CN103542283B - 照明设备 - Google Patents

Abstract

一种照明设备，其设置有发光单元，所述发光单元包括两个以下的LED光源。所述发光单元使用所述两个以下的LED光源以发射短波长带光和长波长带光。输出改变单元用来改变至少所述长波长带光的输出。当所述输出改变单元接收到改变信号时，所述输出改变单元用来降低至少所述长波长带光的所述输出。

Description

照明设备

技术领域

本发明涉及照明设备。

背景技术

日本实用新型No.3159820描述了包括主电源和备用电源的照明设备的示例。当从主电源至光源的电力供应中断时，将来自备用电源的电力供应给光源。

日本实用新型No.3159820的照明设备进一步包括主光源和备用光源。备用光源由LED形成。当发生异常时，使用低功耗的备用（LED）光源，使得作为可充电电池（电池单元）的备用电源可以使用相对长的时间。

存在对在中间视觉（mesopicvision）环境下改善能见度的照明设备的需求。日本特开专利公开No.2005-11812公开了一种照明设备，所述照明设备使用具有不同波长的三个LED光源并执行频谱控制以根据中间视觉环境产生光。此外，日本特开专利公开No.2005-11812的照明设备使用LED光源，并且因此比荧光灯和白炽灯泡消耗更少的电力。

这样的照明设备使用具有不同波长的三种类型的LED光源以改善在中间视觉环境下的能见度。所述LED光源增加了部件数目。

发明内容

本发明的一个方面是提供有发光（illumination）单元的照明设备，所述发光单元包括两个以下的LED光源。发光单元使用两个以下的LED光源以发射短波长带的光和长波长带的光。输出改变单元用来改变至少长波长带光的输出。当输出改变单元接收到改变信号时，输出改变单元用来降低至少长波长带光的输出。

根据下文的描述，并结合附图，本发明的其它方面和优点将变得显而易见，所述附图举例图示了本发明的原理。

附图说明

通过参考目前的优选实施例的以下描述以及附图，可以最好地理解本发明及其目标和优点，在所述附图中：

图1是示出了照明设备的一个实施例的示意图；

图2是示出了图1所示的照明设备的电气结构的框图；

图3A和3B是示出了图1所示的照明设备的操作示例的波形图；

图4是示出了进一步的示例的照明设备的示意图；

图5是示出了进一步的示例的照明设备的示意图；

图6是示出了进一步的示例的照明设备的示意图；

图7是示出了进一步的示例的照明设备的示意图；

图8是示出了进一步的示例的照明设备的电气结构的框图；

图9是来自进一步的示例的照明设备中的短波长光源的频谱图；

图10是来自进一步的示例的照明设备中的长波长光源单元的频谱图；

图11是来自进一步的示例的照明设备中的短和长波长光源单元的合成光的频谱图；以及

图12是来自进一步的示例的照明设备中的短波长光源单元的频谱图。

具体实施方式

将参考附图描述根据本发明的一个实施例的照明设备10。

如图1所示，本实施例的照明设备10包括发光单元11和激活电路12。发光单元11向外面发射光，并且激活电路12控制发光单元11的激活。

发光单元11包括两个LED光源21和22以及荧光体23。LED光源21和22发射不同类型的蓝色光。荧光体23覆盖LED光源22的发光表面。此外，荧光体23在吸收到来自LED光源22的光而被激励时发射黄色光。在发光单元11中，LED光源21发射短波长光，并且荧光体23和LED光源22发射长波长光。

如图2所示，照明设备10的激活电路12包括：主激活电路单元31、备用激活电路单元32、开关电路单元33、激活检测单元34、充电单元35、电力单元36、开关37、输出改变单元38以及时间控制单元39。主激活电路单元31电连接至AC电源D。开关电路单元33将主激活电路单元31电连接至发光单元11的两个LED光源21和22。因此，通过主激活电路单元31和开关电路单元33从AC电源D向两个LED光源21和22供应电力。这允许激活两个LED光源21和22。在本实施例中，主激活电路单元31和AC电源D形成主电源单元。

备用激活电路单元32电连接至充电单元35。输出改变单元38和开关电路单元33将备用激活电路单元32连接至发光单元11的LED光源21。充电单元35电连接至电力单元36。可以导通和关断的开关37将电力单元36电连接至AC电源D。当开关37导通时，充电单元35积累从AC电源D通过电力单元36所供应的电力。通过备用激活电路单元32从充电单元35向LED光源22供应电力。这允许激活LED光源22。在本实施例中，备用激活电路单元32和充电单元35形成备用电源单元。

激活检测单元34检测是否从AC电源D向主激活电路单元31供应了电力。当激活检测单元34确定LED光源21没有被激活（未激活）时，激活检测单元34向输出改变单元38提供改变信号。一旦接收到改变信号，输出改变单元38控制开关电路单元33以切换至延伸通过备用激活电路单元32的电力线。更具体地，一旦接收到改变信号，输出改变单元38用来通过输出改变单元38和开关电路单元33从备用激活电路单元32向LED光源21供应电力。

现在将描述在正常和异常情况下的照明设备10的操作的示例。

在正常情况下，从AC电源D向主激活电路单元31供应电力。主激活电路单元31控制两个LED光源21和22的激活。例如，当用操作开关（未示出）执行激活操作时，LED光源21和22被激活，并且发光单元11发射白色光（参考图3A）。当开关37导通时，通过电力单元36将来自AC电源D的电力积累在充电单元35中。

当来自AC电源D的电力供应被导线破损或类似情况中断（异常情况）时，激活检测单元34向输出改变单元38提供改变信号。一旦接收到改变信号，输出改变单元38控制开关电路单元33以切换至延伸通过备用激活电路单元32的电力线。因此，从充电单元35，而非从AC电源D，向备用激活电路单元32供应电力。然后，例如，当用操作开关（未示出）执行激活操作时，LED光源21被激活，并且发光单元11发射蓝色光（参考图3B）。在这种情况下，由黄色荧光体23覆盖的LED光源22被去激活。这将从LED光源22中输出的长波长带光降低至零。

人类视网膜具有包括视杆细胞的感光细胞，其在中间视觉情况或暗视觉情况下起作用。因此，激活发射短波长带光（例如，蓝色光）的LED光源21改善了能见度。

本实施例的照明设备10具有以下描述的优点。

（1）照明设备10包括发光单元11和输出改变单元38，所述发光单元11包括两个LED光源21和22，并且发射短波长带光和长波长带光，所述输出改变单元38能够改变从发光单元11中输出的长波长带光。输出改变单元38将LED光源22的输出降低至零。LED光源22由荧光体23覆盖，其发射发光单元11的长波长带光。此外，输出改变单元38仅激活发射短波长带光的LED光源21。视杆细胞在中间视觉情况或暗视觉情况下起作用。因此，激活发射短波长带光（例如，蓝色光）的LED光源21改善了能见度。使用两个LED光源21和22作为光源减小了照明设备10的功耗。此外，与现有技术相比减小了LED光源21和22的数目。这转而减小了照明设备10的部件数目。

（2）在照明设备10中，当将供应给发光单元11的电力从来自主电源单元的电力切换至来自备用电源单元的电力时，激活检测单元34向输出改变单元38提供改变信号。一旦接收到改变信号，输出改变单元38控制开关电路单元33以降低长波长带光的输出。以这种方式，改变电源允许输出改变单元38降低长波长带光的输出。

对本领域技术人员而言，显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可以以许多其它具体形式呈现。具体地，应当理解的是，本发明可以以下文的形式呈现。

虽然上文没有具体地提及，但是在上文的实施例中，输出改变单元38可以配置为逐步地降低长波长带光。这允许逐步切换至仅有短波长带光，并且允许减少颜色适应所使用的时间。因此，用这样的结构，人将不会感到不适。

虽然上文没有具体地提及，但是在上文的实施例中，可以通过组合短波长带光和长波长带光来发射白色光，直至从向输出改变单元38提供改变信号时开始经过预定的时间，并且在经过预定的时间之后可以降低长波长带光的输出。更具体地，如图2所示，激活电路12包括电连接至输出改变单元38的时间控制单元39。时间控制单元39测量从输出改变单元38接收到改变信号时开始经过的时间。输出改变单元38基于测得的经过的时间而在经过所述预定的时间之后控制开关电路单元33的切换。

在上文的实施例中，发光单元11包括基本上相同颜色（相同波长段）的两个LED光源21和22，并且LED光源22由荧光体23覆盖以发射白色光。替代地，例如，参考图4，发射蓝色光的LED光源41和发射诸如橙色之类的长波长带光的LED光源42可以用来通过组合诸如蓝色光和橙色光之类的长波长带光来发射白色光。

在上文的实施例中，两个LED光源21和22在正常操作期间被激活。替代地，参考图5，发光单元11可以包括发射白色光的LED光源43和发射蓝色光的LED光源44。在正常操作期间，可以仅激活LED光源43以发射白色光。在备用操作期间，可以仅激活LED光源44以发射蓝色光。

在上文的实施例中，在正常操作和备用操作期间，LED光源21和22中的至少一个被激活。然而，不存在这样的限制。

例如，参考图6，发光单元11可以包括发射蓝色光的LED光源45和发射蓝色光的荧光体46和当由LED光源45的光激励时发射黄色（橙色）光的荧光体46。此外，发光单元11包括输出改变单元47，所述输出改变单元47通过在备用操作期间切掉或移除荧光体46来降低长波长带光的输出。在该结构中，在备用操作下，可以仅从LED光源45发射光（蓝色光）。此外，可以减少LED光源45的数目。

例如，参考图7，发光单元11可以包括LED光源51、液晶滤波器52和液晶控制单元53，所述LED光源51发射白色光，所述液晶滤波器52布置在LED光源51的发射表面的对面，所述液晶控制单元53控制液晶滤波器52。这允许液晶控制单元53控制液晶滤波器52并且在备用情况期间发射短波长光。

虽然上文没有具体地提及，但是在上文的实施例中，例如，参考图8，发光单元11可以包括测量两个LED光源21和22的光通量的光通量测量单元56。当由光通量测量单元56测量的两个LED光源21和22的光通量变得小于或等于预定值时，输出改变单元38降低了长波长带光的输出。图8没有示出在备用操作期间使用的备用激活电路单元32和充电单元35。

在上文的实施例中，LED光源22发射长波长带光，并且荧光体23和LED光源21发射短波长带光。替代地，例如，发光单元11可以包括短波长光源单元和长波长光源单元，所述长波长光源单元相对于短波长光源而言发射具有相对小的输出（频谱强度）的短波长带光和具有相对大的输出的长波长带光。现在将描述一个这样的示例。

短波长光源单元包括例如LED光源和由LED光源的光激励的荧光体。参考图9，短波长光源单元包括例如在约450nm附近的第一峰值波长P1和在约550nm附近的第二峰值波长P2。当在第一峰值波长P1的光输出由1表示时，短波长LED光源配置为使得在第二峰值波长P2的光输出是约0.3。此外，短波长光源单元配置为使得相关色温是10000K，平均显色指数Ra是73，并且S/P比是2.28。S/P比是暗视觉亮度Ls与亮视觉亮度Lp之比，所述暗视觉亮度Ls是通过对在暗视觉下的频谱发光效率V’（λ）和灯的频谱特性积分而计算出来的，所述亮视觉亮度Lp是通过在亮视觉下的频谱发光效率V（λ）和灯的频谱特性而计算出来的。

长波长光源单元包括例如LED光源和由LED光源的光激励的荧光体。长波长光源单元相对于短波长光源单元而言发射具有相对小的光输出的短波长带光以及具有相对大的光输出的长波长带光。例如，长波长光源单元发射包括由图10中的实线所示的频谱A和由图10中的虚线所示的频谱B的光。长波长光源单元的频谱A具有在约455nm附近的第一峰值波长P1、在约490nm附近的第二峰值波长P2以及在约600nm附近的第三峰值波长P3。当在第一峰值波长P1的光输出由1表示时，发射频谱A的长波长光源单元配置为使得在第二峰值波长P2的光输出约为0.9，且在第三峰值波长P3的光输出约为0.53。此外，发射频谱A的长波长光源单元配置为使得相关色温是6800K，平均显色指数Ra是85，并且S/P比是2.79。

在图11中，由实线所示的频谱X表示当激活短波长光源单元和发射频谱A的长波长光源时的合成光的频谱。在这种情况下，合成光的相关色温是8000K，平均显色指数Ra是95，并且S/P比是2.62。

此外，发射由图10中的虚线所示的频谱B的长波长光源单元具有在约440nm附近的第一峰值波长P1以及在约550nm附近的第二峰值波长P2。当在第一峰值波长P1的光输出由1表示时，发射频谱B的长波长光源单元配置为使得在第二峰值波长P2的光输出约为0.43。此外，发射频谱B的长波长光源单元配置为使得相关色温是7100K，平均显色指数Ra是70，并且S/P比是2.04。

在图11中，由虚线所示的频谱Y表示当激活短波长光源单元和发射频谱B的长波长光源时的合成光的频谱。在这种情况下，合成光的相关色温是8100K，平均显色指数Ra是71，并且S/P比是2.14。

在以这种方式配置的照明设备中，如图2所示，激活检测单元34检测是否从AC电源D向主激活电路单元31供应电力。当在正常操作期间向主激活电路单元31供应电力时，主激活电路单元31控制发光单元11中的短波长和长波长光源单元的激活。例如，当用操作开关（未示出）执行激活操作时，短波长和长波长光源单元被激活，使得发光单元11发射白色光（参考图11）。

当来自AC电源D的电力供应由于导线破损或类似情况而中断时，激活检测单元34向输出改变单元38提供改变信号。一旦接收到改变信号，输出改变单元38控制开关电路单元33以切换至延伸通过备用激活电路单元32的电力线。这从充电单元35，而非从AC电源D，向备用激活电路单元32供应电力。然后，例如，当用操作开关（未示出）执行激活操作时，仅激活短波长光源单元，并且发光单元11发射具有10000K的相关色温的光（参考图9）。

具有10000K的相关色温的光在用作在JISC8155：2210“GeneralLightingLEDModule,CapacityRequirements”中规定的用于发射白色光的LED模块的相关色温范围内（2500K至10000K）。因此，在备用操作期间可以发射白色光。此外，当将长波长光源单元去激活时，仅激活具有相对高的色温的短波长光源单元。结果，在备用操作期间的S/P比高于在正常操作期间的S/P比。此外，作为一个单一体，来自短波长光源单元的光具有大于等于70的平均显色指数Ra。因此，可以维持充分高的显色。

上文修改的示例的短波长光源单元和长波长光源单元在正常操作期间以相同的光通量来激活。然而，可以改变光通量比例。此外，在上文修改的示例中，长波长光源单元被激活。替代地，可以对长波长光源单元进行调光。以这种方式，可以激活长波长光源单元或对其进行调光，使得在从照明单元11中发射的光的光输出中，长波长带的光输出大于短波长带的光输出。短波长光源单元不必具有如图9所示的特性，并且可以具有由图12中的实线或虚线所示的特性。

在上文的实施例中，当接收到改变信号时，输出改变单元38通过输出改变单元38和开关电路单元33从备用激活电路单元32向LED光源21供应电力。替代地，当接收到改变信号时，输出改变单元38可以仅通过开关电路单元33供应来自备用激活电路单元32的电力。在这种情况下，激活检测单元34可以向开关电路单元33提供改变信号，使得开关电路单元33切换至延伸通过备用激活电路单元32的电力线。

本发明的示例和实施例应被认为是例证性的，而非是限制性的，并且本发明不限于本文中给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同形式内进行修改。

Claims (6)

1.一种照明设备，包括：

发光单元，所述发光单元包括两个以下的LED光源，其中，所述发光单元使用所述两个以下的LED光源来发射短波长带光和长波长带光；以及

输出改变单元，所述输出改变单元用来改变至少所述长波长带光的输出，

其中，当所述输出改变单元接收到改变信号时，所述输出改变单元用来降低至少所述长波长带光的所述输出，

其中，所述照明设备进一步包括：

主电源单元，所述主电源单元向所述发光单元供应电力；以及

备用电源单元，所述备用电源单元在备用情况期间向所述发光单元供应电力，在所述备用情况期间，来自所述主电源单元的电力供应被中断，

其中，所述输出改变单元接收所述改变信号，所述改变信号表示供应给所述发光单元的所述电力已经从由所述主电源单元供应的电力切换至由所述备用电源单元供应的电力，并且所述输出改变单元用来在接收到所述改变信号时降低至少所述长波长带光的所述输出。

2.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述输出改变单元逐步地降低至少所述长波长带光的所述输出。

3.根据权利要求1所述的照明设备，其中，

所述发光单元通过发射所述短波长带光和所述长波长带光来发射白色光；并且

所述输出改变单元合并所述短波长带光与所述长波长带光以发射白色光，直至从接收到所述改变信号时开始经过预定的时间，并且所述输出改变单元在经过所述预定的时间之后降低至少所述长波长带光的所述输出。

4.根据权利要求1或2所述的照明设备，进一步包括光通量测量单元，所述光通量测量单元测量所述两个以下的LED光源的光通量，其中，当由所述光通量测量单元测量的所述光通量变得小于或等于预定值时，所述输出改变单元降低至少所述长波长带光的所述输出。

5.根据权利要求1或2所述的照明设备，进一步包括：

主电源单元，所述主电源单元向所述发光单元供应电力；以及

检测单元，所述检测单元在检测到来自所述主电源单元的电力供应已经被中断时向所述输出改变单元提供所述改变信号。

6.根据权利要求5所述的照明设备，进一步包括：备用电源单元，所述备用电源单元在备用情况期间向所述发光单元供应电力，在所述备用情况期间，来自所述主电源单元的所述电力供应被中断，

其中，当所述输出改变单元接收到所述改变信号时，所述输出改变单元将供应给所述发光单元的所述电力从由所述主电源单元所供应的所述电力切换至由所述备用电源单元所供应的所述电力。