[发明专利]LED照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED照明装置。

背景技术

多数现有的LED灯采用一个或者多个白光LED光引擎以及LED光引擎为光源。通过LED光引擎发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光。另外的方法是使用经过转换的绿光白（薄荷色）LED光引擎结合红光LED产生白光，由此产生的白光具有较低的色温（2700K-4000K）并且相对于单纯通过荧光粉转换的方案具有更高的显色指数。然而在所有的解决方案中，一部分光线会通过直接照射或者反射照射到芯片上或进入到LED封装中而损失掉。芯片和LED封装的典型的反射率都低于90%。

一种提供高的光学效率的方案是远程荧光技术。典型的设计构型在图1中示出。从图中可见，蓝光LED光引擎1发出的光线传输至光学部件，也就是远程荧光体结构2，其由填充有荧光粉的透明材料（典型的是聚合物材料，例如聚碳酸酯或者PMMA，但是基于玻璃或者陶瓷的其他材料也是可行的）构成。光转换以与转换型的LED光引擎相同的方式发生在远程荧光体结构中。如果环绕LED光引擎的区域（也就是说，通过壳体包围的空间的所有部分）是高反射的，那么被发射的或从灯壳反射回的光线可以被有效率地循环。此外，在远程荧光体结构2中的荧光粉的温度会低于传统的LED封装中的荧光粉的温度，这导致荧光粉具有较高的转换效率。由此，远程荧光解决方案可以比基于白光LED封装的类似方案的效率高几十个百分比。

远程荧光方案可以应用在一些产品中，例如飞利浦公司的泡壳形的LED改型灯或者Fortimo光引擎。然而它们具有以下三个主要缺点：

1.用于远程荧光体结构的荧光粉要远多于普通的转换型LED。这是因为，在特定的转换水平时，入射到芯片上的转换层或者远程荧光体结构上的蓝色射线都需要撞击同样数量的荧光粉颗粒。荧光粉的量与荧光体部件的面积成正比，因此远程荧光体结构需要使用更多的荧光粉。对于一些典型的应用来说，尤其是对于暖白光的解决方案来说，在远程荧光体结构的解决方案中，荧光粉的费用对于整个产品费用来说是一个不可忽视的问题。

2.由于荧光粉的高浓度，远程荧光体结构看起来呈微黄色，这对于许多应用场合来说都是所不希望的。在一些应用方案中，远程荧光体结构被藏在半透明的壳体的后面，但是这牺牲了效率。

3.在远程荧光体结构中的转换过程导致本征损失，其产生热量并降低了荧光粉的转换效率。在许多典型的应用中，需要在成本（要求较小的尺寸）和散热（要求较大的尺寸）之间进行折中，以确定远程荧光部件的尺寸。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种LED照明装置。根据本发明的LED照明装置具有较高的光线转换效率，同时其外形尺寸和成本相对较低。

本发明的目的通过一种LED照明装置由此实现，即该LED照明装置包括LED光引擎和远程荧光体结构，该远程荧光体结构具有第一出射面和入射面，其中，远程荧光体结构还具有与第一出射面相对布置的第二出射面，以及连接在第一出射面和第二出射面之间的至少一个连接面，连接面设计为入射面，其中来自LED光引擎的光线通过入射面入射到远程荧光体结构中并经过第一出射面和第二出射面出射。根据本发明的LED照明装置能够允许来自LED光引擎的光线在远程荧光体结构的内部传播尽可能长的距离，而由于传播距离的变长，导致在远程荧光体结构中传播的光线能够在远程荧光体结构中撞击尽可能多的荧光粉，从而达到高效地转换光线的目的，这有利地减少了远程荧光体结构中填充的荧光粉的数量，从而很大程度上降低了远程荧光体结构的制造成本，进而降低了整个LED照明装置的成本。此外，由于荧光粉的数量被减少，从而减少了荧光粉对远程荧光体结构的颜色和外观的影响，根据本发明的LED照明装置的远程荧光体结构更加接近于透明。最后，由于在远程荧光体结构中的荧光粉的数量较少，因此在LED照明装置进行工作时，荧光粉的温度也会相对较低，这使得根据本发明的LED照明装置的远程荧光体结构具有更高的转换效率。

优选的是，LED照明装置还包括反射体，其中反射体面对第一出射面或第二出射面设置。LED照明装置设计用于向某一预定范围的区域投射光线，设置一个反射体能够有利地将有可能投射到不希望被照射到的区域的光线反射至预定的被照明区域，这在很大程度上提高了根据本发明的LED照明装置的效率，降低了光损失。