[發明專利]用于照亮特定表面的LED燈

無效

• 申請號: 201280022259.5
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN103620297A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 沃克·古內;邁克·施維德;米切爾·巴赫塞茨
• 申請（專利權）人: 業納聚合物系統有限公司
• 主分類號: F21V5/00
• 分類號: F21V5/00;G02B27/09;F21K9/00;F21Y101/02;F21Y105/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

本發明涉及一種LED燈并且涉及此類燈用于照亮內部區域和外部區域的、特別是工業設施和工業區域的具有改善照明效率的至少一種相關系統。

對于不斷增強光輸出而節約能量的愿望總體上構成了一種旨在將LED發展成光源的需求。特別高亮度的LED還允許戶外使用或者用來對高的廳堂、倉庫、體育館等進行工業照明。

致密封裝的LED燈領域的不斷的進一步的發展為這些應用提供了適當的條件。

從DE102010004221A1中已知的是多個燈裝配有安排在一個平面中的多個點狀的光源、特別是LED。還已知的是將這些光源安排在一個或多個電路板上并且將一個光擴散板以一個恒定間距安排在這些光源上方使得該光擴散板起到一個光密度積分器的作用。

從WO2011/032975A1中已知的是一種LED燈元件，該LED燈元件是以一種單一光分布來定向的并且其中一個長形的燈元件包含多個LED，這些LED是沿一個縱向方向安排的，其中優選地每個光源上方安排一個透鏡，這樣使得這些透鏡起擴散輻射器的作用。

除了盡可能低的產生熱量并且因此就能量而言的節約外，還確保了高的光輸出、長的使用壽命以及足夠用于特定應用領域的均勻輻射角的燈被特定地用作安裝在高度為4m至5m的廳堂中的或者在相應的戶外區域的燈。已知的解決方案不能夠完全符合這些要求，特別是在照明高的廳堂或體育館時。

本發明的目的是要開發一種改進的LED燈或者一種產生改進照明效率效果的并且可同時實現低安裝復雜性的燈系統。

本發明的這一目的是通過一種燈或一種燈系統來實現的，該燈或燈系統的特征在于這些照射源是多個LED，這些LED被構造為多個三芯片式LED，并且這些相鄰的芯片被安排成使得它們相對彼此旋轉，其方式為使得這些相鄰芯片平衡一個三芯片式LED的不對稱輻射。如從圖2.1中可看到的，這些3-LED芯片優選地在各自情況下相對彼此以大約90°安排。可以在圖2.2中的發光密度圖像中看到這些3-LED芯片。

這些3-LED芯片沒有必要被對稱地安排在該LED上。由于在總體系統中這些距離旨在是非常短并緊湊的，就有待使用的額外的光學系統而言這應當被考慮在內。

此外，由至少一個透鏡板構成的多個光學元件（額外的光學系統）在輻射方向上被定位在這些LED芯片的上游（LED頂側）。在本發明的一個優選的實施例中，這個單獨的透鏡是居中定位在該LED上方的一個非球面。這些透鏡結構被定位在遠離該LED頂側的那側上。這種安排的一個示例性實施例可以在圖1中看到。在空間上要考慮這些三芯片式LED的非對稱安排并且相應地適應這種安排。

圖3.1示出了這些LED的一種安排的細節，通過該圖可以看到這些三芯片式LED，這些三芯片式LED被安排成使得它們是相對彼此旋轉的。

圖3.2以該電路板的俯視圖（從左上角開始）示出了這些三芯片式LED的取向。可以看到每行LED從左到右（在x方向上）具有相同的準線但在y方向上帶有一種偏移。

起初，在該LED處是以斜切邊緣取向。這僅僅是關于這些LED準線相對彼此的一種示例性的標記幫助。該基礎準線在此是0°（斜切邊緣在右下角）。

此后，下一行的LED在該電路板的整個x方向（水平線）上開始逆時針旋轉90°（參見斜切邊緣）。

此后，下一行相對于初始狀態旋轉180°。下一行再相應地旋轉270°。隨后的LED行再次以0°開始并且根據相同的規律類推。這樣行的重復可能按照希望進行的并且取決于對應的透鏡板的或燈系統的大小。還可以改變這種行的重復并且使其適配成取決于這些透鏡或透鏡板的間距或厚度的參數。

如已經示出的，該LED旋轉的原因是該LED中的不對稱三芯片式安排。如果這些LED不如此旋轉，則整個燈將非常不平衡。這意味著在地面上實際產生的光點不再是在一個垂直位置上而是漂離中心。確切地講，本發明的目的還是要避免這種情況并且提高照明效率。

圖4通過舉例的方式再次示出了帶有60°輻射角的透鏡陣列以及定位在該透鏡陣列下方的電路板的側視圖的一個細節。這些三芯片式LED的旋轉是由不同的構形展示的。

圖5示出了一個示例性的單獨的透鏡。該圖示出了這個單獨的透鏡相對于該透鏡陣列的旋轉對稱的輪廓。

該透鏡板與LED頂側（光輻射表面）的間距在這個示例性實施例中是0.5mm。在這種情況下該透鏡板的厚度是3.5mm。頂點半徑r=3.4mm，圓錐常數c=-2.3，并且非曲面系數a^4a4=0.001。

該透鏡被居中地定位在該LED上方。在一個示例性實施例中這些透鏡的最小厚度是2.0mm。處理了392個LED。