[发明专利]高效率LED灯

说明书

背景技术

本申请要求自2011年5月9日提交的美国申请号13/103,303和2011年7月26日提交的美国申请号13/190,661的优先权。发光二极管(LED)照明系统(lighting system)作为现有照明系统的替代正变得更为普遍。LED是固态照明(SSL)的示例，并且具有超过诸如白炽灯和荧光灯照明等传统照明解决方案的优点，因为它们使用更少的能量、更耐用、运行更久、可以以红-蓝-绿阵列(其可被控制用以发出实际任何色光(color light))组合而不含铅或汞。

在许多应用中，一个或多个LED管芯(die)(或芯片)被安装在LED封装体(package)内或LED模块内，这可构成照明设备(fixture)的一部分，该照明设备包括向LED供电(power)的一个或多个电源。一些照明设备包括多个LED模块。设备的模块或条带(strip)包括具有金属引线(lead)(从外部电路至LED管芯)、用于LED管芯的保护性壳体、散热器(heat sink)的封装材料，或引线、壳体和散热器的组合。LED设备可以用允许该LED设备替代标准的带螺纹的白炽灯泡、或各种各样类型的荧光灯或卤素灯中的任何一种的形状因子(form factor)制成。LED设备和LED灯常包括LED模块自身以外的一些类型的光学元件。此类光学元件可允许颜色的局部混合、准直光(collimate light)，和/或提供受控制的光束角(beam angle)。

颜色再现可以是任何类型的人工照明(包括LED照明)的重要特性。对于灯，颜色再现通常使用显色指数(CRI)来度量。CRI是光照系统(illumination system)的显色如何与特定的已知光源的显色相比较的相对度量。用更实际的说法来说，CRI是在由特定的灯照亮时物体的表面颜色中的转移(shift)的相对度量。如果由该灯照亮的一组测试表面的颜色坐标与由已知源照射(irradiate)的相同测试表面的坐标相同，则CRI等于100。CRI是用于给定类型的光的标准或是用于来自具有给定的色温(color temperature)的特定类型的源的光的标准。对于任何类型的替代灯都期望较高的CRI。

在一些地区，政府、非盈利性和/或教育性实体已设立了用于SSL产品的标准，并提供了诸如财政投资、拨款、贷款和/或比赛等激励，以便鼓励满足此类标准的SSL产品的开发和部署以替换当前使用的常见照明产品。例如，在美国，光明明天照明竞赛(Bright Tomorrow Lighting Competition)(L Prize^TM)已由2007年的能源独立和安全法案(Energy Independence and Security Act)(EISA)批准。在光明明天照明竞赛(L Prize^TM) 2009年6月26日的文献08NT006643号中描述了用于L Prize技术要求(specification)的一个版本，其公开内容因此通过引用并入本文中。该L Prize授予各种各样类别的照明产品。出于L Prize的考虑而批准的一种新近被批准的类别的灯是非常高效率的、明亮的灯，对于该灯不需要特定的形状因子。

发明内容

本发明的实施例提供了一种高效率、高输出的固态灯。该灯可包括LED组件和设置成接收来自该LED组件的光的光学元件。光学元件包括用于光的主要出口表面(primary exit surface)，其中主要出口表面的至少一部分离LED组件至少大约1.5英寸。在示例、实施例中，光学元件在形状上为大致圆柱形、圆柱形或截头圆锥形，使得来自LED组件的大百分比的光以斜角穿透(strike)光学元件的弯曲壁，并且通过光学元件的主要出口表面离开该设备。

根据本发明的一些实施例的LED灯具有至少1200流明的光输出。在一些实施例中，灯具有至少150每瓦流明的效率，并且可具有在大约150每瓦流明与大约300每瓦流明之间的效率。在一些实施例中，LED灯产生了具有至少90的显色指数(CRI)的光。在一些实施例中，灯产生了暖白光。在一些实施例中，灯产生了具有从2500K到3500K的相关色温的光。在一些实施例中，灯产生了具有2800K到3000K的相关色温的光。