[发明专利]用于LED照明设备的改进的均化系统

说明书

相关申请

本申请要求2013年1月14日提交的美国临时申请序列号为61/752,006的申请的优先权。

技术领域

本发明大致涉及用于控制来自在光束产生照明设备中使用的LED阵列的光输出的方法，具体涉及与将多种颜色的LED组合为单一均匀化的光束有关的方法。

背景技术

高功率LED通常用在(例如)建筑照明行业(如商店、办公室和商业机构)以及娱乐行业(如剧院、电视演播室、音乐会、主题公园、夜总会及其它场所)的照明设备中。这些LED也用在具有自动和远程控制功能的自动发光照明设备中。对于颜色控制，常见的是使用一组不同颜色的LED。例如，常见的配置是使用红色、绿色和蓝色LED的混合。该配置允许用户通过将恰当量的三种颜色进行混合来创建他们期望的颜色。例如，点亮红色和绿色LED而熄灭蓝色会产生呈现黄色的输出。类似地，红色和蓝色会产生洋红色(magenta)，以及蓝色和绿色会产生蓝绿色(cyan)。通过明智地控制这三个控制，用户可以实现他们期望的几乎任何颜色。还可使用多于三种颜色，并且将琥珀色(amber)、蓝绿色或宝蓝色(royalblue)LED增加到红色、绿色和蓝色以增强颜色混合并改善可用的色域是已知的。

不同颜色的LED可在照明设备中布置为阵列，其中每个LED之间存在物理间隔，并且与每种颜色的模具大小和放置上的区别相联结的这种间隔可影响各自的颜色的传播并导致组合的混合的彩色输出光束的不期望的溢散光和彩色边纹。通常在每个LED的前方使用透镜或其它光学设备来控制输出光束的光束形状和角度；然而，这些光学设备通常对不同的颜色有不同的影响，并且在输出光束中可能见到彩色边纹或其它色像差。还已知的是使用二向色反射滤光器以将三种单一颜色的LED组合为一个光束。然而，这些系统不提供用于混合多于三种颜色的LED的方式。因此，具有这样一个系统是有利的，其提供使多于三种颜色的LED成为单个输出光束的良好的均匀化作用。

需要用于基于LED阵列的照明设备的均化系统，所述系统提供用于包括四个或更多个不同颜色的LED的LED系统的均匀化方面的改进。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优势，现结合附图参考如下描述，其中相同的附图标号指示相同的特征，其中：

图1示出改进的LED光均化器的实施例；

图2示出图1所示的LED光均化器的第一LED阵列的实施例；

图3示出图1所示的LED光均化器的第二LED阵列的实施例；

图4示出图1所示的LED光均化器的第三LED阵列的实施例；

图5示出透射的/反射的二向色滤光器的现有技术使用；

图6示出图1和/或图8所示的LED光均化器的实施例中的透射的/反射的二向色滤光器的改进的使用；

图7示出改进的光均化器的可替换的实施例；

图8示出本发明的可替换的实施例，以及；

图9示出LED光均化器的另外的实施例。

具体实施方式

附图中示出了改进的LED光均化器的实施例，相同的附图标记用于指示各个附图的相同和相应的部分。

本发明大致涉及控制来自在光束产生照明设备中使用的LED阵列的光输出的方法，具体涉及与提供用于包括不同颜色的LED的LED系统的均化方面的改进有关的方法。

图1示出改进的LED光均化器10的实施例的示意图。第一LED阵列20可包括具有离散较长的波长峰值的LED(如红色和琥珀色LED)的布置。第二LED阵列30可包括具有离散短波长峰值的LED(如蓝色和蓝绿色LED)的布置。第三LED阵列40可包括具有离散中波长峰值的LED(如黄色和绿色LED)的布置。每个阵列20、30和40均具有布置在布局中的相关联的LED，以使颜色被很好地分布并穿过所述阵列混合。在所示的实施例中，LED阵列20、30和40由电气性连接14到LED阵列20、30和40的控制器12控制。

在一些实施例中，在阵列中有有限数量的离散峰值LED。例如在所示的实施例中，存在用于使用的三个阵列的两个离散峰值类型：长波长阵列20有红色和琥珀色，短波长阵列30有蓝色和蓝绿色并且第三中波长阵列40有绿色和黄色。在一些实施例中，来自阵列的所有LED作为一个单元被控制器12控制。在其它实施例中，不同颜色的光独立于其它不同的颜色而被控制。因此，例如在长带宽阵列中，与琥珀色LED相比，红色LED作为单独的颜色受到控制。