CN103511880A - 发光二极管照明装置 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管照明装置，包含灯杆以及灯具，灯具固设于灯杆上。灯具包含基板、具有第一出射光波长λ1的发光二极管、荧光粉罩层以及灯罩。发光二极管设置于基板上。荧光粉罩层覆盖于发光二极管上方，荧光粉罩层包含多个具有第二出射光波长λ2的第一荧光粉单元及具有第三出射光波长λ3的第二荧光粉单元，其中该些第一、第二荧光粉单元彼此交互排列，且于荧光粉罩层的出光面的法线方向上彼此不重叠。每一组相邻的第一、第二荧光粉单元所组成区域的长或宽的最大宽度小于2328微米。灯罩包覆基板、发光二极管以及荧光粉罩层。
Description
技术领域
本发明是有关于一种照明装置，且特别是有关于一种发光二极管照明装置。
背景技术
目前发光二极管照明装置产生白光的方式大多是利用一较短波长的发光二极管去激发较长波长荧光粉，进而通过混光的方式达成白光。举例，通过蓝光发光二极管去激发绿光及红光荧光粉而产生绿光及红光，进而将蓝光、绿光及红光混光成白光。
然而，已知通过蓝光发光二极管去激发绿光及红光荧光粉时，一般是将绿光及红光荧光粉混合在一起，用蓝光发光二极管去激发混合的绿光及红光荧光粉。这种激发方式在蓝光发光二极管激发绿光荧光粉后产生绿光，部分绿光却转而激发红光荧光粉，因而造成二次激发造成能量损失(re-absorption loss)。此外，绿光及红光荧光粉的混合会造成绿光及红光频谱重叠，降低衍色性。
发明内容
因此，本发明的一目的是在提供一种改良发光二极管照明装置，解决上述先前技术提及的问题。
根据上述本发明的目的，提出一种发光二极管照明装置，其包含灯杆以及灯具，灯具固设于灯杆上。灯具包含基板、具有第一出射光波长λ1的发光二极管、荧光粉罩层以及灯罩。发光二极管设置于基板上。荧光粉罩层覆盖于发光二极管上方，荧光粉罩层包含多个具有第二出射光波长λ2的第一荧光粉单元及具有第三出射光波长λ3的第二荧光粉单元，其中该些第一、第二荧光粉单元彼此交互排列，且于荧光粉罩层的出光面的法线方向上彼此不重叠。每一组相邻的第一、第二荧光粉单元所组成区域的长或宽的最大宽度小于2328微米。灯罩包覆基板、发光二极管以及荧光粉罩层。
依据本发明另一实施例，第一出射光波长λ1介于4300埃至4800埃。
依据本发明另一实施例，第二出射光波长λ2介于5100埃至5600埃。
依据本发明另一实施例，第三出射光波长λ3介于6000埃至6600埃。
依据本发明另一实施例，荧光粉罩层为一平板罩层或一圆弧罩层。
依据本发明另一实施例，灯具距离照射面的距离等于或大于8米。
依据本发明另一实施例，每一第一荧光粉单元及/或每一第二荧光粉单元为一三角形单元或一矩形单元。
依据本发明另一实施例，发光二极管照明装置还包含一散热结构，设置于基板下，用于增加发光二极管散热。
根据上述本发明的目的，提出另一种发光二极管照明装置，其包含灯杆以及灯具，灯具固设于灯杆上。灯具包含基板、具有第一出射光波长λ1的发光二极管、荧光粉罩层以及灯罩。发光二极管设置于基板上。荧光粉罩层覆盖于发光二极管上方，荧光粉罩层包含多个具有第二出射光波长λ2的第一荧光粉单元、具有第三出射光波长λ3的第二荧光粉单元及具有第四出射光波长λ4的第三荧光粉单元，其中该些第一、第二、第三荧光粉单元彼此交互排列，且于荧光粉罩层的出光面的法线方向上彼此不重叠。每一组相邻的第一、第二、第三荧光粉单元所组成区域的长或宽的最大宽度小于2328微米。灯罩包覆基板、发光二极管以及荧光粉罩层。
依据本发明另一实施例，第一出射光波长λ1介于3300埃至3900埃。
依据本发明另一实施例，第二出射光波长λ2介于5100埃至5600埃。
依据本发明另一实施例，第三出射光波长λ3介于6000埃至6600埃。
依据本发明另一实施例，第四出射光波长λ4介于4300埃至4800埃。
依据本发明另一实施例，荧光粉罩层为一平板罩层或一圆弧罩层。
依据本发明另一实施例，灯具距离照射面的距离等于或大于8米。
依据本发明另一实施例，每一第一荧光粉单元及/或每一第二荧光粉单元/或每一第三荧光粉单元为一三角形单元或一矩形单元。
依据本发明另一实施例，发光二极管照明装置还包含一散热结构，设置于基板下，用于增加发光二极管散热。
由上述可知，应用本发明的发光二极管照明装置，利用其荧光粉罩层中多色荧光粉分离的设计，避免多色荧光粉混合在一起所造成的二次激发能量损失。此外，荧光粉罩层中相邻各种颜色荧光粉单元所组成区域的的长或宽的最大宽度小于2328微米，使得人眼无法区分出不同荧光粉单元的颜色。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1是绘示依照本发明一实施例的一种发光二极管照明装置的示意图；
图2是绘示依照本发明一实施例的荧光粉单元所组成区域的最大宽度的原理示意图；
图3是绘示依照本发明一实施例的发光二极管照明装置内的发光单元的剖面图；
图4是绘示依照本发明一实施例的荧光粉罩层的上视放大图；
图5是绘示依照本发明另一实施例的荧光粉罩层的上视放大图；
图6是绘示依照本发明另一实施例的发光二极管照明装置内的发光单元的剖面图；
图7是绘示依照本发明又一实施例的发光二极管照明装置内的发光单元的剖面图；
图8是绘示依照本发明再一实施例的发光二极管照明装置内的发光单元的剖面图。
【主要元件符号说明】
H高度
θ夹角
Dmin最短距离
P最大宽度
100发光二极管照明装置
102灯杆
104灯具
105灯罩
106发光单元
108散热结构
206发光单元
206a基板
206b发光二极管
206c反射件
207荧光粉罩层
207a出光面
207b法线方向
207c第一荧光粉单元
207d第二荧光粉单元
207c’第一荧光粉单元
207d’第二荧光粉单元
207c”第一荧光粉单元
207d”第二荧光粉单元
306发光单元
306a基板
306b发光二极管
307荧光粉罩层
307a出光面
307b法线方向
307c第一荧光粉单元
307d第二荧光粉单元
406发光单元
406a基板
406b发光二极管
406c反射件
407荧光粉罩层
407a出光面
407b法线方向
407c第一荧光粉单元
407d第二荧光粉单元
407e第三荧光粉单元
506发光单元
506a基板
506b发光二极管
507荧光粉罩层
507a出光面
507b法线方向
507c第一荧光粉单元
507d第二荧光粉单元
507e第三荧光粉单元
W1最大宽度
W2最大宽度
W3最大宽度
W4最大宽度
W5最大宽度
W6最大宽度
具体实施方式
请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的一种发光二极管照明装置的示意图。发光二极管照明装置100包含一灯杆102以及一灯具104，灯具104固设于灯杆102的顶端上。灯具104包含一灯罩105以及一发光单元106。灯罩105包覆于发光单元106外。灯具104亦可具有一散热结构108，其连接至发光单元106，借以使发光单元106运作产生的热能加速散去。
请参照图2，其绘示依照本发明一实施例的荧光粉单元所组成区域的最大宽度的原理示意图。为了避免多色荧光粉混合在一起所造成的二次激发能量损失，本发明采用多色荧光粉分离的设计。然而，多色荧光粉分离的设计在近距离的状况下，人眼能够区分各种颜色荧光粉所产生的光。因此，相邻各种颜色荧光粉单元所组成区域的最大宽度P需小于特定的距离。根据经济部的“路灯设计规定”，如图1的灯杆102的标准高度H为8米，因此灯具104距离照射面的距离会等于或大于8米。当被观测物的大小被投射成小于一个弧分（六十分之一度）的视角时，将无法被人眼所分辨。换言之，图2中的最短距离Dmin应为8米，图2中的夹角θ应为1/60度。若根据图2中的公式即可求出最大宽度P为2328微米。当相邻各种颜色荧光粉单元所组成区域的的长或宽的最大宽度小于2328微米时，才能不被人眼区分出不同荧光粉单元的颜色。
请参照图3，其绘示依照本发明一实施例的发光二极管照明装置内的发光单元的剖面图。发光单元206可被包覆于如图1的发光二极管照明装置的灯罩105内。发光单元206包含一基板206a、一具有第一出射光波长λ1的发光二极管206b、一反射件206c以及一荧光粉罩层207。发光二极管206b设置于基板206a上。因为发光二极管206b运作发光时会产生热，如图1的散热结构108，可设置于基板206a下，用于增加发光二极管散热。在本实施例中，荧光粉罩层207包含多个具有第二出射光波长λ2的第一荧光粉单元207c及具有第三出射光波长λ3的第二荧光粉单元207d。一般而言，第一出射光波长λ1会小于第二出射光波长λ2及第三出射光波长λ3，发光二极管206b的出射光才能激发第一荧光粉单元207c及第二荧光粉单元207d。在本实施例中，第一出射光波长λ1介于4300埃至4800埃，第二出射光波长λ2介于5100埃至5600埃，第三出射光波长λ3介于6000埃至6600埃。在本实施例中，因为荧光粉罩层207为一平板罩层，需通过反射件206c将发光二极管206b所发出的光反射至荧光粉罩层207。在荧光粉罩层207中，第一荧光粉单元207c与第二荧光粉单元207d彼此交互排列，且于荧光粉罩层的出光面207a的法线方向207b上彼此不重叠。在本实施例中，每一组相邻的第一荧光粉单元207c与第二荧光粉单元207d所组成区域的长或宽的最大宽度W1需小于2328微米（于图2的实施例中所求出），才能不被人眼区分出不同荧光粉单元的颜色。
请同时参照图4、图5，图4绘示依照本发明一实施例的荧光粉罩层的上视放大图，图5绘示依照本发明另一实施例的荧光粉罩层的上视放大图。在图4的实施例中，第一荧光粉单元207c’及第二荧光粉单元207d’均为矩形单元，且每一组相邻的第一荧光粉单元207c’与第二荧光粉单元207d’所组成区域的长或宽的最大宽度W2需小于2328微米（于图2的实施例中所求出），才能不被人眼区分出不同荧光粉单元的颜色。在图5的实施例中，第一荧光粉单元207c”及第二荧光粉单元207d”均为三角形单元，且每一组相邻的第一荧光粉单元207c”与第二荧光粉单元207d”所组成区域的长或宽的最大宽度W3需小于2328微米（于图2的实施例中所求出），才能不被人眼区分出不同荧光粉单元的颜色。
请参照图6，其绘示依照本发明另一实施例的发光二极管照明装置内的发光单元的剖面图。图6的实施例与图3的实施例主要差异之处在于荧光粉罩层的外形，荧光粉罩层207为一平板罩层，而荧光粉罩层307为一圆弧罩层。发光单元306可被包覆于如图1的发光二极管照明装置的灯罩105内。发光单元306包含一基板306a、一具有第一出射光波长λ1的发光二极管306b以及一荧光粉罩层307。发光二极管306b设置于基板306a上。因为发光二极管306b运作发光时会产生热，如图1的散热结构108，可设置于基板306a下，用于增加发光二极管散热。在本实施例中，荧光粉罩层307包含多个具有第二出射光波长λ2的第一荧光粉单元307c及具有第三出射光波长λ3的第二荧光粉单元307d。一般而言，第一出射光波长λ1会小于第二出射光波长λ2及第三出射光波长λ3，发光二极管306b的出射光才能激发第一荧光粉单元307c及第二荧光粉单元307d。在本实施例中，第一出射光波长λ1介于4300埃至4800埃，第二出射光波长λ2介于5100埃至5600埃，第三出射光波长λ3介于6000埃至6600埃。在荧光粉罩层307中，第一荧光粉单元307c与第二荧光粉单元307d彼此交互排列，且于荧光粉罩层的出光面307a的法线方向307b上彼此不重叠。在本实施例中，每一组相邻的第一荧光粉单元307c与第二荧光粉单元307d所组成区域的长或宽的最大宽度W4需小于2328微米（于图2的实施例中所求出），才能不被人眼区分出不同荧光粉单元的颜色。第一荧光粉单元307c与第二荧光粉单元307d亦可如图4、图5实施例设计为矩形单元或三角形单元。
请参照图7，其绘示依照本发明又一实施例的发光二极管照明装置内的发光单元的剖面图。图7的实施例与图3的实施例主要差异之处在于荧光粉罩层的荧光粉单元种类，荧光粉罩层207包含2种不同波长的荧光粉单元，而荧光粉罩层407包含3种不同波长的荧光粉单元。发光单元406可被包覆于如图1的发光二极管照明装置的灯罩105内。发光单元406包含一基板406a、一具有第一出射光波长λ1的发光二极管406b、一反射件406c以及一荧光粉罩层407。发光二极管406b设置于基板406a上。因为发光二极管406b运作发光时会产生热，如图1的散热结构108，可设置于基板406a下，用于增加发光二极管散热。在本实施例中，荧光粉罩层407具有多个具有第二出射光波长λ2的第一荧光粉单元407c、具有第三出射光波长λ3的第二荧光粉单元407d及具有第四出射光波长λ4的第三荧光粉单元407e。一般而言，第一出射光波长λ1会小于第二出射光波长λ2、第三出射光波长λ3及第四出射光波长λ4，发光二极管406b的出射光才能激发第一荧光粉单元407c、第二荧光粉单元407d及第三荧光粉单元407e。在本实施例中，第一出射光波长λ1介于3300埃至3900埃，第二出射光波长λ2介于5100埃至5600埃，第三出射光波长λ3介于6000埃至6600埃，第四出射光波长λ4介于4300埃至4800埃。在本实施例中，因为荧光粉罩层407为一平板罩层，需通过反射件406c将发光二极管406b所发出的光反射至荧光粉罩层407。在荧光粉罩层407中，第一荧光粉单元407c、第二荧光粉单元407d及第三荧光粉单元407e彼此交互排列，且于荧光粉罩层的出光面407a的法线方向407b上彼此不重叠。在本实施例中，每一组相邻的第一荧光粉单元407c、第二荧光粉单元407d及第三荧光粉单元407e所组成区域的长或宽的最大宽度W5需小于2328微米（于图2的实施例中所求出），才能不被人眼区分出不同荧光粉单元的颜色。第一荧光粉单元407c、第二荧光粉单元407d及第三荧光粉单元407e亦可如图4、图5实施例设计为矩形单元或三角形单元。
请参照图8，其绘示依照本发明再一实施例的发光二极管照明装置内的发光单元的剖面图。图8的实施例与图6的实施例主要差异之处在于荧光粉罩层的荧光粉单元种类，荧光粉罩层307包含2种不同波长的荧光粉单元，而荧光粉罩层507包含3种不同波长的荧光粉单元。发光单元506可被包覆于如图1的发光二极管照明装置的灯罩105内。发光单元506包含一基板506a、一具有第一出射光波长λ1的发光二极管506b以及一荧光粉罩层507。发光二极管506b设置于基板506a上。因为发光二极管506b运作发光时会产生热，如图1的散热结构108，可设置于基板506a下，用于增加发光二极管散热。在本实施例中，荧光粉罩层507包含多个具有第二出射光波长λ2的第一荧光粉单元507c、具有第三出射光波长λ3的第二荧光粉单元507d及具有第四出射光波长λ4的第三荧光粉单元507e。一般而言，第一出射光波长λ1会小于第二出射光波长λ2、第三出射光波长λ3及第四出射光波长λ4，发光二极管506b的出射光才能激发第一荧光粉单元507c、第二荧光粉单元507d及第三荧光粉单元507e。在本实施例中，第一出射光波长λ1介于3300埃至3900埃，第二出射光波长λ2介于5100埃至5600埃，第三出射光波长λ3介于6000埃至6600埃，第四出射光波长λ4介于4300埃至4800埃。在荧光粉罩层507中，第一荧光粉单元507c、第二荧光粉单元507d及第三荧光粉单元507e彼此交互排列，且于荧光粉罩层的出光面507a的法线方向507b上彼此不重叠。在本实施例中，每一组相邻的第一荧光粉单元507c、第二荧光粉单元507d及第三荧光粉单元507e所组成区域的长或宽的最大宽度W6需小于2328微米（于图2的实施例中所求出），才能不被人眼区分出不同荧光粉单元的颜色。第一荧光粉单元507c、第二荧光粉单元507d及第三荧光粉单元507e亦可如图4、图5实施例设计为矩形单元或三角形单元。
由上述本发明实施方式可知，应用本发明的发光二极管照明装置，利用其荧光粉罩层中多色荧光粉分离的设计，避免多色荧光粉混合在一起所造成的二次激发能量损失。此外，荧光粉罩层中相邻各种颜色荧光粉单元所组成区域的的长或宽的最大宽度小于2328微米，使得人眼无法区分出不同荧光粉单元的颜色。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (17)
1.一种发光二极管照明装置，其特征在于，包含：
一灯杆；以及
一灯具，固设于该灯杆上，其包含：
一基板；
一具有第一出射光波长λ1的发光二极管，设置于该基板上；
一荧光粉罩层，覆盖于该发光二极管上方，该荧光粉罩层包含多个具有第二出射光波长λ2的第一荧光粉单元及具有第三出射光波长λ3的第二荧光粉单元，其中该些第一、第二荧光粉单元彼此交互排列，且于该荧光粉罩层的出光面的法线方向上彼此不重叠，其中每一组相邻的该第一、第二荧光粉单元所组成区域的长或宽的最大宽度小于2328微米；以及
一灯罩，包覆该基板、该发光二极管以及该荧光粉罩层。
2.根据权利要求1所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第一出射光波长λ1介于4300埃至4800埃。
3.根据权利要求2所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第二出射光波长λ2介于5100埃至5600埃。
4.根据权利要求3所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第三出射光波长λ3介于6000埃至6600埃。
5.根据权利要求4所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该荧光粉罩层为一平板罩层或一圆弧罩层。
6.根据权利要求5所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该灯具距离照射面的距离等于或大于8米。
7.根据权利要求1~6中任一权利要求所述的发光二极管照明装置，其特征在于，每一该第一荧光粉单元及/或每一该第二荧光粉单元为一三角形单元或一矩形单元。
8.根据权利要求7所述的发光二极管照明装置，其特征在于，还包含一散热结构，设置于该基板下，用于增加发光二极管散热。
9.一种发光二极管照明装置，其特征在于，包含：
一灯杆；以及
一灯具，固设于该灯杆上，其包含：
一基板；
一具有第一出射光波长λ1的发光二极管，设置于该基板上；
一荧光粉罩层，覆盖于该发光二极管上方，该荧光粉罩层包含多个具有第二出射光波长λ2的第一荧光粉单元、具有第三出射光波长λ3的第二荧光粉单元以及具有第四出射光波长λ4的第三荧光粉单元，其中该些第一、第二、第三荧光粉单元彼此交互排列，且于该荧光粉罩层的出光面的法线方向上彼此不重叠，其中每一组相邻的该第一、第二、第三荧光粉单元所组成区域的长或宽的最大宽度小于2328微米；以及
一灯罩，包覆该基板、该发光二极管以及该荧光粉罩层。
10.根据权利要求9所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第一出射光波长λ1介于3300埃至3900埃。
11.根据权利要求10所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第二出射光波长λ2介于5100埃至5600埃。
12.根据权利要求11所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第三出射光波长λ3介于6000埃至6600埃。
13.根据权利要求12所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该第四出射光波长λ4介于4300埃至4800埃。
14.根据权利要求13所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该荧光粉罩层为一平板罩层或一圆弧罩层。
15.根据权利要求14所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该灯具距离照射面的距离等于或大于8米。
16.根据权利要求10~15中任一权利要求所述的发光二极管照明装置，其特征在于，每一该第一荧光粉单元及/或每一该第二荧光粉单元及/或每一该第三荧光粉单元为一三角形单元或一矩形单元。
17.根据权利要求16所述的发光二极管照明装置，其特征在于，还包含一散热结构，设置于该基板下，用于增加发光二极管散热。
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