本发明专利技术提供一种照明用色温调控装置、照明设备以及色温调控方法。照明用色温调控装置用以调控与该照明用色温调控装置作用的光的色温，包括：光阀结构，以调控通过该光阀结构的出射光通量与进入该光阀结构的入射光通量的比例；以及调色结构，包括至少一种可将入射光波长区段转换为不同波长区段出射光的波长区段转换元件，其中，光阀结构和调色结构在光的行进路径上至少部分重叠形成至少一叠合结构，使至少部分该光通过该叠合结构后，并与通过光阀结构的光和通过调色结构的光混成，形成一与该光不同色温的混成光。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种 照明用色温调控装置与使用该照明用色温调控装置的照明设备，以及色温调控的方法。
技术介绍
自从爱迪生专利技术白炽灯泡后，人类的生活型态因照明时间与空间的延伸而产生巨大变化，进而持续推进发展出更耐用、美观、且更有效率的照明产品。然而，由于人类演化过程中对太阳光的适应，即使身处于人工光源照明下，人类视觉器官仍然偏好于接近自然光的照射环境。人眼的构造也对可见光的感应会随着其波长区段不同及所处环境明暗而变化。当可见光作用于人眼而产生光的感应，此时不仅与光的组成及强弱有关，还跟人视觉器官的生理特性及人的心理因素有关。所以，必需借助“光度量学”，根据人视觉器官的生理特性和某些约定的规范来评价光辐射所产生的视觉效应。由于光度测量必需仰赖人视觉器官的生理特性，所以国际照明委员会(Commission Internationale de I’ Eclariage, CIE)便统一制定了人眼对光感应知觉能力的评价标准。提出人眼视觉函数(eye sensitivity function) V ( λ )联系福射度量和光度量并进行转换，并用色度图将人眼对色彩感知标准化。1924年，CIE提出在2度小视场等能光谱实验中，明视觉条件下点状光源的视觉函数，称为CIE 1931视觉函数，据以推导得到如图1所示的CIE1931色彩空间色度图。由于人眼对不同波长区段的光视效能不同，CIE针对人类眼睛在蓝色与靛色光谱区域的敏感度，于1978年提出了 CIE 1978视觉函数。这个修正过的函数，在波长低于460纳米(nm)的光谱区域有较高的响应值。然而，尽管明视觉CIE1978视觉函数可视为最精确的敏感度描述，但考虑到更换标准度量的不便，目前世界各国仍多以CIE1931色彩空间色度图为参考标准。白光是照明应用中最广泛使用的光源，由于光同色异谱的特性，故可以从色度图中找到极多可见光谱组合来产生白光。由于所有白光之间最大的特征差别就是“色温”，所以相对于色度坐标的色温成为描述白光光源特性的一个重要参数。所谓“色温”，是指当一光源光谱分布与某黑体(指在任何温度下将落到它表面上的任何波长的辐射全部吸收的物体)辐射出来的光谱相同时，便可用该“黑体的表面绝对温度”这参数，来代表这样一个光源光谱分布。简言之，色温即是根据黑体辐射所放出的光色变化，所定义出来的颜色表示方式，单位是绝对温度K(Kelvin)。加热黑体时，不同的温度下黑体外表将会发出不同的颜色的光，如黑体加热到1000K时，黑体呈现红色，3000K以下为偏红黄色，约3000K至6500K时呈白色，而高于6500K时光色就会偏蓝色。因为可简单使用“色温”描述特定光谱，故常于照明相关产业中拿来做为设计的标准。而随着温度的变化，黑体所发出的光的色温可在色度图上描绘出其轨迹，此黑体辐射光谱在CIE1931色彩空间色度图中的轨迹称为“普朗克轨迹(Plankian Locus)”或“黑体辐射轨迹(Black Body Locus，BBL)”。自然界中白光光谱非常类似于普朗克光谱。图1上的轨迹aa’即表示普朗克黑体辐射光谱在CIE1931色彩空间色度图中的“黑体辐射轨迹”以及其色温所对应的颜色。而在色温的控制方面，对于一个白光照明灯具来说，不同色温就有不同的应用领域，如色温在3300K以下，称为“暖色光”，其与白炽灯相近且红光成分较多，能给人以温暖，健康，舒适的感受。因此暖色光适用与家庭，住宅，宿舍，宾馆等场所或温度比较低的地方。而色温在绝对温度3300K到绝对温度5300K之间，称为“冷色白光”；由于光线柔和，使人有愉快，舒适，安详的感受。此冷色白光适用于商店，医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。色温在绝对温度5300K以上，称为“冷色光”，其光源最接近自然光，有明亮的感觉使人精力集中。此冷色光适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。所以，一个良好的白光照明设备必需是要能够完成色温上的调变，以大幅增加其应用层面与价值。此外，评价照明用白光光源是否接近日光，物体在照射下的“演色性”亦成为一个重要的参数。物体在太阳光或白炽灯的照射下，由于这些光源宽频带(Boardband)的特性，会显示出所谓的“真实颜色”。光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的“演色性(color-rendering index, CRI或Ra) ”,以对光源的演色性进行定量评价。以标准光源定为参考值，其演色性指数Ra定为100，其余光源的演色性指数均低于100。演色性指数值越大，代表光源的演色性越好。白炽灯演色性可达98，而日光灯则较差。由于人眼演化适应日光环境，因此CIE便以普朗克轨迹的黑体辐射光谱作为评价依据，对落于普朗克轨迹之上些微距离的日光，其演色性比相当高。现代照明设备中，最常见的光源包括卤素灯、荧光灯、冷阴极射线管(CCFL)，以及发光二极管(Light Emitting Diode, LED)等。照明用光源一经制成完成,便不易再调控其色温与演色性。一般白炽钨丝灯泡色温与演色性佳但使用寿命短且发光效率低，卤素灯相较于白炽灯使用寿命与发光效率上有改善，但发高热及紫外线同样为人垢病。此外，传统以白炽发光原理的照明设备均受到发高热及出厂后色温及演色性即固定的限制。至于CCFL，则因含有汞而不环保且同样具有色温与演色性不足的问题。近年来，由于LED具体积小、发光效率佳、寿命长、操作反应时间快，且符合环保的无热辐射与无水银等有毒物质的污染等优点，相较于其他传统照明光源具有相当优势。LED为利用半导体制程技术来实现以二极管为发光主体的光学元件，其通过将电能转换成光波形成，放射光谱是属于单色光，波长区段涵盖红外光、可见光及紫外光。LED由于要形成照明用的白光，故其频谱必须横跨红、绿、蓝三个波段的三原色的光以进而混成光线，即波长区段必须横跨将近300nm左右(约400nm至700nm)。但是因LED放射光谱的半高宽能量差非常狭窄，所以仅能发出单一波长的单色光。长久以来，LED受限于三原色中的蓝色发光波段其发光亮度不佳，无法达成全彩影像与白光照明。为实现LED白光照明，目前业界利用的方法可以分为两种:第一种方式为组合发出不同波长的LED芯片。例如通过红色一绿色一蓝色LED组合，或是蓝光一黄绿光LED组合，分别控制通过各个LED的电流，再经由光扩散薄膜层将个别发出的光加以混成产生白光。另一种方法则是利用可转换波长区段的材料，如半导体、荧光体或染料，搭配单色光的LED,达到发出白光的目的。此类白光发光技术中较成熟者，则属利用荧光体材料搭配单色光LED的技术。1996年日本日亚化学公司(Nichia Chemical)发展出以蓝色(GaxInl-xN)LED配合发黄光的乾招石槽石型(yttrium aluminum garnet ；YAG)突光体亦可成为一白光光源。黄色荧光体材料经由吸收蓝色LED放出的部分蓝光后，发出长波长区段的黄光，最后再把两种光色经由混成形成白光。这种方式因而只需要一组相同颜色的LED芯片。另一种常用的突光体则为铺招石槽石型(terbium aluminum garnet ；TAG)突光体,其发光效率较YAG差，但相对演色性会较佳。目前利用可转换波长区段的材本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种照明用色温调控装置，其特征在于，以调控与该照明用色温调控装置作用的光的色温，包括：一光阀结构，以调控与该光阀结构作用的该光的第一入射光及第一出射光的光通量的比例；以及一调色结构，包括至少一波长区段转换元件，以转换与该调色结构作用的该光的一具第一波长区段的第二入射光成一具第二波长区段的第二出射光，其中，该光阀结构与该调色结构在该光的行进路径上至少部分重叠形成至少一叠合结构，使至少部分该光在通过该叠合结构后成为第三出射光，且该第一出射光、第二出射光及第三出射光混成，形成一与该光不同色温的混成光。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵治宇，黄久菖，管杰雄，苏文生，
申请(专利权)人：普朗克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：台湾;71
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