[发明专利]具有螺旋状纤维灯丝的LED照明系统

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求2005年7月8日提交的US临时专利申请序号No.60/697,781的优先权，在此结合其公开的全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种具有螺旋状纤维“灯丝”的发光二极管(LED)照明系统。

背景技术

重量轻、耐损耗、高强度的LED已经向关注替代传统钨灯丝光源的人们显示出很大的希望。然而，使用这种LED的问题在于可用的可见彩色光谱受到LED颜色的有限可用性的限制。因此，在共同受让的US专利号No.7,011,421中以及在共同未审US专利申请序号No.11/025,019中，在此也结合其中公开的全部内容作为参考，描述了使用荧光和磷光染料的照明装置，由此允许发射出单独使用LED而通常不能获得的彩色光，而该照明装置的成本和复杂性并没有显著增加。然而，还希望能够容易调节由这种LED/染料系统发射出的光的颜色。

此外，在不均匀的照明区域荧光染料会迁移。不均匀的照明区域会使暴露在较高密度中的染料振动和变“热”，这接着会使染料迁移离开该较高密度位置。当染料迁移时，LED/染料系统发射得到的颜色会发生变化。因此，还希望降低或者排除LED/染料系统中的染料迁移。

发明内容

本发明将满足这些及其他需求。

总的来说，本发明是一种照明系统，包括第一螺旋状透光纤维和LED。该第一螺旋状透光纤维掺杂有第一波长转换材料并且限定螺旋轴线。该LED具有用于发射第一颜色的光的发光部分。该LED与第一螺旋纤维轴向对齐，使得LED发射的任何光的一部分通过第一螺旋纤维的圈之间的开放空间并且LED发射的任何光的一部分将被第一螺旋纤维接收并且被转换成第二颜色的光。

根据本发明的方面，第一螺旋状纤维限定圆柱形内部空间并且LED是定位成发光部分在第一螺旋状纤维内部空间的内部的侧面发光型LED。该系统还具有杯形光收集和混合部件，该光收集和混合部件具有侧壁、封闭端、开口端和内部区域。该光收集和混合部件在第一螺旋状纤维内部轴向对齐，使得以光收集混合部件的内部区域容纳LED的发光部分和第一螺旋状纤维。光收集和混合部件收集和混合第一颜色的光和第二颜色的光，并且将混合后的光导出到开口端外部。该系统还包括调节第一螺旋状纤维的压缩的装置，用于调节第一螺旋状纤维的圈之间的开放空间的量，由此改变照明系统发射的第一颜色的光和第二颜色的光的百分比。

更具体而言，调节压缩的装置包括第一隔离部件和第一柱塞组件。该隔离部件可以是透光管。该柱塞组件可以包括螺纹轴和螺纹轴接收螺母。该LED可以具有与透光管的一端连接的基座部分。该螺纹螺母可以与透光管的另一端连接。第一螺旋状纤维位于透光管的内部。该螺纹轴被可旋转地容纳在螺纹螺母中，螺纹轴的一端邻近第一螺旋状纤维的一端，使得螺纹轴的旋转调节第一螺旋状纤维的压缩以及第一螺旋状纤维的圈之间的开放空间。

照明系统还可以具有位于透光管的外部周围的透光部件，或者位于光收集和混合部件的一部分内部表面周围的反光部件。透光部件和反光部件都包括第二波长转换材料，用于将LED发射的一部分光转换成第三颜色。

根据本发明的另一方面，该照明系统进一步具有第二螺旋状纤维，第二螺旋状纤维的直径比第一螺旋状纤维的直径大，并且位于第一螺旋状纤维的周围与第一螺旋状纤维轴向对齐。第二螺旋状纤维掺杂有第二波长转换材料。该照明系统进一步可以具有调节第二螺旋状纤维的压缩的装置，包括第二透光管和可滑动地容纳在第二透光管内部的管状柱塞。

根据本发明的另一方面，该照明系统具有环形透光部件和导光外壳，该环形透光部件具有光学波导和光散射性质，该导光外壳用于将来自LED和第一螺旋状纤维的光导入环形透光部件中。该导光外壳可以具有盘形顶部反射部件，该盘形顶部反射部件覆盖环形透光部件限定的开口的顶部。顶部发射部件还可以是柔性的，用于调节第一螺旋状纤维的压缩。

根据本发明的再一方面，该照明系统可以具有透光杆，该透光杆的位置使得该透光杆的至少一部分在第一螺旋状纤维的内部。该LED是顶部发射型LED并且定位以将光发射到透光杆的近端。反射器盖在该透光杆的远端上。该透光杆可以是灯泡形状。

根据本发明的又一方面，该照明系统可以具有透光管，该透光管被定位使得透光管的至少一部分在第一螺旋状纤维的内部。反射器可以形成在透光管的内部，将光导出到透光管的外部。该照明系统进一步可以具有调节第一螺旋状纤维的压缩的装置，例如螺线管。更进一步，该系统可以具有掺杂有不同波长转换材料并且平行地或者分成几部分地卷绕在透光管周围的多种纤维。