專(zhuān)利名稱(chēng)：用于管理發(fā)光元件溫度的方法和裝置以及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及一種由諸如發(fā)光二極管的發(fā)光元件所構(gòu)成的照明裝置。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于管理發(fā)光元件溫度的方法和裝置，這些發(fā)光元件用于能夠產(chǎn)生穩(wěn)定光通量以及具有長(zhǎng)壽命的照明裝置中。
背景技術(shù)：
例如，已知的一種檢驗(yàn)裝置，通過(guò)使用照相機(jī)對(duì)檢驗(yàn)對(duì)象照相而基于照相結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)該對(duì)象的質(zhì)量控制。在這樣的檢驗(yàn)裝置中，為了使該對(duì)象的圖像更清晰，同時(shí)使用了一種用于照亮該對(duì)象的照明裝置。在這種照明裝置中采用了多個(gè)發(fā)光二極管(以下簡(jiǎn)稱(chēng)LED)，這是由于發(fā)光二極管本質(zhì)上所具有的高方向性而不需要反射板等，并且體積小且能耗低等原因。
但是，LED也具有這樣一個(gè)特性，即其溫度相應(yīng)于使用狀況而變化，并且其光通量也相應(yīng)于溫度的變化而變化。更具體地說(shuō)，LED具有當(dāng)其溫度升高時(shí)，其光通量減少的特性，并且，例如，在LED被開(kāi)啟后，光通量得到暫時(shí)地穩(wěn)定，隨著照明時(shí)間的流逝，溫度升高使得光通量減少。由于這個(gè)原因，通常在使用LED的同時(shí)，利用溫度測(cè)量器件和布置在LED附近的諸如珀耳帖元件的冷卻器件控制LED的溫度。
將LED用于照明裝置并且LED的溫度被管理的相關(guān)技術(shù)的例子也在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2002-101274，日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2001-043728和日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2000-337967中被披露。
通常被采用的上述溫度測(cè)量器件是日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2002-101274中所述的電熱調(diào)節(jié)器，日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2001-043728中所述的熱電偶等。這樣的溫度測(cè)量器件通過(guò)具有高熱導(dǎo)系數(shù)的構(gòu)件固定為與固定有LED的構(gòu)件導(dǎo)熱的狀態(tài)。因此，實(shí)際上，這樣的溫度測(cè)量器件并不能直接測(cè)量LED的溫度。另外，那些溫度測(cè)量器件需要獨(dú)立接線(xiàn)。于是，在被安裝有多個(gè)LED的照明裝置中，并不能實(shí)際地測(cè)量獨(dú)立的LED的溫度。
也就是說(shuō)，采用常規(guī)的構(gòu)造一直很難直接地掌握LED的溫度狀態(tài)。另外，存在這樣一種可能性，即LED實(shí)際溫度與所測(cè)量溫度之間產(chǎn)生的誤差會(huì)基于溫度測(cè)量器件的布置等發(fā)生變化。此外，例如，假設(shè)照明裝置具有多個(gè)LED，即使位于遠(yuǎn)離溫度測(cè)量點(diǎn)的一個(gè)LED的溫度發(fā)生變化，并因此該LED的光通量變化，也很難檢測(cè)該相關(guān)LED的光通量的變化。
當(dāng)照明裝置的對(duì)象的照明狀態(tài)歸于這些因素而被改變時(shí)，至今為止，在正常照相條件下，照明狀況的改變量并不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，或者該照相等在改變量并不成為問(wèn)題的條件下已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。但是，例如，在觀測(cè)電子元件的安裝狀態(tài)的情形下，當(dāng)電子元件、安裝板等為微型的，而且它們的材料的色調(diào)等也使得彼此之間非常相近，這就使得上述照明狀態(tài)的變化變得不能被忽略。另外，當(dāng)照相機(jī)和照明裝置都是微型的，也可以假定對(duì)照明裝置中溫度測(cè)量器件進(jìn)行布置本身變得難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是根據(jù)以上情形所作出的，因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供管理發(fā)光元件溫度的方法和裝置，該發(fā)光元件能夠掌握照明裝置中發(fā)光二極管等的獨(dú)立溫度狀況，從而控制發(fā)光二極管等的獨(dú)立溫度狀況。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供照明裝置，該裝置能夠運(yùn)用上述溫度管理裝置在照亮對(duì)象的同時(shí)保持更穩(wěn)定的光通量。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種管理照明裝置中發(fā)光元件溫度的方法，該照明裝置具有發(fā)光元件以及被布置在發(fā)光元件附近的溫度控制器件，該方法包括檢測(cè)發(fā)光元件和溫度控制器件中任一個(gè)的電壓或電流，該電壓或電流對(duì)應(yīng)于發(fā)光元件在發(fā)光狀態(tài)下的溫度變化；基于檢測(cè)結(jié)果控制溫度控制器件。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于管理照明裝置中發(fā)光元件溫度的裝置，該照明裝置具有發(fā)光元件以及被布置在發(fā)光元件附近的溫度控制器件，該裝置包括測(cè)量系統(tǒng)，用于檢測(cè)發(fā)光元件和溫度控制器件中任一個(gè)的電壓或電流，其中基于由測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量到的電壓或電流控制溫度控制器件。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種照明裝置，該照明裝置包括發(fā)光二極管以及被布置在發(fā)光二極管附近的溫度控制器件，該照明裝置進(jìn)一步包括向發(fā)光二極管提供恒定電流的電源，以及電壓測(cè)量器件，用于測(cè)量加在發(fā)光二極管上的電壓，其中溫度控制由溫度控制器件基于從電壓測(cè)量器件獲得的測(cè)量結(jié)果實(shí)現(xiàn)。通常，當(dāng)發(fā)光二極管的溫度變化時(shí)，發(fā)光二極管上的電壓隨著發(fā)光二極管的溫度的變化而變化。于是，發(fā)光二極管具有一個(gè)獨(dú)立改變量間的固定關(guān)系。在本發(fā)明中，注意力被集中在此關(guān)系上，并且這種發(fā)光二極管上電壓的改變被測(cè)量，而且發(fā)光二極管的冷卻等由溫度控制器件基于該測(cè)量結(jié)果加以實(shí)現(xiàn)。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種照明裝置，該照明裝置包括發(fā)光二極管以及被布置在發(fā)光二極管附近的珀耳帖(Peltier)元件，該照明裝置進(jìn)一步包括向發(fā)光二極管提供恒定電流的電源，以及電流測(cè)量器件，用于測(cè)量珀耳帖元件所產(chǎn)生電流的值，其中供給珀耳帖元件的電流的值所受的控制基于從電流測(cè)量器件獲得的測(cè)量結(jié)果。已知珀耳帖元件具有冷卻面和熱輻射面，以及所謂的熱電效應(yīng)，即當(dāng)冷卻面與熱輻射面之間的溫度關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生基于溫度關(guān)系變化量的電流?？梢詼y(cè)量基于熱電效應(yīng)的電流值，并且可以基于這些測(cè)量結(jié)果控制對(duì)珀耳帖器件的操作，由此珀耳帖元件以及被該珀耳帖元件冷卻的對(duì)象能夠被分別地保持在預(yù)先確定的溫度上。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種照明裝置，該照明裝置包括發(fā)光二極管以及被布置在發(fā)光二極管附近的溫度控制器件，該照明裝置進(jìn)一步包括向發(fā)光二極管提供恒定電流的電源；測(cè)量裝置，用于測(cè)量加在發(fā)光二極管上的電壓和供給溫度控制器件的電流中至少一個(gè)的值，其中基于該電壓或電流值控制溫度控制器件。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種照明裝置，該照明裝置包括光源以及被布置在光源附近的溫度控制器件，該照明裝置進(jìn)一步包括光源的電源；溫度控制器件的電源；測(cè)量系統(tǒng)，用于檢測(cè)光源和溫度控制器件中至少一個(gè)的電壓或電流改變量，該電壓或電流變化對(duì)應(yīng)于光源溫度的變化，其中基于從測(cè)量系統(tǒng)獲得的檢測(cè)結(jié)果控制電源向溫度控制器件的輸出。
根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的溫度管理裝置中，在構(gòu)成發(fā)光元件的發(fā)光二極管及構(gòu)成溫度控制器件的珀耳帖元件中的至少一個(gè)之中，檢測(cè)對(duì)應(yīng)于發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)溫度變化所產(chǎn)生的電壓或電流，而不使用溫度測(cè)量器件等，并且基于該檢測(cè)結(jié)果控制珀耳帖元件。因此，現(xiàn)有技術(shù)中因溫度計(jì)等存在而帶來(lái)的各種問(wèn)題可以被從根本上避免。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的照明裝置中，基于加在發(fā)光二極管上電壓的變化，直接地獲得發(fā)光二極管的溫度，而不使用溫度測(cè)量器件等。因此，可以從根本上避免現(xiàn)有技術(shù)中因溫度計(jì)等的存在而帶來(lái)的各種問(wèn)題。另外，即使當(dāng)采用多個(gè)發(fā)光二極管時(shí)，簡(jiǎn)化照明裝置的電路配置也是可能的，并且，以高精確度調(diào)節(jié)獨(dú)立的發(fā)光二極管的亮度也是可能的。因此，根據(jù)本發(fā)明可以得到能夠通常地提供穩(wěn)定照明狀態(tài)的照明裝置。
另外，在根據(jù)本發(fā)明第四方面的照明裝置中，測(cè)量因構(gòu)成溫度控制器件的珀耳帖元件的溫度變化而產(chǎn)生的電流，代替測(cè)量發(fā)光二極管溫度，并且基于該測(cè)量結(jié)果將熱電效應(yīng)應(yīng)用于珀耳帖元件。因此，與需要將溫度計(jì)等作為基本組元的常規(guī)構(gòu)造相比，根據(jù)本發(fā)明該方面的照明裝置也可以獲得與前述本發(fā)明第一方面中的那些效果相同的效果。但是，由于并不直接檢測(cè)發(fā)光二極管的狀態(tài)，而且要保持光通量恒定，本發(fā)明第四方面就照明裝置而言略遜于上述本發(fā)明第一方面。但是，當(dāng)包括珀耳帖元件及固定有珀耳帖元件的熱反射板的溫度控制器件的熱容量很大時(shí)，能獲得這樣一個(gè)效應(yīng)，即溫度控制器件本身的溫度能夠被更穩(wěn)定地保持。
應(yīng)該指出，上述本發(fā)明的第三和第四方面同樣可以被用于與單一照明裝置并置的狀態(tài)。只需增加與電源輸出端的連線(xiàn)即可實(shí)施本發(fā)明，該輸出端與發(fā)光二極管或者構(gòu)成溫度控制器件的珀耳帖元件相連接，以能夠檢測(cè)電源向發(fā)光二極管或珀耳帖元件輸出的變化。于是，在這種情況下，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和電壓或電流的測(cè)量裝置可以被布置在電源附近。因此，可以容易地一起布置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和電壓或電流的測(cè)量裝置，并且以采用這樣的構(gòu)造使得發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)更加穩(wěn)定。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的照明裝置的電路配置框圖；圖2是圖1所示的照明裝置框圖中主要部分的電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明另一方面的照明裝置的電路配置的框圖；圖4是圖3所示的照明裝置框圖中主要部分的電路圖；圖5是照相機(jī)概略結(jié)構(gòu)的透視圖，該照相機(jī)安裝了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各個(gè)方面。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一方面的照明裝置的概略配置的框圖。另外，圖2示出了用于測(cè)量電壓等的測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際布置。根據(jù)本發(fā)明這方面的照明裝置1包括發(fā)光二極管(LED)3，為L(zhǎng)ED3供電的電源5，溫度控制器件(包括珀耳帖元件)7，為溫度控制器件7供電的電源9，以及電壓測(cè)量系統(tǒng)11。實(shí)際上，如圖2所示，設(shè)置電壓測(cè)量系統(tǒng)11以測(cè)量加在LED3上的電壓。
如上所述，使恒定電流穿過(guò)LED3所需的電壓隨著LED3的溫度的變化而變化。如圖2所示，LED3溫度的變化量被電壓測(cè)量系統(tǒng)11所測(cè)量從而獲知LED3的溫度。注意，在此方面，直接加在珀耳帖元件7上的電壓是基于合成的電壓變化而被控制的。但是，也可以從合成的電壓變化一次獲得溫度，并且珀耳帖元件7基于該合成的溫度而被操作。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一方面的照明裝置的概略配置的框圖。另外，圖4示出了用于測(cè)量電壓等的測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際布置。根據(jù)本發(fā)明的照明裝置1包括發(fā)光二極管(LED)3，為L(zhǎng)ED3供電的電源5，溫度控制器件(包括珀耳帖元件)7，為溫度控制器件7供電的電源9，以及電流測(cè)量系統(tǒng)12。實(shí)際上，如圖4所示，設(shè)置電流測(cè)量系統(tǒng)12以測(cè)量加在珀耳帖元件7上的電壓。
珀耳帖元件7被布置為與LED3緊密接觸。珀耳帖元件7的冷卻面7a面向LED3一邊，珀耳帖元件7的散熱片7b等被布置為背向LED3一邊。可知珀耳帖元件7產(chǎn)生與該兩表面溫度差對(duì)應(yīng)的電流。該電流被電流測(cè)量系統(tǒng)12所測(cè)量，由此獲知珀耳帖元件7和與珀耳帖元件7緊密相連的LED3的溫度變化。珀耳帖元件7被充電以抵消溫度的變化以此使得LED3等的溫度穩(wěn)定。
采用本發(fā)明上述方面的構(gòu)造，能夠使照明裝置中所用的LED處于一個(gè)更穩(wěn)定的溫度狀態(tài)。另外，根據(jù)上述本發(fā)明的另一方面，并不需要配置溫度計(jì)等。因此，本發(fā)明可以去除諸如測(cè)量位置的誤差以及因采用溫度計(jì)等而帶來(lái)的溫度計(jì)不良連接等不穩(wěn)定因素。于是，本發(fā)明能夠提供一個(gè)更穩(wěn)定的照明系統(tǒng)。盡管沒(méi)有給出圖1到圖4中LED的數(shù)量，然而LED的數(shù)量、為L(zhǎng)ED供電的電源的數(shù)量等應(yīng)該被適宜地改變以與應(yīng)用對(duì)應(yīng)。因此，用于測(cè)量電壓和電流的系統(tǒng)的數(shù)量可以根據(jù)相應(yīng)所需的溫度穩(wěn)定性加以確定。
(優(yōu)選實(shí)施例)下面，將參照?qǐng)D5和6描述一個(gè)使用了根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的優(yōu)選實(shí)施例。圖5示出了一個(gè)示意性的透視圖，在圖示情形下，根據(jù)本發(fā)明的照明裝置被構(gòu)造為一個(gè)裝載于照相機(jī)的單元的形式。圖6示出了圖5所示結(jié)構(gòu)的示意性的截面圖。照明裝置1具有一個(gè)近乎環(huán)狀的外形，并且照相機(jī)20被插入照明裝置1的通孔部分。另外，照明裝置1具有一個(gè)環(huán)狀的LED箱14，多個(gè)LED3被固定于其上以被向下地定向，照明裝置1還具有一個(gè)被粘在LED箱14的背面的環(huán)狀的珀耳帖元件7。
緊緊地粘住珀耳帖元件7的柱形的傳熱構(gòu)件16被緊緊地固定在LED箱14通孔的內(nèi)周部分。照相機(jī)20延伸到完全穿過(guò)該通孔，并處于緊緊地與傳熱構(gòu)件16相粘的狀態(tài)，并且通過(guò)傳熱構(gòu)件16保持與LED箱14相同的溫度。另外，熱輻射板(對(duì)應(yīng)于圖4中的散熱片7b)18被裝在珀耳帖元件7與LED箱14相粘面的反面上，以增強(qiáng)珀耳帖元件7的冷卻效果。LED3和珀耳帖元件7被連接到各自的電源(未示出)和各自的測(cè)量系統(tǒng)(未示出)上。于是，LED3的溫度根據(jù)上述本發(fā)明的方法和裝置被保持恒定。
采用上述構(gòu)造的照明裝置1使得照相機(jī)20的拍攝對(duì)象通常被用穩(wěn)定的光通量所照亮。從而能夠穩(wěn)定地獲得該拍攝對(duì)象的清晰圖像。另外，LED3和珀耳帖元件7的電源以及控制LED3和珀耳帖元件7所需的結(jié)構(gòu)都可以被與照明裝置1分開(kāi)構(gòu)造。結(jié)果是，本發(fā)明能夠提供微型且簡(jiǎn)易的照明裝置，使之可以輕易地固定在照相機(jī)20上，并提供穩(wěn)定的光通量。
以上作為本發(fā)明的實(shí)施例示例性地說(shuō)明了采用這樣的結(jié)構(gòu)的照明裝置，該結(jié)構(gòu)使得照相機(jī)所檢測(cè)的物品被以穩(wěn)定的光通量所照亮。但是，本發(fā)明的實(shí)施并不限于這一領(lǐng)域，本發(fā)明可以被應(yīng)用于各式各樣的適合于利用LED方向性等的光學(xué)裝置。另外，本發(fā)明的思想不僅僅只是應(yīng)用于LED，還能夠被應(yīng)用于所提供光通量不穩(wěn)定的光源，除非該光源的應(yīng)用溫度是穩(wěn)定的。更具體地說(shuō)，采用這樣的構(gòu)造，即不直接從光源獲得溫度，該光源通過(guò)被冷卻或被加熱能夠提供穩(wěn)定的光通量，但是光源的使用狀況可以從光源的電壓等，或者從反饋得到的溫度控制器件的電壓等來(lái)獲得。在該結(jié)構(gòu)下，光源的溫度可以被控制。
權(quán)利要求
1.一種管理照明裝置中發(fā)光元件溫度的方法，該照明裝置具有發(fā)光元件以及被布置在發(fā)光元件附近的溫度控制器件，該方法包括檢測(cè)發(fā)光元件和溫度控制器件中任一個(gè)的電壓或電流，該電壓或電流對(duì)應(yīng)于發(fā)光元件在發(fā)光狀態(tài)下的溫度變化；基于檢測(cè)結(jié)果控制溫度控制器件。
2.一種用于管理照明裝置中發(fā)光元件溫度的裝置，該照明裝置具有發(fā)光元件以及被布置在發(fā)光元件附近的溫度控制器件，該裝置包括測(cè)量系統(tǒng)，用于檢測(cè)發(fā)光元件和溫度控制器件中任一個(gè)的電壓或電流值，其中溫度控制器件是基于由測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量到的電壓或電流值而被控制的。
3.一種照明裝置，該照明裝置包括發(fā)光二極管以及被布置在發(fā)光二極管附近的溫度控制器件，該照明裝置進(jìn)一步包括向發(fā)光二極管提供恒定電流的電源；電壓測(cè)量器件，用于測(cè)量加在發(fā)光二極管上的電壓，其中溫度控制由溫度控制器件基于從電壓測(cè)量器件獲得的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行的。
4.一種照明裝置，該照明裝置包括發(fā)光二極管以及被布置在發(fā)光二極管附近的珀耳帖元件，該照明裝置進(jìn)一步包括向發(fā)光二極管提供恒定電流的電源；電流測(cè)量器件，用于測(cè)量珀耳帖元件所產(chǎn)生電流的值，其中供給珀耳帖元件的電流的值是基于從電流測(cè)量器件獲得的測(cè)量結(jié)果而被控制的。
5.一種照明裝置，該照明裝置包括發(fā)光二極管以及被布置在發(fā)光二極管附近的溫度控制器件，該照明裝置進(jìn)一步包括向發(fā)光二極管提供恒定電流的電源；測(cè)量裝置，用于測(cè)量加在發(fā)光二極管上的電壓和供給溫度控制器件的電流中的至少一個(gè)值，其中溫度控制器件是基于該電壓或電流值被控制的。
6.一種照明裝置，該照明裝置包括光源以及被布置在光源附近的溫度控制器件，該照明裝置進(jìn)一步包括光源的電源；溫度控制器件的電源；測(cè)量系統(tǒng)，用于檢測(cè)光源和溫度控制器件中至少一個(gè)的電壓或電流改變量，該電壓或電流變化對(duì)應(yīng)于光源溫度的變化，其中電源向溫度控制器件的輸出是基于從測(cè)量系統(tǒng)獲得的檢測(cè)結(jié)果而被控制的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種照明裝置，該照明裝置配置簡(jiǎn)單并且能夠從由LED等構(gòu)成的光源提供穩(wěn)定的光通量。在本發(fā)明中，注意力被集中在這樣一個(gè)事實(shí)，即加在LED的電壓對(duì)應(yīng)于LED的溫度而變化，并因此由珀耳帖元件等構(gòu)成的溫度控制器件對(duì)應(yīng)于加在LED上的電壓而被操作。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1591260SQ200410057038
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月25日
發(fā)明者金子正明, 早見(jiàn)健一 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社