专利名称：具有磷光体和分色滤光器的发光装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及发光装置，例如筒灯(downlight)装置，其允许反射从光源(例如，LED)提供的光以向确定区重新定向它从而产生一定发光。
背景技术：
公知的是，即使在它们的各自发光输出不足以替代诸如例如白炽灯、卤钨灯和荧光灯的大多数其它灯形式的情况下，LED也提供了增加的电效率和灯寿命这二者。然而，可以在诸如LED筒灯的发光装置中把LED分组在一起，例如以累积足够的光输出。远距离磷光体LED筒灯通常至少包括LED、热沉、混合块、磷光体(phosphor)屏和漫射器。US2007/026339公开了这种包括热沉和LED的发光装置，其中热沉和LED以这样的方式布置在发光装置的中空反射器中，以使得它们面向反射器的底部侧以及LED发出的光可以在其上反射。反射器进一步包括提供有透射板的光出口，透射板包括发光材料以改变 LED发出的光的波长。现有技术的远程磷光体LED筒灯的高度等于内部堆叠组件的高度总和，现有技术远距离磷光体LED筒灯的大高度值会在需要较低筒灯的系统中引起问题。再者，由于此堆叠配置，输入冷空气因为其它组件的遮蔽而一定程度地难以正确穿过热沉的竖直薄片。此外，现有技术的远程磷光体LED筒灯提供不足的白光，和对于眼睛不喜欢的平滑眩光效果，以及不允许色温调整。为了克服上述限制，需要存在一种提供良好散热、较好白色和眩光减少以及其次地允许色温调整的紧凑型LED光源。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种发光装置，包括具有背面和壁的至少一个反射性元件，壁包括至少一个窗口，所述壁和背面形成具有光出口的反射性腔体，至少一个干涉过滤器，能够把第一波长段变成入射光的第二波长段的荧光屏，所述荧光屏被置于反射性元件的背面上，其中，发光装置布置成使得位于所述干涉过滤器前方的反射性元件外部的光源可设置成用于发射指向包括荧光屏的反射性元件的背面的光束。在一个实施例中，反射性元件的壁包括装备有干涉过滤器的多个窗口。每个干涉过滤器是反射白色光和透射蓝色光的分色滤光器。在一个实施例中，反射性元件的出口装备有干涉过滤器。所述干涉过滤器是反射蓝色光和透射白色光的分色滤光器。荧光屏(luminescent screen)优选地是反射性元件的反射背面上沉积的磷光体屏。它进一步包括用于冷却所述多个光源的至少一个热传导元件。所述热传导元件围绕反射性元件以及从光出口向背面延伸。
在一个实施例中，热传导元件设计成以这种方式承载多个光源，使得这些光源位于所述干涉过滤器前方以及设置成用于发射总体上指向包括荧光屏的反射性元件的背面的光束。为了增加热传导元件的表面积以促使经由对流的散热，热传导元件包括多个薄片 (lamellas)。在一个实施例中，所述发光装置进一步包括多个光源，位于干涉过滤器(复数)前方反射元件外部以及设置成用于总体上向包括荧光屏的反射性元件的背面发射光束。所述多个光源至少部分地包括多个发光二极管(LED)。附属地，它进一步包括与每个LED的光出口相关联的准直器。在一个实施例中，反射性元件具有拱顶形状。
为了进一步理解本发明目的和优点，应当结合所附描述和操作，参照下面的附图， 其中
一图1示出了根据本发明的发光装置的代表性实施例的示意性截面图， 一图2示出了除了热传导元件以外根据本发明的发光装置的代表性实施例的底部透视图，
一图3示出了根据本发明的发光装置的实施例的准直器、次级反射器以及干涉过滤器部件的底部透视图，
一图4示出了根据本发明的发光装置的出口处的为波长函数的能量分布，与现有技术发光装置的出口处的为波长函数的能量分布相比较，
一图5示出了图2中描绘的根据本发明的发光装置的发光体外的发光强度分布， 一图6示出了除了热传导元件以外根据本发明的发光体替选方案的底部透视图， 一图7示出了根据本发明的发光体的替选实施例的分解底部透视图， 一图8示出了图6和7上表示的根据本发明的发光体的替选实施例的准直器、次级反射器以及干涉过滤器部件的详细底部透视图，
一图9示出了图6至8上表示的根据本发明的替选发光装置的发光体外的发光强度分
布，
一图10示出了除了热传导元件以外根据本发明的发光装置的第二替选实施例的底部透视图，
一图11示出了图10上表示的根据本发明的发光装置的第二替选实施例的分解底部透视图，
一图12示出了图10和11上表示的根据本发明的发光装置的第二替选实施例的拆解底部透视图。
具体实施例方式应强调，按照工业中的标准实践，各种部件并非按比例绘制。事实上，可以任意增加或减小各种部件的尺寸以求讨论的清楚。为了促进本发明理解的目的，在本文中参考在图中只描绘了一些的发光体(luminary)实施例。然而，应理解的是，并非从而意在对本发明范围的限制。此外，在描绘的实施例中，相似附图标记指各图中的相同结构元件。图1是根据本发明的发光装置1的一个实施例的示意性截面图以及示出了一个发光装置1的主要元件。发光装置1包括具有背面3和壁4的一个反射性元件2，壁包括装备有干涉过滤器6的窗口 5。壁4和背面3形成具有光出口 7的反射性腔体。发光装置1进一步包括位于反射性元件2的背面3上的荧光屏8。荧光屏8能够把第一波长段变成入射光的第二波长段。发光装置1进一步包括以这种方式位于干涉过滤器6前方的反射性元件 2外部的光源9，光源9可以发射指包括荧光屏8的反射性元件2的背面3的光束。在此实施例中，光源9是耦合到准直器11和次级反射器12的发光二极管10， LED,以及更特别地，蓝色LED。再者，荧光屏8是磷光体屏，有益地沉积在反射性元件2的反射背面3上，其把蓝色入射光变成白色光。每个干涉过滤器6是反射白色光和透射蓝色光的分色滤光器。在此实施例中，反射性背面3是平坦表面；然而，应理解的是，反射性背面3在不脱离本发明范围的情况下可以具有凸起或凹陷表面。此外，根据本发明的发光装置1包括围绕反射性元件2的热传导元件13。热传导元件13从光出口 7向反射性元件2的背面3延伸。把热传导元件13的一部分设计成以这种方式承载多个光源9，这些光源9位于干涉过滤器6前方以及设置成用于发射总体上指向包括荧光屏8的反射性元件2的背面3的光束。明显的是，可以在不脱离本发明范围的情况下，可通过耦合到反射性元件2和/或热传导元件13的中间元件承载光源9。再者，热传导元件13包括多个薄片。包括薄片以增加热传导元件13的表面积以促使经由箭头2表示的经对流散热。热传导元件13通常由铝制成，但是可以由能够吸收LED 生成的热量以及把它耗散到环境的任何合适材料制成。还可以从例如成形片状金属部分或铸模得出热传导元件13。应当注意，围绕反射性元件2和光源9的热传导元件13的位置相比于现有技术发光装置的高度而言显著地减小了发光装置1的高度。光源9的LED发射的蓝色光穿过窗口 5和干涉过滤器6，干涉过滤器6透射蓝色辐射并反射波长比蓝色高的辐射。当蓝色光到达磷光体屏8时，所述磷光体屏8把主要入射蓝色光变换成由反射性元件2的背面3反射的白色光。结果是，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蓝色光的干涉过滤器6的内表面上反射它本身，以及从光出口 下降(fall down).磷光体屏8只反射一小部分光源9发射的蓝色光。 所述反射蓝色光可以再次穿过干涉过滤器6，干涉过滤器6的内表面反射白色光和透射蓝色光。可以通过反射性元件2的反射性表面和干涉过滤器6的内表面的表面比率调整蓝色光的比率。通过调整与每个LED 10的光出口相关联的准直器11的外曲率半径，即，通过调整准直器11的会聚性，可以调整干涉过滤器6的表面，从而允许光经过，而没有或多或或少大孔中的损耗。通过此方式，根据本发明的发光装置通过移回一部分蓝色辐射增加白色。再者，应当注意，通过对干涉过滤器6增加光束的平均入射角度，可以移动高波长
5中过滤器的通带，从而提供色温降低。在图1中描绘的此实施例中，与每个LED 10相关联的准直器11的轴形成与干涉过滤器6的角度θ。当以准直器11的轴形成低于角度θ的角度的这种方式在箭头& (图 1)的方向上倾斜准直器11的轴时，可以移动较高波长中过滤器的通带以作为结果降低发光体的色温。其次，由于设置在反射性元件2的背面3上的磷光体屏8，反射性元件2的壁4保留发光装置的必要低眩光。图2是包括一个反射性元件的发光装置的一个实施例的底部透视图，反射性元件具有拱顶形状，包括有平坦背面3和包括窗口 5的壁4。所述窗口呈现为椭圆形状以及在反射性元件2的底部处规则隔开(spaced out)。壁4和背面3形成具有光出口 7的反射性腔体。发光装置1进一步包括置于反射性元件2的背面3上的荧光屏8。荧光屏8能够把第一波长段变成入射光的第二波长段。荧光屏8是把蓝色入射光变成白色光的磷光体屏，其有益地沉积在反射性元件2的反射背面3上。发光装置1进一步包括光源9，其以这种方式位于窗口 5前方的反射性元件2外部，光源9可以发射指向包括荧光屏8的反射性元件2的背面3的光束。在此实施例中，参照图2和3，光源9是耦合到准直器11和次级反射器12的发光二极管10，LED，以及更特别地，蓝色LED。把反射白色光和透射蓝色光的分色滤光器中包括的干涉过滤器6设置在所述准直器与次级反射器12之间每个准直器的出口处。可选地，LED中只有一个或一部分LED发射蓝色光，LED的另一部分至少发出另一颜色(例如，红色、绿色、琥珀色)。在此具体实施例中，可以选择在另一颜色的这些LED的准直器11与相应次级反射器12之间不提供任何干涉过滤器6。此实施例允许光设计者把不同发射的颜色混合以达到某些光效果，如，改变输出发光体的白色的本性(例如，冷向暖白色)或者略微修改光输出的颜色。应当注意，在此实施例中，未描绘热传导元件。然而，热传导元件可具有围绕反射性元件2的管状形状，所述热传导形状包括例如径向薄片。热传导元件应当从光出口 7向反射性元件2的背面3延伸。参照图4，根据本发明的发光装置的构造提供了从光谱中去除380 - 480波段，其从流明减小1. 4%的量。在此实施例中，发光装置包括二十八个窗口。考虑以表面为单位的同样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干涉过滤器6上，反射性元件的表面等于15420 mm2，每个准直器的输出表面等于112. 5 mm2，以及干涉窗口的总表面等于3150 mm2(112,5 mm2 χ 28)0反射性元件2的表面与干涉窗口的总表面之间的比率等于4. 89 (15420 mm2/3150 mm2)。结果是，由于干涉窗口所致的松弛等于0. 28% (1. 4%/4. 89)。反射总光谱的表面比具有干涉处理的表面重要4. 89倍。再者，参照图5，统一眩光等级(UGR)4H/8H 752根据欧洲标准EN13032等于21. 9， 磷光体屏与出口之间的光学效率对于1246 Lm (磷光体屏外的通量)的底座等于91. 5%。图6至8是包括具有拱顶形状的一个反射性元件2的发光装置的另一实施例的透视图，拱顶形状包括有平坦背面3和包括窗口 5的壁4。所述窗口 5呈现为椭圆形状以及在反射性元件2的中部中彼此相邻。壁4和背面3形成具有光出口 7的反射性腔体。发光装置1进一步包括置于反射性元件2的背面3上的荧光屏8。荧光屏8能够把第一波长段变成入射光的第二波长段。荧光屏8是把蓝色入射光变成白色光的磷光体屏，有益地沉积在反射性元件2的反射背面3上。发光装置1进一步包括光源9，以这种方式位于窗口 5前方的反射性元件2外部， 光源9可以发射指向包括荧光屏8的反射性元件2的背面3的光束。在此实施例中，参照图6至8，光源9是耦合到准直器11和次级反射器12的发光二极管10，LED，以及更特别地，蓝色LED。以这种方式把反射白色光和透射蓝色光的分色滤光器中包括的干涉过滤器6设置在每个次级反射器12的出口处，使得每个窗口 5装备有干涉过滤器6。可选地，LED中的只有一个或一部分LED发射蓝色光，LED的另一部分至少发射另一颜色(例如，红色、绿色、琥珀色)。在此具体实施例中，可以选择在另一颜色的这些LED的准直器11与相应次级反射器12之间不提供任何干涉过滤器6。此实施例允许光设计者把不同发射的颜色混合以达到某些光效果，如，改变输出发光体的白色的本性(例如，冷向暖白色)或者略微修改光输出的颜色。应当注意，在此实施例中，未描绘热传导元件。然而，热传导元件可具有围绕反射性元件2的管状形状，所述热传导形状包括例如径向薄片。热传导元件应当从光出口 7向反射性元件2的背面3延伸。参照图4，根据本发明的发光装置的构造提供了从光谱中去除380 - 480波段，其从流明减小1. 4%的量。在此实施例中，发光装置包括二十八个窗口。考虑以表面为单位的同样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干涉过滤器6上，反射性元件的表面等于10846. 5 mm2( 15420 -4573. 5 mm2)，每个准直器的输出表面等于163. ；34 mm2，以及干涉窗口的总表面等于4573. 5 mm2(163, 34 mm2 χ 28)。 反射性元件2的表面与干涉窗口的总表面之间的比率等于2. 37 (10846. 5 mm2/3150mm2)o 结果是，由于干涉窗口所致的松弛(loose)等于0.59%(1.4%/2.37)。反射总光谱的表面比具有干涉处理的表面重要2. 37倍。再者，参照图9，统一眩光等级(UGR)4H/8H 752根据欧洲标准EN13032等于21. 0， 以及磷光体屏与出口之间的光学效率对于1246 Lm (磷光体屏外的通量)的底座等于94%。图10至12是包括具有拱顶形状的一个反射性元件2的发光装置的另一实施例的透视图，拱顶形状包括有平坦背面3和包括窗口 5的壁4。所述窗口 5呈现为椭圆形状以及在反射性元件2的底部处彼此相邻。壁4和背面3形成具有光出口 7的反射性腔体。发光装置1进一步包括置于反射性元件2的背面3上的荧光屏8。荧光屏8能够把第一波长段变成入射光的第二波长段。荧光屏8是把蓝色入射光变成白色光的磷光体屏，有益地沉积在反射性元件2的反射背面3上
发光装置1进一步包括光源9，其以这种方式位于窗口 5前方的反射性元件2外部，光源9可以发射指向包括荧光屏8的反射性元件2的光出口 7的光束。在此实施例中，参照图10至12，光源9是耦合到准直器11和次级反射器12的发光二极管10，LED,以及更特别地，蓝色LED。
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可选地，LED中只有一个或一部分LED发射蓝色光，LED的另一部分至少发射另一颜色(例如，红色、绿色、琥珀色)。此实施例允许光设计者把不同发射的颜色混合以达到某些光效果，如，改变输出发光体的白色的本性(例如，冷向暖白色)或者略微修改光输出的颜色。把反射蓝色光和透射白色光的分色滤光器中包括的干涉过滤器6设置在反射性元件2的光出口 7处。应当注意，在此实施例中，未描绘热传导元件。然而，热传导元件可具有围绕反射性元件2的管状形状，所述热传导形状包括例如径向薄片。热传导元件应当从光出口 7向反射性元件2的背面3延伸。虽然详细描述了本公开的实施例，但本领域技术人员应当理解，他们可以在不脱离本发明精神和范围的情况下对此做出各种改变、替换和变换。相应地，所有这种改变、替换和变换意在包括在如下权利要求中所限定的本公开的范围内。
权利要求
1.一种发光装置，包括具有背面和壁的至少一个反射性元件，壁包括至少一个窗口，所述壁和背面形成具有光出口的反射性腔体， 至少一个干涉过滤器，能够把第一波长段变成入射光的第二波长段的荧光屏，所述荧光屏被置于反射性元件的背面上，其中，发光装置布置成使得，位于所述干涉过滤器前方的反射性元件外部的光源可设置成用于发射指向或反射到包括荧光屏的反射性元件的背面的光束。
2.权利要求1的发光装置，其中反射性元件的壁包括装备有干涉过滤器的多个窗口。
3.权利要求1的发光装置，其中每个干涉过滤器是反射白色光和透射蓝色光的分色滤光器ο
4.权利要求的发光装置，其中反射性元件的出口装备有干涉过滤器。
5.权利要求4的发光装置，其中每个干涉过滤器是反射蓝色光和透射白色光的分色滤光器ο
6.权利要求1的发光装置，其中荧光屏是磷光体屏。
7.权利要求6的发光装置，其中磷光体屏沉积在反射性元件的反射背面上。
8.权利要求1的发光装置，其中它进一步包括用于冷却所述多个光源的至少一个热传导元件。
9.权利要求8的发光装置，其中热传导元件围绕反射性元件。
10.权利要求9的发光装置，其中热传导元件从光出口向背面延伸。
11.权利要求9的发光装置，其中热传导元件的一部分设计成以这种方式承载多个光源，这些光源位于所述干涉过滤器前方以及设置成用于发出总体上指向包括荧光屏的反射性元件的背面的光束。
12.权利要求9的发光装置，其中热传导元件包括多个薄片。
13.权利要求1的发光装置，进一步包括多个光源，位于干涉过滤器前方以及部署成用于总体上发射指向包括荧光屏的反射性元件的背面的光束。
14.权利要求13的发光装置，其中所述多个光源至少部分地包括多个发光二极管 (LED)0
15.权利要求13的发光装置，进一步包括与每个LED的光出口相关联的准直器。
16.权利要求1的发光装置，其中反射性元件具有拱顶形状。
全文摘要
一种提供改进白色光、色温调整和低眩光的紧凑型LED光源。发光装置包括具有背面和壁的反射性元件，壁包括至少一个窗口，所述壁和背面形成具有光出口的反射性腔体，至少一个干涉过滤器以及能够把第一波长段变成入射光的第二波长段的荧光屏，所述荧光屏被置于反射性元件的背面上。发光装置布置成使得，位于所述干涉过滤器前方的反射性元件外部的光源可设置成用于发射指向包括荧光屏的反射性元件的背面的光束。
文档编号F21K99/00GK102422080SQ201080020067
公开日2012年4月18日 申请日期2010年4月30日 优先权日2009年5月7日
发明者蒙塔涅 L. 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司