CN105683653A - 增强的颜色偏好光源 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了光源，其发射具有增强色谱特征的光。本发明公开了一种被称为照明偏好指数(LPI)的颜色度量，其可通过调整光源的光谱功率分布而实现颜色偏好的定量优化。在一个实施例中，灯包括至少一个具有大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，至少一个具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色光源，以及至少一个具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长的红色光源，其中所述灯具有至少120的LPI。

Description

增强的颜色偏好光源
相关专利的交叉引用
本申请要求享有于2013年9月9日提交的美国临时专利申请No.61/875,403以及于2014年2月10日提交的美国临时专利申请No.61/937864的权益和优先权，这两个申请均通过引用而完整地结合在本文中。
技术领域
本公开总地涉及提供光源，其发射具有增强的色谱特征的光，使得人们观测到可感知的增强的颜色偏好。增强的颜色偏好是由于增强的颜色对比度和增强的白度的组合，并且公开了一种颜色度量方法，其可通过调整光源的光谱功率分布而实现颜色偏好的定量优化。
背景技术
Reveal®是通用电器公司用于表示光源的商标术语，例如电灯泡，其相对于未改进的白炽灯光源或卤素光源具有增强的红-绿颜色对比度发光特征和增强的白度。Reveal®白炽灯泡和卤素灯泡通过在灯丝发射的光前面放置特殊类型的玻璃(即，用钕(Nd)氧化物浸渍的玻璃)而过滤光，其吸收某些黄色光灯。用Nd氧化物浸渍的玻璃造成色谱的黄色区域中的“衰减”，使得在这种光下观察的物体具有增强的颜色对比度，尤其红色和绿色物体，其很容易被观测员，例如屋子房间内的人所对比。某些黄色光的去除还将CIE色图上的色度位置移动至略低于黑体轨迹的某个点上，其通常对大多数观测员产生了白光的印象。
在图1a-c中显示了黄色光的重要性和其如何影响颜色的知觉。图1a描绘了针对XYZ色度的三种配色函数(function)，或标准观测员的色度响应。感知的物体颜色通过确定照明源光谱、物体的反射光谱和三种配色函数的乘积来确定。这些函数涉及人眼中的感光体的响应，并且可被认为是蓝色(102)、绿色(104)和红色(106)光的感觉。图1b描绘了标准白炽光谱与蓝色(132)、绿色(134)和红色(136)响应的配色函数的乘积。如图可见，绿色(134)和红色(136)成分显著地重叠，并且峰值仅分开了34nm。图1c描绘了Revel®白炽光谱与蓝色(162)、绿色(164)和红色(166)响应的配色函数的乘积。如图可见，绿色(164)和红色(166)成分更加不同，具有53nm的波峰间隔。这容许观测员更容易区别具有更大对比度的红色和绿色，导致当黄色光受到抑制时更为饱和的外观。
光谱上增强的照明产品已经获得了几十年的商业成功。传统的颜色质量度量或传统的测量可能不会回报这种增强的照明产品，然后消费者时常比其不变的配对物而更喜好它们。随着固态照明(SSL)的到来，尤其发光二极管(LED)光谱的可定制性，已经明显看到目前度量不适合评估和反映LED产品的质量。SSL光源，例如LED或OLED可直接从半导体，例如蓝色或红色或其它有色的LED中产生光。或者光可通过来自SSL的高能量光的变换来产生，例如蓝色或紫色LED，通过降频变换器，例如荧光体或量子点或其它能量变换材料。用于半导体的峰值发射波长的范围以及降频变换器发射的峰值和宽度的范围通过最近的技术发展而得以延伸，覆盖几乎连续的整个可见光波长(大约380nm至大约750nm)范围，实现调整可见光谱的广泛的灵活性，从而为观测员增强颜色偏好。因此，为了光谱调整的目的，术语光源可意味着任何可见光的来源，例如半导体、或LED、或OLED、或降频变换器、例如荧光体或量子点、或若干个这种光源的复合体、或一种包括这种光源的系统，例如灯或发光体或固定器。
对于几乎半个世纪，显色指数(CRI)是表达光源颜色品质的主要方法。然而，其效率由于其计算方法而是天性有限的，尤其当处理光谱功率分布(SPD)时，其包含对波长的陡峭的坡度，如时常见于LED。CRI的缺点被很好地记录在案，并且已经提出了各种广泛的替代度量法。然而，替代的颜色品质度量会尽力精确地定量照明产品的消费者偏好。Houser和同事在光学出版社，第21卷，#8,10393-10411 (2013)，作者为K.W. Houser, M. Wei, A.David, M.R. Krames和 X.S. Shen的“用于测量光源颜色再现的回顾和用于使颜色再现特征化的二次测量系统的考虑”中提供了大部分各种颜色品质度量的详细概述和比较。总地说来，各种度量可被分解成三个与其意图和计算方法相关的广义类别：保真度、辨别力和偏好。包括CRI的保真度度量对基准发光体的绝对差进行定量，而不管试验的发光体被认为是更好或更坏，并且没有考虑基准发光体实际上是被大多数观测员所喜好的。辨别力度量对在试验发光体下可产生的色彩空间的总面积进行定量，并且在饱和度和色调失真的极端水平下被最大化。许多传统的颜色偏好度量经过发展，以提供用户颜色偏好的定量测量，但没有提供与观测员数据的充分的相关性，以及目标值，从而可实现光源的优化，使得在设计优化中可使用度量值作为目标参数。
通常，已经发现观测员偏好增强的饱和度，引起颜色更吸引人。然而，高的饱和度或色调位移可能导致不自然的颜色和物体的显现。例如，色域面积指数(GAI)和色域面积规模(Qg)都属于辨别力度量，其提供了与观测员偏好很好的相关性，高达某些颜色饱和度的极限，在其之外GAI和Qg继续增加，而观测员偏好锐减。因此看起来某些调整对于颜色饱和度度量可能是必须的，例如GAI或Qg，从而使其与观测员偏好更好地对准。此外，观测员还倾向于偏好看似白色的光源，其通过发光体的色点相对于普朗克(黑体)轨迹来驱动，有些不依赖颜色饱和度。在照明工业中通常认可的是，颜色偏好不能通过任何单个现存的颜色度量进行充分地定量。近年来已经公布了若干组合两种或更多种颜色度量以便更好地描述颜色偏好的努力。然而，看似没有任何人已经提出了一种颜色偏好度量，其限定了具有充分定量精度的颜色偏好，从而可通过光谱的数字调整而实现光源颜色偏好的优化。即使现存的颜色偏好度量是定量的，但均受到某些方式的限制，从而在设计光源或光谱时不适合用作优化参数，以便为通常的观测员实现最佳的颜色偏好。
在颜色偏好类别中某些更为人所知的度量包括弗拉特里指数(Rf)、颜色偏好指数(CPI)和记忆显色指数(MCRI)。所有这三种度量具有用于八至十个试验颜色样本的色度坐标的“理想”配置，并且均定量这些目标值的偏差。弗拉特里指数是对目标偏好的第一度量，并使用十个具有不等权重的颜色样本。然而，为了保持与CRI的相似性，减少了目标色度位移至其实验值的五分之一，极大地减少了其影响。CPI保持用于偏好的色度位移的实验值，导致了更好的颜色偏好表现。然而，在试验颜色样本的选择，利用相同的八个不饱和的试验颜色作为CRI方面是有些限制的。不饱和的(柔和的)试验颜色是不能评估高度饱和的光源的影响。MCRI使用观测员的记忆，从而限定熟悉物体的十种颜色的理想的色度配置。此外，上面的度量都没有考虑试验源的“白度”或色点。为此，作者J.P. Freyssinier 和 M.S.Rea在“用于普通照明的光源的A类颜色指示”(光和视觉环境杂志，第37卷，#2&3，pp.46-50(2013))中推荐了一系列用于“A类照明”的准则，其对CRI(>80)，GAI(80-100)和色点(靠近“白”线)提出了约束。虽然这些条件限定了推荐的设计空间，但是它们不能进行优化，以规定最大限度地增加颜色偏好的光谱或光源，因为没有确定的最优值，并且没有推荐三种特征的权重。
当同白炽灯比较时，固态照明技术，例如LED和基于LED的装置时常具有优越的性能。这种性能可通过有效的灯寿命、灯效能(每瓦流)、颜色温度和颜色保真度、以及其它参数进行定量。其可能需要制作和使用LED照明装置，并且还提供增强的颜色偏好品质。
存在商用灯类型(包括白炽灯、卤素灯和LED)，其采用Nd-掺杂玻璃来吸收由光源发射的光谱中的某些黄色光，其增强了相对于其配对灯的颜色偏好，而没有被Nd-掺杂玻璃吸收。GE照明公司和某些其它制造商具有这三种类型的各种产品。GE照明产品具有Reveal®商标名称。
用于紧凑型萤光灯(CFL)、线性萤光灯(LFL)和LED灯的荧光体的某些特别配方是已知的，其增强了相对于其采用标准荧光体的配对灯的颜色偏好。GE照明具有头两种类型的各种产品，也是Reveal®商标名称。第三类型的LED光源是已知的，例如在杂货店应用中，以便增强肉类、蔬菜和农产品(例如水果)的颜色。
这些现存的光源均采用要么Nd-掺杂玻璃，或定制的荧光体，其减少光源所发射的黄色光的数量，从而增强颜色偏好。然而，这些产品没有实现超过几十年来旧式GE照明Reveal®白炽灯以及其它现存产品的颜色偏好的水平。这些现存光源中的Nd滤光器通常由Nd2O3-掺杂玻璃组成，但在其它实施例中，黄色滤光器可由若干种其它Nd或钕镨合金的化合物或其它化合物的其中之一组成，其优选吸收黄色光，埋置于各种基质宿主材料，例如玻璃、晶体、聚合物或其它材料中；或者由其它掺杂剂或玻璃上的涂层组成，其优选吸收黄色；或者通过将任何黄色吸收器添加至灯或照明系统的任何光学有源器件中，例如反射器或漫射器或透镜，其可能是玻璃或聚合物或金属或任何其它容纳黄色吸收器的材料。黄色吸收的精确的峰值波长和宽度将依赖于具体的Nd或稀土化合物和宿主材料而变化，但Nd、钕镨合金以及其它稀土化合物和宿主材料的许多组合适合替代Nd2O3-掺杂玻璃的组合，如某些其它黄色滤光器。Nd或其它黄色滤光器可采用封闭光源的圆顶的形式，或者可能是任何其它封闭光源的几何形式，使得大多数或所有在黄色波长范围内的光穿过滤光器。
发明内容
本发明提出了光源和用于制作光源的方法，其发射具有增强的色谱特征的光，使得人们观测到感知的增强的颜色偏好。本发明还提出了一种颜色度量，被称为照明偏好指数(LPI)，其可通过调整光源的光谱功率分布而实现颜色偏好的定量优化。在一个实施例中，复合光源包括至少一个具有大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，至少一个具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色光源，以及至少一个具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长的红色光源，其中复合光源具有至少120的LPI。
在另一有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色固态光源，以及具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长的红色固态光源，其中这种复合光源具有至少120的LPI。
在一个有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长并具有小于55nm半峰值全宽(FWHM)的绿色或黄-绿色固态光源，以及具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长并具有小于35nm的FWHM的红色固态光源，其中这种复合光源具有至少120的LPI。
在又一有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色固态光源，以及具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长的红色降频变换器。这种复合光源具有至少120的LPI。
在又一有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色固态光源，以及具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长并具有小于35nm的FWHM的红色降频变换器，其中这种复合光源具有至少120的LPI。
在又一有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色降频变换器，以及具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长的红色固态光源，其中这种复合光源具有至少120的LPI。
在又一有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色降频变换器，以及具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长并具有小于35nm的FWHM的红色固态光源。这种复合光源具有至少120的LPI。
在又一有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色降频变换器，具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长并具有小于35nm的FWHM的红色固态光源，以及具有大约630nm至大约680nm范围内的峰值波长的深红色固态光源。这种复合光源具有至少120的LPI。
在又一有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色降频变换器，以及具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长的红色降频变换器，其中这种复合光源具有至少120的LPI。
在又一有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色降频变换器，以及具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长并具有小于35nm的FWHM的红色降频变换器。这种复合光源具有至少120的LPI。
在又一有利的实施例中，复合光源包括具有大约400nm至大约460nm范围内的峰值波长的蓝色光源，具有大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长的绿色或黄-绿色降频变换器，具有大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长并具有小于35nm的FWHM的红色降频变换器，以及具有大约630nm至大约680nm范围内的峰值波长的深红色固态光源。这种复合光源具有至少120的LPI。
附图说明
某些实施例的特征和优势以及实现它们的方法将参照以下结合附图所作的详细说明而变得更为清晰，附图显示了典型的实施例(不一定按照比例绘制)，其中：
图1a包括针对XYZ色度的三种配色函数或标准观测员的色度响应的曲线图。
图1b包括标准白炽灯的三种配色函数与光谱的乘积的曲线图。
图1c包括Reveal®白炽灯三种配色函数与光谱的乘积的曲线图。
图2显示了选择所选LED系统的观测员的百分比，其被设计为增强的照明偏好指数(LPI)水平，如观测员偏好的照明环境。
图3包括“白线”(有时也被称为“白体曲线”或“白体轨迹”)曲线图和黑体曲线的曲线图，以及2700K至6500K的相关色温(CCT)的轨迹，其与用于LED的ANSI色箱相对应。
图4显示了a*-b*色度平面中的10个主色调类别，其是在用于颜色的芒塞尔分类系统中规定的。
图5a显示了a*-b*色度平面中的径向和方位角分量，其包括各个CRV。
图5b显示了在芒塞尔值5下的用于钕白炽灯的显色矢量(CRV)。
图6显示了Reveal®类型的白炽光源或卤素光源，其包括位于玻璃圆顶中的一个或多个白炽线圈或卤素线圈，玻璃圆顶掺杂了氧化钕(Nd2O3)。
图7a包括具有CCT=2695开氏温度(K)的图6白炽光源的相对光输出对波长(或光谱功率分布(SPD))的曲线图，以及具有相同CCT=2695K的黑体光源的SPD的曲线图。
图7b包括具有CCT=2695K的白炽光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图，其通过利用Nd-掺杂玻璃过滤白炽光源的光而获得。
图8a显示了Reveal®类型的LED光源，其包括一个或多个LED。
图8b是图8a的光源的分解图。
图9包括热白LED灯的SPD的曲线图，以及具有CCT=2777K的Reveal®类型的LED光源的SPD曲线图，热白LED灯包括多个蓝色LED，其各激励一个YAG荧光体和红色荧光体，混合光具有CCT=2766K。
图10显示了Reveal®类型的CFL光源，其包括被覆定制的荧光体混合物涂层的低压Hg放电管，其具有相对较低的黄色发射率。
图11包括具有CCT=2582K的图10的Reveal®类型的CFL光源的光谱功率分布(SPD)的曲线图，以及具有CCT=2755K的图6 Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图12包括图8b的光源的SPD的曲线图，其具有绿色和红色荧光体，荧光体具有完全分开的峰值波长，以便在黄色波长范围内产生凹陷，并具有CCT=2753K，并且是与图6具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图一起绘制而成的。
图13包括BSY+R类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图，BSY+R类型的LED光源具有被覆BSY荧光体涂层的蓝色LED和红色LED，并具有CCT=3000K。
图14显示了作为波长的函数的蓝色发射率。
图15显示了五个宽度变化的可能的绿色分量的选择。
图16显示了九个可能的红色分量的选择，其具有变化的宽度和峰值波长。
图17描绘了包括蓝色、绿色和红色分量的典型光谱。
图18绘制了4050光谱的LPI值对CRI值，其具有所有可能的绿色和红色宽度和峰值波长的组合。
图19显示了照明偏好指数(LPI)对绿色和红色宽度及峰值波长的3x3轮廓绘制网格，其与黑体轨迹的色点相关联，或者Duv=0.000。
图20显示了LPI对绿色和红色宽度以及峰值波长的3x3轮廓绘制网格，其与黑体轨迹和“白线”之间的中途色点相关联，或Duv=-0.005。
图21显示了LPI对绿色和红色宽度及峰值波长的3x3轮廓绘制网格，其与靠近“白线”的色点相关联，或Duv=-0.010。
图22包括最佳三分量光谱的光谱功率分布(SPD)的曲线图，其取得了最高的LPI值。
图23显示了与BSY+R系统相关联的LPI对绿色宽度、绿色峰值波长、红色峰值波长和Duv的3x3轮廓绘制网格。
图24包括具有CCT=2700K的BSY+R类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图25包括针对能量之星准则优化的具有CCT=2700K的BSY+R类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图26包括x-y色度空间的曲线图，其具有黑体轨迹、“白线”和能量之星四边形，以及优化成高LPI的BSY+R系统的色点和利用能量之星约束优化成高LPI的BSY+R系统。
图27包括针对能量之星准则优化的具有CCT=2700K的BSY+DR类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图28包括具有CCT=2700K的BSY+R+DR类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图29包括具有CCT=2700K的BSY+R+Nd类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图30包括具有CCT=2700K的BSY+DR+Nd类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图31包括具有CCT=2700K的BSY+R+DR+Nd类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图32包括具有CCT=2700K的BSG+BR类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图33包括具有CCT=2700K的BSG+NR类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图34显示了作为波长的函数的PFS荧光体的发射率。
图35显示了与BSY+PFS系统相关联的照明偏好指数(LPI)对绿色宽度和峰值波长以及Duv的3x3轮廓绘图。
图36包括最佳三分量光谱的SPD的曲线图，同时利用了PFS荧光体，实现了最高的LPI值。
图37包括具有CCT=2700K的BSY+PFS类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图38包括具有CCT=2700K的BSG+BR+Nd类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图39包括具有CCT=2700K的BSG+NR+Nd类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
图40包括具有CCT=2700K的BSY+PFS+Nd类型的LED光源的SPD的曲线图，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图。
具体实施方式
本发明提出了一种新型定量的有效的颜色偏好度量，其被称为照明偏好指数(LPI)。LPI可用作定量度量，以便提供设计规则，最大限度地增加光源的颜色偏好特征，并且/或者设计光谱的多响应优化，其包括颜色偏好以及其它测光响应、比色响应和其它设计响应。所产生的光谱、光源和灯展现了高的LPI值，其显示了比现存Reveal®类型的光源和/或相似的传统产品显著的出乎意料地更高的颜色偏好。
这里公开的LPI考虑了优选颜色外观(饱和度和色调失真)以及远离普朗克轨迹的色点方面的优选位移。LPI可用作推测性度量，以及对消费者偏好定量的度量。因而，LPI可用作设计工具，用于优化颜色偏好的光谱。实际上，借助于初步的观测员测试已经发现关于LPI的强相关性，并且通过额外的研究证明了LPI作为精确预测偏好度量的优化能力。在具有86个参与者的观测员研究中，设计了四个离散的LED系统，用于不同的LPI增强水平，范围在114至143内。这个研究中的所有观测员在17至28岁的年龄范围内，具有40%的男性和60%的女性的性别分布，57%的高加索人、30%的亚洲人、8%西班牙人和5%非洲美国人的种族分布，以及94%北美、5%亚洲和1%欧洲的地理分布。各个LED系统照亮了分开的包含家庭物品的小隔间，例如彩色的织物、水果、木地板和镜子。观测员被问及选择他们整体所喜好的照明环境。结果显示具有最高LPI值的LED系统被大多数观测员所喜好，而第二、第三和第四高的LPI值分别是第二、第三和第四最喜好的。图2显示了观测员选择各个LED系统作为他们喜好环境的百分比。如图所示，最高百分比的观测员(42%)喜好具有LPI143的光源D，而最小百分比的观测员(11%)喜好具有LPI114的光源A。在LPI、光谱设计分量以及其它颜色度量之间的趋势在这里通过利用参数化的三分量LED光谱的计算研究来描述。
传统比色和光度定量或度量源自相对较小的观测员组的响应，并因而不代表整个人类种群，也不能代表每种人口统计学群体和文化群体。然而，这种度量在其被创造之后使用了几十年，用于设计、评估和优化照明产品。事实上，光源仍然是基于这些度量，例如流明和显色指数(CRI或Ra)进行设计的。
未来LPI公式迭代可能考虑额外的观测员偏好数据；这可能轻微改变了这里所述用于LPI度量的公式，尤其如果新的数据源自不同的人口统计学群体或文化群体时，因为已经知道颜色偏好随种群而变化。这里所述用于LPI的公式基于在21至27岁年龄范围内的观测员组，其具有58%男性和42%女性的性别分布，92%高加索人和8%亚洲人的种族分布，以及在北美中的地理分布。然而，这不会减少目前这里所限定的LPI的有效性，其定量并优化任意光源光谱的颜色偏好的水平，使得如果建造光源并且由具有与特殊试验种群相似颜色偏好的种群观测试验发光体，那么相对于在LPI标度上分数较低的其它光源，试验光源将被试验种群所喜好。此外，针对高LPI优化，并具有比传统光源更大的LPI的光谱或光源展现了观测员中比任何传统光源更高的颜色偏好倣(在我们的数据集中具有相似的颜色偏好)。作为类比，如果限定了流明，例如暗视流明的变化，其不同于传统的明视流明，并且暗视流明的限定可使光源的发现和显影增加或优化了暗视流明效率，其不会使光源的发现和显影的有效性无效，其已经提供，并且继续提供增加或优化的明视流明因为明视流明已经被严格地限定，即使其不是普遍适用于所有照明应用。
虽然现存的颜色品质度量努力精确地定量照明产品的消费者偏好，但LPI客观地限定了定量的颜色偏好度量，其与有限的观测员种群关联最接近，对于他们颜色偏好数据是可用的。LPI度量是两个参数的函数：照明源的白度和被光源照射的物体的颜色外观。在解释了白度和颜色外观之后，下面限定了具体的LPI函数。
这里使用的白度指与色度图上的“白线”的色点接近度，其中“白线”被限定在以下出版物中：“白色照明”，颜色研究&应用第38卷，#2，pp.82-92(2013)，作者M.S. Rea & J.P. Freyssinier (后文中简称为“Rea基准”)。Rea基准通过引用而结合在本文中。“白线”上的色点的具体示例值由下表1中的色点给出，其是针对2700K至6500K的颜色温度所选择的CCX和CCY颜色坐标而报告的。
颜色温度(CCT) CCX CCY
2700K 0.4431 0.3806
3000K 0.4212 0.3716
3500K 0.3980 0.3710
4100K 0.3773 0.3788
5000K 0.3458 0.3628
6500K 0.3114 0.3389
表1
如图3中所见，并如表1中所限定的那样，“白线”304(有时也被称为“白体线”、“白体曲线”或“白体轨迹”)在高颜色温度下(例如4000K以上)略高于黑体曲线302，并且在较低的颜色温度下低于黑体曲线。研究指示“白线”上的照度可与人们对“白”光的知觉相对应。“白线”是针对广泛的颜色温度范围而提出的，但对于大约2700K至大约3000K之间的颜色温度(这些是消费者时常更喜欢的CCT值)，“白线”是低于黑体轨迹的大约0.010Duv，其中Duv代表了u-v色度空间中离黑体轨迹的距离。
以下方程用于提供对于任何色点的白度度量，其具有在大约2700K至大约3000K之间的CCT。这个白度度量对于普朗克轨迹上的任何点将为零，或基本为0，并且对于“白线”上的任何点将是统一的(基本为1)：
方程(1)：，
其中出于方程(1)的目的，Duv是u-v空间中离普朗克轨迹的色点的距离(注意：黑体线下面的值是在方程(1))中是负的。例如，对于黑体下面的0.010处的点，人们可将-0.010插入到方程(1)中。(对于具有大约2700K至大约3000K范围之外的CCT的色点，白度可通过图3中的色点位置的检查来逼近，而无须过度的实验；例如如果照明源具有“白线”上的色点，那么其将类似地具有统一的白度值)。如下面进一步详细解释的那样，LPI随着照明源的色点接近“白线”而增加，并且随着其在任一方向的移开而降低。
这里使用的颜色外观是显色性的复合测量，其是照明源的净饱和度值(NSV)和色调失真值(HDV)的函数(例如相对较高的LPI值针对NSV获得的，其显示了增强的饱和度，但不是过度饱和的)；(例如相对较高的LPI值是针对HDV获得的，其显示了最小的或零色调失真)。NSV和HDV将在下面进行更详细地解释。
照明偏好指数(LPI)度量是利用不偏的试验颜色样本选择发展而成的，通过利用1600种校正的芒塞尔虚光谱反射系数的完整数据库而选择颜色矩阵。这些1600种颜色将被本领域中的普通技术人员所理解，尤其考虑到M.W. Derhak & R.S. Berns的“约恩芬芒塞尔虚光谱数据库的分析和校正”，颜色和成像会议，2012(1)，191-194 (2012)。利用这个颜色矩阵容许利用色调、值和色度的芒塞尔分类系统而覆盖极大部分颜色空间。
本领域中的技术人员还应该懂得，这个矩阵中的各个颜色通过芒塞尔系统根据其色调(其具有10个类别，每个类别4个子类，达到40个总项)、色度(从0至16的范围内)和值(从0至10的范围内)来限定。在图4中描绘和标出了10个色调类别。所有饱和度或色度和色调的水平都具有相等的权重并以统计计数方法进行处理，其遵循IEEE J. Sel. Top.Quantum Electron., 15(6), 1753 (2009) “固态灯的颜色品质的统计方法”中所述相似的方法，作者为A. Zukauskas, R. Vaicekauskas, F. Ivanauskas, H. Vaitkevicius,P. Vitta和M.S. Shur。
所有1600种颜色样本的色点经过计算，其通过照明源(即，试验发光体)和CIE基准发光体或普朗克辐射体在相同的颜色温度下显现出来的。CIE基准发光体具有光谱，其由照明源的CCT，利用用于黑体辐射的普朗克定律进行确定。普朗克定律限定了光源B的辐射率(以W/sr·m3为单位)，其是波长λ(米为单位)和绝对温度T(K为单位)的函数：其中h是普朗克常数，并且kB是波耳兹曼常数。
所有这些色点(也被称为颜色坐标)然后被转换成CIELAB颜色空间，并产生颜色再现矢量(CRV)。CRV代表了相对于基准发光体的颜色外观位移的大小和方向。图5a显示了包含在各个CRV中的分量。径向分量或ΔCab对色度或饱和度方面的位移定量，其中远离原点的位移表示饱和度方面的增加，并且朝向原点的位移表示饱和度方面的减少。方位角分量或Δhab对色调方面的变化定量，并且可通过弧度方面的角度变化来表示。在具体芒塞尔值下的CRV的矢量图可作为a*-b*色度平面上的颜色位移的视觉表现而产生。图5b代表在芒塞尔值5下用于钕白炽灯的CRV502，这种钕白炽灯是用户通常喜好的产品。如矢量图中所见，钕灯产生了增强的饱和度，尤其在红色和绿色分量方面(分别在矢量图的右边和左边)。在插图504中指示了与黄色Y、红色R、紫色P、蓝色B和绿色G相对应的大致的矢量方向。
然后确定所有1600种芒塞尔颜色的各个CRV的径向和方位角分量，以便分别定量色度和色调方面的位移。对于这种大样本尺寸，CRV的大小和方向可通过统计计数来表示。
净饱和值(NSV)代表了试验样本的百分比，其具有改善的饱和度，减少了具有衰减饱和度的样本的百分比。改善的饱和度通过超过平均感知差异阈值的色度(ΔCab>0)的增量来表示，但低于过度饱和极限。衰减的饱和度(ΔCab<0)仅在色度减少超过与平均感知差异相同的阈值时才加以考虑。平均感知差异值基于以下出版物：“在采用CIELAB和CIELUV之后形成的统一颜色空间的评估”，颜色研究和应用，第19卷，#2，pp.105-121(1994)，作者M.Mahy, L. Van Eycken, & A. Oosterlinck，其发现平均感知半径在CIELAB空间中为2.3。对于过度饱和极限，基于以下出版物选择的ΔCab的值=15：在LEDs 2012, Oct. 11-12, SanDiego, CA (2012)上展现的“用于固态照明的颜色品质设计”，作者Y. Ohno。在这工作中，发现了对于饱和颜色的偏好增加至极限，并且偏好响应对于高饱和度下降。在大约ΔCab=15的值周围，偏好响应可比拟不饱和，或ΔCab=0，其中偏好响应在这两个值之间增加。
单独的NSV值(NSVi)针对芒塞尔系统中的10种主要色调类别进行计算，并且总的NSV被作为10种色调上的平均值。如本公开中所用，NSV通过方程(2)和方程(3)来限定：
方程(2)：，
方程(3)：，
其中ΔCab是CRV的径向分量，并且代表所感知的色度或饱和度方面的位移，并且i代表用于芒塞尔系统的10个主要色调类别中的色调类别。对于区域-2.3<ΔCab<2.3，饱和度方面的变化可能不被典型的观测员感知，并因此不被认为是改善或变得更坏。
色调失真值(HDV)代表改变色调的试验样本的权重百分比。虽然增加的色度(高达极限)通常有助于达到相对较高的LPI值，但是色调方面的变化通常是不符合要求的(虽然色调方面的变化是比色度变化相对较弱的最后LPI值的连带因素)。
本领域中的技术人员应该懂得，芒塞尔颜色系统通常被划分成40个色调子类(10个主要色调类别各4个子类)。为了计算HDV，变化至下一色调子类的试验颜色的百分比通过平均Δhab值进行加权，通过色调子级之间的间隔(π/20弧度)进行标定，其中Δhab>π/20弧度(或1/40圆)。这个额外加权用于说明非常大量的色调失真，其中该百分比单独逼近非常高的百分比下的极限，几乎所有试验颜色都经历了要考虑的超越阈值的色调失真。对于这些计算，色调失真的方向并不重要，所以对于顺时针和逆时针方向上的失真而言，Δhab>0。如同NSV，单独的HDV值(HDVi)针对芒塞尔系统中的10种主要色调类别进行计算，并且总的HDV被作为10种色调上的平均值。如本公开中所用，HDV通过方程(4)和方程(5)来限定：
方程(4)：，
方程(5)：，
Δhab是CRV的方位角分量，并且代表所感知的色调方面的位移，i代表用于芒塞尔系统的10个主要色调类别中的色调类别，并且是在色调i中所有颜色的平均Δhab值。
接下来，NSV和HDV根据方程(6)融合到颜色外观值中：
方程(6)：
注意在方程(6)中，HDV是相对于NSV加权的(即，除以系数)，从而为观测员偏好响应提供最佳的匹配。实际地，通常达到的最高的颜色外观值大约为1，虽然理论上其在NSV=100且HDV=0的条件下可达到值2。
最后，LPI方程通过方程7来限定：
方程(7)：，
其中白度被限定在方程(1)中，并且颜色外观被限定在方程(6)中。参数“100”经过选择，使得基准黑体发光体如同其它照明度量一样划出了基线值100。参数“50”经过选择，从而标定LPI变化至与CRI相似的大小。例如，典型的钕白炽灯可能在CRI系统中降低大约20点，其具有大约80的CRI(相对于用于基准的CRI=100)，而相同的钕白炽灯可能在LPI系统中得以奖励大约20点，其相对于用于基准的LPI=100具有大约120的LPI。38%白度和62%颜色外观的权重因子被加以选择，从而为观测员偏好数据提供最佳匹配。这些权重因子依赖于观测员组，并可在未来发展中随着补充的观测员偏好数据而修改，尤其来自不同的人口统计群体或文化群体。然而，在本公开中，LPI通过方程(7)和其相关联的描述来限定。
用于LPI的替代“主”方程如方程(8)所示，其仅仅是方程(1)、(6)和(7)的组合：
方程(8)：
根据上面所示的主方程重申LPI的目的是为了显示这个新颖的指数提供了本领域中的普通技术人员可从颜色科学的参数中，利用本公开的向导而推导出的值，而无需任何过度的实验。LPI随着NSV增加，但随着HDV的增长而衰减。LPI单独地随着Duv接近“白线”而增加。实际地，通常可达到的LPI的最高值大约为150，与白度=1和颜色外观=1相对应，然而在白度=1和颜色外观=2的条件下存在理论最大值181。
总之，用于给定的灯或给定的试验发光体或给定的照明装置的LPI值可通过以下步骤来确定(不一定按这个顺序)：
(a)提供试验发光体所发射的光的光谱作为其光谱功率分布(SPD)，其具有1-2nm(或更细)的保真度；
(b)由试验发光体的SPD确定色点(颜色温度和Duv)；
(c)利用方程(1)计算来自Duv的白度分量；
(c')由试验发光体的颜色温度确定基准光谱；
(d')对于基准和试验发光体计算CIELAB颜色空间中所有1600种芒塞尔颜色的色点；
(e')相对于基准光谱计算用于试验发光体的颜色再现矢量；
(f')分别利用方程(3)和方程(5)计算净饱和值和色调失真值；
(g')利用方程(6)计算颜色外观分量；和
(d)利用方程(7)将来自步骤(c)的白度分量和来自步骤(g')的颜色外观分量融合到LPI。
传统的灯类型包括白炽灯、卤素灯和LED灯，其采用Nd-掺杂玻璃来吸收由光源发射的光谱中的某些黄色光，从而增强相对于其没有Nd吸收的配对灯的颜色偏好。图6显示了Reveal®类型的白炽光源或卤素光源600，其包括位于玻璃圆顶中的一个或多个白炽线圈或卤素线圈602，玻璃圆顶604掺杂了氧化钕(Nd2O3)。从线圈发射的光与黑体光谱是相似的，通常具有在大约2700K至大约3200K之间的相关颜色温度(CCT)。这个CCT范围可被称为暖白。Nd-掺杂玻璃圆顶604用于过滤颜色光谱的黄色部分中的光，使得通过光源600的玻璃圆顶604所发射的光具有增强的颜色偏好、或颜色饱和度、或颜色对比度能力，其相对于没有Nd玻璃滤光器的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所喜好。
图7a包括具有CCT=2695开氏温度(K)的图6白炽光源的相对光输出对波长(或光谱功率分布(SPD))的曲线图700，以及具有相同CCT=2695K的黑体光源的SPD的曲线图702。黑体发射器通常被认为是基准光源，其中对于具有CCT<5000K的试验光源，任何试验发光体可在计算试验光源的比色值时与之相比较(对于CCT>5000K，日光光谱通常用作基准)。作为基准发光体，黑体发射器被赋予值CRI=100。出于一致性，对于LPI度量，黑体被同样赋予标准值100。由于白炽SPD与黑体的紧密相似性，用于2695K下的白炽光源的值是CRI=99.8和LPI=99.8。在CRI的情况下，值99.8几乎等于最大可能的值CRI=100，所以白炽光源根据CRI度量具有几乎理想的显色性(或颜色“保真度”)。在LPI的情况下，值99.8被认为是中性的值，不是最大值。比100低得多的LPI值是可能的，由此典型的观测员将预计更喜欢这种比白炽光源小得多的光源，但也存在可能高得多的值，高达大约LPI=150，由此典型的观测员将预计比白炽光源更喜欢这种光源。CRI度量对 光源显现八个彩色粉笔试验颜色的程度进行定量，与黑体基准精确相同，并因此是一种颜色空间中有限范围的颜色“保真度”度量。
图7b包括具有CCT=2695K的白炽光源的SPD的曲线图700，以及具有CCT=2755K，大约80CRI和大约120LPI的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704，其通过利用Nd-掺杂玻璃过滤白炽光源700的光而获得。在两个SPD之间的差异完全是因为Nd-掺杂玻璃的光吸收，其大部分发生在大约570nm至大约610nm的黄色范围内，以及在大约510nm至大约540nm的绿色范围内的弱吸收。自然来自Nd吸收的颜色偏好的好处首先是由于黄色吸收。
SPD可利用光强度的绝对标尺，例如利用Watts/nm或Watts/nm/cm2的尺度或其它辐射测量的计量单位进行绘制，或者如这里提供的那样，其可按相对单位进行绘制，有时标准化为峰值强度。标准化的SPD足够用于计算光源的所有比色特征，假定发光体或空间的照度在标准明视范围内(即，大于大约10-100勒，高达大约1000-10000勒(勒=流明/平方米)。SPD曲线中的列表信息可实现该光源的所有比色和测光响应的精确计算。
在图7a中所示的白炽灯的SPD700显示其是例外平衡的光源，因为在任何波长下都没有显著的尖峰或孔。这种与黑体曲线紧密接近的具有相同CCT的平滑曲线表示杰出的颜色保真度能力。黑体光谱被限定为具有按CRI标尺而言完美的显色性，即CRI=100。白炽灯通常具有大约99的CRI。Nd-白炽灯通常具有大约80的CRI。尽管较低的CRI，相比白炽灯，大多数观测员优选Nd-白炽灯的显色性，尤其对于照射有机物体，例如人、食物、木材等等的应用。
当同人造光源相比时，日光展现了光谱的蓝色和绿色部分中的大量能量，使其成为具有高颜色温度(大约5500K)的冷(即，高CCT)光源。因而，SPD曲线图用于理解各种灯在其光输出的颜色分量方面如何不同。
某些传统的灯类型包括一个或多个LED，其采用Nd-掺杂玻璃来吸收由光源发射的光谱中的某些黄色光，从而增强相对于其没有Nd吸收的配对灯的颜色偏好。图8a显示了Reveal®类型的LED光源800，其包括一个或多个LED，并且图8b是图8a光源的分解图850。LED(发光二极管)是固态照明(SSL)器件的一个示例，其可包括半导体发光二极管(LED)、有机LED，或聚合物LED作为照明源，以替代例如使用电灯丝的白炽灯泡或使用等离子体和/或气体的荧光灯等光源。
参照图8b，其显示LED806和808安装在印刷电路板810上，其连接在外壳804上，使得当装配时，LED806和808定位在玻璃圆顶802中，其用氧化钕(Nd2O3)浸渍，使得光源所发射的光大多数或全部穿过圆顶。应该懂得，图8a和8b仅仅描绘了LED灯的一个示例，其利用一个或多个固态照明器件，从而在获得功率时提供照明。因此，图8a和8b中所描绘的特殊器件仅仅用于说明性的目的，并且本领域中的技术人员应该认识到可利用各种器件的其它形状和/或尺寸，其可能依赖于预期的用途和/或其它因素。例如，外壳804可能具有不同的尺寸和/或形状，并且固态照明器件806和808可在组装期间直接和/或间接地连接在外壳上。
图9包括传统热白LED灯的光谱功率分布(SPD)的曲线图900，以及具有CCT=2777K，CRI=91，且LPI=111的图8a传统Reveal®类型的LED光源800的SPD的曲线图910，传统热白LED灯包括多个蓝色LED，其各激励一个YAG荧光体和一个红色荧光体，混合光具有CCT=2766K，CRI=91，和LPI=97。从LED发射的光可能由来自蓝色LED的光902、黄-绿色光904以及红色光906的混合物组成，来自蓝色LED的光902具有大约400至大约460nm的峰值波长范围(例如品蓝色InGaN)，并且黄-绿色光904具有大约500至大约600nm的峰值发射范围，其是通过来自LED的蓝色发射激励荧光体材料而产生的(例如YAG:Ce荧光体)，并且红色光906具有大约600至大约670nm的峰值发射范围，其是通过来自LED的蓝色发射激励另一荧光体(例如氮化物或硫化物荧光体)而产生的。通过蓝色LED产生的蓝色光部分不会被荧光体材料吸收，其与荧光体材料所发射的光组合，其提供了人眼看似几乎白色的光。混合-光谱还与黑体光谱是相似的，但在蓝色LED发射光和黄-绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷。Nd玻璃用于过滤可能已经由黄-绿色和红色荧光体产生的颜色光谱的黄色部分908中的光，使得通过光源800的玻璃圆顶所发射的光910具有增强的颜色偏好、或颜色饱和度、或颜色对比度能力，其相对于没有Nd玻璃滤光器的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所喜好。
某些传统灯类型包括一个或多个低压汞(Hg)放电灯和特别配方的可见光发射荧光体(即，萤光(FL)或紧凑的萤光(CFL)光源)，其被选择用于减少光源所发射的黄色光的数量，这种灯类型是已知的，用于相对于其典型的没有特殊荧光体配方的配对FL或CFL光源灯而言增强颜色偏好。图10显示了Reveal®类型的CFL光源1000，其包括被覆定制的荧光体1004混合物涂层的低压Hg放电管1002，其具有相对较低的黄色发射率。
图11包括具有CCT=2582K，CRI=69且LPI=116的图10 Reveal®类型的CFL光源的光谱功率分布(SPD)的曲线图1100，以及具有CCT=2755K的图6Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704。混合光谱1100由许多狭窄和某些宽广的发射带组成，其倾向于模仿具有CCT=2582K的黑体光谱的形状。同Nd-白炽SPD704相比，在红色和绿色方面的增强以及在黄色方面的抑制是相似的，假定红色和绿色荧光体的限制可用于CFL产品。在光谱黄色部分具有相对较低发射率的光源1000的混合光谱1100具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于具有传统荧光体混合物的相同光源所发射的光而言通常是观测人员所优选的。
某些额外的传统灯类型包括一个或多个LED，其具有绿色和红色荧光体，它们具有足够分开的峰值波长，以便在黄色波长范围内产生凹陷，并且用于例如食品杂货店的应用，从而增强肉类、蔬菜和农产品(例如水果)的颜色。如上面提到的那样，图8b显示了LED光源350，其包括一个或多个LED368和372，其在某些实施方式中包括一个或多个LED，其具有绿色和红色荧光体，从而产生增强肉类、蔬菜等等颜色的光。
图12包括具有绿色和红色荧光体的光源的SPD的曲线图，荧光体具有完全分开的峰值波长，以便在黄色波长范围内产生凹陷，并具有CCT=2837K，CRI=74，和LPI=124，并且是与图6具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704一起绘制而成的。从LED发射的光可由来自蓝色LED的光，绿色光和红色光的混合物组成，来自蓝色LED的光具有大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长，绿色光具有大约500nm至大约580nm的峰值发射率，其是通过来自LED的蓝色发射光激励绿色荧光体而产生的，并且红色光具有大约600nm至大约670nm范围内的峰值发射率，其是通过来自LED的蓝色发射光激励红色荧光体而产生的。通过蓝色LED产生的蓝色光部分不会被荧光体材料吸收，其与绿色和红色荧光体材料所发射的光组合，其提供了人眼看似几乎白色的光。混合光谱在蓝色LED发射光1202和绿色荧光体发射光1204之间的波长范围内可能具有凹陷，并且在绿色荧光体发射光1204和红色荧光体发射光1206之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷。光源还可具有在大约2700K至大约6000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，例如高达大约10000K或更高，或更低的CCT，例如低至大约1800K或更低。由于绿色荧光体发射光1204和红色荧光体发射光1206相对于黄-绿色和红色荧光体(例如图9中的黄-绿色荧光体904和红色荧光体906)的常用峰值波长的峰值间隔而产生的颜色光谱黄色部分中所减少的发射光，其提供了一种光源光谱1200，其具有增强的颜色偏好、或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的黄-绿色和红色荧光体的相同光源所发射的光而言通常是被观测员所优选的。
传统的蓝移黄(BSY)加红色(R)LED光源(BSY+R)可产生由具有大约400nm至大约460nm峰值波长范围的蓝色LED组成的白光，通过来自LED的蓝色发射光激励绿色荧光体所产生的具有大约500nm至大约560nm峰值发射范围的蓝移黄(即，黄-绿色)光，以及由红色LED所发射的具有大约600nm至大约630nm峰值发射范围的红色光。在某些实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可由被覆BSY荧光体涂层的蓝色LED和红色LED的混合物组成。
图13包括传统BSY+R类型的LED光源的SPD的曲线图1300，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704，BSY+R类型的LED光源具有被覆BSY荧光体涂层的蓝色LED和红色LED，并具有CCT=2658K，CRI=93，和LPI=110。通过蓝色LED产生的蓝色光部分不会被荧光体材料吸收，其与荧光体材料所发射的光以及红色LED所发射的红色光组合，其提供了人眼看似几乎白色的光。
混合光谱1300也类似于黑体光谱，但在蓝色LED发射光1302和BSY荧光体发射光1304之间的波长范围内具有凹陷，并且在BSY荧光体发射光1304和红色LED发射光1306之间的黄色波长范围内具有第二凹陷。由于绿色荧光体1304和红色LED1306相对于黄-绿色和红色荧光体(例如图9中的黄-绿色荧光体904和红色荧光体906)的常用峰值波长的峰值间隔而产生的颜色光谱黄色部分中所减少的发射光，其提供了一种光源光谱1300，其具有增强的颜色偏好、或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的黄-绿色和红色荧光体的相同光源所发射的光而言通常是被观测人员所优选的。
为了更好地理解和告知光谱分量选择对照明偏好指数(LPI)度量的影响，利用光谱模型已经执行详细的实验设计(DOE)。这些实验容许识别最佳的光谱特征，从而最大限度地增加LPI和典型观测员的颜色偏好响应，并指导未来照明产品的设计。这种DOE为光发射器件的选择提供了指导，用于改善光源的LPI。
各个光谱由三个分量(名义上的蓝色、绿色和红色)组成，其重叠成复合光谱。用于DOE的蓝光发射分量是蓝色LED，在450nm达到峰值。这个波长经过选择，以代表蓝色LED群体；然而，其不应被认为是结果的限制，因为利用不同的蓝光发射特征执行的相似的DOE将预计产生非常相似的结果，因为LPI颜色度量对于蓝色发射光比绿色和红色发射光相对更不敏感得多。这可从图1a中获得理解，其中蓝色102的视网膜响应明显不同于绿色104和红色106，但绿色和红色响应远非明显彼此不同。图14显示了蓝色发射光，其是用于这个DOE的波长的函数。因为LPI对蓝色特征的相对不敏感，所以可预计这个DOE的结果代表了假定任何蓝色光源具有蓝色范围内的峰值波长(例如大约400至大约460nm)并具有任何小于大约50nmFWHM的结果。
绿色分量利用高斯函数进行建模，其近似，但不局限于LED和荧光体发射光，或者更普遍地是SSL和降频变换器发射光。绿色分量的峰值波长容许按照10nm增量从520nm变化至560nm，而半峰全宽(FWHM)按照10nm增量从20nm变化至100nm，其近似，但不局限于LED和荧光体发射光。图15显示了从用于DOE(实验设计)的45(5个峰值x9个FWHM)个绿色分量中的五个不同FWHM的可能的绿色分量的选择。
红色分量也利用高斯函数进行建模，其近似，但不局限于LED和荧光体发射光，或者更普遍地是SSL和降频变换器发射光。红色分量的峰值波长被容许按照10nm增量从590nm变化至680nm，而FWHM按照10nm增量从20nm变化至100nm。图16显示了从用于DOE的90个红色分量(10个峰值x9个FWHM)中的九个可能的红色分量的选择。图17出于举例说明的目的描绘了典型的光谱1700，其由蓝色1702、绿色1704和红色1706分量组成。
蓝色、绿色和红色分量的所有组合得以产生，造成4050个唯一的组合(1个蓝色x45个绿色x90个红色)。在各个分量的形状通过选择的参数固定的情况下，蓝色、绿色和红色分量的相对幅度得以调整，从而产生选择的色点。在已经限定了蓝色、绿色和红色高斯分量的峰值和宽度以及色点(其约束绿色和红色峰值幅度相对于蓝色幅度的比率)的条件下，就唯一限定了复合光谱。DOE是对两个色点执行的，一个在黑体上的2700K(Duv=0.000)，并且另一个在靠近“白线”的2700K(Duv=-0.010)，导致总共8100个光谱。然后对各个光谱计算照明偏好指数(LPI)值，并分析趋势并做出权衡。
上述DOE的显著的结果涉及在LPI和CRI之间的关系。对于靠近“白线”的色点(Duv=-0.010)，CRI值是对所有4050个光谱进行计算，并与其相对应的LPI值进行比较。图18绘制了对于这些4050个光谱在Duv=-0.010和CCT=2700K下的LPI值对CRI值的曲线图。通常，光谱的饱和度以逆时针方式增加。对于显现未饱和颜色的光谱，CRI和LPI将是低的，并且将随着饱和度的增加而上升。当颜色看似类似于那些基准发光体时，CRI将得以最大化，并且将随着饱和度的进一步增强而开始减少。然而，LPI继续随着饱和度而上升，并且在CRI为60左右时达到峰值。然后LPI随着光谱进入过度饱和的区域而开始下降。由于这种关系，对于高CRI的优化内在地限制了高LPI值的设计，因为对于超过基准发光体之外的增强的饱和度而言，CRI和LPI是相反关联的。
为了显示绿色峰值波长、绿色FWHM、红色峰值波长、红色FWHM和Duv水平对LPI的影响，产生了一系列轮廓绘图，如图19、图20和图21中所示。各个单独的轮廓绘图显示了按照增量10的红色峰值波长对绿色峰值波长的LPI轮廓。在图19,20和21的各个图中，轮廓绘图被分解成3x3网格(其中各个轮廓绘图标为“a”至“i”)，其中绿色FWHM沿着水平方向从20nm变化至60nm至100nm，并且红色FWHM沿着竖直方向从20nm变化至60nm至100nm。通过选择包含在DOE中的FWHM的最低、中间和最高水平，这种轮廓绘图被选择用于显示在LPI与红色和绿色FWHM之间的相互作用。图19显示了与黑体轨迹上的色点，或Duv=0.000的色点相关联的3x3轮廓绘制网格。图20显示了用于相同红色和绿色参数的曲线图，但是用于在黑体轨迹和“白线”之间中途的色点，或Duv=-0.005的色点。图21显示了用于相同红色和绿色参数的曲线图，但是用于接近“白线”目标Duv水平的色点，或Duv=-0.010的色点。这三个Duv水平被选择用于显示色点或Duv对LPI的影响，并且不应被认为是LPI应用的限制。相似的轮廓绘图可用于展现从黑体线至“白线”的连续的Duv水平，实现相似的趋势。此外，除了在20,60，和100nmFWHM实际展现的绘图之外，相似的轮廓绘图可用于展现红色和绿色FWHM的中间值，例如30,40,50,70,80和90nmFWHM。在三个Duv的各个位置，3x3轮廓绘图矩阵是在DOE中所产生和分析的9x9轮廓绘图矩阵。为了简明起见，并且还因为已经发现细分级的中间绘图是图19,20和21中所示粗分级的绘图之间的平滑插值，所以选择减少的3x3轮廓绘制组图，以代表整个9x9绘图矩阵。本领域中的技术人员应该认识到在绘图之间存在平滑过渡，并应懂得这里代表了所有8100红色和绿色发射器组合的方案。
通过比较图19轮廓绘图与图20和图21的轮廓绘图，可看出Duv或白度的影响。轮廓的大体形状保持相同，然而LPI轮廓在值方面从Duv=0.000增加至Duv=-0.005至Duv=-0.010(即，从图19中的最大LPI轮廓120至图20中的最大LPI轮廓130，以及图21中的最大LPI轮廓140)，其显示了白度对LPI的影响。通过从Duv=0.000走到Duv=-0.010，LPI方程的白度分量从0增加至1，导致LPI基于方程(7)增加19点。通常，在各个轮廓绘图中用于最大限度增加LPI的最优值经历了绿色峰值波长方面非常轻微的减少(大约5nm)，而红色峰值波长保持相对未变化。这有助于显示白度和颜色外观的相对正交的性质，因为Duv水平和因此白度对于轮廓绘图的形状和驱动颜色外观的最佳绿色和红色分量特征具有很少的影响。
在图19、图20和图21的各个图中，可看出绿色分量的影响。通常，尤其对于用于红色分量的中低FWHM水平(轮廓绘图“d”至“i”)，更宽的绿色分量导致更高的最佳的绿色峰值波长。在给定的轮廓中，具有较高FWHM的绿色分量还导致了较高的可到达的LPI值和更大的最佳区域。例如，如图21中可见(轮廓绘图“g”至“i”)，在LPI=140轮廓中的区域基本上从20nm的绿色FWHM(g)增长至100nm的绿色FWHM(i)，尤其在水平方向上。这在利用具有更大FWHM的绿色分量时的设计中产生了更大的稳定性，因为LPI值对于绿色峰值波长不敏感。然而，对于较宽的红色分量，其中红色FWHM=100nm，如绘图“a”至“c”中所见，绿色FWHM的影响没有相同的影响。对于宽广的红色分量，增加绿色FWHM至高水平减少了可到达的峰值LPI，因为在红色和绿色分量之间的某些差异丢失在宽广的重叠区域中。对于中间水平的红色FWHM，如轮廓绘图“d”至“f”中所见，增加绿色FWHM使最佳的红色峰值波长移至更深的红色，从而保持了红色和绿色分量之间的差异。
类似地，图19、图20和图21显示了红色分量对LPI的影响。尤其对于中低FWHM水平(轮廓绘图“d”至“i”)，LPI值对于红色峰值波长是高度敏感的，如竖直方向的轮廓分组所见，对于620nm和以下的红色峰值波长尤其如此。例如，如图21(i)中可见，红色峰值波长从590nm增加至620nm可能导致LPI从60增加至130。超过620nm之外，LPI对于红色峰值波长是不敏感的。通常，随着红色FWHM增加，最佳的红色峰值波长也增加，从而保持了在红色和绿色分量之间的分隔。
凭借上述DOE设计的三分量系统，可到达的峰值LPI值大约为145。参照图22中所示的光谱2200，这最容易在Duv=-0.010下获得，绿色分量2204在大约80nm的FWHM下达到大约545nm的峰值，并且红色分量2206在大约20nm的FWHM下达到大约635nm的峰值。因而，光谱2200源自这种选择。
根据这里所述的方法和装置，下面将展现新颖且创新性的“BSY+R”光源实施例，其提供了增强水平的LPI；并且总地说来，其使自然物体，例如食物、木材、植物、表皮和服装的颜色看似更有吸引力。如上面所解释的那样，大多数观测员优选大多数物体在这种照度下的外观。上面还提到，人们对于提供具有增强的颜色饱和度和/或对比度的白光的光源做出有利地响应，其可通过从光谱中抑制或去除黄色和/或通过增强光谱的红色和绿色部分或通过这两种方式来完成。
总地说来，BSY+R光源利用至少一个蓝色光源，其可能是SSL光源或LED(例如品蓝色InGaN LED)，或被紫色或紫外光源激励的降频变换器，和至少一个黄-绿色降频变换器，例如荧光体(例如YAG:Ce荧光体)，该组合通过来自至少一个红色SSL或LED的红光来补充。来自BSY LED的光本质上可能是白的，具有高于黑体轨迹的色点(也就是说，该光相对于位于黑体轨迹上的白光而言具有过量的黄色和绿色发射率)。BSY发射可与来自红色LED的光组合(例如具有大约610nm至630nm或更高的波长，其可通过例如一个或多个AlInGaP LED而获得供给)，以便使色点移动靠近黑体曲线(或在下面)，从而产生大约2700K至大约3200K颜色温度范围内的光或热白光。
在某些实施例中，主光源是热白BSY+RLED产品和荧光体光源。这里公开的新颖的产品可利用红色LED，其具有至少大约630nm至大约640nm的峰值红色波长，并且还可使用(即，除了具有至少大约630nm至大约640nm峰值红色波长的红色LED之外)深红色LED，其具有大约640nm至大约670nm的峰值波长。关于这种热白LED和红色LED光源产品，光谱的红色、绿色和蓝色区域必须进行平衡，以便获得所需的色点。已经发现，在这种产品中，深红色LED的添加通过增加所感知的物体的颜色饱和度而增强了红色/基于红色和绿色/基于绿色的有色物体的外观。假定足够高效率的绿色LED，无荧光体的RGBLED光谱可提供甚至比目前BSY+R LED光谱更高的具有高CRI的效能。利用BSY+RLED的本发明的好处将通常应用于RGBLED。
关于显色性，具体地说，CIE颜色系统中的R9颜色板是饱和的红色。除了常用的CRI之外，时常会规定R9值，其是R1至R8彩色粉笔颜色的平均值。而CRI表示不饱和的彩色粉笔颜色的显色性，R9表示光源显现饱和的红色物体的能力，大多数非白炽光源相对于白炽光源对这些物体显色较差。R9颜色的反射光谱开始于大约600nm，在大约660nm几乎达到其峰值，并且继续缓慢地增加至800nm。用于白炽和卤素技术的光谱增加了深红色光谱中的光，但也继续增加了穿过750nm的光，其导致能量浪费。在普通白色LED产品中增加630-670nm达到峰值的红色LED显著地增加了R9反射光谱，而没有过度增加浪费的更长红外线波长的光，它们是人眼不能感知的。绿色物体也由于人眼的红-绿色相反的响应而得以增强。
来自上面论述的实验设计(DOE)的结果也可应用于BSY+R系统。以上使用的术语“BSY荧光体”指用于BSY系统的荧光体。通常，BSY荧光体的发射光通常是更宽的，并且在大约60nm至大约100nm的FWHM范围，而红色LED的发射光通常是较窄的，大约在20nm的FWHM级别。通过将FWHM值限制于这些目标，由于BSY+R系统产生的用于LPI值的模型如下。为了显示BSY荧光体的绿色峰值波长、绿色FWHM、红色峰值波长和Duv水平对BSY+R系统的LPI的影响，在图23中显示了一系列轮廓绘图“a”至“i”。各个单独的轮廓绘图显示了按照增量10的红色峰值波长对绿色峰值波长的LPI轮廓。在图23中，轮廓绘图被分解成3x3网格，其中绿色FWHM沿着水平方向从60nm变化至80nm至100nm，并且Duv沿着竖直方向从-0.010变化至-0.005至0.000。对于图23中的所有九个轮廓绘图，红色FWHM固定于20nm。如同之前一样，这三个Duv水平被选择用于显示色点或Duv对LPI的影响，并且不应被认为是LPI应用的约束。相似的轮廓绘图可用于从黑体线至“白线”的连续的Duv水平，实现相似的趋势。
通过比较图23的这三行，可以很容易地看出Duv的影响。轮廓的大体形状保持相同，然而LPI轮廓在值方面从Duv=0.000(绘图“a”至“c”)增长至Duv=-0.005(绘图“d”至“f”)至Duv=-0.010(绘图“g”至“i”)。对于这里所述的LPI，通过从Duv=0.000走到Duv=-0.010，LPI方程的白度分量从0增加至1，导致LPI基于方程(7)增加19点。通常，在各个轮廓绘图中用于最大限度增加LPI的最优值经历了绿色峰值波长方面非常轻微的减少(大约5nm)，而红色峰值波长保持相对未变化。
在图23中还可看出BSY+R系统中的BSY分量的影响。通常，来自绿色BSY荧光体器件的更宽的发射率导致略高的最佳的绿色峰值波长，但轮廓的形状保持相对未变化。在给定的轮廓中，具有较高FWHM的绿色荧光体器件还导致了较高的可到达的LPI值和更大的最佳区域。例如，如图23中可见(轮廓绘图“g”至“i”)，在LPI=140轮廓中的区域从60nm的绿色FWHM(g)增长至100nm的绿色FWHM(i)，尤其在水平方向上。这在利用具有更大FWHM的绿色分量时的设计中产生了更大的稳定性，因为LPI值对于绿色峰值波长不敏感。
类似地，图23还显示了红色LED峰值波长对LPI的影响。通常，LPI值对红色LED峰值波长高度敏感的，如竖直方向上的紧密轮廓分组所见，其对于620nm和以下的红色峰值波长尤其如此。例如，如图23轮廓绘图(i)中可见，红色峰值波长从590nm增加至620nm可能导致LPI从60增加至130。超过620nm之外，LPI对红色峰值波长是不敏感的，其具有大约625nm至大约650nm范围内的理想的峰值波长。
为了取得高的LPI值，通常应审慎地选择BSY特征和红色LED峰值波长。对于大于120的LPI值和靠近黑体或接近Duv=0.000的色点，BSY荧光体分量应具有大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约540nm至大约560nm范围内的峰值波长，而红色LED应具有大约625nm至大约660nm范围内的峰值波长。对于大于120的LPI值和靠近黑体和“白线”之间中点或接近Duv=-0.005的色点而言，BSY荧光体分量应具有大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约525nm至大约570nm范围内的峰值波长，而红色LED应具有大约615nm至大约670nm范围内的峰值波长。对于大于120的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-0.010的色点，BSY荧光体分量应具有大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约520nm至大约580nm范围内的峰值波长，而红色LED应具有大约610nm至大约680nm范围内的峰值波长。对于大于130的LPI值和靠近黑体和“白线”之间中点或接近Duv=-0.005的色点而言，BSY荧光体分量应具有大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约535nm至大约560nm范围内的峰值波长，而红色LED应具有大约625nm至大约655nm范围内的峰值波长。对于大于130的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-0.010的色点，BSY荧光体分量应具有大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约525nm至大约570nm范围内的峰值波长，而红色LED应具有大约615nm至大约670nm范围内的峰值波长。对于大于140的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-0.010的色点，BSY荧光体分量应具有大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约535nm至大约560nm范围内的峰值波长，而红色LED应具有大约625nm至大约655nm范围内的峰值波长。
在BSY+R系统的一个实施例中，LED光源850根据图8b可包括一组或多组LED806和808，其均可包含被覆BSY荧光体涂层的蓝色LED和红色LED的混合物，其中蓝色LED所产生的蓝色光部分不被荧光体材料吸收，其与荧光体材料所发射的光和红色LED所发射的红色光组合，提供了人眼看似接近白色的光。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、大约500nm至大约580nm范围内的BSY峰值发射光、以及大约600nm至大约640nm范围内的红色LED峰值发射光组成，BSY峰值发射光通过来自LED的蓝色发射光激励绿色或黄-绿色荧光体而产生。该光谱与黑体光谱也是相似的，但在蓝色LED发射光和绿色或黄-绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色或黄-绿色荧光体和红色LED之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷。光源还可具有在大约2700K至大约4000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色或黄-绿色荧光体和红色LED的峰值间隔引起的，其源自BSY荧光体相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及红色LED非常窄的宽度。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝色和红色LED和荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图24包括上面刚刚论述的具有CCT=2700K的BSY+R类型的LED光源的SPD的曲线图2400，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704。曲线2400显示了蓝色LED的峰值波长2402发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体2404的峰值波长发生在大约550nm处，并且红色LED的峰值波长2406发生在大约635nm处。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=78和LPI=136的光。当利用BSY+R光谱2400时，136的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
图25包括上面刚刚论述的BSY+R类型的LED光源的不同实施方式的SPD的曲线图2500，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704。曲线2500显示了蓝色LED的峰值波长2502发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长2504发生在大约550nm处，并且红色LED的峰值波长2406发生在大约630nm处。对于这种实施方式，已经优化光谱以满足当前能量之星准则，其需要大于80的CRI和“能量之星”四边形中的色点，其通过图26的色度图中的点线2600界定边线。能量之星四边形具有位于普朗克轨迹或黑体轨迹302上面和下面近似相等的部分，并且定位在色度空间中的“白线”304的上面。图25中的光谱2500产生具有CCT=2700K，CRI=84和LPI=123的光，以及位于图26的能量之星四边形中的色点2602。相反，图24中的光谱2400产生了具有图26中的色点2604的光，该色点位于能量之星四边形的下面。当利用BSY+R光谱2500时，123的LPI分数是相对较高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观，但不与图24中的光谱2400一样高。
在BSY+R系统的第二实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可包含被覆BSY荧光体涂层的蓝色LED和深红色LED的混合物，其中蓝色LED所产生的蓝色光部分不被荧光体材料吸收，其与荧光体材料所发射的光和红色LED所发射的红色光组合，提供了人眼看似接近白色的光。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、大约500nm至大约580nm范围内的BSY峰值发射光、以及大约640nm至大约670nm范围内的深红色LED峰值发射光组成，BSY峰值发射光通过来自LED的蓝色发射光激励绿色或黄-绿色荧光体而产生。该光谱在蓝色LED发射光和绿色或黄-绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色或黄-绿色荧光体和深红色LED之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷。光源还可具有在大约2700K至大约4000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色或黄-绿色荧光体和红色LED的峰值间隔引起的，其源自BSY荧光体相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及红色LED非常窄的宽度。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝色和红色LED和荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图27包括上面刚刚论述的BSY+R类型的LED光源的第二实施例的SPD的曲线图2700，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704。曲线2700显示了蓝色LED的峰值波长2702发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长2704发生在大约550nm处，并且深红色LED的峰值波长2706发生在大约660nm处。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=66和LPI=139的光。当利用BSY+R光谱2700时，139的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
在BSY+R系统的第三实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可包含被覆BSY荧光体涂层的蓝色LED、红色LED以及深红色LED的混合物，其中蓝色LED所产生的蓝色光部分不被荧光体材料吸收，其与荧光体材料所发射的光和红色LED及深红色LED所发射的红色光组合，提供了人眼看似接近白色的光。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、大约500nm至大约580nm范围内的BSY峰值发射光、大约600nm至大约640nm范围内的红色LED峰值发射光、以及在大约640nm至大约670nm范围内的深红色LED峰值发射光组成，BSY峰值发射光通过来自LED的蓝色发射光激励绿色或黄-绿色荧光体而产生的。该光谱在蓝色LED发射光和绿色或黄-绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色或黄-绿色荧光体和红色LED之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷，并且在红色LED和深红色LED之间的红色波长范围内可能包括第三凹陷。光源还可具有在大约2700K至大约4000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色或黄-绿色荧光体和红色LED的峰值间隔引起的，其源自BSY荧光体相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及红色LED非常窄的宽度。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝色和红色LED和荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图28包括上面刚刚论述的BSY+R+深红色类型的LED光源的SPD的曲线图2800，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704。曲线2800显示了蓝色LED的峰值波长2802发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长2804发生在大约550nm处，红色LED的峰值波长2806发生在大约635nm处，并且深红色LED的峰值波长2808发生在大约660nm处。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=73和LPI=138的光。当利用BSY+R光谱2800时，138的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
此外，在某些实施例中钕(Nd)或其它黄色滤光器可放置在光源上，并且滤光器用于抑制黄色光，以便进一步增强红色和绿色振动的感知。这可容许例如红色LED的峰值波长移动至更短的波长，同时仍保持较高的LPI水平。
在BSY+R系统的第四实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可包含被覆BSY荧光体涂层的蓝色LED和红色LED的混合物，其中蓝色LED所产生的蓝色光部分不被荧光体材料吸收，其与荧光体材料所发射的光和红色LED所发射的红色光组合，提供了人眼看似接近白色的光。另外，参照图8b，这个实施例包括用氧化钕浸渍的玻璃圆顶802，其里面封装了BSY+R光机。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、大约500nm至大约580nm范围内的BSY峰值发射光、以及大约600nm至大约640nm范围内的红色LED峰值发射光组成，BSY峰值发射光通过来自LED的蓝色发射光激励绿色或黄-绿色荧光体而产生。该光谱在蓝色LED发射光和绿色或黄-绿色荧光体发射光之间的波长范围内包括凹陷，并且在绿色或黄-绿色荧光体和红色LED之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷，其通过添加Nd玻璃而得以增强。光源还可具有在大约2700K至大约4000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10,000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色或黄-绿色荧光体和红色LED的峰值间隔引起的，其源自BSY荧光体相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及红色LED非常窄的宽度，并且通过添加Nd玻璃而得到进一步的增强。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝色和红色LED和荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图29包括上面刚刚论述的图8b的BSY+R类型的LED光源的SPD的曲线图2900，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704，BSY+R类型的LED光源包括Nd玻璃圆顶。曲线2900显示了蓝色LED的峰值波长2902发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长2904发生在大约550nm处，并且红色LED的峰值波长2906发生在大约635nm处。Nd玻璃用于过滤可能由黄-绿色荧光体和红色LED已经产生的色谱黄色部分2910中的光，使得光2900具有进一步增强的颜色偏好。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=64和LPI=143的光。当利用BSY+R光谱2900时，143的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
在BSY+R系统的第五实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可包含被覆BSY荧光体涂层的蓝色LED和深红色LED的混合物，其中蓝色LED所产生的蓝色光部分不被荧光体材料吸收，其与荧光体材料所发射的光和红色LED所发射的红色光组合，提供了人眼看似接近白色的光。另外，参照图8b，这个实施例包括用氧化钕浸渍的玻璃圆顶802，其里面封装了BSY+R光机。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、大约500nm至大约580nm范围内的BSY峰值发射光、以及大约640nm至大约670nm范围内的深红色LED峰值发射光组成，BSY峰值发射光通过来自LED的蓝色发射光激励绿色或黄-绿色荧光体而产生。该光谱在蓝色LED发射光和绿色或黄-绿色荧光体发射光之间的波长范围内包括凹陷，并且在绿色或黄-绿色荧光体和深红色LED之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷，其通过添加Nd玻璃而得以增强。光源还可具有在大约2700K至大约4000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10,000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色或黄-绿色荧光体和红色LED的峰值间隔引起的，其源自BSY荧光体相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及红色LED非常窄的宽度，并且通过添加Nd玻璃而得到进一步的增强。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝色和红色LED和荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图30包括上面刚刚论述的图8b的BSY+R类型的LED光源的SPD的曲线图3000，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704，BSY+R类型的LED光源包括Nd玻璃圆顶。曲线3000显示了蓝色LED的峰值波长3002发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长3004发生在大约550nm处，并且深红色LED的峰值波长3006发生在大约660nm处。Nd玻璃用于过滤可能由黄-绿色荧光体和红色LED已经产生的色谱黄色部分3010中的光，使得光3000具有进一步增强的颜色偏好。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=51和LPI=142的光。当利用BSY+R光谱3000时，142的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些传统的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
在BSY+R系统的第三实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可包含被覆BSY荧光体涂层的蓝色LED、红色LED以及深红色LED的混合物，其中蓝色LED所产生的蓝色光部分不被荧光体材料吸收，其与荧光体材料所发射的光和红色LED及深红色LED所发射的红色光组合，提供了人眼看似接近白色的光。另外，参照图8b，这个实施例包括用氧化钕浸渍的玻璃圆顶802，其里面封装了BSY+R光机。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、大约500nm至大约580nm范围内的BSY峰值发射光、大约600nm至大约640nm范围内的红色LED峰值发射光、以及在大约640nm至大约670nm范围内的深红色LED峰值发射光组成，BSY峰值发射光通过来自LED的蓝色发射光激励绿色或黄-绿色荧光体而产生的。该光谱还类似于黑体光谱，但在蓝色LED发射光和绿色或黄-绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色或黄-绿色荧光体和红色LED之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷，其通过添加Nd玻璃而得以增强，并且在红色LED和深红色LED之间的红色波长范围内可能包括第三凹陷。光源还可具有在大约2700K至大约4000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10,000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色或黄-绿色荧光体和红色LED的峰值间隔引起的，其源自BSY荧光体同典型的黄-绿色YAG荧光体相比相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及同典型的红色荧光体的宽度相比非常窄的红色LED的宽度，并且通过添加Nd玻璃而得到进一步的增强。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝色和红色LED和荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图31包括上面刚刚论述的图8b的BSY+R类型的LED光源的SPD的曲线图3100，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704，BSY+R类型的LED光源包括Nd玻璃圆顶。曲线3100显示了蓝色LED的峰值波长3102发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长3104发生在大约550nm处，红色LED的峰值波长3106发生在大约635nm处，并且深红色LED的峰值波长3108发生在大约660nm处。Nd玻璃用于过滤可能由黄-绿色荧光体和红色LED已经产生的色谱黄色部分3110中的光，使得光3100具有进一步增强的颜色偏好。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=59和LPI=144的光。当利用BSY+R光谱3100时，144的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
下面展现的是额外的新颖的基于荧光体的LED光源光谱实施例，其提供了增强的LPI水平；并且如早前所述，这种光源增强了自然物体的颜色，使得它们看似更吸引人，例如对于食物、木材、植物、表皮和服装。通常大多数观测员优选大多数物体在这种照度下的外观。人们对于提供具有增强的颜色饱和度和/或对比度的白光的光源做出有利地响应，其可通过从光谱中抑制或去除黄色和/或通过增强光谱的红色和绿色部分或通过这两种方式来完成。黄色的抑制或红色和绿色的增强之前已经通过增加Nd玻璃滤光器来实现，或者滤光器包含某些其它Nd或钕镨合金或其它稀土的实施例，其优选吸收黄色光；或通过玻璃上某些其它优选吸收黄色的掺杂剂或涂层；或通过将任何黄色吸收器添加至灯或照明系统的任何光学有源器件，例如反射器或扩散器或透镜上，其可能是容纳黄色吸收器的玻璃或聚合物或金属或任何其它材料；或者通过利用具有狭窄的光谱宽度的单独的红色LED而非利用相对宽广的红色荧光体，从而最大限度地减小黄-绿色荧光体和红色LED的重叠发射，从而在黄色中可提供相对最小的强度，在光谱的绿色和红色部分中具有不同的发射峰值。
如上面解释的那样，已经具确定黄色发射光的充分抑制可提供通过恰当狭窄的蓝移绿荧光体结合红色荧光体来提供，尤其如果红色荧光体也是恰当狭窄并具有有利的峰值波长的话。此外，已经发现黄色发射光的抑制以及红色和绿色峰值波长的间隔可提供比之前包含Nd玻璃的技术更有利的红-绿色对比、整个颜色偏好和明快的白色外观，并且提供比利用Nd玻璃的技术潜在更高的效能。绿色和红色荧光体的FWHM和峰值波长各具有最小值和最大值，并且标识了提供最佳LPI值的理想值。另外，存在商业上可获得的绿色和红色荧光体，其提供了在FWHM和峰值波长的优选范围内的发射光。
通常，这些光源利用至少一个蓝色或紫色LED(例如品蓝色InGaN LED)和荧光体组合，而荧光体由名义绿色或黄色荧光体(例如YAG或绿色铝酸盐或相似的绿色荧光体)和/或名义红色荧光体(例如红色氮化物或红色硫化物或相似的红色荧光体)组成。绿色和红色荧光体均通过蓝色或紫色LED发射光进行激励，并且可组合成单个共用相同LED泵的荧光体混和物，或者绿色和红色荧光体可位于分开的蓝色或紫色LED泵上。来自蓝色或紫色LED、绿色荧光体和红色荧光体的发射组合提供了对人眼看似几乎白色的光和靠近黑体曲线或其下面的色点，从而生产大约2700K至大约3200K颜色温度范围内的光或热白光。
在某些实施例中，绿色荧光体具有比标准高效能荧光体较低的峰值波长(例如大约500nm至大约540nm)，并且其特征可表示为蓝移绿(BSG)，其与蓝移黄(BSY)或其它名称是相反的。红色荧光体可具有变化的FWHM范围，并且其特征可表示为广红色(BR)或窄红色(NR)，广红色用于具有大于60nm的FWHM的发射光，窄红色(NR)用于具有小于60nm的FWHM的发射光。某些呈现增强的颜色饱和度和颜色偏好的传统光源使用红色LED，其具有大约10nm至大约20nm的窄FWHM，以便为光谱提供红色贡献，由此可选择红色LED的峰值波长，以便在颜色偏好和效能之间提供有利的优化。利用分开的红色LED，以及利用具有绿色荧光体的蓝色或紫色LED的缺点是其需要使用第二电流通道，或某些其它装置，其用于相对蓝色LED的驱动电流独立地调整红色LED的驱动电流，因为红色和蓝色LED对温度响应不同。
之前论述的实验设计(DOE)的结果还可应用于基于荧光体的系统(例如BSG+BR和BSG+NR)。通常，来自BR荧光体的发射光通常落在大约60nm至大约100nm的FWHM范围内，并且来自NR荧光体的发射光通常落在大约20nm至大约60nm的FWHM范围内。通过将FWHM值限制于这些目标，由于BSG+BR系统和BSG+NR系统而产生的用于LPI值的模型如下。图19、图20和图21有助于显示绿色峰值波长、绿色FWHM、红色峰值波长、红色FWHM和Duv水平对用于BSG+BR和BSG+NR系统的LPI的影响，而轮廓绘图“a”至“f”应用于BSG+BR系统，并且轮廓绘图“d”至“i”应用于BSG+NR系统。
在图19、图20和图21，轮廓绘图“a”至“f”中可看出BSG+BR系统中的BSG分量的影响。对于中间水平的红色FWHM，如轮廓绘图“d”至“f”中所见，增加绿色FWHM导致更高的最佳绿色峰值波长和更高的最佳红色峰值波长，从而保持了红色和绿色分量之间的区别。增加绿色FWHM还会导致更高的可达到的LPI值。例如，如图21，轮廓绘图“d”至“f”中可见，该系统对于接近100的绿色FWHM而言只能达到LPI=140。对于广红色分量，在红色FWHM=100nm下，如轮廓绘图“a”至“c”中所见，增加绿色FWHM至高水平会减少可达到的最大LPI，因为在宽广的重叠中丢失了红色和绿色分量之间的某些差异。
在图19、图20和图21，轮廓绘图“a”至“f”中可看出BSG+BR系统中的BR分量的影响。对于中间FWHM水平“d”至“f”，LPI值对于红色峰值波长是更敏感的，如竖直方向的轮廓分组所见，对于620nm和以下的红色峰值波长尤其如此。例如，如图21(f)中可见，红色峰值波长从590nm增加至620nm可能导致LPI从大约70增加至120。超过620nm之外，LPI对于红色峰值波长是不敏感的。通常，随着红色FWHM增加，最佳的红色峰值波长也增加，从而保持了在红色和绿色分量之间的分隔。
为了BSG+BR系统取得高的LPI值，应仔细地选择峰值波长和FWHM特征。对于大于120的LPI值和靠近黑体或接近Duv=0.000的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约530nm至大约560nm范围内的峰值波长，而BR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约640nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要窄绿色，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于120的LPI值以及靠近黑体和“白线”中点或接近Duv=-0.005的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约520nm至大约560nm范围内的峰值波长，而BR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约620nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要窄绿色，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于120的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-0.010的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约520nm至大约570nm范围内的峰值波长，而BR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约610nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要窄绿色，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于130的LPI值以及靠近黑体和“白线”中点或接近Duv=-0.005的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约530nm至大约560nm范围内的峰值波长，而BR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约640nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要窄绿色，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于130的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-0.010的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约520nm至大约560nm范围内的峰值波长，而BR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约620nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要窄绿色，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于140的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-0.010的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约525nm至大约560nm范围内的峰值波长，而BR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约640nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要窄绿色，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。
类似地，在图19、图20和图21，轮廓绘图“d”至“i”中可看出BSG+NR系统中的BSG分量的影响。通常，更宽的绿色分量会导致更高的最佳绿色峰值波长。在给定的轮廓中，具有较高FWHM的绿色分量还导致了较高的可到达的LPI值和更大的最佳区域。例如，如图21，轮廓绘图“g”至“i”中可见，在LPI=140轮廓中的区域基本上从绘图“g”中所示20nm的绿色FWHM增长至绘图“i”中所示100nm的绿色FWHM，尤其在水平方向上。这在利用具有更大FWHM的绿色分量时的设计中产生了更大的稳定性，因为LPI值对于绿色峰值波长不敏感。对于中间水平的红色FWHM，如轮廓绘图“d”至“f”中所见，增加绿色FWHM使最佳的红色峰值波长移至更深的红色，从而保持了红色和绿色分量之间的差异。
在图19、图20和图21，轮廓绘图“d”至“i”中可看出BSG+NR系统中的NR分量的影响。通常，LPI值对红色峰值波长高度敏感的，如竖直方向上的紧密轮廓分组所见，其对于620nm和以下的红色峰值波长尤其如此。例如，如图21(i)中可见，红色峰值波长从590nm增加至620nm可能导致LPI从60增加至130。超过620nm之外，LPI对于红色峰值波长是不敏感的。通常，随着红色FWHM增加，最佳的红色峰值波长也增加，从而保持了在红色和绿色分量之间的分隔。
为了BSG+NR系统取得高的LPI值，应仔细地选择峰值波长和FWHM特征。对于大于120的LPI值和靠近黑体或接近Duv=0.000的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约535nm至大约560nm范围内的峰值波长，而NR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约620nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要更深的红色峰值波长，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于120的LPI值以及靠近黑体和“白线”之间中点或接近Duv=-0.005的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约525nm至大约570nm范围内的峰值波长，而NR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约615nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要更深的红色峰值波长，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于120的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-0.010的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约520nm至大约580nm范围内的峰值波长，而NR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约610nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要更深的红色峰值波长，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于130的LPI值以及靠近黑体和“白线”之间中点或接近Duv=-0.005的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约535nm至大约560nm范围内的峰值波长，而NR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约620nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要更深的红色峰值波长，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于130的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-0.010的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约520nm至大约570nm范围内的峰值波长，而NR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约615nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要更深的红色峰值波长，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。对于大于140的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-0.010的色点，BSG分量应具有在大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约535nm至大约560nm范围内的峰值波长，而NR分量应具有在大约60nm至大约100nm范围内的FWHM以及在大约620nm至大约680nm范围内的峰值波长，而广红色需要更深的红色峰值波长，从而在红色和绿色分量之间保持凹陷。
在基于荧光体的LED系统的一个实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可由被覆BSG类型的绿色荧光体涂层的蓝色LED(例如蓝移绿，其可使用YAG或绿色铝酸盐或相似的绿色荧光体)和/或BR类型的红色荧光体(例如广红色，其可使用红色氮化物或红色硫化物或相似的红色荧光体)的混合物组成，其中由蓝色LED产生的蓝色光部分不会被荧光体材料吸收，其与荧光体材料发射的光组合，提供了对人眼看似几乎白色的光。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、通过LED蓝色发射光激励绿色荧光体而产生的大约500nm至大约560nm范围内的BSG峰值发射光、以及通过LED蓝色发射光激励红色荧光体而产生的大约610nm至大约680nm范围内且具有大于60nm的FWHM的BR峰值发射光组成。该光谱与黑体光谱也是相似的，但在蓝色LED发射光和绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色荧光体和红色荧光体发射光之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷。光源还可具有在大约2700K至大约6000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10,000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色荧光体和红色荧光体的峰值间隔引起的，其源自BSG荧光体相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及同典型的红色荧光体相比BR荧光体更深(即更红)的峰值波长的组合。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝-绿色和红色荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图32包括上面刚刚论述的BSG+BR类型的LED光源的SPD的曲线图3200，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704。曲线3200显示了蓝色LED的峰值波长3202发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长3204发生在大约530nm处，并且红色荧光体的峰值波长3206发生在大约650nm处，具有大约80nm的FWHM。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=66和LPI=139的光。当利用BSG+BR光谱3200时，139的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
在基于荧光体的LED系统的其它实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可由被覆BSG类型的绿色荧光体涂层的蓝色LED(例如蓝移绿，其可使用YAG或绿色铝酸盐或相似的绿色荧光体)和/或NR类型的红色荧光体(例如窄红色，其可使用红色氮化物或红色硫化物或相似的红色荧光体)的混合物组成，其中由蓝色LED产生的蓝色光部分不会被荧光体材料吸收，其与荧光体材料发射的光组合，提供了对人眼看似几乎白色的光。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、通过LED蓝色发射光激励绿色荧光体而产生的大约500nm至大约560nm范围内的BSG峰值发射光、以及通过LED蓝色发射光激励红色荧光体而产生的大约610nm至大约680nm范围内且具有小于60nm的FWHM的NR峰值发射光组成。该光谱与黑体光谱也是相似的，但在蓝色LED发射光和绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色荧光体和红色荧光体发射光之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷。光源还可具有在大约2700K至大约6000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10,000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色荧光体和红色荧光体的峰值间隔引起的，其源自BSG荧光体同典型的黄-绿色YAG荧光体相比相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及NR荧光体同典型的红色荧光体相比相对较窄的宽度和更深的峰值波长的组合。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝-绿色和红色荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图33包括上面刚刚论述的BSG+NR类型的LED光源的SPD的曲线图3300，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704。曲线3300显示了蓝色LED的峰值波长3302发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长3304发生在大约540nm处，并且红色荧光体的峰值波长3306发生在大约640nm处，具有大约50nm的FWHM。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=63和LPI=143的光。当利用BSY+NR光谱3300时，143的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
一个值得注意的窄红色荧光体的示例是掺杂了锰的氟硅酸钾(PFS)。PFS按照窄红线-发射荧光体起作用，具有大约631nm的峰值波长和非常窄的发射线。图34显示了PFS发射光为波长的函数。在发射光谱比典型的红色荧光体窄得多的情况下，PFS就颜色特征和光谱效能而言更类似于窄红色LED那样起作用。这容许达到增强的颜色偏好水平，同时利用PFS与更宽的绿色和/或黄-绿色荧光体范围，例如蓝移黄(BSY)荧光体的组合。
为了显示光谱分量选择对应用于PFS系统的LPI度量的影响，在红色发射分量如同图34中PFS荧光体那样固定的条件下执行之前所述相似的实验设计(DOE)。这容许识别最佳的光谱特征，从而最大限度地增加LPI和典型观测员的颜色偏好响应，并指导未来利用PFS荧光体的照明产品的设计。如之前一样蓝光发射分量是蓝色LED，在450nm达到峰值。这个波长被选择用于代表蓝色LED群体；然而，其不应被认为是系统的约束，因为相似的研究可利用不同的蓝光发射特征来执行。图14显示了依据波长函数的蓝光发射。绿色分量如之前利用高斯函数进行建模，其接近，但不局限于LED和荧光体发射。绿色分量的峰值波长被容许按照10nm增量从520nm变化至560nm，而FWHM按照10nm增量从20nm变化至100nm。图15显示了五个不同FWHM的可能的绿色分量的选择，其来自所使用的45(5个峰值x9个FWHM)个绿色分量。如上所述，红色发射分量如同PFS荧光体一样是固定的。在各个分量的形状通过选择的参数固定的情况下，蓝色、绿色和红色分量的相对幅度得以调整，从而产生选择的色点。DOE是对两个色点执行的，一个在黑体上的2700K(Duv=0.000)，并且另一个在靠近“白线”的2700K(Duv=-0.010)，导致总共90个光谱。对各个光谱计算LPI值，并分析趋势并做出权衡。
为了显示绿色峰值波长、绿色FWHM和Duv水平对LPI的影响，在图35中显示了一系列轮廓绘图“a”至“c”。各个单独的轮廓绘图显示了按照增量10的绿色FWHMM对绿色峰值波长的LPI轮廓。在该图中，Duv沿着水平方向从-0.010变化至-0.005至0.000。如同之前一样，这三个Duv水平被选择用于显示色点或Duv对LPI的影响，并且不应被认为是LPI应用的约束。相似的轮廓绘图可用于从黑体线至“白线”的连续的Duv水平，实现相似的趋势。
通过比较图35的三个绘图，可以很容易地看出Duv的影响。轮廓的大体形状保持相同，然而LPI轮廓在值方面从Duv=0.000(绘图“c”)增长至Duv=-0.005(绘图“b”)至Duv=-0.010(绘图“a”)。通过从Duv=0.000走到Duv=-0.010，LPI方程的白度分量从0增加至1，导致LPI基于方程(7)增加19点。通常，在各个轮廓绘图中用于最大限度增加LPI的最优值经历了绿色峰值波长方面非常轻微的减少(大约5nm)。
在图35中还可看出BSY+PFS系统中的BSY分量的影响。通常，绿色分量的FWHM对于LPI值具有很少的影响，如LPI轮廓的竖直本质所见。对于这个系统，LPI值对于绿色分量的FWHM并不非常敏感，导致更大的设计稳定性。
为了取得高的LPI值，应该仔细地选择BSY特征。对于大于120的LPI值和靠近黑体或接近Duv=0.000的色点，BSY分量将具有大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约535nm至大约550nm范围内的峰值波长。对于大于120的LPI值以及靠近黑体和“白线”之间中点或接近Duv=-0.005的色点，BSY分量应具有大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约525nm至大约555nm范围内的峰值波长。对于大于120的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-。010的色点，BSY分量将具有大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约520nm至大约570nm范围内的峰值波长。对于大于130的LPI值以及靠近黑体和“白线”之间中点或接近Duv=-0.005的色点，BSY分量应具有大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约535nm至大约550nm范围内的峰值波长。对于大于130的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-。010的色点，BSY分量将具有大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约525nm至大约555nm范围内的峰值波长。对于大于140的LPI值和靠近“白线”或接近Duv=-。010的色点，BSY分量将具有大约20nm至大约100nm范围内的FWHM以及大约530nm至大约545nm范围内的峰值波长。对于BSY+PFS系统可达到的最大LPI值落在145周围。这最容易在Duv=-0.010和绿色分量3604的条件下实现，绿色分量3604在540nm周围达到峰值并具有60nm周围的FWHM。在图36中显示了由这些选择将产生的光谱3600。
在基于荧光体的LED系统的另一实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可由被覆BSG或BSY类型的绿色或黄-绿色荧光体涂层的蓝色LED(例如蓝移绿或蓝移黄，其可使用YAG或绿色铝酸盐或相似的绿色或黄-绿色荧光体)和/或NR类型的红色荧光体(例如窄红色，其可使用PFS或相似的红色荧光体)的混合物组成，其中由蓝色LED产生的蓝色光部分不会被荧光体材料吸收，其与荧光体材料发射的光组合，提供了对人眼看似几乎白色的光。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、通过LED蓝色发射光激励绿色或黄-绿色荧光体而产生的大约500nm至大约580nm范围内的BSG或BSY峰值发射光、以及通过LED蓝色发射光激励红色荧光体而产生的大约600nm至大约640nm范围内且具有小于30nm的FWHM的NR峰值发射光组成。该光谱与黑体光谱也是相似的，但在蓝色LED发射光和绿色或黄-绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色或黄-绿色荧光体发射光和红色荧光体发射光之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷。光源还可具有在大约2700K至大约6000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10,000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色或黄-绿色荧光体和红色荧光体的峰值间隔引起的，其源自BSG或BSY荧光体相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及NR荧光体相对较窄的宽度的组合。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝-绿色和红色荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图37包括上面刚刚论述的根据图8b的BSG+PFS类型的LED光源的SPD的曲线图3700，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704。曲线3700显示了蓝色LED的峰值波长3702发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长3704发生在大约550nm处，并且红色荧光体的峰值波长3706发生在大约631nm处。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=79和LPI=135的光。当利用BSY+PFS光谱3700时，135的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
此外，在某些实施例中钕(Nd)玻璃圆顶可放置在LED光机上，并且Nd玻璃圆顶用于抑制黄色光，以便进一步增强红色和绿色振动的感知。虽然上面的实施例展现了在不使用d滤光器的条件下取得高LPI的能力，但是Nd的使用可容许选择其它可得到的荧光体材料，其在没有Nd吸收的条件下可能达不到高的LPI值。这可容许例如红色荧光体的峰值波长移动至更短的波长或者增加红色荧光体的FWHM。
在基于荧光体的LED系统的又一实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可由被覆BSG类型的绿色荧光体涂层的蓝色LED(例如蓝移绿，其可使用YAG或绿色铝酸盐或相似的绿色荧光体)和/或BR类型的红色荧光体(例如广红色，其可使用红色氮化物或红色硫化物或相似的红色荧光体)的混合物组成，其中由蓝色LED产生的蓝色光部分不会被荧光体材料吸收，其与荧光体材料发射的光组合，提供了对人眼看似几乎白色的光。另外，参照图8b，这个实施例包括用氧化钕浸渍的玻璃圆顶802，其里面封装了BSG+BR光机。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、通过LED蓝色发射光激励绿色荧光体而产生的大约500nm至大约560nm范围内的BSG峰值发射光、以及通过LED蓝色发射光激励红色荧光体而产生的大约610nm至大约680nm范围内且具有大于60nm的FWHM的BR峰值发射光组成。该光谱与黑体光谱也是相似的，但在蓝色LED发射光和绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色荧光体和红色荧光体发射光之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷，其通过添加Nd玻璃而得以增强。光源还可具有在大约2700K至大约6000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色荧光体和红色荧光体的峰值间隔引起的，其源自BSG荧光体同典型的黄-绿色YAG荧光体相比相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及BR荧光体同典型的红色荧光体相比更深的峰值波长的组合，并且通过添加Nd玻璃而得以进一步增强。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝-绿色和红色荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图38包括上面刚刚论述的BSG+BR类型的LED光源的SPD的曲线图3800，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704，BSG+BR类型的LED光源包括Nd玻璃圆顶。曲线3800显示了蓝色LED的峰值波长3802发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长3804发生在大约530nm处，并且红色荧光体的峰值波长3806发生在大约650nm处，具有大约80nm的FWHM。Nd玻璃用于过滤可能由黄-绿色荧光体和红色LED已经产生的色谱黄色部分3810中的光，使得光3800具有进一步增强的颜色偏好。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=51和LPI=142的光。当利用BSG+BR光谱3800时，142的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
在基于荧光体的LED系统的某些实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可由被覆BSG类型的绿色荧光体涂层的蓝色LED(例如蓝移绿，其可使用YAG或绿色铝酸盐或相似的绿色荧光体)和/或NR类型的红色荧光体(例如窄红色，其可使用红色氮化物或红色硫化物或相似的红色荧光体)的混合物组成，其中由蓝色LED产生的蓝色光部分不会被荧光体材料吸收，其与荧光体材料发射的光组合，提供了对人眼看似几乎白色的光。另外，参照图8b，这个实施例包括用氧化钕浸渍的玻璃圆顶802，其里面封装了BSG+NR光机。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、通过LED蓝色发射光激励绿色荧光体而产生的大约500nm至大约560nm范围内的BSG峰值发射光、以及通过LED蓝色发射光激励红色荧光体而产生的大约610nm至大约680nm范围内且具有小于60nm的FWHM的NR峰值发射光组成。该光谱与黑体光谱也是相似的，但在蓝色LED发射光和绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色荧光体和红色荧光体发射光之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷，其通过添加Nd玻璃而得以增强。光源还可具有在大约2700K至大约6000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10,000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色荧光体和红色荧光体的峰值间隔引起的，其源自BSG荧光体同典型的黄-绿色YAG荧光体相比相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及NR荧光体同典型的红色荧光体相比相对较窄的宽度和更深的峰值波长的组合，并且通过添加Nd玻璃而得以进一步增强。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝-绿色和红色荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图39包括上面刚刚论述的根据图8b的BSG+NR类型的LED光源的SPD的曲线图3900，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704，BSG+NR类型的LED光源包括Nd玻璃圆顶。曲线3900显示了蓝色LED的峰值波长3902发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长3904发生在大约540nm处，并且红色荧光体的峰值波长3906发生在大约640nm处，具有大约50nm的FWHM。Nd玻璃用于过滤可能由黄-绿色荧光体和红色LED已经产生的色谱黄色部分3910中的光，使得光3900具有进一步增强的颜色偏好。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=52和LPI=144的光。当利用BSY+NR光谱3900时，144的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
在基于荧光体的LED系统的另一实施例中，图8b中所示的LED光源850可包括一组或多组LED806和808，其均可由被覆BSG或BSY类型的绿色或黄-绿色荧光体涂层的蓝色LED(例如蓝移绿或蓝移黄，其可使用YAG或绿色铝酸盐或相似的绿色或黄-绿色荧光体)和/或NR类型的红色荧光体(例如窄红色，其可使用PFS或相似的红色荧光体)的混合物组成，其中由蓝色LED产生的蓝色光部分不会被荧光体材料吸收，其与荧光体材料发射的光组合，提供了对人眼看似几乎白色的光。另外，参照图8b，这个实施例包括用氧化钕浸渍的玻璃圆顶802，其里面封装了BSG+NR或BSY+NR光机。混合光谱由大约400nm至大约460nm范围内的蓝色LED峰值发射光、通过LED蓝色发射光激励绿色或黄-绿色荧光体而产生的大约500nm至大约580nm范围内的BSG或BSY峰值发射光、以及通过LED蓝色发射光激励红色荧光体而产生的大约600nm至大约640nm范围内且具有小于30nm的FWHM的NR峰值发射光组成。该光谱与黑体光谱也是相似的，但在蓝色LED发射光和绿色或黄-绿色荧光体发射光之间的波长范围内可能包括凹陷，并且在绿色或黄-绿色荧光体和红色荧光体发射光之间的黄色波长范围内可能包括第二凹陷，其通过添加Nd玻璃而得以增强。光源还可具有在大约2700K至大约6000K之间的CCT，或者其可具有更高的CCT，也许高达大约10,000K或更高，或更低的CCT，也许低至大约1800K或更低。色谱黄色部分中所减少的发射光是由于绿色或黄-绿色荧光体和红色荧光体的峰值间隔引起的，其源自BSG或BSY荧光体同典型的黄-绿色YAG荧光体相比相对较窄的宽度和相对较短的峰值波长以及NR荧光体同典型的红色荧光体相比相对较窄的宽度的组合，并且通过添加Nd玻璃而得到进一步的增强。如果足够深的话，黄色中的光谱凹陷可提供一种光源，其具有增强的颜色偏好或颜色饱和度或颜色对比度能力，其相对于采用典型的不产生黄色凹陷的蓝-绿色和红色荧光体组合的相同光源所发射的光而言通常被观测人员所优选。
图40包括上面刚刚论述的BSY+PFS类型的LED光源的SPD的曲线图4000，以及具有CCT=2755K的Reveal®类型的白炽光源的SPD的曲线图704，BSY+PFS类型的LED光源包括Nd玻璃圆顶。曲线4000显示了蓝色LED的峰值波长4002发生在大约450nm处，黄-绿色荧光体的峰值波长4004发生在大约550nm处，并且红色荧光体的峰值波长4006发生在大约631nm处。Nd玻璃用于过滤可能由黄-绿色荧光体和红色LED已经产生的色谱黄色部分4010中的光，使得光4000具有进一步增强的颜色偏好。这个光谱产生具有CCT=2700K，CRI=68和LPI=142的光。当利用BSY+PFS光谱4000时，142的LPI分数是高的，意味着观测人员将感知比利用某些现有技术的光机可能更饱和的颜色和更优选的外观。
附属权利要求中使用的“复合光源”可被认为与“照明装置”是同义的。附属权利要求中使用的“光源”通常可指单独的颜色发射元件，例如发射红光的红色LED或荧光体。附属权利要求中使用的“降频转换器”可指荧光体和/或量子点，或其它相似的发光材料。
应该懂得上面的描述和/或附图并不意味着蕴涵对于这里所指的任何工艺均固定的步骤顺序或步骤序列；相反，任何工艺可按照任何可实行的顺序来执行，其包括但不局限于同时执行依据顺序指示的步骤。
虽然已经结合特定的示例性实施例描述了本发明，但是应该懂得，在没有脱离附属权利要求所陈述的本发明的精神和范围的条件下可对公开的实施例做出对于本领域中的技术人员所知悉的各种变化、替代和变更。

Claims (105)

1.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色光源，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；和
至少一个红色光源，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
2.根据权利要求1所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
3.根据权利要求2所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色光源具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色光源具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
4.根据权利要求3所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
5.根据权利要求4所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色光源具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色光源具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
6.根据权利要求5所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
7.根据权利要求1-6中的任一权利要求所述的复合光源，其特征在于，所述至少其中一个至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色光源、以及所述至少一个红色光源包括固态光源或荧光体。
8.根据权利要求7所述的复合光源，其特征在于，所述固态光源包括半导体发光二极管(LED)光源、有机发光二极管(OLED)光源和聚合物发光二极管光源中的至少其中一个。
9.根据权利要求1-8中的任一权利要求所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
10.根据权利要求1-9中的任一权利要求所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色光源和所述至少一个红色光源上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
11.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色固态光源，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；和
至少一个红色固态光源，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
12.根据权利要求11所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
13.根据权利要求12所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色光源具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
14.根据权利要求13所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
15.根据权利要求14所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色固态光源具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
16.根据权利要求15所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
17.根据权利要求11-16中的任一权利要求所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源和所述至少一个红色固态光源的至少其中一个包括半导体发光二极管(LED)光源、有机发光二极管(OLED)光源和聚合物发光二极管光源的至少其中一个。
18.根据权利要求11-17中的任一权利要求所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
19.根据权利要求11-18中的任一权利要求所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源和所述至少一个红色固态光源上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
20.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色固态光源，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长，并具有小于55nm的半峰全宽(FWHM)；和
至少一个红色固态光源，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长，并具有小于35nm的FWHM；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
21.根据权利要求20所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
22.根据权利要求21所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色固态光源具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
23.根据权利要求22所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
24.根据权利要求23所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色固态光源具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
25.根据权利要求24所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
26.根据权利要求20-25中的任一权利要求所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源和所述至少一个红色固态光源的至少其中一个包括半导体发光二极管(LED)光源、有机发光二极管(OLED)光源和聚合物发光二极管光源的至少其中一个。
27.根据权利要求20-26中的任一权利要求所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
28.根据权利要求20-27中的任一权利要求所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源和所述至少一个红色固态光源上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
29.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色固态光源，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；和
至少一个红色降频变换器，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
30.根据权利要求29所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
31.根据权利要求30所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
32.根据权利要求31所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
33.根据权利要求32所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
34.根据权利要求33所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
35.根据权利要求29所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源包括半导体发光二极管(LED)光源、有机发光二极管(OLED)光源和聚合物发光二极管光源中的至少其中一个。
36.根据权利要求29所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个红色降频变换器包括荧光体降频变换器和量子点降频变换器的至少其中一个。
37.根据权利要求29所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
38.根据权利要求29所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源和所述至少一个红色降频变换器上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
39.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色固态光源，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；和
至少一个红色降频变换器，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长，并具有小于35nm的半峰全宽(FWHM)；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
40.根据权利要求39所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
41.根据权利要求40所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
42.根据权利要求41所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
43.根据权利要求42所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
44.根据权利要求43所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
45.根据权利要求39所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源包括半导体发光二极管(LED)光源、有机发光二极管(OLED)光源和聚合物发光二极管光源中的至少其中一个。
46.根据权利要求39所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个红色降频变换器包括荧光体降频变换器和量子点降频变换器的至少其中一个。
47.根据权利要求39所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
48.根据权利要求39所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色固态光源和所述至少一个红色降频变换器上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
49.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色降频变换器，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；和
至少一个红色固态光源，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
50.根据权利要求49所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
51.根据权利要求50所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色固态光源具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
52.根据权利要求51所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
53.根据权利要求52所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色固态光源具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
54.根据权利要求53所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
55.根据权利要求49所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个红色固态光源包括半导体发光二极管(LED)光源、有机发光二极管(OLED)光源和聚合物发光二极管光源中的至少其中一个。
56.根据权利要求49所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器包括荧光体降频变换器和量子点降频变换器的至少其中一个。
57.根据权利要求49所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
58.根据权利要求49所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器和所述至少一个红色固态光源上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
59.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色降频变换器，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；和
至少一个红色固态光源，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长，并具有小于35nm的半峰全宽(FWHM)；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
60.根据权利要求59所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
61.根据权利要求60所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色固态光源具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
62.根据权利要求61所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
63.根据权利要求62所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色固态光源具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
64.根据权利要求63所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
65.根据权利要求59所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个红色固态光源包括半导体发光二极管(LED)光源、有机发光二极管(OLED)光源和聚合物发光二极管光源中的至少其中一个。
66.根据权利要求59所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器包括荧光体降频变换器和量子点降频变换器的至少其中一个。
67.根据权利要求59所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
68.根据权利要求59所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器和所述至少一个红色固态光源上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
69.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色降频变换器，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；
至少一个红色固态光源，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长，并具有小于35nm的半峰全宽(FWHM)；和
至少一个深红色光源，其具有在大约630nm至大约680nm范围内的峰值波长；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
70.根据权利要求69所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
71.根据权利要求70所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色固态光源具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
72.根据权利要求71所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
73.根据权利要求72所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色固态光源具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
74.根据权利要求73所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
75.根据权利要求69所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个红色固态光源包括半导体发光二极管(LED)光源、有机发光二极管(OLED)光源和聚合物发光二极管光源中的至少其中一个。
76.根据权利要求69所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器包括荧光体降频变换器和量子点降频变换器的至少其中一个。
77.根据权利要求69所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
78.根据权利要求69所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器、所述至少一个红色固态光源以及所述至少一个深红色光源上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
79.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色降频变换器，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；和
至少一个红色降频变换器，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
80.根据权利要求79所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
81.根据权利要求80所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
82.根据权利要求81所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
83.根据权利要求82所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
84.根据权利要求83所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
85.根据权利要求79所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器和所述至少一个红色降频变换器的至少其中一个包括荧光体降频变换器和量子点降频变换器的至少其中一个。
86.根据权利要求79所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
87.根据权利要求79所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器和所述至少一个红色降频变换器上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
88.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色降频变换器，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；和
至少一个红色降频变换器，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长，并具有小于35nm的半峰全宽(FWHM)；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
89.根据权利要求88所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
90.根据权利要求89所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
91.根据权利要求90所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
92.根据权利要求91所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
93.根据权利要求92所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
94.根据权利要求88所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器和所述至少一个红色降频变换器的至少其中一个包括荧光体降频变换器和量子点降频变换器的至少其中一个。
95.根据权利要求88所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
96.根据权利要求88所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器和所述至少一个红色降频变换器上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
97.一种复合光源，包括：
至少一个蓝色光源，其具有在大约400纳米(nm)至大约460nm范围内的峰值波长；
至少一个绿色或黄-绿色降频变换器，其具有在大约500nm至大约580nm范围内的峰值波长；
至少一个红色降频变换器，其具有在大约600nm至大约680nm范围内的峰值波长，并具有小于35nm的半峰全宽(FWHM)；和
至少一个深红色光源，其具有在大约630nm至大约680nm范围内的峰值波长；
其中所述复合光源具有至少120的照明偏好指数(LPI)。
98.根据权利要求97所述的复合光源，其特征在于，包括至少125的LPI。
99.根据权利要求98所述的复合光源，其特征在于，包括至少130的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约510nm至大约570nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约610nm至大约680nm的峰值波长。
100.根据权利要求99所述的复合光源，其特征在于，包括至少135的LPI。
101.根据权利要求100所述的复合光源，其特征在于，包括至少140的LPI，其中所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器具有大约520nm至大约560nm的峰值波长，并且所述至少一个红色降频变换器具有大约620nm至大约680nm的峰值波长。
102.根据权利要求101所述的复合光源，其特征在于，包括至少145的LPI。
103.根据权利要求97所述的复合光源，其特征在于，所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器和所述至少一个红色降频变换器的其中一个包括荧光体降频变换器和量子点降频变换器的至少其中一个。
104.根据权利要求97所述的复合光源，其特征在于，具有在大约2500开氏温度(K)至大约3200K范围内的相关色温(CCT)。
105.根据权利要求97所述的复合光源，其特征在于，还包括钕滤光器，其放置在所述至少一个蓝色光源、所述至少一个绿色或黄-绿色降频变换器、所述至少一个红色降频变换器以及所述至少一个深红色光源上，使得所述复合光源发射的光大部分或全部穿过所述滤光器。
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