专利名称：具有装饰和照明功能的基于led的光源的制作方法
技术领域：
本申请涉及发光二极管(LED)光源，并且更特别地涉及具有装饰和照明功能的基于LED的光源。
背景技术：
已实现了已知基于LED的光源以提供彩色的装饰照明或恒定白光照明。在装饰性应用中，此类源可以包括根据LED的材料组成而以不同颜色、例如红色、绿色或蓝色提供光输出的若干LED。还已知构造一种组件,其通过使用冷光(luminescence) /突光将具有峰值波长的LED光输出(“主要光”)转换成具有不同峰值波长的光(“次要光”)来产生不同于LED的输出颜色的颜色。冷光/荧光过程涉及由诸如磷光体或磷光体混合物的波长转换材料来吸收主要光，从而激励发射次要光的磷光体材料。次要光的峰值波长取决于的磷光体材料的类型，其可以被选择以提供具有特定峰值波长的次要光。此过程一般地可以称为“波长转换”，并且可以将与诸如磷光体的波长转换材料组合以产生次要光的LED描述为“波长转换LED”。术语“LED源”在本文中用来表示波长转换LED和以关联峰值波长/颜色发射光的LED两者。已知装饰性光源可以结合发射不同颜色的光输出的多个LED源。通过LED的选择和定位，可以产生提供多颜色光输出的装饰性光源。在其中不要求来自光源的一般照明的区域中已使用此类装饰性光源。对于一般照明而言，已知提供了一种提供“白”光输出的单独LED光源。此类光源可以结合发射不同颜色的光的多个LED源，其组合以产生对于观察者而言显示为白色的光。常常期望产生具有相对高的显色指数(CRI)的白光。光源的显色指数是由源产生的光准确地照亮宽广范围的颜色的能力的客观测量。显色指数范围从用于单色源的本质上为零至用于白炽源的100。另外，可以将特定光源的色度称为源的“色点”。针对白光源，可以将色度称为源的“白点”。白光源的白点可以沿着色度点的轨迹下降，色度点的轨迹对应于由被加热至用开尔文(K)表示的给定温度的黑体辐射体(radiator)发射的光的颜色。因此，可以通过光源的相关色温(CCT)来标识白点，该相关色温是被加热的黑体辐射体与白光源的颜色或色调匹配时的温度。白光通常具有在约2600和8000 K之间的CCT。具有4000的CCT的白光具有淡黄颜色。具有8000K的CCT的白光在颜色上带更多蓝色，并且可以称为“冷白”。“暖白”可以用来描述具有在约2600 K和4000之间的CCT的白光，其在颜色方面带更多红色。
应对应结合附图来阅读的以下详细描述进行参考，其中，相同的标号表示相同的部分:
图1用图形方式图示出与本公开一致的光源的一个实施例及其操作；
图2图示出与本公开一致的光源系统的一个实施例，其用横截面图示出了与本公开一致的光源；
图3用图形方式图示出与本公开一致的光源的一个实施例；
图4是图示出与本公开一致的光源系统的框图；以及 图5是图示出根据与本公开一致的一个方法的操作的流程框图。
具体实施例方式与本公开一致的光源一般包括被配置成以不同颜色发射光的多个发光二极管(LED)源。控制器被配置成激励LED源以建立光颜色的变化图案，例如马赛克图案，其是观察者可见的，以提供装饰性效果。颜色的变化图案是通过变化来自LED源的光输出的图案而提供的，光输出在距光源一定距离处组合以建立目标区域的白光照明。图1用图形方式图示出与本公开一致的光源100及其操作。在所示的示例性实施例中，将光源100安装到天花板102。然而，可以将光源100安装到任何结构，其中，期望提供装饰性效果和一般照明两者。如所示，可以将光源100配置成以变化图案从多个LED源发射光，如箭头104所指示的，以产生正在看光源的外表面的观察者105可见的变化多色输出，如箭头106所指示的。可以通过选择性地使一组或多组的LED源变暗或对其进行激励并根据预定或随机时间序列来激励其他一组或多组的LED源来实现变化图案。在光源100正在产生在光源的外表面处可见的变化多色输出的同时，由LED发射的光输出在距光源100 —定距离处组合而产生观察者可感知的目标区域108的白光照明，如箭头110所指示的。LED源的光输出组合而产生白光照明处的距离可以根据LED源的数量和布置及光源100的尺寸和几何结构而变，并且可以根据应用进行调整。在包括被配置为平板以安装在天花板102上的光源100的一个实施例中，例如，LED源的光输出可以组合以在距光源约2英尺的距离处提供白光照明。本文所使用的术语“白光”指的是显示出在从2600— 8000K的范围内的CCT的两个或更多LED源光输出的任何组合。一般地，由LED源的组合光输出建立的白光照明可以显示出稳定的质量参数，例如在期望范围内。例如，由与本公开一致的光源提供的白光照明可以显示出期望范围内的CCT、CR1、国际照明委员会(CIE) X、y坐标和/或发光输出，使得随着LED源被选择性地变暗并激励，被激励LED的组合产生相对稳定的CCT、CR1、CEI x、y坐标和/或发光输出。例如，在一个实施例中，由LED源的不同被激励组合建立的白光照明的CCT、CR1、CIE X和y坐标和/或发光输出可以仅在期望公差内变化，例如变化约±10%，因为不同的LED源或LED源组被选择性地变暗和激励以在光源的表面处建立变化的多色输出。可以通过随着源被选择性地变暗和激励而保持来自LED源的输出光中的特定每色流明比(lumens-per-color ratio)(例如,在范围内)来实现此类稳定的白光照明。如本文所使用的那样，术语“每色流明比”指的是由多个不同颜色的LED源以多个颜色中的每一个递送的流明的数量的比。可以选择特定每色流明比以当在目标照明表面上将建立每色流明比的LED的输出组合时导致具有期望CCT、CR1、CIE x、y坐标和/或发光输出值或范围的白光照明。现在转到图2，图示出与本公开一致的光源系统200的一个实施例，其包括用横截面示出的与本公开一致的光源100。所示光源系统包括控制器202和光源100。光源100包括外壳204、基板206、设置在基板206上的LED源208和漫射器210。如所示，可以将不同颜色的多个LED源208安装在基板206上，例如印刷电路板，以便连接到控制器202用于响应于从电源到控制器202的输入而选择性地激励LED源208。可以由被耦合到外壳204的漫射器210将基板206和LED源208封入外壳204中。LED源208的发光表面212可以与漫射器210的内表面214处于相对面对关系。由LED源208发射的光穿过漫射器210，并且是观察者在漫射器210的外表面216处可见的。漫射器210可以采取任何已知漫射器配置，并且可以漫射从LED源208输出的多色光，使得在漫射器210的外表面216处提供装饰性外观。可以选择从LED源至漫射器210的内表面214的距离以在外表面216处向观察者提供期望的外观。可以选择该距离以使LED源208的输出的刺眼强光软化和/或实现相邻LED源208的颜色混合。如果例如漫射器210相对接近于LED源208，则相互接近的一对红色和黄色LED源可以在漫射器的外表面上表现为两个离散颜色斑(patch)。然而，如果漫射器210距离LED源是相对远的，则相互接近的红色LED源和黄色LED源可以混合以表现出单个橙色斑，因此产生未作为任何离散LED源208的输出提供的新颜色。还可以将白色LED源与彩色LED源混合以通过相对于LED源208选择性地对漫射器210进行定位来产生柔和(pastel)的颜色。图3图示出与本公开一致的光源IOOa的一个实施例。如所示，可以将不同颜色的LED源208以一定图案定位于被选择产生装饰性效果的基板206上。如本文所使用的那样，术语“彩色”在用来描述LED源208或来自其的光输出时指的是与由LED源发射的光相关联的峰值波长的范围。不同颜色的LED源因此发射具有在与不同颜色相关联的不同波长范围内的峰值波长的光。用以描述LED源或由LED源发射的光的诸如“红色”、“绿色”、“蓝色”、“橙色”、“黄色”等特定颜色的使用指的是与特定颜色相关联的特定范围的峰值波长。特别地，术语“蓝色”在用来描述LED源或由LED源发射的光时意指LED发射具有在420nm和490nm之间的峰值波长的光。术语“绿色”在用来描述LED源或由LED源发射的光时意指LED发射具有在495nm和570nm之间的峰值波长的光。术语“红色”在用来描述LED源或由LED源发射的光时意指LED发射具有在610nm和630nm之间的峰值波长的光。术语“黄色”在用来描述LED源或由LED源发射的光时意指LED发射具有在570nm和590nm之间的峰值波长的光。术语“橙色”在用来描述LED源或由LED源发射的光时意指LED发射具有在590nm和620nm之间的峰值波长的光。可以成组地布置LED源208，每个组被配置成提供标称地与其他组的每色流明比相同的特定每色流明比。可以将LED源208的组在电上分组，即可以用同一电源来对它们进行激励，使得它们同时发射光，并且不一定(虽然可能)在空间上分组。在图3中所示的实施例中，每组LED源208内的LED源208并未在基板206上相互邻近地定位，而是替代地散布于基板206的表面，使得当所选组变暗时，被激励的LED源208的组从基板206的各种区域发射光。因此可以例如以马赛克图案基于与光源相关联的期望装饰性设计来选择每组和/或每组内的LED的空间布置。另外或者替代地，可以选择每组和/或每组内的LED的空间布置以呈现信息性或营销消息。用分组地布置的被配置成提供标称地相同的每色流明比的LED源208，可以选择性地使LED源208组中的一个或多个变暗，例如根据预定或随机序列，以建立变化的多色输出，但是每色流明比保持相对稳定，因为仍被激励的每个组建立标称地相同的每色流明比。如本文所使用的那样，术语“标称”或“标称地”的使用当表示量时意指可以不同于实际量的指定或理论量。在此类实施例中的每色流明比将不会受到被激励LED源208的特定位置或LED源的变暗时的速率变化的影响。虽然在本文中结合标称相同的LED源的各种单独组的每色流明比来描述实施例，但组之间的每色流明比的变化是可能的，只要被激励LED源的组合光输出产生白光照明即可。在一个实施例中，例如，可以选择LED源的单独组的(一个或多个)每色流明比，以实现在由LED源建立的变化多色输出期间具有在±10%的范围内的期望或所选CCT、CRI和/或CIE X和y坐标的目标区域的白光照明。可以使用任何已知LED源，包括特定颜色LED、波长转换LED或其组合作为在与本公开一致的光源中的LED源208。在特定示例中，LED源208可以是从Danvers,Massachusetts的Osram Sylvania商业上可获得的BACKLIGHT LED模块。可以将包括红色、黄色、绿色和蓝色源的此类LED源的多个组组合以显示出12绿色、3蓝色、6黄色、I橙色、I红色和4白色的每色流明比，以建立具有约3400的CCT、约86的CRI和约530流明的总流明输出的目标区域中的白光照明。随着选择性地使组变暗，仍被激励的组保持相同的特定标称每色流明比以在距光源的一定距离处建立稳定的白光照明。图4图示出与本公开一致的光源系统200a的一个实施例，该光源系统200a包括光源100b，其具有布置在基板206上且被配置成通过控制器202a被选择性地变暗和激励的LED源208的组402、404、406、408、410、412。所示的示例性实施例包括具有标称地相同的每色流明比的LED源208的六个组402、404、406、408、410、412。控制器202a可以从电源414接收功率输入，例如120V的AC线电压，并且向LED源208的组中的三个组402、404、406提供单独的控制信号GROUP I CONTROL (组I控制)、GROUP 2 CONTROL (组2控制)、GROUP3 CONTROL (组3控制)以便根据预定或随机时间序列使组402、404、406内的LED变暗和激励。可以将其他三个组408、410、412耦合到恒定的VOLTAGE OUTPUT (电压输出)，使得组408、410、412内的LED源被不断地激励。如所示，可以由控制器202A来提供恒定的VOLTAGEOUTPUT。替代地，可以由从电源414接收输入并向组408、410、412提供VOLTAGE OUTPUT输出的电源416提供恒定的VOLTAGE OUTPUT。如本文所使用的术语“耦合”指的是通过其将由一个系统元件携带的信号赋予“耦合”元件的任何连接、耦合、链路等。此类“耦合”设备或信号和设备不一定被直接地相互连接，并且可以被可以操纵或修改此类信号的中间部件或设备分离。同样地，如在本文中关于物理连接或耦合所使用的术语“连接”或“耦合”是相对术语，并且不要求直接物理连接。控制器202a可以包括被配置成例如按照存储在有形计算机可读介质中的编程指令向LED源208的组402、404、406、408、410、412提供控制信号的专用集成电路(ASIC)或可编程处理器。控制器202a可以与例如在外壳内的光源IOOb共同定位，并且可以例如在单独房间中相互远离。并且，可以使用硬线连接或使用已知无线技术将控制信号耦合到光源。在一个实施例中，控制器202a可以是数字控制器，诸如从Danvers, Massachusetts 的 Osram Sylvania商业上可获得的 0PT0TR0NIC OT RGB 定序器(sequencer),其为三通道、脉宽调制(PWM)定序器。在此类实施例中，控制器202a可以在作为 GROUP I CONTROL,GROUP 2 CONTROL,GROUP 3 CONTROL 控制信号来提供的其 R、G 和 B输出处生成PWM控制信号。R、G和B输出是根据预置序列特性提供的，并且被调制成10—24V的施加输入电压。可以通过向控制器的I一IOV控制输入施加输入来控制序列的速度/时序。在所示的实施例中，LED源组的一半408、410、412的在操作期间仍被恒定的VOLTAGE OUTPUT激励(即未变暗)，每个组具有相同的标称每色流明比。因此，所示实施例中的彩色图案的一半是固定的，并且以全功率连续地操作以显示固定彩色图案。LED源组的另一半402、404、406具有与组408、410、412相同的标称每色流明比，并且由来自控制器202a的控制信号GROUP I CONTROL、GROUP 2 CONTROL、GROUP 3 CONTROL来控制，以按照时间序列使LED源组408、410、412变暗以生成观察者可见的变化/移动彩色图案。控制器202a可以使每个LED源组408、410、412在预定义或随机时间间隔内缓慢地或快速地变暗，例如每次一组或多组，同时保持提供目标区域的白光照明所需的光输出和标称每色流明比。虽然所示的示例性实施例包括被激励以在操作期间提供恒定输出的LED源组的一半和被配置成通过控制器变暗的另一半，但可以实现变暗和被激励组的任何组合。在一个实施例中，可以控制所有的LED源组402、404、406、408、410、412以便通过控制器202a而变暗。在此类配置中，可以始终激励保持与其他组一样的标称每色流明比的某个最小数量的组，以提供目标区域的白光照明。图5是根据与本公开一致的方法的一个实施例的示例性操作的流程框图。应理解的是本公开的其他实施例可以包括在图5中描述的操作的子组合和/或在本文中描述的附加操作。因此，本文呈现的权利要求书可以涉及在一个或多个图中描绘的部件和/或操作的全部或一部分。另外，不存在在图5中描绘或在本文中的其他地方描述的操作按照呈现的顺序发生的要求，除非另外说明。如所示，与本公开一致的方法500包括提供502多个发光二极管(LED)源。LED源包括至少一个LED源，其被配置成以多个颜色中的每一个的关联的一个发射关联的光输出。LED源被选择性地激励504以便建立关联光输出的变化图案和对于观察者而言可见的以多个颜色发射的光的相应变化图案。关联光输出的变化图案包括在距光源一定距离处混合以便建立目标区域的白光照明的关联光输出的变化组合。可以使用处理器和/或其他可编程器件来实现本文所述的方法的实施例。为此，可以在具有存储在其上面的指令的有形计算机可读介质上实现本文所述的方法，该指令在被一个或多个处理器执行时执行该方法。因此，例如，控制器可以包括用以存储指令(以例如固件或软件)以执行本文所述操作的存储介质(未示出)。存储介质可以包括任何类型的有形介质，例如，任何类型的盘，包括软盘、光盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、压缩磁盘可重写(⑶-RW)以及磁光盘、半导体器件，诸如只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)，诸如动态和静态RAM、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPR0M)、闪速存储器、磁或光学卡或适合于存储电子指令的任何类型的介质。因此提供了一种一般地包括以不同的颜色发射光的多个发光二极管(LED)源的光源。控制器激励LED源以便建立光颜色的变化图案，例如马赛克图案，其是观察者可见的，以提供装饰性效果。颜色的变化图案是通过改变来自LED源的光输出的图案而提供的，光输出在距光源一定距离处组合以建立目标区域的白光照明。LED源的输出和白光照明可以具有已调制外观以与环境条件匹配。与本公开一致的光源可能在同时保持目标区域的基本上恒定水平的白光照明时建立在对光源观察时可见的彩色动态效果中有用。可以将LED源定位于光源中以提供装饰性效果和/或可以使LED源图案化以呈现信息性或营销消息。根据本公开的一方面，提供了一种包括多个发光二极管(LED)源和控制器的光源系统。所述多个LED源包括被配置成以多个颜色中的每一个的关联的一个发射关联光输出的至少一个LED源。所述控制器被配置用于选择性地激励LED源以便建立关联光输出的变化图案和对于观察者而言可见的以所述多个颜色发射的光的相应变化图案。关联光输出的变化图案包括被配置成在距光源一定距离处组合以便建立目标区域的白光照明的关联光输出的变化组合。根据本公开的另一方面，提供了一种包括多个发光二极管(LED)源的光源，其包括被配置成以多个颜色中的每一个的关联的一个发射关联光输出的至少一个LED源。LED源是以单独组配置的。每个单独组包括多个LED源中的关联的一些，其被耦合以便被同时地激励或变暗以便建立关联光输出的变化图案和对于观察者而言可见的以多个颜色发射的光的相应变化图案。关联光输出的变化图案包括被配置成在距光源一定距离处组合以便建立目标区域的白光照明的关联光输出的变化组合。根据本公开的另一方面，一种提供同时的装饰性和白光照明的方法。该方法包括提供多个发光二极管(LED)源，多个LED源包括被配置成以多个颜色中的每一个的关联的一个发射关联光输出的至少一个LED源；以及选择性地激励LED源以便建立关联光输出的变化图案和对于观察者而言可见的以所述多个颜色发射的光的相应变化图案，关联光输出的变化图案包括在距光源相距一定距离处组合以便建立目标区域的白光照明的关联光输出的变化组合。虽然在本文中已描述了本发明的原理，但本领域的技术人员应理解的是本描述仅仅是以示例的方式进行的，而不是作为关于本发明的范围的限制。除在本文中所示和所描述的示例性实施例之外，在本发明的范围内可设想其他实施例。本领域的技术人员进行的修改和替换被视为在本发明的范围内，除被以下权利要求书限制之外，其不受限制。
权利要求
1.一种光源系统，包括: 多个发光二极管(LED)源，所述多个LED源包括被配置成以多个颜色中的每一个的关联的一个发射关联光输出的至少一个LED源；以及 控制器，其被配置成选择性地激励所述LED源以便建立所述关联光输出的变化图案和对于观察者而言可见的以所述多个颜色发射的光的相应变化图案，关联光输出的所述变化图案包括被配置成在距所述光源一定距离处组合以便建立目标区域的白光照明的所述关联光输出的变化组合。
2.根据权利要求1所述的光源系统，其中，所述白光照明在以所述多个颜色发射的光的所述变化图案期间显示出在± 10%范围内的相关色温(CCT )、显色指数(CRI)或国际照明委员会(CIE) X，y坐标。
3.根据权利要求1所述的光源系统，其中，所述多个LED源被配置成建立与所述多个颜色相关联的预定标称每色流明比。
4.根据权利要求1所述的光源系统，其中，所述多个LED源是以单独组配置的，所述单独组中的每一个包括被耦合到所述控制器以便同时被激励或变暗的所述多个LED源中的关联的一些。
5.根据权利要求4所述的光源系统，其中，所述控制器被配置成提供多个控制输出，所述控制输出中的每一个被配置成选择性地激励所述单独组中的关联的一个。
6.根据权利要求4所述的光源系统，其中，所述单独组中的每一个被配置成建立与所述多个颜色相关联的相同预定标称每色流明比。
7.根据权利要求1所述的光源系统，所述光源还包括多个固定输出LED源，所述固定输出LED源被配置成在以所述多个颜色发射的光的所述变化图案期间被不断地激励。
8.根据权利要求7所述的光源系统，其在，所述多个固定输出LED源包括被配置成以所述多个颜色中的每一个的关联的一个发射关联光输出的至少一个LED源。
9.根据权利要求7所述的光源系统，其中，所述固定输出LED源被配置成建立与所述多个颜色相关联的预定标称每色流明比。
10.一种光源,包括: 多个发光二极管(LED)源，所述多个LED源包括被配置成以多个颜色中的每一个的关联的一个发射关联光输出的至少一个LED源， 所述多个LED源是以单独组配置的，所述单独组中的每一个包括用于被同时激励或变暗以便建立所述关联光输出的变化图案和对于观察者而言可见的以所述多个颜色发射的光的相应变化图案的所述多个LED源中的关联的一些， 关联光输出的所述变化图案包括被配置成在距所述光源一定距离处组合以便建立目标区域的白光照明的所述关联光输出的变化组合。
11.根据权利要求10所述的光源，其中，所述白光照明在以所述多个颜色发射的光的所述变化图案期间显示出在±10%范围内的相关色温(CCT)、显色指数(CRI)或国际照明委员会(CIE) X，y坐标。
12.根据权利要求10所述的光源，其中，所述多个LED源被配置成建立与所述多个颜色相关联的预定标称每色流明比。
13.根据权利要求10所述的光源，其中，所述单独组中的每一个被配置成建立与所述多个颜色相关联的相同预定标称每色流明比。
14.根据权利要求10所述的光源，所述光源还包括多个固定输出LED源，所述固定输出LED源被配置成在以所述多个颜色发射的光的所述变化图案期间被不断地激励。
15.根据权利要求14所述的光源，其中，所述多个固定输出LED源包括被配置成以所述多个颜色中的每一个的关联的一个发射关联光输出的至少一个LED源。
16.根据权利要求14所述的光源，其中，所述固定输出LED源被配置成建立与所述多个颜色相关联的预定标称每色流明比。
17.一种提供同时装饰性和白光照明的方法，所述方法包括: 提供多个发光二极管(LED)源，所述多个LED源包括被配置成以多个颜色中的每一个的关联的一个发射关联光输出的至少一个LED源；以及 选择性地激励所述LED源以便建立所述关联光输出的变化图案和对于观察者而言可见的以所述多个颜色发射的光的相应变化图案，关联光输出的所述变化图案包括在距所述光源一定距离处组合以便建立目标区域的白光照明的所述关联光输出的变化组合。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述白光照明在以所述多个颜色发射的光的所述变化模式期间显示出在土 10%范围内的相关色温(CCT )、显色指数(CRI)或国际照明委员会(CIE) X，y坐标。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述多个LED源被配置成建立与所述多个颜色相关联的预定标称每色流明比。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述多个LED源是以单独组配置的，所述单独组中的每一个包括被配置用于被同时激励或变暗的所述多个LED源中的关联的一些。
21.一种光源，包括:多个发光二极管(LED)源，所述LED源在距所述光源一定距离处的目标区域处同时产生对于观察者而言可见的光的变化图案和白光照明，光的所述变化图案包括多个颜色且所述 白光照明显示出在±10%范围内的相关色温(CCT)、显色指数(CRI)或国际照明委员会(CIE) X，y坐标。
全文摘要
一种一般地包括以不同的颜色发射光的多个发光二极管(LED)源的光源。控制器激励LED源以便建立光颜色的变化图案以在同时建立目标区域的白光照明时提供装饰性效果。
文档编号H05B33/08GK103098548SQ201180043105
公开日2013年5月8日 申请日期2011年9月6日 优先权日2010年9月8日
发明者J.拉斯基, M.基帕尔卡蒂, M.汤普森 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司