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    • 专利摘要:
    在單一個含有大量之發光元件(LEE)的照明裝置中，將該等發光元件劃分成多個各自獨立供電的群組，且使該等群組的不同組合完全通電以達到期望的總亮度。在某些實施例中，各群組中的LEE數目與其他群組的LEE數目呈二進制關係。調光解析度為最小群組的亮度。在五組加權二進制LEE的一個實例中，當該等已供電之群組中的LEE全部開啟時，可達到32亮度水平。如此，由於無高頻切換，故實質上沒有因調光控制系統所造成的功率消耗，且產生有限的噪音或EMI。利用邏輯電路控制每群組的電晶體開關動作可輕鬆實現調光控制。
    公开号:TW201313071A
    申请号:TW101128650
    申请日:2012-08-08
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Wilson Dau；George Lerman；Ferdinand Schinagl；Jacqueline Teng；Allan Brent York
    申请人:Quarkstar Llc；
    IPC主号:H05B45-00
    专利说明:
    可調光的照明裝置及用於將照明裝置調光的方法【相關申請案之交叉引用】
    此申請案主張享有2011年8月8號申請且發明名稱為「可調光之照明設備」之美國專利臨時申請案第61/521,315號的優先權，且該案之全部內容以引用方式併入本案。
    本發明技術係關於照明控制，且特別是有關用於對含有複數個發光元件之照明裝置進行調光的方法。
    發出白光的高功率LED已成為泛用固態照明應用的選項之一。此種高功率白光LED亮度提高且可具有100 lm/W至超過200 lm/W以上的發光效率。當代單個高功率LED的輸入功率可達到約0.5瓦(W)至10瓦以上。
    儘管此種高功率LED的面積僅約1平方毫米(mm2)且相對較薄，但可產生相當多的熱，因此對封裝上的要求可能頗具難度且昂貴。現今高功率LED裸晶片的成本可良好控制在1.00美元以下(例如，0.10美元)，然而已封裝的LED成本可能約為1.50~3.00美元。這導致高亮度輸出(例如3000+流明)的固態照明裝置相對較貴且無法作為例如常用於辦公室、工業和其他照明應用之日光燈組件的商業可行替代方案。再者，耀光控制對於例如辦公室照明應用而言相當重要，但在光學上要求將高亮度點狀光源轉換成實質均勻且廣角發射的空間照明卻極具挑戰性。
    可利用脈波寬度調變(pulse width modulation，PWM)控制固態照明裝置所產生的光量。在此情況下，以高頻且具可變脈波寬度的脈波形式供應全功率(full Power)或無供應功率。每個脈波週期(通常稱為工作週期)之脈衝時間(pulse duration)的比例決定了每個脈波週期的平均功率量。在PWM控制下，所產生的光量取決於工作週期。
    在SSL系統中使用PWM的缺點可能包括驅動電流頻繁切換所造成的影響，例如由於寄生電磁效應導致該控制系統和照明裝置之其他構件中產生功率損失、因電致伸縮或其他效應產生振動所造成的機械應力而導致構件疲乏和可聽見的噪音及/或該系統發射之電磁輻射所造成的電磁干擾(EMI)。
    因此，需要一種能克服所屬技術領域中之至少一項所述缺陷的解決方案。
    所提供的背景知識係用以說明本案申請人認為與本案技術可能相關的知識。但不表示且亦不應解讀成任何前述知識必然為習知技術，而非本發明技術。
    本發明技術之目的係提供一種可調光的照明裝置。根據本發明技術之態樣提供一種照明裝置，該照明裝置包含多個發光元件(LEE)群組，每個LEE群組包含一或多個LEE，且每個LEE群組係經配置以當在額定工作條件(nominal operating condition)下供電給該LEE群組時可提供額定的光輸出，該等LEE群組可獨立供電(independently energizable)；及該照明裝置包含控制器，該控制器可操作地連接至該等LEE群組，且該控制器係配置成能根據調光訊號而決定二進制調光碼(binary dimming code)，該二進制調光碼具有多個位元，該等LEE群組中之每個群組與該調光碼之對應位元產生關聯性，該控制器經進一步配置以根據該調光碼之對應位元的位元值而供電給該等LEE群組之每個群組。
    根據本發明技術之另一態樣提供一種用於控制照明裝置之光輸出的方法，該照明裝置包含多個發光元件(LEE)群組，每個LEE群組係經配置以當在額定工作條件下供電給該LEE群組時可提供額定的光輸出，該等LEE群組可獨立供電，該方法包含以下步驟：提供二進制調光碼，該二進制調光碼具有多個位元；在該等LEE群組之每個群組與該調光碼之對應位元之間提供關聯性；及根據該調光碼之對應位元的位元值供電給該等LEE群組中的每個群組；使得該照明裝置的光輸出相當於已供電之LEE群組之光輸出的疊加。
    根據本發明技術之另一態樣提供一種用於配置可調光之照明裝置的方法，該方法包含以下步驟：提供具有多個發光元件(LEE)群組的可調光之照明裝置，每個LEE群組包含一或多個LEE；配置該等LEE群組而能獨立供電給該等LEE群組；提供控制器，該控制器係經配置以根據調光訊號而決定二進制調光碼，該二進制調光碼具有多個位元；配置該控制器，使該等LEE群組之每個群組與該調光碼之對應位元之間產生關聯性；及設定該控制器，藉以在符合該等LEE群組之每個群組與該調光碼之對應位元之間的關聯性下，根據該調光碼之該對應位元的位元值供電給該等LEE群組中的每個群組；如此該可調光之照明裝置係配置成能藉由可控制地疊加該等已供電之LEE群組之光輸出而控制該照明裝置的光輸出。
    在某些實施方案中，該照明裝置包含均勻器，該均勻器配置成用於接收源自該等LEE群組的光，該均勻器經配置以使從該等LEE群組所接收到的光均勻化且提供已均勻化的光，該已均勻化的光比該均勻器從該等LEE群組所接收到的光具有更均勻的外觀。 定義
    「發光元件(light-emmitting element，LEE)」一詞係用於定義任一種例如當於元件上施加電壓差或使電流通過元件時能發出電磁光譜任何區域或多個區域組合之輻射光的元件，該等電磁光譜區域包括可見光區、紅外光區及/或紫外光區。發光元件可具有單色、準單色、多色或廣頻譜(broadband spectral)之發光特性。發光元件之實例包括半導體、有機或聚合物/高分子之發光二極體、光泵燐光體塗層式發光二極體(optically pumped phospor coated light-emitting diodes)、光泵奈米結晶發光二極體或所屬技術領域中熟悉該項技藝者能輕易知悉的任何其他類似發光元件。此外，發光元件一詞可用於表示能發出輻射(radiation)的特定元件，例如LED晶粒，及/或發光元件一詞可表示能發出輻射之特定元件與可在內部放置該特定元件或多個元件之外殼或封裝的組合，例如LED封裝物。發光元件之進一步實施例包括雷射，明確言之為半導體雷射，例如垂直腔面射型雷射(VCSEL)及邊射型雷射。進一步實例可包括超輻射發光二極體(superluminescent diode)及其他超輻射元件。
    「照明裝置」一詞係用於表示照明器具、燈組件、燈具、燈管、燈泡和其他經配置而可提供空間照明用之光線的照明裝置。
    「光輸出(light output)」或「照度(illumination)」一詞於本案中係用於表示照明裝置所提供之光的一或多種表現(aspect)，例如光量、光的色度、輻射通量、光通量、發光模式(light-emission pattern，亦稱為光分佈模式或配光分佈，或與光分佈模式或配光分佈有關)或照明裝置所提供之光的其他表現。
    根據本發明技術之態樣提供一種照明裝置，該照明裝置包含多個發光元件(LEE)且該等LEE配置成多個LEE群組，並能各別供電給每個LEE群組/開啟每個LEE群組。應注意，在本案中術語「供電(energize)」與「開啟(active)」可互換使用且可能表示以相關額定工作條件提供全部或部分的電力。根據實施例，該照明裝置係配置成可根據調光訊號所提供之調光碼的對應位元之位元值而供電給該等LEE群組中之各個群組。此方式可稱為「二進制調光法(binary dimming)。當供電給每個LEE群組或開啟每個LEE群組時，每個LEE群組可為全開位元(fully ON bit)或全關位元(fully ON bit)任一者或供應在全開工作條件下之電力的一部分電力。
    第1A圖是根據本發明技術之照明裝置100的方塊圖。該照明裝置包含控制器110、N個(多個)LEE群組120和選用的均勻器130。該控制器110係經配置以用於接收調光訊號119並控制N個驅動電流113。利用訊號產生器(圖中未示出)產生調光訊號119，且該訊號產生器直接或間接地與使用者聯繫。訊號產生器可作為直接使用者介面(例如，調光開關)或間接使用者介面(例如，用於無線控制之介面)。控制器110獨立地控制與電源(圖中未示出)結合的該等驅動電流113。該N個LEE群組120係經配置而可透過各別控制驅動電流113而可各自獨立地控制該等LEE群組。取決於該實施例而定，因考慮到可能造成參數互相影響，此種各別控制方式可為完全獨立控制或部分依賴性控制，例如在實施例中，可根據從照明裝置100之一或多個構件之測得工作條件所獲得的訊號而採用某些形式的反饋控制。
    取決於該實施例，該調光訊號或一部分的調光訊號可設定為類比訊號、數位訊號或類比/數位混合訊號。因此，該二進制調光碼可採類比、數位或類比/數位混合的方式編寫(亦稱嵌入)於該調光訊號中。取決於該實施例，該二進制調光碼可對應或形成該調光訊號的一部分。取決於該實施例，可藉由該照明裝置的有線介面或無線介面提供該調光訊號。取決於該實施例，該二進制調光碼可編寫於調光訊號中，且該調光訊號經進一步設定成用於提供電力給該照明裝置。
    每個LEE群組120中的該等LEE可具有不同配置方式。以例示性的照度分佈模式(luminance profile)1211、1213至1215表示在三個LEE群組中之LEE的例示性配置方式。元件符號121代表該等照度分佈模式1211、1213至1215的疊加總和。該等例示性照度分佈模式顯示與各別LEE群組120中之LEE相對應的4個(1211)、8個(1213)和16個(1215)亮點。利用特定的例示性均勻器(圖中未進一步詳載)由光根據照度分佈模式1211、1213~1215所生成的例示性照度分佈模式係概要圖示為照度分佈模式1311、1313、1315和131。照度分佈模式1311對應照度分佈模式1211，照度分佈模式1313對應光分佈模式1213，光分佈模式1315對應照度分佈模式1215，及照度分佈模式131對應照度分佈模式121。同樣地，應注意到圖示的該等照度分佈模式僅為示範實例，並非意指該均勻器130的特定功能或將均勻器130的功能僅限於此。均勻器130可配置成或包含散射擴散件、全像擴散件、具有一或多個經工程設計之表面的透明基板或可提供如本案所述之均勻化功能的其他裝置。取決於該實施例，該均勻器可經配置及/或配置以使來自一或多個LEE群組之光線中的一部分光線均勻化。
    參閱第1B圖，第1B圖為第1A圖所示之照明裝置100之調光方法200的流程圖，該調光方法200亦可如上述般稱為二進制調光法。可使用第1A圖中所示之控制器110實施方法200。因此，控制器110係經配置以在步驟1110中根據調光訊號119而決定該調光碼117。取決於該實施例和調光訊號119的編碼設定，此步驟可包含將該調光訊號解碼並從該調光訊號中提取該調光碼。方法200更在步驟1120中提供該等LEE群組與該調光碼之對應位元之間的關聯性115(即，通信聯繫)。當照明裝置100經配置而組合配置可產生調光訊號的調光器(圖中未示出)，例如調光開關，可決定此種關聯性。取決於該實施例，二進制調光碼117的長度可為N個或更多個位元。若該二進制調光碼含有超過N個位元，則由該調光碼之N個預定位元所形成的子集合便足以控制該照明裝置的光輸出。
    取決於該實施例，該關聯性可按預定排序方式(order)依照每組的光輸出將多個LEE群組與位元有效性(significance of bits)聯繫在一起。此排序方式可例如遞增、遞減、格雷碼(Grey code)或其他排序方式。此外，光輸出可指該照明裝置的相關聯光量、光分佈模式、光輸出的其他表現(aspect)或上述之組合。方法200更包含步驟1130，在步驟1130中，係根據該調光碼之對應位元的位元值開啟/供電給每個LEE群組。如第1C圖中所示之範例，LEE群組1201可與二進制調光碼117之最低有效位元(LSB)的位元值聯繫，LEE群組1203可與二進制調光碼117之次低有效位元的位元值聯繫，LEE群組1205可與二進制調光碼117之最高有效位元(MSB)的位元值聯繫。每個位元值可假設為工作期間內兩個可能值的其中之一，例如「0」或「1」。一般而言且取決於該實施例，控制器110可經配置，以當該對應位元值等於「0」或「1」時可開啟/供電給各組LEE群組120或使各組LEE群組120關閉/斷電，反之亦然。根據第1C圖所示之實例，若該對應位元之位元值為「1」，則供電給該等LEE群組中之每個群組。如本發明所述，啟動(activation)/供電(energization)可為提供全部額定電力或對應地提供額定電力之一部分電力給該對應群組。
    取決於該實施例，可在一時間點時選擇性地供電給一或多個群組，藉以控制例如該照明裝置產生多少光線。該照明裝置所提供之光量的差異可能與所發出之光線的其他性質差異密切相關。此等差異可包括該照明裝置之色度、發光模式或其他光學性質或該照明裝置所發出之光的差異。該照明裝置某種形式之控制效果的差異在本案中通常稱為該照明裝置的調光作用。該照明裝置的特定調光程度可稱為調光準位(dimming level)，該調光準位可編寫在調光訊號中。可採實質靜態變化、過渡變化、快速變化或其他方式選擇性地供電給LEE群組。取決於該實施例，LEE群組可包含一或多個LEE。不同群組可包含相同數目或不同數目的LEE。
    取決於該實施例，藉著使用實質直流電流(DC，在本案中亦稱為線性調光)、脈波寬度調變(PWM)驅動電流、脈波編碼調變(PCM)驅動電流、其他工作週期受控驅動電流、用於控制驅動電流之其他方法或上述方法之組合可實現LEE群組之選擇性供電的步驟。取決於該實施例，例如，當採用線性調光時，可控制一或多個DC驅動電流的強度(亦可稱為振幅)而假設兩個或兩個以上的實質靜態值，藉以達到對應群組中所含之該等LEE的額定靜態工作條件。
    取決於該實施例，藉著(例如，由控制器110)提供不連續可變或實質連續可變的DC驅動電流可達成線性調光。根據實施例，驅動電流的不連續變化包括提供實質為0或實質全部的額定驅動電流給經選擇性開啟的LEE群組。因此，對應的LEE群組可稱為全開或全關。根據其他實施例，可例如藉著不提供、提供一半或全部的額定驅動電流(或其他三種強度的驅動電流)給LEE群組而不連續地改變驅動電流。驅動電流的其他不連續變化例如可包括0、1/3額定驅動電流、2/3額定驅動電流及全部額定驅動電流(或其他四種強度的驅動電流)。進一步的不連續變化可例如隨著不同驅動電流強度的對應數值而包含更小的階梯變化，包括1/4、1/5、1/6且依此類推。DC或非DC驅動電流控制方法皆可採用此種變化。應注意，可根據預定的調光函數選擇該等驅動電流的強度。因此，例如若該調光函數為非線性時，一對相鄰的不連續驅動電流強度之間的差異與其他對相鄰不連續驅動電流強度之間的差異可能不相同。
    取決於該實施例，可對照明裝置進行調光，而無需在LEE控制中使用或限制性地使用PWM、PCM或其他交流驅動電流方案。此種交流驅動電流方案的使用可能限於用在與某些工作條件有關的情況下，例如為了補償某些工作條件與該等工作條件的額定值之間的偏差(包括該等LEE工作溫度的改變)。應注意，可使用包括直接控制DC驅動電流在內的其他非交流驅動電流方案補償此等偏差。
    取決於該實施例，可藉著在額定或實質額定的工作條件下選擇性地開啟一或多個LEE群組，且在同一時間使一或多個其他LEE群組關閉，而對照明裝置進行調光。取決於該實施例，藉由選擇性地開啟LEE群組與一或多種形式之非直流驅動電流控制(包括線性、PWM、PCM或其他形式的非DC驅動電流控制)的結合，可實現照明裝置的調光。因此，可避免在照明裝置及/或對應之調光控制系統內發生交流驅動電流的某些影響(包括寄生功率消耗、噪音、機械應力及/或EMI)，及/或限於在某些工作條件下才會上述影響。
    本發明技術可與多種含有數個及眾多發光元件(LEE)的照明裝置併用。該等LEE可具有一或多個額定的相同或不同之光學性質、電性質、機械性質、熱性質或其他性質，例如包括色度、亮度、效率、最大驅動電流/電壓及/或其他性質。取決於該實施例，照明裝置可配置有高功率LEE、低功率LEE或高功率LEE與低功率LEE之組合。
    在某些實施例中，照明裝置中的該等LEE可經組合而形成預定數目的LEE群組。不同的群組可包含不同或相同數目的LEE。隨後已排序或未排序之該等群組中的LEE數目可稱為LEE串列(series of LEEs)或簡稱為串列。取決於該實施例，該等串列可經配置，使得該照明裝置能調光以控制該照明裝置所提供之光線的光量、光的色度、發光模式或其他光學性質。LEE群組可經配置以根據某一調光函數而控制所發出之光的一或多個性質。取決於該實施例，LEE群組之結構配置的特性可能是群組中的LEE數目、群組中之LEE的位置、該等LEE性質的預定額定變化(若有變化時)或其他特性。應注意，可根據或不根據照明裝置中之每個群組內的LEE的編號特定序列及/或每個LEE的群組編號而對該照明裝置中的LEE進行空間配置。
    取決於該實施例，調光函數可描述照明裝置將發出之光的亮度、色度、發光模式及/或其他額定性質。例如，調光函數可採用類似於第2圖所示之調光函數9的平方律調光法而界定亮度變化。皆知，利用平方律調光法可使使用人感受到該照明裝置發出光量的線性變化。取決於該實施例，每個群組中的LEE數目可經配置以成為一串列(series)，且可根據平方律或預定之調光函數而決定該串列。取決於該實施例，調光函數可額外地描述在不同調光準位下的不同色差值及/或不同發光模式，或可描述不同調光準位下的不同色差值及/或不同發光模式而非描述與光量(包括亮度)方面有關的性質。
    取決於該實施例，可採多種方式執行LEE群組的選擇性開啟動作，例如一次僅開啟一個群組，或一次可開啟一或多個群組。取決於該實施例，可在無關於一或多個其他LEE群組下而獨立控制一或多個LEE群組。取決於該實施例，照明裝置可經配置而包含一或多個備援(redundant)的LEE及/或LEE群組。可採用此等備援以達到照明裝置的期望外觀或使照明裝置所發出的光達到期望外，或例如藉以平衡該等LEE群組間的工作負載。可採用備援以限制及/或平衡工作溫度、驅動電流、溫度梯度或與LEE及/或LEE群組有關的其他表現。因此，此用對應之控制系統適當地控制該等備援LEE群組可減緩照明裝置構件的整體老化(general ageing)及/或各別老化作用(differential ageing)並延長照明裝置的壽命。取決於該實施例，可使用備援的LEE群組以如本發明所述般地幫助對應照明裝置所提供的光線均勻化。可選擇使一或多個備援LEE群組與如本發明所述的選用性均勻器併用。
    如前述般取決於該實施例而定，可根據預定的調光函數使LEE群組配置有某些數目的LEE，藉以在調光期間提供控制該照明裝置之照明度及/或其他表現的特定模式。取決於該實施例，隨後可使用經適當配置的控制器根據調光準位並配合預定的前饋控制(feed forward control)及/或反饋控制方案而控制該等LEE群組的選擇性開啟，藉以至少部分地自主性補償某些工作條件與各自額定值之間的偏差。取決於該實施例，LEE群組之配置可進一步於調光期間能夠實施本質上可防止發生閃爍情形的控制模式。例如，在配置成可藉著一次僅改變一個LEE群組的工作條件而在多個調光準位之間進行轉換(transition)以使該照明裝置達到一旁鄰之調光準位的實施例中，以充分明確界定的方式執行該轉換動作可實質自動地避免發生閃爍現象。藉著在相鄰調光準位之間進行轉換以改變一個以上之LEE群組之工作條件的實施例中，在轉換期間可採用受控制的方式調高及/或調低對應之LEE群組的工作條件，並且該轉換過程可延續一段適當時間。
    根據某些實施例，當於調光期間令LEE群組正在改變工作條件時，可藉著適當地進行該等LEE群組的轉換動作而減輕調光期間的閃爍現象。例如，該照明裝置的控制系統可經配置，藉以在轉換LEE群組之工作條件時是採用實質連續的方式進行此等轉換動作。不論提供給LEE群組實質DC電流或非DC電流皆可達成此以連續方式進行轉換的動作。例如，可在預定的時間週期內，以一預定的相關方式將一或多個DC驅動電流振幅從各自的最初強度調整(ramped)成各自的最終強度。再者，利用適當地改變PWM、PCM或其他交流驅動電流調變且同時適當地轉換該各別DC驅動電流，藉著暫時性地疊加一或多個DC驅動電流而達成此轉換動作。
    根據某些實施例，係根據預定調光函數的量化照明度而決定該等群組中的LEE數目。第2圖圖示例示性調光函數9，該調光函數9顯示照明度1隨著對應的調光準位2而改變。此調光函數可相當於例如由數位式串行介面(DSI)、數位式可定址照明介面(DALI)所界定之標準調光函數或其他標準式或非標準式調光函數。
    取決於該實施例，每個群組的LEE數目可包括多個量化照明度、相鄰之量化照明度之間的差值或可根據預定調光函數所決定的其他數目。為了決定每個群組的LEE數目，可按預定的調光準位或照明度以等距或非等距方式對調光函數進行量化。例如，可按0%、20%、40%、60%、80%和100%的等距調光準位將該例示性的平方律調光函數9劃分成五個照明度7(不包含0%調光)，且該五個照明度7相當於一組例如10、40、90、160和250預定照明度單位。根據此實例，係界定成使該調光準位隨著照明度的提高而提高，但也可以反向方式或其他方式界定該調光準位。隨後可配置對應的照明裝置，使該照明裝置包含具有10個LEE、具有30個LEE、具有50個LEE、具有70個LEE和具有90個LEE的群組，其中係按上述預定照明度單位的兩相鄰單位之間的差值而決定出該最後四個LEE數目。應注意，根據本案中所使用之LEE的光輸出，可採用一或多個具有10、30、50、70和90個LEE且具有同等相對關係的備援群組以達到對應照明裝置之期望外觀及/或整體總照明輸出。
    取決於該實施例，LEE群組可配置成具有呈一系列數目之倍數(multiple)或分數(portion)的LEE數目。例如，就上述實例而言，照明裝置可包含一系列分別具有5、15、25、35和45個LEE的五個群組，或包含一系列具有20、60、100、140和180個LEE的五個群組，或其他衍生系列。因此，以增量方式開啟照明裝置中之該等群組時，該照明裝置之該等群組的總和額定光輸出可遵循該對應調光函數之光輸出而做出同樣的相對變化。如此可提供一種於調光期間控制該照明裝置之照明度的特定模式。應注意，實際的光輸出可能因改變工作條件而於該照明裝置中產生溫度或其他串音或其他作用而受到影響。取決於該實施例，可藉著配置該照明裝置，使該照明裝置具有經調整後的一序列，其中數目序列中的一或多個數目可經過修改而偏離僅依據調光函數本身所決定之該等序列，從而減輕此等作用。此外，可在使用對應配置之控制系統控制該等驅動電流中之一或多個驅動電流時選擇性地將此等作用納入考量，可減輕此等作用。取決於該實施例且在適當的穩定環境條件下，在該照明裝置所提供的某些調光準位之中選擇某一調光準位進行調光並持續一段適當的時間長度可補償或減輕此等作用。例如可在實質恆定的工作條件下根據該特定照明裝置之該等熱性質在一或多個調光位準下的預定關聯性而利用前饋控制方式提供此等補償作用。
    根據某些實施例，該等群組中的LEE數目係配置成一系列的遞增數目，例如配置成各具有20、40、80、160和320個LEE的五個群組。由於一個群組的LEE數目皆是下一個較大群組的兩倍，故此種配置方式可稱為二進制序列。可採用此種LEE分組方式以實現本發明技術之方法，此種分組在本案之進一步描述中可稱為二進制群組配置。二進制群組配置提供用於控制一對應照明裝置之照明準位的特殊模式。取決於該實施例，該等群組可採用實質二進制或其他LEE數目的串列。由於每個群組的LEE數目呈對應的二進制序列而本身具有二進制組合關係(combinatorial binary relationship)，因此在照明裝置中之群組中之LEE數目依循2的整數冪順序或此順序之倍數，該照明裝置所提供之光量的變化可隨著該等LEE群組所提供之光輸出中的最小光輸出而實質增加，雖然僅有一個群組能提供最小數目的LEE。具有實質相同LEE數量但該等LEE配置成多組且LEE數目遵照二進制關係的照明裝置可使用較少的群組數目而提供高的調光準位數目。如本發明進一步描述般，二進制或其他數字序列關係能夠提供選擇性開啟該等群組的特殊控制模式，藉以達到使該照明裝置調光的效果。
    取決於該實施例，基於不同理由，例如為了配置照明裝置以使該照明裝置能提供預定的額定最大光輸出、為了回應在不同調光準位下該等LEE的工作溫度變化而調適該等LEE的光輸出效果、為了利用調光而達到預定的總光輸出變化或為了其他原因，或為了達成其他功能，可決定該等群組中的LEE數目，使得LEE數目正好符合特定數目的額定串列或脫離該特定數目之額定串列。例如，為了達成二進制的群組結構，該等群組中的LEE數目可能偏離正確的二進制串列，即一或多個LEE數目可能偏離群組之LEE數目是下一個較小群組之LEE數目的恰好兩倍或是下一個較大群組之LEE數目的一半這項規律。
    根據某些實施例，可將該等LEE配置成多個群組，使得該照明裝置或該照明裝置所提供的一或多種照明表現能提供在一或多個照明準位下的預定外觀。此等外觀可能如本案所述般與該照明裝置所提供之光的均勻性或亮度或其他性質的變化有關。再者，此均勻性可指該照明裝置所提供之光的遠場性質或近場性質。外觀可指該照明裝置本身(當直接觀看該照明裝置時)及/或該照明裝置所產生的照明。取決於該實施例，照明裝置或該照明裝置於運作期間所提供的照明可呈現實質均勻狀或具有空間、角度或其他變化的一或多種特性。取決於該實施例，可藉由如本發明所述之方式，包括例如在照明裝置中使用選用性均勻器、使該照明裝置中之一或多個LEE群組的LEE呈偽隨機分佈，而達到預定程度的均勻性。
    取決於該實施例，可使用多種方式(例如以實質一維或二維結構、以一或多個長形、平面、球形或其他結構)配置該照明裝置的LEE。可構築該等LEE的配置和群組組合方式(the combination into groups)，藉以在如上述之一或多個調光準位下提供預定外觀。根據某些實施例，可配置LEE，使得至少一對(pair)相鄰及/或靠近之兩個LEE中的LEE分屬於不同群組。此種配置可幫助該照明裝置維持一或多個調光準位下的預定外觀及/或該照明裝置所提供的照明。
    取決於該實施例，LEE群組可經配置以根據一或多種配光分佈(photometric distribution)而提供光。例如，可配置一或多個群組以提供一或多種預定的發光模式，例如不對稱水平式照明或垂直差異式照明(vertical differentiated illumination)，可藉著選擇性地開啟該等LEE群組中的一或多個群組可產生此等照明。此種配置方式可在使該照明裝置調光時用於改變整體配光分佈及/或增進相應配置之照明裝置在某些應用上的光利用率。例如，由於走廊具有來自鄰近辦公室的光線，因此可將用於走廊照明的照明裝置配置成當調暗時可降低水平光照度，同時為了達到美學目的，可維持照射在鄰近牆壁上的垂直照度。再者，不同調光準位所發出之光的發光模式可依用途進行分類，例如分為工作時間及/或非工作時間內的辦公照明，以及工作照明及/或情境照明。此外，不同調光準位所發出之光的發光模式可依員工使用照明空間時的工作條件及/或在緊急情況及/或降低功率消耗下該照明空間本身的種類而進行分類。可根據額定功率或已降低的功率大小的相關資訊或其他指示，由該照明裝置決定上述或其他工作條件的指示。可藉由該調光訊號或單獨由外部提供的訊號或兩種訊號將此等指示提供給照明裝置。取決於該實施例，可經由該照明裝置的無線或有線介面提供此等訊號之其中一者或兩種訊號。
    取決於該實施例，該照明裝置可包含多個LEE，該等LEE配置於一或多個光頁、光條或其他結構中，且該照明裝置可包含例如一或多個光學系統及/或光學構件。此結構可包含裸的、已封裝或其他形式的LED及/或LED晶片，該等LED及/或LED晶片夾在兩個或兩個以上基板之間，且在該等基板的一或多個表面上形成有導體。該等基板上的該等導體係經配置，以例如利用線路、介層窗(vias)、配線或其他導體電性可操作地連接該等LED。該等導體可串聯及/或並聯連接兩個或兩個以上的LED，且該等導體係經配置以提供至電源的可操作連接。根據某些實施例，結構中可包含高達數百個或更多個LEE。此等LEE可提供高達預定的額定光量。根據實施例，該等LEE可經配置以達到高達約20毫安培(mA)或更高的額定驅動電流，其中該等LEE產生小量的熱，且這些熱可輕易地消散於周遭環境大氣中。
    可配置光頁、光條或其他結構以提供預定造形，該預定造形的特色在於可延伸成為實質線狀(one dimension)、面狀(two dimension)或立體狀(three dimension)，並且可使用由多個互連之LEE窄光條組成陣列而形成該預定造形，且可例如以串聯、並聯或串聯與並聯之組合方式連接該等LEE窄光條。
    根據實施例，每個群組中的LEE數目與其他群組中之LEE數目具有二進制關係。例示性照明裝置可含有620低功率LED(以求達到習知2×4呎之螢光照明裝置的亮度)，該等LED配置成由20個LED組成的第一互連群組、40個LED組成的第二互連群組、80個LED組成的第三互連群組、160個LED組成的第四互連群組和320個LED組成的第五互連群組。每個群組中的LEE可隨機分佈在該照明裝置之至少一部分內。可獨立供電給各個群組。取決於該實施例，可藉著提供全部或一部分的額定最大驅動電流以進行供電。根據實施例，可藉著提供全部驅動電流而完全開啟該等群組中之一或多個群組的組合，或完全關閉該等該等群組中之一或多個群組的組合。該例示性照明裝置用於調光的亮度解析度相當於20個LED的亮度。利用每個群組中之LED數目的二進制權重關係，當該等已供電之群組中的LEE全開時，可達到32亮度水平。
    根據實施例，調光控制系統係配置成可如本發明所述般選擇性地啟動LEE群組。該調光控制系統係配置成可採用一或多種預定方式控制控制LEE群組的工作條件，該等預定控制方式包括前饋控制、反饋控制或其他方式或上述方式之組合。可在邏輯電路上實現該調光控制系統，且該調光控制系統可配置成例如可利用各個群組的開關而控制各個群組的驅動電流。此開關可配置成ON/OFF開關或連續可變開關，例如經適當配置的電晶體開關。該調光控制系統可配置成以ON/OFF、連續可變式、切換式(switching)或其他方式而控制一或多個驅動電流。利用該調光控制系統所提供的調光訊號控制調光動作，該調光控制系統係配置用以指示調光準位。可在照明裝置處或於遠端處產生該調光訊號，且例如可藉由電線或其他線路上的訊號提供該調光訊號。可藉由滑動裝置、旋轉裝置、按鈕或其他裝置調整調光訊號。該調光控制系統係配置成可控制該邏輯電路以選擇性地啟動該等用於控制群組之開關的組合。
    第3圖係根據實施例圖示例示性光頁(light sheet)10的局部透視圖，該圖概要指出照明裝置之LEE 12的位置(僅示出到虛線輪廓處的部分)。取決於該實施例，該等LEE 12可配置成預定圖案，例如配置成偽隨機圖案、秩序圖案或其他圖案。在整個光頁10上可重複出現偽隨機圖案，或者該偽隨機圖案可擴展至整個光頁上。取決於該實施例，在一或多個群組中的LEE可配置成散置在該照明裝置各處，使得整個照明裝置上來自該一或多個群組之各個群組的光輸出可提供一預定程度的均勻性。
    例示性的光頁10可包含高達500個或更多個低功率LEE，該等LEE係經配置而可提供約3700流明，以用於取代辦公室中常見的螢光燈。取決於該實施例，光頁的尺寸可高達約2×2呎、2×4呎或其他尺寸。取決於該實施例，該光頁可包含一或多個平坦或彎曲的區段。依據該照明裝置的尺寸而定，彎曲區段的曲率範圍可介於實質平坦至實質彎曲之間。該彎曲區段可為例如球形、橢圓形、雙曲形、拋物線形或其他曲形。
    根據某些實施例，該照明裝置可包含複數個窄的LEE串聯串列，且該等LEE串聯串列可承載於單個背板上。取決於該實施例，該背板可經配置而如本發明所述般地使該等LEE串列電性或機械性互連而成為多個群組。
    根據實施例，可由三個主要層形成光頁10，該三個主要層為：具有電極和導體圖案的透明下基板14；可作為間隔物和選用性反射物的中間層16；及具有電極和導體圖案的透明上基板18。於一個實施例中，在下基板14上的電極與上基板18的電極之間電性連接該等LEE。取決於該實施例，光頁10可具有例如高達數毫米(mm)的不同厚度且/或為可撓性。
    第4圖係根據實施例圖示位於上基板18及/或下基板14上之導體19的樣本圖案，該導體19係配置用於串聯連接兩個或兩個以上的LEE以形成照明裝置。可用並聯方式(圖中未示出)連接該兩組串聯連接的LEE。可在該光頁內部或外部形成該等不同LEE串聯串列的並聯連接。取決於該實施例，可使LEE互連而形成串聯串列，藉以使驅動電壓維持或低於預定電壓水平，例如維持低於40伏特。使驅動電壓維持在較低水平可在某些方面上簡化照明裝置的設計且可提高安全性而免受電器事故威脅。
    取決於該實施例，LEE串列可包含由串聯和並聯方式互連之LEE所組成其他更複雜的組合，例如可包含一或多組以並聯方式互連的LEE串列。取決於該實施例，LEE可互相連接以允許在組裝期間及/或製造後可選擇該驅動電壓和驅動電流，例如可供技術員、使用者、用戶或其他人員在安裝或維修期間選擇驅動電壓和驅動電流，以求符合特殊尺寸之光頁的要求。取決於該實施例，可採用串聯、並聯或串並聯組合的方式使兩個或兩個以上的LEE串列互連，以用於與控制器22可操作地相連接，該控制器22可提供不同的驅動電壓、驅動電流及或其他特性。
    將控制器22配置成可供應電力給LEE群組的各種不同組合，藉以達到調光目的。取決於該實施例，除非另有指示，否則除了在改變調光準位期間，該等LEE群組的電源可實質為靜止狀態，以使該等群組的光輸出保持穩定，藉以補償閃爍、偏移、溫度變化或可能影響該等LEE運作的其他參數。圖中顯示將DC或AC電源23連接至控制器22。電源23的輸入可連接至該電源電壓(mains voltage)。在一或多個LEE群組中的LEE可為串聯或其他方式連接成一或多個串列或其他結構，使得在每個LEE串列上的壓降夠高，而允許使用已整流的電源電壓(例如，120 VAC)或其他電壓驅動該串聯的LED串列。
    第5圖圖示沿線段3-3繪製第3圖之光頁的剖面圖，其中該等LEE 30為LED覆晶晶片，亦稱為水平式LED或LED晶片，在該等LEE 30的底表面上具有陽極(anode)和陰極電極(cathode)32。該等LEE 30夾在上基板18和下基板14之間。該下基板14上的導電線路以串聯方式連接該等LEE 30。可在下基板14上形成反射物層。可採用串聯、並聯及/或串並聯之一或多種組合方式連接群組內的該等LEE。
    取決於該實施例，可配置該等LEE 30以發出藍光，在此情況下，燐光體38可沉積在該光路徑上，藉以將所有或部分的藍光轉換成白光(如光線40所示者)。中間層16環繞該等LEE 30，密封材料填充於該中間層16中的孔洞內，且燐光體42亦可混入該密封材料中。
    在由Louis Lerman等人於2011年3月9號申請並讓予本案受讓人且發明名稱為「一般照明用之具有串聯LED之固態光頁或光條的製造方法(Manufacturing Methods for Solid State Light Sheet Or Strip With LEDs Connected In Series for General Illumination)」的美國專利申請案第13/044,456號中可找到本案所示各種光頁的附加細節，且該案係以引用方式併入本案。
    第6圖圖示光頁之另一實施例的局部部位，其中該上基板18和下基板14具有導體50和52，且當該等基板層疊在一起時，該等導體50和52重疊而在該等LEE54之間形成串聯連接。該等LEE 54可為垂直式LED，該等垂直式LED具有上電極和大的反射性下電極，該上電極通常用於進行打線接合(wire bonding)。可在該下基板14上形成反射層56。第7圖圖示第6圖之光頁的局部俯視圖，該圖圖示重疊的導體50和52以串聯方式連接該等LEE 54。
    根據某些實施例，可利用透明導體在該等LEE陽極(anode)上設置基板電極，該透明導體例如ITO層(摻有銦的氧化錫層)或ATO層(摻有銻的氧化錫層)，以避免阻擋光線。
    取決於該實施例，光頁10的發光表面可具有用於控制發光作用的透鏡。
    根據某些實施例，單條LEE串聯串列夾在基板之間而形成LEE光條(LEE strip)，第5圖至第7圖圖示LEE光條中的其中兩個LEE。每個LEE光條包含預定數目的LEE。例如，在每個LEE光條中具有12個LEE晶片，以使驅動電壓維持在40伏特(V)以下。隨後將該等光條固定於支撐背板，且利用該背板上的導電佈線或配線使該等光條電性互連。在單一個群組中可能有任意數目的光條例如以並聯方式互連，且不同群組可由不同數目的光條所組成，此將進一步詳述如下。
    第8圖係根據實施例圖示照明裝置之概要電路圖，該照明裝置包含預定數目的LEE群組，且可選擇性地供電給該等群組。為了說明，照明裝置66中僅示出由多個LEE 64組成的三個群組60、61、62。可具有任意數目的群組。如圖所示，群組60、61和62中的LEE數目採二進制權重式且含有相對少的LEE數目。取決於該實施例，可選擇較大的數目(即便是具有最少LEE的群組亦然)以助於提供預定的均勻照明外觀。第一群組60包含兩個LEE 64，第二群組61包含四個LEE 64，且第三群組包含八個LEE 64。取決於該實施例，在單個照明裝置(例如作為2×4呎之嵌燈的替代品)中可包含620個LEE，在該照明裝置中具有五個二進制加權群組，最小的群組具有20個LEE，且其餘群組分別具有40、80、160和320個LEE。該照明裝置66包含反射背板67，該反射背板67配置有線路(trace)和連接器以供該等群組中的串列互相連接。
    取決於該實施例，群組中的LEE可用各種方式互相連接，例如以串聯、並聯及/或串並聯組合的方式互連。例如，可由兩個並聯連接的LEE串列形成由20個LEE組成的群組，其中每個串列具有10個LEE。取決於該實施例，不同群組可能包含不同數目的並聯LEE串列或額定等效的串聯LEE串列。例如，若有N個群組，該等群組可包含m1、m2、m3...mN個並聯串列，且每個串列包含M個LEE。若以二進制方式配置每個群組的LEE數目，每個群組可具有1、2、4、8並依此類推或其他二進制序列的並聯串列。再者，每個群組可具有自己的電流源。依據該等群組的結構和互連方式有助於設計適當的電流源。
    根據某些實施例，每個群組的LEE數目(亦稱群組規模)係經配置，以使當該對應群組通電時，該照明裝置提供預定照明度。因此，可配置該等群組的照明度，藉以提供該照明裝置照明度的預定變化，例如平方反比變化(inverse square variation)、實質二進制變化或其他變化。應注意，即便該等群組中使用相同的額定LEE數目，該等群組的相對規模也可能與照明度之對應相對變化量不相同。例如，該等群組規模可能與精確二進制比(binary ratio)不相同。此情況在當供電給不同數目的LEE時，照明裝置之構件上的熱效應或其他效應影響該照明裝置的總效率的時候尤為明顯。更需注意，此熱效應及/或其他效應可能是短暫性(transient)而非瞬時的(instant)，此等效應在調光變化方面可能使該照明裝置所提供之照明的平衡作用延遲。
    取決於該實施例，一或多個LEE群組可包含額定的不同LEE及/或群組規模(group size)。此等群組規模可與例如預定方式的二進制串列有所不同。例如，50%的該LEE群可提供最多50%的功率縮減，但由於當此群組關閉時，因溫度負載較低導致效率提高，該淨亮度可能降低50%至60%的額定最大值。因此，適當選擇一或多個群組的規模可更加趨近照明度的預定變化值。在不同LEE群組間發生高度熱干擾現象的照明裝置中，此效果可能增強。
    取決於該實施例，照明裝置可配置有多個LEE群組和適當的控制器，該控制器允許在一個調光範圍內進行細緻調光(fine granular dimming)並在其他調光範圍內進行粗糙調光。例如，該照明裝置可經配置而允許在該照明裝置的50%至100%額定照明度之間進行細緻調光。此種照明裝置可用於某些應用上，例如包括用於辦公室照明或其他應用。
    根據某些實施例，照明裝置可與遠端訊號產生器70併用，該遠端訊號產生器70可提供表示期望調光程度(亦稱為調光準位)的調光訊號。該調光訊號可指示調光準位的增量係由LEE 64組成的最小群組，在第8圖的例子中，該調光準位的增量為兩個LED晶片64的亮度。換言之，該訊號產生器70指示八個調光準位的其中一個調光準位，且每個調光準位的增量為12.5%(100/8=12.5)。可配置該訊號產生器70，以使該訊號產生器可提供3位元的數位訊號給控制器72。控制器72包含邏輯電路，該邏輯電路將3位元的訊號轉換成供電晶體開關74、75和76使用的控制訊號，每個電晶體開關連接至各自的加權二進制電流源78(電流源78之尺寸規模係經設計以用於特定群組)。在其他實施例中，取決於該群組對電流的需求，每個群組可具有多個電流源78。取決於該實施例，該訊號產生器70可例如藉由主配線(電源23供電給主配線，見第4圖)、獨立控制介面或其他耦接方式而耦接至控制器72。該訊號產生器70可對已編輯的程序做出回應及/或配置成可直接對使用者的手動輸入做出回應而自動產生調光訊號。因此，在穩態下，控制器72需要少許電力，且產生有限的噪音及/或EMI。取決於該實施例，該調光準位的再現性可能較佳，且該已調光之系統(特別是在低調光準位下)的效率可能高於使用PWM進行控制的系統。
    取決於該實施例，可利用LEE群組的開/關切換並配合在開啟LEE時改變提供給該等LEE之DC驅動電流及/或電壓的振幅可對LEE群組進行調光。在開啟LEE時改變提供給該等LEE之DC驅動電流及/或電壓之振幅的方法亦稱為線性調光。可採用此等調光方法之組合，例如可如本發明所述般部分或全部插入藉由選擇性開啟LEE群組所提供的多個調光準位，從而為照明裝置所提供的光量提供更精細的控制。再者，配合使用線性調光可在群組中使用較少數目的LEE(亦稱群組規模)，同時可例如保持遵循該照明裝置所提供之照明度的預定變化、達到更精細的調光及/或維持該照明裝置的預定能量效率。
    根據某些實施例，照明裝置包含三個LEE群組(具有7個LEE)和控制器，該控制器經配置而可選擇性地開啟該等群組並加上該等驅動電流的預定線性變化。第一群組含有一個LEE，第二群組含有2個LEE且第三群組含有3個LEE。因此可藉著選擇性地完全開啟該等LEE群組中之一或多個群組，以不小於該照明裝置所提供最大額定照度之約1/7或約14%的改變量而改變該照明裝置的照度。取決於該實施例，可利用該控制器內插(interpolate)該等二進制調光準位，藉以在LEE驅動電流中提供恰好足夠的變化，該等變化大致上與該等二進制階段範圍(binary step level)間之期望調光準位差的比值成比例。具有小數量LEE的照明裝置可做得較小且/或使用具有較高光輸出的LEE，同時允許驅動電流保持在窄工作範圍內而有助於設置該照明裝置。
    根據某些實施例，該照明裝置係經配置以用於控制每個群組中之該等LEE的色度，而允許該照明裝置系統追蹤經調光的期望色度模式，以期達到美學或使用者導向之目的。取決於該實施例，此控制可與該照明裝置所發出之總光量的控制合併執行。再者，可配置該裝置，使其採用類似於白熾燈或其他色度變化的方法而對一調光輸入做出回應。例如，可配置該照明裝置，以當選擇性地供電給該等LEE群組時，該照明裝置可提供範圍從第一色度經由一系列色度而至第二色度之間的光線。
    取決於該實施例，可採用多組的二進制LEE群組。採用多組的二進制LEE群組可同時控制光學不對稱性、色度差異和其他期望的輸出性質。此多組的LEE群組可為電性並聯連接。因此，可採用兩個或兩個以上的二進制LEE群組，且利用能夠對輸入數據或光分佈和色度變化之預定映射(mapping)任一者做出回應而映射出光分佈和色度分佈模式的複雜圖案的電路邏輯來控制該等二進制LEE群組，藉以提供用於特定照明應用的期望光輸出。
    在一實施例中，係以特殊的規律配置方式交插配置(interleaved)該等串列的LEE，第9A圖係根據該實施例概要圖示光頁71之俯視圖，該光頁71包含呈螺旋狀配置且由多個LEE群組組成的串列73，以用於形成照明裝置。應注意，可採用其他方式(例如偽隨機方式)交插配置該等LEE。第9B圖係沿線段B-B圖示第9A圖所示之LEE群組串列73的細節。該串列73包含三個LEE群組731、733和735，每個群組各自包含預定數目的LEE 75。在例示性串列73中，群組733所含之LEE 75的數目是群組731和735其中一者所含之LEE 75的兩倍。應注意，取決於該實施例，不同LEE群組可含有不同類型的LEE(圖中未示出)。同樣地，一或多個群組中的每一個群組可含有不同類型的LEE(圖中未示出)。
    第10圖圖示LEE串列83的例示性配線圖，該LEE串列83包含兩個LEE群組831和833。該LEE串列83的LEE群組831和833各自包含相同的LEE 85。形成該串列，使得該等LEE交替分屬於群組831和833，即，每隔一個LEE 85歸屬於同一個群組。取決於該實施例，兩個或兩個以上相鄰的LEE可屬於同一個群組(圖中未示出)。此外，可採用類似於第10圖所示之方式設置超過兩個以上的LEE群組並進行配線。可採用一或多種方式形成此串列，例如配置並可操作地連接第一群組中之第一LEE子集合、接著配置並可操作地連接第二群組中之LEE子集合、接著是第三群組之LEE子集合並依此類推直到完成最後一個群組且隨後返回該第一群組，直到所有群組中的所有LEE全部設置完畢。更需注意，在其他實施例中，LEE串列可包括在不同群組內含有不同LEE及/或在群組內含有不同LEE。根據其他實施例，可採用不同方式互相連接照明裝置中的LEE串列。
    根據某些實施例，可配置LEE群組，以使該等LEE群組可操作地設置在含有一或多個光導的照明裝置內，該等光導係配置用以在工作條件下引導該等LEE所提供的光前往一預定位置以由該照明裝置做進一步操控(manipulation)及/或發光。光導與照明裝置的LEE群組之間係以光學和其他形式可操作地耦接，且取決於該實施例，可採用一或多種方式配置該等光導。第11A圖至第13B圖圖示光導的多個實例。
    第11A圖係根據本發明技術之實施例，圖示例示性照明裝置之構件的剖面圖，該照明裝置包含由多個LEE組成的一串列，該串列可操作地配置在基板89上且與光導81的邊緣耦接。第11B圖圖示第11A圖所示之例示性照明裝置之構件的透視圖。
    第12A圖係根據本發明技術之實施例，圖示另一個例示性照明裝置之構件的剖面圖，該照明裝置包含由多個LEE群組組成的三個串列(string)931、933和935，該等串列藉由基板93而可操作地連接並與光導91的一或多個邊緣光學耦接。第12B圖圖示第12A圖所示之例示性照明裝置之構件的透視圖。第12A圖和第12B圖標示出在該照明裝置91中該等LEE之光線的光學路徑。
    第13A圖係根據本發明技術之實施例，圖示另一個例示性照明裝置之構件的剖面圖，該照明裝置包含由多個LEE群組組成的五個串列1031、1033、1035、1037和1039，該等串列藉由對應的基板而適當且可操作地互相連接。該等串列1031、1033、1035、1037和1039的LEE與例示性光導1001的五個邊緣光學耦接。該例示性照明裝置可經配置，藉以提供用以使該等串列1031、1033、1035、1037和1039中之一或多個串列所供應光線的預定部分光線通往該光導1001之底部邊緣的直視路線及/或引導。第13B圖圖示第13A圖所示之例示性照明裝置之構件的透視圖。
    本發明技術可用於含有小數量至相對大數量之複數個LEE的照明裝置中，使得該裝置可分成多個不同大小的LEE群組，可選擇性地供電給該等群組，藉以控制該照明裝置所發出的光量。
    所有實施例的各項特徵可採任意組合方式組合。
    雖已描述和圖示本發明技術之特定實施例，但所屬技術領域中熟悉該項技藝者將明白在不偏離本發明技術之最廣態樣下當可做出諸多變化和修飾，且因此，後附申請專利範圍涵蓋所有落入本發明技術之實際精神與範疇內的變化和修飾。
    1‧‧‧照明度
    2‧‧‧調光準位
    3‧‧‧線段
    7‧‧‧照明度
    9‧‧‧調光函數
    10‧‧‧光頁
    12‧‧‧發光元件(LEE)
    14‧‧‧下基板
    16‧‧‧中間層
    18‧‧‧上基板
    19‧‧‧導體
    22‧‧‧控制器
    23‧‧‧電源
    30‧‧‧發光元件(LEE)
    32‧‧‧電極
    38‧‧‧燐光體
    40‧‧‧光線
    42‧‧‧燐光體
    50、52‧‧‧導體
    54‧‧‧發光元件(LEE)
    56‧‧‧反射層
    60、61、62‧‧‧群組
    64‧‧‧發光元件(LEE)
    66‧‧‧照明裝置
    67‧‧‧反射背板
    70‧‧‧訊號產生器
    71‧‧‧光頁
    72‧‧‧控制器
    73‧‧‧串列
    74‧‧‧電晶體開關
    75‧‧‧發光元件(LEE)
    76‧‧‧電晶體開關
    78‧‧‧加權二進制電流源
    81‧‧‧光導
    83‧‧‧LEE串列
    85‧‧‧發光元件(LEE)
    89‧‧‧基板
    91‧‧‧光導
    93‧‧‧基板
    100‧‧‧照明裝置
    110‧‧‧控制器
    113‧‧‧驅動電流
    115‧‧‧關聯
    117‧‧‧調光碼
    119‧‧‧調光訊號
    120‧‧‧LEE群組
    121‧‧‧照度分佈模式之疊加總和
    130‧‧‧均勻器
    131‧‧‧光分佈模式
    200‧‧‧方法
    731、733、735‧‧‧LEE群組
    831、833‧‧‧LEE群組
    931、933、935‧‧‧串列
    1001‧‧‧光導
    1031、1033、1035、1037、1039‧‧‧串列
    1110、1120、1130‧‧‧步驟
    1201、1203、1205‧‧‧LEE群組
    1211、1213、1215‧‧‧光分佈模式
    1311、1313、1315‧‧‧光分佈模式
    下述圖式係用於圖示本發明技術的各種實施例態樣。
    第1A圖係根據本發明技術之實施例圖示可調光之照明裝置的方塊圖。
    第1B圖係根據本發明技術之實施例圖示如第1A圖所示照明裝置之調光方法的流程圖。
    第1C圖係根據第1B圖所示之方法圖示在照明裝置中工作條件下的多個LEE群組與二進制調光碼之位元的例示性關聯性。
    第2圖圖示例示性的平方律調光函數。
    第3圖係根據本發明技術之實施例圖示含有光頁之例示性照明裝置的概要透視圖。
    第4圖係根據本發明技術之實施例圖示第3圖之光頁中的多個LEE經內部互連而成為數個LEE群組的串聯連接方式。
    第5圖圖示依據覆晶式LEE沿線段3-3繪製第3圖所示之光頁變化態樣的剖面圖。
    第6圖圖示依據垂直式LEE沿線段3-3繪製第3圖所示之光頁變化態樣的剖面圖。
    第7圖係根據實施例圖示第3圖之光頁的另一剖面圖，該圖包含在照明裝置中之相鄰LEE之間的光頁導體連接情形。
    第8圖係根據實施例圖示照明裝置之概要電路圖。
    第9A圖係根據實施例概要圖示光頁之俯視圖，該光頁包含呈螺旋狀配置且由多個LEE群組組成的例示性串列以用於形成照明裝置。
    第9B圖係沿線段B-B概要圖示第9A圖所示之例示性LEE群組串列的細節。
    第10圖係根據本發明技術之實施例，圖示用於照明裝置中由兩個LEE群組所組成之例示性串列的配線圖。
    第11A圖係根據本發明技術之實施例，圖示例示性照明裝置之構件的剖面圖，該照明裝置包含由多個LEE群組組成之串列，該串列可操作地配置在基板上且與例示性光導的邊緣耦接。
    第11B圖圖示第11A圖所示之例示性照明裝置之構件的透視圖。
    第12A圖係根據本發明技術之實施例，圖示另一例示性照明裝置之構件的剖面圖，該照明裝置包含由多個LEE群組組成的三個串列，該等串列可操作地與例示性光導的一或多個邊緣耦接。
    第12B圖圖示第12A圖所示之例示性照明裝置之構件的透視圖。
    第13A圖係根據本發明技術之實施例，圖示另一例示性照明裝置之構件的剖面圖，該照明裝置包含由多個LEE群組組成的五個串列，該等串列可操作地與例示性光導的五個邊緣耦接。
    第13B圖圖示第13A圖所示之例示性照明裝置之構件的透視圖。
    50、52‧‧‧導體
    54‧‧‧發光元件(LEE)
    权利要求:
    Claims (39)
    [1] 一種照明裝置，該裝置包含：複數個發光元件(LEE)群組，該等LEE群組中之每個群組包含一或多個發光元件且配置成當在額定工作條件下供電給該LEE群組時可提供一額定的光輸出，該等發光元件群組可獨立供電(independently energizable)；及一控制器，該控制器可操作地連接至該等LEE群組，且該控制器係配置成能根據一調光訊號而決定一二進制調光碼，該二進制調光碼具有複數個位元，該等LEE群組中之每個群組與該調光碼之一對應位元產生關聯性，該控制器進一步配置成根據該調光碼之該對應位元的一位元值而供電給該等LEE群組之每個群組。
    [2] 如請求項1之照明裝置，其中與該每個LEE群組中之每個群組相關之該等額定工作條件的每個條件包含一對應額定驅動電流，且該控制器進一步配置成根據該調光碼之該對應位元的該位元值而供應該對應額定驅動電流給該等LEE群組中之每個群組。
    [3] 如請求項1之照明裝置，其中該控制器經進一步配置成依據該控制器供應給該等LEE群組中之一或多個群組的一或多個驅動電流而堆斷出該等LEE中之一或多者的工作條件，及根據該調光碼之該對應位元的該位元值、該等推斷的工作條件和該等LEE群組之光輸出與工作條件之間的一預定關聯性而控制該等LEE群組中之每個群組的該驅動電流。
    [4] 如請求項1之照明裝置，該照明裝置進一步包含一或多個感測器，該一或多個感測器係經配置以提供該等LEE中之一或多個LEE的一或多個所測得之工作條件的一指示，其中該控制器經進一步配置成根據該調光碼之該對應位元的該位元值、該等測得之工作條件、該等LEE群組之該等額定光輸出和該等額定工作條件而控制該等LEE群組中之每個群組的驅動電流。
    [5] 如請求項1之照明裝置，其中該等LEE群組中之不同群組在該等對應的額定工作條件下提供不同光量。
    [6] 如請求項1之照明裝置，其中該等LEE群組中之不同群組在該等對應的額定工作條件下提供不同的發光模式(light-emission patterns)。
    [7] 如請求項1之照明裝置，其中在兩個或兩個以上之群組中的LEE數目是由一因子決定之2的整數冪，且該兩個或兩個以上之群組的該因子皆相同。
    [8] 如請求項7之照明裝置，其中該等群組中的LEE數目是2的整數冪。
    [9] 如請求項1之照明裝置，其中每個群組的該光輸出相當於(corresponds with)該照明裝置之毗鄰調光準位之間的該照明裝置光輸出之一差值。
    [10] 如請求項4之照明裝置，其中該一或多個測得之工作條件包含一或多個工作溫度。
    [11] 如請求項4之照明裝置，其中該一或多個測得之工作條件包含該等LEE中之一或多個LEE所發出之光的一或多個性質。
    [12] 如請求項11之照明裝置，其中該光的一或多個性質包含輻射通量(radiant flux)。
    [13] 如請求項11之照明裝置，其中該一或多個光性質包含光通量(luminous flux)。
    [14] 如請求項11之照明裝置，其中該一或多個光性質包含色度(chromaticity)。
    [15] 如請求項1之照明裝置，其中在該等LEE群組中之一或多個群組內的該等LEE係呈偽隨機配置。
    [16] 如請求項1之照明裝置，該照明裝置進一步包含一均勻器，該均勻器配置成用於接收源自該等LEE群組的光，該均勻器經配置以使從該等LEE群組所接收到的光均勻化且提供已均勻化的光，該已均勻化的光比該均勻器從該等LEE群組所接收到的該光具有更均勻的一外觀。
    [17] 如請求項1之照明裝置，其中該等LEE係經配置以使用一第一發光模式提供該等LEE群組中之一或多者的額定光輸出，及使用一第二發光模式提供該等LEE群組中之一或多者的額定光輸出，且該第一發光模式與該第二發光模式不同。
    [18] 如請求項17之照明裝置，其中該第一發光模式係經配置以於工作時間內提供一辦公空間照明，及該第二發光模式係經配置以於非工作時間內提供該辦公空間照明。
    [19] 如請求項17之照明裝置，其中該第一發光模式係經配置以提供用於工作照明的一空間照明，及該第二發光模式係經配置以提供用於情境照明的該空間照明。
    [20] 一種用於控制一照明裝置之一光輸出的方法，且該照明裝置包含複數個發光元件(LEE)群組，該等發光元件群組中之每個群組係經配置以在額定工作條件下供電給該LEE群組時提供一額定的光輸出，該等LEE群組可獨立供電，該方法包含以下步驟：提供一二進制調光碼，該二進制調光碼具有複數個位元；在該等LEE群組之每個群組與該調光碼之一對應位元之間提供一關聯性；及根據該調光碼之該對應位元的一位元值供電給該等LEE群組中的每個群組；使得該照明裝置之一光輸出相當於已供電之LEE群組之光輸出的一疊加。
    [21] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：使額定驅動電流與該等額定工作條件中的每個條件產生關聯性；及根據該調光碼之該對應位元的該位元值提供該對應的額定驅動電流給該等LEE群組中之每個群組；從而根據該調光碼使0個或0個以上的第一組LEE群組通電(energized)，並使0個或0個以上的第二組LEE群組斷電(de-energized)。
    [22] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：依據供應給該等LEE群組中之一或多個群組的一或多個驅動電流而推斷出該等LEE中之一或多者的工作條件；及根據該調光碼之該對應位元的該位元值、該等推斷的工作條件和該等LEE群組之光輸出與工作條件之間的一預定關聯性而控制該等LEE群組中之每個群組的驅動電流。
    [23] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：提供該等LEE中之一或多個LEE的一或多個所測得之工作條件的一指示；及根據該調光碼之該對應位元的該位元值、該等測得之工作條件、該等LEE群組之該等額定光輸出和該等額定工作條件而控制該等LEE群組中之每個群組的驅動電流。
    [24] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：配置該等LEE群組中之不同群組，以使該等不同群組在該等對應的額定工作條件下提供不同光量。
    [25] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：配置該等LEE群組中之不同群組，以使該等不同群組在該等對應的額定工作條件下提供不同發光模式。
    [26] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：配置在兩個或兩個以上之群組中的LEE數目，使該LEE數目相當於由一因子決定之2的整數冪，且該兩個或兩個以上之群組的該因子皆相同。
    [27] 如請求項26之方法，該方法進一步包含以下步驟：配置該等群組中的LEE數目，以使該LEE數目為2的整數冪。
    [28] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：配置每個群組的光輸出，以使每個群組的該光輸出相當於該照明裝置之毗鄰調光準位之間的該照明裝置光輸出之一差值；根據該照明裝置之毗鄰調光準位之間的該照明裝置光輸出之該差值而提供該調光碼與該等調光準位之間的一關聯性；及依據該關聯性而設定該調光碼；從而在工作條件下使毗鄰調光準位之間的該照明裝置光輸出隨著一對應之LEE群組的光輸出而改變。
    [29] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：設定該一或多個測得之工作條件以包含一或多個工作溫度。
    [30] 如請求項23之方法，其中該一或多個測得之工作條件包含該等LEE中之一或多個LEE所發出之光的一或多個性質。
    [31] 如請求項30之方法，其中該光的一或多個性質包含輻射通量。
    [32] 如請求項30之方法，其中該光的一或多個性質包含光通量。
    [33] 如請求項30之方法，其中該光的一或多個性質包含色度。
    [34] 如請求項30之方法，該方法進一步包含偽隨機地配置該等LEE群組中之一或多個群組內的該等LEE。
    [35] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：使從該等LEE群組所接收到的光均勻化藉以提供已均勻化的光，該已均勻化的光比該均勻器從該等LEE群組所接收到的該光具有更均勻的一外觀。
    [36] 如請求項20之方法，該方法進一步包含以下步驟：配置該等LEE以使用一第一發光模式提供該等LEE群組中之一或多者的額定光輸出，及使用一第二發光模式提供該等LEE群組中之一或多者的額定光輸出，且該第一發光模式與該第二發光模式不同。
    [37] 如請求項36之方法，其中該第一發光模式係經配置以於工作時間內提供一辦公空間照明，及該第二發光模式係經配置以於非工作時間內提供該辦公空間照明。
    [38] 如請求項36之方法，其中該第一發光模式係經配置以提供用於工作照明的一空間照明，及該第二發光模式係經配置以提供用於情境照明的該空間照明。
    [39] 一種用於配置一可調光之照明裝置的方法，該方法包含以下步驟：提供該具有複數個發光元件(LEE)群組的可調光之照明裝置，該等LEE群組中之每個群組包含一或多個LEE；配置該等LEE群組而能獨立供電給該等LEE群組；提供一控制器，該控制器係經配置以根據一調光訊號而決定一二進制調光碼，該二進制調光碼具有複數個位元；將該等LEE群組之每個群組與該調光碼之一對應位元之間的一關聯性提供給該控制器；及設定該控制器，藉以在符合該等LEE群組之每個群組與該調光碼之一對應位元之間的該關聯性下，根據該調光碼之該對應位元的一位元值供電給該等LEE群組中的每個群組；如此該可調光之照明裝置係配置成能藉由可控制地疊加已供電之LEE群組之光輸出而控制該照明裝置的光輸出。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US201161521315P| true| 2011-08-08|2011-08-08||
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