[发明专利]颜色可调光源

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年8月8日递交的临时申请No.61/087,570的权益，通过引用将其全部内容结合于此。

技术领域

本发明涉及光源，且特别涉及颜色可调光源。

背景技术

由于太阳相对于观察者的维度和经度的变化，由太阳直接或间接提供的自然光在一天的过程中改变光谱组成，这改变了地球大气中的透射和散射路径，以及靠近观察者的物体的反射和散射。期望的是，通过改变人造光源的光谱组成和发射颜色在人造光源中(至少在一定程度地)重建或再创造这些效果，或者更具体地，期望改变其光输出的相关色温(color temperature)。潜在应用将可以零售或将是居住环境中，用于改变照明环境以及改变人们的心情和舒适。此外，期望的是仅以有限地增加的成本和最小数量的增加的元件实现这种功能，同时维持高的效率(与进入的电功率可比拟的光通量(luminous flux)输出，同时保持良好的CRI)。

还期望，改变不满足目标色点具体要求(color point specification)的固态光源的色点。这种偏差例如由于波长或效率的制造变化，或者由于在磷光材料用来产生不同光谱组成的光输出的情况中磷光材料转换效率的变化而出现。这些转换效率会由于层厚差异或磷光材料层(或多层)中的磷光材料颗粒浓度的变化而改变。在这种情况中，还期望的是能够在组装好固态发光模块之后调节该模块的色点的，以便该模块满足色点目标。

熟知的是，可以用红、绿和蓝发光二极管(LED)串(string)制造模块，其中每个串连接至一个电流源，并且其中每个电流源可以调节，以改变红、绿和蓝发光二极管LED的相对光输出，以便可以产生白色或任何其它颜色的不同暗度。这种方法的一些缺点是要求多个驱动器，这增加了所需要的元件数量和成本，并且仅全部的LED的一部分在任何给定时间以最高容量使用。例如，如果期望具有高相关色温(high correlated color temperature)的光(其具有相对高的蓝色含量)，则以最大的驱动条件驱动蓝色LED，同时绿色LED、特别是红色LED被以比它们典型的驱动电流低很多的电流驱动。然而，如果要求具有低相关色温的光输出，则红色LED被驱动到最大，同时蓝色LED以比典型值低很多的电流驱动。平均起来，所需的LED的数量比如果仅为一种色点而优化的系统的多。

而且，由于改变驱动条件，LED的效率改变(由于所谓的电流和温度减弱)，这要求更多的电子元件来预测与驱动电流相关的光输出的实际颜色。典型地，这采用微控制器来完成，并且要求例如电路板温度的非常频繁的附加测量值作为被编程在微控制器中的算法的输入。这种方法具有的其它缺点在于，装置经历差异的老化。例如，如果更加剧烈地驱动红色LED，则红色LED可能比蓝色LED退化的快，或者当装置在相对高的色温下运行时，蓝色LED可以退化的更快。在差异老化的方面，情况甚至更糟，因为已经知道，LED老化(在相同的输入功率条件下的光输出随着时间的退化)在不同的装置之间会不同。

这种问题的一种解决方案是采用这样一种技术，其中使用至少三个传感器，每个传感器具有不同的光谱响应，并且其中所述三个传感器的信号被测量并用来获得模块输出的实际色点的估计。这种测量值随后采用电子反馈控制用来控制通过红、绿和蓝色LED的串的电流。这种技术通常称为光反馈技术。这种技术的缺点包括增加元件数量以及需要嵌入式微控制器，这当然产生额外的成本，并增加了电子故障的可能性。

除了在这些系统中使用红、绿和蓝色发光二极管之外，还可以使用其它颜色的组合，包括白色LED，或者具有不同的相关色温的白色LED的组合。

一个使用白色和红色LED的系统的例子是由LED照明器材(NC，USA)制造的系统，其最近已由CREE(NC，USA)获得。该系统向下发光(down-light)模块，其具有采用黄色LED结合红色LED以产生暖色白色的混合腔和传感器，该传感器用来测量黄色LED与红色LED的比值的相对光输出，并用来为向下的光的光输出保持恒定的颜色。该系统没有设计为在系统用户的要求下改变光输出的颜色，而是可以在工厂通过调节控制条件设置颜色。

发明内容

一种发光模块，包括光输出窗口、限定腔、安装板和至少一个光源的至少一个侧壁、以及位于腔内的至少一个反射器。光输出窗口可以为侧面发射结构中的侧壁中的一个。从光输出窗口出来的光的光谱分布可以通过操作侧壁相对于位于腔内的所述至少一个反射器的位置而改变。

附图说明

图1A图示了圆筒形顶部发光模块的透视图。