CN111491672A - 具有杀菌功能的led照明装置 - Google Patents

Abstract

一实施例的照明装置包括：白色光发出装置，包括至少一个第一发光二极管及波长转换器而实现白色光；以及至少一个第二发光二极管，发出适合杀菌至少一个病原性微生物的光，所述第一发光二极管发出约300nm至420nm范围内的中心波长的光，所述第二发光二极管发出约400nm至420nm范围内的中心波长的光，所述波长转换器包含将所述第一发光二极管的光转换成青色、绿色及红色光的波长转换物质，在所述白色光发出装置实现的白色光及在所述第二发光二极管产生的光向外部发出，在所述白色光发出装置实现的白色光的辐照度光谱中，从所述第一发光二极管发出的光的中心波长的辐照度比从所述青色波长转换物质发出的青色光的峰值波长的辐照度小。

Description

具有杀菌功能的LED照明装置

技术领域

本公开涉及一种具有利用LED的杀菌功能的照明装置。

背景技术

发光二极管作为无机光源，在显示装置、车灯、普通照明之类各种领域正得到利用。尤其，发光二极管寿命长且电力消耗低，正在快速地替代现有照明光源。

另一方面，太阳光跨紫外线、可见光和红外线区域而显示出宽的波长光谱，尤其，众所周知紫外线发挥杀菌作用。因此，正在利用紫外线LED而开发具有杀菌功能的各种光源。

但是，具有杀菌功能的紫外线通常对人体、尤其眼睛或皮肤有害。由此带来利用紫外线LED的光源需要在无人空间中使用的限制。即，具有杀菌功能的紫外线LED存在不适合在人活动空间中使用于照明装置的缺点。

发明内容

本公开要解决的课题是提供一种对人体无害且具有杀菌功能的照明装置及其具有其的照明系统。

本公开要解决的其它课题是提供一种不诱发眼部疾病或皮肤疾病且具有杀菌功能的照明装置及其具有其的照明系统。

本公开要解决的其它课题是提供一种如同太阳光根据时间能够变化色温，并且具有杀菌功能的照明装置及其具有其的照明系统。

本公开要解决的其它课题是提供一种根据地区和时间考虑太阳光的色温而能够变化色温，并且具有杀菌功能的照明装置及其具有其的照明系统。

本公开的一实施例的照明装置包括：白色光发出装置，包括至少一个第一发光二极管及波长转换器而实现白色光；以及至少一个第二发光二极管，发出适合杀菌至少一个病原性微生物的光，所述第一发光二极管发出约300nm至420nm范围内的中心波长的光，所述第二发光二极管发出约400nm至420nm范围内的中心波长的光，所述波长转换器包含使所述第一发光二极管的光转换成白色光的多个波长转换物质，在所述白色光发出装置实现的白色光及在所述第二发光二极管产生的光向外部发出，在所述白色光发出装置实现的白色光的辐照度光谱中，从所述第一发光二极管发出的光的中心波长的辐照度比从所述青色波长转换物质发出的青色光的峰值波长的辐照度小。

本公开的又一其它实施例的照明装置包括：第一发光单元，包括发出中心波长为约300nm至420nm范围内的光的第一之一发光二极管及第一波长转换器；第二发光单元，包括发出中心波长为约300nm至420nm范围内的光的第一之二发光二极管及第二波长转换器；第三发光单元，包括发出中心波长为约300nm至420nm范围内的光的第一之三发光二极管及第三波长转换器；以及至少一个第二发光二极管，发出中心波长为约400nm至420nm范围内的光，所述第一波长转换器、所述第二波长转换器及所述第三波长转换器分别包含将从发光二极管发出的光转换成青色光的青色波长转换物质，在向外部发出的光的辐照度光谱中，在所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元中的各发光二极管产生并无波长转换地向外部发出的光的中心波长的辐照度比从所述波长转换器发出的青色光的峰值波长的辐照度小。

另外，本公开的又一其它实施例提供具备所述照明装置的照明系统。

附图说明

图1是示出根据青色光的波长的危险度的曲线图。

图2是示出根据以往技术使用青色发光二极管的白色光源的光谱。

图3是用于说明本公开的一实施例的照明装置的简要俯视图。

图4是图3的沿截取线A-A截取的简要截面图。

图5示出本公开的一实施例的照明装置的代表性光谱。

图6是用于说明本公开的又一其它实施例的照明装置的简要截面图。

图7是用于说明本公开的又一其它实施例的照明装置的简要截面图。

图8是用于说明本公开的又一其它实施例的照明装置的简要截面图。

图9是用于说明本公开的又一其它实施例的照明装置的简要截面图。

图10是沿图9的截取线B-B截取的简要截面图。

图11是用于说明本公开的又一其它实施例的发光单元的简要截面图。

图12是示出本发明的一实施例的照明装置100的框图。

图13是示出本发明的一实施例的光照射装置驱动的方法的顺序图。

图14是示出本发明的一实施例的光照射装置驱动的方法的顺序图。

图15a及图15b是用于说明根据第二发光二极管的光照射量的大肠菌及金黄色葡萄球菌的杀菌试验结果的曲线图。

图16是示出根据第二发光二极管的光照射量在培养基中培养的大肠菌的杀菌试验结果的相片。

具体实施方式

以下，参照所附附图详细说明本公开的实施例。以下介绍的实施例为示例提供，以便使本发明的构思能够充分传达给本公开所属技术领域的通常的技术人员。因此，本公开不限于以下说明的实施例，也可以以其它形式实施。而且，在附图中，构成要件的宽度、长度、厚度等为了方便起见也可能放大呈现。另外，当记载为一个构成要件在其它构成要件的“上方”或“上”时，不仅包括各部分“直接在”其它部分“上方”或“直接在”其它部分“上”的情况，还包括在各构成要件和其它构成要件之间还介有其它构成要件的情况。贯穿整个说明书，相同的参照编号表示相同的构成要件。

本公开的一实施例的照明装置包括：白色光发出装置，包括至少一个第一发光二极管及波长转换器而实现白色光；以及至少一个第二发光二极管，发出适合杀菌至少一个病原性微生物的光，所述第一发光二极管发出约300nm至420nm范围内的中心波长的光，所述第二发光二极管发出约400nm至420nm范围内的中心波长的光，所述波长转换器包含将所述第一发光二极管的光转换成白色光的多个波长转换物质，在所述白色光发出装置实现的白色光及在所述第二发光二极管产生的光向外部发出，在所述白色光发出装置实现的白色光的辐照度光谱中，从所述第一发光二极管发出的光的中心波长的辐照度比从所述青色波长转换物质发出的青色光的峰值波长的辐照度小。

在本说明书中，杀菌(sterilization)意指杀灭或损伤病原性微生物以减少或防止病原性微生物繁殖。

通过与白色发光装置一起使用适合杀菌病原性微生物的第二发光二极管，能够提供具有杀菌功能的照明装置。进而，从第一发光二极管发出的光的辐照度比从青色波长转换物质发出的青色光的峰值波长的辐照度小，因此能够防止因第一发光二极管而对人体产生伤害或发生的眼部疾病或皮肤疾病。

在一实施例中，可以是，所述波长转换器包含将第一发光二极管的光转换成青色、绿色及红色光的波长转换物质。在其它实施例中，可以是，所述波长转换器包含将第一发光二极管的光转换成青色及橘色光的青色及橘色波长转换物质。

可以是，所述白色光和从所述第二发光二极管发出的光混合后发出。例如，可以是，所述照明装置还包括：扩散片，用于将所述白色光和从所述第二发光二极管发出的光混合。

可以是，所述第二发光二极管发出约405nm的中心波长的光。405nm的波长在可见区域不会诱发眼部疾病或皮肤疾病并适合杀菌病原性微生物。

另一方面，可以是，所述波长转换器包含荧光体或量子点。例如，可以是，所述波长转换器包含青色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体。在实施例中，可以是，这些荧光体由量子点个别或全部代替。

在一实施例中，可以是，从所述第二发光二极管发出的光不经由所述波长转换器就向外部发出。在其它实施例中，可以是，从所述第二发光二极管发出的光的一部分被所述波长转换器进行波长转换。

在所述至少一个第二发光二极管产生并向外部发出的光的辐照度(irradiance)比在所述至少一个第一发光二极管产生并无波长转换地向外部发出的光的辐照度(irradiance)大。由此，利用所述第二发光二极管，能够杀菌病原性微生物。

可以是，所述照明装置包括比所述至少一个第二发光二极管更多数量的第一发光二极管。由此，白色发光装置的照度比第二发光二极管更大。

另一方面，可以是，在所述至少一个第二发光二极管产生并向外部发出的光的辐照度(irradiance)是1W/m²以下。

可以是，所述照明装置还包括用于安装所述第一发光二极管及所述第二发光二极管的电路基板。

在特定实施例中，可以是，所述第一发光二极管发出约400nm至约420nm范围内的中心波长的光。进而，可以是，所述第一发光二极管发出约405nm的中心波长的光。在此情况下，从所述第一发光二极管的发出的光的一部分可以无波长转换地向外部发出而杀菌病原性微生物。尤其，在所述白色光发出装置实现6500K的白色光的情况下，该白色光中从第一发光二极管发出的中心波长的光的辐照度与其它色温的白色光比较相对大，因此能够在不使用第二发光二极管下利用所述白色光发光装置而杀菌病原性微生物。因此，在特定实施例中，可以省略所述第二发光二极管。

进而，根据所述白色发光装置实现的白色光的色温，从第一发光二极管发出的中心波长的光的辐照度发生变化，因此可以根据该辐照度的变化，改变从第二发光二极管发出的光的辐照度而提供适合杀菌病原性微生物的辐照度。

另一方面，所述照明装置可以包括：位置信息接收部，接收位置信息；以及控制部，从所述位置信息接收部接收所述位置信息，并控制从所述白色光发出装置射出的光的用量，所述控制部可以基于所述位置信息计算所述白色光发出装置应射出的光的用量，并进行使得射出所述用量的光的控制。

在一实施例中，可以是，所述控制部基于从所述位置信息接收部提供的位置信息计算合理用量，并进行使所述光源射出合理用量的控制。

在其它实施例中，可以是，所述位置信息接收部计算所述照明装置的位置信息，所述控制部接收所述位置信息而计算所述照明装置所在场所处的外部光的用量和合理用量，并进行使得射出所述合理用量和所述外部光的用量之差量的所述光的控制。

在一实施例中，可以是，所述控制部从所述位置信息计算时间信息，并根据所述时间信息控制所述白色光发出装置应射出的光的用量。

本公开的又一其它实施例的照明装置包括：第一发光单元，包括发出中心波长为约300nm至420nm范围内的光的第一之一发光二极管及第一波长转换器；第二发光单元，包括发出中心波长为约300nm至420nm范围内的光的第一之二发光二极管及第二波长转换器；第三发光单元，包括发出中心波长为约300nm至420nm范围内的光的第一之三发光二极管及第三波长转换器；以及至少一个第二发光二极管，发出中心波长为约400nm至420nm范围内的光，所述第一波长转换器、所述第二波长转换器及所述第三波长转换器分别包含将从发光二极管发出的光转换成青色光的青色波长转换物质，在向外部发出的光的辐照度光谱中，在所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元中的各发光二极管产生并无波长转换地向外部发出的光的中心波长的辐照度比从所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元中对应的各波长转换器发出的青色光的峰值波长的辐照度小。

具备多个发光单元，从而能够实现各种色温的白色光。

另一方面，可以是，所述第一波长转换器、所述第二波长转换器及所述第三波长转换器分别还包含将从所述第一发光二极管发出的光转换成绿色光的绿色波长转换物质及转换成红色光的红色波长转换物质。由此，所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元可以分别实现白色光。

可以是，所述第一之一发光二极管、所述第一之二发光二极管及所述第一之三发光二极管发出中心波长为约400nm至420nm范围内的光。所述第一之一发光二极管、所述第一之二发光二极管及所述第一之三发光二极管可以发出相同峰值波长的光，但不限于此。

可以是，被所述波长转换器波长转换的光和从所述第二发光二极管发出的光混合后向外部发出。另外，混合的所述光可以是白色光。

进而，可以是，所述照明装置还包括适合混合被所述波长转换器波长转换的光和从所述第二发光二极管发出的光的扩散片。

另一方面，可以是，所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元发出彼此不同色温的白色光。另外，可以是，所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元分别独立驱动。

由此，所述照明装置能够配合太阳光随时间的变化而改变色温。

另一方面，可以是，所述第一之一发光二极管、所述第一之二发光二极管及所述第一之三发光二极管分别比所述至少一个第二发光二极管布置更多。

可以是，所述照明装置还包括安装有所述第一之一发光二极管、所述第一之二发光二极管、所述第一之三发光二极管及所述第二发光二极管的电路基板。

在一实施例中，所述照明装置可以还包括：位置信息接收部，接收位置信息；以及控制部，控制从所述从第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元射出的光的用量，所述控制部可以基于所述位置信息控制从所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单射出的光的用量。

在一实施例中，可以是，所述控制部基于从所述位置信息接收部提供的位置信息计算合理用量，并进行使所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元射出合理用量的控制。

在一实施例中，可以是，所述位置信息接收部计算所述照明装置的位置信息，所述控制部接收所述位置信息而计算所述照明装置所在场所处的外部光的用量和合理用量，并进行使得所述第一发光单元、所述第二发光单元及所述第三发光单元射出所述合理用量和所述外部的用量之差量的所述光的控制。

在一实施例中，可以是，所述控制部从所述位置信息计算时间信息，并根据所述时间信息控制所述光的用量。

本公开的又一其它实施例的照明系统包括布置于室内空间的照明装置，所述照明装置是在上面所说明的照明装置中的一个。

以下，参照所附附图对本公开的实施例进行详细说明。

图1是示出根据青色光的波长的危险度的曲线图。

众所周知青色光诱发眼部疾病或皮肤疾病，尤其，在430nm至440nm之间显示最强的危险度，以危险度最高的值为基准，在420nm至455nm的波长范围显示90％以上的危险度，413nm至465nm显示70％以上的危险度，411nm至476nm显示50％以上的危险度。

另一方面，紫外线对人体造成伤害，尤其，在270nm至280nm之间显示最强的危险度。

图2是根据以往技术使用青色发光二极管的白色光源的光谱。

参照图2，以往技术的白色光源与青色发光二极管一起使用黄色荧光体，或使用绿色荧光体和红色荧光体来实现白色光。根据色温，可以调整荧光体的种类和荧光体的量，色温越高则青色光的强度越增加。

以往用于白色光源的青色发光二极管大致在430nm至470nm范围内具有中心波长(峰值波长)。该范围内的青色光如图1所示那样危险度相对高。因此，越增加白色光源的色温则青色光的强度也增加，眼部疾病或皮肤疾病的诱发危险性增加。

图3是用于说明本公开的一实施例的照明装置的简要俯视图，图4是图3的沿截取线A-A截取的简要截面图。

参照图3和图4，照明装置可以包括电路板11、第一发光二极管21、波长转换器23和第二发光二极管31。

电路板11可以具有用于向第一发光二极管21和第二发光二极管31供应电源的电路图案。电路板11可以是印刷电路板，例如可以是金属-PCB。

第一发光二极管21用于实现白色光的光源，至少一个第一发光二极管21安装于电路板11上。多个第一发光二极管21可以彼此以各种方式电连接，例如可以串联、并联或串并联连接。

第一发光二极管21可以具有例如约300nm至420nm范围内的中心波长。进而，可以具有400nm至420nm范围内的中心波长。另外，第一发光二极管具有该范围内的中心波长，因此从第一发光二极管21发出的光的相当部分能够被波长转换器23进行波长转换。在第一发光二极管23发出紫外线的情况下，大部分的紫外线被波长转换器23进行波长转换，由此，防止紫外线向外部发出。进而，在使用具有400nm至420nm范围内的中心波长的第一发光二极管的情况下，能够预先消除紫外线引起的安全问题。

波长转换器23转换从第一发光二极管21发出的光的波长。波长转换器23可以是例如荧光体或含有量子点的模制部。波长转换器23覆盖第一发光二极管21。在多个第一发光二极管21安装于电路板11上的情况下，波长转换器23可以将多个第一发光二极管21全部覆盖。

波长转换器23包含用于与第一发光二极管23的光一起实现白色光的波长转换物质。在一实施例中，波长转换器23可以包含青色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体。在其它实施例中，波长转换器23可以包含青色荧光体及橙色荧光体。在其它实施例中，波长转换器也可以包含量子点。

青色荧光体的例子可以举出BAM(Barium Magnesium Aluminate；铝酸钡镁)系列、Halo-Phosphate(卤化磷酸盐)系列或铝酸盐系列的荧光体，例如可以包括BaMgAl₁₀O₁₇：Mn^{2 +}、BaMgAl₁₂O₁₉：Mn²⁺或(Sr，Ca，Ba)PO₄Cl：Eu²⁺。青色荧光体例如可以在440至500nm范围内具有峰值波长。

绿色荧光体的例子可以举出LuAG(Lu₃(Al，Gd)₅O₁₂：Ce³⁺)、YAG(Y₃(Al，Gd)₅O₁₂：Ce^{3 +})、Ga-LuAG((Lu，Ga)₃(Al，Gd)₅O₁₂：Ce³⁺)、Ga-YAG((Ga，Y)₃(Al，Gd)₅O₁₂：Ce³⁺)、LuYAG((Lu，Y)₃(Al，Gd)₅O₁₂：Ce³⁺)、原硅酸盐(Ortho-Silicate；(Sr，Ba，Ca，Mg)₂SiO₄：Eu²⁺)、氮氧化物(Oxynitride；(Ba，Sr，Ca)Si₂O₂N₂：Eu²⁺)、或硫代镓酸盐(Thio Gallate；SrGa₂S₄：Eu²⁺)。绿色荧光体可以在500至600nm范围内具有峰值波长。

红色荧光体的例子可以举出氮化物(Nitride)、硫化物(Sulfide)、氟化物(Fluoride)或氮氧化物(Oxynitride)系列的荧光体，具体地，可以举出CASN(CaAlSiN₃：Eu^{2 +})、(Ba，Sr，Ca)₂Si₅N₈：Eu²⁺、(Ca，Sr)S₂：Eu²⁺)或(Sr，Ca)₂SiS₄：Eu²⁺等。红色荧光体可以在600至700nm范围内具有峰值波长。

可以通过第一发光二极管21和波长转换器23的组合来实现白色光。在图5中示出通过第一发光二极管21和波长转换器23的组合来实现的各种色温的白色光的光谱。

如图5所示，各色温的白色光通过从第一发光二极管发出的光和从荧光体发出的光的组合来实现。另外，可以确认在所有色温中，从第一发光二极管21发出的光的辐照度比从青色荧光体发出的光的辐照度小。随着色温增加，从第一发光二极管21发出的光的辐照度增加，但从青色荧光体发出的青色光的辐照度增加更大。另外，从第一发光二极管发出的光的辐照度可以比从绿色荧光体发出的光的辐照度小，而比从红色荧光体发出的光的辐照度小。

由此，可以防止因从第一发光二极管发出的光诱发的眼部疾病或皮肤疾病。

再次参照图3及图4，第二发光二极管31可以从波长转换器23隔开而安装于电路板11上。从第二发光二极管31发出的光能够实质上不向波长转换器23行进而向外部发出。由此，能够提高从第二发光二极管31发出的光的辐照度。

第二发光二极管31可以串联或并联连接于第一发光二极管21，或者也可以独立于第一发光二极管21驱动。

另一方面，第二发光二极管31发出除白色光以外的适合杀菌病原性微生物的光。第二发光二极管31可以发出具有例如约400nm至420nm的中心波长、进而约400nm至410nm的中心波长、更进而约405nm的中心波长的光。一般紫外线虽杀菌能力突出，但对人体有害，因此不能使用于人们活动的室内或公共场所。另一方面，400nm至420nm范围内的短波长可见光对眼部疾病或皮肤疾病危险度相对低，对病原性微生物的杀菌能力强，因此能够适合地使用于照明装置。

更是，400nm至420nm范围内的光是与第一发光二极管21类似的波长范围，因此在采用第一发光二极管21的照明装置中第二发光二极管31能够有效使用。

在本实施例中，为了将杀菌功能附加于照明装置，从第二发光二极管31发出的光的辐照度可以大于从所述白色发光装置发出的光在相同波长下的辐照度。进而，从第二发光二极管31发出的光的辐照度可以大于中心波长在300nm至420nm范围内的从第一发光二极管21向照明装置外部发出的光的辐照度。由此，在本实施例的照明装置中，相比于第一发光二极管21，第二发光二极管31的杀菌功能成为主要。

另一方面，第二发光二极管31的驱动时间和第一发光二极管21的驱动时间也可以相同，但不限于此，根据照明装置的设置位置，可以调整第二发光二极管31的驱动时间。尤其，第二发光二极管的使用时间或辐照度的大小可以考虑对人体的危害性来调整。

例如，从照明装置发出的第二发光二极管31的辐照度可以是1W/m²以下，进而可以是0.1W/m²以下。1W/m²表示在光生物安全性标准(IEC62471)中对300至700nm范围内青色光的1类危险(risk group 1)的极限值，0.1W/m²对应于豁免级别(exempt)。通过使得具有1W/m²未满的辐照度，能够在照明装置中驱动相对长时间以发挥杀菌作用。

在实施例中，虽说明通过第二发光二极管31发挥照明装置的杀菌功能，但是从第一发光二极管21发出的光的一部分也可以贡献病原性微生物的杀菌。尤其，如图5所示，在色温为6500K的白色光的情况下，发出适合杀菌病原性微生物的波段、例如约400nm至420nm、更具体地约405nm波长中相对强的辐照度的光。因此，在第一发光二极管21发出约400nm至约420nm的中心波长的光的情况下，也可以利用第一发光二极管21杀菌病原性微生物，此时，可以省略第二发光二极管31。

另外，在色温比6500K低的情况下，由于发出适合杀菌原性微生物的波长的光，可以考虑白色光的光谱中从第一发光二极管21发出的光的辐照度，调整从第二发光二极管31发出的光的照度。

根据本实施例，不仅是室内生活空间，还可以在机场或医院之类大量人活动的空间对病原性微生物进行杀菌，从而能够防止通过病原性微生物的人体感染。

图6是用于说明本公开的其它实施例的照明装置的简要截面图。

参照图6，本实施例的照明装置大致与参照图3和图4说明的照明装置近似，但是区别在于，波长转换器23分别形成于第一发光二极管21上。即，在图3和图4中波长转换器23将多个第一发光二极管21全部覆盖，但是在本实施例中，各个第一发光二极管21单独地被波长转换器23覆盖。

由于第一发光二极管21和波长转换器23内的波长转换物质与之前说明的相同，省略详细说明。

另一方面，由于第一发光二极管21分别被波长转换器23覆盖，第二发光二极管31可以布置于第一发光二极管21之间。即，如图所示，第二发光二极管31可以均匀地分布于第一发光二极管21之间，由此，从第二发光二极管31发出的光能够与白色光混合，从而能够减轻在外部被识别从第二发光二极管31发出的光。为了保护免受外部环境的影响，也可以通过透明模制部来覆盖所述第二发光二极管31。

在本实施例中，第二发光二极管31可以串联或并联连接于第一发光二极管21，但是不限于此，第二发光二极管31可以以独立于第一发光二极管21驱动的方式安装于电路板11。

另一方面，如在前面的实施例中所说明那样，从第一发光二极管21向外部发出的光可以使用于杀菌病原性微生物，因此，也可以省略第二发光二极管21。

图7是用于说明本公开的其它实施例的照明装置的简要截面图。

参照图7，本实施例的照明装置大致与参照图3和图4说明的照明装置类似，但是区别在于，第二发光二极管31也被波长转换器23覆盖。

即，波长转换器23不仅覆盖第一发光二极管21，还覆盖第二发光二极管31。由此，波长转换器23能够对从第二发光二极管31发出的光的一部分进行波长转换。

另一方面，由于从第二发光二极管31发出的光的一部分被波长转换器23进行波长转换，为了实现适合杀菌的辐射强度，相比于前面的实施例，可以使用更多的第二发光二极管31。另一方面，由于在第二发光二极管31中产生的光被波长转换而用于实现白光，能够减少第一发光二极管21的数量。

另一方面，第二发光二极管31可以均匀地布置于第一发光二极管21之间，由此能够将均匀的光向外部发出。但是，本公开不限于此。

另一方面，当第一发光二极管21发出具有300nm至420nm范围内的中心波长的光时，调整第二发光二极管31的数量和强度，以使得在第二发光二极管31中产生并无波长转换地向外部发出的光的辐照度大于在第一发光二极管21中产生并无波长转换地向外部发出的光的辐照度。

由此，本实施例的照明装置也通过第二发光二极管31提供有效的杀菌功能。

在特定实施例中，第一发光二极管21可以与第二发光二极管31相同地发出约400nm至约420nm范围内的中心波长。更是，第一发光二极管21和第二发光二极管31也可以发出相同波长的光、例如405nm波长的光。

图8是用于说明本公开的其它实施例的照明装置的简要截面图。

参照图8，本实施例的照明装置大致与参照图3和图4说明的照明装置类似，但是区别在于还包括扩散片51。

扩散片51将白色光和从第二发光二极管31发出的光混合而使光均匀化。由此，能够减小对从第二发光二极管31发出的光的识别性。

图9是用于说明根据本公开的又一其它实施例的照明装置的简要截面图，图10是沿图9的截取线B-B截取的简要截面图。

参照图9及图10，本实施例的照明装置包括基板11、第一发光单元122、第二发光单元124、第三发光单元126及第二发光二极管31。基板11及第二发光二极管31与参照图3及图4说明的类似，因此为了避免重复，省略详细说明。

另一方面，第一发光单元122包括第一之一发光二极管121a及第一波长转换器123a，第二发光单元124包括第一之二发光二极管121b及第二波长转换器123b，第三发光单元126包括第一之三发光二极管121c及第三波长转换器123c。

在此，第1-1至第一之三发光二极管121a、121b、121c分别发出中心波长约300nm至420nm范围内的光。尤其，第1-1至第一之三发光二极管121a、121b、121c可以具有约400nm至约420nm范围内的中心波长。它们既可以是相同的发光二极管，也可以是具有彼此不同中心波长的发光二极管。

另一方面，第一至第三波长转换器121a、121b、121c分别包含将从发光二极管发出的光转换成青色光的青色波长转换物质。第一至第三波长转换器123a、123b、123c也可以分别包含将从发光二极管发出的光转换成绿色光的绿色波长转换物质及转换成红色光的红色波长转换物质。青色波长转换物质、绿色波长转换物质及红色波长转换物质可以从参照图3及图4说明的青色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体中选择。另外，这些荧光体可以用量子点代替。

另一方面，第一至第三发光单元122、124、126可以发出彼此不同色温的白色光，为此，第一至第三波长转换器可以包含彼此不同波长转换物质或彼此不同量的波长转换物质。

另外，第一至第三发光单元122、124、126可以独立驱动。例如可以是，第一发光单元122实现色温2700K的白色光，第二发光单元124实现色温4000K的白色光，第三发光单元126实现色温6000K或6500K白色光，由此，在一天选择性驱动第一至第三发光单元，从而能够配合太阳光的变化来变更照明装置的色温。在几个实施例中，第一至第三发光单元122、124、126也可以一起驱动。也可以通过第一至第三发光单元122、124、126的组合，实现各种色温的白色光。

另一方面，在向照明装置的外部发出的光的辐照度光谱中，在所述第一至第三发光单元122、124、126内的各发光二极管121a、121b、121c产生并无波长转换地向外部发出的光的中心波长的辐照度比从所对应的各波长转换器123a、123b、123c发出的青色光的峰值波长的辐照度小。由此，通过所述照明装置，能够防止诱发眼部疾病或皮肤疾病。

第二发光二极管31可以在第一至第三发光单元122、124、126中的至少一个驱动时一起驱动。另外，第二发光二极管31可以与第一至第三发光单元122、124、126独立驱动，因此，在第一至第三发光单元122、124、126不被驱动时，第二发光二极管31也可以驱动。因此，在照明装置不被使用的夜间，第二发光二极管31也工作而能够执行杀菌作用。

另一方面，从第一至第三发光单元122、124、126也可以发出适合杀菌病原性微生物的光。例如，在第1-1至第一之三发光二极管121a、121b、121c中至少一个发出约400nm至约420nm的中心波长的光、尤其405nm的中心波长的情况下，这些发光单元在实现白色光的同时，可以利用于杀菌病原性微生物。因此，可以考虑从第一至第三发光单元122、124、126发出的光的辐照度，调整第二发光二极管31的开/关或从第二发光二极管31发出的光的辐照度。

另一方面，第一至第三发光单元122、124、126可以排列成使各个发光单元均匀分布。在本实施例中，示出第二发光二极管31布置于第一至第三发光单元122、124、126排列位置的外侧，但并不是必须限于此，可以与第一至第三发光单元一起排列。

在本实施例中，第一至第三发光单元122、124、126具有波长转换器123a、123b、123c包裹发光二极管121a、121b、121c的构造。例如，这些发光单元可以是芯片级封装(ChipScale Package)。但是，本公开不限于此，所述发光单元122、124、126可以是以往的封装形式的发光元件。

图11是用于说明本公开的又一其它实施例的发光单元的简要截面图。在此，图11简要示出以往的封装形式的发光元件。

参照图11，第一发光单元122包括第一之一发光二极管121a及第一波长转换器123a。第一之一发光二极管121a可以安装于壳体120的腔室内，第一波长转换器123a在腔室内覆盖发光二极管121a。另一方面，第一之一发光二极管121a可以通过焊线与引线电极电连接。

图11的封装是一例，可以使用各种类型的封装。另外，第一波长转换器123a也可以以各种形状覆盖发光二极管121a。

另一方面，在此，代表性说明第一发光单元122，第二发光单元124及第三发光单元124也可以是相同封装形式的发光元件。

另外，第二发光二极管31也可以以封装形式的发光元件提供而安装于基板11上。只是，第二发光二极管31可以用透明模制部覆盖而替代用波长转换器覆盖。

本公开的照明装置可以对应于基于时间的太阳光的色温变化而使白色光的色温变化。进而，本公开的照明装置可以考虑基于区域的太阳光的色温变化而使白色光的色温变化。

图12是示出本发明的一实施例照明装置100的框图。

参照图12，本发明的一实施例的照明装置100包括：射出光的光源30；接收位置信息的位置信息接收部；以及从位置信息接收部接收位置信息并控制从光源30射出的光的用量的控制部50。在此，位置信息意指利用GPS(global positioning system)而能够获得的信息。另一方面，光源30意指实现白色光的白色光源，是能够改变色温的任意光源。例如，光源30可以是包括第一发光二极管21和波长转换器23的白色光发出装置或第一至第三发光单元122、124、126，但并不是必须限于此。

位置信息接收部40为了计算照明装置100的当前位置信息，通过利用GPS接收来自卫星的位置信息。即，位置信息可以包括纬度和经度信息等，位置信息接收部40可以通过接收的位置信息来掌握当前的照明装置100的纬度和经度等位置信息。利用位置信息信号获得的位置信息向控制部50提供。

控制部50基于从位置信息接收部40接收提供的位置信息计算光源30应该射出的光的用量，控制光源30以射出相应用量的光。换句话说，控制部50可以控制光的射出与否、光量、光的强度、射出时间等。控制部50也可以为了与光源30的用量一同杀菌病原性微生物而控制从第二发光二极管31发出的光的用量。尤其，控制部50可以根据白色光源30的用量而控制从第二发光二极管31射出的光的用量。

电源供应部60电连接于控制部50，向光源30、位置信息接收部40供应电源。在图中，示出电源供应部60通过控制部50向光源30和位置信息接收部40供应电源，但是不限于此，光源30和位置信息接收部40也可以各自直接连接于电源供应部60。

光源30及位置信息接收部40可以布置于基板11上。但是，本公开不限于此，位置信息接收部40也可以布置于与布置光源30的基板11不同的基板上。

太阳光在地球上并非以相同的程度照射于所有场所，随着纬度越低，太阳光的用量越大，随着纬度越高，太阳光的用量越小。另外，随着高度越高，太阳光的用量越大，随着高度越低，太阳光的用量越小。由此，根据照明装置100的使用者存在于哪个国家、哪个场所，暴露于太阳光的时间或暴露于太阳光的程度会不同。

在本发明的一实施例中，利用位置信息掌握照明装置100的位置，计算在其位置处的太阳光的用量后，向使用者照射与太阳光相应用量的可见光的光，从而能够获得在无害于人体的范围内暴露于太阳光的效果。

参考附图对此进行说明如下。

图13是示出本发明的一实施例的光照射装置驱动的方法的顺序图。

参照图13，位置信息接收部接收位置信息(S11)。例如，根据从位置信息接收部获得的位置信息，可以判断为光照射装置位于A国家的B城市。

接收的位置信息提供于控制部，控制部基于位置信息确认或计算光照射装置应该射出的光的合理用量(S13)。例如，若确认到A国家的B城市，则除在A国家的B城市的纬度或经度信息之外，可以还计算日出时间、日落时间和平均日照量等的信息等。若利用纬度和经度信息，则能够容易地确认在纬度和经度上的日出和日落时刻，控制部可以构成为利用计算当前纬度和经度上日出和日落时刻的算法而判断白昼或夜间与否等。

控制部利用日出时间、日落时间和平均日照量等信息，能够计算出光源的启动时间、关闭时间、光的强度等，以达到与实际太阳光近似的程度、即合理程度的用量。尤其，在没有照度传感器等补充下正确地辨别白昼或夜间等，能够合理地调节光源部的光照射与否。

各场所的日出时间、日落时间和平均日照量等信息也可以存储于控制部内的单独的存储器等，或者也可以通过连接于额外的互联网等而容易地获取。

控制部启动或关闭光源，使得与计算出的合理用量对应的光从光源向使用者照射(S15)。使用者在自己所在的场所，即使不出室外也能够被照射与太阳光实质上相同程度的用量。

根据本发明的一实施例，例如长期进行室内生活，或者待在病房或限定空间内，或者主要在夜间活动等的使用者即使在处于难以暴露于太阳光的环境的情况下，也能够在合理时间期间以合理的用量接收到与自己当前所处场所的太阳光近似的光。由此，使用者能够待在熟悉的环境内，能够心理上稳定，通过日出或日落时间等的设定也能够调节照射时间，日常生理节奏的恢复容易。

在上述实施例中说明了用作基于位置信息而代替太阳光的单独照明，但是本发明的一实施例不限于此，可以用作在从太阳光或照明装置射出的自然光、即外部光存在的状态下补充外部光的不足部分的补充光源。例如，在位于纬度高的地区的场所时，日照量可能显著低于纬度低的地区，在此情况下，需要补充不足的日照量。在日照量低的情况下，向使用者照射的可见光波段的光显然不足，紫外线波段的光也可能不足。在此情况下，本发明的一实施例的光照射装置通过补充照射不足的可见光波段的光、紫外线波段的光，能够发挥补充不足的光的作用。

图14是示出在本发明的其它实施例的光照射装置中从光源射出的光的光谱的图。

参照图14，位置信息接收部从卫星接收位置信息(S21)。例如，可以根据从位置信息接收部获得的位置信息判断光照射装置位于C国家的D城市。

接收的位置信息提供于控制部，控制部基于位置信息计算当前其位置处的日出时间、日落时间和平均日照量等的信息等，利用日出时间、日落时间和平均日照量等信息，计算实际太阳光的当前用量(S23)。

接着，计算使用者所需的合理用量与当前用量之差(S25)。例如，在C国家的D城市位于高纬度的地区而日照量不足的情况下，实际需要的日照量为合理用量，从合理用量减去当前用量的值为不足的用量。使用者所需的合理用量可以存储于控制部内的单独的存储器等，或者也可以通过连接于额外的互联网等而容易地获取。

控制部启动或关闭光源，使得与计算出的合理用量和外部光用量之差对应的用量、即与不足的用量对应的光从光源照射于被处理对象(S27)。

使用者不拘束于自己所在的场所，能够被照射对使用者最合理程度用量的预定光。

前面对各种照明装置进行了说明，但本公开不限于这些特定实施例。另外，所述照明装置不仅设置于室内生活空间，还可以设置于医院或机场之类大量人们利用的室内空间。因此，可以提供设置有所述照明装置的照明系统。该照明系统适合日常杀菌病原性微生物，而且也可以按照人不活动的时间使照明装置启动以有效杀菌病原性微生物。

图15a及图15b是用于说明根据第二发光二极管的光照射量的大肠菌及金黄色葡萄球菌的杀菌试验结果的曲线图，图16是示出根据第二发光二极管的光照射量培养的金黄色葡萄球菌的杀菌试验结果的相片。在此，第二发光二极管使用具有405nm的中心波长的发光二极管。

各个细菌涂抹于细菌培养基后在35-37℃下培养一天，收集在细菌培养基上形成的菌落，浑浊于生理盐水，离心分离，去掉上层液体后，重新放入生理盐水，制备细菌液，稀释细菌液而制备适于杀菌试验浓度的细菌液。

另一方面，在离装有细菌液的容器特定距离上设置杀菌光源后，照射了光，为了对照射光的细菌液进行杀菌力确认，将细菌液稀释并均匀涂抹于培养基上在35-37℃下培养了一天。

确认在细菌培养基上形成的菌落，将其以稀释倍数相乘并计数。

图15a及图15b的曲线图示出与不设置杀菌光源的对照组菌数相比较的根据光照射量(dose)的杀菌力。可以确认光照射量(dose)越增加，病原性微生物杀菌能力越增加。在此，y轴上的1表示90％的杀菌力，2表示99％的杀菌力，3表示99.9％的杀菌力。由此，可以知道光照射量在约20J/cm²至30J/cm²的范围内显示出约90％杀菌力，在约50J/cm²至60J/cm²范围内显示出约99％的杀菌力，在约80J/cm²至95J/cm²范围内显示出约99.9％的杀菌力。

另外，参照图16，可以确认光照射量(dose)越增加，细菌数越减少，可以知道随细菌数减少，菌落的大小变大。另一方面，若进一步增加光照射量，则细菌几乎被去除而观察不到。

另一方面，下表1示出使用以往光源(比较例)的光谱(图2)及本实施例的光源(实施例)的光谱(图5)导出的根据白色光源的色温的405nm波长的相对强度、相对光用量及相对杀菌力。

[表1]

参照表1可知，405nm波长下的强度是色温6500K的实施例的光源最大，色温3000K的实施例的光源相对小。另一方面，比较例的光源在色温6500K下也显示出非常小的强度，在所有色温下显示出比实施例的3000K光源小的强度。

在将实施例的光源中6500K的光源的光用量设为90J/cm²时，在相同的条件下，将其它光源的光用量一起记载于表中。在实施例的光源中，色温5000K以下的显示出比色温6500K的光用量的1/2小的光用量。另一方面，比较例的光源显示出比实施例的3000K的光源小的光用量。

另一方面，关于对大肠菌(E.coli)及金黄色葡萄球菌(S.aureus)的杀菌力，当将实施例的光源中色温6500K的光源的杀菌力设为100％时，在相同照射时间下，将其它光源的杀菌力以相对值记载于表中。

从表1可知那样，可知实施例的光源在色温6500K下显示出相对强的杀菌力。

以上，尽管对本公开的各种实施例进行了说明，但是本发明不限于这些实施例。另外，在不脱离本发明的技术构思的前提下，针对一个实施例说明的内容或构成要件也可以适用于其它实施例。

Claims (10)

1.一种照明装置，包括：

白色光发出装置，包括至少一个第一发光二极管及波长转换器而实现白色光；以及

至少一个第二发光二极管，发出适合杀菌至少一个病原性微生物的光，

所述第一发光二极管发出约300nm至420nm范围内的中心波长的光，

所述第二发光二极管发出约400nm至420nm范围内的中心波长的光，

所述波长转换器包含使所述第一发光二极管的光转换成白色光的多个波长转换物质，

在所述白色光发出装置实现的白色光及在所述第二发光二极管产生的光向外部发出，

在所述白色光发出装置实现的白色光的辐照度光谱中，从所述第一发光二极管发出的光的中心波长的辐照度比从所述青色波长转换物质发出的青色光的峰值波长的辐照度小。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

从所述第二发光二极管发出的光不经由所述波长转换器就向外部发出。

3.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

所述第一发光二极管发出具有约400nm至420nm范围内的中心波长的光，

所述第一发光二极管发出与所述第二发光二极管不同波长的光。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

在所述至少一个第二发光二极管产生并向外部发出的光的辐照度比在所述至少一个第一发光二极管产生并无波长转换地向外部发出的光的辐照度大。

5.根据权利要求4所述的照明装置，其中，

所述照明装置包括比所述至少一个第二发光二极管更多数量的第一发光二极管。

6.根据权利要求4所述的照明装置，其中，

在所述至少一个第二发光二极管产生并向外部发出的光的辐照度是1W/m²以下。

7.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

所述照明装置包括：

位置信息接收部，接收位置信息；以及

控制部，从所述位置信息接收部接收所述位置信息，并控制从所述白色光发出装置射出的光的用量，

所述控制部基于所述位置信息计算所述白色光发出装置应射出的光的用量，并进行使得射出所述用量的光的控制。

8.根据权利要求7所述的照明装置，其中，

所述控制部基于从所述位置信息接收部提供的位置信息计算合理用量，并进行使所述光源射出合理用量的控制。

9.根据权利要求7所述的照明装置，其中，

所述位置信息接收部计算所述照明装置的位置信息，所述控制部接收所述位置信息而计算所述照明装置所在场所处的外部光的用量和合理用量，并进行使得射出所述合理用量和所述外部光的用量之差量的所述光的控制。

10.根据权利要求7所述的照明装置，其中，

所述控制部从所述位置信息计算时间信息，并根据所述时间信息控制所述白色光发出装置应射出的光的用量。

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