CN104048187A

CN104048187A - 具渐变色温的照明装置

Info

Publication number: CN104048187A
Application number: CN201310083241.2A
Authority: CN
Inventors: 胡能忠; 吴锦铨; 冯彦诚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-09-17

Abstract

本发明提供一种具渐变色温的照明装置，其包括一照明模块及一控制模块。所述照明模块用于产生具有多个不同色温的照明光。所述控制模块用于控制所述照明光的色温变化，使得在所述色温变化下，所述照明光对应变化的色偏差值小于0.006。此外，具有所述多个不同色温的照明光的演色指数均大于90，以完整的模拟日光的变化。

Description

具渐变色温的照明装置

技术领域

本发明涉及一种照明装置，特别涉及一种具渐变色温的照明装置。

背景技术

目前市面上已有利用红、绿、蓝三色发光二极管(RGB LED)进行混色的灯具，但是这一类的灯具一般只适用情境照明及背景照明中，其主因是RGB LED的照明光的演性色小于70，不符合能源之星(Energy star)所规范的室内照明要求的演色性需大于80的标准。

另外，现有的可调光式灯具一般只能呈现出色温为2800K、4000K以及6500K左右的三种照明光。而此类可调光式灯具一般利用RGB LED或是利用蓝晶及红晶LED再加黄荧光粉，来建构出可调色温的LED灯具，但这样的产品的各个色温都未能全部符合Energy Star 所规范的演色性大于80的要求。而且，由于仅有三段色温可供调制，所以在变换不同色温的照明光时，使用者的视觉无法实时适应，因而常常造成不适感。

可调光式灯具在例如光疗法的其它应用上，可以利用白光的亮度可随时间而改变的晨光仿真器(dawn simulator)，以作为舒缓忧郁症、季节性忧郁症以及调节生理时钟相位来使用。然而，目前在光疗法中所使用的光，常常为单色强光如蓝光或亮度高的白光，或者是仅有少段的色温变化，并无法完全模拟太阳从早晨到黄昏的色温及照度变化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具渐变色温的照明装置，其可发出具有多段色温变化且不为人体所察觉的照明光，且每段色温的演色指数均大于90。此外，本发明所述的照明装置且可进一步调制适当的亮度并配合色温变化来完整模拟日光。

为达上述目的，本发明提供一种具渐变色温的照明装置，其包括一照明模块及一控制模块。所述照明模块用于产生具有多个不同色温的照明光。所述控制模块用于控制所述照明光的色温变化，使得在所述色温变化下，所述照明光对应变化的色偏差值小于0.006。此外，具有所述多个不同色温的照明光的演色指数均大于90。

在一优选实施例中，所述色温变化选自1600K、1651K、1705K、1762K、1822K、1886K、1954K、2027K、2105K、2188K、2277K、2373K、2476K、2587K、2700K、2836K、3000K、3128K、3293K、3500K、3666K、3878K、4000K、4362K、4500K、5000K、5288K、5700K、6098K、6500K、7147K、7803K、8582K、9529K、10711K、12242K、14322K、17350K、及20000K所组成群组中的任意两相邻色温的变化。

在此优选实施例中，所述控制模块进一步用于控制所述照明光的亮度变化。具体而言，所述控制模块控制所述照明光的色温从1600K进行多次变化而至12000K，且对应于所述多个色温的亮度变化为S型曲线变化。除此之外，所述控制模块控制所述照明光的色温从12000K进行多次变化而至1600K，且对应于所述多个色温的亮度变化为反S型曲线变化。

在另一优选实施例中，所述控制模块控制所述照明光的色温从1600K进行多次线性变化而至12000K，且所述照明光的色温从1600K进行多次线性变化而至12000K的时间为从13:30至15:30。

在一优选实施例中，所述照明模块包括一光源组合，所述光源组合包含：一第一发光二极管，其所发出的光的主要波长为448nm±20nm；一第二发光二极管，其所发出的光的主要波长为505nm±20nm；一第三发光二极管，其所发出的光的主要波长为562nm±20nm；及一第四发光二极管，其所发出的光的主要波长为619nm±20nm。进一步来说，所述照明模块进一步包括一驱动模块，其电性连接于所述光源组合及所述控制模块，所述驱动模块用于驱动多个发光二极管发光，并根据所述控制模块来控制所述多个发光二极管发光的能量配比，以使其发出具有所述多个色温及亮度的照明光。

依据本发明所述的具渐变色温的照明装置，其以上述光源组合渐变的发出多种色温的照明光，且每种色温的照明光的演色指数均大于90。此外，且每段照明光的变化前后的色偏差值均小于0.006，因此并不为人体所察觉。此外，本发明所述的具渐变色温的照明装置还可控制照明光的色温从1600K多次变化至12000K，且对应所述多个色温的亮度变化为S型曲线变化，以完整仿真晨光的变化。同样地，本发明的具渐变色温的照明装置还可控制照明光的色温从12000K多次变化至1600K，且对应所述多个色温的亮度变化为反S型曲线变化，以完整仿真暮光的变化。此外，色温从1600K多次线性变化至12000K的照明光还可作为舒缓午后昏睡之用。

附图说明

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

图1是本发明的一优选实施例的具渐变色温的照明装置的模块示意图。

图2是本发明所述的照明模块所发出的具有多个不同色温的照明光的xy色度图。

图3是本发明所述的多个色温的列表。

图4是本发明所述的照明模块发出的照明光模拟晨光的亮度变化图。

图5是本发明所述的照明模块发出的照明光模拟暮光的亮度变化图。

主要组件符号说明：

100 具渐变色温的照明装置 120 照明模块

124 光源组合 126 驱动模块

140 控制模块 200 黑体辐射轨迹

1241 第一发光二极管 1242 第二发光二极管

1243 第三发光二极管 1244 第四发光二极管

具体实施方式

以下结合附图来详细说明本发明提供的具渐变色温的照明装置的一优选实施例。

请参照图1，本发明的一优选实施例的具渐变色温的照明装置的模块示意图。本实施例所述的具渐变色温的照明装置100包括有一照明模块120及一控制模块140。所述照明模块120用于产生具有多个不同色温的照明光。优选地，所述照明模块120包括一光源组合124及一驱动模块126。在本实施例中，所述光源组合124包含一第一发光二极管1241、一第二发光二极管1242、一第三发光二极管1243、及一第四发光二极管1244。然而，本发明并不限定照明模块120为仅能以发光二极管（LED）实施的，其它如有机发光二极管(OLED)等具有发光特性的组件均可用于实施本发明。

进一步来说，所述第一发光二极管1241所发出的光的主要波长为448nm±20nm；所述第二发光二极管1242所发出的光的主要波长为505nm±20nm；所述第三发光二极管1243所发出的光的主要波长为562nm±20nm；并且所述第四发光二极管1244所发出的光的主要波长为619nm±20nm。此外，上述四个LED彼此很靠近地设置在同一电路板（图中未示出）上，以达到优选的混光效果。值得注意的是，本发明并未限制上述四个LED的排列方式。

如图1所示，所述驱动模块126电性连接至所述光源组合124及所述控制模块140。具体来说，所述驱动模块126分别电性连接至所述第一发光二极管1241、第二发光二极管1242、第三发光二极管1243及第四发光二极管1244。所述驱动模块126用于驱动上述多个发光二极管使其发光，并根据所述控制模块140来控制所述多个发光二极管发光的能量配比，以发出具有所述多个色温及亮度的照明光。具体来说，所述驱动模块126可以为一微处理器(microprocessor)，所述微处理器可同步送出四种脉波宽度调制 (Pulse Width Modulation, PWM) 信号并分别送至相应的发光二极管，以调控所述第一发光二极管1241、第二发光二极管1242、第三发光二极管1243及第四发光二极管1244发光的能量配比。当所述多个发光二极管接收到适当的PWM信号时，便可发出具有多种色温的照明光，且这些照明光均可符合能源之星的演色指数大于80的规范。更甚者，通过适当的调配各个LED的能量配比，本实施例的光源组合124所发出的具有所述多个不同色温的照明光的演色指数均大于90。据此，本实施例所述的渐变色温的照明装置100将会具有极佳的照明效果。

以下将针对控制模块140的运作方式来做详细介绍。请参照图2及图3，图2为本发明所述的照明模块120所发出的具有多个不同色温的照明光的xy色度图(chromaticity diagram)；图3为本发明所述的多个色温的列表。所述控制模块140用于控制所述照明光的色温变化，以使得在所述色温变化下，所述照明光对应变化的色偏差(Duv)值小于0.006。请一并参照图1及图2，所述控制模块140会控制驱动模块126，而使得驱动模块126发出适当的PWM信号，以驱动光源组合124（即主要波长为448nm、505nm、562nm及619nm）并混合具有多个不同色温的照明光，其中具有所述多个不同色温的照明光在xy色度图中均落在黑体辐射轨迹200中，其中每一色温的代表的照明光在xy色度图中以×表示。优选地，所述色温从偏红的1600K渐变至偏蓝的20000K。

本实施例的控制模块140可以控制所述照明光的色温变化，以使得照明光在色温变化前后的色偏差(Duv)值小于0.006，借此让色温变化不会为人体所察觉，而达到渐变的效果。如图3所示，在本实施例中，列出了从1600K至20000K变化中，每次色温变化不超过色偏差值0.006的最大变化幅度。简言之，所述多个色温变化选自1600K、1651K、1705K、1762K、1822K、1886K、1954K、2027K、2105K、2188K、2277K、2373K、2476K、2587K、2700K、2836K、3000K、3128K、3293K、3500K、3666K、3878K、4000K、4362K、4500K、5000K、5288K、5700K、6098K、6500K、7147K、7803K、8582K、9529K、10711K、12242K、14322K、17350K、及20000K所组成群组中任意两相邻色温的变化。然而，在其它实施例中，不同的光源具有不同的色温变化数值，其可由每一照明光在xy色度图的xy色度坐标(chromaticity coordinate)转换成uv坐标，再比较变化前后的uv坐标的距离是否小于0.006，即可得出所需的色温变化表，其具体步骤在此不予以赘述。

请参照图4及图5，图4为本发明所述的照明模块120所发出的照明光模拟晨光的亮度变化图；图5为本发明所述的照明模块120所发出的照明光模拟暮光的亮度变化图。为了模拟日光从早晨至黄昏的变化，所述控制模块140进一步用于控制所述照明光的亮度变化。

具体来说，当所述具渐变色温的照明装置100被用于作为晨光仿真器时，所述控制模块140可以控制所述照明光的色温从1600K进行多次变化而至12000K，且如图4所示，对应于所述多个色温的亮度变化呈现为S型曲线(sigmoidal curve)变化，且变化时间约为6小时。具体来说，晨光仿真器可将，例如春、秋分早上六点太阳升起，夏至为早上五点，冬至早上六点半，这些时间当起始点。第一时段T1区间色温与照度变化较缓和，色温从2000K开始每隔6分钟变一个色温，共变化5种色温，第二时段T2区间色温与照度变化较剧烈，每隔4.5分钟变一个色温，共变化20种色温，第三时段T3区间色温变化稍缓，每隔12分钟变一个色温，共变化4种色温，以后维持色温12000 K。在设定色温变化后，再通过控制模块140来控制所述光源组合124，而发出各色温的照明光的所需亮度。本实施例所述的晨光仿真器的色温与亮度均动态改变，比起一般只做亮度变化的可调光式灯具而言，本实施例所述的晨光仿真器在应用于寝室中作为床头灯时，会有更好的舒缓忧郁症的功效。

类似地，所述具渐变色温的照明装置100可用于作为暮光仿真器，所述控制模块140可以控制所述照明光的色温从12000K多次变化至1600K，且对应所述多个色温的亮度变化为反S型曲线（reverse-sigmoidal curve）变化，且变化时间约为6小时。所述照明光的色温及亮度的变化与前述晨光仿真器相反，在此不予以赘述。

在本发明的其它实施例中，所述具渐变色温的照明装置100还可作为舒缓午后昏睡之用，所述控制模块140控制所述照明光的色温从1600K进行多次线性(linear)变化而至12000K，且所述照明光的色温从1600K多次线性变化至12000K的时间，优选地为从午后13:30至15:30，其具有提振使用者的警觉度的效果。

综上所述，本发明所述的具渐变色温的照明装置100是以上述光源组合124来渐变地发出多种色温的照明光，且每种色温的照明光的演色指数均大于90。此外，每段照明光变化前后的色偏差值均小于0.006，因此并不会为人体所察觉。此外，本发明所述的具渐变色温的照明装置100，还可控制照明光的色温从1600K进行多次变化而至12000K，且对应于所述多个色温的亮度变化为S型曲线变化，以完整仿真晨光的变化。同样地，本发明所述的具渐变色温的照明装置还可控制照明光的色温从12000K进行多次变化而至1600K，且对应于所述多个色温的亮度变化为反S型曲线变化，以完整仿真暮光的变化。此外，色温从1600K进行多次线性变化而至12000K的照明光还可作为舒缓午后昏睡之用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1. 一种具渐变色温的照明装置，其特征在于，包括：一照明模块，用于产生具有多个不同色温的照明光；及一控制模块，用于控制所述照明光的色温变化，使得在所述色温变化下，所述照明光对应变化的色偏差值小于0.006。

2.根据权利要求1所述的具渐变色温的照明装置，其特征在于，具有所述多个不同色温的照明光的演色指数均大于90。

3.根据权利要求1所述的具渐变色温的照明装置，其特征在于，所述色温变化选自1600K、1651K、1705K、1762K、1822K、1886K、1954K、2027K、2105K、2188K、2277K、2373K、2476K、2587K、2700K、2836K、3000K、3128K、3293K、3500K、3666K、3878K、4000K、4362K、4500K、5000K、5288K、5700K、6098K、6500K、7147K、7803K、8582K、9529K、10711K、12242K、14322K、17350K、及20000K所组成群组中的任意两相邻色温的变化。

4.根据权利要求1所述的具渐变色温的照明装置，其特征在于，所述控制模块进一步用于控制所述照明光的亮度变化。

5.根据权利要求4所述的具渐变色温的照明装置，其特征在于，所述控制模块控制所述照明光的色温从1600K进行多次变化而至12000K，且对应于所述多个色温的亮度变化为S型曲线变化。

6.根据权利要求4所述的具渐变色温的照明装置，其特征在于，所述控制模块控制所述照明光的色温从12000K进行多次变化而至1600K，且对应于所述多个色温的亮度变化为反S型曲线变化。

7.根据权利要求4所述的具渐变色温的照明装置，其特征在于，所述控制模块控制所述照明光的色温从1600K进行多次线性变化而至12000K。

8.根据权利要求4所述的具渐变色温的照明装置，其特征在于，所述照明光的色温从1600K进行多次线性变化而至12000K的时间为从13:30至15:30。

9.根据权利要求1所述的具渐变色温的照明装置，其特征在于，所述照明模块包括一光源组合，所述光源组合包含：

一第一发光二极管，其所发出的光的主要波长为448nm±20nm；

一第二发光二极管，其所发出的光的主要波长为505nm±20nm；

一第三发光二极管，其所发出的光的主要波长为562nm±20nm；及

一第四发光二极管，其所发出的光的主要波长为619nm±20nm。

10.根据权利要求9所述的具渐变色温的照明装置，其特征在于，所述照明模块进一步包括：

一驱动模块，电性连接于所述光源组合及所述控制模块，所述驱动模块用于驱动多个发光二极管发光，并根据所述控制模块来控制所述多个发光二极管发光的能量配比，以使所述多个发光二极管发出具有所述多个色温及亮度的照明光。