[发明专利]改进了颜色表现性的LED白光源

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进了颜色表现性的LED白光源。

背景技术

在许多应用中，使用颜色传感器，以提供物体颜色的测量。例如，在室内展示应用中，这样的传感器用于提供关于画样或织物颜色的颜色数据，所述颜色与被观察人所察觉的一样。一种颜色传感器利用具有已知输出光谱的光源以照亮物体，并使用测量物体反射光强度的多个光电检测器。每个光电检测器测量相应波长带的光强度。控制器处理光电检测器的输出，以提供当观察人观察物体时能察觉的颜色判断。例如，作为输出，可以提供再现了物体颜色的、光谱中红、蓝和绿区域的光强度。便宜的颜色传感器中所用的光源通常是发射白光的白炽灯。

发光二极管(LED)是替代传统光源(诸如白炽灯和荧光灯光源)的有吸引力的候选者。LED比传统光源具有更高的光转换效率和更长的寿命。但是，LED产生相对窄光谱带的光。因此，为了产生具有任意颜色的光源，必须利用具有多个LED的复合光源或具有一层磷光体的单个LED，该磷光体将部分LED光转换成具有其他光谱的光。

为了替代传统的白炽灯或荧光灯系统，需要基于LED的光源产生对于观察人而言为“白色”的光。呈白色的光源可以由覆盖有一层磷光体的蓝色LED构成，磷光体将部分蓝光转换成黄光。如果正确选择蓝光与黄光的比，得到的光源在观察人观察时将呈白色。

但是，当使用这样的光源照亮随后由观察人观察的景物时，观察人观察到的景物与使用白炽光或太阳光作为光源时观察到的景物显著不同。具体而言，景物中物体的颜色看起来与在白炽光或太阳光下看到的不同。为了再现用光源以与当景物在白炽光或太阳光照时所察觉的颜色相符的方式照亮的景物中观察到的颜色，“白色”光源必须在约400nm到约600nm之间的可见波长上或多或少恒定的光谱。一般的磷光转换光源所产生的光谱缺少光谱的绿色和红色部分强度。因此，这样的白色光源在颜色传感器中工作较差。

原理上，可以利用不同的磷光体成份，以改进上述的磷光转换光源的颜色表现能力。但是，灯的设计者没有可以任意选择的磷光体组。具有足够光转换效率的传统磷光体数目有限。这些磷光体发射的光谱不容易改变。此外，光谱比理想情况下要少，因为随波长变化而发射的光不是恒定的。因此，即使组合几个磷光体，也不能获得理想的白色光源。

另外，光转换效率是光源设计的重要因素。为了便于讨论，光源的光转换效率被定义为光源消耗每瓦电能所产生的光的量。目前使用的磷光转换光源可获得的转换效率高于产生白色光的荧光灯的效率。光转换效率取决于具体的磷光体以及照亮磷光体的LED的转换效率。因此，设计者在选择不同磷光体成分时还面临进一步限制。

发明内容

本发明包括一种光源，其产生具有输出光谱的光，该光源包括第一、第二LED和磷光体层。第一LED发射处于对磷光体进行激发的波长的光，其发射具有第一LED光谱的光。磷光体层被定位成将第一LED发射的光的一部分转换成具有磷光体光谱的光。第二LED发射第二LED光谱的光。第一LED和第二LED被通电，使得输出光谱包括第一LED光谱、第二LED光谱和磷光体光谱，并且使得与第一LED光谱或第二LED光谱或磷光体光谱相比，输出光谱在450nm和650nm之间随着波长而变化的强度更加恒定。在本发明的一个方面中，第一LED发射400nm至500nm之间波长的光，磷光体将部分光转换成500nm至650nm之间波长的光。第二LED光谱包括580nm到680nm之间和/或480nm到500nm之间的波长带。

附图说明

图1图示由一般磷光转换白色光源产生的光谱。

图2图示当将中心波长约为500nm的蓝色-绿色LED添加到光谱如图1所示的白色光源时获得组合光谱。

图3图示通过将三个LED添加到如图1所示的白色光源而获得的光谱。

图4是现有技术磷光转换白色光源的剖视图。

图5是根据本发明一个实施例的光源的剖视图。

图6是根据本发明的光源另一实施例的剖视图。

图7图示根据本发明一个实施例的颜色传感器。

具体实施方式