CN221258696U - 一种模拟天空光和太阳光的照明系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种模拟天空光和太阳光的照明系统，用于提高用户照明体验。本申请系统包括：智能控制模块及天空灯；天空灯包括主照明光源、第一侧边照明光源、第二侧边照明光源及导光板；主照明光源位于导光板下方，第一侧边照明光源及第二侧边照明光源位于导光板两侧，且主照明光源、第一侧边照明光源及第二侧边照明光源的发光端均朝向导光板；智能控制模块与主照明光源、第一侧边照明光源及第二侧边照明光源连接，且智能控制模块存储有主照明参数表和侧照明参数表，主照明参数表包含主照明光源在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数，侧照明参数表包含第一侧边照明光源及第二侧边照明光源在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数。

Description

一种模拟天空光和太阳光的照明系统

技术领域

本申请涉及照明技术领域，尤其涉及一种模拟天空光和太阳光的照明系统。

背景技术

随着生活质量的提升，人们对居住环境的要求也随之提升。证据表明，日光照射可以减少人们工作压力和消极影响，增强舒畅情绪和工作效率，有效改善居住在室内的人的身心健康。但是，现有的部分居住环境受外界因素限制使住户几乎难以感受到阳光或蓝天，这就使能够模拟阳光和蓝天的天空灯具受到广泛的青睐。

然而，目前天空灯具通常只能发出单调死板的蓝色光或者白色光，一旦长期采用这种单一的静态照明，容易给人视觉身心带来不适感，影响用户的照明体验。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种模拟天空光和太阳光的照明系统，用于模仿天空自然光照明，实现模拟蓝天白云、日出日落效果的动态照明，给人身处户外的舒适感觉，减轻单一光照视觉给人带来的不适感，提高用户的照明体验。

本申请提供的模拟天空光和太阳光的照明系统，包括：

智能控制模块及天空灯；

所述天空灯包括主照明光源、第一侧边照明光源、第二侧边照明光源及导光板，所述主照明光源用于发射太阳光，所述第一侧边照明光源和所述第二侧边照明光源用于发射天空光；

所述主照明光源位于所述导光板下方，所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源位于所述导光板的两侧，且所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源的发光端均朝向所述导光板；

所述智能控制模块分别与所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源连接，且所述智能控制模块存储有主照明参数表和侧照明参数表，所述主照明参数表包含所述主照明光源在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数，所述侧照明参数表包含所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数。

可选地，所述智能控制模块包括：

微控制单元MCU以及脉冲宽度调制PWM控制电路；

所述MCU与所述PWM控制电路连接，所述MCU存储有所述主照明参数表和所述侧照明参数表，所述MCU用于根据所述主照明参数表与所述侧照明参数表向所述PWM控制电路发送控制信号以产生PWM脉冲；

所述PWM控制电路分别与所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源连接，所述PWM控制电路用于根据所述PWM脉冲控制所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源发光。

可选地，所述照明系统还包括WiFi模块；

所述WiFi模块与所述MCU连接，所述WiFi模块用于获取天气数据，以使得所述MCU根据所述天气数据控制所述天空灯调光。

可选地，所述照明系统还包括恒流调光器；

所述恒流调光器分别与所述PWM控制电路、所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源连接。

可选地，所述照明系统还包括有源功率因数校正APFC电路和逻辑链路控制LLC电路；

所述APFC电路和所述LLC电路电连接，且所述LLC电路连接所述恒流调光器。

可选地，所述恒流调光器包括主光源恒流驱动芯片；

所述主照明光源为主照明LED发光模块；

所述主光源恒流驱动芯片分别连接所述PWM控制电路和所述主照明LED发光模块。

可选地，所述主照明LED发光模块为发白光的LED光源。

可选地，所述恒流调光器还包括第一红绿蓝RGB恒流驱动芯片和第二RGB恒流驱动芯片；

所述第一侧边照明光源为第一RGB发光模块，所述第二侧边照明光源为第二RGB发光模块；

所述第一RGB恒流驱动芯片连接所述PWM控制电路和所述一RGB发光模块；

所述第二RGB恒流驱动芯片连接所述PWM控制电路和所述第二RGB发光模块。

可选地，所述第一RGB发光模块和所述第二RGB发光模块均由红、绿、蓝三种LED光源组成；

所述第一RGB发光模块和所述第二RGB发光模块支持调光调色功能，并通过所述MCU控制调节色温和亮度。

可选地，所述照明系统还包括色彩传感器；

所述色彩传感器与所述MCU连接，所述色彩传感器用于对所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源发出的光进行采样并反馈至所述MCU。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请照明系统包括智能控制模块及天空灯；天空灯包括主照明光源、第一侧边照明光源、第二侧边照明光源及导光板，主照明光源用于发射太阳光，第一侧边照明光源和第二侧边照明光源用于发射天空光；主照明光源位于导光板下方，第一侧边照明光源及第二侧边照明光源位于导光板的两侧，且主照明光源、第一侧边照明光源及第二侧边照明光源的发光端朝向导光板；智能控制模块分别与主照明光源、第一侧边照明光源及第二侧边照明光源连接，且智能控制模块存储有主照明参数表和侧照明参数表，主照明参数表包含主照明光源在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度值，侧照明参数表包含第一侧边照明光源及第二侧边照明光源在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温、亮度值。

本申请中，智能控制模块根据主照明参数表控制主照明光源在不同时刻发出对应参数的太阳光，并根据侧照明参数表控制第一侧边照明光源及第二侧边照明光源在不同时刻发出对应参数的天空光，以使得照明系统能够模仿天空自然光照明，实现模拟蓝天白云、日出日落效果的动态照明，给人身处户外的舒适感觉，减轻单一光照视觉给人带来的不适感，提高用户的照明体验。

附图说明

图1为本申请提供的模拟天空光和太阳光的照明系统一个实施例示意图；

图2为本申请提供的照明系统使用场景一个实施例结构示意图；

图3为本申请提供的天空灯一个实施例结构示意图；

图4为本申请提供的主照明光源调光电路原理图；

图5为本申请提供的侧边照明光源调光电路原理图。

具体实施方式

本申请提供了一种模拟天空光和太阳光的照明系统，用于模仿天空自然光照明，实现模拟蓝天白云、日出日落效果的动态照明，给人身处户外的舒适感觉，减轻单一光照视觉给人带来的不适感，提高用户的照明体验。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本申请可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本申请所揭示的技术内容涵盖的范围内。

此外，本申请中所提及的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当的情况下可以互换，以便本申请描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。

下面将结合本申请中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1-图5，本申请提供的模拟天空光和太阳光的照明系统包括：

智能控制模块20及天空灯30；天空灯30包括主照明光源301、第一侧边照明光源302、第二侧边照明光源303及导光板304，主照明光源301用于发射太阳光，第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303用于发射天空光；主照明光源301位于导光板304下方，第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303位于导光板304的两侧，且主照明光源301、第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303的发光端均朝向导光板304；智能控制模块20分别与主照明光源301、第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303连接，且智能控制模块20存储有主照明参数表和侧照明参数表，主照明参数表包含主照明光源301在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数，侧照明参数表包含第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数。

其中，请参阅图2，图2为本申请照明系统所应用的场景示意图，包括室内环境10，该室内环境10包括但不限于家居环境、商用展示空间、地铁座舱站台、医院等公共空间。智能控制模块20以及天空灯30，和位于室内环境10中的用户40。通过智能控制模块20对天空灯30进行模拟天空光和太阳光照明，给用户40提供所需的照明氛围。

其中，请参阅图3，该天空灯30包括主照明光源301、第一侧边照明光源302、第二侧边照明光源303及导光板304。主照明光源301朝向导光板304，用于发射相对准直和明亮的太阳光。第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303分别位于导光板304的两侧，且其发光方向朝向导光板304，第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303的发光光源从导光板304侧边导入并在导光板304中传播，从而使得模拟发射弥散的天空光。

其中，智能控制模块20可以驱动天空灯30发光，且支持对天空灯30调光调色。具体地，智能控制模块20可以控制主照明光源301、第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303发光，且支持对其进行调光调色。需要说明的是，该智能控制模块20可以为常见的调光系统，例如DALI调光装置、蓝牙控制调光装置、智能无线WiFi调光装置等，也可以为其他智能控制装置，此处不做具体限定。

其中，该智能控制模块20存储有不同照明模式的主照明参数表和侧照明参数表。该照明模式可包括节律模式、光疗模式和睡眠模式等。主照明参数表包含主照明光源301在不同模式的不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数，侧照明参数表包含第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303在不同模式的不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数。例如，若在光疗模式下，智能控制模块20可根据对应的主照明参数表和侧照明参数表控制天空灯30的照明光源发出高色温的照明白光、甚至是些微偏蓝色的光线，且结合随开启时间逐步增强的照明亮度。在节律模式下，控制主照明光源301的发光颜色总体沿黑体辐射曲线，配合第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303发射出由早晨的暖黄光逐渐到正午的正白光，再到下午的橘色落日效果。而在睡眠模式下，则控制天空灯30总体的照明光源发射出暖色系的照明氛围，并结合逐渐变暗的照明亮度。

从而，本申请的智能控制模块20可以根据主照明参数表控制主照明光源301在不同时刻发出对应参数的太阳光，并根据侧照明参数表控制第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303在不同时刻发出对应参数的天空光，以使得照明系统能够模仿天空自然光照明，实现模拟蓝天白云、日出日落效果的动态照明，给人身处户外的舒适感觉，减轻单一光照视觉给人带来的不适感，提高用户的照明体验。

可选地，智能控制模块20包括MCU105以及PWM控制电路104；MCU105与PWM控制电路104连接，MCU105存储有主照明参数表和侧照明参数表，MCU105用于根据主照明参数表与侧照明参数表向PWM控制电路104发送控制信号以产生PWM脉冲；PWM控制电路104分别与主照明光源301、第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303连接，PWM控制电路104用于根据PWM脉冲控制主照明光源301、第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303发光。

其中，该MCU105根据主照明参数表和侧照明参数表产生控制信号，并向PWM控制电路104发送该控制信号，以使得PWM控制电路104产生对应的PWM脉冲。主照明光源301、第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303根据接收到的PWM脉冲实现照明。进一步地，为达到无频闪的PWM调制效果，可设置该PWM调制型号的频率在4KHz及以上。

进一步地，该MCU105还可控制主照明光源301、第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303的PWM脉冲在时序上错开，以减小驱动输出的峰值功率，延长照明系统的使用寿命。

可选地，照明系统还包括WiFi模块106；WiFi模块106与MCU105连接，WiFi模块106用于获取天气数据，以使得MCU105根据天气数据控制天空灯30调光。

其中，该WiFi模块106通过智能无线方式获取当前所在地的天气数据。该天气数据包括当前时间，室外天气状况等。

WiFi模块106获取天气数据后，MCU105根据该天气数据确定主照明参数表和侧照明参数表中对应的照明参数，根据该照明参数控制天空灯30发光。或者，MCU105根据该天气数据调整主照明参数表和侧照明参数表的照明参数，根据调整后的照明参数控制天空灯30发光，以使得照明效果可以较好的融入所在地的照明环境，提高用户照明体验。

可选地，该照明系统还包括恒流调光器103；恒流调光器103分别与PWM控制电路104、主照明光源301、第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303连接。此外，照明系统还包括APFC电路101和LLC电路102；APFC电路101和LLC电路102电连接，且LLC电路102连接恒流调光器103。

其中，APFC电路101和LLC电路102实现AC-DC的电压转换，在MCU105向PWM控制电路104发送控制信号产生PWM脉冲后，通过恒流调光器103分别控制主照明光源301、第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303的调光发光。

可选地，请参阅图4及图5，恒流调光器103包括主光源恒流驱动芯片1031；主照明光源301为主照明LED发光模块108；主光源恒流驱动芯片1031分别连接PWM控制电路104和主照明LED发光模块108。恒流调光器103还包括第一RGB恒流驱动芯片1032和第二RGB恒流驱动芯片；第一侧边照明光源302为第一RGB发光模块109，第二侧边照明光源303为第二RGB发光模块110；第一RGB恒流驱动芯片连接PWM控制电路104和一RGB发光模块；第二RGB恒流驱动芯片连接PWM控制电路104和第二RGB发光模块110。

根据主光源恒流驱动芯片1031、第一RGB恒流驱动芯片1032和第二RGB恒流驱动芯片分别控制主照明光源301、第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303的调光发光。

其中，该主照明LED发光模块108为发白光的LED光源，该LED光源可以为一个或若干个。该第一RGB发光模块109和第二RGB发光模块110均由红、绿、蓝三种LED光源组成。该主照明LED方糕模块、第一RGB发光模块109和第二RGB发光模块110支持调光调色功能，并通过MCU105控制调节色温和亮度。

进一步地，该天空灯的侧边照明光源不限于2个，例如可以为n个，则该天空灯可包括第nRGB发光模块111。设置不限于两个的侧边照明光源，可控制n个RGB发光模块发出不同颜色的天空光，增强天空光的照明效果。

可选地，该照明系统还包括色彩传感器107；色彩传感器107与MCU105连接，色彩传感器107用于对主照明光源301、第一侧边照明光源302及第二侧边照明光源303发出的光进行采样并反馈至MCU105。

其中，该色彩传感器107还可用于采集室内自然亮度的光并反馈至MCU105，以使得MCU105根据室内自然亮度选择和调整主照明参数表及侧照明参数表，实现主照明光源301、第一侧边照明光源302和第二侧边照明光源303的发光控制信号动态调整，实现动态照明，提高用户照明体验。

需要说明的是，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种模拟天空光和太阳光的照明系统，其特征在于，所述照明系统包括：

智能控制模块及天空灯；

所述天空灯包括主照明光源、第一侧边照明光源、第二侧边照明光源及导光板，所述主照明光源用于发射太阳光，所述第一侧边照明光源和所述第二侧边照明光源用于发射天空光；

所述主照明光源位于所述导光板下方，所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源位于所述导光板的两侧，且所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源的发光端均朝向所述导光板；

所述智能控制模块分别与所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源连接，且所述智能控制模块存储有主照明参数表和侧照明参数表，所述主照明参数表包含所述主照明光源在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数，所述侧照明参数表包含所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源在不同时刻的发光颜色、色坐标、色温及亮度参数。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述智能控制模块包括：

微控制单元MCU以及脉冲宽度调制PWM控制电路；

所述MCU与所述PWM控制电路连接，所述MCU存储有所述主照明参数表和所述侧照明参数表，所述MCU用于根据所述主照明参数表与所述侧照明参数表向所述PWM控制电路发送控制信号以产生PWM脉冲；

所述PWM控制电路分别与所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源连接，所述PWM控制电路用于根据所述PWM脉冲控制所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源发光。

3.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括WiFi模块；

所述WiFi模块与所述MCU连接，所述WiFi模块用于获取天气数据，以使得所述MCU根据所述天气数据控制所述天空灯调光。

4.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括恒流调光器；

所述恒流调光器分别与所述PWM控制电路、所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源连接。

5.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括有源功率因数校正APFC电路和逻辑链路控制LLC电路；

所述APFC电路和所述LLC电路电连接，且所述LLC电路连接所述恒流调光器。

6.根据权利要求4所述的照明系统，其特征在于，所述恒流调光器包括主光源恒流驱动芯片；

所述主照明光源为主照明LED发光模块；

所述主光源恒流驱动芯片分别连接所述PWM控制电路和所述主照明LED发光模块。

7.根据权利要求6所述的照明系统，其特征在于，所述主照明LED发光模块为发白光的LED光源。

8.根据权利要求6所述的照明系统，其特征在于，所述恒流调光器还包括第一RGB恒流驱动芯片和第二RGB恒流驱动芯片；

所述第一侧边照明光源为第一RGB发光模块，所述第二侧边照明光源为第二RGB发光模块；

所述第一RGB恒流驱动芯片连接所述PWM控制电路和所述一RGB发光模块；

所述第二RGB恒流驱动芯片连接所述PWM控制电路和所述第二RGB发光模块。

9.根据权利要求8所述的照明系统，其特征在于，所述第一RGB发光模块和所述第二RGB发光模块均由红、绿、蓝三种LED光源组成；

所述第一RGB发光模块和所述第二RGB发光模块支持调光调色功能，并通过所述MCU控制调节色温和亮度。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括色彩传感器；

所述色彩传感器与所述MCU连接，所述色彩传感器用于对所述主照明光源、所述第一侧边照明光源及所述第二侧边照明光源发出的光进行采样并反馈至所述MCU。