低眩光的基於led的發光單元的製作方法

2023-09-21 20:03:00 2

專利名稱：低眩光的基於led的發光單元的製作方法
技術領域：
本發明總體上針對於採用固態光源的低眩光發光單元。更具體地，在此公開的各種創造性的方法和設備涉及可安裝在發光器材中以用於照亮所選照明區域的低眩光的基於LED的發光單兀。
背景技術：
數字發光技術(即，基於諸如發光二級管(LED)之類的半導體光源的照明)提供了對於傳統螢光燈、HID和白熾燈的可行替代方案。LED的功能上的優點和益處包括高能量轉換和光學效率、耐用性、低運行成本等。LED技術的近來的進步已經提供了在許多應用中使得能夠進行各種發光效果的高效並且穩健的全光譜發光源。實施這些源的一些器材的特徵在於這樣的發光單元該發光單元包括一個或多個LED，其能夠產生不同的顏色(例如，紅、綠和藍)；以及處理器，其用於獨立地控制LED的輸出，以便產生各種顏色和顏色改變的發光效果。已經設計出許多發光器材，其實施LED以獲得LED的優點和益處中的一個或多個。例如，已經設計出一些戶外的LED街道發光器材，其在鞋盒型的殼中封閉了多個LED，其中LED處於大體上水平的平面配置並且大體上朝向所期望的照明區域瞄準。儘管這種發光器材可以提供高的光輸出效率，但是對於可能在照明區域附近行進(例如，開車、步行或騎車)的行人而言，它們也產生了大量的可察覺到的眩光。眩光可能在審美上不令人滿意、不舒適和/或甚至對於行人而言是危險的。已經設計出一些LED街道發光器材，其試圖通過遠離所期望照明區域地瞄準所有的LED並且將從LED輸出的光朝著所期望的照明區域重新定向以補救來自LED的眩光。重新定向例如可以通過附於單個LED上並且緊鄰該單個LED的重新定向光學透鏡和/或一個或多個重新定向反射器的使用而發生。儘管這種發光器材可幫助減小眩光的量，但是它們不可以充分地減小眩光和/或還經過一個或多個光輸出反射降低了發光器材的光輸出效率。此外，這種發光器材可能需要特別地設計其中的反射器和/或光學透鏡以實現所期望的光輸出，從而對於每個不同的光輸出需要不同的反射器和/或光學透鏡。由此，在技術上，需要這樣的低眩光的基於LED的發光單元其具有單獨瞄準的LED的垂直延伸陣列和至少一個半透明內透鏡(inner lens)，所述內透鏡與多個LED相鄰地提供並且與多個LED的LED光輸出軸交叉，從而降低察覺到的從基於LED的發光單元發出的眩光
發明內容

本公開針對於這樣的方法和設備其用於低眩光的基於LED的發光單兀,更確切地，具有垂直延伸單獨瞄準的LED和與多個LED相鄰提供的至少一個半透明內透鏡的低眩光的基於LED的發光單元。例如，低眩光的基於LED的發光單元可以具有垂直延伸的LED支撐結構和與其耦接的LED的陣列，多個LED有效地單獨朝向所期望的照明區域瞄準。至少一個半透明內透鏡可以與多個LED相鄰地提供，並且與多個LED的LED光輸出軸交叉，從而降低了察覺到的從發光單元發出的眩光。所述至少一個半透明內透鏡可以可選擇地包括與多個LED相鄰的至少一個垂直延伸的內透鏡板條(slat)、和/或圍繞多個LED的大體上圓柱的內透鏡。可選擇地，基於LED的發光單元可以安裝在用於照亮照明區域的柱頂街道發光器材的外殼內。基於LED的發光單元可以配置用於產生所期望的光輸出，如照明工程學會(Illuminating Engineering Society, IES)型 I、II、III、IV 和 / 或 V 光輸出。一般地，在一個方面，用於照亮照明區域的基於LED的發光器材包括垂直延伸的LED支撐結構和耦接至LED支撐結構的LED的陣列。多個LED具有朝向照明區域瞄準的LED光輸出軸。基於LED的發光器材進一步包括圍繞LED支撐結構的外殼。外殼的至少一部分允許光通過其中輸出的通路。基於LED的發光器材進一步包括多個光學件，每個光學件基 本上與單個所述LED相鄰並且與單個所述LED的所述LED光輸出軸交叉。基於LED的發光器材進一步包括至少一個垂直延伸的半透明內透鏡，其被置於多個所述光學件和所述外殼之間。所述內透鏡與多個所述LED的所述LED光輸出軸交叉。在一些實施例中，所述垂直延伸的LED支撐結構包含多個垂直延伸的LED支撐條帶(strip)。在這些實施例的一些版本中，每個所述垂直延伸的LED支撐條帶包括大體上面向所述照明區域的多個安裝面。在一些實施例中，所述至少一個垂直延伸的內透鏡包括多個垂直延伸的透鏡板條。在這些實施例的一些版本中，單獨定位的LED的陣列包括多個垂直延伸的LED的列。在這些實施例的一些版本中，所述透鏡板條中的至少一個被置於僅單個所述垂直延伸的列和所述外殼之間。所述至少一個垂直延伸的內透鏡包括圍繞所述LED的基本上圓柱的透鏡。在一些實施例中，多個所述光學件每一個均由中間部件圍繞，所述中間部件還圍繞單個所述LED。在這些實施例的一些版本中，多個所述光學件每一個均夾在所述中間部件的部分和與所述中間部件耦接的頂部的部分之間。可選擇地，所述頂部可以螺紋地耦接至所述中間部件。一般地，在另一方面，提供了一種可安裝在柱頂街道發光器材的外殼中以用於照亮照明區域的基於LED的發光單元。所述基於LED的發光單元包括垂直延伸的LED支撐結構；單獨瞄準的LED的陣列，其耦接至所述LED支撐結構；多個垂直延伸的半透明內透鏡板條。多數的所述LED具有朝向所述照明區域瞄準的LED光輸出軸。多個所述內透鏡板條中的每一個基本上與多個所述LED相鄰並且與多個所述LED的所述LED光輸出軸交叉。在一些實施例中，所述垂直延伸的LED支撐結構包括多個垂直延伸的LED支撐條帶。在這些實施例的一些版本中，單獨定位的LED的所述陣列包括多個垂直延伸的LED的列。在這些實施例的一些版本中，所述內透鏡板條中的至少一個與來自僅屬於單個所述垂直延伸的列的所述LED的所述LED光輸出軸交叉。在一些實施例中，垂直延伸的內透鏡板條的第一內透鏡板條具有第一預定配置，並且垂直延伸的內透鏡板條的第二內透鏡板條具有與所述第一預定配置不同的第二預定配置。在這些實施例的一些版本中，相比於第二內透鏡板條，第一內透鏡板條是不同的顏色。在這些實施例的一些版本中，相比於第二內透鏡板條，第一內透鏡板條具有不同的光路徑變更特性。一般地，在另一方面，提供了一種可安裝在柱頂街道發光器材的外殼中以用於照亮照明區域的基於LED的發光單元。所述基於LED的發光單元包括垂直延伸的LED支撐結構；單獨瞄準的LED節點的陣列，其耦接至所述LED支撐結構；半透明的基本上圓柱的內透鏡，其圍繞所述LED節點。每個所述LED節點具有密封封閉的LED，其具有LED光輸出軸A。多數的所述LED具有它們的朝向所述照明區域瞄準的LED光輸出軸。所述內透鏡與多數的所述LED的所述LED光輸出軸交叉。在一些實施例中，多個所述LED節點每一個均具有圍繞單個所述LED的中間部件以及可活動地耦接至所述中間部件的頂部。在這些實施例的一些版本中，多個所述LED節點每一個均具有光學件，所述光學件的凸緣夾在所述中間部件的部分與所述頂部的部分之間。如這裡為了本公開的目的所使用的，術語「LED」應當理解為包括能夠響應於電信 號產生輻射的任何電致發光二極體或其它類型的載流子注入/基於結的系統。由此，術語LED包括但不限於響應於電流發光的各種基於半導體的結構、發光聚合物、有機發光二極體(OLED)、電致發光條帶以及諸如此類。具體地，術語LED指代可以配置為在紅外光譜、紫外光譜和各種部分的可見光譜(一般包括從近似400納米到近似700納米的輻射波長)的一個或多個中產生輻射的所有類型的發光二極體(包括半導體和有機發光二極體)。LED的一些示例包括但不限於各種類型的紅外LED、紫外LED、紅色LED、藍色LED、綠色LED、黃色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED (下面進一步討論)。還應當領會的是，LED可以被配置和/或控制以產生這樣的輻射其對於給定光譜(例如，窄帶寬、寬帶寬)具有各種帶寬(例如，一半最大處的完全寬度或FWHM)，以及給定的通常顏色分類內的各種主波長(dominantwavelength)。例如，配置為產生本質上的白光的LED的一種實施方案(例如，白色LED)可以包括數個管芯，其分別發出組合地混合以形成本質上的白光的電致發光的不同光譜。在另一實施方案中，白光LED可以與轉換具有第一光譜到不同的第二光譜的電致發光的磷光體材料相關聯。在此實施方案的一個示例中，具有相對短波長和窄帶寬的電致發光「泵激」磷光體材料，其繼而輻射具有某種程度上更寬光譜的更長波長輻射。還應當理解，術語LED不限於LED的物理和/或電氣封裝類型。例如，如上面討論的，LED可以指代具有多個管芯的單個發光器件，所述多個管芯被配置為分別發出輻射的不同光譜(例如，其可以或者不可以單獨地可控)。此外，LED可以與被視為LED(例如，一些類型的白色LED)的整合部分的磷光體相關聯。一般地，術語LED可以指代封裝的LED、未封裝的LED、表面安裝的LED、板上晶片的LED、T封裝安裝的LED、徑向封裝的LED、功率封裝的LED、包括一些類型的裝箱(encasement)和/或光學元件(例如，擴散的鏡頭)的LED等。術語「光源」應當理解為指代各種輻射源中的任何一個或多個，所述輻射源包括但不限於基於LED的源(包括如上面限定的一個或多個LED)、白熾源(如，鎢絲燈、滷素燈)、螢光燈源、磷光源、高強度氣體放電源(例如，鈉蒸汽、汞蒸汽和金屬滷化物燈)、雷射、其它類型的電致發光源、火發光源(如，火焰)、蠟燭發光源(例如，氣罩、碳弧輻射源)、光致發光源(例如，氣體放電源)、使用電子飽和(electronic satiation)的陰極發光源、電流發光源(galvano-luminescent source)、晶體發光源、電視顯像管發光源、熱發光源、摩擦發光源、超音波發光源、福射發光源、發光聚合物。給定的光源可以配置為產生可見光譜內、可見光譜外的電磁輻射或者兩者的組合。因而，術語「光」和「輻射」在此可互換地使用。另外，光源可以包括作為集成組件的一個或多個濾波器(例如，濾色器)、透鏡或其它的光學組件。此外，應當理解，光源可以配置用於各種應用，包括但不限於指示、顯示和/或照明。「照明源」是具體配置為產生具有充足強度的輻射以有效地照亮內部或外部空間的光源。在此上下文中，「充足強度」指代在空間或環境中產生的用以提供環境亮度的可見光譜中的充足輻射能量(單位「流明」經常用於在輻射功率或者「光通量」方面表示從所有方向上的光源輸出的全部光)(即，可能被間接地察覺到的光，以及例如在全部或者部分被察覺到之前可能從各種幹預表面的一個或多個反射的光)。 術語「發光器材」在此用於指代一個或多個發光單元按照特定形狀因素、裝配或封裝的實施或設置。術語「發光單元」在此用於指代包括相同或不同類型的一個或多個光源的設備。給定的發光單元可以具有各種用於光源的安裝設置、包圍/容納設置和形狀、和/或電氣和機械連接配置中的任何一個。另外地，可選擇地，給定的發光單元可以與關於光源的操作的各種其它組件(例如，控制電子線路)相關聯(例如包括所述發光單元與所述其它組件耦接和/或與所述其它組件封裝在一起)。「基於LED的發光單元」指代包括如上面討論的、單獨的或者與其它不基於LED的發光源組合的一個或多個基於LED的發光源的發光單元。「多通道」發光單元指代這樣的基於LED或者不基於LED的發光單元其包括被配置為分別產生輻射的不同光譜的至少兩個發光源，其中每個不同的源光譜可以稱為多通道發光單元的「通道」。術語「控制器」在此通常用於描述與一個或多個發光的操作有關的各種設備。控制器可以以多種方式加以實施(例如，利用專用硬體)以進行在此討論的各種功能。「處理器」是採用可以使用軟體(微代碼)執行在此討論的各種功能來編程的一個或多個微處理器的控制器的一個示例。控制器可以通過或不通過採用處理器加以實施，並且還可以實施為用以執行一些功能的專用硬體和用以進行其它功能的處理器(例如，一個或多個編程的微處理器和相關聯的電子線路)的組合。本公開的各種實施例中可以採用的控制器組件的示例包括但不限於傳統的微處理器、專用集成電路(ASIC)和現場可編程門陣列(FPGA)。在各種實施方案中，處理器或者控制器可以與一個或多個存儲介質(總地在此稱為「存儲器」，例如，易失性和非易失性計算機存儲器，如RAM、PROM、EPROM和EEPR0M、軟盤、緻密盤、光碟、磁帶等)相關聯。在一些實施方案中，可以利用當在一個或多個處理器和/或控制器上運行時進行在此討論的功能中的至少一部分的一個或多個程序來對存儲介質編碼。各種存儲介質可以固定在處理器或控制器內，或者可以是可可攜式的，使得可以將其上存儲的一個或多個程序加載至處理器或者控制器以便實施在此討論的本發明的各種方面。術語「程序」或「電腦程式」在此以一般的意義用於指代可用於對一個或多個處理器或控制器編程的任何類型的計算機代碼(例如，軟體或微代碼)。術語「垂直延伸」在此用於指代以相對於發光器材的最低點(Γ45度角延伸的結構的實施方案或設置。垂直延伸的結構可以包括水平的或者處於水平和垂直之間一角度的一個或多個片段(segment),但是總體而言,該結構以相對於發光器材最底部的(Γ45度角延伸。應當領會到的是，前述概念和下面更詳細討論的另外概念的所有組合(假設這些概念並非相互不一致)可以考慮為在此討論的本創造性主題的一部分。具體地，將此公開的末尾出現的所要求保護主題的所有組合考慮為在此公開的本創造性主題的一部分。還應當領會的是，這裡明確採用的、也可以出現在通過引用的方式所併入的任何公開中的專業術語應當被給予與在此公開的特定概念最一致的意義。


在附圖中，同樣的參考字符貫穿不同的視圖通常指代相同的部分。此外，附圖不一定按比例，而是通常將重點置於圖示本發明的原理。圖I圖示具有在其之中安裝的低眩光的基於LED的發光單元的第一實施例的柱頂發光器材。圖2圖示圖I的柱頂發光器材和基於LED的發光單元，其中去除了圖I的柱頂發光器材的球形部分。圖3圖示低眩光的基於LED的發光單元的第二實施例。圖4圖示低眩光的基於LED的發光單元的第三實施例。圖5圖不低眩光的基於LED的發光單兀的第一實施例的LED節點的側視圖。圖6圖示圖5的LED節點的頂視圖。圖7圖示沿著圖5的剖面線7-7取得的圖5的LED節點的側面剖視圖。圖8圖示具有安裝在其中的基於LED的發光單元的第四實施例的柱頂發光器材。
具體實施例方式已經設計出實施LED光源的各種發光器材。LED光源具有許多已知的益處，但是由於LED的一般的「點-源」性質而經常產生大量的眩光。已經設計出這樣的一些基於LED的街道發光器材其試圖通過遠離所期望的照明區域瞄準所有的LED並且利用一個或多個重新定向光學透鏡和/或重新定向反射器將從LED輸出的光朝著所期望的照明區域重新定向以補救來自LED的眩光。儘管這種發光器材可能有助於降低眩光的量，但是它們可能未充分地減小眩光，可能減小發光器材的效率，和/或可能對於每個不同的光輸出需要不同的反射器和/或光學透鏡。由此，申請人已經認識和領會到的是，具有如下這樣的低眩光的基於LED的發光單元將會是有益的其具有垂直延伸的單獨瞄準的LED和與多個LED相鄰提供的至少一個半透明內透鏡。例如，低眩光的基於LED的發光單元可以具有垂直延伸的LED支撐結構和與其耦接的LED的陣列，其中多個LED有效地單獨朝向期望的照明區域瞄準。至少一個半透明內透鏡可以被提供得與多個LED相鄰，並且與多個LED的LED光輸出軸交叉，從而降低了察覺到的從基於LED的發光單元發出的眩光。更一般地，申請人已經認識和領會到的是，具有如下這樣的低眩光的基於LED的發光單元將會是有益的其採用固態光源和至少一個內透鏡，並且可以安裝在發光器材中以用於照亮所選擇的照明區域。在下面的詳細描述中，為了解釋而非限制的目的，闡述公開特定細節的代表性實施例以便提供對於所要求保護髮明的徹底理解。然而，對於已經受益於本公開的本領域普通技術人員而言明顯的是，根據本教導的、偏離在此公開的特定細節的其它實施例仍然在所附權利要求的範圍內。此外，可以省略公知設備和方法的描述以便不使代表性實施例的描述模糊。這種方法和設備顯然在所要求保護髮明的範圍內。例如，在此公開的辦法的各種實施例尤其適用於如下這樣的低眩光的基於LED的發光單元其可安裝在戶外的柱頂發光器材中，並且配置為基於柱頂發光器材的安裝位置提供預定的光輸出特性。據此，為了說明的目的，結合這種柱頂發光器材討論所要求保護的發明。然而，在不背離所要求保護的發明的範圍或精神的情況下考慮此方法的其它配置和應用。參照圖I和圖2，示出安裝在柱頂發光器材100中並且形成柱頂發光器材100的一部分的低眩光的基於LED的發光單兀110的第一實施例。柱頂發光器材100包括底座101。可選擇地，底座101可以安裝在從地面或其它表面延伸的支撐杆的頂部。底座101支撐封閉至少一個LED驅動器的LED驅動器蓋子107。可選擇地，LED驅動器蓋子107可以可活動地耦接至底座101。底座101也支撐與底座101耦接的圖I中所示的橡實(acorn)式樣的球形部分103。為了更清楚地示出基於LED的發光單元110，圖2中未示出球形部分103。 可選擇地，球形部分103基本上由底座101可密封地保持，使得形成相對於外部環境基本上密封的室。可選擇地，球形部分103可以配置為幫助實現給定的光分布圖案，並且在針對特定應用期望的情況下例如可以配備有與之相鄰的反射面、稜柱面和/或非對稱反射器。球形部分103可以完全地或者局部地透明和/或半透明。在所描繪的實施例中，球形部分103限定發光器材100的外殼和光輸出開口。球形部分103具有整體形成的裝飾性的頂部部分105。在一些實施例中，可選擇地，頂部部分105可與球形部分103分離和/或可選擇地是不透明的。柱頂發光器材100是為了說明的目的而描繪的，並且如使得從本描述中顯而易見的那樣，基於LED的發光單元110可以與各種其它的發光器材一起使用或者適配為與各種其它的發光器材一起使用，所述發光器材包括但不限於其它的柱頂發光器材。例如，基於LED的發光單元110可以與具有改變的底座、球形部分和/或LED驅動器蓋子的其它柱頂發光器材和/或頂部配置一起使用，或者適配為與其一起使用。例如，球形部分103可以具有通過不透明結構相互分離的多個光輸出開口，並且光輸出開口可以每一個均可選地具有提供在其上的外部半透明透鏡。此外，基於LED的發光單元110可以用於改進包括但不限於現有柱頂發光器材的各種發光器材。球形部分103圍繞基於LED的發光單元110。基於LED的發光單元110具有垂直延伸的LED支撐結構120。LED支撐結構120包括以相對於彼此大體上半圓取向的方式設置的四個垂直延伸的LED支撐條帶122A-D。LED支撐條帶122A-D中的每一個均耦接至LED驅動器蓋子107，並且從其向上垂直地延伸。在一些實施例中，LED驅動器蓋子107可具有預定的附連區域，其每一個允許LED支撐條帶122A-D中的個體與之附連。期望數量的支撐條帶122A-D可以附連到一些附連區域以設置適合於實現期望光輸出的支撐條帶122A-D。LED支撐條帶122A-D中的每一個具有六個LED安裝面124，它們以相對於向上垂直方向的近似1(Γ45度角一般向下地朝向照明區域瞄準。在可替換的實施例中，如針對特定光分布需要所期望的那樣，相比於圖2中所圖示的，一個或多個安裝面124可以製造為處於可替換的取向(例如，俯仰、偏轉和/或滾動(roll))。安裝面124中每一個具有與之耦接的LED節點130。簡要地參照圖7，每個LED節點130具有擁有LED光輸出軸A的LED 133。LED光輸出軸A是這樣的軸其來自於LED133的發光部分，並且通常與LED 133的視角的中心對應。例如，在安裝在平坦平面上並且具有朗伯光分布的LED的情況下,LED光輸出軸將基本上正交於該平坦的表面。在所描繪的實施例中，每個LED節點130耦接至對應的安裝面124，以使得其LED光輸出軸A基本上正交於對應的安裝面124並且朝向照明區域瞄準。在可替換的實施例中，可以將一個或多個LED節點130耦接至對應的安裝面以使得其LED光輸出軸A不與對應的安裝面124正交。由此，當將LED節點130與安裝面124耦接時，可以通過每個安裝面124的取向和/或通過LED節點130相對於安裝面124的適當取向來單獨地瞄準每個LED節點130。所描繪的LED支撐結構120被配置用於IES完全截光型III分布。在基於LED的發光單元Iio的可替換實施例中，LED支撐結構120可以在一個或多個方面改變。例如，在可替換的實施例中，可以提供多個LED支撐條帶122A-D和對應的LED節點130以實現可替換的光分布圖案。例如可以相對於LED支撐條帶122A-D以連續的半個或者完全的圓圈形狀放置另外的LED支撐條帶。此外，例如，在可替換的實施例中，垂直取向的支撐條帶122A-D可以包括與其耦接的散熱結構，如散熱片和/或一個或多個熱管。此外，在可替換的實施例中，LED支撐結構120可以包含垂直地彼此偏移的多個水平取向的支撐條帶。此外，例如， 在可替換的實施例中，LED支撐結構120包含包括單個整體上形成的垂直延伸的、其上具有多個安裝面的條帶金屬框(例如，諸如圖8中所示的支撐結構420)。垂直延伸的半透明圓柱的內透鏡150圍繞LED支撐結構120和LED節點130。內透鏡150具有與底座101相鄰的內透鏡第一端子151、以及垂直地位於最上面LED節點130的上面的內透鏡第二端子152。內透鏡150與LED節點130間隔分開，並且由柱頂發光器材100的球形部分103圍繞。內透鏡150降低來自LED節點130的對於用戶可見的眩光的量。在圖I和圖2中，將內透鏡150描繪為基本上是透明的。在可替換的實施例中，內透鏡150可以是半透明的。在一些實施例中，內透鏡150可以配備有一個或多個粗糙的表面以降低察覺到的來自LED節點130的眩光的量。例如，內透鏡150可以配備有稜柱面。在一些實施例中，內透鏡150可以著色以變更察覺到的由LED節點130發出的光的顏色。在可替換的實施例中，內透鏡150可以是多邊形，諸如矩形、三角形或基本上的圓柱多邊形。諸如光輸出效率和察覺到的眩光之類的設計考慮將會使得已經受益於本公開的本領域技術人員可以選擇性地改變內透鏡150的一個或多個特性以實現具有所期望特性的光輸出。參照圖3，示出了低眩光的基於LED的發光單元210的第二實施例。基於LED的發光單兀210可以與各種其它的發光器材一起使用或者適配為與各種其它的發光器材一起使用，所述發光器材包括但不限於其它的柱頂發光器材。基於LED的發光單元210具有垂直延伸的LED支撐結構220。LED支撐結構220包括以相對於彼此大體上半圓取向的方式設置的四個垂直延伸的LED支撐條帶222A-D。LED支撐條帶222A-D中的每一個均可以耦接至發光器材內的結構並且垂直地在發光器材內延伸。例如，在一些實施例中，LED支撐條帶222A-D可以耦接至圖I和圖2的LED驅動器蓋子107。LED支撐條帶222A-D中的每一個均具有六個LED安裝面224，它們以相對於向上垂直方向的近似1(Γ45度角一般向下地朝向照明區域瞄準。在可替換的實施例中，如針對特定光分布需要所期望的那樣，相比於圖3中所圖示的，一個或多個安裝面224可以製造為處於可替換的取向(例如，俯仰、偏轉和/或滾動(roll))。安裝面224中的每一個均具有與其耦接的LED節點230，使得其LED光輸出軸A基本上垂直於對應的安裝面224並且朝向照明區域瞄準。在可替換的實施例中，一個或多個LED節點230可以耦接至對應的安裝面，以使得其LED光輸出軸A不垂直於對應的安裝面224。LED支撐結構220被配置用於完全截光型III分布。多個垂直延伸的內透鏡板條260A-D每一個均被提供為與LED節點230的單個垂直延伸的列相鄰。內透鏡板條260A-D具有垂直地位於最上面LED節點230的上面的內透鏡板條第一端子261A-D和內透鏡板條第二端子262A-D。內透鏡板條260A-D中每一個均與LED節點230間隔分開。內透鏡板條260A-D可以耦接至發光器材內的結構，並且可以在發光器材內垂直地延伸。例如，在一些實施例中，內透鏡板條260A-D可以耦接至圖I和圖2的LED驅動器蓋子107和/或各個LED支撐條帶222A-D。內透鏡板條260A-D降低來自LED節點230的對於用戶可見的眩光的量。在圖3中，將內透鏡板條260B和260C描繪為基本上是透明的，並且將內透鏡板條260A和260D描繪為基本上是半透明的。在一些實施例中，內透鏡板條260A-D中的每一個均具有相同的配置。在其它實施例中，內透鏡板條260A-D中的一個或多個可以在一個或多個方面相對於內透鏡板條260A-D中其它的改變。例如，內透鏡板條260A-D中的一個或多 個相比於內透鏡板條260A-D中其它的可以配備有稜柱表面、可以著色和/或可以或多或少地半透明。此外，內透鏡板條260A-D中的一個或多個可以在尺度上不同於圖3中所描繪的那些。例如，內透鏡板條260A-D尺度例如可以垂直地更短以覆蓋低於給定列中的所有LED節點230和/或水平地更寬以覆蓋LED節點230的多於單個列。諸如光輸出效率和察覺到的眩光之類的設計考慮將會使得已經受益於本公開的本領域技術人員可以選擇性地變更內透鏡板條260A-D中的一個或多個特性以實現具有所期望特性的光輸出。參照圖4，示出了低眩光的基於LED的發光單元310的第三實施例。低眩光的基於LED的發光單元310的第三實施例類似於基於LED的發光單元210，但是配備有額外的LED支撐條帶322E、LED支撐條帶322E上的另外的LED節點320、和另外的內透鏡板條360E。LED支撐條帶322E上的LED節點320面向與LED支撐條帶322A-D上的LED節點320面向的方向不同的方向。將內透鏡板條360E提供得與LED支撐條帶322E相鄰，並且將內透鏡板條360A-D提供得與各個LED支撐條帶322A-D相鄰。在一些實施例中，內透鏡板條360E是非白色，並且內透鏡板條360A-D基本上是無色的。在這些實施例中，可以將基於LED的發光單元310安裝在與街道相鄰的街道發光器材中，其中內透鏡板條360E面向遠離街道，從而在街道發光器材的街道側允許白光並且在街道發光器材的「背側(back side)」允許不同的色彩。在這些和其它實施例中，可以與基於LED的街道發光單元310通信地實施控制器，以選擇性地照亮街道發光器材的背側。例如，控制器可以在一天的一些時間期間和/或在一年的一些時間期間只照亮街道發光器材的背側。在一些實施例中，透鏡板條360E可以容易地與具有不同顏色的透鏡板條互換，以使得背側發光與事件對應。在一些實施例中，相比於LED支撐條帶322A-D上的LED節點320，LED支撐條帶322E上的LED節點320可以另外地或者可替換地發出不同顏色的光。參照圖5到圖7，以另外的細節描述LED節點130的實施例。LED節點130包括與中間部件140耦接的底座135以及與中間部件140耦接的頂部145。底座135具有突出部分139，其嚙合中間部件140上的對應結構，從而將底座135耦接至中間部件140。在可替換的實施例中，底座135和中間部件140可以通過使用可替換的連接機構(例如，夾子、螺紋連接、膠粘劑)、將兩個部分成型在一起和/或焊接而彼此耦接。凸起部分137從底座135向外地延伸，並且可以用於幫助適當地定位LED支撐結構120上的LED節點130和/或可以用於幫助將LED節點130附於LED支撐結構120。電氣布線131在底座135和中間部件140的部分之間 延伸，並且電連接至中間部件140內的LED 133。光學件134與LED 133相鄰，並且LED 133的光輸出軸A延伸經過光學件134。LED133輸出的大多數光將經過光學件134並且離開LED節點130。光學件134具有夾在與中間部件140的中間部件邊緣142相鄰的墊圈(gasket) 144和頂部殼145的接觸部分147之間的凸緣(flange)。在一些實施例中，填隙(caulking)可以添加鄰近接觸部分147和光學件134。頂部殼145螺紋地耦接至中間部件140。在可替換的實施例中，頂部殼145和中間部件140可以通過使用可替換的連接機構(如，夾子、螺紋連接、膠粘劑)和/或焊接而相互耦接。光學件134和中間部件140共同地封閉和密封LED 133。頂部殼145包括頂部殼開口 149，所述頂部殼開口 149被調整尺寸以允許光從LED133發出並且經過光學件134以離開LED節點130。可選擇地，開口 149可以在其上配備有透鏡。可選擇地，可以省略光學件134，並可以在開口 149上提供透鏡，並且頂部殼145和中間部件將共同地封閉和密封LED 133。可選擇地，可替換的光學件134可以用於LED模塊110中的一個或多個LED節點130中，以實現從給定LED節點130輸出的期望光。在各種實施例中，LED節點130可以實現66的入口保護等級(ingress protection rating)。參照圖8，低眩光的基於LED的發光單元410的第四實施例示出為安裝在柱頂發光器材400中並且形成柱頂發光器材400的一部分。為了便於觀看基於LED的發光單兀410,沒有與柱頂發光器材400 —起不出球形部分。基於LED的發光單兀410類似於基於LED的發光單元110，但是具有單個整體上形成的垂直延伸的、在其上具有多個安裝面424的支撐結構420。安裝面424大體上朝向照亮區域瞄準，並且LED節點430附於安裝面424中的每一個。可選擇地，垂直延伸的支撐結構420可以在其內部部分中包括散熱結構，並且可選擇地，可以在其內部部分包括一個或多個氣流通道。儘管在此已經描述和說明了若干的創造性的實施例，本領域普通技術人員將會容易地想到各種其它的部件和/或結構用於執行所述功能和/或獲得所述結果和/或在此描述的一個或多個優點，並且這些變型和/或修正中的每一個均被認為是在這裡描述的創造性實施例的範圍內。更一般地，本領域技術人員將會容易地領會到的是，這裡描述的所有參數、尺度、材料和配置都意為示例性的，並且實際的參數、尺度、材料和/或配置將取決於本創造性教導所用於的特定應用。本領域技術人員將認識到或者能夠確信把只不過是常規的實驗、許多等效物用於在此描述的特定創造性實施例。因此，要理解的是，前述實施例只是通過示例的方式給出，並且在所附權利要求和其等效物的範圍內，可以不同於特別描述和要求保護地實施創造性的實施例。本公開的創造性實施例針對於在此描述的每個單獨的特徵、系統、製品、材料、套件和/或方法。另外，兩個或更多個這種特徵、系統、製品、材料、套件和/或方法的任何組合(如果這些特徵、系統、製品、材料、套件和/或方法不是相互不一致)包括在本公開的創造性範圍內。這裡定義和使用的所有定義應當理解為通過字典定義、利用引用併入的文獻中的定義和/或所定義的術語的普通意義進行控制。除非相反地清楚指出，否則這裡在說明書和在權利要求中使用的用語「一」應當理解為意思是「至少一個」。說明書中和權利要求書中使用的措辭「和/或」應當理解為意思是如此聯合的元件(即在一些情況下聯合地出現的和在其它情況下可分離地出現的元件)中的「任何一個或兩者」。用「和/或」列出的多個元件應當以相同的形式解釋，即，如此聯合的元件中的「一個或多個」。除了由「和/或」子句特別標識的元件之外，其它的元件可以可選擇地出現，而不管與特別標識出的那些元件有關還是無關。由此，作為非限制的示例，當結合諸如「包括」之類的開放式語言使用時，對於「A和/或B」的引用在一個實施例中可以僅指代A(可選擇地，包括除了 B以外的元件)；在另一實施例中，可以僅指代B(可選擇地，包括除了 A以外的元件)；在又一實施例中，指代A和B兩者(可選擇地，包括其它的元件);等等。如說明書中和權利要求中所使用的，「或」應當理解為具有與如上限定的「和/或」相同的意義。例如，當分離列表中的項目時，「或」或「和/或」應當解釋為包括性的，即，包括元件數目或列表中的至少一個但是也包括多於一個以及可選擇地另外未列出的項目。只有相反地清楚指出的術語(如「僅之一」或「正好之一」或者當在權利要求中使用時，「由…組成」)將指代包括元件數目或列表中的正好一個元件。一般而言，這裡使用的術語「或者」 當在排它性術語(如，「任一」、「之一」、「僅之一」或「正好之一」)之前時應當僅解釋為指示排它的替換(即，「一個或另一個但是並非兩者」)。「本質上由…組成」在權利要求中使用時應當具有其在專利法領域中使用的普通意義。附圖標記僅是為了方便而提供在權利要求中，而並非要以任何方式閱讀為限制。如說明書中和權利要求中使用的，對於一個或多個元件的列表的引用中的措辭「至少一個」應當理解為意思是從元件列表中的任何一個或多個元件中選擇出的至少一個元件，而不一定包括元件列表內特別列出的每一個元件中的至少一個，並且不排除元件列表中元件的任何組合。此定義還允許除了在措辭「至少一個」指代的元件的列表內特別標識的元件之外，元件可以可選擇地出現，而不管與特別標識出的那些元件有關還是無關。由此，作為非限制性示例，「A和B中的至少一個」(或者，等效地，「A或B中的至少一個」，或者，等效地，「A和/或B中的至少一個」)在一個實施例中可以指代至少一個(可選擇地，包括多於一個)A，而B不出現(並且可選擇地包括除了 B以外的元件)；在另一實施例中，指代至少一個(可選擇地包括多於一個)B，而A不出現(並且可選擇地包括除了 A以外的元件)；在又一實施例中，指代至少一個(可選擇地包括多於一個)A和至少一個(可選擇地包括多於一個)B (並且可選擇地包括其它的元件)；等等。還應當理解，除非相反地清楚指出，否則在這裡要求保護的包括超過一個的步驟或動作的任何方法中，方法的步驟或動作的順序不一定限於方法的步驟或動作被敘述的順序。
權利要求
1.一種用於照亮照明區域的基於LED的發光器材，包括 垂直延伸的LED支撐結構(120)； 外殼(103)，其圍繞所述LED支撐結構，其中，所述外殼的至少一部分允許經過其中輸出的光的通路； 單獨瞄準的LED(133)的陣列，其耦接至所述LED支撐結構(120)，多個所述LED(133)具有朝向所述照明區域瞄準的LED光輸出軸(A)； 多個光學件(134)，每個所述光學件(134)基本上與單個所述LED (133)相鄰並且與單個所述LED (133)的所述LED光輸出軸㈧交叉；以及 至少一個垂直延伸的半透明內透鏡(150/260)，其被置於多個所述光學件(134)和所述外殼(103)之間，所述內透鏡(150/260)與多個所述LED(133)的所述LED光輸出軸(A)交叉。
2.如權利要求I所述的基於LED的發光器材，其中，所述垂直延伸的LED支撐結構(120)包含多個垂直延伸的LED支撐條帶(122)。
3.如權利要求2所述的基於LED的發光器材，其中，每個所述垂直延伸的LED支撐條帶(122)包括大體上面向所述照明區域的多個安裝面(124)。
4.如權利要求I所述的基於LED的發光器材，其中，所述至少一個垂直延伸的內透鏡包括 多個垂直延伸的透鏡板條(260)。
5.如權利要求4所述的基於LED的發光器材，其中，單獨定位的LED(133)的所述陣列包括多個垂直延伸的所述LED(133)的列。
6.如權利要求5所述的基於LED的發光器材,其中，所述透鏡板條(260)中的至少一個被置於僅單個所述垂直延伸的列和所述外殼之間。
7.如權利要求I所述的基於LED的發光器材，其中，所述至少一個垂直延伸的內透鏡包括 >圍繞所述LED(133)的基本上圓柱的透鏡(150)。
8.如權利要求I所述的基於LED的發光器材,其中，多個所述光學件(134)的每一個均由中間部件(140)圍繞，所述中間部件(140)還圍繞單個所述LED(133)。
9.如權利要求8所述的基於LED的發光器材,其中，多個所述光學件(134)的每一個均夾在所述中間部件(140)的部分和與所述中間部件(140)耦接的頂部(145)的部分之間。
10.一種可安裝在柱頂街道發光器材的外殼中以用於照亮照明區域的基於LED的發光單元，所述基於LED的發光單元包括 垂直延伸的LED支撐結構(120)； 單獨瞄準的LED(133)的陣列，其耦接至所述LED支撐結構(120)，多數的所述LED(133)具有朝向所述照明區域瞄準的LED光輸出軸(A);以及 多個垂直延伸的半透明內透鏡板條(260)，多個所述內透鏡板條中的每一個基本上與多個所述LED (133)相鄰並且與多個所述LED (133)的所述LED光輸出軸(A)交叉。
11.如權利要求10所述的基於LED的發光單元，其中，所述垂直延伸的LED支撐結構(120)包括多個垂直延伸的LED支撐條帶(122)，並且其中，單獨定位的LED (133)的所述陣列包括多個垂直延伸的所述LED (133)的列。
12.如權利要求11所述的基於LED的發光單元，其中，所述內透鏡板條(260)中的至少一個與來自僅屬於單個所述垂直延伸的列的所述LED (133)的所述LED光輸出軸(A)交叉。
13.如權利要求10所述的基於LED的發光單元，其中，所述垂直延伸的內透鏡板條(260)的第一內透鏡板條具有第一預定配置，並且所述垂直延伸的內透鏡板條(260)的第二內透鏡板條具有與所述第一預定配置不同的第二預定配置。
14.一種可安裝在柱頂街道發光器材的外殼中以用於照亮照明區域的基於LED的發光單元，所述基於LED的發光單元包括 垂直延伸的LED支撐結構(120)； 單獨定位的LED節點(130)的陣列，其耦接至所述LED支撐結構，每個所述LED節點(130)具有密封封閉的LED (133)，每個所述LED (133)具有LED光輸出軸(A)，多數的所述LED具有朝向所述照明區域瞄準的所述LED光輸出軸；以及 半透明的基本上圓柱的內透鏡(150)，其圍繞所述LED節點(130)，所述內透鏡與多數的所述LED(133)的所述LED光輸出軸交叉。
15.如權利要求14所述的基於LED的發光單元，其中，多個所述LED節點(130)的每一個均具有圍繞單個所述LED(133)的中間部件(140)以及可活動地耦接至所述中間部件(140)的頂部(145)，並且其中，多個所述LED節點(130)的每一個均具有光學件(134)，所述光學件的凸緣夾在所述中間部件(140)的部分與所述頂部(145)的部分之間。
全文摘要
本公開針對於用於低眩光的基於LED的發光器材(110)的創造性方法和設備。低眩光的基於LED的發光器材(110)可以具有垂直延伸的LED支撐結構(120)和與該垂直延伸的LED支撐結構(120)耦接的單獨瞄準的LED(133)的陣列。至少一個垂直延伸的半透明內透鏡(150/260)可以與多個LED(133)相鄰地提供，並且與多個LED(133)的LED光輸出軸(A)交叉。
文檔編號F21K99/00GK102639925SQ201080056793
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月22日 優先權日2009年12月14日
發明者E.羅思, S.巴茨多拉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司