CN117412432A - 一种全光谱led灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全光谱LED灯，包括灯壳，灯壳内设置有发光芯片和调光控制器，发光芯片由冷白芯片、暖白芯片和多个单色补光芯片组成，根据输入指令，调光控制器控制冷白芯片和暖白芯片以特定的频率闪烁或发出特定的亮度，并同步控制多个单色补光芯片以特定的频率闪烁或发出特定的亮度，从而改变光谱和色温。本发明通过多个单色补光芯片与冷白芯片和暖白芯片组成发光芯片，并通过调光控制器根据输入指令调节冷白芯片和暖白芯片的闪烁频率或发光亮度，以及同步调整多个单色补光芯片的闪烁频率或发光亮度，以使多个单色补光芯片发出的光与冷白芯片和暖白芯片发出的光混合后，得到连续的光谱，从而能够实现在不同色温下始终保持光谱连续。
Description
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，具体涉及一种全光谱LED灯。
背景技术
LED灯是由多个LED发光芯片组成的照明灯，常规的LED发光芯片分为冷白光芯片(色温在6500K以上)和暖白光芯片(色温在4500K以下)，不同的区域适用不同色温的LED发光芯片。为了使LED灯能够根据不同的需求调节不同的色温，则可调节色温的LED能够从2700K-10000K进行多档调节。
目前，常见的可调色温LED虽然能够多档调节色温，但由于其通常由冷白光芯片和暖白光芯片组合混光而成，色温调节后的光谱可能存在不连续的情况，这是因为冷白光芯片和暖白光芯片的自身光谱分布较为集中，因此，当二者合成后，在色温较高和色温较低的情况下，难以获得较为连续的光谱。
连续的光谱能够提供较高的显色指数，即接近太阳光的显色指数，而光谱的连续性差会导致其其显色性较差(即显色指数低)，无法还原物质的色彩，而长时间处于光谱连续性较差(显色指数低于80)的光线环境中，物体颜色出现失真，容易出现视觉疲劳。
因此，常见的可调色温LED在色温调节时，光谱无法保持连续而导致显色指数降低，无法达到接近太阳光的照明效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全光谱LED灯，以解决现有技术中在色温调节时，无法保持光谱连续而导致照明效果降低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种全光谱LED灯，包括灯壳，所述灯壳上设置有朝向顶部透光的上扩散板以及朝向底部透光的下扩散板，在所述灯壳内通过载位设置有多个朝向上方照射以及多个朝向下方照射的发光芯片，以分别朝向上方照射形成环境光以及朝向下方照射形成照射光；
所述发光芯片由一个冷白芯片、一个暖白芯片和多个单色补光芯片组成，所述单色补光灯的发光面积小于所述冷白芯片的发光面积以及所述暖白芯片的发光面积，且多个所述单色补光灯阵列分布在所述冷白芯片和所述暖白芯片之间；
在所述灯壳内通过载位设置有调光控制器，所述调光控制器与所述发光芯片连接，以控制所述冷白芯片和所述暖白芯片按照输入指令以特定的频率交替闪烁或按照输入指令以发出特定的亮度，以及同步控制多个所述单色补光芯片按照输入指令以特定的频率交替闪烁或按照输入指令以发出特定的亮度，从而改变所述发光芯片的光谱以及所述发光芯片的色温；
朝向上方照射的多个所述发光芯片和朝向下方照射的多个所述发光芯片由所述调光控制器独立控制，且朝向上方照射的多个所述发光芯片相互并联连接，以及朝向下方照射的多个所述发光芯片相互并联连接。
作为本发明的一种优选方案，所述调光控制器包括冷白控制模块、暖白控制模块和多个补光控制模块；
所述冷白控制模块与多个所述冷白芯片并联连接，所述暖白控制模块与多个所述暖白芯片并联连接，且每个所述补光控制模块分别与多个所述发光芯片内的相应的所述单色补光芯片并联连接。
作为本发明的一种优选方案，所述冷白控制模块和所述暖白控制模块通过PWM调光控制所述冷白芯片和所述暖白芯片发光，以及所述补光控制模块通过PWM调光控制所述单色补光芯片；
所述发光芯片的闪烁周期等于所述冷白芯片和所述暖白芯片的闪烁周期之和，且等于多个所述单色补光芯片的闪烁周期之和；
所述冷白芯片和所述暖白芯片的单次发光时间之和等于一个闪烁周期，且多个所述单色补光芯片的单次发光时间之和等于一个闪烁周期；
其中，所述冷白控制模块和所述暖白控制模块根据输入指令控制所述冷白芯片和所述暖白芯片的导通时间比例；多个所述单色补光芯片分别通过多个所述补光控制模块控制导通时间比例，以根据输入指令同步调整多个所述单色补光芯片在所述冷白芯片导通期间内的导通时间比例，以及在所述暖白芯片导通期间内的导通时间比例。
作为本发明的一种优选方案，所述冷白控制模块和所述暖白控制模块通过PWM调光控制所述冷白芯片和所述暖白芯片发光，以及所述补光控制模块通过DC调光控制所述单色补光芯片发光；
所述发光芯片的闪烁周期等于所述冷白芯片和所述暖白芯片的闪烁周期之和，且所述冷白芯片和所述暖白芯片的单次发光时间之和等于一个闪烁周期；
其中，所述冷白控制模块和所述暖白控制模块根据输入指令控制所述冷白芯片和所述暖白芯片的导通时间比例；多个所述单色补光芯片持续发光，多个所述补光控制模块根据输入指令同步调整多个所述单色补光芯片的输入电压或电流，以独立控制多个所述单色补光芯片的亮度。
作为本发明的一种优选方案，所述冷白控制模块和所述暖白控制模块通过DC调光控制所述冷白芯片和所述暖白芯片发光，以及所述补光控制模块通过PWM调光控制所述单色补光芯片发光；
所述发光芯片的闪烁周期等于多个所述单色补光芯片的闪烁周期之和，且多个所述单色补光芯片的单次发光时间之和等于一个闪烁周期；
其中，所述冷白芯片和所述暖白芯片持续发光，所述冷白控制模块和所述暖白控制模块根据输入指令控制所述冷白芯片和所述暖白芯片的输入电压或电流，以独立控制所述冷白芯片和所述暖白芯片的亮度；多个所述补光控制模块根据输入指令同步调整多个所述单色补光芯片的导通时间比例。
作为本发明的一种优选方案，所述冷白控制模块和所述暖白控制模块通过DC调光控制所述冷白芯片和所述暖白芯片发光，以及所述补光控制模块通过DC调光控制所述单色补光芯片发光；
其中，所述冷白芯片、所述暖白芯片和多个所述单色补光芯片持续发光，所述冷白控制模块和所述暖白控制模块根据输入指令控制所述冷白芯片和所述暖白芯片的输入电压或电流，以独立控制所述冷白芯片和所述暖白芯片的亮度；多个所述补光控制模块根据输入指令同步调整多个所述单色补光芯片的输入电压或电流。
作为本发明的一种优选方案，所述冷白芯片和所述暖白芯片由蓝色芯片和不同配方的黄粉组成；
每个所述发光芯片中的多个所述单色补光芯片均包括紫色补光芯片、绿色补光芯片、红色补光芯片和蓝色补光芯片。
作为本发明的一种优选方案，所述蓝色补光芯片的光谱峰值波长大于所述蓝色芯片的光谱峰值波长。
作为本发明的一种优选方案，在所述灯壳内水平平行设置有两个灯板，两个所述灯板将所述灯壳内分隔成相互不透光的上照明腔、下照明腔以及中设备腔；
所述上扩散板与所述上照明腔连通，所述下扩散板与所述下照明腔连通，且所述调光控制器设置在所述中设备腔内；
多个所述发光芯片分别分布在位于所述上照明腔内的所述灯板的上表面上，以及位于所述下照明腔内的所述灯板的下表面上；
在所述灯壳的顶部设置有固定管，所述固定管穿过上层的所述灯板并与所述中设备腔连通；
所述上扩散板覆盖所述灯壳的部分侧壁和部分顶部，所述下扩散板覆盖所述灯壳的底部。
作为本发明的一种优选方案，在每个所述灯板上均设置有多个聚光罩，所述聚光罩包括罩口和照射口；
每个所述聚光罩均罩设在对应的所述发光芯片上，使所述罩口将所述发光芯片罩住，且在所述照射口上安装有聚光透镜。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过多个单色补光芯片与冷白芯片和暖白芯片组成发光芯片，并通过调光控制器根据输入指令调节冷白芯片和暖白芯片的闪烁频率或发光亮度，以及同步调整多个单色补光芯片的闪烁频率或发光亮度，以使多个单色补光芯片发出的光与冷白芯片和暖白芯片发出的光混合后，得到连续的光谱，从而能够实现在不同色温下始终保持光谱连续。
同时，本发明通过朝上照射提供显色指数较高的环境光，以使处于环境光下的物体更为真实，以及通过朝下照射提供显色指数较高照射光，使被照射物体的色彩更加真实，且更加护眼，即全面提高全光谱LED的照明效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供的全光谱LED灯的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的全光谱LED灯的发光芯片组成结构示意图；
图3为本发明实施例提供的全光谱LED灯的调光控制器组成结构示意图；
图4为本发明实施例提供的全光谱LED灯的聚光罩部分结构示意图；
图5为本发明实施例提供的全光谱LED灯的光谱分布示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-灯壳；2-发光芯片；3-调光控制器；4-灯板；
11-上扩散板；12-下扩散板；13-上照明腔；14-下照明腔；15-中设备腔；16-固定管；21-冷白芯片；22-暖白芯片；23-单色补光芯片；31-冷白控制模块；32-暖白控制模块；33-补光控制模块；41-聚光罩；
231-紫色补光芯片；232-绿色补光芯片；233-红色补光芯片；234-蓝色补光芯片；411-罩口；412-照射口；413-聚光透镜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供了一种全光谱LED灯，包括灯壳1，灯壳1上设置有朝向顶部透光的上扩散板11以及朝向底部透光的下扩散板12，在灯壳1内通过载位设置有多个朝向上方照射以及多个朝向下方照射的发光芯片2，以分别朝向上方照射形成环境光以及朝向下方照射形成照射光；
发光芯片2由一个冷白芯片21、一个暖白芯片22和多个单色补光芯片23组成，单色补光灯23的发光面积小于冷白芯片21的发光面积以及暖白芯片22的发光面积，且多个单色补光灯23阵列分布在冷白芯片21和暖白芯片22之间；
在灯壳1内通过载位设置有调光控制器3，调光控制器3与发光芯片2连接，以控制冷白芯片21和暖白芯片22按照输入指令以特定的频率交替闪烁或按照输入指令以发出特定的亮度，以及同步控制多个单色补光芯片23按照输入指令以特定的频率交替闪烁或按照输入指令以发出特定的亮度，从而改变发光芯片2的光谱以及发光芯片2的色温；
朝向上方照射的多个发光芯片2和朝向下方照射的多个发光芯片2由调光控制器3独立控制，且朝向上方照射的多个发光芯片2相互并联连接，以及朝向下方照射的多个发光芯片2相互并联连接。
本实施方式的全光谱LED灯主要是利用由冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23组成的发光芯片2，在调光控制器3的控制下，控制冷白芯片21和暖白芯片22按照输入指令以特定的频率交替闪烁或按照输入指令以发出特定的亮度，以及同步控制多个单色补光芯片23按照输入指令以特定的频率交替闪烁或按照输入指令以发出特定的亮度，补充冷白芯片21和暖白芯片22的光谱，以在改变发光芯片2的色温的同时，使发光芯片2的光谱连续。并且发光芯片2在灯壳1内采用上下分布设计，通过上扩散板11向上照射以提供环境光，以及通过下扩散板12向下照射以提供照射光，提高LED灯照明效果。
其中，作为补光的单色补光芯片23的发光面积小于冷白芯片21的发光面积以及暖白芯片22的发光面积，从而避免单色补光芯片23影响冷白芯片21和暖白芯片22产生的白色光。
相较于常规的可调色温的LED照明灯来说，本实施方式的全光谱LED灯通过多个单色补光芯片23的混合光，与常规的冷白芯片21和暖白芯片22发出的光进行混合，以补充冷白芯片21和暖白芯片22的光谱，从而使发光芯片2的光谱连续性更好。
并且，在调节色温过程中，多个单色补光芯片23能够根据输入指令与冷白芯片21和暖白芯片22同步调整，从而在各个色温下，发光芯片2的光谱始终保持连续。
其中，朝向上方照射的多个发光芯片2和朝向下方照射的多个发光芯片2由所述调光控制器3独立控制，能够实现上下光源独立调节。
由于调光控制器3需要根据输入指令，调整LED灯的色温，并且需要保证LED灯的光谱连续，则需要调光控制器3能够同步控制冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23发光。
因此，如图3所示，调光控制器3包括冷白控制模块31、暖白控制模块32和多个补光控制模块33；
冷白控制模块31与多个冷白芯片21并联连接，暖白控制模块32与多个暖白芯片22并联连接，且每个补光控制模块33分别与多个发光芯片2内的相应的单色补光芯片23并联连接。
调光控制器3的内部分为可控制冷白芯片21独立发光的冷白控制模块31、可控制暖白芯片22独立发光的暖白控制模块32以及多个用于控制每个发光芯片2内的多个单色补光芯片23的补光控制模块33，且冷白控制模块31、暖白控制模块32和多个补光控制模块33均具有一对，以分别控制上下设置的发光芯片2。
冷白控制模块31与多个冷白芯片21并联连接，能够同步调节多个发光芯片2内的冷白芯片21发光，以及暖白控制模块32与多个暖白芯片22并联连接，能够同步调节多个发光芯片2内的暖白芯片22发光，从而能够实现多个发光芯片2的色温同步调节。
并且，每个补光控制模块33分别与多个发光芯片2内的相应的单色补光芯片23并联连接，从而能够对每个发光芯片2内的冷白芯片21和暖白芯片22的混合光进行补充，从而使色温调节后的光谱始终保持连续。
由于LED灯不同的色温具有不同的效果，如暖白光(2700K-3000K)适合营造温馨舒适的氛围；自然白光(4000K-4500K)适合在阅读、写作、办公等使用；冷白光(6000K-6500K)适合需要提高照明亮度的情况。
则本实施方式的全光谱LED灯在根据用户需求调节色温时，调光控制器3需要根据用户的输入指令(包括但不限于开关面板、移动端APP等)，同步调整冷白芯片21和暖白芯片22的发光频率或输入功率，以及多个单色补光芯片23的发光频率或输入功率(调整输入功率是通过调整输入电压/电流实现)。
由于人眼可识别的频闪大约在60Hz-220Hz，因此，通过冷白芯片21和暖白芯片22以大于人眼可识别的频率闪烁时，人眼无法识别，并且利用人眼存在暂留的现象，冷白芯片21和暖白芯片22发出的光谱在人眼融合形成新光谱，也即新色温的光谱，通过改变冷白芯片21和暖白芯片22的闪烁频率(其中，冷白芯片21和暖白芯片22导通取反，即交替闪烁)，从而改变色温。
或者冷白芯片21和暖白芯片22同时持续发光，冷白芯片21和暖白芯片22发出的光融合后，具备新的光谱，通过改变冷白芯片21和暖白芯片22的亮度(调节输入功率)，从而调节色温。
同理，多个单色补光芯片23也能够以改变闪烁频率的方式或持续点亮改变输入功率的方式调整混合光谱，从而与冷白芯片21和暖白芯片22的混合光谱再次混合，获得光谱连续的全光谱。
根据上述，以下提供四种实施例，以使本实施方式的全光谱LED灯在各个色温下均能够保持光谱连续，以接近太阳光谱，提升照明效果。
实施例1：
冷白控制模块31和暖白控制模块32通过PWM调光控制冷白芯片21和暖白芯片22发光，以及补光控制模块33通过PWM调光控制单色补光芯片23；
发光芯片2的闪烁周期等于冷白芯片21和暖白芯片22的闪烁周期之和，且等于多个单色补光芯片23的闪烁周期之和；
冷白芯片21和暖白芯片22的单次发光时间之和等于一个闪烁周期，且多个单色补光芯片23的单次发光时间之和等于一个闪烁周期；
其中，冷白控制模块31和暖白控制模块32根据输入指令控制冷白芯片21和暖白芯片22的导通时间比例；多个单色补光芯片23分别通过多个补光控制模块33控制导通时间比例，以根据输入指令同步调整多个单色补光芯片23在冷白芯片21导通期间内的导通时间比例，以及在暖白芯片22导通期间内的导通时间比例。
本实施例中，冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23均采用PWM调节的方式。
其中，冷白芯片21和暖白芯片22的闪烁周期等于多个单色补光芯片23的闪烁周期，即冷白芯片21或暖白芯片22在发光时，多个单色补光芯片23均闪烁。具体地：
当发光芯片2的闪烁周期为T，则冷白芯片21和暖白芯片22的单次发光之和t1+t2＝T(t1为冷白芯片21的单次发光时间，t2为暖白芯片22的单次发光之间)。
而此时多个单色补光芯片23在冷白芯片21发光期间发光，且多个单色补光芯片23的发光总时间等于t1；并且多个单色补光芯片23在暖白芯片21发光期间再次发光，且多个单色补光芯片23的发光总时间t2。则多个单色补光芯片23的发光周期也为T。
也即，在冷白芯片21发光时，多个单色补光芯片23依次快速发光并熄灭，以对冷白芯片21的光谱进行补充；而在暖白芯片22发光时，多个单色补光芯片23再次依次快速发光并熄灭，以对暖白芯片22的光谱进行补充，从而使发光芯片2的光谱由冷白芯片21经补充后的光谱和暖白芯片22经补充后的光谱组成，保证发光芯片2的光谱连续
其中，多个单色补光芯片23的单个发光时间根据冷白芯片21的单次发光时间和暖白芯片22的单次发光时间确定(理论计算分析上由冷白芯片21的单次发光时间和暖白芯片22的单次发光时间确定，实际表现为多个单色补光芯片23的单个发光时间在实验确定后，将其程序化并由输入指令确定)，具体发光时间可通过实验获得更为准确地数据。
本实施例的优点在于，发光芯片2中的冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23均通过PWM调节的方式控制，更加节能，并且由于PWM的调节范围更广，则能够保证连续光谱的情况下，完成较大范围的色温调节。
但其缺点是，控制程序的设计难度较大，需要通过各级色温的光谱经过多次实验确定冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23的单次发光时间。
实施例2：
基于实施例1的缺点，冷白控制模块31和暖白控制模块32通过PWM调光控制冷白芯片21和暖白芯片22发光，以及补光控制模块33通过DC调光控制单色补光芯片23发光；
发光芯片2的闪烁周期等于冷白芯片21和暖白芯片22的闪烁周期之和，且冷白芯片21和暖白芯片22的单次发光时间之和等于一个闪烁周期；
其中，冷白控制模块31和暖白控制模块32根据输入指令控制冷白芯片21和暖白芯片22的导通时间比例；多个单色补光芯片23持续发光，多个补光控制模块33根据输入指令同步调整多个单色补光芯片23的输入电压或电流，以独立控制多个单色补光芯片23的亮度。
本实施例中，冷白芯片21和暖白芯片22采用PWM调节的方式，多个单色补光芯片23采用DC调节的方式。
其中，多个单色补光芯片23在冷白芯片21和暖白芯片22的闪烁期间，持续发光，但每个单色补光芯片23在冷白芯片21和暖白芯片22发光期间内的输入功率不同。具体地：
当发光芯片2的闪烁周期为T，则冷白芯片21和暖白芯片22的单次发光之和t1+t2＝T。
而此时多个单色补光芯片23在冷白芯片21和暖白芯片22的发光期间均保持持续发光。也即，在冷白芯片21发光时，多个单色补光芯片23同时发光，此时多个单色补光芯片23的输入功率分别为PA1、PA2···PAN；而在暖白芯片22发光时，多个单色补光芯片23的输入功率发生变化，分别为PB1、PB2···PBN。
其中，相同的单色补光芯片23在冷白芯片21和暖白芯片22发光时的输入功率根据冷白芯片21的单次发光时间和暖白芯片22的单次发光时间确定(理论计算分析上由冷白芯片21的单次发光时间和暖白芯片22的单次发光时间确定，实际表现为多个单色补光芯片23的输入功率在实验确定后，将其程序化并由输入指令确定)，其值可能相同，也可能不同，具体输入功率可通过实验获得更为准确地数据。
本实施例的优点在于，发光芯片2中的冷白芯片21和暖白芯片22依旧采用PWM调节的方式控制，而多个单色补光芯片23采用DC调节的方式控制，在保证相对节能的同时，单色补光芯片23持续点亮便于分析光谱，从而使其匹配冷白芯片21和暖白芯片22的光谱难度降低，以降低整个控制程序设计难度。
但其缺点是，DC调节的方式调节范围有限，则会导致多个单色补光芯片23可补光范围有限(功率过大或功率过小会导致发光显色不准，因此，功率调节会限制其调节范围，一般无法达到0％-100％的不失色调节)，从而使发光芯片2能够维持全光谱的可调色温范围有限，即仅能够在较小范围内的色温调节保持连续光谱。
实施例3：
基于实施例1的缺点，冷白控制模块31和暖白控制模块32通过DC调光控制冷白芯片21和暖白芯片22发光，以及补光控制模块33通过PWM调光控制单色补光芯片23发光；
发光芯片2的闪烁周期等于多个单色补光芯片23的闪烁周期之和，且多个单色补光芯片23的单次发光时间之和等于一个闪烁周期；
其中，冷白芯片21和暖白芯片22持续发光，冷白控制模块31和暖白控制模块32根据输入指令控制冷白芯片21和暖白芯片22的输入电压或电流，以独立控制冷白芯片21和暖白芯片22的亮度；多个补光控制模块33根据输入指令同步调整多个单色补光芯片23的导通时间比例。
本实施例中，冷白芯片21和暖白芯片22采用DC调节的方式，多个单色补光芯片23采用PWM调节的方式。
其中，冷白芯片21和暖白芯片22持续发光，并通过发光亮度的不同调节发光芯片2的发光色温，而多个单色补光芯片23在冷白芯片21和暖白芯片22持续发光的过程中闪烁。具体地：
当发光芯片2的闪烁周期T时，多个单色补光芯片23的单次发光时间之和等于T，即多个单色补光芯片23的单次发光时间tA1、tA2···tAN，而当冷白芯片21和暖白芯片22发光亮度改变时，多个单色补光芯片23的单次发光时间tB1、tB2···tBN。
其中，相同的单色补光芯片23在冷白芯片21和暖白芯片22发光时的发光时间根据冷白芯片21和暖白芯片22的发光亮度确定(理论计算分析上由冷白芯片21的发光亮度确定，实际表现为多个单色补光芯片23的发光时间在实验确定后，将其程序化并由输入指令确定)，其值可能相同，也可能不同，具体发光时间可通过实验获得更为准确地数据。
本实施例的优点在于，发光芯片2中的冷白芯片21和暖白芯片22采用DC调节的方式控制，即只需控制冷白芯片21和暖白芯片22亮度比例即可完成色温调节控制，冷白芯片21和暖白芯片22持续发光便于分析光谱，从而降低多个单色补光芯片23的PWM调光程序设计的难度，且能够获得更宽的调光范围，从而能够对冷白芯片21和暖白芯片22进行更宽范围的补光，使其能够在更大范围的色温调节过程中保持连续光谱。
但其缺点是，由于冷白芯片21和暖白芯片22持续发光，其能耗相对较高，节能效果一般。
实施例4：
基于实施例2、实施例3和实施例4的缺点，冷白控制模块31和暖白控制模块32通过DC调光控制冷白芯片21和暖白芯片22发光，以及补光控制模块33通过DC调光控制单色补光芯片23发光；
其中，冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23持续发光，冷白控制模块31和暖白控制模块32根据输入指令控制冷白芯片21和暖白芯片22的输入电压或电流，以独立控制冷白芯片21和暖白芯片22的亮度；多个补光控制模块33根据输入指令同步调整多个单色补光芯片23的输入电压或电流。
本实施例中，冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23均采用DC调节的方式。
其中，冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23持续发光，多个单色补光芯片23根据冷白芯片21和暖白芯片22的亮度变化而改变亮度，具体地：
当冷白芯片21和暖白芯片22的亮度改变时(冷白芯片21和暖白芯片22的总亮度保持不变)，此时色温发生变化，导致冷白芯片21和暖白芯片22合成后的光谱发生变化，多个单色补光芯片23的亮度也同步发生变化，以使多个单色补光芯片23的合成光与冷白芯片21和暖白芯片22的合成光混合后，以补充冷白芯片21和暖白芯片22的光谱，使当前色温下的光谱连续。
其中，多个单色补光芯片23在冷白芯片21和暖白芯片22发光时的输入功率，根据冷白芯片21和暖白芯片22的各自输入功率确定(理论计算分析上由冷白芯片21和暖白芯片22的各自输入功率确定，实现表现为多个单色补光芯片23的输入功率在实验确定后，将其程序化并由输入指令确定)，具体输入功率可通过实验获得更为准确地数据。
本实施例的优点在于，发光芯片2中的冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23均采用DC调节的方式控制，则发光芯片2中的冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23光谱均容易分析，从而多个单色补光芯片23配合冷白芯片21和暖白芯片22的输入功率匹配设计更加容易。
但其缺点是，由于发光芯片2中的冷白芯片21、暖白芯片22和多个单色补光芯片23持续点亮，能耗较高，且由于DC调光的调节范围限制，其所能够保证连续光谱的色温调节范围较小
综上，基于上述实施例1-4，实施例1实施难度最大，但实施效果最佳；实施例2和实施例3的实施难度较高，但实施效果较好；实施4的实施难度最低，但实施效果一般。
因此，根据上述实施例1-4，能够产生不同成本而形成不同档次的全光谱LED灯。
常规的冷白芯片21的光谱集中在400nm-450nm以及530nm-580nm，暖白芯片22的光谱集中在450nm-500nm以及600-700nm。因此，冷白芯片21和暖白芯片22的光谱均为双峰且不连续(光谱较太阳光光谱不平缓)，当二者混合的，能够使光谱的连续性较单独使用时的连续性更好。但是，即使二者混合后，处于某些波段的光谱(380nm-400nm、500nm-600nm、700nm-780nm)的比例仍然较低，导致光谱无法连续。并且在二者混合后，当调节色温后，光谱会产生变换，容易导致光谱连续性变得更差，如高色温和低色温。
因此，为了使不同色温的光谱保持连续，提供以下优选实施例。
如图2所示，冷白芯片21和暖白芯片22由蓝色芯片和不同配方的黄粉组成；
每个发光芯片2中的多个单色补光芯片23均包括紫色补光芯片231、绿色补光芯片232、红色补光芯片233和蓝色补光芯片234。
具体地，通过紫色不光芯片231补充380nm-400nm的波段，通过绿色补光芯片232、红色补光芯片233和蓝色补光芯片234的合成光补充500nm-600nm的波段，且通过红色补光芯片233补充700nm-780nm的波段，并根据不同的色温，调整紫色补光芯片231、绿色补光芯片232、红色补光芯片233和蓝色补光芯片234的补光比例，从而使发光芯片2在不同色温下的光谱保持连续，以提高全光谱LED灯的显色性。
全光谱LED在使用过程中，其光谱中的短波蓝光对人眼的损伤较大，而常规的冷白芯片21和暖白芯片22的芯片通常采用能够发出短波蓝光的芯片配合不同的荧光粉制成，则其光谱中短波蓝光比例较高，尤其是在冷白芯片22发光比例较高的情况下(即色温较高的情况下)。因此，为了减少全光谱LED灯的短波蓝光，提供以下优选实施例。
蓝色补光芯片234的光谱峰值波长大于蓝色芯片的光谱峰值波长。
在补光过程中，通过利用长波蓝光(450nm-500nm)取代部分冷白芯片21和暖白芯片22发出的短波蓝光(400nm-450nm)合成白光，从而降低发光芯片2产生的短波蓝光的比例，以使全光谱LED灯更加护眼。
本实施方式的全光谱LED具备朝上照射提供环境光以及朝向照射提供照射光的功能，且二者通过调光控制器3能够独立控制。为了保证环境光和照射光在照射时不产生相互干扰，需要对二者进行隔离，具体如下：
如图1所示，在灯壳1内水平平行设置有两个灯板4，两个灯板4将灯壳1内分隔成相互不透光的上照明腔13、下照明腔14以及中设备腔15；
上扩散板11与上照明腔13连通，下扩散板12与下照明腔14连通，且调光控制器3设置在中设备腔15内；
多个发光芯片2分别分布在位于上照明腔13内的灯板4的上表面上，以及位于下照明腔14内的灯板4的下表面上；
在灯壳1的顶部设置有固定管16，固定管16穿过上层的灯板4并与中设备腔15连通；
上扩散板11覆盖灯壳1的部分侧壁和部分顶部，下扩散板12覆盖灯壳1的底部。
两个灯板4将朝上照射的发光芯片2和朝下照射的发光芯片2隔离。
上扩散板11和下扩散板12能够将光线均匀扩散，从而使照射亮度更加均匀。固定管16用于将灯壳1固定在墙体或设备架上，并方便线路进入中设备腔15内连接调光控制器3。
又由于中设备腔15与上照明腔13和下照明腔14分隔，则在灯壳1的侧壁可以设置连通中设备腔15的散热孔，即能够对灯板4和调光控制器3散热，也能够避免灰尘进入上照明腔13和下照明腔14内影响照明效果。
而为了进一步提升照明效果，如图4所示，在每个灯板4上均设置有多个聚光罩41，聚光罩41包括罩口411和照射口412；
每个聚光罩41均罩设在对应的发光芯片2上，使罩口411将发光芯片2罩住，且在照射口412上安装有聚光透镜413。
通过聚光罩41将每个发光芯片2罩住，从而使发光芯片2产生的光集中不溢散，以提高照明亮度。并且通过在照射口412处设置聚光透镜413，使发光芯片2的照射亮度进一步增加，并提升发光效率。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种全光谱LED灯，其特征在于，包括灯壳(1)，所述灯壳(1)上设置有朝向顶部透光的上扩散板(11)以及朝向底部透光的下扩散板(12)，在所述灯壳(1)内通过载位设置有多个朝向上方照射以及多个朝向下方照射的发光芯片(2)，以分别朝向上方照射形成环境光以及朝向下方照射形成照射光；
所述发光芯片(2)由一个冷白芯片(21)、一个暖白芯片(22)和多个单色补光芯片(23)组成，所述单色补光灯(23)的发光面积小于所述冷白芯片(21)的发光面积以及所述暖白芯片(22)的发光面积，且多个所述单色补光灯(23)阵列分布在所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)之间；
在所述灯壳(1)内通过载位设置有调光控制器(3)，所述调光控制器(3)与所述发光芯片(2)连接，以控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)按照输入指令以特定的频率交替闪烁或按照输入指令以发出特定的亮度，以及同步控制多个所述单色补光芯片(23)按照输入指令以特定的频率交替闪烁或按照输入指令以发出特定的亮度，从而改变所述发光芯片(2)的光谱以及所述发光芯片(2)的色温；
朝向上方照射的多个所述发光芯片(2)和朝向下方照射的多个所述发光芯片(2)由所述调光控制器(3)独立控制，且朝向上方照射的多个所述发光芯片(2)相互并联连接，以及朝向下方照射的多个所述发光芯片(2)相互并联连接。
2.根据权利要求1所述的一种全光谱LED灯，其特征在于，
所述调光控制器(3)包括冷白控制模块(31)、暖白控制模块(32)和多个补光控制模块(33)；
所述冷白控制模块(31)与多个所述冷白芯片(21)并联连接，所述暖白控制模块(32)与多个所述暖白芯片(22)并联连接，且每个所述补光控制模块(33)分别与多个所述发光芯片(2)内的相应的所述单色补光芯片(23)并联连接。
3.根据权利要求2所述的一种全光谱LED灯，其特征在于，
所述冷白控制模块(31)和所述暖白控制模块(32)通过PWM调光控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)发光，以及所述补光控制模块(33)通过PWM调光控制所述单色补光芯片(23)；
所述发光芯片(2)的闪烁周期等于所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的闪烁周期之和，且等于多个所述单色补光芯片(23)的闪烁周期之和；
所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的单次发光时间之和等于一个闪烁周期，且多个所述单色补光芯片(23)的单次发光时间之和等于一个闪烁周期；
其中，所述冷白控制模块(31)和所述暖白控制模块(32)根据输入指令控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的导通时间比例；多个所述单色补光芯片(23)分别通过多个所述补光控制模块(33)控制导通时间比例，以根据输入指令同步调整多个所述单色补光芯片(23)在所述冷白芯片(21)导通期间内的导通时间比例，以及在所述暖白芯片(22)导通期间内的导通时间比例。
4.根据权利要求2所述的一种全光谱LED灯，其特征在于，
所述冷白控制模块(31)和所述暖白控制模块(32)通过PWM调光控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)发光，以及所述补光控制模块(33)通过DC调光控制所述单色补光芯片(23)发光；
所述发光芯片(2)的闪烁周期等于所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的闪烁周期之和，且所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的单次发光时间之和等于一个闪烁周期；
其中，所述冷白控制模块(31)和所述暖白控制模块(32)根据输入指令控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的导通时间比例；多个所述单色补光芯片(23)持续发光，多个所述补光控制模块(33)根据输入指令同步调整多个所述单色补光芯片(23)的输入电压或电流，以独立控制多个所述单色补光芯片(23)的亮度。
5.根据权利要求2所述的一种全光谱LED灯，其特征在于，
所述冷白控制模块(31)和所述暖白控制模块(32)通过DC调光控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)发光，以及所述补光控制模块(33)通过PWM调光控制所述单色补光芯片(23)发光；
所述发光芯片(2)的闪烁周期等于多个所述单色补光芯片(23)的闪烁周期之和，且多个所述单色补光芯片(23)的单次发光时间之和等于一个闪烁周期；
其中，所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)持续发光，所述冷白控制模块(31)和所述暖白控制模块(32)根据输入指令控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的输入电压或电流，以独立控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的亮度；多个所述补光控制模块(33)根据输入指令同步调整多个所述单色补光芯片(23)的导通时间比例。
6.根据权利要求2所述的一种全光谱LED灯，其特征在于，
所述冷白控制模块(31)和所述暖白控制模块(32)通过DC调光控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)发光，以及所述补光控制模块(33)通过DC调光控制所述单色补光芯片(23)发光；
其中，所述冷白芯片(21)、所述暖白芯片(22)和多个所述单色补光芯片(23)持续发光，所述冷白控制模块(31)和所述暖白控制模块(32)根据输入指令控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的输入电压或电流，以独立控制所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)的亮度；多个所述补光控制模块(33)根据输入指令同步调整多个所述单色补光芯片(23)的输入电压或电流。
7.根据权利要求2-6任一项所述的一种全光谱LED灯，其特征在于，
所述冷白芯片(21)和所述暖白芯片(22)由蓝色芯片和不同配方的黄粉组成；
每个所述发光芯片(2)中的多个所述单色补光芯片(23)均包括紫色补光芯片(231)、绿色补光芯片(232)、红色补光芯片(233)和蓝色补光芯片(234)。
8.根据权利要求1所述的一种全光谱LED灯，其特征在于，
所述蓝色补光芯片(234)的光谱峰值波长大于所述蓝色芯片的光谱峰值波长。
9.根据权利要求1所述的一种全光谱LED灯，其特征在于，
在所述灯壳(1)内水平平行设置有两个灯板(4)，两个所述灯板(4)将所述灯壳(1)内分隔成相互不透光的上照明腔(13)、下照明腔(14)以及中设备腔(15)；
所述上扩散板(11)与所述上照明腔(13)连通，所述下扩散板(12)与所述下照明腔(14)连通，且所述调光控制器(3)设置在所述中设备腔(15)内；
多个所述发光芯片(2)分别分布在位于所述上照明腔(13)内的所述灯板(4)的上表面上，以及位于所述下照明腔(14)内的所述灯板(4)的下表面上；
在所述灯壳(1)的顶部设置有固定管(16)，所述固定管(16)穿过上层的所述灯板(4)并与所述中设备腔(15)连通；
所述上扩散板(11)覆盖所述灯壳(1)的部分侧壁和部分顶部，所述下扩散板(12)覆盖所述灯壳(1)的底部。
10.根据权利要求9所述的一种全光谱LED灯，其特征在于，
在每个所述灯板(4)上均设置有多个聚光罩(41)，所述聚光罩(41)包括罩口(411)和照射口(412)；
每个所述聚光罩(41)均罩设在对应的所述发光芯片(2)上，使所述罩口(411)将所述发光芯片(2)罩住，且在所述照射口(412)上安装有聚光透镜(413)。
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