CN101573843B - 照明装置和照明方法 - Google Patents

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    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40Details of LED load circuits
    • H05B45/44Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines

Abstract

本发明提供了一种照明装置,所述照明装置包括均可在两个设置中切换的至少第一电流调节器和第二电流调节器和至少第一组固态发光体和第二组固态发光体。如果第一调节器在第一设置中,则第一电流提供给第一组固态发光体且第二电流提供给第二组固态发光体,如果第一调节器在第二设置中,则第三电流提供给第一组固态发光体,且第四电流提供给第二组固态发光体。在一些实施例中,第三电流除以第一电流的比值同第四电流除以第二电流的比值相差至少5%。此外,还提供了一种方法,其包括基本上同时调整提供给第一组固态发光体的电流以及同时调整提供给第二组固态发光体的电流。

Description

照明装置和照明方法
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2006年5月31日提交的、申请号为60/809595的美国临时专利申请的优先权,在此全文引用以作参考。
发明领域
本发明涉及一种照明装置,更具体地说,涉及一种易于操作以改变照明装置输出光的整体强度的照明装置。具体说,本发明涉及包括一个或多个固态发光体的照明装置,其在所述装置输出的光的整体强度改变时颜色改变最小或颜色不改变。本发明还涉及用于改变照明装置输出的光的整体强度的方法。
发明背景
在美国,每年发的电量的一大部分(估计高达25%)都用于照明。因此,一直需要提供能效更高的照明方式。众所周知,白炽光灯泡是极其低能效的光源,它们消耗的电量的90%作为热量而不是光散发出去。荧光灯管比白炽光灯泡更高效(高出大约十分之一)但与固态发光体如发光二极管相比依然很低效。
此外,与固态发光体如发光二极管的通常使用寿命相比,白炽光灯泡具有相对短的使用寿命,即通常大约只有750-1000小时。相比较而言,例如发光二极管的使用寿命通常在50000到70000小时之间。荧光灯管具有比白炽光灯泡更长的使用寿命(如10000-20000小时),但是荧光灯管发出的光的显色性要差些。
显色性通常采用显色指数(CRI Ra)来衡量。CRI Ra是一个照明系统的显色相较于当由8个参考色彩照明时的参考辐射体的显色为如何的相对测量的修正平均值,对被特定灯照射的物体的表面色移的相关测量。如果照明系统照射的一组测试颜色的色坐标与基准辐射体照射的相同测试色的色坐标相同,则CRIRa等于100。自然光具有较高的CRI(Ra大约为100),白炽光灯泡也具有相对接近的CRI(Ra大于95),而荧光灯的CRI精度较低((Ra通常为70-80)。几种类型的特定照明装置的CRI Ra非常低(如汞蒸汽或钠灯的Ra低至大约40或者甚至更低)。例如,钠灯用来照明高速公路时-驾驶的反应时间随着CRI值的降低而显著降低(对于任何特定的亮度而言,易读性系随着CRI越低而降低)。
常规电灯组件面临另一问题,那就是需要定期替换照明装置(如灯泡等)。在难以靠近的地方(如拱形天花、桥梁、高大建筑物、交通隧道)和/或更换成本异常高的地方,这种问题尤为明显。常规电灯组件的使用寿命通常大约有20年,对应于发光装置,其可使用至少约44000小时(按照每天使用6小时计算为20年)。发光装置的使用寿命通常更短,因此需要定期更换。
为此,一直努力发展可在各种应用中用固态发光体来替代白炽灯、荧光灯以及其他发光装置的方式。此外,在已使用发光二极管(或其他固态发光体)的地方,一直努力提供如就能效方面、显色指数(CRI Ra)、对比度、功效(1m/W)、成本和/或使用期限而言改善的发光二极管(或其他固态发光体)。
众所周知有各种各样的固态发光体。例如,一类固态发光体是发光二极管。
发光二极管是众所周知的将电流转换成光的半导体装置。各种发光二极管越来越多地用于不同领域,从而扩大了其使用范围。
更具体地说,发光二极管是半导体设备,当p-n节结构之间产生电势差时,其可发光(如紫外光、可见光、红外光)。存在若干公知的方法制造发光二极管及许多相关的结构,并且本发明可采用任何这种装置。例如,Sze的现代半导体装置物理学(2dEd。1981)中第12-14章以及Sze的现代半导体装置物理学(1998)的第7章描述了各类光子学装置,其中包括发光二极管。(Chapters12-14 of Sze,Physics of Semiconductor Devices,(2dEd.1981)and Chapter 7 ofSze,Modern Semiconductor Devices Physics(1998))。
这里所用的表达“发光二极管”指基本半导体二极管结构(即芯片)。通常所知道的并且市场可购得的(例如)电子装置商店中售出的“LED”通常以由若干部件组成的“封装”件出现。这些封装件通常包括如(但不限于)公开号为4918487、5631190以及5912477的美国专利申请中描述的那些基于半导体的发光二极管、各种有线连接和封装了发光二极管的封装件。
众所周知,发光二极管通过激发电子穿过半导体有源(发光)层的导带和价带之间的带隙而产生光。电子迁移产生具有取决于带隙的波长的光。因此,发光二极管发出光的颜色(波长)取决于发光二极管有源层的半导体材料。
虽然发光二极管的发展在许多方面革新了照明产业,但是发光二极管的一些特征依然面临挑战性,而另一些特征迄今还未完全开发出来。例如,任何特定发光二极管的发光光谱通常集中在单波长附近(其取决于如发光二极管的组成和结构),这在一些应用中是理想的,但在另一些应用中是不理想的(如用于提供照明,这种发光光谱具有更低的CRI Ra)
因为感知为白色的光必定是两种或多种颜色(或波长)的光的混合,因此还未研制出可产生白光的发光二极管结。已生产了“白”LED灯,其具有分别由红、绿和蓝发光二极管形成的发光二极管像素/簇。其他已生产的“白”LED包括(1)产生蓝光的光二极管和(2)发光材料(如磷光体),其在发光二极管发出的光的激励下发出黄光,由此蓝光和黄光混合后可感知为白光的光。
此外,原色混合得到非原色的混合原理通常是本领域及其他领域技术人员所公知的。通常,参考1931CIE色度图(1931年制定的原色国际标准)和1976CIE色度图(与1931的图类似但做出修改,使得图上类似距离表示相似的颜色感知区别)来将颜色定义为原色的加权和。
高效的白LED灯的CRI Ra与白炽灯光源(Ra约为100)相比通常较低(范围在65-75)。此外,LED的色温通常“更冷”(~5500K),并且比白炽灯泡或CCFL灯泡的色温(~2700K)更加不理想。LED中这些缺陷可通过附加其他具有选定的饱和颜色的LED或发光物质(发光物质)而改善。如上所述,根据本发明的光源可采用具有特定(x,y)色度坐标的光源的特定颜色“混合”(参见于2005年12月21日提交的、申请号60/752555、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Antony Paul Van de Ven和Gerald H.Negley)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此)。例如,其他所选择的饱和源的光可与不饱和广谱源混合以提供一致的照明而不会出现任何变色区域;并且如果想要的话,出于美观原因,在直接看到照明源或光圈的时候,单个发光体可制成不可见的离散件或离散色区(discreet color areas)。
发光二极管因此可单独使用或任何组合使用,也可以与一个或多个发光材料(如磷光体或闪烁体)和/或滤光器一起使用,来产生任何想要的颜色的光(包括白色)。因此为替代现有带有发光二极管光源的光源所作出的努力的方面如以改善能效、CRI Ra、光效(ImAV)和/或使用期限不限于任何特定颜色或混合光的颜色。
与本发明有关的一些方面在1931 CIE(Commission International de I′Eclairage)色度图或1976CIE色度图中有所体现。图1显示了1931CIE色度图。图2显示了1976色度图。图3显示了1976色度图的放大的部分以便更详细地显示黑体轨迹。本领域的技术人员均熟悉这些图,并且这些也很容易获得(如通过在因特网上搜索“CIE色度图”便可获得)。
CIE色度图绘出了根据两个CIE参数x和y(在1931图中)或u’和v’(在1976图中)的人对颜色的感知。有关CIE色度图的技术性描述可参见例如“自然科学与技术百科全书”(vol.7,230-231(Robert A Meyersed.,1987))。光谱色分布在画出轮廓的边缘周围,其包括人眼可看到的所有色彩。边界线代表光谱色的最大饱和度。如上所述,1976 CIE色度图与1931图类似,不同之处在于1976图已经过修改使得这种图上的类似距离表示颜色上的类似可见区别。
在1931图中,可以根据坐标来表示与图上一点的偏移,或者为了对感知的色差的程度给出指示,也可采用麦克亚当椭圆来表示从图上一个点的偏移。例如,定义为与1931图上的特定的坐标组定义出的特定色调(hue)相距10个麦克亚当椭圆的多个位点的轨迹,由感知为与该特定色调相差相同程度的多个色调组成(并且对于定义为与特定色调相距其它数量的麦克亚当椭圆的位点轨迹,也是如此)。
由于1976图上的相似距离表示相似的感知色差,因此可以根据坐标u’和v’如与该点的距离=(Δu’2+Δv’2)1/2来表示与1976图上一点的偏移,并且由与特定色调相距相同距离的点的轨迹定义出的色调,由分别与该特定色调具有相同程度感知差的多个色调组成。
如图1-3所示的色度坐标和CIE色度图在大量书籍以及其他出版物中有详细的说明,如K.H.Butler所著(宾夕法尼亚州立大学于1980年出版Pennsylvania State University Press 1980)的“荧光灯磷光体”的第98-第107页和G.Blasse等人所著(Springer-Verlag1994)的“发光材料”的第109-110页,这两个文献通过引用结合于此。
沿黑体轨迹的色度坐标(即色点)遵循普朗克(Planck)公式:E(λ)=Aλ-5/(e(B/T)-1),其中E是发射强度,λ是发射波长,T是黑体的色温,而A和B是常量。位于黑体轨迹上或其附近的色度坐标会给人体观察者产生令人舒适的白光。1976 CIE图包括沿黑体轨迹的温度列表。这些温度列表示出了引起该温度上升的黑体辐射源的色彩轨迹。当受热物体开始遇热发出白炽光时,它首先变为略带红色然后略带黄色,然后变白,并且最后变为带蓝绿色的。这是因为与黑体辐射体的辐射峰值有关的波长随温度升高而逐渐变短导致的,符合维恩位移定理(Wien Displacement Law)。法则。因此在黑体轨迹上或其附近产生光的发光体可根据其色温来描述。
进一步如1976 CIE图所示,标注A、B、C、D和E分别表示由对应标识为发光体A、B、C、D和E的几个标准发光体产生的光。
各种发光材料(也称作发光物质(发光物质)或发光媒介(luminophoricmedia),如专利号6600175的美国专利申请所公开的,其全部内容通过引用结合于此)是本领域技术人员众所周知并且可得的。例如,磷光体是一种在由辐射体源激发下发出响应辐射体(如可见光)发光材料。在多数情况下,响应辐射体的波长与激发光源的波长不同。发光材料的其他例子包括闪烁体、日辉光带以及在紫外光照射下发出可见光的油墨。
发光材料可分类为下迁移(down-converting)材料,即将光子迁移为更低能量级(更长波长)的材料,或上迁移材料,即将光子转换为更高能量级(更短波长)的材料。
包括在LED装置中的发光材料通过把发光材料增加到如上所述的清澈的或透明的封装材料(如,基于环氧树脂、基于硅树脂、基于玻璃的材料,基于金属氧化物等)中,例如通过混合或涂层工艺。
例如,美国专利6963166(Yano‘166)公开了一种常规的发光二极管灯,其包括发光二极管芯片,用以覆盖发光二极管芯片的子弹形透明外壳,将电源电流引入到发光二极管二极管芯片中的导线,以及杯状反射体,用以在一致的方向上反射发光二极管芯片的发射光,其中采用第一树脂部分封装发光二极管芯片,还采用第二树脂部分进行封装。根据Yano‘166,所述第一树脂部分是通过用树脂材料填充反光杯,接着将发光二极管芯片安装反光杯的底部之上,再将发光二极管的阴极和阳极用电线与所述导线进行电连接并固化的得到的。根据Yano′166,磷光体分散在第一树脂部分中,以便用发光二极管芯片发出的光A激发,被激发的磷光体产生荧光(“光B”),其波长比光A要长,一部分光A通过包括磷光体的第一树脂部分,因而成为光A和光B的混合光C,其用作照明。
如上所述,已研究将“白色LED灯”(即感知为白色或接近白色的灯)作为白色的白炽灯的可能替代品。白LED灯的代表性示例包括蓝发光二极管芯片的封装件,其可由涂覆有磷光体的铟镓氮(InGaN)或镓氮(GaN)制成,比如钇铝石榴石。在这种LED灯中,蓝发光二极管芯片发出波长约为450nm的光,而磷光体在接收该发射时产生具有波长峰值约为550nm的黄色荧光。例如,在一些设计中,发白光二极管灯是通过在发蓝光半导体的发光二极管的输出表面上形成陶瓷磷光体层而制造的。发光二极管芯片发出的部份蓝光通过磷光体射出,而从发光二极管芯片发出的一部分蓝光由磷光体吸收,受激发并发出黄光。发光二极管发出的经由磷光体传送的一部分蓝光与磷光体发出的黄光混合。观察者便可将蓝光和黄光的混合光感知为白光。另一种类型采用可与磷光体材料结合起来的蓝色或紫色发光二极管芯片以产生红光或橙光以及绿光或淡黄绿光线。在这种灯中,发光二极管芯片发出的部分蓝光或紫光激发磷光体,使得该磷光体发出红光或橙光以及绿光或淡黄绿光线。这些光线与蓝光或紫光线结合可产生白光。
进一步如上所述,在另一类LED灯中,发出紫外光的发光二极管芯片与产生红(R)、绿(G)和蓝(B)光的磷光体材料相结合。在这种LED灯中,从发光二极管芯片发出的紫外光激发磷光体,使得磷光体发出红、绿和蓝光,它们在混合后,用人眼可感知为白光。因而,可得到作为这些光线的混合光的白光。
一直需要将具有更高能效、改善的显色指数(CRIRa)、改善的功效(1m/W)和/或更长的使用寿命的固态发光体如发光二极管用在更广泛的应用中。
发明内容
许多人认为如果能够使照明增量式变暗(incremently dim),即如果能够从两组或两组以上强度中的一组强度选择,而不是从连续可变的强度中选择(如在设有可变电阻器的场合),那就比较理想。
固态发光体就输出而言通常是非线性的。因此,采用包括多组固态发光体(每组发光体包括一个或多个固态发光体)的照明装置,在一些或全部发光体组发出不同颜色(或阴影)的光的情况下,如果给装置供能的电压和/或电流(接着又提供给装置中的各个固态发光体)改变的话,则混合照射(即所有发光体组的光的混合如感知为白色的光)在1931CIE图表上的色点(x,y)和/或色温将会出现不希望的偏移。
一直需要能够在可提供增量式变暗、可提供预设变暗范围以及在强度改变时不会产生色温变化的照明装置中进行多种选择。
表达“强度”根据其常规用途这里用以表示在给定区域上产生的光量,且其以单位如坎德拉(candelas)来衡量。
根据本发明,提供了一种装置和方法,其中每组(即每组发出颜色)固态发光体具有不同预设值,以便保持混合照射的感知颜色即使在照明装置发出的光的整体强度在预设值之间改变时也基本上相同。
在根据本发明的第一方面,提供了一种照明装置,其包括第一组固态发光体、第二组固态发光体、第一电流调节器和第二电流调节器,第一组固态发光体包括至少一个第一组固态发光体,第二组固态发光体包括至少一个第二组固态发光体。
在本发明的第一方面中,第一电流调节器可在至少两个第一电流调节器设置之间切换,第二电流调节器可在至少两个第二电流调节器设置之间切换。
在本发明的第一方面中,至少两个第一电流调节器设置包括第一电流调节器第一设置和第一电流调节器第二设置,至少两个第二电流调节器设置包括第二电流调节器第一设置和第二电流调节器第二设置,使得:
(1)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第一设置中时,则第一组第一电流将提供给第一组固态发光体;
(2)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第二设置中时,第一组第二电流将会提供给第一组固态发光体;
(3)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第一设置中时,第二组第一电流将会提供给第二组固态发光体;以及
(4)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第二设置中时,第二组第二电流将会提供给第二组固态发光体。
在本发明的第一方面中,第一组第一电流不同于第二组第一电流,第一组第二电流不同于第二组第二电流。
在根据本发明第一方面的一些实施例中:
如果第一组第一电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第一电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体的组合强度是第一组第一强度且第二组固态发光体的组合强度是第二组第一强度,
如果第一组第二电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第二电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体的组合强度是第一组第二强度且第二组固态发光体的组合强度是第二组第二强度,以及
第一组第一强度与第二组第一强度的比值同第一组第二强度与第二组第二强度的比值相差不超过5%。
在根据本发明的第一方面的一些实施例中:
如果第一组第一电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第一电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射可感知为白光,以及
如果第一组第二电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第二电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射也可感知为白光。
在根据本发明第一方面的一些实施例中:
如果第一组第一电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第一电流提供给各个第二组固态发光体,第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射对应于1976 CIE图上的第一点,第一点具有第一相关色温(correlated colortemperature),
如果第一组第二电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第二电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射对应于1976 CIE图上的第二点,第二点具有第二相关色温,
第一相关色温与第二相关色温相差不超过4个麦克亚当椭圆。
表达“相关色温”根据其公知的含义用于指明确定义的(即可以容易且准确地由本领域的技术人员确定的)颜色最近的黑体温度。
在根据本发明第一方面的一些实施例中:
如果第一组第一电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第一电流提供给各个第二组固态发光体,第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射对应于1976 CIE图上坐标为u’,v’的第一点,
如果第一组第二电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第二电流提供给各个第二组固态发光体,第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射对应于1976 CIE图上坐标为u’,v’的第二点,以及
第一点与第二点隔开一段距离,使得在1976 CIE图上△u’,v’(即,u’之差的平方与v’之差的平方之和的平方根)不大于0.005。
在根据本发明第一方面的一些实施例中:
照明装置还包括第三组固态发光体,第三组固态发光体包括至少一个第三组固态发光体,和可在至少两个第三电流调节器设置中切换的第三电流调节器,其中所述至少两个第三电流调节器设置包括第三电流调节器第一设置和第三电流调节器第二设置;
使得:
(5)如果照明装置通电且第三电流调节器在第三电流调节器第一设置中时,则第三组第一电流将会提供给第三组固态发光体;以及
(6)如果照明装置通电且第三电流调节器在第三电流调节器第二设置中时,则第三组第二电流将会提供给第三组固态发光体;
第三组第一电流不同于第一组第一电流,并且也不同于第二组第一电流,以及
第三组第二电流不同于第一组第二电流,并且也不同于第二组第二电流。
在根据本发明第一方面的一些实施例中,第一电流调节器可在至少三个第一电流调节器设置中切换,其中所述至少三个第一电流调节器设置包括第一电流调节器第一设置、第一电流调节器第二设置和第一电流调节器第三设置;以及
第二电流调节器可在至少三个第二电流调节器设置中切换,其中所述至少三个第二电流调节器设置包括第二电流调节器第一设置、第二电流调节器第二设置和第二电流调节器第三设置;
使得:
(5)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第三设置中时,则第一组第三电流将会提供给第一组固态发光体;以及
(6)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第三设置中时,则第二组第三电流将会提供给第二组固态发光体;以及
第一组第三电流不同于第二组第三电流。
在根据本发明第一方面的一些实施例中,照明装置还包括可在至少两个主电流调节器设置中切换的主电流调节器,其中所述至少两个主电流调节器设置包括主电流调节器第一设置和主电流调节器第二设置,
使得:
(1)如果主电流调节器在主电流调节器第一设置中,则第一电流调节器将处于第一电流调节器第一位置中且第二电流调节器将处于第二电流调节器第一位置中,以及
(2)如果主电流调节器在主电流调节器第二设置中,则第一电流调节器将会处在第一电流调节器第二位置中且第二电流调节器将会处在第二电流调节器第二位置中。
在根据本发明第一方面的一些实施例中:
各个第一组固态发光体的主波长在第一组波长的20nm内;以及
各个第二组固态发光体的主波长在第二组波长的20nm内。
在根据本发明第一方面的一些实施例中:
第一组第一电流不同于第一组第二电流、不同于第二组第一电流以及不同于第二组第二电流,以及
第二组第一电流不同于第一组第一电流、不同于第一组第二电流以及不同于第二组第二电流。
在根据本发明第一方面的一些实施例中:
(1)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第一设置中时,则第一组第一电流将会提供给各个第一组固态发光体;
(2)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第二设置中时,则第一组第二电流将会提供给各个第一组固态发光体;
(3)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第一设置中时,则第二组第一电流将会提供给各个第二组固态发光体;以及
(4)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第二设置中时,则第二组第二电流将会提供给各个第二组固态发光体。
在根据本发明的第二方面中,提供了一种照明装置,其包括第一组固态发光体、第二组固态发光体、第一电流调节器和第二电流调节器,第一组固态发光体包括至少一个第一组固态发光体,第二组固态发光体包括至少一个第二组固态发光体。
在本发明的第二方面中,第一电流调节器可在至少两个第一电流调节器设置中切换,第二电流调节器可在至少两个第二电流调节器设置中切换。
在本发明的第二方面中,至少两个第一电流调节器设置包括第一电流调节器第一设置和第一电流调节器第二设置,至少两个第二电流调节器设置包括第二电流调节器第一设置和第二电流调节器第二设置,使得:
(1)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第一设置中时,则第一组第一电流将会提供给第一组固态发光体;
(2)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第二设置中时,则第一组第二电流将会提供给第一组固态发光体;
(3)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第一设置中时,则第二组第一电流将会提供给第二组固态发光体;以及
(4)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第二设置中时,则第二组第二电流将会提供给第二组固态发光体。
在本发明的第二方面中,第一组第二设置/第一设置的比值与第二组第二设置/第一设置的比值相差至少5%,
第一组第二设置/第一设置的比值定义为第一组第二电流除以第一组第一电流,
第二组第二设置/第一设置的比值定义为第二组第二电流除以第二组第一电流。
在根据本发明第二方面的一些实施例中:
如果第一组第一电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第一电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体的组合强度是第一组第一强度,并且第二组固态发光体的组合强度是第二组第一强度,
如果第一组第二电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第二电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体的组合强度是第一组第二强度,并且第二组固态发光体的组合强度是第二组第二强度,以及
第一组第一强度与第二组第一强度的比值同第一组第二强度与第二组第二强度的比值相差不超过5%。
在根据本发明第二方面的一些实施例中:
如果第一组第一电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第一电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射将可感知为白光,以及
如果第一组第二电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第二电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射也可感知为白光。
在根据本发明第二方面的一些实施例中:
如果第一组第一电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第一电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射对应于1976 CIE图上的第一点,其中第一点具有第一相关色温,
如果第一组第二电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第二电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射对应于1976 CIE图上的第二点,其中第二点具有第二相关色温,
第一相关色温与第二相关色温相差不超过4个麦克亚当椭圆。
在根据本发明第二方面的一些实施例中:
如果第一组第一电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第一电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射对应于1976 CIE图上坐标为u’,v’的第一点,
如果第一组第二电流提供给各个第一组固态发光体且第二组第二电流提供给各个第二组固态发光体,则第一组固态发光体和第二组固态发光体的组合照射对应于1976 CIE图上坐标为u’,v’的第二点,以及
第一点与第二点间隔开一段距离且Δu’,v’在1976 CIE图上不超过0.005。
在根据本发明第二方面的一些实施例中,照明装置还包括:
第三组固态发光体,第三组固态发光体包括至少一个第三组固态发光体;以及
第三电流调节器;以及
第三电流调节器可在至少两个第三电流调节器设置中切换,至少两个第三电流调节器设置包括第三电流调节器第一设置和第三电流调节器第二设置,
使得:
(5)如果照明装置通电且第三电流调节器在第三电流调节器第一设置中时,则第三组第一电流将会提供给第三组固态发光体;以及
(6)如果照明装置通电且第三电流调节器在第三电流调节器第二设置中时,第三组第二电流将会提供给第三组固态发光体;和
第三组第二设置/第一设置的比值与第一组第二设置/第一设置的比值相差至少5%,且与第二组第二设置/第一设置的比值相差至少5%,第三组第二设置/第一设置的比值定义为第三组第二电流除以第三组第一电流。
在根据本发明第二方面的一些实施例中:
第一电流调节器可在至少三个第一电流调节器设置中切换,至少三个第一电流调节器设置包括第一电流调节器第一设置、第一电流调节器第二设置和第一电流调节器第三设置;以及
第二电流调节器可在至少三个第二电流调节器设置中切换,至少三个第二电流调节器设置包括第二电流调节器第一设置、第二电流调节器第二设置和第二电流调节器第三设置;
使得:
(5)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第三设置中时,则第一组第三电流将会提供给第一组固态发光体;以及
(6)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第三设置中时,第二组第三电流将会提供给第二组固态发光体;
第一组第三设置/第二设置的比值与第二组第三设置/第二设置的比值相差至少5%,
第一组第三设置/第二设置的比值定义为第一组第三电流除以第一组第二电流,
第二组第三设置/第二设置的比值定义为第二组第三电流除以第二组第二电流。
在根据本发明第二方面的一些实施例中,照明装置还包括主电流调节器,
主电流调节器可在至少两个主电流调节器设置中切换,至少两个主电流调节器设置包括主电流调节器第一设置和主电流调节器第二设置,
使得:
(1)如果主电流调节器在主电流调节器第一设置中,则第一电流调节器将在第一电流调节器第一位置中且第二电流调节器将在第二电流调节器第一位置,以及
(2)如果主电流调节器在主电流调节器第二设置中,第一电流调节器将在第一电流调节器第二位置中且第二电流调节器将在第二电流调节器第二位置。
在根据本发明第二方面的一些实施例中:
各个第一组固态发光体的主波长在第一组波长的20nm内;以及
各个第二组固态发光体的主波长在第二组波长的20nm内。
在根据本发明第二方面的一些实施例中,
(1)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第一设置中,则第一组第一电流将会提供给各个第一组固态发光体;
(2)如果照明装置通电且第一电流调节器在第一电流调节器第二设置中,则第一组第二电流将会提供给各个第一组固态发光体;
(3)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第一设置中,则第二组第一电流将会提供给各个第二组固态发光体;以及
(4)如果照明装置通电且第二电流调节器在第二电流调节器第二设置中,则第二组第二电流将会提供给各个第二组固态发光体。
在根据本发明第三方面中,提供了一种照明方法,其包括基本上同时:
将提供给第一组固态发光体的电流从第一组第一电流调整到第一组第二电流;以及
将提供给第二组固态发光体的电流从第二组第一电流调整到第二组第二电流。
如这里所用的表达“基本上同时”意指各个事件均在彼此较短的时间段(如间隔不超过1秒,或者如间隔不超过0.1秒)内发生,即使这些事件可能是依次发生也认为它们是基本上同时发生的。
如这里所用的表达“基本上透明的”意指具有基本上透明特征的结构允许通过至少90%的入射可见光。
在本发明的第三方面中,第一组固态发光体包括至少一个第一组固态发光体,第二组固态发光体包括至少一个第二组固态发光体。
此外,在本发明的第三方面中,第一组第一电流不同于第二组第一电流,第一组第二电流不同于第二组第二电流。
在根据本发明的第四方面,提供了一种照明方法,其包括基本上同时:
将提供给第一组固态发光体的电流从第一组第一电流调整到第一组第二电流;以及
将提供给第二组固态发光体的电流从第二组第一电流调整到第二组第二电流。
在根据本发明的第四方面中,第一组固态发光体包括至少一个第一组固态发光体,第二组固态发光体包括至少一个第二组固态发光体。
此外,在本发明的第四方面中,第一组第二设置/第一设置的比值与第二组第二设置/第一设置的比值相差至少5%,第一组第二设置/第一设置的比值定义为第一组第二电流除以第一组第一电流,第二组第二设置/第一设置的比值定义为第二组第二电流除以第二组第一电流。
参照附图和本发明的以下详细说明将会更全面地理解本发明。
附图说明
图1显示了1931 CIE色度图;
图2显示了1976色度图;
图3显示了1976色度图的放大部分以便详细显示出黑体轨迹;
图4示出了根据本发明照明装置的第一实施例;
图5示出了根据本发明照明装置的第二实施例;
图6示出了根据本发明照明装置的第三实施例。
具体实施例
如上所述,根据本发明的照明装置包括第一组固态发光体、第二组固态发光体、第一电流调节器和第二电流调节器。
这里所用的表达“照射”(或“受到照射”)在指固态发光体时含义是给固态发光体提供至少一些电流以使固态发光体(及任何相关的发光物质)发出至少一些光。表达“受到照射”包含以下情形:固态发光体连续或间断地以一速率发出光,使得人眼可将它感知为连续发光,或相同颜色或不同颜色的多个固态发光体间断和/或交替(时间上有重叠或没有重叠)发光使得人眼将它们感知为连续发光(以及在发出不同颜色的情况下将它们感知为那些颜色的混合)。
这里所用的表达“激发”在指发光物质时含义是至少一些电磁辐射(如可见光、紫外(UV)光或红外光)正接触发光物质,使得发光物质发出至少一些光。表达“激发”包含以下情形:发光物质连续或间断以一定速率发出光使得人眼将其感知为连续发光,或相同颜色或不同颜色的多个发光物质间断和/或交替(时间上有重叠或没有重叠)发光使得人眼将它们感知为连续发光(以及在发出不同颜色的情况下将它们感知为那些颜色的混合)。
根据本发明可采用任何需要的固态发光体或若干固态发光体。本领域的技术人员知道并容易得到各种各样的这种发光体。这类发光体的示例包括各类发光二极管(无机或有机的,包括聚合物发光二极管(PLED))、激光二极管、薄膜电子发光装置、发光聚合体(LEP),各种这些发光体是本领域众所周知的(因此这里不必详细描述这些装置和/或制造出这种装置的那些材料)。
各个发光体可以彼此相同、不同或者可以为任何组合(即可以是一种类型的多个固态发光体或者可以是两种或两种类型以上的一个或多个固态发光体)。
如上所述,可采用的一类固态发光体是LED。这种LED可从任何发光二极管中选择(各种各样的发光二极管是本领域的技术人员容易获得并且众所周知的,因此不必详细描述这些装置和/或制造出这种装置的那些材料)。例如,有关发光二极管类型的例子包括无机发光二极管和有机发光二极管,各种这样的发光二极管均是公知的。
这种LED的代表性示例(它们许多是本领域已知的)可包括引线框、发光物质、封装区域等。
适合的LED的代表性示例在以下文献中有所描述:
(1)于2005年12月22日提交的、申请号为60/753138、题为“照明装置”(发明人:Gerald H.Negley;代理备审案号931_003PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(2)于2006年4月24日提交的、申请号为60/794379、题为“通过空间上分离发光薄膜来移动LED中的光谱内容(spectral content)”(发明人:GeraldH.Negley和Antony Paul van de Ven;代理备审案号931_006PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(3)于2006年5月26日提交的、申请号60/808702、题为“照明装置”(发明人:Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven;代理备审案号931_009PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(4)于2006年5月26日提交的、申请号60/808925、题为“固态发光装置及其制造方法”(发明人:Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven;代理备审案号931_010PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(5)于2006年5月23日提交的、申请号60/802697、题为“照明装置及其制造方法”(发明人:Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven;代理备审案号931_011PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(6)于2006年8月23日提交的、申请号60/839453、题为“照明装置及照明方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_034PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(7)于2006年11月7日提交的、申请号60/857305、题为“照明装置及照明方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_027PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(8)于2006年10月12日提交的、申请号60/851230、题为“照明装置及其制造方法”(发明人:Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven;代理备审案号931_041PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
根据本发明的照明装置可包括任何需要数量的固态发光体。
如上所述,在根据本发明第一方面的一些实施例中,照明装置还包括一个或多个发光物质。
如上所述,在根据本发明的一些实施例中,照明装置还包括至少一个发光物质(即包括至少一个发光材料的发光区域或发光元件)。这里所用的表达“发光物质”指任何发光元件,即任何包括发光材料的元件。
如果要提供的话,一个或多个发光物质可单独为任何发光物质,它们各种类型均是本领域的技术人员所已知的。例如,发光物质中的一个或多个发光材料可以是从磷光体、闪烁体、日辉光带以及在紫外光照射下发出可见光的油墨等中选择的。一个或多个发光材料可以是向下迁移(down-converting)或向上迁移(up-converting),或者可包括这两种类型的组合。例如,第一发光物质可以包括一个或多个向下迁移的发光材料。
如果需要的话,一个或多个发光物质中的各个还可包括一个或多个高度透射(如透明或大致透明或稍稍漫射)的胶合物(或主要由它们组成,或由它们组成),如由环氧树脂、硅树脂、玻璃、金属氧化物或任何其他适合的材料组成(例如,在任何给定的发光物质包括一个或多个粘合剂,一个或多个磷光体可分散在一个或多个粘合剂内)。通常发光物质越厚,磷光体的百分比重可能越低。磷光体的百分比重的代表性示例包括从约3.3%比重到约20%比重,如上所述虽然取决发光物质整体厚度,但磷光体的百分比重一般可以为任何值,如从0.1%比重到100%比重(如对纯净磷光体进行热等静压处理而形成的发光物质)。
其中具有发光物质的装置如果要用的话还包括一个或多个设在固态发光体(如发光二极管)和发光物质之间的透明封装体(包括如一个或多个硅树脂材料)。
所述一个或多个(或其中每一个)发光物质还可包括任何若干公知的添加剂,如扩散体、散射体、着色剂等。
在根据本发明的一些实施例中,一个或多个发光二极管可与一个或多个发光物质一起包括在封装中,并且封装中的一个或多个发光物质可与封装中的一个或多个发光二极管隔开以获得改进的光提取效率,如于2005年12月22日提交的、申请号为60/753138、题为“照明装置”(发明人:Gerald H.Negley;代理备审案号931_003PRO)的美国专利申请中所描述的,其全部内容通过引用结合于此。
在根据本发明的一些实施例中,可提供两个或两个以上发光物质,如以下文献中所描述的相互隔开的两个或两个以上的发光物质:于2006年1月23日提交的、题为“通过空间上分离发光薄膜来移动LED中的光谱内容(spectralcontent)”(发明人:Gerald H.Negley和Antony Paul van de Ven)、申请号为60/761310的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此。
如上所述,表达“组”这里用于指发出特定颜色(或基本上相同颜色)光的若干固态发光体。例如,特定组可包括一个或多个固态发光体,它们各自发出光的主波长在该组固态发光体的波长的20nm范围内。
在本发明的一些实施例中,各个组包括照明装置中所包括的其主波长在针对该组的特定波长的特定范围内的所有固态发光装置,如其波长范围的一个代表性示例是波长在615nm的20nm范围内。
根据本发明的照明装置中所采用的电流调节器是相似或不同的,并且它们可单独从可用于调节电流的电子领域的技术人员已知的各种类型的装置和元件中选择。即,可采用任何可用以调节流经固态发光体的电流的装置,并且熟练的技工非常熟悉并且容易使用各类这种装置。
电流调节器可单独含有任何所需数量的离散设置(discrete setting)。表达“可在...调节器设置中切换”包括以下装置:(1)其中电流调节器设置由一个或多个元件的物理位置规定,和(2)其中电流调节器设置不由任何元件的物理位置规定,如它可以是一种操作模式,如数字控制信号。
根据本发明的照明装置可包括任何所需数量的固态发光体组,如这些装置可只包括两组固态发光体,或者可包括第三组固态发光体,或者可包括第三组和第四组固态发光体,并且可选地还可包括第五组、第六组、第七组等固态发光体,且每组有至少一个电流调节器。
如上所述,在本发明的一些实施例中,照明装置还包括主电流调节器。如果采用的话,主电流调节器可在至少两个主电流调节器设置中切换。改变主电流调节器的设置可使得一个或多个电流调节器的设置(用于两组或两组以上的固态发光体而言)发生改变(如在代表性实施例中,如果主电流调节器从第一设置改变为第二设置,则该装置中的一些或所有电流调节器从它们各自的第一设置改变为它们各自的第二设置)。
表达“可在...调节器设置中切换”,在应用于主电流调节器以及电流调节器时,包括以下装置(1)其中主电流调节器设置由一个或多个元件的物理位置规定,和(2)其中主电流调节器设置不由任何元件的物理位置规定,如它可以是一种操作模式,如数字控制信号。
在一些实施例中,将主电调节器从一个设置改变到另一个设置使得照明装置中的各个电流调节器从一种对应设置移至另一种对应设置(如所有电流调节器基本上同时移至更低的电流设置)。
表达“如果照明装置通电”表明由任何合适的电源以任何合适的方式向照明装置提供任何合适形式的电流。例如,可通过将附在照明装置上的电线(cord)插到提供交流电流(AC)的插座(如墙上灯座)中,和/或将这种电线的开关拨到“on(接通)”位置上来将电流提供给照明装置。作为选择或附加,提供给照明装置的电流可以是直流(DC),和/或来自电池、光电装置和/或任何其他合适的电源。如果需要的话,可增加其他元件,并且本领域的技术人员熟悉各种类型的这种装置,如电压调节器。
固态发光体和任何发光物质可经过选择以产生任何希望的混合光。
以下文献中描述了提供所需光混合的这种元件的合适组合的代表性示例:
(1)于2005年12月21日提交的、申请号为60/752555、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Antony Paul Van de Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_004PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(2)于2005年12月21日提交的、申请号为60/752556、题为“用于照明的招牌(SIGN)和方法”(发明人:Gerald H.Negley;代理备审案号931_005PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(3)于2006年4月20日提交的、申请号为60/793524、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_012PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(4)于2006年4月20日提交的、申请号为60/793518、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_013PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(5)于2006年4月20日提交的、申请号为60/793530、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Gerald H.Negley和Antony Paul vande Ven;代理备审案号931_014PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(6)于2007年8月5日提交的、申请号为7213940、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Antony Paul vande Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_035PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(7)于2006年1月12日提交的、申请号为60/868134、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_035PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(8)于2006年7月12日提交的、申请号为60/868986、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_053PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(9)于2006年11月7日提交的、申请号为60/857305、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_027PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;以及
(10)于2007年2月22日提交的、申请号为60/891148、题为“照明装置和照明方法、滤光器和滤光方法”(发明人:Antony Paul van de Ven;代理备审案号931_057PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此。
如这里所用的表达“感知为白色”表明正常人的视觉将光(即具有被“感知为白色”的特征的光)感知为白色。
本发明的照明装置可以按任何需要的方式布置、安装以及供电,并可安装在任何需要的外壳或固定设备上。熟练的技工熟悉各类布置、安装方案、供电设备、外壳和元件,并且可结合本发明应用这种设置、方案、设备、外壳和元件。本发明的照明装置可以电连接(或有选择地电连接)在任何需要的电源上,本领域的技术人员熟悉这种电源的各种类型。
以下文献描述了照明装置的布置、用于安装照明装置的方案、用于给照明装置供电的设备、照明装置的外壳、照明装置的固定设备件和用于照明装置的电源的代表性示例,它们均适用于本发明的照明装置:
(1)于2005年12月21日提交的、申请号为60/752753、题为“照明装置”(发明人:Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven和Neal Hunter;代理备审案号931_002PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(2)于2006年5月5日提交的、申请号为60/798446、题为“照明装置”(发明人:Antony Paul van de Ven;代理备审案号931_008PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(3)于2006年9月18日提交的、申请号为60/845429、题为“照明装置、照明组件、灯具及其使用方法”(发明人:Antony Paul van de Ven;代理备审案号931_019PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(4)于2006年9月21日提交的、申请号为60/846222、题为“照明组件及其安装方法和代替光的方法”(发明人:Antony Paul van de Ven和Gerald H.Negley;代理备审案号931_021PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(5)于2006年5月31日提交的、申请号为60/809618、题为“照明装置和照明方法”(发明人:Gerald H.Negley、Antony Paul van de Ven和Thomas G.Coleman;代理备审案号931_017PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;以及
(6)于2006年11月14日提交的、申请号为60/858881、题为“照明组件”(发明人:Paul Kenneth Pickard和Gary David Trott;代理备审案号931_036PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;
(7)于2006年11月14日提交的、申请号为60/859013、题为“照明组件和用于照明组件的元件”(发明人:Gary David Trott和Paul Kenneth Pickard;代理备审案号931_037PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此;以及
(8)于2006年10月23日提交的、申请号为60/853589、题为“照明装置和用于安装照明外壳和/或照明装置外壳中的调整元件的方法”(发明人:GaryDavid Trott和Paul Kenneth Pickard;代理备审案号931_038PRO)的美国专利申请,其全部内容通过引用结合于此
这里所用的表达“照明装置”除了它要能发光之外不具有任何限制性。即照明装置可以是照射一定面积或容积(如房间、游泳池、仓库、方向灯(indicator)、路面、车辆、路面标记、广告牌、大船、小艇、航行器、运动场、树、窗户、院子等)的装置、方向灯、或照射围地的一个装置或一系列装置,或用于边缘照明或背面照明的装置(如背光广告、标志、LCD显示),或任何其他发光装置。
本发明还涉及受到照射的围地(其容积可受到均匀或不均匀的照射),包括封闭空间和至少一个根据本发明的照明装置,其中照明装置(均匀或不均匀地)照射至少所述围地的一部分。
本发明还涉及受到照射的表面,包括表面和根据本发明的至少一个照明装置,其中照明装置照射至少所述表面的一部分。
本发明还涉及受到照射的区域,包括从由以下项构成的组中选择的至少一项:游泳池、房间、仓库、指示器、路面、车辆、路面标记、广告牌、大船、玩具、镜子、容器、电子装置、小艇、航行器、运动场、计算机、远程音频装置、远程视频装置、蜂窝电话、树、窗户、院子、路灯柱、方向灯、或照射围地的一个装置或一系列装置、或用于边缘照明或背面照明的装置(如背光广告、标志、LCD显示),在它们之中或之上安装了至少一个如这里所述的照明装置。
根据本发明的装置还可包括一个或多个一个或多个长使用寿命的制冷装置(如有很长使用寿命的风扇)。这种长期制冷装置可包括像“中国式风扇(Chinese fan)”使空气流动的压电或磁阻材料(如MR、GMR和/或HMR材料)。在根据本发明对装置进行制冷时,通常,只要有足够量的空气打破边界层便可使得温度从10度降到15度。由此,在这种情况下通常不需要强风或大流体流速(大型CFM)(由此不需要常规的风扇)。
在根据本发明的一些实施例中,可采用如以下文献中所描述的任何特征如电路:于2006年1月25日提交的、申请号为60/761879、题为“带冷却的照明装置”的美国专利申请(发明人:Thomas Coleman,Gerald H.Negley和AntonyPaul Van de Ven),其全部内容通过引用结合于此。
根据本发明的装置还可包括次级光学器件以进一步改变发射光的发射性质。这种次级光学器件是本领域那些技术人员熟悉的,因此这里不必详细描述,如果需要的话可采用任何类型的次级光学器件。
根据本发明的设备可进一步包括传感器或充电设备或照相机等。例如,本领域技术人员熟悉并已经在使用可检测一个或多个事件的设备(举例来说,运动检测器,其可探测物体或人的运动),以及响应所述检测,该设备触发光线照射和安全照相机的激活等。作为典型实施例,根据本发明的一种设备可包括有根据本发明的照明装置和运动传感器,并可这样构建:(1)当光线照射时,如果运动传感器探测到运动,激活安全照相机记录探测到运动的位置或其附近的可视化数据(visual data);或(2)如果运动传感器探测到运动,发出光线为探测到运动的位置或其附近照明,并激活安全照相机记录探测到运动的位置或其附近的可视化数据等。
图4是根据本发明的照明装置的第一实施例的示意图。
参照图4,AC电流经由线11提供给照明装置10。照明装置包括可在三种设置:第一主电流设置、第二主电流设置和第三主电流设置中切换的主电流调节器12。照明装置还包括第一电流调节器13、第二电流调节器14和第三电流调节器15。第一电流调节器13电连接在第一组发出红光的发光二极管16,第二电流调节器14电连接在第二组发出蓝光的发光二极管17,一部分蓝光由(临近各自发光二极管17设置的)发光物质转换,由此输出的光是绿色的,并且第三电流调节器15电连接在第三组发出蓝光的发光二极管18。
第一电流调节器13有三种设置,分别是第一电流调节器第一设置19、第一电流调节器第二设置20和第一电流调节器第三设置21。
第二电流调节器14由三种设置,分别是第二电流调节器第一设置22、第二电流调节器第二设置23和第二电流调节器第三设置24。
第三电流调节器15有三种设置,分别是第三电流调节器第一设置25、第三电流调节器第二设置26和第三电流调节器第三设置27。
当主电流调节器12在第一主电流设置中时,第一电流调节器13在第一电流调节器第一设置19中,第二电流调节器14在第二电流调节器第一设置22中且第三电流调节器15在第三电流调节器第一设置25。
当主电流调节器12在第二主电流设置中时,第一电流调节器13在第一电流调节器第二设置20中,第二电流调节器14在第二电流调节器第二设置23中且第三电流调节器15在第三电流调节器第二设置26中。
当主电流调节器12在第三主电流设置中时,第一电流调节器13在第一电流调节器第三设置21中,第二电流调节器14在第二电流调节器第三设置24中且第三电流调节器15在第三电流调节器第三设置27中。
当第一电流调节器13在第一电流调节器第一设置19中时,第一电流调节器13给第一组中的发光二极管16提供20mA的电流。
当第二电流调节器14在第二电流调节器第一设置22中时,第二电流调节器14给第二组中的发光二极管17提供20mA的电流。
当第三电流调节器15在第三电流调节器第一设置25中时,第三电流调节器15给第三组中的发光二极管18提供20mA的电流。
当第一电流调节器13在第一电流调节器第二设置20中时,第一电流调节器13给第一组中的发光二极管16提供15mA的电流。
当第二电流调节器14在第二电流调节器第二设置23中时,第二电流调节器14给第二组中的发光二极管17提供13mA的电流。
当第三电流调节器15在第三电流调节器第二设置26中时,第三电流调节器15给第三组中的发光二极管18提供11mA的电流。
当第一电流调节器13在第一电流调节器第三设置21中时,第一电流调节器13给第一组中的发光二极管16提供10mA的电流。
当第二电流调节器14在第二电流调节器第三设置24中时,第二电流调节器14给第二组中的发光二极管17提供6mA的电流。
当第三电流调节器15在第三电流调节器第三设置27中时,第三电流调节器15给第三组中的发光二极管18提供6mA的电流。
图5是根据本发明的照明装置的第二实施例的示意图。
第二实施例与第一实施例类似,区别在于第二实施例包括(1)第一组发出蓝光的发光二极管28,所发出的一部分蓝光由发光物质(代替发出红光的发光二极管16)转换使得输出光是白光,(2)第二组发出黄光的发光二极管29(代替发光二极管17和相关的发光物质),和(3)第三组发出红光的发光二极管30(代替发出蓝光的发光二极管18)。
图6是根据本发明的照明装置的第三实施例的示意图。
第三实施例也与第一实施例类似,区别在于第一组发光二极管表示为“A”,第二组发光二极管表示为“B”,且第三组发光二极管表示为“C”,以表明第一组、第二组和第三组发光体可以是任何需要的具有各个颜色的发光体,并且第三实施例还包括标识为“N+1”的电流调节器以表明装置可包括任何需要数量的固态发光体组和相关的电流调节器。例如,在代表性的其他实施例中:
(1)“A”可指示一组发出白光的发光体,“B”可指示一组发出黄光的发光体,而“C”可指示发出红光的发光体;
(2)“A”可指示一组发出白光的发光体,“B”可指示一组发出红光的发光体,而“C”可指示发出橙光的发光体;或
(3)“A”可指示一组发出红光的发光体,“B”可指示一组发出绿光的发光体,而“C”可指示发出蓝光的发光体。
这里所阐述的装置中的两个元件是“电连接的”表明在这两个元件之间没有电气上的其他元件,这种元件的插入在本质上会影响所述装置提供的功能。例如,虽然两个元件之间可能存在很小的电阻,但其在本质上不影响装置提供的功能(实际上,连接两个元件的线可看作是电阻),因此它们可看作是电连接的;同样,两个元件之间可能具有使该装置完成附加功能但又不会实质上影响装置提供的功能的附加电子元件,所述装置与不包括附加元件以外的装置相同,因此它们可看作是电连接的;同样,直接彼此相连接或直接连接到电路板或其他介质上的电线或迹线的相对端的两个元件是电连接的。
如这里所述的照明装置的任何两个或两个以上结构部件可集成。这里所述的照明装置的任何结构部件可以两个或两个以上部件提供(如果需要的话它们是结合在一起的)。类似的,任何两个或两个以上的功能可同时进行,和/或任何功能可按一序列步骤进行。

Claims (16)

1.一种照明装置,其特征在于,所述照明装置包括:
第一组固态发光体,所述第一组固态发光体包括至少一个第一组固态发光体;
第二组固态发光体,所述第二组固态发光体包括至少一个第二组固态发光体;
第一电流调节器;以及
第二电流调节器;
所述第一电流调节器可在至少两个第一电流调节器设置中切换,所述至少两个第一电流调节器设置包括第一电流调节器第一设置和第一电流调节器第二设置;
所述第二电流调节器可在至少两个第二电流调节器设置中切换,所述至少两个第二电流调节器设置包括第二电流调节器第一设置和第二电流调节器第二设置;
使得:
(1)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第一设置中时,则第一组第一电流将会提供给所述第一组固态发光体;
(2)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第二设置中时,则第一组第二电流将会提供给所述第一组固态发光体;
(3)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第一设置中时,则第二组第一电流将会提供给所述第二组固态发光体;以及
(4)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第二设置中时,则第二组第二电流将会提供给所述第二组固态发光体;
所述第一组第一电流不同于所述第二组第一电流,
所述第一组第二电流不同于所述第二组第二电流。
2.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
如果所述第一组第一电流提供给各个所述第一组固态发光体且所述第二组第一电流提供给各个所述第二组固态发光体,则所述第一组固态发光体的组合强度是第一组第一强度,而所述第二组固态发光体的组合强度是第二组第一强度,
如果所述第一组第二电流提供给各个所述第一组固态发光体且所述第二组第二电流提供给各个所述第二组固态发光体,则所述第一组固态发光体的组合强度是第一组第二强度,而所述第二组固态发光体的组合强度是第二组第二强度,以及
所述第一组第一强度与所述第二组第一强度的比值同所述第一组第二强度与所述第二组第二强度的比值相差不超过5%。
3.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
如果所述第一组第一电流提供给各个所述第一组固态发光体且所述第二组第一电流提供给各个所述第二组固态发光体,则所述第一组固态发光体和所述第二组固态发光体的组合照射将被感知为白光,以及
如果所述第一组第二电流提供给各个所述第一组固态发光体且所述第二组第二电流提供给各个所述第二组固态发光体,则所述第一组固态发光体和所述第二组固态发光体的组合照射将被感知为白光。
4.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
所述第一组第一电流不同于所述第一组第二电流,不同于所述第二组第一电流,也不同于所述第二组第二电流,以及
所述第二组第一电流不同于所述第一组第一电流,不同于所述第一组第二电流,也不同于所述第二组第二电流。
5.如权利要求3所述的照明装置,其特征在于:
如果所述第一组第一电流提供给各个所述第一组固态发光体且所述第二组第一电流提供给各个所述第二组固态发光体,则所述第一组固态发光体和所述第二组固态发光体的组合照射对应于1976CIE图上的第一点,所述第一点具有第一相关色温,
如果所述第一组第二电流提供给各个所述第一组固态发光体且所述第二组第二电流提供给各个所述第二组固态发光体,则所述第一组固态发光体和所述第二组固态发光体的组合照射对应于所述1976CIE图上的第二点,所述第二点具有第二相关色温,
所述第一相关色温与所述第二相关色温相差不超过4个麦克亚当椭圆。
6.如权利要求1-5中任一项所述的照明装置,其特征在于所述装置还包括:
第三组固态发光体,所述第三组固态发光体包括至少一个第三组固态发光体;以及
第三电流调节器;
所述第三电流调节器可在至少两个第三电流调节器设置中切换,所述至少两个第三电流调节器设置包括第三电流调节器第一设置和第三电流调节器第二设置;
使得:
(5)如果所述照明装置通电且所述第三电流调节器在所述第三电流调节器第一设置中时,则第三组第一电流将会提供给所述第三组固态发光体;以及
(6)如果所述照明装置通电且所述第三电流调节器在所述第三电流调节器第二设置中时,则第三组第二电流将会提供给所述第三组固态发光体;
所述第三组第一电流不同于所述第一组第一电流,也不同于所述第二组第一电流,
所述第三组第二电流不同于所述第一组第二电流,也不同于所述第二组第二电流。
7.如权利要求1-5中任一项所述的照明装置,其特征在于:
所述第一电流调节器可在至少三个第一电流调节器设置中切换,所述至少三个第一电流调节器设置包括所述第一电流调节器第一设置、所述第一电流调节器第二设置以及第一电流调节器第三设置;以及
所述第二电流调节器可在至少三个第二电流调节器设置中切换,所述至少三个第二电流调节器设置包括所述第二电流调节器第一设置、所述第二电流调节器第二设置和第二电流调节器第三设置;
使得:
(5)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第三设置中,则第一组第三电流将会提供给所述第一组固态发光体;以及
(6)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第三设置中,则第二组第三电流将会提供给所述第二组固态发光体;
所述第一组第三电流不同于所述第二组第三电流。
8.如权利要求1-5中任一项所述的照明装置,其特征在于,还包括主电流调节器,
所述主电流调节器可在至少两个主电流调节器设置中切换,所述至少两个主电流调节器设置包括主电流调节器第一设置和主电流调节器第二设置,
使得:
(1)如果所述主电流调节器在所述主电流调节器第一设置中,则所述第一电流调节器将会在所述第一电流调节器第一位置中且所述第二电流调节器将会在所述第二电流调节器第一位置中,以及
(2)如果所述主电流调节器在所述主电流调节器第二设置中,则所述第一电流调节器将会在所述第一电流调节器第二位置中且所述第二电流调节器将会在所述第二电流调节器第二位置中。
9.如权利要求1-5中任一项所述的照明装置,其特征在于:
各个所述第一组固态发光体的主波长在第一组波长的20nm范围内;以及
各个所述第二组固态发光体的主波长在第二组波长的20nm范围内。
10.如权利要求1-5中任一项所述的照明装置,其特征在于:
(1)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第一设置中时,则第一组第一电流将会提供给所述第一组固态发光体的每一个;
(2)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第二设置中时,第一组第二电流将会提供给各个所述第一组固态发光体的每一个;
(3)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第一设置中时,第二组第一电流将会提供给各个所述第二组固态发光体的每一个;以及
(4)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第二设置中时,第二组第二电流将会提供给各个所述第二组固态发光体的每一个。
11.一种照明方法,其特征在于,所述方法包括:
基本上同时:
(a)将第一电流调节器从第一电流调节器第一设置切换到第一电流调节器第二设置,由此将提供给第一组固态发光体的电流从第一组第一电流调整到第一组第二电流;以及
(b)将第二电流调节器从第二电流调节器第一设置切换到第二电流调节器第二设置,由此将提供给第二组固态发光体的电流从第二组第一电流调整到第二组第二电流;
所述第一组固态发光体包括至少一个第一组固态发光体;
所述第二组固态发光体包括至少一个第二组固态发光体;
所述第一组第一电流不同于所述第二组第一电流,所述第一组第二电流不同于所述第二组第二电流。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于所述方法还包括:
将主电流调节器从主电流调节器第一设置切换至主电流调节器第二设置以便基本上同时:
(a)将提供给所述第一组固态发光体的电流从所述第一组第一电流调整至所述第一组第二电流;以及
(b)将提供给所述第二组固态发光体的电流从所述第二组第一电流调整至所述第二组第二电流。
13.如权利要求11或12所述的方法,其特征在于:
在对提供给所述第一组固态发光体的电流进行所述调整之前的所述第一组固态发光体的组合强度是第一组第一强度,
在对提供给所述第二组固态发光体的电流进行所述调整之前的所述第二组固态发光体的组合强度是第二组第一强度,
在对提供给所述第一组固态发光体的电流进行所述调整之后的所述第一组固态发光体的组合强度是第一组第二强度,
在对提供给所述第二组固态发光体的电流进行所述调整之后的所述第二组固态发光体的组合强度是第二组第二强度,以及
所述第一组第一强度与所述第二组第一强度的比值同所述第一组第二强度与所述第二组第二强度的比值相差不超过5%。
14.一种照明装置,其特征在于,所述照明装置包括:
第一组固态发光体,所述第一组固态发光体包括至少一个第一组固态发光体;
第二组固态发光体,所述第二组固态发光体包括至少一个第二组固态发光体;
第一电流调节器;以及
第二电流调节器;
所述第一电流调节器可在至少两个第一电流调节器设置中切换,所述至少两个第一电流调节器设置包括第一电流调节器第一设置和第一电流调节器第二设置;
所述第二电流调节器可在至少两个第二电流调节器设置中切换,所述至少两个第二电流调节器设置包括第二电流调节器第一设置和第二电流调节器第二设置;
使得:
(1)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第一设置中时,则第一组第一电流将会提供给所述第一组固态发光体;
(2)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第二设置中时,第一组第二电流将会提供给所述第一组固态发光体;
(3)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第一设置中时,第二组第一电流将会提供给所述第二组固态发光体;以及
(4)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第二设置中时,第二组第二电流将会提供给所述第二组固态发光体;
第一组第二设置/第一设置的比值定义为所述第一组第二电流除以所述第一组第一电流,
第二组第二设置/第一设置的比值定义为所述第二组第二电流除以所述第二组第一电流,
所述第一组第二设置/第一设置的比值与所述第二组第二设置/第一设置的比值相差至少5%。
15.如权利要求14所述的照明装置,其特征在于:
所述第一电流调节器可在至少三个第一电流调节器设置中切换,所述至少三个第一电流调节器设置包括所述第一电流调节器第一设置、所述第一电流调节器第二设置以及第一电流调节器第三设置;以及
所述第二电流调节器可在至少三个第二电流调节器设置中切换,所述至少三个第二电流调节器设置包括所述第二电流调节器第一设置、所述第二电流调节器第二设置和第二电流调节器第三设置;
使得:
(5)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第三设置中,则第一组第三电流将会提供给所述第一组固态发光体;以及
(6)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第三设置中,则第二组第三电流将会提供给所述第二组固态发光体;
第一组第三设置/第二设置的比值定义为所述第一组第三电流除以所述第一组第二电流,
第二组第三设置/第二设置的比值定义为所述第二组第三电流除以所述第二组第二电流,
所述第一组第三设置/第二设置的比值与所述第二组第三设置/第二设置的比值相差至少5%。
16.一种照明装置,其特征在于,所述照明装置包括:
第一组固态发光体,所述第一组固态发光体包括至少一个第一组固态发光体;
第二组固态发光体,所述第二组固态发光体包括至少一个第二组固态发光体;
第三组固态发光体,所述第三组固态发光体包括至少一个第三组固态发光体;
第一电流调节器;
第二电流调节器;以及
第三电流调节器;
所述第一电流调节器可在至少两个第一电流调节器设置中切换,所述至少两个第一电流调节器设置包括第一电流调节器第一设置和第一电流调节器第二设置;
所述第二电流调节器可在至少两个第二电流调节器设置中切换,所述至少两个第二电流调节器设置包括第二电流调节器第一设置和第二电流调节器第二设置;
所述第三电流调节器可在至少两个第三电流调节器设置中切换,所述至少两个第三电流调节器设置包括第三电流调节器第一设置和第三电流调节器第二设置;
使得:
(1)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第一设置中时,则第一组第一电流将会提供给所述第一组固态发光体;
(2)如果所述照明装置通电且所述第一电流调节器在所述第一电流调节器第二设置中时,第一组第二电流将会提供给所述第一组固态发光体;
(3)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第一设置中时,第二组第一电流将会提供给所述第二组固态发光体;以及
(4)如果所述照明装置通电且所述第二电流调节器在所述第二电流调节器第二设置中时,第二组第二电流将会提供给所述第二组固态发光体;
(5)如果所述照明装置通电且所述第三电流调节器在所述第三电流调节器第一设置中时,第三组第一电流将会提供给所述第三组固态发光体;以及
(6)如果所述照明装置通电且所述第三电流调节器在所述第三电流调节器第二设置中时,第三组第二电流将会提供给所述第三组固态发光体;
第一组第二设置/第一设置的比值定义为所述第一组第二电流除以所述第一组第一电流,
第二组第二设置/第一设置的比值定义为所述第二组第二电流除以所述第二组第一电流,
所述第一组第二设置/第一设置的比值与所述第二组第二设置/第一设置的比值相差至少5%;
第三组第二设置/第一设置的比值定义为第三组第二电流除以第三组第一电流;
第三组第二设置/第一设置的比值与第一组第二设置/第一设置的比值相差至少5%,且与第二组第二设置/第一设置的比值相差至少5%。
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