用于经由有角度的光输出修正的颜色混合的方法和装置制造方法及图纸

一种使用经修正光学元件的用于远场照明的方法（1000），该光学元件归一化不同颜色光的角分布。照明单元（400）包括发射不同颜色光的多个光源（410），其中光源的每一个与相应的光学元件（470、480、490）相关联。每一个光学元件被优化以修正从该光源发射的光的角分布，使得远场中的该光源中的每一个光源的角分布基本相似。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般指向具有均匀颜色光输出的远场照明。更具体地，本文公开的各种创造性的方法和装置涉及为每一个颜色使用经优化光学元件以便制造均匀颜色光输出的远场照明。
技术介绍
具有能够制造不同色温的光的多个光源的照明系统在零售和家庭设置两者中正变得更先进和完整，并且正在逐渐用于加强用户的环境和改进安全、生产力、乐趣以及放松。例如，发光二极管（LED）技术中的最近发展已经提供高效的全谱照明源，其使得对于各种各样的应用，包括颜色、强度和方向的变化的各种照明效果成为可能。在包括能够制造不同色温的光的一个或多个光源（诸如LED基光源）的照明系统或设施中，经常有必要或期望，在光离开照明设施之前，准确地混合不同颜色光源的光输出。来自不同颜色光源的光的准确混合减少了光输出中的任何颜色异常的存在，并且在远场中利用具有均匀亮度和颜色的光照明目标物，诸如遥远的表面。均匀的远场光输出是一种输出，其具有一致的颜色并且被均衡地照明或具有从亮到暗的平滑过渡。均匀的远场光输出的观察者不应该在光中检测到任何单独的颜色。存在用于将来自多个LED的光混合成均匀的远场光输出的若干已知方法。许多照明设施采用混合室，其发射来自单个光学元件的经混合的光。为了获得足够窄的射束，这样的配置会导致不期望大的混合室，其增加了照明设施和/或系统的成本。由于室内多次反射损失，混合室也是固有地低效的。照明设施也可以通过在多个LED之上利用的漫射元件实现远场颜色混合，每一个漫射元件具有单独的光学元件。由于由漫射元件导致的增加的菲涅尔反射和吸收损失，这样的配置会使系统效率减少10%、20%或者更多。另外，该配置增加了照明系统和/或设施的总体花费。为了获得窄射束，每一个单独的光学元件的尺寸必须足够大以创建充分窄的射束，该充分窄的射束允许漫射器通过在更大区域上传播光而混合该光。通过要求更大的光学元件和更大的设施尺寸，这也增加了照明系统和/或照明设施的成本。因此，在本领域中存在对于下述方法和照明设施的需求：该方法和照明设施混合由多个颜色的LED发射的光用于具有颜色均匀的光输出的远场照明，而不需要混合室或漫射器。
技术实现思路
本公开内容指向用于从不同颜色LED的混合创建均匀远场光输出，而不要求使用混合室或漫射器的创造性方法和装置。鉴于前述内容，各种实施例和实现方式指向一种具有发射不同颜色光的LED的系统，其中每一个LED颜色类型具有经优化光学元件以修正和归一化该LED的角分布，导致均匀的远场照明轮廓。通过若干不同修正，包括修正光学元件的内部侧壁、修正该光学元件的外部锥体或形状、以及各种其它可能修正，可以实现每一个LED的角分布的归一化。例如，在一些实施例中，照明设施包括诸如红色和绿色的不同颜色的LED，以创建混合的远场光束。一个或两个颜色的LED利用已经修正所发射的光束的角分布的光学元件，使得两个颜色类型的远场光分布相同或近乎相同，并且没有检测到颜色的赝像。例如，在一些实施例中，红色LED的角分布会比绿色LED的角分布更宽。实际上，已知不同LED材料导致不同发射模式。因此，或者必须调整红色LED以具有更窄的角分布，或者调整绿色LED以具有更宽的角分布。可替代地，可以调整两个颜色类型以制造具有非常特定并且相同的角分布的射束。一般地，在一方面，照明单元配置成发射均匀的远场光束，并且包括：发射不同颜色光的多个LED基光源，其中由每一个LED基光源发射的光具有角分布；多个光学元件，每一个光学元件与相应的LED基光源通信并且布置成修正由该LED基光源发射的光；其中该光学元件中的至少一个配置成修正从该LED基光源发射的光的角分布，使得经修正角分布与由其余LED基光源发射的光的角分布基本相似。在一些实施例中，每一个所述光学元件配置成修正从该LED基光源发射的光的角分布，使得所有经修正角分布基本相似。在一些实施例中，该照明单元包括传感器，其配置成确定所发射的远场光束的特征。所确定的特征可以用于修正从该LED基光源中的一个或多个LED基光源发射的光的角分布。一般地，在一方面，照明系统配置成发射均匀的远场光束，并且包括：照明单元，其具有发射不同颜色光的多个LED基光源，以及多个光学元件，每一个光学元件与相应的LED基光源通信并且布置成修正由该相应的LED基光源发射的光，其中由每一个LED基光源发射的光包含角分布。至少一个所述光学元件配置成修正从该相应的LED基光源发射的光的角分布，使得经修正角分布与由其余LED基光源发射的光的角分布基本相似。在一些实施例中，每一个所述光学元件配置成修正从该LED基光源发射的光的角分布，使得所有经修正角分布基本相似。在一些实施例中，该照明系统包括传感器，其配置成确定所发射的远场光束的特征。在一些实施例中，所确定的特征可以用于修正由一个或多个所述LED基光源发射的光的角分布。一般地，在一方面，本专利技术涉及一种用于远场照明的方法，该方法包括下述步骤：提供具有至少一个LED基光源的照明单元，所述LED基光源是两种或更多种颜色中的每一种颜色，每一个所述LED基光源与光学元件相关联，其中由每一个所述LED基光源发射的光束具有角分布；以及归一化由所述两个或更多个LED基光源中的至少一个LED基光源发射的光束的远场分布。在一些实施例中，归一化由所述两个或更多个LED基光源发射的光束的远场分布的步骤包括修正所发射的光束的角分布的步骤。在一些实施例中，归一化由所述两个或更多个LED基光源发射的光束的远场分布的步骤包括修正与每一个光源相关联的该光学元件的特征的步骤。在一些实施例中，经修正特征的步骤是光学元件的形状和/或光学元件的尺寸。在一些实施例中，该方法还包括表征远场中光束的角分布的步骤。另外，在一些实施例中，归一化由所述两个或更多个LED基光源发射的光束的远场分布的步骤利用光束的经表征的角分布。在一些实施例中，每一个所发射的光束的远场分布被归一化，使得所有所发射的光束的角分布基本相似。如此处为本公开内容的目的使用的，术语“LED”应理解成包括能够响应于电信号而产生辐射的任何电致发光二极管或者其它类型的载流子注入/结(junction)基系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流而发射光的各种半导体基结构、发光聚合物、有机发光二极管（OLED）、电致发光带及其相似物。特别地，术语LED指所有类型的发光二极管（包括半导体和有机发光二极管），其可以配置成产生红外光谱、紫外光谱和各种部分的可见光谱（一般包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长）中的一个或多个中的辐射。例如，配置成产生基本上白光的LED（例如白光LED）的一个实现方式可以包括分别发射不同电致发光光谱的许多管芯，所述光谱组合地混合以形成基本上白光。在另一实现方式中，白光LED可以与将具有第一光谱的电致发光转化为不同的第二光谱的磷光材料相关联。在此实现方式的一个示例中，具有相对短波长和窄带宽的光谱的电致发光“泵浦”该磷光材料，其进而辐射具有稍微更宽光谱的更长波长的辐射。术语“光源”应理解为指各种辐射源中的任何一种或多种辐射源，所述各种辐射源包括但不限于LED基源（包括上文定义的一种或多种LED）。给定的光源可以配置成产生在可见光谱内、可见光谱外或两者组合中的电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在本文中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明单元（400），其配置成发射均匀的远场光束，所述照明单元包含：发射不同颜色光的多个LED基光源（410），其中由每一个LED基光源发射的光包含角分布；多个光学元件（470、480、490），所述多个光学元件中的每一个光学元件与所述多个LED基光源中的相应一个光源通信，并且布置成修正由所述LED基光源发射的光；其中，所述光学元件中的至少一个光学元件配置成修正从所述LED基光源发射的光的角分布，使得经修正角分布与由其余LED基光源发射的光的角分布基本相似。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.06 US 61/9893041.一种照明单元（400），其配置成发射均匀的远场光束，所述照明单元包含：发射不同颜色光的多个LED基光源（410），其中由每一个LED基光源发射的光包含角分布；多个光学元件（470、480、490），所述多个光学元件中的每一个光学元件与所述多个LED基光源中的相应一个光源通信，并且布置成修正由所述LED基光源发射的光；其中，所述光学元件中的至少一个光学元件配置成修正从所述LED基光源发射的光的角分布，使得经修正角分布与由其余LED基光源发射的光的角分布基本相似。2.根据权利要求1所述的照明单元，其中所述光学元件中的每一个光学元件配置成修正从所述LED基光源发射的光的角分布，使得所有角分布基本相似。3.根据权利要求1所述的照明单元，还包含传感器（980），其配置成确定所发射的远场光束的特征。4.根据权利要求3所述的照明单元，其中所发射的远场光束的所确定的特征用于修正从所述多个LED基光源中的一个或多个LED基光源发射的光的角分布。5.一种照明系统（900），其配置成发射均匀的远场光束，所述照明系统包含：照明单元，其包含发射不同颜色光的多个LED基光源（920、930、940），以及多个光学元件（925、935、945），所述多个光学元件中的每一个光学元件与相应的LED基光源通信并且布置成修正由所述相应的LED基光源发射的光，其中由每一个LED基光源发射的光包含角分布；其中所述多个光学元件中的至少一个光学元件配置成修正从所述相应的LED基光源发射的光的角分布，使得经修正角分布与由其余LED基光源发射的光的角分布基本相似。6.根据权利要求5所述的照明系统，其中所有所述多个光学元件配置成修正从所述相...

【专利技术属性】
技术研发人员：EA罗斯，
申请(专利权)人：飞利浦灯具控股公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL