能降低有害藍(lán)光的仿自然光的光的合成方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合成光的方法，特別涉及一種通過led芯片、熒光粉層和轉(zhuǎn)光層合成一種降低有害藍(lán)光且光譜接近太陽光光譜的仿自然光的方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]依光譜圖，從左到右，依次是紫外線、可見光和紅外線。其中可見光的波長是從380nm到780nm之間，380nm-400nm是紫色光，從400nm到500nm之間，我們?nèi)搜鄹惺艿降念伾撬{(lán)色，所以這個波段我們稱之為藍(lán)光。藍(lán)光是波長為400nm-500nm之間的藍(lán)色光線，也叫“高能可見光”，是可見光中具有最強(qiáng)能量的光譜光，而400nm-455nm的藍(lán)光對人的眼睛危害最大，通常稱為有害藍(lán)光。
[0003]目前，led燈具光源主要是采用藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉而發(fā)出白光，所以led燈具發(fā)出的光線中大都富含有藍(lán)光成分，其在藍(lán)光波段435nm至455nm之間有個能量高峰(如圖2所示)。
[0004]因此，如何降低或消除led光源的藍(lán)光危害是業(yè)內(nèi)亟待解決的問題。
[0005]有害藍(lán)光對眼睛的傷害主要有以下三個方面:
[0006]1、藍(lán)光誘導(dǎo)AMD (黃斑變性)。特別對于藍(lán)眼睛的人，具有更大的危害。
[0007]紫外線不能穿透晶狀體，而藍(lán)光卻可以穿透晶狀體直達(dá)視網(wǎng)膜。引起感光細(xì)胞的死亡。在美國，由于人種的緣故，(熟悉眼科的知道，白種人白內(nèi)障及黃斑變性的病發(fā)人群比黃種人要高很多)65歲以上的人群，每5個人就有一個是黃斑變性患者。
[0008]2、藍(lán)光對眼睛的傷害還表現(xiàn)在藍(lán)光產(chǎn)生眩光，引起視覺模糊。
[0009]由于藍(lán)光的波長短，他的聚焦點(diǎn)并不是落在視網(wǎng)膜中心位置，而是離視網(wǎng)膜更靠前一點(diǎn)的位置。眼睛會不由自主的努力想看清楚，這樣會讓眼球長時間保持在緊張狀態(tài)，引起視疲勞。
[0010]3、藍(lán)光影響睡眠。藍(lán)光對松果體分泌的褪黑色素有抑制作用。
[0011]褪黑色素是影響睡眠的一種重要激素。我們現(xiàn)在面臨的主要問題是過量的藍(lán)光環(huán)境，這些人造光源中，藍(lán)光的比例很高，長期在這樣的環(huán)境中會有一個慢性的光損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、性能穩(wěn)定能有效降低有害藍(lán)光的光譜更接近太陽光光譜的仿自然光的合成方法及應(yīng)用。
[0013]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0014]本發(fā)明的能降低有害藍(lán)光且其光譜近似陽光光譜的光的合成方法，其特征在于:
[0015]1)采用依次由led芯片、黃色或其它混合熒光粉層和透光的轉(zhuǎn)光層構(gòu)成的led光源發(fā)出一種其光譜更接近陽光光譜的無藍(lán)光尖峰與青光波谷且能量均衡、較平滑的仿自然光;
[0016]2)該仿自然光由led芯片發(fā)出的一部分藍(lán)光激發(fā)所述焚光粉層發(fā)出的黃光和led芯片發(fā)出的直接穿過所述熒光粉層的另一部分藍(lán)光共同穿過所述轉(zhuǎn)光層合成而得；
[0017]3)合理調(diào)節(jié)所述熒光粉層中熒光粉的分布密度與所述轉(zhuǎn)光層中光轉(zhuǎn)換劑的轉(zhuǎn)換波長及分布密度可以獲得不同色溫下的所述仿自然光；
[0018]4)所述轉(zhuǎn)光層將led芯片發(fā)出的另一部分藍(lán)光中的420nm至460nm波段的短波長藍(lán)光能量轉(zhuǎn)化為460nm至500nm波段的長波長藍(lán)光能量；而所述黃光中500nm至780nm波段的可見光能量穿過該轉(zhuǎn)光層后基本不變。
[0019]所述仿自然光中420nm至460nm波段的能量小于相同色溫下普通led光源發(fā)出的藍(lán)光中對應(yīng)波段能量的1/4 ;所述仿自然光中460nm至500nm波段的能量與相同色溫下普通led光源發(fā)出的對應(yīng)波段能量相比增加了 1/4-1.0倍以上。
[0020]所述光轉(zhuǎn)換劑為有機(jī)熒光顏料類光轉(zhuǎn)換劑、稀土有機(jī)配合物類光轉(zhuǎn)換劑或稀土無機(jī)化合物類光轉(zhuǎn)換劑，其用量按重量計(jì)為其載體的0.1% -3%。
[0021]本發(fā)明的發(fā)出近似陽光光譜且能降低有害藍(lán)光的led光源，其由led芯片、黃色或其它混合熒光粉層和透光的轉(zhuǎn)光層依次疊加構(gòu)成，該led光源在相同色溫下可發(fā)出如本發(fā)明的方法中提及的仿自然光。
[0022]本發(fā)明的led光源中的所述轉(zhuǎn)光層為設(shè)置于熒光粉層之上的光轉(zhuǎn)換劑涂層，或者為由光轉(zhuǎn)換劑與承載該光轉(zhuǎn)換劑的載體構(gòu)成的與所述熒光粉層分離設(shè)置的呈板形類、管形類、罩形類或燈泡殼形類的光轉(zhuǎn)換部件，所述載體為膠類、塑膠類或者玻璃類材料。
[0023]本發(fā)明的led光源中的所述膠類為有機(jī)硅膠、環(huán)氧樹脂膠、聚氨酯膠、丙烯酸膠或橡膠；所述塑膠類為PC、PMMA、PS、PET、PETG、AS、BS、MS、MBS、透明ABS、透明PP或透明PA ;所述玻璃類為玻璃或透明陶瓷。
[0024]本發(fā)明的led光源中的所述光轉(zhuǎn)換部件為扣置在所述熒光粉之上的微型罩杯。
[0025]本發(fā)明的led光源中的所述光轉(zhuǎn)換部件是覆蓋若干顆led燈珠的轉(zhuǎn)光罩、轉(zhuǎn)光殼或轉(zhuǎn)光板，所述led燈珠為所述的led芯片和與該光轉(zhuǎn)換部件中光轉(zhuǎn)換劑分布密度適配的熒光粉層構(gòu)成。
[0026]本發(fā)明的LED燈管，包括燈管和設(shè)置于該燈管內(nèi)的led燈珠，所述燈管由本發(fā)明的led光源中的光轉(zhuǎn)換部件制成，led燈珠發(fā)出的光穿過該燈管后合成為如本發(fā)明的方法中提及的仿自然光；或者在燈管內(nèi)led燈珠發(fā)光區(qū)的前端設(shè)置由所述載體制作的光轉(zhuǎn)換部件，led燈珠發(fā)出的光穿過該光轉(zhuǎn)換部件被合成為如本發(fā)明的方法中提及的仿自然光；所述led燈珠為led芯片和與該光轉(zhuǎn)換部件中光轉(zhuǎn)換劑分布密度適配的熒光粉層構(gòu)成。
[0027]本發(fā)明的方法是采用依次由led芯片、黃色或其它混合熒光粉層和透光的轉(zhuǎn)光層構(gòu)成的led光源發(fā)出一種其光譜更接近陽光光譜的無藍(lán)光尖峰與青光波谷且能量均衡、較平滑的仿自然光。其中的轉(zhuǎn)光層將led芯片發(fā)出的420nm至460nm波段的有害藍(lán)光能量轉(zhuǎn)化為460nm至500nm波段的無害藍(lán)光能量。所述轉(zhuǎn)光層可以為設(shè)置于熒光粉層之上的光轉(zhuǎn)換劑涂層，或者為由光轉(zhuǎn)換劑與承載該光轉(zhuǎn)換劑的載體構(gòu)成的與所述熒光粉層分離設(shè)置的呈板形類、管形類、罩形類或燈泡殼形類的光轉(zhuǎn)換部件，所述載體為膠類、塑膠類或者玻璃類材料，該載體可通過常規(guī)的擠壓或模塑工藝制作成形狀為平面板、曲面板、管材形狀、燈罩形狀或燈泡殼形狀的轉(zhuǎn)光產(chǎn)品。本發(fā)明模仿自然光譜并消除了大部分有害藍(lán)光成分，光譜連續(xù)、均衡，顯色性達(dá)到90，是一種新的健康光譜，其光譜為實(shí)現(xiàn)了消除有害藍(lán)光的健康光譜。本發(fā)明成本低、制作簡單、綠色環(huán)保且為業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。
【附圖說明】
[0028]圖1為黑體輻射光譜圖。
[0029]圖2為led光源所發(fā)白光的光譜圖。
[0030]圖3為3000K色溫下本發(fā)明方法獲得的光的光譜與普通led光譜、太陽光譜的對比示意圖。
[0031]圖4為4000K色溫下本發(fā)明方法獲得的光的光譜與普通led光譜、太陽光譜的對比示意圖。
[0032]圖5為5000K色溫下本發(fā)明方法獲得的光的光譜與普通led光譜、太陽光譜的對比示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明的能降低有害藍(lán)光的仿自然光的光的合成方法可應(yīng)用于消除或降低現(xiàn)代led照明燈具產(chǎn)生的有害藍(lán)光。
[0034]本發(fā)明的能降低有害藍(lán)光且其光譜近似陽光光譜的光的合成方法是:
[0035]1)采用依次由led芯片、黃色或其它混合熒光粉層和透光的轉(zhuǎn)光層構(gòu)成的led光源發(fā)出一種其光譜更接近陽光光譜的無藍(lán)光尖峰與青光波谷且能量均衡、較平滑的仿自然光;
[0036]2)該仿自然光由led芯片發(fā)出的一部分藍(lán)光激發(fā)所述焚光粉層發(fā)出的黃光和led芯片發(fā)出的直接穿過所述熒光粉層的另一部分藍(lán)光共同穿過所述轉(zhuǎn)光層合成而得；
[0037]3)合理調(diào)節(jié)所述熒光粉層中熒光粉的分布密度與所述轉(zhuǎn)光層中光轉(zhuǎn)換劑的轉(zhuǎn)換波長及分布密度可以獲得不同色溫下的所述仿自然光；
[0038]4)所述轉(zhuǎn)光層將led芯片發(fā)出的另一部分藍(lán)光中的420nm至460nm波段的短波長藍(lán)光能量(對人眼有害的藍(lán)光波)轉(zhuǎn)化為460nm至500nm波段的長波長藍(lán)光能量(對人眼無害的藍(lán)光波)；而所述黃光中500nm至780nm波段的可見光能量穿過該轉(zhuǎn)光層后基本不變。
[0039]所述仿自然光中420nm至460nm波段的能量小于相同色溫下普通led光源發(fā)出的藍(lán)光中對應(yīng)波段能量的1/4 ;所述仿自然光中460nm至500nm波段的能量與相同色溫下普通led光源發(fā)出的對應(yīng)波段能量相比增加了 1/4-1.0倍以上。
[0040]所述轉(zhuǎn)光層為設(shè)置于熒光粉層之上的光轉(zhuǎn)換劑涂層。
[0041]或者，為由光轉(zhuǎn)換劑與承載該光轉(zhuǎn)換劑的載體構(gòu)成的與所述熒光粉層分離設(shè)置的呈板形類、管形類、罩形類或燈泡殼形類的光轉(zhuǎn)換部件，其中，光轉(zhuǎn)換劑可以為涂敷于光轉(zhuǎn)換部件的表面，也可以為均勻添加在所述載體中的粉粒層。
[0042]本發(fā)明優(yōu)選光轉(zhuǎn)換部件為扣置在所述熒光粉之上的微型罩杯。
[0043]所述光轉(zhuǎn)換劑為有機(jī)熒光顏料類光轉(zhuǎn)換劑、稀土有機(jī)配合物類光轉(zhuǎn)換劑或稀土無機(jī)化合物類光轉(zhuǎn)換劑，其用量按重量計(jì)為其載體的0.1% -3%。
[0044]所述載體為透光性的膠類、塑膠類或者玻璃類材料。所述膠類