CN103292229A

CN103292229A - 用于最优光束整形的混合式天篷照明

Info

Publication number: CN103292229A
Application number: CN2013100562146A
Authority: CN
Inventors: 王锦顺; 谭庆龙; 陈川河
Original assignee: Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-09-11
Also published as: US9228715B2; US20130215611A1

Abstract

本发明揭示一种照明系统及方法。具体来说，所述照明系统包含可针对若干种不同照明应用提供最优光束形状的混合式天篷。所述混合式天篷配备有不同类型的照明簇，借此在不牺牲光束强度或亮度的情况下实现较宽广光束输出。

Description

用于最优光束整形的混合式天篷照明

技术领域

本发明大体来说针对光源。

背景技术

发光二极管(LED)具有胜过常规光源(例如白炽灯、卤素灯及荧光灯)的许多优点。这些优点包含较长的操作寿命、较低的功率消耗及较小的大小。因此，在传统的照明应用中，常规光源正越来越多地被用LED替换。作为一实例，LED当前正用于手电筒、相机闪光灯、交通信号灯、汽车尾灯及显示装置中。LED在住宅、商业及工业照明应用中也正在变得更流行。

天篷照明是常用于商业及工业照明应用中的一种类型的照明。当前可用的基于LED的天篷照明采用单块式照明技术。具体来说，天篷照明通常采用多个子单元，且当前做法是在单个照明天篷内使用相同类型的子单元。具体来说，所述子单元通常具有相同的LED分布且针对每个LED使用相同类型的反射杯。此僵板的设计方法并未提供设计自由度且限制了顶棚跨多个照明应用的有用性。

发明内容

本发明的第一方面是提供一种照明系统，其包括混合式照明天篷，所述混合式照明天篷包含：印刷电路板(PCB)，其具有连接到其的多个光源；第一反射杯簇，其具有第一组反射杯，所述第一反射杯簇相对于所述PCB的第一表面定位使得所述第一组反射杯中的每一反射杯环绕来自所述多个光源的第一组光源中的光源；及第二反射杯簇，其具有第二组反射杯，所述第二反射杯簇相对于所述PCB的所述第一表面定位使得所述第二组反射杯中的每一反射杯环绕来自所述多个光源的第二组光源中的光源，其中所述第一组光源不同于所述第二组光源，且其中所述第一反射杯簇包括不同于所述第二反射杯簇的至少一种光引导性质。

本发明的第二方面是提供一种混合式照明天篷，其包括：第一照明簇，其具有第一组反射杯，所述第一组反射杯中的每一者分别定位在来自第一组光源的光源周围；第二照明簇，其具有第二组反射杯，所述第二组反射杯中的每一者分别定位在来自第二组光源的光源周围。其中所述第一组反射杯包括不同于所述第二组反射杯的至少一种光引导性质。

本发明的第三方面是提供一种供在照明天篷中使用的照明簇。所述照明簇包括：第一反射杯，所述第一反射杯为第一类型且包括第一组光引导性质；及第二反射杯，所述第二反射杯为第二类型且包括第二组光引导性质，所述第一组光引导性质与所述第二组光引导性质不同。

附图说明

结合附图来描述本发明：

图1是根据本发明的实施例的第一照明天篷的等角视图；

图2是根据本发明的实施例的第二照明天篷的等角视图；

图3是根据本发明的实施例的第三照明天篷的分解图；

图4是根据本发明的实施例的照明簇的俯视图；且

图5是描绘根据本发明的实施例的照明方法的流程图。

具体实施方式

接下来的描述仅提供实施例，且并不既定限制权利要求书的范围、适用性或配置。而是，接下来的描述将给所属领域的技术人员提供用于使得能够实施所描述实施例的描述。应理解，可在不背离所附权利要求书的精神及范围的情况下在元件的功能及布置上做出各种改变。

虽然某些组件将被描述为用某些材料构造，但所属领域的技术人员将了解，用于一个组件的任何类型的适合材料可用于其它组件。举例来说，本文中所描述的组件中的任一者可由金属、钢、合金、塑料(例如，PET、PTFE、PVC等)、陶瓷、玻璃、木材、橡胶或其组合构造而成。

首先参考图1，将描述根据本发明的实施例的第一照明天篷100。本文中也可将第一照明天篷100称为发光体。第一照明天篷100可包含使得第一照明天篷100能够在若干种不同照明应用(例如，住宅、工业、商业等)中提供光的一个或一个以上组件。此外，第一照明天篷100的各种组件可与下文中将进一步详细描述的其它类似类型的组件互换。特定来说，第一照明天篷100的组件本质上可为模块化的且因此可容易适应若干种不同照明应用。在一些实施例中，可将第一照明天篷100视为混合式照明天篷，因为其能够提供多种类型的光源(例如，具有不同照明性质的光源)。

可包含在第一照明天篷100中的非限制性实例性组件包含支撑结构104、盖108及多个照明簇116a-N(其中N大于或等于1)。在图1中所描绘的实施例中，第一照明天篷100包括五个照明簇116a-e。照明簇116a-e可各自定位于支撑结构104上，使得照明簇116a-e跨第一照明天篷100的主表面均匀地分布。

在一些实施例中，盖108具备多个凹部或孔112a-N(其中N大于或等于1)。在图1中所描绘的实施例中，盖108包括五个凹部112a-e，其中每一凹部经配置以分别接纳或能装下不同照明簇116a-e。盖108可由任何类型的材料制成，例如聚合物、玻璃、陶瓷等。盖108既用于改进第一照明天篷100的审美性质又用于覆盖第一照明天篷100的将电流提供到照明簇116a-e内所含有的光源的各种电子组件。

如可在图1中看到，照明簇中的一者或一者以上可具有不同于照明簇中的其它者的一种或一种以上光分布性质。在图1中所描绘的实施例中，第一照明簇116a包括在形状上与其它照明簇116b-e中的反射杯120不同的多个反射杯120。更具体来说，第一照明簇116a的反射杯120配置有圆形形状，而其它照明簇116b-e的反射杯120配置有矩形形状。在一些实施例中，反射杯的变化的性质使得混合式第一照明天篷100在不牺牲光束强度的情况下提供更均匀分布的光量。

虽然将第一照明簇116a描述为具有不同于其它照明簇116b-e的反射杯的第一类型的反射杯，但应了解所述照明簇可具有其它性质，所述其它性质不同以允许所述照明簇提供不同光束形状，借此增加照明天篷100分布光的方式。作为一些非限制性实例，照明簇116中的一者可具有第一类型的多个反射杯(例如，经设计以发射在30度与60度之间的光束的窄角反射杯、经设计以发射在90度与120度之间的光束的广角反射杯、椭圆形反射杯、矩形反射杯、正方形反射杯、多形状反射杯、无反射杯)，而照明簇116中的另一者可具有第二类型的多个反射器(例如，上述类型的反射杯中的任一者，但不同于第一类型)。

所述簇的其它光整形方面可根据本发明的实施例而变化。举例来说，照明簇116中的一者可具有第一类型的光束整形透镜，而照明簇116中的另一者可具有第二类型的光束整形透镜。第一类型可基于形状(例如，圆顶、平坦、多焦等)、材料(例如，环氧树脂、硅酮、硅酮与环氧树脂的混合物、磷光体、磷光体与硅酮的混合物、非晶聚酰胺树脂或碳氟化合物、玻璃、塑料、其组合)、色调/色彩、高度、宽度等中的一者或一者以上而不同于第二类型。可在不同照明簇间变化的另一光整形方面是在不同类型照明簇中提供的光源/反射杯的数目。举例来说，一种类型的照明簇可具有第一数目个光源/反射杯，而第二类型的照明簇可具有第二数目个光源/反射杯。

另外，尽管将第一照明天篷100描绘为具有两种不同类型的照明簇，但应了解不同照明簇的数目可在2与N之间任意变化。换句话说，第一照明天篷100(及本文中所描述的任何其它照明天篷)可包括两种不同类型的照明簇到高达N种不同类型的照明簇。使用图1的实例，可能存在2、3、4或5种不同类型的照明簇，此并不背离本发明的范围。

现在参考图2，将描述根据本发明的至少一些实施例的第二照明天篷200。第二照明天篷200可类似于或等同于第一照明天篷100，因为两个天篷均具有在机械上支撑多个照明簇且将电流提供到所述照明簇中的光源的支撑结构104。事实上，第二照明天篷200可为第一照明天篷100，但具有不同盖208，盖208具有不同数目个凹部212。

在一些实施例中，第二照明天篷200包括具有八个凹部或孔212a-h的盖208。每一凹部212a-h经配置以接纳或能装下不同照明簇216a-h。与第一照明天篷100一样，第二照明天篷200可具有不同类型的照明簇。图2的非限制性实例展示提供第一及第二类型的照明簇。第一照明簇216a及第二照明簇216b为第一类型且具有第一类型的反射杯220。其它照明簇216c-h为第二类型且具有第二类型的反射杯220。虽然图2中所描绘的照明簇基于反射杯类型而变化，但应了解照明簇变化所按的方式可基于反射杯性质、透镜性质、材料性质、光源(例如，LED)的数目及其组合中的一者或一者以上。

现在参考图3，将进一步详细地描述第三照明天篷300的组件部分。应了解，本文中关于第三照明天篷300的组件部分所描述的细节可适用于第一照明天篷100或第二照明天篷200的组件部分。此外，结合第一照明天篷100或第二照明天篷200所描述的任何方面可适用于第三照明天篷300。

特定来说，图3展示可如何将照明天篷300的组件装在一起。图3还描绘照明天篷300的各种组件为模块化的，且因此可在不完全替换整个照明天篷300的情况下用其它不同组件来替换。在一些实施例中，可包含在照明天篷300中的组件包含(而不限于)安装托架304、主体308、托架板312、印刷电路板(PCB)316、电力供应器320、多个反射杯簇324、多个护角328、密封件332、盖336及多个紧固件340。

安装托架304可经配置以经由多个紧固件340附接到主体308的侧。紧固件340可包含螺丝、螺栓、螺母、钩环、闩锁、摩擦接头、突片、凸缘或其组合中的一者或一者以上。安装托架304可由金属、钢、合金等构造而成且可用于将照明天篷300安装在使得照明天篷300能够在待照亮的区域内引导光的墙壁、天花板或其它表面上。安装托架304可在与紧固件340及主体308介接的端上包括若干个弓形狭槽，借此使得主体308及连接到主体308的其它部件能够以可旋转方式连接到安装托架304。

主体308可包括热分布组件(例如，一个或一个以上散热片)以及使得主体308能够连接到安装托架304、托架板312、PCB316、密封件332及盖336的机械特征。在一些实施例中，主体308还包括将电流从电力供应器320载运到PCB316的导线及/或电路。更具体来说，电力供应器320可包括AC/DC电力转换器及使得电力供应器320能够连接到外部AC电源但向安装于PCB316上的光源(例如，LED)提供DC电力的各种其它电力调节电路。或者，电力供应器320可包括向PCB316上的光源提供DC电力的DC电源。

如结合图1及2所论述，照明簇可包含多个光源以及环绕所述多个光源且对由多个灯簇发射的光进行整形的反射杯簇324。如可在图3中看到，照明簇的光源可安装于PCB316上。所述光源可对应于LED。任何类型的已知LED可安装到PCB316，包含(而不限于)表面安装技术(SMT)LED、穿通安装LED或其组合。在PCB316上安装光源所成的图案可对应于反射杯簇324中的相同反射杯图案。反射杯簇324可为可互换及模块化的，此意指一种类型的反射杯簇324可仅通过以下操作而用另一类型的反射杯簇324来替换：拆卸盖336，拆卸安装反射杯簇324的紧固件340，拆卸反射杯簇324，接着借助紧固件340将不同反射杯簇324安装到PCB316。

在一些实施例中，为模块化的反射杯簇324还可能具有不同数目个反射杯。在一些实施例中，此可需要光源也为模块化的或可在PCB316上移动。或者，反射杯簇324可仅在其具有相同数目或更大数目个反射杯的情况下替换另一反射杯簇324。如果替换反射杯簇324包括更大数目个反射杯，那么额外反射杯可为空的(例如，不具有光源)或可将额外光源安装到其中将定位反射杯的PCB316。

如还可在图3中看到，反射杯簇324经配置以在光源就位之后直接安装到PCB316上。此意指反射杯簇324的反射杯可在其底部表面处具有能装下光源且与PCB316的顶部表面配合的孔或凹部。

在一些实施例中，PCB316为包括根据FR-4及/或G-10规范制造的复合物的常规PCB316。然而，应了解，PCB316可为刚性或柔性的，此并不背离本发明的范围。

密封件332可装配在PCB316上且保护PCB316的两个表面上的各种电组件不受环境条件的影响。特定来说，密封件332可与主体308的外边缘配合，且在借助紧固件340将盖336紧固到主体308之后，盖336、密封件332及主体308可保护PCB316及其电阻件不受有害湿气及其它损坏性条件影响。在一些实施例中，密封件332由硅酮或橡胶制成，与橡胶垫圈很像。盖336可包括适合数目个凹部或孔来容纳反射杯簇324。如果将更改灯天篷300的光分布性质，那么可用不同类型的相同组件替换盖336、反射杯簇324、光源或PCB316中的一者或一者以上。

现在参考图4，将描述根据本发明的至少一些实施例的另一类型的照明簇400。照明簇400可用于上述照明天篷100、200、300中的任一者中。照明簇400可配置有若干种不同类型的反射杯。具体来说，照明簇400可包括第一反射杯类型404、第二反射杯类型408及第三反射杯类型412。虽然在照明簇400上描绘了三种反射杯类型，但应了解根据本发明的实施例使用的照明簇可具有更大或更小数目种不同反射杯类型。具体来说，本文中所描述的任何照明天篷可具备一种、两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种或更多不同类型的反射杯，此并不背离本发明的范围。不同反射杯类型可能跨大小、形状、高度/深度、反射率、材料、反射杯内的透镜等中的一者或一者以上而不同。因此，虽然将反射杯类型404、408、412描绘为具有不同大小及形状，但应了解照明簇可具备为相同大小及形状但具有不同反射材料的反射杯。举例来说，一些反射杯可涂覆有高反射材料(例如，涂覆有白色涂料的金属或塑料)，而其它反射杯可较不具反射性(例如，涂覆有黑色涂料或吸收性涂料的塑料)。

在一些实施例中，每一反射杯类型404、408、412经配置以接纳光源416。在一些实施例中，光源416可针对不同反射杯而不同。具体来说，一些光源416可为比其它光源416更亮或更高的强度。在其它实施例中，一些光源416可为与其它光源416不同的形状/大小。

在一些实施例中，照明簇400可由金属材料制成以增加每一反射杯类型的反射率。或者，照明簇400可由塑料等制造而成且可涂覆有金属或高反射涂料。

现在参考图5，将描述根据本发明的实施例的照明方法。所述方法通过确定照明应用或待照亮的区域(步骤504)而起始。如上文所述，照明应用可在不同位置间变化且每一位置可要求不同的照明需要。所述照明需要可取决于环境照明条件、需光量等。

基于照明应用，确定最优天篷配置(步骤508)。最优天篷配置可需要单一类型的照明簇。然而，许多照明应用可从包括不同类型的照明簇的混合式照明天篷的使用受益。

接着以所确定的最优配置来配置一个或一个以上照明天篷(步骤512)。具体来说，所述照明天篷可具备可为或可不为不同类型的若干个不同照明簇。在一些实施例中，可使用照明天篷100、200、300或具有带有不同光引导特征的一个或一个以上照明簇的照明天篷中的一者或一者以上。由于照明天篷可经配置以具有模块化反射杯，因此所述反射杯可经互换以实现最优照明天篷设计。

接着将最优照明天篷安装在照明应用区域中(步骤516)。可通过借助安装托架304及一个或一个以上紧固件340将照明天篷安装到墙壁、天花板或其它表面来安装所述照明天篷。

在所述描述中给出了特定细节以提供对实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将理解，可在不具有这些特定细节的情况下实践所述实施例。在其它实例中，可在无不必要细节的情况下展示众所周知的电路、过程、算法、结构及技术以便不使所述实施例模糊。

尽管本文中已详细描述了本发明的说明性实施例，但应理解，可另外以各种方式体现及采用发明性概念，且所附权利要求书既定解释为包含此些变化形式(除受现有技术限制外)。

Claims

1.一种照明系统，其包括：

混合式照明天篷，其包含：

印刷电路板PCB，其具有连接到其的多个光源；

第一反射杯簇，其具有第一组反射杯，所述第一反射杯簇相对于所述PCB的第一表面定位使得所述第一组反射杯中的每一反射杯环绕来自所述多个光源的第一组光源中的光源；及

第二反射杯簇，其具有第二组反射杯，所述第二反射杯簇相对于所述PCB的所述第一表面定位使得所述第二组反射杯中的每一反射杯环绕来自所述多个光源的第二组光源中的光源，其中所述第一组光源不同于所述第二组光源，且其中所述第一反射杯簇包括不同于所述第二反射杯簇的至少一种光引导性质。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组反射杯中的至少一个反射杯包括与所述第二组反射杯中的至少一个反射杯不同的形状及不同的大小中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组反射杯中的至少一个反射杯包括与所述第二组反射杯中的至少一个反射杯不同的反射率。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组反射杯中的至少一个反射杯包括与所述第二组反射杯中的至少一个反射杯不同的透镜。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一组反射杯中的所述至少一个反射杯包括由第一材料制成的透镜，且其中所述第二组反射杯中的所述至少一个反射杯包括由不同于所述第一材料的第二材料制成的透镜。

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一组反射杯中的所述至少一个反射杯包括具有第一形状的透镜，且其中所述第二组反射杯中的所述至少一个反射杯包括具有第二形状的透镜。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组反射杯包括窄角反射杯，且其中所述第二组反射杯包括广角反射杯。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组反射杯包括第一类型的反射杯及第二类型的反射杯两者，所述第二类型的反射杯与所述第一类型的反射杯的不同之处在于大小、形状、高度、深度、反射率及涂覆材料中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一反射杯簇为模块化的且可从所述PCB拆卸。

10.一种混合式照明天篷，其包括：

第一照明簇，其具有第一组反射杯，所述第一组反射杯中的每一者分别定位在来自第一组光源的光源周围；

第二照明簇，其具有第二组反射杯，所述第二组反射杯中的每一者分别定位在来自第二组光源的光源周围；且

其中所述第一组反射杯包括不同于所述第二组反射杯的至少一种光引导性质。

11.根据权利要求10所述的照明天篷，其中所述第一组反射杯包括第一形状，其中所述第二组反射杯包括第二形状，且其中所述第一形状不同于所述第二形状。

12.根据权利要求11所述的照明天篷，其中所述第一组反射杯产生窄角光束，且其中所述第二组反射杯产生广角光束。

13.根据权利要求11所述的照明天篷，其中所述第一形状为圆形的，且所述第二形状为矩形的。

14.根据权利要求10所述的照明天篷，其中所述第一组反射杯包括第一大小，其中所述第二组反射杯包括第二大小，且其中所述第一大小不同于所述第二大小。

15.根据权利要求10所述的照明天篷，其中所述第一组反射杯包括第一反射率，且其中所述第二组反射杯包括不同于所述第一反射率的第二反射率。

16.根据权利要求10所述的照明天篷，其进一步包括：

第三照明簇，其具有第三组反射杯，所述第三组反射杯中的每一者分别定位在来自第三组光源的光源周围；且

其中所述第三组反射杯包括不同于所述第一及第二组反射杯的至少一种光引导性质。

17.一种供在照明天篷中使用的照明簇，所述照明簇包括：

第一反射杯，所述第一反射杯为第一类型且包括第一组光引导性质；及

第二反射杯，所述第二反射杯为第二类型且包括第二组光引导性质，所述第一组光引导性质与所述第二组光引导性质不同。

18.根据权利要求17所述的照明簇，其中所述第一及第二反射杯是作为单独的凹陷建立于单件材料中。

19.根据权利要求17所述的照明簇，其中所述第一反射杯包括与所述第二反射杯不同的形状、大小、反射率、高度及深度中的至少一者。

20.根据权利要求17所述的照明簇，其进一步包括：

第三反射杯，所述第三反射杯为第三类型且包括不同于所述第一及第二组光引导性质的第三组光引导性质，其中所述第一、第二及第三反射杯是作为单独的凹陷建立于单件材料中，且其中所述第三反射杯包括与所述第一及第二反射杯不同的形状、大小、反射率、高度及深度中的至少一者。