具有可变色域的照明装置制造方法及图纸

照明装置包括多个发射器(例如，可选地与一个或多个荧光体组合的LED)，其被布置成在多种操作状态下操作，多种操作状态被布置成产生不同的色域面积指数(GAI)或相对色域(Q

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可变色域的照明装置相关申请的声明本申请要求在2014年6月6日提交的美国专利申请第14/298,229号的优先权。
本文的主题涉及包括固态照明装置的照明装置，该固态照明装置可包括电激发固态发光器，其可选被布置以激励一个或多个荧光体的发射，并且涉及制造和使用此照明装置的相关方法。
技术介绍
诸如LED或激光器的固态发射器可被用于提供白光(例如，被感知为白光或接近白光)，并且作为白炽灯的潜在替代品而越来越具有吸引力。固态发射器可包括吸收具有由发射器发出的第一峰值波长的一部分发射并再发射具有不同于第一峰值波长的第二峰值波长的光的荧光材料(也被称为荧光体)。磷光体、闪烁体和荧光墨水是常见的荧光材料。被感知为白光或近白光的光可通过红光、绿光和蓝光(“RGB”)发射器的组合产生，或者另选地，通过蓝光二极管(“LED”)和黄色磷光体的荧光体(例如，YAG:Ce或Ce:YAG)的组合发射产生。在后一种情况下，蓝光LED发射的一部分穿过磷光体，而蓝光发射的另一部分被下变频为黄光，并且组合中的蓝光和黄光被感知为白光。白光也可通过用紫色或紫外(UV)LED源来激励多种颜色的磷光体或染料来产生。已知将LED芯片包封在封装中以提供环境和/或机械保护、颜色选择、光聚焦和其它功能。LED封装还包括用于将LED封装电连接到外部电路的电引线、触点和/或迹线。在图1中所示的传统LED封装20包括被安装在诸如印刷电路板(PCB)载体、基板或底座23等载体上的一个或多个LED芯片22，其中，底座23可包括陶瓷材料。封装20可包括具有任何合适的光谱输出(例如，紫外线、蓝色、绿色、红色、白色(例如，被布置成激励磷光体材料的发射的蓝色LED芯片))和/或其它颜色)的一个或多个LED芯片22。反射器24可被安装在底座23上(例如，用焊料或环氧树脂)以围绕LED芯片22，将由LED芯片22所发出的光反射远离封装20，并且还向LED芯片22提供机械保护。可在LED芯片22上的欧姆触点和底座23上的电迹线25A、25B之间形成一个或多个导线粘合连接21。LED芯片22覆盖有透明密封剂26，其可为芯片提供环境和机械保护，同时还用作透镜。与黄色或绿色荧光材料组合的蓝色LED的发射可为接近白色的并且被称为“蓝移黄色”(“BSY”)光或“蓝移绿色”(“BSG”)光。添加从红光发射LED(产生“BSY+R”器件)或从红光荧光材料(产生“BS(Y+R)”器件)输出的红色光谱也可被用于增加聚集光输出的暖度并且更接近由白炽灯产生的光。质量人工照明通常试图模仿自然光的特性。自然光源包括具有相对高色温(例如，～5000K)的日光和具有较低色温(例如，～2800K)的白炽灯。通常使用显色指数(CRI)或平均显色指数(CRIRa)来测量颜色再现性。为了计算CRI，模拟了当由参考辐射体(光源)和测试源照射时的14个反射样本的颜色外观。一般或平均显色指数CRIRa为利用前八个指数的修正平均，所有指数具有低至中等的色度饱和度。(R9为在计算CRI时未使用的六个饱和测试色之一，其中R9具有大的红色含量。)CRI和CRIRa被用于确定人造光源与相同相关色温下的自然光源的显色性的匹配程度。日光具有高CRIRa(大约100)，白炽灯泡也相对接近(CRIRa大于95)，以及荧光照明不太准确(典型的CRIRa值为大约为70-80)。单独的CRIRa(或CRI)不是光源的有益效果的令人满意的量度，因为它不具有预测颜色辨别力(即，感知细微的色调差异)或颜色偏好的能力。似乎更明亮的颜色对人类具有自然的吸引力。日光提供允许人眼感知明亮和鲜明颜色的光谱，这允许区分甚至具有细微的色调差异的对象。因此，普遍地认为，日光是用于强调和区分颜色的“最佳”光。在提供相同CRIRa的相关色温条件下，人类视觉区分颜色的能力是不同的。这种差别与照明光的色域成比例。光源的色域面积(gamutarea)可以被计算为被包围由在用测试光源照射时用于计算CRIRa的八个颜色芯片的CIE1976u'v'颜色空间中的色度限定的多边形内的面积。色域面积指数(GAI)为表征在色度空间中的照明饱和度的方便方式，照射使得对象看上去-随着GAI越大，使得对象颜色看起来更饱和。GAI是相对数，虚数相等能量谱(其中辐射功率在所有波长处相等)由此被记为100。测试源的GAI通过将被测试的光的颜色空间面积与由虚数或理论等能量光谱(EES)源所产生的颜色空间面积进行比较来确定。不同于具有最大值100的CRIRa(或CRI)，GAI可以超过100，这意味着超过等能量源的一些源饱和颜色用于饱和颜色。研究发现，典型的黑体类光源和典型的日光类光源具有不同的色域面积。低相关色温(CCT)源(例如，白炽光发射器)具有约50％的色域面积指数(即，约为EES源的色域面积的一半)。具有较高CCT值的源具有较大的GAI。例如，具有10,000K的CCT的深蓝光可具有140％的GAI。表征对象的照明饱和度的另一种方式是相对色域面积或Qg，其是由在同一CCT的参考光源色域面积归一化并乘以100的CIELAB中的15个测试颜色样本的(a*,b*)坐标所形成的面积。像GAI一样，Qg值可以超过100。由于色彩适应性，并且因为CCT被选择以设置环境的整体色调以作为照明设计过程的一部分，可变参考量度，诸如Qg可能与所应用的照明设计特别相关。如果相对色域大于参考的相对色域，并且照度低于由日光所提供的照度，则在相同CCT的情况下，可预计相对于参考的偏好和辨别力增加。相反，如果相对色域小于参考的相对色域，则在相同CCT的情况下，可预计相对于参考的偏好和辨别力下降。在显色指数计算中使用的参考光谱被选择为根据它们的色温所定义的理想照明源。当加热对象变成白炽时，它首先发红色，然后发黄，然后发白，并最后发蓝。因此，白炽材料的表观颜色与它们的实际温度(开尔文(K))直接相关。白炽的实际材料被称为具有与黑体源的色温直接相关的相关色温(CCT)值。CCT旨在表征由电光源所产生的照明的明显“色调”(例如，暖或冷)。某些隐含的假设被嵌入在该CCT指定中-例如沿着黑体辐射线的色度被认为是“白色”，以及对于所制造的光源的CCT指定隐含着具有该指定的所有源的色度的一致性。然而，最近的研究表明，大多数具有沿着黑体辐射线的色度的源不会出现“白光”；相反，此类源提供具有可辨别色调的照明。图2中示出了在2700K和6500K之间的CCT的CIE1931(x,y)色度空间中的按经验确定的最小色调线。研究人员已确定对于相同CCT线来说，大多数人更喜欢在该“白体线”上而不是在黑体辐射线(即，最小色调线)上的照明源。(例如参见Rea,M.S.和Freyssinier,J.P.:Whitelightingforresidentialapplications,LightRes.Tech.,45(3),pp.331-344(2013)。)如图2所示，在低于约4000K的CCT值下，“白体线”(WBL)低于黑体曲线，而在较高的CCT值下，WBL高于黑体曲线。Rea和Freyssinier已提出，通常可以通过确保其CRIRa值为至少80，而其GAI在从80至100的范围内(即，从等能量谱的80％至100％)来改善照明。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明装置，包括：第一电激发发射器；第二电激发发射器；以及控制电路，被配置成调节所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器的操作以在至少两种操作状态之间移动；其中，所述至少两种操作状态中的第一操作状态生成由所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器发出的从所述照明装置出射的光的组合，在不存在任何附加光的情况下，该光的组合产生具有第一色域面积指数(GAI)值的第一操作状态聚集光发射；其中，所述至少两种操作状态中的第二操作状态生成由所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器发出的从所述照明装置出射的光的组合，在不存在任何附加光的情况下，该光的组合产生具有第二GAI值的第二操作状态聚集光发射；其中，所述第二GAI值与第一GAI值相差至少10％；以及其中，在不存在任何附加光的情况下，所述第一操作状态聚集光发射产生包括第一色点的发射，并且在不存在任何附加光的情况下，所述第二操作状态聚集光发射产生包括第二色点的发射，以及其中，当在CIE 1976u’‑v’色度图上绘制时，所述第一色点和所述第二色点彼此相差不大于0.01的Δu'v'值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 US 14/298,2291.一种照明装置，包括：第一电激发发射器；第二电激发发射器；以及控制电路，被配置成调节所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器的操作以在至少两种操作状态之间移动；其中，所述至少两种操作状态中的第一操作状态生成由所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器发出的从所述照明装置出射的光的组合，在不存在任何附加光的情况下，该光的组合产生具有第一色域面积指数(GAI)值的第一操作状态聚集光发射；其中，所述至少两种操作状态中的第二操作状态生成由所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器发出的从所述照明装置出射的光的组合，在不存在任何附加光的情况下，该光的组合产生具有第二GAI值的第二操作状态聚集光发射；其中，所述第二GAI值与第一GAI值相差至少10％；以及其中，在不存在任何附加光的情况下，所述第一操作状态聚集光发射产生包括第一色点的发射，并且在不存在任何附加光的情况下，所述第二操作状态聚集光发射产生包括第二色点的发射，以及其中，当在CIE1976u’-v’色度图上绘制时，所述第一色点和所述第二色点彼此相差不大于0.01的Δu'v'值。2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器中的每个包括固态发光器。3.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器中的至少一者包括至少一个发光二极管和至少一个荧光体，所述至少一个荧光体被布置成接收所述至少一个发光二极管的发射的至少一部分并被其激励并响应地发出荧光体发射。4.根据权利要求1所述的照明装置，包括下列特征(i)和(ii)中的至少一者：(i)所述第一色点和所述第二色点在相关色温方面相对于彼此相差不大于2％的量；以及(ii)所述第一操作状态聚集光发射和所述第二操作状态聚集光发射在光通量上相差不大于2％的量。5.根据权利要求1所述的照明装置，包括下列特征(i)和(ii)中的两者：(i)所述第一色点和所述第二色点在相关色温方面相对于彼此相差不大于2％的量；以及(ii)所述第一操作状态聚集光发射和所述第二操作状态聚集光发射在光通量上相差不大于2％的量。6.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第二GAI值与第一GAI值相差至少15％。7.根据权利要求1所述的照明装置，进一步包括被布置成调节所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器中的至少一者的操作以在所述至少两种操作状态之间移动的用户输入元件和传感器。8.根据权利要求1所述的照明装置，进一步包括陷波滤波材料，所述陷波滤波材料被布置成接收所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器中的至少一者的发射，其中，所述陷波滤波材料被布置成接收并滤波所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器中的任一者的发射的至少一部分以呈现光谱陷波。9.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器中的至少一者包括至少一个主电激发发光器和至少一个补充电激发发光器，其中，所述至少一个补充电激发发光器包括与所述至少一个主电激发发光器相差至少40nm的主波长。10.根据权利要求1所述的照明装置，包括下列特征中的至少一者：单个引线框架，被布置成向所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器传导电力；单个反射器，被布置成反射从所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器中的每个发出的光的至少一部分；单个底座或安装元件，支撑所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器；单个透镜，被布置成透射从所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器中的每个发出的光的至少一部分；以及单个散射器，被布置成散射从所述第一电激发发射器和所述第二电激发发射器中的每个发出的光的至少一部分。11.根据权利要求1所述的照明装置，被布置成在没有任何电激发发光器的情况下，生成(i)具有范围从430nm至480nm的主波长并且(ii)在没有穿过包括荧光材料的层或区域的情况下从所述照明装置出射的发射。12.根据权利要求1所述的照明装置，包括以下特征(i)和(ii)中的至少一者：所述第一操作状态聚集光发射和所述第二操作状态聚集光发射中的至少一者包括至少60流明每瓦的发光效率，以及(ii)所述第一操作状态聚集光发射和所述第二操作状态聚集光发射中的每个包括至少500流明的光通量。13.根据权利要求1所述的照明装置，包括以下特征(i)和(ii)中的两者：所述第一操作状态聚集光发射和所述第二操作状态聚集光发射中的至少一者包括至少60流明每瓦的发光效率，以及(ii)所述第一操作状态聚集光发射和所述第二操作状态聚集光发射中的每个包括至少500流明的光通量。14.根据权利要求1至13中的任一项所述的照明装置，其中，所述第一色点和所述第二色点中的至少一者具有在1931CIE色度图上的(x,y)坐标，所述(x,y)坐标定义在白体轨迹的7个麦克亚当椭圆上或内的点，所述白体轨迹包含由在1931CIE色度图上的以下x,y坐标定义的线段：(0.3114,0.3386)至(0.3462,0.3631)、(0.3462,0.3631)至(0.3777,0.3790)、(0.3777,0.3790)至(0.3977,0.3707)、(0.3977,0.3707)至(0.4211,0.3713)以及(0.4211,0.3713)至(0.4437,0.3808)。15.根据权利要求1至13中的任一项所述的照明装置，其中，所述第一色点和所述第二色点中的一者在能够在CIE1976u’-v’色度图上定义的普朗克轨迹的7个麦克亚当椭圆上或内。16.根据权利要求1至13中的任一项所述的照明装置，其中，所述第一色点包括至少50的显色指数(CRI...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·保罗·范德文，本杰明·A·雅各布松，
申请(专利权)人：克利公司，
类型：发明
国别省市：美国,US