技术领域
[0001] 本
发明是有关于一种照明装置，且特别是有关于一种白光照明装置。
背景技术
[0002] 随着科技的进步，使用者对于LED照明的需求日益增加，对照明
质量的要求也逐渐提高。近年来，发光
二极管(LED)已渐渐取代传统的
光源，主要是由于
发光二极管与传统光源相较之下，具有
发光效率佳、寿命长、可靠度高以及体积小等优点，故其应用的范围非常广泛。
[0003] 由于人眼对于不同
波长的可见光感觉不同，且人眼由光亮环境到黑暗环境时，视觉上会产生变化，因此当发光二极管作为白光照明装置时，人眼在日间和夜间不同环境下，对于同一发光二极管所发出的光于视觉上亦有所差异(如：人眼在日间感觉波长在555nm左右的光线最明亮，但在夜间则感觉波长在507nm左右的光线最明亮)。
[0004] 依此，CIE国际照明委员会分别在明亮以及黑暗的视觉条件下，各自测量出明视觉以及暗视觉
光谱效应函数，并借此订定“明视觉”和“暗视觉”的不同标准。
[0005] 然而，由于目前业界一般均是依据CIE国际照明委员会所制订的“明视觉”标准，来制作以发光二极管为主的白光照明装置，因此这类符合“明视觉”标准的发光二极管所发出的光线，对于人眼在夜晚所产生的视觉而言，会产生
亮度不足的情形。
发明内容
[0006] 本发明的一目的是在提供一种白光照明装置，借以使照明的光线在
色温1500K～50000K皆具有最高的人眼暗视觉光效，以更能符合人眼在夜间所产生的视觉。
[0007] 本发明的一技术方案是关于一种白光照明装置，其包含一第一发光体以及一第二发光体。第一发光体用以发出具一短波长的光，且短波长是介于约474～519nm波段之间。第二发光体用以发出相对应短波长且位于长波段的光而与具短波长的光混合，以产生在一CIE
色度图中色度坐标点(u，v)大致位于一
黑体辐射线上的白光，其中色度坐标点(u，v)与该黑体辐射线上色度坐标点的一偏差duv是位于-0.03≤duv≤+0.03的范围内。
[0008] 在一
实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约1500～3500K色温范围内，且短波长是介于约488～519nm波段之间。
[0009] 在另一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约3500～5500K色温范围内，且短波长是介于约483～500nm波段之间。
[0010] 在又一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约5500～8000K色温范围内，且短波长是介于约480～494nm波段之间。
[0011] 在再一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约8000～50000K色温范围内，且短波长是介于约474～492nm波段之间。
[0012] 本发明的另一技术方案是关于一种白光照明装置，其包含一第一发光体以及一第二发光体。第一发光体用以发出具一长波长的光，且长波长是介于约575～643nm波段之间。第二发光体用以发出相对应长波长且位于短波段的光而与具长波长的光混合，以产生在一CIE色度图中色度坐标点(u，v)大致位于一黑体辐射线上的白光，其中色度坐标点(u，v)与该黑体辐射线上色度坐标点的一偏差duv是位于-0.03≤duv≤+0.03的范围内。
[0013] 在一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约1500～3500K色温范围内，且长波长是介于约587～634nm波段之间。
[0014] 在另一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约3500～5500K色温范围内，且长波长是介于约582～638nm波段之间。
[0015] 在又一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约5500～8000K色温范围内，且长波长是介于约579～640nm波段之间。
[0016] 在再一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约8000～50000K色温范围内，且长波长是介于约575～643nm波段之间。
[0017] 本发明的又一技术方案是关于一种白光照明装置，其包含一第一发光体以及一第二发光体。第一发光体用以发出具一短波长的光，且短波长是介于约474～519nm波段之间。第二发光体用以发出具一长波长的光，且长波长是介于约575～643nm波段之间。其中，第一发光体所发出的光与第二发光体所发出的光混合，以产生在一CIE色度图中色度坐标点(u，v)大致位于一黑体辐射线上的白光，其中色度坐标点(u，v)与该黑体辐射线上色度坐标点的一偏差duv是位于-0.03≤duv≤+0.03的范围内。
[0018] 在一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约1500～3500K色温范围内，短波长是介于约488～519nm波段之间，长波长是介于约587～634nm波段之间。
[0019] 在另一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约3500～5500K色温范围内，短波长是介于约483～500nm波段之间，长波长是介于约582～638nm波段之间。
[0020] 在又一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约5500～8000K色温范围内，短波长是介于约480～494nm波段之间，长波长是介于约579～640nm波段之间。
[0021] 在再一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约8000～50000K色温范围内，短波长是介于约474～492nm波段之间，长波长是介于约575～643nm波段之间。
[0022] 本发明的另一目的是在提供一种产生白光的方法，借以解决依照“明视觉”标准所产生的白光会让人眼在夜间使用时有亮度不足的情形。
[0023] 本发明的一技术方案是关于一种产生白光的方法，其包含以下步骤：提供具一短波长的光，且短波长是介于约474～519nm波段之间；提供具一长波长的光，且长波长是介于约575～643nm波段之间；以及混合具短波长的光以及具长波长的光，以产生在一CIE色度图中色度坐标点(u，v)大致位于一黑体辐射线上的白光，其中色度坐标点(u，v)与该黑体辐射线上色度坐标点的一偏差duv是位于-0.03≤duv≤+0.03的范围内。
[0024] 在一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约1500～3500K色温范围内，短波长是介于约488～519nm波段之间，长波长是介于约587～634nm波段之间。
[0025] 在另一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约3500～5500K色温范围内，短波长是介于约483～500nm波段之间，长波长是介于约582～638nm波段之间。
[0026] 在又一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约5500～8000K色温范围内，短波长是介于约480～494nm波段之间，长波长是介于约579～640nm波段之间。
[0027] 在再一实施例中，白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约8000～50000K色温范围内，短波长是介于约474～492nm波段之间，长波长是介于约575～643nm波段之间。
[0028] 在上述实施例中，第二发光体可为一
荧光物质。
[0029] 根据本发明的技术内容，应用前述白光照明装置以及产生白光的方法，不仅可使照明的光线更符合人眼在夜晚所产生的视觉，更可借此改善已知依照“明视觉”标准所产生的白光在夜间带给人眼亮度不足的情形。
附图说明
[0030] 图1A是依照本发明实施例绘示一种白光照明装置的概略示意图；
[0031] 图1B是依照本发明另一实施例绘示一种白光照明装置的概略示意图；
[0032] 图2是依照本发明实施例绘示一种CIE色度图；
[0033] 图3是依照本发明实施例绘示一种依据暗视觉光谱效应函数计算在色温约6500K时长波段的光匹配短波段的光及其相对应强度的示意图；
[0034] 图4是绘示如图3所示的长波长的光相对短波长的光的强度比例的变化情形；
[0035] 图5是绘示在色温约6500K时不同波长的光混合所产生的白光于相同的输出光
能量下，在日间(明视)与夜间(暗视)不同环境时的光效(或经由人眼感觉的亮度)的比较示意图；
[0036] 图6是绘示在色温约4500K时不同波长的光混合所产生的白光于相同的输出光能量下，在日间(明视)与夜间(暗视)不同环境时的光效(或经由人眼感觉的亮度)的比较示意图；
[0037] 图7是绘示在色温约2700K时不同波长的光混合所产生的白光于相同的输出光能量下，在日间(明视)与夜间(暗视)不同环境时的光效(或经由人眼感觉的亮度)的比较示意图。
[0038] 【主要组件符号说明】
[0039] 100：白光照明装置
[0040] 105：载体
[0041] 110：第一发光体
[0042] 120：第二发光体
[0043] 130：荧光物质
[0044] 200：黑体辐射线
具体实施方式
[0045] 下文是举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由组件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。其中附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。
[0046] 关于本文中所使用的“约”、“大约”或“大致约”一般通常是指数值的误差或范围于百分之二十以内，较好地是于百分之十以内，而更佳地则是于百分之五以内。文中若无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，即如“约”、“大约”或“大致约”所表示的误差或范围。
[0047] 图1A是依照本发明实施例绘示一种白光照明装置的概略示意图。图2是依照本发明实施例绘示一种CIE色度图。在本实施例中，白光照明装置100可为一发光二极管(Light Emitting Diode，LED)组件或装置，且包含载体105、第一发光体110以及第二发光体120，其中载体105承载第一发光体110以及第二发光体120，而第一发光体110和第二发光体120各自所发出的光，经混合后形成白光。在此值得注意的是，图1A所示的结构仅为方便说明而概略示意而已，并非用以限定本发明。
[0048] 在一实施例中，第一发光体110是用以发出具一短波长的光(例如：青绿色光、青蓝色光)，且上述短波长是介于约474～519nm波段之间(例如：474～480nm、480～490nm、490～500nm、500～510nm、510～519nm)，而第二发光体120则是用以发出相对应短波长且位于长波段的光(例如：橘红色光)，使得第一发光体110所发出的光与第二发光体120所发出的光混合，以产生在一CIE 1931色度图(如图2所示)或CIE 1960色度图中，色度坐标点(u，v)大致位于一黑体辐射线(Black Body Locus，BBL)200上的白光，其中色度坐标点(u，v)与该黑体辐射线上色度坐标点的一偏差duv是位于-0.03≤duv≤+0.03的范围内。其中，上述色度坐标点的偏差duv可依照JIS Z8725(光源的分布
温度及色温、
相关色温的测定方法)的5.4项备注来加以定义或解释。
[0049] 在此值得注意的是，在实作上，第一发光体110以及第二发光体120可同时以发光二极管芯片或其它发光组件(发光源)来实现，或者可将其中一者利用发光二极管芯片或其它发光组件(发光源)来实现，而另一者则是以荧光粉来实现(如图1B所示)，在此并不限于发出的光是以何种形式产生。图1B是依照本发明另一实施例绘示一种白光照明装置的概略示意图，相较于图1A而言，第一发光体110可利用发光二极管芯片或其它发光组件(发光源)来实现，而第二发光体则可为一荧光物质130。换言之，任何本领域具通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可设计不同的发光源或是搭配荧光材料，来实现本发明中的两发光体及其于发光后混合产生白光的效果。
[0050] 上述发光体于实作时，可通过一般已知的
基板(如：ZnSe、Al2O3、ZnS、GaP基板)、
发光层(如：ZnSe、GaN、ZnS、GaP发光层)或荧光材料(如：YAG、SrGa2S4、SrS材料)，并利用有机
金属化学气相磊晶(MOCVD)、液相磊晶(LPE)、气相磊晶(VPE)...等方法来完成。
[0051] 其次，上述色度坐标点位于黑体辐射线200上的白光，其色温可介于1500～50000K范围内，而根据不同的色温范围，第一发光体110所发出的光波长会介于不同的波段范围内。举例而言，当白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约1500～3500K色温范围内时，短波长是介于约488～519nm波段之间。其次，当白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约3500～5500K色温范围内时，短波长是介于约483～500nm波段之间。另，当白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约5500～8000K色温范围内时，短波长是介于约
480～494nm波段之间。又，当白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约8000～50000K色温范围内时，短波长是介于约474～492nm波段之间。
[0052] 虽然上述仅就第一发光体110发出的光波长其所在的波段范围作描述，然而任何本领域具通常知识者，当可设定第二发光体120发出相对应位于长波段的光，使得两者混合后产生的白光可位于相对应的色温范围内。
[0053] 相反地，在另一实施例中，第一发光体110是用以发出具一长波长的光(例如：橘红色光)，且上述长波长是介于约575～643nm波段之间(例如：575～580nm、580～590nm、590～600nm、600～610nm、610～620nm、620～630nm、630～643nm)，而第二发光体120则是用以发出相对应长波长且位于短波段的光(例如：青绿色光、青蓝色光)，使得第一发光体110所发出的光与第二发光体120所发出的光混合，以产生在CIE色度图中色度坐标点(u，v)大致位于黑体辐射线200上的白光，其中色度坐标点(u，v)与该黑体辐射线上色度坐标点的一偏差duv是位于-0.03≤duv≤+0.03的范围内。
[0054] 同样地，上述色度坐标点位于黑体辐射线200上的白光，其色温可介于1500～50000K范围内，而根据不同的色温范围，第一发光体110所发出的光波长会介于不同的波段范围内。举例而言，当白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约1500～3500K色温范围内时，长波长是介于约587～634nm波段之间。其次，当白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约3500～5500K色温范围内时，长波长是介于约582～638nm波段之间。另，当白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约5500～8000K色温范围内时，长波长是介于约
579～640nm波段之间。又，当白光的色度坐标点位于黑体辐射线上介于约8000～50000K色温范围内时，长波长是介于约575～643nm波段之间。
[0055] 虽然上述仅就第一发光体110发出的光波长其所在的波段范围作描述，然而任何本领域具通常知识者，当可设定第二发光体120发出相对应位于短波段的光，使得两者混合后产生的白光可位于相对应的色温范围内。
[0056] 如上所述，本领域具通常知识者可先设定其中一个发光体所发出的光波段范围，然后为了使产生的白光位于黑体辐射线上相对应的色温范围内，自然可得知应选择的另一个发光体所发出的光波段范围来作搭配。
[0057] 再者，除上述匹配方式之外，亦可同时考虑两发光体所发出的光波段范围；换言之，第一发光体110发出具短波长的光(例如：青绿色光、青蓝色光)，且短波长是介于约474～519nm波段之间，而第二发光体120发出具长波长的光(例如：橘红色光)，且长波长是介于约575～643nm波段之间，使得第一发光体110所发出的光与第二发光体120所发出的光混合，以产生在CIE色度图中色度坐标点(u，v)大致位于黑体辐射线200上的白光，其中色度坐标点(u，v)与该黑体辐射线上色度坐标点的一偏差duv是位于-0.03≤duv≤+0.03的范围内。
[0058] 同样地，依据上述混合后产生的白光所在的不同色温范围，本领域具通常知识者亦可同时考虑上述的短波段以及长波段的光，使得混合后产生的白光可位于相对应的色温范围内。举例而言，介于约488～519nm波段内的短波长的光，匹配介于约587～634nm波段内的长波长的光，可产生色度坐标点位于黑体辐射线上介于约1500～3500K色温范围内的白光。其次，介于约483～500nm波段内的短波长的光，匹配介于约582～638nm波段内的长波长的光，可产生色度坐标点位于黑体辐射线上介于约3500～5500K色温范围内的白光。另，介于约480～494nm波段内的短波长的光，匹配介于约579～640nm波段内的长波长的光，可产生色度坐标点位于黑体辐射线上介于约5500～8000K色温范围内的白光。又，介于约474～492nm波段内的短波长的光，匹配介于约575～643nm波段内的长波长的光，可产生色度坐标点位于黑体辐射线上介于约8000～50000K色温范围内的白光。
[0059] 由于已知技术均多是采用蓝光混合其激发黄色荧光粉所产生的黄光方式来产生白光，但人眼在夜间对黄光与蓝光的敏感度均不高，因此传统白光照明装置所产生的白光在夜间对于人眼视觉而言会有亮度不足和
饱和度不足的缺点。以红色与绿色光而言，由于其演色性相较蓝光及黄光而言较佳，且红色与绿色的视觉感觉相对蓝光及黄光的视觉感觉较佳，故本发明实施例采用橘红色光混合青绿色光来产生白光，使得产生的白光更符合人眼在夜晚所产生的视觉。
[0060] 上述相互匹配的光波段范围及其对应的白光色温范围可
整理如下列表(一)所示。
[0061] 表(一)
[0062]
[0063] 上述关于光波段的数据或数据，均是依据CIE国际照明委员会在黑暗的视觉条件下所量测出的暗视觉光谱效应函数，为产生色度坐标点位于黑体辐射线上的白光的目的，对长波段和短波段的光进行计算、模拟或匹配而得。
[0064] 图3是依照本发明实施例绘示一种依据暗视觉光谱效应函数计算在色温约6500K时长波段的光匹配短波段的光及其相对应强度的示意图。如图3所示，利用波长约为480nm而强度约0.6绝对单位的光，去匹配波长约为580nm而强度约0.4绝对单位的光，即可混合产生色度坐标点位于黑体辐射线上的白光，且白光的色温约6500K。图4是绘示如图3所示的长波长的光相对短波长的光的强度比例的变化情形。
[0065] 图5是绘示在色温约6500K时不同波长的光混合所产生的白光于相同的输出光能量下，在日间(明视)与夜间(暗视)不同环境时的光效(或经由人眼感觉的亮度)(计算单位为lm/W)的比较示意图。如图5所示，当波长约为440nm的光混合波长约为568nm的光而产生白光时，在日间与夜间的光效差异不大；另一方面，当波长约为491nm的光混合波长约为610nm的光而产生白光时，在夜间的人眼视觉光效则会远大于在日间的人眼视觉光效。由此可知，通过上述本发明的实施例所产生的白光光源，对于人眼在夜间的感觉会较人眼在日间的感觉更为明亮。
[0066] 此外，图6是绘示在色温约4500K时不同波长的光混合所产生的白光于相同的输出光能量下，在日间(明视)与夜间(暗视)不同环境时的光效(或经由人眼感觉的亮度)(计算单位为lm/W)的比较示意图。如图6所示，当波长约为440nm的光混合波长约为572nm的光而产生白光时，在日间与夜间的光效差异不大；另一方面，当波长约为494nm的光混合波长约为607nm的光而产生白光时，在夜间的人眼视觉光效则会远大于在日间的人眼视觉光效。类似地，图7是绘示在色温约2700K时不同波长的光混合所产生的白光于相同的输出光能量下，在日间(明视)与夜间(暗视)不同环境时的光效(或经由人眼感觉的亮度)(计算单位为lm/W)的比较示意图。如图7所示，当波长约为502nm的光混合波长约为609nm的光而产生白光时，在夜间的人眼视觉光效会远大于在日间的人眼视觉光效。
[0067] 另一方面，以图5为例，由于不同波长的光混合时会产生具不同光效的白光，例如：利用波长约为480nm的光，去混合波长约为580nm的光，在暗视的情形下会产生约893lm/W的白光，因此本领域具通常知识者在不脱离本发明的精神和范围内，可根据其所想要产生的白光光效，来选择不同的光波段或光波长。
[0068] 举例来说，当想要产生色温在1500K～50000K之间且具有各色温的最大暗视光效的80％强度的白光时，可选择约474～519nm波段的光去混合约575～643nm波段的光。其次，当想要产生具85％最大暗视光效的白光时，可选择约477～518nm波段的光去混合约579～638nm波段的光。另，当想要产生具90％最大暗视光效的白光时，可选择约479～
518nm波段的光去混合约584～633nm波段的光。又，当想要产生具95％最大暗视光效的白光时，可选择约481～517nm波段的光去混合约591～626nm波段的光。
[0069] 由上述本发明实施例可知，应用前述白光照明装置或产生白光的方法，不仅可使照明的光线更符合人眼在夜晚所产生的视觉，更可借此改善已知依照“明视觉”标准所产生的白光带给人眼夜间亮度不足的情形及传统
LED照明装置黄光与蓝光饱和度不足的缺点。
[0070] 虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域具通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的
权利要求书所界定者为准。
