DE102014110833A1 - Circuit-level LED light source - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen von circadiangerechten LED-Lichtquellen offenbart. Eine Lichtquelle ist so ausgebildet, dass sie eine erste LED-Emission (z. B. eine oder mehrere LEDs, die ein erstes Spektrum emittieren) und eine zweite LED-Emission (z. B. eine oder mehrere LEDs, die ein zweites Spektrum emittieren) aufweist, wobei die erste und die zweite LED-Emission in einem ersten Verhältnis und in einem zweiten Verhältnis so kombiniert werden, dass die relative circadiane Stimulation beim Wechsel vom ersten Verhältnis zum zweiten Verhältnis unter Aufrechterhalten eines Farbwiedergabeindexes von mehr als 80 verändert wird.Methods and apparatus for providing circadian LED light sources are disclosed. A light source is configured to emit a first LED emission (eg, one or more LEDs that emit a first spectrum) and a second LED emission (eg, one or more LEDs that emit a second spectrum wherein the first and second LED emissions are combined in a first ratio and a second ratio such that the relative circadian stimulation is changed when changing from the first ratio to the second ratio while maintaining a color rendering index greater than 80.

Figure DE102014110833A1_0001
Figure DE102014110833A1_0001

Description

GEBIETTERRITORY

Die Offenbarung betrifft das Gebiet der Beleuchtungsprodukte und bezieht sich im Besonderen auf Vorrichtungen und Verfahren zum Schaffen von circadiangerechten LED-Lichtquellen.The disclosure relates to the field of lighting products and, more particularly, to apparatus and methods for providing circadian LED light sources.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Identifizierung von nicht zum Sehvermögen gehörenden Fotorezeptoren im menschlichen Auge (sogenannten fotosensitive Ganglienzellen bzw. ”ipRGCs”, von englisch: intrinsically photosensitive retinal ganglion cells), die mit dem circadianen System verbunden sind, hat ein beträchtliches Interesse an Auswirkungen verschiedener Lichtspektren auf die Gesundheit und das Wohlbefinden von Menschen geweckt. Eine starke circadiane Stimulation kann positive Auswirkungen haben, wie beispielsweise Aufhebung von Schlafstörungen, Heben der Laune, Steigern der Aufmerksamkeit sowie der kognitiven Leistungsfähigkeit und Linderung einer saisonal-affektiven Störung (Winterdepression). Eine circadiane Stimulation zur Unzeit kann dagegen auch mit einer Störung der inneren biologischen Uhr und einer Melatoninhemmung einhergehen und mit Krankheiten wie beispielsweise Krebs, Herzleiden, Adipositas und Diabetes in Zusammenhang gebracht werden.The identification of non-visual photoreceptors in the human eye (so-called "photosensitive retinal ganglion cells" or "ipRGCs"), which are associated with the circadian system, has considerable interest in the effects on health of various light spectra and the well-being of people awakened. Strong circadian stimulation can have beneficial effects, such as resolution of sleep disorders, mood lift, increased attention and cognitive performance, and relief of seasonal affective disorder (winter depression). On the other hand, circadian stimulation at an inopportune time can be associated with disruption of the internal biological clock and inhibition of melatonin and associated with diseases such as cancer, heart disease, obesity and diabetes.

Eine circadiane Stimulation steht mit einer Erhöhung der Glucocorticoidwerte und einer Senkung der Melatoninwerte in Zusammenhang und ist besonders gegenüber Licht aus dem blauen Wellenlängenbereich empfindlich. Da lichtemittierende Dioden (LEDs) enthaltende Beleuchtungsprodukte überwiegend auf LEDs basieren, die weißes Licht emittieren, das durch Umwandlung blauen Primärlichts mithilfe von Leuchtstoffen geschaffen wird, weisen die meisten Beleuchtungsquellen auf LED-Basis nunmehr höhere circadiane Stimulationsniveaus auf als die herkömmlichen Quellen, die durch sie ersetzt werden sollen.Circadian stimulation is associated with an increase in glucocorticoid levels and a decrease in melatonin levels, and is particularly sensitive to light from the blue wavelength range. Since light emitting diode (LED) containing lighting products are predominantly based on LEDs that emit white light created by conversion of blue primary light using phosphors, most LED based lighting sources now have higher circadian stimulation levels than the conventional sources provided by them should be replaced.

Außerdem sind Beleuchtungsprodukte selten (anders als durch bloßes Dimmen) einstellbar und ältere Beleuchtungsprodukte haben auch keine Auswirkungen auf die tageszeitlichen oder circadianen Zyklen von Menschen. Erschwerend kommt noch hinzu, dass scheinbar einstellbare ältere Beleuchtungsprodukte im gesamten einstellbaren Bereich keine gute Farbwiedergabequalität besitzen.In addition, lighting products are rarely (other than by mere dimming) adjustable and older lighting products also have no effect on the daytime or circadian cycles of humans. To make matters worse, seemingly adjustable older lighting products in the entire adjustable range do not have good color rendering quality.

Es besteht daher ein Bedarf an einer Technik bzw. an Technologien zur Herstellung von Beleuchtungsprodukten, bei der bzw. denen die Lichtemission (z. B. die LED-Lichtemission) so gesteuert werden kann, dass unterschiedliche circadiane Stimulationsniveaus verfügbar sind und gleichzeitig gewünschte Lichtqualitätsmerkmale wie beispielsweise ähnlichste Farbtemperatur (CCT von englisch: Correlated Color Temperature) und Farbwiedergabeindex (CRI von englisch: Color Rendering Index) eingehalten werden. Ferner besteht ein Bedarf an einem Beleuchtungssystem, bei dem eine erste Zusammensetzung der Lichtemission und eine zweite Zusammensetzung der Lichtemission so ausgebildet sind, dass ein Wechsel von der ersten Zusammensetzung zur zweiten Zusammensetzung die circadiane Stimulation entsprechend verändert aber gleichzeitig einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80 aufrechterhält und die ähnlichste Farbtemperatur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs hält.There is therefore a need for a technology or technologies for manufacturing lighting products in which the light emission (eg, the LED light emission) can be controlled to provide different circadian stimulation levels while providing desired light quality characteristics, such as For example, similar color temperature (CCT = Correlated Color Temperature) and Color Rendering Index (CRI = Color Rendering Index) are met. Further, there is a need for an illumination system in which a first composition of light emission and a second composition of light emission are configured such that a change from the first composition to the second composition correspondingly alters the circadian stimulation but at the same time maintains a color rendering index greater than 80, and keeps the closest color temperature within a given range.

Die zuvor genannten älteren Technologien bieten keine Möglichkeit zur effizienten Realisierung einer circadiangerechten LED-Lichtquelle. Es besteht daher ein Bedarf an besseren Lösungsansätzen.The aforementioned older technologies do not provide a way to efficiently realize a circadian LED light source. There is therefore a need for better approaches.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die Stimulation des menschlichen circadianen Systems kann sich bei Vermeidung gesundheitsschädlicher Auswirkungen positiv auswirken, wenn ein circadianer Lichtzyklus in einer zum natürlichen Lichtzyklus (Tagesverlauf der Sonneneinstrahlung) ähnlichen Weise stimuliert wird, d. h. hohe Beleuchtungsniveaus in Verbindung mit hohem Blauanteil am Morgen und mittags sowie geringe Beleuchtungsniveaus mit stark verringertem Blauanteil am Abend.The stimulation of the human circadian system may have a positive effect in avoiding adverse health effects when stimulating a circadian light cycle in a similar way to the natural light cycle (daytime course of sunlight), i. H. High levels of lighting combined with high levels of blue in the morning and at noon as well as low levels of lighting with greatly reduced levels of blue in the evening.

Die in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen beschreiben die Herstellung und Verwendung verschiedener Kombinationen unterschiedlicher LED-Emissionsspektren, sowie die Herstellung von Weißlichtquellen die sich so einstellen lassen, dass sie Bereiche zyklisch durchlaufen, die sich von Licht mit hoher circadianer Stimulation zu Licht mit geringer circadianer Stimulation erstrecken, und gleichzeitig eine angemessene Farbwiedergabe (Farbwiedergabeindex > 80 und R9 > 0) und einen Weißpunkt aufrechterhalten.The embodiments disclosed herein describe the preparation and use of various combinations of different LED emission spectra, as well as the manufacture of white light sources that can be tuned to cycle through regions ranging from high circadian stimulation light to low circadian stimulation light , while maintaining adequate color reproduction (color rendering index> 80 and R9> 0) and a white point.

In einer ersten Ausgestaltung werden Lichtquellen angegeben, die zumindest eine durch eine erste Emission gekennzeichnete erste LED-Emissionquelle und zumindest eine durch eine zweite Emission gekennzeichnete zweite LED-Emissionsquelle aufweisen, wobei die erste Emission und die zweite Emission für ein Erstellen einer ersten kombinierten Emission und einer zweiten kombinierten Emission ausgebildet sind, und wobei die erste kombinierte Emission durch eine erste spektrale Leistungsdichte (SPD von englisch spectral power density) und Anteile Fv1 und Fc1 gekennzeichnet und die zweite kombinierte Emission durch eine zweite SPD und Anteile Fv2 und Fc2 gekennzeichnet ist, Fv1 den Anteil der Leistung der ersten SPD im Wellenlängenbereich von 400 bis 440 nm darstellt, Fc1 den Anteil der Leistung der ersten SPD im Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm darstellt, Fv2 den Anteil der Leistung der zweiten SPD im Wellenlängenbereich von 400 bis 440 nm darstellt, Fc2 den Anteil der Leistung der zweiten SPD im Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm darstellt, die erste SPD und die zweite SPD einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80 aufweisen, Fv1 zumindest 0,05 beträgt, Fc2 zumindest 0,1 beträgt und Fc1 um wenigsten 0,02 kleiner als Fc2 ist. In a first embodiment, light sources are specified which have at least one first emission source marked by a first emission and at least one second emission source characterized by a second emission, wherein the first emission and the second emission are for generating a first combined emission A second combined emission is formed, and wherein the first combined emission is characterized by a first spectral power density (SPD) and fractions Fv1 and Fc1 and the second combined emission is characterized by a second SPD and fractions Fv2 and Fc2, Fv1 represents the fraction of the power of the first SPD in the wavelength range of 400 to 440 nm, Fc1 represents the fraction of power of the first SPD in the wavelength range of 440 to 500 nm, Fv2 represents the fraction of the power of the second SPD in the wavelength range of 400 to 440 nm, Fc2 the proportion of the power of z represents wide SPD in the wavelength range of 440 to 500 nm, the first SPD and the second SPD have a color rendering index of greater than 80, Fv1 is at least 0.05, Fc2 is at least 0.1, and Fc1 is at least 0.02 smaller than Fc2 ,

In einer zweiten Ausgestaltung werden Anzeigesysteme angegeben, die eine durch eine erste Emission gekennzeichnete erste LED-Emissionsquelle und eine Anzeige aufweisen, die zur Emission einer durch einen ersten Leistungsanteil Fv1 im Bereich von 400 bis 435 nm gekennzeichnete SPD ausgebildet ist, wobei das Anzeigesystem durch ein Gamut von zumindest 70% dessen von NTSC gekennzeichnet ist, die erste SPD im Wesentlichen weiß mit einer ähnlichsten Farbtemperatur aus dem Bereich von 3000 bis 9000 K ist und Fv1 zumindest 0,05 beträgt.In a second embodiment, display systems are provided which have a first emission source labeled by a first emission and a display adapted to emit an SPD characterized by a first power fraction Fv1 in the range of 400 to 435 nm, the display system being characterized by Gamut of at least 70% of which is characterized by NTSC, the first SPD is substantially white with a most similar color temperature in the range of 3000 to 9000 K and Fv1 is at least 0.05.

In einer dritten Ausgestaltung werden Lichtquellen angegeben, die ein zur Emission einer Primäremission ausgebildetes LED-Bauelement und ein oder mehrere an die Primäremission gekoppelte wellenlängenkonvertierende Materialien aufweisen, wobei ein Teil der Primäremission von den wellenlängenkonvertierenden Materialien zum Erzeugen einer Sekundäremission absorbiert wird, wobei eine Kombination der Primäremission und der Sekundäremission weißes Licht erzeugt, das durch eine SPD mit einer ähnlichsten Farbtemperatur und einem Farbwiedergabeindex gekennzeichnet ist, wobei zumindest 5% der SPD-Leistung in einem Wellenbereich von 400 bis 435 nm liegt, wobei eine circadiane Stimulation der SPD weniger als 80% einer circadianen Stimulation einer Referenzbeleuchtung von gleicher Farbtemperatur beträgt und worin das weiße Licht durch einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80 gekennzeichnet ist.In a third embodiment, light sources are provided that have an LED device configured to emit a primary emission and one or more wavelength-converting materials coupled to the primary emission, wherein a portion of the primary emission is absorbed by the wavelength-converting materials to produce a secondary emission, wherein a combination of the Primary emission and secondary emission produces white light characterized by an SPD with a similar color temperature and a color rendering index, with at least 5% of the SPD power in a wave range of 400-435 nm, with a circadian stimulation of the SPD less than 80% a circadian stimulation of a reference illumination of the same color temperature and wherein the white light is characterized by a color rendering index of more than 80.

In einer vierten Ausgestaltung werden Beleuchtungssysteme angegeben, die ein zur Emission einer durch eine primäre SPD gekennzeichneten Primäremission ausgebildetes LED-Bauelement und zumindest einen optisch an die Primäremission gekoppelten Leuchtstoff aufweist, wobei der zumindest eine Leuchtstoff durch eine sättigbare Absorption innerhalb eines cyanblauen Wellenlängenbereichs gekennzeichnet ist, wobei das LED-Bauelement für eine Ansteuerung durch ein zum Dimmen der Primäremission ausgebildetes Leistungssignal ausgebildet ist, wobei das System bei einem ersten Leistungsniveau eine durch einen ersten Anteil fc1 der Spektralleistung in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm und eine erste Farbtemperatur gekennzeichnete erste SPD emittiert, wobei das System bei einem zweiten Leistungsniveau eine durch einen zweiten Anteil fc2 der Spektralleistung in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm und eine zweite Farbtemperatur gekennzeichnete zweite SPD emittiert und wobei das zweite Leistungsniveau geringer als das erste Leistungsniveau ist und der zweite Anteil fc2 weniger als 80% des ersten Anteils fc1 beträgt.In a fourth embodiment, illumination systems are specified which have an LED component designed to emit a primary emission characterized by a primary SPD and at least one phosphor optically coupled to the primary emission, wherein the at least one phosphor is characterized by a saturable absorption within a cyan wavelength range, wherein the LED device is designed to be driven by a power signal designed to dim the primary emission, the system emitting at a first power level a first SPD characterized by a first portion fc1 of the spectral power in a wavelength range from 440 to 500 nm and a first color temperature wherein, at a second power level, the system emits a second SPD characterized by a second portion fc2 of spectral power in a wavelength range of 440 to 500 nm and a second color temperature, and wherein d the second power level is less than the first power level and the second level fc2 is less than 80% of the first level fc1.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Wie Fachleuten selbstverständlich dienen die in dieser Schrift erläuterten Figuren lediglich Veranschaulichungszwecken. Die Figuren sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.As will be understood by those skilled in the art, the figures illustrated in this specification are for illustrative purposes only. The figures are not intended to limit the scope of the present disclosure.

1A stellt ein Diagramm dar, das einen Wellenlängenbereich zur circadianen Stimulation zeigt, wie er gemäß einigen Ausführungsformen zum Einstellen einer circadiangerechten LED-Lichtquelle verwendet wird, 1A FIG. 12 is a diagram showing a circadian stimulation wavelength range used to adjust a circadian LED light source according to some embodiments; FIG.

1B zeigt den Einflusses einer Lichtquelle auf das circadiane System bei verschiedenen Messungen. 1B shows the influence of a light source on the circadian system in different measurements.

1C zeigt die relative circadiane Stimulation von 3300 K-Weißlichtquellen gemäß einigen Ausführungsformen, die aus einer mit einem grünemittierenden und rotemittierenden Leuchtstoff kombinierten primären LED (mit violetter bis blauer Emission) gebildet sind und circadiane Wellenlängenbereiche mit unterschiedlichen Halbwertsbreiten und einem Maximum bei 465 nm aufweisen. 1C FIG. 12 shows the relative circadian stimulation of 3300K white light sources according to some embodiments formed from a primary LED (having violet to blue emission) combined with a green emitting and red emitting phosphor and having circadian wavelength ranges with different half widths and a maximum at 465 nm.

1D zeigt auf die Emission bei 600 nm normierte spektrale Leistungsdichten (SPDs) von 3300 K-Weißlichtquellen gemäß einigen Ausführungsformen, die aus einer mit einem grünemittierenden und rotemittierenden Leuchtstoff kombinierten primären LED (mit violetter bis blauer Emission) gebildet sind. 1D FIG. 12 shows 600 nm normalized spectral power densities (SPDs) of 3300 K white light sources according to some embodiments formed from a primary LED (having violet to blue emission) combined with a green emitting and red emitting phosphor.

1E zeigt die circadiane Stimulation einer auf zwei Leuchtstoffen basierenden LED-Weißlichtquelle bei 3300 K gemäß einigen Ausführungsformen als Funktion der Wellenlänge des Emissionsmaximums der primären LED. 1E Figure 3 shows the circadian stimulation of a two-phosphor based LED white light source at 3300K, as a function of the emission maximum wavelength of the primary LED, in accordance with some embodiments.

1F zeigt den Verlauf der prognostizierten Melatoninhemmung als Funktion der Beleuchtungsstärke am Auge bei einer Beleuchtungsdauer von 90 Minuten gemäß einigen Ausführungsformen. 1F 12 shows the course of the predicted melatonin inhibition as a function of the illuminance on the eye with a lighting duration of 90 minutes, according to some embodiments.

2A zeigt spektrale Leistungsdichten (SPDs) von LEDs mit Wellenlängenkombinationen, die gemäß einigen Ausführungsformen zur Ausbildung einer circadiangerechten LED-Lichtquelle verwendet werden. 2A FIG. 12 shows spectral power densities (SPDs) of LEDs having wavelength combinations used to form a circadian LED light source, in accordance with some embodiments.

2B zeigt eine einer ersten LED-Emission entsprechende SPD, wie sie gemäß einigen Ausführungsformen zur Ausbildung einer circadiangerechten LED-Lichtquelle verwendet wird. 2 B FIG. 12 illustrates an SPD corresponding to a first LED emission, as used to form a circadian LED light source, in accordance with some embodiments.

2C zeigt eine einer zweiten LED-Emission entsprechende SPD, wie sie gemäß einigen Ausführungsformen zur Ausbildung einer circadiangerechten LED-Lichtquelle verwendet wird. 2C FIG. 12 shows an SPD corresponding to a second LED emission as used to form a circadian LED light source according to some embodiments.

3A stellt ein Diagramm dar, das die Farbwiedergabeeigenschaften einer circadiangerechten LED-Lichtquelle gemäß einigen Ausführungsformen bei drei verschiedenen Farbtemperaturen zeigt. 3A FIG. 10 illustrates a diagram showing the color rendering characteristics of a circadian LED light source according to some embodiments at three different color temperatures. FIG.

3B stellt ein Diagramm dar, das die von einer circadiangerechten LED-Lichtquelle gemäß einigen Ausführungsformen herrührende relative circadiane Stimulation bei drei verschiedenen Farbtemperaturen zeigt. 3B FIG. 3 illustrates a diagram showing relative circadian stimulation at three different color temperatures resulting from a circadian LED light source according to some embodiments. FIG.

4A zeigt ein Beispiel eines Lichtbandes, das zur Realisierung einer LED-Weißlichtquelle, die gemäß einigen Ausführungsformen auf Basis messbarer Größen und/oder Veränderungen in der Umgebung einstellbar ist. 4A shows an example of a light band that is capable of realizing an LED white light source that is adjustable based on measurable quantities and / or changes in the environment according to some embodiments.

4B zeigt einen schmalbandigeren (gaußschen) circadianen Stimulationsbereich mit einer Halbwertsbreite (FWHM von englisch Full-Width-Half-Maximum) von 30 nm und einem Maximum bei 465 nm. 4B shows a narrowband (Gaussian) circadian stimulation region with a full width half maximum (FWHM) of 30 nm and a maximum at 465 nm.

4C1 und 4C2 zeigen eine Emission einer ersten violett gepumpten LED mit zwei Leuchtstoffen bzw. einer zweiten violett gepumpten LED mit blauem Leuchtstoff entsprechend einigen Ausführungsformen. 4C1 and 4C2 show an emission of a first violet-pumped LED with two phosphors and a second violet-pumped LED with blue phosphor according to some embodiments.

4D1 zeigt die einzelnen LED-basierenden Spektren und das kombinierte LED-basierende Spektrum von 4C1 und 4C2. 4D1 shows the individual LED-based spectra and the combined LED-based spectrum of 4C1 and 4C2 ,

4D2 zeigt Unterschiede in den Farbeigenschaften und Niveaus circadianer Stimulation gemäß einigen Ausführungsformen. 4D2 shows differences in color characteristics and levels of circadian stimulation according to some embodiments.

4E1 und 4E2 zeigen eine Emission einer ersten violett gepumpten LED mit zwei Leuchtstoffen bzw. einer zweiten blau emittierenden LED gemäß einigen Ausführungsformen. 4E1 and 4E2 show an emission of a first violet-pumped LED having two phosphors and a second blue emitting LED according to some embodiments.

4F1 zeigt die einzelnen LED-basierenden Spektren und das kombinierte LED-basierende Spektrum von 4D1 und 4D2. 4F1 shows the individual LED-based spectra and the combined LED-based spectrum of 4D1 and 4D2 ,

4F2 zeigt Unterschiede in den Farbeigenschaften und Niveaus circadianer Stimulation gemäß einigen Ausführungsformen. 4F2 shows differences in color characteristics and levels of circadian stimulation according to some embodiments.

4G zeigt die circadiane Stimulation als Funktion der Farbtemperatur bestimmter Lichtquellen. 4G shows the circadian stimulation as a function of the color temperature of certain light sources.

4H zeigt eine Lichtband mit zwei verschiedenen LED-Sätzen, das zum Realisieren einer circadiangerechten LED-Lichtquelle gemäß einigen Ausführungsformen von einem Zeitgeber zum Einstellen der Zusammensetzung der LED-Emissionswellenlänge gesteuert wird. 4H FIG. 12 shows a light band having two different LED sets, which is controlled by a timer for adjusting the composition of the LED emission wavelength to realize a circadian LED light source according to some embodiments.

4I zeigt SPDs von weißen Bildschirmen zweier Anzeigesysteme gemäß einigen Ausführungsformen. 4I Figure 12 shows SPDs of white screens of two display systems according to some embodiments.

4J zeigt eine prognostizierte Melatoninhemmung gemäß einigen Ausführungsformen. 4J Figure 12 shows a predicted melatonin inhibition according to some embodiments.

4K zeigt das von einem weißen Bildschirm gemäß einigen Ausführungsformen emittierte Spektrum. 4K shows the spectrum emitted by a white screen according to some embodiments.

4L1 und 4L2 veranschaulichen die gemäß einigen Ausführungsformen bei einer üblichen LED-beleuchteten Flüssigkristallanzeige vorliegenden Umstände. 4L1 and 4L2 illustrate the circumstances present in a conventional LED illuminated liquid crystal display according to some embodiments.

4M zeigt die berechnete relative circadiane Stimulation und die berechnete relative Bildschirmhelligkeit. 4M shows the calculated relative circadian stimulation and the calculated relative screen brightness.

4N1 und 4N2 zeigen Situationen bei denen das Leuchtstoffsystem gemäß einigen Ausführungsformen so eingestellt ist, dass es mit einer gewählten primären Wellenlänge des Emissionsmaximums besser zusammenwirkt. 4N1 and 4N2 illustrate situations in which the phosphor system, according to some embodiments, is set to better cooperate with a selected primary wavelength of the emission maximum.

5A stellt ein Diagramm dar, das eine lineare Farbartkurve in einem x-y-Farbraum zeigt, wie er von einer circadiangerechten LED-Lichtquelle gemäß einigen Ausführungsformen erzeugt wird. 5A FIG. 12 illustrates a diagram showing a linear chroma curve in an xy color space as generated by a circadian LED light source, in accordance with some embodiments.

5B stellt eine Graphik dar, die die Form eines weißes Licht umgrenzenden Bereichs zeigt, wie er von einer circadiangerechten LED-Lichtquelle gemäß einigen Ausführungsformen erzeugt wird. 5B FIG. 12 illustrates a graph showing the shape of a white light bounding region as generated by a circadian LED light source according to some embodiments. FIG.

5C1 bis 5C4 zeigen Charakteristika von zwei unabhängig voneinander gesteuerten LED-Sätzen gemäß einigen Ausführungsformen. 5C1 to 5C4 show characteristics of two independently controlled LED sets according to some embodiments.

6A zeigt eine LED-Lampe, die eine circadiangerechte LED-Lichtquelle gemäß einigen Ausführungsformen verwendet, in einer Explosionsdarstellung, 6B in einer Darstellung der zusammengebauten Form. 6A FIG. 4 shows an exploded view of an LED lamp using a circadian LED light source according to some embodiments; FIG. 6B in a representation of the assembled form.

7 zeigt ein Schaltbild eines Mehrkanalsteuersystems gemäß einigen Ausführungsformen, wie es bei einer LED-Lampe, bei der eine circadiangerechte LED-Lichtquelle eingesetzt wird, verwendet wird. 7 FIG. 12 is a circuit diagram of a multi-channel control system according to some embodiments used in an LED lamp employing a circadian light LED light source. FIG.

8 zeigt eine verschachtelte Anordnung von zwei LED-Strängen zur Ausbildung einer circadiangerechten Zweikanal-Anordnung, wie sie bei einer LED-Lampe gemäß einigen Ausführungsformen verwendet wird. 8th FIG. 12 shows a nested arrangement of two LED strands to form a two-channel, circularly-matched arrangement as used in an LED lamp according to some embodiments.

9A stellt eine Auswahl von Lampenformen gemäß einigen Ausführungsformen vor, die verschiedenen Normen entsprechen. 9A illustrates a selection of lamp shapes according to some embodiments that meet different standards.

9B bis 9I stellt eine Auswahl von unterschiedlich geformten Einbauleuchten gemäß einigen Ausführungsformen vor. 9B to 9I illustrates a selection of differently shaped recessed luminaires according to some embodiments.

10A bis 10I zeigen bildliche Darstellungen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Form von Lampenbauformen gemäß einigen Ausführungsformen. 10A to 10I 10 show pictorial representations of embodiments of the present disclosure in the form of lamp designs according to some embodiments.

11A zeigt eine ursprüngliche SPD einer LED-Weißlichtquelle und eine gefilterte SPD nach Entfernen des blauen Lichts gemäß einigen Ausführungsformen. 11A FIG. 12 shows an original SPD of an LED white light source and a filtered SPD after removal of the blue light according to some embodiments. FIG.

11B zeigt eine ursprüngliche SPD einer LED-Weißlichtquelle und eine umgewandelte SPD nachdem gemäß einigen Ausführungsformen blaues Licht durch einen Leuchtstoff absorbiert und in gelbes Licht umgewandelt wurde. 11B Figure 4 shows an original SPD of an LED white light source and a converted SPD after blue light was absorbed by a phosphor and converted to yellow light according to some embodiments.

12 zeigt gemäß einigen Ausführungsformen ein Emissionsspektrum einer LED-Weißlichtquelle mit einer ähnlichsten Farbtemperatur von 3000 K und einem Farbwiedergabeindex von etwa 90, sowie das Emissions- und das Absorptionsspektrum eines sättigbaren roten Leuchtstoffs. 12 FIG. 12 shows an emission spectrum of an LED white light source having a most similar color temperature of 3000K and a color rendering index of about 90 as well as the emission and absorption spectra of a saturable red phosphor in accordance with some embodiments.

13 zeigt einen möglichen Weg zur Kombination einer LED-Weißlichtquelle mit einem solchen sättigbaren Leuchtstoff gemäß einigen Ausführungsformen. 13 FIG. 12 illustrates one possible way to combine an LED white light source with such a saturable phosphor according to some embodiments.

14A und 14B zeigen spektrale bzw. colorimetrische Eigenschaften eines LED-Beleuchtungssystems gemäß einigen Ausführungsformen. 14A and 14B show spectral or colorimetric characteristics of an LED lighting system according to some embodiments.

15A1 bis 15I zeigen bildliche Darstellungen von konkreten Beleuchtungen. 15A1 to 15I show pictorial representations of concrete illuminations.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Es wird nun ausführlich auf konkrete Ausführungsformen eingegangen. Die offenbarten Ausführungsformen sind nicht als Beschränkung der Ansprüche anzusehen.It will now be discussed in detail on specific embodiments. The disclosed embodiments are not to be considered as limiting the claims.

Nicht zum Sehvermögen gehörende Fotorezeptoren im menschlichen Auge (sogenannte photosensitive Ganglienzellen) sind mit dem circadianen System verbunden. Während immer noch Details des circadianen Anregungsbandes bekannt werden, besteht Übereinstimmung darin, dass das Anregungsband im blauen Bereich um 465 nm ein Maximum aufweist.Non-visual photoreceptors in the human eye (called photosensitive ganglion cells) are associated with the circadian system. While details of the circadian excitation band are still known, there is agreement that the excitation band has a maximum around 465 nm in the blue region.

Das Diagramm 1A00 von 1A zeigt einen zur Einstellung einer circadiangerechten LED-Lichtquelle verwendeten Wellenlängenbereich zur circadianen Stimulation (CSWR von circadian stimulation wavelength range) 102, wie von Brainard et al. in The Journal of Neuroscience, 15. August 2001, 21(16): 6405–6412 (Brainard) vorgestellt, im Vergleich mit dem Bereich für das photopische Sehen 104. Bei einem solch breiten effektiven Wirkungsspektrum scheint es, dass zur Änderung der circadianen Stimulation bei einer Weißlichtquelle nur wenig anderes getan werden kann, als den relativ kurzwelligen Anteil zu verändern, das heißt die ähnlichste Farbtemperatur. Jüngste Ergebnisse legen jedoch nahe, dass der relevante CSWR tatsächlich viel enger ist als von Brainard et al. vorgestellt. In Rahman et al., Endocrinology, 7. August 2008, 149(12): 6125–6135 wird zum Beispiel aufgezeigt, dass eine Erhöhung der Glukokortikoidwerte und eine Melatoninhemmung durch Filtern des Blaulichts in einem Wellenlängenbereich von nur 450 bis 480 nm vermieden werden kann. Diese sind insofern von Wichtigkeit, als ein schmalerer CSWR bedeutet, dass eine größere Flexibilität bei der Gestaltung von Weißlichtquellen mit gewünschter Lichtqualität gegeben sein sollte, und gleichzeitig der Umfang der circadianen Stimulation gesteuert werden kann. Bemerkenswert ist ferner, dass Brainard et al. ein symmetrisch geformtes Wirkungsspektrum an ihre experimentellen Daten angepasst haben. Eine sorgfältige Analyse der experimentellen Punkte in 5 von Brainard et al. zeigt jedoch, dass die experimentelle Reaktion bei kurzer Wellenlänge (z. B. 420 nm) wesentlich geringer ist als die mit der angepassten Kurve erhaltenen. Mit anderen Worten gibt es Hinweise, dass der CSWR insbesondere bei kurzen Wellenlängen nicht genau bekannt ist und schmaler sein kann, als in einigen Wirkungsspektren gezeigt.The diagram 1A00 from 1A shows a wavelength range for circadian stimulation (CSWR of circadian stimulation wavelength range) used to set a circadian LED light source 102 , like Brainard et al. in The Journal of Neuroscience, Aug. 15, 2001, 21 (16): 6405-6412 (Brainard) compared to the field of photopic vision 104 , With such a broad spectrum of efficacy, it seems that changing the circadian stimulation in a white light source can do little other than altering the relatively short wavelength, that is, the most similar color temperature. However, recent results suggest that the relevant CSWR is actually much narrower than Brainard et al. presented. In Rahman et al., Endocrinology, 7 August 2008, 149 (12): 6125-6135 For example, it is shown that an increase in glucocorticoid levels and melatonin inhibition can be avoided by filtering the blue light in a wavelength range of only 450 to 480 nm. These are important in that a narrower CSWR means that there should be more flexibility in designing white light sources of desired quality of light, and at the same time, control the amount of circadian stimulation. It is also noteworthy that Brainard et al. have adapted a symmetrically shaped spectrum of activity to their experimental data. Careful analysis of the experimental points in 5 by Brainard et al. shows, however, that the experimental response at a short wavelength (eg, 420 nm) is significantly less than that obtained with the fitted curve. In other words, there is evidence that the CSWR is not precisely known, especially at short wavelengths, and may be narrower than shown in some impact spectra.

Eine durch ipRGCs vermittelte circadiane Stimulation (CS) einer Beleuchtung mit einer spektralen Leistungsverteilung SPD als Funktion der Wellenlänge λ kann folgendermaßen modelliert werden:

Figure DE102014110833A1_0002
wobei c(λ) das circadiane Stimulationsspektrum darstellt. Bei zwei Beleuchtungen A und B mit gleichem Lichtstrom (bei Beleuchtungsanwendungen relevant) ist die relative circadiane Stimulation (CS) von A gegenüber B:
Figure DE102014110833A1_0003
wobei LE das Lumenäquivalent der spektralen Leistungsverteilung darstellt.An ipRGC-mediated circadian stimulation (CS) of illumination with a spectral power distribution SPD as a function of wavelength λ can be modeled as follows:
Figure DE102014110833A1_0002
where c (λ) represents the circadian stimulation spectrum. For two illuminations A and B with the same luminous flux (relevant in lighting applications), the relative circadian stimulation (CS) of A versus B is:
Figure DE102014110833A1_0003
where LE represents the lumen equivalent of the spectral power distribution.

1B zeigt den Einfluss einer Lichtquelle auf das circadiane System als Funktion der Lichtintensität. Der Einfluss einer Lichtquelle auf das circadiane System hängt von der relativen CS, der Lichtintensität (z. B. Beleuchtungsstärke bzw. Lux-Niveau) und der Beleuchtungszeit ab. Man kann die relative CS mit den Daten der von Brainard offenbarten monochromatischen Anregung kombinieren. Man erhält dann 1B, die die Melatoninhemmung bei verschiedenen Beleuchtungsstärken und verschiedenen Lichtquellen zeigt. 1B shows the influence of a light source on the circadian system as a function of light intensity. The influence of a light source on the circadian system depends on the relative CS, the light intensity (eg illuminance or Lux level) and the illumination time. One can combine the relative CSs with the data of the monochromatic excitation disclosed by Brainard. You get then 1B showing the melatonin inhibition at different illuminances and different light sources.

1B zeigt die Melatoninhemmung als Funktion der Beleuchtungsstärke (Lux) am menschlichen Auge nach neunzigminütiger Beleuchtung. Die Kurve 111 zeigt die Reaktion auf eine monochromatische Bestrahlung bei 460 nm und ist Brainard direkt entnommen. Die Kurve 112 zeigt die Reaktion auf ein Normlicht D65. Die Kurve 113 zeigt die Reaktion auf eine Beleuchtung mit einem Normlicht A. Die Kurven 112 und 113 werden durch Verschieben der Kurve 111 entsprechend ihrer relativen CS erhalten. 1B shows melatonin inhibition as a function of illuminance (lux) on the human eye after ninety-minute illumination. The curve 111 shows the response to monochromatic irradiation at 460 nm and is taken directly from Brainard. The curve 112 shows the reaction to a standard light D65. The curve 113 shows the reaction to illumination with a standard light A. The curves 112 and 113 be done by moving the curve 111 obtained according to their relative CS.

1B zeigt, dass bei einer herkömmlichen Wohnraumbeleuchtungssituation (300 lx mit einem CIE A gemäßen Leuchtmittel, das für eine Glühbirne repräsentativ ist) eine signifikante Melatoninhemmung vorliegt: ungefähr 50% nach 90 min. Daher kann das circadiane System sogar in dieser häufig vorkommenden Situation betroffen sein. Bei Lichtquellen mit einer größeren relativen CS als bei einem Beleuchtungsmittel A, kann die Auswirkung stärker sein. 1B shows that there is significant melatonin inhibition in a conventional living room lighting situation (300 lx with a CIE A bulb that is representative of a light bulb): approximately 50% at 90 min. Therefore, the circadian system can be affected even in this common situation. For light sources having a larger relative CS than for a lighting means A, the effect can be greater.

Die folgenden Figuren und Texte dienen dem Vergleich der relativen CS verschiedener LED-Weißlichtquellen. 1C zeigt eine relative circadiane Stimulation (CS) von 3300 K-Weißlichtquellen, die aus einer mit einem Grün emittierenden und Rot emittierenden Leuchtstoff kombinierten primären LED (mit violetter bis blauer Emission) gebildet sind. In 1C gibt die x-Achse die zentrale Emissionswellenlänge der primären LED und die y-Achse die relative circadiane Stimulation (auf CIE A normalisiert) an. Die circadiane Stimulation wurde bei verschiedenen wie in der Figur (siehe 1A) bezeichneten Halbwertsbreiten (von 10 bis 90 nm) unter der Annahme eines circadianen Stimulationswellenlängenbereichs berechnet, der ein Maximum bei 465 nm und eine gaußförmige Verteilung aufweist. Als zum Erhalt der Weißlichtquelle geeignete Leuchtstoffe können Eu2 +-dotierte Materialien verwendet werden. Ein Beispiel für einen Grünemitter ist BaSrSiO:Eu2+. Ein Beispiel für einen Rotemitter ist CaAlSiN:Eu2 +. In 1C betragen das Verhältnis der grünen und roten Wellenlängen der Emissionsmaxima zur Halbwertsbreite 530/100 bzw. 630/100. Wie unten beschrieben wird, können auch andere Leuchtstoffe verwendet werden. Außer Leuchtstoffen können auch andere Licht zu größeren Wellenlängen konvertierende Materialen verwendet werden, beispielsweise organische Materialien oder Halbleiter wie Nanopartikel, die auch als ”Quantenpunkte” bekannt sind. Bei anderen Ausführungsformen können die grüne und/oder rote Emission durch LEDs realisiert werden. Wie in 1C bezeigt, liegen bei breiten CSWRs (z. B. 90 nm Breite 123 und 70 nm Breite 124), wenn die Wellenlänge zu kurz wird, nur eine geringe Empfindlichkeit gegenüber der Wellenlänge der primären LED oder sogar eine Einbuße vor. Bei schmaleren CSWRs (z. B. 10 nm 121 und 30 nm 122) kann eine Reduzierung der Wellenlänge der primären LED jedoch einen großem Gewinn mit sich bringen. Bei einem CSWR 122 mit 30 nm Halbwertsbreite beträgt die relative CS für eine im violetten (≈ 405 bis 425 nm) primär angeregte 3300 K-LED ungefähr die Hälfte der eines CIE A Beleuchtungsmittels (2856 K) 125. Die circadiane Stimulation durch eine Lichtquelle 122 ist daher geringer als die vieler Glühlampen und drastisch geringer als die einer 3300 K-LED 123 auf der Basis von 425 nm (blau), die eine etwa 20% höhere CS als CIE A aufweist. In 1D sind SPDs verschiedener LED Lichtquellenemissionen, einschließlich der von 1C normalisiert auf eine Emission bei 600 nm dargestellt. Die SPDs sind zum Beispiel durch unterschiedliche violette Anteile gekennzeichnet. Bei jeder SPD wird ein Farbwiedergabeindex von 80 oder mehr eingehalten und R9 ist größer als Null (ungefähr 10).The following figures and texts serve to compare the relative CS of different LED white light sources. 1C Figure 3 shows a relative circadian stimulation (CS) of 3300 K white light sources formed from a primary LED (having violet to blue emission) combined with a green emitting and red emitting phosphor. In 1C the x-axis gives the central emission wavelength of the primary LED and the y-axis the relative circadian stimulation (normalized to CIE A). The circadian stimulation was seen in different as in the figure (see 1A ) are calculated assuming a circadian stimulation wavelength range having a maximum at 465 nm and a Gaussian distribution. As for obtaining the white-light source suitable phosphors can Eu 2 + doped materials are used. An example of a green emitter is BaSrSiO: Eu 2+ . An example of a red emitter is CaAlSiN: Eu 2 + . In 1C the ratio of the green and red wavelengths of the emission maxima to the half width are 530/100 and 630/100, respectively. As will be described below, other phosphors may also be used. In addition to phosphors, other light-wavelength converting materials may also be used, such as organic materials or semiconductors such as nanoparticles, also known as "quantum dots." In other embodiments, the green and / or red emission may be realized by LEDs. As in 1C shown lie at broad CSWRs (eg 90 nm width 123 and 70 nm width 124 ), if the wavelength becomes too short, only a slight sensitivity to the wavelength of the primary LED or even a loss before. For narrower CSWRs (eg 10 nm 121 and 30 nm 122 However, a reduction in the wavelength of the primary LED can bring a great deal of profit. For a CSWR 122 With 30 nm half width, the relative CS for a 3300 K LED primarily excited in violet (≈ 405 to 425 nm) is about half that of a CIE A illuminant (2856 K) 125 , The circadian stimulation by a light source 122 is therefore lower than many incandescent lamps and drastically lower than that of a 3300 K LED 123 based on 425 nm (blue), which has about 20% higher CS than CIE A. In 1D are SPDs of various LED light source emissions, including those of 1C normalized to emission at 600 nm. The SPDs are for example characterized by different violet proportions. Each SPD maintains a color rendering index of 80 or greater and R9 is greater than zero (approximately 10).

Nicht- oder schwach-circadian-stimulierende Lichtquellen sind zum Beispiel für die Abendbeleuchtung wünschenswert, um eine Erhöhung der Glucocorticoidwerte und eine Senkung der Melatoninwerte zu vermeiden, und um Menschen so auf einen gesunden Schlaf vorzubereiten. Bezüglich des CSWR von 1C mit einer Halbwertsbreite von 30 nm zeigt 1E die CS einer 3300 K LED-Weißlichtquelle auf Basis von zwei Leuchtstoffen als Funktion der Wellenlänge des Emissionsmaximums der primären LED. Das Lumenäquivalent der SPD ist bei einer Primäremission von 455 nm hoch (ungefähr 320 lm/Wopt), wobei auch die CS hoch ist (in etwa das Doppelte von CIE A). Bei einer Verringerung der Peakwellenlänge der primären LED auf unterhalb von 455 nm, fällt die CS dramatisch ab. Ferner nimmt das LE bei einer Reduzierung der Peakwellenlänge der primären LED auf unter 420 nm ebenfalls ab. Es gibt daher einen Bereich der Wellenlängen der Emissionsmaxima primärer LEDs, bei dem das LE immer noch verhältnismäßig hoch, die CS gegenüber CIE A jedoch verringert ist. Insbesondere der Wellenlängenbereich von 405 bis 435 nm ermöglicht eine reduzierte CS und ein vernünftiges LE. Mehrere Standard-LED-Quellen mit dieser ähnlichsten Farbtemperatur weisen ein LE von etwa 300 auf, so dass Ausführungsformen mit einem LE von etwa 200 oder etwa 250 als akzeptabel angesehen werden können, da sie eine viel geringere CS als Standardquellen aufweisen.For example, non- or weakly circadian stimulating light sources are desirable for evening lighting to avoid increasing glucocorticoid levels and lowering melatonin levels, thus preparing people for a healthy night's sleep. Regarding the CSWR of 1C with a half width of 30 nm 1E the CS of a 3300 K LED white light source based on two phosphors as a function of the wavelength of the emission maximum of the primary LED. The lumen equivalent of the SPD is high at a primary emission of 455 nm (about 320 lm / Wopt), with the CS also being high (about twice that of CIE A). With a decrease in the peak wavelength of the primary LED to below 455 nm, the CS drops dramatically. Furthermore, as the peak wavelength of the primary LED is reduced below 420 nm, the LE also decreases. Thus, there is a range of emission maxima wavelengths of primary LEDs where the LE is still relatively high but the CS is lower than CIE A. In particular, the wavelength range of 405 to 435 nm enables a reduced CS and a reasonable LE. Several standard LED sources having this most similar color temperature have an LE of about 300, so embodiments having a LE of about 200 or about 250 can be considered acceptable because they have much lower CS than standard sources.

1F veranschaulicht ferner die Vorteile solcher Lichtquellen. 1F zeigt den Verlauf der vorhergesagten Senkung der Melatoninwerte über der Beleuchtungsstärke am Auge bei einer 90-minütigen Exposition. Die Kurve 151 bezieht sich auf eine LED-Quelle mit einem Maximum der Primäremission bei 415 nm und die Kurve 152 bezieht sich auf eine LED-Quelle mit einem Maximum der Primäremission bei 455 nm. Aufgrund der geringeren relativen CS führt die 415 nm Primär-LED zu einer geringeren Absenkung der Melatoninwerte. Bei einer Absenkung des Lichtniveaus auf etwa 100 lux, wird die Absenkung sehr klein (weniger als 10% der Obergrenze des Signals), wobei bei der 455 nm Primär-LED die Senkung der Melatoninwerte bei der selben Beleuchtungsstärke signifikant ist (etwa 40% bei 90 min). Die Änderung einer circadianen Stimulation hat in einer wirklichkeitsgetreuen Umgebung daher einen maßgeblichen Einfluss. 1F further illustrates the advantages of such light sources. 1F shows the progression of the predicted reduction in melatonin levels over eye level at 90 minutes of exposure. The curve 151 refers to an LED source with a maximum of the primary emission at 415 nm and the curve 152 refers to an LED source with a maximum of the primary emission at 455 nm. Due to the lower relative CS, the 415 nm primary LED results in a lower decrease in melatonin levels. Lowering the light level to about 100 lux results in very small subsidence (less than 10% of the upper limit of the signal), whereas for the 455 nm primary LED, lowering the melatonin levels at the same illuminance is significant (about 40% at 90%) min). The change of circadian stimulation has therefore a significant influence in a realistic environment.

Zur Verringerung der circadianen Stimulation einer Lichtquelle kann im Prinzip auch ein anderer Ansatz verwendet werden: Einstellen der ähnlichsten Farbtemperatur der Lichtquelle – eine wärmere ähnlichste Farbtemperatur führt in der Tat zu einer geringeren relativen CS. Diverse Produkte auf LED-Basis stellen diese Funktion zur Verfügung. Diese Produkte verwenden jedoch blaue Primär-LEDs (Bereich der Wellenlänge des Emissionsmaximums von etwa 445 bis 460 nm). Daher bleibt die relative CS selbst bei niedriger ähnlichster Farbtemperatur recht hoch (bei einer wie zum Beispiel in 1C gezeigten 3000 K-LED-Quelle in etwa das Doppelte eines CIE A Beleuchtungsmittels).In principle, another approach can be used to reduce the circadian stimulation of a light source: setting the most similar color temperature of the light source - a warmer most similar Color temperature actually results in lower relative CS. Various LED-based products provide this function. However, these products use blue primary LEDs (range of emission peak wavelengths of about 445 to 460 nm). Therefore, the relative CS remains quite high even at a lower most similar color temperature (at such as in 1C 3000 K LED source approximately twice a CIE A illuminant).

Zur signifikanten Modulation der CS sind daher eine sorgfältige Auswahl der Emissionswellenlänge der primären LED und des gesamten Emissionsspektrums der primären LED von Bedeutung.For significant modulation of the CS, therefore, careful selection of the emission wavelength of the primary LED and the total emission spectrum of the primary LED is important.

Ausführungsformen diverser circadiangerechter weißer LED-Lichtquellen können so ausgebildet sein, dass die jeweiligen Emissionsspektren zur Stimulation eines circadianen Zyklus' als mehr oder weniger täglicher Tageszyklus eingestellt werden können.Embodiments of various circadian white LED light sources may be designed so that the respective emission spectra can be set to stimulate a circadian cycle as a more or less daily daily cycle.

2A zeigt spektrale Leistungsverteilungen (SPDs) verschiedener Wellenlängenkombinationen 2A00 wie sie zur Ausbildung einer circadiangerechten weißen LED-Lichtquelle verwendet werden. 2A shows spectral power distributions (SPDs) of different wavelength combinations 2A00 as used to form a circadian white LED light source.

Wie in 2A dargestellt wird zur morgendlichen circadianen Stimulation (siehe Kurve 202) ein stimulierender blauer Peak emittiert. Eine andere Kurve weist eine geringe circadiane Stimulation (siehe Kurve 206) für Abende auf und eine dritte Kurve (204) zeigt eine intermediäre Möglichkeit.As in 2A is shown for the morning circadian stimulation (see curve 202 ) emits a stimulating blue peak. Another curve shows a low circadian stimulation (see curve 206 ) for evenings and a third curve ( 204 ) shows an intermediate possibility.

Bei bestimmten Ausführungsformen weist eine circadiangerechte weiße LED-Lichtquelle (siehe z. B. die Leuchte von 4A oder die Lampe von 6A und 6B) eine erste LED (siehe 2B) auf, bei der beispielsweise eine violette (oder UV) Primär-LED mit einem grünen, roten und (gegebenenfalls) blauen Leuchtstoff kombiniert ist, um ein Spektrum 208 zu emittieren, das im wesentlichen einem Spektrum mit geringer circadianer Stimulation bei einer ähnlichsten Farbtemperatur (CCT) von 2500 K entspricht (siehe LED-Emissionsspektrum 208 in 2B). Eine solche LED-Leuchtstoffkombination kann einen akzeptablen Weißpunkt und akzeptable Farbwiedergabeeigenschaften aufweisen. Abhängig von den Besonderheiten wie den Emissionsspektren der primären LED und der Leuchtstoffe kann sich eine Kombination eines blauen Leuchtstoffs mit einer ersten LED erübrigen.In certain embodiments, a circadian white LED light source (see, for example, the light of FIG 4A or the lamp of 6A and 6B ) a first LED (see 2 B ), in which, for example, a violet (or UV) primary LED is combined with a green, red and (optionally) blue phosphor to form a spectrum 208 essentially corresponding to a spectrum with low circadian stimulation at a similar color temperature (CCT) of 2500 K (see LED emission spectrum 208 in 2 B ). Such an LED-phosphor combination can have an acceptable white point and acceptable color rendering properties. Depending on the specifics such as the emission spectra of the primary LED and the phosphors, a combination of a blue phosphor with a first LED may be unnecessary.

Zur Realisierung einer circadiangerechten LED-Lichtquelle kann eine zweite LED (siehe 2C) hinzugefügt werden. Die Emission 210 (2C) kann durch Verwenden einer zweiten LED, die zum Beispiel eine violette (oder UV) LED zur ausschließlichen Anregung eines blauen Leuchtstoffs aufweist, erzeugt werden. Der blaue Leuchtstoff kann auf Basis von Absorptionseigenschaften der Photonen von der primären (violetten oder UV) LED ausgewählt werden. Insbesondere kann der blaue Leuchtstoff so gewählt werden, dass eine Anregung bei mäßiger Leuchtstoffbeschickung so erfolgen kann, dass sich ein ausreichender Wirkungsgrad der Systembaugruppe ergibt. Ein blauer Leuchtstoff kann auch auf Basis der Emissionseigenschaften der Kombination gewählt werden, um sich mit der Emission der ersten LED zu vermischen und so die Farbart in kontrollierter Weise zu verschieben oder einzustellen (z. B. in eine Richtung, die einem Erhöhen der ähnlichsten Farbtemperaturen entlang der Planckschen Kurve zum Aufrechterhalten eines Weißlichterscheinungsbilds ähnelt). Außerdem können die Wellenlänge des Emissionsmaximums und Halbwertsbreite eines blauen Leuchtstoffs so gewählt werden, dass bestimmte Farbwiedergabeeigenschaften auch dann erzielt werden, wenn der Beitrag der zweiten LED zum Gesamtspektrum (Kombination von erster und zweiter LED) erhöht wird (2A). In einigen Fällen können die angestrebten Farbwiedergabeeigenschaften in Form eines CRI von mehr als 50, eines CRI von mehr als 80 oder bei bestimmten Ausführungsformen als CRI von mehr als 90 ausgedrückt werden. Es können auch andere Maßsysteme wie R9, das ein anderes Maßsystem für die Farbtreue darstellt, und/oder ein Gamut-Maßsystem verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann ein blauer Leuchtstoff aus einer Mischung unterschiedlicher Leuchtstoffe bestehen, die miteinander kombiniert die gewünschten Anregungs- und Emissionseigenschaften einschließlich der angestrebten dominanten Emissionswellenlänge für die hierin beschriebene spektrale Einstellung ergeben.To realize a circadiangerechten LED light source, a second LED (see 2C ) to be added. The emission 210 ( 2C ) may be generated by using a second LED having, for example, a purple (or UV) LED to excite only a blue phosphor. The blue phosphor can be selected based on absorption characteristics of the photons from the primary (violet or UV) LED. In particular, the blue phosphor can be chosen so that excitation with moderate phosphor loading can be done so that there is sufficient efficiency of the system assembly. A blue phosphor can also be selected based on the emission characteristics of the combination to blend with the emission of the first LED, and thus to shift or adjust the chrominance in a controlled manner (eg, in one direction increasing the most similar color temperatures along Planck's curve to maintain a white light appearance). In addition, the wavelength of the emission maximum and half-width of a blue phosphor can be selected so that certain color rendering properties are achieved even if the contribution of the second LED to the overall spectrum (combination of first and second LED) is increased ( 2A ). In some instances, the desired color rendering properties may be expressed in terms of a CRI greater than 50, a CRI greater than 80, or, in certain embodiments, a CRI greater than 90. Other measurement systems such as R9, which is another color measurement system, and / or a gamut measurement system may also be used. In some embodiments, a blue phosphor may consist of a mixture of different phosphors that combine to give the desired excitation and emission characteristics including the desired dominant emission wavelength for the spectral adjustment described herein.

Bei einer SPD mit einer CCT von 2500 K beträgt der Leistungsanteil im Spektralbereich von 400 bis 440 nm 0,03 und der Leistungsanteil im Bereich von 440 bis 500 nm 0,06. Bei einer SPD mit einer CCT von 5000 K beträgt der Leistungsanteil im Spektralbereich von 400 bis 440 nm 0,02 und der Leistungsanteil im Bereich von 440 bis 500 nm 0,20.For an SPD with a CCT of 2500 K, the power fraction in the spectral range from 400 to 440 nm is 0.03 and the power fraction in the range from 440 to 500 nm is 0.06. For an SPD with a CCT of 5000 K, the power fraction in the spectral range from 400 to 440 nm is 0.02 and the power fraction in the range from 440 to 500 nm is 0.20.

In 3A sind bestimmte Farbwiedergabeeigenschaften von weißen LED-Lichtquellen gemäß der vorliegenden Offenbarung für verschiedene LED-Farbtemperaturen veranschaulicht. Die auf einem nach Brainard (102 in 1A, etwa 95 nm Halbwertsbreite) modellierte CSWR-basierende circadiane Stimulation (relativ zu einem CIE A Beleuchtungsmittel) ist in 3B veranschaulicht.In 3A For example, certain color rendering characteristics of white LED light sources according to the present disclosure are illustrated for various LED color temperatures. The one on Brainard ( 102 in 1A , approximately 95 nm half-width) modeled CSWR-based circadian stimulation (relative to a CIE A illuminant) is in 3B illustrated.

Bei bestimmten Ausführungsformen wird ein blauer Leuchtstoff verwendet, der durch eine Wellenlänge des Emissionsmaximums bei 477 nm und einer Halbwertsbreite von 80 nm gekennzeichnet ist. Entsprechende blaue Leuchtstoffe mit einer Wellenlänge des Emissionsmaximums bei 477 nm stellen nur eine Ausführungsform dar, wobei andere Ausführungsformen andere Leuchtstoffe und Leuchtstoffkombinationen verwenden. Die Leuchtstoffe und/oder Zusammensetzungen von wellenlängenkonvertierenden Materialien, auf die in der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen wird, können insbesondere diverse wellenlängenkonvertierende Materialien umfassen. In certain embodiments, a blue phosphor characterized by a wavelength of the emission maximum at 477 nm and a half-value width of 80 nm is used. Corresponding blue phosphors having a maximum emission wavelength at 477 nm are only one embodiment, with other embodiments using other phosphors and phosphor combinations. In particular, the phosphors and / or compositions of wavelength converting materials referred to in the present disclosure may comprise various wavelength converting materials.

Wellenlängenkonvertierende Materialien können partikelförmige keramische oder Halbleiterleuchtstoffe, plattenförmige keramische oder Halbleiterleuchtstoffe, organische oder anorganische Abwärtskonvertierer, Aufwärtskonvertierer (Anti-Stokes), Nanopartikel, Kombinationen von beliebigen der vorgenannten oder anderen Materialien, die eine Wellenlängekonversion ermöglichen, sein. Einige Beispiele sind unten stehenden aufgeführt:
(Srn, Ca1-n)10(PO4)6·B2O3:Eu2+ (wobei 0 ≤ n ≤ 1)
(Ba, Sr, Ca)5(PO4)3(Cl, F, Br ,OH):Eu2+, Mn2+
(Ba, Sr, Ca)BPO5:Eu2 +, Mn2+
Sr2Si3O8·2SrCl2:Eu2+
(Ca, Sr, Ba)3MgSi2O8:Eu2+, Mn2+
BaAl8O13:EU2+
2SrO·0.84P2O5·0.16B2O3:Eu2+
(Ba, Sr, Ca)MgAl10O17:Eu2+, Mn2+
K2SiF6:Mn4+
(Ba, Sr, Ca)Al2O4:Eu2+
(Y, Gd, Lu, Sc, La)BO3:Ce3 +, Tb3+
(Ba, Sr, Ca)2(Mg, Zn)Si2O7:Eu2+
(Mg, Ca, Sr, Ba, Zn)2Si1-xO4-2x:Eu2 +(wobei 0 ≤ x ≤ 0,2)
(Ca, Sr, Ba)MgSi2O6:Eu2+
(Sr, Ca, Ba)(Al, Ga)2S4:Eu2+
(Ca, Sr)8(Mg, Zn)(SiO4)4C12:Eu2+, Mn2+
Na2Gd2B2O7:Ce3+, Tb3+
(Sr, Ca, Ba, Mg, Zn)2P2O7:Eu2+, Mn2+
(Gd, Y, Lu, La)2O3:Eu3+, Bi3+
(Gd, Y, Lu, La)2O2S:Eu3+, Bi3+
(Gd, Y, Lu, La)VO4:Eu3+, Bi3+
(Ca, Sr)S:Eu2+, Ce3+
(Y, Gd, Tb, La, Sm, Pr, Lu)3(Sc, Al, Ga)5-nO12-3/2n:Ce3+ (wobei 0 ≤ n ≤ 0,5)
ZnS:Cu+, Cl
(Y, Lu, Th)3Al5O12:Ce3+
ZnS:Cu+, Al3+
ZnS:Ag+, Al3+
ZnS:Ag+, Cl
Die Gruppe:
Ca1-xAlx-xySi1-x+xyN2-x-xyCxy:A
Ca1-x-zNazM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A
M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xyCxy:A
M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xy-2w/3CxyOw-v/2Hv:A
M(II)1-x-zM(I)zM(III)x-xy-zSi1-x+xy+zN2-x-xy-2w/3-v/3CxyOwHv:A
wobei 0 < x < 1, 0 < y < 1, 0 ≦ z < 1, 0 ≦ v < 1, 0 < w < 1, x + z < 1, x > xy + z und 0 < x – xy – z < 1,
M(II) ist zumindest ein zweiwertiges Kation, M(I) ist zumindest ein einwertiges Kation, M(III) ist zumindest ein dreiwertiges Kation, H ist zumindest ein einwertiges Anion und A ist ein in die Kristallstruktur dotierter Lumineszenzaktivator.
LaAl(Si6-zAlz)(N10-zOz):Ce3+ (wobei z = 1)
(Ca, Sr)Ga2S4:Eu2+
AlN:Eu2+
SrY2S4:Eu2+
CaLa2S4:Ce3+
(Ba, Sr, Ca)MgP2O7:Eu2+, Mn2+
(Y, Lu)2WO6:Eu3+, Mo6+
CaWO4
(Y, Gd, La)2O2S:Eu3+
(Y, Gd, La)2O3:Eu3+
(Ba, Sr, Ca)nSinNn:Eu2+ (wobei 2n + 4 = 3n)
Ca3(SiO4)Cl2:Eu2+
(Y, Lu, Gd)2-nCanSi4N6+nC1-n:Ce3+ (wobei 0 ≤ n ≤ 0,5)
(Lu, Ca, Li, Mg, Y) alpha-SiAlON dotiert mit Eu2+ und/oder Ce3+
(Ca, Sr, Ba)SiO2N2:Eu2+, Ce3+
Ba3MgSi2O8:Eu2 +, M2+
(Sr, Ca)AlSiN3:Eu2+
CaAlSi(ON)3:Eu2+
Ba3MgSi2O8:Eu2+
LaSi3N5:Ce3+
Sr10(PO4)6Cl2:Eu2+
(BaSi)O12N2:Eu2+
M(II)aSibOcNdCe:A wobei 6 < a < 8, 8 < b < 14,13 < c < 17,5 < d < 9,0 < e < 2 und M(II) ein zweiwertiges Kation von (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cu, Co, Ni, Pd, Tm, Cd) and A von
(Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Mn, Bi, Sb) ist
SrSi2(O, Cl)2N2:Eu2+
SrSi9Al19 ON31:Eu2+
(Ba, Sr)Si2(O, Cl)2N2:Eu2+
LiM2O8:Eu3+ wobei M = W oder Mo
Wavelength-converting materials may be particulate ceramic or semiconductor phosphors, plate-shaped ceramic or semiconductor phosphors, organic or inorganic down-converters, anti-stokes, nanoparticles, combinations of any of the foregoing or other materials that enable wavelength conversion. Some examples are listed below:
(Srn, Ca 1-n ) 10 (PO 4 ) 6 * B 2 O 3 : Eu 2+ (where 0 ≦ n ≦ 1)
(Ba, Sr, Ca) 5 (PO 4 ) 3 (Cl, F, Br, OH): Eu 2+ , Mn 2+
(Ba, Sr, Ca) BPO 5 : Eu 2 + , Mn 2+
Sr 2 Si 3 O 8 · 2 SrCl 2 : Eu 2+
(Ca, Sr, Ba) 3 MgSi 2 O 8 : Eu 2+ , Mn 2+
BaAl 8 O 13 : EU 2+
2SrO x 0.84 P 2 O 5 x 0.16 B 2 O 3 : Eu 2+
(Ba, Sr, Ca) MgAl 10 O 17 : Eu 2+ , Mn 2+
K 2 SiF 6 : Mn 4+
(Ba, Sr, Ca) Al 2 O 4 : Eu 2+
(Y, Gd, Lu, Sc, La) BO 3: Ce 3+, Tb 3+
(Ba, Sr, Ca) 2 (Mg, Zn) Si 2 O 7 : Eu 2+
(Mg, Ca, Sr, Ba, Zn) 2 Si 1-x O 4-2x : Eu 2 + (where 0 ≤ x ≤ 0.2)
(Ca, Sr, Ba) MgSi 2 O 6 : Eu 2+
(Sr, Ca, Ba) (Al, Ga) 2 S 4 : Eu 2+
(Ca, Sr) 8 (Mg, Zn) (SiO 4 ) 4 C 12 : Eu 2+ , Mn 2+
Na 2 Gd 2 B 2 O 7 : Ce 3+ , Tb 3+
(Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) 2 P 2 O 7 : Eu 2+ , Mn 2+
(Gd, Y, Lu, La) 2 O 3 : Eu 3+ , Bi 3+
(Gd, Y, Lu, La) 2 O 2 S: Eu 3+ , Bi 3+
(Gd, Y, Lu, La) VO 4 : Eu 3+ , Bi 3+
(Ca, Sr) S: Eu 2+ , Ce 3+
(Y, Gd, Tb, La, Sm, Pr, Lu) 3 (Sc, Al, Ga) 5-n O 12-3 / 2n : Ce 3+ (where 0≤n≤0.5)
ZnS: Cu + , Cl -
(Y, Lu, Th) 3 Al 5 O 12 : Ce 3+
ZnS: Cu +, Al 3+
ZnS: Ag + , Al 3+
ZnS: Ag + , Cl -
The group:
Ca 1-x Al x -xy Si 1-x + xy N 2 -x-xy C xy : A
Ca 1-xz Na z M (III) x-xy-z Si 1-x + xy + z N 2 -x-xy C xy : A
M (II) 1-xz M (I) z M (III) x-xy-z Si 1-x + xy + z N 2 -x-xy C xy : A
M (II) 1-xz M (I) z M (III) x-xy-z Si 1-x + xy + z N 2 -x-xy-2w / 3 C xy O wv / 2 H v : A
M (II) 1-xz M (I) z M (III) x-xy-z Si 1-x + xy + z N 2-x-xy-2w / 3-v / 3 C xy O w H v : A
where 0 <x <1, 0 <y <1, 0 ≦ z <1, 0 ≦ v <1, 0 <w <1, x + z <1, x> xy + z and 0 <x - xy - z <1,
M (II) is at least one divalent cation, M (I) is at least one monovalent cation, M (III) is at least one trivalent cation, H is at least one monovalent anion and A is a luminescent activator doped into the crystal structure.
LaAl (Si 6-z Al z ) (N 10 -z O z ): Ce 3+ (where z = 1)
(Ca, Sr) Ga 2 S 4 : Eu 2+
AlN: Eu 2+
SrY 2 S 4 : Eu 2+
CaLa 2 S 4 : Ce 3+
(Ba, Sr, Ca) MgP 2 O 7 : Eu 2+ , Mn 2+
(Y, Lu) 2 WO 6 : Eu 3+ , Mo 6+
CaWO 4
(Y, Gd, La) 2 O 2 S: Eu 3+
(Y, Gd, La) 2 O 3 : Eu 3+
(Ba, Sr, Ca) n Si n Nn: Eu 2+ (where 2n + 4 = 3n)
Ca 3 (SiO 4 ) Cl 2 : Eu 2+
(Y, Lu, Gd) 2-n Ca n Si 4 N 6 + n C 1-n : Ce 3+ (where 0 ≦ n ≦ 0.5)
(Lu, Ca, Li, Mg, Y) alpha-SiAlON doped with Eu 2+ and / or Ce 3+
(Ca, Sr, Ba) SiO 2 N 2 : Eu 2+ , Ce 3+
Ba 3 MgSi 2 O 8: Eu 2+, M 2+
(Sr, Ca) AlSiN 3: Eu 2+
CaAlSi (ON) 3 : Eu 2+
Ba 3 MgSi 2 O 8 : Eu 2+
LaSi 3 N 5 : Ce 3+
Sr 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu 2+
(BaSi) O 12 N 2 : Eu 2+
M (II) a Si b O c NdCe: A where 6 <a <8, 8 <b <14.13 <c <17.5 <d <9.0 <e <2 and M (II) is a divalent cation of (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Cu, Co, Ni, Pd, Tm, Cd) and A of
(Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Mn, Bi, Sb)
SrSi 2 (O, Cl) 2 N 2 : Eu 2+
SrSi 9 Al 19 ON 31 : Eu 2+
(Ba, Sr) Si 2 (O, Cl) 2 N 2 : Eu 2+
LiM 2 O 8 : Eu 3+ where M = W or Mo

Für die Zwecke dieser Anmeldung bedeutet ein Leuchtstoff, der zwei oder mehr Dotierionen (z. B. die bei den oben angegebenen Leuchtstoffen auf den Strichpunkt folgenden Ionen) aufweist, dass dieser Leuchtstoff zumindest eines (aber nicht notwendigerweise alle) dieser Dotierstoffionen innerhalb des Materials aufweist. Das bedeutet, dass diese Notation so wie sie von Fachleuten verstanden wird, besagt, dass der Leuchtstoff ein beliebiges Ion oder alle der in der Formulierung angegebenen Ionen als Dotierstoffe enthalten kann.For purposes of this application, a phosphor having two or more dopant ions (eg, the ions following the semicolons in the above phosphors) means that this phosphor has at least one (but not necessarily all) of these dopant ions within the material , That is, this notation, as understood by those skilled in the art, means that the phosphor may contain any ion or all of the ions indicated in the formulation as dopants.

Ferner wird davon ausgegangen, dass Nanopartikel, Quantenpunkte, Halbleiterpartikel und andere Materialarten als wellenlängenkonvertierende Materialien verwendet werden können. Die obige Liste ist lediglich stellvertretend und nicht so zu verstehen, dass sie alle Materialien aufweisen würde, die innerhalb der in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können.Further, it is believed that nanoparticles, quantum dots, semiconductor particles, and other types of materials can be used as wavelength converting materials. The above list is merely representative and should not be understood to include all materials that may be used within the embodiments described herein.

Lampenausführungen können beliebige der zuvor genannten wellenlängenkonvertierenden Materialien enthalten und diverse Lichtqualitätseigenschaften aufweisen. Einige dieser Lichtqualitätseigenschaften sind in 3A und 3B dargestellt.Lamp designs may include any of the aforementioned wavelength converting materials and have various light quality characteristics. Some of these lighting quality features are in 3A and 3B shown.

Das Farbwiedergabediagramm 3A00 von 3A zeigt den Farbwiedergabeindex (Ra) und die rote Farbwiedergabe (R9), die eine circadiangerechte weiße LED-Lichtquelle gemäß 2A bei drei verschiedenen Farbtemperaturen (z. B. 5000 K, 3500 K und 2500 K) aufweist.The color rendition chart 3A00 from 3A shows the color rendering index (Ra) and the red color rendering (R9) corresponding to a circadian white LED light source 2A at three different color temperatures (eg 5000 K, 3500 K and 2500 K).

Durch Kombination von Emissionen der ersten und zweiten LED auf vergleichbaren Niveaus kann ein 5000 K-Farbpunkt mit akzeptabler Farbwiedergabe (Ra, R9 von 80, bzw. 65) erzielt werden. Darüber hinaus kann das Emissionsspektrum eine (wie oben definierte) relativ hohe circadiane Stimulation aufweisen, die der ähnelt, die mit einem D65 Referenzleuchtmittel (Tageslicht) erreicht wird. Wenn die Emission der zweiten LED auf ein sehr niedriges Niveau reduziert (oder abgeschaltet) wird, dann dominiert die Emission der ersten LED, und es wird ein Spektrum mit geringer circadianer Stimulation bei 2500 K mit Ra, R9 von 93, bzw. 65 erreicht. Bei einem intermediären Punkt wird eine Farbtemperatur von 3500 K mit einem Ra, R9 von 85, bzw. 88 und einer Stimulation des circadianen Systems auf einem mittleren Niveau ermöglicht. Daher kann diese weiße LED-Lichtquelle dazu verwendet werden, am Morgen ein hochstimulierendes 5000 K-Licht, nachmittags eine mittelmäßig stimulierende 3500 K-Beleuchtung und am Abend ein 2500 K-Licht mit geringer Stimulationswirkung zu verwirklichen und gleichzeitig eine akzeptable Weißlichtqualität (Ra ≥ 80, R9 ≥ 50) beizubehalten. Die Gesamtleistung von erster und zweiter LED kann zur Herstellung des angestrebten Gesamtbeleuchtungsniveaus eingestellt werden.By combining first and second LED emissions at comparable levels, a 5000K color point with acceptable color rendition (Ra, R9 of 80, and 65, respectively) can be achieved. In addition, the emission spectrum may have a relatively high circadian stimulation (as defined above) similar to that achieved with a D65 reference illuminant (daylight). When the emission of the second LED is reduced (or turned off) to a very low level, the emission of the first LED dominates and a spectrum of low circadian stimulation at 2500 K with Ra, R9 of 93 and 65, respectively, is reached. At an intermediate point, a color temperature of 3500 K with a Ra, R9 of 85, or 88 and a stimulation of the circadian system at a medium level is made possible. Therefore, this white LED light source can be used to deliver a highly stimulating 5000K light in the morning, mid-stimulatory 3500K lighting in the afternoon and 2500K low-stimulation light in the evening while maintaining acceptable white light quality (Ra ≥80 , R9 ≥ 50). The total power of the first and second LEDs can be adjusted to produce the desired total illumination level.

Das Diagramm 3B00 von 3B zeigt die von einer circadiangerechten LED-Lichtquelle bewirkte relative circadiane Stimulation.The diagram 3B00 from 3B shows the relative circadian stimulation caused by a circadian LED light source.

3B zeigt die relative circadiane Stimulation der in 2A veranschaulichten circadiangerechten Lichtquelle unter Verwendung eines gemäß Brainard modellierten CSWR mit einer Halbwertsbreite von 95 nm. Durch Kombination der Emissionen von erster und zweiter LED zum Erzielen einer Farbtemperatur von 5000 K (202 in 2A) wird ein sehr hoher circadianer Stimulationseffekt erzielt. Wie in 3B gezeigt ist die relative circadiane Stimulation bei 5000 K ungefähr 2,8 mal höher als die des CIE A-Referenzleuchtmittels. Dieses circadiane Stimulationsniveau liegt nahe an dem, das mit einem Tageslichtleuchtmittel (z. B. D65-Leuchtmittel wie gezeigt) erzielt wird, das eine relative circadiane Stimulation aufweist, die 3,1 mal höher als die des CIE A-Referenzleuchtmittels ist. Das 2500 K-Spektrum (206 in 2A), das eine sehr geringe circadiane Stimulation besitzt (innerhalb von 10% der des CIE A-Referenzleuchtmittels), wird erzielt, indem die Helligkeit der zweiten LED verringert (oder die LED ausgeschaltet) wird, so dass die Emission der ersten LED dominiert. Ein intermediäres Spektrum bei 3500 K (204 in 2A), das eine relative circadiane Stimulation ermöglicht, die etwa zweimal höher als die des CIE A-Referenzleuchtmittels ist, wird bei vergleichbarer Intensität der Emissionen von erster und zweiter LED erzielt. 3B shows the relative circadian stimulation of in 2A illustrated a circadian light source using a Brainard modeled CSWR with a half width of 95 nm. By combining the emissions of the first and second LEDs to achieve a color temperature of 5000K 202 in 2A ) a very high circadian stimulation effect is achieved. As in 3B The relative circadian stimulation at 5000 K is approximately 2.8 times higher than that of the CIE A reference illuminant. This circadian stimulation level is close to that achieved with a daylight illuminant (e.g., D65 illuminant as shown) having a relative circadian stimulation that is 3.1 times higher than that of the CIE A reference illuminant. The 2500 K spectrum ( 206 in 2A ), which has very little circadian stimulation (within 10% of that of the CIE A reference illuminant), is achieved by reducing the brightness of the second LED (or turning off the LED) so that the emission of the first LED dominates. An intermediate spectrum at 3500 K ( 204 in 2A ), which allows relative circadian stimulation about twice that of the CIE A reference illuminant, is achieved with comparable intensity of first and second LED emissions.

Die Farbe kann über ein Zeitgeber-gesteuertes Ansteuerungsschema dynamisch (entweder kontinuierlich oder schrittweise) im Tagesverlauf verändert werden. Oder, der gewünschte Farbpunkt kann unter Verwendung eines für den Endanwender bereitgestellten Schaltmechanismus ausgewählt werden. Es können vielerlei andere automatische und/oder Humanschnittstellensteuerungssysteme eingesetzt werden, beispielsweise eine Trägerfrequenzanlage, WiFi, Zigby, DALI, usw. Auch unterschiedliche Ziel-CCTs sind möglich. Es steht zu erwarten, dass solche Lichtquellen im Vergleich zu nicht-circadiangerechten Lichtquellen wie beispielsweise herkömmlichen blaubasierten LEDs enorme Vorteile für die Gesundheit und das Wohlbefinden aufweisen.The color can be changed dynamically (either continuously or incrementally) throughout the day via a timer-controlled drive scheme. Or, the desired color point can be selected using a switching mechanism provided to the end user. Many other automatic and / or human interface control systems may be used, such as a carrier frequency system, WiFi, Zigby, DALI, etc. Different target CCTs are also possible. It is expected that such light sources have enormous health and well-being benefits compared to non-circadian light sources such as conventional blue-based LEDs.

4A zeigt ein Beispiel eines Lichtbandes, das zur Realisierung einer Weißlichtquelle auf Basis messbarer Größen (z. B. Tageszeit) und/oder Veränderungen in der Umgebung einstellbar ist. Solche Weißlichtquellen können gebildet werden, indem zum Beispiel zumindest zwei Quellen auf LED-Basis abgemischt werden; z. B. eine erste, bei der eine geeignete Mischung von im Roten, Grünen und (gegebenenfalls) im Blauen emittierenden Leuchtstoffen mit violetten Primär-LEDs verwendet werden und eine zweite, bei der entweder violett angeregte LEDs mit blauem Leuchtstoff oder blaue Primär-LEDs verwendet werden. Die beiden Quellen können zur Ausbildung einer circadiangerechten LED-Weißlichtquelle über den gesamten Tageszyklus gemischt werden. Ein entsprechendes Lichtband kann zum Beispiel als Lichtgenerator für eine lineare Einbauleuchte verwendet werden. 4A shows an example of a light band, which is adjustable to realize a white light source based on measurable variables (eg, time of day) and / or changes in the environment. Such white light sources can be formed by, for example, mixing at least two LED-based sources; z. Example, a first, in which a suitable mixture of red, green and (optionally) in the blue emitting phosphors are used with violet primary LEDs and a second, are used in the either violet excited LEDs with blue phosphor or blue primary LEDs , The two sources can be mixed to form a circadian LED white light source throughout the entire day cycle. A corresponding light band can be used, for example, as a light generator for a linear recessed luminaire.

Bei anderen Ausführungsformen kann der CSWR schmäler als der von Brainard sein (Kurve 401 in 4B). Man kann zum Beispiel einen gaußschen CSWR annehmen, der sein Maximum bei 465 nm und eine Halbwertsbreite von 30 nm aufweist, wie Kurve 402 in 4B zeigt. Für diesen schmälern CSWR können LED-Weißlichtquellen gestaltet werden, deren CCT höher als die von CIE A ist, die aber eine geringere circadiane Stimulation aufweisen.In other embodiments, the CSWR may be narrower than that of Brainard (curve 401 in 4B ). For example, one may assume a Gaussian CSWR having its maximum at 465 nm and a half width of 30 nm, such as curve 402 in 4B shows. For this narrower CSWR, LED white light sources can be designed whose CCT is higher than that of CIE A, but which have less circadian stimulation.

4C1 zeigt eine erste LED-Emission 4C100 einer violetten Primär-LED, die einen grünen und roten Leuchtstoff 403 anregt. Die Emission liegt bei 3286 K, besitzt jedoch eine CS von 50% relativ zu CIE A. Die LED-Weißlichtquelle hat somit eine höhere CCT als CIE A, jedoch eine geringere circadiane Stimulation. Die zweite LED-Emission 4C200 (4C2) ist die einer violetten Primär-LED, die einen blauen Leuchtstoff mit einer Wellenlänge des Emissionsmaximums 404 bei 477 nm anregt. Die auf der ersten und zweiten LED basierenden Emissionen können wie in 4D1 gezeigt kombiniert werden, um zwischen etwa 5000 K und etwa 3300 K eingestellt zu werden, wodurch sich die CS von etwa 300% auf weniger als 50% der von CIE A ändert und gleichzeitig ein Weißpunkt innerhalb von vier Punkten der Planckschen Kurve mit einem CRI > 80 und einem R9 > 10 wie in der Tabelle von 4D2 gezeigt beibehalten wird. 4C1 shows a first LED emission 4C100 a purple primary LED holding a green and red phosphor 403 stimulates. The emission is at 3286 K, but has a CS of 50% relative to CIE A. The LED white light source thus has a higher CCT than CIE A, but less circadian stimulation. The second LED emission 4C200 ( 4C2 ) is that of a primary violet LED, which is a blue phosphor with a wavelength of emission maximum 404 excited at 477 nm. The emissions based on the first and second LEDs may be as in 4D1 can be combined to be set between about 5000 K and about 3300 K, thereby changing the CS from about 300% to less than 50% of that of CIE A and simultaneously a white point within four points of Planck's curve with a CRI> 80 and a R9> 10 as in the table of 4D2 is maintained.

Diese Änderung in der CS kann unter Berücksichtigung des relativen spektralen Gehalts (z. B. Anteil an der SPD) spezieller spektraler Bereiche auch quantifiziert werden. Der relative spektrale Gehalt im ”violettblauen”(VB)-Bereich von 400 bis 440 nm und im ”blaucyanen”(BC)-Bereich von 440 bis 500 nm bilden zwei der Bereiche von Interesse. Der erste Bereich weist eine relativ geringere circadiane Stimulation auf, während der letztere Bereich eine relativ höhere circadiane Stimulation aufweist. Die Tabelle von 4D2 zeigt die relativen spektralen Anteile dieser Wellenlängenbereiche. Der Anteil der gesamten SPD-Leistung im VB-Bereich nimmt beim Verstellen von 5000 K auf 3300 K leicht (von 0,19 auf 0,23) zu, während der Anteil im BC-Bereich deutlich (von 0,20 auf 0,05) abnimmt. Diese Umverteilung des spektralen Gehalts vom BC-Bereich auf den VB-Bereich trägt zu der geringen CS bei der 3300 K SPD bei. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass durch das Vorhandensein von violettem Licht die SPD auf der Planckschen Kurve bleibt.This change in the CS can also be quantified taking into account the relative spectral content (eg fraction of the SPD) of specific spectral regions. The relative spectral content in the "violet blue" (VB) region of 400 to 440 nm and in the blue cyan (BC) region of 440 to 500 nm form two of the regions of interest. The first region has relatively less circadian stimulation, while the latter region has relatively higher circadian stimulation. The table of 4D2 shows the relative spectral components of these wavelength ranges. The proportion of total SPD power in the VB range increases slightly (from 0.19 to 0.23) when adjusting from 5000 K to 3300 K, while the proportion in the BC range increases significantly (from 0.20 to 0.05 ) decreases. This redistribution of the spectral content from the BC region to the VB region contributes to the low CS in the 3300 K SPD. It should also be noted that the presence of violet light leaves the SPD on the Planckian curve.

Bei bestimmten Ausführungsformen entspricht ein großer Anteil Fv der SPD im VB-Bereich oder ein schmaler Anteil Fc im BC-Bereich einer geringen CS und umgekehrt. Eine durch ein Fc > 0,1 gekennzeichnete SPD kann eine hohe Stimulation und eine durch ein Fc < 0,06 und ein Fv > 0,05 gekennzeichnete SPD kann eine niedrigere Stimulation aufweisen. In ähnlicher Weise kann eine durch ein Fc/Fv > 0,5 gekennzeichnete SPD eine relativ hohe Stimulation und eine durch ein Fc/Fv > 1 gekennzeichnete SPD eine hohe Stimulation aufweisen. Eine durch ein Fc/Fv < 0,4 gekennzeichnete SPD kann eine relativ geringe Stimulation und eine durch ein Fc/Fv < 0,2 gekennzeichnete SPD kann eine geringe Stimulation aufweisen. Diese Bereiche entsprechen bestimmten Ausführungsformen von LED-Weißlichtquellen, die durch die vorliegende Offenbarung angegeben werden, einschließlich denen der 4A4N2 und der 5A5C4.In certain embodiments, a large proportion Fv corresponds to the SPD in the VB range or a narrow fraction Fc in the BC range to a low CS and vice versa. An SPD characterized by Fc> 0.1 may have high stimulation and SPD characterized by Fc <0.06 and Fv> 0.05 may have lower stimulation. Similarly, one characterized by an Fc / Fv> 0.5 SPD have a relatively high stimulation and a Fc / Fv> 1 characterized SPD have a high stimulation. An SPD characterized by an Fc / Fv <0.4 may have a relatively low stimulation and an SPD characterized by an Fc / Fv <0.2 may have a low stimulation. These ranges correspond to certain embodiments of LED white light sources indicated by the present disclosure, including those of US Pat 4A - 4N2 and the 5A - 5C4 ,

Allgemein kann die CS daher proportional zum Verhältnis Fc/Fv sein, wobei höhere Werte mit einer höheren circadianen Stimulation verknüpft sind. Die CS kann im allgemeinen auch proportional zum Fc-Anteil sein. Darüber hinaus führt bei bestimmten Ausführungsformen ein Erhöhen des VB-Gehalts einer LED-Weißlichtquelle zu einer Verringerung des BC-Anteils und umgekehrt führt eine Zunahme des BS-Anteils zu einem verringerten VB-Anteil.In general, therefore, the CS may be proportional to the ratio Fc / Fv, with higher values associated with higher circadian stimulation. The CS can also be proportional to the Fc share in general. In addition, in certain embodiments, increasing the VB content of an LED white light source results in a reduction of the BC content, and conversely, an increase in the BS content results in a decreased VB content.

Fv und Fc stellen die Leistungsanteile der SPD innerhalb des VB-Wellenlängenbereichs bzw. des BC-Wellenbereichs dar. Zum Beispiel beträgt Fv 0,1, wenn die Gesamtleistung der SPD 1 beträgt und der VB-Wellenlängenbereich 10% der Leistung der SPD stellt; Fc beträgt 0,1 wenn sich 10% der Leistung der SPD im BC-Wellenlängenbereich befinden.Fv and Fc represent the power contributions of the SPD within the VB wavelength range and the BC wave range, respectively. For example, Fv is 0.1 when the total power of the SPD is 1 and the VB wavelength range is 10% of the power of the SPD; Fc is 0.1 when 10% of the power of the SPD is in the BC wavelength range.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist Fv kleiner als 0,2, kleiner als 0,15, kleiner als 0,1, kleiner als 0,08 und bei bestimmten Ausführungsformen kleiner als 0,05.In certain embodiments, Fv is less than 0.2, less than 0.15, less than 0.1, less than 0.08, and less than 0.05 in certain embodiments.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist Fv größer als 0,2, größer als 0,15, größer als 0,1, größer als 0,08 und bei bestimmten Ausführungsformen größer als 0,05.In certain embodiments, Fv is greater than 0.2, greater than 0.15, greater than 0.1, greater than 0.08, and greater than 0.05 in certain embodiments.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist Fc kleiner als 0,2, kleiner als 0,15, kleiner als 0,1, kleiner als 0,08 und bei bestimmten Ausführungsformen kleiner als 0,05.In certain embodiments, Fc is less than 0.2, less than 0.15, less than 0.1, less than 0.08, and less than 0.05 in certain embodiments.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist Fc größer als 0,2, größer als 0,15, größer als 0,1, größer als 0,08 und bei bestimmten Ausführungsformen größer als 0,05.In certain embodiments, Fc is greater than 0.2, greater than 0.15, greater than 0.1, greater than 0.08, and greater than 0.05 in certain embodiments.

Es sind verschiedene Kombinationen von Fv und Fc möglich, die mit den durch die vorliegende Offenbarung angegebenen LED-Weißlichtquellen konsistent sind. Wichtig ist, dass Fv, d. h. der Spektralgehalt im VB-Bereich von 400 bis 440 nm, bei Verwendung der durch die vorliegende Offenbarung angegebenen Bauelemente und Verfahren so gesteuert werden kann, dass eine angestrebte Weißlichtemission erzeugt werden kann und die gewünschten Eigenschaften wie beispielsweise CCT, CRI, Ra, Duv und andere aufrechterhalten werden können. Eine Verwendung von im Violetten emittierenden LEDs und ausgewählter Leuchtstoffe sowie gegebenenfalls bei anderen Wellenlängen emittierenden zusätzlichen LEDs bietet die Möglichkeit zur genaueren Steuerung des Gehalts im VB-Bereich von 400 bis 440 nm.Various combinations of Fv and Fc are possible which are consistent with the LED white light sources indicated by the present disclosure. Importantly, Fv, d. H. the spectral content in the VB range of 400 to 440 nm, using the devices and methods indicated by the present disclosure, can be controlled so that a desired white light emission can be produced and the desired properties such as CCT, CRI, Ra, Duv and others can be maintained. Use of violet emitting LEDs and selected phosphors, and optional additional LEDs emitting at other wavelengths provides the ability to more accurately control the content in the VB range from 400 to 440 nm.

Bei bestimmten Ausführungsformen erstreckt sich Fc/Fv von 0,1 bis 1, von 0,1 bis 0,8, von 0,1 bis 0,6 und bei bestimmten Ausführungsformen von 0,1 bis 0,4.In certain embodiments, Fc / Fv ranges from 0.1 to 1, from 0.1 to 0.8, from 0.1 to 0.6, and in certain embodiments from 0.1 to 0.4.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist Fc/Fv kleiner als 0,1, kleiner als 0,2, kleiner als 0,3, kleiner als 0,4, kleiner als 0,5 und bei bestimmten Ausführungen kleiner als 0,6.In certain embodiments, Fc / Fv is less than 0.1, less than 0.2, less than 0.3, less than 0.4, less than 0.5, and in some embodiments, less than 0.6.

Bei bestimmten Ausführungsformen erstreckt sich Fc/Fv von 0,5 bis 1,5, von 0,5 bis 1,3, von 0,5 bis 1,1 und bei bestimmten Ausführungsformen von 0,5 bis 0,9.In certain embodiments, Fc / Fv ranges from 0.5 to 1.5, from 0.5 to 1.3, from 0.5 to 1.1, and in certain embodiments from 0.5 to 0.9.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist Fc/Fv größer als 0,5, größer als 0,6, größer als 0,7, größer als 0,8, größer als 0,9 und bei bestimmten Ausführungsformen größer als 1.In certain embodiments, Fc / Fv is greater than 0.5, greater than 0.6, greater than 0.7, greater than 0.8, greater than 0.9, and greater than 1 in certain embodiments.

Es sollte darauf hingewiesen werden, dass es nicht trivial ist, die durch die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verfügbare hohe Lichtqualität zu erreichen. Auch wenn die CS einer Lichtquelle durch einfaches Entfernen von allen (oder fast allen) Emissionen im blauen und cyanfarbenen Bereich, ohne diese durch violette Strahlung zu ergänzen, verringert werden kann, wäre der sich daraus ergebende Farbwiedergabeindex aufgrund des Fehlens kurzwelligen Lichts im Spektrum mangelhaft. Außerdem kann es schwierig sein, die Farbart einer Quelle nahe an der Planckschen Kurve zu halten (woraus eine Quelle mit einer niedrigen CCT und/oder einem Grünstich resultiert). Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gleichen den Gehalt an blauem und violettem Licht dagegen ab und erleichtern hierdurch eine Modulation der CS unter gleichzeitigem Aufrechterhalten einer hohen Lichtqualität (z. B. CRI, Ra, Duv).It should be noted that it is not trivial to achieve the high quality of light available by the embodiments of the present invention. Although the CS of a light source can be reduced by simply removing all (or almost all) blue and cyan emissions without supplementing them with violet radiation, the resulting color rendering index would be deficient due to the lack of short wavelength light in the spectrum. In addition, it may be difficult to keep the color of a source close to the Planckian curve (resulting in a source with a low CCT and / or a green cast). The embodiments of the present disclosure, on the other hand, compensate for the levels of blue and violet light, thereby facilitating modulation of the CS while maintaining high quality light (e.g., CRI, Ra, Duv).

Zur Einstellung entlang der Planckschen Kurve kann für eine zweite LED-Emission eine im Blauen emittierende primäre LED mit einer geeigneten dominanten Wellenlänge verwendet werden. Wie zum Beispiel in 4E1 und 4E2 gezeigt kann anstatt der auf einem blauen Leuchtstoff basierenden LED von 4C2 eine LED mit einem Emissionsmaximum bei etwa 480 nm verwendet werden. E1 zeigt ein Emissionsspektrum einer ersten LED-basierenden Quelle 420. 4E2 zeigt ein Spektrum 421 einer im Blauen emittierenden LED. Durch Kombination der in 4E1 und 4E2 gezeigten Emissionen wird ein dem in 4F1 gezeigten kombinierten Spektrum 422 ähnlicher Effekt erzielt, mit kleinen Unterschieden in den Farbeigenschaften und Niveaus der circadianen Stimulation, wie in der Tabelle von 4F2 gezeigt ist. For adjustment along the Planckian curve, a blue emitting primary LED with a suitable dominant wavelength can be used for a second LED emission. Like in 4E1 and 4E2 can be shown instead of the blue fluorescent based LED of 4C2 a LED with an emission maximum at about 480 nm can be used. E1 shows an emission spectrum of a first LED based source 420 , 4E2 shows a spectrum 421 a blue emitting LED. By combining the in 4E1 and 4E2 emissions shown in the 4F1 shown combined spectrum 422 similar effect, with small differences in color characteristics and levels of circadian stimulation, as in the table of 4F2 is shown.

Zur Veranschaulichung dient ein Vergleich der relativen CS herkömmlicher Lichtquellen mit von der vorliegenden Offenbarung angegebenen weißen LED-Lichtquellen für den Fall eines gaußschen CSWR mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von 30 nm und einem Emissionsmaximum bei 465 nm. 4G zeigt die CS (normalisiert auf die für CIE A) herkömmlicher Lichtquellen wie Kerzenlicht (1850 K), CIE A (2856 K), D50-Tageslichtnormbeleuchtung (5000 K) und D65-Tageslichtnormbeleuchtung (6500 K) als Funktion der Farbtemperatur. Die CS variiert zwischen etwa 25% (Kerzenlicht) und etwa viermal (D65) derjenigen von CIE A. Ebenfalls aufgetragen sind die CS für eine 3000 K-LED mit zwei Leuchtstoffen und einer 455 nm blauen Primär-LED, sowie für eine 3000 K-LED mit zwei Leuchtstoffen und einer 425 nm violetten Primär-LED. Der Unterschied in der circadianen Stimulation ist bemerkenswert, wobei die der Weißlichtquelle auf Basis einer 455 nm LED mehr als 1,5 mal so hoch ist als die von CIE A und mehr als dreimal als die der Weißlichtquelle auf Basis einer 425 nm LED. Es sollte hierbei angemerkt werden, dass Ce3 +-Granatleuchtstoffe (z. B. ”YAG”) im violetten Bereich nicht stark absorbieren, so dass es für eine LED mit einer 425 nm Anregung angeraten sein kann, Eu2 +-Leuchtstoffe sowohl für grüne als auch für rote Emissionen zu verwenden.By way of illustration, a comparison is made of the relative CSs of conventional light sources with white LED light sources indicated by the present disclosure for the case of a Gaussian CSWR having a half width (FWHM) of 30 nm and an emission maximum at 465 nm. 4G shows the CS (normalized to the CIE A) of conventional light sources such as candlelight (1850 K), CIE A (2856 K), D50 daylight standard lighting (5000 K), and D65 daylight standard lighting (6500 K) as a function of color temperature. The CS varies between about 25% (candlelight) and about four times (D65) that of CIE A. Also applied are the CS for a 3000 K LED with two phosphors and a 455 nm blue primary LED, and for a 3000 K LED with two phosphors and a 425 nm violet primary LED. The difference in circadian stimulation is remarkable, with the white light source based on a 455 nm LED being more than 1.5 times that of CIE A and more than three times that of the white light source based on a 425 nm LED. It should here be noted that Ce 3 + -Granatleuchtstoffe (z. B. "YAG") do not absorb strongly in the violet range, so that it may be advisable for an LED with a 425 nm excitation, Eu 2+ phosphors for both to use green as well as red emissions.

4H zeigt ein Lichtband, das zwei unterschiedliche Sätze von LED-basierenden Emittern aufweist, sowie einen Zeit-/Taktgeber, Steuerschaltkreise 4H01 und eine Ansteuerung, um das Verhältnis der Emissionen der beiden unterschiedlichen Sätze von Emittern auf LED-Basis zur Realisierung einer circadiangerechten Weißlicht-LED-Quelle gemäß einigen Ausführungsformen zu steuern. 4H Figure 11 shows a band of light having two different sets of LED based emitters, as well as a timer, control circuitry 4H01 and a driver to control the ratio of emissions of the two different sets of LED-based emitters to realize a circadian white-light LED source, in accordance with some embodiments.

Wie dargestellt, können eine erste Gruppe mit im Violetten emittierenden primären LEDs und einer geeigneten Mischung von im Roten, Grünen und (gegebenenfalls) im Blauen emittierenden Leuchtstoffen 4H02 mit einer zweiten Gruppe von mit blauen Leuchtstoffen versehenen im Violetten emittierenden primären LEDs oder von im Blauen emittierenden primären LEDs 4H04 kombiniert werden.As shown, a first group of violet emitting primary LEDs and a suitable mixture of red, green, and (optionally) blue emitting phosphors may be used 4H02 with a second group of blue phosphors provided in the violet emitting primary LEDs or blue emitting primary LEDs 4H04 be combined.

Die erste und zweite Gruppe von Emittern auf LED-Basis können einerseits in separaten Baugruppen aufgenommen sein, wobei deren Licht mit Hilfe einer Vermischungsoptik kombiniert wird, andererseits können die Emitter auf LED-Basis in einer einzigen Baugruppe aufgenommen sein, wie beispielsweise einer Nacktchip-Baugruppe (chip-an-board (COB) package (siehe z. B. die Anordnung von 8)) oder linearen COB-Baugruppen. COB-Baugruppen können in einer wie in 6A und 6B gezeigten Lampenbaugruppe verwendet werden.The first and second group of LED-based emitters may, on the one hand, be housed in separate assemblies, the light of which being combined by means of mixing optics, and, on the other hand, the LED-based emitters may be housed in a single assembly, such as a bare-chip package (chip-on-board (COB) package (see, for example, the arrangement of 8th )) or linear COB assemblies. COB assemblies can be in a like in 6A and 6B used lamp assembly can be used.

Außerdem können, auch wenn die oben beschriebene Ausführungsform ein Zweikanaleinstellverfahren zum Ermöglichen variierender Niveaus einer circadianen Stimulation unter gleichzeitigem Beibehalten einer hohen Lichtqualität beschreiben, die zum Minimieren von Kosten und Komplexität zweckdienlich sein kann, auch drei oder mehr Kanäle unter Verwendung der von der Offenbarung angegebenen Bauelemente und Konzepte verwendet werden. Mehrere Kanäle bieten mehr Freiheitsgrade bezüglich der Auswahl von Lichtquellen und einer Verstellung entlang beliebiger (z. B. nichtlinearer) Kurven im Normfarbraum, allerdings zu Lasten einer höheren Komplexität der Leuchtengestaltung, der LED-Beschaffung, dem Mischen und der Steuerung.In addition, while the above-described embodiment describes a dual channel adjustment method for allowing for varying levels of circadian stimulation while maintaining high quality light, which may be useful for minimizing cost and complexity, three or more channels may also be constructed using the devices specified by the disclosure and concepts are used. Multiple channels provide more freedom in selecting light sources and adjusting along arbitrary (eg, nonlinear) curves in the standard color space, but at the expense of increased luminaire design complexity, LED sourcing, mixing, and control.

Außer den in 4H gezeigten Elementen können eine oder mehrere Lichtmischoptiken (nicht gezeigt) zum Mischen der LED-Emissionen aus der ersten und der zweiten Gruppe verwendet werden, um eine gleichmäßige oder andere gewünschte Lichtfarberscheinung zu schaffen. Des weiteren können auch Sekundäroptiken zum Erzielen eines gewünschten Lichtverteilungsmusters verwendet werden.Except the in 4H For example, one or more light mixing optics (not shown) for mixing the LED emissions from the first and second groups may be used to provide a uniform or other desired light color appearance. Furthermore, secondary optics may be used to achieve a desired light distribution pattern.

Die vorangehenden Erläuterungen konzentrierten sich auf Beleuchtungssysteme und die Vorteile, die sich aus einer verringerten CS ergeben. Anzeigesysteme können jedoch ebenfalls von einer verringerten CS profitieren.The foregoing explanations have focused on lighting systems and the benefits that result from reduced CS. However, display systems can also benefit from reduced CS.

4I zeigt die gemessenen SPDs 4I00 zweier Anzeigesysteme mit einem weißen Bildschirm – eines Laptopbildschirms 402 und eines Smpartphone-Bildschirms 404. Beispiele für andere Anzeigesysteme sind in den 15D1 bis 15E2 veranschaulicht. Beide der in 4I gezeigten Anzeigen weisen eine CCT von etwa 6500 K auf, wie sie für Anzeigebildschirme typisch ist. Beide werden mit blauen Primär-LEDs beleuchtet und die Emissionsspektren sind durch ein großes blaues Maximum gekennzeichnet. Die relative circadiane Stimulation beträgt etwa 330% beim Laptop und etwa 470% bei der Smartphone-Anzeige. 4I shows the measured SPDs 4I00 two display systems with a white screen - a laptop screen 402 and an smbphone screen 404 , Examples of other display systems are in the 15D1 to 15E2 illustrated. Both of them in 4I displayed ads have a CCT of about 6500 K, as is typical for display screens. Both are illuminated with blue primary LEDs and the emission spectra are characterized by a large blue maximum. The relative circadian stimulation is about 330% for the laptop and about 470% for the smartphone display.

4J zeigt die vorhergesagte Senkung der Melatoninwerte 406 (nach 90 min Exposition gegenüber dem weißen Bildschirm eines Smartphones) als Funktion der Helligkeit des Smartphone-Bildschirms. In der Praxis können die Helligkeitswerte bei Anzeigen hoch sein, von einhundert bis mehreren hundert Lux in einigen Fällen (zum Beispiel dann, wenn das Gerät nahe an das Gesicht gehalten wird). Der resultierende Einfluss auf das circadiane System kann daher erheblich sein und sogar bei einer relativ kurzen Expositionszeit zu Schlafstörungen führen. 4J shows the predicted reduction in melatonin levels 406 (after 90 min exposure to the white screen of a smartphone) as a function of the brightness of the smartphone screen. In practice, the brightness values for displays may be high, from one hundred to several hundred lux in some cases (for example, when the device is held close to the face). The resulting impact on the circadian system may therefore be significant, leading to sleep disturbances even with a relatively short exposure time.

Es gibt bereits Softwarelösungen für Bildschirme, die auf eine Reduzierung der circadianen Störung gerichtet sind. Software wie beispielsweise ”f.lux” kann die CCT des Bildschirms an die Zeit anpassen: tagsüber beträgt die CCT etwa 6500 K, mit Einfall der Nacht, wird die CCT dagegen auf wärmere etwa 3400 K gebracht.There are already software solutions for screens aimed at reducing the circadian disturbance. Software such as "f.lux" can adjust the CCT of the screen to the time: during the day the CCT is about 6500 K, with nightfall, the CCT is brought to warmer about 3400 K.

4K zeigt ein Beispiel eines von einem weißen Bildschirm unter Verwendung dieser Software emittierten Spektrums: die Kurve 410 gibt die Standardemission (6500 K) und die Kurve 408 gibt die wärmere Emission (nominell etwa 3400 K) an. 4K shows an example of a spectrum emitted from a white screen using this software: the curve 410 gives the standard emission (6500 K) and the curve 408 indicates the warmer emission (nominally about 3400 K).

Die Verringerung der CCT ist von Vorteil, da die relative circadiane Stimulation bei niedrigerer CCT geringer ist. Die relative circadiane Stimulation relativ zum Leuchtmittel A beträgt bei der Standardemission etwa 330% und beim warmen Bildschirm (unter der Annahme gleicher Helligkeit) etwa 210%. Trotz dieser Verbesserung ist die Stimulation durch den warmen Bildschirm aufgrund der Verwendung von im Blauen anregenden LEDs immer noch hoch. Außerdem wäre es zweckmäßig die CS zu reduzieren und gleichzeitig einen für elektronische Anzeigen eher typischen Weißpunkt (typisch 6000 K bis 7000 K) zu erzielen.Reduction of CCT is beneficial because relative circadian stimulation is lower at lower CCT. The relative circadian stimulation relative to the illuminant A is about 330% for the standard emission and about 210% for the warm screen (assuming equal brightness). Despite this improvement, warm screen stimulation is still high due to the use of blue-emitting LEDs. In addition, it would be useful to reduce the CS and at the same time to achieve a more typical for electronic displays white point (typically 6000 K to 7000 K).

Wie bei Beleuchtungssystemen ist daher eine sorgfältige Wahl der Emissionswellenlänge und -profile der primären LED und der Gesamt-SPD zum Erhalt eines Anzeigesystems mit geringer circadianer Stimulation wichtig.As with lighting systems, careful choice of the emission wavelength and profile of the primary LED and the total SPD is therefore important for obtaining a low circadian stimulation display system.

4L1 veranschaulicht die Spektren, die für typische, mit LEDs beleuchtete Flüssigkristallanzeigen (LCD) relevant sind, die in vielerlei Anwendungen einschließlich Fernsehern, Monitoren, Laptop- und Notebook-Computern, Spielsystemen und tragbaren Einrichtungen wie beispielsweise Tablets, Telefonen, MP3-Playern, usw. eingesetzt werden. 4L1 zeigt die Spektren für einen blauen Farbfilter 412, einen grünen Farbfilter 414 und einen roten Farbfilter 416 (insgesamt als CFs (color filters) bezeichnet), die bei einer LCD-Anzeige zur Farbsteuerung verwendet werden. Ein typisches LED-Spektrum (z. B. LED-Spektrum 418) ergibt sich aus einer LED auf Basis einer blauen Primäremission, die ein im Gelben (und/oder im Roten) emittierendes Leuchtstoffsystem anregt. Die Filterung durch rote, grüne und blaue Filter ergibt ein Transmissionsspektrum, das beispielsweise, wenn alle drei Filter vollkommen durchlässig sind, ein weißes Transmissionsspektrum 419 ergibt. Ein typischer Gamut dieses Systems (in 4L2 durch das Dreieck 426 dargestellt) ist im Grünen und Roten beschränkt und bedeckt im x-y-Farbraum etwa 79% des Gamut-Standards 422 des National Television System Comittees (NTSC, 1953). Wie oben erläutert weist eine solche LED-basierende Quelle (mit einem Maximum der primären Wellenlänge typischerweise im Bereich von 440 bis 460 nm) inhärent eine hohe circadiane Stimulation auf, die insbesondere abends oder nachts nicht erwünscht ist. 4L2 zeigt ferner die Plancksche Kurve 424 und die Grenzen des (x-y)-Farbraums 420. 4L1 Figure 4 illustrates the spectra relevant to typical LED illuminated liquid crystal displays (LCDs) used in a variety of applications including televisions, monitors, laptop and notebook computers, gaming systems, and portable devices such as tablets, phones, MP3 players, etc. be used. 4L1 shows the spectra for a blue color filter 412 , a green color filter 414 and a red color filter 416 (collectively referred to as CFs (color filters)) used in an LCD color control display. A typical LED spectrum (eg LED spectrum 418 ) results from an LED based on a blue primary emission, which excites a yellow (and / or red) emitting phosphor system. The filtering by red, green and blue filters gives a transmission spectrum which, for example, when all three filters are completely transmissive, gives a white transmission spectrum 419 results. A typical gamut of this system (in 4L2 through the triangle 426 shown) is limited to green and red and covers about 79% of the gamut standard in the xy color space 422 the National Television System Committee (NTSC, 1953). As explained above, such an LED-based source (with a maximum of the primary wavelength typically in the range of 440 to 460 nm) inherently has a high circadian stimulation, which is undesirable especially in the evening or at night. 4L2 also shows the Planckian curve 424 and the boundaries of the (xy) color space 420 ,

4M zeigt die berechnete relative CS (Kurve 430) und die relative Bildschirmhelligkeit (Kurve 428), wenn die ”blaue” LED-Primärpeakwellenlänge (unter Verwendung derselben Leuchtstoffemission bei gleichzeitigem Aufrechterhalten desselben Bildschirmweißpunkts) verringert wird, wobei ein gaußförmiger CSWR mit einer Halbwertsbreite von 30 nm und einem Maximum bei 465 nm verwendet wird. Für Wellenlängen unterhalb von 440 nm fallt die CS deutlich ab, wobei bei etwa 410 nm ein Minimum erreicht wird. Auch die Helligkeit verringert sich mit abnehmender Peakwellenlänge, jedoch wesentlich langsamer, so dass sich für eine Anzeige mit reduzierter CS ein Peakwellenlängenbereich zwischen 410 und 440 nm oder zwischen 420 und 430 nm als optimal empfiehlt. 4M shows the calculated relative CS (curve 430 ) and the relative screen brightness (curve 428 ) when the "blue" LED primary peak wavelength (using the same phosphor emission while maintaining the same screen white point) is reduced using a Gaussian CSWR with a half width of 30 nm and a maximum at 465 nm. For wavelengths below 440 nm, the CS drops significantly, with a minimum at about 410 nm. The brightness also decreases with decreasing peak wavelength, but much slower, so that for a display with reduced CS, a peak wavelength range between 410 and 440 nm or between 420 and 430 nm is recommended as optimal.

4N1 zeigt Ausführungsformen bei denen das Leuchtstoffsystem so eingestellt ist, dass es mit einer gewählten primären Wellenlänge des Emissionsmaximums bei 425 nm besser zusammenwirkt. In 4N1 werden 83% des NTSC-Gamut erreicht, wobei Leuchtstoffe mit Maxima/Halbwertsbreiten (der Emissionen) von 530 nm/85 nm und 605 mn/80 nm verwendet werden, wobei die Helligkeitseinbuße im Vergleich mit einer 450 nm-Basisquelle, bei der 79% des NTSC-Gamut erzielt werden, lediglich etwa 10% beträgt. In 4N2 werden 90% des NTSC-Gamut erzielt, indem Leuchtstoffe mit Maxima/Halbwertsbreiten (der Emissionen) von 530 nm/85 nm und 630 mn/80 nm verwendet werden, wobei die Helligkeitseinbuße im Vergleich zu einer 450 nm-Basisquelle, mit der 79% des NTSC-Gamut erreicht werden, lediglich etwa 20% beträgt. Fachleute sind in der Lage, verschiedene Leuchtstoffkombinationen ausfindig zu machen, um den gewünschten Ausgleich zwischen Gamut und Helligkeit zu erreichen. Durch Verwendung einer Primär-LED mit einer Wellenlänge von 425 nm kann die CS um ungefähr das Fünffache verringert werden, was außerordentlich signifikant ist. Wie 4J entnommen werden kann, kann eine fünffache Verringerung bei einer 100 Lux-Anzeige die Senkung der Melatoninwerte von etwa 50% auf etwa 20% bei 90-minütiger Exposition senken. 4N1 Figure 5 shows embodiments in which the phosphor system is set to better cooperate with a selected primary wavelength of the emission maximum at 425 nm. In 4N1 83% of the NTSC gamut is achieved using maxima / full width (emission) phosphors of 530nm / 85nm and 605nm / 80nm, with the brightness penalty compared to a 450nm base source at 79%. of the NTSC gamut is only about 10%. In 4N2 90% of the NTSC gamut is achieved using maxima / full width (emission) phosphors of 530nm / 85nm and 630nm / 80nm, the brightness penalty compared to a 450nm base source of 79%. of the NTSC gamut is only about 20%. Those skilled in the art will be able to identify various combinations of phosphors to achieve the desired balance between gamut and brightness. By using a primary LED with a wavelength of 425 nm, the CS can be reduced by about fivefold, which is extremely significant. As 4J For example, a five-fold reduction in a 100 lux reading may decrease melatonin lowering from about 50% to about 20% at 90-minute exposure.

Die Anwendung der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf Anzeigen beschränkt, die auf LCDs basieren. Es wurden direkt emittierende LED-Anzeigen vorgestellt, die sowohl organische als auch anorganische LEDs verwenden. Bei diesen Anzeigen werden die einzelnen Bildelemente von aktiven LEDs gebildet, die blaue, grüne und rote Emitter aufweisen und selektiv gesteuert werden. Ausgehend von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können die ”blauen” Emitter mit einer kürzeren Wellenlänge versehen sein, um die CS wie beschrieben zu verringern. Bei bestimmten Ausführungsformen kann für eine Anzeige mit reduzierter CS ein gaußförmiger CSWR mit einer Halbwertsbreite von 30 nm und einem Maximum bei 465 nm verwendet werden, wobei ein optimaler Bereich der Peakwellenlänge für den ”blauen” Emitter zwischen 410 und 440 nm und vorzugsweise zwischen 420 und 430 nm liegen kann.The application of the present disclosure is not limited to displays based on LCDs. Direct emitting LED displays using both organic and inorganic LEDs were presented. In these displays, the individual picture elements are formed by active LEDs, which have blue, green and red emitters and are selectively controlled. Based on embodiments of the present disclosure, the "blue" emitters may be provided with a shorter wavelength to reduce the CS as described. In certain embodiments, for a reduced CS display, a Gaussian CSWR having a half width of 30 nm and a maximum at 465 nm may be used, with an optimum range of the peak wavelength for the "blue" emitter between 410 and 440 nm, and preferably between 420 and 430 nm can lie.

Es können auch ”blaue” Primär-LEDs mit längeren und kürzeren Wellenlängen gemischt werden, um Anzeigen zu erhalten, bei denen die CS gesteuert werden kann. Am Morgen kann zum Beispiel eine hohe CS-Stimulation gewünscht sein (z. B. primäres ”Blau” von 440 bis 460 nm), die sich während des Abends zu kürzeren Wellenlängen (z. B. 420 bis 430 nm) verschiebt. Dies kann durch Verwendung von zwei Sätzen von ”blauen” Primär-LEDs in der Anzeige realisiert werden und sowohl bei LCDs als auch bei Anzeigen auf Basis direkter LED-Emission umgesetzt werden.It is also possible to mix "blue" primary LEDs with longer and shorter wavelengths to get displays where the CS can be controlled. For example, in the morning, high CS stimulation may be desired (eg, primary "blue" from 440 to 460 nm), which shifts to shorter wavelengths (eg, 420 to 430 nm) during the evening. This can be realized by using two sets of "blue" primary LEDs in the display and implemented on both LCDs and direct LED emission based displays.

In einigen Fällen kann der Farbpunkt (oder allgemeiner das Spektrum) von Ausführungsformen in Folge eines Verhaltens bzw. einer Tätigkeit eines Endanwenders automatisch eingestellt werden. Beispiele für solche auslösende Ereignisse umfassen die Anwesenheit eines Endanwenders in einem Raum (oder eines Teils des Raums) über eine bestimmte Zeitspanne, eine Bewegung des Anwenders durch einen Raum, das allgemeine Aktivitätsniveau eines Anwenders, bestimmte Worte oder Gesten und/oder Betätigungen an einem Gerät (zum Beispiel einem Smartphone). Entsprechende Reaktionen können eingesetzt werden, um das Spektrum dem Zustand des Anwenders anzupassen (beispielsweise den circadianen Zyklus herabsetzen, wenn der Anwender schläfrig wird oder sich auf den Schlaf vorbereitet) oder den Zustand des Anwenders zu modifizieren (z. B. eine Schläfrigkeit erfassen und die circadiane Stimulation zur Verringerung dieser erhöhen). In einigen Fällen kann die Reaktion aus dem Verhalten des Anwenders in Kombination mit anderen messbaren Bedingungen oder Hinweisen wie Tageszeit, Wetter und/oder Wetteränderung, Anteil an Außenlicht, usw. bestimmt werden. In einigen Fällen können die Hinweise von einem anderen ”smarten” System (einem anderen Gerät, einem Smartphone oder einem anderen elektronischen Gerät), das das Verhalten des Anwenders überwacht, erhalten werden, wobei die Hinweise dann über ein Netzwerk (drahtgebunden oder drahtlos) zwischen dem smarten System und dem Beleuchtungssystem übertragen werden können, beispielsweise einem Netzwerk, das über einen Smart-Home-Hub aktiviert ist. In einigen Fällen beziehen sich die Hinweise auf ein zurückliegendes Verhalten des Anwenders beispielsweise den Zeitpunkt, zu dem der Anwender aufgewacht ist oder sein zurückliegendes Schlafmuster, das von einem System wie beispielsweise dem Smartphone des Anwenders aufgezeichnet wurde.In some cases, the color point (or more generally, the spectrum) of embodiments may be automatically adjusted as a result of an end user's behavior. Examples of such triggering events include the presence of an end user in a room (or part of the room) over a period of time, a user's movement through a room, a user's general level of activity, certain words or gestures, and / or operations on a device (for example, a smartphone). Corresponding responses can be used to tailor the spectrum to the user's condition (for example, decreasing the circadian cycle when the user becomes drowsy or preparing for sleep) or modifying the user's condition (eg, detecting drowsiness and drowsiness) increase circadian stimulation to reduce this). In some cases, the response may be determined from the user's behavior in combination with other measurable conditions or indications such as time of day, weather and / or weather change, proportion of outside light, etc. In some cases, the cues may be obtained from another "smart" system (another device, a smartphone, or other electronic device) that monitors the behavior of the user, the cues then being transmitted over a network (wired or wireless) the smart system and lighting system, such as a network enabled via a smart home hub. For example, in some instances, indications of past user behavior relate to, for example, the time the user was awake or his or her past sleep pattern recorded by a system such as the user's smartphone.

In einigen Fällen kann eine Reaktion durch den Hersteller des Systems vorgegeben sein, so dass ein bestimmter Satz an Hinweisen zu einer bestimmten Reaktion führt. In anderen Fällen ”lernt” das Beleuchtungssystem von dem Anwender. Zum Beispiel kann der Anwender (oder eine andere Person) in einer Lernphase das Spektrum manuell einstellen. Das System lernt diese Einstellungen mit bestimmten Hinweisen zu verknüpfen, so dass die Einstellung dann automatisch in Reaktion auf die Hinweise vorgenommen wird (z. B. anstatt manuell ausgelöst zu werden). Das Lernen kann mit diversen Maschinenlernverfahren erreicht werden, die den Fachleuten bekannt sind, beispielsweise mittels eines neuralen Netzwerks und/oder unter Verwendung einer Bayes'schen Statistik.In some cases, a response may be dictated by the manufacturer of the system so that a particular set of hints leads to a particular reaction. In other cases, the lighting system "learns" from the user. For example, the user (or another person) may manually adjust the spectrum in a learning phase. The system learns to associate these settings with specific hints so that the setting is then made automatically in response to the hints (eg, instead of being manually triggered). The learning can be accomplished with various machine learning techniques known to those skilled in the art, for example, by means of a neural network and / or using Bayesian statistics.

Ein typisches Beispiel für das vorherige Szenario ist das folgende: der Anwender folgt einige Stunden bevor er zu Bett geht einer Routine (z. B. einer Reihe von Aktionen die wiederholt mit einer gewissen Regelmäßigkeit ausgeführt werden). Eine solche Routine kann ein Verlassen des Esstisches, Zähneputzen, Fernsehen, usw. umfassen. Hinweise auf diese Routine werden von verschiedenen Geräten (TV, Zahnbürste, Bewegungssensoren) gesammelt und über ein Funkprotokoll an das Beleuchtungssystem übertragen. In der Lernphase stellt der Anwender ferner das Spektrum des Beleuchtungssystems ein, um die circadiane Stimulation zu verringern – beispielsweise stellt der Benutzer einige Stunden bevor er zu Bett geht das Beleuchtungssystem auf eine nicht-stimulierende Einstellung ein. Sobald das System diese Einstellungen mit einem oder mehreren Hinweisen auf die Routine und mit einer ungefähren Zeit verknüpft hat erfolgt die Einstellung automatisch, um die circadiane Stimulation zu verringern bevor der Anwender zu Bett geht. Umgekehrt kann die Einstellung auch am Morgen vorgenommen werden, um das circadiane System zu stimulieren.A typical example of the previous scenario is as follows: the user follows a routine a few hours before going to bed (eg, a series of actions repeatedly performed with a certain regularity). Such a routine may include leaving the dining table, brushing one's teeth, watching TV, and so on. Indications of this routine are collected by various devices (TV, toothbrush, motion sensors) and transmitted via a wireless protocol to the lighting system. In the In the learning phase, the user also adjusts the spectrum of the illumination system to reduce circadian stimulation - for example, a few hours before he goes to bed, the user sets the illumination system to a non-stimulating setting. Once the system has associated these settings with one or more clues to the routine and for an approximate time, the adjustment will be made automatically to reduce the circadian stimulation before the user goes to bed. Conversely, the adjustment can also be made in the morning to stimulate the circadian system.

Ein solches automatisiertes Verhalten kann bei einer Reihe von lichtemittierenden Systemen eingesetzt werden, einschließlich Beleuchtungsgeräten schlechthin sowie für Anzeigesysteme (z. B. TV und Computerbildschirme, Tablets, Telephone, usw.). Entsprechende Beleuchtungssysteme können beispielsweise ihr Spektrum anpassen, um die circadiane Stimulation eine bestimmte Zeit bevor der Anwender zu Bett geht anzupassen. Im Falle von Anzeigesystemen kann die Veränderung im LED-Spektrum mit softwaregestützten Änderungen kombiniert werden (beispielsweise des Farbpunkts des Bildschirms), um die circadiane Stimulation weiter zu reduzieren. Ein solches automatisiertes Verhalten kann in einer großen Vielzahl von Beleuchtungssituationen implementiert werden. Um lediglich ein Beispiel zu geben, kann ein Lichtband mit Sensoren ausgestattet werden, um messbare Größen und/oder Veränderungen in der Umgebung aufzunehmen und/oder von diesen zu lernen und eine circadiangerechte Emission in Reaktion darauf einzustellen.Such automated behavior can be used in a variety of light-emitting systems, including lighting devices as well as display systems (eg, TV and computer screens, tablets, telephones, etc.). For example, appropriate lighting systems can adjust their spectrum to accommodate circadian stimulation a certain amount of time before the user goes to bed. In the case of display systems, the change in the LED spectrum may be combined with software-based changes (for example, the color point of the screen) to further reduce circadian stimulation. Such automated behavior can be implemented in a wide variety of lighting situations. By way of example only, a band of light may be provided with sensors to record and / or learn from measurable quantities and / or changes in the environment and to set a circadian-like emission in response thereto.

Bei den vorhergehenden Beispielen wurde eine häusliche Umgebung angenommen. Entsprechende Ausführungsformen mit einer automatischen oder 'smarten Einstellung können auch in einem anderen Rahmen wie beispielsweise in einem geschäftlichem Umfeld verwendet werden. Zum Beispiel kann sich das Lichtsystem an beobachtete Anwenderaktivitäten anpassen und die CS entsprechend erhöhen; die CS kann aber auch am Morgen erhöht und gegen Ende des Arbeitstages reduziert oder so angepasst werden, dass es die Außenlichtverhältnisse (die sich je nach Wetter und Saison ändern) komplementiert. Die Systemeinstellung kann einem einfachen Zeitschema folgen, aber auch das Verhalten der Arbeitskräfte berücksichtigen. Ausführungsformen können auch in anderen Zusammenhängen, die das Schlafverhalten beeinflussen, verwendet werden, wie Einrichtungen für Nachtschichtarbeitskräfte, Fernreisen (beispielsweise Flugreisen), und Alterspflegeeinrichtungen.In the previous examples, a home environment was assumed. Corresponding embodiments with an automatic or smart setting can also be used in a different context, such as in a business environment. For example, the lighting system can adapt to observed user activities and increase the CS accordingly; however, the CS can also be increased in the morning and reduced towards the end of the working day, or adjusted to complement outside lighting conditions (which change with the weather and season). The system setting can follow a simple time schedule, but also take into account the behavior of the workforce. Embodiments may also be used in other contexts that affect sleep behavior, such as night shift workers, long haul travel (e.g., air travel), and geriatric care facilities.

Zur weitergehenden Beeinflussung der CS kann darüber hinaus in verschiedenen Fällen die Intensität des vom System emittierten Lichts zusammen mit dessen Spektrum eingestellt werden. Beispielsweise kann die Intensität beim Einstellen des Spektrums auf eine geringere CS abgeschwächt werden. Im Falle einer Anzeige kann die Helligkeit der Anzeige abgeschwächt und dessen CS verringert werden, wenn das Umgebungslicht in dem Raum abnimmt – dies kann über einen einfachen mit der Anzeige verbundenen Lichtsensor erfasst werden.In addition, to further influence the CS, in various cases the intensity of the light emitted by the system may be adjusted together with its spectrum. For example, the intensity in adjusting the spectrum can be reduced to a lower CS. In the case of a display, the brightness of the display may be diminished and its CS reduced as the ambient light in the room decreases - this can be detected via a simple light sensor connected to the display.

Das Diagramm 5A00 von 5A zeigt eine lineare Farbartkurve 502, wie sie von einer circadiangerechten LED-Weißlicht-Quelle im x-y-Normfarbraum erzeugt wird. In 5A ist ebenfalls die Plancksche Kurve 510 sowie eine Kurve 512 mit minimaler Farbtonverschiebung, wie sie von Rea und Freyssinier, Color Research and Application 38, 82–92 (2013) beschrieben wurde, gezeigt.The diagram 5A00 from 5A shows a linear chromaticity curve 502 as generated by a circadian LED white light source in xy standard color space. In 5A is also the Planckian curve 510 as well as a curve 512 with minimal hue shift, as shown by Rea and Freyssinier, Color Research and Application 38, 82-92 (2013) has been described.

Die Plancksche Kurve stellt eine Kurve im Normfarbraum dar, die zu der verbreiteten Ansicht führt, dass es mit einer linearen, zweikanaligen Einstellmöglichkeit nicht möglich ist, eine weiße Emission über einen großen Bereich von Farbtemperaturen korrekt zu reproduzieren. Jüngste psychologische Experimente zeigen jedoch, dass die Begriffsbestimmung von ”weiß” von der der Planckschen Kurve abweichen kann. Insbesondere bei Farbpunkten unterhalb der Planckschen Kurve können Personen Farbstiche weniger stark erkennen.Planck's Curve represents a curve in the standard color space that leads to the widespread view that with a linear two-channel adjustment, it is not possible to correctly reproduce white emission over a wide range of color temperatures. However, recent psychological experiments show that the definition of "white" may differ from Planck's curve. Especially with color points below the Planckian curve, people can recognize color casts less strongly.

Aus dieser Beobachtung ergeben sich zwei Konsequenzen: 1) die Wahrnehmung von ”weiß” durch eine Person ist in gewisser Weise willkürlich und 2) Farbstiche unterhalb der Planckschen Kurve mögen nicht nur zulässig sondern vielleicht auch günstig sein. Die Erschließung dieses Bereichs im Normfarbraum ermöglicht die Entwicklung einer zweikanaligen einstellbaren weißen Emission. Die Farbwerte für die drei Farbtemperaturen, die für eine circadiangerechte Lichtquelle (2A) beschrieben wurden, sind der Planckschen Kurve und der Kurve für die ”minimale Farbtonverschiebung” überlagert dargestellt (siehe zum Beispiel Punkt 504, Punkt 506 und Punkt 508). Aufgrund der oben angegebenen Argumente können diese drei Farbpunkte (und die dazwischenliegenden) ein akzeptables weißes Erscheinungsbild ermöglichen, sowie gute Farbwiedergabeeigenschaften.From this observation there are two consequences: 1) the perception of "white" by a person is in some sense arbitrary and 2) color casts below the Planckian curve may not only be permissible but perhaps also favorable. The development of this area in the standard color space enables the development of a two-channel adjustable white emission. The color values for the three color temperatures used for a circadian light source ( 2A ) are superimposed on Planck's curve and the "minimum hue shift" curve (see, for example, point 504 , Point 506 and point 508 ). Due to the above arguments, these three color points (and the intervening ones) can provide an acceptable white appearance, as well as good color rendering properties.

Auch dies ist nicht trivial, weil der offensichtlichste Weg zur Reduzierung der CS einer Lichtquelle im Entfernen der blauen oder cyanfarbenen Lichtanteile besteht, wodurch die Farbart in dem Bereich oberhalb der Planckschen Kurve (und weg von der in 5A gezeigten bevorzugten Farbartkurve 502) verschoben wird.Again, this is not trivial because the most obvious way to reduce the CS of a light source is to remove the blue or cyan portions of light, thereby reducing the chromaticity in the area above the Planckian curve (and away from the in-plane) 5A shown preferred Farbartkurve 502 ) is moved.

Das Diagramm 5B00 von 5B zeigt die Form eines Bereichs 514, der den Rahmen für weißes Licht angibt, wie es von einer circadiangerechten LED-Weißlichtquelle gemäß einigen Ausführungsformen erzeugt wird. Der Weißlichtrahmenbereich 514 ist der Bereich, der sich aus den Bereichsgrenzen der Planckschen Kurve 510 und der Kurven ”minimaler Farbtonverschiebung” erweitert um einen ±0,005-Grenzbereich im x-y-Normfarbraum ergibt. The diagram 5B00 from 5B shows the shape of an area 514 which indicates the white light frame as produced by a circadian LED white light source according to some embodiments. The white light frame area 514 is the range that is out of the range limits of Planck's curve 510 and the curves "minimum hue shift" extended by a ± 0.005 boundary in the xy standard color space.

Der Weißlichtrahmenbereich ist in 5B durch Unterlegung hervorgehoben. Der hervorgehobene Bereich 514 verkörpert diverse Farbmischverhältnisse und rahmt einen Weißlichtbereich ein.The white light frame area is in 5B highlighted by underlay. The highlighted area 514 embodies diverse color mixing and framing a white light area.

In weiteren anderen Ausführungsformen ist die Veränderung der circadianen Stimulation nicht mit einer Änderung der CCT oder Farbart verknüpft. Dies ist für jene Situationen zweckmäßig, bei denen eine bestimmte CCT (z. B. 3000 K oder 6500 K) zu allen Zeitpunkten erwünscht ist, die Stimulation sich jedoch über den Tag ändern soll. Dies kann bei Beleuchtungen und Anzeigen brauchbar sein, bei denen die CS verändert werden kann ohne dass der Anwender eine Veränderung der Beleuchtung wahrnimmt. Solche Ausführungen können zum Beispiel durch Kombinieren von zwei Kanälen auf LED-Basis erreicht werden, die Licht mit einer CCT von 3000 K emittieren. Ein Kanal kann eine große relative circadiane Stimulation aufweisen, während der andere eine niedrige circadiane Stimulation besitzt. Genauer gesagt kann der erste Kanal blaue Anregungs-LEDs und Leuchtstoffe aufweisen, während der zweite Kanal violette LEDs und Leuchtstoffe umfasst. Das Emissionsspektrum eines jeden Kanals kann, wie in dieser Schrift offenbart ist, auch so gestaltet werden, dass eine hohe Lichtqualität (z. B. mit einem CRI von über 80) ermöglicht wird. Bei so einem System mag es wünschenswert sein, die Spektren so zu gestalten, dass deren Farbwerte eher wahrnehmungsmäßig denn nominell ähnlich sind. Alternativ kann es erstrebenswert sein, die Farbwerte eher mit geeigneten Spektralwertfunktionen (CMFs) wie beispielsweise den 1964 CMFs oder andere moderne CMFs zu berechnen, als mit den herkömmlichen 1931 2° CMFs. Dies liegt daran, dass die 1931 2° CMFs die Wahrnehmung durch einen Anwender manchmal nur mangelhaft wiedergeben. Ferner können Farbwerteberechnungen für eine bestimmte demographische Gruppe vorgenommen werden (wobei zum Beispiel die verminderte Empfindlichkeit gegenüber kurzwelligem Licht bei älteren Anwendern berücksichtigt wird).In yet other embodiments, the change in circadian stimulation is not associated with a change in CCT or chromaticity. This is useful for those situations where a particular CCT (eg, 3000K or 6500K) is desired at all times, but the stimulation should change throughout the day. This may be useful with lights and displays where the CS can be changed without the user perceiving a change in lighting. Such embodiments can be achieved, for example, by combining two LED-based channels that emit light with a CCT of 3000K. One channel may have a high relative circadian stimulation while the other has low circadian stimulation. More specifically, the first channel may include blue excitation LEDs and phosphors, while the second channel may include purple LEDs and phosphors. The emission spectrum of each channel, as disclosed in this document, can also be designed to allow a high quality of light (eg with a CRI of over 80). In such a system it may be desirable to arrange the spectra so that their color values are more perceptual than nominally similar. Alternatively, it may be desirable to compute the color values with appropriate spectral value functions (CMFs), such as the 1964 CMFs or other modern CMFs, rather than the conventional 1931 2 ° CMFs. This is because the 1931 2 ° CMFs sometimes reflect poor user perceptions. Furthermore, color value calculations may be made for a particular demographic group (taking into account, for example, the reduced sensitivity to shortwave light in older users).

Die 5C1 bis 5C4 veranschaulichen solche Ausführungsformen mit einer stabilen CCT, bei denen zwei Sätze von LED-basierenden Quellen unabhängig voneinander gesteuert werden: 1) eine auf einer blauen Primäranregung basierende weiße LED-Lichtquelle von 3300 K mit einem CRI von etwa 80 und einem R9 von größer 0 (”BLED” 502) und 2) eine auf violetter Primäranregung basierende weiße LED-Lichtquelle von 3300 K mit einem CRI von etwa 80 und einem R9 größer 0 (”VLED”). Bei angeschalteten BLED-Bauelementen und abgeschalteten VLED ist die circadiane Stimulation hoch (210% von der von CIE A). Andernfalls ist die circadiane Stimulation bei eingeschalteten VLED-Bauelementen und ausgeschalteten BLEDs gering (54% der von CIE A). In gemischter Kombination variiert die circadiane Stimulation zwischen diesen beiden Niveaus, die Farbart ist jedoch nominell unverändert. Bei anderen Ausführungsformen können die blauen Primär-LEDs durch blaue Leuchtstoffe ersetzt werden, die von LEDs mit kürzerer Wellenlänge angeregt werden. 5C2 zeigt die CIE 508 einer wie oben beschriebenen LED-basierenden Weißlichtquelle und 5C3 zeigt ein Beispiel des aus VLED und BLED kombinierten Spektrums 506. Die CS für repräsentative BLED-Anteile ist in 5C4 gezeigt.The 5C1 to 5C4 illustrate such embodiments with a stable CCT in which two sets of LED-based sources are independently controlled: 1) a blue primary excitation based white LED light source of 3300 K with a CRI of about 80 and an R9 greater than 0 ( "BLED" 502 ) and 2) a 3300 K white LED light source based on violet primary excitation with a CRI of about 80 and an R9 greater than 0 ("VLED"). With BLED devices switched on and VLED off, circadian stimulation is high (210% of that of CIE A). Otherwise, circadian stimulation will be low with VLED devices on and BLEDs off (54% of CIE A). In mixed combination, circadian stimulation varies between these two levels, but the chromaticity is nominally unchanged. In other embodiments, the blue primary LEDs may be replaced by blue phosphors excited by shorter wavelength LEDs. 5C2 shows the CIE 508 an LED-based white light source as described above and 5C3 shows an example of the spectrum combined from VLED and BLED 506 , The CS for representative BLED shares is in 5C4 shown.

Auch hier kann die Veränderung der CS wiederum mit einer Veränderung des spektralen Gehalts (z. B. Anteil der SPD) Fv im 'violettblauen' (VB) Bereich von 400 bis 440 nm und Fc im 'cyanblauen' (CB) Bereich von 440 bis 500 nm in Bezug gesetzt werden. Wie 5C1 zu entnehmen beträgt für die SPD 502 Fv = 0,01 und Fc = 0,014 und für die SPD 504 Fv = 0,24 und Fc = 0,05.Again, the change in the CS can in turn be seen with a change in the spectral content (eg, fraction of SPD) Fv in the 'violet blue' (VB) range from 400 to 440 nm and Fc in the 'cyan' (CB) range from 440 to 500 nm can be related. As 5C1 can be seen for the SPD 502 Fv = 0.01 and Fc = 0.014 and for the SPD 504 Fv = 0.24 and Fc = 0.05.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist eine LED-Emissionsquelle durch einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80, ein Fv von zumindest 0,01, zumindest 0,05, zumindest 0,1, zumindest 0,15, zumindest 0,2 und bei bestimmten Ausführungsformen zumindest 0,025 und ein Fc von zumindest 0,01, zumindest 0,05, zumindest 0,1, zumindest 0,15, zumindest 0,2, zumindest 0,25, höchstens 0,01, höchstens 0,05, höchstens 0,10, höchstens 0,15, höchstens 0,20 oder höchstens 0,25 oder beliebigen Kombinationen des Vorhergehenden gekennzeichnet.In certain embodiments, an LED emission source having a color rendering index of greater than 80, an Fv of at least 0.01, at least 0.05, at least 0.1, at least 0.15, at least 0.2, and in certain embodiments at least 0.025 and an Fc of at least 0.01, at least 0.05, at least 0.1, at least 0.15, at least 0.2, at least 0.25, at most 0.01, at most 0.05, at most 0.10, at most 0 , 15, at most 0.20 or at most 0.25, or any combination of the foregoing.

6A zeigt eine Explosionsdarstellung 6A00 und 6B zeigt eine Zusammenbaudarstellung 6B00 einer LED-Lampe, die eine circadiangerechte LED-Lichtquelle bildet. 6A shows an exploded view 6A00 and 6B shows an assembly diagram 6B00 an LED lamp, which forms a circadiangerechte LED light source.

Wie in 6A und 6B gezeigt umfasst die Explosionsdarstellung 6A00 einen GU10 (10 mm ”twist-lock”) Sockel zum Anschluss an eine 120/130 V-Quelle. Eine solche Ausführungsform kann als Ersatz 6B00 für ein MR16-Halogenlicht von 35/50-Watt-Halogenlampen verwendet werden, die seit Mitte des ersten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts in Gebrauch sind.As in 6A and 6B shown includes the exploded view 6A00 a GU10 (10 mm "twist-lock") socket for connection to a 120/130 V source. Such an embodiment can be used as a replacement 6B00 used for a MR16 halogen light of 35/50 watt halogen lamps in use since the middle of the first decade of the 21st century.

Die in 6A und 6B gezeigte Lampe stellt lediglich eine Ausführungsform einer Lampe dar, die an einen oder mehrere eines Satzes von mechanischen und elektrischen Normen angepasst ist.In the 6A and 6B The lamp shown is merely an embodiment of a lamp adapted to one or more of a set of mechanical and electrical standards.

Die oben angegebene Aufstellung dient lediglich der Repräsentation und soll nicht alle Standards oder Normbauformen, die mit den hierin beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können, umfassen.The above list is for representation only and is not intended to cover all standards or standard designs that may be used with the embodiments described herein.

7 zeigt ein Beschaltungsschema für ein mehrkanaliges Ansteuerungssystem, wie es in einer LED-Lampe verwendet wird, die eine circadiangerechte LED-Lichtquelle verwendet. Wie in 7 gezeigt werden die Emissionen der mehreren LEDs separat so verändert, dass das Verhältnis der Ausgangsleistung eines Strangs zu dem eines anderen Strangs auf Basis einer Zeitfunktion variiert wird. Zum Beispiel kann der Zeit-/Taktgeber die Sonnenaufgangs- und Sonnenuntergangszeiten über einen 24-Stunden-Zeitraum nachbilden und während des 24-Stunden-Zeitraums kann eine mit blauem Leuchtstoff versehene im Violetten emittierende LED in den Nachmittags- und Abendstunden gedämpft werden. Bei zweikanaligen Systemen kann eine lineare Farbartkurve 502 in Anwendung gebracht werden. Bei drei oder mehr Kanälen (z. B. die dargestellten drei LED-Gruppen) können nichtlineare Farbartkurven eingesetzt werden. Geeignete Ansteuerungssysteme sind in der am 25. Juni 2014 angemeldeten US Patentanmeldung 62/026899 offenbart, wobei diese Patentanmeldung hierbei in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist. 7 shows a wiring diagram for a multi-channel drive system, as used in an LED lamp, which uses a circadiangerechte LED light source. As in 7 As shown, the emissions of the multiple LEDs are separately altered to vary the ratio of the output power of one strand to that of another strand based on a time function. For example, the timer may mimic the sunrise and sunset times over a 24-hour period, and during the 24-hour period, a blue fluorescent LED in the violet emitting LED may be muted in the afternoons and evenings. For two-channel systems, a linear chromaticity curve can be used 502 be applied. With three or more channels (eg the three LED groups shown), non-linear chrominance curves can be used. Suitable drive systems are disclosed in US patent application 62/026899 filed on Jun. 25, 2014, which patent application is hereby incorporated by reference in its entirety.

Für die Steuerschaltkreise (zum Beispiel Steuermodule) können beliebige im Stand der Technik bekannte Technologien eingesetzt werden, einschließlich einer Strombegrenzung auf Basis einer Strom- oder Spannungserfassung und/oder auf Basis einer Temperaturerfassung. Genauer gesagt können eine oder mehrere Strombegrenzer (z. B. Strombegrenzer 704) mittels einer beliebigen bekannten Technologie gesteuert werden. Die Steuerung und/oder Strombegrenzer können wiederum den durch eine beliebige einzelne LED-Gruppe fließenden Strom modulieren (z. B. LED-Gruppe 1 706, LED-Gruppe 2 708, LED-Gruppe N 709, usw.), wobei ein durch die einzelnen Gruppen fließender Strom unter Verwendung von FETs oder Schaltern (z. B. SW1 710, SW2 712, SW3 714, usw.) individuell erhöht oder verringert werden kann.Any of the technologies known in the art, including current limiting based on current or voltage sensing and / or based on temperature sensing, may be used for the control circuitry (eg, control modules). More specifically, one or more current limiters (eg, current limiters 704 ) are controlled by any known technology. The controller and / or current limiter can in turn modulate the current flowing through any single LED group (eg, LED group 1 706 , LED group 2 708 , LED Group N 709 , etc.), wherein a current flowing through the individual groups using FETs or switches (eg, SW1 710 , SW2 712 , SW3 714 , etc.) can be increased or decreased individually.

Die dargestellten Steuerschaltkreise 719 weisen Umgebungssensoren und einen Zeit-/Taktgeber auf, die jeweils Eingaben für die Steuerung 721 bereitstellen, welche wiederum zur Modulation des durch eine beliebige einzelne LED-Gruppe fließenden Stroms dient (z. B. LED-Gruppe 1 706, LED-Gruppe 2 708, LED-Gruppe N 709, usw.).The illustrated control circuits 719 have environmental sensors and a timer / clock, each with inputs to the controller 721 which, in turn, serves to modulate the current flowing through any single LED group (eg, LED group 1 706 , LED group 2 708 , LED Group N 709 , etc.).

8 zeigt zwei LED-Stränge, die zur Ausbildung einer zweikanaligen, circadiangerechten Anordnung 800, wie sie bei einer LED-Lampe verwendet wird, in einer geometrisch verschachtelten Anordnung 802 angeordnet sind. Die Steuerschaltkreise können wie gezeigt jede im Stand der Technik bekannte Technologie verwenden, um den Stromfluss der beiden dargestellten LED-Gruppen (z. B. LED-Gruppe 1 706, LED-Gruppe 2 708) unabhängig voneinander zu steuern. 8th shows two LED strands, which form a two-channel, circadiangerechten arrangement 800 , as used in an LED lamp, in a geometrically nested arrangement 802 are arranged. As shown, the control circuitry may use any technology known in the art to control the current flow of the two illustrated LED groups (eg, LED group 1 706 , LED group 2 708 ) independently of each other.

LED-Gruppe 1 und LED-Gruppe 2 weisen jeweils individuell strukturierte Leuchtstoffchips auf, so dass die circadiangerechte Quelle, zum Beispiel zur direkten Beleuchtung, auf engem Raum gepackt werden können. Zum Mischen der beiden LED-Licht-Emissionsarten (z. B. zur Homogenisierung) kann eine Mischoptik hinzugefügt werden. Die dargestellte Anordnung dient nur der Veranschaulichung, wobei auch andere Anordnungen geeignet sein können. Verfahren zur Strukturierung von Leuchtstoffen sind in der am 19. Dezember 2013 angemeldeten US Patentanmeldung Nr. 14/135,098 offenbart, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.LED group 1 and LED group 2 each have individually structured phosphor chips, so that the circadiangerechte source, for example, for direct lighting, can be packed in a small space. For mixing the two LED light emission types (eg for homogenization) a mixing optics can be added. The arrangement shown is only illustrative, although other arrangements may be suitable. Methods for patterning phosphors are disclosed in U.S. Patent Application No. 14 / 135,098 filed December 19, 2013, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

In 9A ist eine Auswahl von Lampenbauformen dargestellt, die Normen nach dem Stand der Technik entsprechen. Besagte Lampen stellen lediglich ausgewählte Ausführungsformen von Lampen dar, die einem oder mehreren eines Satzes von mechanischen und elektrischen Normen entsprechen. In Tabelle 1 sind Normen (siehe ”Kennung”) und zugehörige Charakteristiken angegeben. Tabelle 1 Kennung Sockeldurchmesser (Außendurchmesser englische Bezeichnung IEC 60061-1 Normblatt E05 5 mm Lilliput Edison Screw (LES) 7004-25 E10 10 mm Miniature Edison Screw (MES) 7004-22 E11 11 mm Mini-Candelabra Edison Screw (mini-can) (7004-06-1) E12 12 mm Candelabra Edison Screw (CES) 7004-28 E14 14 mm Small Edison Screw (SES) 7004-23 E17 17 mm Intermediate Edison Screw (IES) 7004-26 E26 26 mm [Medium] (one-inch) Edison Screw (ES or MES) 7004-21A-2 E27 27 mm [Medium] Edison Screw (ES) 7004-21 E29 29 mm [Admedium] Edison Screw (ES) E39 39 mm Single-contact (Mogul) Giant Edison Screw (GES) 7004-24-A1 E40 40 mm (Mogul) Giant Edison Screw (GES) 7004-24 In 9A A selection of lamp designs is shown that conform to state-of-the-art standards. Said lamps are merely selected embodiments of lamps that conform to one or more of a set of mechanical and electrical standards. In Table 1 lists standards (see "Identification") and related characteristics. Table 1 ID Base diameter (outer diameter English name IEC 60061-1 standard sheet E05 5 mm Lilliput Edison Screw (LES) 7004-25 E10 10 mm Miniature Edison Screw (MES) 7004-22 E11 11 mm Mini-Candelabra Edison Screw (mini-can) (7004-06-1) E12 12 mm Candelabra Edison Screw (CES) 7004-28 E14 14 mm Small Edison Screw (SES) 7004-23 E17 17 mm Intermediate Edison Screw (IES) 7004-26 E26 26 mm [Medium] (one-inch) Edison Screw (ES or MES) 7004-21A-2 E27 27 mm [Medium] Edison Screw (ES) 7004-21 E29 29 mm [Admedium] Edison Screw (ES) E39 39 mm Single-contact (Mogul) Giant Edison Screw (GES) 7004-24-A1 E40 40 mm (Mogul) Giant Edison Screw (GES) 7004-24

Der Sockel einer Lampe kann ferner in einer beliebigen Normbauart gestaltet sein, die zum Ermöglichen eines elektrischen Anschlusses ausgebildet ist, wobei die elektrischen Anschlüsse einem beliebigen aus einer Reihe von Typen oder Normen entsprechen. Tabelle 2 gibt zum Beispiel Normen (siehe ”Typ”) und zugehörige Eigenschaften an, einschließlich des baulichen Abstands zwischen einem ersten Stift (z. B. einem Stromzufuhrstift) und einem zweiten Stift (z. B. einem Erdungsstift). Tabelle 2 Typ Norm Stiftabstand Mitte-Mitte Stiftdurchmesser Verwendung G4 IEC 60061-1 (7004-72) 4,0 mm 0,65–0,75 mm MR11 und andere kleine Halogenlampen mit 5/10/20 Watt und 6/12 Volt GU4 IEC 60061-1 (7004-108) 4,0 mm 0,95–1,05 mm GY4 IEC 60061-1 (7004-72A) 4,0 mm 0,65–0,75 mm GZ4 IEC 60061-1 (7004-64) 4,0 mm 0,95–1,05 mm G5 IEC 60061-1 (7004-52-5) 5 mm T4 und T5 Leuchtstoffröhren G5.3 IEC 60061-1 (7004-73) 5,33 mm 1,47–1,65 mm G5.3–4.8 IEC 60061-1 (7004-126-1) GU5.3 IEC 60061-1 (7004-109) 5,33 mm 1,45–1,6 mm GX5.3 IEC 60061-1 (7004-73A) 5,33 mm 1,45-1,6 mm MR16 und andere kleine Halogenlampen mit 20/35/50 Watt und 12/24 Volt GY5.3 IEC 60061-1 (7004-73B) 5,33 mm G6.35 IEC 60061-1 (7004-59) 6,35 mm 0,95–1,05 mm GX6.35 IEC 60061-1 (7004-59) 6,35 mm 0,95–1,05 mm GY6.35 IEC 60061-1 (7004-59) 6,35 mm 1,2–1,3 mm Halogenlampen 100 W 120 V GZ6.35 IEC 60061-1 (7004-59A) 6,35 mm 0,95–1,05 mm G8 8,0 mm Halogenlampen 100 W 120 V GY8.6 8,6 mm Halogenlampen 100 W 120 V G9 IEC 60061-1 (7004-129) 9,0 mm Halogenlampen 120 V (US)/230 V (EU) G9.5 9,5 mm 3,10–3,25 mm In Theater üblich, mehrere Varianten GU10 10 mm Twistlock 120/230 Volt MR16 Halogenbeleuchtung mit 35/50 Watt, seit Mitte des ersten Jahrzehnts in 2000 G12 12,0 mm 2,35 mm In Theater und bei Halogenmetalldampflampen mit einseitigem Anschluss verwendet G13 12,7 mm T8 und T12 Leuchtstoffröhren G23 23 mm 2 mm GU24 24 mm Twistlock für Kompaktleuchtstofflampen mit eingebautem Vorschaltgerät, seit den 2000 ern G38 38 mm Hauptsächlich für Theaterlampen mit hoher Wattzahl verwendet GX53 53 mm Twistlock für puckförmige Kompaktleuchtstofflampen unter Hängeschränken, seit den 2000 ern The base of a lamp may further be designed in any standard type designed to allow electrical connection, the electrical connections corresponding to any one of a number of types or standards. For example, Table 2 sets forth standards (see "Type") and associated properties, including the physical distance between a first pin (eg, a power supply pin) and a second pin (eg, a ground pin). Table 2 Type standard Pen distance center-center Pin diameter use G4 IEC 60061-1 (7004-72) 4.0 mm 0.65-0.75 mm MR11 and other small 5/10/20 watt and 6/12 volt halogen bulbs GU4 IEC 60061-1 (7004-108) 4.0 mm 0.95-1.05 mm GY4 IEC 60061-1 (7004-72A) 4.0 mm 0.65-0.75 mm GZ4 IEC 60061-1 (7004-64) 4.0 mm 0.95-1.05 mm G5 IEC 60061-1 (7004-52-5) 5 mm T4 and T5 fluorescent tubes G5.3 IEC 60061-1 (7004-73) 5.33 mm 1.47-1.65 mm G5.3-4.8 IEC 60061-1 (7004-126-1) gu5.3 IEC 60061-1 (7004-109) 5.33 mm 1.45-1.6 mm GX5.3 IEC 60061-1 (7004-73A) 5.33 mm 1.45-1.6 mm MR16 and other small halogen lamps with 20/35/50 watts and 12/24 volts GY5.3 IEC 60061-1 (7004-73B) 5.33 mm G6.35 IEC 60061-1 (7004-59) 6.35 mm 0.95-1.05 mm GX6.35 IEC 60061-1 (7004-59) 6.35 mm 0.95-1.05 mm GY6.35 IEC 60061-1 (7004-59) 6.35 mm 1.2-1.3 mm Halogen lamps 100 W 120 V. GZ6.35 IEC 60061-1 (7004-59A) 6.35 mm 0.95-1.05 mm G8 8.0 mm Halogen lamps 100 W 120 V. GY8.6 8.6 mm Halogen lamps 100 W 120 V. G9 IEC 60061-1 (7004-129) 9.0 mm Halogen lamps 120 V (US) / 230 V (EU) G9.5 9.5 mm 3.10-3.25 mm Common in theater, several variants GU10 10 mm Twistlock 120/230 volt MR16 halogen lighting with 35/50 watts, since the middle of the first decade in 2000 G12 12.0 mm 2.35 mm Used in theaters and single-ended metal halide lamps G13 12.7 mm T8 and T12 fluorescent tubes G23 23 mm 2 mm GU24 24 mm Twistlock for compact fluorescent lamps with built-in ballast, since the year 2000 G38 38 mm Mainly used for theater lamps with high wattage GX53 53 mm Twistlock for puck-shaped compact fluorescent lamps under wall cabinets, since 2000

Die oben angegebene Auflistung ist rein repräsentativer Natur und ist nicht so zu verstehen, dass sie alle Normen oder Normbauformen umfassen würde, die innerhalb des Umfangs der in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können.The above list is purely representative in nature and should not be construed to include any standards or standard forms that may be used within the scope of the embodiments described herein.

9B bis 9I zeigen eine Auswahl von Einbauleuchten unterschiedlicher Formen (z. B. im wesentlichen quadratisch, im wesentlichen rechteckförmig) und unterschiedlichen Installationsmöglichkeiten (z. B. vertieft, bündig montiert, abgehängt, usw.). Kombinationen aus den obigen Mehrkanalansteuersystemen (siehe 7) und ineinander verschachtelt angeordneten LED-Strängen (siehe 8) können bei diesen Einbauleuchtenbeispielen und/oder beliebigen anderen Arten von allgemeinen Beleuchtungskörpern verwendet werden. 9B to 9I show a selection of recessed luminaires of different shapes (e.g., substantially square, substantially rectangular) and different installation options (e.g., recessed, flush mounted, suspended, etc.). Combinations of the above multi-channel drive systems (see 7 ) and nested LED strands (see 8th ) can be used in these recessed lighting examples and / or any other types of general lighting fixtures.

Andere Leuchten wie beispielsweise abgehängte Leuchten können das Licht eher nach oben als nach unten abstrahlen oder Licht in beide Richtungen emittieren.Other luminaires, such as suspended luminaires, can emit the light upwards rather than downwards or emit light in both directions.

10A bis 10I stellen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Form von Lampenausführungen graphisch dar. Bei diesen Lampenausführungen werden in den Lampen und Leuchtkörpern eine oder mehrere lichtemittierende Dioden verwendet. Solche Lampen und Leuchtkörper umfassen gerichtete Beleuchtungskörper als Ersatz- und/oder Umrüstprodukt. 10A to 10I Embodiments of the present disclosure are illustrated in the form of lamp designs. In these lamp designs, one or more light emitting diodes are used in the lamps and lights. Such lamps and luminous bodies comprise directional lighting fixtures as replacement and / or conversion products.

Bei einigen Ausführungsformen können Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung in einer Baugruppe verwendet werden. Wie in 10A dargestellt weist die Baugruppe folgendes auf:

  • eine Schraubfassung 1028
  • ein Ansteuerungsgehäuse 1026
  • eine Ansteuerplatine 1024
  • – einen Kühlkörper 1022
  • eine Metallkernleiterplatte 1020
  • – eine LED-Lichtquelle 1018
  • eine Staubabdeckung 1016
  • – eine Linse 1014
  • eine Spiegelscheibe 1012
  • – einen Magneten 1010
  • eine Magnetabdeckung 1008
  • – einen Klemmflansch 1006
  • ein erstes Zubehör 1004
  • ein zweites Zubehör 1002
In some embodiments, embodiments of the present disclosure may be used in an assembly. As in 10A the assembly has the following:
  • - a screw socket 1028
  • - A drive housing 1026
  • - a drive board 1024
  • - a heat sink 1022
  • - a metal core board 1020
  • - an LED light source 1018
  • - a dust cover 1016
  • - a lens 1014
  • - a mirror pane 1012
  • - a magnet 1010
  • - a magnetic cover 1008
  • - a clamping flange 1006
  • - a first accessory 1004
  • - a second accessory 1002

Die Komponenten der Baugruppe 10A00 können sehr detailliert dargestellt sein. Bei einigen Komponenten handelt es sich um 'aktive' Komponenten und bei einigen um 'passive' Komponenten, wobei diese verschiedentlich auf Basis des Einflusses der konkreten Komponente auf die Gesamtgestaltung und/oder den bzw. die Einflüsse auf die objektive Optimierungsfunktion dargestellt werden können. Eine Komponente kann unter Verwendung einer CAD/CAM-Zeichnung oder eines CAD/CAM-Modells dargestellt werden, wobei das CAD/CAM-Modell zur Gewinnung von Leistungszahlen analysiert werden kann, die den Einfluss einer bestimmten Komponente auf die Gesamtgestaltung betreffen, und/oder die objektive Optimierungsfunktion beeinflussen. Um lediglich ein Beispiel anzugeben, wird in einem der Zeichnung von 10A2 entsprechenden Modell ein CAD/CAM-Modell eines Klemmflansches angegeben.The components of the assembly 10A00 can be shown in great detail. Some components are 'active' components and some are 'passive' components, which may be variously represented based on the influence of the particular component on the overall design and / or the impact on the objective optimization function. A component may be represented using a CAD / CAM drawing or a CAD / CAM model, wherein the CAD / CAM model may be analyzed to obtain performance numbers pertaining to the influence of a particular component on the overall design, and / or influence the objective optimization function. To give just an example, in one of the drawings of 10A2 corresponding model a CAD / CAM model of a clamping flange specified.

Die Komponenten der Baugruppe 10B100 und der Baugruppe 10B200 können zur Ausbildung einer Lampe zusammengefügt werden. 10B1 stellt eine graphische Darstellung einer perspektivischen Ansicht 1030 und 10B2 stellt eine graphische Darstellung einer Draufsicht 1032 auf eine solche Lampe dar. Wie in 10B1 und 10B2 zu sehen, weist die Lampe 10B100 und 10B200 eine Übereinstimmung mit einer als PAR30L bekannten Normbauform auf. Die PAR30L-Normbauform ist ferner in den Hauptansichten (z. B. links 1040, rechts 1036, hinten 1034, vorne 1038 und oben 1042) graphisch dargestellt, die in der Anordnung 10C00 in der 10C wiedergegeben sind.The components of the assembly 10B100 and the assembly 10B200 can be assembled to form a lamp. 10B1 FIG. 4 is a graphical representation of a perspective view. FIG 1030 and 10B2 FIG. 4 is a graphical representation of a plan view. FIG 1032 on such a lamp. As in 10B1 and 10B2 to see, points the lamp 10B100 and 10B200 a match with a standard design known as PAR30L. The PAR30L standard design is also in the main views (eg left 1040 , right 1036 , behind 1034 , in front 1038 and above 1042 ) shown in the arrangement 10C00 in the 10C are reproduced.

Die Komponenten der Baugruppe 10D100 und der Baugruppe 10D200 können zur Ausbildung einer Lampe zusammengefügt werden. 10D1 stellt eine perspektivische Ansicht 1044 und 10D2 eine Draufsicht 1046 auf eine solche Lampe graphisch dar. Wie in 10D1 und 10D2 gezeigt stimmt die Lampe 10D100 und 10D200 mit einer als PAR30S bekannten Normbauform überein. Die PAR30S-Normbauform ist ferner mittels der Hauptansichten (z. B. links 1054, rechts 1050, hinten 1048, vorne 1052 und oben 1056) graphisch dargestellt, die in der Anordnung 10E00 von 10E wiedergegeben sind.The components of the assembly 10D100 and the assembly 10D200 can be assembled to form a lamp. 10D1 represents a perspective view 1044 and 10D2 a top view 1046 on such a lamp graphically. As in 10D1 and 10D2 shown the lamp is right 10D100 and 10D200 with a known as PAR30S standard design. The PAR30S standard design is also available via the main views (eg left 1054 , right 1050 , behind 1048 , in front 1052 and above 1056 ) shown in the arrangement 10E00 from 10E are reproduced.

Die Komponenten der Baugruppe 10A00 können zur Ausbildung einer Lampe zusammengefügt werden. 10F1 stellt eine perspektivische Ansicht 1058 und 10F2 eine Draufsicht 1060 auf eine solche Lampe graphisch dar. Wie in 10F1 und 10F2 gezeigt stimmt die Lampe 10F100 und 10F200 mit einer als PAR38 bekannten Normbauform überein. Die PAR38-Normbauform ist ferner mittels der Hauptansichten (z. B. links 1068, rechts 1064, hinten 1062, vorne 1066 und oben 1070) graphisch dargestellt, die in der Anordnung 10G00 von 10G wiedergeben sind.The components of the assembly 10A00 can be assembled to form a lamp. 10F1 represents a perspective view 1058 and 10F2 a top view 1060 on such a lamp graphically. As in 10F1 and 10F2 shown the lamp is right 10F100 and 10F200 with a known as PAR38 standard design. The PAR38 standard design is also available via the main views (eg left 1068 , right 1064 , behind 1062 , in front 1066 and above 1070 ) shown in the arrangement 10G00 from 10G are playing.

Die Komponenten der Baugruppe 10A00 können zur Ausbildung einer Lampe zusammengefügt werden. 10H1 stellt eine perspektivische Ansicht 1072 und 10H2 eine Draufsicht 1074 auf eine solche Lampe graphisch dar. Wie in 10H1 und 10H2 gezeigt stimmt die Lampe 10H100 und 10H200 mit einer als PAR111 bekannten Normbauform überein. Die PAR111-Normbauform ist ferner mittels der Hauptansichten (z. B. links 1082, rechts 1078, hinten 1076, vorne 1080 und oben 1084) graphisch dargestellt, die in der Anordnung 10I00 von 10I wiedergegeben sind.The components of the assembly 10A00 can be assembled to form a lamp. 10H1 represents a perspective view 1072 and 10h2 a top view 1074 on such a lamp graphically. As in 10H1 and 10h2 shown the lamp is right 10H100 and 10H200 with a known as PAR111 standard design. The PAR111 standard design is also available via the main views (eg left 1082 , right 1078 , behind 1076 , in front 1080 and above 1084 ) shown in the arrangement 10I00 from 10I are reproduced.

Außer den oben genannten Lampen und Lampenbauformen können auch Filter oder sogenannte 'circadiane Leuchtstoffe' verwendet werden. Verwendung von Filtern oder LeuchtstoffenIn addition to the above-mentioned lamps and lamp designs, filters or so-called 'circadian phosphors' can be used. Use of filters or phosphors

Es können verschiedene Realisierungen in Erwägung gezogen werden, um den Einfluss einer SPD auf das circadiane System zu verändern. Wie oben erläutert kann ein Mehrkanalsystem verwendet werden, das im Violetten und im Blauen anregende LEDs verwendet, wobei die Beiträge der beiden Kanäle abgeglichen werden. Außerdem kann ein bestimmter Spektralbereich (beispielsweise der blaue, cyanfarbene oder violette Bereich) physikalisch blockiert werden, beispielsweise durch Verwendung absorbierender oder reflektierender Filter, die fest oder beweglich angebracht sind. Der Vorteil von Filtern besteht darin, dass eine beträchtliche Lichtmenge (oder sogar alles Licht) in einem bestimmten Spektralbereich blockiert werden kann, was von Bedeutung sein kann. Es kann zum Beispiel erstrebenswert sein, nahezu alles Licht im blau-cyanfarbenen Bereich (oder in einem engeren Bereich) zu blockieren, um eine sehr geringe circadiane Stimulation zu erhalten; das liegt daran, dass Standardspektren (wie das einer gedimmten Glühfadenlampe) immer noch eine ziemlich hohe circadiane Stimulation aufweisen. Solche Filter können zum Beispiel reflektierende dichroitische Filter oder absorbierende Filter sein, die in einer Matrix (Glas, Kunststoff oder andere) aufgenommene Farbstofffilter enthalten. Various implementations may be considered to alter the influence of an SPD on the circadian system. As explained above, a multi-channel system may be used which uses violet and blue stimulating LEDs, balancing the contributions of the two channels. In addition, a particular spectral region (for example, the blue, cyan, or violet region) may be physically blocked, for example, by using absorbent or reflective filters that are fixed or moveable. The advantage of filters is that a significant amount of light (or even all light) can be blocked in a given spectral range, which can be significant. For example, it may be desirable to block nearly all blue-cyan (or narrower) light to obtain very little circadian stimulation; This is because standard spectra (such as a dimmed filament lamp) still have a fairly high circadian stimulation. Such filters may be, for example, reflective dichroic filters or absorptive filters containing dye filters housed in a matrix (glass, plastic or other).

Eine andere Möglichkeit besteht jedoch in der Verwendung eines lichtkonvertierenden Materials mit einem sorgfältig gewählten Absorptionsbereich in dem System. Beispielsweise kann man einen Leuchtstoff verwenden, der blaues Licht absorbiert und dieses in grünes oder rotes Licht umsetzt. Dieser Ansatz kann erstrebenswert sein, da hierdurch ähnlich wie beim Blockieren eine beträchtliche Menge des Lichts im Absorptionsbereich entfernt werden kann, jedoch ein höherer Systemwirkungsgrad erreicht wird, da die Strahlung in eine andere Wellenlänge konvertiert und nicht nur blockiert wird. Zur Vereinfachung wird dieser Leuchtstoff in dieser Schrift als 'circadianer Leuchtstoff' bezeichnet, da seine Absorptionseigenschaft einen Einfluss auf die circadiane Wirkung der Lichtquelle besitzt.Another possibility, however, is to use a light-converting material with a carefully chosen absorption range in the system. For example, one can use a phosphor that absorbs blue light and converts it to green or red light. This approach may be desirable since, as in blocking, a significant amount of the light in the absorption region can be removed, but a higher system efficiency is achieved since the radiation is converted to a different wavelength and not just blocked. For simplicity, this phosphor is referred to in this document as a 'circadian phosphor', since its absorption property has an influence on the circadian effect of the light source.

Die beiden Ansätze sind in 11A und 11B einander gegenüber gestellt. 11A zeigt die ursprüngliche SPD einer weißen LED-Quelle 1101 sowie die gefilterte SPD 1102, die durch Blockieren von blauem Licht mittels eines Filters erhalten wird. Die gefilterte SPD 1102 kann in vielen Ausführungsformen verwendet werden, sie besitzt einen geringen Blauanteil, der eine Störung des circadianen Systems verringern kann; außerdem können Breite und allgemeine Form des Filters zur Steuerung dieses Effekts gestaltet werden. Da das gefilterte Licht verloren geht, führt die Filterung jedoch zu einer Verringerung des Wirkungsgrades.The two approaches are in 11A and 11B facing each other. 11A shows the original SPD of a white LED source 1101 as well as the filtered SPD 1102 obtained by blocking blue light by means of a filter. The filtered SPD 1102 can be used in many embodiments, it has a low level of blue, which can reduce the disturbance of the circadian system; In addition, the width and general shape of the filter can be used to control this effect. However, since the filtered light is lost, the filtering leads to a reduction in the efficiency.

11B zeigt die ursprüngliche SPD einer weißen LED-Lichtquelle 1103 sowie die umgewandelte SPD 1104, nachdem ein ”circadianer Leuchtstoff” blaues Licht absorbiert und in gelbes Licht 1105 umgewandelt hat. In diesem Fall erhält man den selben wünschenswerten Effekt auf das circadiane System, jedoch ist der Einfluss auf den Wirkungsgrad aufgrund der Konvertierung blauen Lichts geringer. Auch hier können verschiedene Aspekte des Ansatzes über die Gestaltung gesteuert werden, beispielsweise Position und Amplitude der Absorptionsabsenkung, wobei die Absorptionsabsenkung durch die Wahl und Menge des Leuchtstoffs gesteuert werden kann sowie die Position und Amplitude der Lumineszenz. Die Absorption kann zum Beispiel so gewählt werden, dass das blaue Licht im wesentlichen blockiert, eine Transmission von violettem Licht jedoch in gewissem Grade ermöglicht wird. 11B shows the original SPD of a white LED light source 1103 as well as the converted SPD 1104 After a "circadian phosphor" absorbs blue light and turns it into yellow light 1105 has converted. In this case, the same desirable effect on the circadian system is obtained, but the effect on the efficiency due to the blue light conversion is lower. Again, various aspects of the design approach can be controlled, such as the position and amplitude of the absorption depression, where the absorption reduction can be controlled by the choice and amount of phosphor and the position and amplitude of the luminescence. For example, absorption may be chosen to substantially block the blue light, but to allow transmission of violet light to some extent.

Der circadiane Leuchtstoff kann stationär sein, so dass sich die emittierte SPD nicht ändert, er kann sich jedoch auch auf einem beweglichen Teil befinden, um die SPD dynamisch zu steuern. Das bewegliche Teil kann eine den Leuchtstoff enthaltende Platte sein, die mechanisch in den und aus dem Lichtemissionsweg des Systems bewegt werden kann.The circadian phosphor may be stationary so that the emitted SPD does not change, but it may also be on a moving part to dynamically control the SPD. The movable member may be a phosphor containing plate that can be mechanically moved in and out of the light emission path of the system.

Die Ausführungsformen von 11A und 11B sind so gestaltet, dass Licht im Bereich von 440 bis 460 nm entfernt wird. Dieser Bereich kann durch Wahl anderer Filter oder anderer Leuchtstoffe zum Beispiel auf einem Bereich von 450 bis 480 nm oder einen anderen Zielbereich eingestellt werden, wobei die Spektralleistung in dem Bereich verringert wird. Bei einigen Ausführungsformen wird ein bestimmtes circadianes Wirkungsspektrum vorausgesetzt, bei dem die SPD so gestaltet ist, dass sie in dem Bereich, in dem das Wirkungsspektrum hoch ist, eine geringe Lichtmenge aufweist.The embodiments of 11A and 11B are designed to remove light in the range of 440 to 460 nm. This range can be adjusted by selecting other filters or other phosphors, for example, in a range of 450 to 480 nm or other target range, thereby reducing the spectral power in the range. In some embodiments, a particular circadian spectrum of effects is assumed in which the SPD is designed to have a low amount of light in the region where the spectrum of activity is high.

In einer weiteren anderen Ausführungsform weist der circadiane Leuchtstoff ein Sättigungsverhalten auf: geringe Lichtflüsse werden absorbiert, bei hohen Lichtflüssen saturiert die Absorption. Ein solcher Ansatz ist in den 12 bis 14 veranschaulicht.In yet another embodiment, the circadian phosphor has a saturation behavior: low light fluxes are absorbed, at high light fluxes absorption is saturated. Such an approach is in the 12 to 14 illustrated.

12 zeigt verschiedene Spektren. Spektrum 1201 stellt ein Emissionsspektrum einer weißen LED-Quelle mit einer CCT von 3000 K und einem CRI von etwa 90 dar. Dieses Spektrum kann durch Kombination einer violettanregenden LED mit mehreren Leuchtstoffen (z. B. einem grünen Leuchtstoff, einen roten Leuchtstoff und möglicherweise einem blauen Leuchtstoff) erhalten werden. Die Kurve 1202 stellt das Absorptionsspektrum eines saturierbaren roten circadianen Leuchtstoffs dar, und die Kurve 1203 das zugehörige Lumineszenzspektrum. Das Spektrum 1202 und das Spektrum 1203 kann zum Beispiel mit Hilfe von Mn-dotierten Leuchtstoffen wie beispielsweise K2[TiF6]:Mn4+ erreicht werden. 12 shows different spectra. spectrum 1201 represents an emission spectrum of a white LED source with a CCT of 3000K and a CRI of about 90. This spectrum can be achieved by combining a violet-exciting LED with multiple phosphors (e.g., a green phosphor, a red phosphor, and possibly a blue phosphor ). The curve 1202 does that Absorption spectrum of a saturable red circadian phosphor, and the curve 1203 the associated luminescence spectrum. The spectrum 1202 and the spectrum 1203 can be achieved, for example, with the aid of Mn-doped phosphors such as K 2 [TiF 6 ]: Mn 4+ .

13 zeigt eine Möglichkeit zum Kombinieren einer solchen weißen LED-Quelle mit einem solchen saturierbaren Leuchtstoff. In 13 ist der saturierbare circadiane Leuchtstoff 1302 oberhalb der LED-Quelle 1301 angeordnet, so dass das von dem Bauelement 1303 emittierte weiße Licht von dem circadianen Leuchtstoff absorbiert werden kann. Es sind auch diverse andere Konfigurationen möglich – beispielsweise kann der circadiane Leuchtstoff mit den Leuchtstoffen der weißen LED gemischt vorliegen oder in einer Entfernung zu dieser angeordnet sein. 13 shows a way to combine such a white LED source with such a saturable phosphor. In 13 is the saturable circadian phosphor 1302 above the LED source 1301 arranged so that of the device 1303 emitted white light can be absorbed by the circadian phosphor. Various other configurations are also possible - for example, the circadian phosphor may be mixed with the phosphors of the white LED or disposed at a distance therefrom.

14A und 14B zeigen die resultierenden spektralen und colorimetrischen Eigenschaften des in 13 dargestellten Systems. 14A zeigt das von dem System bei verschiedenen LED-Betriebsströmen emittierte Spektrum. Bei geringem Betriebsstrom saturiert der saturierbare Leuchtstoff nicht und absorbiert innerhalb seines Absorptionsbereichs den größten Teil des Lichts (z. B. blau-cyanfarbenes Licht) woraus sich das Spektrum 1401 ergibt. Bei einem höheren Betriebsstrom ist die Leuchtstoffabsorption teilweise saturiert, wodurch ein Teil des blau-cyanfarbigen Lichts hindurchtritt und sich das Spektrum 1402 ergibt. Bei noch höherem Betriebsstrom ist die Leuchtstoffabsorption voll saturiert und das ursprüngliche Spektrum der weißen LED 1403 wird mit sehr geringer Störung durch den circadianen Leuchtstoff emittiert. 14B zeigt die zugehörigen Farbwerte im (x, y)-Raum für jeden der Betriebsströme. Bei geringem Betriebsstrom beträgt die CCT etwa 2000 K 1405, bei höherem Betriebsstrom beträgt sie etwa 2500 K 1406 und beim höchsten Betriebsstrom beträgt sie etwa 3000 K 1407. In all diesen Fällen befinden sich die Farbwerte nahe an der Planckschen Kurve 1404. 14A and 14B show the resulting spectral and colorimetric properties of in 13 illustrated system. 14A shows the spectrum emitted by the system at different LED operating currents. At low operating current, the saturable phosphor does not saturate and absorbs most of the light (eg, blue-cyan light) within its absorption range, giving rise to the spectrum 1401 results. At a higher operating current, the phosphor absorption is partially saturated, whereby a portion of the blue-cyan light passes through and the spectrum passes 1402 results. At even higher operating current, the phosphor absorption is fully saturated and the original spectrum of the white LED 1403 is emitted with very little interference by the circadian phosphor. 14B shows the associated color values in the (x, y) space for each of the operating currents. At low operating current, the CCT is about 2000 K 1405 , at higher operating current it is about 2500 K. 1406 and at the highest operating current it is about 3000K 1407 , In all these cases, the color values are close to the Planckian curve 1404 ,

Mit den Ausführungsformen der 12 bis 14 werden mehrere wünschenswerte Eigenschaften erreicht. Bei hohem Betriebsstrom (siehe zum Beispiel Kurve 1402) verhalten sich die Ausführungsformen wie eine herkömmliche Halogennachrüstung mit hohem CRI (die circadiane Stimulation beträgt z. B. 128% relativ zur Normleuchtquelle A). Bei einer Stromreduzierung (siehe z. B. Kurven 1403 und 1401) verschiebt sich der Farbwert in Richtung einer niedrigeren CCT (von 1407 zu 1406 zu 1405) und bildet so das Verhalten einer gedimmten Halogen- oder Glühlampe nach. Zudem wird das Spektrum so modifiziert, dass die circadiane Stimulation abnimmt. Bei niedrigstem Betriebsstrom liegt nur eine sehr geringe Strahlung im Bereich von 440 bis 490 nm (siehe z. B. Kurve 1401) vor und damit eine sehr geringe Stimulation des circadianen Systems (die circadiane Stimulation beträgt lediglich 8% verglichen mit der einer Normleuchtquelle A).With the embodiments of the 12 to 14 Several desirable properties are achieved. At high operating current (see for example curve 1402 ), the embodiments behave like a conventional high CRI halogen retrofit (eg, circadian stimulation is 128% relative to standard illuminant A). For a current reduction (see eg curves 1403 and 1401 ) shifts the color value towards a lower CCT (from 1407 to 1406 to 1405 ) and thus simulates the behavior of a dimmed halogen or incandescent lamp. In addition, the spectrum is modified so that the circadian stimulation decreases. At lowest operating current, only a very low radiation is in the range of 440 to 490 nm (see, for example, curve 1401 ) and thus a very low stimulation of the circadian system (the circadian stimulation is only 8% compared to that of a standard source of light A).

Wie bei anderen Ausführungsformen können die Eigenschaften der in 14A dargestellten SPDs durch ihren relativen Leistungsanteil Fv im Bereich von 400 bis 440 nm und ihren Leistungsanteil Fc im Bereich von 440 bis 500 nm charakterisiert werden. Bei der SPD 1401 sind Fv = 0,06 und Fc = 0,01; bei der SPD 1402 sind Fv = 0,08 und Fc = 0,12. Der Wert für Fc ist bei der SPD 1401 besonders niedrig und kann mit einer sehr geringen circadianen Stimulation verknüpft werden. Dies steht im Gegensatz zu üblichen LED-Quellen, bei denen sich ein wesentlicher Leistungsanteil im Bereich von 440 bis 500 nm befindet (auch bei Niedrig-CCT-Quellen mit einer CCT unterhalb von 2700 K).As with other embodiments, the properties of in 14A SPDs are characterized by their relative power component Fv in the range of 400 to 440 nm and their power content Fc in the range of 440 to 500 nm. At the SPD 1401 are Fv = 0.06 and Fc = 0.01; at the SPD 1402 are Fv = 0.08 and Fc = 0.12. The value for Fc is at the SPD 1401 particularly low and can be linked to very little circadian stimulation. This is in contrast to conventional LED sources, where there is a significant power component in the 440 to 500 nm range (even for low CCT sources with CCT below 2700 K).

Auch wenn Quellen mit variierender CCT im Stand der Technik bekannt sind und zum Modulieren der circadianen Stimulation brauchbar sein können, weist diese Ausführungsform bessere Eigenschaften auf. Die circadiane Stimulation ist bei geringen Betriebsströmen extrem niedrig; sie ist in der Tat geringer ist als die, die mit herkömmlichen LED-Quellen erreicht wird, die eine blau angeregte LED verwenden oder die, die durch Dimmen einer herkömmlichen Glühbirne/Halogenlampe erzielt wird. Eine gedimmte Glühlampe, die eine Schwarzkörperstrahlung mit einer CCT von 2000 K emittiert, weist immer noch eine circadiane Stimulation von etwa 54% bezogen auf ein Leuchtmittel A auf. Außerdem ist die vorliegende Ausführungsform 'passiv', da sie keine mehrkanaligen Ansteuerungen zur Modulierung des Spektrums erfordert. Daher kann eine solche Ausführungsform ohne fortschrittlichere Steuerschaltkreise in eine Umrüstlampe oder allgemeiner in ein Beleuchtungssystem integriert werden. In einigen Fällen reicht die Steuerung durch Standarddimmer aus.Although sources of varying CCT are known in the art and may be useful for modulating circadian stimulation, this embodiment has better characteristics. Circadian stimulation is extremely low at low operating currents; in fact, it is less than that achieved with conventional LED sources using a blue-excited LED or that achieved by dimming a conventional bulb / halogen lamp. A dimmed incandescent light emitting black body radiation with a CCT of 2000 K still has a circadian stimulation of about 54% with respect to a bulb A. In addition, the present embodiment is 'passive' because it does not require multi-channel controls to modulate the spectrum. Therefore, such an embodiment can be integrated into a conversion lamp or, more generally, into a lighting system without more advanced control circuitry. In some cases, the control of standard dimmers is sufficient.

Das Vorhandensein einer violetten Anregung ist bei dieser Ausführungsform von Bedeutung, da das violette Licht ermöglicht, dass die Farbwerte bei niedrigem Betriebsstrom auch dann nahe der Planckschen Kurve liegen, wenn kein blau-cyanfarbenes Licht vorhanden ist.The presence of a violet excitation is important in this embodiment because the violet light allows the low operating current color values to be close to the Planckian curve even when no blue-cyan light is present.

Verschiedene Ausgestaltungen dieser Ausführungsform können vorteilhaft gesteuert werden. Zum Beispiel können die optischen Eigenschaften der Anregungs-LED variiert, die Wahl der Leuchtstoffe variiert und die relative Beschickung der Leuchtstoffe variiert werden, um eine Optimierungsanforderung zu erfüllen. Die Optimierungskriterien können den CRI der Quelle bei verschiedenen Dimmstufen, deren Farbwert bei verschiedenen Dimmstufen und mit deren circadianer Wirkung verknüpfte Werte bei verschiedenen Dimmstufen umfassen. Lediglich als Beispiel können die Optimierungskriterien Aspekte eines integrierten circadianen Wirkungsspektrums umfassen. Die Beschickung des circadianen Leuchtstoffs kann so gewählt werden, dass dessen Saturierung bei einem gewünschten Betriebsstrom wie beispielsweise bei einer zehnprozentigen Dimmung erreicht wird. Bei anderen Ausführungsformen werden mehr als ein circadianer Leuchtstoff verwendet.Various embodiments of this embodiment can be advantageously controlled. For example, the optical properties of the excitation LED may be varied, the choice of phosphors varied, and the relative charge of the phosphors varied to meet an optimization requirement. The optimization criteria can adjust the CRI of the source at various dimming levels whose color value is at different levels of dimming and associated with their circadian effect values at different dimming levels. By way of example only, the optimization criteria may include aspects of an integrated circadian spectrum of activity. The charge of the circadian phosphor can be selected to achieve its saturation at a desired operating current, such as at ten percent dimming. Other embodiments use more than one circadian phosphor.

Bei einer anderen Ausführungsform wird die weiße LED mit Hilfe mehrerer LED-Chips erhalten, beispielsweise unter Verwendung einer violetten LED, einer grünen LED und einer roten LED anstatt mit einer leuchtstoffkonvertierenden LED. Bei anderen Ausführungsformen folgen die Farbwerte der Quelle nicht der Planckschen Kurve – sie können zum Beispiel unterhalb der Planckschen Kurve liegen, was, wie bereits erläutert, im Hinblick auf die Wahrnehmung bisweilen bevorzugt wird.In another embodiment, the white LED is obtained using a plurality of LED chips, for example, using a purple LED, a green LED, and a red LED rather than a phosphor converting LED. In other embodiments, the color values of the source do not follow the Planckian curve - they may, for example, be below the Planckian curve, which, as already explained, is sometimes preferred in terms of perception.

Die Ausführungsformen können in verschiedene Systeme integriert werden. Diese umfassen Beleuchtungssysteme (z. B. Lampen, Einbauleuchten und andere) und nicht der Beleuchtung dienende Systeme (z. B. Anzeigesysteme).The embodiments can be integrated into different systems. These include lighting systems (eg, lamps, recessed lights, and others) and non-lighting systems (eg, display systems).

Die 15A1 bis 15I veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die bei Beleuchtungsausführungen Anwendung finden können. Bei diesen Ausführungsformen können, wie in den 15A1 bis 15A3 gezeigt ist, eine oder mehrere Licht emittierende Dioden 15A10 wie von dieser Offenbarung gelehrt auf einem Halterungselement oder Gehäuse zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung angebracht werden. Wie den 15B1 bis 15B3 zu entnehmen ist, kann das Halterungselement oder Gehäuse aus Keramik, Oxid, Nitrid, Halbleiter, Metall oder Kombinationen hiervon gebildet sein, die eine Möglichkeit zum elektrischen Anschluss 15A20 der diversen LEDs umfassen. Das Halterungselement oder Gehäuse kann über ein thermisches Zwischenglied auf einem Kühlkörperelement 15B50 befestigt werden. Die LEDs können zur Emission eines gewünschten Spektrums ausgebildet sein, indem entweder die Primäremissionen verschiedener LEDs gemischt werden, oder indem die LEDs Materialien photonisch anregen, die eine Konversion des Lichts zu größeren Wellenlängen bewirken, beispielsweise Leuchtstoffe, Halbleiter oder Halbleiter-Nanopartikel (”Quantenpunkte”), oder eine Kombination von beliebigen dieser.The 15A1 to 15I illustrate embodiments of the present disclosure that may find application in lighting designs. In these embodiments, as in FIGS 15A1 to 15A3 is shown, one or more light-emitting diodes 15A10 as taught by this disclosure, are mounted on a support member or housing for providing electrical connection. Like that 15B1 to 15B3 can be seen, the support member or housing of ceramic, oxide, nitride, semiconductor, metal or combinations thereof may be formed, which has a possibility for electrical connection 15A20 include the various LEDs. The support member or housing may have a thermal intermediate member on a heat sink element 15B50 be attached. The LEDs may be designed to emit a desired spectrum by either mixing the primary emissions of different LEDs or by photonically exciting materials that cause the light to be converted to longer wavelengths, such as phosphors, semiconductors or semiconductor nanoparticles ("quantum dots"). ), or a combination of any of these.

Die gesamte Licht emittierende Oberfläche (LES, von englisch light emitting surface) der LEDs und jeglicher abwärtskonvertierender Materialien kann eine Lichtquelle 15A30 bilden. Eine oder mehrere Lichtquellen können zu einer Anordnung 15B20 verbunden werden, die sich wiederum mit den Anschlüssen 15B10 in elektrischem Kontakt befindet und in eine Anordnung 15B30 eingebracht werden kann. An die Lichtquelle können eine oder mehrere Linsenelemente 15B40 optisch ankoppelt werden. Die Gestaltung und Eigenschaften der Linsen können so gewählt werden, dass bei einer gegebenen LES die für ein Beleuchtungsprodukt gewünschte gerichtete Strahlungsverteilung erzielt wird. Das gerichtet strahlende Beleuchtungsprodukt kann ein LED-Modul sein, eine Umrüstlampe 15B70 oder eine Leuchte 15C30. Im Falle einer Umrüstlampe kann eine elektronische Ansteuerung in einem Aufnahmeelement 15B60 vorgesehen sein, wobei die Ansteuerung die von einer externen Quelle gelieferte Elektrizität so aufbereitet, dass sie sich für die LED-Lichtquelle eignet. Die Ansteuerung kann in die Umrüstlampe integriert sein. Bei einer Leuchtkörperaufnahme ist eine elektronische Ansteuerung vorgesehen, die eine von einer externen Quelle stammende Elektrizität in eine für die LED-Lichtquelle geeignete aufbereitet, wobei die Ansteuerung entweder in die Leuchtkörperaufnahme integriert oder extern zur Leuchtkörperaufnahme verfügbar ist. Bei einem Modul kann eine elektrische Ansteuerung vorgesehen sein, die eine von einer externen Quelle stammende Elektrizität in eine für die LED-Lichtquelle geeignete aufbereitet, wobei die Ansteuerung entweder in das Modul integriert oder extern zum Modul verfügbar ist. Beispiele für geeignete externe Elektrizitätsquellen umfassen Netzwechselspannung (z. B. mit 120 V Effektivspannung oder 240 V Effektivspannung), Niedrigwechselspannung (z. B. 12 V Wechselspannung) und Niedriggleichspannung (z. B. 12 V Gleichspannung). Im Falle von Umrüstlampen kann das gesamte Beleuchtungsprodukt so gestaltet sein, dass es in Normbauformen (z. B. ANSI-Bauarten) passt. Beispiele für Umrüstlampenprodukte umfassen LED-basierte MR16, PAR16, PAR20, PAR30, PAR38, BR30, A19 und diverse andere Lampentypen. Beispiele für Leuchtkörperaufnahmen umfassen Austauschprodukte für auf Halogen basierende und auf keramischen Halogenmetalldampflampen basierende Aufnahmen für Leuchtkörper zum Abstrahlen gerichteten Lichts.The entire light-emitting surface (LES) of the LEDs and any down-converting materials can be a light source 15A30 form. One or more light sources may become an assembly 15B20 connected, in turn, with the connections 15B10 is in electrical contact and in an arrangement 15B30 can be introduced. To the light source, one or more lens elements 15B40 be optically coupled. The design and properties of the lenses may be selected to achieve the directional radiation distribution desired for a lighting product for a given LES. The directional lighting product can be an LED module, a conversion lamp 15B70 or a light 15C30 , In the case of a conversion lamp, an electronic control in a receiving element 15B60 be provided, wherein the driver prepares the supplied from an external source of electricity so that it is suitable for the LED light source. The control can be integrated in the conversion lamp. In the case of a luminous body receptacle, an electronic actuation is provided which processes an electricity originating from an external source in a fashion suitable for the LED light source, wherein the actuation is integrated either into the luminous body receptacle or is available externally to the luminous element receptacle. A module may be provided with an electrical drive that prepares electricity from an external source into one suitable for the LED light source, the driver being either integrated into the module or available externally to the module. Examples of suitable external sources of electricity include AC line voltage (eg, 120 V RMS or 240 V RMS voltage), low AC voltage (eg, 12 V AC), and low DC voltage (eg, 12 V DC). In the case of conversion lamps, the entire lighting product can be designed to fit in standard designs (eg ANSI types). Examples of conversion lamp products include LED-based MR16, PAR16, PAR20, PAR30, PAR38, BR30, A19, and various other lamp types. Examples of illuminant receptacles include replacement products for halogen-based and ceramic halide metal halide lamp based receptacles for filaments for emitting directional light.

Bei einigen Ausführungsformen kann die vorliegende Offenbarung auf ungerichtetes Licht abstrahlende Lampenbauformen angewandt werden. Bei diesen Ausführungsformen können eine oder mehrere Licht emittierende Dioden (LEDs) wie von der Offenbarung gelehrt auf einem Halterungselement oder Gehäuse aufgebracht werden, um eine elektrische Anschlussmöglichkeit zu schaffen. Das Halterungselement oder Gehäuse kann zum Beispiel aus Keramik, Oxid, Nitrid, Halbleiter, Metall oder Kombinationen der vorangehenden gebildet sein, die eine Möglichkeit zum elektrischen Anschluss der diversen LEDs umfassen. Das Halterungselement oder Gehäuse kann über ein thermisches Zwischenglied auf einem Kühlkörperelement befestigt sein. Die LEDs können zur Emission eines gewünschten Spektrums ausgebildet sein, indem entweder die Primäremissionen verschiedener LEDs gemischt werden, oder indem die LEDs Materialien photonisch anregen, die eine Konversion des Lichts zu größeren Wellenlängen bewirken, beispielsweise Leuchtstoffe, Halbleiter oder Halbleiter-Nanopartikel (”Quantenpunkte”), oder eine Kombination von diesen. Die LEDs können zum Ausbilden einer gewünschten Gestalt einer Lichtquelle verteilt angeordnet sein. Eine übliche Gestalt stellt zum Beispiel eine lineare Lichtquelle zum Austausch mit herkömmlichen geradlinigen Leuchtstoffröhren dar. Zur Ausbildung einer gewünschten ungerichteten Lichtverteilung können an die LEDs ein oder mehrere optische Elemente angekoppelt sein. Das Beleuchtungsprodukt für ungerichtetes Licht kann ein LED-Modul sein, eine Umrüstlampe, oder eine Leuchte. Bei einer Umrüstlampe kann eine elektronische Ansteuerung vorgesehen sein, die die von einer externen Quelle gelieferte Elektrizität so aufbereitet, dass sie sich für die LED-Lichtquelle eignet, wobei die Ansteuerung in die Umrüstlampe integriert ist. Bei einer Leuchte ist eine elektronische Ansteuerung vorgesehen, die eine von einer externen Quelle stammende Elektrizität in eine für die LED-Lichtquelle geeignete aufbereitet, wobei die Ansteuerung entweder in die Leuchte integriert oder extern zur Leuchte verfügbar ist. Bei einem Modul kann eine elektrische Ansteuerung vorgesehen sein, die eine von einer externen Quelle stammende Elektrizität in eine für die LED-Lichtquelle geeignete aufbereitet, wobei die Ansteuerung entweder in das Modul integriert oder extern zum Modul verfügbar ist. Beispiele geeigneter externer Elektrizitätsquellen umfassen Netzwechselspannung (z. B. mit 120 V Effektivspannung oder 240 V Effektivspannung), Niedrigwechselspannung (z. B. 12 V Wechselspannung) und Niedriggleichspannung (z. B. 12 V Gleichspannung). Im Falle von Umrüstlampen kann das gesamte Beleuchtungsprodukt so gestaltet sein, dass es in Normbauformen (z. B. ANSI-Bauformen) passt. Beispiele für angerichtete Beleuchtungsprodukte sind in den 15C1, 15C2, und 15C3 gezeigt. Ein solcher Beleuchtungskörper kann Austauschleuchten für auf Leuchtstoffröhren basierende Einbauleuchten 15C30 umfassen. Bei dieser Ausführungsform sind die LEDs mechanisch in einem Gehäuse 15C10 befestigt, wobei mehrere Gehäuse in einer geeigneten Form, beispielsweise in der linearen Anordnung 15C20, angeordnet sein können.In some embodiments, the present disclosure may be applied to omni-directional light emitting lamp designs. In these embodiments, one or more light-emitting diodes (LEDs) as taught by the disclosure may be mounted on a support member or housing to provide electrical connectivity. The support member or housing may be formed, for example, of ceramic, oxide, nitride, semiconductor, metal, or combinations of the foregoing, which include a means for electrically connecting the various LEDs. The support member or housing may be attached via a thermal intermediate member on a heat sink element. The LEDs may be designed to emit a desired spectrum by either mixing the primary emissions of different LEDs or by photonically exciting materials that cause the light to be converted to longer wavelengths, such as phosphors, semiconductors or semiconductor nanoparticles ("quantum dots"). ), or a combination of these. The LEDs may be distributed to form a desired shape of a light source. A common shape, for example, is a linear light source for replacement with conventional rectilinear fluorescent tubes. To form a desired non-directional light distribution, one or more optical elements may be coupled to the LEDs. The undirected light lighting product may be an LED module, a conversion lamp, or a light. In the case of a conversion lamp, an electronic control can be provided which processes the electricity supplied by an external source in such a way that it is suitable for the LED light source, the control being integrated in the conversion lamp. In a luminaire, an electronic control is provided, which prepares an originating from an external source of electricity in a suitable for the LED light source, wherein the driver is either integrated into the lamp or externally available to the light. A module may be provided with an electrical drive that prepares electricity from an external source into one suitable for the LED light source, the driver being either integrated into the module or available externally to the module. Examples of suitable external sources of electricity include AC line voltage (eg, 120 V rms voltage or 240 V rms voltage), low AC voltage (eg, 12 V AC), and low DC voltage (eg, 12 V DC). In the case of conversion lamps, the entire lighting product can be designed to fit in standard designs (eg ANSI types). Examples of provided lighting products are in the 15C1 . 15C2 , and 15C3 shown. Such a lighting fixture may be replacement lights for fluorescent tube based recessed lighting 15C30 include. In this embodiment, the LEDs are mechanically in a housing 15C10 fastened, wherein a plurality of housings in a suitable form, for example in the linear arrangement 15C20 , can be arranged.

Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können zur Hinterleuchtung bei Flachbildschirmen verwendet werden. Bei diesen Ausführungsformen können eine oder mehrere Licht emittierende Dioden (LEDs) wie von der Offenbarung gelehrt auf einem Halterungselement oder einem Gehäuse angebracht werden, um eine elektrische Anschlussmöglichkeit zu schaffen. Das Halterungselement oder Gehäuse kann zum Beispiel aus Keramik, Oxid, Nitrid, Halbleiter, Metall oder Kombinationen der vorangehenden gebildet sein, die eine Möglichkeit zum elektrischen Anschluss der diversen LEDs umfassen. Das Halterungselement oder Gehäuse kann über ein thermisches Zwischenglied auf einem Kühlkörperelement befestigt sein. Die LEDs können zur Emission eines gewünschten Spektrums ausgebildet sein, indem entweder die Primäremissionen verschiedener LEDs gemischt werden, oder indem die LEDs Materialien photonisch anregen, die eine Konversion des Lichts zu größeren Wellenlängen bewirken, beispielsweise Leuchtstoffe, Halbleiter oder Halbleiter-Nanopartikel (”Quantenpunkte”), oder eine Kombination von diesen. Die LEDs können so verteilt sein, dass eine Lichtquelle mit einer gewünschten Gestalt geschaffen wird. Eine lineare Lichtquelle stellt eine übliche Gestalt dar. Die Lichtquelle kann zur Hinterleuchtung an einen Lichtleiter optisch angekoppelt sein. Dies kann durch Ankoppeln an der Kante des Lichtleiters (kantenbeleuchtet) oder durch Einkoppeln von Licht in den Lichtleiter von hinten (direkt beleuchtet) erreicht werden. Der Lichtleiter verteilt das Licht gleichförmig über eine steuerbare Bildschirmanzeige, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD-Bildschirm). Der Bildschirm wandelt das LED-Licht in die gewünschten Bilder mittels elektronischer Steuerung der Lichttransmission und dessen Farbe um. Eine Möglichkeit zur Farbsteuerung besteht in der Verwendung von Filtern (z. B. Farbfiltersubstrat 15D40). Als Alternative können mehrere LEDs verwendet werden, die zur Aufeinanderfolge der gewünschten primären Emissionsfarben (z. B. unter Verwendung einer roten LED 15D30, einer grünen LED 15D10 und einer blauen LED 15D20) im Impulsmode angesteuert werden. Der Hinterleuchtungs-”Stapel” kann optional helligkeitssteigernde Schichten aufweisen. Die helligkeitssteigernden Schichten verengen die Emission des Flachbildschirms zur Steigerung der Helligkeit auf Kosten des Betrachtungswinkels. Es kann eine elektronische Ansteuerung verwendet werden, um die Elektrizität von einer externen Quelle in eine für die LED-Hintergrundbeleuchtungslichtquelle geeignete aufzubereiten, einschließlich irgendwelcher Farbfolgen oder Helligkeitsänderungen pro LED-Platz (z. B. eindimensionales oder zweidimensionales Dimmen). Beispiele geeigneter externer Elektrizitätsquellen umfassen Netzwechselspannung (z. B. mit 120 V Effektivspannung oder 240 V Effektivspannung), Niedrigwechselspannung (z. B. 12 V Wechselspannung) und Niedriggleichspannung (z. B. 12 V Gleichspannung). Beispiele für Hinterleuchtungsprodukte sind in den 15D1, 15D2, 15E1 und 15E2 gezeigt.Some embodiments of the present disclosure may be used for backlighting flat panel displays. In these embodiments, one or more light-emitting diodes (LEDs) as taught by the disclosure may be mounted on a support member or housing to provide electrical connectivity. The support member or housing may be formed, for example, of ceramic, oxide, nitride, semiconductor, metal, or combinations of the foregoing, which include a means for electrically connecting the various LEDs. The support member or housing may be attached via a thermal intermediate member on a heat sink element. The LEDs may be designed to emit a desired spectrum by either mixing the primary emissions of different LEDs or by photonically exciting materials that cause the light to be converted to longer wavelengths, such as phosphors, semiconductors or semiconductor nanoparticles ("quantum dots"). ), or a combination of these. The LEDs may be distributed to provide a light source having a desired shape. A linear light source is a common shape. The light source can be optically coupled to a light guide for backlighting. This can be achieved by coupling to the edge of the light guide (edge-lit) or by coupling light into the light guide from the back (directly illuminated). The light guide uniformly distributes the light through a controllable screen display, such as a liquid crystal display (LCD screen). The screen converts the LED light into the desired images by means of electronic control of the light transmission and its color. One way to control color is to use filters (eg, color filter substrate 15D40 ). As an alternative, multiple LEDs may be used, which can be used to sequence the desired primary emission colors (eg, using a red LED 15D30 , a green LED 15D10 and a blue LED 15D20 ) are controlled in the pulse mode. The backlight "stack" may optionally have brightness enhancing layers. The brightness enhancement layers narrow the emission of the flat panel display to increase the brightness at the expense of the viewing angle. An electronic driver may be used to condition the electricity from an external source into one suitable for the LED backlight source, including any color sequences or brightness changes per LED location (eg, one-dimensional or two-dimensional dimming). Examples of suitable external sources of electricity include AC line voltage (eg, 120 V rms voltage or 240 V rms voltage), low AC voltage (eg, 12 V AC), and low DC voltage (eg, 12 V DC). Examples of backlighting products are in the 15D1 . 15D2 . 15E1 and 15E2 shown.

Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können, wie zum Beispiel in den 15F1 bis 15F3 gezeigt ist (siehe z. B. das Beispiel eines Frontlichtprodukts 15F30), bei automobilen Frontlichtanwendungen eingesetzt werden. Bei diesen Ausführungsformen können eine oder mehrere Licht emittierende Dioden (LEDs) auf einem Halterungselement oder einem steifen oder halbsteifen Gehäuse 15F10 angebracht sein, um eine elektrische Anschlussmöglichkeit zu schaffen. Das Halterungselement oder Gehäuse kann aus Keramik, Oxid, Nitrid, Halbleiter, Metall oder Kombinationen hiervon gebildet sein, die eine Möglichkeit zum elektrischen Anschluss der diversen LEDs umfassen. Das Halterungselement oder Gehäuse kann über ein thermisches Zwischenglied auf einem Kühlkörperelement befestigt werden. Die LEDs können zur Emission eines gewünschten Spektrums ausgebildet sein, indem entweder die Primäremissionen verschiedener LEDs gemischt werden, oder indem die LEDs Materialien photonisch anregen, die eine Konversion des Lichts zu größeren Wellenlängen bewirken, beispielsweise Leuchtstoffe, Halbleiter oder Halbleiter-Nanopartikel (”Quantenpunkte”), oder eine Kombination von diesen. Die gesamte Licht emittierende Oberfläche (LES) der LEDs und jeglicher abwärtskonvertierender Materialien bilden eine Lichtquelle. An die Lichtquelle können eine oder mehrere Linsenelemente 15F20 optisch angekoppelt werden. Die Linsengestaltung und Linseneigenschaften können zum Erzeugen einer für eine vordere Kraftfahrzeugbeleuchtung gewünschte gerichtete Lichtverteilung gewählt werden. Es kann eine elektronische Ansteuerung verwendet werden, um die Elektrizität von einer externen Quelle in eine für die LED-Lichtquelle geeignete aufzubereiten. Elektrizitätsquellen für automobile Anwendungen umfassen Niedriggleichspannung (z. B. 12 V Gleichspannung). Eine LED-Lichtquelle kann eine Fernlichtfunktion, eine Abblendlichtfunktion, eine Kurvenlichtfunktion oder eine beliebige Kombination von diesen ausüben.Some embodiments of the present disclosure may be implemented, for example, in US Pat 15F1 to 15f3 is shown (see, for example, the example of a front light product 15F30 ), used in automotive front light applications. In these embodiments, one or more light emitting diodes (LEDs) may be mounted on a support member or a rigid or semi-rigid housing 15F10 appropriate be to create an electrical connection option. The support member or housing may be formed of ceramic, oxide, nitride, semiconductor, metal, or combinations thereof that include a means for electrically connecting the various LEDs. The support member or housing may be mounted on a heat sink member via a thermal link. The LEDs may be designed to emit a desired spectrum by either mixing the primary emissions of different LEDs or by photonically exciting materials that cause the light to be converted to longer wavelengths, such as phosphors, semiconductors or semiconductor nanoparticles ("quantum dots"). ), or a combination of these. The entire light-emitting surface (LES) of the LEDs and any down-converting materials form a light source. To the light source, one or more lens elements 15F20 be optically coupled. The lens design and lens characteristics may be selected to produce a directional light distribution desired for front automotive lighting. An electronic driver may be used to condition the electricity from an external source into one suitable for the LED light source. Electricity sources for automotive applications include low DC voltage (eg, 12 VDC). An LED light source may perform a high beam function, a low beam function, a cornering light function, or any combination thereof.

Bei einigen Ausführungsformen kann die vorliegende Offenbarung bei Anwendungen der digitalen Bildgebung wie beispielsweise Beleuchtung bei Mobiltelefonen und digitalen Bildkameras (siehe z. B. 15G1 bis 15G4) eingesetzt werden. Bei diesen Ausführungsformen können eine oder mehrere Licht emittierende Dioden (LEDs) wie von der Offenbarung gelehrt auf einem Halterungselement oder Gehäuse 15G10 aufgebracht werden, um eine elektrische Anschlussmöglichkeit zu schaffen. Das Halterungselement oder Gehäuse kann zum Beispiel aus Keramik, Oxid, Nitrid, Halbleiter, Metall oder Kombinationen der vorangehenden gebildet sein, die eine Möglichkeit zum elektrischen Anschluss der diversen LEDs umfassen. Das Halterungselement oder Gehäuse kann auf einer Leiterplatte befestigt und mit einem Montagegehäuse 15G20 ausgestattet oder in dieses eingepasst sein. Die LEDs können zur Emission eines gewünschten Spektrums ausgebildet sein, indem entweder die Primäremissionen verschiedener LEDs gemischt werden, oder indem die LEDs Materialien photonisch anregen, die eine Konversion des Lichts zu größeren Wellenlängen bewirken, beispielsweise Leuchtstoffe, Halbleiter oder Halbleiter-Nanopartikel (”Quantenpunkte”), oder eine Kombination von diesen. Die gesamte Licht emittierende Oberfläche (LES) der LEDs und jeglicher abwärtskonvertierender Materialien bilden eine Lichtquelle. An die Lichtquelle können eine oder mehrere Linsenelemente optisch angekoppelt werden. Die Linsengestaltung und Linseneigenschaften können für eine gegebene LBS zum Erzielen einer für eine Bildgebungsanwendung gewünschte gerichtete Lichtverteilung gewählt werden. Es kann eine elektronische Ansteuerung verwendet werden, um die Elektrizität von einer externen Quelle in eine für die LED-Lichtquelle geeignete aufzubereiten. Beispiele für externe Elektrizitätsquellen, die für Bildgebungsanwendungen geeignet sind, umfassen Niedriggleichspannung (z. B. 5 V Gleichspannung). Eine LED-Lichtquelle kann eine Niedrigintensitätsfunktion 15G30, eine Hochintensitätsfunktion 15G40 oder irgendeine Kombination von diesen ausüben.In some embodiments, the present disclosure may be useful in digital imaging applications, such as, for example, cellular phone and digital camera lighting (see, eg, FIG. 15g1 to 15g4 ) are used. In these embodiments, one or more light emitting diodes (LEDs) as taught by the disclosure may be mounted on a support member or housing 15G10 be applied to create an electrical connection option. The support member or housing may be formed, for example, of ceramic, oxide, nitride, semiconductor, metal, or combinations of the foregoing, which include a means for electrically connecting the various LEDs. The support member or housing may be mounted on a printed circuit board and with a mounting housing 15G20 equipped or fitted in this. The LEDs may be designed to emit a desired spectrum by either mixing the primary emissions of different LEDs or by photonically exciting materials that cause the light to be converted to longer wavelengths, such as phosphors, semiconductors or semiconductor nanoparticles ("quantum dots"). ), or a combination of these. The entire light-emitting surface (LES) of the LEDs and any down-converting materials form a light source. One or more lens elements can be optically coupled to the light source. The lens design and lens properties may be selected for a given LBS to achieve a directional light distribution desired for an imaging application. An electronic driver may be used to condition the electricity from an external source into one suitable for the LED light source. Examples of external power sources suitable for imaging applications include low DC voltage (eg, 5V DC). An LED light source can be a low-intensity function 15G30 , a high-intensity function 15G40 or exercise any combination of these.

Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können bei Anwendungen für mobile Endgeräte eingesetzt werden. Die graphische Darstellung von 15H veranschaulicht ein mobiles Endgerät (siehe Smartphone-Architektur 15H00). Wie gezeigt weist das Smartphone 15H06 ein Gehäuse, eine Bildschirmanzeige und eine Schnittstelleneinrichtung auf, die eine Taste, ein Mikrofon und/oder einen berührungsempfindlichen Schirm umfassen kann. Bei bestimmten Ausführungsformen weist das Telefon eine hochauflösende Kameravorrichtung auf, die auf verschiedene Weisen genutzt werden kann. Als Beispiel für ein Smartphone kann ein iPhone von Apple Inc. aus Cupertino, Kalifornien, angegeben werden. Als alternatives Smartphone können ein Galaxy von Samsung oder andere angegeben werden.Some embodiments of the present disclosure may be used in mobile device applications. The graphic representation of 15H illustrates a mobile device (see smartphone architecture 15H00 ). As shown, the smartphone 15H06 a housing, a display and an interface device, which may comprise a button, a microphone and / or a touch-sensitive screen. In certain embodiments, the phone has a high-definition camera device that can be used in various ways. As an example of a smartphone, an iPhone can be specified by Apple Inc. of Cupertino, California. As an alternative smartphone, a Galaxy can be specified by Samsung or others.

Bei einem Beispiel weist das Smartphone eines oder mehrere der folgenden Merkmale (die bei einem iPhone von Apple Inc. vorhanden sind, wobei es alles in allem viele Varianten geben kann) auf, siehe www.apple.com:

  • – GSM Modell: UMTS/HSDPA/HSUPA (850, 900, 1900, 2100 MHz); GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz)
  • – CDMA Modell: CDMA EV-DO Rev. A (800, 1900 MHz)
  • – 802.11b/g/n Wi-Fi (802.11n nur 2,4 GHz)
  • – Bluetooth 2.1 + EDR Funktechnologie
  • – GPS-Unterstützung
  • – Digitaler Kompass
  • – Wi-Fi
  • – mobilfunknetzfähig
  • – Retina Display
  • – 3,5-Zoll (diagonal) Breitbild-Mehrfingerberührungsanzeige
  • – 800:1 Kontrastverhältnis (typisch)
  • – 500 cd/m2 maximale Helligkeit (typisch)
  • – Fingerabdruckfeste oleophobe Beschichtung von Vorder- und Rückseite
  • – Unterstützung einer gleichzeitigen Anzeige von mehreren Sprachen und Zeichensätzen
  • – 5-Megapixel-iSight-Kamera
  • – Videoaufzeichnung, HD (720p) bis zu 30 Bildern pro Sekunde mit Audio
  • – mit der vorderen Kamera Fotos in VGA-Qualität und Videos mit bis zu 30 Bildern pro Sekunde
  • – Antippen zum Fokussieren von Video- oder Standbildern
  • – LED-Blitz
  • – Georeferenzierung (geotagging) von Foto und Video
  • – Eingebaute wiederaufladbare Lithiumionenbatterie
  • – Laden über USB an Computersystem oder Netzteil
  • – Sprechzeit: Bis zu 20 Stunden bei 3G, bis zu 14 Stunden bei 2G (GSM)
  • – Zeit im Stand-by-Betrieb: bis zu 300 Stunden
  • – Internetnutzung: bis zu 6 Stunden bei 3G, bis zu 10 Stunden bei Wi-Fi
  • – Videowiedergabe: bis zu 10 Stunden
  • – Audiowiedergabe: bis zu 40 Stunden
  • – Frequenzbereich: 20 Hz bis 22.000 Hz
  • – Unterstützte Audioformate: AAC (8 bis 320 Kbps), geschütztes AAC (von iTunes Store), HE-AAC, MP3 (8 bis 320 Kbps), MP3 VBR, Audio (Formate 2, 3, 4, audible enhanced audio, AAX, und AAX+), Apple lossless, AIFF, und WAV
  • – Benutzereinstellbare Begrenzung der maximalen Lautstärke
  • – Videoausgabe mit bis zu 1620p mit dem digitalen AV-Adapter von Apple oder dem VGA-Adapter von Apple; 576p und 480p mit dem AV-Komponentenkabel von Apple; 576i und 480i mit dem AV-Compositkabel von Apple (Kabel werden separat vertrieben)
  • – Unterstützte Videoformate: H.264-Video bis zu 1080p, 30 Bilder pro Sekunde, Main Profile Level 3.1 mit AAC-LC Audio bis zu 160 Kbps, 48 kHz, Stereo Audio in .m4v-, .mp4-, und .mov- Datenformaten; MPEG-4-Video bis zu 2,5 Mbps, 640 mal 480 Bildpunkte, 30 Bilder pro Sekunde, Simple Profile mit AAC-LC-Audio bis zu 160 Kbps pro Kanal, 48 kHz, Stereo Audio in .m4v-, .mp4-, und .mov-Dateiformaten; Motion-JPEG (M-JPEG) bis zu 35 Mbps, 1280 mal 1020 Bildpunkte, 30 Bilder pro Sekunde, Audio in ulaw-, PCM-Stereo Audio in .avi-Datenformat
  • – dreiachsiges Gyroskop
  • – Beschleunigungssensor
  • – Näherungssensor
  • – Umgebungslichtsensor, usw.
In one example, the smartphone has one or more of the following features (which are found on an Apple Inc. iPhone, which may have many variations in all), see www.apple.com:
  • - GSM model: UMTS / HSDPA / HSUPA (850, 900, 1900, 2100 MHz); GSM / EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz)
  • - CDMA Model: CDMA EV-DO Rev. A (800, 1900 MHz)
  • - 802.11b / g / n Wi-Fi (802.11n only 2.4GHz)
  • - Bluetooth 2.1 + EDR wireless technology
  • - GPS support
  • - Digital compass
  • - Wi-Fi
  • - Mobile network enabled
  • - Retina display
  • - 3.5-inch (diagonal) widescreen multi-finger touch display
  • - 800: 1 contrast ratio (typical)
  • - 500 cd / m2 maximum brightness (typical)
  • - Fingerprint resistant oleophobic coating on front and back
  • - Supports simultaneous display of multiple languages and fonts
  • - 5 megapixel iSight camera
  • - Video recording, HD (720p) up to 30 frames per second with audio
  • - With the front camera, VGA-quality photos and videos at up to 30 frames per second
  • - Touch to focus on video or still images
  • - LED flash
  • - geo-referencing (geotagging) of photo and video
  • - Built-in rechargeable lithium-ion battery
  • - Charge via USB to computer system or power supply
  • - Talk time: Up to 20 hours on 3G, up to 14 hours on 2G (GSM)
  • - Time in stand-by mode: up to 300 hours
  • - Internet usage: up to 6 hours on 3G, up to 10 hours on Wi-Fi
  • - Video playback: up to 10 hours
  • - Audio playback: up to 40 hours
  • - Frequency range: 20 Hz to 22,000 Hz
  • - Supported audio formats: AAC (8 to 320 Kbps), protected AAC (from iTunes Store), HE-AAC, MP3 (8 to 320 Kbps), MP3 VBR, audio (formats 2, 3, 4, audible enhanced audio, AAX, and AAX +), Apple lossless, AIFF, and WAV
  • - User adjustable limit of the maximum volume
  • - Video output up to 1620p with Apple's digital AV adapter or Apple's VGA adapter; 576p and 480p with the Apple AV Component Cable; 576i and 480i with the Apple AV composite cable (cables sold separately)
  • - Supported video formats: H.264 video up to 1080p, 30 frames per second, Main Profile Level 3.1 with AAC-LC audio up to 160 Kbps, 48 kHz, stereo audio in .m4v, .mp4, and .mov- data formats; MPEG-4 video up to 2.5 Mbps, 640 x 480 pixels, 30 frames per second, Simple Profile with AAC-LC audio up to 160 Kbps per channel, 48 kHz, stereo audio in .m4v, .mp4 , and .mov file formats; Motion JPEG (M-JPEG) up to 35 Mbps, 1280 by 1020 pixels, 30 frames per second, audio in ulaw, PCM stereo audio in .avi data format
  • - three-axis gyroscope
  • - acceleration sensor
  • - Proximity sensor
  • - Ambient light sensor, etc.

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können mit anderen elektronischen Geräten zusammen verwendet werden. Beispiele für solch geeignete Geräte umfassen ein tragbares elektronisches Gerät wie beispielsweise ein Medienwiedergabegerät, ein Mobiltelefon, ein Organisationsgerät für persönliche Daten, oder dergleichen mehr. Ein tragbares elektronisches Gerät kann bei solchen Ausführungsformen eine Kombination der Funktionalitäten solcher Geräte aufweisen. Außerdem kann ein elektronisches Gerät einem Benutzer eine Verbindung mit oder eine Kommunikation über das Internet oder andere Netzwerke wie beispielsweise lokale Netzwerke oder Weitverkehrsnetzwerke ermöglichen. Ein tragbares elektronisches Gerät kann einem Benutzer zum Beispiel einen Zugang zum Internet und ein Kommunizieren unter Verwendung von Email, Textnachrichten, Nachrichtensofortversand oder unter Verwendung von anderen Formen einer elektronischen Kommunikation ermöglichen. Das elektronische Gerät kann zum Beispiel einem iPod ähneln, der einen Anzeigebildschirm aufweist, oder einem iPhone von Apple Inc..Embodiments of the present disclosure may be used in conjunction with other electronic devices. Examples of such suitable devices include a portable electronic device such as a media player, a mobile phone, a personal data organizer, or the like. A portable electronic device in such embodiments may include a combination of the functionalities of such devices. In addition, an electronic device may allow a user to connect to or communicate over the Internet or other networks such as local area networks or wide area networks. For example, a portable electronic device may enable a user to access the Internet and communicate using e-mail, text messaging, instant messaging, or other forms of electronic communication. For example, the electronic device may resemble an iPod having a display screen or an Apple Inc. iPhone.

Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Energieversorgung des Geräts mit einer oder mehreren wiederaufladbaren und/oder ersetzbaren Batterien erfolgen. Solche Ausführungsformen sind im hohen Maße zum Tragen geeignet, sodass ein Benutzer das elektronische Gerät bei Reisen, beim Arbeiten, beim Training und so fort bei sich tragen kann. Auf diese Weise und abhängig von den am Gerät verfügbaren Funktionalitäten kann ein Benutzer unter anderem Musik hören, Spiele spielen oder Videos wiedergeben, Videos oder Bilder aufnehmen, Telefonanrufe tätigen oder entgegennehmen, mit anderen Kommunizieren, andere Geräte steuern (z. B. über eine Fernbedienungs- und/oder Bluetooth-Funktionalität) usw., während er oder sie sich frei mit dem Gerät bewegen kann. Zudem kann die Größe des Geräts so bemessen sein, dass es relativ leicht in eine Tasche oder Hand eines Benutzers passt. Auch wenn einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezug auf tragbare elektronische Geräte beschrieben wurden, ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegend offenbarten Verfahren auf eine Vielzahl anderer, weniger tragbarer elektronischer Geräte und Systeme anwendbar sind, die zur Wiedergabe von graphischen Daten ausgebildet sind, beispielsweise auf einen Desktop-Computer.In certain embodiments, the device may be powered by one or more rechargeable and / or replaceable batteries. Such embodiments are highly suitable for carrying so that a user can carry the electronic device while traveling, working, exercising and so on. In this way, and depending on the functionality available on the device, a user may, among other things, listen to music, play games or play videos, record videos or pictures, make or receive phone calls, communicate with others, control other devices (eg via a remote control - and / or Bluetooth functionality), etc., while he or she can move freely with the device. In addition, the size of the device may be sized to fit relatively easily in a user's pocket or hand. Although some embodiments of the present disclosure have been described with reference to portable electronic devices, it should be understood that the presently disclosed methods are applicable to a variety of other, less portable electronic devices and systems adapted to render graphical data, such as a desktop computer.

Wie gezeigt umfasst 15H ein Systemdiagramm mit einem Smartphone, das eine LED gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist. Das Smartphone 15H06 ist zur Verbindung mit einem Server 15H02 ausgebildet, der sich mit beliebigen Arten von elektronischen Handgeräten in elektronischer Kommunikation befindet. Zur Veranschaulichung dienende Beispiele solcher elektronischen Handgeräte können funktionelle Komponenten wie beispielsweise einen Prozessor 15H08, einen Speicher 15H10, einen Graphikbeschleuniger 15H12, einen Beschleunigungssensor 15H14, eine Kommunikationsschnittstelle 15H11 (die möglicherweise eine Antenne 15H16 aufweist), einen Kompass 15H18, einen GPS-Chip 15H20, eine Bildschirmanzeige 15H22 und eine Eingabeeinrichtung 15H24 aufweisen. Die einzelnen Geräte sind nicht auf die veranschaulichten Komponenten beschränkt. Die Komponenten können in Hardware, Software oder einer Kombination aus beidem realisiert sein.As shown 15H a system diagram with a smartphone having an LED according to an embodiment of the present disclosure. The smartphone 15H06 is for connecting to a server 15H02 trained, which is in electronic communication with any type of electronic hand-held devices. Illustrative examples of such electronic hand-held devices may include functional components such as a processor 15H08 , a store 15h10 , a graphics accelerator 15H12 , an acceleration sensor 15H14 , a communication interface 15H11 (which may be an antenna 15H16 has), a compass 15H18 , a GPS chip 15h20 , a screen display 15H22 and an input device 15H24 exhibit. The individual devices are not limited to the illustrated components. The components may be implemented in hardware, software, or a combination of both.

Bei einigen Beispielen, können in das elektronische Handgerät über eine Eingabeeinrichtung 15H24 Anweisungen eingegeben werden, die den Prozessor 15H08 zur Ausführung von Funktionen einer Anwendung der elektronischen Bildgebung anweist. Eine der möglichen Anweisungen kann im Erzeugen einer Kurzinformation eines von einem Teil eines menschlichen Benutzers aufgenommen Bildes bestehen. In diesem Fall weist der Prozessor 15H08 die Verbindungsschnittstelle 15H11 an, mit dem Server 15H02 zu kommunizieren (möglicherweise z. B. über oder unter Verwendung einer Cloud 15H04) und Daten zu übertragen (z. B. Bilddaten). Die Daten werden über die Verbindungsschnittstelle 15H11 übertragen und entweder sofort nach der Aufnahme des Bildes mittels des Prozessors 15H08 bearbeitet oder zur späteren Verwendung im Speicher 15H10 abgelegt, oder es wird beides durchgeführt. Der Prozessor 15H08 erhält auch Informationen bezüglich der Bildschirmeigenschaften und kann die Orientierung des Geräts berechnen, z. B. unter Verwendung von Informationen aus dem Beschleunigungssensor 15H14 und/oder anderen externen Daten wie beispielsweise einer Kompasspeilung des Kompasses 15H18 oder einer GPS-Ortung des GPS-Chips 15H20, wobei der Prozessor die Information dann dazu verwendet, eine Orientierung zu bestimmen, in der das Bild abhängig vom Beispiel dargestellt werden soll.In some examples, the electronic handset may be accessed via an input device 15H24 Instructions are entered that indicate the processor 15H08 instructs to perform functions of an electronic imaging application. One of the possible instructions may be to generate a summary information of an image captured by a portion of a human user. In this case, the processor instructs 15H08 the connection interface 15H11 on, with the server 15H02 to communicate (possibly, for example, via or using a cloud 15H04 ) and data (e.g., image data). The data is transmitted via the connection interface 15H11 and either immediately after the image is captured by the processor 15H08 edited or for later use in memory 15h10 filed, or both are performed. The processor 15H08 also receives information regarding the screen properties and can calculate the orientation of the device, e.g. B. using information from the acceleration sensor 15H14 and / or other external data such as a compass bearing of the compass 15H18 or a GPS location of the GPS chip 15h20 The processor then uses the information to determine an orientation in which the image is to be displayed, depending on the example.

Das aufgenommene Bild kann mittels des Prozessors 15H08, einem Graphikbeschleuniger 15H12 oder einer Kombination von beiden wiedergegeben werden. Bei einigen Ausführungsformen bildet der Prozessor den Graphikbeschleuniger 15H12. Das Bild kann zunächst im Speicher 15H10 gespeichert werden oder der Speicher kann, falls verfügbar, direkt dem Graphikbeschleuniger 15H12 zugeordnet sein. Die in dieser Schrift beschriebenen Verfahren zum Erzeugen eines Bildes und einer zugehörigen Kurzinformation können mittels des Prozessors 15H08, des Graphikbeschleunigers 15H12 oder einer Kombination von beiden umgesetzt sein. Ein Bild oder eine Kurzinformation können auf der Bildschirmanzeige 15H22 angezeigt werden.The captured image can be viewed using the processor 15H08 , a graphics accelerator 15H12 or a combination of both. In some embodiments, the processor forms the graphics accelerator 15H12 , The image may initially be in memory 15h10 can be stored or the memory, if available, directly to the graphics accelerator 15H12 be assigned. The methods described in this document for generating an image and an associated brief information can be done by means of the processor 15H08 , the graphics accelerator 15H12 or a combination of both. An image or a brief information may appear on the screen 15H22 are displayed.

15I veranschaulicht eine Verbindung von Komponenten eines elektronischen Geräts 15I00. Zusätzlich zu den zuvor genannten Verbindungen der Komponenten weisen Beispiele für elektronische Geräte ein Chassis oder Gehäuse, eine Anzeige, Benutzereingabestrukturen und Eingabe-/Ausgabeanschlüsse auf. Das Gehäuse kann aus Kunststoff, Metall, Verbundmaterialien oder anderen geeigneten Materialien oder einer beliebigen Kombination von diesen gebildet sein. Das Gehäuse kann die im Inneren des elektronischen Geräts angeordneten Komponenten vor einer mechanischen Beschädigung schützen und kann die im Inneren angeordneten Komponenten zudem gegenüber elektromagnetischen Störungen (EMI, von englisch electromagnetic interference) abschirmen. 15I illustrates a connection of components of an electronic device 15I00 , In addition to the aforementioned component connections, examples of electronic devices include a chassis or housing, a display, user input structures, and input / output ports. The housing may be formed of plastic, metal, composites or other suitable materials or any combination thereof. The housing can protect the components located inside the electronic device from mechanical damage and can also shield the components arranged in the interior against electromagnetic interference (EMI).

Bei der Anzeige kann es sich um eine Flüssigkristallanzeige (LCD-Bildschirm), eine auf Licht emittierenden Dioden (LEDs) basierende Anzeige, eine auf organischen Licht emittierenden Dioden (OLED) basierende Anzeige oder um eine andere geeignete Anzeige handeln. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Anzeige eine Benutzerschnittstelle und diverse Bilder wie beispielsweise Logos, Avatare, Fotos, Albenillustrationen und dergleichen darstellen. Zudem kann die Anzeige bei bestimmten Ausführungsformen einen berührungsempfindlichen Bildschirm aufweisen, über den ein Benutzer auf die Benutzerschnittstelle einwirken kann. Die Anzeige kann zudem auch verschiedene Funktions- und/oder Systemanzeigen aufweisen, um den Benutzer mit Rückmeldungen wie beispielsweise Energieversorgungszustand, Anrufzustand, Speicherzustand oder dergleichen zu versorgen. Diese Anzeigen können in die auf der Anzeige dargestellte Benutzerschnittstelle integriert sein.The display may be a liquid crystal display (LCD screen), a light emitting diode (LED) based display, an organic light emitting diode (OLED) based display, or other suitable display. According to some embodiments of the present disclosure, the display may represent a user interface and various images such as logos, avatars, photos, album illustrations, and the like. Additionally, in certain embodiments, the display may include a touch screen through which a user may interact with the user interface. The display may also include various functional and / or system displays to provide the user with feedback such as power state, call state, memory state, or the like. These displays may be integrated with the user interface shown on the display.

Bei bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Eingabestrukturen zum Steuern des Geräts ausgebildet sein, beispielsweise zum Steuern des Betriebsmodus, des Ausgangspegels, eines Ausgabetyps usw.. Die Benutzereingabenstrukturen können beispielsweise eine Taste zum An- und Ausschalten des Geräts umfassen. Ferner können die Benutzereingabenstrukturen dem Benutzer eine Interaktion mit der Benutzerschnittstelle auf der Anzeige ermöglichen. Ausführungen des tragbaren elektronischen Geräts können eine beliebige Anzahl an Benutzereingabestrukturen aufweisen, die Tasten, Schalter, ein Bedienfeld, ein Scrollrad oder beliebig andere geeignete Eingabestrukturen aufweisen. Die Benutzereingabenstrukturen können mit der auf dem Gerät angezeigten Benutzerschnittstelle zusammenwirken, um Funktionen des Geräts und/oder beliebigen, mit dem Gerät verbundenen oder von diesem verwendeten Schnittstellen oder Geräten zu steuern. Die Benutzereingabenstrukturen können einem Benutzer ein Navigieren durch eine angezeigte Benutzerschnittstelle oder ein Zurückstellen einer solchen angezeigten Benutzerschnittstelle auf einen vorgegebenen oder Ausgangsbildschirm ermöglichen.In certain embodiments, one or more input structures may be configured to control the device, for example, to control the operating mode, the output level, a Output type, etc. The user input structures may include, for example, a button for turning on and off the device. Further, the user input structures may allow the user to interact with the user interface on the display. Embodiments of the portable electronic device may include any number of user input structures that include buttons, switches, a control panel, a scroll wheel, or any other suitable input structures. The user input structures may interact with the user interface displayed on the device to control functions of the device and / or any interfaces or devices connected to or used by the device. The user input structures may enable a user to navigate through a displayed user interface or to reset such a displayed user interface to a default or home screen.

Bestimmte Geräte können zudem auch diverse Eingabe- und Ausgabeanschlüsse zum Anschluss weiterer Geräte aufweisen. Ein Anschluss kann zum Beispiel als Kopfhörerbuchse ausgebildet sein, der eine Verbindung mit Kopfhörern ermöglicht. Ein Anschluss kann zudem sowohl Ausgangs- als auch Eingangseigenschaften zum Ermöglichen einer Verbindung mit einem Headset (z. B. eine Kombination von Kopfhörer und Mikrofon) aufweisen. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können eine beliebige Anzahl von Eingangs- und/oder Ausgangsanschlüssen wie beispielsweise Kopfhörer- oder Headsetbuchsen, Universal-Serial-Bus-(USB-)Anschlüsse, IEEE 1394-Anschlüsse und Wechselstrom und/oder Gleichstromversorgungsanschlüsse aufweisen. Ein Gerät kann die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse ferner zur Verbindung mit und zum Senden oder Empfangen von Daten zu und von beliebigen anderen Geräten wie beispielsweise tragbaren elektronischen Geräten, PC-Computern, Druckern oder dergleichen verwenden. Zum Beispiel kann sich bei einer Ausführungsform das Gerät über eine IEEE-1394-Verbindung mit einem PC-Computer zum Senden und Empfangen von Dateien wie beispielsweise Mediendateien verbinden.Certain devices may also have various input and output ports for connecting additional devices. For example, a connector may be configured as a headphone jack that allows connection to headphones. A port may also have both output and input properties for enabling connection to a headset (eg, a combination of headset and microphone). Embodiments of the present disclosure may include any number of input and / or output ports, such as headset or headset jacks, universal serial bus (USB) ports, IEEE 1394 connectors and AC and / or DC power supply terminals. A device may also use the input and output ports to connect to and send or receive data to and from any other devices such as portable electronic devices, personal computers, printers, or the like. For example, in one embodiment, the device may have one IEEE-1394 connection connect to a PC computer to send and receive files such as media files.

Die Beschreibung eines elektronischen Geräts 15I00 umfasst eine graphische Darstellung eines Smartphonesystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Beschreibung eines elektronischen Geräts 15I00 veranschaulicht Computerhardware, -software und -firmware, die zur Realisierung der oben angegebenen Offenbarungen verwendet werden kann. Das dargestellte System umfasst einen Prozessor 15I26, der repräsentativ für eine beliebige Anzahl physikalisch und/oder logisch unterscheidbarer Ressourcen, die zur Ausführung von Software und Firmware ausgebildet sind, sowie für Hardware ist, die zur Ausführung bestimmter Berechnungen ausgebildet ist. Ein Prozessor 15I26 kommuniziert mit einem Chipsatz 15I28, der Eingabe und Ausgabe des Prozessors 15I26 steuern kann. Bei diesem Beispiel gibt der Chipsatz 15I28 Informationen an den Anzeigebildschirm 15I42 aus und kann aus dem nichtflüchtigen Speicher 15I44, der zum Beispiel magnetische Medien sowie Festkörpermedien und/oder andere dauerhafte Medien umfassen kann, Informationen auslesen und in diesen schreiben. Der Chipsatz 15I28 kann zudem Daten aus dem RAM 15I46 auslesen und in diesen hineinschreiben. Als Schnittstelle für den Chipset 15I28 kann eine Brücke 15I32 vorgesehen sein, die als Schnittstelle zu diversen Benutzerschnittstellenkomponenten dient. Entsprechende Benutzerschnittstellenkomponenten können eine Tastatur 15I34, ein Mikrofon 15I36, einen Berührungserfassungs- und -verarbeitungsschaltkreis 15I38, eine Zeigeeinrichtung 15I40 wie beispielsweise eine Maus, und so weiter umfassen. Generell können Eingaben an das System von beliebigen einer Vielzahl von maschinellen und/oder menschlichen Quellen stammen.The description of an electronic device 15I00 FIG. 4 is a graphical representation of a smartphone system in accordance with an embodiment of the present disclosure. FIG. The description of an electronic device 15I00 illustrates computer hardware, software, and firmware that may be used to implement the disclosures set forth above. The illustrated system includes a processor 15I26 representative of any number of physically and / or logically distinguishable resources adapted to execute software and firmware, as well as hardware adapted to perform certain calculations. A processor 15I26 communicates with a chipset 15I28 , the input and output of the processor 15I26 can control. In this example, the chipset gives 15I28 Information to the display screen 15I42 off and off the non-volatile memory 15I44 which may include, for example, magnetic media as well as solid state media and / or other durable media, reading information and writing to it. The chipset 15I28 can also get data from the RAM 15I46 read out and write in this. As an interface for the chipset 15I28 can be a bridge 15I32 be provided, which serves as an interface to various user interface components. Corresponding user interface components may be a keyboard 15I34 , a microphone 15I36 , a touch detection and processing circuit 15I38 , a pointing device 15I40 such as a mouse, and so on. Generally, inputs to the system may be from any of a variety of machine and / or human sources.

Der Chipsatz 15I28 kann auch mit einer oder mehreren Datennetzwerkschnittstellen 15I30 gekoppelt sein, die physikalisch andersartige Schnittstellen aufweisen können. Solche Datennetzwerkschnittstellen 15I30 können Schnittstellen für lokale drahtgebundene und Funknetznetzwerke, für Breitbandfunknetzwerke sowie für persönliche Netzwerke umfassen. Einige Anwendungen der Verfahren zum Erzeugen, Anzeigen und Verwenden des hierin offenbarten GUI (der graphischen Benutzerschnittstelle) können ein Empfangen von Daten über eine physikalische Schnittstelle 15I31, oder von Daten umfassen, die von der Maschine selbst mittels eines Prozessors 15I26 erzeugt wurden, der in einem nichtflüchtigen Speicher 15I44 und/oder einem Speicher oder RAM 15I46 gespeicherte Daten analysiert. Ferner kann die Maschine Benutzereingaben über Geräte wie beispielsweise eine Tastatur 15I34, ein Mikrofon 15I36, einen Berührungserfassungs- und -verarbeitungsschaltkreis 15I38 und ein Zeigegerät 15I40 empfangen und durch Interpretieren dieser Eingaben unter Verwendung des Prozessors 15I26 geeignete Funktionen wie beispielsweise Browsingfunktionen ausführen.The chipset 15I28 can also work with one or more data network interfaces 15I30 be coupled, which may have physically different interfaces. Such data network interfaces 15I30 may include interfaces for local wired and wireless networks, for broadband wireless networks, as well as for personal networks. Some applications of the methods for creating, displaying, and using the GUI (graphical user interface) disclosed herein may include receiving data via a physical interface 15I31 , or data included by the machine itself by means of a processor 15I26 generated in a non-volatile memory 15I44 and / or a memory or RAM 15I46 stored data analyzed. Further, the machine may provide user input via devices such as a keyboard 15I34 , a microphone 15I36 , a touch detection and processing circuit 15I38 and a pointing device 15I40 received and by interpreting these inputs using the processor 15I26 perform suitable functions such as browsing functions.

Die Beurteilung des Einflusses eines lichtemittierenden Systems auf den circadianen Zyklus kann auf unterschiedliche Weise, einschließlich medizinischer oder klinischer Studien, vorgenommen werden. Bei solchen Studien können diverse mit dem circadianen System in Beziehung stehende physiologische Signale bei Probanten überwacht werden, die dem lichtemittierenden System ausgesetzt sind. Man kann zum Beispiel die Senkung der Melatoninwerte im Speichel oder Blut der Probanten messen. Andere verschiedene Hormone umfassende physiologische Signale können in den Speichel- oder Blutproben oder in anderen Tests gemessen werden. Solche Versuchsprotokolle sind Fachleuten bekannt und wissenschaftliche Veröffentlichungen setzen sich damit auseinander. Bei solchen Tests kann auf eine bestimmte physiologische Reaktion (beispielsweise bestimmte Hormonspiegel) abgestellt werden, vor allem auf solche Reaktionen, von denen bekannt ist, dass sie mit einem bestimmten Krankheitszustand und/oder einem Zustand korreliert sind, von dem bekannt ist oder angenommen wird, dass er mit der spektralen Zusammensetzung des Lichts verknüpft ist.The assessment of the impact of a light-emitting system on the circadian cycle can be made in a variety of ways, including medical or clinical studies. In such studies, various circadian system-related physiological signals may be monitored by subjects exposed to the light-emitting system. For example, one can measure the reduction in melatonin levels in the saliva or blood of the test subjects. Other physiological signals comprising various hormones can be measured in saliva or blood samples or in other tests become. Such experimental protocols are known to those skilled in the art and scientific publications deal with them. Such tests may focus on a particular physiological response (e.g., certain hormone levels), particularly those reactions known to be correlated to a particular disease state and / or condition that is known or believed to be involved; that it is linked to the spectral composition of the light.

Zum Beispiel hat Brainard ein Versuchsprotokoll für die Messung der Senkung der Melatoninwerte bei einer Lichtexposition veröffentlicht. Nachfolgend sind einige Schritte des Versuchsprotokolls angegeben.

  • – Es werden Probanten mit normalem Sehvermögen ausgewählt.
  • – Um Mitternacht betreten die Probanten einen schwach beleuchteten Raum, wobei deren Pupillen erweitert sind und sie zwei Stunden lang ausharren.
  • – Es wird eine Blutprobe entnommen.
  • – Die Probanten werden neunzig Minuten lang dem Testlicht ausgesetzt, woraufhin eine zweite Blutprobe entnommen wird.
  • – Der Melatoninspiegel im Blut wird bestimmt, sowie die im Vergleich zu einem Kontrollversuch (z. B. ohne Lichtexposition) relative Abnahme des Melatoninspiegels.
For example, Brainard has published a trial protocol for measuring the lowering of melatonin levels upon exposure to light. Below are some steps of the experiment log.
  • - Probants with normal vision are selected.
  • At midnight, the subjects enter a dimly lit room with their pupils dilated and held for two hours.
  • - A blood sample is taken.
  • - The subjects are exposed to the test light for ninety minutes, after which a second blood sample is taken.
  • - The level of melatonin in the blood is determined, as well as the relative decrease of the melatonin level compared to a control experiment (eg without exposure to light).

Andere Versuchsprotokolle können in verschiedenen Veröffentlichungen wie beispielsweise in West et al.; in ”Blue light from light-emitting diodes elicits a dosedependent suppression of melatonin in humans” J. Appl. Physiol. 110, 619–626 (2011) nachgeschlagen werden.Other test protocols can be found in various publications, such as in West et al .; in "Blue light from light-emitting diodes elicits a dosedependent suppression of melatonin in humans" J. Appl. Physiol. 110, 619-626 (2011) be looked up.

Auch wenn die vorliegende Offenbarung sich auf lichtemittierende Diodenbauelemente konzentriert, muss man erkennen, dass sich die Erfindung auch auf Beleuchtungs- und Anzeigesysteme auf Basis von Laserdioden erstreckt.While the present disclosure focuses on light emitting diode devices, it will be appreciated that the invention also extends to laser diode based lighting and display systems.

Bei bestimmten von der vorliegenden Offenbarung angegebenen Ausführungsformen umfassen Lichtquellen zumindest eine erste LED-Emissionsquelle, die durch eine erste Emission gekennzeichnet ist, und zumindest eine zweite LED-Emissionquelle, die durch eine zweite Emission gekennzeichnet ist, wobei die erste und die zweite Emission so ausgebildet sind, dass sie eine erste kombinierte Emission und eine zweite kombinierte Emission ermöglichen, wobei die erste kombinierte Emission durch eine erste SPD mit Anteilen Fv1 und Fc1 gekennzeichnet ist, die zweite kombinierte Emission durch eine zweite SPD mit Anteilen Fv2 und Fc2 gekennzeichnet ist, und wobei Fv1 den Leistungsanteil der ersten SPD im Wellenlängenbereich von 400 bis 440 nm, Fc1 den Leistungsanteil der ersten SPD im Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm, Fv2 den Leistungsanteil der zweiten SPD im Wellenlängenbereich von 400 bis 440 nm, Fc2 den Leistungsanteil der zweiten SPD im Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm darstellen, die erste SPD und die zweite SPD einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80 aufweisen, Fv1 zumindest 0,05 beträgt, Fc2 zumindest 0,1 beträgt und Fc1 zumindest um 0,02 kleiner als Fc2 ist.In certain embodiments specified by the present disclosure, light sources include at least a first LED emission source characterized by a first emission and at least a second LED emission source characterized by a second emission, wherein the first and second emissions are formed by being capable of providing a first combined emission and a second combined emission, the first combined emission being characterized by a first SPD having fractions Fv1 and Fc1, the second combined emission being characterized by a second SPD having fractions Fv2 and Fc2, and wherein Fv1 the power fraction of the first SPD in the wavelength range of 400 to 440 nm, Fc1 the power fraction of the first SPD in the wavelength range of 440 to 500 nm, Fv2 the power fraction of the second SPD in the wavelength range of 400 to 440 nm, Fc2 the power fraction of the second SPD in the wavelength range from 440 to 500 nm, the first SPD and the second SPD have a color rendering index of greater than 80, Fv1 is at least 0.05, Fc2 is at least 0.1, and Fc1 is at least 0.02 smaller than Fc2.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle ist die erste kombinierte Emission durch eine erste circadiane Stimulation und die zweite kombinierte Emission durch eine zweite circadiane Stimulation gekennzeichnet, wobei die zweite circadiane Stimulation zumindest das Doppelte der ersten circadianen Stimulation beträgt.In certain embodiments of a light source, the first combined emission is characterized by a first circadian stimulation and the second combined emission by a second circadian stimulation, wherein the second circadian stimulation is at least twice the first circadian stimulation.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle weist die erste LED-Emissionsquelle zumindest eine LED auf, die durch ein Maximum der Emission im Bereich von 405 bis 430 nm gekennzeichnet ist.In certain embodiments of a light source, the first LED emission source has at least one LED characterized by a maximum emission in the range of 405 to 430 nm.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle sind die erste Emission und die zweite Emission so ausgebildet, dass sie eine dritte kombinierte Emission schaffen, wobei die dritte kombinierte Emission durch eine dritte SPD einen Anteil Fv3, einen Anteil Fc3 und eine dritte circadiane Stimulation gekennzeichnet ist, und wobei Fv3 den Leistungsanteil der dritten SPD im Wellenlängenbereich von 400 bis 440 nm, Fc3 den Leistungsanteil der dritten SPD im Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm darstellen, die dritte SPD einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80 aufweist und die erste circadiane Stimulation und die dritte circadiane Stimulation voneinander verschieden sind.In certain embodiments of a light source, the first emission and the second emission are arranged to provide a third combined emission, wherein the third combined emission is characterized by a third SPD, a fraction Fv3, a fraction Fc3 and a third circadian stimulation, and wherein Fv3 represents the power fraction of the third SPD in the wavelength range of 400 to 440 nm, Fc3 the power fraction of the third SPD in the wavelength range of 440 to 500 nm, the third SPD has a color rendering index greater than 80, and the first circadian stimulation and the third circadian stimulation of each other are different.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle umfasst die zweite Emission eine blaue Emission aus einem zu größeren Wellenlängen konvertierenden Material.In certain embodiments of a light source, the second emission comprises a blue emission from a larger wavelength converting material.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle umfasst die zweite Emission eine von einer LED stammende direkte blaue Emission.In certain embodiments of a light source, the second emission comprises a direct blue emission from an LED.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle verursacht eine der kombinierten Emissionen eine circadiane Stimulation, die einer circadianen Stimulation eines D65-Referenzleuchtmittels ähnelt. In certain embodiments of a light source, one of the combined emissions causes circadian stimulation similar to circadian stimulation of a D65 reference illuminant.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle führt eine der kombinierten Emissionen zu einer circadianen Stimulation, die geringer ist als eine circadiane Stimulation durch ein CIE A-Referenzleuchtmittel.In certain embodiments of a light source, one of the combined emissions results in a circadian stimulation that is less than a circadian stimulation by a CIE A reference illuminant.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle sind die zumindest eine erste LED-Emissionsquelle und die zumindest eine zweite LED-Emissionsquelle in einer verschachtelten Geometrie angeordnet.In certain embodiments of a light source, the at least one first LED emission source and the at least one second LED emission source are arranged in a nested geometry.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle sind die erste SPD und die zweite SPD jeweils durch einen Farbwert gekennzeichnet, der innerhalb des Weißlichtrahmenbereichs 514 von 5B liegt.In certain embodiments of a light source, the first SPD and the second SPD are each characterized by a color value that is within the white light frame area 514 from 5B lies.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle sind die erste SPD und die zweite SPD jeweils durch einen Farbwert gekennzeichnet, der durch eine um ±0,005 verbreiterte Plancksche Kurve und eine um ±0,005 verbreiterte Kurve minimaler Farbtonverschiebung in einem CIE-Normfarbdiagramm begrenzt ist.In certain embodiments of a light source, the first SPD and the second SPD are each characterized by a color value bounded by a ± 0.005 broadened Planckian curve and a ± 0.005 broadened minimum hue shift curve in a CIE standard color chart.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle sind die erste SPD und die zweite SPD jeweils durch einen Farbwert begrenzt, der innerhalb +/– fünf Du'v'-Punkte einer Planckschen Kurve gelegen ist.In certain embodiments of a light source, the first SPD and the second SPD are each bounded by a color value located within +/- five Du'v 'points of a Planckian curve.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle resultiert das Exponieren eines Subjekts gegenüber der zweiten SPD mit einer Beleuchtungsstärke von 100 lx über neunzig Minuten in einer Senkung des Melatoninspiegels im Blut des Subjekts von zumindest 20%.In certain embodiments of a light source, exposing a subject to the second SPD having an illuminance of 100 lx over ninety minutes results in a lowering of the melatonin level in the subject's blood of at least 20%.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle resultiert ein Exponieren eines Subjekts gegenüber der ersten SPD mit einer Beleuchtungsstärke von 100 lx über neunzig Minuten in einer Senkung des Melatoninblutspiegels in dem Subjekt um höchstens 20%.In certain embodiments of a light source, exposing a subject to the first SPD having an illuminance of 100 lx over ninety minutes results in a decrease in the melatonin blood level in the subject of at most 20%.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle beträgt Fc1 höchstens 0,06.In certain embodiments of a light source, Fc1 is at most 0.06.

Bei bestimmten Ausführungsformen weist ein Anzeigesystem eine erste LED-Emissionsquelle auf, die durch eine erste Emission gekennzeichnet ist, sowie eine Anzeige, die zur Emission einer ersten SPD ausgebildet ist, die durch einen ersten Leistungsanteil Fv1 im Bereich von 400 bis 435 nm gekennzeichnet ist, wobei das Anzeigesystem durch ein Gamut von zumindest 70% des NTSC-Gamuts gekennzeichnet ist, die erste SPD im wesentlichen weiß mit einer CCT im Bereich von 3000 K bis 9000 K ist, und Fv1 zumindest 0,05 beträgt.In certain embodiments, a display system includes a first LED emission source characterized by a first emission, and a display configured to emit a first SPD characterized by a first power component Fv1 in the range of 400 to 435 nm, wherein the display system is characterized by a gamut of at least 70% of the NTSC gamut, the first SPD is substantially white with a CCT in the range of 3000 K to 9000 K, and Fv1 is at least 0.05.

Bei bestimmten Ausführungsformen eines Anzeigesystems weist die Anzeige ein Emissionsspektrum auf, das durch eine circadiane Stimulation gekennzeichnet ist, die geringer ist als eine circadiane Stimulation eines Referenzleuchtmittels derselben CCT.In certain embodiments of a display system, the display has an emission spectrum characterized by a circadian stimulation that is less than a circadian stimulation of a reference illuminant of the same CCT.

Bei bestimmten Ausführungsformen eines Anzeigesystems weist das Anzeigesystem ferner einen Farbfiltersatz und eine Flüssigkristallanzeige auf.In certain embodiments of a display system, the display system further includes a color filter set and a liquid crystal display.

Bei bestimmten Ausführungsformen eines Anzeigesystems ist die erste SPD durch ein Maximum bei der Wellenlänge w im Wellenlängenbereich von 400 bis 435 nm gekennzeichnet, wobei der Farbfiltersatz einen Blaufilter aufweist, der durch eine maximale Transmission Tm und eine Transmission Tw bei der Wellenlänge w mit Tw/Tm > 0,8 gekennzeichnet ist.In certain embodiments of a display system, the first SPD is characterized by a maximum at the wavelength w in the wavelength range of 400 to 435 nm, the color filter set having a blue filter characterized by a maximum transmission Tm and a transmission Tw at the wavelength w with Tw / Tm > 0.8.

Bei bestimmten Ausführungsformen weist das Anzeigesystem ferner eine zweite LED-Emissionsquelle auf, die durch eine zweite Emission gekennzeichnet ist, wobei das Verhältnis von erster Emission und zweiter Emission so ausgebildet ist, dass es zur Änderung einer circadianen Stimulation eingestellt werden kann.In certain embodiments, the display system further includes a second LED emission source characterized by a second emission, wherein the ratio of the first emission and the second emission is adapted to be adjusted to alter a circadian stimulation.

Bei bestimmten Ausführungsformen eines Anzeigesystems ist das Anzeigesystem zur Verwendung mit einem Fernseher, einem Desktop-PC, einem Notebook-PC, einem Laptop-PC, einem Tablet, einem Smartphone, einem MP3-Player ausgebildet.In certain embodiments of a display system, the display system is adapted for use with a television, a desktop PC, a notebook PC, a laptop PC, a tablet, a smartphone, an MP3 player.

Bei bestimmten Ausführungsformen eines Anzeigesystems befinden sich weniger als 5% der Leistung der ersten SPD in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm.In certain embodiments of a display system, less than 5% of the power of the first SPD is in a wavelength range of 440 to 500 nm.

Bei bestimmten Ausführungsformen weist eine Lichtquelle ein LED-Bauelement auf, das zur Emission einer primären Emission ausgebildet ist, sowie eine oder mehrere wellenlängenkonvertierende Materialien, die mit der primären Emission optisch verbunden sind, wobei ein Teil der primären Emission zur Erzeugung einer sekundären Emission von dem wellenlängenkonvertierenden Material absorbiert wird, und wobei eine Kombination von primärer Emission und sekundärer Emission weißes Licht produziert, das durch eine SPD mit einem CCT und einem Farbwiedergabeindex gekennzeichnet ist, und wobei zumindest 5% der SPD sich in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 435 nm befinden, und wobei die circadiane Stimulation der SPD weniger als 80% einer circadianen Stimulation eines Referenzleuchtmittels von gleicher Farbtemperatur beträgt, und wobei das weiße Licht durch einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80 gekennzeichnet ist.In certain embodiments, a light source comprises an LED device configured to emit a primary emission and one or more wavelength-converting materials are optically connected to the primary emission, a portion of the primary emission being absorbed by the wavelength converting material to produce a secondary emission, and a combination of primary emission and secondary emission producing white light by an SPD having a CCT and a color rendering index and wherein at least 5% of the SPD is in a wavelength range of 400-435 nm, and wherein the circadian stimulation of the SPD is less than 80% of a circadian stimulation of a reference illuminant of equal color temperature, and wherein the white light is represented by a color rendering index characterized by more than 80.

Bei bestimmten Ausführungsformen einer Lichtquelle ist die primäre Emission durch eine Peakwellenlänge zwischen 405 und 425 nm gekennzeichnet.In certain embodiments of a light source, the primary emission is characterized by a peak wavelength between 405 and 425 nm.

Bei bestimmten Ausführungsformen weist ein Beleuchtungssystem ein LED-Bauelement auf, das zur Emission einer durch eine primäre SPD gekennzeichneten primären Emission ausgebildet ist, sowie zumindest einen optisch mit der Primäremission gekoppelten Leuchtstoff, wobei der zumindest eine Leuchtstoff durch eine saturierbare Absorption innerhalb eines blau-cyanfarbenen Wellenlängenbereichs gekennzeichnet ist, und wobei das LED-Bauelement so ausgebildet ist, dass es durch ein zum Abschwächen der Primäremission ausgebildetes Leistungssignal gesteuert werden kann, und wobei das System bei einem ersten Leistungsniveau eine erste SPD emittiert, die durch einen ersten spektralen Leistungsanteil Fc1 in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm und eine erste CCT gekennzeichnet ist, und wobei das System bei einem zweiten Leistungsniveau eine zweite SPD emittiert, die durch einen zweiten spektralen Leistungsanteil Fc2 in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm und eine zweite CCT gekennzeichnet ist, und worin das zweite Leistungsniveau geringer als das erste Leistungsniveau ist und der zweite Anteil Fc2 weniger als 80% des ersten Anteils Fc1 beträgt.In certain embodiments, an illumination system comprises an LED device configured to emit primary emission characterized by a primary SPD, and at least one phosphor optically coupled to the primary emission, wherein the at least one phosphor is characterized by saturable absorption within a blue-cyan Wavelength range is characterized, and wherein the LED device is designed such that it can be controlled by a power signal designed to attenuate the primary emission, and wherein the system emits at a first power level, a first SPD, which by a first spectral power component Fc1 in a Wavelength range of 440 to 500 nm and a first CCT is characterized, and wherein the system emits at a second power level, a second SPD, by a second power spectral component Fc2 in a wavelength range of 440 to 500 nm and a second CCT g wherein the second power level is less than the first power level and the second level Fc2 is less than 80% of the first level Fc1.

Bei bestimmten Ausführungsformen eines Beleuchtungssystems ist die zweite CCT um wenigstens 500 K geringer als die erste CCT.In certain embodiments of a lighting system, the second CCT is at least 500 K lower than the first CCT.

Bei bestimmten Ausführungsformen eines Beleuchtungssystems befinden sich zumindest 5% der primären SPD in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 435 nm.In certain embodiments of an illumination system, at least 5% of the primary SPD is in a wavelength range of 400 to 435 nm.

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass noch alternative Möglichkeiten zur Implementierung der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen existieren. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher als rein veranschaulichend und nicht beschränkend anzusehen, und auch die Ansprüche sind nicht auf die in dieser Schrift angegebenen Einzelheiten beschränkt, sondern können innerhalb ihres Umfangs und Äquivalenzbereichs abgeändert werden.Finally, it should be noted that alternative possibilities for implementing the embodiments disclosed in this document still exist. The present embodiments are therefore to be considered as illustrative and not restrictive, and the claims are not limited to the details given herein, but may be varied within the scope and range of equivalency.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Brainard et al. in The Journal of Neuroscience, 15. August 2001, 21(16): 6405–6412 [0058] Brainard et al. in The Journal of Neuroscience, Aug. 15, 2001, 21 (16): 6405-6412 [0058]
  • Rahman et al., Endocrinology, 7. August 2008, 149(12): 6125–6135 [0058] Rahman et al., Endocrinology, 7 August 2008, 149 (12): 6125-6135 [0058]
  • Rea und Freyssinier, Color Research and Application 38, 82–92 (2013) [0127] Rea and Freyssinier, Color Research and Application 38, 82-92 (2013) [0127]
  • IEC 60061-1 [0146] IEC 60061-1 [0146]
  • 7004-25 [0146] 7004-25 [0146]
  • 7004-22 [0146] 7004-22 [0146]
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  • IEC 60061-1 (7004-108) [0147] IEC 60061-1 (7004-108) [0147]
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  • IEC 60061-1 (7004-109) [0147] IEC 60061-1 (7004-109) [0147]
  • IEC 60061-1 (7004-73A) [0147] IEC 60061-1 (7004-73A) [0147]
  • IEC 60061-1 (7004-73B) [0147] IEC 60061-1 (7004-73B) [0147]
  • IEC 60061-1 (7004-59) [0147] IEC 60061-1 (7004-59) [0147]
  • IEC 60061-1 (7004-59) [0147] IEC 60061-1 (7004-59) [0147]
  • IEC 60061-1 (7004-59) [0147] IEC 60061-1 (7004-59) [0147]
  • IEC 60061-1 (7004-59A) [0147] IEC 60061-1 (7004-59A) [0147]
  • IEC 60061-1 (7004-129) [0147] IEC 60061-1 (7004-129) [0147]
  • IEEE 1394-Anschlüsse [0192] IEEE 1394 connections [0192]
  • IEEE-1394-Verbindung [0192] IEEE 1394 connection [0192]
  • West et al.; in ”Blue light from light-emitting diodes elicits a dosedependent suppression of melatonin in humans” J. Appl. Physiol. 110, 619–626 (2011) [0197] West et al .; in "Blue light from light-emitting diodes elicits a dosedependent suppression of melatonin in humans" J. Appl. Physiol. 110, 619-626 (2011) [0197]

Claims (27)

Lichtquelle, die aufweist: wenigstens eine erste LED-Emissionsquelle, die durch eine erste Emission gekennzeichnet ist, wenigstens eine zweite LED-Emissionsquelle, die durch eine zweite Emission gekennzeichnet ist, wobei die erste Emission und die zweite Emission zum Schaffen einer ersten kombinierten Emission und einer zweiten kombinierten Emission ausgebildet sind, die zweite kombinierte Emission durch eine erste spektrale Leistungsverteilung (SPD) und Anteile Fv1 und Fc1 gekennzeichnet ist, die erste kombinierte Emission durch eine zweite SPD und Anteile Fv2 und Fc2 gekennzeichnet ist, Fv1 den Leistungsanteil der ersten SPD im Wellenlängenbereich von 400 bis 440 nm darstellt, Fc1 den Leistungsanteil der ersten SPD im Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm darstellt, Fv2 den Leistungsanteil der zweiten SPD im Wellenlängenbereich von 400 bis 440 nm darstellt, Fc2 den Leistungsanteil der zweiten SPD im Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm darstellt, die erste SPD und die zweite SPD einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80 aufweisen, Fv1 zumindest 0,05 beträgt, Fc2 zumindest 0,1 beträgt und Fc1 um wenigstens 0,02 kleiner als Fc2 ist.A light source comprising: at least one first LED emission source characterized by a first emission, at least one second LED emission source characterized by a second emission, in which the first emission and the second emission are designed to create a first combined emission and a second combined emission, the second combined emission is characterized by a first spectral power distribution (SPD) and fractions Fv1 and Fc1, the first combined emission is characterized by a second SPD and fractions Fv2 and Fc2, Fv1 represents the power fraction of the first SPD in the wavelength range from 400 to 440 nm, Fc1 represents the power fraction of the first SPD in the wavelength range from 440 to 500 nm, Fv2 represents the power fraction of the second SPD in the wavelength range from 400 to 440 nm, Fc2 represents the power fraction of the second SPD in the wavelength range from 440 to 500 nm, the first SPD and the second SPD have a color rendering index greater than 80, Fv1 is at least 0.05, Fc2 is at least 0.1 and Fc1 is at least 0.02 smaller than Fc2. Lichtquelle nach Anspruch 1, worin die erste kombinierte Emission durch eine erste circardiane Stimulation gekennzeichnet ist, die zweite kombinierte Emission durch eine zweite circardiane Stimulation gekennzeichnet ist und die zweite circadiane Stimulation zumindest das Doppelte der ersten circadianen Stimulation beträgt.A light source according to claim 1, wherein the first combined emission is characterized by a first circadian stimulation, the second combined emission is characterized by a second circadian stimulation and the second circadian stimulation is at least twice the first circadian stimulation. Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, worin die erste LED-Emissionsquelle zumindest eine LED aufweist, die durch ein Maximum der Emission im Bereich von 405 bis 430 nm gekennzeichnet ist.A light source according to claim 1 or 2, wherein the first LED emission source comprises at least one LED characterized by a maximum emission in the range of 405 to 430 nm. Lichtquelle nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin die erste Emission und die zweite Emission zur Herstellung einer dritten kombinierten Emission ausgebildet sind, die dritte kombinierte Emission durch eine dritte SPD, einen Anteil Fv3, einen Anteil Fc3 und eine dritte circadiane Stimulation gekennzeichnet ist, Fv3 den Leistungsanteil der dritten SPD im Wellenlängenbereich von 400 bis 440 nm darstellt, Fc3 den Leistungsanteil der dritten SPD im Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm darstellt, die dritte SPD einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80 aufweist und die erste circardiane Stimulation und die dritte circardiane Stimulation voneinander verschieden sind.A light source according to claim 1, 2 or 3, wherein the first emission and the second emission are designed to produce a third combined emission, the third combined emission is characterized by a third SPD, a fraction Fv3, a fraction Fc3 and a third circadian stimulation, Fv3 represents the power fraction of the third SPD in the wavelength range from 400 to 440 nm, Fc3 represents the power fraction of the third SPD in the wavelength range from 440 to 500 nm, the third SPD has a color rendering index greater than 80 and the first circadian stimulation and the third circadian stimulation are different from each other. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die zweite Emission eine blaue Emission aus einem Licht zu größeren Wellenlängen konvertierenden Material umfasst.The light source of any one of claims 1 to 4, wherein the second emission comprises a blue emission from a light to larger wavelength converting material. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die zweite Emission eine von einer LED direkt abgegebene blaue Emission aufweist.A light source according to any one of claims 1 to 4, wherein the second emission has a blue emission directly emitted by an LED. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin eine der kombinierten Emissionen eine circadiane Stimulation herbeiführt, die der einer circadianen Stimulation eines D65-Referenzleuchtmittels entspricht.A light source as claimed in any one of claims 1 to 6, wherein one of the combined emissions induces a circadian stimulation that corresponds to a circadian stimulation of a D65 reference illuminant. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin eine der kombinierten Emissionen eine circadianen Stimulation herbeiführt, die geringer als eine circadiane Stimulation eines CIE A-Referenzleuchtmittels ist.The light source of any one of claims 1 to 6, wherein one of the combined emissions induces a circadian stimulation that is less than a circadian stimulation of a CIE A reference illuminant. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die wenigstens eine erste LED-Emissionsquelle und die wenigstens eine zweite LED-Emissionsquelle in einer verschachtelten Geometrie angeordnet sind.The light source of any one of claims 1 to 8, wherein the at least one first LED emission source and the at least one second LED emission source are arranged in a nested geometry. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die erste SPD und die zweite SPD jeweils durch einen Farbwert gekennzeichnet sind, der innerhalb des Weißlichtrahmenbereichs (514) von 5B liegt.A light source according to any one of claims 1 to 9, wherein the first SPD and the second SPD are each characterized by a color value within the white light frame area (Fig. 514 ) from 5B lies. Lichtquelle nach Anspruch 10, worin die erste SPD und die zweite SPD jeweils durch einen Farbwert gekennzeichnet sind, der in einem CIE-Farbwertdiagramm von der um ±0,005 erweiterten Planckschen Kurve und der um ±0,005 erweiterten Kurve minimaler Farbtonverschiebung umrahmt ist.The light source of claim 10, wherein the first SPD and the second SPD are each characterized by a color value framed in a CIE chromaticity diagram by the ± 0.005 extended Planckian curve and the ± 0.005 extended minimum hue shift curve. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die erste SPD und die zweite SPD jeweils durch einen Farbwert gekennzeichnet sind, der innerhalb von +/– fünf Du'v'-Punkten an einer Planckschen Kurve liegt. A light source according to any one of claims 1 to 9, wherein the first SPD and the second SPD are each characterized by a color value lying within +/- five Du'v 'points on a Planckian curve. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin, wenn ein Subjekt 90 Minuten lang einer zweiten SPD mit einer Beleuchtungsstärke von 100 lx ausgesetzt wird, eine Senkung des Melatoninblutspiegels in dem Subjekt von wenigsten 20% die Folge ist.A light source according to any one of claims 1 to 12, wherein when a subject is exposed for 90 minutes to a second SPD having an illuminance of 100 lx, the melatonin blood level in the subject is lowered by at least 20%. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin, wenn ein Subjekt 90 Minuten lang einer ersten SPD mit einer Beleuchtungsstärke von 100 lx ausgesetzt wird, eine Senkung des Melatoninblutspiegels in dem Subjekt von höchstens 20% die Folge ist.A light source as claimed in any one of claims 1 to 12, wherein when a subject is exposed for 90 minutes to a first SPD having a illuminance of 100 lux, the melatonin blood level in the subject is lowered by at most 20%. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin Fc1 höchstens 0,06 beträgt.A light source according to any one of claims 1 to 13, wherein Fc1 is at most 0.06. Anzeigesystem, das aufweist: eine erste LED-Emissionsquelle, die durch eine erste Emission gekennzeichnet ist, und eine Anzeige, die zur Emission einer ersten SPD ausgebildet ist, die durch einen ersten Leistungsanteil Fv1 im Bereich von 400 bis 435 nm gekennzeichnet ist, wobei das Anzeigesystem durch einen Gamut von zumindest 70% des NTSC-Gamuts gekennzeichnet ist, die erste SPD im Wesentlichen weiß mit einer CCT in einem Bereich von 3000 bis 9000 K ist und Fv1 zumindest 0,05 beträgt.A display system comprising: a first LED emission source characterized by a first emission and a display adapted to emit a first SPD characterized by a first power component Fv1 in the range of 400 to 435 nm, wherein the display system is characterized by a gamut of at least 70% of the NTSC gamut, the first SPD is essentially white with a CCT in a range of 3000 to 9000 K and Fv1 is at least 0.05. Anzeigesystem nach Anspruch 16, worin die Anzeige ein Emissionsspektrum aufweist, das durch eine circardiane Stimulation gekennzeichnet ist, die geringer als eine circardiane Stimulation eines Referenzleuchtmittels mit gleicher CCT ist.The display system of claim 16, wherein the display has an emission spectrum characterized by a circadian stimulation that is less than a circadian stimulation of a reference illuminant having the same CCT. Anzeigesystem nach Anspruch 16 oder 17, das ferner einen Farbfiltersatz und eine Flüssigkristallanzeige aufweist.A display system according to claim 16 or 17, further comprising a color filter set and a liquid crystal display. Anzeigesystem nach Anspruch 18, worin die erste SPD durch ein Maximum bei einer Wellenlänge w im Wellenlängenbereich von 400 bis 435 nm gekennzeichnet ist, der Farbfiltersatz einen blauen Filter aufweist, der durch eine maximale Transmission Tm und bei der Wellenlänge w durch eine Transmission Tw gekennzeichnet ist, und Tw/Tm > 0,8 ist.A display system according to claim 18, wherein the first SPD is characterized by a maximum at a wavelength w in the wavelength range from 400 to 435 nm, the color filter set has a blue filter characterized by a maximum transmission Tm and at the wavelength w by a transmission Tw and Tw / Tm> 0.8. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 16 bis 19, das ferner eine zweite LED-Emissionsquelle aufweist, die durch eine zweite Emission gekennzeichnet ist, wobei ein Verhältnis der ersten Emission zur zweiten Emission dazu ausgebildet ist, zum Ändern einer circadianen Stimulation angepasst zu werden.A display system according to any one of claims 16 to 19, further comprising a second LED emission source characterized by a second emission, wherein a ratio of the first emission to the second emission is adapted to be adapted for changing a circadian stimulation. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 16 bis 20, worin das Anzeigesystem zur Verwendung mit einem Fernseher, einem Desktop-PC, einem Notebook-PC, einem Laptop-PC, einem Tablet, einem Smartphone und einem MP3-Player ausgebildet ist.A display system according to any one of claims 16 to 20, wherein the display system is adapted for use with a television, a desktop PC, a notebook PC, a laptop PC, a tablet, a smartphone, and an MP3 player. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 16 bis 21, worin weniger als 5% der gesamten Leistung der ersten SPD in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 500 nm enthalten sind.A display system according to any one of claims 16 to 21, wherein less than 5% of the total power of the first SPD is contained in a wavelength range of 400 to 500 nm. Lichtquelle, die aufweist: ein LED-Bauelement, das zum Emittieren einer Primäremission ausgebildet ist, ein oder mehrere wellenlängenkonvertierende Materialien, die an die Primäremission optisch gekoppelt sind, wobei ein Teil der Primäremission von den wellenlängenkonvertierenden Materialien absorbiert wird, um eine Sekundäremission zu erzeugen, wobei eine Kombination von Primäremission und Sekundäremission ein weißes Licht erzeugt, das durch eine SPD mit einer CCT und einem Farbwiedergabeindex gekennzeichnet ist, wobei zumindest 5% der SPD in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 435 nm liegen, wobei eine circadiane Stimulation der SPD weniger als 80% einer circadianen Stimulation eines Referenzleuchtmittels von gleicher Farbtemperatur beträgt und wobei das weiße Licht durch einen Farbwiedergabeindex von mehr als 80 gekennzeichnet ist.A light source comprising: an LED device designed to emit a primary emission, one or more wavelength-converting materials optically coupled to the primary emission, wherein a portion of the primary emission is absorbed by the wavelength-converting materials to produce a secondary emission, wherein a combination of primary emission and secondary emission produces a white light characterized by an SPD having a CCT and a color rendering index, wherein at least 5% of the SPD are in a wavelength range of 400 to 435 nm, wherein a circadian stimulation of the SPD is less than 80% of a circadian stimulation of a reference illuminant of equal color temperature, and wherein the white light is characterized by a color rendering index of greater than 80. Lichtquelle nach Anspruch 23, worin die Primäremission durch ein Maximum bei einer Wellenlänge zwischen 405 und 425 nm gekennzeichnet ist.A light source according to claim 23, wherein the primary emission is characterized by a maximum at a wavelength between 405 and 425 nm. Beleuchtungssystem, das aufweist: ein LED-Bauelement, das zum Emittieren einer Primäremission ausgebildet ist, die durch eine Primär-SPD gekennzeichnet ist, wenigstens einen an die Primäremission optisch gekoppelten Leuchtstoff, wobei der wenigstens eine Leuchtstoff durch eine innerhalb eines blau-cyanfarbenen Wellenlängenbereichs sättigbare Absorption gekennzeichnet ist, wobei das LED-Bauelement dazu ausgebildet ist, mittels eines zum Abschwächen der Primäremission ausgebildeten Leistungssignals gesteuert zu werden, wobei das System bei einem ersten Leistungsniveau eine erste SPD emittiert, die durch einen ersten spektralen Leistungsanteil fc1 in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm und eine erste CCT gekennzeichnet ist, wobei das System bei einem zweiten Leistungsniveau eine zweite SPD emittiert, die durch einen zweiten spektralen Leistungsanteil fc2 in einem Wellenlängenbereich von 440 bis 500 nm und eine zweite CCT gekennzeichnet ist, und wobei das zweite Leistungsniveau kleiner als das erste Leistungsniveau und der zweite Anteil fc2 kleiner als 80% des ersten Anteils fc1 ist. An illumination system comprising: an LED device configured to emit a primary emission characterized by a primary SPD, at least one phosphor optically coupled to the primary emission, said at least one phosphor being saturable by a within a blue-cyan wavelength range Characterized in that the LED device is adapted to be controlled by means of a power signal designed to attenuate the primary emission, the system emitting at a first power level a first SPD represented by a first spectral power component fc1 in a wavelength range from 440 to 500 nm and a first CCT, the system emitting at a second power level a second SPD characterized by a second spectral power component fc2 in a wavelength range of 440 to 500 nm and a second CCT, and wherein the second power level is less than the first level of performance and the second level fc2 is less than 80% of the first level fc1. Beleuchtungssystem nach Anspruch 25, worin die zweite CCT um zumindest 500 K niedriger als die erste CCT ist.The illumination system of claim 25, wherein the second CCT is at least 500 K lower than the first CCT. Beleuchtungssystem nach Anspruch 25 oder 26, worin wenigstens 5% der Primär-SPD in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 435 nm liegen.The illumination system of claim 25 or 26, wherein at least 5% of the primary SPD is in a wavelength range of 400 to 435 nm.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225338A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Continental Automotive Gmbh Method for dimming a lighting device and corresponding device for carrying out the method
DE102017204086A1 (en) 2017-03-13 2018-09-13 Osram Gmbh METHOD FOR OPERATING A LIGHT-EMITTING MODULE AND LIGHT-EMITTING MODULE
CN109387972A (en) * 2017-08-04 2019-02-26 Soraa有限公司 Low blue light display
DE102019118664A1 (en) * 2019-03-18 2020-09-24 Zumtobel Lighting Gmbh LED module
CN112088033A (en) * 2018-01-11 2020-12-15 生态照明公司 Display lighting system with circadian rhythm effect

Non-Patent Citations (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(7004-06-1)
7004-21
7004-21A-2
7004-22
7004-23
7004-24
7004-24-A1
7004-25
7004-26
7004-28
Brainard et al. in The Journal of Neuroscience, 15. August 2001, 21(16): 6405-6412
IEC 60061-1
IEC 60061-1 (7004-108)
IEC 60061-1 (7004-109)
IEC 60061-1 (7004-126-1)
IEC 60061-1 (7004-129)
IEC 60061-1 (7004-52-5)
IEC 60061-1 (7004-59)
IEC 60061-1 (7004-59A)
IEC 60061-1 (7004-64)
IEC 60061-1 (7004-72)
IEC 60061-1 (7004-72A)
IEC 60061-1 (7004-73)
IEC 60061-1 (7004-73A)
IEC 60061-1 (7004-73B)
IEEE 1394-Anschlüsse
IEEE-1394-Verbindung
Rahman et al., Endocrinology, 7. August 2008, 149(12): 6125-6135
Rea und Freyssinier, Color Research and Application 38, 82-92 (2013)
West et al.; in "Blue light from light-emitting diodes elicits a dosedependent suppression of melatonin in humans" J. Appl. Physiol. 110, 619-626 (2011)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225338A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Continental Automotive Gmbh Method for dimming a lighting device and corresponding device for carrying out the method
DE102017204086A1 (en) 2017-03-13 2018-09-13 Osram Gmbh METHOD FOR OPERATING A LIGHT-EMITTING MODULE AND LIGHT-EMITTING MODULE
CN109387972A (en) * 2017-08-04 2019-02-26 Soraa有限公司 Low blue light display
US12007650B2 (en) 2017-08-04 2024-06-11 Korrus, Inc. Low blue light displays
CN112088033A (en) * 2018-01-11 2020-12-15 生态照明公司 Display lighting system with circadian rhythm effect
CN112088033B (en) * 2018-01-11 2024-05-03 生态照明公司 Display lighting system with circadian effect
DE102019118664A1 (en) * 2019-03-18 2020-09-24 Zumtobel Lighting Gmbh LED module

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