CN105766059A - 受控制的彩光源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光源(1),包括:至少两个半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212),半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)发出不同颜色的光。由半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)发出的光至少部分地射入光导(3),所射入的光从光导(3)横向地离开。半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)的亮度可由电子控制单元(5)调节。光传感器(7设置用以接收由半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)射入的光。控制器电子器件(5)包括光传感器(7)用于:累积累计时间间隔上的传感器信号;和比较累积的光传感器(7)的信号与目标值或目标范围,并响应于传感器信号与目标值或目标范围之间的差改变半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)的亮度,并响应于传感器信号与目标值或目标范围之间的差或响应于目标值的改变来改变累计时间间隔。

Description

受控制的彩光源
技术领域
本发明一般涉及基于LED的光源。更特别地,本发明涉及可以在亮度和/或色调方面被控制的可控制的彩光源。
背景技术
LED光源被广泛用来提供节能和柔性的照明装置。相比气体放电灯,带有LED的光源的区别特点在于,它们更容易变暗等等。而且,利用不同颜色的LED的组合,可以调节几乎任何色调。
而且,LED的特点也在于它们一般都具有高亮度的较小发光面。然而,根据不同的应用,也可能需要较大的发光面或漫射照明。为此目的,从现有技术已知采用将由LED生成的光散发的光导(光导)。例如,从WO2012/130497A1已知这样的LED照明装置。根据该现有技术,描述了一种LED照明装置,其包括两个分开的光导,该光导被设置成使得一个光导的相应端面面对着另一个光导的端面,并使得限定一个中间区域,其中,在操作状态下至少一个LED的辐射被通过与该中间区域相邻的设置的端面注入到光导中,并在该光导中引,导其中,光导的外周面区域包括:用于发出辐射的装置,该装置将在光导中引导的辐射反射到光导中,使得在操作状态下辐射通过光导而被从光导横向地发出。
利用这样的设置,可以获得具有开口角的线形照明轮廓,其可对应于具有反射器的荧光灯管。
LED和/或LED芯片具有与其相关联的电子评价和控制单元,其确定颜色位置和/或亮度,并与此相应地,将LED和/或LED芯片控制成使得对LED的某些操作条件进行调节。通过选择性地控制芯片的元件,实现所发出的辐射颜色混合。所以,LED并且因此照明装置可以发出任何期望颜色的光。但是,颜色的位置可以根据不同的环境条件,以及该LED的老化而变化。该变化不能被确定,因此将传感器设计用于测量辐射的强度及其颜色位置。通过在LED和LED芯片的控制中考虑这些值,可以实现由照明装置发出的幅射的可再现的和永久稳定的颜色位置(色点,colorlocation)以及可再现的和永久地稳定的强度。
现在,从WO2012/130497A1所期望的是能够迅速地调节精确的颜色位置以及颜色位置中的期望的变化。如果,如在WO2012/130497A1中提出的使用集成在LED芯片上的光传感器,存在的问题是,例如,由于该设置使得不同比例的LED的发出光到达传感器,导致由传感器检测到的光具有不同发出的光的色调(色彩,hue)。另一方面,如果传感器放置在照明的室中,由于结构和美学的原因这将会造成烦扰。
发明内容
因此,本发明所基于的目的在于,提供一种基于具有光导与反射层的半导体光源的受控制的彩光源,其具有高效率,结构简单,可快速响应于颜色位置与强度的预设值,同时,在颜色位置与强度方面具有高精度,以最小化或避免不同光源之间的视觉差别。
这个目的是通过权利要求1的主题来实现的。本发明的有利的实施例与改进在从属权利要求中给出。
因此,本发明提供一种光源,其具有至少两个半导体发光元件,该半导体发光元件发出不同颜色的光,所述光源包括光导,由所述半导体发光元件发出的光至少部分地投射入所述光导。该光导构造成由所述半导体发光元件投射入的光从所述光导横向地离开。
该光源还包括:适于调节所述半导体发光元件的亮度的电子控制单元,和光传感器,该光传感器被设置接收由所述半导体光源投射入所述光导并从所述光导横向地离开的光。所述电子控制单元和光传感器被构造用于:累积累计时间间隔上的传感器信号;和比较累积的光传感器的信号与目标值或目标范围,并响应于传感器信号与目标值或目标范围之间的差改变半导体发光元件的亮度。
在本发明的上下文的意义内,术语“差”是指偏差,特别是数量中的差别或在传感器信号与目标值或目标范围之间的差异。因此,如果在传感器信号与目标值或目标范围之间存在差异,则根据本发明,将半导体光源的亮度作为该偏差量的函数而改变。
累计时间间隔(integrationtimeinteral)优选为用于模拟信号积分的时间间隔。也可以对数字信号积分或取平均值。然而,在这种情况下,会产生附加的量化噪声,这对颜色控制的精确性是不利的。
根据本发明的一个实施例,所述电子控制单元适于通过在偏差较大时设定较短的累计时间间隔而作为与目标值或目标范围的偏差的函数来改变累计时间间隔。这意味着,与差较小时相比在差较大时设定较短的累计时间间隔而响应于传感器信号与目标值或目标范围之间的差来改变累计时间间隔。
根据本发明的又一个实施例,所述电子控制元件适于响应于目标值的变化来改变累计时间间隔。如果目标值变化,则在目标值或目标范围与一般是由电子控制单元调节为先前的有效目标或目标范围的传感器信号之间的差相应地改变。
以上说明的这两个实施方案当然也可以组合。
特别是在通过目标值或目标范围预限定的颜色位置非常大和迅速地变化时,该使用传感器值的控制甚至可以根据本发明的另一实施例暂时地完全关闭。在该情况下,颜色位置在半导体发光元件处通过使用存储值的各自的电源电流和/或电压而初始地大致调节。在此之后,又可以通过基于传感器值的反馈控制调节精确的颜色位置。从而,根据本实施例,电子控制元件适于在目标值或目标范围变化时基于存储值预调节半导体发光元件的亮度,然后基于传感器信号与目标值或目标范围的比较更精确调节颜色位置。
由传感器对横向发出的光的捕捉首先确保了传感器实际上接收了由光源发出并在光导中混合的来自各个半导体发光元件的光。以这种方式,使得可以实现真正的颜色调节。通过调节传感器信号的累计时间,现在可以确保甚至用非常小的传感器信号来精确调节光源的颜色位置。从而,可以这样安装或放置传感器使得它收到非常少的光,因此,不干扰光源的照明领域,而不必放弃颜色位置的快速调节。如果期望颜色位置的快速、大的变化,本发明的光源初始可以用短的累计时间朝所期望颜色位置进行快速的大致调节,并且然后用由于较长的累计时间而相应更精确的光传感器的值来进行精确调节。
为此,电子控制元件适于依据与目标值或目标范围之间的偏差来将累计时间间隔设定到10毫秒和5秒之间的范围内,优选15毫秒和3秒之间的范围内的值。根据一个示例性实施例,累计时间间隔连续地变化或在20毫秒到2秒之间的至少两个阶段地变化。
通常仅当很多的光线落在传感器上时才能满足对颜色位置变化的快速响应以及对颜色位置高精度调节的要求。相反,本发明同时允许对变化请求的高精度和快速响应。
为了光源的高效率,优选地,设置有反射元件,该反射元件设置成将从所述光导横向发出的光的一部分反射。由于本发明现在即使在传感器上的光强度非常低时也允许精确调节颜色位置,所述光传感器现在可设置成接收从所述光导横向发出并通过所述反射元件的光。由于本发明的控制的累计时间的适配,反射元件可设计成所传送的光的比例很小。这对于实现光源的高效率有利。因此,根据本发明的另一实施例,所述反射元件设计为使得小于20%,优选至多5%的入射到所述反射元件的光通过所述反射元件。从而,传感器只接收入射在反射元件上的很小一部分的光。然而,优选地,为了实现足够好的灵敏度,至少在光传感器检测光的范围内,反射元件传送大于2%的光。
为了光源的紧凑结构,优选的是,所述反射元件由所述反射层形成,该反射层绕所述光导的周边的一部分延伸。以这种方式,因为反射层和光导形成一个单元,该光源的横向尺寸可以保持较小。
为了实现来自各个半导体光源的光在光传感器捕捉的光中的良好混合,进一步有利的是,由光传感器接收的光在距光入射端部或距前侧或端面一定的距离处从光导散射出去。如果对接近端面处被散射出的光进行分析,则半导体发光元件强度比例可能不同。因此根据本发明的一个实施例构思为:所述光传感器设置成使得它接收在离所述光导的端面沿所述光导的光传导方向测量的一段距离处横向发出的光,该距离对应于所述光导的横向尺寸的至少两倍、优选至少三倍。
当半导体发光元件包括四色LED阵列时,可以覆盖一个大的彩色空间。在该情况下,设置有至少一个发红色光的LED,至少一个发绿色或黄色光的LED,至少一个发蓝色光的LED,和至少一个发白光的LED。因此,例如,通过将来自一个或以上的发红色,绿色和蓝色光的LED的光混合到来自一个或以上发白光的LED的光,可以改变白光的颜色温度。对于发光二极管和激光器作为半导体发光二极管,以下光谱范围优选用于所发出的光:
蓝光:430纳米到480纳米的波长,
绿光:500纳米到560纳米的波长,
红光:至少600纳米,优选从600到660纳米的波长。
本发明特别是结合模仿眼睛的颜色灵敏度的真彩色传感器而示出了其的优点。这种传感器允许适于眼睛灵敏度的颜色位置的非常精确的调节。这些传感器通常具有带有二向色滤光片的多个传感器区域,并且这些滤光片模仿人眼睛锥体的光谱灵敏度。因为二向色滤光片具有显著的角度依赖性,此外有利的是限制入射光束的角度范围。为此目的,可以使用适当的孔径光阑。这里的缺点是这种传感器的灵敏度由于遮蔽和过滤而较低。通过适配累计时间的本发明的对颜色坐标的调节的控制,对这一缺点进行了补偿。因此,根据本发明的一个实施例,设有具有带有不同二向色滤光片的多个传感器区域的光传感器和将从所述光导横向地发出并入射到所述传感器区域上的光的角度范围限制到小于+/-15°的孔径光阑。此外,不限定光传感器的具体类型,通常优选光传感器已配置用于提供x,y,I坐标形式的颜色值作为传感器值。这有利于由电子控制单元处理传感器值。
附图说明
本发明将在下面通过示例性实施例和参照附图更详细地描述。在附图中,相同的标号标示相同的或相应的元件。在附图中:
图1示意性地示出本发明的示例性实施例的结构;
图2示意性地示出了光传感器的结构;
图3是随时间的颜色位置的目标值的变化以及累计时间间隔的曲线图;
图4和图5是在其上设置有半导体发光元件的光导的端面的平面图;
图6示出具有多个光源的照明装置;
图7示出两个连续设置的光源的两个光导之间的区域;
图8示出了在射入到光导之前具有光混频器和光偏转器的实施例;并且
图9示出根据本发明的光学装置的光混频器的基座的形状的例子。
具体实施方式
如在图1中示意地示出示例性实施例中,根据本发明的光源1包括至少两个发出不同颜光的半导体发光元件21、22。这意味着,这两个半导体发光元件的光的颜色位置,也称为颜色坐标,不同。因此,也可以,例如,设置发出不同色温的光的两个白色发光半导体发光元件,例如,可列举两个例如分别发出2700K和7000K的白光的半导体发光元件21、22。不限定于图1的具体示例性实施例,发光二极管(LED)特别优选半导体发光元件。
光源1还包括一个光导3,由半导体发光元件21、22发出的光至少部分地射入到该光导中。优选细长的光导,其中,光射入到至少一个端面31、32中。为了更好地理解,示出了由半导体光源21发出的一光束200。由光束200所例举的、由半导体发光元件21、22射入到光导3的端面31的光,在光导3中沿着其纵向延伸方向以全内反射进行传导。因此,对于在图1的例子中示出的细长的光导,其纵向延伸方向是光导3的光传导方向。
光导3被形成为使得从半导体发光元件21、22射入的光从光导3侧向,即,横向离开(射出/发出)。该横向或侧向离开特别优选通过光散射来实现。
如果光散射,则因为由散射所致的方向的变化使得可以超过全内反射的临界角,使得光线通过光导3的侧表面离开。为此目的,光导3设置有相应的光散射特征。
优选地,但不限定于图1的具体示例性实施例,将玻璃或塑料杆用作光导3。该光导可以加套有具有低折射率的材料,或至少部分地没有套封。
半导体发光元件21、22通过电连接13连接到电子控制单元5。该电子控制单元5适于,例如,当发光二极管用作半导体发光元件时通过适当地调节供给电流,调节半导体发光元件21、22的亮度。特别是,但不限于示例性实施例,通过电子控制单元5彼此独立地调节各半导体发光元件的亮度。然而,如果使用多个相同色调的半导体发光元件,例如,由两个相同的发光元件代替半导体发光元件21,这些色调类似的半导体发光元件也可以通过电子控制单元5的一个共同的控制通道来控制亮度。
另外,光源1具有光传感器7,其被设置使得它接收由半导体发光元件21、22射入并从光导3横向地离开的光。光传感器7也经由电连接而连接到电子控制单元。电子控制单元5现在适于积聚在累计时间间隔上经由电连接13发送的传感器信号,并将来自光传感器7的累积的信号与目标值或目标范围比较。不限定于图1的示例,该目标值或目标范围确定哪一色调和亮度或光强要由光源1发出。为此目的,电子控制单元5根据传感器信号的差别将半导体发光元件21、22的亮度改变到目标值或目标范围。
不限定于特别示出的示例性实施例,传感器信号与目标值或目标范围的差可以例如通过计算差或商而确定为偏离量。因此,该电子控制单元5可以确定在传感器信号与较接近传感器信号的目标值或目标范围的限量之间的差,并然后根据该差的量来调节亮度。另一选项,如前所述,是确定目标值和传感器信号的商。然后,与目标商之间的偏差越大,例如与一之间的偏差越大,则在目标值(或目标范围)和传感器信号之间的差相应地越大。
为了一方面实现对单个半导体发光元件21、22的亮度并因而总体上对由光源1发出的光的色调的调节的高精度,并另一方面也能在需要时实现快速控制,根据传感器信号相对于目标值或目标范围的偏差,通过与对两个不同的偏差中的较小的一个相比,对两个不同的偏差中的较大的一个设置较短的累计时间间隔,由控制电子单元改变累计时间间隔。以这种方式,当请求不同的颜色位置时,光源1可以快速地被调节到所请求的色调的近似值,并可以然后通过使用较长的累计时间间隔的反馈控制进行精确调节至目标值。
包括设置累计时间间隔的控制机制优选地由作为电子控制单元5的一部件的微控制器50来执行。
为了向光源1发送颜色位置中的一个变化,或更一般地发送用于设置具体的颜色位置的请求,光源1优选地具有界面51,经由该界面例如从上位控制器将颜色坐标数据通信到光源1,而不限制于图1的具体结构。可代替地或附加地,这样一个请求也可以由电子控制单元5自身触发。作为几个例子,可以通过电子控制单元作为一天的时间的函数或作为由传感器检测的环境光的函数来进行控制。
如在图1中进一步示例的,光导可在其相对的两端具有两个端面31、32,并且,对于这两个端面31、32分别设置有至少两个相应的半导体发光元件21、22、23、24,以使得由其所发出的光经由各端面31、32射入光导3中。具体地,在图1所示的例子中,在端面31设置有上述两个半导体发光元件21、22,在另一端面32上设置有上述另两个发光元件23、24,使得光在光导3的两端通过分别设置在此的发光元件21、22、23、24而射入。
根据本发明的一个实施例,在光导3的两端面31、32的所有半导体发光元件21、22、23、24通过电子控制单元5根据来自传感器7的传感器信号来控制亮度。
根据又本发明的一个实施例,光向两个端面31、32的射入也可以单独地控制。尽管这在技术上更为复杂,但这允许对其中不同的与老化相关的色调变迁进行补偿。
根据本发明的进一步的实施例,设置有第一光传感器7和第二光传感器8,而不限定于图1所示的具体结构。每个光传感器7、8与端面31、32中相应的一个相关联,使得每个光传感器7、8接收射入相关的光传感器7、8所关联的端面中的较大比例的光。这仅通过各个光传感器7、8设置成靠近一个端面31、32而实现。但是,为了在传感器位置处得到来自各半导体发光元件的光的良好混合,有利的是沿光导3的纵向延伸方向在光传感器7、8和相关联的端面31、32之间保持一定距离34。因此,优选地,光传感器7、8设置成使得它接收在对应于光导3的横向尺寸的两倍,优选地至少三倍的距离处横向发出的光。对于图1所示的圆形的光导,这意味着如果光传感器7、8看上去垂直于反射层91,则距离34被选择成使得它对应于该光导的直径的至少两倍,优选地至少三倍。
电子控制单元5适于彼此独立地并根据来自与相应端面31、32相关联的传感器7、8的传感器信号,控制在各端面31、32的半导体发光元件21、22、23、24。然而,优选地,半导体光源21、22、23、24的亮度通过比较各光传感器7、8的积累信号与共用的目标值或目标范围来控制。因此,在该实施例中,通过目标值或目标范围预定义的相同的颜色位置在光导3的两端通过控制来调节。
光源1还包括反射元件9。反射元件9被设置为使得它反射要从光导横向地发出的光的至少一部分。具体地,反射元件9沿光导3的圆周覆盖一个圆弧使得在对应于该圆弧的角部横向离开的光被反射。在该情况下,光源1可安装成使得由反射元件9反射的光射出到要照明的空间。因此,在安装于壁、天花板或地板中时,通过该反射元件9实现了更高的效率。在本发明的所示实施例中,光传感器7或两个光传感器7、8设置成使得它们接收从光导3横向离开并穿过反射元件9的光。因此,在安装于诸如车辆或建筑物的壁、天花板或地板的结构元件之中或之上时,光传感器将被设置在从观察光源1的观察者所观看的光导3的后面,并因此不可见。
此外,特别优选地,如在图1所示的示例中,反射元件9由绕光导3的圆周的一部分延伸的反射层91形成。根据本发明的另一改进,反射元件同时还使得在光导3中导向的光散射。为此,反射元件9具有至少部分漫反射的反射性质,使得在光导3中传导的光以如此方式散射以致于使散射并从而漫反射的光横向离开光导3。如果由于前一散射而使得超过了在光导3的壁上的全内反射的临界角,则光横向离开。换言之,在这种方式下,反射元件9或反射层91同时作为用于将光从光导3射出的装置。
这样一种漫反射的反射元件可以用一层高折射粒子,优选折射率n>2的粒子来制备。适于该目的的是包括氧化钛或氧化铌粒子的涂层。特别优选的是,在硅基质中嵌入高折射粒子。因此,根据本发明的一实施例,不限于在附图中所示的特定实施例,反射元件9设置成嵌入有光散射粒子的硅涂层的形式,其中,该粒子优选具有大于2的折射率。
然而,由于一或两个传感器7、8设置于反射层91后面,或更一般地设置于反射元件9的后面,入射到各个传感器7、8的光量显著减少。为了使得传感器7、8甚至是通过穿过反射元件9来检测而能够测量在光导3中传导的光,反射元件9配置成小于30%,优选至多20%,但是优选大于5%的在光导中传导和入射到反射元件9上的光通过该反射元件9传送。
精确调节颜色位置的另一困难在于,简单的感光传感器具有对眼睛敏感度不匹配或匹配很差的特性。然而,为了能够确切地调节至具体的颜色外观和/或亮度,这样的光传感器7、8是适当的,其具有多个具有二向色性或介电滤光片的传感器区域以及孔径光阑78,该孔径光阑(光阑装置)限制从光导横向发出和入射到传感器区域的光的角度范围。优选地,该角度范围限制到小于±20°,更优选小于±15°。这样的光传感器能够模拟人眼的颜色感知并将其转换成相应的传感器信号。图2示意性示出了这样的光传感器。
光传感器7、8各具有有三个传感器区域75、76、77。这些传感器区域75、76、77,例如可以是光电二极管或光电晶体管。每个传感器区域75、76、77分别具有与其相关联的二向色滤光片71、72、73,用以光谱过滤到达相关联的传感器区域75、76、77的光。二向色滤光片71、72、73现在优选地构造成模仿不同类型的人眼锥体的光谱灵敏度。从而,光传感器7、8成为真彩色传感器。因为这种二向色滤光片(分光滤光器)的透射是强烈依赖于角度的,所以设置有孔径光阑78来限制入射光的角度范围。在图2中所示的例子中,通过杯形壳体给出孔径光阑78。在此,角度限制起因于二向色滤光片71、72、73到杯的开口的间隔。为了图示,将在最大角度下刚好到达传感器区域的边缘光线以虚线示出。不像在图2中,各个颜色通道优选在传感器上表示多次,以避免角度间隔。换句话说,以空间分布的方式在表面上设置多个传感器区域75、76、77,从而使所检测的角度范围对各个颜色是相同的或基本相同的。
有了这样的光传感器7、8,现在就可以使用光源1再现很逼真的照明场景。然而,缺点是由于孔径光阑而减小了光传感器7、8的灵敏度,此外,传感器仅接收通过反射元件发送的光的一小部分。由此产生的光传感器7,8的低的光灵敏度将由通过电子控制单元5对累计时间的创造性适用来抵消。
图3示出对于颜色位置的目标值随时间的变化以及累计时间间隔随时间的变化。下图示出对于颜色位置的目标值作为时间的函数。在此,颜色位置以简化的形式表示为颜色坐标x,y和I的一维绝对值|x,y,I|。但是,对于在目标值或目标范围与由光传感器提供的检测值之间的差而言,该绝对值实际上是一个良好的量度。因此,根据本发明的一个实施例,而不限于特定的实施例,设计成电子控制单元5根据在由光传感器7、8测得的颜色位置的绝对值与预定义的颜色位置的目标值或目标范围之间的差来设定累计时间间隔。
为了进行图示,上图示出通过电子控制单元5调节累计时间间隔I的时机(定时)。如下图所例示,颜色位置最初恒定,然后在时间t1(时刻)突然变化。时间t1之前和之后的相应的颜色值,例如,可以通过在图1示意性示出的界面传送至电子控制***5。由于颜色值在时间t1变化,并且电子控制单元5事先已将颜色位置精确地调节到目标值,所以在调节了的颜色位置与目标值之间的差并因此也在传感器信号与目标值之间的差在时间t1增加。该电子控制部分5现在构造成响应于目标值中的变化来适于累计时间间隔。由于该差值因变化而增加,所示电子控制单元5缩短了累计时间。因此,在图3的上图中,累计时间的幅值I下降。例如,在对于颜色位置的目标值的强烈变化的情况下,累计时间间隔可以从2秒缩短到20毫秒。因此,该调节最初将变得精确性差得多,但由于在目标值和传感器信号之间的较大的差,仍会使得将每个半导体发光元件的亮度朝目标值适配。因此,在传感器值和目标值之间的差将随时间逐渐地减小。因此,累计时间又被控制电子装置5再次延长。在图3所示的例子中,电子控制***5适配成分步骤,在本情况下在时间t2,t3和t4渐渐地调节累计时间间隔。但是,同样可以将电子控制***5适配成连续地调节累计时间间隔。
调节也可以以多种方式进行。最精确的方法是基于实际测得的在传感器值和目标值之间的差来适配累计时间间隔。但是,也可在目标值变化后才开始缩短累计时间,然后只是作为时间的函数简单地再延长累计时间。
但是,在这两种情况下,累计时间间隔首先在颜色位置发生变化时被电子控制单元5减少,然后作为时间的函数再延长,或直接响应于由光传感器7测量到的颜色值和新的目标值或目标范围之间的差再延长。因此,在一个实施例中,不限于图中所示的具体实施例,电子控制单元5适于响应于目标值或目标范围的变化来缩短累计时间间隔,然后阶段性地或者连续地再延长累计时间间隔。
特别是当用于颜色位置的目标值变化非常大时,根据本发明的另一实施例,半导体发光元件的亮度调节最初甚至无需传感器值的任何反馈地进行。为此,电子控制单元5相应地适配成当目标值或目标范围变化时首先基于所存储的值来预调节半导体发光元件21、22、23、24、210、211、212的亮度。随后,例如在经过预定的时间周期之后,又如上所描述通过电子控制单元5基于传感器信号与目标值或目标范围的比较来调节颜色位置。临时关闭传感器值的反馈也可以被理解为相当于累计时间的改变为零。
这些控制的各种实施例也可以结合。在图3所示的例子中,由电子控制单元5在时间t1和t2之间例如响应于传感器值关闭反馈控制,而在时间t2时反馈控制再次激活反馈控制,可以如图所示地分步骤或者连续地增加累计时间。
在图1示意性示出的例子中,两个半导体发光元件21、22和23、24分别被设置在各个端面31、32上,分别被设置在各个端面的半导体发光元件发出相互不同的颜色。但是,为了增加可用光源1调节的色彩空间,优选的是,在一个端面上设置至少三个,优选至少四个不同颜色的半导体发光元件。图4和图5示出半导体发光元件的特别有利的设置的两个例子。该设置不仅在可以被覆盖的宽的色彩空间的方面有利,而且在由光导3发出的光场的均匀性方面有利。
在图4所示的示例性实施例中,光导3以具有圆形横截面的玻璃或塑料杆的形式设置。在侧表面上,反射元件9以绕光导3的圆周的一部分延伸的反射层91的形式施加。如已参考图1说明的,优选使用漫反射并从而散射光的反射反射层91的形式施加。如已经参照图1所说明的,优选采用漫反射的以及因此光散射的反射层91,其同时用以部分地散射在侧表面35上反射的光,使得全内反射的临界角被超过,作为结果使得光从光导3离开。
四个半导体发光元件22、210、211、212,优选发光二极管设置在端面31。半导体发光元件210发出红光,半导体发光元件211发出蓝光,半导体发光元件212发出绿光。半导体发光元件22发出白光。蓝光优选地具有在430-480纳米范围内的波长。对于绿光,优选500-560纳米范围。对于红光,优选600-660纳米范围。白光优选具有2700K至7000K的色温。
由于该装置相对于穿过端面31的中心的中心线和反射层91的对称性,还可以交换发红光和绿光的半导体发光元件210和212的位置。由电子控制单元5单独控制所有半导体发光元件22、210、211、212的亮度。因此,光源适合于通过光在光导3中的传导单独调节四种颜色、色调,或将它们混合。
还示出有通过端面31的中心的假想中心线15,其将端面31分成两个相等的半部,其中,反射层91施加在一个半部的圆周的中间部。从半导体发光元件22、210、211、212的布置显而易见的是,所有半导体发光元件的发光表面的中心(Schwerpunkt、corearea)17相对于中心线15偏移,因此也相对于端面31的中心310沿离开反射层91的方向偏移。这种设置已被证明特别有利于利用各个端面实现已经在光导3的端部的半导体发光元件的各个颜色的快速混合。
然而,与根据本发明的颜色调节相结合,由此获得的一个特别的优点在于,光传感器7接收充分混合的光,使得根据本发明的目的的控制颜色位置的高精确度得到改善。然而,除了本发明的那一点以外,该设置与颜色调节相结合也是有利的。不限于权利要求1中给出的特征,因此,本发明还涉及光源1,其包括至少两个半导体发光元件21、22、23、24、210、211、212,其中,半导体发光元件21、22、23、24、210、211、212发出不同的颜色的光,其中该光源1包括具有端面31的光导3,半导体发光元件21、22、23、24、210、211、212设置在端面31上,并且所发出的光至少部分地射在端面31上,并且其中在光导3上设置有光散射和漫反射的反射层91,且该反射层91绕光导3的圆周的一部分延伸,并且其中所有半导体发光元件在端面31上的照明面积的中心17相对于端面31的中心310沿离开反射层91的方向偏离。
图5示出另一个示例性实施例。在本示例性实施例中,5个半导体发光元件21、22、210、211、212被设置在端面31上。如在图4所示的例子中,半导体发光元件210、211、212分别发红色,蓝色或绿色的光。此外,设置有两个发白光的半导体发光元件21、22。优选地,这两个半导体发光元件21、22发出不同颜色温度的白光。但若设置了两个相同的半导体发光元件21、22,它们也可共同由电子控制单元5控制。否则,每个不同的颜色被单独控制,如在其他示例性实施例中一样。
在图4和5的例子中,通过使用发红、绿、蓝色光的半导体发光元件,不仅可以通过混合颜色分量而生成彩色光,也可生成白光,特别是在2700K至6500K的颜色温度范围内以大于80,优选大于90的高显色指数产生白光。
在图4和图5的例子中,设置有至少一个发白光的半导体发光元件。
但是,可替代地,也可使用以下配置,而不限制于图4和5中所示的发光元件的特定设置:
a)红,绿和蓝光,优选以上述波长,射入光导。然后可以通过混合三种颜色来产生白光。
b)提供半导体发光元件的RGBA配置。除了发红色,绿色和蓝色光的半导体发光元件,还设置有至少一种发橙黄色光的半导体发光元件(黄色调:575纳米-600纳米)。
在迄今所示的示例性实施例中,仅仅描述了单一的光源1,或单一光导3。然而,本发明还特别适用于连续地设置多个这样的光源1来提供线性,均匀发光的照明装置。
为了这个目的,根据本发明的一个实施例,不限制于在前述附图中所示的示例性实施例的特定设计,提供如示于图6的照明装置11。该照明装置11包括多个根据本发明的光源1,以及控制装置19和数据线20。控制装置19适于发布表示颜色值的数据。数据线20将各个光源1的电子控制单元5与控制装置19连接。电子控制单元5又适于贮存经由数据线20,特别是经由在图1的示例性实施例中所示的现有接口51,接收的颜色值,作为目标值或目标范围,并响应于来自传感器的传感器信号与所接收的颜色值之间的差值来改变半导体光源的亮度。为了简化,在图6中未示出光传感器7与半导体发光元件。然而各个光源1根据本发明构成,并且除了所示的光导3和电子控制单元5,还包括至少两两个半导体发光元件和至少一个光传感器。控制装置19优选间歇地,例如每40毫秒,经由数据线20输出颜色值。以这种方式,照明可以以简单快速的方式由控制器19集中进行控制。为了获得线形照明,在图6中所示的示例性实施例中光源的光导3连续地设置成相继的光导3的端面彼此面对。
光导的这种设置也从WO2012/130497A1已知。然而,在该情况下,在单独的光导3之间形成有间隙或中间空间。
当连续地设置多个根据本发明的光源,所发出的光场的均匀性现在可以通过从半导体发光元件横向发出的偏转光并将其辐射到相邻光导的两个端面之间的区域中来进一步改进。图7示出了两个光导3之间的区域。根据本发明的两个光源1、2的光导3在纵向上一前一后地设置,使得两个光导3的端面31、32并列彼此面对。现在,为了实现最均匀的照明,通常不管电子控制单元、颜色值与传感器的信号的匹配、以及累计时间间隔的适配,照明装置设有图7中所例示的下述特征:
照明装置包括至少两个光导3,对每个光导3,分别包括至少一个半导体发光元件21、22和23、24。光导3设置为使得它们端面31、32彼此隔开,半导体发光元件21、22、23、24设置在端面31、32之间的中间空间25中,使得来自半导体发光元件的光经由光导3的端面31、32射入光导3,并且所射入的光沿光导3的纵向延伸方向传导并在光导3的长度上横向地再度射出。在中间空间25附近或其中设有至少一棱镜27、29,其被设置和适配成使得在第一反射时由半导体发光元件横向地射出的光沿远离端面31、32的方向偏转,并且在第二反射中该偏转的光被横向偏转到光导3的纵向延伸方向并发出。在图7所示的示例性实施例中,设置有两个棱镜27、29。然而同样可以用具有相应折射面的单个棱镜。为了实现上述双重光的重定向和随后的横向射出,有利的是,对于每个光导3棱镜27、29具有两个相对于光导3的纵向延伸方向倾斜地延伸的反射面。棱镜27上的这些反射面用标号270、271标记。特别是,两个反射面270、271朝向外侧、倾斜地延伸离开端面31。为了更好地理解,标示出由半导体发光元件21、22横向发出的光束200的光束路径。该横向发出的光束200首先进入棱镜27,并通过相对于光源1的光导3的纵向延伸方向倾斜延伸的第一反射面270沿离开端面31的方向偏转。在该示例中平行于反射面270延伸的第二反射面271将该光束重定向回到原来的横向朝外方向,然而,现在由于双重反射,是从端面31偏移到中间空间25的位置,离开光导3。本发明与累计时间间隔的创造性适用相结合也是有利的,因为从半导体发光元件横向发出的光也被用于实现高效率和均匀的照明。
在迄今所示的例子中,半导体发光元件的光被直接射入到光导3的端面。这具有高效率的优点。如在图4和图5所示的半导体发光元件的设置,提高了所发出的光的颜色均匀性。然而,在靠近端面31的光导的区域中,仍然会发生颜色偏差,这是因为光线到光导的侧表面的路径的长度不同。现在可以用图8示意性所示的实施例来实现横向发出的光的特别高度的均匀性。该光源1包括具有光入射区域41和光出射区域42的光混频器40。来自半导体发光元件21、22的光经由光入射区域41射入到光混频器40。在该光混频器40中,光通过在其壁上的反射而引导。因此,光混频器40本身是光导。如从图8可知,光混频器40的纵向延伸方向或光传播方向横切光导3的纵向延伸方向。为了能够将横切光导3的纵向延伸方向传导的光射入到光导3的端面31,具有反射面44的偏转光装置43被设置成使光朝向端面31偏转。例如,该偏转光装置可以是反射镜或棱镜或例如具有镜像反射面44的棱镜。优选地,当在端面31的立视图中观察时,光混频器40沿与反射层91交叉的光导3的径向方向延伸。从而,光混频器沿与光导3的光发出方向相反的方向延伸。以这样的方式,该光混频器可以被安装在一个壁元件,而不用投射到要照明的空间中。由于因来自不同颜色的半导体发光元件的光在光混频器40中所实现的空间混合的高度的均匀性,本实施例非常好地适于与根据本发明的允许快速调节精确的颜色位置的累计时间的控制相结合。其中,光混频器40确保在光传感器7、8的感测位置,光最精确地对应于所发出的光的平均颜色值。然而该光源1的构成也可以与其他类型的电源或电子控制单元相组合,并因此独立于累计时间的控制。因此,本发明还涉及具有至少两个半导体发光元件21、22的光源1,其中,所述半导体发光元件21、22发出不同颜色的光,并且,所述光源包括光导3,该光导3被形成为使得从半导体发光元件21、22产生的光从光导3横向离开,并且其中,所述光源包括光传导光混频器40,半导体发光元件21、22放出的光至少部分地射入该光混频器40,其中,光混频器40传导来自半导体发光元件21、22的光所沿的该光混频器40的纵向延伸方向横向于光导3的纵向延伸方向延伸,并且其中,设置有偏转光装置43,该偏转光装置43将在光混频器中传导的光重定向到朝光导的端面31的方向,使得光被偏转后射入光导3的端面31。
如果将多个光源1串联地设置,并且期望甚至从光源之间的中间区域放出光,类似于图7中所示的实施例,反射面44也可以设计成部分地反射性的,从而使在光混频器40中混合的光的一小部分通过反射面44。例如,可以设置一个棱镜作为偏转光装置40,其具有金属化的反射面44,并且部分地中断金属化过程以便允许光通过。为此,例如,在例如金属化期间反射面的表面的一小部分被遮蔽。
为了实现高效率,一般来说,如图8所示的光混频器应当在反射后放出光,使得最大可能比例的光射入随后的下游的光学元件,此处特别是光导3。事实令人惊讶地表明,为此有利的是对于光射入和光射出区域选择不同的纵横比,即彼此垂直的尺寸之间的比率。特别是,为了实现最佳的效率,这些比率取决于下游的光学元件的光射入区域的几何形状,如光导3的光输入区域的形状。
根据本发明的一个实施例,为此设置有一光学布置,其包括:第二光导(以与侧面放光的光导3相区分)形式的第一光学元件,该第二光导斜切有斜面并限定传导光的光混频器40;第二光学元件,其中,该第二光学元件是光导3或介于光混频器和光导3之间的中间光学元件,其中,第一光学元件或第二光导在壁处通过全内反射传导光,并具有由第二光导的非倾斜端面限定的光入射区域,并且具有光射出区域,其中光出射区域由光混频器40或第二光导的设置倾斜面的那一端处的壁的表面区域限定。第二光学元件具有设置在第一光学元件的光射出区域上或面对第一光学元件或光混频器40的光射出区域的光入射孔,第一光学元件或第二光导的光入射区域具有在沿光入射区域与在斜面处的光偏转平面相交的方向上测得的宽度x,并且第二光学元件的光入射孔具有在沿第二光导的光射出区域与在斜面处的光偏转平面相交的方向上测得的高度z。
宽度x和高度z满足以下关系:
(1)x/z≤1.5×[tan(90°-α/2)-tan(90°-(2×[α/2+90°]-[l80°-arcsin(l/n)]))]-1
其中,α表示光在斜面处的偏转角,n表示第二光导的材料的折射率。为了不失一般性,将坐标系选择成使得光的偏转仅发生在x-z平面中。
在此斜面限定了光混频器的偏转光装置43并且是图8所示的反射面44。从半导体发光元件发出的光在斜面处通过全内反射和/或通过设置在斜面上的反射材料处的反射朝向光导3重定向。光混频器优选具有棱柱的形状,并且其光入射区域41由棱柱的非倾斜的基部(表面)限定。本发明意义上的棱柱是一个通过基部(表面)的平行移位,这意味着在本发明的情况下通过光入射区域的平行移位,而形成的主体。该基部不一定是形成有角部。相反,基部或棱柱的横截面区域也可具有圆形周边部。
为便于理解,图8中示出了x方向和z方向。
在效率方面,大尺寸值z是有利的,但是,对于大的z值而言降低了可投射入第二光学元件的强度的增长,同时,第二光学元件变得更加庞大。因此,根据本发明的另一实施例,有利的是当第二光学元件的高度z相对于第一光学元件的光入射区域的宽度受到限制。因此,具体地,根据本发明的另一实施例,构思成使尺寸x和z额外地满足下列关系:
(2)x/z≥0.85×[tan(90°-α/2)-tan(90°-(2×[α/2+90°]-[180°-arcsin(1/n)]))]-1
光在斜面处偏转90°特别节省空间。在图8中所示的布置也同样是这种情况。根据具有90°偏转的该优选的实施例,在第二光学元件,优选所述光导3的端面31的光入射孔的高度z与第二光导的光入射区域的宽度x之间产生如下的关系:
(3)x/z≤1.5×[1+tan(arcsin(l/n))]-1
其中n是所述第二光导的材料的折射率。
相应于更一般的关系式(2),下述关系式优选地额外地适用于比值x/z:
(4)x/z≥0.85×[l+tan(arcsin(l/n))]-1
该光学布置的第二光学元件的光入射孔的形状优选对于两个相互垂直的方向具有纵横比为0.8:1~1.2:1,更优选为0.9:1~1.1:1,特别优选为1:1。特别是具有约1:1的纵横比和光偏转,本发明可提供高的耦合效率。当第二光学元件由光导3形成并且光导3具有圆形或方形的横截面面积时,给出例如1:1的纵横比y/z。
为了提高光投射入光导3中的效率,对本发明的上述实施例可替代地或附加地,已证明具有棱柱形光导的形式的光混频器40的特定的横截面形状是有利的。
因此,根据本发明的另一个方面,提供斜切有斜面的棱柱形第二光导形式的光混频器,该斜面限定反射面44,其中,所述光混频器:
-在其壁22处通过全内反射传导光;以及
-具有由光混频器的非倾斜端面形成的光入射区域41;以及
–具有光出射区域42,其中该光出射区域42由壁的在光导的设置有斜面的那一端的表面区域限定,并且其中光混频器40的横截面区域具有这样一种形状,其尺寸在从背离光导3的表面朝向光导3的方向上单调变大,并且在至少一个部分中沿该方向连续地单调变大。
这样的横截面形状也被表明在光学***的效率方面特别有利。通过这样的横截面形状,可以实现在光出射区域逸出的光保持为最少,使得其不进入下游光学元件的入射孔。
图9示出了光混频器的这样的横截面面积的不同示例。横截面面积的形状对应于光入射区域41。
图9示出根据本发明的另一些实施例的光导40的横截面面积的四种不同的基部。这些实施例所基于的是光导40的横截面面积具有这样一种形状,其尺寸在从背离第二光学元件3的表面朝向第二光学元件3的方向上单调变大,并且在至少一个部分中沿该方向连续地单调变大。
图9的a)部分示出一横截面面积,其宽度在从一个面490到包括光出射区域42的相对面491的光导的整个延伸长度上连续单调增大。
图9的b)部分示出一横截面面积,其宽度在图中从左到右首先单调增大,然后保持恒定。
在图9的a)和b)部分的示例性实施例中,光导具有平壁部分。然而,也可提供圆形壁,如在图9的c)部分所示的例子中。在该示例性实施例的光导的横截面面积中,其中横截面尺寸连续单调增大的壁部分被修圆。
图9的d)部分示出一个三角形基部。因此,不存在与光出射区域42相对的面,其横截面从边角493起朝面491加宽。
如上面参照图1所示,面491包括光出射区域42。图9的所有示例性实施例的共同点在于,由于横截面的尺寸朝光出射区域42单调地和至少部分连续单调地变大(即,以示例性实施例中所示的取向从左向右),横截面并从而光入射区域41在光出射区域42或相关的面491具有其最大尺寸。
对于本领域技术人员很明显,本发明并不限定于示例性实施例,而是可以在权利要求书的主题的范围内以多种方式进行变化。例如,因此,在图4和5的示例性实施例中描述了一种具有圆形横截面的光导。但也可以有多边形的,例如方形或矩形的截面形状。另外,光导可以具有片状形状。
此外,在附图所示的实施例中,对每个光源提供有单个光导。然而,同样可可以串联连接多个光导。在该情况下,可以通过适当的耦接器将多个光导插接到一起。另外,在参照图1说明的例子的进一步改进中,在电子控制单元5中可以设置有两个控制电路,由此可以基于两个光传感器7、8的传感器值用在两端面31、32处的各个半导体发光元件调节不同的颜色位置。利用于图6示意性示出的照明装置11,就可以以这种方式例如调节沿单个光源1的连续设置的侧向放光的光导3的颜色梯度。为了发送各个颜色值,可以使用合适的例如,基于电报的寻址通过控制装置19将不同的目标值或目标范围供给到光源1的电子控制单元5。
附图标号列表:
1、2光源
21、22、23、24、210、211、212,半导体发光元件
3光导
5电子控制单元
7、8光传感器
9反射元件
11照明装置
13电连接
15中心线
17半导体发光元件的发光区域的中心
19控制装置
20数据线
25两个光导的端面之间的中间空间
27、29棱柱
31、323的端面
34光传感器7、8到最接近的端面的距离
353的侧面
40光混频器
4140的光入射区域
4240的光出射区域
43偏转光装置
4440的反射面
50微控制器
51界面
71、72、73二向色滤光片
75、76、77传感器区域
78孔径光阑
91反射层
200光束
490、49140的面
49340的边角

Claims (22)

1.一种光源(1),包括:
-至少两个半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212),所述半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)发出不同颜色的光,其中,所述光源(1)包括:
-光导(3),由所述半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)发出的光至少部分地射入所述光导(3),所述光导(3)配置成使得由所述半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)投射入的光从所述光导(3)横向地离开;其中所述光源(1)进一步包括:
-通过其可以调节所述半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)的亮度的电子控制单元(5);以及
-光传感器(7),其被设置以接收由所述半导体光源(21、22、23、24、210、211、212)投射入所述光导(3)并从所述光导(3)横向地离开的光;
其中所述电子控制单元(5)被构成为与光传感器(7)用于:
-累积累计时间间隔上的传感器信号;和
-比较累积的光传感器(7)的信号与目标值或目标范围,并响应于传感器信号与目标值或目标范围之间的差改变所述半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)的亮度,并响应于传感器信号与目标值或目标范围之间的差或响应于目标值的改变来改变累计时间间隔。
2.根据前述权利要求所述的光源,其特征在于,所述电子控制单元(5)适于通过与差较小时相比在差较大时设定较短的累计时间间隔而响应于与目标值或目标范围之间的差来改变累计时间间隔。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,所述电子控制元件(5)适于通过缩短累计时间间隔并随后阶段性地或者连续地再延长累计时间间隔来响应于目标值或目标范围的变化。
4.根据前述权利要求所述的光源(1),其特征在于,所述电子控制元件(5)适于响应于与目标值或目标范围之间的差来将累计时间间隔设定到10毫秒至5秒的范围内,优选15毫秒至3秒的范围内的值。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,所述电子控制元件(5)适于通过基于存储的值预调节所述半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)的亮度并然后基于传感器信号与目标值或目标范围之间的比较更精确地调节颜色位置来响应于目标值或目标范围的变化。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,还包括反射元件(9),该反射元件设置成将从所述光导横向发出的部分的光反射,其中,所述光传感器(7)设置成接收从所述光导横向发出并通过所述反射元件(9)的光。
7.根据前述权利要求的光源(1),其特征在于,所述反射元件(9)由所述反射层(91)形成,该反射层绕所述光导的周边的一部分延伸。
8.根据前述权利要求的光源(1),其特征在于,所述反射元件(9)设置为具有嵌入的光散射粒子的硅涂层的形式,所述粒子具有大于二的折射率。
9.根据两个前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,所述反射元件(9)设计为使得小于20%,优选至多5%,并优选大于2%的入射到所述反射元件(9)的光通过所述反射元件(9)。
10.根据前述三个权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,所述反射元件(9)设计为至少部分地漫反射,以及散射在所述光导(3)中传导的光,使得散射、从而漫反射的光从所述光导(3)横向地离开。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,所述光传感器(7)设置成使得它接收在离所述光导的端面(31)沿所述光导的光传导方向测量的一段距离处横向发出的光,该距离对应于所述光导(3)的横向尺寸的至少两倍、优选至少三倍。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,所述半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)包括四色LED阵列,该LED阵列包括至少一个发红色光的LED,至少一个发绿色或黄色光的LED,至少一个发蓝色光的LED,和至少一个发白光的LED。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,所述光传感器(7)具有带有不同二向色滤光片(71、72)的多个传感器区域和将从所述光导横向地发出并入射到所述传感器区域上的光的角度范围限制到小于90°的孔径光阑。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,
其中所述光导在其相对端具有两个端面(31、32),并且其中对于两个端面(31、32),每个在端面(31、32)处设置有至少两个半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212),使得从其发出的光通过相应的端面(31、32)射入所述光导(1)。
15.根据前述权利要求所述的光源(1),
其包括第一光传感器(7)和第二光传感器(8),其中,各个光传感器(7、8)与所述端面(31、32)中的相应的一个相关联,使得各个光传感器(7、8)分别接收射入该光传感器(7、8)所关联的端面的光的较大比例,并且其中,所述电子控制单元(5)适配成彼此独立地并基于与相应的端面(31、32)相关联的光传感器(7、8)的传感器信号控制在各个端面(31、32)处的半导体发光元件。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,
在所述端面(31)上所有半导体发光元件(21、22、23、24、210、211、212)的发光表面的中心(17)相对于端面(31)的中心(310)沿离开反射层(91)的方向偏离。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,所述光源(1)包括传导光的光混频器(40),由所述半导体发光元件(21、22)发出的光至少部分地射入该光混频器,其中,所述光混频器(40)从所述半导体发光元件(21、22)传导光所沿着的该光混频器的纵向延伸横向于所述光导(3)的纵向延伸延伸,并且,其中,设置有偏转光装置(43),其将在所述光混频器(40)中传导的光重新定向到朝所述光导(3)的端面(31)的方向,使得偏转之后的光射入所述光导(3)的端面(31)。
18.根据前述权利要求所述的光源(1),其特征在于,所述光混频器(40)包括第二光导,该第二光导斜切有斜面并具有由该第二光导的非倾斜端面形成的光入射区域,以及由第二光导的设置有斜面的端部处的壁的区域所形成的光出射区域,并且,其中,设置有由所述光导(3)或由插置于所述光导(3)和所述光混频器(40)之间的光学元件设置的第二光学元件,其中所述第二光学元件具有设置在所述光混频器的光出射区域处或面对所述第一光学元件的光出射区域的光入射孔,其中,所述第二光导的光入射区域具有在沿所述光入射区域与在斜面处的光偏转平面相交的方向上测得的宽度x,并且所述第二光学元件的光入射孔具有在沿所述第二光导的光射出区域与在斜面处的光偏转平面相交的方向上测得的高度z,该宽度x和高度z满足以下关系:
x/z≤1.5×[tan(90°-α/2)-tan(90°-(2×[α/2+90°]-[l80°-arcsin(l/n)]))]-1
其中,α表示光在斜面处的偏转角,n表示所述第二光导的材料的折射率。
19.根据前述两个权利要求中的任一项所述的光源(1),其特征在于,所述第二光学元件(3)的光入射孔(30)的高度z与所述第二光导的光入射区域的宽度x满足以下关系:
x/z≤1.5×[1+tan(arcsin(l/n))]-l
其中n表示所述第二光导的材料的折射率。
20.根据前述三个权利要求中的任一项所述的光源(1),其包括由斜面斜切的棱柱形光导形式的光混频器(40),该斜面限定反射面(44),其中,所述光混频器(40)的横截面区域具有这样一种形状,其尺寸在从背离光导(3)的表面朝向光导(3)的方向上单调变大,并且在至少一个部分中沿该方向连续地单调变大。
21.一种照明装置(11),包括多个前述权利要求中的任一项所述的光源(1),控制装置(19)和数据线(20),其中,所述控制装置(19)适于输出表示颜色值的数据,并且其中,所述光源(1)的电子控制单元(5)经由数据线(20)与所述控制装置(19)连接,并且其中,电子控制单元(5)适于贮存经由数据线(20)接收的颜色值作为目标值或目标范围,并基于传感器信号与所接收的颜色值之间的差值来改变半导体光源(21、22、23、24、210、211、212)的亮度。
22.根据前述权利要求所述的照明装置(11),其中,
所述光源(1、2)的光导(3)设置为使得它们的端面(31、32)彼此隔开,并且半导体发光元件(21、22、23、24)设置在所述端面(31、32)之间的中间区域(25)中,使得来自所述半导体发光元件(21、22、23、24)的光经由其端面(31、32)射入所述光导(3),并且其中,至少一个棱柱(27、29)设置成在所述中间区域(25)处或在该区域中,该棱柱被设置和适配成使得在第一反射时由所述半导体发光元件(21、22、23、24)横向地射出的光沿远离端面(31、32)的方向偏转,并且在第二反射中该偏转的光被横向偏转到光导(3)的纵向延伸方向并发出。
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