Mems波长转换照明装置和相关方法

Mems波长转换照明装置和相关方法
【专利摘要】本发明描述了一种照明装置，其用于接收预定光源波长范围内的光源光、将光源光转换成转换光、以及将转换光反射到期望输出方向上。所述照明装置可以使用微机电系统（MEMS）装置以接收光源光并将其改向到期望输出方向上。可以将转换涂层涂敷到MEMS装置的操作面以将光源光转换成转换光。
【专利说明】MEMS波长转换照明装置和相关方法【技术领域】
[0001]本发明涉及照明装置的领域，更具体地说，涉及将转换涂层涂敷到MEMS照明装置的可再定位表面以将具有可变波长范围的光引导到期望输出方向上。
[0002]发明背景
[0003]包括转换涂层的照明装置便于允许将光从光源光转换成具有不同波长范围的光。通常，这样的转换涂层是利用磷涂层而产生的。这些波长转换涂层有时候可以被涂敷到与从光源投影的光定位成直线的透镜。在某些实例中，转换涂层可以被涂敷到光源自身。存在多个已公开的发明，其描述了使用转换涂层以将具有光源波长范围的光转换成具有转换波长范围的光的照明装置。 [0004]混色可调白色照明装置传统上是经由PWM (脉宽调制)来控制的。PWM是用于控制电气装置的供电的常见技术，其通过在每个周期期间在“开”状态与“关”状态之间快速切换供电而进行操作。该周期是每个脉冲之间的时间，类似于时钟速率。占据“开”状态的脉冲周期对占据“关”状态的脉冲周期的比定义占空比。随着PWM改变开关保持在“开”状态的持续时间，PWM能够改变对负载装置的平均供电。PWM切换可得益于效率观点，因为当开关处于“关”状态时PWM具有低功耗。
[0005]对于照明装置，PWM电路中的脉冲频率必须足够快，使得人眼无法感知闪光灯效应。为了具有越来越高的脉冲频率，周期必须变得越来越短。可以经由每个脉冲周期的占空比的变化来控制每种单独的颜色的强度。在光源(诸如白炽灯泡)反应慢的情况下，可能需要相对较低的脉冲频率。相反，可用来控制发光半导体的感知强度的PWM电路必须以相当高的频率进行操作，否则会出现视觉闪烁的风险。
[0006]为了实现混色，PWM电路应一般能够控制旨在被混合的所有颜色的占空比。通常，可通过使用红色、绿色和蓝色光源来产生任何颜色。在混色系统基于PWM电路的情况下，系统可以通过对调整的原色进行组合来调整用于每种原色的占空比，以显示期望的颜色。通常经由透镜来组合原色。
[0007]微机电系统(MEMS)使用不同于PWM的构造以控制光强。在MEMS中，优选地将来自每个光源的光引导到将光反射到不同方向上的微镜的阵列。通常，MEMS “开”状态包括将光反射到透镜中，其中所述光可以与其它颜色的光组合。传统上，在MEMS中组合了多个光源(包括例如红色光源、绿色光源和蓝色光源)以产生期望的输出颜色。
[0008]Abu-Ageel的美国公开专利申请第2010/0046234号公开了对包括不同类型或不同量的磷的波长转换层的使用。Abu-Ageel的‘234号申请给出了可以包括红磷、绿磷和蓝磷的掺和物的波长转换层的实例。这些磷由光源激发并发射处于不同波长范围的光。由转换层产生的红光、绿光和蓝光然后被组合以形成白光。Abu-Ageel的‘234号申请还公开了对蓝色光源的使用，其中将直接的蓝光与磷转换的红光和绿光组合以产生白色光。此外，Abu-Ageel的‘234号申请具体引用了对微机电系统(MEMS)和用来聚焦由光源发射的光束的光学透镜的使用。可使用偏转器来扫描两种或更多种类型的波长转换材料之间的光束。
[0009]Van Der Lubbe的美国公开专利申请第2010/0321641号公开了使用一种颜色的光源并将该光的部分转换成其它颜色。Van Der Lubbe的‘641号申请还公开了使用配置在彩色转换光学元件的第一组和第二组像素中的磷。
[0010]Brukilacchio等人的美国专利第7，832，878号公开了可在LED裸片上方使用磷或其它的波长转换元件以使得不直接从标准LED裸片得到波长和光谱带宽。Brukilacchio等人的‘878号专利还公开了对结合旋转色轮的数字微镜装置(DMD)投影系统的使用。
[0011]Raring等人的美国公开专利申请第2010/0302464号公开了在光学元件上使用磷涂层以利用磷材料来产生具有期望颜色的激光光束，从而改变由LED和/或激光二极管产生的光。然后可以将这些彩色的激光光束从光学元件发射到DMD。
[0012]需要一种提供如下能力的照明装置，其接收以一个波长范围从光源发射的光并将所述光以另一波长范围改向到期望输出方向上。还需要这样一种照明装置，其在一次操作中将从光源发射的光的转换和改向进行结合。
[0013]发明概述
[0014]考虑前文，本发明涉及一种照明装置，其可以有利地接收以一个波长范围从光源发射的光源光并将所述光以另一波长范围改向到期望输出方向。所述照明装置还可有利地在一次操作中将光源光的转换和改向进行结合。通过提供一种有利地将这些操作进行结合的照明装置，本发明可有益地具有降低复杂性、大小和制造费用的特性。
[0015]根据本发明的这些和其它的目的、特征和优点是由将预定光源波长范围内的光源光引导到期望输出方向上的照明装置来提供的，所述照明装置可以包括MEMS装置和转换涂层。MEMS装置可以包括至少一个操作面，以接收光源光并朝所述期望输出方向将光源光改向。转换涂层可以包括磷波长涂层材料，其可以被涂敷到至少一个操作面，以将光源光转换成在至少一个转换波长范围内的转换光。在本发明的实施例中，MEMS装置可以是数字微镜装置(DMD)。DMD可以包括能够在多个角度之间定位以反射所述转换光的镜子的阵列。所述预定光源波长范围可以包括多个波长范围，其中所述多个波长范围中的每个可以选择性地启用。
[0016]本发明的照明装置可以接收为单色光、双色光或多色光的光源光。光源光可以具有蓝色光谱和紫外光谱中的至少一个内的波长范围。紫外光谱内的光源光可以具有200纳米到400纳米之间的预定光源波长范围。蓝色光谱内的光源光可以具有400纳米到500纳米之间的预定光源波长范围。
[0017]本发明的照明装置可以包括位置检测装置。所述期望输出方向可以包括投影面。所述位置检测装置可以感测所述投影面的位置，以限定被感测的投影面的位置。所述位置检测装置还可以包括再定位装置，所述再定位装置将MEMS装置再定位，以将所述转换光投影到所述感测的投影面的位置。
[0018]本发明的方法方面是使用所述照明装置。所述方法可以包括以下步骤:接收光源光；将所述光源光转换成转换光；以及将所述转换光反射到期望输出方向上。所述转换光可以包括预定波长范围内的光。
[0019]附图简述
[0020]图1是根据本发明的照明装置的局部侧视图，其示出接收并反射光的MEMS装置。
[0021]图1A是图1中示出的照明装置的实施例的局部侧视图，其示出从多个光源接收并反射光的MEMS装置。[0022]图2是根据本发明的照明装置的MEMS装置的立体图。
[0023]图2A是图2中示出的MEMS装置的示意方框图。
[0024]图3是根据本发明的照明装置的MEMS封装的局部正视图。
[0025]图4是根据本发明的照明装置的MEMS单元的正视图。
[0026]图5是图3的MEMS封装的俯视平面图。
[0027]图6A和图6B是图5中示出的MEMS封装的实施例的俯视平面图。
[0028]图7是根据本发明的照明装置的位置检测装置、再定位装置和投影面的局部侧视图。
[0029]图7A、图7B和图7C是图7中示出的将转换光反射到各种投影面上的照明装置的局部侧视图。
[0030]图8是详述根据本发明的方法方面的光的透射、转换和反射的流程图。
[0031]图9是详述根据本发明的方法方面来控制转换光的期望输出方向的操作的流程图。
[0032]图10是图3中示出的MEMS封装的局部侧视图。
[0033]图11是详述使用图10中示出的MEMS封装的光的透射、转换和反射的流程图。
[0034]图12是图3中示出的MEMS封装的局部侧视图。
[0035]图13是详述使用图12中示出的MEMS封装的光的透射、转换和反射的流程图。
[0036]图14是详述根据本发明的方法方面的位置检测装置的操作的流程图。
[0037]图15是详述根据本发明的方法方面MEMS装置响应于位置信号而将光反射到期望输出方向上的操作的流程图。
[0038]优选实施方案详述
[0039]现将在下文中参考示出本发明优选实施例的附图来更完整地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式来实施，而不应被解释为限于本文中提出的实施例。确切地说，提供这些实施例以使本公开充分且完整，且将向本领域技术人员完整地表达本发明的范围。本领域技术人员明白的是，下列对本发明实施例的描述是说明性的，不旨在以任何方式进行限制。本领域技术人员在得益于本公开的情况下也很容易得出本发明的其它实施例。贯穿本发明，相似标号指代相似元件。
[0040]在本发明的详细描述中，本领域技术人员应注意，方向术语(诸如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”和其它相似术语)是为了方便读者参考附图。此外，本领域技术人员应注意，在不违背本发明原理的情况下，描述中可以包括其它的术语来表达位置、定向和方向。
[0041]现参考图1至图15，现更加详细地描述根据本发明的照明装置10。贯穿本公开，照明装置10还可以称作系统或本发明。在本公开中对照明装置10的替代的提及方式并非意在以任何方式进行限制。
[0042]也许图1中最能示出，根据本发明的实施例的照明装置10包括使用微机电系统的装置或MEMS装置20、光源光42、以及转换光46。转换光46可以由MEMS装置20引导到期望输出方向60上。如下文将更加详细地描述且也许图3、图4、图6A、图6B、图10和图12中最能示出，可以将转换涂层30涂敷到MEMS装置20以将光源光42转换成转换光46。
[0043]例如如图1中示出，MEMS装置20可以接收光源光42。此光源光42可以源自光源40。在本发明的实施例中，光源40可以包括发光二极管(LED)，所述发光二极管能够发射预定光源波长范围内的光。本发明的其它实施例可以包括由激光驱动光源所产生的光源光42。本领域技术人员将明白，光源光42可以由任何数量的照明装置来提供。光源波长范围可以包括发射蓝色或紫外波长范围内的光源光42。然而，本领域技术人员在得益于本公开后将明白，根据本发明的本公开，光源40中可以使用能够发射任何波长范围内的光的LED。本领域技术人员在得益于本公开后还将明白，光源40中可以使用能够产生照明的其它发光装置。
[0044]如先前论述的，本发明的实施例可以包括产生具有蓝色光谱内的光源波长范围的光源光42的光源40。蓝色光谱可以包括波长范围介于400纳米与500纳米之间的光。蓝色光谱内的光源光42可以由包括可发射蓝色光谱内的光的材料的发光半导体产生。这些发光半导体材料的实例可以包括(但不旨在限于)硒化锌(ZnSe)或氮化铟镓(InGaN)。这些半导体材料可以生长或形成在可包括诸如蓝宝石、碳化硅(SiC)或硅(Si)的材料的基板上。本领域技术人员将明白，虽然本文中公开的是前述半导体材料，但是能够发射蓝色光谱内的光的任何半导体装置都旨在被包括在本发明的范围内。
[0045]此外，如先前论述的，本发明的实施例可以包括产生具有紫外光谱内的光源波长范围的光源光42的光源40。紫外光谱可以包括波长范围介于200纳米与400纳米之间的光。紫外光谱内的光源光42可以由包括可发射紫外光谱内的光的材料的发光半导体产生。这些发光半导体材料的实例可以包括(但不旨在限于)金刚石(C)、氮化硼(BN)、氮化铝(A1N)、氮化铝镓(AlGaN)或氮化铝镓铟(AlGalnN)。这些半导体材料可以生长或形成在可包括诸如蓝宝石、碳化硅(SiC)或硅(Si)的材料的基板上。本领域技术人员将明白，虽然本文中公开的是前述半导体材料，但是能够发射紫外光谱内的光的任何半导体装置都旨在被包括在本发明的范围内。
[0046]本发明的光源40可以包括有机发光二极管(OLED)。OLED可以包括在施加电流时可发光的有机化合物。有机化合物可以位于两个电极之间。通常，电极中的至少一个可以是透明的。
[0047]光源40可以产生具有有机波长范围、或在人脑内引发心理暗示的波长范围的光源光42。这些有机波长范围可以包括引发积极心理响应的一个或更多个波长范围。积极心理响应可以类似于响应于自然光或太阳光而实现的积极心理响应。
[0048]本领域技术人员将明白，照明装置10可以接收为单色、双色或多色的光源光42。单色光是可以包括一个波长范围的光。也许图1A中最能示出，双色光是包括两个波长范围的光，其可以源自一个或两个光源40。多色光是可以包括多个波长范围的光，其可以源自一个或更多个光源40。
[0049]此外现参考图2，现将更详细地论述本发明的照明装置10的其它特征。更具体地说，现将论述MEMS装置20。MEMS装置20正式上称作微机电系统装置。这个名称反映了MEMS装置20的本质，因为包含了许多微型机械组件作为整个系统的一部分。这些机械组件可以组织到MEMS单元22中，其中MEMS单元22的阵列可以被包括在MEMS封装21中。也许图2A的方框图中最能示出，MEMS封装21连同微控制器28以及其它额外的组件可以共同地构成MEMS装置20。
[0050]MEMS装置20的组件是机械组件，因为MEMS装置20可以包括多个可移动部分。共同地形成所述组件的这些可移动部分可以包括可再定位表面34和定位组件24，其将在下文予以更详细地论述，且也许图4中最能示出。定位组件24可以用来操控可再定位表面
34。下文将更详细地论述共同地形成MEMS单元22的组件。
[0051]所述组件是微型组件，因为所述可移动部分可能极小且可能仅能够以微米尺度进行测量。所述组件也可以是系统的一部分。由于MEMS装置20的组件的小型化，所述组件可以密集地位于小范围内。多个微型组件可以操作地连接以形成MEMS单元22。因此，在小范围内操作地连接的多个微型组件可以配置成多个MEMS单元22。MEMS单元22的密集集合可以在例如半导体上一起被封装在MEMS封装21中。本领域技术人员将明白，某些MEMS构造、诸如具有较大MEMS构造的MEMS构造，可以被封装在多个半导体上，所述多个半导体可以互连并可以相通为系统。
[0052]现参考图2和图2A，现将更加详细地论述照明装置10的MEMS装置20和(更具体地说)MEMS封装21。MEMS封装21可以被包括在较大电子系统中或位于专用集成电路(IC)芯片上。在本发明的某些实施例中，IC的组件可以共同地形成MEMS装置20。在前文描述中，为了不旨在进行限制的说明性目的，本发明的本公开假设MEMS封装21位于IC上。然而，本领域技术人员在得益于本公开后将明白，除了本文中提及的应用以外，用于集成MEMS封装21的数种应用可以包括IC或可以不包括1C。因此，本领域技术人员不应将MEMS封装21的描述限制地解释成集成在IC中。
[0053]除了 MEMS封装21以外，MEMS装置20可以额外地包括微控制器28和IC接触件29，它们可以被包括在IC主体27中。微控制器28可以经由IC接触件29接收一个或更多个输入信号。输入信号可以包括与MEMS装置20的机械部分的期望操作有关的信息。微控制器28然后可以处理在输入信号中接收到的信息，以确定可以操作MEMS装置20的每个MEMS单元22的控制信号。控制信号可以用来控制每个MEMS单元22的机械组件的位置。通过各个MEMS单元22的机械组件的选择性定位，本发明的照明装置10可以通过将具有期望转换波长范围的光反射到期望输出方向60上来有利地控制转换光46的特性。
[0054]此外现参考图3至图5，现更加详细地论述本发明的照明装置10的其它特征。更具体地说，将在本文中论述照明装置10的MEMS封装21。MEMS装置20可以包括在MEMS封装21上组织成阵列的至少一个MEMS单元22 (图3)。MEMS单元22的阵列可以位于封装半导体23上(图5)，因此形成MEMS封装21。
[0055]此外现参考图4，现更加详细地论述本发明的照明装置10的其它特征。更具体地说，现将论述MEMS单元22的结构构造，多个MEMS单元22可被构造为形成MEMS封装21。MEMS单元22可以包括MEMS单元底座26、定位组件24和可再定位表面34。贯穿本公开和随附权利要求，可再定位表面34还可以称作操作面。可再定位表面34可以包括可反射光的反射面。在本发明的实施例中，可再定位表面34可以是微镜。然而，本领域技术人员在得益于本公开后将明白，能够接受光源光42并将所述光改向到期望输出方向60上的任何表面都被包括在本发明的范围和主旨内。
[0056]MEMS单元底座26可以包括形成MEMS单元22的其它组件所用的半导体材料。半导体材料可以包括硅，但是本领域技术人员将明白，其它的半导体材料将被包括在本发明的范围和主旨内。由于硅固有的柔性性质，在微观尺度下，可以在能量耗散最小的情况下将MEMS装置20的由硅形成的机械组件再定位。硅还提供了在机械操作期间实现最小疲劳特性的优势。此最小疲劳特性可以在可能发生故障前有利地提供上万亿次机械操作。本领域技术人员将明白，可以使用其它的材料(诸如(但不限于)聚合物和金属)以形成MEMS单元底座26。
[0057]MEMS单元底座26还可以包括电子组件，所述电子组件控制MEMS单元22的机械组件的操作。电子组件可以包括与微控制器28的电子连接。通过该连接，MEMS单元22可以经由配置信号从微控制器28接收操作指令。MEMS单元底座26的电子组件还可以包括SRAM存储体，所述SRAM存储体可以用于通过偏置电压将电荷施加给机械组件，这可以进一步地允许选择性地定位可再定位表面34。使用偏置电压来控制MEMS单元22可以允许照明装置10有利地同时操控从阵列(诸如MEMS封装21)中的每个MEMS单元22反射到期望输出方向60上的光。此外，使用偏置电压可以允许MEMS装置20在低电压要求下操作，从而有利地提供有效率的操作。
[0058]定位组件24可以由MEMS单元底座26通过以下工艺形成:形成多个材料层、使用光刻法图案化这些层、将图案化的层刻蚀成MEMS单元22的机械组件的形状、以及将这些层沉积在一起。在产生每个MEMS单元22的机械组件时所沉积的每个层可以具有微米至纳米尺度的厚度。
[0059]定位组件24可以形成为提供可再定位表面34的机械运动。在优选实施例中，定位组件24可以被构造为允许绕两个轴运动。然而，本领域技术人员将明白，替代的实施例可以提供绕一个或更多个轴的枢轴运动。
[0060]MEMS单元22的定位组件24可以包括具有至少一个支撑结构、轭结构和一对电极的机械组件，以用于控制其它机械结构的操作和可再定位表面34的位置。当施加电流到定位组件24的电极时，静电力可以造成其它的定位组件24的机械结构物理地再定位。这种再定位可以是绕机械定位组件所在的轴的旋转。当接收到电流时，静电力可以造成机械定位组件以可在皮米尺度上测量的距离来再定向。然而，由于每个MEMS单元22和本文中所包括的组件的微米尺度的缘故，再定向的程度可以有利地提供用以允许可再定位表面34进行大幅移动所需要的足够运动范围。
[0061]通过提供用于可再定位表面34的运动范围，定位组件24可以允许MEMS单元22将光源光42反射到期望输出方向60上。这可以通过修改可再定位表面34绕一个或更多个轴旋转的角度而完成。这种旋转可以由定位组件24提供。由于可再定位表面34由定位组件24再定向，可以改变限定反射光的方向的反射角。
[0062]反射角的这种改变可以有利地允许MEMS单元22将光源光42改向到期望输出方向60上。期望输出方向60可以由MEMS装置20的微控制器28所接收的一个或更多个控制信号来确定，所述一个或更多个控制信号可以控制一个或更多个MEMS单元22。
[0063]在本发明的照明装置10的某些实施例中，MEMS装置20可以是数字微镜装置或DMD。DMD是可以包括布置成矩形阵列的多个微镜或微型镜的MEMS装置20的一种。由于微镜的微小尺寸，DMD可以在单个装置中包括几十万个或更多个微镜。本领域技术人员将明白，虽然附图中描绘了矩形阵列，但是本发明的DMD装置可以包括配置成任何形状的阵列的微镜，并仍保持将光源光42反射到期望输出方向60上的功能。因此，这些可替换配置的阵列应视为被包括在本发明的范围和主旨内。
[0064]虽然下列段落将MEMS装置20的结构描述成DMD，但是本领域技术人员将明白，用于DMD的结构描述可以应用于MEMS装置20。在下列段落中，DMD的微镜可以在结构上等同于MEMS装置20的可再定位表面34。微镜可以仅是可再定位表面34的一个实施例,其中表面具有反射性。因此，本领域技术人员还应将下列段落视为对基于MEMS的照明装置10的一般公开，而不应将本公开仅限于DMD装置。
[0065]DMD的微镜可以由反射材料(诸如(但不限于)铝)构成。每个微镜可以被DMD的定位组件24控制。考虑到DMD是MEMS装置20的一种，DMD可以共享先前描述的MEMS装置的结构构造。优选地，DMD中包括的微镜可以能够在任一个方向上绕轴旋转大约12度。本领域技术人员在得益于本公开后将明白，DMD中包括的微镜可以旋转大于或小于12度，这也在本发明的范围和主旨内。
[0066]每个微镜的这种旋转可以允许各个微镜在“开”状态与“关”状态之间转变。当微镜被定位成将光反射到期望输出方向60上时，可以开始微镜的“开”状态。当微镜被定位成将光反射到期望输出方向60以外的方向上时,可以开始微镜的“关”状态。在实施例中，在“关”状态下，可以将反射光引导到光吸收部件。光吸收部件的实例可以包括(但不限于)散热片。
[0067]DMD阵列的微镜中的每个可以对应于DMD所输出的光的像素。这些像素可以被组合以产生可以在投影面62上显示的图像。下文将进一步详细论述投影面62。通过操控每个微镜，可以不断地更新图像以在期望输出方向60上显示期望的颜色图案或图像。通过每个微镜快速定位在“开”或“关”状态，DMD可以将动画片或视频图像反射或投影到期望输出方向60上。
[0068]贯穿本公开的剩余部分，本发明大体将会以MEMS构造来论述。本领域技术人员将明白，MEMS构造的结构构造旨在包括DMD的结构构造，因为DMD是MEMS技术的应用。MEMS单元22可以组织成诸如由图5示出的网格构造。可以使用各种网格构造，所述各种网格构造可以包括图5中示出的方格的非限制性实例。然而，本领域技术人员将明白，MEMS单元22可以在MEMS封装21上组织成可允许将光源光42反射到期望输出方向60上的任何构造。
[0069]为了清楚起见，将图5的MEMS封装21示出为可以被包括作为本发明的MEMS装置20的优选实施例的一部分的MEMS封装21的版本。在优选实施例中，MEMS单元22的阵列可以包括任何数量的MEMS单元22，且不一定是图5中描绘的MEMS单元的数量。由于MEMS装置20的微小本质，MEMS装置可以包括尺寸小至I微米乘以I微米的MEMS单元22。本领域技术人员将明白，虽然本文中提供的公开设想了具有多个MEMS单元22的MEMS装置20，但是本发明也可以包括具有少至一个MEMS单元22的MEMS装置20，这也被包括在本发明的范围和主旨内。
[0070]MEMS装置20的可再定位表面34可以包括转换涂层30，涂敷所述转换涂层30以将光源波长范围的光源光42改变为转换波长范围的转换光46，这也许在图4中最能示出。转换涂层30优选地由磷涂层来提供，所述磷涂层能够将具有光源波长范围的光转换成具有一个或更多个转换波长范围的光。然而，本领域技术人员将明白，能够将光从一个波长范围转换到另一波长范围的任何涂层都可以涂敷到可再定位表面34，这也被包括在本发明的范围和主旨内。
[0071]诸如基于磷材料的涂层的转换涂层30可以改变可透射过涂层的光的波长范围。光源波长范围可以转换成至少一个转换波长范围。如上文论述的，光源光42可以包括由一个或更多个光源40发射的单色、双色或多色光。为了清楚起见，提及光源光42及其对应的光源波长范围应被理解为包括由所述一个或更多个光源40发射且由照明系统10的MEMS装置20接收的光。因此，光源波长范围应被理解为包含单色、双色和多色光源光42所包括的波长范围。
[0072]此外，具有光源波长范围的光源光42可以由转换涂层30转换成具有多个转换波长范围的转换光46。多种磷元素的使用可以产生包括多个分离或重叠波长范围的光。这些波长范围可以被组合以产生转换光46。为了使前文的描述更加清楚，提及转换光46及其对应的转换波长范围应被理解为包括了光源光42可穿过转化涂层30时可产生的所有波长范围。
[0073]磷物质在被激发时可以发光。磷在暴露于光(诸如从光源40发射的光源光42)时可以发生磷的激发。由磷发射的光的波长可以取决于构成磷的材料。
[0074]在根据本发明的照明装置的实施例中，可以将多个转换涂层30涂敷到每个MEMS单元22的可再定位表面34。例如，可以使用能够产生绿色、蓝色和红色转换光46的多种磷。当这些转换涂层30被涂敷到MEMS单元22的可再定位表面34时，可再定位表面34可以反射相应转换涂层30的转换波长范围内的光。为了清楚起见，涂敷有绿色、蓝色和红色转换涂层30的可再定位表面34在本公开中可以分别称作绿色可再定位表面34G、蓝色可再定位表面34B和红色可再定位表面34R。也许图6A和图10中最能示出MEMS封装21中的彩色MEMS单元22的这种构造。
[0075]现参考图6A和图10，涂敷了转换涂层的可再定位表面34G、34B和34R(图10中示出)可以均匀地分布。这种均匀分布可以带来转换光46的均匀反射，因为绿色可再定位表面34G、蓝色可再定位表面34B和红色可再定位表面34R可以占据封装半导体23的大约相同的比例面积。本领域技术人员将明白，被绿色可再定位表面34G、蓝色可再定位表面34B和红色可再定位表面34R占据的比例面积的非均匀分布被包括在本公开中，因为照明装置10的期望应用可能需要这种构造。
[0076]本领域技术人员在得益于本公开后将明白，可以将产生除了绿色、蓝色和红色以外的波长范围内的光的转换涂层30涂敷到MEMS单元22的可再定位表面34，因此被包括在本发明的范围和主旨内。此外，本领域技术人员应意识到，可以将能够产生各种转换波长范围和相应颜色的转换光46的任何数量的转换涂层30涂敷到MEMS单元22的可再定位表面34，这也被包括在本公开的范围内。
[0077]描绘了三种离散颜色转换涂层30的前述实例不旨在以任何方式进行限制。相反，提供前述实例的描述是出于说明性目的，仅作为一个非限制实例。本领域技术人员将明白，可以由涂敷到可再定位表面30的转换涂层30产生任何波长范围和因此任何相应颜色，这仍然在本发明的范围内。因此，本发明的照明装置10不应以任何方式受限于前述实例。
[0078]也许图6B中最能示出，根据本发明的照明装置10的MEMS装置20的其它实施例可以接收蓝色光源光42。更具体地说，MEMS装置20可以包括多个MEMS单元22，其中若干个MEMS单元22可以不具有涂敷到其可再定位表面34的转换涂层30。缺少转换涂层30的涂敷可以允许相应的可再定位表面34在MEMS单元22接收到光源光42时反射光源光42。可以通过将转换涂层30涂敷到其余的相应MEMS单元22的可再定位表面34来提供其它的期望颜色。[0079]下文介绍前述段落的实施例的一个非限制实例，其中光源光42在蓝色波长范围内。因为光源光42已经是以蓝色波长范围发射的，所以可以不需要转换而将蓝色光反射到期望输出方向60上。相反，因为光源光42是作为蓝色光发射的，可以将转换涂层30涂敷到MEMS单元22G和22R的比例数量的可再定位表面34G和34R，以将光源光42转换成具有期望转换波长范围的转换光46。参考图6B中描绘的实例，绿色可再定位表面34G、红色可再定位表面34R和没有涂敷转换涂层30的可再定位表面34的区域可以分布成占据大约相同的比例面积。当MEMS装置20接收到蓝色光源光42时，MEMS装置20可以因此反射包括绿色波长范围、蓝色波长范围和红色波长范围内的光的转换光46。
[0080]本领域技术人员在得益于本公开后将明白，可以由MEMS装置20接收具有任何光源波长的光源光42并将其转换成转换波长范围。图6B示出的实施例还可以接收红色波长范围内的光源光42，并且包括绿色可再定位表面34G、蓝色可再定位表面34B和没有涂敷转换涂层30的可再定位表面34的区域。
[0081]现参考图7，现在更加详细地描述根据本发明的实施例的照明装置10的其它特征。更具体地说，现将论述转换光46的期望输出方向60。在光源光42由MEMS装置20转换成转换光46之后，其可以被反射到期望输出方向60上。本发明的照明装置10可以将转换光46大体反射到期望输出方向60上，其中反射光可以漫射到诸如房间或舞台的空间中。由照明装置10反射的转换光46因此可以照亮所述空间。
[0082]可替选地，可以反射转换光46，使得期望输出方向60可以包括投影面62。在某些实施例中，投影面62可以是在空间上位于期望输出方向60上的区域，诸如(但不限于)墙壁或屏幕。在其它实施例中，投影面62可以是旨在接收由MEMS装置反射的转换光的物体。
[0083]因为本发明的照明装置10可以包括具有直接涂敷到每个MEMS单元22的可再定位表面34的转换涂层30的MEMS装置20，所以本发明的照明装置10可以有利地使用最少数量的可移动部件来将动态图像投影到不规则投影面62上。下文将更加详细地描述本发明的照明装置10的操作。
[0084]投影面62可以包括物体的可投影光的任何表面。除了将投影面62定义成墙壁或屏幕以外，如上所述，投影面62还可以包括不具备矩形或规则形状的物体。也许图7A中最能示出，投影面62还可以包括雕塑或其它非矩形物体。如图7A中提供的实例示出的，其中示出了球形结构，转换光46可以由MEMS装置20反射到球形投影面62上。
[0085]也许图7B和图7C中示出的实例最能描述，投影面62还可以包括非静止物体或可将其自身再定位或被再定位的物体的任何表面。在图7B示出的实例中，投影面62可以是人。投影面62还可以是具有随机运动特性的物体，诸如图7C中为了示例性目的而描绘的喷泉。照明装置10可以能够经由位置检测装置64来追踪人、喷泉或其它投影面62的运动。本领域技术人员将明白，提供雕塑、人和喷泉的先前实例仅作为实例，不旨在以任何方式进行限制。本领域技术人员还将明白，任何物体，无论是静止的还是运动的，都可以用作本发明范围内的投影面62。
[0086]位置检测装置64可以用来确定投影面62的空间位置。位置检测装置64的实施例可以使用位置感测组件的一种或更多种配置以确定投影面62的位置。本领域技术人员将明白，位置检测装置64可以被配置成控制一个或更多个MEMS装置20。
[0087]现将论述可能的位置感测配置的实例。位置检测装置64可以使用至少一个照相机以确定投影面62的位置。可以使用两个或更多个照相机以确定投影面62与本发明的照明装置10之间的距离。在本发明的实施例中，位置检测装置64的照相机可以相互以同等距离分开定位，这可以允许位置检测装置64确定深度。然后位置检测装置64可以通过计算深度算法来确定投影面62与位置检测装置64之间的距离。
[0088]位置检测装置64可以采用替代的或附加的位置检测配置。这些位置检测配置可以包括(但不应限于)雷达、声纳、红外线、RFID、激光目标定位和本领域技术人员应了解的其它位置检测机构。
[0089]一旦位置检测装置64确定了投影面62的位置，其可以产生表示投影面62的位置的位置输出。该位置输出可以由能够解译其中所包括的信号的任何装置来接收，诸如MEMS装置20和/或再定位装置66。
[0090]如果MEMS装置20接收到该位置输出，那么MEMS装置20可以控制其中所包括的MEMS单元22，以将转换光46反射到与投影面62的检测到的位置相对应的期望输出方向60上。由于投影面62可以将其自身再定位或被移动，位置检测装置64可以检测投影面62的新的位置。然后位置检测装置64可以输出新的位置信号，该新的位置信号可以由MEMS装置20接收。因此，MEMS装置20可以将转换光46的期望输出方向60再定向以对应于投影面62的当前位置。这种操作可以不断地发生。
[0091]返回参考如图7C中示出的喷泉实例，投影面62可以包括多个较小表面。在本实例中，这些较小表面可以包括由喷泉产生的水流71和水滴72。此外，这样的多个较小表面可以绕给定区域散布，从而在空间上存在于相互不同的位置和深度处。
[0092]在定位了可以共同地构成投影面62的每个较小表面之后，MEMS装置20可以调整期望输出方向60，以将转换光46反射到与投影面62的这些较小表面所占据的大致相同的区域。下文将对这种操作提供更详细的实例。
[0093]现参考图7、图7A、图7B和图7C，位置检测装置64可以将位置信号传送到再定位装置66。再定位装置66可以操作地连接到MEMS装置20以提供MEMS装置20的物理再定向。这种物理再定向可以有利地允许MEMS装置20将转换光46反射到否则将会处于静止的MEMS装置20的范围以外的扩展区域。
[0094]再定位装置66可以包括能够相对于接收的输入而将MEMS装置20再定位的电动组件。接收的输入可以是由位置检测装置64接收的位置输入。当接收到输入时，再定位装置66可以控制至少一个电动组件以使MEMS装置20的物理位置转动。本领域技术人员将明白，虽然本公开论述了使用电动组件来物理地调整或改变MEMS装置20的定向，但是也可以使用替代的再定位结构。这种结构可以包括(但不应限于)电磁系统、气动装置、液压装置和本领域技术人员了解的其它位置操控系统。
[0095]在另一实施例中，再定位装置66可以操控除了 MEMS装置20以外的光改向结构。这种结构可以是镜子，其被构造为接收由MEMS装置20反射的转换光46并经由第二次反射而将转换光46改向。光改向结构还可以是透镜，其被构造为将可通过其的光改向。光改向结构的另一实例可以是波导。本领域技术人员将明白可被再定位装置66控制的其它等同的光改向结构，这样的光改向结构可以改变由MEMS装置20反射的光的路径，这旨在被包括在本发明的范围和主旨内。位置检测装置64和再定位装置66可以集成到一个结构中。可替选地，位置检测装置64、再定位装置66和MEMS装置20可以全部集成到一个结构中。[0096]在操作中，本发明的照明装置10可以有利地在一次操作中将光源光42的波长范围转换并改向。更具体地说，本发明的照明装置10可以接收光源光42、将光源光42的光源波长范围转换成转换光46的转换波长范围、以及将转换光46反射到期望输出方向60上。在期望输出方向60上可以包括投影面62。可以由位置检测装置64来检测投影面62的空间位置，由此再定向装置66可以将MEMS装置20再定向以允许期望输出方向60对应于投影面62的位置。
[0097]光源光42可以由一个或更多个光源40产生。光源40可以包括如先前论述的至少一个发光元件，所述发光元件可以包括LED、激光和/或其它发光半导体。本领域技术人员将明白，虽然光源40被描述成使用发光半导体，但是也可以使用任何发光结构，这仍然在本发明的范围和主旨内。
[0098]当电流通过处于正向偏压下的二极管时，LED可以发光。LED可以由通过的电流的电子来驱动以提供电致发光或光的发射。发射的光的颜色可以由发光半导体的构造中所使用的材料来确定。前文的描述考虑了使用可以发射蓝色或紫外波长范围内的光的半导体。然而，本领域技术人员将明白，如本文中已公开的，可以由具有任何波长范围的发光半导体来发射光，这仍然在本发明的范围内。实际上，发光半导体可以发射任何波长范围内的光源光42，因为发射的光源光42随着在其被反射到期望输出方向60上而可以由涂敷到MEMS单元22的可再定位表面34的转换涂层30转换。
[0099]此外，现参考图8中示出的流程图80，现将更加详细地论述由本发明的照明装置10的操作引起的光的透射、转换和反射。从方框80S开始,光源40可以发射光源光42 (方框81)。然后发射的光源光42可以被引导到MEMS装置20，从而引起由MEMS装置20接收光源光42(方框82)。然后，光源光42可以通过涂敷到MEMS单元22的可再定位表面34的转换涂层30 (方框83)。随着光源光42通过转换涂层30，光源光42可以经历转换成临时光的第一波长转换(方框84)。
[0100]然后临时光可以由MEMS单元22的可再定位表面34反射到期望输出方向60上(方框85)。如先前论述的，可再定位表面34可以是微镜或其它反射性的可再定位表面34。临时光在被反射之后可以再次通过涂敷到MEMS单元的可再定位表面34的转换涂层30(方框86)。
[0101]因为转换涂层30可以涂敷到可再定位表面34的表面，光可以两次通过转换涂层
30。通过两次通过转换涂层30，本发明的照明装置10可以有利地要求较少地将转换涂层30材料涂覆到MEMS单元22的可再定位表面34。这有利地减小了可由MEMS单元22的机械组件再定位的附加质量，从而提供增加的可靠性和效率。
[0102]随着临时光通过转换涂层30，光可以经历转换成转换光46的后续波长转换(方框87)。然后转换光46可以继续在期望输出方向60上行进，所述期望输出方向60可以是已经由MEMS装置20反射的(方框88)。然后可以终止操作(方框80E)。
[0103]此外，现参考图9中示出的流程图90，现将更加详细地论述控制转换光46的期望输出方向60的操作。所述操作从方框90S开始，其中由MEMS装置20的微控制器28来解译控制程序(方框92)。控制程序可以包括预定指令集，所述预定指令集被包括在存储器或数据存储装置中。可替选地，控制程序可以响应于用户输入集，从而响应于用户输入而动态地控制转换光46的波长范围。本领域技术人员在得益于本公开后将明白微控制器28可以解译控制程序并操作MEMS装置20的MEMS单元22的等同方案。
[0104]一旦微控制器28解译了控制程序的指令，微控制器28可以将控制信号传送到MEMS单元22 (方框94)。然后MEMS单元22可以接受控制信号并因此将其可再定位表面34再定位(方框96)。MEMS单元22可以将可再定位表面34定位成具有期望的反射角。一旦可再定位表面34被正确地定位，由MEMS单元22接收的光可以被反射到期望输出方向60上(方框98)。然后操作可以终止(方框90E)。
[0105]此外，现参考图10和图11，现将更加详细地论述根据本发明的实施例的将转换光46反射到期望输出方向60上的操作。更具体地说，现将论述光源光42可以被转换成可包括各种转换波长范围的转换光46的实施例。
[0106]图10示出在MEMS封装21中分组的MEMS单元22的阵列。为了清楚起见，其中仅示出三个MEMS单元22，但是本领域技术人员将明白，MEMS封装21中可以包括任何数量的MEMS单元22。类似地，图10示出可以发射各种转换波长范围内的转换光46的MEMS单元22的阵列。这些MEMS单元22可以包括绿色MEMS单元22G、蓝色MEMS单元22B和红色MEMS单元22R。这些MEMS单元22可以分别发射包括三种不同波长范围的转换光46:绿色转换光46G、蓝色转换光46B和红色转换光46R。如先前论述的，这些波长范围的转换光46可以共同地反射为具有一个转换波长范围的一种转换光46。本领域技术人员将明白，通过利用适当的波长转换材料(诸如磷)来涂敷转换涂层30，转换光46可以被产生为具有几乎任何转换波长范围。因此，本文中提供的实例不旨在以任何方式受到限制，尤其不旨在限于本文中描述的绿色转换光46G、蓝色转换光46B和红色转换光46R。
[0107]现参考图11中示出的流程图110，现更加详细地描述本实施例的MEMS装置20的操作，所述操作可以反射具有各种转换波长范围的转换光46。从方框IlOS开始，可以由微控制器28来解译控制程序以确定期望的转换波长范围(方框112)。
[0108]MEMS装置20可以包括绿色MEMS单元22G、蓝色MEMS单元22B和红色MEMS单元22R。微控制器28可以通过引导相应颜色的MEMS单元22的部分以将转换光46反射到期望输出方向60上来确定可以反射到用于每个转换波长范围期望输出方向60上的转换光46的量。可替选地，微控制器28可以控制MEMS单元22的占空比以改变实际上发射到期望输出方向60上的光量。可以对具有相应波长范围或颜色的MEMS单元22选择性地施加占空比控制，以改变实际上反射到用于每个波长范围或颜色的期望输出方向60上的光量。在微控制器28可以控制彩色MEMS单元22 (诸如绿色MEMS单元22G、蓝色MEMS单元22B和红色MEMS单元22R)的占空比的本发明的照明装置10的实施例中，微控制器28可以利用一个控制信号来控制具有相似颜色的所有MEMS单元22。可替选地，微控制器28可以单独地控制MEMS单元22，无论涂敷到其可再定位表面34的波长转换涂层30如何。本领域技术人员在得益于本公开后将明白落入本发明的范围和主旨内的等同控制配置。
[0109]微控制器28可以通过将MEMS单元22的相应部分定位到期望输出方向60上来控制每个波长范围或颜色的强度。为了控制MEMS单元22，微控制器28可以将控制信号发送到可以包括绿色MEMS单元22G (方框114G)、蓝色MEMS单元22B (方框114B)和红色MEMS单元22R(方框114R)的相应MEMS单元22。各个MEMS单元22然后可以接受控制信号并因此将各自的可再定位表面34定位(方框116G、116B和116R)。一旦因此定位了各个MEMS单元22G、22B和22R，可将包括期望输出波长范围的光反射到期望输出方向60上(方框118)。此后，操作可以终止(方框110E)。
[0110]此外，现参考图12和图13，现将更加详细地论述根据本发明的其它实施例的将转换光46反射到期望输出方向60上的操作。更具体地说，本文中将论述可以将光源光42转换成包括各种转换波长范围的转换光46的像素的实施例。
[0111]图12示出在MEMS封装21中分组的MEMS单元22的阵列。为了清楚起见，其中仅示出有限数量的MEMS单元22，但是本领域技术人员将明白，MEMS封装21中可以包括多个MEMS单元22。类似地，图12 (根据图10来观察)示出可以发射各种转换波长范围内的转换光46的MEMS单元22的阵列。这些MEMS单元22可以包括大量独立控制的像素MEMS单元22。这些像素MEMS单元22可以包括(但不应限于)绿色MEMS单元22G、蓝色MEMS单元22B和红色MEMS单元22R。这些MEMS单元22可以分别反射可包括各种波长范围的转换光46，诸如绿色转换光46G、蓝色转换光46B和红色转换光46R。
[0112]响应于由MEMS装置20的微控制器28接收的控制信号，这些波长范围的转换光46可以由形成像素阵列的每个MEMS单元22单独地反射。共同地，这些像素可以被反射为具有一个转换波长范围的一个转换光46，如先前论述的。可替选地，可以选择性地反射像素以产生投影静态或动画图像。
[0113]本领域技术人员将明白，通过利用适当的波长转换材料(诸如磷)来涂敷转换涂层30，可以以具有几乎任何转换波长范围的转换光46来产生像素。因此，如本文中所述，本文中提供的实例不旨在以任何方式受到限制，尤其不旨在限于本文中描述的绿色转换光46G、蓝色转换光46B和红色转换光46R或由其形成的像素。
[0114]现参考图13中示出的流程图130，现更加详细地描述本实施例的MEMS装置20的操作，所述操作可以反射具有 各种转换波长范围的转换光46。从方框130S开始，可以由微控制器28来解译控制程序以确定期望的转换波长范围(方框132)。根据当前描述的实施例，转换波长范围可以包括波长转换像素的阵列。
[0115]MEMS装置20可以包括多个像素。这些像素可以由绿色MEMS单元22G、蓝色MEMS单元22B和红色MEMS单元22R形成。本领域技术人员将明白，可以将任何转换涂层30涂敷到MEMS单元22的可再定位表面34以产生具有转换波长范围的转换光46的像素，这仍然在本发明的范围和主旨内。
[0116]微控制器28可以确定可反射到用于每个转换波长范围的期望输出方向60上的转换光46的像素数量。然后微控制器可以命令相应彩色MEMS单元22的部分以将转换光46反射到期望输出方向60上。可替选地，微控制器28可以控制具有相应波长范围或颜色的MEMS单元22的占空比，以改变实际上由每个像素发射到期望输出方向60上的光量。在根据本发明的照明装置10的实施例中，即其中微控制器28可以控制彩色MEMS单元22(诸如绿色MEMS单元22G、蓝色MEMS单元22B和红色MEMS单元22R)的占空比的实施例中，微控制器28可以共同地或单独地控制MEMS单元22。如果单独地控制，那么可以控制单独的像素的状态以产生可以反射到期望输出方向60上的静态或动画图像。本领域技术人员在得益于本公开后将明白落入本发明的范围和主旨内的等同控制配置。
[0117]微控制器28可以通过定位相应的MEMS单元22以将其转换光46反射到期望输出方向60上来控制每个像素的强度。为了控制MEMS单元22，微控制器28可以将控制信号发送到与期望像素相对应的MEMS单元22 (方框134pl、134p2、…、134p(n_l)和134p(n))。虽然图13中仅示出四个像素的控制，但是本领域技术人员将明白，MEMS装置20的微控制器28可以控制多个像素。然后各个MEMS单元22可以接受控制信号并因此将与控制信号关联的可再定位表面34定位(方框136pl、136p2、…、136p (n_l)和136ρ (η))。一旦各个MEMS单元22因此被定位，可将包括期望输出波长范围或图像的转换光46反射到期望输出方向60上(方框138)。此后，操作可以终止(方框130Ε)。
[0118]此外，现参考图14，现将更加详细地论述根据本发明的其它实施例的检测投影面62的空间位置的操作。流程图140中描述的操作可以从方框140S开始。位置检测装置64可以识别投影面62 (方框142)。位置检测装置64可以使用位置感测组件的一种或更多种配置来确定投影面62的位置。
[0119]如先前对位置检测装置64的结构描述所论述的，此外如图7、图7Α、图7Β和图7C中所示出的，位置检测装置64可以使用照相机来确定投影面62的位置。如果使用两个或更多个照相机，那么位置检测装置64可以通过执行深度算法来确定投影面62与照明装置10之间的距离。位置检测装置64还可以使用其它的位置检测配置，诸如(但不限于)雷达、声纳、红外线、RFID、激光目标定位和本领域技术人员应了解的其它位置检测机构。
[0120]位置检测装置64可以包括能够执行位置计算算法的计算机程序。此算法可以用来确定投影面62的空间位置(方框144)。在根据本发明的照明装置10的位置检测装置64的实施例中，照相机传感器的阵列可以分析一系列捕获的图像。可以以高频率来捕获并分析这些捕获的图像。然而，本领域技术人员将明白，可以以任何频率来捕获图像，这仍然符合本发明的范围和主旨。
[0121]位置检测装置64可以检测由每个照相机传感器所报告的物体(诸如投影面62)的位置上的变化。然后位置检测装置64可以应用前文提及的可对捕获的图像进行比较的算法。算法可以用来确定投影面62在每个照相机传感器所捕获的每个图像之间移动的增量距离(delta distance)。此外，算法可以使用如每个照相机传感器所报告的增量距离，以对投影面62的三维位置进行三角测量。本领域技术人员将明白，能够定位投影面62的其它的位置检测机构也旨在被包括在本发明的范围内。
[0122]一旦位置检测装置64已确定了投影面62的位置，位置检测装置64可以产生表示所述位置的位置信号输出。然后位置检测装置64可以将位置信号数据传送给能够解译其中所包括的信号的任何装置，诸如MEMS装置20或再定位装置66 (方框146)。然后操作可以确定是否已接收到关机命令(方框148)。如果未接收到关机命令，那么位置检测装置64可以再次执行方框142的操作，其中位置检测装置64可以识别投影面62。如果在方框148检测到关机命令，那么操作将终止(方框140E)。
[0123]此外，现参考图15，现将更加详细地论述根据本发明的实施例的引导MEMS装置20的期望输出方向60的操作。流程图150中描述的操作可以从方框150S开始，其中控制期望输出方向60的装置可以从位置检测装置64接收位置信号(方框152)。位置信号可以由MEMS装置20、再定位装置66或被配置为接收位置信号的其它装置接收。
[0124]如果位置信号由MEMS装置20来接收，那么MEMS装置20可以因此调整MEMS装置20的期望输出方向60(方框154)。可替选地，如果位置信号由再定位装置66来接收，那么再定位装置66可以因此调整`MEMS装置20的定向或由MEMS装置20反射的光的定向(方框155)。位置信号还可以由MEMS装置20和再定位装置66 二者来接收，其中MEMS装置20和再定位装置66 二者执行如方框154和155中描述的相应操作。本领域技术人员将明白，能够接收位置信号的其它装置可以接收位置信号并执行如从位置信号引导的相应动作。
[0125]通过由再定位装置66和/或MEMS装置20所执行的再定位操作，MEMS装置20然后可以将转换光46反射到期望输出方向60上，所述期望输出方向60可以与投影面62的空间位置大致相同(方框156)。然后操作可以确定是否已接收到关机命令(方框158)。如果未接收到关机命令，那么操作将返回到方框152，其中可以再次接收位置信号。如果在方框158检测到关机命令，那么操作将终止(方框150E)。
[0126]如果位置输出由MEMS装置20来接收，那么MEMS装置20可以控制其中所包括的MEMS单元22，以将转换光46反射到与投影面62的检测到的位置相对应的期望输出方向60上。由于投影面62可以将其自身再定位或移动，MEMS装置20可以不断地将转换光46的期望输出方向60再定位以对应于投影面62的当前位置。如图7C中示出，投影面62可以包括多个较小表面。此外，所述多个较小表面可以绕给定区域散布，从而在空间上存在于相互不同的位置和深度处。
[0127]在定位了这些可共同地构成投影面62的较小表面之后，MEMS装置20可以调整期望输出方向60，以将转换光46反射到与投影面62的较小表面所占据的大致相同的区域。
[0128]包括下列实例仅出于说明性目的，意在帮助本领域技术人员更好地理解如本文中公开的本发明。下列实例绝不旨在限制本发明的使用或应用。此外，下列实例不旨在将本发明的照明装置10的操作限于下文列出的实施例。本领域技术人员在得益于本公开后将明白，本文中公开的本发明的范围旨在包括大量等同设计和构造。
[0129]参考先前提及的如图7B中示出的投影面62为人的实例，位置检测装置64可以检测人的衣服这样的特定物品，其期望用于接收转换光46。对于这个实例，可以将夹克69视为投影面62。随着夹克69可能响应于穿着它的人的运动而使其再定位，位置检测装置64可以检测夹克69。然后位置检测装置64可以将位置信号传送到MEMS装置20，从而允许MEMS装置20控制期望输出方向60以仅将转换光46反射到当前被夹克69占据的空间位置。将转换光46输出到与夹克69 (投影面62)相对应的期望输出方向60上的结果是，表面可以显得具有动态变化的颜色或图案。
[0130]在另一实例中，参考先前提及的图7C中示出的喷泉的实例，位置检测装置64可以检测水的水流71和相应水滴72 (较小表面)，它们共同地形成由喷泉喷出的喷泉水沫(投影面62)。位置检测装置64可以检测喷泉水沫的水流71和水滴72并产生位置信号。然后位置信号可以被传送到MEMS装置20。MEMS装置20然后可以控制期望输出方向60，以将转换光46仅反射到当前被水流71或相应水滴72占据的空间位置。
[0131]将转换光46输出到与共同地形成投影面62的较小表面相对应的期望输出方向60上的结果是，由喷泉喷出的水可以显得被投影到其上的光照亮。此外，通过选择性地控制MEMS装置20的MEMS单元22，可以按需来改变转换光46的波长范围以及因此改变颜色。这可以产生动态彩色喷泉的有益效果，而无需由泛光灯进行静态的或低效的低照明。
[0132]本领域技术人员在得益于前文描述和相关附图中提出的教导后将想到本发明的许多修改和其它实施例。因此，应了解本发明并不限于所公开的特定实施例，修改和实施例旨在被包括在随附权利要求书的范围内。
【权利要求】
1.一种用于将预定光源波长范围内的光源光引导到期望输出方向上的照明装置，所述照明装置包括: 微机电系统装置，所述微机电系统装置包括至少一个操作面，以接收所述光源光并朝所述期望输出方向将所述光源光改向； 转换涂层，所述转换涂层包括涂敷到所述至少一个操作面的磷波长涂层材料，以将所述光源光转换成预定的至少一个转换波长范围内的转换光； 其中所述微机电系统装置是数字微镜装置，所述数字微镜装置包括能够在多个角度之间定位以反射所述转换光的镜子的阵列；以及 其中所述预定光源波长范围包括选择性地启用的多个波长范围。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述光源光是单色光。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述光源光是双色光。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述光源光是多色光。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述预定光源波长范围在蓝色光谱和紫外光谱中的至少一个内。
6.根据权利要求5所述的照明装置，其中在所述紫外光谱内的光源光的预定光源波长范围在200纳米到400纳米之间。
7.根据权利要求5所述的照明装置，其中在所述蓝色光谱内的光源光的预定光源波长范围在400纳米到500纳米之间。
8.根据权利要求1所述的照`明装置，还包括位置检测装置；其中所述期望输出方向包括投影面。
9.根据权利要求8所述的照明装置，其中所述位置检测装置感测所述投影面的位置，以限定感测的投影面的位置。
10.根据权利要求9所述的照明装置，还包括再定位装置，所述再定位装置将所述微机电系统装置再定位，以将所述转换光投影到所述感测的投影面的位置。
11.根据权利要求1所述的照明装置，还包括至少一个光源，所述至少一个光源产生所述预定光源波长范围内的光源光。
12.一种用于将预定光源波长范围内的光源光引导到期望输出方向上的照明装置，所述照明装置包括: 微机电系统装置，所述微机电系统装置包括至少一个操作面，以接收所述光源光并朝所述期望输出方向将所述光源光改向；以及 转换涂层，所述转换涂层涂敷到所述至少一个操作面，以将所述光源光转换成预定的至少一个转换波长范围内的转换光。
13.根据权利要求12所述的照明装置，其中所述微机电系统装置是数字微镜装置，所述数字微镜装置包括能够在多个角度之间定位以反射所述转换光的镜子的阵列。
14.根据权利要求12所述的照明装置，其中所述光源光是单色光。
15.根据权利要求12所述的照明装置，其中所述光源光是双色光。
16.根据权利要求12所述的照明装置，其中所述光源光是多色光。
17.根据权利要求12所述的照明装置，其中所述预定光源波长范围包括选择性地启用的多个波长范围。
18.根据权利要求12所述的照明装置，其中所述预定光源波长范围在蓝色光谱和紫外光谱中的至少一个内。
19.根据权利要求18所述的照明装置，其中在所述紫外光谱内的光源光的预定光源波长范围在200纳米到400纳米之间。
20.根据权利要求18所述的照明装置，其中在所述蓝色光谱内的光源光的预定光源波长范围在400纳米到500纳米之间。
21.根据权利要求12所述的照明装置，还包括位置检测装置；其中所述期望输出方向包括投影面。
22.根据权利要求21所述的照明装置，其中所述位置检测装置感测所述投影面的位置，以限定感测的投影面的位置。
23.根据权利要求22所述的照明装置，还包括再定位装置，所述再定位装置将所述微机电系统装置再定位，以将所述转换光投影到所述感测的投影面的位置。
24.根据权利要求12所述的照明装置，其中所述转换涂层包括磷波长转换材料。
25.一种使用照明装置的方法，所述照明装置包括具有至少一个操作面的微机电系统装置和涂敷到所述至少一个操作面的转换涂层，所述方法包括以下步骤: 接收光源光； 将所述光源光转换成预定的至少一个转换波长范围内的转换光；以及 朝期望输出方向反射所述转换光。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述微机电系统装置是数字微镜装置，所述数字微镜装置包括能够在多个角度之间定位以将所述转换光反射到所述期望输出方向上的镜子的阵列。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述光源光是单色光。
28.根据权利要求25所述的方法，其中所述光源光是双色光。
29.根据权利要求25所述的方法，其中所述光源光是多色光。
30.根据权利要求25所述的方法，其中所述光源光包括在蓝色光谱和紫外光谱中的至少一个内的预定光源波长范围。
31.根据权利要求30所述的方法，其中在所述紫外光谱内的光源光的预定光源波长范围在200纳米到400纳米之间。
32.根据权利要求30所述的方法，其中在所述蓝色光谱内的光源光的预定光源波长范围在400纳米到500纳米之间。
33.根据权利要求25所述的方法，还包括以下步骤:使用位置检测装置来感测投影面的位置，以限定感测的投影面的位置；以及使用再定位装置来将所述微机电系统装置再定位，以将所述转换光投影到所述感测的投影面的位置。
34.根据权利要求25所述的方法，其中所述转换涂层包括磷波长转换材料。
35.根据权利要求25所述的方法，还包括以下步骤:由至少一个光源产生预定光源波长范围中的光源光。
【文档编号】H04N5/74GK103733114SQ201280023716
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年3月27日 优先权日:2011年3月28日
【发明者】弗雷德里克·马克西克, 罗伯特·索莱尔, 大卫·巴尔提纳, 周然, 瓦莱丽·巴斯蒂安 申请人:照明科学集团公司