[发明专利]用于颜色质量一致的混色方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括至少两个发光二极管和包含多个透镜的第一光学层的发光器件。该第一光学层由所述发光二极管直接照射并且适合于创建所述发光二极管的多个图像。

背景技术

基于发光二极管(LED)的发光体使建筑师和室内设计师能够根据他们的喜好来创建室内风格。通过使用若干光源，可以创建简单以及复杂的光效、例如不同种类的颜色和动态效果。对有色光的使用增强了室内和室外的美感和氛围。

与传统照明相比，基于LED的照明系统在颜色、外形规格、方向性等方面具有更多自由度，因此在创建这样的光效时更为便利。有许多不同颜色的LED可用，这些LED小巧并且它们正在变得颇为高效。

可以通过组合发射不同颜色(例如红、绿和蓝)的有色光的LED来实现颜色可变性。RGB LED(红绿蓝LED)也称为“全色”LED，可以产生各种各样的颜色并且在被恰当组合时也可以产生白光。借助某种校准结构可以获得定向光(例如聚光灯)。

然而，包括常规RGB组件的常规多色LED受不良混色所困扰，尤其在远场中更是如此。组合发射不同颜色的LED可能引起有色阴影：例如，如果使用一种其中各LED具有它自己的校准器的解决方案，则各光源将产生它自己的阴影。各阴影在它源于不同颜色的光时具有不同颜色，并且这可能造成颜色“彩虹”。

US 2007/0268694公开一种提供改进和更均匀的混色的多色LED组件。该组件包括至少一个透镜，该透镜在封装多个LED裸片的封装体上面。透镜将来自每个或多个LED裸片的光重定向，使得多个LED裸片的照射和发光强度分布基本上重叠。

虽然在US 2007/0268694中描述的组件获得改进的混色，但是这以相当随意方式来实现并且不能很好地适合于大范围的应用。另外要求多个LED裸片紧密地包装在一起以保证光的良好混合并且增强器件的光学效率。因而LED间距需要相当小以便达到均匀照射。

发光二极管颇为昂贵，并且从经济观点来看，希望限制所需的LED数量以便实现大规模生产。在适合于在大范围的应用中进行颜色混合的器件中减小LED数量的结果在于：如果发射不同颜色的LED分开太远，则可能在远场中造成色彩丰富而未良好混合的光分布。

因而在本领域中需要提供一种在远场中保证一致和可控的颜色质量的发光器件，该器件的制造成本较低。另外需要一种高效的、获得均匀照射并且紧凑的以便实现吸引人的外形规格的发光器件。

发明内容

本发明的一个目的在于满足上文提到的需要，并且提供一种在位置和角度空间方面提供更佳混色并且克服上述弊端的发光器件。

本发明的这一目的和其它目的由根据所附权利要求的一种发光器件实现。

因此，在第一方面中，本发明涉及一种发光器件，该发光器件包括至少两个发光二极管和第一光学层，该第一光学层包括多个透镜。第一光学层由发光二极管直接照射并且被布置成投影至少两个发光二极管的多个图像。该发光器件还包括在与第一光学层有一段距离(Li)处布置的第二光学层，其中距离(Li)对应于从第一光学层到第一发光二极管的投影图像与第二发光二极管的投影图像重合之处的距离。

在本发明的器件中，仅需粗间隔的少数LED以提供一种用于混合由LED产生的光并且在远场中提供一致的颜色质量和均匀照射的高效方法。

各发光二极管发射的光接触由发光二极管直接照射的第一光学层。第一光学层包括多个透镜，并且这些透镜适合于投影发光二极管的多个图像；即各发光二极管由各透镜成像到图像平面上从而获得与透镜一样多的图像。

由于仅需有限数目的发光二极管，所以操作发光器件仅需要较少功率和能量。另外，这意味着减少的制造成本。

第二光学层被布置成接收由第一光学层折射的光，并且第二光学层的布置所在的距离(Li)对应于从第一光学层到第一发光二极管的投影图像与第二发光二极管的投影图像重合之处的距离。在这一距离处布置第二光学层提供最佳光混合、光强度和混色。因而可以获得提高的和更均匀的照射。

在实施例中，第二光学层为散射光学层。

因而，第一光学层折射的光将由第二光学层散射从而获得均匀的和散射的照射。

在可选实施例中，第二光学层包括布置成接收由第一光学层折射的光并且将它转换成不同波长的光的至少一种功能波长转换材料。

因而，本发明的发光器件也适用于在与远波长转换材料(即发射不同颜色的磷光体)组合使用LED时的混色。

在可选实施例中，第二光学层划分成多个不同域。这些不同域可以具有不同光学性质。