一種高顯色指數的led光源模組及led燈具的制作方法
【專利說明】一種高顯色指數的LED光源模組及LED燈具 【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及LED照明技術，特別是涉及一種高顯色指數的LED光源模組及LED燈 具。 【【背景技術】】
[0002] 作為新一代的照明光源，用LED芯片產生白光的照明方案，因高效節能、綠色環保 和壽命長等特點，廣泛運用于照明領域。隨著生活水平的提高，人們對照明質量的要求越來 越高。不僅要求色溫可調節，而且要有高的顯色指數，特別是在一些特殊的應用場合，如博 物館、醫院、美術室等，對顯色指數要求較高，均在90以上，有些對特殊顯色指數R9的要求 也在90以上或更高。
[0003] 通過LED芯片產生白光的方法主要有以下三種：（1)藍光LED芯片+YAG黃光熒光 粉。利用GaN基藍光LED芯片激發YAG熒光粉發出黃光，與剩余的藍光混合產生白光。通 過調控藍光和黃光的強度比例，可以產生不同色溫的白光。這種實現白光的方案，產品以及 制作工藝相對簡單，技術趨于成熟，已經實現了商品化，是目前制造白光LED的主流技術。 然而，這種方案產生的白光只能是固定的色溫，且一般顯色指數Ra通常只有60~80,特殊 顯色指數R9也很低，R9偏低會使物體的顏色變得暗淡。（2)近紫外LED芯片+RGB熒光粉。 利用近紫外LED芯片發出的紫外線激發RGB熒光粉合成白光。通過調整熒光粉的配比改變 光色，得到所要求的白光，并且可以獲得較好的色溫和顯色指數，但可適用的近紫外LED芯 片尚未形成成熟的應用。（3) R、G、B三基色合成白光。將R、G、B三基色LED芯片封裝在單 個器件內，通過分別調節三種顏色芯片的驅動電流以改變三種色光的配比，可以獲得各種 顏色的光，亦可以得到寬譜帶的白光。但是這種方法下，較難確定LED芯片的配光方案，特 別是難以確定得到具有良好配光效果的配光方案。所謂良好的配光效果，指可在寬的范圍 內（2700~6500K)內實現色溫可調，且能夠在該范圍內保持高的顯色指數（高顯色指數是 指一般顯色指數Ra在90以上）。
[0004] 另外，LED芯片混光得到白光時，也存在與大多數照明光源一樣的缺陷，就是光衰 問題。光衰最直接的表現就是影響LED的光通量，光衰對色溫和顯色指數也會有一定的影 響，這將使LED難以應用于醫療、攝影等對光源有高要求的場合。所以，如何有效的減小光 衰，也是成為LED目前面臨的一大難題。 【
【發明內容】
】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是：彌補上述現有技術的不足，提出一種LED光源模 組及LED燈具，可實現色溫在2700K-6500K范圍內可調，且在該色溫范圍內顯色指數Ra、R9 在95以上，全部顯色指數Rl~R15均在90以上，色品差Λ C小于0. 0054。
[0006] 本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決：
[0007] 一種高顯色指數的LED光源模組，所述LED光源模組包括提供暖白光的第一 LED 光源，提供藍光的第二LED光源，提供青光的第三LED光源和提供紅光的第四LED光源；所 述第一 LED光源包括峰值波長為442~450nm的第一藍光LED芯片，其上涂覆有峰值波長 為525~540nm的綠光熒光粉和580~600nm的橙光熒光粉，提供的所述暖白光中藍光所 占的光功率比例為0. 02~0. 04,綠光所占的光功率比例為0. 35~0. 39,橙光所占的光功 率比例為0. 59~0. 61 ;所述第二LED光源包括峰值波長為442~450nm的第二藍光LED芯 片；所述第三LED光源包括峰值波長為490~500nm的青光LED芯片；所述第四LED光源包 括峰值波長為627~635nm的紅光LED芯片。
[0008] 一種高顯色指數的LED燈具，包括散熱器、反光罩、擴散板和其上設置有LED光源 模塊的基板，所述LED光源模塊包括至少一組LED光源模組，所述LED光源模組為如上所述 的LED光源模組，所述LED燈具還包括四個驅動電路和控制電路；所述控制電路中存儲有各 個LED光源的光通量配比與混合后白光的色度參數之間的對應關系表，其中在各個光源的 光通量配比下，各色度參數滿足如下條件：色溫在2700K~6500K范圍內可調，各色溫下光 源的一般顯色指數Ra彡95,特殊顯色指數R9彡95,全部顯色指數Rl~R15均彡90,色品 差Λ C < 0. 0054 ;所述控制電路根據用戶需要得到的混合后的色溫選擇相應的各個LED光 源的光通量配比，根據各個LED光源的光通量配比確定各個LED光源的驅動電流，并將計算 的驅動電流分別輸出至相應的驅動電路；所述四個驅動電路分別將接收的驅動電流輸出至 相應的LED光源，驅動相應的LED光源發光。
[0009] 本發明與現有技術對比的有益效果是：
[0010] 本發明的LED光源模組及LED燈具，LED光源模組為特別設置的第一藍光LED芯 片，第二藍光LED芯片、青光LED芯片和紅光LED芯片，通過各LED芯片波長以及相應熒光 粉波長的配合，從而產生特定光譜功率分布的混合光。后續用于LED燈具中時，配合燈具中 控制電路，控制電路中預先存儲好滿足條件的各個光源的光通量配比與色度參數之間的對 應關系表，根據需要得到的色溫選擇各個光源的光通量配比，由此確定驅動電流輸出給各 個光源驅動發光，得到需要的色溫，同時得到的光源的顯色指數Ra、R9均彡95,且全部顯色 指數Rl~R15均彡90,色品差Λ C < 0. 0054。本發明中LED燈具，在實現色溫在2700K~ 6500K范圍內可調的前提下，顯示指數Ra、R9均彡95,且全部顯色指數Rl~R15均彡90， 色品差Λ C < 0. 0054,色度參數較好，與自然光接近，可模擬自然光滿足高要求的應用。同 時，采用的混光方案中，僅一個LED芯片與熒光粉產生激發光，其余三個LED芯片直接出射 光，無需熒光粉產生激發光，從而方案易于實現控制，且便于后續實現反饋調節。 【【附圖說明】】
[0011] 圖1是本發明【具體實施方式】中的LED燈具的結構示意圖；
[0012] 圖2是本發明【具體實施方式】中的LED燈具的電路示意圖；
[0013] 圖3是本發明【具體實施方式】中的LED燈具中LED光源模塊的結構示意圖；
[0014] 圖4是本發明【具體實施方式】中的LED燈具中選取的一種組合下各芯片和熒光粉的 相對光譜功率分布圖；
[0015] 圖5是本發明【具體實施方式】中的LED燈具在一種組合下以及一組光功率配比比例 下產生的四種顏色的光的相對光譜功率分布圖；
[0016] 圖6是本發明【具體實施方式】中的LED燈具在一種組合下以及一組藍光比例下四種 顏色的光的色域范圍示意圖；
[0017] 圖7是本發明【具體實施方式】中計算滿足條件的光通量配比的方法流程圖；
[0018] 圖8是本發明【具體實施方式】中的LED燈具在一種組合下以及一組光功率配比比例 下混光后得到的白光的相對光譜功率分布圖；
[0019] 圖9是本發明【具體實施方式】中的LED燈具優選設置后的工作流程示意圖。 【【具體實施方式】】
[0020] 下面結合【具體實施方式】并對照附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0021] 本發明在構建LED和熒光粉發光光譜模型的基礎上，對LED混光方案進行深入 研宄，得到一組LED光源組合方案下，能實現以往不能實現的Rl~R15均大于等于90 的顯色特性。以往的某些LED光源組合方案，例如公開日為2014年1月1日，公開號為 CN103486466A的LED燈具中，無論如何控制調節各混光LED光源的光通量配比，都無法得 到高的Rl~R15指數，從而無法在某一光通量配比下實現Ra和R