CN111108616B - 具有透镜组件的照明系统 - Google Patents

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Abstract

根据至少一个方面提供了一种照明装置。所述照明装置包括：电路板；安装至所述电路板的LED，所述LED被配置用于发射具有角度CCT偏差的光；透镜组件，在所述LED上方安装至所述电路板，并且被配置用于接收从所述LED发射的所述光并减小从所述LED接收的所述光的所述角度CCT偏差，以使得从所述LED接收的所述光的色温更均匀；以及弹性体，包封所述电路板的至少一部分，与所述透镜组件分开并且不同。

Description

具有透镜组件的照明系统
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2016年3月8日提交的名称为“LED STRIPMODULE THAT INTEGRATES OPTICS ELEMENTS(集成有光学元件的LED条状模块)”的美国临时申请序列号62/305,386、于2016年10月7日提交的名称为“LEDS AND RELATED COLORDISTRIBUTION(LED以及相关颜色分布)”的美国临时申请序列号62/405,446、于2016年10月7日提交的名称为“IMPROVED COLOR UNIFORMITY FOR LEDS(改进的LED颜色均匀性)”的美国临时申请序列号62/405,456、于2016年10月7日提交的名称为“LEDS INCLUDINGTEXTURED LENS(包含带纹理透镜的LED)”的美国临时申请序列号62/405,463、于2016年10月7日提交的名称为“LEDS INCLUDING A SMALL DIAMETER LENS(包含较小直径透镜的LED)”的美国临时申请序列号62/405,468、以及于2016年10月7日提交的名称为“LEDSINCLUDING A LENS AND REFLECTOR(包含透镜和反射器的LED)”的美国临时申请序列号62/405,472的权益，这些美国临时申请中的每一个都通过引用以其全文结合在此。
背景技术
发光二极管(LED)通常由被掺杂以产生p-n结的半导体材料形成。LED通常以窄光谱(例如，大小小于100纳米的光谱)发射光，这取决于形成p-n结的半导体材料的带隙能量。例如，使用一种半导体材料形成的LED能够发射与使用另一种半导体材料形成的LED不同颜色(并且由此不同光谱)的光。
与通常从LED发射的光不同，白光具有较广的光谱(例如，大小大于200纳米的光谱)。白光可以通过将具有不同颜色(并且由此不同光谱)的光混合在一起来形成。例如，白光可以通过对红光、绿光和蓝光或者蓝光和黄光进行混合来形成。产生白光的廉价LED(白光LED)通常使用涂覆有黄色磷光体的被配置用于发射蓝光的LED(蓝光LED)。所述黄色磷光体涂层将来自所述LED的蓝光的一部分转换成黄光。蓝光和黄光的混合形成了白光。
发明内容
根据至少一个方面提供了一种照明装置。所述照明装置包括：电路板；发光二极管(LED)，安装至所述电路板并且被配置用于发射光；布置在所述LED上方的透镜，所述透镜具有面向所述电路板的底表面、与所述底表面相反的顶表面、以及在所述顶表面与所述底表面之间的侧表面；以及弹性体，包封所述电路板的至少一部分。所述弹性体可以不与所述透镜的侧表面的至少一部分接触，以便在所述弹性体与所述透镜的所述侧表面之间形成间隙。
在一些实施例中，所述电路板是诸如FR4印刷电路板等印刷电路板。在一些实施例中，所述电路板可以包括多个层。在一些实施例中，所述电路板可以是柔性电路板。
在一些实施例中，所述照明装置进一步包括反射器，所述反射器具有面向所述透镜的所述侧表面的反射表面并且被布置在所述弹性体与所述透镜的所述侧表面之间(例如，在所述间隙中)。在一些实施例中，所述反射表面的至少一部分被配置用于提供镜面反射。在一些实施例中，所述反射表面的至少一部分被配置用于提供漫反射。在一些实施例中，所述反射器的与所述反射表面相反的表面接触所述弹性体。在一些实施例中，所述反射器的与所述反射表面相反的表面不接触所述弹性体。在一些实施例中，所述反射表面被配置用于将来自所述透镜的所述侧表面的至少一些光反射回到所述透镜中。
在一些实施例中，所述透镜的所述底表面的至少一部分与所述电路板接触。在一些实施例中，所述弹性体不与所述透镜的所述顶表面的至少一部分接触。在一些实施例中，所述间隙是气隙。
在一些实施例中，所述间隙至少部分地填充有与所述弹性体分开且不同的材料。在一些实施例中，所述材料具有比所述透镜更低的折射率。
在一些实施例中，所述透镜包括凹部，所述凹部被配置用于接纳所述LED并且在所述LED的发射光的表面与所述透镜之间提供气隙。在一些实施例中，所述照明装置进一步包括光散射元件，所述光散射元件被布置在所述LED的发射光的所述表面与所述透镜之间的所述凹部中。在一些实施例中，所述散射元件包括分散在材料中的多个散射颗粒。在一些实施例中，所述散射颗粒包括二氧化钛(TiO2)，并且所述材料包括硅树脂。
在一些实施例中，所述LED是发射具有角度相关色温(CCT)偏差的光的磷光体转换LED。在一些实施例中，所述透镜被配置用于接收从所述磷光体转换LED发射的所述光并且减小从所述磷光体转换LED接收的所述光的所述角度CCT偏差。在一些实施例中，所述LED是被配置用于发射具有角度CCT偏差的白光的白色磷光体转换LED。
在一些实施例中，所述照明装置进一步包括安装至所述电路板的基板。在一些实施例中，所述透镜联接至所述基板。在一些实施例中，所述弹性体包括硅树脂。在一些实施例中，所述透镜包括硅树脂、玻璃和/或塑料。
在一些实施例中，所述照明装置被配置用于安装至导轨或人行道以照亮所述人行道。在一些实施例中，所述照明装置被配置用于安装至天花板或壁架，以照亮从由以下各项组成的组中选择的至少一个构件：天花板、墙壁和广告牌。
根据至少一个方面提供了一种照明装置。所述照明装置包括：电路板；LED，安装至所述电路板并且被配置用于发射光；透镜，布置在所述LED上方并且具有面向所述电路板的底表面、与所述底表面相反的顶表面、以及在所述顶表面与所述底表面之间的侧表面；反射器，具有反射表面，所述反射表面面向所述透镜的所述侧表面而不与所述透镜的所述侧表面的至少一部分接触以便形成间隙；以及弹性体，包封所述电路板的至少一部分。
在一些实施例中，所述反射器包括与所述反射表面相反的表面。在一些实施例中，所述弹性体与所述反射器的同所述反射表面相反的所述表面的至少一部分接触。在一些实施例中，所述弹性体不与所述反射器的同所述反射表面相反的所述表面的至少一部分接触。
在一些实施例中，所述间隙是气隙。在一些实施例中，所述间隙至少部分地填充有材料。在一些实施例中，所述间隙中的所述材料具有比所述透镜更低的折射率。
根据至少一个方面提供了一种照明装置。所述照明装置包括：电路板；安装至所述电路板的LED，所述LED被配置用于发射具有角度CCT偏差的光；透镜组件，在所述LED上方安装至所述电路板，并且被配置用于接收从所述LED发射的所述光并减小从所述LED接收的所述光的所述角度CCT偏差，以使得从所述LED接收的所述光的色温更均匀；以及弹性体，包封所述电路板的至少一部分，与所述透镜组件分开并且不同。
在一些实施例中，所述透镜组件被配置用于使从所述LED接收的所述光混合。在一些实施例中，所述透镜组件被配置用于对所述混合光进行准直以形成光束。
在一些实施例中，所述透镜组件包括布置在所述LED上方的透镜，所述透镜具有面向所述电路板的底表面、与所述底表面相反的顶表面、以及在所述顶表面与所述底表面之间的侧表面。在一些实施例中，所述弹性体不与所述透镜的所述侧表面的至少一部分接触。在一些实施例中，所述透镜的所述顶表面是平坦的(或近似平坦)。在一些实施例中，所述透镜的所述顶表面是弯曲的。在一些实施例中，所述透镜的所述侧表面的至少一部分被配置用于提供对至少一些光的全内反射(TIR)。在一些实施例中，所述透镜包括面向所述LED的凹部。在一些实施例中，所述凹部被配置用于在所述LED的发射光的表面与所述透镜之间提供气隙。在一些实施例中，所述凹部的至少一部分被纹理化以将从所述LED接收的光混合。在一些实施例中，所述透镜组件包括布置在所述LED与所述透镜之间的光散射元件。在一些实施例中，所述透镜组件包括反射器，所述反射器具有面向所述透镜的反射表面。在一些实施例中，所述反射器的所述反射表面提供镜面反射、漫反射或其组合。在一些实施例中，所述反射表面面向所述透镜的所述侧表面，并且被配置用于将来自所述透镜的所述侧表面的光反射回到所述透镜中。在一些实施例中，所述透镜组件包括安装至所述电路板的基板，并且其中，所述反射器和所述透镜被配置用于联接至所述基板。
在一些实施例中，所述LED包括磷光体转换LED。在一些实施例中，所述磷光体转换LED是白色磷光体转换LED。在一些实施例中，所述电路板是柔性印刷电路板。在一些实施例中，所述照明装置包括安装至所述电路板并且电联接至所述LED的连接器。在一些实施例中，所述连接器被配置用于将所述LED电联接至另一个装置，诸如另一个照明装置或电源适配器。在一些实施例中，所述弹性体包括硅树脂。
在一些实施例中，所述照明装置被配置用于安装至导轨或人行道以照亮所述人行道。在一些实施例中，所述照明装置被配置用于安装至天花板或壁架，以照亮从由以下各项组成的组中选择的至少一个构件：天花板、墙壁和广告牌。
在一些实施例中，所述照明装置可以被实施为条状照明装置，所述条状照明装置具有长度(例如，大约六英寸)、小于所述长度的宽度(例如，大约一英寸)、以及小于所述宽度的高度(例如，大约半英寸)。在一些实施例中，所述条状照明装置包括沿着所述条状照明装置的长度间隔开的多个LED(例如，所述LED可以间隔开大约一英寸)。
附图说明
将参照以下附图来描述各个方面和实施例。应当认识到，这些附图不一定按比例绘制。在附图中，各个附图中展示的每个完全相同或几乎完全相同的部件由相同参考号来表示。为了清晰起见，并不是在每个附图中都可能标记每个部件。
图1A示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的示例照明系统的俯视图；
图1B示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的图1A的示例照明系统的底视图；
图2A示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的图1A的示例照明系统的前视图；
图2B示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的图1A的示例照明系统的后视图；
图3示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的图1A的示例照明系统的截面视图；
图4示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的示例透镜组件的分解视图；
图5A示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的示例透镜的截面视图；
图5B示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的被配置用于与图5A中示出的透镜一起使用的示例反射器的透视图；
图6A示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的示例非对称透镜与反射器组件的侧视图；
图6B示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的由图6A中的示例非对称透镜与反射器组件提供的示例光分布；
图7A示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的散点图，展示了由三个不同白色磷光体转换LED呈现的角度相关色温(CCT)偏差；
图7B和图7C示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的散点图，展示了由具有被配置用于减小角度CCT偏差的透镜组件的白色磷光体转换LED呈现的角度CCT偏差；
图8A示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的铁路照明应用中的示例照明系统；
图8B示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的天花板照明应用中的示例照明系统；
图8C示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的道路照明应用中的示例照明系统；
图8D示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的道路照明应用中的示例照明系统；
图8E示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的墙壁照明应用中的示例照明系统；
图8F示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的广告牌照明应用中的示例照明系统；并且
图8G示出了根据本文所描述的技术的一些实施例的天花板照明应用中的示例照明系统。
具体实施方式
如以上所讨论的，一些LED具有将来自所述LED的光的一部分转换成另一种颜色的光的磷光体涂层(磷光体转换LED)。磷光体转换LED可以能够产生具有广谱的光，诸如白光。例如，可以通过利用黄色磷光体层涂覆蓝色LED来形成白色磷光体转换LED。由此，来自蓝色LED的蓝光的一部分被转换成黄光，从而产生白光。
本发明人已经认识到，诸如白色磷光体转换LED等磷光体转换LED通常呈现出角度相关色温(CCT)偏差。角度CCT偏差可能是光的色温的偏移，所述偏移为光的发射角度的函数。例如，由白色磷光体转换LED在表面上产生的光图案可以在光图案的中心附近呈现出白色并且在所述光图案的边缘附近呈现出灰白色。图7A中的散点图700A展示了由白色磷光体转换LED产生的角度CCT偏差。散点图700A包括针对2700开氏温度(K)的色温在CIE 1931颜色空间和麦克亚当(MacAdam)椭圆702中绘制的三个不同白色磷光体转换LED中的每一个的一组点。每一组点表示来自特定白色磷光体转换LED的不同发射角度的光的颜色坐标。麦克亚当椭圆702可以表示对人类观察者看起来是2700K的一组颜色坐标。如图7A中示出的，这三个不同白色磷光体转换LED中没有一个跨整个发射角度范围产生在麦克亚当椭圆702内的光。由此，角度CCT偏差可能对人类观察者可见。
本发明人已经设计出了用于校正来自磷光体转换LED的光的角度CCT偏差的新技术，以便跨一定发射角度范围产生具有更均匀色温的光。在一些实施例中，可以使用布置在磷光体转换LED上的透镜组件来减小来自所述LED的光的角度CCT偏差。所述透镜组件可以被配置用于使来自所述LED的光混合以使所述光的色温更均匀，并且对混合光进行准直以产生光束。图7B和图7C示出了散点图，展示了由具有布置在磷光体转换LED上方的这种透镜组件的照明装置产生的角度CCT偏差。具体地，图7B和图7C分别示出了从透镜组件跨一定发射角度范围发射的光在CIE 1931颜色空间中的x坐标和y坐标。如所示出的，跨所绘制的发射角度范围，光的x颜色坐标保持在0.435与0.445之间。类似地，跨所绘制的发射角度范围，光的y颜色坐标保持在0.41与0.42之间。
此外，本发明人已经设计了用于将透镜集成到至少部分地使用弹性体来包封的LED照明装置中的新技术。本发明人已经认识到，包封LED照明装置的弹性体可以具有与透镜相类似(或相同)的折射率，从而减小所述透镜的功效。例如，光可以简单地从透镜的表面穿入弹性体中而不会被反射或以其他方式被重新定向，因为透镜和弹性体两者具有相似(或相同)的折射率。因此，本发明人已经设计了一种LED照明装置，所述LED照明装置在包封LED照明装置的弹性体之间包括间隙(例如，气隙)，使得与透镜接触的介质的折射率不同于(例如，低于)透镜的折射率。由此，透镜的表面可以被构造用于对光进行反射或以其他方式进行重新定向。
因此，本公开的一些方面涉及一种使用透镜组件跨一定发射角度范围来提供具有均匀(或近似均匀)色温的光的照明系统。透镜组件可以是包括至少一个透镜的一组一个或多个部件。可以包括在透镜组件中的与所述至少一个透镜分开的示例部件包括反射器、散射元件、反射镜、以及用于将透镜(或透镜组件的任何其他部件)固持在位的结构元件。
所述照明系统可以包括各种电气部件可以被安装到其上的电路板。电路板可以例如是FR4印刷电路板(PCB)。电路板可以是柔性的以允许所述照明系统弯曲而不会折断，并且由此易于所述照明系统的安装。LED可以安装至电路板并且被配置用于发射光。从诸如磷光体转换LED等LED发射的光可以具有角度CCT偏差。
所述照明系统可以包括布置在LED上方的透镜组件，所述透镜组件用于接收来自LED的光并且减小所接收光的角度CCT偏差。例如，透镜组件可以使从LED接收的光混合以使色温更均匀，并且对混合光进行准直以形成光束。透镜组件可以包括布置在LED上方的透镜和反射器。透镜可以通过底表面接收来自LED的光并且通过顶表面提供光。透镜可以例如是由诸如硅树脂、玻璃和/或塑料(丙烯酸或聚碳酸酯)等各种材料中的任何一种材料构造的单体式透镜。透镜可以省略散射颗粒和/或磷光体。反射器可以包括面向透镜并且将离开透镜的侧表面的光反射回到透镜中的反射表面。由此，可以通过透镜的顶表面来发射透镜中的光。反射表面可以被配置用于提供漫反射和/或镜面发射。反射器可以例如是由塑料(丙烯酸或聚碳酸酯)构造的、以诸如涂料或金属等材料涂覆以实现期望反射(例如，漫反射和/或镜面反射)的单体式反射器。
所述照明系统可以包括至少部分地包封电路板的弹性体。例如，弹性体可以与电路板以及透镜组件的一个或多个部件(比如反射器)接触。弹性体可以不与透镜组件的所有部件接触。例如，弹性体可以不与透镜接触以便在透镜与弹性体之间提供间隙(例如，气隙)。弹性体可以保护电路板和/或安装至电路板的电子部件免受环境影响。示例弹性体包括硅树脂和橡胶。包封电路板的至少一部分的弹性体可以与照明系统的其他部件(比如透镜和/或整个透镜组件)分开且不同。
应当理解的是，本文所描述的实施例可以以各种方式中的任一种方式来实施。以下仅出于说明性目的提供了具体实施方式的示例。应当理解的是，所提供的这些实施例和特征/能力可以单独地、全部一起或以两个或更多个的任何组合的方式使用，因为本文所描述的技术的各方面并不限于此方面。
示例照明系统
图1A和图1B分别示出了示例照明系统100的俯视图和底视图。如所示出的，照明系统100被构造为包括多个电联接的照明装置102的条状照明系统。由此，照明系统100的长度可以通过添加(或移除)照明装置102来定制。照明装置102中的每一个可以包括电联接至连接器104的LED。进而，连接器104可以电联接至外部装置，诸如另一个照明装置102或电源适配器。LED可以经由连接器104接收来自所述外部装置的电力并且可以发射光。连接器104可以被实施为如以下在图2A和图2B中示出的公连接器或母连接器。
照明装置102可以包括布置在LED上方的多个透镜组件106。透镜组件106可以改变从LED发射的光的至少一种特性。例如，LED可以是发射具有角度CCT偏差的光的磷光体转换LED。在本示例中，透镜组件106可以接收来自LED的光并且使所述光的色温更均匀。另外地(或可替代地)，透镜组件106可以调整LED的光分布图案。例如，透镜组件106可以产生圆形光束或长方形光束。
图2A和图2B分别示出了照明装置102的前视图和后视图。如所示出的，照明装置102包括具有通道211的、电路板208可以插入到其中的托盘210。电路板208可以例如是柔性PCB以允许照明装置102弯曲而不会折断。一旦电路板208已经插入到托盘210中，就可以将灌封材料212添加至照明装置102以填充托盘210。由此，灌封材料212可以与电路板208、托盘210和/或连接器104(被实施为母连接器201或公连接器202)接触。灌封材料212和/或托盘210可以由弹性体构造。由此，电路板208可以至少部分地用弹性体来包封。例如，灌封材料212和托盘210两者都可以由硅树脂构造。应当理解的是，灌封材料212可以具有与通道210不同的材料成分。
电路板208可以使用可以被实施为母连接器201或公连接器202的连接器104电联接至其他部件。母连接器201包括具有多个接触件206的空腔204。空腔204可以被配置用于接纳相应公连接器(例如，公连接器202)的插头。公连接器202可以包括具有接触件206的插头203，所述接触件被布置在插头203的底表面上。插头203可以被构造成插入到母连接器(例如，母连接器201)中。
图3示出了照明装置102中的透镜组件106的截面。如所示出的，透镜组件106包括布置在安装至电路板208的LED 302上方的透镜310和反射器306。透镜310包括被配置用于接纳LED 302并且在LED 302与透镜310之间提供间隙304(例如，气隙)的凹部。透镜310可以接收来自LED 302的光并且将所述光引导朝向反射器306。进而，反射器306可以被配置用于将离开透镜310的侧表面的光反射回到透镜310的所述侧表面中。反射器306可以被构造用于在透镜310的侧表面与反射器306的反射表面之间提供间隙308。间隙308可以保留未填充以形成气隙。可替代地，间隙308可以填充有材料以阻止碎屑进入间隙308。在一些实施例中，用于填充间隙308的材料可以具有比透镜310的折射率更低的折射率，以便与气隙类似地操作。在其他实施例中，用于填充间隙308的材料可以具有与透镜310相同(或类似)的折射率。在又其他实施例中，用于填充间隙308的材料可以具有比透镜310更大的折射率。适合于填充间隙308的材料包括诸如硅树脂等弹性体。
应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对图3中的透镜组件106的截面做出各种更改。例如，可以移除反射器306，并且透镜的侧表面可以被配置用于在没有反射器306的情况下将光反射回到所述透镜中。可替代地，灌封材料212可以不与反射器306的背离透镜310的相反表面的至少一部分接触。由此，在灌封材料212与反射器306之间可以存在间隙。
示例透镜组件
如以上所讨论的，透镜组件(例如，透镜组件106)可以被布置在LED之上以调整从LED发射的光的一种或多种特性。在图4中通过透镜组件400的分解视图示出了这种透镜组件的示例。如所示出的，透镜组件400布置在LED 402上方并且包括散射元件404、基板406、反射器408以及透镜410。透镜组件400可以被构造用于接收来自LED的光、使所接收的光混合以使得色温更均匀并且对所述光进行准直以形成光束。例如，散射元件404、透镜410和/或反射器408可以对光进行散射以引起混合，并且由此使色温更均匀。在一些实施例中，离开透镜410的侧表面(例如，由于混合)的光可以被反射回到透镜410中朝向透镜410的顶表面。由此，可以对混合光进行准直从而形成光束。
LED 402可以是被配置用于发射光的半导体装置(例如，LED 302)。诸如磷光体转换LED等LED 402可以被配置用于发射具有角度CCT偏差的光。LED 402可以安装至电路板(例如，电路板208)。
基板406可以被构造用于在LED 402上方将透镜组件400固持在位。例如，基板406可以安装至LED 402所安装至的同一电路板。基板406可以包括用于促进将基板406安装在电路板上的一个或多个接片412。例如，可以使用电路板中的通孔将接片412附连至所述电路板。
基板406可以用作透镜组件的一个或多个其他部件(例如，散射元件404、反射器408和/或透镜410)的锚定点。基板406可以包括用于联接至透镜组件400的一个或多个其他部件的脊414。例如，脊414可以具有反射器408可以接合以形成卡扣配合的外部唇缘。另外地(或可替代地)，脊414可以具有透镜410可以接合以形成卡扣配合的内部唇缘。
散射元件404可以被布置在LED 402与透镜410之间并且被配置用于对来自LED402的光进行散射。散射元件404可以通过将多个散射颗粒分散在材料中来构造。例如，散射元件404可以通过将多个二氧化钛(TiO2)颗粒分散在硅树脂中来构造。散射元件404可以以各种形状和大小中的任何一种来实施。例如，散射元件404可以被实施为块或片。散射元件404可以包括一个或多个带纹理表面以改进通过散射元件404的光传输。例如，散射元件404的面向LED 402的表面可以被纹理化。
透镜410可以是接收来自LED 402和/或来自散射元件404的光的折射元件。透镜410可以例如是由硅树脂、玻璃和/或塑料构造的单体式透镜。
反射器408可以是被配置用于将来自透镜410的侧表面的光反射(例如，使用色散反射和/或镜面反射)回到透镜410中的反射元件。反射器410可以例如是由诸如丙烯酸或聚碳酸酯等塑料构造的、以诸如涂料或金属(例如，铝、铜和镍)等材料涂覆的单体式反射器。
透镜410和反射器408可以以各种方式中的任何一种方式来构造。在图5A和图5B中分别通过透镜500和反射器520示出了透镜410和反射器408的示例实施方式。如图5A中示出的，透镜500包括凹部502、凹表面504、底表面506、侧表面508、顶表面510以及内表面512。
凹部502可以被构造用于接纳LED(例如，LED 402)和/或散射元件(例如，散射元件404)。凹部502可以足够深以在LED与凹表面504之间提供气隙。凹表面504可以被纹理化以对光进行散射，并且由此促进来自LED的所接收光的混合。
底表面506可以与电路板(例如，电路板208)接触。例如，底表面506可以是抵靠在电路板上的平坦表面。
内表面512可以与空气接触。由此，内表面512可以不与灌封材料(例如，灌封材料212)接触。内表面512可以被配置用于将通过凹表面504接收的光反射朝向透镜500的侧表面508。例如，内表面512可以被构造成使得通过凹表面504接收的光以比全内反射(TIR)的临界角度大的角度撞击内表面512。
侧表面508可以与空气或另一介质(例如，具有比透镜500更低的折射率的材料)接触。侧表面508可以被配置用于允许光穿入和穿出透镜500。例如，光可以离开侧表面508并且被反射器520的内表面522反射回到透镜500中。可替代地(或另外地)，透镜的侧表面508可以被配置用于朝向透镜500的顶表面510反射光。例如，侧表面508可以被构造成使得光以比TIR的临界角度大的角度撞击侧表面508。
如图5B中示出的，可以由包括内表面522、外表面524、底边缘526以及顶边缘528的反射器520接纳透镜500。当透镜500被放置在反射器520中时，顶边缘528和底边缘526可以分别接近透镜500的顶表面510和底表面506。内表面522可以是将来自透镜500的侧表面508的光反射回到透镜500中的反射表面。内表面522可以被配置用于提供镜面反射和/或漫发射。例如，内表面522的一部分可以被配置用于提供漫反射以增强对光的混合，从而使色温更均匀。外表面524可以是与内表面522相反的反射表面或非反射表面。外表面524可以(或可以不)与照明系统中的灌封材料(例如，灌封材料212)接触。
应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对透镜500和反射器520做出各种更改。透镜500的顶表面510和/或反射器520的顶边缘的形状可以被调整以便改变来自透镜500的光的分布。例如，透镜500的顶表面510和/或反射器520的顶边缘在形状上可以是非对称的(椭圆形)，以形成不同的光分布。在图6中通过反射器620中的透镜600示出了示例非对称透镜和反射器。如所示出的，透镜600具有弯曲以产生非对称光分布的顶表面610、与所述顶表面相反的可能面向电路板的底表面606、用于接纳LED的凹部602、面向反射器620的侧表面608。在图6B中示出了由透镜600和反射器620在Z-Y平面中产生的非对称光分布。如所示出的，透镜600和反射器620以从0度(°)到80°的角度范围来提供光。以下的表1示出了由透镜600和反射器620在Z-Y平面的不同区域中提供的相对亮度。
Z-Y平面上的角度 相对亮度[％]
0°-10° 5.0
10°-45° 28.4
45°-80° 40.1
>80° 10.0
<0° 16.6
表1：Z-Y平面中各区域的相对亮度
示例照明应用
上述照明装置可以用于各种照明应用的任一应用中。图8A至图8G示出了可以采用本文所描述的照明装置和/或照明系统(诸如，照明系统100)的各种照明应用。各种照明应用包括铁路照明应用、天花板照明应用、道路照明应用、墙壁照明应用、以及广告牌照明应用。在以下描述的这些照明应用中的每一种照明应用中，可以使用粘合剂将照明装置安装至诸如墙壁、天花板、壁架、导轨或灯柱等结构。例如，可以将粘合剂衬背施加于照明装置的底部(例如，图1B中示出的照明装置102的表面)，并且所述照明装置的底部可以压靠在所述结构上以安装所述照明装置。由此，所述粘合剂可以在所述结构上将照明装置固持在位。
图8A示出了铁路照明应用中的示例照明装置802A。如所示出的，照明装置802A布置在铁路806上以照亮铁路806。照明装置802A安装至接近铁路806的灯柱808。照明装置802A可以被配置用于提供圆形或长方形的光束804A以照亮铁路806。例如，照明装置802A可以采用透镜500和/或反射器520来产生圆形或长方形的光束804A。
图8B示出了天花板照明应用中的示例照明装置802B。如所示出的，照明装置802B可以安装在附接至墙壁812的壁架814上。照明装置802B可以被配置用于提供照亮天花板810的非对称光束804B。例如，照明装置802B可以采用透镜600和/或反射器620来产生非对称光束804B。
图8C示出了道路照明应用中的示例照明装置802C。如所示出的，照明装置802C可以安装至导轨818。照明装置802C可以被配置用于提供照亮人行道816的非对称光束804C。例如，照明装置802C可以采用透镜600和/或反射器620来产生非对称光束804C。
图8D示出了道路照明应用中的示例照明装置802D。如所示出的，照明装置802D可以安装在人行道816和/或接近人行道816的地面上。照明装置802D可以被配置用于提供照亮人行道816的非对称光束804D。例如，照明装置802D可以采用透镜600和/或反射器620来产生非对称光束804D。
图8E示出了墙壁照明应用中的示例照明装置802E。如所示出的，照明装置802E可以安装在天花板810上。照明装置802E可以被配置用于提供照亮墙壁812的非对称光束804E。例如，照明装置802E可以采用透镜600和/或反射器620来产生非对称光束804E。
图8F示出了广告牌照明应用中的示例照明装置802F。如所示出的，照明装置802F可以安装在天花板810上。照明装置802F可以被配置用于提供照亮墙壁812上的广告牌818的非对称光束804F。例如，照明装置802F可以采用透镜600和/或反射器620来产生非对称光束804F。
图8G示出了天花板照明应用中的用于产生刀口照明效果的示例照明装置802G。如所示出的，照明装置802G可以安装在壁架814上。照明装置802G可以被配置用于提供照亮天花板810的非对称光束804G。例如，照明装置802G可以采用透镜600和/或反射器620来产生非对称光束804G。
本公开的各个方面可以单独地、组合地、或以先前所述实施例中未具体讨论的各种安排来使用，并且因此其应用不限于先前描述中阐述或附图中所展示的部件的细节和安排。例如，一个实施例中描述的各方面可以以任何方式与其他实施例中描述的各方面组合。
在权利要求书中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等顺序术语来修改权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素的任何优先权、优先级、或顺序优于另一个权利要求元素或者方法的动作被执行的时间顺序，而是仅用作用于将具有某个名称的一个权利要求元素与具有相同名称(但使用顺序术语)的另一元素进行区分的标签，从而区分这些权利要求元素。
术语“大约”、“约”和“基本上”可以用于意味着在一些实施例中在目标值的±20％之内，在一些实施例中在目标值的±10％之内，在一些实施例中在目标值的±5％之内，并且在一些实施例中还在目标值的±2％之内。术语“大约”、“约”和“基本上”可以包括目标值。
同样，在此所采用的短语和术语是为了说明的目的，而不应视为限制。“包括(including)”、“包括(comprising)”或“具有(having)”、“包含(containing)”、“涉及(involving)”及其变化在此的使用意味着包括此后所列各项和其等效物以及附加项。
以上已经描述了至少一个实施例的若干方面，应当理解的是，本领域技术人员将容易想到各种更改、修改和改进。此类更改、修改和改进也旨在成为本公开的目标。因此，上述描述和附图仅作为示例。

Claims (10)

1.一种照明系统，包括：
透镜组件，其包括具有光输出表面的透镜，所述光输出表面沿着中心轴线与光输入表面间隔开，所述透镜还具有围绕中心轴线间隔开的侧表面并且具有在透镜的光输入表面和光输出表面之间延伸的截头圆锥形状，所述透镜被配置成使通过所述光输入表面进入所述透镜的一些光朝向所述侧表面偏转；
光源，其位于所述透镜的光输入表面附近，所述光源包括半导体发光装置，并被配置为生成通过所述光输入表面引导到所述透镜中的光；
反射器，其具有截头圆锥形状，所述反射器围绕中心轴线间隔开并且在透镜的光输入表面和光输出表面之间延伸，所述反射器具有面向所述透镜的侧表面的反射表面，所述反射器还具有背向所述透镜的侧表面的相对表面，
其中，所述反射器的反射表面的一部分与所述透镜的侧表面的一部分间隔开，以便形成间隙，以及
其中，所述间隙的一部分由灌封材料填充。
2.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述透镜的折射率与灌封材料的折射率相类似。
3.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述透镜的折射率高于或低于灌封材料的折射率。
4.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述光源包括作为磷光体转换半导体发光装置的半导体发光装置。
5.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述透镜具有形成从所述光输出表面沿中心轴线延伸至所述透镜中的截头圆锥形空腔的内表面，所述内表面用于使通过所述光输入表面进入所述透镜的一些光在所述内表面处朝向所述透镜的侧表面反射。
6.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述光输入表面具有在所述透镜与所述光源之间形成间隙的凹部，其用于将来自所述光源的光通过间隙引导朝向所述透镜的光输入表面。
7.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述光输入表面具有在所述透镜与所述光源之间形成气隙的凹部，其用于将来自光源的光在所述气隙和所述透镜之间的边界处朝向垂直于所述光输入表面的方向折射。
8.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述灌封材料包括弹性体。
9.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述反射器的反射表面被配置成将来自所述透镜的侧表面的一些光反射回到所述透镜中。
10.如权利要求1所述的照明系统，其中，所述照明系统是条状照明系统，其包括：
另一透镜组件，其包括具有另一光输出表面的另一透镜，所述另一光输出表面沿着另一中心轴线与另一光输入表面间隔开，所述另一中心轴线与所述中心轴线间隔开，所述另一透镜还具有围绕所述另一中心轴线间隔开的另一侧表面，并且具有在所述另一透镜的另一光输入表面和另一光输出表面之间延伸的附加截头圆锥形状，所述另一透镜被配置成使通过所述另一光输入表面进入所述另一透镜的一些光朝向另一侧表面偏转；
另一光源，其位于所述另一透镜的另一光输入表面附近，所述另一光源包括半导体发光装置，并被配置为生成通过所述另一光输入表面引导到所述另一透镜中的光；以及
另一反射器，其具有截头圆锥形状，所述另一反射器围绕所述另一中心轴线间隔开，并且在所述另一透镜的另一光输入表面和另一光输出表面之间延伸，所述另一反射器具有面向所述另一透镜的另一侧表面的另一反射表面，所述另一反射器还具有背向所述另一透镜的另一侧表面的另一相对表面，
其中，所述另一反射器的另一反射表面的一部分与所述另一透镜的另一侧表面的一部分间隔开，以便形成另一间隙，以及
其中，所述另一间隙的一部分由另一灌封材料填充。
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