CN109121243A - 光源装置及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光源装置及显示装置,所述光源装置包括发光模块以及控制单元。发光模块用以提供一光线。控制单元使发光模块所发出的光线在多种第一光线间切换,此多种第一光线的相关色温彼此相异,且此多种第一光线的昼夜节律作用因子彼此实质上相同。
Description
技术领域
本发明涉及一种光源装置及显示装置,且特别是涉及一种可提供不同生理刺激光线的光源装置及显示装置。
背景技术
随着爱迪生(Thomas Alva Edison)发明电灯泡,电力所产生的光源不仅点亮了黑夜,也点亮了人类的文明,借着这种人工光源,人类得以利用夜晚的时间,因而更进一步地带动了科技与教育的发展。而在光源对生理刺激的影响研究上,Yasukouchi研究发现夜间高色温的光源比低色温的光源较抑制褪黑激素的分泌。其次从2001年以来,Branard的研究对人眼与生理影响(biological effect)的关系,更进一步指出说明光源与褪黑激素的分泌以及生理影响的关系,并如图1绘示出光源与生理刺激对应曲线(2001 Action Spectrumfor Melatonin Regulation in Humans:Evidence for a Novel CircadianPhotoreceptor)。而进一步可以说明光源不同波长(400nm-550nm)将不同影响生理刺激(circadian stimulus,CS),判断光源对人体的生理刺激影响程度,因此,若于夜间或白天使用光源时,需要通过适合光源的频谱组成,提供适切的人工照明光源。
发明内容
为解决上述问题,本发明的一实施例提供一种光源装置,包括发光模块以及控制单元。发光模块用以提供光线。控制单元使发光模块所发出的光线在第一光线与第二光线间切换,其中第一光线的光谱相异于第二光线的光谱,且第二光线与第一光线的色温彼此实质上相同。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括发光模块以及控制单元。发光模块用以提供光线。控制单元使发光模块所发出的光线在多种第一光线间切换,此多种第一光线的相关色温(correlated color temperature,CCT)彼此相异,且此多种第一光线的生理刺激值彼此实质上相同。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括发光模块以及控制单元。发光模块用以提供光线。控制单元用以改变第一子光线与第二子光线的比例以形成光线,因此光线的昼夜节律作用因子(circadian action factor,CAF)与相关色温沿着相异于太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹而变化,其中第一子光线与第二子光线之一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,且第一子光线与第二子光线的另一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括发光模块以及控制单元。发光模块用以提供光线。控制单元用以使光线在第一光线与第二光线间切换,因此改变光线的蓝光危害与生理刺激值的至少其中之一,其中第一光线的光谱中的蓝光主波峰的波长大于第二光线的光谱中的蓝光主波峰的波长。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括发光模块以及控制单元。发光模块用以提供光线,所述光线包括红色子光线、绿色子光线以及蓝色子光线。控制单元用以改变红色子光线、绿色子光线以及蓝色子光线的比例以形成不同的白光,蓝色子光线的光谱中的主波峰的波长落在460纳米至480纳米的范围内。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括发光模块以及控制单元。发光模块用以提供光线,所述光线包括红色子光线、绿色子光线以及蓝色子光线。控制单元用以改变红色子光线、绿色子光线以及蓝色子光线的比例以形成不同的白光,蓝色子光线的光谱中的主波峰的波长落在440纳米至450纳米的范围内。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括发光模块以及控制单元。发光模块用以提供光线。控制单元用以改变第一子光线与第二子光线的比例以形成光线,因此改变光线的相关色温与蓝光危害。在相同的相关色温下,光线的蓝光危害是可改变的,且第一子光线的相关色温低于第二子光线的相关色温。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括第一光源、第二光源以及控制单元。第一光源用以产生具有第一光谱分布的第一光线,其中第一光线在色度图(chromaticitydiagram)上具有第一色坐标。第二光源用以产生具有第二光谱分布的第二光线,其中第二光线在色度图上具有第二色坐标。第二光谱分布不同于第一光谱分布。控制单元用以驱动第一光源与第二光源,其中光源装置以第一色坐标与第二色坐标实质上相符的方式设计。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括第一光源、第二光源以及控制单元。控制单元用以控制第一光源与第二光源,第一光源用以提供具有相关色温介于2500K与3000K之间且演色性指数大于90的第一光线,第二光源用以提供第二光线,且第一光线的演色性指数大于第二光线的演色性指数。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括第一发光二极管光源以及第二发光二极管光源。第一发光二极管光源与第二发光二极管光源经配置以被操作在用于发出第一光线的第一操作模式以及经配置以被操作在用于发出第二光线的第二操作模式,第一光线与第二光线落在目标相关色温的相同的麦克亚当椭圆内,且第一光线的生理刺激值比第二光线的生理刺激值多出第二光线的生理刺激值的5%以上,第一发光二极管光源与第二发光二极管光源的至少其中之一包括至少一个发光二极管,其经配置以激发至少一个荧光材料发光。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括显示器以及用以照亮显示器的背光元件。背光元件包括第一发光二极管光源以及第二发光二极管光源。其中第一发光二极管光源与第二发光二极管光源经配置以被操作在用于发出第一光线的第一操作模式以及经配置以被操作在用于发出第二光线的第二操作模式,第一光线与第二光线落在目标相关色温的相同的麦克亚当椭圆内,且第一光线的生理刺激值比第二光线的生理刺激值多出第二光线的生理刺激值的5%以上。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括第一光源。第一光源用以提供第一光线。第一光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在以(2700±100K,0.197)、(2700±100K,0.696)、(4500±200K,0.474)、(4500±200K,1.348)、(6500±300K,0.759)与(6500±300K,1.604)的六个昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标为顶点所形成的第一区域内。
本发明的一实施例提供一种光源装置,包括第一光源,用以提供第一光线。第一光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在区域内,此区域具有上边界、下边界及在上边界与下边界之间的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标,其中昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(2700±100K,0.696)、(4500±200K,1.348)与(6500±300K,1.604)位于上边界上,昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(2700±100K,0.197)、(4500±200K,0.474)与(6500±300K,0.759)位于下边界上。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附的附图作详细说明如下。
附图说明
图1是出光源与生理刺激对应曲线图;
图2A是本发明的一实施例中的光源装置的示意图;
图2B是图2A实施例中的光源装置的一种变化的示意图;
图2C是图2B实施例中的光源装置所发出的光线的相对光强度与光波长的光谱示意图;
图2D是图2B实施例中的光源装置在不同时段具有不同照明模式的时序图;
图2E是图2A中光源装置的方块图;
图3是美国国家标准协会所定义的同色温的色坐标型态的示意图;
图4A是本发明的另一实施例中的光源装置的示意图;
图4B是图4A实施例中的第一光线的光谱曲线图;
图4C是图4A实施例中的第二光线的光谱曲线图;
图4D是图4A实施例中的光源装置在不同时段具有不同照明模式的时序图;
图5A是本发明的又一实施例中的光源装置的示意图;
图5B是图5A实施例中的第一光线的光谱曲线图;
图5C是图5A实施例中的第二光线的光谱曲线图;
图5D是图5A实施例中的光源装置在不同时段具有不同照明模式的时序图;
图6A是本发明的再一实施例中的光源装置的示意图;
图6B到图6I是光源装置500分别在各色温条件下所提供的光线的光谱曲线图;
图6J是图6A实施例中的光源装置在不同时段具有不同照明模式的时序图;
图7是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图8A是图7中于第一发光模式下分别从发光单元发出的光线与第一光线的光谱图;
图8B是图7中于第二发光模式下分别从发光单元发出的光线与第二光线的光谱图;
图9是图7中的第一光线与第二光线在CIE 1976u’-v’图(CIE 1976u’-v’diagram)中的色坐标的示意图;
图10是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图11A是图10中于第一发光模式下分别从发光单元发出的光线与第一光线的光谱图;
图11B是图10中于第二发光模式下分别从发光单元发出的光线与第二光线的光谱图;
图12是图10中的第一光线与第二光线在CIE 1976u’-v’图中的色坐标的示意图;
图13A是本发明的另一实施例绘示出图10中于第一发光模式下分别从发光单元发出的光线与第一光线的光谱图;
图13B是本发明的另一实施例绘示出图10中于第二发光模式下分别从发光单元发出的光线与第二光线的光谱图;
图14是本发明的另一实施例绘示出图10中的第一光线与第二光线在CIE 1976u’-v’图中的色坐标的示意图;
图15是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图16A是图15的光发射器发出的子光线的光谱图;
图16B是图15的发光模块发出的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图16C是图15的发光模块所发出的光线的演色性指数相对于相关色温的关系图;
图16D是太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图17是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图18A是图17的光发射器发出的子光线的光谱图;
图18B是图17的发光模块发出的光线的昼夜节律因子相对于相关色温的关系图;
图18C是图17的发光元件发出的光线的演色性指数相对于相关色温的关系图;
图19A至图19D分别是当演色性指数大于80、90、93和95时,在图17的发光模块发出的光线的昼夜节律因子相对于相关色温的关系图;
图20是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图21A是图20的光发射器发出的子光线的光谱图;
图21B是图20的发光模块发出的光线的昼夜节律因子相对于相关色温的关系图;
图21C是图20的发光模块发出的光线的演色性指数相对于相关色温的关系图;
图22A与图22B分别是当演色性指数大于80与90时,在图20的发光模块发出的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图23是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图24A至图24D是图23的四个实施例的光发射器发出的子光线的光谱图;
图25A与图25B是图23的发光模块发出的光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图26是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图27A与图27B是图26的两个实施例的光发射器发出的子光线的光谱图;
图28A与图28B是图26的发光模块发出的光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图29是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图30是图29的光发射器发出的子光线的光谱图;
图31是图29的发光模块发出的光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图32是图23的另一实施例的光发射器发出的子光线的光谱图;
图33是图32的实施例的发光模块发出的光线的演色性指数相对于相关色温的关系图;
图34A是当相关色温大于5000K时,在图32的实施例的发光模块发出的光线的蓝光危害相对于相关色温的关系图;
图34B是当相关色温大于5000K时,在图32的实施例的发光模块发出的光线的蓝光危害相对于演色性指数的关系图;
图35是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图36A是图35的光发射器E1f、E2f与E3f所发出的红色子光线V1f、绿色子光线V2f与第一蓝色子光线V3f的光谱图;
图36B是图35的光发射器E1f、E2f与E4f所发出的红色子光线V1f、绿色子光线V2f与第二蓝色子光线V4f的光谱图;
图37A是图35分别从光发射器E1f、E2f与E3f以及光发射器E1f、E2f与E4f所发出的第一光线VB1f与第二光线VB2f的昼夜节律作用因子相对于x色坐标的关系图;
图37B是图35分别从光发射器E1f、E2f与E3f以及光发射器E1f、E2f与E4f所发出的第一光线VB1f与第二光线VB2f的昼夜节律作用因子相对于y色坐标的关系图;
图38A是图35分别从光发射器E1f、E2f与E3f以及光发射器E1f、E2f与E4f所发出的第一光线VB1f与第二光线VB2f的蓝光危害相对于演色性指数的关系图;
图38B是图35分别从光发射器E1f、E2f与E3f以及光发射器E1f、E2f与E4f所发出的第一光线VB1f与第二光线VB2f的蓝光危害相对于昼夜节律作用因子的关系图;
图39是根据本发明的一实施例的显示装置的示意图;
图40是本发明的另一实施例的光源装置的示意图;
图41A是图40的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图41B是图40的子光源发出的子光线的光谱图;
图41C是图40的子光源的荧光体I、荧光体II、荧光体III与荧光体IV的光谱图;
图41D是图40的子光源中,具有峰值波长443纳米、458纳米与461纳米的蓝色发光二极管芯片的光谱图;
图42是本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图43是本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图44是本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的上边界与下边界以及太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图45是本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图;
图46是本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。
符号说明
100、100a、100b、100’、300、400、500、600、600a、600b、600c、600d、600e:光源装置
110、110a、110b、310、410、510、610、610a、610b、610c、610d、610f:发光模块
120、320、420、520、620、620c、620f、720:控制单元
130:使用者界面
140:连接界面
700:光源装置
701:背光元件
710:第一光源
800:显示器
900:显示装置
A1、A2、A3、A4、A5:区域
B、B3、B6、B6c、B6d、B6e、B6f:光线
B6g:第一光线
D:发光单元
D1、D1’、D11、D12、D13:第一发光单元
D2、D2’:第二发光单元
D3、D3’、D31、D32:第三发光单元
D4、D4’:第四发光单元
D5、D5’:第五发光单元
D6’:第六发光单元
D7’:第七发光单元
D8’:第八发光单元
DM:光源驱动模块
DR:数据写入系统
DT:时间管理数据
E1、E1a、E12a、E11a、E1c、E1f、E2c、E2、E2a、E2f、E3、E3a、E3d、E3f、E4、E4a、E4e、E4f、E5a、E6a、E7a、E11g、E12g、E21g、E22g、E31g、E32g、E41、E41g、E42、E42g:光发射器
E1g、E2g、E3g、E4g:子光源
e1、e2、e3、e4、e5、e6、e7、e8:椭圆色温范围
L1、L1’、L13、L14、L15、VB1f:第一光线
L2、L2’、L23、L24、L25、VB2f:第二光线
L35:第三光线
L45:第四光线
L55:第五光线
L65:第六光线
L75:第七光线
L85:第八光线
P1、P1’、P13、P14:第一部分
P2、P2’、P23、P24:第二部分
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8:公差四边形色温范围
Q1、Q2、Q3、Q4:顶点
SH1、SL1:光谱曲线
SV:存储单元
UR:使用者
V1、V1a、V1g、V2g、V3g、V4g、V11a、V12a、V2、V2a、V3、V3a、V4、V4a、V41、V42、V5a、V6a、V7a:子光线
V1c、W1、W1’:第一子光线
V1f:红色子光线
V2c、W2、W2’:第二子光线
V2f:绿色子光线
V3d、W3、W3’:第三子光线
V3f:第一蓝色子光线
V4e、W4、W4’:第四子光线
V4f:第二蓝色子光线
W5、W5’:第五子光线
W6’:第六子光线
W7’:第七子光线
W8’:第八子光线
具体实施方式
图2A是本发明的一实施例中的光源装置的示意图,图2B是依照图2A实施例中的光源装置的一种变化,图2C是依照图2B实施例中的光源装置所发出的光线的相对光强度与光波长的光谱示意图,请参照图2A至图2C,在本实施例中,光源装置100包括发光模块110以及控制单元120。发光模块110提供光线B。在本实施例中,光线B所代表的意义为发光模块110所发出的光,可具有发散角度,而非限定于特定的传递方向。控制单元120用以切换发光模块110所发出的光线B为第一光线L1或第二光线L2。其中,第二光线L2的生理刺激值(circadian stimulus/photometry,CS/P)小于第一光线L1的生理刺激值,且第二光线L2与第一光线L1的色温实质上相同。由此,光源装置100可在不易让使用者察觉到光色温变化的情形下,依照实际使用环境、时间及目的以选择提供具有高生理刺激的第一光线L1或是低生理刺激的第二光线L2,以维持使用者自然的生理周期并同时提供足够的光源。
详细而言,在本实施例中,生理刺激值(CS/P)的定义如下式所示:
其中,CS(λ)代表人类的生理函数,P(λ)代表人类的明视觉函数,P0λ代表混光完成后的光谱,而CS代表混光完成后光谱的生理刺激值,P代表混光完成后光谱的强度值。其中,有关于明视觉函数P(λ)是依照国际照明委员会(Commission internationale de l'éclairage,CIE)的定义。并且人类的生理函数CS(λ)可参照Professor Brainard所提出的Action spectrum(1997),如图1所示,Mark Rea所提出的人体非视觉生理函数(2005)以及German pre-standard DIN V所提出的生理函数,并且本发明的光源装置100可适用于各种生理函数。并且,图3是美国国家标准协会(American national standard institute,ANSI)所定义的同色温的色坐标型态的示意图,请参照图3,在本实施例中,同色温的定义是依照美国国家标准协会的定义。换言之,依照此一标准设计的同色温的光源,对人眼而言的颜色差异不易察觉。其中,图3示意图中所绘示的美国国家标准协会定义的色坐标型态的详细坐标值请参照表1如下:
表1
其中,表1的数据范围可换算为图3中的公差四边形色温范围S1至S8。举例而言,落在公差四边形色温范围S1内的色温坐标值对而人眼而言很接近,依此类推。更详细而言,表1中的公差四边形可进一步换算为色温值范围如下表2:
表2
其中,表2的数据范围可换算为图3中的椭圆色温范围e1至e8,进一步而言,这些椭圆色温范围e1至e8亦即麦克亚当(David MacAdam)椭圆。举例而言,落在椭圆色温范围e1内的各色温坐标值对而人眼而言很接近,依此类推。值得注意的是,表1与表2中的坐标数据为举例说明本实施例中的实质上色温相同,实际的坐标数据请参照美国国家标准协会的最新定义,本发明不以此为限。在另一实施例中,色温实质上相同代表在同一椭圆色温范围内。由此,光源装置100可在不易让使用者察觉到光色色温变化的情形下,依照实际使用环境、时间及目的以选择提供不同生理刺激值的光源,以维持使用者生理周期并同时提供足够的光源。
详细而言,请参照图2A,控制单元120可使发光模块110于多个发光模式间切换,这些发光模式包含第一生理刺激模式与第二生理刺激模式,发光模块110包括多个发光单元D,这些发光单元D可包括电致发光元件、光致发光元件或其组合。其中发光单元D包括至少一第一发光单元D1、至少一第二发光单元D2与至少一第三发光单元D3,第一发光单元D1提供第一子光线W1,第二发光单元D2提供第二子光线W2,且第三发光单元D3提供第三子光线W3。其中,第一子光线W1的至少一波峰值范围可大于420nm且小于480nm,第二子光线W2的至少一波峰值范围可大于480nm且小于540nm,第三子光线W3的至少一波峰值范围可大于540nm。
当控制单元120使发光模块110切换至第一生理刺激模式时,控制单元120使这些发光单元D的第一部分P1提供第一光线L1,其中第一光线L1可包括第一子光线W1与第二子光线W2,且当控制单元120使发光模块110切换至第二生理刺激模式时,控制单元120使这些发光单元D的第二部分P2提供第二光线L2,其中第二光线L2可包括第一子光线W1与第三子光线W3,且第一光线L1与第二光线L2的色温实质上相同,因此可在不影响使用者色温感觉的情况下改变生理刺激值以符合不同的需求。
此外,图2B中的光源装置100’与图2A所绘示的光源装置100相似,其中图2B中,各发光单元对应提供光线波峰值范围如图2A实施例说明范围,然而不同之处在于,图2B中的光源装置100’的第一部分P1’可更包括第三发光单元D3。
其中,在第一生理刺激模式下,第一部分P1’所提供的第一光线L1’可包括第一子光线W1、第二子光线W2与第三子光线W3。而在第二生理刺激模式下,第二部份P2’所提供的第二光线L2’可包括第一子光线W1与第三子光线W3。
其中,图2B完成混光后的频谱如图2C所示,由于第二子光线W2的生理刺激值大于第三子光线W3的生理刺激值,因此第一光线L1’虽与第二光线L2’为相同的色温3000K,由于其混光光谱不同,因此生理刺激值不同,第一光线L1’其光谱如图2C中的混光光谱曲线SH1,生理刺激值CS/P经计算后约为0.43,而第二光线L2’其混光光谱如图2C中的光谱曲线SL1,其生理刺激值CS/P经计算后约为0.27,亦即上式计算出的CS/P,其中第一光线L1’的生理刺激值经计算后约为第二光线L2’的生理刺激值的159%。由此,可使得第二光线L2’与第一光线L1’的生理刺激值有更显著的差异。而可达到上述的目的,本发明不以此为限。
进一步而言,控制单元120可使发光模块110’所发出的光线B可于一天中的多个不同时段依需求而切换至第一生理刺激模式(即提供第一光线L1’)或第二生理刺激模式(即提供第二光线L2’)。详细而言,图2D绘示出图2B实施例中的光源装置在不同时段具有不同照明模式的时序图,请参照图2B与图2D,举例而言,光源装置100’可应用于饭店照明,可在工作时间(如图2D中所绘示的9:00至18:00)提供色温为3000K且具有较高生理刺激值的第一光线L1’,以提高服务人员的警觉性与工作精神,同时也可让房客具有视觉上的温暖舒适感。而在晚间(如图2D中所绘示的18:00至22:00),光源装置100’中的发光模块110’可被切换至色温同样为3000K但具有较低生理刺激值的第二光线L2’,即可在不影响照明色温的情况下减少对晚班的服务人员以及房客的生理刺激,以避免影响褪黑激素分泌而影响服务人员以及房客的健康。值得注意的是,图2D中的时序仅用于举例说明本实施例,在其它实施例中可依照实施需求而有所变化,本发明不以此为限。
更进一步而言,图2E是依照图2A中光源装置的方块图,请参照图2E,在本实施例中,光源装置100可还包括使用者界面130,控制单元120根据使用者界面130所输入的对应于使用者UR的操作的信号而决定光源装置100目前所处的照明模式。详细而言,控制单元120例如是微处理器,并可根据时间管理数据DT使发光模块110于多个不同时间分别切换至不同的照明模式,其中时间管理数据DT与生物的生理时钟相关。举例而言,时间管理数据DT可如图2D中的时序图中的模式切换时间数据,然本发明不此以为限。更详细而言,光源装置100可还包括数据写入系统DR,时间管理数据DT可通过数据写入系统DR与控制单元120连接而被接收并存储于存储单元SV内,并且控制单元120可通过从存储单元SV载入时间管理数据DT以控制控制单元120并使发光模块110的光源驱动模块DM驱动第一部分P1或第二部分P2,以达成图2A实施例中所述的功效。另一方面,光源装置100可还包括连接界面140,连接界面140将来自数据写入系统DR的时间管理数据DT传递至控制单元120,其中连接界面140为有线连接界面或无线连接界面。举例而言,连接界面140例如是手动开关或者是遥控器,使用者UR可利用手动开关或遥控器来选取或改变光源装置100的照明模式。而另一方面,光源装置100也可根据时间管理数据DT的内容,依照时间而自动地选取或改变照明模式,以配合使用者UR的需求。
然而,在图2A实施例中的光源装置100的发光模块110可提供具有相同色温以及不同生理刺激值的第一光线L1与第二光线L2。但在其它实施例中,也可提供具有相同或不同色温以及不同生理刺激值的光线。
举例而言,图4A是本发明的另一实施例中的光源装置的示意图,与图2A实施例相似,光源装置300包含第一发光单元D1,第二发光单元D2,第三发光单元D3可包括D31与D32。
其中光源装置300的第一部分P13包括第一发光单元D1、第二发光单元D2、第三发光单元D31,其对应产生第一子光线W1、第二子光线W2和第三子光线W3,其中,第二子光线W2可由荧光体被第一子光线W1激发所产生(即第二发光单元D2可为荧光体),第三子光线W3由发光二极管所产生。光源装置300发光的第二部分P23包括第一发光单元D1和第三发光单元D32,其对应产生第一子光线W1和第三子光线W3。其中,第一子光线W1可为由发光二极管所产生的光线,第三子光线W3可由荧光体被第一子光线W1激发所产生(即第三发光单元D32可为荧光体)。其中,第一子光线W1的至少一波峰值范围大于420nm且小于480nm,第二子光线W2的至少一波峰值范围大于480nm且小于540nm,第三子光线W3的至少一波峰值范围大于540nm。
在图4A实施例中,不同之处在于图4A中的光源装置300中,控制模块320使发光模块310所发出的光线B3在第一光线L13与第二光线L23间切换,第一光线L13与第二光线L23的色温不相同。
图4B绘示出图4A实施例中的第一光线L13的光谱曲线,而图4C绘示出图4A实施例中的第二光线L23的光谱曲线。在本实施例中,图4B以6500k色温为例,而图4C以3000k色温为例。通过图4B与图4C中的光谱曲线经由上述的各算式计算推得光源装置300的发光模块310所提供的的第一光线L13的生理刺激值约为0.94,而第二光线L23的生理刺激值约为0.27,其中第一光线L13的生理刺激值约为第二光线L23的生理刺激值的3.48倍,即第一光线L13的生理刺激值比第二光线L23的生理刺激值多出第二光线L23的生理刺激值的5%以上。
图4D绘示出图4A实施例中的光源装置在不同时段具有不同照明模式的时序图。由此,光源装置300可应用于居家照明,如图4D所绘示,光源装置300的发光模块310可于白昼时段(例如9:00至18:00)提供具有高生理刺激值与高色温(6500k)的光源以使人感觉清爽并可提振精神,在夜晚时段(例如18:00至22:00)则提供具有低生理刺激值与低色温(3000k)的光源以使人有温暖舒适的感觉。其中,上述的生理刺激数值和图4B与图4C的光谱曲线仅用于说明本实施例,在其它实施例中也可依照实际需求而有所不同,本发明不以此为限。在其他实施例中,发光模块可在不同模式下提供分别具有不同的相关色温但具有实质上相同的生理刺激值的光线,亦或是提供具有不同或实质上相同的光学参数的光线,其将于下述图15至图22B的实施例中呈现。
图5A是本发明的又一实施例中的光源装置的示意图,与图2A实施例相似,然而在本实施例中,发光模块410还包括至少一第四发光单元D4。其中,第一发光单元D1提供第一子光线W1,第二发光单元D2提供第二子光线W2,第三发光单元D3提供第三子光线W3,且第四发光单元D4提供第四子光线W4。并且如图5A所绘示,第一部分P14可包括第一发光单元D1、第二发光单元D2与第四发光单元D4,且第二部分P24可包括第一发光单元D1、第三发光单元D3与第四发光单元D4。当控制单元420使发光模块410切换至第一生理刺激模式时,第一发光单元D1发出第一子光线W1,第二发光单元D2发出第二子光线W2,以及第四发光单元D4发出第四子光线W4,当控制单元420使发光模块410切换至第二生理刺激模式时,第一发光单元D1发出第一子光线W1,第三发光单元D3发出第三子光线W3,且第四发光单元D4发出第四子光线W4,其中第一子光线W1的生理刺激值大于第二子光线W2的生理刺激值,且第二子光线W2的生理刺激值大于第三子光线W3的生理刺激值。简言之,在第一生理刺激模式下,光源装置400的发光模块410所提供的第一光线L14可包括第一子光线W1、第二子光线W2与第四子光线W4。而在第二生理刺激模式下,光源装置400的发光模块410所提供的第二光线L24可包括第一子光线W1、第三子光线W3与第四子光线W4。由此可与图2A中实施例的光源装置100具有相似的功效。
换言之,光源装置400的发光模块410可包括第一发光单元D1、第二发光单元D2、第三发光单元D3以及第四发光单元D4。其中,至少第一发光单元D1、第二发光单元D2与第四发光单元D4可形成第一光源(即第一部分P14)并发出第一光线L14,而第一发光单元D1、第三发光单元D3与第四发光单元D4可形成第二光源(即第二部份P24)并发出第二光线L24。其中,第一光源与第二光源色温实质上相同且具有不同的生理刺激值。
在本实施例中,图5A中的第一发光单元D1可为发光二极管,第二子光线W2可由第一荧光体被第一子光线W1激发所产生,并且第三子光线W3可由第二荧光体被第一子光线W1激发所产生,换言之,在本实施例中,第二发光单元D2与第三发光单元D3可为光致发光(如荧光)材料,其可受到第一子光线W1激发而产生不同波峰值范围的第二子光线W2和第三子光线W3。此外,在本实施例中,第四发光单元D4例如是发光二极管,然而在其他实施例中,第四发光单元D4或可为受光激发而产生第四子光线W4的光致发光材料(如荧光体),本发明不以此为限。在另一实施例中,第一发光单元D1、第二发光单元D2、第三发光单元D3和第四发光单元D4可为具有不同波峰值范围的发光二极管或发光二极管和荧光体的组合。
图5B绘示出图5A实施例中的第一光线L14的光谱曲线,而图5C绘示出图5A实施例中的第二光线L24的光谱曲线,图5D绘示出图5A实施例中的光源装置在不同时段具有不同照明模式的时序图,详细而言,第一子光线W1的至少一波峰值范围大于420nm且小于480nm,第二子光线W2的至少一波峰值范围大于480nm且小于540nm,第三子光线W3的至少一波峰值范围大于540nm且小于590nm,并且第四子光线W4的至少一波峰值范围大于590nm且小于680nm。其中,当光源装置400处于第一生理刺激模式时,发光模块410所提供的第一光线L14的光谱如图5B中的混光光谱曲线。当光源装置400处于第二生理刺激模式时,发光模块410所提供的第二光线L24的混光光谱如图5C中的光谱曲线。在本实施例中,图5B与图5C以6500K色温为例,通过图5B与图5C中的光谱曲线,可推得光源装置400的第一光线L14的生理刺激值约为0.94,而第二光线L24的生理刺激值约为0.79。由此,光源装置400可应用于工作照明(如医院或工厂照明),如图5D所绘示,光源装置400的发光模块410可于白昼时段(例如9:00至18:00)提供具有高生理刺激值且高色温的光源以使工作人员感觉清爽并可提振精神,在夜晚时段(例如18:00至22:00)则提供具有低生理刺激值但仍维持高色温的光源,以降低对在晚间工作的工作人员的生理刺激,以避免影响工作人员的健康。其中,上述的生理刺激数值和图5B与图5C的光谱曲线仅用于说明本实施例,在其它实施例中也可依照实际需求而有所不同,本发明不以此为限。值得注意的是,图5A中的光源装置400也可如图4A实施例中的光源装置300,通过调整第一子光线W1、第二子光线W2、第三子光线W3与第四子光线W4之间的比例以提供不同色温且不同生理刺激值差异达5%以上的第一光线L14以及第二光线L24,相关的详细叙述可参照图2A及图4A实施例,在此不再赘述。
图6A是本发明的再一实施例中的光源装置的示意图,图6B到图6I绘示出光源装置500分别在各色温条件下所提供的光线的光谱曲线,与图5A的实施例相似,并具有相同波峰值范围的第一子光线W1、第二子光线W2、第三子光线W3、第四子光线W4,然而不同之处在于,在本实施例中,图6A的光源装置500的发光模块510在这些照明模式下可提供更多组具有高低生理刺激值的不同色温的光源。举例而言,在本实施例中,当光源装置500的发光模块510中所包括的第一发光单元D11与第一发光单元D12提供第一子光线W1、第二发光单元D2提供第二子光线W2以及第四发光单元D4提供第四子光线W4时,光源装置500的发光模块510可通过调整第一子光线W1、第二子光线W2与第四子光线W4的比例,以分别依照使用需求提供具有较高生理刺激值的第一光线L15(例如6500K、CS/P值0.82)、第三光线L35(例如5000K、CS/P值0.67)、第五光线L55(例如4000K、CS/P值0.54)以及第七光线L75(例如3000K、CS/P值0.39)。另一方面,当光源装置500的发光模块510中的第一发光单元D11与第一发光单元D13提供第一子光线W1、第三发光单元D3提供第三子光线W3以及第四发光单元D4提供第四子光线W4时,光源装置500的发光模块510可通过调整第一子光线W1、第三子光线W3与第四子光线W4的比例,以分别依照使用需求提供具有较低生理刺激值的第二光线L25(6500K、CS/P值0.72)、第四光线L45(5000K、CS/P值0.57)、第六光线L65(4000K、CS/P值0.45)以及第八光线L85(3000K、CS/P值0.30)。因此,光源装置500的发光模块510相较于图2A与图2C的光源装置100与100’的发光模块110与110’能提供更多组色温的光源,由此可符合各种使用需求,并具有良好的应用潜力。
详细而言,在本实施例中,光源装置500可包括第一生理刺激模式、第二生理刺激模式、第三生理刺激模式、第四生理刺激模式、第五生理刺激模式、第六生理刺激模式、第七生理刺激模式与第八生理刺激模式。并且,控制单元520使发光模块500分别于这些生理刺激模式下所发出的光线在第一光线L15(光谱曲线如图6B)、第二光线L25(光谱曲线如图6C)、第三光线L35(光谱曲线如图6D)、第四光线L45(光谱曲线如图6E)、第五光线L55(光谱曲线如图6F)、第六光线65(光谱曲线如图6G)、第七光线L75(光谱曲线如图6H)以及第八光线L85(光谱曲线如图6I)间切换,进而可提供更多组光源。
更详细而言,第二光线L25的生理刺激值小于第一光线L15的生理刺激值,且第二光线L25与第一光线L15的色温实质上相同。第四光线L45的生理刺激值小于第三光线L35的生理刺激值,且第四光线L45与第三光线L35的色温实质上相同。第六光线L65的生理刺激值小于第五光线L55的生理刺激值,且第六光线L65与第五光线L55的色温实质上相同。第八光线L85的生理刺激值小于第七光线L75的生理刺激值,且第八光线L85与第七光线L75的色温实质上相同。并且,第一光线L15、第三光线L35、第五光线L55以及第七光线L75的色温实质上不相同、且第二光线L25、第四光线L45、第六光线L65以及第八光线L85的色温实质上不相同。换言之,光源装置500的发光模块510可通过调整第一子光线W1、第二子光线W2、第三子光线W3与第四子光线W4的比例,而可提供更多组色温的光线,并且每一组同色温的光线可于高生理刺激值与低生理刺激值之间切换。
进一步而言,在本实施例中,光源装置500的发光模块510可包括第一发光单元D11、D12与D13、第二发光单元D2、第三发光单元D3与第四发光单元D4。其中,第一发光单元D11与D12、第二发光单元D2以及第四发光单元D4可形成第一光源(即第一部分P1)并分别于各生理刺激模式下发出第一光线L15、第三光线L35、第五光线L55或第七光线L75。另一方面,第一发光单元D11与D13、第三发光单元D3以及第四发光单元D4可形成第二光源(即第二部分P2)并分别于各生理刺激模式下发出第二光线L25、第四光线L45、第六光线L65或第八光线L85。
由此,光源装置500可通过改变第一子光线W1、第二子光线W2、第三子光线W3以及第四子光线W4的混光比例,而可在6500K色温条件下,在具高生理刺激值的第一光线L15与具低生理刺激值的第二光线L25之间切换。也可在5000K色温条件下,在具高生理刺激值的第三光线L35与具低生理刺激值的第四光线L45之间切换。也可在4000K色温条件下,在具高生理刺激值的第五光线L55与具低生理刺激值的第六光线L65之间切换。并且也可在3000K色温条件下,在具高生理刺激值的第七光线L75与具低生理刺激值的第八光线L85之间切换。如此,光源装置500可具有更大的应用潜力。
此外,进一步而言,上述的第一光线L15与第二光线L25具有同色温不同生理刺激值,第三光线L35与第四光线L45具有同色温不同生理刺激值,第五光线L55与第六光线L65具有同色温不同生理刺激值,并且第七光线L75与第八光线L85具有同色温不同生理刺激值。然而,在其他实施例中,第一光线L15与第二光线L25也可为不同色温且第一光线L15的生理刺激值比第二光线L25的生理刺激值多出第二光线L25的生理刺激值的5%以上。第三光线L35与第四光线L45也可为不同色温且第三光线L35的生理刺激值比第四光线L45的生理刺激值多出第四光线L45的生理刺激值的5%以上。第五光线L55与第六光线L65也可为不同色温且第五光线L55的生理刺激值比第六光线L65的生理刺激值多出第六光线L65的生理刺激值的5%以上。第七光线L75与第八光线L85也可为不同色温且第七光线L75的生理刺激值可比第八光线L85的生理刺激值多出第八光线L85的生理刺激值的5%以上。由此,也可具有与图6A中的光源装置500具有相似的功效。
图6J绘示出图6A实施例中的光源装置在不同时段具有不同照明模式的时序图,请参照图6J,举例而言,光源装置500可应用于办公室照明,其中,光源装置500在白昼时段(如图6J中的8:00至11:00)可切换至第一生理刺激模式以使发光模块510提供高色温(6500K)且具有高生理刺激值的第一光线L15。而在午休时段(11:00至13:00),光源装置500则可切换至第二生理刺激模式以使发光模块510提供高色温且具有低生理刺激值的第二光线L25,可减少对休息中的工作人员的生理刺激。接着,光源装置500可于午休结束后的下午时段(13:00至16:00)再次切换回第一生理刺激模式以提升工作效率。而在下班的晚间时段(如图6J中的18:00以后),光源装置500则可切换至第七生理刺激模式以使发光模块510提供低色温(3000K)的第七光线L75。并且,光源装置500更可于睡眠时间(如图6J中的22:00以后)切换至第八生理刺激模式以使发光模块510提供低色温(3000K)且具有最低生理刺激值的第八光线L85。此外,光源装置500可提供更多种光源组合,由此以配合更广泛的应用。
图7是本发明的另一实施例的光源装置的示意图,图8A绘示出图7中于第一照明模式下分别从发光单元发出的光线与第一光线的光谱,图8B绘示出图7中于第二照明模式下分别从发光单元发出的光线与第二光线的光谱,且图9绘示出图7中的第一光线与第二光线在CIE 1976u’-v’图(CIE 1976u’-v’diagram)中的色坐标。在图8A与图8B中,水平轴代表波长,其单位是纳米(nm),而垂直轴代表光谱强度,其单位是任意单位。参考图7、图8A、图8B和图9,本实施例的光源装置100a与图2A中的光源装置100相似,其间的主要差别在于,在光源装置100中,第一光线L1的光谱相异于第二光线L2的光谱,且第一光线L1的色温与第二光线L2的色温彼此实质上相同,但在此不考虑第一光线L1与第二光线L2的生理刺激值。
在本实施例中,光源装置100a包括发光模块110a与控制单元120。发光模块用以提供光线B,控制单元120使发光模块110a所发出的光线B在第一光线L1与第二光线L2间切换。第一光线L1的光谱(见图8A)相异于第二光线L2的光谱(见图8B),且第一光线L1与第二光线L2的色温(见图9)彼此实质上相同。参见图9,第一光线L1的色坐标和第二光线L2的色坐标实质上位于代表相关色温是3000K的相同线段上。
在本实施例中,控制单元120使发光单元110a在多个照明模式间切换。照明模式包括第一照明模式和第二照明模式。发光模块110a包括多个发光单元,例如:第一发光单元D1、第二发光单元D2、第三发光单元D3、第四发光单元D4以及第五发光单元D5。当控制单元120切换发光模块110a至第一照明模式时,控制单元120使第一部分或全部的发光单元发出第一光线L1。在本实施例中,当控制单元120切换发光模块110a至第一照明模式时,控制单元120使全部的发光单元(包括第一至第五发光单元D1-D5)发出第一光线L1。当控制单元120切换发光模块110a至第二照明模式时,控制单元120使发光单元的第二部分P2(例如:包括第一至第四发光单元D1-D4)发出第二光线L2。第一部分和第二部分彼此部分相同或完全相异。
发光单元(例如第一至第五发光发光单元)包括电致发光元件(electroluminescent light-emitting element)、光致发光元件(light-induced light-emitting element)或其组合。
在本实施例中,发光模块110a包括至少一第一发光单元D1,至少一第二发光单元D2,至少一第三发光单元D3,至少一第四发光单元D4,至少一第五发光单元D5。第一发光单元D1提供第一子光线W1,第二发光单元D2提供第二子光线W2,第三发光单元D3提供第三子光线W3,第四发光单元D4提供第四子光线W4以及第五发光单元D5提供第五子光线W5。第二部分P2至少包括第一发光单元D1、第二发光单元D2、第三发光单元D3和第四发光单元D4。
当控制单元120切换发光模块110a至第一照明模式时,第一发光单元D1发出第一子光线W1,第二发光单元D2发出第二子光线W2,第三发光单元D3发出第三子光线W3,第四发光单元D4发出第四子光线W4以及第五发光单元D5发出第五子光线W5。当控制单元120切换发光模块110a至第二照明模式时,第一发光单元D1发出第一子光线W1,第二发光单元D2发出第二子光线W2,第三发光单元D3发出第三子光线W3以及第四发光单元D4发出第四子光线W4。再者,第五子光线W5是不可见光线。
在本实施例中,第一光线L1与第二光线L2的其中之一可包含不可见光。举例来说,第一子光线W1、第二子光线W2、第三子光线W3和第四子光线W4可以是可见光线,并且第五子光线W5是不可见光线。特别来说,在本实施例中,第一子光线W1是蓝色光线,第二子光线W2是绿色光线,第三子光线W3是黄色光线,第四子光线W4是红色光线以及第五子光线W5是紫外光线。再者,在本实施例中,第一发光单元D1是第一发光二极管(light-emitting diode,LED),第二发光单元D2是第一荧光体(phophor),第三发光单元D3是第二荧光体,第四发光单元D4是第三荧光体以及第五发光单元D5是第二发光二极管。第二子光线W2由第一子光线W1激发的第一荧光体所产生,第三子光线W3由第一子光线W1激发的第二荧光体所产生,以及第四子光线W4由第一子光线W1激发的第三荧光体所产生。在本实施例中,第一、第二及第三荧光体可掺杂入包覆第一发光单元D1(例如第一发光二极管)的密封材料中。
在本实施例中,第一光线L1包含紫外光线,但是第二光线L2不包含紫外光线。因此,当发光模块110a切换至第一照明模式时,发光模块110a发出包含白光和紫外光的第一光线L1,因此第一光线L1适用于照亮包含荧光增白剂的产品上,例如,布料产品。当发光模块110a切换至第二照明模式时,发光模块110a发出包含白光但不包含紫外光的第二光线L2,因此第二光线L2适用于照亮容易受到紫外光伤害的皮鞋、皮革产品及艺术品等。再者,在本实施例的光源装置100a中,因为第一光线L1和第二光线L2的色温彼此实质上相同,当多个光源装置100a或是发光模块110a位于相同展示空间且分别发出第一光线L1与第二光线L2时,光源装置100a或发光模块110a的光线颜色是一致的,并且第一光线L1和第二光线L2可能分别达到不同的功效。
在另一实施例中,第一子光线W1是蓝色光线,第二子光线W2可以是青蓝色(cyan)光线,第三子光线W3可以是淡黄绿色(lime color)光线,第四子光线W4是红色光线以及第五子光线W5是紫外光线,因此包含第一子光线W1、第二子光线W2、第三子光线W3及第四子光线W4的第二光线L2的光谱较相似于自然白光的连续光谱。
在再一实施例中,第五子光线W5可以是红外光线,且红外光线可以用于定位系统中。因此,第一光线L1可用于照明与定位两者之上。
图10是本发明的另一实施例的光源装置的示意图。图11A绘示出图10中于第一照明模式下分别从发光单元发出的光线与第一光线的光谱。图11B的绘示出图10中于第二照明模式下分别从发光单元发出的光线与第二光线的光谱。图12绘示出图10中的第一光线与第二光线在CIE 1976u’-v’图中的色坐标。在图11A与11B中,水平轴代表波长,单位是纳米(nm),而垂直轴代表光谱强度,单位是任意单位。参见图10、图11A、图11B及图12,在本实施例中的光源装置100b相似于在图7中的光源装置100a,且其间主要差异如下。
在本实施例中,第一光线L1’的一般演色性指数(general color renderingindex,general CRI)大于第二光线L2’的一般演色性指数。一般演色性指数定义为演色性指数R1(CRI R1)至演色性指数R8(CRI R8)的平均值,并标注为“Ra”。再者,在本实施例中,第二光线L2’的发光效率大于第一光线L1’的发光效率。
在本实施例中,发光模块110b包括至少一个第一发光单元D1’、至少一个第二发光单元D2’、至少一个第三发光单元D3’、至少一个第四发光单元D4’、至少一个第五发光单元D5’以及至少一个第六发光单元D6’。第一发光单元D1’提供一第一子光线W1’,第二发光单元D2’提供一第二子光线W2’,第三发光单元D3’提供第三子光线W3’,第四发光单元D4’提供第四子光线W4’,第五发光单元D5’提供第五子光线W5’以及第六发光单元D6’提供第六子光线W6’。
当控制单元120切换发光模块110b至第一照明模式时,控制单元120使发光单元的第一部分P1’(例如:第一、第二、第三及第四发光单元D1’、D2’、D3’及D4’)发出第一光线L1’。当控制单元120切换发光模块110b至第二照明模式时,控制单元120使发光单元的第二部分P2’(例如:第一、第五及第六发光单元D1’、D5’、D6’)发出第二光线L2’。第一部分P1’和第二部分P2’彼此部分相同或彼此完全相异。在本实施例中,第一部分P1’与第二部分P2’彼此部分相同,这是因为第一部分P1’与第二部分P2’都包含第一发光单元D1’。
第一部分P1’至少包括第一发光单元D1’、第二发光单元D2’、第三发光单元D3’以及第四发光单元D4’。第二部分P2’至少包括第一发光单元D1’、第五发光单元D5’以及第六发光单元D6’。当控制单元120切换发光模块110b至第一照明模式时,第一发光单元D1’发出第一子光线W1’,第二发光单元D2’发出第二子光线W2’,第三发光单元D3’发出第三子光线W3’以及第四发光单元D4’发出第四子光线W4’。当控制单元120切换发光模块110b至第二照明模式时,第一发光单元D1’发出第一子光线W1’,第五发光单元D5’发出第五子光线W5’以及第六发光单元D6’发出第六子光线W6’。
在本实施例中,第一子光线W1’是蓝色光线,第二子光线W2’是绿色光线,第三子光线W3’是黄色光线,第四子光线W4’是红色光线,第五子光线是W5’是红色光线以及第六子光线W6’是淡黄绿色光线。
在本实施例中,第一发光单元D1’是第一发光二极管,第二发光单元D2’是第一荧光体,第三发光单元D3’是第二荧光体,第四发光单元D4’是第三荧光体,第五发光单元D5’是第二发光二极管以及第六发光单元D6’是第四荧光体。第一荧光体、第二荧光体及第三荧光体被七发光单元D7’(例如:第三发光二极管)所发出的光线(例如第七子光线W7’)激发,而分别发出第二子光线W2’、第三子光线W3’及第四子光线W4’。第四荧光体被第八发光单元D8’(例如第四发光二极管)所发出的光线(例如第八子光线W8’)激发,而发出第六子光线W6’。在本实施例中,举例来说,第七子光线W7’和第八子光线W8’是蓝色光线。在本实施例中,第一荧光体、第二荧光体及第三荧光体可掺杂入包覆第七发光单元D7’的密封材料113中,并且第四荧光体可掺杂入包覆第八发光单元D8’的密封材料115中。
在本实施例中,第一光线L1’的一般演色性指数大于90且大于第二光线L2’的一般演色性指数,但第二光线L2’的发光效率大于第一光线L1’的发光效率。因此,当发光模块110b切换至第一照明模式时,发光模块110b发出具有较高一般演色性指数的第一光线L1’,因此第一光线L1’适用于照亮生鲜食品。因此,生鲜食品可能具有较佳的色彩。当发光模块110b切换至第二照明模式时,发光模块110b发出具有较高发光效率的第二光线L2’,因此第二光线L2’适用于较需考虑发光效率的情况。如图11A、图11B与图12所示,第一光线L1’(图11A)和第二光线L2’(图11B)具有不同光谱,但具有实质上相同的色温(图12)。在图12中,第一光线L1’的色坐标和第二光线L2’的色坐标实质上位于代表相关色温是介于2500K与3000K之间的相同线段上。再者,第二光线L2’的光谱具有低生理刺激值和低蓝光危害。
图13A是根据本发明的另一实施例绘示出图10中于第一发光模式下分别从发光单元发出的光线与第一光线的光谱,图13B是根据本发明的另一实施例绘示出图10中于第二发光模式下分别从发光单元发出的光线与第二光线的光谱,以及图14是根据本发明的另一实施例绘示出图10中的第一光线与第二光线在CIE 1976u’-v’图中的色坐标。在图13A与图13B中,水平轴代表波长,其单位是纳米(nm),而垂直轴代表光谱强度,其单位是任意单位。参考图10、图13A、图13B和图14,在本实施例中的光源装置100b的结构实质上与图10、图11A、图11B和图12中的实施例的光源装置100b的结构相同,但其间主要差别在于,在本实施例中(如图13A和图13B所示)的第一光线L1’和第二光线L2’的光谱相异于图10、图11A、图11B和图12中的实施例(如图11A和图11B所示)的第一光线L1’和第二光线L2’的光谱。
在本实施例中,第一光线L1’的演色性指数R14(CRI R14)大于第二光线L2’的演色性指数R14,且第二光线L2’的演色性指数R13(CRI R13)大于第一光线L1’的演色性指数R13。特别来说,在本实施例中,第一光线L1’的演色性指数R14大于90且第二光线L2’的演色性指数R13大于90。再者,在本实施例中,第一光线L1’和第二光线L2’的一般演色性指数都大于84。
在本实施例中,当发光模块110b被切换至第一照明模式时,发光模块110b发出具有较高的演色性指数R14的第一光线L1’,所以第一光线L1’适用于照亮绿色植物。因此,绿色植物可以具有较佳的色彩。当发光模块110b被切换至第二照明模式时,发光模块110b发出具有较高的演色性指数R13的第二光线L2’,所以第二光线L2’适用于照亮人脸或肖像,且人脸或肖像可具有较佳的色彩。如图13A、图13B及图14所示,第一光线L1’(图13A)和第二光线L2’(图13B)具有不同的光谱,但具有实质上相同的色温(图14)。在图14中,第一光线L1’的色坐标与第二光线L2’的色坐标实质上位于代表相关色温是4000K的相同线段上。
上述实施例的发光单元不限于发光二极管或荧光体。在其他实施例中,上述发光单元可为有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)或是其他适合的发光元件。
图15是本发明的另一实施例的光源装置的示意图,图16A是图15的光发射器发出的子光线的光谱,以及图16B是图15的发光模块发出的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。参考图15、图16A及图16B,在本实施例中的光源装置600包括发光模块610和控制单元620。发光模块610用以提供光线B6。控制单元620使发光模块610所发出的光线B6在多种第一光线间切换。此多种第一光线的相关色温(correlated color temperature,CCT)彼此相异,且此多种第一光线的昼夜节律作用因子(circadian action factor)彼此实质上相同。昼夜节律作用因子即是上述的生理刺激值(CS/P)。举例来说,在图16B中,黑色正方形点代表一种第一光线的昼夜节律作用因子与相关色温,并且实质上沿着图16B中的一条水平线排列的黑色正方形点代表分别属于多种第一光线的多个昼夜节律作用因子和多个相关色温。「此多种第一光线的昼夜节律作用因子彼此实质上相同」指的是这些昼夜节律作用因子的变化量在这些昼夜节律作用因子的平均值的±20%之内,较佳地是在昼夜节律作用因子的平均值的±10%之内。
在本实施例中,发光模块610包括多个光发射器E1、E2、E3、E41和E42,分别发出不同波长范围的子光线V1、V2、V3、V41和V42,并且子光线V1、V2、V3、V41和V42构成由发光模块610提供的光线B6。从发光模块610发出的光线B6通过改变子光线V1、V2、V3、V41和V42的比例而在此多种第一光线间切换。光发射器E1、E2、E3、E41和E42包括电致发光元件、光致发光元件或其组合。电致发光元件例如为发光二极管芯片,光致发光元件例如为荧光体。在本实施例中,光发射器E1、E2、E3及E41为发光二极管芯片,且光发射器E42是荧光体。再者,光发射器E41和光发射器E42构成光发射器E4,其中光发射器E41例如为蓝色发光二极管芯片,光发射器E42例如为钇铝石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)荧光体,且光发射器E4为白色发光二极管。亦即,子光线V41是蓝色子光线,子光线V42是黄色子光线,子光线V41和子光线V42构成子光线V4,且子光线V4是白色光线。具体而言,当来自光发射器E41的子光线V41照射光发射器E42时,光发射器E42将子光线V41转换成子光线V42。子光线V42和未被转换的子光线V41构成子光线V4。
在本实施例中,子光线V1的峰值波长落在460纳米(nm)至470纳米的范围内,子光线V2的峰值波长落于515纳米至525纳米的范围内,子光线V3的峰值波长落于620纳米至630纳米的范围内以及子光线V4为相关色温是3100K的白光。在本实施例中,通过发光二极管芯片发出的每一个子光线V1、V2和V3的半高宽(full width at half maximum,FWHM)小于40纳米。举例来说,子光线V1的半高宽是25纳米,子光线V2的半高宽是32纳米,子光线V3的半高宽是18纳米,且子光线V4的半高宽是74纳米,其中子光线V4包括子光线V42和未被转换的子光线V41。在本实施例中,子光线V1、V2、V3和V4是可见光,然而本发明不限于此。
控制单元620用以通过改变分别施加在光发射器E1、E2、E3和E41的电流或电压来改变子光线V1、V2、V3、V4的强度的比例,因此光线B6可在此多种第一光线间切换。在本实施例中,子光线V1、V2、V3和V4的比例被光发射器E1、E2、E3和E41的脉冲宽度调制(pulsewidth modulation)所改变。例如,当光线B6的生理刺激值为0.8时(如图16B所示),通过控制单元620执行脉冲宽度调制,光线B6的相关色温可在3750K至5500K的范围内被调变。举例而言,当生理刺激值为0.8且相关色温为3750K时,光发射器E1、E2、E3、E41的脉冲宽度调制的责任周期(duty cycle)的比为3:18:17:2。当生理刺激值为0.8且相关色温为5500K时,光发射器E1、E2、E3、E41的脉冲宽度调制的责任周期的比例如为13:11:0:20。
在本实施例中,此多种第一光线的Duv值都小于0.005。对于白光的色彩一致性,标准相关色温仍然具有可容许的色度(chromaticity)变化范围。Duv值定义为在CIE 1976色彩空间中垂直于普朗克轨迹(Planckian locus)的变异,其用于说明色度的变化。通常来说,若Duv值低于0.005,则观察者不能容易地辨别出色彩的不一致性。
图16C是图15的发光模块所发出的光线的演色性指数相对于相关色温的关系图。参考图15、16A和16C,在本实施例中,控制单元620也使发光模块610所发出的光线B6在多种第二光线间切换,其中此多种第二光线的相关色温彼此相异,并且此多种第二光线的演色性指数彼此实质上相同。举例来说,在图16C中,黑色正方形点指的是一种第二光线的演色性指数和相关色温,并且实质上沿着图16C的一条水平线排列的黑色正方形点代表分别属于此多种第二光线的多个演色性指数和多个相关色温。「此多种第二光线的演色性指数彼此实质上相同」指的是演色性指数的变化在±5之内。在本实施例中,此多种第二光线的Duv值都小于0.005。在本实施例中,当光线B6的演色性指数为85时,通过控制单元620执行脉冲宽度调制,光线B6的相关色温可在2700K至6500K的范围内被调变。
在本实施例中,控制单元620也使从发光模块610所发出的光线B6在多种第三光线间切换,其中此多种第三光线的相关色温彼此实质上相同,并且此多种第三光线的演色性指数或昼夜节律作用因子(即生理刺激值)彼此相异。「此多种第三光线的相关色温彼此实质上相同」中的「相关色温实质上相同」定义如同实施方式的第二段及表2所提到的色温实质上相同的定义。在本实施例中,在图16B或图16C中的黑色正方形点代表一种第三光线的生理刺激值和相关色温,或是一种第三光线的演色性指数和相关色温,并且实质上沿着图16B或图16C的垂直线排列的黑色正方形点代表分别属于此多种第三光线的多个生理刺激值及多个相关色温,或分别属于此多种第三光线的多个演色性指数和多个相关色温。再者,在本实施例中,此多种第三光线的Duv值都小于0.005。举例来说,当相关色温为3000K时,通过控制单元620执行脉冲宽度调制,光线B6的生理刺激值可在0.3至0.6的范围内被调变。此外,当相关色温为3000K时,通过控制单元620执行脉冲宽度调制,光线B6的演色性指数可在55至93的范围内被调变。
控制单元620也可使发光模块610发出的光线B6在多种第四光线间切换,此多种第四光线的昼夜节律作用因子(即生理刺激值)包含或实质上相等于在相关色温范围之内的太阳光的昼夜节律作用因子,其中此相关色温范围包括从3000K至6500K的范围。在图16B中的灰色正方形点和灰色线代表分别对应于太阳光的多个相关色温的多个昼夜节律作用因子,以及在图16B中的全部黑色正方形点代表分别对应于此多种第四光线的多个相关色温的多个昼夜节律作用因子。图16D是太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。参考图15、图16A、图16B和图16D,在本实施例中,在图16B中的黑色正方形点的区域包含灰色正方形点和灰色线,其代表此多种第四光线的昼夜节律作用因子(例如生理刺激值)包含于在此相关色温范围(例如从3000K至6500K的相关色温范围)内的太阳光的昼夜节律作用因子。再者,在本实施例中,此多种第四光线的Duv值都小于0.005。
在本实施例中,从发光模块610发出的光线B6通过控制单元620执行上述脉冲宽度调制来改变子光线V1、V2、V3和V4的比例,进而在多种第一光线、多种第二光线、多种第三光线及多种第四光线间切换。
在根据本实施例的光源装置600中,由于从发光模块610发出的光线B6可在多种第一光线、多种第二光线、多种第三光线及多种第四光线间被切换,因此光源装置600可具有更多的应用。
图17是本发明的另一实施例的光源装置的示意图,图18A是图17的光发射器发出的子光线的光谱,以及图18B是图17的发光模块发出的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。图18C是图17的发光元件发出的光线的演色性指数相对于相关色温的关系图,其中白色正方形点代表在图17中由发光模块发出的光线B6的演色性指数和对应的相关色温。参考图17、18A、图18B和图18C,在本实施例中的光源装置600a相似于在图15中的光源装置600,且其间主要差异如下。在本实施例中,发光模块610a包括多个光发射器E11a、E12a、E2a、E3a、E4a、E5a、E6a和E7a,其分别发出不同波长范围的子光线V11a、V12a、V2a、V3a、V4a、V5a、V6a和V7a,并且子光线V11a、V12a、V2a、V3a、V4a、V5a、V6a和V7a构成发光模块610a所提供的光线B6。在本实施例中,光发射器E11a、E2a、E3a、E4a、E5a、E6a和E7a为发光二极管芯片,以及光发射器E12a为荧光体。再者,光发射器E11a和光发射器E12a构成光发射器E1a,其中光发射器E12a例如是淡黄绿色(lime color)的荧光体。当由光发射器E11a发出的子光线V11a照射在光发射器E12a时,光发射器E12a将子光线V11a转换成子光线V12a。子光线V12a和未被转换的子光线V11a形成子光线V1a。在本实施例中,将近全部的子光线V11a被光发射器E12a转换成子光线V12a,并且未被转换的子光线V11a可被忽略,因此子光线V1a可被视为具有淡黄绿色。
在本实施例中,子光线V1a的峰值波长落在550纳米至560纳米的范围内,子光线V2a的峰值波长落在440纳米至450纳米的范围内,子光线V3a的峰值波长落在460纳米至470纳米的范围内,子光线V4a的峰值波长落在490纳米至500纳米的范围内,子光线V5a的峰值波长落在520纳米至530纳米的范围内,子光线V6a落在610纳米至620纳米的范围内,以及子光线V7a的峰值波长落在650纳米至670纳米的范围内。再者,举例而言,子光线V1a的半高宽为93纳米,子光线V2a的半高宽为16纳米,子光线V3a的半高宽为20纳米,子光线V4a的半高宽为22纳米,子光线V5a的半高宽为28纳米,子光线V6a的半高宽为14纳米以及子光线V7a的半高宽为15纳米。
控制单元620用以通过改变分别施加至光发射器E11a、E2a、E3a、E4a、E5a、E6a和E7的电流或电压,而改变子光线V1a、V2a、V3a、V4a、V5a、V6a及V7a的强度的比例,因此光线B6可在多种第一光线、多种第二光线、多种第三光线以及多种第四光线间切换。在本实施例中,子光线V1a、V2a、V3a、V4a、V5a、V6a和V7a的比例通过光发射器E11a、E2a、E3a、E4a、E5a、E6a和E7a的脉冲宽度调制来改变。举例来说,如图18B所示,当光线B6的生理刺激值为0.7时,光线B6的相关色温可通过控制单元620执行脉冲宽度调制,而在2700K至6500K的范围内被调变。当光线B6的演色性指数为93时,光线B6的相关色温可通过控制单元620执行脉冲宽度调制而在2700K至6500K的范围内被调变。此外,当光线B6的相关色温为6000K时,光线B6的生理刺激值可通过控制单元620执行脉冲宽度调制而在0.62至1.4的范围内被调变。当光线B6的相关色温为6000K时,光线B6的演色性指数可通过控制单元620执行脉冲宽度调制而在1至98的范围内被调变。在本实施例中,此多种第一光线、此多种第二光线、此多种第三光线以及此多种第四光线的Duv值都小于0.005。
图19A至图19D分别是当演色性指数大于80、90、93和95时,在图17的发光模块发出的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。参考图17、图18B和图19A至图19D,控制单元620可也使发光模块610a发出的光线B6在多种第四光线间切换,此多种第四光线的昼夜节律作用因子(即生理刺激值)包含或实质上相同于在相关色温范围内的太阳光的昼夜节律作用因子,其中此相关色温范围例如为3000K至6500K的范围。在图18B和图19A至图19D中的灰色正方形点和灰色线代表分别对应于太阳光的相关色温的昼夜节律作用因子,以及在图18B和图19A至图19D的全部黑色正方形点代表分别对应于此多种第四光线的相关色温的昼夜节律作用因子。在图18B、图19A和图19B中,此多种第四光线的昼夜节律作用因子(例如生理刺激值)包含在此相关色温范围(例如由3000K至6500K的相关色温范围)内的太阳光的昼夜节律作用因子。在图19A的实施例中,此多种第四光线的演色性指数都大于80。此外,在图19C和图19D中,此多种第四光线的昼夜节律作用因子(即生理刺激值)实质上相等于在此相关色温范围(例如由3000K至6500K的相关色温范围)内的太阳光的昼夜节律作用因子,其中「此多种第四光线的昼夜节律作用因子(即生理刺激值)实质上相等于太阳光的昼夜节律作用因子」指的是,此多种第四光线的昼夜节律作用因子从在对应的相关色温中的太阳光的昼夜节律作用因子起算的偏差值分别落在对应的相关色温的昼夜节律作用因子的±20%之内,较佳地是落在对应的相关色温的昼夜节律作用因子的±10%之内。
图20绘示出本发明的另一实施例的光源装置的示意图,图21A是图20的光发射器发出的子光线的光谱,以及图21B是图20的发光模块发出的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。图21C是图20的发光模块发出的光线的演色性指数相对于相关色温的关系图,其中白色正方形点代表在图20中的发光模块发光的光线B6的演色性指数和其对应的相关色温。参考图20和图21A至图21C,在本实施例中的光源装置600b相似于在图17中的光源装置600a,且其间主要差别如下。在本实施例中,光发射器E1b用以置换图17的光发射器E1a。光发射器E1b例如是发光二极管芯片,以及经由光发射器E1a发出的子光线V1b的峰值波长落在550纳米至560纳米的范围内。举例来说,子光线V1b的半高宽为28纳米。
控制单元620用以通过改变分别施加至光发射器E1b、E2a、E3a、E4a、E5a、E6a和E7a的电流与电压,而改变子光线V1b、V2a、V3a、V4a、V5a、V6a和V7a的强度的比例,因此光线B6可在多种第一光线、多种第二光线、多种第三光线及多种第四光线间被切换。在本实施例中,子光线V1b、V2a、V3a、V4a、V5a、V6a和V7a的比例通过光发射器E1b、E2a、E3a、E4a、E5a、E6a和E7a的脉冲宽度调制来改变。举例来说,如图21B所示,当光线B6的生理刺激值为0.4时,光线B6的相关色温可通过控制单元620执行脉冲宽度调制而在2700K至6500K的范围内被调变。当光线B6的演色性指数为90时,光线B6的相关色温可通过控制单元620执行脉冲宽度调制在2700K至6500K的范围内被调变。此外,当光线B6的相关色温为6000K时,光线B6的生理刺激值可通过控制单元620执行脉冲宽度调制而在0.4至1.4的范围内被调变。当光线B6的相关色温为6000K时,光线B6的演色性指数可通过控制单元620执行脉冲宽度调制被在1至92的范围内被调变。在本实施例中,此多种第一光线、此多种第二光线、此多种第三光线以及此多种第四光线的Duv值都小于0.005。
图22A与图22B分别是当演色性指数大于80与90时,在图20的发光模块发出的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。参考图20、图21B、图22A和图22B,控制单元620可也使发光模块610b发出的光线B6在多种第四光线间切换,此多种第四光线的昼夜节律作用因子(即生理刺激值)包含或实质上相等于在相关色温范围内的太阳光的昼夜节律作用因子,其中此相关色温范围例如为3000K至6500K的范围。在图21B、图22A和图22B中的灰色圆点和灰色线代表分别对应于太阳光的多个相关色温的多个昼夜节律作用因子,以及在图21B、图22A和图22B中的全部黑色正方形点代表分别对应于此多种第四光线的多个相关色温的多个昼夜节律作用因子。在图21B和图22A中,此多种第四光线的昼夜节律作用因子(即生理刺激值)包含太阳光在相关色温范围(例如由3000K至6500K的相关色温范围)内的昼夜节律作用因子。此外,在图22B中,此多种第四光线的昼夜节律作用因子(例如生理刺激值)实质上相同于太阳光在此相关色温范围(例如由3000K至6500K的相关色温范围)内的昼夜节律作用因子,其中「此多种第四光线的昼夜节律作用因子(例如生理刺激值)实质上相同于太阳光的昼夜节律作用因子」指的是此多种第四光线的昼夜节律作用因子从在对应的相关色温中的太阳光的昼夜节律作用因子的偏差量分别为对应的相关色温的昼夜节律作用因子的±20%,较佳地为对应的相关色温的昼夜节律作用因子的±10%。
图23绘示出本发明的另一实施例的光源装置的示意图。图24A至24D是图23的四个实施例的光发射器发出的子光线的光谱。图25A与图25B是图23的发光模块发出的光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。请参照图23至图25B,本实施例的光源装置600c包括发光模块610c以及控制单元620c。发光模块610c用以提供光线B6c。控制单元620c用以改变第一子光线V1c与第二子光线V2c的比例以形成光线B6c,因此光线的昼夜节律作用因子与相关色温沿着相异于太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹(例如,在图25A中的虚线)的光线B6c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹(例如,在图25A中三角形或圆形所形成的曲线)而变化,其中第一子光线V1c与第二子光线V2c之一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,且第一子光线V1c与第二子光线V2c的另一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。例如,第一子光线V1c的相关色温低于第二子光线V2c的相关色温,在图25A中三角形所形成的曲线的左边端点的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标表示为第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标,且在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方,而在图25A中三角形所形成的曲线的右边端点的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标表示为第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标,且在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方。在另一实施例中,在图25A中圆形所形成的曲线的左边端点的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标表示为第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标,且在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,而在图25A中圆形所形成的曲线的右边端点的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标表示为第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标,且在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。
在本实施例中,发光模块610c包括多个光发射器Elc与E2c,分别发出第一子光线V1c与第二子光线V2c。光发射器Elc与E2c可各包括至少一个电致发光元件、至少一个光致发光元件或其组合。电致发光元件例如为发光二极管芯片,光致发光元件例如为荧光体。在本实施例中,第一子光线V1c与第二子光线V2c可为白光。光发射器Elc可包括多个不同颜色的发光二极管芯片,例如是红光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片与蓝色发光二极管芯片,或是具有至少一种荧光体的至少一个发光二极管芯片,例如是被黄色荧光体包覆的蓝色发光二极管芯片。同样地,光发射器E2c可包括多个不同颜色的发光二极管芯片,例如是红光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片与蓝色发光二极管芯片,或是具有至少一种荧光体的至少一个发光二极管芯片,例如是被黄色荧光体包覆的蓝色发光二极管芯片。图24A示意了一实施例中第一子光线V1c与第二子光线V2c的光谱,图24B示意了另一实施例中第一子光线V1c与第二子光线V2c的光谱。在图24A的实施例中,第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即在图25A中由圆形所形成的曲线的左边端点的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,且第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即在图25A中由圆形所形成的曲线的右边端点的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。因此,相对于太阳光,光线B6c可被调整为具有低相关色温与低昼夜节律作用因子,特别是在夜间以维持使用者自然的生理周期并同时提供足够的光源,且相对于太阳光,可被调整为具有高相关色温与高昼夜节律作用因子,以促进使用者的工作。
另一方面,在图24B的实施例中,第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即在图25A中由三角形所形成的曲线的左边端点的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方,且第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即在图25A中由三角形所形成的曲线的右边端点的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方。因此,相对于太阳光,光线B6c可被调整为具有低相关色温与高昼夜节律作用因子,以促进使用者在低相关色温的工作,且相对于太阳光,可被调整为具有高相关色温与低昼夜节律作用因子,以维持使用者于高相关色温下的自然的生理周期。
图24C与图24D示意了另外两个实施例的第一子光线V1c与第二子光线V2c的光谱。在图24C的实施例中,第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即在图25B中由正方形所形成的曲线的左边端点的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,且第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即在图25B中由正方形所形成的曲线的右边端点的坐标)也落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方。因此,当其相关色温被调整时,相对于太阳光,光线B6c总是具有低昼夜节律作用因子,以总是维持使用者的自然的生理周期。
另一方面,在图24D的实施例中,第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即在图25B中由星形所形成的曲线的左边端点的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方,且第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即在图25B中由星形所形成的曲线的右边端点的坐标)也是落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。因此,当其相关色温被调整时,相对于太阳光,光线B6c总是具有高昼夜节律作用因子,以总是促进使用者的工作。
下面表3示意了关于不同比例的第一子光线V1c与第二子光线V2c的光学数据。
表3
PWM 1 | PWM 2 | x | y | CT | AF | Duv | RI |
10 | 0 | 0.430 | 0.397 | 3061 | 0.40 | 0.003 | 84 |
10 | 30 | 0.364 | 0.358 | 4387 | 0.56 | 0.005 | 83 |
70 | 180 | 0.345 | 0.348 | 5000 | 0.60 | 0.002 | 81 |
10 | 250 | 0.322 | 0.334 | 6017 | 0.67 | 0.002 | 80 |
在表3中,PWM1与PWM2的比值指的是光发射器E1c与E2c的脉冲宽度调变的工作周期的比值,为关于第一子光线V1c与第二子光线V2c的强度的比值。再者,表3中x和y指的是于CIE 1931色彩空间色度图(CIE1931 color space chromaticity diagram)的x与y色坐标(chromaticity coordinate)。
图26绘示出本发明的另一实施例的光源装置的示意图。图27A与27B是图26的两个实施例的光发射器发出的子光线的光谱。图28A与28B是图26的发光模块发出的光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。请参照图26至图28B,图26的光源装置600d与图23的光源装置600c相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,光源装置600d的发光模块610d更包括发出第三子光线V3d的光发射器E3d,光发射器E3d可包括至少一个电致发光元件、至少一个光致发光元件或其组合。电致发光元件例如为发光二极管芯片,光致发光元件例如为荧光体。在本实施例中,第三子光线V3d可为白光。光发射器E3d可包括多个不同颜色的发光二极管芯片,例如是红光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片与蓝色发光二极管芯片,或是具有至少一种荧光体的至少一个发光二极管芯片,例如是被黄色荧光体包覆的蓝色发光二极管芯片。
在本实施例中,控制单元620c用以改变第一子光线V1c、第二子光线V2c与第三子光线V3d的比例以形成光线B6d,因此光线B6d的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标在具有分别位于第一子光线V1c、第二子光线V2c与第三子光线V3d的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标的三个顶点Q1、Q2与Q3的区域之间改变。
图27A示意了一实施例的第一子光线V1c、第二子光线V2c与第三子光线V3d的光谱,图27B示意了另一实施例的第一子光线V1c、第二子光线V2c与第三子光线V3d的光谱。进一步而言,图28A对应于图27A的实施例,图28B对应于图27B的实施例。在图27A的实施例,第一子光线V1c的相关色温(即顶点Q1的相关色温)低于第二子光线V2c的相关色温(即顶点Q2的相关色温),第三子光线V3d的相关色温(即顶点Q3的相关色温)低于第二子光线V2c的相关色温(即顶点Q2的相关色温)。再者,第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q1的坐标)与第三子光线V3d的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q3的坐标)分别在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的相对两侧。在本实施例中,第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q1的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q2的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方,而第三子光线V3d的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q3的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。
在图27B的实施例,第一子光线V1c的相关色温(即顶点Q1的相关色温)低于第二子光线V2c的相关色温(即顶点Q2的相关色温),第三子光线V3d的相关色温(即顶点Q3的相关色温)高于第一子光线V1c的相关色温(即顶点Q1的相关色温)。再者,第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q2的坐标)与第三子光线V3d的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q3的坐标)分别在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的相对两侧。在本实施例中,第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q1的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q2的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方,而第三子光线V3d的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q3的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方。
下面表4示意了关于不同比例的第一子光线V1c、第二子光线V2c与第三子光线V3d的光学数据。
表4
PWM 1 | PWM 2 | PWM 3 | x | y | CT | CAF | Duv | RI |
25 | 0 | 0 | 0.430 | 0.397 | 3061 | 0.404 | 0.003 | 84 |
25 | 50 | 0 | 0.363 | 0.358 | 4404 | 0.557 | 0.004 | 83 |
100 | 100 | 175 | 0.345 | 0.344 | 5000 | 0.796 | 0.004 | 86 |
0 | 25 | 200 | 0.321 | 0.329 | 6074 | 0.986 | 0.001 | 80 |
在表4中,(PWM1):(PWM2):(PWM3)的比值指的是光发射器E1c、E2c与E3d的脉冲宽度调变的工作周期的比值,为关于第一子光线V1c、第二子光线V2c与第三子光线V3d的强度的比值。再者,表4中x和y指的是于CIE 1931色彩空间色度图的x与y色坐标。
图29绘示出本发明的另一实施例的光源装置的示意图。图30是图29的光发射器发出的子光线的光谱。图31是图29的发光模块发出的光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。请参照图29至图31,图29的光源装置600e与图26的光源装置600d相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,光源装置600e的发光模块610e还包括发出第四子光线V4e的光发射器E4e,光发射器E4e可包括至少一个电致发光元件、至少一个光致发光元件或其组合。电致发光元件例如为发光二极管芯片,光致发光元件例如为荧光体。在本实施例中,第四子光线V4e可为白光。光发射器E4e可包括多个不同颜色的发光二极管芯片,例如是红光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片与蓝色发光二极管芯片,或是具有至少一种荧光体的至少一个发光二极管芯片,例如是被黄色荧光体包覆的蓝色发光二极管芯片。
在本实施例中,控制器620c用以改变第一子光线V1c、第二子光线V2c、第三子光线V3d与第四子光线V4e的比例以形成光线B6e,因此光线B6e的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标在具有分别位于第一子光线V1c、第二子光线V2c、第三子光线V3d与第四子光线V4e的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标的四个顶点Q1、Q2、Q3与Q4的区域之间改变。
图30示意了图29的第一子光线V1c、第二子光线V2c、第三子光线V3d与第四子光线V4e的光谱。在本实施例中,第一子光线V1c的相关色温(即顶点Q1的相关色温)低于第二子光线V2c的相关色温(即顶点Q2的相关色温),并低于第四子光线V4e的相关色温(即顶点Q4的相关色温),而且,第三子光线V3d的相关色温(即顶点Q3的相关色温)低于第二子光线V2c的相关色温(即顶点Q2的相关色温),并低于第四子光线V4e的相关色温(即顶点Q4的相关色温)。第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q1的坐标)与第三子光线V3d的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q3的坐标)分别在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的相对两侧,第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q2的坐标)与第四子光线V4e的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q4的坐标)分别在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的相对两侧。在本实施例中,第一子光线V1c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q1的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,第二子光线V2c的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q2的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方,第三子光线V3d的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q3的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方,而第四子光线V4e的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(即顶点Q4的坐标)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方。
下面表5示意了关于不同比例的第一子光线V1c、第二子光线V2c、第三子光线V3d与第四子光线V4e的光学数据。
表5
PWM 1 | PWM 2 | PWM 3 | PWM 4 | x | y | CCT | CAF | Duv | CRI |
100 | 150 | 0 | 0 | 0.436 | 0.403 | 3015 | 0.53 | 0.001 | 80 |
25 | 225 | 200 | 100 | 0.379 | 0.368 | 4001 | 0.67 | 0.005 | 83 |
100 | 200 | 250 | 200 | 0.345 | 0.347 | 5000 | 0.72 | 0.003 | 87 |
0 | 0 | 25 | 200 | 0.321 | 0.329 | 6074 | 0.99 | 0.001 | 80 |
在表5中,(PWM1):(PWM2):(PWM3):(PWM4)的比值指的是光发射器E1c、E2c、E3d与E4e的脉冲宽度调变的工作周期的比值,为关于第一子光线V1c、第二子光线V2c、第三子光线V3d与第四子光线V4e的强度的比值。再者,表5中x和y指的是于CIE 1931色彩空间色度图的x与y色坐标。
图32是图23的另一实施例的光发射器发出的子光线的光谱。图33是图32的发光模块发出的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。图34A是当相关色温大于5000K时,在图32的实施例的发光模块发出的光线的蓝光危害相对于相关色温的关系图。图34B是当相关色温大于5000K时,在图32的实施例的发光模块发出的光线的蓝光危害相对于演色性指数的关系图。请参照图23与图32至图34B,图32的实施例与图24A的实施例相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,控制器620c用以改变第一子光线V1c与第二子光线V2c的比例以形成光线B6c,因此改变光线B6c的相关色温与蓝光危害,其中,在相同的相关色温下,光线B6c的蓝光危害是可改变的。例如,在图34A的一条铅直线代表了在相同的相关色温下,可穿过分别具有不同蓝光危害的多个光线B6c的蓝光危害相对于相关色温的坐标点(即菱形点)。在本实施例中,第一子光线V1c的相关色温低于第二子光线V2c的相关色温,且第一子光线V1c与第二子光线V2c为白光。
进一步而言,在本实施例中,于相同的蓝光危害下,光线B6c的演色性指数是可变的。例如,在图34B的一条水平线代表了在相同的蓝光危害下,可穿过分别具有不同演色性指数的多个光线B6c的蓝光危害相对于相关色温的坐标点(即菱形点)。因此,当采用一个蓝光危害,使用者可选择多个演色性指数。
图35绘示出本发明的另一实施例的光源装置的示意图。图36A是图35的光发射器E1f、E2f与E3f所发出的红色子光线V1f、绿色子光线V2f与第一蓝色子光线V3f的光谱。图36B是图35的光发射器E1f、E2f与E4f所发出的红色子光线V1f、绿色子光线V2f与第二蓝色子光线V4f的光谱。图37A是图35分别从光发射器E1f、E2f与E3f以及光发射器E1f、E2f与E4f所发出的第一光线VB1f与第二光线VB2f的昼夜节律作用因子相对于x色坐标的关系图。图37B是图35分别从光发射器E1f、E2f与E3f以及光发射器E1f、E2f与E4f所发出的第一光线VB1f与第二光线VB2f的昼夜节律作用因子相对于y色坐标的关系图。图38A是图35分别从光发射器E1f、E2f与E3f以及光发射器E1f、E2f与E4f所发出的第一光线VB1f与第二光线VB2f的蓝光危害相对于演色性指数的关系图。图38B是图35分别从光发射器E1f、E2f与E3f以及光发射器E1f、E2f与E4f所发出的第一光线VB1f与第二光线VB2f的蓝光危害相对于昼夜节律作用因子的关系图。
请参照图35至38B,图35的光源装置600f与图23的光源装置600c相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,发光模块610f用以提供光线B6f。控制单元620f用以使光线B6f在第一光线VB1f与第二光线VB2f间切换,因此改变光线B6f的蓝光危害与昼夜节律作用因子的至少其中之一。图36A示意了第一光线VB1f的光谱,图36B示意了第二光线VB2f的光谱,第一光线VB1f的光谱中(参照图36A)的蓝光主波峰波长(例如在图36A为460纳米)大于第二光线VB2f的光谱中(参照图36B)的蓝光主波峰波长(例如在图36B为447纳米)。
在本实施例中,第一光线VB1f包括红色子光线V1f、绿色子光线V2f以及第一蓝色子光线V3f,第二光线VB2f包括红色子光线V1f、绿色子光线V2f以及第二蓝色子光线V4f,第一蓝色子光线V3f的光谱中(参照图36A)的主波峰波长(例如460纳米)大于第二蓝色子光线V4f的光谱中(参照图36B)的主波峰波长(例如447纳米)。控制单元620f用以改变红色子光线V1f、绿色子光线V2f和第一蓝色子光线V3f的比例以及改变红色子光线V1f、绿色子光线V2f及第二蓝色子光线V4f的比例,因此改变第一光线VB1f与第二光线VB2f的蓝光危害、昼夜节律作用因子与演色性指数的至少其中之一。
在本实施例中,发光模块610f包括多个光发射器E1f、E2f、E3f与E4f,分别发出红色子光线V1f、绿色子光线V2f、第一蓝色子光线V3f与第二蓝色子光线V4f。光发射器E1f与E2f可各包括至少一个电致发光元件、至少一个光致发光元件、至少一彩色滤光器或其组合。电致发光元件例如为发光二极管芯片或有机发光二极管,光致发光元件例如为荧光体。光源装置600f可为显示器,例如是有机发光二极管显示器、液晶显示器、微发光二极管显示器或其它任何合适的显示器,且发光模块610f可包括多个光发射器E1f、多个光发射器E2f、多个光发射器E3f与多个光发射器E4f,其交替地排列以形成显示器的子画素。然而,在其它实施例中,光源装置600f可为照明灯具。
在本实施例中,如图37A与图37B所示,在相同的x和y色坐标以及相同强度下,第一光线VB1f的的昼夜节律作用因子大于第二光线VB2f的昼夜节律作用因子,因此,使用者可根据所需的昼夜节律作用因子来选择第一光线VB1f或是第二光线VB2f。在本实施例中,如图38A所示,于相同的蓝光危害下,第一光线VB1f的演色性指数大于第二光线VB2f的演色性指数,因此,使用者可根据所需的演色性指数来选择第一光线VB1f或是第二光线VB2f。再者,在本实施例中,在相同的昼夜节律作用因子下,第一光线VB1f的蓝光危害小于第二光线VB2f的蓝光危害,因此,使用者可根据所需的蓝光危害来选择第一光线VB1f或是第二光线VB2f。
在另一实施例中,光源装置600f的发光模块610f可包括光发射器E1f、光发射器E2f与光发射器E3f,分别提供红色子光线V1f、绿色子光线V2f与第一蓝色子光线V3f(即蓝色子光线),但不包括光发射器E4f。进一步而言,控制器620f用以改变红色子光线V1f、绿色子光线V2f与第一蓝色子光线V3f的比例以形成不同的白光(即是,在图37A、图37B、图38A与图38B中,分别对应于不同的光学数据的第一光线VB1f)。再者,在本实施例中,第一蓝色子光线V3f光谱中的主波峰波长落在460纳米至480纳米的范围内。在本实施例中,光源装置600f可提供具有高昼夜节律作用因子与高演色性指数的光线B6f。
在又一个实施例中,光源装置600f的发光模块610f可包括光发射器E1f、光发射器E2f与光发射器E4f,分别提供红色子光线V1f、绿色子光线V2f与第二蓝色子光线V4f(即蓝色子光线),但不包括光发射器E3f。进一步而言,控制器620f用以改变红色子光线V1f、绿色子光线V2f与第二蓝色子光线V4f的比例以形成不同的白光(即是,在图37A、图37B、图38A与图38B中,分别对应于不同的光学数据的第二光线VB2f)。再者,在本实施例中,第二蓝色子光线V4f的光谱中的主波峰波长落在440纳米至450纳米的范围内。在本实施例中,光源装置600f可提供具有低昼夜节律作用因子与低演色性指数的光线B6f。
图39绘示出根据本发明的一实施例的显示装置的示意图。请参照图39,本实施例的显示装置900包括显示器800以及背光元件701。显示器800可为液晶显示面板或其它合适的空间光调变器(spatial light modulator)。背光元件701可为上述所提到的任何一个光源装置,其用以照明显示器800。
图40绘示出本发明的另一实施例的光源装置的示意图。图41A是图40的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。图41B是图40的子光源发出的子光线的光谱。图41C是图40的子光源的荧光体I、荧光体II、荧光体III与荧光体IV的光谱。图41D是图40的子光源中,具有峰值波长443纳米、458纳米与461纳米的蓝色发光二极管芯片的光谱。请参照图40至图41D,本实施例的光源装置700与图23的光源装置600c相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,光源装置700包括第一光源710,用以提供第一光线B6g。在本实施例中,第一光源710包括子光源E1g、子光源E2g、子光源E3g与子光源E4g,子光源E1g包括光发射器E11g与包覆着光发射器E11g的光发射器E12g,子光源E2g包括光发射器E21g与包覆着光发射器E21g的光发射器E22g,子光源E3g包括光发射器E31g与包覆着光发射器E31g的光发射器E32g,以及子光源E4g包括光发射器E41g与包覆着光发射器E41g的光发射器E42g。在本实施例中,光发射器E11g为具有峰值波长458纳米的蓝色发光二极管芯片,光发射器E12g具有占光发射器E12g的比重15%的树脂以及占光发射器E12g的比重85%的荧光体,其光发射器E12g的荧光体的比重95%为荧光体III,光发射器E12g的荧光体的比重5%为荧光体II。光发射器E21g为具有峰值波长461纳米的蓝色发光二极管芯片,光发射器E22g具有占光发射器E22g的比重15%的树脂以及占光发射器E22g的比重85%的荧光体,其光发射器E22g的荧光体的比重90%为荧光体I,光发射器E22g的荧光体的比重10%为荧光体IV。光发射器E31g为具有峰值波长461纳米的蓝色发光二极管芯片,光发射器E32g具有占光发射器E32g的比重12%的树脂以及占光发射器E32g的比重88%的荧光体,其光发射器E32g的荧光体的比重95%为荧光体I,光发射器E32g的荧光体的比重5%为荧光体IV。光发射器E41g为具有峰值波长443纳米的蓝色发光二极管芯片,光发射器E42g具有占光发射器E42g的比重10%的树脂以及占光发射器E42g的比重90%的荧光体,其光发射器E42g的荧光体的比重95%为荧光体I,光发射器E42g的荧光体的比重5%为荧光体IV。
在本实施例中,子光源E1g发出子光线V1g,子光源E2g发出子光线V2g,子光源E3g发出子光线V3g,且子光源E4g发出子光线V4g。子光线V1g、V2g、V3g与V4g例如是白光,子光线V1g、V2g、V3g与V4g组合以形成第一光线B6g。
然而,在其它实施例中,子光源E1g、E2g、E3g与E4g可包括具有不同光线颜色的多个发光二极管芯片,例如是红色发光二极管芯片、绿色发光二极管芯片与蓝色发光二极管芯片,用以发出红色子光线、绿色子光线与蓝色子光线,其组合以形成白光。在其它实施例中,子光源E1g、E2g、E3g与E4g可包括具有不同光线颜色的多个发光二极管芯片以及具有不同光线颜色与包覆着这些发光二极管的至少其中之一的多种荧光体。
在本实施例中,第一光线B6g的演色性指数大于80,子光线V1g、V2g、V3g与V4g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)绘示于图41A,子光线V1g、V2g、V3g与V4g的光谱绘示于图41B,荧光体I、II、III、IV的光谱绘示于图41C,分别具有峰值波长443纳米、458纳米与461纳米的蓝色发光二极管芯片的光谱示意于图41D。
在本实施例中,光源装置700还包括控制单元720,电性连接至光发射器E11g、E21g、E31g与E41g,并用以调控子光线V1g、V2g、V3g与V4g的比例。因此,第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)可为落在由子光线V1g、V2g、V3g与V4g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标为顶点所定义出的区域A1(例如是多边形)内的任一坐标,子光线V1g、V2g、V3g与V4g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)例如是(2700±100K,0.24)、(2700±100K,0.53)、(6500±300K,1.06)与(6500±300K,0.788)。然而,在其它实施例中,第一光源710可包括发出如同第一光线B6g的子光线的一个子光源,且通过调整此子光源的荧光体的组成与蓝色发光二极管芯片的种类,第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标可为落在区域A1的任一坐标。再者,在其它实施例中,第一光源710可包括两个子光源、三个子光源、或五个或更多个子光源,其发出子光线以形成第一光线B6g,且通过调整这些子光源的荧光体的组成与蓝色发光二极管芯片的种类,第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)可为落在区域A1的任一坐标。
在本实施例中,子光线V1g、V2g、V3g与V4g的演色性指数例如分别是81、81、81与84,子光线V1g、V2g、V3g与V4g的相关色温例如分别是2614K、2689K、6691K与6245K,子光线V1g、V2g、V3g与V4g的昼夜节律作用因子例如分别是0.242、0.534、1.060与0.788,子光线V1g、V2g、V3g与V4g的Duv值例如分别是0.01、-0.01、-0.00与-0.01。
在本实施例中,第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标可为落在区域A1中的任一位置,因此光源装置700可符合各种使用上的需求。
图42是根据本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。请参照图42,根据本实施例的光源装置与图40的光源装置700相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,第一光线B6g的演色性指数大于60,且第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在以如图42所示的(2700±100K,0.696)、(2700±100K,0.197)、(6500±300K,0.759)与(6500±300K,1.229)的四个昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标为顶点所形成的区域A2内。在本实施例中,第一光线B6由具有分别位于图42所示的四个顶点的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标的四个子光线所形成。然而,在其它实施例中,第一光线B6g可由一个子光源、两个子光源、或三个或更多个子光源所发出的一个子光线、两个子光线、或三个或更多个子光线所形成,且第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标可通过调整荧光体的组成与子光源的蓝色发光二极管芯片的型式所决定。
图43是根据本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。请参照图43,根据本实施例的光源装置与图40的光源装置700相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,第一光线B6g的演色性指数并没有被限制,且第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在以如图43所示的(2700±100K,0.197)、(2700±100K,0.696)、(4500±200K,0.474)、(4500±200K,1.348)、(6500±300K,0.759)与(6500±300K,1.604)的六个昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标为顶点所形成的区域A3内。然而,在其它实施例,第一光线B6g可由一个子光源、两个子光源、或三个或更多个子光源所发出的一个子光线、两个子光线、或三个或更多个子光线所形成,且第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标可通过调整荧光体的组成与子光源的蓝色发光二极管芯片的型式所决定。
图44是根据本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的上边界与下边界以及太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。请参照图44,图44的实施例的光源装置与图43的实施例的光源装置相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在区域内,此区域具有上边界、下边界及落在上边界与下边界之间的坐标。在本实施例中,上边界为对图43的上方三个顶点做二次函数的拟合(fitting)所建立,且其决定系数(coefficient of determination)R2例如是1。例如,上边界为函数:CAF=-5E-08×(CCT)2+0.0007×(CCT)-0.8439。再者,下边界为对图43的下方三个顶点做二次函数的拟合所建立,且其决定系数R2例如是1。例如,下边界为函数:CAF=-8E-09×(CCT)2+0.0002×(CCT)-0.3804。
图45是根据本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。请参照图45,根据本实施例的光源装置与图40的光源装置700相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,第一光线B6g的演色性指数大于80,且第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在分别以如图45所示的(2700±100K,0.242)、(2700±100K,0.534)、(4500±200K,0.580)、(4500±200K,0.841)、(6500±300K,0.788)与(6500±300K,1.060)的六个昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标为顶点所形成的区域A4之间。然而,在其它实施例,第一光线B6g可由一个子光源、两个子光源、或三个或更多个子光源所发出的一个子光线、两个子光线、或三个或更多个子光线所形成,且第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标可通过调整荧光体的组成与子光源的蓝色发光二极管芯片的型式所决定。
在本实施例中,在相同的相关色温下,第一光线B6g的昼夜节律作用因子落在太阳光的昼夜节律作用因子的±0.15的范围内。
图46是根据本发明的另一实施例的光源装置的第一光源的子光源所提供的子光线与太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的关系图。请参照图46,根据本实施例的光源装置与图45的光源装置相似,其间的主要差别如下所述。在本实施例中,第一光线B6g的演色性指数大于60,且第一光线B6的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在以图46所示的六个昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标为顶点所形成的区域A5的范围内。在本实施例中,第一光线B6由分别具有在图46所示的六个顶点的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标的六个子光线所形成。然而,在其它实施例,第一光线B6g可由一个子光源、两个子光源、或三个或更多个子光源所发出的一个子光线、两个子光线、或三个或更多个子光线所形成,且第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标可通过调整荧光体的组成与子光源的蓝色发光二极管芯片的型式所决定。
请再参照图23,在一实施例中,光发射器E1c可为图40至图46中的任一个实施例的第一光源710,第一子光线V1c可为图40至图46中的任一个实施例的第一光线B6g,光发射器E2c可为第二光源,且第二子光线V2c可为第二光线。第二光源与第一光源710相似,且第二光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)可落在图41A的区域A1、图42的区域A2、图43的区域A3、图45的区域A4、或图46的区域A5或图44的上边界与下边界所定义的区域之间,其间的差别在于,第二光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)与第一光线B6g的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)不同。
进一步而言,在本实施例,控制单元620c用以控制第一光源710(即光发射器E1c)与第二光源(即光发射器E2c),并用以结合第一光线B6g(即第一子光线V1c)与第二光线(第二子光线V2c)以输出第三光线(即光线B6c)。
在本实施例,如图25A所示,第一光线B6g(即第一子光线V1c)与第二光线(即第二子光线V2c)之一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,且如图25A所示,第一光线B6g(即第一子光线V1c)与第二光线(即第二子光线V2c)的另一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在所述太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。
在一实施例中,第三光线(即光线B6c)的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,例如是图25A在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方的圆形或三角形。在另一实施例中,第三光线(即光线B6c)的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方,例如是图25A在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方的圆形或三角形。在又一个实施例中,第三光线(即光线B6c)的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹上,例如是图25A在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹上的圆形或三角形。
上述的控制单元例如是包括中央处理单元(central processing unit,CPU)、微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、可编程控制器、可编程逻辑装置(programmable logic device,PLD)或其他类似装置或这些装置的组合,本发明并不加以限制。此外,在一实施例中,控制单元的各功能可被实作为多个程序码。这些程序码会被存储在一个存储器中,由控制单元来执行这些程序码。或者,在一实施例中,控制单元的各功能可被实作为一或多个电路。本发明并不限制用软件或硬件的方式来实作控制单元的各功能。
上述的「生理刺激值」可以是上述CS/P值、昼夜节律作用因子(CAF)或等效黑色素勒克斯(equivalent melanopic lux,EML),其中EML=R×(CAF)×(Lux),其中,R为常数,当考虑CS(λ)和P(λ)的响应强度时,R=1.218。当光源装置为照明装置时,Lux可为照度,而当光源装置为显示器时,Lux可为辉度。上述实施例中的CS/P值可以用昼夜节律作用因子或等效黑色素勒克斯来取代。上述实施例中的昼夜节律作用因子可以用CS/P值或等效黑色素勒克斯来取代。
综上所述,本发明的实施例中的光源装置可通过控制单元控制发光模块提供色温相同而生理刺激值不同的光线。发光模块也可通过多组发光单元以提供多组色温的光线,并且每一组同色温的光线也可于不同生理刺激值的光线间切换。此外,本发明的实施例中的光源装置也可通过控制单元控制发光模块提供生理刺激值差异5%以上的光线,并且这些光线可具有完全不同的色温,或是有部分的这些光线的色温相同。由此,光源装置可因应实际使用环境、时间及目的以选择提供具有不同生理刺激值的光源,以维持使用者自然的生理周期并同时提供足够的光源。本发明的光源装置可为用以照明的照明装置或作为显示器的背光的背光装置,但不以此为限。
此外,根据本实施例的光源装置中,因为第一光线和第二光线的色温彼此实质上相同并且第一光线和第二光线的光谱不同,当多个光源装置或发光模块用于相同的显示空间且分别发出第一光线与第二光线,光源装置或发光模块的光的颜色是一致的,且第一光线和第二光线可能分别达到不同的功效。
另外,根据本实施例的光源装置中,因为此多种第一光线的相关色温彼此相异,且此多种第一光线的昼夜节律作用因子彼此实质上相同,所以光源装置可具有更多的应用。
除此之外,在根据实施例的光源装置中,第一子光线与第二子光线的比例可被改变,因此光线的昼夜节律作用因子与相关色温可沿着相异于太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹而改变,所以光源装置可具有更多的应用。在根据实施例的光源装置中,光线可在第一光线与第二光线之间切换,因此光线的蓝光危害与昼夜节律作用因子的至少其中之一可被改变,所以光源装置可具有更多的应用。根据本实施例的光源装置中,第一子光线与第二子光线的比例可被改变,因此光线的相关色温与蓝光危害可被改变,其中,在相同的相关色温下,光线的蓝光危害是可变的,因此使用者可根据需求而选择合适的蓝光危害。
再者,在根据实施例的光源装置中,由第一光源所发出的第一光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标可落在昼夜节律作用因子相对于相关色温图的区域内的任意位置,因此根据实施例的光源装置可符合各种使用上的需求。
虽然结合以上实施例公开了本发明,然而其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (42)
1.一种光源装置,其特征在于,包括:
发光模块,用以提供光线;以及
控制单元,使所述发光模块所发出的所述光线在多种第一光线间切换,其中所述多种第一光线的相关色温彼此相异,且所述多种第一光线的生理刺激值彼此相同。
2.如权利要求1所述的光源装置,其中所述多种第一光线的Duv值都小于0.005。
3.如权利要求1所述的光源装置,其中所述控制单元也使所述发光模块所发出的所述光线在多种第二光线间切换,其中所述多种第二光线的相关色温彼此相异,且所述多种第二光线的演色性指数彼此相同。
4.如权利要求3所述的光源装置,其中所述多种第二光线的Duv值都小于0.005。
5.如权利要求1所述的光源装置,其中所述控制单元也使所述发光模块所发出的所述光线在多种第三光线间切换,其中所述多种第三光线的相关色温彼此相同,且所述多种第三光线的演色性指数或生理刺激值彼此相异。
6.如权利要求5所述的光源装置,其中所述多种第三光线的Duv值小于0.005。
7.如权利要求5所述的光源装置,其中所述发光模块包括多个光发射器,分别发出多个具有不同波长范围的子光线,所述多个子光线构成由所述发光模块所提供的所述光线,发光模块所发出的所述光线通过改变所述多个子光线的比例而在所述多种第一光线与所述多种第三光线间切换。
8.如权利要求1所述的光源装置,其中所述控制单元也使所述发光模块所发出的所述光线在多种第四光线间切换,所述多种第四光线的生理刺激值包含或相同于在相关色温范围内的太阳光的生理刺激值。
9.如权利要求8所述的光源装置,其中所述相关色温范围包括从3000K至6500K的范围。
10.如权利要求9所述的光源装置,其中所述多种第四光线的演色性指数都大于80。
11.如权利要求8所述的光源装置,其中所述多种第四光线的Duv值都小于0.005。
12.如权利要求8所述的光源装置,其中所述发光模块包括多个光发射器,分别发出多个具有不同波长范围的子光线,所述多个子光线构成由所述发光模块所提供的所述光线,所述发光模块所发出的所述光线通过改变所述多个子光线的比例而在所述多种第一光线与所述多种第四光线间切换。
13.如权利要求1所述的光源装置,其中所述发光模块包括多个光发射器,分别发出多个具有不同波长范围的子光线,且所述多个子光线构成由所述发光模块所提供的所述光线。
14.如权利要求13所述的光源装置,其中所述光发射器包括电致发光元件、光致发光元件或其组合。
15.如权利要求14所述的光源装置,其中所述电致发光元件为发光二极管芯片,且所述光致发光元件为荧光体。
16.如权利要求13所述的光源装置,其中所述发光模块所发出的所述光线通过改变所述多个子光线的比例而在所述多种第一光线间切换。
17.如权利要求16所述的光源装置,其中所述多个子光线的比例通过所述多个光发射器的脉冲宽度调制而改变。
18.如权利要求13所述的光源装置,其中所述多个光发射器包括多个发光二极管芯片,且通过所述多个发光二极管芯片所发出的所述多个子光线的每一者的半高宽小于40纳米。
19.如权利要求13所述的光源装置,其中所述多个子光线为可见光。
20.一种光源装置,其特征在于,包括:
发光模块,用以提供光线;以及
控制单元,用以使所述光线在第一光线与第二光线间切换,因此改变所述光线的蓝光危害与生理刺激值的至少其中之一,其中所述第一光线的光谱中的蓝光主波峰波长大于所述第二光线的光谱中的蓝光主波峰波长。
21.如权利要求20所述的光源装置,其中所述第一光线包括红色子光线、绿色子光线以及第一蓝色子光线,所述第二光线包括所述红色子光线、所述绿色子光线以及第二蓝色子光线,所述第一蓝色子光线的光谱中的主波峰的波长大于所述第二蓝色子光线的光谱中的主波峰的波长,且所述控制单元用以改变所述红色子光线、所述绿色子光线和所述第一蓝色子光线的比例以及改变所述红色子光线、所述绿色子光线及所述第二蓝色子光线的比例,因此改变所述第一光线与所述第二光线的蓝光危害、生理刺激值与演色性指数的至少其中之一。
22.如权利要求21所述的光源装置,其中在相同的x和y色坐标以及相同的强度下,所述第一光线的生理刺激值大于所述第二光线的生理刺激值。
23.如权利要求21所述的光源装置,其中在相同的蓝光危害下,所述第一光线的演色性指数大于所述第二光线的演色性指数。
24.如权利要求21所述的光源装置,其中在相同的生理刺激值下,所述第一光线的蓝光危害小于所述第二光线的蓝光危害。
25.一种显示装置,其特征在于,包括:
显示器;以及
背光元件,用以照亮所述显示器,且包括:
第一发光二极管光源;以及
第二发光二极管光源,
其中,所述第一发光二极管光源与所述第二发光二极管光源经配置以被操作在用于发出第一光线的第一操作模式以及经配置以被操作在用于发出第二光线的第二操作模式,所述第一光线与所述第二光线落在目标相关色温的相同的麦克亚当椭圆内,且所述第一光线的生理刺激值比所述第二光线的生理刺激值多出所述第二光线的生理刺激值的5%以上。
26.如权利要求25所述的显示装置,其中所述背光元件更包括控制单元,用以使所述第一发光二极管光源与所述第二发光二极管光源在所述第一操作模式与第二操作模式之间切换。
27.一种光源装置,其特征在于,包括:
第一光源,用以提供第一光线,其中所述第一光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在以(2700±100K,0.197)、(2700±100K,0.696)、(4500±200K,0.474)、(4500±200K,1.348)、(6500±300K,0.759)与(6500±300K,1.604)的六个昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标为顶点所形成的第一区域内。
28.如权利要求27所述的光源装置,其中所述第一光线的演色性指数大于60,且所述第一光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在以(2700±100K,0.696)、(2700±100K,0.197)、(6500±300K,0.759)与(6500±300K,1.229)的四个昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标为顶点所形成的第二区域内。
29.如权利要求27所述的光源装置,还包括:
第二光源,用以提供第二光线,其中所述第二光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在所述第一区域内,且不同于所述第一光源的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)。
30.如权利要求29所述的光源装置,还包括:
控制单元,用以控制所述第一光源与所述第二光源,以结合所述第一光线与所述第二光线以输出第三光线。
31.如权利要求30所述的光源装置,其中所述第三光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方。
32.如权利要求30所述的光源装置,其中所述第三光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。
33.如权利要求30所述的光源装置,其中所述第三光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹上。
34.如权利要求29所述的光源装置,其中所述第一光线与所述第二光线之一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,且所述第一光线与所述第二光线的另一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标落在所述太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。
35.如权利要求27所述的光源装置,其中所述第一光线的演色性指数大于80,且所述第一光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在以(2700±100K,0.242)、(2700±100K,0.534)、(4500±200K,0.580)、(4500±200K,0.841)、(6500±300K,0.788)与(6500±300K,1.060)的六个昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标为顶点所形成的第三区域内。
36.一种光源装置,其特征在于,包括:
发光模块,用以提供光线;以及
控制单元,用以改变第一子光线与第二子光线的比例以形成所述光线,因此所述光线的昼夜节律作用因子与相关色温沿着相异于太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的所述光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹而变化,其中所述第一子光线与所述第二子光线之一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标落在所述太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的下方,且所述第一子光线与所述第二子光线的另一的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标落在所述太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的上方。
37.如权利要求36所述的光源装置,其中所述控制单元用以改变所述第一子光线、所述第二子光线、第三子光线与第四子光线的比例以形成所述光线,因此所述光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标在具有分别位于所述第一子光线、所述第二子光线、所述第三子光线与所述第四子光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标的四个顶点的区域内改变。
38.如权利要求37所述的光源装置,其中所述第一子光线的相关色温小于所述第二子光线的相关色温且小于所述第四子光线的相关色温,所述第三子光线的相关色温小于所述第二子光线的相关色温且小于所述第四子光线的相关色温,所述第一子光线与所述第三子光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标分别落在所述太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的相对两侧,且所述第二子光线与所述第四子光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标分别落在所述太阳光的昼夜节律作用因子相对于相关色温的轨迹的相对两侧。
39.如权利要求36所述的光源装置,其中所述第一子光线与所述第二子光线为白光。
40.一种光源装置,其特征在于,包括:
第一光源,用以提供第一光线,其中所述第一光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在区域内,所述区域具有上边界、下边界及在所述上边界与所述下边界之间的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标,其中昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(2700±100K,0.696)、(4500±200K,1.348)与(6500±300K,1.604)位于所述上边界上,昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(2700±100K,0.197)、(4500±200K,0.474)与(6500±300K,0.759)位于所述下边界上。
41.如权利要求40所述的光源装置,其中所述上边界与下边界各为一个二次函数。
42.如权利要求40所述的光源装置,还包括:
第二光源,用以提供第二光线,其中所述第二光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)落在所述区域内,且不同于所述第一光线的昼夜节律作用因子相对于相关色温的坐标(CCT,CAF)。
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