CN117450443A - 一种单颗七色照明光源及舞台灯具 - Google Patents

Abstract

一种单颗七色照明光源，其特征在于，包括七种不同颜色的led芯片，所述七种不同颜色的led芯片的排布方式为：（1）所述七种不同颜色的led芯片位于同一圆内；（2）所述圆的圆心处无led芯片；（3）任意一种led芯片的至少一个顶点位于或近似位于圆周上。

Description

一种单颗七色照明光源及舞台灯具

技术领域

本发明涉及舞台灯具领域，尤其是涉及导一种单颗七色照明光源及舞台灯具。

背景技术

目前专业舞台、娱乐染色灯、投光灯为了出光的效果更丰富，有一部分采用了七色LED单光源搭配单个小角度透镜的方案去实现小角度混色效果；但是常规的七色光源芯片排布方式，均采用在光源中心位置放置一个芯片，环着中心的芯片在四周排布另外六个芯片，在小角度透镜的搭配下，此种排布方式大多会出现光斑中心和边缘色差的问题,影响混色效果.如附图1所示的常规的单颗七色照明光源示意图,光斑中心和外围会有明显的色差和亮度差。

另外,常规的单颗七色光源芯片排布方式也没有考虑最优的颜色配比方案，去提高显色指数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单颗七色照明光源，解决光斑中心和边缘混色不均匀和显色指数不高的问题。

本发明的技术方案如下：

第一方面，一种单颗七色照明光源，其特征在于，包括七种不同颜色的led芯片，所述七种不同颜色的led芯片的排布方式为：

所述七种不同颜色的led芯片位于同一圆内；

所述圆的圆心处无led芯片；

任意一种led芯片的至少一个顶点位于或近似位于圆周上。

进一步的，所述七种不同颜色的led芯片分别为深蓝色芯片、蓝色芯片、蓝绿色芯片、绿色芯片、黄绿色芯片、琥珀色芯片、红色芯片。

进一步的，所述七种不同颜色的led芯片按横向划分共分为四行，第一行至第四行的led芯片数量分别为1,2,2,2。

进一步的，所述第二行或第三行或第四行的led芯片沿所述圆的纵轴线对称分布。

进一步的，所述第一行的led芯片为蓝绿色芯片，所述第二行的led芯片为蓝色芯片和深蓝色芯片，所述第三行的led芯片为红色芯片和绿色芯片，所述第四行的led芯片为黄绿色芯片和琥珀色芯片。

进一步的，所述蓝绿色芯片发光的峰值波长为490+/5nm；

所述蓝色芯片的发光峰值波长为470+/-5nm；

所述深蓝色芯片发光的峰值波长为450+/-5nm；

所述红色芯片发光的峰值波长为630+/-5nm；

所述绿色芯片发光的峰值波长为520+/-5nm；

所述黄绿色芯片发光的峰值波长为550+/-5nm；

所述琥珀色芯片发光的峰值波长为610+/-5nm。

进一步的，当以所述黄绿色芯片的光通量作为参照值100％时：

所述蓝绿色芯片的光通量为29.9％-57.6％；

所述蓝色芯片的光通量为2.8％-25.2％；

所述深蓝色芯片的光通量为14.39％-18.58％；

所述红色芯片发光的光通量为29.4％-32.3％；

所述绿色芯片发光的光通量为97.2％-100％；

所述琥珀色芯片发光的光通量为77.0％-100％。

第二方面，一种舞台灯具,包括若干个如上所述的单颗七色照明光源、与所述单颗七色照明光源搭配的透镜、灯板，若干个所述单颗七色照明光源位于灯板上，所述透镜为全反射透镜，所述透镜的发光角度为10°-15°。

进一步的，若干个单颗七色照明光源的有效发光面积相同或近似相同。

与常规技术方案相比,本技术方案的优势在于:

通过七种不同颜色的led芯片在同一圆内的排布，同时圆心处无led芯片，使得七种不同颜色的led芯片发光形成的光斑中心和边缘的色差更小，即使搭配如10°-15°的小角度透镜，依然有均匀的混色效果。

通过多七种不同颜色的颜色、位置、光通量的具体限定，产生出最佳的高显指配色方案。

下面根据附图和实施例对发明作进一步详细说明：

图1为常规的单颗七色照明光源示意图。

图2为常规的单颗七色照明光源所形成的光斑效果图

图3为本发明的单颗七色照明光源示意图。

图4为本发明的单颗七色照明光源所形成的光斑效果图。

图5为本发明的一种舞台灯具的示意图。

图6为本发明的7种光色的波长示意图。

图中各标号:1-单颗七色照明光源；10-led芯片；11-基座；21-圆；22纵轴线；23-横轴线；D1-深蓝色芯片；D2-绿色芯片；D3-琥珀色芯片；D4-黄绿色芯片；D5-红色芯片；D6-蓝色芯片；D7-蓝绿色芯片；2-透镜；3-灯板；4-舞台灯具。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如附图1所示，常规的7色芯片排布是在光源中心位置放置一个芯片，在中心处芯片的四周排布另外六个芯片，最终实现的光斑效果如附图2所示，可见主光斑(内圆标识线之内)与副光斑(内圆标识线与外圆标识线之间)有明显色差。

一种单颗七色照明光源1，如附图3所示，包括七种不同颜色的led芯片10和基座11，七种不同颜色的led芯片10的排布方式为：

七种不同颜色的led芯片10位于同一圆21内；

圆21的圆心处无led芯片；

任意一种led芯片10的至少一个顶点位于或近似位于圆周上。

七种不同颜色的led芯片10分别为深蓝色芯片D1、蓝色芯片D6、蓝绿色芯片D7、绿色芯片D2、黄绿色芯片D4、琥珀色芯片D3、红色芯片D5。

七种不同颜色的led芯片10按横向划分共分为四行，第一行至第四行的led芯片10数量分别为1,2,2,2。

第二行或第三行或第四行的led芯片10沿圆21的纵轴线对称分布。

第一行的led芯片10为蓝绿色芯片D7，第二行的led芯片10为蓝色芯片D6和深蓝色芯片D1，第三行的led芯片为红色芯片D5和绿色芯片D2，第四行的led芯片为黄绿色芯片D4和琥珀色芯片D3。

每个led芯片10的有效发光面几乎一致，与全反射小角度透镜配合所实现的光斑效果如附图4所示，主副光斑几乎无色差，混色效果较常规的芯片排布有了质的提升。

另外，红光芯片D5与绿光芯片D2的位置关于纵轴线镜像排布，可最大程度地令红光斑与绿光斑的大小一致性得到解决，进一步地提升单红光和单绿光光斑混合的质量；蓝色芯片D6与红色芯片D5位置相邻，可进一步改善RGB三原色混色成白光的质量。

同时，为提高光源的显色性，led芯片10选择主要有两个要点：

第一方面，led芯片10应当尽可能接近太阳光谱，即在可见光范围(400-760nm)做到全光谱覆盖，同时针对显色指数CRI标准中的15款色卡，针对性的补充光色。

为保证光谱尽可能接近太阳光谱，结合LED实际的发光波长特性，以及CRI色卡的特性，最终选择了7种发光颜色，详细描述如下：

蓝绿色芯片D7发光的峰值波长为490+/5nm；

蓝色芯片D6的发光峰值波长为470+/-5 nm；

深蓝色芯片D1发光的峰值波长为450+/-5 nm；

红色芯片D5发光的峰值波长为630+/-5 nm；

绿色芯片D2发光的峰值波长为520+/-5 nm；

黄绿色芯片D4发光的峰值波长为550+/-5 nm；

7种光色的峰值波长不重合，半波宽度范围可以无缝连接，如附图6所示。

7种光色与CRI色卡的对应关系如下，该针对性的波长选择可以提升光源调光时的显色指数。

CRI色卡颜色	针对性的光源波长	CRI色卡颜色	针对性的光源波长
				R1-浅灰红	/	R9-深红	红630
R2-暗灰黄	/	R10-深黄	琥珀610
				R3-深黄绿	黄绿550	R11-深绿	绿520
R4-中黄绿	黄绿550	R12-深蓝	深蓝450
				R5-浅蓝绿	蓝绿490	R13-白种人肤色	/
R6-浅蓝	/	R14-叶绿	黄绿550
				R7-浅紫	/	R15-黄种人肤色	/
R8-浅紫红	/

第二方面，光通量的选择。

通过软件模拟，可得到光源色温沿黑体线从14000K到2000K范围变化过程中，不同光色的光通量需求比例。抽取过程中各光色光通量需求的最大值，得出7个光色的理想光通量比例需求，如下：结合LED芯片的光效特性，以及光源的总功率需求，最终确定的光源光通量比例如下：

当以所述黄绿色芯片的光通量作为参照值100％时：

所述蓝绿色芯片的光通量为29.9％-57.6％；

所述蓝色芯片的光通量为2.8％-25.2％；

所述深蓝色芯片的光通量为14.39％-18.58％；

所述红色芯片发光的光通量为29.4％-32.3％；

所述绿色芯片发光的光通量为97.2％-100％；

所述琥珀色芯片发光的光通量为77.0％-100％。

受实际功率影响，7种光色中，蓝色与蓝绿的光通量比例与理想情况差距较大，其他光色的光通量比例均与理想数值接近。光源在调光过程中，光通量利用率基本保持在70％以上。

一种舞台灯具4，如附图5所示，包括若干个上文所述的单颗七色照明光源1、与单颗七色照明光源1搭配的透镜2、灯板3，若干个单颗七色照明光源1位于灯板3上，透镜2为全反射透镜，透镜2的发光角度为10°-15°。

作为其中一种实施方式，若干个单颗七色照明光源的有效发光面积相同或近似相同，此时与小角度TIR透镜所实现的光斑效果最佳，主副光斑几乎无色差，视觉山是一个整体的圆形光斑，混色效果较常规的芯片排布有了质的提升。

Claims (9)

1.一种单颗七色照明光源，其特征在于，包括七种不同颜色的led芯片，所述七种不同颜色的led芯片的排布方式为：

（1）所述七种不同颜色的led芯片位于同一圆内；

（2）所述圆的圆心处无led芯片；

（3）任意一种led芯片的至少一个顶点位于或近似位于圆周上。

2.根据权利要求1所述的一种单颗七色照明光源，其特征在于，所述七种不同颜色的led芯片分别为深蓝色芯片、蓝色芯片、蓝绿色芯片、绿色芯片、黄绿色芯片、琥珀色芯片、红色芯片。

3.根据权利要求2所述的一种单颗七色照明光源，其特征在于，所述七种不同颜色的led芯片按横向划分共分为四行，第一行至第四行的led芯片数量分别为1,2,2,2。

4.根据权利要求3所述的一种单颗七色照明光源，其特征在于，所述第二行或第三行或第四行的led芯片沿所述圆的纵轴线对称分布。

5.根据权利要求3或4所述的一种单颗七色照明光源，其特征在于，所述第一行的led芯片为蓝绿色芯片，所述第二行的led芯片为蓝色芯片和深蓝色芯片，所述第三行的led芯片为红色芯片和绿色芯片，所述第四行的led芯片为黄绿色芯片和琥珀色芯片。

6.根据权利要求2所述的一种单颗七色照明光源，其特征在于，

所述蓝绿色芯片发光的峰值波长为490+/5nm；

所述蓝色芯片的发光峰值波长为470+/-5 nm；

所述深蓝色芯片发光的峰值波长为450+/-5 nm；

所述红色芯片发光的峰值波长为630+/-5 nm；

所述绿色芯片发光的峰值波长为520+/-5 nm；

所述黄绿色芯片发光的峰值波长为550+/-5 nm；

所述琥珀色芯片发光的峰值波长为610+/-5 nm。

7.根据权利要求2所述的一种单颗七色照明光源，其特征在于，当以所述黄绿色芯片的光通量作为参照值100%时：

所述蓝绿色芯片的光通量为29.9%-57.6%；

所述蓝色芯片的光通量为2.8%-25.2%；

所述深蓝色芯片的光通量为14.39%-18.58%；

所述红色芯片发光的光通量为29.4%-32.3%；

所述绿色芯片发光的光通量为97.2%-100%；

所述琥珀色芯片发光的光通量为77.0%-100%。

8.一种舞台灯具,其特征在于，包括若干个如权利要求1-7任意一项所述的单颗七色照明光源、与所述单颗七色照明光源搭配的透镜、灯板，若干个所述单颗七色照明光源位于灯板上，所述透镜为全反射透镜，所述透镜的发光角度为10︒-15︒。

9.根据权利要求8所述一种舞台灯具,其特征在于，所述若干个单颗七色照明光源的有效发光面积相同或近似相同。