[发明专利]色温随时间模拟自然光变化的LED光源照明的方法和装置

说明书

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：

1）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1）中的时间段进行比较：

若当前时间对应步骤1）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1）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1）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：

1）设定目标色温为CCT_T，设LED光源合成光谱的色温为CCT_M，CCT_T和CCT_M应满足的边界条件为：