Светоизлучающее устройство
Изобретение относится к светоизлучающему устройству, включающему в себя комплект из структуры светоизлучающих диодов (СИД) и светопроницаемого устройства. Светопроницаемое устройство включает в себя, по меньшей мере, первую и вторую секции, причем цвет света от упомянутых первой и второй секций отличается друг от друга. Кроме того, структура СИД включает в себя, по меньшей мере, первую и вторую области, являющиеся управляемыми по отдельности. Первая и вторая области соотнесены с первой и второй секциями, соответственно. Блок дополнительно включает в себя, по меньшей мере, частично отражающий слой, расположенный таким образом, чтобы свет из светопроницаемого устройства, генерируемый в первой и второй областях, смешивался в пределах светоизлучающего устройства. Изобретение позволяет наблюдателю, смотрящему внутрь светоизлучающего устройства, не различать отдельные секции, которые могут обеспечивать свет различных цветов, так как различные цвета смешиваются в пределах светоизлучающего устройства. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области светоизлучающих устройств, и более конкретно, к светоизлучающему устройству, содержащему комплект из структуры светоизлучающих диодов и светопроницаемого устройства.
Уровень техники
Использование светоизлучающих диодов (СИД) широко распространено. Например, СИД используют в качестве источников света в тонких системах освещения с большой площадью, автомобильных фарах, вывесках и фоновом освещении для устройств отображения и еще во многом. Во многих областях применения, является желательным, чтобы можно было управлять цветом светового выхода. Этого можно достичь путем использования множества отдельно управляемых СИД разных цветов. Таким образом, количество, например, красного, зеленого или синего цвета может быть отрегулировано так, чтобы получить желаемый свет общего светового излучения устройства, включающего в себя СИД разных цветов.
В WO 2007/034367 A1 раскрыто светоизлучающее устройство изменяемого цвета, включающее в себя светоизлучающий диод для излучения света. Диод включает в себя множество электрически проводимых слоев, по меньшей мере, один из которых является таким, что поперечное растекание тока в диоде ограничено для формирования, по меньшей мере, двух независимо электрически доступных сегментов для того, чтобы сделать доступным освещение выборочным числом сегментов. По меньшей мере, один из числа сегментов обеспечен преобразователем длины волны, приспособленным для преобразования, по меньшей мере, части света, излучаемого из связанного с ним сегмента, для генерации света определенного основного цвета. Излучение света изменяемого цвета из светоизлучающего устройства излучается в направлении, практически перпендикулярном плоскости светоизлучающего устройства (диода). Недостатком является то, что различные цвета света из светоизлучающего устройства видны наблюдателю, смотрящему на светоизлучающее устройство.
Сущность изобретения
Тонкая система освещения с большой площадью (как описано в еще не общедоступной европейской патентной заявке № 07106023.0) включает в себя один волновод 2, в котором свет вводится через квадратные отверстия (см. Фиг.1). Свет выводится через выводящую структуру отражателей, которые имеют угол, равный примерно 45 градусам, по отношению к плоскости волновода. Выводящая структура содержит (предпочтительно прямоугольные) поля с выемками. Ориентация 5 выемок в одном поле находится под прямым углом к ориентации выемок в соседнем поле. Ввиду того что свет в поле выводящей структуры, наиболее близкой к вводящему отверстию СИД, перемещается вдоль (т.е. практически параллельно) выемок, то не произойдет никакого (или в очень ограниченном количестве) вывода света из этого СИД в этом поле. Только в соседних полях полей, наиболее близких к вводящему отверстию СИД, где выемки ортогональны направлению распространения света из СИД, свет будет отражен (зеркальное отражение) посредством выводящего отражателя выводящей структуры таким образом, что свет выйдет из волновода. Таким образом, свет выводится на относительно большом расстоянии от источника (СИД) и, следовательно, яркость источника является сниженной.
Тем не менее при вглядывании в систему освещения, через зеркальное отражение, источник, такой как СИД, может быть заметным (см. Фиг.2). Для систем изменяемого цвета этого типа могут быть использованы СИД, излучающие различные цвета, такие как красный, синий или зеленый. Недостатком такой системы является то, что наблюдатель может увидеть СИД различных цветов, когда смотрит внутрь системы.
Целью данного изобретения является решение проблем предшествующего уровня техники.
Эта цель достигается с помощью светоизлучающего устройства по независимому пункту 1 приложенной формулы изобретения. Отдельные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с аспектом изобретения, обеспечивается светоизлучающее устройство, содержащее комплект из структуры светоизлучающих диодов (СИД) и светопроницаемого устройства. Более того, светопроницаемое устройство включает в себя, по меньшей мере, первую и вторую секции, в которых цвет света из первой и второй секций отличается друг от друга. Структура СИД включает в себя, по меньшей мере, первую и вторую области, в которых излучение света из областей отдельно управляется путем приложения соответствующего сигнала возбуждения к каждой из соответствующих областей. Более того, первая и вторая области соотнесены с первой и второй секциями, соответственно, таким образом, свет, генерируемый в первой и второй областях, выводится в первую и вторую секции, соответственно. Комплект дополнительно содержит, по меньшей мере, частично отражающий слой, расположенный таким образом, чтобы свет от светопроницаемого устройства, генерируемый в первой и второй областях, смешивался в пределах светоизлучающего устройства.
Идея изобретения заключается в предоставлении светоизлучающего устройства, включающего в себя структуру светоизлучающих диодов (СИД) (СИД матрицу или микросхему светоизлучающего диода), светопроницаемое устройство и, по меньшей мере, частично отражающий слой, скомплектованные в вышеперечисленном порядке. Структура СИД включает в себя области (или части), генерирующие свет. Каждое соответствующее излучение света (интенсивность света) из каждой соответствующей области может отдельно управляться, в результате чего, цвет излучения света из светоизлучающего устройства может управляться. Светопроницаемое устройство содержит секции. По меньшей мере, две секции соотнесены (или образно соединены) с соответствующими областями. Следовательно, существует, по меньшей мере, две области. Одна секция способна пропускать свет цвета, отличного от цвета света, пропускаемого другой секцией. Секции и области помещены (или расположены) таким образом, чтобы свет от, по меньшей мере, одной секции проходил через, по меньшей мере, одну другую секцию до того, как выходит из светоизлучающего устройства. Как результат, наблюдатель, смотрящий внутрь светоизлучающего устройства, в общем, не различит отдельные секции, которые могут обеспечивать свет различных цветов, так как различные цвета смешиваются в пределах светоизлучающего устройства.
Термин «секция» следует понимать как включающий в себя секции, которые всего лишь являются частями однородного светопроницаемого устройства определенного типа, а также секции, которые являются отдельными частями совмещенными (или соединенными) вместе таким образом, чтобы сформировать светопроницаемое устройство (или узел).
Число секций и областей, соответственно, может в варианте осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим изобретением быть равным трем, так, чтобы можно было излучать свет трех различных цветов, например, красный, зеленый и синий. Таким образом, цвет света из светоизлучающего устройства можно регулировать путем регулирования интенсивности света каждой из соответствующих областей. Таким образом, излучение света из связанных секций регулируется и смешивается до того, как покинуть светоизлучающее устройство. Следует понимать, что светопроницаемое устройство включает в себя любое число секций в соответствии с тем, что требуется в отдельной области применения.
Упомянутый ранее, по меньшей мере, частично отражающий слой может, предпочтительно, являться (диффузным) рефлектором. Опционально, отражающий слой может содержать диффузный фильтр или диффузор.
Следует понимать, что сигнал возбуждения может быть реализован в виде приложенного к структуре СИД напряжения и/или пропущенного через структуру СИД тока возбуждения. Он даже может быть осуществлен путем приложения напряжения через определенную область (или области) и возбуждения другой области (или областей) с помощью тока. Однако это сделало бы цепи управления более сложными.
В вариантах осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим изобретением, свет, генерируемый в областях, выводится в секции через первую плоскость, обычно параллельную плоскости структуры СИД. Смешенный свет содержит смесь света первого цвета с первой секции и света второго цвета со второй секции (первый цвет отличается от второго цвета). Смешивание света происходит, когда свет с одной секции проходит через другую прилегающую секцию, т.е. смешивание достигается, когда направление света имеет составляющую в направлении, параллельном плоскости структуры СИД. Смешанный свет может выходить (выводится) из светоизлучающего устройства через вторую плоскость (сторона светопроницаемого устройства), которая может быть расположена под любым углом по отношению к плоскости структуры СИД. Этот эффект в основном достигается за счет, по меньшей мере, частично отражающего слоя. Как результат, значительное количество света из первой или второй секции проходит через другую секцию до того, как выйти из светоизлучающего устройства.
В некоторых вариантах осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с изобретением, светопроницаемое устройство расположено на структуре СИД. Таким образом, основная часть света, генерируемого в структуре СИД, вводится в светопроницаемое устройство. В противоположность этому, в еще других вариантах осуществления, могут существовать дополнительные элементы (или слои) между структурой СИД и светопроницаемым устройством. Тем не менее, предпочтительно, чтобы свет из структуры СИД все же направлялся в светопроницаемое устройство.
В некоторых других вариантах осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с изобретением, по меньшей мере, частично отражающий слой расположен на светопроницаемом устройстве. Таким образом, смешивание света достигается в пределах светоизлучающего устройства, и свет может выводиться из светоизлучающего устройства через сторону светопроницаемого устройства. В отличие от этого, еще в других вариантах осуществления, могут существовать дополнительные элементы (или слои) между светопроницаемым устройством и, по меньшей мере, частично отражающим слоем. Тем не менее, предпочтительно, чтобы смешивание света все же достигалось в пределах светоизлучающего устройства с помощью, по меньшей мере, частично отражающего слоя.
Для того чтобы достичь менее зависимого от направления цвета смешенного света из светоизлучающего устройства в соответствии с вариантами осуществления изобретения, секции могут быть помещены (или расположены) таким образом, чтобы смешенный свет (выходящий из светоизлучающего устройства) содержал регулируемую смесь света, обеспечиваемую установленным количеством секций. Следовательно, значительное количество света из светоизлучающего устройства содержит свет из одинакового числа секций.
С точки зрения восприятия наблюдателем светоизлучающего устройства в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, свет из двух секций оказывается исходящим практически из одной точки. Таким образом, уменьшено появление цветных теней. Кроме того, наблюдатель, смотрящий прямо в светоизлучающее устройство или через зеркальное отражение, не испытает распространения изменения цвета светоизлучающего устройства, когда цвет светоизлучающего устройства в соответствии с вариантами осуществления поменяется.
В варианте осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с данным изобретением первая и вторая секции расположены так, чтобы свет с одной из упомянутых первой и второй секций являлся, по меньшей мере, частично, предпочтительно, практически полностью передающимся через другую секцию до того, как выйти из упомянутого светоизлучающего устройства. Иначе говоря, секции могут быть расположены так, чтобы свет, генерируемый в одной из упомянутых первой и второй секциях, проходил через первую или вторую секцию до того, как выйти из светоизлучающего устройства. Таким образом, смешивание различных цветов света из первой и второй секций достигается внутри светоизлучающего устройства так, чтобы светоизлучающее устройство имело однородное цветовое распределение, когда наблюдается со специального направления.
В других вариантах осуществления данного светоизлучающего устройства, по меньшей мере, одна из первой и второй секций светопроницаемого устройства сделана так, чтобы проводить цвет света из связанной области. Предпочтительно, чтобы светопроницаемое устройство было сделано из легко структурируемого материала, имеющего возможность проводить цвет света, проходящего через него, такого, как фосфорнокерамический материал («lumiramic»), кремния с поперечной межмолекулярной связью или им подобного. Преобразование цвета в фосфорнокерамическом материале может быть основано на уменьшающем преобразовании. С помощью уменьшающего преобразования высокоэнергетический (синеватый или УФ) свет преобразуется в низкоэнергетический (предпочтительно видимый) свет. Это может быть достигнуто с помощью фосфоресценции или флуоресценции. Тем не менее также может быть возможно использование фосфорнокерамического материала, который с помощью увеличивающего преобразования преобразует цвет света, проходящего через него. С помощью (соответствующего) увеличивающего преобразования, по меньшей мере, два фотона взаимодействуют в нелинейном процессе, чтобы сформировать, по меньшей мере, один фотон видимого света. Другой фотон может иметь или не иметь длину волны внутри интервала видимого спектра.
В другом варианте осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с изобретением светоизлучающее устройство также включает в себя первый отражатель, расположенный перпендикулярно плоскости структуры СИД и вплотную к светопроницаемому устройству. Таким образом, свет из, по меньшей мере, одной из первой и второй секций является, по меньшей мере, частично передающимся через другую секцию перед тем, как выйти из светоизлучающего устройства. Предпочтительно, отражатель расположен таким образом, чтобы свет из одной из секций полностью передавался через другую секцию до того, как выйти из светоизлучающего устройства.
В дополнительных вариантах осуществления светоизлучающего устройства первый отражатель расположен так, чтобы частично окружать светопроницаемое устройство, и сделан так, чтобы соответствовать форме светопроницаемого устройства. Оптимально, отражатель расположен так, что свет из одной из секций, по меньшей мере, частично передавался через другую секцию до того, как покинуть светоизлучающее устройство.
Более того, светоизлучающее устройство в соответствии с вариантами осуществления изобретения может дополнительно содержать второй отражатель, расположенный перпендикулярно плоскости структуры СИД и вплотную к светопроницаемому устройству. Кроме того, первый и второй отражатели могут быть расположены перпендикулярно друг другу, как вариант, находясь в контакте друг с другом. В этом варианте осуществления предпочтительно, чтобы одна из первой и второй секций была, по меньшей мере, частично охвачена другой секцией. Например, первая секция квадратной формы может быть частично охвачена второй секцией в форме «L».
Как вариант, первый и второй отражатели могут быть расположены так, чтобы быть параллельными друг другу. Преимущественно, форма секций может быть прямоугольной. Такие секции в форме блоков из, например, фосфорнокерамического материала, могут быть более простыми для изготовления, чем более сложные формы, которые могут потребоваться для другого расположения отражателей.
Более того, светоизлучающее устройство в соответствии еще с другими вариантами осуществления изобретения могут включать в себя третий отражатель, расположенный перпендикулярно плоскости структуры СИД параллельно первому отражателю и вплотную к светопроницаемому устройству, как вариант, в контакте с упомянутым вторым отражателем. Для некоторых областей применения, таких, как фоновая подсветка или общее освещение, это может быть преимуществом, так как конус света равен или меньше 180 градусов (2 пи ср). Таким образом, создан однонаправленный боковой излучатель.
Еще в других вариантах осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с данным изобретением одна из первой и второй секций могут быть расположены так, чтобы, по меньшей мере, частично окружать другую секцию. Предпочтительно, одна из первой и второй секций была полностью или практически полностью окружена другой секцией. Таким образом, гарантируется, что свет из одной из первой и второй секций проходит через другую секцию до того, как выйти из светоизлучающего устройства.
В соответствии с вариантами осуществления светоизлучающего устройства первая область может быть связана с упомянутой первой секцией. Далее, вторая область может быть связана со второй секцией. Таким образом, большее количество света из области может быть рассеяно в соответствующей ей секции, чем в не связанной с ней соответствующей секции. Наиболее предпочтительно, чтобы размер, форма и расположение (в плоскости, параллельной плоскости структуры СИД) секции и связанной с ней области были практически одинаковы или одинаковы.
В еще других вариантах осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с изобретением свет из первой области может быть другого цвета, чем свет из второй области. Таким образом, возможно использование гомогенных светопроницаемых устройств. Следует тем не менее отметить, что, даже хотя светопроницаемое устройство формируется как один элемент (или часть), оно включает в себя, по меньшей мере, две секции, связанные с соответствующими областями структуры СИД, причем цвет света из одной секции отличается от цвета света из другой секции. При этом светопроницаемое устройство может быть простым бесцветным преобразующим устройством. Тем не менее светопроницаемое устройство может также в других конфигурациях светоизлучающего устройства включать в себя смесь двух различных фосфорнокерамических материалов, в которых два различных люминофора чувствительны к различным длинам волн. Таким образом, создавая две секции в светопроницаемом устройстве, в которых цвет света различен друг от друга и отличен от цвета, генерируемого в соответствующей области структуры СИД.
В вариантах осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с данным изобретением свет из первой области может быть того же цвета, что и свет из второй области. При этом, по меньшей мере, одна из секций светопроницаемого устройства включает в себя материал, который сделан так, чтобы преобразовывать цвет света, проходящего через него. Смотри приведенное выше обсуждение. Преимуществом может быть то, что легче производить СИД, в которых отдельно управляемые области излучают одинаковый цвет.
Более того, светоизлучающее устройство в соответствии с другими вариантами осуществления изобретения может включать в себя более двух областей (что упомянуто выше). Например, структура СИД светоизлучающего устройства может включать в себя три области. Первая область может генерировать первый цвет (или длину волны) света, а вторая и третья области могут генерировать второй цвет света. Первая и вторая секции, расположенные на и связанные с первой и второй областями светопроницаемого устройства, могут быть одного типа (разница в цвете секций связана с разницей в цвете света, генерируемого первой и второй областями). Третья секция, расположенная на, и связанная с третьей областью, может быть другого типа в отличие от первой и второй секций (которые, как указано, могут быть одного типа), так, что цвет света из второй и третьей секций отличаются друг от друга.
Кроме того, в еще других вариантах осуществления светоизлучающего устройства каждая из областей может иметь многоугольную, прямоугольную, квадратную или круглую форму или их комбинации. Также каждая из секций может иметь многоугольную, прямоугольную, квадратную или круглую форму или их комбинации.
В соответствии с другим аспектом изобретения, предоставляется система освещения, включающая в себя, по меньшей мере, одно светоизлучающее устройство в соответствии с вариантами осуществления изобретения и, по меньшей мере, одно управляющее устройство для управления сигналами возбуждения, прилагаемыми к каждой соответствующей области.
Данное изобретение может быть применено для источников света, прожекторов и потолочных светильников. В области применения прожекторов оно может быть преимущественно использовано для компактных смешивающих цвета светоизлучающих устройств в соответствии с вариантами осуществления данного изобретения, которые были указаны выше. Предпочтительными областями применения светоизлучающего устройства является тем не менее использование в тонких, плоских системах освещения с большой площадью.
Дальнейшие особенности и преимущества данного изобретения станут ясными после изучения приложенной формулы изобретения и следующего описания. Специалист в данной области техники осознает, что различные особенности данного изобретения могут быть скомбинированы, чтобы создать варианты осуществления, отличные от тех, что описаны далее, при этом не выходя за рамки объема данного изобретения.
Краткое описание чертежей
Различные аспекты изобретения, включая его конкретные особенности и преимущества, будут легко поняты из последующего подробного описания и приложенных чертежей, на которых:
Фиг.1 изображает часть системы освещения известного уровня техники в виде сверху (верхняя часть) и вид в поперечном разрезе (нижняя часть),
Фиг.2 изображает другой вид в поперечном разрезе части системы освещения с Фиг.1,
Фиг.3 изображает вид сбоку светоизлучающего устройства в соответствии с вариантом осуществления изобретения в поперечном разрезе,
Фиг.4 изображает вид сверху в поперечном разрезе светоизлучающего устройства с Фиг.3, выполненного по линии A-B,
Фиг.5 изображает вид сверху в поперечном разрезе светоизлучающего устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения,
Фиг.6 изображает вид сверху в поперечном разрезе системы освещения, в которой используется светоизлучающее устройство в соответствии с Фиг.5,
Фиг.7 изображает увеличенный вид сверху в поперечном разрезе одного из светоизлучающих устройств 1 с Фиг.6,
Фиг.8 изображает вид сверху в поперечном разрезе светоизлучающего устройства в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения,
Фиг.9 изображает вид сверху в поперечном разрезе светоизлучающего устройства в соответствии с еще одним другим вариантом осуществления настоящего изобретения,
Фиг.10 изображает вид сверху в поперечном разрезе светоизлучающего устройства в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, и
Фиг.11 изображает вид сверху в поперечном сечении светоизлучающего устройства в соответствии с еще одним другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления
На протяжении всего последующего описания были использованы одинаковые номера позиций, чтобы обозначать одинаковые элементы, части, детали и особенности, где это можно было сделать.
На Фиг.3 изображен пример светоизлучающего устройства в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Светоизлучающее устройство 1 содержит матрицу 10 светоизлучающего диода (матрица СИД или структура СИД), фосфорнокерамическую плитку 20, включающую в себя два сегмента (или секции) 21, 22 и отражатель 30, расположенные друг на друге в таком порядке. Кроме того, светоизлучающее устройство 1 расположено на подложке 40. Матрица 10 СИД содержит две зоны 11, 12 (или области), которые являются отдельно управляемыми путем приложения соответствующего напряжения к каждой соответствующей зоне 11, 12. Кроме того, каждая зона соответствует и связана с соответствующим фосфорнокерамическим сегментом. Сегменты различного типа, такие, чтобы можно было преобразовать цвет света в два различных цвета. Однако, в других вариантах осуществления, сегменты могут быть одинакового типа, и различие по цвету может зависеть от различия в длине волн в свете, излучаемом из различных зон (или областей) 11, 12. Также следует отметить, что, с целью упрощения Фиг.3, соединительные провода к и от матрицы СИД не изображены. В общем, предпочтительно, чтобы сегмент 21 фосфорнокерамической плитки излучал самую длинную (наиболее смещенные в сторону красного) длину волны сегментов 21, 22. Таким образом, повторное поглощение света в другом сегменте 22 минимизировано.
В другом примере (не изображен), светоизлучающее устройство с Фиг.3 включает в себя дополнительные средства отражения, расположенные по периферии фосфорнокерамической плитки 20 и под углом в (по существу) 45 градусов к нормали матрицы 10 СИД, так, чтобы отражать свет, излучаемый из сторон фосфорнокерамической плитки 20 в направлении, практически параллельном нормали матрицы 10 СИД. Предпочтительно, чтобы фосфорнокерамическая плитка имела наклонную поверхность, такую, чтобы она совпадала с упомянутыми средствами отражения, охватывающими фосфорнокерамическую плитку. С помощью использования углов, отличных от 45 градусов, может быть возможным направить свет в направлениях, отличных от направления, практически параллельного нормали матрицы 10 СИД.
Размер и расположение секций и областей могут быть отрегулированы так, чтобы быть оптимизированными к специальному применению. Желаемый поток света для любого желаемого применения определяет размер и расположение секций и областей, которые могут быть изготовлены соответственно.
При приложении напряжения к соответствующим зонам матрицы СИД свет генерируется в каждой соответствующей зоне 11, 12. Свет из каждой соответствующей зоны 11, 12 выводится (через первую плоскость 70, находясь, в общем, параллельно плоскости матрицы СИД) к соответствующему фосфорнокерамическому сегменту 21, 22. Свет из сегмента 21 пройдет через сегмент 22 до того, как выйти (через вторую плоскость 80, находясь, в основном, перпендикулярно плоскости матрицы СИД) из светоизлучающего устройства 1, так, что наблюдатель увидит смесь света от сегментов 21 и 22. Два световых луча 101, 104, сгенерированные в области 11, обозначают свет из сегмента (или секции) 21 и два световых луча 102 и 103, сгенерированные в области 12, обозначают свет из сегмента (или секции) 22. Как можно увидеть из фигуры 3, наблюдатель за светоизлучающим устройством может видеть лучи 101 и 102, которые должны интерпретироваться как смесь света из сегментов 21 и 22. В другом положении наблюдатель может аналогично видеть световые лучи 103, 104, которые должны интерпретироваться как смесь света из сегментов 21 и 22.
На Фиг.4 и 5 и Фиг. 7-11 отражающий слой не изображен для того, чтобы можно было более четко отобразить секции (или сегменты) светоизлучающего устройства. Кроме того, следует понимать, что на каждой из Фиг.4 и 5 и Фиг. 7-11 каждый отображенный сегмент связан с лежащей ниже областью матрицы СИД, как изображено на Фиг.3.
Ссылаясь на Фиг.4, изображен вид сверху в поперечном разрезе светоизлучающего устройства 1 с Фиг.3 вдоль линии А-В. Из Фиг.4 можно увидеть, что в этой иллюстрирующей конфигурации сегмент 22 полностью окружает сегмент 21. Следовательно, свет из сегмента 21 не может выходить из светоизлучающего устройства, не пройдя через сегмент 22. Таким образом, свет из сегмента 21 и сегмента 22 смешивается до того, как выходит из светоизлучающего устройства.
Фиг.5 обозначает другое иллюстрирующее светоизлучающее устройство в соответствии с вариантом осуществления изобретения. В этом варианте осуществления прямоугольный фосфорнокерамический сегмент («lumiramic») 21 расположен на подложке 40. Другой фосфорнокерамический сегмент 22 наполовину окружает сегмент 21, создавая фосфорнокерамическую конструкцию. Кроме того, светоизлучающее устройство снабжено отражателем 50. Отражатель 50 расположен вдоль стороны фосфорнокерамической конструкции, включающей в себя оба сегмента 21 и 22. Отражатель 50 расположен так, чтобы направлять свет от сегмента 21 обратно к сегментам таким образом, чтобы он проходил через сегмент 22 и смешивался со светом в сегменте 22 внутри фосфорнокерамической плитки. Таким образом, отражатель 50 не дает наблюдателю увидеть различные сегменты 21, 22 вдоль одной из сторон фосфорнокерамической конструкции.
Ссылаясь на Фиг.6, там изображена осветительная система 3, включающая в себя множество светоизлучающих устройств 1 в соответствии с Фиг.5. Светоизлучающие устройства 1 с Фиг.6 расположены вдоль сторон плоского, тонкого световода 2 с большой площадью поверхности. В случае если осветительная система в соответствии с Фиг.6 основана на осветительной системе в соответствии с Фиг.1 и 2, светоизлучающие устройства в соответствии с изобретением не дадут наблюдателю увидеть различные цвета, когда он будет смотреть внутрь источников света 1 (светоизлучающих устройств в соответствии с Фиг.5).
На Фиг.7 продемонстрирован увеличенный вид светоизлучающего устройства в соответствии с Фиг.5. Как можно увидеть из Фиг.7, отражатель (50) обращен в центр световода 2 на Фиг.6. Таким образом, свет эффективно передается в световод.
На Фиг.8 изображен еще один пример в соответствии с вариантами осуществления светоизлучающего устройства. Светоизлучающее устройство включает в себя сегмент (или секцию) 21 квадратной формы и сегмент (или секцию) 22 в форме перевернутой «L». Сегмент 22 выполнен в такой форме, чтобы закрывать две стороны сегмента 21 квадратной формы. Более того, светоизлучающее устройство включает в себя первый и второй отражатель 50 и 51. Первый и второй отражатель 50 и 51 расположены вдоль первого и второго сегментов и обычно перпендикулярны друг другу. Светоизлучающее устройство в соответствии с Фиг.8 подходит для размещения в углах системы освещения в соответствии с Фиг.6.
В альтернативном варианте осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим изобретением, как изображено на Фиг.9, прямоугольный сегмент 21 расположен между двумя полосками сегмента 22. Более того, сегмент 21 и сегменты 22 расположены между двумя отражателями 50 и 51 (отражающими слоями или диффузорами). Таким образом, отражатели 50, 51 гарантируют, что свет из сегмента 21 смешивается со светом из сегмента 22.
Ссылаясь на Фиг.10, там изображено еще одно светоизлучающее устройство, включающее в себя два прямоугольных сегмента (или секции) 21 и 22, причем сегменты расположены вплотную друг к другу и трем отражателям 50, 51 и 52. Отражатели расположены перпендикулярно плоскости матрицы СИД (не изображено, смотри Фиг.3). Первый и второй отражатели 50, 52 расположены вдоль противоположных, боковых сторон светопроницаемой структуры (например, фосфорнокерамической структуры), включающей в себя сегменты 21 и 22. Третий отражатель 51 расположен вдоль периферийной стороны сегмента 21. Путем окружения двух сегментов отражателями описанным выше образом, свет из сегмента 21 проходит через и смешивается со светом сегмента 22 перед тем, как выйти из светоизлучающего устройства.
На Фиг.11 предоставлен менее эффективный вариант осуществления светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим изобретением. Светоизлучающее устройство содержит два сегмента 21, которые являются однотипными, и два сегмента 22, которые являются однотипными, но отличаются по типу от сегментов 21. Четыре сегмента имеют квадратную форму и расположены в шахматном порядке. В этом примере нет сегмента, из которого свет должен проходить через другой сегмент перед тем, как выйти из светоизлучающего устройства. Тем не менее из расположения сегментов, продемонстрированного на Фиг.11, можно сделать вывод, что, когда наблюдатель смотрит на светоизлучающее устройство с большинства направлений, на линии направления обзора будут два сегмента. Следовательно, свет из сегмента, более далекого от наблюдателя, будет смешиваться со светом из сегмента, более близкого к наблюдателю. Соответственно, достигается смешивание света. Этот вариант осуществления светоизлучающего устройства может быть улучшен путем помещения диффузора на расстоянии от сегментов 21 и 22.
Даже несмотря на то что изобретение было описано со ссылкой на конкретные иллюстрирующие варианты его осуществления, много других изменений модификаций и тому подобного будет очевидно специалисту в данной области техники. Описанные варианты осуществления, таким образом, не следует понимать как ограничивающие объем изобретения, который определен приложенной формулой изобретения.
1. Светоизлучающее устройство (1), содержащее комплект из
структуры (10) светоизлучающих диодов (СИД) и
светопроницаемого устройства (20), причем
упомянутое светопроницаемое устройство (20) содержит, по меньшей мере, первую и вторую секции (21, 22), причем цвет света от упомянутых первой и второй секций (21, 22) отличается друг от друга, и упомянутая структура (10) СИД содержит, по меньшей мере, первую и вторую области (11, 12), при этом излучение света из упомянутых областей (11, 12) отдельно регулируется путем приложения соответствующего сигнала возбуждения к каждой соответствующей области (11, 12), при этом упомянутые первая и вторая области (11, 12) соотнесены с упомянутыми первой и второй секциями (21, 22) соответственно, посредством чего свет, генерируемый в упомянутых первой и второй областях (11, 12), выводится к упомянутым первой и второй секциям (21, 22) соответственно, отличающееся тем, что
упомянутый комплект дополнительно содержит, по меньшей мере, частично отражающий слой (30), расположенный таким образом, чтобы свет из упомянутого светопроницаемого устройства (20), генерируемый в упомянутых первой и второй областях (11, 12), смешивался в пределах упомянутого светоизлучающего устройства (1).
2. Светоизлучающее устройство (1) по п.1, в котором упомянутые первая и вторая секции (21, 22) расположены таким образом, чтобы свет от одной из упомянутых первой и второй секций (21, 22), по меньшей мере, частично был передаваемым через другую секцию (21, 22) из упомянутых первой и второй секций (21, 22) перед выходом из упомянутого светоизлучающего устройства (1).
3. Светоизлучающее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором, по меньшей мере, одна из упомянутых первой и второй секций (21, 22) выполнена с возможностью преобразования цвета света из области (11, 12), которая соотнесена с упомянутыми, по меньшей мере, одной из первой и второй секции.
4. Светоизлучающее устройство (1) по п.1, в котором, по меньшей мере, одна из упомянутых первой и второй секций (21, 22) включает в себя фосфорно-керамический материал.
5. Светоизлучающее устройство (1) по п.1, причем упомянутое светоизлучающее устройство (1) дополнительно содержит первый отражатель (50), расположенный перпендикулярно плоскости упомянутой структуры (10) СИД и рядом с упомянутым светопроницаемым устройством (20) таким образом, чтобы свет от, по меньшей мере, одной из упомянутых первой и второй секций (21, 22), по меньшей мере, частично был передаваемым через другую секцию перед выходом из упомянутого светоизлучающего устройства (1).
6. Светоизлучающее устройство (1) по п.5, в котором упомянутый первый отражатель расположен так, чтобы частично окружать упомянутое светопроницаемое устройство (20) и выполнен с возможностью соответствовать форме упомянутого светопроницаемого устройства (20).
7. Светоизлучающее устройство (1) по п.5, при этом упомянутое светоизлучающее устройство дополнительно содержит второй отражатель (51), расположенный перпендикулярно плоскости упомянутой структуры (10) СИД и рядом с упомянутым светопроницаемым устройством (20).
8. Светоизлучающее устройство (1) по п.7, в котором упомянутые первый и второй отражатели (50, 51) расположены перпендикулярно друг другу, необязательно в контакте друг с другом.
9. Светоизлучающее устройство (1) по п.8, при этом упомянутое светоизлучающее устройство дополнительно содержит третий отражатель (52), расположенный перпендикулярно плоскости упомянутой структуры (10) СИД, параллельно упомянутому первому отражателю и рядом с упомянутым светопроницаемым устройством (20), необязательно в контакте с упомянутым вторым отражателем.
10. Светоизлучающее устройство (1) по п.1, в котором одна из упомянутых первой и второй секций (21, 22) расположена так, чтобы, по меньшей мере, частично окружать другую секцию, предпочтительно расположенную так, чтобы, по существу, окружать другую секцию.
11. Светоизлучающее устройство (1) по п.1, в котором упомянутая первая область (11) совмещена с упомянутой первой секцией (21).
12. Светоизлучающее устройство (1) по п.1, в котором упомянутая вторая область (12) совмещена с упомянутой второй секцией (22).
13. Светоизлучающее устройство (1) по п.1, в котором свет из упомянутой первой области (11) принадлежит другому цвету, чем свет из упомянутой второй области (12).
14. Светоизлучающее устройство (1) по п.3, в котором свет из упомянутой первой области (11) принадлежит тому же цвету, что и свет из упомянутой второй области (12).
15. Система освещения, отличающаяся тем, что упомянутая система освещения содержит, по меньшей мере, одно светоизлучающее устройство по любому из пп.1-14 и, по меньшей мере, одно управляющее устройство для управления сигналами возбуждения, прикладываемыми к каждой соответствующей области.
