CN102966873A - 色温及亮度自动调节的led智能照明灯 - Google Patents

色温及亮度自动调节的led智能照明灯 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，用于解决现有LED照明灯不能调节光强度和色温而引起的人眼舒适度差的问题，本发明包括LED灯珠和安装LED灯珠的安装板，还包括控制系统，控制系统包括控制芯片、光传感器和色温调节模块，色温调节模块和光传感器与控制芯片电连接，控制芯片与LED灯珠电连接。本发明能够根据外界环境的变化调节光强和色温，提高人眼的舒适性，能够满足不同条件的使用，功能和应用范围得到了很大的扩展。

Description

色温及亮度自动调节的LED智能照明灯
技术领域
本发明属于LED照明技术领域，具体的说涉及一种色温及亮度自动调节的LED智能照明灯。
背景技术
LED照明具有发光效率高、方向性好、能效小、寿命长、可靠性好、安全环保等优点，成为照明的第三代革命。充分利用LED的照明能力及集成控制能力的优势，最大程度满足人体舒适度要求，为人们所求。
例如申请号为201110163434.X的中国发明专利公开了一种LED照明灯。申请号为201110122991.7公开了另一种LED照明灯，该照明灯包括灯头体、LED发光件、灯泡壳及散热件，还包括荧光罩，该LED发光件包括线路板及LED光源，该灯头体包括传热件，该线路板设置在该灯头体的传热件上，该荧光罩收容在该灯泡壳内且罩设在该LED发光件周围，该荧光罩利用LED发光件发出的光进行二次发光。
然而，现有的LED照明灯存在以下问题：
不能根据环境的光强进行亮度调节；不能调节色温，从而导致人眼舒适度差，不能满足人们的需求。
发明内容
为克服现有LED照明灯不能调节亮度和色温而导致的人眼舒适度差的问题，本发明提供一种色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，能够调节亮度和色温，提高人眼的舒适性。
本发明为解决上述技术为题而采用的技术方案是：
一种色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，包括LED灯珠和安装LED灯珠的安装板，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括控制芯片、光传感器和色温调节模块，所述色温调节模块和光传感器与控制芯片电连接，所述控制芯片与LED灯珠电连接。
进一步地，所述的色温调节模块为色温调节芯片。
进一步地，所述控制系统的色温调节模块与控制芯片为一体结构，将色温调节的算法固化在控制芯片中。
进一步地，所述控制系统还设有至少一种探测器，所述探测器与控制芯片电连接。
进一步地，所述探测器为红光探测器、绿光探测器或者蓝光探测器或者他们三种中两种的组合或者他们三种的组合。
进一步地，所述控制系统还包括外围驱动电路，所述外围驱动电路包括交流/直流转换模块、红外线发生器、红外线接收/解调器和驱动芯片；所述交流/直流转换模块、红外线发生器和与控制芯片电连接；所述驱动芯片一端与控制芯片电连接，另一端与LED灯珠电连接。
进一步地，所述控制系统为绝缘印刷电路板，将控制芯片、光传感器、色温调节模块和外围驱动电路集成在电路板上。
进一步地，所述安装板一侧设有反光罩，另一侧设有散热片。
进一步地，所述散热片为鳍片式散热片。
进一步地，所述LED灯珠包括至少一种颜色的LED灯珠，不同颜色的LED灯珠均布在安装板上。
优选地，LED灯珠包括红光、绿光和蓝光LED灯珠。
进一步地，所述色温调节的算法为：
红色色坐标为                                                
Figure 879979DEST_PATH_IMAGE001
、绿色色坐标为
Figure 2012105553401100002DEST_PATH_IMAGE002
、蓝色色坐标为
Figure 277463DEST_PATH_IMAGE003
，以及目标色温的坐标
Figure 2012105553401100002DEST_PATH_IMAGE004
、亮度值
Figure 6384DEST_PATH_IMAGE005
，就计算所需获得目标色温需要的各基色亮度值
Figure 2012105553401100002DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 147516DEST_PATH_IMAGE007
为红色的亮度值，为绿色的亮度值，
Figure 707810DEST_PATH_IMAGE009
为蓝色的亮度值。
设红光、绿光、蓝光的最大亮度值为
Figure 777659DEST_PATH_IMAGE011
，则三种颜色亮度值在各自颜色的占空比为：
Figure 2012105553401100002DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 993877DEST_PATH_IMAGE013
为红光的占空比，
Figure 2012105553401100002DEST_PATH_IMAGE014
为绿光的占空比，
Figure 938699DEST_PATH_IMAGE015
为绿光的占空比。
本发明的工作原理是：
当外界环境发生改变时，控制系统的光传感器将采集到的信号传递给控制芯片，控制芯片将信号传递LED灯珠，使LED灯珠发出不同光亮度的灯光；与此同时，通过控制系统的色温调节模块将信号经控制芯片传递给LED灯珠，发出不同色温的灯光。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、本发明的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯包括LED灯珠和安装LED灯珠的安装板，还包括控制系统，控制系统包括控制芯片、光传感器和色温调节模块，色温调节模块和光传感器与控制芯片电连接，控制芯片与LED灯珠电连接。当外界环境发生改变时，控制系统的光传感器将采集到的信号传递给控制芯片，控制芯片将信号传递LED灯珠，使LED灯珠发出不同光亮度的灯光；与此同时，通过控制系统的色温调节模块将信号经控制芯片传递给LED灯珠，发出不同色温的灯光，从而提高人眼的舒适性，能够满足不同条件的使用，功能和应用范围得到了很大的扩展。
二、本发明的控制系统的色温调节模块与控制芯片为一体结构，将色温调节的算法固化在控制芯片中，能够根据需要进行调节。
三、本发明的控制系统还设有至少一种探测器，探测器与控制芯片电连接，通过探测器将光信号传递给控制芯片，具有反馈调节的作用，使得本发明的性能更加稳定，提高人眼的舒适性。
    四、本发明的控制系统为绝缘印刷电路板，将控制芯片、光传感器、色温调节模块和外围驱动电路集成在电路板上，使得本发明结构更加紧凑。
五、本发明的安装板一侧设有反光罩，另一侧设有散热片，利用反光罩能够实现照射面积内光强均匀，散热片直接安装在安装板上，能够实现散热片与LED灯珠的紧密结合，增加散热性能。
六、本发明的散热片为鳍片式散热片，结构简单，通过传导散热和空气对流散热达到良好的散热效果。
七、本发明的LED灯珠包括至少一种颜色的LED灯珠，不同颜色的LED灯珠均布在安装板上，能够满足人们不同的需求，同时使不同颜色的灯光能够均匀的发散。
八、本发明的LED灯珠包括红光、绿光和蓝光LED灯珠，通过色温调节模块，能够调节出各种颜色的灯光，满足人们的需求。
附图说明
图1是本发明的反光罩的结构示意图。
图2是本发明的LED灯珠的安装示意图。
图3是本发明的散热片结构示意图。
图4是本发明控制系统原理方框图。
图5是本发明色温调节原理方框图。
图中标记：1、反光罩，2、LED灯珠，3、安装板，4、散热片。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的描述。
本发明的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯包括LED灯珠2和安装LED灯珠的安装板3，还包括控制系统，控制系统包括控制芯片、光传感器和色温调节模块，色温调节模块和光传感器与控制芯片电连接，控制芯片与LED灯珠电连接。
作为一种实施例，本发明的色温调节模块是色温调节芯片，色温调节芯片是现有技术产品，可以选用SJT2016色温调节芯片。
优选地，本发明的色温调节模块与控制芯片为一整体结构，将色温调节的算法固化在控制芯片中。
具体的算法为：
红色色坐标为
Figure 2012105553401100002DEST_PATH_IMAGE016
、绿色色坐标为
Figure 291183DEST_PATH_IMAGE017
、蓝色色坐标为，以及目标色温的坐标
Figure 296048DEST_PATH_IMAGE019
、亮度值
Figure 796300DEST_PATH_IMAGE005
，就计算所需获得目标色温需要的各基色亮度值
Figure 216917DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 689486DEST_PATH_IMAGE007
为红色的亮度值，为绿色的亮度值，
Figure 26369DEST_PATH_IMAGE009
为蓝色的亮度值。
设红光、绿光、蓝光的最大亮度值为，则三种颜色亮度值在各自颜色的占空比为：
Figure 924421DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure 336948DEST_PATH_IMAGE013
为红光的占空比，
Figure 99367DEST_PATH_IMAGE014
为绿光的占空比，
Figure 343267DEST_PATH_IMAGE015
为绿光的占空比。 
通过这种算法，调节红光、绿光、蓝光三种颜色的占空比，即能够获得各种色温的灯光，满足人们的需要。
与此同时，控制系统还配设有至少一种探测器，探测器与控制芯片电连接，通过探测器将光信号传递给控制芯片，具有反馈调节的作用，使得性能更加稳定，提高人眼的舒适性。优选地，控制系统设有红光探测器、绿光探测器和蓝光探测器，探测器也属于现有技术产品。
控制系统为绝缘印刷电路板，将控制芯片、光传感器、色温调节模块和外围驱动电路集成在电路板上；外围驱动电路包括交流/直流转换模块、外线发射器、红外线接收/解码器和驱动芯片，交流/直流转换模块、外线发射器、红外线接收/解码器与控制芯片电连接；驱动芯片一端与控制芯片连接，一端与LED灯珠电连接。本发明的驱动芯片、光传感器和控制芯片均属于现有技术产品，优选地，控制芯片采用EP2C5Q208C8N，驱动芯片选用LM3429。
本发明的LED灯珠2均匀的分布在安装板3上，LED灯珠2包含至少一种颜色。作为一种实施例，本发明的LED灯珠2包含白光、红光、绿光、蓝光，不同颜色的LED灯珠2均布在安装板3上。本发明的控制系统还设有不同颜色灯光探测器（例如红光探测器，蓝光探测器，绿光探测器），这些灯光探测器属于现有技术产品。灯光探测器将LED灯珠发2出的光进行检测，同时将信号传递给控制系统，控制系统根据接收到的信号进行修正和调节，进一步提高人眼的舒适性。
本发明的安装板3一侧设有反光罩1，另一侧设有散热片4。反光罩1与安装板3紧密结合。优选地，本发明的反光罩1为自由曲面，自由曲面可以使光线分散均匀，使照明面光强分布均匀，反光罩1为对称型自由曲面，此外，也可以换成非对称型自由曲面。
作为优选，本发明的散热片4为鳍片式散热片，散热片4与LED灯珠2紧密的结合。散热片2的鳍片高度、厚度、间距与安装板3的厚度比例固定，通过传导散热和空气对流散热达到散热效果。同时，安装板3、散热片4控制系统间均涂刷导热硅胶，这样可以进一步减小LED灯珠2、散热片4、控制系统间的热阻，提高散热效率。
本发明的光传感器可探测外界环境光强度并将信号传递给控制系统，控制系统通过芯片自动进行计算并将信号传递给LED灯珠2，使LED灯珠2自动调节到合适值，满足人眼的舒适性；而色温调节模块可根据一天不同时刻及外界环境阴暗或者明亮情况进行调节，并通过控制芯片控制LED灯珠2色温；从而提高人眼的舒适性，能够满足不同条件的使用，功能和应用范围得到了很大的扩展。

Claims (10)

1.一种色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，包括LED灯珠和安装LED灯珠的安装板，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括控制芯片、光传感器和色温调节模块，所述色温调节模块和光传感器与控制芯片电连接，所述控制芯片与LED灯珠电连接。
2.根据权利要求1所述的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，其特征在于：所述的色温调节模块为色温调节芯片。
3.根据权利要求1所述的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，其特征在于：所述控制系统的色温调节模块与控制芯片为一体结构，将色温调节的算法固化在控制芯片中。
4.根据权利要求3所述的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，其特征在于：所述控制系统还设有至少一种探测器，所述探测器与控制芯片电连接。
5.根据权利要求4所述的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，其特征在于：所述探测器为红光探测器、绿光探测器或者蓝光探测器或者他们三种中两种的组合或者他们三种的组合。
6.根据权利要求1—5中任一所述的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，其特征在于：所述控制系统还包括外围驱动电路，所述外围驱动电路包括交流/直流转换模块、红外线发生器、红外线接收/解调器和驱动芯片；所述交流/直流转换模块、红外线发生器和与控制芯片电连接；所述驱动芯片一端与控制芯片电连接，另一端与LED灯珠电连接。
7.根据权利要求6所述的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，其特征在于：所述控制系统为绝缘印刷电路板，将控制芯片、光传感器、色温调节模块和外围驱动电路集成在电路板上。
8.根据权利要求1所述的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，其特征在于：所述安装板一侧设有反光罩，另一侧设有散热片。
9.根据权利要求1所述的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，其特征在于：所述LED灯珠包括至少一种颜色的LED灯珠，不同颜色的LED灯珠均布在安装板上。
10.根据权利要求3所述的色温及亮度自动调节的LED智能照明灯，其特征在于：所述色温调节的算法为：红色色坐标为                                                
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE002
、绿色色坐标为、蓝色色坐标为
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE006
，以及目标色温的坐标
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE008
、亮度值
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE010
，就计算所需获得目标色温需要的各基色亮度值
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE013
为红色的亮度值，为绿色的亮度值，为蓝色的亮度值。
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE018
设红光、绿光、蓝光的最大亮度值为
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE019
，则三种颜色亮度值在各自颜色的占空比为：
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE021
为红光的占空比，
Figure 2012105553401100001DEST_PATH_IMAGE022
为绿光的占空比，
Figure 892497DEST_PATH_IMAGE023
为绿光的占空比。
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