[发明专利]模拟自然光光谱的方法及由其所获得的装置

说明书

技术领域

本发明是有关于提供一种模拟自然光光谱的技术，尤其是指一种透过较低波长发光二极管激发较高波长荧光粉的发光二极管，使其荧光粉可模拟自然光光谱中较长波长的区域，再利用不同波长的光二极管补强低于较低波长发光二极管的光谱区域与较低波长发光二极管与较高波长荧光粉的发光二极管的光谱间波谷的区域，而达到模拟自然界各种不同状态下的自然光光谱的目的的以一至数种不同波长的发光二极管搭配有荧光粉的发光二极管高效模块模拟自然光光谱的方法。

背景技术

一般的人工光源只提供偏橙、绿、靛三波段的颜色，容易使人的眼睛或身体感到疲劳，甚至产生眼睛疾病，而全光谱光源经棱镜折射可分析出七色可见光谱，光谱较白冷荧光灯完整，让人轻松阅读无负担，并可有效改善因缺乏日照引起的季节性情绪失常，而现在全光谱光源已经成为健康照明的指标。

传统使用发光二极管模拟自然光(全光谱光源)，是使用红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)等三原色或者再加上黄色(Y)配色以模拟自然光的颜色。后来有以蓝光波长的发光二极管激发黄色或黄红色的荧光粉模拟成不同色温的自然光光谱，其他少数应用有利用上述含有荧光粉的发光二极管再加上蓝光及UV光的发光二极管模拟成更高色温的自然光。以上几种模拟方式都着重于人眼可感受只颜色配色为基础，亦即模拟颜色而非真正的自然光光谱，因此实际上有着极大的落差，若非是在高波长部分与自然光落差较大，就是在低波长区域落差较大、或是波谷部份落差较大；此外，不论是上述哪一种模拟方法皆无法同时模拟自然界各种不同气候、高度、海平面深度、地区以及时间的自然光。

因此，如何能提供一兼顾舒适并达到高效模拟自然光的目的的以数种不同波长的发光二极管搭配有荧光粉的发光二极管高效模块模拟自然光光谱的方法是发明人亟欲解决的课题。

发明内容

有鉴于以往自然光模拟方法的不完善，发明人经长时间不断的研究开发，终于研发出此种透过数种不同波长以及高波长荧光粉的发光二极管互相搭配、补强，而达到高效模拟自然光光谱的目的。

本发明以一至数种不同波长的发光二极管搭配有荧光粉的发光二极管高效模块模拟自然光光谱的方法，其是包括：一至多个发光二极管，其是具有数种不同波长；一至多个荧光粉发光二极管；以及一控制装置，其是用以控制上述发光二极管及荧光粉发光二极管的电流量或电压或两者。

本发明的主要目的在于通过上述的结构，透过较低波长发光二极管激发较高波长荧光粉的发光二极管，使其荧光粉可模拟自然光光谱中较长波长的区域，再利用不同波长的光二极管补强低于较低波长发光二极管的光谱区域与较低波长发光二极管与较高波长荧光粉的发光二极管的光谱间波谷的区域，而能模拟自然界各种不同状态下的自然光光谱，不仅利于各种不同生物所需的生长环境，且可达到视力保健与提高演色性的目的。

含有荧光粉的发光二极管通常有两个波峰值，其较高波长的部分适合用来模拟自然光相同波长范围的光谱，但通常自然光光谱的波峰值会在上述两个的间，所以可选择一至数个波峰值小于或等于上述两个波峰值的间的发光二极管，再选用一至数个不同波长的发光二极管，并透过控制装置控制调节其电流量以及电压值。以往模拟自然光装置皆以人眼感受的颜色基础下进行配光配色，但大自然环境中有各种不同的生物，其中，有许多生物视觉函数与人眼不同，有些生物需要进行光合作用，有些会利用自然光的特殊波长进行其他所需的化学作用，每一种生物都有其不同波长的光的需求，这与所视颜色无关。本发明模拟自然光能提供单一、节能且高效能与自然光光谱相似度极高的光源，并能利用简单的控制装置来调节，而模拟成各种不同状态下的自然光光谱，对于室内培育各种生物将有莫大的帮助，且应用范围更加广泛。

除此之外，本发明模拟的光谱因于自然光极为相似，故其显色性会比目前其他光源装置佳。

本发明还提供一种由上述的一种以数种不同波长的发光二极管搭配有荧光粉的发光二极管高效模块模拟自然光光谱的方法所获得的装置。

为了能让审查员能更易于了解本发明的特点，请参阅本发明实施方式的说明。

附图说明

图1为本发明以数种不同波长的发光二极管搭配有荧光粉的发光二极管高效模块模拟自然光光谱的实施例；

图2至图5为各种立体光分布示意图；

图6为发光二极管光谱图；

图7为发光二极管不同驱动电流光谱示意图；

图8为使用各种荧光粉的白光光谱示意图；

图9为模拟0米海平面光谱示意图。

【主要元件符号说明】

10发光二极管