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具有多芯片发光体的照明设备、固态发光体支撑构件和照明元件制造技术

技术编号:8049137 阅读:338 留言:0更新日期:2012-12-07 02:13
一种照明设备(10),其中,第一多芯片发光体(14)中的固态发光体相对于第二多芯片发光体中的固态发光体在空间上偏移。一种包含第一多芯片发光体、第二多芯片发光体和第三多芯片发光体(14)的照明设备,其中,第二多芯片发光体中的任何固态发光体相对于第一多芯片发光体上的第一固态发光体在空间上的偏移小于10度,第二多芯片发光体中的任何固态发光体发出的某一色调的光与第一固态发光体发出的光的色调的区别超过7个麦克亚当椭圆。一种固态发光体支撑构件(13),其包含中心区域和自该中心区域延伸的至少第一凸起、第二凸起和第三凸起。一种照明设备,其包含至少第一壳体构件(15)和大致均匀发光的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含一个或多个诸如多芯片固态发光体的多芯片发光体的照明设备。本专利技术也涉及固态发光体支撑构件和照明元件(Iighting eIement)。
技术介绍
目前正致力于开发更节能的系统。在美国,每年有很大比例的(有人估计大约有25%)电量被用于照明。大部分所述照明为一般照明(例如,下射灯、泛光灯、聚光灯和其他通用住宅照明产品或商业照明产品)。因此,目前仍需要提供更加有效的照明。由于其能量效率,固态发光体(例如,发光二极管)受到许多关注。众所周知,白炽灯灯泡是非常耗能的光源——其消耗的大约90%的电以热量形式而不是光的形式释放。荧光灯比白炽灯有效得多(大约10倍)但仍然没有固态发光体有效,例如发光二极管。另外,与固态发光体(例如发光二极管)的正常寿命相比,白炽灯灯泡的寿命相对较短,即一般大约为750-1000小时。相比之下,例如,发光二极管的一般寿命为50, 000-70, 000小时。荧光灯的寿命比白炽灯的寿命长(例如,10, 000-20, 000小时),但提供的色彩再现较差。传统固定装置的典型寿命大约为20年,对应于发光设备至少约44,000小时的使用时间(基于每天使用6小时,使用持续20年)。发光体的发光设备寿命比固定装置的寿命短,因此需要定期更换。当通路困难(例如,拱形天花板、桥梁、高层大楼、交通隧道)和/或更新成本很高时,需要更换发光体所造成的影响则特别明显。通常根据它们的色彩再现(color reproduction)评定通用照明装置(illumination device)的等级。一般米用显色指数(Color Rendering Index, CRI Ra)来衡量颜色再现。CRI Ra是关于一个照明系统的显色与基准辐射体在由8个基准色彩照明时的显色相差程度如何的相对测量的修正平均值,即,它是物体在受到特定灯照射时表面色移的相对测量值。如果照明系统照射的一组测试颜色的颜色坐标与基准辐射体照射的相同测试色的坐标相同,则CRI Ra等于100。日光具有较高的CRI(Ra大约为100),白炽灯与日光的CRI非常接近(Ra大于95),荧光灯的精确度较低(通常Ra为70-80)。某些类型的专业照明具有非常低的CRI (例如,汞汽灯或钠灯的Ra低至40或甚至更低)。钠灯如用于照亮高速公路的话,司机响应时间会因为较低的CRI Ra而明显减少(对于任何特定亮度,易辨认性会随较低的CRI Ra而降低)。发光体输出的可见光的颜色和/或多个发光体输出的混合(blended)可见光的颜色能在 1931CIE (国际发光照明委员会(Commission International de I’Eclairage))色度图或在1976 CIE色度图上呈现。本领域的 技术人员熟悉这些图,并且这些图是随时可用的(例如,通过在互联网上检索“ CIE色度图”获得)。CIE色度图以两个CIE参数X和y (在1931图的例子中)或u’和V’(在1976图的例子中)的形式绘制出了人类颜色感知。各个图上的各个点(即色点)对应于特定色彩。例如,对于CIE色度图的技术描述,可参见“物理科学和技术百科全书”卷7,230-231,罗伯特等著,1987 ("Encyclopedia of Physical Science and Technology", vol. 7,230-231,Robert A Meyers ed.,1987)。光谱色分布在轮廓空间的边缘周围,其包括所有人眼可感知的所有颜色。边界线表示光谱色的最大饱和度。1931CIE色度图可用于将颜色定义为不同色调的加权和。1976CIE色度图与1931CIE色度图类似,其区别在于1976色度图中相似的距离表示相似的感知色差。在1931图中,可采用x,y坐标来表示从图上的点(即色点)的偏移,或者为了对感知的色差的程度给出指示,可采用麦克亚当椭圆(MacAdam ellipses)来表示从图上一个点的偏移。例如,定义为与1931图上的特定的坐标组定义出的特定色调(hue)相距10个麦克亚当椭圆的多个位点的轨迹,由感知为与该特定色调相差相同程度的多个色调组成(并且对于定义为与特定色调相距其它数量的麦克亚当椭圆的位点轨迹,也是如此)。人眼通常能够区分彼此间隔超过7个麦克亚当椭圆的色调(但不能区分彼此间隔7个或更少麦克亚当椭圆的色调)。由于1976图上的相似距离表示相似的感知色差,从1976图上一点的偏移可以坐标u’和V’的形式表示,举例来说,到该点的距离=(Au’2+Λ V’2)"2。这一公式给出了在坐标u’和V’的标度下与各个点之间的距离对应的值。并且由与特定色点相距相同距离的点的轨迹定义出的色调,由分别与该特定色调具有相同程度感知差的多个色调组成。通常呈现在CIE图上的一系列点可称为黑体轨迹。沿黑体轨迹的色度坐标(也就是,色点)遵循普朗克(Planck)公式Ε(λ ) = A λ _5/(e_-l),其中E是发射强度,λ是发射波长,T是黑体的颜色温度,A和B是常数。1976CIE图包括沿着黑体轨迹的温度列表。该温度列表示出了引起该温度上升的黑体辐射源的色彩轨迹。当受热物体开始发出可见光时,其首先发出微红光,然后是微黄光,接着是白光,最后是微蓝光。会发生这种情况是因为与黑体辐射源的辐射峰值相关的波长会随着温度的升高而变短,这符合维恩位移定理(WienDisplacement Law)。这样,可采用色温的形式来描述可发出位于黑体轨迹上或附近光线的发光体。例如,任何特定发光二极管的发光光谱一般集中在单个波长(由发光二极管的组成和结构决定),这比较适合某些应用,但是却不适合另外一些应用(举例来说,用于提供照明,这样的发光光谱提供非常低的CRI Ra)。许多情况下(例如,用于一般照明的照明设备),所需要的光输出的颜色与单个固态发光体输出的光的颜色不同;因此,在一些上述情况中,采用两种或两种以上类型的固态发光体的组合,而这些固态发光体发出不同色调的光。在使用这种组合的情况下,通常需要使来自照明设备的光输出具有特定程度的均匀性,也即降低照明设备发出的光的颜色在特定的最小距离处发生变化。例如,可能需要在距离照明设备的特定距离(例如,18英寸)降低或消除“像素(pixelation)”(例如, 通过举起一张白纸并观察是否可感知到不同色调),即需要实现发出不同色调光的发光体所发出的光充分混合;其中,所述“像素”指输出光中存在的对色调的视觉感知差。最常见的通用照明的类型为白光(或近白光),即光接近黑体轨迹,例如在1931CIE色度图上的黑体轨迹的约10个麦克亚当椭圆内。即使有些在黑体轨迹的十个麦克亚当椭圆内的光在某种程度上着色,依据其照明、这样邻近黑体轨迹的光通常称为“白”光;例如,尽管白炽灯泡的光有时具有金色或微红色着色,但将其称为“白色”;同样,如果排除了相关色温等于或小于1500K的光,那么就排除了沿黑体轨迹的非常红的光。因为人类可感知的白光必须是两种或两种以上颜色(波长)的光线的混合,并不可能改进单个发光二极管节点以使之发出白光。通过提供将不同颜色的光混合的设备产生“白色”固态发光灯,例如,通过使用各自发射不同颜色的光的发光二极管、和/或通过使用发光材料对发光二极管发出的一些光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:杰拉尔德·H·尼格利马克·D·爱德蒙德保罗·肯尼思·皮卡德
申请(专利权)人:科锐公司
类型:发明
国别省市:

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