一种以高显色指数模拟日光的LED灯具

摘要

本发明涉及一种以高显色指数模拟日光的LED灯具，属于半导体照明技术领域。该灯具包括LED模组阵列，该模组由红光LED发光芯片（1）、绿光LED发光芯片（2）、蓝光LED发光芯片（3）、黄色光LED发光芯片（4）、橙色光LED发光芯片（5）和白光LED发光芯片（6）混合构成，该模组以2×2的阵列排布于灯具中，结合灯具良好的混光结构和软件配光系统，形成在2000K至9000K色温范围内连续可调的高显色指数的白光LED照明光源装置。所述的显色指数Ra大于95。有显色指数高、可靠性高和使用方便的优点。特别适宜应用在对照明光源显色指数要求高且要求光源可调的照明应用领域，如纺织印染、食品生鲜和教育推广等领域。

说明书

技术领域

本发明是一种以高显色指数模拟日光的LED灯具，属于半导体照明的技术领域。

背景技术

白光LED随着发光效率的不断提高，应用越来越广泛，当前白光LED照明光源主要有两种：一种是利用蓝光LED芯片与可被蓝光有效激发的发黄光的荧光粉有机结合组成白光LED，一部分蓝光被荧光粉吸收，激发荧光粉发射黄光，发射的黄光与剩余的蓝光混合，调控它们的强度比即可得到各种色温的白光；另一种采用红、绿和蓝光LED进行混色，形成白光。这两种白光LED照明光源与传统的光源相比，一个显著的缺陷是显色指数（Ra）偏低。Ra大于90的光源才具有良好的色彩复现性，属于高显色指数光源。目前白光LED照明光源的Ra一般在70~80之间，还不能满足对色彩复现性要求较高的应用领域，如纺织印染、食品生鲜和教育推广等领域的应用要求。

荧光粉技术导致白光LED显色指数偏低的由于采用蓝光LED芯片和黄色荧光粉技术形成的白光，其光谱在青光波段和红光波段的光谱功率密度偏低；采用红、绿和蓝光混色形成得的白光，由于在红、绿和蓝光之间波段的中间部分光谱不连续，显色指数也偏低。加入多种不同波段的红、绿和蓝光以及橙色光LED之后，弥补了这一缺陷，可使LED灯具显色指数显著提高。

发明内容

为了解决技术背景中提出的问题，本发明提供了一种显色指数高、可靠性高和使用方便的模拟日光的LED照明灯具。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种以高显色指数模拟日光的LED灯具，含外壳、散射板、LED模组阵列、控制电路模块（7）、驱动电路模块（8）和电源模块，所述的散射板、LED模组阵列、控制电路模块（7）和驱动电路模块（8）设于外壳内，所述的LED模组阵列通过控制电路模块（7）、驱动电路模块（8）来控制与驱动，所述的每组LED模组包括至少4种不同颜色的LED发光芯片，通过调节不同颜色LED发光芯片的亮度，经过散射板混光后输出2000K至9000K连续可调的出射光，且其显色指数Ra均大于95。

所述的LED模组包括红光LED发光芯片（1）、绿光LED发光芯片（2）、蓝光LED发光芯片（3）、黄色光LED发光芯片（4）、橙色光LED发光芯片（5）和白光LED发光芯片（6）。

所述的LED模组阵列至少为一组，所述的LED模组阵列单个模组最大功率为48W；当配光的目标光谱为黑体辐射照明体时，所述的黑体辐射是指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。如日常生活中的白炽灯，每个模组的功率为15-27W。

所述的LED模组阵列为一组、四组或八组；模组越多发光面积越大；模组越多组合成的光源更大。一组LED模组组成的灯具因为照明均匀性高，可应用于照相机模组镜头校正；四组LED模组组成的灯具其照明范围增大，且便于安装，可应用于一般功能性照明；八组LED模组组成的灯具可用于制作灯箱。所述的LED模组阵列为一组，使得灯具的发光面均匀性更高，或所述的LED模组阵列为一组八组，从而增大灯具的发光面积， LED模组从一个LED模组到八个LED模组发光面积逐渐增大。

所述的LED模组阵列为四组，排列成2×2的矩阵，每个模组中的LED发光芯片颜色为：二种是不同的红光LED发光芯片（1）、二种是不同的绿光LED发光芯片（2）、三种是不同的蓝光LED发光芯片（3）、一种黄色光LED发光芯片（4）、一种是橙色光LED芯片（5），二种是不同的白光LED发光芯片（6），四组LED模组以对称的方式排列在灯具外壳中；每个LED发光芯片根据配光要求处于特定的位置，且每个模组中根据配光要求可重复使用多颗同种LED发光芯片。

所述的LED模组阵列可通过任意形式排布，如果对灯具发光均匀性有要求，推荐使用对称分布。

可根据实际情况增加LED发光芯片或替换LED模组内的发光芯片。

可实现对模组阵列中每种LED发光芯片的亮度可调，从而调节该LED灯具的亮度和色温，并优化显色指数。

与背景技术相比，本发明有以下优点：

1. 显色指数高，达到95及以上，适宜应用在对照明光源显色指数要求高的领域，如博物馆照明和纺织印染照明领域。

2. 可实现在2000K至9000K的黑体辐射轨迹上光谱连续可调，且在每种色温下亮度连续可调。

3. 该灯具可采用多种方式安装，从而应用于不同照明环境。

附图说明

图1 是单个LED模组的排列示意图。

图2是LED灯具中的控制电路和驱动电路模块示意图。

图3是2×2的LED模组阵列的排列示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案和工作原理。

一种以高显色指数模拟日光的LED灯具，含外壳、散射板、LED模组阵列、控制电路模块（7）、驱动电路模块（8）和电源模块，所述的散射板、LED模组阵列、控制电路模块（7）和驱动电路模块（8）设于外壳内，所述的LED模组阵列通过控制电路模块（7）、驱动电路模块（8）来控制与驱动，其特征在于所述的每组LED模组包括至少4种不同颜色的LED发光芯片，通过调节不同颜色LED发光芯片的亮度，经过散射板混光后输出2000K至9000K连续可调的出射光，且其显色指数Ra均大于95。

所述的LED模组包括红光LED发光芯片（1）、绿光LED发光芯片（2）、蓝光LED发光芯片（3）、黄色光LED发光芯片（4）、橙色光LED发光芯片（5）和白光LED发光芯片（6）。

所述的LED模组阵列至少为一组，所述的LED模组阵列单个模组最大功率为48W；当配光的目标光谱为黑体辐射照明体时，所述的黑体辐射是指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。如日常生活中的白炽灯，每个模组的功率为15-27W。

所述的LED模组阵列为一组、四组或八组；模组越多发光面积越大；模组越多组合成的光源更大。一组LED模组组成的灯具因为照明均匀性高，可应用于照相机模组镜头校正；四组LED模组组成的灯具其照明范围增大，且便于安装，可应用于一般功能性照明；八组LED模组组成的灯具可用于制作灯箱。所述的LED模组阵列为一组，使得灯具的发光面均匀性更高，或所述的LED模组阵列为八组，从而增大灯具的发光面积，LED模组从一个LED模组到八个LED模组发光面积逐渐增大。

所述的LED模组阵列为四组，排列成2×2的矩阵，每个模组中的LED发光芯片颜色为：二种是不同的红光LED发光芯片（1）、二种是不同的绿光LED发光芯片（2）、三种是不同的蓝光LED发光芯片（3）、一种黄色光LED发光芯片（4）、一种是橙色光LED芯片（5），二种是不同的白光LED发光芯片（6），四组LED模组以对称的方式排列在灯具外壳中；每个LED发光芯片根据配光要求处于特定的位置，且每个模组中根据配光要求可重复使用多颗同种LED发光芯片。

所述的LED模组阵列可通过任意形式排布，如果对灯具发光均匀性有要求，推荐使用对称分布。

可根据实际情况增加LED发光芯片或替换LED模组内的发光芯片。

可实现对模组阵列中每种LED发光芯片的亮度可调，从而调节该LED灯具的亮度和色温，并优化显色指数。

通过控制板的串口可控制每个LED发光芯片的亮度，从而获得在2000K至9000K色温范围内连续可调的高显色指数LED照明灯具。

图1中数字正下方的圆圈和方块表示灯珠，旁边的组合方块表示电阻；数字下面有圆圈有方框是表示灯珠的封装方式不同，其形状不同，为了形象表示出各种灯珠，所以有方框有圆圈；旁边的电阻是根据具体电路要求配的可调电阻，没有特殊的技术要求。