CN102392975A - Led复合滤光片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED复合滤光片，所述LED复合滤光片包括基体、第一吸光材料和第二吸光材料，所述第一吸光材料掺杂于所述基体中，所述第二吸光材料镀设于所述基体外表面，所述第一吸光材料和所述第二吸光材料都包括稀土氧化物，所述第一吸光材料的吸收波长包括570纳米~600纳米，所述第二吸光材料的吸收波长包括440纳米~480纳米。通过上述方式，本发明LED复合滤光片能够重新调整白光光谱中两段不同波长的光谱含量，在提高LED显色性的同时，减少对人及生物健康有影响的不利光谱段。
Description
技术领域
本发明涉及光学照明技术领域，特别是涉及一种用于提高LED（发光二极管）显色性，减少蓝光危害的复合滤光片。
背景技术
新型LED（light emitting diodes，发光二极管）照明光源以其节能、环保、耐用的特点，正逐渐取代常规照明光源，成为主流世界照明领域。尽管LED照明技术在节能及高效照明方面具有明显优势，但同时LED光源的显色性差易导致色弱，不能还原真实颜色，和LED的光谱中有不同比例的紫外线及蓝光谱段。这些都在影响我们日常生活节律，同时也在提示我们要清醒地看到LED照明对人体生物安全方面的风险。
目前，针对LED照明光谱比较窄显色性差，为提高显色性采取的措施有：一是LED蓝光激发黄色荧光粉后产生的白光和小功率红光LED的红光混合来提升显色性；二是通过改变荧光粉的成份来控制；三是 RGB三基色芯片混合成白光。上述的方案只解决了提高显色性，而针对LED的光谱中有不同比例的紫外线及蓝光谱段，其中可见光蓝光部分会对视网膜色素层产生损伤并未解决。
随着光生物学研究的快速发展，近几年LED的光生物安全日益引起国际社会的关注。从2002年开始，有关人类第三种非视觉光接收器（细胞）、光辐射对生理节律及内分泌系统的影响等基础研究的进展，为人们发现和研究人工光源在应用过程中出现的潜在危害提供了有效分析工具和证据。Melanopsin是一种视网膜神经节细胞表达的感光视蛋白，是哺乳动物继视锥和视杆细胞之外的第三种光感受性细胞，其功能是参与非视觉成像系统, 参与调控生物节律、瞳孔对光反射的活动。现有研究表明，Melanopsin是感受周围环境光辐射照度的，这种感光蛋白比较与于三种感光色素来说对440纳米~480 纳米谱段更敏感，这种光刺激对机体的生物节律调节机制是非常重要的。非哺乳脊椎动物存在多种能感受光节律性变化的组织，如松果体及其周围组织、皮肤黑色素细胞等。哺乳动物仅有melanopsin/pRGC系统能够感受光节律变化。有实验结果发现melanopsin对瞳孔对光反射的调节作用较视锥细胞的调节作用大3倍。上述研究表明人类生物节律的调节有可能受到LED光辐射极大的影响，不规范的LED照明可能在人群中广泛产生失眠，眩晕，头痛，情感障碍等广泛的神经系统功能异常。
综上所述，同时解决提高显色性和减少蓝光危害这两个问题，可能需要最大限度对光谱段进行改变或是提高，相对于颜色纯度标准中的颜色波长，每个有害发射波长都尽可能减少，并需要从考虑成本的角度出发来解决复杂的技术。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种LED复合滤光片，能够一种简单的方式重新调整白光光谱中两段不同波长的光谱含量，在提高显色性的同时，减少对人及生物健康有影响的不利光谱段。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种LED复合滤光片，所述LED复合滤光片包括基体、第一吸光材料和第二吸光材料，所述第一吸光材料掺杂于所述基体中，所述第二吸光材料镀设于所述基体外表面，所述第一吸光材料和所述第二吸光材料都包括稀土氧化物，所述第一吸光材料的吸收波长包括570纳米~600纳米，所述第二吸光材料的吸收波长包括440纳米~480纳米。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一吸光材料包括的稀土氧化物为三氧化二钕。
在本发明一个较佳实施例中，所述第二吸光材料包括的稀土氧化物为氧化钬或者为氧化镨与三氧化二钕的混合物。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：另一种LED复合滤光片，所述LED复合滤光片包括基体、第一吸光材料和第二吸光材料，所述第一吸光材料掺杂于所述基体中，所述第二吸光材料镀设于所述基体外表面，所述第一吸光材料和所述第二吸光材料都包括稀土氧化物，所述第一吸光材料的吸收波长包括440纳米~480纳米，所述第二吸光材料的吸收波长包括570纳米~600纳米。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一吸光材料的吸收波长包括587纳米~593纳米，所述第二吸光材料的吸收波长包括457纳米~463纳米。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一吸光材料包括的稀土氧化物为三氧化二钕。
在本发明一个较佳实施例中，所述第二吸光材料包括的稀土氧化物为氧化钬或者为氧化镨与三氧化二钕的混合物。
本发明还提供一种LED光源，所述LED光源包括LED发光单元和LED复合滤光片，所述LED复合滤光片设置在所述LED发光单元的发光方向前方。所述LED复合滤光片包括基体、第一吸光材料和第二吸光材料，所述第一吸光材料掺杂于所述基体中，所述第二吸光材料镀设于所述基体外表面，所述第一吸光材料和所述第二吸光材料都包括稀土氧化物，所述第一吸光材料的吸收波长包括570纳米~600纳米，所述第二吸光材料的吸收波长包括440纳米~480纳米。
在另一技术方案中，所述LED复合滤光片包括基体、第一吸光材料和第二吸光材料，所述第一吸光材料掺杂于所述基体中，所述第二吸光材料镀设于所述基体外表面，所述第一吸光材料和所述第二吸光材料都包括稀土氧化物，所述第一吸光材料的吸收波长包括440纳米~480纳米，所述第二吸光材料的吸收波长包括570纳米~600纳米。
本发明的有益效果是：本发明LED复合滤光片同时吸收LED发光单元光谱中两段不同的波长，来重新调整LED发光单元中各色光谱含量，在提高LED显色性的同时，减少光谱中蓝色光光谱，有效保护人及其它生物健康，使LED发光单元发出的光源更接近于自然光。
附图说明
图1是本发明LED复合滤光片的组织结构示意图；
图2是本发明LED复合滤光片的LED发光单元位置示意图；
图3是本发明LED光源与原有可见光的光谱强度对比曲线图。
附图中各部件的标记如下：1、基体；2、第一吸收材料；3、第二吸收材料3、LED发光单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：一种LED复合滤光片，包括基体1、第一吸光材料2和第二吸光材料3，第一吸光材料2掺杂于基体1中，第二吸光材料3镀设于基体1外表面，第一吸光材料2和第二吸光材料3都包括稀土氧化物，第一吸光材料2的吸收波长包括570纳米~600纳米，第二吸光材料3的吸收波长包括440纳米~480纳米。
进一步，所述第一吸光材料2包括的稀土氧化物为三氧化二钕，第二吸光材料3包括的稀土氧化物为三氧化二钕，或者为氧化镨与三氧化二钕的混合物。基体1表面的镀膜材料为高纯钕和钕靶，或是为高纯钬和钬靶。
在另一个实施例中，同样请参阅图1，另一种LED复合滤光片，所述LED复合滤光片包括基体1、第一吸光材料2和第二吸光材料3，第一吸光材料2掺杂于基体1中，第二吸光材料3镀设于基体1外表面，第一吸光材料2和第二吸光材料3都包括稀土氧化物，第一吸光材料2的吸收波长包括440纳米~480纳米，第二吸光材料3的吸收波长包括570纳米~600纳米。
进一步，所述第一吸光材料2的吸收波长包括587纳米~593纳米，第二吸光材料3的吸收波长包括457纳米~463纳米。第一吸光材料2包括的稀土氧化物为三氧化二钕，第二吸光材料3包括的稀土氧化物为氧化钬或者为氧化镨与三氧化二钕的混合物。基体1表面的镀膜材料为高纯钕和钕靶，或是为高纯钬和钬靶。
请参阅图2，本发明还提供一种LED光源，所述LED光源包括LED复合滤光片和LED发光单元3，本发明LED复合滤光片的基体1设置在所述LED发光单元3的发光方向前方。
本发明LED复合滤光片基体1的外观可以为薄片平面式、LED球形泡灯的玻璃罩壳或者是采用玻璃封装的LED颗粒。
请参阅图3，图3为光谱辐射强度曲线对比示意图。其中，纵轴代表辐射强度(μw/cm2)，横轴代表波长（纳米），细线为原来的LED光谱曲线，粗线为设置本发明LED复合滤光片后的LED光谱曲线，与原有LED发光单元相比，本发明LED复合滤光片吸收半宽度小于100纳米，本发明LED性滤光片中的第一吸光材料的吸收波长为570纳米~600纳米，第二吸光材料的吸收波长为440纳米~480纳米；或者另一实施中第一吸光材料的吸收波长为440纳米~480纳米，第二吸光材料的吸收波长为570纳米~600纳米。都可以重新调整LED发光单元中各色光谱含量，在提高显示性的同时，减少光谱中蓝色光光谱。
本发明LED复合滤光片区别于现有技术：本发明LED复合滤光片中的基体1中的吸收材料2和第二吸光材料3通过LED发光单元4，为本发明提高的一LED光源接近于自然光，具有柔和性，还原了真实颜色。在运用上比较灵活，对电源驱动没有任何要求，只需要在灯具的结构设计上设置其滤光片，滤光片可以是一片或多片。另外滤光片放在照明和特殊照明类的灯具中，灯的光源通过其滤光片也可提高显色性，和减少蓝色光谱比例。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种LED复合滤光片，其特征在于，所述LED复合滤光片包括基体、第一吸光材料和第二吸光材料，所述第一吸光材料掺杂于所述基体中，所述第二吸光材料镀设于所述基体外表面，所述第一吸光材料和所述第二吸光材料都包括稀土氧化物，所述第一吸光材料的吸收波长包括570纳米~600纳米，所述第二吸光材料的吸收波长包括440纳米~480纳米。
2.根据权利要求1所述的LED复合滤光片，其特征在于，所述第一吸光材料包括的稀土氧化物为三氧化二钕。
3.根据权利要求1所述的LED复合滤光片，其特征在于，所述第二吸光材料包括的稀土氧化物为氧化钬或者为氧化镨与三氧化二钕的混合物。
4.一种LED复合滤光片，其特征在于，所述LED复合滤光片包括基体、第一吸光材料和第二吸光材料，所述第一吸光材料掺杂于所述基体中，所述第二吸光材料镀设于所述基体外表面，所述第一吸光材料和所述第二吸光材料都包括稀土氧化物，所述第一吸光材料的吸收波长包括440纳米~480纳米，所述第二吸光材料的吸收波长包括570纳米~600纳米。
5.根据权利要求4所述的LED复合滤光片，其特征在于，所述第一吸光材料的吸收波长包括587纳米~593纳米，所述第二吸光材料的吸收波长包括457纳米~463纳米。
6.根据权利要求4所述的LED复合滤光片，其特征在于，所述第一吸光材料包括的稀土氧化物为三氧化二钕。
7.根据权利要求4所述的LED复合滤光片，其特征在于，所述第二吸光材料包括的稀土氧化物为氧化钬或者为氧化镨与三氧化二钕的混合物。
8.一种LED光源，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的LED复合滤光片。
9.根据权利要求8所述的LED光源，其特征在于，进一步包括一LED发光单元，所述LED复合滤光片设置在所述LED发光单元的发光方向前方。
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