CN116546699A - 一种照明光源 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种照明光源，该照明光源包括多个发光体，用于产生具有五个输出峰的输出光谱，包括峰值波长介于390nm‑445nm的第一输出峰、峰值波长介于445nm‑490nm的第二输出峰、峰值波长介于490nm‑540nm的第三输出峰、峰值波长介于540nm‑620nm的第四输出峰以及峰值波长介于620nm‑690nm的第五输出峰，其中在照明光源的输出光谱中，第一输出峰的光功率占比介于0.5％‑3％，第二输出峰的光功率占比介于1％‑15％，第三输出峰的光功率占比介于5‑25％，第四输出峰的光功率占比介于20‑50％，第五输出峰的光功率占比介于20‑50％。本申请设置多个发光体产生具有不同光功率占比的五个输出峰，不同输出峰可实现降低蓝光危害、调节生物节律、提高暗视觉照度、提供明视觉照度和提供健康修复的功能，且通过调节不同光功率占比实现色度要求。

Description

一种照明光源

技术领域

本申请涉及照明光源技术领域，特别是涉及一种照明光源。

背景技术

随着照明技术的快速发展，照明光源经历了多次迭代更新，由只追求亮度和照度的第一代照明光源到追求高光效和节能的第二代照明光源，再到追求光的品质的第三代照明光源，再到追求低蓝光以及仿太阳光线的光谱调制的***照明光源，多次迭代更新基于人们对照明光源的不同功能的追求。

前几代的照明光源虽然实现了部分功能，并未能完全集成照明设备的多种功能于一体，以及并未提及康视照明的概念，其中康视照明即为对视觉健康的照明，具体包括实现减小现有技术中的部分照明光源所存在的蓝光危害，同时要满足人眼对明视觉、暗视觉以及人体生物节律的要求，并且还需要为用户提供健康修复功能，以使用户在明亮环境下能够清晰的阅读书籍或文本，并且对人眼不造成损伤。

发明内容

本申请提供一种照明光源，以解决上述问题，该照明光源包括多个发光体，用于产生具有五个输出峰的输出光谱，包括峰值波长介于390nm-445nm的第一输出峰、峰值波长介于445nm-490nm的第二输出峰、峰值波长介于490nm-540nm的第三输出峰、峰值波长介于540nm-620nm的第四输出峰以及峰值波长介于620nm-690nm的第五输出峰，其中在照明光源的输出光谱中，第一输出峰的光功率占比介于0.5％-3％，第二输出峰的光功率占比介于1％-15％，第三输出峰的光功率占比介于5-25％，第四输出峰的光功率占比介于20-50％，第五输出峰的光功率占比介于20-50％。

可选地，第二输出峰的峰值波长介于470nm-490nm，第三输出峰的峰值波长介于495nm-515nm，第四输出峰的峰值波长介于540nm-560nm，第五输出峰的峰值波长介于620nm-640nm。

可选地，第一输出峰的光功率占比介于1％-2.5％，第二输出峰的光功率占比介于5％-14％，第三输出峰的光功率占比介于8-21％，第四输出峰的光功率占比介于22-40％，第五输出峰的光功率占比介于23-48％。

可选地，第一输出峰的光功率占比介于1.2％-2.0％，第二输出峰的光功率占比介于10％-13％，第三输出峰的光功率占比介于10-20％，第四输出峰的光功率占比介于25-37％，第五输出峰的光功率占比介于28-45％。

可选地，照明光源的输出光线的CIE坐标的x值介于0.38-0.44，CIE坐标的y值介于0.38-0.44；或x值介于0.30-0.38，CIE坐标的y值介于0.30-0.38；或x值介于0.44-0.52，CIE坐标的y值介于0.44-0.52。

可选地，在照明距离介于0.3m-0.5m，且在照明光源的额定电功率下，照明光源的输出光线的明视觉照度不小于700Lux。

可选地，在照明距离介于2.5m-3.5m，且在照明光源的额定电功率下，照明光源的输出光线的暗视觉照度不小于500Lux。

可选地，照明光源的输出光线的蓝光危害能效不大于0.1。

可选地，照明光源的输出光线的EML能效不小于0.25。

可选地，第一输出峰、第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰分别由电致发光体或光致发光体输出。

可选地，第一输出峰由电致发光体输出，且第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰分别由以第一输出峰为激发源的光致发光体输出。

可选地，第一输出峰和/或第二输出峰分别由电致发光体输出，第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰分别由以第一输出峰为激发源的光致发光体输出。

可选地，第一输出峰、第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰中的至少两个输出峰由同一发光芯片输出。

区别于现有技术，本申请照明光源设置多个发光体产生具有不同光功率占比的五个输出峰，不同输出峰具有不同的光功率占比，其中第一输出峰的峰值波长介于390nm-445nm，且其光功率占比介于0.5％-3％，第二输出峰的峰值波长介于445nm-490nm，且其光功率占比介于1％-15％，本申请发光体第一输出峰和第二输出峰的光功率占比小，可实现降低蓝光危害，同时本申请通过第二输出峰实现调节生物节律；第三输出峰的峰值波长介于490nm-540nm，且其光功率占比介于5-25％，本申请通过第三输出峰提高暗视觉照度；第四输出峰的峰值波长介于540nm-620nm，且其光功率占比介于20-50％，本申请通过第四输出峰提高明视觉照度；第五输出峰的峰值波长介于620nm-690nm，且其光功率占比介于20-50％，本申请通过第五输出峰实现健康修复的功能。同时，本申请可通过调整不同输出峰对应的光功率占比，以实现相应的色度要求，具有适用性高的优点。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是蓝光危害归一化加权系数的示意图；

图2是人眼视见函数曲线和节律响应曲线；

图3是人体对不同波段的光线进行吸收的示意图；

图4是本申请照明光源一实施例的结构示意图；

图5是本申请照明光源的光功率分布示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请所提供的照明光源做进一步详细描述。可以理解的是，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请提供一种照明光源，以通过该照明光源降低蓝光危害、调节生物节律、提高暗视觉照度、提供明视觉照度和提供健康修复的功能，请参阅图4和图5，图4是本申请照明光源一实施例的结构示意图，图5是本申请照明光源的光功率分布示意图。如图4所示，本实施例的照明光源10包括多个发光体11。

其中，多个发光体11用于产生具有五个输出峰的输出光谱，照明光源10的整体输出光谱具体如图5所示，包括峰值波长介于390nm-445nm的第一输出峰、峰值波长介于445nm-490nm的第二输出峰、峰值波长介于490nm-540nm的第三输出峰、峰值波长介于540nm-620nm的第四输出峰以及峰值波长介于620nm-690nm的第五输出峰。

具体地，在本实施例中，在照明光源10的输出光谱中，第一输出峰的光功率占比介于0.5％-3％，第二输出峰的光功率占比介于1％-15％，第三输出峰的光功率占比介于5-25％，第四输出峰的光功率占比介于20-50％，第五输出峰的光功率占比介于20-50％。

进一步地，在其他实施例中，还可设置第一输出峰的光功率占比介于1％-2.5％，第二输出峰的光功率占比介于5％-14％，第三输出峰的光功率占比介于8-21％，第四输出峰的光功率占比介于22-40％，第五输出峰的光功率占比介于23-48％。

进一步地，在其他实施例中，还可设置第一输出峰的光功率占比介于1.2％-2.0％，第二输出峰的光功率占比介于10％-13％，第三输出峰的光功率占比介于10-20％，第四输出峰的光功率占比介于25-37％，第五输出峰的光功率占比介于28-45％。

可选地，不同光功率占比的输出峰叠加输出，可输出不同颜色的光线，因此本申请通过调整第一输出峰、第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰以及第五输出峰对应的光功率占比，以调整照明光源10输出的光线的颜色，实现相应的色度要求，具有适用性高的优点，可广泛应用于多种照明环境下。

同时，由上述不同实施例可知，本申请照明光源10输出的第四输出峰的光功率占比介于20-50％，且其用于提高明视觉照度，即可知本申请的照明光源10主要用于满足环境照度相对较高时的照明需求，例如白天或者夜晚室内主照明灯具打开时读书写字台灯照明等等。

进一步地，本申请照明光源10可设置第一输出峰的峰值波长可介于390nm-445nm，第二输出峰的峰值波长可介于470nm-490nm，第三输出峰的峰值波长介于495nm-515nm，第四输出峰的峰值波长介于540nm-560nm，第五输出峰的峰值波长介于620nm-640nm，并以具有上述不同峰值波长的五个输出峰，阐述本申请照明光源10所具有多项优点。

具体地，在本实施例中，照明光源10的输出光线的CIE坐标(色坐标，chromaticitycoordinate)的x值介于0.38-0.44，CIE坐标的y值介于0.38-0.44；或者，CIE坐标的x值介于0.30-0.38，CIE坐标的y值介于0.30-0.38；或者，CIE坐标的x值介于0.44-0.52，CIE坐标的y值介于0.44-0.52。

结合图4和图5，进一步参阅图2，图2是人眼视见函数曲线和节律响应曲线。可选地，在本实施例中，在照明距离介于0.3m-0.5m，且在照明光源10的额定电功率下，照明光源10的输出光线的明视觉照度不小于700Lux。

其中，光通量(luminous flux)指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于照明光源10在单位时间内某一波段的辐射能量(具体为图5所示曲线)和该波段的相对视见率的乘积，即单位时间内某一波段的辐射能量和与图2所示曲线的乘积。特别地，明视觉光通量则为视见函数取明视觉视见函数，即图2所示的曲线S13，明视觉照度则对应明视觉光通量计算的照度。

可选地，在本实施例中，在照明距离介于2.5m-3.5m，且在照明光源的额定电功率下，照明光源的输出光线的暗视觉照度不小于500Lux。

其中，暗视觉光通量则为视见函数取暗视觉视见函数，即图2所示的曲线S11，暗视觉照度则对应暗视觉光通量计算的照度。

具体地，本申请照明光源10可为吊灯或者摆置于桌面的台灯，进一步结合图2对不同使用环境下的照明光源10进行阐述。

可选地，当使用者位于空间环境较有限的区域内时，例如卧室房间，使用者可使用摆置于书桌上的台灯，即照明光源10，此时照明光源10至使用者的双眼的直线距离可设置为介于0.3m-0.5m。

由于照明光源10距离使用者较近，此时使用者可能利用照明光源10进行阅读书刊等操作，因此需要一定的明视觉照度，以便看清近距离的文字或图画等。具体地，由图2的曲线S13可知，明视觉视见函数的主波峰位于550nm-560nm之间，且本申请照明光源10的第四输出峰的峰值波长介于540nm-560nm，且其光功率占比介于20-50％，因此本申请通过第四输出峰提高明视觉照度。

可选地，当使用者位于空间环境较大的区域内时，例如礼堂或大型会议室等，使用者可使用吊灯的照明光源10，且设置照明光源10在重力方向上与使用者的距离为2.5.m-3.5m。

由于照明光源10距离使用者较远，此时使用者需要清楚阅读手中书籍或者其他文字工具的图文时，因此需要一定的暗视觉照度。具体地，由图2的曲线S11可知，明视觉视见函数的主波峰位于490nm-510nm之间，且本申请照明光源10的第三输出峰的峰值波长介于495nm-515nm，且其光功率占比介于5-25％，因此本申请通过第三输出峰提高暗视觉照度。

进一步地，在本实施例中，照明光源10的输出光线的EML能效不小于0.25。其中，EML效能为每单位光功率内EML功率占比，具体为照明光源10的全波段内某一波段的辐射能量(具体为图5所示曲线)和该波段的EML加权函数(即图2所示的曲线S12)的乘积之和，除以全波段光功率之和。

其中，本申请照明光源10针对的是环境照度相对较高时的照明需求，此时使用者处于清醒状态，同时根据人体生理节律研究可知，490nm青光会影响褪黑素的分泌。由图2的曲线S12可知，当波段处于485nm-495nm，能够满足高EML光源设计，且本申请照明光源10的第二输出峰的峰值波长介于470nm-490nm，且其光功率占比介于1％-15％，因此本申请通过第二输出峰能够实现调节生物节律。

结合图4和图5，进一步参阅图1，图1是蓝光危害归一化加权系数的示意图。在本实施例中，照明光源10的输出光线的蓝光危害能效不大于0.1。其中，照明光源10的全波段内某一波段的辐射能量(具体为图5所示曲线)和该波段的蓝光危害加权函数的(即图1所示的曲线)的乘积之和，除以全波段光功率之和。

其中，如图1所示，可将蓝光危害加权函数根据波长范围分为安全区、警示区以及风险区，其中安全区表示在波段内的光线无蓝光危害，对人眼不造成蓝光伤害，可长时间使用；警示区表示在波段内的光线存在部分蓝光危害，需要控制使用的时间；风险区表示在波段内的光线存在蓝光危害，会对人眼造成较严重的蓝光伤害，需要禁止使用该波段的光线。

具体地，蓝光危害加权函数可通过使用不同波长同功率的光，照射动物(比如小白鼠)，通过观测动物被伤害的程度以得出动物的蓝光危害曲线，进一步根据人眼和动物眼睛的响应关系，计算得出人眼的对应的曲线，则该曲线即为图1所示的蓝光危害归一化加权系数。

如图1所示，安全区的范围为小于405nm以及大于490nm，警示区的范围为大于405nm且小于415nm以及大于470nm且小于490nm。其中，本申请第一输出峰的峰值波长介于390nm-445nm，位于安全区内，且其光功率占比介于0.5％-3％，第二输出峰的峰值波长介于470nm-490nm，位于警示区内，且其光功率占比介于1％-15％，本申请发光体不产生以及出射第一输出峰以及第二输出峰之间波段的蓝光波段，且蓝光波段附近的第一输出峰和第二输出峰的光功率占比小，同时第一输出峰和第二输出峰满足蓝光危害归一化加权系数的要求，因此本申请通过第一输出峰和第二输出峰可实现降低蓝光危害。

结合图4和图5，进一步参阅图3，图3是人体对不同波段的光线进行吸收的示意图，如图3所示，血红蛋白、氧合血红蛋白以及黑色素的相对吸收率在600nm-1300nm有明显的下降。其中，相对吸收率可理解为照射进人体的光线减去出射的光线以及反射光线，与初次照射进人体的光线的比值，即相对吸收率为吸收的光功率/入射的光功率。

由图3可知，600nm-1300nm波段为组织光窗(tissue optical window)，即该波段光线能够大部分入射至人眼中，能够对人眼起到健康修复的功能。其中，本申请第五输出峰的峰值波长介于620nm-640nm，且其光功率占比介于20-50％，因此本申请通过第五输出峰实现健康修复的功能。

具体地，本实施例的多个发光体11可包括如图4所示的发光体11A、发光体11B、发光体11C、发光体11D以及发光体11E，其中发光体11A输出第一输出峰、发光体11B输出第二输出峰、发光体11C输出第三输出峰、发光体11D输出第四输出峰以及发光体11E输出第五输出峰。其中本实施例仅作为示例，在其他实施例中，还可由不同的发光体11输出其他输出峰。

其中，第一输出峰、第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰分别由电致发光体或光致发光体输出。可选地，本实施例所述的电致发光体可为发光芯片，光致发光体可为荧光粉或波长转换结构等等。

可选地，在一实施例中，第一输出峰、第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰可均由电致发光体输出，即照明光源10包括五个发光芯片，分别用于输出第一输出峰、第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰。本实施例的五个发光芯片可以大大提高照明光源10的照明亮度，即具有较高的光效。

可选地，在一实施例中，第一输出峰由电致发光体输出，且第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰分别由以第一输出峰为激发源的光致发光体输出。

即，第一输出峰具体由电致发光体输出，即由发光芯片输出，第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰均由光致发光体出射，具体可由荧光粉受激出射，具体地第一输出峰作为激发源，不同荧光粉接收到第一输出峰，受激分别出射第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰。本实施例使用荧光粉受激出射的方式，能够实现工艺便利、提高照明光源10的良率、降低生产成本，并且照明光源10的光效也较高。

可选地，在一实施例中，第一输出峰和第二输出峰具体由电致发光体输出，即由发光芯片输出，第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰均由光致发光体出射，具体可由荧光粉受激出射，具体地不同荧光粉接收到第一输出峰并受激出射第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰。

可选地，在一实施例中，第一输出峰、第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰中的至少两个输出峰由同一发光芯片输出。

即，该发光芯片可通过双电致发光的方式出射相应的输出峰，或者该发光芯片可为具有电致发光层以及光致发光层的发光芯片，具体通过电致发光层输出第一输出峰、第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰中的一个，并激发光致发光层以光致发光的方式出射第一输出峰、第二输出峰、第三输出峰、第四输出峰和第五输出峰中的另一个。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种照明光源，其特征在于，所述照明光源包括多个发光体，用于产生具有五个输出峰的输出光谱，包括峰值波长介于390nm-445nm的第一输出峰、峰值波长介于445nm-490nm的第二输出峰、峰值波长介于490nm-540nm的第三输出峰、峰值波长介于540nm-620nm的第四输出峰以及峰值波长介于620nm-690nm的第五输出峰，其中在所述照明光源的输出光谱中，所述第一输出峰的光功率占比介于0.5％-3％，所述第二输出峰的光功率占比介于1％-15％，所述第三输出峰的光功率占比介于5-25％，所述第四输出峰的光功率占比介于20-50％，所述第五输出峰的光功率占比介于20-50％。

2.根据权利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述第二输出峰的峰值波长介于470nm-490nm，所述第三输出峰的峰值波长介于495nm-515nm，所述第四输出峰的峰值波长介于540nm-560nm，所述第五输出峰的峰值波长介于620nm-640nm。

3.根据权利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述第一输出峰的光功率占比介于1％-2.5％，所述第二输出峰的光功率占比介于5％-14％，所述第三输出峰的光功率占比介于8-21％，所述第四输出峰的光功率占比介于22-40％，所述第五输出峰的光功率占比介于23-48％。

4.根据权利要求3所述的照明光源，其特征在于，所述第一输出峰的光功率占比介于1.2％-2.0％，所述第二输出峰的光功率占比介于10％-13％，所述第三输出峰的光功率占比介于10-20％，所述第四输出峰的光功率占比介于25-37％，所述第五输出峰的光功率占比介于28-45％。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的照明光源，其特征在于，所述照明光源的输出光线的CIE坐标的x值介于0.38-0.44，CIE坐标的y值介于0.38-0.44；或x值介于0.30-0.38，CIE坐标的y值介于0.30-0.38；或x值介于0.44-0.52，CIE坐标的y值介于0.44-0.52。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的照明光源，其特征在于，在照明距离介于0.3m-0.5m，且在所述照明光源的额定电功率下，所述照明光源的输出光线的明视觉照度不小于700Lux。

7.根据权利要求6所述的照明光源，其特征在于，在照明距离介于2.5m-3.5m，且在所述照明光源的额定电功率下，所述照明光源的输出光线的暗视觉照度不小于500Lux。

8.根据权利要求7所述的照明光源，其特征在于，所述照明光源的输出光线的蓝光危害能效不大于0.1。

9.根据权利要求7所述的照明光源，其特征在于，所述照明光源的输出光线的EML能效不小于0.25。

10.根据权利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述第一输出峰、所述第二输出峰、所述第三输出峰、所述第四输出峰和所述第五输出峰分别由电致发光体或光致发光体输出。

11.根据权利要求10所述的照明光源，其特征在于，所述第一输出峰由电致发光体输出，且所述第二输出峰、所述第三输出峰、所述第四输出峰和所述第五输出峰分别由以所述第一输出峰为激发源的光致发光体输出。

12.根据权利要求10所述的照明光源，其特征在于，所述第一输出峰和/或所述第二输出峰分别由电致发光体输出，所述第三输出峰、所述第四输出峰和所述第五输出峰分别由以所述第一输出峰为激发源的光致发光体输出。

13.根据权利要求10所述的照明光源，其特征在于，所述第一输出峰、所述第二输出峰、所述第三输出峰、所述第四输出峰和所述第五输出峰中的至少两个输出峰由同一发光芯片输出。