CN103620455B - 具有用于混合来自多个led的光输出的光学部件的基于led的照明单元 - Google Patents
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Abstract
与基于LED的照明单元(10，110)有关的方法和装置，该基于LED的照明单元(10，110)具有用于混合来自多个LED(34，134)的光输出的光学部件。在一些实施例中，光学部件可以在其内部包括至少一个反射表面，并且LED(34，134)可以竖直布置于反射表面周围。LED(34，134)中的至少一些LED可以生成大体上朝着反射表面引导的光输出。反射表面可以被配置为将直接入射在其上的至少一些光输出引导通过光学部件的光输出开口(25，125)。
Description
技术领域
本发明主要地涉及一种基于LED的照明单元。更具体而言，这里公开的各种发明方法和装置涉及一种具有用于混合来自多个LED的光输出的光学部件的基于LED的照明单元。
背景技术
数字照明技术、即基于半导体光源如发光二极管(LED)的照射赋予一种对传统荧光、HID和白炽灯的可行备选。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐用性、更低操作成本以及许多其它功能优点和益处。LED技术的近来发展已经提供在许多应用中实现多种照明效果的高效和稳健全谱照明源。例如如在通过引用而结合于此的第6,016,038和6,211,626号美国专利中具体讨论的那样，体现这些源的灯具中的一些灯具以照明模块为特征，该照明模块包括能够产生不同颜色、比如红色、绿色和蓝色的一个或者多个LED以及用于独立控制LED的输出以便生成多种颜色和变色照明效果的处理器。
已经提出在各种照明灯具、比如被设计用于剧院和其它娱乐应用的照明灯具中利用LED光源取代一个或者多个白炽光源。在这样的照明灯具中的LED光源一般尝试复制白炽源的光输出。
然而，利用LED光源的这样的照明灯具受一个或者多个缺点困扰。例如LED照明灯具可以利用多个颜色的LED并且可能不能获得颜色的高效混合。颜色的低效混合可能在远场图像中引起颜色的色差或者分离，这可能在利用遮光板或其他效果时进一步加剧。小型LED和板上芯片阵列已经减少这样的影响，但是仍然需要进一步混合来自LED的光输出。
因此在本领域中需要提供一种基于LED的照明单元，该照明单元提供对来自其多个LED的光输出的令人满意的混合、由此提供对其光输出中的色差的最小化。
发明内容
本公开内容涉及用于基于LED的照明单元的发明方法和装置，该照明单元具有用于混合来自多个LED的光输出的光学部件。例如在一些实施例中，光学部件可以在其内部包括至少一个反射表面，并且LED可以竖直布置于反射表面周围。LED中的至少一些LED可以生成大体上朝着反射表面引导的光输出。反射表面可以被配置用于将在其上直接入射的光输出中的至少一些光输出引导通过光学部件的光输出开口。
一般而言，在一个方面中，一种基于LED的照明单元包括纵向延伸照明单元轴、围绕照明单元轴的光输出开口和位于光输出开口以上并且围绕照明单元轴的反射器。也包括多个LED并且多个LED位于光输出开口以下并且围绕照明单元轴。LED中的每个LED发射具有光输出中心轴的光输出，光输出中心轴大体上朝着并且垂直于照明单元轴被引导。至少一个反射表面插入于LED中的至少一些LED与照明单元轴之间。反射表面被定位成使得多个光输出中心轴直接入射在其上并且被配置为使得在其上直接入射的多个光输出中心轴被引导通过光输出开口。
在一些实施例中，反射表面是具有最为邻近光输出开口的顶点的反射圆锥形光学构件。顶点可以可选地集中于照明单元轴上。反射表面也可以包括朝着可选地集中于照明单元轴上的顶点会聚的多个平面表面。LED可以布置于以照明单元轴为中心的多个平面表面上。
在一些实施例中，反射表面包括围绕照明单元轴径向布置的多个金字塔形结构并且每个具有最为邻近照明单元轴的顶点。
一般而言，在另一方面中，提供一种基于LED的照明单元，该基于LED的照明单元包括纵向延伸的照明单元轴、围绕照明单元轴的光输出开口和位于光输出开口以上并且以照明单元轴为中心的光改变结构。也提供多个LED PCB，并且多个LED PCB定位于光输出开口以下并且围绕照明单元轴。LED PCB中的每个LED PCB基本上平行于照明单元轴并且在其上具有发射光输出的朝向内部的LED，光输出具有光输出中心轴。反射圆锥形光学构件在LEDPCB内部被提供并且以照明单元轴为中心。圆锥形光学构件具有基部和顶点。顶点比基部更靠近光输出开口。
在一些实施例中，在基部与顶点之间的圆锥形光学构件的外表面大体上为凹形。基于LED的照明单元还可以包括插入于LED PCB之间的多个支撑结构。在那些实施例的一些版本中，支撑结构中的每个支撑结构的至少朝向内部的部分为反射性的。
在一些实施例中，LED PCB中的每个LED PCB的至少朝向内部为反射性的。此外，在基部与顶点之间的沿着照明单元轴的距离可以大于在顶点与光输出开口之间的沿着照明单元轴的距离。可以可选地围绕照明单元轴不对称地布置奇数数目的LED PCB。
在一些实施例中，光改变结构是反射器。
一般而言，在另一方面中，提供一种基于LED的照明单元，该基于LED的照明单元包括纵向延伸照明单元轴、围绕照明单元轴的光输出开口和位于光输出开口以下并且围绕照明单元轴的多个LED PCB。LED PCB中的每个LED PCB基本上平行于照明单元轴并且在其上具有发射光输出的朝向内部的LED，该光输出具有光输出中心轴。多个反射金字塔形结构在LED PCB内部被提供并且围绕照明单元轴径向地布置。金字塔形结构中的每个金字塔形结构具有最邻近照明单元轴的顶点和最远离照明单元轴的基部。基部从LED PCB中的单个LEDPCB接收光输出的大部分。
在一些实施例中，提供奇数数目的金字塔形结构。
在一些实施例中，金字塔形结构的每个为非对称和/或每个包括伸长矩形基部。
基于LED的照明单元还可以包括定位于光输出开口以上并且围绕照明单元轴的喇叭型反射器。
如这里出于本公开内容的目的而使用的那样，术语“LED”应当理解为包括能够响应于电信号生成辐射的任何电致发光二极管或者其它类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流发射光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等。具体而言，术语LED指代可以被配置用于在红外线光谱、紫外线光谱和可见光谱的各种部分(一般包括从近似400纳米至近似700纳米的辐射波长)中的一个或者多个光谱中生成辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外线LED、紫外线LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED(以下进一步讨论)。也应当理解，LED可以被配置和/或控制用于生成针对给定的光谱(例如窄带宽、宽带宽)具有各种带宽(例如半高全宽或者FWHM)并且在给定的一般色分类内具有多种主导波长的辐射。
例如，被配置用于生成实质上白光的LED(例如白色LED)的一个实现方式可以包括分别发射不同电致发光光谱的多个管芯，这些电致发光光谱在组合中混合以形成实质上白光。在另一实现方式中，白光LED可以与将具有第一光谱的电致发光转换成不同第二光谱的磷光体材料关联。在这一实现方式的一个示例中，具有相对短波长和窄带宽光谱的电致发光“泵浦”磷光体材料，该磷光体材料又辐射具有有些更宽光谱的更长波长辐射。
也应当理解，术语LED未限制LED的物理和/或电气封装类型。例如如以上讨论的那样，LED可以指代具有多个管芯的单个发光设备，这些管芯被配置用于分别发射不同辐射光谱(例如可以或者可以不个别可控)。LED也可以与视为LED(例如一些类型的白色LED)的整体部分的磷光体关联。一般而言，术语LED可以指代封装的LED、非封装LED、表面装配LED、板上芯片LED、T封装装配LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某一类型的装箱和/或光学元件(例如扩散透镜)的LED等。
应当理解，术语“光源”指代多种辐射源中的任何一个或者多个辐射源，这些辐射源包括但不限于基于LED的源(包括一个或者多个如以上定义的LED)、白炽源(例如灯丝灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如钠蒸汽、汞蒸气和金属卤素灯)、激光器、其它类型的电致发光源、火致发光源(例如火焰)、烛致发光源(例如汽灯罩、碳电弧辐射源)、光致发光源(例如气态放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、动致发光源、热致发光源、摩擦发光源、声纳发光源、放射发光源和发光聚合物。
给定的光源可以被配置用于生成在可见光谱内、在可见光谱以外或者其组合的电磁辐射。因此，这里可互换地使用术语“光”和“辐射”。此外，光源可以包括一个或者多个滤波器(例如滤色器)、透镜或者其它光学部件作为整体部件。也应当理解，光源被配置用于包括但不限于指示、显示和/或照射的多种应用。“照射源”是具体被配置用于生成辐射的光源，该辐射具有用于有效照射内部或者外部空间的充分强度。在本文中，“充分强度”指代在空间或者环境中生成的用于提供环境照射(即可以间接感知的并且可以例如在被完全或者部分感知之前从多种居间表面中的一个或者多个居间表面反射的光)的在可见光谱中的充分辐射功率(单位“流明”经常用来在辐射功率或者“发光通量”方面代表在所有方向上来自光源的总光输出)。
应当理解，术语“光谱”指代一个或者多个光源产生的辐射的任何一个或者多个频率(或者波长)。因而，术语“光谱”指代不仅在可见光范围中的频率(或者波长)而且指代在整个电磁光谱的红外线、紫外线和其它区域中的频率(或者波长)。给定的光谱也可以具有相对窄带宽(例如具有实质上少数频率或者波长分量的FWHM)或者相对宽带宽(具有各种相对强度的若干频率或者波长分量)。也应当理解，给定的光谱可以是两个或者更多其它光谱的混合(例如混合从多个光源分别发射的辐射)的结果。
出于本公开内容的目的，术语“颜色”与术语“光谱”可互换地使用。然而，术语“颜色”一般用来主要指代观察者可感知的辐射性质(但是这一使用未旨在于限制这一术语的范围)。因而，术语“不同颜色”隐含地指代具有不同波长分量和/或带宽的多个光谱。也应当理解，术语“颜色”可以与白色和非白色光结合使用。
术语“色温”一般这里与白光结合使用，但是这一使用未旨在于限制这一术语的范围。色温实质上指代白光的特定颜色内容或者阴影(例如泛红、泛蓝)。给定的辐射样本的色温常规上根据黑体辐射器的以开氏度数(K)为单位的温度进行表征，该黑体辐射器与在讨论的辐射样本辐射实质上相同的光谱。黑体辐射器色温一般落入从近似700度K(通常视为对人眼最先可见)至10,000度K以上的范围内；一般在1500-2000度K以上的色温感知白光。
术语“照明灯具”这里用来指代一个或者多个照明单元以特定外型规格、组件或者封装中的实现方式或者布置。术语“照明单元”这里用来指代包括相同或者不同类型的一个或者多个光源的装置。给定的照明单元可以具有多种用于光源的装配布置、罩/壳布置以及形状和/或电气和机械连接配置中的任一项。此外，给定的照明单元可选地可以与各种与光源的操作有关的其它部件(例如控制电路)关联(例如，包括耦合到这些部件和/或与这些部件一起封装)。“基于LED的照明单元”指代如下的照明单元，即该照明单元仅单独包括如以上讨论的一个或者多个基于LED的光源，或者包括该一个或者多个基于LED的光源与其它非基于LED的光源的组合。“多通道”照明单元指代包括至少两个光源的基于LED或者非基于LED的照明单元，这些光源被配置成分别生成不同辐射光谱，其中每个不同源光谱可以称为多通道照明单元的“通道”。
术语“控制器”这里一般用来描述与一个或者多个光源的操作有关的各种装置。可以用多种方式(比如用专用硬件)实施控制器以执行这里讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，该控制器运用可以使用软件(例如微代码)来编程以执行这里讨论的各种功能的一个或者多个微处理器。控制器可以运用或者不用处理器来实施并且也可以被实施为用于执行一些功能的专用硬件与用于执行其它功能的处理器(例如一个或者多个编程的微处理器和关联电路装置)的组合。可以在本公开内容的各种实施例中运用的控制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。
应当理解，设想以下更具体讨论的前述概念和附加概念的所有组合(假设这样的概念未互不一致)作为这里公开的发明主题内容的部分。具体而言，设想在本公开内容的篇尾出现的要求保护的主题内容的所有组合作为这里公开的发明主题内容的部分。也应当理解，应当向也可以在通过引用而结合的任何公开内容中出现的这里明确运用的术语赋予与这里公开的具体概念最一致的含义。
附图说明
在附图中，相似标号贯穿不同视图一般指代相同部分。附图也未必按比例、代之以一般着重于强调图示本发明的原理。
图1图示基于LED的照明单元的第一实施例的透视图。
图2图示图1的基于LED的照明单元的部分的分解透视图，这些部分包括其光学部件；为了易于查看其它部件而在图2中未图示七个LED PCB中的两个LED PCB。
图3图示图1的基于LED的照明单元的沿着图1的截线3-3取得的截面图。
图4图示基于LED的照明单元的第二实施例。
图5图示基于LED的照明单元的沿着图4的截线5-5取得的截面图；也描绘示例光线从基于LED的照明单元的LED PCB之一的多个LED延伸。
图6图示基于LED的照明单元的沿着图4的截线6-6取得的截面图；也描绘示例光线从LED PCB之一的多个LED延伸。
具体实施方式
已经提出在各种类型的照明灯具、比如被配置用于剧院和其它类型的娱乐照明应用的照明灯具中利用LED光源取代一个或者多个白炽光源。然而，这样的照明灯具可能受一个或者多个缺点困扰。例如LED照明灯具可以运用多个颜色的LED并且可能不能获得颜色的高效混合。因此，申请人已经认识到需要提供一种利用光学部件以令人满意地混合来自多个LED的光输出的基于LED的照明单元。光学部件可以可选地位于反射器和/或其它附加光改变结构以下。在一些实施例中，光学部件可以在其内部包括至少一个反射表面，并且可以关于反射表面布置LED。反射表面可以在一些实施例中包括圆锥形光学构件或者可以包括多个反射金字塔形结构。更一般而言，申请人已经认识和理解到提供对来自照明单元的多个LED的光输出的令人满意的混合、由此提供对照明单元产生的光输出中的色差的令人满意的最小化，将是有益的。鉴于前文，本发明的各种实施例和实现方式涉及一种基于LED的照明单元。
参照图1至3，在一个实施例中，基于LED的照明单元10包括放置于LED光学部件20之上的单个喇叭型反射器60。反射器60基本上以纵向延伸中心照明单元轴A为中心。反射器60包括朝着反射器顶部66向上和向外扩张的反射器基部64。反射器顶部66大体上定义基于LED的照明单元10的光输出开口。反射器60包括七个分离内部扩张面。反射器支撑法兰62从反射器基部64径向延伸并且耦合到光学部件20的上支撑件24。例如紧固件可以经过支撑法兰62中的开口延伸并且在上支撑件24的对应开口中被接收。在备选实施例中，支撑法兰62和上支撑件24可以相互粘合地耦合、相互焊接、共同形成和/或可以省略二者之一。例如在一些实施例中，反射器基部64可以直接附着到上支撑件24。反射器支撑法兰62包括经过该反射器支撑法兰的多个紧固件开口，这些紧固件开口可以接收经过这些紧固件开口的紧固件，以用于将反射器60附着到光学部件20。环绕反射器的顶部66提供上法兰68。上法兰68可以在基于LED的照明单元10实施于照明灯具中并且可以可选地包括垫圈时与外壳对接。
描绘的反射器60是不对称喇叭型反射器。在其它实施例中，可以利用其它反射器。例如在一些备选实施例中，可以利用对称喇叭型反射器。在其它实施例中，可以可选地不利用反射器或者利用非喇叭型反射器。在描绘的基于LED的照明单元中，在上法兰68与反射器基部64之间不存在扩散器或者其它光改变透镜。在备选实施例中，可以可选地沿着反射器60添加扩散器和/或可以在基于LED的照明单元10实施于其内的照明灯具的光输出开口之上或者之前在反射器60之外包括扩散器。例如可以可选地跨越反射器顶部66添加扩散器。在一些实施例中，反射器60和在其内安装基于LED的照明单元10的任何外壳可以不具有实质上干扰基于LED的照明单元10的光输出的光改变透镜。在那些实施例中的一些实施例中，反射器60和/或照明灯具的其它方面可以可选地具有保护性非光改变透镜。
上支撑件24大体上定义与在反射器基部64的对应光输入开口光学连通的光学部件光输出开口25。前述光输出开口中的每个光输出开口在所示实施例中基本上以照明单元的轴A为中心。在一些实施例中，可以可选地在光学部件20中添加扩散器或者其它光改变透镜。例如在一些实施例中，可以可选地跨越光学部件光输出开口25添加全息扩散器。
上支撑件24可以经由在上支撑件24与下支撑件22之间延伸的竖直延伸支撑柱26固定到下支撑件。上支撑件24和/或下支撑件22可以例如利用螺丝或者其它紧固件、粘合剂、过盈配合(interference fit)和/或焊接中的一项或者多项来固定到支撑柱26。在一些实施例中，可以形成上支撑件24、柱26和/或下支撑件22为粘结件。例如在一些实施例中，可以形成支撑柱26和下支撑件22为粘结件。竖直延伸支撑柱26在所示实施例中与照明单元的轴A基本上平行布置并且以照明单元的轴A为中心。
具有圆锥形光学构件基部44和光学构件顶点46的圆锥形光学构件40从下支撑件22向上延伸。圆锥形光学构件40在所示实施例中基本上以照明单元的轴A为中心，顶点46与它对准，并且圆锥形光学构件40绕着它基本上对称。圆锥形光学构件40具有如从外部所见为凹形的外表面。外表面为反射的。在一些实施例中，外表面可以在其上包括真空沉积的银金属化涂层。在一些实施例中，外表面可以具有在照明单元轴A的每侧上大体上为抛物线形的横截面。如这里描述的那样，外表面的全部或者部分可以被配置为将LED阵列34发射的并且在其上入射的光输出的大部分向上朝着并且经过光学构件光输出开口25和在反射器基部64的光开口重定向。
描绘的光学构件顶点46向上延伸到如下位置，该位置是沿着照明单元轴A从光学构件基部44到光学构件开口25的距离的大约三分之二。在备选实施例中，光学构件顶点46可以可选地延伸更远或者可以不延伸那么远。此外，在备选实施例中，光学构件顶点46可以可选地与照明单元轴A不对准和/或圆锥形光学构件40可以不关于照明单元轴A对称。已经从本公开内容受益的本领域普通技术人员将认识和理解可以根据其教导来配置光学构件以实现期望的色混合水平、期望的光学输出和/或与特定的反射器、或者除了在光学部件20上面的反射器之外所提供的或者作为取代该反射器而提供的其它光学部件相接合。例如在一些实施例中，非对称光学构件可以用来实现来自照明单元的非对称光输出。
七个LED PCB32围绕圆锥形光学构件40，每个LED PCB包括在其上的LED阵列34和从其向后延伸的散热器36。LED阵列34围绕光学构件40和照明单元轴A并且大体上朝着光学构件40和照明单元轴A被引导。LED阵列34各自大体上平行于照明单元轴A，并且LED阵列34的每个LED的中心轴(从每个LED发散出的轴大体上垂直于对应的LED PCB32)大体上垂直于照明单元轴A。LED阵列34各自在一对支撑柱26之间竖直延伸。在一些实施例中，LEDPCB32可以附着到支撑柱26。例如在一些实施例中，可以在支撑柱26的槽中可滑动地接收LEDPCB32。也例如在一些实施例中，LED PCB32可以附加地或者备选地粘合地耦合到支撑柱26和/或利用一个或者多个紧固件来固定。LED阵列34大体上被竖直布置并且以圆锥形光学构件40为中心。
在一些实施例中，LED PCB32、支撑柱26和/或支撑件22/24的至少朝向内部的表面可以是反射的。例如在一些实施例中，LEDPCB32、支撑柱26和/或支撑件22/24可以由反射材料形成。也例如在一些实施例中，LED PCB32和/或支撑柱26的表面可以附加地或者备选地在其上包括真空沉积的银金属化涂层。在一些实施例中，LED阵列34共同地包括在LEDPCB32之中等分的385个LED。在那些实施例的一些版本中，LED阵列34为多色并且在500W产生近似20K流明。在一些实施例中，多色LED阵列可以包括三个或者更多分离通道。虽然示出七个分离LED阵列34与具有七个不同扩张面的喇叭型反射器60相接合，但是在备选实施例中，可以提供更多或者更少LED阵列34，这些LED阵列的数目可以对应于或者可以不对应于可在任何反射器上存在的面的数目。在一些具体实施例中，可能期望以不对称方式提供奇数数目的LED阵列34。
在图1-3的所示实施例中，从LED阵列34发射的LED光输出中的一些LED光输出在圆锥形光学构件40上直接入射。由此向上并且经过光学部件光输出开口25反射在圆锥形光学构件40上直接入射的这样的光中的一些光。可以在引导经过光学部件光输出开口25之前在光学部件20内部更远反射(可选地被圆锥形光学构件40反射附加一次或者多次)在圆锥形光学构件40上直接入射的其它光。从LED阵列34发射的其它LED光输出可以间接入射在圆锥形光学构件40上、然后被直接或者间接引导经过光输出开口25。从LED阵列34发射的其它LED光输出还可以在引导出光输出开口25之前仅从在光学部件20内部的其它表面反射。从LED阵列34发射的其它最小数量的LED光输出还可以直接引导出光输出开口25。光学部件20实现的共同光输出混合在LED光输出进入反射器60之前提供对这样的输出的令人满意的混合。
在备选实施例中，除了散热器36之外或者取代散热器36可以可选地包括其它散热结构。例如在一些实施例中，热管、热微通道材料(例如石墨和/或IsoSkin)和/或水抽运系统可以用来从个别PCB32向单个鳍堆叠移送热。可以可选地提供一个或者多个扇以跨鳍堆叠吹气。也例如在一些实施例中，热管、热微通道材料和/或水抽运系统可以用来从每个个别PCB32向仅与单个PCB32关联的多个鳍堆叠之一移送热。可以可选地提供一个或者多个风扇，每个风扇跨一个或者多个鳍堆叠吹气。
在一些实施例中，可以可选地在娱乐照明灯具、如比如舞台照明灯具中实施基于LED的照明单元10。然而已经从本公开内容受益的本领域普通技术人员将认识和理解在备选实施例中可以在其它基于LED的照明灯具、比如聚焦照明灯具和/或建筑照明灯具中实施根据其教导的基于LED的照明单元。
参照图4-6，图示基于LED的照明单元100的第二实施例。照明单元110包括光学部件120和多个LED PCB132。照明单元110包括围绕基于LED的照明单元100的照明单元轴A1布置的多个反射金字塔形结构140。金字塔形结构140中的每个金字塔形结构具有基本上相同配置。然而在其它实施例中，金字塔形结构中的一个或者多个金字塔形结构的尺寸和/或形状可以变化。另外，在一些实施例中，可以提供更多或者更少金字塔形结构。金字塔形结构140围绕照明单元轴A1径向布置，其中每个金字塔形结构的顶点124最为接近照明单元轴A1。LED PCB132以照明单元轴A1为中心并且基本上平行于照明单元轴A1。
金字塔形结构140各自包括平面三角形底部反射表面142、平面三角形第一侧反射表面144和平面三角形第二侧反射表面146。反射表面142、144、146在伸长矩形基部148上面。每个矩形基部148包围LED PCB132之一的单个LED阵列134并且从LED阵列134接收光输出。虽然描绘LED PCB132为朝着矩形基部148的最外部分，但是在备选实施例中，可以在其中更加完全地接收LED PCB132。此外，在一些备选实施例中，可以省略矩形基部148。底部反射表面142都朝着中心顶点会聚，该中心顶点与照明单元轴A1基本上对准并且与个别金字塔形结构140中的每个金字塔形结构的顶点124基本上对应。金字塔形结构140中的每个金字塔形结构的侧表面144和146的上边实际上朝着中心顶点向下会聚。然而中心顶点构成相对于底表面142顶点。
在一些实施例中，金字塔形结构140的至少朝向内部的表面可以是反射的。例如在一些实施例中，全部金字塔形结构140可以由反射材料形成。此外，例如在一些实施例中，金字塔形结构140的所有表面可以附加地或者备选地在其上包括真空沉积的银金属化涂层。
光学部件光输出开口由在每个金子塔形结构140的开放侧中的多个个别开口125共同形成。反射器、透镜或者其它光学部件可以可选地提供在由于多个个别开口125和/或个别开口125中的一个或者多个开口形成的光输出开口上面并且与其光学连通。例如在一些实施例中，喇叭型反射器可以提供在光输出开口上面被并且基本上以纵向照明轴A1为中心。喇叭型反射器可以包括与由多个个别开口125形成的光输出开口光学连通的单个开口。
参照图5和6，图示光学部件的分别沿着图4的截线5-5和6-6截取的界面图。也描绘示例光线从LED PCB132的LED阵列134之一的多个LED134A-D延伸。理解许多其它光线将从LED阵列134的LED中的每个LED发散。
在图5中，光线134C1被从LED134C引导到矩形基部148的顶部内表面、然后向底表面142反射，该底表面又将光线134C1反射经过光输出开口125。光线134B1被从LED1348引导到底表面142、然后反射通过光输出开口125。光线134A1被从LED134A引导到矩形基部148的底部内表面、然后反射通过光输出开口125。
在图6中，光线134D1被从LED134D引导到矩形基部148D的侧内表面148D、然后朝着顶点124引导通过光输出开口125。光线134E1被从LED134E直接引导通过光输出开口125。根据光线134D1和134E1的确切出射角度，它们中的一个或者两个光线可以可选地射出图5和6中所示金字塔形结构140的光输出开口125、然后进入一个或者多个其它金字塔形结构140的光输出开口125，其中它们可能在射出其一个或者多个光输出开口125之前被更远反射附加一次或者多次。将从LED中的每个LED发射更多光线，这些光线的大多数将被一个或者多个金字塔形结构140反射一次或者多次。光学部件120所实现的共同光输出混合提供了在最终LED光输出最终射出光学部件120之前对这样的输出的令人满意的混合。
尽管这里已经描述和图示多个发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易设想用于执行这里描述的功能和/或获得这里描述的结果和/或这里描述的优点中的一个或者多个优点的多种其它手段和/或结构并且每个这样的变化和/或修改视为在这里描述的发明实施例的范围内。更一般而言，本领域技术人员将容易理解这里描述的所有参数、尺度、材料和配置是为了举例并且实际参数、尺度、材料和/或配置将依赖于本发明教导被运用于的一个或者多个具体应用。本领域技术人员将认识或者能够仅使用例行实验来确立这里描述的具体发明实施例的许多等效实施例。因此将理解仅通过示例呈现前述实施例并且在所附权利要求及其等效含义的范围内可以用除了具体描述并且要求保护的方式之外的方式实现发明实施例。本公开内容的发明实施例涉及这里描述的每个个别特征、系统、产品、材料、工具包和/或方法。此外，如果两个或者更多这样的特征、系统、产品、材料、工具包和/或方法未互不一致，则在本公开内容的发明范围内包括这样的特征、系统、产品、材料、工具包和/或方法的任何组合。
如这里定义和使用的所有定义应当理解为支配词典定义、在通过引用而结合的文献中的定义和/或定义的术语的普通含义。
如这里在说明书中和在权利要求中使用的不定冠词“一个/一种”除非清楚地相反指明，则应当理解为意味着“至少一个/一种”。
应当理解如这里在说明书中和在权利要求中使用的短语“和/或”意味着这样连结的要素中的“任一个或者两个要素”、即在一些情况下联合存在而在其它情况下分开存在的要素。应当以相同方式解释用“和/或”列举的多个要素、即这样连结的要素中的“一个或者多个要素”。除了“和/或”子句具体标识的要素之外的其它要素无论是否与具体标识的那些要素有关还是无关都可以可选地存在。因此，作为非限制示例，对“A和/或B”的引用在与开放式言语、比如“包括”结合使用时可以在一个实施例中仅指代A(可选地包括除了B之外的要素)；在另一实施例中仅指代B(可选地包括除了A之外的要素)；在又另一实施例中指代A和B二者(可选地包括其它要素)；等等。
如这里在说明书中和在权利要求中使用的短语“至少一个”在引用一个或者多个要素的列表时应当理解为意味着从要素列表中的要素中的任何一个或者多个要素中选择的至少一个要素、但是未必包括在要素列表内具体列举的每一个要素中的至少一个要素并且未排除要素列表中的要素的任何组合。这一定义也允许可以可选地存在除了在短语“至少一个”引用的要素列表内具体标识的要素之外的、无论是与具体标识的那些要素有关还是无关的要素。
也应当理解，除非清楚地相反指示，在这里要求保护的包括多于一个步骤或者动作的任何方法中，方法的步骤或者动作的顺序未必限于记载方法的步骤或者动作的顺序。另外，在权利要求中在括号之间出现的标号，如果有则是仅为了方便而提供并且未旨在于以任何方式限制权利要求。
在权利要求中以及在以上说明书中，诸如“包括”、“携带”、“具有”、“包含”、“涉及到”、“保持”、“由......组成”等所有过渡短语将理解为开放式、即意味着包括但不限于。仅过渡短语“由......构成”或者“实质上由......构成”应当分别是闭合或者半闭合过渡短语。
Claims (9)
1.一种基于LED的照明单元，包括：
纵向延伸照明单元轴(A，A1)；
围绕所述照明单元轴(A，A1)的光输出开口(25，125)；
位于所述光输出开口(25，125)以下并且围绕所述照明单元轴(A，A1)的多个LED PCB，所述LED PCB中的每个LED PCB基本上平行于所述照明单元轴(A，A1)并且在所述LED PCB上具有朝向内部的LED(34，134)，所述朝向内部的LED发射具有光输出中心轴的光输出；以及
在所述LED PCB以内提供并且围绕所述照明单元轴(A，A1)径向布置多个反射金字塔形结构(140)，所述金字塔形结构(140)中的每个金字塔形结构具有最邻近所述照明单元轴(A，A1)的顶点和最远离所述照明单元轴(A，A1)的基部，所述基部从所述LED PCB中的单个LED PCB接收所述光输出的大部分。
2.根据权利要求1所述的基于LED的照明单元，其中提供奇数数目的所述金字塔形结构(140)。
3.根据权利要求1所述的基于LED的照明单元，其中所述金字塔形结构(140)的每个为非对称。
4.根据权利要求1所述的基于LED的照明单元，其中所述金字塔形结构(140)的每个包括伸长矩形基部(148)。
5.根据权利要求1所述的基于LED的照明单元，还包括位于所述光输出开口(25，125)以上并且围绕所述照明单元轴(A，A1)的喇叭型反射器(60)。
6.根据权利要求3所述的基于LED的照明单元，其中所述金字塔形结构(140)的每个包括底部表面和侧表面，所述侧表面具有朝着所述底部表面的顶点向下会聚的上边。
7.根据权利要求1所述的基于LED的照明单元，其中所述金字塔形结构(140)包括全部朝着所述照明单元轴会聚的底部反射表面。
8.根据权利要求1所述的基于LED的照明单元，其中所述金字塔形结构(140)的内表面涂覆有真空沉积的银金属化涂层。
9.根据权利要求4所述的基于LED的照明单元，其中所述多个LED PCB位于朝着其最外部分的矩形基部内。
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