生态友好型智能调光调色led路灯的制作方法
【专利摘要】本发明属于半导体照明【技术领域】，具体公开了一种生态友好型智能调光调色LED路灯。该LED路灯包括LED光源模组、透镜、驱动器、控制系统。本发明可以通过控制LED光源模组中各色LED发光单元的辐射通量来改变照明光谱或调节色温，从而在满足道路照明需求的基础上，在某些特定时段或季节避免干扰周边鸟类、昆虫或其他生物的生理节律，同时消除虫鸟对于行人行车的干扰。本发明结构简单，实现方便，功能实用，易于推广，有利于促进人与自然的和谐共处。
【专利说明】 生态友好型智能调光调色LED路灯
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体照明【技术领域】，具体涉及一种智能调光调色LED路灯。
【背景技术】
[0002]路灯对于夜晚的道路是不可或缺的设备，它的功能是为行车和行人提供照明以保证安全，同时为城市的夜景增添色彩。然而，由于鸟类和昆虫大多具有趋光性，夜晚的灯光常常吸引一些飞鸟撞向路灯或车辆，或是吸引大量飞虫聚集在路灯的周围。这不仅影响了周边生物的生理节律，还给人类的正常行路带来了诸多的干扰。为了避免上述问题，确有必要提供一种限定光束角并可以根据鸟类和昆虫的敏感光谱进行智能调光调色的生态友好型LED路灯，以避免它们向道路聚集。
[0003]前人进行过很多对于鸟类和昆虫趋光性的研究，获得了显著的成果。已有的研究发现，鸟类的视觉响应曲线与人类不同，其视觉对于色光的敏感度在可见光范围内有三个波峰，分别为482 nm, 568 nm，627 nm，并且对于380-450 nm和590-780 nm的可见光敏感度较弱，仅为峰值的60%以下。不同种类的昆虫具有不同的趋光性，其趋光波长不同，但大多数昆虫的趋光波长处于紫外波段或短波可见光波段，对于580-780 nm的可见光敏感度较弱，如:二化螟的趋光波长为350-410 nm，夜蛾的趋光波长为330-400 nm，潜斑蝇的趋光波长为 460-465 nm 及 555-570 nm。
[0004]根据以上研究，可定制对于鸟类或昆虫吸引力较弱的路灯光谱，在保证正常道路照明的同时减少灯光对于周边生态环境的影响及虫鸟对于行人行车的影响，促进人与自然的和谐共处。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种可以减少鸟类或昆虫与人类互相影响的生态友好型智能调光调色LED路灯。
[0006]本发明提供的生态友好型智能调光调色LED路灯，包括:可调节光谱和色温的LED光源模组、透镜、驱动器、控制系统，在满足正常道路照明需求的同时，可以通过控制发光单元的辐射通量来改变光源的光谱或色温，从而在某些特定时段或季节减少人类日常出行与周边鸟类、昆虫或其他生物的生理节律之间的互相影响。
[0007]所述LED光源模组包含一个或若干个发光单元，可以根据不同季节或不同时段调节照明光谱和色温；在车流量较大的时间段使用LED白光照明，色温范围为2700-6500K ；在车流量较小的时间段使用对于鸟类吸引力较小的照明光谱进行照明，色温范围为1800-6500K ;在车流量较小的时间段或昆虫较多的季节使用对于昆虫吸引力较小的照明光谱，色温范围为1800-3500K。
[0008]本发明中，所述LED光源模组采用N组(N > 2)不同光色的LED封装器件，改变其中K组(I < K < N) LED封装器件的辐射通量来进行调光调色。
[0009]本发明中，所述LED光源模组采用N组(N > I)相同或不同光色的LED封装器件和M种(Μ > I)颜色的荧光粉，改变其中K组(I < K < N)LED封装器件的辐射通量来进行调光调色。
[0010]本发明中，所述照明光谱中能量较集中的区域避开了相关鸟类或昆虫的敏感光谱波段，使得路灯照明对于鸟类或昆虫的吸引力最小。
[0011]本发明中，所述照明光谱在鸟类的敏感光谱波段较弱的同时，光谱能量有50%以上集中于380-450 nm和590-780 nm波长范围。
[0012]本发明中，所述照明光谱在昆虫的敏感光谱波段较弱的同时，光谱能量有50%以上集中于580-780 nm。
[0013]本发明中，所述透镜运用光学设计精确控制光束角，尽可能减少道路照明的溢出光，使得路灯对于在道路附近生存的鸟类或者昆虫的直接眩光较小，减少对鸟类或者昆虫的吸引力。
[0014]本发明中，所述路灯可以根据不同时段提供不同的照度；在车流量较大的时间提供标准照度；在车流量较小的时间段降低照度但仍满足《CJJ 45-2006城市道路照明设计标准》的照度要求，在保证照明安全的前提下减小对于鸟类或昆虫等生物的吸引力。
[0015]本发明中，所述控制系统中预设了若干套适用于不同时段或不同季节的各个LED发光单元的驱动功率。
[0016]本发明中，所述驱动器带有数字调光模块，可根据控制信号改变LED光源模组的光谱设定。
[0017]本发明相比于传统路灯具有以下优势:
本发明使用多色LED封装器件或LED封装器件与荧光粉混合发光，相比于传统的LED路灯或者高压钠灯，具有光谱灵活可调的特点。
[0018]本发明可以根据不同时段或者季节的具体需求动态调节照明光谱及照度大小。
[0019]本发明的照明效果在尽可能满足人类行车行路需求的同时，最大程度上避免了鸟类和昆虫等生物的活动对于道路的干扰，并且减小了道路灯光对于鸟类和昆虫生理节律的影响，一定程度上保护了生态平衡，促进了人与自然的和谐共处。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1本发明所述的一种生态友好型智能调光调色LED路灯的原理图。
[0021]图2避鸟路灯正常照明光谱与生态友好型照明光谱对比图。
[0022]图3避虫路灯正常照明光谱与生态友好型照明光谱对比图。
【具体实施方式】
[0023]以下所描述的实施例仅为本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例而未作出创造性成果的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
[0024]实施例1:
实施例1是一种可以减小灯光对鸟类吸引的LED路灯，包含了 LED光源模组、透镜、驱动器、控制系统，如图1所示。路灯的光源使用4组不同光色的LED封装器件，包括一组红光LED封装器件(峰值波长为635 nm)、一组黄光LED封装器件(峰值波长为600 nm)、一组绿光LED封装器件(峰值波长为540 nm)和一组蓝光LED封装器件(峰值波长为450 nm)。改变光谱时，只需调节各个封装器件发出的光的辐射通量及其比例，特别是减小绿光的辐射通量及其占光谱总辐射通量的比例，即可调节照明光谱使之满足生态照明的需求。
[0025]正常白光照明下:
红色、黄色、绿色、蓝色LED封装器件的辐射通量比例为FK:FY:Fe:FB =0.96: L 04: L 82:1，色温为4506 K，显色指数为76，辐射光效为366 lm/W。
[0026]生态友好型照明下:
红光辐射通量降至80%，黄光辐射通量减少为原来的80%，绿光辐射通量减少为原来的60%，蓝光辐射通量减少为原来的80%。生态友好型照明下的光通量减少为正常白光照明下的 67%。
[0027]红色、黄色、绿色、蓝色LED封装器件的辐射通量比例为FK:FY:Fe:FB =0.98:1.05:1.36:1，色温为3938 K，显色指数为80，辐射光效为339 lm/W。
[0028]相比于正常白光照明光谱，此生态友好型照明光谱中总体光通量降低，且对鸟类敏感的540 nm绿光辐射明显减少，其他辐射适量减少，总体对于鸟类的吸引力大大减弱。
[0029]避鸟路灯正常照明光谱与生态友好型照明光谱的对比如图2所示。
[0030]实施例2:
实施例2是一种可以减小灯光对昆虫吸引的LED路灯，包含了 LED光源模组、透镜、驱动器、控制系统，如图1所示。路灯的光源使用一组红色LED封装器件(峰值波长为612 nm)、一组蓝色LED封装器件(峰值波长为450 nm)和黄色荧光粉(峰值波长为590 nm)构成，其中黄色荧光粉由上述蓝色LED封装器件发出的蓝光激发。需要改变光谱时，只需适当减少蓝光的辐射通量，也就是减少未被荧光粉吸收的蓝光能量，此时不明显减少黄光的辐射通量，即可调节照明光谱使之满足生态照明的需求。
[0031]正常白光照明下:
红色LED封装器件、黄色荧光粉、蓝色LED封装器件的辐射通量比例为Fk:Fy:Fb =0.14:7.22:1，色温为3237 K，显色指数为76，辐射光效为340 lm/W。
[0032]生态友好型照明下:
红光辐射通量增加为原来的600%，黄光辐射通量减少为原来的40%，蓝光辐射通量减少为原来的10%。生态友好型照明下的光通量减少为正常白光照明下的49%。
[0033]红色、黄色、蓝色LED封装器件的辐射通量比例为Fk:Fy:Fb = 8.33:28.89:1，色温为2254 K，显色指数为78，辐射光效为363 lm/W。
[0034]相比于正常白光照明光谱，此生态友好型照明光谱中总体光通降低，且对昆虫敏感的450 nm蓝光辐射大量减少，590 nm黄光辐射明显减少，对昆虫不敏感的612 nm红光辐射大量增加，总体对于昆虫的吸引力大大减弱。
[0035]避虫路灯正常照明光谱与生态友好型照明光谱的对比如图3所示。
【权利要求】
1.一种生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于包括可调节光谱和色温的LED光源模组、透镜、驱动器、控制系统，在满足正常道路照明需求的同时，通过控制发光单元的辐射通量来改变光源的光谱或色温，从而在某些特定时段或季节减少人类日常出行与周边鸟类、昆虫或其他生物的生理节律之间的互相影响；其中: 所述光源模组包含一个或若干个发光单元，可以根据不同季节或不同时段调节照明光谱和色温:在车流量较大的时间段使用LED白光照明，色温范围为2700-6500 K ;在车流量较小的时间段使用对于鸟类吸引力较小的照明光谱进行照明，色温范围为1800-6500 K ;在车流量较小的时间段或昆虫较多的季节使用对于昆虫吸引力较小的照明光谱，色温范围为1800-3500 K。
2.如权利要求1所述的生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于:所述LED光源模组采用N组不同光色的LED封装器件，通过改变其中K组LED封装器件的辐射通量来进行调光调色，2,1 ^ N0
3.如权利要求1所述的生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于:所述LED光源采用N组相同或不同光色的LED封装器件和M种颜色的荧光粉，改变其中K组LED封装器件的辐射通量来进行调光调色；N彡1，M彡1，I < K < N。
4.如权利要求2或3所述的生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于:所述照明光谱中能量较集中的区域避开相关鸟类或昆虫的敏感光谱波段，使得路灯照明对于鸟类或昆虫的吸引力最小。
5.如权利要求4所述的生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于:所述照明光谱在鸟类的敏感光谱波段较弱的同时，光谱能量有50%以上集中于380-450 nm和590-780nm波长范围。
6.如权利要求4所述的生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于:所述照明光谱在昆虫的敏感光谱波段较弱的同时，光谱能量有50%以上集中于580-780 nm。
7.如权利要求1所述的生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于:所述透镜运用光学设计精确控制光束角，尽可能减少道路照明的溢出光，使得路灯对于在道路附近生存的鸟类或者昆虫的直接眩光较小，减少对鸟类或者昆虫的吸引力。
8.如权利要求1所述的生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于:所述路灯根据不同时段提供不同的照度:在车流量较大的时间段提供标准照度；在车流量较小的时间段降低照度但仍满足《CJJ 45-2006城市道路照明设计标准》的照度要求，在保证照明安全的前提下减小对于鸟类或昆虫等生物的吸引力。
9.如权利要求1所述的生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于:所述控制系统中预设了若干套适用于不同时段或不同季节的各个LED发光单元的驱动功率设定。
10.如权利要求1所述的生态友好型智能调光调色LED路灯，其特征在于:所述驱动器带有数字调光模块，可根据控制信号改变LED光源模组的光谱设定。
【文档编号】F21V19/00GK104329611SQ201410548153
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】韩秋漪, 金宇章, 张善端, 陈志学 申请人:复旦大学, 无锡中科新能源股份有限公司