CN104633499B - 一种高显色指数的led光源模组及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED光源模组及LED灯具，LED光源模组包括提供暖白光的第一LED光源，提供蓝光的第二LED光源，提供青光的第三LED光源和提供红光的第四LED光源；第一LED光源包括峰值波长为442～450nm的第一蓝光LED芯片，其上涂覆有峰值波长为525～540nm的绿光荧光粉和580～600nm的橙光荧光粉，提供的暖白光中蓝光、绿光、橙光所占的光功率比例分别为0.02～0.04，0.35～0.39，0.59～0.61；第二LED光源包括峰值波长为442～450nm的第二蓝光LED芯片；第三LED光源包括峰值波长为490～500nm的青光LED芯片；第四LED光源包括峰值波长为627～635nm的红光LED芯片。本发明的LED光源模组及LED灯具，配光方案易于实现，且配光效果较好。

Description

一种高显色指数的LED光源模组及LED灯具

【技术领域】

本发明涉及LED照明技术，特别是涉及一种高显色指数的LED光源模组及LED灯具。

【背景技术】

作为新一代的照明光源，用LED芯片产生白光的照明方案，因高效节能、绿色环保和寿命长等特点，广泛运用于照明领域。随着生活水平的提高，人们对照明质量的要求越来越高。不仅要求色温可调节，而且要有高的显色指数，特别是在一些特殊的应用场合，如博物馆、医院、美术室等，对显色指数要求较高，均在90以上，有些对特殊显色指数R9的要求也在90以上或更高。

通过LED芯片产生白光的方法主要有以下三种：(1)蓝光LED芯片+YAG黄光荧光粉。利用GaN基蓝光LED芯片激发YAG荧光粉发出黄光，与剩余的蓝光混合产生白光。通过调控蓝光和黄光的强度比例，可以产生不同色温的白光。这种实现白光的方案，产品以及制作工艺相对简单，技术趋于成熟，已经实现了商品化，是目前制造白光LED的主流技术。然而，这种方案产生的白光只能是固定的色温，且一般显色指数Ra通常只有60～80，特殊显色指数R9也很低，R9偏低会使物体的颜色变得暗淡。(2)近紫外LED芯片+RGB荧光粉。利用近紫外LED芯片发出的紫外线激发RGB荧光粉合成白光。通过调整荧光粉的配比改变光色，得到所要求的白光，并且可以获得较好的色温和显色指数，但可适用的近紫外LED芯片尚未形成成熟的应用。(3)R、G、B三基色合成白光。将R、G、B三基色LED芯片封装在单个器件内，通过分别调节三种颜色芯片的驱动电流以改变三种色光的配比，可以获得各种颜色的光，亦可以得到宽谱带的白光。但是这种方法下，较难确定LED芯片的配光方案，特别是难以确定得到具有良好配光效果的配光方案。所谓良好的配光效果，指可在宽的范围内(2700～6500K)内实现色温可调，且能够在该范围内保持高的显色指数(高显色指数是指一般显色指数Ra在90以上)。

另外，LED芯片混光得到白光时，也存在与大多数照明光源一样的缺陷，就是光衰问题。光衰最直接的表现就是影响LED的光通量，光衰对色温和显色指数也会有一定的影响，这将使LED难以应用于医疗、摄影等对光源有高要求的场合。所以，如何有效的减小光衰，也是成为LED目前面临的一大难题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种LED光源模组及LED灯具，可实现色温在2700K-6500K范围内可调，且在该色温范围内显色指数Ra、R9在95以上，全部显色指数R1～R15均在90以上，色品差△C小于0.0054。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种高显色指数的LED光源模组，所述LED光源模组包括提供暖白光的第一LED光源，提供蓝光的第二LED光源，提供青光的第三LED光源和提供红光的第四LED光源；所述第一LED光源包括峰值波长为442～450nm的第一蓝光LED芯片，其上涂覆有峰值波长为525～540nm的绿光荧光粉和580～600nm的橙光荧光粉，提供的所述暖白光中蓝光所占的光功率比例为0.02～0.04，绿光所占的光功率比例为0.35～0.39，橙光所占的光功率比例为0.59～0.61；所述第二LED光源包括峰值波长为442～450nm的第二蓝光LED芯片；所述第三LED光源包括峰值波长为490～500nm的青光LED芯片；所述第四LED光源包括峰值波长为627～635nm的红光LED芯片。

一种高显色指数的LED灯具，包括散热器、反光罩、扩散板和其上设置有LED光源模块的基板，所述LED光源模块包括至少一组LED光源模组，所述LED光源模组为如上所述的LED光源模组，所述LED灯具还包括四个驱动电路和控制电路；所述控制电路中存储有各个LED光源的光通量配比与混合后白光的色度参数之间的对应关系表，其中在各个光源的光通量配比下，各色度参数满足如下条件：色温在2700K～6500K范围内可调，各色温下光源的一般显色指数Ra≥95，特殊显色指数R9≥95，全部显色指数R1～R15均≥90，色品差△C＜0.0054；所述控制电路根据用户需要得到的混合后的色温选择相应的各个LED光源的光通量配比，根据各个LED光源的光通量配比确定各个LED光源的驱动电流，并将计算的驱动电流分别输出至相应的驱动电路；所述四个驱动电路分别将接收的驱动电流输出至相应的LED光源，驱动相应的LED光源发光。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的LED光源模组及LED灯具，LED光源模组为特别设置的第一蓝光LED芯片，第二蓝光LED芯片、青光LED芯片和红光LED芯片，通过各LED芯片波长以及相应荧光粉波长的配合，从而产生特定光谱功率分布的混合光。后续用于LED灯具中时，配合灯具中控制电路，控制电路中预先存储好满足条件的各个光源的光通量配比与色度参数之间的对应关系表，根据需要得到的色温选择各个光源的光通量配比，由此确定驱动电流输出给各个光源驱动发光，得到需要的色温，同时得到的光源的显色指数Ra、R9均≥95，且全部显色指数R1～R15均≥90，色品差△C＜0.0054。本发明中LED灯具，在实现色温在2700K～6500K范围内可调的前提下，显示指数Ra、R9均≥95，且全部显色指数R1～R15均≥90，色品差△C＜0.0054，色度参数较好，与自然光接近，可模拟自然光满足高要求的应用。同时，采用的混光方案中，仅一个LED芯片与荧光粉产生激发光，其余三个LED芯片直接出射光，无需荧光粉产生激发光，从而方案易于实现控制，且便于后续实现反馈调节。

【附图说明】

图1是本发明具体实施方式中的LED灯具的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式中的LED灯具的电路示意图；

图3是本发明具体实施方式中的LED灯具中LED光源模块的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式中的LED灯具中选取的一种组合下各芯片和荧光粉的相对光谱功率分布图；

图5是本发明具体实施方式中的LED灯具在一种组合下以及一组光功率配比比例下产生的四种颜色的光的相对光谱功率分布图；

图6是本发明具体实施方式中的LED灯具在一种组合下以及一组蓝光比例下四种颜色的光的色域范围示意图；

图7是本发明具体实施方式中计算满足条件的光通量配比的方法流程图；

图8是本发明具体实施方式中的LED灯具在一种组合下以及一组光功率配比比例下混光后得到的白光的相对光谱功率分布图；

图9是本发明具体实施方式中的LED灯具优选设置后的工作流程示意图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。

本发明在构建LED和荧光粉发光光谱模型的基础上，对LED混光方案进行深入研究，得到一组LED光源组合方案下，能实现以往不能实现的R1～R15均大于等于90的显色特性。以往的某些LED光源组合方案，例如公开日为2014年1月1日，公开号为CN103486466A的LED灯具中，无论如何控制调节各混光LED光源的光通量配比，都无法得到高的R1～R15指数，从而无法在某一光通量配比下实现Ra和R9≥95时全部显色指数R1～R15也均≥90，色品差△C＜0.0054。这是由其LED混光方案下参与混光的LED光源的光谱功率分布的固有属性决定的，当混光为上述公开方案中的光谱功率分布时，由于其光谱功率分布已经确定，则无论再如何调节参与混光的各光的光功率配比，也无法实现全部显色指数R1～R15也均≥90。而本发明中的LED光源组合方案下，调整了LED混光光源以及各光分量的光功率比例，从而得到一种新的参与混光的四种光的光谱功率分布，进一步结合控制调节，最终不仅能实现Ra和R9≥95，而且还能实现全部显色指数R1～R15均≥90，色品差△C＜0.0054。由于全部显色指数R1～R15均≥90，显色特性接近于自然光，可满足高要求的应用。

如图1和2所示，为本具体实施方式中的LED灯具的结构示意图和电路示意图。LED灯具包括散热器1、反光罩2、扩散板3和其上设置有LED光源模块4的基板5。其中，LED光源模块4包括至少一组LED光源模组(图中示出了多组)，LED灯具还包括四个驱动电路701、702、703、704和控制电路6。

LED光源模块4包括多组LED光源模组，各组LED光源模组均包括四个LED光源，分别为提供暖白光的第一LED光源401，提供蓝光的第二LED光源402，提供青光的第三LED光源403和提供红光的第四LED光源404。

其中，第一LED光源401包括峰值波长为442～450nm的第一蓝光LED芯片，其上涂覆有峰值波长为525～540nm的绿光荧光粉和580～600nm的橙光荧光粉，从而第一蓝光LED芯片激发所述绿光荧光粉和橙光荧光粉的混合荧光粉产生暖白光。通过调节混合荧光粉中各荧光粉的混合比例及涂覆量，使产生的暖白光中蓝光所占的光功率比例为0.02～0.04，绿光所占的光功率比例为0.35～0.39，橙光所占的光功率比例为0.59～0.61。本具体实施方式中，使用峰值波长为445nm的蓝光LED芯片激发538nm的绿光荧光粉和585nm的橙光荧光粉组成的混合荧光粉产生暖白光，暖白光中蓝光所占的光功率比例为0.027，绿光所占的光功率比例为0.367，橙光所占的光功率比例为0.606。

第二LED光源402包括峰值波长为442～450nm的第二蓝光LED芯片，提供蓝光。本具体实施方式中，使用峰值波长为445nm的蓝光LED芯片。

第三LED光源403包括峰值波长为490～500nm的青光LED芯片，提供青光。本具体实施方式中，使用峰值波长为495nm的青光LED芯片。

第四LED光源404包括峰值波长为627～635nm的红光LED芯片，提供红光。本具体实施方式中，使用峰值波长为630nm的红光LED。

各LED光源排列形成LED光源模组时，可按任意便捷的方式排列，例如正方形、矩形、圆形。优选地，按照如图3所示的圆形优选方式，LED光源模块中多个LED光源按照圆形排列，且提供不同颜色的光的LED光源间隔设置。图9中所示为5组LED光源模组组成LED光源模块的情形，各组LED光源模块中沿圆形的弧形排列的依次是暖白光LED光源401，蓝光LED光源402、青光LED光源403、红光LED光源404。弧形排列的顺序不受图中限制，也可为其它顺序排列，例如蓝光LED光源402、蓝绿光LED光源401、青光LED光源403、红光LED光源404、蓝光LED光源402，只要整个圆形上不同颜色的光的LED光源间隔设置即可。按照上述圆形方式排列，可使各光源出射的光线更好地汇聚，从而实现更好的混光效果。

如图4所示，即为本具体实施方式中选取的第一LED光源(由峰值波长为445nm的蓝光LED芯片激发538nm绿光荧光粉和585nm橙光荧光粉组成的混合荧光粉)，第二LED光源(445nm的蓝光LED芯片)，第三LED光源(495nm的青光LED芯片)，第四LED光源(630nm红光LED芯片)中各芯片、荧光粉的相对光谱功率分布图。图4中，B_445表示蓝光LED芯片，B_495表示青光LED芯片，G表示绿光荧光粉，R表示红光LED芯片，O表示橙光荧光粉。在上述组合下，调节荧光粉胶粉比例、混合比例及涂覆量，使暖白光中蓝光所占的光功率比例为0.027，绿光所占的光功率比例为0.367，橙光所占的光功率比例为0.606，从而四个LED光源分别产生的暖白光、蓝光、青光和红光的相对光谱功率分布如图5所示。

图5中，B_G_O表示暖白光，B_445表示蓝光，B_495表示青光，R_630表示红光。在上述组合和比例下，产生的暖白光、蓝光、青光与红光的色坐标分别为：(0.41，0.49)、(0.16，0.02)、(0.08，0.36)、(0.70，0.30)，其色域范围示意图如图6所示。从图6可知，该四种颜色的光的色坐标构成的四边形范围，覆盖了能源之星色域范围，表明该色坐标下的四种光混合得到的光可实现色温在2700K～6500K的范围内可调。

需说明的是，当选取范围内其它值的组合时，图5中波形的峰值会有移动。当暖白光中蓝光、绿光、橙光所占的光功率比例设置为范围内其它取值时，相应波长下的相对功率值会有所变动，波形的压缩张开情形会有所不同。但无论波形峰值移动，或者波形收缩变化，总体上在442～450nm的蓝光LED芯片、525～540nm的绿光荧光粉和580～600nm的橙光荧光粉组成的混合荧光粉、490～500nm的青光LED芯片、627～635nm的红光LED芯片的组合下，暖白光中相应光的光功率比例在前述范围中时，混合后光的相对光谱功率分布图与图5相似，得到的四种颜色的光的色坐标构成的四边形同样可覆盖能源之星色域范围，四种光混合得到的光即同样可实现色温在2700K～6500K的范围内可调。

LED灯具中电路组件工作时：控制电路6中存储有各个光源的光通量配比与混合后光源的色度参数之间的对应关系表，其中在各个光源的光通量配比下，各色度参数满足如下条件：色温在2700K～6500K范围内可调，各色温下光源的一般显色指数Ra≥95，特殊显色指数R9≥95，全部显色指数R1～R15均≥90，色品差△C＜0.0054；控制电路根据用户需要得到的混合后的色温选择相应的各个光源的光通量配比，根据各个光源的光通量配比确定各个光源的驱动电流，并将计算的驱动电流分别输出至相应的驱动电路701、702、703和704。

四个驱动电路701、702、703和704分别将接收的驱动电流输出至相应的LED光源401、402、403和404，驱动相应的LED光源发光。四路驱动电路701、702、703和704采用脉冲宽度调节PWM的调节模式分别驱动四种LED光源。PWM调节模式调节控制的是各LED光源的输入电流的脉宽，使得LED光源始终工作在满幅度电流与零，减小色谱的偏移。可利用单片机采用16位定时器产生PWM信号，分成65536个灰度级。这样可提高控制精度，且使得灯光的变化过程柔和。

控制电路6通过驱动电路调节驱动电流，从而控制各光源的光通量输出，使LED灯具输出相应光通量配比下混合得到的混合白光，从而输出想要的色温下的混合白光，并且该色温下的除一般显色指数Ra、特殊显色指数R9均在95以上，而且全部显色指数R1～R15均在90以上。

如下详细说明，如何得到光通量配比与混合后光源的色度参数之间的对应关系表。

首先，光源的色温、显色指数及色品差等色度参数是由参与混光的四种颜色光的相对光谱功率分布及光功率配比决定的。混光后光的相对光谱功率分布S(λ)的计算如公式(1)所示：

S(λ)＝K₁*S₁(λ)+K₂*S₂(λ)+K₃*S₃(λ)+K₄*S₄(λ) (1)

其中，S₁(λ)、S₂(λ)、S₃(λ)、S₄(λ)分别为参与混光的暖白光、蓝光、青光、红光的相对光谱功率分布，K₁、K₂、K₃、K₄为参与混光的暖白光、蓝光、青光、红光所对应的光功率配比。所以，要想确定混光后的光的色温和显色指数，需知道参与混光的LED的相对光谱功率分布及它们之间的光功率配比。如前所述，当使用的LED芯片和荧光粉的峰值波长，荧光粉的量确定时，参与混光的四种光的光谱功率分布即是确定的(如图5所示)。因此，设置不同的光功率配比组合，会得到不同的S(λ)，而S(λ)会最终影响色度参数的取值(由S(λ)计算色温，一般显色指数Ra，特殊显色指数R9、色品差和辐射效率等色度参数的公式是已知的)。综上所述，不同的光功率配比组合混合后光源有不同的色温、显色指数和色品差。

如图7所示，为计算满足条件的光通量配比的方法流程图。如图7所示，包括如下步骤：1)接收暖白光、蓝光、青光和红光的相对光谱功率分布数据。2)对暖白光光功率配比K1、蓝光光功率配比K2、青光光功率配比K3和红光光功率配比K4进行赋值。3)计算混合后光的色度参数。具体地，即按照上述公式(1)计算混合光的相对光谱功率分布，然后根据混合后光的相对光谱功率分布计算混合后光源的色度参数，这些色度参数包括色温，一般显色指数Ra，全部显色指数R1～R15、色品差和辐射效率。根据混合后光的相对光谱功率分布S(λ)计算上述色度参数有已知的计算公式，在此不详细说明。4)判断是否满足如下条件：混合后光的色温在设定范围内(即可在设定值某一范围内波动，例如色温设定值为2700K，则色温在2695～2705K的范围内均可视为色温为2700K)，一般显色指数Ra≥95，特殊显色指数R9≥95，全部显色指数R1～R15均≥90，色品差△C＜0.0054，如果是，则进入步骤5)输出暖白光光功率配比K1、蓝光功率配比K2、青光光功率配比K3和红光光功率配比K4当前的取值，以及对应的当前的色度参数值；如果否，则返回步骤2)重新赋值，重新计算，直至得到满足条件的暖白光光功率配比K1、蓝光功率配比K2、青光光功率配比K3和红光光功率配比K4。

得到满足条件的光功率配比K1、K2、K3和K4后，由于光功率配比与光通量配比之间有对应的关系，因此可根据光功率配比计算得到光通量配比。计算公式为：

${\mathrm{\η}}_n=\frac{K_n*{\mathrm{LER}}_n}{\underset{n=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{K}_n*{\mathrm{LER}}_n}n=\left(\mathrm{1,2,3,4}\right)$

$\mathrm{LER}=\frac{a_m{\∫}_{\mathrm{\λ}}S\left(\mathrm{\λ}\right)*V\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{{\∫}_{\mathrm{\λ}}S\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}---\left(3\right)$

式中，η_n，K_n，LER_n分别对应的是各个光源(n＝1时对应暖白光、n＝2时对应蓝光、n＝3时对应青光、n＝4时对应红光)的光通量配比，光功率配比和辐射效率，a_m的值为683lm/W，V(λ)为视见函数，S(λ)为相应的光源的相对功率光谱分布数据。

由上述计算方法，即可得到各个光源的光通量配比与混合后光源的色温，一般显色指数Ra，特殊显色指数R9，全部显色指数R1～R15，色品差△C之间的对应关系，且色温在2700K～6500K的范围内可调，各色温下混合后光源的一般显色指数Ra≥95，特殊显色指数R9≥95，全部显色指数R1～R15均≥90，色品差△C＜0.0054。

仍然以选取的第一LED光源(由峰值波长为445nm的蓝光LED芯片激发538nm绿光荧光粉和585nm橙光荧光粉组成的混合荧光粉)，第二LED光源(445nm的蓝光LED芯片)，第三LED光源(495nm的青光LED芯片)，第四LED光源(630nm红光LED芯片)，且第一LED光源发出的暖白光中蓝光所占的光功率比例为0.027，绿光所占的光功率比例为0.367，橙光所占的光功率比例为0.606的情形为例说明，得到的混合后的白光的光通量配比与各个色度参数的对应关系如表1和表2所示，得到混合后白光的相对功率光谱分布如图8所示。

表1 混合后白光的Ra、△C和LER参数

表2 混合后白光的R1～R15参数

从表1和表2的数据可知，通过控制暖白光、蓝光、青光、红光四种LED的光通量配比，即可得到配比下对应的色温的混合光，色温可以实现从2700K到6500K的范围可调，同时，除显色指数Ra和R9均在95以上之外，全部显色指数R1～R15也均在90以上，接近自然光。色品差△C均小于0.0054，色品差性能很好。辐射光效(LER)在290lm/W以上，最高辐射光效(LER)为347lm/W。

从图8中的混合后的白光的相对光谱功率分布图可知，该LED灯具可实现在2700K～6500K色温范围内的可调。

本具体实施方式中LED灯具，采用四种LED光源，分别是采用蓝光LED芯片激发绿光荧光粉和橙光荧光粉组成的混合荧光粉产生暖白光、蓝光LED芯片产生蓝光、青光LED芯片产生青光、以及红光LED芯片产生红光。通过一定范围的峰值波长组合以及各光分量的光功率比例的配合，从而得到特定光谱功率分布的四种光进行混光。混光时也仅涉及三种波段的LED芯片以及两种波段的荧光粉，混光方案简单易行。工作时，通过控制电路和驱动电路调节不同的LED光源的电流，从而调节不同LED光源的光通量输出，调节它们之间的光通量的配比，得到各个光通量配比下对应的色温下的混合白光，且白光的色度参数较好，除Ra和R9在95以上之外，R1～R15也均在90以上，接近自然光，显色指数好，同时色品差、辐射效率也较好，同时也能满足色温可调，本具体实施方式的LED灯具可满足高要求的应用。

优选地，LED灯具中反光罩2为磨砂反光罩，基板5上镀有反射膜，扩散板3为PC扩散板、PMMA扩散板或磨砂玻璃中的一种，从而通过灯具组件上的设置改善LED灯具的光斑效果，光利用率以及出射光的均匀度。

进一步优选地，设置采集和反馈控制，从而改善LED灯具使用一段时间后光衰引发的色温不稳定问题。由于长时间的使用，LED灯珠会发生光衰，从而导致LED光源模块出射的混合后的白光的色温发生改变。出射的白光的色温和白光中R、G、B三种颜色的光刺激值有关，而三种颜色的光刺激值可近似视为分别与四个光源中的第四LED光源(红光LED光源)、第三LED光源(青光LED光源)、第二LED光源(蓝光LED光源)对应。当发生光衰时，通过调节红、青、蓝光三种LED光源的光通量大小，也即调节红、青、蓝光三种LED光源的驱动电流大小，进而使混合后白光的RGB三通道的光刺激值发生变化，从而能改变光源的色温值，抵抗光衰引起的色温波动。

具体地，LED灯具还包括颜色传感器(例如TCS3414颜色传感器)，颜色传感器设置在灯具内，例如反光罩上，用于采集所述LED光源模块的出射的混合白光中的红光刺激值，绿光刺激值和蓝光刺激值。采集后，将采集的值输出至控制电路6中。

控制电路6中存储有混合后白光在各色温下对应的红光、绿光和蓝光的标准刺激值。如表1所示，各色温下对应有四个LED光源下的光通量配比，根据公式(1)即可得到混光后白光的相对光谱功率分布S(λ)，结合白光中红光、绿光、蓝光的光谱刺激值，即可计算得到白光在CIE 1931-RGB***中的红光、绿光、蓝光的三刺激值。各色温下，均计算得到一组三刺激值，即将其作为标准刺激值。控制电路6中存储各色温与红绿蓝三种颜色的光的刺激值的对应关系，以备后续调节过程。控制电路6中进行如下反馈调节：

1)根据所述采集的刺激值计算出所述白光的当前实际色温值。

2)将当前实际色温值与标准色温值进行比较，判断两者的差值是否小于等于△T，如是，则保持之前的驱动电流不变；如否，则进入步骤3)。其中，标准色温值为用户需要得到的混合后的白光的色温值，例如希望为3000K，则此步骤中标准色温值为3000K。△T为用户设定的差值阈值，例如希望仅存在50K的差异，则△T＝50K。这两个值随用户的需求设定即可。

3)根据采集的红光、绿光和蓝光的刺激值与红光、绿光和蓝光的标准刺激值的比较结果，分别对应调节所述第四LED光源、第三LED光源和第二LED光源的光通量配比，进而调节相应地驱动电流；调节后，返回步骤1)，重复调节过程，直至当前实际色温值与标准色温值的差值小于△T。

根据上述方式设置颜色传感器和控制电路后，如图9所示，LED灯具的工作过程如下：

初始化时，用户设定需要的色温，将灯具的色温档调节到该档。初始化时，控制电路6中产生初始的PWM控制信号，对灯具进行初始化。当然，在初始化过程中，用户还设定允许的色温差值阈值△T。

反馈调节时，将用户初始化时选择的色温作为标准色温值，在控制电路6(例如MCU)中保存标准色温值以及该标准色温下R、G、B三种颜色的刺激值。控制电路6输出四种LED光源对应的驱动电流至驱动电路701、702、703和704，分别调节暖白光、蓝、青、红光四种LED光源的电流占空比，从而在灯具中实现指定色温的白光。此处，实施上述反馈调节时，不对第一LED光源(暖白光)进行调节，即始终保持原输出至驱动电路701的驱动电流不变。而将R、G、B分别对应红光、青光、蓝光来调节，对应调节驱动电路704、703和702的驱动电流。

颜色传感器采集出射的白光的R、G、B三刺激值，将采集的三刺激量值反馈回MCU中，通过换算计算出光源的色温值，换算时，例如，可依据Commission Internationalde L'Eclairage(CIE)标准换算成色度图上的x，y色坐标，然后根据公式由x，y色坐标推算出光源的当前实际色温值。将这个实际色温与标准色温比较，如果这个色温差值较大，例如超过50K(此范围可以自由设定)，则再将采集的R、G、B三刺激值与标准的三刺激值比较，根据比较结果调节驱动电流，此处可采用PWM调节方式，调节对应的蓝、青、红三种LED光源的驱动电流的占空比，则灯具的色温将发生改变。当然，也可采用其余调节方式，例如PFM调节或者PFM与PWM调节相结合的方式。例如，将采集的R、G、B三刺激值与标准的三刺激值比较后得出，R刺激值比标准值偏大，G刺激值比标准值偏小，B刺激值相等，则通过PWM调节减小红光LED光源(第四LED光源)的电流占空比，增大青光LED光源(第三LED光源)的电流占空比，保持蓝光LED光源(第二LED光源)的电流占空比不变，灯具的色温发生改变。然后颜色传感器再次采集混合白光的R、G、B三刺激值，将采集的三刺激值反馈回MCU中，……如此循环，直到采集到的光源的实际色温在标准色温的合理范围(上下△T范围)内，从而实现光源色温的稳定。

当然，在工作过程中，用户如果想重新设定色温度档，则重新初始化时，先调节到相应的色温档，则控制电路中重新接收新的色温档数据，重新确定该色温档下的混合白光中红光、绿光和蓝光的标准刺激值，再进行上述的闭环控制环节。

本具体实施方式的配光方案中，参与混光的四个光源中，仅一个LED芯片上涉及涂覆荧光粉产生激发光，其余三个LED光源均是直接采用LED芯片发光，不涉及芯片上涂覆荧光粉，是单纯的LED芯片参与混光，因此可将其视为RGB三种颜色光的对应，实现上述反馈调节，从而确保LED灯具在使用较长时间后仍然具有稳定的色温。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高显色指数的LED光源模组，其特征在于：所述LED光源模组包括提供暖白光的第一LED光源，提供蓝光的第二LED光源，提供青光的第三LED光源和提供红光的第四LED光源；所述第一LED光源包括峰值波长为442～450nm的第一蓝光LED芯片，其上涂覆有峰值波长为525～540nm的绿光荧光粉和580～600nm的橙光荧光粉，提供的所述暖白光中蓝光所占的光功率比例为0.02～0.04，绿光所占的光功率比例为0.35～0.39，橙光所占的光功率比例为0.59～0.61；所述第二LED光源包括峰值波长为442～450nm的第二蓝光LED芯片；所述第三LED光源包括峰值波长为490～500nm的青光LED芯片；所述第四LED光源包括峰值波长为627～635nm的红光LED芯片。

2.一种高显色指数的LED灯具，包括散热器、反光罩、扩散板和其上设置有LED光源模块的基板，所述LED光源模块包括至少一组LED光源模组，其特征在于：所述LED光源模组为如权利要求1所述的LED光源模组，所述LED灯具还包括四个驱动电路和控制电路；所述控制电路中存储有各个LED光源的光通量配比与混合后白光的色度参数之间的对应关系表，其中在各个光源的光通量配比下，各色度参数满足如下条件：色温在2700K～6500K范围内可调，各色温下光源的一般显色指数Ra≥95，特殊显色指数R9≥95，全部显色指数R1～R15均≥90，色品差△C＜0.0054；所述控制电路根据用户需要得到的混合后的色温选择相应的各个LED光源的光通量配比，根据各个LED光源的光通量配比确定各个LED光源的驱动电流，并将计算的驱动电流分别输出至相应的驱动电路；所述四个驱动电路分别将接收的驱动电流输出至相应的LED光源，驱动相应的LED光源发光。

3.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于：所述LED灯具还包括颜色传感器，所述颜色传感器用于采集所述LED光源模块出射的混合后白光中的红光、绿光和蓝光的刺激值，并将采集的值输出至所述控制电路；所述控制电路中还存储有混合后白光在各色温下对应的红光、绿光和蓝光的标准刺激值，所述控制电路还用于进行如下反馈调节：

1)根据所述采集的刺激值计算出所述白光的当前实际色温值；

2)将当前实际色温值与标准色温值进行比较，判断两者的差值是否小于等于△T，如是，则保持所述驱动电流不变；如否，则进入步骤3)；其中，标准色温值为用户需要得到的混合后的白光的色温值，△T为用户设定的差值阈值；

3)根据采集的红光、绿光和蓝光的刺激值与红光、绿光和蓝光的标准刺激值的比较结果，分别对应调节所述第四LED光源、第三LED光源和第二LED光源的光通量配比，进而调节相应地驱动电流；调节后，返回步骤1)，重复调节过程，直至当前实际色温值与标准色温值的差值小于△T。

4.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于：所述LED光源模块中多个LED光源按照圆形排列，且提供不同颜色的光的LED光源间隔设置。

5.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于：所述四个驱动电路采用脉冲宽度调节(PWM)的方式调节驱动电流。

6.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于：所述反光罩为磨砂反光罩。

7.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于：所述基板上镀有反射膜。

8.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于：所述扩散板为PC扩散板、PMMA扩散板或磨砂玻璃。