[发明专利]一种改进半导体照明方式以保护人类生殖与视力的方法

摘要

本发明公开了一种改进半导体照明方式以保护人类生殖与视力的方法，首次关联了日光灯中的蓝光对生殖的不良影响，通过与日光灯的光谱对比，得知目前以LED照明为主的半导体照明中的蓝光对生殖也会有不良的影响，并明确了对生殖影响的光谱主要范围及剂量参照。认为白炽灯的光谱才相对安全，当前半导体照明的“蓝光LED+荧光粉=白光”模式无法通过调低色温来根除其对生殖的负面影响，需对蓝光LED进行单独管控，为此，给出了用4到5种市面上的LED就可很好地模拟白炽灯及自然光光谱的方法，并认为晚上居家照明即便模拟白天自然光，也是会影响生殖；本发明为半导体照明提出了个性化，时段化，健康化，可监控化的照明新理念；半导体照明很快能满足这些要求。

主权项

一种改进半导体照明方式以保护人类生殖与视力的方法，包括由三种以上颜色LED合成白光的方法或由三种以上颜色OLED合成白光的方法，其特征在于：第一步：挑选LED种类，LED种类的数目计算方法是：设LED1的半峰宽为w1， LED2的半峰宽为w2，LED3的半峰宽为w3...LEDi的半峰宽为wi...LEDn的半峰宽为wn，LEDn 指波长最长的LED，又设需要模拟的光谱范围为w，此时w和wi的关系应保证：0.5w1+w2+w3...+wi...+0.5wn ≥ w；这里0< i < n；第二步：测量或引用优质“白光”光谱，建立拟合目标：满足普朗克黑体辐射公式的“白光”光谱即是优质“白光”光谱，对优质“白光”光谱进行归一化处理，得到光谱数据拷入模拟软件，画出优质“白光”光谱图；第三步：建立拟合光谱理论模型：单个LEDi的发光光谱用，但不限用 y=Ai*exp(‑(x‑λi)*(x‑λi)*2.773/(wi*wi)) 来表示，即光谱是高斯分布，λi是LEDi的光谱中心或峰值波长，wi即半峰宽, 因此，对应w1、w2、w3...wi...we 的合成光谱是：Y0对应光谱仪的背景信号，Ai 对应LEDi 的发光功率占比；式中已按λ1<λ2<λ3<...λi<...<λn排列各LED光谱，对于涂荧光粉的LED，LED光谱指LED激发的荧光粉发出的光谱；第四步：根据半导体灯，即LED灯或OLED灯，所使用的场合，以第二步得到的相应优质“白光”光谱为拟合目标，利用拟合功能，拟合出所需的系数Ai及Y0；拟合前要输入Ai及Y0的初始值，同时对Ai及Y0进行约束，约束条件是：0≦Ai≦1及0≦Y0≦1；这也是各约束条件及初始值的取值范围；第五步：设照明需要半导体灯的功率为P，LEDi 的单个发光功率为Pi,需要LEDi的个数为ji,则P=j1P1+j2P2+j3P3+...+jiPi+...+jnPn , 用 (j1P1):(j2P2):(j3P3)...:(jiPi)...:(jnPn )=A1:A2:A3...:Ai...:An 确定LEDi需要的个数ji；通过调LEDi的工作电流来调节Pi，从而保证ji是整数，这样就能得到优质“白光”光谱；第六步：对拟合效果进行评估，实测按前五步试制好的半导体灯的光谱，与所拟合的目标优质“白光”光谱进行比较，通过调整LED工作电流参数甚至LED的数目，确保在波长小于500nm的蓝光区域，实测光谱的归一化相对强度在任何波长位置均不超过优质“白光”光谱的相应强度，或保证446nm‑477nm蓝光光谱面积在可见光范围内的占比小于优质“白光”光谱的蓝光光谱面积在可见光范围内的占比，从而得到符合优质“白光”光谱的半导体灯。