專利名稱：產(chǎn)生輸出光的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生輸出光的裝置和方法，尤其涉及產(chǎn)生具有在紅外波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的波長譜的輸出光的裝置和方法。
背景技術(shù)：
相關(guān)申請(qǐng)的參考本申請(qǐng)是于2004年10月14日提交的被要求優(yōu)先權(quán)的序列號(hào)10/966057的申請(qǐng)的延續(xù)部分。在此將在先申請(qǐng)的全文引為參考。
電子閃光器為攝影提供補(bǔ)充光，以增強(qiáng)照相機(jī)或其他成像裝置所捕捉的圖像。傳統(tǒng)的電子閃光器利用填充有氣體(諸如氬、氪、氖和氙)或蒸氣(諸如汞蒸氣)的燈泡。當(dāng)將高電壓施加到該燈泡時(shí)，使該氣體或蒸氣電離，使得電子流過該氣體或蒸氣。這些電子激勵(lì)該氣體或蒸氣的原子，使其發(fā)射光。所發(fā)射光的波長特性依賴于該燈泡中的氣體或蒸氣。在汞蒸氣的情況下，所發(fā)射的光是紫外光，由于通常并不需要紫外光，因此通常利用熒光材料將其轉(zhuǎn)換為可見光。
近來，已經(jīng)將發(fā)光二極管(“LED”)的工作效率改進(jìn)到LED正在取代傳統(tǒng)光源，甚至電子閃光器中的燈泡的程度?，F(xiàn)有的LED可以發(fā)射在紫外(“UV”)、可見或紅外(“IR”)波長范圍內(nèi)的光。這些LED通常具有窄的發(fā)射譜(大約+/-10nm)。作為一個(gè)例子，藍(lán)色I(xiàn)nGaN LED可以產(chǎn)生具有470nm+/-10nm波長的光。作為另一個(gè)例子，綠色I(xiàn)nGaN LED可以產(chǎn)生具有510nm+/-10nm波長的光。作為再一個(gè)例子，紅色AlInGaP LED可以產(chǎn)生具有630nm+/-10nm波長的光。然而，由于電子閃光器通常需要產(chǎn)生用于彩色再現(xiàn)目的的白光，因此諸如紅色、藍(lán)色和綠色LED的不同顏色LED在一個(gè)電子閃光器中一起使用以產(chǎn)生白光?；蛘?，將熒光材料引入電子閃光器中的一個(gè)或更多個(gè)UV、藍(lán)色或綠色LED以利用熒光產(chǎn)生白光。
對(duì)于不同的攝影應(yīng)用，電子閃光器提供的補(bǔ)充光需要不同的波長特性。于是，需要能夠調(diào)節(jié)輸出光的波長特性生的產(chǎn)生輸出光的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于產(chǎn)生具有在可見波長范圍和紅外波長范圍內(nèi)的波長譜的輸出光的裝置和方法，使用熒光材料來轉(zhuǎn)換從一個(gè)或更多光源發(fā)射的原始光的至少一部分，以產(chǎn)生輸出光。該熒光材料可用于將原始光轉(zhuǎn)換為具有在紅外波長范圍或可見波長范圍內(nèi)的峰值波長的轉(zhuǎn)換光。該轉(zhuǎn)換光與其他光結(jié)合產(chǎn)生輸出光。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光產(chǎn)生裝置包括殼體、第一光源和第二光源。該第一和第二光源可操作地耦合到該殼體。該第一光源構(gòu)造成產(chǎn)生具有在紅外波長范圍內(nèi)的峰值波長的第一光。該第二光源構(gòu)造成產(chǎn)生具有在可見波長范圍內(nèi)的峰值波長的第二光。該第二光源包含具有波長轉(zhuǎn)換特性的熒光材料，以轉(zhuǎn)換該第二光源產(chǎn)生的原始光的至少一部分，從而產(chǎn)生第二光。該第一光和該第二光是輸出光的成分，該輸出光具有在紅外波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的波長譜。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光產(chǎn)生裝置包括殼體、第一光源和第二光源。該第一和第二光源可操作地耦合到該殼體。該第一光源構(gòu)造成產(chǎn)生具有在紅外波長范圍內(nèi)的峰值波長的第一光。該第一光源包含具有波長轉(zhuǎn)換特性的熒光材料，以轉(zhuǎn)換該第一光源產(chǎn)生的原始光的至少一部分，從而產(chǎn)生該第一光。該第二光源構(gòu)造成產(chǎn)生具有在可見波長范圍內(nèi)的峰值波長的第二光。該第一光和該第二光是該輸出光的成分，該輸出光具有在紅外波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的波長譜。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于產(chǎn)生輸出光的方法包括產(chǎn)生第一原始光以產(chǎn)生具有在紅外波長范圍內(nèi)的峰值波長的第一光；產(chǎn)生第二原始光以產(chǎn)生具有在可見波長范圍內(nèi)的峰值波長的第二光；通過熒光將第一光和第二原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為第一光和第二光之一；以及將該第一光和該第二光作為輸出光發(fā)射，該輸出光具有在紅外波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的波長譜。
本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將由下面的詳細(xì)描述，結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的原理的實(shí)例的描繪而變得清楚。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子閃光器，其可以包含在成像裝置或外部閃光單元中。
圖2是具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的集成電子閃光器的數(shù)字成像裝置的圖示。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的熒光LED的圖示。
圖4A、4B和4C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有可供選擇的燈構(gòu)造的LED的圖示。
圖5A、5B、5C和5D是具有引線框的LED的圖示，該引線框具有基于本發(fā)明的可選實(shí)施例的反射杯。
圖6是基于本發(fā)明的實(shí)施例用于產(chǎn)生輸出光的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，描述基于本發(fā)明實(shí)施例用于攝影的電子閃光器形式的光產(chǎn)生裝置10。電子閃光器10利用至少一個(gè)光源裝置在可見波長范圍和紅外(IR)波長范圍內(nèi)產(chǎn)生具有寬波長譜的輸出光。由此，電子閃光器10能夠提供具有所需要波長特性的閃光，其中該閃光的至少一種成分具有寬的IR/可見波長譜。
如圖1所示，電子閃光器10可以包含對(duì)可見和IR光都敏感在數(shù)字照相機(jī)12、照相機(jī)電話14或任何其他成像裝置中。電子閃光器10也可以包含在用于與成像裝置相連的外部閃光單元16中?？梢詫⒃撏獠块W光單元16設(shè)計(jì)為接合到成像裝置或用作與成像裝置相連的外部裝置。下面參考圖2對(duì)電子閃光器10進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
在圖2中，示出了具有基于本發(fā)明實(shí)施例的電子閃光器10的數(shù)字成像裝置20。在本實(shí)施例中，電子閃光器10包含在數(shù)字成像裝置20內(nèi)。該數(shù)字成像裝置20在此處被描述為數(shù)字照相機(jī)，其對(duì)可見和IR光都敏感。然而，成像裝置20可以是對(duì)可見和IR光都敏感的任何成像裝置，諸如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。
如圖2所示，成像裝置20包括透鏡22、圖像傳感器24、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)26、處理器28、存儲(chǔ)裝置30和電子閃光器10。透鏡22用于將感興趣的場景聚焦到圖像傳感器24上以捕獲該場景的圖像。圖像傳感器24通過響應(yīng)于在圖像傳感器的每個(gè)像素接收的光在該像素處產(chǎn)生電荷來電子地捕獲該聚焦的圖像。圖像傳感器24對(duì)可見和IR光都敏感，以便在電子閃光器10產(chǎn)生的IR光被反射離開感興趣的場景內(nèi)的物體時(shí)，能夠由該圖像傳感器捕獲該IR光。作為一個(gè)實(shí)例，圖像傳感器24可以為電荷耦合器件(CCD)或金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)圖像傳感器。通過ADC26將圖像傳感器24產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以用于信號(hào)處理。
成像裝置20的處理器28對(duì)來自ADC26的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理以產(chǎn)生所捕獲的感興趣場景的數(shù)字圖像。處理器28執(zhí)行的處理可以包括彩色插值(demosaicing)、圖像增強(qiáng)和壓縮。將所得到的數(shù)字圖像存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置30內(nèi)，該存儲(chǔ)裝置30可以包括可拆卸的存儲(chǔ)卡。
電子閃光器10包括殼體32，光學(xué)透明蓋34，以及一個(gè)或更多個(gè)光源裝置36、38、40和42。殼體32為光源裝置36、38、40和42提供結(jié)構(gòu)支撐。殼體32可以包括反射面44以將光源裝置36、38、40和42產(chǎn)生的光的一部分朝向光學(xué)透明蓋34反射，使得光源裝置產(chǎn)生的大部分光能夠透射該透明蓋用作閃光。該光學(xué)透明蓋34的形狀可以是透鏡以導(dǎo)引來自光源裝置36、38、40和42的光，以便優(yōu)化電子閃光器10的輸出光。
電子閃光器10的光源裝置36、38、40和42安裝在殼體32的反射面44上。電子閃光器10的每個(gè)光源36、38、40和42可以為產(chǎn)生光的任何類型的裝置，諸如發(fā)光二極管(LED)或激光二極管。然而，此處將光源裝置36、38、40和42描述為LED。在所描繪的實(shí)例中，電子閃光器10包括一個(gè)LED36，該LED36產(chǎn)生波長譜在可見范圍和IR范圍內(nèi)的光，此處將其稱作“可見/IRLED”，以及三個(gè)其他LED38、40和42。包含在電子閃光器10內(nèi)的其他LED38、40和42的類型依賴于所需要的電子閃光器的輸出光的不同波長特性。作為一個(gè)實(shí)例，其他LED38、40和42可以包括深紫外(UV)、UV、藍(lán)色、綠色、紅色和IR LED。其他LED38、40和42也可以包括熒光LED，其利用熒光以將特定LED產(chǎn)生的原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為更長波長的光，而產(chǎn)生各種顏色的光，包括諸如白光的多色光。
在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，電子閃光器10的LED36、38、40和42可以包括至少一個(gè)非熒光IR LED(即，不使用熒光發(fā)射IR光的LED)和至少一個(gè)熒光可見顏色LED(即，利用熒光發(fā)射可見顏色光的LED)的組合，以產(chǎn)生波長譜在IR波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的輸出光。作為一個(gè)實(shí)例，包含在電子閃光器10中的熒光可見顏色LED可以發(fā)射白色、紅色、綠色、藍(lán)色或其他可見顏色光，包括諸如黃色或紫色光的混合顏色光。
在本發(fā)明的可選擇實(shí)施例中，電子閃光器10的LED36、38、40和42可以包括至少一個(gè)熒光IR LED(即，利用熒光發(fā)射IR光的LED)和至少一個(gè)非熒光可見顏色LED(即，不使用熒光發(fā)射可見顏色光的LED)的組合，以產(chǎn)生波長譜在IR波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的輸出光。作為一個(gè)實(shí)例，包含在電子閃光器10中的非熒光可見顏色LED可以發(fā)射紅色、綠色或藍(lán)色光。電子閃光器10可以包括非熒光紅色、綠色和藍(lán)色LED，以便覆蓋大部分或全部可見波長譜。
電子閃光器10的LED36、38、40和42可以選擇性地被激勵(lì)和控制，以調(diào)節(jié)電子閃光器10所產(chǎn)生的閃光的波長特性。由此，電子閃光器10可以構(gòu)造為產(chǎn)生不同的波長發(fā)射，其可以被控制以產(chǎn)生具有所需要波長特性的閃光。電子閃光器10可以利用一個(gè)或更多個(gè)IR LED和/或一個(gè)或更多個(gè)磷光體轉(zhuǎn)換IRLED，諸如可見/IR LED，來產(chǎn)生IR發(fā)射。電子閃光器10可以利用一個(gè)或更多個(gè)綠色LED和/或一個(gè)或更多個(gè)磷光體轉(zhuǎn)換綠色LED(具有UV/藍(lán)色或藍(lán)色LED管芯)產(chǎn)生綠色發(fā)射。電子閃光器10可以利用一個(gè)或更多個(gè)藍(lán)色LED和/或一個(gè)或更多個(gè)磷光體轉(zhuǎn)換藍(lán)色LED(具有UV LED管芯)產(chǎn)生藍(lán)色發(fā)射。電子閃光器10可以利用一個(gè)或更多個(gè)紅色LED和/域一個(gè)或更多個(gè)磷光體轉(zhuǎn)換紅色LED(具有UV/藍(lán)色或藍(lán)色LED管芯)產(chǎn)生紅色發(fā)射。電子閃光器可以利用不同顏色LED和/或一個(gè)或更多個(gè)磷光體轉(zhuǎn)換白色LED(具有UV/藍(lán)色、綠色或藍(lán)色LED管芯)的組合產(chǎn)生白色發(fā)射。
如圖2所示，電子閃光器10進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)電路46、可選顏色傳感器48和可選控制器50。驅(qū)動(dòng)電路46電連接到電子閃光器10的光源裝置36、38、40和42。驅(qū)動(dòng)電路46將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供到光源裝置36、38、40和42以選擇性地激勵(lì)光源裝置產(chǎn)生閃光，該閃光可以為不同光源裝置產(chǎn)生的光產(chǎn)生的合成光。根據(jù)所需要的閃光的波長特性，可以改變某些驅(qū)動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)度以產(chǎn)生所需要的光。顏色傳感器48非?？拷娮娱W光器10的光學(xué)透明蓋34放置，以接收從該蓋發(fā)射的閃光。顏色傳感器48測量電子閃光器10的光源裝置36、38、40和42產(chǎn)生的光的波長特性。控制器50利用這些測量監(jiān)測光源裝置36、38、40和42產(chǎn)生的光的波長特性并調(diào)節(jié)所述光的波長特性以產(chǎn)生所需要的閃光，其可以由用戶來選擇?？刂破?0能夠通過經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路46控制光源裝置36、38、40和42來調(diào)節(jié)閃光的波長特性。
轉(zhuǎn)到圖3，示出了基于本發(fā)明實(shí)施例的LED100形式的熒光光源裝置，其可以包含在電子閃光器10中。在一個(gè)實(shí)施例中，熒光LED100可以為熒光可見/IR LED，其產(chǎn)生具有在可見波長范圍和紅外(IR)波長范圍內(nèi)的寬的波長譜的輸出光。由此熒光可見/IR LED的輸出光包括可見和IR光。利用熒光材料產(chǎn)生輸出光以將LED100產(chǎn)生的原始光的一部分轉(zhuǎn)換為不同波長的光。所轉(zhuǎn)換的光改變?cè)脊獾牟ㄩL譜以產(chǎn)生所需要的輸出光的波長譜。由于該輸出光不僅包括可見光也包括IR光，因此可以將LED100用于電子閃光器以外的IR應(yīng)用，諸如IR信號(hào)傳輸，以及用于可見光應(yīng)用，諸如用于可視通信或視覺效果。
在可選擇實(shí)施例中，熒光LED100可以為熒光IR LED，其產(chǎn)生輸出IR光或具有在IR波長范圍內(nèi)的峰值波長的光。在另一可選擇實(shí)施例中，熒光LED100可以為熒光可見顏色LED，其產(chǎn)生輸出可見顏色光或具有在可見波長范圍內(nèi)的峰值波長的光。利用適當(dāng)?shù)臒晒獠牧袭a(chǎn)生該輸出IR或可見顏色光，以將LED100產(chǎn)生的原始光的部分或基本上全部轉(zhuǎn)換為更長波長的光。
如圖3所示，LED100為安裝了引線框的LED。該LED100包括LED管芯102、引線框104和106、導(dǎo)線108和燈110。LED管芯102為產(chǎn)生特定峰值波長的光的半導(dǎo)體芯片。由此，LED管芯102為LED100的光源。盡管LED100示出為包含單個(gè)LED管芯，但是LED可以包含多于一個(gè)LED管芯，例如，一個(gè)紫外(UV)LED管芯和一個(gè)可見LED管芯。來自LED管芯102的光通常具有窄的波長譜(大約+/-10nm)。可以將LED管芯102設(shè)計(jì)成產(chǎn)生具有在紫外和可見波長范圍(～100-700nm)內(nèi)的峰值波長的光。作為一個(gè)實(shí)例，LED管芯102可以為GaN基LED，諸如InGaN或AlGaN LED，其產(chǎn)生具有在UV、藍(lán)色或綠色波長范圍內(nèi)的峰值波長的光。作為另一個(gè)實(shí)例，LED管芯102可以為AlInGaP管芯，其產(chǎn)生具有在紅色、橙色或黃色波長范圍內(nèi)的峰值波長的光。
使LED管芯102位于引線框104上并經(jīng)由導(dǎo)線108電連接到另一引線框106。引線框104和106提供驅(qū)動(dòng)LED管芯102所需要的電能。LED管芯102封入燈110中，其為傳播來自LED管芯102的光的介質(zhì)。燈110包括主部112和輸出部114。在本實(shí)施例中，燈110的輸出部114為圓頂形狀以起透鏡作用。由此，作為輸出光從LED100發(fā)射的光被燈110的該圓頂形輸出部114聚焦。然而，在另一實(shí)施例中，燈100的輸出部114可以為水平平面。
LED100的燈110由透明物質(zhì)構(gòu)成，其可以為任何透明材料，諸如環(huán)氧樹脂，硅樹脂，硅樹脂和環(huán)氧樹脂的混合物，無定形聚酰胺樹脂或碳氟化合物、玻璃和/或塑料材料，以便來自LED管芯102的光能夠穿過燈行進(jìn)并射出燈的輸出部114。在本實(shí)施例中，燈110包括波長漂移區(qū)116，其也是傳播光的介質(zhì)，由透明物質(zhì)和熒光材料118的混合物構(gòu)成。波長漂移區(qū)116內(nèi)的熒光材料118用于將由LED管芯102發(fā)射的原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為更低能量(更長波長)的光。可以改變由熒光材料118轉(zhuǎn)換的原始光的量，取決于所需要的LED100的輸出光。例如，如果LED管芯102為UV LED管芯，那么由于UV光對(duì)眼睛有害，并由此，在輸出光中不需要UV光，因此可以通過熒光材料118轉(zhuǎn)換基本上所有原始光。已轉(zhuǎn)換的光和未吸收的光(如果存在)作為LED100的輸出光從燈110的光輸出部114出射。
在波長漂移區(qū)116內(nèi)的熒光材料118可以包括一種或更多種無機(jī)磷光體，一種或更多種熒光有機(jī)染料，一種或更多種混合磷光體，一種或更多種納米磷光體，或熒光有機(jī)染料、無機(jī)磷光體、混合磷光體和納米磷光體的任何組合。此處將混合磷光體定義為由無機(jī)磷光體和有機(jī)磷光體或染料的任何組合構(gòu)成的磷光體。不管成分如何，如果LED100為熒光可見/IR LED，那么熒光材料118具有這樣的波長轉(zhuǎn)換特性，其轉(zhuǎn)換來自LED管芯102的原始光的一部分或基本上全部，使得輸出光的波長譜包括可見波長范圍和IR范圍。如果LED100為熒光IR LED，那么熒光材料118具有這樣的波長轉(zhuǎn)換特性，其轉(zhuǎn)換來自LED管芯102的原始光的一部分或基本上全部，使得輸出光具有在IR波長范圍內(nèi)的峰值波長。如果LED100為熒光可見顏色LED，那么熒光材料118具有這樣的波長轉(zhuǎn)換特性，其轉(zhuǎn)換來自LED管芯102的原始光的一部分或基本上全部，使得輸出光具有在可見波長范圍內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)峰值波長。LED100的輸出光的波長譜既依賴于波長漂移區(qū)116內(nèi)的熒光材料118的波長轉(zhuǎn)換特性，也依賴于LED管芯102產(chǎn)生的原始光的峰值波長。由此，為了產(chǎn)生具有所需要波長譜的輸出光，必須同時(shí)考慮熒光材料118和LED管芯102。
下面是根據(jù)本發(fā)明的能夠一起使用以產(chǎn)生具有在可見波長范圍和IR波長范圍內(nèi)的寬的波長譜的輸出光的LED管芯和熒光材料的一些實(shí)例。如此處所使用的，可見波長范圍為大約400nm至700nm，而IR波長范圍為大約700nm至1600nm。在下面的實(shí)例中，與每個(gè)LED管芯相關(guān)的顏色是由該LED管芯產(chǎn)生的光的峰值波長。類似地，與每個(gè)磷光體相關(guān)的顏色是由該磷光體轉(zhuǎn)換的光的峰值波長。第一實(shí)例是藍(lán)色LED管芯和這樣的熒光材料紅色和黃色磷光體，紅色和綠色磷光體，或紅色、黃色和綠色磷光體。該組合產(chǎn)生具有在400-950nm范圍內(nèi)的波長譜的輸出光。第二實(shí)例是紅色LED管芯和紅色磷光體熒光材料。該組合產(chǎn)生具有在600-1500nm范圍內(nèi)的波長譜的輸出光。第三實(shí)例是深UV LED管芯和這樣的熒光材料紅色、藍(lán)色和黃色磷光體，紅色、藍(lán)色和綠色磷光體，或紅色、藍(lán)色、綠色和黃色磷光體。該組合產(chǎn)生具有在400-800nm范圍內(nèi)的波長譜的輸出光。作為一個(gè)實(shí)例，黃色磷光體可以為YAG:Ce；TAG:Ce；或YAG:Ce，Pr；紅色磷光體可以為CaS:Eu2+，Mn2+；SrS:Eu2+；(Zn，Cd)S:Ag；Mg4GeO5.5F:MN4+；ZnSe:Cu；或ZnSeS:Cu，Cl；而綠色磷光體可以為ZnS:Cu+；SrGa2S4:Eu2+；YAG:Ce3+；或BaSrGa4S7:Eu；而藍(lán)色磷光體可以為BaMg2Al16O27:Eu。然而，具有所需要的波長轉(zhuǎn)換特性的任何熒光物質(zhì)均可用來取代上述實(shí)例。
盡管在圖3中將燈110的波長漂移區(qū)116示出為矩形形狀，但是可以將該波長漂移區(qū)構(gòu)造為其他形狀，諸如半球形。另外，在其他實(shí)施例中，波長漂移區(qū)116可以不物理耦合到LED管芯102。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將波長漂移區(qū)116定位在燈110內(nèi)的其他地方。在另一實(shí)施例中，將波長漂移區(qū)116定位在電子閃光器10的光學(xué)透明蓋34內(nèi)。
在圖4A、4B和4C中，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有可供選擇燈構(gòu)造的LED 200A、200B和200C。圖4A的LED 200A包括燈210A，其中整個(gè)燈為波長漂移區(qū)。由此，在本構(gòu)造中，整個(gè)燈210A由透明物質(zhì)和熒光材料118的混合物構(gòu)成。圖4B的LED200B包括燈210B，其中波長漂移區(qū)261B位于燈的外表面。由此，在本構(gòu)造中，沒有熒光材料118的燈210B的區(qū)域首先形成在LED管芯102上，然后將透明物質(zhì)和熒光材料118的混合物沉積在該區(qū)域上形成燈的波長漂移區(qū)216B。圖4C的LED200C包括燈210C，其中波長漂移區(qū)216C是涂覆在LED管芯102上的透明物質(zhì)和熒光材料118的混合物的薄層。由此，在本構(gòu)造中，首先用透明物質(zhì)和熒光材料118的混合物涂覆或覆蓋LED管芯102以形成波長漂移區(qū)216C，然后通過將沒有熒光材料118的透明物質(zhì)沉積到波長漂移區(qū)上，可以形成燈210C的剩余部分。作為一個(gè)實(shí)例，LED200C的波長漂移區(qū)216C的厚度可以為十(10)至六十(60)微米。
在可共選擇的實(shí)施例中，LED管芯設(shè)置在其上的LED的引線框可以包括反射杯，如圖5A、5B、5C和5D所描繪的那樣。圖5A-5D示出了包含具有反射杯322的引線框320的不同燈構(gòu)造的LED 300A、300B、300C和300D。反射杯322提供用于放置LED管芯102的凹陷區(qū)域，以便使LED管芯產(chǎn)生的光的一部分從引線框320反射，以作為有用的輸出光從各個(gè)LED出射。
根據(jù)本發(fā)明，上述的不同燈構(gòu)造可以用于其他類型的LED，諸如表面安裝LED，以產(chǎn)生其他類型的LED。另外，根據(jù)本發(fā)明，這些不同的燈構(gòu)造可以應(yīng)用到其他類型的發(fā)光裝置，諸如半導(dǎo)體激光裝置。在這些發(fā)光裝置中，光源可以為LED管芯以外的其他光源，諸如激光二極管。
參考圖6描述了基于本發(fā)明實(shí)施例的用于產(chǎn)生輸出光的方法。在框602，產(chǎn)生第一原始光以產(chǎn)生具有在IR波長范圍內(nèi)的峰值波長的第一光。然后，在框604，產(chǎn)生第二原始光以產(chǎn)生具有在可見波長范圍內(nèi)的峰值波長的第二光。然后，在框606，通過熒光將第一原始光和第二原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為第一光和第二光之一。然后，在框608，使第一光和第二光作為具有在IR波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的波長譜的輸出光發(fā)射。
盡管已經(jīng)描述和描繪了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是本發(fā)明并不限于如此描述和描繪的該特定形式和部件的設(shè)置。本發(fā)明的范圍由附于此處的權(quán)利要求及其等價(jià)物限定。
權(quán)利要求
1.一種光產(chǎn)生裝置，包括殼體；可操作地耦合到所述殼體的第一光源，所述第一光源構(gòu)造成產(chǎn)生具有在紅外波長范圍內(nèi)的峰值波長的第一光，所述第一光為輸出光的成分；以及可操作地耦合到所述殼體的第二光源，所述第二光源構(gòu)造成產(chǎn)生具有在可見波長范圍內(nèi)的峰值波長的第二光，所述第二光源包含具有波長轉(zhuǎn)換特性的熒光材料，以轉(zhuǎn)換所述第二光源產(chǎn)生的原始光的至少一部分，從而產(chǎn)生所述第二光，所述第二光同樣為所述輸出光的成分，使得所述輸出光具有在紅外波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的波長譜。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中所述第一光源包括紅外發(fā)光二極管，其構(gòu)造成產(chǎn)生具有在所述紅外波長范圍內(nèi)的所述峰值波長的所述第一光。
3.權(quán)利要求1的裝置，其中所述第二光源包括具有發(fā)光二極管管芯的熒光可見顏色發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管管芯構(gòu)造成產(chǎn)生具有在紫外波長范圍和可見波長范圍之一內(nèi)的峰值波長的所述原始光。
4.權(quán)利要求3的裝置，其中所述第二光源的所述熒光材料具有將所述原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為紅光、綠光和藍(lán)光之一的波長轉(zhuǎn)換特性。
5.權(quán)利要求3的裝置，其中所述第二光源的所述熒光材料具有將所述原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為白光的波長轉(zhuǎn)換特性。
6.權(quán)利要求1的裝置，其中所述熒光材料包括熒光有機(jī)染料、無機(jī)磷光體、混合磷光體和納米磷光體之一。
7.權(quán)利要求1的裝置，其中所述第一光源包含具有波長轉(zhuǎn)換特性的第二熒光材料，以轉(zhuǎn)換所述第一光源產(chǎn)生的原始光的至少一部分，從而產(chǎn)生所述第一光。
8.一種用于產(chǎn)生輸出光的裝置，包括殼體；可操作地耦合到所述殼體的第一光源，所述第一光源構(gòu)造成產(chǎn)生具有在紅外波長范圍內(nèi)的峰值波長的第一光，所述第一光源包含具有波長轉(zhuǎn)換特性的熒光材料以轉(zhuǎn)換所述第一光源產(chǎn)生的原始光的至少一部分，從而產(chǎn)生所述第一光，所述第一光為輸出光的成分；以及可操作地耦合到所述殼體的第二光源，所述第二光源構(gòu)造成產(chǎn)生具有在可見波長范圍內(nèi)的峰值波長的第二光，所述第二光同樣為所述輸出光的成分，使得所述輸出光具有在紅外波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的波長譜。
9.權(quán)利要求8的裝置，其中所述第二光源包含發(fā)光二極管，其構(gòu)造成產(chǎn)生具有在所述可見波長范圍內(nèi)的所述峰值波長的所述第二光。
10.權(quán)利要求9的裝置，其中所述發(fā)光二極管構(gòu)造成產(chǎn)生紅光、綠光和藍(lán)光之一。
11.權(quán)利要求9的裝置，其中所述發(fā)光二極管構(gòu)造成產(chǎn)生可見顏色光，其與其他可見顏色光組合以產(chǎn)生白光。
12.權(quán)利要求8的裝置，其中所述第一光源包括具有發(fā)光二極管管芯的熒光紅外發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管管芯構(gòu)造成產(chǎn)生具有在紫外波長范圍和可見波長范圍之一內(nèi)的峰值波長的所述原始光。
13.權(quán)利要求8的裝置，其中所述熒光材料包括熒光有機(jī)染料、無機(jī)磷光體、混合磷光體和納米磷光體之一。
14.權(quán)利要求8的裝置，其中所述第二光源包含具有波長轉(zhuǎn)換特性的第二熒光材料，以轉(zhuǎn)換所述第二光源產(chǎn)生的原始光的至少一部分，從而產(chǎn)生所述第二光。
15.權(quán)利要求14的裝置，其中所述第二熒光材料具有將所述第二光源產(chǎn)生的所述原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為白光的波長轉(zhuǎn)換特性。
16.一種用于產(chǎn)生輸出光的方法，所述方法包括產(chǎn)生第一原始光以產(chǎn)生具有在紅外波長范圍內(nèi)的峰值波長的第一光；產(chǎn)生第二原始光以產(chǎn)生具有在可見波長范圍內(nèi)的峰值波長的第二光；通過熒光將所述第一原始光和所述第二原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為所述第一光和所述第二光之一；以及發(fā)射所述第一光和所述第二光作為所述輸出光，所述輸出光具有在紅外波長范圍和可見波長范圍內(nèi)的波長譜。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述產(chǎn)生所述第一原始光包括產(chǎn)生具有在紫外波長范圍和可見波長范圍之一內(nèi)的峰值波長的所述第一原始光。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述轉(zhuǎn)換包括利用熒光有機(jī)染料、無機(jī)磷光體、混合磷光體和納米磷光體之一通過熒光將所述第一原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為所述第一光。
19.權(quán)利要求16的方法，其中所述產(chǎn)生所述第二原始光包括產(chǎn)生具有在紫外波長范圍和可見波長范圍之一內(nèi)的峰值波長的所述第二原始光。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述轉(zhuǎn)換包括利用熒光有機(jī)染料、無機(jī)磷光體、混合磷光體和納米磷光體之一通過熒光將所述第二原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為所述第二光。
21.權(quán)利要求16的方法，其中所述轉(zhuǎn)換包括通過熒光將所述第一原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為所述第一光，以及通過熒光將所述第二原始光的至少一部分轉(zhuǎn)換為所述第二光。
全文摘要
一種用于產(chǎn)生具有在可見波長范圍和紅外波長范圍內(nèi)的波長譜的輸出光的裝置和方法，使用熒光材料轉(zhuǎn)換從一個(gè)和更多個(gè)光源發(fā)射的原始光的至少一部分以產(chǎn)生輸出光。
文檔編號(hào)G03B15/03GK1936689SQ20061011088
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者J·B·Y·歘, Y·H·勞 申請(qǐng)人:阿瓦戈科技Ecbu Ip(新加坡)股份有限公司