一种保护视力的照明驱动装置的制作方法

文档序号:14796279发布日期:2018-06-29 05:47阅读:127来源:国知局

本发明涉及照明装置技术领域,尤其涉及一种保护视力的照明驱动装置。



背景技术:

目前,发光二极管(LED)由于其寿命长、耗电少、光效高、易于控制和绿色环保等特点,正逐步应用于道路照明、办公照明、家居照明、工业照明、农业照明等领域。人们利用LED良好的出射光波长单色性,通过组合不同出射波长的LED芯片和/或同样出射波长的LED芯片但使用不同荧光粉材料(对应不同的输出光谱)的LED封装等方法来得到不同输出波长组合/光谱的LED光源(以下称“组合光源”)。在通用照明领域,因人眼对色温和色彩的偏差敏感,不同色温的光对人的情绪和视力有影响。市场上有可变色温、色调的LED灯具,以供使用者按照自己的喜好、使用场景等因素选择合适的照明环境。LED显示设备中的LED光源,也要求输出不同色温、不同光谱的光,以保证显示效果、使用者用眼舒适安全等。在植物照明领域,由于不同的红光、蓝光、远红光以及其他颜色光的光输出比例对植物的作用不同,需要有不同输出波长组合/光谱的植物生长灯,以满足植物生长各个阶段的光照需要。综上,在很多场合下,人们要求LED组合光源在各个设置值下的输出色温、色调、波长组合或者光谱不随时间改变而发生变化。因此,维持灯具输出光的光谱不变或改变灯具输出光的光谱到预定的光谱,对于护眼等应用有着十分重要的意义。

现有技术中关于调节光谱的方法采用调整LED芯片和荧光粉的种类和配比,以提供不同种类的光谱;但上述调节方法难以做到精准调节。

鉴于上述缺陷,本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种保护视力的照明驱动装置,用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的,本发明提供一种保护视力的照明驱动装置,包括:第一LED灯组,用以提供主要照明;第二LED灯组和第三LED灯组,两者辅助提供照明,用以在第一LED组的光亮度不能达到预设要求时,按顺序提供足够强度的光照;其中,所述第一LED灯组分别连接有第一光通量传感器,用以实时测量第一LED灯组的光通量,并反馈至控制单元内;所述第一电流调节电路,用以在控制单元的控制下,控制第一LED灯组的光通量,使其在预设的范围内;所述第二LED灯组分别连接有第二光通量传感器,用以实时测量第二LED灯组的光通量,并反馈至控制单元内,用以补偿所述第一LED灯组的光通量;所述第三LED灯组分别连接有第三光通量传感器,用以实时测量第三LED灯组的光通量,并反馈至控制单元内,用以补偿所述第一、二LED灯组的光通量;

其中,所述第二LED灯组和第三LED灯组顺次补偿第一LED灯光组的光通量,在所述控制单元内设置光通量的第一阈值A,第二阈值B,第三阈值C,并且满足A<B<C,三个阈值分别为不同使用环境中设定的各个LED灯组达到的光通量值,通过三个LED灯组的共同作用实现光通量恒定;

设定需求的光通量为A时,所述第一光通量传感器测定第一LED灯组的光通量Φ,所述控制单元获取光通量Φ,并与第一阈值A进行比较,若Φ<A,则第一LED灯组的光通量未能够满足需求,所述控制单元控制第一电流调节电路,增大电流,提升第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第一阈值A,此时装置满足光通量为阈值A时的要求;若Φ>A,则控制单元在切断第二LED灯组和第三LED灯组的前提下,控制第一电流调节电路,降低电流,使第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第一阈值A;

设定光需求的光通量为B时,控制单元对各个LED灯组达到的光通量值阶梯控制,所述第一光通量传感器测定第一LED灯组的光通量Φ,所述控制单元获取光通量Φ,若第二阈值B进行比较,若A<Φ<B,首先控制的单元控制第一电流调节电路,增大电流,提升第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第一阈值A;然后,控制所述第二电流调节电路,增大电流,提升第二LED灯组的光通量,第二LED灯组与第一LED灯组的光通量叠加后测定第一LED灯组附近的光通量Φ直至达到预设的第二阈值B;若Φ>B,则控制单元在切断第三LED组的前提下,调整第二电流调节电路,降低电流,使第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第二阈值B;

设定需求的光通量为C时,控制单元对各个LED灯组达到的光通量值阶梯控制,所述第一光通量传感器测定第一LED灯组的光通量Φ,所述控制单元获取光通量Φ,若第三阈值C进行比较,若B<Φ<C,首先控制的单元控制第一电流调节电路,增大电流,提升第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第一阈值A;然后,控制所述第二电流调节电路,增大电流,提升第二LED灯组的光通量,第二LED灯组与第一LED灯组的光通量叠加后测定第一LED灯组附近的光通量Φ直至达到预设的第二阈值B;调节第三电流调节电路的电流值,使其增大,提升第三LED灯组的光通量,第三LED灯组、第二LED灯组与第一LED灯组的光通量叠加后测定第一LED灯组附近的光通量Φ直至达到预设的第三阈值C。若Φ>C,则控制单元调整第三电流调节电路,降低电流,使第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第三阈值C。

进一步地,所述控制单元设定差值阈值为M,第一LED灯组的光通量Φ,第二LED灯组的光通量Φ2,第二LED灯组的光通量Φ3,所述控制单元按照下述计算第一LED灯组和第二LED灯组的初始差值:

式中,M21表示第一LED灯组和第二LED灯组的初始差值,Φ表示第一光通量传感器测定的第一LED灯组的实时检测值,Φ2表示第二光通量传感器测定的第二LED灯组的实时检测值,Φ3表示第三光通量传感器测定的第三LED灯组的实时检测值,T表示均方差运算,I表示积分运算;

其中I表示基于二次函数的任意积分运算,上述公式为获取积分的比值信息,下述两公式相同,如基于函数y=ax2,在x取值为(a,b)内,a<b为任意数值;

控制单元按照下述计算第一LED灯组和第三LED灯组的初始差值:

式中,M31表示第一LED灯组和第三LED灯组的初始差值,Φ表示第一光通量传感器测定的第一LED灯组的实时检测值,Φ2表示第二光通量传感器测定的第二LED灯组的实时检测值,Φ3表示第三光通量传感器测定的第三LED灯组的实时检测值,T表示均方差运算,I表示积分运算;

控制单元按照下述计算第二LED灯组和第三LED灯组的初始差值:

式中,M23表示第二LED灯组和第三LED灯组的初始差值,Φ表示第一光通量传感器测定的第一LED灯组的实时检测值,Φ2表示第二光通量传感器测定的第二LED灯组的实时检测值,Φ3表示第三光通量传感器测定的第三LED灯组的实时检测值,T表示均方差运算,I表示积分运算。

进一步地,所述控制单元通过上述公式计算所得的M21、M31、M23,分别与差值阈值M进行比较,若M21、M31、M23均大于M,则此时,各个LED灯组的光通量具有足够的差值,能够实现第一LED灯组的主要照明作用,第二、第三LED灯组的辅助作用;

若上述公式计算所得的M21、M31、M23,分别与差值阈值M进行比较,存在M21、M31、M23任一差值小于M,则控制单元按照所述第一LED灯组的光通量Φ以及预设的光通量阈值为A、B或C,调整第二LED灯组、第三LED灯组的工作状态,以及对相应的第一电流调节电路、第二电流调节电路和第三电流调节电路进行调整。

与现有技术相比本发明的有益效果在于,本发明提供一种保护视力的照明驱动装置,本发明以第一LED灯组的光通量Φ为基准,在调整第二电流调节电路时,先提升第二LED灯组的光通量,直到测定的第一LED灯组的光通量Φ满足要求。也即,本发明在对二、三级复合的灯组进行调节时,首先,调整至预设值A,再通过微量调节二级LED灯,通过测定,第一LED灯组的光通量Φ,也即确定的使用场所的光通量来确定是否达到预设值。相较于通过单一电路、单一的LED灯组进行调节的方式,本发明的调节方式,调节的光通量值的范围更大,尤其能够实现粗调和精准调节两个过程,可以设定多个恒定的光通量值,以分别通过多级电路的调整实现。

所述控制单元设定差值阈值为M,经过计算所得的相互之间各个LED灯组差值M21、M31、M23,分别与差值阈值M进行比较,若M21、M31、M23均大于M,则此时,各个LED灯组的光通量具有足够的差值,能够实现第一LED灯组的主要照明作用,第二、第三LED灯组的辅助作用。

附图说明

图1为本发明实施例的保护视力的照明驱动装置的框图。

具体实施方式

以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1所示,其为本发明实施例的保护视力的照明驱动装置的框图,其包括第一LED灯组,用以提供照明,尤其主要提供照明;第二LED灯组和第三LED灯组,两者辅助提供照明,用以在第一LED组的光亮度不能达到预设要求时,按顺序提供足够强度的光亮度。其中,所述第一LED灯组分别连接有第一光通量传感器,用以实时测量第一LED灯组的光通量,并反馈至控制单元内;所述第一电流调节电路,用以在控制单元的控制下,控制第一LED灯组的光通量,使其在预设的范围内。同理,所述第二LED灯组分别连接有第二光通量传感器,用以实时测量第二LED灯组的光通量,并反馈至控制单元内,用以补偿所述第一LED灯组的光通量。所述第三LED灯组分别连接有第三光通量传感器,用以实时测量第三LED灯组的光通量,并反馈至控制单元内,用以补偿所述第一、二LED灯组的光通量。

具体而言,本实施例的第二LED灯组和第三LED灯组顺次补偿第一LED灯光组的光通量,在所述控制单元内设置光通量的第一阈值A,第二阈值B,第三阈值C,并且满足A<B<C,三个阈值分别为不同使用环境中设定的各个LED灯组达到的光通量值,最终三个LED灯组的共同作用实现光通量的恒定。

在具体控制时,设定需求的光通量为A时,所述第一光通量传感器测定第一LED灯组的光通量Φ,所述控制单元获取光通量Φ,并与第一阈值A进行比较,若Φ<A,则第一LED灯组的光通量未能够满足需求,所述控制单元控制第一电流调节电路,增大电流,提升第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第一阈值A,此时装置满足光通量为阈值A时的要求;若Φ>A,则控制单元在切断第二LED灯组和第三LED灯组的前提下,控制第一电流调节电路,降低电流,使第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第一阈值A。

具体而言,设定光需求的光通量为B时,控制单元对各个LED灯组达到的光通量值阶梯控制,所述第一光通量传感器测定第一LED灯组的光通量Φ,所述控制单元获取光通量Φ,若第二阈值B进行比较,若A<Φ<B,首先控制的单元控制第一电流调节电路,增大电流,提升第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第一阈值A;然后,控制所述第二电流调节电路,增大电流,提升第二LED灯组的光通量,第二LED灯组与第一LED灯组的光通量叠加后测定第一LED灯组附近的光通量Φ直至达到预设的第二阈值B。若Φ>B,则控制单元在切断第三LED组的前提下,调整第二电流调节电路,降低电流,使第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第二阈值B。

本发明以第一LED灯组的光通量Φ为基准,在调整第二电流调节电路时,先提升第二LED灯组的光通量,直到测定的第一LED灯组的光通量Φ满足要求。也即,本发明在对二级复合的灯组进行调节时,首先,调整至预设值A,再通过微量调节二级LED灯,通过测定,第一LED灯组的光通量Φ,也即确定的使用场所的光通量来确定是否达到预设值。相较于通过单一电路、单一的LED灯组进行调节的方式,本发明的调节方式,调节的光通量值的范围更大,尤其能够实现粗调和精准调节两个过程,可以设定多个恒定的光通量值,以分别通过多级电路的调整实现。

具体而言,设定需求的光通量为C时,控制单元对各个LED灯组达到的光通量值阶梯控制,

所述第一光通量传感器测定第一LED灯组的光通量Φ,所述控制单元获取光通量Φ,若第三阈值C进行比较,若B<Φ<C,首先控制的单元控制第一电流调节电路,增大电流,提升第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第一阈值A;然后,控制所述第二电流调节电路,增大电流,提升第二LED灯组的光通量,第二LED灯组与第一LED灯组的光通量叠加后测定第一LED灯组附近的光通量Φ直至达到预设的第二阈值B;调节第三电流调节电路的电流值,使其增大,提升第三LED灯组的光通量,第三LED灯组、第二LED灯组与第一LED灯组的光通量叠加后测定第一LED灯组附近的光通量Φ直至达到预设的第三阈值C。若Φ>C,则控制单元调整第三电流调节电路,降低电流,使第一LED灯组的光通量Φ直至达到预设的第三阈值C。

具体而言,在调节第一电流调节电路、第二电流调节电路和第三电流调节电路时,为了能够使各个LED灯组之间协调发挥作用,以第一LED灯组作为主要的照明元件,所述控制单元控制各个LED灯组的光通量的差值,使其大于预设的差值范围,所述控制单元设定差值阈值为M,第一LED灯组的光通量Φ,第二LED灯组的光通量Φ2,第二LED灯组的光通量Φ3。控制单元按照下述计算第一LED灯组和第二LED灯组的初始差值:

式中,M21表示第一LED灯组和第二LED灯组的初始差值,Φ表示第一光通量传感器测定的第一LED灯组的实时检测值,Φ2表示第二光通量传感器测定的第二LED灯组的实时检测值,Φ3表示第三光通量传感器测定的第三LED灯组的实时检测值,T表示均方差运算,I表示积分运算。

其中I表示基于二次函数的任意积分运算,上述公式为获取积分的比值信息,下述两公式相同,如基于函数y=ax2,在x取值为(a,b)内,a<b为任意数值。

上述均值运算的基本算法为:通过获取在某个时间段内的所有采样点的位置值,对某个时间段内的各个取值进行积分运算和均方差运算,然后取比值,得出相比较的平均值。

控制单元按照下述计算第一LED灯组和第三LED灯组的初始差值:

式中,M31表示第一LED灯组和第三LED灯组的初始差值,Φ表示第一光通量传感器测定的第一LED灯组的实时检测值,Φ2表示第二光通量传感器测定的第二LED灯组的实时检测值,Φ3表示第三光通量传感器测定的第三LED灯组的实时检测值,T表示均方差运算,I表示积分运算。

控制单元按照下述计算第二LED灯组和第三LED灯组的初始差值:

式中,M23表示第二LED灯组和第三LED灯组的初始差值,Φ表示第一光通量传感器测定的第一LED灯组的实时检测值,Φ2表示第二光通量传感器测定的第二LED灯组的实时检测值,Φ3表示第三光通量传感器测定的第三LED灯组的实时检测值,T表示均方差运算,I表示积分运算。

所述控制单元设定差值阈值为M,经过上述公式计算所得的M21、M31、M23,分别与差值阈值M进行比较,若M21、M31、M23均大于M,则此时,各个LED灯组的光通量具有足够的差值,能够实现第一LED灯组的主要照明作用,第二、第三LED灯组的辅助作用。

若上述公式计算所得的M21、M31、M23,分别与差值阈值M进行比较,存在M21、M31、M23任一差值小于M,则控制单元按照所述第一LED灯组的光通量Φ以及预设的光通量阈值为A、B或C,调整第二LED灯组、第三LED灯组的工作状态,以及对相应的第一电流调节电路、第二电流调节电路和第三电流调节电路进行调整,重复上述关于光通量调整的过程,此不再赘述,直至满足计算所得的M21、M31、M23,分别与差值阈值M进行比较,M21、M31、M23均大于M值。

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本发明的专利范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均应包含于本发明技术方案的范围内。

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