用于产生具有高显色性的可调白光的方法技术

本发明专利技术的题目是用于产生具有高显色性的可调白光的方法。本公开内容提供了用于产生白光的方法。所述方法使用多个LED串来产生具有落在蓝色、黄色/绿色、红色和青色颜色范围内的色点的光，每个LED串用单独可控制的驱动电流驱动，以便调整产生的光输出。

【技术实现步骤摘要】
用于产生具有高显色性的可调白光的方法本申请是申请日为2016年1月28日、申请号为2016800840497、题为“用于产生具有高显色性的可调白光的方法”的专利申请的分案申请。
本公开内容为固态照明领域。具体而言，本公开内容涉及用于提供具有高显色性能的可调白光的设备。
技术介绍
本领域已知各种发光设备，包括例如白炽灯泡、荧光灯和半导体发光设备比如发光二极管(“LED”)。存在各种资源用于描述由发光设备产生的光，一种常用的资源是1931CIE(国际照明委员会)色品图。1931CIE色品图根据两个CIE参数x和y绘制出人类色彩感知。光谱色在所描绘空间的边缘周围分布，其包括人眼感知到的所有线索。边界线表示光谱色的最大饱和度，并且内部部分表示包括白光的较不饱和的颜色。该图还描绘了具有相关色温的普朗克轨迹，也称为黑体轨迹(BBL)，普朗克轨迹表示对应于不同温度下的来自黑体的辐射的色品坐标(即，色点)。因此，可以根据它们的相关色温(CCT)描述在BBL上或BBL附近产生光的发光体。这些发光体使人类观察者获得令人愉快的“白光”，一般照明通常利用在1,800K和10,000K之间的CCT值。显色指数(CRI)被描述为由光源产生的光的颜色的振动(vibrancy)的指示。在实践中，CRI是与参考光源——通常为黑体辐射体或日光光谱——相比，当由特定灯点亮时物体表面颜色偏移的相对量度。特定光源的CRI值越高，光源将其用于照亮的各种物体显色得更好。相对于常规的白炽灯或荧光灯，LED具有展现非常高的功率效率的潜力。大部分LED基本上是单色光源，其似乎发射具有单一颜色的光。因此，大部分LED发射的光的光谱功率分布严密地集中在“峰值”波长周围，“峰值”波长为单个波长，在此LED的光谱功率分布或“发射光谱”达到其由光检测器检测的最大值。LED通常具有约10nm至30nm的半高宽波长范围，这相对于人眼可见光的宽范围是相当窄的，人眼可见光的范围从约380nm至800nm。为了使用LED产生白光，已经提供了包括两个或更多个LED的LED灯，每个LED发射不同颜色的光。不同的颜色组合以产生期望强度和/或颜色的白光。例如，通过使红色、绿色和蓝色LED同时通电，得到的组合光可以呈现白色或接近白色，这取决于例如红色、绿色和蓝色LED源的相对强度、峰值波长和光谱功率分布。由于远离LED的峰值波长的区域中的光谱功率分布中的间隙，来自红色、绿色和蓝色LED的组合发光(aggregateemission)通常提供对于一般照明应用差的CRI。还可以通过利用一种或多种发光材料比如磷光体来将由一个或多个LED发射的一些光转化为一种或多种其它颜色的光而产生白光。没有通过发光材料(一种或多种)转化的由LED发射的光和由发光材料(一种或多种)发射的其它颜色的光的组合可以产生白光或近白光。已经提供了LED灯，其可以发射具有在一定范围内的不同CCT值的白光。这种灯使用具有或没有发光材料的两个或更多个LED，各自的驱动电流增加或减少使由每个LED发射的光的量增加或减少。通过可控制地改变灯中各个LED的功率，可以将发射的总的光调谐至不同的CCT值。可以提供足够CRI值和效率的CCT值的范围受到LED的选择的限制。在提供能够在跨越CCT值的范围内提供白光同时实现高效率、高光通量、良好显色性和可接受颜色稳定性的LED灯上仍然存在重大挑战。
技术实现思路
本公开内容提供了产生白光的方法的方面，该方法包括从包括峰值波长在约405nm和约470nm之间的蓝色LED的第一发光二极管(“LED”)串产生光，从包括峰值波长在约405nm和约470nm之间的蓝色LED的第二LED串产生光，从包括峰值波长在约405nm和约470nm之间的蓝色LED的第三LED串产生光，从包括峰值波长在约485nm和约520nm之间的青色LED的第四LED串产生光，并且使由第一、第二、第三和第四LED串中的每个产生的光穿过多个各自的发光体介质中的一个，将离开多个各自的发光体介质的光组合在一起成为白光，其中组合的白光对应于沿着1931CIE色品图中黑体轨迹附近的预先限定的路径的多个点中的至少一个。在一些实施中，使由第一LED串产生的光穿过包括第一发光材料的第一受体发光体介质，其中离开第一发光体介质的光包括在蓝色范围内具有第一色点的不饱和光，蓝色范围由连接普朗克轨迹的无穷大点的ccx、ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、从4000K和无穷大CCT的普朗克轨迹、4000K的CCT等温线、紫色线、和光谱轨迹所限定，使由第二LED串产生的光穿过包括第二发光材料的第二受体发光体介质，其中离开第二发光体介质的光包括在红色范围内具有第二色点的不饱和光，该红色范围由1600K的CCT等温线和紫色线之间的光谱轨迹、紫色线、连接ccx、ccy颜色坐标(0.61，0.21)和(0.47，0.28)的线和1600K的CCT等温线限定，使由第三LED串产生的光穿过包括第三发光材料的第三受体发光体介质，其中离开第三发光体介质的光包括在黄色/绿色范围内具有第三色点的不饱和光，黄色/绿色范围由4600K的CCT等温线、4600K和550K之间的普朗克轨迹、光谱轨迹、和连接ccx、ccy颜色坐标(0.445，0.555)和(0.38，0.505)的线限定，使由第四LED串产生的光穿过包括第四发光材料的第四受体发光体介质，其中离开第四发光体介质的光包括在青色范围内具有第四色点的不饱和光，青色范围由连接ccx、ccy颜色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线、9000K的CCT等温线、9000K和4600K之间的普朗克轨迹、4600K的CCT等温线、和光谱轨迹限定。在一些实施中，蓝色范围包括在1931CIE色品图上由20000K处的60-阶麦克亚当(MacAdam)椭圆，低于普朗克轨迹的40个点限定的区域。在进一步实施中，红色范围包括在1931CIE色品图上由1200K处的20-阶麦克亚当椭圆，低于普朗克轨迹的20个点限定的区域。在又进一步实施中，黄色/绿色范围包括在1931CIE色品图上由3700K处的16-阶麦克亚当椭圆，高于普朗克轨迹的30个点限定的区域。在进一步实施中，青色范围包括在1931CIE色品图上由6000K处的30-阶麦克亚当椭圆，高于普朗克轨迹的68个点限定的区域。在一些实施中，该方法可以提供产生的白光，其落在围绕相关色温在1800K和10000K之间的黑体轨迹上的任何点的7-阶麦克亚当椭圆内，该方法进一步包括产生对应于沿着预先限定的路径的多个点的白光，在每个点处产生的光具有下列的一种或多种的光：大于或等于约80的Rf，大于或等于约90的Rf，大于约95的Rf，等于约100的Rf，大于或等于约80并且小于或等于约120的Rg，大于或等于约90并且小于或等于约110的Rg，大于或等于约95并且小于或等于约105的Rg，或等于约100的Rg。在进一步实施中，该方法包括产生白光，其落在围绕相关色温在1800K和6500K之间的黑体轨迹上的任何点的7-阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产生白光的方法，所述方法包括：/n从包括峰值波长在约405nm和约470nm之间的蓝色LED的第一发光二极管(“LED”)串产生光；/n从包括峰值波长在约405nm和约470nm之间的蓝色LED的第二LED串产生光；/n从包括峰值波长在约405nm和约470nm之间的蓝色LED的第三LED串产生光；/n从包括峰值波长在约485nm和约520nm之间的青色LED的第四LED串产生光；和/n使由所述第一、第二、第三和第四LED串中的每个产生的光穿过多个各自的发光体介质中的一个；/n使离开所述多个各自的发光体介质的光组合在一起成为白光；/n其中所述组合的白光对应于沿着1931CIE色品图中黑体轨迹附近的预先限定的路径的多个点中的至少一个。/n

【技术特征摘要】
1.一种产生白光的方法，所述方法包括：
从包括峰值波长在约405nm和约470nm之间的蓝色LED的第一发光二极管(“LED”)串产生光；
从包括峰值波长在约405nm和约470nm之间的蓝色LED的第二LED串产生光；
从包括峰值波长在约405nm和约470nm之间的蓝色LED的第三LED串产生光；
从包括峰值波长在约485nm和约520nm之间的青色LED的第四LED串产生光；和
使由所述第一、第二、第三和第四LED串中的每个产生的光穿过多个各自的发光体介质中的一个；
使离开所述多个各自的发光体介质的光组合在一起成为白光；
其中所述组合的白光对应于沿着1931CIE色品图中黑体轨迹附近的预先限定的路径的多个点中的至少一个。


2.根据权利要求1所述的方法，其中：
使由所述第一LED串产生的光穿过包括第一发光材料的第一受体发光体介质，其中离开所述第一发光体介质的光包括在蓝色范围内具有第一色点的不饱和光，所述蓝色范围由连接普朗克轨迹的无穷大点的ccx、ccy颜色坐标(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的线、从4000K和无穷大CCT的普朗克轨迹、4000K的CCT等温线、紫色线和光谱轨迹限定；
使由所述第二LED串产生的光穿过包括第二发光材料的第二受体发光体介质，其中离开所述第二发光体介质的光包括在红色范围内具有第二色点的不饱和光，所述红色范围由1600K的CCT等温线和紫色线之间的光谱轨迹、紫色线、连接ccx、ccy颜色坐标(0.61，0.21)和(0.47，0.28)的线和1600K的CCT等温线限定；
使由所述第三LED串产生的光穿过包括第三发光材料的第三受体发光体介质，其中离开所述第三发光体介质的光包括在黄色/绿色范围内具有第三色点的不饱和光，所述黄色/绿色范围由4600K的CCT等温线、4600K和550K之间的普朗克轨迹、光谱轨迹和连接ccx、ccy颜色坐标(0.445，0.555)和(0.38，0.505)的线限定；
使由所述第四LED串产生的光穿过包括第四发光材料的第四受体发光体介质，其中离开所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·V·佩特鲁利，P·K·皮卡德，
申请(专利权)人：生态照明公司，
类型：发明
国别省市：美国;US