专利名称：照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明装置。
背景技术：
发光二极管(LED, Light Emitting Diode)以其亮度高、工作电压低、功耗小、易 与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域，具体 可参见Jos印h Bielecki等人在文献2007 IEEE，23rd IEEE SEMI-THERM Symposium中的 ThermalConsiderations for LED Components in an Automotive Lamp—文。发光二极管 是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件。 现有的可以发出不同色光的照明装置，一般是控制单一色光的发光二极管的开启 与关闭的时间比例，并将开启与关闭的时间比例不同的单一色光的发光二极管相混合，即 可得到不同的光强度与色光。或是通过改变通过各单一色光的发光二极管的电流，并将各 单一色光的发光二极管组合以使其发出不同色光。由于发光二极管的反应快，因此，需提供 一种高色数的脉冲调制(Pulse Width Modulation,P丽)电路作为驱动电路，以控制发光二 极管的开启与关闭的时间比例或控制通过发光二极管的电流。但由于驱动电路复杂，且难 以控制发光二极管的开启与关闭的时间比例或控制通过发光二极管的电流。同时，一旦驱 动电路发生故障，则影响整个光源的使用，因此，使得现有的发出不同色光的照明装置的使 用受到局限。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可发出不同色光的照明装置。 —种照明装置，其包括一个光源以及一个可透光的光学元件。该光源包括发光二 极管。该光学元件包括至少一种可转换波长的物质。该光学元件具有多个透光区域，该至 少一种可转换波长的物质设置在该多个透光区域中。该光学元件在空间中移动以使该光源 发出的光通过该光学元件的透光区域射出。该至少一种可转换波长的物质用以在该光源发 出的光的激发下，将该光源发出的光的波长进行转换。 —种可发出不同色光的发光方法，该发光方法包括步骤提供一个光源，其包括发 光二极管；提供一个可透光的光学元件，该光学元件具有多个透光区域，该多个透光区域中 设置有至少一种可转换波长的物质；驱动该光学元件在空间中移动以使该光源发出的光 通过该光学元件的透光区域，该至少一种可转换波长的物质用以在该光源发出的光的激发 下，将该光源发出的光的波长进行转换。 与现有技术相比，所述照明装置以及发光方法中的光学元件包括至少一种可转换 波长的物质，且该光学元件在空间中可以移动，以使该光源发出的光通过该光学元件的不 同透光区域射出。不同透光区域的可转换波长的物质对该单一色光的吸收比例不同，从而
在该光源发出的光的激发下，将该光源发出的光转换为多种不同颜色的光。该照明装置结 构简单，其无需提供提供脉冲调制用以控制发光二极管的开启与关闭的时间比例，或通过改变发光二极管的电流，从而得到多种不同颜色的光。
图1是本发明第一实施例提供的照明装置的结构示意图。
图2是图1中光学元件包括一种可转换波长的物质的色度图。
图3是图1中光学元件包括两种可转换波长的物质的色度图。
图4是图1中的光学元件表面具有凹槽的结构示意图。
图5是本发明第二实施例提供的照明装置的结构示意图。
图6是图5中光学元件包括多个光学元件阵列的结构示意图。
图7是本发明第三实施例提供的照明装置的结构示意图。
图8是本发明提供的发光方法的流程图。
具体实施例方式
请参照图l，为本发明第一实施例提供的照明装置100的结构示意图。该照明装置 100包括一个光源ll，一个光学元件12以及一个驱动模组13。 该光源ll包括一个基板lll以及多个设置在该基板111上的发光二极管112。该 多个发光二极管112所在平面为该光源11的出光面。优选的，该多个发光二极管112发出 单一色光。在本实施例中，该多个发光二极管112为紫外光发光二极管，其发出的单一色光 的光谱的半高宽不超过30nm。 该光学元件12设置在该光源11的出光面。该光学元件12可以透光，其光穿透率 至少为70%。在本实施例中，该光学元件12呈圆盘状，其包括多个扇形透光区域120，每个 扇形透光区域120上设置有一种可转换波长的物质121。优选的，每个扇形透光区域120内 的可转换波长的物质121的分布密度不同。 当然，该光学元件12也可以只包括一种可转换波长的物质121，该种可转换波长 的物质121在该光学元件12的不同扇形透光区域120内的分布密度不同。
在本实施例中，该光学元件12可由以下材料制成，如树脂(Resin)、硅胶 (Silicone)、高分子聚合物(Polymer)、聚碳酸树脂(Polyethylene ter印halate)、压克力 或玻璃等。具体的，树脂材料包括环氧树脂(Epoxy)，高分子聚合物包括聚碳酸酯(PC)或聚 甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。 该多种不同的可转换波长的物质121可分别涂布在该光学元件12的不同扇形透 光区域120的表面，形成一个薄膜层。 该可转换波长的物质121可为荧光粉，也可为硫化物(Sulfides)、铝酸盐 (Aluminates)、氧化物(Oxides)、硅酸盐(Silicates)或氮化物(Nitredes)等。具体的， 该可转换波长的物质121可以为Ca2Al12019:Mn， (Ca， Sr， Ba)Al204:Eu， Y3A15012Ce3+(YAG)， Tb3Al5012:Ce3+(YAG) ， BaMgAli。0":Eu2+(Mn2+) ， Ca2Si5N8:Eu2+， (Ca， Sr， Ba)S:Eu2+， (Mg， Ca， Sr， Ba)2Si04:Eu2+， (Mg， Ca， Sr， Ba)3 Si207:Eu2+， Ca8Mg(Si04)4Cl2:Eu2+， Y202S:Eu3+， (Sr， Ca， Ba) Six0yNz:Eu2+， (Ca， Mg， Y) SiwAlx0yNz:Eu2+， CdS， CdTe或CdSe等。 在本实施例中，该驱动模组13包括一个驱动单元130以及一个旋转轴131 。该驱 动单元130与该旋转轴131相连接。该旋转轴131与该光学元件12相连接。
本发明提供的照明装置100的工作原理如下，请一并参见图2所示的色度图
(Chromaticity Diagram, CIE)。 该光源11发出的单一色光的波长为A。当该光学元件12的多个扇形透光区域120 包括一种可转换波长的物质121。该光源11发出的单一色光经过该光学元件12并被该可 转换波长的物质121全部吸收后，发出的光的波长为B。如果该光源11发出的单一色光经 过该光学元件12的扇形透光区域120只有部分被该可转换波长的物质121吸收，则发出的 光的波长与颜色即为AB连线上的一点，但不包括A点与B点。因此，该可转换波长的物质 121对该光源11发出的单一色光的吸收比例不同时，最后该照明装置100发出的光的波长 与颜色也不同。可以理解的是，当该可转换波长的物质121只吸收该光源11发出的部分单 一色光时，并发出一种新的第二色光时，该第二色光可以与该光源ll发出的且未被吸收的 单一色光混合，并且发出另一种新的第三色光。 当然，该光学元件12的多个扇形透光区域120也可以分别包括多种可转换波长的 物质121。请一并参见图3所示，该光源11发出的单一色光经过该光学元件12并分别被 该多种可转换波长的物质121完全吸收后，分别发出的光的波长为B、C。如果该光源11发 出的单一色光经过该光学元件12的多个扇形透光区域120只有部分单一色光被该可转换 波长的物质121吸收，则发出的光的波长与颜色为由A、B、C三点所围成的区域内的任意一 点，不包括A、B、C三点。具体的，该多种可转换波长的物质121对该光源11发出的单一色 光的吸收比例不同，最后该照明装置ioo发出的光的波长与颜色也不同。 在本实施例中，该驱动单元130驱动该旋转轴131旋转，从而带动该光学元件12 旋转，以使该光源11发出的单一色光经过该光学元件12的多个扇形透光区域120射出。由 于该光学元件12包括的多种可转换波长的物质121对该光源11发出的单一色光的吸收比 例不同，因此，该多种可转换波长的物质121在该光源11发出的单一色光的激发下，将该光 源11发出的单一色光的波长进行转换，从而发出多种不同颜色的光。 可以理解的是，该可转换波长的物质121的种类越多，该光源11发出的单一色光 被该多种可转换波长的物质121吸收后，可以发出的光的颜色种类也就越多。同时，由于同 种可转换波长的物质121在该光学元件12的扇形透光区域120的分布密度不同，也会影响 该可转换波长的物质121对该光源11发出的单一色光的吸收比例，从而将该光源11发出 的单一色光的波长进行转换，并发出多种不同颜色的光。 当然，在本实施例中，该光学元件12的旋转也可以手动控制。该可转换波长的物 质121也可以通过其他形式设置在该光学元件12上。请一并参见图4所示，在该光学元件 12的表面设置有多个凹槽122，该可转换波长的物质121与液态胶体混合后填充于该多个 凹槽122。并用加热或照射UV光将该可转换波长的物质121固化。由于该可转换波长的物 质121混合在液态胶体内，因此，可防止可转换波长的物质121直接与空气接触，因吸收水 而劣化等。 当然，该可转换波长的物质121也可以采用射出成型(Injection Molding)的方 法掺杂于该光学元件12中。 该照明装置100通过使光学元件12在空间中移动，以改变该多种可转换波长的物 质121对该光源11发出的单一色光的吸收比例，从而将该光源11发出的单一色光转换为
多种不同颜色的光。同时，该照明装置ioo结构简单，其无需提供提供脉冲调制用以控制发光二极管的开启与关闭的时间比例，或通过改变发光二极管的电流，即可得到多种不同颜 色的光。 可以理解的是，在本实施例中，当该光源ll发出的光不为单一色光时，其工作原 理也与上述照明装置100的工作原理相同。该光学元件12所包括的可转换波长的物质121 在该光源11发出的光的激发下，也可以将其波长进行转换，从而得到多种不同颜色的光。
请参照图5，为本发明第二实施例提供的照明装置200的结构示意图。该照明装置 200与第一实施例提供的照明装置100结构基本相同，其包括一个光源21 ， 一个光学元件22 以及一个驱动模组23。 该照明装置200与第一实施例提供的照明装置100不同之处在于，该光学元件22 为平板状，该驱动模组23为滚轮组。 该光学元件22设置在该光源21的出光面。该光学元件22呈平板状，其包括多个 条状透光区域220。每个条状透光区域220内设置有不同种类的可转换波长的物质221。
在本实施例中，该驱动模组23为滚轮组，其包括一个第一滚轮2311与一个第二滚 轮2312。该第一滚轮2311与第二滚轮2312分别设置在该光学元件22的两侧。该第一滚 轮2311沿A方向转动，该第二滚轮2312沿Al方向转动，从而带动该光学元件22沿B方向 平移，以使该光学元件22的不同条状透光区域220与该光源21相对设置，从而使该光源21 发出的光通过该光学元件22的多个条状透光区域220射出。由于该光学元件22的多个条 状透光区域220所包括的该可转换波长的物质221对该光源21发出的光的吸收比例不同， 因此，该多种可转换波长的物质221在该光源211发出的光的激发下，将该光源21发出的 光的波长进行转换，从而发出不同颜色的光。 可以理解的是，在本实施例中，该光学元件22不限于长条形，该多种可转换波长 的物质221也不限于条状，其均可以为其他形式。具体的，该光学元件22由多个光学元件 单元224组成，该多个光学元件单元224阵列排布。请一并参见图6所示。每个光学元件 单元224中含有的一种可转换波长的物质221。 该驱动模组23带动该光学元件22平移，以使该光学元件22的不同光学元件单元 224与该光源21相对设置，从而使该光源21发出的光通过该光学元件22的多个光学元件 单元224射出。由于该光学元件22的多个光学元件单元224所包括的该可转换波长的物 质221对该光源21发出的光的吸收比例不同，因此，该多种可转换波长的物质221在该光 源21发出的光的激发下，将该光源21发出的光波长进行转换，从而发出不同颜色的光。
请参照图7，为本发明第三实施例提供的照明装置200的结构示意图。该照明装置 300与第一实施例提供的照明装置100结构基本相同，其包括一个光源31 ， 一个光学元件32 以及一个驱动模组33。 该照明装置300与第一实施例提供的照明装置100不同之处在于，该光学元件32 为一个圆盘状，该驱动模组33包括齿轮。 在本实施例中，该光学元件32的周边部具有第一齿轮320。该光学元件32包括多 个扇形透光区域322，每个扇形透光区域322上设置有一种可转换波长的物质321。
该驱动模组33包括一个与该第一齿轮320相互啮合的第二齿轮331。优选的，该 驱动模组33进一步包括一个控制单元332，其与该第二齿轮331相连接。在本实施例中，该 控制单元332为一个旋转轴承。
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该控制单元332的转动带动该第二齿轮331旋转，该第二齿轮331旋转带动该第 一齿轮320旋转，从而带动该光学元件32在空间中旋转，以使该光学元件32的不同扇形透 光区域322与该光源31相对设置，从而使该光源31发出的光通过该光学元件32的多个扇 形透光区域322射出。由于该多种可转换波长的物质321对该光源32发出的光的吸收比 例不同，因此，在该多种可转换波长的物质321在该光源32发出的光的激发下，对该光源32 发出的光的波长进行转换，从而发出不同颜色的光。 可以理解的是，在本实施例中，该驱动模组33也不限于通过齿轮啮合以带动该光 学元件32放置。也可以在该光学元件32的周边设置一个橡胶环，由于该橡胶环与该第二 齿轮331之间存在磨擦力，因此，该第二齿轮331的旋转也可以带动具有橡胶环的光学元件 32旋转。 请参照图8，为本发明提供的一种可发出不同色光的发光方法700，该发光方法 700包括步骤 步骤701 :提供一个光源，其包括发光二极管。优选的，该光源为发出单一色光的
发光二极管。 步骤702 :提供一个可透光的光学元件，该光学元件具有多个透光区域，该多个透
光区域中设置有至少一种可转换波长的物质。优选的，该光学元件包括多种可转换波长的
物质，且该多种可转换波长的物质分别设置在该光学元件的不同透光区域。 当然，该光学元件也可以只包括一种可转换波长的物质。该种可转换波长的物质
在该光学元件的不同透光区域的分布密度不同。 步骤703 :驱动该光学元件在空间中移动以使该光源发出的光通过该光学元件的 透光区域，该至少一种可转换波长的物质用以在该光源发出的光的激发下，将该光源发出 的光的波长进行转换。具体的，该光学元件在空间中移动，以使该光学元件的不同透光区域 与该光源相对，以使不同透光区域中设置的可转换波长的物质吸收该光源发出的光。由于 不同的可转换波长的物质吸收该光源发出的光的吸收比例不同，因此，不同的可转换波长 的物质在光源发出的光的激发下，将该光源发出的光的波长进行转换，将其转换为多种不 同颜色的光。 优选的，该光学元件上设置有一个驱动模组，该驱动模组带动该光学在空间中移 动，以使该光源发出的色光通过该光学元件的多个透光区域射出。 可以理解的是，该可转换波长的物质的种类越多，该光源发出的光被该多种可转 换波长的物质吸收后，发出的光的颜色种类也就越多。 本发明提供照明装置以及发出不同色光的发光方法其通过光学元件在空间中可
以移动，以使该光学元件的不同区域的可转换波长的物质对该发光二极管发出的光的吸收
比例不同，从而在该光源发出的光的激发下，将该光源发出的光转换为多种不同颜色的光。
该照明装置及其发光方法无需提供提供脉冲调制用以控制发光二极管的开启与关闭的时
间比例或通过发光二极管的电流，从而得到多种不同颜色的光，结构简单。 另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，以用于本发明等设计，只
要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明
所要求保护的范围之内。
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权利要求
一种照明装置，其包括一个光源以及一个可透光的光学元件，该光源包括发光二极管，该光学元件包括至少一种可转换波长的物质，其特征在于该光学元件具有多个透光区域，该至少一种可转换波长的物质设置在该多个透光区域中，该光学元件在空间中移动以使该光源发出的光通过该光学元件的透光区域射出，该至少一种可转换波长的物质用以在该光源发出的光的激发下，将该光源发出的光的波长进行转换。
2. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该照明装置进一步包括一个驱动模组， 该驱动模组用于驱动该发光元件在空间中移动。
3. 如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，该光学元件呈圆盘形，其周边具有第一 齿轮，该驱动模组包括一个与该第一齿轮相互啮合的第二齿轮。
4. 如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，该光学组件呈圆盘形，其周边具有一橡胶环，该驱动模组包括一个与该橡胶环相互磨擦的齿轮。
5. 如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，该光学元件呈平板状，该驱动模组包括 设置在该光学元件上的滚轮，滚轮的转动带动该光学元件在空间中移动。
6. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该可转换波长的物质为多种，该多种可 转换波长的物质分别设置在该光学元件的不同透光区域。
7. 如权利要求6所述的照明装置，其特征在于，该每种可转换波长的物质在透光区域 内的分布密度不同。
8. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该至少一种可转换波长的物质涂布在 该光学元件的多个透光区域的表面。
9. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该至少一种可转换波长的物质掺杂在 该光学元件中。
10. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该光学元件表面具有凹槽，该至少一 种可转换波长的物质填充于该凹槽。
11. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该至少一种可转换波长的物质包括荧 光粉。
12. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该至少一种可转换波长的物质为硫化 物、铝酸盐、氧化物、硅酸盐或氮化物。
13. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该光学元件的材料为树脂、硅胶、高分 子聚合物、聚碳酸树脂、压克力或玻璃。
14. 如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该发光二极管发出单一色光。
15. 如权利要求14所述的照明装置，其特征在于，该发光二极管发出单一色光为紫外光。
16. —种可发出不同色光的发光方法，该发光方法包括步骤 提供一个光源，其包括发光二极管；提供一个可透光的光学元件，该光学元件具有多个透光区域，该多个透光区域中设置 有至少一种可转换波长的物质；驱动该光学元件在空间中移动以使该光源发出的光通过该光学元件的透光区域，该至 少一种可转换波长的物质用以在该光源发出的光的激发下，将该光源发出的光的波长进行 转换。
17. 如权利要求16所述的发光方法，其特征在于，该光学元件包括包括多种可转换波 长的物质，该多种可转换波长的物质分别设置在该光学元件的不同透光区域。
18. 如权利要求17所述的发光方法，其特征在于每种可转换波长的物质在透光区域内 的分布密度不同。
19. 如权利要求16所述的发光方法，其特征在于，该发光二极管发出单一色光。
全文摘要
一种照明装置，一个光源以及一个光学元件。该光源包括发光二极管。该光学元件包括至少一种可转换波长的物质。该光学元件具有多个透光区域，该至少一种可转换波长的物质设置在该多个透光区域中。该光学元件在空间中移动以使该光源发出的光通过该光学元件的透光区域射出。该至少一种可转换波长的物质用以在该光源发出的光的激发下，将该光源发出的光的波长进行转换。本发明还涉及一种可以发出多种不同颜色的光的发光方法。
文档编号F21V14/00GK101737722SQ20081030571
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年11月25日
发明者赖志铭, 陈志隆 申请人:富士迈半导体精密工业(上海)有限公司;沛鑫能源科技股份有限公司