CN104235633B - Led灯具 - Google Patents

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Abstract

一种LED灯具，包括LED元件、灯杯，LED元件设置在灯杯内，LED元件包括白光LED元件和红光LED元件，灯杯包括平台和凹设在平台内的凹槽，白光LED元件设置在灯杯的平台上，红光LED元件设置在灯杯的凹槽内。本发明所提供的LED灯具采用普通白光LED元件和红光LED元件实现灯具的高演色性，可减少新产品开发的成本。

Description

LED灯具
技术领域
本发明涉及一种LED灯具，特别涉及一种具有高演色性的LED灯具。
背景技术
发光二极管（Light Emitting Diode，LED）具有亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源广泛应用于照明领域。
在现有的LED灯具中，采用的普通白光LED元件是将蓝光LED芯片与黄光荧光粉结合而制成的，蓝光LED芯片发出的蓝光和由蓝光激发黄光荧光粉发出的黄光混合后变成白光，其中，红光成分少，演色性差。通常为解决LED灯具演色性差的问题，大多数生产者采用演色指数高的LED元件的方法来提高LED灯具的演色性，不仅增加成本，且不能有效利用普通白光LED元件，造成生产资料的浪费。
发明内容
本发明旨在提供一种不使用演色指数高的LED元件的高演色性的LED灯具。
一种LED灯具，包括LED元件、灯杯，LED元件设置在灯杯内，LED元件包括白光LED元件和红光LED元件，灯杯包括平台和凹设在平台内的凹槽，白光LED元件设置在灯杯的平台上，红光LED元件设置在灯杯的凹槽内。
本发明所提供的LED灯具无需采用演色指数高的LED元件，利用普通白光LED元件与红光LED元件搭配，实现LED灯具的高演色性，对LED灯具生产厂商来说，可减少其新产品开发的成本，降低生产成本。采用本发明所提供的具有高演色性的LED灯具照射物品时，能更逼真的呈现出物品自然的色彩，本发明所提供的LED灯具可应用于颜色检查和临床检查，也可以用于美术馆等对灯具演色性要求较高的场所。
附图说明
图1为本发明提供的LED灯具的示意图。
图2为图1中LED灯具的主体的示意图。
图3为本发明不同的白光LED元件和红光LED元件组合方式的演色指数对比图。
图4、图5和图6为本发不同实施例中的明白光LED元件和红光LED元件的位置排布图。
图7本发明不同的白光LED元件和红光LED元件组合方式的色温对比图。
主要元件符号说明
主体 10
灯杯 100
平台 101
凹槽 102
侧壁 1021
底部 1022
白光LED元件 201
红光LED元件 202
第一光扩散元件 301
第二光扩散元件 302
灯壳 20
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1和图2，本发明所提供的LED灯具包括主体10和灯壳20，主体10中的各电学元件与外部电源（图未示）电连接以获得该LED灯具工作时必要的电能，主体10与灯壳20机械连接且热连接。
所述主体10包括灯杯100、白光LED元件201、红光LED元件202、第一光扩散元件301、第二光扩散元件302和第一、第二PCB板。所述灯杯100包括平台101和凹设在平台101内的凹槽102。第一、第二PCB板在图中未示出，但可理解的是：第一、第二PCB板分别与平台101、凹槽102结合设置，并用于承载相应的白光LED元件201和红光LED元件202。灯杯100内部表面涂有反光漆，以增加LED灯具的出光量。需要说明的是，在第一、第二PCB板上还可设置有反光板，以提高LED灯具的出光量，优选地，本实施例中采用涂有反光漆的PCB板以起到反光作用，从而以减少额外设置反光板的工序和成本。
所述白光LED元件201与第一PCB板电连接，并设置于灯杯100的平台101上。所述灯杯100的凹槽102包括侧壁1021和底部1022。所述红光LED元件202与第二PCB板电连接，并设置于灯杯100的凹槽102的底部1022，这样设计的目的在于增加红光LED元件202发出的红光的混光距离，以提高光线的均匀性。所述灯杯100的侧壁1021与底部1022的夹角α为30度~60度，可以有效反射底部1022的红光LED元件202发出的红光，减少光损失。由于平台101围绕凹槽102，则凹槽102底部1022的红光LED元件202被包围在平台101的白光LED元件201中央，以增加红光和白光混光的均匀性。由于白光LED元件201与红光LED元件202的正向电压差异较大，所以本发明提供的LED灯具的第一PCB板的白光LED元件201与第二PCB板的红光LED元件202采用串联的方式电连接，以已避免流经白光LED元件201与红光LED元件202的电流分配不均，同时使得各LED元件在高电压、低电流的状态工作，以降低能耗。
所述第二光扩散元件302罩设于凹槽102上方，以扩散红光LED元件202发出的光线。本实施例对第二光扩散元件302做雾化处理，以增加通过第二光扩散元件302的红光的均匀性，淡化LED灯具的红色光斑。所述第一光扩散元件301罩设灯杯100的开口，以扩散红光LED元件202发出的、经由第二光扩散元件302扩散后的红光和白光LED元件201发出的白光。进一步地，本实施例对第一光扩散元件301做雾化处理，以增加LED灯具发出的光线的均匀性。所述第一光扩散元件301的透光率为70%~90%，所述第二光扩散元件302的透光率为80%~95%。所述第一光扩散元件301与白光LED元件201的垂直距离控制在3cm~10cm的范围内，如果该垂直距离过小，会使白光与红光的混光距离较小，从而使得LED灯具的光线均匀性较差，如果该垂直距离过大，不仅会使光损耗增加，而且还会使得LED灯具尺寸增大，增加了灯杯100和灯壳20的成本。
请参阅图3，图3为本发明不同的白光LED元件201和红光LED元件202组合方式的演色指数对比图，纵坐标Ra为演色指数，横坐标为不同的白光LED元件201和红光LED元件202组合方式，并以xW+yR的方式表示，其中W代表白光LED元件201，R代表红光LED元件202，其意义为x个白光LED元件201和y个红光LED元件202组合，并且白光LED元件201与红光LED元件202的数量之比为x：y，例如2W+1R的意义为2个白光LED元件201和1个红光LED元件202组合，并且白光LED元件201与红光LED元件202的数量之比为2：1。从图中可以看出，仅使用白光LED元件201时，LED灯具的演色指数小于90，当所述白光LED元件201与红光LED元件202的数量之比在4：1~1：1的范围内，LED灯具的演色指数均在90以上。当白光LED元件201与红光LED元件202的数量之比为2：1时，也即两颗白光LED元件201搭配一颗红光LED元件202的LED灯具的演色指数最高。
本发明所提供的LED灯具，无需采用高演色性LED元件，利用普通白光LED元件201和红光LED元件202，通过普通白光LED元件201和红光LED元件202的数量的改变和灯具结构的设计，实现了LED灯具的高演色性，同时又实现了色温的改变。对LED灯具生产厂商来说，可减少其新产品开发的成本，也可以达到去库存的目的，使得LED元件的利用方式多元化。
采用本发明所提供的具有高演色性的LED灯具照射物品时，能更逼真的呈现出物品自然的色彩，可应用于一些颜色检查、临床检查，也可以用于美术馆等对灯具演色性要求较高的场所。
进一步地，当LED灯具的白光LED元件201与红光LED元件202的数量之比为2：1时，列举两种白光LED元件201与红光LED元件202位置排布关系。请参阅图4，实施例一为一颗红光LED元件202位于两颗白光LED元件201的旁边，白光LED元件201和红光LED元件202发出的光线经过混光和经过第一光扩散元件301、第二光扩散元件302后，在视觉效果上有红色光晕。请参阅图5，实施例二为一颗红光LED元件202的位于两颗白光LED元件201的中央，在视觉效果上红色光晕现象减少，但依然可见红色光斑。
优选地，LED灯具的白光LED元件201与红光LED元件202的数量之比为4：1，请参阅图6，本实施例采用一颗红光LED元件202位于四颗白光LED元件201的中央，光线经过混光和经过第一光扩散元件301、第二光扩散元件302的扩散后，达到良好的均光效果，在视觉效果上无红色光斑出现。对于使用者而言，本实施例所揭示的LED灯具不仅可以达到高演色性的优点，且光线均匀性佳，对于使用者而言比较理想，同时对于生产厂商而言也可以减少制造高演色性LED灯具的成本。
更进一步地，请参阅图7，普通白光LED元件201发出的白光色温CCT约为5000K，属于冷色温。而本发明提供的LED灯具将白光LED元件201与红光LED元件202组合，使得LED灯具的色温由冷色温向暖色温转变，通过对白光LED元件201与红光LED元件202的数量做简单地改变即可改变LED灯具的色温。对LED生产厂商而言可以缩短新产品的开发时间。
此外，为增强LED灯具的散热性、减少LED元件的光衰，可先在与灯壳20接触的灯杯100底部位置设置导热膏，再实现灯杯100与灯壳20机械连接和热连接，可有效对红光LED元件202散热，减轻红光LED元件202发光效率随温度上升而衰减的问题。
本发明提供的LED灯具还可包含散热部，该散热部在图中未示出，该散热部采用导热性良好的多孔材料或鳍片，散热部与灯杯100和灯壳20热连接，同时亦可在散热部中设置热管，以增强散热性能。
进一步地，散热部还包含风扇，风扇与LED灯具的电源电连接。
对于本领域的技术人员来说可以做本发明技术构思内做其他变化，但是，根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种LED灯具，包括LED元件、灯杯，LED元件设置在灯杯内，其特征在于：LED元件包括白光LED元件和红光LED元件，灯杯包括平台和凹设在平台内的凹槽，白光LED元件设置在灯杯的平台上，红光LED元件设置在灯杯的凹槽内，所述白光LED元件与红光LED元件的数量之比为4：1～1：1，所述LED灯具包括第一光扩散元件，该第一光扩散元件罩设所述灯杯的开口，以扩散LED灯具发出的光线，所述LED灯具包括第二光扩散元件，该第二光扩散元件罩设于凹槽上方，以扩散红光LED元件发出的光线。
2.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于：所述白光LED元件围设在红光LED元件的周围。
3.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于：所述凹槽具有底部与侧壁，底部与侧壁的夹角为30度～60度。
4.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于：还包括与白光LED元件电连接的第一PCB板以及与红光LED元件电连接的第二PCB板，所述第一PCB板上的白光LED元件与第二PCB板上的红光LED元件串联。
5.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于：所述第一光扩散元件与白光LED元件的垂直距离为3cm～10cm。
6.如权利要求5所述的LED灯具，其特征在于：所述第一光扩散元件的透光率为70％～90％。
7.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于：对所述第一光扩散元件做雾化处理。
8.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于：所述第二光扩散元件的透光率为80％～95％。
9.如权利要求8所述的LED灯具，其特征在于：对所述第二光扩散元件做雾化处理。
10.如权利要求1所述的LED灯具，其特征在于：还包括散热部，散热部为高导热系数材料、多孔材料、鳍片、热管或者风扇中的一种或几种的组合。
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