[發(fā)明專(zhuān)利]具有光束擴(kuò)展調(diào)諧和光束成形的效果的照明設(shè)備LED模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780058564.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109790962B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯多夫·D·諾蘭;約瑟夫·R·卡斯珀;本杰明·大衛(wèi)·沃爾默;喬治·戴德里奇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昕諾飛控股有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F21K9/238
• 分類(lèi)號(hào): F21K9/238;F21K9/64;F21V23/00;F21Y115/10
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 景軍平;閆小龍

本發(fā)明公開(kāi)了一種照明設(shè)備，所述照明設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)LED模塊，每個(gè)LED模塊包括定位在襯底上的一組LED集合。每個(gè)LED集合包括任選地在單個(gè)透鏡下方的兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段。由所述照明設(shè)備的控制器或外部控制器單獨(dú)地控制所述區(qū)段。可通過(guò)選擇性地激活每個(gè)LED集合的所述LED區(qū)段來(lái)控制所述設(shè)備所發(fā)射的光的光束擴(kuò)展、光束形狀或兩者。任選地，所述區(qū)段可被配置為發(fā)射不同發(fā)光特性諸如不同顏色或不同色溫的光。在此類(lèi)實(shí)施方案中，還可通過(guò)選擇性地激活每個(gè)LED集合的所述LED區(qū)段來(lái)控制所述設(shè)備所發(fā)射的光的顏色、色溫或其他特性。

相關(guān)申請(qǐng)和優(yōu)先權(quán)聲明

本專(zhuān)利文件要求于2016年8月5日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.62/371,394的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容以引用方式全部并入本文件。

背景技術(shù)

基于發(fā)光二極管(LED)的照明設(shè)備的出現(xiàn)已為運(yùn)動(dòng)競(jìng)技場(chǎng)、體育館、其他娛樂(lè)設(shè)施及其他商業(yè)和工業(yè)設(shè)施提供了實(shí)現(xiàn)即時(shí)通斷功能、智能控制和可調(diào)節(jié)性的能力，同時(shí)提供優(yōu)異的光質(zhì)量、一致的光輸出和改善的能量效率。因此，用戶(hù)繼續(xù)尋求對(duì)LED照明設(shè)備的改進(jìn)。例如，需要沿多個(gè)方向引導(dǎo)光以及保持光的某些特性(諸如強(qiáng)度或色溫)的新型改進(jìn)方式。然而，精確控制一直受到限制，因?yàn)樾枰謩?dòng)操作來(lái)改變與懸吊燈具相關(guān)聯(lián)的顏色、強(qiáng)度和位置。

在其構(gòu)造中使用LED的白光源可具有兩種基本配置。在一種基本配置(稱(chēng)為直接發(fā)射LED)中，通過(guò)不同顏色的LED的直接發(fā)射來(lái)生成白光。示例包括表面安裝設(shè)備(SMD)LED中的紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的組合。另一種基本配置包括基于熒光體的單LED，其生成窄波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光束，該光束入射到熒光體材料上并激發(fā)該熒光體材料以產(chǎn)生可見(jiàn)光。通常，LED晶粒或芯片生成光譜的可見(jiàn)部分中的藍(lán)光，并且熒光體重新發(fā)射黃光、或綠光與紅光、綠光與黃光、或黃光與紅光的組合。LED所生成的未被熒光體吸收的可見(jiàn)藍(lán)光的部分與所發(fā)射的黃光混合，以提供被人眼感知為白色的光。LED的色溫由摻入在LED中的熒光體組成決定。基于熒光體的LED優(yōu)于直接發(fā)射白色LED的優(yōu)點(diǎn)包括隨設(shè)備老化和溫度而變化的更佳顏色穩(wěn)定性，以及更佳批次間和設(shè)備間顏色均勻性/可重復(fù)性。

LED(尤其是直接發(fā)射白色LED)的顏色調(diào)諧可難以實(shí)現(xiàn)。板上芯片(COB)LED包括多個(gè)晶粒(通常為9個(gè)或更多個(gè))，這些晶粒被接線(xiàn)以作為一個(gè)電氣設(shè)備操作并且與單個(gè)光發(fā)射表面組裝在一起，從而需要多個(gè)通道來(lái)調(diào)節(jié)單獨(dú)的光輸出電平以形成變色效果。

COB LED中的光束控制也很困難。通常，LED照明設(shè)備被設(shè)計(jì)成提供固定的光束圖案，并且使用漫射器、全內(nèi)反射(TIR)光學(xué)器件和/或準(zhǔn)直器來(lái)擴(kuò)展。如果特定燈具被設(shè)計(jì)成提供“寬”光束，則通常不能輕松調(diào)節(jié)該燈具以產(chǎn)生“窄”光束。通常，改變光束圖案需要改變照明設(shè)備自身，為照明設(shè)備提供電機(jī)控制的移動(dòng)，或手動(dòng)地調(diào)節(jié)照明設(shè)備外殼的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)特征。

當(dāng)單個(gè)光源(透鏡)下存在多個(gè)COB LED時(shí)，則LED的大數(shù)目以及光學(xué)部件和電氣部件的復(fù)雜性使得顏色調(diào)諧和光束控制甚至更困難。

本文件描述了涉及解決上述問(wèn)題和/或其他難題的新型照明設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

在各種實(shí)施方案中，照明設(shè)備包括上面安裝有多個(gè)發(fā)光二極管(LED)設(shè)備的襯底。每個(gè)LED設(shè)備包括上方定位有光學(xué)透鏡的LED集合。每個(gè)LED集合被分成多個(gè)區(qū)段，所述多個(gè)區(qū)段任選地由非導(dǎo)電隔板材料隔開(kāi)。可通過(guò)選擇性地激活每個(gè)區(qū)段下的LED來(lái)控制該設(shè)備所發(fā)射的光的色溫或顏色。可通過(guò)選擇性地激活每個(gè)區(qū)段下的LED來(lái)控制所發(fā)射的光的光束形狀。如果這些區(qū)段被布置成同心環(huán)，則也可通過(guò)選擇性地激活每個(gè)區(qū)段下的LED來(lái)控制所發(fā)射的光的光束擴(kuò)展。