專利名稱:具有限定的光譜能量分布的照明裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及固態光發射器、結合有固態光發射器的系統和裝置,以及利用固態光發射器的照明方法。
背景技術:
通常利用顯色指數(CRI Ra)測量顏色再生。CRI Ra是照明系統的色彩還原(colorrendition)如何與照射八種參考顏色時的參考輻射體的色彩還原相比較的相對測量的改進平均數,即,其是物體由特定燈點亮時的表面顏色變化的相對測量。如果通過照明系統照射的一組測試顔色的顔色坐標與通過參考輻射體照射的相同測試顏色的坐標相同,則CRIRa等于100。日光具有較高的CRI (約100的Ra),白熾燈泡同樣相對接近(Ra大于95),并且熒光照明較不精確(通常是70-80的Ra)。
如已經研究的,可以利用固態光源提供彩色或白色的LED光(例如,被感知為白色或接近白色)作為白色白熾燈的潛在替換。特別期望固態光源相對于其它(例如,白熾、鹵素、熒光等)光源具有潛在的高效能和長壽命。固態照明裝置例如可以包括至少ー個有機或無機發光二極管(“LED”)或激光。白色LED燈的代表實例包括涂覆有磷光粉(一般地YAGrCe或BOSEM^S InGaN和/或GaN制成的藍色LED芯片封裝。觀看者將藍色和黃色光的發射混合體感知為白光。作為用藍色LED激發黃色磷光粉的替代物,用于產生白色發光的另ー種方法包括在單個封裝中組合使用紅色、緑色、以及藍色(“RGB”)發光二極管。紅色、緑色、以及藍色發射器的組合光譜輸出可以被觀看者感知為白光。用于從LED產生白光的方法的另ー實例包括使用與紅色、綠色、以及藍色磷光粉相結合的紫外線(UV) LED,使得組合發光可以被觀看者感知為白光。在美國專利第7,213,940號中進ー步公開了用于從固態發射器和磷光粉產生白光的各種方法,其全部內容結合于此作為參考。可見光的特征在于識別可見光譜中的每個波長上的能量。由此產生的光譜能量分布(或“sro”)包括關于光的基本物理數據,并且可以提供用于顏色的定量分析的開始點。SF1D可以通過分光光度計(spectrophotometer)測量,并可以被表示為SPD曲線圖或圖表。根據SPD,可以得到顔色的亮度和色度以描述CIE系統中的顔色。來自照射面的光的SF1D是通過表面接收的光的SF1D和表面的特性反射比光譜分布(reflectance spectraldistribution)的產品。為了說明這些點,圖IA至圖IB分別提供了用于理論白色光源和豪華熒光燈的SPD圖表(左框圖)、附加(在中心框圖中)用于人皮膚的理論樣本的反射比光譜分布(中心框圖)、以及因而產生的反射SPD圖表(右框圖)。如圖IA所示,當理論的白色光源SPD (左框圖)在400nm和700nm之間的全部波長表現出相同的(S卩,平的)相對能量吋,反射SPD (右框圖)的形狀與理論皮膚樣本的反射比光譜分布(中心框圖)的形狀相同。如圖IB所示,熒光燈在400nm和700nm的所有波長間表現出非線性SB)(左框圖)。當這種非線性sro應用于具有特性反射比光譜分布的人皮膚的理論樣本(中心框圖)吋,由此產生的反射sro相對于反射比光譜分布而改變。相對于圖IA的理論白光實例,圖IB示出的反射SPD (右框圖)以減小的紅色反射比和(更小程度)減小的藍色反射比的形式表現出改變。圖2分別提供了用于黃油、番茄、以及萵苣的可見波長反射比光譜分布。中午陽光的SPD圖表表示太陽是異常平衡的光源,其中,可見光的全部波長幾乎等量存在。這種均勻的波長分布提供了突出的顯色能力。相對于許多人造光源,陽光在可見光譜的藍色和緑色部分中表現出大量的能量,使得它成為具有高顔色溫度(大約5500K)的冷光源。類似于太陽產生光的方式,通過加熱固態物體(即,燈絲)直到它照射光來產生白熾光。由于用于測量顯色的黑體輻射體同樣以這種方式產生光,所以白熾燈在CRI等級中得分非常高。盡管白熾和鹵素燈沒有產生如陽光一樣多的可見光譜的短波長末端上的輻射能量,但這種燈通常表現出平滑和相對均勻的SPD。
與陽光對比,同樣與標準的白熾燈和鹵素燈對比,諸如LED的各個固態發射器通常發射相對窄范圍的波長。例如,每ー種“純色”紅色、緑色、以及藍色ニ極管通常具有從約15nm至約30nm的半峰全寬(FWHM)的波長范圍。為了增加一般照明應用的功效,以及更好地仿效白熾發射器和鹵素發射器的光譜能量分布特性,已經進行了大量的努力以加寬包括固態發射器的裝置的光譜輸出(例如通過混合來自具有不同色度的多個LED的光和/或利用一個或多個磷光粉)。例如,如通過美國專利第7,095,056號(Vitta)公開的,可以以紅色和/或青色LED補充來自LED/磷光粉組合的另外是冷白色或缺乏紅色成分(例如,與白熾發射器相比較)的發光,以獲得所期望的顔色溫度,并提供通常更暖的光。特定的最終用途得益于加強或削弱目標面的感知顔色。例如,如果加強葉子的綠色著色,和/或如果削弱這種葉子上的任何所不希望的黃色或褐色斑點,則諸如萵苣的農產品通常更吸引人。類似地,如果番茄的紅色外皮顏色鮮明,并且如果削弱外皮的黃色或綠色部分,則諸如番茄的農產品可以在視覺上更吸引人。如果珠寶的金屬或寶石部分展現鮮明的顔色,則珠寶可以在視覺上更吸引人。如果藝術品的彩色部分顯現得更加鮮明,則藝術品作品可以在視覺上更加吸引人。盡管已知利用覆蓋寬泛光譜(例如,白熾的)光源的彩色凝膠或濾色片改變特定環境(例如,劇院作品)中的光的顏色以提供顯著的彩色光,但如果觀看者感知顔色中除了基本白色的光,則不希望在其它環境(例如,零售商店)中利用這種方法。因此,期望提供能夠加強和/或削弱目標面的顔色感知而不必使觀看者感知到這種加強和/或削弱的固態光源。還期望利用被感知為顏色中的中間色或基本白色的固態光源來加強和/或削弱對目標面顔色的感知。在某些情況下,同樣期望能夠選擇(或自動的)激活和/或改變對目標面的感知顔色的加強和/或削弱。在某些情況下,可期望提供ー種能夠實現微妙顔色變化效用的光源。
發明內容
本發明涉及結合使用多個不同顏色輸出的多個固態發射器(任意包括至少ー個結合彩色發射器的白色或近似白色的發射器)的固態照明裝置和照明方法,其中,固態發射器的操作被控制為基于目標面的反射比光譜分布來加強和/或削弱對目標面的至少ー種顏色的感知。一方面,本發明涉及一種適于加強和/或削弱對具有特性反射比光譜分布的目標面的至少ー種顔色的感知的照明裝置,該照明裝置包括多個固態發射器,包括在第一波長上具有峰值輸出發射的第一固態發射器,并且包括在不同于第一波長的第二波長上具有峰值輸出發射的第二固態發射器;至少ー個電路元件,適于控制多個固態發射器的操作以輸出被選擇為基于反射比光譜分布來加強和/或/削弱對目標面的至少ー種顔色的感知的聚集光譜能量分布。另ー方面,本發明涉及ー種方法,包括(a)識別與要被加強或削弱的目標面相關聯的顏色,目標面具有特性反射比光譜分布;(b)選擇包括多個固態發射器的照明裝置,或選擇包括多個固態發射器的照明裝置的操作模式,以輸出適于基于反射比光譜分布來加強或削弱識別的顔色的聚集光譜能量分布,其中,多個固態發射器包括在第一波長上具有峰值輸出發射的第一固態發射器,以及在不同于第一波長的第二波長上具有峰值輸出發射的第二固態發射器;以及(C)利用由多個固態發射器輸出的聚集光譜能量分布照射目標面以加強或削弱對識別的顔色的感知。根據其它方面,本發明的特征和實施方式從隨后的公開和所附權利要求中更加充分地顯而易見。
圖IA提供了用于理想的白色發射器的可見范圍光譜能量分布圖(左框圖)、用于人皮膚的理論樣本的反射比光譜分布(中央框圖)、以及用于通過理想的白色發射器照射理論皮膚樣本由此產生的反射光譜能量分布圖(右框圖)。圖IB提供了用于豪華熒光燈的可見范圍光譜能量分布圖(左框圖)、用于人皮膚的理論樣本的反射比光譜分布(中央框圖)、以及用于通過熒光燈照射理論皮膚樣本由此產生的反射光譜能量分布圖(右框圖)。圖2提供了黃油、萵苣和番茄在可見波長范圍上的反射光譜能量圖。圖3是包括配置在單個封裝中且能夠產生白光的四個固態發射器ニ極管的發射器裝置封裝的上部透視圖。圖4A是基本類似于圖3的封裝的發射器裝置封裝(燈玻璃覆蓋多個發光器ニ極管)的上部透視圖。圖4B是圖4A的一部分發射器裝置封裝的上部透視圖,用于示出在沒有燈玻璃的情況下暴露發射器ニ極管和關聯結構的包。圖4C是圖4B的發射器裝置封裝部分的俯視圖。圖4D是圖4A至圖4C的發射器裝置封裝的仰視圖。圖5是根據本發明ー個實施方式的自鎮流LED反光燈泡的簡化截面圖,該燈泡具有螺紋釘狀的基部,并且被制造和成形為代替常規的白熾燈泡。圖6是示意性地示出了根據本發明一個實施方式的照明裝置的各個部件之間的互連的示意圖。圖7是示出了黑體軌跡和白光區域的CIE圖。
具體實施例方式如先前所表明的,本發明涉及使用不同顏色輸出(任選地包括結合彩色發射器的至少ー個白光或近白光的發射器)的多個固態發射器的固態照明裝置和照明方法,其中,固態發射器的操作被控制為基于目標面的反射比光譜分布來加強和/或削弱目標面的至少一種顏色的感知。對多個固態發射器的每個固態發射器的(或固態發射器組)的電流的単獨控制使多個發射器的平衡和色調的調節獲得所期望的效果。當固態發射器被控制為加強和/或削弱對目標面的至少ー種顔色的感知時,裝置的聚集光譜能量分布優選地包括白光。下文將參照附圖更加充分描述本發明,其中,示出本發明的實施方式。然而,本發明可以許多不同的形式體現,并且不限于本文描述的特定實施方式。相反,提供這些實施方式是為了向本領域的技術人員傳達本發明的精神。在附圖中,為清楚起見,可以放大元件、層、以及區域的尺寸和相對尺寸。應當理解,諸如層、區域或基板的元件應該被稱作“在另一元件上(on)”或“在另一元件上(onto)”延伸,它可以是直接在另一元件上或直接擴展到另一元件上,或者還可以存在中間元件。相反,當元件應該被稱作“直接在另一元件上”或“直接擴展到”另一元件上時,則不存在中間元件。同樣可以理解,當元件應該被稱作“連接至”或“耦接至”另一元件吋,它可以直接連接至或耦接至另一元件,或可以存在中間元件。相反,當元件應該被稱作“直接連接”或“直接耦接至”另一元件吋,則不存在中間元件。
除非另有定義,否則本文使用的術語(包括技術和科學術語)應該被理解為具有與本發明所屬領域的一般技術人員所共同理解的意思相同的意思。應當進一歩理解,在本文使用的術語應該被解釋為具有與該說明書上下文和現有技術中的意思一致的意思,并且除非本文專門定義,否則不應該以理想化或過于正式的意義進行解釋。如本文使用的,術語固態光發射器或固態發光裝置可以包括發光二極管、激光二極管和/或其它半導體器件,半導體器件包括可包含硅、碳化硅、氮化鎵和/或其它半導體材料的ー個或多個半導體層;可包括藍寶石、娃、碳化娃和/或其它微電子基板的基板;以及可包括金屬和/或其它導電材料的ー個或多個接觸層。根據本發明實施方式的固態發光裝置可以包括基于在碳化硅基板上制造的基于III-V氮化物(例如,氮化鎵)的LED或激光器,諸如Cree,Inc. of Durham, N. C.制造和售賣的那些裝置。這些LED和/或激光器可以被配置為進行操作使得光發射穿過以所謂的“倒裝芯片”定向的基板而發生。本文公開的固態發射器可以是飽和或非飽和的。本文使用的術語“飽和的”意指具有至少85%的純度,術語“純度”具有本領域的技術人員已知的含意,以及用于計算純度的程序對本領域的技術人員而言也是眾知的。本發明的各個實施方式利用多個固態發射器,其中,包括在第一波長上具有峰值輸出發射的第一固態發射器并包括在不同于第一波長的第二波長上具有峰值輸出發射的第二固態發射器。多個固態發射器可以包括在不同于第一波長和第二波長的第三波長上具有峰值輸出發射的第三固態發射器。還可以設置第四固態發射器,同時第四固態發射器在不同于第一波長、第二波長、以及第三波長的第四波長上具有峰值輸出發射。期望多個固態發射器包括至少ー個LED。在一個實施方式中,多個固態發射器中的每ー個發射器均包括LED。通過調節多個發射器(包括在相對于彼此不同的波長上具有峰值輸出發射的發射器)的操作,可以將聚集光譜能量分布最優化以加強和/或削弱目標面的至少ー種顔色的感知。可以通過調節ー個或多個發射器的光譜輸出以獲得光譜輸出的局部峰值,來實現加強目標面的特定顔色的感知。例如,如果照明裝置包括分別可控的紅色LED、緑色LED、藍色LED以及白色LED,則可以通過下列任何操作模式加強與目標面(例如,番茄)關聯的紅色
(i)相對于其它發射器增大紅色LED的電流;(ii)減小綠色和藍色LED的電流;或(iii)增大紅色LED的電流而減小綠色和藍色LED的電流的組合。其它操作模式(例如,向每個LED提供相等的電流,或使紅色LED、藍色LED以及綠色LED均無效)可以導致不加強或削弱目標面的特定顔色。根據白色發射器的輸出電平,在前述任何可能的操作模式期間,照明裝置的聚集光譜能量輸出通常可以被感知為白色。在一個實施方式中,調節來自多個發射器的總流明輸出(total lumen output)以保持基本恒定的值(或恒定的感知值,由于人類對亮度的感知是取決于顏色的),而不管操作模式的變化(例如,照明裝置或其多個固態發射器經受操作模式的變化)。例如,在包括紅色、緑色、藍色、以及白色(或近似白色)固態發射器 的多個發射器裝置中,可以減小藍色和綠色發射器(和/或白色發射器)的電流,而同時増大紅色發射器的電流(例如,以加強目標面上的紅顏色的感知)以在所有發射器的集合體中保持基本恒定的流明輸出或感知的流明輸出。在一個實施方式中,聚集光譜能量分布被選擇為加強對目標面的顏色的感知。在另ー實施方式中,聚集光譜能量分布被選擇為削弱對目標面的顔色的感知。在另ー實施方式中,聚集光譜能量分布被選擇為加強對目標面的第一顔色的感知,并且同時削弱對目標面的第二顔色的感知。例如,如果使用包括紅色、緑色、藍色、以及白色(或近似白色)固態發射器的照明裝置照射番茄,則紅色固態發射器的電流可以增大而綠色固態發射器的電流減小,以增強對番茄外皮(目標面)上的紅色(可表示成熟以及增加的感染力)的感知而同時減弱對番茄外皮上的綠色(可表示不成熟的情況)的感知。在一個實施方式中,預配置或預設置至少ー個電路元件以控制照明裝置內的多個固態發射器的操作(照明裝置沒有能カ調節這種操作),以基于目標面的反射比光譜分布來加強和/或削弱對目標面的至少ー種顔色的感知。例如,至少ー個電路元件可以包括ー個或多個元件以限制多發射器裝置內的一個或多個發射器的電流。因此,可以在沒有調節的情況下預設置和安裝照明裝置以加強對目標面的特定顔色的感知,削弱對目標面的特定顏色的感知,或加強對目標面的第一顔色的感知,并且同時削弱對目標面的第二顔色的感知。在特定的實施方式中,至少ー個電路元件可包括存儲器,該存儲器例如被配置為存儲與操作模式或編程指令有關的設置,和/或存儲從與目標面的反射比光譜分布或反射光譜能量分布有關的ー個或多個傳感器中獲得的存儲信息,和/或存儲從與裝置操作有關的ー個或多個傳感器中接收的信息(例如,時間、溫度、壓力、沖擊、電壓和/或電流)。在特定實施方式中,至少ー個電路元件可以包括被配置為執行一個或多個預定的或使用者定義的指令集的微處理器。在一個實施方式中,至少ー個電路元件被配置為接收來自使用者的輸入以調節照明裝置內的多個固態發射器的操作,以基于目標面的反射比光譜分布來加強和/或削弱對目標面的至少ー種顔色的感知。輸入可以是持續可見的(例如,利用模擬可變電阻器等以允許ー個發射器或多個發射器的操作調節),或輸入能夠選擇ー個或多個不同的預定操作設置或狀態,這些設置或狀態引起多個固態發射器輸出被選擇為加強和/或削弱對目標面的至少ー種顔色的感知的聚集光譜能量分布。在一個實施方式中,使用者輸入元件可以包括至少ー個手工操作按鈕、轉盤、滑動器或開關。在一個實施方式中,使用者輸入元件可包括電子裝置接ロ(例如,墻上安裝的觸摸屏、個人計算機、智能電話、個人數據助理等)。在另ー實施方式中,使用者輸入元件可包括無線接收器,該無線接收器適于從關聯的無線電發射器(未示出)接收輸入信號以通過分別調節一個或多個發射器的操作或通過選擇一個或多個預定的操作設置來實現改變加強和/或削弱對至少一個目標面的顔色的感知。在一個實施方式中,照明裝置可以具有多個不同的預定操作設置或狀態,它們使多個固態發射器輸出被選擇為加強和/或削弱對目標面的至少ー種顔色的感知的聚集光譜能量分布,并且通過預定的切換模式和持續時間,或根據使用者可編程的順序,可以自動發生(例如,在持續或基本持續的基礎上)設置或狀態之間的切換(或循環)。自動切換可以包括預定的離散操作設置之間的切換、以規則模式的一種或多種顏色的基本持續變化、或以隨機或類似隨機模式的一種或多種顏色的基本持續變化。在一個實施方式中,包括不同顔色的多個發射器的固態照明裝置可以包括被特別設計為加強和/或削弱對用于特定類型的目標面照明的至少ー種顔色的感知的多個預定操作狀態或設置。下列項或其子集的任一個可以具有在多發射器固態照明裝置中編程或另 外定義的一個或多個相應操作狀態打印材料、天然物體、彩色藝術品、膚色、天然產品、供烤貨物、石頭、木頭、織物、寶石、珠寶、著色金屬、汽車等。在著色表面或涂覆表面的情況下,多發射器照明裝置的光譜能量分布可以被最優化至表面的主要顔色或被調節為突出較不明顯的顏色。在一個實施方式中,一個或多個傳感器可被用于感測由目標面反射的光的特性(例如,反射比光譜分布和/或反射光譜能量分布),同時ー個或多個傳感器的輸出被提供給與照明裝置相關聯的至少ー個電路元件以自動選擇或推薦(例如,使用者認可)ー個或多個操作設置以加強和/或削弱對用于特定類型的目標面的照明的至少ー種顔色的感知。這種傳感器例如可以包括ー個或多個下列項光線測量儀(light meter)、光電ニ極管、光度計、以及電荷耦合器件。在一個實施方式中,與多發射器照明裝置相關聯的ー個或多個LED可以作為光電ニ極管操作以感測由目標面所反射的光的特性。對于使用者可以經由ー個或多個使用者可感知的輸出來識別預定的操作狀態的選擇和/或狀況。在一個實施方式中,固態照明裝置包括適于輸出對應于選擇不同操作模式的ー個或多個信號聲(beep)或音調的可聽聲發生器。在一個實施方式中,固態照明裝置包括適于輸出用于識別裝置的操作模式或操作狀況的可聽語音的語音生成器。在一個實施方式中,固態照明裝置包括與針對主要的照明效用所配置的多個發射器分離的諸如ー個或多個指示燈的可視狀態識別元件。在另ー實施方式中,多個固態發射器的一個或多個發射器被配置為在選擇了操作模式后以預定順序暫時閃光、變亮、或變暗以識別固態照明裝置的操作模式或操作狀況。在一個實施方式中,使用者可以經由使用者輸入元件選擇性地使能或中止狀態識別元件(例如,可聽見的或可看見的)的操作。在一個實施方式中,多個固態發射器可以設置在共用的發射器封裝中。發射器包優選地包括至少ー個固態發射器,更優選地包括至少兩個固態發射器,并且還更優選地包括下列特征(a)至(C)的全部(a)共用引線框,包括被配置為向多個固態發射器提供電流的多個導電引線;(b)共用基板,被配置為結構性地支持固態發射器;以及(C)共用反射器,被配置為反射多個固態發射器中的每個固態發射器的光發射。在單個封裝中放置不同顔色的多個發射器可以通過將不同顔色光源緊密放置在一起來增強顏色混合。可以在本發明的各個實施方式中利用任何所期望的波長和波長范圍的固態發射器。多個固態發射器可以包括ー個或多個白色發射器(例如,與黃色磷光粉結合的一個或多個藍色LED,和/或與紅色、綠色、以及藍色磷光粉結合的ー個或多個紫外線LED)或接近白色的發光體(例如,LED和磷光粉的藍色轉換的黃色組合)。不管與至少ー個白色發射器和/或近似白色的發射器組合與否,多個發射器還可以包括主要為紅色、主要為藍色、主要為綠色、主要為青色以及主要為黃色和/或琥珀色的ー個或多個(優選多個)發射器。前述顔色或顔色范圍的多個不同顔色(例如,優選地至少兩個,更優選地至少三個,更優選地至少四個,以及更優選地至少五個)的發射器優選地設置在單個照明裝置中。本文應用于固態發射器的術語“主要為紅色”涉及在優選在大約590nm至大約680nm、更優選地在大約595nm至大約675nm、更優選地在大約600nm至大約670nm、以及進ー步更優選地在大約610nm至大約660nm的波長范圍內具有優勢發射或峰值輸出發射的發 射器。本文應用于固態發射器的術語“主要為藍色”涉及在優選從大約400nm至大約480nm、更優選地在大約405nm至大約475nm、更優選在大約410nm至大約470nm、以及進一步更優選在大約420nm至大約460nm的波長范圍內具有優勢發射或峰值輸出發射的發射器。本文應用于固態發射器的術語“主要為綠色”涉及優選地在510nm至575nm、或更優選地在510nm與575nm之間的波長范圍內具有優勢發射或峰值輸出發射的發射器。本文應用于固態發射器的術語“主要為青色”涉及在優選從480nm至510nm的波長范圍內具有優勢或峰值輸出發射的發射器。本文應用于固態發射器的術語“主要為黃色和/或琥珀色”涉及優選地在大約575nm至590nm的波長范圍內具有優勢發射或峰值輸出發射的發射器。盡管認識到固態發射器和發光突光材料(lumiphoric material)具有相對狹窄的波長發射范圍(例如,在許多情況下為小于大約20nm的全寬/ 一半最大波長光譜),但應理解,對于這種發射器和轉換材料的各個顏色的分配涉及輸出波長的峰值(例如,中心)。即,各個發射器和發光熒光材料通常具有發射最大化的優勢波長或峰值波長,而各個發射器或發光熒光材料可以發射除了優勢波長或峰值波長以外的其它波長范圍(通常以基本減小的強度和效率)。在一個實施方式中,對于單個裝置或封裝中的多個固態發射器中的每個發射器,或可選地,對于不同組的不同主要顔色的固態發射器,電流是獨立可控的。對于不同主要顏色的不同固態發射器的電流的獨立控制使得使用者能夠調節或調整輸出顔色,同時調節光通量。在一個實施方式中,至少ー個電流調節器可以直接或可切換地電連接至每個固態發射器或不同的固態發射器組以調節電流。在一個實施方式中,可以使多個發射器中的ー個或多個固態發射器不運行,而將電流提供給其它固態發射器以提供所期望的光通量和/或輸出顏色。在一個實施方式中,可以調節不同主要顔色的發射器的數量和/或尺寸以提供所期望的光通量和/或輸出顏色。在一個實施方式中,針對另外的優點,可以結合用于調整固態發射器封裝的聚集發射的ー個或多個前述方法的任ー個。在一個實施方式中,可以有效地調節或控制本文描述的封裝或裝置內的多個不同的主要顔色的固態發射器以沿著或靠近諸如圖7 (具有從代表黑體軌跡的SOOnm角散發的曲線)所示的CIE色度圖上繪制的黑體軌跡來形成一點以上的三角形。在一個實施方式中,上述ー個或多個點可以在1931CIE色度圖上的黑體軌跡的至少ー個點的十個MacAdam橢圓內。一個實施方式中,多個固態發射器包括同一主要顔色(B卩,主要為紅色、主要為藍色、主要為青色、主要為黃色和/或主要為琥珀色)的多個發射器,而相同主要顔色的多個發射器在不同波長上具有峰值輸出發射。這種相同主要顔色的發射體可以在不同的波長上具有峰值輸出發射,某些情況下,這些峰值波長相差優選地至少大約2nm、更優選地至少大約4nm、更優選地至少大約8nm、更優選地至少大約15nm、更優選地至少大約30nm、以及進ー步更優選地大約40nm。例如,兩個主要為紅色的LED可以包括在大約640nm波長上具有峰值發射的第一紅色發射器和在605nm (表不相對于640nm紅色LED相差35nm)上具有峰值發射的第二波特蘭橙色LED ;兩個主要為綠色的LED可以包括在大約525nm波長上具有峰值 發射的第一緑色LED和在大約560nm波長上具有峰值發射的第二緑色LED ;以及兩個主要為藍色的LED可以包括在大約450nm波長上具有峰值發射的第一藍色LED和在大約460nm波長上具有峰值發射的第二藍色LED。優選地,每個發射器的電流是獨立可控制的。使用具有不同峰值波長的相同主要顔色內的多個發射器提供了增強的顏色控制能力,并且增強聚集發射的光譜寬度。不同主要顔色的多個發射器(任選地包括在ー個或多個不同主要顔色內的多個發射器)可以被設置為與ー個或多個白色或近似白色發射器結合(例如,如結合固態發射器和一個或多個磷光粉所體現的)對多個固態發射器的每個固態發射器的単獨的電流控制能夠調節多個發射器的平衡和色調。在某ー實施方式中,多發射器裝置或封裝的每個固態發射器主要以可見范圍中的輸出發射為特征。本文公開的固態發射器裝置或封裝的各個實施方式可以缺乏在紫外光譜中具有峰值輸出發射的任何固態發射器。在一個實施方式中,至少ー個固態發射器具有適于與至少ー個固態發射器相互作用的關聯濾波元件,例如以通過發射器削弱特定光譜含量。這種濾波元件可以與單個固態發射器或多個固態發射器相關聯(提出相同的“可濾波”發射器)。濾波元件可以共形地(conformally)涂覆在一個或多個固態發射器之上。可以以膜的形式應用濾波器,或可以構成散布在諸如粘結劑、粘合劑、或密封劑的介質中的微粒。濾波元件的厚度和/或濃度可以相對于各個固態發射器而變化以改變濾波的程度和/或效果。濾波元件可以是無源的,或可以是有源控制的。有源濾波元件的一個實例包括液晶元件。可以對液晶元件施加電壓以選擇性地影響液晶的對齊,從而増加或減少濾波效用。有源濾波元件可以在ー個或多個發射器上或在其之上被沉積為膜。在一個實施方式中,有源濾波元件可以與ー個或多個發射器空間分離(或遠距離定位)以通過發射器降低濾波元件的傳導加熱。遠距離定位的濾波元件可以與關聯的固態發射器不堅固地熱耦接。濾波元件的遠距離定位可有益于促進不同主要顔色的發射器的發射之間的混合。在各個實施方式中,固態發射器與遠距離定位的濾波元件之間的距離優選地大約為O. 5mm,更優選地大約為I. Omm,更優選地大約為I. 5mm。無源濾波元件可以應用干與相似顔色或相對顏色(例如,相對于色環)的發射器(缺乏這種濾波元件)配對的ー種顏色的固態發射器之上。濾波或未濾波發射器的選擇操作可以加強或削弱通過濾波器影響的特定顔色的感知。例如,可以選擇性地激活具有適于削弱緑色波長的傳輸的濾波器的發射器,以選擇性地削弱對目標面上的緑色的感知。可以額外或選擇性地激活洋紅色發射器或發射器組合(例如,藍色和緑色的組合)以影響對目標面上的綠色的感知。美國專利公布第2008/0130265號(公開了結合固態發射器所利用的濾波器和發光熒光粉的附加實例,其全部內容要求于此作為參考。這個公開公布了濾光器與固態發射器的使用,其中,由發光器發射的至少一部分光接觸濾波器,并且光的至少一部分通過濾波器。發光熒光粉可以與固態發射器和濾波器相結合而提供,其中,在由固態發射器發射的至少ー些光被發光熒光粉(響應地發光)吸收的情況下,可以通過濾波器反射由指向濾波器的發光突光粉發射的任何光的至少一部分。照明裝置還可以包括固態光發射器;發光突光粉,以及允許由光發射器發射的至少一部分光通過并反射在激發發光熒光粉時由發光熒光粉發射的第二部分光的濾波元件。在特定實施方式中,本文公開的多個固態發射器可以具有與其關聯的ー個以上的發光(還被稱作“發光突光,lumiphoric”)材料,例如磷光粉、閃爍物、發光突光墨水,以產生輸入波長范圍的接收光,并且響應地再發射任何各種所期望的顔色(包括被感知為白色的顔色的組合)的不同峰值波長(或波長范圍)的光。發光熒光材料可以提供上轉換或下 轉換效用(即,分別輸出較高峰值波長或較低峰值波長的光譜)。可以通過向密封劑添加這些材料、向燈玻璃添加這些材料、或通過直接向ー個或多個LED涂覆這些材料來實現固態發射器封裝中包含發光熒光材料。發光熒光材料可以共形地涂覆在ー個或多個個體固態發射器上。在一個實施方式中,更厚的涂覆和/或更大濃度的發光熒光材料(例如,相對于粘結劑)可以應用于相對于另ー個固態發射器或發射器組的單個固態發射器或固態發射器組。可以在密封劑中包括諸如分散劑、散射材料、和/或折射率匹配材料(index matchingmaterial)的其它材料,而不管是否與發光熒光材料相結合。包括但不限于準直議的各種光學元件同樣可以設置在根據本發明實施方式的固態發射器封裝中。在一個實施方式中,至少一種發光突光材料可以與固態發射器遠距離定位(即,空間分離)。可以通過中間材料和/或空間將固態發射器與發光熒光材料分離來實現至少一種發光熒光材料的遠距離定位。遠距離定位的發光熒光材料可以與關了的固態發射器非堅固地熱耦接。發光熒光材料的遠距離定位可有益于促進不同主要顔色的發射器的發射之間的混合。在各個實施方式中,固態發射器與遠距離定位的磷光粉之間的距離優選地大約為O. 5mm,更優選地大約為I. Omm,更優選地大約為I. 5mm。來自具有關聯的發光熒光材料的固態發射器的發射可以被發光熒光粉完全吸收(用于對另一波長的響應轉換),或僅被部分吸收,使得固態發射器與結合的發光熒光粉可以適于發射ー種顏色峰值或兩種顏色峰值(每種顔色峰值優選地在可見范圍內)。可以在本發明實施方式中使用ー種以上的發光突光材料(例如,ー個以上的第一發光熒光粉和ー個以上的第二發光熒光粉)。至少ー個第一發光熒光粉和至少ー個第二發光熒光粉的每ー個可以分別包含磷光粉(或可以由其基本組成,或可以由其組成)。如果希望,每種發光熒光材料還可以包含ー種以上的高透射(例如,透明或基本透明,或稍微漫射)的粘結劑(或可以由其基本組成,或可以由其組成),例如,粘結劑由環氧的、硅樹脂、玻璃、或任何其它適合的材料制成。例如,如果發光突光材料包含ー種以上的粘結劑,貝1Jー個以上的磷光粉可以散布在ー種以上的粘結劑中。通常,發光熒光粉越厚,磷光粉的重量百分比可能越低。根據發光熒光粉的總厚度,磷光粉的重量百分比通常可以為任何值,例如從O. I重量百分比到100重量百分比。
在一個實施方式中,至少ー種發光突光材料被配置為與至少ー個固態發射器相互作用,并且將來自ー個或多個固態發射器的至少ー些入射發射轉換為不同峰值波長或波長范圍的輸出發射。至少ー種發光熒光材料的峰值波長與至少ー個關聯固態發射器的峰值波長之間的差異程度優選地至少大約10nm,更優選地至少大約20nm,更優選地至少大約30nm,更優選地至少大約40nm,以及進一步更優選地至少大約50nm。現在參照圖3,根據本發明某些實施方式的固態光發射器封裝50包括被配置在共用子基板(common submount) 14和共用引線框11之上(即,在其上或鄰近)的多個(例如,四個)獨立可控的固態發射器12A至12D。盡管在圖3中示出了四個固態發射器12A至12D,但是應理解,在單個封裝中可以包含任何所期望數量的固態發射器(例如,兩個、三個、五個、 六個,或更多個)。封裝50包括圍繞或至少部分包住安裝在封裝50的中心區域上的引線框11和燈玻璃(lens)20的模制封裝體10。盡管燈玻璃20被示出為基本半球形狀,但也可以使用其它燈玻璃形狀。設置在子基板14和焊線18上或之上的導電軌道19提供了在發射器12A至12D與從封裝體10的側面延伸的導電引線15A至I 和16A至16D之間的導電路徑。可以根據需要使用雙焊線18,以促進電流的均勻分配并減少導線發熱。引線15A至15DU6A至16D可以被配置為使得相對極性(例如,陽極或陰極)的引線設置在封裝體10的相對側上,這通過使用這種串聯的引線框可以促進封裝的連接。配準部件或鋳型凹部8A至8D可以靠近封裝體10的角落而設置。外圍反射器21可以設置在燈玻璃20的下方。除了燈玻璃20以外或代替燈玻璃,可以設置諸如混合器、擴散器等的任何各種任選的部件。封裝50可以具有7. OmmX9. Omm的長度和寬度尺寸,包括跟隨其卷邊/剪邊的引線15A至15D、16A至16D。從至少一個相鄰的發射器以小于大約O. Imm (更優選地小于大約O. 5mm)的側邊間距來配置設置在單個封裝中的四個發射器12A至12D中的每個發射器。期望這種緊密的側邊間距接近點源,從而在同時操作不同顔色的多個發射器時使對離散色源的感知最小化,由此促進顔色混合和陰影減少。每個固態發射器12A至12D可以具有大約I. Omm2的頂部發射面(正面的)區域。假定存在四個發射器12A至12D,固態發射器的頂部發射面或正面區域與整個正面封裝區域(大約63mm2)的比率約為4/63,或約為6. 3%。在可選的實施方式中,一個或多個發射器可以具有至少大約1.4_2的頂部發射面(正面的)區域;假設在相同的整個正面封裝區域(大約64_2)中存在四個這種發射器,固態發射器的頂部發射面或正面區域與整個正面封裝區域的比率至少約為5. 6/63,或至少約為8. 9%。任選地包括完整ESD器件的具有完整引線框的多發射器封裝在類似的實施方式中的特征在于固態發射器頂面(正面)區域與整個頂面(正面)封裝區域的比率優選地至少約為4%,更優選地至少約為5%,優選地至少約為6%,優選地至少約為7%,優選地至少約為8%,優選地至少約為9%,以及優選地至少約為10%。在本文描述的多發射器中,至少ー種或每種不同顔色的固態發射器(例如,紅色和藍色,通過至少ー個補充的發射器而任意補充的)或不同固態發射器/發光熒光粉組合(例如,藍色發射器/黃色磷光粉組合)優選地具有至少約1/63 (或約1.6%)的固態發射器的頂面區域或正面區域與整個封裝頂部正面區域的比率,更優選地至少約為I. 4/63 (或約2.2%)。在一個實施方式中,這種封裝由多個不同主要顏色的多個固態發射器構成,其中,包括至少ー個磷光粉轉換的固態發射器(例如,產生白光或可以不同于或與一個或多個其它固態發射器的發射基本相同的任何合適顏色或優勢的光)。不同顔色的多個獨立可控的固態發射器的存在為需要具有來自緊密光源的高通量的顏色變化的應用提供設計柔性。本文公開的多發射器封裝中的每個發射器優選緊密相隔的以為所期望的應用提供增強的顔色混合和陰影的減少。在一個實施方式中,娛樂燈提供了具有高光通量的旋轉顏色。在另ー個實施方式中,如本文所公開的,顏色變化的電燈泡包括至少ー個固態發射器封裝,并且更優選地多個封裝。這種顏色變化的電燈泡可以是任何合適的類型,包括但不限于R16、MR16、MR16A以及MR16B電燈泡類型。如本文描述的發射器封裝可以與光混合元件和/或各種類型的燈裝置集成或相關聯。在一個實施方式中,如在Negley,et al的美國專利申請公開第2007/0170447號(其全部內容結合于此作為參考)所公開的,發射器封裝的光譜含量可以改變通過包括空間分離的發光熒光材料(例如,發光熒光粉膜)而改變。第一發光熒光粉和第二發光熒光粉(例如,發光熒光粉膜、發光熒光粉涂覆和/或發光熒光粉散布)彼此間隔開。優選地,至少ー種第二發光熒光粉相對于至少ー個固態發射器而與至少ー個第一發光熒光粉間隔開或在至少ー種第一發光熒光粉的外部。這種改變優選地完成以提供具有提高了的顯色指數的組合發射。間隔的發光熒光粉的存在提供了增強的顔色混合,這可以有利干與包括被配置為發 射不同顔色的多個固態發射器一起使用,以將不同顔色的同時發射的感知最小化。本文描述的固態發射器封裝(例如,封裝50, 50’)可以結合有在Negley, et al.的前述美國專利公開第2007/0170447號中所描述的任何ー個或多個特征。在特定實施方式中,如通過Chakraborty, et al.的美國專利申請公開第2008/0308825號所公開的,可以利用在相對于作為ー組的發射器和/或相對于單獨的發射器而不一致的構造中配置的光散射材料增強和/或調整本文所述的發射器封裝(例如,50、50’)。如先前所指出的,期望將不同顔色的發射器放置為彼此接近以靠近點源,從而在同時操作不同顔色的多個發射器時將離散顔色源的感知最小化。可以組合操作包括不同顔色的多個發射器(或發射器和發射器/磷光粉的組合)(例如,圖3的發射器12A至12D)的本文公開的發射器封裝以產生當觀看者直接面向封裝(例如,基本垂直于封裝體10的上表面)時感知為白色(或所期望的顔色混合)的光,但是可以通過使用者從側面(例如,基本與封裝體10的上表面平行)或以角度面向封裝而感知光的離散顏色(而非白色的或另ー種所期望的顔色混合)。為了克服這種效果而不過度減小垂直于封裝體10的上表面發射的光的強度,可以配置一種或多種散射元素(例如,散布在密封劑中的散射元素)以與另外從封裝中以小角度發出的光相互作用,而在垂直于封裝體10的上表面的方向中從發射器發出的光可以與濃度減小的(例如,低濃度或零濃度)或不同類型的散射元素相互作用。可以通過任何適當電流水平驅動單獨可控的固態元件。在一個實施方式中,適于以高達至少約700mA的電流驅動每個發射器。在各個實施方式中,350毫安、700毫安或更高的電流被提供給固態發射器封裝內的每個發射器。在各個實施方式中,本文描述且包括不同主要顔色的多個發射器的光發射封裝具有優選地至少約300流明、更優選地至少約350流明、以及進一歩更優選地至少約400流明的總流明輸出。在各個實施方式中,本文描述的固態發射器封裝具有至少大約80的CRI。在各個實施方式中,本文描述的固態發射器封裝具有至少大約每瓦特25流明的功效。繼續參照圖3,引線框11優選包含熱導電材料(例如,金屬),并且優選地限定可能或不可能為電活性的散熱片。子基板14可以包括導熱但電絕緣的材料(例如,氮化鋁、陶瓷等)。子基板14可以利用任何常規方法包括使用導熱膏而附接至引線框11。指定優選子基板的電絕緣特性,軌道19和焊線18被設置為建立固態發射器12A至12D之間的導電路徑。諸如齊納ニ極管的靜電放電(ESD)器件13A-13D (或,可選擇的,諸如陶瓷電容器、瞬態電壓抑制(TVS) ニ極管、多層壓敏電阻器、和/或肖特基ニ極管的ESD器件)集成在封裝50中,并且被配置在子基板14上以保護固態發射器12A至12D不受到靜電放電的損害。在示出的實施方式中,每個固態發射器12A至12D均具有關聯的ESD器件13A至13D。在另ー實施方式(例如,如果多個發射器12A至12D應串聯連接)中,則通過裝置50的每條分離可尋址的路徑或分離的導電路徑均包括關聯的ESD器件13A至13D。每個ESD器件13A至13D可以表面安裝在子基板14上。導熱散熱片(例如,金屬或其它金屬塊)優選設置在子基板14的下方并與子基板14熱傳遞(例如,經由引線框11)以從固態發射器12A至12D導熱至封裝50的底側。散熱片優選是非電激活的,并且可以通過使用電絕緣子基板如此表現。根據任何合適的制造エ藝,散熱片可以與引線框(例如,作為更厚尺寸或另外增強的塊和/或厚度的引線框的一部 分)一體地形成,或散熱片可以接近引線框放置。如果設置子基板,則散熱片優選地長于和/或寬于子基板以增強從固態發射器發出的熱量的側面散布。在一個實施方式中,可以去除子基板14,而發射器12A至12D (和任選的ESD器件13A至13D)安裝在引線框11上或之上。引線框可以是或不是電激活的。如果期望引線框部分或全部電絕緣,則可以在引線框與發射器之間設置電絕緣材料(例如,薄膜或選擇性的圖案化區域),同時包括電軌道和/或焊線以提供與發射器和/或ESD器件13A至13D的連接。可選地,或另外地,電絕緣材料可以設置在至少一部分引線框與下層的散熱片或金屬塊之間以提升散熱片或金屬塊的電絕緣。在另ー實施方式中,固態發射器(具有任意的ESD器件)可以安裝在散熱片或金屬塊上或之上。散熱片或金屬塊可以是電激活的,并且用作安裝在其上的器件的底側觸點,而電絕緣材料任選地被設置在散熱片或金屬塊之下。可選地,或另外地,電絕緣材料可以設置在散熱片或金屬塊與配置在其上的發射器之間或在此之間選擇性地圖案化。在一個實施方式中,發射器12A至12D包括主要為紅色的LED 12D、缺乏磷光粉的主要為藍色的LED 12B、主要為綠色的LED 12C、以及具有關聯的黃色(或其它)磷光粉的另一主要為藍色的LED 12A,同時藍色LED 12A和黃色磷光粉組合被配置為發射白光。每個固態發射器12A至12D經由不同對的引線15A至16A、15B至16B、15C至16C、15D至16D獨立可控。因此封裝50可以通過任何ー個、兩個、三個、或四個LED12A至12D進行操作。盡管已經以此作為具體化固態發射器和發光熒光材料(例如,磷光粉)的特定組合來描述發射器12A-12D,但是感謝可以使用任何所期望數量和顔色的固態發射器和發光熒光材料。圖4A至圖4D示出了基本類似于參照圖3示出和描述的封裝50的發射器裝置封裝50’。封裝50’包括設置在共用子基板14’和共用引線框11’之上的四個固態發射器12A’至12D’。封裝50’包括圍繞設置在封裝50’的中心區域之上的子基板14’和燈玻璃20’的模制封裝體10’。設置在子基板14’上或之上的導電軌道19’和焊線18’提供了固態發射器12A’至12D’與從封裝體10’的側面延伸的導電引線15A’至15D’和16A’至16D’之間的導電路徑。引線15A’至15D’、16A’至16D’可以被設置為使得相對極性類型(例如,陽極或陰極)的引線設置在封裝體10’的相對側上。配準部件或鋳型凹部8A’至8D’可以鄰近封裝體10’的角落而形成。外圍反射器21’可以設置在燈玻璃20’的下方。熱傳導散熱片或金屬塊17’(與引線框11’可選地集成和/或一體地形成)沿著封裝50’的背面暴露,并且與子基板14’熱傳遞以遠離固態發射器12A’至12D’導熱。散熱片或金屬塊17’優選地具有大于子基板14’的正面區域的表面區域。在下列美國專利和公開的專利申請中公開了包括多個固態發射器的封裝的說明細節和特征=Loh等人的美國專利申請公布第2008/0121921號;Loh等人的美國專利申請公布第2008/0012036號;Loh等人的美國專利申請公布第2007/0253209號;以及Loh等人的美國專利第7,456,499號。本文描述的固態發射器封裝可以結合前述Loh等人的美國專利和美國專利申請公開的任何一個或多個特征,包括但不限于雙厚度引線框結構;一般的電軌道模式;以及各種部件的制造材料和方法。在一個實施方式中,如上描述的固態發射器封裝(例如,封裝50、50’)包括除了固態發射器以外的多種發光熒光粉。例如,與圖3的實施方式相比較,LED 12A至-2D的至少兩個不同的LED可以涂覆有不同的發光熒光材料(例如,磷光粉)。可選地,可以結合被配置 為與不同顔色的發射器相互作用的多種發光熒光材料,并且這種組合可以涂覆在(例如,共形地涂覆)或另外設置在固態發射器12A至12D的至少兩個、至少三個、或至少四個之上。例如,多種發光熒光材料可以與密封劑結合和/或涂覆在燈玻璃上或與燈玻璃集成,同時多種磷光粉被配置為與ー個固態發射器、兩個固態發射器、或三個固態發射器相互作用。例如,在結合本文作為參考的Brandes的美國專利申請公開第2006/0152140號和Medendorp等人的美國專利申請公開第2007/0223219號中描述了多種發光熒光材料和多個固態發射器的各種組合。通過LED沖模部件和磷光粉種類的適當選擇,可以在發光裝置的光輸出中實現感興趣的顏色溫度的精密方法。如Brandes的美國專利申請公開第2006/0152140號中所描述的,設置在多發射器封裝內的各個發射器的尺寸(例如,發射區域或正面區域)和/或數量可以改變,以至少部分地補償不同顔色的發射器中的性能差異。美國專利第7,213,940號(其全部內容結合于此作為參考)中所描述的,可以使用根據本發明的裝置。不存在任何額外的光,從本文公開的固態發射器封裝中出射的光的組合可以在通過具有坐標(O. 32,O. 40)、(O. 36,O. 48)、(O. 43,O. 45)、(O. 42,O. 42)、(O. 36,O. 38)的點所定義的1931CIE色度圖上的區域內產生具有x,y顏色坐標的光的子混合物。一個實施方式包括包含本文描述的多個固態發射器的燈或電燈泡,一定尺寸和形狀的燈或電燈泡代替常規的白熾燈泡或鹵素電燈泡,例如,但是不限于A 19電燈泡或PAR38電燈泡,并且如此所述適于進行操作。如本領域的技術人員所認識的,可以在其它標準類型的燈或電燈泡中體現根據本發明的結構和方法或通過其它標準類型的燈或電燈泡執行根據本發明的結構和方法。參照圖5,固態燈或電燈泡100包括具有突出基座觸點119和分離帶螺紋觸點120的螺紋螺絲型愛迪生基座105,觸點119、120被配置為與常規的等固定件的母插座(未示出)配對。鑒于高能固態發射器的熱輸出,可認識到,可以通過ー個或多個冷卻片(未示出)或適于促進熱傳遞的其它結構來增強燈泡100的熱傳遞。多個LED 111至115安裝在基板110上或通過具有反射內表面122的反射器121形成的腔124內的其它表面上。如圖5所示,LED 111至115可以在尺寸上彼此不同。在一個實施方式中,更大的發射器111包含白色或近似白色的LED,同時非白色發射器包括小尺寸的LED 112至115。燈玻璃125被設置在反射器腔124的一端上。陶器制造材料或密封劑116可以接近LED 111至115而設置。電燈泡100 —插入到電插座(未示出)中,電カ就通過觸點119、120和關聯的內部導體119AU20A被提供給電燈泡100。至少ー個電路元件130從導體119AU20A接收電カ和LED 111-115的控制操作以輸出所選擇的聚集光譜能量分布以加強和/或削弱對目標面的至少ー種顔色的感知。至少ー個電路元件130優選地包括鎮流器。使用者輸入元件135操作地耦接至電路元件130,以允許改變對目標面的至少ー種顔色的感知的加強或削弱。在一個實施方式中,使用者輸入元件135可以包括至少ー個手動操作按鈕、分度盤、滑動器、或開關。在另ー實施方式中,使用者輸入元件135可以包括適于從關聯的無線發射器(未示出)接收輸入信號以實現加強和/或削弱對至少一個目標面的顔色的感知的改變的無線接收器,其中,是通過分別調節一個或多個發射器的操作,或通過選擇ー個或多個上文描述的預定操作設置來實現的。盡管圖5中示出的電燈泡包括多個分離的LED 111至115,但認識到ー個或多個多發射器封裝(例如在上文公開的封裝50、50’)可以是分離的LED的替代品。多個多發射器封裝可以是并行或串聯地配線,并且可以共同或分離地控制。圖6提供了示出根據本發明的一個實施方式的照明系統201內的多發射器照明裝置200的各個部件之間的互連的示意圖。照明系統201包括經由接ロ 220 (例如,ー個或多個電觸點,如與插座或插頭相關聯)而操作性地連接至電源202的照明裝置200。ー個或多個電路元件230被配置為從電源接ロ 220接收電力,并且從本地使用者輸入元件235和/或被配置為從關聯的無線發射器238接收信號的無線接收器237接收使用者輸入命令。至少ー個電路元件230 (可以包括存儲器和/或微處理器)操作地耦接至多個固態發射器211、212、213。特定發射器212、213 (任選地包括一種或多種關聯的發光熒光材料)可以具有關聯的濾波器222、223,例如與發射器212任意關聯的至少ー個無源濾波器,以及與發射器213任意關聯的至少ー個有源濾波器。至少ー個傳感器231可以被配置為向至少ー個電路元件230提供信號。一個或多個傳感器231可以被配置為感測目標面的反射比光譜分布或反射光譜能量分布,和/或感測與照明裝置201操作有關的任何所期望的條件,諸如但不限于時間(例如,操作持續時間)、溫度、壓力、沖擊、電壓和/或電流。ー個或多個狀態識別元件232可以操作地連接至至少ー個電路元件230以提供可表示裝置的操作模式或操作狀態的至少ー個使用者可感知的輸出信號(例如,聽得見的、可見的、振動等)。在一個實施方式中,狀態識別元件向使用者操作裝置、本地監控裝置或遠程監控站提供可表示裝置操作狀態的有線或無線信號。照明裝置200可如本文描述的那樣進行操作。照明裝置200可以被設置為接近目標面(未示出)。通過至少一個電路元件230對每個固態發射器211、212、213和有源濾波元件223的電流的單獨控制能夠調節多個發射器211至213的平衡和色調以實現對目標面的至少ー種顔色的感知的預期加強和/或削弱。發射器211至213的這種控制和任選的有源濾波器223可以包括一個或多個預定的操作狀態或設置和/或通過電路元件響應于從至少一個傳感器231接收的信號而選擇或推薦的ー個或多個狀態。當固態發射器211至213被控制為加強和/或削弱目標面的至少ー種顔色的感知吋,裝置200的聚集光譜能量分布優選地包括白光。 一個實施方式包括ー種燈或燈具,它們包括如本文所公開的至少ー個多發射器裝置、封裝或燈泡。在一個實施方式中,燈具包括多個固態發射器封裝。在一個實施方式中,本文所公開的多個固態發射器封裝可以操作地耦接至(例如,平行或串聯)和/或并入單個燈或設備中。在一個實施方式中,本文所公開的多個固態發射器裝置、封裝或電燈泡可以操作地耦接至至少ー個共用電流調節元件。在另ー實施方式中,每個固態發射器裝置、封裝或電燈泡可以具有至少ー個專用電流調節器。在一個實施方式中,燈具凹陷安裝在天花板、墻壁或其它表面中。在另ー實施方式中,燈具針對軌道安裝而配置。因此,前述公開內容公開了均包括多個LED的各種裝置、封裝、電燈泡、燈、以及固定設備,其特征是加強和/或削弱用于照射特定類型的目標面的至少ー種顔色的感知。
盡管關于本發明的特定方面、特征和說明性實施方式已經本文描述了本發明,但是應理解,本發明的效用沒有由此受到限制,而是擴展且包括許多其它變化、修改和可選實施方式,基于本文所公開的,這些變化、修改和可選實施方式本身均是對本發明領域中的一般技術人員的建議。除非具有相反規定,結合本文公開的其它特征或要素的使用而考慮了本文敘述的任何各種要素或特征。相應地,所附權利要求所要求的本發明g在廣泛地被理解和解釋為在其精神和范圍內包括所有的變化、修改和可選實施方式。
權利要求
1.ー種照明裝置,適于加強和/或削弱對具有特性反射比光譜分布的目標面的至少ー種顏色的感知,所述照明裝置包括 多個固態發射器,包括在第一波長上具有峰值輸出發射的第一固態發射器,并且包括在不同于所述第一波長的第二波長上具有峰值輸出發射的第二固態發射器;以及 至少ー個電路元件,適于控制所述多個固態發射器的操作以輸出聚集光譜能量分布,所述聚集光譜能量分布被選擇為基于所述反射比光譜分布來加強和/或/削弱對所述目標面的至少ー種顏色的感知。
2.根據權利要求I所述的照明裝置,其中,所述聚集光譜能量分布包括白光。
3.根據權利要求I所述的照明裝置,還包括至少ー種發光熒光材料,所述至少ー種發光熒光材料被配置為轉換來自所述第一固態發射器和所述第二固態發射器的任一個的至少ー些發射。
4.根據權利要求I所述的照明裝置,其中,所述多個固態發射器包括在不同于所述第一波長和所述第二波長的第三波長上具有峰值輸出發射的第三固態發射器。
5.根據權利要求4所述的照明裝置,其中,所述多個固態發射器包括在不同于所述第一波長、所述第二波長和所述第三波長的第四波長上具有峰值輸出發射的第四固態發射器。
6.根據權利要求5所述的照明裝置,其中,所述第一固態發射器包括主要為紅色的固態發射器,所述第二固態發射器包括主要為藍色的固態發射器,所述第三固態發射器包括主要為綠色的固態發射器,以及所述第四固態發射器包括與所述發光熒光材料操作地耦接以輸出白光或近似白光的至少ー個發射器。
7.根據權利要求I所述的照明裝置,其中,所述至少一個電路元件由使用者調節來控制所述多個固態發射器的操作以輸出所述聚集光譜能量分布,用于改變對所述目標面的至少ー種顏色的感知的加強和/或削弱。
8.根據權利要求I所述的照明裝置,其中,所述至少一個所述電路元件包括多個預定設置以控制所述多個固態發射器的操作,其中,所述多個預定設置中的至少ー個設置使所述多個固態發射器輸出被選擇為加強和/或削弱對所述目標面的至少ー種顔色的感知的所述聚集光譜能量分布。
9.根據權利要求I所述的照明裝置,包括耦接至所述至少一個電路元件的使用者輸入元件,其中,經由所述使用者輸入元件選擇所述多個預定設置中的各個設置。
10.根據權利要求I所述的照明裝置,包括操作地耦接至所述至少一個電路元件的無線接收器,其中,所述無線接收器適于接收輸入信號以實現加強和/或削弱對所述目標面的至少ー種顏色的感知的改變。
11.根據權利要求I所述的照明裝置,包括適于產生使用者可感知信號的輸出元件,所述使用者可感知信號表示所述照明裝置的操作模式或操作狀況。
12.根據權利要求I所述的照明裝置,適于在所述多個設置中的多樣設置之間自動地切換。
13.根據權利要求I所述的照明裝置,適于加強對所述目標面的顔色的感知。
14.根據權利要求I所述的照明裝置,適于削弱對所述目標面的顔色的感知。
15.根據權利要求I所述的照明裝置,適于加強對所述目標面的第一顔色的感知,并且同時適于削弱對所述目標面的第二顔色的感知。
16.根據權利要求I所述的照明裝置,還包括下列元件(a)至(C)中的至少ー個 (a)共用引線框,包括被配置為向所述多個固態發射器提供電流的多個導電引線; (b)共用基板,被配置為結構性地支持所述多個固態發射器;以及 (C)共用反射器,被配置為反射所述多個固態發射器中的每個固態發射器的光發射。
17.根據權利要求I所述的照明裝置,還包括被配置為與所述多個固態發射器中的至少ー個固態發射器相互作用的至少ー個濾波元件。
18.根據權利要求I所述的照明裝置,其中,所述至少一個濾波元件包括液晶元件。
19.根據權利要求I所述的照明裝置,包括操作性地耦接至所述至少一個電路元件的無線接收器,其中,所述無線接收器適于接收輸入信號以實現加強和/或削弱對所述目標面的至少ー種顏色的感知的改變。
20.一種自鎮流燈或燈具,包括權利要求I所述的照明裝置。
21.—種方法,包括 識別要被加強或削弱的與目標面相關聯的顔色,所述目標面具有特性反射比光譜分布; 選擇包括多個固態發射器的照明裝置,或選擇包括所述多個固態發射器的所述照明裝置的操作模式,以輸出適于基于所述反射比光譜分布來加強或削弱所述識別的顔色的聚集光譜能量分布,其中,所述多個固態發射器包括在第一波長上具有峰值輸出發射的第一固態發射器,以及在不同于所述第一波長的第二波長上具有峰值輸出發射的第二固態發射器;以及 利用由所述多個固態發射器輸出的聚集光譜能量分布照射所述目標面以加強或削弱對所述識別的顔色的感知。
22.根據權利要求21所述的方法,包括選擇包含所述多個固態發射器的所述照明裝置,以輸出適于基于所述反射比光譜分布來加強或削弱所述識別的顔色的所述聚集光譜能量分布。
23.根據權利要求21所述的方法,包括選擇包含所述多個固態發射器的所述照明裝置的操作模式,以輸出適于基于所述反射比光譜分布來加強或削弱所述識別的顔色的所述聚集光譜能量分布。
24.根據權利要求21所述的方法,其中,所述識別包括使用至少ー個傳感器以感測所述目標面的所述反射比光譜分布或所述反射光譜能量分布。
25.根據權利要求24所述的方法,還包括自動推薦多個發射器的使用者所認可的ー個或多個操作設置,以響應于對所述目標面的所述反射比光譜分布或所述反射光譜能量分布的感測來加強或削弱所述識別的顔色。
26.根據權利要求21所述的方法,還包括自動選擇所述多個發射器的ー個或多個操作設置,以響應于對所述目標面的所述反射比光譜分布或所述反射光譜能量分布的感測來加強或削弱所述識別的顔色。
27.根據權利要求21所述的方法,還包括當所述照明裝置經歷操作模式的變化以響應于對所述目標面的所述反射比光譜分布或所述反射光譜能量分布的感測來加強或削弱所述識別的顏色時,調節所述多個固態發射器的聚集流明輸出或感知的聚集流明輸出以保持基本恒定值。
28.根據權利要求21所述的方法,其中,所述多個固態發射器包括在不同于所述第一波長和所述第二波長的第三波長上具有峰值輸出發射的第三固態發射器。
29.根據權利要求21所述的方法,包括選擇包含所述多個固態發射器的所述照明裝置的操作模式,以利用由所述多個固態發射器輸出的所述聚集光譜能量分布照射所述目標面來加強對所述識別的顔色的感知。
30.根據權利要求21所述的方法,包括選擇包含所述多個固態發射器的所述照明裝置的操作模式,以利用由所述多個固態發射器輸出的所述聚集光譜能量分布照射所述目標面來削弱對所述識別的顔色的感知。
31.根據權利要求23所述的方法,包括接收使用者輸入和響應地調節所述多個固態發射器的操作,以輸出所述聚集光譜能量分布來改變對所述目標面的至少ー種顔色的感知的加強和/或削弱。
32.根據權利要求31所述的方法,其中,經由無線傳輸接收所述使用者輸入。
33.根據權利要求21所述的方法,其中,所述照明裝置具有多個預定的或使用者定義的操作模式,以輸出適于基于所述反射比光譜分布來加強或削弱所述識別的顔色的所述聚集光譜能量分布,并且所述方法包括在所述多個操作模式的不同模式之間自動循環。
34.根據權利要求21所述的方法,其中,所述照明裝置包括被配置為與所述多個固態發射器中的至少ー個固態發射器相互作用的至少ー個有源濾波元件,并且所述方法還包括控制所述至少一個有源濾波元件以基于所述反射比光譜分布來加強或削弱所述識別的顏色。
35.根據權利要求21所述的方法,其中,所述照明裝置包括被配置為與所述多個固態發射器中的至少ー個可濾波固態發射器相互作用的至少ー個無源濾波元件,并且所述方法還包括選擇性地操作所述至少一個可濾波固態發射器以基于所述反射比光譜分布來加強或削弱所述識別的顔色。
36.根據權利要求21所述的方法,包括產生表示所述照明裝置的操作模式或操作狀況的使用者可感知信號。
37.根據權利要求21所述的方法,包括將至少ー個操作模式的設置存儲在與所述照明裝置相關聯的存儲器中,所述至少ー個操作模式適于輸出用于基于所述反射比光譜分布來加強或削弱所述識別的顔色的所述聚集光譜能量分布。
38.根據權利要求21所述的方法,其中,所述聚集光譜能量分布包括白光。
全文摘要
固態照明裝置和照明方法包括使用不同顏色輸出的多個固態發射器(任選包括至少一個白色或近似白色的發射器)。控制固態發射器的操作通過至少一個電路元件控制以基于目標面的反射比光譜分布來加強和/或削弱對目標面的至少一種顏色的感知。至少一個發射器可以具有關聯的無源濾波器或有源濾波器,可濾波發射器和/或有源濾波器可以被操作為削弱對目標面的至少一種顏色的感知。可以由使用者選擇或自動地控制加強或削弱對目標面的顏色的感知的激發或改變。
文檔編號F21S10/00GK102667320SQ201080053070
公開日2012年9月12日 申請日期2010年9月10日 優先權日2009年9月24日
發明者安東尼·保羅·范德文, 杰拉爾德·H·內格利, 查爾斯·M·斯沃博達 申請人:克利公司