BRPI0710461A2 - dispositivo de iluminação e método de iluminação - Google Patents

Abstract

<B>DISPOSITIVO DE ILUMINAçãO E MéTODO DE ILUMINAçãO<D>. Um dispositivo de iluminação, compreendendo primeiro grupo de emissores de luz de estado sólido e um primeiro grupo de luminóforos, em que ao menos alguns do primeiro grupo de emissores de luz de estado sólido estão contidos em um primeiro grupo de pacotes, cada um dos quais compreende também ao menos um do primeiro grupo de luminóforos. Se todos do primeiro grupo de emissores de luz do estado sólido, os quais estão contidos no primeiro grupo de pacotes, estiverem iluminados e/ou se corrente for fornecida a uma linha de força, (1) uma iluminação combinada a partir do primeiro grupo de pacotes, na ausência de qualquer luz adicional, teria coordenadas de cor em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 que define um primeiro ponto, e (2) ao menos 20% dos pacotes emitiriam luz tendo coordenadas de cor espaçadas do primeiro ponto. Também, métodos de iluminação.

Description

DISPOSITIVO DE ILUMINAÇÃO E MÉTODO DE ILUMINAÇÃO

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

Esse pedido reivindica o benefício do PedidoProvisório de Patente dos Estados Unidos 60/793.530,depositado em 20 de abril de 2006, "LIGHTING DEVICE ANDLIGHTING METHOD" (inventores: Gerald H. Negley e AntonyPaul van de Ven) , cuja totalidade é aqui incorporadamediante referência.

Campo da Invenção

A presente invenção se refere a um dispositivo deiluminação, especificamente, a um dispositivo que inclui umou mais emissores de luz de estado sólido e o qual podeopcionalmente incluir também um ou mais materiaisluminescentes (por exemplo, uma ou mais substânciasfosforescentes). A presente invenção também se refere aosmétodos de iluminação.

Antecedentes da Invenção

Uma grande proporção (algumas estimativas são tãoelevadas quanto 25%) da eletricidade gerada nos EstadosUnidos a cada ano está relacionada à iluminação.

Conseqüentemente, existe uma necessidade contínua de seprover iluminação que seja mais eficiente em termos deenergia. É bem sabido que os bulbos de luz incandescentessão fontes de luz muito ineficientes em termos de energia -aproximadamente 90% da eletricidade que eles consomem sãoliberadas como calor mais propriamente do que como luz. Osbulbos de luz fluorescentes são mais eficientes do que osbulbos de luz incandescentes (por um fator deaproximadamente 10), mas são ainda menos eficientes emcomunicação com os emissores de luz de estado sólido, talcomo os diodos de emissão de luz.

Além disso, em comparação com as durabilidades normaisdos emissores de luz de estado sólido, os bulbos de luzincandescentes têm durabilidades relativamente mais curtas,isto é, tipicamente de aproximadamente 750-1000 horas. Emcomparação, os diodos de emissão de luz, por exemplo, têmdurabilidades entre 50.000 e 70.000 horas. Os bulbosfluorescentes têm durabilidades mais longas (por exemplo,10.000-20.000 horas) do que as lâmpacLas incandescentes, masproporcionam reprodução de cor menos/favorável.

A reprodução de cor é medida tipicamente utilizando-seo índice de Renderização de Cor (CRI Ra) . CRI Ra é umamédia modificada das medições relativas de como a rendiçãode cor de um sistema de iluminação se compara com aquela deum irradiador de referência quando iluminando oito cores dereferência, isto é, é uma medida relativa da mudança em corde superfície de um objeto quando iluminado por uma lâmpadaespecífica. O CRI Ra eqüivale a 100 se as coordenadas decor de um conjunto de cores de teste sendo iluminado pelosistema de iluminação forem idênticas às coordenadas dasmesmas cores de teste sendo irradiadas pelo irradiador dereferência. A luz do dia tem um CRI elevado (Ra deaproximadamente 100), com os bulbos incandescentes tambémestando relativamente próximos (Ra superior a 95), e ailuminação fluorescente sendo menos exata (Ra típico de 70-80). Certos tipos de iluminação especializada têm CRI muitobaixo (por exemplo, lâmpadas de sódio ou de vapor demercúrio têm Ra tão baixo quanto aproximadamente 40 ou atémesmo inferior). Lâmpadas de sódio são usadas, por exemplo,para iluminação de auto-estradas - o tempo de resposta domotorista, contudo, significativamente diminui com valoresCRI inferiores (para qualquer luminescência determinada, alegibilidade diminui com CRI inferior).

Outro problema enfrentado pelos acessórios deiluminação convencionais é a necessidade de periodicamentesubstituir os dispositivos de iluminação (por exemplo,bulbos de luz, etc.)· Tais problemas são particularmenteacentuados onde o acesso é difícil (por exemplo, tetosarqueados, pontes, edifícios altos, túneis de tráfego) e/ouonde os custos de troca são extremamente elevados. Adurabilidade típica dos acessórios; convencionais é deaproximadamente 20 anos, correspondendo a uma utilização dodispositivo de produção de luz de ao menos 44.000 horas(com base na utilização de 6 horas por dia durante 20anos). A durabilidade do dispositivo de produção de luz étipicamente muito mais curta, desse modo criando anecessidade de trocas periódicas.

Conseqüentemente, por essas e outras razões, esforçosestão em andamento no sentido de se desenvolver formasatravés das quais emissores de luz de estado sólido podemser usados em vez das lâmpadas incandescentes, lâmpadasfluorescentes e outros dispositivosde geração de luz emuma ampla variedade de aplicações.' Além disso, onde osemissores de luz de estado sólido já estão sendo usados,esforços estão em andamento para prover emissores de luz deestado sólido que sejam aperfeiçoados, por exemplo, comrelação à eficiência de energia, índice de renderização decor (CRI Ra) , contraste, eficácia (lm/W), e/ou duração deserviço.

Os diodos de emissão de luz são dispositivossemicondutores conhecidos que convertem a corrente elétricaem luz. Uma ampla variedade de diodos de emissão de luz éutilizada em campos cada vez mais diversos para uma gama definalidades sempre em expansão.

Mais especificamente, os diodos de emissão de luz sãodispositivos semicondutores que emitem luz (ultravioleta,visível, ou infravermelho) quando uma diferença potencial éaplicada através de uma estrutura de junção p-n. Existemalgumas formas bem conhecidas de fazer os diodos de emissãode luz e muitas estruturas associadas, e a presenteinvenção pode empregar qualquer um dos tais dispositivos.Como exemplo, os Capítulos 12-14 de Sze, Physics ofSemiconductor Devices, (2a Ed. 1981) e Capítulo 7 de Sze,Modern Semiconductor Device Physics (1998) descrevem umavariedade de dispositivos fotônicos, incluindo diodos deemissão de luz.

O diodo de emissão de luz comumente reconhecido ecomercialmente disponível ("LED") que é vendido (porexemplo) em lojas de equipamentos eletrônicos tipicamenterepresenta um dispositivo "empacotado" composto de umnúmero de peças. Esses dispositivos empacotados incluemtipicamente um diodo de emissão de luz baseado emsemicondutor tal como (mas não ^'limitado a) aquelesdescritos nas Patentes dos Estados Unidos 4.918.487;5.631.190; e 5.912.477; diversas conexões de fios, e umpacote que encapsula o diodo de emissão de luz.

Como é bem sabido, um diodo de emissão de luz produzluz mediante excitação de elétrons através da folga debanda entre uma banda de condução e uma banda de valênciade uma camada ativa semicondutora (emissão de luz) . Atransição de elétrons gera luz era um comprimento de ondaque depende da folga de banda. Desse modo, a cor da luz(comprimento de onda) emitida por um diodo de emissão deluz depende dos materiais semicondutores das camadas ativasdo diodo de emissão de luz.

Embora os desenvolvimentos dos diodos de emissão deluz, de muitas formas, tenham revolucionado a indústria deiluminação, algumas das características dos diodos deemissão de luz apresentaram desafios, alguns dos quaisainda não foram completamente satisfeitos. Por exemplo, oespectro de emissão de qualquer diodo de emissão de luzespecífico é tipicamente concentrado:;, em torno de um únicocomprimento de onda (conforme determinado pela composição eestrutura do diodo de emissão de luz) , o que é desejávelpara algumas aplicações, mas não desejável para outras,(por exemplo, para prover iluminação, tal espectro deemissão provê um CRI muito baixo).

Como a luz que é percebida como branca énecessariamente uma mistura de luz de duas ou mais cores(ou comprimentos de onda), nenhuma junção de diodo deemissão de luz singular foi desenvolvida que possa produzirluz branca. Lâmpadas de diodo de emissão de luz "Branca"têm sido produzidas as quais têm um pixel de diodo deemissão de luz formado de diodos de emissão de luzvermelha, verde e azul, respectivos. Outros diodos deemissão de luz "branca" têm sido produzidos os quaisincluem (1) um diodo de emissão de luz que gera luz azul e(2) um material luminescente (por exemplo, uma substânciafosforescente) que emite luz amarela em resposta àexcitação pela luz emitida pelo diodo de emissão de luz,pelo que a luz azul e a luz amarela, quando misturadas,produzem uma luz que é percebida como luz branca.

Além disso, a mistura de cores primárias para produzircombinações de cores não-primárias é geralmente entendidanessa e em outras técnicas. Em geral, o Diagrama deCromaticidade CIE 1931 (um padrão internacional para coresprimárias, estabelecida em 1931), e o Diagrama deCromaticidade CIE 1976 (similar ao Diagrama 1931, masmodificado de tal modo que distâncias similares no Diagramarepresentam diferenças percebidas similares em cor)proporcionam referência útil para definir cores como somasponderadas de cores primárias.

Os diodos de emissão de luz '"desse modo podem serusados individualmente ou em quaisquer combmaçoes,opcionalmente em conjunto com um ou mais materialluminescente (por exemplo, substâncias fosforescentes ecintiladores) e/ou filtros, para gerar luz de qualquer corpercebida desejada (incluindo branca). Conseqüentemente, asáreas nas quais os esforços estão sendo feitos parasubstituir as fontes de luz existentes por fontes de luz dediodo de emissão de luz, por exemplo, para melhorar aeficiência de energia, índice de renderização de cor (CRI),eficácia (lm/W), e/ou duração de serviço, não são limitadasa qualquer cor específica ou misturas de cor de luz.

Uma ampla variedade de materiais· luminescentes (tambémconhecidos como luminóforos ou meios lummoforicos, porexemplo, conforme revelado na Patente dos Estados Unidos6.600.175, cuja totalidade é, pelo presente, incorporadamediante referência) é bem conhecida e está disponível paraaqueles versados na técnica. Por exemplo, uma substânciafosforescente é um material Iuminescente que emite umairradiação responsiva (por exemplo, luz visível) quandoexcitado por uma fonte de irradiação de excitação. Emmuitos casos, a irradiação responsiva em um comprimento de onda que é diferente do comprimento de onda da irradiaçãode excitação. Outros exemplos de materiais luminescentesincluem cintiladores, fitas e tintas de brilho diurno quebrilham no espectro visível a partir da iluminação com aluz ultravioleta.

Materiais luminescentes podem ser categorizados comosendo de conversão descendente, isto é, um material queconverte os prótons em um nível de energia inferior(comprimento de onda mais longo) ou de conversãoascendente, isto é, um material que ·" converte os fótons em um nível de energia superior (comprimento de onda maiscurto).

A inclusão de materiais luminescentes em dispositivosLED tem sido realizada através da adição dos materiaisluminescentes a um material encapsulante claro ou transparente (por exemplo, material à base de epóxi, à basee silicone ou à base de vidro) conforme discutido acima,por exemplo, por intermédio de um processo de misturação ourevestimento.

Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos 6.963.166(Yano 4166) revela que uma lampada de diodo de emissão deluz convencional inclui um chip de diodo de emissão de luz,um alojamento transparente no formato de projétil paracobrir o chip de diodo de emissão de luz, condutores parafornecer corrente ao chip de diodo de emissão de luz, e um refletor no formato de copo para refletir a emissão do chipde diodo de emissão de luz em uma direção uniforme, na qualo chip de diodo de emissão de luz é encapsulado com umaprimeira porção de resina, a q|ial é adicionalmenteencapsulada com uma segunda porção de resina. De acordo comYano '166, a primeira porção de resina é obtida mediantepreenchimento do refletor no formato de copo com ummaterial de resina curando-se a mesma após o chip de diodode emissão de luz ter sido montado na parte inferior dorefletor no formato de copo e então tem tido os seuseletrodos de catódio e anódio eletricamente conectados aoscondutores por intermédio de fios. De acordo com Yano ' 166,um substância fosforescente é disperso na primeira porçãode resina de modo a ser excitado com a luz A que foiemitida a partir do chip de diodo.; de emissão de luz, osubstancia fosforescente excitado; produz fluorescência("luz B") que tem um comprimento de onda mais longo do quea luz A, uma porção da luz A é transmitida através daprimeira porção de resina incluindo a substânciafosforescente, e como resultado, luz C, como uma mistura daluz A e da luz B, é usada como iluminação.Conforme observado acima, "luzes de LED brancas" (istoé, luzes que são percebidas como sendo brancas ou quasebrancas) têm sido investigadas como potenciais substitutosdas lâmpadas incandescentes brancas. Um exemplorepresentativo de uma lâmpada LED branca inclui um pacotede chip de diodo de emissão de luz·.', azul, feito de indiogálio nitreto (InGaN) ou gálio nitreto (GaN), revestido comuma substância fosforescente tal como YAG. Em tal lâmpadaLED, o chip de diodo de emissão de luz azul produz umaemissão com um comprimento de onda de aproximadamente 450nm, e a substância fosforescente produz fluorescênciaamarela com comprimento de onda máximo de aproximadamente550 nm no recebimento daquela emissão. Por exemplo, emalguns modelos, os diodos de emissão de luz branca sãofabricados mediante formação de uma camada cerâmica desubstância fosforescente na superfície de saída de um diodode emissão de luz de semicondutor emissor de luz azul.Parte do raio azul emitido a partir do chip de diodo deemissão de luz passa através da substância fosforescente,enquanto que parte do raio azul emitido a partir do chip dediodo de emissão de luz é absorvida pela substânciafosforescente, o qual se torna excitado e emite um raioamarelo. A parte da luz azul emitida pelo diodo de emissãode luz que é transmitida através da substânciafosforescente é misturada com a luz amarela emitida pelasubstância fosforescente. O observador percebe a mistura deluz azul e luz amarela como luz branca.

Como também observado acima, em outro tipo de lâmpadaLED, um chip de diodo de emissão de luz que emite um raioultravioleta é combinado com materiais de substânciafosforescente que produzem raios vermelho (R) , verde (G) eazul (B). Em tal "lâmpada RGB LED", o raio ultravioleta quefoi irradiado a partir do chip de diodo de emissão de luzexcita a substância fosforescente, fazendo com que asubstância fosforescente emita raios de luz vermelha, verdee azul os quais, quando misturados, são percebidos peloolho humano como luz branca. Consequentemente, luz brancatambém pode ser obtida como uma mistura desses raios deluz.

Tem sido providos modelos nos quais pacotes decomponentes LED existentes e outros meios eletrônicos sãomontados em um acessório. Em tais modelos, um LEDempacotado é montado em um painel de circuitos oudiretamente no dissipador de calor, o painel de circuitos émontado em um dissipador de calor, e ο dissipador de caloré montado no alojamento de acessório junto com os meioseletrônicos de acionamento exigidos. Em muitos casos, meiosóticos adicionais (secundários em relação às peças depacote) também são necessários.

Ao substituir os diodos de emissão de luz por outrasfontes de luz, por exemplo, bulbos de luz incandescentes,LEDs empacotados têm sido utilizados com acessórios de luzconvencionais, por exemplo, acessórios que incluem umalente oca e uma chapa de base presa à lente, a chapa debase tendo um alojamento de soquete convencional com um oumais contatos que são acoplados eletricamente a uma fontede energia. Por exemplo, os bulbos de luz LED têm sidoconstruídos os quais compreendem um painel de circuitoelétrico, uma pluralidade de LEDs empacotados montados nopainel de circuitos, e um poste de conexão preso ao painelde circuitos e adaptado para ser conectado ao alojamento desoquete do acessório de luz, pelo que os vários LEDs podemser iluminados pela fonte de energia.

Existe uma necessidade contínua de formas parautilizar os emissores de luz de estado sólido, por exemplo,diodos de emissão de luz, para prover luz branca em umavariedade de aplicações, com maior eficiência de energia,com índice de renderização de cor áperfeiçoado (CRI), comeficácia aperfeiçoada (lm/W), baixo custo, e/ou com duraçãode serviço mais longa.Breve Sumário da Invenção

Existem fontes de luz LED "brancas" que sãorelativamente eficientes, mas as quais têm renderização decor insuficiente, tipicamente tendo valores de CRI Rainferiores a 75, e as quais são particularmente deficientesna renderização de cores vermelhas e também em um grausignificativo, deficientes em verde. Isso significa quemuitas coisas, incluindo a complexão humana típica, itensde alimento, rotulagem, pintura, pôsteres, sinais, trajes,decoração doméstica, plantas, flores, automóveis, etc.exibem cor estranha ou errônea em comparação a seremiluminadas com uma luz incandescente ou luz natural do dia.

Tipicamente, tais fontes de luz LED branca têm umatemperatura de cor de aproximadamente 500 0 K, a qualgeralmente não é visualmente confortável para iluminaçãogeral a qual, contudo, pode ser desejável para a iluminaçãode materiais impressos e de anuncio ou de produçãocomercial.

Alguns LEDs assim chamados "branco quente" têm umatemperatura de cor mais aceitável (tipicamente 2700 a 3500K) par uso interno, e em alguns casos especiais, bom CRI(no caso de uma mistura de substância fosforescentevermelha e amarela, tão elevado quanto Ra = 95) , mas aeficiência dos mesmos é geralmente significativamenteinferior àquela dos LEDs de "branco frio" padrão.

Aspectos relacionados à presente invenção podem serrepresentados quer sejam no Diagrama de Cromaticidade CIE(Commission International de I'EQlairage) 1931 ou noDiagrama de Cromaticidade CIE 1976.; A Figura 1 mostra oDiagrama de Cromaticidade CIE 1931. A Figura 2 mostra oDiagrama de Cromaticidade CIE 1976. A Figura 3 mostra umaporção ampliada do Diagrama de Cromaticidade de 1976, paraapresentar o local de corpo negro em mais detalhe. Aquelesversados na técnica estão familiarizados com essesdiagramas, e esses diagramas estão facilmente disponíveis(por exemplo, mediante pesquisa de "Diagrama deCromaticidade CIE" na Internet).

Os Diagramas de Cromaticidade CIE mapeiam a percepçãohumana das cores em termos de dois parâmetros CIE, χ e y(no caso do diagrama de 1931) ou u' e v' (no caso dodiagrama de 1976). Para uma descrição técnica dos diagramasde cromaticidade CIE, vide, por exemplo, "Encyclopedia ofPhysical Science and Technology", vol. 7, 230-231 (RobertA. Meyers ed. 1987). As cores espectrais são distribuídasem torno da borda do espaço delineado, o qual inclui todosos matizes percebidos pelo olho humano. A linha limiterepresenta a saturação máxima para as cores espectrais.

Conforme observado acima, o Diagram^., de Cromaticidade CIEde 1976 era similar ao Diagrama de 1931, exceto que oDiagrama de 1976 foi modificado de tal modo que distânciassimilares no Diagrama representam diferenças percebidassimilares em cor.

No Diagrama de 1931, desvio a partir de um ponto noDiagrama pode ser expresso quer seja em termos dascoordenadas ou, alternativamente, para proporcionar umaindicação em relação à extensão de diferença de corpercebida, em termos das elipses de MacAdam. Por exemplo,um local de pontos definidos como sendo de dez elipses deMacAdam a partir de um matiz especificado por um conjuntoespecífico de coordenadas no Diagrama de 1931 consistem emmatizes que seriam percebidos individualmente comodiferentes do matiz especificado até um ponto comum (esimilarmente para locais de pontos definidos como sendoespaçados de um matiz específico por outras quantidades deelipses de MacAdam).

Como distâncias similares np Diagrama de 1976representam diferenças percebidas '^similares em cor, odesvio de um ponto no Diagrama 197 6 pode ser expresso emtermos das coordenadas u' e ν', por exemplo, distância apartir do ponto = Au'2 + Au'2)*, e os matizes definidos porum local de pontos que constituem individualmente umadistância comum a partir de um matiz especificado consistemem matizes que individualmente seriam percebidos comodiferentes do matiz especificado até certo ponto.

As coordenadas de cromaticidade e os diagramas decromaticidade CIE ilustrados nas Figuras 1-3 são explicadosem detalhe em vários livros e outras publicações, tais comopáginas 98-107 do Κ. H. Butler, "Fluorescent LampPhosphors" (The Pennsylvania State University Press 1980) epáginas 109-110 do G. Blasse et al., "LuminescentMaterials" (Springer-Verlag 1994), ambos incorporados aquimediante referência.

As coordenadas de cromaticidade (isto é, pontos decor) que estão situados ao longo do local de corpo negroobedecem à equação de Planck: E (λ) =A"5/(e(B/T)-1) , onde E é aintensidade de emissão, λ é o comprimento de onde deemissão, T a temperatura de cor do corpo negro e A e B sãoconstantes. As coordenadas de cor que estão situadas no, oupróximas do local de corpo negro, produzem luz brancaagradável para um observador humano.iJO Diagrama CIE de 1976inclui listagens de temperatura ao longo do local de corponegro. Essas listagens de temperatura mostram o percurso decor de um irradiador de corpo negro que é induzido aaumentar até tais temperaturas. Quando um objeto aquecidose torna incandescente, ele primeiramente brilha de formaavermelhada; então de forma amarelada; então branco, efinalmente azulado. Isso ocorre porque o comprimento deonda associado com a irradiação máxima do irradiador decorpo negro se torna progressivamente mais curta comtemperatura aumentada, compatível com a Lei de Deslocamentode Wien. Os iluminadores que produzem luz que está no, oupróxima do local de corpo negro, podem desse modo serdescritos em termos de suas temperaturas de cor.

Também são ilustradas no Diagrama CIE de 1976 asdesignações A, B, C, DeE, as quais se referem à luzproduzida por vários meios de iluminação padrãocorrespondentemente identificados como iluminadores A, B,C, DeE, respectivamente.

CRI é uma medição relativa de como a rendição de corde um sistema de iluminação se compara com aquela de umirradiador de corpo negro. 0 CRI ie igual a 100 se ascoordenadas de cor de um conjunto de cores de teste sendoeliminado pelo sistema de iluminação são idênticas àscoordenadas das mesmas cores de teste irradiadas peloirradiador de corpo negro.

De acordo com um primeiro aspecto da presenteinvenção, é provido um dispositivo de iluminação,compreendendo:

um primeiro grupo de emissores de luz de estadosólido; eum primeiro grupo de luminóforos,em que:

ao menos alguns do primeiro grupo de emissores de luzde estado sólido são contidos em um primeiro grupo depacotes, cada um dos quais compreende também ao menos um doprimeiro grupo de luminóforos;

se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais são contidos no primeiro grupo depacotes forem iluminados, uma iluminação combinada a partirdo primeiro grupo de pacotes, na ausência de qualquer luzadicional, teria coordenadas de cor u', v' em um Diagramade Cromaticidade CIE de 1976 o qual define um primeiroponto; e

se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais são contidos no primeiro grupo depacotes forem iluminados, cada um do ao menos 20% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado no primeiro ponto poruma distância não-inferior a 0,10 e jjão superior a 0,30.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção,é provido um dispositivo de iluminação, compreendendo umprimeiro grupo de pacotes, cada um deles contendo ao menosum emissor de luz de estado sólido, em que se cada um do aomenos um emissor de luz de estado sólido em cada um dospacotes for iluminado, uma iluminação combinada a partir doprimeiro grupo de pacotes, na ausência de qualquer luzadicional, teria coordenadas de cor u', v' em um Diagramade Cromaticidade CIE de 1976 o qual define um primeiroponto; ese cada um do ao menos emissor de luz de estado sólidoem .cada um dos pacotes for iluminado, cada um do ao menos2 0% dos pacotes emitiria luz tendo coordenadas de cor u' ,v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 o qualdefine um ponto que é espaçado do primeiro ponto por umadistância não-inferior a 0,10 e não-superior a 0,30.

Em algumas modalidades de acordo com o segundo aspectoda presente invenção, alguns ou todos os pacotescompreendem dois ou mais emissores de luz de estado sólidoe nenhum luminóforos.

Conforme indicado acima, a distância referida noparágrafo precedente pode ser calculada no Diagrama deCromaticidade CIE de 1976 de acordo com a fórmula:distância entre dois pontos = (Au'2 + Δν'2)*,

onde Au' é a diferença entre as coordenadas u' para osdois pontos, e

onde Δν' é a diferença entre as coordenadas v' para osdois pontos.

Mediante provisão de um dispositivo de iluminação deacordo com o primeiro aspecto ou o segundo aspecto dapresente invenção, é possível ajustar mais eficientemente ailuminação combinada a partir do pri/meiro grupo de pacotes(isto é, alterar suas coordenadas u' , v' mediante remoção(ou reinserção) de um número menor de pacotes), do queseria o caso onde as coordenadas u', v' de um número maiordos pacotes são mais próximas das coordenadas u' , v' dailuminação combinada, isto é, é mais fácil navegar nográfico u', v' (ou, evidentemente, no gráfico x, y, onde asdistâncias correspondentes poderiam ser facilmenteconvertidas por aqueles versados na técnica).Adicionalmente, se desejável, diferentes grupos dospacotes podem ser conectados eletricamente de forma diretaou comutável a diferentes linhas de força, pelo que ascoordenadas u' , v' da iluminação combinada poderiam serajustadas mediante ajuste da corrente através de uma oumais das linhas de força, e/ou mediante interrupção dacorrente através de uma ou mais das linhas de força.

Alternativamente ou adicionalmente, caminhoscondutivos podem ser providos pelo que a corrente passada através de cada um dos pacotes pode ser independentementeajustada, ou a corrente passada através de quaisquercombinações desejáveis dos pacotes pode serindependentemente ajustada.

Em algumas modalidades da presente invenção, são providos adicionalmente um ou mais ajustadores de correnteconectados eletricamente de forma direta ou comutável a umaou mais das linhas de força respectivas as quais sãoconectadas eletricamente aos emissores de luz de estadosólido, pelo que o ajustador de corrente pode ser ajustado de modo a ajustar a corrente fornecida ao emissor (es) deluz de estado sólido, respectivo.

Em algumas modalidades da presente invenção, sãoprovidos adicionalmente um ou mais comutadores conectadoseletricamente a uma ou mais linhas de força, respectivamente, pelo que o comutador liga e desligaseletivamente a corrente para o emissor (es) de luz deestado sólido na linha de força respectiva.

Em algumas modalidades da presente invenção, um oumais ajustadores de corrente e/ou um ou mais comutadores automaticamente interrompem e/ou ajustam a correntepassando através de uma ou mais linhas de força respectivasem resposta a uma mudança detectada na saída a partir dodispositivo de iluminação (por exemplo, uma extensão dodesvio a partir do local de corpo negro) ou de acordo comum padrão desejado (por exemplo, com base na hora do dia ounoite, tal como alterando a temperatura de corcorrelacionada da luz emitida combinada).

Em algumas modalidades da presente invenção, é providoadicionalmente um ou mais transistores que detectam atemperatura e, à medida que muda a temperatura, fazem comque um ou mais ajustadores de corrente e/ou um ou maiscomutadores interrompam automaticamente e/ou ajustem acorrente passando através de uma ou mais linhas de forçarespectivas para compensar tal mudança de temperatura. Emgeral, diodos de emissão de luz de 600 nm a 630 nm setornam mais escuros à medida que aumentam as suastemperaturas - em tais modalidades, flutuações emintensidade causadas por tal variação de temperatura podemser compensadas.

Os emissores de luz de estado sólido e luminóforospodem ser arranjados em qualquer padrão desejado. Porexemplo, em algumas modalidades de acordo com a presenteinvenção, alguns ou todos os emissores de luz de estadosolido, mais luminescentes, sao colocados mais próximos deum centro do dispositivo de iluminação do que os emissoresde luz de estado sólido, mais escuros.

De acordo com um terceiro aspecto da presenteinvenção, é provido um método de iluminação, compreendendo:

iluminar um primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido, cada um do primeiro grupo de emissores deluz de estado sólido sendo contidoífem um de um primeirogrupo de pacotes, cada um dos quais compreende também aomenos um de um primeiro grupo de luminóforos,em que:

uma iluminação combinada a partir do primeirogrupo de pacotes, na ausência de qualquer luz adicional,teria coordenadas de cor u', v' em um Diagrama deCromaticidade CIE de 1976 o qual define um primeiro ponto;e

cada um dos ao menos 20% do primeiro grupo depacotes emite luz tendo coordenadas de cor u' , v' em umDiagrama de Cromaticidade CIE de 197S que define um ponto oqual é espaçado do primeiro ponto por uma distância nãoinferior a 0,10 e não superior a 0,30.

De acordo com um quarto aspecto da presente invenção,é provido um método de iluminação, compreendendo:

iluminar um primeiro grupo de pacotes, cada um doprimeiro grupo de pacotes contendo ao menos um emissor deluz de estado sólido,

em que:

uma iluminação combinada do primeiro grupo depacotes, na ausência de qualquer luz adicional, teriacoordenadas de cor u' , v' em um Diagrama de CromaticidadeCIE de 1976 o qual define ura primeiro, ponto; e

cada um dos ao menos 20% do primeiro grupo depacotes emite luz tendo coordenadas de cor u' , v' em umDiagrama de Cromaticidade CIE de 1976 que define um pontoque é espaçado a partir do primeiro ponto por uma distâncianão inferior a 0,10 e não superior a 0,30.

De acordo com um quinto aspecto da presente invenção,é provido um dispositivo de iluminação, compreendendo:

um primeiro grupo de emissores de luz de estadosólido;

um primeiro grupo de luminóforos; eao menos uma primeira linha de força, cada um doprimeiro grupo de emissores de luz de estado sólido sendoconectado eletricamente à primeira linha de força,

em que:

ao menos alguns do primeiro grupo de emissores de luzde estado sólido estão contidos em um primeiro grupo depacotes, cada um dos quais compreende também ao menos um doprimeiro grupo de luminóforos;

se corrente for fornecida à primeira linha de força:

(1) uma iluminação combinada do primeiro grupo depacotes, na ausência de qualquer luz adicional, teriacoordenadas de cor u' , v' em um Diagrama de CromaticidadeCIE de 1976 o qual define um primeiro ponto; e

(2) cada um dos ao menos 20% do primeiro grupo depacotes emitiria luz tendo coordenadas de cor u' , v' em umDiagrama de Cromaticidade CIE de 1976 o qual define umponto que era espaçado do primeiro ponto por uma distâncianão inferior a 0,10 e não superior a 0,30.

De acordo com um sexto aspecto da presente invenção, éprovido um dispositivo de iluminação, compreendendo:

um primeiro grupo de emissores de luz de estadosólido;

um primeiro grupo de luminóforos; e

ao menos uma primeira linha de força, a primeira linhade força sendo ligada eletricamente de forma direta oucomutável ao dispositivo de iluminação,em que:

ao menos alguns do primeiro grupo de emissores de luzde estado sólido são contidos em :;um primeiro grupo depacotes, cada um dos quais compreende também ao menos um doprimeiro grupo de luminóforos;

se corrente for fornecida ã primeira linha de força:

(1) uma iluminação combinada a partir do primeirogrupo de pacotes, na ausência de qualquer luz adicional,teria coordenadas de cor u', v' em um Diagrama deCromaticidade CIE de 1976 o qual define um primeiro ponto;e

(2) cada um dos ao menos 20% do primeiro grupo depacotes emitiria luz tendo coordenadas de cor u', v' em umDiagrama de Cromaticidade CIE de 1976 o qual define umponto que é espaçado do primeiro pónto por uma distâncianão inferior a 0,10 e não superior a 0,30.

Os emissores de luz de estado sólido podem sersaturados ou não-saturados. O termo "saturado", conformeaqui usado, significa ter uma pureza de ao menos 85%, otermo "pureza" tendo um significado bem conhecido paraaqueles versados na técnica, e procedimentos para secalcular a pureza sendo bem conhecidos daqueles versados natécnica.

A presente invenção pode ser entendida maiscompletamente com referência aos ,desenhos anexos e àdescrição detalhada seguinte da invénção.

Descrição Resumida das Figuras de Desenho

A Figura 1 mostra o Diagrama de Cromaticidade CIE de1931.

A Figura 2 mostra o Diagrama de Cromaticidade de 1976.A Figura 3 mostra uma porção ampliada do Diagrama deCromaticidade de 1976, para mostrar o local de corpo negroem detalhe.

A Figura 4 e um diagrama esquematico de um exemplorepresentativo de um dispositivo de iluminação de acordocom a presente invenção.

A Figura 5 ilustra um exemplo representativo de umpacote o qual poderia ser usado nos dispositivos de acordocom a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

A expressão "conectável eletricamente de forma diretaou comutável" significa "conectado eletricamente de formadireta" ou "conectado eletricamente de forma comutada".

A afirmação feita aqui de que dois componentes em umdispositivo são "conectados eletricamente de forma direta",significa que não existe componente eletricamente entre oscomponentes, cuja inserção afeta materialmente a função ouas funções providas pelo dispositivo. Por exemplo, doiscomponentes podem ser referidos como eletricamenteconectados, embora eles possam ter um pequeno resistorentre eles que não afeta materialmente a função ou asfunções providas pelo dispositivo (na realidade, um fioconectando dois componentes pode ser considerado como umpequeno resistor); similarmente, dois componentes podem serreferidos como sendo eletricamente conectados, embora elespossam ter um componente elétrico entre eles o que permiteque o dispositivo realize uma função adicional, enquantonão afetando materialmente a função ou as funções providaspor um dispositivo que é idêntico exceto por não incluir ocomponente adicional; similarmente, dois componentes quesão conectados diretamente um ao outro, ou os quais sãoconectados diretamente a extremidades opostas de um fio ouum traço em um painel de circuitos, sejam eletricamenteconectados.

Uma declaração feita aqui de que dois componentes emum dispositivo são "conectados eletricamente de formacomutável" significa que existe um comutador localizadoentre os dois componentes, o comutador sendo seletivamentefechado ou aberto, em que se o comutador é fechado, os doiscomponentes são conectados eletricamente de forma direta, ese o comutador está aberto (isto é, durante qualquerperíodo de tempo em que o comutador está aberto) , os doiscomponentes não são conectados eletricamente.

A expressão - "iluminado" - conforme aqui usada ao sereferir a um emissor de luz de estadef sólido, significa queao menos alguma corrente está sendo fornecida ao emissor deluz de estado sólido para fazer com que o emissor de luz deestado sólido emita ao menos alguma luz.

A expressão - "excitado" - conforme aqui usada ao sereferir a um luminóforo, significa que ao menos algumairradiação eletromagnética (por exemplo, luz visível, luzUV ou luz infravermelha) está contatando o luminóforo,fazendo com que o luminóforo emita ao menos alguma luz.

O emissor de luz de estado sólido (ou emissores de luzde estado sólido) usados nos dispositivos de acordo com apresente invenção, e o luminóforo í(ou luminóforos) usadonos dispositivos de acordo com a pire sente invenção, podeser selecionado dentre quaisquer emissores de luz de estadosólido e luminóforos conhecidos daqueles versados natécnica. Amplas variedades de tais emissores de luz deestado sólido e luminóforos podem ser obtidas facilmente esão bem conhecidas daqueles versados na técnica, e qualquerum dos mesmos pode ser empregado (por exemplo, AIInGaP paraos diodos de emissão de luz de 600 nm a 630 nm) .

Exemplos de tipos de tais emissores de luz de estadosólido incluem diodos de emissão de luz inorgânicos eorgânicos, diversos de cada um dos quais são bem conhecidosna técnica.

O um ou mais material luminescente (se empregado) podeser qualquer material luminescente desejado. 0 um ou maismateriais luminescentes pode ser de conversão descendenteou de conversão ascendente, ou pode incluir uma combinaçãode ambos os tipos. Por exemplo, o um ou mais materialluminescente pode ser selecionado dentre substânciasfosforescentes, cintiladores, fitas de brilho diurno,tintas as quais brilham no espectro visível a partir deiluminação com luz ultravioleta, etcf

O um ou mais materiais luminescentes podem serprovidos em qualquer forma desejada. Por exemplo, oelemento luminescente pode ser embutido em uma resina (istoé, uma matriz polimérica), tal como um material de siliconeou um epóxi. Adicionalmente, o material luminescente podeser embutido em um material de oxido de metal ou,substancialmente transparente.

O um, ou mais, luminóforo pode individualmente serqualquer luminóforo, uma ampla variedade dos quais,conforme assinalado acima é conhecida, daqueles versados natécnica. Por exemplo, o luminóforo ou cada luminóforo podecompreender (ou pode consistir essencialmente em, ou podeconsistir em) um ou mais substância fosforescente. 0luminóforo ou cada um de um ou mais luminóforos pode sedesejado, compreender ainda (ou consistir essencialmenteem, ou consistir em) um ou mais aglutinante altamentetransmissor (por exemplo, transparente ou substancialmentetransparente, ou de certo modo difusão) , por exemplo, feitode epóxi, silicone, vidro ou qualquer outro materialadequado (por exemplo, em qualquer luminóforo determinadocompreendendo um ou mais de aglutinante, um ou mais desubstância fosforescente pode ser disperso dentro do um oumais aglutinante). Por exemplo, quanto mais espesso for oluminóforo, em geral, menor pode ser a percentagem em pesoda substância fosforescente. Exemplos representativos dapercentagem em peso de substância fosforescente incluem deaproximadamente 3,3% em peso a aproximadamente 4,7% empeso, embora, conforme indicado acima, dependendo daespessura total do luminóforo, a percentagem em peso dasubstância fosforescente poderia s'e!r geralmente qualquervalor, por exemplo, de 0,1% em peso a 100% em peso (porexemplo, um luminóforo formado mediante sujeição desubstância fosforescente puro a um procedimento deprensagem isostática a quente). Em algumas situações, umapercentagem em peso de aproximadamente 20% em peso évantaj osa.

O luminóforo, ou cada um ou mais luminóforos, pode,independentemente, compreender qualquer um de váriosaditivos bem conhecidos, por exemplo, difusores,dispersores, tintas, etc.

Em algumas modalidades de acordo com a presenteinvenção, o primeiro grupo de pacotes compreende ao menos 5pacotes.Em algumas modalidades de acordo com a presenteinvenção, o primeiro grupo de pacotes compreende ao menos10 pacotes.

Em algumas modalidades de acordo com a presenteinvenção, o primeiro grupo de pacotes compreende ao menos20 pacotes.

Em algumas modalidades de aèordo com a presenteinvenção, o primeiro grupo de pacotes compreende ao menos50 pacotes.

Em algumas modalidades de acordo com a presenteinvenção, o primeiro grupo de pacotes compreende ao menos100 pacotes.

Em algumas modalidades de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais são contidos no primeiro grupo depacotes forem iluminados, cada um de ao menos 20% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado? do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0, 15 .

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais são contidos no primeiro grupo depacotes estão iluminados, cada um dos pelo menos 4 0% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,15.Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos pelo menos 60% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u', v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que0, 15.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 80% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u', v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado a partir do primeiroponto por uma distância de não menos do que 0,10 e não maisdo que 0,15.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 20% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u', ν' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 197 6 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que0, 20.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 4 0% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u', v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que0,20.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 6 0% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que0,20.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 80% doprimeiro grupo de pacotes emitiria Ifiiz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que0,20.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 20% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que0,25.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 40% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado' do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que0,25.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 60% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que0,25.

Em algumas modalidades, de àcordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 80% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que0,25.Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 4 0% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,30.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 60% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,30.

Em algumas modalidades, de acordo com a presenteinvenção, se todos do primeiro grupo de emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 80% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 197 6 oqual define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,30.

Em alguns dispositivos de iluminação de acordo com apresente invenção, é incluído adicionalmente um ou maiscomponentes de conjunto de circuito, por exemplo, meioseletrônicos de acionamento para fornecer e controlarcorrente passada através de ao menos um do um ou maisemissores de luz de estado sólido no dispositivo deiluminação. Aqueles versados na técnica estãofamiliarizados com uma ampla variedade de formas parafornecer e controlar a corrente passada através dosemissores de luz de estado sólido; e qualquer uma de taisformas pode ser empregada nos dispositivos da presenteinvenção. Por exemplo, tal conjunto de circuitos podeincluir ao menos um contato, ao menos um quadro dianteiro,ao menos um regulador de corrente, a£> menos um controle deenergia, ao menos um controle de voltagem, ao menos umintensificador, ao menos um capacitor e/ou ao menos umretificador de ponto, aqueles versados na técnica sendofamiliarizados com tais componentes e sendo prontamentecapazes de projetar conjunto de circuitos apropriados paraatender quaisquer que sejam as características de fluxo decorrente desejadas.

A presente invenção se refere adicionalmente a umacaixa iluminada, compreendendo um espaço encerrado e aomenos um dispositivo de iluminação de acordo com a presenteinvenção, em que o dispositivo de iluminação ilumina aomenos uma porção da caixa.

A presente invenção se refere ainda a uma superfícieiluminada, compreendendo uma superfície e ao menos umdispositivo de iluminação de acordo com a presenteinvenção, em que o dispositivo de iluminação ilumina aomenos uma porção da superfície.

A presente invenção se refere ainda a uma áreailuminada, compreendendo ao menos uma área selecionadadentre o grupo consistindo em uma piscina, uma sala, umdepósito, um indicador, uma rodovia, um veículo, um sinalde rodovia, um cartaz, um navio, um barco, uma aeronave, umestádio, uma árvore, uma janela, e um poste de luz tendomontado no mesmo ou sobre o mesmo ao menos um dispositivode iluminação de acordo com a presente invenção.

Além disso, aqueles versados na técnica estãofamiliarizados com uma ampla variedade de estruturas demontagem para muitos tipos diferentes de iluminação, equaisquer das tais estruturas podem ser usadas de acordocom a presente invenção. Por exemplo, a Figura 4 ilustra umdispositivo de iluminação que incluium elemento de difusãode calor 11 (formado de um material com boas propriedadesde condução de calor, por exemplo, alumínio), regiões deisolamento 12 (as quais podem ser aplicadas e/ou formadasno local, por exemplo, mediante anodização), uma superfíciealtamente refletiva 13 (a qual pode ser aplicada, porexemplo, McPet, comercializada pela Furukawa do Japão,alumínio laminado ou prata) ou formada no local, porexemplo, mediante polimento, traços condutivos 14, quadrosdianteiros 15, LED's embalados 16, um cone refletivo 17 eum elemento de difusão 18. 0 dispositivo ilustrado naFigura 4 pode incluir ainda um elemento de isolamento 28abaixo dos traços condutivos 14 para evitar contato nãopretendido (por exemplo, uma pessoa recebendo um choque)com os traços condutivos. 0 dispositivo ilustrado na Figura4 pode incluir qualquer número de LED's embalados (porexemplo, até 50 ou 100 ou mais) , e assim o elemento dedifusão de calor 11, assim como as regiões de isolamento12, superfície refletiva 13 e elemento de isolamento 28podem se estender por qualquer distância necessária para adireita ou para a esquerda, na orientação mostrada naFigura 4, conforme indicado pelas estruturas fragmentadas(similarmente, os lados do cone refletivo 17 podem estarlocalizados a qualquer distância para a direita ouesquerda). Similarmente, o elemento de difusão 18 podeestar localizado a qualquer distância desejada a partir dosLED's 16. 0 elemento de difusão 18 pode ser preso ao conerefletivo 17, ao elemento de isolamento 28, ao elemento dedifusão de calor 11, ou qualquer outra estrutura desejadade qualquer forma adequada, pessoas versadas na técnicaestando familiarizadas com, e facilmente capazes de provertal fixaçao em uma ampla variedade de formas. Nessamodalidade, e em outras modalidades, o elemento de difusãode calor 11 serve para difundir o calor, atuar como umdissipador de calor, e/ou dissipar o calor. Similarmente, ocone refletivo 17 funciona como um dissipador de calor.Além disso, o cone refletivo 17 pode incluir cristas 19para aperfeiçoar suas propriedades refletivas.

A Figura 5 ilustra um exemplo representativo de umpacote que pode ser usado nos dispositivos de acordo com apresente invenção. Com referência à Figura 5, é mostrado umdispositivo de iluminação 2 0 compreendendo um emissor deluz de estado sólido 21 (nesse casó, um chip de diodo deemissão de luz 21), um primeiro eletrodo 22, um segundoeletrodo 23, uma região de encapsulação 24, um elementorefletivo 26 no qual o chip de diodo de emissão de luz 21 émontado e um luminóforo 27. Um dispositivo é embalado oqual não inclui qualquer luminóforo (por exemplo, umemissor de luz de estado sólido de 600 nm a 63 0 nm) podeser construído de uma forma similar, mas sem a inclusão deum luminóforo 27. Aqueles versados na técnica sãofamiliarizados com, e têm fácil acesso a uma variedade deoutras estruturas empacotadas e não empacotadas, cada umadas quais pode, se desejado, ser empregada de acordo com apresente invenção.

Em algumas modalidades de acordo com a presenteinvenção, um ou mais dos emissores de luz de estado sólidopode ser incluído em um pacote em conjunto com um ou maisdos luminóforos, e o um ou mais luminóforo no pacote podeser espaçado de um ou mais emissores de luz de estadosólido no pacote para obter eficiência aperfeiçoada deextração de luz, conforme descrito no Pedido de Patente dos

Estados Unidos 60/753.138, depositado em 22 de dezembro de2005, intitulado "Lighting Device"* (inventor: Gerald H.Negley), cuja totalidade é aqui incorporada mediantereferência.

Em algumas modalidades de acordo com a presenteinvenção, dois ou mais luminóforos podem ser providos, doisou mais dos luminóforos sendo espaçados entre si, conformedescrito no Pedido de Patente dos Estados Unidos60/761.310, depositado em 23 de janeiro de 2003, intitulado"Shifting Spectral Content in LEDs by Spatially SeparatingLumiphor Films" (inventores: Gerald H. Negley e Antony VanDe Ven) , a totalidade do qual é aqui incorporada comoreferência.

Em alguns dispositivos de iluminação de acordo com apresente invenção, são incluídos ainda uma ou mais fontesde energia, por exemplo, uma ou mais bateria e/ou célulassolares, e/ou uma ou mais tomadas de energia CA padrão(isto é, qualquer uma de uma ampla variedade de tomadaspode ser recebida em um receptáculo de energia CA padrão,por exemplo, qualquer um dos tipos familiares de tomadas deenergia de três pontas).

Os dispositivos de iluminação de acordo com a presenteinvenção podem compreender qualquer número desejado deLED's e luminóforos. Por exemplo, um dispositivo deiluminação de acordo com a presente invenção pode incluirou mais emissores de luz de estado sólido, ou podemincluir 100 ou mais emissores de luz de estado sólido, etc.Em geral, com os diodos de emissão de luz atuais, maioreficiência pode ser obtida mediante uso de um número maiorde diodos de emissão de luz menores (por exemplo, semdiodos de emissão de luz cada um deles tendo uma área desuperfície de 0,1 mm2 versus 25 dièdos de emissão de luzcada um deles tendo uma área de superfície de 0,4 mm2, masao contrário sendo idênticos).

Analogamente, diodos de emissão de luz que operam emdensidades de correntes inferiores são geralmente maiseficientes. Os diodos de emissão de luz que podem consumirqualquer corrente específica podem ser usados de acordo coma presente invenção. Em um aspecto da presente invenção, osdiodos de emissão de luz cada um dos quais consome não maisdo que 50 miliampères, são empregados.

As fontes de luz visível nos dispositivos deiluminação da presente invenção .podem ser arranjadas,montadas e abastecidas com eletricidade de qualquer formadesejada, e podem ser montadas em qualquer alojamento ouacessório desejado. Aqueles versados na técnica estãofamiliarizados com uma ampla variedade de arranjos,esquemas de montagem, aparelhos de fornecimento de energia,alojamentos e acessórios, e quaisquer de tais arranjos,esquemas, aparelhos, alojamentos e acessórios podem serempregados em conexão com a presente invenção. Osdispositivos de iluminação da presente invenção podem serconectados eletricamente (ou conectados seletivamente) aqualquer fonte de energia desejada, aqueles versados natécnica estando familiarizados com uma variedade de taisfontes de energia.

Exemplos representativos de arranjos de fontes de luzvisível, esquemas para montagem de fontes de luz visível,aparelho para fornecer eletricidade às fontes de luzvisível, alojamentos para fontes de luz visível, acessóriospara fontes de luz visível e fornecimentos de energia parafontes de luz visível, todos os quais são adequados para osdispositivos de ílummaçao da presente invenção, sãodescritos no Pedido de Patente dos Estados Unidos60/752.753, depositado em 21 de dezembro de 2005,intitulado "Lighting Device" (inventores: Gerald H. Negley,Antony Paul Ven de Ven e Neal Hunter), a totalidade do qualé aqui incorporada mediante referência.

Os dispositivos de acordo com a presente invençãopodem compreender ainda um ou mais dispositivos deesfriamento de vida longa (por exemplo, uma ventoinha comuma durabilidade extremamente elevada). Tal dispositivo(s)de esfriamento de longa durabilidade pode compreendermateriais piezoelétrico ou magneto restritivo (por exemplo,MR, GMR, e/ou materiais HMR) que deslocam o ar como um"leque chinês". No esfriamento os dispositivos de acordocom a presente invenção, tipicamente apenas produzem arsuficiente para romper a camada limite o que é exigido parainduzir quebras de temperatura de 10 a 15 graus C.Portanto, em tais casos, "brisas" fortes ou uma grande taxade fluxo de fluido (CFM grande) tipicamente não sãoexigidas (desse modo evitando-sè a necessidade deventoinhas convencionais).

Em algumas modalidades de acordo com a presenteinvenção, quaisquer das características, por exemplo,conjunto de circuitos, conforme descrito no Pedido dePatente dos Estados Unidos 60/761.879, depositado em 25 dejaneiro de 2006, intitulado "Lighting Device With Cooling"(inventores: Thomas Coleman, Gerald H. Negley e Antony VanDe Ven), a totalidade do qual é aqui incorporada mediantereferência, pode ser empregada.

Os dispositivos de acordo com a presente invençãopodem compreender ainda meios ótácos secundários paraadicionalmente mudar a natureza projetada da luz emitida.Tais meios óticos secundários são bem conhecidos daquelesversados na técnica, e assim eles não precisam serdescritos aqui em detalhe - qualquer tal meio óticosecundário pode, se desejado, ser empregado.

Os dispositivos de acordo com a presente invençãopodem compreender ainda sensores ou dispositivos decarregamento ou câmeras, etc. Por exemplo, aqueles versadosna técnica são familiarizados com, e têm fácil acesso aosdispositivos que detectam uma ou mais ocorrências (porexemplo, detectores de movimento, os quais detectam ummovimento de um objeto ou pessoa) , e.; os quais, em respostaa tal detecção, acionam a iluminação de uma luz, ativaçãode uma câmera de segurança, etc. Como um exemplorepresentativo, um dispositivo de acordo com a presenteinvenção pode incluir um dispositivo de iluminação deacordo com a presente invenção e um sensor de movimento, epode ser construído de tal modo que (1) enquanto a fonte deluz está iluminada, se o sensor de movimento detectarmovimento, uma câmera de segurança ativada para registraros dados visuais em ou em torno 'do local do movimentodetectado, ou (2) se o sensor de movimento detectarmovimento, a fonte de luz é acesa para iluminar a regiãopróxima ao local do movimento detectado e a câmera desegurança é ativada para registrar os dados visuais em ouem torno do local do movimento detectado, etc.

Para iluminação residencial interna uma temperatura decor de 2 700k a 33OOk é normalmente preferida, e parailuminação intensa externa de cenas cheias de cores, épreferida uma temperatura de cor se aproximando da luz dodia de 5000K (4500 - 6500K). ι

Qualquer duas ou mais partes estruturais dosdispositivos de iluminação aqui descritos podem serintegradas. Qualquer parte estrutural dos dispositivos deiluminação aqui descritos pode ser provida em duas ou maispartes (as quais podem ser mantidas juntas, se necessário).

Claims (19)

1. Dispositivo de iluminação caracterizado pelo fatode compreender:um primeiro grupo de pacotes, cada um dos pacotescontendo ao menos um emissor de luz de estado sólido, emque se cada um dos emissores de luz de estado sólido emcada um dos pacotes estiver iluminado, uma iluminaçãocombinada do primeiro grupo de pacotes, na ausência dequalquer luz adicional, teria coordenadas de cor u', v' emum Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 o qual define umprimeiro ponto; ese cada um do ao menos um emissor de luz de estadosólido em cada um dos pacotes estiver iluminado, cada umdos ao menos 20% dos pacotes emitiria luz tendo coordenadasde cor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976que define um ponto que é espaçado do primeiro ponto poruma distância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,30.

2. Dispositivo de iluminação, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ao menos umdo primeiro grupo de pacotes compreende ao menos um emissorde luz de estado sólido e material luminescente.

3. Dispositivo de iluminação, de acordo com areivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que:o dispositivo de iluminação compreende ainda ao menosuma primeira linha de força; ese corrente for fornecida a primeira linha de força:(1) uma iluminação combinada do grupo de pacotes, naausência de qualquer luz adicional, teria coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um primeiro ponto; e(2) cada um dos ao menos 20% do primeiro grupo depacotes emitiria luz tendo coordenadas de cor u', v' em umDiagrama de Cromaticidade CIE de 1976 que define um pontoque é espaçado do primeiro ponto por uma distância de nãomenos do que 0,10 e não mais do que 0,30.

4. Dispositivo de iluminação, ;de acordo com qualqueruma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fatode que se todos do primeiro grupo dos emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um de ao menos 40% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u', v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 quedefine um segundo ponto, o segundo ponto sendo espaçado doprimeiro ponto por uma distância de não menos do que 0,10 enão mais do que 0,30.

5. Dispositivo de iluminação, de acordo com qualqueruma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fatode que se todos do primeiro grupo dos emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um de ao menos 60% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u', v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 quedefine um segundo ponto, o segundo ponto sendo espaçado doprimeiro ponto por uma distância de não menos do que 0,10 enão mais do que 0,30.

6. Dispositivo de iluminação, de acordo com qualqueruma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fatode que se todos do primeiro grupo dos emissores de luz deestado sólido os quais estão contidos no primeiro grupo depacotes estiverem iluminados, cada um dos ao menos 8 0% doprimeiro grupo de pacotes emitiria luz tendo coordenadas decor u' , v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 quedefine um segundo ponto, o segundo ponto sendo espaçado doprimeiro ponto por uma distância de não menos do que 0,10 enão mais do que 0,30.

7. Dispositivo de iluminação, de acordo com qualqueruma das reivindicações 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fatode que o segundo ponto é espaçado dovprimeiro ponto por umadistância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,15.

8. Dispositivo de iluminação, de acordo com qualqueruma das reivindicações 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fatode que o segundo ponto é espaçado do primeiro ponto por umadistância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,20.

9. Dispositivo de iluminação, de acordo com qualqueruma das reivindicações 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fatode que o segundo ponto é espaçado do primeiro ponto por umadistância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,25.

10. Dispositivo de iluminação, de acordo com qualqueruma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9,caracterizado pelo fato de que o primeiro grupo de pacotescompreende ao menos 5 pacotes.

11. Método de iluminação caracterizado pelo fato decompreender:iluminar um primeiro grupo de pacotes, cada um doprimeiro grupo de pacotes contendo ao menos um emissor deluz de estado sólido,em que:uma iluminação combinada a partir do primeirogrupo de pacotes tem coordenadas de cor u' , v' em umDiagrama de Cromaticidade CIE de 1976 o qual define umprimeiro ponto, ecada um de ao menos 20% do primeiro grupo depacotes emite luz tendo coordenadas de cor u' , v' em umDiagrama de Cromaticidade CIE de 1976 o qual define umponto que é espaçado do primeiro ponto por uma distância denão menos do que 0,10 e não mais do que 0,20.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de que a menps um do primeiro grupode pacotes compreende ao menos um emissor de luz de estadosólido e material luminescente.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12,caracterizado pelo fato de que cada um de ao menos 40% doprimeiro grupo de pacotes emite luz tendo coordenadas decor u', v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um segundo ponto, o segundo ponto sendoespaçado do primeiro ponto por uma distância de não menosdo que 0,10 e não mais do que 0,30.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12,caracterizado pelo fato de que cada um de ao menos 60% doprimeiro grupo de pacotes emite luz tendo coordenadas decor u', v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um segundo ponto, o segundo ponto sendoespaçado do primeiro ponto por uma distância de não menosdo que 0,10 e não mais do que 0,30.

15. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12,caracterizado pelo fato de que cada um de ao menos 80% doprimeiro grupo de pacotes emite luz tendo coordenadas decor u', v' em um Diagrama de Cromaticidade CIE de 1976 oqual define um segundo ponto, o segundo ponto sendoespaçado do primeiro ponto por uma distância de não menosdo que 0,10 e não mais do que 0,30.

16. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 13, 14 ou 15, caracterizado pelo fato de queo segundo ponto é espaçado do primeiro ponto por umadistância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,15.

17. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 13, 14 ou 15, caracterizado pelo fato de queo segundo ponto é espaçado do primeiro ponto por umadistância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,20.

18. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 13, 14 ou 15, caracterizado pelo fato de queo segundo ponto é espaçado do primeiro ponto por umadistância de não menos do que 0,10 e não mais do que 0,25.

19. Método, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 ou 18,caracterizado pelo fato de que o primeiro grupo de pacotescompreende ao menos 5 pacotes.