CN107940253A - 一种白光led灯及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种白光LED灯及控制方法，包括基板以及设置在所述基板上的LED灯珠，所述LED灯珠成组的分布在所述基板上，其中，每组LED灯珠包括一颗白光LED灯珠以及至少两颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠。本发明利用在基板上设置白光LED灯珠以及不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠，使白光LED灯珠及混光LED灯珠的光谱能量混合，从而获取到不同色温的白光输出。本发明的白光LED灯的控制方法通过控制白光LED灯珠和不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠的光谱能量，拓宽了白光LED灯的色温范围。
Description
技术领域
本发明涉及LED灯领域，尤其涉及一种白光LED灯及控制方法。
背景技术
目前市面上的LED灯，大多属于单灯温灯具，部分可变色温灯具，由于受制于灯珠技术的发展，色温可变范围较小，一般在2700-6500K之间,但在实际的应用中,特别是某些特殊领域,会存在更宽色温变化的LED灯的需求,列如展览用照明灯具,摄影行业灯具等;人们在不容易直接得到更低或更高色温的灯具时,只能采取外加滤色纸的办法去实现不同色温的需求,但这种方法往往存在输出不可控，且操作麻烦，滤色纸在灯具上固定有较多不便等问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一白光LED灯及控制方法。
本发明采用的技术方案是，设计一种白光LED灯，包括基板以及设置在所述基板上的LED灯珠，所述LED灯珠成组的分布在所述基板上，其中，每组LED灯珠包括一颗白光LED灯珠以及至少两颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠。
优选的，所述每组LED灯珠包括三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠。当LED灯的色温由低到高变化时，光谱能量的比例也是发生变化的，反之，光谱能量发生变化，也能影响LED灯的色温变化。
优选的，所述三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠为绿光LED灯珠、红光LED灯珠以及蓝光LDE灯珠。红、绿、蓝为三基色，对于人的视觉系统来说，大多数的色光可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生。
优选的，所述白光LED灯还包括驱动电路、与所述驱动电路连接的控制单元。其中，所述驱动电路包括：用于驱动所述白光LED灯珠的白光驱动电路以及分别用于单独驱动混光LED灯珠的混光驱动电路。所述驱动电路用于驱动所述白光LED灯中所述基板上的LED灯珠，所述控制单元用于控制所述白光LED灯中所述基板上的LED灯珠输出光谱能量。
优选的，所述LED灯珠前还设置有柔光面板。所述柔光面板用于将不同颜色的LED灯珠的灯光混合在一起，使所述白光LED灯的灯光输出更加均匀和准确，没有杂光。
一种白光LED灯的控制方法，包括步骤：
在点亮所述白光LED灯的情况下，根据需求的色温需求值控制每组LED灯珠中所述不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠的光谱能量以调节所述白光LED灯的色温。所述白光LED灯珠的光谱能量不变，改变所述不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠的光谱能量，混合后的光谱能量也会发生改变，从而改变了所述白光LED灯输出光的色温。当所述白光LED灯输出光的色温朝着需求的色温去改变，就是所谓的调节。
优选的，所述每组LED灯珠中包括三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠，所述控制方法包括步骤：
根据需求的色温需求值控制每组LED灯珠中其中的两颗混光LED灯珠的光谱能量或控制每组LED灯珠中三颗混光LED灯珠的光谱能量。通过LED灯的驱动电路与控制单元可实现对混光LED灯珠光谱能量的控制，控制所述混光LED灯珠输出光的光谱能量的升高或降低。
优选的，所述三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠为绿光LED灯珠、红光LED灯珠以及蓝光LED灯珠。其中，红光LED灯珠的色温最低，蓝光LED灯珠的色温最低，为最主要的两种颜色的混光LED灯珠。通过调节所述红光LED灯珠或所述蓝光LED灯珠的光谱能量，可使所述白光LED灯输出光的色温降低或升高。
优选的，还包括步骤：
获取输入的色温需求值，根据预先存储好的配比，控制每组LED灯珠中不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量。所述色温需求值由外部输入，经过所述控制单元内存储好的配比，对所述驱动电路进行控制，进而控制所述每组LED灯珠中的混光LED灯珠的光谱能量输出，使输出光的色温值达到输入的色温需求值。
优选的，所述方法还包括：
根据需求的色温需求值控制每组LED灯珠中所述不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量的同时，控制白光LED灯珠的色温。所述白光LED灯珠为色温可调的白光LED灯珠，在控制所述不同颜色的混光LED灯珠的同时又控制所述白光LED灯珠可使所述白光LED灯的色温范围再次得到拓宽。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明利用在基板上设置白光LED灯珠以及不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠，使白光LED灯珠及混光LED灯珠的光谱能量混合，从而获取到不同色温的白光输出。本发明的白光LED灯的控制方法通过控制白光LED灯珠和不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠的光谱能量，拓宽了白光LED灯的色温范围。
附图说明
图1为本发明实施例的流程图。
图2为本发明实施例的灯板结构示意图。
图3为本发明实施例的LED灯珠排布示意图。
图4为本发明实施例的柔光面板示意图。
图5为本发明实施例的控制方法流程图。
其中：1、电源模块，2、输入面板，3、输出面板，4、控制单元，5、驱动电路，51、白光驱动电路，52、红光驱动电路，53、绿光驱动电路，54、蓝光驱动电路，6，LED灯板，61、基板，62、LED灯珠，621、白光LED灯珠，622、红光LED灯珠，623、绿光LED灯珠，624、蓝光LED灯珠，7、柔光面板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1至4所示，本发明提出了一种白光LED灯，包括基板61以及设置在所述基板61上的LED灯珠62，其特征在于，所述LED灯珠62成组的分布在所述基板61上，其中，每组LED灯珠62包括一颗白光LED灯珠621以及至少两颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠。通过调节所述不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠的光谱能量，使所述白光LED灯的色温出现升高或降低的变化。所述白光LED灯珠621与所述不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠分布在一组之中，可以起到均匀混光的效果。
在本发明实施例中，所述白光LED灯珠621优选为3200K的低色温灯珠。
当然，所述白光LED灯珠621也可以是色温可调的LED灯珠。
所述基板61优选为铝基板或铜基板，所述每组LED灯珠62固定设置在所述铝基板或铜基板上。所述基板61也可以是PCB板，所述基板61与所述LED灯珠62组成LED灯板6。
在本发明实施例中，所述每组LED灯珠62中所述不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯优选为三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠。当白光LED灯的色温由低到高变化时，光谱能量的比例也是发生变化的，反之，光谱能量发生变化，也能影响所述白光LED灯的色温变化。
所述三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠中，至少有一颗色温低于所述白光LED灯珠621色温的光谱能量可控的混光LED灯珠以调节所述白光LED灯的色温变化范围，同时，还至少有一颗色温高于所述白光LED灯珠621色温的光谱能量可控的混光LED灯珠以调节所述白光LED灯的色温变化范围。
另外，所述不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯也可是两颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠。当然，所述两颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠中，也至少有一颗色温低于所述白光LED灯珠621色温的光谱能量可控的混光LED灯珠以将所述白光LED灯的色温变化范围，同时，也还至少有一颗色温高于所述白光LED灯珠621的光谱能量可控的混淆LED灯珠以将所述白光LED灯的色温变化范围。
在本发明实施例中，所述三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠为绿光LED灯珠623、红光LED灯珠622以及蓝光LDE灯珠624。红、绿、蓝为三基色，对于人的视觉系统来说，大多数的色光可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生。
所述绿光LED灯珠623为标准波长的绿光LED灯珠，波长范围为：620nm±50nm；所述红光LED622灯珠为标准波长的红光LED灯珠，波长范围为：525nm±50nm；所述蓝光LED灯珠624为标准波长的蓝光LED灯珠，波长范围为：460nm±50nm。在所述每组LED灯珠63中，所述绿光LED623灯输出的绿光、所述红光LED622灯输出的红光及所述蓝光LED624灯输出的蓝光可混合在一起。
所述每组LED灯珠63优选为W（白光LED灯珠621）、R（红光LED灯珠622）、G（绿光LED灯珠623）、B（蓝光LED灯珠624）的排布方法。
在本发明实施例中，所述白光LED灯还包括驱动电路5、与所述驱动电路5连接的控制单元4。其中，所述驱动电路5包括：用于驱动所述白光LED灯珠621的白光驱动电路51以及分别用于单独驱动混光LED灯珠的混光驱动电路。所述驱动电路5用于驱动所述白光LED灯中所述基板62上的LED灯珠62，所述控制单元4用于控制所述白光LED灯中所述基板61上的LED灯珠62输出光谱能量。
在本发明实施例中，所述混光驱动电路包括：用于驱动所述红光LED灯珠622的红光驱动电路52、用于驱动所述绿光LED灯珠623的绿光驱动电路53以及用于驱动所述蓝光LED灯珠624的蓝光驱动电路54。
所述控制单元4是MCU微型控制单元。
所述驱动电路6与所述控制单元4可集成在所述基板61上，对所述白光LED灯进行控制。
另外，所述白光LED灯还包括：电源模块1、输入面板2以及输出面板3。所述电源模块1为所述白光LED灯提供电源，可以是内置的，也可是外接的。所述输入面板2用于用户输入色温需求值、亮度需求值等参数值，所述输出面板3用于显示所述白光LED灯输出的光谱能量的实时数据，便于用户实时观察色温调节及输出结果。所述电源模块1、所述输入面板2及所述输出面板3可集成在一个系统中。
当然，所述驱动电路5与所述控制单元4也可以与所述电源模1块、所述输入面板2及所述输出面板3集成在一个系统中，不影响所述基板61上的LED灯珠62的光照。
在本发明实施例中，所述LED灯珠62前还设置有柔光面板7。所述柔光面板7用于将不同颜色的LED灯光62混合在一起，使所述LED灯的灯光输出更加均匀和准确，没有杂光。
所述柔光面板7优选为玻璃薄板，在所述玻璃薄板的近LED灯珠62一面涂有柔光材料。
如图5所示，本发明提供了一种白光LED灯的控制方法，包括步骤：
在点亮所述白光LED灯的情况下，根据需求的色温需求值控制每组LED灯珠62中所述不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量以调节所述白光LED灯的色温。所述白光LED灯珠621的光谱能量不变，改变所述不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量，混合后的光谱能量也会发生改变，从而改变了所述白光LED灯输出光的色温。当所述白光LED灯输出光的色温朝着需求的色温去改变，就是所谓的调节。
在本发明实施例中，所述每组LED灯珠62中设置有至少一颗色温低于所述白光LED灯珠621色温的不同颜色的光谱能量可控的混色LED灯以控制所述白光LED灯色温的升高和降低。
在本发明实施例中，所述每组LED灯珠62中设置有至少一颗色温高于所述白光LED灯珠621色温的不同颜色的光谱能量可控的混色LED灯以控制所述白光LED灯色温的升高和降低。
在本发明实施例中，所述每组LED灯珠62中包括三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠，所述控制方法包括步骤：
根据需求的色温需求值控制每组LED灯珠62中其中的两颗混光LED灯珠的光谱能量或控制每组LED灯珠62中三颗混光LED灯珠的光谱能量。通过LED灯的驱动电路5与控制单元4可实现对所述混光LED灯珠光谱能量的控制，控制所述混光LED灯珠输出光的光谱能量的升高或降低。
具体的，在控制每组LED灯珠62中其中的两颗混光LED灯珠的光谱能量过程中：
所述两颗混光LED灯珠中无色温低于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠时，降低所述两颗混光LED灯珠的光谱能量，所述白光LED灯的色温降低；升高所述两颗混光LED灯珠的光谱能量，所述白光LED灯的色温升高。
所述两颗混光LED灯珠中无色温高于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠时，降低所述两颗混光LED灯珠的光谱能量输出，所述白光LED灯的色温升高；升高所述两颗混光LED灯珠的光谱能量输出，所述白光LED灯的色温降低。
所述两颗混光LED灯珠中一颗为色温低于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠，另外一颗为色温高于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠时，降低所述色温低于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠的光谱能量，升高所述色温高于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠的光谱能量，所述白光LED灯的色温大幅升高。相应的，升高所述色温低于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠的光谱能量，降低所述色温低于所述白光LED灯珠621混光LED灯珠的光谱能量，所述白光LED灯的色温大幅降低。
具体的，在控制每组LED灯珠62中三颗混光LED灯珠的光谱能量过程中：
降低色温高于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠的光谱能量输出，升高色温低于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠的光谱能量输出，将使所述白光LED灯色温降低；升高色温高于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠的光谱能量输出，降低色温低于所述白光LED灯珠621的混光LED灯珠的光谱能量输出，将使所述白光LED灯色温降低。
在本发明实施例中，所述三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠为绿光LED灯珠623、红光LED灯珠622以及蓝光LED灯珠624。其中，红光LED灯珠622的色温最低，蓝光LED灯珠624的色温最低，为最主要的两种颜色的混光LED灯珠。通过调节所述红光LED灯珠622或所述蓝光LED灯珠624的光谱能量，可使所述白光LED灯输出光的色温降低或升高。
在白光LED灯的色温变化中，当色温由低到高变化，体现在光谱图上时，光谱图中的RGB的能量比例也是发生极大变化的。当光谱中的红光光谱能量占比越少，蓝光光谱能量占比越多时，色温就会呈现出升高的变化；相反，当蓝光光谱能量占比越少，红光光谱能量占比越多时，色温则呈现降低的变化。
依据此原理，在点亮所述3200K白光LED灯珠621的基础上，去点亮所述红色LED灯珠622，升高所述红色LED灯珠622的光谱能量，使红光光谱占比提高，同时增加适量的绿光光谱能量，经过LED灯珠62前面的柔光面板7混光后，对外输出的灯光色温则会在3200K的基础上降低，可将所述白光LED灯的色温降低至2000K；同理，在点亮所述3200 K白光LED灯珠621的基础上，去点亮所述蓝色LED灯珠624，升高所述蓝色LED灯珠624的光谱能量，使蓝光光谱占比提高，同时增加适量的绿光光谱能量，经过LED灯珠62前面的柔光面板7混光后，对外输出的灯光色温则会在3200K的基础上升高,可将所述白光LED灯的色温升高到10000K。同时，可轻松实现色温从2000K到10000K的变化调节。
另外，所述每组LED灯珠62中也可以只有两颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠，其中一颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠为色温低于所述白光LED灯珠色温的低色温混光LED灯珠，另一颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠为色温高于所述白光LED灯珠色温的高色温混光LED灯珠。根据需求的色温需求值控制所述低色温混光LED灯珠与所述高色温灯珠的光谱能量，比如，需求值低于所述白光LED灯珠色温时，可以增加所述低色温混光LED灯珠的光谱能量，需求值高于所述白光LED灯珠色温时，可以增加所述高色温混光LED灯珠的光谱能量。
在本发明实施例中，还包括步骤：
获取输入的色温需求值，根据预先存储好的配比，控制每组LED灯珠62中不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量。所述色温需求值由外部输入，经过所述控制单元内存储好的配比，对所述驱动电路进行控制，进而控制所述每组LED灯珠62中的混光LED灯珠的光谱能量输出，使输出光的色温值达到输入的色温需求值。
所述不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量增加量可以通过光谱计、色温表等专业仪器测量，将相应的控制信号值存储于所述控制单元4中，形成配比，输入色温需求值后，所述控制单元4调用存储的配比信息，并输出相应的控制信号以调节所述白光LED灯的色温。
在本发明实施例中，所述方法还包括：
根据需求的色温需求值控制每组LED灯珠62中所述不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量的同时，控制白光LED灯珠621的色温。所述白光LED灯珠621为色温可调的白光LED灯珠，在控制所述不同颜色的混光LED灯珠的同时又控制所述白光LED灯珠621可使所述白光LED灯的色温范围再次得到拓宽。
具体的，当所述不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量呈现为降低所述白光LED灯的色温时，控制所述白光LED灯珠621的色温降低，可使所述白光LED灯的色温降低到更低的一个范围。当所述不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量呈现为升高所述白光LED灯的色温时，控制所述白光LED灯珠621的色温升高，可使所述白光LED灯的色温升高到更高的一个范围。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种白光LED灯，包括基板以及设置在所述基板上的LED灯珠，其特征在于，所述LED灯珠成组的分布在所述基板上，其中，每组LED灯珠包括一颗白光LED灯珠以及至少两颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠。
2.如权利要求1所述的白光LED灯，其特征在于，所述每组LED灯珠包括三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠。
3.如权利要求2所述的白光LED灯，其特征在于，所述三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠为绿光LED灯珠、红光LED灯珠以及蓝光LDE灯珠。
4.如权利要求1所述的白光LED灯，其特征在于，所述白光LED灯还包括驱动电路、与所述驱动电路连接的控制单元，其中，所述驱动电路包括：用于驱动所述白光LED灯珠的白光驱动电路以及分别用于单独驱动混光LED灯珠的混光驱动电路。
5.如权利要求1所述的白光LED灯，其特征在于，所述LED灯珠前还设置有柔光面板。
6.一种如权利要求1所述白光LED灯的控制方法，其特征在于，包括步骤：
在点亮所述白光LED的情况下，根据需求的色温需求值控制每组LED灯珠中所述不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量以调节所述白光LED的色温。
7.如权利要求6所述的白光LED灯的控制方法，其特征在于，所述每组LED灯珠中包括三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠，所述控制方法包括步骤：
根据需求的色温需求值控制每组LED灯珠中其中的两颗混光LED灯珠的光谱能量或控制每组LED灯珠中三颗混光LED灯珠的光谱能量。
8.如权利要求7所述的白光LED灯的控制方法，其特征在于，所述三颗不同颜色的光谱能量可控的混光LED灯珠为绿光LED灯珠、红光LED灯珠以及蓝光LDE灯珠。
9.如权利要求6所述的白光LED灯的控制方法，其特征在于，还包括步骤：
获取输入的色温需求值，根据预先存储好的配比，控制每组LED灯珠中不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量。
10.如权利要求6或9所述的白光LED灯的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据需求的色温需求值控制每组LED灯珠中所述不同颜色的混光LED灯珠的光谱能量的同时，控制白光LED灯珠的色温。
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2017
- 2017-11-14 CN CN201711119623.0A patent/CN107940253A/zh active Pending
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