CN106989290A - 一种高均匀性光源及其色温和亮度调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检测照明光源技术领域，具体公开了一种高均匀性光源及其色温和亮度调节方法。高均匀性光源包括两种以上不同色温的LED灯，不同色温的LED灯以等间距错位交叉方式排布，每一行中相邻LED灯的间距与每一列中相邻LED灯的间距相等；本发明将不同色温的LED灯源采用等间距错位交叉排布方式组成光源，实现光源的高均匀性；在实际应用中，色温与亮度的均匀性可高达98%以上。

Description

一种高均匀性光源及其色温和亮度调节方法
技术领域
本发明涉及检测照明光源技术领域，具体公开了一种高均匀性光源及其色温和亮度调节方法。
背景技术
现今社会，各类电子产品应用于工业生产和生活中，而在电子产品光感检测或机器视觉检测中以及很多场合中均需要用到照明光源，目前电子行业对产品检测精度的要求越来越高，因此其所用到的照明光源也成为高端精密仪器之一，其各项指标均要求甚高。
其中，光源的显色指数、均匀性尤其受业内关注；为了达到符合检测要求的均匀性，目前有光源设计者尝试对光源进行各种结构布局以达到高均匀性，比如说，在基板设置镂空区域、或在LED灯的外部加设半圆形罩壳等等，但这些方案取得的实际效果均很有限。因此目前本领域亟需一种可以在实际应用中取得高均匀性的技术方案。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高均匀性的光源，在实际应用中，色温与亮度的均匀性可高达98%以上。
为实现上述目的，本发明采用如下方案。
一种高均匀性的光源，包括两种以上不同色温的LED灯，不同色温的LED灯以等间距错位交叉方式排布，每一行中相邻LED灯的间距与每一列中相邻LED灯的间距相等。
为了进一步保证高均匀性，在LED灯前端设置有扩散板。
进一步地，光源包括用于承载LED灯的框体，框体的内壁喷涂有纳米反射涂料。
另外，光源包括用于承载LED灯的框体，框体内还设置有光强传感器，光源外部设有上位机，上位机与光强传感器电性连接。
具体地，通过上位机预设一个光照标准值，光强传感器检测光源的光照强度，一旦检测到光照强度低于光照标准值，光强传感器反馈给上位机，上位机增大电流以进行光强修补。
优选地，上位机与光强传感器通过USB3.0通信协议进行通信连接。
本发明还提供了上述光源的色温和亮度调节方法，具体为：
设定不同色温LED灯在光源色温级别中的占比，将光源色温级别与光源亮度级别一一对应设置，根据不同色温LED灯的色温级别占比来调节不同LED灯的色温或亮度。
优选地，采用恒流模式控制不同色温的LED灯。
本发明的有益效果：将不同色温的LED灯源采用等间距错位交叉排布方式组成光源，实现光源的高均匀性；在实际应用中，色温与亮度的均匀性可高达98%以上。
附图说明
图1为本发明实施例一的LED灯源排布示意图。
图2为本发明实施例的LED灯色温级别设定示意图。
图3为本发明实施例的LED灯色温及亮度调节示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例一
本实施例提供一种高均匀性光源；在本实施例中，采用两种不同色温的LED灯来组成光源，为了方便说明，本实施例选择2700k和6200k色温的LED灯；将这两种色温的LED灯采用等间距错位交叉排布方式组成光源，具体可参见图1。
图1中，方框A代表2700k色温的LED灯，方框B代表6200k色温的LED灯，其中，同一行的相邻A之间的间距、同一列的相邻A之间的间距、同一行的相邻B之间的间距与同一列的相邻B之间的间距均相等，即，图1中的间距A1=A2=B1=B2。如此排布，能实现光源亮度和色温的高均匀性。
在此基础上，在光源的LED灯前端设置有扩散板，使入射光充分散射，实现均匀的照射效果；优选高均匀性扩散板，进一步保证亮度和色温的高均匀性。
进一步地，在承载LED灯源的框体的内壁喷涂纳米反射涂料，使得LED光线进行不同角度的漫反射，从而保证光源亮度和色温的高均匀性。
经过验证，在实际应用中，光源的色温与亮度的均匀性可高达98%以上，远远高于普通光源，普通光源的均匀性只有70%左右。本发明的光源因其高均匀性可用于高要求的产品中，比如说用于电子产品摄像头的光感检测。
在本实施例中，在承载LED灯源的框体内还设置有光强传感器，光源外部设有上位机，上位机与光强传感器电性连接。对于光源，可以通过上位机预设一个光照标准值，通过光强传感器来检测光源的光照强度，一旦检测到光源衰减，即，光照强度低于预设光照标准值，光强传感器将其反馈至上位机，那么上位机可以采取增大电流来进行光强修补，实现光源衰减时的自动补偿，从而实现光源的精准反馈及校准修正，保证光源的稳定性，进而保障均匀性。
为了实现快速设定及反馈，上位机与光强传感器通过USB3.0通信协议进行通信连接。
本实施例还提供了一种调节光源色温和亮度的方法。在本实施例中，光源采用两种色温的LED灯，并通过上位机对上述两种色温的LED灯进行色温、亮度配比，从而实现色温、亮度可调。
具体地，本实施例采用2700k低色温（即，图2中的A色温）和6200k高色温（即，图2中的B色温）的LED灯，实际操作中，可以将光源色温分为1000个等级，具体地，将低色温LED灯分为1000个等级，比如0~999；将高色温LED灯也相应分为1000个等级，比如1~1000；并且如图2所示，将二者对应设置好，低色温0级与高色温1000级对应，低色温1级与高色温999级对应……低色温999级与高色温1级对应；也就是预先设定好高低色温LED灯B和A在光源色温级别中各占的相应比例，并得到相应级别的光源色温C0、C1、C2、C3……C999，相应级别的光源色温的具体值可通过色彩照度仪器测量得出。
设定好光源色温级别后，将相应级别的色温与对应级别的亮度设定好，比如，C3色温对应的亮度设定为20000级，C3色温级别的光源对应的是：A色温LED灯为3级，B色温LED灯为997级，那么A色温LED灯的亮度为3/1000*20000＝60；B色温LED灯的亮度为997/1000*20000＝19940。
也就是说，预先设定好不同色温LED灯在光源色温等级中的占比，那么选中光源色温等级后，即可根据占比来调整不同色温LED灯的色温，实现光源色温调节；而且，因为亮度等级与色温等级一一对应，那么选中光源亮度等级后，同样可以根据不同色温LED灯在光源色温等级中的占比来分别调整不同LED灯的亮度，并使得总亮度达到预期值，从而实现光源亮度调节；最终实现光源色温、亮度均可调。
为了保证光源色温、亮度调节的高精度，本实施例采用恒流模式来控制不同色温的LED灯。恒压控制模式容易导致不稳定，精度差，相对于恒压模式，恒流控制模式更能保证稳定地高精度调节光源色温和亮度。
本领域技术人员可根据具体需求采用多个不同色温的LED灯，并通过上位机设定不同数量的级别，如图3所示，从而实现按需设定，灵活应用于各种场合，并真正实现光源色温及亮度均可调。
实施例二
实施例二与实施例一的不同之处在于：本实施例采用三种不同色温的LED灯来组成光源，并将三种色温的LED灯采用等间距错位交叉排布方式组成光源，类似于图1，图1采用ABABAB的错位交叉排列方式，那么三种色温的LED灯则采用ABCABCABC的错位交叉排列方式。如果采用四种以上色温的LED灯，其排布方式均以此类推。
其余部分与实施例一相同，在此不再赘述。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种高均匀性光源，其特征在于：包括两种以上不同色温的LED灯，不同色温的LED灯以等间距错位交叉方式排布，每一行中相邻LED灯的间距与每一列中相邻LED灯的间距相等。
2.根据权利要求1所述的高均匀性光源，其特征在于：在LED灯前端设置有扩散板。
3.根据权利要求1所述的高均匀性光源，其特征在于：光源包括用于承载LED灯的框体，框体的内壁喷涂有纳米反射涂料。
4.根据权利要求1所述的高均匀性光源，其特征在于：光源包括用于承载LED灯的框体，框体内还设置有光强传感器，光源外部设有上位机，上位机与光强传感器电性连接。
5.根据权利要求4所述的高均匀性光源，其特征在于：通过上位机预设一个光照标准值，光强传感器检测光源的光照强度，一旦检测到光照强度低于光照标准值，光强传感器反馈给上位机，上位机增大电流以进行光强修补。
6.根据权利要求4所述的高均匀性光源，其特征在于：上位机与光强传感器通过USB3.0通信协议进行通信连接。
7.基于权利要求1-6任一项所述的光源的色温和亮度调节方法，其特征在于：设定不同色温LED灯在光源色温级别中的占比，将光源色温级别与光源亮度级别一一对应设置，根据不同色温LED灯的色温级别占比来调节不同LED灯的色温或亮度。
8.根据权利要求7所述的色温和亮度调节方法，其特征在于：采用恒流模式控制不同色温的LED灯。
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