CN109538951A - 一种由红外led补充红外光的led照明灯具设计方法 - Google Patents

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方文卿
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方团卿
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Abstract

本发明涉及LED灯技术领域，尤其涉及一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法。包括LED面板灯外壳以及铝基板等框架的安装，其特征在于：还包括LED灯珠和红外LED灯珠的安装，具体步骤如下：步骤一：选取白光LED及红外LED；步骤二，将白光LED及红外LED根据铝基板形状排布；步骤三，测量组合灯珠光谱分布及其色温；步骤四，绘制组合灯珠光谱分布及其对应黑体辐射图；步骤五，分析判断红外辐射强度是否符合要求。本发明可使人工照明不仅仅作为一种照明的光源，使其同时具有促进人体新陈代谢，缓解皮肤超敏反应，延缓皮肤衰老，保护神经元，增强人体抵抗力，治疗、预防人体疾病等功效。

Description

一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法
技术领域
本发明涉及LED灯技术领域，尤其涉及一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法。
背景技术
红外光，又叫红外线，波长大于可见光中的红光，波长范围为0.76-1000μm。红外线对于人体有益，具有扩张微细血管、增加组织血流量、增强代谢修复、调节机体失衡等多种生物学作用。同时能够缓解皮肤超敏反应，延缓皮肤衰老，保护神经元，改善心衰患者心肺功能，在临床疾病的诊断及治疗方面发挥着积极作用，并早已实践证明。
LED照明是目前的主流人工照明，其应用日趋普遍及多元化。由于目前人对健康照明的向往，LED作为一种冷光源，其光谱存在缺陷，即光谱中缺少红外光，所以不适合长时间用于工作和学习等精密工作的照明。
当今社会，由于工作、饮食等原因，绝大多数人身体是处于亚健康状态。这部分人中，少数人会选择药物治疗，然“是药三分毒”，这对身体本是有害的；还有一部分人会任由其发展，结果导致身体越来越差。基于这种情况，本发明给出一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具，即在LED照明灯具中加入红外LED，补充现有LED灯具光谱中缺失的红外光成分，通过本发明灯具中所产生的红外光成分实现治疗、预防人体疾病等功能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法。
为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法，包括LED面板灯外壳以及铝基板等框架的安装，还包括LED灯珠和红外LED灯珠的安装，具体步骤如下：
步骤一：选取白光LED及红外LED；
步骤二，将白光LED及红外LED根据铝基板4形状排布；
步骤三，测量组合灯珠光谱分布及其色温；
步骤四，绘制组合灯珠光谱分布及其对应黑体辐射图；
步骤五，分析判断红外辐射强度是否符合要求。
步骤一中的红外LED波长的范围包括880±20nm、940±20nm、1550±20nm。
所述步骤三的测量组合灯珠光谱分布及其色温的方法为：
步骤一：在暗室中利用美国海洋光学公司的Ocean Optics UBS2000+型光谱仪，积分时间100ms，采集400-1070nm波段光谱分布；
步骤二：利用色度分析软件，根据光谱分布数据计算色温为4401K。
所述步骤四绘制组合灯珠光谱分布及其对应黑体辐射图的方法为：
步骤一：根据普朗克黑体辐射公式计算4401K对应的黑体辐射谱；
步骤二：将组合灯珠光谱分布与4401K对应的黑体辐射谱归一化处理；
步骤三：利用OriginPro 8.0绘图。
所述步骤五分析判断红外辐射强度是否符合要求，组合LED灯条光谱分布，白光LED灯珠+红外LED组合的LED面板灯具光谱与同色温下红外LED处的黑体辐射光谱强度偏差为小于150％为满足要求。
本发明的有益效果在于：
1.本发明可补充LED冷光源人工照明光谱缺失的红外光成分。
2.本发明可使人工照明不仅仅作为一种照明的光源，使其同时具有促进人体新陈代谢，缓解皮肤超敏反应，延缓皮肤衰老，保护神经元，增强人体抵抗力，治疗、预防人体疾病等功效。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。
图1为本发明提供的一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法流程；
图2为本发明提供的一种由红外LED补充红外光的LED面板灯结构示意图；
图3为本发明提供的一种由红外LED补充红外光的LED灯条结构示意图；
图4为本发明提供的一种白光LED+935nm红外LED光谱及其黑体辐射；
图5为本发明提供的一种白光LED+880nm红外LED光谱及其黑体辐射；
图6为本发明提供的一种白光LED+880nm+935nm红外LED光谱及其黑体辐射。
其中：1-LED面板灯具外壳；2-白光LED灯珠；3-红外LED灯珠；4-铝基板；5-聚氯乙烯柔性条；6-普通白光LED；7-红外LED；8-白光LED+935nm红外LED光谱；9-对应色温黑体辐射；10-白光LED+880nm红外LED光谱；11-白光LED+880nm+935nm红外LED光谱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参见图1-6。
本发明公开了一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法，包括LED面板灯外壳1以及铝基板4等框架的安装，还包括LED灯珠2和红外LED灯珠3的安装，具体步骤如下：
步骤一：选取白光LED及红外LED；
步骤二，将白光LED及红外LED根据铝基板4形状排布；
步骤三，测量组合灯珠光谱分布及其色温；
步骤四，绘制组合灯珠光谱分布及其对应黑体辐射图；
步骤五，分析判断红外辐射强度是否符合要求。
步骤一中的红外LED波长的范围包括880±20nm、940±20nm、1550±20nm。
所述步骤三的测量组合灯珠光谱分布及其色温的方法为：
步骤一：在暗室中利用美国海洋光学公司的Ocean Optics UBS2000+型光谱仪，积分时间100ms，采集400-1070nm波段光谱分布；
步骤二：利用色度分析软件，根据光谱分布数据计算色温为4401K。
所述步骤四绘制组合灯珠光谱分布及其对应黑体辐射图的方法为：
步骤一：根据普朗克黑体辐射公式计算4401K对应的黑体辐射谱；
步骤二：将组合灯珠光谱分布与4401K对应的黑体辐射谱归一化处理；
步骤三：利用OriginPro 8.0绘图。
所述步骤五分析判断红外辐射强度是否符合要求，组合LED灯条光谱分布，白光LED灯珠+红外LED组合的LED面板灯具光谱与同色温下红外LED处的黑体辐射光谱强度偏差为小于150％为满足要求。
实施例1：
本实施例为利用白光LED灯珠+935nm红外LED，组合出一种由红外LED补充红外光的LED面板灯具，包括LED面板灯外壳1，LED灯珠2，红外LED灯珠3，铝基板4。具体步骤如下：参见图1、图2、图4。
步骤1，选择白光LED及红外LED：
1a)选择935nm红外LED作为补充红外光的光源；
1b)白光LED灯珠选用14颗，935nm红外LED选用2颗。
步骤2，将16颗LED按照图2所示4*4排列。
步骤3，测量组合灯珠光谱分布及其色温。
3a)在暗室中利用美国海洋光学公司的Ocean Optics UBS2000+型光谱仪，积分时间100ms，采集400-1070nm波段光谱分布；
3b)利用色度分析软件，根据光谱分布数据计算色温为4401K。
步骤4，绘制组合灯珠光谱分布及其对应黑体辐射图
4a)根据普朗克黑体辐射公式计算4401K对应的黑体辐射谱；
4b)将组合灯珠光谱分布与4401K对应的黑体辐射谱归一化处理；
4c)利用OriginPro 8.0绘图。
步骤5，分析判断红外辐射强度是否符合要求
5a)组合灯珠光谱分布P(935)＝0.923，黑体辐射谱P’(935)＝0.812；
5b)白光LED灯珠+935nm红外LED组合的LED面板灯具光谱与同色温下935nm处的黑体辐射光谱强度偏差为13.67％，小于150％，故符合要求。
实施例2：
本实施例为利用白光LED灯珠+880nm红外LED，组合出一种由红外LED补充红外光的LED面板灯具，包括LED面板灯外壳1，LED灯珠2，红外LED灯珠3，铝基板4。具体步骤如下：参见图1、图2、图5。
步骤1，选择白光LED及红外LED：
1a)选择880nm红外LED作为补充红外光的光源；
1b)白光LED灯珠选用14颗，880nm红外LED选用2颗。
步骤2，将16颗LED按照图2所示4*4排列。
步骤3，测量组合灯珠光谱分布及其色温。
3a)在暗室中利用美国海洋光学公司的Ocean Optics UBS2000+型光谱仪，积分时间100ms，采集400-1070nm波段光谱分布；
3b)利用色度分析软件，根据光谱分布数据计算色温为4401K。
步骤4，绘制组合灯珠光谱分布及其对应黑体辐射图
4a)根据普朗克黑体辐射公式计算4401K对应的黑体辐射谱；
4b)将组合灯珠光谱分布与4401K对应的黑体辐射谱归一化处理；
4c)利用OriginPro 8.0绘图。
步骤5，分析判断红外辐射强度是否符合要求
5a)组合灯珠光谱分布P(880)＝0.609，黑体辐射谱P’(880)＝0.824；
5b)白光LED灯珠+880nm红外LED组合的LED面板灯具光谱与同色温下880nm处的黑体辐射光谱强度偏差为26.09％，小于150％，故符合要求。
实施例3：
本实施例为利用白光LED灯珠+935nm红外+LED+880nm红外LED，组合出一种由红外LED补充红外光的柔性LED灯条，具体步骤如下：参见图1、图3、图6。
步骤1，选择白光LED及红外LED：
1a)选择935nm红外LED和880nm红外LED作为补充红外光的光源；
1b)白光LED灯珠与红外LED数量按5:1均匀排列，935nm红外LED和880nm红外LED数量按1:1均匀排列。
步骤2，测量组合LED灯条光谱分布及其色温。
3a)在暗室中利用美国海洋光学公司的Ocean Optics UBS2000+型光谱仪，积分时间100ms，采集400-1070nm波段光谱分布；
3b)利用色度分析软件，根据光谱分布数据计算色温为4401K。
步骤4，绘制组合LED灯条光谱分布及其对应黑体辐射图
4a)根据普朗克黑体辐射公式计算4401K对应的黑体辐射谱；
4b)将组合LED灯条光谱分布与4401K对应的黑体辐射谱归一化处理；
4c)利用OriginPro 8.0绘图。
步骤5，分析判断红外辐射强度是否符合要求
5a)组合LED灯条光谱分布P(935)＝0.801、P(880)＝0.611，黑体辐射谱P’(935)＝0.798、P’(880)＝0.832；
5b)白光LED灯珠+935nm红外+LED+880nm红外LED组合的灯条光谱与同色温下935nm及880nm处的黑体辐射光谱强度偏差分别为0.376％、26.56％，均小于150％，故符合要求。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
需要说明的是，所述的红外LED是与白光LED灯珠一起串联在铝基板上。
需要说明的是，所述的红外LED包括880±20nm、940±20nm、1550±20nm红外LED，具体安装在铝基板或聚氯乙烯柔性条上的红外LED组合方式有三种：全部为880±20nm红外LED、全部为940±20nm红外LED、全部为1550±20nm红外LED、880±20nm与940±20nm红外LED组合、880±20nm与1550±20nm红外LED组合、940±20nm与1550±20nm红外LED组合、或三者的组合。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法，包括LED面板灯外壳(1)以及铝基板(4)等框架的安装，其特征在于：还包括LED灯珠(2)和红外LED灯珠(3)的安装，具体步骤如下：
步骤一：选取白光LED及红外LED；
步骤二，将白光LED及红外LED根据铝基板(4)形状排布；
步骤三，测量组合灯珠光谱分布及其色温；
步骤四，绘制组合灯珠光谱分布及其对应黑体辐射图；
步骤五，分析判断红外辐射强度是否符合要求。
2.根据权利要求1所述一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法，其特征在于：步骤一中的红外LED波长的范围包括880±20nm、940±20nm、1550±20nm。
3.根据权利要求2所述一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法，其特征在于：安装在所述铝基板(4)上的红外LED为单独一种红外LED或者是其中的两种或者三种的组合。
4.根据权利要求1所述一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法，其特征在于，所述步骤三的测量组合灯珠光谱分布及其色温的方法为：
步骤一：在暗室中利用美国海洋光学公司的Ocean Optics UBS2000+型光谱仪，积分时间100ms，采集400-1070nm波段光谱分布；
步骤二：利用色度分析软件，根据光谱分布数据计算色温为4401K。
5.根据权利要求1所述一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法，其特征在于，所述步骤四绘制组合灯珠光谱分布及其对应黑体辐射图的方法为：
步骤一：根据普朗克黑体辐射公式计算4401K对应的黑体辐射谱；
步骤二：将组合灯珠光谱分布与4401K对应的黑体辐射谱归一化处理；
步骤三：利用OriginPro 8.0绘图。
6.根据权利要求1所述一种由红外LED补充红外光的LED照明灯具设计方法，其特征在于，所述步骤五分析判断红外辐射强度是否符合要求，组合LED灯条光谱分布，白光LED灯珠+红外LED组合的LED面板灯具光谱与同色温下红外LED处的黑体辐射光谱强度偏差为小于150％为满足要求。
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