本發(fā)明涉及照明，具體涉及一種基于量子棒的青空照明裝置。

背景技術：

1、青空燈作為一種室內照明裝置，一般為適合安裝在天花板的面狀燈具，其能夠在出光口模擬出大氣散射太陽光的藍天效果，不僅可滿足室內的照明需求，還可改善室內的環(huán)境氛圍。

2、授權公告號為cn222122927u的中國實用新型專利公開了一種藍天燈照明裝置，包括矩形的燈殼及安裝在燈殼內的瑞利散射板和發(fā)光組件，其發(fā)光組件由第一光源、第二光源以及第一擋光板和第二擋光板構成，第一光源和第二光源的光線分別通過第一擋光板與第二擋光板間的間隙照射在另一側瑞利散射板區(qū)域，部分光線產生瑞利散射實現類藍天效果，其余透過該區(qū)域的光線實現雙側出光照明效果。本實用新型照明裝置適用于走廊等狹長過道空間的照明，能夠使光線均勻分布在墻壁兩側且不直射進入人眼，在室內有效模擬出蔚藍色天空照明效果。但是，這種藍天燈照明裝置中瑞利散射板需厚度≥5?mm才能實現均勻藍天效果，例如授權公告號為“cn222122927u”的中國實用新型專利中的矩形燈殼結構，導致燈具笨重且光效衰減快。

3、另外，現有的部分青空燈發(fā)出的散射藍光中420-450nm高頻波段占比＞30%，長期暴露可能引發(fā)用戶的視網膜光化學損傷，還有部分青空燈的結構復雜，需通過多擋光板調節(jié)光線路徑，制造成本高且光均勻性受限?。

技術實現思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于量子棒的青空照明裝置，這種青空照明裝置能夠不僅結構輕巧，制造成本低，而且散射效率高，對用戶具有良好的護眼效果。采用的技術方案如下：

2、一種基于量子棒的青空照明裝置?，包括光源模塊和透光板，光源模塊設置在透光板的后側，光源模塊發(fā)出的光線經透光板出射而形成照明；其特征在于：所述光源模塊包括白色led燈珠、用于藍光激發(fā)的雙波段激發(fā)光源、控制器和光譜傳感器，白色led燈珠能夠發(fā)出包含非藍色可見光成分的光，雙波段激發(fā)光源包括藍光激發(fā)光源和紫外光激發(fā)光源，光譜傳感器用于實時監(jiān)測所述雙波段激發(fā)光源輸出的藍光波長分布，光譜傳感器與控制器相應的輸入端電連接，雙波段激發(fā)光源與控制器相應的輸出端電連接；所述透光板的主體為量子棒功能層，量子棒功能層為分布有量子棒的透明層，量子棒采用藍光量子棒。

3、上述藍光量子棒是指發(fā)光為藍光的量子棒，其一般選用發(fā)光為低頻藍光的量子棒，藍光量子棒的發(fā)射波長可以精準調控為460-480nm的低頻藍光，從而杜絕高頻藍光（中420-450nm）的發(fā)出（高頻藍光會被量子棒吸收，然后再發(fā)出為低頻藍光），從而起到護眼的作用。

4、上述白色led燈珠可以采用發(fā)光為暖白色或冷白色的led燈珠，其可以是固定發(fā)光顏色的，也可以是可調發(fā)光顏色的。例如：光源模塊可同時設置暖白色led燈珠和冷白色led燈珠；通過調整這些白色led燈珠發(fā)光的明暗比例，以模擬出不同的光線顏色，如模擬早上、中午或傍晚時的光線。還可為這些白色led燈珠配備聚光透鏡，旨在將分散的光線匯聚起來，并使其照射向透光板，例如：使光線傾斜地照射向透光板，并透過透光板形成照明。

5、具體地，上述雙波段激發(fā)光源可采用cob封裝420nm高頻藍光led（主激發(fā)光源，占比90%）與405nm紫外led（輔助激發(fā)光源，占比10%）的組合，通過pwm調光實現激發(fā)光強動態(tài)匹配。

6、這種基于量子棒的青空照明裝置中，通過將量子棒功能層作為透光板的主體，量子棒功能層為分布有藍光量子棒的透明層，藍光量子棒的發(fā)光只能由白色led燈珠發(fā)出的光中的高頻成分（高頻藍光和/或紫外光）所激發(fā)，在激發(fā)之后其發(fā)光是沒有方向性的，因而可以形成散射效果，該效果可等效或代替瑞利散射效果，使得透光板看起來整體發(fā)藍光而可以模擬晴天的天空顏色；而白色led燈珠發(fā)出的光中包含非藍色可見光成分，不會被藍光量子棒吸收，因而其可以直接透射過透光板以呈現為太陽光直射效果；相對比于現有的瑞利散射板，量子棒功能層的光轉換效率高，所以透光板的厚度可以做薄，由此使得青空照明裝置的結構輕巧，制造成本低，而且可將高頻藍光/紫外光向低頻藍光轉換，散射效率更高。另外，光源模塊集成雙波段激發(fā)光源（藍光激發(fā)光源和紫外光激發(fā)光源）和白色led燈珠，可實現光譜可調以模擬早晚光線，由此可實現動態(tài)調光，當光譜傳感器檢測到雙波段激發(fā)光源輸出的460-480nm波段占比低于預設值時，控制器便自動調整紫外光激發(fā)光源（如405nm紫外led）的功率以補償光轉換效率，或者在夜間模式下關閉紫外光激發(fā)光源（如405nm紫外led），確保有害藍光輻射強度符合安全標準，對用戶具有良好的護眼效果。

7、通常，所述量子棒呈現為棒狀，其橫截面可以是圓形、橢圓形或多邊形等。在量子棒的尺寸方面，量子棒的長度和直徑均可在納米尺度上調控，長度通常大于激子的玻爾半徑。在量子棒的材料選擇上，量子棒采用能發(fā)出可見光的半導體材料，通過調整材料的成分和比例，可以實現不同波長的發(fā)光。

8、作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述量子棒采用inp/zns核殼量子棒。

9、作為本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案，所述inp/zns核殼量子棒通過各向異性生長形成，所述inp/zns核殼量子棒包括芯部和包覆在芯部外部的殼部，芯部是由zns材料構成，殼部是采用inp材料構成，量子棒的直徑在3-4nm之間，量子棒的長度在15-20nm之間。inp/zns核殼量子棒的各向異性生長增強光轉換效率；一般地，該量子棒的激發(fā)波長在380-420nm之間，發(fā)射波長精準調控至460-480nm低頻藍光，半峰寬小于18nm，量子產率大于85%，傳統(tǒng)散射板光效僅50%。

10、作為本發(fā)明更進一步的優(yōu)選方案，所述透光板包括基板、所述量子棒功能層和散射增強層，量子棒功能層設置在基板的后側面上，散射增強層設置在量子棒功能層的后側面上，散射增強層為納米多孔sio2層。透光板采用多層材料復合，可實現更優(yōu)藍光過濾效果，而且還利用納米多孔sio2層的多重散射性來增強量子棒發(fā)光的均勻性，同時納米多孔sio2層能夠吸收殘留波長小于450nm的高能光子。

11、作為本發(fā)明再更進一步的優(yōu)選方案，所述量子棒功能層是通過將所述inp/zns核殼量子棒以6-12wt%的濃度分散于聚碳酸酯母粒中，通過注塑成型工藝制備而成，透光板的厚度在1-2mm之間，透光率大于90%。本方案中，采用量子棒-pc復合層注塑成型工藝（濃度6-12wt%，模溫80℃），較傳統(tǒng)瑞利散射板制造效率提升40%，透光板光通量維持率92%（傳統(tǒng)方案68%）。

12、一般地，所述光源模塊與透光板具有相對確定的位置關系。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述青空照明裝置還包括燈箱，燈箱的前端設置有出光口，所述透光板設置在出光口處，所述光源模塊安裝在燈箱內。所述燈箱的內壁一般設有消光處理，如刷黑處理，以避免雜散光線對藍天效果的影響。

13、通常，所述青空照明裝置一般還包括固定結構和照明驅動模塊，固定結構可采用用于固定led的pcb板；照明驅動模塊一般具備基礎的變壓整流功能，其可為led等照明元件提供所需的電壓或電流，在某些簡單的實施方案中，照明驅動模塊可根據照明裝置的通電(如由室內開關控制)直接為照明元件輸出所需的電壓或電流；而在一些復雜的實施方案中，照明驅動模塊還可具備定時調節(jié)功能、遙控接收功能或無線(如藍牙、wifi)接收功能，其允許用戶通過定時、遙控或無線等方式來控制照明元件的發(fā)光亮度，尤其是對于可變顏色的方案，照明驅動模塊還可具備調色功能，例如：能夠針對不同顏色的led輸出相應的電流以改變顏色。為了提高光源模塊的穩(wěn)定性和耐用性，所述發(fā)光部件還可設置散熱結構，如與固定結構相連的散熱片甚至是散熱風扇。

14、本發(fā)明與現有技術相比，具有如下優(yōu)點：

15、（1）這種青空照明裝置采用主體為量子棒功能層的透光板替代傳統(tǒng)青空燈采用的瑞利散射板，可解決現有技術中散射效率低、器件厚度大及有害高頻藍光殘留問題，不僅其厚度更加輕薄，結構輕巧，制造成本低，而且可實現高頻藍光/紫外光向低頻藍光轉換，散射效率高；

16、（2）這種青空照明裝置中光源模塊集成雙波段激發(fā)光源（藍光激發(fā)光源和紫外光激發(fā)光源）和白色led燈珠，可實現光譜可調以模擬早晚光線，而且可實現動態(tài)調光，當光譜傳感器檢測到雙波段激發(fā)光源輸出的460-480nm波段占比低于預設值時，控制器便自動調整紫外光激發(fā)光源（如405nm紫外led）的功率以補償光轉換效率，或者在夜間模式下關閉紫外光激發(fā)光源（如405nm紫外led），確保有害藍光輻射強度符合安全標準，對用戶具有良好的護眼效果，適用于室內辦公、醫(yī)療等場景。