CN103591501B - 照明灯具及水族箱 - Google Patents
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Abstract
一种照明灯具及包含该照明灯具的水族箱，其中照明灯具包括壳体，和安装到壳体上并具有LED阵列的光引擎。LED阵列包括深蓝色LED，其具有450nm至465nm范围内的感知波长和1％至7％范围内的总光通量百分比；真绿色LED，其具有523nm至527nm范围内的感知波长和53％至70％范围内的总光通量百分比；橘红色LED，其具有610nm至620nm范围内的感知波长和19％至32％范围内的总光通量百分比；以及基于磷光体的冷白色LED，其具有5％至15％范围内的总光通量百分比，其中所述光引擎具有4500至10000K范围内的相关色温。
Description
相关申请交叉引用
本申请要求2012年8月14日提交的美国序列号13/584,911的权益和优先权，在此将其全文并入作为参考。
技术领域
本发明主要涉及一种照明灯具，更具体地涉及一种和水族箱一起使用的照明灯具。
背景技术
在家里或办公室安装用于保存水生植物和/或鱼的水族箱是很常见的。水族箱中植物的外观和设计形成一部分房间装饰的居家艺术。
水族箱通常具有安装在水族箱箱体上或上方的照明灯具。
传统的发光二极管(LED)水族箱照明灯具仅仅由基于磷光体的白色LED组成，或者可选地由基于磷光体的白色LED和蓝色LED组成。这种传统的LED照明灯具有如下缺点，即与由荧光管照明的植物相比，植物的绿色和红色看起来缺乏生动和丰富。相反地，植物看起来有更多的黄绿色。这种对颜色的负面影响是由传统的LED和荧光灯管的光谱差异造成的。
因此，需要提供一种消除了前述缺点并且能提供更好的美感的LED照明灯具。
发明内容
本发明涉及一种照明灯具，包括：壳体；以及光引擎，其被安装到所述壳体，并且具有LED阵列，所述LED阵列包括：深蓝色LED，具有450nm至465nm范围内的感知波长和1％至7％范围的总光通量百分比；真绿色LED，具有523nm 至527nm范围内的感知波长和53％至70％范围内的总光通量百分比；橘红色LED，具有610nm至620nm范围内的感知波长和19％至32％范围内的总光通量百分比；基于磷光体的冷白色LED，具有5％至15％范围内的总光通量百分比，其中所述光引擎具有4500至10000K范围内的相关色温(CCT)。
附图说明
图1是示出了根据优选实施例的安装在水族箱箱体上方的照明灯具的示意图；
图2是根据优选实施例的照明灯具的示意性底视图。
图3示出了四种LED的每一种的相对光谱功率与波长的关系图。
图4示出了相对光谱功率与优选实施例的LED的波长的关系、与传统的荧光灯波长的关系以及与传统的白色LED的波长的关系的比较。
具体实施方式
本发明主要涉及一种能使水生植物的绿色和红色看起来更加自然的照明灯具。该灯具具有包括不同种LED的LED阵列，该不同种LED的每一种具有特定的感知波长和总的光通量。
图1是示出了根据优选实施例的水族箱100的示意图。
水族箱100具有箱体110，箱体110具有由顶部边缘111限定的开口顶部。示出的LED照明灯具120通过安装组件122安装在箱体110的上方。可选地，LED照明灯具120可以直接安装在箱体的顶部边缘111上。
LED照明灯具120具有壳体121、电源126和光引擎。电源单元126配置为将公知的交流电或直流电提供给LED照明灯具120。
光引擎包括LED阵列(图1中未示出)和控制电路123，该控制电路配置成控制LED阵列的亮度并且在普通技术人员考虑到的在操作期间电和热条件的微小变化下保持LED阵列的亮度。这种控制要么是自动的(例如，基于房间的光亮，或者一天中的时间)要么是基于使用者的输入。使用者可以通过控制按钮124、或者可选地通过远程控制器125将控制命令输入给控制电路123。当然这两种控制方式不是都需要；任一种或者其他替换装置就足够了。控制按钮124电连接到控制电路124，并且图中示出了其安装到壳体121，尽管也可能是 其他替换设计。远程控制器125配置为与控制电路123无线通信，但是也可能是有线通信。
图2是根据优选实施例的LED照明灯具120细节的示意性底视图。
LED照明灯具120包括壳体121、安装组件122、包括LED阵列127的光引擎、半透明盖128和反射体129。光引擎安装到壳体121，并且和LED阵列127一起还包括控制电路123和以上讨论的相关控制器。半透明盖128安装在壳体121上，使得LED阵列127位于壳体121和半透明盖128之间，并且选择半透明盖128的材料，使得来自LED的光能充分混合。反射器129安装在壳体121内，并且被设计成在箱体内尽可能多地引导来自LED阵列127的光。
图2示出的照明灯具120的尺寸/形状仅仅是一个例子。本领域技术人员应该意识到，尺寸和形状用于示例地适用于水族箱100。
如上所述，照明灯具120被设计为能使水生植物的绿色和红色看起来更加自然。为实现该目标，LED阵列127由四种不同的LED组成，每一种具有特定的感知波长和总的光通量。
用于实现具有范围在4500至10000K的相关色温(CCT)的照明灯具的四种不同的LED如下：(1)深蓝色LED；(2)真绿色(true-green)LED；(3)橘红色LED；(4)基于磷光体的冷白色LED。每种LED具有特定的总光通量，并且深蓝色、真绿色和橘红色LED的每一种还具有特定的感知波长。
虽然有四种不同的LED，但是每种LED的具体数量取决于每个LED的功率。重要的是，各种LED的光通量的比率。照明灯具可具有4500至10000K范围内的CCT，并且LED如下：
●深蓝色LED具有450nm至465nm范围内的感知波长和1％至7％范围内的总光通量百分比。峰值波长在440至450nm的范围内。
●真绿色LED具有523nm至527nm范围内的感知波长和53％至70％范围内的总光通量百分比。峰值波长在515至525nm的范围内。
●橘红色LED具有610nm至620nm范围内的感知波长和19％至32％范围内的总光通量百分比。峰值波长在620至630nm的范围内。
●基于磷光体的冷白色LED具有4500至10000K范围内的CCT，和5％至15％范围内的总光通量百分比。更优选的，这些LED具有6500K的CCT。
该照明灯具在具有4500至10000K范围内的CCT时提供更好的水族箱外观，但是在6500K时具有更好的表现。通过使用总的光通量的不同百分比组合，这四种不同的LED可组合得到特定的CCT。例如，下表提供了用于不同CCT的总的光通量的百分比组合的实施例。
图3示出了四种LED的每一种的相对光谱功率与波长的关系图。公知的，光谱功率是照明的每单位波长每单位面积的功率。
图4示出了相对光谱功率与优选实施例的LED的波长的关系、与传统的荧光灯波长的关系以及与传统的白色LED的波长的关系的比较。
根据以下原因仔细选择这四种不同LED的每种的波长。
深蓝色LED：
为了增加水生植物绿色外观的纯度，绿光被加入LED阵列127。这通过增加深蓝色LED来实现，其具有450nm至465nm范围内的感知波长，以平衡大部分的绿光。得到的光将是白光，背靠黑体曲线(black body locus)。
真绿色LED和基于磷光体的冷白光LED：
传统的白色LED使得水生植物看起来是淡黄色，因为它们包括在555至590nm光谱范围内的大部分的黄绿色至黄色的光。可选地，荧光灯下的水生植物具有高纯度的绿色，这是因为其窄的光谱峰值大约在555nm。但是，基于相同的理由，这种荧光灯不反映不同种绿色水生植物中的绿色的变化。
因此，LED阵列127是具有523nm至527nm范围内的感知波长的真绿色LED和具有4500至10000K范围内(但优选是6500K)的CCT的基于磷光体的冷白色LED的组合。这种组合使水生植物上呈现出更多不同的绿色，而不会使植物看起来是淡黄色。选择这种真绿色LED是因为其能为植物提供更丰富的 绿色表现。但是，仅使用真绿色LED会因为缺少黄绿色到黄色光而使植物看起来不自然。因此，仔细选择了数量的上述基于磷光体的冷白光被增加，以提供黄绿色到黄色的光。
橘红色LED：
对于水生植物的红色，LED阵列127优于传统的白色LED和荧光灯管。LED阵列127具有600nm至640nm的光谱范围内的峰值，其提供了更加明确的红色。选择具有610nm至620nm范围内的感知波长的橘红色LED是因为其在植物中呈现更自然的颜色。具有625nm感知波长的红色，或者具有633nm感知波长的超红色(super red)将产生血红色，从而使植物看起来不自然。因此，不能选择这几种红色。类似于绿色表现，仔细选择基于磷光体的冷白色LED的数量也能有助于使红色表现更加地自然。
在此所描述的LED照明灯具120可应用于具有咸水或淡水的水族箱。
通过上述描述，LED照明灯具120基于多个原因优于传统照明灯具。首先，LED照明灯具120提供了更好的色彩表现。相比于传统的白色LED的方式，其为水生植物提供了更生动和丰富的绿色表现。植物中的绿色看起来不是淡黄色，但相反看起来更加自然，并且能呈现更多的多样性。相比于传统的白色LED和荧光灯管，红色也看起来更加地自然。
此外，LED灯具120的尺寸和形状比传统的荧光水族箱照明灯具更加紧凑。其适于标准的水族箱尺寸和形状。此外，其定向光还提供了更高的亮度。
尽管在此说明和描述了具体的实施例，但本领域技术人员应该意识到，各种改变和/或等价实施方式都可以替换所示和所描述的具体实施例而不脱离本发明范围。本申请意在覆盖在此讨论的具体实施例的任何改写或变形。
Claims (31)
1.一种照明灯具，包括：
壳体；以及
光引擎，被安装到所述壳体，并且具有LED阵列，所述LED阵列包括：
深蓝色LED,具有450nm至465nm范围内的感知波长和1％至7％范围的总光通量百分比；
真绿色LED，具有523nm至527nm范围内的感知波长和53％至70％范围内的总光通量百分比；
橘红色LED，具有610nm至620nm范围内的感知波长和19％至32％范围内的总光通量百分比；
基于磷光体的冷白色LED，具有5％至15％范围内的总光通量百分比，
其中所述光引擎具有4500至10000K范围内的相关色温(CCT)。
2.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有1％至3％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有53％至64％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有26％至32％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有4500K的CCT。
3.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有1％至4％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有54％至65％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有25％至31％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有5000K的CCT。
4.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有2％至4％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有54％至66％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有24％至30％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有5500K的CCT。
5.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有2％至5％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有55％至67％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有23％至29％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有6000K的CCT。
6.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有2％至5％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有55％至67％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有22％至29％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有6500K的CCT。
7.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有2％至5％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有55％至68％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有21％至28％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有7000K的CCT。
8.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有2％至6％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有56％至69％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有21％至28％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有7500K的CCT。
9.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有2％至6％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有56％至69％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有20％至27％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有8000K的CCT。
10.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有2％至6％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有56％至69％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有20％至27％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有8500K的CCT。
11.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有3％至6％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有56％至70％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有19％至27％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有9000K的CCT。
12.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有3％至7％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有56％至70％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有19％至26％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有9500K的CCT。
13.根据权利要求1的照明灯具，其中：
所述深蓝色LED具有3％至7％范围内的总光通量百分比，
所述真绿色LED具有56％至70％范围内的总光通量百分比，
所述橘红色LED具有19％至26％范围内的总光通量百分比，以及
所述光引擎具有10000K的CCT。
14.根据权利要求1的照明灯具，其中：所述光引擎还包括配置为控制所述LED阵列的亮度的控制电路。
15.根据权利要求14的照明灯具，其中：所述控制电路还配置为在操作期间电和热条件的微小变化下保持所述亮度。
16.根据权利要求14的照明灯具，还包括配置为与所述控制电路通信的远程控制器，以基于来自使用者的输入无线地调节所述LED阵列的亮度。
17.根据权利要求14的照明灯具，还包括控制按钮，该控制按钮安装到所述壳体、电连接到控制电路、并且配置为基于来自使用者的输入调节所述LED阵列的亮度。
18.根据权利要求1的照明灯具，其中：照明灯具是水族箱照明灯具。
19.根据权利要求1的照明灯具，还包括安装在所述壳体上的半透明盖，使得所述LED阵列位于所述壳体和所述半透明盖之间。
20.根据权利要求1的照明灯具，还包括安装在所述壳体内的反射器。
21.一种水族箱，包括：
箱体，具有由顶部边缘限定的开放顶部；以及
照明灯具，安装在所述箱体的顶部边缘的上方或上面，所述照明灯具包括：
壳体；以及
光引擎，被安装到所述壳体，并且具有LED阵列，所述LED阵列包括：
深蓝色LED,具有450nm至465nm范围内的感知波长和1％至7％范围内的总光通量百分比；
真绿色LED，具有523nm至527nm范围内的感知波长和53％至70％范围内的总光通量百分比；
橘红色LED，具有610nm至620nm范围内的感知波长和19％至32％范围内的总光通量百分比；
基于磷光体的冷白色LED，具有5％至15％范围内的总光通量百分比，
其中所述光引擎具有4500至10000K范围内的相关色温(CCT)。
22.根据权利要求21的水族箱，其中：所述光引擎具有6500K的CCT。
23.根据权利要求21的水族箱，其中：所述光引擎还包括配置为控制所述LED阵列亮度的控制电路。
24.根据权利要求23的水族箱，还包括配置为与所述控制电路通信的远程控制器，以基于来自使用者的输入无线地调节所述LED阵列的亮度。
25.根据权利要求23的水族箱，还包括控制按钮，该控制按钮安装到所述壳体、电连接到控制电路、并且配置为基于来自使用者的输入调节所述LED阵列的亮度。
26.根据权利要求21的水族箱，其中所述照明灯具还包括安装在所述壳体内的反射器，并且配置为在箱体内引导来自LED阵列的光。
27.根据权利要求21的水族箱，其中所述照明灯具还包括安装在所述壳体上的半透明盖，使得所述LED阵列位于所述壳体和所述半透明盖之间。
28.根据权利要求21的水族箱，其中所述箱体包括淡水。
29.根据权利要求21的水族箱，其中所述箱体包括咸水。
30.根据权利要求21的水族箱，其中所述箱体包括水生植物。
31.根据权利要求21的水族箱，其中所述箱体包括生物。
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