CN104380153A - 为发光灯组件提供所需色温之方法及灯组件色温测试与校正系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种为发光灯组件提供所需色温的方法，其中包括下列步骤：在第1步提供光源，在第2步测量所述光源的色温，在第3步将测量色温与所需色温进行比较，并且如果测量色温与所需色温之间出现了偏差，则在第4步印制用于补偿测量色温与所需色温之差的光学补偿装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种为发光灯组件提供所需色温的方法。
背景技术
近年来，为了降低灯组件的能耗并延长其使用寿命，越来越多的常规白炽灯泡已经被节能灯所取代。特别是LED(发光二极管)的快速发展带来了极具成本效益的节能与免维护照明，从而使这一趋势成为可能。当发现LED可在几个领域应用之后，越来越多的人们将注意力转向使用LED的装饰照明领域。然而，规模宏大的装饰照明的质量高度依赖所用光源的色温。
因此，人们面临的不利条件是，在制造之后LED的色温出现了较大的变化，从而导致无论是在装饰照明还是功能照明领域都使LED的应用变得非常困难而且极其昂贵。今天，几乎具有所需色温的高质量LED和色温与所需色温出现严重偏差的低质量LED之间的差距非常显著。高质量LED的成本远远大于低质量LED的成本，从而使人们在规模宏大的装饰照明领域应用LED的成本非常高昂。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在制造之后采取后处理工艺校正光源色温的方法，从而使发光灯组件具备所需的色温。
通过采取一种为发光灯组件提供所需色温的方法即可达成本发明的目的，其中所述方法包括下列步骤：在第1步提供光源，在第2步测量所述光源的色温，在第3步将测量色温与所需色温进行比较，并且如果测量色温与所需色温之间出现了偏差，则在第4步印制用于补偿测量色温与所需色温之差的光学补偿装置。
用此方法有利的是，我们可校正由于制造瑕疵等原因造成与所需色温出现偏差的光源的色温。特别是，低质量光源可用于对色温具有明确要求的环境装饰或功能性照明或其他复杂的高性能应用场合。较佳地，所述光源包括发光二极管(LED)或由多个发光二极管组成的阵列。根据本发明所述之方法，可在此类应用中使用低质量LED。因此可以大幅削减相应灯组件的制造成本。此外，由于提高了色温偏差的裕度，LED制造过程中的废品率也随之降低。
根据本发明的一个较佳实施例，在第4步将补偿装置直接或间接印制在光源上；较佳地，在第4步之单独的第1分步印制所述补偿装置，并且在第4步之单独的第2分步在光源上或至少在光源附近提供所述补偿装置。例如，人们可以想到将所述补偿装置直接或间接印制在光源上或者为光源加装镜片以及直接将补偿装置印制在镜片上。再者，有可能所述光源此前已经配备了补偿装置，但是不能正常工作，我们可将新的补偿装置印制在以前的补偿装置上，以弥补以前的补偿装置的误差。较佳地，在第4步的第1分步印制补偿装置，将其作为一个独立的光学部件，并且在第4步第2分步在所述光源上或至少在所述光源附近提供该装置(也被称为“接合步骤”)。因此，从本发明的意义而言，所述补偿装置已经被间接印制在所述光源上。或者，人们也会想到在第4步第1分步将缓冲层印制在光源上，并且在第4步第2分步将补偿装置印制在所述缓冲层上。在本实施例中，所述缓冲层作为印制的补偿装置与光源之间的隔热层。
根据本发明的一个较佳实施例，在第2步通过打开光源并使用测量装置测量光源发出的光来测量色温。用此方法有利的是，我们可采用比较简单的方式确定实际色温。特别是，我们再也无需进行原本很难预测的色温理论计算。较佳地，利用光学分光计测量色温。
较佳地，在第5步测量光源发出而经光学补偿装置传递的光的色温，并在第6步将测量色温与所需色温进行比较。执行第5步和第6步是为了对实际色温进行最终检测。较佳地，如果在第5步测量的色温仍然与所需色温出现偏差，可以在所述补偿装置上再印制另一个补偿装置。用此方法有利的是，可以对因所印制的光学补偿装置的颜色误差而导致实际色温意外或不可预测的偏差进行补偿。这样，还可对采用多个迭代步骤对光源的色温进行优化。较佳地，在接合步骤中印制另一个补偿装置，作为单独的镜片，并且在以前的补偿装置上或至少在以前的补偿装置附近提供，或者在光源上或至少在光源附近提供。
根据本发明的另一个较佳实施例，在第4步采用喷墨印刷之方法通过沉积至少一滴彩色印刷油墨以补偿层的形式将补偿装置印制在光源上。有利的是，所述补偿层的作用相当于一块镜片，它可以影响光源的色温，从而使光源发出而经补偿层所传递的光的有效色温与所需色温相符。由于采用了喷墨印刷这一方法，所述补偿层的制造将变得更为快速、合算和灵活。特别是，可以随意并且极其准确地选择补偿层的颜色，从而实现精确的色温补偿调节。较佳地，所述彩色印刷油墨颜色的选择和/或混合取决于测量色温与所需色温之间的差异。
根据本发明另一个较佳实施例，在第1步至少提供一个发光二极管；较佳地，在第1步提供一批多个发光二极管，其中对该批次的每一个发光二极管的色温进行测量和比较，并且如果必要的话，分别进行补偿。用此方法有利的是，可以使用一批LED，其中只对本批次中其色温与所需色温发生偏差的那些LED通过相应的补偿层沉积进行补偿。因此，人们可以想到颜色不同的补偿层位于本批次中不同的LED之上。
根据本发明的另一个较佳实施例，在第4步将多滴彩色印刷油墨沉积在光源上，以产生光学补偿层，其中各滴彩色印刷油墨至少部分相互重叠并且彼此挨着。用此方法有利的是，可采用由包括多个LED的阵列组成的一批来形成色温准确的灯组件。
本发明的另一个主题是灯组件色温测试与校正系统，特别是采取上述任一项权利要求所述之方法的系统，其中，所述系统包括用于支持光源的支持装置、用于测量光源色温的测量装置、用于比较测量色温与所需色温的分析装置以及用于印制补偿测量色温与所需色温之差的光学补偿装置的印刷机。有利的是，所述系统可作为光源色温测试的测试台。与此同时，如果必要，所述系统还可作为各个光源色温补偿的后处理机与光饰机。
较佳地，所述支持装置包括一个为光源供应电力的电源装置；较佳地，所述支持装置支持以一批多个发光二极管形式存在的光源。人们可以想到所述支持装置包括可为各种不同的光源与LED提供电力的通用连接装置。所述电源装置确保光源可以打开，以便对色温进行测量。所述测量装置包括，例如，光学分光计。较佳地，所述印刷机包括一个活动印刷头和至少一个油墨储存器，其中所述活动印刷头用于将至少一滴印刷油墨直接或间接沉积在光源上以形成光学补偿装置，所述油墨储存器用于存放印刷油墨。用此方法有利的是，可随意制成具有所需颜色的补偿层，对光源色温偏差进行补偿。此外，可在光源任意位置生成所述补偿层，特别是，可以在一批LED的任意位置生成所述补偿层。
根据本发明的另一个较佳实施例，所述印刷机包括用于储存不同颜色之印刷油墨的多个油墨储存器，其中，所述印刷机经过相应配置后根据测量色温与所需色温之间的差异可将不同颜色的油墨混合成某一种颜色的印刷油墨。为了准确补偿光源实际色温与所需目标色温之间的偏差，所提供的补偿层必须具有定义明确、个别适配的颜色。较佳地，通过某种方式混合颜色不同的几种印刷油墨即可实现这一目标。例如，在印刷过程中，在印刷头的预混室或在形成补偿层的表面即可完成这项工作。
较佳地，所述系统包括一个能自动装卸配备光源的支持装置的传送机构。
根据下列具体实施方式，并结合示例说明本发明原理的附图，显然可理解本发明的各种特点、特性和优点。所述内容仅用于示例说明，并非用于限制本发明的范围。下列引用的参考图指附图。
附图说明
图1简要说明了本发明一个例示性实施例中为发光灯组件提供所需色温的方法。
图2简要说明了本发明另一个例示性实施例中灯组件色温测试与校正系统。
图3A至图3F简要说明了本发明另一个例示性实施例中由灯组件色温测试与校正系统为发光灯组件提供所需色温之方法。
图4简要说明了本发明另一个例示性实施例中由灯组件色温测试与校正系统实现的具有所需色温的发光灯组件。
具体实施方式
我们将采用特殊实施例并参考某些附图说明本发明，但是本发明并不受限于此，而只受限于其权利要求。附图仅用于简要说明本发明，并不是用来限制本发明。在附图中，为了便于阐述，某些元件的尺寸有所放大，并非按比例绘制。
使用不定冠词或定冠词表示单数名词时，例如，“a”、“an”和“the”，除非另外特别说明，均包括该名词的复数。
此外，说明书及权利要求书中使用的术语“第1”、“第2”、“第3”等只是用来区别类似的东西，并非用来描述连续顺序或时间顺序。请务必知道在适合的条件下所使用的术语可以相互交换，并且本文所描述的本发明的实施例可按其他顺序操作，并非一定要按本文所述的顺序操作。
图1简要说明了本发明一个示例性实施例中为发光灯组件提供所需色温之方法的各个步骤。
在第1步10中，提供了光源3。较佳地，所述光源3包括一个发光二极管(LED)4或一批以均等样式布置的几个发光二极管4。人们可以想到第1步10还包括一个制造所述光源3的制造步骤。
在第2步20，打开光源3，使光源3发出具有一定色温的光3。所发出的光2的色温由测量装置7(例如，光学分光计)进行测量。例如，通过分析所发出的光2的波长分布来确定色温。
在第3步30使用分析装置9将光源3的测量色温与所需色温进行比较。如果检测到测量色温与所需色温之间有偏差，所述分析装置9将计算校正值，这些校正值用于确定偏差补偿所需要的颜色，以获得所需色温。例如，如果分析装置9检测到光源3的色温中蓝色成分太高，所述校正值将确定需要降低的蓝色成分(如，滤波)和/或需要增加的红色成分与绿色成分【典型的RGB(红绿蓝)颜色模型】。
在第4步40，对印刷机进行相应控制，将以补偿层12形式存在的补偿装置布置11在光源3上，并且对补偿层12的特点进行相应的选择，使光源3和补偿层12所发出的光2的色温接近所需色温。通过印刷机的活动印刷头8将一滴13印刷油墨或多滴13印刷油墨直接或间接沉积在光源3上形成所述补偿层12。参照上述实例，所述补偿层12包括，例如，数量较多的红色与绿色成分，从而使蓝色成分相对降低。较佳地，印刷油墨包括紫外光UV固化液态单体。较佳地，在沉积之后利用位于印刷头8附近的UV LED以固化方式对印刷油墨滴13进行聚合。人们可以想到沉积的印刷油墨滴13相互重叠和/或彼此挨着，从而形成较厚的补偿层。原则上，也可能形成表面形状比较复杂(例如，相当于透镜)的补偿层，以实现深层的光学特性。人们可以想到在将补偿层12印刷到光源3上之前，先将起隔热层作用的缓冲层印制到光源3上，从而使补偿层12较少地受到光源3的加热作用。
随后，再次打开光源3，并且在第5步50测量光源3发出而经补偿装置11传递的光2的色温。在第6步60将测量光温度与所需光温度进行比较。执行第5步和第6步(50，60)是为了在传送和进一步处理光源3之前对实际色温进行最终检测。如果实际色温与所需色温之间仍然出现偏差，将进一步执行印刷程序，在以前的补偿层12之上印刷另一补偿层12'。将迭代重复70印刷、测量与比较步骤，直到实际色温与所需色温之间的差异低于一定的阈值或者直到该差异不再进一步减少。从本发明的意义上而言，光源3与补偿层(12,12')一起形成灯组件1。
图3说明了本发明另一个示例性实施例中灯组件1的色温测试与校正系统14。所述系统14包括用于支持与连接一批LED(4)的支持装置6。如果有必要的话，所述系统14还可进一步包括测量由支持装置6所支持的一批LED(4)所发光2的色温的测量装置7和将印刷油墨滴13沉积在LED(4)之上的活动印刷头8，以便在LED(4)上形成补偿层12。分析装置9接收来自测量装置7的色温测量数据，然后将色温测量数据与预选的色温值(也被称为所需色温)进行比较。例如，可由系统1用户对预选色温值进行选择。如果测量色温与预选色温之间出现了偏差，分析装置9将计算合适补偿层12所需的颜色和/或形状，以便至少可部分补偿测量色温与预选色温之间检测到的偏差。随后，印刷头9将印刷油墨滴13沉积到光源3之上形成相应的补偿层12，使光源3的色温接近所需色温。可以使用测量装置7再次测量已形成补偿层12的光源3的色温，从而对所得结果进行验证。如果对变更后的色温仍然不满意，可在随后的迭代步骤中在之前的补偿层12上再沉积另一补偿层12'，直到测量色温与所需色温相符。
图3A至图3F简要说明了本发明另一个示例性实施例中由灯组件色温测试与校正系统14为发光2灯组件1提供所需色温之方法。
图3A说明了第1步10制造和提供的以一批形式存在的光源3。该批次包括一块基片5和布置在基片上的多个LED(4)。所述基片5进一步包括为LED(4)提供电力的连接器14，特别是几根由导电金属制成的导线。
图3B说明了第2步20的分步骤，其中光源3位于支持装置6上。所述连接器14与为LED(4)供应电力的电源装置6的接触元件进行电气连接。随后，打开LED(4)。
图3C简要说明了由打开的LED(4)所发出的光2。在第2步20的另一个分步骤中，测量装置7对光2进行测量。特别是，测量装置7对每个LED(4)发出的光2的色温都进行测量，然后将测量数据传送至分析装置9。所述分析装置9将把测量色温与预选的所需色温进行比较。如果测量色温与所需色温之间的差异超过特定LED(4)的预定阈值，将由所述分析装置9计算将要被印制在这些LED(4)上的补偿层12的颜色和/或形状。
图3D介绍了第4步，在该步骤中利用印刷头8将油墨喷墨印刷在其色温与所需色温发生偏差的相应LED(4)之上形成计算所得的补偿层12。至少形成的补偿层12颜色应使来自LED(4)并且经过补偿层12的光2的色温接近所需色温。由印刷头将单滴13印刷油墨沉积在LED(4)表面形成所述补偿层12，或者通过相互重叠和/或彼此挨着的具有更小直径的多滴13印刷油墨沉积形成所述补偿层。在这种情况下，相互熔化之后利用UV辐射对沉积的油墨滴13进行固化，以便形成连续的补偿层13。
随后，如图3E所示，在第5步和第6步(50，60)对LED(4)的实际色温进行验证，其中，对每个LED(4)的色温进行测量，并再次将其与所需色温进行比较。
如图3F所示，如果所有LED(4)的色温与所需色温基本相等并相符，则该批次LED(4)的后处理完成，从而可以在要求定义明确且相等之色温的环境装饰照明或其他复杂的高性能应用场合使用该批次LED。
图4简要说明了本发明另一个示例性实施例中由灯组件色温测试与校正系统实现的具有所需色温的发光灯组件。原则上，虽然灯组件1类似于图3F所示的灯组件1，但是中心光源3具有并未直接印制在光源3之上的补偿装置11。相反，在独立的第4步(第4步的第一分步)已经印制了补偿装置11，并且在随后的接合步骤(第4步的第2分步)在光源3之上提供所述补偿装置。因此，就本发明的意义而言，所述补偿装置11已经间接印制在光源3之上了。所述补偿装置11和所述光源3以适当的形式、适当的力度和/或粘接方式连接在一起。之后，执行第5步50，测量光源3和光学补偿装置11所发出的光2的色温，然后在第6步60将测量色温与所需色温进行比较。如果色温不匹配，可在之前的补偿装置11上安装另一个补偿装置11，或者可在之前的补偿装置11上印制另一个补偿装置11。人们可以想到间接印制的补偿装置11也可用于实现深层的光学功能，例如透镜效应等。人们可以想到在将补偿装置11布置到光源3上之前，先将起隔热层作用的缓冲层15印制到光源3上，从而使印制的补偿装置11较少地受到光源3的加热作用。
附图标记说明
1 灯组件
2 光
3 光源
4 发光二极管
5 基片
6 支持装置
7 测量装置
8 印刷头
9 分析装置
10 第1步
11 补偿装置
12 补偿层
13 油墨滴
14 连接器
15 缓冲层
20 第2步
30 第3步
40 第4步
50 第5步
60 第6步
70 迭代重复
Claims (15)
1.一种为发光(2)灯组件(1)提供所需色温之方法，其中包括下列步骤：
-在第1步(10)提供光源(3)；
-在第2步(20)测量光源(3)的色温；
-在第3步(30)将测量色温与所需色温进行比较；以及
-如果测量色温与所需色温出现了偏差，在第4步印制一个至少能够部分补偿测量色温与所需色温之间差异的光学补偿装置(11)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第4步(40)将补偿装置(11)直接或间接印制在光源(3)上；较佳地，在第4步之单独的第1分步印制补偿装置(11)，并且在第4步之单独的第2分步在光源(3)上或至少在光源(3)附近提供所述补偿装置。
3.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，在第2步(20)通过打开光源(3)并使用测量装置测量光源(3)发出的光(2)的色温。
4.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，在第5步(50)测量光源(3)发出而经光学补偿装置(11)传递的光(2)的色温，然后在第6步(60)将测量色温与所需色温进行比较。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，如果第5步(50)的测量色温仍然与所需色温不同，将在补偿装置(11)上再印制另一个补偿装置(11)。
6.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，在第4步(40)采用喷墨印刷之方法(11)通过沉积至少一滴(13)彩色印刷油墨将以补偿层(12,12’)形式存在的补偿装置(11)印制在光源(3)上。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述彩色印刷油墨颜色的选择和/或混合取决于测量色温与所需色温之间的差异。
8.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，在第1步(10)至少提供一个发光二极管(4)；较佳地，在第1步(10)提供一批多个发光二极管，其中对该批次中的每一个发光二极管(4)的色温进行测量和比较，并且如果必要的话，分别进行补偿。
9.根据上述任一项权利要求所述的方法，其中，在第4步(40)将多滴(13)彩色印刷油墨沉积在光源(3)上，以产生光学补偿层(12,12')，其中各滴(13)彩色印刷油墨至少部分相互重叠并且彼此挨着。
10.一种灯组件(1)色温测试与校正系统(14)，特别是采取上述任一项权利要求所述之方法的系统，其中，该系统(14)由下列部分组成：
-用于支持光源(3)的支持装置(6)；
-用于测量光源(3)色温的测量装置(7)；
-用于比较测量色温与所需色温的分析装置(9)；以及
-用于印制至少能部分补偿测量色温与所需色温之间差异的光学补偿装置(11)的印刷机。
11.根据权利要求10所述之系统(14)，其中，所述支持装置(6)包括一个为光源(3)供应电力的电源装置；较佳地，所述支持装置(6)支持以一批多个发光二极管(4)形式存在的光源(3)。
12.根据权利要求10或11所述的系统(14)，其中，所述测量装置(7)包括一个光学分光计。
13.根据权利要求10至12所述之系统(14)，其中，所述印刷机包括一个活动印刷头(8)和至少一个油墨储存器，其中所述活动印刷头用于将至少一滴(13)印刷油墨直接或间接沉积在光源(3)上，以形成光学补偿装置(11)，所述油墨储存器用于存放印刷油墨。
14.根据权利要求13所述的系统(14)，其中，所述印刷机包括用于储存不同颜色之印刷油墨的多个油墨储存器，其中，所述印刷机经过相应配置后可根据测量色温与所需色温之间的差异将不同颜色的油墨混合成某一种颜色的印刷油墨。
15.根据权利要求10至14所述之系统(14)，其中，所述系统(14)包括一个能自动装卸配备光源(3)的支持装置的传送机构。
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