[发明专利]具有混合室和远程磷光体出射窗的可调谐相关色温的基于LED的白色光源

说明书

技术领域

本发明总体上涉及基于发光二极管(LED)的光源，尤其涉及能够提供可调谐相关色温的基于LED的光源。

背景技术

基于诸如发光二极管(LED)之类的半导体光源的照明设备提供了针对传统的荧光灯、HID灯和白炽灯的一种可行替代形式。LED的功能优势和好处包括高度能量转换和光学效率、更长的预期寿命、较低的工作成本，等等。

需要一种可远程控制调谐的基于LED的白色光源，其中该光源的相关色温能够进行大范围调节以满足提供可以作为时间函数变化或者可以随安装到安装或应用到应用而有所变化的期望特性。这样的可调谐白色光源经常利用具有发射主要颜色的若干个LED以及一个或多个磷光体转换LED进行构建，并且来自所有这些LED的光被组合以产生所期望的白色光。经常使用红色、绿色、蓝色和白色设备。在其它白色光源中，红色和绿色LED随冷白色LED以及琥珀色或磷光体转换的琥珀色(PCA)LED一起使用。这里，可远程控制调谐的基于LED的白色光源包括基于LED的白色光源，其被包括在意图用于壁式调光器的照明设备中。

如这里所使用的，当将设备或LED称作红色设备或红色LED时，意在表示该设备或LED发出红色光。类似地，蓝色设备或蓝色LED发出蓝色光。绿色设备或绿色LED发出绿色光，白色设备或白色LED则发出白色光，等等。此外，当提到“磷光体转换LED”时，意味着具有涂覆于其上的磷光体材料的LED元件，上述磷光体材料用于将LED元件所发出的光的颜色转换或改变为不同颜色。

然而，这些已知的可远程控制调谐的基于LED的白色光源通常具有比具有固定相关色温的白色光源明显更低的效率，因此它们为了产生相同的光输出水平需要更多能量以及更多LED元件。特别地，在可远程控制调谐的基于LED的白色光源中使用绿色LED能够导致光源表现出与“常规”白色光源相比有所降低的效率。通常，绿色LED不如蓝色LED高效，但是绿色LED仍然能够提供相当多的光。然而，由于绿色LED所发出的绿色光在颜色三角形中距目标(白色)颜色具有相当远的距离，所以需要将相当多的红色光与绿色光混合在一起以得到所期望的白色。此外，红色LED在有所提升的温度下变得低效。效率的下降也意味着需要比更为有效的光源中所需要的而言更多的LED来实现所期望的光输出水平，由此明显提高了光源的成本和尺寸。

因此，将期望提供一种可远程控制调谐相关色温的基于LED的白色光源，其能够有效地进行操作并且在相对宽的色温范围内进行调谐。

发明内容

本公开涉及用于提供可远程控制调谐相关色温的基于LED的白色光源的发明方法和装置。

总体上，在一个方面，本发明涉及一种照明单元，其包括基于LED的光源，后者进而包括：多个发光二极管(LED)，包括至少一个白色LED、至少一个蓝色LED以及至少一个红色LED；混合器件，其被配置为将该多个LED所输出的光进行混合，其中该混合器件包括被配置为用于从该混合器件射出的混合光的出射窗；和在该出射窗所提供的光转换材料，其中该光转换材料被配置为将从至少一个蓝色LED所发出光转换为白色并且进一步将从该至少一个白色LED所发出的光转换为绿黄色(lime color)。

在一个实施例中，该光转换材料被配置为将来自至少一个蓝色LED的光转换为冷白色光。

该光转换材料可以包括LuAG磷光体或者基本上由其构成。

在一个实施例中，该绿黄色具有550-580nm之间的波长的峰值输出。

在一些实施例中，该绿黄色处于CIE 1931色彩空间色度图中由坐标0.456,0.524；0.354,0.605；0.308,0.494和0.413,0.451所界定的区域内。根据该实施例中一个可选特征，该绿黄色处于CIE 1931色彩空间色度图中由坐标0.357,0.490；0.395,0.474；0.425,0.528和0.393,0.564所界定的区域内。

从至少一个白色LED所发出的光可以是中性白色光、暖白色光或近于纯白色(off-white)光。

在一些实施例中，其中该光转换材料将从至少一个白色LED所发出的光转换为具有40-55％之间的效率的绿黄色。

在一些实施例中，该照明单元进一步包括照明控制器，其被配置为通过调节提供至该至少一个白色LED、至少一个蓝色LED和至少一个红色LED的相对电流水平而对该基于LED的光源的相关色温进行调节。