロー色材の試作品について、色ズレ抑制の効果を調べる。
また、シアン色、マゼンタ色、イエロー色の試作品について、原色としての性能を調べるため、調合による色の作りやすさ、調合して作った色材のLED照明下での色ズレの抑制機能などを調べる。
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