Led模塊、包含該led模塊的燈具及影響光譜的方法
【專利說明】LED模塊、包含該LED模塊的燈具及影響光譜的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種LED模塊、一種包括該LED模塊的燈具、及一種影響光譜的方法。
[0002]光譜，或也稱為色譜，為電磁譜中可無需任何技術(shù)輔助地由人眼感知的部分。該光譜是由一個相應(yīng)光源或多個光源的發(fā)射或反射光譜顏色所構(gòu)成。通常，該光源發(fā)射具有特定頻譜或?qū)?yīng)光譜分布的光。光的對應(yīng)頻率決定其顏色。對應(yīng)的人工光源在顏色、亮度等等方面相異。光譜的可見光部分具有約380至780nm范圍內(nèi)的波長，其頻率分別在約3.8 X 1014至7.9 X 1014Hz范圍內(nèi)。光譜的對應(yīng)顏色分量在光學(xué)輔助下才可區(qū)分。通常，許多光源發(fā)射一種光譜，該光譜為在觀察者眼中導(dǎo)致呈混合色的總體顏色印象的不同個體顏色的組合。該光顏色對應(yīng)于直接起源于對應(yīng)發(fā)光光源的光的顏色印象。于此情況中，光顏色取決于該輻射的光譜組成。
[0003]就光顏色而言，甚至本身為“白色”的光也可例如被細(xì)分為暖白光、中性白光、日光白光等等。白光的各個對應(yīng)色調(diào)對人類具有不同效果。也結(jié)合其他光顏色討論對觀察者的對應(yīng)心理效應(yīng)。關(guān)于其他物種，另外應(yīng)明白，相較于人類，其通常對特定光譜范圍具有不同敏感性。
[0004]關(guān)于光顏色，應(yīng)考慮另一個參數(shù)，其指定為顯色指數(shù)。
[0005]該指數(shù)為可借由其來描述相同相關(guān)色溫的光源的顯色質(zhì)量的光度值。例如，高達5000K的色溫，由對應(yīng)色溫的黑體發(fā)射的光用作評估顯色質(zhì)量的參照。假若對應(yīng)人工光源完全地再現(xiàn)具有相同色溫的黑體在可見光波長范圍內(nèi)的光譜，則顯色指數(shù)為“ 100”。
[0006]最近幾年頻繁地使用的光源的一個示例為消耗極少能量且同時具有長壽命的LED光源。對應(yīng)LED通常產(chǎn)生基本上單色輻射。對應(yīng)LED光的色調(diào)中主要為對應(yīng)輻射的主波長。LED可呈諸如紅色、橙色、黃色、綠色或藍色的不同顏色。此外，已知白光LED，其通常利用轉(zhuǎn)換層以將LED產(chǎn)生的實際上的藍光轉(zhuǎn)換為白光。也可從熒光燈知曉該轉(zhuǎn)換層。
[0007]LED的對應(yīng)發(fā)射光譜為相對狹窄的譜帶，其中-參見以上陳述-對應(yīng)主波長，并且因而光的顏色取決于用于制造LED的對應(yīng)半導(dǎo)體晶體的材料。通常，LED光不含UV或IR輻射。
[0008]LED較佳地制造成LED模塊。該模塊是極平坦的且在一個載體上具有多個LED。該載體也可以是撓性的。該載體可以是其上安裝對應(yīng)布線和/或電子組件以操作LED的印刷電路板。
[0009]在DE 102010033141文獻中描述了一種燈具，其中所產(chǎn)生的光就不同物種的光譜敏感性而言受到影響。該燈具的光源為例如如上所述的LED模塊，或多個LED模塊。為了影響對應(yīng)的光，使用濾光裝置，該濾光裝置可至少部分地濾除一個或多個特定光譜范圍的發(fā)射光。因此，可濾除或至少減小其中特定物種、特別是動物具有較大敏感性并且其中該物種可能會遭受負(fù)面影響的光譜范圍。當(dāng)然，也可設(shè)想將待發(fā)射的光的光譜范圍選擇成對一個或多個物種具有正面影響?？墒褂脤?yīng)燈具，例如，作為路燈或用于人行道或公園照明等。
[0010]當(dāng)然，也可實現(xiàn)室內(nèi)的對應(yīng)光過濾，其中所發(fā)射光的特定光譜范圍可觸發(fā)反應(yīng)等。參見:例如，生物、化學(xué)或物理應(yīng)用。
[0011]根據(jù)DE 102010033141文獻，將對應(yīng)濾光裝置布置在燈具外殼中或布置在燈具外殼的出光口區(qū)域中。這意味著影響光源的對應(yīng)光譜或色譜是由另一裝置達成的。該種裝置的缺點在于一部分光被保留，使得總體照明系統(tǒng)的有效性減低。換言之，相較于具有相同電源但無濾光的燈具，濾光會導(dǎo)致輻射能力或輻射強度減低。
[0012]因此，本發(fā)明基于在不減小輻射能力或輻射強度的情況下以簡單的方式影響光譜或色譜的目標(biāo)，而無需在對應(yīng)燈具中進行大規(guī)模物理改動或提供其他設(shè)備。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)是由專利權(quán)利要求1的特征達成的。其類似地適用于方法權(quán)利要求的特征、及具有該LED模塊的對應(yīng)燈具。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，LED模塊的特征在于:LED的數(shù)目和顏色能被選擇以發(fā)射由每個LED的個體發(fā)光光譜組成的總體發(fā)光光譜。這意味著，例如，兩個紅光LED、三個綠光LED、四個藍光LED和兩個黃光LED —起操作以形成一個總體發(fā)光光譜，該總體發(fā)光光譜具有來自對應(yīng)的個體發(fā)光光譜的期望模式。
[0015]對應(yīng)燈具包括至少一個LED模塊，其中也可使用這些模塊中的若干個模塊。此外，該燈具包括至少一個燈具外殼、形成于該燈具外殼中的出光口、及眩光限制裝置。該眩光限制裝置將來自燈具的出光口的出光限制到特定范圍，例如，以減少燈具的眩光。
[0016]根據(jù)該方法，以如下方式影響由燈具所發(fā)射的光的對應(yīng)光顏色:使得多個LED呈至少一行和/或列地布置在對應(yīng)LED模塊上。每個LED根據(jù)個體發(fā)光光譜發(fā)射光，其中將所有LED的個體光譜疊加成總體發(fā)光光譜，從而導(dǎo)致對應(yīng)燈具的光源的光譜。
[0017]每個LED配置成發(fā)射基本上單色光輻射是可行的。每個LED的對應(yīng)個體發(fā)光光譜本身為已知的，或至少可預(yù)先確定。接著將具有不同單色光輻射的LED —起布置在對應(yīng)的LED載體上，并且通過將個體發(fā)光光譜疊加成總體發(fā)光光譜，可獲得光源的對應(yīng)所需光譜。
[0018]將具有相同單色光輻射的LED分別布置在LED模塊的子模塊上是可行的。這意味著具有相同單色光輻射的LED各自布置在一起，并且可根據(jù)所需數(shù)目的對應(yīng)LED來組合那些LED的子模塊。于此情況中，將LED布置成彼此相對靠近，以使得小距離已經(jīng)是足夠的，并且假若需要，則借助對應(yīng)的反射裝置，點光源不再是可辨別的，但是僅所有個體發(fā)光光譜疊加成總體發(fā)光光譜仍可被觀察者識別。
[0019]通過使用子模塊，可根據(jù)需要以簡單方式將具有對應(yīng)光顏色的LED組合，并選擇相應(yīng)的數(shù)目。例如，如果需要更多個黃光LED，則增加更多個具有該黃光LED的子模塊。這類似地適用于具有不同顏色的LED。
[0020]然而，將具有不同單色光輻射的LED布置在LED模塊的子模塊上也是可行的。這意味著所需光顏色已經(jīng)通過在子模塊上組合不同顏色的LED而提供在該子模塊上。接著可一起使用多個這種子模塊作為LED模塊，并且接著可獲得期望的總體發(fā)光光譜。
[0021]LED配置為使得LED沿至少一行和/或列布置在對應(yīng)LED載體上。如上文已陳述，這種載體可以是用于對LED供電、用于必要連接的對應(yīng)布線、以及用于其他電子或電氣裝置的布置的對應(yīng)印刷電路板。
[0022]利用此類型的行和/或列布置，例如僅相同顏色的LED是沿一行布置的，或相應(yīng)地，那些LED是沿一列布置的。此外，設(shè)想每一行和/或列中提供不同顏色的LED。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，于此方面特別有利的是，所有LED被一起觸發(fā)，亦即，以相同的電壓或電流強度對各LED供電。因此，簡化了整體控制，并且在對所有LED進行相同的供電的情況下，相應(yīng)發(fā)射的個體發(fā)光光譜可較佳地再現(xiàn)，并且總體發(fā)光光譜可通過疊加所有個體發(fā)光光譜來可靠地產(chǎn)生。
[0024]為了視需要增大對應(yīng)光源的顯色指數(shù)，可將白光LED指派給單色LED。，例如，可確定白光LED的數(shù)目，以使顯色指數(shù)達到100或至少接近100的值。
[0025]為了能夠視需要以簡單的方式改變總體發(fā)光光譜，可設(shè)想將模塊和/或子模塊可互換地布置在燈具中。這可類似地適用于對應(yīng)的LED載體。
[0026]為了視需要改變光源的光顏色達一段短時間，可進一步證實若子模塊可被個體地觸發(fā)是有利的。這意味著，例如，只有在總體發(fā)光光譜將相應(yīng)地通過打開黃光LED來改變的情況下，才打開僅具有黃光LED的子模塊。這類似地適用于不同顏色的LED、白光LED等。
[0027]如上文已陳述，可尤其針對在特定光譜范圍內(nèi)具有較大敏感性的特定物種進行總體發(fā)光光譜的這種調(diào)整。此外，假若多于一種物種在特定光譜范圍內(nèi)或至少在緊鄰的光譜范圍內(nèi)具有相同的敏感性，則可設(shè)想針對其進行總體發(fā)光光譜的調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明，假若要被打開的LED例如在該光譜范圍內(nèi)照射，則也可通過打開LED來強化針對光發(fā)射的特定光譜范圍。因此，可增強在特定光譜范圍內(nèi)的某些有利效應(yīng)。
[0028]不僅通過打開對應(yīng)LED，而且也可通過選擇性地停用具有已知個體發(fā)光光譜的特定LED來改變光譜。LED的這種停用也會導(dǎo)致可具有期望效果的總體發(fā)光光譜的改變。
[0029]將在下文中借由描繪于附圖中的圖示更詳細(xì)地描述有利的實施例。于附圖中:
[0030]圖1示出具有LED模塊的燈具的透視仰視圖；
[0031]圖2不出LED模塊的一個不例性實施例的放大表不;
[0032]圖3不出LED模塊的另一個不例性實施例的放大表不;
[0033]圖4示出不同顏色的LED的個體發(fā)光光譜；
[0034]圖5示出由圖4中所示的個體發(fā)光光譜形成的總體發(fā)光光譜；
[0035]圖6示出類似于圖4的另一個示例；以及
[0036]圖7示出由圖6的個體發(fā)光光譜形成的總體發(fā)光光譜。
[0037]圖1示出包括根據(jù)本發(fā)明的LED模塊I的燈具2的透視對角仰視圖。在所說明的實施例中，對應(yīng)的LED模塊I作為