CN111102478A - 一种多光谱可调led光源 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种新型多通道光谱可调LED光源结构，可以进行灵活的光谱和强度的调整，通过改善LED阵列排布等方式满足光环境实验以及各类应用场合所要求的特定光学条件，通过便利性和模块化的设计，可以方便地进行子系统替换和更新，实现了低成本高可控的数字化光源系统。该LED光源可以应用于各类光环境装置、光生物实验室、高等级室内外照明等场合。

Description

一种多光谱可调LED光源
技术领域
本发明属于LED照明技术领域，涉及一种多光谱可调的LED光源和灯具。
背景技术
随着LED生产制造技术的持续改进，LED从以往单颗灯泡型封装应用逐渐发展到倒装、贴片、集成等多种封装形式，使得LED应用于各种照明更为广泛。而LED光源模组是一种新的光源结构，可以进行包括光谱在内的照明光学设计，来实现不同应用场所的需求，通过便利性和模块化的设计，可以方便地进行子系统替换和更新，进而通过软件设计可以实现低成本高可控的数字化光源系统。该LED光源可以应用于各类光环境装置、光生物实验室、高等级室内外照明等场合。
然而随着人们生活水平的不断提高，灯光已经不在只是满足照明的需求，照明光谱和色彩的丰富及动态照明等概念逐步出现，人们开始利用于灯光带来的照明效果所对心理、生理、生物、生态和环境产生的影响。所以为了更大限度的发挥LED在照明方面的优势，数字化光谱的照明形式也成为LED产业发展的趋势之一。
发明内容
本发明是一种多通道光谱可调LED光源和灯具，主要包括多通道光源系统、驱动电源、控制信号源及控制器及其软件组成；
本发明的多通道光源系统，其特征在于由多个LED陈列、散热器件、支撑结构以及混光系统组成；
本发明的LED阵列，其特征在于由多个不同光谱结构的LED器件、LED器件所放置的电路板、电子元件、连接线与连接端子等组成，每个通道的一个或一组LED器件所在电路与对应的连接端子连接，内部采用串联、并联或串并联结合方式，其中的LED可以按照波长顺序组成单波长单元然后将单元排成阵列、按照波长顺序组成包含所有波长的单元然后将该单元排成阵列、按波长顺序组成拉丁方单元然后将该单元排成阵列、按照长短波长配对组成单元然后将该单元排成阵列等方式，以获得更好的光学混合效果；
本发明的混光系统，其特征在于包括至少一层混光空间以及一组光散射板，以获得较好的混光效果，该混光系统的侧壁设置吸光材料以避免出光表面的不均匀；
本发明的电子元件、连接线和连接端子，其中电子元件特征在于可以调整LED电路的操作电学性质，其中的连接线和连接端子特征在于可以通过不同的电连接结构实现阵列之间的不同工作模式，其中的连接线可以外置也可以内置在电路板中；
本发明的驱动电源，其特征在于可以按照设计的通道数量分别提供满足要求的独立驱动电流或电压，并利用控制信号源提供的信号执行不同的电学输入驱动不同通道的LED按照不同的发光强度工作；
本发明的控制信号源，其特征在于可为每一陈列LED中相同光谱分布的元件单独输出控制强度的信号；
本发明的控制器及其软件，其特征在于能够独立的设置多个通道的LED 强度、强度随时间变化参数等、并可通过相应配置文件设置不同LED通道的发光强度归一化、随工作时间强度变化量的归一化等，该控制软件可以与其他光谱采集软件集成提供实际发光光谱的图形化展示，可以实现对设定光谱的模拟仿真；
本发明的控制器及其软件，其特征在于能够控制多个独立的控制信号源。
附图说明
图1是多通道光谱可调LED光源
图2是多通道光源系统
图3是LED阵列
具体实施方式
本发明提供了一种多通道光谱可调LED光源，包括但不限于如下具体实施方式。
其中的LED光源可包括大于20种不同波长，从380nm-800nm，可达每20nm 或更小间隔一组LED组合而成，其中还包括驱动电路和控制器及其控制软件，通过控制信号源控制驱动电路使得LED光源发出所需要的光。
如图1，多通道光谱可调LED光源包括多通道光源系统1、驱动电源2、控制信号源3及控制器及其软件4。
如图2，其中多通道光源系统包括多个LED陈列11、散热器件12、支撑结构13以及混光系统14。
如图3，其中LED阵列包括多个不同光谱结构的LED器件、LED器件所放置的电路板、电子元件、连接线与连接端子等。不同波长的LED器件，按照波长顺序排放(也可按波长顺序组成拉丁方阵列排列、按照长短波长配对排列)，并通过电路板以及连接端子、连接线互相连接；
如图2，其中混光结构14包括混光空间141和光散射板142，实现出光分布的均匀。
本发明的驱动电源，其特征在于可以按照设计的通道数量分别提供满足要求的独立驱动电流或电压，并利用控制信号源提供的信号执行不同的电学输入驱动不同通道的LED按照不同的发光强度工作；
本发明的控制信号源，其特征在于可为每一陈列LED中相同光谱分布的元件单独输出控制强度的信号；
本发明的控制器及其软件，其特征在于能够独立的设置多个通道的LED 强度、强度随时间变化参数等、并可通过相应配置文件设置不同LED通道的发光强度归一化、随工作时间强度变化量的归一化等，该控制软件可以与其他光谱采集软件集成提供实际发光光谱的图形化展示，可以实现对设定光谱的模拟仿真；
本发明的控制器及其软件，其特征在于能够控制多个独立的控制信号源。

Claims (10)

1.一种多通道光谱可调LED光源和灯具，主要包括多通道光源系统、驱动电源、控制信号源、控制器及其软件组成。
2.根据权利要求1所述的多通道光源系统，其特征在于由多个LED陈列、散热器件、支撑结构以及混光系统组成。
3.根据权利要求2所述的LED阵列，其特征在于由多个不同光谱结构的LED器件、LED器件所放置的电路板、电子元件、连接线与连接端子等组成，每个通道的一个或一组LED器件所在电路与对应的连接端子连接，内部采用串联、并联或串并联结合方式，其中的LED可以按照波长顺序组成单波长单元然后将单元排成阵列、按照波长顺序组成包含所有波长的单元然后将该单元排成阵列、按波长顺序组成拉丁方单元然后将该单元排成阵列、按照长短波长配对组成单元然后将该单元排成阵列等方式，以获得更好的光学混合效果。
4.根据权利要求2所述的混光系统，其特征在于包括至少一层混光空间以及一组光散射板，以获得较好的混光效果。
5.根据权利要求2所述的混光系统，其特征在于该混光系统的侧壁设置吸光材料以避免出光表面的多波长光分布不均匀。
6.根据权利要求2所述的电子元件、连接线和连接端子，其中电子元件特征在于可以调整LED电路的电流电压等特性，其中的连接线和连接端子特征在于可以通过不同的电连接结构实现阵列之间的不同串并联工作模式，其中的连接线可以外置也可以内置在电路板中。
7.根据权利要求1所述的驱动电源，其特征在于可以按照设计的通道数量分别提供满足要求的独立驱动电流或电压，并利用控制信号源提供的信号执行不同的电学输入驱动不同通道的LED按照不同的发光强度工作。
8.根据权利要求1所述的控制信号源，其特征在于可为每一陈列LED中相同光谱分布的元件单独输出控制强度的信号。
9.根据权利要求1所述的控制器及其软件，其特征在于能够独立的设置多个通道的LED强度、强度随时间变化参数等、并可通过相应配置文件设置不同LED通道的发光强度归一化、随工作时间强度变化量的归一化等，该控制软件可以与其他光谱采集软件集成提供实际发光光谱的图形化展示，可以通过计算实现对设定光谱的模拟仿真。
10.根据权利要求1所述的控制器及其软件，其特征在于能够控制多个独立的控制信号源。
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