一種高顯色指數(shù)的led光源模組及l(fā)ed燈具的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高顯色指數(shù)的LED光源模組及LED燈具 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及LED照明技術(shù)，特別是涉及一種高顯色指數(shù)的LED光源模組及LED燈 具。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 作為新一代的照明光源，用LED芯片產(chǎn)生白光的照明方案，因高效節(jié)能、綠色環(huán)保 和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于照明領(lǐng)域。隨著生活水平的提高，人們對(duì)照明質(zhì)量的要求越來(lái) 越高。不僅要求色溫可調(diào)節(jié)，而且要有高的顯色指數(shù)，特別是在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如博 物館、醫(yī)院、美術(shù)室等，對(duì)顯色指數(shù)要求較高，均在90以上，有些對(duì)特殊顯色指數(shù)R9的要求 也在90以上或更高。
[0003] 通過(guò)LED芯片產(chǎn)生白光的方法主要有以下三種：（1)藍(lán)光LED芯片+YAG黃光熒光 粉。利用GaN基藍(lán)光LED芯片激發(fā)YAG熒光粉發(fā)出黃光，與剩余的藍(lán)光混合產(chǎn)生白光。通 過(guò)調(diào)控藍(lán)光和黃光的強(qiáng)度比例，可以產(chǎn)生不同色溫的白光。這種實(shí)現(xiàn)白光的方案，產(chǎn)品以及 制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)趨于成熟，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商品化，是目前制造白光LED的主流技術(shù)。 然而，這種方案產(chǎn)生的白光只能是固定的色溫，且一般顯色指數(shù)Ra通常只有60~80,特殊 顯色指數(shù)R9也很低，R9偏低會(huì)使物體的顏色變得暗淡。（2)近紫外LED芯片+RGB熒光粉。 利用近紫外LED芯片發(fā)出的紫外線激發(fā)RGB熒光粉合成白光。通過(guò)調(diào)整熒光粉的配比改變 光色，得到所要求的白光，并且可以獲得較好的色溫和顯色指數(shù)，但可適用的近紫外LED芯 片尚未形成成熟的應(yīng)用。（3) R、G、B三基色合成白光。將R、G、B三基色LED芯片封裝在單 個(gè)器件內(nèi)，通過(guò)分別調(diào)節(jié)三種顏色芯片的驅(qū)動(dòng)電流以改變?nèi)N色光的配比，可以獲得各種 顏色的光，亦可以得到寬譜帶的白光。但是這種方法下，較難確定LED芯片的配光方案，特 別是難以確定得到具有良好配光效果的配光方案。所謂良好的配光效果，指可在寬的范圍 內(nèi)（2700~6500K)內(nèi)實(shí)現(xiàn)色溫可調(diào)，且能夠在該范圍內(nèi)保持高的顯色指數(shù)（高顯色指數(shù)是 指一般顯色指數(shù)Ra在90以上）。
[0004] 另外，LED芯片混光得到白光時(shí)，也存在與大多數(shù)照明光源一樣的缺陷，就是光衰 問(wèn)題。光衰最直接的表現(xiàn)就是影響LED的光通量，光衰對(duì)色溫和顯色指數(shù)也會(huì)有一定的影 響，這將使LED難以應(yīng)用于醫(yī)療、攝影等對(duì)光源有高要求的場(chǎng)合。所以，如何有效的減小光 衰，也是成為L(zhǎng)ED目前面臨的一大難題。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種LED光源模 組及LED燈具，可實(shí)現(xiàn)色溫在2700K-6500K范圍內(nèi)可調(diào)，且在該色溫范圍內(nèi)顯色指數(shù)Ra、R9 在95以上，全部顯色指數(shù)Rl~R15均在90以上，色品差Λ C小于0. 0054。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決：
[0007] 一種高顯色指數(shù)的LED光源模組，所述LED光源模組包括提供暖白光的第一 LED 光源，提供藍(lán)光的第二LED光源，提供青光的第三LED光源和提供紅光的第四LED光源；所 述第一 LED光源包括峰值波長(zhǎng)為442~450nm的第一藍(lán)光LED芯片，其上涂覆有峰值波長(zhǎng) 為525~540nm的綠光熒光粉和580~600nm的橙光熒光粉，提供的所述暖白光中藍(lán)光所 占的光功率比例為0. 02~0. 04,綠光所占的光功率比例為0. 35~0. 39,橙光所占的光功 率比例為0. 59~0. 61 ;所述第二LED光源包括峰值波長(zhǎng)為442~450nm的第二藍(lán)光LED芯 片；所述第三LED光源包括峰值波長(zhǎng)為490~500nm的青光LED芯片；所述第四LED光源包 括峰值波長(zhǎng)為627~635nm的紅光LED芯片。
[0008] 一種高顯色指數(shù)的LED燈具，包括散熱器、反光罩、擴(kuò)散板和其上設(shè)置有LED光源 模塊的基板，所述LED光源模塊包括至少一組LED光源模組，所述LED光源模組為如上所述 的LED光源模組，所述LED燈具還包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和控制電路；所述控制電路中存儲(chǔ)有各 個(gè)LED光源的光通量配比與混合后白光的色度參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，其中在各個(gè)光源的 光通量配比下，各色度參數(shù)滿足如下條件：色溫在2700K~6500K范圍內(nèi)可調(diào)，各色溫下光 源的一般顯色指數(shù)Ra彡95,特殊顯色指數(shù)R9彡95,全部顯色指數(shù)Rl~R15均彡90,色品 差Λ C < 0. 0054 ;所述控制電路根據(jù)用戶需要得到的混合后的色溫選擇相應(yīng)的各個(gè)LED光 源的光通量配比，根據(jù)各個(gè)LED光源的光通量配比確定各個(gè)LED光源的驅(qū)動(dòng)電流，并將計(jì)算 的驅(qū)動(dòng)電流分別輸出至相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路；所述四個(gè)驅(qū)動(dòng)電路分別將接收的驅(qū)動(dòng)電流輸出至 相應(yīng)的LED光源，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的LED光源發(fā)光。
[0009] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是：
[0010] 本發(fā)明的LED光源模組及LED燈具，LED光源模組為特別設(shè)置的第一藍(lán)光LED芯 片，第二藍(lán)光LED芯片、青光LED芯片和紅光LED芯片，通過(guò)各LED芯片波長(zhǎng)以及相應(yīng)熒光 粉波長(zhǎng)的配合，從而產(chǎn)生特定光譜功率分布的混合光。后續(xù)用于LED燈具中時(shí)，配合燈具中 控制電路，控制電路中預(yù)先存儲(chǔ)好滿足條件的各個(gè)光源的光通量配比與色度參數(shù)之間的對(duì) 應(yīng)關(guān)系表，根據(jù)需要得到的色溫選擇各個(gè)光源的光通量配比，由此確定驅(qū)動(dòng)電流輸出給各 個(gè)光源驅(qū)動(dòng)發(fā)光，得到需要的色溫，同時(shí)得到的光源的顯色指數(shù)Ra、R9均彡95,且全部顯色 指數(shù)Rl~R15均彡90,色品差Λ C < 0. 0054。本發(fā)明中LED燈具，在實(shí)現(xiàn)色溫在2700K~ 6500K范圍內(nèi)可調(diào)的前提下，顯示指數(shù)Ra、R9均彡95,且全部顯色指數(shù)Rl~R15均彡90， 色品差Λ C < 0. 0054,色度參數(shù)較好，與自然光接近，可模擬自然光滿足高要求的應(yīng)用。同 時(shí)，采用的混光方案中，僅一個(gè)LED芯片與熒光粉產(chǎn)生激發(fā)光，其余三個(gè)LED芯片直接出射 光，無(wú)需熒光粉產(chǎn)生激發(fā)光，從而方案易于實(shí)現(xiàn)控制，且便于后續(xù)實(shí)現(xiàn)反饋調(diào)節(jié)。 【【附圖說(shuō)明】】
[0011] 圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的LED燈具的電路示意圖；
[0013] 圖3是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的LED燈具中LED光源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖4是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的LED燈具中選取的一種組合下各芯片和熒光粉的 相對(duì)光譜功率分布圖；
[0015] 圖5是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的LED燈具在一種組合下以及一組光功率配比比例 下產(chǎn)生的四種顏色的光的相對(duì)光譜功率分布圖；
[0016] 圖6是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的LED燈具在一種組合下以及一組藍(lán)光比例下四種 顏色的光的色域范圍示意圖；
[0017] 圖7是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中計(jì)算滿足條件的光通量配比的方法流程圖；
[0018] 圖8是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的LED燈具在一種組合下以及一組光功率配比比例 下混光后得到的白光的相對(duì)光譜功率分布圖；
[0019] 圖9是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的LED燈具優(yōu)選設(shè)置后的工作流程示意圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0020] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021] 本發(fā)明在構(gòu)建LED和熒光粉發(fā)光光譜模型的基礎(chǔ)上，對(duì)LED混光方案進(jìn)行深入 研宄，得到一組LED光源組合方案下，能實(shí)現(xiàn)以往不能實(shí)現(xiàn)的Rl~R15均大于等于90 的顯色特性。以往的某些LED光源組合方案，例如公開(kāi)日為2014年1月1日，公開(kāi)號(hào)為 CN103486466A的LED燈具中，無(wú)論如何控制調(diào)節(jié)各混光LED光源的光通量配比，都無(wú)法得 到高的Rl~R15指數(shù)，從而無(wú)法在某一光通量配比下實(shí)現(xiàn)Ra和R