[发明专利]用于产生具有高显色性的可调白光的方法

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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(aggregate emission)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。

发明内容