[發明專利]縱橫比大于1的LED陣列光源

在審

• 申請號: 201380024946.5
• 申請日: 2013-04-04
• 公開（公告）號: CN104350327A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: K·S·威爾考克斯;B·凱勒;T·羅維斯;P·N·安德魯斯
• 申請（專利權）人: 克里公司
• 主分類號: F21V5/08
• 分類號: F21V5/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 金曉

技術領域

本發明一般涉及LED照明設備領域，尤其涉及，應用在設備中的具有特殊光分布要求的基于LED的光源。

背景技術

近年來，發光二極管(LED)在各種常規照明用途中的使用日益增加，而LED，LED陣列以及特殊組件的進步更加速了這種趨勢。的確，以前典型使用所謂高強度放電(HID)燈的設備的照明應用如今已采用LED照明設備。這種照明應用包括道路照明，工廠照明，停車場照明和商業建筑照明，以及很多其他照明。

在很多此類產品中，在大面積上實現具有特殊光分布要求的高水平照明非常重要。其中一個例子是道路照明設備，在應用中，設備通常被放置于沿著道路邊緣，但期望光沿著道路長度的絕大部分分布，當然，要求分布于道路自身上——通常要防止光線明顯偏離道路。在這樣的情況下，需要將對大的復雜反射器的使用減到最少和/或改變多個光源的取向以實現所需的照明圖案。

發明內容

本發明為一種LED光源，其滿足所有上面提及的目的和用途。本發明的LED光源包括包含縱橫比大于1的LED組裝區的子基底，位于LED組裝區上的LED陣列以及所述子基底上的位于LED組裝區上方的透鏡。

在此，術語“LED組裝區”是指一個區域(即，子基底上的區域)，其外部邊界包括任意方向上最外部LED(LED陣列中的)的最外部邊緣。在此，術語“縱橫比”是指LED組裝區域的最大橫斷面尺寸與與該最大橫斷面尺寸正交的最大橫斷面尺寸的比值。

在本發明LED光源的某些實施例中，陣列中LED的間距和排列使得LED總區域至少占LED組裝區域的大約1/3。在一些實施例中，所述LED的間距和排列使得LED總區域至少占LED組裝區域的大約2/3，在一些這種實施例中，所述LED的間距和排列使得LED總區域至少占LED組裝區域的大約90％。

在此，術語“LED總區域”是指LED陣列中緊接在每個LED下面的子基底區域的總和。

在某些其他實施例中，陣列中LED之間的間距不大于大約1毫米(mm)，在一些這樣的實施例中，LED之間的間距不大于大約0.5mm，有時不大于大約0.1mm。在某些其他實施例中，該間距不大于大約0.075mm，甚至不大于大約0.05mm。

在本發明的其他實施例中，LED組裝區的縱橫比為至少大約1.25。在一些這樣的實施例中，該縱橫比為至少大約1.5，在其他實施例中，縱橫比為至少大約2。

在一些實施例中，LED組裝區為矩形。例如，一個這種實施例包括LED的矩形陣列，至少包含排成兩行每行4個LED的8個LED。另一例中，該陣列包括排成4行每行12個LED的48個LED。在某些其他實施例中，LED組裝區是非對稱的。

“非對稱”在此是關于LED組裝區而使用，當未通過任何進一步限定性描述更改的情況下，是指一區域，該區域的邊界是具有不多于一個如下軸的幾何形狀，圍繞該軸而存在左右對稱。因此，可以理解的是，矩形LED組裝區不是非對稱的，因為其具有兩個關于其左右對稱的軸。

在本發明的某些實施例中，LED光源被配置為將LED發出的光折射向一個優先方向。LED陣列限定發射器軸，在某些實施例中，透鏡具有外表面和中心線，中心線從發射器軸向著優先方向偏離。在一些這種實施例中，透鏡構型為將LED發出的光折射向優先方向。透鏡可以是非對稱的。

在此，術語“發射器軸”是指與LED組裝區限定的平面正交的線，其穿過限定LED組裝區的最小面積的矩形的幾何中心，即，包含所有LED組裝區的最小面積的矩形的中心。

術語“非對稱”在此是關于透鏡使用的，當未通過任何進一步限制性描述更改的情況下，是指透鏡的形狀不關于任何垂直于其基部平面的軸旋轉對稱。非對稱透鏡的種類包括但不限于左右對稱的透鏡。

在一些實施例中，光源被設計成將LED發出的光折射向優先方向，LED組裝區具有正交的較大和較小橫斷面尺寸，優先方向沿著較小橫斷面尺寸，從而可以提供相對于發射器軸向著優先方向偏離的照明圖案。

在本發明的某些實施例中，透鏡模塑在子基底上。該子基底可以包含陶瓷材料，也可以是氮化鋁。該子基底包括前表面和后表面，且LED組裝區可以位于前表面上，而電極位于后表面上作連接用。

本發明的光源還可以被描述成包括(a)子基底，包含LED組裝區，其上具有發光二極管(LED)陣列，LED組裝區具有第一和第二相互正交的最大橫斷面尺寸，其中第一橫斷面尺寸比第二橫斷面尺寸大，以及(b)子基底上位于LED組裝區上方的透鏡。