DE102012207185A1

DE102012207185A1 - Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht mit einstellbarer Farbtemperatur

Info

Publication number: DE102012207185A1
Application number: DE102012207185A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Keller Katharina
Original assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Current assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2013-10-31
Also published as: WO2013164250A1; AT14890U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht, dessen Farbtemperatur eingestellt werden kann, wobei die Anordnung Folgendes aufweist: Eine erste LED-Lichtquelle zur Erzeugung eines ersten Lichts einer ersten Farbe, wobei die erste Farbe durch einen ersten weißen Farbort (7) charakterisiert ist, eine zweite LED-Lichtquelle zur Erzeugung eines zweiten Lichts einer zweiten Farbe, wobei die zweite Farbe durch einen zweiten weißen Farbort (8) charakterisiert ist, der sich von dem ersten weißen Farbort unterscheidet, sowie eine dritte LED-Lichtquelle zur Erzeugung eines dritten Lichts einer dritten Farbe, wobei die dritte Farbe durch einen dritten weißen Farbort (9) charakterisiert ist, der sich sowohl von dem ersten weißen Farbort (7), als auch von dem zweiten weißen Farbort (8) unterscheidet. Durch entsprechende Helligkeitssteuerung der drei LED-Lichtquellen kann ein Mischlicht erzeugt werden, dessen Farbort praktisch beliebig genau auf der Schwarzkörper-Kurve (5) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht mit einstellbarer Farbtemperatur auf LED-Basis (LED: lichtemittierende Diode). Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Anordnung.
Zur Erzeugung von weißem Licht mit einstellbarer Farbtemperatur auf LED-Basis ist eine Anordnung mit drei LEDs bekannt, bei der die erste LED ein rotes Licht abstrahlt, die zweite LED ein grünes Licht und die dritte LED ein blaues Licht. Die Anordnung ist so gestaltet, dass sich die unterschiedlich farbigen Lichter der LEDs im Weiteren mehr oder weniger vermischen, so dass – aus üblicher Entfernung betrachtet – ein Mischlicht gesehen wird, das weiß erscheint. Die Intensitäten der drei LEDs lassen sich dabei unabhängig voneinander verändern, so dass die Farbe des Mischlichts auf diese Weise eingestellt werden kann. Werden in der bekannten CIE-Normfarbtafel 1931 (CIE: Commission internationale de l’éclairage) – im Folgenden auch kurz „Normfarbtafel“ – die drei Farborte, die den drei verwendeten Farben Rot, Grün und Blau entsprechen, eingetragen und miteinander geradlinig verbunden, so dass ein Dreieck entsteht, liegt der Farbort des Mischlichts jedenfalls innerhalb dieses Dreiecks.
Allerdings ist es mit erheblichem Aufwand verbunden, die Anordnung derart zu gestalten, dass die Mischung der Farben so vollständig erfolgt, dass bei Betrachtung der Anordnung keine störenden farbigen Stellen erkennbar sind. Häufig weist eine entsprechende Anordnung eine Lichtabgabefläche auf, auf der sich eine ungewollte, nicht-weiße farbige Lichterscheinung ausbildet. Ein Weißlicht, das besonders hohen Anforderungen entspricht, kann mit einer solchen Anordnung kaum oder nur mit besonders hohem Aufwand realisiert werden.
Alternativ ist es bekannt, zur Erzeugung eines einstellbaren Weißlichts das Licht zweier Weißlicht-LEDs miteinander zu mischen, wobei zur Einstellung der Farbtemperatur die Intensitäten der beiden Weißlicht-LEDs unterschiedlich eingestellt werden. Auf der Normfarbtafel liegt der Farbort des so gebildeten Mischlichts auf der Verbindungsgeraden der beiden Farborte, die den beiden Weißlicht-LED-Lichtquellen entsprechen. Allerdings ergibt sich in diesem Fall das Problem, dass bei bestimmten Mischungsverhältnissen der Intensitäten der beiden LED-Lichtquellen ein Mischlicht einer Farbe erzeugt wird, dessen Farbort von der Schwarzkörper-Kurve so stark abweicht, dass dieses Mischlicht für einen normalen Betrachter nicht mehr weiß erscheint, sondern beispielsweise rosa. Dies ergibt sich daraus, dass in der Normfarbtafel die Schwarzkörper-Kurve nicht geradlinig verläuft, sondern bogenförmig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende verbesserte Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht anzugeben. Insbesondere soll mit der Anordnung ein weißes Licht mit einstellbarer Farbtemperatur angegeben werden, das über den gesamten Einstellbereich hinweg als rein weißes Licht erscheint. Außerdem soll ein Verfahren zur Ansteuerung einer derartigen Anordnung angegeben werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Gegenständen gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht vorgesehen, dessen Farbtemperatur eingestellt werden kann, wobei die Anordnung Folgendes aufweist: Eine erste LED-Lichtquelle zur Erzeugung eines ersten Lichts einer ersten Farbe, wobei die erste Farbe durch einen ersten weißen Farbort charakterisiert ist, eine zweite LED-Lichtquelle zur Erzeugung eines zweiten Lichts einer zweiten Farbe, wobei die zweite Farbe durch einen zweiten weißen Farbort charakterisiert ist, der sich von dem ersten weißen Farbort unterscheidet, sowie eine dritte LED-Lichtquelle zur Erzeugung eines dritten Lichts einer dritten Farbe, wobei die dritte Farbe durch einen dritten weißen Farbort charakterisiert ist, der sich sowohl von dem ersten weißen Farbort, als auch von dem zweiten weißen Farbort unterscheidet.
Durch die Verwendung der dritten LED-Lichtquelle lässt sich erzielen, dass mit der Anordnung durch entsprechende Helligkeitssteuerung der drei LED-Lichtquellen ein in seiner Farbtemperatur einstellbares Mischlicht erzeugt werden kann, dessen Farborte praktisch beliebig genau auf der Schwarzkörper-Kurve liegen.
Weiterhin weist die Anordnung eine Steuereinheit zur Ansteuerung der ersten LED-Lichtquelle, der zweiten LED-Lichtquelle und der dritten LED-Lichtquelle auf, welche dazu ausgebildet ist, die Intensitäten der drei LED-Lichtquellen jeweils unabhängig voneinander zu regeln, derart, dass jede der drei LED-Lichtquellen nicht mit weniger als 10% ihrer Maximalleistung betrieben wird. Mit anderen Worten ist die Steuereinheit derart gestaltet, dass mit ihr die Intensitäten der drei LED-Lichtquellen zwar unabhängig voneinander, aber jeweils lediglich zwischen 10% und 100% der Maximalleistung der betreffenden LED-Lichtquelle geregelt werden können.
Letzteres ist in folgender Hinsicht vorteilhaft: Zum Regeln der Intensitäten von LED-Lichtquellen sind zwei unterschiedliche Verfahren bekannt, nämlich ein erstes Verfahren, bei dem die Amplitude des Stroms bzw. die Stromstärke verändert wird, kurz „analoges Dimmen“ und ein zweites Verfahren, das so genannten „PWM-Dimmen“ (PWM: Pulsweitenmodulation). Beim analogen Dimmen auf unter 10% kann es zu einer Farbveränderung kommen, die dann das Erzielen der gewünschten Mischlicht- bzw. Gesamtlichtabgabe beeinträchtigt. Und ein PWM-Dimmen auf unter 10% ist nur mit vergleichsweise hohem Aufwand zu realisieren. Durch das „Regeln der LED-Lichtquellen auf mindestens 10%“ lässt sich also bei Vermeidung von großem Regel-Aufwand die Genauigkeit der Lichtabgabe mit Bezug auf die Farbort-Einstellung des Mischlichts verbessern.
Vorzugsweise ist die Anordnung derart gestaltet, dass der erste weiße Farbort der Farbe Warmweiß entspricht, der zweite weiße Farbort der Farbe Kaltweiß und der dritte weiße Farbort der Farbe Neutralweiß. Durch diese Wahl lässt sich erzielen, dass das Mischlicht einen vergleichsweise hohen Farbwiedergabe-Index (colour rendering index, CRI) aufweist, auch wenn die einzelnen LED-Lichtquellen als solche jeweils einen vergleichsweise niedrigen Farbwiedergabeindex haben. Auf diese Weise lassen sich die LED-Lichtquellen mit relativ geringem Herstellungsaufwand fertigen, so dass sich die Anordnung insgesamt kostengünstiger gestalten lässt. Beispielsweise lässt sich selbst für den Fall, dass die „kaltweiße LED-Lichtquelle“ einen vergleichsweise niedrigen Farbwiedergabeindex aufweist, für das Mischlicht ein Farbwiedergabeindex von beispielsweise 80 erzielen, also ein relativ hoher bzw. guter Farbwiedergabeindex.
Vorzugsweise ist die Anordnung derart gestaltet, dass der dritte weiße Farbort mit Bezug auf die Schwarzkörper-Kurve in der CIE-Normfarbtafel auf der, der Purpurlinie gegenüber liegenden Seite angeordnet ist. Weiterhin vorzugsweise ist die Anordnung derart gestaltet, dass der erste weiße Farbort und/oder der zweite weiße Farbort mit Bezug auf die Schwarzkörper-Kurve in der CIE-Normfarbtafel auf der, der Purpurlinie gegenüber liegenden Seite angeordnet sind. Hierdurch lässt sich erzielen, dass – bei relativ hoher Effizienz – die drei mit den LED-Lichtquellen erzeugten Lichter den Eckpunkten eines dreieckigen Farbort-Areals in der CIE-Normfarbtafel entsprechen, das einen verhältnismäßig großen Teil der Schwarzkörper-Kurve beinhaltet.
Weiterhin vorzugsweise ist die Anordnung derart gestaltet, dass mit Bezug auf die Schwarzkörper-Kurve in der CIE-Normfarbtafel die Verbindungsgerade zwischen dem ersten weißen Farbort und dem zweiten weißen Farbort die Schwarzkörper-Kurve an einer ersten Schnittstelle und an einer zweiten Schnittstelle schneidet, wobei die erste Schnittstelle innerhalb eines ersten Abschnitts liegt und die zweite Schnittstelle innerhalb eines zweiten Abschnitts der Schwarzkörper-Kurve. Dabei erstreckt sich vorzugsweise der erste Abschnitt von 2600 K bis 3300 K, insbesondere von 2800 K bis 3100 K und der zweite Abschnitt von 5000 K bis 7000 K, insbesondere von 5500 K bis 6500 K. Auf diese Weise lässt sich besonders gut ein Bereich der Schwarzkörper-Kurve abdecken, der für die Praxis besonders relevant ist.
Besonders vorteilhaft ist die Anordnung dabei außerdem derart gestaltet, dass der Abstand zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle mindestens das Dreifache und höchstens das Zehnfache des Abstands zwischen der ersten Schnittstelle und dem ersten weißen Farbort beträgt, vorzugsweise mindestens das Vierfache und höchstens das Achtfache und/oder dass der Abstand zwischen der ersten Schnittstelle und der zweiten Schnittstelle mindestens das Dreifache und höchstens das Zehnfache des Abstands zwischen der zweiten Schnittstelle und dem zweiten weißen Farbort beträgt, vorzugsweise mindestens das Vierfache und höchstens das Achtfache. Auf diese Weise lässt sich erzielen, dass der Farbort des Mischlichts praktisch über den gesamten Abschnitt der Schwarzkörper-Kurve innerhalb des dreieckigen Farbort-Areals eingestellt werden kann, wenn die erste LED-Lichtquelle und die zweite LED-Lichtquelle jeweils mit mindestens 10% ihrer Leistung betrieben werden.
Vorzugsweise ist Anordnung weiterhin derart gestaltet, dass mit Bezug auf die CIE-Normfarbtafel der dritte weiße Farbort innerhalb eines Bereichs angeordnet ist, der durch das x-Koordinaten-Intervall 0,380 ± 0,005 und das y-Koordinaten-Intervall 0,390 ± 0,005 festgelegt ist. Diese Gestaltung ist insbesondere auch mit Bezug auf das „Regeln der LED-Lichtquellen auf mindestens 10%“ hinsichtlich der dritten LED-Lichtquelle vorteilhaft.
Vorteilhaft ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, die drei Intensitäten jeweils durch Veränderung der Stromstärke zu regeln.
Außerdem ist die Steuereinheit vorzugsweise dazu ausgelegt, eine Gesamtintensität, die sich aus den drei Intensitäten zusammensetzt bzw. die Intensität des Mischlichts – durch ein PWM-Dimmen zu regeln.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Ansteuerung einer erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen, das den folgenden Schritt aufweist:
Regeln der drei Intensitäten der ersten LED-Lichtquelle, der zweiten LED-Lichtquelle und der dritten LED-Lichtquelle derart, dass das von dem ersten Licht, dem zweiten Licht und dem dritten Licht gebildete Mischlicht eine Farbe aufweist, deren Farbort auf der Schwarzkörper-Kurve liegt. Dabei werden die drei genannten LED-Lichtquellen derart angesteuert, dass sie stets mit jeweils mindestens 10% ihrer Maximalleistung betrieben werden.
Vorzugsweise werden dabei zur Regelung der drei Intensitäten die Stromstärken durch die genannten LED-Lichtquellen variiert. Die Einstellung des Farborts des Mischlichts erfolgt also vorzugsweise durch analoges Dimmen der LED-Lichtquellen.
Die Einstellung der Helligkeit des Mischlichts erfolgt vorteilhaft durch ein PWM-Dimmen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Skizze einer Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung,
2 die bekannte CIE-Normfarbtafel 1931 mit der Schwarzkörper-Kurve,
3 einen Ausschnitt aus der Normfarbtafel und
4 einen weiteren Ausschnitt aus der Normfarbtafel.
In 1 ist sehr schematisch eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung skizziert. Die Anordnung umfasst eine erste LED-Lichtquelle 1, eine zweite LED-Lichtquelle 2 und eine dritte LED-Lichtquelle 3. Die erste LED-Lichtquelle 1 kann insbesondere aus einer LED oder aus mehreren LEDs bestehen, analoges gilt für die zweite LED-Lichtquelle 2 und die dritte LED-Lichtquelle 3.
Die erste LED-Lichtquelle 1 ist zur Erzeugung eines ersten Lichts einer ersten Farbe gestaltet, die zweite LED-Lichtquelle 2 zur Erzeugung eines zweiten Licht einer zweiten Farbe und die dritte LED-Lichtquelle 3 zur Erzeugung eines dritten Lichts einer dritten Farbe.
Die LED-Lichtquellen 1, 2, 3 können auf einer gemeinsamen Platine 4 angeordnet sein. Die drei LED-Lichtquellen 1, 2, 3 sind vorzugsweise sehr nahe aneinander angeordnet, so dass sich bereits in geringer Entfernung ein Mischlicht ergibt, das sich aus dem ersten Licht, dem zweiten Licht und dem dritten Licht zusammensetzt. Beispielsweise kann die Anordnung derart gestaltet sein, dass die Abstände zwischen den LED-Lichtquellen 1, 2, 3 nicht größer sind als deren Durchmesser.
In 2 ist die bekannte CIE-Normfarbtafel von 1931 skizziert. Eingezeichnet ist unter anderem die hufeisenförmige Spektralfarblinie 4, die Schwarzkörper-Kurve 5 und die Purpurlinie 6. Exemplarisch sind an der Schwarzkörper-Kurve 5 einige Temperaturen der entsprechenden Schwarzkörper-Strahler angeben. Die Schwarzkörper-Kurve 5 verläuft nicht geradlinig, sondern bogenförmig, wobei sie mit Bezug auf die Purpurlinie 5 nach außen gewölbt ist. Jeder Farbort in der Normfarbtafel lässt sich bekanntermaßen durch eine x-Koordinate und eine y-Koordinate eindeutig angeben.
Die erste Farbe – also die Farbe des ersten Lichts, das durch die erste LED-Lichtquelle 1 erzeugt wird – ist durch einen ersten weißen Farbort 7 charakterisiert. Die zweite Farbe ist durch einen zweiten weißen Farbort 8 charakterisiert und die dritte Farbe durch einen dritten weißen Farbort 9. Der zweite weiße Farbort 8 unterscheidet sich dabei von dem ersten weißen Farbort 7 und der dritte weiße Farbort 9 unterscheidet sich sowohl von dem ersten weißen Farbort 7, als auch von dem zweiten weißen Farbort 8. Dabei liegen die drei genannten Farborte 7, 8, 9 nicht auf einer Linie. Wie beispielhaft gezeigt, liegt der dritte Farbort 9 mit Bezug auf eine Verbindungsgerade zwischen dem ersten Farbort 7 und dem zweiten Farbort 8 vorzugsweise auf der, der Purpurlinie 6 gegenüber liegenden Seite.
Bei den LED-Lichtquellen 1, 2, 3 kann es sich beispielsweise um LED-Lichtquellen handeln, die ein blaues Licht oder UV-Strahlung erzeugen, das bzw. die im Weiteren von einer Phosphorschicht beeinflusst wird, so dass insgesamt ein entsprechendes Weißlicht gebildet wird. Dies ist an sich bekannt, so dass an dieser Stelle hierauf nicht näher eingegangen wird.
In 3 ist ein Ausschnitt aus der Normfarbtafel skizziert, der die drei weißen Farborte 7, 8, 9 genauer zeigt. Die drei Farborte 7, 8, 9 sind dabei jeweils geradlinig miteinander verbunden, so dass ein dreieckiges Farbort-Areal begrenzt ist, in dem sich der Farbort des Mischlichts, das sich aus dem ersten Licht, dem zweiten Licht und dem dritten Licht zusammensetzt, jedenfalls befinden muss. Man erkennt, dass im gezeigten Beispiel die Schwarzkörper-Kurve 5 ungefähr zwischen 2900 K und 5900 K innerhalb dieses Farbort-Areals verläuft. Dies ist ein verhältnismäßig weiter und – mit Bezug auf die Lichttechnik – praxisrelevanter Abschnitt der Schwarzkörper-Kurve 5.
Wie aus den 2 und 3 beispielhaft hervorgeht, befinden sich alle drei Farborte 7, 8, 9 verhältnismäßig nahe an der Schwarzkörper-Kurve 5, insbesondere derart, dass von keiner der LED-Lichtquellen 1, 2, 3 ein Licht erzeugt wird, das – bei einem Normalbeobachter – einen Farbeindruck einer „bunten“ Farbe erzeugt.
Wie weiterhin beispielhaft in 2 gezeigt, liegen im gezeigten Beispiel alle drei Farborte 7, 8, 9 mit Bezug auf die Schwarzkörper-Kurve 5 auf der, der Purpurlinie 6 gegenüber liegenden Seite.
In 4 ist ein weiterer Ausschnitt aus der Normfarbtafel gezeigt, wobei ein Warmweiß-Areal WW, ein Kaltweiß-Areal CW und ein Neutralweiß-Areal NW eingezeichnet sind. Die Farborte innerhalb des Warmweiß-Areals WW werden hier als „warmweiß“ bezeichnet, entsprechend die Farborte innerhalb des Kaltweiß-Areals CW als „kaltweiß“ und diejenigen innerhalb des Neutralweiß-Areals NW als „neutralweiß“.

Die drei genannten Areale WW, CW, NW sind jeweils Vierecke in der Normfarbtafel. In der folgenden Tabelle sind die x- und y- Koordinaten der Eckpunkte dieser Vierecke in der Normfarbtafel angegeben:

	WW	CW	NW
1. Ecke (x; y)	0,490; 0,435	0,405; 0,415	0,330; 0,365
2. Ecke (x; y)	0,480; 0,410	0,400; 0,385	0,330; 0,330
3. Ecke (x; y)	0,420; 0,395	0,360; 0,365	0,290; 0,300
4. Ecke (x; y)	0,430; 0,420	0,365; 0,395	0,285; 0,335

Vorzugsweise ist die Gestaltung derart, dass der erste weiße Farbort 7 innerhalb des Warmweiß-Areals WW liegt, der zweite weiße Farbort 8 innerhalb des Kaltweiß-Areals CW und der dritte weiße Farbort 9 innerhalb des Neutralweiß-Areals NW.
Besonders bevorzugt liegt der erste weiße Farbort innerhalb des Bereichs x = 0,465 ± 0,005; y = 0,420 ± 0,005, der zweite weiße Farbort innerhalb des Bereichs x = 0,310 ± 0,005; y = 0,325 ± 0,005 und der dritte weiße Farbort 9 innerhalb des Bereichs x = 0,380 ± 0,005; y = 0,390 ± 0,005.
In 3 ist – als Teil der Begrenzung des weiter oben genannten dreieckigen Farbort-Areals – die Verbindungsgerade 11 zwischen dem ersten weißen Farbort 7 und dem zweiten weißen Farbort 8 eingezeichnet. Man erkennt, dass diese Verbindungsgerade 11 die Schwarzkörper-Kurve 5 an zwei Stellen schneidet, und zwar an einer ersten Schnittstelle 12 und an einer zweiten Schnittstelle 13. Die erste Schnittstelle 12 liegt dabei insbesondere innerhalb eines ersten Abschnitts der Schwarzkörper-Kurve 5, der sich von 2600 K bis 3300 K erstreckt, vorzugsweise von 2800 K bis 3100 K, die zweite Schnittstelle 13 innerhalb eines zweiten Abschnitts, der sich von 5000 K bis 7000 K erstreckt, vorzugsweise von 5500 K bis 6500 K.
Der erste Farbort 7 liegt dabei in einem gewissen Abstand von der ersten Schnittstelle 12 und der zweite Farbort 8 in einem gewissen Abstand von der zweiten Schnittstelle 13. Dies ist vorteilhaft, weil auf diese Weise zur Bildung eines einstellbaren Mischlichts, dessen Farborte sich auf der Schwarzkörper-Kurve 5 befinden, die erste LED-Lichtquelle 1 und die zweite LED-Lichtquelle 2 nicht auf Null oder näherungsweise auf Null gedimmt werden müssen. Insbesondere sind der erste Farbort 7 und der zweite Farbort 8 so gewählt, dass sich das oben beschriebene „Regeln der LED-Lichtquellen auf mindestens 10%“ für alle möglichen Farborte entlang der Schwarzkörper-Kurve 5 – hier also etwa zwischen 2900 K und 5900 K – realisieren lässt.
Konkret kann in diesem Zusammenhang die Anordnung derart gestaltet sein, dass der Abstand zwischen der ersten Schnittstelle 12 und der zweiten Schnittstelle 13 mindestens das Dreifache und höchstens das Zahnfache des Abstands zwischen der ersten Schnittstelle 12 und dem ersten weißen Farbort 7 beträgt, vorzugsweise mindestens das Vierfache und höchstens das Achtfache. Analog beträgt vorzugsweise der Abstand zwischen der ersten Schnittstelle 12 und der zweiten Schnittstelle 13 mindestens das Dreifache und höchstens das Zehnfache des Abstands zwischen der zweiten Schnittstelle 13 und dem zweiten weißen Farbort 8, vorzugsweise mindestens das Vierfache und höchstens das Achtfache.
Die Anordnung weist weiterhin eine – schematisch in 1 skizzierte – Steuereinheit 10 zur Ansteuerung der ersten LED-Lichtquelle 1, der zweiten LED-Lichtquelle 2 und der dritten LED-Lichtquelle 3 auf, wobei die Anordnung derart gestaltet ist, dass mit der Steuereinheit 10 die Intensitäten der genannten LED-Lichtquellen 1, 2, 3 jeweils unabhängig voneinander geregelt werden können. Hierdurch lässt sich mit den drei LED-Lichtquellen 1, 2, 3 ein Mischlicht erzeugen, das sich aus dem ersten Licht, dem zweiten Licht und dem dritten Licht zusammensetzt, derart, dass das Mischlicht eine Farbe aufweist, die durch einen Farbort charakterisiert ist, der – praktisch beliebig genau – auf der Schwarzkörper-Kurve 5 liegt, also sozusagen „reines“ Weißlicht. Beispielsweise kann die Steuereinheit 10 dazu ausgelegt sein, den Farbort auf der Schwarzkörper-Kurve 5 im Rahmen der Genauigkeit einer MacAdam-Ellipse (bzw. einer „1-Schritt-MacAdam-Ellipse“) einzustellen. Auf diese Weise lässt sich zuverlässig ausschließen, dass das Mischlicht einen rosa-farbigen oder grünlichen Farbstich aufweist. Zum Vergleich ist in 3 um den Farbort bei 4000 K auf der Schwarzkörper-Kurve 5 eine „4-Schritt MacAdam-Ellipse“ eingezeichnet (also eine größere Ellipse als eine „1-Schritt MacAdam-Ellipse“).
Die Steuereinheit 10 ist dabei derart gestaltet, dass mit ihr die Intensitäten der drei LED-Lichtquellen 1, 2, 3 jeweils nur zwischen 10% und 100% geregelt werden können.
Zur Ansteuerung ist dementsprechend ein Verfahren vorgesehen, das den folgenden Schritt aufweist: Regeln der Intensitäten der ersten LED-Lichtquelle 1, der zweiten LED-Lichtquelle 2 und der dritten LED-Lichtquelle 3 derart, dass das von dem ersten Licht, dem zweiten Licht und dem dritten Licht gebildete Mischlicht eine Farbe aufweist, deren Farbort auf der Schwarzkörper-Kurve 5 liegt, insbesondere im Rahmen der Genauigkeit einer MacAdam-Ellipse. Dabei werden die genannten LED-Lichtquellen 1, 2, 3 derart angesteuert, dass sie stets mit jeweils mindestens 10% ihrer Leistung betrieben werden.
Zur Regelung der drei Intensitäten werden vorzugsweise die Stromstärken durch die genannten LED-Lichtquellen 1, 2, 3 variiert.
Die gewünschte Helligkeit des Mischlichts wird vorteilhaft mittels PWM-Dimmen geregelt.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf den Fall, dass die Anordnung die drei genannten LED-Lichtquellen 1, 2, 3 aufweist. Selbstverständlich kann die Anordnung auch mehr als drei LED-Lichtquellen aufweisen, nämlich wenigstens eine erste LED-Lichtquelle, wenigstens eine zweite LED-Lichtquelle und wenigstens eine dritte LED-Lichtquelle, wobei die wenigstens eine erste LED-Lichtquelle in ihren Merkmalen der oben beschriebenen ersten LED-Lichtquelle 1 entspricht, die wenigstens eine zweite LED-Lichtquelle der oben beschriebenen zweiten LED-Lichtquelle 2 und die wenigstens eine dritte LED-Lichtquelle der oben beschriebenen dritten LED-Lichtquelle 3.

Claims

Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht, dessen Farbtemperatur eingestellt werden kann, aufweisend – eine erste LED-Lichtquelle (1) zur Erzeugung eines ersten Lichts einer ersten Farbe, wobei die erste Farbe durch einen ersten weißen Farbort (7) charakterisiert ist, – eine zweite LED-Lichtquelle (2) zur Erzeugung eines zweiten Lichts einer zweiten Farbe, wobei die zweite Farbe durch einen zweiten weißen Farbort (8) charakterisiert ist, der sich von dem ersten weißen Farbort (7) unterscheidet, – eine dritte LED-Lichtquelle (3) zur Erzeugung eines dritten Lichts einer dritten Farbe, wobei die dritte Farbe durch einen dritten weißen Farbort (9) charakterisiert ist, der sich sowohl von dem ersten weißen Farbort (7), als auch von dem zweiten weißen Farbort (8) unterscheidet und – eine Steuereinheit (10) zur Ansteuerung der ersten LED-Lichtquelle (1), der zweiten LED-Lichtquelle (2) und der dritten LED-Lichtquelle (3), welche dazu ausgebildet ist, die Intensitäten der drei LED-Lichtquellen (1, 2, 3) jeweils unabhängig voneinander zu regeln, derart, dass jede der drei LED-Lichtquellen (1, 2, 3) nicht mit weniger als 10% ihrer Maximalleistung betrieben wird.
Anordnung nach Anspruch 1, die derart gestaltet ist, dass der erste weiße Farbort (7) der Farbe Warmweiß entspricht, der zweite weiße Farbort (8) der Farbe Kaltweiß und der dritte weiße Farbort (9) der Farbe Neutralweiß.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, die derart gestaltet ist, dass der dritte weiße Farbort (9) mit Bezug auf die Schwarzkörper-Kurve (5) in der CIE-Normfarbtafel auf der, der Purpurlinie (6) gegenüber liegenden Seite angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die derart gestaltet ist, dass der erste weiße Farbort (7) und/oder der zweite weiße Farbort (8) mit Bezug auf die Schwarzkörper-Kurve (5) in der CIE-Normfarbtafel auf der, der Purpurlinie (6) gegenüber liegenden Seite angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die derart gestaltet ist, dass mit Bezug auf die Schwarzkörper-Kurve (5) in der CIE-Normfarbtafel die Verbindungsgerade (11) zwischen dem ersten weißen Farbort (7) und dem zweiten weißen Farbort (8) die Schwarzkörper-Kurve (5) an einer ersten Schnittstelle (12) und an einer zweiten Schnittstelle (13) schneidet, wobei die erste Schnittstelle (12) innerhalb eines ersten Abschnitts liegt und die zweite Schnittstelle (13) innerhalb eines zweiten Abschnitts, wobei sich vorzugsweise der erste Abschnitt von 2600 K bis 3300 K, insbesondere von 2800 K bis 3100 K erstreckt und der zweite Abschnitt von 5000 K bis 7000 K, insbesondere von 5500 K bis 6500 K.
Anordnung nach Anspruch 5, die derart gestaltet ist, dass der Abstand zwischen der ersten Schnittstelle (12) und der zweiten Schnittstelle (13) mindestens das Dreifache und höchstens das Zehnfache des Abstands zwischen der ersten Schnittstelle (12) und dem ersten weißen Farbort (7) beträgt, vorzugsweise mindestens das Vierfache und höchstens das Achtfache und/oder dass der Abstand zwischen der ersten Schnittstelle (12) und der zweiten Schnittstelle (13) mindestens das Dreifache und höchstens das Zehnfache des Abstands zwischen der zweiten Schnittstelle (13) und dem zweiten weißen Farbort (8) beträgt, vorzugsweise mindestens das Vierfache und höchstens das Achtfache.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die derart gestaltet ist, dass mit Bezug auf die CIE-Normfarbtafel der dritte weiße Farbort (9) innerhalb eines Bereichs angeordnet ist, der durch das x-Koordinaten-Intervall 0,380 ± 0,005 und das y-Koordinaten-Intervall y = 0,390 ± 0,005 festgelegt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit (10) dazu ausgelegt ist, die drei Intensitäten jeweils durch Veränderung der Stromstärke zu regeln.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit (10) dazu ausgelegt, ist eine Gesamtintensität, die sich aus den drei Intensitäten zusammensetzt, durch ein PWM-Dimmen zu regeln.
Verfahren zur Ansteuerung einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend den folgenden Schritt: Regeln der drei Intensitäten der ersten LED-Lichtquelle (1), der zweiten LED-Lichtquelle (2) und der dritten LED-Lichtquelle (3) derart, dass das von dem ersten Licht, dem zweiten Licht und dem dritten Licht gebildete Mischlicht eine Farbe aufweist, deren Farbort auf der Schwarzkörper-Kurve (5) liegt, wobei die drei genannten LED-Lichtquellen (1, 2, 3) derart angesteuert werden, dass sie stets mit jeweils mindestens 10% ihrer Maximalleistung betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem zur Regelung der drei Intensitäten die Stromstärken durch die genannten LED-Lichtquellen (1, 2, 3) variiert werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem eine gewünschte Helligkeit des Mischlichts mittels PWM-Dimmen geregelt wird.