CN103162104B - 一种白平衡半导体照明装置 - Google Patents

Abstract

一种白平衡半导体照明装置，包括第一白光光源，亮度可调的第二白光光源，匀光装置，探测装置以及控制装置。其中，第二白光光源辅助所述第一白光光源。匀光装置设置于所述第一白光光源、第二白光光源的出射光路上。探测装置设置在所述匀光装置的出射光路上，用于采集照射在其内的光信号。控制装置与所述探测装置连接，根据探测装置的输出控制所述第二白光光源的亮度输出。本发明的半导体照明装置，通过探测装置采集的数据，借由控制装置控制辅助的白光光源的亮度输出，调整辅助光源在混合过程中的亮度比例，使照明装置整体色温值平衡在一个固定的小范围内，结构简单，可靠。

Description

一种白平衡半导体照明装置

技术领域

本发明涉及照明光源，尤其涉及一种白平衡半导体照明装置。

背景技术

半导体发光元件，例如：发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种磷化镓(GAP)、氮化镓(GAN)等半导体材料制成的、能直接将电能转化为光能的发光器件。当其内部有一定电流通过时，它就会发光。由于LED发光效率高、寿命长、反应灵敏、不含有毒物质等特点，使得其的应用越来越广泛，被广泛应用在液晶投影、手机背光源、显示屏幕、舞台灯光照明等。

作为显示和照明领域的LED光源，现有的低成本LED光源通常采用荧光转换，即，利用预定波长的发射光来激发荧光粉，产生白光。例如：日本日亚(Nichia)公司的白光专利，就是利用蓝光LED芯片来激发黄色YAG荧光粉来产生白光。然而，随着LED工艺控制的不一致性或者LED芯片的长时间点亮，常常会发生色温偏离的现象。

发明内容

有鉴于此，须提供一种结构简单、可靠的白平衡半导体照明装置。

本发明的发明目的是通过以下技术方案来实现的：

一种白平衡半导体照明装置，包括第一白光光源，亮度可调的第二白光光源，匀光装置，探测装置以及控制装置。其中，第二白光光源辅助所述第一白光光源。匀光装置设置于所述第一白光光源、第二白光光源的出射光路上。探测装置设置在所述匀光装置的出射光路上，用于采集照射在其内的光信号。控制装置与所述探测装置连接，根据探测装置的输出控制所述第二白光光源的亮度输出。

本发明的半导体照明装置，通过探测装置采集的数据，借由控制装置控制辅助的白光光源的亮度输出，调整辅助光源在混合过程中的亮度比例，使照明装置整体色温值平衡在一个固定的小范围内，结构简单，可靠。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明白平衡半导体照明装置的结构示意图。

图2为图1的平面结构示意图。

图3为图2从A方向看的一实施方式的平面结构示意图。

图4为图2从A方向看的另一实施方式的平面结构示意图。

具体实施方式

图1所示为本发明白平衡半导体照明装置的结构示意图，同时参阅图2和图3，其包括第一白光光源10，第二白光光源20，匀光装置30，探测装置40以及控制装置50。其中，第二白光光源20亮度可调，用于辅助第一白光光源10。而第一白光光源10的亮度通常是不可调节的。匀光装置30设置于第一白光光源10、第二白光光源20的出射光路上。探测装置40设置在匀光装置30的出射光路上，用于采集照射在其内的光信号。控制装置50与探测装置40连接，根据探测装置40的输出控制辅助光源，即，第二白光光源20的亮度输出。

本发明实施方式中，第一白光光源10、第二白光光源20均为LED光源。为了提高光源的光通量，进而增加光亮度，每一个LED光源均可以是多个LED芯片以阵列方式的排列。其中，第二白光光源20可以为蓝光LED或紫外LED激发荧光粉而成，也可以为红绿蓝LED混合而成。

当第一白光光源10、第二白光光源20的数量为多个时，第一白光光源10、第二白光光源20为非线性的排列在同一块基板(图中未示出)上。当然，本发明其它实施方式中，也可以是分立在不同基板上。参阅图3，为一个第二白光光源20辅助多个第一白光光源10。即，多个第一白光光源10环绕第二白光光源20设置。基板为绝缘高导热基板，其材质为AlN或者类钻碳。绝缘高导热基板的表面设置有与第一白光光源10、第二白光光源20电性连接的电路层。该电路层是以真空溅射的方式或者印刷线路的方式设置于绝缘高导热基板的表面。绝缘高导热基板的底部则设置有高导热层。该高导热层的材质可以为金属，如铝、铜等。又，该高导热层可以与绝缘高导热基板一体成型(如通过烧结的方式一体成型)。当然，该高导热层也可以与绝缘高导热基板，而通过粘胶等粘结的方式连接在一起。采用这种结构，第一白光光源10、第二白光光源20所产生的热量能快速通过AlN或者类钻碳材质的绝缘高导热基板组成的散热通道进行传导，向外消散，因此，在基板表面光源处的温度能迅速降低。

如图所示，本发明实施方式中，匀光装置30包括复眼透镜组301以及中继镜302。其中，复眼透镜组301是多个相同或不同的微透镜的阵列组合，用于对第一白光光源10与第二白光光源20进行均匀化及整形处理。中继镜302设置于复眼透镜组301与探测装置40之间。

本发明实施方式中，探测装置40为光电传感器，位于匀光装置30的匀光平面附近，将光信号转化为电信号。探测装置40探测第一白光光源10和第二白光光源20经过匀光装置30匀光后的出射光的光信号。具体操作时，可通过亮度值或色度值的两种手段与相对应的标准值对比进行调节。详细说，当探测装置40的输出为亮度值时，控制装置50把实际的亮度值与预设的标准亮度值进行对比，确定二者之间的差异，根据该差异通过控制第二白光光源20的驱动电流，调节各第二白光光源的光的输出亮度。当探测装置40的输出为色度值时，控制装置50把实际的色度值与预设的标准色度值进行对比，确定二者之间的差异，并根据该差异通过控制第二白光光源20的驱动电流，调节各第二白光光源的光的输出亮度，使得光源输出光线颜色为设定的标准色度值。

当辅助光源，即，第二白光光源20，为蓝光LED或紫外LED激发荧光粉而成时，通过调节其驱动电流的大小，增大/减小荧光粉的激发能量，从而增加/减小荧光的出射亮度，进而调整与第一白光光源10所出射白光在混合过程中的亮度比例，使色温值平衡在一个固定的小范围内(如6500K±300K)。因此，通过调整辅助光源在混合过程中的亮度比例，可以使色温值平衡在一个固定的小范围内。

图4所示为图2从A方向看的另一实施方式的平面结构示意图。该照明装置与图3所示照明装置的结构基本相同，区别在于图4所示还包括亮度可调的第三白光光源20’，同样用于辅助第一白光光源10。其中，第二白光光源20的色温值小于第一白光光源10的色温值；第三白光光源20’的色温值大于第一白光光源10的色温值。控制装置50根据探测装置40的输出控制第二白光光源20的亮度输出，或者控制第三白光光源20’的亮度输出，或者控制第二白光光源20和第三白光光源20’的亮度输出。

本实施方式中，第三白光光源20’同样可以为蓝光LED或紫外LED激发荧光粉而成，也可以为红绿蓝LED混合而成。同样，通过调整辅助光在混合过程中的亮度比例，可以使色温值平衡在一个固定的小范围内(如6500K±300K)。例如：如果探测到的实际色温值偏高，则可以通过增大第二白光光源20的驱动电流或者减小第三白光光源20’的驱动电流的方式(此处，可既增大第二白光光源20的驱动电流又减小第三白光光源20’的驱动电流，只要满足光源整体色温值保持在一定范围内的平衡即可)，使第二白光光源20的亮度增大或者第三白光光源20’的亮度减小，从而使得光源整体色温值保持在一定范围内的平衡。同理，若探测到的实际色温值偏低时，则可以通过减小第二白光光源20的驱动电流或者增大第三白光光源20’的驱动电流的方式(此处，可既减小第二白光光源20的驱动电流又减小第三白光光源20’的驱动电流，只要满足光源整体色温值保持在一定范围内的平衡即可)，使第二白光光源20的亮度减小或者第三白光光源20’的亮度增大，从而使光源整体色温值平衡在一个固定的小范围内。

因此，本发明的半导体照明装置，通过探测装置采集的数据，借由控制装置控制辅助的白光光源的亮度输出，调整辅助光源在混合过程中的亮度比例，使照明装置整体色温值平衡在一个固定的小范围内，结构简单，可靠。

以上所述之具体实施方式为发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均包含本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种白平衡半导体照明装置，其特征在于，包括：

第一白光光源；

亮度可调的第二白光光源，辅助所述第一白光光源；

匀光装置，设置于所述第一白光光源、第二白光光源的出射光路上；

探测装置，设置在所述匀光装置的出射光路上，用于采集照射在其内的光信号；及

控制装置，与所述探测装置连接，根据探测装置的输出控制所述第二白光光源的亮度输出；

探测装置探测第一白光光源和第二白光光源经过匀光装置匀光后的出射光的光信号；

所述匀光装置包括：

复眼透镜组，用于对所述第一白光光源与第二白光光源进行均匀化及整形处理；

以及中继镜，设置于所述复眼透镜组与探测装置之间；

所述复眼透镜组是多个相同或不同的微透镜的阵列组合，所述探测装置位于所述匀光装置的匀光平面附近；

所述第一白光光源和所述第二白光光源排列在同一块绝缘高导热基板上，所述绝缘高导热基板的表面设置有与所述第一白光光源和所述第二白光光源电性连接的电路层。

2.根据权利要求1所述的白平衡半导体照明装置，其特征在于，所述第一白光光源、第二白光光源均为LED光源。

3.根据权利要求2所述的白平衡半导体照明装置，其特征在于，所述第二白光光源为蓝光LED或紫外LED激发荧光粉而成。

4.根据权利要求2所述的白平衡半导体照明装置，其特征在于，所述第二白光光源为红绿蓝LED混合而成。

5.根据权利要求1所述的白平衡半导体照明装置，其特征在于，还包括亮度可调的第三白光光源，辅助所述第一白光光源。

6.根据权利要求5所述的白平衡半导体照明装置，其特征在于，第二白光光源的色温值小于第一白光光源的色温值；第三白光光源的色温值大于第一白光光源的色温值；所述控制装置根据探测装置的输出控制所述第二白光光源的亮度输出，或者控制第三白光光源的亮度输出，或者控制第二白光光源和第三白光光源的亮度输出。

7.根据权利要求1所述的白平衡半导体照明装置，其特征在于，所述探测装置为光电传感器。

8.根据权利要求1所述的白平衡半导体照明装置，其特征在于，所述探测装置的输出为亮度值；所述控制装置把实际的亮度值与预设的标准亮度值进行对比，确定二者之间的差异，根据该差异通过控制第二白光光源的驱动电流，调节第二白光光源的输出亮度。

9.根据权利要求1所述的白平衡半导体照明装置，所述探测装置的输出为色度值，所述控制装置把实际的色度值与预设的标准色度值进行对比，确定二者之间的差异，根据该差异通过控制第二白光光源的驱动电流，调节第二白光光源的输出亮度。