TWI439629B - 可調色彩之照明系統 - Google Patents

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Christoph Gerard August Hoelen
Chantal Sweegers
Rene Jan Hendriks
Martijn Henri Richard Lankhorst
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Description

可調色彩之照明系統
本發明係關於一種可調色彩之照明系統，其包含一第一光源、一第二光源及一第一發光物質層。
本發明亦係關於一種包含該照明系統之照明器。
此等照明系統本身已為吾人所知。該等照明系統尤其可被用作用於一般照明目的之照明器具，例如，用於辦公室照明、用於商店照明或(例如)用於家中之一般照明目的。
發光物質通常吸收由可調色彩之照明系統之一光源所發射之光的部分，且將所吸收之光轉換為一不同色彩之光。通常將發光物質配置於距光源某一距離處。此組態亦被稱作一遠端磷光體組態。在使用該遠端磷光體組態時的一益處係發光物質之轉換效率及使用壽命得到改良且挑選發光物質之範圍得到改良。
可自US 2005/0041424獲悉此可調色彩之照明系統。在已知可調色彩之照明系統的一實施例中，該照明系統包含：至少一第一藍色發光二極體，其發射具有藍色之光；及至少一第二藍色發光二極體，其發射具有相同藍色之光。該已知照明系統包含配置於所謂之載體物質的發光物質。該載體物質以條狀物配置，該等條狀物覆蓋一圍繞第一發光二極體及第二發光二極體之外殼的部分。可配置載體物質之條狀物使得來自該等發光二極體中之至少一者的照明被投影通過該載體物質。藉由調變獨立發光二極體之 功率，可調適照明條件，因此調諧已知照明系統的色彩。
已知照明系統的一缺陷係自該已知照明系統發射之光產生彩色陰影。
本發明之一目標係提供一種減少彩色陰影之出現的可調色彩之照明系統。
根據本發明之一第一態樣，該目標係藉由如請求項1之可調色彩之照明系統來達成。根據本發明之一第二態樣，該目標係藉由如請求項14之照明器來達成。根據本發明之可調色彩之照明系統包含一第一光源、一第二光源及一配置於一光混合腔室內部之第一發光物質層，該光混合腔室具有一用於發射來自該光混合腔室之光的光出射窗，該第一光源及該第二光源各自包含至少一發光二極體且將一第一預定色彩之光發射至光混合腔室中，第一發光物質吸收第一預定色彩之光且將所吸收之光轉換為一不同於第一預定色彩之第二預定色彩的光，該第一發光物質遠離該第一光源及該第二光源而經配置，該第一光源相對於第一發光物質而經定位以用於以一第一相對光通量來照明第一發光物質，該第一相對光通量為由第一光源發射至光混合腔室中之光的一部分，該第二光源相對於第一發光物質而經定位以用於以一第二相對光通量來照明第一發光物質，該第二相對光通量為由第二光源發射至光混合腔室(60)中之光的部分，該第一相對光通量不同於該 第二相對光通量，且該可調色彩之照明系統進一步包含一控制器，該控制器用於控制由第一光源發射相較於由第二光源發射之光的強度之光的強度及/或用於控制相對於發光物質之第一光源相較於相對於發光物質之第二光源之位置的位置。
根據本發明之可調色彩之光源的效果係光混合腔室之使用產生自照明系統發射之大體上均勻混合的光，此防止了彩色陰影之出現。藉由使用控制器，可相對於第二光源來調諧由第一光源發射之光的強度，此可更改通過第一發光物質之第一預定色彩之光的通量。因為第一相對光通量不同於第二相對光通量，所以可控制第二預定色彩之光對自光混合腔室發射之混合光的影響，因此調諧由根據本發明之可調色彩之照明系統發射的光。因此，可更改由可調色彩之照明系統發射之光的色彩，同時防止出現彩色陰影。
在已知可調色彩之照明系統中，由以一陣列配置之不同光源來產生不同色彩。當將此等已知可調色彩之照明系統用於一般照明應用中時，由可調色彩之照明系統所照明的物體之陰影將由許多源自該等不同彩色光源之陰影構成且因此將具有不同色彩，從而產生彩色陰影。在根據本發明之可調色彩之照明系統中，來自不同光源及來自第一發光物質的光在光混合腔室內部被混合使得由可調色彩之照明系統發射之光得以大體上均勻地混合。當藉由源自根據本發明之可調色彩之照明系統的光來照明該物體時，彩色陰影將減少。
發明者認識到，可使用第一發光物質相對於第一光源及第二光源之位置來界定第一預定色彩之光通過第一發光物質之一相對光通量，其可用以更改由第一發光物質轉換之光對由照明系統發射之光的影響。為更改由照明系統發射之光的色彩，控制器(例如)更改由第一光源相較於第二光源發射之光的強度。或者，控制器更改第一光源及/或第二光源相對於發光物質之位置。位實之改變更改第一相對通量相對於第二相對通量之間的差異且因此藉由調諧第二預定色彩之光對自光混合腔室發射之混合光的影響來調諧發射光之色彩。
在此情況下，一預定色彩之光通常包含具有一預定光譜之光。該預定光譜可(例如)包含一具有一關於一預定波長之特定頻寬的原色，或可(例如)包含複數種原色。預定波長係一輻射功率光譜分布之一平均波長。在此情況下，一預定色彩之光亦包括非可見光(諸如紫外光)。一原色之光(例如)包括紅色、綠色、藍色、黃色及琥珀色光。預定色彩之光亦可包含原色之混合物(諸如藍色與琥珀色，或者藍色、黃色與紅色)。藉由選擇(例如)紅色、綠色及藍色光之一特定組合，可由照明系統產生大體上每一種色彩(包括白色)。亦可在光投影系統中使用原色之其他組合而使得能夠產生大體上每種色彩(例如，紅色、綠色、藍色、青色及黃色)。用於可調色彩之照明系統中的原色之數目可變化。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，配置第一光源以 用於直接照明第一發光物質，且遮蔽第二光源而免於直接照明第一發光物質。藉由遮蔽由第二光源發射之光而免於直接照明第一發光物質，可改良由可調色彩之照明系統發射之光的調諧效率。使用光混合腔室通常均勻地混合來自所有光源之光以產生自光混合腔室光出射窗發射之一大體上均勻混合的光束。可藉由恰當地置放第一發光物質與第一光源及第二光源來達成遮蔽以防止由第二光源對第一發光物質之直接照明。然而，在某種程度上，間接照明將通常總是存在，因為來自第一發光物質之光必須進入混合腔室，所以光亦可在相反方向上行進。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，配置二向色遮蔽構件以用於遮蔽第二光源而免於照明第一發光物質。該等二向色遮蔽構件可(例如)透射第二預定色彩之光，且可反射來自第一預定色彩之光。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，光混合腔室包含另一發光物質，該另一發光物質將第一預定色彩之光轉換為不同於第一預定色彩及第二預定色彩的另一預定色彩。該另一預定色彩較佳係可見光(例如，白光)。第一預定色彩之光(例如)可具有一在200奈米與400奈米之間的範圍中的中心波長。在200奈米與400奈米之間的範圍中的光亦被稱為紫外光。在將紫外光用作第一預定色彩之光時的一益處係離開混合腔室之光的色點僅由發光物質中之磷光體之一混合物來判定，因為第一預定色彩之光並未影響可見光。此與將藍色光用作第一預定色彩之光相對，其中離開 光混合腔室之光的色點亦由所塗覆之發光物質的厚度來判定，因為該發光物質之厚度判定藍色光轉換為第二預定色彩之光的程度。此意謂需要恰當控制在使用藍色光時的磷光體厚度，而此對於使用光而言並無必要。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，第一預定色彩係在400奈米與490奈米之間的範圍內。具有在400奈米與490奈米間之範圍中的中心波長的光亦被稱為藍色光。在將藍色光用作第一預定色彩之光時的一益處係人類可看見此光且因此此光可不加轉換地直接混合至可調色彩之照明系統的輸出中。使用發光物質以將光自一種色彩轉換為另一種色彩的任何轉換皆引入一些能量損耗(歸因於轉換中所涉及之斯托克位移)。在將藍色光用作第一預定色彩之光的情況下，可不需要轉換一些由可調色彩之照明系統發射之光，此提高了系統之效率。此外，在將藍色光轉換為第二預定色彩之光時的斯托克位移小於在將紫外光轉換為第二預定色彩之光時的斯托克位移，此進一步提高了效率。此外，藍色係原色中之一者，其可用以與其他原色(諸如紅色與綠色或諸如黃色)混合以獲得白光。舉例而言，當選擇另一發光物質來吸收由第一光源及第二光源發射之藍色光的部分並發射另一預定色彩(為黃色)且恰當選擇發光物質之量以便獲得第一預定色彩之光之恰當轉換程度時，自可調色彩之照明系統發射之光基本上為白色(歸因於藍色光之剩餘光及由另一發光物質發射之黃色光的組合)。將第二預定色彩之光添加至大體上白光將使得能夠更改由可 調色彩之照明系統發射之光的色溫。藉由將藍色光用作第一預定色彩之光來省略在可調色彩之照明系統中使用紫外光提供了另一益處：可省略一額外UV濾光器。通常需要UV濾光器來防止由可調色彩之照明系統發射紫外光。當將可調色彩之照明系統用於(例如)一般照明應用中時，必須避免紫外光之發射，因為其對於人眼係有害的。當第一預定色彩之光係紫外光時，光出射窗通常含有在發射紫外光之前吸收或反射其的UV濾光器。當使用發射藍色之光的發光二極體時，可省略UV濾光器，此再次提高了系統之效率並降低了可調色彩之照明系統的成本。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，可調色彩之照明系統進一步包含一第三光源及一第三發光物質，該第三光源包含將第一預定色彩之光發射至光混合腔室中的至少一發光二極體，該第三光源經配置以用於直接照明第三發光物質，而第一光源及第二光源被遮蔽而免於直接照明第三發光物質，第三發光物質吸收第一預定色彩之光並將所吸收之光轉換為一不同於第一預定色彩及第二預定色彩之第三預定色彩的光。此實施例之一益處係第三發光物質之使用增加了由可調色彩之照明系統發射之光的色彩可經調諧的範圍。舉例而言，第二預定色彩之光的添加可將由可調色彩之照明系統發射之光的色彩自藍色變換至黃色(或其部分)，而第三預定色彩之光的添加可將由可調色彩之照明系統發射之光的色彩自綠色變換至紅色(或其部分)。在另一實施例 中，可使用第三光源及第三發光物質來"細調"色溫之改變從而恰當地遵循(例如)黑體軌跡，該黑體軌跡係色空間中之一曲線。為遵循色空間中之一曲線，需要三個具有受控相對強度之光源。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，第一發光物質及/或另一發光物質及/或第三發光物質包含一為磷光體之一混合物的磷光體組合物，第一發光物質、另一發光物質及/或第三發光物質之每一磷光體組合物係不同的。舉例而言，在第一預定色彩係紫外光的實施例中，另一發光物質可(例如)為提供具有一預定色溫之大體上白光的磷光體之一混合物，且第一發光物質及第三發光物質可分別將所吸收之紫外光轉換為第二預定色彩之光及第三預定色彩之光，此將由可調色彩之照明系統發射之光的色彩改變(例如)至一分別較高、較低之色溫。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，第一光源及/或第二光源包含複數個發光二極體之一串聯配置。此實施例之一益處係一包含複數個發光二極體之光源的使用使得能夠增加由可調色彩之照明系統發射之光的強度。此外，複數個發光二極體之使用使得能夠將該等發光二極體更均勻地分布於光混合腔室內部，此進一步改良了不同發光二極體之光的混合，從而產生由可調色彩之照明系統發射之光的一改良混合物。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，將第一光源之發光二極體配置於一包含第一發光物質的另一光混合腔室中 或配置於包含第一發光物質的複數個其他光混合腔室中，該另一光混合腔室或該複數個其他光混合腔室被配置於該光混合腔室內部。此實施例之一益處係該另一光混合腔室或該複數個其他光混合腔室的使用可預混合第一光源之光與第二預定色彩之光，此改良了光混合腔室內部之整體色彩混合。第一光混合腔室之壁可(例如)由允許第二預定色彩之光通過及反射第一預定色彩之光的二向色遮蔽構件構成。此配置大體上遮蔽第二光源之光而免於照射在第一發光物質上，此提高了根據本發明之可調色彩之照明系統的色彩可調諧性效率。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，當可調色彩之照明系統包含另一發光物質時，配置該複數個發光二極體以大體上均勻地照明光混合腔室之光出射窗且其中將該另一發光物質配置於光混合腔室之光出射窗處。此實施例之一益處係其使得可調色彩之照明系統能夠相對緊密。由另一發光物質發射的另一預定色彩的光在大體上所有方向上發射，且因此亦發射返回至光混合腔室中。歸因於光自另一發光物質的此發射，另一預定色彩之光的部分在光混合腔室中被混合，從而進一步改良了可調色彩之照明系統的色彩混合。必須使由第一發光物質產生之光透射穿過光出射窗且因此透射穿過另一發光物質。較佳地，該另一發光物質並不吸收第二預定色彩之光或僅吸收第二預定色彩之光的一非常少的部分。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，將第一光源及第 二光源配置於光混合腔室之一與光出射窗鄰接的邊緣上，該第一光源及該第二光源中之每一者發射遠離光出射窗之光從而防止由第一光源及第二光源對光出射窗之直接照明。此實施例之一益處係第一光源及第二光源之發光二極體並未直接照明光出射窗，此確保光之良好混合且減少了光源之眩光。一額外益處係可在不使用主動冷卻配置(諸如風扇或帕耳帖元件)的情況下冷卻第一光源及第二光源。第一光源及第二光源包含一發光二極體。通常，發光二極體需要某一種類之冷卻。當將第一光源及第二光源配置於可調色彩之照明系統之光混合腔室之與光出射窗鄰接的邊緣上時，可經由配置於(例如)可調色彩之照明系統之一外殼外部上的散熱片來提供發光二極體之冷卻。此使得能夠將可調色彩之照明系統建置至一照明器中或(例如)建置至房屋、辦公室或商店的天花板中，同時經由自照明器或天花板突出之散熱片來冷卻發光二極體。
在可調色彩之照明系統的一實施例中，第一預定色彩係藍色，第一發光物質將所吸收之第一預定色彩的光轉換為琥珀色光，該琥珀色光為第二預定色彩，且另一發光物質將所吸收之第一預定色彩的光轉換為黃色光，該黃色光為另一預定色彩。此實施例之一益處係使用一發射琥珀色之第一發光物質、一發射黃色連同第一預定色彩(為藍色)的另一發光物質，根據本發明之可調整色彩之照明系統可將發射光之色彩自相對冷白調諧至暖白(例如，在大體上沿黑體軌跡之6500 K與2700 K之間)。舉例而言，第一發光 物質包含Y3 Al5 O12 :Ce3+ 與CaS:Eu2+ 之一混合物，且另一發光物質(52)包含Y3 Al5 O12 :Ce3+ 。或者，第一發光物質包含(Ba,Sr)2 Si5 N8 :Eu2+ ，且另一發光物質包含Y3 Al5 O12 :Ce3+ 。在一第三實施例中，第一發光物質包含Lu3 Al5 O12 :Ce3+ 與CaS:Eu2+ 之一混合物，且另一發光物質包含具有一不同磷光體比率的Lu3 Al5 O12 :Ce3+ 與CaS:Eu2+ 之一混合物。第一發光物質可(例如)包含85% w/w Y3 Al5 O12 :Ce3+ (亦進一步被稱作YAG:Ce)與15% w/w CaS:Eu2+ (亦進一步被稱作CaS:Eu)之一混合物，該混合物發射第二預定色彩琥珀色。發光物質(Ba,Sr)2 Si5 N8 :Eu2+ (亦進一步被稱作BSSN:Eu)發射第二預定色彩琥珀色。發光物質Lu3 Al5 O12 :Ce3+ (亦進一步被稱作LuAG:Ce)發射第二預定色彩綠色，且發光物質CaS:Eu2+ (亦進一步被稱作CaS:Eu)發射第二預定色彩紅色。使用BSSN:Eu與YAG:Ce以及藍色光及使用LuAG:Ce與CaS:Eu之兩種混合物以及藍色光的實施例可實現大體上相同之效果。可使用將藍色光轉換為紅色光之其他磷光體(諸如(Ba,Sr,Ca)2 Si5 N8 :Eu2+ 、(Sr,Ca)S:Eu2+ 及(Ca,Sr)AlSiN3 :Eu2+ )來代替CaS:Eu，從而達到大體上相同之效果。可使用將藍色光轉換為緣色光之其他磷光體(諸如Sr2 Si2 N2 O2 :Eu2+ 及SrGa2 S4 :Eu2+ )來代替LuAG:Ce，從而達到大體上相同之效果。可由(Y3-x-y Lux Gdy )(Al5-z Siz )(O12-z Nz ):Ce(0<x3、0y2.7、0<x+y3及0<z2)來代替石榴石發光物質YAG:Ce及LuAG:Ce。
使用發射紫外光之光源及包含(例如)具有不同磷光體比 率之BaMgAl10 O17 :Eu2+ (將紫外光轉換為藍色光)；Ca8 Mg(SiO4 )4 Cl2 : Eu2+ 、Mn2+ (將紫外光轉換為緣色光)及Y2 O3 :Eu3+ 、Bi3+ (將紫外光轉換為紅色光)之一混合物的一第一發光物質及另一發光物質可使得能夠自相對冷白變換至暖白(例如，大體上沿黑體軌跡之6500 K與2700 K之間)。任何其他色彩改變亦係可能的，其由磷光體比率來判定。可使用將紫外光轉換為藍色、綠色或紅色光或任何其他色彩之任何其他磷光體來代替上文所提及之磷光體。
本發明之此等及其他態樣自下文所描述之實施例顯而易見且將參考下文所描述之實施例來加以闡明。
圖1A、圖1B及圖1C展示根據本發明之可調色彩之照明系統10、12的示意性橫截面圖。可調色彩之照明系統10、12包含一由第一組發光二極體21、22構成之第一光源21、22。第一組發光二極體21、22將一第一預定色彩之光發射至一光混合腔室60中。光混合腔室60進一步包含一層發光層50，發光層50遠離第一光源21、22而經配置且其吸收第一預定色彩之光的部分並將所吸收之光轉換為一不同於第一預定色彩之第二預定色彩的光。可調色彩之照明系統10、12進一步包含一由第二組發光二極體31、32構成之第二光源31、32，第二組發光二極體31、32將大體上相同之第一預定色彩的光發射至光混合腔室60中。第一組發光二極體21、22(例如)經配置以用於直接照明第一發光物質50。第二組發光物質31、32(例如)被遮蔽而免於直接照明 第一發光物質50。來自第一光源21、22、來自第二光源31、32及來自第一發光物質50的光在光混合腔室60內部被混合而產生由根據本發明之可調色彩之照明系統10、12發射之大體上均勻混合的光。根據本發明之可調色彩之照明系統10、12進一步包含一控制器70，控制器70用於相對於第二組發光二極體31、32之光通量來控制由第一組發光二極體21、22發射之光的光通量。
在如圖1A、圖1B及圖1C中所示之可調色彩之照明系統10、12的實施例中，可調色彩之照明系統10、12進一步包含另一發光物質52，該另一發光物質52將第一預定色彩之光轉換為不同於第一預定色彩及第二預定色彩的另一預定色彩。光混合腔室60之壁覆蓋有一用於混合在光混合腔室60內部所產生之光的漫反射層66。該混合光經由一包含一準直器64之光出射窗62而自可調色彩之照明系統10、12發射。光出射窗62進一步包含一用於進一步增強自可調色彩之照明系統10、12發射之光的混合的漫射體68。在圖1A、圖1B及圖1C中所示之可調色彩之照明系統10、12的實施例中，將發光二極體21、22、31、32、41配置於光混合腔室60之一邊緣65上從而在一通常遠離光出射窗62的方向上發射光。發光二極體21、22、31、32、41之此配置確保發光二極體21、22、31、32、41不會直接照明光出射窗62，此減少了可調色彩之照明系統10、12的眩光。最後，在根據本發明之可調色彩之照明系統10、12的實施例中，光混合腔室60包含用於冷卻配置於邊緣65上之發光二極體21、 22、31、32、41之散熱片63。歸因於發光二極體21、22、31、32、41在光混合腔室60之邊緣65處的配置，可使用此等散熱片63來冷卻發光二極體21、22、31、32、41(甚至當被建置於(例如)家、辦公室或商店的天花板中時亦如此)。
在可調色彩之照明系統10、12的一實施例中，第一預定色彩具有一在400奈米與490奈米之間的範圍中的預定波長。第一預定色彩之此光亦被稱為一原色藍色之光，其對於人類而言為可見光。當由原色藍色之光照明時，將(例如)YAG:Ce用作另一發光物質52可發射一原色黃色之光。在光混合腔室60內部組合該原色藍色及原色黃色產生自可調色彩之照明系統10、12發射之大體上冷白光。光混合腔室60內部的另一發光物質52的量判定自光混合腔室60發射之白光的色溫。第一發光物質50可(例如)包含磷光體YAG:Ce與CaS:Eu之一混合物，其中YAG:Ce促成原色黃色且其中CaS:Eu發射原色紅色之光，其在光混合腔室60內部被混合。藉由改變(例如)構成第一發光物質50之磷光體混合物的重量百分比，可操縱由可調色彩之照明系統10、12之光混合腔室60發射的光之色彩改變速率。因此，可預設可調色彩之照明系統10、12可經調諧的一特定範圍。YAG:Ce與CaS:Eu之組合使得可調色彩之照明系統10、12之色彩改變範圍能夠接近在色空間中所界定之黑體軌跡。當在用於一般照明應用中之照明器中使用此等可調色彩之照明系統10、12時，此實施例尤其有益，因為此等色彩變 化可(例如)為照明另一發光物質52的紫外光至白光中之更密切類似之變化(如在自早晨至黃昏的一天中的太陽光中)。
第一預定色彩之光產生(例如)大體上白光。使用發射紫外光之光源及包含(例如)具有不同磷光體比率之BaMgAl10 O17 :Eu2+ (將紫外光轉換為藍色光)；Ca8 Mg(SiO4 )4 Cl2 : Eu2+ 、Mn2+ (將紫外光轉換為緣色光)及Y2 O3 :Eu3+ 、Bi3+ (將紫外光轉換為紅色光)之一混合物的一第一發光物質及另一發光物質可使得能夠自相對冷白變換至暖白(例如，在6500 K與2700 K之間)。
或者，可使用其他磷光體及/或磷光體混合物以獲得根據本發明之可調色彩之照明系統的色彩改變。
在根據本發明之可調色彩之照明系統10、12的一較佳實施例中，光源21、22、31、32、41包含發光二極體21、22、31、32、41。然而，光源21、22、31、32、41可為任何合適之光源，諸如有機LED、低壓放電燈、高壓放電燈、白熾燈或雷射光源。
圖1A展示可調色彩之照明系統10沿一縱向軸15(用點劃線15來指示)的橫截面圖。第一光源21、22之發光二極體21、22連同第一發光物質50被配置於光混合腔室60之一獨立區中，該獨立區構成配置於光混合腔室60內部的另一光混合腔室61。第一發光物質50之此獨立配置導致遮蔽第一發光物質50免於受到第二光源31、32之直接照明及用以預混合第一光源21、22之光與來自第一發光物質50之經轉換 之光。
圖1B展示可調色彩之照明系統10沿圖1A中用虛線指示之截面AA的橫截面圖。在可調色彩之照明系統10的此橫截面圖中，光混合腔室之壁覆蓋有漫反射層66。另外，展示另一光混合腔室61，其包含第一發光物質50且包含構成第一光源21、22之第一組發光二極體21、22的發光二極體21、22。另一光混合腔室61的壁可(例如)由允許第二預定色彩之光通過及(例如)反射第一預定色彩之光的二向色遮蔽構件構成。通常，第一組發光二極體21、22之發光二極體21、22與第二組發光二極體31、32之發光二極體31、32各自以一串聯配置加以配置，使得在使用中大體上相同之電流流經該第一組及該第二組。此串聯配置之一益處係可由控制器70藉由僅改變通過該等二極體之串聯配置之電流來使第一組與第二組兩者之光強度相對於彼此而改變。或者，控制器70可個別地控制第一組之發光二極體21、22及第二組之發光二極體31、32的強度(未圖示)。圖1B之橫截面圖進一步展示漫射體68及配置於光混合腔室60之一大體上與光出射窗62相對之壁上的另一發光物質52。另外，或者控制器70可經配置以用於相較於第二組之發光二極體31、32的距離來改變第一組之發光二極體21、22相對於第一發光物質50的一距離(未圖示)。
圖1C展示根據本發明之可調色彩之照明系統12的一不同實施例。在此實施例中，鄰近第一光源21、第二光源31、32、第一發光物質50及另一發光物質52，可調色彩之照明 系統12進一步包含一第三光源41及一第三發光物質54。在當前實施例中，第三光源41由一單個發光二極體41構成。當然，或者，可調色彩之照明系統12可包含構成第三光源41之第三組發光二極體(未圖示)。第三發光物質54在光混合腔室60內部之配置再次係如此使得第一光源21及第二光源31、32被遮蔽而免於直接照明第三發光物質54，而第三光源41經配置以用於直接照明第三發光物質54。舉例而言，第一預定色彩之光可為紫外光，其藉由另一發光物質而經轉換為大體上白光(例如，使用磷光體之一混合物)。
圖2A及圖2B展示根據本發明之可調色彩之照明系統14的另一實施例的示意性橫截面圖。光混合腔室60再次包含第一發光物質50，第一發光物質50經配置於裏面配置有第一組發光二極體21、22、23、24、25、26的另一光混合腔室61中。光混合腔室60進一步包含第二光源31、32、33、34、35、36、37之第二組發光二極體31、32、33、34、35、36、37。光出射窗62包含漫射體68及(例如)直接塗覆至漫射體68或者塗覆至或嵌入於一不同載體物質(未圖示)中的另一發光層52。第一預定色彩之光將照射在另一發光層52上且將被轉換為另一預定色彩的光。由另一發光物質52發射的光之部分將經直接發射遠離光出射窗62，而由另一發光物質52發射的光之另一部分將發射至光混合腔室60中並與第一預定色彩之光及由第一發光物質50產生之光混合。光混合腔室60之壁再次覆蓋有一漫反射層66，且另一光混合腔室61之光出射窗亦包含一用於增強第二預定色彩 之光與第一預定色彩之光的混合的漫射體。另外，一塗覆至另一光混合腔室61之一出射窗(未圖示)的漫射體使得能夠更好地遮蔽第一發光物質而免受來自第二光源之光。如前文所指示，第一預定色彩之光可為紫外光，其(例如)藉由另一發光層52而被轉換為大體上白光。添加第二預定色彩之光改變該大體上白光之色溫。第一預定色彩之光可為原色藍色，其中原色藍色之光的部分(例如)藉由另一發光層52而轉換為原色黃色之光，其再次與原色藍色組合為大體上白光。添加第二預定色彩之光改變該大體上白光之色溫。在如圖2A、圖2B、圖2C中之組態中使用發射藍色之第一光源及第二光源、用於第一發光物質50之YAG:Ce(黃色)及CaS:Eu(紅色，15% w/w)的一混合物與用於另一發光物質52之YAG:Ce的情況下，可藉由控制第一光源及第二光源之相對強度來達成自5000 K至3000 K之色溫改變。
或者，第一預定色彩、第二預定色彩及第三預定色彩之色彩可為於光混合腔室60中經混合以獲得根據本發明之可調色彩之照明系統14之一可調色彩光發射的任何其他色彩。圖2A及圖2B中所示之實施例的一益處係可相對緊密地產生可調色彩之照明系統14。另外，大體上所有第二預定色彩之光通過另一發光層52，此進一步增強了第二預定色彩之光與另一預定色彩之光的混合。較佳應選擇另一發光物質52以不會或僅少量吸收由第一發光物質50發射之光。或者，可調色彩之照明系統14之此另一實施例的光混合腔室60可包含第三光源(未圖示)及第三發光物質(未圖 示)。在此實施例中，亦應較佳選擇另一發光物質52以不會或僅少量吸收由第三發光物質發射之光。
圖2B展示可調色彩之照明系統14之沿圖2A中用虛線所指示之截面BB的橫截面圖。
圖2C展示根據本發明之可調色彩之照明系統14的另一實施例的示意性三維圖。在該另一實施例的此三維圖中，展示第一組發光二極體21、22、23、24、25、26的串聯配置及第二組發光二極體31、32、33、34、35、36、37的串聯配置。由第一組發光二極體21、22、23、24、25、26之發光二極體發射之光的強度及/或由第二組發光二極體31、32、33、34、35、36、37之發光二極體發射之光的強度(例如)由控制器70來調節(例如，藉由控制通過發光二極體21、22、23、24、25、26;31、32、33、34、35、36、37之串聯配置中之每一者的電流)。或者，可在不背離本發明之範疇的情況下由熟習此項技術者來應用任何已知之用於改變由一發光二極體發射之光之強度的配置。
應注意，上文所提及之實施例係說明而非限制本發明，且熟習此項技術者在不背離附加之申請專利範圍之範疇的情況下將能夠設計許多替代性實施例。
在申請專利範圍中，置於圓括號之間的任何參考符號不應解釋為限制申請專利範圍。動詞"包含"及其動詞變化的使用並不排除存在除申請專利範圍中所陳述之元件或步驟之外的元件或步驟。在元件前面之冠詞"一(a/an)"並不排除存在複數個此等元件。可借助於包含若干不同元件之硬 體來實施本發明。在列舉若干構件之裝置項中，可由硬體之同一項來體現若干此等構件。在相互不同之附屬項中詳述某些措施的僅僅這個事實並非指示無法有利地使用此等措施之一組合。
10‧‧‧可調色彩之照明系統
12‧‧‧可調色彩之照明系統
14‧‧‧可調色彩之照明系統
15‧‧‧縱向軸
21‧‧‧第一光源/發光二極體
22‧‧‧第一光源/發光二極體
23‧‧‧第一光源/發光二極體
24‧‧‧第一光源/發光二極體
25‧‧‧第一光源/發光二極體
26‧‧‧第一光源/發光二極體
31‧‧‧第二光源/發光二極體
32‧‧‧第二光源/發光二極體
33‧‧‧第二光源/發光二極體
34‧‧‧第二光源/發光二極體
36‧‧‧第二光源/發光二極體
37‧‧‧第二光源/發光二極體
41‧‧‧第三光源/發光二極體
50‧‧‧第一發光物質
52‧‧‧另一發光物質
54‧‧‧第三發光物質
60‧‧‧光混合腔室
61‧‧‧另一光混合腔室
62‧‧‧光出射窗
63‧‧‧散熱片
64‧‧‧準直器
65‧‧‧邊緣
66‧‧‧漫反射層
68‧‧‧漫射體
70‧‧‧控制器
AA‧‧‧截面
BB‧‧‧截面
圖1A、圖1B及圖1C展示根據本發明之可調色彩之照明系統的示意性橫截面圖，圖2A及圖2B展示根據本發明之可調色彩之照明系統的另一實施例的示意性橫截面圖，及圖2C展示根據本發明之可調色彩之照明系統的該另一實施例的示意性三維圖。
諸圖僅具有圖解性且並未按比例繪製。特定言之，出於清晰性而強烈地誇示了一些尺寸。諸圖中之類似組件儘可能地由相同參考數字來指示。
14‧‧‧可調色彩之照明系統
21‧‧‧發光二極體/第一光源
24‧‧‧發光二極體/第一光源
31‧‧‧發光二極體/第二光源
34‧‧‧發光二極體/第二光源
37‧‧‧發光二極體/第二光源
50‧‧‧第一發光物質
52‧‧‧另一發光物質
60‧‧‧光混合腔室
61‧‧‧另一光混合腔室
62‧‧‧光出射窗
66‧‧‧漫反射層
68‧‧‧漫射體
BB‧‧‧截面

Claims (14)

  1. 一種可調色彩之照明系統(10；12；14)，其包含一第一光源(21；21、22；21、22、23、24、25、26)、一第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)及一配置於一光混合腔室(60)內部之第一發光物質(50)層，該光混合腔室(60)具有一用於發射來自該光混合腔室(60)之光的光出射窗(62)，該第一光源(21；21、22；21、22、23、24、25、26)及該第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)各自包含至少一發光二極體(21；22；23；24；25；26；31；32；33；34；35；36；37)且將一第一預定色彩之光發射至該光混合腔室(60)中，該第一發光物質(50)吸收該第一預定色彩之光並將該所吸收之光轉換為一不同於該第一預定色彩之第二預定色彩的光，該第一發光物質(50)遠離該第一光源(21；21、22；21、22、23、24、25、26)及該第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)而經配置，該第一光源(21；21、22；21、22、23、24、25、26)相對於該第一發光物質(50)而定位以用於以一第一相對光通量來照明該第一發光物質(50)，該第一相對光通量係由該第一光源(21；21、22；21、22、23、24、25、26)發射至該光混合腔室(60)中之光的一部分，該第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)相對於該第一發光物質(50)而定位以用於以一第二相對光通量來照明該第一發 光物質(50)，該第二相對光通量係由該第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)發射至該光混合腔室(60)中之光的一部分，該第一相對光通量不同於該第二相對光通量，及該可調色彩之照明系統(10；12；14)進一步包含一控制器(70)，該控制器(70)用於相較於由該第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)發射之光的強度來控制由該第一光源(21；21、22；21、22、23、24、25、26)發射之光的強度，及/或用於相較於該第二光源相對於該發光物質之位置來控制該第一光源相對於該發光物質的位置。
  2. 如請求項1之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該第一光源(21；21、22；21、22、23、24、25、26)經配置以用於直接照明該第一發光物質(50)，且其中該第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)經遮蔽而免於直接照明該第一發光物質(50)。
  3. 如請求項2之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中二向色遮蔽構件經配置以用於遮蔽該第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)而免於照明該第一發光物質(50)。
  4. 如請求項1或2之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該光混合腔室(60)包含一另一發光物質(52)，該另一發光物質將該第一預定色彩之光轉換為一不同於該第一預定色彩及該第二預定色彩的另一預定色彩。
  5. 2或3之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該第一預定色彩係在400奈米與490奈米之間的一範圍內。
  6. 2或3之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該可調色彩之照明系統(10；12；14)進一步包含一第三光源(41)及一第三發光物質(54)，該第三光源(41)包含將該第一預定色彩之光發射至該光混合腔室(60)中之至少一發光二極體(41)，該第三光源(41)經配置以用於直接照明該第三發光物質(54)，而該第一光源(21)及該第二光源(31、32)經遮蔽而免於直接照明該第三發光物質(54)，該第三發光物質(54)吸收該第一預定色彩之光並將該所吸收之光轉換為一不同於該第一預定色彩及該第二預定色彩之第三預定色彩的光。
  7. 2或3之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該第一發光物質(50)及/或該另一發光物質(52)及/或該第三發光物質(54)包含一為磷光體之一混合物的磷光體組合物，該第一發光物質(50)、該另一發光物質(52)及/或該第三發光物質(54)之每一磷光體組合物係不同的。
  8. 2或3之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該第一光源(21、22；21、22、23、24、25、26)及/或該第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)包含複數個發光二極體(21、22；21、22、23、24、25、 26；31、32；31、32、33、34、35、36、37)之一串聯配置。
  9. 如請求項7之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該第一光源(21、22；21、22、23、24、25、26)之每一發光二極體經配置以用於直接照明該第一發光物質(50)，且其中該第二光源(31、32；31、32、33、34、35、36、37)之每一發光二極體經遮蔽而免於直接照明該第一發光物質(50)。
  10. 如請求項8之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該第一光源(21；21、22；21、22、23、24、25、26)之該等發光二極體經配置於一包含該第一發光物質(50)的另一光混合腔室(61)中或配置於包含該第一發光物質(50)的複數個其他光混合腔室(61)中，該另一光混合腔室(61)或該複數個其他光混合腔室(61)經配置於該光混合腔室(60)內部。
  11. 如請求項10之可調色彩之照明系統(10；12；14)，當包含該另一發光物質(52)時，其中該複數個發光二極體(21、22、23、24、25、26、31、32、33、34、35、36、37)經配置以大體上均勻地照明該光混合腔室(60)之該光出射窗(62)且其中該另一發光物質(52)經配置於該光混合腔室(60)之該光出射窗(62)處。
  12. 2或3之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該第一光源(21、22)及該第二光源(31、32)經配置於該光混合腔室(60)之一鄰接該光出射窗(62)的邊緣(65) 上，該第一光源(21、22)及該第二光源(31、32)中之每一者發射遠離該光出射窗(62)之光從而防止由該第一光源(21、22)及該第二光源(31、32)對該光出射窗(62)的直接照明。
  13. 如請求項4之可調色彩之照明系統(10；12；14)，其中該第一預定色彩係藍色，該第一發光物質將該所吸收之該第一預定色彩之光轉換為琥珀色光，該琥珀色光為該第二預定色彩，且該另一發光物質將該所吸收之該第一預定色彩之光轉換為黃色光，該黃色光為該另一預定色彩。
  14. 一種包含如請求項1-13中任一項之可調色彩之照明系統(10；12；14)的照明器。
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