具有可定制的光束形状、光束颜色和颜色均一性的LED射灯制造技术

本发明专利技术提供了包括照明设备(100)的照明单元(1000)，其中照明设备(100)包括：被配置为提供光源光(11)的光源(10)以及被配置为将光源光成形为照明设备光束(101)的光束成形光学元件(20)，其中照明设备(100)包括窗口(30)，窗口(30)包括下游面(32)和指向光源(10)的上游面(31)，其中照明单元(1000)还包括光束修改器(200)，光束修改器(200)被配置为邻近于窗口(30)并且被配置为拦截上述照明设备光束(101)的至少一部分，其中照明设备(100)和光束修改器(200)被配置为修改上述照明设备光束(101)，以在上述光束修改器(200)的下游提供照明单元光束(1001)，其中光束修改器(200)包括打印的光束修改元件(210)。

A LED lamp with a customizable beam shape, beam color, and color homogeneity

\u672c\u53d1\u660e\u63d0\u4f9b\u4e86\u5305\u62ec\u7167\u660e\u8bbe\u5907(100)\u7684\u7167\u660e\u5355\u5143(1000)\uff0c\u5176\u4e2d\u7167\u660e\u8bbe\u5907(100)\u5305\u62ec\uff1a\u88ab\u914d\u7f6e\u4e3a\u63d0\u4f9b\u5149\u6e90\u5149(11)\u7684\u5149\u6e90(10)\u4ee5\u53ca\u88ab\u914d\u7f6e\u4e3a\u5c06\u5149\u6e90\u5149\u6210\u5f62\u4e3a\u7167\u660e\u8bbe\u5907\u5149\u675f(101)\u7684\u5149\u675f\u6210\u5f62\u5149\u5b66\u5143\u4ef6(20)\uff0c\u5176\u4e2d\u7167\u660e\u8bbe\u5907(100)\u5305\u62ec\u7a97\u53e3(30)\uff0c\u7a97\u53e3(30)\u5305\u62ec\u4e0b\u6e38\u9762(32)\u548c\u6307\u5411\u5149\u6e90(10)\u7684\u4e0a\u6e38\u9762(31)\uff0c\u5176\u4e2d\u7167\u660e\u5355\u5143(1000)\u8fd8\u5305\u62ec\u5149\u675f\u4fee\u6539\u5668(200)\uff0c\u5149\u675f\u4fee\u6539\u5668(200)\u88ab\u914d\u7f6e\u4e3a\u90bb\u8fd1\u4e8e\u7a97\u53e3(30)\u5e76\u4e14\u88ab\u914d\u7f6e\u4e3a\u62e6\u622a\u4e0a\u8ff0\u7167\u660e\u8bbe\u5907\u5149\u675f(101)\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u90e8\u5206\uff0c\u5176\u4e2d\u7167\u660e\u8bbe\u5907(100)\u548c\u5149\u675f\u4fee\u6539\u5668(200)\u88ab\u914d\u7f6e\u4e3a\u4fee\u6539\u4e0a\u8ff0\u7167\u660e\u8bbe\u5907\u5149\u675f(101)\uff0c\u4ee5\u5728\u4e0a\u8ff0\u5149\u675f\u4fee\u6539\u5668(200)\u7684\u4e0b\u6e38\u63d0\u4f9b\u7167\u660e\u5355\u5143\u5149\u675f(1001)\uff0c\u5176\u4e2d\u5149\u675f\u4fee\u6539\u5668(200)\u5305\u62ec\u6253\u5370\u7684\u5149\u675f\u4fee Change the element (210).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可定制的光束形状、光束颜色和颜色均一性的LED射灯
本专利技术涉及包括照明设备和光束修改器的照明单元以及成套部件。本专利技术还涉及制造这种照明单元的方法。
技术介绍
修改光束特性的愿望是本领域已知的。例如，US2013058099描述了被配置为输出具有用户可修改的光束特性的光的照明源，该照明源包括：LED灯单元，用于响应于输出驱动电压而提供光输出；驱动模块，用于接收输入驱动电压，以用于向LED灯单元提供输出驱动电压；散热器，耦合到LED灯单元，以用于耗散由LED灯单元和驱动模块产生的热量；耦合到散热器的反射体，用于接收光输出，以用于输出具有第一光束特性的光束；以及耦合到散热器的透镜，用于接收具有第一光束特性的光束并且用于输出具有第二光束特性的光束，其中透镜由用户选择来实现第二光束特性，并且其中透镜由用户耦合到散热器。WO2014147505A1公开了具有打印的光束成形器的照明设备，打印的光束成形器被布置在耦合到光出射部分的光学掩膜处，使得由发光元件生成的光的第一部分和第二部分分别由光束成形器的至少部分光反射的部分反射，并且分别经由光束成形器的部分光透射的区域透射通过光束成型器。
技术实现思路
为了修改例如LED射灯的光束形状，可以例如使用光学板，光学板可以通过例如磁铁或弹簧搭锁(mechanicalsnap)被扣合到LED射灯。用于这种光学板的几个选择(如，透镜阵列、着色板和遮光栅格)可以修改光束宽度、光束形状和色温。基于透镜或遮光栅格的光束形状修改器的缺点在于，必须以传统的方式来设计和生产这样的修改器，即，需要相对长的提前期来设计针对定制光束形状的修改器。此外，创建更加锐利的光束截断的遮光栅格解决方案给产品增加了高度，而这在灯改型应用中并不总是可允许的。因此，本专利技术的一个方面是提供替代性的照明设备，其优选地进一步至少部分地避免上述缺点中的一个或多个。此外，本专利技术的一个方面是提供期望在后期适配照明设备的光束性质的解决方案，该解决方案优选地进一步至少部分地避免上述缺点中的一个或多个。在本文中，提出了基于光束成形光学元件(透镜、反射体、TIR(全内反射)透镜、菲涅耳透镜、...)的出口处的平坦掩膜的光束修改器，特别是用于LED射灯或点照明灯具的光束修改器。掩膜可以是不透明的(吸收或阻挡)、半透明的(透射时散射)或部分透明的、或者包含染料或波长转换材料(例如，磷光体)。尽管一般而言在出射窗口处的位置与来自光束成形光学元件的发射光的方向之间可能不存在严格的关系，但通常仍然可以区分主要对光束的边缘有贡献的某些区域。在技术方面：在理想的照明光学元件设计中，光学元件的整个区域在光束的主要方向上发射光(光学元件“完全闪光”)，因此所有位置均对峰值强度有贡献。光束的边缘不需要整个区域闪光，但通常情况并非如此。因此，通过阻挡或重新分配来自如从给定方位看到的闪光区域的光，可以影响光束的形状。当光出射窗口的不同部分发射不同的方向上的光时，本专利技术可以发挥最好的效果，但这不是严格要求的。因此，本专利技术对于诸如射灯、聚光灯、泛光照明器材、泛光照明(wallwashing)、手电筒等之类的大多定向照明设备是特别相关的。在第一方面中，本专利技术提供了包括照明设备的照明单元，其中照明设备包括被配置为提供光源光的光源以及被配置为将光源光成形为照明设备光束的光束成形光学元件，其中照明设备包括窗口，窗口包括下游面(照明设备光束被配置为(在不存在光束修改器(参见下文)的情况下)在远离光源的方向上从下游面发出)和指向光源的上游面，其中照明单元还包括光束修改器(“掩膜”)，光束修改器被配置为邻近于窗口并且被配置为拦截上述照明设备光束的至少一部分，特别地光束修改器被配置为邻近于下游面(并且被配置在窗口的下游)并且被配置为拦截在下游面的下游的上述照明设备光束的至少一部分，其中照明设备和光束修改器被配置为修改上述照明设备光束，以在上述光束修改器的下游提供照明单元光束，其中光束修改器包括打印的光束修改元件。特别地，光束修改元件被配置为偏振滤光器和/或光谱转换器，并且被配置为拦截上述照明设备光束的高达80％(例如，高达70％，例如在10％-50％的范围内)的横截面。特别地，拦截量是照明设备光束的横截面的至少10％。短语“拦截……高达80％的横截面”以及类似的短语特别指示这样的横截面的高达80％的面积被拦截。因此，(在使用期间)照明设备光束横截面的20％或更多未被拦截地通过，并且照明设备光束横截面的80％或更少(但是特别地至少10％)被(一个或多个)光束修改元件修改。利用这样的照明设备和这样的光束修改器，可以提供具有例如适合于特定房间或空间的期望的光束性质的照明单元。因此，利用光束修改器，可以修改照明设备的照明设备光束的性质。此外，几乎不需要任何深度，因为光束修改器可以非常薄，例如在几毫米的范围。因此，特别地如此可以提供照明设备，或者可以提供具有光束修改器的照明设备。在前一实施例中，例如可以从处于其应用位置的照明设备来确定光束性质，然后针对特定应用位置中的照明设备确定期望的光束性质。基于此，可以针对处于特定应用位置处的特定照明设备来选择(例如，从光束修改器的库)或产生光束修改器。从而，提供本文所描述的照明单元。光束修改器在本文中也被指示为“掩膜”。因此，特别地，光束修改元件可以仅修改光束的一部分，以在后期将光束调节到期望的(照明单元)光束。小于5％(例如小于10％)的拦截量可能不(足以)引起期望的修改，而80％或更多的拦截量可以导致低效的照明单元。因此，特别地，拦截量在10％-80％的范围内，例如在10％-50％的范围内。看来，具有光学元件和窗口的照明设备(特别是具有光学扩展量不完全守恒的光学元件的照明设备)与具有在10％-80％范围内的拦截量的光束修改器的组合提供了灵活的后期适应((仅)通过打印，特别是3D打印)，从而维持了期望的光束特性并将不期望的光束特性(诸如在照明设备的(预期)应用位置被认为是不期望的)调节成更加期望的特性或减少这样的光束部分。因此，在另一方面中，本专利技术还提供了成套部件，其包括：(i)照明设备，其中照明设备包括被配置为提供光源光的光源以及被配置为将光源光成形为照明设备光束的光束成形光学元件，其中照明设备包括窗口，窗口包括下游面(照明设备光束被配置为在远离光源的方向上从下游面发出)和指向光源的上游面；以及(ii)光束修改器，特别是多个不同的光束修改器，其中每个光束修改器包括打印的光束修改元件，并且其中每个光束修改器可以在功能上耦合到照明设备，以拦截在下游面的下游的上述照明设备光束的至少一部分，以修改上述照明设备光束。利用这样的成套部件，照明设备可以在照明设备的特定应用位置处以这样的方式进行配置，使得可以利用照明设备和光束修改器获得期望的照明效果。例如，这样的成套部件可以包括两个或更多个光束修改器，例如四个或更多个光束修改器，例如在2-20个范围内的光束修改器。因此，特别地，光束修改器可以以可移除的方式被配置到照明设备。备选地或附加地，成套部件还可以包括两个或更多个窗口，其中可选地将光束修改器应用到窗户的面(或者甚至是窗户的两个面)。除了掩膜本身之外，本专利技术还提供产生方法(用于产生光束修改器和/或照明单元)，产生方法在一个实施例中可以涉及：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明单元(1000)，包括照明设备(100)，其中所述照明设备(100)包括被配置为提供光源光(11)的光源(10)以及被配置为将所述光源光成形为照明设备光束(101)的光束成形光学元件(20)，其中所述照明设备(100)包括窗口(30)，所述窗口(30)包括下游面(32)和指向所述光源(10)的上游面(31)，其中所述照明单元(1000)还包括光束修改器(200)，所述光束修改器(200)被配置为邻近于所述窗口(30)并且被配置为拦截所述照明设备光束(101)的至少一部分，其中所述照明设备(100)和所述光束修改器(200)被配置为修改所述照明设备光束(101)，以在所述光束修改器(200)的下游提供照明单元光束(1001)，其中所述光束修改器(200)包括打印的光束修改元件(210)，并且其中所述光束修改元件被配置为拦截所述照明设备光束(101)的高达80％的横截面，并且其中所述光束修改器(200)被配置为：通过对所述照明设备光束(101)进行偏振滤光和光谱转换中的一个或多个来修改所述照明设备光束(101)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.30 EP 15174454.71.一种照明单元(1000)，包括照明设备(100)，其中所述照明设备(100)包括被配置为提供光源光(11)的光源(10)以及被配置为将所述光源光成形为照明设备光束(101)的光束成形光学元件(20)，其中所述照明设备(100)包括窗口(30)，所述窗口(30)包括下游面(32)和指向所述光源(10)的上游面(31)，其中所述照明单元(1000)还包括光束修改器(200)，所述光束修改器(200)被配置为邻近于所述窗口(30)并且被配置为拦截所述照明设备光束(101)的至少一部分，其中所述照明设备(100)和所述光束修改器(200)被配置为修改所述照明设备光束(101)，以在所述光束修改器(200)的下游提供照明单元光束(1001)，其中所述光束修改器(200)包括打印的光束修改元件(210)，并且其中所述光束修改元件被配置为拦截所述照明设备光束(101)的高达80％的横截面，并且其中所述光束修改器(200)被配置为：通过对所述照明设备光束(101)进行偏振滤光和光谱转换中的一个或多个来修改所述照明设备光束(101)。2.根据权利要求1所述的照明单元(1000)，其中所述光束修改器(200)包括3D打印的光束修改元件(210)，并且其中所述光束修改器(200)被配置为邻近于所述下游面(32)并且被配置为拦截所述下游面(32)下游的所述照明设备光束(101)的至少一部分。3.根据前述权利要求中的任一项所述的照明单元(1000)，其中所述光束修改器(200)具有在0.1mm-10mm范围内的高度(h1)。4.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的照明单元(1000)，其中所述光束修改器(200)包括支撑件(220)，其中所述光束修改元件(210)被配置在所述支撑件(220)上，或者其中打印的所述光束修改元件(210)被配置在所述下游面(32)上。5.根据前述权利要求中的任一项所述的照明单元(1000)，其中所述光束成形光学元件(20)包括透镜(22)、TIR透镜、菲涅耳透镜和反射体(21)中的一个或多个。6.根据前述权利要求中的任一项所述的照明单元(1000)，其中所述窗口(30)包括所述光束成形光学元件(20)。7.根据前述权利要求中的任一项所述的照明单元(1000)，其中所述光束成形光学元件(20)包括非成像光学元件。8.根据前述权利要求中的任一项所述的照明单元(1000)，其中所述照明设备(100)包括射灯，其中所述光束成形光学元件(20)包括全内反射透镜，其中所述光源(10)包括固态光源，并且其中所述光束修改元件被配置为拦截所述照明设备光束(101)的5％-50％的横截面。9.根据前述权利要求中的任一项所述的照明单元(1000)，其中所述照明设备光束(101)具有光学轴线(O)，其中光束修改器(200)被...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·C·J·M·维森伯格，E·C·V·塔尔格恩，M·伦兹，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL