具有低眩光和高亮度級均勻性的照明設備的製作方法

2023-09-21 20:08:55 4

專利名稱：具有低眩光和高亮度級均勻性的照明設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及提供低眩光和亮度級(light level)良好均勻性(uniformity)的照明設備。在一些實施例中，本發明涉及包含一個或多個固態發光器件、例如一個或多個發光二極體的照明設備。
背景技術：
目前正致力於開發更節能的系統。在美國，每年有很大比例的(有人估計大約有25%)電量被用於照明。大部分所述照明為一般照明(例如，下射燈、泛光燈、聚光燈和其他通用住宅照明產品或商業照明產品)。因此，目前仍需要提供更加有效且無損其他所需的照明性能(或能有限減損其他所需的照明性能)的照明(所有類型的照明，包括通用照明)。由於其能量效率，固態發光體(例如，發光二極體)受到許多關注。眾所周知，白熾燈燈泡是非常耗能的光源——其消耗的大約90%的電以熱量形式而不是光的形式釋放。螢光燈比白熾燈有效得多(大約10倍)但仍然沒有固態發光體有效，例如發光二極體。另外，與固態發光體(例如發光二極體)的正常壽命相比，白熾燈燈泡的壽命相對較短，即一般大約為750-1000小時。相比之下，例如，發光二極體的一般壽命為50, 000-70, 000小時。螢光燈的壽命比白熾燈的壽命長(例如，10, 000-20, 000小時)，但提供的色彩再現較差。傳統固定裝置的典型壽命大約為20年，對應於發光設備至少約44，000小時的使用時間(基於每天使用6小時，使用持續20年)。發光體的發光設備壽命比固定裝置的壽命短，因此需要定期更換。當通路困難(例如，拱形天花板、橋梁、高層大樓、交通隧道)和/或更新成本很高時，需要更換發光體所造成的影響則特別明顯。通常根據它們的色彩再現評定通用照明裝置(illumination device)的等級。一般採用顯色指數(CRI Ra)來衡量顏色再現。CRI Ra是關於一個照明系統的顯色與基準輻射體在由8個基準色彩照明時的顯色相差程度如何的相對測量的修正平均值，即，它是物體在受到特定燈照射時表面色移的相對測量值。如果照明系統照射的一組測試顏色的顏色坐標與基準輻射體照射的相同測試色的坐標相同，則CRI Ra等於100。日光具有較高的CRI (Ra大約為100)，白熾燈與日光的CRI非常接近(Ra大於95)，螢光燈的精確度較低(通常Ra為70-80)。某些類型的專業照明具有非常低的CRI (例如，汞汽燈或鈉燈的Ra低至40或甚至更低)鈉燈如用於照亮高速公路的話，司機響應時間會因為較低的CRI Ra而明顯減少(對於任何特定亮度，易辨認性會隨較低的CRI Ra而降低)。發光體輸出的可見光的顏色和/或多個發光體輸出的混合(blended)可見光的顏色能在1931CIE(國際發光照明委員會)色度圖或在1976CIE色度圖上呈現。本領域的技術人員熟悉這些圖，並且這些圖是隨時可用的(例如，通過在網際網路上檢索「CIE色度圖」獲得)。CIE色度圖以兩個CIE參數X和y (在1931圖的例子中)或u』和V』(在1976圖的例子中)的形式繪製出了人類顏色感知。各個圖上的各個點(即色點)對應於特定色彩。例如，對於CIE色度圖的技術描述，可參見「物理科學和技術百科全書」卷7，230-231，羅伯特等著，1987(" Encyclopedia of Physical Science and Technology" , vol. 7, 230-231,Robert A Meyers ed. , 1987)。光譜色分布在輪廓空間的邊緣周圍,其包括所有人眼可感知的所有顏色。邊界線表示光譜色的最大飽和度。 1931CIE色度圖可用於將顏色定義為不同色調的加權和。1976CIE色度圖與1931CIE色度圖類似，其區別在於1976色度圖中相似的距離表示相似的感知色差。在1931圖中，可採用X，y坐標來表示從圖上的點(即色點)的偏移，或者為了對感知的色差的程度給出指示，可採用麥克亞當橢圓(MacAdam ellipses)來表示從圖上一個點的偏移。例如，定義為與1931圖上的特定的坐標組定義出的特定色調(hue)相距10個麥克亞當橢圓的多個位點的軌跡，由感知為與該特定色調相差相同程度的多個色調組成(並且對於定義為與特定色調相距其它數量的麥克亞當橢圓的位點軌跡，也是如此)。由於1976圖上的相似距離表示相似的感知色差，從1976圖上一點的偏移可以坐標u』和V』的形式表示，舉例來說，到該點的距離=(Λ u』2+ Λ V』2)1/2，並且由與特定色調相距相同距離的點的軌跡定義出的色調，由分別與該特定色調具有相同程度感知差的多個色調組成。通常呈現在CIE圖上的一系列點可稱為黑體軌跡。沿黑體軌跡的色度坐標(也就是，色點)遵循普朗克(Planck)公式Ε(λ) = A λ _5/) e_-l)，其中E是發射強度，λ是發射波長，T是黑體的顏色溫度，A和B是常數。位於黑體軌跡上或附近的色度坐標發出適合人類觀察者的白光。1976CIE圖包括沿著黑體軌跡的溫度列表。該溫度列表示出了引起該溫度上升的黑體輻射源的色彩軌跡。當受熱物體開始發出可見光時，其首先發出微紅光，然後是微黃光，接著是白光，最後是微藍光。會發生這種情況是因為與黑體輻射源的輻射峰值相關的波長會隨著溫度的升高而變短，這符合維恩位移定理(Wien Displacement Law)。這樣，可採用色溫的形式來描述可發出位於黑體軌跡上或附近光線的發光體。最常見的通用照明的類型為白光(或近白光)，即光接近黑體軌跡，例如在1931CIE色度圖上的黑體軌跡的約10個麥克亞當橢圓內。即使有些在黑體軌跡的十個麥克亞當橢圓內的光在某種程度上著色，依據其照明、這樣鄰近黑體軌跡的光通常稱為「白」光；例如，儘管白熾燈泡的光有時具有金色或微紅色著色，但將其稱為「白色」；同樣，如果排除了相關色溫等於或小於1500K的光，那麼就排除了沿黑體軌跡的非常紅的光。例如，任何特定發光二極體的發光光譜一般集中在單個波長(由發光二極體的組成和結構決定)，這比較適合某些應用，但是卻不適合另外一些應用(舉例來說，用於提供照明，這樣的發光光譜提供非常低的CRI Ra)。因為人類可感知的白光必須是兩種或兩種以上顏色(波長)的光線的混合，並不可能改進單個發光二極體節點以使之發出白光。通過提供將不同顏色的光混合的設備產生「白色」固態發光燈，例如，通過使用各自發射不同顏色的光的發光二極體、和/或通過使用發光材料對發光二極體發出的一些光或所有光進行轉換產生「白色」固態發光燈。例如，眾所周知的是，一些燈(稱為「RGB燈」)使用紅色、綠色和藍色的發光二極體，而其它的燈使用(I) 一個或多個生成藍光的發光二極體以及(2)受發光二極體發出的光線激發生成黃光的發光材料(舉例來說，磷光體(phosphor material))),當藍光和黃光混合時,可生成人類可感知的白光。當需要更加有效的白光照明時，通常需要所有色調的照明都更高效。許多情況下需要使射出照明設備的光強高度均勻。例如，採用通用照明設備時，通常需要使照明設備從不同位置射出的光的強度方差受限或最小化(例如，透鏡)。在射出光的區域大小增加的情況下，均勻性需求所面臨的挑戰可能更大，例如，在暗槽燈(trofferlight)的情況下。所述暗槽燈通常設計為安裝在天花板的粗略測量為2英尺乘2英尺的正方形空間中，或安裝在天花板的粗略測量為2英尺乘4英尺的矩形空間中。許多情況下需要使射出照明設備的光造成較少眩光。再次地，發射光的光發射面積較大時，這種挑戰可能更顯著。鑑於以上和其他原因，目前需要照明設備提供良好效率、良好的發射光顏色均勻 性、良好的發射光強度均勻性和/或低眩光。一些情況下進一步需要的是，從照明設備發出的光是白色的、且具有可接受的色溫和/或高CRI Ra，和/或照明設備具有長使用壽命

發明內容
依照本發明，通過提供(I)至少一個與光源間隔的發光材料和(2)至少一個光控元件(light control element)的組合,可實現跨越照明設備發射面的亮度級(lightlevel)的優良均勻性。即使在照明設備內的光源包括一個或多個固態發光體的情況下，依照本發明可實現亮度級和顏色的優良均勻性；所述固態發光體例如分別發出至少兩種不同顏色(例如藍色和紅色)光的發光二極體。在本發明的一個方面，提供包括至少一個光控元件的照明設備。在本發明的另一方面，提供包括第一光源和至少第一發光材料的照明設備，所述第一發光材料與所述第一光源間隔開。在本發明的另一方面，提供包括第一發光材料和至少一個光控元件的照明設備。在本發明的另一方面，提供包括第一光源、第一發光材料和至少一個光控元件的照明設備。在本發明的另一方面，提供一種照明設備，包括至少第一光控元件；至少第一光源，定位所述第一光源以便所述第一光源發出的光的至少一部分通過所述第一光控元件的至少一部分；以及至少第一發光材料，所述第一發光材料的至少一部分與所述第一光源間隔開，定位所述第一發光材料以便所述第一光源發出的光的至少一部分激發所述第一發光材料的至少一部分。 在根據本發明的一些實施例中，所述照明設備還包括至少第一光控元件，所述第一光控兀件包括一個或多個容積光控結構(volumetric light control structure)和/或一個或多個表面光控特徵。在這些實施例的一些中，將所述第一發光材料的至少一部分定位在所述第一光控元件的至少一個表面上、和/或定位在所述第一光控元件內。
結合本發明的附圖和以下詳細描述可更充分地理解本發明。


圖I是根據本發明的照明設備10的截面圖；圖2是圖I的照明設備10的透視圖；圖3是根據本發明的覆蓋元件(cover element)的代表性示例的示意圖,所述覆蓋元件包括照明設備中使用的光控元件；圖4是根據本發明的覆蓋元件的代表性示例的示意圖，所述覆蓋元件包括照明設備中使用的光控元件；圖5是根據本發明的覆蓋元件的代表性示例的示意圖，所述覆蓋元件包括照明設備中使用的光控元件； 圖6是根據本發明的覆蓋元件的代表性示例的示意圖，所述覆蓋元件包括照明設備中使用的光控元件；圖7是根據本發明的照明設備40的截面圖；圖8是圖7的照明設備40的仰視圖； 圖9是根據本發明的照明設備150的示意圖；圖10是依照本發明的照明設備50的示意圖；圖11是沿平面11-11獲得的照明設備50的截面圖。
具體實施例方式下面將參照附圖更全面地描述本發明，附圖中顯示了本發明的實施例。然而，本發明不應當解釋為受這裡所闡述的實施例的限制。相反，提供這些實施例目的是使本公開透徹和完整，並且對於本領域的技術人員而言這些實施例將會更完整地表達出本發明的範圍。通篇相同的標號表示相同的單元。如這裡所述的用語「和/或」包括任何和所有一個或多個列出的相關項的組合。這裡描述的所有數量是近似值，除非這樣表明否則不應理解為精確值。這裡所用的用語僅是為了描述特定實施例，而不用於限制本發明。如所用到的單數形式「一個」，除非文中明確指出其還用於包括複數形式。還將明白用語「包括」和/或「包含」在用於本說明時描述存在所述的特徵、整數、步驟、操作、單元和/或元件，但不排除還存在或附加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、單元、元件和/或其組合。當一個單元如層、區域或襯底在這裡表述為「位於另一單元之上」或「延伸到另一單元之上」時，它也可直接位於另一單元之上或直接延伸到另一單元之上，或者也可出現居間單元。相反，當一個單元在這裡表述為「直接位於另一單元之上」或「直接延伸到另一單元之上」時，則表示沒有居間單元。此外，當一個單元在這裡表述為「連接」或「耦合」到另一單元時，它也可直接連接或耦合到另一單元，或者也可出現居間單元。相反，當一個單元在這裡表述為「直接連接」或「直接耦合」到另一單元時，則表示沒有居間單元。另外，第一單元「在」第二單元上的表達與第二單元「在」第一單元上的表達同義。此處用到的表達「接觸」，意指「接觸」第二結構的第一結構可以直接接觸第二結構，或可通過一個或多個居間結構(即間接接觸)與第二結構隔離。表達「間接接觸」意指，第一結構不是與第二結構直接接觸，而是存在多個結構(包含第一結構和第二結構)，該多個結構的每個與該多個結構的至少一個其他結構直接接觸(例如，第一結構和第二結構堆疊且由一個或多個居間層分隔開)。本說明書中使用到的表達「直接接觸」意指與第二結構直接接觸的第一結構觸碰到第二結構，並且至少在某些位置，所述第一和第二結構間沒有居間結構。雖然用語「第一」、「第二」等這裡可用來描述各種單元、元件、區域、層、部分和/或參數，但是這些單元、元件、區域、層、部分和/或參數不應當由這些用語來限制。這些用語僅用於將一個單元、元件、區域、層或部分與另一個區域、層或部分區分開。因此，在不背離本發明的示教情況下，以下討論的第一單元、元件、區域、層或部分可稱為第二單元、元件、區域、層或部分。相對用語(relative term)如「下部」、「底部」、「以下」、「上部」、「頂部」或「以上」這裡可用來描述如圖所示一個單元與另一單元的關係。除了圖中所示的裝置的那些朝向之夕卜，這些相對用語還用於包含其他不同的朝向。例如，如果圖中所示的裝置翻轉過來，則描 述為在其他單元「下」側上的單元方向變為在其他單元的「上」側。因此根據附圖的特定朝向示範性用語「下」可包含「上」和「下」兩個朝向。同樣，如果附圖之一的裝置翻轉過來，則描述為在「在其他單元之下」或「在其他單元下面」的單元方向變為在其他單元「之上」。因此，示例性術語「之下」或「下面」可包含之上和之下兩個方向。這裡所用的術語「點亮」(或「被點亮」)意思是發出電磁輻射的光源。例如，術語「照明」意思是，至少一些電流提供給光源以使光源發出至少一些電磁輻射(一些情況下，發射輻射的至少一部分具有IOOnm-IOOOnm間的波長；一些情況下在可見光譜內)。表述「被點亮」包括以下情形當光源連續發光或以一定速率間斷髮光使得人眼將其感知為連續(或間斷)發光；或者當相同顏色或不同顏色的多個光源(特別在固態發光體的情況下)間斷和/或交替發光(時間上有重疊或沒有重疊)使得當其是可見光時人眼將它們感知為連續或間斷髮光(以及在發出不同顏色的情況下將它們感知為單獨的顏色或那些顏色的混合)。這裡所用的表達「受激發」，當所指為發光材料時，意思是至少一些電磁輻射(例如，可見光、紫外光或紅外光)與發光材料接觸，使發光材料發出至少一些光。表達「受激發」包括發光材料連續發光或以一定速率間歇發光以使人眼感知為持續發光或間歇發光的情況，或多個相同顏色或不同顏色的發光材料間歇發光和/或交替發光(持續時間有或沒有重疊)以使人眼將其感知為持續發光或間歇發光的情況(並且在發出不同顏色的光情況下，將其感知為那些顏色的混合)。這裡所用的表達「照明設備」除了它要能發光之外不具有任何限制性。即照明設備可以是照射一定面積或容積(如建築物、遊泳池或溫泉區、倉庫、方向燈(indicator)、路面、停車場、車輛、標誌、路面標記、廣告牌、大船、玩具、鏡面、容器、電子設備、小艇、航行器、運動場、計算機、遠端音頻裝置、遠端視頻裝置、蜂窩電話、樹、窗戶、IXD顯示屏、洞穴、隧道、院子、街燈柱等)的裝置，或照射包圍空間的一個裝置或一系列裝置、或用於邊緣照明或背面照明的裝置(如背光廣告、標誌、LCD顯示)、燈泡替代品(例如取代AC白熾燈、低電壓燈、螢光燈等)、用於室外照明的燈具、用於安全照明的燈具、用於住宅外照明的燈具(壁式，柱/杆式)、天花板燈具/壁式燭臺、櫃下照明設備、燈(地板和/或餐桌和/或書桌)、風景照明設備、跟蹤照明設備(track lighting)、作業照明設備、專用照明設備、吊扇照明設備、檔案/藝術顯示照明設備、高振動/撞擊照明設備-工作燈等，鏡面/梳妝檯照明設備(mirrois/vanity lighting)或任何其他發光設備。這裡所用的表達「主要表面(major surface) 」意指,其表面面積至少為整個結構表面面積的25%的表面,在一些情況下,所述表面的表面面積至少為整個結構表面面積的40% (例如,大致上平薄基底(flat thin substrate)的頂面和底面的每個,所述平薄基底具有大致平行的頂面和底面)。本發明還涉及受到照射的包圍空間(illuminated enclosure)(其容積可受到均勻或不均勻的照射)，包括一封閉空間和至少一個根據本發明的照明設備，其中照明設備(均勻或不均勻地)照射所述封閉空間的至少一部分。本發明的一些實施例包括至少第一電源線，本發明的一些實施例涉及包括表面和至少一個照明設備的結構，所述至少一個照明設備對應於這裡所描述的根據本發明的照明設備的任一實施例；其中如果為第一電源線供電，和/或如果點亮照明設備內的至少一個光源，照明設備將照明表面的至少一部分。本發明還涉及受到照射的區域，包括從由以下項構成的組中選擇的至少一個項建築物、遊泳池或溫泉區、倉庫、方向燈(indicator)、路面、停車場、車輛、標誌、路面標記、廣告牌、大船、玩具、鏡面、容器、電子設備、小艇、航行器、運動場、計算機、遠端音頻裝置、遠端視頻裝置、蜂窩電話、樹、窗戶、LCD顯示屏、洞穴、隧道、院子、街燈柱等，在它們之中或之上安裝了至少一個如這裡所述的照明設備。除非另有定義，這裡所用的所有用語(包括科學和技術術語)的含義與本發明所屬領域的普通技術人員普遍理解的含義相同。還應進一步明白，如常規使用的詞典裡定義的那些用語將解釋為其含義與它們在相關領域以及本發明的上下文環境中的含義相一致，除非本文明確定義外不會從理想或過度形式化(formal sense)的層面上理解。本領域技術人員還將理解的是，所提及的與另一特徵「相鄰」設置的結構或特徵可能有一部分與相鄰特徵重疊或在相鄰特徵下面。這裡所用的表達「大致上為方形」意指，可將一形狀放置於X、y坐標上，以便該形狀上至少90%的部分具有X坐標或y坐標,所述X坐標或y坐標在特定值或該值負數的0. 95-1. 05倍內，X坐標和Y坐標的絕對值均未超過這一特定值的I. 05倍的絕對值。這裡所用的表達「大致上為矩形」意指，可識別一矩形形狀，其中大致上以矩形為特徵的該項內至少90%的點落入矩形形狀內，且矩形形狀包含該項內至少90%的點。這裡所用的表達「大致上為圓形」意指，可繪製具有公式x2+y2 = η的圓形；其中可在一位置畫出假想軸，在該位置上具有該特徵的至少80%的點的每個大致上為圓形，其中y坐標在通過將這點的X坐標插入到此公式所得到的值的0. 95至I. 05倍範圍內。在本發明的一個方面，提供照明設備，所述照明設備包括至少第一光控元件、至少第一光源和至少第一發光材料。 根據本發明的照明設備中採用的一個或多個光控元件可以是能夠改變由第一光源發出的光所形成的圖案(pattern)的全部性質(over nature)的任何結構或特徵。就這點而言，這裡所用的表達「光控元件」包括薄膜和透鏡，所述薄膜和透鏡包括一個或多個容積光控結構和/或一個或多個表面光控特徵。雖然在根據本發明的照明設備中可包含薄膜和/或透鏡(以及在許多情況下需要薄膜和/或透鏡)，這裡所使用的表達「光控元件」並沒有包含上述薄膜和/或透鏡。其中所述薄膜和/或透鏡僅僅具有與鄰近區域不同的折射率，和/或所述薄膜和/或透鏡僅改變光線聚焦，和/或所述薄膜和/或透鏡輔助漫射(顏色混合)和/或遮攔(obscuration)(去馬賽克)，和/或所述薄膜和/或透鏡具有大致均勻的厚度或平均厚度。在本發明的一些方面，一個或多個光控元件是非成像光學系統，即它們包含漫射器和光成型器(light shaper)/燈遮攔器(lamp hider)(如同丙烯酸稜柱片)，但排除了成像光學系統(例如，在望遠鏡和攝像機中使用的光學系統)。
本領域技術人員眾所周知的是，光控元件可以是各種形式的任何一種，依照本發明可採用這些形式的任一適合形式。例如，如上所述，光控元件可包括一個或多個容積光控結構和/或一個或多個表面光控特徵。容積光控結構通過延伸過光控結構的厚度或深度的至少一部分的區域實現光控。例如，本領域技術人員熟悉這樣的光控結構，在所述光控結構中在該結構的至少一部分容積內安置小透鏡陣列(Ienslets)，例如在所述光控結構中在顆粒(pellet)內包含漫射元件，所述漫射元件成批(in bulk)工作並稍後模塑(例如，注模成型(injection molded))或擠制。同樣，通過薄膜的厚度或深度的至少一部分內的區域可提供光控(如本領域技術人員已知的是，這種薄膜與模塑透鏡或擠制透鏡相比，其明顯區別在於，這種薄膜不能按比例增加到非常大的厚度，例如其厚度僅為幾千分之一英尺到一或二萬分之一英尺)。作為製造這種薄膜的方法示例，基料(base stock)可和折射率與基料不同的材料混合，從而形成非擠制的受控色散。與容積光控結構相比，表面光控特徵的區別在於，其為表面特徵，即它在結構(例如透鏡或薄膜)的表面上形成。本領域技術人員熟悉各種表面光控特徵和提供表面光控特徵的方式。提供表面光控特徵的方式的代表性示例包含機械壓制薄膜或透鏡、模塑成型表面光控特徵(例如，使用具有表面特徵的模具注射成型，所述表面特徵將給予注模結構一個或多個表面光控特徵)、以及(例如通過光刻法)在薄膜或透鏡上圖案修飾(在薄膜上通常使用光刻法進行圖案修飾；如果需要的話其可在透鏡上使用)。相對於包括一個或多個容積光控結構的光控元件，光控結構可位於光控元件的任何適當的部分，例如上半部、下半部、大致上全部或其他部分。相對於包括一個或多個表面特徵的光控元件，表面特徵可位於光控元件的任何一側(或兩側)，並可延伸穿過這些表面的任何部分(或大致上所有部分)。本領域技術人員同樣熟悉各種光控特徵效應。例如，一種眾所周知類型的光控效應是準直(colIimation)(也稱為波束成形)，其最廣的意義在於影響很大一部分光傳播的方向。一種類型的準直的一個示例是使入射光的很大一部分(例如，至少50%、一些情況下至少60 %、以及一些情況下至少70 %、80 %、90 %、95 %、99 %或更多)大致上垂直於光控元件的表面傳播。例如，第一類型的光控元件的其中一個設計為在大致垂直於結構表面的方向上發出的光的百分比大於在相對於結構表面限定了小於45度角的方向上傳播的光的百分比，其中所述結構表面面向著光(換言之，採用上述元件，垂直照在光控元件上的光比傾斜照在光控元件上的光更可能通過光控元件)。另一眾所周知類型的光控效應是分布，即影響去到給定區域的光的量。例如，一種類型的光控分布效應的一個示例稱為「蝙蝠翼形分布(bat wing distribution) 」,其中將相當少的光引向直接在照明設備下面的位置、而將相當多的光引向與直接在照明設備下面間隔開的位置(或僅引向直接在照明設備下面的位置的一側、或引向這種位置的兩側等)，從而消除直接在照明設備下面(有時直接在照明設備下面的位置附近的位置)的相當明亮的光的效應，該效應由隨著距離的平方而下降的光強產生。該一個或多個光控元件可由任何材料形成、且可為任何大小和形狀，只要其能改變至少第一光源發出的光所形成的圖案的全部性質即可在一些實施例中，光控元件具有大致上相互平行的第一主要表面和第二主要表面，光控元件的厚度(即與第一和第二主要表面大致垂直的維度)遠小於主要表面的尺寸，例如其尺寸小於兩個主要表面的其中一個或兩個的五分之一(一些實施例中，小於十分之一或小於二十分之一)。根據本發明，在照明設備中使用的光控元件也可從任意的已知光控元件選擇得至IJ。合適光控元件的代表性示例包含以下專利和專利申請中所公開的那些專利號為No. 5，147，716的美國專利和申請號為No. 2009/0115943的美國專利申請，以上專利和專利申請在此全文引用，以供參考。一個或多個光源的每個可從本領域技術人員已知的多種光源的任何一個或全部選擇得到。各種光源的代表性示例包含白熾燈、螢光燈、固態發光體、雷射二極體、薄膜電致發光器件、發光聚合物(LEP)、齒燈、高強度放電燈、電激發光燈等等，每個具有或沒有一個或多個濾光鏡。換言之，至少一個光源可包括特定類型的單個光源、特定類型的多個光源、或多種類型的每種的一個或多個光源的任何組合。已知各種固態發光體，並且根據本發明可採用任何上述固態發光體。固態發光體的代表性示例包括具有或不具有發光材料的發光二極體(有機的或無機的，包括聚合物發光二極體(PLED))。發光二極體為半導體器件，它將電流轉換為光。多種發光二極體以不斷擴大的範圍的目的被用於更多的不同的領域。更具體地說，當P-η結結構兩端存在電位差時，發光二極體這一半導體器件發出光(紫外光、可見光或紅外光)。存在許多製造發光二極體的已知方式和許多相關結構，本發明可採用任何上述結構。發光二極體通過激發電子穿過半導體活性(發光)層的導帶(conductionband)和價帶(valence band)之間的帶隙(band gap)來發光。電子躍遷產生的光線的波長取決於帶隙。因此，發光二極體發出的光線的顏色(波長)取決於發光二極體的活性層的半導體材料。這裡所用的表達「發光二極體」是指基本的半導體二極體結構(即晶片)。已獲得普遍承認並且在商業上出售(例如在電子器件商店中出售)的「LED」通常表現為由多個部件組成的「封裝」器件。這些封裝器件一般包括有基於半導體的發光二極體，例如但不限於美國專利4，918，487,5, 631，190和5，912，477中所公開的各種發光二極體，以及引線連接和封裝該發光二極體的封裝體。本領域技術人員熟悉且容易獲得各種固態發光體，所述固態發光體發出具有需要的峰值發射波長和/或主發射波長的光；並且在包括固態發光體的實施例中可採用任何上述固態發光體(以下詳細討論)或上述固態發光體的任何組合。發光材料是當受激發輻射源激發時發出響應輻射(例如，可見光)的材料。在許多情況下，響應福射的波長與激發福射的波長不同。
發光材料可以分為下遷移材料或上遷移材料；下遷移材料即將光子轉換為更低能級(更長波長)的材料，上遷移材料即將光子轉換為更高能級(更短波長)的材料。本領域的技術人員熟悉並可容易獲得各種發光材料，各種發光材料發射的光具有所需的峰值發射波長和/或主發射波長、或所需色調；如果需要的話，可採用任何上述發光材料或上述發光材料的任何組合。—種類型的發光材料是本領域的技術人員已知並可容易獲得的磷光體。發光材料的其他實例包括閃爍劑、可見輝光帶(day glow tapes)以及紫外光照射後發出可見光的油墨(inks)。提供較寬的可見波長頻譜從而提供增高的CRI (例如Ra)的優點是已知的。同樣，預測照明設備的輸出光的感知顏色的能力是已知的，例如，在CIE色度圖的協助下可預測照明設備的輸出光的感知顏色。 其中所述照明設備包含輸出各自的兩種或多種顏色的光的發光體。可能以任何合適形式提供發光材料(當包含時)。例如，發光材料可嵌入在散熱件中和/或嵌入在樹脂(即聚合物基體)中，例如矽酮材料、環氧樹脂材料、玻璃材料或金屬氧化物材料。在封裝材料中可包含發光材料，一個或多個光源(例如，發光二極體)嵌入在所述封裝材料中。實踐本發明可使用的合適的固態發光體的代表性示例，包括合適的發光二極體、發光材料、磷光體、封裝材料等，在以下專利申請中介紹2006年12月21日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/614，180 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0236911)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年I月19日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/624，811 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0170447)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年5月22日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/751，982 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0274080)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年5月24日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/753，103 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0280624)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年5月22日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/751，990 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0274063)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年4月18日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/736，761 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0278934)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年11月7日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/936，163 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0106895)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年8月22日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/843，243 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0084685)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年10月11日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/870，679 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0089053)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年5月8日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/117，148 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0304261)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；以及2008年I月22日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/017，676 (現在的美國專利公開號為No. 2009-0108269)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考。一個或多個光源的每個可具有任何合適的形狀，本領域技術人員已知各種所述形狀，例如呈以下形狀A燈、B-IO燈、BR燈、C-7燈、C-15燈、ER燈、F燈、G燈、K燈、MB燈、MR燈、PAR 燈、PS 燈、R 燈、S 燈、S-11 燈、T 燈、歐司朗基燈(Linestra 2-base lamp)、AR 燈、ED燈、E燈、BT燈、線性螢光燈、U形螢光燈、環形螢光燈、單雙管(single twin tube)緊湊型突光燈、復雙管(double twin tube)緊湊型突光燈、三雙管(triple twin tube)緊湊 型螢光燈、A字型緊湊型螢光燈、擰螺絲(screw twist)緊湊型螢光燈、球形螺絲座(globescrew base)緊湊型突光燈、反射器螺絲座(reflector screw base)緊湊型突光燈。根據本發明的照明設備可包括特定形狀的一個或多個光源、或多種不同形狀的每種形狀的一個或多個光源。一個或多個光源的每個可設計為以任何合適圖案發出光，例如以泛光燈、聚光燈、下射燈等的形式。根據本發明的照明設備可包括一個或多個以任何合適圖案發出光的光源、或者以多種不同圖案的每種圖案發出光的一個或多個光源。至少一部分的第一發光材料與第一光源間隔開。這裡使用的術語「間隔」意指，第一發光材料沒有與第一光源直接接觸。在一些實施例中，第一發光材料沒有與第一光源直接接觸或間接接觸。在一些實施例中，第一發光材料與第一光源間隔開一定距離，所述距離至少有第一光源的發射面的最大尺寸那麼大(在一些實施例中為兩倍大，在一些實施例中為三倍、四倍、五倍或十倍大)。在一些實施例中，第一發光材料以照明設備最小尺寸的至少30%與第一光源間隔開。例如，可在照明設備的任何合適的元件內或上提供發光材料。例如，在一些實施例中，可在光控元件內或上、在漫射元件內或上、在遮攔元件內或上、在殼體構件內或上、在反射器內或上等提供發光材料。在光控元件的表面提供發光材料的實施例中，可在任一(或兩個)表面提供發光材料。例如，在一些實施例中，可在光控兀件面對光源(例如，一個或多個發光二極體)的一側(「光滑側」)提供發光材料，可在光控元件背對光源的一側(「模糊側」)提供表面光控特徵。一般而言，在根據本發明的照明設備內可使任何組合顏色和許多顏色的光混合。光色融合(blend oflight color)的代表性示例在以下專利申請中描述2006年12月20日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/613，714 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0139920)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2006年12月20日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/613，733 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0137074)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年4月18日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/736，761 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0278934)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年4月18日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/736，799 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0267983)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年4月19日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/737，321 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0278503)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年11月7日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/936，163 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0106895)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；
2008年5月8日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/117，122 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0304260)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年5月8日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/117，131 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0278940)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年5月8日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/117，136 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0278928)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年5月8日發布的美國專利，專利號為No. 7，213，940，該專利在本申請中全文引用，以供參考；2006年12月I日申請的美國專利申請，申請號為No. 60/868，134，題為「照明設備和照明方法」(發明人Antony Paul van de Ven和Gerald H. Negley ;律師事務所案卷號為931035PR0)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年11月30日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/948，021 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0130285)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年10月9日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/248，220 (現在的美國專利公開號為No. 2009/0184616)(律師事務所案卷號為P0967 ；931-040NP)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年12月6日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/951，626 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0136313)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年2月22日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/035，604 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0259589)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年5月8日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/117，148 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0304261)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年11月27日申請的美國專利申請，申請號為No. 60/990，435，題為「具有高CRI和高效能的暖白光照明」(發明人Antony Paul van de Ven和Gerald H. Negley ;律師事務所案卷號為931_081PR0)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；以及2009年8月14日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/541,215(現在的美國專
利公開號為No._)(律師事務所案卷號為P1080 ;931_099NP)，該專利申請在本申請
中全文引用，以供參考。在根據本發明的一些實施例中，照明設備還可包括一個或多個傳感器。本領域技術人員熟悉多種傳感器，且任何這樣的傳感器都可在本發明的裝置和方法中使用。在這些眾所周知的傳感器中，有隻可感應部分可見光的傳感器。例如，傳感器可以是可觀察整個光通量但僅(可)感應多個LED中的一個或多個的獨特且便宜的傳感器(GaP: N LED)。例如，在一個特定的例子中，該傳感器可僅能感應結合產生BSY光(下述)的LED發射的光，且該傳感器可提供反饋給一個或多個紅LED以隨著LED的使用年限(和光輸出缺陷)保持顏色一致。可選擇性控制一個顏色的輸出以維持輸出的合適比例，且從而維持裝置的色溫。該類型的傳感器僅由具有特定波長範圍的光激發，如不包括紅光的波長範圍(例如，參見申請號為No. 12/117,280、申請日為2008年5月8日(現在的美國專利公開號為No. 2008/0309255)(律師事務所案卷號為P0979 ;931_076)的美國專利申請) 在依據本發明的一些實施例中，照明設備還包括傳感器，其用於檢測一串或多串光源(例如，發光二極體)(這裡使用的表達「串」意指至少兩個光源串聯電連接)發出的光強；以及包括電路，其用於調節響應於強度而提供給上述一串或多串光源的電流。本領域的技術人員熟悉各種傳感器，該傳感器能夠檢測一個或多個光源發出的光強，以及任意的該傳感器可用於製造該實施例。類似地，本領域的技術人員熟悉各種類型的電路，該電路能夠響應任意信號和命令(例如通過傳感器檢測的強度)來調節提供給一串或多串光源的電流(或調節獨立提供給多串光源的每串的電流)，並且可在依據本發明的設備中採用任意的該類型的電路。例如，在依據本發明的一些實施例中，能夠針對測試中檢測到的由第一串和 第二串固態照明設備的固態照明設備所發出的混合光的強度(即它們的初始混合強度)，將提供給第三串固態照明設備的電流設定為一特定值，並且響應於第一串和第二串固態照明設備的固態照明設備所發出的混合光的強度隨時間變化(例如，由於第一串和第二串固態照明設備的固態照明設備的強度隨著時間減少，提供給第三串固態照明設備的電流可能發生變化，從而使照明設備的混合顏色輸出隨時間的偏差減小或最小化)，提供給第三串的電流可能與該設定值不同(線性地或非線性地)。本領域的技術人員熟悉各種提供該關係的方式，例如，通過提供傳感器反饋，在由第一和第二串的光源發出的混合光的強度發生變化時，調節第三串的參考電壓。當為一串或多串光源提供電流時，本發明的一些實施例包含測量照明設備的顏色輸出，以及調節提供給第一串光源的至少一個的電流。本領域技術人員熟悉測量顏色輸出的各種設備和技術，在根據本發明的設備內可採用任何上述設備和技術。相似地，本領域技術人員熟悉多種調節提供給一串或多串光源的電流的設備和技術，在根據本發明的設備內可採用任何上述設備和技術。因此，基於所使用的特定設備(及其組件)的特徵，電流是可調諧的。檢測光源的光輸出變化的其他技術包含提供獨立發射器或參考發射器、以及測量這些發射器的光輸出的傳感器。與環境光隔離地設置這些參考發射器，以便它們通常不會影響照明設備的光輸出。檢測光源光輸出的額外技術包含獨立測量環境光和照明設備的光輸出，然後基於測量的環境光補償測量的光源的光輸出。依照本發明的一些實施例可採用至少一個溫度傳感器。本領域技術人員熟悉並容易獲得各種溫度傳感器(例如，熱敏電阻)，且在依照本發明的實施例中可採用任何上述溫度傳感器。如以下美國專利申請中所描述的溫度傳感器可用於各種目的，例如為電流調節器提供反饋信息；該美國專利申請的申請號為No. 12/117,280、申請日為2008年5月8日(現在的美國專利公開號為No. 2008/0309255)，該專利申請在此全文引用，以供參考。依照本發明的一些實施例，提供包括控制器的設備，所述控制器用於控制至少一個光源和發出的光和至少第二光源發出的光的比率，從而使混合光為所需顏色(例如，白色)。本領域技術人員熟悉、可使用並容易預想各種合適的控制器。例如，控制器可能是數字控制器、模擬控制器或數字和模擬控制器的組合。例如，控制器可能是特定用途集成電路(ASIC)、微處理器、微控制器、分立元件的集合或其組合。在一些實施例中，可對控制器進行編程，從而控制一個或多個光源。在一些實施例中，可通過控制器的電路設計提供對一個或多個光源的控制，因此對一個或多個光源的控制固定在製造時期。在其他實施例中，可能在製造的時候設定控制器電路的各方面，例如其參考電壓、電阻值或類似值，從而在不需要編程或控制代碼的情況下允許對一個或多個光源的控制進行調節。適合的控制器的代表性示例在以下專利申請中進行描述申請號為No. 11/755，149、申請日為2007年5月30日(目前的美國專利公開號為No. 2007/0278974)的美國專利申請，該專利申請在此全文引用，以供參考；申請號為No. 12/117，280、申請日為2008年5月8日(目前的美國專利公開號為No. 2008/0309255)的美國專利申請，該專利申請在此全文引用，以供參考；以及
申請號為No. 12/257，804、申請日為2008年10月24日(目前的美國專利公開號為No. 2009/0160363)(律師事務所案卷號為P0985 ;931_082)，該專利申請在此全文引用，以供參考。依照本發明的一些實施例包含一個或多個漫射元件和/或一個或多個遮攔元件。本領域技術人員熟悉多種漫射元件(即輔助顏色混合的元件)和多種遮攔元件(即容積區域和/或表面特徵)，可容易預想到各種可製造漫射元件或遮攔元件的材料，並且熟悉和/或能夠預想這些元件多種可能的形狀。在包含上述元件的實施例中、在漫射元件和/或遮攔元件內可採用任何上述材料和/或形狀。本領域技術人員將理解的是，根據本發明，可基於其各自對入射光的效應選擇漫射元件或遮攔元件。例如，漫射元件可包含使光漫射或散射的特徵，例如元件內分散的散射顆粒(例如，由二氧化鈦、氧化鋁、氮化矽或玻璃微球體形成的顆粒)。在依照本發明的包含漫射元件(或數個漫射元件)的實施例中，可將漫射元件設置在任何合適的位置和方位。在依照本發明的一些實施例中，可將漫射元件鄰近照明設備的孔且覆蓋照明設備的孔而設置。在依照本發明的包含遮攔元件(或數個遮攔元件)的實施例中，可將遮攔元件設置在任何合適的位置和方位。在依照本發明的一些實施例中，可將遮攔元件鄰近照明設備的孔且覆蓋照明設備的孔而設置。在根據本發明的一些實施例中，在單個元件內可提供兩種或多種各類型的特徵。例如，單個結構可提供光控以及漫射和/或遮攔。一般地，當在單個結構內提供多種類型的特徵時，該結構的不同區域提供不同特徵，例如，提供不同特徵的區域彼此堆疊。在根據本發明的一些實施例中，照明設備還包括一個或多個光源安裝其上的支撐物。在這種實施例中，該支撐物可由任何合適的材料製成，且可能是任何合適的大小和形狀。本發明還涉及包括至少一個這裡所描述的照明設備的燈具。燈具可包含殼體、安裝結構、和/或封裝結構。本領域技術人員熟悉並可預想多種構造固定裝置、殼體、安裝結構和/或封裝結構的材料，以及這種固定裝置、殼體、安裝結構和/或封裝結構的多種形狀。依照本發明可採用由任何上述材料製成的固定裝置、殼體、安裝結構和/或封裝結構，以及具有任何上述形狀的固定裝置、殼體、安裝結構和/或封裝結構。例如，可能用於實施本發明的固定裝置、殼體、安裝結構和封裝結構及其各組件或方面在以下專利申請中介紹2006年12月20日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/613，692 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0139923)(律師事務所案卷號為P0956 ;931_002)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；
2007年5月3日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/743，754 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0263393)(律師事務所案卷號為P0957 ;931_008)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年5月30日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/755，153 (現在的美國專利公開號為No. 2007/0279903)(律師事務所案卷號為P0920 ;931_017)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年9月17日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/856，421 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0084700)(律師事務所案卷號為P0924 ;931_019)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年9月21日申請的美國專利申請，申請 號為No. 11/859，048 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0084701)(律師事務所案卷號為P0925 ;931_021)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年11月13日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/939,047(現在的美國專利公開號為No. 2008/0112183)(律師事務所案卷號為P0929 ;931_026)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年11月13日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/939，052 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0112168)(律師事務所案卷號為P0930 ;931_036)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年11月13日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/939，059 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0112170)(律師事務所案卷號為P0931 ;931_037)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年10月23日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/877，038 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0106907)(律師事務所案卷號為P0927 ;931_038)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2006年11月30日申請的美國專利申請，申請號為No. 60/861，901，題為「具有附著配件(accessory attachment)的 LED 下射式燈具」(發明人Gary David Trott, PaulKenneth Pickard和Ed Adams ;律師事務所案卷號為No. 931044PR0),該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2007年11月30日申請的美國專利申請，申請號為No. 11/948，041 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0137347)(律師事務所案卷號為P0934 ;931_055)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年5月5日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/114，994 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0304269)(律師事務所案卷號為P0943 ;931_069)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年5月7日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/116，341 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0278952)(律師事務所案卷號為P0944 ;931_071)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年11月25日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/277，745 (現在的美國專利公開號為No. 2009-0161356)(律師事務所案卷號為P0983 ；931-080NP)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年5月7日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/116，346 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0278950)(律師事務所案卷號為P0988 ;931_086)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2008年5月7日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/116，348 (現在的美國專利公開號為No. 2008/0278957)(律師事務所案卷號為P1006 ;931_088)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2009年7月30日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/512，653 (現在的美國專利公開號為No. 2010-0102697)(律師事務所案卷號為P1010 ；931-092NP)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2009年5月21日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/469，819 (現在的美國專 利公開號為No. 2010-0102199)(律師事務所案卷號為P1029 ；931-095NP)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；2009年5月21日申請的美國專利申請，申請號為No. 12/469，828 (現在的美國專利公開號為No. 2010-0103678)(律師事務所案卷號為P1038 ；931-096NP)，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考。在根據本發明的一些實施例中，包括含有或不含任何上述特徵的一些實施例，照明設備還包括將電流從至少一個能量源傳向光源的電路。在根據本發明的一些照明設備內，還包含一個或多個電路組件，例如，用於提供和控制電流的驅動電子設備，其中所述電流通過照明設備中的光源。本領域技術人員熟悉多種提供和控制通過光源(例如固態發光體)的電流的方式，並在本發明的設備內可採用任何上述方式。例如，該電路可包括至少一個觸頭、至少一個引線框、至少一個電流調節器、至少一個電源控制、至少一個電壓控制、至少一個升壓元件、至少一個電容和/或至少一個整流橋，本領域的技術人員熟悉上述組件並能夠設計合適的電路來滿足所需的電流特性。例如，用於實施本發明的電路在以下所列的專利申請中有描述申請號為No. 11/626，483、申請日為2007年I月24日(目前的美國專利公開號為No. 2007/0171145)(律師事務所案卷號為P0962 ；931-007)的美國專利申請，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；申請號為No. 11/755，162、申請日為2007年5月30日(目前的美國專利公開號為No. 2007/0279440)(律師事務所案卷號為P0921 ;931_018)的美國專利申請，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；申請號為No. 11/854,744，申請日為2007年9月13日(目前的美國專利申請號為No. 2008/0088248)(律師事務所案卷號為P0923 ；931-020)的美國專利申請，該專利申請在本申請中全文引用；申請號為No. 12/117，280、申請日為2008年5月8日(目前的美國專利公開號為No. 2008/0309255)(律師事務所案卷號為P0979 ;931_076)的美國專利申請，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；以及申請號為No. 12/328，144、申請日為2008年12月4日(目前的美國專利公開號為No. 2009/0184666)(律師事務所案卷號為P0987 ；931-085NP)的美國專利申請，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考；以及申請號為No. 12/328，115、申請日為2008年12月4日(目前的美國專利公開號為No. 2009-0184662)(律師事務所案卷號為P10397 ；931-097NP)的美國專利申請，該專利申請在本申請中全文引用，以供參考。根據本發明的照明設備還可包括任何合適的接線盒，本領域技術人員熟悉多種所述接線盒，例如愛迪生連接器(插入在愛迪生插座中)、⑶-24連接器等；或者根據本發明的照明設備可直接引線連接至電支路。在根據本發明的一些實施例中，照明設備是自鎮流設備。例如，在一些實施例中，照明設備可與AC電流直接連接(例如，通過插入壁式插座中、通過螺接至愛迪生插座、通過硬線連接至電路中等)。自鎮流設備的代表性示例在申請日為2007年11月29日、申請號為No. 11/947, 392的美國專利申請(現在的美國專利公開號為No. 2008/0130298)中得以描述，該專利申請在此全文引用，以供參考。可從任何來源(source)或各來源的組合向至少一個光源供應能量,所述來源例如輸電網(grid)(例如線電壓)、一個或多個電池、一個或多個光伏能量收集設備(即包括一個或多個光伏管的設備，該光伏管將太陽能轉換成電能)、一個或多個風車等。這裡對依照本發明的實施例進行詳細描述，從而提供在本發明的整個範圍內的代表性實施例的準確特徵。本發明不應理解為受限於上述細節。此處將結合截面圖(和/或平面圖)對依照本發明的實施例進行描述，這些圖為本發明的理想實施例的示意圖。因此，可以預計到會例如因生產技術和/或容差而導致與圖中的形狀有差異。因此，本發明的實施例不應限定為此處所描繪的區域的特定形狀，而應包括形狀的差異(例如，由生產所導致)。例如，描繪為矩形的成型區域通常具有圓形或彎曲的特徵。因此，圖中所示區域本質上為示例性的，且這些形狀並不是為了描繪設備的區域的精確形狀以及並不是為了對本發明的保護範圍進行限定。結合截面圖闡述這裡所描述的照明設備。這些橫截面可圍繞中心軸旋轉，從而提供實際上為環形的照明設備。替代性地，可複製橫截面從而形成多邊形的邊、以提供照明設備，所述多邊形例如方形、矩形、五角形、六角形或類似形狀。因此，在一些實施例中，可能通過橫截面邊緣的物體完全或部分環繞橫截面中心的物體。圖I是根據本發明的照明設備10的截面圖，圖2是圖I的照明設備10的透視圖。如圖I所示，照明設備10也包含安裝在散熱器(heat sink) 12上的發光體板14。發光體板14包含多個光源21，所述多個光源可以是固態發光體，例如發光二極體(LED)。固態發光體可包含發出藍光的發光二極體和發出紅光的發光二極體，照明設備10可包含將一些藍光(即，發出藍光的發光二極體所發出的光)轉換為微黃綠光或青黃光的發光材料(例如，如以下所述)，以便射出照明設備10的光混合物被感知白光。照明設備的第一主要尺寸和第二主要尺寸在第一平面延伸(即，在圖I所示的方位水平延伸和垂直於圖I的紙平面延伸)，每個光源21的發射平面與第一平面大致平行。
這裡所用的表達「光源的發射平面」(例如，「每個光源的發射平面」)意指，(I)與光源的發光軸垂直的平面(例如，在光發射為半球形的情況下，該平面將沿著半球形的平坦部分；在光發射是圓錐形的情況下，該平面將垂直於圓錐體的軸)，(2)與光源的最大發光強度的方向垂直的平面(例如，在最大發光為垂直的情況下，該平面是水平的)，(3)與光發射的平均(mean)方向垂直的平面(換言之，如果最大強度在第一方向，而與第一方向的一側成十度角的第二方向的強度大於與第一方向的對側成十度角的第三方向的強度，那麼由於第二方向和第三方向的強度，平均強度將朝著第二方向略微移動)。在一些實施例中，發光體板可能是光源(例如發光二極體)安裝其上的金屬芯印刷電路板。發光體板14可與散熱器12熱耦合，或者其可通過直接接觸、熱粘合劑、或本領域技術人員已知的其他技術與散熱器12熱耦合。在一些實施例中，可除去發光體板14，而將固態發光體直接安裝到散熱器12上。在這種實施例中，即固態發光體直接安裝到散熱器的實施例中，可使用製造金屬芯印刷電路板時使用的技術製造散熱器，例如，通過使提供的互連結構(例如，三串發光二極體)包含金屬片，以便其可適用於具有直接安裝其上的固態發光體。
如圖I中進一步所述的，照明設備10還包含光傳輸籃式組件(lighttransmitting basket assembly) 18。籃式組件18可包含框架和覆蓋元件11。例如，覆蓋元件可包括丙烯酸、聚碳酸酯、PET、PETG或其他光傳輸材料。覆蓋元件11的代表性示例在圖3中描述。圖3所示的覆蓋元件11呈透鏡形狀。覆蓋元件11包括光控元件13,所述光控元件可包括含容積光控結構的一個或多個區域(或整個光控元件可包括容積光控結構)，和/或所述光控元件可包括含表面光控特徵的一個或多個區域(在任一或兩個主要表面上)。採用這一覆蓋11，光源21的每個以大致相同的距離(即對每個光源21而言，從光源21上的點到光控元件上最近點的最小距離大致相同)與光控元件13間隔開。當提及第一和第二距離時，表達「大致相同的距離」表示第一距離為第二距尚的O. 90-1. 10倍。覆蓋元件11的另一代表性示例在圖4中描述。圖4所示的覆蓋元件11包括透鏡形式的光控兀件13和包覆在光控兀件13上表面(在圖I描述的方位上)的發光材料15,其中所述光控元件包含容積光控結構(替代性地或額外地，光控元件13的任一或兩個主要表面可包含一個或多個含表面光控特徵的區域)。替代性地(或額外地)，可在光控元件13的下表面提供發光材料15,和/或發光材料15可分散在光控兀件13內，或者其可能以任何合適的方式與光控元件13間隔開。覆蓋元件11的另一代表性示例在圖5中描述。圖5所示的覆蓋元件11包括光控兀件13和光控兀件11上表面上的磷光體17 (所述磷光體包括分散在環氧樹脂內的發光材料 15)。覆蓋元件11的另一代表性示例在圖6中描述。圖6所示的覆蓋元件11包括薄膜形式的光控兀件13和包覆在光控兀件13上表面(在圖I描述的方位上)的發光材料15 ；其中所述薄膜包含容積光控結構(替代性地或額外地，光控元件13的任一主要表面或兩個主要表面可包括含表面光控特徵的一個或多個區域)。替代性地(或額外地)，可在光控元件13的下表面提供發光材料15,和/或發光材料15可分散在光控兀件13內，或者其可能以任何合適的方式與光控元件13間隔開。光控元件13定位在透鏡19上。返回圖1，籃式組件18、上殼體16和發光體板14提供了一混合腔，在所述混合腔內，根據腔內反射和籃式組件18的漫射結構和/或薄膜的光學性質的組合對從LED發出的光進行混合。額外地，混合腔的內表面可覆蓋反射材料，例如古河(Furakawa)實業公司的MGPET 或其他反射材料，本領域技術人員已知並可使用多種所述反射材料(在一些實施例中，特別優選的反射材料是漫反射材料)。在一些實施例中，替代性地或額外地，光接觸的任何表面包覆有浮雕漆(textured paint),以便改變所需要的亮度特徵和/或圖案。由於許多LED (例如科銳XRE LED)大致以朗伯分布(Lambertian distribution)發出光，LED可與上殼體16的側壁間隔開。因此，發光體板可能具有比上殼體16的開口所限定的區域小的表面面積，其中光通過所述上殼體的開口。相應地，上殼體或上殼體的一部分可能大致為截錐形(frustopyramidal)且具有傾斜(sloped)或歪斜(slanted)的側壁16，從而將光從發光體板14導向籃式組件18。這種斜側壁可能還有助於將籃式組件反射的光導回籃式組件，以便減少照明設備內的光損失另外，由於發光體板14的面積小於籃式組件的面積，籃式組件18和上殼體16的配置從某種程度上可使LED的光傳播過籃式組件18的可視表面，從而避免籃式組件18和側反射器的照度突變。例如，這可採用美國專利申請中描述的機械籃式配置來實現，或通過以下描述的籃式組件的透鏡的光學性質來實現；其中該美國專利申請的申請號為No. 12/116，341、申請日為2008年5月7日(現在的美國專利公開號為No. 2008/0278952)(律師事務所案卷號為P0944;931-071)，該美國專利申請在此全文引用，以供參考。側反射器20包括可與吊頂的輸電網接合的平的唇形部分(flat lip portion) 300射出照明設備10的光通過側反射器20的唇形部分30所限定的大致的方形孔。側反射器20使照明設備10的光生成部分凹進天花板瓷磚的平面上方。在代表性實施例的一個示例中,輪緣(rim)的外周長測量為約2英尺乘2英尺,而籃式組件的外周長測量為約I英尺乘I英尺。在支撐結構中的開口不是方形的實施例的情況下，例如2英尺乘4英尺，可能以任何合適的方式調整根據本發明的設備，從而在開口中提供所需效應，例如填充開口，例如通過使用兩個並排設備(每個測量為大約2英尺乘2英尺)、或通過提供其中輪緣外周長測量為約4英尺乘2英尺的設備。圖7是根據本發明的照明設備40的截面圖，圖8是圖7的照明設備40的仰視圖。參考圖7，照明設備40包含發光體板41、多個光源42、側反射器43、擋板組件44和多個覆蓋元件75、76、77、78、79、105、106、107和108 (以下描述)。參考圖8，擋板組件44包括外擋板結構71、中間擋板結構72和內擋板結構73。外擋板結構71包含四個擋板元件123、124、125、126。相似地，中間擋板結構72包含四個擋板元件127、128、129、130，內擋板結構73包含四個擋板元件131、132、133、134。擋板組件44還包括從外擋板結構71向第一中間擋板結構72延伸的連接器部分84、85、86、87和從第一中間擋板結構72向內擋板結構73延伸的連接器部分88、89、90、91。擋板結構(例如，外擋板結構、第一中間擋板結構和內擋板結構)(如果存在)、和/或側反射器(如果存在)可由任何合適的材料形成。本領域技術人員熟悉多種合適材料，所述多種合適材料包含已知的、在製造燈具的擋板和/或側反射器時使用的各種材料。在製造擋板結構和/或側反射器時使用的合適材料的代表性示例是古河(日本公司)生產的MCPET 。圖7和8中描述的實施例包含多個覆蓋元件，即位於擋板元件123和擋板元件127之間的第一覆蓋元件75。相似地第二覆蓋元件76位於擋板元件125和擋板元件129之間，第三覆蓋元件77位於擋板元件127和擋板元件131之間，
第四覆蓋元件78位於擋板元件129和擋板元件133之間，第五覆蓋元件79位於擋板元件131和擋板元件133之間，且位於擋板元件132和擋板元件134之間，第六覆蓋元件105位於擋板元件126和擋板元件130之間，第七覆蓋元件106位於擋板元件124和擋板元件128之間，第八覆蓋元件107位於擋板元件130和擋板元件134之間，以及第九覆蓋元件108位於擋板元件128和擋板元件132之間。任何覆蓋元件75、76、77、78、79、105、106、107和108可以是這裡所描述的覆蓋元件，例如圖3、圖4、圖5和圖6中描述的覆蓋元件11。圖9是根據本發明的照明設備150的示意圖。照明設備150包含下殼體151、上殼體152、覆蓋元件157和光源163。下殼體151是具有圍繞其外周的散熱片(fin)的鑄鋁殼體，且其為混合包圍空間158提供側壁。下殼體可能是科銳LED照明方案公司(北卡羅來納州達勒姆)的LR6固定裝置的下殼體,其中去除其裝飾凸緣(trim flange),以便殼體不會延伸過覆蓋元件157。還可使用具有相似熱性能的其他合適的下殼體材料。下殼體151和覆蓋元件157結合包括圍繞光源163的封閉結構(enclosing structure)。上殼體152包含腔體153，且還具有增加整個排熱區域的散熱片。上殼體152大致上具有與LR6燈具的上殼體相同的配置。在本發明中，上殼體152由銅製成。同樣可使用具有相似熱性能的其他合適的上殼體材料。例如，上殼體可由鋁或其他導熱材料製成。在上殼體152內提供電絕緣層154，以便使電源165與上殼體152隔離。例如，絕緣層154可能是絕緣片(Formex)。在上殼體152和下殼體152之間可提供熱墊圈(未顯示)，從而確保兩個殼體間的良好熱I禹合。例如，熱墊圈可能是貝格斯公司的墊圈(Sil-Pad)。在上殼體152上提供頂板155，該頂板封閉腔體153。在頂板155上提供連接器(例如愛迪生型螺紋連接器)，從而允許照明設備150與電源(例如AC線)連接。可使用其他連接器類型，且其他連接器類型取決於照明設備150與其連接的電源。在下殼體151的開口處提供覆蓋元件157，從而提供混合包圍空間158，所述混合包圍空間具有由下殼體151限定的側壁、由上殼體152形成的相對端和覆蓋元件157。覆蓋元件157可具有全寬、50° -60°間的半最大值(FWHM)，所述覆蓋元件平衡了具有使光源遮攔的漫射的光傳輸。混合包圍空間158鑲有(lined with)高反射材料159，例如古河的MCPET ，從而減少由覆蓋元件反射回混合包圍空間158的光損失。高反射材料159反射可見光譜內的98%-99%的光。反射材料159的下端(在圖7描述的方位上)限定了一大致圓形的孔(射出照明設備150的所有光大致上通過所述圓形孔射出)。同樣在銅金屬芯電路板161上提供反射材料160,以及在上殼體152的任一外露部分提供反射材料160。反射材料160也可能是MCPET ，雷射切割所述反射材料以使其適合於圍繞光源163。光源163在單個串內串聯連接。這提供了高壓串(high voltage string),所述高壓串在驅動光源163的方面允許效率增加。電源165通過導線166和167與愛迪生連接器156連接。覆蓋元件157可能是這裡所描述的覆蓋元件，例如圖3、圖4、圖5和圖6中描述的任何覆蓋元件11。、
圖10-11是依照本發明的照明設備50的示意圖。圖10是照明設備50的頂視圖。圖11是沿平面11-11獲得的照明設備50的截面圖。
參考圖10-11，照明設備50是背反射器，且包括覆蓋元件51、輪緣(rim)52、傳導跡線53、光源54和殼體55。面對光源54的殼體55表面是高反射性的。覆蓋元件51覆蓋殼體55限定的孔。覆蓋元件51可以是這裡所描述的覆蓋元件，例如，圖3、圖4、圖5和圖6中描述的任何覆蓋元件11。可以任一需要的方式賦予殼體55反射光的能力，對本領域技術人員而言多種所述方式是已知的。例如，反射器可包括一個或多個反射性的(和/或鏡面反射的，這裡使用的術語「反射性的」指反射性的和可選的還是鏡面反射的)、和/或可處理(例如，拋光)為反射性的材料，或者反射器可包括一個或多個非反射性或部分反射性的材料，以及所述反射器塗布有反射性材料、疊片至(laminated)和/或附著在反射性材料上。本領域技術人員熟悉多種反射性材料，例如，如鋁或銀的金屬、形成布拉格反射器的一疊絕緣材料、玻璃塗布的二向色性反射器(例如，如 www. lumascape. com/pdf/literature/C1087US. pdf 所描述的)、其他薄膜反射器等。本領域技術人員熟悉多種適合於製造非反射性或部分反射性結構的材料，所述非反射性或部分反射性結構可塗布有反射性材料、疊片至或附著在反射性材料上，例如，所述適合於製造非反射性或部分反射性結構的材料包括塑料材料，例如聚乙烯、聚丙烯、天然或合成橡膠、聚碳酸酯或聚碳酸酯共聚物、PAR(聚4，4』 -異亞丙基二苯(4,4' -isopropylidenediphenyIene)對苯二酸鹽/間苯二酸酯共聚物)、PEI (聚醚醯亞胺)和LCP(液晶聚合物)。可採用來自類似於安招(Alanod)公司(http://www. alanod.de/opencms/alanod/index. html_2063069299. html.)的各種塗層(包含銀)使反射器形成為高反射鋁片，或者反射器可由玻璃形成。在根據本發明的照明設備包括不止一個反射器的的情況下，各個反射器可由相同材料製成，或者任一反射器可由不同材料製成。合適反射器(及其設置)的代表性示例在許多專利中均有描述，例如申請號為No. 6，945，672,7, 001，047,7, 131，760,7, 214，952 和 7，246，921 的美國專利(所述美國專利在此全文引用，以供參考)，除其他反射器外，每個所述美國專利尤其描述背反射器。雖然參照各個部件的特定組合來闡述本發明的特定實施例，但在不背離本發明的示教的情況下可提供各種其他組合。因此，本發明不應解釋為受這裡所述以及附圖所示的特定示範性實施例的限制，而是還可包含各種所述實施例的部件的組合。本領域的普通技術人員可在不背離本發明的精神和範圍的情況下根據本發明的公開對其進行許多種變化和修改。因此，必須明白所述的實施例僅用於舉例，不應當將其視為限制由所附權利要求定義的本發明。因此，所附的權利要求應理解為不僅包括並行陳述的部件的組合，還包括以大致相同的方式完成大致相同功能以獲得大致相同結果的所有等效部件。這些權利要求在此理解為包括以上具體闡述和說明的內容、概念上等效的內容以及結合了本發明的實質思想的內容。這裡描述的照明設備的任意兩個或多個結構部分可以整合。這裡描述的照明設備的任一結構部分可以通過兩個或多個部分提供。相似地，可以同時執行任意兩個或多個功能，和/或可以以一系列步驟執行任意功能。
權利要求
1.一種照明設備，其特徵在於，包括 至少第一光控兀件； 至少第一光源，定位所述至少第一光源以便所述第一光源發出的光的至少一部分通過所述第一光控元件的至少一部分； 至少第一發光材料，所述第一發光材料的至少一部分與所述第一光源間隔開，定位所述第一發光材料以便所述第一光源發出的光的至少一部分激發所述第一發光材料的至少一部分。
2.根據權利要求I所述的照明設備，其特徵在於，所述光控元件包括含至少一個區域的薄膜，所述至少一個區域包括容積光控結構。
3.根據權利要求2所述的照明設備，其特徵在於 所述薄膜包括第一表面和第二表面； 所述第一發光材料的至少一部分在所述薄膜的第一表面上；以及 所述薄膜的第一表面比所述薄膜的第二表面更靠近所述第一光源。
4.根據權利要求1-3中任一權利要求所述的照明設備，其特徵在於，所述光控元件包括含至少一個區域的薄膜，所述至少一個區域包括表面光控特徵。
5.根據權利要求4所述的照明設備，其特徵在於 所述薄膜包括第一表面和第二表面； 所述第一發光材料的至少一部分在所述薄膜的第一表面上； 所述薄膜的第一表面比所述薄膜的第二表面更靠近所述第一光源；以及 所述包含表面光控特徵的至少一個區域在所述薄膜的第二表面上。
6.根據權利要求1-5中任一權利要求所述的照明設備，其特徵在於，所述光控元件包括含至少一個區域的透鏡，所述至少一個區域包括容積光控結構。
7.根據權利要求6所述的照明設備，其特徵在於 所述透鏡包括第一表面和第二表面； 所述第一發光材料的至少一部分在所述透鏡的第一表面上；以及 所述透鏡的第一表面比所述透鏡的第二表面更靠近所述第一光源。
8.根據權利要求6或7所述的照明設備，其特徵在於，所述透鏡是注模透鏡或擠制透鏡。
9.根據權利要求1-8中任一權利要求所述的照明設備，其特徵在於，所述光控元件包括含至少一個區域的透鏡，所述至少一個區域包括表面光控特徵。
10.根據權利要求9所述的照明設備，其特徵在於 所述透鏡包括第一表面和第二表面； 所述第一發光材料的至少一部分在所述透鏡的第一表面上； 所述透鏡的第一表面比所述透鏡的第二表面更靠近所述第一光源；以及 所述包含表面光控特徵的至少一個區域在所述透鏡的第二表面上。
11.根據權利要求9或10所述的照明設備，其特徵在於，所述透鏡是注模透鏡或擠制透鏡。
12.根據權利要求1-11中任一權利要求所述的照明設備，其特徵在於，所述照明設備包括包含了所述第一光源的多個光源，所述多個光源安裝在支撐物上，所述多個光源的每個與所述光控元件間隔大致相同的距離。
13.根據權利要求1-12中任一權利要求所述的照明設備，其特徵在於，所述照明設備還包括擋板系統和側反射器，所述擋板系統包括多個擋板元件。
14.根據權利要求1-12中任一權利要求所述的照明設備，其特徵在於，所述照明設備還包括側反射器，射出所述照明設備的光通過所述側反射器限定的孔。
15.根據權利要求14所述的照明設備，其特徵在於，所述孔的形狀從大致為方形、大致為矩形和大致為圓形的形狀中選擇得到。
16.根據權利要求1-15中任一權利要求所述的照明設備，其特徵在於，所述照明設備的第一主要尺寸和第二主要尺寸在第一平面內延伸，所述第一光源的發射平面與所述第一平面大致平行。
17.根據權利要求1-16中任一權利要求所述的照明設備，其特徵在於，所述第一光源包括至少一個固態發光體。
18.根據權利要求1-16中任一權利要求所述的照明設備，其特徵在於，所述第一光源包括至少一個發光二極體。
全文摘要
一種照明設備(10)，包括至少第一光控元件(13)、至少第一光源(21)和至少第一發光材料(15)，所述至少第一發光材料(15)的至少一部分與第一光源(21)間隔開；定位所述至少第一光源(21)以便第一光源(21)發出的光的至少一部分通過第一光控元件(13)的至少一部分，定位所述第一發光材料以便第一光源(21)發出的光的至少一部分激發第一發光材料(15)的至少一部分。
文檔編號F21V9/16GK102630288SQ201080042699
公開日2012年8月8日 申請日期2010年9月21日 優先權日2009年9月25日
發明者保羅·肯尼思·皮卡德 申請人:科銳公司