Led模块、包含该led模块的灯具及影响光谱的方法
【专利说明】LED模块、包含该LED模块的灯具及影响光谱的方法
[0001]本发明涉及一种LED模块、一种包括该LED模块的灯具、及一种影响光谱的方法。
[0002]光谱，或也称为色谱，为电磁谱中可无需任何技术辅助地由人眼感知的部分。该光谱是由一个相应光源或多个光源的发射或反射光谱颜色所构成。通常，该光源发射具有特定频谱或对应光谱分布的光。光的对应频率决定其颜色。对应的人工光源在颜色、亮度等等方面相异。光谱的可见光部分具有约380至780nm范围内的波长，其频率分别在约3.8 X 1014至7.9 X 1014Hz范围内。光谱的对应颜色分量在光学辅助下才可区分。通常，许多光源发射一种光谱，该光谱为在观察者眼中导致呈混合色的总体颜色印象的不同个体颜色的组合。该光颜色对应于直接起源于对应发光光源的光的颜色印象。于此情况中，光颜色取决于该辐射的光谱组成。
[0003]就光颜色而言，甚至本身为“白色”的光也可例如被细分为暖白光、中性白光、日光白光等等。白光的各个对应色调对人类具有不同效果。也结合其他光颜色讨论对观察者的对应心理效应。关于其他物种，另外应明白，相较于人类，其通常对特定光谱范围具有不同敏感性。
[0004]关于光颜色，应考虑另一个参数，其指定为显色指数。
[0005]该指数为可借由其来描述相同相关色温的光源的显色质量的光度值。例如，高达5000K的色温，由对应色温的黑体发射的光用作评估显色质量的参照。假若对应人工光源完全地再现具有相同色温的黑体在可见光波长范围内的光谱，则显色指数为“ 100”。
[0006]最近几年频繁地使用的光源的一个示例为消耗极少能量且同时具有长寿命的LED光源。对应LED通常产生基本上单色辐射。对应LED光的色调中主要为对应辐射的主波长。LED可呈诸如红色、橙色、黄色、绿色或蓝色的不同颜色。此外，已知白光LED，其通常利用转换层以将LED产生的实际上的蓝光转换为白光。也可从荧光灯知晓该转换层。
[0007]LED的对应发射光谱为相对狭窄的谱带，其中-参见以上陈述-对应主波长，并且因而光的颜色取决于用于制造LED的对应半导体晶体的材料。通常，LED光不含UV或IR辐射。
[0008]LED较佳地制造成LED模块。该模块是极平坦的且在一个载体上具有多个LED。该载体也可以是挠性的。该载体可以是其上安装对应布线和/或电子组件以操作LED的印刷电路板。
[0009]在DE 102010033141文献中描述了一种灯具，其中所产生的光就不同物种的光谱敏感性而言受到影响。该灯具的光源为例如如上所述的LED模块，或多个LED模块。为了影响对应的光，使用滤光装置，该滤光装置可至少部分地滤除一个或多个特定光谱范围的发射光。因此，可滤除或至少减小其中特定物种、特别是动物具有较大敏感性并且其中该物种可能会遭受负面影响的光谱范围。当然，也可设想将待发射的光的光谱范围选择成对一个或多个物种具有正面影响。可使用对应灯具，例如，作为路灯或用于人行道或公园照明等。
[0010]当然，也可实现室内的对应光过滤，其中所发射光的特定光谱范围可触发反应等。参见:例如，生物、化学或物理应用。
[0011]根据DE 102010033141文献，将对应滤光装置布置在灯具外壳中或布置在灯具外壳的出光口区域中。这意味着影响光源的对应光谱或色谱是由另一装置达成的。该种装置的缺点在于一部分光被保留，使得总体照明系统的有效性减低。换言之，相较于具有相同电源但无滤光的灯具，滤光会导致辐射能力或辐射强度减低。
[0012]因此，本发明基于在不减小辐射能力或辐射强度的情况下以简单的方式影响光谱或色谱的目标，而无需在对应灯具中进行大规模物理改动或提供其他设备。
[0013]根据本发明，该目标是由专利权利要求1的特征达成的。其类似地适用于方法权利要求的特征、及具有该LED模块的对应灯具。
[0014]根据本发明，LED模块的特征在于:LED的数目和颜色能被选择以发射由每个LED的个体发光光谱组成的总体发光光谱。这意味着，例如，两个红光LED、三个绿光LED、四个蓝光LED和两个黄光LED —起操作以形成一个总体发光光谱，该总体发光光谱具有来自对应的个体发光光谱的期望模式。
[0015]对应灯具包括至少一个LED模块，其中也可使用这些模块中的若干个模块。此外，该灯具包括至少一个灯具外壳、形成于该灯具外壳中的出光口、及眩光限制装置。该眩光限制装置将来自灯具的出光口的出光限制到特定范围，例如，以减少灯具的眩光。
[0016]根据该方法，以如下方式影响由灯具所发射的光的对应光颜色:使得多个LED呈至少一行和/或列地布置在对应LED模块上。每个LED根据个体发光光谱发射光，其中将所有LED的个体光谱叠加成总体发光光谱，从而导致对应灯具的光源的光谱。
[0017]每个LED配置成发射基本上单色光辐射是可行的。每个LED的对应个体发光光谱本身为已知的，或至少可预先确定。接着将具有不同单色光辐射的LED —起布置在对应的LED载体上，并且通过将个体发光光谱叠加成总体发光光谱，可获得光源的对应所需光谱。
[0018]将具有相同单色光辐射的LED分别布置在LED模块的子模块上是可行的。这意味着具有相同单色光辐射的LED各自布置在一起，并且可根据所需数目的对应LED来组合那些LED的子模块。于此情况中，将LED布置成彼此相对靠近，以使得小距离已经是足够的，并且假若需要，则借助对应的反射装置，点光源不再是可辨别的，但是仅所有个体发光光谱叠加成总体发光光谱仍可被观察者识别。
[0019]通过使用子模块，可根据需要以简单方式将具有对应光颜色的LED组合，并选择相应的数目。例如，如果需要更多个黄光LED，则增加更多个具有该黄光LED的子模块。这类似地适用于具有不同颜色的LED。
[0020]然而，将具有不同单色光辐射的LED布置在LED模块的子模块上也是可行的。这意味着所需光颜色已经通过在子模块上组合不同颜色的LED而提供在该子模块上。接着可一起使用多个这种子模块作为LED模块，并且接着可获得期望的总体发光光谱。
[0021]LED配置为使得LED沿至少一行和/或列布置在对应LED载体上。如上文已陈述，这种载体可以是用于对LED供电、用于必要连接的对应布线、以及用于其他电子或电气装置的布置的对应印刷电路板。
[0022]利用此类型的行和/或列布置，例如仅相同颜色的LED是沿一行布置的，或相应地，那些LED是沿一列布置的。此外，设想每一行和/或列中提供不同颜色的LED。
[0023]根据本发明，于此方面特别有利的是，所有LED被一起触发，亦即，以相同的电压或电流强度对各LED供电。因此，简化了整体控制，并且在对所有LED进行相同的供电的情况下，相应发射的个体发光光谱可较佳地再现，并且总体发光光谱可通过叠加所有个体发光光谱来可靠地产生。
[0024]为了视需要增大对应光源的显色指数，可将白光LED指派给单色LED。，例如，可确定白光LED的数目，以使显色指数达到100或至少接近100的值。
[0025]为了能够视需要以简单的方式改变总体发光光谱，可设想将模块和/或子模块可互换地布置在灯具中。这可类似地适用于对应的LED载体。
[0026]为了视需要改变光源的光颜色达一段短时间，可进一步证实若子模块可被个体地触发是有利的。这意味着，例如，只有在总体发光光谱将相应地通过打开黄光LED来改变的情况下，才打开仅具有黄光LED的子模块。这类似地适用于不同颜色的LED、白光LED等。
[0027]如上文已陈述，可尤其针对在特定光谱范围内具有较大敏感性的特定物种进行总体发光光谱的这种调整。此外，假若多于一种物种在特定光谱范围内或至少在紧邻的光谱范围内具有相同的敏感性，则可设想针对其进行总体发光光谱的调整。根据本发明，假若要被打开的LED例如在该光谱范围内照射，则也可通过打开LED来强化针对光发射的特定光谱范围。因此，可增强在特定光谱范围内的某些有利效应。
[0028]不仅通过打开对应LED，而且也可通过选择性地停用具有已知个体发光光谱的特定LED来改变光谱。LED的这种停用也会导致可具有期望效果的总体发光光谱的改变。
[0029]将在下文中借由描绘于附图中的图示更详细地描述有利的实施例。于附图中:
[0030]图1示出具有LED模块的灯具的透视仰视图；
[0031]图2不出LED模块的一个不例性实施例的放大表不;
[0032]图3不出LED模块的另一个不例性实施例的放大表不;
[0033]图4示出不同颜色的LED的个体发光光谱；
[0034]图5示出由图4中所示的个体发光光谱形成的总体发光光谱；
[0035]图6示出类似于图4的另一个示例；以及
[0036]图7示出由图6的个体发光光谱形成的总体发光光谱。
[0037]图1示出包括根据本发明的LED模块I的灯具2的透视对角仰视图。在所说明的实施例中，对应的LED模块I作为