AT17609U1 - Leuchtvorrichtung mit variabel einstellbarer Lichtfarbe - Google Patents
Leuchtvorrichtung mit variabel einstellbarer Lichtfarbe Download PDFInfo
- Publication number
- AT17609U1 AT17609U1 ATGM50155/2018U AT501552018U AT17609U1 AT 17609 U1 AT17609 U1 AT 17609U1 AT 501552018 U AT501552018 U AT 501552018U AT 17609 U1 AT17609 U1 AT 17609U1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- color conversion
- light
- lighting device
- color
- conversion means
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 195
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 96
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 22
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- ORWQBKPSGDRPPA-UHFFFAOYSA-N 3-[2-[ethyl(methyl)amino]ethyl]-1h-indol-4-ol Chemical compound C1=CC(O)=C2C(CCN(C)CC)=CNC2=C1 ORWQBKPSGDRPPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 201000009482 yaws Diseases 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
- F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
- F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
- H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Abstract
Leuchtvorrichtung (1) mit variabel einstellbarer Lichtfarbe, die aufweist wenigstens eine erste Erreger-Lichtquelle (2) zur Abgabe von Licht einer ersten Wellenlänge (λ2) und eine zweite Erreger-Lichtquelle (3) zur Abgabe von Licht einer zweiten Wellenlänge (λ3), wenigstens ein Farbkonversionselement (5) zum Konvertieren der Wellenlängen (λ2, λ3) von zumindest einem Teil des von den Erreger-Lichtquellen (2, 3) abgegebenen Lichts, wobei das Farbkonversionselement (5) wenigstens zwei Farbkonversionsmittel (6, 7) enthält und jedes Farbkonversionsmittel (6, 7) auf eine der Erreger-Lichtquellen (2, 3) abgestimmt ist, wobei das Farbkonversionselement (5) aus wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten (61, 71) besteht und jede Schicht eines der Farbkonversionsmittel (6, 7) enthält und wobei die wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten (61, 71) derart angeordnet sind, dass eine Schicht (61), die ein eine längere Wellenlänge (R) abgebendes Farbkonversionsmittel (6) enthält, näher an den Erreger-Lichtquellen (2, 3) angeordnet ist als eine Schicht (71), die ein eine kürzere Wellenlänge (G) abgebendes Farbkonversionselement (7) enthält.
Description
LEUCHTVORRICHTUNG MIT VARIABEL EINSTELLBARER LICHTFARBE
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Leuchtvorrichtungen mit variabel einstellbarer Lichtfarbe bzw. Lichtfarbtemperatur und Verfahren zum Einstellen der Lichtfarbe bzw. Lichtfarbtemperatur einer Leuchtvorrichtung. Insbesondere schlägt die vorliegende Erfindung vor, Licht aus ErregerLichtquellen der Leuchtvorrichtung zu konvertieren und dabei durch Einstellen bestimmter Betriebsparameter der Leuchtvorrichtung die Lichtfarbe bzw. Lichtfarbtemperatur der Leuchtvorrichtung zu beeinflussen.
[0002] Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Lichtfarbe einer Leuchtvorrichtung, insbesondere einer LED-Leuchte, zu variieren. Dafür sind üblicherweise verschiedenfarbige LEDs räumlich getrennt (aber auf kleiner Fläche) angeordnet. Die LEDs werden unterschiedlich stark angesteuert. Aus genügend großer Entfernung betrachtet, wirkt die Mischung der einzelnen Lichtfarben der LEDs als eine resultierende Gesamtlichtfarbe der Leuchtvorrichtung.
[0003] Allerdings kann bei dieser Leuchtvorrichtung eine homogene Farbverteilung über den gesamten Abstrahlbereich der Leuchtvorrichtung problematisch sein. Ein weiterer Nachteil ist, dass jede der LEDs der Leuchtvorrichtung ein sehr schmalbandiges Emissionsspektrum aufweist. Deshalb weist die Leuchtvorrichtung einen vergleichsweise niedrigen Color Rendering Index (CRI) Wert auf, der ein Maß für die Fähigkeit der Leuchtvorrichtung ist, verschiedene Farben mit gleicher Farbtemperatur wie eine ideale oder natürliche Lichtquelle zu erzeugen.
[0004] Aus dem Stand der Stand der Technik ist des Weiteren eine Leuchtvorrichtung bekannt, in der blaues Licht einer LED bzw. eines Lasers durch eine Farbkonversionsschicht beeinflusst wird, wobei die Farbkonversionsschicht aus Leuchtstoffen (beispielweise Fluoreszenzfarbstoffen) besteht, die verschiedenfarbiges Licht emittieren. Die Farbkonversionsschicht wird entweder unmittelbar auf die LED bzw. den Laser aufgetragen, oder in einem gewissen Abstand dazu als sogenannter „remote phosphor“ angeordnet.
[0005] Da die üblicherweise verwendeten Leuchtstoffe zueinander Überlagerungen im Absorptions- und Emissionsspektrum aufweisen, wird neben dem blauen Licht der LED oder des Lasers auch ein von einem der Leuchtstoffe sekundär emittiertes Licht von einem anderen der Leuchtstoffe (welcher im längeren Wellenlängenbereich emittiert) absorbiert. Daher ist es notwendig größere Mengen des Leuchtstoffs zu verwenden, als eigentlich zur Erzeugung der gewünschten Lichtfarbe erforderlich wären. Außerdem wird das Modellieren der Farbkonversionsschicht erschwert. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Lichtfarbe der Leuchtvorrichtung durch die Mischungsverhältnisse der unterschiedlichen Leuchtstoffe fest vorgegeben und nicht veränderbar ist.
[0006] Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, den oben genannten Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchtvorrichtung mit variabel einstellbarer Lichtfarbe bzw. Lichtfarbtemperatur zu erzeugen, die eine homogenere Farbverteilung über ihren gesamten Abstrahlbereich aufweist. Ferner ist es auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchtvorrichtung mit einem höheren CRI Wert herzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Menge an verwendeten Leuchtstoffen auf ein erforderliches Maß zu reduzieren. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchtvorrichtung bereitzustellen, deren Leuchtstoffe keine gegenseitige Absorption zulassen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Leuchtvorrichtung zu erzeugen, für die das Modellieren einer Konversionsschicht einfach ist. Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Effizienz einer Leuchtvorrichtung mit variabel einstellbarer Lichtfarbe zu verbessern.
[0007] Die oben genannten Aufgaben werden durch die Leuchtvorrichtungen bzw. Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden die Kerngedanken der Erfindung vorteilhaft weiter.
[0008] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit variabel einstellbarer Licht-
farbe, die aufweist: wenigstens eine erste Erreger-Lichtquelle zur Abgabe von Licht einer ersten Wellenlänge und eine zweite Erreger-Lichtquelle zur Abgabe von Licht einer zweiten Wellenlänge, wenigstens ein Farbkonversionselement zum Konvertieren der Wellenlängen von zumindest einem Teil des von den Erreger-Lichtquellen abgegebenen Lichts, wobei das Farbkonversionselement wenigstens zwei Farbkonversionsmittel enthält und jedes Farbkonversionsmittel auf eine der Erreger-Lichtquellen abgestimmt ist.
[0009] Die variabel einstellbare Lichtfarbe umfasst insbesondere auch eine variabel einstellbare Lichtfarbtemperatur. Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung erzeugt insgesamt ein Licht, das aus dem Teil des Lichts der Erreger-Lichtquellen, das nicht konvertiert wird, und dem Teil des Lichts, der durch die Farbkonversionsmittel konvertiert wird, gemischt ist. Durch die mehreren Erreger-Lichtquellen und die vorzugsweise gleich vielen, auf die Wellenlängen der Erreger-Lichtquellen abgestimmten Farbkonversionsmittel kann eine homogenere Lichtfarbverteilung erreicht werden. Auch da das durch die Farbkonversionsmittel erzeugte Licht von einer homogenen FIäche aus emittiert wird, ist die Farbverteilung des Lichts der Leuchtvorrichtung homogener.
[0010] Beispielsweise sind die Erreger-Lichtquellen unterschiedlich blau leuchtende Lichtquellen, deren blaues Licht teilweise in andersfarbiges Licht konvertiert wird, beispielweise in gelbes und/oder grünes Licht, um insgesamt eine weiß leuchtende Leuchtvorrichtung mit homogener aber variabel einstellbarer Farbtemperatur zu erzeugen.
[0011] Werden zum Beispiel breitbandige Farbstoffe mit unterschiedlichen Absorptionsmaxima als die wenigstens zwei Farbkonvertierungsmittel eingesetzt, können Farbvariationen der Leuchtvorrichtung durch unterschiedliche Erregungswellenlängen erzeugt werden. Der CRI Wert der Leuchtvorrichtung ist im Vergleich zum Stand der Technik höher. Außerdem können unterschiedliche Lichtintensitäten der Erreger-Lichtquellen das von der Leuchtvorrichtung abgegebene Licht beeinflussen. Mit der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung können daher spezielle CRI- und/ oder Farbanforderungen realisiert werden. Die Farbe bzw. Farbtemperatur des Lichts der Leuchtvorrichtung ist stufenlos wählbar und beispielweise durch gesteuerte Lichtintensitäten der einzelnen Erreger-Lichtquellen variierbar.
[0012] Vorzugsweise weist jedes Farbkonversionsmittel ein Absorptionsmaximum bei der Wellenlänge einer der Erreger-Lichtquellen auf.
[0013] Dadurch wird eine gezielte Abstimmung der Farbkonversionsmittel auf die Erreger-Lichtquellen erreicht. Da das Absorptionsspektrum der Farbkonversionsmittel aber vorzugsweise nicht engbandig ist, können durch Anpassen der Erregerwellenlängen auch Farbvariationen erzielt werden. Ein hoher CRI Wert der Leuchtvorrichtung ist dadurch realisierbar.
[0014] Vorzugsweise wirkt die Wellenlänge von jeder Erreger-Lichtquelle selektiv für eines der Farbkonversionsmittel anregend, so dass das selektiv angeregte Farbkonversionsmittel Licht abgibt.
[0015] Daher wirken sich unterschiedliche bzw. gesteuerte Erregerintensitäten, d.h. Lichtintensitäten, der Erreger-Lichtquellen nur auf eine gewisse Emissionsbandbreite aus. Dadurch kann die Lichtfarbe der Leuchtvorrichtung genauer und stufenlos eingestellt werden.
[0016] Vorzugsweise ist die Leuchtvorrichtung dazu ausgelegt, durch Verändern der Lichtintensitäten der Erreger-Lichtquellen, vorzugsweise durch Ansteuerung der Erreger-Lichtquellen mittels Pulsweiten-Modulation (PWM) die Farbe des von der Leuchtvorrichtung abgegebenen Lichts zu verändern.
[0017] Es ist also ein einfacher Steuermechanismus zum Variieren der Lichtfarbe bzw. der Lichtfarbtemperatur der Leuchtvorrichtung vorgesehen. Mittels PWM lässt sich die Lichtfarbe der Leuchtvorrichtung stufenlos einstellen. Es können auch Alterungserscheinungen der Leuchtvorrichtung, die eine Farbänderung des Lichts zur Folge haben, einfach während des Betriebs der Leuchtvorrichtung ausgeglichen werden, indem die Lichtintensitäten der Erreger-Lichtquellen angepasst werden.
[0018] Die wenigstens zwei Farbkonversionsmittel können vorzugsweise homogen durchmischt
in dem Farbkonversionselement enthalten sein.
[0019] Dadurch, dass alle Farbkonversionsmittel in dem Farbkonversionsmittel gemeinsam angeordnet sind, wird bereits vorab eine gute, homogene Durchmischung erzielt. Eine homogene Durchmischung kann beispielweise ein gut durchmischtes weißes Licht erzeugen, das bzgl. seiner Farbtemperatur homogen ist. Die Farbverteilung ist insbesondere über den gesamten Abstrahlbereich der Leuchtvorrichtung homogen. Es können auch zusätzliche Maßnahmen während der Herstellung der Leuchtvorrichtung vorgenommen werden, die für eine noch bessere Mischung der Farbkonversionsmittel sorgen. Die Durchmischung kann in etwa präzise maschinell während der Herstellung des Farbkonversionselements kontrolliert werden.
[0020] Alternativ besteht das Farbkonversionselement vorzugsweise aus wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten, wobei jede Schicht eines der Farbkonversionsmittel enthält.
[0021] Ein solches Farbkonversionselement ist leicht herzustellen. Die Dicken der Schichten können gleich oder unterschiedlich sein. Je nach gewünschter Lichtfarbe und/oder je nach Art der verwendeten Erreger-Lichtquellen können die Dicken der Schichten bemessen werden. Jede Schicht kann verteilte Farbkonversionsmittel enthalten, wobei die Konzentration der Farbkonversionsmittel in den verschiedenen Schichten zueinander gleich oder verschieden sein kann. Es sind Konzentrationsgradienten innerhalb einer Schicht oder von einer Schicht zur nächsten denkbar.
[0022] Vorzugsweise sind die wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten derart angeordnet, dass eine Schicht, die ein eine längere Wellenlänge abgebendes Farbkonversionsmittel enthält, näher an den Erreger-Lichtquellen angeordnet ist als eine Schicht, die ein eine kürzere Wellenlänge abgebendes Farbkonversionselement enthält.
[0023] Dadurch kann Licht, das von dem Farbkonversionsmittel einer bestimmten Schicht beeinflusst wird, im Wesentlichen unbeeinflusst durch die weiteren nachfolgenden Schichten gelangen. Dies erlaubt eine genauere und vorhersagbarere Einstellung der Lichtfarbe der Leuchtvorrichtung.
[0024] Vorzugsweise sind die wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten derart angeordnet, dass eine Schicht, die ein Farbkonversionsmittel mit einem breiteren Absorptionsspektrum enthält, näher an den Erreger-Lichtquellen angeordnet ist als eine Schicht, die ein Farbkonversionsmittel mit einem schmäleren Absorptionsspektrum enthält.
[0025] Dadurch wird ein Selbstabsorptionseffekt reduziert. Zum einen kann dann die Lichtfarbe genauer eingestellt werden, zum anderen wird die Effizienz der Leuchtvorrichtung gesteigert.
[0026] Vorzugsweise ist auf der den Erreger-Lichtquellen zugewandten Seite des Farbkonversionselements ein Spiegel, vorzugsweise ein Kantenfilter, angeordnet, der durchlässig für das von den Erreger-Lichtquellen abgegebene Licht ist.
[0027] Der Spiegel ist ferner dazu vorgesehen, das von den Farbkonversionsmitteln konvertierte und in Richtung der Erreger-Lichtquellen abgegebene Licht zu reflektieren. Dadurch wird die Effizienz der Leuchtvorrichtung gesteigert, da das gesamte Licht in der gewünschten Abstrahlrichtung abgegeben wird. Der Wirkungsgrad der Lichterzeugung der Leuchtvorrichtung wird also erhöht.
[0028] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Leuchtvorrichtung mit variabel einstellbarer Lichtfarbe, die aufweist: wenigstens eine Erreger-Lichtquelle zur Abgabe von Licht einer bestimmten Wellenlänge, wenigstens ein Farbkonversionselement zum Konvertieren der Wellenlänge von zumindest einem Teil des von der Erreger-Lichtquelle abgegebenen Lichts, wobei das Farbkonversionselement wenigstens zwei Farbkonversionsmittel enthält, die so angeordnet sind, dass stets nur ein Farbkonversionsmittel das von der Erreger-Lichtquelle abgegebene Licht beeinflusst, wobei das Farbkonversionselement bewegbar ist, um das Farbkonversionsmittel, welches das von der Erreger-Lichtquelle abgegebene Licht beeinflusst, zu wechseln.
[0029] Die Lichtfarbe der Leuchtvorrichtung kann also einfach eingestellt und im Betrieb der Leuchtvorrichtung variiert werden. Beispielweise kann durch schnelles Wechseln zwischen den
wenigstens zwei Farbkonversionsmitteln, beispielweise durch hin- und her bewegen des Farbkonversionselements, Licht erzeugt werden, das von einem Betrachter als gemischtes Licht wahrgenommen wird. Durch Verändern der Zeitspannen, während der die verschiedenen Farbkonversionsmittel jeweils das Licht der Erreger-Lichtquelle beeinflussen, kann die Lichtfarbe bzw. Lichtfarbtemperatur der Leuchtvorrichtung verändert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Modellieren des Farbkonversionsmittels äußerst einfach ist.
[0030] Durch die Bewegung (z.B. Rotation) des Farbkonversionselements gegenüber der Erreger-Lichtquelle kann erreicht werden, dass verschiedene Lichtfarben zeitlich sequentiell aber an demselben ortsfesten Punkt erzeugt werden. Die Leuchtvorrichtung kann also als eine farbveränderliche Punktlichtquelle arbeiten. Infolgedessen ist es möglich einfache und preisgünstige optische Komponenten, beispielweise Linsen, für die räumliche Verteilung des Lichtes zu verwenden. Für Leuchtvorrichtungen, die unterschiedliche Lichtfarben an unterschiedlichen Punkten erzeugen, sind hingegen meist komplexere Linsenformen nötig, um eine homogene räumliche Verteilung des Lichts zu erreichen. Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung kann also einfach konstruiert werden. Dies gilt für alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen wenigstens ein Farbkonversionselement bewegbar ist.
[0031] Vorzugsweise ist das Farbkonversionselement scheibenförmig und umfasst wenigstens zwei Scheibensegmente, wobei jedes Scheibensegment ein Farbkonversionsmittel enthält.
[0032] Vorzugsweise ist das scheibenförmige Farbkonversionselement drehbar, wobei ein Drehwinkel festlegt, welches der Farbkonversionsmittel das von der Erreger-Lichtquelle abgegebene Licht beeinflusst.
[0033] Eine Rotation des scheibenförmigen Farbkonversionselements ist eine einfache Möglichkeit, um schnell zwischen den verschiedenen Farbkonversionsmitteln zu wechseln, welche jeweils das Licht der Erreger-Lichtquelle beeinflussen.
[0034] Vorzugsweise sind die wenigstens zwei Scheibensegmente durch Spiegelschichten voneinander getrennt.
[0035] Durch die optische Trennung der Farbkonversionsmittel in den Segmenten wird eine gegenseitige Absorption ausgeschlossen. Dadurch muss keine größere Menge an Farbkonversionsmitteln, als eigentlich benötigt, verwendet werden.
[0036] Vorzugsweise ist der Durchmesser von jedem Scheibensegment größer, vorzugsweise um einen Faktor 2 bis 10 größer, als der Durchmesser der Erreger-Lichtquelle.
[0037] Dadurch wird verhindert, dass das von der Erreger-Lichtquelle abgegebene Licht von mehr als einem Farbkonversionsmittel gleichzeitig absorbiert bzw. konvertiert wird.
[0038] Vorzugsweise ist die Leuchtvorrichtung dazu ausgelegt, durch eine Drehung des scheibenförmigen Farbkonversionselements und eine auf die Drehung abgestimmte Aktivierung der Erreger-Lichtquelle, die Farbe des von der Leuchtvorrichtung abgegebenen Lichts zu verändern.
[0039] Die Lichtfarbe der Leuchtvorrichtung kann somit stufenlos eingestellt werden. Die Steuerung der Leuchtvorrichtung ist einfach umsetzbar.
[0040] Vorzugsweise ist die Leuchtvorrichtung dazu ausgelegt, die Erreger-Lichtquelle gepulst zu aktivieren und die Länge der Aktivierungspulse zu steuern.
[0041] Dadurch ist der Beitrag jeder einzelnen Farbe, d.h. der Beitrag des von jedem Farbkonversionsmittel erzeugten Lichts, zum insgesamt von der Leuchtvorrichtung abgegebenen Licht variabel einstellbar. Dadurch kann die Lichtfarbe der Leuchtvorrichtung variiert werden.
[0042] Vorzugsweise ist eine Erreger-Lichtquelle eine LED oder ein Laser.
[0043] Vorzugsweise liegen die Wellenlängen der Erreger-Lichtquellen im blauen Spektralbereich und ist das von der Leuchtvorrichtung abgegebene Licht weißes Licht.
[0044] Vorzugsweise sind die Farbkonversionsmittel Leuchtstoffe und/oder Quantendots.
[0045] Es können organische oder anorganische Leuchtstoffe, etwa Fluoreszenzfarbstoffe verwendet werden. Die Leuchtstoffe können gelöst, verstreut, in Pulverform, in Partikelform oder in Clusterform in dem Farbkonversionselement bzw. den verschiedenen Schichten oder Segmenten des Farbkonversionselements vorhanden sein. Die Leuchtstoffe können dabei beispielweise in ein transparentes Material, etwa ein Kunststoffmaterial, oder ein Harz eingebettet sein. Die Leuchtstoffe können auch als eine Farbkonversionsschicht aufgetragen, aufgemalt oder aufgedruckt sein. Die Quantendots können beispielweise lithographisch strukturierte Quantendots sein. Die Quantendots können auch gewachsene Quantendots sein. Es können mehrere Lagen gestapelter Quantendots verwendet werden. Die verschiedenen Farbkonversionsmittel können durch verschieden große oder breite Quantendots realisiert sein. Für Quantendots ist eine noch genauere Abstimmung auf die Erregerwellenlängen der Erreger-Lichtquellen möglich.
[0046] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verändern der Lichtfarbe einer Leuchtvorrichtung, das die Schritte aufweist: Erzeugen von wenigstens erstem Licht einer ersten Wellenlänge und zweitem Licht einer zweiten Wellenlänge, Konvertieren der Wellenlängen von zumindest einem Teil des ersten Lichts und des zweiten Lichts durch wenigstens zwei Farbkonversionsmittel, wobei jedes Farbkonversionsmittel auf eine der erzeugten Wellenlängen abgestimmt ist, und Verändern der Lichtintensitäten des ersten Lichts und des zweiten Lichts, um die Farbe des von der Leuchtvorrichtung abgegebenen Lichts zu verändern.
[0047] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verändern der Lichtfarbe einer Leuchtvorrichtung, das die Schritte aufweist: Erzeugen von Licht einer bestimmten Wellenlänge, Konvertieren der Wellenlänge von zumindest einem Teil des erzeugten Lichts durch ein Farbkonversionselement, das wenigstens zwei Farbkonversionsmittel enthält, wobei stets nur ein Farbkonversionsmittel das erzeugte Licht beeinflusst, Bewegen des Farbkonversionselements, um das Farbkonversionsmittel, welches das erzeugte Licht beeinflusst, zu wechseln.
[0048] Vorzugsweise wird durch die Bewegung des Farbkonversionselements und eine auf die Bewegung abgestimmte Erzeugung des Lichts, die Farbe des von der Leuchtvorrichtung abgegebenen Lichts verändert.
[0049] Die vorliegende Erfindung löst die oben genannten Aufgaben. Insbesondere werden die oben genannten Nachteile des Standes der Technik abgemildert oder gänzlich behoben.
[0050] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
[0051] Figur 1 zeigt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[0052] Figur 2 zeigt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[0053] Figur 3 zeigt eine Leuchtvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[0054] Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines ersten Grundkonzepts der vorliegenden Erfindung. Dabei ist vorgesehen, dass wenigstens zwei unterschiedliche Erreger-Lichtquellen 2, 3 zum Einsatz kommen. Vorteilhafterweise werden sogar drei, oder sogar mehr als drei, ErregerLichtquellen 2, 3, 4 in der Leuchtvorrichtung 1 verwendet.
[0055] Jede Erreger-Lichtquelle 2, 3, 4 gibt Licht einer unterschiedlichen Wellenlänge A2, A3 Dzw. A4 ab. In Fig. 1 gibt eine erste Erreger-Lichtquelle 2 Licht einer ersten Wellenlänge \2 ab, eine zweite Erreger-Lichtquelle 3 gibt Licht einer zweiten Wellenlänge \3 ab und eine dritte ErregerLichtquelle 4 gibt Licht einer dritten Wellenlänge 4 ab. Vorteilhafterweise liegen die Wellenlängen A2, Aa, Aa alle im blauen Spektralbereich, d. h. jede der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 strahlt Licht eines unterschiedlichen Blautons aus. Die unterschiedlichen Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 können verschiedenartige LEDs, OLEDs und/oder Laser oder der gleichen sein. Alle Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 sind vorteilhafterweise steuerbar, vorzugsweise zumindest hinsichtlich der Intensität des von ihnen abgegebenen Lichts, ihrer Einschaltzeit in einem gepulsten Betrieb und/oder bezüglich
einer Taktfrequenz bzw. eines Tastverhältnisses in einem PWM-Betrieb. Vorzugsweise ist jede Erreger-Lichtquelle 2, 3, 4 individuell steuerbar. Die Steuerung kann dabei von einer (nicht gezeigten) Steuervorrichtung der Leuchtvorrichtung 1, einer externen drahtgebundenen oder drahtlosen Steuervorrichtung, oder über eine Benutzerschnittstelle von einem Benutzer durchgeführt werden.
[0056] Die Leuchtvorrichtung 1 weist ferner ein Farbkonversionselement 5 auf. Das von den Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 abgegebene Licht wird in das Farbkonversionselement 5 eingestrahlt. Das Farbkonversionselement 5 in Fig. 1 ist beispielsweise eine Farbkonversionsschicht. Das Farbkonversionselement 5 kann direkt auf die Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 aufgebracht sein oder in einem gewissen Abstand zu den Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 angeordnet sein. Das Farbkonversionselement 5 kann plan oder konkav bzw. konvex sein. Das Farbkonversionselement 5 kann die Funktion einer Linse haben, d.h. kann Licht bündeln oder divergieren. Das Farbkonversionselement 5 ist dazu geeignet, die Wellenlänge 2, As, 44 von zumindest einem Teil des von den Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 abgegebenen Lichts zu konvertieren.
[0057] Dazu ist das Farbkonversionselement 5 mit wenigstens zwei Farbkonversionsmitteln 6, 7 versehen, die vorzugsweise in dem Farbkonversionselement 5 enthalten sind. Ein Farbkonversionsmittel 6, 7 wird durch Licht einer Erreger-Lichtquelle 2, 3, 4 angeregt und gibt daraufhin Licht einer anderen Wellenlänge ab. Es sind wenigstens zwei Farbkonversionsmittel 6, 7 in dem Farbkonversionselement 5 enthalten, insbesondere wenn die Leuchtvorrichtung 1 wenigstens zwei Erreger-Lichtquellen 2, 3 aufweist. Vorzugsweise ist für jede Erreger-Lichtquelle 2, 3, 4 der Leuchtvorrichtung ein Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 im Farbkonversionselement 5 enthalten. Das heißt die Anzahl der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 und die Anzahl der Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 ist vorzugsweise gleich. Die Anzahl der Farbkonversionsmittel 6, 7 kann auch größer als die Zahl der Erreger-Lichtquellen sein, wobei dann jeder Erreger-Lichtquelle 2, 3, 4 mehrere Farbkonversionsmittel 6, 7 zugeordnet sind. Jedes Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 ist vorzugsweise auf eine der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 abgestimmt.
[0058] Diese Abstimmung wird vorzugsweise dahingehend vorgenommen, dass bevorzugt jedes Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 nur von einer der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 genutzt werden kann. Das heißt, das entsprechende Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 besitzt beispielsweise einen Absorptionsbereich, der auf die Wellenlänge einer zugeordneten Erreger-Lichtquelle 2, 3, 4 abgestimmt ist. Idealerweise weist jedes Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 ein Absorptionsmaximum bei einer Wellenlänge }2, A\3, 44 von einer der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 auf. Die Wellenlänge A2, A\3, \44 von jeder Erreger-Lichtquelle 2, 3, 4 ist somit zumindest in gewissen Grenzen selektiv für ein Farbkonversionsmittel 6, 7 8. Die Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 können also vorzugsweise selektiv angeregt werden damit sie Licht abzugeben.
[0059] Die Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 unterscheiden sich zwar vorzugsweise hinsichtlich ihrer Absorptionsmaxima, haben aber nicht zwangsläufig engbandige Absorptionsspektren. Die Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 sind in geeigneter Weise auf das Absorptionsmaximum des Absorptionsspektrums der entsprechenden Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 eingestellt. Je enger das Absorptionsspektrum, desto besser kann eine Abstimmung auf die Erreger-Lichtquelle erzielt werden. Je breiter das Absorptionsspektrum, desto mehr Farbvariation ist möglich.
[0060] Die Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 sind vorzugsweise Leuchtstoffe, bspw. Phosphor- oder Fluoreszenzfarbstoffe. Die Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 können auch Quantendots sein. Quantendots können sehr genau auf die Erregerwellenlängen abgestimmt werden, da sich ihre Energieniveaus gezielt einstellen lassen. Ein Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 besteht also vorzugsweise aus einer Vielzahl von Leuchtstoffpartikeln und/oder Quantendots. Die Leuchtstoffe bzw. Quantendots der verschiedenen Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 sind zueinander verschieden, vorzugsweise zumindest hinsichtlich einer Anregungswellenlänge bzw. eines Absorptionsmaximums.
[0061] Das insgesamt von dem Farbkonversionselement 5 abgegebene Licht ist aufgrund der homogenen Fläche selbst äußerst homogen und kann dem insgesamt von der Leuchtvorrichtung 1 abgegebenen Licht 9 entsprechen. Das abgegebene Licht 9 kann aber zuvor zusätzlich durch geeignete Mittel der Leuchtvorrichtung 1 verändert, beispielweise gerichtet, gebündelt, konver-
giert, divergiert oder gestreut werden. Das abgegebene Licht 9 ist zumindest eine Überlagerung des Lichts der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 und des Lichts, das von den mehreren Farbkonversionsmitteln 6, 7, 8 des Farbkonversionselements 5 abgegeben wird. Daraus resultiert, dass das abgegebene Licht 9 ein Mischlicht ist und eine Lichtfarbe der Leuchtvorrichtung aus einer Mischung von mehreren Einzelfarben erreicht wird.
[0062] In Figur 1 sind die Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 homogen in dem Farbkonversionselement 5 vermischt. Die homogene Mischung der mehreren Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 kann bereits im Vorfeld, also bei der Herstellung des Farbkonversionselements 5, vorgenommen werden. Dementsprechend kann beispielsweise ein sehr gut durchmischtes weißes Licht erzeugt werden, das sehr homogen über den gesamten Abstrahlbereich der Leuchtvorrichtung 1 abgegeben wird und insbesondere eine gleichmäßige Farbtemperatur aufweist.
[0063] Durch individuelle Ansteuerung der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 kann bspw. Einfluss auf die Intensität des Lichts von jeder Erreger-Lichtquelle 2, 3, 4 genommen werden. Unterschiedliche Lichtintensitäten, d.h. unterschiedliche Erregungsintensitäten, können also zur selektiven Anregung der verschiedenen Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 eingestellt werden. Unterschiedliche Erregungsintensitäten wirken sich also nur auf eine gewisse Emissionsbandbreite aus, wodurch direkt Einfluss auf das von der Leuchtvorrichtung 1 abgegebene Licht 9 genommen werden kann. Insbesondere können die Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 durch PWM angesteuert werden, um die Lichtabgabe der Leuchtvorrichtung 1 zu beeinflussen. Insbesondere kann so im Betrieb der Leuchtvorrichtung 1 die Farbe oder die Farbtemperatur des von der Leuchtvorrichtung 1 abgegebenen Lichts 9 eingestellt bzw. verändert werden.
[0064] Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des ersten Grundkonzepts der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform kann alle Merkmale der ersten Ausführungsform aufweisen, bis auf dass die Leuchtvorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform ein Farbkonversionselement 5 aufweist, in dem die verschiedenen Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 nicht homogen durchmischt sind, sondern das wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten 61, 71 umfasst, wobei jede Schicht eines der wenigstens zwei Farbkonversionsmittel 6, 7 enthält. Vorzugsweise werden sogar drei aufeinanderfolgende Schichten 61, 71, 81 verwendet, oder sogar mehr als drei aufeinanderfolgende Schichten verwendet, um das Farbkonversionselement 5 aufzubauen. Die Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 können wieder Leuchtstoffe und/oder Quantendots sein. Das Farbkonversionselement 5 kann aus drei aneinander angebrachten Schichten 61, 71, 81 bestehen. Die Schichten 61, 71, 81 können beispielweise aneinandergeklebt sein. Das Farbkonversionselement 5 kann auch aus einem Stück bestehen, aber drei aufeinanderfolgende Bereiche umfassen, in denen unterschiedliche Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 enthalten sind. Die verschiedenen Farbkonversionsmittel 6, 7, 8 können wie in Figur 2 gezeigt beispielsweise rotes (R), grünes (G) bzw. blaues (B) Licht abgeben. In Kombination mit drei Erregungs-Lichtquellen 2, 3, 4, die alle Licht eines unterschiedlichen Blautons abgeben, wird insgesamt ein gut durchmischtes, d.h. homogenes, weißes Licht 9 erzielt.
[0065] Bei der zweiten Ausführungsform aus Fig. 2 ist darauf zu achten, dass vorzugsweise ein Farbkonversionsmittel 6, welches Licht einer längeren Wellenlänge bzw. der geringsten Energie abgibt, am nächsten zu den Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 angeordnet ist, d. h. in Figur 2 an unterster Stelle angeordnet ist. Ein Farbkonversionsmittel 7, welches Licht einer kürzeren Wellenlänge bzw. höherer Energie abgibt, ist vorzugsweise weiter entfernt von den Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4, d.h. oberhalb des zuvor genannten Farbkonversionsmittels 6 in Fig. 2 angeordnet. Dadurch kann Licht, das von einem bestimmten Farbkonversionsmittel 6 beeinflusst wird, im Wesentlichen unbeeinflusst durch die nachfolgenden, weiter entfernten Schichten mit unterschiedlichen Farbkonversionsmitteln 7, 8 gelangen. Mit zunehmender Entfernung von den Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 enthält eine Schicht 61, 71, 81 also vorzugsweise ein Farbkonversionsmittel 6, 7, 8, das längere Lichtwellenlängen abgibt. Die Schichten 61, 71, 81 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass eine Schicht 61 mit einem Farbkonversionsmittel 6 mit einem breiteren Absorptionsspektrum näher an den Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 angeordnet ist als eine Schicht 71 mit einem Farbkonversionsmittel 7 mit einem schmäleren Absorptionsspektrum. Durch die oben genannte vorteilhafte Anordnung der Schichten 61, 71, 81 wird ein Selbstabsorptionseffekt verhindert oder zu-
mindest reduziert.
[0066] In Fig. 2 ist auch noch gezeigt, dass ein Spiegel 10, vorzugsweise ein Kantenfilter, welcher für Wellenlängen des Lichts der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 durchlässig ist, zwischen den Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 und dem Farbkonversionselement 5 angeordnet sein kann. Der Spiegel 10 lässt also das von den Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 abgegebene Licht durch, reflektiert aber Licht das von den Farbkonversionsmitteln 6, 7, 8 in Richtung der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 abgegeben wird und lenkt dieses in Richtung des von der Leuchtvorrichtung 1 abgegebenen Lichts 9. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Leuchtvorrichtung 1 erhöht. Die Effizienz der Leuchtvorrichtung 1 kann also gesteigert werden. Ein solcher Spiegel kann auch für die erste Ausführungsform gemäß der Figur 1 verwendet werden.
[0067] Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines zweiten Grundkonzepts der vorliegenden Erfindung. Merkmale der ersten beiden Ausführungsformen können auch für die dritte Ausführungsform vorgesehen sein, solange sich kein Wiederspruch ergibt. Die in Figur 3 gezeigte Leuchtvorrichtung 11 umfasst nur eine einzige Erreger-Lichtquelle 12, die Licht einer bestimmten Wellenlänge A+2 abgibt. Wiederum weist die Leuchtvorrichtung 11 ein Farbkonversionselement 15 auf. Das Farbkonversionselement 15 ist so angeordnet, dass das von der Erreger-Lichtquelle 12 abgegebene Licht darauf eingestrahlt wird. Das von der Leuchtvorrichtung 11 abgegebene Licht 19 kann das Licht, sein, das schließlich von dem Farbkonversionselement 15 abgegeben wird. Wie für die ersten beiden Ausführungsformen kann das abgegebene Licht 19 aber zuvor noch weiter verändert bzw. beeinflusst werden.
[0068] Das Farbkonversionselement 15 weist wenigstens zwei Farbkonversionsmittel 16, 17 auf. Diese Farbkonversionsmittel 16, 17 sind vorzugsweise in getrennten Bereichen des Farbkonversionselements 15 angeordnet, so dass bei einer bestimmten Ausrichtung der Erreger-Leuchtquelle 12 zu dem Farbkonversionselement 15 stets nur eines der Farbkonversionsmittel 16, 17, das von der Erreger-Lichtquelle 12 abgegebene Licht beeinflusst. Dazu ist es vorteilhaft, dass der Durchmesser der Erreger-Lichtquelle 12 deutlich kleiner ist als der Durchmesser des Bereichs, in dem eines der Farbkonversionsmittel 16 oder 17 angeordnet ist. Das Farbkonversionselement 15 kann beispielsweise aus wenigstens zwei Segmenten 161, 171 bestehen, deren Durchmesser jeweils um einen Faktor 2 bis 10, vorzugsweise 4 bis 6 größer ist als der Durchmesser der Erreger-Lichtquelle 12.
[0069] Das Farbkonversionselement 15 ist vorzugsweise bewegbar in der Leuchtvorrichtung 11 angeordnet, so dass durch eine Bewegung des Farbkonversionselements 15 wenigstens entweder ein erstes Farbkonversionsmittel 16 oder ein zweites Farbkonversionsmittel 17 derart vor der Erreger-Leuchtquelle 12 angeordnet wird, dass nur dieses Farbkonversionsmittel 16, 17 das von der Erreger-Lichtquelle 12 abgegebene Licht beeinflusst. Die Erfindung umfasst natürlich auch drei oder mehr Farbkonversionsmittel 16, 17, 18 in drei oder mehr verschiedenen Segmenten 161, 171, 181. Durch die Bewegung des Farbkonversionselements 15 und eine gleichzeitige abgestimmte Aktivierung der Erreger-Lichtquelle 12 kann die Lichtabgabe der Leuchtvorrichtung 11 im Betrieb beeinflusst werden, insbesondere kann die Farbe oder die Farbtemperatur des von der Leuchtvorrichtung 11 abgegebenen Lichts 19 im Betrieb verändert werden. Idealerweise wird dabei das Farbkonversionselement 15 so schnell bewegt, bspw. hin und her bewegt, dass in schnellem Wechsel ein erstes Farbkonversionsmittel 16 oder ein zweites Farbkonversionsmittel 17 das von der Erreger-Leuchtquelle 12 abgegebene Licht beeinflusst. Der Wechsel ist vorzugsweise so schnell, dass das insgesamt abgegebene Licht 19 in der Wahrnehmung eines Betrachters ein Mischlicht ist.
[0070] Figur 3 zeigt, dass das Farbkonversionselement 15 beispielsweise ein scheibenförmiges Element sein kann, das drehbar ist. Das scheibenförmige Farbkonversionselement 15 weist vorzugsweise drei Segmente 161, 171, 181 auf, die jeweils ein unterschiedliches Farbkonversionsmittel 16, 17 bzw. 18 enthalten. Die Segmente 161, 171, 181 des Farbkonversionselements 15 sind vorzugsweise durch eine Speigelschicht 12 voneinander getrennt.
[0071] In Fig. 3 legt ein Drehwinkel 14 einer Drehung des Farbkonversationselements 15 fest, welches der Farbkonversionsmittel 16, 17, 18 derart bezüglich der Erreger-Leuchtquelle 12 an-
geordnet ist, dass nur dieses Farbkonversionsmittel 16, 17, 18 das von der Erreger-Lichtquelle 12 abgegebene Licht beeinflusst. Das scheibenförmige Farbkonversionselement 15 kann bspw. mit einer Rotationsfrequenz im Bereich von vorzugsweise 50 Hz oder mehr, mehr bevorzugt 50200 Hz, noch mehr bevorzugt ungefähr 100 Hz rotiert werden, um einen schnellen Wechsel des Farbkonversionsmittels 16, 17, 18 zu erzielen, welches das Licht von der Erregungs-Lichtquelle 12 beeinflusst.
[0072] Abgestimmt auf die Drehung des Farbkonversionselements 15 kann die Erreger-Lichtquelle 12 auch gepulst betrieben werden, wobei die Pulse unterschiedliche Längen und/oder unterschiedliche Amplituden haben können, d.h. einer unterschiedlichen Lichtintensität entsprechen können. Durch die Rotation des Farbkonversionselements 15 bewegen sich die verschiedenen Farbkonversionsmittel 16, 17, 18 nacheinander vor der Erregungs-Leuchtquelle 12 vorbei. Wird die Erregungs-Leuchtquelle 12 zusätzlich kontrolliert gepulst betrieben, so ist der Beitrag der einzelnen Lichtfarben, die von den einzelnen Farbkonversionsmitteln 16, 17, 18 erzeugt wird, variabel einstellbar, so dass die Farbe des insgesamt abgegebene Lichts 19 variierbar ist. Der jeweilige Anteil des entsprechenden Farbkonversionsmittel 16, 17, 18 kann so gewählt werden, dass durch Veränderung der genannten Parameter ein gewünschtes Mischlicht, vorzugsweise Weißlicht, von der Leuchtvorrichtung 11 abgegeben wird.
[0073] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Verfahren, die zur Einstellung bzw. Veränderung der Lichtfarbe der Leuchtvorrichtungen 1 und 11 ausgeführt werden können. Insbesondere wird dabei für das erste Grundkonzept der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Intensitäten der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4 individuell und kontrolliert gesteuert werden, vorzugsweise durch PWM. Für das zweite Grundkonzept der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Bewegung, bspw. die Rotationsgeschwindigkeit bzw. der Drehwinkel des Farbkonversionselements 15, in Abstimmung mit der Aktivierung, vorzugsweise gepulsten Aktivierung, der Erreger-Lichtquelle 12 gesteuert wird. Insbesondere kann dabei eine Pulsweite oder eine Pulsamplitude der Erreger-Lichtquelle 12 entsprechend des eingestellten Drehwinkels bzw. entsprechend einer Rotationsgeschwindigkeit des Farbkonversionselements 5 eingestellt werden.
[0074] Die vorliegende Erfindung stellt also eine Leuchtvorrichtung 1, 11 mit veränderlicher Lichtfarbe bzw. Verfahren zum Verändern der Lichtfarbe bereit. Mittels der vorliegenden Erfindung lassen sich spezielle CRI- und/oder Farbanforderungen an die Leuchtvorrichtung 1, 11 realisieren. Alterungserscheinungen der Leuchtvorrichtung 1, 11 können bspw. durch variieren der Intensitäten der Erreger-Lichtquellen 2, 3, 4, 12 kompensiert werden. Es können stufenlos einstellbare Lichtfarben realisiert werden. Zusätzlich kann der Einsatz größerer Leuchtstoffmengen als notwendig vermieden werden. Insgesamt wird also eine deutliche Verbesserung bezüglich des bekannten Standes der Technik erzielt.
Claims (10)
1. Leuchtvorrichtung (1) mit variabel einstellbarer Lichtfarbe, die aufweist
wenigstens eine erste Erreger-Lichtquelle (2) zur Abgabe von Licht einer ersten Wellenlänge (A2) und eine zweite Erreger-Lichtquelle (3) zur Abgabe von Licht einer zweiten Wellenlänge (As),
wenigstens ein Farbkonversionselement (5) zum Konvertieren der Wellenlängen (A2, As) von zumindest einem Teil des von den Erreger-Lichtquellen (2, 3) abgegebenen Lichts,
wobei das Farbkonversionselement (5) wenigstens zwei Farbkonversionsmittel (6, 7) enthält und jedes Farbkonversionsmittel (6, 7) auf eine der Erreger-Lichtquellen (2, 3) abgestimmt ist,
wobei das Farbkonversionselement (5) aus wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten (61, 71) besteht und jede Schicht eines der Farbkonversionsmittel (6, 7) enthält und
wobei die wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten (61, 71) derart angeordnet sind, dass eine Schicht (61), die ein eine längere Wellenlänge (R) abgebendes Farbkonversionsmittel (6) enthält, näher an den Erreger-Lichtquellen (2, 3) angeordnet ist als eine Schicht (71), die ein eine kürzere Wellenlänge (G) abgebendes Farbkonversionselement (7) enthält.
2. Leuchtvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten (61, 71) derart angeordnet sind, dass eine Schicht (61), die ein Farbkonversionsmittel (6) mit einem breiterem Absorptionsspektrum enthält, näher an den Erreger-Lichtquellen (2, 3) angeordnet ist als eine Schicht (71), die ein Farbkonversionsmittel (7) mit einem schmäleren Absorptionsspektrum enthält.
3. Leuchtvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei auf der den Erreger-Lichtquellen (2, 3) zugewandten Seite des Farbkonversionselements (5) ein Spiegel (10), vorzugsweise ein Kantenfilter, angeordnet ist, der durchlässig für das von den Erreger-Lichtquellen (2, 3) abgegebene Licht ist.
4. Leuchtvorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei jedes Farbkonversionsmittel (6, 7) ein Absorptionsmaximum bei der Wellenlänge (A2, As) einer der Erreger-Lichtquellen (2, 3) aufweist.
5. Leuchtvorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wellenlänge (A2, A3) von jeder Erreger-Lichtquelle (2, 3) selektiv für eines der Farbkonversionsmittel (6, 7) anregend wirkt, So dass das selektiv angeregte Farbkonversionsmittel (6, 7) Licht abgibt.
6. Leuchtvorrichtung (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die dazu ausgelegt ist, durch Verändern der Lichtintensitäten der Erreger-Lichtquellen (2, 3), vorzugsweise durch Ansteuerung der Erreger-Lichtquellen (2, 3) mittels Pulsweiten-Modulation, die Farbe des von der Leuchtvorrichtung (1) abgegebenen Lichts (9) zu verändern.
7. Leuchtvorrichtung (1, 11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Erreger-Lichtquelle (2, 3, 12) eine LED oder ein Laser ist.
8. Leuchtvorrichtung (1, 11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Wellenlängen (A2, A3, A442) der Erreger-Lichtquellen (2, 3, 12) im blauen Spektralbereich liegen und das von der Leuchtvorrichtung (1, 11) abgegebene Licht weißes Licht ist.
9. Leuchtvorrichtung (1, 11) gemäß Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Farbkonversionsmittel (6, 7) Leuchtstoffe und/oder Quantendots sind.
10. Verfahren zum Einstellen der Lichtfarbe einer Leuchtvorrichtung (1), das die Schritte aufweist Erzeugen von wenigstens erstem Licht einer ersten Wellenlänge (\2) und zweitem Licht
einer zweiten Wellenlänge (As), Konvertieren der Wellenlängen (A2, A423) von zumindest einem Teil des ersten Lichts und
des zweiten Lichts durch wenigstens zwei Farbkonversionsmittel (6, 7), wobei jedes Farbkonversionsmittel (6, 7) auf eine der erzeugten Wellenlängen (A2, \3) abgestimmt ist, und
Verändern der Lichtintensitäten des ersten Lichts und des zweiten Lichts, um die Farbe des von der Leuchtvorrichtung (1) abgegebenen Lichts (9) zu verändern,
wobei die Farbkonversionsmittel (6, 7) Bestandteil eines Farbkonversionselements (5) sind, das aus wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten (61, 71) besteht, wobei jede Schicht eines der Farbkonversionsmittel (6, 7) enthält, und
wobei die wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schichten (61, 71) derart angeordnet sind, dass eine Schicht (61), die ein eine längere Wellenlänge (R) abgebendes Farbkonversionsmittel (6) enthält, näher an Erreger-Lichtquellen (2, 3) zum Erzeugen des ersten und zweiten Lichts angeordnet ist als eine Schicht (71), die ein eine kürzere Wellenlänge (G) abgebendes Farbkonversionselement (7) enthält.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013206154.4A DE102013206154A1 (de) | 2013-04-08 | 2013-04-08 | Leuchtvorrichtung mit variabel einstellbarer Lichtfarbe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT17609U1 true AT17609U1 (de) | 2022-08-15 |
Family
ID=50624548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATGM50155/2018U AT17609U1 (de) | 2013-04-08 | 2014-04-07 | Leuchtvorrichtung mit variabel einstellbarer Lichtfarbe |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160040833A1 (de) |
| EP (1) | EP2984681A2 (de) |
| AT (1) | AT17609U1 (de) |
| DE (2) | DE102013206154A1 (de) |
| WO (1) | WO2014166873A2 (de) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015101413B4 (de) * | 2015-01-30 | 2020-03-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Leuchtmittel mit veränderbarer Emission und Verfahren zum gesteuerten Verändern des Farbeindrucks einer Lichtquelle |
| US11218644B2 (en) | 2016-11-30 | 2022-01-04 | Sherpa Space Inc. | Image-based component measurement system using light emitting device that outputs variable wavelength and method thereof, and method of plant cultivation method using the same |
| JP6944104B2 (ja) * | 2016-11-30 | 2021-10-06 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
| KR101730965B1 (ko) * | 2016-11-30 | 2017-04-27 | 주식회사 쉘파스페이스 | 양자점을 이용한 가변 파장을 가지는 식물 생장용 발광 장치 |
| DE112017006226T5 (de) * | 2016-12-12 | 2019-09-05 | Olympus Corporation | Lichtquelleneinrichtung |
| US10401682B2 (en) * | 2017-01-25 | 2019-09-03 | Innolux Corporation | Display device capable of generating color of light close to or identical to blue primary color of DCI-P3 color gamut |
| CN109424940B (zh) * | 2017-07-04 | 2021-05-04 | 中强光电股份有限公司 | 光波长转换模块以及照明模块 |
| CN110906189A (zh) * | 2018-09-17 | 2020-03-24 | 光宝电子(广州)有限公司 | 照明装置 |
| US11961247B2 (en) | 2019-02-22 | 2024-04-16 | Sherpa Space Inc. | Image-based component measurement system using light emitting device that outputs variable wavelength and method thereof, and method of plant cultivation method using the same |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070278935A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Wavelength conversion member and light-emitting device |
| US20100164390A1 (en) * | 2005-08-15 | 2010-07-01 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Light source and method for producing light modifiable in colour and/or luminosity |
| US20110121758A1 (en) * | 2006-12-15 | 2011-05-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Tunable white point light source using a wavelength converting element |
| US20110227102A1 (en) * | 2010-03-03 | 2011-09-22 | Cree, Inc. | High efficacy led lamp with remote phosphor and diffuser configuration |
| WO2012042452A2 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Wavelength converted light emitting device |
| DE102011113802A1 (de) * | 2011-09-20 | 2013-03-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Modul mit einer Mehrzahl von derartigen Bauelementen |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005020695B4 (de) * | 2004-04-30 | 2006-06-22 | Optotransmitter-Umweltschutz-Technologie E.V. | Vorrichtung zur Emission von Strahlung mit einstellbarer Spektraleigenschaft |
| WO2006061728A2 (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Single chip led as compact color variable light source |
| US8125137B2 (en) * | 2005-01-10 | 2012-02-28 | Cree, Inc. | Multi-chip light emitting device lamps for providing high-CRI warm white light and light fixtures including the same |
| JP4662185B2 (ja) * | 2008-05-15 | 2011-03-30 | カシオ計算機株式会社 | 光源装置及びプロジェクタ |
| CN102474932B (zh) * | 2009-06-30 | 2015-12-16 | 3M创新有限公司 | 具有可调节色温的白光电致发光器件 |
| DE102011004574B4 (de) * | 2011-02-23 | 2012-10-31 | Osram Ag | Leuchtvorrichtung |
-
2013
- 2013-04-08 DE DE102013206154.4A patent/DE102013206154A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-04-07 DE DE202014011266.5U patent/DE202014011266U1/de not_active Expired - Lifetime
- 2014-04-07 EP EP14720055.4A patent/EP2984681A2/de not_active Withdrawn
- 2014-04-07 WO PCT/EP2014/056937 patent/WO2014166873A2/de active Application Filing
- 2014-04-07 US US14/782,829 patent/US20160040833A1/en not_active Abandoned
- 2014-04-07 AT ATGM50155/2018U patent/AT17609U1/de not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100164390A1 (en) * | 2005-08-15 | 2010-07-01 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Light source and method for producing light modifiable in colour and/or luminosity |
| US20070278935A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Wavelength conversion member and light-emitting device |
| US20110121758A1 (en) * | 2006-12-15 | 2011-05-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Tunable white point light source using a wavelength converting element |
| US20110227102A1 (en) * | 2010-03-03 | 2011-09-22 | Cree, Inc. | High efficacy led lamp with remote phosphor and diffuser configuration |
| WO2012042452A2 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Wavelength converted light emitting device |
| DE102011113802A1 (de) * | 2011-09-20 | 2013-03-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Modul mit einer Mehrzahl von derartigen Bauelementen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE202014011266U1 (de) | 2018-11-21 |
| US20160040833A1 (en) | 2016-02-11 |
| WO2014166873A3 (de) | 2015-01-08 |
| DE102013206154A1 (de) | 2014-10-09 |
| WO2014166873A2 (de) | 2014-10-16 |
| EP2984681A2 (de) | 2016-02-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AT17609U1 (de) | Leuchtvorrichtung mit variabel einstellbarer Lichtfarbe | |
| DE102008015712B4 (de) | Lichtquelle mit mehreren weißen LEDs mit verschiedenen Ausgabespektren | |
| DE102012218786B3 (de) | Herstellen einer linearen Leuchtvorrichtung und entsprechende Leuchtvorrichtung | |
| EP3061321B1 (de) | Melanopische leuchte | |
| EP2986906A1 (de) | LEUCHTVORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG VON WEIßLICHT | |
| EP2135001A1 (de) | Farbverstellbare led-leuchte, insbesondere zur fahrzeuginnenbeleuchtung | |
| DE102011004574A1 (de) | Leuchtvorrichtung | |
| DE102013222430A1 (de) | Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von Licht mittels einer Wellenlängenkonversionsanordnung und eines Bandstoppfilters sowie Verfahren zum Bereitstellen eines Bandstoppfilters | |
| DE102013215981A1 (de) | Lichtmodul und Verfahren zum Erzeugen von wellenlängenkonvertiertem Licht im roten Spektralbereich sowie Verfahren zum Bereitstellen eines Wellenlängenkonversionselements | |
| WO2013075859A1 (de) | Leuchtvorrichtung mit leuchtstoff auf einem beweglichen träger | |
| EP3027966B1 (de) | Led weisslichtleuchte | |
| DE102004047766A1 (de) | Beleuchtungseinrichtung | |
| DE112015004032T5 (de) | Led-dentallichtquelle mit veränderlicher chromatizität und verfahren | |
| AT16494U1 (de) | Weißes Licht abstrahlendes LED-Modul | |
| DE102013111662A1 (de) | Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb | |
| DE202017005050U1 (de) | Beleuchtungsvorrichtung | |
| EP1985912A1 (de) | Operationsleuchte | |
| DE102011017546A1 (de) | Lichtquelle und Verfahren zur Ansteuerung einer Lichtquelle | |
| EP2981760A1 (de) | Led-modul, leuchte mit einem solchen und verfahren zur beeinflussung eines lichtspektrums | |
| DE102015217755B4 (de) | Beleuchtungsvorrichtung | |
| AT16723U1 (de) | Anordnung zum Erzeugen eines in seiner spektralen Zusammensetzung veränderbaren Lichts | |
| DE102007055670B4 (de) | Verfahren zum Umsteuern zwischen Mischlichtfarben | |
| DE102009056463A1 (de) | LED-Vorrichtung mit einstellbarem Spektrum und zugehöriges Verfahren | |
| DE102011004047A1 (de) | Leuchte mit einem optischen Element mit zwei Zuständen und Verfahren zum Betreiben der Leuchte | |
| EP0853302A1 (de) | Mit Leuchtdioden bestückte Leuchtsignalvorrichtungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20230430 |