CN106999723B - 用于产生生物调节的光的三通道调谐的led灯 - Google Patents

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Abstract

一种LED灯包括壳体、驱动电路和由驱动电路驱动的多个LED晶粒，所述多个LED晶粒包括可以是采用以下至少一个比率的薄荷色LED晶粒、超红色LED晶粒和蓝色LED晶粒：15个薄荷色LED晶粒比5个超红色LED晶粒比4个蓝色LED晶粒，以及1个薄荷色LED晶粒比1个超红色LED晶粒比1个蓝色LED晶粒。驱动电路可以操作LED晶粒，使得由蓝色LED晶粒的相对峰强度在超红色LED晶粒的峰强度的80％‑90％或90％‑100％的范围内，以及薄荷色LED晶粒的相对峰强度在超红色LED晶粒的峰强度的50％‑60％或30％‑40％的范围内。

Description

用于产生生物调节的光的三通道调谐的LED灯
相关申请
本申请是2014年1月27日提交的题目为用于产生生物调节的光的可调谐的LED灯的美国专利申请序号为14/165198(律师案号：588.00059)的部分连续案并在35U.S.C.§120下要求其权益，美国专利申请序号为14/165198进而是2011年12月5日提交的美国专利申请序号为13/311300(现在是美国专利号8686641)的题目为用于产生生物调节的光的可调谐的LED灯(律师案号：588.00013)的连续案，其内容通过引用以它们的整体合并于此，除了其中公开的与本文的公开不一致的以外。
技术领域
本发明涉及用于提供发射光的照明装置的系统和方法，所述光具有对于观察者的各种生物效应。
背景技术
提供该背景信息以揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。不一定意图，也不应该理解，任何前述信息构成了针对本发明的现有技术。
褪黑激素是夜间由松果体分泌的激素。褪黑激素调节睡眠模式，并有助于维持身体的昼夜节律。抑制褪黑激素导致睡眠障碍，扰乱昼夜节律，并且还可能导致诸如高血压，心脏病，糖尿病和/或癌症的病症。已经显示蓝光和多色光的蓝光成分抑制褪黑激素的分泌。此外，褪黑激素抑制已被证明是波长相关的，并且在约420nm和约480nm之间的波长处的峰值。因此，当使用具有蓝光(420nm-480nm)成分的多色光源时，患有睡眠障碍或昼夜节律紊乱的个体继续恶化其状况。
图1的曲线A示出了褪黑激素抑制的作用光谱。如曲线A所示，在约460nm附近的波长处经历预测的最大抑制。换句话说，预期具有约420nm和约480nm之间的光谱分量的光源将导致褪黑激素抑制。图1还示出了传统光源的光谱。例如，曲线B示出了白炽光源的光谱。曲线B证明，白炽光源会导致低量的褪黑激素抑制，因为白炽光源缺乏主要的蓝色成分。示出荧光光源的光谱的曲线C显示出主要的蓝色成分。因此，预测荧光光源比白炽光源引起更多的褪黑激素抑制。示出白色发光二极管(LED)光源的光谱的曲线D显示比荧光或白炽光源更大量的蓝色成分光。因此，与荧光或白炽光源相比，白光LED光源被预测会导致更多的褪黑激素抑制。
随着一次普遍存在的白炽灯泡被荧光光源(例如，紧凑型荧光灯泡)和白色LED光源所取代，更多的个体可能开始遭受睡眠障碍，昼夜节律紊乱和其他生物系统中断。一个解决方案可能是简单地滤出光源的所有蓝色成分(420nm-480nm)。然而，这种简单的方法将产生具有不可接受的显色性质的光源，并且会对用户的明视反应产生负面影响。
发明内容
考虑到上述情况，本发明的实施例涉及光源，并且更具体地涉及用于产生生物调节的光的发光二极管(LED)灯。
本文提供了调谐的LED灯的示例性实施例，其包括壳体，设置在壳体内并用于与电源电连接的驱动电路，以及安装在与壳体相连的支承装置上的多个LED晶粒。多个LED晶粒中的每一个与驱动电路电连接并由驱动电路驱动。多个LED晶粒可以包括薄荷色LED晶粒，超红色LED晶粒和蓝色LED晶粒，其比率为15个薄荷色LED晶粒比5个超红色LED晶粒比4个蓝色LED晶粒。此外，多个LED晶粒可以串联连接。
驱动电路可以用于操作多个LED晶粒，使得由蓝色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的90％至100％的范围内，以及由薄荷色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的50％至60％的范围内。此外，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒以发射具有至少6200K的色温的光。此外，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒以发射具有至少90的显色指数的光。
根据本发明的另一实施例可以是调谐的LED灯，其包括壳体，设置在壳体内并且用于与电源电连接的驱动电路，以及安装在与电源相连的支承装置上的多个LED晶粒。多个LED晶粒中的每一个与驱动电路电连接并由驱动电路驱动。此外，多个LED晶粒可以包括薄荷色LED晶粒，超红色LED晶粒和蓝色LED晶粒，其比率为1个薄荷色LED晶粒比1个超红色LED晶粒比1个蓝色LED晶粒。
在一些实施例中，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒，使得由蓝色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的80％至90％的范围内，并且由薄荷色LED发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的30％至40％的范围内。此外，多个LED晶粒可以包括7个薄荷色LED晶粒，7个超红色LED晶粒和7个蓝色LED晶粒。此外，多个LED晶粒可以包括串联连接的薄荷色LED晶粒，串联连接的超红色LED晶粒，和串联连接的蓝色LED晶粒。
在一些实施例中，驱动电路可以用于采用以下比率将功率递送到多个LED晶粒：6.9瓦特到薄荷色LED晶粒比3.2瓦特到超红色LED晶粒比2.0瓦特到蓝色LED晶粒。
根据本发明的另一实施例可以是调谐的LED灯，其包括壳体，设置在壳体内并且用于与电源电连接的驱动电路，以及安装在与电源相连的支承装置上的多个LED晶粒。多个LED晶粒中的每一个与驱动电路电连接并由驱动电路驱动。此外，多个LED晶粒可以包括至少一个蓝色LED晶粒，至少一个超红色LED晶粒和至少一个薄荷色LED晶粒。此外，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒，使得由至少一个蓝色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由至少一个超红色LED晶粒发射的光的峰强度的90％至100％的范围内，以及由至少一个薄荷色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的50％至60％的范围内。在一些实施例中，多个LED晶粒包括15个薄荷色LED晶粒比5个超红色LED晶粒比4个蓝色LED晶粒的比率。此外，多个LED晶粒可以串联连接。
下面描述各种方面和备选实施例。
附图说明
图1示出了与用于多色光的预测褪黑激素抑制作用光谱相比较的传统光源的光谱。
图2是根据本文提出的一个实施例的LED灯的立体视图。
图3是图2的LED灯的分解视图。
图4是图2的LED灯的一部分的分解视图。
图5是图2的LED灯的一部分的分解视图。
图6是图2的LED灯的一部分的分解视图。
图7是图2的LED灯的一部分的分解视图。
图8是根据本发明的LED灯的示意过程图。
图9示出了本文提出的一个实施例中使用的薄荷色LED晶粒的相对辐射功率曲线。
图10A和10B示出了本文提出的一个实施例中使用的薄荷色LED晶粒的色站数据。
图11示出了在提出的一个实施例中使用的红色LED晶粒，青色LED晶粒和蓝色LED晶粒的相对光谱功率分布。
图12示出了根据提出的另一实施例的采用预睡眠配置的LED灯的功率谱分布。
图13示出了根据提出的一个实施例的采用相移配置的LED灯的功率谱分布。
图14示出了根据提出的一个实施例的采用一般照明配置的LED灯的功率谱分布。
图15是根据提出的另一个实施例的LED灯的分解视图。
图16示出了采用预睡眠配置的LED灯的备选功率谱分布。
图17示出了采用相移配置的LED灯的备选功率谱分布。
图18示出了采用一般照明配置的LED灯的备选功率谱分布。
具体实施方式
褪黑激素是夜间由松果体分泌的激素。褪黑激素调节睡眠模式，有助于维持身体的昼夜节律。抑制褪黑激素导致睡眠障碍，扰乱昼夜节律，并且还可能导致诸如高血压，心脏病，糖尿病和/或癌症的病症。已经显示蓝光和多色光的蓝光成分抑制褪黑激素的分泌。此外，褪黑激素抑制已被证明是波长相关的，并且在约420nm和约480nm之间的波长处的峰值。因此，当使用具有蓝光(420nm-480nm)成分的多色光源时，患有睡眠障碍或昼夜节律紊乱的个体继续恶化其状况。
图1的曲线A示出褪黑激素抑制的作用光谱。如曲线A所示，在约460nm附近的波长处经历预测的最大抑制。换句话说，预期具有约420nm和约480nm之间的光谱分量的光源将导致褪黑激素抑制。图1还示出了传统光源的光谱。例如，曲线B示出了白炽光源的光谱。曲线B证明，白炽光源会导致低量的褪黑激素抑制，因为白炽光源缺乏主要的蓝色成分。示出荧光光源的光谱的曲线C显示出主要的蓝色成分。因此，预测荧光光源比白炽光源引起更多的褪黑激素抑制。示出白色发光二极管(LED)光源的光谱的曲线D显示比荧光或白炽光源更大量的蓝色成分光。因此，与荧光或白炽光源相比，白光LED光源被预测会导致更多的褪黑激素抑制。
由于一次普遍存在的白炽灯泡被荧光光源(例如，紧凑型荧光灯泡)和白色LED光源所代替，更多的个体可能开始患有睡眠障碍，昼夜节律紊乱和其他生物系统中断。一个解决方案可能是简单地滤出光源的所有蓝色成分(420nm-480nm)。然而，这种简单的方法将产生具有不可接受的显色性质的光源，并且会对用户的明视反应产生负面影响。
另一方面，因为通常暴露于光，特别是蓝光，可以通过抑制褪黑激素的分泌来降低嗜睡水平，因此可以采用暴露于光在需要时保持警觉。
另外，暴露于增强的蓝光强度可以帮助重置或转移个体的昼夜节律的阶段。因此，当需要重置个体的内部身体时钟时，相移可以在各种情况下有用。示例包括：避免在大陆旅行之后发生冲突，或保持从事夜班工作的班轮工人的警觉性。虽然可以通过简单的滤波来实现改变光源的蓝色光谱成分的强度，但是这种滤波导致非最佳照明环境。
因此，本文提出具有商业上可接受的显色性质的LED灯，其可被调谐以产生变化的光输出。在一个实施例中，光输出产生最小的褪黑激素抑制，因此对自然睡眠模式和其他生物系统具有最小的影响。LED灯还可以被调谐以产生适合于给定情况的不同水平的蓝光，同时在每种情况下保持良好的光质量和高CRI。LED灯也可以用于“自调谐”以生成适当的光输出光谱，这取决于诸如灯的位置，使用，周围环境等的因素。
提出的LED灯可实现的光输出状态/配置包括：预睡眠配置，相移配置和一般照明配置。在预睡眠配置中，为了提供足够的工作环境，灯生成减少的蓝光水平，同时显著减轻褪黑激素的抑制。由采用预睡眠配置的灯产生的光的光谱提供适于准备睡眠的环境，同时仍保持光质量。在相移配置中，灯生成增加的蓝光水平，从而大大减少褪黑激素产生。由采用相移配置的灯产生的光的光谱提供使个体的昼夜节律或内部身体时钟的阶段改变的环境。在一般照明配置中，灯生成与典型光谱(例如，日光)一致的正常水平蓝光。然而，在所有州中，灯保持高视觉质量和CRI，以提供充分的工作环境。
在一个实施例中，通过采用不同颜色的LED晶粒的特定组合并且以各种电流驱动LED晶粒以实现期望的光输出来提供调谐或调节光输出的能力。在一个实施例中，LED灯采用红色LED晶粒，蓝色LED晶粒，青色LED晶粒和薄荷色LED晶粒的组合，使得晶粒的组合产生期望的光输出，同时保持高质量的光和高CRI。
附图的以下详细描述参考附图，其示出用于产生生物调节赛维光输出的可调谐的LED灯的示例性实施例。其他的实施例是可能的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本文所述的实施例进行修改。因此，下面的详细描述并不意味着限制。
图2是根据本文提出的一个实施例的LED灯(或灯泡)100的立体视图。通常，LED灯100被适当地设计成产生生物调节的光，同时仍保持商业上可接受的色温和商业上可接受的显色性质。
术语“生物调节的光”旨在表示“已被修改以管理对用户的生物效应的光”。术语“生物效应”旨在表示“光源对自然发生的功能或过程的任何影响或改变”。例如，生物效应可以包括激素分泌或抑制(例如褪黑激素抑制)，细胞功能的改变，自然过程的刺激或破坏，细胞突变或操作等。
如图2所示，LED灯100包括基座110，散热装置120和光学装置130。如下所述，LED灯100还包括一个或多个LED芯片和专用电路
基座110优选为爱迪生型螺接-m壳。基座110优选地由诸如铝的导电材料形成。在备选实施例中，基座110可以由诸如银，铜，金，导电合金等的其他导电材料形成。内部电引线(未示出)附接到基座110以用作标准灯插座(未示出)的接触。另外，基座110可以适合于本领域已知的任何类型的灯座，包括但不限于卡口，双柱，双针和楔形基座。
如本领域已知的，LED芯片的耐久性通常受温度影响。因此，散热装置120和与其等同的结构充当用于从LED灯100内的一个或多个LED芯片进行热耗散的装置。如图2所示，散热装置120包括翅片以增加散热装置的表面积。备选地，散热装置120可以由任何配置，尺寸或形状形成，其中一般意图是从LED灯100内的LED芯片进行热汲取。散热装置120优选地由导热材料形成，例如铝，铜，钢等。
提供光学装置130以围绕LED灯100内的LED芯片。如本文所使用的，术语“围绕”或“正围绕”旨在部分地或完全地包围。换句话说，光学装置130通过部分地或完全地覆盖一个或多个LED芯片来围绕LED芯片，使得由一个或多个LED芯片产生的光通过光学装置130传送。在所示的实施例中，光学装置130呈球形。然而，光学装置130可以由备选形式，形状或尺寸形成。在一个实施例中，光学装置130通过引入扩散技术用作光学漫射元件，例如美国专利号7,319,293(其全部内容通过引用并入本文)中所描述。在这样的实施例中，光学装置130和与其等同的结构充当用于消除来自LED芯片的光的装置。在备选实施例中，光学装置130可以由光漫射塑料形成，可以包括光漫射涂层，或者可以具有附着或嵌入其中的漫射颗粒。
在一个实施例中，光学装置130包括施加到其上的滤色器。滤色器可以在光学装置130的内部或外部表面上。滤色器用于修改来自一个或多个LED芯片的光输出。在一个实施例中，滤色器是ROSCOLUX#4530CALCOLOR 30YELLOW。在备选实施例中，滤色器可以用于具有约75％的总透射率，约50微米的厚度，和/或可以由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)基底上的深染聚酯膜形成。
在又一个实施例中，滤色器可以用于根据下表在一个或多个波长处具有在+/-10％内的透射百分比：
图3是LED灯100的分解视图，示出了灯的内部部件。图4-7是LED灯100的部分的分解视图。图3-7还用于说明如何组装LED灯100。如图所示，除了上述部件之外，LED灯100还至少包括壳体115，印刷电路板(PCB)117，一个或多个LED芯片200，保持装置125，弹簧线连接器127和螺钉129。
如参照图8更详细地描述的，PCB 117包括专用电路，例如电源450，驱动器电路440和输出选择控制器445。PCB 17上的电路及其等同物充当用于驱动LED芯片200(或单独LED晶粒)以产生生物调节的光输出的装置。
如本文所使用的，术语“LED芯片(多个)”旨在广泛地包括可以或可以不被处理(例如，具有施加的荧光体)的具有或不具有封装和反射器的LED晶粒(多个)。然而，在所示的实施例中，每个LED芯片200包括多个LED晶粒。在一个实施例中，LED芯片200包含包括多个LED晶粒的LED封装件，具有至少两种不同的颜色，其以变化的电流驱动以产生期望的光输出和光谱功率密度。优选地，每个LED芯片200包括两个红色LED晶粒，三个青色LED晶粒，四个薄荷色LED晶粒和三个蓝色LED晶粒。图9示出了本文提出的一个实施例中使用的薄荷色LED晶粒的相对辐射功率曲线。图10A和10B示出了在本文给出的一个实施例中使用的薄荷色LED晶粒的色站数据。图11示出了在给出的一个实施例中使用的红色(或备选地，红橙色)LED晶粒，青色LED晶粒和(两个备选)蓝色LED晶粒的相对光谱功率分布(其中备选等同的LED晶粒也在本发明的范围内)。通过这种独特的晶粒组合，以及与用于驱动LED芯片的装置一起，可以获得上述生物有效状态/配置(例如，预睡眠，相移和/或一般照明)中的每一个具有良好的显色性质。
在一个实施例中，可调谐的LED灯采用预睡眠配置来操作，使得由晶粒发射的辐射功率采用以下比率：由薄荷色LED晶粒生成的约1瓦特的辐射功率比由红橙色LED晶粒生成的约0.5瓦特的辐射功率比由青色LED晶粒生成的约0.1瓦特的辐射功率。在该实施例中，可调谐的LED灯采用一般照明配置来操作，使得由晶粒发射的辐射功率采用以下比率：由薄荷色LED晶粒生成的约1瓦特的辐射功率比由红橙色LED晶粒生成的约0.3瓦特的辐射功率比由青色LED晶粒生成约0.4瓦特的辐射功率比由蓝色LED晶粒生成的约0.2瓦特的辐射功率。在该实施例中，可调谐的LED灯采用相移配置来操作，使得由晶粒发射的辐射功率采用以下比率：由薄荷色LED晶粒生成的约1瓦特的辐射功率比由红橙LED晶粒生成的约0.1瓦特的辐射功率比由青色LED晶粒生成的约0.2瓦特的辐射功率比由蓝色LED晶粒生成的约0.4瓦特的辐射功率。
在另一个实施例中，可调谐的LED灯采用预睡眠配置来操作，使得由晶粒发射的辐射功率采用以下比率：由薄荷色LED晶粒生成的约1瓦特的辐射功率比由红橙色LED晶粒生成的约0.8瓦特的辐射功率比由青色LED晶粒生成的约0.3瓦特的辐射功率。在该实施例中，可调谐的LED灯采用一般照明配置来操作，使得由晶粒发射的辐射功率采用以下比率：由薄荷色LED晶粒生成的约1瓦特的辐射功率比由红橙色LED晶粒生成的约0.2瓦特的辐射功率比由蓝色LED晶粒生成的约0.2瓦特的辐射功率。在该实施例中，可调谐的LED灯采用相移配置来操作，使得由晶粒发射的辐射功率采用以下比率：由薄荷色LED晶粒生成的约1瓦特的辐射功率比由红橙色LED晶粒生成的约0.1瓦特的辐射功率比由蓝色LED晶粒生成的约0.5瓦特的辐射功率。
例如，为了实现预睡眠配置，驱动器电路440可以用于驱动多个LED晶粒，使得在约380nm和约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平小于在约485nm以上的可见光谱输出中任何其他峰的相对光谱功率的约10％。在一个实施例中，驱动器电路440驱动多个LED晶粒，使得约150mA的电流被递送到四个薄荷色LED晶粒；约360mA的电流被递送到两个红色LED晶粒；并且约40mA的电流被递送到三个青色LED晶粒。在另一实施例中，其中使用如上所述的滤色器，通过配置驱动器电路440将大约510MA的电流递送到4个薄荷色LED晶粒来实现预睡眠配置。
为了实现相移配置，驱动器电路440可以用于驱动多个LED晶粒，使得在约455nm和约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平大于在约485nm以上的可见光谱输出中的任何其他峰的相对光谱功率的约125％(或大于约150％；或大于约200％)。相移配置中的显色指数可以大于80。在一个实施例中，驱动器电路440驱动多个LED晶粒，使得约510mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒；约180mA的电流被递送到红色LED晶粒；约40mA的电流被递送到青色LED晶粒；以及约100mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。
为了实现一般照明配置，驱动器电路440可用于驱动多个LED晶粒，使得在约380nm和约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平介于在约485nm以上的可见光谱输出中任何其他峰的相对光谱功率的约100％至约20％之间。一般照明配置中的显色指数可以大于85。在一个实施例中，驱动器电路440驱动多个LED晶粒，使得约450mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒；约230mA的电流被递送到红色LED晶粒；约110mA的电流被递送到青色LED晶粒；以及约60mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。
在一个实施例中，驱动器电路440用于以大于200Hz的频率的纹波电流来驱动LED芯片200。选择频率高于200Hz的纹波电流可以避免在低于200Hz的频率下由纹波电流引起的生物效应。例如，研究表明，一些个体对200Hz以下的轻微光闪烁敏感，以及在某些情况下，会出现恶化的头痛，癫痫发作等。
如图4所示，基座110被胶合或压接到壳体115上。PCB 17安装在壳体115内。绝缘和/或灌封化合物(未示出)可用于将PCB 17固定在壳体115内。PCB117上的电引线与基座110相连以形成LED灯100的电输入引线。
在一些实施例中，基座110可以适于基于从基座10可以附接到的灯座接收电信号来促进LED灯的操作。例如，如本领域已知的那样，基座10可以适于从三路灯的插座接收电信号。此外，驱动器电路440可以类似地适于以这样的方式接收来自基座110的电信号，以便使用来自三路灯的电信号作为要发射的哪个发射配置的指示。三路灯的操作模式在本领域中是已知的。基座110和驱动器电路440可以适于在从三路灯的插座接收到第一电信号时引起相移配置的发射，在从三路灯接收到第二电信号时引起一般照明配置的发射，并且在从三路灯接收到第三电信号时引起预睡眠配置的发射。
更具体地，如本领域已知的那样，基座110可以包括第一端(未示出)和第二端(未示出)，第一端用于与三路装置的低瓦数触点电连接，并且第二端用于与三路装置的中瓦数触点电连接。驱动器电路440可以定位成与基座110的第一和第二端中的每个电通信。当基座110在第一端处而不在第二端处接收到电信号时，驱动器电路440可以对此进行检测并可以根据相移配置，一般照明配置和预睡眠配置中的一个来引起光的发射。当基座110在第二端处而不在第一端处接收到电信号时，驱动器电路440可以对此进行检测并且可以根据相移配置，一般照明配置和预睡眠配置中的一个(但与在第一端处而不在第二端处检测到电信号时的配置不同)来引起光的发射。最后，基座110在第一端和第二端处都接收到电信号，驱动器电路440可以对此进行检测并且可以根据相移配置，一般照明配置和预睡眠配置中的一个(但与仅在基部110的第一或第二端处之一检测到电信号时所进行发射的配置不同)来引起光的发射。
此外，在一些实施例中，驱动器电路440可以用于基于由基座110接收并由驱动器电路440检测的电信号的波形来引起根据如上所述的任何配置的光的发射。例如，在一些实施例中，驱动器电路440可以用于引起响应于TRIAC信号的光的发射。TRIAC信号是操纵对波形进行选择性地“斩波”的AC信号的波形的方法，使得只有角度范围内的波形的某些周期被传送到电装置，并且用于照明。
驱动器电路440可以用于响应于TRIAC信号的变化范围，根据光的各种配置之一引起光的发射。TRIAC信号的范围可以被认为是连续的，未改变的AC信号的一部分。第一TRIAG信号范围可以是AC信号的大于约0％至约33％的范围。该范围可以对应于AC信号的单个周期的总角度测量的百分比。因此，在AC信号的单个周期大约为2π弧度的情况下，第一范围可以大于大约0到大约0.67π弧度。可以设想，TRIAC信号的角度测量仅是限定TRIAC信号的特性范围的一种方法。其他特性包括但不限于相位角，电压，RMS电压和电信号的任何其他特性。因此，驱动器电路440可以包括确定接收信号的相位角，电压和RMS电压中任何一个所需的电路。驱动器电路440可以用于检测TRIAC信号并确定其落在该范围内，并且还可以用于根据相移配置，一般照明配置和预睡眠配置之一来引起光的发射。第二TRIAC信号范围可以是AC信号的约33％至约67％，其可对应于从约0.67π至约1.33π弧度的范围。驱动器电路440可以用于检测TRIAC信号并确定其落在该范围内，并且还可以用于根据相移配置，一般照明配置和预睡眠配置之一(但不是当驱动器电路确定TRIAC信号在第一TRIAC信号范围内时发射的配置)引起光的发射。第三TRIAC信号范围可以是AC信号的约67％至约100％，其可以对应于约1.33π至约2π弧度的范围。驱动器电路440可以用于检测TRIAC信号并确定其落在该范围内，并且还可以用于根据相移配置，一般照明配置和预睡眠配置之一(但不是驱动电路确定TRIAC信号在第一TRIAC信号范围或第二TRIAC信号范围内时发射的配置)引起光的发射。
在另一实施例中，第一TRIAC信号范围可以是AC信号的约0％至约25％，对应于在约0至约0.5π弧度的范围内。驱动器电路440可以用于检测TRIAC信号并确定其是否落在该范围内，并且还可以用于不发射光。第二TRIAC信号范围可以是AC信号的约25％至约50％，对应于在约0.5π至约1.0π弧度的范围内。驱动器电路440可以用于检测TRIAC信号并确定其是否落在该范围内，并且还可以用于根据相移配置，一般照明配置和预睡眠配置之一引起光的发射。第三TRIAC信号范围可以是AC信号的约50％至约75％，对应于在约1.0π至约1.5π弧度的范围内。驱动器电路440可以用于检测TRIAC信号并确定其是否落在该范围内，并且还可以用于根据相移配置，一般照明配置和预睡眠配置之一(但不是当驱动器电路确定TRIAC信号在第二TRIAC信号范围内时发射的配置)引起光的发射。第四TRIAC信号范围可以是AC信号的约75％至约100％，对应于从约1.5π至约2.0弧度的范围。驱动器电路440可以用于检测TRIAC信号并确定其是否落在该范围内，并且还可以用于根据相移配置，一般照明配置和预睡眠配置之一(而不是当驱动器电路确定TRIAC信号在第二或第三TRIAC信号范围内时发射的配置)引起光的发射。
为了能够响应诸如无线信号或TRIAC信号的电信号的LED灯100的操作，可能需要配置LED灯100的电源以提供电信号以便控制LED灯100的操作。因此，在一些实施例中，当LED灯100与由壁式开关控制的照明装置电连接时，或者当LED灯100直接电连接到壁式开关时，本发明还可以包括改装的壁挂式开关(未示出)。在这样的实施例中，改装的壁挂式开关可以基本上像本文所述的输出选择装置和用户输入装置一样操作。如现有技术中已知的那样，改装的壁挂式开关可用于替换用于控制灯具的标准墙壁开关。改进的壁挂式开关可以用于生成或操纵信号以便控制LED灯100的操作。例如，在一些实施例中，改装的壁挂式开关可以用于生成由LED灯100接收的无线信号，其可导致如上所述的LED灯100的操作。而且，在一些实施例中，改装的壁挂式开关可以用于操纵电源，改装的壁挂式开关与该电源电连接，以生成TRIAC信号，LED灯100可以响应地作为如上所述。在这样的实施例中，改装的壁挂式开关可以在电源和LED灯100之间电定位。
在一些实施例中，基座110可以用于限定为中间基座的LED灯100的可移除地附接的构件。在一些其他实施例中，中间基座还可以另外包括在基座110中。中间基座110可以包括便于将中间基座110附接到LED灯100的一部分的结构元件和特征。例如，中间基座110可以适于与壳体115的特征或结构配合，以便将中间基座110可移除地附接到其上。例如，当中间基座110具有适于符合用于这种基座的标准螺纹的螺纹的爱迪生型基座时，壳体115可以包括用于与中间基座110的螺纹接合的螺纹部分(未示出)以便与中间基座110可移除附接。另外，中间基座110和LED灯100中的每一个可以包括电触点，以便当附接中间基座110时将LED灯100与中间基座110电连接。这种电触点的尺寸，位置和配置可以根据LED灯100和中间基座110之间的附接方法而变化。
另外，中间基座110可以包括促进LED芯片200在各种配置(即，预睡眠配置前，相移配置和一般照明配置)之间转换的元件。例如，在一些实施例中，中间基座110可以包括适于从用户接收输入的用户输入装置(未示出)。来自用户的输入可以使中间基座110与驱动器电路440和LED灯100的电源电路中的至少一个交互，以使得LED芯片200根据本文所述的任何配置发射光。
在一些实施例中，用户输入可以使LED灯100从当前发射配置转变到所选择的发射配置，或停止发光。在一些实施例中，用户输入可以使LED灯100根据限定的进程从一个发射配置进入另一个发射配置。这种进程的示例可以是从不发光的初始状态到发射相移配置，到发射一般照明配置，到发射预睡眠配置，到停止照明。这样的进程仅是示例性的，并且各种发射配置的任何组合和置换被考虑并且包括在本发明的范围内。基座110可以包括从用户接收输入和与LED灯100的各种元件电通信以实现这种功能所需的电路。
在一些实施例中，用户输入装置可以是当基座110附接到LED灯100时以及当LED灯100安装在照明装置中时由用户物理访问的装置。例如，用户输入装置可以是可操作地连接到由基座110包括的电路的灯转动旋钮，以影响上述的转换。灯转动旋钮仅是示范性实施例并且可以考虑并包括在本发明的范围内的任何能够基于用户的电和/或机械操纵或操作从用户接收输入的任何其他结构或装置。在一些实施例中，用户输入装置可以是包括用于从用户接收无线信号作为输入的无线通信装置的电子通信装置。这样的用户输入装置可以适于以红外信号，可见光通信(VLC)信号，诸如Wi-Fi，蓝牙，Zigbee，蜂窝数据信号，近场通信(NFC)信号等无线电信号的形式以及本领域已知的任何其他无线通信标准或方法来接收用户输入。另外，在一些实施例中，用户输入装置可以适于经由有线连接(包括但不限于以太网，通用串行总线(USB)等)从用户接收电子信号。此外，在用户输入装置适于建立以太网连接的情况下，用户输入装置可以适于从符合以太网供电(PoE)标准的以太网连接接收电力。在这样的实施例中，由用户输入装置接收的功率可以为LED灯100提供电力，从而实现其操作。
在一些实施例中，可以想到，如本文所述的任何照明装置可以与照明器具一体地形成，其中LED灯100不可移除地附接到照明器具。更具体地，在一些实施例中，可以排除包括以允许照明装置对单独生产的照明器具的可附接性的本文所述的照明装置的那些方面，并且针对根据可以包括如本文所述的各种照明配置的发光功能的那些方面。例如，在本实施例中，可以排除基座110，并且驱动器电路440可以直接与外部电源或其上的电导体电连接。此外，光学装置130，散热装置120，LED芯片200以及LED灯100的所有其他元件的几何配置可以适于促进一体形成的照明器具的期望配置。
如图5所示，散热装置120围绕壳体115设置。如图6所示，两个LED芯片200安装在支承表面上(或直接安装到散热装置120)，并由保持装置125保持在适当位置。虽然示出了两个LED芯片200，但备选实施例可以包括任何数量的LED芯片(即，一个或更多)或任何数量的单独安装的LED晶粒。螺钉129用于将保持装置125固定到散热装置120。螺钉129可以是本领域已知的任何螺钉。弹簧线连接器127用于将LED芯片200连接到PCB 177上的驱动器电路440。在备选实施例中，LED芯片200(有或没有封装)可以直接附接到散热装置120而不使用保持装置125，螺钉129或连接器127。然后，如图7所示，光学装置130然后安装在散热装置120上并附接到散热装置120。
图8是根据本发明的LED灯的示意过程图。图8还用于描绘安装在PCB 17上的功能部件，或以其他方式与LED灯100相关联。在实践中，电源450用于向驱动器电路440提供电力。电源450可以例如将AC电力转换成DC电力，以用于驱动LED晶粒。驱动器电路440从电源450接收电力输入，并从输出选择控制器445接收方向输入。进而，驱动器电路440提供适当的电流供应，以根据期望的频谱输出来驱动LED晶粒。因此，控制器445用于控制LED 200的驱动，并且可以基于以下因素来控制光输出：诸如一天时间，环境光，实时输入，温度，光学输出，灯的位置等。
操作期间的温度变化可导致各个晶粒的光谱偏移。在实施例中，包括光传感器860以监视LED 200的光输出，以确保一致性和均匀性。监视LED 200的输出允许每个晶粒的实时反馈和控制以维持期望的输出光谱。光传感器860也可用于识别环境光条件。因此光传感器860向控制器445提供输入。
在另一实施例中，热传感器855用于测量LED晶粒和/或支承LED晶粒的板的温度。由于晶粒的光输出是已知的温度函数，所以测量的温度可用于确定每个晶粒的光输出。热传感器855也可用于测量环境温度条件。因此，热传感器855向控制器445提供另一输入。
在另一个实施例中，GPS芯片870和/或时钟875被包括并且与控制器445对接。由于灯被运送到世界各地到其最终位置，所以确定预期/实际环境光，每日光循环和季节性光循环变化的能力在可以生成光刺激或改变昼夜节律的任何灯中是重要的。GPS芯片870和/或时钟875向控制器445提供输入，使得控制器445可以考虑一天时间，季节性和其他因素来相应地控制灯输出。例如，通过基于位置知道一天时间，可以在一天的稍后几个小时期间生成灯的预睡眠的光谱。
在另一个实施例中，提供用户界面865以允许用户选择所需的配置。用户界面865可以采用旋钮，开关，数字输入或等同装置的形式。因此，用户界面865向控制器445提供另外的输入。
在一个实施例中，预睡眠配置光谱包括在强度上减少(例如，切口/陷波)的光谱的一部分。该波谷定中心在约470nm(或者备选约470-480nm之间，约460-480nm之间，约470-490nm之间，或约460-490nm之间)。这种波长范围可能是抑制褪黑激素的最重要的贡献者，也是最有效的。因此，在预睡眠阶段期间将这种波长带中的暴露最小化将是有效的。在一个实施例中，使用具有特定输出光谱的磷光体涂覆的薄荷色LED获得预睡眠光谱的切口，以在预睡眠光谱内完成切口。薄荷色LED本身可以包括在470-480nm(或460-490nm范围)中具有最小值的切口/波谷，并且可以通过这些波长范围中的最大强度作为薄荷色LED峰强度的分数百分比来表征(例如，470-480发射的最大值小于峰强度的约2.5％；在约460-490nm之间的最大值小于峰强度的约5％)。
再次参考图9，示出了在提出的一个实施例中使用的薄荷色LED晶粒的相对辐射功率曲线。如本文所使用的，术语“薄荷色LED”或“薄荷色LED晶粒”或“薄荷晶粒”应被解释为包括任何LED源，LED芯片，LED晶粒(在晶粒上具有或不具有光转换材料)或配置或能够产生图9所示的相对辐射功率曲线的任何等同光源，或与其等同的相对辐射功率曲线。所示相对辐射功率曲线特别感兴趣的是在约460-490nm之间，以及更具体地在约470-480nm之间的光谱“陷波”。所述光谱陷波提供相对于峰强度的相对强度，其允许LED晶粒(或等同光源)的组合以实现其期望的结果(即期望的输出配置)。在一个实施例中，薄荷色LED在约460-490nm之间的最大强度小于峰强度的约5％。在备选实施例中，薄荷色LED在约460-490nm之间的最大强度小于峰强度的约7.5％，或约10％，或约15％，或约20％。此外，在一个实施例中，薄荷色LED在约170-480nm之间的最大强度小于峰强度的约2.5％。在备选实施例中，薄荷色LED在约470-480nm之间的最大强度小于峰强度的约3.5％，5％，10％或20％。
图12，13和14示出了根据本发明的一个实施例的分别对应于LED灯的预睡眠配置，相移配置和一般照明配置的功率谱分布。本实施例中的LED灯相应地包括具有3：3：2：1的青色晶粒，薄荷色晶粒，红色晶粒和皇家蓝色晶粒的LED板。根据每种配置的灯的光谱输出通过如下所述从多个晶粒产生辐射通量来调节。
图12示出了根据提出的另一实施例的采用预睡眠模式的LED灯的功率谱分布。图13所示的预睡眠配置以3：3：2：1比率的LED晶粒阵列来产生，驱动如下：(1)三个青色LED驱动为7.65V，66mA，0.16679辐射通量；(2)三个薄荷色LED驱动并联驱动为11.13V，951mA，1.8774辐射通量；(3)两个红橙色LED驱动为4.375V，998mA，0.96199辐射通量；和(4)一个皇家蓝色LED驱动为2.582V，30mA，0.0038584辐射通量。总光通量为1.024e+003 1m。总辐射通量为3.023ge+000W。主波长为580.3nm。一般CRI为87.30。色温为2871K。1931坐标(2°)为x：0.4649，y：0.4429。每个辐射瓦特的发光功率为每个辐射瓦特338流明。
图13示出了根据提出的一个实施例的采用相移配置的LED灯的功率谱分布。图14所示的相移配置14以3：3：2：1比率的LED晶粒阵列产生，驱动如下：(1)以8.19V，235mA，0.47233辐射通量驱动的三个青色LED；(2)以11.14V，950mA，1.9047辐射通量并联驱动的三个薄荷色LED；(3)以3.745V，147mA，0.1845辐射通量驱动的两个红橙色LED；和(4)以2.802V，525mA，0.69093辐射通量驱动的一个皇家蓝色LED。总光通量为9.87ge+002 1m。总辐射通量为3.2138e+000W。主波长为495.6nm。峰波长为449.7nm。一般CRI为87.42。色温为6599K。1931坐标(2°)为x：0.3092，y：0.3406。每个辐射瓦特的发光功率为每个辐射瓦特307流明。
在备选实施例中，在相移配置中，455nm至485nm范围内的蓝色成分的强度水平优选地大于高于485nm的可见光谱中任何其他峰的相对光谱功率的约125％。在备选实施例中，455nm到485nm范围内的蓝色成分可以优选大于约150％；或约175％；或约200％；或约250％；或约300％的高于485nm的可见光谱中任何其他峰的相对光谱功率。显色指数优选大于80。通过改变一个或多个晶粒的辐射通量，例如通过改变由晶粒汲取的电流，蓝色成分相对于大于485nm的其他光谱峰的强度可以调整到所需的水平。
图14示出了根据提出的一个实施例的采用一般照明配置的LED灯的功率谱分布。图15所示的一般照明配置以3：3：2：1比率的LED晶粒阵列产生，驱动如下：(1)以8.22V，211mA，0.44507辐射通量驱动的三个青色LED；(2)以10.06V，499mA，1.1499辐射通量并联驱动的三个薄荷色LED；(3)以3.902V，254mA，0.34343辐射通量驱动的两个红橙色LED；和(4)以2.712V，190mA，0.27280辐射通量驱动的一个蓝色LED。总光通量为7.192e+002 1m。总辐射通量为2.2248e+000W。主波长为566.2nm。峰波长为625.9nm。一般CRI为93.67。色温为4897K。1931坐标(2°)为x：0.3516，y：0.3874。每个辐射瓦特的发光功率为每个辐射瓦特323流明。
在备选实施例中，在一般照明配置中，380nm至485nm范围内的蓝色成分的强度水平优选在高于485nm的可见光谱中任何其他峰的相对光谱功率的约100％。在备选实施例中，380nm至485nm范围内的蓝色成分的强度水平优选小于约100％；或小于约90％；或小于约80％；或者在约20％至约100％之间的高于485nm的可见光谱中任何其他峰的相对光谱功率。显色指数优选大于85。
图15是根据提出的另一实施例的LED灯的分解视图。图15示出可应用本发明的另外的形状因子。例如，图15示出了具有LED 1610阵列的灯1600。如上所述，LED 1610可以采用3：3：2：1的比率设置青色：薄荷色：红橙色：蓝色。
在另一个实施例中，如上所述，LED 1610可以采用3：3：2：3的比率设置青色：薄荷色：红橙色：蓝色。LED安装在可用作散热装置的支撑框1620上。LED电路1630用于以适当的驱动电流来驱动LED1610，以实现两个或更多输出配置(例如，预睡眠配置，相移配置和一般照明配置)。提供输出选择控制器1640(和关联的旋钮)以允许终端用户选择期望的输出配置。在LED 1610的前面设置光学装置1650，以提供扩散效果。形状因子可以通过用诸如螺钉和/或螺母和螺栓的装置来固定部件而实现，如图所示。
另外的实施例
图16，17和18示出了根据本发明的一个实施例的分别对应于LED灯的预睡眠配置，相移配置和一般照明配置的功率谱分布。本实施例中的LED灯相应地包括具有3：3：2：3比率的青色晶粒，薄荷色晶粒，红色晶粒和蓝色晶粒的的LED板。根据每种配置的灯的光谱输出通过如下所述从多个晶粒生成辐射通量来调节。
图16示出了根据提出的另一实施例的采用预睡眠配置的LED灯的功率谱分布。图13所示的预睡眠配置以3：3：2：3比率的LED晶粒阵列来产生，驱动如下：(1)以7.83V，91mA驱动的三个青色LED，以生成0.2048辐射瓦特；(2)以9.42V，288mA，0.6345辐射瓦特并联驱动的三个薄荷色LED；(3)以4.077V，490mA，0.5434辐射瓦特驱动的两个红橙色LED。主波长为581.4nm。一般CRI为71。色温为2719K。每个辐射瓦特的发光功率为每个辐射瓦特331流明。效能为91流明/瓦特。
图17示出了根据提出的另一实施例的采用相移配置的LED灯的功率谱分布。图18所示的相移配置以3：3：2：3比率的LED晶粒阵列产生，驱动如下：(1)以11.27V，988mA，1.679辐射瓦特并联驱动的三个薄荷色LED；(2)以3.78V，180mA，1.971辐射驱动的两个红橙色LED，和(3)以9.07V，296mA，0.8719辐射瓦特驱动的三个蓝色LED。主波长为476.9nm。一般CRI为88。色温为6235K。每个辐射瓦特的发光功率为每个辐射瓦特298流明。功效为63流明/瓦特。
图18示出了根据提出的另一实施例的采用一般照明配置的LED灯的功率谱分布。图19所示的一般照明配置19以3：3：2：3比率的LED晶粒阵列产生，驱动如下：(1)以8.16V，218mA驱动的三个青色LED，以生成0.4332辐射瓦特；(2)以11.23V，972mA，1.869辐射瓦特并联驱动的三个薄荷色LED；(3)以3.89V，295mA，0.3520辐射瓦特驱动的两个红色LED。主波长为565.6nm。一般CRI为90。色温为4828K。每个辐射瓦特的发光功率为每个辐射瓦特335流明。功效为68流明/瓦特。
在另一实施例中，提供了一种可调谐的LED灯，用于产生具有高于70的显色指数的生物调节的光输出。该LED灯包括：基座；附接到基座的壳体；功率电路，设置在所述壳体内并且具有附接到所述基座的电引线；驱动器电路，设置在所述壳体内并与所述功率电路电连接；以及设置在壳体周围的散热装置。LED灯还包括：多个LED晶粒，安装在与壳体相连的支承装置上，其中多个LED晶粒中的每一个与驱动器电路电连接并由驱动器电路驱动。多个LED晶粒包括两个红色LED晶粒，三个青色LED晶粒，四个薄荷色LED晶粒和三个蓝色LED晶粒。LED灯还包括：输出选择控制器，与驱动器电路电连接以对驱动器电路进行编程，以驱动采用多个光输出配置之一的LED晶粒。多个光输出配置包括预睡眠配置，相移配置和一般照明配置。
输出选择控制器可以包括允许用户选择光输出配置的用户输入界面。LED灯还包括与输出选择控制器电连接的输入传感器，以提供用于选择光输出配置的输入变量。输入传感器可以是热传感器，光传感器和/或GPS芯片。输入变量可以选自环境温度，支承温度，LED晶粒温度，壳体温度，由灯产生的光输出，环境光，每日光循环，灯的位置，预期环境光，季节性光循环变化，一天时间，及其任何组合和/或等同物。
在预睡眠配置中，驱动器电路驱动多个LED晶粒，使得在约380nm和约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平小于约485nm以上的可见光谱输出中的任何其他峰的相对光谱功率的约10％。例如，驱动器电路可以驱动多个LED晶粒，使得约150mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒；约360mA的电流被递送到红色LED晶粒；并且约40mA的电流被递送到青色LED晶粒。
在相移配置中，驱动器电路驱动多个LED晶粒，使得在约455nm和约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平大于约485nm以上的可见光谱输出中的任何其他峰的相对光谱功率的约125％。相移配置中的显色指数可以大于80。例如，驱动器电路可以驱动多个LED晶粒，使得约510mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒；约1800mA的电流被递送到红色LED晶粒；约40mA的电流被递送到青色LED晶粒；并且约100mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。
在一般照明配置中，驱动器电路驱动多个LED晶粒，使得在约380nm至约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平在约485nm以上的可见光谱输出中的任何其他峰的相对光谱功率约380nm至约85nm之间的约100％至约20％。一般照明配置中的显色指数可以大于85.例如，驱动电路可以驱动多个LED晶粒，使得约450mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒；约230mA的电流被递送到红色LED晶粒；约110mA的电流被递送到青色LED晶粒；并且约60mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。
在另一个实施例中，提供了一种LED灯，包括壳体；驱动器电路，设置在所述壳体内并且用于与电源电连接；以及安装在与所述壳体相连的支承装置上的多个LED晶粒，其中所述多个LED晶粒中的每一个与所述驱动器电路电连接并由所述驱动器电路驱动。LED灯还包括与驱动器电路电连接的输出选择控制器以编程驱动器电路，以驱动采用多个光输出配置之一的LED晶粒。输出选择控制器还可以包括允许用户选择光输出配置的用户输入界面。
多个光输出配置包括预睡眠配置和一般照明配置。多个光输出配置还可以包括相移配置。多个LED晶粒可以包括红色LED晶粒，青色LED晶粒，薄荷色LED晶粒和蓝色LED晶粒。红色LED晶粒比青色LED晶粒比蓝色LED晶粒的比率分别为2：3：4：3。LED灯可以是可调谐的，以产生具有显色指数高于70的生物调节的光输出。
LED灯还可以包括与输出选择控制器电连接的输入传感器，以提供用于在选择光输出配置中的输入变量。输入传感器可以是热传感器，光传感器和/或GPS芯片。输入变量可以选自环境温度，支承温度，LED晶粒温度，壳体温度，由灯产生的光输出，环境光，每日光循环，灯的位置，预期环境光，季节性光循环变化，一天时间，及其任何组合和/或等同物。
在预睡眠配置中，驱动电路驱动多个LED晶粒，使得在约380nm和约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平小于高于约485nm的可见光谱输出的任何其他峰的相对光谱功率的约10％。例如，驱动器电路可以驱动多个LED晶粒，使得约150mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒；约360mA的电流被递送到红色LED晶粒；并且约40mA的电流被递送到青色LED晶粒。
在相移配置中，驱动器电路驱动多个LED晶粒，使得在约455nm和约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平大于约485nm以上的可见光谱输出中的任何其他峰的相对光谱功率的约125％(或大于约150％；或大于约200％)。相移配置中的显色指数可以大于80。例如，驱动器电路可以驱动多个LED晶粒，使得约510mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒；约180mA的电流被递送到红色LED晶粒；约40mA的电流被递送到青色LED晶粒；并且约100mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。
在一般照明配置中，驱动器电路驱动多个LED晶粒，使得在约380nm至约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平在约485nm以上的可见光谱输出中的任何其他峰的相对光谱功率的约100％至约20％之间。一般照明配置中的显色指数可以大于85。例如，驱动器电路可以驱动多个LED晶粒，使得约450mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒；约230mA的电流被递送到红色LED晶粒；约10mA的电流被递送到青色LED晶粒；并且约60mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。
在另一个实施例中，提供了一种可调谐的LED灯，用于产生具有高于70的显色指数的生物调节的光输出，其包括基座；附接到基座的壳体；功率电路，设置在所述壳体内并且具有附接到所述基座的电引线；驱动器电路，设置在所述壳体内并与所述功率电路电连接；围绕所述壳体设置的散热装置；安装在与壳体相连的支承装置上的多个LED晶粒，其中多个LED晶粒中的每一个与驱动电路电连接并由驱动器电路驱动，并且其中多个LED晶粒包括以下比率的LED晶粒：两个红橙色LED晶粒比三个青色LED晶粒比三个薄荷色LED晶粒比一个蓝色LED晶粒；以及输出选择控制器，与所述驱动器电路电连接以编程所述驱动器电路，以驱动采用多个光输出配置之一的所述LED晶粒，其中所述多个光输出配置包括预睡眠配置，相移配置和一般照明配置。在预睡眠配置中，驱动器电路可以驱动多个LED晶粒，使得约950mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒，约1000mA的电流被递送到红橙色LED晶粒，约65mA的电流被递送到青色LED晶粒；并且约30mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。在相移配置中，驱动器电路可以驱动多个LED晶粒，使得约950mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒，约150mA的电流被递送到红橙色LED晶粒，约235mA的电流被递送到青色LED晶粒，并约525mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。在一般的照明配置中，驱动电路可以驱动多个LED晶粒，使得约500mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒，约250mA的电流被递送到红橙色LED晶粒，约210mA的电流被递送到青色LED晶粒，并且约190mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。在其他实施例中，可以递送备选电流以改变辐射通量并实现期望的光谱输出。
在另一个实施例中，提供一种制造可调谐的LED灯的方法，用于产生具有高于70的显色指数的生物调节的光输出。该方法包括：(a)将基座附接到壳体；(b)将所述壳体内的功率电路的引线与所述基座电连接；(c)将设置在壳体内的驱动电路与功率电路电连接；(d)将多个LED晶粒安装在与壳体相连的支承装置上，使得多个LED晶粒中的每一个与驱动电路电连接并由驱动电路驱动，并且其中多个LED晶粒包括两个红色LED晶粒，三个青色LED晶粒，四个薄荷色LED晶粒和三个蓝色LED晶粒；以及(e)配置所述驱动器电路以驱动采用多个光输出配置之一的所述LED晶粒，其中所述多个光输出配置包括预睡眠配置，相移配置和一般照明配置。
该方法还可以包括：(f)配置驱动器电路以驱动多个LED晶粒，使得在约380nm和约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平小于约485nm以上的可见光谱输出中的任何其他峰的相对光谱功率的10％；(g)配置驱动器电路以驱动多个LED晶粒，使得在约455nm和约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平大于约485nm以上的可见光谱输出的任何其他峰的相对光谱功率的约125％；和/或(h)配置所述驱动器电路以驱动所述多个LED晶粒，使得在约380nm至约485nm之间的可见光谱输出范围内的蓝色输出强度水平在约485nm以上的可见光谱输出中的任何其他峰的相对光谱功率的约100％至约20％之间。
该方法还可以包括：(i)配置驱动器电路以驱动多个LED晶粒，使得约150mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒，约360mA的电流被递送到红色LED晶粒，以及约40mA的电流被递送到青色LED芯片；(j)配置驱动器电路以驱动多个LED晶粒，使得约510mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒，约180mA的电流被递送到红色LED晶粒，约40mA的电流被递送到青色LED，以及约100mA的电流被递送到蓝色LED晶粒；和/或(k)配置驱动器电路以驱动多个LED晶粒，使得约450mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒，约230mA的电流被递送到红色LED晶粒，约110mA的电流被递送到青色LED晶粒，以及约60mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。
在另一个实施例中，提供了一种LED灯，其包括壳体，设置在壳体内并用于与电源电连接的驱动器电路，以及安装在与壳体相连的支承装置上的多个LED晶粒。多个LED晶粒中的每一个可以与驱动器电路电连接并由驱动器电路驱动；以及输出选择控制器，与所述驱动器电路电连接以编程所述驱动器电路，以驱动采用多个光输出配置之一的所述LED晶粒，其中所述多个光输出配置包括预睡眠配置和一般照明配置。多个LED晶粒包括红橙色LED晶粒，青色LED晶粒，薄荷LED晶粒和蓝色LED晶粒。多个LED晶粒相应地包括红橙色LED晶粒比青色LED晶粒比薄荷色LED晶粒比蓝色LED晶粒为2：3：3：1的比率。
在另一个实施例中，提供一种制造可调谐的LED灯的方法，用于产生具有高于70的显色指数的生物调节的光输出，包括：将基座附接到壳体；将壳体内的功率电路的引线与基座电连接；将设置在壳体内的驱动器电路与功率电路电连接；将多个LED晶粒安装在与壳体相连的支承装置上，使得多个LED晶粒中的每一个与驱动器电路电连接并由驱动器电路驱动，并且其中多个LED晶粒包括两个红橙色LED晶粒，三个青色LED晶粒，三个薄荷色LED晶粒和一个蓝色LED晶粒；以及配置所述驱动器电路以驱动采用多个光输出配置之一的LED晶粒，其中所述多个光输出配置包括预睡眠配置，相移配置和一般照明配置。在预睡眠配置中，该方法还可以包括配置驱动器电路以驱动多个LED晶粒，使得约950mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒，约1000mA的电流被递送到红橙色LED晶粒，约65mA的电流被递送到青色LED晶粒，以及约30mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。在相移配置中，该方法还可以包括配置驱动器电路以驱动多个LED晶粒，使得约950mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒，约150mA的电流被递送到红色LED晶粒，约235mA的电流被递送到青色LED晶粒，以及约525mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。在一般照明配置中，该方法还可以包括配置驱动电路以驱动多个LED晶粒，使得约500mA的电流被递送到薄荷色LED晶粒，约250mA的电流被递送到红色LED晶粒，约210mA的电流被递送到青色LED晶粒，以及约190mA的电流被递送到蓝色LED晶粒。
对于本领域技术人员显而易见的是，可以采用其他晶粒配置或电流方案来实现用于产生生物调节的光的LED灯的期望光谱输出。
在另一个实施例中，提供了一种LED灯，其包括壳体，设置在壳体内并且用于与电源电连接的驱动器电路，以及安装在与壳体相连的支承装置上的多个LED晶粒。多个LED晶粒中的每一个可以与驱动器电路电连接并由驱动器电路驱动。多个LED晶粒可以包括薄荷色LED晶粒，超红色LED晶粒和蓝色LED晶粒。在一些实施例中，多个LED晶粒相应地包括薄荷色LED晶粒比超红色LED晶粒比蓝色LED晶粒为15：5：4的比率。
在一些实施例中，所有多个LED晶粒可以串联连接。此外，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒，使得由蓝色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的90％至100％的范围内，和由薄荷色LED晶粒发射的光的相对峰强度在超红色LED晶粒发射的光的峰强度的50％至60％的范围内。
另外，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒以发射具有至少6200K的色温的光。更具体地，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒以发射色温为6240K的光。
另外，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒以发射具有至少90的显色指数的光。更具体地，驱动电路可以用于操作LED晶粒以具有显色指数为92.2。
在另一个实施例中，提供了一种LED灯，包括壳体，设置在壳体内并且用于与电源电连接的驱动器电路，以及安装在与壳体相连的支承装置上的多个LED晶粒。多个LED晶粒中的每一个可以与驱动器电路电连接并由驱动器电路驱动。多个LED晶粒可以包括薄荷色LED晶粒，超红色LED晶粒和蓝色LED晶粒。在一些实施例中，多个LED晶粒分别包括薄荷色LED晶粒比超红色LED晶粒比蓝色LED晶粒为1：1：1的比率。此外，多个LED晶粒可以包括7个薄荷色LED晶粒，7个超红色LED晶粒和7个蓝色LED晶粒。
在一些实施例中，每个类似颜色的LED晶粒可以串联连接。也就是说，薄荷色LED晶粒可以串联连接，超红色LED晶粒可以串联连接，蓝色LED晶粒可以串联连接。此外，驱动电路可以用于不均等地将功率引导到各种串联LED晶粒。在一些实施例中，驱动器电路可以采用以下比率将功率递送到多个LED晶粒：6.9瓦特到薄荷色LED晶粒比3.2瓦特到超红色LED晶粒比2.0瓦特到蓝色LED晶粒。
在一些实施例中，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒，使得由蓝色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射光的峰强度的80％至90％的范围内，并且由薄荷色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的30％至40％的范围内。
此外，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒以发射具有至少6200K的色温的光。更具体地，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒以发射具有6202K的色温的光。
另外，驱动电路可以用于操作多个LED晶粒以发射具有至少90的显色指数的光。更具体地，驱动电路可以用于操作LED晶粒以具有显色指数为91.3。
结论
已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的前述描述。它不是穷举的或将本发明限制为所公开的精确形式。根据上述教导，其他修改和变化是可能的。选择和描述实施例以便最好地解释本发明的原理及其实际应用，并且由此使得本领域技术人员能够在各种实施例中进行最佳利用本发明，并适用于所考虑的具体用途的各种修改。旨在将所附权利要求解释为包括本发明的其他备选实施例；包括等同结构，组件，方法和装置。
应当理解，具体实施方式部分而不是发明内容和摘要部分旨在用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐述本发明人所想到的本发明的一个或多个但不是全部的示例性实施例，因此并不意图以任何方式限制本发明和所附权利要求。

Claims (13)

1.一种调谐的led灯(100)，包括：
壳体(115)；
驱动电路(117)，设置在所述壳体(115)内和用于与电源电连接；以及
多个LED晶粒，安装在支承装置上，所述支承装置与所述壳体(115)相连，其中所述多个LED晶粒中的每一个与所述驱动电路(117)电连接并由所述驱动电路(117)驱动；
其中所述多个LED晶粒包括采用以下比率的薄荷色LED晶粒、超红色LED晶粒和蓝色LED晶粒：15个薄荷色LED晶粒比5个超红色LED晶粒比4个蓝色LED晶粒；以及
其中所述驱动电路用于操作所述多个LED晶粒以发射光，所述光控制观察者中的褪黑激素抑制；
其中所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒，使得由蓝色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射光的峰强度的80％至90％的范围内；
其中所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒，使得由薄荷色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的30％至40％的范围内；
其中所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒以发射具有6202K的色温的光。
2.根据权利要求1所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述多个LED晶粒串联连接。
3.根据权利要求1所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒以发射具有至少90的显色指数的光。
4.一种调谐的led灯(100)，包括：
壳体(115)；
驱动电路(117)，设置在所述壳体(115)内和用于与电源电连接；以及
多个LED晶粒，安装在支承装置上，所述支承装置与所述壳体(115)相连，其中所述多个LED晶粒中的每一个与所述驱动电路(117)电连接并由所述驱动电路(117)驱动；
其中所述多个LED晶粒包括采用以下比率的薄荷色LED晶粒、超红色LED晶粒和蓝色LED晶粒：1个薄荷色LED晶粒比1个超红色LED晶粒比1个蓝色LED晶粒；以及
其中所述驱动电路用于操作所述多个LED晶粒以发射光，所述光控制观察者中的褪黑激素抑制；
其中所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒，使得由蓝色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射光的峰强度的80％至90％的范围内；
其中所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒，使得由薄荷色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的30％至40％的范围内；
其中所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒以发射具有6202K的色温的光。
5.根据权利要求4所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述多个LED晶粒包括7个薄荷色LED晶粒、7个超红色LED晶粒和7个蓝色LED晶粒。
6.根据权利要求4所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述薄荷色LED晶粒串联连接，所述超红色LED晶粒串联连接，以及所述蓝色LED晶粒串联连接。
7.根据权利要求4所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述驱动电路(117)用于采用以下比率来递送功率到所述多个LED晶粒：6.9瓦特到所述薄荷色LED晶粒比3.2瓦特到所述超红色LED晶粒比2.0瓦特到所述蓝色LED晶粒。
8.根据权利要求4所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒以发射具有至少90的显色指数的光。
9.一种调谐的led灯(100)，包括：
壳体(115)；
驱动电路(117)，设置在所述壳体(115)内和用于与电源电连接；以及
多个LED晶粒，安装在支承装置上，所述支承装置与所述壳体(115)相连，其中所述多个LED晶粒中的每一个与所述驱动电路(117)电连接并由所述驱动电路(117)驱动，其中所述多个LED晶粒包括至少一个蓝色LED晶粒、至少一个超红色LED晶粒和至少一个薄荷色LED晶粒；
其中所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒，使得由蓝色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射光的峰强度的80％至90％的范围内；
其中所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒，使得由薄荷色LED晶粒发射的光的相对峰强度在由超红色LED晶粒发射的光的峰强度的30％至40％的范围内；
其中所述驱动电路(117)用于操作所述多个LED晶粒以发射具有6202K的色温的光。
10.根据权利要求9所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述多个LED晶粒包括以下比率的薄荷色LED晶粒、超红色LED晶粒和蓝色LED晶粒：15个薄荷色LED晶粒比5个超红色LED晶粒比4个蓝色LED晶粒；以及
其中所述多个LED晶粒串联连接。
11.根据权利要求9所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述多个LED晶粒包括以下比率的薄荷色LED晶粒、超红色LED晶粒和蓝色LED晶粒：1个薄荷色LED晶粒比1个超红色LED晶粒比1个蓝色LED晶粒；以及
其中所述多个LED晶粒包括串联连接的所述薄荷色LED晶粒、串联连接的所述超红色LED晶粒和串联连接的所述蓝色LED晶粒。
12.根据权利要求9所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述多个LED晶粒包括7个薄荷色LED晶粒、7个超红色LED晶粒和7个蓝色LED晶粒。
13.根据权利要求9所述的调谐的led灯(100)，其特征在于，所述驱动电路(117)用于采用以下比率来递送功率到所述多个LED晶粒：6.9瓦特到所述薄荷色LED晶粒比3.2瓦特到所述超红色LED晶粒比2.0瓦特到所述蓝色LED晶粒。
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