CN104421710A - 具有透射控制的照明设备 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及一种具有透射控制的照明设备。本发明揭示一种具有光源、波长转换器、透射调整器及电路的照明设备。所述透射调整器光学耦合于所述光源与所述波长转换器之间以控制从第一光源进入所述波长转换器的光的量。在另一实施例中，本发明揭示一种具有光源、第一及第二波长转换器、第一及第二透射衰减器以及电路的照明设备。通过所述第一及第二透射衰减器来控制所述照明设备的色点。在又一实施例中，本发明揭示一种照明器材，其具有带有孔口的主体、光源、第一透射调整器及波长转换器。所述照明器材可具有额外的孔口以及额外的波长转换器及额外的透射调整器。

Description

具有透射控制的照明设备
技术领域
背景技术
发光二极管(下文中称为LED)代表当今最流行的发光装置中的一者。近年来，以每瓦特流明数定义的LED的发光效率已从每瓦特20流明(大致白炽灯泡的发光效率)显著增加到超过每瓦特400流明，这大大地超过处于每瓦特60流明的荧光灯的发光效率。换句话说，对于固定量的光输出，LED与荧光灯相比消耗大致六分之一的功率，且与白炽灯泡相比几乎小到可忽略不计。因此，当今，具有LED的照明器材近来已取代白炽灯泡及荧光灯管并不足为奇。已产生新的术语“固态照明”。术语“固态照明”是指使用半导体发光二极管(例如LED)而非传统光源的照明类型。
在固态照明的领域中，大部分的光源为白色光。可通过色温来进一步将在固态照明中使用的白色光源分类。光源的色温指示特定光源在从“较暖”(较黄色/琥珀色)到“较冷”(较蓝色)光的标度上的相对色彩外观。色温通常以开氏度或K为单位给出。超过5,000K的色温称为冷色(蓝白色)，而较低色温(2,700-3,000K)称为暖色(黄白色到红色)。
然而，由LED制成的白色固态光源可易受工艺变化及由于制造工艺的变化所致的其它效应的影响。在许多情形中，白色光源为具有直接涂覆于光源裸片上的磷光体的封装式LED。磷光体层通常为预混合的且可能不具有一致的大小及沉积。另外，直接涂覆于相同封装内的光源裸片上的磷光体可在光源裸片接通时易受高温影响。在上文所论述的原因及一些其它工艺相关问题的情况下，由封装式LED制成的白色光固态光源的色点可能难以控制，且因此，工艺变化可为巨大的。甚至使用相同的设备及相同的材料，LED的色点也可实质上变化。所述变化可达到使用相同设备在相同时间生产的产品在色点或亮度方面明显不同的程度。
一般来说，工艺变化问题的一种解决方案可通过根据LED的色温及亮度对产品进行分级，以使得可分离具有类似亮度及色温的产品并将其一起组装到每一个别照明器材中。分级过程可尤其在工艺变化巨大时导致显著的生产成品率损失。从照明器材制造商的视角来看，分级为不合意的。为了满足介于从暖白色照明器材到冷白色照明器材的范围内的广泛色温的市场需要，照明器材制造商可能必须管理显著的库存。举例来说，如果制造商使用10个色级，那么与不具有分级的普通制造方法相比，其可能需要囤积高达十倍的库存。分级过程可能不具成本效益，且成本最终将转移给消费者。
发明内容
本发明提供一种用于产生光输出的照明设备，其包括：衬底；光源，其安置于所述衬底上，经配置以发射具有源波长带的辐射；波长转换器，其用于将从所述光源进入所述波长转换器的一定量的所述辐射转换成具有比所述源波长带宽的第一波长带的经转换光；透射调整器，其形成于所述光源与所述波长转换器之间，以使得从所述光源发射的进入所述波长转换器的所述辐射实质上透射穿过所述透射调整器，其中所述透射调整器具有一透射率，且所述透射率可调整以便控制从所述光源进入所述波长转换器的所述辐射的所述量；及电路，其经配置以驱动所述光源且经配置以给所述透射调整器产生指示所述透射调整器的所述透射率的电信号。
本发明还提供一种用于产生光输出的照明设备，其包括：光源，其经配置以发射具有源波长带的光；第一波长转换器，其经配置以将所述光转换成具有比所述源波长带宽的第一波长带的第一经转换光；第二波长转换器，其经配置以将所述光转换成具有比所述源波长带宽的第二波长带的第二经转换光；第一透射衰减器，其光学耦合到所述光源以控制从所述光源进入所述第一波长转换器的所述光的第一量；及第二透射衰减器，其光学耦合到所述光源以控制从所述光源进入所述第二波长转换器的光的第二量。
本发明进一步提供一种用于制作用于朝向输出方向产生光输出的照明器材的照明设备，所述照明器材包括：主体；光源，其经配置以发射具有源波长带的光；所述主体的第一孔口，其接近所述光源布置，从而允许来自所述光源的所述光穿过所述第一孔口而朝向所述输出方向透射；第一波长转换器，其经配置以将从所述光源进入所述第一波长转换器的一定量的所述光转换成具有比所述源波长带宽的第一波长带的第一经转换光，所述第一波长转换器经配置以覆盖所述第一孔口的至少一个实质部分，以使得射出第一孔口的所述至少一个实质部分的光透射穿过所述第一波长转换器；及第一透射调整器，其光学耦合到所述光源以便控制从所述光源进入所述第一波长转换器的光的所述量。
附图说明
在图式中以举例方式而非以限制方式图解说明了说明性实施例。贯穿描述及图式，可使用类似参考编号来识别类似元件。图式出于辅助理解的说明性目的且可能未按实际比例绘制。
图1展示包括透射调整器的照明设备的说明性视图；
图2展示包括夹在第一与第二透射层之间的透射调整器的照明设备的说明性视图；
图3A展示包括第一及第二透射衰减器的照明设备的说明性视图；
图3B图解说明源波长及经转换波长的光谱曲线图；
图3C图解说明图3A中所展示的电路的框图；
图3D与常规脉宽调制驱动信号相比地来图解说明耦合到光源及透射衰减器的各种控制信号；
图4A图解说明具有分别光学耦合到第一及第二透射调整器的第一及第二波长转换器的照明器材的横截面图；
图4B图解说明图4A中所展示的照明器材的俯视图；
图5A图解说明具有多个孔口及多个波长转换器的照明器材的俯视图；
图5B图解说明图5A中所展示的照明器材沿着线3-3截取的横截面图；
图5C图解说明图5A中所展示的照明器材沿着线4-4截取的横截面图；
图5D图解说明图5A中所展示的照明器材沿着线5-5截取的横截面图；
图6A图解说明具有未覆盖有波长转换器的至少一个孔口的照明器材的俯视图；
图6B图解说明图6A中所展示的照明器材沿着线6-6截取的横截面图；
图6C图解说明图6A中所展示的照明器材沿着线7-7截取的横截面图；
图6D图解说明图6A中所展示的照明器材沿着线8-8截取的横截面图；且
图7图解说明展示用于控制照明设备的色点的方法的流程图。
具体实施方式
图1展示用于产生光输出190的照明设备100的说明性视图。照明设备100可包括衬底110、光源120、透射调整器130、波长转换器160及电路170。衬底110可为用于接纳光源120的印刷电路板(下文中称为“PCB”)或引线框架铸造结构。在一个实施例中，衬底110可为照明设备100的主体的一部分。
光源120可为封装式LED、焊接于衬底110上的裸LED裸片或可配置以发射光的任何其它装置。术语“光”可包含可见光及不可见光两者以及任何其它电磁辐射，例如但不限于紫外或红外光或其它波长的任何其它辐射。术语“光”可狭义地解释为仅特定类型的电磁波，但在本说明书中，在论述特定类型的光或辐射时，应将电磁波的所有可能变化形式考虑在内，除非另有明确表达。举例来说，在考虑术语“光”时应包含紫外、红外及其它不可见辐射，虽然光在字面上意指对于人眼可见的辐射。
光源120可安置于衬底110上且经配置以发射具有源波长带的辐射198、199。举例来说，在一个实施例中，光源120可为经配置以发射具有大致380nm左右的源波长带的辐射的蓝色LED。在另一实施例中，光源120可为经配置以发射具有在大致310nm处形成峰值的源波长带的紫外辐射的紫外裸片。在又一实施例中，光源120可为经配置以发射具有大致520nm左右的源波长带的辐射的绿色LED。
在图1中所展示的框图的说明性视图中，使用一框来表示“光源”120。所述框可不表示光源120的实际数目。照明设备100中可存在一个或一个以上光源120。另外，可存在一种以上类型的光源120。举例来说，在一个实施例中，光源120可包括至少一个封装式蓝色LED及至少一个红绿蓝色(RGB)LED。光源120可由来自电路170的驱动电流175驱动。以此方式，可使用电路170来控制光源120。
照明设备100可经配置以朝向预定输出方向180产生光输出190。如图1中所展示，衬底110可进一步包括面向输出方向180的内表面109。内表面109可经配置以容纳光源120且可为反射的以便使光朝向输出方向180反射。如图1中所展示，光源120可安置于衬底110的内表面109上。
透射调整器130可邻近于光源120形成但与光源120隔开某距离，从而允许来自光源120的光在进入透射调整器130之前混合。透射调整器130可经配置以调整光(例如吸收光)，可使所述光沿特定方向偏振以产生经偏振光。举例来说，透射调整器130可包括经配置以产生沿第一偏振方向182偏振的光的第一调整器层130a及经配置以产生沿第二偏振方向184偏振的光的第二调整器层130b。可使用电路170来控制第一偏振方向182及第二偏振方向184。
透射调整器130可具有可控制或可调整的透射率。举例来说，在图1中所展示的实施例中，在第一状态中，透射调整器130可为实质上透明的，因为第一调整器层130a及第二调整器层130b两者经配置以产生沿实质上类似方向偏振的光。换句话说，在第一状态中，第一偏振方向182及第二偏振方向184可为实质上类似的，从而允许所有光通过。在一个实施例中，透射调整器130在第一状态中可为实质上透明的，其中在所述第一状态中透射率大致在80％与100％之间。
在第二状态中，透射调整器130可为实质上不透明的，因为第一调整器层130a及第二调整器层130b可经配置以沿彼此实质上正交的偏振方向产生光。换句话说，在第二状态中，第一偏振方向182可相对于第二偏振方向184为实质上正交的，从而截止所有光辐射。在一个实施例中，透射调整器130在第二状态中可为实质上不透明的，其中透射率大致在0％与20％之间。
透射调整器130可包括液晶材料、电致变色凝胶材料或可在一个状态中阻挡光且在另一状态中允许光通过的任何其它材料。可使用来自电路170的电信号177来控制透射调整器130。另外，电路170可经配置以提供用以驱动光源120的驱动电流175。在一个实施例中，透射调整器130的透射率可经配置为与电路170的电信号177实质上成线性比例。换句话说，电路170可经配置以控制透射调整器130，以使得电路170的电信号177可与透射调整器130的透射率实质上成线性比例。
如图1中所图解说明，透射调整器130可形成于光源120与波长转换器160之间以使得从光源120发射的进入波长转换器160的辐射199可实质上透射穿过透射调整器130。由于透射调整器130的透射率可根据电路170的电信号177调整，因此可使用电路170来控制从光源120进入波长转换器160的辐射199的量。
如图1中所展示，波长转换器160可包括相对于输出方向180实质上正交布置的转换器表面161以用于接收来自光源120的光输出。类似地，透射调整器130可包括相对于输出方向180实质上正交布置的调整器表面131以用于接收来自光源120的光输出。转换器表面161及调整器表面131可相对于彼此实质上平行地布置。在一个实施例中，转换器表面161可大致等于或小于调整器表面131。此布置可使得能够控制进入波长转换器160的辐射199的量，因为进入转换器表面161的所有光可必须首先进入调整器表面131。
回想起，从光源120发射的辐射可具有预定源波长带。波长转换器160可经配置以将从光源120进入波长转换器160的一定量的辐射199转换成具有比源波长带宽的第一波长带的经转换光。举例来说，波长转换器160可包括可适于将来自光源120的窄带蓝色或绿色光转换成宽谱白色光的磷光体材料。
波长转换器160与光源120隔开某距离而在其之间间置有透射调整器130的布置可为有利的。举例来说，波长转换器160可与可产生热的光源120隔开某距离且因此可较不易受温度改变的影响。另外，与封装式LED内的常规形成方法相比，波长转换器160可较均匀地形成于透射调整器130的表面或透射调整器130的外壳上。另外，所述布置使得进入波长转换器160的辐射199的量能够如本文中先前所论述是可控制的。
任选地，来自光源120的辐射198的一部分可向外部透射而不通过波长转换器160。在此情况中，光输出190可包括来自辐射199的经转换光及从光源120发射的可向外部透射而不通过波长转换器160的辐射198的部分。举例来说，在一个实施例中，向外部透射而不通过波长转换器160的辐射198可为蓝色光，而被转换成比源波长带宽的波长带的辐射199可为白色光。在此布置的情况下，可通过以下操作来调整照明设备100的色点：通过使用透射调整器130调整从照明设备100透射出的白色光的量。
图2展示用于朝向输出方向280产生光输出290的照明设备200的说明性视图。照明设备200可包括衬底210、光源220、透射调整器230、第一透射层240、第二透射层242、密封件252、波长转换器260、漫射器265及电路270。照明设备200可类似于照明设备100，但不同至少在于照明设备200包括漫射器265、密封件252、第一透射层240及第二透射层242。
如图2中所展示，透射调整器230可夹在第一透射层240与第二透射层242之间。另外，第二透射层242又可夹在透射调整器230与波长转换器260之间。第一透射层240及第二透射层242以及透射调整器230的整个结构可夹在波长转换器260与光源220之间。换句话说，波长转换器260及光源220可经布置为间置有第一透射层240、透射调整器230及第二透射层242。在此布置的情况下，从光源220发射的光可在进入波长转换器260之前进入第一透射层240及第二透射层242以及透射调整器230。此布置可出于以下原因而为有利的：可使得进入波长转换器260的光的量可通过使用电路270调整透射调整器230来控制。
第一透射层240及第二透射层242可为由玻璃或透明热塑性塑料(例如也称为PMMA的聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯或适合于制成光导的其它类似材料)制成的实质上透明光导。在一个实施例中，第一透射层240及第二透射层242可为实质上透明的，从而准许大致95％以上的光透射穿过。在另一实施例中，第一透射层240及第二透射层242可经配置以使光漫射且可显现为发白的，但具有大致75％以上的透射率。
在图2中所展示的实施例中，透射调整器230可呈液体或半液体形式。照明设备200可包括夹在第一透射层240与第二透射层242之间的密封件252且在其之间界定单个集成腔244。透射调整器230可形成于密封件252、第一透射层240及第二透射层242之间的单个集成腔244内。如图2中所展示，周界密封件252可围封透射调整器230以使得可呈液体或半液体形式的透射调整器230可以固定形式及形状封围在特定位置处。
第一透射层240及第二透射层242可沿实质上正交于照明设备200的输出方向280的方向平面地延伸。如图2中所展示，第一透射层240具有主表面241。主表面241可为拦截朝向输出方向280行进的实质量的光的实质上平坦内部表面241。在一个实施例中，主表面241的大致百分之八十以上可与单个集成腔244直接接触且因此拦截通过第一透射层240的实质部分的光。
第一透射层240的主表面241可与透射调整器230的调整器表面231直接接触。调整器表面231可与主表面241为约相同大小或略微小于主表面241。在图2中所展示的实施例中，调整器表面231可大致小于主表面241的95％。图2中所展示的大小选择可有利于容纳密封件252同时最大化透射调整器230的调整器表面231的暴露。
波长转换器260可形成为邻近于第二透射层242的实质上薄层。在图2中所展示的实施例中，波长转换器260可与第二透射层242直接接触，因为波长转换器260可形成于第二透射层242上。此布置可有利于使得波长转换器260能够均匀地形成于第二透射层242上。第二透射层242可为实质上平坦的，且因此与在可能不平坦的其它结构处沉积波长转换器260相比，在第二透射层上沉积波长转换器260的薄层可较具控制性且可较容易。
可邻近于波长转换器260组装漫射器265以便可获得均匀光输出290。类似于图1中所展示的实施例，光输出290可包括已透射穿过透射调整器230及波长转换器260的经转换光部分299及从光源220发射而未由波长转换器260转换的未经转换光部分298。类似地，电路270可经配置以借助实质上恒定电流275驱动光源220且可经配置以产生指示透射调整器230的透射率的电信号277。
图3A展示用于产生光输出390的照明设备300的说明性视图。照明设备300可包括衬底310、光源320、第一透射层340、第二透射层342、第一透射衰减器330、第二透射衰减器332、密封件352、隔离器350、第一波长转换器360、第二波长转换器362、任选漫射器365及电路370。照明设备300可实质上类似于照明设备200，但不同可至少在于照明设备300包括两个波长转换器360、362。照明设备300可经配置以产生朝向输出方向380照射的光输出390。
参考图3A及图3B，光源320可经配置以发射由光射线398a及光射线399a图解说明的光。光射线398a、399a可为具有彩色窄带光的带有特定色彩的可见光，或替代地可为例如紫外光的不可见光。光射线398a及光射线399a的光谱可分别实质上类似于图3B中所图解说明的曲线图。参考图3B，所有曲线图将光谱波长展示为水平轴且将光谱强度(“I”)展示为垂直轴。在图3A中所展示的实施例中，光射线398a及399a可为实质上类似的。举例来说，光射线398a的光谱曲线图396a可具有在波长λpk处以最大强度I1形成峰值的源波长带λsp。类似地，光射线399a的光谱曲线图397a可具有在波长λpk处以最大强度I1形成峰值的源波长带λsp，此可实质上类似于光射线398a的光谱曲线图396a。
从光源320发射的光射线398a、399a可透射穿过可为实质上透明材料的第一透射层340，而不会损失光。第一透射衰减器330及第二透射衰减器332可经配置以根据电路370衰减光强度。换句话说，第一透射衰减器330及第二透射衰减器332中的每一者可具有可控制或可调整的透射率。
举例来说，在进入第一透射衰减器330之前的光射线398a的光谱曲线图396a与在射出第一透射衰减器330之后的光射线398b的光谱曲线图396b之间的比较可揭露光强度已从I2减小到I1，如图3B中所展示。类似地，在进入第二透射衰减器332之前的光射线399a的光谱曲线图397a与射出第二透射衰减器332的光射线399b的光谱曲线图397b之间的比较可揭露光强度已从I1减小到I3。电路370可经配置以控制待由第一透射衰减器330及第二透射衰减器332衰减的光量。然而，光谱曲线图396b及397b两者展示波长带可保持实质上不变，具有源波长带λsp。类似地，峰值波长可保持实质上类似于如从光源320发射的波长λpk。
第一波长转换器360及第二波长转换器362可经配置以分别将光射线398b、399b转换成第一经转换光398c及第二经转换光399c。在光转换期间，可展宽光射线398b、399b的波长带。举例来说，如图3B中所图解说明，在转换之后的第一经转换光398c的光谱曲线图396c与在转换之前的光射线398b的光谱曲线图396b之间的比较揭露第一经转换光398c可具有比源波长带λsp宽的第一经转换波长带λsp1。另外，第一经转换光398c可具有次级峰值波长λpk1。
类似地，在转换之后的第二经转换光399c的光谱曲线图397c与在转换之前的光射线399b的光谱曲线图397b之间的比较揭露第二经转换光399c可具有实质上比源波长带λsp宽的第二经转换波长带λsp2。第二经转换光399c可具有可不同于第一经转换光398c的次级峰值波长λpk1的次级峰值波长λpk2。
在图3B中所展示的实施例中，第一经转换波长带λsp1及第二经转换波长带λsp2可分别实质上比源波长带λsp宽。第一经转换波长带λsp1及第二经转换波长带λsp2可为不同的。然而，在另一实施例中，第一经转换波长带λsp1及第二经转换波长带λsp2可为实质上类似的。第一经转换光398c及第二经转换光399c的峰值强度与在转换之前的峰值相比可较低，如图3B中所展示，因为处于波长λpk的光的一部分可能已被转换。
总的来说，第一波长转换器360可经配置以将来自光源320的具有源波长带λsp的光射线398a转换成具有比源波长带λsp宽的第一波长带λsp1的第一经转换光398c，而第二波长转换器362可经配置以将具有源波长带λsp的光射线399a转换成来自光源320的具有比源波长带λsp宽的第二波长带λsp2的第二经转换光399c。
类似地，第一透射衰减器330可光学耦合到光源320以便控制从光源320进入第一波长转换器360的光射线398b的第一量，而第二透射衰减器332可光学耦合到光源320以便控制从光源320进入第二波长转换器362的光射线399b的第二量。为了允许第一透射衰减器330及第二透射衰减器332独立地控制光，隔离器350可经配置以将第一透射衰减器330与第二透射衰减器332光学隔离。
照明设备300可实质上类似于图2中所展示的照明设备200，但不同可至少在于照明设备300可包括两种类型的第一波长转换器360及第二波长转换器362，而非单个类型。另外，第一透射衰减器330及第二透射衰减器332可经配置以在不修改光的光谱含量的情况下使光衰减。在图3A中所展示的实施例中，第一透射衰减器330及第二透射衰减器332可包括电致变色凝胶材料。
第一透射层340及第二透射层342可为实质上透明的。任选地，第一透射层340及第二透射层342可经配置以使光漫射。照明设备300的第一透射层340及第二透射层342可间置有第一透射衰减器330及第二透射衰减器332。密封件352可围封第一透射衰减器330及第二透射衰减器332，以使得第一透射衰减器330及第二透射衰减器332实质上密封于密封件352、第一透射层340及第二透射层342之间。
参考图3A，第一透射衰减器330可形成于第一单个集成腔344内。第一单个集成腔344可形成为由第一透射层340及第二透射层342、密封件352的一部分以及隔离器350的一部分环绕。类似地，第二透射衰减器332可形成于第二单个集成腔346内。第二单个集成腔346可形成为由第一透射层340及第二透射层342、密封件352的一部分以及隔离器350的一部分环绕。另外，从图3A可观察到，隔离器350、第一透射衰减器330及第二透射衰减器332可由密封件352环绕且夹在第一透射层340与第二透射层342之间。
如图3A中所展示，第一透射衰减器330及第二透射衰减器332、第一透射层340及第二透射层342可与光源320隔开某距离。此布置可有利于提供用于光混合的空间。举例来说，考虑包含具有略微不同的光谱输出的多个光源320的情况，空间325可允许光混合以使得透射穿过第一透射衰减器330及第二透射衰减器332的光可为较均匀的。为了进一步改进均匀性，可采用任选的漫射器365。漫射器365可光学耦合到第一波长转换器360及第二波长转换器362，以使得射出第一波长转换器360及第二波长转换器362的第一经转换光398c及第二经转换光399c可漫射到照明设备300的光输出390中。
第一波长转换器360及第二波长转换器362可组合地拦截所有光输出390，以使得射出照明设备300的所有光均透射穿过第一波长转换器360及第二波长转换器362。或者，类似于先前实施例，来自光源320的光(未展示)的一部分可经配置而向外部发射，以在不通过第一波长转换器360及第二波长转换器362的情况下形成照明设备300的光输出390的一部分。在光源320经配置以发射彩色窄带光的实施例中，可在外部观察到色彩。然而，光输出390可具有不同色彩，因为光输出390的实质部分可包括具有带有不同色彩的较宽波长带的第一经转换光398c及第二经转换光399c。
图3C图解说明图3A中所展示的电路370的框图。如图3C中所展示，电路370可包括电力转换器372、LED驱动器374、第一衰减器控制电路376及第二衰减器控制电路378。电路370可电耦合到第一透射衰减器330及第二透射衰减器332以及光源320。更具体来说，LED驱动器374可电耦合到光源320以驱动光源320。LED驱动器374可包括经配置以提供实质上恒定电流的恒定电流电路375。第一衰减器控制电路376及第二衰减器控制电路378可电耦合到第一透射衰减器330及第二透射衰减器332以便分别控制第一透射衰减器330及第二透射衰减器332的透射率。电力转换器372可耦合到电源以将家用电力供应的交流变换为用于照明设备300内的电组件的直流电力供应。
图3D与常规脉宽调制驱动信号391相比地来图解说明耦合到光源320及以及第一透射衰减器330及第二透射衰减器332的各种控制信号。图3D中所展示的曲线图的垂直轴指示电流，而水平轴表示信号的时序。对于常规脉宽调制(下文中称为PWM)，可在周期性时间循环Tpwm中接通调制驱动信号391达周期Ton。取决于所需要的亮度，接通周期Ton与周期性时间循环Tpwm相比可为实质上短的。“接通”、“关断”的效应可导致其它家庭电器(例如计算机屏幕或相机)上的闪烁效应。
相比之下，图3中所展示的实施例的LED驱动器374可采用可为实质上恒定电流Ifix的驱动信号392。在初始阶段期间，驱动信号392可从初始值转变为实质上恒定电流Ifix。在一个实施例中，即使周围温度从0℃到40℃显著波动，实质上恒定电流Ifix也可保持恒定。更具体来说，实质上恒定电流Ifix的值可从初始值改变大致5％以下。在其中LED驱动器374包括较高精度恒定电流电路375的另一实施例中，实质上恒定电流Ifix的值可在0℃到40℃之间的温度范围内波动大致2％以下。
如果需要总体照明设备300的较高亮度，那么可将驱动信号392的恒定驱动电流Ifix调整为较高。可使用脉宽调制(PWM)。对于固定量的亮度，驱动信号392的实质上恒定电流Ifix与常规PWM方案的调制驱动信号391的接通电流Ipwm相比可实质上较低。这可因为常规PWM方案的接通电流Ipwm通常接通达短的时间周期而非如在图3D中所观察的那样为连续接通的。
可根据第一衰减器控制电路376的控制信号393来调整通过第一透射衰减器330及第二透射衰减器332的光。举例来说，电路370的控制信号393可与第一透射衰减器330的透射率成线性比例。在图3D中所展示的曲线图中，为了增加常规照明设备(未展示)的亮度，可延长接通周期Ton。这由曲线图中的第三及第四脉冲图解说明。
相反，对于图3D中所展示的实施例，可通过增加控制信号393而增加亮度。这是因为当控制信号393增加时，第一透射衰减器330及第二透射衰减器332的透射率也可增加，借此允许更多光向外部透射。在另一实施例中，可采用负信号控制方案。换句话说，当控制信号393增加时，第一透射衰减器330及第二透射衰减器332的透射率可与控制信号393成比例地相应地减小。
参考图3A，照明设备300可包括两种不同类型的波长转换器360、362。因此，通过单独地控制第一透射衰减器330及第二透射衰减器332，进入相应第一波长转换器360及第二波长转换器362的光量可不同。因此，可实现具有不同光谱含量的光输出390。
考虑其中第一波长转换器360可为产生冷白色光的黄色磷光体且其中第二波长转换器362可为产生暖白色光的红色磷光体的一种情景。通过使用电路370的控制信号393调整通过第一透射衰减器330及第二透射衰减器332的光量，可调整光输出390的色点。举例来说，如果第一透射衰减器330可经配置以允许较多光通过且第二透射衰减器332可经配置以阻挡较多光，那么光输出390的色点可较类似于冷白色光的外观。相反，如果颠倒所述布置而使得第二透射衰减器332与第一透射衰减器330相比允许较多光通过，那么光输出390可在外观上较类似于暖白色。此布置可有益于提供控制照明设备300的色点的灵活性。
图4A图解说明照明器材400的横截面图。照明器材400可包括主体418、任选衬底410、光源420、第一透射层440、第二透射层442、第一透射调整器430、第二透射调整器432、密封件452、隔离器450、第一波长转换器460、第二波长转换器462、任选漫射器465及电路470。照明器材400可经配置以朝向输出方向480产生光输出490。图4B中展示不具有漫射器465的照明器材400的俯视图。
虽然图4A及图4B中展示了多个光源，但在另一实施例中，照明器材400可包括仅一个封装光源420。光源420及电路470可附接到衬底410，衬底410又附接在主体418的一部分上。或者，光源420及电路470可直接或经由两个不同PCB(未展示)附接到壳体418。主体418可为用于装纳照明器材400的所有组件的壳体。主体418的一侧可包括供光输出使用的孔口411。孔口411可经布置为面向输出方向480。漫射器465可覆盖孔口411。或者，代替漫射器465，可采用实质上透明盖(未展示)。腔425可邻近于孔口411形成于孔口411与光源420之间。
类似于先前所揭示的实施例，光源420可经配置以发射具有源波长带的光。主体418的孔口411可接近光源420布置以允许来自光源420的光穿过孔口411而朝向输出方向480透射。第一波长转换器460可经配置以将从光源420进入第一波长转换器460的一定量的光转换成具有比源波长带宽的第一波长带的第一经转换光。
在图4A-4B中所展示的实施例中，第一波长转换器460可为初级波长，其覆盖第一孔口411的至少一个实质部分以使得射出第一孔口411的所述至少一个实质部分的光透射穿过第一波长转换器460。在一个实施例中，光输出490可包括透射穿过第一波长转换器460或初级波长转换器的光的60％以上。第一透射调整器430可光学耦合到光源420以便控制从光源420进入第一波长转换器460的光量。第一透射调整器430可实质上类似于图1中所展示的透射调整器130或图3A中所展示的第一透射衰减器330。
另外，第二波长转换器462可经配置以将额外量的光转换成具有比源波长带宽的第二波长带的第二经转换光。第二波长转换器462可邻近于第一波长转换器460形成而覆盖第一孔口411的至少一个额外部分。第二透射调整器432可光学耦合到光源420以便控制从光源420进入第二波长转换器462的光的额外量。图4A中所展示的第二波长转换器462可为用于调整光输出490的色点的次级波长转换器462。覆盖实质部分的第一波长转换器460及覆盖第二较小部分的第二波长转换器462的布置可为有利的，因为第二波长转换器462可用于色彩调整目的。
如在图4A及图4B中可见，第二波长转换器462可经形成为围封第一波长转换器460。如图4B中所展示，第一波长转换器460及第二波长转换器462可为实质上同轴对准的。透射调整器430、432可在接近第一波长转换器460及第二波长转换器462的第二透射层442的另一侧上分别光学耦合到第一波长转换器460及第二波长转换器462。如图4A中所展示，第一波长转换器460及第二波长转换器462、密封件452可夹在第一透射层440与第二透射层442之间。
为了独立地控制光透射，可使用隔离器450将第一透射调整器430与第二透射调整器432光学隔离。然而，第一波长转换器460及第二波长转换器462可在无隔离器450的情况下彼此邻近放置。在一个实施例中，第一波长转换器460及第二波长转换器462可为形成于第二透射层442上的彼此在略微接近边界区域处重叠的薄膜层。
如在先前实施例中所论述，第一波长转换器460及第二波长转换器462可略微大于第一透射调整器430及第二透射调整器432，以使得透射穿过第一波长转换器460及第二波长转换器462的光可透射穿过第一透射调整器430及第二透射调整器432。如图4A中所展示，第一波长转换器460及第二波长转换器462、第一透射层440及第二透射层442以及第一透射调整器430及第二透射调整器432可平面地正交于输出方向480而形成或布置以便拦截从光源420发射的光。
图5A图解说明具有多个孔口511-513的照明器材500的俯视图。图5B图解说明图5A中所展示的照明器材500沿着线3-3截取的横截面图，而图5C及图5D分别图解说明图5A中所展示的照明器材500沿着线4-4及线5-5截取的横截面图。参考图5A-5D，照明器材500可包括主体518、任选衬底510、光源520、第一透射层540、第二透射层542、第一透射调整器530、第二透射调整器532、第三透射调整器534、密封件552、第一波长转换器560、第二波长转换器562、第三波长转换器564、透明盖566及电路570。照明器材500可经配置以朝向输出方向580产生光输出590。图5A中所展示的俯视图可具有透明盖566，但在其它实施例中，透明盖566可包括用以使光漫射的微型光学器件。
可互连图5B-5D中所展示的腔525。多个孔口511-513可邻近于腔525形成以使得腔525可夹在多个孔口511-513与光源520之间。照明器材500可实质上类似于照明器材400，但不同至少在于照明器材500采用其中波长转换器560-564中的一者可安置于孔口511-513中的一者中的布置方案。腔525可经配置以提供用于使来自光源520的光在进入透射调整器530之前混合的空间。
另外，第一波长转换器560可经配置以覆盖第一孔口511的至少一个实质部分以使得射出第一孔口511的光透射穿过第一波长转换器560。类似地，第二波长转换器562可经配置以覆盖第二孔口512的至少一个实质部分以使得射出第二孔口512的光透射穿过第二波长转换器562，而第三波长转换器564可经配置以覆盖第三孔口513的至少一个实质部分，以使得射出第三孔口513的光透射穿过第三波长转换器564。
类似于先前实施例，第一波长转换器560、第二波长转换器562及第三波长转换器564中的每一者可分别经配置以将来自光源520的彩色窄带光转换成较宽带光。在一个实施例中，较宽带光可为具有不同色点的白色光。
图6图解说明具有未由波长转换器660覆盖的至少一个孔口613的照明器材600的俯视图。图6B图解说明图6A中所展示的照明器材600沿着线6-6截取的横截面图，而图6C及图6D分别图解说明图6A中所展示的照明器材600沿着线7-7及线8-8截取的横截面图。参考图6A-6D，照明器材600可包括主体618、任选衬底610、多个光源620-622、第一透射层640、第二透射层642、第一透射调整器630、第二透射调整器632、密封件652、第一波长转换器660、第二波长转换器662、透明盖666及电路670。照明器材600可经配置以朝向输出方向680产生光输出690。
照明器材600可实质上类似于图6A-6D中所展示的照明器材600，但不同至少在于照明器材600包括两个波长转换器660、662且具有至少一光源622，光源622直接光学耦合到透明盖666以便发射光输出690而不经历波长转换。另外，每一孔口611-613可耦合到不同类型的光源620-622。举例来说，第一光源620可布置于接近第一孔口611的第一腔625a内，第二光源621可布置于接近第二孔口612的第二腔625b内，而第三光源622可布置于接近第三孔口613的第三腔625c内。第一、第二及第三腔625a-625c可通过可为不透明的主体618的一部分光学隔离。
一般来说，第一光源620及第二光源621可经配置以发射彩色窄带光。然而，可分别通过波长转换器660、662将所述彩色窄带光转换成较宽波长带。在图6中所展示的实施例中，第一光源620及第二光源621可经配置以发射彩色窄带光，所述彩色窄带光可接着被转换成宽谱白色光。任选地，一个额外光源623可布置于第一腔625a内以便产生光。来自额外光源623的光及来自第一光源620的光可在第一腔625a内于进入第一透射调整器630之前混合。
然而，第三光源622可包括红色LED裸片、绿色LED裸片及蓝色LED裸片。因此，第三光源622可经配置以通过具有成比例量的红色、绿色及蓝色光而发射白色光。或者，可调整红色、绿色及蓝色分量以产生任何色彩的光。光的每一色彩分量可为窄带光而非宽谱光。可通过调整供应电流来调整第三光源622的亮度。任选地，可形成第三透射调整器(未展示)，其拦截射出第三孔口613的光以便控制穿过第三孔口613输出的光量。
图7图解说明展示用于控制照明设备的色点的方法的流程图700。在步骤710中，提供具有源波长带的光源、第一透射衰减器、第一波长转换器、第二透射衰减器、第二波长转换器及电路。所述电路可电耦合到所述第一及第二透射衰减器。接下来，在步骤720中，可将第一透射衰减器在光源与第一波长转换器之间光学耦合到所述光源以产生具有比源波长带宽的第一波长带的第一经转换光。
随后，在步骤730中，可将第二透射衰减器在光源与第二波长转换器之间光学耦合到光源以产生具有比源波长带宽的第二波长带的第二经转换光。所述方法可接着继续进行到步骤740，其中可使用所述电路来调整第一及第二透射衰减器的透射率以控制照明设备的色点。
不同方面、实施例或实施方案可(但不需要)产生以下优点中的一或多者。举例来说，针对波长转换器、透射调整器及透射衰减器选择的布置及大小可有利于实现对正由波长转换器转换的光的控制。另一优点可为所使用的光谱转换材料的量及类型可增加显色指数。类似地，允许彩色窄带光形成光输出的一部分可增加显色指数。
虽然上文中已描述及图解说明本发明的特定实施例，但本发明不应限制于如此描述及图解说明的部件的任何特定形式或布置。举例来说，上文所描述的光源可为如已知或后来开发的LED裸片或某一其它将来的光源裸片，此并不背离本发明的范围。同样地，虽然在每一实施例中论述了特定特征，但在一个实施例中描述的特征可适用于其它实施例。本发明的范围将由所附权利要求书及其等效内容界定。

Claims (20)

1.一种用于产生光输出的照明设备，其包括：
衬底；
光源，其安置于所述衬底上，经配置以发射具有源波长带的辐射；
波长转换器，其用于将从所述光源进入所述波长转换器的一定量的所述辐射转换成具有比所述源波长带宽的第一波长带的经转换光；
透射调整器，其形成于所述光源与所述波长转换器之间，以使得从所述光源发射的进入所述波长转换器的所述辐射实质上透射穿过所述透射调整器，其中所述透射调整器具有一透射率，且所述透射率可调整以便控制从所述光源进入所述波长转换器的所述辐射的所述量；及
电路，其经配置以驱动所述光源且经配置以产生向所述透射调整器指示所述透射调整器的所述透射率的电信号。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述光源及所述波长转换器经布置以使得从所述光源发射的所述辐射的一部分向外部透射而不透射穿过所述波长转换器。
3.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述透射调整器夹在第一与第二透射层之间。
4.根据权利要求3所述的照明设备，其进一步包括夹在所述第一与第二透射层之间的围封所述透射调整器的周界密封件，且其中所述透射调整器实质上密封于所述周界密封件、所述第一及第二透射层之间。
5.根据权利要求4所述的照明设备，其中所述透射调整器形成于在所述周界密封件、所述第一及第二透射层之间形成的单个集成腔内。
6.根据权利要求5所述的照明设备，其中所述第一透射层包括实质上平坦的内部表面，且其中所述实质上平坦的内部表面的大致百分之八十以上与所述单个集成腔直接接触。
7.根据权利要求1所述的照明设备，其中：
所述照明设备具有输出方向；
所述波长转换器具有相对于所述输出方向实质上正交布置的转换器表面；且
所述透射调整器具有相对于所述输出方向实质上正交布置的调整器表面。
8.根据权利要求7所述的照明设备，其中所述转换器表面大致等于或小于所述调整器表面。
9.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述电路经配置以控制所述透射调整器，以使得所述电路的所述电信号与所述透射调整器的所述透射率成线性比例。
10.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述透射调整器包括电致变色凝胶材料。
11.一种用于产生光输出的照明设备，其包括：
光源，其经配置以发射具有源波长带的光；
第一波长转换器，其经配置以将所述光转换成具有比所述源波长带宽的第一波长带的第一经转换光；
第二波长转换器，其经配置以将所述光转换成具有比所述源波长带宽的第二波长带的第二经转换光；
第一透射衰减器，其光学耦合到所述光源以控制从所述光源进入所述第一波长转换器的所述光的第一量；及
第二透射衰减器，其光学耦合到所述光源以控制从所述光源进入所述第二波长转换器的光的第二量。
12.根据权利要求11所述的照明设备，其进一步包括电耦合到所述第一及第二透射衰减器的电路。
13.根据权利要求12所述的照明设备，其中所述电路经配置以通过分别调整通过所述第一及第二透射衰减器的光的所述第一及第二量来调整所述光输出的色点。
14.根据权利要求11所述的照明设备，其进一步包括将所述第一与第二透射衰减器实质上隔离的隔离器。
15.根据权利要求11所述的照明设备，其进一步包括：
第一及第二透射层，其间置有所述第一及第二透射衰减器；
密封件，其围封所述第一及第二透射衰减器，以使得所述第一及第二透射衰减器实质上密封于所述密封件、所述第一及第二透射层之间。
16.根据权利要求11所述的照明设备，其进一步包括：
第一衰减器控制电路，其电耦合到所述第一透射衰减器以控制所述第一透射衰减器的透射率；及
第二衰减器控制电路，其电耦合到所述第二透射衰减器以控制所述第二透射衰减器的透射率。
17.一种用于朝向输出方向产生光输出的照明器材，其包括：
主体；
光源，其经配置以发射具有源波长带的光；
所述主体的第一孔口，其接近所述光源而布置，从而允许来自所述光源的所述光穿过所述第一孔口而朝向所述输出方向透射；
第一波长转换器，其经配置以将从所述光源进入所述第一波长转换器的一定量的所述光转换成具有比所述源波长带宽的第一波长带的第一经转换光，所述第一波长转换器经配置以覆盖所述第一孔口的至少一个实质部分，以使得射出第一孔口的所述至少一个实质部分的光透射穿过所述第一波长转换器；及
第一透射调整器，其光学耦合到所述光源以便控制从所述光源进入所述第一波长转换器的光的所述量。
18.根据权利要求17所述的照明器材，其进一步包括：
第二波长转换器，其经配置以将额外量的所述光转换成具有比所述源波长带宽的第二波长带的第二经转换光；及
第二透射调整器，其光学耦合到所述光源以便控制从所述光源进入所述第二波长转换器的所述光的所述额外量。
19.根据权利要求18所述的照明器材，其中所述第二波长转换器邻近于所述第一波长转换器而形成，从而覆盖所述第一孔口的至少一个额外部分。
20.根据权利要求18所述的照明器材，其进一步包括第二孔口，其中所述第二波长转换器经配置以覆盖所述第二孔口的至少一个实质部分，以使得射出所述第二孔口的光透射穿过所述第二波长转换器。
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