CN102691904A - 色温和显色指数可调的发光装置及装有该发光装置的灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了色温和显色指数可调的发光装置及装有该发光装置的灯具，其发光装置包括光源板、第一光源，第一光源装于光源板；还包括一荧光转换结构，该荧光转换结构包括至少两种荧光转换区域，且各种荧光转换区域所包含的荧光转换物质不相一致，该荧光转换结构可旋转地覆盖于光源板，且其至少两种荧光转换区域随荧光转换结构的转动交替覆盖于第一光源，以吸收并转换第一光源的光谱；其灯具以上述发光装置为发光单元。发光装置采用上述结构后，只需通过转动荧光转换结构，即可实现轻松调整其色温和显色指数的目的，灯具采用上述发光装置后，亦可实现色温和显色指数的调节。

Description

色温和显色指数可调的发光装置及装有该发光装置的灯具

技术领域

本发明涉及一种发光装置及其灯具，特别是涉及一种色温和显色指数可调的发光装置及装有该发光装置的灯具。

背景技术

目前，现有技术的发光装置，基于LED光源的高效、节能、长寿、小巧等特点，主要采用LED光源为其发光光源。在现有技术的发光装置中，主要采用两种技术方案来调节其LED光源的色温和显色指数，其中一种技术方案是：采用暖白2700K配合冷白6500K进行混光，并通过调整电流大小来实现两种色温光源的亮度差异，从而混合出不同的色温输出，但该方案仍处在如下缺点：该方案中的LED光源，会因配合所需色温，在某特定色温下刻意降低亮度或关闭的情况，不能充分利用各个LED光源的性能，不同的LED使用电流不一致会导致LED的光衰速度差异，造成偏离额定色温，色容差随着使用时间而变大；同时，暖白LED的光效比冷白LED的光效低10％-25％，色温匹配难度大。另外，该方案对电源驱动部分要求较高，显著增加了电源成本。因此，该方案仍需进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种色温和显色指数可调的发光装置及装有该发光装置的灯具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：色温和显色指数可调的发光装置，包括光源板、第一光源，第一光源装于光源板；还包括一荧光转换结构，该荧光转换结构包括至少两种荧光转换区域，且各种荧光转换区域所包含的荧光转换物质不相一致，该荧光转换结构可旋转地覆盖于光源板，且其至少两种荧光转换区域随荧光转换结构的转动交替覆盖于第一光源，以吸收并转换第一光源的光谱。

所述荧光转换结构包括一荧光片，该荧光片设有所述至少两种荧光转换区域。

所述荧光转换结构包括至少两相互叠加并可相对转动的荧光片，各荧光片分别设有一种所述荧光转换区域和透明或半透明区域，且各荧光片的荧光转换区域通过转动可调整与其余荧光片的荧光转换区域的相对位置。

所述光源板上还装有第二光源，第二光源的峰值波长与第一光源峰值波长不同。

还包括反射杯，反射杯装于所述光源板，所述第一光源包覆于反射杯内。

所述第一光源和所述第二光源为发光二极管LED或激光二极管LED；所述第一光源的发射光谱为250nm～480nm的单色光谱或2000K～20000K的白光连续光谱，所述第二光源的发射光谱为580nm～650nm的单色光谱或2000K～20000K的白光连续光谱。

所述各种荧光转换区域是由所述荧光转换物质与玻璃材料或高分子材料组成；并且，

所述各种荧光转换区域的荧光转换物质分别包括主峰波长为500nm～550nm的绿色荧光转换物或量子点、主峰波长为550nm～590nm的黄色荧光转换物或量子点和主峰波长为590nm～650nm的红色荧光转换物或量子点中的一种或几种。

所述荧光片为平面结构、弧面结构、两端通透的环形弧面结构或两端通透的环形直面结构。

装有色温和显色指数可调的发光装置的灯具，该灯具以上述发光装置为发光单元。

在所述的发光单元中，其光源板的发光面与灯具的轴向相互垂直，其荧光片为平面结构或弧面结构，且该荧光片由一转动轴所支撑。

在所述的发光单元中，其至少包括两个光源板，各光源板的发光面分别与灯具的轴向相互平行，其荧光片为两端通透的环形弧面或两端通透的环形直面结构，贯穿荧光片两端通透区域的中心轴向与所述灯具的轴向平行，所述荧光片覆盖在各光源板的发光面外侧，并可通过转动改变其荧光转换区域与光源板发光面的相对位置。

还包括至少两散热片、灯座、灯头、电源驱动器和泡壳或透镜；各散热片分别包括上散热片和与该上散热片相连接的下散热片，各散热片围绕所述灯具的轴向环绕安装在灯座上，各散热片的上散热片分别容纳于泡壳或透镜内，且各散热片的上散热片的外侧壁分别固接一所述光源板，各散热片的上散热片的内侧壁之间围成一沿着所述灯具的轴向方向的气腔体；各散热片的上散热片与下散热片的结合处分别设有第一开口，灯座的侧壁均匀设有第二开口，泡壳或透镜上设有一第三开口，所述气腔体分别与第一开口、第二开口、第三开口连通，形成内外流通的对流空腔。

本发明的有益效果是：1、由于其采用设有至少两种荧光转换区域的荧光转换结构覆盖于光源板，且各种荧光转换区域所包含的荧光转换物质不相同，并可通过转动的方式使荧光转换结构的至少两种荧光转换区域交替覆盖于光源板上的第一光源，使得其可以根据实际需要变换覆盖于第一光源上的荧光转区域，从而以简单方便的方式实现发光装置的色温及显色指数的调节；2、由于该方案不涉及电源的改造，因此无需增加电源成本和电路中额外的设计；3、该方案中第一光源可采用统一型号的LED，因此不存在光衰不同步的现象，避免了长时间点亮后，色容差漂移较大的问题。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的色温和显色指数可调的发光装置及装有该发光装置的灯具不局限于实施例。

附图说明

图1是实施例一本发明的发光装置的结构示意图；

图2是实施例一本发明的发光装置的结构示意图(包括第二光源)；

图3是实施例一本发明的反射杯的另一种结构示意图；

图4是实施例一本发明的反射杯的又一种结构示意图；

图5是实施例二本发明的发光装置的结构示意图；

图6是实施例二本发明的荧光转换结构的结构示意图；

图7是实施例三本发明的灯具的分解示意图；

图8是实施例三本发明的灯具的结构示意图；

图9是实施例三图8对应的俯视图；

图10是实施例四本发明的灯具的分解示意图；

图11是实施例四本发明的灯具的结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

参见图1所示，本发明的色温和显色指数可调的发光装置，包括一个圆形的光源板1、三个第一光源2，该三个第一光源2呈三角排列，并装于光源板的1正面；还包括一个荧光转换结构3，该荧光转换结构3包括三种包含不同荧光转换物质的荧光转换区域，该荧光转换结构可旋转地覆盖于光源板1，且其三种荧光转换区域随荧光转换结构的转动交替覆盖于三个第一光源2，以吸收并转化第一光源2的光谱。

其中，

荧光转换结构包括一个呈圆形平面结构的荧光片31，该荧光片31上具有上述三种荧光转换区域311、312、313，且每种荧光转换区域分别具有三块，每种荧光转换区域分别包含同一种荧光转换物质(这里，同一种指荧光转换物质的成分、配比均相同)，每种的三块荧光转换区域分别与其余两种的三块荧光转换区域沿荧光片31的周圈(荧光片31的中间部位为透明或半透明区域314)呈交错分布，使每种的三块荧光转换区域分别形成三角分布，并分别与光源板1上的三个第一光源2上下相互对应。

作为一种优选，上述光源板1上还装有三个反射杯4，上述三个第一光源2正分别包覆于一反射杯4内；

第一光源为发光二极管LED或激光二极管LD，该第一光源的发射光谱为250nm～480nm的单色光谱或2000K～20000K的白光连续光谱，作为一种优选，上述三个第一光源2分别采用蓝光LED；

上述荧光片31也可以是弧面结构、两端通透的环形弧面结构或两端通透的环形直面结构等，荧光片上的各荧光转换区域还可以呈其它形状，例如圆形、椭圆形、多边形、三角形、正方形、矩形等。

作为一种优选，上述各种荧光转换区域311、312、313分别由荧光转换物质与玻璃材料或高分子材料，如塑料、硅胶、亚克力等均匀混合而成，即各种荧光转换区域本身即为荧光片的一部分，当然，也可以采用透明或半透明的基板作为载体，再在其表面设置相应的荧光转换物质，使其成为荧光转换区域。

上述各种荧光转换区域311、312、313所包含的荧光转换物质分别包括主峰波长为500nm～550nm的绿色荧光转换物或量子点、主峰波长为550nm～590nm的黄色荧光转换物或量子点和主峰波长为590nm～650nm的红色荧光转换物或量子点中的一种或几种按配比进行合成。量子点主要是指通过变化粒径大小来改变激发波长和发射波长的纳米量子点荧光粉材料。

上述三种荧光转换区域311、312和313，所含荧光转换物质的种类和比例不同，分别与第一光源配合，所得到的色温和显色指数也不同。采用上述结构后，可以通过旋转荧光片31，使各种荧光转换区域交替覆盖三个第一光源2：当荧光转换区域311覆盖三个第一光源时，该发光装置的色温为2700～3000K，显色指数＞80；当荧光转换区域312覆盖三个第二光源时，该发光装置的色温为3500～4500K，显色指数＞80；当荧光转换区域313覆盖三个第一光源时，该发光装置的色温为5000～6500K，显色指数＞75。

本发明的色温和显色指数可调的发光装置，其荧光片31上的各种荧光转换区域所包括的荧光转换物质的成分以及成分配比可以根据实际需要进行选取和配置，其均能达到调节色温和显色指数的目的。

参见图2所示，其与图1所不同的是，其还在光源板1的中间位置安装了一个第二光源5，该第二光源5同样包覆于一反射杯4内，并由荧光片的透明或半透明区域314所阻挡(当然，荧光片中该透明或半透明区域也可以镂空)。第二光源5可以是发光二极管LED，也可以是激光二极管LD，其发射光谱为580nm～650nm的单色光谱或2000K～20000K的白光连续光谱。作为一种优选，采用红光LED作为第二光源5，可显著提高发光装置的显色性。

本发明的色温和显色指数可调的发光装置，其反射杯4还可以具有其它结构，例如图3、图4所示。在图1、图2中，反射杯4呈上宽下窄的环状结构，而在图3中，反射杯4则呈上窄下宽的环状结构，在图4中，反射杯4为四面体结构。该反射杯4可以具有杯底面，即只在其顶端开口，也可以具有两端通透的结构，即顶端和底端均开口；当反射杯4具有杯底面时，第一光源2、第二光源5分别安装在反射杯4的杯底面，反之，当反射杯4的两端开口时，第一光源2、第二光源5分别安装于反射杯范围内的光源板1上。

实施例二：

参见图5所示，该发光装置与实施例一的不同之处在于：荧光转换结构3包括三个相互叠加并可相对转动的荧光片32、33、34，荧光片32设有三块包含同一种荧光转换物质(同一种指荧光转换物质的成分、配比均相同)的荧光转换区域321和三块透明或半透明区域322，荧光片33也设有三块包含同一种荧光转换物质的三块荧光转换区域331和三块透明或半透明区域332，荧光片34也设有包含同一种荧光转换物质的三块荧光转换区域341和三块透明或半透明区域342；各荧光片的三块荧光转换区域分别与同一荧光片上的三块透明或半透明区域呈交错分布，即各荧光片的三块荧光转换区域由三块透明或半透明区域间隔形成与光源板1上的三个第一光源2上下相对应的三角分布(各荧光片的中间部位为也为透明或半透明区域)。如图6所示，三个荧光片32、33、34相互叠加后，经过转到调整，可以使三个荧光片的荧光转换区域形成互补关系，即，三个荧光片叠加后，一荧光片的各透明或半透明区域由其余两荧光片的一荧光转换区域所覆盖。

在该实施例二中，通过同时转到三个荧光片32、33、34，也可以使不同的荧光转换区域覆盖于光源板的三个第一光源，由符合需求的荧光转换区域对第一光源的光谱进行吸收和转化，从而达到调节发光装置的色温及显色指数的目的。

实施例三：

参见图7-图9所示，装有色温和显色指数可调的发光装置的灯具，该灯具50以实施例一所述的色温和显色指数可调的发光装置为发光单元。当然，该灯具也可以用实施例二所述的色温和显色指数可调的发光装置为发光单元。

其中，

该发光装置的荧光片31为平面结构，发光装置的光源板1为一片，且该光源板1的发光面与灯具50的轴向相互垂直；荧光片31与光源板1的发光面之间具有间距，且荧光片31由一转动轴56所支撑，该转动轴56的一端与荧光片31的中部形成固定连接，该转到轴56的另一端转动插接于光源板1或穿过光源板1转动插接于灯具50的内部。

灯具50还包括灯头55、绝缘塑壳54、电源驱动器53、散热灯杯52和泡壳51；电源驱动器53安装于绝缘塑壳54内，绝缘塑壳54的一端与灯头55相连接，绝缘塑壳54的另一端于散热灯杯52的一端伸入散热灯杯52内，并与散热灯杯52相固接；泡壳51固接于散热灯杯52的另一端处，发光装置装于泡壳51与散热灯杯52围成的腔内；电源驱动器53分别与灯头55及发光装置的光源板1形成电连接。

该灯具50采用上述结构后，可以通过转动发光装置的荧光片31，选择其一种荧光转换区域覆盖光源板1上的第一光源，以此对该灯具50的色温和显色指数进行调节。

实施例四：

参见图10、图11所示，该灯具60的发光装置的荧光片31′为两端通透的环形弧面结构，绕该荧光片31′的周圈分布有三种荧光转换区域，且各种荧光转换区域的数量分别为三块，每种的三块荧光转换区域与其余两种的三块荧光转换区域形成交错分布；该灯具包括三个光源板1′，各光源板1′的发光面分别与灯具的轴向相互平行；贯穿荧光片31′两通透端区域的中心轴向与灯具的轴向平行，该荧光片31′覆盖在各光源板的发光面外侧，并可通过转动改变其荧光转换区域与光源板发光面的相对位置。

该灯具60还包括三个散热片62、一灯座63、一灯头64、一电源驱动器65和一泡壳61；灯头64安装于灯座65的一端，泡壳61安装于灯座63的另一端，上述荧光片31′置于灯座63与泡壳61围成的腔内，电源驱动器65安装于灯座63内，并与灯头64及上述各光源板相电连接。各散热片62分别包括上散热片621和与该上散热片621相连接的下散热片622，各散热片62围绕灯具的轴向环绕安装在灯座63上，各散热片的上散热片621分别容纳于泡壳61内，且各散热片的上散热片621的外侧壁分别固接一所述光源板1′，各散热片的上散热片621的内侧壁之间围成一沿着所述灯具的轴向方向的气腔体；各散热片的上散热片621与下散热片622的结合处分别设有第一开口623，灯座63的侧壁均匀设有第二开口631，泡壳61上设有一第三开口611，所述气腔体分别与第一开口623、第二开口631、第三开口611相连通，形成内外流通的对流空腔，气流69可通过该对流空腔进行交换。

在该实施例四中，同样可以通过转动荧光片来变换该荧光片上用于覆盖第一光源的荧光转换区域，以此达到调整灯具的色温及显色指数的目的。

在上述实施例三、实施例四中，灯具的泡壳也可以采用透镜进行代替，其光源板上也可以安装反射杯，使第一光源包覆于反射杯内。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的色温和显色指数可调的发光装置及装有该发光装置的灯具，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (12)

1.色温和显色指数可调的发光装置，包括光源板、第一光源，第一光源装于光源板；其特征在于：还包括一荧光转换结构，该荧光转换结构包括至少两种荧光转换区域，且各种荧光转换区域所包含的荧光转换物质不相一致，该荧光转换结构可旋转地覆盖于光源板，且其至少两种荧光转换区域随荧光转换结构的转动交替覆盖于第一光源，以吸收并转换第一光源的光谱。

2.根据权利要求1所述的色温和显色指数可调的发光装置，其特征在于：所述荧光转换结构包括一荧光片，该荧光片设有所述至少两种荧光转换区域。

3.根据权利要求1所述的色温和显色指数可调的发光装置，其特征在于：所述荧光转换结构包括至少两相互叠加并可相对转动的荧光片，各荧光片分别设有一种所述荧光转换区域和透明或半透明区域，且各荧光片的荧光转换区域通过转动可调整与其余荧光片荧光转换区域的相对位置。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的色温和显色指数可调的发光装置，其特征在于：所述光源板上还装有第二光源，第二光源的峰值波长与第一光源峰值波长不同。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的色温和显色指数可调的发光装置，其特征在于：还包括反射杯，反射杯装于所述光源板，所述第一光源包覆于反射杯内。

6.根据权利要求4所述的色温和显色指数可调的发光装置，其特征在于：所述第一光源和所述第二光源为发光二极管LED或激光二极管LD；所述第一光源的发射光谱为250nm～480nm的单色光谱或2000K～20000K的白光连续光谱，所述第二光源的发射光谱为580nm～650nm的单色光谱或2000K～20000K的白光连续光谱。

7.根据权利要求1所述的色温和显色指数可调的发光装置，其特征在于：所述各种荧光转换区域是由所述荧光转换物质与玻璃材料或高分子材料组成；并且，

所述各种荧光转换区域的荧光转换物质包括主峰波长为500nm～550nm的绿色荧光转换物或量子点、主峰波长为550nm～590nm的黄色荧光转换物或量子点和主峰波长为590nm～650nm的红色荧光转换物或量子点中的一种或几种。

8.根据权利要求2或3所述的色温和显色指数可调的发光装置，其特征在于：所述荧光片为平面结构、弧面结构、两端通透的环形弧面结构或两端通透的环形直面结构。

9.装有色温和显色指数可调的发光装置的灯具，其特征在于：该灯具以权利要求2或3所述的色温和显色指数可调的发光装置为发光单元。

10.根据权利要求9所述的装有色温和显色指数可调的发光装置的灯具，其特征在于：在所述的发光单元中，其光源板的发光面与灯具的轴向相互垂直，其荧光片为平面结构或弧面结构，且该荧光片由一转动轴所支撑。

11.根据权利要求9所述的装有色温和显色指数可调的发光装置的灯具，其特征在于：在所述的发光单元中，其至少包括两个光源板，各光源板的发光面分别与灯具的轴向相互平行，其荧光片为两端通透的环形弧面或两端通透的环形直面结构，贯穿荧光片两端通透区域的中心轴向与所述灯具的轴向平行，所述荧光片覆盖在各光源板的发光面外侧，并可通过转动改变其荧光转换区域与光源板发光面的相对位置。

12.根据权利要求11所述的装有色温和显色指数可调的发光装置的灯具，其特征在于：还包括至少两散热片、灯座、灯头、电源驱动器和泡壳或透镜；各散热片分别包括上散热片和与该上散热片相连接的下散热片，各散热片围绕所述灯具的轴向环绕安装在灯座上，各散热片的上散热片分别容纳于泡壳或透镜内，且各散热片的上散热片的外侧壁分别固接一所述光源板，各散热片的上散热片的内侧壁之间围成一沿着所述灯具的轴向方向的气腔体；各散热片的上散热片与下散热片的结合处分别设有第一开口，灯座的侧壁均匀设有第二开口，泡壳或透镜上设有一第三开口，所述气腔体分别与第一开口、第二开口、第三开口连通，形成内外流通的对流空腔。

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