CN105121941A - 具有受控光谱属性和角分布的发光布置 - Google Patents

具有受控光谱属性和角分布的发光布置 Download PDF

Info

Publication number
CN105121941A
CN105121941A CN201380062124.6A CN201380062124A CN105121941A CN 105121941 A CN105121941 A CN 105121941A CN 201380062124 A CN201380062124 A CN 201380062124A CN 105121941 A CN105121941 A CN 105121941A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
wave length
luminescence
wavelength
solid state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380062124.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105121941B (zh
Inventor
T.范博梅
R.A.M.希克梅特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Signify Holding BV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN105121941A publication Critical patent/CN105121941A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105121941B publication Critical patent/CN105121941B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32Optical layout thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/62Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using mixing chambers, e.g. housings with reflective walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/08Lighting devices intended for fixed installation with a standard
    • F21S8/085Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/08Lighting devices intended for fixed installation with a standard
    • F21S8/085Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light
    • F21S8/086Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light with lighting device attached sideways of the standard, e.g. for roads and highways
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/08Combinations of only two kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements and reflectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/12Combinations of only three kinds of elements
    • F21V13/14Combinations of only three kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements, reflectors and refractors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/20Illuminance distribution within the emitted light
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10Outdoor lighting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10Outdoor lighting
    • F21W2131/103Outdoor lighting of streets or roads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

一种发光布置包括:形成至少一组光源的多个固态光源,其被布置为提供包括第一光部分和第二光部分的光分布,以及至少一个光学部件,其适于至少部分准直由所述光源发射的光,以产生离开该发光布置的包括中心输出光和外围输出光的输出光,其中所述中心输出具有555±20nm的主导波长和至少3cd/m2的光强度,并且所述外围输出光具有507±30nm的主导波长和小于3cd/m2的光强度。该发光布置因此提供与发射的光的强度和方向相关,并且可适于增强直接在发光布置之下以及在相距其一定距离处的对象和颜色的可见性的发射光谱。因此该发光布置特别适合在恶劣背景光条件下(例如在黎明、黄昏和黑暗下)的室外光照。

Description

具有受控光谱属性和角分布的发光布置
技术领域
本发明涉及包括适于提供具有期望光谱属性和角分布的输出光的固态光源的发光布置。
背景技术
人眼的敏感度依赖于光强度条件。在低光强度(<0,01cd/m2,被称为暗视条件,在其下通过视杆细胞调解视力)下,眼睛对相对短的波长更加敏感,具有在大约507nm处的敏感度峰值。相比之下,在高光强度条件(>3cd/m2,被称为明视条件并且在其处主要通过视锥细胞调解视力)处,眼睛对较长波长更加敏感,具有在555nm处的敏感度峰值。
WO2006/132533目的在于提供用于公共空间的照明布置,其将高效率与夜间的良好可见性组合。为此目的,WO2006/132533建议了包括适合生成第一波长区域和第二波长区域的光的固态光源的照明布置。第一波长区域包括500-550nm的波长,并且第二波长区域包括560-610nm的波长。该照明布置被设计为生成具有来自第一波长区域的主导波长的光,以使得人眼的眼睛敏感度由杆状体主导(即暗视力)。
然而,在WO2006/132533中建议的解决方案的缺点是在照明布置的正下方的位置处,颜色辨识仍然是不令人满意的。因此,在该领域中存在对适合室外照明的改进的照明布置的需要。
发明内容
本发明的目的是克服该问题,并且提供增强直接在发光布置之下以及在距其一定距离处的对象和/或颜色的可见性的发光布置。
根据本发明的第一方面,通过一种发光布置来实现该目的和其它目的,该发光布置包括:
- 形成至少一组光源的多个固态光源,其被布置为提供包括第一光部分和第二光部分的光分布,以及
- 至少一个光学部件,其适于至少部分准直由所述光源发射的光,以产生离开该发光布置的包括中心输出光和外围输出光的输出光,其中所述中心输出具有555±20nm的主导波长和至少3cd/m2的光强度,并且所述外围输出光具有507±30nm的主导波长和小于3cd/m2的光强度。
本发明的发光布置特别适合在恶劣背景光条件下(例如在黎明、黄昏和黑暗下)的室外光照。直接在发光布置的前方(在嵌顶灯的情况下,在发光布置之下),发射的波长适于匹配在明视条件下眼睛的敏感度,使得增强色觉。同时,在发射的光的外围区域中,其中强度较低,发射的波长适于紧密匹配在暗视条件下眼睛的敏感度,从而还提供更加远离光源的对象的良好可见性。
在本发明的实施例中,所述固态光源中的至少一些可以适于发射第一波长范围的光。发光布置然后进一步包括能够将所述第一波长范围的光转换为第二波长范围的光的至少第一波长转换构件。该波长转换构件一般被布置为接收并且至少部分转换由所述多个固态光源发射的所述第一光部分,并且允许由所述固态光源发射的所述第二光部分在所述第一波长转换构件旁边经过。例如,可以通过第一波长转换构件接收由至少一个第一固态光源发射的光,并且由至少一个第二固态光源发射的光可避开所述第一波长转换构件(例如在其旁边经过)。
第一波长范围可以具有507±30nm的主导波长。
在本发明的实施例中,发光布置可包括用于提供所述第一光部分和输出光的所述中心部分的第一组固态光源,以及用于提供所述第二光部分和输出光的所述外围部分的第二组固态光源。
在本发明的实施例中,可以将所述至少一个第一固态光源布置在第一光混合腔内,并且波长转换构件可形成所述光混合腔的光出射窗,并且可将所述至少一个第二固态光源布置在所述第一光混合腔之外。在一些实施例中,可将所述至少一个第二固态光源布置在第二光混合腔内。
在本发明的实施例中,波长转换构件可覆盖所述至少一个第一固态光源。
在本发明的实施例中,发光布置进一步包括被布置为接收所述外围光部分并且包括能够将所述第一波长范围的光转换为第三波长范围的光的第二波长转换材料的第二波长转换构件。第三波长范围可以具有507±30nm的主导波长。使用波长转换材料提供用于暗视光条件的期望波长允许使用具有不同发射光谱的光源。
在本发明的实施例中,发光布置可包括被布置为至少部分准直所述第一光部分以形成所述中心输出光的第一光学部件,和被布置为至少部分准直所述第二光部分以形成所述外围输出光的第二光学部件,其中所述第二光学部件提供比所述第一光学部件更宽的光的角分布。因此,来自光源的光可以被高效引导以分别形成所述中心和外围部分。
在使用波长转换构件的本发明的实施例中,发光布置可包括第一反射体或折射光学部件,其被布置为向着发光布置的中心光出射窗引导所述第二波长范围的光以形成所述中心输出光。
此外,在使用波长转换构件的本发明的实施例中,发光布置可包括第二反射体或第二折射光学部件,其被布置为向着发光布置的外部光出射窗引导所述第二光部分的光以形成所述外围输出光。在该上下文中的“第二”用于指代其位置和/或功能,并且不应当被解释为要求“第一”反射体或折射光学部件;设想到,该发光布置可包括被布置为向着外部光出射窗引导所述第二光部分的光的所述第二反射体或第二折射光学部件,而不存在如上所述的第一反射体或部件。在本发明的实施例中,所述第一光学部件可以被布置为与第一光源光学接触,并且所述第二光学部件可被布置为与第二光源光学接触。
在本发明的实施例中,波长转换构件可包括量子点。在还使用第二波长转换构件的情况下,一个或两个波长转换构件可包括量子点。量子点具有良好定义的窄的发射带,这使它们特别适合在其中期望例如555±20nm的主导波长的本发明中使用。
在本发明的实施例中,第一波长转换构件和固态光源相互间隔开。替代地,在一些实施例中,第一波长转换构件可直接布置在所述固态光源中的至少一个上。
根据另一方面,本发明提供了一种包括如本文描述的发光布置的灯或照明器。
根据再另一方面,本发明提供了包括如本文描述的发光布置的路灯。该路灯可提供与发射的光的强度和方向相关并且可适于增强直接在发光布置之下以及与其相距一定距离处的对象和颜色的可见性的发射光谱。路灯可因此向驾驶员以及行人提供增大的舒适性和安全性。
根据另外方面,本发明分别提供了包括如本文描述的发光布置的手电筒和用于车辆的前灯(特别是自行车灯)。因为手电筒和自行车灯主要在恶劣背景光条件下使用,所以本发光布置可以还在这样的应用中是非常有用的。
注意,本发明涉及在权利要求中记载的特征的所有可能组合。
附图说明
现在将参考示出本发明的(多个)实施例的附图,更详细描述本发明的该方面和其它方面。
图1是根据本发明的实施例的分别提供适于明视和暗视条件的不同区域的光的发光布置的截面侧视图。
图2是根据本发明的其它实施例的发光布置的侧视图的截面视图。
图3是根据本发明的其它实施例的发光布置的侧视图的截面视图。
图4是根据本发明的其它实施例的发光布置的侧视图的截面视图。
图5图示了根据本发明的实施例的分别提供适于明视和暗视条件的不同区域的光的路灯。
图6图示了根据本发明的实施例的分别提供适于明视、中间视和暗视条件的不同区域的光的路灯。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面描述本发明,其中示出本发明的当前优选的实施例。然而,本发明可以体现在很多不同形式中,并且不应当被解释为受限于本文陈述的实施例;相反,出于彻底性和完整性而提供这些实施例,并且这些实施例向技术人员完全传达本发明的范围。同样的附图标记自始至终指代同样的元件。
本发明人已开发了特别适于在恶劣背景光条件下(例如在黎明、黄昏和黑暗下)的光照(尤其是室外)的发光布置。本发光布置提供了与发射的光的强度和方向相关并且可适于增强直接在发光布置之下以及与其相距一定距离处的对象和颜色的可见性的发射光谱
图1图示了可以被用于提供期望明视和暗视光谱的发光布置的实施例。发光布置100包括被布置在支撑物107上的多个固态光源101。在光源101前面,布置第一波长转换构件102以便接收由该组光源101发射的光的中心部分。离开波长转换构件的转换后的光随后由中心发射体104的凹表面104a部分再引导,从而波长转换后的光和经由波长转换构件102透过而未被转换的任何非转换的光可作为中心输出光离开发光布置。
根据本发明的实施例,由发光布置发射的光的中心部分是具有至少3cd/m2的强度的明视光,并且具有555nm±20nm的主导波长,即在535-575nm的波长范围中。一般该明视光可以是白色或发白的光。
此外,由光源101在外围方向上发射的光避开波长转换构件102,可选地经由至少一个横向光出射窗,并且随后由(例如同心地)围绕中心反射体的外围凹反射体106再引导。可选地,该外围、未转换的光一般还由中心反射体104的凸外表面104b再引导。作为结果,低强度的未转换的光,即暗视光(S)可在外围方向上离开发光布置。外围光通常具有507nm±30nm的主导波长。
因此,根据本发明的实施例,由发光布置100发射的光的外围部分是具有小于0.01cd/m2的强度的暗视光(S),并且具有507nm±30nm的主导波长,即在477-537nm的波长范围中。该暗视光可以是白色或发白的光。
波长转换构件102包括至少一个波长转换材料,关于将被转换的波长范围和期望的转换波长范围和输出光的期望主导波长来选择该至少一个波长转换材料,输出光可以是转换后的和非转换(透过)的光的组合。例如,第二波长范围的光(转换后的光)可以具有555nm±20nm的主导波长。
根据本发明,存在用于提供具有507nm±30nm的主导波长的光的各种解决方案。在图1中图示的实施例中,光源101适于发射具有507nm±30nm的主导波长的第一波长范围的光。然而在其它实施例中,由光源发射的对应于“第一波长范围”的光可以是较短波长的光,一般是蓝光,并且可以替代透明横向光出射窗105提供第二波长转换构件,所述第二波长转换构件能够将由光源101发射的(例如蓝色)光的部分转换为具有507nm±30nm的主导波长的光。在这些实施例中,波长转换构件102仍然将所述第一波长范围转换为所述第二波长范围。图2示出了本发明的发光布置的另一实施例。在此,发光布置200包括两组光源:第一组光源201a(还被称为中心光源201a)被居中布置在支撑板207上。楔形波长转换构件202被布置在光源202a之上以接收由光源201a发射的所有光。在光发射方向上的楔形点和波长转换构件202的横向侧面面向发光布置的外围。替代地,波长转换构件202可具有角锥体、半球或半圆柱的形状。离开波长转换构件202的光由凹反射体204部分再引导以形成一般具有555nm±20nm的主导波长的中心输出光。发光布置进一步包括外围地布置在支撑板207上的第二组光源201b。外围光源201b未被波长转换构件202覆盖,并且由外围光源201b发射的光大体上在不被反射体204再引导的情况下离开发光布置。光源201a可适于发射可以被波长转换构件202转换为所述第二波长范围的任何适当波长的光。例如,光源201a可发射蓝光,或具有507nm±30nm的主导波长的光。光源201b可适于发射具有507nm±30nm的主导波长的光。替代地,光源201b可发射不同(一般较短)波长范围的光,并且能够将例如发射的光转换为具有507nm±30nm的主导波长的光的第二波长转换构件可直接布置在光源201b中的一个或多个的顶上。在图3中图示的另一实施例中,发光布置300包括被布置在光混合腔308中的用于发射第一波长范围的光的第一、中心组光源301a,光混合腔308由底支撑物307、至少一个反射壁308a和形成光出射窗的波长转换构件302限定。反射体304(在此是凹反射体杯)被布置在光出射窗周围以至少部分再引导经由光出射窗(即波长转换构件)离开光混合腔的光。离开光混合腔的至少部分波长转换后的光(包括第二波长范围的光)因此提供由发光布置发射的光的中心部分,所述中心部分具有555nm±20nm的主导波长。此外,将用于发射外围光的第二组光源301b布置在光混合腔之外,并且由光源301b发射的光因此避免被波长转换构件302转换。如在图中图示的,光源301b可被布置在至少一个支撑构件309上,至少一个支撑构件309可例如安装在反射体304内侧或在反射体304的内表面上。第二组光源301b提供外围光。
光源301a可适于发射可被波长转换构件302转换为所述第二波长范围的任何适当波长的光。例如,光源301a可发射蓝光,或具有507nm±30nm的主导波长的光。光源301b可适于发射具有507nm±30nm的主导波长的光。在一些实施例中,光源301b可以是如上文参考光源201b所描述的直接磷光体转换的光源,例如具有直接布置在光源301b的顶上以用于转换为具有507nm±30nm的主导波长的光的波长转换构件的发射蓝光的光源。
在图4中图示的再另一实施例中,发光布置包括至少两个单独的光混合腔:包括第一组光源401a的第一光混合腔409,和包括第二组光源401b的第二光混合腔410。第一光混合腔包括反射支撑物、至少一个反射侧壁和形成光出射窗的第一波长转换构件402。第一光学部件404(在此是第一反射体)被布置在光出射窗之外和周围以部分再引导离开第一光混合腔409的光。可以通过反射体404来基本上准直离开光混合腔的光。第二光学部件406(在此是第二反射体)提供实现较低程度的光准直的准直,使得光被分布在比由反射体404产生的光分布更大的角度下。在本发明的实施例中,光学部件404、406中的一个或两者可以是折射光学部件,例如TIR光学器件。
第二光混合腔410包括反射支撑物、至少一个反射侧壁和透明光出射窗411。例如,透明光出射窗可包括透明板。在透明光出射窗411之外和周围,布置第二反射体46以至少部分再引导离开第二光混合腔的光。在一些实施例中,光源401a可发射具有555nm±20nm的主导波长的光,而光源401b可发射具有507nm±30nm的主导波长的光。在该情况下,波长转换构件402可被替换为透明光出射窗402。此外,如果与波长转换构件402和/或透明光出射窗411的位置处的第一和/或第二波长转换构件适当组合,光源401a和401b可发射任何波长范围的光,从而得到的输出光具有期望光谱特性。在一些实施例中,一个或两个光混合腔409、410可包括可被布置为替代反射侧壁的至少部分的另外的波长转换元件403。
在图5中图示的本发明的再另一实施例中,发光布置500包括布置在支撑物502上的多个单独的固态光源501a、501b、501c。每个光源501a、501b、501c与提供期望程度的光准直的相应光学部件503a、503b、503c组合使用。例如,旨在提供离开发光布置的光的中心部分的光源501a与相比于光学部件503c提供较高程度的准直的光学部件503a相关联,光学部件503c与适于提供离开发光布置的外围光的光源501c相关联。光学部件503a-c可以是所谓的TIR光学器件,通过全内反射(TIR)引导光。
光源501a-c可以适于发射具有期望光谱特性的光。因此,旨在提供外围光的光源可以发射具有507nm±30nm的主导波长的光,并且旨在提供中心光的光源可以发射具有555nm±20nm的主导波长的光。替代地,光源中的一些或所有可以是如上文参考图2和3描述的直接转换的光源。即,该光源可以发射随后被直接布置在光源的顶上的波长转换构件转换为期望波长范围的光。例如,所有光源可发射蓝光,该蓝光被两个不同类型的波长转换构件分别转换为具有507nm±30nm或555nm±20nm的主导波长的光。替代地,所有光源可发射具有507nm±30nm的主导波长的光,并且旨在提供中心光的光源可以被提供有能够将该光的至少部分转换为第二波长范围的波长转换构件。
因此,满足明视和暗视条件的期望光谱可直接在光源处获得(可选地使用一个或多个直接转换的光源),并且可使用准直光学器件来获得来自每个光源的期望角光分布。
图6图示了并入根据本发明的实施例的发光布置的路灯1的部分。直接在路灯之下,发光布置提供明视光(P)(即高强度)。在距离发光布置的较大横向距离处,光强度较弱,导致暗视(S)条件。如上文所述的,由发光布置发射的光的中心部分一般具有至少3cd/m2的强度,并且可具有555nm±20nm的主导波长,即在535-575nm的波长范围内。一般该明视光可以是白色或发白的光。此外,由发光布置发射的光的外围部分一般具有小于0.01cd/m2的强度,并且可具有507nm±30nm的主导波长,即在477-537nm的波长范围内。该暗视光可以是白色或发白的光。
图7图示了并入根据本发明的另外实施例的发光布置的路灯2的部分。在此,在中心部分和最外面外围部分之间的方向上从路灯发射的光具有在从0.01到3cd/m2的范围内的强度,即在暗视和明视条件之间。这样的光被称为中间视光(M)。根据本发明的实施例,发光布置可以适于发射半外围中间视光,其具有0.01-3cd/m2的强度并且具有532±30nm的主导波长,即在从502-562nm的范围中。这样的光谱和输出光分布可通过添加附加组光源和/或附加波长转换元件到图1-4的任何实施例来实现,所述附加光源或附加波长转换构件提供具有532±30nm的主导波长的半外围光。在图5中示出的实施例中,中间光源501b(可选地与直接磷光体组合)可适于提供所述中间视光。可选地,还可使用一个或多个反射体或准直器来调节各个输出光谱的光的角分布,以获得图7中所示的光分布。
本发明中使用的光源是固态光源,一般是发光二极管(LED)或激光二极管。
如上文提到的,如本文描述的波长转换构件包括能够将第一波长范围的光转换为第二波长范围的波长转换材料。关于将被转换的第一波长范围和第二波长范围和输出光的期望主导波长来选择波长转换材料。为了提供如此有用于增强在不同光条件下的可见性的窄波长范围或主导波长,波长转换构件可包括量子点。
量子点、量子棒或量子四脚体是通常具有仅几纳米的宽度或直径的半导体材料的小晶体。当被入射光激发时,量子点发射由晶体的尺寸和材料确定的颜色的光。特殊颜色的光可因此通过调节量子点的尺寸来产生。在本发明的实施例中,量子点可例如在至少一个方向上具有在从1到10nm的范围内的尺寸。作为量子点的替代,可使用量子杆,其可具有在从1到10nm的范围内的宽度和高达1mm或更多的长度。附加地,量子点具有非常窄的发射带,并且因此显示饱和颜色。
目前具有在可见范围内的发射的大多数量子点是基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)之类的壳的硒化镉(CdSe)。还可使用无镉量子点,诸如磷化铟(InP)和铜铟硫(CuInS2)和/或银铟硫(AgInS2)。本领域已知的任何类型的量子点可在本发明中使用,条件是其具有适当的波长转换特性。例如,在本发明的实施例中,可使用包括CdSe、InP、CuInS2或AgInS2的量子点。然而,出于环境安全和顾虑的原因可优选的是使用无镉量子点或至少具有低镉含量的量子点。
替代地,波长转换构件可包括有机或无机磷光体。适合用作波长转换材料的有机磷光体材料的示例包括基于二萘嵌苯衍生物的发光材料,其例如在BASF的品牌名称Lumogen®下销售。适当的商业上可获得的产品的示例因此包括但不限于Lumogen®Red F305、Lumogen® Orange F240、Lumogen® Yellow F170,和其组合。
适合用于波长转换材料的无机磷光体的示例包括但不限于,掺铈钇铝石榴石(Y3Al5O12:Ce3+,还被称为YAG:Ce或掺Ce YAG)或 镥铝石榴石(LuAG; Lu3Al5O12)、α-SiAlON:Eu2+(黄)和M2Si5N8:Eu2+ (红),其中M是从钙Ca、Sr和Ba选择的至少一个元素。可在本发明的实施例中使用的无机磷光体的另一示例(通常与蓝光发光源组合)是YAG:Ce。此外,可以利用钆(Gd)或镓(Ga)来替代铝的部分,其中更多Gd导致黄色发射的红移。其它适合材料可包括(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz 2+,其中0 ≤ a <5、0 ≤ x ≤1、0 ≤ y ≤ 1和 0 < z ≤ 1和(x+y) ≤ 1,例如Sr2Si5N8:Eu2+,其在红色范围中发射光。
可选地,波长转换构件还可包括散射元件,例如Al2O3或TiO2的颗粒。
本领域技术人员认识到,本发明决不受限于上述优选实施例。相反,在所附权利要求的范围内,很多修改和变型是可能的。例如,尽管图示出使用多个光源的实施例,但是在一些实施例中可能的是仅使用单个光源,或其中在本图中标明一组光源的单个光源,如本领域技术人员将认识到的。例如,可以替代该组光源101来使用单个光源,和/或单个光源可替代第一组光源201a、301a、501a,和/或单个光源可分别替代第二组光源201b、301b、501b。此外,尽管图示的实施例示出被定位在与光源相距特定距离的波长转换元件(所谓的远程磷光体配置),但是设想到波长转换构件(其还可以是多个波长转换构件)可被布置为更靠近光源或甚至直接布置在光源上,特别是在将量子点用于波长转换的情况下。
本文描述的发光布置的除了路灯之外的其它预期应用包括车辆前灯(特别是自行车灯)和手电筒(闪光灯),特别是手持手电筒。
附加地,根据对图、公开文本和所附权利要求的研究,技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现公开的实施例的变型。在权利要求中,词语“包括”不排除其他元素或步骤,并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的单纯事实不表明这些措施的组合不能被用于改进。

Claims (15)

1. 一种发光布置(100、200、300、400、500),包括
- 形成至少一组光源的多个固态光源(101、201a-b、301a-b、401a-b、501a-c),其被布置为提供包括第一光部分和第二光部分的光分布,以及
- 至少一个光学部件(104、106、204、304、404、406、503a-c),其适于至少部分准直由所述光源发射的光,以产生离开所述发光布置的包括中心输出光和外围输出光的输出光,其中所述中心输出具有555±20nm的主导波长和至少3cd/m2的光强度,并且所述外围输出光具有507±30nm的主导波长和小于3cd/m2的光强度。
2. 根据权利要求1所述的发光布置(100、200、300、400),其中所述固态光源(101、201a、201b、301a、301b、401a、401b)中的至少一些适于发射第一波长范围的光;并且其中所述发光布置进一步包括能够将所述第一波长范围的光转换为第二波长范围的光的至少第一波长转换构件(102、202、302、402),并且所述第一波长转换构件被布置为接收并且至少部分转换由所述多个固态光源发射的所述第一光部分,并且被布置为允许由所述固态光源发射的所述第二光部分在所述第一波长转换构件旁边经过。
3. 根据权利要求1所述的发光布置,包括用于提供所述第一光部分和输出光的所述中心部分的第一组固态光源(201a、301a、401a),以及用于提供所述第二光部分和输出光的所述外围部分的第二组固态光源(201b、301b、401b)。
4. 根据权利要求3所述的发光布置,其中由至少一个第一固态光源(201a、301a、401a)发射的光由所述第一波长转换构件(202、302、402)接收,并且其中由至少一个第二固态光源(201b、301b、401b)发射的光不由所述第一波长转换构件(202、302、402)接收。
5. 根据权利要求4所述的发光布置,其中将所述至少一个第一固态光源(301a、401a)布置在第一光混合腔(308、409)内,并且所述波长转换构件(302、402)形成所述光混合腔的光出射窗,并且将所述至少一个第二固态光源(301b、401b)布置在所述第一光混合腔之外。
6. 根据权利要求2所述的发光布置,其中所述第一波长范围具有507±30nm的主导波长。
7. 根据权利要求2所述的发光布置,进一步包括被布置为接收所述外围光部分并且包括能够将所述第一波长范围的光转换为第三波长范围的光的第二波长转换材料的第二波长转换构件,其中所述第三波长范围具有507±30nm的主导波长。
8. 根据权利要求1所述的发光布置,包括被布置为至少部分准直所述第一光部分以形成所述中心输出光的第一光学部件(104、404、503a),和被布置为至少部分准直所述第二光部分以形成所述外围输出光的第二光学部件(106、406、503c),其中所述第二光学部件(106、506)提供比所述第一光学部件(104、504)更宽的光的角分布。
9. 根据权利要求2所述的发光布置,包括第一反射体(104)或折射光学部件(503a),其被布置为向着所述发光布置的中心光出射窗引导所述第二波长范围的光以形成所述中心输出光。
10. 根据权利要求2所述的发光布置,包括第二反射体(106、304)或第二折射光学部件(503b、503c),其被布置为向着所述发光布置的外部光出射窗引导所述第二光部分的光以形成所述外围输出光。
11. 根据权利要求1所述的发光布置,其中所述波长转换构件包括量子点。
12. 一种包括根据权利要求1到11中的任一项所述的发光布置的灯或照明器。
13. 一种包括根据权利要求1到11中的任一项所述的发光布置的路灯。
14. 一种包括根据权利要求1到11中的任一项所述的发光布置的手电筒。
15. 一种用于车辆的前灯,例如自行车灯,包括根据权利要求1到11中的任一项所述的发光布置。
CN201380062124.6A 2012-11-28 2013-11-28 具有受控光谱属性和角分布的发光布置 Active CN105121941B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261730626P 2012-11-28 2012-11-28
US61/730626 2012-11-28
PCT/IB2013/060466 WO2014083523A1 (en) 2012-11-28 2013-11-28 Light emitting arrangement with controlled spectral properties and angular distribution

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105121941A true CN105121941A (zh) 2015-12-02
CN105121941B CN105121941B (zh) 2018-05-11

Family

ID=49956273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380062124.6A Active CN105121941B (zh) 2012-11-28 2013-11-28 具有受控光谱属性和角分布的发光布置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10344950B2 (zh)
EP (1) EP2926046B8 (zh)
JP (1) JP6295266B2 (zh)
CN (1) CN105121941B (zh)
WO (1) WO2014083523A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106838761A (zh) * 2016-12-29 2017-06-13 广州凯耀资产管理有限公司 一种汽车led前照灯
CN107806572A (zh) * 2016-09-04 2018-03-16 马田专业公司 包括光源、小透镜和回射器的灯具
CN108534084A (zh) * 2017-03-06 2018-09-14 福特全球技术公司 车辆照明总成
CN109724026A (zh) * 2019-01-19 2019-05-07 腾方建设有限公司 一种市政园林用夜间照明灯
CN111396787A (zh) * 2020-04-17 2020-07-10 洛阳理工学院 一种基于中间视觉的高效率双色调光led路灯

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10405388B2 (en) * 2014-12-11 2019-09-03 Ledvance Llc Variable-beam light source with mixing chamber
US10309588B2 (en) 2016-08-11 2019-06-04 Abl Ip Holding Llc Luminaires with transition zones for glare control
TWI689174B (zh) * 2018-12-12 2020-03-21 財團法人工業技術研究院 光通訊系統
CN114600037A (zh) * 2019-10-28 2022-06-07 昕诺飞控股有限公司 使用全内反射器和中心反射器进行颜色混合

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1314981A (zh) * 1999-06-25 2001-09-26 皇家菲利浦电子有限公司 汽车前照灯和汽车
WO2008050850A1 (fr) * 2006-10-25 2008-05-02 Osaka Prefectural Government Dispositif d'éclairage en extérieur et procédé d'éclairage
CN101194128A (zh) * 2005-06-10 2008-06-04 莱姆尼斯照明Ip有限公司 照明装置和固态光源
CN101689588A (zh) * 2007-06-18 2010-03-31 吉可多公司 固态照明设备
EP2202444A1 (en) * 2008-12-29 2010-06-30 Osram Sylvania Inc. Remote phosphor LED illumination system
WO2011105423A1 (ja) * 2010-02-23 2011-09-01 パナソニック電工株式会社 照明装置
US20130093362A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-18 Intematix Corporation Methods and apparatus for implementing tunable light emitting device with remote wavelength conversion

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5014175A (en) * 1989-07-11 1991-05-07 General Electric Company Luminaire having a reflector containing asymmetrical ridges for distributing light output asymmetrically
US7837348B2 (en) 2004-05-05 2010-11-23 Rensselaer Polytechnic Institute Lighting system using multiple colored light emitting sources and diffuser element
CN101694274B (zh) 2005-06-10 2013-02-20 莱姆尼斯照明专利控股公司 照明装置和固态光源
US8672523B2 (en) 2009-09-16 2014-03-18 Koninklijke Philips N.V. Light emitter with predefined angular color point distribution
JP5541990B2 (ja) 2010-07-16 2014-07-09 パナソニック株式会社 照明装置
JP2012084457A (ja) 2010-10-14 2012-04-26 Tekumo:Kk 照明装置
WO2013050918A1 (en) 2011-10-05 2013-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Artificial daylight source

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1314981A (zh) * 1999-06-25 2001-09-26 皇家菲利浦电子有限公司 汽车前照灯和汽车
CN101194128A (zh) * 2005-06-10 2008-06-04 莱姆尼斯照明Ip有限公司 照明装置和固态光源
WO2008050850A1 (fr) * 2006-10-25 2008-05-02 Osaka Prefectural Government Dispositif d'éclairage en extérieur et procédé d'éclairage
CN101689588A (zh) * 2007-06-18 2010-03-31 吉可多公司 固态照明设备
EP2202444A1 (en) * 2008-12-29 2010-06-30 Osram Sylvania Inc. Remote phosphor LED illumination system
WO2011105423A1 (ja) * 2010-02-23 2011-09-01 パナソニック電工株式会社 照明装置
US20130093362A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-18 Intematix Corporation Methods and apparatus for implementing tunable light emitting device with remote wavelength conversion

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107806572A (zh) * 2016-09-04 2018-03-16 马田专业公司 包括光源、小透镜和回射器的灯具
CN107806572B (zh) * 2016-09-04 2021-07-13 马田专业公司 包括光源、小透镜和回射器的灯具
CN106838761A (zh) * 2016-12-29 2017-06-13 广州凯耀资产管理有限公司 一种汽车led前照灯
CN108534084A (zh) * 2017-03-06 2018-09-14 福特全球技术公司 车辆照明总成
CN109724026A (zh) * 2019-01-19 2019-05-07 腾方建设有限公司 一种市政园林用夜间照明灯
CN111396787A (zh) * 2020-04-17 2020-07-10 洛阳理工学院 一种基于中间视觉的高效率双色调光led路灯

Also Published As

Publication number Publication date
EP2926046A1 (en) 2015-10-07
JP6295266B2 (ja) 2018-03-14
US10344950B2 (en) 2019-07-09
CN105121941B (zh) 2018-05-11
EP2926046B8 (en) 2016-09-21
US20150300602A1 (en) 2015-10-22
EP2926046B1 (en) 2016-07-20
JP2016502237A (ja) 2016-01-21
WO2014083523A1 (en) 2014-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105121941A (zh) 具有受控光谱属性和角分布的发光布置
CN101765739B (zh) 照明装置
JP5059208B2 (ja) 照明装置および車両用前照灯
CN105705860B (zh) 发光设备
CN104221172B (zh) 光转换组件、灯和灯具
EP2898548B1 (en) A light emitting assembly, a lamp and a luminaire
US7989833B2 (en) Silicon nanoparticle white light emitting diode device
CN102007337A (zh) 基于led的光源
CN108139535A (zh) 例如用于聚光照明应用的照明设备
US10240737B2 (en) Vehicle light assembly
CN105556202A (zh) 发光设备
US7963665B2 (en) Vehicle light and LED package
US20140191273A1 (en) Light-emitting arrangement
US20150362151A1 (en) Light source, luminaire and surgical illumination unit
CN105190159A (zh) 车辆用灯具
TWI610457B (zh) 白光光源裝置
WO2009083853A1 (en) Lighting system
CN106922178A (zh) 发光设备
EP2101106A1 (en) LED road lamp
US10883671B2 (en) Optical device augmenting the emission of electro-luminescent light sources with help of a dichroic ZnO nanorod comprising filter
CN103025030B (zh) Led隧道照明调光系统
CN208764877U (zh) 一种导光照明系统
CN102182984A (zh) 具有准直机构的、利用发光二极管的光重复循环照明装置
US11658272B2 (en) LED module with adjusted emission spectrum
CN105633067A (zh) 光线发射装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20170314

Address after: Eindhoven

Applicant after: KONINKL PHILIPS N.V.

Address before: Holland Ian Deho Finn

Applicant before: Koninkl Philips Electronics NV

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Eindhoven

Patentee after: Signify Holdings Ltd.

Address before: Eindhoven

Patentee before: Philips Lighting Holdings

CP01 Change in the name or title of a patent holder