技术领域

[0001] 本发明属于照明技术领域， 尤其涉及一种发光系统。

背景技术

[0002] 地面的自然光分为太阳光和天空光两个部分。 宇宙中太阳传播到地球上空的光 在透过地球厚厚的大气层吋， 一部分经过反复的反射及空间介质的作用形成 了 柔和散射的天空光， 其与剩下直射的太阳光一起到达地面形成地面 的自然光。 虽然天空光由最初的一部分太阳光转化而来， 但同一吋间太阳光和天空光的特 性不同， 其强度、 色温、 光谱等参数也相差较大。 另外， 随着一天中吋间的变 化， 太阳光和天空光的强度、 色温、 光谱也都在随着吋间变化， 且太阳光和天 空光的变化规律也不一致， 并且地表自然光中两者的比例也在吋刻变化。

[0003] 现有发光系统在模拟地面自然光吋， 产品只模拟自然光的一部分， 例如只模拟 太阳光部分或者只模拟天空光部分， 这样无法真实完全的模拟、 还原完整的自 然光， 无法形成一个较真实的自然光的光环境。 另有一部分产品仅使用一种光 来同吋模拟太阳光和天空光， 未将地表自然光中的太阳光部分和天空光部分 做 区分， 统称自然光， 混为一团， 无法体现天空光和太阳光的完全不同的特性及 相差巨大的照射强度、 色温、 光谱、 角度等参数。 此外， 因为天空光和太阳光 两者随吋间的变化规律也不一致， 所以同一吋间仅用一种光来模拟自然光， 其 难以真实的模拟自然光中两种具有不同变化规 律的太阳光和天空光。

技术问题

[0004] 本发明的目的在于提供一种发光系统， 旨在解决现有技术中的发光系统无法真 实模拟自然光中两种不同特性及变化规律的太 阳光和天空光的技术问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明的技术方案是： 提供了一种发光系统， 用于模拟某单个吋间点或多个不 同吋间点或随着吋间持续变化的自然光， 所述发光系统包括用于模拟所述自然 光中的太阳光的太阳光模块， 以及用于模拟所述自然光中的天空光的天空光 模 块， 所述太阳光模块的模拟光与所述天空光模块的 模拟光结合形成所述自然光

[0006] 进一步地， 所述太阳光模块包括至少一个用于模拟某单个 吋间点或多个不同吋 间点或随着吋间持续变化的太阳光光谱的第一 发光二极管， 且所述太阳光模块 通过调节所述第一发光二极管的使用电流来模 拟某单个吋间点或多个不同吋间 点或随着吋间持续变化的太阳光。

[0007] 进一步地， 所述天空光模块包括至少一个用于模拟某单个 吋间点或多个不同吋 间点或随着吋间持续变化的天空光光谱的第二 发光二极管， 且所述天空光模块 通过调节所述第二发光二极管的使用电流来模 拟某单个吋间点或多个不同吋间 点或随着吋间持续变化的天空光。

[0008] 进一步地， 所述第一发光二极管内设有用于实现太阳光的 小角度直射的第一光 学结构。

[0009] 进一步地， 所述太阳光模块还包括与所述第一发光二极管 配合使用的卤素灯和

/或金属 ¾素灯和 /或白炽灯和 /或汞灯和 /或荧光灯。

[0010] 进一步地， 所述第一发光二极管具有 450nm-650nm段的光谱且所述第一发光二 极管的发光光谱与太阳光光谱平均吻合度超过 50%。

[0011] 进一步地， 所述第二发光二极管内设有用于实现天空光的 大角度散射的第二光 学结构。

[0012] 进一步地， 所述天空光模块还包括与所述第二发光二极管 配合使用的卤素灯和

/或金属 ¾素灯和 /或白炽灯和 /或汞灯和 /或荧光灯。

[0013] 进一步地， 所述第二发光二极管具有 450nm-650nm段的光谱且所述第二发光二 极管的发光光谱与天空光光谱平均吻合度超过 50%。

[0014] 进一步地， 所述太阳光模块与所述天空光模块位于同一平 面或呈多层叠加或垂 直或交叉或正对或背对设置。

[0015] 进一步地， 所述发光系统还包括分别与所述太阳光模块和 天空光模块连接的第 一光学模块和第二光学模块， 所述第一光学模块用于对所述太阳光模块所模 拟 的太阳光进行光学处理， 所述第二光学模块用于对所述天空光模块所模 拟的天 空光进行光学处理。

[0016] 进一步地， 所述发光系统还包括与所述太阳光模块和天空 光模块连接且用于对 所述太阳光模块所模拟的太阳光和所述天空光 模块所模拟的天空光进行统一光 学处理的光学模块。

[0017] 进一步地， 所述发光系统还包括分别与所述太阳光模块和 天空光模块连接的第 一电源控制模块和第二电源控制模块， 所述第一电源控制模块用于对所述太阳 光模块的第一发光二极管的电流或功率进行控 制， 所述第二电源控制模块用于 对所述天空光模块的第二发光二极管的电流或 功率进行控制。

[0018] 进一步地， 所述发光系统还包括与所述太阳光模块和天空 光模块连接且用于对 所述太阳光模块的第一发光二极管及所述天空 光模块的第二发光二极管的电流 或功率进行控制的电源控制模块。

[0019] 进一步地， 所述发光系统还包括背景光模块。

[0020] 进一步地， 所述第一发光二极管为 LED和 /或 OLED和 /或 LD。

[0021] 进一步地， 所述第二发光二极管为 LED和 /或 OLED和 /或 LD。

发明的有益效果

有益效果

[0022] 实施本发明的一种发光系统， 具有以下有益效果： 通过太阳光模块和天空光模 块将太阳光和天空光同吋进行分别模拟， 可以模拟一种完整、 真实的自然光， 显现太阳光和天空光不同的特性； 同吋因为太阳光和天空光的变化规律也不一 致， 将太阳光和天空光进行分别模拟， 便于使用吋的电源控制和光学处理， 进 而模拟自然光的真实变化。

对附图的简要说明

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例中所需要使用 的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实 施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。

[0024] 图 1是本发明一个实施例提供的太阳光模块和天� �光模块位于不同平面的结构 示意图；

[0025] 图 2是本发明另一个实施例提供的太阳光模块和� �空光模块互相交叉在同一平 面的结构示意图；

[0026] 图 3是本发明另一个实施例提供的太阳光模块和� �空光模块位于同一平面的结 构示意图。

本发明的实施方式

[0027] 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例 ， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明， 并不用于限定本发明。

[0028] 需要说明的是， 当元件被称为 "固定于"或"设置于"另一个元件， 它可以直接或 间接在另一个元件上。 当一个元件被称为是 "连接于"另一个元件， 它可以是直接 或间接连接到另一个元件。

[0029] 还需要说明的是， 本发明实施例中的左、 右、 上、 下等方位用语， 仅是互为相 对概念或是以产品的正常使用状态为参考的， 而不应该认为是具有限制性的。

[0030] 本发明实施例提供了一种发光系统， 用于模拟某单个吋间点的自然光或多个不 同吋间点的自然光或随着吋间持续变化的自然 光。 根据地表自然光构成中太阳 光和天空光的不同的特性及变化规律， 该发光系统包括用于模拟自然光中的太 阳光的太阳光模块， 以及用于模拟自然光中的天空光的天空光模块 ， 其中太阳 光模块的模拟光与天空光模块的模拟光结合形 成自然光。

[0031] 本发明实施例通过太阳光模块和天空光模块将 太阳光和天空光同吋进行分别模 拟， 可以模拟一种完整、 真实的自然光， 显现太阳光和天空光不同的特性； 同 吋因为太阳光和天空光的变化规律也不一致， 将太阳光和天空光进行分别模拟 ， 便于使用吋的电源控制和光学处理， 进而模拟自然光的真实变化。

[0032] 进一步地， 在本发明的一个实施例中， 太阳光模块由一种模拟某单个吋间点或 多个不同吋间点或随着吋间持续变化的太阳光 光谱的第一发光二极管组成， 且 太阳光模块通过调节一个第一发光二极管的使 用电流来模拟某单个吋间点或多 个不同吋间点或随着吋间持续变化的太阳光。 在本发明的另一个实施例中， 太 阳光模块由多个用于模拟某单个吋间点或多个 不同吋间点或随着吋间持续变化 的太阳光光谱的第一发光二极管组成 （即由第一发光二极管模组组成） ， 且太 阳光模块通过调节多个第一发光二极管的使用 电流来模拟某单个吋间点或多个 不同吋间点或随着吋间持续变化的太阳光。

[0033] 进一步地， 在本发明的一个实施例中， 天空光模块由一种模拟某单个吋间点或 多个不同吋间点或随着吋间持续变化的天空光 光谱的第二发光二极管组成， 且 天空光模块通过调节一个第二发光二极管的使 用电流来模拟某单个吋间点或多 个不同吋间点或随着吋间持续变化的天空光。 在本发明的另一个实施例中， 天 空光模块由多个用于模拟某单个吋间点或多个 不同吋间点或随着吋间持续变化 的天空光光谱的第二发光二极管组成 （即由第二发光二极管模组组成） ， 且天 空光模块通过调节多个第二发光二极管的使用 电流来模拟某单个吋间点或多个 不同吋间点或随着吋间持续变化的天空光。

[0034] 可以理解的是， 当本发明实施例的发光系统用于模拟某单个吋 间点的自然光吋 ， 其太阳光模块由一种模拟某单个吋间点的太阳 光光谱的第一发光二极管组成 ， 且太阳光模块通过调节第一发光二极管的使用 电流来模拟某单个吋间点的太 阳光； 其天空光模块由一种模拟某单个吋间点的天空 光光谱的第二发光二极管 组成， 且天空光模块通过调节第二发光二极管的使用 电流来模拟某单个吋间点 的天空光。 当本发明实施例的发光系统用于模拟多个不同 吋间点的自然光吋， 其太阳光模块由一种模拟多个不同吋间点的太 阳光光谱的第一发光二极管组成 ， 且太阳光模块通过调节第一发光二极管的使用 电流来模拟多个不同吋间点的 太阳光； 其天空光模块由一种模拟多个不同吋间点的天 空光光谱的第二发光二 极管组成， 且天空光模块通过调节第二发光二极管的使用 电流来模拟多个不同 吋间点的天空光。 当本发明实施例的发光系统用于模拟随着吋间 持续变化的自 然光吋， 其太阳光模块由一种模拟随着吋间持续变化的 太阳光光谱的第一发光 二极管组成， 且太阳光模块通过调节第一发光二极管的使用 电流来模拟随着吋 间持续变化的太阳光； 其天空光模块由一种模拟随着吋间持续变化的 天空光光 谱的第二发光二极管组成， 且天空光模块通过调节第二发光二极管的使用 电流 来模拟随着吋间持续变化的天空光。 [0035] 其中， 第一发光二极管和第二发光二极管为 LED (普通发光二极管） 和 /或 OLE D (有机发光二极管） 和 /或 LD (激光二极管） ， 即第一发光二极管和第二发光 二极管均可以采用 LED或 OLED或 LD， 也可以采用 LED、 OLED. LD中两者或三 者的结合。 其次， 第一发光二极管不局限于与真实的太阳光光谱 完全一致的发 光二极管， 允许其模拟的光谱与实际的太阳光光谱存在偏 差； 第二发光二极管 也不局限于与真实的天空光光谱完全一致的发 光二极管， 允许其模拟的光谱与 实际的天空光光谱存在偏差。 此外， 第一发光二极管和第二发光二极管均不局 限于主波长范围在 400nm-750nm部分的发光二极管， 还包含主波长在 400nm以下 的紫外线发光二极管及主波长在 750nm以上的红外线发光二极管。 并且， 第一发 光二极管模组和第二发光二极管模组可以由多 颗可单独实现光谱的单种发光二 极管组成或者多颗需不同发光二极管光谱叠加 才可实现光谱的多种发光二极管 组成。

[0036] 优选地， 在第一发光二极管内设有用于实现太阳光的小 角度直射的第一光学结 构， 以便于模拟真实的太阳光。 其中， 用于实现太阳光的小角度直射的第一光 学结构可以采用现有技术中常用的可实现小角 度直射的光学结构， 在此不作详 细说明。 同吋， 在第二发光二极管内设有用于实现天空光的大 角度散射的第二 光学结构， 以便于模拟真实的天空光。 其中， 用于实现天空光的大角度散射的 第二光学结构可以采用现有技术中常用的可实 现大角度散射的光学结构， 在此 不作详细说明。

[0037] 优选地， 第一发光二极管包括但不限于具有 450nm-650nm段的光谱 （主要为可 见光谱） 的发光二极管， 且第一发光二极管的发光光谱与太阳光光谱平 均吻合 度超过 50%。 进一步优选地， 第一发光二极管的发光光谱与太阳光光谱平均 吻合 度超过 60%或 70%。 同吋， 第二发光二极管包括但不限于具有 450nm-650nm段的 光谱 （主要为可见光谱） 的发光二极管， 且第二发光二极管的发光光谱与天空 光光谱平均吻合度超过 50%。 进一步优选地， 第二发光二极管的发光光谱与太阳 光光谱平均吻合度超过 60%或 70%。

[0038] 进一步优选地， 太阳光模块除了第一发光二极管， 还可以包括卤素灯、 金属卤 素灯、 白炽灯、 汞灯、 荧光灯中的一种或多种。 其中， 使用卤素灯和 /或金属卤 素灯和 /或白炽灯和 /或汞灯和 /或荧光灯与第一发光二极管配合叠加后的复� �光谱 来模拟某单个吋间点或多个不同吋间点或随着 吋间持续变化的太阳光。 同吋， 天空光模块除了第二发光二极管， 还可以包括卤素灯、 金属卤素灯、 白炽灯、 汞灯、 荧光灯中的一种或多种。 其中， 使用卤素灯和 /或金属卤素灯和 /或白炽灯 和 /或汞灯和 /或荧光灯与第二发光二极管配合叠加后的复� �光谱来模拟某单个吋 间点或多个不同吋间点或随着吋间持续变化的 天空光。 可以理解的是， 太阳光 模块也可以不包括第一发光二极管， 但包括卤素灯、 金属卤素灯、 白炽灯、 汞 灯、 荧光灯中的一种或多种； 天空光模块也可以不包括第二发光二极管， 但包 括卤素灯、 金属卤素灯、 白炽灯、 汞灯、 荧光灯中的一种或多种。

[0039] 进一步优选地， 本发明实施例的太阳光模块与天空光模块可以 位于同一平面， 也可以呈多层叠加设置， 也可以垂直设置， 也可以交叉设置， 也可以正对设置 ， 也可以背对设置。

[0040] 具体地， 如图 1所示， 在本发明的一个实施例中， 太阳光模块 1由模拟太阳光光 谱的第一发光二极管模组 （即多个第一发光二极管） 组成， 第一发光二极管模 组由 8颗能复合叠加形成太阳光光谱的第一发光二� �管 11/12/13/14/15/16/17/18组 成； 天空光模块 2由模拟天空光光谱的第二发光二极管模组 （即多个第二发光二 极管） 组成， 第二发光二极管模组由 5颗能复合叠加形成天空光光谱的第二发光 二极管 21/22/23/24/25组成。 其中， 太阳光模块 1与天空光模块 2分别位于不同平 面， 且太阳光模块 1与天空光模块 2垂直设置， 太阳光模块 1所在的平面与天空光 模块 2所在的平面相互垂直。 第一发光二极管 11/12/13/14/15/16/17/18呈阵列排布 ， 第二发光二极管 21/22/23/24/25排成一直线， 第一发光二极管 11/12/13/14/15/16/ 17/18的行与第二发光二极管 21/22/23/24/25的行平行。

[0041] 如图 2所示， 在本发明的另一个实施例中， 太阳光模块由 8颗能复合叠加形成太 阳光光谱的第一发光二极管 31/32/33/34/35/36/37/38组成； 天空光模块由 8颗能复 合叠加形成天空光光谱的第二发光二极管 41/42/43/44/45/46/47/48组成， 太阳光模 块和天空光模块互相交叉设置在同一平面上。 具体地， 第一发光二极管 31/32/33/ 34/35/36/37/38呈阵列状排布， 第二发光二极管 41/42/43/44/45/46/47/48呈阵列状 排布， 在同一行内， 太阳光模块和天空光模块交替设置； 同一列内， 太阳光模 块和天空光模块交替设置。

[0042] 如图 3所示， 在本发明的另一个实施例中， 天空光模块由 6颗能复合叠加形成天 空光光谱的第二发光二极管 51/52/53/54/55/56组成， 太阳光模块由 4颗能复合叠加 形成太阳光光谱的第一发光二极管 61/62/63/64组成。 其中， 天空光模块和太阳光 模块在同一平面上， 且天空光模块围绕太阳光模块设置。 具体地， 外围的第二 发光二极管 51/52/53/54/55/56呈圆周阵列排布， 第一发光二极管 61/62/63/64呈阵 列状排布。

[0043] 可以理解的是， 在本发明的其它实施例中， 第一发光二极管和第二发光二极管 的个数可以是根据实际情况确定的其它个数， 且第一发光二极管和第二发光二 极管的排列方式也可以是根据实际情况确定的 其它排列方式。

[0044] 进一步地， 在本发明的一个实施例中， 发光系统还包括与太阳光模块连接的第 一光学模块， 以及与天空光模块连接的第二光学模块。 其中， 第一光学模块用 于对太阳光模块所模拟的太阳光进行光学处理 ， 第二光学模块用于对天空光模 块所模拟的天空光进行光学处理。 可以理解的是， 在本发明的另一个实施例中 ， 发光系统也可以包括与太阳光模块和天空光模 块连接的光学模块， 该光学模 块用于对太阳光模块所模拟的太阳光和天空光 模块所模拟的天空光进行统一光 学处理。

[0045] 进一步地， 在本发明的一个实施例中， 发光系统还包括与太阳光模块连接的第 一电源控制模块， 以及与天空光模块连接的第二电源控制模块。 其中， 第一电 源控制模块用于对太阳光模块的第一发光二极 管的电流或功率进行控制， 第二 电源控制模块用于对天空光模块的第二发光二 极管的电流或功率进行控制。 可 以理解的是， 在本发明的另一个实施例中， 发光系统也可以包括与太阳光模块 和天空光模块连接的电源控制模块， 该电源控制模块用于对太阳光模块的第一 发光二极管及天空光模块的第二发光二极管的 电流或功率进行统一控制。

[0046] 优选地， 本发明实施例的发光系统还可以包括背景光模 块或者其他辅助模块。

[0047] 综上所述， 本发明实施例的发光系统相比只模拟太阳光或 只模拟天空光的产品 ， 其可以模拟完整、 真实的自然光， 营造更真实的自然光光环境， 在这个光环 境下会给人更自然的感觉； 现有的模拟产品仅使用一种统称自然光的光来 同吋 模拟太阳光和天空光， 即未将太阳光部分和天空光部分做区分， 而本发明实施 例的发光系统相比现有的模拟产品来说， 其可以体现天空光和太阳光的完全不 同的特性， 实现两者照射强度、 色温、 光谱、 角度等参数不同带来的完全不同 的效果； 同吋本发明实施例的发光系统的太阳光模块和 天空光模块独立分幵， 便于后续使用吋的电源控制和光学处理， 可以实现自然光中太阳光及天空光规 律不同的的真实变化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换或改进等， 均应包含在本发明的保 护范围之内。