DE112015002683T5

DE112015002683T5 - Beleuchtungseinrichtungen mit variablem Gamut

Info

Publication number: DE112015002683T5
Application number: DE112015002683.5T
Authority: DE
Inventors: Antony Paul Van de Ven; Benjamin A. Jacobson
Original assignee: Cree Inc
Current assignee: Cree Lighting USA LLC
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2017-04-27
Also published as: CN106664765B; CN106664765A; WO2015187531A1; US9192013B1; US20150359050A1

Abstract

Beleuchtungseinrichtungen umfassen mehrere Emitter (zum Beispiel LEDs, optional in Kombination mit ein oder mehreren Luminophoren), die angeordnet sind, um in mehreren Betriebszuständen betrieben zu werden, die angeordnet sind, um unterschiedliche Gamut-Flächen-Index (GAI) oder relative Gamut (Qg) Werte zu erzeugen, vorzugsweise in Verbindung mit einer kleinen oder nicht wahrnehmbaren Änderung im Lichtstrom und/oder im Farbpunkt. Ein erster Emitter oder eine erste Emittergruppe und ein zweiter Emitter oder eine zweite Emittergruppe können getrennt angeordnet sein, um weißes Licht mit unterschiedlichen Gamut-Flächen zu erzeugen. Eine Einstellung eines Betriebs von Emittern kann auf ein Benutzereingabeelement oder einen Sensor reagieren.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Patentanmeldung mit der Nummer 14/298,229, die am 6. Juni 2014 eingereicht wurde.
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Der hier offenbarte Gegenstand betrifft Beleuchtungseinrichtungen einschließlich von Festkörper-Beleuchtungseinrichtungen, die elektrisch aktivierte Festkörper-Lichtemitter umfassen können, die optional angeordnet sind, um Emissionen von ein oder mehreren Luminophoren zu stimulieren, und betrifft zugehörige Verfahren zum Herstellen und verwenden von derartigen Beleuchtungseinrichtungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Festkörperemitter, wie beispielsweise LEDs oder Laser, können verwendet werden, um weißes Licht (welches zum Beispiel als weiß oder nahezu-weiß wahrgenommen wird) bereitzustellen, und sind zunehmend als möglicher Ersatz für weiße Glühlampen attraktiv. Festkörperemitter können luminophorische Materialen (die auch als Luminophore bekannt sind) umfassen, die einen Teil der von dem Emitter ausgesendeten Emissionen mit einer ersten Spitzenellenlänge absorbieren und Licht, welches eine zweite Spitzenwellenlänge aufweist, die sich von der ersten spitzen Wellenlänge unterscheidet, erneut emittieren (aussenden). Phosphorstoffe, Szintillatoren und luminophorische Farben sind gebräuchliche luminophorische Materialen. Licht, welches als weiß oder nahezu-weiß wahrgenommen wird, kann durch eine Kombination von roten, grünen und blauen („RGB”) Emittern oder alternativ durch kombinierte Emissionen einer blauen Leuchtdiode („LED”) und einem Luminophor, wie beispielsweise einem gelben Phosphor (zum Beispiel YAG:Ce oder Ce:YAG) erzeugt werden. In dem letzteren Fall tritt ein Teil der blauen LED Emissionen durch den Phosphor, während ein anderer Teil der blauen Emissionen auf gelb heruntergewandelt wird, und das blaue und das gelbe Licht in Kombination wird als weiß wahrgenommen.
Weißes Licht kann auch durch Stimulation von Phosphorstoffen oder Farbstoffen von mehreren Farben mit einer violetten oder ultravioletten (UV) LED Quelle erzeugt werden.
Es ist bekannt einen LED Chip in ein Gehäuse (eine Verpackung) zu verpacken, um einen Schutz vor der Umgebung und/oder einen mechanischen Schutz, eine Farbauswahl, eine Lichtfokussierung und andere Funktionen bereitzustellen. Ein LED Gehäuse umfasst auch elektrische Zuleitungen, Kontakte und/oder Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung des LED Gehäuses mit einer externen Schaltung. Eine herkömmliche LED Verpackung (Gehäuse) 20 ist in 1 dargestellt, nämlich mit ein oder mehreren LED Chips 22, die auf einem Träger wie beispielsweise einer gedruckten Schaltungsplatine (PCB), einem Substrat oder einer Halterung 23 angebracht sind, die ein keramisches Material umfassen können. Die Anordnung bzw. die Verpackung 20 kann ein oder mehrere LED Chips 22 mit irgendeinem geeigneten spektralen Ausgang umfassen (zum Beispiel ultraviolett, blau, grün, rot, weiß (zum Beispiel einen blauen LED Chip, der angeordnet ist, um Emissionen von einem Phosphormaterial zu stimulieren) und/oder andere Farben). Ein Reflektor 24 kann auf der Halterung 23 (zum Beispiel mit einem Lötmittel oder Epoxid) angebracht sein, um den LED Chip (die LED Chips) 22 zu umgeben, Licht, welches von den LED Chips 22 emittiert wird, von der Anordnung 20 weg zu reflektieren, und auch um einen mechanischen Schutz für die LED Chips 22 bereitzustellen. Ein oder mehrere Drahtbondungs-Verbindungen 21 können zwischen ohmschen Kontakten auf den LED Chips 22 und elektrischen Leiterbahnen 25A, 25B auf der Halterung 23 gebildet sein. Die LED Chips 22 sind mit einer transparenten Verkapselung 26 abgedeckt, die für die Chips einen mechanischen Schutz und einen Schutz vor der Umgebung bereitstellen kann, während sie auch als eine Linse wirkt.
Die Emissionen einer blauen LED in Kombination mit einem gelben oder grünen luminophorischen Material können der Art nach nahezu-weiß sein und werden als „blau-verschobenes gelb” („BSY”) Licht oder als „blau-verschobenes grünes” („BSG”) Licht bezeichnet. Eine Hinzufügung eines roten spektrale Ausgangs von einer rot-emittierenden LED (um eine „BSY + R” Einrichtung bereitzustellen) oder von einem roten luminophorischen Material (um eine „BS (Y + R)” hervorzubringen) kann verwendet werden, um die Wärme des zusammengesetzten Lichtausgangs zu erhöhen und Licht, welches von Glühlampen erzeugt wird, besser zu approximieren.
Eine künstliche Beleuchtung mit Qualität versucht im Allgemeinen die Charakteristiken von natürlichem Licht zu emulieren. Natürliche Lichtquellen umfassen das Tageslicht mit einer relativ hohen Farbtemperatur (zum Beispiel ungefähr 5000 K) und Glühlampen mit einer niedrigeren Farbtemperatur (zum Beispiel ungefähr 2800 K).
Eine Farbreproduktion wird gewöhnlicherweise unter Verwendung eines Farbwiedergabeindex (Color Rendering Index; CRI) oder einem durchschnittlichen Farbwiedergabeindex (Average Color Rendering Index; CRI Ra) gemessen. Um den CRI zu berechnen, wird die Farbwiedergabe von 14 reflektierenden Proben simuliert, wenn sie mit einer Referenzstrahlungsquelle (Beleuchtungsquelle) und der Testquelle beleuchtet werden. Der allgemeine oder der durchschnittliche Farbwiedergabe Index CRI Ra ist ein modifizierter Durchschnitt, der die ersten acht Indices verwendet, wobei diese alle eine niedrige bis mäßige chromatische Sättigung aufweisen (R9 ist eine von sechs gesättigten Testfarben, die bei der Berechnung des CRI nicht verwendet werden, wobei R9 einen großen roten Gehalt verkörpert). Der CRI und der CRI Ra Index werden verwendet, um zu bestimmen, wie gut eine künstliche Lichtquelle mit der Farbwiedergabe einer natürlichen Lichtquelle bei der gleichen korrelierten Farbtemperatur übereinstimmt. Tageslicht weist einen hohen CRI Ra (ungefähr 100) auf, wobei Glühbirnen ebenfalls relativ nahe sind (mit einem CRI Ra größer als 95), und wobei eine Fluoreszenzbeleuchtung weniger genau ist (mit typischen CRI Ra Werten von ungefähr 70–80).
Der CRI Ra (oder CRI) Wert alleine ist nicht ein adäquates Maß über die Güte einer Lichtquelle, da er wenig Information bereitstellt, um eine Farbunterscheidung (zum Beispiel um feine Unterschiede im Farbton zu unterscheiden) oder eine Farbpräferenz vorherzusagen. Tatsächlich erscheint der Mensch eine natürliche Bevorzugung für hellere Farben zu haben. Tageslicht stellt ein Lichtspektrum bereit, das dem menschlichen Auge erlaubt helle und leuchtende bzw. lebhafte Farben wahrzunehmen, was ermöglicht, dass Objekte sogar mit feinen Farbschattierungsunterschieden unterschieden werden können. Demzufolge wird allgemein anerkannt, dass das Tageslicht das „beste„ Licht zur Hervorhebung und Unterscheidung von Farbe ist. Die Fähigkeit der menschlichen Sehfähigkeit Farbe zu unterscheiden ist bei korrelierten Farbtemperaturbedingungen, die den gleichen CRI Ra hervorbringen, unterschiedlich. Eine derartige Differenzierung ist proportional zu der Farbbandbreite (dem Farbraum bzw. Gamut) des Beleuchtungslichts.
Die Bandbreite bzw. der Farbraum d. h. die Gamut-Fläche einer Lichtquelle kann als die Fläche bzw. das Gebiet berechnet werden, die/das innerhalb eines Polygons eingeschlossen ist, die von den Chromatizitäten in dem CIE 1976 u'v' Farbraum der acht Farbchips, die zum Berechnen des CRI Ra verwendet werden, definiert ist, wenn sie mit einer Testlichtquelle beleuchtet werden. Der Gamut-Flächen-Index (Gamut Area Index; GAI) ist eine zweckdienliche Vorgehensweise zur Charakterisierung des Chromatizitätsraums, wie gesättigt die Beleuchtung die Objekte erscheinen lässt – wobei ein größerer GAI Objektfarben mehr gesättigt erscheinen lässt. Der GAI ist eine relative Zahl, mit der ein imaginäres Spektrum mit gleicher Energie (Gleichenergiespektrum) mit 100 bewertet wird (wobei die Strahlungsleistung bei sämtlichen Wellenlängen gleich ist). Der GAI für eine Testquelle wird durch Vergleichen der Farbraumfläche des Lichts, die gerade getestet wird, mit der Farbraumfläche, die von der imaginären oder theoretischen Quelle mit dem Gleichenergiespektrum (Equal Energy Spektrum; EES) hervorgebracht wird, bestimmt. Im Gegensatz zu dem CRI Ra (oder CRI), der einen maximalen Wert von 100 aufweist, kann der GAI Wert 100 übersteigen, was bedeutet, dass einige Quellen Farben mehr sättigen als eine Gleichenergiequelle zur Sättigung von Farben dient.
Es ist festgestellt worden, dass typische Schwarzkörper-artige Lichtquellen und typische Tageslicht-ähnliche Lichtquellen unterschiedliche Gamut-Flächen aufweisen. Quellen mit einer niedrigen korrelierten Farbtemperatur (Correlated Color Temperatur; CCT) (zum Beispiel glühende Emitter) weisen einen Gamut-Flächen-Index von ungefähr 50% auf (d. h. ungefähr die Hälfte der Gamut-Fläche der EES Quelle). Quellen mit höheren CCT Werten weisen einen größeren GAI auf. Zum Beispiel kann ein sehr bläuliches Licht mit einem CCT von 10000 K einen GAI von 140% aufweisen.
Eine andere Vorgehensweise zu charakterisieren, wie gesättigt ein Leuchtmittel Objekte erscheinen lässt, ist eine relative Gamut-Fläche oder Q_g, die die Fläche ist, die von den (A*, B*) Koordinaten der 15 Test-Farbproben in CIELAB normalisiert durch die Gamut-Fläche einer Referenzbeleuchtung bei dem gleichen CCT und multipliziert mit 100 ist. Wie der GAI können Q_g Werte 100 übersteigen. Wegen einer chromatischen Adaption, und weil die CCT gewählt wird, um den gesamten Farbton einer Umgebung als Teil des Beleuchtung-Designprozesses einzustellen, können Maßnahmen mit variabler Referenz, wie beispielsweise Q_g für ein angewendetes Beleuchtungsdesign besonders relevant sein. Wenn der relative Gamut größer als derjenige der Referenz ist, und die Helligkeit niedriger als diejenige ist, die von Tageslicht bereitgestellt wird, dann könnte ein Zuwachs in der Präferenz und der Unterscheidung relativ zu der Referenz bei dem gleichen CCT erwartet werden. Im Gegensatz dazu, wenn der relative Gamut kleiner ist als die Referenz, dann könnte ein Absinken in der Präferenz und der Unterscheidung relativ zu der Referenz bei dem gleichen CCT erwartet werden.
Die Referenzspektren, die für Farbwiedergabeindex-Berechnungen verwendet werden, wurden als ideale Beleuchtungsquellen gewählt, die im Hinblick auf deren Farbtemperatur definiert werden. Wenn ein erwärmtes Objekt glühend wird, glüht es zunächst rötlich, dann gelblich, dann weiß und schließlich bläulich. Somit beziehen sich die auftretenden Farben von glühenden Materialien direkt auf deren tatsächliche Temperatur (in Kelvin (K)). Von praktischen Materialien, die glühend sind, sagt man, dass sie korrelierte Farbtemperatur (CCT) Werte aufweisen, die sich direkt auf Farbtemperaturen von Schwarzkörperquellen beziehen. Die CCT soll die auftretende „Tönung” der Beleuchtung (zum Beispiel warm oder kalt) charakterisieren, die von einer elektrischen Lichtquelle hervorgebracht wird. Bestimmte implizite Annahmen sind bei dieser CCT Bezeichnung eingebettet – wie beispielsweise die Annahme, dass Chromatizitäten entlang der Linie der Schwarzkörperstrahlung als „weiß” wahrgenommen werden und dass eine CCT Bezeichnung für eine hergestellte Lichtquelle eine Konsistenz in den Chromatizitäten von sämtlichen Quellen, die diese Bezeichnung aufweisen, impliziert. Forschungsarbeiten legen jedoch nahe, dass die meisten Quellen mit Chromatizitäten entlang der Linie der Schwarzkörperstrahlung dagegen nicht als „weiß” erscheinen, so dass Quellen eine Beleuchtung mit einer unterscheidbaren Tönung bereitstellen. Eine empirisch eingerichtete Linie mit einer minimalen Tönung in dem CIE 1931 (x, y) Chromatizitätsraum für CCTs zwischen 2700 K und 6500 K ist in 2 gezeigt. Forscher haben gezeigt, dass eine Mehrzahl von Menschen Beleuchtungsquellen mit dieser „Weißkörperlinie” (d. h. einer Linie mit einer minimalen Tönung) mehr als diejenigen der gleichen CCT Linie einer Schwarzkörperstrahlung bevorzugen (siehe zum Beispiel Rea, M. S. und Freyssinier, J. P.: White lighting for residential applications, Light Res. Tech., 45(3), Seiten 331–344 (2013). Wie in 2 gezeigt ist bei CCT Werten unter ungefähr 4000 K die „Weißkörperlinie” (White Body Line; BWL) unter der Schwarzkörperkurve, wohingegen bei höheren CCT Werten die BWL über der Schwarzkörperlinie ist.
Rea und Freyssinier haben vorgeschlagen, dass eine Beleuchtung im allgemeinen dadurch verbessert werden kann, dass sichergestellt wird, dass deren CRI Ra Wert wenigstens 80 ist, während dessen GAI in einem Bereich von 80 bis 100 ist (d. h. von 80% bis 100% eines Gleichenergiespektrums).
Die Charakteristiken, einschließlich von CCT, CRI Ra, GAI, CIA 1931 (x, y) Koordinaten, dem Lumineszenzwirkungsgrad (Lm/W) und skotopischen/photopischen (S/P) Verhältnissen für 18 unterschiedliche Lichtquellen sind in 3A tabellarisch aufgeführt, und Chromatizitäten für gewählte Quellen der voranstehenden 18 Lichtquellen sind in 3B zusammen mit der Schwarzkörperkurve und der BWL (der Linie mit minimaler Tönung) aufgeführt (Quelle: ”Value Metrics for Better Lighting,” Rea, Mark S., et al., 2013, Seiten 54 & 63, SPIE Press (Bellingham, Washington, US), ISBN 978-0-8194-9322-4). Wie in 3A angezeigt unterscheidet sich die Fähigkeit von künstlichen Lichtquellen Farbobjekte genau zu beleuchten nach dem Typ enorm. Festkörperermittler, wie beispielsweise LEDs, in Kombination mit Luminophoren erzeugen weißes Licht durch Mischen von relativ schmalen Wellenlängenbändern zusammen mit spektralen Abständen zwischen Spitzen der LEDs und/oder Luminophoren. Das sich ergebende Licht kann mit bestimmten Farben des Spektrums unter-gesättigt sein oder mit bestimmten Farben übersättigt sein. Eine Vorgehensweise eine Übersättigung in Bezug auf bestimmte Teile des sichtbaren Spektrums zu beseitigen und dadurch den CRI zu verbessern, umfasst eine Kerbenfilterung der LED Beleuchtungssysteme mit einem optischen Element (welches zum Beispiel eine Edelerdenverbindung beinhaltet, wie beispielsweise ein Neodymoxid oder ein Farbpigment), welches Lichtemissionen so filtert, dass Licht, welches durch das optische Element tritt oder davon reflektiert wird, eine spektrale Kerbe aufzeigt, wie in der Veröffentlichung der U.S. Patentanmeldung mit der Nummer 2013/0170199 A2 mit dem Titel „LED lighting using spectral notching” offenbart ist, (die hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist). Diese Veröffentlichung offenbart, dass CRI und GAI Werte von LED Lichtquellen durch die Verwendung einer Kerbenfilterung verbessert werden können, um so einen CRI von 84 auf 90 anzuheben und einen GAI von 50 auf 58 anzuheben. Alternativ kann eine vorsichtige Auswahl von Materialien, die in LED Beleuchtungsquellen verwendet werden, die Erzielung von CRI Ra Werten von 90–95 oder mehr ermöglichen, siehe zum Beispiel das U.S. Patent mit der Nummer 7,213,940 , welches hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist.
Die Verwendung von kerbengefiltertem Lichtquellen (wie beispielsweise weitläufig erhältliche General Electric wheel Glühlampen) oder von nicht gefilterten Lichtquellen hängt von der persönlichen Präferenz ab. Obwohl eine Mehrzahl von Betrachtern subjektiv kerbengefiltertem Lichtquellen gegenüber nicht gefilterten Quellen für allgemeine Innenbeleuchtungen bevorzugen, mag dies für eine Minderheit von Betrachtern nicht gelten. Zusätzlich kann eine derartige Präferenz von dem Objekt (den Objekten) oder Oberflächen, die beleuchtet werden sollen, abhängen und/oder der Anwesenheit oder Abwesenheit von natürlichem Licht, so wie dies zu bestimmten Tageszeiten in einen Innenraum durch ein oder mehrere Fenster eintreten kann. Beim Auswählen von künstlichen Lichtquellen ist es eine Herausforderung Betrachter-abhängige und/oder Kontext-abhängige Präferenzen zu berücksichtigen.
Der Stand der Technik sucht fortwährend nach verbesserten Festkörper-Beleuchtungseinrichtungen, die gewünschte Beleuchtungscharakteristiken bereitstellen und in der Lage sind die Herausforderungen im Zusammenhang mit herkömmlichen Beleuchtungseinrichtungen zu beseitigen
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft in verschiedenen Aspekten Beleuchtungseinrichtungen mit mehreren elektrisch aktivierten Emittern, die angeordnet sind, um in mehreren Betriebszuständen betrieben zu werden, die angeordnet sind, um unterschiedliche Gamut-Flächen-Index (GAI) Werte (die sich zum Beispiel um wenigstens 10%, um wenigstens 15% oder um einen anderen hier offenbarten Schwellwert unterscheiden) oder relative Gamut (Q_g) Werte (die sich zum Beispiel um wenigstens 5%, um wenigstens 10%, um wenigstens 15%, oder um einen anderen hier offenbarten Schwellwert unterscheiden) zu erzeugen, vorzugsweise in Verbindung mit einer kleinen (zum Beispiel bevorzugter Weise nicht wahrnehmbaren) Änderung in dem Farbpunkt und/oder dem Lichtstrom. Ein erster Emitter oder eine Emittergruppe (angeordnet zum Erzeugen eines Lichtgemischs mit einem ersten Farbpunkt) und ein zweiter Emitter oder eine Emittergruppe (angeordnet zum Erzeugen eines Lichtgemischs mit einem zweiten Farbpunkt) können getrennt angeordnet werden, um weißes Licht mit unterschiedlichen Gamut-Flächen- und/oder relativen Gamut-Werten zu erzeugen. Erste und zweite Punkte erfüllen ein oder mehrere der folgenden Kriterien: eine Nähe von nicht mehr als sieben MacAdam Ellipsen auf einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm; einer Farbpunktdifferenz entsprechend zu einem Delta u'v Wert von nicht größer als 0,01 auf einem CIE 1976 Chromatizitätsdiagramm; einer korrelierten Farbtemperaturdifferenz von nicht größer als 2%; und einer Lichtstromdifferenz von nicht größer als 2%. In bestimmten Aspekten können die elektrisch aktivierten Emitter Festkörper-Emitter, beispielsweise Leuchtdioden, umfassen, die optional angeordnet sind, um Emissionen von ein oder mehreren luminophorischen Materialen zu stimulieren. Eine Steuerschaltung kann angeordnet sein, um einen Betrieb von ein oder mehreren Emittern einer Vielzahl von Emittern einzustellen, so das sie sich zwischen zwei Betriebszuständen einer Beleuchtungseinrichtung bewegen, um den Gamut von Emissionen in der Beleuchtungseinrichtung zu verändern. Eine derartige Einstellung eines Betriebs kann auf ein Benutzereingabeelement und/oder einen Sensor reagieren. Mit anderen Worten, wenigstens ein Benutzereingabeelement und ein Sensor können angeordnet sein, um einen Betrieb von wenigstens einem Emitter eines ersten und eines zweiten elektrisch aktivierten Emitters einzustellen, so dass er sich zwischen wenigstens zwei Betriebszuständen bewegt. Ein oder mehrere zusammengesetzte Farbpunkte einer Beleuchtungseinrichtung mit einstellbarem Gamut können auf oder in der Nähe zu der Schwarzkörper-Ortskurve oder der Weißkörperlinie (oder Linie der minimalen Tönung) sein. Wenigstens ein Farbpunkt kann einen gewünschten Farbwiedergabewert (zum Beispiel CRI Ra von wenigstens 50, wenigstens 80 oder einem anderen hier offenbarten Wert) umfassen. Wenigstens ein Farbpunkt kann einen GAI (oder Q_g) Wert in einem Bereich von 80 bis 100 umfassen, optional in Kombination mit einem CRI Ra Wert von wenigstens 80. Erste und zweite Farbpunkte können in einem gewünschten Bereich von 2500 K bis 5000 K, von 2700 K bis 4000 K oder irgendeinem anderen hier offenbarten Bereich sein. Wenigstens ein Betriebszustand kann angeordnet bzw. ausgelegt sein, um einen Beleuchtungs- bzw. Lumineszenzwirkungsgrad von wenigstens 60 Lumen pro Watt und/oder einen Lichtstrom von wenigstens 500 Lumen bereitzustellen. Bei einer Beleuchtungseinrichtung mit einstellbaren Gamut kann vorzugsweise irgendein nicht-Luminophor-umgewandelter elektrisch aktivierter blauer Festkörper-Lichtemitter fehlen.
In einem Aspekt umfasst eine Beleuchtungseinrichtung: einen ersten elektrisch aktivierten Emitter; einen zweiten elektrisch aktivierten Emitter; und eine Steuerschaltung, die konfiguriert ist, um einen Betrieb der ersten und zweiten elektrisch aktivierten Emitter einzustellen, so dass er sich zwischen wenigstens zwei Betriebszuständen bewegt; wobei ein erster Betriebszustand der wenigstens zwei Betriebszustände eine Kombination von Licht erzeugt, das die Beleuchtungseinrichtung verlässt, das von dem ersten elektrisch aktivierten Emitter und dem zweiten elektrisch aktivierten Emitter ausgesendet wurde und das, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, zusammengesetzte Lichtemissionen des ersten Betriebszustands mit einem ersten Gamut-Flächen-Index (GAI) Wert erzeugt; wobei ein zweiter Betriebszustand der wenigstens zwei Betriebszustände eine Kombination von Licht erzeugt, das die Beleuchtungseinrichtung verlässt, das von dem ersten elektrisch aktivierten Emitter und dem zweiten elektrisch aktivierten Emitter ausgesendet wurde und das, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, zusammengesetzte Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands mit einem zweiten GAI Wert erzeugt; wobei sich der zweite GAI Wert von dem ersten GAI Wert um wenigstens 10% unterscheidet; und wobei die zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, Emissionen mit einem ersten Farbpunkt erzeugen, und die zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, Emissionen mit einem zweiten Farbpunkt erzeugen, und wobei sich, wenn sie auf einem CRI 1976 u'-v' Chromatizitätsdiagramm aufgetragen werden, der erste Farbpunkt und der zweite Farbpunkt voneinander um einen Delta u'v' Wert von nicht größer als 0,01 unterscheiden.
In einem anderen Aspekt umfasst eine Festkörper-Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Emittern und eine Steuerschaltung, die konfiguriert ist, um einen Betrieb der Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Emittern einzustellen, um sich zwischen wenigstens zwei Betriebszuständen zu bewegen, wobei: ein erster Betriebszustand zusammengesetzte Lichtemissionen des ersten Betriebszustands mit einem ersten Gamut-Flächen-Index (GAI) Wert erzeugt; ein zweiter Betriebszustand zusammengesetzte Lichtemissionen des zweiten Betriebszustand mit einem zweiten Gamut-Flächen-Index (GAI) Wert erzeugt; sich der zweite GAI-Wert von dem ersten GAI Wert um wenigstens 10% unterscheidet; und ein erster Farbpunkt, der von den zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands erzeugt wird, von einem zweiten Farbpunkt, der von den zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustand erzeugt wird, um nicht mehr als sieben MacAdam Ellipsen auf einem 1931 CIE Chromatizitätsdiagramm unterscheiden.
In bestimmten Aspekten können Gamut-Flächen-Index (GAI) Werte hier angegebene Vergleiche durch einen relativen Gamut (Q_g) ersetzt werden.
In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren, umfassend ein Beleuchten eines Objekts, eines Raums oder einer Umgebung, unter Verwendung einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung wie hier beschrieben.
In einem anderen Aspekt können irgendwelche der vorangehenden Aspekte und/oder verschiedene getrennte Aspekte und Merkmale, so wie sie hier beschrieben werden, für zusätzliche Vorteile kombiniert werden. Irgendwelche der verschiedenen Merkmale und Elemente, die hier offenbart sind, können mit einem oder mehreren anderen offenbarten Merkmalen und Elementen kombiniert werden, außer wenn dies hier gegensätzlich angedeutet wird.
Andere Aspekte, Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ergeben sich näher aus der nun folgenden Offenbarung und den angehängten Ansprüchen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Seitenquerschnittsansicht einer ersten herkömmlichen Leuchtdioden-Anordnung;
2 ein Auszug eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramms, das die Ortskurve des schwarzen Körpers zeigt, und mit einer Linie einer minimalen Tönung (oder einer „Weißkörperlinie”), die sich zwischen CCT Werten von 2700 K bis 6500 K erstreckt;
3A ein Diagramm mit CCT, CRI Ra, GAI, CIE 1931 (x, y) Koordinaten, dem Beleuchtungswirkungsgrad (Lm/W) und den skotopischen/photopischen (S/P) Verhältnissen für 18 unterschiedliche Lichtquellen;
3B ein Auszug aus einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, das die Ortskurve des schwarzen Körpers, die Linie der minimalen Tönung (oder die „Weißkörperlinie”), die sich zwischen CCT werden von 2700 K bis 6500 K erstreckt, und (x, y) Koordinatendarstellungen für gewählte Quellen der in 3A aufgelisteten 18 Lichtquellen darstellt;
4 ein Auszug aus einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörper-Ortskurve zeigt und eine Linie der minimalen Tönung, approximiert mit geraden Liniensegmenten, die sich zwischen sechs Punkten erstrecken, zeigt
5 ein Schwarz- und Weiß-CIE 1976 (u'v') Chromatizitätsdiagramm, wie modifiziert, um Bereiche mit einer Identifikation von jeweiligen Farben zu umfassen;
6 ein Auszug aus einem CIE 1976 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörper-Ortskurve (BBL) (die auch als die Plank'sche Ortskurve bekannt ist) und eine geschlossene gestrichelte Form darstellt, die potentielle Farbpunkte verkörpert, die von einer Beleuchtungseinrichtung wie hier offenbart ausgegeben werden sollen, wobei die gestrichelte Form einen Bereich verkörpert, der von einem CCT Wert in einem Bereich von 2500 K bis 10.000 K definiert wird, und einen Plank'schen Offset Delta u'v' Bereich (d. h. einen Abstand zwischen einem Punkt von Interesse auf einem CIE 1976 Chromatizitätsdiagramm und dem nächsten Punkt auf der Plank'sche Ortskurve (zum Beispiel bei der gleichen korrelierten Farbtemperatur)) von negativ 0,01 bis negativ 0,02 überspannt;
7A ein Auszug eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörper-Ortskurve, die Linie der minimalen Tönung (oder „Weißkörperkurve”), die sich zwischen CCT Werten von 2700 K bis 6500 K erstreckt, periodische Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von neun Zonen mit unterschiedlichen Werten des Gamut-Flächen-Index (GAI), erhalten durch Modellierung einer ersten beispielhaften Beleuchtungseinrichtung mit einer blauen LED (Spitzenwellenlänge 452 nm), angeordnet zum Stimulieren von Emissionen gelbem (YAG 108) Phosphor, in Kombination mit einer orange-roten LED (dominante Wellenlänge 619 nm), zeigt;
7B ein Auszug eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramms mit einer Darstellung der Schwarzkörper-Ortskurve, der Linie der minimalen Tönung (oder der „Weißkörperlinie”), die sich zwischen CCT Werten von 2700 K bis 6500 K erstreckt, periodischen Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von neun Zonen mit unterschiedlichen Bereichen des Farbwiedergabeindex (GAI), die durch Modellierung der gleichen Beleuchtungseinrichtung gemäß 7A erhalten wurden;
8A ein Auszug eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörper-Ortskurve, die Linie der minimalen Tönung (oder „Weißkörperkurve”), die sich zwischen CCT Werten von 2700 K bis 6500 K erstreckt, periodische Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von neun Zonen mit unterschiedlichen Werten des Gamut-Flächen-Index (GAI), erhalten durch Modellierung einer zweiten beispielhaften Beleuchtungseinrichtung mit einer blauen LED (Spitzenwellenlänge 452 nm), angeordnet zum Stimulieren von Emissionen gelbem/grünem (LuAg) Phosphor, in Kombination mit einer orange-roten LED (dominante Wellenlänge 619 nm), zeigt;
8B ein Auszug eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramms mit einer Darstellung der Schwarzkörper-Ortskurve, der Linie mit minimaler Tönung (oder „Weißkörperlinie”), die sich zwischen CCT Werten von 2700 K bis 6500 K erstreckt, periodischen Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von zehn Zonen mit unterschiedlichen Bereichen des Farbwiedergabeindex (CRI Ra), die durch Modellierung der gleichen Beleuchtungseinrichtung gemäß 8A erhalten wurden;
8C ein Auszug eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramms, das die Schwarzkörper-Ortskruve, die Linie der minimalen Tönung (oder „Weißkörperlinie”), die sich zwischen CCT Werten von 2700 K bis 6500 K erstreckt, periodischen Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von acht Zonen mit unterschiedlichen Bereichen des skotopischen/photopischen (S/P) Verhältnisse darstellt, die durch Modellierung der gleichen Beleuchtungseinrichtung gemäß 8A–8B erhalten wurden;
9A–9E in Kombination eine Tabelle, die numerische Ergebnisse für die Modellierung von 151 Festkörper-Beleuchtungseinrichtungen bereitstellen, jeweils umfassend eine orange oder rote LED (Quelle 1A), einen gelben oder gelb/grünen Phosphor (Quelle 2A) und eine blaue LED (Quelle 3A) mit einer Einrichtungsnummer, CIE 1931 x, y, Koordinaten von kombinierten Emissionen, einer dominanten LED Wellenlänge (dm), einer korrelierten Farbtemperatur (cct), einem S/P Verhältnis, CRI Ra, R9 Farbwiedergabe, Farbqualitätsskala (Color Quality Scale; CQS), Gamut-Flächen-Index (GAI), Quellenidentifizierern, einem Lumen-Prozentanteil für jede einzelne Quelle, CIE 1931 x, y Koordinaten für jede einzelne Quelle, eine dominante Wellenlänge (dm) für jede individuelle Quelle, und eine Spitzenwellenlänge (pk) für jede einzelne Quelle;
10 eine Tabelle, die Werte für GAI, CRI Ra, R9 Wiedergabe, LEP Lumineszenzwirkungsgrad (optisch), S/P Verhältnis, Lumen pro Watt, Filter-Lumen-Verlust-Prozent, Du'v' (Abstand von BBL in dem 1976 CIE Farbraum) und Neodym-Filterdichte-Werte für vier Lichtquellen bereitstellt;
11 einen GAI als eine Funktion der Filterdichte, mit einer überlagerten Darstellung des CRI Ra, für die drei Festkörper-Lichtquellen, die in 10 zusammengefasst sind;
12 die Gamutfläche und den Farbpunkte für jede der vier Lichtquellen, die in
10 charakterisiert werden, überlagert mit einem Auszug aus dem 1931 CIE Chromatizitätsdiagramm mit der Schwarzkörper-Ortskurve und der Linie der minimalen Tönung (oder Weißkörperlinie);
13 den spektralen Ausgang (die relative Intensität) über der Wellenlänge für die vier in 10 charakterisiert Lichtquellen, wobei der Effekt einer erhöhten Neodym-Filterkonzentration auf den spektralen Ausgang gezeigt ist;
14A ein Balkendiagramm, dass CRI Werte mit Ergebnissen für 14 Farbchips und den zusammengesetzten CRI Ra Wert für die zweite (d. h. ungefilterte Festkörper-)Lichtquelle, die in 10 charakterisiert wird, darstellt;
14B ein Balkendiagramm, dass CRI Werte mit Ergebnissen für 14 Farbchips und den zusammengesetzten CRI Ra Wert für die vierte (das heißt Neo WBL Neodym-gefilterte) Festkörper-Lichtquelle, die in 10 charakterisiert wird, darstellt;
15A eine Tabelle mit numerischen Ergebnissen für eine Modellierung einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit einer orangefarbigen (dominante Wellenlänge 606 nm) LED, einer blauen (dominante Wellenlänge 450 nm) LED und einem grünen Phosphor (P1LuGaAg 4 mit einer dominanten Wellenlänge von 551,8 nm), wobei zusammengesetzte Emissionen mit einer CCT von 3511 K, einem CRI Ra Wert von 80, und einem GAI-Wert von 100 hervorgebracht werden;
15B ein Auszug aus einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörper-Ortskurve, einen Teil der Linie der minimalen Tönung (oder Weißkörperlinie) und die folgenden Einzelheiten für die LEDs und den Phosphor der 15 A darstellt: Tie Linien, Gamutfläche und zusammengesetzten Farbpunkt;
16A eine Tabelle, die numerische Ergebnisse für eine Modellierung einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit einer orange-roten (dominante Wellenlänge 617 nm) LED, einer blauen (dominante Wellenlänge 455 nm) LED, und gelb-grünem Phosphor (NYAG 7 mit einer dominanten Wellenlänge von 568,9 nm) enthält, was zusammengesetzte Emissionen mit einem CCT von 2999 K, einem CRI Ra Wert von 91 und einem GAI-Wert von 83 hervorbringt;
16B ein Auszug eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramms mit einer Darstellung der Schwarzkörper-Ortskurve, einem Teil der Linie der minimalen Tönung (oder Weißkörperlinie) unter den folgenden Einzelheiten für die LEDs und Phosphor der 16A: Tie Linien, Gamut-Fläche und zusammengesetzter Farbpunkt;
17A eine perspektivische Ansicht von oben von einem Festkörper-Emitter-Paket mit vier Festkörper-Emitterchips angeordnet über einem Substrat, abgedeckt mit einer halbkugelförmigen Linse und verbunden mit elektrischen Leiterbahnen über Drahtbondierungen;
17B eine Aufsicht von unten auf das Festkörper-Emitter-Paket der 17A mit vier Anoden und vier Kathoden angeordnet entlang gegenüberliegender Seiten eines Substrats und mit einem thermisch leitenden Kontaktflecken angeordnet zwischen den Anoden und Kathoden;
18A eine schematische Ansicht einer ersten Beleuchtungseinrichtung mit ersten und zweiten Festkörper-Emittern (zum Beispiel mit LEDs), angeordnet auf einer einzelnen Unterhalterung oder einem Substrat;
18B eine schematische Ansicht einer zweiten Beleuchtungseinrichtung mit ersten und zweiten Festkörper-Emittern, die auf einer einzelnen Unterhalterung oder einem Substrat angeordnet sind;
18C eine schematische Ansicht einer dritten Beleuchtungseinrichtung mit einem Paar von Festkörper-Emittern, die in einem ersten Anbringungsbereich angeordnet sind, und einem anderen Festkörper-Emitter, der in einem zweiten Anbringungsbereich angeordnet ist, alle angeordnet auf einer einzelnen Unterhalterung und oder einem Substrat;
18D eine schematische Ansicht einer vierten Beleuchtungseinrichtung mit einem Paar von Festkörper-Emittern angeordnet in einem ersten Anbringungsbereich und einem anderen Festkörper-Emitter angeordnet in einem zweiten Anbringungsbereich, alle angeordnet auf einer einzelnen Unterhalterung oder einem Substrat;
18E eine schematische Ansicht einer fünften Beleuchtungseinrichtung mit einem ersten Paar von Festkörper-Emittern angeordnet in einem ersten Anbringungsbereich und einem anderen Paar von Festkörper-Emittern angeordnet in einem zweiten Anbringungsbereich, alle angeordnet auf einer einzelnen Unterhalterung oder einem Substrat;
18F eine schematische Ansicht einer sechsten Beleuchtungseinrichtung mit einem ersten Paar von Festkörper-Emittern angeordnet in einem ersten Anbringungsbereich und einem anderen Paar von Festkörper-Emittern angeordnet in einem zweiten Anbringungsbereich, alle angeordnet auf einer einzelnen Unterhalterung oder einem Substrat;
19 einen Teil einer ersten Steuerschaltung, angeordnet zum Steuern von mehreren Ketten von Festkörper-Emittern (zum Beispiel LEDs);
20 ein vereinfachtes schematisches Diagramm, welches Zwischenverbindungen zwischen verschiedenen Komponenten einer Lichtaussendevorrichtung mit ersten und zweiten Festkörper-Emittern (zum Beispiel LED Komponenten) angeordnet in Reihe und wenigstens einer Steuerschaltung darstellt;
21 eine vereinfachtes schematisches Diagramm, welches Zwischenverbindungen zwischen verschiedenen Komponenten einer Lichtaussendevorrichtung mit ersten und zweiten Festkörper-Emittern (zum Beispiel LED Komponenten) angeordnet parallel und wenigstens einer Steuerschaltung darstellt;
22A eine schematische Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit einem elektrisch aktivierten Festkörper-Lichtemitter (zum Beispiel einer LED) und mit wenigstens einem Luminophor, der in einem Verkapselungsmaterial verteilt ist, das über dem Festkörper-Lichtemitter angeordnet ist;
22B eine schematische Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit einem elektrisch aktivierten Festkörper-Lichtemitter (zum Beispiel einer LED) und wenigstens einem Luminophor, der in ein oder mehreren Schichten räumlich getrennt von dem Festkörper-Lichtemitter angeordnet ist;
22C eine schematische Seitenquerschnittsansicht eines Teils der Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit mehreren elektrisch aktivierten Festkörper-Lichtemittern (zum Beispiel LEDs) und wenigstens einem Luminophor, der in einem Verkapselungsmaterial verteilt ist, das über den mehreren Festkörper-Lichtemittern angeordnet ist;
22D die eine schematische Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit mehreren Festkörper-Lichtemittern (zum Beispiel LEDs) und wenigstens einem Luminophor, der in ein oder mehreren Schichten räumlich getrennt von den mehreren Festkörper-Lichtemittern angeordnet ist;
22E eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit mehreren Festkörper-Lichtemittern (zum Beispiel LEDs), mit wenigstens einem Festkörper-Lichtemitter mit einem Luminophor-Material, welches individuell auf wenigstens eine Oberfläche des Festkörper-Lichtemitters aufgebracht oder aufgeschichtet ist;
22F eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils der Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit mehreren Festkörper-Lichtemittern (zum Beispiel LEDs), mit mehreren Festkörper-Lichtemittern, die jeweils ein Luminophor-Material aufweisen, welches auf wenigstens eine Oberfläche des jeweiligen Emitters individuell aufgebracht oder aufgeschichtet ist;
23A eine Seitenquerschnittsansicht von wenigstens einem Teil einer Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung mit einem Festkörper-Emitterchip, der über einer Pakethalterung angebracht ist, wobei eine obere Oberfläche des Emitterchips mit einem Wellenlängenumwandlungsmaterial und einem Filterungs-(zum Beispiel eine Kerbenfilterung)Material abgedeckt ist;
23B eine Querschnittsansicht von wenigstens einem Teil einer Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung mit der Einrichtung der 23A mit einer Hinzufügung einer gekrümmten (zum Beispiel halbkugelförmigen) Linse;
23C eine Seitenquerschnittsansicht von wenigstens einem Teil einer Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung mit einem Festkörper-Emitterchip, der über einer Pakethalterung angeordnet ist, wobei obere und seitliche Oberflächen des Emitterchips und eine obere Oberfläche der Pakethalterung mit einem Wellenlängenumwandlungsmaterial und einem Filterungsmaterial abgedeckt sind;
23D eine Seitenquerschnittsansicht von wenigstens einem Teil einer Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung mit der Einrichtung der 23C mit einer Hinzufügung einer Linse mit einer im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnittsform;
23E eine Seitenquerschnittsansicht von wenigstens einem Teil einer Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung mit einem über einer Pakethalterung angeordneten Festkörper-Emitterchip, wobei eine obere Oberfläche des Emitterchips mit einem Wellenlängenumwandlungsmaterial und einem Filterungsmaterial abgedeckt sind, und wobei Seitenflächen des Emitterchips und eine obere Oberfläche der Pakethalterung mit einem Filterungsmaterial abgedeckt sind;
23F eine Seitenquerschnittsansicht von wenigstens einem Teil einer Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung mit der Einrichtung der 23E mit einer Hinzufügung einer Linse mit einer abgeschrägten oberen Kante mit einer nicht-rechteckförmigen (polygonalen) Querschnittsform;
24 eine Seitenquerschnittsansicht von wenigstens einem Teil einer Festkörper-Beleuchtungsaussendeeinrichtung mit mehreren Festkörper-Emitterchips, die mit mehreren funktionalen Materialien beschichtet und unter einem halbkugelförmigen optischen Element angeordnet sind;
25 eine perspektivische Ansicht von wenigstens einem Teil eines Festkörper-Emitterpakets mit mehreren Festkörper-Emitterchips, die mit ein oder mehreren funktionalen Materialien beschichtet sind, wobei die Chips mit elektrischen Leiterbahnen über Drahtbondierungen gekoppelt und unter einem halbkugelförmigen optischen Element angeordnet sind;
26 eine Seitenquerschnittsansicht einer ersten Glühlampe, angeordnet um mehrere Festkörper-Emitterchips wie hier offenbart zu beinhalten;
27 eine Seitenquerschnittsansicht einer zweiten Glühlampe eines Reflektor-Typs, die angeordnet ist, um wenigstens einen hier offenbarten Emitterchip zu beinhalten;
28 eine Seitenquerschnittsansicht einer dritten Glühlampe, die angeordnet ist, um mehrere Festkörper-Emitterchips, wie hier offenbart, in einer turmartigen Konfiguration zu beinhalten;
29A eine perspektivische Ansicht von oben einer Lichthalterung des Troffer-Typs, angeordnet, um mehrere Festkörper-Emitterchips, wie hier offenbart, zu beinhalten;
29B eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils der Lichthalterung der 29A;
30 eine vereinfachte Draufsicht auf eine Lichtaussendevorrichtung mit mehreren LED Komponenten und wenigstens einer Steuerschaltung;
31 eine grafische Darstellung eines Strahlungsflusses über der Wellenlänge für einen spektralen Ausgang einer Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung mit einem überlagerten Kerben-gefiltertem spektralen Ausgang;
22 die spektrale Transmission über der Wellenlänge für ein illustratives Farbpigmentmaterial.
33 eine schematische Ansicht eines inneren Raums mit einer Leuchtenhalterung bzw. einem Leuchtenkörper mit mehreren elektrisch aktivierten Emittern wie hier beschrieben, angeordnet zur Beleuchtung einer Innenraumumgebung; und
34 eine Seitenelevationsansicht einer Schreibtischlampe oder Tischlampe mit mehreren elektrisch aktivierten Emittern wie hier beschrieben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie voranstehend angegeben sucht der Stand der Technik fortwährend nach Festkörper-Beleuchtungseinrichtungen, die gewünschte Beleuchtungscharakteristiken bereitstellen. Der hier offenbarte Gegenstand bezieht sich auf Beleuchtungseinrichtungen, die angeordnet sind, um variable (zum Beispiel einstellbare) Gamut-Flächen-Index Werte bereit zu stellen.
Verschiedene hier offenbarte Ausführungsformen beziehen auf Beleuchtungseinrichtungen mit mehreren elektrisch aktivierten Emittern, die angeordnet sind, um in mehreren Betriebszuständen betrieben zu werden, die angeordnet sind, um unterschiedliche Gamut-Flächen-Index (GAI) Werte (die sich zum Beispiel um wenigstens 10%, um wenigstens 15% oder um einen anderen hier offenbarten Schwellwert unterscheiden) oder relative Gamut (Q_g) Werte (die sich zum Beispiel um wenigstens 5%, um wenigstens 10%, um wenigstens 15%, oder um einen anderen hier offenbarten Schwellwert unterscheiden) zu erzeugen, vorzugsweise in Verbindung mit einer kleinen (zum Beispiel bevorzugter Weise nicht wahrnehmbaren) Änderung in dem Farbpunkt und/oder dem Lichtstrom. Erste und zweite Punkte erfüllen ein oder mehrere der folgenden Kriterien: eine Nähe von nicht mehr als sieben MacAdam Ellipsen auf einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm; einer Farbpunktdifferenz entsprechend zu einem Delta u'v' Wert von nicht größer als 0,01 auf einem CIE 1976 Chromatizitätsdiagramm; einer korrelierten Farbtemperaturdifferenz von nicht größer als 2%; und einer Lichtstromdifferenz von nicht größer als 2%. Durch Ändern der Gamut-Fläche ohne dramatisch den Farbpunkt und/oder dem Lichtstrom zu ändern, kann die Farbintensität von beleuchteten Oberflächen und Objekten eingestellt werden, aber in einer Weise, sodass ein Betrachter die Einstellung nicht wahrnimmt (zum Beispiel durch eine wahrnehmbare Änderung in dem Farbpunkt). Wie von wenigstens einigen Betrachtern in gewählten Kontexten beobachtet, können ein oder mehrere einstellbare Farbpunkte entsprechend zu ein oder mehreren der mehreren Betriebszustände Licht mit einem ästhetisch angenehmen Charakter oder einer verbesserten Qualität relativ zu herkömmlichen Lichtquellen bereitstellen.
In bestimmten Ausführungsformen kann der relative Gamut (Q_g) für den Gamut-Flächen-Index (GAI) ersetzt werden.
In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere elektrisch aktivierte Emitter Festkörper-Emitter umfassen, beispielsweise (aber nicht beschränkt auf) Leuchtdioden. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere elektrisch aktivierte Emitter angeordnet sein, um Emissionen von ein oder mehreren luminophorischen Materialien zu stimulieren. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere unterschiedliche elektrisch aktivierte Festkörper-Lichtemitter verwendet werden, wobei einer angeordnet ist, um Luminophor-Emissionen zu stimulieren (aber bei Abwesenheit von irgendeinem Luminophor-umgewandelten blauen elektrisch aktivierten Emitter, wie beispielsweise einer LED angeordnet zum Erzeugen von Emissionen mit einer dominanten Wellenlänge in einem Bereich von 430 nm bis 480 nm mit wenigstens einem Luminophor, der positioniert ist, um wenigstens einen Teil der LED Emissionen zu empfangen), um einen Farbpunkt wie hier spezifiziert zu erhalten. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Luminophore-umgewandelte elektrisch aktivierte Festkörper-Emitter verwendet werden, um ein oder mehrere Farbpunkte wie hier spezifiziert zu erhalten.
In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens eine Steuerschaltung angeordnet sein, um einen Betrieb von ein oder mehreren Emittern einer Vielzahl von Emittern einzustellen, um sich zwischen zwei Betriebszuständen einer Beleuchtungseinrichtung zu bewegen, um den Gamut von Emissionen der Beleuchtungseinrichtung zu verändern. In bestimmten Ausführungsformen kann eine derartige Einstellung des Betriebs auf ein Benutzereingabeelement und/oder einen Sensor ansprechend sein. In bestimmten Ausführungsformen kann/können ein oder mehrere zusammengesetzte Farbpunkte einer Beleuchtungseinrichtung mit einstellbarem Gamut auf oder in der Nähe zu der Schwarzkörper-Ortskurve oder der Weißkörperlinie sein. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Farbpunkt einen gewünschten Farbwiedergabewert (zum Beispiel einen CRI Ra von wenigstens 50, wenigstens 80 oder einem anderen hier offenbarten Wert) umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Farbpunkt einen GAI-Wert in einem Bereich von 80 bis 100 umfassen, optional in Kombination mit einem CRI Ra Wert von wenigstens 80. In bestimmten Ausführungsformen können erste und zweite Farbpunkte vorzugsweise in einem gewünschten Bereich von 2500 K bis 5000 K, von 2700 K bis 4000 K, oder irgendeinem anderen hier offenbarten Bereich sein. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Betriebszustand ausgelegt sein, um einen Lumineszenzwirkungsgrad von wenigstens 60 Lumen pro Watt und/oder einen Lichtstrom von wenigstens 500 Lumen bereitzustellen.
Außer wenn dies anders definiert ist, sind die hier verwendeten Begriffe so gedacht, dass sie die gleiche Bedeutung aufweisen, so wie sie gewöhnlicher Weise Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung bezieht, verstehen. Es sei darauf hingewiesen, dass hier verwendete Begriffe so interpretiert werden sollten, dass sie eine Bedeutung aufweisen, die konsistent mit deren Bedeutung im Kontext dieser Beschreibung und dem relevanten Stand der Technik ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden sollten, außer wenn dies hier explizit definiert ist.
Obwohl die Begriffe erste/erster, zweite/zweiter und so weiter hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, sei darauf hingewiesen, dass diese Elemente durch diese Begriffe nicht beschränkt werden. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Zum Beispiel könnte ein erstes Element als ein zweites Element bezeichnet werden und in ähnlicher Weise könnte ein zweites Element als ein erstes Element bezeichnet werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Wie hier verwendet umfasst der Begriff „und/oder” irgendwelche oder sämtliche Kombinationen von ein oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Einzelheiten.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier unter Bezugnahme auf Illustrationen im Querschnitt, in einer Perspektive, in einem Aufriss und/oder in einer Draufsicht beschrieben, die Illustrationen von idealisierten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind. Abweichungen von den Formen der Darstellungen als Ergebnis beispielsweise von Herstellungstechniken und/oder Toleranzen werden erwartet, sodass Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung nicht so gedacht sind, dass sie auf die bestimmten hier offenbarten Formen beschränkt sind. Die vorliegende Offenbarung kann in unterschiedlichen Ausbildungen verkörpert werden und sollte nicht so verstanden werden, dass sie auf die hier aufgeführten spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist. In den Zeichnungen können die Größe und die relativen Größen von Schichten und Bereichen zur Übersichtlichkeit übertrieben dargestellt sein. In bestimmten Zeichnungen sind herkömmliche Merkmale, die für LED Einrichtungen inhärent sind, die in dem Stand der Technik bekannt sind, aber für das Verständnis der vorliegenden Offenbarung nicht essenziell sind, weggelassen worden, um eine einfachere Erläuterung des erfindungsgemäßen Gegenstands zu ermöglichen.
Außer wenn die Abwesenheit von ein oder mehreren Elementen spezifisch angegeben ist, sollten die Begriffe „umfassend”, „einschließend” und „aufweisend”, so wie sie hier verwendet werden, als offene Begriffe verstanden werden, die nicht die Anwesenheit von ein oder mehreren Elementen ausschließen.
Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn ein Element, wie beispielsweise eine Schicht, ein Bereich oder ein Substrat, als „auf” einem anderen Element liegend bezeichnet wird, dies direkt auf dem anderen Element sein kann oder zwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Ferner können relative Begriffe, wie beispielsweise „auf”, „über”, „oberes/obere”, „open”, „unten” oder „Boden” hier verwendet werden, um eine Beziehung zwischen einer Struktur oder einem Abschnitt mit einer anderen Struktur oder einem anderen Abschnitt, wie in den Figuren dargestellt, zu beschreiben, sollten aber so verstanden werden, dass derartige relative Begriffe andere Orientierungen der Einrichtung zusätzlich zu der Orientierung, die in den Figuren dargestellt ist, beabsichtigen. Wenn die Einrichtung in den Figuren umgedreht wird, würden beispielsweise eine Struktur oder ein Abschnitt, der als „über” anderen Strukturen oder Abschnitten beschrieben werden, nun als „unterhalb” der anderen Strukturen oder Abschnitte orientiert sein.
Die Begriffe „Festkörper-Lichtemitter” oder „Festkörper-Emitter” (die als „elektrisch aktiviert” gelten können) können eine Leuchtdiode, eine Laserdiode, eine organische Leuchtdiode und/oder eine andere Halbleitereinrichtung umfassen, die ein oder mehrere Halbleiterschichten umfasst, die Silizium, Siliziumcarbit, Galliumnitrid und/oder andere Halbleitermaterialien umfassen können, und außerdem ein Substrat, welches Saphir, Silizium, Siliziumcarbit und/oder andere mikroelektronische Substrate umfassen können, und ein oder mehrere Kontaktschichten, die vertikal und/oder andere leitende Materialen umfassen können.
Festkörper-Lichtaussendeeinrichtungen gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, III-V Nitrid-basierte LED Chips oder Laserchips, hergestellt auf einem Silizium, Siliziumcarbit, Saphir oder II-V Nitrid-Wachstumssubstrat, einschließlich (zum Beispiel) Einrichtungen, die von Cree Inc. aus Durham, N. C. hergestellt und vertrieben werden. Derartige LEDs und/oder Laser können optional konfiguriert werden, um so zu arbeiten, dass eine Lichtemission durch das Substrat in einer sogenannten „Flip Chip” Orientierung auftritt. Bei derartigen LED und/oder Laserchips können auch Wachstumssubstrate (zum Beispiel der Entfernung eines Wachstumssubstrats folgend) fehlen.
LED Chips, die mit Beleuchtungseinrichtungen wie hier offenbart verwendbar sind, können horizontale Einrichtungen (wobei beide elektrische Kontakte auf einer gleichen Seite der LED sind) und/oder vertikale Einrichtungen (wobei die elektrischen Kontakte auf gegenüberliegenden Seiten der LEDs sind) umfassen. Eine horizontale Einrichtung (mit oder ohne dem Wachstumsubstrat) können zum Beispiel über eine Flipchip-Bondierung (zum Beispiel unter Verwendung von Lötmittel) mit einem Trägersubstrat oder einer gedruckten Schaltungsplatine (PCB) oder über eine Drahtbondierung verbunden sein. Eine vertikaler Einrichtung (ohne oder mit dem Wachstumssubstrat) kann einen 1 ersten Anschluss, der über ein Lötmittel mit einem Trägersubstrat, einem Anschlussflecken oder einer gedruckten Schaltungsplatine (PCB) gebondet ist, aufweisen und kann einen zweiten Anschluss, der mit dem Trägersubstrat, dem elektrischen Element oder der PCB über einen Draht verbunden (gebondet) ist, aufweisen. Obwohl bestimmte in den Figuren gezeigte Ausführungsformen zur Verwendung mit vertikalen LEDs geeignet sein können, sei drauf hingewiesen, dass die vorliegende Offenbarung nicht so beschränkt ist, sodass irgendeine Kombination von ein oder mehreren der folgenden LED Konfigurationen in einer einzelnen Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung verwendet werden können: horizontale LED Chips, horizontale Flip-LED-Chips, vertikaler LED Chips, vertikale Flip-LED-Chips und/oder Kombinationen davon, mit einer herkömmlichen oder umgekehrten Polarität. Beispiele von vertikalen und horizontalen LED Chipstrukturen werden beispielhaft in der U.S. Veröffentlichung mit der Nummer 2008/0258130 von Bergmann et al und in dem U.S. Patent mit der Nummer 7,791,061 von Edmond et al, die hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung sind, diskutiert.
Festkörper-Lichtemitter können einzeln oder in Gruppen verwendet werden, um ein oder mehrere Strahlen zu emittieren, um Emissionen von ein oder mehreren luminophorischen Materialen (zum Beispiel Phosphor, Szintillatoren, luminophorischen Farben, Quantumpunkten, Tagesglühbändern) zu stimulieren, um Licht bei einer oder mehreren Spitzenwellenlängen oder von wenigstens einer gewünschten wahrgenommenen Farbe (einschließlich von Kombinationen von Farben, die als weiß wahrgenommen werden können) zu erzeugen. Luminophorische Materialen können in der Form von Partikeln, Filmen oder Schichten bereitgestellt werden.
Ein Einbau von luminophorischen (was allgemein als „lumeniszierend” bzw ”leuchtend” bezeichnet wird) in Beleuchtungseinrichtungen, wie hier beschrieben, kann durch irgendeine geeignete Einrichtung erreicht werden, einschließlich: einer direkten Beschichtung der Festkörper-Emitter, einer Auflösung bzw. Verteilung in Verkapselungsmaterialien, die angeordnet sind, um Festkörper-Emitter abzudecken; einer Beschichtung von Luminophor-Halteelementen (zum Beispiel durch eine Pulverbeschichtung, einem Tintenstrahldruck oder dergleichen); einem Einbau in Diffusorn oder Linsen; und dergleichen. Beispiele von luminophorischen Materialen sind zum Beispiel offenbart in dem U.S. Patent mit der Nummer 6,600,175 , der Veröffentlichung der U.S. Patentanmeldung mit der Nummer 2009/0184616, und der Veröffentlichung der U.S. Patentanmeldung mit der Nummer 2012/0306355, und Verfahren zur Beschichtung von Lichtaussendeelementen mit Phosphor sind in der Veröffentlichung der U.S. Patentanmeldung mit der Nummer 2008/0179611 offenbart, wobei diese Veröffentlichungen hier Teil der vorliegenden Anmeldung sind. Andere Materialien, wie beispielsweise Lichtstreuelemente (zum Beispiel Partikel) und/oder Indexanpassungsmaterialien können mit einem Element oder einer Oberfläche, die ein luminophorisches Material enthält, assoziiert werden. Ein oder mehrere luminophorische Materialen, die in Einrichtungen verwendbar sind, wie hier beschrieben, können abwärts-wandelnd oder aufwärts-wandelnd sein oder können eine Kombination von beiden Typen umfassen.
In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Luminophor-Material von wenigstens einem elektrisch aktivierten Festkörperemitter räumlich getrennt („entfernt”) sein und angeordnet sein, um Emissionen von diesem zu empfangen, wobei eine derartige räumliche Trennung eine thermische Kopplung zwischen einem Festkörperemitter und einem luminophorischen Material reduziert. In bestimmten Ausführungsformen kann ein räumlich getrennter Luminophor angeordnet sein, um vollständig ein oder mehrere elektrisch aktivierte Emitter einer Beleuchtungseinrichtung abzudecken. In bestimmten Ausführungsformen kann ein räumlich getrennter Luminophor angeordnet sein, um nur einen Teil oder einen Untersatz von ein oder mehreren Emittern der elektrisch aktivierten Emitter abzudecken.
In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein luminophorisches Material mit einer im wesentlichen konstanten Dicke und/oder Konzentration im Verhältnis zu unterschiedlichen elektrisch aktivierten Emittern angeordnet werden. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere luminophorische Materialien mit einer Anwesenheit, Dicke und/oder Konzentration angeordnet werden, die sich relativ zu verschiedenen Emittern verändern. Mehrere Luminophore (zum Beispiel Luminophore mit unterschiedlichen Zusammensetzungen) können mit unterschiedlichen Konzentrationen und Dicken relativ zu unterschiedlichen elektrisch aktivierten Emittern angewendet werden. In einer Ausführungsform kann sich die Anwesenheit von Luminophoren, die Zusammensetzung, Dicke und/oder die Konzentration davon im Verhältnis zu mehreren elektrisch aktivierten Emittern verändern. In einer bestimmten Ausführungsform kann wenigstens ein luminophorisches Material auf einen Festkörperemitter oder eine Luminophormaterial-Halteoberfläche durch eine Musterausbildung, so wie diese durch ein oder mehrere Masken unterstützt wird, angewendet werden.
Verschiedene Substrate können als Halterungs- bzw. Anbringungselemente verwendet werden, auf denen, in denen oder über denen mehrere Festkörper-Lichtemitter (zum Beispiel Emitterchips) angeordnet oder gehalten (zum Beispiel angebracht) werden können. Beispielhafte Substrate umfassen gedruckte Schaltungsplatinen (einschließlich, aber nicht beschränkt auf mit einem Metallkern versehene gedruckte Schaltungsplatinen, flexible Schaltungsplatinen, dielektrische Laminate und dergleichen), mit elektrischen Leiterbahnen, die auf ein oder mehreren Oberflächen davon angeordnet sind. Ein Substrat, eine Anbringungsplatte oder ein anderes Halterungselement können eine gedruckte Schaltungsplatine (PCB), eine mit einem Metallkern versehene Schaltungsplatine (MPCB), eine flexible Schaltungsplatine, ein dielektrisches Laminat (zum Beispiel FR-4 Platten, wie in dem Stand der Technik bekannt) oder irgendein anderes geeignetes Substrat für eine Anbringung von LED Chips und/oder LED Paketen (Anordnungen) umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Teil bzw. ein Abschnitt eines Substrats ein dielektrisches Material umfassen, um eine gewünschte elektrische Isolation zwischen elektrischen Leiterbahnen und Komponenten von mehreren LED Sätzen bereitzustellen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Substrat eine Keramik, wie beispielsweise Alumina (Aluminiumoxid), Aluminiumnitrid, Siliziumcarbit oder ein polymerisches Material, wie beispielsweise Polyimid, Polyester und so weiter umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Substrat eine flexible Schaltungsplatine oder eine Schaltungsplatine mit plastisch defomierbaren Abschnitten umfassen, um dem Substrate zu ermöglichen, eine nicht-planare (zum Beispiel gebogene) oder gekrümmte Form einzunehmen, die eine gerichtete Lichtemission mit LED Chips von ein oder mehreren LED Komponenten, die ebenfalls in eine nicht-planaren Weise angeordnet sind, zu ermöglichen.
In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere LED Komponenten ein oder mehrere „Chip-on-Board (COB) LED Chips und/oder verpackte LED Chips, die zueinander in Reihe oder parallel elektrisch gekoppelt oder verbunden sein können und auf einem Teil eines Substrats angebracht sind, umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können COB LED Chips direkt auf Teilen des Substrats ohne die Notwendigkeit für eine zusätzliche Verpackung angebracht werden.
Bestimmte Ausführungsformen können die Verwendung von Festkörperemitter-Verpackungen umfassen. Eine Festkörperemitter-Verpackung kann wenigstens einen Festkörper-Emitterchip (mehr bevorzugt mehrere Festkörper-Emitterchips) umfassen, das mit Verpackungselementen eingeschlossen ist, um einen Schutz vor der Umgebung, einen mechanischen Schutz, eine Farbauswahl und/oder eine Lichtfokussierungsmöglichkeit, sowie elektrische Zuleitungen, Kontakte und/oder Leiterbahnen, die eine elektrische Verbindung mit einer externen Schaltung ermöglichen, bereitzustellen. Ein oder mehrere Emitterchips können angeordnet sein, um ein oder mehrere luminophorische Materialien zu stimulieren, die in einer Lichtempfangsbeziehung auf ein oder mehrere Festkörperemitter aufgeschichtet, darüber angeordnet oder ansonsten aufgebracht sind. Wenigstens ein luminophorisches Material kann angeordnet sein, um Emissionen von wenigstens einigen Emittern einer Vielzahl von Festkörper-Lichtemittern zu empfangen und im Ansprechen darauf Luminophor-Emissionen zu emittieren. Eine Linse und/oder ein Verkapselungsmaterial, optional mit einem luminophorischen Material, können über Festkörperemittern, luminophorischen Materialen und/oder Luminophor-enthaltenden Schichten in einer Festkörper-Emitterverpackung angeordnet sein.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Lichtaussendevorrichtung, wie hier offenbart (unabhängig davon, ob sie ein oder mehrere LED Pakete umfasst oder nicht), wenigstens einen der folgenden Aspekte umfassen, die angeordnet sind, um Licht von mehreren LEDs zu empfangen: einen einzelnen Zuleitungsrahmen, der angeordnet ist, um elektrische Energie an die Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Lichtemitter zu führen; einen einzelnen Reflektor, der angeordnet ist, um wenigstens einen Teil eines Lichts, das von der Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Lichtemittern ausgeht, zu reflektieren; und eine einzelne Halterung oder ein Anbringungselement, die/das die Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Lichtemitter hält; eine einzelne Linse, die angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des von der Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Lichtemittern ausgehenden Lichts zu übertragen; und einen einzelnen Diffuser, der angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des von der Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Lichtemittern ausgehenden Lichts zu streuen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Lichtaussendevorrichtung mit mehreren LEDs ein oder mehrere der folgenden Aspekte umfassen, die angeordnet sind, um Licht von mehreren LEDs zu empfangen: mehrere Linsen, mehrere optische Elemente; und mehrere Reflektoren.
Beispiele von optischen Elementen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Elemente, die angeordnet sind, um eine Lichtmischung, eine Fokussierung, eine Kollimierung bzw Sammlung, eine Streuung und/oder eine Strahlformung zu beeinflussen.
In bestimmten Ausführungsformen kann ein Paket mit mehreren Festkörper-Emittern mehrere Blockanbringungspolster bzw. Flecken umfassen, wobei ein einzelner Blockanbringung-Flecken jeden getrennt steuerbaren Festkörperemitter oder jede getrennt steuerbare Gruppe von Festkörperemittern trägt. Ein Paket mit mehreren Festkörperemittern kann eine einzelne Linse (zum Beispiel eine geformte Linse), die angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des von jedem Festkörperemitter ausgehenden Lichts zu übertragen, umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine geformte Linse in einem direkten Kontakt mit LED Chips, Blockanbringungspolstern, anderen elektrischen Elementen und/oder einem freigelegten Isolationsmaterial entlang einer oberen Oberfläche eines Substrats, das Isolationsmaterial umfasst, angeordnet sein. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Linse mit einer Textur versehen sein oder mit Facetten, um eine Lichtextraktion zu verbessern, und/oder eine Linse kann verschiedene Materialien, wie beispielsweise Luminophore und/oder Streuungspartikel, enthalten oder es sind derartige Materialien aufgeschichtet.
In bestimmten Ausführungsformen kann ein Paket eine geformte Linse umfassen, die angeordnet ist, um Licht, welches von mehreren LEDs gesendet wird, zu übertragen. Wie in dem Stand der Technik bekannt kann eine Spritzgussform bzw. eine Form mit ein oder mehreren Hohlräumen über einem Substrat (oder einer Platte aus einem Substratmaterial, aus dem mehrere Substrate durch einen Sägevorgang oder andere Vorgehensweisen einzeln heraus getrennt werden können) und darauf angeordneten LED Chips angeordnet werden, wobei die Spritzgussform ein Linsenmaterial und/oder eine Verkapselung in flüssiger Form umfasst. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Linse aus einem flüssigen aushärtbaren Silikon gebildet werden, und LED Chips können in dem flüssigen Silikon eingebettet werden, welches danach ausgehärtet wird, um ein oder mehrere Linsen zu bilden. Alternativ kann eine Linse vorher ausgebildet werden und dann (zum Beispiel mit Klebemitteln, einer thermischen Sondierung oder irgendeinem anderen geeigneten Verbindungsverfahren) an einem Unteraufbau einschließlich eines Substrats, an dem oder über dem mehrere LED Chips angebracht sind, befestigt werden.
Die Begriffe „Beleuchtungseinrichtung”, „Lichtaussendeeinrichtung” und „Lichtaussendevorrichtung”, so wie sie hier verwendet werden, sind nicht beschränkend, mit Ausnahme davon, dass derartige Elemente in der Lage sind Licht auszusenden. D. h., eine Beleuchtungseinrichtung oder eine Lichtaussendevorrichtung können eine Einrichtung sein, die eine Fläche oder eine Volumen beleuchtet bzw. ausleuchtet, zum Beispiel einen Aufbau, ein Schwimmbad oder Spa, einen Raum, ein Kaufhaus, einen Blinker, eine Straße, einen Parkplatz, ein Fahrzeug, eine Beschilderung, zum Beispiel Verkehrszeichen, eine Werbetafel, ein Schiff, ein Spielzeug, ein Spiegel, ein Fahrzeug, eine elektronische Einrichtung, ein Boot, ein Flugzeug, ein Stadium, ein Computer, eine entfernte Audioeinrichtung, eine entfernte Videoeinrichtung, ein Zellulartelefon, einen Baum, ein Fenster, ein LCD Display, eine Höhle, ein Tunnel, ein Innenhof, ein Laternenpfahl, oder eine Einrichtung oder ein Feld von Einrichtungen, die eine Anlage beleuchten, oder eine Einrichtung, die für eine Kanten- oder Rückbeleuchtung (zum Beispiel für ein Post mit Backlight, eine Beschilderung, LCD Anzeigen), Glühlampen, Lampen Ersetzungen (zum Beispiel zur Ersetzung von AC Glühlampen, Niedervoltleuchten, Fluoreszenzleuchten etc.), eine Außenbeleuchtung, eine Straßenbeleuchtung, eine Sicherheitsbeleuchtung, eine äußere Beleuchtung für Wohngegenden (Wandhalterungen, Pfosten/Säulen-Halterungen), Deckenfassung/Wandleuchter, und Fachbeleuchtungen, Lampen (für den Boden- und/oder Tisch und/oder Schreibtisch), eine Landschaftsbeleuchtung, eine Gleisbeleuchtung, Task-Beleuchtung, Spezialbeleuchtung, Deckenventilatorbeleuchtung, ein Archiv/Kunst-Anzeigebeleuchtung, Arbeitsleuchten mit hoher Vibration/hohen Aufschlag, etc. Spiegeln/Waschtischbeleuchtungen und anderen Lichtaussendeeinrichtungen. Ein beleuchteter Bereich bzw. ein beleuchtetes Gebiet kann wenigstens eine Fläche oder ein Volumen der voranstehenden sein. In bestimmten Ausführungsformen können Beleuchtungseinrichtungen oder Lichtaussendevorrichtungen, wie hier offenbart, mit einem eigenen Ballast ausgerüstet sein. In einigen Ausführungsformen kann eine Lichtaussendevorrichtung in eine Lichtfassung verkörpert sein.
In bestimmten Ausführungsformen fehlt bei einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung irgendein glühendes Licht aussehendes Element. In bestimmten Ausführungsformen fehlt bei einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung jeglicher „nicht-umgewandelte” blau-aussendender Festkörperemitter, der nicht angeordnet ist, um Emissionen eines luminophorischen Materials zu stimulieren.
Verfahren umfassen das Beleuchten eines Objekts, eines Raums, oder einer Umgebung, wobei ein oder mehrere Beleuchtungseinrichtungen oder Lichtaussendevorrichtungen, wie hier offenbart, verwendet werden. In bestimmten Ausführungsformen umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung, so wie sie hier offenbart ist, mehrere LED Komponenten, die in einem Feld (zum Beispiel einem zwei-dimensionalen Feld) angeordnet sind.
In bestimmten Ausführungsformen können Beleuchtungseinrichtungen, so wie sie hier offenbart sind, ein Kerbenfilterungsmaterial, welches angeordnet ist, um wenigstens teilweise eine Transmission von Licht zu unterbinden, verwenden. Ein derartiges Kerbenfilterungsmaterial kann verwendet werden, um den GAI und/oder den CRI Ra zu beeinflussen (z. B. zu verbessern)
Der Ausdruck „Kerbenfilterungsmaterial” bezieht sich auf ein Material, welches einen Durchgang von Licht beeinflusst, um zu bewirken, dass Licht, das aus dem Material austritt, eine spektrale Kerbe aufzeigt. Eine spektrale Kerbe ist ein Teil des Farbspektrums, wo das Licht gedämpft wird, so dass eine „Kerbe” gebildet wird, wenn die Lichtintensität über der Wellenlänge aufgetragen wird. Beispiele von Kerbenfilterungsmaterialen umfassen Edelerdenmaterialen und Lanthanid-Materialien, wie beispielsweise Lanthan, Cerium, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Ytterbium, Lutetium, Scandium und Yttrium, sowie Oxide davon (z. B. Neodymoxid). Verschiedene Edelerdenkomponenten können Kerbenfilterungscharakteristiken mit unterschiedlichen Wellenbereichen aufzeigen. Zum Beispiel kann Neodym (oder ein Oxid davon), wenn es als ein Filterungsmaterial verwendet wird, eine spektrale Kerbe in dem gelben Bereich erzeugen, wohingegen Erbium (oder ein Oxid davon), wenn es als ein Filterungsmaterial verwendet wird, eine spektrale Kerbe in dem Cyan Bereich (blaugrün-Bereich) erzeugt. Zusätzliche Kerbenfilterungsmaterialen umfassen Farbpigmente. Wie bei der Verwendung von Edelerdenkomponenten kann die Verwendung von Farbpigmenten Kerbenfilterungseigenschaften in entweder transmittierenden oder reflektierenden Anwendungen hervorbringen. In zahlreichen Fällen können Farbpigmente Charakteristiken mit einer weicheren spektralen Kerbe (mit einer sich allmählich bzw. sanft neigenden Wellenlängendämpfung) im Verhältnis zu anderen Kerbenfilterungsmaterialien bereitstellen. Ein Beispiel eines Farbpigments kann ein Ultramarin-Pigment auf Grundlage von CoAl₂O₄ umfassen, das eine Spitzendämpfung bei einer Wellenlänge von ungefähr 580 nm bereitstellt. Ein Kobaltblaues Pigment aus einer ähnlichen Zusammensetzung könnte ebenfalls verwendet werden. Andere Farbpigmente basierend auf CuSO₄ oder NiCL₂ könnten auch verwendet werden. Eine Vielzahl von natürlichen und synthetischen Pigmenten sind verfügbar und könnten als Kerbenfilterungsmaterialien gemäß der hier offenbarten bestimmten Ausführungsformen verwendet werden. Kerbenfilter können auch durch Aufbringen von ein oder mehreren dielektischen Schichten (zum Beispiel zum Bilden von dielektrischen Stapeln) auf Substraten, hergestellt werden, wie beispielsweise Filter, die kommerziell erhältlich sind von Thorlabs Inc. (Newton, New Jersey, US) und die die folgenden Mittenwellenlängen (Center Wave Length; CWL) und Halbwertsbreite (Full Width at Half Maximum, FWHM) Charakteristiken aufweisen: CWL = 488 nm, FWHM = 15 nm; CWL = 514 nm, FWHM = 17 nm; CWL = 533 nm, FWHM = 17 nm; CWL = 561 nm, FWHM = 18 nm; CWL = 594 nm, FWHM = 23 nm; 631 nm, FWHM = 25 nm; und CWL = 658 nm, FWHM ist 26 nm.
In bestimmten Ausführungsformen, die ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialen verwenden, kann eine spektrale Kerbe, die von wenigstens einem Filterungsmaterial bereitgestellt wird, eine Halbwertsbreite in einem Bereich von kleiner als oder gleich zu 40 nm, oder weniger als oder gleich zu 35 nm, oder weniger als oder gleich zu 30 nm, oder weniger als oder gleich zu 25 nm, oder weniger als oder gleich zu 20 nm, in jedem Fall entsprechend zu einem Halbmaximum-relativen Reduktion in der Lichtübertragung aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen, die ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialen verwenden, kann wenigstens ein Filterungsmaterial angeordnet werden, um Licht innerhalb des (oder überlappend mit dem) Gelb-Grün-Bereich oder Gelb-Bereichs zu filtern, um so eine Spitzendämpfung in einem Bereich von 550 nm bis 590 nm oder von 570 nm bis 590 nm bereitzustellen.
In Ausführungsformen, die Kerbenfilterungsmaterialien verwenden, können derartige Materialen als Mikropartikel oder Nanopartikel mit irgendeiner gewünschten Größe, einer gewünschten Größenverteilung und einer gewünschten geometrischen Form bzw. Gestalt bereitgestellt werden. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Kerbenfilterungsmaterialien in einem Trägermaterial oder Bindemittel gemischt oder eingebaut werden, oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialen können in einer anderen Weise in Kombination verwendet werden (zum Beispiel in sequenziellen Schichten, mit oder ohne einen Bindemedium), um mehrere spektrale Kerben bereitzustellen. In bestimmten Ausführungsformen können Kerbenfilterungsmaterialien in oder auf wenigstens einem teilweise lichttransmittierenden optischen Element oder einer Umfassung angeordnet sein, die als eine Linse und/oder ein Diffusor dienen kann. Beispiele von gewünschten Materialen für Träger, Bindungsmedien, Umfassungen und/oder optischen Elementen umfassen (sind aber nicht beschränkt auf) Silikon, Harz, Epoxid, thermoplastisches Polykondensat, polymerische Materialen und Glas. In bestimmten Ausführungsformen können derartige Materialien ausgeformt (zum Beispiel über einen Spritzguss) und/oder zusammen mit wenigstens einem Kerbenfilterungsmaterial ausgehärtet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Beleuchtungseinrichtung ein oder mehrere transmittierende optische Elemente und/oder reflektierende optischen Elementen, die wenigstens ein Kerbenfilterungsmaterial beinhalten, umfassen. Zum Beispiel kann eine sogenannte Deckensbefestigung im „Troffer” Stil einen Reflektor umfassen, der als ein optisches Element dient, und kann zusätzlich optische Elemente wie Glasplatten oder Linsen umfassen.
In bestimmten Ausführungsformen, die Kerbenfilterungsmaterialen verwenden, kann wenigstens ein Filterungsmaterial (zum Beispiel ein Kerbenfilterungsmaterial) mit einer im wesentlichen konstanten Dicke und/oder Konzentration im Verhältnis mit unterschiedlichen elektrisch aktivierten Emittern (zum Beispiel Festkörperemittern wie LEDs) angeordnet sein. In bestimmten Ausführungsformen kann ein oder mehrere Filtermaterialien auf oder über wenigstens einem Festkörperemitter (optional mit einem dazwischenliegenden luminophorischen Material) mit einer Anwesenheit, Zusammensetzung, Dicke und/oder Konzentration angeordnet werden, die sich bei unterschiedlichen Emittern unterscheiden. Mehrere Filterungsmaterialen (zum Beispiel Filterungsmaterialien mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und angeordnet, um spektrale Kerben bei unterschiedlichen Wellenlängen bereitzustellen) können auf ein oder mehrere elektrisch aktivierte Emitter angewendet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Filterungsmaterial über ein oder mehrere Festkörper-Lichtemitter aufgebracht sein, oder über einer Halteberfläche (wie beispielsweise eine Linse, einen Diffuser, einen Reflektor, etc.), und zwar unter Verwendung einer Strukturierungstechnik, so wie sie durch ein oder mehrere Masken unterstützt wird. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialien mit ein oder mehreren Abschnitten der Halbleiteremitterpackung integriert oder in Kontakt damit angeordnet sein.
In bestimmten Ausführungsformen, die Kerbenfilterungsmateriealen verwenden, können ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialen mit ein oder mehreren anderen funktionalen Materialen (zum Beispiel mit luminophorischen Materialen, Streuungs-Materialien und dergleichen) gemischt und vorzugsweise in ein Bindemittel oder ein anderes Trägermedium eingebaut werden. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Filterungsmaterial in oder auf einem Träger angeordnet sein, der auf oder über einer Vielzahl von Festkörper-Lichtemittern angeordnet ist.
In bestimmten Ausführungsformen, die Kerbenfilterungsmaterialien verwenden, können Kerbenfilterungsmaterialien in oder auf einem Reflektor angeordnet sein, der entweder spiegelnd reflektierend oder diffus reflektierend sein kann. Irgendein geeignetes reflektierendes Material in dem technischen Gebiet kann verwendet werden, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) MCPET (geschäumtes weißes Polyethylenterephthalat) und Oberflächen, die mit ein oder mehreren Metallen metallisiert sind, wie beispielsweise (aber nicht beschränkt auf) Silber (zum Beispiel eine versilberte Oberfläche). Ein bevorzugtes Licht-reflektierendes Material würde ungefähr wenigstens 90% reflektierend, mehr bevorzugt wenigstens ungefähr 95% reflektierend, und noch mehr bevorzugt wenigstens ungefähr 98–99% reflektierend für Licht eines gewünschten Wellenlängenbereich sein, wie beispielsweise ein oder mehreren aus einem lichtsichtbarem Licht, ultravioletten Licht und/oder Infrarotlicht oder Untergruppen davon. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Kerbenfilterungsmaterial auf einer Oberfläche eines Reflektor durch eine Sprühbeschichtung, eine Drehbeschichtung, einer Aufstäubung (Sputtering), ein Eintauchen, ein Rollen, eine elektrostatische Aufbringung oder eine elektrophoretische Aufbringung aufgebracht werden. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens eine Kerbenfilterung in eine Oberfläche eines Reflektors über Verfahren wie einen Spritzguss- oder einen Sinter-Vorgang eingebaut werden.
In bestimmten Ausführungsformen, die Kerbenfilterungsmaterialien verwenden, können ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialien auf, über oder gegen wenigstens eine Oberfläche von ein oder mehreren Festkörper-Emitterchips aufgeschichtet oder in anderer Weise angeordnet werden. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialien auf, über oder gegen wenigstens eine Oberfläche von wenigstens einem luminophorischen Material aufgeschichtet oder in einer anderen Weise angeordnet werden, wobei das wenigstens eine luminophorische Material in direktem Kontakt mit wenigstens einer Oberfläche eines Festkörper-Emitterchips angeordnet werden kann, oder von wenigstens einer Oberfläche eines Festkörper-Emitterchips entfernt (d. h. räumlich getrennt von diesem) angeordnet werden kann. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialien konform bzw. angepasst auf die Oberfläche von wenigstens einem Festkörper-Emitterchips und/oder einem luminophorischen Material geschichtet werden, wobei eine konforme Beschichtung in dieser Hinsicht eine Beschichtung bezeichnet, die der Form und der Kontur von wenigstens einer Oberfläche (oder vorzugsweise mehreren Oberflächen) eines Chips mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Dicke folgt.
Parameter, wie beispielsweise der Typ oder die Zusammensetzung des Trägers oder des Bindemediums; die Dicke, Konzentration, Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung eines Kerbenfilterungsmaterials (von Kerbenfilterungsmaterialen); und die Anwesenheit, die Menge und der Typ von anderen Spurensubstanzen, die mit einem oder mehreren Kerbenfilterungselementen kommen, können eingestellt werden, um ein oder mehrere spektrale Kerben mit einer gewünschten Breite und/oder Tiefe bereitzustellen.
Wie voranstehend erwähnt können ein oder mehrere zusammengesetzte bzw. zusammengefasste Farbpunkte einer Beleuchtungseinrichtung mit einstellbarem Gamut auf oder in der Nähe zu (zum Beispiel innerhalb von sieben MacAdam Ellipsen, innerhalb von fünf MacAdam Ellipsen, innerhalb von vier MacAdam Ellipsen, oder innerhalb von zwei MacAdam Ellipsen) der Schwarzkörper-Ortskurve (oder der Plank'schen Ortskurve) in bestimmten Ausführungsformen sein. In bestimmten Ausführungsformen können ein erster zusammengesetzter Farbpunkt, der zu einem ersten Betriebszustand gehört, und ein zweiter Farbpunkt, der zu einem zweiten Betriebszustand gehört, beide auf oder nahe zu (zum Beispiel sieben MacAdam Ellipsen, innerhalb von fünf MacAdam Ellipsen, innerhalb vier MacAdam Ellipsen, oder innerhalb von zwei MacAdam Ellipsen) einer Plank'schen Ortskurve sein, die auf einem CIE 1976 u'-v' Chromatizitätsdiagramm definiert werden kann. Irgendwelche der voranstehenden Farbpunkte können in ein oder mehreren der folgenden CCT Bereiche sein: von 2500 K bis 10.000 K, von 2500 K bis 4000 K, von 2500 K bis 3500 K, von 2500 K bis 3000 K, von 2700 K bis 5000 K, von 2700 K bis 4100 K, von 2700 K bis 4000 K, von 4100 K bis 10.000 K von 4100 K bis 8000 K, und von 4100 K bis 6500 K.
In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere zusammengesetzte bzw. zusammengefasste Farbpunkte einer Beleuchtungseinrichtung mit einstellbarem Gamut auf oder in der Nähe zu (zum Beispiel sieben MacAdam Ellipsen, innerhalb von fünf MacAdam Ellipsen, innerhalb von vier MacAdam Ellipsen, oder innerhalb von zwei MacAdam Ellipsen) der Weißkörperlinie (a/k/a, der Weißkörper-Ortskurve oder der Linie der minimalen Tönung) sein. Die Weißkörperlinie kann durch eine Linie mit Segmenten approximiert werden, die mit den folgenden x, y Koordinaten auf einem 1931 CIE Chromatizitätsdiagramm definiert sind: (0,3114, 0,3386) bis (0,3462, 0,3631), (0,3462, 0,3631) bis (0,3777, 0,3790), (0,3777, 0,3790) bis (0,3977, 0,3707), (0,3977, 0,3707) bis (0,4211, 0,3713), und (0,4211, 0,3713) bis (0,4437, 0,3808). Derartige Segmente sind in 4 dargestellt, um eine Verbund-Weißkörperlinie zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen können ein erster zusammengesetzter Farbpunkt, der zu einem ersten Betriebszustand gehört, und ein zweiter Farbpunkt, der zu einem zweiten Betriebszustand gehört, beide auf oder in der Nähe zu (zum Beispiel sieben MacAdam Ellipsen, innerhalb von fünf MacAdam Ellipsen, innerhalb von vier MacAdam Ellipsen, oder innerhalb von zwei MacAdam Ellipsen) der Weißkörperlinie sein. Irgendwelche der voranstehenden Farbpunkte können in ein oder mehreren der folgenden CCT Bereiche sein: von 2500 K bis 10.000 K, von 2500 bis 4000 K, von 2500 K bis 4000 K, von 2500 K bis 3500 K, von 2500 K bis 3000 K, von 2700 K bis 5000 K, von 2700 K bis 4100 K, von 2700 K bis 4000 K, von 4100 K bis 10.000 K, von 4100 K bis 8000 K und von 4100 K bis 6500 K.
In bestimmten Ausführungsformen ist wenigstens ein Farbpunkt, der mit wenigstens einem Betriebszustand der Beleuchtungseinrichtung mit variablem Gamut erhalten werden kann, nicht übereinstimmend mit der Schwarzkörper-Ortskurve, sondern stimmt mit der Weißkörperlinie überein. In bestimmten Ausführungsformen ist der sich ergebende Farbpunkt nicht übereinstimmend sowohl mit der Schwarzkörper-Ortskurve als auch der Weißkörper-Ortskurve.
In bestimmten Ausführungsformen stellen mehrere (zum Beispiel erste und zweite; erste bis dritte; erste bis vierte, oder irgendeine andere geeignete Anzahl von) Farbpunkten einer Beleuchtungseinrichtung mit einstellbarem Gamut eine kleine (zum Beispiel vorzugsweise nicht wahrnehmbare) Änderung in dem Farbpunkt und/oder dem Lichtstrom bereit, um so eine, mehrere oder sämtliche der folgenden Bedingungen zu erfüllen: eine Nähe von nicht mehr als sieben (nicht mehr als fünf oder vier) MacAdam Ellipsen auf einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm; einer Farbpunktdifferenz entsprechend zu einem Delta u'v' Wert von nicht größer als 0,01 (oder nicht größer als 0,007 oder 0,005) auf einem CIE 1976 Chromatizitätsdiagramm; einer korrelierten Farbtemperaturdifferenz von nicht größer als 2%; und eine Lichtstromdifferenz von nicht größer als 2%. Der Begriff „Delta u'v'” in diesem Kontext bezieht sich auf einen Abstand zwischen zwei Farbpunkten in dem CIE 1976 Farbraum.
In bestimmten Ausführungsformen weist das Lichtgemisch, das von einer Beleuchtungseinrichtung gemäß wenigstens einem Betriebszustand (und vorzugsweise allen Betriebszuständen) erzeugt wird, einen Lumineszenzwirkungsgrad in wenigstens einem der folgenden Lumen pro Watt Bereiche auf: wenigstens 60, wenigstens 80, wenigstens 100, wenigstens 120, oder wenigstens 140. In bestimmten Ausführungsformen weist das Lichtgemisch, das von einer Beleuchtungseinrichtung gemäß wenigstens einem Betriebszustand (oder vorzugsweise sämtlichen Betriebszuständen) erzeugt wird, einen GAI (oder Q_g) Wert von wenigstens 50 und einen CRI Ra Wert von wenigstens 50 auf, wobei die voranstehenden Bereiche optional durch 70, 80, 90 oder 100 an dem oberen Ende begrenzt sind. In bestimmten Ausführungsformen weist das Lichtgemisch, das von einer Beleuchtungseinrichtung gemäß wenigstens einem Betriebszustand (und vorzugsweise sämtlichen Betriebszuständen) erzeugt wird, einen GAI (oder C_g) Wert in einem Bereich von 80 bis 100 auf, in Verbindung mit einem CRI Ra Wert von wenigstens 80 (optional abgegrenzt an dem oberen Ende durch einen CRI Ra Wert von 90, 92, 94 oder 96).
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Beleuchtungseinrichtung einen ersten elektrisch aktivierten Emitter; einen zweiten elektrisch aktivierten Emitter; und eine Steuerschaltung, die konfiguriert ist, um einen Betrieb der ersten und zweiten elektrisch aktivierten Emitter einzustellen, um sich zwischen wenigstens zwei Betriebszuständen zu bewegen, umfassen; wobei ein erster Betriebszustand der wenigstens zwei Betriebszustände eine Kombination von Licht erzeugt, das die Beleuchtungseinrichtung verlässt, von dem ersten elektrisch aktivierten Emitter und dem zweiten elektrisch aktivierten Emitter ausgesendet wurde, und, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, zusammengesetzte Lichtemissionen des ersten Betriebszustands mit einem ersten Gamut-Flächen-Index (GAI) wert erzeugt; wobei ein zweiter Betriebszustand der wenigstens zwei Betriebszustände eine Kombination von Licht erzeugt, das die Beleuchtungseinrichtung verlässt, das von dem ersten elektrisch aktivierten Emitter und dem zweiten elektrisch aktivierten Emitter ausgesendet wurde, und das, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, zusammengesetzte Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands mit einem zweiten GAI Wert erzeugt; wobei sich der zweite GAI Wert von dem ersten GAI Wert um wenigstens 10% unterscheidet; und wobei die zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, Emissionen mit einem ersten Farbpunkt erzeugen, und die zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, Emissionen mit einem zweiten Farbpunkt erzeugen, und wobei sich, wenn sie auf einem CIE 1976 u'-v' Chromatizitätsdiagramm aufgetragen werden, der erste Farbpunkt und der zweite Farbpunkt voneinander um einen Delta u'v' Wert von nicht größer als 0,01 unterscheiden. In bestimmten Ausführungsformen kann der relative Gamut (Q_g) für den Gamut-Flächen-Index (GAI) ersetzt werden. In einem derartigen Fall ist eine Änderung von 5% Q_g leicht unterscheidbar. In bestimmten Ausführungsformen kann jeder des ersten elektrisch aktivierten Emitters und des zweiten elektrisch aktivierten Emitters einen Festkörper-Lichtemitter (wie beispielsweise eine LED) umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere des ersten elektrisch aktivierten Emitters und des zweiten elektrisch aktivierten Emitters (und optional jeder der voranstehenden Emitter) wenigstens eine Leuchtdiode und wenigstens einen Luminophor, der angeordnet ist, um wenigstens einen Teil von Emissionen der wenigstens einen Leuchtdiode zu empfangen und davon stimuliert zu werden und im Ansprechen darauf Luminophor-Emissionen auszusenden, umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt werden: der erste Farbpunkt und der zweite Farbpunkt unterscheiden sich in der korrelierten Farbtemperatur um einen Betrag von nicht größer als 2% relativ zueinander; die zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und die zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands unterscheiden sich im Lichtstrom um einen Betrag von nicht größer als 2%. In bestimmten Ausführungsformen kann sich der zweite GAI Wert von dem ersten GAI Wert um wenigstens 15%, oder um wenigstens 20% unterscheiden. Wenn Q_g für den GAI ersetzt wird, dann kann sich der zweite Q_g Wert von dem ersten Q_g Wert um wenigstens 5%, um wenigstens 10%, um wenigstens 15%, um wenigstens 20% oder irgendeinen anderen hier offenbarten Schwellwert unterscheiden. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt werden: wenigstens eine der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und/oder der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lumineszenzwirkungsgrad von wenigstens 60 Lumen pro Watt, und jede der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfassend einen Lichtstrom von wenigstens 500 Lumen. In bestimmten Ausführungsformen ist wenigstens der erste Farbpunkt und/oder der zweite Farbpunkt auf oder in der Nähe zu der Weißkörperlinie, mit einer derartigen Nähe wie hier definiert. In bestimmten Ausführungsformen ist wenigstens einer des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts auf oder nahe zu der Schwarzkörper-(Plank'schen)Ortskurve. In bestimmten Ausführungsformen umfasst wenigstens einer des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts einen CRI R von wenigstens 80, einen GAI (oder Q_g) Wert in einem Bereich von 80 bis 100, oder einen CRI Ra Wert von wenigstens 80 in Verbindung mit einem GAI (oder Q_g) Wert in einem Bereich von 80 bis 100. In bestimmten Ausführungsformen können die voranstehenden Bedingungen erzielt werden, wenn jeder des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts eine gewünschte CCT umfasst, wie beispielsweise in einem Bereich von 2500 K bis 5000 K, oder in einem Bereich von 2700 K bis 4000 K. In bestimmten Ausführungsformen kann bei einer Beleuchtungseinrichtung irgendein Luminophor-umgewandelter blauer elektrisch aktivierte Emitter (wie beispielsweise eine LED, die angeordnet ist, um Emissionen mit einer dominanten Wellenlänge in einem Bereich von 430 nm bis 480 nm mit wenigstens einem Luminophor, der positioniert ist, um wenigstens einen Teil der LED Emissionen zu empfangen, zu erzeugen) fehlen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Beleuchtungseinrichtung ein Festkörper-Emitter Paket verkörpern und/oder ein oder mehrere Merkmale, die zu hier offenbarten Festkörperpaketen gehören, einschließen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Leuchte oder eine Leuchtenfassung eine Beleuchtungseinrichtung wie hier offenbart umfassen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst ein Verfahren ein Beleuchten eines Objekts, eines Raums oder einer Umgebung unter Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung wie hier offenbart.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Festkörper-Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Emittern und eine Steuerschaltung, die konfiguriert ist, um einen Betrieb der Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Emittern einzustellen, um sich zwischen wenigstens zwei Betriebszuständen zu bewegen, umfassen, wobei: ein erster Betriebszustand zusammengesetzte Lichtemissionen des ersten Betriebszustands mit einem ersten Gamut-Flächen-Index (GAI) oder Q_g Wert erzeugt; ein zweiter Betriebszustand zusammengesetzte Lichtemissionen eines zweiten Betriebszustands mit einem zweiten Gamut-Flächen-Index (GAI) oder Q_g Wert erzeugt; sich der zweite GAI Wert von dem ersten GAI Wert um wenigstens 10% oder einen anderen hier offenbarten Schwellwert unterscheiden (oder alternativ sich der zweite Q_g Wert von dem ersten Q_g Wert um wenigstens 5% oder einen anderen hier offenbarten Schwellwert unterscheiden); und ein erster Farbpunkt, der von den zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands erzeugt wird, sich von einem zweiten Farbpunkt, der von den zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands erzeugt wird, um nicht mehr als sieben MacAdam Ellipsen (oder optional innerhalb von fünf oder vier MacAdam Ellipsen) auf einem 1931 CIE Chromatizitätsdiagramm unterscheidet. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Emitter (und optional jeder der voranstehenden Emitter) wenigstens eine LED und wenigstens einem Luminophor, der angeordnet ist, um wenigstens einen Teil von Emissionen der wenigstens einen LED zu empfangen und von diesem stimuliert zu werden und im Ansprechen darauf Luminophor-Emissionen auszusenden, umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt werden: der erste Farbpunkt und der zweite Farbpunkt unterscheiden sich in der korrelierten Farbtemperatur um einen Betrag von nicht größer als 2% relativ zueinander; und die zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und die zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands unterscheiden sich in dem Lichtstrom um einen Betrag von nicht größer als 2%. In bestimmten Ausführungsformen kann sich der zweite GAI Wert von dem ersten GAI Wert um wenigstens 15%, oder um wenigstens 20% unterscheiden. Alternativ kann sich in bestimmten Ausführungsformen der zweite Q_g Wert von dem ersten Q_g Wert um wenigstens 10%, um wenigstens 15%, oder um wenigstens 20% unterscheiden. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllt sein: wenigstens eine der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfassend einen Lumineszenzwirkungsgrad von wenigstens 60 Lumen pro Watt, und jede der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lichtstrom von wenigstens 500 Lumen. In bestimmten Ausführungsformen ist in wenigstens einer des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts auf oder in der Nähe der Weißkörperlinie, mit einer derartigen Nähe wie hier definiert. In bestimmten Ausführungsformen ist wenigstens einer des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts auf oder in der Nähe zu der Schwarzkörper-(Plank'schen)Ortskurve. In bestimmten Ausführungsformen umfasst wenigstens einer des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts einen CRI Ra von wenigstens 80, einen GAI (oder Q_g) Wert in einem Bereich von 80 bis 800, oder einen CRI Ra Wert von wenigstens 80 in Verbindung mit einem GAI (oder Q_g) Wert in einem Bereich von 80 bis 100. In bestimmten Ausführungsformen können die voranstehende Bedingungen erzielt werden, wenn jeder des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts eine gewünschte CCT umfasst, wie beispielsweise in einem Bereich von 2500 K bis 5000 K in einem Bereich von 2700 K bis 4000 K. In bestimmten Ausführungsformen kann bei einer Beleuchtungseinrichtung irgendein Luminophor-umgewandelter blauer elektrisch aktivierte Emitter fehlen (wie beispielsweise eine LED, die angeordnet ist, um Emissionen mit einer dominanten Wellenlänge in einem Bereich von 430 nm bis 480 nm mit wenigstens einem Luminophor zu erzeugen, der positioniert ist, um wenigstens einen Teil der LED Emissionen zu empfangen). In bestimmten Ausführungsformen kann die Beleuchtungseinrichtung ein Festkörper-Emitter Paket verkörpern und/oder ein oder mehrere Merkmale in Verbindung mit den Festkörperpaketen, die hier offenbart werden, einschließen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Leuchtenbirne oder eine Leuchtenhalterung eine Beleuchtungseinrichtung wie hier offenbart umfassen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst ein Verfahren ein Beleuchten eines Objekts, eines Raums oder einer Umgebung unter Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung wie hier offenbart.
Verschiedene Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
6 ist ein Auszug aus einem CIE 1976 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörper-Ortskurve (BBL) und eine geschlossene gestrichelte Form (die einen Bereich 70 umschließt, der unterhalb der BBL ist), der potentielle Farbpunkte verkörpert, die von einer Beleuchtungseinrichtung wie hier offenbart ausgegeben werden sollen, darstellt, wobei die gestrichelte Form einen Bereich verkörpert, der mit einem CCT Wert in einem Bereich von 2500 K bis 10.000 K definiert ist, und einen Plank'schen Offset Delta u'v' Bereich von negativ 0,01 bis negativ 0,02 überspannt. CCT Linien für gewählte Werte sind zusätzlich gezeigt (d. h. Plank'sche Offset Delta u'v' Werte von ungefähr ±0,05 überspannen). Der Bereich 70 ist von oben durch eine Kurve 71 (die Plank'sche Offset Delta u'v' Werte von negativ 0,01 darstellt), von links durch eine Linie 73 entsprechend zu einem CCT Wert von 10.000 K, von rechts durch eine Linie 74 entsprechend zu einem CCT Wert von 2500 K, und von unten durch eine Kurve 72 (die Plank'sche Offset Delta u'v' Werte von negativ 0,02 darstellt) abgegrenzt. 6 zeigt zwei Farbpunkte 36, 37 einer hypothetischen Beleuchtungseinrichtung (nicht gezeigt), wobei die Punkte beide eine CCT von 3000 K aufweisen, während sie sich voneinander um einen Delta u'v' Wert von nicht größer als 0,01 unterscheiden.
7A–7B zeigen grafisch GAI bzw. CRI Ra Werte, die erhalten wurden durch Modellierung einer ersten beispielhaften Beleuchtungseinrichtung mit einer blauen LED (452 nm Spitzenwellenlänge), die angeordnet ist, um Emissionen von einem gelben (YAG 108) Phosphor zu stimulieren, in Kombination mit einer orange-roten LED (dominante Wellenlänge 619 nm), wobei bei der Beleuchtungseinrichtung irgendein Kerbenfilterungsmaterial fehlt. Insbesondere ist 7A ein Auszug eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramms, das die Schwarzkörper-Ortskurve, die Linie der minimalen Tönung (auch als „Weißkörper-Linie” oder ”WBL” hier bezeichnet), die sich zwischen CCT Werten von 2700 K bis 6500 Ka erstreckt, periodische Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von 9 Zonen (d. h. die Zonen I bis IX) mit unterschiedlichen Bereichen des Gamut-Flächen-Index (GAI), die durch eine derartige Modellierung erhalten werden. In 7A ist die Zone V besonders interessant, da sie einem bevorzugten Bereich von GAI-Werten von 80–100 entspricht und ferner einen Teil der Weißkörper-Linie (WBL) in einem Bereich von bestimmten wünschenswerten CCT Werten unter 4000 K (wobei ein derartiger Bereich WBL unter der Schwarzkörper-Ortskurve ist) umfasst. 7B ist ein Auszug eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramms, das die Schwarzkörper-Ortskurve, die Linie der minimalen Tönung (oder „Weißkörper-Linie”), die sich zwischen CCT Werten von 2700–6500 K erstreckt, periodische Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von 10 Zonen (d. h. die Zonen I bis X) mit unterschiedlichen Bereichen des Farbwiedergabeindex (CRI Ra), erhalten durch Modellierung der gleichen Beleuchtungseinrichtung gemäß 7A, zeigt. In 7B ist die Zone I (entsprechend zu CRI Ra Werten von 90–100) und die Zone II (entsprechend zu CRI Ra Werten von von 80–90) besonders interessant, da die angegebenen Bereiche für eine allgemeine Beleuchtung geeignet sind und die Weißkörper-Linie (WBL) in einem Bereich von wünschenswerten CCT Werten unter 4000 K (wobei ein derartiger Bereich der WBL unter der Schwarzkörper-Ortskurve ist) umfasst. 7A–7B zeigen in Kombination, dass eine erste Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit einer Phosphor-umgewandelten blauen primären LED und einer zusätzlichen orange/roten LED gleichzeitig die bevorzugte Kombination von CRI Ra ≥ 80 (oder CRI Ra ≥ 90) und 80 ≤ GAI ≤ 100 erzielen können. Eine derartige Bedingung wird in Kombination mit einem hohen Lumineszenzwirkungsgrad (zum Beispiel wenigstens 60 LPW (Lumen pro Watt), wenigstens 80 LPW, wenigstens 100 LPW (oder bis zu 120 LPW oder mehr) ohne Verwendung des Kerbenfilterungsmaterials erreicht.
7A–7B zeigen in Kombination, dass Emitter oder Gruppen von Emittern verwendet werden können, um Farbpunkte mit unterschiedlichen GAI und CRI Ra Charakteristiken zu erzielen. Wenn mehrere Emitter oder Gruppen von Emittern, die angeordnet sind, um Farbpunkte mit unterschiedlichen GAI Charakteristiken zu erzeugen, in einer einzelnen Beleuchtungseinrichtung vorgesehen sind und derartige Emitter oder Gruppen von Emittern getrennt steuerbar sind, kann die sich ergebende Beleuchtungseinrichtung in Übereinstimmung mit mehreren Betriebszuständen betrieben werden, die angeordnet sind, um unterschiedliche GAI Werte hervorzubringen.
Die 8A–8C zeigen grafisch GAI, CRI Ra und S/P Verhältniswerte, die jeweils durch Modellierung einer zweiten beispielhaften Einrichtung erhalten wurden, die eine blaue LED (Spitzenwellenlänge 452 nm), die angeordnet ist, um Emissionen eines gelben/grünen (LU AG) Phosphor zu stimulieren, in Kombination mit einer orange-roten (dominante Wellenlänge 619 nm) LED umfasst. Insbesondere ist 6A ein Auszug aus einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörper-Ortskurve, die Linie der minimalen Tönung (oder „Weißkörperlinie”), die sich zwischen CCT Werten von 2700 K bis 6500 Ka erstreckt, periodische Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von 9 Zonen mit unterschiedlichen Bereichen des Gamut-Flächen-Index (GAI) zeigt, die durch eine derartige Modellierung erhalten werden. In 8A ist die Zone V besonders interessant, da sie einem bevorzugten Bereich von GAI Werten von 80–100 entspricht und ferner den größten Teil der Weißkörperlinie (WBL) (einschließlich von zahlreichen Werten in einem Bereich von wünschenswerten bestimmten CCT Werten unter 4000 K unter der Schwarzkörper-Ortskurve) umfasst. 8B ist ein Auszug aus einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörper-Ortskurve, die Linie der minimalen Tönung (oder „Weißkörperlinie”), die sich zwischen CCT Werten von 2700 K bis 6500 K erstreckt, periodische Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von 10 Zonen mit unterschiedlichen Bereichen des Farbwiedergabeindex (CRI Ra), die durch Modellierung der gleichen Beleuchtungseinrichtung gemäß 6A erhalten wurden, zeigt. In 6B sind die Zone I (entsprechend zu CRI Ra Werten von 90–100) und die Zone II (entsprechend zu CRI Ra Werten von 80–90) von besonderem Interesse, da die angegebenen Bereiche geeignet sind für eine allgemeine Beleuchtung und die Weißkörperlinie (WBL) in einem Bereich von wünschenswerten CCT Werten unter 4000 K (wobei ein derartiger Bereich der WBL unter der Schwarzkörper-Ortskurve ist) umfassen. 8C ist ein Auszug aus einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörper-Ortskurve, die Linie der minimalen Tönung (oder „Weißkörperlinie”), die sich zwischen CCT Werten von 2700 Ka bis 6500 Ka erstreckt, periodische Farbtemperaturlinien, die die Schwarzkörper-Ortskurve schneiden, und grafische Darstellungen von 8 Zonen mit unterschiedlichen Bereichen eines skotopischen/photopischen (S/P) Verhältnisses, erhalten durch Modellierung der gleichen Beleuchtungseinrichtung, zeigt. In 8C ist die Zone V (entsprechend zu S/P Verhältniswerten in einem Bereich von 1,5–2) von besonderem Interesse, da sie die WBL für sämtliche CCT Werte von weniger als ungefähr 4000 K umfasst. Die 8A–8B zeigen in Kombination, dass eine zweite Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit einer Phosphor-umgewandelten blauen primären LED und einer zusätzlichen orange/roten LED gleichzeitig die bevorzugte Kombination von CRI Ra ≥ 80 (oder CRI Ra ≥ 90) und 80 ≤ GAI ≤ 100 erzielen. Eine derartige Bedingung wird in Kombination mit einem angehobenen S/P Verhältnis und einem hohen Lumineszenzwirkungsgrad (zum Beispiel wenigstens 60 LPW, wenigstens 80 LPW, wenigstens 100 LPW (oder bis zu 120 LPW oder mehr) ohne die Verwendung eines Kerbenfilterungsmaterials erzielt.
7A–7B und 8A–8B zeigen, dass Emitter oder Gruppen von Emittern verwendet werden können, um Farbpunkte mit unterschiedlichen GAI und CRI Ra Charakteristiken zu erzielen. Wenn mehrere Emitter oder Gruppen von Emittern, die angeordnet sind, um Farbpunkte mit unterschiedlichen GAI Charakteristiken zu erzeugen, in einer einzelnen Beleuchtungseinrichtung vorgesehen sind, und derartige Emitter oder Gruppen von Emittern getrennt steuerbar sind, kann die sich ergebende Beleuchtungseinrichtung in Übereinstimmung mit mehreren Betriebszuständen betrieben werden, die angeordnet sind, um unterschiedliche GAI Werte zu erzeugen.
Die 9A–9E zeigen in Kombination eine Tabelle, die numerische Ergebnisse für eine Modellierung von 151 Festkörper-Beleuchtungseinrichtungen, jeweils mit einer orangen oder roten LED (Quelle 1a), einem gelben oder gelb/grünen Phosphor (Quelle 2a) und einer blauen LED (Quelle 3a) einschließlich einer Einrichtungsnummer, CIE 1931 x, y Koordinaten von kombinierten Emissionen, die dominanten LED Wellenlänge (dm), die korrelierte Farbtemperatur (CCT), das S/P Verhältnis, CRI Ra, R9 Farbwiedergabe, die Farbqualitätsskala (CQS), den Gamut-Flächen-Index (DAI), Quellenidentifizierern, ein einen prozentualen Lumen-Anteil für jede individuelle Quelle, CIE 1931 x, y Koordinaten für jede individuelle Quelle, die dominante Wellenlänge (dm) für jede individuelle Quelle und die Spitzenwellenlänge (pk) für jede individuelle Quelle bereitstellen. Wie in den letzten 6 Spalten der 9A–9E gezeigt umfasst die Quelle 1a Quellen mit dominanten Wellenlängen in einem Bereich von 613 nm bis 623 nm und Spitzenwellenlängen in einem Bereich von 620 nm bis 632 nm; die Quelle 2a umfasst Quellen mit dominanten Wellenlängen in einem Bereich von 558 nm bis 569 nm und Spitzenwellenlängen in einem Bereich von 532 nm bis 541 nm; und die Quelle 3a umfasst Quellen mit dominanten Wellenlängen in einem Bereich von 447 nm bis 470 nm und Spitzenwellenlängen in einem Bereich von 440 nm bis 465 nm. Die vierte bis zehnte Spalte der 9A–9E zeigen, dass für jede Einrichtung zusammengesetzte Emissionen (die die Kombination der Quelle 1a, 2a und 3a verkörpern) eine dominante Wellenlänge in einem Bereich von 583 nm bis 605 nm, einen CCT in einem Bereich von 3879 K bis 2125 K, einem S/P Verhältnis in einem Bereich von 1,12–2,02, einen CRI Ra in einem Bereich von 80–95, einem R9 (R9 Farbwiedergabewert) in einem Bereich von 16–98, eine Farbqualitätsskala in einem Bereich von 71–93 und einem GAI in einem Bereich von 80–100 umfassen. Lampen mit einem hohen R9 Farbwiedergabewert sind wünschenswert, um rötliche Farben leuchtend wiederzugeben. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Betriebszustand (und vorzugsweise mehrere Betriebszustände) einer Beleuchtungseinrichtung mit variablem Gamut, wie hier offenbart, einen R9 Farbwiedergabewert in einem Bereich von vorzugsweise wenigstens 80, weiter bevorzugt wenigstens 85, noch weiter bevorzugt von wenigstens 90 und noch mehr bevorzugt von wenigstens 95, in Verbindung mit einem CRI RA in einem Bereich von vorzugsweise wenigstens 80, weiter bevorzugt wenigstens 90, in Kombination mit einem CRI Wert in einem Bereich von 80–100 umfassen.
In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere elektrisch aktivierte Emitter einer Beleuchtungseinrichtung wie hier offenbart wenigstens ein Kerbenfilterungsmaterial umfassen, das angeordnet ist, um wenigstens einen Teil von Emissionen des Emitters (der Emitter) zu filtern, um eine spektrale Kerbe aufzuzeigen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Kerben-gefiltertem Lichtaussendelement einen erhöhten Gamut relativ zu einem nicht gefilterten Lichtaussendeelement aufzeigen. Wenn mehrere Emitter oder Gruppen von Emittern, die angeordnet sind, um Farbpunkte mit unterschiedlichen GAI Charakteristiken (zum Beispiel können derartige unterschiedliche Anwesenheit, Konzentration und/oder Menge von Kerbenfilterungsmaterialen umfassen) zu erzeugen, in einer einzelnen Beleuchtungseinrichtung vorgesehen sind, und derartige Emitter oder Gruppen von Emittern getrennt steuerbar sind, kann die sich ergebende Beleuchtungseinrichtung in Übereinstimmung mit mehreren Betriebszuständen betrieben werden, die angeordnet sind, um unterschiedliche GAI Werte hervorzubringen.
Um Ergebnisse einer Hinzufügung von unterschiedlichen Mengen des Kerbenfilterungsmaterials zu einer Kerbenfilterungseinrichtung zu demonstrieren, stellt 10 Modellierungsergebnisse bereit, die den GAI, CRI Ra, R9 Wiedergabe, LEP Lumineszenzwirkungsgrad (optisch), S/P Verhältnis, Lumen pro Watt, Filterlumen-Verlust Prozent, Du'v' (Abstand von BBL in einem 1976 CEI Farbraum) und Neodym-Filterdichtewerte für vier Lichtquellen bereit – nämlich eine weißglühende Quelle (zweite Spalte), eine blau verschobene (gelb plus rot) oder „BS (Y + R)” Phosphor-umgewandelte LED Quelle (dritte Spalte), eine leicht Neodymoxid-gefilterte BS (Y + R) Phosphor-umgewandelte LED Quelle mit hohem CRI (vierte Spalte), und eine Linie nahe zu einem weißen Körper, eine stärker Neodymoxid-gefilterte BS (Y + R) Phosphor-umgewandelte LED (oder „Neo WBL Nd gefilterte BS (Y + R)”) Quelle (fünfte Spalte). Jede BS (Y + R) Quelle umfasste eine blaue LED mit einer dominanten Wellenlänge von 457 nm (1% Gesamtlumen-Ausgang der Einrichtung), die angeordnet ist, um Emissionen von zwei Phosphorstoffen zu stimulieren – nämlich ein Cerium-dotiertes Yttrium-Aluminium-Garnet (Ce:YAG) oder ”YAG” 108 gelber Phosphor mit einer dominanten Wellenlänge von 570 nm (69,2% Gesamtlumen-Ausgang der Einrichtung) und ein CaAlSiN₃ ('CASN') basierter roten Phosphor mit einer dominanten Wellenlänge von 600 nm (29,8% Gesamtlumen-Ausgang der Einrichtung).
Wenn man die weißglühenden und ungefilterten BS (Y + R) Festkörperquellen vergleicht, weisen beide GAI Werte von 49% auf, während die weißglühende Quelle einen besseren CRI Ra (100 gegenüber 81) aufweist, die weißglühende Quelle ein höheres S/P Verhältnis aufweist, und die Festkörperquelle einen größeren Lumineszenzwirkungsgrad aufweist. Beide Quellen sind auf der Schwarzkörper-Ortskurve mit Du'v' Werten von null.
Wenn man den ungefilterten BS (Y + R) und Neodym-gefilterte BS (Y + R) Festkörperquellen vergleicht, weist die gefilterte Quelle einen höheren GAI (63% gegenüber 49%), einen verbesserten CRI Ra (92 im Gegensatz zu 81), einen verbesserten R9 und ein höheres S/P Verhältnis auf, aber als Folge des Filterlumenverlust (19%) einen niedrigeren Lumineszenzwirkungsgrad, und ist von der Schwarzkörper-Ortskurve mit einem Du'v' Wert von 0,006 geringfügig von der Schwarzkörper-Ortskurve entfernt. Die gefilterten Festkörperquelle mit „hohem CRI” (die eine Neodymoxid-Dichte von 0,5 relativ zu einem 3,2 mm Referenz-Neodymoxid-Filter aufweist), stellt deshalb einen verbesserten CRI Ra und einen verbesserten GAI relativ zu der nicht gefilterten Festkörperquelle bereit.
Wenn man Nd gefilterten BS (Y + R) und Neo WBL Nd gefilterten BS (Y + R) Festkörperquellen mit hohem CRI vergleicht, dann weist die letztere (Neo WBL) Quelle mehr als zweimal die Neodymoxid-Dichte auf (das heißt 1,20 gegenüber 0,5 relativ zu einem 3,2 mm Referenz-Neodymoxid Filter), was zu einem noch größeren GAI (78% gegenüber 63%) und einem größeren S/P Verhältnis (135 gegenüber 1,25) aber mit einem verringerten CRI Ra (80 gegenüber 92) führt. In der Tat weist die Neo WBL gefilterte BS (Y + R) Quelle einen CRI Ra Wert auf, der sogar relativ zu der nicht gefilterten Festkörperquelle verringert ist (d. h. 80 gegenüber 81). Die Neo WBL Nd gefilterte BS (Y + R) Quelle zeigt ferner einen verringerten Lumineszenzwirkungsgrad (70 LPW gegenüber 86 LPW für die schwächer gefilterte Quelle) auf, so wie dies als Folge des erhöhten Filterlumenverlusts (34% gegenüber 19%) erwartet wird. Die höherer Filtermaterialkonzentration bewirkt auch, dass der Farbepunkt von der Ortskurve weiter abweicht (mit einem Du'v' Wert von 0014, oder mit mehr als dem doppelten Du'v' Wert für die schwächer gefilterte Quelle) abweicht. Die Neo WBL gefilterte Festkörperquelle stellt einen verbesserten GAI bereit, während CRI R und der Wirkungsgrad geopfert wird. Die Verwendung eines Kerbenfilterungsmaterials bei einer ausreichend hohen Konzentration, um zu bewirken, dass der CRI Ra tatsächlich abnimmt und von der Schwarzkörper-Ortskurve abweicht, während ein Lumineszenzwirkungsgrad verringert wird, läuft dem herkömmlichen Wunsch in dem Stand der Technik entgegen, einen erhöhten CRI Ra ohne unerwünschten Verlust des Lumineszenzwirkungsgrads und ohne Abweichen von der Schwarzkörpers-Ortskurve bereitzustellen.
11 ist eine grafische Darstellung eines GAI als eine Funktion der Filterdichte, mit einer darüber gelegten grafischen Darstellung des CRI Ra, für die in 10 zusammengefassten drei (am weitesten rechts) Festkörper-Lichtquellen. Die jeweiligen grafischen Darstellungen zeigen, dass die GAI Werte mit zunehmender Filterdichte weiter anwachsen, und dass der CRI Ra anfänglich mit einer zunehmenden Filterdichte ansteigt, dann aber, wenn die Filterdichte weiter über einen Wendepunkt hinaus zunimmt, abnimmt. Somit kann eine Erhöhung des GAI über einem bestimmten Punkt hinaus in Bezug auf einen Versuch zur Erhöhung der Farbwiedergabe schädlich sein. Der schattierten Bereich oben rechts stellt eine bevorzugte Kombination einer Kombination von CRI Ra ≥ 80 und 80 ≤ GA ≤ 100 dar, die fast, aber eben gerade nicht, mit der Neo WBL Nd gefilterten BS (Y + R) Quelle erhalten werden kann.
12 zeigt eine Gamut-Fläche und eine Farbepunkt für jede der vier Lichtquellen, die in 10 charakterisiert sind, überlagert mit einem Auszug des 1931 CEI Chromatizitätsdiagramms einschließlich der Schwarzkörpers-Ortskurve und der Linie der minimalen Tönung (Weiskörperlinie). Die weißglühende Quelle A und die ungefilterte Festkörperquelle B weisen beide den gleichen Farbpunkt auf der Schwarzkörpers-Ortskurve und ähnliche Gamut-Flächen (was zu dem gleichen GAI Wert führt) auf. Die Nd gefilterte BS (Y + R) Festkörperquelle C mit hohem CRI weist einen Farbpunkt auf, der zwischen der Schwarzkörpers-Ortskurve und der Weißkörperlinie zwischen-liegend angeordnet ist, während sie eine größere Gamut-Fläche als die weißglühende Quelle A und die ungefilterte Festkörperquelle B aufweist. Die Neo WBL Nd gefilterte BS (Y + R) Festkörperquelle D weist einen Farbpunkt auf, der auf der Weißkörperlinie (der Linie der minimalen Tönung) liegt, während die sogar eine größere Gamut-Fläche als die voranstehenden Quellen aufweist.
Bei der Variation in Gamut-Flächen von den vier Quellen A bis D ist ersichtlich, dass ein kombinieren und getrenntes Steuern von wenigstens zwei Quellen in einer einzelnen Beleuchtungseinrichtung eine Gamut-Fläche von Emissionen einer derartigen Einrichtung verändert wird. Zurückkehrend zur 10 sind GAI Werte für die Quellen B, C und D 49%, 63% bzw. 78%. Durch getrenntes Steuern von zwei derartigen Quellen, die in einer einzelnen Beleuchtungseinrichtung angeordnet sind, kann die Gamut-Fläche von zusammengesetzten bzw. zusammengefassten Emissionen um 10%, 15%, 20% oder mehr verändert werden.
13 zeigt einen spektralen Ausgang (die relative Intensität) über der Wellenlänge für die vier in 10 charakterisierten Lichtquellen, wobei der Effekt einer erhöhten Neodym-Filterkonzentration auf den spektralen Ausgang gezeigt ist. Die weißglühende Quelle A weist einen im Wesentlichen linearen Zusammenhang zwischen spektralem Ausgang und Wellenlänge auf. Die nicht gefilterte Festkörperquelle B zeigt eine erste Spitze bei 450 nm, eine erste Senke zentriert bei ungefähr 480 nm und eine breite Verbundspitze zentriert bei ungefähr 610 nm ohne eine spektrale Kerbe auf. Die Nd gefilterten BS (Y + R) Festkörperquelle C mit hohem CRI zeigt eine signifikante spektrale Kerbe zwischen ungefähr 560 nm–590 nm auf. Die Neo WBL Nd gefilterte BS (Y + R) Festkörperquelle D zeigt eine noch tiefere spektrale Kerbe zwischen ungefähr 560 nm–590 nm, als Folge der erhöhten Filtermaterialkonzentration auf.
14A ist ein Balkendiagramm, dass CRI Werte mit Ergebnissen für 14 Farbchips und den zusammengesetzten CRI Ra Wert für die zweite (das heißt ungefilterte Festkörper-)Lichtquelle, die in 10 charakterisiert wird, darstellt. 14B ist ein Balkendiagramm, das CRI Werte mit Ergebnissen für 14 Farbchips und den zusammengesetzten (Verbund) CRI Ra Wert für die vierte (d. h. Neo WBL Neodym-gefilterte) Festkörper-Lichtquelle, die in 10 charakterisiert wird, darstellt. In jedem Diagramm ist der zusammengesetzte CRI Ra Wert an der Position 16 dargestellt. Ein Vergleich zwischen 14A und 14B zeigt, dass eine Erhöhung der Neodymoxid-Filterkonzentration einen CRI verringern kann, aber mit einer erhöhten wahrgenommenen Farbleuchtkraft, wie mit dem erhöhten R9 Farbwiedergabewert gezeigt (wobei R9 eine rote Farbe darstellt, die schwierig genau wiederzugeben ist). Ein derartiges Ergebnis ist konsistent mit dem erhöhten GAI Wert, der von der erhöhten Neodymoxid(Kerben)-Filterkonzentration bereitgestellt wird.
In bestimmten Ausführungsformen können Festkörper-Beleuchtungseinrichtungen umfassen: (i) wenigstens ein luminophorisches Material kombiniert mit wenigstens einem Festkörperemitter (zum Beispiel zwei LEDs und ein luminophorisches Material), wie in Verbindung mit 13A beschrieben, oder (ii) mehrere LEDs, bei denen irgendein luminophorisches Material fehlt, wie in Verbindung mit 14A beschrieben. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit mehreren LEDs, bei denen ein Luminophor fehlt, wenigstens eine LED, die eine dominante Wellenlänge in einem Bereich von 440 nm bis 460 nm umfasst, wenigstens eine LED, die eine dominante Wellenlänge in einem Bereich von 535 nm bis 560 nm umfasst, und wenigstens eine LED, die eine dominante Wellenlänge in einem Bereich von 590 nm bis 620 nm umfasst, umfassen.
15A ist eine Tabelle mit numerischen Ergebnissen zur Modellierung einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit einer orangen (dominante Wellenlänge 606 nm) LED, einer blauen (450 nm dominante Wellenlänge) LED und einem grünen Phosphor (P1LuGaAg 4), die zusammengesetzte Emissionen mit einer CCT von 3511 K, einem CRI Ra Wert von 80 und einem GAI Wert von 100 hervorbringen. Für die individuellen LEDs und den Phosphor stellt die 15A CIE 1931x und y Koordinaten, CIE 1976u' und v' Koordinaten, die dominante Wellenlänge und die relative Intensität (beliebige Einheiten) bereit. Für die kombinierten Emissionen stellt 15A ferner CIE 1931x und x Koordinaten, CCT, CRI Ra, R9 Farbwiedergabe, GAI, Farbqualitätsskala (CQS), S/P Verhältnis, Lumineszenzwirkungsgrad, Du'v' (BBL/DLL) und duv Werte bereit. 15B ist ein Auszug aus einem CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, das die Schwarzkörpers-Ortskurve, einen Teil der Linie der minimalen Tönung (oder Weißkörperlinie) und die folgenden Einzelheiten für die LEDs und Phosphor der 15A zeigt: Tie Linien, Gamut-Fläche und zusammengesetzter Farbpunkt. Wie in 15A dargestellt kann eine Kombination mit einem hohen CRI (CRI Ra ≥ 80) und einem hohen GAI (80 ≤ GAI ≤ 100) mit einer Beleuchtungseinrichtung erhalten werden, die zwei LEDs in Kombination mit einem luminophorischen Material verwendet. Der sich ergebende Farbpunkt (wie mit dem X Symbol in 15B angezeigt) ist unter der Schwarzkörper-Ortskurve und nahe zu der Weißkörperlinie.
16A ist eine Tabelle mit numerischen Ergebnissen zur Modellierung einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mit einer orange/roten LED (dominante Wellenlänge 617 nm), einer blauen LED (dominante Wellenlänge 455 nm) und einem gelben Phosphor (NYAG 7), was zusammengesetzte Emissionen mit 521 Pupillen-Lumen, einem CCT von 2999 K, einem CRI Ra Wert von 91 und einem GAI Wert von 83% hervorbringt. Für die einzelnen LEDs und den Phosphor stellt 16A CIE 1931x und y Koordinaten, CEE 1976u' und v' Koordinaten, die dominante Wellenlänge und die relative Intensität (in beliebigen Einheiten) dar. Für die kombinierten Emissionen stellt 16A ferner CIE 1931x und y Koordinaten, CCT, CRI Ra, R9 Farbwiedergabe, GAI, die Farbqualitätsskala (CQS), das S/P Verhältnis, den Lumineszenzwirkungsgrad, die du'v' (BBL/DLL) und die duv Werte bereit. 16B ist ein CIE 1931 Chromatizitätsdiagramm, welches die Schwarzkörper-Ortskurve, einen Teil der Linie der minimalen Tönung (oder Weißkörperlinie) und die folgenden Einzelheiten für die LEDs und den Phosphor der 16A zeigt: Tie Linien, Gamut-Fläche und zusammengesetzter Farbpunkt (Ausgang). Wie in 16A dargestellt kann eine Kombination von einem hohem CRI Ra (CRI Ra ≥ 80) einem hohen GAI (80 ≤ GAI ≤ 100) und einem Einrichtungsausgang von größer als 500 (Puillen) Lumen mit einer Beleuchtungseinrichtung erhalten werden, die zwei LEDs in Kombination mit einem luminophorischen Material verwendet. Der sich ergebende Farbpunkt (wie mit dem X Symbol in 16B gezeigt) befindet sich unterhalb der Schwarzkörper-Ortskurve und nahe zu der Weißkörperlinie.
Mit der gegebenen Variation in Gamut-Flächen zwischen der Lichtquelle, die in Verbindung mit den 15A–15B beschrieben wurde (d. h. mit einem GAI von 100) und der Lichtquelle, die in Verbindung mit 16A–16B beschrieben wurde (d. h. mit einem GAI von 83), ist ersichtlich, dass ein Kombinieren und getrenntes Steuern von beiden Quellen in einer einzelnen Beleuchtungseinrichtung erlauben kann, dass eine Gamut-Fläche von Emissionen der sich ergebenden Einrichtung verändert wird. Obwohl 15A und 15B Modellierungsergebnisse für Farbpunkte mit unterschiedlichen CCT Werten verkörpern, sei darauf hingewiesen, dass Farbpunkte mit sehr ähnlichen CCT Werten (zum Beispiel kleiner als 2% Unterschied), aber unterschiedlichen GAI Werten, erhalten werden können.
17A zeigt eine Festkörper-Emitterpaket 100 mit mehreren Festkörper-Lichtemittern wie hier beschrieben. Das Emitterpaket 100 umfasst mehrere (zum Beispiel vier) LED Chips 150A–150D, die getrennt gesteuert werden können (zum Beispiel über rückseitige Anoden 121A–121D und Kathoden 122A–122D) und die durch ein isolierendes Substrat 110 gehalten werden. Das Substrat 110, welches vorzugsweise ein keramisches Material umfassen kann, umfasst eine obere Oberfläche 111, eine untere Oberfläche 112, und Seitenwände 113–116, die sich zwischen der oberen Oberfläche 111 und der unteren Oberfläche 112 erstrecken. Elektrische Bahnen 140 sind über dem Substrat 110 angeordnet, einschließlich von mehreren Block-Anbringungsflecken 141A–141D und zusätzlichen elektrischen Elementen 142A–142D, die nahe zu den Block-Anbringungsflecken 141A–141D angeordnet sind. Da die Block-Anbringungsflecken 141A–141D elektrisch leitend sind, können die LED Chips 150A–150D mit unteren Seitenkontakten davon in einer elektrischen Kommunikation mit den Block-Anbringungsflecken 141A–141D, und mit oberen Seitenkontakten davon in einer elektrischen Kommunikation mit den elektrischen Elementen 142A–142D mithilfe der Drahtbondierungen 152 angeordnet werden. Die Block-Anbringungsflecken 141A–141D und die elektrischen Elemente 142A–142D können ein oder mehrere Metalle umfassen, die auf (oder in) der oberen Oberfläche 111 des Substrats 110 strukturiert sind. Spalte 145 können zwischen benachbarten Block-Anbringungsflecken 141A–141D und/oder elektrischen Elementen 142A–142D vorgesehen sein, um eine unerwünschte leitende elektrische Kommunikation zu verhindern. In bestimmten Ausführungsformen müssen die Block-Anbringungsflecken nicht notwendigerweise elektrisch leitend sein, wie beispielsweise in Fällen, bei denen Anoden- und Kathodenverbindungen zu einem Festkörper-Emitterchip beide mit Drahtbondierungen hergestellt werden. Eine isolierende Lötmittelmaske 147 wird über Umfangsabschnitten der elektrischen Bahnen 140 strukturiert (in einem Muster ausgebildet) und eine geformte Linse 160 (zum Beispiel mit einem hochgezogenen oder halbkugelförmigen Abschnitt 161 und einem Basisabschnitt 162) ist über der oberen Oberfläche 111 des Substrats 110 angeordnet und ist angeordnet, um wenigstens einen Teil des von den Emitterchips 150A–150D erzeugten Lichts zu übertragen.
Die LED Chips 150A–150D mit irgendeiner geeigneten Spitzenwellenlänge (zum Beispiel Farbe) können verwendet werden und ein, einige oder sämtliche Chips 150A–150D können angeordnet werden, um Emissionen von ein oder mehreren Luminophoren (zum Beispiel Phosphorstoffen) zu stimulieren. Obwohl einige oder sämtliche LED Chips 150A–150D getrennt gesteuert werden können, können in bestimmten Ausführungsformen Gruppen von zwei oder mehr LED Chips 150A–150D oder Gruppen von LED Chips zusammen in einer gruppenartigen Weise gesteuert werden. Wie voranstehend erwähnt kann das Paket 100 ein oder mehrere LED Komponenten verkörpern, wobei jede LED Komponente wenigstens einen LED Chip 150A–150D (optional mehrere LED Chips) umfasst, mit ein oder mehreren LED Chips 150A–150D optional angeordnet, um Emissionen von ein oder mehreren luminophorischen Materialen zu stimulieren. In bestimmten Ausführungsformen kann das Festkörper-Emitterpaket 100 zwei LED Komponenten umfassen, wobei jede LED Komponente zwei LED Chips 150A–150D umfasst. In bestimmten Ausführungsformen kann das Festkörper-Emitterpaket 100 ein, zwei, drei oder vier LED Komponenten umfassen. Obwohl in 15A vier LED Chips 150A–150D dargestellt sind, sei darauf hingewiesen, dass ein LED Paket irgendeine gewünschte Anzahl von LED Chips umfassen kann, einschließlich von Gruppen von Chips, die in einer Reihen-, Parallel- oder in einer Reihen-Parallel-Konfiguration angeordnet sind.
17B ist Draufsicht von unten auf jedes Emitterpaket 100 der 17A. Eine untere Oberfläche 112 des Substrats umfasst vier Anoden 121A–141D und vier Kathoden 122A–122D, die darauf (zum Beispiel als elektrische Bahnen) strukturiert sind, mit einer gepaarten Anode/Katode pro Quadrant. Die getrennten Anoden 121A–121D und Kathoden 122A–122B erlauben eine getrennte Steuerung der mehreren Festkörper-Emitter (zum Beispiel LED Chips) 150A–150B, wenn gewünscht. Die verschiedenen Anoden 121A–121D und Kathoden 122A–122D sind durch Spalte getrennt, die mit Lötmittelmasken-Materialabschnitten 127-1, 127-2 getrennt sind. Ein thermisches Element (zum Beispiel ein thermisches Verteilungselement) 126 kann entlang der Bodenfläche 112 zwischen den Lötmittelmasken-Materialabschnitten 127-1, 127-2 und allgemein die Festkörper-Emitter 150A–150D unterlappend angeordnet werden. Die Dicke des thermischen Elements 126 kann die gleiche wie oder unterschiedlich zu (zum Beispiel dicker als) die Anoden 121A–121D und Kathoden 122A–122D sein. Wie gezeigt fehlt bei dem Paket 100 irgendeine Anode oder Katode, die auf irgendeiner Seitenwand 113–116 davon angeordnet ist oder sich über diese hinaus erstreckt.
Durch getrenntes Steuern von unterschiedlichen Emittern (zum Beispiel LED Chips) mit geeigneten Charakteristiken (zum Beispiel einschließlich unterschiedlichen Gamut-Charakteristiken) kann das Paket 100 in Übereinstimmung mit mehreren Betriebszuständen betrieben werden, um Emissionen mit unterschiedlichen Gamut-Flächen-Indexwerten hervorzubringen.
18A zeigt eine Lichtaussendeeinrichtung 200 mit ersten und zweiten Emitterkomponenten 201, 202, die in oder auf einem Substrat oder einer anderen Körperstruktur 209 gehalten werden. Die ersten und zweiten Emitterkomponenten 201, 202 umfassen jeweils wenigstens einen LED Chip 203A–203B, wobei irgendeiner oder mehrere der LED Chips 203A–203B optional angeordnet sein können, um Emissionen von ein oder mehreren luminophorischen Materialien zu stimulieren (zum Beispiel wie ein Luminophor 205, der angeordnet ist, um von dem LED Chip 203A stimuliert zu werden). Obwohl 18A einen LED Chip 203A–203B so darstellt, dass er mit jeder Emitterkomponente 201, 202 assoziiert ist, sei darauf hingewiesen, dass irgendeine geeignete Anzahl (zum Beispiel zwei, drei, vier, fünf, sechs oder mehr usw.) von LED Chips mit einer oder mehreren Emitterkomponenten in bestimmten Ausführungsformen assoziiert werden können.
18B illustriert eine Beleuchtungs-Lichtaussendeeinrichtung 210 mit ersten und zweiten Emitterkomponenten 211, 212, die in oder auf einem Substrat oder einer anderen Körperstruktur 219 gehalten werden, dar. Die ersten und zweiten Emitterkomponenten 211, 212 umfassen jeweils wenigstens einen LED Chip 213A-213B, wobei ein oder mehrere der LED Chips 213A–213B optional angeordnet werden können, um Emissionen von ein oder mehreren luminophorischen Materialien zu stimulieren (zum Beispiel wie ein erster Luminophor 215A, der angeordnet ist, um von einem ersten LED Chip 213A zu werden, und ein zweiter Luminophor 216A, der angeordnet ist, um von einem zweiten LED Chip 214A stimuliert zu werden).
18C zeigt eine Beleuchtungs-Lichtaussendeeinrichtung 220 mit ersten und zweiten Emitterkomponenten 221, 222, die in oder auf einem Substrat (oder einer anderen Körperstruktur) 229 gehalten werden. Die erste Emitterkomponente 221 umfasst LED Chips 223A, 223B, wobei ein erster LED Chip 231A angeordnet ist, um Emissionen von einem ersten Luminophor 225A zu stimulieren, und wobei die zweite Emitterkomponente 222 einen LED Chip 224A umfasst, der angeordnet ist, um Emissionen von einem zweiten Luminophor 226A zu stimulieren. In bestimmten Ausführungsformen kann irgendeine geeignete Anzahl von LED Chips und Luminophoren in jeder Emitterkomponente vorgesehen werden, und zusätzliche Emitterkomponenten (nicht gezeigt) können von dem Substrat 229 gehalten werden.
18D zeigt eine Beleuchtungs-Lichtaussendeeinrichtung 230 mit ersten und zweiten Emitterkomponenten 231, 232, die in oder auf einem Substrat oder einer anderen Halterungsstruktur 239 gehalten werden. Die erste Emitterkomponente 231 umfasst einen ersten LED Chip 233A, der angeordnet ist, um Emissionen von einem ersten Luminophor 235A zu stimulieren, und einen zweiten LED Chip 233B, der angeordnet ist, um Emissionen von einem zweiten Luminophor 235B zu stimulieren, und die zweite Emitterkomponente 232 umfasst einen LED Chip 234A, der angeordnet ist, um Emissionen von einem anderen Luminophor 236A zu stimulieren. In bestimmten Ausführungsformen können irgendeine geeignete Anzahl von LED Chips und Luminophoren in jeder Emitterkomponente bereitgestellt werden, und zusätzliche Emitterkomponenten (nicht gezeigt) können von dem Substrat 239 gehalten werden.
18E zeigt eine Lichtaussendeeinrichtung 240 mit ersten und zweiten Emitterkomponenten 241, 242, die in oder auf einem Substrat oder einer anderen Körperstruktur 249 gehalten werden. Die erste Emitterkomponente 241 umfasst einen ersten LED Chip 243A, der angeordnet ist, um Emissionen von einem ersten Luminophor 245A zu stimulieren, und einen zweiten LED Chip 243B, der angeordnet ist, um Emissionen von einem zweiten Luminophor 245B zu stimulieren. Die zweite Emitterkomponente 242 umfasst einen ersten LED Chip 244A, der angeordnet ist, um Emissionen von einem ersten Luminophor 246A zu stimulieren, und einen zweiten LED Chip 244B, der angeordnet ist, um Emissionen von einem zweiten Luminophor 246B zu stimulieren. Ein oder mehrere luminophorische Materialen 245A, 245B, 246A, 246B können die gleichen oder unterschiedliche in den jeweiligen LED Komponenten 241, 242 sein. In bestimmten Ausführungsformen kann eine geeignete Anzahl von LED Chips und Luminophoren in jeder Emitterkomponente bereitgestellt werden, und zusätzliche Emitterkomponenten (nicht gezeigt) können von dem Substrat 249 gehalten werden.
18F zeigt eine Lichtaussendeeinrichtung 250 mit ersten und zweiten Emitterkomponenten 251, 252, die in oder auf einem Substrat oder einer anderen Körperstruktur 259 gehalten werden. Die erste Emitterkomponente 251 umfasst einen ersten LED Chip 253A, der angeordnet ist, um Emissionen von einem ersten Luminophor 255A zusätzlich zu einem zweiten LED Chip 253B zu stimulieren, und die zweite Emitterkomponente 252 umfasst einen ersten LED Chip 254A, der angeordnet ist, um Emissionen von einem ersten Luminophor 256A zusätzlich zu einem zweiten LED Chip 254B zu stimulieren. In bestimmten Ausführungsformen kann irgendeine geeignete Anzahl von LED Chips und Luminophoren in jeder Emitterkomponente bereitgestellt werden, und zusätzliche Emitterkomponenten (nicht gezeigt) können von dem Substrat 259 gehalten werden.
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die 18A bis 18F können die ersten und zweiten Emitterkomponenten in jedem Fall irgendwelche geeigneten LED Chips, Luminophore, Merkmale, und/oder Möglichkeiten wie hier beschrieben verkörpern, und sind vorzugsweise getrennt steuerbar (können aber zusammen gesteuert werden). Zusätzliche Emitterkomponenten (nicht gezeigt) mit ein oder mehreren LED Chips können ferner in oder auf dem Substrat in jedem Fall vorgesehen sein. In Ausführungsformen mit ein oder mehreren Emitterkomponenten mit mehreren LEDs kann jede LED innerhalb einer einzelnen LED Komponente individuell gesteuert werden, oder Gruppen von zwei oder mehr LEDs innerhalb einer einzelnen Komponente können zusammen gesteuert werden.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 18A–18F kann in bestimmten Ausführungsformen jede erste Emitterkomponente angeordnet sein, um Emissionen (oder ein Gemisch von Emissionen) mit einem ersten Farbpunkt zu erzeugen, jede zweite Emitterkomponente kann angeordnet werden, um Emissionen (oder ein Gemisch von Emissionen) mit einem zweiten Farbpunkt zu erzeugen, und ein Lichtgemisch, das durch die jeweilige erste und zweite Emitterkomponente für jede Einrichtung erzeugt wird, kann angeordnet sein, um einen zusammengesetzten bzw. zusammengefassten Farbpunkt hervorzubringen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Einstellung des Stroms oder einer Stromimpulsbreite an der ersten Emitterkomponente (und/oder an individuellen Emittern davon) relativ zu der zweiten Emitterkomponente verwendet werden, um eine Gamut-Fläche von zusammengesetzten Emissionen, die zu unterschiedlichen Betriebszuständen gehören, einzustellen.
19 zeigt einen Teil der ersten Steuerschaltung, die angeordnet ist, um mehrere Ketten 281, 282, 283 von Festkörper Emittern (zum Beispiel LEDs) 293a, 293b, 294a, 249v, 295a, 295b zu steuern, wobei all diese elektrisch mit einer gemeinsamen Energieleitung 280 verbunden sind. Verbunden mit der ersten Kette 281 sind ein erstes Stromregelungelement 285 und eine erste Gruppe von LEDs 293a, 293b, die angeordnet sein können, um die gleichen oder unterschiedliche dominante Wellenlängen auszugeben, und können optional angeordnet sein, um Emissionen von ein oder mehreren luminophorischen Materialen zu stimulieren. Verbunden mit der zweiten Kette 282 ist eine zweites Stromregelungselement 286 und eine zweite Gruppe von LEDs 294a, 294b, die angeordnet sein können, um die gleichen oder unterschiedliche dominante Wellenlängen auszugeben, und können optional angeordnet sein, um Emissionen von ein oder mehreren luminophorischen Materialen zu stimulieren. Verbunden mit der dritten Kette 283 sind ein drittes Stromregelungselement 287 und eine dritte Gruppe von LEDs 295a, 295b, die angeordnet sein können, um die gleichen oder unterschiedliche dominante Wellenlängen auszugeben, und können optional angeordnet sein, um Emissionen von ein oder mehreren luminophorischen Materialen zu stimulieren. Die Stromregelungselemente 285–287 können verwendet werden, um Ströme durch die jeweiligen Ketten 281–283 auf irgendeinen gewünschten Wert zu regeln. Derartige Regelungselemente 285–287 können in bestimmten Ausführungsformen einstellbar sein. In bestimmten Ausführungsformen kann die Anzahl von LEDs in jeder Kette 281–283 die gleiche oder unterschiedliche sein. Wenn die Ketten 281–283 unterschiedliche Gamut-Flächen-Charakteristiken aufweisen, dann können die Ketten 281–283 getrennt gesteuert werden, um die Gamut-Fläche von Emissionen einer Beleuchtungseinrichtung einzustellen bzw. anzupassen.
20 zeigt Zwischenverbindungen zwischen verschiedenen Komponenten einer Lichtaussendevorrichtung 300 mit ersten und zweiten LED Komponenten (oder LEDs) 301, 302, die in Reihe angeordnet sind, wobei wenigstens eine Steuerschaltung 310 angeordnet ist, um eine Modulation des Stroms und/oder des Tastcyklus der LED Komponenten 301, 302 unter Verwendung von steuerbaren Bypass- und/oder Shunt-Elementen 311, 312 zu steuern. In bestimmten Ausführungsformen kann jede LED Komponente 301, 302 ein oder mehrere (optionale alle) LEDs (nicht gezeigt) umfassen, die angeordnet sind, um Emissionen von ein oder mehreren Luminophoren zu stimulieren. In bestimmten Ausführungsformen kann jede LED Komponente 301, 302 mehrere LEDs umfassen, die in einer Reihe-, Parallel- oder in einer Reihen/Parallel-Konfiguration angeordnet sind. Die wenigstens eine Steuerschaltung 310 kann optional im Ansprechen auf ein oder mehrere Benutzereingabeelemente 306, ein oder mehrere Timerelemente 307 und/oder ein oder mehrere Sensorelemente 308 (zum Beispiel Temperaturerfassungselement, Fotosensoren usw.) gesteuert werden. Verschiedene Komponenten der Lichtaussendevorrichtung 300 können durch ein Substrat oder ein anderes Halterungselement 309 gehalten werden, darauf angeordnet sein oder in einer elektrischen Kommunikation mit Abschnitten davon angeordnet sein. Im Betrieb wird an die Beleuchtungsvorrichtung 300 zwischen der Anode 321A und der Kathode 321B Strom angelegt. Eine Zuführung von Strom an und/oder ein Tastezyklus einer ersten LED Komponente 301 kann mit einem ersten steuerbaren Bypass- oder Shunt-Element 311 gesteuert werden. In ähnlicher Weise kann eine Zuführung von Strom an und/oder ein Tastzyklus von einer zweiten LED Komponente 302 mit einem zweiten steuerbaren Bypass- oder Shunt-Element 312 gesteuert werden, wobei die zweite LED Komponente 312 in Serie zu der ersten LED Komponente 301 angeordnet ist. Jedes der ersten und zweiten steuerbaren Bypass- oder Shunt-Elemente 311, 312 können durch wenigstens eine Steuerschaltung 310 gesteuert werden, optional im Ansprechen auf ein oder mehrere Benutzereingabeelemente 306, ein oder mehrere Timerelemente 307, und/oder ein oder mehrere Sensorelemente 308. Wenn die Lichtaussendekomponenten 301, 302 unterschiedliche Gamut-Flächen-Charakteristiken aufweisen, dann können die LED Komponenten 301, 302 getrennt gesteuert werden, um eine Gamut-Fläche von Emissionen der Lichtaussendevorrichtung 300 einzustellen.
21 zeigt Zwischenverbindungen zwischen verschiedenen Komponenten einer Lichtaussendeeinrichtung 400 mit ersten und zweiten LED Komponenten 401, 402, die parallel angeordnet sind, mit wenigstens einer Steuerschaltung 410 (die zum Beispiel optional Steuerschaltungsbschnitte 410A, 410B einschließt), die angeordnet ist, um eine Modulation des Stroms und/oder des Tastzyklus der LED Komponenten 401, 402 unter Verwendung von steuerbaren Bypass- und/oder Shunt-Elementen 411, 412 zu steuern. In bestimmten Ausführungsformen kann jede LED Komponente für 401, 402 ein oder mehrere (optional alle) LEDs (nicht gezeigt) angeordnet zum Stimulieren von Emissionen von ein oder mehreren Luminophoren enthalten. In bestimmten Ausführungsformen kann jede LED Komponente 401, 402 mehrere LEDs umfassen, die in einer Reihen-, Parallel- oder in einer Reihen/Parallel-Konfiguration angeordnet sind. Die wenigstens eine Steuerschaltung 410 kann optional im Ansprechen auf ein oder mehrere Benutzereingabeelemente 406, ein oder mehrere Timerelemente 407 und/oder ein oder mehrere Sensorelemente 408 gesteuert werden. Verschiedene Komponenten der Lichtaussendevorrichtung 400 können von Abschnitten eines Substrats oder eines Halterungselements 409 gehalten werden, auf diesen angeordnet werden oder in einer elektrischen Kommunikation mit diesen angeordnet werden. Im Betrieb kann Strom an die erste LED Komponente 401 über eine erste Anode 421A und eine erste Kathode 421B zugeführt werden, wobei eine Zuführung von Strom an die erste LED Komponente 401 und/oder ein Tastezyklus davon mit einem ersten steuerbaren Bypass- oder Shunt-Element (Nebenschluss) 411 moduliert werden kann. In einer ähnlichen Weise kann Strom an die zweite LED Komponente 402 über eine zweite Anode 422A und eine zweite Kathode 422B zugeführt werden, wobei die Zuführung von Strom an die zweite LED Komponente 402 und/oder ein Tastzyklus davon mit einem zweiten steuerbaren Bypass- oder Shunt-Element 412 moduliert werden kann. Das erste und das zweite steuerbaren Bypass- oder Shunt-Element 411, 412 kann durch wenigstens eine Steuerschaltung 410 (optional mit speziell ausgelegten Abschnitten 410A, 410B) gesteuert werden, optional im Ansprechen auf ein oder mehrere Benutzereingabeelemente 406, ein oder mehrere Timerelemente 407, und/oder ein oder mehreren Sensorelemente 408. Wenn die Lichtaussendekomponenten 401, 402 unterschiedliche Gamut-Flächen-Charakteristiken aufweisen, dann können die Lichtaussende-Komponenten 401, 402 getrennt gesteuert werden, um eine Gamut-Fläche von Emissionen der Lichtaussendevorrichtung 400 einzustellen bzw. anzupassen.
22A bis 22F illustrieren beispielhafte Abschnitte von Festkörper-Beleuchtungseinrichtungen, die elektrisch aktivierte Festkörper-Lichtemitter und luminophorische Materialien beinhalten, wobei diese alleine oder in Gruppen gemäß bestimmter hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können. Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Strukturen, die mit fertig gestellten Beleuchtungseinrichtungen verwendet werden (zum Beispiel Paketzuleitungen, Verdrahtungsrahmen, Kontakte, Drahtbondierungen, Bondierungsstrukturen, Wärmetransferelemente, Lichtextraktionsoptiken, Diffuser, zusätzliche Reflexionsoberflächen, Stromversorgungen und dergleichen) zur Übersichtlichkeit weggelassen worden sind, aber Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet wissen, dass bekannte Strukturen in operative Beleuchtungseinrichtungen, die die in den Figuren vorgesehenen illustrativen Teile enthalten, eingebaut werden können.
22A ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung 500 mit wenigstens einem elektrisch aktivierten Festkörper-Lichtemitter (zum Beispiel einer LED) 504, einem Reflektordeckel 502 oder einer anderen Halterungsstruktur, auf oder über der die LED 504 angebracht ist, und (optional) wenigstens einen Luminophor (zum Beispiel Phosphor) 507, der in einem Verkapselungsmaterial verteilt ist, das über der LED 504 und innerhalb des Reflektordeckels 502 angeordnet ist. Obwohl 22A den wenigstens einen Luminophor 507 so darstellt, dass er in einem Verkapselungsmaterial verteilt ist, kann in verschiedenen Ausführungsformen ein oder mehrere Luminophore (zum Beispiel Phosphore) in irgendeiner geeigneten Zusammensetzung angeordnet sein, um Emissionen von einem Festkörper-(zum Beispiel LED)Emitter zu empfangen und im Ansprechen darauf Licht wieder zu emittieren. In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Luminophor direkt auf oder über einen Festkörper-Emitter aufgeschichtet sein. In bestimmten Ausführungsformen kann ein oder mehrere Luminophore in getrennten Schichten angeordnet sein, die räumlich von jedem Festkörperemitter und/oder voneinander getrennt sind. In bestimmten Ausführungsformen kann die Einrichtung 500 mit einem Luminophor in Verbindung mit einer vergleichbaren Einrichtung mit einer LED, bei der ein Luminophor fehlt, verwendet werden.
22B ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung 510 mit wenigstens einem elektrisch aktivierten Festkörpereemitter (zum Beispiel einer LED) 514, einem Reflektordeckel 512 oder einer anderen Halterungsstruktur, auf der oder über der der Festkörper-Emitter 514 angebracht ist, und mehrere Luminophore (zum Beispiel Phosphore) 518, 519, die in Schichten angeordnet sind, die von dem Festkörper-Emitter 514 räumlich getrennt sind. Eine Verkapselung 516 kann zwischen dem Festkörper-Emitter 514 und den Luminophoren 518, 519 angeordnet sein und alternativ kann wenigstens ein Freiraum zwischen dem Festkörper-Emitter 514 und den Luminophoren 518, 519 angeordnet sein, um eine leitende thermische Kopplung dazwischen zu reduzieren. In bestimmten Ausführungsformen kann die Einrichtung 510, die wenigstens einen Luminophor einschließt, in Verbindung mit einer vergleichbaren Einrichtung verwendet werden, die eine LED verwendet, bei der aber kein Luminophor vorgesehen ist.
22C ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung 520 mit ersten und zweiten Festkörperemittern (zum Beispiel LEDs) 524, 525, einem Reflektordeckel 522 oder einer anderen Halterungsstruktur, auf der oder über der die Festkörper-Emitter 524, 525 angebracht sind, und wenigstens einen Luminophor (zum Beispiel Phosphor) 527, der in einem Verkapselungsmaterial verteilt ist, das über den Festkörperemittern 524, 525 und innerhalb des Reflektordeckels 522 angeordnet ist. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Luminophore 597 bereitgestellt werden. In einer Ausführungsform können ein oder mehrere Luminophore angeordnet sein, um mit nur einem einzelnen Festkörper-Emitter 524, 525 in Wechselwirkung zu treten. Wenigstens ein Luminophor kann in einer Menge (zum Beispiel einer Dicke, einer Breite etc.) oder Konzentration angeordnet sein, die sich in Bezug zu einer Position innerhalb einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung verändert, wie sie beispielsweise in Variationen der Anwesenheit, der Menge oder der Konzentration in Bezug auf ein oder mehrere Festkörperemitter umgesetzt werden. Zum Beispiel kann wenigstens ein Luminophor über einen Festkörper-Emitter aufgeschichtet oder darauf angeordnet werden und nicht über einem anderen Festkörperemitter angeordnet werden (oder in einer unterschiedlichen Dicke oder Konzentration darüber angeordnet werden).
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Festkörper-Beleuchtungseinrichtung mehrere elektrisch aktivierte Festkörperemitter (zum Beispiel LEDs) und ein oder mehrere Luminophore (zum Beispiel Phosphor) umfassen, die in ein oder mehreren Schichten angeordnet sind, die von den Festkörperemittern getrennt sind. 22D ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung 530 mit ersten und zweiten Festkörperemittern (zum Beispiel LEDs) 534, 535, einem Reflektordeckel 532 oder einer ähnlichen Halterungsstruktur, auf der oder über der die Festkörper-Emitter 534, 535 angebracht sind, und ein oder mehrere Luminophore (zum Beispiel Phosphore) 538, 539, die in Schichten angeordnet sind, die von den Festkörperemittern 534, 535 räumlich getrennt sind. Ein Verkapselung 536 oder ein anderes Material kann zwischen den Festkörperemittern 534, 535 und den Luminophoren 538, 539 angeordnet sein; alternativ können die Festkörper-Emitter 534, 535 und die Luminophore 538, 539 durch einen Spalt getrennt sein. In einer Ausführungsform können die Luminophore 538, 539 in alternierenden Schichten angeordnet werden, die wenigstens zwei nicht-angrenzende Schichten umfassen, die Luminophore mit im Wesentlichen der gleichen Materialzusammensetzung umfassen. Ein Vorteil zum Einschließung von unterschiedlichen Luminophoren in unterschiedliche Schichten besteht darin, eine ungewollte Absorption des Emissionsspektrums von einem Luminophor, das mit einem Anregungsspektrum eines anderen Luminophor überlappen kann, zu vermeiden (zum Beispiel kann das Anregungsspektrum eines roten Phosphor mit einem Emissionsspektrum eines gelben Phosphor überlappen, was zu einem Verlust des Wirkungsgrads führen würde). In bestimmten Ausführungsformen kann die Anwesenheit eines luminophorischen Materials ungleichförmig sein (zum Beispiel mit einem Muster versehen oder strukturiert), und zwar innerhalb einer einzelnen Luminophor-Schicht. In bestimmten Ausführungsformen kann eine luminophorische Materialschicht eine Dicke aufweisen, die in Bezug auf die Position ungleichförmig ist.
22E ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung 540 mit ersten und zweiten elektrisch aktivierten Festkörperemittern (LEDs) 544, 545, einer Reflektorkappe 542 oder einem anderen Halterungsaufbau, auf dem oder über dem die LEDs 544, 545 angebracht sind, und wenigstens einen Luminophor 548, der angeordnet ist, um nur (oder hauptsächlich nur) mit einer einzelnen LED 544 in Wechselwirkung zu treten. In bestimmten Ausführungsformen kann der wenigstens eine Luminophor 548 auf oder über einem ersten Festkörper-Emitter 544 aufgeschichtet oder aufgebracht werden, aber von dem zweiten Festkörper-Emitter 545 weggelassen werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der wenigstens eine Luminophor 548 eine Mischung von mehreren Luminophoren und/oder mehrere Schichten von Luminophoren mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen umfassen.
22F ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Teils einer Festkörper-Beleuchtungseinrichtung 550 mit ersten und zweiten elektrisch aktivierten Festkörperemittern (LEDs) 555, 555, einer Reflektorkappe 552 oder einer anderen Halterungsstruktur, auf der oder über der die LEDs 554, 555 angebracht sind, einem ersten Luminophor 558, der angeordnet ist, um nur (oder vorwiegend nur) mit einer ersten LED 555 in Wechselwirkung zu treten und einem zweiten Luminophor 559, der angeordnet ist, um nur (oder vorwiegend nur) mit einer zweiten LED 555 in Wechselwirkung zu treten. In bestimmten Ausführungsformen können die Luminophore 558, 559 über die jeweiligen ersten und zweiten LEDs 554, 555 getrennt aufgeschichtet oder aufgebracht werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein oder mehrere der voranstehenden Quellen oder Gruppen von derartigen Quellen, die in 22A–22F dargestellt sind, Emitter (Aussendeeinheiten) oder Gruppen von Emittern mit unterschiedlichen Gamut-Flächen verkörpern können, so dass durch Verwendung (oder Kombination) von derartigen Quellen in einzelnen Einrichtungen und durch getrenntes Steuern der jeweiligen Quellen, die Gamut-Fläche der zusammengesetzten Emissionen verändert werden kann.
Die 23A–23F illustrieren beispielhafte Teile bzw. Abschnitte von Festkörper-Beleuchtungseinrichtungen in unterschiedlichen Konfigurationen, die elektrisch aktivierte Festkörper-Lichtemitter beinhalten, die über Pakethalterungen (oder anderen Substraten) angeordnet sind, wobei luminophorische Materialen und Kerbenfilterungsmaterialien über den Festkörper-Lichtemittern aufgelegt sind und zusätzlich bzw. optional Linsen aufgelegt sind, wobei derartige Einrichtungen alleine oder in Gruppen gemäß bestimmter hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können.
23A zeigt eine Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung 660 mit einem Festkörperemitter (zum Beispiel einer LED) Chip 663 (der LED epitaktische Schichten und eine Halterung umfassen kann), der über einer oberen Oberfläche 662 einer Pakethalterung (oder einem anderen Substrat) 661 angeordnet ist, wobei eine obere Oberfläche 664 des Emitterchips 663 mit einem luminophorischen Material 666 (zum Beispiel in der ersten Schicht) und einem Filterungsmaterial 668 (zum Beispiel in einer zweiten Schicht) abgedeckt ist. Die Pakethalterung 661 kann metallisierte Bereiche und/oder Durchlöcher (nicht gezeigt) zur Leitung von elektrischen Signalen an den Emitterchip 663 umfassen. Seitenflächen 665 des Emitterchips 663 können ein oder mehreren der luminophorischen Materialen und des Kerbenfilterungsmaterials ausgesetzt sein oder diese können in anderer Weise aufgeschichtet sein. In bestimmten Ausführungsformen kann der LED Chip 663 mit einem luminophorischen Material 666 und einem Kerbenfilterungsmaterial 668 beschichtet sein.
23B zeigt eine Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung 660A mit der Einrichtung 660 der 23A nach der Hinzufügung einer Linse 669 mit einer gekrümmten (zum Beispiel im Wesentlichen halbkugelförmigen) Form. Eine derartige Linse 669 kann durch irgendein geeignetes Verfahren gebildet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine Ausformung (zum Beispiel einem Spritzgussverfahren) unter Verwendung eines Silikonmaterials. In bestimmten Ausführungsformen kann die Linse eine Breite oder laterale Erstreckung aufweisen, die im Wesentlichen gleich zu einer Breite oder einer lateralen Erstreckung der Pakethalterung 661 ist und ein Umfangsabschnitt 669A der Linse 669 kann eine im Wesentlichen gleichförmige Dicke aufweisen.
23C zeigt eine Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung 670 mit einem Festkörper-Emitter (z. B. LED) Chip 673 (der LED epitaktische Schichten und eine Halterung umfassen kann), der über einer Pakethalterung (oder einem anderen Substrat) 271 angeordnet ist, wobei eine obere Oberfläche 674 und Seitenflächen 675 des Emitters mit einem Wellenlängenumwandlungsmaterial 676 (zum Beispiel in einer ersten Schicht) und einem Filterungsmaterial 678 (zum Beispiel in einer zweiten Schicht) bedeckt ist. In bestimmten Ausführungsformen können der LED Chip 673 und die obere Oberfläche 672 der Pakethalterung 671 mit einem luminophorischen Material 676 und einem Kerbenfilterungsmaterial 678 (zum Beispiel gemäß irgendeinem geeigneten Prozess, wie einer Sprühbeschichtung) beschichtet sein und derartige Materialen 676, 678 können optional in angepassten Schichten angeordnet sein, die der Form und dem Umriss von mehreren Oberflächen des Emitterchips 675 folgen.
23D zeigt eine Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung 670A mit der Einrichtung 670 der 23A nach der Hinzufügung einer Linse 679 mit einer im Wesentlichen rechteckförmigen gekrümmten Querschnittsform. Eine derartige Linse 679 kann durch irgendein geeignetes Verfahren ausgebildet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine Ausformung (zum Beispiel ein Spritzgussverfahren) unter Verwendung von Silikonmaterial. In bestimmten Ausführungsformen kann die Linse 679 eine Breite oder eine laterale Erstreckung aufweisen, die im Wesentlichen gleich zu einer Breite oder einer lateralen Erstreckung der Pakethalterung 671 ist.
23E zeigt eine Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung 680 mit ersten und zweiten Festkörper-Emitterchips 683A, 683B, die über einer Pakethalterung 681 angeordnet sind, wobei obere Oberflächen 684A, 684B der Emitterchips 683A, 683B mit Wellenlängenumwandlungsmaterialen 686A, 686B und einem Filterungs-(zum Beispiel Kerbenfilterungs-)material 688 bedeckt sind, und wobei Seitenflächen 685A, 685B der Emitterchips 683A, 683B und eine obere Oberfläche 682 der Pakethalterung 681 mit einem Filterungsmaterial 688 abgedeckt sind. Das Kerbenfilterungsmaterial 688 kann in einer angepassten Schicht angeordnet werden, die der Form und dem Umriss von mehreren Oberflächen der Emitterchips 683A, 683B folgt. Elektrische Verbindungen zu den LED Chips 683A, 683B können entweder vor oder nach einem Beschichtungsschritt für das Kerbenfilterungsmaterial gebildet werden.
23F zeigt eine Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung 680A mit der Einrichtung 680 der 23E mit einer Hinzufügung einer Linse 689 mit einer abgeschrägten oberen Kante 689A mit einer nicht-rechteckförmigen (polygonalen) Querschnittsform. Eine derartige Linse 689 kann durch irgendein geeignetes Verfahren gebildet werden, einschließlich aber nicht beschränkt auf eine Ausformung unter Verwendung eines Silikonmaterials. In bestimmten Ausführungsformen kann die Linse 689 eine Breite oder laterale Erstreckung aufweisen, die im Wesentlichen gleich zu einer Breite oder einer lateralen Erstreckung der Pakethalterung 681 ist.
Linsen gemäß der Formen, die in irgendeiner der 23B, 23D und 23F gezeigt sind, können auf irgendeine der Einrichtungen 660, 670 und 280 gemäß der 23A, 23C und 23E angewendet werden können.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein oder mehrere der voranstehenden Quellen oder Gruppen von derartigen Quellen, die in 23A bis 23F dargestellt sind, Emitter oder Gruppen von Emittern mit unterschiedlichen Gamut-Flächen verkörpern können, so dass durch Verwendung (oder Kombination) von derartigen Quellen in einer einzelnen Einrichtung und durch getrennte Steuerung der jeweiligen Quellen, die Gamut-Fläche von zusammengesetzten Emissionen verändert werden kann.
24 ist eine Querschnittsansicht wenigstens eines Teils einer Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung 690, die mehrere Festkörperemitter (zum Beispiel LED) Chips 695 enthält, die über einer Halterung 691 in einer Flip-Chip-Konfiguration angeordnet sind, wobei sowohl Anoden- als auch Kathodenverbindungen auf dem Boden der Chips 695 vorgesehen sind. Die Emitterchips 695 können (optional) angewinkelte oder abgeschrägte obere Kanten mit einem nicht-rechteckförmigen (zum Beispiel polygonalen) Querschnitt umfassen, wobei eine derartige Form dazu dient, eine Lichtextraktion zu verbessern. Ein oder mehrere Emitterchips 695 können optional mit ein oder mehreren funktionalen Materialen (zum Beispiel einem luminophorischen Material, einem Kerbenfilterungsmaterial etc.) in angepassten Schichten 696, 698 beschichtet und unter einem halbkugelförmigen optischen Element (zum Beispiel einer Linse) 690 angeordnet werden, wobei die angepassten Schichten 696, 698 der Form und der Kontur von mehreren Oberflächen der Emitterchips 695 (vorzugsweise mit einer im wesentlichen konstanten Dicke) folgen. Wie in 24 gezeigt kann sich jede angepasste Schicht 696, 698 über, zwischen und lateral über die Chips 695 hinaus (wie beispielsweise über ein Reflexionsmaterial, welches zwischen oder angrenzend zu den Emitterchips 695 angeordnet ist) erstrecken. Das optische Element 690 kann von den Emitterchips 695 über einen Spalt oder ein zwischenliegendes Material 699 getrennt sein, wobei dieses ein Verkapselungsmedium oder ein Fluidmedium umfassen kann, wie beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gel (zum Beispiel ein Mineralöl, eine perfluorierte Polyether (PFPE) Flüssigkeit oder eine andere fluorierte oder halogenierte Flüssigkeit oder ein derartiges Gel). Ein derartiges Material 699 kann auch ein Brechungsindex-Anpassungsmedium gekennzeichnet durch einen Brechungsindex, der eine verringerte oder minimale Reflexion oder Totalreflexion von Lichtemissionen bereitstellt, umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können die Elemente 699, 690 ein einzelnes Element bilden, wie beispielsweise ein geformtes oder per Spritzguss geformtes Silikon. In bestimmten Ausführungsformen kann das optische Element 6990 ein oder mehrere funktionale Materialien, wie beispielsweise ein luminophorisches Material, ein Kerbenfilterungsmaterial, und/oder ein Streuungs Material, welches auf dem oder in das optischen/optische Element 699 dotiert, beschichtet oder in anderer Weise vorgesehen ist, umfassen. Weiter bezugnehmend auf 24 ist die Halterung 691 (zum Beispiel Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Hochtemperaturpolymere etc.) mit einem Muster von Metall (zum Beispiel Bahnen) 693 bedeckt, die verwendet werden können, um die Emitterchips 695 zu verbinden und eine Verbindung zu einer Stromversorgung herzustellen. Das Metallmuster 693 umfasst Verbindungspolster (Anschlussflecken) 692 mit einem Isolationsmaterial 694 dazwischen. Im Betrieb der Einrichtung 690 wird beim Durchgang von Licht durch ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialen (zum Beispiel assoziiert mit den Schichten 696, 297 und/oder dem optischen Element 699) das Licht eine spektrale Kerbe aufweisen und die Kerbenfilterung kann zugeschnitten werden, um den GAI zu erhöhen und/oder den CRI Ra zu verbessern. Zusätzlich können zwei oder mehrere Emitterchips 695 oder Gruppen davon (optional in Verbindung mit einem luminophorischen Material und/oder einem Kerbenfilterungsmaterial) angeordnet werden, um Emissionen mit unterschiedlichen Gamut-Flächen zu erzeugen, sodass durch getrenntes Steuern von unterschiedlichen Emitterchips oder Gruppen davon, die Gamut-Fläche von zusammengesetzten Emissionen verändert werden kann.
25 zeigt eine Festkörper-Emitterpackung 700 mit mehreren Festkörperemittern (zum Beispiel LED) Chips 705, die mit elektrischen Leiterbahnen oder Metallmustern 702 über Drahtbondierungen 716 gekoppelt und unter einem halbkugelförmigen optischen Element (zum Beispiel einer Linse) 710 angeordnet sind. In bestimmten Ausführungsformen kann ein oder mehrere Chips mit ein oder mehreren funktionalen Materialen (zum Beispiel einem luminophorischen Material und einem Kerbenfilterungsmaterial) beschichtet werden. Wie gezeigt werden 12 Emitterchips 705 in Kontakt mit den Metallbahnen 702, die über der Halterung 701 angeordnet sind, versehen und Kathoden der LED Chips sind über Drahtbondierungen 316 mit den Leiterbahnen 702 verbunden. In bestimmten Ausführungsformen kann das optische Element 710 ein oder mehrere funktionale Materialien umfassen, beispielsweise ein luminophorisches Material, ein Kerbenfilterungsmaterial und/oder ein Streuungsmaterial, die in oder auf dem optischen Element 710 dotiert, aufgeschichtet oder in anderer Weise vorgesehen sein können. Die Emitterchips 705 können aus verschiedenen Lichtfarben-Töpfen (Bins) gewählt werden, um einen kombinierten Lichtausgang mit geeigneten Farbcharakteristiken für eine gewünschte an Wendung bereitzustellen. Die ungefilterte Effizienz von einem derartigen Lichtaussendepaket 700 mit einer warmen weißen Farbe kann in der Größenordnung von 100 Lm/W sein, vor irgendeiner Filterung von dem optischen Element; wenn jedoch das Paket 700 für eine kühle weiße Farbe gebinnt wird, dann kann ein Wirkungsgrad in der Größenordnung von ungefähr 150 Lm/W erreicht werden (d. h. vor irgendeiner Filterung). Zwei oder mehrere Emitterchips 705 oder Gruppen davon (optional in Verbindung mit einem luminophorischen Material und/oder einem Kerbenfilterungsmaterial) können angeordnet werden, um Emissionen mit unterschiedlichen Gamut-Flächen zu erzeugen, sodass durch getrennte Steuerung von unterschiedlichen Emitterchips oder Gruppen davon die Gamut-Fläche von zusammengesetzten Emissionen verändert werden kann.
26 zeigt eine erste Glühbirne 750, die angeordnet ist, um mehrere Festkörperemitter zu beinhalten, wie hier offenbart. Die Glühbirne 750 bzw. die Glühlampe 750 kann optional angeordnet sein, um ein Licht, welches eine Kerbenfilterung durchlaufen hat, auszugeben. Die Festkörper-Glühlampe 750 umfasst eine herkömmliche Stromversorgung 754 und umfasst eine Wärmesenke 755 mit Abstrahlrippen, um eine Kühlung der Emitterchips 752 und der Stromversorgung 754 zu fördern. Ein lateraler Kontakt 760 und ein Fußkontakt 751 können kompatibel mit einer Lichtfassung des Edison-Typ Gewindetyps sein, um Strom an die Glühlampe 750 zu leiten. Ein optisches Element 758 (welches in einer lichtdurchlässigen Kugel verkörpert sein kann) ist vorgesehen, um die Emitterchips 752 zu schützen und eine Lichtformung und/oder eine Diffusionsmöglichkeit für Lichtemissionen der Lampe 750 bereitzustellen. Das optische Element 758 kann optional ein zwischenliegendes Material (wie in Verbindung mit dem Element 698 in 25 beschrieben) enthalten. Ein oder mehrere luminophorische Materialen können mit den Emitterchips 752 und/oder dem optischen Element 758 assoziiert sein, um eine Möglichkeit zur Wellenlängenumwandlung bereitzustellen. Zusätzlich können ein oder mehrere optionale Filterungsmaterialien (zum Beispiel Kerbenfilterungsmaterialen) mit den Emitterchips und/oder dem optischen Element 758 assoziiert sein, um Lichtemissionen zu filtern, um wenigstens eine spektrale Kerbe aufzuzeigen, die hier beschrieben ist. Zwei oder mehrere Emitterchips 752 oder Gruppen davon (optional in Verbindung mit einem luminophorischen Material und/oder einem Kerbenfilterungsmaterial) können angeordnet werden, um Emissionen mit unterschiedlichen Gamut-Flächen zu erzeugen, so dass durch getrennte Steuerung von unterschiedlichen Emitterchips oder Gruppen davon die Gamut-Fläche von zusammengesetzten Emissionen verändert werden kann.
27 illustriert eine zweite Glühbirne 770 des Reflektor-Typs (d. h. des PAR-Typs), die angeordnet ist, um ein oder mehrere Festkörperemitter, wie hier offenbart, zu beinhalten. Die Glühbirne bzw. die Glühlampe 770 kann optional angeordnet sein, um ein Licht auszugeben, welches eine Kerbenfilterung durchlaufen hat. Die Glühbirne 770 umfasst einen Reflektor 774 und ein optisches Element (zum Beispiel eine Linse) 776, die einen vorderen oder Licht emittierenden Abschnitt der Lampe 770 abdeckt, mit dem Reflektor 774 und der Linse 776 zusammen eine Licht transmittierende optische Einkleidung bildend. Ein gegenüberliegendes Ende der Lampe umfasst Kontakte 780, 781 (zum Beispiel einen lateralen Gewindekontakt 780 des Edison-Typs und einen Fußkontakt 781) zum Empfang von Energie von einer Fassung oder einem anderen Aufnehmer. Die Lampe 770 umfasst LED Einrichtungen oder Chips (nicht sichtbar) wie voranstehend diskutiert und derartige Komponenten können optional ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialen-Schichten und/oder ein oder mehrere luminophorische Materialien umfassen. Optional kann ein oder mehrere Filterungsmaterialen (zum Beispiel Kerbenfilterungsmaterialen) mit dem optischen Element 776 assoziiert werden, um Lichtemissionen zu filtern, um wenigstens eine spektrale Kerbe, wie hier beschrieben, aufzuzeigen. Das optische Element 776 kann ferner eine Lichtstreuung und/oder luminophorische Materialen in bestimmten Ausführungsformen umfassen. Zwei oder mehrere Emitter oder Gruppen davon (optional in Verbindung mit einem luminophorischen Material und/oder einem Kerbenfilterungsmaterial) können angeordnet werden, um Emissionen mit unterschiedlichen Gamut-Flächen zu erzeugen, so dass durch getrennte Steuerung von unterschiedlichen Emitterchips oder Gruppen davon die Gamut-Fläche von zusammengesetzten Emissionen verändert werden kann
28 illustriert eine dritte Glühlampe, die angeordnet ist, um mehrere Festkörperemitter (zum Beispiel LEDs) 827, wie hier offenbart, angeordnet in einem Feld 828 in einer turmartigen Konfiguration zu beinhalten, wie in der U. S. Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2013/0271991 (die hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist) offenbart ist. Die Glühbirne 800 kann eine Birne der A-Serie mit einer Edition-Basis 802 mit einem lateralen Kontakt 803 und einem Fußkontakt 804 verwirklichen. Die Basis 802 kann eine Basis-Schaltungsplatine 880 und Elektronik 810 innerhalb eines Gehäuses 805 umfassen, geeignet zur Stromversorgung der Lampe 800 und mit einer Stromversorgung und/oder einem Treiber.
Die Glühlampe bzw. Lampe 800 umfasst mehrere LED 827 (von denen ein oder mehrere ein luminophorisches Material und/oder ein Kerbenfilterungsmaterial umfassen können, wie hier offenbart), angeordnet auf einer sich nach oben erstreckenden im Wesentlichen röhrenförmigen oder rohrförmigen Halterung (zum Beispiel einer gedruckten Schaltungsplatine) 829, die einen internen Hohlraum 874 abgrenzt. Die LED Chips 827 sind betreibbar, um Licht zu emittieren, wenn sie mit Strom versorgt werden. Der Hohlraum 874 wird durch einen Wärmeleitungsabschnitt 852 gedeckelt, der in Verbindung mit einem Eingriffselement 868 steht, welches mit einem Eingriffsabschnitt 868 zusammenpasst, der zu einem Verriegelungselement 872 gehört, das sich von einer elektrischen Zwischenverbindung 850 innerhalb des Hohlraums 874 nach oben erstreckt. Eine globusartige Verkleidung bzw. Umfassung (die ein optisches Element verkörpern kann) 812 umgibt ein inneres Volumen, das eine LED Anordnung 830 mit den mehreren Emitter Chips 827 enthält. Eine Wärmesenke 854 ist zwischen der Umfassung 812 und der Basis 802 angeordnet, wobei ein Verriegelungselement 809 angeordnet ist, um während des Zusammenbaus der Glühlampe 600 deformierbare Finger 801 aufzunehmen und zu halten. Eine untere Kante der Verkleidung bzw. der Umfassung 812 liegt an einer oberen Oberfläche 854A der Wärmesenke 854 an. Interne Leiter 864B sind angeordnet, um elektrische Signale zwischen der Basis-PCB 880 und Komponenten der LED Anordnung 830 zu leiten.
In bestimmten Ausführungsformen kann wenigstens ein Kerbenfilterungsmaterial optional mit ein oder mehreren Emitter Chips 827 assoziiert und/oder zusätzlich mit der Umfassung (oder dem optischen Element) 812 assoziiert werden, um wenigstens eine spektrale Kerbe nach einem Durchgang der Lichtemission durch ein derartiges Filterungsmaterial aufzuzeigen. Das optische Element 812 kann ferner Lichtstreuungs- und/oder luminophorische Materialen in bestimmten Ausführungsformen umfassen. Zwei oder mehrere Emitterchips 827 oder Gruppen davon (optional in Verbindung mit einem luminophorischen Material und/oder einem Kerbenfilterungsmaterial) können angeordnet werden, um Emissionen mit unterschiedlichen Gamut-Flächen zu erzeugen, so dass durch getrennte Steuerung von unterschiedlichen Emitterchips oder Gruppen davon die Gamut-Fläche von zusammengesetzten Emissionen verändert werden kann.
29A–29B illustrieren einen Leuchtenkörper 900 des Troffer-Typs (in-der-Decke linear), der angeordnet ist, um mehrere Festkörperemitter (zum Beispiel LEDs) 926, wie hier offenbart, zu beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere luminophorische Materialien mit ein oder mehreren LEDs 926 assoziiert werden. Optional kann der Körper 900 ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialen umfassen, so wie sie mit den Emittern 926 assoziiert sind, auf einen linearen Reflektor angewendet oder in diesen eingebaut werden können (zum Beispiel durch Dotierung, Imprägnierung, Beschichtung etc.), oder auf ein oder mehrere Lichttransmission-Linsenplatten 915, 916 angewendet oder mit diesen integriert sind, um zu bewirken, dass das Licht, das von dem Leuchtköper emittiert wird, eine spektrale Kerbe aufweist. Der Leuchtenkörper 900 umfasst die Pfanne oder Schale 901, die Wärmesenke 902, den Reflektor 908 und Endkappen 910, 911. Die Endkappe 910 ist größer als die Endkappe 911 und ist ausgeformt, um als eine Schaltungsbox zu arbeiten, um Elektronik aufzunehmen, die zum Ansteuern und Steuern der Lichtquelle verwendet wird (zum Beispiel Gleichrichter, Regler, Timingsschaltungen etc.). Obwohl ein Reflektor verschiedene Formen annehmen kann, umfasst der Reflektor 908 in der dargestellten Ausführungsform einen flachen Bereich gegenüberliegend zu der Wärmesenke 902. In alternativen Ausführungsformen könnte der Reflektor 908 in der Form parabolisch sein oder zwei oder mehr parabolische Bereiche umfassen. Der Beleuchtungskörper 900 umfasst auch einen Diffusorlinsen-Aufbau mit Linsenplatten 915, 916, die angrenzend zu Seiten der Wärmesenke 902 angeordnet sind. Der Reflektor 908 kann aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, einschließlich Metall, einem polymerischen Material, mikrozellulares Polyethylentherephthalat (MCPET) oder irgendwelche anderen geeigneten Materialien. Wenn ein Kerbenfilterungsmaterial vorgesehen ist, dann können Emissionen der LEDs 926 mit ein oder mehreren Kerbenfilterungsmaterialien (zum Beispiel mit den LEDs 926 assoziiert, mit dem Reflektor 908 assoziiert und/oder mit den Linsenplatten 915, 916 assoziiert) in Wechselwirkung treten, so dass das Licht eine spektrale Kerbe aufweisen wird. Zwei oder mehr Emitterchips 926 oder Gruppen davon (optional in Verbindung mit einem luminophorischen Material und/oder einem Kerbenfilterungsmaterial) können angeordnet werden, um Emissionen mit unterschiedlichen Gamutflächen zu erzeugen, so dass durch getrenntes Steuern von unterschiedlichen Emitterchips oder Gruppen davon die Gamutfläche von zusammengesetzten Emissionen verändert werden kann.
30 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung (zum Beispiel einen Beleuchtungskörper) 1010 gemäß wenigstens einer Ausführungsform. Die Vorrichtung 1000 umfasst ein Substrat oder eine Anbringungsplatte 1075, an der mehrere Festkörperemitter (zum Beispiel LED) Lampen 1070-1 bis 1070-6 (optional in Mehrchip-Lampen, wie beispielsweise Mehrchip-LED-Packungen verwirklicht) angebracht sind, wobei jede Lampe 1070-1 bis 1070-6 mehrere LEDs umfassen kann, wie hier beschrieben. Jede Lampe 1070-1 bis 1070-6 kann optional einen Cluster von Festkörperemittern beinhalten, einschließlich wenigstens eines Luminophor-umgewandelten Festkörperemitters und wenigstens eines zusätzlichen Festkörperemitters wie hier offenbart. Die Anbringungsplatte 1075 kann eine kreisförmige Form oder irgendeine geeignete Form oder Konfiguration (einschließlich nicht-planaren und gekrümmten Konfigurationen) aufweisen. Unterschiedliche Festkörper-Ermittlerlampen oder Cluster können konfiguriert werden, um die gleichen oder unterschiedliche Farben (zum Beispiel Wellenlängen) von Licht zu emittieren. Unter spezifischer Bezugnahme auf eine erste Festkörperlampe 1070-1 kann jede Festkörperlampe 1070-1 bis 1070-6 mehrere Festkörper-Emitter (zum Beispiel LEDs) 1074A bis 1074C umfassen, die vorzugsweise auf einer einzelnen Halterung 1061 angebracht sind. Obwohl 30 vier Festkörper-Emitterchips zeigt, so wie sie mit jeder Mehrchip-Festkörperlampe 1070-1 bis 1070-6 assoziiert sind, sei darauf hingewiesen, dass irgendeine Anzahl von Festkörper-Emitterchips mit jeder Mehrchip-Festkörperlampe 1070-1 bis 1070-6 assoziiert werden kann und die Anzahl von Festkörper-Emitterchips, die mit unterschiedlichen (zum Beispiel Mehrchip-)Festkörperlampen assoziiert sind, kann unterschiedlich sein. Jede Festkörperlampe in einem einzelnen Beleuchtungskörper 1010 kann im Wesentlichen identisch zu einer anderen sein oder Festkörperlampen mit unterschiedlichen Ausgangscharakteristiken können absichtlich in einem einzelnen Beleuchtungskörper 1010 vorgesehen sein.
Die Festkörperlampen 1070-1 bis 1070-6 können auf der Anbringungsplatte 1075 in Clustern oder anderen Anordnungen der Art gruppiert werden, dass der Beleuchtungskörper 1010 ein gewünschtes Lichtmuster ausgibt. In bestimmten Ausführungsformen umfasst wenigstens eine Festkörper-Ermittlerlampe, die mit einem einzelnen Beleuchtungskörper 1010 assoziiert ist, eine Luminophor-umgewandelte Licht aussehende Komponente. Ein oder mehrere Lampen 1070-1 bis 1070-6 können optional wenigstens ein Kerbenfilterungsmaterial umfassen. Weiter unter Bezugnahme auf 30 kann der Beleuchtungskörper 1010 ein oder mehrere Steuerschaltungskomponenten 1080 umfassen, die angeordnet sind, um die Lampen 1070-1 bis 1070-6 durch unabhängiges Anwenden von Strömen und/oder durch Einstellen des Tastverhältnisses der jeweiligen LED Komponenten oder Gruppen davon zu betreiben. In bestimmten Ausführungsformen kann ein einzelner Festkörperchip 1064A bis 1064D in verschiedenen Lampen 1070-1 bis 1070-6 konfiguriert sein, um von der Steuerschaltung 1080 individuell adressiert zu werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der Beleuchtungskörper 1010 mit einem eigenen Ballast versehen sein. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Steuerschaltung 1080 eine Stromversorgungsschaltung umfassen, die konfiguriert ist, um unabhängig einen Ein-Zustands-Ansteuerstrom an jeden einzelnen Festkörperchip im Ansprechen auf ein Steuersignal anzulegen, und kann ein oder mehrere Steuerelemente umfassen, die konfiguriert sind, um selektiv Steuersignale an der Stromversorgungsschaltung bereitzustellen. Die Steuerschaltung 1080 kann konfiguriert werden, um den Strom, der durch die Festkörper-Emitterchips 1064A–1064D geführt wird, die zu den Lampen 1070-1 bis 1070-6 gehören, unter Verwendung von ein oder mehreren Steuerungsverfahren zu steuern, die in dem technischen Gebiet bekannt sind. Die Steuerschaltung 1080 kann auf eine gegenüberliegende oder rückwärtige Oberfläche der Anbringungsplatte 1075 angebracht werden oder kann in einem Gehäuse oder einer anderen Struktur (nicht gezeigt) vorgesehen werden, die von der Vorrichtung 1000 getrennt ist. Ein oder mehrere Wärmeableitungsstrukturen (nicht gezeigt) können ferner mit dem Leuchtkörper 1010 assoziiert sein. Zwei oder mehr Emitterchips oder Cluster (optional in Verbindung mit einem luminophorischen Material und/oder einem Kerbenfilterungsmaterial) können angeordnet werden, um Emissionen mit unterschiedlichen Gamutflächen zu erzeugen, so dass durch getrenntes Steuern von unterschiedlichen Emitterchips oder Gruppen davon die Gamutfläche von zusammengesetzten Emissionen verändert werden kann.
Die voranstehenden Beleuchtungseinrichtungen, die hier offenbart sind, können mehrere elektrisch aktivierte Emitter umfassen, die angeordnet sind, um in mehreren Betriebszuständen betrieben zu werden, die angeordnet sind, um unterschiedliche Gamut-Flächen-Index (GAI) Werte (die sich zum Beispiel um wenigstens 10%, um wenigstens 15%, oder einen anderen hier offenbarten Schwellwert unterscheiden), vorzugsweise in Verbindung mit einer kleinen (zum Beispiel vorzugsweise nicht wahrnehmbaren) Änderung im Farbpunkt und/oder Lichtstrom zu erzeugen.
31 ist eine grafische Darstellung 1050, die den Strahlungsfluss über der Wellenlänge für einen spektralen Ausgang einer Festkörper-Lichtaussendeeinrichtung mit einem überlagerten kerbengefiltertem spektralen Ausgang zeigt, wie unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, die ein oder mehrere Kerbenfilterungsmaterialen umfassen können. Die Kurve 1052 ist eine grafische Darstellung von Messungen, die für den Lichtausgang einer LED Lampe aufgenommen wurden, die mit einer Mehrchip-LED-Komponente in einem mit Mineralöl gefülltem Gehäuse aus reinem Glas konstruiert ist. Die Kurve 1054 ist eine grafische Darstellung von Messungen, die für den Lichtausgang einer LED Lampe genommen wurden, die die gleiche in den meisten Hinsichten ist, mit Ausnahme davon, dass die Umfassung für die Lampe, die für die Kurve 1054 gemessen wurde, ein mit Neodymoxid dotiertes Glas ist. Eine Kerbe ist deutlich sichtbar zwischen 550 nm und 650 nm, wo ein Strahlungsfluss als Folge der Filterung durch das Neodymoxid Kerbenfilterungsmaterial verringert ist. Die Messung 1056 stellt die Breite der Kerbe entsprechend zu der vergleichbaren Reduktion in der Lichtintensität bei einer Reduktion auf das halbe Maximum, verursacht durch die Kerbe, dar, was ansonsten aus dem Gebiet der Signalverarbeitung als die Halbwertsbreite (FWHM) bekannt ist. Bezüglich des Spitzenstrahlungsflusses von ungefähr 4,3 mW/nm umfasst der kerbengefiltertem Bereich einen Strahlungsflusses durch zwischen 1,5–2 mW/nm. Der Unterschied zwischen den zwei Kurven 1052, 1054 stellt eine Dämpfung oder Reduktion der Lichtintensität dar. Die in 31 gezeigte Kerbe ist charakteristisch für ein Neodymoxid-Filterungsmaterial, da sie ein relativ steiles geneigtes („hartes”) Formprofil umfasst und mehr als eine echte „Kerbe” ist, im Vergleich mit einer gefilterten Form mit einer sanfter geneigten oder „weichen” Kerbe, die charakteristische für Filterungsmaterialien, wie beispielsweise Farbpigmente, ist.
32 zeigt ein Liniendiagramm 1100, das eine spektrale Transmission über der Wellenlänge für ein illustratives Farbpigmentmaterial darstellt, welches angeordnet ist, um eine spektrale Kerbe 1102 zentriert bei ungefähr 580 nm bereitzustellen. Die Transmission des Farbpigmentmaterials ist bei oder unterhalb von Wellenlängen von ungefähr 430 nm und bei oder oberhalb von Wellenlängen von ungefähr 730 nm nahezu 100%. Zwischen 430 nm und 730 nm ist die Transmission verringert (auf ein Minimum von ungefähr 50% bei einer Wellenlänge von ungefähr 580 nm). Wie in 32 gezeigt kann ein Farbpigment eine weichere spektrale (mit einer sich allmählicher neigenden Wellenlängendämpfung) Kerbencharakteristik im Verhältnis mit anderen Kerbenfilterungsmaterialien bereitstellen, wie beispielsweise Edelerdenmetalle und deren Oxide (wie zum Beispiel in 31) gezeigt.
33 ist ein schematisches Diagramm einer Umfassung bzw. eines Gehäuses 1200 mit einer Lichtfassung (einem Leuchtenkörper) 1218, die mehrere LED Komponenten wie hier beschrieben umfassen kann, die angeordnet sind, um eine innere Umgebung oder einen inneren Raum 1201 zu beleuchten. Der innere Umgebungsraum kann von Wänden 1203 begrenzt sein und kann ein Fenster 1202 umfassen, welches angeordnet ist, um Umgebungslicht L_A einzulassen. Ein oder mehrere Objekte (zum Beispiel ein Tisch 1204) können in dem Innenraum 1201 angeordnet sein. Ein oder mehrere Sensoren 1230 (zum Beispiel Fotosensoren) können angeordnet werden, um eine Sensorinformation (Signale) an ein Steuerelement 1235 zu kommunizieren, welches angeordnet ist, um einen Betrieb der Leuchtenhalterung (des Leuchtenkörpers) 1218, die (der) erzeugtes Licht L_G ausgibt, zu steuern oder zu beeinflussen. Ein oder mehrere Benutzereingabeelemente 1250 können ebenfalls angeordnet sein, um Benutzereingabesignale dem Steuerelement 1235 zu kommunizieren, um einen Betrieb der Halterung 1218 zu bewirken. Im Betrieb kann Umgebungslicht L_A durch das Fenster 1202 in den Innenraum 1201 hinein übertragen werden. Ein derartiges Umgebungslicht L_A kann optional mit erzeugtem Licht L_G kombiniert werden, kann optional von ein oder mehreren Oberflächen von Objekten (zum Beispiel dem Tisch 1204) reflektiert werden und kann auf den ein oder mehreren Sensoren 1230 auftreffen. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Fotosensoren verwendet werden. In anderen Ausführungsformen kann der Sensor (können die Sensoren) 1230 verwendet werden, um einen Lichtpegel und/oder einen Farbpunkt zu erfassen und ein Ausgang (Ausgänge) des Sensors (der Sensoren) 1230 kann (können) an der Steuerelement 1235 geliefert werden, um einen Betrieb der Lichthalterung 1218 (zum Beispiel, um im Ansprechen darauf einen Ausgangspegel (die Intensität), den Farbpunkt, und/oder den Gamut-Flächen-Index von Emissionen, die von der Halterung 1218 erzeugt werden, einzustellen bzw. anzupassen) zu beeinflussen. Das Benutzereingabeelement (die Benutzereingabeelemente) 1250 kann (können) an irgendeiner geeigneten Stelle angeordnet werden, entweder innerhalb des Innenraums 1201, angrenzend zu dem Innenraum 1201, oder entfernt angeordnet relativ zu dem Innenraum 1201 (optional verbunden mit dem Steuerelement 1235 über ein oder mehrere Netzwerkkommunikationselemente (nicht gezeigt)).
34 zeigt eine Innenlampe (zum Beispiel eine Schreibtischlampe oder Tischlampe) 1300, die mehrere LED Komponenten wie hier beschrieben umfassen kann. Die Lampe 1300 umfasst einen Arm 1354, der sich zwischen einer Basis 1351 und einem Lampenkopf 1360 erstreckt, der die LED Komponenten 1368 umfasst. Die Basis 1351 kann ein Benutzereingabeelement 1352 und/oder ein oder mehrere Sensorelemente 1355 (zum Beispiel Fotosensoren) umfassen, die angeordnet sind, um einen Betrieb der LED Komponenten 1368 zu steuern (zum Beispiel eine Ausgangsintensität/Abdunkelung (Dimmung), einen Farbpunkt und/oder einen Gamut-Flächenindex von zusammengesetzten Emissionen zu beeinflussen).
Ausführungsformen wie hier offenbart können ein oder mehrere der folgenden nützlichen technischen Effekte bereit stellen: eine verbesserte Ästhetik von Emissionen von Beleuchtungseinrichtungen; eine Verbesserung der wahrgenommenen Qualität von Emissionen von Beleuchtungseinrichtungen; eine Verbesserung der Leuchtkraft von Farben, die von Beleuchtungseinrichtungen dargestellt werden; und ein selektives Einstellen der Leuchtkraft von Farben, die von Beleuchtungseinrichtungen dargestellt werden, vorzugsweise mit einer begrenzten wahrnehmbaren Änderung im Farbpunkt und/oder Lichtstrom.
Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet werden erkennen, dass Verbesserungen und Modifikationen an den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden können. Sämtliche derartige Verbesserungen und Modifikationen werden so betrachtet, dass sie in den Umfang der hier offenbarten Konzepte und der nun folgenden Ansprüche fallen. Irgendwelche der verschiedenen Merkmale und Elemente, so wie sie hier offenbart sind, können mit ein oder mehreren anderen offenbarten Merkmalen und Elementen kombiniert werden, außer wenn dies hier gegensätzlich angezeigt wird.

Claims

Beleuchtungseinrichtung, umfassend: einen ersten elektrisch aktivierten Emitter; einen zweiten elektrisch aktivierten Emitter; und eine Steuerschaltung, die konfiguriert ist, um einen Betrieb des ersten und zweiten elektrisch aktivierten Emitters einzustellen, um sich zwischen wenigstens zwei Betriebszuständen zu bewegen; wobei ein erster Betriebszustand der wenigstens zwei Betriebszustände eine Kombination von Licht erzeugt, das die Beleuchtungseinrichtung verlässt, das von dem ersten elektrisch aktivierten Emitter und dem zweiten elektrisch aktivierten Emitter ausgesendet wurde, und das, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, zusammengesetzte Lichtemissionen eines ersten Betriebszustands mit einem ersten Gamut-Flächen-Index (GAI) Wert erzeugt; wobei ein zweiter Betriebszustand der wenigstens zwei Betriebszustände eine Kombination von Licht erzeugt, das die Beleuchtungseinrichtung verlässt, das von dem ersten elektrisch aktivierten Emitter und dem zweiten elektrisch aktivierten Emitter ausgesendet wurde, und das, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, zusammengesetzte Lichtemissionen eines zweiten Betriebszustands mit einem zweiten GAI Wert erzeugt; wobei der zweite GAI Wert sich von dem ersten GAI Wert um wenigstens 10% unterscheidet; und wobei die zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, Emissionen mit einem ersten Farbpunkt erzeugen, und wobei die zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands, bei Abwesenheit von irgendwelchem zusätzlichem Licht, Emissionen mit einem zweiten Farbpunkt erzeugen, und wobei sich, wenn sie auf einem CI 1976 u'-v' Chromatizitätsdiagramm aufgetragen werden, der erste Farbpunkt und der zweite Farbpunkt voneinander um einen Delta u'v' Wert von nicht größer als 0,01 unterscheiden.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder des ersten elektrisch aktivierten Emitters und des zweiten elektrisch aktivierten Emitters einen Festkörper-Lichtemitter umfasst.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens einer des ersten elektrisch aktivierten Emitters und des zweiten elektrisch aktivierten Emitters wenigstens eine Leuchtdiode und wenigstens einen Luminophor, der angeordnet ist um wenigstens einen Teil von Emissionen von der wenigstens einen Leuchtdiode zu empfangen und davon stimuliert zu werden und im Ansprechen darauf Luminophor-Emissionen auszusenden, umfasst.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, umfassend wenigstens eines der folgenden Merkmale (i) und (i): (i) der erste Farbpunkt und der zweite Farbpunkt unterscheiden sich in der korrelierten Farbtemperatur um einen Betrag von nicht größer als 2% relativ zueinander, und (ii) die zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und die zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands unterscheiden sich im Lichtstrom um einen Betrag von nicht größer als 2%.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, umfassend beide der folgenden Merkmale (i) und (ii): (i) der erste Farbpunkt und der zweite Farbpunkt unterscheiden sich in der korrelierten Farbtemperatur um einen Betrag von nicht größer als 2% relativ zueinander, und (ii) die zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und die zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands unterscheiden sich im Lichtstrom um einen Betrag von nicht größer als 2%.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei sich der zweite GAI Wert von dem ersten GAI Wert um wenigstens 15% unterscheidet.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Benutzereingabeelement oder einen Sensor, die angeordnet sind, um einen Betrieb eines des ersten und des zweiten elektrisch aktivierten Emitters einzustellen, um sich zwischen wenigstens zwei Betriebszuständen zu bewegen.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Kerbenfilterungsmaterial, welches angeordnet ist, um Emissionen von wenigstens einem des ersten und zweiten elektrisch aktivierten Emitters zu empfangen, wobei das Kerbenfilterungsmaterial angeordnet ist, um wenigstens einen Teil der Emissionen von irgendeinem des ersten elektrisch aktivierten Emitters und des zweiten elektrisch aktivierten Emitters zu empfangen und zu filtern, um eine spektrale Kerbe auf zu weisen.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens einer des ersten elektrisch aktivierten Emitters und des zweiten elektrisch aktivierten Emitters wenigstens einen primären elektrisch aktivierten Lichtemitter und wenigstens einen zusätzlichen elektrisch aktivierten Lichtemitter umfasst, wobei der wenigstens eine zusätzliche elektrisch aktivierte Lichtemitter eine dominante Wellenlänge umfasst, die sich von dem wenigstens einen primären elektrisch aktivierten Lichtemitter um wenigstens 40 nm unterscheidet.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eines der folgenden Merkmale: einen einzelnen Zuleitungsrahmen, der angeordnet ist, um elektrische Energie an den ersten elektrisch aktivierten Lichtemitter und den zweiten elektrisch aktivierten Lichtemitter zu führen; einen einzelnen Reflektor, der angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des Lichts, das von jedem des ersten elektrisch aktivierten Lichtemitters und des zweiten elektrisch aktivierten Lichtemitters ausgeht, zu reflektieren; eine einzelne Unterhalterung oder ein Anbringungselement, das den ersten elektrisch aktivierten Lichtemitter und den zweiten elektrisch aktivierten Lichtemitter hält; eine einzelne Linse, die angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des Lichts, das von jedem des ersten elektrisch aktivierten Lichtemitters und des zweiten elektrisch aktivierten Lichtemitters ausgeht, zu übertragen; und einen einzelnen Diffuser, der angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des Lichts, das von jedem des ersten elektrisch aktivierten Lichtemitters und des zweiten elektrisch aktivierten Lichtemitters ausgeht, zu streuen.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der irgendein elektrisch aktivierter Lichtemitter, der angeordnet ist, um Emissionen zu erzeugen, die (i) eine dominante Wellenlänge in einem Bereich von 430 nm bis 480 nm aufweisen und (ii) die Beleuchtungseinrichtung ohne einen Durchgang durch eine Schicht oder einen Bereich, die/der ein luminophorisches Material umfasst, verlassend, fehlt.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend wenigstens eines der folgenden Merkmale (i) und (ii): wenigstens eine der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lumineszenzwirkungsgrad von wenigstens 60 Lumen pro Watt, und (ii) jede der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lichtstrom von wenigstens 500 Lumen.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend beide der folgenden Merkmale (i) und (ii): wenigstens eine der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lumineszenzwirkungsgrad von wenigstens 60 Lumen pro Watt, und (ii) jede der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lichtstrom von wenigstens 500 Lumen.
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–13, wobei wenigstens einer des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts (x, y) Koordinaten auf einem 1931 CIE Chromatizitätsdiagramm aufweist, die einen Punkt auf oder innerhalb von 7 MacAdam Ellipsen einer Weißkörper-Ortskurve definieren, die eine Linie mit Segmenten verkörpert, die mit den folgenden x, y Koordinaten auf einem 1931 CIE Chromatizitätsdiagramm definiert werden: (0,3114, 0,3386) bis (0,3462, 0,3631), (0,3462, 0,3631) bis (0,3777, 0,3790), (0,3777, 03790) bis (0,3977, 0,3707), (0,3977, 0,3707) bis (0,4211, 0,3713) und (0,4211, 0,3713) bis (0,4437, 0,3808).
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–13, wobei einer des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts auf oder innerhalb von 7 MacAdam Ellipsen einer Plank'schen Ortskurve, die auf einem CIE 1976 u'-v' Chromatizitätsdiagramm definierbar ist, ist.
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–13, wobei der erste Farbpunkt einen Farbwiedergabeindex (CRI Ra) Wert von wenigstens 50 umfasst.
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–13, wobei der erste Farbpunkt einen GAI Wert von wenigstens 80 umfasst.
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–13, wobei der erste Farbpunkt einen CRI Ra Wert von wenigstens 80 und einen GAI Wert in einem Bereich von 80–100 umfasst.
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–13, wobei jeder des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts einen korrelierten Farbtemperatur (CCT) Wert in einem Bereich von 2500 K bis 5000 K umfasst.
Leuchtenlampe und Leuchtenfassung, umfassend die Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1–13.
Verfahren, umfassend ein Beleuchten eines Objekts, eines Raums, oder einer Umgebung unter Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1–13.
Festkörper-Beleuchtungseinrichtung, umfassend eine Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Emittern und eine Steuerschaltung, die konfiguriert ist, um einen Betrieb der Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörper-Emittern einzustellen, um sich zwischen wenigstens zwei Betriebszuständen zu bewegen, wobei: ein erster Betriebszustand zusammengesetzte Lichtemissionen eines ersten Betriebszustands mit einem ersten Gamut-Flächen-Index (GAI) Wert erzeugt; ein zweiter Betriebszustand zusammengesetzte Lichtemissionen eines zweiten Betriebszustands mit einem zweiten Gamut-Flächen-Index (GAI) Wert erzeugt; der zweite GAI Wert sich von dem ersten GAI Wert um wenigstens 10% unterscheidet; und ein erster Farbpunkt, der durch zusammengesetzte Lichtemissionen des ersten Betriebszustands erzeugt wird, sich von einem zweiten Farbpunkt, der von zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands erzeugt wird, um nicht mehr als sieben MacAdam Ellipsen auf einem 1931 CIE Chromatizitätsdiagramm unterscheidet.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, wobei wenigstens ein elektrisch aktivierter Festkörperemitter der Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörperemittern wenigstens eine Leuchtdiode und wenigstens einen Luminophor, um wenigstens einen Teil von Emissionen der wenigstens einen Leuchtdiode zu empfangen und davon stimuliert zu werden und im Ansprechen darauf Luminophor-Emissionen auszusenden, umfasst.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, umfassend wenigstens eines der folgenden Merkmale (i) und (i): (i) der erste Farbpunkt und der zweite Farbpunkt unterscheiden sich in der korrelierten Farbtemperatur um einen Betrag von nicht größer als 2% relativ zueinander, und (ii) die zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und die zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands unterscheiden sich im Lichtstrom um einen Betrag von nicht größer als 2%.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, umfassend beide der folgenden Merkmale (i) und (ii): (i) der erste Farbpunkt und der zweite Farbpunkt unterscheiden sich in der korrelierten Farbtemperatur um einen Betrag von nicht größer als 2% relativ zueinander, und (ii) die zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und die zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands unterscheiden sich im Lichtstrom um einen Betrag von nicht größer als 2%.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, wobei sich der zweite GAI Wert von dem ersten GAI Wert um wenigstens 15% unterscheidet.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, ferner umfassend ein Kerbenfilterungsmaterial, das angeordnet ist, um Emissionen von wenigstens einem elektrisch aktivierten Festkörperemitter der Vielzahl von elektrisch aktivierten Festkörperemittern zu empfangen, wobei das Kerbenfilterungsmaterial angeordnet ist, um wenigstens einen Teil der Emissionen des wenigstens einen ersten elektrisch aktivierten Festkörperemitters zu empfangen und zu filtern, um eine spektrale Kerbe aufzuzeigen.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, umfassend wenigstens eines der folgenden Merkmale: einen einzelnen Zuleitungsrahmen, der angeordnet ist, um elektrische Energie an jeden elektrisch aktivierten Lichtemitter der Vielzahl von elektrisch aktivierten Lichtemittern zu führen; eine einzelne Unterhalterung oder ein Anbringungselement, das die Vielzahl von elektrisch aktivierten Lichtemittern hält; eine einzelne Linse, die angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des Lichts, das von jedem elektrisch aktivierten Lichtemitter der Vielzahl von elektrisch aktivierten Lichtemittern ausgeht, zu übertragen; und einen einzelnen Diffuser, der angeordnet ist, um wenigstens einen Teil des Lichts, das von jedem elektrisch aktivierten Lichtemitters der Vielzahl von elektrisch aktivierten Lichtemittern ausgeht, zu streuen.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, bei der irgendein elektrisch aktivierter Lichtemitter, der angeordnet ist, um Emissionen zu erzeugen, die (i) eine dominante Wellenlänge in einem Bereich von 430 nm bis 480 nm aufweisen und (ii) die Beleuchtungseinrichtung ohne einen Durchgang durch eine Schicht oder einen Bereich, die/der ein luminophorisches Material umfasst, verlassend, fehlt.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, ferner umfassend wenigstens eines der folgenden Merkmale (i) und (ii): wenigstens eine der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lumineszenzwirkungsgrad von wenigstens 60 Lumen pro Watt, und (ii) jede der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lichtstrom von wenigstens 500 Lumen.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 22, ferner umfassend beide der folgenden Merkmale (i) und (ii): wenigstens eine der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lumineszenzwirkungsgrad von wenigstens 60 Lumen pro Watt, und (ii) jede der zusammengesetzten Lichtemissionen des ersten Betriebszustands und der zusammengesetzten Lichtemissionen des zweiten Betriebszustands umfasst einen Lichtstrom von wenigstens 500 Lumen
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 22–31, wobei wenigstens einer des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts (x, y) Koordinaten auf einem 1931 CIE Chromatizitätsdiagramm aufweist, die einen Punkt auf oder innerhalb von 7 MacAdam Ellipsen einer Weißkörper-Ortskurve definieren, die eine Linie mit Segmenten verkörpert, die mit den folgenden x, y Koordinaten auf einem 1931 CIE Chromatizitätsdiagramm definiert werden: (0,3114, 0,3386) bis (0,3462, 0,3631), (0,3462, 0,3631) bis (0,3777, 0,3790), (0,3777, 03790) bis (0,3977, 0,3707), (0,3977, 0,3707) bis (0,4211, 0,3713) und (0,4211, 0,3713) bis (0,4437, 0,3808).
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 22–31, wobei einer des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts auf oder innerhalb von 7 MacAdam Ellipsen einer Plank'schen Ortskurve, die auf einem CIE 1976 u'-v' Chromatizitätsdiagramm definierbar ist, ist.
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 22–31, wobei der erste Farbpunkt einen Farbwiedergabeindex (CRI Ra) Wert von wenigstens 50 aufweist.
Beleuchtungseinrichtung irgendeinem der Ansprüche 22–31, wobei der erste Farbpunkt einen GAI Wert von wenigstens 80 umfasst.
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 22–31, wobei der erste Farbpunkt einen CRI Ra Wert von wenigstens 80 und einen GAI Wert in einem Bereich von 80–100 umfasst.
Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 22–31, wobei jeder des ersten Farbpunkts und des zweiten Farbpunkts einen korrelierten Farbtemperatur (CCT) Wert in einem Bereich von 2500 K bis 5000 K aufweist.
Leuchtenbirne oder Leuchtenfassung, umfassend die Beleuchtungseinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 22–31.
Verfahren, umfassend ein Beleuchten eines Objekts, eines Raums, oder einer Umgebung, unter Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 22–31.