[发明专利]具有半透明球面漫射器和覆盖其上的远端荧光粉的LED灯泡

说明书

交叉引用

该申请要求2010年5月20提交的美国临时专利申请61/346,728的权利，其全部公开以引用方式结合在此。

背景技术

LED灯泡因为光学设计和热传递而受到质疑。带有余弦减退的LED的广角半球输出必需转换成完全的球面模式。现有的很多专利公开了生产所需的模式的方法，但热传递和效率依然是关键问题。通常，一个特定设计的光学形状背离传统灯泡的外观和形状。这样，需要灯泡具有与白炽灯泡近乎相同的形状和漫射表面。

发明内容

最终球体内部几何形状的重要特点是来自面对其中的球体表面上的朗伯源在球体表面的照度不变。不但源强度具有其自身固有的余弦减退，而且当接收表面相对于光射线倾斜时，视线也缩短。在一个球体内部，这两个角总是相等，光源的倾斜角越大，同样倾斜的接收器越靠近，且按倾斜角的余弦比例。两个cos²抵消。当球形表面是一个理想的半透明球表面时，其漫投射比抹去光线的原始方向，形成一个发源于表面的均匀光晕。许多白炽灯泡的磨砂罩仍然多少显出灯丝，证明比半透明球的完全散射差一点，并有点不均匀样子，对很多实际使用时可以接受的。习惯上，从前锋到后150°的均匀是球体发射的限制，进一步的角度被灯泡的脖子阻挡。

从其表面照亮半透明球体时，对一个球体，为了球状地发射，散射必需是完全的。也就是说，任何斜度的入射光都散射到相同的朗伯模式，其原始方向被抹去。此外，实际的半透明扩散器表现出反射式和穿透式散射，这样，与半透明球的小的菲涅尔反射，他们能反射回球体内更多光线。这种后向散射有助于进一步均匀球体内照明。

这些基本原理也公开在几个相同发明人的未决美国临时申请中，61/333,929于2010年5月12日提交的名为“Solid-State Light Bulb with Interior volume forElectronics”、61/299,601名称相同提交于2010年1月29日和61/280,856名称相同提交于2009年11月10日，所有者三个申请的全部以参考方式结合到此。在这些未决申请中，有一个远端荧光球体，其由蓝色和其他颜色的LED照亮，其中LED位于球形的荧光粉的基部上或基部附近。在家族申请中，朗伯发射LED均匀地照射球形荧光粉层的内表面，球形可以是中空的或者荧光粉在固体介质的外表面。本发明不同于上面提到的早点申请，其中，荧光粉层位于球形或定制形状的散射器下方。另外，LED位于与荧光粉层分开的混合腔远端，类似于由几个相同发明人与2009年10月5日提交的未决美国专利12/587,246，名为“Compact LEDDownlight with Cuspated Flux-Redistribution lens”且公开与2010年5月6日，其全部以引用方式结合到此。

本申请中提供了两个有关远端荧光粉的构架。第一是远端荧光粉以所谓的穿透模式运作，第二是荧光粉以所谓的反射模式运作。两种运作模式公开在借个美国专利中，包括几个相同发明人的US 7,286,296和US 7,380,962，两者名称均为“Optical Manifold for Light-Emitting Diodes”。这两个专利的全部以引用方式结合到此。现有的灯具还使用了反射式远端荧光粉原理，该原理公开于几个相同发明人的未决申请US 12/387,341中，其2009奶奶5月1日提交，2009尼恩11月5日公开（US 2009-0273918A），名称为“Remote Phosphor LED Downlight”，该申请的全部以引用方式结合到此。那个申请中描述的光源使用反射模式远端荧光粉，其中，荧光粉样式放在高漫射反射材料（典型地白色）的顶部。荧光粉面积与为覆盖的面积的比决定光线输出的色温。

传统白色LED包括覆盖一个或多个蓝色发光芯片的荧光粉层。与此相反，远端荧光粉白色光源具有由独立的蓝光源照射的荧光粉层。可选择地，有其他颜色，如红色的光源与荧光粉的淡黄色或绿色输出和蓝光的未覆盖部分混合。因为荧光粉的热负荷是其辐射输出的大约30%（所谓的斯托克斯位移损失），对于蓝色LED芯片，这是的优势，当他们远离荧光粉并不承受这种附加热负荷。还有，远端荧光粉与常见的白色LED阵列相比，亮度和颜色更均匀，因为阵列在芯片之间存在暗区。

附图说明

结合附图和随后更详细的描述，本发明的上述和其他方面、特征和优势将更加明显。

图1显示了球体表面上穿透式远端荧光粉以及在其内部投射。

图2显示了具有灯盒的类似球体，灯盒结合到远端荧光粉上的球体的外部。