CN110265386A - 一种色温可调的色彩增强的led灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种色温可调的色彩增强的LED灯，其包括高色温LED白光灯珠和低色温LED白光灯珠，高色温LED白光灯珠和低色温LED白光灯珠均由蓝光LED芯片采用混合荧光粉封装而成，混合荧光粉由绿色荧光粉和红色荧光粉混合而成，高色温LED白光灯珠和低色温LED白光灯珠均具有蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰，高色温LED白光灯珠的蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰各自的峰值波长对应小于低色温LED白光灯珠的蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰各自的峰值波长；优点是在不同的色温范围内，其能够使被照射的物体的颜色增强。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED灯，尤其是涉及一种色温可调的色彩增强的LED灯。
背景技术
LED灯已广泛用于各种照明中，如普通照明、办公照明、商业照明、汽车照明、植物照明等。随着LED照明的快速发展，LED灯的光效、显色都取得了较大发展，光效已远高于传统照明的光效，光效的发展促进了显色要求的提高，由开始80显指逐步向90以及更高方向发展。LED照明的进一步发展将趋向光品质的提高以及一些特殊要求的区域发展，比如健康照明、显色品质的提高等。在一些照明场所中，对物体色彩显现的要求不同，在食品、蔬菜、水果以及珠宝、服装等照明场所，要求光更能显现被照物体的鲜艳和生动程度，比如水果蔬菜的颜色可以显得更加新鲜，食品更加诱人，珠宝、服装更加鲜艳多彩。
目前市场上的LED灯的显色指数一般为80，与自然光对比，物体的颜色还有差异，特别是一些不同色温的LED灯，对被照物体的显色性有较大的差异，比如高色温(6500K)的LED灯缺乏红色的显色，低色温(2700K)的LED灯缺乏蓝色或绿色的显色，根据这一情况，市场上出现了在普通白光LED的基础上，加上红色LED或绿色或蓝色LED来进行显色改进，并通过调节这些单色LED的光强度，来调节色温，但是这样容易引起色坐标偏离白光中心线，同时在不同的色温调节时显色指数容易引起较大的变化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种色温可调的色彩增强的LED灯，其在不同的色温范围内，白光中心不会引起较大偏离，同时显色指数不会引起较大变化。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：包括高色温LED白光灯珠和低色温LED白光灯珠，所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠均由蓝光LED芯片采用混合荧光粉封装而成，所述的混合荧光粉由绿色荧光粉和红色荧光粉混合而成，所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠均具有蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰，所述的高色温LED白光灯珠的蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰各自的峰值波长对应小于所述的低色温LED白光灯珠的蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰各自的峰值波长。
所述的高色温LED白光灯珠的蓝色发射峰的峰值波长范围为400nm～450nm、绿色发射峰的峰值波长范围为500nm～530nm、红色发射峰的峰值波长范围为620nm～629nm，蓝色发射峰的发光强度大于绿色发射峰的发光强度，绿色发射峰的发光强度大于红色发射峰的发光强度，蓝色发射峰、绿色发射峰、红色发射峰之间存在间隔。
所述的高色温LED白光灯珠中的所述的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为525nm的(Ba,Sr)2SiO4:Eu、发射峰的峰值波长为525nm的Ba3Si6O12N2:Eu中的一种或两种的混合粉；所述的高色温LED白光灯珠中的所述的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为635nm的(Ca,Sr)AlSiN3:Eu、发射峰的峰值波长为630nm的(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu、发射峰的峰值波长为631nm的K2SiF6：Mn4+、发射峰的峰值波长为632nm的K2TiF6：Mn4+、发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu中的一种或多种的混合粉。
所述的低色温LED白光灯珠的蓝色发射峰的峰值波长范围为451nm～460nm、绿色发射峰的峰值波长范围为531nm～540nm、红色发射峰的峰值波长范围为630nm～650nm，蓝色发射峰的发光强度小于绿色发射峰的发光强度，绿色发射峰的发光强度小于红色发射峰的发光强度，蓝色发射峰、绿色发射峰、红色发射峰之间存在间隔。
所述的低色温LED白光灯珠中的所述的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu或选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu与发射峰的峰值波长为525nm的(Ba,Sr)2SiO4:Eu的混合粉或选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu与发射峰的峰值波长为525nm的Ba3Si6O12N2:Eu的混合粉或选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu与其它绿色荧光粉的混合粉；所述的低色温LED白光灯珠中的所述的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu或选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu与发射峰的峰值波长为635nm的(Ca,Sr)AlSiN3:Eu的混合粉或选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu与其它红色荧光粉的混合粉。
所述的高色温LED白光灯珠的色温范围为6500～10000K，所述的低色温LED白光灯珠的色温范围为2500～3000K；所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠的显色指数均大于90，可以保证在调节色温时显色指数变化不大。
所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠的封装支架为贴片LED支架或大功率LED支架或COB支架，所述的高色温LED白光灯珠的封装支架与所述的低色温LED白光灯珠的封装支架相同或不相同。
该LED灯还包括灯体和设置于所述的灯体内的LED光源板，所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠以交叉分布方式均匀设置于所述的LED光源板上或以相间排列分布方式均匀设置于所述的LED光源板上。在具体设计时，可将灯体设计为球泡灯、BR灯、PAR灯、灯管、射灯、投光灯、工矿灯、线性灯具等光发射具有方向性的灯体结构。
所述的灯体内设置有多个混光腔，至少一颗所述的高色温LED白光灯珠和至少一颗所述的低色温LED白光灯珠位于一个所述的混光腔内，所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠发出的光在所述的混光腔内混光。混光腔可以采用透镜混光腔。
该LED灯的色温调节采用三段色温调节方式或无极色温调节方式；所述的三段色温调节方式调节三种色温，分别为高色温、低色温和中间色温；采用无极调光调色驱动方案，得到高色温与低色温两种色温之间的任意色温。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)该LED灯在高色温照明的情况下，能够使红色得到更好地显示，解决了红色显示不足的问题。
2)该LED灯在低色温照明的情况下，能够使蓝色或绿色或白色得到更好地显示，解决了绿色或蓝色或白色显示不足的问题。
3)该LED灯无论在高色温或低色温照明的情况下，都能够使白色得到更好地显示，解决了在不同的色温范围内白色偏离色坐标中心的问题。
4)该LED灯中的高色温LED灯珠和低色温LED灯珠的显色指数均大于90，可以保证在调色温时显色指数变化不大。
5)该LED灯采用与常规照明LED灯珠封装不同的荧光粉配方，以及LED芯片与混合荧光粉的组合设计，使得不同色温的LED灯珠均具有红、绿、蓝及白色等颜色显示增强效果，并通过不同色温的LED的组合进行调光调色，能够满足不同场合的照明需求。
附图说明
图1为本发明的LED灯的部分结构示意图；
图2为本发明的LED灯中的LED光源板上的高色温LED白光灯珠和低色温LED白光灯珠的分布示意图；
图3为本发明的LED灯中的高色温LED白光灯珠(色温为6500K)的发射光谱图；
图4为本发明的LED灯中的低色温LED白光灯珠(色温为3000K)的发射光谱图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明提出的一种色温可调的色彩增强的LED灯，如图1所示，其包括灯体3、设置于灯体3内的LED光源板1及以相间排列分布方式均匀设置于LED光源板1上的高色温LED白光灯珠21和低色温LED白光灯珠22，灯体3为反光型灯体，灯体3由反射杯31和光扩散板32组成，LED光源板1位于反射杯31的窄口端上，且反射杯31罩于高色温LED白光灯珠21和低色温LED白光灯珠22外，光扩散板32覆盖于反射杯31的宽口端上，所有高色温LED白光灯珠21和所有低色温LED白光灯珠22分成多组，每组包括等数量的高色温LED白光灯珠21和低色温LED白光灯珠22，图2给出了一种高色温LED白光灯珠和低色温LED白光灯珠相间排列分布的示意图，每组有两颗高色温LED白光灯珠21和两颗低色温LED白光灯珠22，每组外罩有一个混光腔33(如采用透镜混光腔)，高色温LED白光灯珠21和低色温LED白光灯珠22发出的光在混光腔33内混光使光均匀，混合光进入反射杯31，进一步反光混光，最后通过光扩散板32进一步使光均匀后出光；高色温LED白光灯珠21和低色温LED白光灯珠22均由蓝光LED芯片采用混合荧光粉封装而成，混合荧光粉由绿色荧光粉和红色荧光粉混合而成，高色温LED白光灯珠21和低色温LED白光灯珠22均具有蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰，高色温LED白光灯珠21的蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰各自的峰值波长对应小于低色温LED白光灯珠22的蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰各自的峰值波长。
在本发明中，高色温LED白光灯珠21的蓝色发射峰的峰值波长范围为400nm～450nm、绿色发射峰的峰值波长范围为500nm～530nm、红色发射峰的峰值波长范围为620nm～629nm，蓝色发射峰的发光强度大于绿色发射峰的发光强度，绿色发射峰的发光强度大于红色发射峰的发光强度，蓝色发射峰、绿色发射峰、红色发射峰之间存在间隔，蓝绿光和黄光强度较弱；低色温LED白光灯珠22的蓝色发射峰的峰值波长范围为451nm～460nm、绿色发射峰的峰值波长范围为531nm～540nm、红色发射峰的峰值波长范围为630nm～650nm，蓝色发射峰的发光强度小于绿色发射峰的发光强度，绿色发射峰的发光强度小于红色发射峰的发光强度，蓝色发射峰、绿色发射峰、红色发射峰之间存在间隔，蓝绿光和黄光强度较弱。
在本发明中，高色温LED白光灯珠21的色温范围为6500～10000K，低色温LED白光灯珠22的色温范围为2500～3000K。
在本发明中，高色温LED白光灯珠21和低色温LED白光灯珠22的显色指数均大于90，可以保证在调节色温时显色指数变化不大。
实施例一：
本实施例提出的LED灯，高色温LED白光灯珠21中的蓝光LED芯片的波长为447nm，高色温LED白光灯珠21中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为525nm的(Ba,Sr)2SiO4:Eu，高色温LED白光灯珠21中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为635nm的(Ca,Sr)AlSiN3:Eu与发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu的混合粉；低色温LED白光灯珠22中的蓝光LED芯片的波长为453nm，低色温LED白光灯珠22中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu与发射峰的峰值波长为525nm的(Ba,Sr)2SiO4:Eu的混合粉，低色温LED白光灯珠22中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu与发射峰的峰值波长为635nm的(Ca,Sr)AlSiN3:Eu的混合粉。
图3给出了色温为6500K的高色温LED白光灯珠21的发射光谱图。在图3中，有三个发射区域，分别为蓝光、绿光和红光区域，蓝光区域的波长范围为410～480nm，峰值波长为447nm；绿光区域的波长范围为480～580nm，峰值波长为528nm；红光区域的波长范围为580～750nm，峰值波长为628nm。
图4给出了色温为3000K的低色温LED白光灯珠22的发射光谱图。在图4中，有三个发射区域，分别为蓝光、绿光和红光区域，蓝光区域的波长范围为430～490nm，峰值波长为453nm；绿光区域的波长范围为490～578nm，峰值波长为540nm；红光区域的波长范围为578～750nm，峰值波长为630nm。
在图3所示的高色温6500K的发射光谱中，具有三个发射峰，分别为蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰，峰值分别位于447nm、528nm和628nm，三峰的发光强度：蓝光大于绿光，绿光大于红光，三峰之间有间隔，蓝绿光和黄光强度较弱，而传统的6500K色温灯珠，只有蓝光和黄光两个发射峰，红光弱，而本发明中的红光发射增强了，从而加强了红色的显现，同时显色指数为90。在图4所示的低色温3000K的发射光谱中，具有三个发射峰，分别为蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰，峰值分别位于453nm、540nm和630nm，三峰的发光强度：蓝光小于绿光，绿光小于红光，三峰之间有间隔，蓝绿光和黄光强度较弱，而传统的3000K色温灯珠，只有蓝光和红光两个发射峰，蓝光和绿光强度弱，而本发明中的蓝光和绿光发射增强了，从而加强了蓝光和绿光的显现，同时显色指数为93。
实施例二：
本实施例提出的LED灯，高色温LED白光灯珠21中的蓝光LED芯片的波长为447nm，高色温LED白光灯珠21中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为525nm的Ba3Si6O12N2:Eu，高色温LED白光灯珠21中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为630nm的(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu；低色温LED白光灯珠22中的蓝光LED芯片的波长为453nm，低色温LED白光灯珠22中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu，低色温LED白光灯珠22中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu。
实施例三：
本实施例提出的LED灯，高色温LED白光灯珠21中的蓝光LED芯片的波长为447nm，高色温LED白光灯珠21中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为525nm的(Ba,Sr)2SiO4:Eu，高色温LED白光灯珠21中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为631nm的K2SiF6：Mn4+与发射峰的峰值波长为632nm的K2TiF6：Mn4+的混合粉；低色温LED白光灯珠22中的蓝光LED芯片的波长为453nm，低色温LED白光灯珠22中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu与发射峰的峰值波长为525nm的(Ba,Sr)2SiO4:Eu的混合粉，低色温LED白光灯珠22中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu与发射峰的峰值波长为635nm的(Ca,Sr)AlSiN3:Eu的混合粉。
实施例四：
本实施例提出的LED灯，高色温LED白光灯珠21中的蓝光LED芯片的波长为447nm，高色温LED白光灯珠21中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为525nm的(Ba,Sr)2SiO4:Eu与发射峰的峰值波长为525nm的Ba3Si6O12N2:Eu的混合粉，高色温LED白光灯珠21中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为630nm的(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu与发射峰的峰值波长为632nm的K2TiF6：Mn4+的混合粉；低色温LED白光灯珠22中的蓝光LED芯片的波长为453nm，低色温LED白光灯珠22中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu，低色温LED白光灯珠22中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu。
实施例五：
本实施例提出的LED灯，高色温LED白光灯珠21中的蓝光LED芯片的波长为447nm，高色温LED白光灯珠21中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为525nm的Ba3Si6O12N2:Eu，高色温LED白光灯珠21中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为635nm的(Ca,Sr)AlSiN3:Eu与发射峰的峰值波长为632nm的K2TiF6：Mn4+的混合粉；低色温LED白光灯珠22中的蓝光LED芯片的波长为453nm，低色温LED白光灯珠22中的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu，低色温LED白光灯珠22中的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu。
上述各个实施例中，高色温LED白光灯珠21和低色温LED白光灯珠22的封装支架为贴片LED支架或大功率LED支架或COB支架，高色温LED白光灯珠21的封装支架与低色温LED白光灯珠22的封装支架相同，当然在实际设计时高色温LED白光灯珠21的封装支架与低色温LED白光灯珠22的封装支架也可以不相同。
上述各个实施例中，高色温LED白光灯珠21和低色温LED白光灯珠22也可以替换成以交叉分布方式均匀设置于LED光源板1上。在具体设计时，可将灯体3设计为球泡灯、BR灯、PAR灯、灯管、射灯、投光灯、工矿灯、线性灯具等光发射具有方向性的灯体3结构。
上述各个实施例中，该LED灯的色温调节采用三段色温调节方式或无极色温调节方式；三段色温调节方式调节三种色温，分别为高色温、低色温和中间色温；采用无极调光调色驱动方案，得到高色温和低色温两种色温之间的任意色温。
Claims (10)
1.一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：包括高色温LED白光灯珠和低色温LED白光灯珠，所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠均由蓝光LED芯片采用混合荧光粉封装而成，所述的混合荧光粉由绿色荧光粉和红色荧光粉混合而成，所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠均具有蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰，所述的高色温LED白光灯珠的蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰各自的峰值波长对应小于所述的低色温LED白光灯珠的蓝色发射峰、绿色发射峰和红色发射峰各自的峰值波长。
2.根据权利要求1所述的一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：所述的高色温LED白光灯珠的蓝色发射峰的峰值波长范围为400nm～450nm、绿色发射峰的峰值波长范围为500nm～530nm、红色发射峰的峰值波长范围为620nm～629nm，蓝色发射峰的发光强度大于绿色发射峰的发光强度，绿色发射峰的发光强度大于红色发射峰的发光强度，蓝色发射峰、绿色发射峰、红色发射峰之间存在间隔。
3.根据权利要求2所述的一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：所述的高色温LED白光灯珠中的所述的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为525nm的(Ba,Sr)2SiO4:Eu、发射峰的峰值波长为525nm的Ba3Si6O12N2:Eu中的一种或两种的混合粉；所述的高色温LED白光灯珠中的所述的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为635nm的(Ca,Sr)AlSiN3:Eu、发射峰的峰值波长为630nm的(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Eu、发射峰的峰值波长为631nm的K2SiF6：Mn4+、发射峰的峰值波长为632nm的K2TiF6：Mn4+、发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu中的一种或多种的混合粉。
4.根据权利要求3所述的一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：所述的低色温LED白光灯珠的蓝色发射峰的峰值波长范围为451nm～460nm、绿色发射峰的峰值波长范围为531nm～540nm、红色发射峰的峰值波长范围为630nm～650nm，蓝色发射峰的发光强度小于绿色发射峰的发光强度，绿色发射峰的发光强度小于红色发射峰的发光强度，蓝色发射峰、绿色发射峰、红色发射峰之间存在间隔。
5.根据权利要求4所述的一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：所述的低色温LED白光灯珠中的所述的绿色荧光粉选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu或选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu与发射峰的峰值波长为525nm的(Ba,Sr)2SiO4:Eu的混合粉或选用发射峰的峰值波长为535nm的β-Sialon:Eu与发射峰的峰值波长为525nm的Ba3Si6O12N2:Eu的混合粉；所述的低色温LED白光灯珠中的所述的红色荧光粉选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu或选用发射峰的峰值波长为650nm的CaAlSiN3:Eu与发射峰的峰值波长为635nm的(Ca,Sr)AlSiN3:Eu的混合粉。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：所述的高色温LED白光灯珠的色温范围为6500～10000K，所述的低色温LED白光灯珠的色温范围为2500～3000K；所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠的显色指数均大于90。
7.根据权利要求1所述的一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠的封装支架为贴片LED支架或大功率LED支架或COB支架，所述的高色温LED白光灯珠的封装支架与所述的低色温LED白光灯珠的封装支架相同或不相同。
8.根据权利要求1所述的一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：该LED灯还包括灯体和设置于所述的灯体内的LED光源板，所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠以交叉分布方式均匀设置于所述的LED光源板上或以相间排列分布方式均匀设置于所述的LED光源板上。
9.根据权利要求8所述的一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：所述的灯体内设置有多个混光腔，至少一颗所述的高色温LED白光灯珠和至少一颗所述的低色温LED白光灯珠位于一个所述的混光腔内，所述的高色温LED白光灯珠和所述的低色温LED白光灯珠发出的光在所述的混光腔内混光。
10.根据权利要求5所述的一种色温可调的色彩增强的LED灯，其特征在于：该LED灯的色温调节采用三段色温调节方式或无极色温调节方式；所述的三段色温调节方式调节三种色温，分别为高色温、低色温和中间色温；采用无极调光调色驱动方案，得到高色温与低色温两种色温之间的任意色温。
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