CN108826098A - 一种植物生长灯 - Google Patents

Abstract

本发明适用于照明装置技术领域，提供了一种植物生长灯，包括外壳和设于外壳内的光源板，光源板包括多个准自然光LED光源，每一准自然光LED光源发出准自然光，准自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60，青色光的相对光谱功率大于0.30，蓝色光的相对光谱功率小于0.75，蓝光与红光的光辐射功率之比B/R为0.15～0.43，波长650nm～670nm的红光R与波长720～740nm的红光的光辐射功率之比R/FR为4～12。本发明通过使用准自然光LED光源对植物进行照明，照明光谱完整，提供人性化的工作环境，利于工人在种植环境中作业；通过蓝光与红光的光辐射功率比例的优化，以及波长650nm～670nm的红光与波长720～740nm的红光的光辐射功率比例的优化，控制植株形态、促进植物全面营养的发展。

Description

一种植物生长灯

技术领域

本发明属于照明装置技术领域，特别涉及一种植物生长灯。

背景技术

阳光是植物生长发育所必须的条件之一。然而太阳并不能全天二十四小时不间断提供阳光，因此，出现了以模拟植物所需太阳光而对植物进行补光的植物生长灯。叶绿素是植物进行光合作用的主体，在波长640～660nm的红光区，叶绿素a有一个较强的吸收峰，叶绿素b在430～450nm的蓝光区有一个较强的吸收峰。红色光谱是光合作用的能量源，红光促使植物的茎生长，蓝光可以促进气孔开放，有助于外界二氧化碳进入细胞内，促进植物的叶生长。因此，目前市面上的植物生长灯的照明光谱主要包括波长640～660nm的红光和 430～450nm的蓝光，如图1所示。其缺点在于，光色不利于人在种植环境中的操作，且这种植物生长灯的光谱相对太阳光谱不完整，远离自然光谱的植物照明虽然使植物生长较快但是会影响植物的全面营养成分。因此，有必要提供一种既能够保证植物光合作用和全面营养发展，又适于人工操作的照明环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植物生长灯，旨在解决现有技术中的植物照明光谱的光色不利于人在种植环境中的操作以及不利于植物的全面营养成分的技术问题。

本发明是这样实现的，一种植物生长灯，包括外壳、设于所述外壳内的光源板、连接于所述外壳一开口端的灯罩以及连接于所述外壳的另一开口端的散热器；所述光源板包括PCB板和设于所述PCB板上的多个准自然光LED光源；，每一所述准自然光LED光源发出准自然光，所述准自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60；所述准自然光中青色光的相对光谱功率大于0.30；所述准自然光中蓝色光的相对光谱功率小于0.75；所述准自然光中蓝光与红光的光辐射功率之比为0.15～0.43；所述准自然光中波长650nm～670nm的红光与波长720～ 740nm的红光的光辐射功率之比为4～12。

多个所述准自然光LED光源在所述PCB板上呈一个或多个环形设置。

所述外壳的内表面上设有内螺纹，所述散热器的外表面上设有外螺纹，所述外壳与所述散热器通过所述内螺纹和外螺纹啮合而连接。

所述散热器远离所述光源板的表面向内凹陷形成一凹部。

所述准自然光LED光源包括基底层、设置于所述基底层上的至少一组发光组件，以及与所述发光组件电连接的电路；每组所述发光组件包括白光发光体和红光发光体，所述白光发光体包括蓝光芯片和覆盖所述蓝光芯片的荧光膜，所述红光发光体包括红光芯片；所述白光发光体发射的白光与所述红光发光体发射的红光混合，所述红光用于补偿所述白光相对于自然光谱缺失的红光部分，形成准自然光。

所述白光发光体和红光发光体通过相同的驱动电流统一驱动。

所述蓝光芯片的波长范围为457.5～480nm；所述红光芯片的波长范围为 640～700nm。

所述准自然光中波长为680～690nm的红光相对光谱功率大于0.80；

所述准自然光中波长为640～680nm的红光相对光谱功率大于0.60；

所述准自然光中波长为622～640nm的红光相对光谱功率大于0.60。

所述准自然光的色温范围为2500-6500K；

所述准自然光的色温为2700K-3000K时，640-700nm红光的相对光谱功率大于0.70；

所述准自然光的色温为4000K-4200K时，640-700nm红光的相对光谱功率大于0.60；

所述准自然光的色温为5500K-6000K时，640～700nm红光的相对光谱功率大于0.50。

所述准自然光中橙色光的相对光谱功率大于0.55；

所述准自然光中黄色光的相对光谱功率大于0.50；

所述准自然光中绿色光的相对光谱功率大于0.35；

所述准自然光中紫色光的相对光谱功率小于0.10。

本发明提供的植物生长灯相对于现有技术的有益效果在于，通过使用多个准自然光LED光源对植物进行照明，多个准自然光LED光源发出准自然光，光谱完整，接近自然光，提供人性化的工作环境，利于工人在种植环境中作业；通过蓝光与红光的光辐射功率比例的优化，以及波长650nm～670nm的红光与波长720～740nm的红光的光辐射功率比例的优化，控制植株形态、促进植物全面营养的发展。

附图说明

图1是现有技术中的植物生长灯的光谱图；

图2是本发明实施例提供的植物生长灯的整体组装图；

图3是本发明实施例提供的植物生长灯的立体分解图；

图4是本发明实施例提供的准自然光LED光源的立体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的准自然光LED光源的俯视图；

图6是本发明实施例提供的准自然光LED光源的A-A向剖视图；

图7是本发明实施例提供的准自然光LED光源的仰视图；

图8是本发明实施例提供的准自然光的光谱示意图；

图9是图8所示准自然光的光谱测试报告图；

图10是本发明实施例提供的准自然光光源和自然光的光谱对比图；

图11是现有近自然光光源和自然光的光谱对比图；

图12是本发明实施例提供的白光发光体的光谱图；

图13是本发明实施例提供的采用452.5-455nm蓝光芯片的白光光谱图；

图14是现有技术中近自然光光源的一种光谱图。

图中标记的含义为：

植物生长灯100，外壳1，光源板2，灯罩3，散热器4，驱动器5，开口端 11，PCB板21，准自然光LED光源22，第一通孔23，螺钉6，第二通孔41，安装螺孔42，外螺纹40，内螺纹10，凹部43；

白光发光体221，红光发光体222，电路板230，第一引脚231，第二引脚 232，基底层210，反射杯211，反光面2111。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本发明所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参与图2和图3，本发明实施例提供的植物生长灯100，包括外壳1、光源板2、灯罩3以及散热器4；外壳1具有中空腔体和两相对的开口端11，光源板2设于外壳1的中空腔体内，灯罩3连接于外壳1的一开口端11，散热器 4连接于外壳1的另一开口端11。光源板2包括PCB板21和设于PCB板21 上的多个准自然光LED光源22，每一准自然光LED光源22发出的光为准自然光，准自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60，青色光的相对光谱功率大于0.30，蓝色光的相对光谱功率小于0.75；蓝光与红光的光辐射功率之比(B/R) 为0.15～0.43；波长650nm～670nm的红光R与波长720～740nm的红光的光辐射功率之比(R/FR)为4～12。

本发明实施例提供的植物生长灯100相对于现有技术的进步在于：

(一)以多个准自然光LED光源22来进行照明，每一准自然光LED光源22 的光谱完整，接近自然光，提供人性化的工作环境，利于工人在种植环境中作业。

(二)实验证明，光谱中以660nm为中心波长的红光(R)和以730nm为中心波长的远红光(FR)两者光通量之比即R/FR对植株高度调节具有重要影响。600～ 700nm的红光能降低植物体内赤霉素的质量分数，从而减小节间长度和植株高度，而700～800nm的远红光其作用恰好相反，能提高植物体内赤霉素的质量分数，从而增加节间长度和植株高度。另外，R/FR明显影响马铃薯组培苗的形态，增加远红光的量，将明显促进马铃薯组培苗茎芽的伸长。最后，R/FR还对腋芽分化、叶绿素、气孔指数和叶面积等产生不同程度的影响。因此，本发明通过蓝光与红光的光辐射功率比例的优化，以及波长650nm～670nm的红光R 与波长720～740nm的红光的光辐射功率比例的优化，能够达到控制植株形态、促进植物全面营养的发展的目的。对于果类、瓜类和叶菜类植物，与普通植物生长照明灯相比，应用本发明的具有准自然光的植物生长灯100，可使蔬菜产量提高20％～41％，可溶性总糖量和维生素C增加7％～16％，粗蛋白增加16％～ 25％。

请参阅图3，多个准自然光LED光源22在PCB板21上呈环形设置，具体可以是一个或多个环形。每一环形中的准自然光LED光源22均匀排列，因此按由内至外的顺序每一环形内的准自然光LED光源22的数量递增。本实施例中给出了两个环形，请参阅图3。在其他实施例中，可以根据准自然光LED光源22的尺寸进行更多环数设置或者其他合适方式排布，以使多个准自然光LED 光源22在PCB板21上均匀布置。

外壳1可以呈中空的圆柱体，也可以为中空的截台圆锥体，对此不作限制。外壳1的材料可以是金属材料，如铝、不锈钢，也可以是塑料材料，如PVC(聚氯乙烯)。灯罩3的材料可以是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PP(聚丙烯)、PC(聚碳酸酯)、PS(聚苯乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PE(聚乙烯)等透明的高分子聚合材料。灯罩3可以将来自光源板2上的准自然光LED光源22发出的光线均匀化。

灯罩3与外壳1之间可以是卡扣式连接，便于组装。

散热器4朝向光源板2的表面上设有多个安装螺孔42，光源板2上设有多个第一通孔23，通过多个螺钉6穿过第一通孔23并啮合至安装螺孔42内，可以实现将光源板2固定至散热器4上，同时也有利于多个准自然光LED光源 22工作时产生的热量能够及时传递至散热器4上，再经散热器4传递至外界。散热器4的材料为金属，如铝、铜等导热系数高且密度小的金属。

散热器4与外壳1之间通过螺纹啮合连接。外壳1的内表面靠近后方(按出光方向)的一侧设有内螺纹10，散热器4上设有外螺纹40，通过内螺纹10和外螺纹40的啮合，能够将散热器4连同光源板2安装至外壳1上。

进一步地，散热器4远离光源板2的表面向内凹陷，即形成了一凹部43，散热器4整体上呈类似于碗状，这样的好处在于，在保证外螺纹40有足够设置面积的情况下，散热器4的重量可以显著降低，同时还增大了散热器4的散热面积。

驱动器5用于与外接电源连接并驱动光源板2上的准自然光LED光源22 工作。驱动器5与光源板2电性连接，并设置于散热器4和外壳1的外部，优选是设于散热器4的凹部43内。散热器4上具有第二通孔41，驱动器5经由该第二通孔41与外壳1内的光源板2电性连接。

散热器4朝向光源板2底部的表面可以设有反光层(未图示)，以将来自于准自然光LED光源22的朝向散热器4方向的光线反射使其从灯罩3一侧出射。外壳1内表面上至少靠近灯罩3的一侧，也即至少在内螺纹10的前方(按出光方向)可以设有反光层(未图示)，将来自于准自然光LED光源22的大角度的光线反射后使其从灯罩3一侧出射。该反光层可以是反光涂料层，也可以是铝层 (铝质的散热器4、外壳1与铝层反光层的设置并不排斥)。

接下来，将具体描述本发明的准自然光LED光源22。

技术术语的解释说明：

1.相对光谱功率：

一种光源所发射的光谱往往不是单一的波长，而是由许多不同波长的混合辐射所组成。光源的光谱辐射按波长顺序和各波长强度分布称为光源的光谱功率分布。

用于表征光谱功率大小的参数分为绝对光谱功率和相对光谱功率。进而绝对光谱功率分布曲线：指以光谱辐射的各种波长光能量绝对值所作的曲线；

相对光谱功率分布曲线：指将光源辐射光谱的各种波长的能量进行相互比较，作归一化处理后使辐射功率仅在规定的范围内变化的光谱功率分布曲线。辐射功率最大的相对光谱功率为1，其他波长的相对光谱功率均小于1。

2.色比：

任何白光均可由红、绿、蓝三原色以相应比例混合得到，为了表示R、G、 B三原色各自在白光总量中的相对比例，引入色度坐标r、g、b，其中，r＝R/ (R+G+B)，g＝G/(R+G+B)，b＝B/(R+G+B)，r+g+b＝1，r、g、b分别为红光色比、绿光色比、蓝光色比。

请参阅图4至图7，本发明的准自然光LED光源包括基底层210、设置于基底层210上的至少一组发光组件，以及与发光组件电连接的电路板230；每组发光组件包括白光发光体221白光发光体221和红光发光体222，白光发光体221白光发光体221包括蓝光芯片和覆盖蓝光芯片的蓝光芯片，红光发光体 222包括红光芯片；白光发光体221发射的白光与红光发光体222发射的红光混合，红光用于补偿白光相对于自然光谱缺失的红光部分，形成准自然光；该准自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60；该准自然光中青色光的相对光谱功率大于0.30；该准自然光中蓝色光的相对光谱功率小于0.75；该准自然光中蓝光与红光的光辐射功率之比B/R为0.15～0.43；该准自然光中波长650nm～ 670nm的红光与波长720～740nm的红光的光辐射功率之比R/FR为4～12。

具体地，如上所述，本发明的准自然光LED光源的基本支撑结构为基底层 210，发光组件设置在基底层210上，发光组件的数量为一组、两组或更多组，各发光组件的结构和功能都是一致的。本实施例优选为一组。每一组发光组件都包括白光发光体221和红光发光体222，即，本发明的准自然光LED光源发出准自然光是通过白光和红光的混合实现的。其中，红光用于补偿白光相对于自然光谱缺失的那部分，进而形成接近自然光的准自然光。该白光发光体221 包括蓝光芯片和覆盖蓝光芯片的蓝光芯片，红光发光体222至少包括红光芯片，通过蓝光芯片将蓝光芯片发出的单色光进行波长转换，产生其他色光，多种色光混合后形成白光，该白光和红光混合后形成准自然光。该准自然光具有如下光谱参数，红色光的相对光谱功率大于0.60；青色光的相对光谱功率大于0.30；蓝色光的相对光谱功率小于0.75，该准自然光中蓝光与红光的光辐射功率之比 B/R为0.15～0.43；该准自然光中波长650nm～670nm的红光与波长720～740nm 的红光的光辐射功率之比R/FR为4～12。

每组发光组件都可以发出准自然光，因此在本发明的准自然光LED光源包含了多组发光组件的情况下，同样能够发出准自然光。

可见光中各种色光的波长范围如下：红色光(622～700nm)，橙色光 (597～622nm)，黄色光(577～597nm)，绿色光(492～577nm)，青色光 (475～492nm)，蓝色光(435～475nm)，紫色光(380～435nm)。

如图8至图10，分别示意了准自然光的光谱图和光谱测试数据，通过该图可以看出，该光谱满足上述红光、青光和蓝光的光谱参数，另外，蓝光的比例被降低，在接近自然光的同时还有利于健康，同时430～450nm的蓝光和640～ 660nm的红光还能够满足植物光合作用的需要。参考图11，现有的近自然光光谱和自然光光谱仍然差距较大，蓝光成分较高，同时在红光部分和青光部分出现明显的不足。

本发明实施例提供的植物生长灯至少具有如下效果：

第一，本发明的准自然光LED光源发出的光更加接近自然光，相比于传统的白光光源，蓝光更低，视觉感受更加舒适，有利于保护视力，有利于减少种植环境中长期接触植物生长灯的光线的工人由于蓝光过高导致的亚健康问题。

第二，提升了青光相对光谱功率，使得准自然光更加接近真实自然光，光谱更完整，有利于植物营养成分的提升。

第三，提升了植物生长所必须的红光的相对光谱功率，同时保证了光合作用需要的蓝光相对光谱功率，蓝光与红光的光辐射功率之比以及波长650nm～ 670nm的红光与波长720～740nm的红光的光辐射功率之比更加适合植物照明。

在本实施例中，蓝光芯片的波长范围为450-480nm；红光芯片的波长范围为640-700nm，红光芯片的中心波长优选为690±5nm，还可以是680nm、670nm 等等。优选地，蓝光芯片的波长范围为457.5-480nm，至少为457.5-460nm。本发明实施例突破传统惯例(采用450-455nm蓝光芯片)，选择了457.5nm-480nm 的蓝光芯片，结合荧光膜，双管齐下使得青光的相对光谱功率得到明显提升，使植物照明更加接近自然光。如图13，传统近自然光中的青光相对光谱功率低于0.3，如图8和图9，本实施例中的青光相对光谱功率达到0.4以上。

进一步参考图12和图13，图12所示为本实施例中白光发光体221的光谱，采用457.5nm-460nm的蓝光芯片时，青光相对光谱功率已经达到0.5以上，如采用457.5nm-480nm的蓝光芯片，青光相对光谱功率可以进一步提升。图13 中采用452.5-455nm蓝光芯片时，青光相对光谱仅为0.35-0.38之间。

荧光膜包括胶体和混合于胶体内部的荧光粉，荧光粉包括红粉、绿粉和黄绿粉；红粉的色坐标为X：0.660～0.716，Y：0.340～0.286；绿粉的色坐标为X：0.064～0.081，Y：0.488～0.507；黄绿粉的色坐标为X：0.367～0.424，Y：0.571～ 0.545；红粉、绿粉和黄绿粉的重量比为：红粉：绿粉：黄绿粉＝(0.010～0.035): (0.018～0.068):(0.071～0.253)；荧光膜的浓度为17％～43％。红粉、绿粉和黄绿粉的粒径均小于15μm，优选为13±2μm。

通过选择上述蓝光芯片和荧光膜，可以获得白光，其光谱如图12所示。其具有如下光学参数：色温为2700K-3000K时，480-500nm波段的相对光谱功率大于0.30；500-640nm波段的相对光谱功率大于0.70；色温为4000K-4200K时， 480-500nm波段的相对光谱功率大于0.45；500-640nm波段的相对光谱功率大于0.65；色温为5500K-6000K时，480-500nm波段的相对光谱功率大于0.4； 500-640nm波段的相对光谱功率大于0.60。这种白光发光体221与上述红光发光体222组合，可以得到准自然光LED光源，能够发出准自然光。

进一步地，参考图10和图11，本发明的准自然光LED光源的光谱在其他波段也和自然光极其相似，而现有近自然光光源则难以实现。如图8和图9，本发明的准自然光中橙色光的相对光谱功率大于0.55；黄色光的相对光谱功率大于0.50；绿色光的相对光谱功率大于0.35；紫色光的相对光谱功率小于0.10，均与自然光接近。

另外，本发明的准自然光LED光源在各波段光谱更为优化的同时，还具有严格的光学参数要求，如色温，色容差，显色指数Ra、显色指数R9、显色指数R12以及蓝光色比等等。具体地，准自然光的色温包含2500K-6500K，色容差小于5，蓝光色比小于5.7％。显指Ra大于95，其中，R9的显指大于90， R12的显指大于80。根据图9可以确定本发明的准自然光LED光源能够满足上述要求，并且本发明的准自然光LED光源的显色指数Ra提高到97以上，显色指数R9达到95以上，显色指数R12达到了83，在其他测试报告中，显色指数R12可以达到87，这些参数和自然光十分接近。

本发明是以上述光学参数和光谱为目标进行大量的调试实验，最终确定采用上述的白光发光体221和红光发光体222，以及确定了白光发光体221的光通量和红光发光体222的光辐射量之比，基于该比例和实验确定的相应电参数，选取合适规格和数量的发光体制作上述光源。

优选采用微型的白光发光体221和红光发光体222，根据光通量比和安装空间的大小选择小规格且性价比较高的蓝光芯片和红光芯片，优先选择尽量少的红光发光体222和白光发光体221，制作成单颗光源，一颗光源设置一组发光组件。由于该光源可以直接发出准自然光，进而可以用于各种灯具中，任意组合，均可保证其较佳的发光效果，适应性强。当然，也可以将多组发光组件集成于一颗光源内，此时仍可保证较佳的出光效果，仅尺寸增大。

优选地，白光发光体221和红光发光体222可以采用满足性能要求的微型发光体，光源整体为一微型灯珠，可多个灯珠以任意形式布置于各种灯具的电路板230上，由于其体积小巧，可设置于电路板230的任意位置，应用灵活，灯具整体发光均匀，照明效果好。

具体地，该白光发光体221的光通量和红光发光体222的光辐射量之比为 2-10:1，优选为2-3:1。在不同的色温下，该比例略有浮动。在一个实施例中，白光发光体221的数量和红光发光体222的数量比为1-8:1，进一步优选为1-4： 1。实际红光发光体222的光辐射量为80-160mW，白光发光体221的总光通量为200-350lm。

在一种实施例中，白光发光体221有四个，红光发光体222有一个，四个白光发光体221设置于红光发光体222的周围且均匀分布。

在另一种实施例中，白光发光体221有两个，红光发光体222有一个，两个白光发光体221对称地设置于红光发光体222的两侧。

采用白光发光体221和红光发光体222组合的形式获得准自然光，结构简洁，在调试过程中变量可控性好，使准自然光的调试得以实现，解决多个发光体组合无法调出准自然光的问题，并且通过补充红光发光体222获得准自然光，解决了通过蓝光芯片和荧光胶结合的方式无法获得准自然光的问题。

关于芯片的安装方式，优选将蓝光芯片和红光芯片倒装于基底层210的表面，倒装芯片有利于和基底层210上的电路板230有效连接，有利于高效散热，可以通过设备在芯片上统一成膜，保证不同产品的荧光膜一致性好，进而可以避免正装芯片的点胶过程造成一致性差的问题，同时，使得不同产品在色温相同时处于同一BIN位，色温一致性好。

另外，倒装芯片也使得白光发光体221的体积进一步减小，有利于光源尺寸控制。在本实施例中，白光发光体221的宽度小于0.8mm，高度小于0.3mm，红光发光体222可控制在同样范围内。相邻的白光发光体221和红光发光体222 间距为1mm以下。本发明的准自然光LED光源的长度小于或等于6mm，宽度小于3mm。

当然，本发明不局限于采用倒装芯片，采用正装芯片也是可行的。

在一种实施例中，基底层210优选为非金属材料制作的片层结构，基底层 210上设有反射杯211，白光发光体221、红光发光体222设置于反射杯211中，电路板230形成于基底层210的表面，且包裹于基底层210的正反两面，并在反射杯211之外形成引脚，反射杯211的底部露出部分电路板230，用于与白光发光体221和红光发光体222连接。

更进一步地，反射杯211的内壁设有反光面2111，反射杯211内部还填充有封装胶体(图未示)，反光面2111用于将白光和红光进行反射，封装胶体用于保护反射杯211内部结构和使光源结构更加稳定，并对光线进行折射调整。白光和红光充分混合后经过封装胶体输出。具体地，白光发光体221和红光发光体222的发光角度可以为160°左右至180°，光源的出光角度为120°左右。整个光源为小型均匀发光的准自然光灯珠。

在本实施例中，电路板230具有若干组正负极引脚，可以每个发光体对应一组正负极引脚，或者若干个发光体对应一组正负极引脚。在驱动方式上，有两种实现方案，其一，白光发光体221和红光发光体222分别连接不同的正负极引脚，单独驱动，此时各自的驱动电流不同，可以配合控制芯片进行控制。其二，白光发光体221和红光发光体222串联，即连接相同的正负极引脚，统一相同电流驱动，不需控制芯片进行控制。统一驱动的方式显然具有明显的优势，其不需要针对不同发光体配置不同的驱动电流，不需要增加控制电路板 230，仅需要按照其对应的电流供电即可。因此，在结构上更为简化，体积进一步减小，应用更加简便灵活，成本更低。此为本发明优选的电路板230连接方案。

参考图4和图5，两个白光发光体221和一个红光发光体222串联，两个白光发光体221分别连接一个第一引脚231，第一引脚231自反射杯211底部伸出，用于连接外部电源。红光发光体222串联于两个白光发光体221之间。

进一步地，该光源还可以设有第二引脚232，该第二引脚232不用于连接外部电源，而是用于散热，以及提升光源整体的对称性，提升强度和安装于电路板230上的稳定性。

进一步地，本发明的准自然光LED光源的640-700nm红光的相对光谱功率得到了明显提升，如图8，波长为680～690nm的红光相对光谱功率大于0.80；波长为622～680nm的红光相对光谱功率大于0.60。如图11，传统近自然光光源会在640nm之后的波段出现明显下降的趋势。640-700nm红光不仅满足植物光合作用的需求，在植物生长灯中使用能够提高植物的光合作用效率。此外， 640-700nm红光还具有优异的保健、理疗、美容作用。

并且，经过不同色温光源的测试，准自然光的色温为2700K-3000K时， 640-700nm红光的相对光谱功率大于0.70；准自然光的色温为4000K-4200K时， 640-700nm红光的相对光谱功率大于0.60；准自然光的色温为5500K-6000K时， 640-700nm红光的相对光谱功率大于0.50。

以下，简要说明该准自然光LED光源的优化过程。

针对相同驱动电流的优化过程包括下述步骤：

步骤S101，选取第一发光体，所述第一发光体用于发出白光；

步骤S102，优化第一发光体的光谱分布，将白光优化为第一近自然光；

步骤S103，根据第一近自然光的光谱分布以及自然光的光谱分布，确定所述第一近自然光的待优化波段；

步骤S104，根据所述待优化波段选择第二发光体；

步骤S105，确定第一发光体和第二发光体的初始光通量比；

步骤S106，通过调节第一发光体和第二发光体的光谱分布，优化第一发光体和第二发光体的组合光谱，获得准自然光且所述第一发光体和第二发光体的驱动电流相同或二者之差在预定范围内；其中，对第一发光体和第二发光体的光谱分布的调节至少包括对驱动电流的调节。

在优化过程的前五步骤中，首先，选取白光发光体作为第一发光体，以该白光发光体作为主发光体，主发光体所包含的波长范围较大，至少包括400-640nm波段。将白光优化为第一近自然光，使得该白光尽可能的接近自然光，在优化过程中，使白光的相对光谱功率尽可能的提高，这样，使后续第二发光体的类型选择更为简单，并且有利于对两发光体组合光谱的优化，优化后的白光发光体产生的第一近自然光具有前文所述的特征。

参考该第一近自然光光谱，可以确定需要补充640-700nm红光。进而选择发红光的第二发光体。

在第五步中，在确定第一发光体和第二发光体后，可以根据两发光体的光谱，选择合理的光通量比，即第一发光体的光通量和第二发光体的光辐射量之比，此处称之为“初始光通量比”，根据上述第一近自然光和红光的波长范围以及光谱特征，可以初步确定该初始光通量比在2-10:1的范围内是可行的。进一步地，通过实验可以进一步确定该初始光通量比在2-5:1的范围内，然后按照预设的初始光通量比点亮相应数量的第一发光体和相应数量的第二发光体，进行优化组合光谱的过程。

该第六步骤S106包括下述子步骤：

S11：调节第一发光体和第二发光体的驱动电流，并实时监控组合光谱，当组合光谱的相对光谱功率达到预定范围时，进行步骤S12，否则重复进行步骤S11；

S12：检测组合光谱的光学参数，当光学参数达到预定范围时，进行步骤 S13，否则返回进行步骤S11；

S13：调节第一发光体和/或第二发光体的驱动电流，使两驱动电流趋于一致；

S14：根据组合光谱的相对光谱功率的变化，调整第一发光体的光通量和/ 或第二发光体的光辐射量，并实时监控组合光谱，当组合光谱的相对光谱功率符合预定范围时，进行步骤S15，否则进行步骤S11；

S15：检测组合光谱的光学参数，当光学参数达到预定范围时，确认获得准自然光，进行步骤S16，否则进行步骤S11；

S16：记录第一发光体和第二发光体的实际驱动电流、第一发光体的光通量和第二发光体的光辐射量的实际比例以及准自然光的光学参数。

以上步骤揭示了步骤S106的具体实现过程，首先，根据初始光通量比点亮相应数量的第一发光体和第二发光体，通过调节驱动电流分别调节第一发光体的光通量和第二发光体的光辐射量，此时组合光谱会发生变化，经过若干次调试之后，组合光谱的形状(即各波段的相对光谱功率)与自然光接近到允许范围内，且光学参数满足预设的范围，则确定获得准自然光。

在光谱和光参数均符合要求后，此时驱动电流通常是不一致的，为了实现统一驱动，需进行后续的调整，该调整过程是漫长且复杂的。首先进行步骤S13：调节第一发光体和/或第二发光体的驱动电流，使两驱动电流趋于一致；当电流一致时，组合光谱必然发生变化。进而，进行步骤S14：根据组合光谱的相对光谱功率的变化，进一步调整第一发光体的光通量和第二发光体的光辐射量，并实时监控组合光谱，此步骤中调整的对象为光通量或者光辐射量，当组合光谱的相对光谱功率符合预定范围时，检测组合光谱的光学参数，当光学参数达到预定范围时，确认获得准自然光。这是理想情况。

然而，调整光通量后，相对光谱功率难于符合预定范围，光学参数也容易出现波动。因此，还需要重复进行步骤S11至S15，重新调节驱动电流(此时为微调即可)，使相对光谱功率和光学参符合预定范围。由于在重复步骤S11-S15 的过程中，每次调试均会进行将驱动电流调为一致的步骤，因此，在多次的调整中，电流将逐渐趋于一致，对光通量和电流的调整幅度将逐渐减小，最终会得到在驱动电流一致的情况下获得满足要求的准自然光。

进一步地，在组合光谱的优化过程中，可能存在如下情况：经过较多次调节驱动电流，仍不能使光谱或者光参数满足要求，此时，进行步骤S10：

调整蓝光芯片的配方和/或浓度和/或厚度，然后再进行步骤S11；

或者，

调整第二发光体的中心波长，然后进行步骤S11；

或者，

增加中心波长不同于第二发光体中心波长的第三发光体，然后进行步骤 S11。

在实际的优化过程中，涉及到荧光膜的调整、红光发光体222的调整以及反复多次的驱动电流和光通量的调整，才能获得最终的结果。

最后，调试结束后需要记录相应参数，该数据用于为光源的生产制造提供必要的信息。

经过上述优化过程，确定了上述的白光发光体221和红光发光体222，且白光发光体221的光通量和红光发光体222的光辐射量的实际比例为2-3:1，电流为20-100mA之间，优选为60mA。优选1-4个白光发光体221和1-2个红光发光体222串联构成一个光源，单颗光源的功率为0.5W左右。色温不同的情况下，实际数据略有不同。可以根据需要确定几种色温的相应数据，制造相应产品。例如，用于办公场所的灯具，通常选择色温较高的产品，用于家居的灯具，通常选择色温较低的产品。

目前的近自然光LED光源，其光谱和光参数均接近自然光已经不易，而采用相同电流驱动更是难上加难。不同的芯片组合在一起，若要获得某种光，需要调整电流来达到预设的要求，几种芯片的驱动电流通常是不同的，若统一驱动、光谱形状、光参数均符合要求，寻找白光和红光的类型和光通量及电流的平衡点是最大的技术困难，本实施例解决了该领域内长期以来的技术难题。体现在光源产品上，即通过简单的两脚驱动配合上述发光组件的布置，即可发射准自然光，照明品质和适用性得以极大提升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种植物生长灯，其特征在于，包括外壳、设于所述外壳内的光源板、连接于所述外壳一开口端的灯罩以及连接于所述外壳的另一开口端的散热器；所述光源板包括PCB板和设于所述PCB板上的多个准自然光LED光源；每一所述准自然光LED光源发出准自然光，所述准自然光中红色光的相对光谱功率大于0.60；所述准自然光中青色光的相对光谱功率大于0.30；所述准自然光中蓝色光的相对光谱功率小于0.75，所述准自然光中蓝光与红光的光辐射功率之比为0.15～0.43；所述准自然光中波长650nm～670nm的红光与波长720～740nm的红光的光辐射功率之比为4～12。

2.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于，多个所述准自然光LED光源在所述PCB板上呈一个或多个环形设置。

3.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于，所述外壳的内表面上设有内螺纹，所述散热器的外表面上设有外螺纹，所述外壳与所述散热器通过所述内螺纹和外螺纹啮合而连接。

4.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于，所述散热器远离所述光源板的表面向内凹陷形成一凹部。

5.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于，所述准自然光LED光源包括基底层、设置于所述基底层上的至少一组发光组件，以及与所述发光组件电连接的电路；每组所述发光组件包括白光发光体和红光发光体，所述白光发光体包括蓝光芯片和覆盖所述蓝光芯片的荧光膜，所述红光发光体包括红光芯片；所述白光发光体发射的白光与所述红光发光体发射的红光混合，所述红光用于补偿所述白光相对于自然光谱缺失的红光部分，形成所述准自然光。

6.如权利要求5所述的植物生长灯，其特征在于，所述白光发光体和红光发光体通过相同的驱动电流统一驱动。

7.如权利要求5所述的植物生长灯，其特征在于，所述蓝光芯片的波长范围为457.5～480nm；所述红光芯片的波长范围为640～700nm。

8.如权利要求5所述的植物生长灯，其特征在于，所述准自然光中波长为680～690nm的红光相对光谱功率大于0.80；

所述准自然光中波长为640～680nm的红光相对光谱功率大于0.60；

所述准自然光中波长为622～640nm的红光相对光谱功率大于0.60。

9.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于，所述准自然光的色温范围为2500-6500K；

所述准自然光的色温为2700K-3000K时，640-700nm红光的相对光谱功率大于0.70；

所述准自然光的色温为4000K-4200K时，640-700nm红光的相对光谱功率大于0.60；

所述准自然光的色温为5500K-6000K时，640～700nm红光的相对光谱功率大于0.50。

10.如权利要求1所述的植物生长灯，其特征在于，

所述准自然光中橙色光的相对光谱功率大于0.55；

所述准自然光中黄色光的相对光谱功率大于0.50；

所述准自然光中绿色光的相对光谱功率大于0.35；

所述准自然光中紫色光的相对光谱功率小于0.10。