CN1755193A

CN1755193A - 可调整色温的照明用具及其调整方法

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Publication number: CN1755193A
Application number: CNA2004100834692A
Authority: CN
Inventors: 孙娟生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-04-05

Abstract

一种可调整色温的照明用具及其调整方法，可根据对色温不同的需求，方便于生产过程中调整色温的照明用具及调整方法。该可调整色温的照明用具，包括一蓝光光源，及一设置于该蓝光光源上方的透明滤镜，其中该透明滤镜布设一荧光层具有含铈的钇铝石榴石型荧光粉(YAG)。其中以钆(Gd)取代钇，或以镓(Ga)取代铝于该含铈的钇铝石榴石荧光粉，以产生不同波长的黄色光以与该蓝光光源混光而产生不同色温的白色光。

Description

可调整色温的照明用具及其调整方法

技术领域

本发明有关一种可调整色温的照明用具及其调整方法，特别指一种利用具有不同荧光粉成分的透镜以产生不同色温的光线的照明用具。

背景技术

在自然光或人造光源照明下的物体，都必须具有足够的亮度才能呈现出色彩，人的眼睛才能有对颜色的感觉，当光消失的时候，色彩也随之消失。光和色彩一样，对人的心理感觉上有冷暖之分，光用色温来说明，色用色像来表示，两者非常相似。灵活的用灯光的光色可以形成适宜的环境气氛，以满足不同场所需求。例如用低色温光线能得到温暖柔和的气氛，可以加强室内木料、布料、地毯等的柔软感觉。炎热地区采用高色温光线能得到清冷、宁静的气氛。

色温的定义是以绝对温度K来表示，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始由深红、浅红、橙黄、白、蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。

光源色温不同，光色也不同。色温在3000K，呈暖色光，使人感觉轻松与舒适，适合住宅或旅馆。色温在4000到5000K，呈柔和白色光，适合办公室或学校。色温在6000K，呈较冷色调的昼光色，适合印刷、纺织、染整等工业厂商。

然而传统的照明用具无法改变色温，无法灵活地因应不同需要而生产不同色温的照明用具。为了调整色温，现有技术有两种方法，一种是将光，通常是白色光，透过彩色滤镜以产生不同的色温。美国专利第US 6755555 B2号即揭露一种“借由控制光线通过彩色滤镜的量的具可调整色温的辅助照明用具”，公告于2004年6月29日，该技术根据所需的色温将不同颜色、数量的彩色滤镜置于一光源前端的一些部分，以改变该光源的色温。

然而，上述方法借由通过彩色滤镜产生不同色光后，再加以混光，需要良好的混光装置，否则容易成为有色的光线而非色温的改变；另外，上述方法需要多片的滤镜，会增加照明用具的体积与重量。再者，上述方法需要白色光源，目前白色光源通常会产生大量的热，而白色发光二极管的亮度仍然有限且价格昂贵。

另一种方法，是在一照明用具内设置两组以上不同颜色的光源，使其混光而产生不同色温的光。美国专利第US6379022 B1号即揭露一种“具可调整色温的辅助照明用具”，公告于2002年4月30日，该技术利用的光源是一种至少两种颜色的光源数组，最典型是利用至少一组的发光二极管以达到调整色温的目的。

上述方法的缺点很明显在于需要两种以上不同颜色的光源，不仅增加照明用具的体积并且增加成本，再者又需要控制的电路，也会增加生产成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可调整色温的照明用具及其调整方法，其主要提供一种具有较小体积并且可根据对不同色温的需求，便利于生产过程中调整色温的照明用具；本发明且提供一种调整方法，可依据客户需求，便利地改变照明用具的色温。

为实现上述的目的，本发明提供一种可调整色温的照明用具，包括一蓝光光源；及一透明滤镜，设置于该蓝光光源上方，该透明滤镜披覆一具有含铈的钇铝石榴石型荧光粉(YAG)的荧光层。

为实现上述的目的，本发明提供一种调整照明用具色温的方法，包括的步骤有提供一蓝光光源，提供一透明滤镜，于该透明滤镜内形成一荧光层，其中该荧光层具有含铈的钇铝石榴石荧光粉(YAG)；以及将该透明滤镜设置于该蓝光光源上方。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图的简要说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明的可调整色温的照明用具的立体分解图。

图2为本发明中荧光层以双色射出成型于透明滤镜的示意图。

图3为本发明中该透明滤镜另一实施例的立体图。

图4为本发明的可调整色温的照明用具的另一实施例的侧面剖视图。

图5为本发明中该透明滤镜第三实施例的立体图。

图6为本发明中该透明滤镜第四实施例的立体图。

图7为本发明中该透明滤镜第五实施例的立体图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定目的所采取的技术手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，应当可由此得到深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图1，为本发明的可调整色温的照明用具的立体分解图。该可调整色温的照明用具1包括一蓝光光源10、及一透明滤镜20。本实施例中，以蓝光发光二极管作为蓝光光源，并且较佳的是以超过1瓦的高亮度的蓝光发光二极管为蓝光光源。然而该蓝光光源并不限制于发光二极管，例如可以是雷射光源、或蓝光灯泡。

该透明滤镜20设置于该蓝光光源10上方。其中该透明滤镜20布设有一具有含铈的钇铝石榴石荧光粉(yttrium aluminum garnet，YAG)的荧光层22。其中蓝光激发该含铈的钇铝石榴石荧光粉后，荧光粉会发出黄光，黄光与蓝光混合后则产生白光。本发明的特征之一在于，利用不同的成份的钇铝石榴石荧光粉，即可激发不同波长的黄色光，或偏红，或偏蓝；与蓝光混合后可得到不同色温的光线。因此根据需要，只需替换不同的透明滤镜20，即可得到不同色温的光。

本发明实施例之一，该荧光层22可以分别以钆(Gd)取代钇，及以镓(Ga)取代铝于含铈的钇铝石榴石荧光粉，借此可以调变出不同波长的黄色荧光。其化学式表示为(Y2.95-a Ce0.05 Gda)(Al5-bGab)O12。其中钆取代量a介于0与3之间，镓取代量b则在0与5之间。此列荧光粉的色度坐标均座落于黄光区，其中随着钆取代量a的增加而趋向红光区的方向移动；另一面，随镓取代量b增加时，荧光粉所发的色光则向蓝绿光区移动。亦即，当钆的取代量愈多时，光会略偏于红色，亦即色温较低；当镓的取代量增加时，光会略偏于蓝色，亦即具较高色温。然而钆的取代量不宜超过1.8，否则杂相过多；而镓的取代量不宜超过4，否则发光强度会衰减至零。

上述在荧光粉中将某元素取代某元素的方法，并非本发明所主张的保护范围，并且是熟悉该项技术人员可实际完成的，因此不予赘述。另外，上述也只是改变该钇铝石榴石型荧光体波长的一种实施例，并不限制于此。例如，钇铝石榴石型荧光体除了可以用铈与钆的稀土元素离子添加或取代于结构外，亦可以铽(Td)与铕(Eu)作为荧光体的发光中心，其可分别发出绿色与红色荧光。由实验结果得知以铕部分取代钇的YAG型荧光粉，其最强的发射光发生于590nm附近。

本发明照明用具在生产上非常方便，生产厂商只需将涂布不同波长荧光粉的透明滤镜20设置于蓝光光源10上，即可产生不同色温以符合客户需求。由于该蓝光光源10通常设有一聚光的顶部12，本发明中该透明滤镜20底部的曲度相对应于该蓝光光源10的顶部12的曲度，如此光的应用较好。为了混光均匀，该荧光层22较佳地设置于该透明滤镜20的底部。该荧光层22的设置方法可以是涂布的，此种方法较适合于底部平面的透明滤镜。

请参考图2，为本发明中荧光层以双色射出成型于透明滤镜的示意图。对于具有弧度的透明滤镜，该荧光层22可以用双色射出成型技术形成于该透明滤镜20的底部。双色射出成型技术将二种不同的塑料材质或色彩，射出成型为一个双色的塑料产品，其特点在于减少塑料成品在组装及后续处理的工作。本发明可以直接将荧光粉加入第二次射出的塑料原料内，将具有荧光粉的塑料原料融熔后，配合精密模具以塑料射出的方式，于该透明滤镜20的底部形成一荧光层，如此该荧光层22可具有精确弧度的表面以贴合于该蓝光光源10表面。

请参阅图1，本实例中该透明滤镜20的顶部设有数凸透部24，其具有再次混光及聚光的作用。请参阅图3，为本发明中该透明滤镜另一实施例的立体图。此实施例中该透明滤镜20顶部进一步向下凹设一柱形凹槽26，该柱形凹槽26的底部形成有数凸透部262且位于该荧光层22的上方。借此该柱形凹槽26底部的该凸透部262更靠近该荧光层22，可具有更好的混光作用。

请参阅图4，为本发明的可调整色温的照明用具的另一实施例的侧面剖视图。本发明中该透明滤镜20周围可以进一步设有一反射组件30，借此可增加其聚光效果。该反射组件30可以是由金属材质制成的，或者可以由其它材质制成，再于其内侧表面镀上一层反射层32。

请参阅图5，为本发明中该透明滤镜第三实施例的立体图。本发明中该透明滤镜20的外形是可以改变的，例如此实施例中为一平板形透明滤镜20a，该平板形透明滤镜20a的底部设有一层荧光层22a。该平板形透明滤镜20a可以直接作为罩盖，同时其上可设有不同的花纹，例如可应用于逃生设备指示灯。另外该发光二极管10的外形并非不变的，例如其顶部可以是平坦的。

请参阅图6，为本发明中该透明滤镜第四实施例的立体图。此实施例中该透明滤镜为一柱形透明滤镜20b，其底部设有一层荧光层22a。此实施例可应用于其它指示灯，如电梯按钮等。

请参阅图7，为本发明中该透明滤镜第五实施例的立体图。此实施例中该透明滤镜为一可转动的圆盘形透镜20c，其中该圆盘形透镜20c分成四个区块，该区块各设有一不同成份的铈致活的钇铝石榴石荧光粉的荧光层221、222、223、224。例如不同比例的钆(Gd)及镓(Ga)。借此可直接由使用者调整色温。

由上述可得知，本发明提供了一种调整照明用具色温的方法，包括步骤有：提供一蓝光光源；提供一透明滤镜；形成一荧光层于该透明滤镜内，其中该荧光层具有含铈的钇铝石榴石荧光粉(YAG)；及将该透明滤镜设置于该蓝光光源上方。

其中在上述步骤中，包括调整该透明滤镜底部的曲度以相对应于该蓝光光源顶部的曲度。

其中在上述步骤中，包括利用双色射出成型技术将该荧光层形成于该透明滤镜的底部。

其中在上述步骤中，包含以钆(Gd)取代钇，或以镓(Ga)取代铝于该含铈的钇铝石榴石荧光粉。

其中在上述步骤中，更包括设置一反射组件于该透明滤镜的周围。

因此借本发明能确实产生不同色温的白光，并非借由多个滤镜、也非由多组不同光源混光而成，所能产生的特点及功能如下：

一、本发明的照明用具只需更换具不同荧光粉成份的透明滤镜配合蓝光光源，即可产生不同色温，制造过程非常便利，并且不会增加照明用具的体积。

二、本发明中该透明滤镜覆盖且贴合于蓝光光源上方，且可具有多种外形，不仅更换容易且用途广泛。

三、本发明借由控制该透明滤镜中的荧光粉的成份及份量，可准确并大量生产不同波长黄光的透明滤镜，不仅可简单控制色温，并且容易生产及组装。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims

1、一种可调整色温的照明用具，其特征在于，包括：

一蓝光光源；及

一透明滤镜，设置于该蓝光光源上方，该透明滤镜披覆一具有含铈的钇铝石榴石型荧光粉的荧光层。

2、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该蓝光光源为一蓝光发光二极管。

3、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该蓝光光源为超过1瓦的蓝光发光二极管。

4、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该含铈钇铝石榴石型荧光粉，以钆取代钇，借此得到偏红的黄光。

5、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该含铈钇铝石榴石型荧光粉，以镓取代铝，借此得到偏蓝的黄光。

6、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该透明滤镜底部的曲度相对应于该蓝光光源顶部的曲度。

7、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该荧光层设置于该透明滤镜的底部。

8、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该荧光层为双色射出成型于该透明滤镜的底部。

9、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该透明滤镜的顶部设有数凸透部。

10、如权利要求9所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该透明滤镜顶部进一步向下凹设一柱形凹槽，该柱形凹槽的底部形成有数凸透部且位于该荧光层的上方。

11、如权利要求9所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该透明滤镜周围设有一反射组件。

12、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该透明滤镜为一平板形透镜。

13、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该透明滤镜为一柱形透镜。

14、如权利要求1所述的可调整色温的照明用具，其特征在于，该透明滤镜为一可转动的圆盘形透镜，其中该圆盘形透镜分成数个区块各设有一不同成份的钇铝石榴石荧光粉的荧光层。

15、一种调整照明用具色温的方法，其特征在于，包括下列步骤：

提供一蓝光光源；

提供一透明滤镜；

形成一荧光层于该透明滤镜内，其中该荧光层具有含铈的钇铝石榴石荧光粉；及

设置该透明滤镜于该蓝光光源上方。

16、如权利要求15所述的调整照明用具色温的方法，其特征在于，更包括调整该透明滤镜底部的曲度以相对应于该蓝光光源顶部的曲度。

17、如权利要求15所述的调整照明用具色温的方法，其特征在于，更包括一利用双色射出成型技术将该荧光层形成于该透明滤镜的底部。

18、如权利要求15所述的调整照明用具色温的方法，其特征在于，更包括设置一反射组件于该透明滤镜的周围。

19、如权利要求15所述的调整照明用具色温的方法，其特征在于，包含以钆取代钇于该含铈的钇铝石榴石荧光粉。

20、如权利要求15所述的调整照明用具色温的方法，其特征在于，包含以镓取代铝于该含铈的钇铝石榴石荧光粉。