用于形成光束的光學(xué)器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于形成光束的光學(xué)器件(229)，該光學(xué)器件包括透鏡(330)，該透鏡(330)具有：頂部(331)，該頂部(331)被配置成接收由光源(220)發(fā)射的光；底部(332)，該底部（332）被配置成允許所述接收的光從所述透鏡出射；以及從所述頂部伸展到所述底部的多個側(cè)部(333)。所述多個側(cè)部包圍透鏡并且適于反射和折射接收的光的入射光線。在垂直于從頂部伸展到底部的中心軸線(338)的平面中，透鏡的橫截面(334)具有多邊形的形狀，該多邊形的形狀在彼此垂直的縱向方向(335)和橫向方向上(336)被取向。此外，透鏡適于使得接收的光從透鏡出射為在離光學(xué)器件預(yù)定的距離(4)處形成為細(xì)長形狀(5)的光束。利用提出的光學(xué)器件，提供使得能夠用于所需的細(xì)長照明分布的緊湊的透鏡。
【專利說明】用于形成光束的光學(xué)器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于形成光束的光學(xué)器件。本發(fā)明還涉及一種包括這樣的光學(xué)器件的對應(yīng)的照明裝置和一種包括多個這樣的照明裝置的照明系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在LED (發(fā)光二極管)技術(shù)中的最新發(fā)展通過使得與現(xiàn)有照明技術(shù)相比更節(jié)能、持續(xù)更久、更耐用、且更環(huán)保的照明裝置的設(shè)計(jì)成為可能而革命化全世界照明工業(yè)。因此，LED照明可能成為不久的將來的主要光源，不僅節(jié)約能量，而且還因?yàn)長ED的小尺寸和高效率，與先前照明技術(shù)相比，促進(jìn)強(qiáng)得多的應(yīng)用通用性。通過混合不同顏色的LED，能夠產(chǎn)生任何顏色，且所產(chǎn)生的光的顏色由所使用的LED以及由混合比確定。
[0003]當(dāng)提到旨在用于街道照明的照明系統(tǒng)時，優(yōu)選地矩形面積的照明是期望的，同時需要將關(guān)于照明均勻性、照明強(qiáng)度、眩光和天空污染的規(guī)程考慮進(jìn)去。傳統(tǒng)上，諸如例如鈉蒸汽燈的高強(qiáng)度放電燈、熒光氣球或熒光管是常用的。然而，這些種類的光源是體積相當(dāng)龐大的并且因此在刮風(fēng)氣象條件期間是易受攻擊的，并且它們需要頻繁且耗時的維修。為了滿足這些挑戰(zhàn)，基于利用LED作為照明源的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為替代性方法。
[0004]在LED技術(shù)上的進(jìn)展進(jìn)而已經(jīng)刺激照明光學(xué)器件領(lǐng)域，所述照明光學(xué)器件領(lǐng)域先前與局限于作為舞臺照明的這樣的昂貴的利基(niche)應(yīng)用的透鏡相關(guān)。大部分照明應(yīng)用利用圓形對稱的透鏡，使得能夠?qū)崿F(xiàn)簡化的設(shè)計(jì)和模具制造。然而，本領(lǐng)域內(nèi)的進(jìn)展已經(jīng)導(dǎo)致用以設(shè)計(jì)未必圓形對稱的照明透鏡的新的且改進(jìn)的方式。在給定任意透鏡形狀的詳細(xì)的數(shù)學(xué)描述的情況下，現(xiàn)代注塑模具技術(shù)具有制造任意透鏡形狀的完全能力。關(guān)于近來已經(jīng)適應(yīng)LED作為光源的眾多照明應(yīng)用，許多具有特別為它們設(shè)計(jì)的透鏡。
[0005]比如在EP2135005中公開了實(shí)施LED和這樣的特別設(shè)計(jì)的透鏡的體積較小且更耐用的照明裝置的一種方法。詳細(xì)地，EP2135005提出具有用于對光束提供所需的形狀的透鏡的光學(xué)器件，特別是關(guān)于相對于它們的寬度具有大的長度的照明表面，諸如公路、街道或機(jī)動車道。利用所公開的透鏡，可省略通常布置在跨越光路的發(fā)光體頭部中以便以適當(dāng)?shù)慕嵌瘸缃值酪龑?dǎo)光束的常常相當(dāng)龐大的反射器。
[0006]然而，即使EP2135005提供了可具有減小的厚度以及因此較小的體積的照明裝置的示例性實(shí)施方式，關(guān)于緊湊性仍然存在改進(jìn)的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明，以上需要由用于形成光束的光學(xué)器件至少部分地滿足，該光學(xué)器件包括透鏡，該透鏡具有:頂部，被配置成接收由光源發(fā)射的光；底部，被配置成允許接收的光從透鏡出射；以及從頂部伸展到底部的多個側(cè)部。該多個側(cè)部包圍透鏡并且適于反射和折射接收的光的入射光線。在垂直于從頂部伸展到底部的中心軸線的平面中，透鏡的橫截面具有多邊形的形狀，該多邊形在彼此垂直的縱向方向和橫向方向上被取向。此外，透鏡適于使得接收的光從透鏡出射為在離光學(xué)器件預(yù)定的距離處形成為細(xì)長形狀的光束。[0008]在提出這樣的光學(xué)器件中，提供使得能夠用于所需的細(xì)長照明分布的緊湊的透鏡。為了能夠接收由光源發(fā)射的光，透鏡具有因此配置的頂部。頂部的特征，諸如形狀，可變化。影響設(shè)計(jì)的一個參數(shù)是比如透鏡被配置成從其接收光的光源的特性。該光源可由一個LED或甚至多個LED表示，因而設(shè)計(jì)者需要考慮它們的數(shù)量和布置。此外，為了允許接收的光從透鏡出射，透鏡具有因此配置的底部。類似于頂部，底部的特性可根據(jù)實(shí)施方式而變化，并且可因此具有不同的形狀。頂部和底部可比如是發(fā)散的、收斂的、凹面的和/或凸面的、或其組合，只要維持光學(xué)功能并且遵守要考慮的本申請要求即可。
[0009]此外，透鏡具有圍繞透鏡的從頂部伸展到底部的多個側(cè)部，該多個側(cè)部適于反射和折射接收的光的入射光線。入射光線可以寬范圍的角度撞擊側(cè)部，即，入射角度的范圍可從O。到90°。通過將側(cè)部設(shè)計(jì)成反射和折射入射光線，允許光在有利的方向上曲折以由此有助于光束成形。因此，多個側(cè)部有助于接收的光的角度分布，由此為設(shè)計(jì)者提供用以控制光分布的額外的參數(shù)。
[0010]另外，在垂直于從頂部伸展到底部的中心軸線的平面中，透鏡的橫截面具有多邊形的形狀，該多邊形的形狀在彼此垂直的縱向方向和橫向方向上被取向。應(yīng)注意的是，“彼此垂直的縱向方向和橫向方向”在此處旨在被解釋為同樣包括“基本上彼此垂直的縱向方向和橫向方向”，并且相應(yīng)而言包括稍微偏離絕對垂直的形狀。具有這樣的多邊形形狀的橫截面的側(cè)表面能夠用于隨后可隨同進(jìn)一步的光學(xué)裝置被布置在緊密布置中的更加緊湊的光學(xué)器件。相應(yīng)的側(cè)部的形狀可根據(jù)要考慮的實(shí)施方式而變化，并且沿著中心軸線的方向可比如是平坦的、發(fā)散的或收斂的。
[0011]此外，透鏡適于使得接收的光從透鏡出射為在離光學(xué)器件預(yù)定的距離處形成為細(xì)長形狀的光束。由此，頂部、底部和/或相應(yīng)的側(cè)部的特性適于使發(fā)自光源的光成形為在縱向上具有大致均勻的光強(qiáng)度的光束。與橫向方向相比，細(xì)長的形狀由在縱向方向上的不同的射束發(fā)散而造成。根據(jù)一個示例，底部在縱向和橫向方向兩者上是具有不同曲率的凸面。透鏡比如適于使得細(xì)長形狀具有“蝙蝠翼”的形式，或基本上是投射在預(yù)定的距離處的矩形。根據(jù)一個示例，這樣的矩形可具有在7-13米*30-40米范圍內(nèi)并且優(yōu)選地近似10米*36米的尺寸，而預(yù)定的距離可為在5米至11米的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地近似8米。由此，所提出的光學(xué)器件可適于諸如室外照明的應(yīng)用，比如沿著機(jī)動車道的街道照明或適于停車場、市中心和/或購物區(qū)。
[0012]根據(jù)一個實(shí)施例，多個側(cè)部包括四個側(cè)部，并且橫截面具有矩形的形狀。應(yīng)注意的是，“矩形的形狀”在此處旨在被解釋為同樣包括“基本上矩形的形狀”，并且相應(yīng)而言包括稍微偏離矩形的形狀。利用具有這樣的矩形橫截面的側(cè)表面，引入較小尺寸的透鏡。
[0013]根據(jù)另一個實(shí)施例，透鏡在沿著中心軸線的橫截面中在象限上是對稱的。也就是，透鏡由環(huán)繞中心軸線取向的四個相等的部分構(gòu)成。利用這樣的對稱的解決方案，提供簡化的透鏡設(shè)計(jì)。附加優(yōu)點(diǎn)是，透鏡的安裝可以以在取向上出現(xiàn)較少誤差機(jī)會的方式來完成。此夕卜，在多個光學(xué)裝置布置成相互極為貼近的情況下，對稱的解決方案導(dǎo)致一個透鏡到另一個透鏡的更少的屏蔽。也就是，一側(cè)短并且相鄰的一側(cè)長的風(fēng)險被降低，導(dǎo)致來自一個光學(xué)器件的部分光撞擊另一個光學(xué)器件并且干擾光路。
[0014]根據(jù)另一個實(shí)施例，頂部在縱向方向是發(fā)散的并且在橫向方向上收斂的。利用這樣的設(shè)計(jì)，透鏡使得由頂部接收的光能夠在縱向方向上展開而在橫向方向上被收集。[0015]此外,根據(jù)另一個實(shí)施例,頂部具有在縱向方向上的第一凹度(concavity)和在橫向方向上的第二凹度，該第二凹度大于第一凹度。由此，建議了提供接收的光的期望的多樣性的頂部的可行的形狀。
[0016]根據(jù)附加實(shí)施例，底部在縱向方向和橫向方向兩者上是發(fā)散的，且底部在縱向方向上比在橫向方向上更強(qiáng)地發(fā)散。由此，透鏡使得從底部出射的光束能夠在縱向方向和橫向方向兩者上展開，且在縱向方向上比在橫向方向上更強(qiáng)地展開。一個示例是具有鞍的形狀的底部。
[0017]大體地，透鏡可為具有變化的折射率和折射特性(影響設(shè)計(jì)的選擇)的任意透明材料。然而，根據(jù)一個實(shí)施例，透鏡包括PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。由此，利用具有1.49的折射率的材料，適合于各種應(yīng)用。
[0018]根據(jù)另一個實(shí)施例，多個側(cè)部中的至少一個是光學(xué)平坦的(optically flat)。由此，在不存在表面粗糙度或微觀結(jié)構(gòu)的情況下，側(cè)部不使入射光發(fā)散。在一個示例中，所有的側(cè)部是光學(xué)平坦的。
[0019]除了以上所述之外，在前述內(nèi)容中描述的本發(fā)明的光學(xué)器件優(yōu)選地被包括在進(jìn)一步包括布置在載體上的光源的照明裝置中。該照明裝置提供如上所論述的相對于光學(xué)器件而言的類似的優(yōu)點(diǎn)。載體是光源被設(shè)置于其上的介質(zhì)，并且可以例如是PCB。
[0020]根據(jù)一個實(shí)施例，光源包括一個或多個LED(發(fā)光二極管)。由此，選擇高能效的且長久持續(xù)的光源。通過實(shí)施不僅一個而且多個的LED，可獲得附加功能。優(yōu)選地，LED鄰接地布置在載體上。應(yīng)注意的，“鄰接地布置”在此處旨在被解釋為同樣包括“布置成極為貼進(jìn)”和“相對緊密地布置”。根據(jù)一個示例，光源包括定位在3*3的基本上方形形狀的矩陣中的9個LED?！盎旧戏叫涡螤畹摹痹诒旧暾埖恼Z境中旨在被以廣義解釋，同樣包括“接近方形形狀的”、“幾乎方形形狀的”、以及“盡可能方形形狀的”，因此包括與方形形狀的矩陣的小偏差。利用LED的數(shù)量和它們關(guān)于彼此的定位的這樣的選擇，能夠?yàn)榫o湊的透鏡提供有效的布置。LED的可替換的數(shù)量和可替換的定位自然地由該范圍覆蓋；比如，LED的數(shù)量的范圍可從I至30。由單個透鏡覆蓋的多個鄰接地布置的LED表示緊湊的解決方案，因而可克服與大的系統(tǒng)相關(guān)的問題，該大的系統(tǒng)具有有著單獨(dú)的透鏡的散開的LED。避免了具有各自的單獨(dú)的透鏡的各LED的昂貴且不可靠的固定和對準(zhǔn)，因而方便制造和裝配。此外，與多個透鏡相比，單個透鏡需要較少的材料。對于更加緊湊的解決方案，另外和/或可替換地，單個共用透鏡使得能夠?qū)⒃黾訑?shù)量的LED布置在給定的面積上。因此，可提供更多流明/面積，和/或可結(jié)合不同特性(諸如顏色)的LED以提供具有期望特性的光。比如，對于一個實(shí)施方式，具有高通量的功能光可以是至關(guān)重要的而非高顯色指數(shù)(CRI)或高色溫(CCT)，這就是具有提供有效的流明/面積的特性的LED可被結(jié)合的原因。對于另一個實(shí)施方式，良好的CRI是所需的，這就是具有高CRI的LED可與小的通量損失結(jié)合的原因。
[0021]對一些光源，假如用于光源的冷卻的散熱器擋住光源的發(fā)光側(cè)的話，該些散熱器就不可能實(shí)施。這例如當(dāng)利用LED并且特別是具有相對高功率密度/面積的大功率LED時可能是有問題的。因此，經(jīng)由傳導(dǎo)而到載體中并且通過載體的冷卻已經(jīng)變得更加重要。根據(jù)另一個實(shí)施例，載體因此可包括MS(絕緣金屬基板)和MCPCB(金屬芯印刷電路板)中的一個。由此，提供排熱上的改進(jìn)，因?yàn)楫?dāng)提到熱傳導(dǎo)時，與例如傳統(tǒng)PCB相比，MS或MCPCB是優(yōu)越的。另外，由頂S或MCPCB提供的更加有效的冷卻可輔助實(shí)現(xiàn)具有更加緊密布置的LED的實(shí)施方式。
[0022]根據(jù)附加實(shí)施例，照明裝置進(jìn)一步包括布置在載體的介電層的部件區(qū)域的表面上的傳導(dǎo)路徑，該傳導(dǎo)路徑適于將電流和電氣信號傳送至光源或從光源傳送電流和電氣信號。傳導(dǎo)路徑的傳播區(qū)域關(guān)于表面上的可用空間被優(yōu)化。在該申請的語境中，傳導(dǎo)路徑包括一個或多個焊盤(例如，銅焊盤)，在所述一個或多個焊盤上，光源或多個LED布置在介電層上。傳導(dǎo)路徑可進(jìn)一步包括通向光源或多個LED的或從光源或多個LED引出的傳導(dǎo)軌跡(例如，銅軌跡)。傳導(dǎo)路徑可相應(yīng)地表示電路布置。利用傳導(dǎo)路徑的擴(kuò)大的傳播區(qū)域，部件區(qū)域的表面的大量的部分被覆蓋。由此，提供在排熱上的甚至進(jìn)一步的改進(jìn)，因?yàn)槠鹪从诠庠吹臒崃靠杀榧敖殡妼拥母蟮拿娣e。因此，光源的功率密度(每個面積的熱功率)和隨后的溫度可以以有效的方式降低。利用改進(jìn)的排熱，達(dá)到實(shí)施更大數(shù)量的LED和/或更加緊密地布置在載體上的LED的提高的能力。在部件區(qū)域的表面上的可用空間例如受到爬電距離和電氣間隙以及機(jī)械螺紋孔的限制。對于一些實(shí)施方式，被優(yōu)化可能與最大化同義，因而傳導(dǎo)路徑的傳播區(qū)域盡可能覆蓋在部件區(qū)域的表面上的可用的空間。應(yīng)注意的是，“最化大”應(yīng)以廣義解釋，同樣包括“基本上最大化”和“接近最大化”，因此包括與絕對最大化的微小偏差。優(yōu)選地，在光源包括多個LED的實(shí)施方式中，各LED在LED附近設(shè)置有擴(kuò)大的焊盤。假設(shè)LED的布置不允許這樣的放大，例如對于由其它緊密布置的LED包圍的LED，該LED的焊盤優(yōu)選地這樣地連接到周圍的LED焊盤區(qū)域，使得所述焊盤具有與周圍的LED的面積比類似的面積比。
[0023]根據(jù)一個實(shí)施例，傳播區(qū)域優(yōu)選地覆蓋表面的至少50%，并且最優(yōu)選地至少60%。由此，傳播區(qū)域覆蓋介電層的部件區(qū)域的表面的相當(dāng)大的部分，以便使熱功率密度下降。對于一些實(shí)施方式，傳播區(qū)域覆蓋表面多達(dá)至少70%。
[0024]根據(jù)另一個實(shí)施例，傳導(dǎo)路徑源自于共用金屬層。由此，傳導(dǎo)路徑可能源自于以有效的方式的相同的制造過程。金屬層的材料可比如是銅或包括銀的箔材。從共用金屬層得到傳導(dǎo)路徑可涉及不同的圖案化方法，比如諸如絲網(wǎng)印刷的減數(shù)法、照相凸版和除去例如銅的PCB銑削?？商鎿Q地，圖案化可為添加工藝，比如，將金屬層印刷到介電層上。此外，可在電鍍過程的后續(xù)步驟中添加附加的例如銅。
[0025]為了甚至進(jìn)一步提高冷卻，在一個示例中，照明裝置可另外包括熱傳導(dǎo)金屬層，該金屬層布置成使得介電層定位在傳導(dǎo)路徑與金屬層之間。由此，載體適于將源于光源的熱通過絕緣層傳導(dǎo)至金屬層用于光源的提高的熱散布和冷卻。
[0026]此外，在前述內(nèi)容中描述的那種多個照明裝置優(yōu)選地以矩陣布置，并且被包括在照明系統(tǒng)中。該照明系統(tǒng)適于使得第一照明裝置的第一光束和第一預(yù)定的距離類似于第二照明裝置的第二光束和第二預(yù)定的距離。因此，除了提供關(guān)于照明裝置而言的如上所論述的類似的優(yōu)點(diǎn)之外，照明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)與多個照明裝置的組合相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)注意的是，各照明裝置可包括各自的載體，雖然優(yōu)選地，多個照明裝置中的至少一些設(shè)置在同一的載體上。照明裝置比如以基本上方形形狀的或矩形矩陣布置，雖然其它布置理所當(dāng)然是可行的。通過將具有類似的光束和類似的目標(biāo)距離的多個照明裝置布置成聚在一起，更多的光，即更多的流明可集中到目標(biāo)表面上。由于照明系統(tǒng)優(yōu)選地被配置成利用照明桿布置，所以這樣的目標(biāo)表面可為路段。另外和/或可替換地，利用由本發(fā)明建議的更加緊湊的透鏡，照明裝置可被更加緊密地布置并且照明系統(tǒng)因此更加緊湊。[0027]當(dāng)研究所附權(quán)利要求和下列描述時，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。熟練的收件人意識到，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可合并本發(fā)明的不同的特征以產(chǎn)生不同于下文所描述的那些的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]本發(fā)明的各種方面，包括其特定的特征和優(yōu)點(diǎn)，將從下列詳細(xì)描述和附圖很容易地理解，在附圖中:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的具有多個照明系統(tǒng)的路段的示例性透視示意圖； 圖2是優(yōu)選實(shí)施例的照明裝置中的一個的透視圖；以及 圖3示出優(yōu)選實(shí)施例的光學(xué)裝置中的一個。
【具體實(shí)施方式】
[0029]現(xiàn)在將在下文中參考附圖更加充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以不同的形式被實(shí)施并且不應(yīng)被解釋為限制于本文所闡明的實(shí)施例；相反，這些實(shí)施例被提供用于徹底性和完整性，并且向熟練的收件人充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。自始至終，相似的參考符號表示相似的元件。
[0030]現(xiàn)在參照圖并且具體地參照圖la，提供了具有根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的多個照明系統(tǒng)2的路段I的示例性透視示意圖。各照明系統(tǒng)2布置在各自的照明桿3上，各照明桿3的長度適于所考慮的實(shí)施方式。在此處，各照明桿3具有這樣的長度使得從光學(xué)器件到公路的目標(biāo)距離4為近似8米。各照明系統(tǒng)2照亮具有寬度W的各自的街區(qū)5a、5b、5c。各街區(qū)5的尺寸可變化；然而在此處，細(xì)長形狀是近似10米*36米的矩形。照明桿3布置成相互間隔一定的距離，和/或照明系統(tǒng)2適于使得被照亮的街區(qū)5可在重疊區(qū)6a、6ab、6bc、6c中稍微重疊。
[0031]為了照亮各自的街區(qū)5，各照明系統(tǒng)2包括支撐結(jié)構(gòu)7，多個照明裝置8以矩陣布置在支撐結(jié)構(gòu)7上。各照明系統(tǒng)2的照明裝置8的數(shù)量可隨同它們關(guān)于相互的布置而變化，比如以從4至64的范圍布置在方形形狀的或矩形矩陣中。對于照明系統(tǒng)2的各照明裝置8，來源于一個照明裝置8的光束類似于來源于另一個照明裝置8的光束。因此，通過允許每個各自的照明系統(tǒng)2包括聚在一起的具有類似的光束和類似的目標(biāo)距離4的多個照明裝置8，更多光，即，更多流明聚集到各自的街區(qū)5上?，F(xiàn)在將參照圖2論述關(guān)于圖1的照明裝置8的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
[0032]在圖2中，示出的是，照明裝置8包括布置在載體221的光源220。為了簡單起見，示出僅一個照明裝置8 ;然而，事實(shí)上，多個照明裝置8設(shè)置在同一的載體221上。根據(jù)示出的實(shí)施例，光源220包括布置在面積上的多個LED 228(在此處，30個LED)。應(yīng)注意的是，根據(jù)可替換實(shí)施方式，光源220的發(fā)光尺寸可取不同的值和范圍例如從4-6mm*5-7mm，并且LED的數(shù)量可為另一個。利用布置成相互非常接近的LED 228，提供能夠讓更多的流明/面積得到支持和/或能夠結(jié)合不同特性的更多的LED的緊湊的解決方案。
[0033]載體221在此處由IMS(絕緣金屬基板)表示，雖然根據(jù)可替換實(shí)施例，諸如MCPCB(金屬芯印刷電路板)或PCB的其它選項(xiàng)是可行的。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，不同于下文中描述的那些的層和/或部件可被包括在載體221中或在載體221上。作為底層，為了傳導(dǎo)源于光源220的熱量，載體221包括可選的熱傳導(dǎo)金屬層222。熱傳導(dǎo)金屬層222可比如是鋁或銅，且厚度范圍優(yōu)選地從0.5mm至3.2mm。在金屬層222之上可布置粘合層(未示出)，并且粘合層之上可布置介電層223。介電層223比如是電絕緣聚酰胺膜?？蛇x地，介電層223可包括具有金屬氧化物或氧化鋁的聚合物，在介電層223上設(shè)置薄的絕緣涂層?？商鎿Q地，介電層223可包括陶瓷。
[0034]介電層223具有適于容納例如光源220的部件的部件區(qū)域224。部件區(qū)域224具有表面225,在該表面225上布置傳導(dǎo)路徑226。傳導(dǎo)路徑226適于將電流和電氣信號傳送至光源220和/或其它部件以及從光源220和/或其它部件傳送電流和電氣信號。因此，傳導(dǎo)路徑226包括焊盤，在焊盤上，多個LED 228布置在介電層223上。在此處，傳導(dǎo)路徑226進(jìn)一步包括通向多個LED 228或從多個LED 228引出的傳導(dǎo)軌跡(未示出)。在圖2中，傳導(dǎo)路徑226源自于共用銅層。
[0035]為了提高從光源220的散熱，所述傳導(dǎo)路徑226的傳播區(qū)域227關(guān)于部件區(qū)域224的表面225上的可用空間被優(yōu)化。利用傳導(dǎo)路徑226的擴(kuò)大的傳播面積227，部件區(qū)域224的表面225的大量部分被覆蓋，因而源于光源220的熱量可遍布介電層223的更大的區(qū)域。在此處，被優(yōu)化與最大化同義，因而，傳播區(qū)域227盡可能覆蓋部件區(qū)域224的表面225上的可用空間。根據(jù)示出的實(shí)施例，傳播區(qū)域覆蓋表面225的50%以上。然而，注意，根據(jù)可替換實(shí)施方式，傳播區(qū)域可覆蓋表面225的60%以上、或甚至70%以上。
[0036]照明裝置8進(jìn)一步包括用于形成光束的光學(xué)器件229。應(yīng)注意的是，在此處示出的部件區(qū)域224由光學(xué)器件229完全覆蓋；然而，根據(jù)可替換實(shí)施例，部件區(qū)域224可伸展到該覆蓋范圍之外?，F(xiàn)在將參照圖3進(jìn)一步詳細(xì)地描述光學(xué)器件229。
[0037]在圖3中，示出的是，示例的光學(xué)器件229包括透鏡330。透鏡330的材料在此處是PMMA，雖然對于其它實(shí)施方式，透鏡330可由任意透明有色或無色的成形的材料(諸如玻璃、聚甲基丙烯酸酯或其它塑料)制成。透鏡330具有頂部331和底部332，該頂部331被配置成接收由光源220發(fā)射的光，該底部332被配置成允許所接收的光從透鏡330出射。透鏡330進(jìn)一步具有包圍透鏡330的從頂部331伸展到底部332的多個側(cè)部333 (在此處，四個)。側(cè)部333適于反射和折射接收的光的入射光線。在垂直于從頂部331伸展到底部332的中心軸線338的平面中，橫截面334具有多邊形(在此處為矩形334)的形狀。矩形334在彼此垂直的縱向方向335和橫向方向336上被取向。利用這樣的側(cè)部333，透鏡229具有緊湊的設(shè)計(jì)，因而照明裝置8可被更加緊密地布置并且照明系統(tǒng)2因此是更加緊湊的。此夕卜，透鏡330適于使得接收的光從透鏡330出射為在離光學(xué)器件229預(yù)定的距離處形成為細(xì)長形狀的光束。對于圖1的不出的實(shí)施方式，細(xì)長的形狀由各自的街區(qū)5a、5b、5c表不，并且預(yù)定的距離由目標(biāo)距離4表示。
[0038]在示例性實(shí)施例中，透鏡330在沿著中心軸線338的橫截面334中在象限337上是對稱的。此外，頂部331具有在縱向方向335上的第一凹度和在橫向方向336上的第二凹度，后者大于前者。另一方面，底部332在縱向方向335和橫向方向336兩者上是發(fā)散的，且在縱向方向335上比在橫向方向336上發(fā)散更強(qiáng)。另外，側(cè)部333是光學(xué)平坦的，因此，缺少可能使入射光發(fā)散的表面粗糙度或微觀結(jié)構(gòu)。
[0039]由此，利用優(yōu)選的所述實(shí)施例，提供了包括能夠用于期望的照明分布5a、5a、5b、5c的緊湊的透鏡330的光學(xué)器件229。此外，如所示出的，多個照明裝置8可更加緊密地布置，允許照明系統(tǒng)2更加緊湊。
[0040]在上述本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，光源包括LED。然而，使用不同類型的光源，諸如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、聚合物L(fēng)ED (PLED)、無機(jī)LED、激光器、或其組合、以及寬帶(直接磷光體轉(zhuǎn)換的)LED和寬帶(磷光體轉(zhuǎn)換的)白色LED將是可能的并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，與類似TL、CFL的其它光源組合也是可能的。
[0041]另外，應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，LED顏色的任意組合能夠產(chǎn)生色域，無論LED可能是紅色、綠色、藍(lán)色、琥珀色、白色、橙色、UV或其它顏色。貫穿該說明書所描述的各實(shí)施例包含包括在光模塊中的LED的所有可能的組合，使得能夠產(chǎn)生變化顏色、強(qiáng)度、飽和度和色溫的光。
[0042]應(yīng)注意的是，照明系統(tǒng)進(jìn)一步可包括用以提供各種光學(xué)效果的許多光學(xué)和/或非光學(xué)部件。這些部件可包括但不限于擴(kuò)散器等，在不同的組合中使用以提供期望的效果。
[0043]此外，雖然參照其特定的示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是許多不同變更、修改等對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將變得清楚。通過研究附圖、本公開和所附權(quán)利要求，對所公開的實(shí)施例的變型能夠由熟練的收件人理解并且在實(shí)踐要求保護(hù)的本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)。此外，在權(quán)利要求中，詞語“包括”并不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一(a)”或“一個(an)”并不排除多個。
【權(quán)利要求】
1.一種用于形成光束的光學(xué)器件(229)，所述光學(xué)器件(229)包括透鏡(330)，所述透鏡(330)具有: -頂部(331)，所述頂部(331)被配置成接收由光源(220)發(fā)射的光； -底部(332)，所述底部(332)被配置成允許所述接收的光從所述透鏡(330)出射；以及 -從所述頂部(331)伸展到所述底部(332)的多個側(cè)部(333)，所述多個側(cè)部(333)包圍所述透鏡(330)并且適于反射和折射所述接收的光的入射光線，其中在垂直于從所述頂部(331)伸展到所述底部(332)的中心軸線(338)的平面中，所述透鏡(330)的橫截面(334)具有多邊形的形狀，所述多邊形在彼此垂直的縱向方向(335)和橫向方向(336)上被取向，并且 其中，所述透鏡(330)適于使得所述接收的光從所述透鏡(330)出射為在離所述光學(xué)器件(229)預(yù)定的距離(4)處形成為細(xì)長形狀(5a、5b、5c)的光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件(229)，其中，所述多個側(cè)部(333)包括四個側(cè)部(333)，所述橫截面(334)具有矩形的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)器件(229)，其中，所述透鏡(330)在沿著所述中心軸線(338)的所述橫截面(334)上在象限(337)上是對稱的。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件(229)，其中，所述頂部(331)在所述縱向方向(335)上是發(fā)散的，并且在所述橫向方向(336)上是收斂的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件(229)，其中，所述頂部(331)具有在所述縱向方向(335)上的第一凹度和在所述橫向方向(336)上的第二凹度，所述第二凹度大于所述第一凹度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件(229)，其中，所述底部(332)在所述縱向方向(335)和所述橫向方向(336)兩者上是發(fā)散的，所述底部(332)在所述縱向方向(335)上比在所述橫向方向(336)發(fā)散更強(qiáng)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件(229)，其中，所述透鏡(330)包括PMMA0
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件(229)，其中所述多個側(cè)部(333)中的至少一個是光學(xué)平坦的。
9.一種照明裝置(8)，包括: -布置在載體(221)上的光源(220)，以及 -根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件(229)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明裝置(8)，其中，所述光源(220)包括一個或多個LED (發(fā)光二極管)(228)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的照明裝置(8)，其中，所述載體(221)包括IMS(絕緣金屬基板)和MCPCB (金屬芯印刷電路板)中的一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任一項(xiàng)所述的照明裝置(8)，進(jìn)一步包括: -傳導(dǎo)路徑(226)，所述傳導(dǎo)路徑布置在所述載體(221)的介電層(223)的部件區(qū)域(224)的表面(225)上，所述傳導(dǎo)路徑(226)適于將電流和電氣信號傳送至所述光源(220)或從所述光源(220)傳送電流和電氣信號，其中，所述傳導(dǎo)路徑(226)的傳播面積(227)關(guān)于所述表面(225)上的可用空間被優(yōu)化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明裝置(8)，其中，所述傳播面積(227)優(yōu)選地覆蓋所述表面(225)的至少50%并且最優(yōu)選地至少60%。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的照明裝置(8)，其中，所述傳導(dǎo)路徑(226)來自于共用金屬層。
15.—種照明系統(tǒng)(2),包括: 根據(jù)權(quán)利要求9至14中的任一項(xiàng)所述的以矩陣布置的多個照明裝置(8)，其中，所述照明系統(tǒng)(2)適于使得第一照明裝置(8)的第一光束和第一預(yù)定的距離(4)類似于第二照明裝置(8)的第二光束和第二目標(biāo)距離(4)。
【文檔編號】F21V5/04GK103502872SQ201280021865
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月5日
【發(fā)明者】K.N.李, M.范里伊羅普, A.比爾斯馬, B.莫斯, P.G.J.M.努伊詹斯 申請人:皇家飛利浦有限公司