具有磷光體和分色濾光器的發光裝置的製作方法
2023-05-01 20:07:31 3
專利名稱：具有磷光體和分色濾光器的發光裝置的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及發光裝置，例如筒燈(downlight)裝置，其允許反射從光源(例如，LED)提供的光以向確定區重新定向它從而產生一定發光。
背景技術：
公知的是，即使在它們的各自發光輸出不足以替代諸如例如白熾燈、滷鎢燈和螢光燈的大多數其它燈形式的情況下，LED也提供了增加的電效率和燈壽命這二者。然而，可以在諸如LED筒燈的發光裝置中把LED分組在一起，例如以累積足夠的光輸出。遠距離磷光體LED筒燈通常至少包括LED、熱沉、混合塊、磷光體(phosphor)屏和漫射器。US2007/026339公開了這種包括熱沉和LED的發光裝置，其中熱沉和LED以這樣的方式布置在發光裝置的中空反射器中，以使得它們面向反射器的底部側以及LED發出的光可以在其上反射。反射器進一步包括提供有透射板的光出口，透射板包括發光材料以改變 LED發出的光的波長。現有技術的遠程磷光體LED筒燈的高度等於內部堆疊組件的高度總和，現有技術遠距離磷光體LED筒燈的大高度值會在需要較低筒燈的系統中引起問題。再者，由於此堆疊配置，輸入冷空氣因為其它組件的遮蔽而一定程度地難以正確穿過熱沉的豎直薄片。此外，現有技術的遠程磷光體LED筒燈提供不足的白光，和對於眼睛不喜歡的平滑眩光效果，以及不允許色溫調整。為了克服上述限制，需要存在一種提供良好散熱、較好白色和眩光減少以及其次地允許色溫調整的緊湊型LED光源。
發明內容
因此，本發明的目的是，提供一種發光裝置，包括具有背面和壁的至少一個反射性元件，壁包括至少一個窗口，所述壁和背面形成具有光出口的反射性腔體，至少一個幹涉過濾器，能夠把第一波長段變成入射光的第二波長段的螢光屏，所述螢光屏被置於反射性元件的背面上，其中，發光裝置布置成使得位於所述幹涉過濾器前方的反射性元件外部的光源可設置成用於發射指向包括螢光屏的反射性元件的背面的光束。在一個實施例中，反射性元件的壁包括裝備有幹涉過濾器的多個窗口。每個幹涉過濾器是反射白色光和透射藍色光的分色濾光器。在一個實施例中，反射性元件的出口裝備有幹涉過濾器。所述幹涉過濾器是反射藍色光和透射白色光的分色濾光器。螢光屏(luminescent screen)優選地是反射性元件的反射背面上沉積的磷光體屏。它進一步包括用於冷卻所述多個光源的至少一個熱傳導元件。所述熱傳導元件圍繞反射性元件以及從光出口向背面延伸。
在一個實施例中，熱傳導元件設計成以這種方式承載多個光源，使得這些光源位於所述幹涉過濾器前方以及設置成用於發射總體上指向包括螢光屏的反射性元件的背面的光束。為了增加熱傳導元件的表面積以促使經由對流的散熱，熱傳導元件包括多個薄片 (lamellas)。在一個實施例中，所述發光裝置進一步包括多個光源，位於幹涉過濾器(複數)前方反射元件外部以及設置成用於總體上向包括螢光屏的反射性元件的背面發射光束。所述多個光源至少部分地包括多個發光二極體(LED)。附屬地，它進一步包括與每個LED的光出口相關聯的準直器。在一個實施例中，反射性元件具有拱頂形狀。
為了進一步理解本發明目的和優點，應當結合所附描述和操作，參照下面的附圖， 其中
一圖1示出了根據本發明的發光裝置的代表性實施例的示意性截面圖， 一圖2示出了除了熱傳導元件以外根據本發明的發光裝置的代表性實施例的底部透視圖，
一圖3示出了根據本發明的發光裝置的實施例的準直器、次級反射器以及幹涉過濾器部件的底部透視圖，
一圖4示出了根據本發明的發光裝置的出口處的為波長函數的能量分布，與現有技術發光裝置的出口處的為波長函數的能量分布相比較，
一圖5示出了圖2中描繪的根據本發明的發光裝置的發光體外的發光強度分布， 一圖6示出了除了熱傳導元件以外根據本發明的發光體替選方案的底部透視圖， 一圖7示出了根據本發明的發光體的替選實施例的分解底部透視圖， 一圖8示出了圖6和7上表示的根據本發明的發光體的替選實施例的準直器、次級反射器以及幹涉過濾器部件的詳細底部透視圖，
一圖9示出了圖6至8上表示的根據本發明的替選發光裝置的發光體外的發光強度分
布，
一圖10示出了除了熱傳導元件以外根據本發明的發光裝置的第二替選實施例的底部透視圖，
一圖11示出了圖10上表示的根據本發明的發光裝置的第二替選實施例的分解底部透視圖，
一圖12示出了圖10和11上表示的根據本發明的發光裝置的第二替選實施例的拆解底部透視圖。
具體實施例方式應強調，按照工業中的標準實踐，各種部件並非按比例繪製。事實上，可以任意增加或減小各種部件的尺寸以求討論的清楚。為了促進本發明理解的目的，在本文中參考在圖中只描繪了一些的發光體(luminary)實施例。然而，應理解的是，並非從而意在對本發明範圍的限制。此外，在描繪的實施例中，相似附圖標記指各圖中的相同結構元件。圖1是根據本發明的發光裝置1的一個實施例的示意性截面圖以及示出了一個發光裝置1的主要元件。發光裝置1包括具有背面3和壁4的一個反射性元件2，壁包括裝備有幹涉過濾器6的窗口 5。壁4和背面3形成具有光出口 7的反射性腔體。發光裝置1進一步包括位於反射性元件2的背面3上的螢光屏8。螢光屏8能夠把第一波長段變成入射光的第二波長段。發光裝置1進一步包括以這種方式位於幹涉過濾器6前方的反射性元件 2外部的光源9，光源9可以發射指包括螢光屏8的反射性元件2的背面3的光束。在此實施例中，光源9是耦合到準直器11和次級反射器12的發光二極體10， LED,以及更特別地，藍色LED。再者，螢光屏8是磷光體屏，有益地沉積在反射性元件2的反射背面3上，其把藍色入射光變成白色光。每個幹涉過濾器6是反射白色光和透射藍色光的分色濾光器。在此實施例中，反射性背面3是平坦表面；然而，應理解的是，反射性背面3在不脫離本發明範圍的情況下可以具有凸起或凹陷表面。此外，根據本發明的發光裝置1包括圍繞反射性元件2的熱傳導元件13。熱傳導元件13從光出口 7向反射性元件2的背面3延伸。把熱傳導元件13的一部分設計成以這種方式承載多個光源9，這些光源9位於幹涉過濾器6前方以及設置成用於發射總體上指向包括螢光屏8的反射性元件2的背面3的光束。明顯的是，可以在不脫離本發明範圍的情況下，可通過耦合到反射性元件2和/或熱傳導元件13的中間元件承載光源9。再者，熱傳導元件13包括多個薄片。包括薄片以增加熱傳導元件13的表面積以促使經由箭頭2表示的經對流散熱。熱傳導元件13通常由鋁製成，但是可以由能夠吸收LED 生成的熱量以及把它耗散到環境的任何合適材料製成。還可以從例如成形片狀金屬部分或鑄模得出熱傳導元件13。應當注意，圍繞反射性元件2和光源9的熱傳導元件13的位置相比於現有技術發光裝置的高度而言顯著地減小了發光裝置1的高度。光源9的LED發射的藍色光穿過窗口 5和幹涉過濾器6，幹涉過濾器6透射藍色輻射並反射波長比藍色高的輻射。當藍色光到達磷光體屏8時，所述磷光體屏8把主要入射藍色光變換成由反射性元件2的背面3反射的白色光。結果是，白色光向下重新指向，在反射性元件2的壁4上以及反射白色光和透射藍色光的幹涉過濾器6的內表面上反射它本身，以及從光出口 下降(fall down).磷光體屏8隻反射一小部分光源9發射的藍色光。 所述反射藍色光可以再次穿過幹涉過濾器6，幹涉過濾器6的內表面反射白色光和透射藍色光。可以通過反射性元件2的反射性表面和幹涉過濾器6的內表面的表面比率調整藍色光的比率。通過調整與每個LED 10的光出口相關聯的準直器11的外曲率半徑，即，通過調整準直器11的會聚性，可以調整幹涉過濾器6的表面，從而允許光經過，而沒有或多或或少大孔中的損耗。通過此方式，根據本發明的發光裝置通過移回一部分藍色輻射增加白色。再者，應當注意，通過對幹涉過濾器6增加光束的平均入射角度，可以移動高波長
5中過濾器的通帶，從而提供色溫降低。在圖1中描繪的此實施例中，與每個LED 10相關聯的準直器11的軸形成與幹涉過濾器6的角度θ。當以準直器11的軸形成低於角度θ的角度的這種方式在箭頭& (圖 1)的方向上傾斜準直器11的軸時，可以移動較高波長中過濾器的通帶以作為結果降低發光體的色溫。其次，由於設置在反射性元件2的背面3上的磷光體屏8，反射性元件2的壁4保留髮光裝置的必要低眩光。圖2是包括一個反射性元件的發光裝置的一個實施例的底部透視圖，反射性元件具有拱頂形狀，包括有平坦背面3和包括窗口 5的壁4。所述窗口呈現為橢圓形狀以及在反射性元件2的底部處規則隔開(spaced out)。壁4和背面3形成具有光出口 7的反射性腔體。發光裝置1進一步包括置於反射性元件2的背面3上的螢光屏8。螢光屏8能夠把第一波長段變成入射光的第二波長段。螢光屏8是把藍色入射光變成白色光的磷光體屏，其有益地沉積在反射性元件2的反射背面3上。發光裝置1進一步包括光源9，其以這種方式位於窗口 5前方的反射性元件2外部，光源9可以發射指向包括螢光屏8的反射性元件2的背面3的光束。在此實施例中，參照圖2和3，光源9是耦合到準直器11和次級反射器12的發光二極體10，LED，以及更特別地，藍色LED。把反射白色光和透射藍色光的分色濾光器中包括的幹涉過濾器6設置在所述準直器與次級反射器12之間每個準直器的出口處。可選地，LED中只有一個或一部分LED發射藍色光，LED的另一部分至少發出另一顏色(例如，紅色、綠色、琥珀色)。在此具體實施例中，可以選擇在另一顏色的這些LED的準直器11與相應次級反射器12之間不提供任何幹涉過濾器6。此實施例允許光設計者把不同發射的顏色混合以達到某些光效果，如，改變輸出發光體的白色的本性(例如，冷向暖白色)或者略微修改光輸出的顏色。應當注意，在此實施例中，未描繪熱傳導元件。然而，熱傳導元件可具有圍繞反射性元件2的管狀形狀，所述熱傳導形狀包括例如徑向薄片。熱傳導元件應當從光出口 7向反射性元件2的背面3延伸。參照圖4，根據本發明的發光裝置的構造提供了從光譜中去除380 - 480波段，其從流明減小1. 4%的量。在此實施例中，發光裝置包括二十八個窗口。考慮以表面為單位的同樣量的通量落在反射性元件2的所有反射性表面上以及未在幹涉過濾器6上，反射性元件的表面等於15420 mm2，每個準直器的輸出表面等於112. 5 mm2，以及幹涉窗口的總表面等於3150 mm2(112,5 mm2 χ 28)0反射性元件2的表面與幹涉窗口的總表面之間的比率等於4. 89 (15420 mm2/3150 mm2)。結果是，由於幹涉窗口所致的鬆弛等於0. 28% (1. 4%/4. 89)。反射總光譜的表面比具有幹涉處理的表面重要4. 89倍。再者，參照圖5，統一眩光等級(UGR)4H/8H 752根據歐洲標準EN13032等於21. 9， 磷光體屏與出口之間的光學效率對於1246 Lm (磷光體屏外的通量)的底座等於91. 5%。圖6至8是包括具有拱頂形狀的一個反射性元件2的發光裝置的另一實施例的透視圖，拱頂形狀包括有平坦背面3和包括窗口 5的壁4。所述窗口 5呈現為橢圓形狀以及在反射性元件2的中部中彼此相鄰。壁4和背面3形成具有光出口 7的反射性腔體。發光裝置1進一步包括置於反射性元件2的背面3上的螢光屏8。螢光屏8能夠把第一波長段變成入射光的第二波長段。螢光屏8是把藍色入射光變成白色光的磷光體屏，有益地沉積在反射性元件2的反射背面3上。發光裝置1進一步包括光源9，以這種方式位於窗口 5前方的反射性元件2外部， 光源9可以發射指向包括螢光屏8的反射性元件2的背面3的光束。在此實施例中，參照圖6至8，光源9是耦合到準直器11和次級反射器12的發光二極體10，LED，以及更特別地，藍色LED。以這種方式把反射白色光和透射藍色光的分色濾光器中包括的幹涉過濾器6設置在每個次級反射器12的出口處，使得每個窗口 5裝備有幹涉過濾器6。可選地，LED中的只有一個或一部分LED發射藍色光，LED的另一部分至少發射另一顏色(例如，紅色、綠色、琥珀色)。在此具體實施例中，可以選擇在另一顏色的這些LED的準直器11與相應次級反射器12之間不提供任何幹涉過濾器6。此實施例允許光設計者把不同發射的顏色混合以達到某些光效果，如，改變輸出發光體的白色的本性(例如，冷向暖白色)或者略微修改光輸出的顏色。應當注意，在此實施例中，未描繪熱傳導元件。然而，熱傳導元件可具有圍繞反射性元件2的管狀形狀，所述熱傳導形狀包括例如徑向薄片。熱傳導元件應當從光出口 7向反射性元件2的背面3延伸。參照圖4，根據本發明的發光裝置的構造提供了從光譜中去除380 - 480波段，其從流明減小1. 4%的量。在此實施例中，發光裝置包括二十八個窗口。考慮以表面為單位的同樣量的通量落在反射性元件2的所有反射性表面上以及未在幹涉過濾器6上，反射性元件的表面等於10846. 5 mm2( 15420 -4573. 5 mm2)，每個準直器的輸出表面等於163. ；34 mm2，以及幹涉窗口的總表面等於4573. 5 mm2(163, 34 mm2 χ 28)。 反射性元件2的表面與幹涉窗口的總表面之間的比率等於2. 37 (10846. 5 mm2/3150mm2)o 結果是，由於幹涉窗口所致的鬆弛(loose)等於0.59%(1.4%/2.37)。反射總光譜的表面比具有幹涉處理的表面重要2. 37倍。再者，參照圖9，統一眩光等級(UGR)4H/8H 752根據歐洲標準EN13032等於21. 0， 以及磷光體屏與出口之間的光學效率對於1246 Lm (磷光體屏外的通量)的底座等於94%。圖10至12是包括具有拱頂形狀的一個反射性元件2的發光裝置的另一實施例的透視圖，拱頂形狀包括有平坦背面3和包括窗口 5的壁4。所述窗口 5呈現為橢圓形狀以及在反射性元件2的底部處彼此相鄰。壁4和背面3形成具有光出口 7的反射性腔體。發光裝置1進一步包括置於反射性元件2的背面3上的螢光屏8。螢光屏8能夠把第一波長段變成入射光的第二波長段。螢光屏8是把藍色入射光變成白色光的磷光體屏，有益地沉積在反射性元件2的反射背面3上
發光裝置1進一步包括光源9，其以這種方式位於窗口 5前方的反射性元件2外部，光源9可以發射指向包括螢光屏8的反射性元件2的光出口 7的光束。在此實施例中，參照圖10至12，光源9是耦合到準直器11和次級反射器12的發光二極體10，LED,以及更特別地，藍色LED。
7
可選地，LED中只有一個或一部分LED發射藍色光，LED的另一部分至少發射另一顏色(例如，紅色、綠色、琥珀色)。此實施例允許光設計者把不同發射的顏色混合以達到某些光效果，如，改變輸出發光體的白色的本性(例如，冷向暖白色)或者略微修改光輸出的顏色。把反射藍色光和透射白色光的分色濾光器中包括的幹涉過濾器6設置在反射性元件2的光出口 7處。應當注意，在此實施例中，未描繪熱傳導元件。然而，熱傳導元件可具有圍繞反射性元件2的管狀形狀，所述熱傳導形狀包括例如徑向薄片。熱傳導元件應當從光出口 7向反射性元件2的背面3延伸。雖然詳細描述了本公開的實施例，但本領域技術人員應當理解，他們可以在不脫離本發明精神和範圍的情況下對此做出各種改變、替換和變換。相應地，所有這種改變、替換和變換意在包括在如下權利要求中所限定的本公開的範圍內。
權利要求
1.一種發光裝置，包括具有背面和壁的至少一個反射性元件，壁包括至少一個窗口，所述壁和背面形成具有光出口的反射性腔體， 至少一個幹涉過濾器，能夠把第一波長段變成入射光的第二波長段的螢光屏，所述螢光屏被置於反射性元件的背面上，其中，發光裝置布置成使得，位於所述幹涉過濾器前方的反射性元件外部的光源可設置成用於發射指向或反射到包括螢光屏的反射性元件的背面的光束。
2.權利要求1的發光裝置，其中反射性元件的壁包括裝備有幹涉過濾器的多個窗口。
3.權利要求1的發光裝置，其中每個幹涉過濾器是反射白色光和透射藍色光的分色濾光器ο
4.權利要求的發光裝置，其中反射性元件的出口裝備有幹涉過濾器。
5.權利要求4的發光裝置，其中每個幹涉過濾器是反射藍色光和透射白色光的分色濾光器ο
6.權利要求1的發光裝置，其中螢光屏是磷光體屏。
7.權利要求6的發光裝置，其中磷光體屏沉積在反射性元件的反射背面上。
8.權利要求1的發光裝置，其中它進一步包括用於冷卻所述多個光源的至少一個熱傳導元件。
9.權利要求8的發光裝置，其中熱傳導元件圍繞反射性元件。
10.權利要求9的發光裝置，其中熱傳導元件從光出口向背面延伸。
11.權利要求9的發光裝置，其中熱傳導元件的一部分設計成以這種方式承載多個光源，這些光源位於所述幹涉過濾器前方以及設置成用於發出總體上指向包括螢光屏的反射性元件的背面的光束。
12.權利要求9的發光裝置，其中熱傳導元件包括多個薄片。
13.權利要求1的發光裝置，進一步包括多個光源，位於幹涉過濾器前方以及部署成用於總體上發射指向包括螢光屏的反射性元件的背面的光束。
14.權利要求13的發光裝置，其中所述多個光源至少部分地包括多個發光二極體 (LED)0
15.權利要求13的發光裝置，進一步包括與每個LED的光出口相關聯的準直器。
16.權利要求1的發光裝置，其中反射性元件具有拱頂形狀。
全文摘要
一種提供改進白色光、色溫調整和低眩光的緊湊型LED光源。發光裝置包括具有背面和壁的反射性元件，壁包括至少一個窗口，所述壁和背面形成具有光出口的反射性腔體，至少一個幹涉過濾器以及能夠把第一波長段變成入射光的第二波長段的螢光屏，所述螢光屏被置於反射性元件的背面上。發光裝置布置成使得，位於所述幹涉過濾器前方的反射性元件外部的光源可設置成用於發射指向包括螢光屏的反射性元件的背面的光束。
文檔編號F21K99/00GK102422080SQ201080020067
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月30日 優先權日2009年5月7日
發明者蒙塔涅 L. 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司