生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色led路燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于半導(dǎo)體照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一種生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈。該LED路燈包括LED光源模組、透鏡、驅(qū)動(dòng)器、控制系統(tǒng)。本發(fā)明可以通過控制LED光源模組中各色LED發(fā)光單元的輻射通量來改變照明光譜或調(diào)節(jié)色溫，從而在滿足道路照明需求的基礎(chǔ)上，在某些特定時(shí)段或季節(jié)避免干擾周邊鳥類、昆蟲或其他生物的生理節(jié)律，同時(shí)消除蟲鳥對(duì)于行人行車的干擾。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，功能實(shí)用，易于推廣，有利于促進(jìn)人與自然的和諧共處。
【專利說明】 生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種智能調(diào)光調(diào)色LED路燈。

【背景技術(shù)】
[0002]路燈對(duì)于夜晚的道路是不可或缺的設(shè)備，它的功能是為行車和行人提供照明以保證安全，同時(shí)為城市的夜景增添色彩。然而，由于鳥類和昆蟲大多具有趨光性，夜晚的燈光常常吸引一些飛鳥撞向路燈或車輛，或是吸引大量飛蟲聚集在路燈的周圍。這不僅影響了周邊生物的生理節(jié)律，還給人類的正常行路帶來了諸多的干擾。為了避免上述問題，確有必要提供一種限定光束角并可以根據(jù)鳥類和昆蟲的敏感光譜進(jìn)行智能調(diào)光調(diào)色的生態(tài)友好型LED路燈，以避免它們向道路聚集。
[0003]前人進(jìn)行過很多對(duì)于鳥類和昆蟲趨光性的研究，獲得了顯著的成果。已有的研究發(fā)現(xiàn)，鳥類的視覺響應(yīng)曲線與人類不同，其視覺對(duì)于色光的敏感度在可見光范圍內(nèi)有三個(gè)波峰，分別為482 nm, 568 nm，627 nm，并且對(duì)于380-450 nm和590-780 nm的可見光敏感度較弱，僅為峰值的60%以下。不同種類的昆蟲具有不同的趨光性，其趨光波長(zhǎng)不同，但大多數(shù)昆蟲的趨光波長(zhǎng)處于紫外波段或短波可見光波段，對(duì)于580-780 nm的可見光敏感度較弱，如:二化螟的趨光波長(zhǎng)為350-410 nm，夜蛾的趨光波長(zhǎng)為330-400 nm，潛斑蠅的趨光波長(zhǎng)為 460-465 nm 及 555-570 nm。
[0004]根據(jù)以上研究，可定制對(duì)于鳥類或昆蟲吸引力較弱的路燈光譜，在保證正常道路照明的同時(shí)減少燈光對(duì)于周邊生態(tài)環(huán)境的影響及蟲鳥對(duì)于行人行車的影響，促進(jìn)人與自然的和諧共處。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種可以減少鳥類或昆蟲與人類互相影響的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈。
[0006]本發(fā)明提供的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，包括:可調(diào)節(jié)光譜和色溫的LED光源模組、透鏡、驅(qū)動(dòng)器、控制系統(tǒng)，在滿足正常道路照明需求的同時(shí)，可以通過控制發(fā)光單元的輻射通量來改變光源的光譜或色溫，從而在某些特定時(shí)段或季節(jié)減少人類日常出行與周邊鳥類、昆蟲或其他生物的生理節(jié)律之間的互相影響。
[0007]所述LED光源模組包含一個(gè)或若干個(gè)發(fā)光單元，可以根據(jù)不同季節(jié)或不同時(shí)段調(diào)節(jié)照明光譜和色溫；在車流量較大的時(shí)間段使用LED白光照明，色溫范圍為2700-6500K ；在車流量較小的時(shí)間段使用對(duì)于鳥類吸引力較小的照明光譜進(jìn)行照明，色溫范圍為1800-6500K ;在車流量較小的時(shí)間段或昆蟲較多的季節(jié)使用對(duì)于昆蟲吸引力較小的照明光譜，色溫范圍為1800-3500K。
[0008]本發(fā)明中，所述LED光源模組采用N組(N > 2)不同光色的LED封裝器件，改變其中K組(I < K < N) LED封裝器件的輻射通量來進(jìn)行調(diào)光調(diào)色。
[0009]本發(fā)明中，所述LED光源模組采用N組(N > I)相同或不同光色的LED封裝器件和M種(Μ > I)顏色的熒光粉，改變其中K組(I < K < N)LED封裝器件的輻射通量來進(jìn)行調(diào)光調(diào)色。
[0010]本發(fā)明中，所述照明光譜中能量較集中的區(qū)域避開了相關(guān)鳥類或昆蟲的敏感光譜波段，使得路燈照明對(duì)于鳥類或昆蟲的吸引力最小。
[0011]本發(fā)明中，所述照明光譜在鳥類的敏感光譜波段較弱的同時(shí)，光譜能量有50%以上集中于380-450 nm和590-780 nm波長(zhǎng)范圍。
[0012]本發(fā)明中，所述照明光譜在昆蟲的敏感光譜波段較弱的同時(shí)，光譜能量有50%以上集中于580-780 nm。
[0013]本發(fā)明中，所述透鏡運(yùn)用光學(xué)設(shè)計(jì)精確控制光束角，盡可能減少道路照明的溢出光，使得路燈對(duì)于在道路附近生存的鳥類或者昆蟲的直接眩光較小，減少對(duì)鳥類或者昆蟲的吸引力。
[0014]本發(fā)明中，所述路燈可以根據(jù)不同時(shí)段提供不同的照度；在車流量較大的時(shí)間提供標(biāo)準(zhǔn)照度；在車流量較小的時(shí)間段降低照度但仍滿足《CJJ 45-2006城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的照度要求，在保證照明安全的前提下減小對(duì)于鳥類或昆蟲等生物的吸引力。
[0015]本發(fā)明中，所述控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)了若干套適用于不同時(shí)段或不同季節(jié)的各個(gè)LED發(fā)光單元的驅(qū)動(dòng)功率。
[0016]本發(fā)明中，所述驅(qū)動(dòng)器帶有數(shù)字調(diào)光模塊，可根據(jù)控制信號(hào)改變LED光源模組的光譜設(shè)定。
[0017]本發(fā)明相比于傳統(tǒng)路燈具有以下優(yōu)勢(shì):
本發(fā)明使用多色LED封裝器件或LED封裝器件與熒光粉混合發(fā)光，相比于傳統(tǒng)的LED路燈或者高壓鈉燈，具有光譜靈活可調(diào)的特點(diǎn)。
[0018]本發(fā)明可以根據(jù)不同時(shí)段或者季節(jié)的具體需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)照明光譜及照度大小。
[0019]本發(fā)明的照明效果在盡可能滿足人類行車行路需求的同時(shí)，最大程度上避免了鳥類和昆蟲等生物的活動(dòng)對(duì)于道路的干擾，并且減小了道路燈光對(duì)于鳥類和昆蟲生理節(jié)律的影響，一定程度上保護(hù)了生態(tài)平衡，促進(jìn)了人與自然的和諧共處。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1本發(fā)明所述的一種生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈的原理圖。
[0021]圖2避鳥路燈正常照明光譜與生態(tài)友好型照明光譜對(duì)比圖。
[0022]圖3避蟲路燈正常照明光譜與生態(tài)友好型照明光譜對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]以下所描述的實(shí)施例僅為本發(fā)明的部分實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例而未作出創(chuàng)造性成果的其他所有實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]實(shí)施例1:
實(shí)施例1是一種可以減小燈光對(duì)鳥類吸引的LED路燈，包含了 LED光源模組、透鏡、驅(qū)動(dòng)器、控制系統(tǒng)，如圖1所示。路燈的光源使用4組不同光色的LED封裝器件，包括一組紅光LED封裝器件(峰值波長(zhǎng)為635 nm)、一組黃光LED封裝器件(峰值波長(zhǎng)為600 nm)、一組綠光LED封裝器件(峰值波長(zhǎng)為540 nm)和一組藍(lán)光LED封裝器件(峰值波長(zhǎng)為450 nm)。改變光譜時(shí)，只需調(diào)節(jié)各個(gè)封裝器件發(fā)出的光的輻射通量及其比例，特別是減小綠光的輻射通量及其占光譜總輻射通量的比例，即可調(diào)節(jié)照明光譜使之滿足生態(tài)照明的需求。
[0025]正常白光照明下:
紅色、黃色、綠色、藍(lán)色LED封裝器件的輻射通量比例為FK:FY:Fe:FB =0.96: L 04: L 82:1，色溫為4506 K，顯色指數(shù)為76，輻射光效為366 lm/W。
[0026]生態(tài)友好型照明下:
紅光輻射通量降至80%，黃光輻射通量減少為原來的80%，綠光輻射通量減少為原來的60%，藍(lán)光輻射通量減少為原來的80%。生態(tài)友好型照明下的光通量減少為正常白光照明下的 67%。
[0027]紅色、黃色、綠色、藍(lán)色LED封裝器件的輻射通量比例為FK:FY:Fe:FB =0.98:1.05:1.36:1，色溫為3938 K，顯色指數(shù)為80，輻射光效為339 lm/W。
[0028]相比于正常白光照明光譜，此生態(tài)友好型照明光譜中總體光通量降低，且對(duì)鳥類敏感的540 nm綠光輻射明顯減少，其他輻射適量減少，總體對(duì)于鳥類的吸引力大大減弱。
[0029]避鳥路燈正常照明光譜與生態(tài)友好型照明光譜的對(duì)比如圖2所示。
[0030]實(shí)施例2:
實(shí)施例2是一種可以減小燈光對(duì)昆蟲吸引的LED路燈，包含了 LED光源模組、透鏡、驅(qū)動(dòng)器、控制系統(tǒng)，如圖1所示。路燈的光源使用一組紅色LED封裝器件(峰值波長(zhǎng)為612 nm)、一組藍(lán)色LED封裝器件(峰值波長(zhǎng)為450 nm)和黃色熒光粉(峰值波長(zhǎng)為590 nm)構(gòu)成，其中黃色熒光粉由上述藍(lán)色LED封裝器件發(fā)出的藍(lán)光激發(fā)。需要改變光譜時(shí)，只需適當(dāng)減少藍(lán)光的輻射通量，也就是減少未被熒光粉吸收的藍(lán)光能量，此時(shí)不明顯減少黃光的輻射通量，即可調(diào)節(jié)照明光譜使之滿足生態(tài)照明的需求。
[0031]正常白光照明下:
紅色LED封裝器件、黃色熒光粉、藍(lán)色LED封裝器件的輻射通量比例為Fk:Fy:Fb =0.14:7.22:1，色溫為3237 K，顯色指數(shù)為76，輻射光效為340 lm/W。
[0032]生態(tài)友好型照明下:
紅光輻射通量增加為原來的600%，黃光輻射通量減少為原來的40%，藍(lán)光輻射通量減少為原來的10%。生態(tài)友好型照明下的光通量減少為正常白光照明下的49%。
[0033]紅色、黃色、藍(lán)色LED封裝器件的輻射通量比例為Fk:Fy:Fb = 8.33:28.89:1，色溫為2254 K，顯色指數(shù)為78，輻射光效為363 lm/W。
[0034]相比于正常白光照明光譜，此生態(tài)友好型照明光譜中總體光通降低，且對(duì)昆蟲敏感的450 nm藍(lán)光輻射大量減少，590 nm黃光輻射明顯減少，對(duì)昆蟲不敏感的612 nm紅光輻射大量增加，總體對(duì)于昆蟲的吸引力大大減弱。
[0035]避蟲路燈正常照明光譜與生態(tài)友好型照明光譜的對(duì)比如圖3所示。
【權(quán)利要求】
1.一種生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于包括可調(diào)節(jié)光譜和色溫的LED光源模組、透鏡、驅(qū)動(dòng)器、控制系統(tǒng)，在滿足正常道路照明需求的同時(shí)，通過控制發(fā)光單元的輻射通量來改變光源的光譜或色溫，從而在某些特定時(shí)段或季節(jié)減少人類日常出行與周邊鳥類、昆蟲或其他生物的生理節(jié)律之間的互相影響；其中: 所述光源模組包含一個(gè)或若干個(gè)發(fā)光單元，可以根據(jù)不同季節(jié)或不同時(shí)段調(diào)節(jié)照明光譜和色溫:在車流量較大的時(shí)間段使用LED白光照明，色溫范圍為2700-6500 K ;在車流量較小的時(shí)間段使用對(duì)于鳥類吸引力較小的照明光譜進(jìn)行照明，色溫范圍為1800-6500 K ;在車流量較小的時(shí)間段或昆蟲較多的季節(jié)使用對(duì)于昆蟲吸引力較小的照明光譜，色溫范圍為1800-3500 K。
2.如權(quán)利要求1所述的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于:所述LED光源模組采用N組不同光色的LED封裝器件，通過改變其中K組LED封裝器件的輻射通量來進(jìn)行調(diào)光調(diào)色，2,1 ^ N0
3.如權(quán)利要求1所述的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于:所述LED光源采用N組相同或不同光色的LED封裝器件和M種顏色的熒光粉，改變其中K組LED封裝器件的輻射通量來進(jìn)行調(diào)光調(diào)色；N彡1，M彡1，I < K < N。
4.如權(quán)利要求2或3所述的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于:所述照明光譜中能量較集中的區(qū)域避開相關(guān)鳥類或昆蟲的敏感光譜波段，使得路燈照明對(duì)于鳥類或昆蟲的吸引力最小。
5.如權(quán)利要求4所述的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于:所述照明光譜在鳥類的敏感光譜波段較弱的同時(shí)，光譜能量有50%以上集中于380-450 nm和590-780nm波長(zhǎng)范圍。
6.如權(quán)利要求4所述的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于:所述照明光譜在昆蟲的敏感光譜波段較弱的同時(shí)，光譜能量有50%以上集中于580-780 nm。
7.如權(quán)利要求1所述的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于:所述透鏡運(yùn)用光學(xué)設(shè)計(jì)精確控制光束角，盡可能減少道路照明的溢出光，使得路燈對(duì)于在道路附近生存的鳥類或者昆蟲的直接眩光較小，減少對(duì)鳥類或者昆蟲的吸引力。
8.如權(quán)利要求1所述的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于:所述路燈根據(jù)不同時(shí)段提供不同的照度:在車流量較大的時(shí)間段提供標(biāo)準(zhǔn)照度；在車流量較小的時(shí)間段降低照度但仍滿足《CJJ 45-2006城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的照度要求，在保證照明安全的前提下減小對(duì)于鳥類或昆蟲等生物的吸引力。
9.如權(quán)利要求1所述的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于:所述控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)了若干套適用于不同時(shí)段或不同季節(jié)的各個(gè)LED發(fā)光單元的驅(qū)動(dòng)功率設(shè)定。
10.如權(quán)利要求1所述的生態(tài)友好型智能調(diào)光調(diào)色LED路燈，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)器帶有數(shù)字調(diào)光模塊，可根據(jù)控制信號(hào)改變LED光源模組的光譜設(shè)定。
【文檔編號(hào)】F21V19/00GK104329611SQ201410548153
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】韓秋漪, 金宇章, 張善端, 陳志學(xué) 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué), 無錫中科新能源股份有限公司