本發(fā)明涉及一種生長燈技術(shù)，特別的涉及一種led植物生長燈，該led植物生長燈是一種高出光性能的led植物生長燈，借用了led室內(nèi)照明所用的面板燈結(jié)構(gòu)以獲得均勻的照明效果。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，作為植物生長的關(guān)鍵一環(huán)，光在植物工廠中占據(jù)著重要的地位，led植物光源也應(yīng)運而生，但是目前在植物工廠中使用的led光源多是沿用根據(jù)傳統(tǒng)led燈具的光學(xué)結(jié)構(gòu)，比如led射燈的光學(xué)結(jié)構(gòu)和led廣告燈的光學(xué)結(jié)構(gòu)，這樣雖然節(jié)省了設(shè)計成本，但是其在植物工廠中的使用效果令人堪憂，其在目標(biāo)平面上的混光效果非常不均勻，會出現(xiàn)局部藍光過多或者局部紅光過多的問題，這樣難以保證種植出的植物生長的均齊程度，最終會使得整一批次出產(chǎn)的植物的品質(zhì)參差不齊；進一步的拿射燈結(jié)構(gòu)來講，射燈在室內(nèi)照明中的作用往往是起到一個重點照明的作用，因此射燈的出光效果往往是出光角度小，能量較為集中，出光角度小就造成了在植物工廠中照射相同面積的植物就需要大量的燈具，增加了成本，同時增加了混光的難度，能量集中就導(dǎo)致了照射在植物表面的光量子通量密度過大，這樣不僅不利于植物的生長相反會抑制植物的生長，這樣為了獲得一個適合植物增長的光量子通量密度的值不得不增大植物和光源之間的距離，這樣就增加了植物工廠在建設(shè)過程中的成本。由其對于植物育苗燈，喜光植物在發(fā)芽及幼苗期對光非常敏感，種子接收的光成分不同就會對其發(fā)芽和幼苗的生長造成很大的影響。種子萌發(fā)的程度不同，幼苗生長的程度參差不齊，植株生長的程度不同也給整個植物工廠生產(chǎn)線上養(yǎng)料的控制，水分以及溫濕度的控制都帶來了一定的困難。綜上所述，設(shè)計出光譜均勻，光量子通量密度均勻，且光子通量密度值適中的植物照明光源顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，為了解決現(xiàn)有植物生長燈出光不均勻，光量子通量密度分布不均等問題，提供一種發(fā)光光譜均勻，光量子通量密度均勻的高性能植物生長燈。

本發(fā)明的目的可以通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種led植物生長燈，包括：燈具外殼、紅綠藍三基色led燈珠、pmma燈珠混光元件、漫反射底板和擴散型出光面板；所述led燈珠安裝于漫反射底板上，每個led燈珠上裝有一個pmma燈珠制成的混光元件，混光元件的側(cè)面為反光面，上底面和下底面均為透光面，出射面板為擴散板。

所述的led燈珠的芯片為紅r、綠g、藍b三基色大功率led芯片，并且通過外部驅(qū)動電路的pwm波進行驅(qū)動。

每6個所述led燈珠呈六邊形陣列安裝于漫反射背板上，并由若干個六邊形拼合而成整燈的燈珠陣列，位于燈具邊緣的不能構(gòu)成六邊形陣列的燈珠，通過邊框內(nèi)側(cè)的反光面進行補償。

所述混光元件通過反光的pmma支柱連接于漫反射底板上。

上底面和下底面將led燈珠發(fā)射的光線直接透射出出光面板，反光側(cè)面將led燈珠發(fā)射的光線反射至漫反射底板，兩個混光元件之間的空隙可供led燈珠發(fā)射的光線直射至出光面板；通過所述混光元件將led燈珠的光線分為折射光線、反射光線和直射光線。

通過反光側(cè)面和漫反射底板，使光線通過不斷的反射和漫反射增加了混光距離，在較薄的燈具內(nèi)部充分耦合以提高均勻度，透射光線與直射光線用于彌補由于混光元件的阻擋造成的局部暗區(qū)，實現(xiàn)出光面整體高均勻度。

所述漫反射底板結(jié)構(gòu)為高導(dǎo)熱性的鋁板‐絕緣反光層‐電路層‐絕緣反光層‐燈珠，其中燈珠與電路層通過焊接工藝或貼片工藝相連接并由電路層引出至外電路進行控制。

所述邊框內(nèi)側(cè)為反光鏡面，與漫反射底板、出光面板相結(jié)合構(gòu)成封閉的整燈結(jié)構(gòu)，并且邊框內(nèi)具有防水防潮的膠條進行密封以提高燈具的ip防護等級。所述出光面板為擴散型出光面板。

本發(fā)明的目的也可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種高性能的植物生長燈，其高性能主要體現(xiàn)在高出光均勻度，其中包括均一的光譜分布和均勻度的光量子通量密度，其特征在于，包括高ip防護等級的燈具外殼、紅綠藍三基色led、pmma混光元件、具有高漫反射率和高散熱性能的底板和一種擴散型出光面板等結(jié)構(gòu)；led燈珠安裝于漫反射底板上，每個led燈珠上裝有一個由pmma制成的混光元件，混光元件的側(cè)面為反光面，上下底面為透光面；出射面板為擴散板。內(nèi)側(cè)為反光鏡面的邊框和出光面板等結(jié)構(gòu)；紅綠藍三基色led燈珠安裝于底板上，漫反射底板的結(jié)構(gòu)為鋁板‐絕緣反光層‐電路層‐絕緣反光層‐燈珠，其中燈珠與電路層相連接并由電路層引出外電路進行控制，外電路為可以輸出可變占空比的pwm波形的驅(qū)動電路，每個led燈珠上裝有一個由pmma制成的混光元件，混光元件的側(cè)面為反光面，上下表面為透光面；出射面板為擴散板。

led燈珠通過焊接或貼片工藝連接到漫反射底板的電路層，混光元件通過反光的pmma支架支撐于led燈珠上方。

進一步的，作為優(yōu)選的，三基色led燈珠的排布采用六邊形陣列排布，并由多個六邊形陣列拼合成整體燈具。

更進一步的，由于led燈珠的排布陣列又六邊形陣列拼合而成，對于矩形燈具或圓形燈具，位于燈具邊緣未能構(gòu)成完整六邊形陣列的led燈珠，利用邊框內(nèi)側(cè)的鏡面反射進行一定的補償作用。(這句話說得不清晰)

優(yōu)選的，led燈珠采用大功率的3w紅(r)、綠(g)、藍(b)led芯片。

優(yōu)選的，所述混光元件為具有上下兩個底面與側(cè)面的立體元件，由透明支架支撐于led燈珠上方。

更進一步的，混光元件的上底面面積應(yīng)大于下底面面積，且下底面中心正對led燈珠中心。

更進一步的，每個led燈珠發(fā)出的光線可由位于其上方的混光元件的側(cè)面反射至漫反射底板上，亦可由該混光元件的透光上下底面直接透射到出光面上。

本發(fā)明的高性能的植物生長燈，包括高ip防護等級的燈具外殼、紅綠藍三基色led、pmma混光元件、具有高漫反射率和高散熱性能的底板和一種擴散型出光面板等結(jié)構(gòu)；led燈珠安裝于漫反射底板上，每個led燈珠上裝有一個由pmma制成的混光元件，混光元件的側(cè)面為反光面，上下底面為透光面；出射面板為擴散板。led燈珠通過焊接或貼片工藝連接到漫反射底板的電路層，并通過外部pwm驅(qū)動電路進行驅(qū)動，以實現(xiàn)光譜的的可控，以便針對不同的植物輸出不同的光譜，具體燈珠的排布方式呈六邊形陣列排布，混光元件通過透明的pmma支架支撐于led燈珠上方，內(nèi)側(cè)為反光面的邊框連接漫反射底板和出光面板構(gòu)成封閉整燈結(jié)構(gòu)。本發(fā)明使得led的光線通過混光元件的反光面以及漫反射背板的漫反射在較小厚度的燈具內(nèi)部通過不斷反射達到增加混光距離的目的，進一步在控制了燈具厚度的前提下提高了燈具的混光均勻度，從而使得燈具在不同的pwm波形驅(qū)動下都可以達到均勻的出光效果，其中包括實現(xiàn)了出光光譜均勻以及受照面上的光量子通量密度均勻。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點及效果：

(1)現(xiàn)有的植物生長燈多為簡單的陣列型、射燈型、熒光燈管型植物生長燈，其光學(xué)結(jié)構(gòu)借鑒了傳統(tǒng)燈具的光學(xué)結(jié)構(gòu)，光學(xué)結(jié)構(gòu)簡單，混光效果差，難以在受照面上達到均勻的光譜分布和光量子通量密度的分布，本發(fā)明借鑒了直下式led面板燈的設(shè)計理念，其目的是為了提高受照面內(nèi)的光譜分布均勻性和光量子通量密度的均勻性。

(2)本發(fā)明的高性能led植物生長燈，雖然借鑒了之下式led平板燈的結(jié)構(gòu)，但是與市面直下式平板燈的光學(xué)結(jié)構(gòu)相比具有突出性的創(chuàng)新點和優(yōu)點，所述燈具采用六邊形的led燈珠陣列排布，由于單個類朗伯光源在受照面的照度等高線是同心圓，因此led陣列式采用照度圓的疊加方式進行混光的，不同排列方式影響均勻度的主要因素是混光“盲區(qū)”所占比例，傳統(tǒng)的矩形陣列混光“盲區(qū)”所占比例較大，而將混光“盲區(qū)”控制的較小的三角形陣列又存在著光源密度較大的缺點。本發(fā)明采用的六邊形陣列可以在保證均勻度相對于三角形陣列劣化不大的前提下，達到比三角形甚至矩形排布方式更低的布燈密度。

(3)本發(fā)明利用了漫反射背板和混光元件的反光來增加led的混光距離，提高平板燈均勻度的同時控制了燈具的厚度。傳統(tǒng)的直下式led平板燈為了得到合適的均勻度需要通過增加燈具厚度來得到足夠的混光距離，而本發(fā)明利用漫反射背板和混光元件的側(cè)面反光使得光線在較小厚度的燈具內(nèi)不斷反射達到充分耦合增加混光距離的效果，進一步的提高了燈具的均勻度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明led平板燈的整燈結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明棱錐型混光元件的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明的光線分析圖。

圖4是本發(fā)明圓錐臺型混光元件的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明半球型混光元件的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

本實施例公開了一種高性能的植物生長燈，如圖1所示，包括外殼1、led2、混光元件3、漫反射底板4和出光面板5等結(jié)構(gòu)，單個混光元件結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括上底面6，下底面7，反光面8和透明支架9等結(jié)構(gòu)。led以六邊形陣列排列于漫反射底板上，并在每一個led上方由透明支架安裝一個混光元件。混光元件由注塑工藝成型，保護上下透光面后利用真空蒸鍍進行鍍鋁得反光面，最后打磨透光面使之透光。整燈尺寸為271mm*191mm*17的立方體，混光元件形狀為四棱錐臺形，上底面內(nèi)接圓半徑為5.5mm，下底面內(nèi)接圓半徑為0.35mm，厚度為2.6mm，元件距離led高度為0.7mm，led間距為35mm，燈具內(nèi)部高度為15mm.

燈具工作時如圖3所示，光線路徑主要分為直射路徑，折射路徑和反射路徑，出射角度處于θ2與θ3之間的光線直接照射到出光面出光，出射角度處于θ1與θ2之間的光線照射到混光元件的側(cè)面并反射置反光背板進行漫反射以增加混光距離，而出射角度小于θ1的光線將透過混光元件的下底面和上底面折射到出光面出光，以彌補由于元件遮光造成暗區(qū)的現(xiàn)象，這三者的結(jié)合可以達到出光面高均勻度的效果。

實施例2

本實施例采用的混光元件形狀為圓錐臺型，其他結(jié)構(gòu)與實施例相同。整燈尺寸為271mm*191mm*17mm.混光元件結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括上底面10，下底面11，反光面12和透明支架13等結(jié)構(gòu)。圓錐臺形混光元件上底面半徑為6mm，下底面半徑為0.35mm，元件厚度為2.5mm，元件距離led高度為0.7mm，led間距為35mm，燈具內(nèi)部高度為15mm。

實施例3

本實施例采用的混光元件形狀為半球型，該半球型混光元件為球體的截取部分。混光元件結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括上底面14，下底面15，反光面16和透明支架17等結(jié)構(gòu)。上底面半徑為4mm，下底面半徑為0.6mm，元件厚度為3.0mm，元件距離led高度為0.7mm，led間距為35mm，燈具內(nèi)部高度為15mm。

上述三種混光元件均由注塑工藝成型結(jié)合真空蒸鍍制得，均為上下兩底面為透光面，側(cè)面為反光面。

上述實施例均為本發(fā)明的較佳實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。