WO2017140534A1 - Verfahren zum betreiben einer halbleiterlichtquelle und halbleiterlichtquelle - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer halbleiterlichtquelle und halbleiterlichtquelle Download PDF

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WO2017140534A1
WO2017140534A1 PCT/EP2017/052649 EP2017052649W WO2017140534A1 WO 2017140534 A1 WO2017140534 A1 WO 2017140534A1 EP 2017052649 W EP2017052649 W EP 2017052649W WO 2017140534 A1 WO2017140534 A1 WO 2017140534A1
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light
color
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cie
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PCT/EP2017/052649
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Rainer Butendeich
Stefan Illek
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B44/00—Circuit arrangements for operating electroluminescent light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • Semiconductor light source specified.
  • a corresponding semiconductor light source is specified.
  • One problem to be solved is a method
  • the method is arranged for operating a semiconductor light source.
  • Semiconductor light source means that of the
  • Light sources of the semiconductor light source based on light-emitting diodes and / or on laser diodes.
  • Semiconductor light source one or more first light sources.
  • the at least one first light source is configured to generate blue light.
  • Light source through one or more light-emitting diodes
  • Semiconductor light source one or more second light sources to produce bluish-white light, also referred to as blue-mint.
  • the at least one second light source includes one or more light emitting diodes that have a short wavelength
  • Radiation especially blue light, emit, wherein the at least one light emitting diode, a phosphor or a
  • short-wavelength light in longer-wavelength light in particular in the green-yellow spectral range, is arranged downstream.
  • Semiconductor light source one or more third light sources.
  • the at least one third light source emits greenish white light ⁇ , also referred to as green mint.
  • the third light source is formed in particular by one or more light-emitting diodes, which
  • the phosphor or the phosphor mixture of the third light source preferably differs from the second light source in terms of a material composition and / or a concentration of the at least one phosphor.
  • Semiconductor light source one or more fourth light sources, which is adapted to generate red light.
  • the at least one fourth light source is preferably formed by one or more light emitting diodes, the red light
  • the fourth light source may be free of phosphors or filters to a wavelength change of the originally generated radiation.
  • Semiconductor light source a drive unit.
  • the light sources are independent
  • emitted mixed light is tunable.
  • CCT Correlated Color Temperature
  • white light may mean that a color location of the mixed light has a distance to the black body curve in the CIE xy standard color chart of at most 0.02 units or 0.015 units or 0.01 units. Alternatively, it is possible that the
  • Term white light is understood, as indicated in connection with Figure 10 of the above-mentioned document Brand Fortner.
  • the color temperature is preferably tunable in a range between 2700 K and 6500 K inclusive. Tuning may be in discrete stages or, preferably,
  • the light sources are operated such that in the switched-on state
  • Semiconductor light source each of the light sources with at least 5% or 10% or 15% of a designated
  • the respective maximum current corresponds to 100% of the current with which a certain
  • Semiconductor light source is operated in particular by the drive unit.
  • This control according to which the light sources are not operated with too low currents, takes place in particular due to the drive unit. In other words, an operating range for the light sources is avoided, in which they are operated only with a very low power.
  • the light sources in the semiconductor light source are preferably operated continuously, also referred to as continuos wave or cw.
  • the light sources it is possible for the light sources to be operated via pulse width modulation, also referred to as pulse width modulation or PWM for short.
  • each of the light sources are preferably operated continuously, also referred to as continuos wave or cw.
  • PWM pulse width modulation
  • the method is configured for operating a semiconductor light source.
  • Semiconductor light source in this case has a first light source for generating blue light, a second light source for Production of the bluish-white light, a third light source to produce greenish-white light and a fourth
  • the light sources are independent
  • Semiconductor light source with at least 5%, more preferably at least 10%, a designated maximum associated current is operated.
  • a semiconductor light source can be achieved which emits variable white light with an adjustable color temperature and at the same time a high color rendering quality, wherein a specific color temperature can be controlled in a reproducible and well-defined manner.
  • the semiconductor light source on four color channels, which are individually controlled.
  • the four light sources forming the four color channels span the desired one
  • the correlated color temperature is adjusted such that a color locus of the
  • Blend a distance of at least 0.01 units or 0.02 units or 0.03 units in the CIE xy standard color chart to one edge of the light sources
  • this minimum distance is at a minimum color temperature to be set. At the lowest color temperature, this distance is further preferably at most 0.04 units or 0.025 units or 0.018 units.
  • a color location of the light of the first light source has a dominant wavelength of at least 455 nm or 460 nm or 465 nm. Alternatively or additionally, the dominant wavelength is at most 480 nm or 475 nm or 470 nm.
  • a color saturation of this color locus is at least 85% or 95% or 97%. This means that the color locus of the light of the first light source is close to the spectral color curve in the CIE xy standard color chart. Unless otherwise stated, here and in the following terms refer to Dominance wavelength, color locus, and color saturation on the 1931 CIE xy standard color chart.
  • Dominant wavelength of light of the fourth light source at least 600 nm or 605 nm or 610 nm and / or at most 630 nm or 625 nm or 620 nm.
  • the color saturation of this color locus is at least 85% or 95% or 97%. Color saturation refers to the percentage removal of this color locale from
  • a color location of the light of the second light source is in or on a quadrilateral in the CIE xy standard color chart with the following vertices given in CIE x / CIE y : 0.2 / 0.25; 0.24 / 0.42; 0.18 / 0.38;
  • this color locus is within the following quadrilateral: 0.22 / 0.33; 0.24 / 0.34; 0.21 / 0.35;
  • this color locus is within the following quadrilateral: 0.25 / 0.20; 0.30 / 0.40; 0.25 / 0.45;
  • a color location of the light of the third light source is within the following
  • Quadrilateral 0.35 / 0.5; 0.42 / 0.46; 0.43 / 0.53; 0.38 / 0.55.
  • the color locale is in the following square:
  • the first and / or the fourth light source have an emission spectrum with only one maximum.
  • the spectral half-width is at least 10 nm or 15 nm or 20 nm.
  • Emission spectrum preferably has a spectral
  • the maximum with the greatest wavelength of the emission spectrum of the second and / or the third light source is at least 510 nm or 515 nm or 520 nm and / or at most 565 nm or 560 nm or 550 nm.
  • a spectral half-width lies here the associated emission band is preferably at least 40 nm or 50 nm or 60 nm and / or at most 160 nm or 150 nm or 130 nm.
  • the two are identical to each other. In accordance with at least one embodiment, the two are identical to each other.
  • Maxima to one another is preferably at least 3 nm or 5 nm or 10 nm and / or at most 40 nm or 30 nm or 25 nm.
  • the maximum at the smaller wavelength is higher than the maximum at the longer wavelength. That is, at the smaller wavelength is then a higher intensity, measured in particular in W / nm, before than in the larger
  • the maximum at the smaller wavelength is at a lower maximum intensity than the maximum at the longer wavelength.
  • the third light source can behave exactly the other way around than the second light source.
  • the mixed radiation emitted in total by the semiconductor light source has exactly three maxima.
  • the maximum in the blue spectral range is at least 420 nm and / or at most 470 nm, the maximum in the red spectral range at least 615 nm and / or at most 640 nm and the maximum in the green-yellow spectral range at least 515 nm and / or at most 540 nm
  • a marginal maximum is an absolute maximum, so that the middle of the three maxima, specifically for each correlated color temperature provided, is lower than one or both marginal maxima.
  • Semiconductor light source in the intended tuning range an efficiency of at least 140 lm / W. Such a high one
  • Color Rendering Index also called Color Rendering Index or CRI or R a
  • CRI or R a Color Rendering Index
  • a saturated red color rendering value also referred to as R9 or R a 9
  • Playback value preferably over the entire intended tuning range at least 82 and correlated
  • Color temperatures of above 4500 K preferably at least 90 and / or at most 95.
  • the second and the third light source or the first and the third light source or the first and the third light source
  • Light source synchronously energized. This may mean that a relative current intensity of the relevant light source over the tuning range of the color temperature of the mixed light are always the same. This means, for example, that the second light source is also operated at 60% of a maximum current when the first light source is operated at 60% of a maximum current.
  • the second and / or the third light source comprise as a phosphor a cerium-doped garnet and / or a europium-doped one
  • a semiconductor light source is specified.
  • the semiconductor light source is operated by a method as recited in connection with one or more of the above embodiments. Features of the method are therefore also disclosed for the semiconductor light source and vice versa.
  • FIG. 1 shows schematic representations of characteristics of a semiconductor light source operated with a method described here
  • Figures 2 and 3 are schematic representations of characteristics of modifications of methods for operating
  • Figure 4 is a schematic perspective view of a semiconductor light source described here.
  • the semiconductor light source 1 comprises a first light source 21, a second light source 22, a third one
  • the first light source 21 is for generating blue light
  • a color location of the first light source 21 is about 0.14 / 0.04.
  • Bluish-white light is emitted from the second light source 22 with a color locus of
  • the third light source 23 produces greenish-white light with a color location of approximately
  • the fourth light source 24 generates red light having a color location of approximately 0.67 / 0.32.
  • All four light sources 21, 22, 23, 24 comprise light-emitting diodes, wherein the second light source 22 and the third light source 23 additionally include a phosphor or a phosphor mixture for partial wavelength conversion.
  • Light sources 21, 22, 23, 24 are electrically independently controlled by a drive unit 3, see also Figure 4. Thus, by the light sources 21, 22, 23, 24 a gamut G.
  • the tuning section 4 refers to white light having a correlated color temperature between 6500 K and 2700 K. From the semiconductor light source 1, this tuning section 4 is controlled by driving the
  • Light sources 21, 22, 23, 24 achievable.
  • mixed light is emitted by the semiconductor light source 1 in operation, whose color locus lies in the tuning region 4 and that of light from all the light sources 21, 22, 23, 24
  • the tuning range 4 is not enough to the limit of
  • Gamut G approached. At the highest color temperature, a distance between the tuning range 4 and the boundary of the gamut G is 60 pt, at the lowest color temperature of 2700 K this distance is 25 pt.
  • the unit pt here stands for 0.001 units in the CIE x-y standard color chart.
  • the pt values indicated in FIG. 1A are preferably each with a tolerance of at most 50% or 20% or 10% or 5%.
  • Tuning range 4 operated with a relative operating current I R, which is at least 10% of a maximum operating current, see Figure IC.
  • the relative operating currents IR relative to the correlated color temperature CCT of the two light sources 21, 22 are preferably synchronous with one another. This makes it possible that the light sources 21, 22 can be controlled jointly, whereby a circuit complexity is reduced.
  • the color rendering index CRI which relates to the first eight CIE test colors, lies between 90 and 95 over the entire tuning range 4. Also, the color rendering index for the ninth saturated red RIE CIE test color R9 is consistently over 80.
  • Emission spectrum of the semiconductor light source 1 has three maxima, each with a marginal maximum is higher than the average maximum.
  • FIG. 1F shows the individual emission spectra of the four light sources 21, 22, 23, 24, each normalized to 1,
  • the light sources 21, 24 each emit approximately monochromatic light.
  • the spectra of the light sources 22, 23 each have a short-wave,
  • the maxima of the second light source 22 are between the two further lying in the short-wave and long-wavelength spectral maxima of the third light source 23rd
  • FIG. 2 shows a modification in which only three light sources are present.
  • the illustrations of FIGS. 2A, 2B, 2C and 2D are analogous to the illustrations of FIGS.
  • Range of low currents IR is a reproducibility of a Farborts relatively low.
  • a color reproduction is significantly deteriorated, see Figure 2D.
  • FIG. 4 schematically shows that the light sources 21, 22, 23, 24 of an exemplary embodiment of FIG
  • Semiconductor light source 1 are mounted on a common carrier 5. A driving of the light sources 21, 22, 23, 24 via the drive unit 3. Electric
  • Circuits are not drawn to simplify the illustration in Figure 4. Such interconnections can also be at least partially integrated in the carrier 5, which is preferably designed as a heat sink and / or as a printed circuit board. Other, optionally available components such as lenses, optical fibers for better light mixing or optical scattering plates are not illustrated.
  • the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicit is specified in the claims or exemplary embodiments.

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Abstract

Es ist das Verfahren zum Betreiben einer Halbleiterlichtquelle (1) eingerichtet. Die Halbleiterlichtquelle (1) weist eine erste Lichtquelle (21) zur Erzeugung von blauem Licht, eine zweite Lichtquelle (22) zur Erzeugung vom bläulich-weißem Licht, eine dritte Lichtquelle (23) zur Erzeugung von grünlich-weißem Licht und eine vierte Lichtquelle (24) zur Erzeugung von rotem Licht sowie optional eine Ansteuereinheit (3) auf. Die Lichtquellen (21, 22, 23, 24) sind unabhängig voneinander ansteuerbar und die Halbleiterlichtquelle (1) wird so betrieben, sodass insgesamt weißes Mischlicht mit einer abstimmbaren korrelierten Farbtemperatur erzeugt wird und jede der Lichtquellen (21, 22, 23, 24) im eingeschalteten Zustand der Halbleiterlichtquelle mit mindestens 5 %, besonders bevorzugt mitmindestens 10 %, eines bestimmungsgemäßen zugehörigen Maximalstroms betrieben wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Halbleiterlichtquelle und
HalbleiterIichtquelle
Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer
Halbleiterlichtquelle angegeben. Darüber hinaus wird eine entsprechende Halbleiterlichtquelle angegeben. Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren
anzugeben, mit dem eine Halbleiterlichtquelle hinsichtlich eines Farborts einer emittierten Mischstrahlung präzise ansteuerbar ist. Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verfahren zum Betreiben einer Halbleiterlichtquelle eingerichtet.
Halbleiterlichtquelle bedeutet, dass das von der
Halbleiterlichtquelle im Betrieb emittierte Licht überwiegend oder vollständig auf Halbleiterbauteile wie Leuchtdioden oder Laserdioden zurückgeht. Mit anderen Worten können alle
Lichtquellen der Halbleiterlichtquelle auf Leuchtdioden und/oder auf Laserdioden basieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Halbleiterlichtquelle eine oder mehrere erste Lichtquellen. Die mindestens eine erste Lichtquelle ist zur Erzeugung von blauem Licht eingerichtet. Insbesondere ist die erste
Lichtquelle durch eine oder mehrere Leuchtdioden,
insbesondere baugleiche Leuchtdioden, gebildet, die im Betrieb blaues Licht erzeugen. Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich Begriffe wie blau auf die CIE-Normfarbtafel , siehe beispielsweise die Druckschrift Brand Fortner, Scitech Journal, Mai 1996, Seiten 30 bis 33. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift wird durch Rückbezug aufgenommen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Halbleiterlichtquelle eine oder mehrere zweite Lichtquellen zur Erzeugung von bläulich-weißem Licht, auch als blau-mint bezeichnet. Die zumindest eine zweite Lichtquelle beinhaltet eine oder mehrere Leuchtdioden, die eine kurzwellige
Strahlung, speziell blaues Licht, emittieren, wobei der mindestens einen Leuchtdiode ein Leuchtstoff oder eine
Leuchtstoffmischung zur teilweisen Umwandlung des
kurzwelligen Lichts in längerwelliges Licht, insbesondere im grün-gelben Spektralbereich, nachgeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Halbleiterlichtquelle eine oder mehrere dritte Lichtquellen. Die wenigstens eine dritte Lichtquelle emittiert grünlich¬ weißes Licht, auch als grün-mint bezeichnet. Wie auch die zweite Lichtquelle ist die dritte Lichtquelle insbesondere durch eine oder mehrere Leuchtdioden gebildet, die
kurzwelliges, bevorzugt blaues Licht emittieren und denen ein Leuchtstoff oder eine Leuchtstoffmischung nachgeordnet ist. Der Leuchtstoff oder die Leuchtstoffmischung der dritten Lichtquelle unterscheidet sich bevorzugt hinsichtlich einer Materialzusammensetzung und/oder einer Konzentration des mindestens einen Leuchtstoffs von der zweiten Lichtquelle.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Halbleiterlichtquelle eine oder mehrere vierte Lichtquellen, die zur Erzeugung von rotem Licht eingerichtet ist. Die mindestens eine vierte Lichtquelle ist bevorzugt durch eine oder mehrere Leuchtdioden gebildet, die rotes Licht
emittieren. Wie auch die erste Lichtquelle kann die vierte Lichtquelle frei von Leuchtstoffen oder Filtern zu einer Wellenlängenänderung der ursprünglich erzeugten Strahlung sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die
Halbleiterlichtquelle eine Ansteuereinheit . Insbesondere über die Ansteuereinheit sind die Lichtquellen unabhängig
voneinander elektrisch ansteuerbar. Hierdurch ist durch ein unterschiedlich starkes Betreiben der Lichtquellen erzielt, dass ein Farbort eines von der Halbleiterlichtquelle
emittierten Mischlichts durchstimmbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die
Halbleiterlichtquelle derart betrieben, sodass insgesamt weißes Mischlicht erzeugt wird, zusammengesetzt aus Licht von allen vier Lichtquellen. Eine korrelierte Farbtemperatur, auch als Correlated Color Temperature oder kurz CCT
bezeichnet, ist dabei abstimmbar. Der Begriff weißes Licht kann dabei bedeuten, dass ein Farbort des Mischlichts einen Abstand zur Schwarzkörperkurve in der CIE-xy-Normfarbtafel von höchstens 0,02 Einheiten oder 0,015 Einheiten oder 0,01 Einheiten aufweist. Alternativ ist es möglich, dass der
Begriff weißes Licht verstanden wird, wie in Verbindung mit Figur 10 der oben genannten Druckschrift Brand Fortner angegeben. Die Farbtemperatur ist bevorzugt in einem Bereich zwischen einschließlich 2700 K und 6500 K abstimmbar. Das Abstimmen kann in diskreten Stufen oder, bevorzugt,
kontinuierlich erfolgen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Lichtquellen so betrieben, dass im eingeschalteten Zustand der
Halbleiterlichtquelle jede der Lichtquellen mit mindestens 5 % oder 10 % oder 15 % eines bestimmungsgemäßen
Maximalstroms betrieben wird. Der jeweilige Maximalstrom entspricht 100 % von dem Strom, mit dem eine bestimmte
Lichtquelle im bestimmungsgemäßen Betrieb der
Halbleiterlichtquelle insbesondere durch die Ansteuereinheit betrieben wird. Diese Ansteuerung, wonach die Lichtquellen nicht mit zu geringen Strömen betrieben werden, erfolgt insbesondere aufgrund der Ansteuereinheit. Mit anderen Worten ist ein Betriebsbereich für die Lichtquellen vermieden, bei dem diese nur mit einem sehr geringen Strom betrieben werden. Dabei werden die Lichtquellen in der Halbleiterlichtquelle bevorzugt kontinuierlich, auch als continuos wave oder cw bezeichnet, betrieben. Alternativ ist es möglich, dass die Lichtquellen über Impulsweitenmodulation, auch als Pulse Width Modulation oder kurz PWM bezeichnet, betrieben werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird jede der
Lichtquellen im eingeschalteten Zustand der
Halbleiterlichtquelle ausschließlich mit mindestens 5 % oder 10 % oder 15 % eines bestimmungsgemäßen Maximalstroms
betrieben, sodass ein unterstromtes Betreiben der
Lichtquellen verhindert ist. Hierdurch ist eine erhöhte
Farbortstabilität, im Betrieb der jeweiligen
Halbleiterlichtquelle als auch über eine Herstellungscharge hinweg, erzielbar. In mindestens einer Ausführungsform ist das Verfahren zum Betreiben einer Halbleiterlichtquelle eingerichtet. Die
Halbleiterlichtquelle weist dabei eine erste Lichtquelle zur Erzeugung von blauem Licht, eine zweite Lichtquelle zur Erzeugung vom bläulich-weißem Licht, eine dritte Lichtquelle zur Erzeugung von grünlich-weißem Licht und eine vierte
Lichtquelle zur Erzeugung von rotem Licht sowie optional eine Ansteuereinheit auf. Die Lichtquellen sind unabhängig
voneinander ansteuerbar und die Halbleiterlichtquelle wird so betrieben, sodass insgesamt weißes Mischlicht mit einer abstimmbaren korrelierten Farbtemperatur erzeugt wird und jede der Lichtquellen im eingeschalteten Zustand der
Halbleiterlichtquelle mit mindestens 5 %, besonders bevorzugt mit mindestens 10 %, eines bestimmungsgemäßen zugehörigen Maximalstroms betrieben wird.
Mit dem hier beschriebenen Verfahren ist eine
Halbleiterlichtquelle erzielbar, die variabel weißes Licht mit einer einstellbaren Farbtemperatur und gleichzeitig einer hohen Farbwiedergabequalität emittiert, wobei eine bestimmte Farbtemperatur reproduzierbar und wohl definiert ansteuerbar ist. Dazu weist die Halbleiterlichtquelle vier Farbkanäle auf, die einzeln ansteuerbar sind. Die vier Lichtquellen, die die vier Farbkanäle bilden, spannen um den gewünschten
Farbortbereich auf der Schwarzkörperkurve in der CIE-xy- Normfarbtafel herum einen Farbraum, auch Gamut genannt, auf, der im Hinblick auf Effizienz und Qualität optimiert ist. Da für eine Einstellung einer Farbtemperatur im Randbereich des Gamuts einzelne Kanäle, insbesondere Kanäle eines gegenüberliegenden Randbereichs, nur sehr wenig zum
Mischlicht beitragen, wären solche Kanäle stark unterstromt. In einem stark unterstromten Bereich sind Lichtquellen wie Leuchtdioden aber nur relativ ungenau ansteuerbar, da in diesem Bereich etwa aufgrund von Herstellungstoleranzen nur vergleichsweise schlecht definierte Kennlinien einer
Steuerung und Regelung vorliegen. Dem wird bei dem hier beschriebenen Verfahren dadurch abgeholfen, indem die Grenzen des Gamuts erweitert werden. Diese Erweiterung wird nur so weit vorgenommen, dass der Undefinierte Strombereich für die Lichtquellen, zum Beispiel Werte unterhalb von 10 % des vorgesehenen maximalen
Betriebsstroms, vermieden sind. Hierdurch ist eine nur geringe Abweichung von einem Effizienzmaximum erreichbar und somit eine hohe Effizienz bei gleichzeitig hoher
Farbwiedergabequalität und relativ geringer
Bauteilkomplexität .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die korrelierte Farbtemperatur so abgestimmt, sodass ein Farbort des
Mischlichts einen Abstand von mindestens 0,01 Einheiten oder 0,02 Einheiten oder 0,03 Einheiten in der CIE-xy- Normfarbtafel zu einem Rand des von den Lichtquellen
aufgespannten Gamuts aufweist. Besonders bevorzugt liegt dieser minimale Abstand bei einer kleinsten Farbtemperatur, die einzustellen ist, vor. Bei der kleinsten Farbtemperatur beträgt dieser Abstand weiterhin bevorzugt höchstens 0,04 Einheiten oder 0,025 Einheiten oder 0,018 Einheiten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Farbort des Lichts der ersten Lichtquelle eine Dominanzwellenlänge von mindestens 455 nm oder 460 nm oder 465 nm auf. Alternativ oder zusätzlich liegt die Dominanzwellenlänge bei höchstens 480 nm oder 475 nm oder 470 nm. Optional beträgt dabei eine Farbsättigung dieses Farborts mindestens 85 % oder 95 % oder 97 %. Dies bedeutet, dass der Farbort des Lichts der ersten Lichtquelle nahe an der Spektralfarbkurve in der CIE-xy- Normfarbtafel liegt. Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich hier und im Folgenden genannte Werte zur Dominanzwellenlänge, zu einem Farbort und zu einer Farbsättigung auf die CIE-xy-Normfarbtafel von 1931.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine
Dominanzwellenlänge des Lichts der vierten Lichtquelle bei mindestens 600 nm oder 605 nm oder 610 nm und/oder bei höchstens 630 nm oder 625 nm oder 620 nm. Alternativ oder zusätzlich liegt die Farbsättigung dieses Farborts bei mindestens 85 % oder 95 % oder 97 %. Die Farbsättigung bezeichnet die prozentuale Entfernung dieses Farborts vom
Weißpunkt, bezogen auf einen Schnittpunkt einer Linie durch den Weißpunkt und diesen Farbort mit der Spektralfarbkurve. Dieser Schnittpunkt ist zugleich die Dominanzwellenlänge. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Farbort des Lichts der zweiten Lichtquelle in oder auf einem Viereck in der CIE-xy-Normfarbtafel mit den folgenden Eckpunkten, angegeben in CIEx/CIEy: 0,2/0,25; 0,24/0,42; 0,18/0,38;
0,16/0,3. Alternativ liegt dieser Farbort innerhalb des folgenden Vierecks: 0,22/0,33; 0,24/0,34; 0,21/0,35;
0,2/0,31. Alternativ liegt dieser Farbort innerhalb des folgenden Vierecks: 0,25/0,20; 0,30/0,40; 0,25/0,45;
0,10/0,30. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Farbort des Lichts der dritten Lichtquelle innerhalb des folgenden
Vierecks: 0,35/0,5; 0,42/0,46; 0,43/0,53; 0,38/0,55.
Alternativ liegt der Farbort in dem folgenden Viereck:
0,36/0,46; 0,4/0,46; 0,4/0,49; 0,36/0,5.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die erste und/oder die vierte Lichtquelle ein Emissionsspektrum mit nur einem Maximum auf. Bevorzugt liegt eine spektrale Halbwertbreite, auch als FWHM bezeichnet, des entsprechenden Emissionsspektrums bei höchstens 35 nm oder 25 nm oder 20 nm. Alternativ oder zusätzlich liegt die spektrale Halbwertbreite bei mindestens 10 nm oder 15 nm oder 20 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das
Emissionsspektrum der zweiten und/oder der dritten
Lichtquelle mehrere Maxima auf, bevorzugt genau zwei Maxima. Dabei liegt das Maximum mit der kleinsten Wellenlänge
bevorzugt je bei mindestens 410 nm oder 420 nm oder 430 nm und/oder bei höchstens 460 nm oder 455 nm oder 450 nm. Die zu diesem Maximum zugehörige Emissionsbande des
Emissionsspektrums weist bevorzugt eine spektrale
Halbwertbreite von höchstens 35 nm oder 30 nm oder 25 nm und/oder von mindestens 10 nm oder 15 nm oder 20 nm auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt das Maximum mit der größten Wellenlänge des Emissionsspektrums der zweiten und/oder der dritten Lichtquelle bei mindestens 510 nm oder 515 nm oder 520 nm und/oder bei höchstens 565 nm oder 560 nm oder 550 nm. Dabei liegt eine spektrale Halbwertbreite der zugehörigen Emissionsbande bevorzugt bei mindestens 40 nm oder 50 nm oder 60 nm und/oder bei höchstens 160 nm oder 150 nm oder 130 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen die beiden
Maxima des Emissionsspektrums der zweiten Lichtquelle
zwischen den beiden Maxima des Emissionsspektrums der dritten Lichtquelle. Ein Abstand der beiden kurzwelligen Maxima zueinander und/oder ein Abstand der beiden langwelligen
Maxima zueinander liegt bevorzugt bei mindestens 3 nm oder 5 nm oder 10 nm und/oder bei höchstens 40 nm oder 30 nm oder 25 nm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt bei der zweiten Lichtquelle das Maximum bei der kleineren Wellenlänge höher als das Maximum bei der größeren Wellenlänge. Das heißt, bei der kleineren Wellenlänge liegt dann eine höhere Intensität, gemessen insbesondere in W/nm, vor als bei der größeren
Wellenlänge .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt bei der dritten Lichtquelle das Maximum bei der kleineren Wellenlänge bei einer niedrigeren maximalen Intensität als das Maximum bei der größeren Wellenlänge. Mit anderen Worten kann sich die dritte Lichtquelle hinsichtlich der relativen Lage der beiden Maxima im Emissionsspektrum genau andersrum verhalten als die zweite Lichtquelle.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die insgesamt von der Halbleiterlichtquelle emittierte Mischstrahlung genau drei Maxima auf. Dabei liegt insbesondere ein Maximum im blauen Spektralbereich, ein Maximum im roten Spektralbereich und ein weniger scharf ausgeprägtes Maximum im grün-gelben Spektralbereich vor. Insbesondere liegt das Maximum im blauen Spektralbereich bei mindestens 420 nm und/oder höchstens 470 nm, das Maximum im roten Spektralbereich bei mindestens 615 nm und/oder höchstens 640 nm und das Maximum im grüngelben Spektralbereich bei mindestens 515 nm und/oder bei höchstens 540 nm. Alternativ oder zusätzlich kann gelten, dass jeweils ein randständiges Maximum ein absolutes Maximum ist, sodass das mittlere der drei Maxima, speziell für jede vorgesehene korrelierte Farbtemperatur, niedriger ist als eines oder beide randständigen Maxima. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die
Halbleiterlichtquelle im vorgesehenen Abstimmbereich eine Effizienz von mindestens 140 lm/W auf. Eine derart hohe
Effizienz bei gleichzeitig hoher Farbwiedergabequalität ist insbesondere durch die Benutzung der vier Lichtquellen erreichbar .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein
Farbwiedergabeindex, auch Color Rendering Index oder CRI oder Ra bezeichnet, über dem gesamten vorgesehenen Abstimmbereich hinweg bei mindestens 90 und/oder bei höchstens 95 oder 98. Für einen Farbwiedergabewert für gesättigtes rotes Licht, auch als R9 oder Ra9 bezeichnet, liegt ein Wiedergabewert bevorzugt über den gesamten vorgesehenen Abstimmbereich hinweg bei mindestens 82 und bei korrelierten
Farbtemperaturen von oberhalb von 4500 K bevorzugt bei mindestens 90 und/oder bei höchstens 95. Hinsichtlich der Farbwiedergabe wird auf die Druckschrift CIE Technical Report 13.3 aus dem Jahr 1995, ISBN 3 900 734 57 7, hingewiesen, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich der
Farbwiedergabeindizes durch Rückbezug mit aufgenommen wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die zweite und die dritte Lichtquelle oder die erste und die dritte
Lichtquelle synchron bestromt. Dies kann bedeuten, dass eine relative Stromstärke der betreffenden Lichtquelle über den Abstimmbereich der Farbtemperatur des Mischlichts hinweg je gleich sind. Dies bedeutet beispielsweise, dass die zweite Lichtquelle auch mit 60 % eines Maximalstroms betrieben wird, wenn die erste Lichtquelle mit 60 % eines Maximalstroms betrieben wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfassen die zweite und/oder die dritte Lichtquelle als Leuchtstoff einen Cer- dotierten Granat und/oder ein Europium-dotiertes
Orthosilikat . Ebenso ist es möglich, dass Leuchtstoffe oder Leuchtstoffmischungen verwendet werden, wie in der
Druckschrift EP 2 549 330 AI angegeben. Der
Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich der Leuchtstoffe wird durch Rückbezug mit aufgenommen. Darüber hinaus wird eine Halbleiterlichtquelle angegeben. Die Halbleiterlichtquelle wird mit einem Verfahren betrieben, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für die Halbleiterlichtquelle offenbart und umgekehrt.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Verfahren und eine hier beschriebene Halbleiterlichtquelle unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß
dargestellt sein.
Es zeigen:
Figur 1 schematische Darstellungen von Kenngrößen einer mit einem hier beschriebenen Verfahren betriebenen Halbleiterlichtquelle, Figuren 2 und 3 schematische Darstellungen von Kenngrößen von Abwandlungen von Verfahren zum Betreiben von
Halbleiterlichtquellen, und Figur 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer hier beschriebenen Halbleiterlichtquelle.
In Figur 1A ist in der CIE-xy-Normfarbtafel ein
Ausführungsbeispiel einer Halbleiterlichtquelle 1
illustriert. Die Halbleiterlichtquelle 1 umfasst eine erste Lichtquelle 21, eine zweite Lichtquelle 22, eine dritte
Lichtquelle 23 und eine vierte Lichtquelle 24. Die erste Lichtquelle 21 ist zur Erzeugung von blauem Licht
eingerichtet und ein Farbort der ersten Lichtquelle 21 liegt bei ungefähr 0,14/0,04. Von der zweiten Lichtquelle 22 wird bläulich-weißes Licht emittiert mit einem Farbort von
ungefähr 0,22/0,33. Die dritte Lichtquelle 23 produziert grünlich-weißes Licht mit einem Farbort von ungefähr
0,38/0,48. Schließlich wird von der vierten Lichtquelle 24 rotes Licht mit einem Farbort von ungefähr 0,67/0,32 erzeugt.
Alle vier Lichtquellen 21, 22, 23, 24 umfassen Leuchtdioden, wobei die zweite Lichtquelle 22 und die dritte Lichtquelle 23 zusätzlich einen Leuchtstoff oder eine Leuchtstoffmischung zur teilweisen Wellenlängenkonversion beinhalten. Die vier
Lichtquellen 21, 22, 23, 24 sind elektrisch unabhängig durch eine Ansteuereinheit 3 ansteuerbar, siehe auch Figur 4. Somit ist durch die Lichtquellen 21, 22, 23, 24 ein Gamut G
aufgespannt. In Figur 1A sind ferner Halbellipsen als
Strichlinien eingezeichnet. Die Farborte der Lichtquellen 22, 23 befinden sich bevorzugt auf oder innerhalb dieser
Halbellipsen . Innerhalb des Gamuts G liegt ein Abstimmbereich 4, der auf der Schwarzkörperkurve B liegt. Der Abstimmbereich 4 bezieht sich auf weißes Licht mit einer korrelierten Farbtemperatur zwischen 6500 K und 2700 K. Von der Halbleiterlichtquelle 1 ist dieser Abstimmbereich 4 durch ein Ansteuern der
Lichtquellen 21, 22, 23, 24 erreichbar. Mit anderen Worten wird von der Halbleiterlichtquelle 1 im Betrieb Mischlicht emittiert, dessen Farbort in dem Abstimmbereich 4 liegt und das aus Licht von allen Lichtquellen 21, 22, 23, 24
zusammengesetzt ist. Hierdurch ist eine hohe Effizienz E über den gesamten Abstimmbereich 4 hinweg erzielbar, siehe auch Figur IB.
Der Abstimmbereich 4 reicht nicht bis an die Grenze des
Gamuts G heran. Bei der höchsten Farbtemperatur beträgt ein Abstand zwischen dem Abstimmbereich 4 und der Grenze des Gamuts G 60 pt, bei der niedrigsten Farbtemperatur von 2700 K beträgt dieser Abstand 25 pt . Die Einheit pt steht hierbei für 0,001 Einheiten in der CIE-x-y-Normfarbtafel . Die in Figur 1A angegebenen pt-Werte gelten vorzugsweise je mit einer Toleranz von höchstens 50 % oder 20 % oder 10 % oder 5 %. Durch diesen Abstand von der Grenze des Gamuts G werden alle Lichtquellen 21, 22, 23, 24 über den gesamten
Abstimmbereich 4 hinweg mit einem relativen Betriebsstrom I R betrieben, der mindestens 10 % eines maximalen Betriebsstroms beträgt, siehe Figur IC.
Dabei verlaufen die relativen Betriebsströme I R gegenüber der korrelierten Farbtemperatur CCT der beiden Lichtquellen 21, 22 bevorzugt synchron zueinander. Hierdurch ist es möglich, dass die Lichtquellen 21, 22 gemeinsam angesteuert werden können, wodurch ein Schaltungsaufwand reduzierbar ist. In Figur 1D ist zu sehen, dass der Farbwiedergabeindex CRI, der sich auf die ersten acht CIE-Testfarben bezieht, über den gesamten Abstimmbereich 4 hinweg zwischen 90 und 95 liegt. Auch der Farbwiedergabeindex für die neunte CIE-Testfarbe R9 für gesättigtes Rot liegt durchgehend bei über 80.
In Figur IE sind für verschiedene Farbtemperaturen die
Emissionsspektren der Halbleiterlichtquelle 1 dargestellt, wobei eine Lichtintensität L gegenüber der Wellenlänge λ aufgetragen ist. Zusätzlich ist als Strichlinie die
Augenempfindlichkeitskurve V eingezeichnet. Das
Emissionsspektrum der Halbleiterlichtquelle 1 weist drei Maxima auf, wobei jeweils ein randständiges Maximum höher liegt als das mittlere Maximum.
In Figur 1F sind die einzelnen Emissionsspektren der vier Lichtquellen 21, 22, 23, 24, jeweils normiert auf 1,
dargestellt. Die Lichtquellen 21, 24 emittieren jeweils näherungsweise monochromatisches Licht. Die Spektren der Lichtquellen 22, 23 weisen je ein kurzwelliges,
schmalbandiges Maximum sowie ein langwelliges, spektral breiteres Maximum auf. Dabei liegen die Maxima der zweiten Lichtquelle 22 zwischen den beiden weiter im kurzwelligen und im langwelligen Spektralbereich liegenden Maxima der dritten Lichtquelle 23.
In Figur 2 ist eine Abwandlung dargestellt, bei der nur drei Lichtquellen vorhanden sind. Die Darstellungen der Figuren 2A, 2B, 2C und 2D sind analog zu den Darstellungen der
Figuren 1A, IC, IE und ID. Bei dieser Abwandlung werden die Lichtquellen teilweise mit einer relativen Stromstärke I R unterhalb von 10 % betrieben, siehe Figur 2B. In diesem
Bereich niedriger Ströme I R ist eine Reproduzierbarkeit eines Farborts relativ gering. Zudem ist eine Farbwiedergabe deutlich verschlechtert, siehe Figur 2D.
Bei der Abwandlung der Figur 3, die Darstellung ist analog zu Figur 2, sind vier Lichtquellen vorhanden. Jedoch ist ein Abstimmbereich 4 bis an einen Rand eines durch die vier Lichtquellen aufgespannten Gamuts G gezogen. Hierdurch werden die beiden Lichtquellen mit der kleineren CIE-x-Koordinate für manche Farborte des Abstimmbereichs 4 mit sehr niedrigen Strömen I R betrieben, siehe Figur 3B. Ferner ist die
Farbwiedergabe für gesättigtes Rot R9 bei niedrigen
Farbtemperaturen CCT relativ gering, siehe Figur 3D.
In Figur 4 ist schematisch dargestellt, dass die Lichtquellen 21, 22, 23, 24 eines Ausführungsbeispiels einer
Halbleiterlichtquelle 1 auf einem gemeinsamen Träger 5 angebracht sind. Ein Ansteuern der Lichtquellen 21, 22, 23, 24 erfolgt über die Ansteuereinheit 3. Elektrische
Verschaltungen sind zur Vereinfachung der Darstellung in Figur 4 nicht gezeichnet. Solche Verschaltungen können auch mindestens teilweise in dem Träger 5 integriert sein, der bevorzugt als Kühlkörper und/oder als Leiterplatte gestaltet ist. Weitere, optional vorhandene Komponenten wie Linsen, Lichtleiter zu einer besseren Lichtmischung oder optische Streuplatten sind nicht illustriert.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 102 596.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
1 Halbleiterlichtquelle
21 erste Lichtquelle für blaues Licht
22 zweite Lichtquelle für bläulich-weißes Licht
23 dritte Lichtquelle für grünlich-weißes Licht
24 vierte Lichtquelle für rotes Licht
3 Ansteuereinheit
4 Abstimmbereich
5 Träger
B Schwarzkörperkurve in der CIE-xy-Normfarbtafel
CCT korrelierte Farbtemperatur der Mischstrahlung in K
CIEX x-Koordinate in der CIE-xy-Normfarbtafel
CIEy y-Koordinate in der CIE-xy-Normfarbtafel
E Effizienz in lm/W
G durch die Lichtquellen aufgespannter Gamut
I R relativer Betriebsstrom
λ Wellenlänge in nm
L Lichtintensität
V Augenempfindlichkeitskurve

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Halbleiterlichtquelle
(1), wobei die Halbleiterlichtquelle (1) aufweist:
- mindestens eine erste Lichtquelle (21) zur Erzeugung von blauem Licht,
- mindestens eine zweite Lichtquelle (22) zur Erzeugung von bläulich-weißem Licht,
- mindestens eine dritte Lichtquelle (23) zur Erzeugung von grünlich-weißem Licht,
- mindestens eine vierte Lichtquelle (24) zur Erzeugung von rotem Licht,
wobei
- keine weiteren Lichtquellen vorhanden sind,
- die Lichtquellen (21, 22, 23, 24) unabhängig
voneinander ansteuerbar sind,
- die Halbleiterlichtquelle (1) so betrieben wird, sodass insgesamt weißes Mischlicht mit einer
abstimmbaren korrelierten Farbtemperatur (CCT) erzeugt wird und jede der Lichtquellen (21, 22, 23, 24) im eingeschalteten Zustand der Halbleiterlichtquelle (1) ausschließlich mit mindestens 5 % eines
bestimmungsgemäßen Maximalstroms betrieben wird, sodass ein unterstromtes Betreiben der Lichtquellen (21, 22, 23, 24) verhindert ist.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die korrelierte Farbtemperatur so abgestimmt wird, sodass ein Farbort des Mischlichts einen Abstand von mindestens 0,02 Einheiten in der CIE-xy- Normfarbtafel zu einem Rand eines von den Lichtquellen
(21, 22, 23, 24) aufgespannten Gamuts (G) aufweist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Farbort des Lichts der ersten Lichtquelle
(21) eine Dominanzwellenlänge zwischen einschließlich 460 nm und 475 nm aufweist und eine Farbsättigung dieses Farborts bei mindestens 95 % liegt, und
wobei ein Farbort des Lichts der vierten Lichtquelle
(24) eine Dominanzwellenlänge zwischen einschließlich 605 nm und 625 nm aufweist und eine Farbsättigung dieses Farborts ebenso bei mindestens 95 % liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Farbort des Lichts der zweiten Lichtquelle
(22) in oder auf einem Viereck in der CIE-xy- Normfarbtafel mit den folgenden Eckpunkten liegt, angegeben in CIEx/CIEy:
0,2/0,25; 0,24/0,42; 0,18/0,38; 0,16/0,3.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Farbort des Lichts der dritten Lichtquelle
(23) in oder auf einem Viereck in der CIE-xy- Normfarbtafel mit den folgenden Eckpunkten liegt, angegeben in CIEx/CIEy:
0,35/0,5; 0,42/0,46; 0,43/0,53; 0,38/0,55.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und die vierte Lichtquelle (21, 24) je ein Emissionsspektrum mit nur einem Maximum und mit einer spektralen Halbwertbreite von höchstens 30 nm aufweisen .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite und die dritte Lichtquelle (22, 23) j ein Emissionsspektrum mit genau zwei Maxima aufweisen, sodass das Maximum mit der kleineren Wellenlänge je zwischen einschließlich 420 nm und 455 nm liegt und eine spektrale Halbwertbreite von höchstens 30 nm aufweist, und
sodass das Maximum mit der größeren Wellenlänge je zwischen einschließlich 515 nm und 560 nm liegt und eine spektrale Halbwertbreite von mindestens 50 nm und von höchstens 150 nm aufweist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei die beiden Maxima der zweiten Lichtquelle (22) zwischen den beiden Maxima der dritten Lichtquelle (23) liegen und von diesen je zwischen einschließlich 5 nm und 30 nm beabstandet sind,
wobei bei der zweiten Lichtquelle (22) das Maximum bei der kleineren Wellenlänge höher liegt als das Maximum bei der größeren Wellenlänge, und
wobei bei der dritten Lichtquelle (23) das Maximum bei der kleineren Wellenlänge niedriger liegt als das
Maximum bei der größeren Wellenlänge.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mischstrahlung drei Maxima aufzeigt und j ein randständiges Maximum ein absolutes Maximum ist
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Halbleiterlichtquelle (1) mit einer
Effizienz von mindestens 140 lm/W betrieben wird, wobei ein Farbwiedergabeindex (CRI) und ein
Wiedergabewert für gesättigtes rotes Licht (R9) über einen gesamten bestimmungsgemäßen Abstimmbereich (4) hinweg bei mindestens 82 liegen.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die korrelierte Farbtemperatur des Mischlichts zwischen einschließlich 2700 K und 6500 K liegt, wobei der Farbort des Mischlichts einen Abstand zur Schwarzkörperkurve (B) in der CIE-xy-Normfarbtafel von höchstens 0,02 Einheiten aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite und die dritte Lichtquelle (22, 23) synchron bestromt werden, sodass eine relative
Stromstärke der zweiten und dritten Lichtquelle (22, 23) über den Abstimmbereich (4) der korrelierten
Farbtemperatur des Mischlichts hinweg je gleich sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste, zweite und dritte Lichtquelle (21, 22, 23) eine blau emittierende Leuchtdiode und die vierte Lichtquelle (24) eine rot emittierende Leuchtdiode umfassen,
wobei die zweite und/oder die dritte Lichtquelle (22,
23) als Leuchtstoff einen Ce-dotierten Granat und/oder ein Eu-dotiertes Orthosilikat aufweisen.
Halbleiterlichtquelle (1) mit
- mindestens einer ersten Lichtquelle (21) zur
Erzeugung von blauem Licht,
- mindestens einer zweiten Lichtquelle (22) zur
Erzeugung von bläulich-weißem Licht,
- mindestens einer dritten Lichtquelle (23) zur
Erzeugung von grünlich-weißem Licht,
- mindestens einer vierten Lichtquelle (24) zur
Erzeugung von rotem Licht, und
- einer Ansteuereinheit (3) zum voneinander
unabhängigen Ansteuern der Lichtquellen (21, 22, 23,
24) ,
wobei die Ansteuereinheit (3) dazu eingerichtet ist, mit den Lichtquellen (21, 22, 23, 24) weißes Mischlicht zu erzeugen und jede Lichtquelle (21, 22, 23, 24) ausschließlich mit mindestens 5 % eines Maximalstroms zu betreiben, sodass ein unterstromtes Betreiben der Lichtquellen (21, 22, 23, 24) verhindert ist.
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