[發明專利]一種四通道健康LED照明系統的設計方法

有效

• 申請號: 201310342911.8
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103411145B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 林燕丹;孫耀杰;董孟迪;邱婧婧;馬磊;洪焱
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發明涉及一種四通道LED健康照明系統設計的方法，主要特點在于用紅光LED、綠光LED、藍光LED及琥珀光LED混光得到白光LED，通過計算機模擬計算得到最佳的光通量比例。在此基礎上，針對藍光LED及綠光LED，對其光通比例進行下調，從而降低組合白光中藍光成分的含量，降低組合白光帶來的藍光傷害。在降低組合白光帶來的藍光傷害的同時，保持其顯色性指數Ra保持在90以上。

技術領域

本發明屬于LED技術領域，具體涉及一種四通道LED健康照明系統的設計方法。

背景技術

可見光除了讓人眼產生視覺，還可能引起眼睛視網膜的藍光傷害。人類眼睛視網膜上的視桿細胞及視網膜色素上皮細胞（RPE）受到藍光長時間照射會引起光損傷，老年性黃斑變性的發病與此有關。藍光的波長范圍是400-500nm，與人體的生理健康有密切關系。

為了防止長時間受到藍光輻射的視網膜產生光化學損傷，國標《GB/T 20145-2006燈和燈系統的光生物安全性》對光源中藍光傷害的有效輻射量進行了限值。藍光傷害有效輻射值由光譜輻射亮度與藍光危害函數B(λ)加權積分計算得到。標準中規定，對于邊角小于0.011弧度的小型光源，眼睛的光譜輻照度E_λ與藍光危害函數B(λ)加權積分后不應該超出下面的限值：

式中：

——光譜輻照度，單位為W·m^-2·nm^-1；

——藍光危害加權函數；

——波長帶寬，單位為nm；

——輻射持續時間，單位為s。

發光二極管（LED）以其高光效、長壽命、點光源、易調光、快速啟動、機械性能強等優點，在照明、顯示、背光等領域得到廣泛的應用。

目前白光LED主要是靠450-455nm波長的藍光芯片激發熒光粉產生，或由多種單色光或白光LED混光產生。目前市場上，不少LED燈具都存在藍光溢出問題。另外，LED點亮的時間越長，光源中的熒光粉衰減越快，結果就會導致人眼受到的藍光波段的光照越來越強烈。日積月累，人眼的視網膜會受到傷害。

根據國標中對藍光危害限值的計算方法，需要對光源與人眼的距離進行假設。在本發明中，用每千流明光通量中的藍光加權輻射功率來表征光源帶來的藍光傷害。

發明內容

本發明的目的在于提出一種四通道LED照明系統的設計方法。本發明基于紅色、綠色、藍色、琥珀色LED組合成白光LED的原理，通過調節各成分光的比例，使得組合得到的白光的顯色性指數Ra大于90，同時減少藍光成分對身體帶來的生理傷害。

本發明主要采用以下技術方案來實現，通過紅色、綠色、藍色、琥珀色四種單色光LED發光比例的調節來實現，具體步驟如下：

步驟一：獲取四種單色光LED的光譜功率分布曲線，通過模擬計算，得到四種單色光LED的光通比例；選取滿足約束條件的光通比例；所述四種單色光LED分別為紅色、綠色、藍色和琥珀色，約束條件有：

（1）根據要求，將組合白光的色溫設定在色溫區間內；

（2）控制組合白光的顯色性指數Ra大于90；

（3）在滿足約束條件（1）及約束條件（2）的前提下，組合白光的光源輻射發光效率LER取最大值；

步驟二：在步驟一得到的結果的基礎上，調整藍光LED及綠光LED的光通量，在保證組合白光的顯色性指數Ra大于90的前提下，減小組合白光中藍光波段的比重；由于減少了藍光波段的比重，組合白光的色溫也會發生變化；