TW201231880A - LED lamp for producing biologically-corrected light - Google Patents

Description

.201231880 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明/步及一種光源’具體地涉及一種用於產生生物 學校正光的發光二極體（led)燈。 t 【先前技術】 视黑激素疋松果腺在仪間分泌的激素β魏黑激素調節 睡眠模式並幫助保持身體的生理節奏。褪黑激素的抑制會 引起睡眠紊亂，打亂生理節奏，並且還會引起諸如高血壓 、心臟病、糖尿病和/或癌症的病症。已經證實藍光以及複 色光的藍光分量可抑制褪黑激素的分泌。此外，已經證實 褪黑激素抑制是有波長依賴性的’並且在約420nm與約 480nm之間的波長處達到峰值。由此，當使用具有藍光 (420nm-480nm)分量的複色光源時，受到睡眠紊亂或生理 節奏混亂困擾的個體會繼續加劇他們的病症。 圖1的曲線A圖示褪黑激素抑制的作用光譜。如曲線 A所示，在約460nm的波長附近出現預測的最大抑制。換 言之，具有約420nm與約480nm之間的光譜分量的光源 被認為會引起褪黑激素抑制。圖彳還示出了常規光源的光 譜。例如，曲線B示出了白熾光源的光譜。如曲線B所證 明的那樣，因為白熾光源缺少主要的藍光分量，故白熾光 源引起少量的褪黑激素抑制。圖示螢光光源光譜的曲線c 不出了主要的藍光分量。由此，預測螢光光源比白熾光源 引起更多的褪黑激素抑制。圖示白光發光二極體（LED)光源 光譜的曲線D示出了比螢光或白熾光源更大量的藍光分量 3 201231880 。由此’預測白光led光源比螢光或白熾光源引起更多的 褪黑激素抑制。對於有關光的生理節奏效應的其他背景， 參考以下出版物，這些出版物的全部内容通過引用被併入 本文：

Figueiro 等，“ Spectral Sensitivity of the Circadian System，” Lighting Research Center,可在以下網址獲得 http://www.lrc.rpi.edu/programs/lightHealth/pdf/spectralS ensitivity.pdf。

Rea 等，“Circadian Light,” Journal of Circadian Rhythms, 8:20 (2010)。

Stevens, R.G., K Electric power use and breast cancer; a hypothesis, American Journal of

Epidemiology, 125:4, 556-561 頁（1987)。

Veitch 等，“ Modulation of Fluorescent Light: Flicker Rate and Light Source Effects on Visual

Performance and Visual Comfort。 由於勞光光源（如’緊凑型螢光燈泡）和白光led光源 取代了曾經普遍存在的白織燈泡，所以更多個體可能開始 受到睡眠紊亂、生理節奏紊亂及其他的生物系統混亂的困 擾。一種解決方案可以是簡單地過濾掉光源中全部的藍光 分量（420nm-48〇nm)。然而，這種過於簡單的方法可能會 產生具有不可接受的顯色性質的光源，並可能對使用者的 明視響應產生負面影響。所需要的是具有商業可接受的顯 色性質的LED光源，這種LED光源產生最小的德黑激素抑 4 .201231880 制，並因此對自然睡眠和其他的生物系統具有最小的影響 【發明内容】 本發明提供-種用於產生生物學校正光的發光二極體 (LED)燈的示例性實施例。在一個實施例中，LED燈包括彩 色濾光片，所述彩色濾光片對燈的LED晶片所產生的光進 行修改，以增強光譜對立性並使褪黑激素抑制最小化。在 這種情況下，所述燈使其可能對使用者所產生的生物學影 響最小化1當地設計所述LED燈以產线樣的生物學校 正光’而同時仍然保持商業可接受的色溫和商業可接受的 顯色性質。因此本發明提供了製造這種燈的方法以及等效 的燈和等效的製造方法。 【實施方式】 以下對附圖的詳細描述參照圖示了產生生物學校正光 的led燈的示例性實施例的附圖。其他實施例也是可能的 〇在不脫離本發明的主旨和範圍的情況下可以對實施例進 行修改。因此，以下的詳細描述不用於限定。 圖2是根據本發明提出的一個實施例的led燈（或燈泡 )1〇〇的立體圖。如圖2所示，LED燈1〇〇包括底座11〇、 散熱器120和光學元件]30。如以下將要描述的，led燈 1〇〇還包括-個或更多個LED晶片以及LED燈1〇〇内的專 用電路。LED⑨⑽設計為產生生物學校正光。術語“生 5 201231880 物學校正光”是指“被修改為限制對使用者的生物學影響 或使對使用者的生物學影響最小化的光”。術語“生物學 影響”是指“光源對自然產生的功能或過程所造成的任何 影響或改變”。例如，生物學影響可以包括激素分泌或抑 制（如褪黑激素抑制）、對細胞功能的改變、自然過程的刺激 或混亂、細胞突變或操縱等。 底座11 〇優選為愛迪生型旋入式殼體。底座11 〇優選 由諸如鋁的導電材料製成。在可選的實施例中，底座110 可以由其他的導電材料，如銀、銅、金、導電合金等製成 。内部的電引線（圖中未示）與底座110連接，以用作標準 燈插座的接觸件（圖中未示 如現有技術中已知的，LED晶片的耐久性通常受到溫 度的影響。由此，散熱器120及其等效結構用作使LED燈 1〇〇内的一個或更多個LED晶片散熱的部件。在圖2中， 散熱器120包括散熱片以增大散熱器的表面積。可選地， 散熱器120可以形成為具有用於將熱量從LED燈彳〇〇内的 led晶片引開的任何構造、尺寸或形狀。散熱器12〇優選 由導熱材料，如鋁、銅、鋼等製成。 光學元件130設置為包圍LED燈彳〇〇内的LED晶片 β如本文所使用的，術語“包圍，，或“周圍，，是指部分或 完全地封裝。換言之，光學元件130通過部分或完全地覆 蓋一個或更多個LED晶片使得一個或更多個l_ed晶片所產 生的光穿透光學元件130的方式來包圍LED晶片。在示出 的實施例中，光學元件130採用球形的形狀。但是，光學 凡件130也可以形成為具有其他形式、形狀或尺寸。在一 6 .201231880 個實施例中’通過併入如美國專利n〇 7,319,293(本文通過 引用包括該專利的全部内容）中描述的漫射技術，光學元件 130用作光學漫射元件。在這一實施例中，光學元件13〇 及其等效結構用作使練LED晶片漫射的部件。在可選的 實施例中，光學元件彳30可以由光漫射塑膠製成，可以包 括光/λ射塗層，或可以具有附著或包埋在其中的漫射顆粒 〇 在一個實施例中，光學元件13〇包括應用於其的彩色 濾光片。彩色濾光片可以位於光學元件】3〇的内表面或外 表面上。彩色濾光片用於修改從一個或更多個LED晶片輸 出的光。彩色濾光片對光進行修改以增強光譜對立性，並 由此使光的生物學影響最小化，同時保持商業可接受的顯 色特性。注意，根據本發明的彩色濾光片設計成不僅僅是 簡單地過渡掉來自LED晶片的藍光分量。而是彩色渡光片 被配置成利用光譜對立性，所述光譜對立性即來自光譜中 的一部分的波長激發回應而來自另一部分的波長抑制回應 的現象。 例如，最近的研究已經表明光譜對立性可促使光的特 定波長使藍光所導致的褪黑激素抑制無效。由此，發明人 已經發現通過設計一種過濾LED晶片的藍光分量中的一些（ 即，不是全部）而同時增加黃光分量（黃光是藍光的光譜對立 部分）的彩色濾光片，能夠將LED燈設計成保持商業可接受 的顯色性質，而同時使LED燈的生物學影響最小化。通過 使生物學影響（例如降低褪黑激素抑制）最小化，LED燈能 夠為遭受睡眠紊亂、生理節奏混亂和其他的生物系統混亂 201231880 的人提供緩解。 圖3是LED燈1〇〇的分解圖，其示出了燈的内部部件 。如圓所示，除了上述部件外，LED燈100還至少包括殼 體115、印刷電路板（PCB)117、—個或更多個led Λ Λ Λ 曰曰/ϊ 2〇〇、保持件彳25、彈簧接線器127和螺絲129。 印刷電路板117包括對一個或更多個LED晶# 2〇〇進 行供電、驅動和控制的專用電路。印刷電路板117至少包 括驅動電路和電源電路。印刷電路板117上的電路用作驅 動LED晶片200的裝置。在一個實施例中，驅動電路被配 置為以頻率大於200Hz的紋波電流驅動LED晶片2〇(^選 擇頻率200Hz以上的紋波電流是為了避免可能由頻率 200Hz以下的紋波電流引起的生物學影響。例如研究已 經表明一些個體對200Hz以下的光閃爍敏感，並且在一些 情況下感到嚴重的頭痛、痙攣等。 s在本文中使用時，LED晶片”廣義地包括可以經 處理的（例如用塗覆的螢光粉）或未經處理的、經過封裝的灰 未經封裝或者具有反射器或不具有反射器的LED裸片。然 而，在示出的實施例中，LED晶片200為具有多個塗覆了 螢光粉的藍光泵浦（約465nm)LED裸片的“白光|_ED晶片 。在另一個實施例中，LED晶片200為具有多個塗覆了 螢光粉的藍光泵浦（約450nm)LED裸片的白光LED晶片。 在可選的實施例中，LED晶片200採用石榴石基螢光粉， 如妃铭石權石（YAG)或二元YAG螢光粉，正石夕酸鹽基螢光 粉或量子點以產生白光。在一個實施例中，LED晶片200 發出的光具有約2500K與2900K之間的色溫，更優選為約 8 .201231880 2700K。 圖4至圖7是LED燈100中的一部分的分解圖。圖4 至圖7示出了如何組裝LED燈1〇〇。如圖4中所示，將底 座11 〇粘結或壓接到殼體11 5上。將印刷電路板11 7安裝 在殼體115内。可以使用絕緣和/或灌注化合物（圖申未示） 來保護殼體11 5内的印刷電路板11 7 ^印刷電路板11 7上 的電引線（圖中未示）與底座11〇耦接，以形成1_日[：)燈1〇〇 的電輸入線》 如圖5所示，散熱器12〇設置在殼體115周圍。如圖 6所示，兩個LED晶片200安裝在散熱器12〇上，並通過 保持件125保持在位。雖然示出的是兩個LED晶片2〇〇， 但是可選的實施例可以包括任何數量的LED晶片（即一個或 更多個）°螺絲129用於將保持件125固定到散熱器12〇 上。螺絲129可以是現有技術中任何已知的螺絲（例如M2 Plastite塑膠螺絲卜彈簧接線器127用於使led晶片2〇〇 與印刷電路板117上的驅動電路連接^在可選的實施例中 ’可以在不使用保持件125、螺絲129或接線器π的情 況下直㈣LED晶片2G_裝的或未封裝的）與散熱器 120連接。如圖7所示，然後將光學元件i3Q安裝 到散熱器120上。 圖8表示根據本發明一個實施例的彩色滤光片的最佳 率曲線°發明人已經發現圖8的透射率曲線提供了辦 強的先譜對立性，這使生物學影響最小化，同時保持商； 可接受的顯色指數。例如’將具有圖8的透射率曲線的彩 色濾光片應用到LED燈1 〇〇上會產生 " 注王具有70以上、優選 201231880 80以上的顯色指數以及約2700K與約3500K之間、優選 約301 5K的色溫的燈。在一個實施例中，LED燈100不產 生UV光。在一個實施例中，LED燈100產生400-800流 明。 在一個實施例中，彩色濾光片為ROSCOLUX #87淡黃 綠色彩色濾光片。在可選的實施例中，彩色濾光片具有約 85%的總透射率、約38微米的厚度，並且由深度染色的聚 酯膜製成。 在又一個實施例中，根據下表，彩色濾光片在一個或 更多個波長處具有+/-1 〇%以内的透射率百分比： 波長 透射率(％) 360 59 380 63 400 60 420 50 440 45 460 53 480 75 500 78 520 79 540 78 560 77 580 74 600 71 620 67 640 63 660 61 680 60 700 64 720 74 740 81 圖1 0圖示根據本發明一個實施例的彩色濾光片的最佳 透射率曲線。發明人已經發現圖10的透射率曲線提供增強 10 201231880 的光譜對立性，這使生物學影響最小化，同時保持商業可 接受的顯色指數。 在一個實施例中，彩色濾光片為ROSCOLUX #4530 CALCOLOR 30黃色彩色濾光片。在可選的實施例中，濾 光器具有約75%的總透射率、約50微米的厚度，並且由深 度染色的聚酯膜製成。 在又一個實施例中，根據下表，彩色濾光片在一個或 更多個波長處具有+/-1 0%以内的透射率百分比： 波長 透射率(％) 360 66 380 64 400 49 420 30 440 22 460 35 480 74 500 81 520 84 540 85 560 85 580 85 600 86 620 86 640 86 660 86 680 86 700 86 720 86 740 87 在又一個實施例中，提供一種具有多個藍光泵浦的 LED晶片的生物學校正LED燈。所述LED晶片可以具有 約450nm的峰值發射。所述燈還包括彩色濾光片，彩色濾 光片被配置成使450nm的發射減弱並提供複色輸出，所述 11 201231880 複色輸出具有在以下波長處的峰值發射：在約475nm處具 有約25nm的半峰寬度；在約500nm處具有約3〇nm的半 峰寬度；和/或在約590nm與約625nm之間的峰值具有約 20nm的半峰寬度。 當在本文中使用時，“用於增強光輸出的光譜對立性 以限制光輸出的生物學影響的裝置，，應當包括本文所描述 的彩色濾光片的實施例及其等同物。例如，具有等效的透 射特性的彩色濾光片可以由吸收性或反射性塗層、薄膜， 本體著色的聚碳酸酯膜，深度染色的聚酯膜’表面塗覆的 膜等材料製成。在可選的實施例中，可以將著色物直接注 入到光學元件中，從而產生透射過濾作用。在另一個可選 的實施例中，可以採用螢光粉和/或量子點作為“用於增強 光輸出的光譜對立性以限制光輸出的生物學影響的裝置，， 。例如，可以對藍光LED泵應用綠色轉換型和紅色轉換型 螢光粉，從而產生圖9的曲線E中所描繪的光譜（在下文中 討論）。 具有例如在圖8和圖1 〇中示出的透射率曲線的彩色濾 光片及其等同物還使生理節奏與明視比最小化。由此，本 文所描述的彩色濾光片及其等同物用作使燈的生理節奏與 明視比最小化的部件。術語“生理節奏與明視比,，被定義 為“褪黑激素抑制性光與總的光輸出的比”。更具體而言 ，生理節奏與明視比可以被計算為如下定義的無單位比值

P $其中 p=0_ 12 201231880 並且其中 在個實施例中，將Κ1設定為等於κ2 » Ρ Λ為光源的 光譜功率分佈。C(A)是生理節奏函數（在以上引用的

Hgueiro等和Rea等的出版物中提出的)βν(λ)是明視光 效函數（在以上引用的Fjguei「。等和闩的冑的出版物中提 出的）。在—個實施例中，根據本發明製造的LED燈具有約 〇.1〇以下的生理節奏與明視比，更優選為約〇_〇5以下的生 理節奏與明視比，最優選為〇生理節奏與明視比（即不產生 褪黑激素抑制性光，即使所述燈產生可檢測到的量的總光 輸出）。經過對比，發明人已經發現2856K白熾光源的生理 節奏與明視比為約〇_138;白光LED的生理節奏與明視比 為約0.386;以及螢光光源的生理節奏與明視比為約〇.556 〇 圖9圖示了圖1所示的與預測的褪黑激素抑制作用光 谱比較的常規光源的光譜，並且還包括根據本發明一個實 施例的LED燈的光譜（曲線e)。如曲線E所示，根據本發 明的彩色濾光片不必過濾掉LED晶片的全部藍光分量。事 實上’曲線E示出了在約450nm處的藍色分量尖峰。然而 ’通過以光譜對立性來進行補償，彩色濾光片使光的生物 學影響最小化。換言之，將彩色濾光片設計成增加黃光分 里’黃色分量是藍光的光譜對立部分。由此，所產生的光 源能夠保持商業可接受的顯色性質，同時使生物學影響最 小化。 實例 13 201231880 以下篇幅用作上述系統的實施例的實例。除非另有明 確說明’所提供的實例是預測的實例。 實例1 在一個實例中，提供一種生物學校正LED燈，包括： 殼體，設置在殼體内的驅動電路；與驅動電路電耦接並由 驅動電路驅動的多個led晶片，其中所述多個LED晶片產 生光輸出；以及包圍所述多個LED晶片的光學元件。光學 兀件具有應用於其的彩色濾光片。彩色濾光片被配置成增 強光譜對立性，以由此降低所述多個LED晶片的光輸出的 褪黑激素抑制生物學影響。 在一個實施例中’燈還包括設置在殼體周圍的散熱器 0 在一個實施例中，燈的驅動電路被配置成以頻率大於 200Hz的紋波電流驅動多個LED晶片。 在一個實施例中，多個LED晶片為藍光泵浦的白光 LED晶片。在一個實施例中，多個LED晶片的光輸出具有 約2500K與約2900K之間的色溫。在另一個實施例中，多 個LED晶片的光輸出具有約27〇〇κ的色溫。 在一個實施例中，燈具有7〇以上的顯色指數以及約 2700Κ與約3500Κ之間的色溫。 實例2 在另一個實例中，提供一種生物學校正LED燈’包括 ’殼體’ §5:置在殼體内的驅動電路；與驅動電路電耦接並 由驅動電路驅動的多個l_ED晶片，其中所述多個LED晶片 產生光輸出；以及包圍所述多個led晶片的光學元件。光 201231880 學元件具有應用於其的彩色濾光片。彩色濾光片被配置成 增強光譜對立性，以由此降低所述多個LED晶片的光輪出 的褪黑激素抑制效應。彩色濾光片具有約85%的總透射率 、約38微米的厚度，並且由深度染色的聚酯膜製成。 在一個實施例中’燈還包括設置在殼體周圍的散熱器 〇 在一個實施例中，多個LED晶片為藍光泵浦的白光 LED晶片《在實施例中，多個LED晶片的光輸出具有約 2500K與約2900K之間的色溫。在另一個實施例中，多個 LED晶片的光輸出具有約2700K的色溫。 在一個實施例中，燈具有7 〇以上的顯色指數以及約 2700K與約3500K之間的色溫。 實例3 在另一個實例中，提供一種生物學校正LED燈，包括 :殼體；設置在殼體内的驅動電路；與驅動電路電耦接並 由驅動電路驅動的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片 產生光輸出；以及包圍所述多個LED晶片的光學元件。光 學元件具有應用於其的彩色濾光片。彩色濾光片被配置成 增強光譜對立性’以由此降低所述多個LED晶片的光輸出 的褪黑激素抑制效應。彩色濾光片具有聚對苯二甲酸乙二 酵酯基底》 在一個實施例中，燈還包括設置在殼體周圍的散熱器 〇 在一個實施例中，燈的驅動電路被配置成以頻率大於 200Hz的紋波電流驅動多個LED晶片。 15 201231880 在一個實施例中，多個LED晶片為藍光泵浦的白光 LED晶片。在實施例中’多個LED晶片的光輸出具有約 2500K與約2900K之間的色溫。在另一個實施例中，多個 LED晶片的光輸出具有約2700K的色溫。 在一個實施例中，燈具有70以上的顯色指數以及約 2700K與3500K之間的色溫。 實例4 在第四個實例中，提供一種生物學校正LED燈，包括 :殼體；設置在殼體内的驅動電路；與驅動電路電耗接並 由驅動電路驅動的多個LED晶片’其中所述多個LED晶片 產生光輸出；以及包圍所述多個LED晶片的光學元件。光 學元件具有應用於其的彩色濾光片。彩色濾光片被配置成 增強光譜對立性’以由此降低所述多個LED晶片的光輸出 的视黑激素抑制效應。彩色濾光片為R〇SC〇LUX #87淡黃 綠色彩色濾光片。 在一個實施例中，燈還包括設置在殼體周圍的散熱器 〇 在一個實施例中，燈的驅動電路被配置成以頻率大於 200Hz的紋波電流驅動多個LED晶片。 在一個實施例中，多個LED晶片為藍光泵浦的白光 LED晶片。在實施例中，多個LED晶片的光輸出具有約 2500K與約2900K之間的色溫。在另一個實施例中，多個 LED晶片的光輸出具有約27〇〇κ的色溫。 在一個實施例中，燈具有70以上的顯色指數以及約 2700Κ與3500Κ之間的色溫。 16 201231880 實例5 在又一個實例中’提供一種生物學校正LED燈，包括 .殼體，設置在殼體内的驅動電路；與驅動電路電輕接並 由驅動電路驅動的多個L E D晶片，其中所述多個E D晶片 產生光輸出；以及包圍所述多個LED晶片的光學元件。光 學元件具有應用與其的彩色濾光片。彩色攄光片被配置成 增強光谱對立性，以由此降低所述多個L E D晶片的光輸出 的褪黑激素抑制效應。彩色濾光片在約440nm的波長處具 有約45%的透射率’在約460nm波長下具有約53〇/〇的透射 率’在約480nm波長處具有約75%的透射率，在約 560nm的波長處具有約77%的透射率，在約580nm的波 長處具有約74%的透射率’並且在約600nm的波長處具有 約71 %的透射率。 在一個實施例中，燈還包括設置在殼體周圍的散熱器 〇 在一個實施例中，燈的驅動電路被配置成以頻率大於 200Hz的紋波電流驅動多個|_ED晶片。 在一個實施例中，多個LED晶片為藍光泵浦的白光 LED晶片。在實施例中，多個|_ED晶片的光輸出具有約 2500K與約2900K之間的色溫。在另一個實施例中，多個 LED晶片的光輸出具有約2700K的色溫。 在一個實施例中，燈具有70以上的顯色指數以及約 2700K與3500K之間的色溫。 實例6 在另一個實例中，提供一種燈，包括：殼體；設置在 17 201231880 殼體内的驅動電路；與驅動電路電耦接並由驅動電路驅動 以產生光輸出的至少一㈣LED晶片；以及用於增強光輸出 的光4對立性以限制光輸出的生物學影響的裝置。生物學 影響可以疋槐黑激素抑制、生理節奏混亂或任何其他的生 物系統混亂》 在一個貫施例中，燈的驅動器被配置成以頻率大於 200Hz的紋波電流驅動LED晶片。 在一個實施例中’用於增強光輸出的光譜對立性以限 制光輸出的生物學影響的裝置被配置成使得燈產生具有約 2700K與3500K之間的色溫的合成光輸出。在一個實施例 中’用於增強光輸出的光譜對立性以限制光輸出生物學影 響的裝置被配置成以使得燈產生具有7〇以上顯色指數的合 成光輸出。在實施例中，用於增強光輸出的光譜對立性以 限制光輸出的生物學影響的裝置被配置成使得燈產生約 〇·〇5以下的生理節奏與明視比。 在一個實施例中’燈還包括設置在殼體周圍的散熱器 實例7 在又一個實例中，提供一種生物學校正LED燈，所述 燈具有70以上的顯色指數以及約2700K與3500K之間的 色溫’其中所述燈產生增強光譜對立性的光譜功率分佈， 以由此使褪黑激素抑制最小化。所述燈包括：底座；與底 座連接的殼體；設置在殼體内並具有與底座連接的電引線 的電源電路；設置在殼體内並與電源電路電輕接的驅動電 路；設置在殼體周圍的散熱器；與驅動電路電耦接並由驅 18 201231880 動電路驅動的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片與散 熱器耦接，其中所述多個LED晶片為產生具有約2700K色 溫的光的藍光泵浦的白光LED晶片，並且其中驅動電路被 配置成以頻率大於200Hz的紋波電流驅動所述多個LED晶 片；以及安裝在散熱器上並包圍所述多個LED晶片的光學 漫射元件，其中所述光學漫射元件具有應用於其的彩色濾 光片，並且其中所述彩色濾光片被配置成增強光譜對立性 ，以由此降低從所述多個LED晶片輸出的光的褪黑激素抑 制效應。 實例8 在又一個實例中，提供一種生物學校正led燈，所述 燈具有70以上的顯色指數以及約2700K與3500K之間的 色溫，其中所述燈產生增強光譜對立性的光譜功率分佈， 以由此使褪黑激素抑制最小化。所述燈包括：底座；與底 座連接的殼體；設置在殼體内並具有與底座連接的電引線 的電源電路；設置在殼體内並與電源電路電耦接的驅動電 路；設置在殼體周圍的散熱器；與驅動電路電耦接並由驅 動電路驅動的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片與散 熱器耦接，其中所述多個LED晶片為產生具有約2700K色 溫的光的藍光泵浦的白光LED晶片’並且其中驅動電路被 配置成以頻率大於200Hz的紋波電流驅動所述多個LED晶 片；以及安裝在散熱器上並包圍所述多個LED晶片的光學 漫射元件，其中所述光學漫射元件具有應用於其的彩色濾 光片，並且其中所述彩色濾光片被配置成增強光譜對立性 ，以由此降低從所述多個LED晶片輸出的光的褪黑激素抑 19 201231880 制效應。所述彩色濾光片具有約85%的總透射率、約38微 米的厚度，並且由深度染色的聚酯膜製成。 實例9 在又一個實例中，提供一種生物學校正LED燈，所述 燈具有70以上的顯色指數以及約2700K與3500K之間的 色溫，其中所述燈產生增強光譜對立性的光譜功率分佈， 以由此使褪黑激素抑制最小化》所述燈包括：底座；與底 座連接的殼體；設置在殼體内並具有與底座連接的電引線 的電源電路；設置在殼體内並與電源電路電耦接的驅動電 路；設置在殼體周圍的散熱器；與驅動電路電耦接並由驅 動電路驅動的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片與散 熱器耦接，其中所述多個LED晶片為產生具有約2700K色 溫的光的藍光泵浦的白光LED晶片，並且其中驅動電路被 配置成以頻率大於200Hz的紋波電流驅動所述多個LED晶 片；以及安裝在散熱器上並包圍所述多個LED晶片的光學 漫射元件’其中所述光學漫射元件具有應用於其的彩色濾 光片’並且其中所述彩色濾光片被配置成增強光譜對立性 ’以由此降低從所述多個LED晶片輸出的光的褪黑激素抑 制效應。所述彩色濾光片具有聚對苯二曱酸乙二醇酯基底 〇 實例10 在又一個實例中，提供一種生物學校正LED燈，所述 燈具有70以上的顯色指數以及約2700K與3500K之間的 色溫’其中所述燈產生增強光譜對立性的光譜功率分佈， 以由此使褪黑激素抑制最小化。所述燈包括：底座；與底 20 .201231880 座連接的殼體；設置在殼體内並具有與底座連接的電引線 的電源電路；設置在殼體内並與電源電路電耦接的驅動電 路；設置在殼體周圍的散熱器；與驅動電路電耦接並由驅 動電路驅動的多個led晶片，其中所述多個led晶片與散 熱器搞接’其中所述多個LED晶片為產生具有約2700 K色 溫的光的藍光泵浦的白光LED晶片，並且其中驅動電路被 配置成以頻率大於200Hz的紋波電流驅動所述多個|_ED晶 片；以及安裝在散熱器上並包圍所述多個LED晶片的光學 漫射元件，其中所述光學漫射元件具有應用於其的彩色濾 光片’並且其中所述彩色濾光片被配置成增強光譜對立性 ，以由此降低從所述多個led晶片光輸出的褪黑激素抑制 效應。所述彩色濾光片為ROSCOLUX #87淡黃綠色彩色漶 光片。 實例11 在一個實例中，提供一種生物學校正led燈，所述燈 具有70以上的顯色指數以及約2700K與3500K之間的色 溫’其中所述燈產生增強光譜對立性的光譜功率分佈，以 由此使褪黑激素抑制最小化。所述燈包括：底座；與底座 連接的殼體；設置在殼體内並具有與底座連接的電引線的 電源電路；設置在殼體内並與電源電路電耦接的驅動電路 ;設置在殼體周圍的散熱器；與驅動電路電耦接並由驅動 電路驅動的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片與散熱 器耦接，其中所述多個LED晶片為產生具有約2700K色溫 的光的藍光泵浦的白光LED晶片，並且其中驅動電路被配 置成以頻率大於200Hz的紋波電流驅動所述多個LED晶片 21 201231880 ;以及安裝在散熱器上並包圍所述多個LED晶片的光學漫 射元件，其中所述光學漫射元件具有應用於其的彩色濾光 片，並且其中所述彩色濾光片被配置成增強光譜對立性， 以由此降低從所述多個L E D晶片輸出的光的槐黑激素抑制 效應。所述彩色濾光片在約440nm的波長處具有約45%的 透射率，在約460nm的波長處具有約53%的透射率，在約 480nm的波長處具有約75%的透射率，在約560nm的波 長處具有約77%的透射率，在約580nm的波長處具有約 74%的透射率’並且在約600nm的波長處具有約71 %的透 射率" 實例12 在一個實例中，提供一種使白光LED燈所產生的生物 學影響最小化的方法，其中所述LED燈包括：殼體；設置 在殼體内的驅動電路；與驅動電路電耦接並由驅動電路驅 動的多個LED晶片’其中所述多個[ED晶片產生光輸出； 以及包圍所述多個LED晶片的光學元件。所述方法包括對 所述光學元件應用彩色濾光片，彩色濾光片被配置為增強 光§普對立性。所述方法還可以包括將驅動電路配置成以頻 率大於200Hz的紋波電流驅動所述LED晶片。 實例13 在另一個實例中，提供一種使白光l_ED燈所產生的生 物學影響最小化的方法，其中所& LED燈包括：殼體；設 置在殼體内的驅動電路；與驅動電路電耦接並由驅動電路 驅動的多個LED晶片’其中所述多_ led晶片產生光輸出 ’以及包圍所述多個LED晶片的光學元件。所述方法包括 22 .201231880 對光學元件應用彩色遽光片，所述彩色濾光片在約440n m 的波長處具有約45%的透射率，在約460nm波長下具有約 53%的透射率，在約480nm波長處具有約75%的透射率， 在約560nm的波長處具有約77%的透射率，在約580nm 的波長處具有約74%的透射率，並且在約600nm的波長處 具有約71 %的透射率。所述方法還可以包括將驅動電路配 置成以頻率大於200Hz的紋波電流驅動所述LED晶片。 實例14 在又一個實例中，提供一種增強LED燈的光譜對立性 的方法，包括：對所述LED燈應用ROSCOLUX #87淡黃 綠色彩色濾光片。 實例15 在一個實例中，提供一種生物學校正LED燈，包括： 殼體；設置在殼體内的驅動電路；與驅動電路電耦接並由 驅動電路驅動的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片產 生光輸出；以及包圍所述多個LED晶片的光學元件。光學 元件具有應用於其的彩色濾光片。彩色濾光片被配置成增 強光譜對立性，以由此降低從所述多個LED晶片輸出的光 的褪黑激素抑制效應。彩色濾光片可以具有約75%的總透 射率、約50微米的厚度，並且由深度染色的聚酯膜製成。 在一個實施例中，所述燈還包括設置在殼體周圍的散 熱器。 在一個實施例中，所述多個L E D晶片為藍光果浦的白 光LED晶片。在本實施例中’所述多個LED晶片的光輸出 具有約2500K與約2900K之間的色溫。在另一個實施例中 23 201231880 ，所述多個LED晶片的光輸出具有約27〇〇κ的色溫β 在一個實施例中，所述燈具有7 0以上的顯色指數以及 約2700Κ與約3500Κ之間的色溫。 實例16 在另一個實例中’提供一種生物學校正LED燈，包括 :殼體；設置在殼體内的驅動電路；與驅動電路電耦接並 由驅動電路驅動的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片 產生光輸出；以及包圍所述多個LED晶片的光學元件。光 學元件具有應用於其的彩色濾光片。彩色濾光片被配置成 增強光譜對立性’以由此降低所述多個led晶片的光輸出 的褪黑激素抑制效應。彩色濾光片為ROSCOLUX #4530 CALCOLOR30黃色彩色濾光片。 實例17 在一個實例中’提供一種生物學校正LED燈，所述燈 具有70以上的顯色指數以及約2700K與3500K之間的色 溫，其中所述燈產生增強光譜對立性的光譜功率分佈，以 由此使褪黑激素抑制最小化。所述燈包括：底座；與底座 連接的殼體；設置在殼體内並具有與底座連接的電引線的 電源電路；設置在殼體内並與電源電路電耦接的驅動電路 ;設置在殼體周圍的散熱器；與驅動電路電耦接並由驅動 電路驅動的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片與散熱 器耦接，其中所述多個LED晶片為產生具有約2700K色溫 的光的藍光泵浦的白光LED晶片，並且其中驅動電路被配 置成以頻率大於200Hz的紋波電流驅動所述多個LED晶片 :以及安裝在散熱器上並包圍所述多個LED晶片的光學漫 24 201231880 射元件，其中所述光學漫射元件具有應用於其的彩色濾光 片，並且其中所述彩色濾光片被配置成增強光譜對立性， 以由此降低從所述多個LED晶片輸出的光的褪黑激素抑制 效應。彩色濾光片在約440nm的波長處具有約22%的透射 率，在約460nm的波長處具有約35%的透射率，在約 480nm的波長處具有約74%的透射率，在約560nm的波 長處具有約85%的透射率，在約580nm的波長處具有約 85%的透射率’並且在約600nm的波長處具有約86%的透 射率。 實例18 在另一個實例中，提供一種使白光LED燈產生的生物 學影響最小化的方法，其中所述LED燈包括：殼體；設置 在殼體内的驅動電路；與驅動·電路電耦接並由驅動電路驅 動的多個LED晶片’其中所述多個LED晶片產生光輸出； 以及包圍所述多個LED晶片的光學元件。所述方法包括對 光學元件應用彩色濾光片，所述彩色濾光片在約44〇nm的 波長處具有約22%的透射率，在約460nm的波長處具有約 35%的透射率，在約480nm的波長處具有約74%的透射率 ’在約560nm的波長處具有約85〇/〇的透射率，在約 580nm的波長處具有約85〇/〇的透射率，並且在約6〇〇nm 的波長處具有約86%的透射率。所述方法還可以包括將所 述驅動電路配置成以頻率大於2〇〇Hz的紋波電流驅動所述 L E D晶片。 實例1 9 在又一個實例中，提供一種增強led燈的光譜對立性 25 201231880 的方法，包括：對所述LED燈應用ROSCOLUX #4530 CALCOLOR 30黃色彩色濾光片。 結論 出於說明和描述的目的，已經提供了前述的對本發明 的描述。這並不是窮盡性的或將本發明限定為所公開的精 確形式。根據以上教導’其他的修改和變化也是可能的。 選擇和描述這些實施例是為了最好地解釋本發明的原理及 其實際應用，以及由此使本領域技術人員能夠以各種實施 例以及適用於預想到的特定用途的各種變型來最好地利用 本發明。所附申請專利範圍應被解釋為包括本發明的其他 可選實施例，以及包括等效結構、部件、方法和裝置。 應當理解，用於解釋申請專利範圍的是具體實施方式 部分，而不是發明内容和摘要部分》發明内容和摘要部分 可以闡述發明人預想到的本發明的一個或更多個示例性實 施例’但不疋全部’因此，不應以任何方式限定本發明和 所附申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 包括在本發明中的附圖構成說明書的一部分。與文字 說明書一起，附圖還用於解釋根據本發明的LED燈的原理 ，以及使原屬技術領域具有通常知識者能夠製造和使用根 據本發明# led燈。在附圖中，相似的附圖標記表示相同 或功能相似的元件。 圖1圖示與複色光的預測褪黑激素抑制作用光譜相比 較的常規光源的光譜。 26 201231880 圖2是根據本發明提出的一個實施例的[ED燈的立體 圖0 圖3是圖2的LED燈的分解圖。 圖4疋圖2的LED燈中的一部分的分解圖。 圖5疋圖2的LED燈中的一部分的分解圖。 圖6是圖2的LED燈中的一部分的分解圖。 圖7是圖2的LED燈中的一部分的分解圖。 圖8圖示根據本發明提出的一個實施例的彩色濾光片 的最佳透射率曲線。 圖 圖示如圖 作 明 所示的與複色光的預測褪黑激素抑制 用光譜相比較的常規光源的光譜，並且 硬包括根據本發 提出的一個實施例的LED燈的光譜。 的彩色濾光片 圖10圖示根據本發明提出的一個實施例 的最佳透射率曲線。 【主要元件符號說明】 100 LED 燈 110底座 115殼體 11 7印刷電路板 120散熱器 125保持件 127彈簧接線器 129螺絲 130光學元件 200 LED晶片 27

Claims (1)

1. 201231880 七、申請專利範圍： 1. 一種生物學校正LED燈，具有70以上的顯色指數 以及約2700K與約3500K之間的色溫，其中所述燈產生增 強光譜對立性的光譜功率分佈，以由此使褪黑激素抑制最 小化，包括： 底座； 與所述底座連接的殼體； 設置在所述殼體内並具有與所述底座連接的電引線的 電源電路； 設置在所述殼體内並與所述電源電路電耦接的驅動電 路； 設置在所述殼體周圍的散熱器； 與所述驅動電路電耦接並由所述驅動電路驅動的多個 LED晶片’其中所述多個LED晶月與所述散熱器耦接，其 中所述多個LED晶片為產生具有約2700K色溫的光的藍光 泵浦的白光LED晶片，並且其中所述驅動電路被配置成以 頻率大於200Hz的紋波電流驅動所述多個LED晶片；以及 安裝在所述散熱器上並包圍所述多個led晶片的光學 漫射元件’其中所述光學漫射元件具有應用於其的彩色濾 光片’並且其中所述彩色濾光片被配置成增強光譜對立性 ’以由此降低從所述多個led晶片輸出的光的褪黑激素抑 制效應》 2_如申請專利範圍第1項所述的生物學校正led燈 ’其中所述彩色濾光片具有約85%的總透射率，約38微米 的厚度，並且由深度染色的聚酯膜製成。 28 .201231880 3. 如申請專利範圍第1項所述的生物學校正LED燈 ，其中所述彩色濾光片具有聚對苯二曱酸乙二醇酯基底。 4. 如申請專利範圍第1項所述的生物學校正LED燈 ，其中所述彩色渡光片為ROSCOLUX #87淡黃綠色彩色滤 光片。 5. 如申請專利範圍第1項所述的生物學校正LED燈 ，其中所述彩色濾光片在約440nm的波長處具有約45%的 透射率，在約460nm的波長處具有約53%的透射率，在約 480nm的波長處具有約75%的透射率，在約560nm的波 長處具有約77%的透射率’在約580nm的波長處具有約 74%的透射率，並且在約600nm的波長處具有約71〇/〇的透 射率。 6. —種生物學校正LED燈，包括： 殼體； 設置在所述殼體内的驅動電路； 與所述驅動電路電耦接並由所述驅動電路驅動的多個 LED晶片’其中所述多個LED晶片產生光輸出；以及 包圍所述多_ LED曰曰曰片的光學元件，其中所述光學元 件具有應用於其的彩色濾光片，並且其中所述彩色濾光片 被配置成增強光譜對立性，以由此降低所述多個LED晶片 的光輸出的生物學影響。 7. 如申請專利範圍第6項所述的生物學校正led燈 ’其中所述多個LED晶片為藍光泵浦的白光led晶片。 8. 如申請專利範圍第6項所述的生物學校正LED燈 ’其中所述bled晶片的光輪出具㈣25隱與約 29 201231880 2900K之間的色溫。 9.如申請專利範圍第6項所述的生物學校正LED燈 ’其中所述多個LED晶片的光輸出具有約2700K的色溫。 10_如申請專利範圍第6項所述的生物學校正LED燈 ’其中所述燈具有70以上的顯色指數。 11. 如申請專利範圍第6項所述的生物學校正led燈 ’其中所述燈具有約2700K與約3500K之間的色溫。 12. 如申請專利範圍第6項所述的生物學校正LED燈 ，還包括設置在所述殼體周圍的散熱器。 13. 如申請專利範圍第6項所述的生物學校正LED燈 ’其中所述彩色濾光片具有約85%的總透射率，約38微米 的厚度’並且由深度染色的聚酯膜製成。 14·如申請專利範圍第6項所述的生物學校正LED燈 ’其中所述彩色渡光片具有聚對苯二曱酸乙二醇§旨基底。 15_如申請專利範圍第6項所述的生物學校正|_ED燈 ，其中所述彩色濾光片為ROSCOLUX #87淡黃綠色彩色滤 光片。 16·如申請專利範圍第6項所述的生物學校正LED燈 ’其中所述彩色濾光片在約440nm的波長處具有約45%的 透射率’在約460nm的波長處具有約53%的透射率，在約 480nm的波長處具有約75%的透射率，在約560nm的波 長處具有約的透射率，在約580nm的波長處具有約 74%的透射率’並且在約600nm的波長處具有約71 %的透 射率。 17.如申請專利範圍第6項所述的生物學校正LED燈 30 201231880 ，其中所述驅動電路被配置成以頻率大於200Hz的紋波電 流驅動所述多個LED晶片。 18.如申請專利範圍第6項所述的生物學校正LED燈 ，其中所述燈不產生UV光。 19· 一種燈，包括： 殼體； 設置在所述殼體内的驅動電路； 與所述驅動電路電耦接並由所述驅動電路驅動以產生 光輸出的至少一個led晶片；以及 用於增強所述光輸出的光譜對立性以限制所述光輸出 的生物學影響的裝置。 20. 如申請專利範圍第19項所述的燈，其中所述生物 學影響為槐黑激素抑制。 21. 如申印專利範圍第IQ項所述的燈，其中所述驅動 電路被配置成以頻率大於2GGHz的脈動頻率驅動所述led 晶片。 22·如中請專利範圍帛19項所述的燈，其中所述用於 增強光輸出的光譜對立性以限制光輸出的生物學影響的裝 置被配置成使得所述燈產生具有約27〇〇κ與約細 的色溫的合成光輸出。 、 如申請專利範圍第19項所述的燈，其中所述用 增強先輸出的光譜對立性以限制光輸出的生物學 置成使得所述燈產生具有7〇以上的顯色指數的合 光輸出。 24. 如申請專利範圍第 19項所述的燈，其中所述用於 31 201231880 增強光輸出的光譜對立性以限制光輸出的生物學影響的裝 置被配置成使得所述燈產生〇.〇5以下的生理節奏與明視比 〇 25. 如申請專利範圍第1 9項所述的燈，其中所述用於 增強光輸出的光譜對立性的裝置為注入到光學元件中的著 色物，其中所述光學元件包圍所述至少一個LED晶片。 26. 如申請專利範圍第19項所述的燈，還包括設置在 所述殼體周圍的散熱器。 27. —種使白光LED燈所產生的生物學影響最小化的 方法’其中所述LED燈包括：殼體；設置在所述殼體内的 驅動電路；與所述驅動電路電耦接並由所述驅動電路驅動 的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片產生光輸出；以 及包圍所述多個LED晶片的光學元件，所述方法包括： 對所述光學元件應用彩色濾光片，所述彩色濾光片被 配置為增強光譜對立性》 28. 如申請專利範圍第27項所述的方法，還包括： 將所述驅動電路配置成以頻率大於200Hz的紋波電流 驅動所述LED晶片。 29. —種使白光LED燈所產生的生物學影響最小化的 方法，其中所述LED燈包括：殼體；設置在所述殼體内的 驅動電路；與所述驅動電路電耦接並由所述驅動電路驅動 的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片產生光輸出；以 及包圍所述多個LED晶片的光學元件，所述方法包括： 對所述光學元件應用彩色濾光片’所述彩色濾光片在 約440nm的波長處具有約45%的透射率，在約460n m的 32 201231880 波長處具有約53%的透射率，在約480nm的波長處具有約 75%的透射率，在約560nm的波長處具有約77%的透射率 ，在約580nm的波長處具有約74%的透射率，並且在約 600nm的波長處具有約71 %的透射率。 30. 如申請專利範圍第29項所述的方法，還包括： 將所述驅動電路配置成以頻率大於200Hz的紋波電流 驅動所述LED晶片。 31. —種生物學校正LED燈，包括： 殼體； 設置在所述殼體内的驅動電路； 與所述驅動電路電耦接並由所述驅動電路驅動的多個 LED晶片，其中所述多個LED晶片產生光輸出；以及 包圍所述多個LED晶片的光學元件，其中所述光學元 件具有應用於其的彩色濾光片，其中所述彩色濾光片被配 置成增強光譜對立性，以由此降低所述多個LED晶片的光 輸出的生物學影響，並且其中所述彩色濾光片具有約75% 的總透射率。 32. 如申請專利範圍第31項所述的生物學校正LED 燈，其中所述彩色濾光片為 ROSCOLUX #4530 CALCOLOR 30黃色彩色滤光片。 33. —種生物學校正LED燈，具有70以上的顯色指 數以及約2700K與約3500K之間的色溫，其中所述燈產生 增強光譜對立性的光譜功率分佈，以由此使褪黑激素抑制 最小化，所述LED燈包括： 底座； 33 201231880 與所述底座連接的殼體； 設置在所述殼體内並具有與所述底座連接的電引線的 電源電路； 設置在所述殼體内並與所述電源電路電耦接的驅動電 路； 設置在所述殼體周圍的散熱器； 與所述驅動電路電耦接並由所述驅動電路驅動的多個 LED晶片’其中所述多個LED晶片與所述散熱器耦接，其 中所述多個LED晶片為產生具有約2700K色溫的光的藍光 泵浦的白光LED晶片，並且其中所述驅動電路被配置成以 頻率大於200Hz的紋波電流驅動所述多個LED晶片；以及 安裝在所述散熱器上並包圍所述多個LED晶片的光學 漫射元件’其中所述光學漫射元件具有應用於其的彩色濾 光片，並且其中所述彩色濾光片被配置成增強光譜對立性 ，以由此降低從所述多個LED晶片輸出的光的褪黑激素抑 制效應’其中所述彩色濾光片具有約75%的總透射率。 34.如申請專利範圍第33項所述的生物學校正LED 燈，其中所述彩色濾光片為 ROSCOLUX #4530 CAL· CO LOR 30黃色彩色渡光片。 35·如申請專利範圍第33項所述的生物學校正LED 燈，其中所述彩色濾光片在約440nm的波長處具有約22% 的透射率’在約460nm的波長處具有約35%的透射率，在 約480nm的波長處具有約74%的透射率，在約56〇nm的 波長處具有約85%的透射率，在約580nm的波長處具有約 85%的透射率’並且在約600nm的波長處具有約86%的透 34 .201231880 射率。 a 36. -種使白光LED燈所產生的生物學影響最小化的 方法，其中所g LED燈包括：殼體；設置在所述殼體内的 驅動電路；與所述驅動電路電耦接並由所述驅動電路驅動 的多個LED晶片，其中所述多個LED晶片產生光輸出；以 及包圍所述多個LED晶片的光學元件，所述方法包括： 對所述光學元件應用彩色濾光片，所述彩色濾光片在 約440nm的波長處具有約22%的透射率，在約460nm的 波長處具有約35%的透射率，在約480nm的波長處具有約 74%的透射率，在約56〇nm的波長處具有約85%的透射率 ，在約58〇nm的波長處具有約85%的透射率，並且在約 600nm的波長處具有約86%的透射率。 八、圖式：（如次頁） 35