技术领域
[0001] 本发明属于照明技术领域,具体涉及光源模组、照明装置、调光调色系统及调光调色方法。
相关背景技术
[0002] 随着智慧照明的使用模式和应用场景的广泛推广,智慧照明逐渐进入到人们生活的方方面面。但在现有的多色温的光源调节方案中,存在如下问题:1、市面上的相关产品色温调节范围较窄,以2700 5700K和3000 6500K两种范围居
~ ~
多,为了实现多色温的调节,常常将常规的2000K和6500K的光色进行混合搭配,但在本方案中容易使中间色温如4000K,出现偏粉色的现象,影响照明体验。
[0003] 2、此外,行业上还提供三种色温进行混合搭配来实现,如2700K/4000K/5700K。2700 5700K范围的调节由2700K和5700K一组来实现,4000 5700K范围的调节由4000K/
~ ~
5700K一组来实现;这样确实加大了调节范围和一定程度解决光色偏差的问题,但是效果不理想,而且灯具需要增加一路驱动和控制,也需要增加一组光源,对于设计成本和难度都有较大的提升。
[0004] 以上方案均无法完整解决光色偏差和成本控制的问题,不利于智慧照明的发展。
具体实施方式
[0035] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。
[0036] 因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
[0037] 实施例1:请参阅附图1,本发明的一种光源模组,包括第一发光单元110、第二发光单元120
以及供电单元130,其中,供电单元130用于调节第一发光单元110和第二发光单元120的输出电流,以控制第一发光单元110和第二发光单元120的光源显示。
[0038] 具体地,第一发光单元110包括第一发光模块111、第二发光模块112、第一控制模块113和第一电极焊盘114,第一控制模块113与第一电极焊盘114、第一发光模块111和第二发光模块112连接,且第一控制模块113根据第一电极焊盘114的第一输入电流,控制流向第一发光模块111和第二发光模块112的电流比例;第二发光单元120包括第三发光模块121、第四发光模块122、第二控制模块123和第二电极焊盘124,第二控制模块123与第二电极焊盘124、第三发光模块121和第四发光模块122连接,且第二控制模块123根据第二电极焊盘124的第二输入电流,控制流向第三发光模块121和第四发光模块122的电流比例;供电单元
130与第一电极焊盘114连接并输出第一输入电流,供电单元130与第二电极焊盘124连接并输出第二输入电流;供电单元130根据输入总电流对第一输入电流和第二输入电流进行调制输出。
[0039] 其中,第一发光模块用于发出第一光色的光,第二发光模块、第三发光模块用于发出第二光色的光,第四发光模块用于发出第三光色的光。在一个具体的例子中,第一光色可以是低色温,第二光色可以是中间色温,第三光色可以是高色温。
[0040] 在上述方案中,供电单元130根据输入总电流,分别控制第一输入电流和第二输入电流的比例。第一控制模块113根据第一输入电流控制第一发光模块111和第二发光模块112的电流比例。第二控制模块123根据第二输入电流控制第三发光模块121和第四发光模块122的电流比例。通过供电单元130、第一控制模块113和第二控制模块123,实现了实现光源模组的宽范围色温调节,而且通过不同区域混光显示可以使得各色温区间显色准确,避免现有的光色偏差的问题。同时实现在两路控制线路上实现三种色温的宽范围调节,降低硬件设计成本。
[0041] 其中,上述的第一控制模块113和第二控制模块123可以是OZ8020A系列的光源控制芯片,第一控制模块113可以根据内置电路特征,控制第一发光模块111和第二发光模块112的输出电流比例。此外,也可以在第一控制模块113预设第一电流比率表,第一电流比率表可以存储在第一控制模块113的存储器中,通过识别第一控制模块113的第一输入电流,查询第一电流比率表,获取第一发光模块111和第二发光模块112的电流占比,并通过第一控制模块113的内置电路调节电流输出。在一个具体的例子中,第一控制模块设置第一输入端、第一输出端、第二输出端,第一输入端与第一电极焊盘连接,第一输出端与第一发光模块111连接,第二输出端与第二发光模块112;第一控制模块根据第一输入电流控制第一输出端、第二输出端的电流比例。
[0042] 同理,第二控制模块123可以根据内置电路特征,控制第三发光模块121和第四发光模块122的输出电流比例。此外,也可以在第二控制模块123预设第一电流比率表,第二电流比率表可以存储在第二控制模块123的存储器中,通过识别第一控制模块113的第二输入电流,查询第二电流比率表,获取第三发光模块121、第四发光模块122的电流占比,并通过第二控制模块123的内置电路调节电流输出。在一个具体的例子中,第二控制模块设置第二输入端、第三输出端、第四输出端,第二输入端与第二电极焊盘连接,第三输出端与第三发光模块连接,第四输出端与第四发光模块;第二控制模块根据第二输入电流控制第三输出端、第四输出端的电流比例。
[0043] 第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块和第四发光模块均采用440 nm ~
490nm的蓝光芯片。同时,第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块和第四发光模块分别在蓝光芯片上涂覆有不同成份的荧光粉。
[0044] 荧光粉包含绿色荧光粉,黄绿荧光粉,橙色荧光粉,红色荧光粉等,根据不同光色的实现需求对荧光粉的种类进行取舍和比例分配,以实现三色光的混光输出。
[0045] 具体地,荧光粉的具体成分优选为氮化物红和GaYAG黄绿粉的组合,根据发光和色温要求进行不同比例的调配。
[0046] 在第一控制模块或第二控制模块的驱动下:第一发光模块的蓝光芯片激发上方的荧光粉形成第一光色的光,第一光色为小于
2700K的低色温光,如2000K;
第二发光模块、第三发光模块的蓝光芯片分别激发上方的荧光粉、并混合形成第
二光色的光;第二光色为M色光,可以介于低色温和高色温之间的色温,如3500K、4000K;
第四发光模块的蓝光芯片激发上方的荧光粉形成第三光色的光;第三光色大于
5000K低色温,如6500K,14000K。
[0047] 第一光色的光、第二光色的光、第三光色的光,最终混合出射至外部。
[0048] 在一些实现方式中,参见图2,供电模块包括恒流电源、线性恒流芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻;恒流电源设置有正极输出端和负极输出端,正极输出端与第一控制模块113和第二控制模块123的正极端连接,负极输出端与电源地连接;第一控制模块113的负极端通过第一电阻与第三电阻和第四电阻连接,第三电阻与线性恒流芯片的电流设定端连接,第四电阻与电源地连接;第二控制模块123的负极端通过第二电阻与线性恒流芯片的恒流输出端连接,线性恒流芯片的接地端与电源地连接;其中,供电模块通过线性恒流芯片控制第一输入电流、第二输入电流的输出比例。
[0049] 在本实施方式中,本发明通过供电单元130控制流向第一发光单元110和第二发光单元120的第一输入电流,第二输入电路。具体地,恒流电源可以输出可调的输入总电流,输入总电流从0.1%‑100%变化。第一发光单
元110为冷色光源,第二发光单元120为暖色光源,R1、R2、R3、R4分别为第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻,U1为线性恒流芯片,线性恒流芯片的第1脚是电流设定端,第3脚是恒流输出端,第2脚是接地端,第1脚电流设定引端,根据电流设定引端上的电压调节第3脚的输出电流,输出电流呈线性变,第1脚电流设定引脚的电压越高,输出电流越小,反之输出电流越大。其中,恒流芯片可以是型号为SM24AXXXM的单通道LED恒流驱动芯片或其他能实现上述功能的芯片。
[0050] 本发明的供电单元130的工作原理如下:第一发光单元110与第二发光单元120电流分配通过R1、R2、R3、R4设定,线性恒流芯片U1进行分配,当恒流电源A输出的电流最大时,电流通过光源模组1、R1、R4流到负极,因电流最大,流经R4的电流最大,在电阻R4、R3上形成的电压值最高,导致U1的1脚电流设定端电压升高达到U1截止的第一阀值H1,从而使U1的3脚无输出电流,此时恒流电源输出的所有电流经第一发光单元110、R1、R4 到负极构成回路,亮暖光。
[0051] 当恒流电源A输出的电流减小时,电流通过第一发光单元110、R1、R4流到负极,流经R4的电流减小,在R4上形成的电压下降,当电压低于U1截止的阀值H1时,恒流电A输出的电流分出一路流经第二发光单元120、R2、U1、到负极构成回路,此时第一发光单元110与第二发光单元120流经的电流占比成反比并形成互补关系,既第一发光单元110的电流占比加上第二发光单元120的电流占比等于恒流电源A输出的输入总电流,第一发光单元110电流占比减小,第二发光单元120电流占比增大,反之依然成立,电流占比如表1所示,第一发光模块发射第一光色的光源,第一光色为2000K,第二发光模块、第三发光模块发射第二光色的光源,第二光色为M色光,可以介于2000K‑6500K之间,第四发射模块发射第三光色的光源,第三光色为6500K。电流占比如图3。
[0052]
[0053] 表1为输入总电流与第一发光单元、第二发光单元的电流比率关系表。
[0054] 随着恒流电源A输出的电流减小,流经R1、R4的电流继续减小,R4两端电压也持续降低,R3两端电压也随之降低,当U1的1脚电压降低到设定的阀值H2时,恒流电源A输出的电流占比全部经过第二发光单元120、R2、U1到负极构成回路,此时只亮暖光,其中,流向第一发光单元110的第一输入电流可忽略不计。如下图3所示。
[0055] 在一些实现方式中,参见图4,第一发光单元110设置在第一基板115,第二发光单元120设置在第二基板125,且第一基板115和第二基板125分离设置,其中,第一发光单元110和第二发光单元120分别单路供电。在本实施方式中,第一发光单元110和第二发光单元
120单独设置,可是灵活安装第一发光单元110和第二发光单元120,不仅可以实现多场景多用途的安装,同时,通过分离设置的第一发光单元110和第二发光单元120避免了光源芯片和控制芯片的热量累积。提高光源模组的散热性能。
[0056] 在一些实现方式中,第一发光单元110和第二发光单元120集成设置在集成基板上。在本实施例中,第一发光单元110和第二发光单元120可以集成为一个集成光源,可以通过HP或者COB方式进行集成。第一发光模块111、第二发光模块112、第三发光模块121和第四发光模块122均采用波段为440 nm 490nm的蓝光芯片发射光源形成。集成基板为铝基板或~玻纤板。以提高光源组件的稳定性和小型化特点。
[0057] 在上述实现方式的一个具体例子中,参见图5,当第一发光单元110和第二发光单元120集成在集成基板上时,第一发光单元110和第二发光单元120相离设置;第一发光模块111和第二发光模块112相邻设置,第三发光模块121和第四发光模
块122相邻设置。发光面分为两部分。第一部分包括第一发光模块111和第二发光模块112,第二部分为第三发光模块121和第四发光模块122。其中,第一发光模块发出第一光色的光,第一光色小于2700K的低色温光,如2000K,第二发光模块、第三发光模块发出第二光色的光,第二光色为M色光,可以介于低色温和高色温之间的色温,如3500K、4000K,第四发射模块发出第三光色的光,第三光色大于5000K低色温,如6500K,14000K。这两部分分属两路供电,分别由第一控制模块113、第二控制模块123两个IC控制两种光色的比例。
[0058] 在上述实现方式的一个具体例子中,参见图6,当第一发光单元110、第二发光单元120集成在集成基板上时,集成基板上设置有第一光源区、第二光源区,第二光源区沿第一光源区外周侧设置,第一控制模块113、第二控制模块123、第一电极焊盘114、第二电极焊盘
124设置在第二光源区外侧;第一发光模块111、第四发光模块122间隔交替设置在第一光源区内,第二发光模块112、第三发光模块121间隔设置在第二光源区上。参见图6,集成基板用于固定和连接导通LED贴片光源和IC器件,LED贴片光源即第一发光模块111、第二发光模块
112、第三发光模块121、第四发光模块122,IC器件即第一控制模块113、第二控制模块123。
[0059] 第一发光模块发射第一光色的光源,第一光色小于2700K低色温,如2000K,第二发光模块、第三发光模块发射第二光色的光源,第二光色为M色光,可以介于低色温和高色温之间的色温,如3500K、4000K,第四发射模块发射第三光色的光源,第三光色大于5000K低色温,如6500K,14000K。第二光源区可以为环状,环绕设计在第一光源区域内,其中,第二光源区可以划分为四个区域,第二发光模块112、第三发光模块121交替设置在四个区域内。第一控制模块113、第二控制模块123相邻设置在第二光源区的外侧。第一电极焊盘114、第二电极焊盘124相邻设置,且位于第二光源区的另一侧。
[0060] 实施例2:基于实施例1,本发明还提供一种照明装置的一种实施例,照明装置包括壳体、散
热器、以及实施例1的一种光源模组,壳体设置有一出光面,光源模组固定在壳体内部且沿出光面投射光源,散热器与光源模组连接设置。
[0061] 在本实现方式中,照明装置可以应用于各种使用模式和应用场景的智慧照明中,实现照明装置的两路三色调节,不仅实现智慧照明色温的准确显光,同时在本方案中只需要两路光源的驱动和控制,降低硬件设计成本。
[0062] 实施例3:本发明提供一种调光调色系统,包括控制终端,所述调光调色系统还包括如实施
例2所述的照明装置,照明装置包括控制单元;控制终端与所述控制单元电连接,或控制终端与所述控制单元进行信息交互。在本实施例中,控制终端可以为常规控制面板(如机械开关面板)、智能控制面板或遥控器,当控制终端为常规控制面板时,控制终端与线型灯的控制单元电连接。当控制终端为智能控制面板或遥控器时,控制单元上设置有第一无线通信模块、控制终端上设置有第二无线通信模块;控制终端与控制单元电连接,和/或第一无线通信模块与第二无线通信模块进行信息交互。此外,控制终端也可为智能移动终端(如手机、平板电脑、智能穿带设备等),还可为人工智能机器人。可见,设置有上述照明装置的调光调色系统其色温显示更准确、安全系数更高且成本更低。
[0063] 实施例4:图7示出了本发明提供一种混光方法的一种实施例,本混光方法基于实施例1的光
源模组。本方法包括:
710,获取第一光色的第一色度坐标、第一光通量;
720,获取第三光色的第二色度坐标、第二光通量;
730,根据第一色度坐标、第一光通量、第二色度坐标、第二光通量,通过CIE1931
Yxy数字表示算法,计算第二光色的目标色度坐标、目标光通量。
[0064] 在一个具体的例子中,已知第一发光模块为如2000K低色温,CIE1931色度坐标点(x:0.5269,y:0.4133),光通量90lm;已知第四发光模块的为6500K高色温例: CIE1931色度坐标点(x:0.3136,y:
0.3237),光通量144lm。通过本申请的混光方法计算M光色结果为:3500K,duv0.015CIE1931色度坐标点(0.4222,0.4359),光通量90lm,具体地,基于CIE1931 Yxy数字表示算法,根据由物体三刺激值计算Yxy的公式为: (1);
由Yxy计算物体三刺激值: (2);
计算第二光色的中间色温的xm,ym,Ym,将第三光色的第二色度坐标、第二光通量
xg,yg,Yg,第一光色的第一色度坐标、第一光通量xd,yd,Yd,分别导入公式(1)和公式(2)中进行迭代计算,获得第二光色的目标色度坐标、目标光通量。
[0065] 在一个具体的实施例中,已知第一光色为如2000K低色温,CIE1931色度坐标点(x:0.5269,y:0.4133),光通量90lm;已知第三光色的为6500K高色温例: CIE1931色度坐标点(x:0.3136,y:0.3237),光通量144lm。其电流分配如实施例1中的表1。CIE1931色度坐标点的坐标与色温和光通量的对应关系如表2,其中,x为横坐标,y为纵坐标,CCT为色温,Y为光通量。CIE1931色度坐标点分布图参见图8。
[0066] x y CCT Y0.3136 0.323752 6495.501 143.95
0.316141 0.326375 6335.803 141.3
0.318878 0.329202 6173.597 138.6
0.324846 0.335365 5851.766 133.2
0.331576 0.342315 5533.918 127.8
0.339224 0.350213 5220.759 122.4
0.347992 0.359267 4913.058 117
0.37739 0.377603 4087.53 107.28
0.413028 0.394868 3371.661 99.72
0.452842 0.408383 2781.885 94.32
0.492625 0.415197 2326.697 91.08
0.526801 0.413321 2006.472 90
表2第一第一光色为2000K色温、第三光色为6500K色温的CIE1931色度关系表。
[0067] 在另一个实施例中,当第一光色的低色温为1800K,80Lm;第三光色的高色温为14000K,120Lm时。CIE1931色度坐标点的坐标与色温和光通量的对应关系如表3,其中,x为横坐标,y为纵坐标,CCT为色温,Y为光通量。CIE1931色度坐标点分布图参见图9。
[0068]x y CCT Y
0.26612 0.27042 13245.924 120.1
0.27189 0.27654 11767.908 121.2
0.27793 0.28295 10525.116 122.4
0.2905 0.29627 8623.9825 124.8
0.30377 0.31034 7260.7099 127.2
0.31779 0.32521 6252.3244 129.6
0.33264 0.34095 5486.9941 132
0.36742 0.36694 4308.0215 128.64
0.4046 0.38879 3502.171 121.76
0.44548 0.40503 2868.1711 111.36
0.49229 0.4131 2314.4189 97.44
0.54899 0.40825 1843.5078 80.1
表3第一光色为1800K色温、第三光色为14000K色温的CIE1931色度关系表。
[0069] 在本实现方式中,本申请通过混光方法可以准确计算出第二的目标色度坐标、目标光通量,从而确认供电模式和第一控制模块、第二控制模块的控制策略,通过混光方法可以进一步实现各色温区间准确显色,避免现有的光色偏差的问题。
[0070] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0071] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0072] 此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
[0073] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0074] 虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的,但是,熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此,所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。