[发明专利]固态照明设备

说明书

本申请是申请号为200880020565.9的中国发明专利申请(申请日：2008年6月6日；发明创造名称：固态照明设备)的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种普通照明领域，更具体地，涉及使用例如发光二极管(LED)或半导体激光器作为光源的照明设备。

背景技术

由于工作温度、颜色性能、色感一致性以及效率的限制，固态光源仍然没有经常地应用到普通照明。例如，输入功率在10W到40W范围的固态光源具有较高的工作温度，因此，需要使用相对大的散热器和冷却结构。此外，LED具有有限的频谱宽度，因此，由于已经发现的只有有限数量的有效磷光体，所以，限制了产生颜色的性能。另外，由于温度和化学不相容性，使得在LED附近的磷光体的使用限制了磷光体的选择。由于波长转换材料应用过程的生产公差和波长转换材料本身的变化，对色感一致性也造成问题。最后，与传统的气体放电灯相比，传统的固态光源的冷却效率较低，因此，需要大的冷却结构。

相对例如在白炽灯泡中的灯丝、以气体放电为基础的荧光灯中的阴极、或在高亮度放电灯中的等离子体的其它照明类型的光源，例如LED和激光器的固态光源的光源以低温(在60°-200℃的范围)操作。这些传统光源的高温造成由灯产生的大量热散发到周围环境，并传播到更大的面积。LED的较低工作温度造成较少热量散失到周围环境中，因为需要更高容量的冷却结构，所以，LED的较低工作温度使得很难将LED灯在和传统光源具有同样输入功率的情况下用于现有照明器材中。幸运地，在大多数情况中，由于现有的LED已经变的比白炽灯更有效率(产生的光输出对输入电功率)，并且很快将变得比基于气体放电的传统灯泡更有效率，LED系统的输入功率可以比用于传统光源的输入功率低，但冷却效率仍然是采用固态光源的考虑因素。

克服固态光源应用的挑战所需要的工程和制造投资使得与传统的光源解决方案相比，固态照明设备的成本较高。结果，延迟了高效和环境安全的固态照明技术的引入。因此，希望的是一种照明设备，其包括解决前述许多缺点的方案，且其可以在现有基础设施上使用和安装。

发明内容

根据本发明实施例的固态照明设备包括安装在基座上并由至少一个侧壁环绕的半导体光发射器。基座包括用于半导体光发射器的电连接装置以及热耦合到半导体光发射器的散热器。反射性顶部连接到所述至少一个侧壁，使得由基座、顶部和至少一个侧壁限定腔室。从腔室发射的至少70％的光线从腔室的侧壁发射。

在另一实施例中，固态照明设备包括安装在基座上并由至少一个侧壁环绕的半导体光发射器。顶部连接到至少一个侧壁，使得由顶部、基座和至少一个侧壁限定腔室。可调节波长转换件连接到腔室，并构造为调节暴露到由腔室中的半导体光发射器发射的光线下的表面面积，以改变腔室的例如光输出的色彩或亮度的光学特性。在一个实施例中，顶部和基座之一包括使可调节波长转换件可调节地延伸进腔室的孔。可调节波长转换件可以为具有连接到杆的波长转换材料的杆。在一个实施例中，杆包括膨胀和收缩以例如膨胀或收缩长度或直径的可膨胀部分。

在另一实施例中，根据本发明实施例的固态照明设备包括安装在基座上并由至少一个侧壁环绕的半导体光发射器。基座包括用于半导体光发射器的电连接装置以及热耦合到半导体光发射器的散热器。基座和至少一个侧壁限定具有高度与直径比为2或更大的腔室。

附图说明

图1显示根据本发明实施例的具有半导体光发射器的固态照明设备的视图；

图2A和2B显示在各种装配状态的固态照明设备的侧视图；

图3A、3B和3C显示在装置的顶部元件上的波长转换材料的视图；

图4显示根据本发明另一实施例的具有半导体光发射器的固态照明设备的视图；

图5显示固态照明设备的简化视图；

图6A和6B显示固态照明设备的性能模拟结果以及高度/直径比的函数的效率的视图；

图7A和7B显示固态照明设备的另外实施例；

图8A和8B显示根据本发明另一实施例的没有单独的顶部元件的固态照明设备的截面剖视图；

图9A和9B显示设备的侧壁的另外形状的视图；

图10A和10B显示各种组装状态的固态照明设备的另一实施例的侧视图；

图11A、11B和11C显示根据本发明另一实施例的具有固态照明设备的可调节波长转换件以及可调节波长转换件的操作的视图；