專利名稱：照明設(shè)備和照明方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)象照明的技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及對(duì)特定對(duì)象進(jìn)行照明的照明設(shè)備和照明方法。
背景技術(shù)：
目前在商店中主要使用傳統(tǒng)的管狀熒光燈來對(duì)特定照明對(duì)象、例如肉類進(jìn)行照明。該傳統(tǒng)的管狀熒光燈有以下幾個(gè)缺點(diǎn)燈的直徑較大；燈的能效低，而且存在有害物質(zhì)如汞；且燈的壽命短。除了該傳統(tǒng)形式的管狀熒光燈之外，還使用熱白光LED來照明。然而該熱白光LED會(huì)導(dǎo)致特定照明對(duì)象、例如肉類變色，這是因?yàn)樯鴺?biāo)不適當(dāng)。此外，還使用高功率的白光LED和紅光LED混合來進(jìn)行特定照明對(duì)象、例如肉類的照明。然而對(duì)于該照明方式，在極短距離內(nèi)照明時(shí)混合光不均勻，還存在亮色斑。這是因?yàn)檫@種照明方式需要特定的距離來混合光，而且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種包括至少兩種顏色LED的照明設(shè)備和照明方法，其可克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的至少一種缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種照明設(shè)備，包括至少兩種顏色的照明單元，其中所述至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中特定顏色的光的比例根據(jù)照明對(duì)象的物理特性和/或光學(xué)特性被設(shè)置在特定的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明另一方面，還提供一種照明方法，包括根據(jù)照明對(duì)象的物理特性和/或光學(xué)特性設(shè)置至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中特定顏色的光的比例。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明設(shè)備和方法能夠良好地呈現(xiàn)特定照明對(duì)象、例如肉類的真實(shí)顏色。此外，還能提高輸出效率，降低設(shè)備成本。


參照下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的說明，會(huì)更加容易地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。圖Ia和圖Ib分別示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是示出了肉類的反射系數(shù)的曲線圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在短距離內(nèi)照明肉類時(shí)獲得的色品圖；圖5具體示出圖4中的色品圖的局部放大圖；以及圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行照明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。本發(fā)明的照明設(shè)備包括至少兩種顏色的照明單元，其中該至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中特定顏色的光的比例根據(jù)照明對(duì)象的光學(xué)特性被設(shè)置在特定的范圍內(nèi)。圖1(a)示例性示出了該照明設(shè)備的例子。在一種優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的照明設(shè)備還可以包括控制單元，該控制單元被配置成根據(jù)照明對(duì)象的光學(xué)特性調(diào)節(jié)特定顏色的光的比例，使得特定顏色的光的比例與照明對(duì)象的光學(xué)特性相適應(yīng)。圖1(b)示出了根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例的照明設(shè)備的例子。在圖1(a)和圖1(b)中雖然示出了三種顏色的照明單元，然而照明單元的顏色不限于三種，可以根據(jù)照明對(duì)象的照明需要被設(shè)置成大于等于二的任意數(shù)目。在圖1(a)和圖1(b)中每種顏色的照明單元的個(gè)數(shù)是一個(gè)，然而也可以是兩個(gè)或兩個(gè)以上。本 發(fā)明在此不受限制。下面以肉類作為特定照明對(duì)象的例子，來對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明設(shè)備的例子進(jìn)行示例性說明。對(duì)于照明對(duì)象是肉類的情況，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明設(shè)備中的照明單元可以是LED，包括白光LED和紅光LED。應(yīng)理解本發(fā)明的照明單元不限于LED，也不限于白光LED和紅光LED的組合，可以根據(jù)照明對(duì)象的物理特性(如顏色)和/或光學(xué)特性(包括反射系數(shù)等)任意選擇某種顏色組合的LED，例如對(duì)于肉類的情況，還可以是白光LED、紅光LED、琥珀色光LED等的組合。參考圖2，圖2示出了肉類的反射系數(shù)的曲線圖。從圖2中可以看到，肉類的反射系數(shù)在入射光的波長大于600nm時(shí)較大，因此可見光中的紅光對(duì)于肉顏色的呈現(xiàn)更重要。因此，在白光LED和紅光LED最后發(fā)出的混合光中，紅光所占的比例(以下稱為紅光比例)
較重要。如果紅光比例不恰當(dāng)，則會(huì)使肉的紅色變色，不能真實(shí)地顯示肉的自然顏色。下面對(duì)如何選擇恰當(dāng)?shù)募t光比例進(jìn)行詳細(xì)說明。首先介紹幾個(gè)概念。發(fā)光體在單位時(shí)間內(nèi)輻射出來的光的總能量就是光源的輻射通量。輻射通量雖然是一個(gè)反映光輻射強(qiáng)弱程度的客觀物理量，但是，它并不能完整地反映出由光能量所引起的人們的主觀感覺——視覺的強(qiáng)度(即明亮程度)。因?yàn)槿说难劬?duì)于不同波長的光波具有不同的敏感度。例如，對(duì)于λ = 620nm的紅光LED，如果其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到100%，也就是說，施加在LED PN結(jié)上的IW電功率，能產(chǎn)生IW的光功率，此時(shí)從視覺函數(shù)曲線上可查到其輻射光通量為1401m，其流明效率為1401m/W。而對(duì)于λ = 460nm藍(lán)光LED，即使其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到100%，此時(shí)從視覺函數(shù)曲線上可查到其輻射光通量也只有411m，其流明效率為411m/W。將人眼對(duì)光的敏感程度隨波長的變化關(guān)系稱為人眼視覺函數(shù)。把光的輻射通量與相應(yīng)的視覺函數(shù)的乘積稱為該光的“光通量Φ ”。在紅光LED和白光LED最后混合出的混合光中，紅光的光通量在可見光的光通量中所占的比例就是紅光比例 / φ (A) V(I) λ /,於紅光/=A80(式 I)
/《可見光/I8/ (；L) V(；l) λ其中，Φ是光通量，λ是光的波長，Φ(λ)是輻射通量，V( λ)是視覺函數(shù)。通過分別調(diào)節(jié)紅光和/或白光光通量Φ，可以得到不同的混光中紅光比例。在本實(shí)施例的一種具體實(shí)現(xiàn)方式中，將上述紅光比例選為21.4% -34. 4%是優(yōu)選的，此時(shí)能最佳地呈現(xiàn)肉的顏色。已說明了通過肉類的反射系數(shù)設(shè)置紅光比例的例子，還可以根據(jù)肉類的其他光學(xué)特性如折射系數(shù)來設(shè)置紅光比例，使得達(dá)到理想的照明效果，例如最佳地呈現(xiàn)肉的顏色。以上介紹了什么是紅光比例，以及對(duì)于照明肉類的最佳紅光比例范圍。根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的照明設(shè)備就是能夠產(chǎn)生這樣的紅光比例的設(shè)備，使得能夠最佳地呈現(xiàn)肉類·的顏色。紅光比例可以在照明設(shè)備中例如通過選擇適當(dāng)?shù)腖ED型號(hào)、設(shè)定不同顏色LED的數(shù)量比例等來設(shè)置。不同型號(hào)的LED的驅(qū)動(dòng)電流落入一定的范圍，從上述(式I)可知，通過選擇不同型號(hào)的LED就可以調(diào)節(jié)紅光在混合光中的比例。類似地，通過設(shè)定不同顏色LED的數(shù)量比例也可以實(shí)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)。在該照明設(shè)備中設(shè)置控制單元的情況下，可以針對(duì)照明對(duì)象(在本例中為肉)、通過控制單元分別調(diào)節(jié)流過紅光LED和白光LED的電流、進(jìn)而調(diào)節(jié)紅光和/或白光的光通量Φ等方式來調(diào)節(jié)紅光比例。調(diào)節(jié)過程中的各種具體細(xì)節(jié)，例如是先調(diào)節(jié)紅光LED還是白光LED的電流，或者同時(shí)調(diào)節(jié)兩種LED的電流等等，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景相應(yīng)地設(shè)置，在此不對(duì)其進(jìn)行贅述。除了調(diào)節(jié)流過LED的電流之外，還可以通過控制單元在高功率白光和/或紅光LED和低功率白光和/或紅光LED之間進(jìn)行切換、或者通過控制單元關(guān)閉一部分白光和/或紅光LED或啟動(dòng)更多白光和/或紅光LED來實(shí)現(xiàn)紅光比例的調(diào)節(jié)。通過如上所述設(shè)置紅光比例，根據(jù)本實(shí)施例的照明設(shè)備可以真實(shí)、自然地呈現(xiàn)肉的顏色，而不失真。對(duì)于肉類顯示，相關(guān)色溫(Correlated Color Temperature)也是非常重要的因素。在本發(fā)明中，通過設(shè)置適當(dāng)?shù)募t光比例，色溫也被設(shè)置在了適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，這克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于色坐標(biāo)不適當(dāng)導(dǎo)致的肉變色問題。在肉類照明時(shí)，有時(shí)需要在短距離內(nèi)或超短距離內(nèi)進(jìn)行照明。在本實(shí)施例中，將小于LED燈管直徑的10倍的工作距離(從照明罩表面到照明對(duì)象的距離)設(shè)為短距離，將小于LED燈管直徑的5倍的工作距離設(shè)為超短距離。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以結(jié)合實(shí)際情況根據(jù)LED燈外殼的形狀設(shè)置短距離、超短距離的定義，本發(fā)明在此不受限制。在本發(fā)明實(shí)施例的一種具體實(shí)現(xiàn)方式中，在短距離和超短距離內(nèi)照明的情況下，使用低功率白光LED和低功率紅光LED。使用低功率LED可以減弱刺眼強(qiáng)光，照明對(duì)象的光照度可以達(dá)到適當(dāng)?shù)乃?，而且也能獲得更好的顏色均勻性。而且在使用低功率LED的情況下，可以使用FR4板，此時(shí)不需要進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)，從而降低了成本，照明設(shè)備的壽命延長，而且輸出效率得到提高。使用低功率LED可以通過在制造照明設(shè)備時(shí)選擇低功率LED來實(shí)現(xiàn)，也可以通過控制單元控制流過LED的電流來實(shí)現(xiàn)，或者通過在低功率LED和高功率LED中切換到低功率LED來實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明在此不受限制。優(yōu)選地，在短距離和超短距離內(nèi)照明的情況下，將LED之間的距離設(shè)為小于20mm，以得到更好的顏色均勻性。LED之間的距離不限于小于20mm，可以根據(jù)實(shí)際情況任意設(shè)置，本發(fā)明在此不受限制。優(yōu)選地，該照明設(shè)備可以包括漫射罩，從而得到更好的顏色均勻度。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明設(shè)備的一個(gè)具體配置例子。如圖3所示，其中罩可以與PCB板分離設(shè)置，距離可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)情況設(shè)置。控制單元設(shè)置在PCB中，在圖中未示出。白光LED和紅光LED的布置不限于圖3中所示，圖3中僅給出了布置這兩種顏色LED的一個(gè)例子。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要任意設(shè)置排布白光LED和紅光LED的方式，例如將不同顏色的LED按照陣列式地排列、按線性地排列、交錯(cuò)地排列、或者按圓形等多邊形的形狀排列，等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)期望達(dá)到的紅光比例來設(shè)置白光LED和紅光LED的數(shù)量比例。本發(fā)明在此不受限制?？梢?，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的照明設(shè)備的結(jié)構(gòu)也是非常簡單的，由此降低了制造成本。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 下面描述在超短距離內(nèi)照明肉類時(shí)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)中，工作距離為250mm,白光LED與紅光LED的光通量混合比被設(shè)為3. 7±0. 7，通過設(shè)置LED的數(shù)目以及LED的光通量，將肉的光照度設(shè)為7501x-15001x，在該光照度范圍中肉類的呈現(xiàn)效果最好。圖4示出了在該實(shí)驗(yàn)條件下獲得的色品圖。如圖4所示，混合光的坐標(biāo)落在白光和紅光的坐標(biāo)連線上。圖5示出了圖4中的紅光、白光、混合光的色坐標(biāo)和色溫的局部放大圖，其中用黑點(diǎn)標(biāo)出的四邊形從左到右分別表示白光、混合光和紅光的區(qū)域。如圖5所示，混合光的色坐標(biāo)X、Y(混合光所在四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo))分別為
權(quán)利要求
1.一種照明設(shè)備，包括至少兩種顏色的照明單元，其中所述至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中特定顏色的光的比例根據(jù)照明對(duì)象的物理特性和/或光學(xué)特性被設(shè)置在特定的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明設(shè)備，其中所述照明對(duì)象的物理特性是照明對(duì)象的顏色，所述照明對(duì)象的光學(xué)特性是照明對(duì)象的反射系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的照明設(shè)備，還包括控制單元，所述控制單元被配置成根據(jù)照明對(duì)象的光學(xué)特性調(diào)節(jié)所述特定顏色的光的比例，使得所述特定顏色的光的比例與照明對(duì)象的物理特性和/或光學(xué)特性相適應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明設(shè)備，其中所述控制單元被配置成通過以下方式中的至少一種調(diào)節(jié)所述特定顏色的光的比例 調(diào)節(jié)流過至少一種顏色的所述照明單元的電流； 在高功率和低功率的至少一種顏色的照明單元之間進(jìn)行切換； 增加或減少對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明的至少一種顏色的照明單元的數(shù)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的照明設(shè)備，其中所述控制單元被配置成在所述照明單元到照明對(duì)象的距離小于特定的第一閾值時(shí)，控制所述照明單元通過如下方式中至少一種來對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明 調(diào)節(jié)流過照明單元的電流，使得照明單元功率低； 在高功率和低功率的照明單元中切換到低功率的照明單元對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明； 減少對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明的照明單元的數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的照明設(shè)備，其中所述控制單元被配置成在所述照明單元到照明對(duì)象的距離大于特定的第二閾值時(shí)，控制所述照明單元通過如下方式中至少一種來對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明 調(diào)節(jié)流過照明單元的電流，使得照明單元功率高； 在高功率和低功率的照明單元中切換到高功率的照明單元對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明； 增加對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明的照明單元的數(shù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備，其中所述照明單元是LED。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備，其中所述照明設(shè)備包括漫射罩，該漫射罩設(shè)置在照明單元和控制單元的外部，被配置成漫射所述照明單元發(fā)出的光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的照明設(shè)備，其中所述照明對(duì)象是肉類，且其比例被設(shè)置的特定顏色的光是紅光，所述照明設(shè)備中至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中紅光的比例為21.4% -34. 4% ο
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明設(shè)備，其中所述照明單元包括紅光照明單元和白光照明單元。
11.一種照明方法，包括根據(jù)照明對(duì)象的物理特性和/或光學(xué)特性設(shè)置至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中特定顏色的光的比例。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的照明方法，其中所述照明對(duì)象的物理特性是照明對(duì)象的顏色，所述照明對(duì)象的光學(xué)特性是照明對(duì)象的反射系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的照明方法，其中通過以下方式中的至少一種調(diào)節(jié)所述至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中特定顏色的光比例調(diào)節(jié)流過至少一種顏色的照明單元的電流； 在高功率和低功率的至少一種顏色的照明單元中進(jìn)行切換； 增加或減少對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明的至少一種顏色的照明單元的數(shù)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的照明方法，還包括在所述照明單元到照明對(duì)象的距離小于特定的第一閾值時(shí)，控制所述照明單元通過如下方式中至少一種來對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明 調(diào)節(jié)流過照明單元的電流，使得照明單元功率低； 在高功率和低功率的照明單元中切換到低功率的照明單元對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明； 減少對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明的照明單元的數(shù)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的照明方法，還包括在所述照明單元到照明對(duì)象的距離大于特定的第二閾值時(shí)，通過如下方式中至少一種來對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明 調(diào)節(jié)流過照明單元的電流，使得照明單元功率高； 在高功率和低功率的照明單元中切換到高功率的照明單元對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明； 增加對(duì)照明對(duì)象進(jìn)行照明的照明單元的數(shù)量。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中任一項(xiàng)所述的照明方法，其中所述照明單元是LED。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16中的任一項(xiàng)所述的照明方法，其中照明對(duì)象是肉類，且所述特定顏色的光是紅光，所述照明設(shè)備中至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中的紅光比例被設(shè)為 21. 4% -34. 4%0
全文摘要
提供一種照明設(shè)備和照明方法。照明設(shè)備包括至少兩種顏色的照明單元，其中所述至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中特定顏色的光的比例根據(jù)照明對(duì)象的物理特性和/或光學(xué)特性被設(shè)置在特定的范圍內(nèi)。照明方法包括根據(jù)照明對(duì)象的物理特性和/或光學(xué)特性設(shè)置至少兩種顏色的照明單元發(fā)出的混合光中特定顏色的光的比例。根據(jù)本發(fā)明，能夠良好地呈現(xiàn)特定照明對(duì)象、例如肉類的真實(shí)顏色，還能提高輸出效率，降低設(shè)備成本。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102883497SQ20111020431
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者李愛愛, 陳鵬, 劉廷明, 孫孝情 申請人:奧斯蘭姆有限公司