[發明專利]照明用色溫調控裝置、照明設備與調控色溫的方法

無效

• 申請號: 201210443074.3
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103104833A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 趙治宇;黃久菖;管杰雄;蘇文生
• 申請（專利權）人: 普朗克股份有限公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V9/10;G02F1/13;G02F1/25
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明是關于一種照明用色溫調控裝置與使用該照明用色溫調控裝置的照明設備，以及調控色溫的方法。

背景技術

自從愛迪生發明白熾燈泡后，人類的生活型態因照明時間與空間的延伸而產生巨大變化，進而持續推進發展出更耐用、美觀、且更有效率的照明產品。

然而，由于人類演化過程中對太陽光的適應，即使身處于人工光源照明下，人類視覺器官仍然偏好于接近自然光的照射環境。人眼的構造也對可見光的感應會隨著其波長區段不同及所處環境明暗而變化。當可見光作用于人眼而產生光的感應，此時不僅與光的組成及強弱有關，還跟人視覺器官的生理特性及人的心理因素有關。所以，必需借助“光度量學”，根據人視覺器官的生理特性和某些約定的規范來評價光輻射所產生的視覺效應。

由于光度測量必需仰賴人視覺器官的生理特性，所以國際照明委員會(Commission?Internationale?de?l’Eclariage,CIE)便統一制定了人眼對光感應知覺能力的評價標準。提出人眼視覺函數(eye?sensitivity?function)V(λ)聯系輻射度量和光度量并進行轉換，并用色度圖將人眼對色彩感知標準化。1924年，CIE提出在2度小視場等能光譜實驗中，明視覺條件下點狀光源的視覺函數，稱為CIE?1931視覺函數，據以推導得到如圖1所示的CIE1931色彩空間色度圖。由于人眼對不同波長區段的光視效能不同，CIE針對人類眼睛在藍色與靛色光譜區域的敏感度，于1978年提出了CIE?1978視覺函數。這個修正過的函數，在波長低于460納米(nm)的光譜區域有較高的響應值。然而，盡管明視覺CIE1978視覺函數可視為最精確的敏感度描述，但考慮到更換標準度量的不便，目前世界各國仍多以CIE1931色彩空間色度圖為參考標準。

白光是照明應用中最廣泛使用的光源，由于光同色異譜的特性，故可以從色度圖中找到極多可見光譜組合來產生白光。由于所有白光之間最大的特征差別就是“色溫”，所以相對于色度坐標的色溫成為描述白光光源特性的一個重要參數。所謂“色溫”，是指當一光源光譜分布與某黑體（指在任何溫度下將落到它表面上的任何波長的輻射全部吸收的物體）輻射出來的光譜相同時，便可用該“黑體的表面絕對溫度”這參數，來代表這樣一個光源光譜分布。簡言之，色溫即是根據黑體輻射所放出的光色變化，所定義出來的顏色表示方式，單位是絕對溫度K（Kelvin）。加熱黑體時，不同的溫度下黑體外表將會發出不同的顏色的光，如黑體加熱到1000K時，黑體呈現紅色，3000K以下為偏紅黃色，約3000K至6500K時呈白色，而高于6500K時光色就會偏藍色。因為可簡單使用“色溫”描述特定光譜，故常于照明相關產業中拿來做為設計的標準。

而隨著溫度的變化，黑體所發出的光的色溫可在色度圖上描繪出其軌跡，此黑體輻射光譜在CIE1931色彩空間色度圖中的軌跡稱為“普朗克軌跡（Plankian?Locus）”或“黑體輻射軌跡（Black?Body?Locus,BBL）”。自然界中白光光譜非常類似于普朗克光譜。圖1上的軌跡aa’即表示普朗克黑體輻射光譜在CIE1931色彩空間色度圖中的“黑體輻射軌跡”以及其色溫所對應的顏色。

而在色溫的控制方面，對于一個白光照明燈具來說，不同色溫就有不同的應用領域，如色溫在3300K以下，稱為“暖色光”，其與白熾燈相近且紅光成分較多，能給人以溫暖，健康，舒適的感受。因此暖色光適用與家庭，住宅，宿舍，賓館等場所或溫度比較低的地方。而色溫在絕對溫度3300K到絕對溫度5300K之間，稱為“冷色白光”；由于光線柔和，使人有愉快，舒適，安詳的感受。此冷色白光適用于商店，醫院、辦公室、飯店、餐廳、候車室等場所。色溫在絕對溫度5300K以上，稱為“冷色光”，其光源最接近自然光，有明亮的感覺使人精力集中。此冷色光適用于辦公室、會議室、教室、繪圖室、設計室、圖書館的閱覽室、展覽櫥窗等場所。所以，一個良好的白光照明設備必需是要能夠完成色溫上的調變，以大幅增加其應用層面與價值。