Цветонастраиваемый осветительный узел, источник света и осветительный прибор
Изобретение относится к узлам цветонастраиваемых осветительных устройств. Объект изобретения состоит в обеспечении улучшенного цветонастраиваемого осветительного узла в сборе. Представлены цветонастраиваемый осветительный узел (100), источник света и осветительный прибор. Цветонастраиваемый осветительный узел (100) содержит излучатель (110) света, люминесцентный слой (108) и средство (106) управления температурой. Излучатель (110) света излучает свет (112) первого цветового распределения. Люминесцентный слой (108) воспринимает свет (112), излучаемый излучателем (110) света. Люминесцентный слой (108) содержит люминесцентный материал для поглощения порции света (112) первого цветового распределения и преобразования порции поглощенного света в свет (102) второго цветового распределения. Второе цветовое распределение зависит от температуры люминесцентного слоя (108). Средство (106) управления температурой активно регулирует температуру люминесцентного слоя (108), чтобы получать световое излучение цветонастраиваемым осветительным узлом. Световое излучение имеет конкретное цветовое распределение. Средство (106) управления температурой сконфигурировано для повышения температуры люминесцентного слоя (108), чтобы увеличивать среднюю длину волны для второго цветового распределения, так что второе цветовое распределение смещается от второго спектра светового излучения к третьему спектру светового излучения. Второй спектр светового излучения отличается от третьего спектра светового излучения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 19 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к узлам цветонастраиваемых осветительных устройств.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известные цветонастраиваемые осветительные устройства содержат, например, три излучателя света, каждый излучающий различный основной цвет. Путем управления количеством света, излучаемым каждым из трех излучателей света, точно определенный цвет может излучаться такими цветонастраиваемыми осветительными устройствами. Другие цветонастраиваемые осветительные устройства содержат излучатель света и люминесцентный элемент. В таком цветонастраиваемом осветительном устройстве управляемая порция света, излучаемого излучателем света, поглощается люминесцентным элементом и преобразовывается в другой цвет, тем самым управляя цветом полного светового излучения цветонастраиваемого осветительного устройства. Известные цветонастраиваемые осветительные устройства содержат большое количество компонентов и, следовательно, являются относительно дорогими и относительно сложными.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Объект изобретения состоит в обеспечении улучшенного цветонастраиваемого осветительного узла в сборе.
Первый аспект изобретения представляет цветонастраиваемый осветительный узел. Второй аспект изобретения представляет источник света. Третий аспект изобретения представляет осветительный прибор. Полезные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Цветонастраиваемый осветительный узел в соответствии с первым аспектом изобретения содержит излучатель света, люминесцентный слой и средство управления температурой. Излучатель света излучает свет первого цветового распределения. Люминесцентный слой воспринимает свет, излучаемый излучателем света. Люминесцентный слой содержит люминесцентный материал, чтобы поглощать порцию света первого цветового распределения и преобразовывать порцию поглощенного света в свет второго цветового распределения. Второе цветовое распределение зависит от температуры люминесцентного слоя. Люминесцентный материал содержит квантовые точки. Средство управления температурой активно управляет температурой люминесцентного слоя, чтобы получать световое излучение цветонастраиваемым осветительным узлом. Световое излучение имеет конкретное цветовое распределение.
Люминесцентные материалы поглощают свет в соответствии со своим распределением поглощения и излучают свет согласно своему распределению светового излучения (определяемому в изобретении как второе цветовое распределение). В частности точная форма распределения светового излучения и точная позиция распределения светового излучения в электромагнитном спектре зависят от рабочей температуры люминесцентного материала. Если температура люминесцентного материала повышается, происходит сдвиг распределения светового излучения к большей длине волны. Как описано выше, люминесцентный материал содержит квантовые точки. Квантовые точки имеют относительно широкое распределение поглощения, и если спектр поглощения сдвигается, не поглощенная часть света первого цветового распределения только немного изменяется. Распределение светового излучения для квантовых точек имеет относительно узкий спектр, например, распределение с полной шириной кривой распределения на уровне полумаксимума (FWHM) в 30 нанометров. Если средняя этого узкого спектра светового излучения сдвигается к другой средней, эффект состоит в том, что цветовая точка полного светового излучения цветонастраиваемого осветительного узла изменяется на цветовую точку, которая находится еще далее от начальной цветовой точки по сравнению с ситуацией, в которой использовался органический или неорганический люминофор. Таким образом, с помощью квантовых точек цветонастраиваемый осветительный узел способен управлять цветом для излучаемого цветового распределения к более широкому диапазону различных цветов, что является полезным, если цветонастраиваемый осветительный узел должен использоваться в качестве осветительного узла для излучения света различных цветов.
Цветонастраиваемое осветительное устройство использует этот эффект, чтобы тонко настраивать цветовое распределение своего светового излучения. Излучатель света излучает свет первого цветового распределения. Порция света первого цветового распределения поглощается. Непоглощенная порция света первого цветового распределения излучается цветонастраиваемым осветительным устройством - непоглощенная порция содержит длины волн света, которые не присутствуют в распределении поглощения люминесцентного материала и могут включать в себя длины волн света, которые присутствуют в распределении поглощения, но не являются полностью поглощенными вследствие ограниченного количества присутствующего люминесцентного материала. Люминесцентный материал излучает свет согласно второму цветовому распределению. Количество света, излучаемое люминесцентным материалом, зависит от количества поглощенного света. Таким образом, полное световое излучение цветонастраиваемым осветительным узлом, и таким образом - конкретное цветовое распределение, содержит конкретное количество света второго цветового распределения и свет первого цветового распределения, который не было поглощен люминесцентным материалом.
Цветонастраиваемое осветительное устройство содержит средство управления температурой, которое способно активно управлять температурой люминесцентного слоя и, следовательно, как описано предварительно, точным вторым цветовым распределением люминесцентного слоя. Путем изменения температуры люминесцентного слоя цветовое распределение полного светового излучения цветонастраиваемого осветительного узла изменяется и, по существу - цвет излучаемого света. Если температура повышается, излучается больше света с более высокими длинами волн. Таким образом, излучаемый свет становится более красным. Следовательно, средство управления температурой является эффективным средством для изменения цвета излучаемого света, и таким образом - управления конкретным цветовым распределением для света, излучаемого цветонастраиваемым осветительным узлом. Таким образом, конкретное цветовое распределение зависит от температуры люминесцентного слоя.
Например, если цветонастраиваемый осветительный узел должен излучать конкретный цвет, средство управления температурой регулирует люминесцентный слой к конкретной температуре, при которой комбинация не поглощенной порции первого цветового распределения и второго цветового распределения по существу имеет цветовую точку, по существу соответствующую конкретному цвету.
Люминесцентный материал поглощает свет в соответствии со своим распределением поглощения. Распределение поглощения также имеет небольшую зависимость от рабочей температуры люминесцентного материала, однако, влияние этой температурной зависимости на конкретное цветовое распределение цветонастраиваемого осветительного узла является относительно низким по сравнению с воздействием температурной зависимости распределения светового излучения.
Нужно отметить, что средство управления температурой способно активно управлять температурой люминесцентного слоя. Это означает, что средство управления температурой является активным устройством, которое способно активно влиять на температуру люминесцентного слоя по отношению к конкретной температуре. Активное управление также означает, что средство управления температурой использует энергию для управления температурой. Использование энергии может осуществляться непрерывно или только временно, когда управление некоторыми параметрами требуется только в течение ограниченного времени. Пассивные охлаждающие ребра не рассматриваются в качестве средства управления температурой для управления температурой люминесцентного слоя.
Излучатель света может быть любым типом излучателя света, и в некоторых вариантах осуществления используется твердотельный излучатель света, такой как светоизлучающий диод, органический светоизлучающий диод или, например, лазерный диод. Кроме того, несколько излучателей света могут обеспечиваться в цветонастраиваемом осветительном узле, каждый излучающий первое цветовое распределение или излучающий другие цветовые распределения. Сам излучатель света также может включать в себя люминесцентный материал, такой как органический или неорганический люминофор, чтобы получать световое излучение, имеющее первое цветовое распределение.
Средство управления температурой конфигурируется с возможностью повышения температуры люминесцентного слоя, чтобы увеличивать среднюю длину волны второго цветового распределения. Как описано ранее, повышение температуры люминесцентного слоя имеет результатом сдвиг распределения светового излучения люминесцентного материала к более высоким длинам волн, и, таким образом, средняя длина волны второго цветового распределения сдвигается к более высоким длинам волн. В зависимости от конкретного цветового распределения цветонастраиваемого осветительного узла как целого, коррелированную цветовую температуру для конкретного цветового распределения можно повышать или понижать.
Цветовая температура конкретного светового излучения для белого света является температурой (абсолютно) черного тела, которое излучает конкретное световое излучение. Если цветовая точка светового излучения не является строго точкой на линии черного тела в цветовом пространстве, цветовая точка все еще может восприниматься невооруженным глазом человека как белый свет конкретной цветовой температуры - чем, термин «коррелированная цветовая температура» используется для указания, что цветовая точка напоминает белый свет конкретной цветовой температуры, и значение конкретной цветовой температуры белого света является отличным от значения коррелированной цветовой температуры.
Необязательно, цветонастраиваемый осветительный узел содержит дополнительный люминесцентный слой, который воспринимает свет первого цветового распределения и/или второго цветового распределения. Дополнительный люминесцентный слой содержит дополнительный люминесцентный материал, чтобы поглощать порцию света первого цветового распределения и/или второго цветового распределения и преобразовывать порцию поглощенного света в свет третьего цветового распределения. Третье цветовое распределение зависит от температуры дополнительного люминесцентного слоя. Использование дополнительного люминесцентного слоя позволяет создание других (и нескольких) цветов цветонастраиваемым осветительным узлом, поскольку световое излучение цветонастраиваемым осветительным узлом содержит также свет третьего цветового распределения. Кроме того, индекс цветопередачи для света, излучаемого цветонастраиваемыми осветительными узлами, увеличивается вследствие добавляемого света третьего цветового распределения.
Необязательно, средство управления температурой также управляет температурой дополнительного люминесцентного слоя, чтобы получать конкретное цветовое распределение.
Необязательно, цветонастраиваемый осветительный узел содержит дополнительное средство управления температурой для управления температурой дополнительного люминесцентного слоя, чтобы получать конкретное цветовое распределение. Использование дополнительного средства управления температурой обеспечивает добавочный параметр для точной настройки цвета света, излучаемого цветонастраиваемым осветительным узлом. В соответствии с ранее описанным эффектом сдвига третьего цветового распределения (в зависимости от температуры дополнительного люминесцентного слоя), световое излучение цветонастраиваемым осветительным узлом изменяется, если изменяется температура дополнительного люминесцентного слоя.
Необязательно, дополнительный люминесцентный материал содержит, по меньшей мере, одно из органического люминофора, неорганического люминофора и квантовых точек. Предоставляемыми возможностями по выбору люминесцентного материала и дополнительного люминесцентного материала являются действенные и эффективные люминесцентные материалы для преобразования света первого цветового распределения в свет другого цветового распределения. Распределения поглощения и распределения светового излучения для органического люминофора и неорганического люминофора являются относительно широкими и, если они смещаются в зависимости от изменения температуры, цветовая точка полного светового излучения цветонастраиваемого осветительного узла изменяется на соседнюю цветовую точку в цветовом пространстве. Таким образом, изобретение как заявлено в формуле, может использоваться, чтобы точно настраивать цветовую точку полного светового излучения, каковое, например, является полезным, если небольшие допустимые отклонения в материалах и процессе изготовления должны быть скомпенсированы для получения светового излучения заранее заданного конкретного цветового распределения. Как описано выше, если используются квантовые точки, цветонастраиваемый осветительный узел способен управлять цветом для излучаемого цветового распределения к более широкому диапазону различных цветов.
Необязательно, средство управления температурой и/или дополнительное средство управления температурой содержит, по меньшей мере, одно средство из активного нагревательного средства и активного охлаждающего средства. Изобретение не ограничивается только понижением или только повышением температуры люминесцентного и/или дополнительного люминесцентного слоя - средство управления температурой и/или дополнительное средство управления могут также содержать как активное нагревательное средство, так и активное охлаждающее средство, чтобы регулировать температуру люминесцентного и/или дополнительного люминесцентного слоя к любой желаемой температуре. Использование термина «активный» относится к использованию энергии для обеспечения нагрева или обеспечения охлаждения.
Необязательно, активным нагревательным средством является резистор, и/или активным охлаждающим средством является элемент Пелтье. Если резистор используется для нагрева и/или если элемент Пелтье используется для охлаждения, какие-либо движущиеся части не используются в средстве управления температурой и/или дополнительном средстве управления температурой. Движущиеся части подвержены абразивному износу. Таким образом, активное нагревательное средство и активное охлаждающее средство согласно этой необязательной возможности приводят к более низким расходам на обслуживание и к большему сроку службы цветонастраиваемого осветительного узла.
Другими примерами активного нагревательного средства или активного охлаждающего средства являются вентилятор или применение технологии Synjet. Модуль Synjet создает турбулентные, пульсирующие воздушные струи, которые могут направляться точно на место, где необходимо тепловое управление.
Необязательно, позиция люминесцентного слоя является управляемой относительно позиции излучателя света. Средство управления температурой сконфигурировано для управления расстоянием между люминесцентным слоем и излучателем света. Средство управления температурой содержит, например, линейный двигатель для перемещения люминесцентного слоя и/или перемещения излучателя света. Если люминесцентный слой находится ближе к излучателю света, он воспринимает больше тепла от излучателя света и становится относительно горячим по сравнению с окружающей температурой. Если люминесцентный слой находится еще далее от излучателя света, его температура остается ближе к окружающей температуре. Таким образом, изменение расстояния между люминесцентным слоем и излучателем света является эффективной мерой для управления температурой дополнительного люминесцентного слоя. Преимущество состоит в том, что не требуется какая-либо добавочная энергия для нагрева люминесцентного слоя или охлаждения люминесцентного слоя. Кроме того, позиция дополнительного люминесцентного слоя также может быть управляемой относительно позиции излучателя света, и дополнительное средство управления температурой также может быть сконфигурировано для управления расстоянием между дополнительным люминесцентным слоем и излучателем света. Управление этой необязательной возможностью также является активным управлением, поскольку в течение ограниченного времени, в которое двигатель или другое движущееся средство обеспечивается энергией для перемещения люминесцентного слоя или излучателя света в некоторую позицию, чтобы получить некоторое расстояние между люминесцентным слоем и излучателем света.
Необязательно, средство управления температурой содержит средство ввода для приема указания желаемой цветовой характеристики, подлежащей излучению цветонастраиваемым осветительным узлом. Средство управления температурой сконфигурировано для управления температурой люминесцентного слоя, чтобы получать конкретное световое излучение цветонастраиваемым осветительным узлом, имеющим цветовую характеристику, являющуюся по существу равной желаемой цветовой характеристике. Таким образом, средство ввода принимает, например, указание желаемой цветовой точки для светового излучения цветонастраиваемым осветительным узлом, или принимает указание желаемой цветовой температуры для светового излучения цветонастраиваемого осветительного узла. Средство управления температурой воздействует на температуру люминесцентного слоя для получения в максимально возможной степени светового излучения цветонастраиваемым осветительным узлом, имеющим такую желаемую цветовую характеристику. Нужно отметить, что средство управления температурой может только управлять температурой люминесцентного слоя в рамках некоторой полосы пропускания, поскольку второе цветовое распределение люминесцентного материала может изменяться только в рамках некоторой полосы пропускания, таким образом, в некоторых обстоятельствах, может быть невозможным получить световое излучение, которое точно соответствует желаемой цветовой характеристике.
Необязательно, средство управления температурой содержит датчик температуры для измерения температуры люминесцентного слоя, и средство управления температурой сконфигурировано, чтобы управлять температурой люминесцентного слоя в ответ на измеренную температуру для получения конкретного цветового распределения (излучаемого цветонастраиваемым осветительным узлом). Таким образом, датчик температуры обеспечивает обратную связь на средство управления температурой с тем, что средство управления температурой способно настроить свою работу для получения желаемой температуры люминесцентного слоя. Если измеренная температура является слишком низкой и, таким образом, температура люминесцентного слоя должна быть повышена, средство управления температурой, в зависимости от своей конкретной схемы, активирует нагреватель или придвигает ближе люминесцентный слой к излучателю света.
Нужно отметить, что если цветонастраиваемый осветительный узел также содержит дополнительный люминесцентный слой, температура дополнительного люминесцентного слоя может измеряться дополнительным датчиком температуры. Кроме того, если цветонастраиваемый осветительный узел также содержит дополнительное средство управления температурой, дополнительное средство управления температурой сконфигурировано для управления температурой дополнительного люминесцентного слоя в ответ на измеренную температуру (дополнительного люминесцентного слоя) для получения конкретного светового излучения цветонастраиваемым осветительным узлом.
Необязательно, средство управления температурой содержит датчик для определения цвета света, чтобы измерять цветовую точку или цветовую температуру света, излучаемого цветонастраиваемым осветительным узлом. Средство управления температурой сконфигурировано для управления температурой люминесцентного слоя в ответ на измеренную цветовую точку или цветовую температуру света для получения конкретного цветового распределения (излучаемого цветонастраиваемым осветительным узлом). Датчик цвета света может также измерять коррелированную цветовую температуру вместо цветовой температуры.
Кроме того, если цветонастраиваемый осветительный узел содержит дополнительное средство управления температурой, то дополнительное средство управления температурой также сконфигурировано для регулировки температуры дополнительного люминесцентного слоя в ответ на измеренную цветовую точку или (коррелированную) цветовую температуру света для получения конкретного светового излучения цветонастраиваемым осветительным узлом.
Согласно второму аспекту изобретения обеспечивается источник света, который содержит цветонастраиваемый осветительный узел по первому аспекту изобретения.
Согласно третьему аспекту изобретения обеспечивается осветительный прибор, который содержит цветонастраиваемый осветительный узел согласно первому аспекту изобретения или содержит источник света согласно второму аспекту изобретения.
Источник света и осветительный прибор согласно второму и третьему аспекту изобретения обеспечивают такие же преимущества, как и цветонастраиваемый осветительный узел согласно первому аспекту изобретения и имеют сходные исполнения со сходными эффектами, как и соответствующие варианты осуществления системы.
Эти и другие аспекты изобретения являются очевидными из вариантов осуществления и будут пояснены со ссылками на таковые, описанные ниже в документе.
Специалисты в данной области техники оценят, что две или большее количество из вышеупомянутых необязательных возможностей, исполнений, и/или аспектов изобретения могут комбинироваться любым образом, считающимся полезным.
Модификации и разновидности системы, которые соответствуют описанным модификациям и разновидностям системы, могут быть выполнены специалистом в данной области техники на основе настоящего описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
Фиг. 1a - схематичный показ варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла согласно первому аспекту изобретения.
Фиг. 1b - схематичный показ в виде графика спектра излучения света и спектра поглощения света;
Фиг. 2a - схематичный показ сдвига спектра светового излучения квантовых точек для материала CdSe (кадмоселит) в зависимости от температуры квантовых точек;
Фиг. 2b - показ другого графика со спектрами излучения света цветонастраиваемого осветительного узла, являющихся отличающимися для различных температур люминесцентного слоя;
Фиг. 2c - показ следующего графика со спектрами излучения света цветонастраиваемого осветительного узла, отличающимися для различных температур люминесцентного слоя;
Фиг. 3a - схематичный показ варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла с воздушным нагреванием и/или воздушным охлаждением;
Фиг. 3b - схематичный показ альтернативного варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла с подогревом воздухом и/или воздушным охлаждением;
Фиг. 4a - схематичный показ варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла, содержащего резистор нагрева;
Фиг. 4b - схематичный показ варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла, содержащего элемент Пелтье;
Фиг. 5a - схематичный показ варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла, содержащего два слоя, содержащие различные люминесцентные материалы;
Фиг. 5b - схематичный показ другого варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла, содержащего два слоя, содержащие различные люминесцентные материалы;
Фиг. 6a - схематичный показ альтернативного варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла, содержащего два слоя, содержащие различные люминесцентные материалы;
Фиг. 6b - схематичный показ графика со спектром поглощения света и излучения света, когда два различных люминесцентных материала обеспечиваются в цветонастраиваемом осветительном узле;
Фиг. 7a - схематичный показ варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла, содержащего датчик температуры;
Фиг. 7b - схематичный показ варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла, содержащего датчик для определения цвета света;
Фиг. 8 - схематичный показ варианта осуществления цветонастраиваемого осветительного узла, который управляет расстоянием между излучателем света и люминесцентным слоем;
Фиг. 9a - схематичный показ варианта осуществления источника света согласно второму аспекту изобретения;
Фиг. 9b - схематичный показ поперечного сечения источника света по Фиг. 9a, и
Фиг. 10 - схематичный показ интерьера комнаты, содержащей два осветительных прибора согласно третьему аспекту изобретения.
Следует отметить, что элементы, обозначенные одинаковыми ссылочными позициями на различных фигурах чертежей, имеют одинаковые структурные признаки и одинаковые функции, или являются одинаковыми сигналами. Там, где функция и/или структура такого элемента была пояснена, нет необходимости ее повторного пояснения в подробном описании изобретения.
Фигуры чертежей являются просто схематичными и не вычерченными в масштабе. В частности для ясности, некоторые размеры являются значительно преувеличенными.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Первый вариант осуществления показан на Фиг. 1a. На Фиг. 1a схематично представлен вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 100 согласно первому аспекту изобретения. Цветонастраиваемый осветительный узел 100 содержит излучатель 110 света, который излучает свет 112 первого цветового распределения. Свет 112 излучается в направлении к люминесцентному слою 108. Люминесцентный слой 108 содержит люминесцентный материал, который поглощает порцию света 112, который он принимает от излучателя 110 света. Какая порция света 112 первого цветового распределения поглощается - зависит от перекрытия распределения поглощения люминесцентного материала первым цветовым распределением. Люминесцентный материал преобразовывает порцию поглощенного света в свет 102 второго цветового распределения. Свет 112, соответствующий первому цветовому распределению, и не являющийся поглощенным люминесцентным слоем 108, также излучается как свет 104 в окружающее пространство. Цветонастраиваемый осветительный узел 100 кроме того содержит средство 106 управления температурой. Средство 106 управления температурой сконфигурировано для управления температурой люминесцентного слоя 108, чтобы получать световое излучение посредством цветонастраиваемого осветительного узла 100. Световое излучение имеет конкретное цветовое распределение. Конкретное цветовое распределение является комбинацией света 102 второго цветового распределения и света 104, который исходит от излучателя света, но не поглощен люминесцентным слоем 108.
Излучатель 110 света может быть любым типом излучателя света, и в некоторых вариантах осуществления используется твердотельный излучатель света, такой как светоизлучающий диод, органический светоизлучающий диод или, например, лазерный диод. Кроме того, несколько излучателей света могут обеспечиваться в цветонастраиваемом осветительном узле, каждый излучающий первое цветовое распределение или излучающий другие цветовые распределения. Сам излучатель 110 света также может содержать люминесцентный материал, такой как органический или неорганический люминофор, чтобы получать световое излучение, имеющее первое цветовое распределение.
Люминесцентный материал люминесцентного слоя 108 может являться органическим люминофором, неорганическим люминофором или квантовыми точками.
На Фиг. 1b схематично показываются на графике 150 спектры 158, 160, 162 излучения света и спектры 154, 156 поглощения света. Термины спектры излучения/поглощения света и термин распределение излучения/поглощения света используются взаимозаменяемо в этом документе. Ось X графика 150 представляет длину волны (видимого) света. Левый конец оси X представляет длину волны синего света, и правый конец оси X представляет длину волны красного света. Ось Y графика 150 представляет интенсивность света. Нижний конец оси Y представляет интенсивность 0. Первый спектр 158 излучения света является первым цветовым распределением, которое излучается излучателем 110 света. Таким образом, излучатель 110 света излучает синий свет. Первый спектр 154 поглощения является спектром поглощения для примера люминесцентного материала при комнатной температуре, например, 20 градусов по шкале Цельсия. При комнатной температуре, перекрытие между первым спектром 158 излучения света и первым спектром 154 поглощения представляет поглощенную порцию света люминесцентным материалом. Оставшаяся порция первого спектра 158 излучения света не поглощается и испускается цветонастраиваемым осветительным узлом в окружающее пространство. Относительно большая порция поглощенного света преобразовывается люминесцентным материалом в свет второго цветового спектра. При комнатной температуре второй спектр 160 светового излучения является спектром светового излучения люминесцентного материала, и является, таким образом, вторым цветовым распределением. В примере по Фиг. 1b второй спектр излучения света является относительно узким, каковое может быть результатом использования квантовых точек в качестве люминесцентного материала.
Если повышается температура люминесцентного слоя, например, к 150 градусам по шкале Цельсия, первый спектр 154 поглощения люминесцентных материальных сдвигается на малое число нанометров к верхней длине волны, и люминесцентный материал имеет второй спектр 156 поглощения. Как видно, более синий свет, который излучается излучателем света, поглощается и, таким образом, остающийся свет, который не является поглощенным, представляет меньшее количество света и содержит менее синий свет в нижних «синих» длинах волн. Однако следует отметить, что сдвиг спектра поглощения света является относительно малым и, таким образом, эффект сдвига спектра поглощения только в самой малой степени является обнаруживаемым в полном световом излучении цветонастраиваемым устройством освещения. Поскольку немного больше света поглощается, немного больше света излучается люминесцентным материалом. Кроме того, второй спектр 160 светового излучения люминесцентного материала смещается 152 вдоль оси на конкретное число нанометров к верхней длине волны. При более высокой температуре, как и в примере, например, 150 градусов по шкале Цельсия, люминесцентный материал излучает третий спектр 162 излучения света. Третий спектр 162 излучения света содержит более красный свет и содержит больше света с «красной» верхней длиной волны. Таким образом, полное световое излучение цветонастраиваемого осветительного устройства содержит при более высокой температуре меньше синего света и больше красного света, средняя длина волны синего света - немного выше, и средняя длина волны красного света - значительно выше, и, таким образом, положение цветовой точки в цветовом пространстве излучаемого света сдвигается к другому положению, которое ближе к красному, и которое имеет, в этом конкретном примере, более низкую коррелированную цветовую температуру.
Следует отметить, что изобретение не ограничивается частичным поглощением света, который излучается излучателем 110 света. Количество люминесцентного материала также может быть достаточно высоким с тем, что весь свет, который излучается излучателем 110 света, поглощается и преобразовывается во второе цветовое распределение. Например, люминесцентный слой может полностью преобразовывать фиолетовый свет, излучаемый излучателем 110 света, в «синее» цветовое распределение со средней длиной волны 440 нм. Путем управления температурой средством 106 управления температурой люминесцентного слоя, преобразованный свет может сдвигаться к верхней длине волны, например, синего света в 460 нм. Такое цветонастраиваемое осветительное устройство может комбинироваться, например, со светодиодами непосредственного преобразования люминофора или светодиодами зеленого свечения и голубого свечения.
На Фиг. 2a схематично показывается на графике 200 сдвиг спектра светового излучения конкретного люминесцентного материала в зависимости от температуры материала. Конкретный люминесцентный материал состоит из квантовых точек материала CdSe в оболочке ZnS (сульфида цинка). Основной размер частиц CdSe составляет приблизительно 5 нм. Показанные спектры светового излучения измерены при температурах 26, 40, 60, 80, 100 и 120 градусов по шкале Цельсия, и средней длиной волны спектров светового излучения являлась, соответственно, 592,2, 593,5, 596,5, 598,5, 600,5 и 602,5 нанометра. Таким образом, различное световое излучение можно получать нагревом слоя, который содержит квантовые точки CdSe. Представленный сдвиг средней длины волны может быть виден невооруженным глазом человека.
На Фиг. 2b показывается график 230 с имитированными спектрами излучения света цветонастраиваемого осветительного узла. На Фиг. 2c показывается график 260 с дополнительными имитированными спектрами излучения света в дополнительном цветонастраиваемом осветительном узле. Смоделированное цветонастраиваемое осветительное устройство на обеих иллюстрациях содержит светодиод (LED), излучающий синий свет, неорганический люминофор YAG, и квантовые точки (QD), имеющие конкретный узкий спектр излучения света. На обеих иллюстрациях температура люминесцентного слоя повышается, и измеряются различные спектры светового излучения в зависимости температуры люминесцентного слоя.
На графике 230 первый спектр излучения света имеет пиковую длину волны в 610 нанометров. Пик в 610 нанометров возникает от люминесцентного материала, имеющего спектр излучения света, который является относительно узким, и для которого точная форма и положение спектра светового излучения сильно зависит от температуры квантовых точек. Коррелированной цветовой температурой первого спектра светового излучения является 3030 градусов Кельвина. После подъема температуры для квантовых точек, получен второй спектр излучения света с пиковой длиной волны в 640 нанометров, см. график 230. Сдвиг пика обусловлен сдвигом спектра светового излучения люминесцентного материала, который вызывает пик. Коррелированной цветовой температурой второго спектра светового излучения является 3280 градусов Кельвина. Таким образом, в этом конкретном примере, коррелированная цветовая температура поднимается, если повышается температура люминесцентного слоя.
На графике 260, первый спектр излучения света имеет пиковую длину волны в 580 нанометров. Пик в 580 нанометров возникает от люминесцентного материала, имеющего спектр излучения света, который является относительно узким и для которого точная форма и положение спектра светового излучения сильно зависит от температуры люминесцентного материала. Коррелированной цветовой температурой первого спектра светового излучения является 3370 градусов Кельвина. После подъема температуры люминесцентного материала получают второй спектр излучения света с пиковой длиной волны в 590 нанометров, см. график 260. Коррелированной цветовой температурой второго спектра светового излучения является 3190 градусов Кельвина. После подъема температуры люминесцентного материала, получают третий спектр излучения света с пиковой длиной волны в 600 нанометров, см. график 260. Коррелированной цветовой температурой для второго спектра светового излучения является 3090 градусов Кельвина. Следует отметить, что сдвиг пика в основном происходит из-за сдвига спектра светового излучения квантовых точек. Таким образом, в этом конкретном примере, коррелированная цветовая температура уменьшается при повышении температуры люминесцентного слоя.
Квантовые точки являются мелкими частицами неорганического полупроводникового материала, которые имеют размер частиц менее, чем приблизительно 30 нанометров. Примерами подходящих материалов являются CdS (сульфид кадмия), ZnSe (штиллеит), InAs (арсенид индия), GaA (арсенид галлия) и GaN (нитрид галлия). Как описано выше, квантовые точки излучают свет с особой длиной волны (которая также зависит от температуры материала). Дополнительным параметром, который определяет излучаемую длину волны, является размер частиц.
На Фиг. 3a схематично показан вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 300 с воздушным нагревом и/или воздушным охлаждением. Цветонастраиваемый осветительный узел 300 является подобным цветонастраиваемому осветительному узлу 100 по Фиг. 1a. Люминесцентный слой 108 встроен в подобие воздухопровода 302, что означает, что воздух может свободно проходить вдоль люминесцентного слоя 108. Воздухопровод 302 принимает нагретый или охлажденный воздух 306 через впускное отверстие от средства 308 управления температурой. Средство 308 управления температурой содержит нагреватель и/или охладитель, и в зависимости от требуемой температуры для люминесцентного слоя 108 и температуры окружающего воздуха, нагреватель или охладитель приводятся в действие для получения люминесцентного слоя 108 определенной температуры. На другой стороне воздухопровода 302, которая является стороной, противоположной впускному отверстию, у воздухопровода 302 имеется выпускное отверстие, через которое воздух 304 выходит из цветонастраиваемого осветительного узла 300.
В другом варианте осуществления средство управления температурой содержит лишь управляемый вентилятор или техническое средство Synjet, которое закачивает управляемое количество окружающего воздуха в воздухопровод 302 для охлаждения люминесцентного слоя 108. Модуль Synjet создает турбулентные, пульсирующие воздушные струи, которые могут быть направлены точно на место, где необходимо тепловое управление. Люминесцентный слой 108, в ходе использования, нагревается люминесцентным материалом. В течение преобразования света небольшая порция поглощенного света преобразуется в тепло. Путем принудительной подачи определенного количества окружающего воздуха через воздухопровод 302 люминесцентный слой 108 поддерживается на определенной температуре.
На Фиг. 3b схематично показывается альтернативный вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 350 вместе с воздушным нагревом и/или воздушным охлаждением. Цветонастраиваемый осветительный узел 350 является подобным цветонастраиваемому осветительному узлу 300 по Фиг. 3a, однако, воздух, который выходит из воздухопровода 302 через выпускное отверстие воздухопровода 302, переносится по трубке 352 обратно на средство 356 управления температурой, которое содержит нагреватель и/или охладитель. В частности, если температура люминесцентного слоя 108 должна быть значительно ниже или выше, чем окружающая температура, является эффективным повторное использование воздуха, который выходит из воздухопровода 302, поскольку этот воздух должен иметь температуру, близкую к температуре люминесцентного слоя 108. Кроме того, в другом варианте осуществления, средство 356 управления температурой имеет датчик температуры, который измеряет температуру воздуха, который возвращается по трубке 352. Измеренная температура является указанием температуры люминесцентного слоя 108, и средство 356 управления температурой использует измеренное значение в качестве входного для изменения температуры воздуха 354, который подается через впускное отверстие на воздухопровод 302, чтобы получать конкретную температуру для люминесцентного слоя 108.
Варианты осуществления по фигурам Фиг. 3a или 3b не ограничиваются только воздухом. Жидкости также могут использоваться для нагрева или охлаждения люминесцентного материала.
На Фиг. 4a схематично показан вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 400, содержащего резистор 404 для нагрева. Цветонастраиваемый осветительный узел 400 является подобным цветонастраиваемому осветительному устройству 100 по Фиг. 1a. Отличие состоит в том, что средство управления температурой 402, содержит резистор 404 нагрева. Резистор 404 нагрева содержит тонкий провод, который является термосвязанным с поверхностью люминесцентного слоя 108, которая обращена к излучателю 110 света. Резистор 404 нагрева встроен в прозрачный материал с тем, что свет почти не блокируется. Когда средство управления температурой 402 обеспечивает ток на резистор 404 нагрева, люминесцентный слой 108 нагревается. Следует отметить, что резистор 404 нагрева также может обеспечиваться на другой поверхности люминесцентного слоя 108, такой как поверхность, через которую свет излучается в окружающее пространство.
На Фиг. 4b схематично показан вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 450, содержащего элемент 460 Пелтье. Кроме того, цветонастраиваемый осветительный узел 450 расположен по схеме расположения с отражением (работы с отраженным светом), что означает, что излучатель света 452 расположен на той же стороне люминесцентного слоя 108, на которой свет 456, 458 излучается в окружающее пространство.
Цветонастраиваемый осветительный узел 450 содержит люминесцентный слой 108, такой как таковой, описанный в контексте Фиг. 1a и Фиг. 1b. Люминесцентный слой 108 вводится в контакт с элементом 460 Пелтье. Элемент 460 Пелтье является активным элементом, который способен переносить тепло от люминесцентного слоя 108. Элементом 460 Пелтье управляет средство 462 управления температурой, которое обеспечивает конкретное количество электрической энергии на элемент 460 Пелтье, что позволяет элементу 460 Пелтье переносить определенное количество тепла от люминесцентного слоя 108 с тем, что люминесцентный слой 108 получает конкретную температуру. Таким образом, люминесцентный слой 108 активно охлаждается. Излучатель света 452 расположен на другой стороне люминесцентного слоя 108, чем сторона, на которой расположен элемент 460 Пелтье. Излучатель 452 света излучает свет 454 первого цветового распределения на люминесцентный слой 108. Порция света 454 может быть поглощена люминесцентным материалом и преобразована в свет 456 второго цветового распределения. Непоглощенная порция света 458 отражается люминесцентным слоем 108. Поверхность элемента 460 Пелтье, которая находится в контакте с люминесцентным слоем 108, может быть отражательной с тем, что свет, который образуется внутри люминесцентного слоя 108 и излучается на элемент 460 Пелтье, отражается обратно к люминесцентному слою 108 и, следовательно, в окружающее пространство. Следует отметить, что излучатель света 452 не находится по определению непосредственно над люминесцентным слоем 108, так что частично блокирует излучаемый свет 456, 458. Излучатель света 452 может также быть расположен на левой или правой стороне люминесцентного слоя, так что он не находится в середине светового излучения цветонастраиваемого осветительного узла 450 и расположен таким образом, что он способен излучать свет к люминесцентному слою 108.
На Фиг. 5a схематично показан вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 500, содержащего два слоя 108, 504, содержащие различные люминесцентные материалы. Конструкция цветонастраиваемого осветительного узла подобна таковой цветонастраиваемого осветительного узла 100 по Фиг.1a. Отличие состоит в том, что два люминесцентных слоя 108, 504 обеспечиваются в цветонастраиваемом осветительном узле 100. Первый люминесцентный слой 108 подобен люминесцентному слою 108 по Фиг. 1a и Фиг. 1b. Второй люминесцентный слой 504 расположен на стороне первого люминесцентного слоя 108, который находится напротив стороны расположения излучателя 110 света. Второй люминесцентный слой 504 содержит дополнительный люминесцентный материал, который отличается от люминесцентного материала первого люминесцентного слоя 108. Свет, который излучается первым люминесцентным слоем 108 в направлении второго люминесцентного слоя 504, содержит (непоглощенный) свет первого цветового распределения и свет 102 второго цветового распределения. Дополнительный люминесцентный материал поглощает порцию света, который он принимает от первого люминесцентного слоя 108 в соответствии со своим спектром поглощения. Поглощенный свет преобразуется согласно спектру светового излучения дополнительного люминесцентного материала к свету 502 третьего цветового распределения. Конечный световой выход цветонастраиваемого осветительного узла содержит непоглощенный свет 104 и непоглощенные спектральные компоненты света первого цветового распределения, свет 102 второго цветового распределения и спектральные компоненты света второго цветового распределения, которые не поглощены дополнительным люминесцентным материалом, и свет 502 третьего цветового распределения.
Первый люминесцентный слой 108 и второй люминесцентный слой 504 находятся в непосредственном контакте и по существу средство 106 управления температурой сконфигурировано с возможностью управлять температурой первого люминесцентного слоя 108, а также температурой второго люминесцентного слоя 504, чтобы получать конкретное световое излучение цветонастраиваемым устройством освещения 500.
Следует отметить, что в варианте осуществления по Фиг. 5a два различных люминесцентных материала расположены в отдельных слоях. В другом варианте осуществления они могут смешиваться и располагаться в одном люминесцентном слое. Кроме того, более двух люминесцентных материалов могут смешиваться в одном люминесцентном слое.
На Фиг. 5b схематично показывается другой вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 550, содержащего два слоя 108, 504, содержащие различные люминесцентные материалы. Компоновка цветонастраиваемого осветительного узла 550 является подобной компоновке цвето-настраиваемого осветительного узла 100 по Фиг. 1a. Отличие состоит в том, что первый люминесцентный слой 108 не находится в прямом контакте со вторым люминесцентным слоем 504, и, следовательно, температурой каждого люминесцентного слоя 108, 504 можно управлять независимо. Другое отличие состоит в том, что цветонастраиваемый осветительный узел 550 содержит дополнительное средство 552 управления температурой, чтобы управлять температурой второго люминесцентного слоя 504 для воздействия на точные спектры поглощения света и излучения света дополнительного люминесцентного материала. Таким образом, световой выход цветонастраиваемого осветительного узла можно непрерывно регулировать путем управления двумя различными параметрами: температурой первого люминесцентного слоя 108 и температурой второго люминесцентного слоя 504. Следует отметить, что дополнительное средство 552 управления температурой может также содержать охладитель, нагреватель, вентилятор, резистор нагрева, элемент Пелтье и т.д. в соответствии с ранее описанными вариантами осуществления первого средства 108 управления температурой.
На Фиг. 6a схематично показывается альтернативный вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 600, содержащего два слоя 108, 504, содержащие различные люминесцентные материалы. В цветонастраиваемых осветительных узлах 500, 550 второй люминесцентный слой 504 воспринимает свет от первого люминесцентного слоя 108. Это было изменено в цветонастраиваемом осветительном узле 600, но в остальном цветонастраиваемый осветительный узел 600 эквивалентен цвето-настраиваемому осветительному узлу 550. В цветонастраиваемом осветительном узле 600 первый люминесцентный слой 108 и второй люминесцентный слой 504 расположены рядом друг с другом, что означает, что каждый люминесцентный слой 108, 504 расположен в части светового пучка, излучаемого излучателем 110 света, и их части световых пучков не перекрываются. В цветонастраиваемом осветительном узле 550 слои полностью перекрываются. В еще одном альтернативном варианте осуществления первый люминесцентный слой 108 и второй люминесцентный слой 504 частично перекрываются внутри световых пучков, излучаемых излучателем 110 света.
В альтернативном варианте осуществления, более двух люминесцентных слоев организованы в цветонастраиваемом осветительном узле 500, 550, 600. Цветонастраиваемые осветительные узлы могут иметь одно средство управления температурой или множество средств управления температурой. Если обеспечиваются множественные средства управления температурой, то температуры различных люминесцентных слоев могут регулироваться независимо друг от друга.
На Фиг. 6b схематично показывается график 650 со спектрами 154, 156, 652, 654 поглощения света и спектрами 660, 662, 160, 162 излучения света для двух различных люминесцентных материалов, которые обеспечиваются в цветонастраиваемых осветительных узлах 500, 550, 600. График 650 является подобным графику 150 по Фиг. 1b. По соображениям ясности не вычерчено первое цветовое распределение 158 для света, излучаемого излучателем 110 света.
Люминесцентный материал первого люминесцентного слоя 108 имеет спектр 154 поглощения при комнатной температуре. Если температура первого люминесцентного слоя 108 повышается, например, к 150 градусам Цельсия, спектр поглощения сдвигается на конкретное число нанометров к верхним длинам волн, и спектр поглощения люминесцентного материала является спектром 156 поглощения. Спектр 160 излучения света является спектром светового излучения люминесцентного материала первого люминесцентного слоя 108 при комнатной температуре. Если первый люминесцентный слой 108 становится относительно теплым, например, 150 градусов по шкале Цельсия, спектр 160 излучения света сдвигается к спектру 162 излучения света на верхних длинах волн.
Дополнительный люминесцентный материал второго люминесцентного слоя 504 имеет спектр 652 поглощения при комнатной температуре. Если температура второго люминесцентного слоя 504 повышается, например, к 150 градусам Цельсия, спектр поглощения сдвигается на конкретное число нанометров к верхним длинам волн, и спектр поглощения дополнительного люминесцентного материала является спектром 654 поглощения. Спектр 660 излучения света является спектром светового излучения дополнительного люминесцентного материала второго люминесцентного слоя 504 при комнатной температуре. Если второй люминесцентный слой 504 становится относительно теплым, например, 150 градусов по шкале Цельсия, спектр 660 излучения света сдвигает 658 к спектру 662 светового излучения на более высоких длинах волн.
Спектры 160, 162, 660, 662 светового излучения для люминесцентного материала и дополнительного люминесцентного материала являются относительно узкими. Такие спектры светового излучения могут быть получены при использовании квантовых точек в качестве люминесцентного материала.
Цветонастраиваемые осветительные устройства 550 и 600 могут независимо управлять изменением температуры первого люминесцентного слоя 108 и второго люминесцентного слоя 504, и по существу они являются способными независимо управлять сдвигами 152, 658 соответственных спектров светового излучения.
Следует отметить, что спектры 152, 162 светового излучения представляют люминесцентный материал первого люминесцентного слоя 108, и что спектры 660, 662 светового излучения представляют дополнительный люминесцентный материал второго люминесцентного слоя 504. Однако, в другом варианте осуществления также может быть обратно: люминесцентный материал первого люминесцентного слоя 108 имеет зависящий от его температуры спектры 660, 662 светового излучения, и дополнительный люминесцентный материал второго люминесцентного слоя 504 имеет спектры 160, 162 излучения света.
На Фиг. 7a схематично показан вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 700, содержащего датчик 704 температуры. Цветонастраиваемый осветительный узел 700 является подобным цветонастраиваемому осветительному узлу 100 по Фиг. 1a, однако, средство 702 управления температурой отличается, и обеспечивается датчик 704 температуры. Датчик 704 температуры расположен в непосредственной близости от люминесцентного слоя 108, так что датчик 704 температуры измеряет температуру люминесцентного слоя 108. Датчик 704 температуры обеспечивает сигнал, который указывает фактическую температуру люминесцентного слоя 108. Сигнал используется средством 702 управления температурой, чтобы управлять температурой люминесцентного слоя 108. Например, если средство 702 управления температурой, сконфигурировано с возможностью поддерживать люминесцентный слой 108 на конкретной температуре, отклонение измеренной температуры и конкретной температуры используется, чтобы подавать тепло на люминесцентный слой 108 или охлаждать люминесцентный слой 108. Нагрев и охлаждение могут выполняться с помощью различных средств, которые описаны ранее. Таким образом, датчик 704 температуры используется в контуре обратной связи, что позволяет точное регулирование температуры люминесцентного слоя 108 средством 702 управления температурой. Средство 702 управления температурой может также содержать средство ввода, которое принимает требуемую температуру для люминесцентного слоя 108. Отклонение между принятой требуемой температурой и измеренной температурой используется, чтобы нагревать или охлаждать люминесцентный слой 108.
На Фиг. 7b схематично показан вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 750, содержащего датчик 752 цвета. Цветонастраиваемый осветительный узел 750 является подобным цветонастраиваемому осветительному узлу 100 по Фиг. 1a, однако, средство 754 управления температурой отличается, и обеспечивается датчик 752 цвета. Датчик 752 цвета расположен в световом излучении цветонастраиваемого осветительного узла 750 таким образом, что излучаемое цветовое распределение (частично) попадает на датчик 752 цвета. Датчик 752 цвета сконфигурирован с возможностью измерять цветовую точку в цветовом пространстве излучаемого цветового распределения и/или измерять коррелированную цветовую температуру для излучаемого цветового распределения. Датчик 752 цвета формирует сигнал, который указывает фактическую цветовую точку и/или фактическую коррелированную цветовую температуру излучаемого света. Сигнал используется средством 754 управления температурой, чтобы управлять температурой люминесцентного слоя 108. Если, например, измеренная коррелированная цветовая температура является слишком высокой, люминесцентный слой 108 должен быть нагрет с тем результатом, что световое излучение цветонастраиваемого осветительный узел 750 содержит меньше света нижних длин волн (синий свет) и содержит больше света верхних длин волн (желтый/оранжевый/красный свет). Если, например, измеренная коррелированная цветовая температура является слишком низкой, люминесцентный слой 108 должен быть охлажден с тем результатом, что световое излучение цветонастраиваемого осветительного узла содержит больше света более низких длин волн (синий свет) и содержит меньше света верхних длин волн (желтый/оранжевый/красный свет). Средство 754 управления температурой, может также содержать средство ввода, которое принимает требуемую цветовую точку или требуемую коррелированную цветовую температуру для светового излучения цветонастраиваемого осветительного узла 750. Разность между измеренной цветовой точкой и/или измеренной коррелированной цветовой температурой и требуемой цветовой точкой и/или требуемой коррелированной цветовой температурой используется, чтобы управлять температурой люминесцентного слоя 108.
Следует отметить, что в случае, если цветонастраиваемый осветительный узел 750 содержит множество средств управления температурой, каждое средство управления температурой может содержать датчик температуры и/или датчик цвета в соответствии с вариантами осуществления по фигурам Фиг. 7a и Фиг. 7b, и каждое из них может содержать средство ввода. Если имеются несколько средств управления температурой, датчик температуры и/или датчик цвета, и/или средство ввода могут также совместно использоваться различными средствами управления температурой.
На Фиг. 8 схематично показан вариант осуществления цветонастраиваемого осветительного узла 800, который управляет расстоянием d между излучателем 110 света и люминесцентным слоем 108. Цветонастраиваемый осветительный узел 800 является подобным цветонастраиваемому осветительному узлу 100 по Фиг. 1a. Основное отличие состоит в том, что позиция люминесцентного слоя 108 может изменяться с помощью линейного двигателя 804, так что расстоянием между излучателем 110 света и люминесцентным слоем 108 можно управлять. Излучатель 110 света становится обычно в ходе использования относительно горячим. Это тепло может использоваться для нагрева люминесцентного слоя 108. Путем перемещения люминесцентного слоя 108 относительно близко к излучателю 110 света, люминесцентный слой 108 воспринимает относительно большое количество тепла от излучателя 110 света и также становится теплым. Путем перемещения люминесцентного слой 108 далее от излучателя 110 света, люминесцентный слой 108 воспринимает меньше тепла и становится более холодным. Таким образом, средство 802 управления температурой управляет линейным двигателем 804, чтобы изменять расстояние d между люминесцентным слоем 108 и излучателем 110 света, посредством этого управляет температурой люминесцентного слоя 108. В альтернативном варианте осуществления линейный двигатель соединен с излучателем 110 света для перемещения излучателя 110 света к люминесцентному слоя 108 или от него.
При включении цветонастраиваемого осветительного узла 800 излучатель 110 света и люминесцентный слой 108 имеют такую же температуру, как и окружающее пространство. В варианте осуществления, если люминесцентный слой 108 должен получить значительно более высокую температуру, чем окружающая температура, люминесцентный слой 108 перемещается в позицию поблизости излучателя 110 света в момент, когда цветонастраиваемый осветительный узел 800 включается. После некоторого времени люминесцентный слой 108 нагревается до достаточно высокого уровня излучателем 110 света, и является люминесцентным, перемещается в позицию, в которой люминесцентный слой 108 принимает то же количество тепла от излучателя 110 света, как и количество тепла, которое теряется люминесцентным слоем 108 за счет излучения, конвекции и проводимости.
На Фиг. 9a схематично показывается вариант осуществления источника 900 света согласно второму аспекту изобретения. На Фиг. 9b схематично показано поперечное сечение источника 900 света по Фиг. 9a по линии A-A'. Источник 900 света имеет форму световодной трубки. Источник 900 света содержит длинную прозрачную трубку 910, в которой обеспечиваются излучатели 954 света и люминесцентный слой 952. На одном конце прозрачной трубки 910 цилиндрическое средство 906 управления температурой соединено с прозрачной трубкой 910. Средство 906 управления температурой содержит отверстие 902 для впуска воздуха. Средство 906 управления температурой вдувает воздух конкретной температуры в прозрачную трубку 910, чтобы нагревать или охлаждать люминесцентный слой 952. На другом конце прозрачной трубки 910, воздух 912 вдувается в окружающее пространство. Как показано на Фиг.9b, излучатель света 954 излучает свет первого цветового распределения к люминесцентному слою 952, который содержит люминесцентный материал для преобразования, по меньшей мере, порции принятого света первого цветового распределения к свету второго цветового распределения. Спектр излучения люминесцентного материала зависит от температуры люминесцентного материала.
Форма источника 900 света не ограничивается формой трубки. Являются возможными другие формы также, такие как традиционные электролампы или плоские источники света большой площади.
В другом варианте осуществления цветонастраиваемый осветительный узел может позиционироваться рядом с другим осветительным узлом. Например, цветонастраиваемый осветительный узел может тонко настроить «синеватую» часть спектра (например, переключением между 440-460 нм), тогда как второй источник света обеспечивает свет, например, в желто-красной части спектра. Таким образом, получают осветительную установку (схему), обеспечивающую белый свет и регулирующую (то есть, спектрально настраивающую) часть света.
На Фиг. 10 схематично показывается интерьер комнаты 1000, содержащей два осветительных прибора 1004, 1006 согласно третьему аспекту изобретения. На крыше (потолке) 1002 комнаты обеспечивается первый осветительный прибор 1004, который содержит, например, несколько источников 900 света по Фиг. 9a и Фиг. 9b. На стене 1008 обеспечивается другой осветительный прибор 1006, который содержит, например, цветонастраиваемый осветительный узел согласно первому аспекту изобретения.
Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления иллюстрируют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут разработать многие альтернативные исполнения без выхода за рамки объема прилагаемой формулы изобретения.
В формуле изобретения любые ссылочные знаки, помещенные в круглые скобки, не должны рассматриваться ограничивающими формулу изобретения. Использование глагола "содержит" и его спряжений не исключает присутствие элементов или этапов, отличных от заявленных в пункте формулы изобретения. Артикль единственного числа, предшествующий элементу, не исключает присутствия множества таких элементов. Изобретение может быть осуществлено с помощью аппаратных средств, содержащих несколько отдельных элементов, и с помощью соответственно запрограммированного компьютера. В пункте формулы изобретения на устройство с перечислением нескольких средств, несколько из этих средств могут быть реализованы одним и тем же компонентом аппаратных средств. Простой факт, что некоторые меры приводятся во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинацию этих мер нельзя использовать с пользой.
1. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800), причем цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) содержит
излучатель (110, 954) света, сконфигурированный для излучения света (112, 454) первого цветового распределения (158),
люминесцентный слой (108, 952) для приема света (112, 454), излучаемого излучателем (110, 954) света, причем люминесцентный слой (108, 952) содержит люминесцентный материал для поглощения порции света (112, 454) первого цветового распределения (158) и преобразования порции поглощенного света в свет (102) второго цветового распределения (160, 162), причем второе цветовое распределение (160, 162) является зависимым от температуры люминесцентного слоя (108, 952), при этом люминесцентный материал содержит квантовые точки,
средство (106, 308, 356, 402, 462, 702, 752, 802) управления температурой для активного управления температурой люминесцентного слоя (108, 952), чтобы получать световое излучение цветонастраиваемым осветительным узлом (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800), причем световое излучение имеет конкретное цветовое распределение,
причем средство (106, 308, 356, 402, 462, 702, 752, 802) управления температурой сконфигурировано для повышения температуры люминесцентного слоя (108, 952), чтобы увеличивать среднюю длину волны для второго цветового распределения, так что второе цветовое распределение (160, 162) смещается (152) от второго спектра (160) светового излучения к третьему спектру (162) светового излучения, причем второй спектр (160) светового излучения отличается от третьего спектра (162) светового излучения.
2. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 1, дополнительно содержащий
дополнительный люминесцентный слой (504) для приема света (112, 454, 102, 456), по меньшей мере, одного из первого цветового распределения (158) и второго цветового распределения (160, 162), причем дополнительный люминесцентный слой (504) содержит дополнительный люминесцентный материал для поглощения порции света (112, 454, 102, 456), по меньшей мере, одного из первого цветового распределения (158) и второго цветового распределения (160, 162) и преобразования порции поглощенного света в свет (502) третьего цветового распределения (660, 662), причем третье цветовое распределение (660, 662) является зависящим от температуры дополнительного люминесцентного слоя (504).
3. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 2,
в котором средство (106, 308, 356, 402, 462, 702, 752, 802) управления температурой также сконфигурировано для управления температурой дополнительного люминесцентного слоя (504), чтобы получать конкретное цветовое распределение,
или в котором цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) содержит дополнительное средство (552) управления температурой для управления температурой дополнительного люминесцентного слоя (504), чтобы получать конкретное цветовое распределение.
4. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 2, в котором дополнительный люминесцентный материал содержит, по меньшей мере, одно из органического люминофора, неорганического люминофора и квантовых точек.
5. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 1 или 3, в котором средство (106, 308, 356, 402 462, 702, 752, 802) управления температурой и/или дополнительное средство (552) управления температурой содержит, по меньшей мере, одно из активного нагревательного средства (404) и активного охлаждающего средства (460).
6. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 5, в котором активное нагревательное средство является резистором (404) и/или активное охлаждающее средство является элементом (460) Пелтье.
7. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 1, в котором позиция люминесцентного слоя (108, 952) является управляемой относительно позиции излучателя (110, 954) света, и средство управления температурой (802) сконфигурировано с возможностью управлять расстоянием (d) между люминесцентным слоем (108, 952) и излучателем (110, 954) света для управления температурой люминесцентного слоя (108, 952).
8. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 1, в котором средство (106, 308, 356, 402, 462, 702, 752, 802) управления температурой содержит средство ввода для приема указания требуемой цветовой характеристики, подлежащей излучению цветонастраиваемым осветительным узлом (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800).
9. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 1, в котором
средство (702) управления температурой содержит датчик (704) температуры для измерения температуры люминесцентного слоя (108, 952),
средство (702) управления температурой сконфигурировано с возможностью управлять температурой люминесцентного слоя (108, 952) в ответ на измеренную температуру.
10. Цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 1, в котором
средство (754) управления температурой содержит датчик (752) цвета света для измерения цветовой точки или цветовой температуры для света, излучаемого цветонастраиваемым осветительным узлом (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800),
средство (754) управления температурой сконфигурировано с возможностью управлять температурой люминесцентного слоя (108, 952) в ответ на измеренную цветовую точку или цветовую температуру света.
11. Источник (900) света, содержащий цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 1.
12. Осветительный прибор (1004, 1006), содержащий цветонастраиваемый осветительный узел (100, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 700, 750, 800) по п. 1 или источник (900) света по п. 11.
