照明裝置的制造方法
【專利摘要】本文提供了一種照明裝置，包括第一LED、第二LED和控制單元。第一LED發(fā)出白光。第二LED發(fā)出白光，從第二LED發(fā)出的白光的相關(guān)色溫低于從第一LED所發(fā)出的白光的相關(guān)色溫，并且從第二LED發(fā)出的白光的色度偏差高于從第一LED所發(fā)出的白光的色度偏差?？刂茊卧淖兊谝籐ED和第二LED的光輸出比。第一LED發(fā)出的白光的相關(guān)色溫在1563K到4500K范圍內(nèi)，并且其色度偏差在-1.6到-12范圍內(nèi)。第二LED發(fā)出的白光的相關(guān)色溫在1563K到4500K范圍內(nèi)，并且其色度偏差在+10到-1.6范圍內(nèi)。
【專利說明】
照明裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開內(nèi)容設(shè)及一種具有LED(作為光源）的照明裝置;具體而言，設(shè)及一種用于在 低色溫環(huán)境(相關(guān)色溫為4500K或更低）中施加使用戶放松的光和使文字清晰的光的照明裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)上，開發(fā)了一種照明裝置W實(shí)現(xiàn)照明目標(biāo)的原始顏色。具體而言，優(yōu)選使照明 目標(biāo)的各種顏色的視覺表現(xiàn)較接近其在參考光下的視覺表現(xiàn)。運(yùn)可W通過使用一般顯色指 數(shù)來客觀地進(jìn)行評估。
[0003] 然而，對于用于對紙上所書寫的文字的"清晰度"進(jìn)行評估的指數(shù)而言，一般顯色 指數(shù)Ra是不夠的。因此，色度值公知為用于根據(jù)紙的白度與文字的"清晰度"之間的相關(guān)性 來定量地計(jì)算紙的白度的指數(shù)，其中色度值是通過使用CIE 1997Interim Color Appearance Model的簡單版本來計(jì)算的。
[0004] 就用于發(fā)射受控色度值的光的照明裝置而言，公知存在一種用于發(fā)射相關(guān)色溫在 5400K到7000K范圍內(nèi)的光(例如，參見日本專利申請公開No. 2014-75186)。
[0005] 在低色溫環(huán)境中將上述運(yùn)種照明裝置用作工作照明裝置的情況下，相關(guān)色溫在工 作照明光與環(huán)境照明光之間存在大差異，運(yùn)使得用戶不舒服。盡管從運(yùn)種照明裝置發(fā)射的 光改善了文字的清晰度，但是它并沒有使得在睡前讀書的用戶感到放松從而舒服地睡去。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于W上情況，本公開內(nèi)容提供了一種能夠在低色溫環(huán)境中發(fā)射使用戶放松的光 和使文字清晰而沒有不舒適的光的照明裝置。
[0007] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面，提供了一種照明裝置，其包括第一 LED、第二L抓和控 制單元。第一LED被配置為發(fā)出白光。第二LED被配置為發(fā)出白光，從第二LED發(fā)出的白光的 相關(guān)色溫低于從第一 L邸所發(fā)出的白光的相關(guān)色溫，并且從第二Lm)發(fā)出的白光的色度偏差 高于從第一 Lm)所發(fā)出的白光的色度偏差?？刂茊卧慌渲脼楦淖兊谝?Lm)和第二Lm)的光 輸出比。第一Lm)發(fā)出的白光的相關(guān)色溫在1563K到4500K范圍內(nèi)，并且其色度偏差在-1.6 到-12范圍內(nèi)。第二Lm)發(fā)出的白光的相關(guān)色溫在1563K到4500K范圍內(nèi)，并且其色度偏差在+ 10到-1.6范圍內(nèi)。
[000引在本公開內(nèi)容中，照明光具有低相關(guān)色溫，第一 Lm)發(fā)出使紙看上去為白色的白 光，第二Lm)發(fā)出具有低喚醒度的白光。因此，在低色溫環(huán)境中使用本公開內(nèi)容的照明裝置 的情況下，可W發(fā)射使用戶放松的光和使文字清晰而沒有不舒適的光。
【附圖說明】
[0009]附圖僅W舉例的方式而非限制的方式示出了根據(jù)本教導(dǎo)的一個或多個實(shí)施方式。 在附圖中，相似的附圖標(biāo)記指代相同或相似的元件。
[0010] 圖1是示出了邸室的透視圖，在該邸室中安裝了根據(jù)實(shí)施例的照明裝置。
[0011] 圖2A是照明裝置的光源單元的俯視圖，并且圖2B是沿著圖2A的線IIB-IIB截取的 橫截面視圖。
[0012] 圖3示出了在不同相關(guān)色溫的工作照明光下紙的顏色與色度偏差Duv之間的關(guān)系。 [001引圖4示出了在不同相關(guān)色溫的工作照明光下，評估值色度偏差Duv、文字的清晰度、 紙的白度和優(yōu)選度之間的關(guān)系。
[0014] 圖5A到祀示出了圖4的評估值的總結(jié)。
[0015] 圖6是示出了放松區(qū)域W及可W看見文字的白度改善區(qū)域的分布的xy色度圖。
[0016] 圖7示出了發(fā)射光的波長與稱黑激素分泌抑制的程度之間的關(guān)系。
[0017] 圖8A和8B示出了在不同相關(guān)色溫和照度下測試對象的平均瞳孔直徑。
[0018] 圖9示出了自主感光視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（ipRGC)的光譜靈敏度曲線。
[0019] 圖10示出了不同相關(guān)色溫的光的光譜分布。
[0020] 圖11示出了 ipRGC刺激水平與平均瞳孔直徑之間的關(guān)系。
[0021] 圖12示出了相關(guān)色溫與ipRGC刺激水平之間的關(guān)系。
[0022] 圖13示出了從光源單元的第一LED、第二L邸等發(fā)出的光的光譜分布。
[0023] 圖14是示出了對第一 L邸和第二L邸的光輸出比進(jìn)行控制的示例的xy色度圖。
[0024] 圖15示出了從第一 L邸發(fā)出的光的光譜分布(3個峰值波長）。
[0025] 圖16示出了從第一 L邸發(fā)出的光的光譜分布(4個峰值波長）。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 將參考附圖來描述根據(jù)實(shí)施例的照明裝置。如圖1所示，照明裝置1例如被配置為 靠近邸室R中的床B所提供的床頭燈。照明裝置1包括用于發(fā)出光的光源單元2。
[0027] 如圖2A和圖2B所示，光源單元2具有布線基板3、安裝在布線基板3的一個表面上的 第一LED 4和第二LED 5, W及控制單元6,其中控制單元6用于控制第一LED 4和第二LED 5 的光輸出比。在所例示的示例中，布線基板3具有矩形平板形狀。第一LED 4安裝在布線基板 3的中屯、處，并且第二LED 5安裝在布線基板3的四個角處。第一LED 4和第二LED 5被布置為 使得其光軸垂直于布線基板3。此外，第一LED 4和第二LED 5被配置為白色LED,用于發(fā)出相 關(guān)色溫在1563K到4500K范圍內(nèi)的白光。
[00%]執(zhí)行了一項(xiàng)測試來研究如何控制色度偏差Duv，W使得當(dāng)?shù)谝籐ED 4發(fā)射低相關(guān)色 溫(在1563K到4500K范圍內(nèi)）的光時改善被書寫在紙上的文字的清晰度。在JIS Z8725-1999 "Methods for determining distribution temperature and color temperature or correlated color temperature of light sources"的"5.4Application range of correlated color temperature"短文中公開了文本提及的色度偏差Duv。此外，色度偏差 Duv比在ISO等中所公開的色度偏差大1000倍。
[00巧]在此測試中，在5001X的照度和30001(、35001(、40001(、50001(或62001(的相關(guān)色溫的 條件下發(fā)射參考光和測試光，并且由測試對象在相應(yīng)的條件下檢驗(yàn)文字的清晰度。參考光 在相應(yīng)的相關(guān)色溫下具有零Duv。測試光在4000K或更低的相關(guān)色溫下具有3、-3、-6、-9、-12 或-15的Duv,并且在5000K或W上的相關(guān)色溫下具有6、3、-3、-6、-9或-12的〇11乂。通過控制從 氣氣燈所發(fā)出的光的光學(xué)特性來產(chǎn)生參考光和測試光，其中通過將液晶濾波器與氣氣燈結(jié) 合使用來控制從氣氣燈所發(fā)出的光的光學(xué)特性。讓測試對象閱讀從日語版本的Minnesota Reading Acuity化art(MNREAD-J)所引述的、并印刷在一般普通復(fù)印紙的中屯、處的7磅大 小的30個文字。測試對象是年齡在24到51歲的12個男性/女性。
[0030] 在測試中，在測試對象適應(yīng)參考光3分鐘之后，讓測試對象在參考光下閱讀文字5 秒，并且然后在測試對象適應(yīng)測試光40秒之后，讓測試對象在測試光下閱讀文字5秒。W此 方式來評估文字的清晰度。在執(zhí)行了 W上初始評估后，讓測試對象適應(yīng)參考光40秒，并在參 考光下閱讀文字10秒，并且然后讓測試對象使他們自己適應(yīng)測試光40秒，并在測試光下閱 讀文字5秒。重復(fù)初始評估之后的運(yùn)些過程。該評估作為主觀評估被執(zhí)行，其中該主觀評估 包括顏色命名法（COlor-naming method)(絕對評估法）和量值估計(jì)法（相對效應(yīng)法 (relative effect method))。在顏色命名法中，通過白度"和"色調(diào)"來區(qū)分紙（其上書 寫有文字）的外觀，在測試光下對清晰度進(jìn)行評估。在量值估計(jì)法中，將在參考光下的文字 與在測試光下的文字成對進(jìn)行比較。
[0031] 在顏色命名法中，首先，測試對象白度"和"色調(diào)"來區(qū)分在參考光下和在測試 光下的紙的外觀，W使得"白度"和"色調(diào)'的比例之和為100。此后，如果感覺到色調(diào)，那么在 W下兩者之間選擇顏色："黃色到綠色"和"紫紅色到藍(lán)紫色"。當(dāng)選擇"黃色到綠色"時，將色 調(diào)的數(shù)值設(shè)定為正，并且當(dāng)選擇"紫紅色到藍(lán)紫色"時，將色調(diào)的數(shù)值設(shè)定為負(fù)。
[0032] 因此，如圖3所示，發(fā)現(xiàn)當(dāng)參考光和測試光的相關(guān)色溫為3000K時，如果將光的Duv 設(shè)定為-3,那么色調(diào)變?yōu)榱?，從而測試對象辨別出紙為白色。還發(fā)現(xiàn)如果將光的Duv設(shè)定為 大于-3,那么淡黃色到綠色的色調(diào)增大，相反，如果將光的Duv設(shè)定為小于-3,那么紅-藍(lán)紫 色的色調(diào)增大。在其它相關(guān)色溫下觀察到類似的變化趨勢。然而，隨著相關(guān)色溫變低，色調(diào) 的變化寬度進(jìn)一步增大，并且Duv對白色的影響變得更強(qiáng)。
[0033] 此外，發(fā)現(xiàn)當(dāng)參考光和測試光兩者的相關(guān)色溫為3500Κ、4000Κ、5000Κ和6200K時， 如果分別將Duv設(shè)定為-3、1.6、0、0,那么色調(diào)變?yōu)榱?。因而，色調(diào)為零處的Duv取決于相關(guān)色 溫而變化。
[0034] 另一方面，在量值估計(jì)法中，將文字在參考光下的清晰程度設(shè)定為100。如果文字 在測試光下比在參考光下更清晰，那么將"清晰度"評估為大于100的數(shù)值，并且如果文字在 測試光下不如在參考光下清晰，那么將"清晰度"評估為小于100的數(shù)值。W類似的方式，在 參考光和測試光下，對紙的"白度"和紙外觀的"優(yōu)選度"進(jìn)行評估。
[0035] 因此，如圖4所示，當(dāng)參考光和測試光兩者的相關(guān)色溫為3000拙寸，"文字的清晰度" 在Duv-9處最高，并且紙的"白度"和紙外觀的"優(yōu)選度"在Duv-6處最高。W同樣的方式，針對 3500Κ、4000Κ、5000Κ和6200K的相關(guān)色溫，獲得"文字的清晰度"、紙的"白度"和紙外觀的"優(yōu) 選度"的最佳Duv值。
[0036] 圖5A到祀示出了圖4中的結(jié)果的總結(jié)。從圖5A可見，如上所述在3000K的相關(guān)色溫 下，當(dāng)分別將Duv設(shè)定為-9、-6和-6時，"清晰度"、"白度"和"優(yōu)選度"最高（由圓圈指示）。針 對每個評估項(xiàng)目中的最高評估值，執(zhí)行了顯著差異的t-測試。根據(jù)t-測試，當(dāng)Duv在-12到-3 范圍內(nèi)（由點(diǎn)所指示的不存在顯著差異的范圍）時，在所有評估項(xiàng)目中都不存在顯著差異。
[0037] 從圖5B可見，在3500K的相關(guān)色溫下，當(dāng)將Duv設(shè)定為-6時，所有評估項(xiàng)目都為最 高。當(dāng)Duv在-15到-3范圍內(nèi)時/'清晰度"不具有顯著差異。當(dāng)Duv在-12到-3范圍內(nèi)時/'白 度"和"優(yōu)選度"不具有顯著差異。從圖5C可見，在4000K的相關(guān)色溫下，當(dāng)將Duv設(shè)定為-3時， 所有評估項(xiàng)目都為最高。當(dāng)Duv在-15到-3范圍內(nèi)時，"清晰度"不具有顯著差異。當(dāng)Duv在-12 到O范圍內(nèi)時，"白度"不具有顯著差異。當(dāng)Duv在-9到-3范圍內(nèi)時，"優(yōu)選度"不具有顯著差 異。從圖5D可見，在5000K的相關(guān)色溫下，當(dāng)將Duv設(shè)定為-6時，"清晰度"和"白度"為最高，并 且當(dāng)將Duv設(shè)定為-3時，"優(yōu)選度"為最高。當(dāng)Duv在到0范圍內(nèi)時，"清晰度"不具有顯著差 異。當(dāng)Duv在-9到0范圍內(nèi)時，"白度"和"優(yōu)選度"不具有顯著差異。從圖5E可見，在6200K的相 關(guān)色溫下，當(dāng)將Duv設(shè)定為-6時，"清晰度"為最高，并且當(dāng)將Duv設(shè)定為-3時，"白度"和"優(yōu)選 度"為最高。當(dāng)Duv在-12到0范圍內(nèi)時/'清晰度"不具有顯著差異。當(dāng)Duv在-6到0范圍內(nèi)時， "白度"和"優(yōu)選度"不具有顯著差異。
[0038] 圖6是W重疊方式在xy色度圖中示出了通過上述顏色命名法和量值估計(jì)法所評估 的結(jié)果的圖。例如，當(dāng)參考光和測試光的相關(guān)色溫為3000K時圓圈指示），在色度圖中從 上面開始按照Duv 3、Duv 0、〇11￥-3、〇11￥-6、〇11￥-9、〇11￥-12和〇11￥-15的順序繪制了與它們相 對應(yīng)的標(biāo)記圓圈指示）。其中，Duv-3的標(biāo)記具有菱形形狀，指示在顏色命名法中紙的色 調(diào)為零(參見圖3)。根據(jù)量值估計(jì)法(參見圖5A)，已經(jīng)知道對于所有的"清晰度"、"白度"和 "優(yōu)選度"，在Duv為-3的情況與Duv為-6、-9和-12的情況之間不存在顯著差異。然而，從立角 形標(biāo)記來繪制Duv-12,其在不具有顯著差異的運(yùn)些Duv中是最低的Duv。類似地，針對其它相 關(guān)色溫中的每個，繪制了菱形標(biāo)記和Ξ角形標(biāo)記。
[0039] 連接相應(yīng)的相關(guān)色溫下的菱形標(biāo)記的線稱為"最低色調(diào)曲線"，指示難W辨別紙的 色調(diào)。最低色調(diào)曲線被表示為W下等式1的近似曲線。根據(jù)等式1的近似曲線，在1563K的相 關(guān)色溫下，Duv為-1.6。連接相應(yīng)的相關(guān)色溫下的倒Ξ角形標(biāo)記的線稱為"容許下限曲線"， 指示可W獲得與最低色調(diào)曲線上的點(diǎn)相同的效果的下限。容許下限曲線被表示為W下等式 2的近似曲線。根據(jù)等式2的近似曲線，在1563K的相關(guān)色溫下，Duv為-12。由最低色調(diào)曲線、 容許下限曲線W及指示4500K的相關(guān)色溫的線所包圍的區(qū)域斜線指示)稱為"文字外觀 白色調(diào)增強(qiáng)區(qū)域"，其中在低色溫環(huán)境中，文字清晰并且易于辨別紙的白色。通過控制DuvW 繪制在文字外觀白色調(diào)增強(qiáng)區(qū)域內(nèi)，第一LED 4可W發(fā)出用于使書寫在紙上的文字清晰的 白光。
[0040] γ = -2.6186χ2+2.5412χ-0.2147 等式 1
[0041] γ = -3.1878χ2+2.8976χ-0.2836 等式 2
[0042] 接下來，在第二LED 5發(fā)射1563Κ到4500Κ的低相關(guān)色溫的光的條件下，測驗(yàn)如何控 審化uvW獲得使用戶放松的低喚醒度。喚醒度與稱黑激素密切相關(guān)，稱黑激素是腦中的松果 體所分泌的一種激素。稱黑激素的分泌使得體溫下降或者有助于入睡，W使得用戶可W放 松。如圖7所示，公知稱黑激素的分泌被464nm波長的光強(qiáng)烈地抑制。因此，可W通過削減 464nm附近波長的光來降低喚醒度并使用戶放松。
[0043] 464皿附近波長的光對應(yīng)于高相關(guān)色溫的藍(lán)光。通過削減464nm附近波長的光，降 低了發(fā)射光的色溫并且增大了 Duv。換言之，為了獲得用于使用戶放松的光，優(yōu)選增大Duv并 降低發(fā)射光的相關(guān)色溫。因此，在圖6中所示的最低色調(diào)曲線之上的Duv區(qū)域被稱為"放松區(qū) 域"，其中用戶可W放松。在圖6中所例示的示例中，放松區(qū)域的上限D(zhuǎn)uv是Duv+lOm粗點(diǎn)劃 線指示）。通過控制DuvW繪制在最低色調(diào)曲線與指示Duv+10的曲線之間的放松區(qū)域內(nèi)，第 二LED 5可W發(fā)出W低喚醒度使用戶放松的白光。
[0044] 接下來，執(zhí)行一項(xiàng)測試，W測驗(yàn)相關(guān)色溫、照度與測試對象的瞳孔直徑上的變化之 間的關(guān)系。瞳孔直徑具有與照相機(jī)的可變光闊相同的作用。通過縮窄瞳孔，增大了聚焦范圍 (增大景深）。在此測試中，使用白色Lm)和藍(lán)色L邸的組合作為光源，該白色Lm)用于在3000K 相關(guān)色溫下發(fā)出具有Duv-3的白光，該藍(lán)色L邸用于發(fā)出具有48化m的峰值波長的藍(lán)光。將照 度設(shè)定成5個等級，即，3001^、5001^、7501^、10001^和1500^。將相關(guān)色溫設(shè)定成5個等級， 即，3000K、3500K、4000K、5000K 和6200K。
[0045] 在測試中，在具有預(yù)定照度和預(yù)定相關(guān)色溫的照明光下，讓20多歲和40多歲的兩 個對象將他們的下己放在下己支持物上，并從45cm的視線距離凝視具有4mm直徑的黑色斑 點(diǎn)。在此狀態(tài)下，對對象的瞳孔的直徑測量Ξ次。通過使用NAC Image Technology, Inc.所 生產(chǎn)的帽型kap type)眼動儀(EMR-9)來測量瞳孔直徑。首先，將照度設(shè)定為3001x，并且使 對象適應(yīng)具有3000K的相關(guān)色溫的光3分鐘。然后，測量對象的瞳孔直徑15秒。接下來，針對 具有3500Κ、4000Κ、5000Κ和6200K的相關(guān)色溫的光中的每個，W此順序，使對象適應(yīng)光1分鐘 并測量瞳孔直徑15秒。此后，針對5001^、7501^、1000^和1500^的照度，^與300山照度的 情況相同的方式，測量每個相關(guān)色溫下的瞳孔直徑。
[0046] 在圖8Α的圖上，繪制了相對于微倒度（106乘W相關(guān)色溫的倒數(shù))的平均瞳孔直徑。 在圖8Β的圖上，繪制了相對于照度的對數(shù)值的平均瞳孔直徑。將平均瞳孔直徑計(jì)算為在通 過10個點(diǎn)（總共21個點(diǎn)）的移動中值反復(fù)地進(jìn)行過濾而排除諸如巧眼之類的測量誤差之后， 當(dāng)測量的開始時間為0秒時在5到10秒范圍區(qū)間中的平均值。因此，發(fā)現(xiàn)平均瞳孔直徑隨著 相關(guān)色溫增大而減小，并且還隨著照度增大而減小。
[0047] 關(guān)于與瞳孔直徑的調(diào)節(jié)相關(guān)的視覺細(xì)胞，公知存在感光視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞 (ipRGC)。ipRGC是錐體細(xì)胞和視桿細(xì)胞之后的第Ξ類光感受器。如圖9所示，已知ipRGC對于 具有493nm的波長的光最高效地做出響應(yīng)。
[004引圖10示出了此測試中所使用的具有3000Κ、4000Κ和6200K的相關(guān)色溫的光的光譜 分布曲線。具有6200Κ的相關(guān)色溫的光包括大量具有493皿波長的光，并且因此具有高ipRGC 刺激水平，然而具有3000K的相關(guān)色溫的光包括少量具有49化m波長的光，并且因此具有低 ipRGC刺激水平。計(jì)算ipRGC響應(yīng)等級和光譜分布曲線的積分值，并且獲得每個相關(guān)色溫的 光對ipRGC的刺激水平。通過將從標(biāo)準(zhǔn)光源D65 (為1000 lx的照度)所發(fā)出的光的ipRGC刺激 水平設(shè)定為100，來使ipRGC刺激水平標(biāo)準(zhǔn)化。
[0049] 如圖11所示，繪制了相對于如上所計(jì)算的ipRGC刺激水平的圖8中所示的平均瞳孔 直徑。因此，發(fā)現(xiàn)平均瞳孔直徑隨著ipRGC刺激水平增大而減小。換言之，如果通過增大 ipRGC刺激水平來強(qiáng)烈地刺激ipRGC，那么平均瞳孔直徑減小并且景深增大。因此，用戶可W 易于閱讀書寫在紙上的文字。
[0050] 接下來，計(jì)算了在lOOOlx照度下從第一LED 4所發(fā)出的光（即，使書寫在紙上的文 字清晰的光)的ipRGC刺激水平。從W下表1可見，在具有約3000K的相關(guān)色溫和-2.8到-15.3 的Duv的光中，ipRGC刺激水平為57到59。在具有約3500K的相關(guān)色溫和-2.5到-14.5的Duv的 光中，ipRGC刺激水平為62到64。在具有約4000K的相關(guān)色溫和-2.8到-14.9的Duv的光中， ipRGC刺激水平為68到70。
[0化1](表1)
[0化2]
[0054]計(jì)算了從第二LED 5所發(fā)出的光（即，W低喚醒度使用戶放松的光）的ipRGC刺激水 平。從W下表2中可見，在具有約3000K的相關(guān)色溫和0.4至化.4的Duv的光中，ipRGC刺激水平 為55到56。在具有約3500K的相關(guān)色溫和0.9到7.8的Duv的光中，ipRGC刺激水平為60到61。 在具有約4000K的相關(guān)色溫和-0.2到3.1的Duv的光中，ipRGC刺激水平為67。
[0化5](表2)
[0化6]
[0057]計(jì)算了從參考光源D65和不同的普通光源(普通巧光燈、普通Lm)和燈泡)所發(fā)出的 光（lOOOlx照度）的ipRGC刺激水平。從W下表3中可見，如上所述，從標(biāo)準(zhǔn)光源D65所發(fā)出的 具有6506K的相關(guān)色溫的光的ipRGC刺激水平被設(shè)定為100。在從普通巧光燈所發(fā)出的具有 3199K到7204K的相關(guān)色溫的光中，ipRGC刺激水平為49到90,并且ipRGC刺激水平隨著相關(guān) 色溫增大而增大。在從普通Lm)所發(fā)出的具有2882K到720化的相關(guān)色溫的光中，ipRGC刺激 水平為42到101，并且如普通巧光燈一樣，ipRGC刺激水平隨著相關(guān)色溫增大而增大。在從燈 泡所發(fā)出的具有2750K的相關(guān)色溫的光中，ipRGC刺激水平為48。
[0化引（表3)
[0化9]
[0060]圖12是示出了相對于相關(guān)色溫繪制的經(jīng)計(jì)算的ipRGC刺激水平的圖。在從第一LED 4所發(fā)出的白光m菱形標(biāo)記指示）中，ipRGC刺激水平大于在W下等式3中所計(jì)算的值。另一 方面，在從第二LED 5所發(fā)出的白光星形標(biāo)記指示）中，ipRGC刺激水平小于在W下等式3 中所計(jì)算的值。在4500K或更小的相關(guān)色溫下，從第一LED 4和第二LED 5所發(fā)出的白光的 ipRGC刺激水平，大于從普通LED、普通巧光燈和燈泡所發(fā)出的光（分別角形標(biāo)記、四邊 形標(biāo)記和X標(biāo)記指示）的ipRGC刺激水平。因此，在4500K或更低的相關(guān)色溫下，從第一LED 4 和第二LED 5所發(fā)出的白光使得平均瞳孔直徑小于在從普通LED、普通巧光燈或燈泡所發(fā)出 的光的情況下的平均瞳孔直徑。因此，景深增大，并且用戶可W易于閱讀文字。
[0061 ] ipRGC刺激水平 = 0.0117X相關(guān)色溫比]+20.9等式3
[0062] 圖13示出了分別從第一LED 4和第二LED 5所發(fā)出的白光的示例性光譜(2個峰值 波長）。從W下表4可見，從第一LED 4發(fā)出的白光給出了344服的相關(guān)色溫、-5.7的Duv、66的 ipRGC刺激水平和89的一般顯色指數(shù)Ra和0.54的生物效應(yīng)強(qiáng)度。生物效應(yīng)強(qiáng)度表示對稱黑 激素分泌的抑制的強(qiáng)度，并且隨著生物效應(yīng)強(qiáng)度增大稱黑激素分泌被抑制，其中生物效應(yīng) 強(qiáng)度是通過使用Deutsches Insti1:ut fur Normung的效果量(DIN 5031-100)的預(yù)測模型 來進(jìn)行計(jì)算的。從第二LED 5所發(fā)出的白光給出了2882K的相關(guān)色溫、3.4的Duv、42的ipRGC 刺激水平、81的一般顯色指數(shù)Ra、0.31的生物效應(yīng)強(qiáng)度。
[0063] (表 4)
[0064]
[0065] 圖13和表4中示出，第SL邸發(fā)出的白光所具有的生物效應(yīng)強(qiáng)度低于從第二LED5所 發(fā)出的白光的生物效應(yīng)強(qiáng)度，使得第^Lm)的白光難W抑制稱黑激素分泌，并且因此提供了 高度放松的效果。例如，第SL抓給出了 200服的相關(guān)色溫、2.8的Duv、25的ipRGC刺激水平、 84的一般顯色指數(shù)Ra和0.14的生物效應(yīng)強(qiáng)度。用作對比示例的燈泡給出了 2750K的相關(guān)色 溫、0.0的Duv、48的ipRGC刺激水平、100的一般顯色指數(shù)Ra和0.35的生物效應(yīng)強(qiáng)度。
[0066] 在下文中，例如將說明在用戶在睡前讀書的情況下如何控制表4中所述的第一LED 4、第二LED 5和第SLm)的發(fā)光。從圖14可見，當(dāng)用戶開始閱讀時，第一 LED 4完全開啟（例 如，100%開啟）W發(fā)出具有良好的文字"清晰度"的白光，其適合于閱讀星形標(biāo)記指示， 下文中稱為"第一狀態(tài)"）。在第一狀態(tài)中，用戶可W舒適地讀書。
[0067] 接下來，隨著第一LED 4的發(fā)光時間段增大，控制單元6逐漸地降低第一LED 4的光 輸出，并逐漸地增大第二LED 5的光輸出，W使得第二LED 5進(jìn)入完全開啟狀態(tài)，例如100% 開啟狀態(tài)（W菱形標(biāo)記指示，下文中稱為"第二狀態(tài)"）。當(dāng)從第一狀態(tài)變換到第二狀態(tài)時，發(fā) 射光的相關(guān)色溫和Duv逐漸地并且自然地改變，W使得用戶難W察覺從第一狀態(tài)變換到第 二狀態(tài)。在第二狀態(tài)中，第二LED 5發(fā)出幾乎不抑制稱黑激素分泌的光。因此，在用戶的體內(nèi) 分泌稱黑激素，從而使得體溫下降并有助于用戶入睡。
[0068] 第二狀態(tài)逐漸地變換到第SLm)完全開啟的狀態(tài)，例如100%開啟倒Ξ角形標(biāo) 記指示，下文中稱為"第Ξ狀態(tài)"）。在第Ξ狀態(tài)中，相比于第二狀態(tài)，發(fā)出具有較低生物效應(yīng) 強(qiáng)度的光，并且因此有助于稱黑激素的分泌。因此，引導(dǎo)用戶舒適地睡去。
[0069] 由于經(jīng)由第二狀態(tài)從第一狀態(tài)變換到第Ξ狀態(tài)，所W適合于讀書的照明環(huán)境可W 平滑地和逐漸地變換到適合于睡眠的照明環(huán)境。變換方式不限于此。例如，第一狀態(tài)可W直 接變換到第Ξ狀態(tài)，而無需變換到第二狀態(tài)，或者第一狀態(tài)可W變換到第二狀態(tài)，而不變換 到第Ξ狀態(tài)。
[0070] 如上所述，第一LED 4發(fā)出相關(guān)色溫為1563K到4500K并且Duv為-1.6到-12的可W 使紙看上去為白色的白光。相比于從第一LED 4所發(fā)出的白光，第二LED 5發(fā)出較低相關(guān)色 溫和較高Duv的白光。具體而言，第二LED 5發(fā)出具有1563K到4500K的相關(guān)色溫和+10到-1.6 的Duv的白光，其在喚醒度方面較低。因此，照明裝置1可W在低色溫環(huán)境中發(fā)射使用戶放松 的光和使文字清晰而沒有不舒適的光。
[0071] 從第一LED 4發(fā)出的白光不限于如圖13中所示的具有兩個峰值波長的白光，并且 可W是具有=個或四個峰值波長的白光。因此，通過執(zhí)行仿真獲得具有=個峰值波長的虛 擬發(fā)出光譜偏斯分布），在仿真中使用從420皿至化60皿的峰值波長內(nèi)的20皿、30皿、40皿； 個等級的FWHM(極大值半處的全寬度）（1 Onm陷波)作為參數(shù)。
[0072] 如圖15所示，上述具有Ξ個峰值波長的虛擬發(fā)出光譜例如分別在420nm到480nm、 520皿到570nm和60化m到660皿的波段中具有峰值波長。示例1的光（W實(shí)線指示)在42化m、 520nm和600nm處具有峰值波長。示例2的光（W虛線指示)在480nm、570nm和66化m處具有峰 值波長。
[0073] W相同的方式，通過仿真獲得具有四個峰值波長的虛擬發(fā)出光譜。如圖16所示，虛 擬發(fā)出光譜例如分別在420皿到450皿、460皿到54化m、53化m到58化m和600皿到660皿的波 段中具有四個峰值波長。示例3的光實(shí)線指示)在420皿、460nm、530皿和600nm處具有峰 值波長。示例4的光（W虛線指示)在45化m、540nm、550nm和62化m處具有峰值波長。示例5的 光（W虛雙點(diǎn)線指示)在440nm、500nm、580nm和660nm處具有峰值波長。
[0074] 從表5可見，示例1到示例5的光分別給出了 73、91、73、70和70的ipRGC刺激水平。在 此，如圖12所示，具有5000K的相關(guān)色溫的光給出約70的ipRGC刺激水平，該光從普通巧光燈 發(fā)出并且被用作工作照明光。換言之，示例1到示例5的具有3000K到4500K相關(guān)色溫的光所 給出的ipRGC刺激水平大于或等于具有5000K相關(guān)色溫的普通工作照明光的ipRGC刺激水 平。因此，示例1到示例5的光甚至可W在低相關(guān)色溫下通過給出高ipRGC刺激水平來增大景 深。因此，示例1到示例5的光可W提供與具有5000K相關(guān)色溫的普通工作照明光相同或更好 的"清晰度'。
[0075] (表 5)
[0076]
[0077] 本公開內(nèi)容的照明裝置不限于W上實(shí)施例的照明裝置，并且可W進(jìn)行各種修改。 例如，照明裝置不限于床頭燈，并且可W是在桌子等旁所提供的立燈。此外，可混合方 式將多個第一 Lm)和多個第二Lm)安裝在布線基板上，W使得從第一 Lm)發(fā)出的白光和從第 二L邸發(fā)出的白光可W易于彼此混合。
[0078] 盡管前述內(nèi)容對所認(rèn)為的最佳模式和/或其它示例進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)理解的 是，其中可W做出各種修改，并且可各種形式和示例來實(shí)施本文所公開的主題，并且可 W將它們應(yīng)用于許多應(yīng)用中，而本文僅說明了其中的一些。所附權(quán)利要求書旨在要求保護(hù) 落入本教導(dǎo)的真實(shí)范圍內(nèi)的任何和全部修改W及變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種照明裝置，包括： 第一LED，所述第一LED被配置為發(fā)出白光； 第二LED，所述第二LED被配置為發(fā)出白光，從所述第二LED發(fā)出的白光的相關(guān)色溫低于 從所述第一 LED所發(fā)出的白光的相關(guān)色溫，并且從所述第二LED發(fā)出的白光的色度偏差Duv 高于從所述第一LED所發(fā)出的白光的色度偏差Duv;以及 控制單元，所述控制單元被配置為改變所述第一 LED和第二LED的光輸出比， 其中，所述第一LED發(fā)出的白光的相關(guān)色溫在1563K到4500K范圍內(nèi)，并且其色度偏差 Duv在-1.6到-12范圍內(nèi)，并且 所述第二LED發(fā)出的白光的相關(guān)色溫在1563K到4500K范圍內(nèi)，并且其色度偏差Duv在+ 10到-1.6范圍內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述控制單元進(jìn)行控制，以使得在xy色度圖 中，從所述第一LED所發(fā)出的白光被繪制在位于由以下等式1所表示的第一曲線與由以下等 式2所表示的第二曲線之間的區(qū)域中，并且從所述第二LED所發(fā)出的白光被繪制在位于所述 第一曲線與指示色度偏差Duv+10的第三曲線之間的區(qū)域中， y = -2,6186X2+2.5412χ-〇. 2147 等式 1 y = -3.1878x2+2.8976χ-〇. 2836 等式 2。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，其中，從所述第一LED所發(fā)出的白光的感光視網(wǎng) 膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（ipRGC)刺激水平大于或等于由以下等式3所計(jì)算的值，所述ipRGC刺激水平 是通過設(shè)定從D65光源所發(fā)出的ΙΟΟΟΙχ照度的光的ipRGC刺激水平來標(biāo)準(zhǔn)化的值，并且從所 述第二LED所發(fā)出的白光的ipRGC刺激水平小于由以下等式3所計(jì)算的值， ipRGC刺激水平=0.0117父相關(guān)色溫[1(]+20.9 等式3。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，其中，所述控制單元隨著所述第一LED的發(fā)光時 間段增大而減小所述第一 LED的光輸出。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，其中，從所述第一LED所發(fā)出的白光分別在 420nm到480nm、520nm到570nm和600nm到660nm的波段中具有峰值波長。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，其中，從所述第一LED所發(fā)出的白光分別在 420nm到450nm、460nm到540nm、530nm到580nm和600nm到660nm的波段中具有峰值波長。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，還包括：在其上安裝所述第一 LED和所述第二 LED的布線基板， 其中，所述第一LED被安裝在所述布線基板的中心處，并且所述第二LED被安裝在所述 布線基板的每個角處。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，還包括:在其上以混合方式安裝多個第一 LED和 多個第二LED的布線基板。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其中，當(dāng)所述控制單元減小所述第一LED的光輸出 時，所述控制單元逐漸地增大所述第二LED的光輸出。
【文檔編號】F21V23/00GK105972444SQ201610132884
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月9日
【發(fā)明人】松林容子, 姬野徹
【申請人】松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社