CN107477471A - 基于散射光子提取的灯具 - Google Patents

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纳达拉贾·纳伦德兰
顾益民
让·保罗·弗雷西尼耶
朱依婷
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Abstract

本申请提供一种灯具，包括：散热器，所述散热器具有表面；光源，所述光源被连接到所述表面并且被配置用于发射光；反射器，所述反射器具有接近所述表面的顶点，所述反射器被布置成与所述散热器间隔开，并且被配置用于将所述光反射成在方向上远离所述反射器；及波长转换材料，所述波长转换材料被布置成在所述方向上与所述光源间隔开。

Description

基于散射光子提取的灯具
本申请是申请日为2011年3月11日、分案提交日为2015年11月11 日、申请号为201510766192.1、发明名称为“基于散射光子提取的灯具” 的专利申请的分案申请。上述专利申请是申请日为2011年3月11日、申 请号为201180013506.0(PCT/US2011/028069)、发明名称为“基于散射光 子提取的灯具”的专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请是2010年11月17日提交的第12/947,899号美国申请的继续 申请，第12/947,899号美国申请是2006年12月20日提交的第11/642,089 号美国申请的继续申请，第11/642,089号美国申请是2007年4月23日提 交的题为“High Efficiency Light SourceUsing Solid-State Emitter And Down-Conversion Material(使用固态发光体和下转换材料的高效光源)” 的第10/583,105号美国申请(现为美国专利7,819,549)的部分继续申请， 第10/583,105号美国申请是2005年5月5日提交的第PCT/US2005/015736 号国际申请的371国家阶段，第PCT/US2005/015736号国际申请要求2004 年5月5日提交的第60/568,373号美国临时申请的优先权和2004年12 月15日提交的第60/636,123号美国临时申请的优先权。本申请还要求 2010年3月11日提交的第61/339,958号美国临时申请的优先权。所有这 些申请的公开内容通过引用整体合并于此。
技术领域
本发明总体上涉及固态照明。具体地，本发明涉及使用固态照明 (SSL)光源、光学元件、散热器和远程波长转换材料的高效照明灯具。
背景技术
包括具有发光二极管(LED)的固态灯具的固态照明(SLL)发光装 置是极为有用的，因为相比于传统灯具，例如采用白炽灯和荧光灯的灯具， 固态照明发光装置潜在地提供了更低的制造成本和长期耐用性的益处。由 于固态照明发光装置的长的操作(燃烧)时间和低功耗，即使当它们的初 始成本大于传统灯的初始成本时，它们也常常提供功能性成本益处。因为 可以使用大规模的半导体制造技术，所以可以以极低的成本生产许多固态照明灯具。
除了诸如家用和消费电器、视听设备、电信设备和汽车仪表标记上的 指示器灯的应用以外，LED还在室内或室外的信息显示方面获得了相当 多的应用。例如，LED可以合并到头顶式照明灯具或壁挂式照明灯具中， 并且可以针对美观性诉求来设计。
随着发射蓝光或紫外(UV)光的高效LED的发展，生产如下LED 已经变得可行：所述LED通过LED的初级发射的一部分到更长波长的波 长转换来生成白光。用于通过将初级发射的未转换部分与更长波长的光进 行组合来产生白光的该系统是本领域中公知的。利用LED产生白光的其 他选择包括以不同的比例混合两种或更多种彩色LED。例如，本领域中公知的是通过混合红色LED、绿色LED和蓝色LED来产生白光。类似 地，已知通过混合RBGLED与琥珀色(RGBA)LED、或混合RGB LED 与白色(RGBW)LED产生白光。
最近的研究查明了：由LED生成的热减小了整体的光发射和灯泡耐 用性。更具体地，当LED器件被加热到大于100℃的温度时，LED器件 就变得效率更低，从而导致可见光谱的回报下降。持续的操作和结果产生 的对高热的暴露还减小了LED的有效寿命。另外，随着温度增加到大约 90℃的阈值以上，一些下转换磷光体的固有的波长转换效率也急剧下降。
本领域中还公知的是，可以使用反射面来增加投向到特定环境中的光 发射量。反射面已经被用来将来自LED的光投向至波长转换材料和/或用 来反射从波长转换材料生成的下转换的光。即使有了这些改进，本领域 LED技术的现状在可见光谱中还是效率低下的。单个LED的光输出小于 传统灯具(例如采用白炽灯的那些灯具)的光输出，，传统灯具在可见光 谱中大约是10％的有效性。为了实现与采用白炽灯的现有灯具技术相当 的光输出功率密度，LED器件通常需要更大的LED或具有多个LED的 设计。然而，已经发现了合并更大的LED或多个LED的设计带来其自身 的挑战，例如发热和能量利用率。
发明内容
为了满足该需要和其他需要，以及考虑到其目的，本发明提供了一种 灯具，包括：散热器，散热器具有表面；光源，光源被连接到表面并且被 配置用于发射光；反射器，反射器具有接近表面的顶点，反射器被布置成 与散热器间隔开，并且被配置用于将光反射成在方向上远离反射器；及波 长转换材料，波长转换材料被布置成在方向上与光源间隔开。
在又一实施例中，本发明提供了一种灯具，一种灯具，包括：光学元 件，光学元件由透光材料制成并且具有第一表面、第二表面和第三表面， 其中，第一表面、第二表面和第三表面彼此不共面，第二表面和第三表面 彼此不平行；光源，光源被布置在接近第一表面但是远离第二表面和第三 表面的位置；及波长转换材料，波长转换材料形成于第二表面和第三表面 上而不覆盖第一表面。
在另一实施例中，本发明提供了一种散射光子提取灯具，包括：光学 元件，具有第一表面和从第一表面延伸的至少一个基本上透明的侧壁；用 于发射短波长辐射的光源，该光源布置在与光学元件的第一表面相对的上 述至少一个基本上透明的侧壁的一端处；波长转换材料，其布置在光学元 件的第一表面上，用于接收和下转换由光源发出的短波长辐射中的至少一 些，并且向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及一个或更多个反射器，其被布置成与波长转换材料相对，使得光源被布置在波长 材料与反射器之间，用于反射通过上述至少一个透明侧壁从光学元件提取 的辐射中的至少一些；其中，上述至少一个基本上透明的侧壁在一端连接 至包含波长转换材料的第一表面，并且在另一端连接至光源，以及其中， 上述基本上透明的侧壁被配置成：将从波长转换材料向后传递的辐射传送 到发光装置的外部。
该灯具还可以包括波长转换材料，其布置在光学元件的至少一个或更 多个其他壁上，例如一个或更多个透明侧壁上。类似地，该灯具还可以包 括附连至光源或邻近于光源的散热器。在一些实施例中，散热器在一侧附 连到至少一个基本上透明的侧壁，并且在另一侧附连到一个或更多个反射 器。例如，本发明的灯具可以是挤压式或旋转式发光灯具。该灯具还可以 包括一个或更多个悬挂机构，其例如用于安装到墙壁上(如在壁挂式灯具 中)或安装到天花板上(如在悬挂式灯具中)。光源可以是至少一个半导 体发光二极管，例如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)或共振腔发 光二极管(RCLED)。附加地或可替代地，光源可以是包含多于一个发光 体的阵列，例如LED阵列。可以采用许多不同类型的LED作为光源。 例如，当将阵列用作光源时，阵列可以包括相同或不同类型的一个或更多 个LED。可以选择光源以提高能效，控制发射光的颜色质量，或者出于 许多其他理由，例如美观性。波长转换材料可以包括一种或更多种材料， 例如磷光体、量子点、量子点晶体和量子点纳米晶体及其混合物。
在另一实施例中，本发明提供了一种挤压式散射光子提取灯具，包括： 用于发射短波长辐射的光源，该光源包括一个或更多个发光体；具有至少 一个基本上透明的表面的细长的管状光学元件；波长转换材料，其布置在 光学元件的至少一个表面上或与光学元件的至少一个表面集成在一起，并 且远离光源，用于接收和下转换由该光源发射的短波长辐射中的至少一 些，以及向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及一个或更多个反射体，其被布置成与波长转换材料相对，使得该光源被布置在波 长转换材料与反射体之间，用于反射所接收到的并且下转换的辐射中的后 向传递部分中的至少一些；其中，该灯具被配置成：使得一些辐射可朝着 光源向后被发射为未转换的光辐射，一些光可以不经转换而通过波长转换 材料传递；以及其中，该灯具被配置成：通过光源、光学元件和反射器的 布置来捕获基本上所有的向前传递的转换光和向后传递的转换光。
在又一实施例中，本发明提供了一种散射光子提取灯具，包括：用于 发射短波长辐射的光源，该光源包括附连到第一光学元件的一个或更多个 发光体；波长转换材料，其布置在第二光学元件上或与第二光学元件集成 在一起，用于接收和下转换由该光源发射出的短波长辐射中的至少一些， 以及用于向后传递所接收到的并且经下变换的辐射的一部分；以及反射 面，其在一侧附连至第一光学元件以形成其中包含第二光学元件和波长转换材料的反射罩，用于反射所接收到的并且下转换的辐射中的后向传递部 分中的至少一些；其中，第二光学元件和波长转换材料悬挂在反射面内并 且远离光源。
在又一实施例中，本发明提供了一种包括多个发光灯具的散射光子提 取灯系统。多个发光器具中的每个包括：光学元件，其具有第一表面和从 第一表面延伸的至少一个基本上透明的侧壁；用于发射短波长辐射的光 源，该光源布置在与光学元件的第一表面相对的至少一个基本上透明的侧 壁的一端上；波长转换材料，其布置在光学元件的第一表面上，用于接收 和下转换由该光源发射的短波长辐射中的至少一些，以及用于向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及一个或更多个反射器，其被 布置成与波长转换材料相对，使得该光源被布置在波长转换材料与反射器 之间，用于反射通过至少一个基本上透明的侧壁从光学元件提取的辐射中 的至少一些；其中，至少一个基本上透明的侧壁在一端连接至包含波长转 换材料的第一表面，并且在另一端连接至该光源，以及其中，基本上透明 的侧壁被配置成将从波长转换材料向后传递的辐射传送到发光灯具的外 部。
在又一实施例中，本发明提供一种散射光子提取灯具，包括：光学元 件，其具有第一表面、和一个或更多个第二表面，第一表面具有两个相对 的边缘，其中，一个或更多个第二表面相切地或垂直地连接于第一表面的 每个边缘处；用于发射短波长辐射的一个或更多个发光体，一个或更多个 发光体布置在光学元件的一个或更多个第二表面上；波长转换材料，其布 置在光学元件的第一表面上，用于接收和下转换由发光体发射的短波长辐 射中的至少一些，以及向前传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部 分；以及一个或更多个反射器，其被布置成与一个或更多个发光体相对， 使得波长转换材料被布置在一个或更多个发光体与反射器之间，用于反射 通过光学元件向前传递的辐射中的至少一些；其中，一个或更多个第二表 面各自在一端连接至包含波长转换材料的第一表面，并且在另一端连接至 一个或更多个反射器，以及其中，一个或更多个第二表面被配置成：将从 波长转换材料向后传递的辐射传送到发光灯具的外部。
在本发明的实施例中，波长转换材料被布置为远离光源。使用一个或 更多个波长转换材料来吸收一个光谱区中的辐射并且发射另一个光谱区 中的辐射，波长转换材料可以是下转换材料或上转换材料。多个波长转换 材料能够将从光源发射的波长转换至相同或不同的光谱区。波长转换材料 可以混合在一起，或可以作为单独层来使用。通过捕获下转换的光的向前 传递部分和向后传递部分两者，可以提高系统效率。类似地，当采用一个或更多个反射器时，可以调整下转换材料和反射器的位置以确保来自光源 的光均匀地撞击下转换材料，以产生均匀的白光并且使得更多的光离开器 件。可采用散热器来减少和/或重新分配光源处的热。同时，将下转换材 料布置为远离光源防止光反馈回到光源中。所以，进一步使光源处的热最 小化，并且导致提高的光输出和寿命。与已知技术相比，所有的这些结构 参数和特征使得能够增加光产量、增强照明效率、以及提高能量利用率。
附图说明
当结合附图阅读以下详细说明时，从以下详细说明最佳地理解本发 明。需要强调的是，根据通常的实践，不用对附图的各种特征进行定标。 相反，为了清楚起见，任意放大或缩小各种特征的尺寸。附图中包括以下 图：
图1是根据本发明的示例性实施例的使用固态发光二极管(LED)和 波长转换材料来产生可见光的方法的图示；
图2(a)是根据本发明的一个实施例的固态光源灯具的图示；
图2(b)示出了图2中示出的固态光源灯具的剖面图；
图2(c)图示了示出散热器和固态发光二极管(LED)的图2(b) 的放大图；
图3是根据本发明的另一实施例的固态光源灯具的图示；
图4(a)至图4(f)示出了本发明的包括一个或更多个光源、波长 转换材料、散热器和光学元件的其他实施例的剖面图；
图5(a)至图5(d)示出了根据本发明的其他实施例的一个或更多 个光源、波长转换材料、散热器和光学元件的其他实施例的剖面图；
图6(a)至图6(c)是根据本发明的其他实施例的当与反射器结合 时的一个或更多个光源、波长转换材料、散热器和光学元件的剖面图；
图7(a)示出了根据本发明的实施例的壁挂式照明灯具；
图7(b)示出了根据本发明的另一实施例的被配置成悬挂在天花板 上的图7(a)的照明灯具；
图7(c)示出了图7(a)和图7(b)中示出的照明灯具的剖面图；
图7(d)图示了示出散热器、光学元件和固态发光二极管(LED) 的图7(c)的放大图；
图8(a)示出了根据本发明的另一实施例的照明灯具；
图8(b)示出了根据本发明的实施例的在图8(a)中示出的照明灯 具的剖面图；
图8(c)示出了根据本发明的另一实施例的在图8(a)和图8(b) 中示出的采用了复合反射器的照明灯具的变型；
图9(a)至图9(b)图示了根据本发明的另一实施例的采用多个照 明灯具的照明系统；
图10(a)图示了与图2(a)中示出的照明灯具类似但是不具有反射 器的灯具；以及
图10(b)图示了射线追踪计算机模拟的结果，其示出图10(a)中 示出的照明灯具的光输出。
具体实施方式
虽然本文中参考具体的实施例描述和说明了本发明，但是本发明不是 意在限制于所示出的细节。更确切地说，在不偏离本发明的前提下并且在 权利要求的等同方案的范围内，可以详细地进行各种修改。
在第7,750,359号美国专利中，本发明的发明人之前已经发现了波长 转换材料的以下用途：产生具有期望的色度值和发光功效的宽带宽光，同 时增加显色指数(CRI)并且降低输出光的相关色温(CCT)，从而提高 了器件的效率。在第WO 2010/144572号国际公开中，本发明的发明人发 现并且公开了通过将波长转换材料移动为远离光源)而获得的益处。通过 将波长转换材料移动为远离光源，能够提取更多的经转换的光以及能够提 高光器件的功效。采用与光源相邻和/或与光源集成在一起的散热器，获 得了附加的益处。这种产生光的方法被描述为散射光子提取(SPE)技术。 发现SPE技术增加光产量，改进散热，从而导致延长的光器件耐用性和 寿命。这些参考文献的全部内容通过引用合并于此，其中，这些参考文献 采用基于SSL的灯泡中的SPE技术作为白炽灯的替代灯泡。
本发明人现在已发现了：可以使用SPE技术来生产高效的照明灯具 和照明系统。当与传统的光源相比时，已发现为一般照明应用采用发光二 极管(LED)芯片的现有灯具具有更低的发光输出。为了克服该缺陷，现 有的基于LED的灯具已利用LED阵列来实现目标表面上所需的光水平。 因此，现有的方法也导致了成本的增加、更高的能耗和附加的热处理问题 等缺点。本发明的照明灯具利用SPE技术并且可选地利用结构化的光学 器件，本发明的照明灯具能够使用更少的LED和更少的电能来产生增加 的光发射。本发明的照明灯具还潜在地减小了制造和操作成本。
本发明通过使用SPE技术解决了这些问题，SPE技术将光源布置在 远离波长转换材料的地点。可在光源与波长转换材料之间布置一个或更多 个光学元件。另外，可以以各种配置来使用散热器和反射器。光源可以是 至少一个半导体发光二极管，例如发光二极管(LED)、激光二极管(LD) 或共振腔LED(RCLED)。本发明的实施例可以使用单个SSL源(例如单个LED)，或者可以包括多个SSL源(即，阵列中的多个LED)作为 光源。如本领域中已知的，可以使用许多不同类型的LED作为光源。例 如，当将阵列用作光源时，该阵列可以包括相同或不同类型的一个或更多 个LED。可以选择光源以提高能效，控制发射光的颜色质量，或出于许 多其他的理由，例如美观性。光源可以耦接至散热器，其中该散热器的至 少一部分向环境开放以促进散热。散热器用作光源的散热元件，使得热能 够远离光源。散热器还可以向光源提供机械支承。例如，散热器可以基本 上附连到光学元件并且耦接到位于光学元件内的光源。该耦合将光源有效 地保持在光学元件内。另外，散热器可以基本上附连至一个或更多个反射 器。本发明的这些结构特征使得基于SSL的照明灯具能够具有非常高的 发光功效值，并且产生类似于或大于传统照明灯具(诸如荧光或白炽照明 灯具)的光水平。本发明的配置和对SPE技术的使用还延长了基于SSL 的光源的寿命持久性。
波长转换材料的使用帮助产生以下光：该光在美观性上类似于由传统 灯具(例如采用白炽A灯的灯具)产生的光。如上所述，本发明的波长 转换材料可以由适合于吸收一个光谱区中的辐射和发射另一个光谱区中 的辐射的一个或更多个材料组成，并且这些材料可以是下转换或上转换材 料。如此，本发明的实施例可以合并下转换的波长转换材料、上转换的波 长转换材料或两者。应当理解，术语“下转换(down conversion)”、“下 转换的(down converting)”和“下转换的(down converted)”指的是适 合于吸收一个光谱区中的辐射并且发射另一个光谱区中的辐射的材料。从 而，术语“下转换材料”被定义为以下材料：这些材料可以通过其组分吸 收一个光谱区中的辐射并且发射另一个光谱区中的辐射。
当从光源发射的光到达波长转换材料时，波长转换材料吸收该波长的 光并且发射经转换的光。例如，当波长转换材料包括下转换材料时，该下 转换材料吸收短波长光并且发射下转换的光。所发射的下转换的光可以沿 着所有方向传播(被称为朗伯(Lambertian)发光体)，因此，下转换的 光的一部分向上传播，而另一部分向下传播。从下转换材料向上(或向外) 离去的光是该光的向前传送部分，而朝着光源向下回来的光是向后传送部 分。下面将参考图1对此作进一步说明。
本发明的灯具实现与SPE技术相关联的远程波长转换概念。在采用 远程下转换材料的系统中，朝着远离光源布置的下转换材料发射来自光源 的短波长辐射能量。命中下转换材料的辐射能量的至少一部分被下转换为 更长波长的辐射，当这两个辐射混合时，产生与由传统灯具产生的光类似 的白光。波长转换材料可以由适合于吸收一个光谱区中的辐射并且发射另 一个光谱区中的辐射的一个或更多个下转换材料组成。波长转换材料可以混合在一起或作为单独层使用。多个波长转换材料能够将从光源发射的波 长转换至相同或不同的光谱区。从而，波长转换材料可以包括一个或更多 个下转换材料、上转换材料或两者，可以对其进行选择以产生期望的光输 出和显色属性。
图1示出了根据本发明的示例性实施例的使用固态发光二极管 (LED)102和波长转换材料104来产生可见光的方法。如所示出的，从 LED 102发射的光辐射100击中波长转换材料104。从LED 102发射的光 辐射100中的一些被波长转换材料104反射为向后传递的未经转换的辐射 106。从LED 102发射的光辐射100的其它部分被波长转换材料104转换 并且被向后发射为向后传递的转换的辐射118。从LED 102发射的光辐射 100中的一些穿过波长转换材料104作为向前传递的未经转换的辐射108， 而一些辐射穿过波长转换材料104作为向前传递的转换辐射114。此外， 波长转换材料104可以发射向前散射的转换辐射116和向后散射的转换辐 射120。向后散射的转换辐射120和向后传递的转换辐射118总体被看作向后传递的波长转换辐射112，而向前散射的转换辐射116和向前传递的 转换辐射114总体被看作向前传递的波长转换辐射110。将光源布置成远 离波长转换材料的SPE技术的使用使得能够改进所反射的未经转换的光 子106和所传递的未经转换的光子108、被波长转换材料104转换的所反 射的转换光子118和所传递的转换光子114以及向前散射的转换辐射116 和向后散射的转换辐射120的提取。
光学元件可以占据将LED与波长转换材料分隔开的间隔。在一些实 施例中，光学元件可以在一端附连至LED光源并且在另一端附连至波长 转换材料。光学元件可以采用任意的三维几何形状，例如球形、抛物形、 圆锥形和椭圆形。光学元件还可以被描述为具有从圆形、三角形、六边形、 梯形、半圆形和椭圆形等中选择的剖面形状。光学元件可以是基本上透明 并且透光的介质，例如空气、玻璃或丙烯酸树脂。可以使用一个或更多个 反射器来接收和反射由光源发射并且被下转换材料下转换的光(即，传递 的光)。反射器可以采用任意的几何形状，例如球形、抛物形、圆锥形和 椭圆形，并且可以由本领域中已知的各种反射面组成。另外，反射器可以 是单个单元或复合单元，其中复合单元包括各自具有其自己的几何形状、 透射率和材料组分的多个反射面。例如，反射器可以是铝、具有蒸镀铝反 射层的塑料、或其他任意类型的反射面。反射器被布置成反射下转换的光， 并且可以与下转换材料相分离或相邻。在一些实施例中，多于一个的反射 器可以被单独地使用，或被用作具有多个几何构造的复合反射器的一部 分。
在本发明的一些实施例中，反射器可以是诸如玻璃的光学元件，其已 经被处理成将反射特性赋予该光学元件。例如，反射器可以是其上沉积了 或以其它方式施加了薄膜的光学元件。这样的反射器在本领域中被称为分 色滤光器、薄膜滤光器或干涉滤光器，并且通常被用来选择性地使小范围 颜色的光穿过而反射其他颜色。比较起来，分色镜倾向于用其反射的光的 颜色来表征，而不是穿过分色镜的颜色。为了简单起见，由于以该方式处 理的反射器可以选择性地并且同时地允许一些光穿过而反射其他光，所以 以该方式处理的反射器在本文中被总体上称为“分色反射器”。如本领域 中已知的，例如这样的分色反射器可以对于具体的波长、热、光或对于由 光源发射的辐射的其他特征是选择性的。本发明的反射器和光学元件可以 具有变化的透射度，即，它们可以被选择为允许或反射任意范围的辐射。 例如，光学元件可以是完全透明的，并且允许所有的光辐射穿过。然而， 如本领域普通技术人员所已知的，即使完全透明的光学元件也可能具有一 些微量的反射特征(例如，已经发现透明玻璃反射大约4％的光辐射)， 其被认为是光学元件所固有的。可替代地，光学元件可以是完全反射性的， 并且不允许任何光辐射穿过。另外，可以预制本发明的光学元件和反射器， 使得它们包含具有特定透射量的一些部分、和允许或反射不同量的光辐射的其他部分。从而，每个光学元件或反射器可以在各处具有相同的透射水 平，或者包括具有变化的透射水平的不同部分。可以通过本领域已知的许 多手段来实现光学元件的任意范围的透射率。
在本发明的至少一个实施例中，使用本领域中已知的常规技术将波长 转换材料施加至以及容纳在光学元件或反射器上。在另一个实施例中，将 波长转换材料(例如下转换材料)集成到光学元件或反射器中。例如，在 丙烯酸树脂制造过程期间，可以制造合并有下转换材料(例如磷光体)的 丙烯酸树脂光学元件，从而产生集成的下转换光学元件。
如上面关于图1所详述的，波长转换材料可以传递、转换或反射光辐 射。一些光辐射可以向后朝着光源被反射为未经转换的光辐射。可将经转 换的光向前传递或向后传递。另外，一些光可以不经转换(即，未经转换 的传送辐射)而传递通过波长转换材料。通过捕获下转换的光的向前传递 部分和向后传递部分两者，提高了系统效率。类似地，当使用一个或更多 个反射器时，可以调节下转换材料和反射器的位置以确保来自光源的光均 匀地冲击下转换材料，以产生均匀的白光并且使得更多的光离开器件。与 此同时，将下转换材料布置为远离光源防止了光反馈回到光源中。所以， 进一步使光源处的热最小化，从而导致增加的光输出和寿命。与已知技术 相比，所有这些结构参数和特征使得能够增加光产量，增强照明效率，以 及改进能量利用率。
本发明的固态发光器件还可以包括本领域中已知的其他部件。例如， SSL器件还可以包括电子驱动器。大多数SSL源是低压直流(DC)源。 因此，需要电子驱动器来调节电压和电流以在基于SSL的灯具中使用。 可替代地，存在若干交流(AC)SSL源，例如，由韩国首尔的首尔半导 体公司以商品名“Acriche”出售的AC-LED。在这些情况下，SSL源(如， LED或LED阵列)可以直接连接至可从电网获得的AC电源。因此，可 选地，本发明的实施例可以包括电子驱动器，该电子驱动器的至少一部分 位于灯具的底座内，这取决于在基于SSL的灯具中采用的SSL源的类型。 本发明还可以包括至少一个电子导体，例如连接导线。电子导体可以布置 在光学元件内以耦合灯具底座与光源之间的电流。
可以以任意布置来使用本发明的灯具。例如，本发明的至少一个实施 例是悬挂式灯具或头顶式灯具。在这样的实施例中，灯具可具有一个或更 多个悬挂机构，例如悬挂杆、缆绳或法兰。在本发明的另一实施例中，灯 具是壁挂式灯具。在这样的实施例中，可以水平地、竖直地或以为实现期 望的美观性和光输出所需的任何其他方式来安装灯具。在其它实施例中， 本发明是包括一个或更多个灯具的系统。在这样的实施例中，该灯系统可 以包括许多类似的灯具或不同的灯具。本发明的一个或更多个实施例可以 被配置成悬挂式、壁挂式或两者。例如，本发明的一些实施例可以被配置 成充当头顶悬挂式灯具或充当壁挂式灯具，其具有悬挂装置和能够适应任 一配置的其他部件。另外，取决于照明区域中期望的照明量以及其他因素 (例如视觉美观性)，本发明的实施例可以安装有指向或远离照明区域的 光学元件或反射器。根据下面描述的图可以更好地理解这些实施例。
图2(a)是根据本发明的一个实施例的悬挂式或头顶式固态光源灯 具的图示。图2(a)中示出的悬挂式灯具被认为是挤压式灯具配置，因 为该灯具的剖面轮廓沿着其水平轴线基本上是均匀的。术语“挤压式”不 是旨在将本发明的本实施例限制于任何具体的制造工艺(例如挤压工艺) 或其结果。替代地，可以通过许多已知的方法来制造本发明的挤压式SPE 灯具及其各个部件。术语“挤压式”在本文中用来替代地指代具有固定的 剖面轮廓但是具有细长的侧面的SPE灯具的配置。当然，其他实施例可 以沿着水平轴线示出剖面轮廓的变化。如所示出的，灯具的光源包括LED 阵列212中的多个发光体。LED阵列212布置在具有远离光源的凹面的 三角形剖面光学元件206的角度内。LED阵列向下朝着光学元件的凹面 发射光辐射，其中，在光学元件的凹面上沉积波长转换材料204。灯具还 包括两个抛物形反射器208，其布置在光学元件206和LED阵列212上 方。反射器将由LED阵列发射的并且被下转换的以及朝着反射器被向后 传递的光反射到期望的环境，即照明区域。在图2(b)中对该实施例做 了进一步的详细描述，图2(b)图示了图2(a)中示出的固态光源灯具 的剖面图。如所示出的，LED阵列(其在该视图中被示出为一个LED发 光体202)向下朝着包括下转换材料的波长转换材料204发射光辐射。波 长转换材料204沉积在三角形剖面光学元件206的凹面上。如果对于特定 灯具配置、光效率和输出来说是需要的，则在光学元件的其他壁上也可以 涂覆波长转换材料。所发射的光辐射214中的一些被下转换并且被向前传 递为穿过光学元件206的凹面的向前传递的光220。所发射的光辐射214 中的一些被下转换并且被向后传递为穿过光学元件206的侧壁朝向反射 器208的向后传递的光222，其中经转换的光辐射被反射。在图示的实施 例中，附图标记214、220和222表示光束，而不是物理元件，也不是本 发明要求保护的部件。
撞击在反射器上的光射线的方向期望与穿过下转换层传送的光射线 的方向相同。因此，灯具的总的光输出可以是穿过下转换材料传送的光与 向后传递的射线的组合。然而，取决于反射器的尺寸、几何形状以及与光 学元件的距离，来自波长转换材料的向后传递的射线可能没有命中反射器 而撞击在天花板或墙壁上。这样的向上的射线对于间接-直接型灯具将是 有用的，其将导致房间的上部空间的亮度增加。
在本实施例中，沉积在光学元件的凹面上的波长转换材料可以被光学 元件包围以防止有害的灰尘堆积，其中随着时间的推移，这些有害的灰尘 堆积可能减少灯具的总的光输出。如上所述，波长转换材料是吸收一个光 谱区中的辐射并且发射另一个光谱区中的辐射的材料。在示例性实施例 中，波长转换材料可以包括单一的波长转换材料。在可替代的实施例中， 波长转换材料可以包括多于一个的波长转换材料。多个波长转换材料能够将从发光体发射的波长转换到相同或不同的光谱区。在示例性或可替代的 实施例中，波长转换材料可以包括：一个或更多个磷光体，例如掺杂有铈 的钇铝石榴石(YAG:Ce)、掺杂有铕的硫化锶(SrS:Eu)、掺杂有铕的 YAG:Ce磷光体；YAG:Ce磷光体加硒化镉(CdSe)；或从包括铅(Pb) 和硅(Si)的其他材料产生的其他类型的量子点；等等。在可替代的实施 例中，磷光体层可以包括其他磷光体、量子点、量子点晶体、量子点纳米 晶体或其他下转换材料。波长转换材料可以是下转换晶体，而不是与粘合 介质混合的粉末材料。波长转换材料层可以包括诸如微球体的附加的散射 颗粒，以改进不同波长的光的混合。在可替代的实施例中，波长转换材料 可以由多个连续或离散的子层组成，每个子层包括不同的波长转换材料。例如，可以通过安装、涂覆、沉积、模板印刷、屏幕印刷和任何其他适合 的技术来形成波长转换材料。波长转换材料可以部分地形成在光学元件的 一个壁上。本申请中公开的所有实施例可以使用本文中描述的磷光体中的 任一个。
通过使用散热器可以实现附加的益处。图2(a)至图2(c)中示出 的实施例是悬挂式或头顶式灯具，其通过一个或更多个悬挂机构附连至表 面。例如，可以使用吊线或吊杆(中空或实心)来悬挂灯具。悬挂机构还 可以包括电源线、控制线或需要包含在灯具中的其他方面。灯具的电源线 和控制线可以与吊线连接在一起或位于杆面。
图2(c)图示了示出散热器210和LED发光体202的图2(b)的放 大图。散热器210被示出为附连至LED发光体202的底部，因为本实施 例被示为悬挂式或头顶式灯具，所以这实际上表示散热器210围绕LED 发光体202或位于LED发光体202上方。散热器210的至少一部分位于 由光学元件206创建的罩的外部。散热器可以包括一系列翅片。可替代地 或附加地，散热器可以包括如下网：该网从散热器210延伸并且围绕LED 发光体202与光学元件的凹面之间的光学元件206的外表面的至少一部 分。散热器210可以由本领域中已知的各种散热材料制造而成，例如铝、 铜和碳纤维。散热器可以涂上颜色，例如涂上白色以增强或改变材料的散 热性能。散热器210的至少一部分位于光学元件206的外部，而散热器 210耦接至内部的LED发光体202。例如，这可以在光学元件中的与光学 元件的凹面基本上相对的一端上的临界点处实现。该耦接有效地将LED 发光体202基本上保持在光学元件206内，同时还将光学元件206密封闭 合。一旦完成组装，光学元件206的内部可以是实心的、真空的、或者可 以填充有空气或惰性气体。
图3是根据本发明的另一实施例的固态光源灯具的图示。由于这样的 灯具仅通过一个悬挂机构悬挂，所以该灯具可以被认为是悬吊灯具。因为 在灯具围绕其垂直轴环绕地旋转时灯具的剖面轮廓基本上是均匀的，所以 图3中示出的悬吊灯具也被认为是旋转式灯具配置。当然，在灯具围绕垂 直轴旋转时，其他实施例可以示出剖面轮廓的变化。在图3所示的实施例 中，LED阵列312被布置为向下朝着沉积在圆锥形透射光学元件306上 的远端波长转换材料304发射光辐射。在LED阵列312和光学元件306 上面翻转地附连圆锥形反射器308，从而为完整的灯具300提供沙漏外形。 在反射器308与光学元件306之间，散热器310邻近于或附连到LED阵 列312。在该实施例中，悬吊型灯具300通过单一的悬挂机构330悬挂在 照明位置。散热器310可以用来机械地支承辐射发光源(在本实施例中为 LED阵列312)，并且用于散热目的。
图4(a)至图4(f)图示根据本发明的其他实施例的以一个或更多 个光源、波长转换材料、散热器、光学元件和反射器为特征的各种灯具配 置的剖面图。如所示出的，光源可以是布置在反射器与光学元件之间的一 个发光体。图4(a)示出了使用一个发光体将光投向沉淀在三角形光学 元件上或与三角形光学元件集成在一起的波长转换材料的实施例。图4 (a)和图4(f)示出了波长转换材料可以沉积在光学元件的一个或更多 个表面上或与光学元件的一个或更多个表面集成在一起的本发明的实施 例。如图4(a)至图4(f)中示出的以及上面所说明的，光学元件可以 采用许多其他形状。在图4(a)至图4(f)示出的灯具实施例中的每个 中，由光源发射的一些光辐射可以向后朝着光源被反射为未经转换的光辐射。经转换的光可以向前传递或向后传递。另外，一些光可以不经转换而 穿过波长转换材料传递(即，未经转换的传送辐射)。通过捕获下转换光 的向前传递部分和向后传递部分两者，可以提高系统效率。类似地，当使 用一个或更多个反射器时，可以调节下转换材料和反射器的位置以确保来 自光源的光均匀地撞击下转换材料，以产生均匀的白光并且使得更多的光 离开器件。与此同时，将下转换材料布置为远离光源防止了光向后反馈回 到光源中。因此，进一步使光源处的热最小化，并且导致增加的光输出和 寿命。可以以任何方式来配置光学元件和反射器的形状、以及发光体的位 置和数量，以与已知技术相比实现增加的光产量、增强的光效率以及提高 的能量利用率。
图5(a)至图5(c)图示根据本发明其他实施例的以一个或更多个 光源、波长转换材料、散热器、光学元件和反射器为特征的各种灯具配置 的剖面图。如所示出的，可以使用大量的光源。例如，图5(a)至图5 (d)示出了各自具有多个发光体502的实施例。图5(a)示出了使用两 个发光体502将光投向沉积在五边形光学元件上或与五边形光学元件集 成在一起的波长转换材料的实施例。发光体502附连至散热器510。发光 体502布置在与光学元件506的沉积有波长转换材料504的表面基本上相 对的光学元件506的一个或更多个表面上。在该配置中，发光体502布置 在波长转换材料504与反射器508之间。发光体502朝着波长转换材料 504发射光辐射，其中，至少一些光辐射被转换并且沿着发光体的方向向 后传递。反射器508被布置成将向后传递的经转换的光辐射中的至少一部 分反射到期望的环境，即照明区域。在图5(a)所示的配置中，除了向 前传递的经转换的光辐射之外，反射器还反射向后传递的经转换的光辐 射，以对期望区进行照明。
在图5(b)中将图5(a)所示的五边形光学元件翻转。图5(c)和 图5(d)示出了根据本发明的至少一个实施例的灯具的其它配置。图5 (c)和图5(d)所示的光学元件也可以被看作五边形光学元件，但是具 有内凹的三角形轮廓而不是外突的三角形轮廓。在图5(a)至图5(d) 所示的灯具实施例的每个中，使用了多个发光体502，其中每个发光体都 附连有散热器510。图5(b)示出了波长转换材料504沉积在光学元件 506的一个表面上或与光学元件506的一个表面集成在一起的实施例，而 图5(c)示出了波长转换材料504沉积在光学元件506的多个表面上或 与光学元件506的多个表面集成在一起的实施例。在图5(d)所示的实施例中，波长转换材料504沉积在与具有发光体502的表面垂直的光学元 件506的单一表面上。在图5(a)至图5(d)所示的实施例中，由发光 体502发射的一些光辐射可以向后朝着光源被反射为未经转换的光辐射。 经转换的光可以向前传递或向后传递。另外，一些光可以不经转换而穿过 波长转换材料传递(即，未经转换的传送辐射)。在图5(b)和图5(c) 所示的实施例中，波长转换材料沉积在光源与反射器之间的光学元件的一 个或更多个表面上。在这样的实施例中，反射器捕获并且反射下转换光辐 射的向前传递部分。允许下转换光辐射的向后传递部分穿过光学元件的透 射表面。通过捕获下转换光的向前传递部分和向后传递部分两者，可以提 高系统效率。如上所述，可以以任何方式来配置光学元件和反射器的形状、 以及发光体的位置和数量，以与已知技术相比实现增加的光产量、增强的 照明效率和提高的能量利用率。
本发明的灯具可以合并具有无数形状和尺寸的一个或更多个反射器。 图6(a)至图6(c)图示根据本发明的其他实施例的具有不同形状的反 射器的各种灯具的剖面视图。这样的反射器既可以与例如图2(a)以及 图6(a)至图6(c)所示的挤压型灯具一起使用，也可以与图3所示的 旋转型灯具一起使用。除了挤压式或旋转式灯具以外，本发明的SPE灯具的光学元件还可以具有多个边。例如，光学元件可以具有正方形、矩形、 梯形、五边形、六边形或八边形等结构形状。具有这些结构形状中的任一 个的光学元件可以合并到本发明的实施例中的任一个中。
图7(a)和图7(b)图示使用以发光体阵列712为特征的SPE技术 的本发明的其它示例性实施例。图7(a)和图7(b)分别图示当用作壁 灯和用作悬挂的吊灯的实施例。这里，安装灯具的墙壁或天花板可以起反 射器的作用。图7(c)示出了针对两个实施例的剖面图。如所示出的， SPE灯具包括沉积有波长转换材料层704的光学元件706。可以使用具有 高透射量(即，低反射涂层)的反射器708(例如透明的盖)，来控制灯 具的输出光谱以及提供期望的美观性。图7(d)图示图7(c)的放大图， 其示出散热器、光学元件和固态发光二极管(LED)。在散热器上可以安 装LED或LED阵列。可以使用机械部件或悬挂机构来支承散热器并且 将灯具附连到墙壁或天花板上。
图8(a)图示使用SPE技术的本发明的又一示例性实施例。图8(a) 图示使用固态发光体和远端波长转换材料的另一高效灯具。图8(b)是 图8(a)中的灯具的剖面图。如所示出的，灯具包括远离光辐射发光体 802的波长转换材料804。发光体802和波长转换材料804两者附连至光 学元件806或与光学元件806集成在一起。波长转换材料804可以是磷光 体。可以使用反射器808来控制输出光束分布，并且提高光束的颜色均匀 性。如上所说明的，散热器810可以用于安装发光体802以及用于散热。 使用悬挂机构830将波长转换材料804悬挂在由光学元件806创建的罩内 发光体802的上方。悬挂机构830还可以用于将SPE灯具安装到墙壁或 天花板上。出于包括改进光束控制、光效率和美观性的多个理由，多个反 射器可以单独使用、或作为复合反射面一起使用。图8(c)图示合并复 合反射器808的实施例的剖面图。图8(a)至图8(c)所示的SPE灯具 的典型应用是嵌入式筒灯、悬吊式筒等和轨道筒灯。
图9(a)和图9(b)图示包括多个SPE灯具作为SPE灯系统或组 件的本发明的其它实施例。SPE灯系统可以由一个或更多个SPE灯具组 成，如图2至图8中所示的那些SPE灯具。该SPE灯系统内的SPE灯具 可以相同或不同。如本领域普通技术人员可以想到的，可以经由光学元件、 反射器、散热器、悬挂机构或经由其他已知的部件来连接各个SPE灯具。
来自LED光源和加入灯具中的其他必需的电子元件的热量限制了能 够以可靠性能使用的LED的总体容量，因此，限制了产生的光的量。本 发明的实施例如此放置LED源和散热器，使得更多的由LED产生的热消 散到环境中。该布置使得能够产生更大量的光，同时确保维持LED和电 子元件的适当的工作温度。与在完全封闭的照明设备中实现的益处相比， 该布置对于将SPE灯具用在开放的照明设备中的应用来说甚至会更加有 益。
如以前所述的，命中下转换材料的辐射能量可以转换为更高的波长辐 射，并且当混合时，它将提供与传统灯具产生的光类似的白光。最终的光 输出的光谱取决于波长转换材料。总的光提取取决于到达波长转换层的光 的量、波长转换层的厚度、和光学元件和反射器的材料与设计。可以以预 期实现SPE灯具的性能和美观性目标的任何方式，来确定这些部件的形 状和尺寸。下面的示例和表格详述了由本发明的SPE灯具实现的效率和 光辐射改进。
示例
在本发明的至少一个实施例中，实施了采用SPE技术的LED封装件。 与典型的常规白色LED封装件(其中，下转换磷光体散布在光源或芯片 的周围)不同，在本发明的SPE封装件中，磷光层被移动为远离芯片， 在芯片与磷光体之间留下透明介质。可经由射线追踪分析来确定用于这样 的封装件的有效的几何形状。不需要赘述的是，SPE封装件需要不同的磷 光体密度来产生具有与常规的白色LED封装件类似的色度坐标的白光。 该差异是由混合具有不同光谱的传送光与向后反射光的SPE封装件所导 致的，而常规的封装件主要使用传送光。
进行计算机模拟以确定使用根据本发明的实施例的SPE灯具的光输 出改进。图10(a)中所示的灯具模型安装在射线追踪软件中。图10(a) 所示的灯具模型与图2(a)所示的类似，但是没有一个或更多个反射器。 为了清楚起见，将参考图2(a)来详述所分析的灯具的配置。蓝色LED 阵列212被透明的光学元件206包围。磷光体波长转换材料204附着或沉积到光学元件206的底部处的凹面上。选择磷光体密度以实现1931CIE 图的黑体轨迹上的6500开尔文相关色温(CCT)。
图10(b)图示模型的一些追踪射线。通过将蓝色LED改变为相同 数量的白色LED来建模另一种灯具。将磷光层改变为具有相同尺寸的漫 射体。白色LED包括蓝色LED芯片和散布在蓝色LED芯片周围的磷光 体。来自白色LED中的蓝色LED芯片的辐射能量和发射光束角与来自 SPE灯具中使用的蓝色LED的辐射能量和发射光束角是相同的。白色 LED中的CCT值和色度坐标与SPE灯具中的CCT值和色度坐标是相同 的。下面的表1示出了该对比分析的结果：
表1：对比分析的结果
CCT CIE(x,y) 光通量(lm)
SPE灯具 6300K (0.316,0.333) 541.3
白色LED灯具 6293K (0.315,0.334) 416.2
如以上表1所示，模拟结果证明：当SPE灯具和使用白色LED的灯 具这两个配置中的CCT和色度坐标相同时，SPE灯具具有比使用白色 LED的灯具多大约30％的光。
从而，本发明涉及高效的基于SPE的照明灯具，该照明灯具包括固 态辐射发光体(例如，LED)、波长转换材料(例如，磷光体)和反射器。 波长转换材料被布置为远离LED。可以提取来自波长转换材料的向后传 递的光子，以增加灯具的总体效率。因此，该灯具需要更少的LED或更 少的电能，并且制造成本可以更低。
应当理解，本发明的SPE灯具的几何形状不限于以上所述的图中所 示的具体形状、或示例中呈现的形状。可使用可替代的形状来实现特定的 性能或美观性，同时解决其他设计关注，例如光颜色和光源寿命。尽管参 考示例性实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。更确切地，所附权 利要求应该被解释为包括：在不偏离本发明的实质精神和范围的前提下由 本领域普通技术人员所做出的本发明的其他变型和实施例。
附记：
附记1.一种散射光子提取灯具，包括：
光学元件，所述光学元件具有第一表面和从所述第一表面延伸的至少 一个基本上透明的侧壁；
用于发射短波长辐射的光源，所述光源布置在与所述光学元件的所述 第一表面相对的所述至少一个基本上透明的侧壁的一端上；
波长转换材料，所述波长转换材料布置在所述光学元件的所述第一表 面上，用于接收和下转换由所述光源发射的所述短波长辐射中的至少一 些，以及向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及
一个或更多个反射器，所述反射器被布置成与所述波长转换材料相 对，使得所述光源布置在所述波长转换材料与所述反射器之间，用于反射 通过所述至少一个基本上透明的侧壁从所述光学元件提取的辐射中的至 少一些；
其中，所述至少一个基本上透明的侧壁在一端连接至包含所述波长转 换材料的所述第一表面，并且在另一端连接至所述光源，以及其中，所述 基本上透明的侧壁被配置为将从所述波长转换材料向后传递的辐射传送 到所述发光装置的外部。
附记2.根据附记1所述的灯具，还包括布置在所述至少一个透明侧 壁上的波长转换材料。
附记3.根据附记1所述的灯具，还包括附连到所述光源或邻近于所 述光源的散热器。
附记4.根据附记3所述的灯具，其中，所述散热器在一侧附连到所 述至少一个基本上透明的侧壁，并且在另一侧附连到一个或更多个反射 器。
附记5.根据附记1所述的灯具，其中，所述灯具是挤压式发光灯具 或旋转式发光灯具。
附记6.根据附记1所述的灯具，还包括一个或更多个悬挂机构。
附记7.一种挤压式散射光子提取灯具，包括：
用于发射短波长辐射的光源，所述光源包括一个或更多个发光体；
细长的管状光学元件，其具有至少一个基本上透明的表面；
波长转换材料，所述波长转换材料布置在所述光学元件的至少一个表 面上或与所述光学元件的至少一个表面集成在一起，并且远离所述光源， 用于接收和下转换由所述光源发射的所述短波长辐射中的至少一些，以及 向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及
一个或更多个反射器，所述一个或更多个反射器被布置成与所述波长 转换材料相对，使得所述光源布置在所述波长转换材料与所述反射器之 间，用于反射所接收到的并且下转换的辐射中的后向传递部分中的至少一 些；
其中，所述灯具被配置成使得：一些辐射可向后朝着所述光源被反射 为未经转换的光辐射，一些光可不经转换而通过所述波长转换材料传递， 以及一些辐射被所述波长转换材料转换并且可被所述波长转换材料向前 传递或向后传递；
以及其中，所述灯具被配置成：通过所述光源、光学元件和反射器的 布置，捕获基本上所有的向前传递的经转换的光和向后传递的经转换的 光。
附记8.根据附记7所述的灯具，还包括附连到所述光源或邻近于所 述光源的散热器。
附记9.根据附记7所述的灯具，其中，所述散热器在一侧附连到所 述至少一个基本上透明的侧壁，并且在另一侧附连到一个或更多个反射 器。
附记10.根据附记7所述的灯具，其中，所述灯具可安装在墙壁上或 悬挂在头顶上。
附记11.根据附记1或7所述的灯具，其中，所述光源包括至少一个 半导体发光二极管。
附记12.根据附记1或7所述的灯具，其中，所述光源是半导发光二 极管，包括发光二极管(LED)、激光二极管(LD)或共振腔发光二极管 (RCLED)之一。
附记13.根据附记1或7所述的灯具，其中，所述光源是多于一个发 光二极管(LED)的阵列。
附记14.根据附记1或7所述的灯具，其中，所述波长转换材料选自 于磷光体、量子点、量子点晶体和量子点纳米晶体。
附记15.根据附记1或7所述的灯具，其中，所述光学元件具有来 自于球形、抛物形、圆锥形和椭圆形的三维形状和/或来自于三角形、六 边形、梯形、半圆形和半椭圆形的剖面形状。
附记16.根据附记1或7所述的灯具，其中，所述光学元件可为来自 于空气、玻璃和丙烯酸树脂的基本上透明并且透光的介质。
附记17.根据附记1或7所述的灯具，其中，所述一个或更多个反射 器具有选自于球形、抛物形、圆锥形和椭圆形的几何形状。
附记18.一种散射光子提取灯具，包括：
用于发射短波长辐射的光源，所述光源包括附连到第一光学元件的一 个或更多个发光体；
波长转换材料，所述波长转换材料布置在第二光学元件上或与所述第 二光学元件集成在一起，用于接收和下转换由所述光源发射的短波长辐射 中的至少一些，以及向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分； 以及
反射表面，所述反射表面在一侧附连到所述第一光学元件以形成包含 所述第二光学元件和所述波长转换材料的反射罩，用于反射所接收到的并 且下转换的辐射中的后向传递部分中的至少一些；
其中，所述第二光学元件和所述波长转换材料悬挂在所述反射表面内 并且远离所述光源。
附记19.根据附记18所述的散射光子提取灯具，还包括散热器，所 述散热器附连到所述光源或邻近于所述光源，并且至少部分地位于所述反 射罩的外部。
附记20.根据附记18所述的散射光子提取灯具，其中，所述反射罩 具有来自于三角形、六边形、梯形、半圆形和半椭圆形的剖面形状。
附记21.根据附记18所述的散射光子提取灯具，其中，所述反射罩 是具有多于一个几何形状的复合反射面。
附记22.一种散射光子提取灯系统，包括：
多个发光灯具，每个包括：
光学元件，所述光学元件具有第一表面和从所述第一表面延伸的 至少一个基本上透明的侧壁；
用于发射短波长辐射的光源，所述光源布置在与所述光学元件的 所述第一表面相对的所述至少一个基本上透明的侧壁的一端上；
波长转换材料，所述波长转换材料布置在所述光学元件的所述第 一表面上，用于接收和下转换由所述光源发射的所述短波长辐射中的至少 一些，以及向后传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及
一个或更多个反射器，所述一个或更多个反射器被布置成与所述 波长转换材料相对，使得所述光源布置在所述波长转换材料与所述反射器 之间，用于反射通过所述至少一个基本上透明的侧壁从所述光学元件提取 的辐射中的至少一些；
其中，所述至少一个基本上透明的侧壁在一端连接至包含所述波 长转换材料的所述第一表面，并且在另一端连接至所述光源，以及其中， 所述基本上透明的侧壁被配置为将从所述波长转换材料向后传递的辐射 传送到所述发光灯具的外部。
附记23.根据附记22所述的灯系统，还包括：
一个或更多个反射器，所述一个或更多个反射器被布置成与所述波长 转换材料中的每个相对，使得所述光源布置在所述波长转换材料与所述反 射器之间，或者被布置在所述反射器上。
附记24.根据附记22所述的灯系统，还包括附连到所述光源或邻近 于所述光源的散热器。
附记25.根据附记22所述的灯系统，其中，所述散热器在一侧附连 到所述至少一个基本上透明的侧壁，并且在另一侧附连到一个或更多个反 射器。
附记26.根据附记25所述的灯系统，其中，所述一个或更多个反射 器将多于一个的发光灯具连接在一起。
附记27.根据附记22所述的灯系统，其中，所述多于一个的发光灯 具相同或不同。
附记28.一种散射光子提取灯具，包括：
光学元件，所述光学元件具有第一表面、和一个或更多个第二表面， 所述第一表面具有两个相对的边，其中，所述一个或更多个第二表面相切 地或垂直地连接于所述第一表面的每个边；
用于发射短波长辐射的一个或更多个发光体，所述一个或多个发光体 布置在所述光学元件的所述一个或更多个第二表面上；
波长转换材料，所述波长转换材料布置在所述光学元件的所述第一表 面上，用于接收和下转换由所述发光体发射的所述短波长辐射中的至少一 些，以及向前传递所接收到的并且下转换的辐射中的一部分；以及
一个或更多个反射器，所述一个或更多个反射器被布置成与所述一个 或更多个发光体相对，使得所述波长转换材料布置在所述一个或更多个发 光体与所述反射器之间，用于反射通过所述光学元件向前传递的辐射中的 至少一些；
其中，所述一个或更多个第二表面各自在一端连接至包含所述波长转 换材料的所述第一表面，并且在另一端连接至所述一个或更多个反射器， 以及其中，所述一个或更多个第二表面被配置成：将从所述波长转换材料 向后传递的辐射传送到所述发光灯具的外部。
附记29.根据附记28所述的灯具，还包括附接至或邻近于所述一个 或更多个发光体的散热器。
附记30.根据附记28所述的灯具，其中，所述灯具是挤压式发光灯 具或旋转式发光灯具。
附记31.根据附记28所述的灯具，还包括一个或更多个悬挂机构。

Claims (10)

1.一种灯具，包括：
散热器，所述散热器具有表面；
光源，所述光源被连接到所述表面并且被配置用于发射光；
反射器，所述反射器具有接近所述表面的顶点，所述反射器被布置成与所述散热器间隔开，并且被配置用于将所述光反射成在方向上远离所述反射器；及
波长转换材料，所述波长转换材料被布置成在所述方向上与所述光源间隔开。
2.根据权利要求1所述的灯具，其中，所述波长转换材料位于所述散热器和所述反射器之间。
3.根据权利要求1所述的灯具，其中，所述反射器包括抛物形反射表面。
4.根据权利要求1所述的灯具，其中，所述反射器与所述波长转换材料间隔开。
5.根据权利要求1所述的灯具，其中，所述散热器包括一系列散热片。
6.根据权利要求1所述的灯具，还包括光学元件，所述光学元件远离所述光源并且与所述散热器不平行。
7.根据权利要求6所述的灯具，其中，所述光学元件包括用于在结构上连接所述散热器和所述光学元件的缺口。
8.一种灯具，包括：
光学元件，所述光学元件由透光材料制成并且具有第一表面、第二表面和第三表面，其中，所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面彼此不共面，所述第二表面和所述第三表面彼此不平行；
光源，所述光源被布置在接近所述第一表面但是远离所述第二表面和所述第三表面的位置；及
波长转换材料，所述波长转换材料形成于所述第二表面和所述第三表面上而不覆盖第一表面。
9.根据权利要求8所述的灯具，还包括反射器，所述反射器被设置成与所述第二表面相比更接近所述第一表面。
10.根据权利要求8所述的灯具，其中，所述第二表面与所述第三表面相交。
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