本發(fā)明涉及LED照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源及其調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

LED燈箱已經(jīng)廣泛應(yīng)用在諸如商場(chǎng)、零售店、酒店、博物館等室內(nèi)外空間的招牌、引導(dǎo)、展示等各種場(chǎng)景，主要起到展示企業(yè)文化、人文風(fēng)貌、景物景觀、廣告等作用。針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，例如蘋果公司對(duì)其標(biāo)志、標(biāo)識(shí)、廣告燈箱等的品牌形象展示所使用的光源，尤其是白色光源的使用，有著非常細(xì)致和嚴(yán)苛的顏色參數(shù)要求。因?yàn)樘囟伾珔?shù)的光源，對(duì)人的情緒、認(rèn)知度、對(duì)整個(gè)室內(nèi)空間的印象、以及展示內(nèi)容有重大影響。例如，即使光源的色溫相同，其所發(fā)出的光的顏色參數(shù)也會(huì)有多方面的不同。

授權(quán)公告號(hào)為CN104075162 B的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種可調(diào)色溫的高顯色性白光LED照明系統(tǒng)，其包含3組LED光源，每組LED光源由一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器供電，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器由一個(gè)控制通道進(jìn)行控制，以改變對(duì)應(yīng)的各組LED光源的光輸出比例，從而得到不同色溫的白光。其白光LED照明系統(tǒng)色容差SDCM≤7，顯色指數(shù)Ra≥85，第九種特殊顯色指數(shù)R9≥85，色溫可調(diào)范圍為2000-10000K。但是其目的是在獲得較高顯色指數(shù)的同時(shí)兼?zhèn)湟卓刂?、色漂小的特點(diǎn)的白光，通過這種方法獲取的白光，其顯色指數(shù)Ra為了同時(shí)平衡設(shè)備的顯色指數(shù)R9、易控制性以及色漂移并不能達(dá)到90以上。

授權(quán)公告號(hào)為US8928253 B2的美國(guó)專利提出了一種使用4個(gè)LED混合產(chǎn)生預(yù)定光色的方法，其中包括1個(gè)RGB LED，1個(gè)綠光LED，1個(gè)藍(lán)光LED，和一個(gè)白光LED，白光LED可由藍(lán)光激發(fā)YAG熒光粉發(fā)光。通過調(diào)節(jié)4個(gè)LED的能量權(quán)重可以獲得預(yù)設(shè)色坐標(biāo)的白光，在某些情況下顯色指數(shù)可以達(dá)到90以上。一方面，其能量權(quán)重的算法較為復(fù)雜，且需要4通道同時(shí)控制光輸出，難以快速準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)出應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)所需要的顏色參數(shù)；另一方面，通過其混合產(chǎn)生的白光，雖然顯色指數(shù)可以達(dá)到90以上，但是其Duv(distance from the blackbody line，色坐標(biāo)點(diǎn)到黑體曲線的距離)并不能與色溫、顯色性指數(shù)同時(shí)調(diào)節(jié)，因此無法無法滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景下的特定顏色參數(shù)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一至少在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源及其調(diào)節(jié)方法，能夠通過調(diào)節(jié)特定的LED單元的光輸出比例，同時(shí)使LED光源的Duv、色溫、顯色性指數(shù)、以及照度均符合預(yù)設(shè)的顏色參數(shù)的要求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源，其包括：第一白光LED單元、第二白光LED單元、紅光LED單元、綠光LED單元、藍(lán)光LED單元、以及與前述五種LED單元分別連接的控制單元；

所述控制單元用于分別調(diào)節(jié)前述五種LED單元中一者或多者的電參數(shù)值，獲取預(yù)設(shè)的顏色參數(shù)值。

優(yōu)選地，所述紅光LED單元、綠光LED單元、藍(lán)光LED單元為一體封裝組件；所述第一白光LED單元、第二白光LED單元分別為獨(dú)立封裝組件；或者，前述五種LED單元均為獨(dú)立封裝組件。

優(yōu)選地，所述第一白光LED單元的相關(guān)色溫為3850K～6500K，主波長(zhǎng)為555nm～575nm，譜線半寬度為14nm～29nm，顯色指數(shù)Ra為75～93。

優(yōu)選地，所述第二白光LED單元的相關(guān)色溫為2700K～3850K，主波長(zhǎng)為575nm～595nm，譜線半寬度為146nm～179nm，顯色指數(shù)Ra為75～95。

優(yōu)選地，所述紅光LED單元的主波長(zhǎng)為619-624nm，譜線半寬度為12.1～22.1nm。

優(yōu)選地，所述綠光LED單元的主波長(zhǎng)為520～540nm，譜線半寬度為23.2～33.2nm。

優(yōu)選地，所述藍(lán)光LED單元的主波長(zhǎng)為460～480nm，譜線半寬度為17.9～27.9nm。

優(yōu)選地，所述顏色參數(shù)包括相關(guān)色溫、色坐標(biāo)點(diǎn)到黑體曲線的距離Duv、顯色指數(shù)、以及照度。

優(yōu)選地，其相關(guān)色溫為3200K～4800K，Duv為-0.0055～+0.0016，顯色指數(shù)Ra>90，且照度為3500Lux～4500Lux。

一種調(diào)節(jié)LED光源顏色參數(shù)的方法，其包括：通過根據(jù)任一所述的LED光源中的控制單元，分別調(diào)節(jié)所述LED光源中的第一白光LED單元、第二白光LED單元、紅光LED單元、綠光LED單元、以及藍(lán)光LED單元中一者或多者的電參數(shù)值，獲取預(yù)設(shè)的顏色參數(shù)值。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

通過LED光源中的控制單元，分別調(diào)節(jié)具有特定光輸出參數(shù)的第一白光LED單元、第二白光LED單元、紅光LED單元、綠光LED單元、以及藍(lán)光LED單元中一者或多者的電參數(shù)值，獲得特定的LED單元的光輸出比例，同時(shí)使LED光源的Duv、色溫、顯色性指數(shù)、以及照度均符合預(yù)設(shè)的顏色參數(shù)的要求；并且，本發(fā)明的調(diào)節(jié)控制方式的復(fù)雜度低、易于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境隨時(shí)調(diào)節(jié)；另外，通過對(duì)各個(gè)LED單元參數(shù)的選擇，僅通過五種特定參數(shù)范圍的LED單元就可以獲取預(yù)設(shè)顏色參數(shù)范圍的LED光源，能夠大幅降低LED光源的成本。

附圖說明

圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3和圖4分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源中第一白光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖；

圖5和圖6分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源中第二白光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖；

圖7和圖8分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源中紅光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖；

圖9和圖10分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源中綠光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖；

圖11和圖12分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源中藍(lán)光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖；

圖13和圖14分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，以使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例公開的一種顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源的LED單元安裝在基板5上。所述LED光源包括：第一白光LED單元1、第二白光LED單元2、紅光LED單元31、綠光LED單元32、藍(lán)光LED單元33、以及與前述五種LED單元分別通過基板5上的線路連接的控制單元4。其中，前述五種LED單元可以均勻設(shè)置在基板5上，五者之間的間距或者間隔相等或者根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同而設(shè)置為兩兩之間的距離不同。所述控制單元4用于分別調(diào)節(jié)前述五種LED單元(1、2、31、32、以及33)中一者或多者的電參數(shù)值，獲取預(yù)設(shè)的顏色參數(shù)值。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，紅光LED單元31、綠光LED單元32、藍(lán)光LED單元33為一體封裝組件3；所述第一白光LED單元1、第二白光LED單元2分別為獨(dú)立封裝組件，具體地，三者可以呈“品”字形或者“一”字形設(shè)置在基板上。或者，如圖2所示，前述五種LED單元均為獨(dú)立封裝組件(例如，1、2、31、32、以及33)，具體地，五者可以相互間隔均勻地設(shè)置在基板5上，例如，可以在圓周上均勻分布設(shè)置，或者排列成矩陣形。

圖3和圖4分別是發(fā)明一實(shí)施例提供的一種顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源中第一白光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖。如圖所示，第一白光LED單元的色品坐標(biāo)：x＝0.3546，y＝0.3673；相關(guān)色溫TCC＝4725K；主波長(zhǎng)λd＝572.5nm；色純度Pur＝16.6％；質(zhì)心波長(zhǎng)＝562.0nm；色比為R＝17.5％，G＝79.1％，B＝3.4％；峰值波長(zhǎng)λp＝445.0nm；譜線半寬度Δλp＝17.9nm；顯色指數(shù)Ra＝82.3；色容差為4.6SDCM。

圖5和圖6分別是第二白光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖。如圖所示，第二白光LED單元的色品坐標(biāo)：x＝0.4252，y＝0.3995；相關(guān)色溫TCC＝3170K；主波長(zhǎng)λd＝582.2nm；色純度Pur＝47.5％；質(zhì)心波長(zhǎng)＝597.0nm；色比為R＝24.9％，G＝72.0％，B＝3.1％；峰值波長(zhǎng)λp＝615.0nm；譜線半寬度Δλp＝163.9nm；顯色指數(shù)Ra＝92.6；色容差為6.2SDCM。

圖7和圖8分別是紅光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖。如圖所示，紅光LED單元的色品坐標(biāo)：x＝0.6934，y＝0.3045；相關(guān)色溫TCC＝1001K；主波長(zhǎng)λd＝622.1nm；色純度Pur＝99.4％；質(zhì)心波長(zhǎng)＝630.0nm；色比為R＝96.2％，G＝3.7％，B＝0.0％；峰值波長(zhǎng)λp＝630.0nm；譜線半寬度Δλp＝17.1nm；顯色指數(shù)Ra＝19.5；色容差為182.5SDCM。

圖9和圖10分別是綠光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖。如圖所示，綠光LED單元的色品坐標(biāo)：x＝0.1683，y＝0.7289；相關(guān)色溫TCC＝7829K；主波長(zhǎng)λd＝527.0nm；色純度Pur＝81.5％；質(zhì)心波長(zhǎng)＝524.0nm；色比為R＝0.9％，G＝98.0％，B＝1.1％；峰值波長(zhǎng)λp＝520.0nm；譜線半寬度Δλp＝28.2nm；顯色指數(shù)Ra＝-23.9；色容差為284.8SDCM。

圖11和圖12分別是藍(lán)光LED單元的相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖。如圖所示，藍(lán)光LED單元的色品坐標(biāo)：x＝0.1366，y＝0.0748；相關(guān)色溫TCC＝100000K；主波長(zhǎng)λd＝470..1 1nm；色純度Pur＝94.0％；質(zhì)心波長(zhǎng)＝468.0nm；色比為R＝2.8％，G＝24.7％，B＝72.5％；峰值波長(zhǎng)λp＝465.0nm；譜線半寬度Δλp＝22.9nm；顯色指數(shù)Ra＝-32.4；色容差為115.7SDCM。

基板上的導(dǎo)線將第一白光LED單元、第二白光LED單元、紅光LED單元、綠光LED單元、以及藍(lán)光LED單元分別與控制單元連接，通過控制單元分別調(diào)節(jié)前述五種LED單元中一者或多者的電參數(shù)值，例如，增大和/或者減少前述五種LED單元中一者或多者的前向電壓值和/或電流值，使五種LED單元的光輸出能量比例相同或者不同，以及可以進(jìn)一步增加或者減少五種LED單元各自的數(shù)量，可以使LED光源的顏色參數(shù)如下表1所示，其相對(duì)光譜圖和色品坐標(biāo)圖如圖13和圖14所示。

表1

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過選擇使用相關(guān)色溫為3850K～6500K，主波長(zhǎng)為555nm～575nm，譜線半寬度為14nm～29nm，顯色指數(shù)Ra為75～93的第一白光LED單元；相關(guān)色溫為2700K～3850K，主波長(zhǎng)為575nm～595nm，譜線半寬度為146nm～179nm，顯色指數(shù)Ra為75～95的第二白光LED單元；主波長(zhǎng)為619-624nm，譜線半寬度為12.1～22.1nm的紅光LED單元；主波長(zhǎng)為520～540nm，譜線半寬度為23.2～33.2nm綠光LED單元；以及，主波長(zhǎng)為460～480nm，譜線半寬度為17.9～27.9nm藍(lán)光LED單元，并進(jìn)一步通過LED光源中的控制單元，分別調(diào)節(jié)所述LED光源中的第一白光LED單元、第二白光LED單元、紅光LED單元、綠光LED單元、以及藍(lán)光LED單元中一者或多者的電參數(shù)值，可以獲取的LED光源的相關(guān)色溫為3200K～4800K，Duv為-0.0055～+0.0016，顯色指數(shù)Ra>90，且照度為3500Lux～4500Lux?？梢姡ㄟ^五種特定參數(shù)LED單元的選擇，可以獲取能夠滿足較為嚴(yán)苛的顏色參數(shù)要求的LED光源。

本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式公開了一種調(diào)節(jié)LED光源顏色參數(shù)的方法，通過該方法所獲取的顏色參數(shù)可調(diào)的LED光源可以應(yīng)用于各種需要精確顏色參數(shù)控制的場(chǎng)景。例如，在將本發(fā)明的LED光源用作蘋果零售店Apple Store的白色蘋果形狀標(biāo)志的光源時(shí)，一方面，可以通過調(diào)整第一白光LED單元、第二白光LED單元、紅光LED單元、綠光LED單元、以及藍(lán)光LED單元的數(shù)量使其均勻分布且與標(biāo)志形狀對(duì)應(yīng)，從而獲得均勻的光照參數(shù)；另一方面，可以通過控制單元分別調(diào)節(jié)各個(gè)LED單元的光輸出能量比例，從而使LED光源的Duv、色溫、顯色性指數(shù)、以及照度均符合預(yù)設(shè)的顏色參數(shù)的要求。

具體地，例如，當(dāng)?shù)谝?、第二白色LED單元的數(shù)量和額定光輸出能量比例相等時(shí)，等幅度增大與被照射物體(例如，使用亞克力板制作的蘋果形狀標(biāo)志的內(nèi)表面)對(duì)應(yīng)的第一和第二白色LED單元的前向電流值或提高其電壓，并保持紅色LED單元電參數(shù)不變，從而提高LED光源的照度，而保持LED光源的Duv、色溫、顯色性指數(shù)不變。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以進(jìn)一步通過增大或減小紅色LED單元、綠光LED單元、以及藍(lán)光LED單元中一者或者多者的數(shù)量和/或光輸出能量(例如，通過增大其前向電流或電壓)并，從而改變LED光源的Duv、色溫、顯色性指數(shù)。最終，通過設(shè)置第一白光LED單元、第二白光LED單元、紅光LED單元、綠光LED單元、藍(lán)光LED單元五種LED單元的數(shù)量比例和/或改變光能量輸出比例，可以獲取Duv、色溫、顯色性指數(shù)、以及照度均符合預(yù)設(shè)的顏色參數(shù)要求的LED光源。

以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，而非對(duì)本發(fā)明的限制。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原則和范圍的情況下，做出的各種替換、變型以及改進(jìn)均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。