[發明專利]一種近自然光的LED燈具

在審

• 申請號: 201310749817.4
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN104747913A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 卞先彬;文波;張偌雨;張娜;李海利;楊柳
• 申請（專利權）人: 重慶希晨科技有限公司
• 主分類號: F21K2/00
• 分類號: F21K2/00;F21Y101/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種LED燈具，且特別是一種其光譜能量分布接近自然光光譜且采用遠程熒光粉技術的LED燈具。

背景技術

近自然光的光源，是指其光譜能量分布接近于自然光的光譜能量分布。典型的自然光光譜如圖1所示，其光譜中包含了可見光范圍內所有波長的能量分布，譜線具有連續性與飽滿性，光譜的連續性與飽滿性可提高物體的可視性與顯色性。研究表明，在近自然光的照明環境下，眼睛的視覺疲勞程度會相對較低，視力可以得到有效的保護，物體的色彩可以被更真實地顯示。

目前，白光LED的實現主要采用藍色芯片激發黃色熒光粉的方法，一部分藍色LED芯片發出的光線直接通過熒光粉層，其余部分通過激發熒光粉產生黃色光線，這兩部分光線混合后在人眼的視覺下呈現為白光。白光LED的典型光譜如圖2所示，光譜中主要含有以藍色光譜波長及黃色光譜波長為中心的光譜能量分布。與典型的自然光光譜相比，典型LED燈具的光譜具有以下缺點：(1)典型LED燈具的光譜不具有連續性與飽滿性，光譜能量僅在某些可見光范圍內的某些波長段具有分布；(2)典型LED燈具的光譜能量分布具有能量尖峰，在長期照明的情況下，具有能量尖峰的光更容易引起眼睛的疲勞并可能對視力造成傷害；(3)典型LED燈具的顯色指數較低，對物體色彩的真實顯示性不足；(4)典型LED燈具的光譜不具有可調節性，對于不同環境、不同時間或季節、不同人群的需求的適應性較差。

本發明將設計一種近自然光的LED燈具以克服以上缺點。

發明內容

本發明提供一種近自然光的LED燈具，特別是熒光粉層置于可透光介質上，可透光介質具有多層，LED光源置于可以直接照射到熒光粉及可透光介質的位置。以采用藍色LED芯片為光源、黃色熒光粉及紅色熒光粉涂覆的可透光介質為出光面的白光LED燈具為例，一部分從LED光源產生的藍色光線激發黃色熒光粉產生黃光，另一部分從LED光源產生的藍色光線激發紅色熒光粉產生紅光，再一部分LED光源產生的藍色光線直接穿過可透光介質及熒光粉而沒有被激發，這三部分光線混色后即呈現白光。本發明將具有以下特點：(1)由于具有多層不同的熒光粉，LED光源產生的光線將多次機會經過不同熒光粉層并激發產生其它波長及能量分布的光線。當采用不同發射波長的熒光粉并且熒光粉層的層數足夠多，可實現近自然光光譜；(2)由多種波長及能量分布的光線混合產生的光譜能量分布可消除某個波長的能量尖峰，因此更接近自然光；(3)通過控制LED光源的種類和發光強度、以及熒光粉層的種類及層數，可有效調節LED燈具的光譜能量分布以接近不同自然條件下的自然光。

本發明的一方面是一種近自然光光譜的LED燈具。該燈具包括：一LED光源、一可透光介質、一熒光粉層以及一結構件。熒光粉層置于可透光介質上，LED光源位于可直接照射到熒光粉層的位置。

本發明的另一方面是，燈具中的熒光粉層可為多層結構，每層熒光粉的材料、熒光粉層的厚度及層數可以改變，各層的組合順序可以改變；最終燈具產生的光線的光譜分布為近自然光光譜，并可以通過調整熒光粉的多層結構來改變。可以調整的參數包括：每層熒光粉的材料種類、厚度、層數、以及各層的組合順序。

本發明的另一方面是，LED燈具中的LED光源可以為藍色LED芯片、紅色LED芯片、綠色LED芯片、橙色LED芯片、白光LED芯片、紅外LED芯片、紫外LED芯片，以及各種LED芯片的組合。LED光源可以為單顆LED芯片，也可以為一組LED芯片。

本發明的另一方面是，燈具中的LED光源與熒光粉的距離可以改變，以使燈具達到較佳的光學效率和照射效果。

本發明的另一方面是，燈具中的結構件的形狀及反射介質的形狀可以改變，以使燈具達到較佳的光學效率和照射效果。

附圖說明

為了對本發明的目的、技術方案及優點作更清楚的闡述，下文將結合附圖作進一步的詳細說明。

圖1為典型的自然光光譜能量分布。

圖2為典型的白光LED燈具光譜能量分布。

圖3a為本發明一較佳實施例一種近自然光的LED燈具側面示意圖，圖3b為其正面示意圖。

圖4為本發明一較佳實施例一種近自然光的LED燈具中LED光源的光線路徑示意圖。

圖5為采用圖3a及圖3b所示結構，熒光粉層采用一種比例的LED燈具的光譜能量分布。

圖6為采用圖3a及圖3b所示結構，熒光粉層采用另一種比例的LED燈具的光譜能量分布。