专利名称：聚焦彩色led发射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据前面权利要求1的、包括布置在支撑元件上用以产生不同 颜色的光的多个不同颜色的LED的聚焦LED ，器。
背景技术：
用于产生彩色光的LED发射器通常使用相加的颜色混合的原理。为了该目 的，通常^顿发射原色红、绿、蓝且能够在它们的强度上调整的LED。这种方 法被称为RGB方法。为了改进颜色质量，除了白色或琥珀色LED以外，现在 也使用柔和色LED用于颜色混合。
各个颜色成分能够在LED，器内部或外部混合。内部混合是，例如，通 过翻寸透镜的翻寸完成。在外部颜色混合的情况下，使用准直器或者反射器以 适当变化不同颜色的LED的光程，导致在被照明物体上的各个颜色成分的叠加。
用以产生不同颜色光的商用的LED发射器大部分只装有一个反射器并配 备有大量不同颜色的、不规则布置的LED。
从DE600 34 405中已知了用于重新调节色温的具有多个不同颜色的LED 的二极管灯。IOT反射管来混合光。不同颜色的LED在刻寸管的入口孔处布置 成矩阵状。为了以改进的方式将各个颜色元件彼此相混合，提出了反射管的不 同几何形状和不同颜色的LED在矩阵中的不同布置。
现有技术已知的、用来产生不同颜色光的LED发射器的主要问题是，好的 聚焦、高的效率和好的颜色混合是不兼容的。例如，具有通过例如散射器 (diffiiser)的TO进行内部颜色混合的系统表现出差的效率和发散的、宽的发 射特性。在具有外部颜色混合的系统中，实现了好的聚焦性能和高水平的效率， 但是此处的颜色混合很差。从DE600 34 405中已知的二极管发光体(luminaire) 能够仅仅被视为折衷方案。同样，在这个示例中，在聚焦、效率和光混合方面 不可能获得最佳的结果。
此外，现代高功率LED的使用至少需要被动冷却。结果，当使用高功率LED时，为了制造具有可接受的光混合的光鄉器，在各个反射器中央，任何 期望数量的不规则分布和紧密相邻的不同颜色的LED的标准布置都是不可能 的。
WO 2008/010130 A2示出了用来产生预定颜色的光的组合光源。光源具有 多个子模块，其每一个都能产生预定颜色的光。旨子模块具有光准直及混合 结构，以及包括布置在准皿混合结构入口处的多个颜色的LED的光单元组。 如果举例而言，若四个光单元组的每一个包括布置成正方形阵列的四个不同颜 色的LED，根据建议子模块的LED相对于相邻的在前子模t央，在阵列中顺时针 ，时针旋转，以获得从子模块发射的光的均匀的相互作用。因此该LED的四 种不同布置是可能的。如果光源由多于4个子模块组成，则旋转模式(pattern) 被简单地重复。
WO 2008/010130 A2中描述的光源的缺点是，尽管从子模块^l寸的光的较 好的混合是通过光单元组的旋转布置获得的，但是在被光照物体上仍然能观察 至诉肖微不同的色度(coloredshade)的区域。如果光源为了更高的光强而包括多 于4个子模块，并且旋转模式被重复，则不均匀效应甚至会加剧。
发明内容
因lt体发明的目的在于提供一种聚焦高强度LED发射器，其特征在于高效 率、^爐的颜色混合，并且可以简单的设计。此外，可以被克服现有技术己知 的问题。
需要注意的是，问题的解决办法或者根据本发明的目的也育^I多被应用于发 射麟的发光体，例如聚光灯。
根据权禾腰求l所述的LED娜器可以实现本发明的目的。因此，对于包 括布置在支撑元件上的多个不同颜色的LED的颜色选择可调光的LED ，器， 存在该问题的一般解决办法，其中，LED在支撑元件上被布置为多个相似的 LED元组，LED元组中的每一个包括至少两个不同颜色的LED，且独立的反 射器被分配给每个LED元组，当LED发射器包括多于4个LED元组时，则 LED元组中的每一个相对于相邻的LED元组绕着反射器的光轴旋转，并且 LED元组中的每一个相对于在前相邻的LED元组绕着相应的反射器的光轴旋 转各自的角度(P，角度9被计算为360°除以LED元组的个数。 4由于构成LED元组的几个不同颜色的LED以及相应的反射器的布置，LED 鄉器的效率非常高，因为LED超接可见的，从而，与使用M器相比，光 能被聚焦在将被照亮的物体上，并且由吸收和TO造成的损失對氏。LED元组 育滩被非常容易的预先制造，与具有相当多数量紧密相邻的LED的商用的， 相比，其相当地简化了LED发射器的构造。此外，使用己经预先制造的可连接 的LED元组，即所谓的RGBLED元件是可能的。通常，这样的RGBLED元 件每个由红色LED、绿色LED、蓝色LED和可选地由额外的白色或琥珀色LED 组成，并且这样的RGB LED元件现在也提供装配有现代高功率LED。 一棘 说，高功率LED必须以适当的方式至少被被动冷却。为了以有效的方式释方j^: 射的热量，当一个挨一个紧密布置的LED数量很小时，M常是足够的。这就 是为什么所要求权利的LED元组以及各个相应的反射器的布置具有特别的优点 的原因。
当LED元组中的每一个相对于在前相邻的LED元组绕着相应的刻寸器的 光轴旋转恒定的角度时，可给出最佳的颜色混合，所述的角度被计算为360°除 以LED元组的个数。现有技术光源由根据循环旋转模式旋转的LED元组组成。 这样，不同颜色的LED之一的颜色成分占优的区域在被照明物体上被累加。只 有用所要求权利的LED元组相对于彼此的旋转，颜色累计的区域才能被叠加得 使得它们彼此至多完全抵消，从而导致^lt光的最佳颜色混合。
本发明的进一步发展在从属权利要求中被要求权利，接下 行更细节的 说明。
在本发明的优选实施例中，LED元组中的每一个包括原色红、绿、蓝的 LED。颜fe^择调光从而肖滩进行RGB颜色混合，因此能够产生任何期望色度 的光。
在本发明的另外的tti^实施例中，LED元组中的每一个除了原色红、绿、 蓝三个LED之外还包括白色LED。这能改善产生彩色光的质量。
已经证明当相对于彼此旋转的LED元组在支撑元件上沿虚的螺旋线 (imaginary spiral)布置时颜色混合具有特别的优点。
tfcifet也LED ，器包括多于8个LED元组。当LED ，器包括10个LED 元组时能够获得非常好的颜色混合。
现在将参考附图更详细的说明本发明的伏选实施例，其中
图1显示了具有四个不同颜色的LED的示意布置的LED元组； 图2是根据本发明的具有布置在共同支撑元件上的多个LED元组的LED 皿器的前视图。
具体实施例方式
图1中显示的LED元组以参考数字1表示。为了以^rfe度产生各色不同颜 色的光，LED元组1具有在其上布置的三原色LED，即红色LED 11、绿色LED 12和蓝色LED13。此M31^t各个LED调光获得期望的光颜色。为了提高所 产生的颜色光的质量，白色LED14被额外的布置在LED元组1中。特别是， 能够因此产生具有较好质量的柔和光。尽管所说明的阵列代表了 LED元组的优 选变型，但布置更大或更小数量的不同颜色的LED以得到元组也是可能的。也 可构想在一个LED元组中不仅仅布置各不相同的颜色的LED。例如，除了多个 不同颜色的LED之夕卜，两个相同的，例如，白色的LED可以包含在LED元组 中。
图2是根据本发明的LED對寸器17的前视图。多个LED元组1-10 (皿 结构上与图1中显示的LED元组1 一致)被布置在共同的支撑元件15上。准 直器或反射器16被分配给LED元组1-10中的每一个。需要注意的是，由于缺 少空间，只有分配给LED元组1和4的反射器以参考数字16表示。由LED元 组1-10中的一个划寸的光被各自分配的反射器16聚焦。此处所有的反射器16 都是定向的，这样LED元组1-10的光程在被照明物体上彼此叠加。LED元组 1-10在支撑元件15上螺旋状布置。LED元组1-10的递增参考数字标明虚的螺 旋线路线。LED元组1-10中的每一个相对于在前相邻的LED元组1-10，绕着 各自分配的反射器16逆时针旋转角度36°。旋转角度36。此处是M整圈360° 除以LED元组1-10的个数得到的。因此，LED元组1也相对于螺旋线的最后 LED元组10逆时针旋转角度36°。利用顺时针完成螺旋线的LED元组1-10的 被说明的布置，以及LED元组1-10相对于各自在前相邻的LED元组1-10的逆 时针旋转，最佳的光混合与高的效率、优良的聚焦被一起获得。
需要注意的是，形成LED元组1-10的 置与小数量LED的组合也育嫩4OT现代高功率LED，其为了7转卩LED要求LED元组1-10彼此保持一定的距
权利要求
1、聚焦LED发射器(17)，包括布置在支撑元件(15)上的多个不同颜色的LED(11-14)，该LED发射器(17)是以颜色选择的方式可调光的，其中LED(11-14)在支撑元件(15)上被布置为多个相似的LED元组(1-10)，该LED元组(1-10)中的每一个包括至少两个不同颜色的LED(11-14)，每个LED元组(1-10)具有分配给其的独立的反射器(16)，并且LED元组(1-10)中的每一个相对于相邻的LED元组(1-10)绕着相应的反射器(16)的光轴旋转，其特征在于LED发射器(17)包括多于4个LED元组(1-10)，该LED元组(1-10)中的每一个相对于在前相邻的LED元组(1-10)绕着相应的反射器(16)的光轴旋转各自的角度 id="icf0001" file="A2009101733610002C1.tif" wi="3" he="3" top= "88" left = "105" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>，角度 id="icf0002" file="A2009101733610002C2.tif" wi="3" he="3" top= "88" left = "122" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>被计算为360°除以LED元组(1-10)的个数。
2、 根据权利要求l的LED刻寸徵17)，其特征在于LED元组(1-10)中的每 一个包括红色LED(ll)，绿色LED(12)，和蓝色LED(13)。
3、 根据权利要求2的LED划寸戮17)，其特征在于LED元组(1-10)中的每 一4^括白色LED(14)。
4、 根据权利要求1至3中任一个的LED发射徵17)，其特征在于LED元 组(l -10)在支撑元#(15)上以螺旋形式布置。
5、 根据权利要求1至4中任一个的LED发射教17)，其特征在于LED发 射戮17)包括多于8个LED元组(I-IO)。
6、 根据权利要求5的LED鄉戮17)，其特征在于LED鄉敬17)包括 IO个LED元组(I-IO)。
全文摘要
本发明涉及聚焦彩色LED发射器。在包括布置在支撑元件上的多个不同颜色的LED的颜色选择可调光及聚焦LED发射器中，所述LED在支撑元件上被布置为多个相似的LED元组，所述LED元组中的每一个包括至少两个不同颜色的LED，每个LED元组具有分配给其的独立的反射器，所述LED元组中的每一个相对于相邻的LED元组绕着相应的反射器的光轴旋转。改进的颜色混合同高的效率、良好的聚焦被一起获得，原因是LED发射器包括多于四个LED元组，LED元组中的每一个相对于在前相邻的LED元组绕着相应的反射器的光轴旋转各自的角度φ，角度φ被计算为360°除以LED元组的个数。
文档编号F21S2/00GK101676601SQ20091017336
公开日2010年3月24日 申请日期2009年8月11日 优先权日2008年8月12日
发明者H·罗梅尔特 申请人:贝加甘滕布林克灯具公司