專利名稱：多色半導(dǎo)體燈及提供彩色照明的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體燈，特別是一種多色半導(dǎo)體燈及提供彩色照明的方法。
一般能夠產(chǎn)生不同顏色光線輸出的半導(dǎo)體裝置，被公開于下面的美國專利案中美國專利第3，875，456、3，890，170、5，491，349、5，752，766及5，812，105號公開了不同形式的半導(dǎo)體裝置，這種半導(dǎo)體裝置包括數(shù)個彼此靠近且分別發(fā)出不同顏色光線的發(fā)光二極管，該等發(fā)光二極管能夠被分別控制，以單獨地或結(jié)合運作，以獲得不同顏色光線輸出的結(jié)果。要注意的是，公開于這些專利中的該等半導(dǎo)體裝置需要相當(dāng)復(fù)雜的控制電路分別控制該等不同顏色的發(fā)光二極管，以產(chǎn)生大范圍的不同顏色的光線輸出。
一般能夠產(chǎn)生倍數(shù)波長光線輸出的半導(dǎo)體裝置，被公開于下面的美國專利案中美國專利第5，077，588號案公開一種可用來發(fā)出紅外光線和可見光線的半導(dǎo)體裝置。美國專利第5，585，648號案公開一種能夠發(fā)射綠色頻譜至紫外線頻譜光線的半導(dǎo)體裝置。然而，公開于這些專利中的半導(dǎo)體裝置的光線輸出是為倍數(shù)波長，它們無法產(chǎn)生大范圍不同顏色的光線輸出。此外，能夠產(chǎn)生白色光線的半導(dǎo)體裝置，被公開于下面的美國專利案中美國專利第5，684，309號案公開一種發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管包括由鋁鎵氮化物或鋁銦鎵氮化物制成的隔離層所分隔的由銦鎵氮化物制成的堆疊活動層。美國專利第5，743，629號案公開一種照明系統(tǒng)，在該照明系統(tǒng)中，來自一發(fā)光二極管的非白光是由反射器反射以獲得白光。然而，公開于這些專利案中的該等裝置只能設(shè)計來產(chǎn)生特定顏色的光線，他們并非設(shè)計來提供多色照明。
本發(fā)明的目的在于提供一種利用一單一半導(dǎo)體光源來產(chǎn)生大范圍不同顏色的光線輸出的多色半導(dǎo)體燈。
本發(fā)明的另一目的在于利用多色半導(dǎo)體燈提供彩色照明的方法。
為達到上述目的本發(fā)明采取如下技術(shù)措施本發(fā)明的一種多色半導(dǎo)體燈，包括一可產(chǎn)生光線輸出的半導(dǎo)體光源，其特征在于，還包括一色散棱鏡，具有一位于光源前面以接收光線輸出的輸入端及一輸出光線的輸出端，該棱鏡將光源的光線分成數(shù)個色成分輸出，這些色成分在輸出端處以不同的角度放射出；一透鏡，置放在棱鏡的輸出端的前面，與透鏡邊緣結(jié)合的一圓錐形對焦區(qū)域的頂點位于棱鏡的輸出端；一用于改變光源與棱鏡的相對空間位置的位置改變裝置；一用于驅(qū)動光源以色成分中選擇之一與所述透鏡的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)的驅(qū)動裝置。
其中所述位置改變裝置包括一長形壓電元件，其一端安裝所述光源，以使光源可相對所述棱鏡移動；一鋸齒波電壓產(chǎn)生器，其電連接至壓電元件，產(chǎn)生一周期性鋸齒波電壓，并輸出至壓電元件；壓電元件響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小而變形，以改變所述棱鏡輸入端入光線的入射角。
其中所述壓電元件包括一壓電陶瓷基體和兩電極，兩電極分別置在陶瓷基體的兩表面，并分別電連接至所述電壓產(chǎn)生器。
其中所述鋸齒波電壓輸出為雙極性電壓。
其中所述驅(qū)動裝置包括一開關(guān)電路，其電連接在所述光源與一外部電壓源之間；一脈沖信號產(chǎn)生裝置，電連接至開關(guān)電路，其在所述鋸齒波電壓輸出的一時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖，鋸齒波電壓輸出的時間周期內(nèi)，鋸齒波電壓從一最小值到一最大值。
其中所述周期性鋸齒波電壓輸出的頻率至少為16Hz。
其中所述位置改變裝置包括一長形壓電元件，其一端安裝有所述棱鏡，以使棱鏡可相對于所述光源移動；一鋸齒波電壓產(chǎn)生器，其電連接至壓電元件，并且施加一鋸齒波電壓輸出至壓電元件；壓電元件的變形響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小，以改變棱鏡相對于所述光源的空間位置。
其中所述壓電元件包括一壓電陶瓷基體和兩電極，兩電極分別置在陶瓷基體的兩表面，并分別電連接至所述電壓產(chǎn)生器。
其中所述鋸齒波電壓輸出為雙極性電壓。
其中所述驅(qū)動裝置包括一開關(guān)電路，其電連接在所述光源與一外部電壓源之間；一脈沖信號產(chǎn)生裝置，其電連接至開關(guān)電路，在所述鋸齒波電壓輸出的一預(yù)定時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖，在鋸齒波電壓輸出的時間周期內(nèi)，鋸齒波電壓從一最小值到一最大值。
其中所述周期鋸齒波電壓輸出的頻率至少為16Hz。
其中所述棱鏡由一種具有光線折射能力且從包括水晶、玻璃和塑料的群組選擇出來的透明材料形成或是一種具有光線折射能力的透明的壓電水晶棱鏡。
其中所述棱鏡設(shè)有一對電極，所述位置改變裝置包括鋸齒波電壓產(chǎn)生器，鋸齒波電壓產(chǎn)生器電連接至棱鏡的電極并且施加一周期鋸齒波電壓輸出至棱鏡的電極上，棱鏡響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小產(chǎn)生變形，以相對于所述光源與透鏡，改變棱鏡的輸入與輸出端的空間位置，并且改變在棱鏡輸出端的色成分的放射角。
其中所述電極分別設(shè)在所述棱鏡的輸入與輸出端。
其中所述鋸齒波電壓輸出為雙極性電壓。
其中所述驅(qū)動裝置包括一開關(guān)電路，其電連接在所述光源與一外部電壓源之間；一脈沖信號產(chǎn)生裝置，其電連接至開關(guān)電路，且在鋸齒波電壓輸出的一時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖，在鋸齒波電壓輸出的時間周期內(nèi)，鋸齒波電壓從一最小值到一最大值。
其中所述周期鋸齒波電壓輸出的頻率至少為16Hz。
其中所述光源為一發(fā)光二極管或激光二極管。
其中所述棱鏡具有一底部，棱鏡的輸入端與底部形成一直角。
其中還包括一放置所述光源的燈殼，所述棱鏡與透鏡安裝在燈殼內(nèi)。
本發(fā)明的一種提供多色照明的方法，其特征在于，包括如下步驟把光源與棱鏡中之一的空間位置相對于光源與棱鏡中的另一者作改變；驅(qū)動光源以致在該等色成分中的選擇之一者與所述透鏡的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。
其中所述位置改變步驟包括安裝光源在一長形壓電元件的一端上，并使光源可相對于棱鏡移動；施加一周期性鋸齒波電壓輸出至上述壓電元件上，以可響應(yīng)于鋸齒波電壓的大小，使壓電元件變形，并且改變在棱鏡的輸入端的光線的入射角。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明


圖1是本發(fā)明第一實施例的部份剖面示意圖。
圖2是本發(fā)明第一實施例的電路方塊圖。
圖3是本發(fā)明第一實施例在一鋸齒波電壓產(chǎn)生器的鋸齒波電壓輸出與來自一脈沖產(chǎn)生器的不同脈沖的時序圖。
圖4是本發(fā)明第二實施例的部份剖面示意圖。
圖5是本發(fā)明第三實施例的部份剖面示意圖。
如圖1所示，其為本發(fā)明多色半導(dǎo)體燈的第一實施例，其包括一半導(dǎo)體光源10、一色散棱鏡20、一固定的透鏡30及一燈殼40。
在本實施例中，半導(dǎo)體光源10是為在被動作時產(chǎn)生光線輸出的一發(fā)光二極管，棱鏡20是由一種具有光線折射能力且是從包括水晶、玻璃與塑料的群組選擇出來的透明材料所形成。棱鏡20具有一位于光源10前面以接收光線輸出的輸入端21、一輸出端22及一底部23。輸入端21與底部23形成一直角。棱鏡20將光源10的光線輸出分成數(shù)個色成分，該等顏色成分是在輸出端22以不同的角度放射。
最好的情況是，光源10在被動作時產(chǎn)生白色光線，以致于最多七種的原(即紅色、綠色和藍色)與次生(即橙色、黃色、紫色和藍紫色)顏色成分能夠在輸出端22發(fā)射。
透鏡30是置于棱鏡20的輸出端22前面，以至與透鏡30結(jié)合的一圓錐形對焦區(qū)域的頂點位于棱鏡20的輸出端22。圓錐形對焦區(qū)域具有與透鏡30的光軸成一30角的邊界。
光源10、棱鏡20和透鏡30安裝在燈殼40中。兩端子43、44延伸在燈殼40外部且連接至光源10的電壓節(jié)點。
在第一實施例中，光源10相對于棱鏡20的空間位置能夠被改變。為了達到這目的，光源10安裝在一長形壓電元件50的一端，以使光源10可相對于棱鏡20移動。壓電元件50的另一端安裝在燈殼40上。壓電元件50包括一陶瓷基體51和兩個將陶瓷基體51夾住的電極52。
如圖1、2所示，壓電元件50的電極52電連接至兩端子41、42，該等端子41、42延伸在燈殼40外部以與一鋸齒波電壓產(chǎn)生器60連接。鋸齒波電壓產(chǎn)生器60施加一雙極周期性鋸齒波電壓輸出(見圖3中Ⅰ所示)至該等電極52，以使壓電元件50的變形響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小，并且改變在棱鏡20輸入端21的光源10的光線輸出的入射角。
為了驗證將光源10的空間位置相對于棱鏡20作改變對在棱鏡20的輸出端22的色成分的放射角的影響，進行了如下實驗。光源10是一種產(chǎn)生具有波長為652．272且與紅色(紅色的波長是在622-780nm的范圍)結(jié)合的一第一色成分、具有波長為589．262且與黃色(黃色的波長是在577-597nm的范圍)結(jié)合的一第二色成分、具有波長為546．074且與綠色(綠色的波長是在492-577nm的范圍)結(jié)合的一第三色成分、具有波長為486．133且與藍色(藍色的波長是在455-492nm的范圍)結(jié)合的一第四色成分及具有波長為235．835且與藍紫色(藍紫色的波長是在390-455nm的范圍)結(jié)合的一第五色成分的白色光線輸出的光源。棱鏡20是一個具有90°的棱鏡角(形成在輸入端21與底部23之間的角)及下面的折射系數(shù)紅色色成分為1．456372、黃色色成分為1．458407、綠色色成分為1．460079、藍色色成分為1．463131及藍紫色色成分為1．466694的玻璃棱鏡。表Ⅰ至表Ⅲ描繪分別在47．02°、48°和49°的入射角下，不同的色成分的折射角和放射角。
表Ⅰ波長(nm) 折射角 放射角656．27230．1548345983．15463919589．26230．1083989383．8574767546．07430．0703595284．50148278486．13330．0011855985．9310302435．83529．9208545489．22452406表Ⅱ波長(nm) 折射角 放射角656．27230．6819022177．03392277589．26230．6344782777．38634892
546．07430．59563 77．68332837486．13330．5249868178．24444754435．83530．4429521778．93492826表Ⅲ波長(nm) 折射角 放射角656．27231．2123983772．8363937589．26231．1639688173．09753575546．07431．1242975173．31506349486．13331．0521594673．71940698435．83530．9683917174．20417713從表Ⅰ至表Ⅲ可看出，不同波長的光線是由棱鏡20以不同的角度放射。此外，利用改變光源10的光線輸出的入射角，光輸出的色成分能夠選擇地與透鏡30的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。這樣，在本發(fā)明的多色半導(dǎo)體燈中，從透鏡30放射出來的光線的顏色能夠因此由肉眼所察覺，其是由與透鏡30的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)的色成分所控制。
為了使半導(dǎo)體燈產(chǎn)生不同顏色的光線輸出，光源10只是當(dāng)光源10相對于棱鏡20的空間位置已改變時被動作，以所選擇的一個色成分是與透鏡30的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。為了達到這目的，采用一開關(guān)晶體管(Q1)形式的一開關(guān)電路70，用來連接其中一個端子43、44與接地點。另一個端子43、44是連接至一外部電壓源(Vcc)。一脈沖產(chǎn)生器80電連接至開關(guān)電路70的控制輸入端，也就是，晶體管(Q1)的基極，而且可利用來自鋸齒波電壓產(chǎn)生器60的鋸齒波電壓輸出的一預(yù)定時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖。如圖3中Ⅰ所示，鋸齒波電壓輸出可為雙極性，即在電壓輸出的時間周期內(nèi)，鋸齒波電壓是從一最小值(Vmin)(例如負電壓，-1．5伏特)到一最大值(Vmax)(例如，正電壓，+1．5伏特)的轉(zhuǎn)態(tài)期間。來自脈沖產(chǎn)生器80的脈沖被提供到開關(guān)電路70的控制輸入端，以使開關(guān)電路70在光源10的空間位置已被改變時瞬間動作光源10，以致所選擇的色成分與透鏡30的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。因此，若光源10的光線輸出具有七種色成分，即藍紫色、紫色、藍色、綠色、黃色、橙色和紅色，脈沖產(chǎn)生器80能夠受控制以產(chǎn)生七種不同脈沖中選擇的一種，如在圖3中Ⅱ～Ⅷ所示，該七種不同脈沖出現(xiàn)于鋸齒波電壓產(chǎn)生器60的鋸齒波電壓輸出不同預(yù)定時間周期，而且分別對應(yīng)于光源10的光線輸出的不同色成分，這樣，使該半導(dǎo)體燈產(chǎn)生不同顏色的光線輸出。最好的情況是，鋸齒波電壓產(chǎn)生器60產(chǎn)生的鋸齒波電壓輸出的頻率為至少16Hz，其足以使肉眼察覺來自本發(fā)明半導(dǎo)體燈的不中斷光線輸出。此外，該等色成分能夠組合來產(chǎn)生大范圍的顏色光線輸出。這能夠利用將光源10的光線輸出不同的色成分在鋸齒波電壓產(chǎn)生器60的鋸齒波電壓輸出的相同周期內(nèi)，或者在該鋸齒波電壓輸出的連續(xù)周期期間與透鏡30的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)來完成，這樣，可產(chǎn)生允許肉眼察覺的一個連續(xù)與透鏡30的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)的色成分組合的顏色光線輸出。
如圖4所示，其為本發(fā)明多色半導(dǎo)體燈的第二實施例，其與上述第一實施例不同的是，棱鏡20可相對于光源10移動。特別的是，棱鏡20是以一樞軸24為中心樞接至燈殼40，而且安裝于壓電元件50的一端。光源10是座落于一反射座100上，反射座100是安裝于在燈殼40上的其中一個端子43、44上。當(dāng)鋸齒波電壓產(chǎn)生器60(如圖2所示)通過燈殼40上的端子41、42施加雙極周期性鋸齒波電壓輸出(如圖3中Ⅰ所示)到壓電元件50的電極52時，壓電元件50響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小來改變棱鏡20相對于光源10的空間位置。那就是說，棱鏡20以樞軸24為中心樞轉(zhuǎn)，以分別改變棱鏡20相對于光源10與透鏡3的輸入與輸出端21、22的角位置。配合圖2所示，藉著控制脈沖產(chǎn)生器80在來自鋸齒波電壓產(chǎn)生器60的鋸齒波電壓輸出的一預(yù)定分數(shù)的時間周期內(nèi)提供一脈沖到開關(guān)電路70，開關(guān)電路70能夠被致能以在棱鏡20的空間位置已改變時瞬間驅(qū)動光源10，以使所選擇的一個色成分與透鏡30的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。
如圖5所示，其為本發(fā)明多色半導(dǎo)體燈的第三實施例，其與先前的實施例不同的是，在本實施例中并沒有使用長形的壓電元件。取而代之的是，棱鏡20’是一個具有光線折射能力的透明壓電水晶，棱鏡20’由一樞軸24支持于燈殼40上，棱鏡20’分別設(shè)有一對電極210、220在其輸入與輸出端21、22，電極210、220分別連接至燈殼40上的端子41、42。光源10座落于一個被安裝在燈殼40上其中一個端子43、44上的反射座100上。當(dāng)鋸齒波電壓產(chǎn)生器60(如圖2所示)通過燈殼40上的端子41、42施加雙極周期性鋸齒波電壓輸出(如圖3中Ⅰ所示)到電極210、220時，棱鏡20’響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小來變形以改變棱鏡20’相對于光源10的空間位置，也就是，棱鏡20’的輸入與輸出端21、22相對于光源10與透鏡30中的對應(yīng)之一者的角位置被改變，而且在棱鏡20’的輸出端22的色成分的放射角也被改變。如圖2所示，利用控制脈沖產(chǎn)生器80在來自鋸齒波電壓產(chǎn)生器60的鋸齒波電壓輸出之一預(yù)定的時間周期內(nèi)提供一脈沖到開關(guān)電路70，開關(guān)電路70能夠被致能以在棱鏡20’的空間位置已改變時瞬間驅(qū)動光源10，以使所選擇的一個色成分與透鏡的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下效果本發(fā)明的多色半導(dǎo)體燈可利用一單一半導(dǎo)體光源即可產(chǎn)生頻譜范圍寬的不同顏色的光線輸出，結(jié)構(gòu)巧妙，且簡單；本發(fā)明可用于需要彩色燈的場合，利用本發(fā)明半導(dǎo)體燈及提供彩色照明的方法也可以達到電燈照明的目的。
權(quán)利要求
1．一種多色半導(dǎo)體燈，包括一可產(chǎn)生光線輸出的半導(dǎo)體光源，其特征在于，還包括一色散棱鏡，具有一位于光源前面以接收光線輸出的輸入端及一輸出光線的輸出端，該棱鏡將光源的光線分成數(shù)個色成分輸出，這些色成分在輸出端處以不同的角度放射出；一透鏡，置放在棱鏡的輸出端的前面，與透鏡邊緣結(jié)合的一圓錐形對焦區(qū)域的頂點位于棱鏡的輸出端；一用于改變光源與棱鏡的相對空間位置的位置改變裝置；一用于驅(qū)動光源以色成分中選擇之一與所述透鏡的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)的驅(qū)動裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述位置改變裝置包括一長形壓電元件，其一端安裝所述光源，以使光源可相對所述棱鏡移動；一鋸齒波電壓產(chǎn)生器，其電連接至壓電元件，產(chǎn)生一周期性鋸齒波電壓，并輸出至壓電元件；壓電元件響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小而變形，以改變所述棱鏡輸入端入光線的入射角。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述壓電元件包括一壓電陶瓷基體和兩電極，兩電極分別置在陶瓷基體的兩表面，并分別電連接至所述電壓產(chǎn)生器。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述鋸齒波電壓輸出為雙極性。
5．根據(jù)權(quán)利要求2所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括一開關(guān)電路，其電連接在所述光源與一外部電壓源之間；一脈沖信號產(chǎn)生裝置，電連接至開關(guān)電路，其在所述鋸齒波電壓輸出的一時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖，鋸齒波電壓輸出的時間周期內(nèi)，鋸齒波電壓從一最小值到一最大值。
6．根據(jù)權(quán)利要求2所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述周期性鋸齒波電壓輸出的頻率至少為16Hz。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述位置改變裝置包括一長形壓電元件，其一端安裝有所述棱鏡，以使棱鏡可相對于所述光源移動；一鋸齒波電壓產(chǎn)生器，其電連接至壓電元件，并且施加一鋸齒波電壓輸出至壓電元件；壓電元件的變形響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小，以改變棱鏡相對于所述光源的空間位置。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述壓電元件包括一壓電陶瓷基體和兩電極，兩電極分別置在陶瓷基體的兩表面，并分別電連接至所述電壓產(chǎn)生器。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述鋸齒波電壓輸出為雙極性電壓。
10．根據(jù)權(quán)利要求7所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括一開關(guān)電路，其電連接在所述光源與一外部電壓源之間；一脈沖信號產(chǎn)生裝置，其電連接至開關(guān)電路，在所述鋸齒波電壓輸出的一預(yù)定時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖，在鋸齒波電壓輸出的時間周期內(nèi)，鋸齒波電壓從一最小值到一最大值。
11．根據(jù)權(quán)利要求7所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述周期鋸齒波電壓輸出的頻率至少為16Hz。
12．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述棱鏡由一種具有光線折射能力且從包括水晶、玻璃和塑料的群組選擇出來的透明材料形成。
13．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述棱鏡是一種具有光線折射能力的透明的壓電水晶棱鏡。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述棱鏡設(shè)有一對電極，所述位置改變裝置包括鋸齒波電壓產(chǎn)生器，鋸齒波電壓產(chǎn)生器電連接至棱鏡的電極并且施加一周期鋸齒波電壓輸出至棱鏡的電極上，棱鏡響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小產(chǎn)生變形，以相對于所述光源與透鏡，改變棱鏡的輸入與輸出端的空間位置，并且改變在棱鏡輸出端的色成分的放射角。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述電極分別設(shè)在所述棱鏡的輸入與輸出端。
16．根據(jù)權(quán)利要求14所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述鋸齒波電壓輸出為雙極性電壓。
17．根據(jù)權(quán)利要求14所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括一開關(guān)電路，其電連接在所述光源與一外部電壓源之間；一脈沖信號產(chǎn)生裝置，其電連接至開關(guān)電路，且在鋸齒波電壓輸出的一時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖，在鋸齒波電壓輸出的時間周期內(nèi)，鋸齒波電壓從一最小值到一最大值。
18．根據(jù)權(quán)利要求14所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述周期鋸齒波電壓輸出的頻率至少為16Hz。
19．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述光源為一發(fā)光二極管。
20．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述光源為激光二極管。
21．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述棱鏡具有一底部，棱鏡的輸入端與底部形成一直角。
22．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于還包括一放置所述光源的燈殼，所述棱鏡與透鏡安裝在燈殼內(nèi)。
23．適用于權(quán)利要求1～22的多色半導(dǎo)體燈的一種提供多色照明的方法，其特征在于，包括如下步驟把光源與棱鏡中之一的空間位置相對于光源與棱鏡中的另一者作改變；驅(qū)動光源以致在該等色成分中的選擇之一者與所述透鏡的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。
24．根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述位置改變步驟包括安裝光源在一長形壓電元件的一端上，并使光源可相對于棱鏡移動；施加一周期性鋸齒波電壓輸出至上述壓電元件上，以可響應(yīng)于鋸齒波電壓的大小，使壓電元件變形，并且改變在棱鏡的輸入端的光線的入射角。
25．根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于所述壓電元件包括一陶瓷基體和兩個將陶瓷基體夾置于其中的電極。
26．根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于所述鋸齒波電壓為雙極性。
27．根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于所述驅(qū)動步驟包括如下步驟在所述鋸齒波電壓輸出的一時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖，鋸齒波電壓輸出的時間周期是從最小值到最大值的轉(zhuǎn)態(tài)期間；提供所述脈沖到一個能夠造成在光源與一外部電壓源之間電連接的開關(guān)電路，以致使開關(guān)電路在光源的空間位置已改變時瞬間驅(qū)動光源，以使所選擇的一色成分與透鏡的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。
28．根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于所述周期性鋸齒波電壓的頻率至少為16Hz。
29．根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述位置改變步驟包括安裝棱鏡在一長形壓電元件的一端上，以使棱鏡可相對于光源移動；施加一鋸齒波電壓至所述壓電元件，以可響應(yīng)于鋸齒波電壓輸出的大小使壓電元件變形，并且改變棱鏡相對于光源的空間位置。
30．根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述壓電元件包括一陶瓷基體及夾置陶瓷基體的電極。
31．根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述鋸齒波電壓為雙極性電壓。
32．根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述驅(qū)動步驟包括如下步驟在鋸齒波電壓輸出的一時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖，鋸齒波電壓輸出的時間周期是從最小值到最大值的轉(zhuǎn)態(tài)期間；提供所述脈沖到一個能夠造成在光源與一外部電壓源之間電連接的開關(guān)電路，以使開關(guān)電路在光源的空間位置已改變時，瞬間驅(qū)動該光源，以使所選擇的一色成分與透鏡的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。
33．根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于所述周期性鋸齒波電壓的頻率至少為16Hz。
34．根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述棱鏡由一種具有光線折射能力且從包括水晶、玻璃和塑料的群組選擇出來的透明材料形成。
35．根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述棱鏡是一種具有光線折射能力的透明壓電水晶棱鏡。
36．根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于所述棱鏡設(shè)有一對電極，所述位置改變裝置包括鋸齒波電壓產(chǎn)生器，鋸齒波電壓產(chǎn)生器電連接至棱鏡的電極，并且施加一周期性鋸齒波電壓至棱鏡的電極上，棱鏡響應(yīng)于鋸齒波電壓的大小變形，以將棱鏡的輸入與輸出端的空間位置相對于光源與透鏡作改變，并且改變在棱鏡的輸出端的色成分的放射角。
37．根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于所述鋸齒波電壓為雙極性電壓。
38．根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于所述驅(qū)動步驟包括如下步驟在所述鋸齒波電壓輸出的一時間周期內(nèi)產(chǎn)生一脈沖，鋸齒波電壓輸出在時間周期內(nèi)是從最小值到最大值的轉(zhuǎn)態(tài)期間；提供所述脈沖到一個能夠造成在光源與一外部電壓源之間電連接的開關(guān)電路，以使開關(guān)電路在光源的空間位置已改變時瞬間驅(qū)動該光源，以致使所選擇的一色成分與透鏡的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。
39．根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于所述周期性鋸齒波電壓的頻率至少為16Hz。
40．根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述光源是發(fā)光二極管。
41．根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述光源是激光二極管。
42．一種多色半導(dǎo)體燈，其特征在于包括一半導(dǎo)體光源，該半導(dǎo)體光源可被作動以產(chǎn)生一光線輸出；一色散棱鏡，該色散棱鏡具有一位于該光源前面以接收該光線輸出的輸入端及一輸出端，該棱鏡將該光源的光線輸出分成數(shù)個色成分，該等色成分系于該輸出端處以不同的角度放射；一透鏡，該透鏡置放在棱鏡的輸出端的前面，以使與透鏡結(jié)合的一圓錐形對焦區(qū)域的頂點位于棱鏡的輸出端；一燈殼，光源、棱鏡和透鏡安裝在其內(nèi)；光源與棱鏡中之一的空間位置可相對于光源與棱鏡中另一者作變化。
43．根據(jù)權(quán)利要求42所述的多色半導(dǎo)體燈，其特征在于所述光源是在光源與所述棱鏡中之一者的空間位置已改變時被驅(qū)動，以使該等色成分中選擇的色成分之一與所述透鏡的圓錐形對焦區(qū)域?qū)?zhǔn)。
全文摘要
一種多色半導(dǎo)體燈及提供彩色照明的方法,半導(dǎo)體燈包括一光源,一棱鏡,具有一接收光線的輸入端及一輸出光線的輸出端,棱鏡將光源的光線分成數(shù)個色成分,并以不同角度放射出;一透鏡,位于棱鏡的輸出端處,透鏡的對焦區(qū)域的頂點位于棱鏡的輸出端;一用于改變光源與棱鏡的相對位置的位置改變裝置及一驅(qū)動裝置。本方法包括如下步驟:改變光源與棱鏡的相對位置,驅(qū)動光源以使色成分中選擇之一與透鏡的對焦區(qū)域?qū)?zhǔn);本半導(dǎo)體燈可產(chǎn)生不同顏色的光線。
文檔編號F21V14/02GK1292472SQ99121709
公開日2001年4月25日 申請日期1999年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月8日
發(fā)明者陳怡銘 申請人:陳怡銘