CN1094649C - 光源 - Google Patents

光源 Download PDF

Info

Publication number
CN1094649C
CN1094649C CN96191331A CN96191331A CN1094649C CN 1094649 C CN1094649 C CN 1094649C CN 96191331 A CN96191331 A CN 96191331A CN 96191331 A CN96191331 A CN 96191331A CN 1094649 C CN1094649 C CN 1094649C
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorophor
light source
scopes
radiation
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN96191331A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1167542A (zh
Inventor
清水正则
山中泰彦
坂本正悦
武内彻二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1167542A publication Critical patent/CN1167542A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1094649C publication Critical patent/CN1094649C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7734—Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/74—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth
    • C09K11/75—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth containing antimony
    • C09K11/76—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth containing antimony also containing phosphorus and halogen, e.g. halophosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/778—Borates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7795—Phosphates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/38—Devices for influencing the colour or wavelength of the light
    • H01J61/42—Devices for influencing the colour or wavelength of the light by transforming the wavelength of the light by luminescence
    • H01J61/44—Devices characterised by the luminescent material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

一种用于分级色彩感觉的光源，其主发光谱带为530至580nm以及600至650nm范围，灯光色彩的相关色温为1700至6500K，DUV(离紫外坐标上的理想辐射体轨迹的距离)为0至70范围，它允许分级感觉被照明物体表面色彩至少为红色、绿色、蓝色、黄色和白色。

Description

光源
技术领域
本发明涉及一种光源，它提供高效率的照明，并确保以最小的限度再现色彩。
技术背景
公知的高效率光源是一种低压钠灯。在常用的人造光源中它具有最高的照明效率，输出功率为55W的灯总效率为109[lm/W]。然而，低压钠灯发出的大部分光集中于一条589(nm)的辐射线，所谓的D线，即具有橘黄色的单色光，它无法区别不同的色彩。
与此同时，已经研制3谱带辐射型荧光灯作为一种高效率光源，通过将可见辐射频带的光集中为红(R)、绿(G)、蓝(B)色光能较好地再现色彩。用双谱带辐射型的辐射频谱，将可见辐射频谱的光集中为两个波长频带的模拟来检验其照明效率比具有3谱带辐射型辐射频谱的光源更高的一种光源的可能性，且它具有某种限度的色彩表现性。
在1967年3月出版的「照明工程」第154页上由H.D.Einhorn和F.D.Einhorn发表的“白光源的固有效率和色彩表现”一文，以及在1972年出版的「美国光学协会杂志」第62卷第6期第814页上由H.F.Ivey发表的“荧光灯和荧光汞灯的色彩和效率”一文，都披露了现有技术的双频带辐射型光源的最佳模拟。
根据经高斯分布的荧光体的光谱分布近似值以及将色彩表现特性作为评估的概念，根据色差，现有技术的总色彩表现率Ra，即由基准光源照明的色片的色表现与一种光源照明的色片的色表现之间的色偏，对双波长最佳化进行数字化模拟。
结果，450nm附近的蓝光谱与580nm附近的黄光谱的组合被认为是白光源，它相对于模拟的最佳化的双谱带辐射型呈现最高的效率。尽管从效率和Ra的观点来看，双谱带辐射型的黄和蓝光源被认为是现有技术中最需要的，但从与人的色觉相对色彩的观点来看，上述双谱带辐射型的黄光源和蓝光源现被重新定义为双谱带辐射型的Y-B基色光源，根据另一相对色彩响应的系统，最新定义双谱带辐射型的R-G基色光源。
然而，当调查实际应用的荧光体的效率时，在以对应于黄色和蓝色的峰值波长辐射的荧光体中未有高效率的荧光体。在荧光体的辐射光谱接近于高斯分布，量子效率在整个波长范围假定为恒定的情况下，模拟可以为双谱带辐射型的Y-B基色光源显示理论上的高效率，但来自实际荧光体或光源的的辐射有时候显示量子效率的改变或含有副波长辐射。这样，就难以达到如模拟所预计的最高效率，双谱带辐射型的这种Y-B基色光源未能付诸实用。
如同低压钠灯情况下那样，通过将可见辐射频带的光集中在一个波长，可以达到最高照明效率。然而，在此情况下，由于辐射光谱为单一的线光谱，当用这种光源照明时不可能有彩色区别。因此，效率很高但色彩表现性能较差的灯诸如低压钠灯则用于主要着重效率的公路和公路隧道照明。
尽管在人的视觉环境中色彩扮演着提供各种信息的角色，但在公路或隧道上运行的汽车驾驶员所接收的视觉信息中，色彩具有特别重要的作用。例如，为了了解是否允许改变车道，区别隧道中的车道标识白和黄是非常重要的。然而，在由低压钠灯照明的公路上和隧道内，则难以区别公路路面上的白和黄色车道标识。
尽管在由低压钠灯照明的公路上和隧道内，交通标志所用的色彩包含了红、黄、绿、蓝、白和黑，但也难以区别这些标志的不同色彩(因此在隧道内常用内装灯泡的交通标志)。
重要的是，表面颜色为红的被视为红色。尤其是，由于红色表示重要含义，诸如危险、禁止、停止和火警等等，因此，从安全的观点来看，重点是改善视觉环境。
在此引入前述双谱带辐射型Y-B基色光源的情况下，将产生这样一个问题，即由于缺乏波长为600nm和更长波长的光谱，降低了对表示危险的重要色彩即红色的识别概率。
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种实用的光源，当将其应用于公路照明或隧道照明时，能使之区别黄色和白色路面标识，并能识别公路标志上的颜色(尤其是红色)，同时保持高效率，并能在其他应用中以最小必需限度进行颜色识别，同时保持高效率。
总之，本发明旨在实现一种光源，它具有高效率，同时保证以最小所需限度分级识别颜色，同时，尝试改善色彩表现性能，其主要目的是在发展现有技术的照明光源时，精确地再现由总的色彩再现率Ra所表示的色彩。
发明概述
根据本发明的光源采用以下装置来达到上述目的。
根据本发明的一个方面，提供一种用于分级色彩感觉的光源，其中，主发光谱带为530至580nm以及600至650nm范围，灯光色彩的相关色温为1700至6500K，离紫外坐标上的理想辐射体轨迹的距离DUV为0至70范围，它允许分级感觉被照明物体表面的色彩至少为红色、绿色、蓝色、黄色和白色。
根据本发明的另一方面，提供一种照明光源，其中，其灯光色彩的色度范围为x-y色度坐标(x，y)＝a：(0.228，0.351)，b：(0.358，0.551)，c：(0.525，0.440)，d：(0.453，0.440)，e：(0.285，0.332)的连线所包围的范围，其主要发光谱带为530至580nm以及600至650nm。
根据本发明的另一方面，提供一种照明的荧光灯光源，其中，其灯光色彩的色度范围为x-y色度坐标(x，y)＝a：(0.228，0.351)，b：(0.358，0.551)，c：(0.525，0.453)，d：(0.285，0.332)的连线所包围的范围，其主要发光谱带为530至580nm以及600至650nm。
根据本发明的另一方面，提供一种照明光源，其中，主发光谱带为530至580nm以及600至650nm，灯光色彩的相关色温为3500至4500k，离紫外坐标上的理想辐射体轨迹的距离DUV为10至45范围。
附图简述
图1表示在x-y色坐标平面上，本发明之光源的色度范围。
图2表示根据CIE的信号色彩光的色度范围。
图3表示命名光源之色彩的颜色。
图4表示根据本发明第一个实施例的荧光灯的光谱分布。
图5表示光通量之比LAP/YOX为100∶0的荧光灯的光谱分布。
图6表示光通量之比LAP/YOX为93∶7的荧光灯的光谱分布。
图7表示光通量之比LAP/YOX为85∶15的荧光灯的光谱分布。
图8表示光通量之比LAP/YOX为76∶24的荧光灯的光谱分布。
图9表示光通量之比LAP/YOX为68∶32的荧光灯的光谱分布。
图10表示光通量之比LAP/YOX为43∶57的荧光灯的光谱分布。
图11表示光通量之比LAP/YOX为0∶100的荧光灯的光谱分布。
图1 2表示分级的色彩表现评价为“良好”和“可接受”的累加次数。
图13表示分级的色彩表现评价为“良好”用于分级的色彩表现的累加次数。
图14表示分级的色彩表现评价为“差”的累加次数。
图15表示黑色片的分级色彩表现评价为“差”的累加次数。
图16表示改变Ra与光通量之比LAP/YOX之间的关系。
图17表示通过为每类光源命名基本的色彩所获得的主观Ga值。
图18表示当改变LAP和YOX荧光灯的光通量之比时所获得的评价色彩表现为“良好”或“可接受”的相应概率。
图19表示当改变LAP和YOX荧光灯的光通量之比时所获得的评价色彩表现为“良好”的相应概率。
图20表示对灯光设备的光源与公路隧道的视觉环境不协调的感觉进行评价的实验装置。
图21表示在对灯光色彩与公路隧道的视觉环境的不协调的感觉进行评价的实验中对色度和非彩色度的主观评价比例。
图22表示在对灯光设备的灯光色彩与公路隧道的视觉环境的不协调的感觉进行评价的实验中，对灯光色彩(带红色、带绿色、带黄色、带蓝色)的主观评价比例。
图23表示一个实施例，其中将一种能把可见辐射谱带的蓝光转换为可见辐射谱带的较长波长一侧的荧光体加到第一个实施例的荧光灯中。
图24是一个示意图，表示将一种双重谱带的辐射型光源作为一种普通照明光源的一个光谱辐射范围。
图25是第四、第五、第六和第七实施例{(27)至(30)}的比较图。
标号说明
1：本发明的灯光的色彩范围
2：Plankian轨迹
3：来自仅为LAP的情况下的模拟光源的光
4：来自光通量之比LAP∶YOX为93∶7的模拟光源的光
5：来自光通量之比LAP∶YOX为85∶15的模拟光源的光
6：来自光通量之比LAP∶YOX为76∶24的模拟光源的光
7：来自光通量之比LAP∶YOX为68∶32的模拟光源的光
8：来自光通量之比LAP∶YOX为43∶57的模拟光源的光
9：来自仅为YOX的情况下的模拟光源的光
10：来自相关的色温为5576K、DUV为72.3的模拟光源的光
11：来自相关的色温为5158K、DUV为58.9的模拟光源的光
12：来自相关的色温为4467K、DUV为42.3的模拟光源的光
13：来自相关的色温为4219K、DUV为33.7的模拟光源的光
14：来自相关的色温为3866K、DUV为26.4的模拟光源的光
15：来自相关的色温为3392K、DUV为16.3的模拟光源的光
16：来自相关的色温为3045K、DUV为8.5的模拟光源的光
17：来自相关的色温为2538K、DUV为-0.3的模拟光源的光
18：公路隧道的透视面板
19：评估光源提供来自隧道全套照明装置的光
20：光源提供控制适合亮度的光
21：观察者
22：相关色温为5230、DUV为63的样品灯
23：相关色温为4820、DUV为51的样品灯
24：相关色温为4370、DUV为40的样品灯
25：相关色温为3670、DUV为23的样品灯
26：相关色温为3261、DUV为14的样品灯
27：第四个实施例的光谱分布的示意图
28：第五个实施例的光谱分布的示意图
29：第六个实施例的光谱分布的示意图
30：第七个实施例的光谱分布的示意图
实现本发明的最佳实施例
在描述各个实施例之前实现对本发明作一概述。
发明人发现一种波长谱带，在提高照明效率使之高于辐射光谱为3个谱带辐射类型的光源时，通过产生一种双谱带辐射型辐射光谱，其中可见辐射谱带的光集中为两个波长谱带，可使其区分具有最小所需限度的色彩。
该辐射光谱结合了530至580nm和600至650nm两个谱带，其灯光色彩的相关色温为1700至6500K，DUV为0至70。
这使其有可能识别至少包括红、绿、蓝、黄和白类型的色彩，即达到感觉色彩所必须的最少必须限度，同时保持较高的照明效率。而且，使其有可能提供一种光源，当其应用于公路照明或隧道照明时，使其能区分黄色和白色路面标记并识别交通标志上的色彩。
首先，解释分级的色彩感觉。
人类的视觉系统具有区分细微颜色差别的辨别力，以及将色彩分类为几个大类并分级地识别颜色的能力。例如，它可以根据红色的典型概念，通过提取其共同的特征识别暗红色和明红色。对常规判断色彩认可和色彩感觉的若干研究已经表明，分级色彩感觉以及区分细微颜色差别的能力是人类色彩感觉的基本功能之一。
任何发达的语言都对11种基本颜色取了色名，建议保留不管什么人种都不变的分级的色彩感觉(例如参见1987年出版的《Color Res.Appl.》第12卷第94页上由Boynton，R.M.和Olson，C.X.撰写的“在OSA空间寻找基本色彩”一文，以及1987年出版的《Vision Res.27》第1825页上由Uchikawa，K.和Boynton，R.M.撰写的“日本观察者的分级色彩感觉与美国人的比较”一文)。
这11种颜色是红色、绿色、黄色、蓝色、褐色、橘色、紫色、粉红色、白色、黑色、和灰色，它们划分为非彩色组(白色、黑色和灰色)和彩色组(红色、绿色、黄色、蓝色、褐色、橘色、紫色和粉红色)。彩色组进一步划分为基色(红色、绿色、黄色和蓝色)和次色(褐色、橘色、紫色和粉红色)。
从照明工程领域的观点来看，在这11种颜色中，在彩色类一组中，最基本的一类是红色、绿色、黄色和蓝色，它们是对色觉有对立颜色反应的成分，因此是基色。因为其他次色是通过组合基色而产生的类。
从照明工程领域的观点来看，典型的非彩色类是白色。因为白色直接并最强烈地表现光源的光谱分布。相反，黑色吸收光并由此形成实际上认可的恒定不变的一类颜色。因此，与白色相比，非彩色类的暗色并不重要。为此，在本实施例中，选择红色、绿色、黄色、蓝色和白色作为最低要求的分级色觉的对象。
现在，将描述双谱带辐射型的概念。
有一种理论称为对两种基色设计的Land研究，其断言仅仅用两种颜色的刺激就可以再现大多数的颜色，即使缺乏完整一组3个基色光，即红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。
根据Land的Retinex理论，即使缺少完整的一组三基色光，通过混合两种颜色可以再现相当数量的颜色(可以解释为因感应效应而感觉未存在光谱的颜色，伴随对物体相同而颜色反差的认识而产生的颜色记忆)。
人的视网膜有三类角锥状细胞，S、M和L，它们分别对可见辐射谱带中的短波长(蓝色)、中波长(绿色)和长波长(红色)有最大的灵敏度。这3个感光器组合在视网膜中经历中间处理，作为对“黄色和蓝色”以及“红色和绿色”的相反颜色响应，并最终用于大脑高级中心认可的分级颜色。
为了通过组合两种色质的相反颜色产生一种白光源，除了以Y-B为基础的双谱带辐射型光源主要刺激视觉感官的相反色彩反应系统的黄色和蓝色感觉器官的原理以外，还可以形成这样一种原理，根据本发明的以R-G为基础的双谱带辐射型光源主要刺激视觉感官的相反色彩反应系统的红色和绿色感觉器官。
根据本发明，已经发现，通过将光谱集中于两个波长，可以实现能使其以最低必需限度区别各种颜色的高效率光源，根据获得分级色彩感觉的最低必需限度而不是传统的采用Ra的评价，该两个波长对于以R-G为基础的双谱带辐射型光源的照明灯光是最合适的。
因此，由两个波长组合的照明灯光，两个波长的波长范围是上述530至580nm和600至650nm的组合，该两个波长允许最低必需限度的红色、绿色、蓝色、黄色和白色彩色片的分级色彩感官。
根据由参考光源照明的彩色片的颜色表现与光源照明的彩色片的颜色表现之间的色偏，色差，现有技术的以Y-B为基础的双谱带辐射型光源的最佳化，是以此作为评估的此种原理的色彩表现性能的双谱带辐射型光源的最佳化模拟为基础的。另一方面，根据本发明的以R-G为基础的双谱带辐射型光源的最佳化，是根据实际人类对颜色的主观分类判断，通过分级色彩感觉的最佳化结果。这是最实际的原理，用以评价实际利用光源的要求，要求该光源允许具有高效率的最低必需限度的色彩辨别率，并在评估方法本身上不同于现有技术。
在Y-B为基础的双谱带辐射型光源的情况下，必须依赖于感应作用再现通常表示危险的重要颜色红色，感应作用在色彩再现中具有不稳定性，这样就产生了应用于实际照明的问题。
相反，在以R-G为基础的双谱带辐射型光源的情况下，通常表示危险的红色是通过位于波长长于600nm的辐射光谱感觉到的，并不象以Y-B为基础的双谱带辐射型光源那样，依赖于在色彩再现中具有非稳定性的感应作用，因此，有利于实际的照明应用。
当研究实用中的荧光体的效率时，有这样一种趋势，即主波长为红色和绿色区域的荧光体的效率比主波长为黄色和蓝色区域的荧光体的效率更高。
采用光谱发布接近于高斯分布的荧光体并假定量子效率在整个波长范围内为恒定时，尽管模拟可以为Y-B为基础的双谱带辐射型光源表示理论上较高的效率，但却难以获得通过模拟表示的来自实际荧光体或光源包括副辐射或类似的辐射和最大的效率。进一步，在根据本发明的以R-G为基础的双谱带辐射型光源的情况下，辐射的许可范围为530至580nm谱带，当实际光源为0.85或大于对555nm所指定的单位值(1)时，可以得到很大部分的效率，当以相对光谱发光效率为基准时，可见效率为高的范围相对较宽，因此可以更充裕地选择制造实际光源的材料。
这样，无论以Y-B为基础的双谱带辐射型光源理论上的效率可能较高，用实际可行性的话来说，以R-G为基础的双谱带辐射型光源具有更大的优点。
由于灯光色彩的相关色温为1700至6500K范围，DUV为0至70，故本发明的另一优点是在可见效率较高的530至580nm的谱带内，能够提高辐射比例，因此，在Plankian轨迹的绿色一侧，灯光色彩的许可范围是较宽的。
注意，相关色温低于1700K时，不可能对白色获得分级的色彩感觉，相关色温为6500K以上时，必须提高含青色光的光谱成分的比例，由此在实用中丧失了具有高效率的优点，并与常规的三谱带辐射型光源无什么差别。
因此，结合一个波长范围内的辐射光谱，使之对最低必需限度有分级的色彩感觉，同时使具有双谱带辐射型辐射光谱的灯的辐射效率高于具有三谱带辐射型辐射光谱之光源的效率，这就是结合530至580nm以及600至650nm两个谱带的辐射光谱，灯光色彩的相关色温为1700至6500K，DUV为0至70。
如上所述，可以说，在总的实用性方面，根据实际能见度要求和实际可行性，以R-G为基础的双谱带辐射型光源优于以Y-B为基础的双谱带辐射型光源。以下将参照附图描述本发明的光源的色度范围。
图1表示在x-y色度坐标平面上的本发明的光源的色度范围。图中，实线所包围的范围为本发明的灯光色彩范围，(x，y)＝a：(0.228，0.351)，b：(0.358，0.551)，c：(0.525，0.440)，d：(0.453，0.440)，e：(0.285，0.332)。
本发明当采用荧光灯作为光源时，其灯光色彩的色度范围为x-y色度坐标(x，y)＝a：(0.228，0.351)，b：(0.358，0.551)，c：(0.525，0.453)，d：(0.285，0.332)的连线所包围的范围，其主要发光谱带为530至580nm以及600至650nm。
从a至b的线条是绿色安全灯光颜色的边界线，从b至c的线条是色彩视觉不规则的模糊线，人们有不规则的色彩视觉，从c至e的线条是DUV正面上对普通白光源中所用色度范围的限定。
虚线2是Plankian轨迹。已知当灯光的色彩从Plankian轨迹2向上偏向DUV为正的区域时，灯的效率通常变高，但需要指明过度偏离DUV将降低数值Ra并使得精确的色彩再现不可能，这样将使此种应用不实际。
然而，当最高优先度赋予所用高效率光源时，有这样一种需要，在作为隧道照明和公路照明的情况下，将足以能以最小的必需限度分级识别安全色彩。
在此情况下，如果视觉系统可以适应灯光色彩，可以接受远离光源色度范围的部分作为光源色彩，根据对精确色彩再现的要求，该光源常规地被接受为通用光源。
接近于Plankian轨迹2的色度导致了改进的色彩表现，但也导致了灯的效率的下降。为此，接近Plankian轨迹的白光源的有限范围，以及接近光谱轨迹的有色光源的有限范围根据图2所示CIE的信号彩灯的范围设定(见CIE技术报告CIE107-1994“Commission Internationale de 1’Eclairage：Review of theOfficial Recommendations of the CIE for the Colours of Signal Lights”一文)。
与图2所示信号灯颜色的范围相反，对绿色一侧的本发明光源的色彩限制，将本发明的光源设置在绿色的白色边界线的延长线的白色一侧，故清楚地确定与安全色“绿色”的分离。而且，由于本发明的灯光颜色设置在黄色(A)和红色(B)的白色边界线的延长线的白色一侧，故本发明的灯光颜色不再重叠于具有黄色和红色不规则色彩视觉的模糊线上。这使有不规则的色彩视觉的人们更易于将红色和黄色的重要信号灯颜色与本发明的光源区分开来。
可以说，由Plankian轨迹所包围的区域以及具有这些信号灯颜色的区域是这样一种区域，其中，与有色光干扰几乎是不可能的，对多个基本颜色名称的有效分级的鉴别是有可能的。
即使将一个从白的灯光颜色朝着DUV的正值延伸的区域接受为照明灯光，常规的是根据色彩表现的精确性评介的，并接受为普通的白光源，该区域变成这样一种区域，其中，允许分级色彩感觉的光源的效率比常规光源的效率更高，因为，可以分级地区分具有高饱和度(saturation)的颜色，它应用于色彩编码诸如安全色彩编码。
当考虑作为视觉环境的效率和不协调性时，图3所示色彩区域为淡黄色以及带淡黄色的绿色为较佳，继之是黄色、带黄色的绿色、带绿色的白色、淡绿色、以及在Plankian轨迹上面的带黄色的白色、白色、带淡黄色的红色以及带黄色的红色的区域。
该区域的构成类似于x-y色度坐标平面上本发明的色度范围。
从以上讨论可见，本发明想要把其色度范围在常规的白光源中未发现的光源投入实际应用。
根据本发明，可以实现高效率的光源，同时通过将主要辐射波长的范围设定在530至580nm的谱带，维持多个基本色彩的最低必需限度的分级的色彩视觉，以改善其它可见辐射区域内具有微弱副辐射的视觉效率，而偏离现有技术的普通照明灯的色度范围。通过进一步将530至580nm谱带外的辐射集中到600至650nm的谱带，有可能使多个基本色彩包括红色的分级的色彩视觉为更有效。
现在将参照附图描述本发明的较佳实施例。
通常，在荧光类高强度放电灯中，控制放电辐射和荧光辐射，同时在高强度放电灯中，通过选择密封材料控制放电辐射。
本发明的第一个实施例是具有图4所示光谱分布的荧光灯。
采用一种通用并标为(化学式1)LaPO4：Ce，Tb(以下称为LAP)的绿色荧光粉，以及通用并标为(化学式2)Y2O3：Eu(以下称为YOX)的红色荧光粉制造荧光灯。在输出为40W的直管形式中，荧光灯具有87[lm/w]的总效率，当灯管尺寸因高频工作而减小并工作于高频时，总效率可达110[lm/w]。
此数据优于据说具有最高效率的55W型的低压钠灯的109[lm/w]总效率。然而LPS辐射单色光。因此，在LPS(低压钠灯)下只能看到单色光。由本发明划时代实现的荧光灯作为实际的光源，允许具有最低必需限度的分级色彩感觉。
作为分级色彩感觉的基础的11类色彩是红色、绿色、黄色、蓝色、褐色、橘色、紫色、粉红色、白色、黑色和灰色。其中，最基本的一类颜色是作为有色成分的红色、绿色、黄色和蓝色，以及作为非彩色成分的白色。这是因为白色直接反映光源的光谱分布。相反，由于黑色吸收光，不管光谱分布有什么变化，它都形成实际范围内不变的一类认可。因此，黑色的重要性不如白色。为此，将红色、绿色、黄色、蓝色和白色选择为本实施例中最低所需分级的色彩感觉的对象。
对于照明工程用，必须选择为评估所用的彩色片。在本实施例中，选择安全色、尤其是交通安全色作为典型的彩色片，它必须被视为照明环境的最低要求。
根据照明目的，为了确定感觉分级色彩的最低必需限度，应用时也可以选择作为评估目的的彩色片。还可以选择用以评估特定色彩表现的彩色片，即R9(红色)、R10(黄色)、R11(绿色)和R12(蓝色)，或选择各个类的其他典型颜色。然而，这些颜色是非常深的颜色，且容易识别的一般颜色，因此，结果没有更大的区别。
因此，在本实施例中，考虑到尽管色彩表现性能较差但要求高效率的照明应用情况，将上述交通安全彩色片作为典型，它确定了分级色彩感觉的最低必需限度。
根据本发明，发现这种波长范围能使分级色彩感觉的最低必需限度位于双谱带辐射型的辐射频谱中，其中，可见辐射谱带的光集中为两个波长范围。通过使白炽灯辐射的光穿过有半宽度为10nm多重干扰膜滤光片获得这一范围，以提取可见辐射谱带中的各个光谱波长，并系统地检查这些光谱波长中两个波长的组合，由此据经验确定允许认可红色、绿色、蓝色、黄色和白色的光谱波长的组合。
通过采用连续分等级方法进行该实验，其中，根据从“优”到“差”加上“可接受”作为中间值排列的衡量结构，对色彩感觉进行感觉评估。连续分等级的方法的目的与评估色彩表现性能的这种标准不同，后者是以总的色彩表现率Ra表示的基准光下的色差为基础的。此外，根据将对色彩的接受能力作为对色彩的认可的评价的色彩表现性能评估技术，评估色彩的分等级再现能力。(这种主观评价可接受能力的技术已有描述且为众所周知。例如，在1967年出版的《照明工程》第62卷第663页上发表的由W.G.Pracejus撰写的“”Preliminary Reporton a New approach to Color Acceptance Studies”一文，以及1990年出版的《色彩研究和应用》第15卷第4期第222页上发表的由R.M.Boynton，L.Fargo和B.L.Collins撰写的“Categorical color Rendering of Four Common LightSources”一文。)
上述经验型方法不是根据色彩再现的精度来评估对光源的色彩的感觉的，而是主要根据对色彩感觉的认可来评估分级色彩感觉的稳定性。
结果，有可能在由两个波长组合的光的照明下，识别具有红色、绿色、蓝色、黄色和白色的彩色片的颜色，一种允许最低分级色彩感觉的组合的波长谱带是530至580nm与600至650nm的组合。
此外，具有双谱带辐射型的照明灯是530至580nm以及600至650nm两个谱带的辐射光谱的组合，它使分级色彩感觉能有最低必需限度，同时使辐射效率高于采用3个谱带辐射型辐射光谱的光源，其中，该灯光颜色的相关色温为1700至6500kDUV值为0至70。
该波长谱带是这样一种谱带，其中，由具有高发光效率的许多发光材料发的光，并具有实用价值。前述第一个实施例的化学式1和化学式2是通常采用三谱带辐射型荧光灯的绿色和红色发光成份。
这使实际所用的光源能允许分级的色彩感觉，至少红色、绿色、蓝色、黄色和白色，即分级色彩感觉的最低必需限度，同时维持一个高照明效率。
此外，当应用于公路照明或隧道照明时，本发明提供一种允许对黄色和白色线条标记的辨别的光源，来标记并使其区分交通标牌的颜色。除了该实施例以外，如前所述，可以根据特定应用选择待评估的彩色片，故可以保证最低必需感觉。
现在将参照图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11描述在本实施例的光源下的色彩感觉。
图5至图11表示本实施例在通过改变LAP和YOX灯的光通量的比例组合荧光灯的情况下，模拟的光谱分布。用于本实施例的LAP和YOX是几例辐射峰值在530至580nm和600至650nm谱带的荧光体。第3种比例(图5)是LAP仅有DUV值为75的情况。
第4种比例(图6)是光通量之比LAP∶YOX为93∶7，DUV值为60的情况。
第5种比例(图7)是光通量之比LAP∶YOX为85∶15，DUV值为43的情况。
第6种比例(图8)是光通量之比LAP∶YOX为76∶24，DUV值为27的情况。
第7种比例(图9)是光通量之比LAP∶YOX为68∶32，DUV值为14的情况。
第8种比例(图10)是光通量之比LAP∶YOX为43∶57，DUV值为-11。
第9种比例(图11)是仅有YOX，DUV值为-25的情况。
这些模拟的光源实际上是通过混合来自LAP和YOX的光形成的，并评估具有这些模拟光源的色彩感觉。以下将参照图12、图13、图14和图15描述其结果。
图12、图13和图14表示分级色彩表现评估结果，其中，进行感觉评估以根据色彩感觉确定用于交通标牌的白色、红色、绿色、黄色和蓝色，以及用于路面标志的黄色是“优”、“可接受”还是“差”。图12示出一个柱状图，它表示该颜色被评价为“优”或“可接受”的次数，图13示出一个柱状图，它表示该颜色被评为优的次数，图14示出一个柱状图，它表示该颜色被评为差的次数。
用作交通标牌颜色的颜色是白色：N9.3、黑色：N1.5、红色：7.5R4/13.5、绿色：5G4/8、黄色：2.5Y8/12.5、蓝色：7.5PB2.5/7.5。这些颜色在有关公路交通标牌的条例中规定(参见由建设部、公路局和国家警察署、交通局管理的日本交通标牌和道路标志承包商协会编辑的“公路交通标牌手册”一书)。用于黄色路面标记的颜色片表示由国家警察署规定的道路标记黄色5.5YR6.5/12(黄色样品用于日本交通标牌和道路标记承包商协会建造的道路标牌)。
图中的柱状图3、4、5、6、7、8、和9分别表示对图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11的灯光的评价结果。
D65表示对荧光灯的评估结果，颜色评估用靠近重构的日光D65具有光谱分布。NX表示对低压钠灯的评价结果，NH表示对高压钠灯的评价结果，EX-L表示对具有白炽灯颜色的三谱带辐射型荧光灯的评价结果。
对于作为颜色比较基准灯的D65荧光灯，绝大多数响应都评价该色彩感觉为优，而低压钠灯仅得到较少数量的“优”的评价。反之，评价色彩感觉为“差”的响应数，对于D65荧光灯为最少，对于低压钠灯为最多。
在本实施例中通过改变LAP和YOX的光通量比例组成第3至第9号光的情况下，评介根据该比例变化，尽管该评介在DUV值位于正向时比位于负向时要高，但也表明了当DUV值位于正向时评介为最大的趋势。在实验的情况下，第6种比例得到最多数量的响应评介该色彩感觉为优，而第6种比例得到最少数量的响应评介该色彩感觉为差。
当响应优和可接受的评介被视为表示为了确保最低必需限度的色彩感觉的可容许性能，第6种比例可与D65和EX-L比较并在可容许限度满足色彩感觉要求。还表明，对于低压钠灯和高压钠灯的色彩感觉在接纳程度上比第4、5、6和7种比例的要低。
图15示出一个柱状图，它表示在色彩表现性能方面，用于交通标牌的黑色被评介为差的次数。
图表为空白意味着所有响应评介为优。由此可以看到可以用白色表示用于限定最低必需色彩表现性能的非彩色色。
当综合这些结果检查作为一种安全色彩的交通标牌颜色的彩色片的色彩表现性能的接受程度时，红色编码为具有较高程度险情和紧急性的标志，蓝色编码为具有较低程度的险情和紧急性的指示和引导标志。因此，可以说具有正向DUV值的光源对于安全色彩感觉的接受程度要高于负向DUV值，对于红色评介为“不接受”。
这些结果表明，比之出于效率原因通常用于交通照明的低压钠灯和高压钠灯更高的性能，表明了以R-G为基础的双谱带辐射型光源的优越性。
图16表示通过改变LAP和YOX的光通量之比数字式模拟荧光灯的总的色彩表现率Ra。曲线中最左边的点表示LAP光通量比例为100％的情况，最右边的点表示LAP光通量比例为0％的情况，即随着LAP光通量比例向右边减低，YOX光通量比例为100％。
可见，图16中W所示的点是DUV为0的点，在该点Ra达到最大值。这意味着，当采用常规的评介技术根据Ra(根据基准光源下色彩感觉的色差评介色彩表现的方案)评介双谱带辐射型光源时，DUV为0的点变成具有最高数值的点。
相反，当由人对分级色彩再现进行主观评介时，主观评介为较高的点发生在正向DUV值的一侧，即位于LAP的光通量之比大于W的一侧。由此可见，本发明涉及一种新颖的操作效果，它不同于根据Ra的常规的评介。
现在将描述为什么获得这种新颖的操作效果的理由。
实验中，连同前述对分级色彩表现的评介，通过单元色彩命名方法进行主观评介。
该技术包括第一实验，其中，拥有10个点的人观察所产生的彩色片，并将他的各个点分配给他从色彩感受的色度和无色度，第二实验中的人拥有10个点，并从用作色度的淡红色、淡绿色、淡黄色和淡蓝色中间选择一或两种，由此分配他的各个点。
通过用该技术获得的色度的评介点乘以淡红色、淡绿色、淡黄色和淡蓝色的评介点，可以表现感觉主体的主观色彩。
通过由两条轴定义的直角坐标平面上的一点可以表示该主观色彩；一条是淡红色和淡绿色的相对颜色的坐标轴，另一条是淡蓝色和淡黄色的相对颜色的坐标轴。当其定义为主观色度坐标时，确定在各个光源下评介的每个彩色片的主观色度坐标位置，并计算由这些位置所包围的区域。
当用单元色彩命名技术获得的主观Gamut区域Ga表示该区域时，该数值越高，呈现给观察者的颜色越清楚。
图17示出了由单元色彩命名技术为不同光源所获得的主观Ga的数值。图17中从左至右，3是用于图5的，4是用于图6所示荧光灯的，5是用于图7所示荧光灯的，6是用于图8所示荧光灯的，7是用于图9所示荧光灯的，8是用于图10所示荧光灯的，9是用于图11所示荧光灯的，D65是用于色彩评估荧光灯的，其光谱分布接近合成的日光D65，NX是用于低压钠灯的，NH是用于高压钠灯的，EX-L是用于具有白炽灯颜色的三谱带辐射型荧光灯的。
通过单元色彩命名技术获得的主观Gamut区域：Ga之值在比例6情况中类似于对分级色彩表现的评估结果的情况下具有最高点，其中，主观上评介彩色片的颜色是优、可接受还是差。
当检验这些组合的主观评介时，在DUV偏向正向的一点改善了分级色彩感觉，故可以认为评估已经改善。即，在如本发明的这种情况下，通过因主观色彩清晰度的改善而引起的色彩分离的改善补偿彩色片精确再现性的变坏，由此改善了分级色彩感觉的效果。
通过这一事实，即当在许多方面评介几个主观评介技术的结果时，发生改进的这些点是共同的这一事实，可以证明该检验的有效性。
总之，本发明的灯的作用捕获了一种常规评介方法中所不能捕获的一种现象。而且，根据本发明，由于光谱分布集中于530至580nm光谱照明效率为高的波长区域，故可以改善灯的效率。此外，本发明具有这样一种特征，当DUV偏向正向时，光谱分布中上述波长区域的比例提高，灯的效率提高。
这一点很重要，在设计一个高效率的灯同时保持最低必需限度的色彩感觉时，根据分级色彩感觉，确定对正向DUV值的限制。
图18和19表示，当混合来自LAP和YOX荧光灯的光的比例从接近于仅为10的LAP改变到接近于为17的DUV0(更近的检查提供给DUV值的正向)时，获得在DUV值的变化和两个辐射峰值的变化与评介色彩感觉为优和可接受的响应概率和评介色彩感觉为优的响应概率之间的关系。在其中DUV约为0的10的荧光灯的情况下，LAP∶YOX的峰值强度比约为1∶2，在DUV约为72的17的荧光灯的情况下，LAP∶YOX的峰值强度比约为10∶1。以下将描述图18中获得的评介色彩感觉为优和可接受的响应概率。
当DUV大于70时，评介色彩感觉为优和可接受的组合响应迅速下降。假设当DUV为70或更低时可以确保所需的色彩感觉，也就是说保证分级色彩感觉在一个DUV为0附近至70附近的区域内，即在LAP∶YOX的辐射峰值强度比为1∶2至10∶1的一个区域。而且，在本实验中，在DUV为0以上直至70而不为0的区域内提供了较高的评介。
尽管与前述实验相比，本实验中随着光通量LAP和YOX之比例的变化，评介的变化并不显著，但是该差别相应于各种实验之间提供评介促进因素的方法的差别。
前面的实验是一种提取评估中变化方面的实验，其中，评估促进因素是根据光通量LAP和YOX的比例变化连续提供的，目的是研究评估中随着光通量LAP和YOX之比例的变化而变化的方面。
相反，本实验是一种提取待获得的评估之概率的绝对值的实验，其中，评估促进因素是在提高重复数量时随机提供的，它与混合LAP和YOX的光的比例变化无关，其目的是随着混合LAP和YOX的光的比例的变化，确定评估的发生率。
在根据认可色彩的接受程度，通过评估分级色彩感觉来确定保证最低必需分级色彩感觉的限制的情况下，可以获得0至70的DUV区域，其中，DUV偏向正向与现有技术不一样。
这是因为视觉的色彩的恒久性，它意味着在视觉环境中的相同客体的色彩感觉未有有效的变化，即便在照亮视觉环境的光变化时也是如此，由于人的视觉对照明光的适应，连续操作直至DUV值约为70，因此，可以因色彩适应而获得分级色彩感觉。
以下将描述图19中获得的评估色彩感觉为优和可接受的响应概率。
在随机提供作为评估促进因素实验的一种技术的情况下，代替连续提供评估促进因素的情况，接受DUV值中直至70左右的色彩感觉的实际范围，直至评估为“可接受”或更高，评估的差别变得并不重要。在通过获得评估为“优”的概率，用较高的敏感度提取评估中差别的情况下，感觉尤为重要色彩之红色的较佳范围约为DUV值的10至45。可见，在0以上(不包括0)至70的DUV区域内，给出较高的评估，这与实验技术之差别无关。
利用两种荧光体LAP和YOX制成原型荧光灯，用图20所示的实验装置形成道路隧道的视觉环境，并对与灯的色彩不协调的感觉实施评估实验。
尤其是，用对应于被阻断的光源的一部分透视图面板18，以及通过设置在面板背部的评估光源19的照明所提供的光源亮度来安装道路隧道的透视面板18，同时，由设置在面板前部上的评估光源19提供视觉环境的适当亮度。在暗室内用这样一种设置建造用以模拟该视觉环境的场景。
一名观察评估者21只能看到由设置在透视面板18的光源部分的评估光源19所发出的光，而无法看到位于透视图面板18前部的评估光源20。即设置在面板18前部的评估光源20照亮了面板18，但评估者无法看到。通过为观察者的两眼提供适合的亮度，并独立地提供光源本身的亮度，可以为每个光源恒定地调节视觉环境的实验条件。
采用此种设置，通过在暗室内模拟照明环境，可以象实际照明环境那样评估本发明的光源。为评估的方法采用单元色彩命名技术。
实验结果示于图21和图22。
沿着图的横坐标所画的光源的类型。22至26是原型灯，EX-L是用作比较的具有白炽灯颜色的三谱带辐射型荧光灯。
单元的色彩命名技术包括第一种实验和第二种实验，其中，第一种实验中，给于10个点的观察者看着所产生的光源的色彩，并将他的点分配给他从色彩所感觉的色度和非彩色度，第二种实验中，再次给于10个点的观察者，并从淡红色、淡绿色、淡黄色和淡蓝色中选择一种或两种根据角度来分配他的点。
原型灯22的相关色温为5230K，DUV值为63，原型灯23的相关色温为4820K，DUV值为51，原型灯24的相关色温为4370K，DUV值为40，原型灯25的相关色温为3670K，DUV值为23，原型灯26的相关色温为3261K，DUV值为14。
对图21的色度和非彩色度的主观评估的比例，表示对光源的色度和非色度在原型灯24的例子中是平衡的，当LAP的比例变高时，光源的色度变得更强。可见，原型灯25和26显示与作为常用光源的具有白炽灯颜色EX-L荧光灯有类似的色度强度。
对图22的光源所作主观评估的比例表明在原型灯24和25之间，淡绿色的强度和淡黄色的强度相反，从绿黄色至黄绿色，对光源的色彩感觉印象是相反的。当LAP的比例降至26时，淡绿色的印象消失，而淡红色和淡黄色变成有强烈的印象，类似于作为常用光源的具有白炽灯颜色荧光灯情况。这是因为当相关色温为低时，常用作白光源的范围经转色成为带红色的和带黄色的。
当广泛地考虑这些结果时，可以说灯光颜色的相关色温从3500至4500K，DUV值为10至45左右是较佳的范围，就光的色彩而言没有与视觉环境不协调的感觉。
图23示出了第二个实施例。
在该实施例中，将一种能将可见光范围内的蓝光转换为可见光范围内的更长波长的光的荧光体加到第一个实施例的荧光灯中。
荧光灯的汞辐射线也在辐射频谱的可见范围内，为405nm，436nm，546nm和578nm。其中，405nm和436nm的蓝色具有约为1[lm/W]的辐射效率。
由于这些波长谱带内的光谱发光效率较低，在R-G为基础的双谱带辐射型荧光灯中，通过采用一种能将可见光范围内的蓝光转换为可见光范围内的更长波长的光的荧光体，可以将灯的效率改善约5[lm/W]。
通过将一种能吸收蓝色辐射并能将其转换成更长波长辐射的荧光体加到放电灯中的荧光放电灯的荧光体上，也可以期望对灯的效率作出同样的改善。
作为一种能将可见光范围的蓝光转换为可见光范围内更长波长的光的荧光体，有{[化学式3]Y3Al5O12：Ce}，这是一种铈激活的石榴石基脉石，{[化学式4]2SrO.(1-n)P2O5.nB2O3：Eu}，这是一种铕激活的磷酸硼锶基脉石，以及{[化学式5]3.5MgO.0.5MgF2.GeO2：Mn}，这是一种锰激活的氟锗酸盐，[化学式3]的转换效率达到80％。
以下将描述第三个实施例。
图24示意性地表示在将双谱带辐射型光源用作普通照明光源的例子中，光谱辐射的范围。实线19示意性地表示在530至580nm波长谱带内光谱辐射的范围，实线20示意性地表示在600至650nm波长谱带内光谱辐射的范围。虚线21示意性地表示在可见光辐射谱带的其它波长中光谱辐射的比例，点划线22示意性地表示在可见光辐射谱带内不长于530nm的蓝色波长处光谱辐射的比例。虽然辐射也发生在21所示可见光辐射谱带内的其它波长处，但在制造一个放电灯时，理想地是将全部辐射集中在19和20的范围内。当21的比例提高时，从Ra表示的精确色彩表现的意义上来说，色彩表现性能得到了改善，但效率下降。
当灯光颜色设计成相关的色温在本发明的x-y色度范围内时，范围22内的辐射得到了提高。
将相关色温设置在4000K或更高，同时集中19和20波长范围内的辐射，要求范围22内的总的辐射光通量至少为范围19和20内的总的辐射光通量的大约5％。
因此，在荧光灯的实施例中，可以稍微包含蓝色荧光体诸如，[化学式11]BaMg2Al16O27：Eu，[化学式12](Sr，Ca，Ba)5(PO4)3Cl：Eu，或[化学式13]Sr2Al14O25：Eu，或者在HID灯的实施例中可以包含蓝色辐射材料。
通过制作一种光源，它主要在实线19所示的530至580nm波长范围内发光，以及主要在实线20所示的600至650nm的波长范围内发光，并用其混合光照明，也可以获得同样的效果。
图25的(27)、(28)、(29)和(30)分别表示第四个、第五个、第六个和第七个实施例。
(a)它表示第四个实施例，这是一个光谱分布示意图，该例中，通过组合辐射峰值在530至580nm范围的荧光体和辐射峰值在600至650nm范围的荧光体组成一种荧光灯，两种荧光体都有较大的半宽度。
(b)它表示第五个实施例，这是一个光谱分布示意图，该例中，通过组合辐射峰值在530至580nm范围具有较大半宽度的荧光体和辐射峰值在600至650nm范围具有较小半宽度的荧光体组成一种荧光灯。
(c)它表示第六个实施例，这是一个光谱分布示意图，该例中，通过组合辐射峰值在530至580nm范围具有较小半宽度的荧光体和辐射峰值在600至650nm范围具有较大半宽度的荧光体组成一种荧光灯。
(d)它表示第七个实施例，这是一个光谱分布示意图，该例中，通过组合辐射峰值在530至580nm范围的荧光体和辐射峰值在600至650nm范围的荧光体，两种荧光体组成一种荧光灯，两种荧光体都有较小的半宽度。
通常，采用半宽度较小的一种稀土元素荧光体，可以制成荧光体量子效率更高的高效率灯。然而，由于稀土元素的荧光体较昂贵，本发明第四个实施例制成的荧光灯组合了一种自激活荧光体、一种s2电子结构的离子激活荧光体以及一种锰激活的荧光体，并组合了都具有较大半宽度的稀土元素荧光体。然而，在此例中，效率相对下降。
第五个实施例是制作荧光灯的一个例子，它组合了自激活荧光体、一种s2电子结构的离子激活荧光体、一种锰激活的荧光体或一种半宽度较大适合作辐射峰值在530至580nm范围的荧光体的稀土元素荧光体，以及一种半宽度较小适合作辐射峰值在600至650nm范围的荧光体的稀土元素荧光体。此例中，由于大大贡献于效率的530至580nm的波长谱带较宽，且其中的视觉效率较高，故宽的光谱分布不会引起更大的效率下降，因此，制作实际光源的材料选择范围变得更宽。
相反，第六个实施例是制作荧光灯的一个例子，它组合了自激活荧光体、一种s2电子结构的离子激活荧光体、一种锰激活的荧光体或一种半宽度较大适合作辐射峰值在600至650nm范围的荧光体的稀土元素荧光体，以及一种半宽度较小适合作辐射峰值在530至580nm范围的荧光体的稀土元素荧光体。此例中，制作实际光源、发射范围为600至650nm的材料选择范围变得更宽。当采用一种半宽度较小且辐射绿光的稀土元素荧光体[化学式6](Ce，Gd，Tb3+)(Mg，Mn)B5010，以及半宽度较大且辐射红光的稀土元素荧光体[化学式7](Ce，Gd)(Mg，Mn2+)B5O10时，通过将它们转换为由锰和铽激活的单一荧光体而不是混合它们，可以获得更高的量子效率。如此，由于可以用单一的荧光体制作R-G为基础的双谱带辐射型光源，从而简化了其制作过程。
本发明的第七个实施例是一例荧光灯，它组合了半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
本例中，可以用许多具有高量子效率的实际荧光体和具有最高效率的一种组合实现本发明。
至于具有较小半宽度和高量子效率的稀土元素荧光体，可以采用由铽、铽-铈或铽-钆-铈激活、峰值辐射波长为530至580nm的荧光体，或者由锰、铕、钐或镨激活、峰值辐射波长为600至650nm的荧光体。
此种组合的典型例子是组合[化学式1]和[化学式2]以及组合[化学式6]和[化学式2]。也可以组合峰值辐射波长为530至580nm的多种荧光体，以及峰值辐射波长为600至650nm的多种荧光体。
在一个能将可见光范围内的蓝光转换为可见光范围内的更长波长的荧光体与本发明第四至第七个实施例之一组合的例子中，可以通过将汞的405和436nm的蓝辐射谱线转换为可见光范围内的更长波长，而改善其效率。
通过混合峰值辐射波长为530至580nm的稀土元素荧光体、峰值辐射波长为600至650nm的稀土元素荧光体、以及一种在可见光范围内具有较宽辐射谱带、廉价和常用的卤磷酸钙荧光体[化学式8]Ca5(PO4)3(F，Cl)：Sb3+，Mn2+，也可以由比例较小的昂贵稀土元素荧光体制作灯光颜色在本发明色度范围的荧光灯。
本例中，灯的辐射效率是随着相对稀土元素荧光体的[化学式1]和[化学式2]的比例下降的，或者，尤其是随着除了530至580nm以及600至650nm的主要辐射谱带以外的波长处的辐射比例的提高而下降的。
在荧光汞灯或荧光型高强度放电灯，诸如无电极荧光型放电灯的例子中，除了放电气体的辐射谱线以外，制作荧光体的要求是与主要辐射波长为530至580nm以及600至650nm范围的要求相同的。然而，在该范围内有强烈放电辐射谱线的情况下，可以同时调整荧光体的加入，以达到本发明范围内的色度。
在将金属卤化物灯作为一例高强度放电灯用于普通照明的情况下，通过组合主要辐射谱带为530至580nm以及600至650nm的金属卤化物，可以实施本发明。这同样适用于无电极放电灯的情况。
通过在通用为白光源的金属卤化物灯中提高所密封的铊基金属卤化物的量，可以实现本发明。
而通用的金属卤化物灯是以In(蓝色辐射)-Tl(绿色辐射)-Na(黄色、红色辐射)为基础的，通过铊与钠基金属卤化物(例如铊和钠的碘化物)的密封材料的组合，可以实现本发明，其中，随着In的减少而减少了蓝色辐射。
通过混合的[化学式9]NaI.AlCl3或[化学式10]CaI2.AlCl3与铊基金属卤化物(例如碘化铊)的组合，也可以实现本发明。通过另一种通用的金属卤化物灯，即以Sc-Na-(Th)为基础的一种与铊基金属卤化物(例如碘化铊)的密封材料的组合，也可以实现本发明。
通过以Ce-Na-Cs(Sm)(例如这些金属的碘化物)为基础的一种材料与铊基金属卤化物(例如碘化铊)的密封材料的组合，也可以实现本发明，其中，随着密封Sm的量的减少而减少了蓝色辐射。工业应用性
本发明的应用包括交通信号灯、路灯、安全灯、自动化工厂照明灯、人烟稀少的公共场所照明灯以及户外灯，其中，并不要求有精确的色彩感觉，主要是考虑到节能和经济上的效益。
如上所述，本发明的灯具有这样一种作用，它能够实现高效率的光源，同时为分级感觉多种基本的色彩诸如至少为红色、绿色、蓝色、黄色和白色而保证必需的限度。
由于双波长型中的密封的发光材料的数量比三波长型中的少，故本发明也可以简化灯的制造过程。

Claims (31)

1.一种用于分级色彩感觉的光源，其特征在于，主发光谱带为530至580nm以及600至650nm范围，灯光色彩的相关色温为1700至6500K，离紫外坐标上的理想辐射体轨迹的距离DUV为0至70范围，它允许分级感觉被照明物体表面的色彩至少为红色、绿色、蓝色、黄色和白色。
2.如权利要求1所述的光源，其特征在于，所述光源为荧光灯。
3.如权利要求2所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
4.如权利要求2所述的光源，其特征在于，辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
5.如权利要求2所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体和辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
6.如权利要求5所述的光源，其特征在于，530至580nm范围的辐射峰值与600至650nm范围的辐射峰值的辐射强度之比为1∶2至10∶1范围。
7.如权利要求6所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体是一种由铽、铽-铈或铽-钆-铈激活的荧光体。
8.如权利要求6所述的光源，其特征在于，辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种由锰、铕、钐或镨激活的荧光体。
9.如权利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述光源用作隧道照明、公路照明、街道照明或户外照明。
10.如权利要求9所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体和辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
11.如权利要求10所述的光源，其特征在于，530至580nm范围的辐射峰值与600至650nm范围的辐射峰值的辐射强度之比为1∶2至1 0∶1范围。
12.如权利要求11所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体是一种由铽、铽-铈或铽-钆-铈激活的荧光体。
13.如权利要求11所述的光源，其特征在于，辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种由锰、铕、钐或镨激活的荧光体。
14.一种照明光源，其特征在于，其灯光色彩的色度范围为x-y色度坐标(x，y)＝a：(0.228，0.351)，b：(0.358，0.551)，c：(0.525，0.440)，d：(0.453，0.440)，e：(0.285，0.332)的连线所包围的范围，其主要发光谱带为530至580nm以及600至650nm。
15.一种照明的荧光灯光源，其特征在于，其灯光色彩的色度范围为x-y色度坐标(x，y)＝a：(0.228，0.351)，b：(0.358，0.551)，c：(0.525，0.453)，d：(0.285，0.332)的连线所包围的范围，其主要发光谱带为530至580nm以及600至650nm。
16.如权利要求15所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
17.如权利要求15所述的光源，其特征在于，辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
18.如权利要求15所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体和辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
19.如权利要求18所述的光源，其特征在于，530至580nm范围的辐射峰值与600至650nm范围的辐射峰值的辐射强度之比为1∶2至10∶1范围。
20.如权利要求19所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体是一种由铽、铽-铈或铽-钆-铈激活的荧光体。
21.如权利要求19所述的光源，其特征在于，辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种由锰、铕、钐或镨激活的荧光体。
22.一种照明光源，其特征在于，主发光谱带为530至580nm以及600至650nm，灯光色彩的相关色温为3500至4500k，离紫外坐标上的理想辐射体轨迹的距离DUV为10至45范围。
23.如权利要求22所述的光源，其特征在于，所述光源为荧光灯。
24.如权利要求23所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
25.如权利要求23所述的光源，其特征在于，辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
26.如权利要求23所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体和辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种半宽度为30nm或更低的稀土元素荧光体。
27.如权利要求26所述的光源，其特征在于，530至580nm范围的辐射峰值与600至650nm范围的辐射峰值的辐射强度之比为1∶2至10∶1范围。
28.如权利要求27所述的光源，其特征在于，辐射峰值为530至580nm范围的荧光体是一种由铽、铽-铈或铽-钆-铈激活的荧光体。
29.如权利要求27所述的光源，其特征在于，辐射峰值为600至650nm范围的荧光体是一种由锰、铕、钐或镨激活的荧光体。
30.如权利要求14、15、22和23任一所述的光源，其特征在于，允许分级感觉被照明物体的表面色彩至少为红色、绿色、蓝色、黄色和白色。
31.如权利要求1、14、15和22任一所述的光源，其特征在于，所述光源包括吸收蓝色辐射并将其转换为比蓝色辐射为更长波长的辐射的荧光体。
CN96191331A 1995-09-21 1996-09-13 光源 Expired - Fee Related CN1094649C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24286395 1995-09-21
JP242863/95 1995-09-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1167542A CN1167542A (zh) 1997-12-10
CN1094649C true CN1094649C (zh) 2002-11-20

Family

ID=17095380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN96191331A Expired - Fee Related CN1094649C (zh) 1995-09-21 1996-09-13 光源

Country Status (10)

Country Link
EP (2) EP0794556B1 (zh)
JP (1) JP3076375B2 (zh)
KR (1) KR980700676A (zh)
CN (1) CN1094649C (zh)
AT (1) ATE288131T1 (zh)
CA (1) CA2206894C (zh)
DE (1) DE69634240T2 (zh)
MY (1) MY113521A (zh)
TW (1) TW337546B (zh)
WO (1) WO1997011480A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1219284A (zh) * 1997-03-10 1999-06-09 松下电器产业株式会社 荧光灯
EP1008978A3 (en) 1998-12-07 2000-10-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Escape light instrument
CN103543003B (zh) * 2012-07-17 2016-03-09 光宝电子(广州)有限公司 光源筛检方法
CN103160281A (zh) * 2013-03-11 2013-06-19 江门市科恒实业股份有限公司 一种低色温高显色灯用稀土荧光粉组合物
TWI615600B (zh) * 2014-06-04 2018-02-21 群燿科技股份有限公司 色彩測量裝置
CN106304534A (zh) * 2015-06-12 2017-01-04 松下知识产权经营株式会社 照明控制系统、照明器具以及照明控制器
TWI636286B (zh) * 2017-03-31 2018-09-21 友達光電股份有限公司 顯示裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58225552A (ja) * 1982-06-23 1983-12-27 Matsushita Electric Works Ltd けい光ランプ
JPS6089061A (ja) * 1983-10-21 1985-05-18 Toshiba Corp 螢光ランプ
JPH1042246A (ja) * 1996-07-19 1998-02-13 Fuji Photo Film Co Ltd 画像処理装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2096710T3 (es) * 1992-01-07 1997-03-16 Philips Electronics Nv Lampara de descarga de mercurio, de baja presion.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58225552A (ja) * 1982-06-23 1983-12-27 Matsushita Electric Works Ltd けい光ランプ
JPS6089061A (ja) * 1983-10-21 1985-05-18 Toshiba Corp 螢光ランプ
JPH1042246A (ja) * 1996-07-19 1998-02-13 Fuji Photo Film Co Ltd 画像処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW337546B (en) 1998-08-01
MY113521A (en) 2002-03-30
EP1209722A3 (en) 2004-02-11
CA2206894A1 (en) 1997-03-27
EP0794556B1 (en) 2005-01-26
CA2206894C (en) 2002-07-16
EP0794556A1 (en) 1997-09-10
KR980700676A (ko) 1998-03-30
JP3076375B2 (ja) 2000-08-14
CN1167542A (zh) 1997-12-10
DE69634240D1 (de) 2005-03-03
DE69634240T2 (de) 2005-06-23
EP0794556A4 (en) 1997-11-19
ATE288131T1 (de) 2005-02-15
WO1997011480A1 (fr) 1997-03-27
EP1209722A2 (en) 2002-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6153971A (en) Light source with only two major light emitting bands
US7906041B2 (en) Silicate-based green phosphors in red-green-blue (RGB) backlighting and white illumination systems
JP5410966B2 (ja) ケイ酸塩蛍光体、及びケイ酸塩蛍光体を用いた発光デバイス
CN1561549A (zh) 发光元件及使用它的发光装置
EP3346512B1 (en) Semiconductor light-emitting device, exhibit-irradiating illumination device, meat-irradiating illumination device, vegetable-irradiating illumination device, fresh fish-irradiating illumination device, general-purpose illumination device, and semiconductor light-emitting system
CN108350354B (zh) 用于零售照明的改进的白色照明设备
TWI405359B (zh) White light emitting diodes and the use of its backlight and liquid crystal display device
CN1922285A (zh) 包含辐射源和荧光材料的照明系统
KR20030017644A (ko) 광원으로서 적어도 하나의 ｌｅｄ를 구비한 조명 장치
CN1165933A (zh) 通用放电灯及通用照明设备
CN1216153A (zh) 荧光灯和金属卤化物灯
CN1094649C (zh) 光源
US6224240B1 (en) Light source
CN101694862B (zh) 暖白光发光二极管及其锂化物荧光粉
JP2006299207A (ja) 緑色蛍光体、白色ｌｅｄおよびそれを用いたバックライト並びに液晶表示装置
US20120194059A1 (en) High-color rendering led and manufacturing method thereof
CN1219284A (zh) 荧光灯
US20040032204A1 (en) Method for manufacturing white light source
EP2467448B1 (en) Phosphor blend for an led light source and led light source incorporating same
CN106661449A (zh) 氟氧化物磷光体组合物及其照明装置
US8592829B2 (en) Phosphor blend for an LED light source and LED light source incorporating same
US20040063372A1 (en) Method for manufacturing white light source
JP2000231905A (ja) 蛍光ランプ
JP2004327329A (ja) 蛍光ランプ及びそれを用いた照明器具
JPH1021883A (ja) 一般照明用ランプ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee