高顯指led燈具及其設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種高顯指LED燈具及其設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光源對物體顏色的還原能力稱為顯色性，顯色性采用顯色指數(shù)（CRI)來表征，是評 價照明光源的一個重要指標。顯色性指數(shù)的高低，表示物體在該光源下"變色"和"失真"的 程度，顯色指數(shù)（CRI)高的光源對物體顏色的還原能力更強，更接近物體在自然光下顏色表 現(xiàn)。色度學中將黑體（日光）或標準照明體D作為參照光源，將其顯色指數(shù)定義為100。這 樣的光源具有比較完整、均勻、連續(xù)光譜。當光源光譜中某段波長輻射功率很少或缺失，被 照物體反射光顏色會產(chǎn)生明顯的色移，色差會很大，光源的顯色指數(shù)就會很低。
[0003] 目前，市場上使用的白光LED大部分是使用藍光芯片激發(fā)黃色熒光粉這一傳統(tǒng)的 方式獲得的，得到的白光其實是藍光與黃綠光混光的結(jié)果。然而，由藍光激發(fā)黃綠光得到的 光譜，光譜成分相對較少，混合光線的顯色指數(shù)相對較低，一般不會超過80。同時由于光譜 中紅光成分缺失，顯色指數(shù)評價體系中對于紅色評價的R9會很低。所以要提升LED整體的 顯色指數(shù)，需在光譜中增加紅光成分。
[0004] 目前LED封裝廠一般在LED中加入紅色熒光粉以制作低色溫高顯指的LED產(chǎn)品。 紅色熒光粉一般為硫化物紅粉或氮化物紅粉。然而，硫化物紅粉由于化學性質(zhì)不穩(wěn)定易與 封裝材料起化學反應(yīng)；氮化物紅粉的化學性質(zhì)雖然穩(wěn)定，但是由于其激發(fā)光譜覆蓋了幾乎 整個黃綠波段，導(dǎo)致最終白光效率下降，難以有效滿足實際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有LED燈具顯指不高的問題，提出一種新型高顯指LED燈具及其 設(shè)計方法。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種高顯指LED燈具的設(shè)計方法，包 括以下步驟： (1)確定紅光LED光通量隨溫度變化關(guān)系，確定紅光LED色品落點隨溫度及電流變化關(guān) 系，確定紅光半波寬隨溫度及電流變化關(guān)系； (2 )確定綠光LED光通量隨溫度變化關(guān)系，確定綠光LED色品落點隨溫度及電流變化關(guān) 系，確定綠光半波寬隨溫度及電流變化關(guān)系； (3) 確定白光LED和紅光LED的光通量比值與顯色指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系； (4) 推導(dǎo)計算白光LED和紅光LED光通量比值與色品落點對應(yīng)關(guān)系； (5) 根據(jù)白光LED和紅光LED的光通量比值與顯色指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，確定達到最佳顯色 指數(shù)時，白光LED和紅光LED的光通量比值； (6) 根據(jù)確定好的白光LED和紅光LED的光通量比值，推導(dǎo)白光LED、紅光LED和綠光 LED的光通量比值與顯色指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系； (7) 推導(dǎo)計算白光LED、紅光LED、綠光LED光通量比值與色品落點對應(yīng)關(guān)系； (8) 根據(jù)白光LED、紅光LED和綠光LED的光通量比值與顯色指數(shù)、色品落點的對應(yīng)關(guān) 系，確定白光LED、紅光LED和綠光LED的光通量比值，使出射光不僅顯色指數(shù)高，而且色品 落點均在3步麥克亞當橢圓以內(nèi)； (9) 根據(jù)紅光LED、綠光LED光通量隨溫度變化關(guān)系，色品落點隨溫度及電流變化關(guān)系， 依據(jù)燈具的實際應(yīng)用修正白光LED、紅光LED和綠光LED的光通量比值； (10) 根據(jù)修正的白光LED、紅光LED和綠光LED的光通量比值，確定燈具使用混光罩或 透鏡后，燈具出射光的顯色指數(shù)及色品落點變化； (11) 根據(jù)顯色指數(shù)及色品落點變化，調(diào)整確定最優(yōu)的白光LED、紅光LED和綠光LED的 光通量比值； (12) 根據(jù)調(diào)整的最優(yōu)的白光LED、紅光LED和綠光LED的光通量比值，以及所需的白光、 紅光和綠光燈珠數(shù)量、串并方式，確定燈板上白光LED、紅光LED和綠光LED的排列方式； (13) 根據(jù)燈板上白光LED、紅光LED和綠光LED的排列方式，選擇燈具驅(qū)動源及燈具相 關(guān)部件，制作高顯指LED燈具。
[0007] 優(yōu)選地，所述紅光LED可以為峰值波長在585nm~635nm波段中任意波長的LED，即 采用白光LED、綠光LED、峰值波長在585~635nm波段中任意波長的LED，三種光源制作高顯 指LED燈具。
[0008] 優(yōu)選地，所述綠光LED為峰值波長在490nm~580nm波段中任意波長的LED，即采用 白光LED、紅光LED、峰值波長在490nm~580nm波段中任意波長的LED，三種光源制作高顯指 LED燈具。
[0009] 優(yōu)選地，采用白光LED、峰值波長在490nm~580nm波段中任意波長的LED、峰值波長 在585~635nm波段中任意波長的LED，三種光源制作高顯指LED燈具。
[0010] 優(yōu)選地，高顯指LED燈具設(shè)計方法還包括藍光LED，即采用白光LED、紅光LED、綠光 LED和藍光LED四種光源制作高顯指LED燈具。
[0011] 優(yōu)選地，即采用白光LED、峰值波長在585~635nm波段中任意波長的LED、綠光LED 和藍光LED四種光源制作高顯指LED燈具。
[0012] 優(yōu)選地，即采用白光LED、峰值波長在490nm~580nm波段中任意波長的LED、紅光 LED和藍光LED四種光源制作高顯指LED燈具。
[0013] 優(yōu)選地，即采用白光LED、峰值波長在585~635nm波段中任意波長的LED、峰值波長 在490nm~580nm波段中任意波長的LED和藍光LED四種光源制作高顯指LED燈具。
[0014] 優(yōu)選地，所述藍光LED的峰值波長為460nm~485nm，加入長波段藍光可以補充LED 燈具光譜中的長波段藍光成分，極大提高燈具的顯色指數(shù)。
[0015] 優(yōu)選地，高顯指LED燈具包括散熱片、燈板、彈簧支架、反光杯、裝飾圈和LED光源； 所述LED光源固定在燈板上，燈板貼裝在散熱片表面，所述反光杯固定在散熱片上，彈簧支 架對稱安裝在反光杯上；所述裝飾圈與反光杯相連接；所述LED光源包括白光LED、紅光 LED和綠光LED。
[0016] 優(yōu)選地，所述白光LED、紅光LED和綠光LED的光通量比值為（6~8):1 : (0. 8~1. 4)。
[0017] 優(yōu)選地，高顯指LED燈具還包括藍光LED。
[0018] 優(yōu)選地，藍光LED的峰值波長為460nm~485nm，加入長波段藍光可以補充LED燈具 光譜中的缺失的長波段藍光成分，極大提高燈具的顯色指數(shù)。
[0019] 優(yōu)選地，加入藍光LED的高顯指LED燈具的顯色指數(shù)高達95以上。
[0020] 優(yōu)選地，所述高顯指LED燈具還包括混光罩，將不同顏色LED光源混合，使得燈具 出光更為均勻。
[0021] 本發(fā)明取得的有益效果是：本發(fā)明提供的高顯指LED燈具的設(shè)計方法能夠在使用 常規(guī)LED的前提下，通過不同顏色LED的光通量配比，大大提高LED燈具的顯色指數(shù)；使用 該方法制作的LED燈具的顯色指數(shù)高達95以上；該設(shè)計方法不需要提高單顆白光LED的顯 色指數(shù)，只需要市場上普通的LED就可制作高顯指LED燈具，減少了制作高顯指LED燈具芯 片、封裝工藝上的制約，在燈具應(yīng)用端即可實現(xiàn)，使LED下游即LED燈具應(yīng)用端開發(fā)高顯指 燈具有更多的自主性，不需依賴于上游芯片及封裝，同時大大減少了高顯指燈具開發(fā)成本。