用於產生生物調整光的可調led燈的製作方法

2023-06-23 10:51:06

用於產生生物調整光的可調led燈的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種用於產生可調整光輸出的可調發光二極體(LED)燈100。在一個實施方案中，LED燈100可包含用於在多個光輸出配置中的一個配置(例如，睡前配置、相移配置和一般照明配置)中驅動LED晶粒的驅動電路440。此外，LED燈100可包含輸出選擇控制器445和/或輸入傳感器，電耦接到所述驅動電路以選擇光輸出配置。因而，LED燈100可調以產生適合變化的生物情境的不同水平的光譜輸出，同時維持商業可接受的光質量和顯色指數。
【專利說明】發明概要
[0001] 本發明涉及光源；且更具體而言，涉及用於產生生物調整光的發光二極體（LED) 燈。 用於產生生物調整光的可調LED燈
[0002] 本文提供了用於產生可調整和/或生物調整光輸出的LED燈以及製造所述燈的方 法的示例性實施方案。舉例來說，在一個實施方案中，所述LED燈包含用於以在多個光輸出 配置（例如，睡前配置、相移配置和一般照明配置）中的一個配置中驅動LED晶粒的驅動電 路。所述LED燈可還包含輸出選擇控制器和/或輸入傳感器，其電耦接到所述驅動電路以 選擇光輸出配置。因而，所述LED燈可調以產生適合變化的生物情境的不同水平的光譜輸 出，同時維持商業可接受的光質量和顯色指數。
[0003] 在下文描述各種方面和替代實施方案。
[0004] 附圖簡述
[0005] 本文併入的附圖形成說明書的部分。所述圖與此書面描述一起進一步用來解釋根 據本發明的LED燈的原理，且使相關領域技術人員能夠製造及使用根據本發明的LED燈。在 所述圖中，相似參考數字指示相同或功能上類似的元件。
[0006] 圖1圖示對比多色光的預測褪黑素抑制作用光譜的常見光源的光譜。
[0007] 圖2是根據本文提出的一個實施方案的LED燈的透視圖。
[0008] 圖3是圖2的LED燈的分解圖。
[0009] 圖4是圖2的LED燈的部分的分解圖。
[0010] 圖5是圖2的LED燈的部分的分解圖。
[0011] 圖6是圖2的LED燈的部分的分解圖。
[0012] 圖7是圖2的LED燈的部分的分解圖。
[0013] 圖8是根據本發明的LED燈的示意過程圖。
[0014] 圖9圖示在本文提出的一個實施方案中使用的薄荷色LED晶粒的相對輻射功率曲 線。
[0015] 圖10A和圖10B提出用於在本文提出的一個實施方案中使用的薄荷色LED晶粒的 顏色分區數據（color bin data)。
[0016] 圖11示出了在提出的一個實施方案中使用的紅色、青色和藍色LED晶粒的相對光 譜功率分布。
[0017] 圖12示出了根據提出的另一實施方案的LED燈在睡前配置中的功率譜分布。
[0018] 圖13示出了根據提出的一個實施方案的LED燈在相移配置中的功率譜分布。
[0019] 圖14示出了根據提出的一個實施方案的LED燈在一般照明配置中的功率譜分布。
[0020] 圖15是根據提出的另一實施方案的LED燈的分解圖。
[0021] 圖16示出了 LED燈在睡前配置中的替代功率譜分布。
[0022] 圖17示出了 LED燈在相移配置中的替代功率譜分布。
[0023] 圖18示出了 LED燈在一般照明配置中的替代功率譜分布。
[0024] 詳細描述
[0025] 褪黑素是松果體在夜間分泌的激素。褪黑素調節睡眠模式且幫助維持身體的生理 節律。抑制褪黑素造成睡眠障礙、擾亂生理節律，且也可造成例如高血壓、心臟病、糖尿病和 /或癌症的多種病。藍光和多色光的藍光分量已示出抑制褪黑素的分泌。此外，褪黑素抑制 已示出波長相依性，以及約420nm與約480nm之間的波長的峰值。因而，遭受睡眠障礙或生 理節律破壞的個人在使用具有藍光（420nm到480nm)分量的多色光源時繼續加重其病情。
[0026] 圖1的曲線A圖示褪黑素抑制的作用光譜。如曲線A所示，在約460nm左右的波長 下體驗到預測最大抑制。換句話說，具有在約420nm與約480nm之間的光譜分量的光源預 期導致褪黑素抑制。圖1也圖示常見光源的光譜。舉例來說，曲線B示出了白熾光源的光 譜。如曲線B所表明，白熾光源造成少量的褪黑素抑制，因為白熾光源缺乏主要藍色分量。 圖示螢光光源的光譜的曲線C示出了主要藍色分量。因而，預測螢光光源比白熾光源導致 更多的褪黑素抑制。圖示白色發光二極體（LED)光源的光譜的曲線D示出了量大於螢光或 白熾光源的大量藍色分量光。因而，預測白色LED光源比螢光或白熾光源導致更多的褪黑 素抑制。
[0027] 由於曾經普遍存在的白熾燈泡被螢光光源（例如，緊湊型螢光燈泡）和白色LED 光源替換，更多個人可能開始遭受睡眠障礙、生理節律失調和其它生物系統破壞。一個解決 方法可為簡單濾除光源的全部藍色分量（420nm到480nm)。然而，此過分簡單的方法會形成 具有不可接受的顯色性質的光源，且會有害地影響用戶的適光響應。
[0028] 另一方面，因為暴露在光（一般地）且尤其是藍光中可由於褪黑素分泌的抑制而 降低睡意的水平，所以在需要時可使用暴露在光中以保持警惕性。另外，暴露在增強的藍光 強度下可幫助重設個人的生理節律的相位或使其移位。因而，相移可在當期望重設個人的 內部身體時鐘時的各種情形中有用。實例包含：避免洲際間旅行之後的飛行時差反應，或維 持從事夜間工作的輪班工人的警惕性。雖然改變光源的藍色光譜分量的強度可通過簡單濾 波來實現，但此濾波導致非最佳照明環境。
[0029] 因而，本文提出具有商業可接受的顯色性質的LED燈，所述LED燈可經調諧而產生 變化的光輸出。在一個實施方案中，所述光輸出產生最小褪黑素抑制，且因此對自然睡眠模 式和其它生物系統影響最小。所述LED燈也可經調諧而產生適合給定情境的不同水平的藍 光，同時在每一情況下維持良好光質量和高CRI。所述LED燈也可經配置以取決於例如燈的 位置、使用、周圍環境等的因素而自己進行"自調諧"，從而產生適當的光輸出光譜。
[0030] 由提出的LED燈可實現的光輸出狀態/配置包含：睡前配置、相移配置和一般照明 配置。在睡前配置中，所述燈產生水平降低的藍光，以便提供足夠工作環境，同時顯著減少 褪黑素的抑制。由所述燈在睡前配置中產生的光譜提供適合為睡眠做準備同時仍維持光質 量的環境。在相移配置中，所述燈產生水平增加的藍光，藉此使褪黑素產生大大減少。由所 述燈在此相移配置中產生的光譜提供用於使個人的生理節律的相位或內部身體時鐘移位 的環境。在一般照明配置中，所述燈產生符合典型光譜（例如，日光）的正常水平藍光。然 而，在所有狀態下，所述燈維持高視覺質量和CRI，以便提供足夠工作環境。
[0031] 在一個實施方案中，通過使用不同顏色的LED晶粒的特定組合和以各種電流驅動 所述LED晶粒以實現期望光輸出來提供調諧或調整光輸出的能力。在一個實施方案中，所 述LED燈使用紅色、藍色、青色及薄荷色LED晶粒的組合，使得晶粒的該組合產生期望光輸 出，同時維持高質量光和高CRI。
[0032] 圖式的以下詳細描述參看圖示用於產生生物調整光輸出的可調LED燈的示例性 實施方案的附圖。其它實施方案是可能的。在不脫離本發明的精神和範疇的情況下，可對 本文描述的實施方案作出修改。因此，以下詳細描述不意味是限制性的。
[0033] 圖2是根據本文提出的一個實施方案的LED燈（或燈泡）100的透視圖。通常，LED 燈100經適當設計以產生生物調整光，同時仍維持商業可接受的色溫和商業可接受的顯色 性質。
[0034] 術語"生物調整光"意指"已做修改以管理對用戶的生物效應的光"。術語"生物效 應"意指"光源對自然發生的功能或過程的任何影響或改變"。舉例來說，生物效應可包含 激素分泌或抑制（例如，褪黑素抑制）、對細胞功能的改變、對自然過程的刺激或破壞、細胞 變異或操縱等。
[0035] 如圖2所示，LED燈100包含底座110、散熱器120和光學器件130。如下文將描 述，LED燈100進一步包含一個或多個LED晶片和專用電路系統。
[0036] 底座110優選為愛迪生式m螺旋殼（screw-m shell)。底座110優選由導電材料 (例如鋁）形成。在替代實施方案中，底座110可由其它導電材料（例如銀、銅、金、導電合 金等）形成。內部電引線（未示出）附接到底座110以充當標準燈插座（未示出）的觸點。
[0037] 如本領域中已知的，LED晶片的耐用性常常受溫度影響。因而，散熱器120和其等 效結構充當用於使LED燈100內的LED晶片中的一個或多個晶片散熱的構件。在圖2中，散 熱器120包含散熱片以增加散熱器的表面積。替代地，散熱器120可由任何配置、大小或形 狀形成，總目的在於自LED燈100內的LED晶片吸收熱。散熱器120優選由導熱材料（例 如鋁、銅、鋼等）形成。
[0038] 提供光學器件130以包圍在LED燈100內的LED晶片。如本文中所使用，術語"包 圍"意指部分地或完全地包封。換句話說，光學器件130通過部分地或完全地覆蓋一個或多 個LED晶片來包圍LED晶片以使一個或多個LED晶片產生的光透射穿過光學器件130。在 所示實施方案中，光學器件130呈球體形狀。然而，光學器件130可由替代形式、形狀或大 小形成。在一個實施方案中，光學器件130通過併入例如美國專利No. 7, 319, 293 (該專利 以引用的方式整體併入本文中）中所描述的漫射技術而充當光學漫射元件。在此類實施方 案中，光學器件130和其等效結構充當用於減少來自LED晶片的光的構件。在替代實施方 案中，光學器件130可由光漫射塑料形成，可包含光漫射塗層，或可在其中附加或嵌入漫射 粒子。
[0039] 在一個實施方案中，光學器件130包含施加到其的濾色器。濾色器可在光學器件 130的內部或外部表面上。濾色器用來修改來自LED晶片中的一個或多個晶片的光輸出。 在一個實施方案中，濾色器為R0SC0LUX#4530CALC0L0R30YELL0W。在替代實施方案中，濾色 器可經配置以具有約75%的全透射、約50微米的厚度，和/或可由聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)基片上的深染色聚酯薄膜形成。
[0040] 在又一實施方案中，根據下表，濾色器可經配置以在一個或多個波長下具有在 +/-10%內的透射率百分比：
[0041] |透射率（％) 360 [66 380 64 400 49 420 30 440 22 460 35 480 74 500 8? 520 84 540 85 560 85 580 85 600 86 620 86 640 86 660 86 680 86 700 86 720 86 740 87
[0042]
[0043] 圖3是LED燈100的分解圖，圖示了該燈的內部組件。圖4到圖7是LED燈100 的部分的分解圖。圖3到圖7也用來圖示如何組裝LED燈100。如所示，除上文描述的組件 夕卜，LED燈100也至少包含外殼115、印刷電路板（PCB) 117、一個或多個LED晶片200、保持 器125、彈簧絲連接器127和螺釘129。
[0044] 如參看圖8更詳細描述的，PCB117包含專用電路系統，例如電源450、驅動電路440 和輸出選擇控制器445。PCB117上的電路系統和其等效物充當用於驅動LED晶片200 (或 個別LED晶粒）以產生生物調整光輸出的構件。
[0045] 如本文中所使用，術語"LED晶片"意旨廣義地包含具有或不具有封裝的LED晶粒 和可經處理或可未經處理（例如，具有塗覆的磷光體）的反射器。然而，在示出的實施方案 中，每一 LED晶片200包含多個LED晶粒。在一個實施方案中，LED晶片200包含LED封裝， 所述LED封裝包括具有至少兩種不同顏色、以變化電流驅動以產生期望光輸出和光譜功率 密度的多個LED晶粒。優選地，每一 LED晶片200包含兩個紅色LED晶粒、三個青色LED晶 粒、四個薄荷色LED晶粒和三個藍色LED晶粒。圖9圖示在本文提出的一個實施方案中使 用的薄荷色LED晶粒的相對輻射功率曲線。圖10A和圖10B呈現在本文提出的一個實施方 案中使用的薄荷色LED晶粒的顏色分區數據。圖11示出了在提出的一個實施方案中使用 的紅色（或替代地，橙紅色）、青色和（兩個替代）藍色LED晶粒（其中替代等效LED晶粒 也在本發明的範疇內）的相對光譜功率分布。利用晶粒之此獨特組合，加上用於驅動LED 晶片的構件，可獲得具有良好顯色性質的上文提及的生物有效狀態/配置（例如，睡前、相 移和/或一般照明）中的每個。
[0046] 在一個實施方案中，可調LED燈在睡前配置中操作，使得由晶粒發射的輻射功率 比率如下：由薄荷色LED晶粒產生的約1瓦特的輻射功率，對由橙紅色LED晶粒產生的約 0. 5瓦特的輻射功率，對由青色LED晶粒產生的約0. 1瓦特的輻射功率。在此實施方案中， 可調LED燈在一般照明配置中操作，使得由晶粒發射的輻射功率比率如下：由薄荷色LED晶 粒產生的約1瓦特的輻射功率，對由橙紅色LED晶粒產生的約0. 3瓦特的輻射功率，對由青 色LED晶粒產生的約0. 4瓦特的輻射功率，對由藍色LED晶粒產生的約0. 2瓦特的輻射功 率。在此實施方案中，可調LED燈在相移配置中操作，使得由晶粒發射的輻射功率比率如 下：由薄荷色LED晶粒產生的約1瓦特的輻射功率，對由橙紅色LED晶粒產生的約0. 1瓦特 的輻射功率，對由青色LED晶粒產生的約.2瓦特的輻射功率，對由藍色LED晶粒產生的約 0. 4瓦特的輻射功率。
[0047] 在另一實施方案中，可調LED燈在睡前配置中操作，使得由晶粒發射的輻射功率 比率如下：由薄荷色LED晶粒產生的約1瓦特的輻射功率，對由橙紅色LED晶粒產生的約 0. 8瓦特的輻射功率，對由青色LED晶粒產生的約0. 3瓦特的輻射功率。在此實施方案中， 可調LED燈在一般照明配置中操作，使得由晶粒發射的輻射功率比率如下：由薄荷色LED晶 粒產生的約1瓦特的輻射功率，對由橙紅色LED晶粒產生的約0. 2瓦特的輻射功率，對由藍 色LED晶粒產生的約0. 2瓦特的輻射功率。在此實施方案中，可調LED燈在相移配置中操 作，使得由晶粒發射的輻射功率比率如下：由薄荷色LED晶粒產生的約1瓦特的輻射功率， 對由橙紅色LED晶粒產生的約0. 1瓦特的輻射功率，對由藍色LED晶粒產生的約0. 5瓦特 的輻射功率。
[0048] 舉例來說，為實現睡前配置，驅動電路440可經配置以驅動多個LED晶粒，使得在 介於約380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平小於約485nm以 上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約10%。在一個實施方案中，驅動 電路440驅動多個LED晶粒，使得約150mA的電流傳遞到四個薄荷色LED晶粒；約360mA的 電流傳遞到兩個紅色LED晶粒；且約40mA的電流傳遞到三個青色LED晶粒。在另一實施方 案中，其中使用了如上所述的濾色器，睡前配置是通過配置驅動電路440以將約510MA的電 流傳遞到4個薄荷色LED晶粒實現。
[0049] 為了實現相移配置，驅動電路440可經配置以驅動多個LED晶粒，使得在介於 約455nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平大於485nm以上的 可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約125% (或大於約150% ;或大於約 200%)。相移配置中的顯色指數可大於80。在一個實施方案中，驅動電路440驅動多個 LED晶粒，使得約510mA的電流傳遞到薄荷色LED晶粒；約180mA的電流傳遞到紅色LED晶 粒；約40mA的電流傳遞到青色LED晶粒；且約100mA的電流傳遞到藍色LED晶粒。
[0050] 為了實現一般照明配置，驅動電路440可經配置以驅動多個LED晶粒，使得在介於 約380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平介於485nm以上的可 見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約100%到約20%之間。一般照明配置中 的顯色指數可大於85。在一個實施方案中，驅動電路440驅動多個LED晶粒，使得約450mA 的電流傳遞到薄荷色LED晶粒；約230mA的電流傳遞到紅色LED晶粒；約110mA的電流傳遞 到青色LED晶粒；且約60mA的電流傳遞到藍色LED晶粒。
[0051] 在一個實施方案中，驅動電路440經配置以用頻率大於200Hz的紋波電流驅動LED 晶片200。選取頻率在200Hz以上的紋波電流，以避免頻率在200Hz以下的紋波電流可造成 的生物效應。舉例來說，研究已示出，一些個人對200Hz以下閃爍的光敏感，且在一些例子 中，感覺到加重的頭痛、發作等。
[0052] 如圖4所示，底座110是膠合或壓接到外殼115上。PCB117安裝在外殼115內。 絕緣和/或灌封化合物（未示出）可用以將PCB117緊固在外殼115內。PCB117上的電引 線耦接到底座110以形成LED燈100的電輸入引線。
[0053] 如圖5所示，散熱器120圍繞外殼115安置。如圖6所示，兩個LED晶片200安裝 到支撐表面上（或直接安裝到散熱器120)，且由保持器125維持在適當位置。儘管示出了 兩個LED晶片200,但是替代實施方案可包含任何數目的LED晶片（即，一個或多個），或任 何數目的個別地安裝的LED晶粒。螺釘129用以將保持器125緊固到散熱器120。螺釘129 可為本領域中已知的任何螺釘。彈簧絲連接器127用以將LED晶片200連接到PCB117上 的驅動電路440。在替代實施方案中，LED晶片200 (具有或不具有封裝）可直接附接到散 熱器120,無需使用保持器125、螺釘129或連接器127。如圖7所示，光學器件130接著被 安裝在散熱器120上且附接到散熱器120.
[0054] 圖8是根據本發明的LED燈的示意過程圖。圖8也提供對安裝於PCB117上或另 外與LED燈100相關的功能組件的描繪。在實踐中，電源450用以將電力提供到驅動電路 440。電源450可（例如）將AC功率轉換成DC功率以驅動LED晶粒。驅動電路440從電 源450接收電力輸入，且從輸出選擇控制器445接收定向輸入。進而，驅動電路440根據期 望光譜輸出提供適當電流供應以驅動LED晶粒。控制器445因此用來控制對LED200的驅 動，且可基於例如以下各者的因素來控制光輸出：當日時間，環境光，實時輸入，溫度，光學 輸出，燈的位置等。操作期間的溫度變化可導致個別晶粒的光譜移位。在實施方案中，包含 了光傳感器860以監控LED200的光輸出，從而確保一致性和均勻性。監控LED200的輸出 允許每一晶粒的實時反饋和控制，以維持期望輸出光譜。光傳感器860也可用以識別環境 光條件。光傳感器860因此提供輸入到控制器445。
[0055] 在另一實施方案中，熱傳感器855用來測量LED晶粒和/或支撐LED晶粒的板的 溫度。因為晶粒的光輸出是已知的溫度函數，所以測量的溫度可用以確定每一晶粒的光輸 出。熱傳感器855也可用來測量環境溫度條件。熱傳感器855因此提供另一輸入到控制器 445。
[0056] 在另一實施方案中，包含了 GPS晶片870和/或時鐘875且該GPS晶片和/或該 時鐘與控制器445對接。因為燈從世界各地運輸到其最終位置，所以確定預期/實際環境 光、每日光周期和季節性光周期變化的能力在可產生光以刺激或更改生理節律的任何燈中 是重要的。GPS晶片870和/或時鐘875提供輸入到控制器445中，使得當日時間、季節性 和其它因素可由控制器445考慮，以相應地控制燈輸出。舉例來說，通過基於位置知道當日 時間，燈的睡前光譜可在當天的後面的幾個小時期間產生。
[0057] 在又一實施方案中，提供了用戶接口 865以允許用戶選擇期望配置。用戶接口 865 可為旋鈕、開關、數字輸入或等效構件的形式。因而，用戶接口 865提供額外輸入到控制器 445。
[0058] 在一個實施方案中，睡前配置光譜包含在強度上減小（例如，有凹口 /有低谷）的 光譜的部分。此低谷的中心位於約470nm(或替代地，在約470nm到480nm之間、在約460nm 至lj 480nm之間、在約470nm到490nm之間，或在460nm到490nm之間）。此類波長範圍對於 抑制褪黑素可做出最重要貢獻，且是最有效的。因此，在睡前階段期間最少地暴露在此類波 段下將有效。在一個實施方案中，使用具有用以實現睡前光譜中的凹口的特定輸出光譜的 塗有磷光體的薄荷色LED來獲得睡前光譜的凹口化。薄荷色LED本身可包含在470nm到 480nm(或460nm到490nm範圍）中具有最小值的凹口 /低谷，且可以表徵為這些波長範圍 中的最大強度是薄荷色LED的峰值強度的很小百分比（例如，470-480發射的最大值小於峰 值強度的約2. 5% ;約460nm到490nm之間的最大值小於峰值強度的約5% )。
[0059] 再次參看圖9,圖示了在提出的一個實施方案中使用的薄荷色LED晶粒的相對輻 射功率曲線。如本文所使用，術語"薄荷色LED"或"薄荷色LED晶粒"或"薄荷色晶粒"應 解釋為包含任何LED源、LED晶片、LED晶粒（在晶粒上具有或不具光轉換材料），或經配 置以或能夠產生圖9所示的相對輻射功率曲線或與之等效的相對輻射功率曲線的任何等 效光源。對所示相對輻射功率曲線特別感興趣的是約460nm到490nm之間且更具體言之約 470nm到480nm之間的光譜"凹口"。所述光譜凹口相對於峰值強度提供允許LED晶粒（或 等效光源）的組合實現其期望結果（即，期望輸出配置）的相對強度。在一個實施方案中， 薄荷色LED在約460nm到490nm之間的最大強度小於峰值強度的約5%。在替代實施方案 中，薄荷色LED在約460nm到490nm之間的最大強度小於峰值強度的約7. 5%或約10%或 約15%或約20%。此外，在一個實施方案中，薄荷色LED在約470nm到480nm之間的最大 強度小於峰值強度的約2. 5%。在替代實施方案中，薄荷色LED在約470nm到480nm之間的 最大強度小於峰值強度的約3. 5 %、5 %、10 %或20 %。
[0060] 圖12、圖13和圖14不出了根據本發明的一個實施方案的分別對應於LED燈的睡 前、相移和一般照明配置的功率譜分布。此實施方案中的LED燈包括LED板，該板以3:3:2:1 的比率分別具有青色、薄荷色、紅色和品藍色晶粒。通過如下所述從多個晶粒產生輻射通量 來調整該燈根據每一配置的光譜輸出。
[0061] 圖12示出了根據提出的另一實施方案的LED燈在睡前配置中的功率譜分布。圖 13所示的睡前配置由比率為3:3:2:1的LED晶粒的陣列產生，所述LED晶粒陣列驅動如 下：（1)以7. 65V、66mA驅動的三個青色LED，0. 16679輻射通量；（2)以11. 13V、951mA並列 地驅動的三個薄荷色LED，1. 8774輻射通量；（3)以4. 375V、998mA驅動的兩個橙紅色LED， 0. 96199輻射通量；以及（4)以2. 582V、30mA驅動的一個品藍色LED，0. 0038584輻射通量。 總光通量為1. 024e+0031m。總輻射通量為3. 023ge+000W。主波長為580. 3nm。一般CRI為 87. 30。色溫為2871K。1931坐標（2° )為x:0. 4649、y:0. 4429。每輻射瓦特的發光功率 為每輻射瓦特338流明。
[0062] 圖13示出了根據提出的一個實施方案的LED燈在相移配置中的功率譜分布。圖 14所示的相移配置由比率為3:3:2:1的LED晶粒的陣列產生，所述LED晶粒陣列驅動如 下 ：（1)以8.1叭、23511^驅動的三個青色1^，0.47233輻射通量；（2)以11.14￥、95〇11^並列 地驅動的三個薄荷色LED，1. 9047輻射通量；（3)以3. 745V、147mA驅動的兩個橙紅色LED， 0. 1845輻射通量；以及（4)以2. 802V、525mA驅動的一個品藍色LED，0. 69093輻射通量。總 光通量為9. 87ge+0021m。總輻射通量為3. 2138e+000W。主波長為495. 6nm。峰值波長為 449.7_。一般0?1為 87.42。色溫為 6,5991(。1931坐標（2。）為叉:0.3092、7:0.3406。 每輻射瓦特的發光功率為每輻射瓦特307流明。
[0063] 在替代實施方案中，在相移配置中，455nm到485nm範圍中的藍色分量的強度水平 優選大於可見光譜中的高於485nm的任何其它峰值的相對光譜功率的約125%。在替代實 施方案中，455nm到485nm範圍中的藍色分量可優選大於可見光譜中的高於485nm的任何其 它峰值的相對光譜功率的約150% ;或約175% ;或約200% ;或約250% ;或約300%。顯色 指數優選大於80。通過改變晶粒中的一個或多個的輻射通量（例如，通過改變晶粒吸引的 電流），藍色分量相對於大於485nm的其它光譜峰值的強度可調整到期望水平。
[0064] 圖14示出了根據提出的一個實施方案的LED燈在一般照明配置中的功率譜分布。 圖15所示的一般照明配置由比率為3: : 3:2:1的LED晶粒的陣列產生，所述LED晶粒陣列驅 動如下：（1)以8.22￥、21111^驅動的三個青色1^0,0.44507輻射通量 ；（2)以10.06￥、49911^ 並列地驅動的三個薄荷色LED，1. 1499輻射通量；（3)以3. 902V、254mA驅動的兩個橙紅色 LED，0. 34343輻射通量；以及（4)以2. 712V、190mA驅動的一個藍色LED，0. 27280輻射通量。 總光通量為7. 192e+0021m。總輻射通量為2. 2248e+000W。主波長為566. 2nm。峰值波長 為 625. 9nm。一般 CRI 為 93. 67。色溫為 4897K。1931 坐標（2。）為 x:0. 3516、y:0. 3874。 每輻射瓦特的發光功率為每輻射瓦特323流明。
[0065] 在替代實施方案中，在一般照明配置中，380nm到485nm範圍中的藍色分量的強度 水平優選為可見光譜中的高於485nm的任何其它峰值的相對光譜功率的約100%。在替 代實施方案中，380nm到485nm範圍中的藍色分量的強度水平優選小於可見光譜中的高於 485nm的任何其它峰值的相對光譜功率的約100% ;或小於約90% ;或小於約80% ;或在約 20%到約100%之間。顯色指數優選大於85。
[0066] 圖15是根據提出的另一實施方案的LED燈的分解圖。圖16示出了其中可應用本 發明的額外形狀因數。舉例來說，圖16示出了具有LED1610的陣列的燈1600。LED1610可 以青色：薄荷色：橙紅色：藍色的3:3:2:1比率提供，如上所述。
[0067] 在另一實施方案中，LED1610可以青色：薄荷色：紅色：藍色的3:3:2:3比率提 供，如上所述。所述LED安裝在支撐框架1620上，該支撐框架可充當散熱器。LED電路系統 1630用以用適當驅動電流來驅動LED1610,以實現兩個或多個輸出配置（例如，睡前、相移 和一般照明配置）。提供輸出選擇控制器1640(和相關旋鈕）以允許最終用戶選擇期望輸 出配置。在LED1610前面提供光學器件1650以提供漫射效應。形狀因數可通過用例如螺 釘和/或螺帽和螺栓的構件固定組件來完成，如所示。
[0068] 額外實施方案
[0069] 圖16、圖17和圖18不出了根據本發明的一個實施方案的分別對應於LED燈的睡 前、相移和一般照明配置的功率譜分布。此實施方案中的LED燈包括LED板，該板以3:3:2:3 的比率分別具有青色、薄荷色、紅色和藍色晶粒。通過如下所述從多個晶粒產生輻射通量來 調整該燈根據每一配置的光譜輸出。
[0070] 圖16示出了根據提出的另一實施方案的LED燈在睡前配置中的功率譜分布。圖 13所示的睡前配置由比率為3:3:2:3的LED晶粒的陣列產生，所述LED晶粒陣列驅動如下： (1)以7. 83V、91mA驅動的三個青色LED,產生0. 2048輻射瓦特；（2)以9. 42V、288mA並列 地驅動的三個薄荷色LED, 0. 6345輻射瓦特；（3)以4. 077V、490mA驅動的兩個橙紅色LED, 0. 5434輻射瓦特。主波長為581. 4nm。一般CRI為71。色溫為2719K。每輻射瓦特的發光 功率為每輻射瓦特331流明。效力為91流明每瓦特。
[0071] 圖17示出了根據提出的另一實施方案的LED燈在相移配置中的功率譜分布。圖 18所示的相移配置由比率為3:3:2:3的LED晶粒的陣列產生，所述LED晶粒陣列驅動如下： (1)以11. 27V、988mA並列地驅動的三個薄荷色LED, 1. 679輻射瓦特；（2)以3. 78V、180mA 驅動的兩個橙紅色LED, 1. 971輻射；以及（3)以9. 07V、296mA驅動的三個藍色LED, 0. 8719 輻射瓦特。主波長為476. 9nm。一般CRI為88。色溫為6235K。每輻射瓦特的發光功率為 每輻射瓦特298流明。效力為63流明每瓦特。
[0072] 圖18示出了根據提出的另一實施方案的LED燈在一般照明配置中的功率譜分布。 圖19所示的一般照明配置由比率為3:3:2:3的LED晶粒的陣列產生，所述LED晶粒陣列驅 動如下：⑴以8. 16V、218mA驅動的三個青色LED，產生0. 4332輻射瓦特；（2)以11.23V、 972mA並列地驅動的三個薄荷色LED，1. 869輻射瓦特；（3)以3. 89V、295mA驅動的兩個橙紅 色LED，0. 3520輻射瓦特。主波長為565. 6nm。一般CRI為90。色溫為4828K。每輻射瓦特 的發光功率為每輻射瓦特335流明。效力為68流明每瓦特。
[0073] 在另一實施方案中，提供一種用於產生具有70以上的顯色指數的生物調整光輸 出的可調LED燈。所述LED燈包括：底座；附接到底座的外殼；電力電路，安置於所述外殼內 且使電引線附接到所述底座；驅動電路，安置於所述外殼內且電耦接到所述電力電路；以 及圍繞所述外殼安置的散熱器。所述LED燈進一步包括：多個LED晶粒，安裝於耦接到所述 外殼的支撐件上，其中所述多個LED晶粒中的每一個電耦接到所述驅動電路且由所述驅動 電路驅動。所述多個LED晶粒包含兩個紅色LED晶粒、三個青色LED晶粒、四個薄荷色LED 晶粒和三個藍色LED晶粒。所述LED燈進一步包括：輸出選擇控制器，電耦接到所述驅動電 路以對所述驅動電路編程從而在多個光輸出配置中的一個配置中驅動所述LED晶粒。所述 多個光輸出配置包含睡前配置、相移配置和一般照明配置。
[0074] 所述輸出選擇控制器可包含允許用戶選擇所述光輸出配置的用戶輸入接口。所述 LED燈可進一步包含輸入傳感器，電耦接到所述輸出選擇控制器以提供在所述光輸出配置 的選擇中要考慮的輸入變量。所述輸入傳感器可為熱傳感器、光傳感器和/或GPS晶片。所 述輸入變量可選自由以下各者組成的組：環境溫度、支撐件溫度、LED晶粒溫度、外殼溫度、 由所述燈產生的所述光輸出、環境光、每日光周期、所述燈的位置、預期環境光、季節性光周 期變化、當日時間以及其任何組合和/或等同物。
[0075] 在所述睡前配置中，所述驅動電路驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約380nm與 約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平小於約485nm以上的可見光譜輸 出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約10%。舉例來說，所述驅動電路可驅動所述多個 LED晶粒，使得約150mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒；約360mA的電流傳遞到所述紅 色LED晶粒；且約40mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒。
[0076] 在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約455nm與 約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平大於約485nm以上的可見光譜輸 出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約125%。所述相移配置中的顯色指數可大於80。 舉例來說，所述驅動電路可驅動所述多個LED晶粒，使得約510mA的電流傳遞到所述薄荷色 LED晶粒；約180mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒；約40mA的電流傳遞到所述青色LED 晶粒；且約100mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。
[0077] 在所述一般照明配置中，所述驅動電路驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約 380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平介於約485nm以上的可 見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約100%到約20%之間。所述一般照明 配置中的顯色指數可大於85。舉例來說，所述驅動電路可驅動所述多個LED晶粒，使得約 450mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒；約230mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒；約 110mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒；且約60mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。
[0078] 在另一實施方案中，提供一種LED燈，包括：夕卜殼；驅動電路，安置於所述外殼內且 經配置以電耦接到電源；以及多個LED晶粒，安裝於耦接到所述外殼的支撐件上，其中所述 多個LED晶粒中的每一個電耦接到所述驅動電路且由所述驅動電路驅動。所述LED燈進一 步包含輸出選擇控制器，電耦接到所述驅動電路以對所述驅動電路編程從而在多個光輸出 配置中的一個配置中驅動所述LED晶粒。所述輸出選擇控制器也可包含允許用戶選擇所述 光輸出配置的用戶輸入接口。
[0079] 所述多個光輸出配置包含睡前配置和一般照明配置。所述多個光輸出配置可進一 步包含相移配置。所述多個LED晶粒可包含紅色LED晶粒、青色LED晶粒、薄荷色LED晶粒 和藍色LED晶粒。紅色LED晶粒對青色LED晶粒對薄荷色LED晶粒對藍色LED晶粒各自 2:3::3的比率。所述LED燈可為可調的，以產生具有70以上的顯色指數的生物調整光輸 出。
[0080] 所述LED燈可進一步包括輸入傳感器，電耦接到所述輸出選擇控制器以提供在所 述光輸出配置的選擇中要考慮的輸入變量。所述輸入傳感器可為熱傳感器、光傳感器和/ 或GPS晶片。所述輸入變量可選自由以下各者組成的組：環境溫度、支撐件溫度、LED晶粒 溫度、外殼溫度，由所述燈產生的所述光輸出、環境光、每日光周期、所述燈的位置、預期環 境光、季節性光周期變化、當日時間以及其任何組合和/或等同物。
[0081] 在所述睡前配置中，所述驅動電路驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約380nm與 約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平小於約485nm以上的可見光譜輸 出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約10%。舉例來說，所述驅動電路可驅動所述多個 LED晶粒，使得約150mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒；約360mA的電流傳遞到所述紅 色LED晶粒；且約40mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒。
[0082] 在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約455nm與 約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平大於約485nm以上的可見光譜輸 出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約125% (或大於約150% ;或大於約200% )。所 述相移配置中的顯色指數可大於80。舉例來說，所述驅動電路可驅動所述多個LED晶粒，使 得約510mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒；約180mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒； 約40mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒；且約100mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。
[0083] 在所述一般照明配置中，所述驅動電路驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約 380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平介於約485nm以上的可 見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約100%到約20%之間。所述一般照明 配置中的顯色指數可大於85。舉例來說，所述驅動電路可驅動所述多個LED晶粒，使得約 450mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒；約230mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒；約 110mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒；且約60mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。
[0084] 在另一實施方案中，提供一種用於產生具有70以上的顯色指數的生物調整光輸 出的可調LED燈，包括：底座；外殼，附接到所述底座；電力電路，安置於所述外殼內且使電 引線附接到所述底座；驅動電路，安置於所述外殼內且電耦接到所述電力電路；散熱器，圍 繞所述外殼安置；多個LED晶粒，安裝於耦接到所述外殼的支撐件上，其中所述多個LED晶 粒中的每一個電耦接到所述驅動電路且由所述驅動電路驅動，且其中所述多個LED晶粒包 含如下比率：兩個橙紅色LED晶粒對三個青色LED晶粒對三個薄荷色LED晶粒對一個藍 色LED晶粒；以及輸出選擇控制器，電耦接到所述驅動電路以對所述驅動電路編程從而在 多個光輸出配置中的一個配置中驅動所述LED晶粒，其中所述多個光輸出配置包含睡前配 置、相移配置和一般照明配置。在所述睡前配置中，所述驅動電路可驅動所述多個LED晶 粒，使得約950mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約1，000mA的電流傳遞到所述橙紅色 LED晶粒，約65mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒；且約30mA的電流傳遞到所述藍色LED 晶粒。在所述相移配置中，所述驅動電路可驅動所述多個LED晶粒，使得約950mA的電流傳 遞到所述薄荷色LED晶粒，約150mA的電流傳遞到所述橙紅色LED晶粒，約235mA的電流傳 遞到所述青色LED晶粒，且約525mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。在所述一般照明配 置中，所述驅動電路可驅動所述多個LED晶粒，使得約500mA的電流傳遞到所述薄荷色LED 晶粒，約250mA的電流傳遞到所述橙紅色LED晶粒，約210mA的電流傳遞到所述青色LED晶 粒，且約190mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。在其它實施方案中，可傳遞替代電流以改 變輻射通量且實現期望光譜輸出。
[0085] 在又一實施方案中，提供一種製造用於產生具有70以上的顯色指數的生物調整 光輸出的可調LED燈的方法。所述方法包括：(a)將底座附接到外殼；(b)將所述外殼內的 電力電路的引線電耦接到所述底座；（c)將安置於所述外殼內的驅動電路電耦接到所述電 力電路；(d)在耦接到所述外殼的支撐件上安裝多個LED晶粒，使得所述多個LED晶粒中的 每一個電耦接到所述驅動電路且由所述驅動電路驅動，且其中所述多個LED晶粒包含兩個 紅色LED晶粒、三個青色LED晶粒、四個薄荷色LED晶粒和三個藍色LED晶粒；以及（e)配 置所述驅動電路從而在多個光輸出配置中的一個配置中驅動所述LED晶粒，其中所述多個 光輸出配置包含睡前配置、相移配置和一般照明配置。
[0086] 所述方法可進一步包括：（f)配置所述驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得在 介於約380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平小於約485nm以 上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約10% ;(g)配置所述驅動電路以 驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約455nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍 色輸出強度水平大於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的 約125%;和/或（h)配置所述驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約380nm與 約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平介於約485nm以上的可見光譜輸 出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約100%與約20%之間。
[0087] 所述方法可進一步包括：（i)配置所述驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得約 150mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約360mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒，且約 40mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒；U)配置所述驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使 得約510mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約180mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒， 約40mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒，且約100mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒；和 /或（k)配置所述驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得約450mA的電流傳遞到所述薄 荷色LED晶粒，約230mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒，約110mA的電流傳遞到所述青色 LED晶粒，且約60mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。
[0088] 在另一實施方案中，提供一種LED燈，包括：外殼；驅動電路，安置於所述外殼內 且經配置以電耦接到電源；多個LED晶粒，安裝於耦接到所述外殼的支撐件上，其中所述多 個LED晶粒中的每一個電耦接到所述驅動電路且由所述驅動電路驅動；以及輸出選擇控制 器，電耦接到所述驅動電路以對所述驅動電路編程從而在多個光輸出配置中的一個配置中 驅動所述LED晶粒，其中所述多個光輸出配置包含睡前配置和一般照明配置。所述多個LED 晶粒包含橙紅色LED晶粒、青色LED晶粒、薄荷色LED晶粒和藍色LED晶粒。所述多個LED 晶粒包含橙紅色LED晶粒對青色LED晶粒對薄荷色LED晶粒對藍色LED晶粒各自2:3:3:1 的比率。
[0089] 在另一實施方案中，提供一種製造用於產生具有70以上的顯色指數的生物調整 光輸出的可調LED燈的方法，包括：將底座附接到外殼；將所述外殼內的電力電路的引線電 耦接到所述底座；將安置於所述外殼內的驅動電路電耦接到所述電力電路；在耦接到所述 外殼的支撐件上安裝多個LED晶粒，使得所述多個LED晶粒中的每一個電耦接到所述驅動 電路且由所述驅動電路驅動，且其中所述多個LED晶粒包含兩個橙紅色LED晶粒、三個青色 LED晶粒、三個薄荷色LED晶粒和一個藍色LED晶粒；以及配置所述驅動電路從而在多個光 輸出配置中的一個配置中驅動所述LED晶粒，其中所述多個光輸出配置包含睡前配置、相 移配置和一般照明配置。在所述睡前配置中，所述方法可進一步包括配置所述驅動電路以 驅動所述多個LED晶粒，使得約950mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約1，000mA的電 流傳遞到所述橙紅色LED晶粒，約65mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒，且約30mA的電流 傳遞到所述藍色LED晶粒。在所述相移配置中，所述方法可進一步包括：配置所述驅動電路 以驅動所述多個LED晶粒，使得約950mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約150mA的電 流傳遞到所述紅色LED晶粒，約235mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒，且約525mA的電流 傳遞到所述藍色LED晶粒。在所述一般照明配置中，所述方法可進一步包括：配置所述驅動 電路以驅動所述多個LED晶粒，使得約500mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約250mA 的電流傳遞到所述紅色LED晶粒，約210mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒，且約190mA的 電流傳遞到所述藍色LED晶粒。
[0090] 本領域技術人員將知道，可使用其它晶粒配置或電流方案來實現用於產生生物調 整光的LED燈的期望光譜輸出。
[0091] Mrt
[0092] 已提出本發明的先前描述以用於說明及描述目的。本發明不欲為詳盡的，或不意 欲將本發明限於所公開的精確形式。根據上文的教示，其它修改和變化可是可能的。選擇並 描述所述實施方案，以便最佳地解釋本發明的原理及其實際應用，且因此使本領域其他技 術人員能夠在適合預期的特定使用的各種實施方案和各種修改中最好地利用本發明。希望 所附權利要求被解釋包含本發明的其它替代實施方案；包含等效結構、組件、方法和構件。
[0093] 將了解，具體詳細描述部分（而非發明概要和摘要部分）意欲用以解釋權利要求。 發明概要和摘要部分可闡述發明人設想的本發明的一個或多個（但未必全部）示例性實施 方案，且因此，不意欲以任何方式限制本發明及所附權利要求。
【權利要求】
1. 一種用於產生具有70以上的顯色指數的生物調整光輸出的可調LED燈，其包括： 底座； 外殼，其附接到所述底座； 電力電路，其安置於所述外殼內且使電引線附接到所述底座； 驅動電路，其安置於所述外殼內且電耦接到所述電力電路； 散熱器，其圍繞所述外殼安置； 多個LED晶粒，其安裝於耦接到所述外殼的支撐件上，其中所述多個LED晶粒中的每一 個電耦接到所述驅動電路且由所述驅動電路驅動，且其中所述多個LED晶粒包含兩個橙紅 色LED晶粒對三個青色LED晶粒對三個薄荷色LED晶粒對三個藍色LED晶粒的比率；以及 輸出選擇控制器，其電耦接到所述驅動電路以對所述驅動電路編程從而在多個光輸出 配置中的一個配置中驅動所述LED晶粒，其中所述多個光輸出配置包含睡前配置、相移配 置和一般照明配置。
2. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中所述輸出選擇控制器包含允許用戶選擇所述 光輸出配置的用戶輸入接口。
3. 如權利要求1所述的可調LED燈，其還包括輸入傳感器，所述輸入傳感器電耦接到所 述輸出選擇控制器以提供在所述光輸出配置的選擇中要考慮的輸入變量。
4. 如權利要求3所述的可調LED燈，其中所述輸入傳感器為熱傳感器，且所述輸入變量 選自由以下各者組成的組：環境溫度、支撐件溫度、LED晶粒溫度、外殼溫度以及其任何組 合。
5. 如權利要求3所述的可調LED燈，其中所述輸入傳感器為光傳感器，且所述輸入變量 選自由以下各者組成的組：由所述燈產生的所述光輸出、環境光、每日光周期以及其任何組 合。
6. 如權利要求3所述的可調LED燈，其中所述輸入傳感器包含GPS晶片，且所述輸入變 量選自由以下各者組成的組：所述燈的位置、預期環境光、實際環境光、每日光周期、季節性 光周期變化、當日時間以及其任何組合。
7. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述睡前配置中，所述驅動電路驅動所述多 個LED晶粒，使得在介於約380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度 水平小於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約10%。
8. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述多 個LED晶粒，使得在介於約455nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度 水平大於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約125%。
9. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述 多個LED晶粒，使得在介於約455nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強 度水平介於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約150%到 250 %之間。
10. 如權利要求8所述的可調LED燈，其中所述顯色指數大於80。
11. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述一般照明配置中，所述驅動電路驅 動所述多個LED晶粒，使得在介於約380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色 輸出強度水平介於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約 100%到約20%之間。
12. 如權利要求10所述的可調LED燈，其中所述顯色指數大於85。
13. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中所述睡前配置中的所述顯色指數大於70,且 所述一般照明配置中的所述顯色指數大於85,且所述相移配置中的所述顯色指數大於80。
14. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述睡前配置中，所述驅動電路驅動所述 多個LED晶粒，使得由所述晶粒發射的輻射功率比率如下：由所述薄荷色LED晶粒產生的 約1瓦特的輻射功率對由所述橙紅色LED晶粒產生的約0. 8瓦特的輻射功率對由所述青色 LED晶粒產生的約0. 3瓦特的輻射功率。
15. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述一般照明配置中，所述驅動電路驅動 所述多個LED晶粒，使得由所述晶粒發射的輻射功率比率如下：由所述薄荷色LED晶粒產生 的約1瓦特的輻射功率對由所述橙紅色LED晶粒產生的約0. 2瓦特的輻射功率對由所述藍 色LED晶粒產生的約0. 2瓦特的輻射功率。
16. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述 多個LED晶粒，使得由所述晶粒發射的輻射功率比率如下：由所述薄荷色LED晶粒產生的 約1瓦特的輻射功率對由所述橙紅色LED晶粒產生的約0. 1瓦特的輻射功率對由所述藍色 LED晶粒產生的約0. 5瓦特的輻射功率。
17. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述睡前配置中，所述驅動電路驅動所述 多個LED晶粒，使得約0. 6瓦特的輻射功率由所述薄荷色LED晶粒產生，約0. 5瓦特的輻射 功率由所述橙紅色LED晶粒產生，約0. 2瓦特的輻射功率由所述青色LED晶粒產生。
18. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述一般照明配置中，所述驅動電路驅動 所述多個LED晶粒，使得約1. 9瓦特的輻射功率由所述薄荷色LED晶粒產生，約0. 3瓦特的 輻射功率由所述橙紅色LED晶粒產生，約0. 4瓦特的輻射功率由所述青色LED晶粒產生，且 約0. 4瓦特的輻射功率由所述藍色LED晶粒產生。
19. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述 多個LED晶粒，使得約1. 7瓦特的輻射功率由所述薄荷色LED晶粒產生，約0. 2瓦特的輻射 功率由所述橙紅色LED晶粒產生，且約0. 9瓦特的輻射功率由所述藍色LED晶粒產生。
20. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述睡前配置中，所述驅動電路驅動所述 多個LED晶粒，使得約950mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約1，000mA的電流傳遞到 所述橙紅色LED晶粒，且約65mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒。
21. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述 多個LED晶粒，使得約950mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約150mA的電流傳遞到所 述橙紅色LED晶粒，約235mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒，且約525mA的電流傳遞到所 述藍色LED晶粒。
22. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中在所述一般照明配置中，所述驅動電路驅動 所述多個LED晶粒，使得約500mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約250mA的電流傳遞 到所述橙紅色LED晶粒，約210mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒，且約190mA的電流傳遞 到所述藍色LED晶粒。 如權利要求1所述的可調LED燈，其中所述薄荷色晶粒產生在460nm到490nm區域中 具有凹口或低谷的功率譜。
23. 如權利要求23所述的可調LED燈，其中所述薄荷色晶粒功率譜具有最小中心接近 或約470-475nm的凹口或低谷。
24. 如權利要求1所述的可調LED燈，其中所述薄荷色晶粒展現輻射功率在470nm到 480nm範圍中的最大強度小於所述晶粒的峰值強度的輻射功率的約2. 5%的功率譜。
25. 如權利要求15所述的可調LED燈，其中所述薄荷色晶粒展現輻射功率在460nm到 490nm範圍中的最大強度小於所述晶粒的峰值強度的輻射功率的約5%的功率譜。 一種LED燈，其包括： 外殼； 驅動電路，其安置於所述外殼內且經配置以電耦接到電源； 多個LED晶粒，其安裝於耦接到所述外殼的支撐件上，其中所述多個LED晶粒中的每一 個電耦接到所述驅動電路且由所述驅動電路驅動；以及 輸出選擇控制器，其電耦接到所述驅動電路以對所述驅動電路編程從而在多個光輸出 配置中的一個配置中驅動所述LED晶粒，其中所述多個光輸出配置包含睡前配置和一般照 明配置。
26. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述多個LED晶粒包含功率譜在460nm到490nm 區域中具有凹口或低谷的薄荷色晶粒。
27. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述LED薄荷色晶粒功率譜具有最小中心接近 或約470-475nm的凹口或低谷。
28. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述薄荷色晶粒展現輻射功率在470nm到480nm 範圍中的最大強度小於所述晶粒的峰值強度的輻射功率的約2. 5%的功率譜。
29. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述多個LED晶粒包含橙紅色LED晶粒、青色 LED晶粒、薄荷色LED晶粒和藍色LED晶粒。
30. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述多個LED晶粒包含橙紅色LED晶粒對青色 LED晶粒對薄荷色LED對藍色LED晶粒各自2:3:3:3的比率。
31. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述多個LED晶粒包含兩個紅色LED晶粒、三個 青色LED晶粒、三個薄荷色LED晶粒、三個藍色LED晶粒。
32. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述多個光輸出配置包含相移配置。
33. 如權利要求27所述的LED燈，其中在所述睡前配置中，所述驅動電路驅動所述多 個LED晶粒，使得由所述晶粒發射的輻射功率比率如下：由所述薄荷色LED晶粒產生的約1 瓦特的輻射功率對由所述橙紅色LED晶粒產生的約0. 8瓦特的輻射功率對由所述青色LED 晶粒產生的約0. 3瓦特的輻射功率。
34. 如權利要求27所述的LED燈，其中在所述一般照明配置中，所述驅動電路驅動所 述多個LED晶粒，使得由所述晶粒發射的輻射功率比率如下：由所述薄荷色LED晶粒產生的 約1瓦特的輻射功率對由所述橙紅色LED晶粒產生的約0. 2瓦特的輻射功率對由所述藍色 LED晶粒產生的約0. 2瓦特的輻射功率。
35. 如權利要求34所述的LED燈，其中在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述多 個LED晶粒，使得由所述晶粒發射的輻射功率比率如下：由所述薄荷色LED晶粒產生的約1 瓦特的輻射功率對由所述橙紅色LED晶粒產生的約0. 1瓦特的輻射功率對由所述藍色LED 晶粒產生的約0. 5瓦特的輻射功率。
36. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述LED燈可調以產生具有70以上的顯色指數 的生物調整光輸出。
37. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述輸出選擇控制器包含允許用戶選擇所述光 輸出配置的用戶輸入接口。
38. 如權利要求27所述的LED燈，其還包括： 輸入傳感器，其電耦接到所述輸出選擇控制器以提供在所述光輸出配置的選擇中要考 慮的輸入變量。
39. 如權利要求40所述的LED燈，其中所述輸入傳感器為熱傳感器，且所述輸入變量選 自由以下各者組成的組：環境溫度、支撐件溫度、LED晶粒溫度、外殼溫度以及其任何組合。
40. 如權利要求40所述的LED燈，其中所述輸入傳感器為光傳感器，且所述輸入變量 選自由以下各者組成的組：由所述燈產生的所述光輸出、環境光、每日光周期以及其任何組 合。
41. 如權利要求40所述的LED燈，其中所述輸入傳感器包含GPS晶片，且所述輸入變量 選自由以下各者組成的組：所述燈的位置、預期環境光、實際環境光、每日光周期、季節性光 周期變化、當日時間以及其任何組合。
42. 如權利要求27所述的LED燈，其中在所述睡前配置中，所述驅動電路驅動所述多 個LED晶粒，使得在介於約380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度 水平小於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約10%。
43. 如權利要求34所述的LED燈，其中在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述多 個LED晶粒，使得在介於約455nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度 水平大於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約125%。
44. 如權利要求34所述的LED燈，其中在所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述多個 LED晶粒，使得在介於約455nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強度水平 介於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約150%到250% 之間。
45. 如權利要求27所述的LED燈，其中所述燈的顯色指數大於80。
46. 如權利要求27所述的LED燈，其中在所述一般照明配置中，所述驅動電路驅動所述 多個LED晶粒，使得在介於約380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範圍中的藍色輸出強 度水平介於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光譜功率的約100%到 約20%之間。
47. 如權利要求29所述的LED燈，其中所述燈的顯色指數大於90。
48. 如權利要求27所述的LED燈，其中在所述睡前配置中，所述驅動電路驅動所述多個 LED晶粒，使得約950mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約1，000mA的電流傳遞到所述 橙紅色LED晶粒，約65mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒；且約30mA的電流傳遞到所述藍 色LED晶粒。
49. 如權利要求34所述的LED燈，其中所述多個光輸出配置包含相移配置，且其中在 所述相移配置中，所述驅動電路驅動所述多個LED晶粒，使得約950mA的電流傳遞到所述薄 荷色LED晶粒，約150mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒，約235mA的電流傳遞到所述青色 LED晶粒，且約525mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。
50. 如權利要求27所述的LED燈，其中在所述一般照明配置中，所述驅動電路驅動所述 多個LED晶粒，使得約500mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約250mA的電流傳遞到所 述紅色LED晶粒，約210mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒，且約190mA的電流傳遞到所述 藍色LED晶粒。
51. -種製造用於產生具有70以上的顯色指數的生物調整光輸出的可調LED燈的方 法，其包括： 將底座附接到外殼；將所述外殼內的電力電路的引線電耦接到所述底座；將安置於所 述外殼內的驅動電路電耦接到所述電力電路； 在耦接到所述外殼的支撐件上安裝多個LED晶粒，使得所述多個LED晶粒中的每一個 電耦接到所述驅動電路且由所述驅動電路驅動，且其中所述多個LED晶粒包含兩個橙紅色 LED晶粒、三個青色LED晶粒、三個薄荷色LED晶粒和三個藍色LED晶粒；以及 配置所述驅動電路從而在多個光輸出配置中的一個配置中驅動所述LED晶粒，其中所 述多個光輸出配置包含睡前配置、相移配置和一般照明配置。
52. 如權利要求53所述的方法，其中在所述睡前配置中，所述方法還包括配置所述驅 動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範 圍中的藍色輸出強度水平小於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光 譜功率的約10%。
53. 如權利要求53所述的方法，其中在所述相移配置中，所述方法還包括配置所述驅 動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約455nm與約485nm之間的可見光譜輸出範 圍中的藍色輸出強度水平大於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光 譜功率的約125%。
54. 如權利要求53所述的方法，其中在所述一般照明配置中，所述方法還包括配置所 述驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得在介於約380nm與約485nm之間的可見光譜輸 出範圍中的藍色輸出強度水平介於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相 對光譜功率的約100%到約20%之間。
55. 如權利要求53所述的方法，其中所述方法還包括在所述睡前配置中配置所述驅動 電路以驅動所述多個LED晶粒，使得由所述晶粒發射的輻射功率比率如下：由所述薄荷色 LED晶粒產生的約1瓦特的輻射功率對由所述橙紅色LED晶粒產生的約0. 8瓦特的輻射功 率對由所述青色LED晶粒產生的約0. 3瓦特的輻射功率。
56. 如權利要求53所述的方法，其中所述方法還包括在所述一般照明配置中配置所述 驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得由所述晶粒發射的輻射功率比率如下：由所述薄 荷色LED晶粒產生的約1瓦特的輻射功率對由所述橙紅色LED晶粒產生的約0. 2瓦特的輻 射功率對由所述藍色LED晶粒產生的約0. 2瓦特的輻射功率。
57. 如權利要求53所述的方法，其中所述方法還包括在所述相移配置中配置所述驅動 電路以驅動所述多個LED晶粒，使得由所述晶粒發射的輻射功率比率如下：由所述薄荷色 LED晶粒產生的約1瓦特的輻射功率對由所述橙紅色LED晶粒產生的約0. 1瓦特的輻射功 率對由所述藍色LED晶粒產生的約0. 5瓦特的輻射功率。
58. 如權利要求53所述的方法，其中在所述睡前配置中，所述方法還包括配置所述 驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得約950mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約 1，000mA的電流傳遞到所述橙紅色LED晶粒，且約65mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒。
59. 如權利要求53所述的方法，其中在所述相移配置中，所述方法還包括配置所述 驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得約950mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒，約 150mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒，約235mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒，且約 525mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。
60. 如權利要求53所述的方法，其中在所述一般照明配置中，所述方法還包括配置所 述驅動電路以驅動所述多個LED晶粒，使得約500mA的電流傳遞到所述薄荷色LED晶粒， 約250mA的電流傳遞到所述紅色LED晶粒，約210mA的電流傳遞到所述青色LED晶粒，且約 190mA的電流傳遞到所述藍色LED晶粒。
61. -種LED燈，其包括： 外殼； 驅動電路，其安置於所述外殼內且經配置以電耦接到電源；以及 多個LED晶粒，其安裝於耦接到所述外殼的支撐件上，其中所述多個LED晶粒中的每一 個電耦接到所述驅動電路且由所述驅動電路驅動，其中所述驅動電路驅動所述LED晶粒中 的至少一些以產生睡前照明光譜，其中在介於約380nm與約485nm之間的可見光譜輸出範 圍中的藍色輸出強度水平小於約485nm以上的可見光譜輸出中的任何其它峰值的相對光 譜功率的約10%。
62. 如權利要求63所述的LED燈，其中所述多個LED晶粒包含功率譜在460nm到490nm 區域中具有凹口或低谷的薄荷色晶粒。
63. 如權利要求63所述的LED燈，其中所述LED薄荷色晶粒功率譜具有最小中心接近 或約470-475nm的凹口或低谷。
64. 如權利要求63所述的LED燈，其中所述薄荷色晶粒展現輻射功率在470nm到480nm 範圍中的最大強度小於所述晶粒的峰值強度的輻射功率的約2. 5%的功率譜。
65. 如權利要求63所述的LED燈，其中所述燈的效力大於約90流明每瓦特.
66. 如權利要求63所述的LED燈，其還包括輸出選擇控制器，所述輸出選擇控制器電耦 接到所述驅動電路以控制所述驅動電路在至少一個額外光輸出配置中驅動所述LED晶粒。
67. 如權利要求68所述的LED燈，其中所述額外光輸出配置包含相移配置和一般照明 配置。
68. 如權利要求69所述的LED燈，其中所述一般照明配置中的效力大於約69流明每 瓦特，所述相移配置中的效力大於約63流明每瓦特，且睡前配置中的效力大於90流明每瓦 特。
【文檔編號】F21Y101/02GK104114932SQ201280059488
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2012年12月5日 優先權日:2011年12月5日
【發明者】F·S·麥賽克, D·E·巴蒂恩, R·R·索萊爾, E·K·葛洛夫 申請人:生物照明有限公司