CN103148392A - Led光色控制装置及其控色方法 - Google Patents

Abstract

一种Led光色控制装置，包括敞口的壳体、设于所述壳体内的电路板以及设于所述电路板上方的光扩散板，电路板上设有控制模块、Led驱动模块以及Led发光芯片组，控制模块与Led驱动模块连接，Led发光芯片组包括矩阵排列的红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及两个绿光Led发光芯片，红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及两个绿光Led发光芯片均与Led驱动模块连接，且两个绿光Led发光芯片对角设置。本发明结构简单，不但具有节能环保，使用寿命长，可以长时间工作等优点，而且可以随时实现不同色彩背光的变换，使广告背光的颜色可以方便的改变，更加丰富多彩，不再只是单一的白色，以适应不同的要求，可以广泛用于高性能要求的地铁灯箱广告背光和其他灯箱背光领域。

Description

Led光色控制装置及其控色方法

技术领域

本发明涉及灯具，尤其涉及一种Led光色控制装置及其控制方法。

背景技术

传统灯具，如白炽或荧光灯具已经被广泛应用于各种领域，同时它们也存在着寿命短、耗电量大的缺点，尤其是在广告灯箱等领域，光源一般为安装在灯箱内部的荧光灯,这类灯箱一般给人感觉相当亮,同时耗电量也非常大，在当今节电的大环境下,大耗电量的灯箱总是成为限电的首选目标.一方面它占用了我们一定的市电,另一方面给整个城市带来了一定的光污染。

Led灯作为新光源，具有耗电量低、寿命长以及环保的特点，人们渐渐采用Led灯来解决传统光源耗电量高、寿命短以及产生光污染的问题。

在广告业高速发展的今天,户外广告灯箱是一种相当好的宣传工具,需要随时变换不同色彩的背光，使广告更加丰富多彩，以吸引人们的眼球。

目前，传统的Led灯具通常只能显示单色光，或者只能变换几种色彩的光，但是其内部电路复杂，无法满足户外广告灯箱的需求。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种Led光色控制装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种Led光色控制装置，包括敞口的壳体、设于所述壳体内的电路板以及设于所述电路板上方的光扩散板，所述电路板上设有控制模块、Led驱动模块以及Led发光芯片组，所述控制模块与所述Led驱动模块连接，所述Led发光芯片组包括矩阵排列的红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及两个绿光Led发光芯片，所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及两个绿光Led发光芯片均与所述Led驱动模块连接，且所述两个绿光Led发光芯片对角设置。

所述Led发光芯片组为多组，多组Led发光芯片组矩阵排列。

所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的间距为12mm，且与所述光扩散板之间的距离大于等于14.5mm。

所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的间距为15mm，且与所述光扩散板之间的距离大于等于19mm。

所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的间距为18mm，且与所述光扩散板之间的距离大于等于23.5mm。

所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的间距为22mm，且与所述光扩散板之间的距离大于等于28mm。

本方案还涉及一种Led光色控制方法，包括：

控制红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的电压或者电流，并通过光扩散板将各Led发光芯片的光进行混光，得到不同颜色的光。

所述方法通过以下公式：

Y=0.30R+0.59G+0.11B

的关系控制红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的电流，得到白光；

其中，Y为白色亮度，R、G、B分别为红、绿、蓝三色。

本发明结构简单，不但具有节能环保，使用寿命长，可以长时间工作等优点，而且可以随时实现不同色彩背光的变换，使广告背光的颜色可以方便的改变，更加丰富多彩，不再只是单一的白色，以适应不同的要求，可以广泛用于高性能要求的地铁灯箱广告背光和其他灯箱背光领域。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电气连接原理示意图；

图3为本发明的Led发光芯片的排列结构示意图；

图4为RGB三色混合示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种Led光色控制装置，包括壳体110、电路板120、以及光扩散板130。

壳体110为敞口的壳体。

电路板120设于壳体110内，电路板120上设有控制模块140、Led驱动模块150以及Led发光芯片组160。

控制模块140与Led驱动模块150连接。

本发明利用RGB三基色合成原理，分别控制RGB Led的电流或者电压大小，从而实现混合产生各种不同颜色的梦幻背光，同时按照使用的不同时间和场合可以改变RGB Led的电流或者电压大小实现各种颜色的背光以及节能的目的。

根据三基色亮度公式Y=0.30R+0.59G+0.11B，Led发光芯片组160包括矩阵排列的红光Led发光芯片161、蓝光Led发光芯片162以及两个绿光Led发光芯片163，其中，Y代表白色亮度，R、G、B分别代表红、绿、蓝三色，可见要得到白色，可以用0.3的红、0.59绿、0.11蓝混合得到白色，同样的，分别调整不同比例的红、绿、蓝可以得到更多的颜色。

若将上述三种Led发光芯片简单地排列封装在一起，那么这样不能使三种Led的颜色光很好地混合成白光。如图4所示的RGB三色混合示意图，只有中间区域是三种颜色都有的区域，所以只有中间区域才是白光，其他区域都不是白光。RGB三种芯片发出的光能量主要分布在以光源光轴为中心的一定角度之内，因此不同位置上由不同芯片发出的光要传播一定距离后，才可能发生交叠进而混色。然而即使在传播一定距离后，仍然只有中心区域才出现白光，也就是说中心区域以外的区域仍然没有混合，并且发散角度比较大的光线在经过传播后远离中心，继而造成发光效率降低。

而考虑绿色需求的比例高，因此，绿光Led发光芯片163为两个。

具体地，如图2以及图3所示，红光Led发光芯片161、蓝光Led发光芯片162以及两个绿光Led发光芯片163均与Led驱动模块150连接，且两个绿光Led发光芯片163对角设置。

可以理解的是，Led发光芯片组160可以为多组，多组Led发光芯片组160矩阵排列。

如图1所示，光扩散板130设于电路板120的上方，即安装在壳体110的开口处。

光扩散板130可以改善混色效果，但混光距离（各Led发光芯片到光扩散板的距离）是个很重要的一个条件，它直接影响着混光的效果，其跟Led发光芯片间距的关系如表1所示：

LED间距mm	12	15	18	22
					混光距离mm	≥14.5	≥19	≥23.5	≥28

表1

即当红光Led发光芯片161、蓝光Led发光芯片162以及绿光Led发光芯片163的间距为12mm时，其与光扩散板130之间的最小混光距离为14.5mm。

红光Led发光芯片161、蓝光Led发光芯片162以及绿光Led发光芯片163的间距为15mm时，其与光扩散板130之间的最小混光距离为19mm。

红光Led发光芯片161、蓝光Led发光芯片162以及绿光Led发光芯片163的间距为18mm时，其与光扩散板130之间的最小混光距离为23.5mm。

红光Led发光芯片161、蓝光Led发光芯片162以及绿光Led发光芯片163的间距为22mm时，其与光扩散板130之间的最小混光距离28mm。

当然可以理解的是，红光Led发光芯片161、蓝光Led发光芯片162以及绿光Led发光芯片163的间距为并不限于12mm、15mm、18mm或者22mm

本发明还涉及一种Led光色控制方法，包括：

通过控制模块140控制Led驱动模块150，进而控制红光Led发光芯片161、蓝光Led发光芯片162以及绿光Led发光芯片163的电压或者电流，并通过光扩散板130将各Led发光芯片的光进行混光，得到不同颜色的光。

本实施例选用的RGB三色Led发光芯片分别为：

1SC3020B13F0CC01 SMD 3020蓝光

1SC3020G73F0CC01 SMD 3020翠绿光

1SC3020V24I0CC01 SMD 3020红光

采用行-行、列-列各等距矩阵式排列,行间距为22mm,列间距18mm，混光距离为28mm，电源选用24V直流电源，可直接购买，Led驱动电路选用了恒流源驱动电路，其中R的总电流为0-100毫安（可调）,G的总电流为0-100毫安（可调），B的总电流为0-100毫安（可调），这样可以通过调节各Led发光芯片的电流来达到混出不同颜色光的效果。

按照三基色原理，不同颜色的光都可以由RGB三色得到，主要颜色遵循如下原则：

红色+绿色+蓝色=白色

红色+绿色=黄色

绿色+蓝色=青色

红色+蓝色=品红

红色+青色=白色

绿色+品红=白色

蓝色+黄色=白色

……

一、单色光的获得

1、红色光

由控制模块140控制红光Led发光芯片161的电流到最大，并控制蓝光Led发光芯片162以及绿光Led发光芯片163的电流到最小，得到红色光。

2、绿色光

由控制模块140控制绿光Led发光芯片163的电流到最大，并控制红光Led发光芯片161以及蓝光Led发光芯片162的电流到最小，得到绿色光。

3、蓝色光

由控制模块140控制蓝光Led发光芯片162的电流到最大，并控制红光Led发光芯片161以及绿光Led发光芯片163的电流到最小，得到蓝色光。

二、白色光的获得

通过公式Y=0.30R+0.59G+0.11B中的比例关系控制红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的电流，得到白光；

其中，Y为白色亮度，R、G、B分别为红、绿、蓝三色。

三、混色光的获得

将公式Y=0.30R+0.59G+0.11B中的比例关系进行调整，并根据该调整的比例关系控制红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的电流，可得到各种混色光。

可以理解的是，也可以通过控制红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的电压来获得各色的光，主要各色光与各Led发光芯片电压的关系见表2：

颜色	白色	红色	绿色	蓝色	黄色	青色	粉色
								Ur(V)	10.4	10.3	0	0	10.4	0	10.2
Ug(V)	15.1	0	15.2	0	15.4	15.3	0
								Ub(V)	15.3	0	0	15.1	0	15.2	15.4

表2

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种Led光色控制装置，其特征在于，包括敞口的壳体、设于所述壳体内的电路板以及设于所述电路板上方的光扩散板，所述电路板上设有控制模块、Led驱动模块以及Led发光芯片组，所述控制模块与所述Led驱动模块连接，所述Led发光芯片组包括矩阵排列的红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及两个绿光Led发光芯片，所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及两个绿光Led发光芯片均与所述Led驱动模块连接，且所述两个绿光Led发光芯片对角设置。

2.根据权利要求1所述的一种Led光色控制装置，其特征在于，所述Led发光芯片组为多组，多组Led发光芯片组矩阵排列。

3.根据权利要求1或2所述的一种Led光色控制装置，其特征在于，所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的间距为12mm，且与所述光扩散板之间的距离大于等于14.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种Led光色控制装置，其特征在于，所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的间距为15mm，且与所述光扩散板之间的距离大于等于19mm。

5.根据权利要求1或2所述的一种Led光色控制装置，其特征在于，所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的间距为18mm，且与所述光扩散板之间的距离大于等于23.5mm。

6.根据权利要求1或2所述的一种Led光色控制装置，其特征在于，所述红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的间距为22mm，且与所述光扩散板之间的距离大于等于28mm。

7.一种Led光色控制方法，其特征在于，包括：

控制红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的电压或者电流，并通过光扩散板将各Led发光芯片的光进行混光，得到不同颜色的光。

8.根据权利要求7所述的一种Led光色控制方法，其特征在于，所述方法通过以下公式：

Y＝0.30R+0.59G+0.11B

的关系控制红光Led发光芯片、蓝光Led发光芯片以及绿光Led发光芯片的电流，得到白光；

其中，Y为白色亮度，R、G、B分别为红、绿、蓝三色。

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