具有混合室和远程磷光体出射窗的可调谐相关色温的基于LED的白色光源

摘要

一种光源(600)，包括：多个LED(610)，包括一个或多个被配置为发出具有第一颜色的第一光的第一LED(612)，一个或多个被配置为发出具有第二颜色的第二光的第二LED(614)，以及一个或多个被配置为发出具有第三颜色的第三光的第三LED(616)；混合器件(620)，其被配置为将所述第一光、第二光和第三光混合为混合光，其中所述混合器件包括出射窗，其被配置为使得所述混合光通过所述出射窗从所述混合器件射出；和在所述出射窗所提供的光转换材料(6300，其中所述光转换材料被配置为将第一光从第一颜色转换为绿黄色。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及基于发光二极管(LED)的光源，尤其涉及能 够提供可调谐相关色温的基于LED的光源。

背景技术

基于诸如发光二极管(LED)之类的半导体光源的照明设备提 供了针对传统的荧光灯、HID灯和白炽灯的一种可行替代形式。LED 的功能优势和好处包括高度能量转换和光学效率、更长的预期寿命、 较低的工作成本，等等。

需要一种可远程控制调谐的基于LED的白色光源，其中该光源 的相关色温能够进行大范围调节以满足提供可以作为时间函数变化 或者可以随安装到安装或应用到应用而有所变化的期望特性。这样 的可调谐白色光源经常利用具有发射主要颜色的若干个LED以及一 个或多个磷光体转换LED进行构建，并且来自所有这些LED的光被 组合以产生所期望的白色光。经常使用红色、绿色、蓝色和白色设 备。在其它白色光源中，红色和绿色LED随冷白色LED以及琥珀色 或磷光体转换的琥珀色(PCA)LED一起使用。这里，可远程控制 调谐的基于LED的白色光源包括基于LED的白色光源，其被包括在 意图用于壁式调光器的照明设备中。

如这里所使用的，当将设备或LED称作红色设备或红色LED时， 意在表示该设备或LED发出红色光。类似地，蓝色设备或蓝色LED 发出蓝色光。绿色设备或绿色LED发出绿色光，白色设备或白色LED 则发出白色光，等等。此外，当提到“磷光体转换LED”时，意味 着具有涂覆于其上的磷光体材料的LED元件，上述磷光体材料用于 将LED元件所发出的光的颜色转换或改变为不同颜色。

然而，这些已知的可远程控制调谐的基于LED的白色光源通常 具有比具有固定相关色温的白色光源明显更低的效率，因此它们为 了产生相同的光输出水平需要更多能量以及更多LED元件。特别地， 在可远程控制调谐的基于LED的白色光源中使用绿色LED能够导致 光源表现出与“常规”白色光源相比有所降低的效率。通常，绿色 LED不如蓝色LED高效，但是绿色LED仍然能够提供相当多的光。 然而，由于绿色LED所发出的绿色光在颜色三角形中距目标(白色) 颜色具有相当远的距离，所以需要将相当多的红色光与绿色光混合 在一起以得到所期望的白色。此外，红色LED在有所提升的温度下 变得低效。效率的下降也意味着需要比更为有效的光源中所需要的 而言更多的LED来实现所期望的光输出水平，由此明显提高了光源 的成本和尺寸。

因此，将期望提供一种可远程控制调谐相关色温的基于LED的 白色光源，其能够有效地进行操作并且在相对宽的色温范围内进行 调谐。

发明内容

本公开涉及用于提供可远程控制调谐相关色温的基于LED的白 色光源的发明方法和装置。

总体上，在一个方面，本发明涉及一种照明单元，其包括基于 LED的光源，后者进而包括：多个发光二极管(LED)，包括至少 一个白色LED、至少一个蓝色LED以及至少一个红色LED；混合器 件，其被配置为将该多个LED所输出的光进行混合，其中该混合器 件包括被配置为用于从该混合器件射出的混合光的出射窗；和在该 出射窗所提供的光转换材料，其中该光转换材料被配置为将从至少 一个蓝色LED所发出光转换为白色并且进一步将从该至少一个白色 LED所发出的光转换为绿黄色(lime color)。

在一个实施例中，该光转换材料被配置为将来自至少一个蓝色 LED的光转换为冷白色光。

该光转换材料可以包括LuAG磷光体或者基本上由其构成。

在一个实施例中，该绿黄色具有550-580nm之间的波长的峰值 输出。

在一些实施例中，该绿黄色处于CIE 1931色彩空间色度图中由坐 标0.456,0.524；0.354,0.605；0.308,0.494和0.413,0.451所界定的区域 内。根据该实施例中一个可选特征，该绿黄色处于CIE 1931色彩空间 色度图中由坐标0.357,0.490；0.395,0.474；0.425,0.528和0.393,0.564 所界定的区域内。

从至少一个白色LED所发出的光可以是中性白色光、暖白色光或 近于纯白色(off-white)光。

在一些实施例中，其中该光转换材料将从至少一个白色LED所发 出的光转换为具有40-55％之间的效率的绿黄色。

在一些实施例中，该照明单元进一步包括照明控制器，其被配 置为通过调节提供至该至少一个白色LED、至少一个蓝色LED和至 少一个红色LED的相对电流水平而对该基于LED的光源的相关色温 进行调节。

在一些实施例中，该照明单元进一步包括连接至该照明控制器 的用户接口，其被配置为向该照明控制器提供一个或多个信号以便 选择该基于LED的光源的相关色温。

在其它实施例中，该照明单元进一步包括照明控制器，其被配 置为通过调节提供至该至少一个白色LED、至少一个蓝色LED和至 少一个红色LED的相对电流水平而对该基于LED的光源的相关色温 进行调节。

总体上，在另一个方面，本发明涉及一种光源，其包括：多个 LED，包括被配置为发出具有第一颜色的第一光的一个或多个第一 LED，被配置为发出具有第二颜色的第二光的一个或多个第二LED， 以及被配置为发出具有第三颜色的第三光的一个或多个第三LED； 混合器件，其被配置为将该第一光、第二光和第三光混合为混合光， 其中该混合器件包括出射窗，其被配置为使得该混合光通过该出射 窗从该混合器件射出；和在该出射窗所提供的光转换材料，其中该 光转换材料被配置为将第一光从第一颜色转换为绿黄色。

在一个实施例中，该第一颜色是白色，该第二颜色是蓝色并且 该第三颜色是红色或红橙色。

在一个实施例中，该第一光是主波长小于460nm的蓝色光，其 中该第二光是主波长大于460nm的蓝色或蓝绿色光，并且其中该光 转换材料的转换效率在该第一光的主波长处大于在该第二光的主波 长处。

在一个实施例中，该绿黄色处于CIE 1931色彩空间色度图中由坐 标0.456,0.524；0.354,0.605；0.308,0.494和0.413,0.451所界定的区域 内。

总体上，在又另一个方面，本发明涉及一种光源，包括：多个LED， 包括被配置为发出具有第一颜色的第一光的至少第一组的一个或多 个第一LED，被配置为发出具有第二颜色的第二光的至少第二组的 一个或多个第二LED，以及被配置为发出具有第三颜色的第三光的 至少第三组的一个或多个第三LED；部署在所述第一组的LED的发 光路径中的罩体；在该罩体处提供的光转换材料，其中该光转换材 料被配置为将第一光从第一颜色转换为绿黄色；和具有出射窗的混 合器件，其中该混合器件被配置为接收从该罩体输出的经转换的第 一光，接收该第二光并且接收该第三光，并且将该第一光、第二光 和第三光进行混合并从该出射窗输出混合光。

在一个实施例中，该第一颜色是蓝色，该第二颜色是蓝色或冷 白色，并且该第三颜色是红色或红橙色。

该光转换材料可以包括LuAG磷光体或者基本上由其构成。

如这里出于本公开的目的所使用的，术语“LED”应当被理解为 包括任意电致发光二极管或者能够响应于电信号而生成辐射的其它 类型的基于载子注入/结的系统。因此，术语LED包括响应于电流而 发光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管 (OLED)、电致发光带等，但是并不局限于此。特别地，术语LED 是指可以被配置为以红外光谱、紫外光谱和可见光谱(通常包括从 大约400纳米到大约700纳米的辐射波长)的各个部分中的一个或 多个生成辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二 极管)。LED的一些示例包括各种类型的红外LED、紫外LED、红 色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED 和白色LED(以下进一步讨论)，但是并不局限于此。还应当意识 到，LED可以被配置和/或控制为针对给定频谱(例如，窄带宽、宽 带宽)以及处于给定的一般颜色分类中的各种主导波长而生成具有 各种带宽的辐射(例如，半高全宽或FWHM)。

例如，被配置为实质上生成白色光的LED(例如，白色LED) 的一种实施方式可以包括分别发出电致发光的不同光谱的多个裸片 (die)，上述不同光谱作为组合而混合形成实质上为白色的光。在 另一种实施方式中，白色光LED可以与将具有第一光谱的电致发光 转换为不同的第二光谱的磷光体材料相关联。在该实施方式的一个 示例中，具有相对短波长和窄带宽光谱的电致发光对该磷光体材料 进行“泵浦”，该磷光体材料进而辐射出具有稍宽光谱的更长波长 的辐射。

还应当理解的是，术语LED并不限制LED的物理和/或电气封 装的类型。例如，如以上所讨论的，LED可以是指具有被配置为分 别发出不同辐射光谱的多个裸片(例如，可以或无法可单独控制) 的单个发光设备。而且，LED可以与被认为是LED(例如，一些类 型的白色LED)的整体部分的磷光体相关联。通常，术语LED可以 是指封装LED、非封装LED、表面安装LED、板载芯片LED、T 封装安装LED、径向封装LED、功率封装LED、包括一些类型的包 装和/或光学元件(例如，漫射透镜)的LED，等等。

术语“光源”应当被理解为是指任意一个或多个的各种辐射源， 包括但并不局限于基于LED的光源(包括一个或多个如以上所定义 的LED)、白炽源(例如，灯丝灯具、卤素灯具)、荧光源、磷光 源、高强度放电源(例如，钠蒸汽、水银蒸汽和金属卤化物灯)、 激光、其它类型的电致发光源、火致发光源(例如，火焰)、烛光 发光源(例如，汽灯罩、碳弧辐射源)、光致发光源(例如，气体 放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、流电发光源、晶体发光源、 显像管发光源、热发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源 和发光聚合物，但并不局限于此。

给定光源可以被配置为在可见光谱之内、可见光谱之外或者二 者的组合生成电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在这里可互 换使用。此外，光源可以包括如一个或多个过滤器(例如，颜色过 滤器)、透镜或其它光学组件的整体组件。而且，还应当理解的是， 光源可以被配置为用于各种应用，包括但并不局限于指示、显示和/ 或照明。“照明源”是被特别配置以生成具有足够强度以有效点亮 内部或外部空间的辐射。在本文之中，“足够强度”是指在空间或 环境中所生成的用于提供周边照明(例如，可以被间接感知并且例 如可以在被整体或部分感知之前从各种中间表面中的一个或多个被 反射的光)的可见光谱中的足够辐射功率(在辐射功率或“发光通 量”方面，经常采用单位“流明”来表示在所有方向来自光源的总 光输出)。

术语“光谱”应当被理解为是指由一个或多个光源所产生的辐 射的任意一个或多个频率(或波长)。因此，术语“光谱”不仅是 指可见范围内的频率(或波长)，而且也是指红外、紫外和整体电 磁光谱的其它区域中的频率(或波长)。而且，给定光谱可以具有 相对窄的带宽(例如，实质上仅具有几个频率或波长分量的FWHM) 或相对宽的带宽(具有各种相对强度的若干频率或波长分量)。还 应当意识到，给定光谱可以是将两个或更多其它光谱进行混合的结 果(例如，混合分别从多个光源所发射的辐射)。

出于本公开的目的，术语“颜色”与术语“光谱”可互换使用。 然而，术语“颜色”通常主要被用来指代辐射可被观察者所感知的 属性(虽然该使用并非意在限制该术语的范围)。因此，术语“不 同颜色”隐含地是指具有不同波长分量和/或波长的多个光谱。还应 当意识到的是，术语“颜色”可以结合白色和非白色光来使用。

术语“色温”一般在这里结合白色光使用，虽然该使用并非意 在限制该术语的范围。色温实质上是指白色光的特定颜色含量或色 泽(例如，泛红的、泛蓝的)。就常规而言，给定辐射样本的色温 的特征在于其根据实质上辐射与所讨论的辐射样本相同色点的黑体 辐射体的开氏温度(K)。黑体辐射体的温度通常位于大约700度K (通常被认为最先对人眼可见)至超过10000度K的范围内；白色 光通常以高于1500-2000度K的色温而被感知。

较低的色温通常指示具有更为显著的红色分量的白色光或者 “较暖的感觉”，而较高的色温则通常指示具有更为显著的蓝色分 量的白色光或者“较冷的感觉”。作为示例，火焰具有大约1800度 K的色温，常规白炽灯泡具有大约2848度K的色温，清晨的日光具 有大约3000度K的色温，而阴天正午的天空则具有大约10000度K 的色温。在具有大约3000度K的色温的白光下所看到的彩色图像具 有相对泛红的色调，而在具有大约10000度K的色温的白光下所看 到的相同彩色图像则具有相对泛蓝的色调。

术语“照明单元”在这里被用来指代包括相同或不同类型的一 个或多个光源的装置。给定照明单元可以具有(多个)光源、壳体/ 外壳部署或形状，和/或电气和机械连接配置的各种安装部署形式中 的任意一种。此外，给定照明单元可选地可以与涉及(多个)光源 的操作相关的各种其它组件(例如，控制电路)相关联(例如，包 括、与之耦合和/或与之封装在一起)。“基于LED的照明单元”是 指单独或者与其它非基于LED的光源相结合地包括如以上所讨论的 一个或多个基于LED的光源的照明单元。“多通道”照明单元是指 包括被配置为分别生成不同辐射光谱的至少两个光源的基于LED或 非基于LED的照明单元，其中每个不同源的光谱可以被称作多通道 照明设备的“通道”。

术语“控制器”在这里一般被用来描述与一个或多个光源的操 作相关的各种装置。控制器可以以多种方式来实施(例如，利用专 用硬件来实施)以执行这里所讨论的各种功能。“处理器”是采用 可以使用软件(例如，微代码)进行编程以执行这里所讨论的各种 功能的一个或多个微处理器的控制器的一个示例。控制器可以在采 用或不采用处理器的情况下进行实施，并且还可以被实施为执行一 些功能的专用硬件并且执行其它功能的处理器(例如，一个或多个 编程微处理器和相关联电路)的组合。可以在本公开的各个实施例 中被采用的控制器组件的示例包括常规的微处理器、专用集成电路 (ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)，但是并不局限于此。

在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介 质(在这里一般被称作“存储器”，例如易失性和非易失性计算机 存储器，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM、软盘、紧致盘、 光盘、磁带等)相关联。在一些实施方式中，存储介质可以利用一 个或多个程序进行编码，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行 时，该程序实施这里所讨论的至少一些功能。各种存储介质可以固 定在处理器或控制器之内或者可以是可转移的，以使得其中所存储 的一个或多个程序能够被加载到处理器或控制器中以便实施这里所 讨论的本发明的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在这里 以一般含义被用来指代能够被用来对一个或多个处理器或控制器进 行编程的任意类型的计算机代码(例如，软件或微代码)。

术语“可寻址”在这里被用来指代被配置为接收意在用于包括 其自身在内的多个设备的信息(例如，数据)并且有选择地对意在 用于其的特定信息作出响应的设备(例如，一般而言的光源、照明 单元或器材、与一个或多个光源或照明单元相关联的控制器或处理 器、其它非照明相关设备等)。术语“可寻址”经常结合联网环境 (或者以下进一步讨论的“网络”)使用，其中多个设备经由某种 通信介质耦合在一切。

在一种网络实施方式中，耦合至网络的一个或多个设备可以用 作耦合至网络的一个或多个其它设备的控制器(例如，在主/从关系 中)。在另一种实施方式中，联网环境可以包括一个或多个专用控 制器，其被配置为对耦合至网络的一个或多个设备进行控制。通常， 耦合至网络多个设备均可以对存在于通信介质上的数据进行访问； 然而，给定设备可以是“可寻址的”，在于其被配置为例如基于对 其分配的一个或多个特定标识符(例如，“地址”)而有选择地与 网络交换数据(例如，从网络接收数据和/或向其传送数据)。

如这里所使用的术语“网络”是指促成耦合至网络的任意两个 或更多设备之间和/或多个设备之间的信息传输(例如，为了设备控 制、数据存储、数据交换等)的两个或更多(包括控制器或处理器 的)设备的任意互连。如应当轻易意识到的是，适于将多个设备进 行互连的网络的各种实施方式可以包括任意的各种网络拓扑并且采 用任意的各种通信协议。此外，在根据本公开的各种网络中，两个 设备之间的任意一个连接可以表示两个系统之间的专用连接，或者 可替换地表示非专用连接。除了承载意在用于两个设备的信息之外， 这样的非专用连接可以承载并非必然意在用于两个设备中的任一个 的信息(例如，开放式网络连接)。此外，应当轻易意识到的是， 如这里所讨论的各种设备网络可以采用一个或多个无线、有线/线缆 和/或光纤链路来促成贯穿网络的信息传输。

如这里所使用的术语“用户接口”是指处于人类用户或操作人 员与一个或多个设备之间的使得用户和(多个)设备之间能够进行 通信的接口。可以在本公开的各种实施方式中采用的用户接口的示 例包括但并不局限于开关、电位计、按钮、转盘、滑动器、鼠标、 键盘、小键盘、各种类型的游戏控制器(例如，操控杆)、轨迹球、 显示屏、各种类型的图形用户界面(GUI)、触摸屏、麦克风，以及 可以接收一些形式的人类生成的刺激并且作为响应而生成信号的其 它类型的传感器。

应当意识到的是，以下更为详细讨论的以上概念和另外概念的 所有组合形式(假设这样的概念并非互相矛盾)被预期作为这里所 公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开结尾处出现的所请求 保护的主题的所有组合都被预期作为这里所公开的发明主题的一部 分。还应当意识到的是，也可以出现在通过引用所结合的任意公开 中的这里所明确采用的术语应当符合与这里所公开的特定概念最为 相符的含义。

附图说明

在附图中，相同的附图标记一般贯穿不同附图而指代相同部 分。而且，附图并不必然依比例绘制，而是相反地一般强调于对本 发明的原理进行说明。

图1图示了CIE 1931色彩空间色度图，还示出了各种温度下 (Planckian轨迹)的黑体光源的色度，以及恒定相关色温的线条。

图2在CIE 1931色彩空间图示了可以被可调谐相关色温的基于 LED的白色光源用来提供具有可调谐色温的白色光的颜色分量。

图3在CIE 1931色彩空间图示了可以被用作可调谐相关色温的 基于LED的白色光源的绿黄色分量的颜色范围。

图4在CIE 1931色彩空间中图示了采用朝向绿黄色的颜色转换的 基于LED的蓝色光源的颜色分量。

图5在CIE 1931色彩空间图示了可以被可调谐相关色温的基于 LED的白色光源的一个实施例用来提供具有可调谐色温的白色光的 颜色分量。

图6图示了可调谐相关色温的基于LED的光源的示例实施例。

图7是包括可调谐相关色温的基于LED的光源的示例实施例的 照明单元的框图。

图8图示了可以由可调谐相关色温的基于LED的光源的示例实 施例在被调谐为第一色温时所输出的光的示例光谱。

图9图示了可以由可调谐相关色温的基于LED的光源的示例实 施例在被调谐为第二色温时所输出的光的示例光谱。

图10图示了作为可调谐相关色温的基于LED的光源的示例实施 例的相关色温的函数的显色指数(CRI)和红色显色指数R9。

图11图示了作为可调谐相关色温的基于LED的光源的示例实施 例中的相关色温的函数的不同颜色的LED的相对贡献。

具体实施方式

如以上所讨论的，已知的可远程控制调谐的基于LED的白色光 源与具有固定相关色温的白色光源相比通常具有明显更低的效率， 因此它们需要更多的能量以产生相同的光输出水平。并且特别地， 在可远程控制调谐的基于LED的白色光源使用绿色LED会导致光源 表现出与“常规”白色光源相比有所降低的效率。

因此，申请人已经认识并意识到，提供一种可远程控制调谐相 关色温的基于LED的白色光源将是有利的，其能够有效地进行操作 并且输出其颜色能够在相对大的色温范围内进行调谐或调节的光。

考虑到上述内容，本发明的各个实施例和实施方式针对一种将 包括蓝绿色(lime color)在内的三种所选择颜色的光分量进行混合 的可远程控制调谐相关色温的基于LED的白色光源，以及一种包括 这样的可远程控制调谐相关色温的基于LED的白色光源的照明单 元。

图1图示了CIE 1931色彩空间色度图，还示出了各种温度下 (Planckian轨迹)的黑体光源的色度，以及恒定相关色温的线条。通常， 具有较高色温的光被认为是冷白色光，具有较低色温的光被认为是暖白 色光，并且具有处于冷白色光和暖白色光之间的色温的光被认为是中性 白色光。近于纯白色(off-white)光可以被认为是色温处于中性白色光 附近但是位于图1所示的黑体线条上方一定距离的光。

出于该专利申请的目的，暖白色光被定义为其颜色处于以下顶点所 界定的区域之内的光，该顶点的坐标在以下表1中所示出；中性白色光 被定义为其颜色处于以下顶点所界定的区域之内的光，该顶点的坐标在 以下表2中所示出；而近于纯白色光则被定义为其颜色处于以下顶点所 界定的区域之内的光，该顶点的坐标在以下表3中所示出。

表1

表2

表3

通常，期望提供一种具有宽的可调谐相关色温范围—例如能够 在2000K到6500K或者甚至更宽的范围内进行调谐—的白色光源。

申请人已经发现，具有宽的可调谐相关色温范围的白色光源可 以通过以各种比率将具有三种特定颜色分量的光混合在一起来实 现。更具体地，申请人已经发现，这样的白色光源可以通过采用蓝 色光、红橙色光和绿黄色光来实现。

图2在CIE 1931色彩空间图示了可以被可调谐相关色温的基于 LED的白色光源用来提供具有可调谐色温的白色光的颜色分量。特 别地，图1图示了可以通过采用蓝色分量、红橙色分量和绿黄色分 量以各种比率所产生的白色光的可调谐范围。蓝色、绿黄色和红橙 色(或红色)分量的组合可以产生具有相对高销量、良好显色指数 (CRI)以及宽的色三角形(并且因此宽的色温调谐范围)的可调谐 白色光源。

如能够从图2所看到的，色三角形中来自蓝色分量的顶点能够 向内稍微移动而并不会过多损失可调谐的色温范围。因此，在一些 实施例中可以采用的可替换部署形式是冷白色、绿黄色和红橙色(或 红色)分量的组合。

通常，绿黄色分量可以被认为是在550-580nm范围内的波长具 有峰值输出的光，并且特别是在560nm或其附近高度饱和的光。

有利地，蓝绿色分量是其颜色处于以下顶点所界定的区域之内的 光，该顶点的坐标由以下表4中所示出。

表4

甚至更为有利地，蓝绿色分量是其颜色处于以下顶点所界定的区 域之内的光，该顶点的坐标在以下表4中示出。

表5

图3在CIE 1931色彩空间图示了可以被用作可调谐相关色温的 基于LED的白色光源的绿黄色分量的颜色范围。特别地，图3在CIE 1931色彩空间上绘出了如以上表4和表5所定义区域的坐标。

然而，与此同时，绿黄色LED并不是广泛且可轻易获得的。此 外，无法获知绿黄色LED是否会在近期成为被广泛且可轻易获得的。 另外，即使绿黄色LED是广泛且可轻易获得的并且在那时，它们也 可能是溢价的专业组件。期望能够使用低成本且能够广泛获得的组 件来生产绿黄色组件。

因此，发明人已经确定，期望在不需要绿黄色LED的情况下提 供一种基于LED的白色光源中的绿黄色组件。

一种生产基于LED的白色光源的选择是在诸如混合腔或混合室 的混合器件中将来自一个或多个蓝色LED以及一个或多个红色LED 的光进行组合，上述混合器件包括将蓝色光转换为绿黄色的颜色转 换元件。图4在CIE 1931色彩空间中图示了采用颜色转换的基于LED 的蓝色光源的颜色分量。特别地，图4图示了一种包括可以由一个 或多个红色或红橙色LED所产生的红色或红橙色颜色分量以及可以 由一个或多个蓝色LED所产生的蓝色分量的部署形式。在这里和权 利要求中，所要理解的是，蓝色LED被定义为包括普遍在商业上被 称之为“蓝色”并且具有460和490nm之间的主导波长的LED，以 及在商业上普遍被称为“宝蓝色”或“深蓝色”并且具有440nm-460nm 范围内的峰值波长的LED。

如图4所示，蓝色分量被光转换材料转换为绿黄色分量。绿黄 色分量可以通过将远程磷光体置于蓝色LED上而产生，例如通过对 来自红色(或红橙色)LED的红色(或红橙色)光与来自蓝色LED 的蓝色光在其中进行混合的混合室进行涂覆。该远程磷光体将蓝色 光转换为绿黄色光。然而，在该部署形式中失去了色温调谐能力。

图5在CIE 1931色彩空间图示了可以被可调谐相关色温的基于 LED的白色光源的一个实施例用来提供在期望范围内具有可调谐色 温的白色光的颜色分量。特别地，图5图示了白色分量可以被如何 转换为绿黄色，并且蓝色分量可以被如何转换为较不饱和的蓝色或 相对冷白色或近于纯白色以因此与红色或红橙色分量进行组合而产 生具有可在所期望范围内进行调谐的色温的白色光。例如，白色分 量、蓝色分量以及红色或红橙色分量全部都可以通过具有适中转换 效率的半透明远程磷光体，从而执行这种白色和蓝色分量的颜色转 换。如果有的话，远程磷光体可以对红色(或红橙色)光执行非常 少量的转换。有利的是，这种部署形式可以提供具有能够在所期望 范围内进行调谐的色温的白色光，同时仅采用三种不同颜色分量。

图6图示了可调谐相关色温的基于LED的光源600的示例实施 例，其可以采用图5所示的颜色分量。光源600包括安装在衬底或 载体615上的多个LED，以及具有光出射窗640的混合室或混合室 620，在该光出射窗640处提供有光转换材料630。

LED 610包括一个或多个被配置为发出具有第一颜色的第一光 的第一LED 612，一个或多个被配置为发出具有第二颜色的第二光 的第二LED 614，以及一个或多个被配置为发出具有第三颜色的第 三光的第三LED 616。有利地，第一LED 612、第二LED 614和第 三LED 616单独可寻址或可控而使得第一光、第二光和第三光的相 对比率能够进行调节从而改变有基于LED的光源600所产生的白色 光的色温。

混合室620对该第一光、第二光和第三光进行混合并且通过光 出射窗640输出该混合光。除了混合室620之外，可以采用其它类 型的混合器件。

光转换材料630可以包括在混合室620的光出射窗640处提供 的半透明远程磷光体或者磷光体材料。在一些实施例中，光转换材 料630可以被提供为混合室620的光出射窗640上的涂层。在其它 实施例中，光转换材料630可以被整合到形成混合室620的光出射 窗630的材料之中，例如被整合到材料基质之中。光转换材料630 将第一光转换为蓝绿色光。

在一些实施例中，第一LED 612是白色LED，第二LED 614是 蓝色或蓝绿色LED，而第三LED 616是红色或红橙色LED。第一LED 612可以包括如以上所定义的暖白色LED、中性白色LED或近于纯 白色LED。然而，通常具有>6000°K(例如，7000°K)色温的冷白色 LED比暖白色LED、中性白色LED或近于纯白色LED更高的效率。因 此，第一LED 612可以代替地包括冷白色LED。这能够提供有所提高 的效率，但是较低色温处的调谐范围可能有些损失。

光转换层630可以将白色光转换为绿黄色，并且将蓝色光转换为较 不饱和的蓝色或相对冷的近于纯白色。如果有的话，光转换材料630可 以对第三LED 616的红色(或红橙色)光执行非常少量的转换。特别地， 与其对来自第二LED 614的蓝色光进行转换相比，光转换材料630可以 以更大的效率将来自第一LED 612的白色光的蓝色分量转换为绿黄色 光，这例如是由于来自第一LED 612的白色光的蓝色分量与来自第二 LED 614的蓝色光的主导或主波长的差异。例如，来自第一LED 612的 白色光可以具有其波长处于光转换材料630具有较高转换效率的440 nm或其附近的蓝色分量，而来自第二LED 614的蓝色光则可以具有光 转换材料630具有较低转换效率的480nm的主要或主导波长。有利地， 光转换材料630具有适中的转换效率，例如用于将白色光转换为绿黄色 光的40-65％。在一个示例实施例中，该转换效率可以为55％。在一个 实施例中，光转换材料包括LuAG。当采用冷白色LED替代中性白色、 暖白色或近于纯白色LED时，光转换材料630的转换效率可能会低至 20％。

在其它实施例中，第一LED 612是发出具有第一主导或主波长 的第一光的蓝色LED，第二LED是发出具有第二主导或主波长的第 二光的蓝色LED，而第三LED是红色或红橙色LED。特别地，第一 LED 612可以发出具有小于460nm(例如，445nm)的主波长的蓝 色光，第二LED可以发出具有大于460nm(例如，465nm或480nm) 的主波长的蓝色或者蓝绿色光，并且光转换材料630可以在第一LED 612所发出的第一光的主波长具有比第二LED 614所发出的第二光 的主波长更高的转换效率。

作为以上所描述的配置的结果，基于LED的光源600可以提供 三种可单独寻址的颜色：绿黄色、蓝色或冷的近于纯白色以及红色 或红橙色，其中每种颜色的相对水平可以进行调节而使得基于LED 的光源600发出具有所期望强度和色温的白色光。

有利地，基于LED的光源600可以在仅采用三种不同颜色的LED 的同时提供具有可在所期望范围内进行调谐的色温的白色光，这可 以降低基于LED的光源600的成本和复杂度。

图7是照明单元700的框图。照明单元700包括可调谐相关色 温的基于LED的光源600、照明控制器720和用户接口730。

如图7所示以及以上关于图6所描述的，可调谐相关色温的基 于LED的光源600包括第一LED 612、第二LED 614和第三LED 616，以及混合器件612和光转换材料630(为了图示的简明，它们 在图1中并未示出)。

照明控制器720分别向第一LED 612、第二LED 614和第三LED 616提供驱动或控制信号722、724和726，从而对基于LED的光源 600所输出的光的强度和色温进行调节。特别地，照明控制器720 可以接收经由用户接口730所生成的一个或多个控制信号，它们指 示了用户针对要由基于LED的光源600输出的光所选择的一个或多 个特性(例如，强度和/或色温)。作为响应，照明控制器720确定 要提供以使得基于LED的光源600发出具有所选择特性的光的适当 驱动或控制信号722、724和726。

用户接口730可以包括显示屏、触摸屏、鼠标、键盘、触摸板、 一个或多个滑动器控件、一个或多个旋钮，和/或用于允许用户选择 基于LED的光源600所输出光的一个或多个参数的其它设备，上述 参数例如包括基于LED的光源600所输出光的强度和色点。用户接 口730可以结合存储在照明单元700的存储器设备中的一个或多个 软件程序进行操作并且由照明单元700的微处理器所控制。

在一些实施例中，基于LED的光源600可以包括在照明网络中。 在那些实施例中，照明控制器720例如可以使用照明控制器720和 光源之间的网络连接而对除基于LED的光源600之外的一个或多个 其它照明设备进行控制。

图8图示了可以由可调谐相关色温的基于LED的光源的示例实 施例在被调谐为第一色温时所输出的光的示例光谱。

特别地，图8图示了可以由基于LED的光源600所生成的示例 光谱，该基于LED的光源600由三种类型的LED所组成：冷白色 LED(CCT～5500K)、蓝色LED和红色LED。在该示例中，蓝色LED 具有450nm的主要或主导波长，而冷白色LED是磷光体转换的 LED，其中该LED具有450nm的主要或主导波长并且被YAG磷光 体转换为冷白色光。包含例如LuAG磷光体的远程磷光体组件被置 于在这些LED上方。图8图示了对应于(在黑体上)12000K的CCT 的示例性光谱，其可以在仅有(多个)蓝色LED和(多个)红色LED 被驱动的情形由该装置所产生。

图9图示了可以由具有以上所描述配置的可调谐相关色温的基 于LED的光源的示例实施例在被调谐为(在黑体上)2200K的第二 色温时所输出的光的示例光谱，其可以在仅有(多个)冷白色LED和 (多个)红色LED被驱动的情形由该装置所产生。

图10和11图示了处于2200K和12000K之间的所有相关色温 (CCT)都可以由具有以上所描述配置的示例实施例所产生。图10 图示了作为CCT的函数的显色指数(CRI)和红色显色指数R9，而 图11则图示了作为CCT的函数的不同颜色的LED的相对贡献。

图12图示了可调谐相关色温的基于LED的光源1200的另一个 示例实施例。光源1200包括安装在衬底或载体1215上的多个 LED1210，具有光出射窗1240的混合室或混合腔1220，以及提供有 光转换材料1230的罩体部件1250，该光转换材料1230例如可以涂 覆在罩体部件1250上或者被整合到形成罩体部件1250的材料之中。

LED 1210包括一个或多个被配置为发出具有第一颜色的第一光 的第一LED 1212，一个或多个被配置为发出具有第二颜色的第二光 的第二LED 1214，以及一个或多个被配置为发出具有第三颜色的第 三光的第三LED 1216。有利地，第一LED 1212、第二LED 1214和 第三LED 1216可单独寻址或可控而使得第一光、第二光和第三光的 相对比率能够进行调节从而改变有基于LED的光源1200所产生的 白色光的色温。有利地，第一LED 1212和第三LED 1216可以使用 相同颜色的LED，例如蓝色LED，并且该第一颜色可以与第三颜色 相同。第二LED 1214可以是红色或红橙色LED。

罩体1250仅被置于第一LED 1212上，而使得光转换材料1230 仅将来自第一LED 1212的第一光转换为绿黄色光。光转换材料1230 可以包括涂覆到罩体部件1250上的半透明的远程磷光体或者磷光材 料。

混合室1220被配置为接收从罩体1250所输出的具有绿黄色的 经转换的第一光，接收来自第二LED 1214的第二光，并且接收来自 第三LED 1216的第三光，并且对该第一光、第二光和第三光进行混 合并且通过光出射窗1240输出该混合光。除了混合室1220之外， 可以采用其它类型的混合器件。

作为以上所描述配置的结果，基于LED的光源1200可以提供三 种可单独寻址的颜色：绿黄色、蓝色以及红色或红橙色，每种颜色 的相对水平可以进行调节而使得基于LED的光源1200发出具有所 期望强度和色温的白色光。

虽然这里已经图示并描述了若干说明性实施例，但是本领域技 术人员将会轻易想到用于执行功能和/或获得这里所描述的结果和/ 或一个或多个优势的各种其它器件和/或结构，并且每种这样的变化 和/或修改都被认为处于这里所描述的发明实施例的范围之内。更一 般地，本领域技术人员将会轻易意识到，这里所描述的所有参数、 尺寸、材料和配置都意在是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材 料和/或配置将取决于针对其使用本发明教导的一个或多个具体应 用。使用常规以内的实验，本领域技术人员将会认识到或者能够确 定这里所描述的具体发明实施例的许多等同形式。因此，所要理解 的是，以上实施例仅通过示例所给出，并且在所附权利要求及其等 同形式的范围内，可以以具体描述和要求保护的以外的方式来实践 本发明的实施例。本公开的发明实施例针对这里所描述的每个个体 特征、系统、物品、材料、装备和/或方法。此外，如果这样的特征、 系统、物品、材料、装备和/或方法并不互相矛盾，则两个或更多这 样的特征、系统、物品、材料、装备和/或方法的任意组合形式也包 括在本公开的发明范围之内。

如这里所定义和使用的所有定义都应当被理解为对字面定义、 通过引用所结合的文献中的定义和/或所定义术语的常规含义加以支 配。

除非明确相反指出，否则如说明书和权利要求中所使用的不定 冠词“一”和“一个”应当被理解为表示“至少一个”。

如这里在说明书和权利要求中所使用的，涉及到一个或多个要 素的列举的短语“至少一个”应当被理解为表示从该要素列表中的 任意一个或多个要素中所选择的至少一个要素，而并非必然包括该 要素列表内特别列出的逐个要素中的至少一个并且并不排除要素列 表中的任意要素组合。该定义还允许可选地可以出现短语“至少一 个”所涉及的要素列表内明确标示出的要素以外的要素，而无论其 是否与特别标示的那些要素相关。

还应当理解的是，除非明确另外指出，否则在这里所要求保护 的包括多于一个步骤或动作的任意方法中，所述方法的步骤或动作 的顺序并非必然局限于所述方法的步骤或动作所引用的顺序。

而且，则权利要求中出现在括号之间的附图标记(如果存在) 仅是为了方便而提供而并不应当被理解为以任何方式对权利要求进 行限制。