專利名稱：一種白光led燈色溫和光通連續(xù)調(diào)節(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED燈光調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種白光LED燈色溫和光通連續(xù)調(diào) 節(jié)的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，我們的人工照明一般是靜態(tài)的，與天然采光相比，缺少活力。然而，動感照明 就可以克服這一缺點(diǎn)。所謂動感照明就是照明的強(qiáng)弱和色溫的高低都可以進(jìn)行控制的照 明。比如清晨時，照明系統(tǒng)提供高照明色溫，清冷的色光使得走進(jìn)辦公室的人精神十足的 開始一天的工作；午餐時候，降低色溫，暖色光有助于人們放松一下；午餐后人們通常會感 到困倦，這時候色溫升高，以避免午餐后打盹等等都是動感照明，即色溫可調(diào)照明系統(tǒng)的應(yīng) 用。而當(dāng)前白光LED燈色溫調(diào)節(jié)的技術(shù)一般是利用紅、綠、藍(lán)三種顏色的芯片復(fù)合出白光， 同時調(diào)節(jié)紅、綠、藍(lán)三種芯片發(fā)光強(qiáng)度的比例來調(diào)節(jié)色溫。這種方法沒有PC-LED存在的斯 托克斯效應(yīng)，顯色指數(shù)Ra > 95。可是由于三種顏色的LED芯片的正向電壓和光輸出不同， 另外，它們的溫度特性和光維持特性也不同，而且控制電路必須具備光輸出信號取樣和反 饋功能，進(jìn)行動態(tài)控制，以便所發(fā)出的白光的色度點(diǎn)的坐標(biāo)保持不變，因此，這種方法對電 路設(shè)計的要求很高，成本也較高，還沒有實(shí)際大量應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種白光LED燈的色溫和光通連續(xù)調(diào)節(jié)的方法，該方法 在能夠保證顯色指數(shù)的同時，實(shí)現(xiàn)色溫和光通的連續(xù)調(diào)節(jié)，可應(yīng)用于動感照明。本發(fā)明所述的白光LED燈可調(diào)色溫和光通的方法，包括如下步驟首先將兩個發(fā)紫外光的LED (簡稱UVLED)芯片A和B (這兩個芯片紫外光波段的 范圍通常為300nm-380nm，并且可以通過改變其禁帶寬度來增加其紫外光的發(fā)光范圍，其發(fā) 光范圍在理論上非常廣泛)置于涂有三基色熒光粉的燈筒中心，分別調(diào)節(jié)兩個UVLED芯片 的發(fā)光強(qiáng)度，以激發(fā)三基色熒光粉，實(shí)現(xiàn)色溫和光通連續(xù)可調(diào)。其中涉及的兩個發(fā)紫外光的UVLED芯片滿足這樣的要求UVLED芯片A發(fā)出的紫 外光波長為a納米，UVLED芯片B發(fā)的紫外光波長為b納米，其中a納米波長的光和b納米 波長的光均在紫外光波段，且a不等于b 另外，三基色熒光粉必須滿足這樣的要求綠粉對a納米波長和b納米波長處的光 有同等程度的吸收和發(fā)射強(qiáng)度；藍(lán)粉對b納米波長處的光吸收較強(qiáng)，a納米波長的光吸收較 弱；紅粉對a納米波長的光吸收較強(qiáng)，對b納米波長的光吸收較弱，其中a納米波長的光和 b納米波長的光均在紫外光波段。上述方案中，通過脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(Pulse Width Modulation，簡稱PWM技術(shù)) 調(diào)節(jié)占空比從而增大平均電流，從而提高UVLED芯片的光強(qiáng)。當(dāng)利用PWM技術(shù)提高UVLED 芯片A發(fā)出a納米波長紫外光的光強(qiáng)時，由于紅粉在a納米波長處吸收較強(qiáng)，藍(lán)粉在a納米 波長處吸收較弱，所以紅粉受激發(fā)而發(fā)出的紅光光強(qiáng)增大，藍(lán)光光強(qiáng)和紅光光強(qiáng)的比值減小，色溫會降低，提高UVLED芯片B發(fā)出b納米波長紫外光的光強(qiáng)時，由于藍(lán)粉在b納米波 長處吸收較強(qiáng)，紅粉在b納米波長處吸收較弱，藍(lán)光光強(qiáng)和紅光光強(qiáng)的比值增大，色溫會升 高。這樣一來通過改變UVLED芯片A發(fā)出的光強(qiáng)和UVLED芯片B發(fā)出的光強(qiáng)，改變藍(lán)光光 強(qiáng)和紅光光強(qiáng)的比值，便達(dá)到寬范圍色溫調(diào)節(jié)的目的，同時也就調(diào)節(jié)了白光的光通量。
由于本發(fā)明涉及紫外LED芯片與LED三基色熒光粉，要同時利用紫外LED芯片與 LED三基色熒光粉的配合來調(diào)節(jié)色溫。而現(xiàn)行關(guān)于色溫調(diào)節(jié)的研究主要在RGB芯片復(fù)合出 白光和關(guān)于不同顏色的LED燈組成的燈群的驅(qū)動電路的設(shè)計，其對熒光粉的研究不多。關(guān) 于紫外LED激發(fā)RGB熒光粉復(fù)合出白光的研究中，熒光粉方面的研究主要集中在關(guān)于提高 紫外LED用的RGB熒光粉的發(fā)光效率上面，并且一般是對單個紫外LED芯片的激發(fā)而言，而 對如何通過此RGB熒光粉和紫外LED的配合調(diào)節(jié)色溫和利用兩個紫外LED芯片激發(fā)卻沒做 考慮。本發(fā)明同時考慮到紫外LED芯片和LED三基色熒光粉的特性，并且用兩個紫外LED 芯片和LED三基色熒光粉相配和來調(diào)節(jié)色溫。此方法在使用兩個紫外LED芯片的同時，只 需在透明件的內(nèi)表面涂一層三基色熒光粉，其簡化了驅(qū)動電路并且設(shè)計制造相對簡單，降 低了成本，具有創(chuàng)造性價值。另外，本發(fā)明還有如下優(yōu)點(diǎn)1.驅(qū)動電路設(shè)計相對簡單，用紅、綠、藍(lán)三種芯片做光源實(shí)現(xiàn)調(diào)光調(diào)色的燈具需要 3路驅(qū)動，且需要對3路驅(qū)動電路進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，而本方法只需要兩路驅(qū)動，并只需對兩路 進(jìn)行調(diào)節(jié)，設(shè)計相對簡單。2.三基色熒光粉中，綠色熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度對光效貢獻(xiàn)最大，藍(lán)粉和紅粉的發(fā)光 強(qiáng)度對色溫影響最大，因此保證綠光對a納米波長和b納米波長的光有同等吸收強(qiáng)度，通 過調(diào)節(jié)紅粉和藍(lán)粉的相對發(fā)光強(qiáng)度就能實(shí)現(xiàn)色溫的大范圍調(diào)節(jié)，同時又不影響光效和顯色 性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明中涉及的含涂有三基色熒光粉的燈筒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明參考的三基色發(fā)射光譜圖；圖3為本發(fā)明參考的色溫變化圖；圖4為本發(fā)明參考的色坐標(biāo)圖；圖5為本發(fā)明參考的顯示指數(shù)變化圖；圖6為RGB芯片復(fù)合出白光的驅(qū)動電路設(shè)計圖；圖7為本發(fā)明中的驅(qū)動電路設(shè)計圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見圖1，本發(fā)明方法涉及包含涂有三基色熒光粉的燈筒(圖中所示為燈筒的局 部視圖)和至于燈筒中心的兩個UVLED芯片(一個是發(fā)波長為a納米的紫外光的芯片A，一 個是發(fā)波長為b納米的紫外光的芯片B)，以及芯片的驅(qū)動電路。
參見圖2，若當(dāng)芯片B發(fā)出b納米波長的紫外光激發(fā)藍(lán)粉后，藍(lán)粉發(fā)射光譜的主波 長在450nm左右，芯片A和芯片B分別發(fā)出的a納米波長的紫外光和b納米波長的紫外光 同時激發(fā)綠粉后，綠粉發(fā)射光譜的主波長在525nm左右，芯片A發(fā)出a納米波長的紫外光激 發(fā)紅粉后，紅粉發(fā)射光譜的峰值在590nm左右、612nm左右和625nm左右，參見圖3，藍(lán)粉被 激發(fā)出的藍(lán)光光強(qiáng)度越大，其色溫越高，紅粉被激發(fā)出的紅光光強(qiáng)度越大，其色溫越低。色 溫隨著藍(lán)光光強(qiáng)度和紅光光強(qiáng)度之比的變化曲線在藍(lán)光光強(qiáng)和紅光光強(qiáng)之比為0. 1-0. 325 之間時，幾乎是直線，并且在藍(lán)光光強(qiáng)同紅光光強(qiáng)之比為0. 1時，混色后的色溫約在3000K， 藍(lán)光光強(qiáng)同紅光光強(qiáng)之比為0. 325時，混色后的色溫約在8000K，可見，當(dāng)藍(lán)紅比0. 1-0. 325 時，其色溫調(diào)節(jié)范圍較大，約在5000K。同時，參見圖4，在其色坐標(biāo)一直在白圈內(nèi)，可發(fā)出白 光，參見圖5，顯示指數(shù)隨著藍(lán)光光強(qiáng)和紅光光強(qiáng)之比的變化也一直在80左右，沒有明顯變 化，能夠滿足照明要求。
將兩個UVLED芯片放置到涂有三基色熒光粉的燈筒中間，由于在一定范圍內(nèi)， 這些LED的光強(qiáng)基本正比于通過LED器件的電流，通過脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(Pulse Width Modulation，簡稱PWM技術(shù))調(diào)節(jié)占空比從而增大平均電流，可提高LED芯片的光強(qiáng)。當(dāng)利 用PWM技術(shù)提高LED芯片A發(fā)出a納米波長紫外光的光強(qiáng)時，由于紅粉在a納米波長處吸 收較強(qiáng)，藍(lán)粉在a納米波長處吸收較弱，所以紅粉受激發(fā)而發(fā)出的紅光光強(qiáng)增大，藍(lán)光光強(qiáng) 和紅光光強(qiáng)的比值減小，色溫會降低，提高LED芯片B發(fā)出b納米波長紫外光的光強(qiáng)時，由 于藍(lán)粉在b納米波長處吸收較強(qiáng)，紅粉在b納米波長處吸收較弱，藍(lán)光光強(qiáng)和紅光光強(qiáng)的比 值增大，色溫會升高。所以，適當(dāng)?shù)猛ㄟ^PWM技術(shù)改變LED芯片A發(fā)出的光強(qiáng)和LED芯片B 發(fā)出的光強(qiáng)，從而適當(dāng)?shù)酶淖兯{(lán)光光強(qiáng)和紅光光強(qiáng)的比值，便達(dá)到寬范圍色溫調(diào)節(jié)的目的， 與此同時，也就調(diào)節(jié)了白光的光通量。采用上述方案的好處是可以寬范圍的調(diào)節(jié)色溫，同時還可以簡化驅(qū)動電路的設(shè) 計。參見圖6，用紅、綠、藍(lán)三種芯片做光源實(shí)現(xiàn)調(diào)光調(diào)色的燈具需要3路驅(qū)動，且需要對3 路驅(qū)動電路進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，而本方法的驅(qū)動電路設(shè)計圖參見圖7，其只需要兩路驅(qū)動，并只 需對兩路進(jìn)行調(diào)節(jié)，設(shè)計相對簡單。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
一種白光LED燈色溫和光通連續(xù)調(diào)節(jié)的方法，該方法首先將兩個UVLED芯片A和B置于涂有三基色熒光粉的燈筒中心，分別調(diào)節(jié)兩個UVLED芯片的發(fā)光強(qiáng)度，以激發(fā)三基色熒光粉，實(shí)現(xiàn)色溫和光通連續(xù)可調(diào)；其特征在于，所述UVLED芯片A發(fā)出的紫外光波長為a納米，UVLED芯片B發(fā)的紫外光波長為b納米，所述a納米波長的光和b納米波長的光均在紫外光波段，且a不等于b；所述三基色熒光粉必須滿足這樣的要求綠粉對a納米波長和b納米波長處的光有同等程度的吸收和發(fā)射強(qiáng)度；藍(lán)粉對b納米波長處的光吸收較強(qiáng)，a納米波長的光吸收較弱；紅粉對a納米波長的光吸收較強(qiáng)，對b納米波長的光吸收較弱，其中a納米波長的光和b納米波長的光均在紫外光波段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的白光LED燈色溫和光通連續(xù)調(diào)節(jié)的方法，其特征在于，所述紫外光 波段范圍為300nm-380nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的白光LED燈色溫和光通連續(xù)調(diào)節(jié)的方法，其特征在于，通過脈 沖寬度調(diào)制技術(shù)調(diào)節(jié)占空比從而增大平均電流，從而提高UVLED芯片的光強(qiáng)；當(dāng)提高UVLED 芯片A發(fā)出a納米波長紫外光的光強(qiáng)時，由于紅粉在a納米波長處吸收較強(qiáng)，藍(lán)粉在a納米 波長處吸收較弱，所以紅粉受激發(fā)而發(fā)出的紅光光強(qiáng)增大，藍(lán)光光強(qiáng)和紅光光強(qiáng)的比值減 小，色溫會降低，提高UVLED芯片B發(fā)出b納米波長紫外光的光強(qiáng)時，由于藍(lán)粉在b納米波 長處吸收較強(qiáng)，紅粉在b納米波長處吸收較弱，藍(lán)光光強(qiáng)和紅光光強(qiáng)的比值增大，色溫會升 高；這樣一來通過改變UVLED芯片A發(fā)出的光強(qiáng)和UVLED芯片B發(fā)出的光強(qiáng)，改變藍(lán)光光強(qiáng) 和紅光光強(qiáng)的比值，便達(dá)到寬范圍色溫調(diào)節(jié)的目的，同時也就調(diào)節(jié)了白光的光通量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種白光LED燈色溫和光通連續(xù)調(diào)節(jié)的方法，該方法首先將兩個UVLED芯片A和B置于涂有三基色熒光粉的燈筒中心，分別調(diào)節(jié)兩個UVLED芯片的發(fā)光強(qiáng)度，以激發(fā)三基色熒光粉，實(shí)現(xiàn)色溫和光通連續(xù)可調(diào)。其中，UVLED芯片A發(fā)出的紫外光波長為a納米，UVLED芯片B發(fā)的紫外光波長為b納米，當(dāng)然a納米波長的光和b納米波長的光均在紫外光波段，且a不等于b。另外，三基色熒光粉必須滿足這樣的要求綠粉對a納米波長和b納米波長處的光有同等程度的吸收和發(fā)射強(qiáng)度；藍(lán)粉對b納米波長處的光吸收較強(qiáng)，a納米波長的光吸收較弱；紅粉對a納米波長的光吸收較強(qiáng)，對b納米波長的光吸收較弱，其中a納米波長的光和b納米波長的光均在紫外光波段。
文檔編號H05B37/02GK101868085SQ20101017259
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者尹椿榮, 曾宇輝, 李喆, 費(fèi)佳, 金強(qiáng) 申請人:上海亮碩光電子科技有限公司