CN112420902A - 一种光源模组及包括该光源模组的照明装置 - Google Patents

Abstract

一种光源模组包括蓝光发生部、青光发生部、黄绿光发生部、红光发生部，所述红光发生部包括第一附加发光体和第二附加发光体，所述第一附加发光体发出的光形成红光区内的主发射峰，所述第二附加发光体发出的光形成红光区内的次发射峰，所述次发射峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的30.0~80.0%，所述光源模组的发射光为色温在3000K~6000K的白光，CIE1931色空间上，与黑体轨迹BBL的距离duv=‑0.007~0.007。本发明所提供的光源模组针对预防近视的特殊需求，专门优化了光谱分布，加入了窄带红光荧光粉，改变红光区特定区域的能量分布。在本申请光源模组及灯具提供的光环境下工作、生活、学习，可以缓解视疲劳，进而预防近视的发生以及延缓近视的进程。

Description

一种光源模组及包括该光源模组的照明装置

技术领域

本发明涉及一种光源模组及包括该光源模组的照明装置。

背景技术

随着信息社会的不断深入，近视的发病率也呈快速发展趋势。十年前，日本、韩国、新加坡等国家的近视人数远高于我国，然而，2018年卫生部、教育部的联合调查显示，我国学生近视发病人数已居世界首位。近视是由于眼轴发生变化，使外界的平行光线进入眼球后，不能聚焦到视网膜上而是落在视网膜之前，这样就不可以得到一个清晰的像所形成的。目前，近视控制，主要通过佩戴框架眼镜、角膜塑形术等医学手段进行，为儿童及青少年的日常生活带来了很大的不便及困扰。预防近视的手段也比较单一，即进行户外活动。每天户外（活动）2小时左右，已被证实能有效预防近视的发生。然而，由于青少年课业负担过重，进行长时间户外活动可行性不高。

灵长类动物研究发现，长波长红光照明可能会通过创建与近视散焦相关的信号来防止由形觉剥夺或远视散焦产生的轴向伸长，从而预防近视或延缓近视发生。在一项长波长红光的研究发现，该波长的红光光照能使视网膜中多巴胺含量增多，抑制了近视导致的眼轴增加。同时，红光促进了脉络膜血液循环，改善了视网膜和巩膜的血供。在一项针对264名近视儿童的研究中发现，3个月的重复低强度红光治疗无视网膜损害，且可以停止学龄儿童近视的进展。

目前市场上的白光LED还没有针对缓解视疲劳和预防近视以及延缓近视发展而进行专业的光谱设计。而上述这些研究给了我们一个启示，是否可以通过提供一种特殊的照明光源，配合上述研究成果获得避免近视的产生效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，寻找一种可以缓解视疲劳和预防近视以及延缓近视发展的光源模组及包括该光源模组的照明装置。

本发明为实现上述功能，所采用的技术方案是提供一种光源模组，其特征在于，包括：

蓝光发生部，发出峰值波长位于蓝光区430~470nm的第一颜色光；

青光发生部，发出峰值波长位于青光区470~510nm的第二颜色光；

黄绿光发生部，发出峰值波长位于黄绿光区510~600nm的第三颜色光；

红光发生部，发出峰值波长位于红光区600~780nm的第四颜色光，所述红光发生部包括第一附加发光体和第二附加发光体，所述第一附加发光体被布置为接收所述蓝光发生部所发射的部分光线，并将其转换为峰值波长位于630~690nm的光形成红光区内的主发射峰，所述第二附加发光体被布置为接收所述蓝光发生部所发射的部分光线，并将其转换为峰值波长位于610~640nm的光形成红光区内的次发射峰，所述次发射峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的30.0~80.0%，

所述第一颜色、第二颜色光、第三颜色光和第四颜色光混合形成所述光源模组的发射光，所述发射光为色温在3000K~6000K的白光，所述发射光在CIE1931色空间上，与黑体轨迹BBL的距离duv= -0.007~0.007。

优选地，所述主发射峰的半宽度不大于30.0nm。

优选地，所述蓝光发生部，发出峰值波长位于蓝光区440~460nm的第一颜色光；所述青光发生部，发出峰值波长位于青光区480~500nm的第二颜色光。

优选地，所述红光发生部发出的光在红光区600~780nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380~780nm范围内的总辐射能量中的占比≥25.0%。

优选地，所述红光发生部发出的光在630~690nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380~780nm范围内的总辐射能量中的占比为15.0~50.0%。

优选地，所述蓝光发生部发出的光在蓝光区430~470nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380nm~780nm范围内的总辐射能量中的占比为15.0~50.0%。

优选地，所述青光发生部发出的光在青光区470~510nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380nm~780nm范围内的总辐射能量中的占比为10.0~30.0%。

优选地，所述青光发生部发出的光在青光区470~510nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380nm~780nm范围内的总辐射能量中的占比为10.0~20.0%。

优选地，所述蓝光发生部发出的光在蓝光区430~470nm内形成第一峰，所述第一峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的20.0~100.0%。

优选地，所述第一峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的30.0~80.0%。

优选地，所述青光发生部发出的光在青光区470~510nm内形成第二峰，所述第二峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的25.0~100.0%。

优选地，所述第二峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的35.0~80.0%。

优选地，所述光源模组的发射光在CIE1931色空间上，与黑体轨迹BBL的距离duv=-0.005~0.005。

优选地，所述蓝光发生部为发射光峰值波长在430~470nm的蓝光LED；所述第一附加发光体为峰值波长在630~690nm的红色荧光粉，所述第二附加发光体为峰值波在610~640nm的红色荧光粉。

优选地，所述第一附加发光体为半宽度小于等于30.0nm的窄带荧光粉。

优选地，所述青光发生部为峰值波长在470~510nm的青光LED或青色荧光粉；所述黄绿光发生部为峰值波长在510~600nm的黄色荧光粉和/或绿色荧光粉。

优选地，所述黄绿光发生部包括至少一种峰值波长在510~545nm的绿色荧光粉，和至少一种峰值波长在510~545nm的黄色荧光粉。

本发明还提供一种照明装置，包括上述光源模组。

本发明所提供的光源模组针对预防近视的特殊需求，专门优化了光谱分布，加入了窄带红光荧光粉，改变红光区特定区域的能量分布。在本申请光源模组及包括该光源模组的照明装置提供的光环境下工作、生活、学习，可以缓解视疲劳，进而预防近视的发生以及延缓近视的进程。

附图说明

图1是符合本发明优选实施例的光源模组的结构示意图；

图2是符合本发明的优选实施例1~7的CIE1931色坐标图；

图3是本发明中优选实施例1的发射光光谱图；

图4是本发明中优选实施例2的发射光光谱图；

图5是本发明中优选实施例3的发射光光谱图；

图6是本发明中优选实施例4的发射光光谱图；

图7是本发明中优选实施例5的发射光光谱图；

图8是本发明中优选实施例6的发射光光谱图；

图9是本发明中优选实施例7的发射光光谱图；

图10是本发明中优选实施例照明装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和一些符合本申请的优选实施例对本申请提出的一种光源模组及照明装置作进一步详细的说明。

目前市场上常见的白光LED都是通过RGB混光来产生白光的,由蓝光芯片激发绿色及红色荧光粉,再将红、绿、蓝三色混合形成白光。而灵长类动物研究发现，长波长红光照明可能会通过创建与近视散焦相关的信号来防止由形觉剥夺或远视散焦产生的轴向伸长，从而预防近视或延缓近视发生。在一项长波长红光的研究发现，该波长的红光光照能使视网膜中多巴胺含量增多，抑制了近视导致的眼轴增加。同时，红光促进了脉络膜血液循环，改善了视网膜和巩膜的血供。因而本申请考虑在增加光源模组L1在630~690nm波段的能量，即常规的红色荧光粉以外，再另外加入一种峰值波长位于630~690nm的红色荧光粉。另外有研究表明青少年对415~465nm蓝光波段能量最为敏感，应尽量避免其长时间（尤其是夜间）处于高蓝光照射的光照下，因长时间的高蓝光能量光照射可能会导致其视网膜上皮细胞的死亡，有损视觉健康。因此，本申请光源模组L1还加入青光发生部，以青光区能量替代部分蓝光能量，降低出射光中的蓝光占比，实现更好的保护视力的效果。

本申请的光源模组L1的一个具体实施方式为一个混光的白光LED封装芯片，如图1所示，其可以为具有一般贴片封装结构或COB封装结构LED芯片，光源模组L1至少包括一个蓝光发生部1和覆盖于蓝光发生部1的封装部2。

蓝光发生部1为蓝光LED芯片，由半导体材料直接激发发光，其发光的峰值波长位于蓝光区430~470nm，优选的为440~460nm，光色呈蓝色，这里我们称蓝光发生部1发出的光为第一颜色光。LED芯片(LED Chip),包括正装或倒装，单颗LED Chip或者多颗LED Chip按串联、并联或串并联方式连接在一起。

蓝光发生部1被封装部2所覆盖，封装部2还覆盖有青光发生部201，发出峰值波长位于青光区470~510nm，优选的为480~500nm的第二颜色光；黄绿光发生部202，发出峰值波长位于黄绿光区510~600nm的第三颜色光；红光发生部203，发出峰值波长位于红光区600~780nm的第四颜色光。在本实施方式中，青光发生部201、黄绿光发生部202、红光发生部203均为荧光粉，它们接收蓝光发生部1所发射的部分光线，并将其转换为相应颜色的光。在其他较佳实施方式中，青光发生部201也可以是发出峰值波长在青光区470~510nm的青光LED。

在本实施例中，封装部2包括基底材料204，其可以是透明硅胶或透明树脂，其中透明树脂可以选择环氧树脂、尿素树脂中的一种。基底材料204中掺入峰值波长在青光区470~510nm的青色荧光粉作为青光发生部201、峰值波长在黄绿光区510~600nm的黄色和/或绿色荧光粉作为黄绿光发生部202、峰值波长在红光区600~780nm的红色荧光粉作为红光发生部203，混合均匀后覆盖在蓝光发生部1之上。

由于颜色是一种人体的直观感受，并无精确定义各颜色的光谱界限，为了表述方便，在本申请中我们自行划分了一些颜色区间，本申请所称蓝光区为430~470nm，青光区为470~510nm，黄绿光区为510~600nm，红光区600~780nm。而上述青色荧光粉、黄色荧光粉、绿色荧光粉、红色荧光粉均可以为一种荧光粉或几种荧光粉的混合物，只需其发射光的峰值波长位于我们表述的光色区间内即可认为是所称的该色荧光粉。具体地，在本实施方式中青光发生部201为单种荧光粉材料，而黄绿光发生部202均包括两种荧光粉，由至少一种峰值波长在510~545nm的绿色荧光粉和至少一种峰值波长在510~545nm的黄色荧光粉混合而成。加入两种不同峰值波长的荧光粉，主要是为了提供更好的显色性。

蓝光发生部1、青光发生部201、黄绿光发生部202、红光发生部203发出的第一颜色、第二颜色光、第三颜色光和第四颜色光混合形成光源模组L1的发射光。该光源模组L1主要作为照明光源使用，因此合成后的发射光为色温在3000K~6000K的白光，其在CIE1931色空间上，与黑体轨迹BBL的距离duv= -0.007~0.007，优选的为duv= -0.005~0.005。

为了实现发明目的,本申请提供的解决方案重点在提高光源模组L1出射光在红光区的能量占比,特别是在630~690nm区段的能量占比。因此，在本申请实施方式中红光发生部203采用两种荧光粉，红光发生部203包括第一附加发光体和第二附加发光体，第一附加发光体被布置为接收蓝光发生部1所发射的部分光线，并将其转换为峰值波长位于630~690nm的光形成红光区内的主发射峰，第二附加发光体被布置为接收蓝光发生部1所发射的部分光线，并将其转换为峰值波长位于610~640nm的光形成红光区内的次发射峰。第一附加发光体和第二附加发光体均为红色荧光粉，区别在于两者的发光峰值波长不同。其中第二附加发光体为峰值波在610~640nm的红色荧光粉，它起作用和在常规白光LED中的红色荧光粉相同，主要是平衡光色。而第一附加发光体为峰值波长在630~690nm的红色荧光粉，其加入增加了630~690nm区段的能量，为了保证增加的红光能量可以有效实现本发明的目的，即能量主要集中在制定波长区段，第一附加发光体优选窄带红光荧光粉，即该荧光粉的半宽度不大于30.0nm，由于主发射峰由第一附加发光体形成，因而在光源模组L1的发射光谱中主发射峰的半宽度不大于30.0nm。同时为了保证630~690nm区段的能量，要求次发射峰的光谱强度为主发射峰的光谱强度的30.0~80.0%。

在加入第一附加发光体增加红光区能量后，红光发生部203发出的光在红光区600~780nm内的光谱辐射能量在光源模组L1发射光的可见光区即380~780nm范围内的总辐射能量中的占比≥25.0%，特别是在630~690nm内的光谱辐射能量在光源模组L1发射光的可见光区即380~780nm范围内的总辐射能量中的占比为15.0~50.0%。

另外有研究表明青少年对415~465nm蓝光波段能量最为敏感，应尽量避免其长时间（尤其是夜间）处于高蓝光照射的光照下，因此该实施方式中提供的光源模组L1还对其发射光的蓝光能量进行了限制。蓝光发生部1发出的光在蓝光区430~470nm内形成第一峰，其光谱强度为主发射峰的光谱强度的20.0~100.0%，优选地为30.0~80.0%。且第一峰在蓝光区430~470nm内的光谱辐射能量在光源模组L1的发射光的可见光区即380nm~780nm范围内的总辐射能量中的占比为15.0~50.0%，优选地为10.0~30.0%。

青光的加入可部分补偿蓝光减少的部分，因此在光源模组L1中设置青光发生部201，青光发生部201发出的光在青光区470~510nm内形成第二峰，其光谱强度为主发射峰的光谱强度的25.0~100.0%，优选地为35.0~80.0%。且第二峰在青光区470~510nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380nm~780nm范围内的总辐射能量中的占比为10.0~30.0%，优选地为10.0~20.0%。

上面介绍的是本申请的一较佳实施方式,在具体实施时, 蓝光发生部1、青光发生部201、黄绿光发生部202、红光发生部203均可以有多种选择，下面表1给出了各个光发生部的一些可选的具体LED或荧光粉类型及其发光参数，表2给出了7个具体实施例,以及各实施例中蓝光发生部1、青光发生部201、黄绿光发生部202、红光发生部203的具体选型。

表1

表1中x、y表示红光LED的发射光的光色在CIE1931色坐标系上的x、y轴上的坐标值，Peak表示红光LED的峰值波长，Hw表示发射峰的半宽度。以上数值都是实施例中采用的荧光粉的实际数值，并不是对本发明的限定，因为在实际生产中由于荧光粉纯度、颗粒大小的不同其峰值波长和半宽度都有可能会和以上数据稍有偏差，这个偏差值一般会被控制在±5nm之间，应该认为在这个范围内的其他方案是等同于上述荧光粉的。

表2

依据表2中的各光发生部的选型，分别组合后形成本申请光源模组L1的7个较佳实施例，各实施例的发射光的特征参数如表3所示，在CIE1931色坐标系上的位置见图2。其中x、y表示实施例光源模组的发射光的光色在CIE1931色坐标系上的x、y轴上的坐标值，CCT为色温，duv 表示在色坐标系里色彩偏移普朗克轨迹的距离与方向，CRI为显色指数。

表3

表3中可见虽然本申请的光源模组L1增加了红光区能量，且降低了蓝光区能量，但是由于青光发生部201的加入，其光色仍然保持为白光光色，在在CIE1931色空间上，与黑体轨迹BBL的距离duv= -0.007~0.007，且大部分duv= -0.005~0.005，如图2所示。而黄绿光发生部202采用黄色荧光粉和绿色荧光粉的混合体，使得光源模组L1的显色性较好，CRI都在85以上。

为了达到本申请所需要的缓解视疲劳，预防近视的目的，其主要是由不同波段的能量占比实现的，表4列出了实施例1-7中光源模组L1的光谱特征，实施例1-7光源模组的发射光光谱图如图3-9所示。其中蓝光区能量占比为430~470nm区段内的光谱辐射能量在光源模组L1在可见光区总辐射能量中的占比；青光区能量占比为470~510nm区段内的光谱辐射能量在光源模组L1在可见光区总辐射能量中的占比，红光区能量占比为600~780nm区段内的光谱辐射能量在光源模组L1在可见光区总辐射能量中的占比；红光区2能量占比为630~690nm区段内的光谱辐射能量在光源模组L1在可见光区总辐射能量中的占比。另外对于光谱强度，我们采用了相对光谱图，即以整个光谱中最高强度为100%，其他位置皆以和最高峰的相对比值来表示，因此下表中的蓝光、青光、次发射峰峰值波长强度，均是指和主发射峰的强度比值。

表4

从表4中可见，实施例1-7的发射光的光谱均符合在实施方式中提出的能量分布要求，在后续试验中发现实施例1-7的光源模组L1，在实现照明效果的同时，可在一定程度上缓解疲劳，有望实现预防近视的目的。

上述光源模组L1可应用各类灯具，图10示出了本申请一较佳实施例照明装置，该照明装置于该实施中具体为台灯，包括由灯头61、灯杆62、底座63，光源模组L1设置在灯头位置。在其他较佳实施例中光源模组L1也可应用于吊灯、吸顶灯、筒灯、射灯等各类灯具。本申请对此不作限定。

上文对本发明优选实施例的描述是为了说明和描述，并非想要把本发明穷尽或局限于所公开的具体形式，显然，可能做出许多修改和变化，这些修改和变化可能对于本领域技术人员来说是显然的，应当包括在由所附权利要求书定义的本发明的范围之内。

Claims (18)

1.一种光源模组，其特征在于，包括：

蓝光发生部，发出峰值波长位于蓝光区430~470nm的第一颜色光；

青光发生部，发出峰值波长位于青光区470~510nm的第二颜色光；

黄绿光发生部，发出峰值波长位于黄绿光区510~600nm的第三颜色光；

红光发生部，发出峰值波长位于红光区600~780nm的第四颜色光，所述红光发生部包括第一附加发光体和第二附加发光体，所述第一附加发光体被布置为接收所述蓝光发生部所发射的部分光线，并将其转换为峰值波长位于630~690nm的光形成红光区内的主发射峰，所述第二附加发光体被布置为接收所述蓝光发生部所发射的部分光线，并将其转换为峰值波长位于610~640nm的光形成红光区内的次发射峰，所述次发射峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的30.0~80.0%，

所述第一颜色、第二颜色光、第三颜色光和第四颜色光混合形成所述光源模组的发射光，所述发射光为色温在3000K~6000K的白光，所述发射光在CIE1931色空间上，与黑体轨迹BBL的距离duv= -0.007~0.007。

2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述主发射峰的半宽度不大于30.0nm。

3.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，

所述蓝光发生部，发出峰值波长位于蓝光区440~460nm的第一颜色光；

所述青光发生部，发出峰值波长位于青光区480~500nm的第二颜色光。

4.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述红光发生部发出的光在红光区600~780nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380~780nm范围内的总辐射能量中的占比≥25.0%。

5.如权利要求4所述的光源模组，其特征在于，所述红光发生部发出的光在630~690nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380~780nm范围内的总辐射能量中的占比为15.0~50.0%。

6.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述蓝光发生部发出的光在蓝光区430~470nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380nm~780nm范围内的总辐射能量中的占比为15.0~50.0%。

7.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，所述青光发生部发出的光在青光区470~510nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380nm~780nm范围内的总辐射能量中的占比为10.0~30.0%。

8.如权利要求7所述的光源模组，其特征在于，所述青光发生部发出的光在青光区470~510nm内的光谱辐射能量在所述光源模组的发射光的可见光区即380nm~780nm范围内的总辐射能量中的占比为10.0~20.0%。

9.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述蓝光发生部发出的光在蓝光区430~470nm内形成第一峰，所述第一峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的20.0~100.0%。

10.如权利要求9所述的光源模组，其特征在于，所述第一峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的30.0~80.0%。

11.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述青光发生部发出的光在青光区470~510nm内形成第二峰，所述第二峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的25.0~100.0%。

12.如权利要求11所述的光源模组，其特征在于，所述第二峰的光谱强度为所述主发射峰的光谱强度的35.0~80.0%。

13.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，所述光源模组的发射光在CIE1931色空间上，与黑体轨迹BBL的距离duv= -0.005~0.005。

14.如权利要求1-13任一所述的光源模组，其特征在于，所述蓝光发生部为发射光峰值波长在430~470nm的蓝光LED；所述第一附加发光体为峰值波长在630~690nm的红色荧光粉，所述第二附加发光体为峰值波在610~640nm的红色荧光粉。

15.如权利要求14所述的光源模组，其特征在于，所述第一附加发光体为半宽度小于等于30.0nm的窄带荧光粉。

16.如权利要求14所述的光源模组，其特征在于，所述青光发生部为峰值波长在470~510nm的青光LED或青色荧光粉；所述黄绿光发生部为峰值波长在510~600nm的黄色荧光粉和/或绿色荧光粉。

17.如权利要求16所述的光源模组，其特征在于，所述黄绿光发生部包括至少一种峰值波长在510~545nm的绿色荧光粉，和至少一种峰值波长在510~545nm的黄色荧光粉。

18.一种照明装置，其特征在于，包括：如权利要求1至17中任意一项所述的光源模组。

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