[發(fā)明專利]用于照明裝置的光引擎

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080042857.X
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102686937A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 安東尼·保羅·范德溫;查爾斯·M.·斯沃伯達;陳偉群
• 申請（專利權(quán)）人: 科銳公司
• 主分類號: F21V15/01
• 分類號: F21V15/01;F21Y101/02
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛;紀媛媛

相關申請的交叉引用

本申請要求申請日為2009年9月25日、申請?zhí)枮镹o.12/566,857的美國專利申請的權(quán)益，該專利申請在此全文引用，以供參考。

本申請要求申請日為2009年11月19日、申請?zhí)枮镹o.12/621,970的美國專利申請的權(quán)益，該專利申請在此全文引用，以供參考。

技術領域

本發(fā)明涉及一種光引擎。在某些方面，本發(fā)明涉及一種包括一個或者多個固體發(fā)光體(例如一個或多個發(fā)光二極管)的光引擎。

背景技術

目前正致力于開發(fā)更節(jié)能的系統(tǒng)。每年美國發(fā)電量中的大部分(據(jù)估計高達25％)被用于照明，其中有很大一部分是普通照明(如，筒燈(downlights)，泛光燈、聚光燈和其他通用的家用或商用照明產(chǎn)品)。因此，目前需要提供更節(jié)能的照明。

固態(tài)發(fā)光體(例如，發(fā)光二極管)由于其節(jié)能性能受到諸多關注。眾所周知，白熾燈泡是一種非常耗能的光源，其消耗的電能大概有90％是以熱量的形式而不是以光的形式釋放。熒光燈泡的能效比白熾燈泡高(大約10倍)，但是仍然比固態(tài)發(fā)光體(例如，發(fā)光二極管)能效低。

此外，與固態(tài)發(fā)光體(例如，發(fā)光二極管)的正常壽命相比，白熾燈的壽命相對較短，即一般大約為750-1000小時。相比之下，發(fā)光二極管的一般壽命為例如50,000和70,000小時。熒光燈的壽命(例如，10,000-20,000小時)比白熾燈的壽命長，但提供的色彩再現(xiàn)較差。傳統(tǒng)固定裝置的典型壽命大約為20年，對應于發(fā)光器件至少約44,000小時的使用時間(基于每天使用6小時，使用持續(xù)20年)。發(fā)光體的發(fā)光器件壽命比固定裝置的壽命短，因此需要定期更換發(fā)光體。在難以接近或裝取(例如，拱形天花板、橋梁、高層大樓、公路隧道)的情況下和/或當更換成本很高時，需要更換發(fā)光體所造成的影響則特別明顯。

將發(fā)光二極管應用到照明裝置中存在許多挑戰(zhàn)。在許多情況下，在照明裝置中引入額外的部件來應對這些挑戰(zhàn)。如果能夠提供一種包括一個或多個固態(tài)發(fā)光體的光引擎，而同時該光引擎(或者包括光引擎的照明裝置)又能夠安裝在與可比的傳統(tǒng)照明裝置(例如，包括一個或多個白熾燈泡和/或一個或多個熒光燈泡的照明裝置)相同或基本相同的安裝空間內(nèi)以應對這些挑戰(zhàn)將是十分可取的。在改裝照明裝置以及在新的建筑內(nèi)安裝光引擎(或者包括光引擎的照明裝置)時，光引擎(或者包括光引擎的照明裝置)是否能夠裝配在與傳統(tǒng)照明裝置的安裝空間相似(或相同)的空間內(nèi)，顯得尤為重要。

其中一個挑戰(zhàn)來自于這一事實：任何一種發(fā)光二極管的發(fā)射光譜都集中在一個單一的波長(取決于發(fā)光二極管的成分和結(jié)構(gòu))范圍，這對一些應用場合十分有利，但是對其他一些應用場合卻十分不利(例如，提供普通照明的場合，這種發(fā)射光譜無法提供白光，和/或提供非常低的CRI)。因此，在許多情況下(例如，需要照明燈發(fā)射顯現(xiàn)白色或近白色的光，或者照明燈發(fā)射飽和度不高的光)有必要使用各自發(fā)射不同顏色光的多個光源(例如，一個或多個固態(tài)發(fā)光體和選擇性地采用其他種類的光源，例如，附加的發(fā)光二極管、發(fā)光材料、白熾燈泡等等)。導致一個或多個固態(tài)發(fā)光體停止發(fā)光和/或發(fā)光強度發(fā)生變化的原因有多種，這些原因同時也會使顏色輸出變得不穩(wěn)定，且還會導致照明裝置發(fā)出的光的顏色不同于預期的光輸出顏色。因此，在許多這種裝置中，有必要引入額外的部件的一個挑戰(zhàn)是，有可能期望增加額外的電路來調(diào)整各個固態(tài)發(fā)光體(和/或其他發(fā)光體)的電流供應，以在發(fā)射不同顏色光的多個發(fā)光體之間維持顏色輸出的平衡，從而獲得預期的顏色輸出。還有一個挑戰(zhàn)是，期望通過引入額外的結(jié)構(gòu)將不同固態(tài)發(fā)光體發(fā)射的不同顏色的光進行混合。

導致一個或多個固態(tài)發(fā)光體的發(fā)光強度發(fā)生變化的一個原因是溫度的變化(例如，由外界環(huán)境變化和/或固態(tài)發(fā)光體變熱引起)。某些類型的固態(tài)發(fā)光體(例如發(fā)射不同顏色光的多個固態(tài)發(fā)光體)在不同的溫度下具有不同的發(fā)光強度(假設供給相同的電流)，通常當溫度變化時，發(fā)射不同顏色光的發(fā)光體的發(fā)光強度變化的程度也不同。例如，一些發(fā)射紅光的發(fā)光二極管至少在一些溫度范圍內(nèi)具有非常強的溫度依賴性(例如，AlInGaP發(fā)光二極管在加熱到約40攝氏度時，其光輸出減少將近20％，也就是說，溫度每升高一度，光輸出將近減少0.5％；而一些發(fā)射藍光的InGaN+YAG:Ce發(fā)光二極管溫度每升高一度，其光輸出減少0.15％)。