[發(fā)明專利]用于大規(guī)模建筑照明的基于LED的燈具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880122363.5
• 申請日: 2008-12-22
• 公開（公告）號: CN101910721A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·莫爾諾;R·威廉森;S·康多;E·羅思;I·利斯
• 申請（專利權(quán)）人: 飛利浦固體狀態(tài)照明技術(shù)公司
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 龔海軍;劉鵬

背景技術(shù)

數(shù)字照明技術(shù)(即基于例如發(fā)光二極管(LED)之類的半導(dǎo)體光源的照明)提供了對傳統(tǒng)熒光燈、HID燈和白熾燈提供了可行的替換。LED的功能優(yōu)點和益處包括高能量轉(zhuǎn)換和光學(xué)效率、耐用性、較低的操作成本以及許多其他優(yōu)點。LED技術(shù)方面的最新發(fā)展已經(jīng)提供了在許多應(yīng)用中實現(xiàn)各種照明效果的高效和具有魯棒性的全光譜照明源。一些包含這些源的照明裝置的特征在于照明模塊，其包括一個或多個能夠產(chǎn)生不同顏色(例如紅色、綠色和藍色)的LED和用于獨立控制LED的輸出以便產(chǎn)生各種顏色和顏色變化照明效果的處理器，如美國專利No.6016038和6211626中詳細討論的。

特別地，采用高通量LED的燈具正在快速興起作為傳統(tǒng)光裝置的高級替換，因為它們具有更高的總體發(fā)光效率并且具有產(chǎn)生各種照明圖案和效果的能力。這些燈具的設(shè)計和操作中涉及的一個重要問題是熱管理，因為LED在更冷的溫度操作時以更高效力執(zhí)行并且持續(xù)更長時間。高通量LED傾向于特別地對操作溫度敏感，因為驅(qū)散由這些LED產(chǎn)生的熱的效率顯著相關(guān)于LED光源的操作壽命、性能和可靠性。因此，保持最優(yōu)結(jié)溫(junction?temperature)在開發(fā)高性能照明系統(tǒng)方面是重要考慮因素。然而，當(dāng)所述照明裝置(fixture)的尺寸和LED光源的密度和通量增加時高效的散熱可能面臨挑戰(zhàn)。例如那些用于外部應(yīng)用的更大照明裝置所涉及的問題也是操作和安裝的安全性以及耐用性。

基于LED的燈具的一個期望應(yīng)用(特別是那些采用高通量LED的燈具)是照明大型建筑物表面和對象，在特定方向上聚集光。常規(guī)的投影裝置已經(jīng)為此目的在各種劇場、電視、建筑和通用照明應(yīng)用(例如高射投影、聚光燈照明、機場跑道和高層建筑的照明等等)中使用了許多年。典型地，這些照明裝置包括鄰近凹面反射器安裝的白熾燈或氣體放電燈，該凹面反射器將光反射穿過透鏡組件以將窄光束朝目標(biāo)對象投射相當(dāng)大的距離。

近年來，基于LED的照明裝置(lighting?fixture)也被用在某些類型的投影照明裝置中、被配置為用于內(nèi)部或外部應(yīng)用以改進三維對象的清晰度的燈具、以及提供聚光燈照明或用于建筑表面的墻洗(wall-washing)照明效果。特別地，單個或多個LED的表面安裝或板載芯片組件已經(jīng)在用于要求與窄光束生成相結(jié)合的高亮度(以提供照明的密集聚焦/低幾何擴展)的應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)中引起注意。“板載芯片”(COB)LED組件通常是指一個或多個其中制作了一個或多個LED結(jié)(junction)的半導(dǎo)體芯片(或“管芯”)，其中芯片(一個或多個)直接安裝(例如粘附)到印刷電路板(PCB)。隨后，芯片(一個或多個)電線地結(jié)合到PCB，之后可以使用一團(glob)環(huán)氧樹脂或塑料來覆蓋芯片(一個或多個)和電線連接。一個或多個這種LED組件(或“LED組”)又可以安裝到照明裝置的公共安裝板或襯底。

對于一些包含LED芯片或管芯的窄束應(yīng)用，光學(xué)元件可以與LED板載芯片組件一起使用以方便所產(chǎn)生的光的聚焦以創(chuàng)建窄束準(zhǔn)直或準(zhǔn)準(zhǔn)直的光。用于準(zhǔn)直可見光的光學(xué)結(jié)構(gòu)(通常被稱為“準(zhǔn)直器透鏡”或“準(zhǔn)直器”)在本領(lǐng)域是公知的。這些結(jié)構(gòu)捕獲或重定向光源所發(fā)射的光以改進其方向性。一種這樣的準(zhǔn)直器是全內(nèi)反射(“TIR”)準(zhǔn)直器。TIR準(zhǔn)直器包括反射性內(nèi)表面，其被定位以捕獲由與所述準(zhǔn)直器對向的光源發(fā)射的大量光。常規(guī)TIR準(zhǔn)直器的反射性表面典型地是圓錐形的，即其是由拋物線、橢圓或雙曲線獲得的。

因此，在本領(lǐng)域中，存在對具有改進的光提取和散熱特性的高性能基于LED的燈具的需要。特別期望的是適合用于大規(guī)模照明應(yīng)用的基于LED的窄束燈具，所述大規(guī)模照明應(yīng)用例如大對象和結(jié)構(gòu)的聚光燈照明或用于外部建筑表面的墻洗照明效果。

發(fā)明內(nèi)容

在其各種實施例和實現(xiàn)方式中，本文所公開的本發(fā)明總體涉及采用能夠在長距離上投射光并且提供具有高流明輸出的很多種照明效果的基于LED的光源的外部建筑裝置。更特別地，本發(fā)明針對適合用于大規(guī)模正面洗滌并且用于照明大型建筑結(jié)構(gòu)(例如摩天大樓、娛樂場所和零售企業(yè))的建筑照明裝置。