专利名称：色温随时间模拟自然光变化的led光源照明的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法和装置。
背景技术：
近年来，随着城市高层建筑增多，建筑内部自然采光不足的问题日益显现，通常需要人工照明进行补充，目前大多数人工照明采用的传统日光灯显色性较低且色温固定。显色性就是指不同光谱的光源照射在同一颜色的物体上时，所呈现不同颜色的特性。显色性光源对物体颜色呈现的程度，也就是颜色的逼真程度，显色性高的光源对颜色的再现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然原色，显色性低的光源对颜色的再现较差，我们所看到的颜色偏差也较大。色温是表示光源光色的尺度，单位为K (开尔文)，色温指的是广播在不同的能量下，人眼所感受的颜色变化。色温是测量和标志波长的数值，光波长不同，呈现出光的颜色不同，尤其是自然光，随着时间、季节、地理位置的变化，其色温都会发生变化。公开号为101561083的中国发明专利公开了一种色温可变的LED发光装置及其实现方法，其原理是通过温度传感器采集外界环境的温度，控制器根据温度传感器所采集的数据来调整LED灯组的电压参数，以实现随着环境温度的变化而自动改变色温，使LED灯的光谱更接近自然光。上述专利的LED灯能随外界的温度而改变色温，但是温度不能完全准确体现色温的变化，造成色温变化的因素是多方面的，还有时间、季节和地理位置等。研究表明，维持正常的生理节律对人体健康十分重要，而光对人体的生理节律会产生明显影响。波长位于450-470nm的蓝光可以抑制褪黑素分泌，进而对生理节律产生重要影响。一天当中随着自然光色温的规律性的变化:即早晚色温较低，中午色温较高，蓝光部分的多少也随之变化，这一自然的变化过程维持了人体正常的生理节律。
发明内容
为了实现色温随时间模拟自然光变化的人工照明，进而维持人体正常的生理节律，本发明提供了一种色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法和装置。一种色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法，利用控制器调节LED光源的电流值以改变LED光源的发光特性，包括以下步骤:I)预设一时间段，将该时间段内不同时间节点的色温以及所对应的实现该色温的LED电流值存储在控制器中；预设一色温范围，将该色温范围内不同色温以及所对应的实现该色温的LED电流值也存储在控制器中。2)控制器将当前时间与步骤I)中的时间段进行比较:若当前时间对应步骤I)中的某一时间节点，控制器向LED光源输出与该时间节点对应的LED电流值；
若当前时间处于步骤I)中相邻两个时间节点之间，控制器通过插值算法得到调整后LED电流值，并向LED光源输出；若当前时间不在步骤I)的时间段内，则手动选择色温范围内的某一色温，控制器向LED光源输出与该色温对应的LED电流值。所述LED光源由多个单色LED灯组成。所述实现该色温的LED电流值的算法包括以下步骤:I)设定目标色温为CCTt,设LED光源合成光谱的色温为CCTM，CCTt和CCTm应满足的边界条件为:
权利要求
1.种色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法，利用控制器调节LED光源的电流值以改变LED光源的发光特性，其特征在于，包括以下步骤: O预设一时间段，将该时间段内不同时间节点的色温以及所对应的实现该色温的LED电流值存储在控制器中；预设一色温范围，将该色温范围内不同色温以及所对应的实现该色温的LED电流值也存储在控制器中； 2)控制器将当前时间与步骤I)中的时间段进行比较: 若当前时间对应步骤I)中的某一时间节点，控制器向LED光源输出与该时间节点对应的LED电流值； 若当前时间处于步骤I)中相邻两个时间节点之间，控制器通过插值算法得到调整后LED电流值，并向LED光源输出； 若当前时间不在步骤I)的时间段内，则手动选择色温范围内的某一色温，控制器向LED光源输出与该色温对应的LED电流值。
2.权利要求1所述的色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法，其特征在于，所述LED光源由多个单色LED灯组成。
3.权利要求2所述的色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法，其特征在于，所述实现该色温的LED电流值的算法包括以下步骤: O设定目标色温为CCTT，设LED光源合成光谱的色温为CCTM，CCTz和CCTm应满足的边界条件为:
4.权利要求3所述的色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法，其特征在于，所述多个单色LED灯包括红光LED灯、绿光LED灯、品蓝光LED灯和暖白光LED灯，所述电流值包括各个单色LED灯的电流值。
5.权利要求4所述的色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法，其特征在于，所述的红光LED灯的波长为60(T630nm，绿光LED灯的波长为50(T540nm，品蓝光LED灯的波长为45(T470nm，暖白光LED灯的色温为2500K 3000K。
6.权利要求1所述的色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法，其特征在于，所述插值算法为: 设当前时间为t，且在控制器存储的相邻时间节点h与t2之间，设h对应的η种LED的电流值分别为Cil (i = 1,2,3...n), t2对应的η种LED的电流值分别为Ci2 (i = 1，2，3...η)，那么t对应的η种LED的电流值分别为Ci (i = 1,2,3...η)如下:
7.种色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的装置，其特征在于，包括:LED光源； 控制器，用于调整LED光源的电流值； 时钟，用于向控制器输送当前时间。
8.权利要求7所述的色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的装置，其特征在于，所述LED光源包括红光LED灯、绿光LED灯、品蓝光LED灯和暖白光LED灯。
9.权利要求8所述的色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的装置，其特征在于，所述的红光LED灯的波长为60(T630nm，绿光LED灯的波长为50(T540nm，品蓝光LED灯的波长为45(T470nm，暖白光LED灯的色温为2500K 3000K。
全文摘要
本发明公开了一种色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法，首先在控制器中存储一系列不同时间节点和色温对应的LED光源的电流调整方案，控制器通过接受时钟的时间信号，并将时间信号和时间节点进行比较，然后提取相应的电流调整方案控制LED光源的电流，或者是手动选择色温，控制器根据该色温对应的电流调整方案，控制LED光源的电流，从而模拟自然光色温的变化，使LED照明模块的合成光具有较高的显色性。本发明还公开了一种色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的装置。
文档编号H05B37/02GK103090238SQ20131004540
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者郑臻荣, 杨洋, 吴仍茂, 刘鹏, 王会会, 张雅琴, 刘旭, 李海峰 申请人:浙江大学