本發(fā)明屬于照明裝置，具體涉及一種兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置及方法。
背景技術(shù)：
1、在現(xiàn)代社會(huì)，人們對(duì)居住和工作環(huán)境的要求日益提高，不僅追求健康舒適性，更渴望在日常生活中體驗(yàn)到自然風(fēng)景的氛圍，即兼顧主照明與氛圍照明的照明技術(shù)解決方案。
2、然而，現(xiàn)有的兼顧主照明與氛圍的照明產(chǎn)品，雖有機(jī)會(huì)做到較高的顯色指數(shù)，但往往存在光譜不連續(xù)、藍(lán)光能量高的問題，如圖1所示，難以滿足用戶對(duì)健康舒適性的追求。從光譜特性來看，現(xiàn)有的led光源的光譜集中在藍(lán)光波段(380-470nm)，紅光和綠光波段覆蓋不足，導(dǎo)致顯色性受限；短波藍(lán)光(峰值波長(zhǎng)<450nm)占比大，長(zhǎng)期使用易造成視覺疲勞；現(xiàn)有混色技術(shù)難以在寬色溫范圍(如1700k-13000k)內(nèi)保持高顯色指數(shù)(cri≥90)。
3、因此，有必要研究既能夠模擬自然光特性，又能實(shí)現(xiàn)全光譜照明的技術(shù)，滿足用戶對(duì)自然風(fēng)景氛圍需求的同時(shí)滿足用戶日常健康照明的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有l(wèi)ed照明技術(shù)中光譜不連續(xù)、藍(lán)光能量過高、色溫調(diào)節(jié)范圍窄等問題，本發(fā)明提供一種兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置及方法，實(shí)現(xiàn)自然光模擬與健康照明的結(jié)合，以解決上述存在的技術(shù)缺陷問題。
2、第一方面，本發(fā)明提出了一種兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置，包括電致發(fā)光部分和光致發(fā)光部分的led光源結(jié)構(gòu)，所述電致發(fā)光部分包括：藍(lán)色led單元，所述藍(lán)色led單元的光譜峰值波長(zhǎng)為380～470nm，半波寬為5～50nm，在480～500nm波段的光能量占比為30％～50％，且與cie標(biāo)準(zhǔn)光源d65在380～780nm范圍內(nèi)的光譜相似度≥85％；紅色led單元，所述紅色led單元的光譜覆蓋610～780nm波段，主波長(zhǎng)范圍為620～650nm，光譜構(gòu)型與cie標(biāo)準(zhǔn)落日紅光譜的光譜相似度≥85％；綠色led單元，所述綠色led單元光譜覆蓋510～550nm波段，主波長(zhǎng)范圍為520～540nm，光譜構(gòu)型與cie標(biāo)準(zhǔn)螢火綠光譜的光譜相似度≥85％；
3、所述光致發(fā)光部分包括：熒光粉轉(zhuǎn)換層，所述熒光粉轉(zhuǎn)換層覆蓋于所述藍(lán)色led單元表面，包括發(fā)射光譜主峰范圍為480～510nm的青色熒光粉、510～560nm的黃色熒光粉、560～610nm的橙紅色熒光粉、610～650nm的紅色熒光粉、650～780nm的深紅色熒光粉；
4、還包括：控制模塊，所述控制模塊配置為動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)所述藍(lán)色led單元、紅色led單元和綠色led單元的發(fā)光強(qiáng)度比例，生成色溫范圍為1700k～13000k的白光，且顯色指數(shù)cri≥90。
5、優(yōu)選的，所述藍(lán)色led單元的藍(lán)光芯片的材料為氮化鎵或銦鎵氮，襯底材料為單晶硅、碳化硅、藍(lán)寶石、氮化鎵、砷化鎵、氮化鋁或氧化鋅。
6、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述熒光粉轉(zhuǎn)換層為熒光粉；所述藍(lán)色led單元和所述紅色led單元的所述光致發(fā)光部分包括480～510nm之間的青色熒光粉、510～560nm之間的黃色熒光粉、560～610nm之間的橙紅色熒光粉、610～650nm之間的紅色熒光粉、650～780nm之間的深紅色熒光粉；所述綠色led單元的所述光致發(fā)光部分包括480～510nm之間的青色熒光粉、510～560nm之間的黃色熒光粉、560～610nm之間的橙紅色熒光粉、610～650nm之間的紅色熒光粉。
7、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述熒光粉為一種化合物或多種化合物的混合物，所述熒光粉包括鋁酸鹽、鎵酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、硅酸鹽、氮化物、氮氧化物或硫化物；所述熒光粉的發(fā)光中心包括稀土離子和過渡金屬離子。
8、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述熒光粉轉(zhuǎn)換層中各波段的所述熒光粉的質(zhì)量比例為：青色熒光粉10％～20％，黃色熒光粉30％～40％，橙紅色熒光粉20％～30％，紅色及深紅色熒光粉10％～20％。
9、優(yōu)選的，還包括：所述led光源結(jié)構(gòu)的色域覆蓋率為7.1％～13.5％，覆蓋包括srgb、adobe?rgb?98、ntsc、cie、uhdtv、apple、prophoto、dci-p3、pointer's、rec.709中的至少一種色域標(biāo)準(zhǔn)。
10、優(yōu)選的，還包括：當(dāng)生成的白光的顯色指數(shù)≥95時(shí)，色溫覆蓋范圍為1700k～9600k；當(dāng)生成的白光的顯色指數(shù)≥90且＜95時(shí)，色溫覆蓋范圍為1700k～13000k。
11、優(yōu)選的，所述光譜相似度cs的計(jì)算公式如下：
12、其中，δλ為波長(zhǎng)積分步長(zhǎng)；yr(λ)為參考光譜的輻射功率分布；yt(λ)為待測(cè)光源的光譜輻射功率分布。
13、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明方法，包括如第一方面所述的全光譜照明裝置，還包括以下步驟：
14、s1、提供藍(lán)色led單元、紅色led單元、綠色led單元及熒光粉轉(zhuǎn)換層；
15、s2、激發(fā)所述藍(lán)色led單元，通過所述熒光粉轉(zhuǎn)換層將藍(lán)光轉(zhuǎn)換為覆蓋480～780nm的連續(xù)光譜；
16、s3、同步調(diào)節(jié)所述紅色led單元與綠色led單元的發(fā)光強(qiáng)度，補(bǔ)充610～780nm紅光及510～560nm綠光；
17、s4、根據(jù)目標(biāo)色溫計(jì)算rgb發(fā)光比例，生成顯色指數(shù)cri≥90的白光。
18、優(yōu)選的，還包括：
19、檢測(cè)環(huán)境光的色溫及亮度；
20、基于檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)調(diào)整rgb比例，使輸出光譜與環(huán)境光匹配。
21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益成果在于：
22、本發(fā)明的技術(shù)方案能夠提供一種全新的照明體驗(yàn)，不僅在視覺上還原自然光的真實(shí)感，更在情感上滿足人們對(duì)自然環(huán)境的向往。通過精確控制rgb燈珠的光譜輸出，本技術(shù)方案能夠創(chuàng)造出連續(xù)的光譜，高顯色指數(shù)(cri)，從而在室內(nèi)環(huán)境中復(fù)現(xiàn)戶外自然光的效果，為用戶提供一種健康、舒適、自然的光環(huán)境。能夠極大增加在家居照明、裝飾性照明的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。
1.一種兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置，包括電致發(fā)光部分和光致發(fā)光部分的led光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電致發(fā)光部分包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置，其特征在于，所述藍(lán)色led單元的藍(lán)光芯片的材料為氮化鎵或銦鎵氮，襯底材料為單晶硅、碳化硅、藍(lán)寶石、氮化鎵、砷化鎵、氮化鋁或氧化鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置，其特征在于，所述熒光粉轉(zhuǎn)換層為熒光粉；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置，其特征在于，所述熒光粉為一種化合物或多種化合物的混合物，所述熒光粉包括鋁酸鹽、鎵酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、硅酸鹽、氮化物、氮氧化物或硫化物；所述熒光粉的發(fā)光中心包括稀土離子和過渡金屬離子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置，其特征在于，所述熒光粉轉(zhuǎn)換層中各波段的所述熒光粉的質(zhì)量比例為：青色熒光粉10％～20％，黃色熒光粉30％～40％，橙紅色熒光粉20％～30％，紅色及深紅色熒光粉10％～20％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置，其特征在于，還包括：所述led光源結(jié)構(gòu)的色域覆蓋率為7.1％～13.5％，覆蓋包括srgb、adobe?rgb?98、ntsc、cie、uhdtv、apple、prophoto、dci-p3、pointer's、rec.709中的至少一種色域標(biāo)準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置，其特征在于，還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明裝置，其特征在于，所述光譜相似度cs的計(jì)算公式如下：
9.一種兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明方法，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的全光譜照明裝置，還包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的兼顧主照明和氛圍照明的全光譜照明方法，其特征在于，還包括：