CN115003952A - 包括相同的弯曲led模块的灯具以及适用于所述灯具的led模块 - Google Patents

Abstract

灯具(1)在具有LED模块的内部装置和外部装置中包括相同的弯曲LED模块(13、13'、13")。所述LED模块包括弯曲PCB(14)，弯曲PCB(14)具有主表面和在其上布置的多个LED(15)。LED模块具有宽度W，并且是弯曲的，其中其主表面在平面Q中延伸。LED模块在半径为Rc的圆之上延伸，其中200mm<＝Rc<＝450mm，并且在所述圆上在角度a内延伸，其中36°<＝a<＝72°。LED的数目在3至150之间。每个LED(15)具有相应的类似甜甜圈形状的透镜，以在操作期间使得LED发射旋转对称的似蝙蝠翼光束，似蝙蝠翼光束的最大强度Imax在与所述光轴成角度13处，其中60°<＝13<＝80°，并且FWHM在15°‑30°的范围内。

Description

包括相同的弯曲LED模块的灯具以及适用于所述灯具的LED 模块

技术领域

本发明涉及根据本发明的灯具，该灯具包括多个相同的弯曲LED模块。本发明还涉及适用于根据本发明的灯具的LED模块。

背景技术

亚洲的功能性天花板灯具(也称为中心件)通常是具有大直径(例如高达约850mm的直径)并且具有相对较低的厚度(即，小于约100mm的总厚度)的漫射灯具。存在多种选项可以在位于灯具的光出射窗中的漫射器上产生期望的均匀亮度。一种常用的解决方案是使用LED模块，该LED模块包括安装有相对较少数目的LED并组合有使得LED的强度分布更宽的透镜的PCB。这样的LED模块通常被称为L2模块或L2 LED模块。用于该目的的合适透镜被称为似蝙蝠翼镜头或TV镜头，它们通常用于TV背光。透镜可以作为大的集成透镜板提供，或者每个LED具有单独的、分离的透镜。大的集成透镜板在LED与其相关联的透镜之间具有例如由于热膨胀差而未对准的缺点。此外，这些大透镜板的加工成本相对较高，并且需要相对较重的机器。此外，这些已知的LED模块具有灯具的光出射窗的不均匀照明的缺点。一个简单的备选方法是在大型PCB上安装相对大量的LED。这使得灯具具有光出射窗的均匀照明，但是为了制造大型灯具上的所述均匀亮度，需要具有许多LED的相对较大的PCB区域，通常比光输出所需的要多得多。这具有灯具的制造费力且相对昂贵的缺点。

发明内容

本发明的一个目的是提供其中消除了已知设备的缺点的PCB-LED-光学器件组合(即，LED模块)以及包括多个所述LED模块的灯具。此外，灯具包括具有基部与罩体的外壳，基部具有第一载体表面，多个LED模块被布置在第一载体表面上，罩体与所述第一载体表面相对地布置在灯具的光出射窗中，

其中LED模块是弯曲的LED模块，其包括具有主表面的弯曲PCB，数目为N的多个LED被安装在主表面上，其中LED面向光出射窗并且被所述罩体遮蔽，

其中LED模块被布置为包括具有LED模块的内部装置，该内部装置被具有LED模块的外部装置包围，并且

其中所有LED模块均相同。

在现有技术的设备中，每个灯具中存在弯曲具有LED模块的内部装置和外部装置，对于具有弯曲LED模块的内部装置和外部装置，提供了相应类型的专用弯曲LED模块，其中所述相应类型的弯曲LED模块相互不同，即不相同。本发明描述了可以用于根据本发明的宽范围的灯具的弯曲LED模块和灯具特征，其中多样性被减少，已知的益处是节省维护组合的成本和资源。

通常，根据本发明的弯曲LED模块具有弯曲形状的技术特征，其主表面在平面Q中延伸，并且宽度W横向于其弯曲部，其中LED模块仅覆盖圆0的弧段，外边界范围而不是通常被称为碟状件的整个表面，具有半径Rc，其中120mm<＝Rc<＝450mm，并且其中LED模块在所述圆之上延伸角度α，其中30°<＝α<＝90°，优选36°<＝α<＝72°；

-LED的数目N最少为Nmin，最多为Nmax，其中Nmin＝3，Nmax＝150；

-LED在PCB上以在相邻LED之间的相应间距，并且以至少一个行中均匀布置；并且

LED模块的进一步特征可以是每个LED具有相应透镜，相应透镜被定位在相关联的LED裸片的光轴上，LED裸片被容纳在透镜的透镜基部中的腔中，透镜具有用于将来自LED裸片的光耦合到透镜中的光入射表面，透镜具有围绕光轴并与透镜基部相对的圆形凹入光出射表面，凹入光出射表面被凸出光出射表面包围，以使得LED在操作期间发射旋转对称的似蝙蝠翼光束，似蝙蝠翼光束在与所述光轴成角度β处具有最大强度Imax，其中60°<＝β<＝80°，FWHM在15°-30°的范围内。

弯曲LED模块具有弯曲或扭结的轮廓，或者备选地被称为屈曲LED模块或简称为LED模块。类似地，弯曲PCB备选地被称为屈曲PCB。弯曲部可以例如根据弧段、椭圆段、抛物线段或折线，诸如根据单个或多个扭结形状。LED模块和相应地PCB的弯曲部通常仅在一个平面上，即，类似于弯曲LED模块和弯曲PCB的平面物体由于是弯曲的而没有被赋予更大的3D尺寸。透镜形状可以或多或少地描述为甜甜圈形状，在透镜的透镜基部侧上具有作为光入射表面的中心腔，并且在透镜的光出射表面处具有光滑的中心凹部，或者换言之具有中心凹入部分的凸出光出射表面。

具有透镜的LED的定位模式及其典型的发射光束轮廓和方向对于光出射窗的期望均匀亮度是优选的。因此，在现有技术的设备中，每个灯具具有自己的专用LED模块。本发明描述了可以服务于广泛的灯具几何形状的LED模块，其减少了多样性并具有节省了用于维护组合的成本和资源的已知益处。最重要的是，根据本发明的LED模块需要较少的PCB材料，这降低了成本。在LED模块的基本实施例中，仅使用一种LED颜色。在其他实施例中，应用了多种LED颜色，例如发射光谱中至少两种不同类型的LED。

弯曲LED模块可以具有多个LED包括多个LED子集的特征，其中基本上每个LED子集具有相同数目和相同类型的LED并且每个LED子集由发射光谱中至少两种不同类型的LED组成。在LED模块的基本实施例中，仅使用一种LED颜色。在其他实施例中，应用多种LED颜色，例如发射光谱中的至少两种不同类型的LED。例如，两种不同色温白1+白2，其中例如白l是具有约为2500K的色温的暖白色，并且白2是色温约为5000K的冷白色。不同类型的LED的组合的其他示例是白1+白2+青柠色LED、红+绿+蓝LED、红+绿+蓝+白3LED(其中例如白3的色温约为3000K)或者红+绿+蓝+白+琥珀色LED。

本发明的弯曲PCB、弯曲LED模块和灯具具有以下优点：

-库存单位(SKU)数目的多样性低，因为对于广泛的灯具几何形状只需要一个类型的LED模块，而不是两个或更多个类型的已知LED模块；

-由于安装在其上的LED的弯曲布置高效地利用了弯曲PCB表面区域，成本相对较低；

-通过将弯曲PCB高效嵌套在PCB面板中，PCB材料的可接受的高效使用和可接受的成本；

-由于LED的光束发射轮廓和光束方向，以及LED模块在灯具内部的平衡布置，因此获得了相对良好的光出射窗均匀性，对于低厚度(即，<＝50mm厚)的灯具也是如此；

-通过灯具的基部的适当轮廓阶梯状轮廓与每个LED的特定光束发射轮廓组合，电子部件(例如电源单元(PSU))可以被放置在光学腔内。

弯曲LED模块可以具有以下特征：LED以LED之间的平均间距Pavg布置在PCB上，相邻LED之间相应的间距最小为Pmin，最大为Pmax，其中Pmin＝5mm，Pmax＝100mm，比例Emax＝Pmax/Pavg至多为1.4且比率Emin＝Pmin/Pavg至少为0.4。实际上，最大LED间距Pmax最多为100mm，但不应超过1.4*Pavg，优选不超过1.2*Pavg，因为较大的Pmax会增加暗区和/或不均匀性的风险，这是由于较大的间距，来自一个LED的光与来自相邻LED的光的重叠存在不足的风险，从而导致所述暗区和/或不均匀性。没有指示最小(最少)LED间距Pmin，但Pmin通常由LED裸片的透镜尺寸限定，实际上至少为5mm。如果使用多种颜色的LED，例如三种颜色，则相等间距要求被优选单独应用于每种颜色。这意味着每个弯曲LED模块上的LED行的LED总数优选地是三的整数倍。一般来说，这种理解可以被表述为，当LED的数目包括T种不同类型的LED时，LED模块的N个LED的数目是T的整数倍。优选在LED模块的外角上仅使用白色LED。在较小的灯具中，外角上的LED靠近边缘。这对于白色LED来说不是问题，但对于彩色LED来说，存在观察到颜色的风险。

本发明适用于具有一种或多种颜色(例如，暖白、冷白、青柠色、RGB)的LED的弯曲LED模块。如果弯曲LED模块包括多于一个LED行，则间距条件优选地单独适用于每种颜色并且适用于每一行。

弯曲LED模块可以具有弯曲LED模块具有长度L的特征，其中180mm<＝L<＝280mm。LED模块的长度与弯曲PCB的半径Rpcb共同确定了PCB的曲率。如果半径Rpcb过大而长度L过小，会导致LED模块的LED几乎呈直线，导致小灯具偏差过大。另一方面，如果Rpcb太小且长度L太长，则会导致较大的灯具偏差过大，增加PCB材料的成本。

弯曲LED模块可以在形状和尺寸上进一步优化，以适用于更广泛的灯具。此外，弯曲LED模块可以具有更窄的指定特征，即，Nmin＝12和Nmax＝36，和/或50°<＝α<＝70°，和/或65°<＝β<＝75°并且FWHM在18°-24°范围内，和/或5mm<＝W<＝65mm，优选20mm<＝W<＝50mm，和/或LED模块本身的弯曲部根据弧段弯曲，弯曲部具有半径为Rpcb的曲率，其中200mm<＝Rpcb<＝450mm。

弯曲LED模块可以具有这样的特征，即，多个LED在主表面上以至少两个基本上平行的行布置，每个行包括至少九个LED并且每个行基本上根据LED模块的弯曲部或曲率延伸。

如上所述，灯具包括具有基部与罩体的外壳，基部具有第一载体表面，罩体与所述第一载体表面相对地布置在灯具的光出射窗中，例如至少四个上述类型的弯曲LED模块被均匀地布置在所述第一载体表面处并且LED面向光出射窗并被所述罩体遮蔽(从直接观察)。为了均匀地照射特定形状和尺寸的漫射灯具的光出射窗，已发现了一些光学约束或最佳实践，即：

-漫射器应被均匀地照亮，其中强度优选地在中心稍微高一些并且向边缘稍微降低。这具有提供自然外观的优点。

-漫射器应足够漫射，以至于人们无法直接透过它看到LED。

-LED应在放置它们的圆上等距间隔。最大间距已使用正确的漫射器和正确的灯具直径通过实验确定。最小间距是透镜(几乎)相互接触的时候。当需要的光比这个最小间距所能产生的光更多时，应添加附加的LED环。

-具有LED模块的圆的位置和直径与灯具的直径相关。

-如果使用多于一种颜色的LED，则每个LED类型应等距间隔，从而产生交替的LED类型。

-不同类型/颜色的LED之间的距离应相对较小，以确保适当的颜色混合。

-如果使用多于一个圆的LED，则每个圆中LED之间的间距不必相同。

-灯具的侧面优选由特定材料制成，即，光可以直接入射的区域优选是反射性的(白色)，或者优选由双层漫射器组成(间隔一定距离)，以实现到达这些区域的未混合光不会导致两侧可见的彩色斑点。侧面顶部和灯具正面的材料性质可以更加透明。

-灯具的形状可以从中心到边缘逐渐变细，以使得侧面比中心更薄，从而使得灯具看起来更薄。

LED模块圆直径通过在多个LED模块之间创建平均连续圆形LED间距来限定。第一LED模块的结束透镜和相邻的第二LED模块的起始透镜之间的透镜间距必须尽可能与单个LED模块上的透镜之间的透镜间距相等。LED模块圆直径的轻微不圆度对均匀性没有(显著)可观察到的光学影响。

灯具可以具有这样的特征：灯具包括具有直径D1的圆形光出射窗并且包括至少七个LED模块，其中至少五个所述LED模块被布置为围绕至少两个LED模块的中心装置形成具有直径Dc的圆形配置，其中1.2＜＝Dl/Dc＜＝1.6。

灯具可以具有这样的特征：所述圆形配置具有半径Rc，其中Rc＝0.5*Dc，并且其中120mm<＝Rc<＝450mm。

灯具可以具有这样的特征：中心装置具有半径Ra并且被弯曲LED模块的至少一个进一步的、基本上同心圆的配置围绕，其中每个后续的进一步的圆形配置的直径增加Ri，其中1.8*Ra<＝Ri<＝2.2*Ra。因此，在从中心向外的径向方向上，第一圆形配置的直径Dc约为2*Ra，第二圆形配置的直径约为4*Ra，第三圆形配置的直径约为6*Ra，以此类推。

灯具可以具有这样的特征：基部具有包括最高部分的阶梯式高度轮廓，考虑到灯具的取向，其中LED相对于重力朝上，在基部与第一载体表面相对的第二载体表面处创建腔。这样的腔具有为PSU的(不显眼的)容纳提供位置的优点。灯具通常用作天花板灯具，其中LED相对于重力朝下，腔然后优选地位于阶梯状轮廓的最低部分之上，因此基部屏蔽从光出射窗观察的容纳在腔中的电子部件，诸如PSU。通常，当在沿光轴的方向上观察时，基部的这种最高(或最低)部分位于最靠近光出射窗的位置。

附图说明

现在将通过示意图进一步阐明本发明，在附图中为了清楚起见，可能夸大了一些特征。附图不旨在限制本发明的范围，而是旨在示出其充分的可能性。在图中：

图1A-图1B示出了根据本发明的灯具的两个不同实施例；

图2A-图2C示出了根据本发明的弯曲LED模块的基本参数；

图3A-图3C示出了根据本发明的弯曲LED模块的透镜的透视俯视图和仰视图以及截面侧视图；

图4A-图4B示出了根据本发明的弯曲LED模块的实施例及其相互连接的透视图和俯视图；

图5示出了被提供有图3A-图3B的透镜的LED裸片的典型光束发射的截面；

图6A-图6B示出了通过根据本发明的灯具的示意性截面和光束发射轮廓；

图7和图8示出了根据本发明的灯具中弯曲LED模块布置的一些基本参数；

图9A-图9F示出了根据本发明的灯具的一些实施例；以及

图10示出了用于将LED安装在弯曲PCB上的PCB材料的高效使用。

具体实施方式

图1A示出了根据本发明的灯具1的第一实施例。灯具包括具有基部5和罩体9的外壳3，基部5具有第一载体表面7，罩体9与所述第一载体表面相对地设置在灯具的光出射窗11中。在图中，为了清楚起见，并且为了能够观察均匀布置在所述第一载体表面处并且LED15面向光出射窗的(并且通常被所述罩体遮蔽，以防止人/用户的直接观察)七个弯曲LED模块13的布置，罩体被示出为透明灰色罩体，而不是漫射半透明罩体。基部具有阶梯式高度轮廓17。七个弯曲LED模块中的五个弯曲LED模块13'被布置为圆形装置，从而围绕布置在基部的阶梯式轮廓的升高的中心部分19上的两个居中布置的弯曲LED模块13"。在两个居中布置的弯曲LED模块之间，基部的中心部分具有凹入部分21，PSU/驱动器23被容纳在凹入部分21中，用于单独驱动和控制LED和/或弯曲LED模块。弯曲LED模块和PSU/驱动器被安装在基部的同一侧上，但备选地可以将PSU/驱动器以不显眼的方式布置在与安装LED模块的一侧相对的基部的另一侧上。图1B示出了根据本发明的灯具1的第二实施例，灯具1包括均匀地安装在灯具基部5上的九个弯曲LED模块13。九个弯曲LED模块13'中的六个被布置为圆形装置，从而围绕三个居中布置的弯曲LED模块13”，三个居中布置的弯曲LED模块13”对称地布置在基部的阶梯式轮廓的升高的中心部分19上。在三个居中布置的弯曲LED模块之间，基部的中心部分具有凹入部分21，PSU/驱动器23被容纳在凹入部分21中，用于单独驱动和控制LED和/或弯曲LED模块。

图2A-图2C示意性地示出了根据本发明的弯曲LED模块13的基本参数。在图中，弯曲LED模块仅包括安装在PCB 14上的七个LED 15的单个行，并且根据椭圆的段以及根据折线(例如根据单个或多个扭结形状)被分别示出为弧段形状的弯曲LED模块。这些基本参数与LED模块的几何边界有关，并且例如包括：

·LED间距“p”优选地在LED模块的整个弯曲部上，在灯具中的整个圆上相等，并且平均为Pavg。LED模块的几何形状应支持该间距，即，在弯曲部的延伸方向上，LED外部的PCB材料不要过多，该间距与“m”有关，“m”是相邻LED之间的最大间距，即Pmax。实际上，最大LED间距Pmax最多为100mm，但不应超过1.4*Pavg，优选不超过1.2*Pavg，因为较大的Pmax会增加暗区和/或不均匀性的风险，这是因为由于较大的间距，来自一个LED的光与来自相邻LED的光的重叠存在不足的风险，从而导致所述暗区和/或不均匀性。没有指示最小(最少)LED间距Pmin，但Pmin通常由LED裸片的透镜尺寸来限定，实际上至少为5mm。

·弯曲LED模块具有有用长度，其被定义为两个相邻LED模块之间的间距“L”，其中L≈b+p，其中：

-L＝有用的LED模块长度，在180mm-280mm之间，但优选为230mm；

-b＝单个弯曲LED模块上第一和最后LED之间的距离；

-p＝平均LED间距。

较短的LED模块可能会导致组件过多(例如右舷的LED)，较长的LED模块将排除在相对较小的灯具中使用弯曲LED模块。

·单个LED模块上LED的径向距离，其是弯曲LED模块的屈曲程度(或换言之，LED模块的曲率)的量度。所述径向距离经由参数“c”来确定，其中c通常可以在15mm至30mm的范围内，但优选c＝20mm±2mm。当“c”小于15mm时，这将导致LED几乎是直线，从而导致小型灯具的偏差太大。当“c”大于30mm时，这将导致较大的灯具偏差过大，并增加PCB材料的成本。

图3A-图3C示出了在根据本发明的弯曲LED模块的PCB上安装的LED的透镜25的透视俯视图和仰视图以及截面图。透镜形状可以或多或少地描述为具有中心腔27的甜甜圈形状，中心腔27在透镜的透镜基部侧31上提供光入射表面29，并且在透镜的光出射表面35处提供光滑的中心凹痕33，或者换言之，具有中心凹部33的凸出光出射表面35。在每个透镜的中心腔中，至少一个相关联的LED裸片37(其可以是单个或多个LED裸片，例如RGB LED裸片)被容纳。如图3B所示，例如当RGB LED裸片被容纳在腔中时，基部侧被至少局部提供有散射结构39，以隐藏PCB和/或增强由LED裸片发射的光的混合和/或均匀性。注意，散射结构不是关键特征，而是可选的。

图4A-图4B示出了根据本发明的弯曲LED模块13的实施例及其相互连接的透视图和俯视图。在图4A-图4B所示的实施例中，多个LED 15以至少两个基本上平行的行布置在PCB 14的主第一载体表面7上，每个行包括至少九个LED，即，内行41包括九个LED并且外行43包括十二个LED，每个行基本上根据LED模块的弯曲部延伸。如图所示，LED模块各自具有连接器45，连接器45具有相应的连接线47，使能相邻LED模块的容易的通过电连接。所述连接器可以被放置在LED模块上，用于电气连接的环通，例如制作更容易组装的LED模块的“串”。

图5示出了LED 15的典型光束发射的截面，LED 15包括LED裸片和图3A-图3B的透镜。LED的强度分布应优选地是似蝙蝠翼光分布，其优选地围绕相关联的相应LED的相应光轴OA旋转对称。光束角β(即，最高光束强度的方向)优选地与光轴成60度到80度之间，在图中β约为70度。发射光束的半高全宽FWHM优选为20度左右，并且在15度和30度之间。附图图示了合适透镜的强度轮廓。峰值的FWHM宽度太小会导致LED周围出现亮环。太宽的峰值会导致较少的混合。针对弯曲LED模块限定的LED间距保证了来自多个LED的光的重叠。LED模块的配置导致间距，所述间距的值是LED间距的值和位于距光轴不同径向距离处的LED模块之间的径向距离值中的最大值，诸如与同心环光轴的径向距离差。本申请中的间距高度比通常约为1.2，其可以被认为是优选的间距高度比，其中高度是PCB与光出射窗或漫射器(如果存在)之间沿光轴的距离。间距高度比不应高于1.5，因为较高的值会导致不均匀，这是因为多个LED的光重叠不足。间距高度比不应小于0.5，因为这会导致不期望的和/或不必要的深/高/厚灯具。例如如图1A所示，在LED模块之上提供的漫射罩体优选地是朗伯漫射器，并且光不应以非散射的方式传输，以避免通过漫射罩体直接看到LED和透镜。优选地，漫射罩体不应吸收过多的光，因为这对光学效率具有负面影响。

图6A-图6B分别示意性地示出了穿过根据本发明的灯具51的横向和透视部分截面，并且指示了关于似蝙蝠翼射光束发射轮廓方向的角度β的典型期望规范。灯具包括位于灯具的基部5的中心凹入部分21中的电源单元(PSU)23。PSU被内部LED模块13"的相对居中定位的中心装置53和围绕中心装置布置的圆形装置的另外LED模块13'的另一圆形装置55围绕。内部LED模块围绕距离R_a布置在光轴OA周围，另一圆形装置具有半径R_c并且灯具具有半径R₁。灯具具有外缘57，罩体9被安装到外缘57，所述罩体在LED模块和PSU之上延伸并且形成灯具的光出射窗11。外缘被连接到基部5，在图中与基部一体形成，但可选地，这可以是单独的部分。基部具有阶梯式高度轮廓17，其中心最低部分21(其中LED 15相对于重力朝上)被内部LED模块的布置的最高的升高部分19包围，从而在容纳PSU的基部的第一载体表面7处形成凹部21。备选地，中心部分是用于以不显眼的方式将PSU容纳在与第一载体表面相对的第二载体表面59处的凹部中的最高部分。LED模块和LED相对于PSU和灯具边缘的高度位置与LED发出的特定光束轮廓和光束方向组合(如参考图5所述)，使得所述光束刚好通过所述PSU，光束方向/与光轴的角度为β1，并且所述边缘、光束方向/与光轴的角度为β2。优选地/典型地，在本发明的灯具中应用一个类型的LED模块，β1＝β2＝β。备选地或附加地，凹部和/或LED模块可以包含其他电子部件，诸如电源、天线、LED控制器、连接器等。

图7和图8示出了根据本发明的灯具中弯曲LED模块13的布置的一些基本参数。在图7中，示出了具有直径Dl的圆形灯具51，发光LED模块在灯具内部围绕光轴OA的同心布置覆盖具有直径Dc的区域Am，其中Am为0.5*π*Dc²。比率D1:Dc优选地在1.2-1.6的范围内，以确保灯具的光出射窗/罩体(未示出)的均匀外观。所需使用的LED模块数目以及灯具是否需要多个具有LED模块的圆形装置与灯具的尺寸(或直径D1)相关。在图7所示的灯具的实施例中，提供了两个同心圆形装置53、55，外圆形装置55中的LED模块根据弯曲PCB的曲率，各自具有安装在PCB 14上的LED 15的三个基本上平行的延伸行41、42、43。通常，如果灯具中具有圆形布置的LED模块的圆形装置变得更大，例如大于170mm，则应提供在所述较大圆形装置内的内部LED模块的附加布置(例如圆形装置)，以抵消所述灯具的中心中的太低亮度。在图7所示的灯具中，内部模块各自具有安装在PCB上的两个基本平行延伸的LED行。由于许多LED的局部混合效应，附加更居中布置的内部LED模块的圆度不太重要。LED模块的数目可以通过根据A1＝π*R1²计算灯具A1的表面来限定，其中每个LED应覆盖基本相同尺寸的表面区域。如图7所示，灯具包括两个同心布置的大致圆形装置的LED模块。具有LED模块的内圆形装置必须照射罩体的表面积A1＝π*Ra1²，而具有LED模块的外圆形装置必须照射罩体A2的表面积，其中A2＝π*(R1²-Ra1²)。此外，优选的是，内部装置不应覆盖比外部装置更大的表面积，即，A1:A2<M:L，其中：

-A1：具有LED模块的内部装置的表面积；

-A2：具有LED模块的外圆形装置的表面积；

-L：外部装置的LED模块数目；以及

-M：内部装置的LED模块数目。

图8示出了用于灯具的具有LED模块的圆形装置示例，灯具需要围绕光轴OA的具有LED模块的至少三个同心圆形装置。在图8所示的灯具51中，相同类型(即仅一个类型)的LED模块13被用于所有圆形装置53、54、55。LED模块的最内侧圆形装置53具有相应半径R，R为Ra，每个后续的LED模块的进一步圆形装置54、55的半径增加Ri，其中Ri≈Ra，即1.8*Ra<＝Ri<＝2.2*Ra。因此，LED模块的第二圆形装置54具有Ra+Ri≈2*Ra的相应半径R，并且LED模块的第三圆形装置55具有Ra+2*Ri≈3*Ra的相应半径R。图8进一步示出了LED模块具有特定的自身曲率，其中所述曲率基本上是弧形的并且其中弧是具有半径Rpcb的圆的一部分。LED模块的所述半径Rpcb和宽度W被选择为使得具有LED模块的圆形装置的具有半径Rc的圆61、62、63的宽直径范围可以被LED模块覆盖，即，所述直径范围的半径通常具有在120mm<＝Rc<＝450mm范围内的值。Rpcb通常大于Ra并且通常小于Ra+2*Ri。如图所示，所有LED模块均相同并且在相应圆的相应角度α之上延伸。由于灯具的每个圆形装置的LED模块均相同，因此LED模块延伸的角度α随着圆的尺寸而变化。在最外圆形装置55中，每个LED模块在30°的角度α内延伸，而在最内圆形装置53中，每个LED模块在相应的90°角度α内延伸，并且在中间的圆形装置54中，每个LED模块在45°的角度α内延伸。

图9A-图9F示出了具有可以应用于根据本发明的灯具中的LED模块的各种布置的一些实施例。给定的实施例仅是示例，具有不同数目的LED模块的其他LED模块布置对于具有相同直径/尺寸的灯具也是可能的。图9A示出了针对具有500mm的直径的圆形灯具的LED模块布置，其包括与具有LED模块的圆形外部装置55同心的具有LED模块的内部装置53。图9B示出了针对具有650mm的直径的圆形灯具的LED模块布置，其包括与圆形外部装置55同心的内部装置53。图9C示出了针对具有750mm的直径的圆形灯具的LED模块布置，其包括与圆形外部装置55同心的内部装置53。图9D示出了针对具有850mm的直径的圆形灯具的LED模块布置，其包括与圆形外部装置55同心的内部圆形装置53。图9E示出了针对具有直径900mm的圆形灯具的LED模块布置，其包括与圆形外部装置55同心的内部圆形装置53。图9F示出了针对600mm*500mm的矩形灯具(在这种情况下为正方形)的LED模块布置，其中内部装置53相对于外部装置55非旋转对称。在图9A-图9F中给出的所有示例中，使用了相同的单个类型的LED模块。因此，例示了本发明描述了一种LED模块，LED模块可以服务于宽范围的灯具几何形状，其减少了多样性并具有节省了维护组合的成本和资源的已知益处。

示例：

选择的是基于3通道24V的架构。最小的LED模块由三个类型的LED组成，每个类型有七个LED，即，在该情况下，2200K作为暖白LED，6500K作为冷白LED，以及青柠色LED。因此，最小的模块总共包括21个LED。此外，每个较大的LED模块具有21个LED的整数倍，即，42、63、84...。不同颜色的LED使得LED模块为白色可调的，然而，应注意，可调白色不与本发明直接相关，本发明还与固定相关色温(CCT)相关。具有2种或更多种颜色/CCT的LED可以被视为附加实施例。在该情况下，均匀性变得比固定CCT更重要，因为眼睛对颜色变化比对强度变化更敏感。基于该最小的单位单元，多个LED选择方案已被计算并且就光输出和几何形状的技术可行性、成本和最佳匹配要求进行了评估。这导致每个LED模块的光通量约为650lm，每种颜色具有七个LED。

考虑到大约80％的光学效率，这导致针对每种几何形状/尺寸生成所需的光输出所需的最小数目的LED模块，如表1中所列。

表1.灯具示例。

具有透镜的LED的最佳放置是如果它们被放置在同心圆中，圆中没有间隙，因为圆中缺失LED的特别规则的图案往往是可见的。因此，对于表1中列出的一些灯具，已仿真了灯具中LED模块的布置。获得良好结果的一些实施例在表2中列出。

表2.光学仿真结果/数据。

在使用该配置和LED模块样本的进一步实验中，发现对于光出射窗的照明均匀性而言，无论是在亮度还是颜色方面，最关键的是闭合外环。内环在这方面不太重要。在灯具的中心中，光混合相对较好。因此，LED模块的内“环”可以使用与更远、更多外环相同的弯曲LED模块制成。尤其是圆形灯具具有非常好的均匀性，对于矩形灯具，可以获得可接受的均匀性，但不如圆形版本好。

图10示出了用于将LED 15安装在弯曲LED模块13上的PCB材料14的高效使用。通过弯曲PCB在较大的PCB面板中的嵌套列布置和弯曲PCB行中的交替取向，在只达到很少材料损失的情况下，实现PCB材料的高效使用。

Claims (15)

1.一种灯具，包括具有基部和罩体的外壳，所述基部具有第一载体表面，并且所述罩体与所述第一载体表面相对，多个LED模块被布置在所述第一载体表面上，所述罩体被布置在所述灯具的光出射窗中，

其中所述LED模块是弯曲LED模块，所述弯曲LED模块包括具有主表面的弯曲PCB，数目为N的多个LED被安装在所述主表面上，其中所述LED面向所述光出射窗并且被所述罩体遮蔽，

其中所述LED模块被布置为包括具有LED模块的内部装置，所述内部装置被具有LED模块的外部装置所包围，并且

其中所有LED模块均相同。

2.根据权利要求1所述的灯具，其中所述光出射窗是具有直径D1的圆形，并且在所述第一载体表面处包括至少七个均匀布置的弯曲LED模块，所述LED模块中的至少五个LED模块被布置为所述外部装置，以围绕位于中心的具有至少两个LED模块的所述内部装置形成具有直径Dc的圆形配置，其中1.2＜＝D1/Dc＜＝1.6。

3.根据权利要求1或2所述的灯具，其中所述LED模块具有弯曲形状以及横向于其弯曲的宽度W，所述弯曲形状的主表面在平面Q中延伸，其中所述LED模块覆盖具有半径Rc的圆的弧段，其中120mm<＝Rc<＝450mm，

其中所述LED模块在所述圆上在角度α内延伸，其中30°<＝α<＝90°，优选地36°<＝α<＝72°，更优选地50°<＝α<＝70°；

其中LED的数目N至少为Nmin，并且最多为Nmax，其中Nmin＝3并且Nmax＝150；并且

其中所述LED在所述PCB上以相邻LED之间的相应间距，并且以至少一个行均匀布置。

4.根据权利要求1、2或3所述的灯具，其中每个LED具有被定位在相关联的LED裸片的光轴上的相应透镜，所述LED裸片被容纳在所述透镜的透镜基部中的腔中，所述透镜具有内部光入射表面，所述内部光入射表面用于将来自所述LED裸片的光耦合到所述透镜中，所述透镜具有围绕所述光轴并与所述透镜基部相对的圆形凹入光出射表面，所述凹入光出射表面被凸出光出射表面包围，以使得所述LED在操作期间能够发射旋转对称的似蝙蝠翼光束，所述似蝙蝠翼光束的最大强度Imax在与所述光轴成角度β处，其中60°<＝β<＝80°，并且FWHM在15°-30°的范围内。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的灯具，其中所述LED模块以包括圆形内部装置的装置进行布置，所述圆形内部装置与外部圆形装置同心地围绕光轴。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的灯具，其中所述LED模块以包括围绕光轴的至少三个具有LED模块的同心圆形装置的装置进行布置。

7.根据权利要求5或6所述的灯具，其中位于中心的装置具有半径Ra，并且其中每个后续的另外的圆形配置的直径增加Ri，其中1.8*Ra<＝Ri<＝2.2*Ra。

8.根据前述权利要求中任一项所述的灯具，其中所述圆形配置具有半径Rc，其中120mm<＝Rc<＝450mm。

9.根据前述权利要求中任一项所述的灯具，其中所述基部具有阶梯式高度轮廓，其中最高部分在所述基部的、与所述第一载体表面相对的第二载体表面处创建腔。

10.根据前述权利要求中任一项所述的灯具，其中所述LED以LED之间的平均间距Pavg布置在所述PCB上，相邻LED之间的相应间距最小为Pmin并且最大为Pmax，其中Pmin＝5mm并且Pmax＝100mm，其中比例Emax＝Pmax/Pavg最大为1.4，并且比例Emin＝Pmin/Pavg至少为0.4。

11.根据前述权利要求中任一项所述的灯具，其中当所述多个LED包括T种不同类型的LED时，N是T的倍数。

12.根据前述权利要求中任一项所述的灯具，其中所述弯曲LED模块具有长度L，其中180mm<＝L<＝280mm。

13.根据前述权利要求中任一项所述的灯具，其中5mm<＝W<＝65mm，优选地20mm<＝W<＝50mm。

14.根据前述权利要求中任一项所述的灯具，其中所述LED模块本身的弯曲部根据弧段弯曲，所述弯曲部具有半径Rpcb的曲率，其中200mm<＝Rpcb<＝450mm。

15.一种LED模块，适于用于根据前述权利要求中任一项所述的灯具中。

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