本发明专利技术的示例性实施例涉及一种改进的照明系统和/或其制备方法。在示例性实施例中，照明系统包括具有一个或多个孔隙的玻璃基板。发光二极管LED或其他光源被配置在所述孔隙的一个末端，使直接穿过所述玻璃基板的所述孔隙的来自所述LED的光，退出所述孔隙的相反端。所述孔隙的内表面具有类似银的镜面反射材料，来反射从所述LED发射的光。在示例性实施例中，远程磷光体或层相对于所述LED被配置在所述孔隙的另一末端。在示例性实施例中，透镜配置在所述孔隙中位于所述远程磷光体与所述LED之间。
Collimating lens for LED lighting system, LED lighting system including collimating lens, and / or preparation method thereof
【技术实现步骤摘要】
用于LED照明系统的准直透镜、包含有准直透镜的LED照明系统、和/或其制备方法本专利技术的实施例涉及一种发光二极管(LED)系统及其制备方法。特别是，该实施例涉及一种改进的LED系统，具有增加的光收集且光学扩展量(étendue)被保存，来应用于照明灯具(例如照明器材)。专利技术背景和示例性实施例概述近一个多世纪，白炽灯泡被用来提供大多数电产生的光。但是，白炽灯泡通常在产生光方面效率较低。事实上，大多数电输入至白炽灯泡后被转换成热而不是光。最近，发光二极管(LEDs)或无机LEDs(ILEDs)被开发。该相对新的光源正以相当快的速度持续发展，并使用一些半导体制造技术来进一步增加光通量。由此，LEDs的增加的光通量与高照明效率相结合，将会使LEDs在一些情况下成为首选的照明选择。采用LEDs作为光源可与以下多个领域的发展相关：1)将活性材料集成至装置组件中提高成本效益；2)将装置互连至模块中；3)管理运作期间的蓄热；和/或4)在产品使用寿命内将光输出空间均匀化达到所需的色度水平。一般来说，LEDs相比白炽灯光源具有很多优点，例如，持久性增加、使用寿命增长、减少能源消耗。此外，小尺寸的LEDs的狭窄的光谱发射频带和较低的运作电压的性质，将会使其成为优选的光源来用于紧凑的、重量较轻的廉价照明(例如，固态导轨照明系统)。除了上述优点之外，LEDs也具有不足之处。例如，LED光学扩展量的单位光功率可能明显低于超高性能UHP(ultrahighperformance)灯。众所周知，光学扩展量是指光在特定介质的特定区域和立体角中的散开程度。该差异性可能会达到甚至超过30倍。该差异性可能会阻碍在远离光源面一定距离的对象上获得高亮度。例如，标准的光源或灯只能运作收集从源中发射的光的50％。在一些情况下，由于与LED相关联的结温升高，LED光源的效率可能会受到不利影响。结温可能直接影响LED的性能和寿命。当结温升高时，可能会造成严重的输出(光度)损耗。该LED的正向电压可能也取决于结温。特别是，当温度升高时，正向电压下降。所述增加反过来会导致阵列中其他LEDs上的过度电流损耗。该损耗可能会导致LED装置的故障。较高的温度还会影响使用砷化镓、氮化镓、或碳化硅制备的LED的波长。常规的冷却系统利用对流、传导、辐射等来有效地将热从热产生器除去。但是，至于LEDs，没有用于从光源的背面除去热的构造。这可能是由于常规的光源依靠于来自光源正面的对流。因此，需要一种用于改善(或更好地利用)来自LED源的光的新技术。例如，优选是在一些情况下，提高来自LED光源的光的光学效率和/或准直。还有需要一种用于LED光源的热管理的新技术。根据本专利技术的示例性实施例的一个方面，涉及一种光收集装置。该装置可适用于例如紧凑的LED式导轨照明系统。在示例性实施例中，可提供DC或AC驱动的LEDs的阵列(例如，其可以是具热管理特征被安装的板上芯片或玻璃覆晶芯片)。在示例性实施例中，可将特殊设计的透镜作为准直器，与形成在玻璃基板中的孔隙(例如，复合抛物面聚光镜)结合，来保存光源的光学扩展量。在示例性实施例中，可使用非成像技术来处理表面，用来调整或变换从光源(例如LED光源)发射的光。在示例性实施例中，LED可配置在玻璃基板中形成的孔隙后或孔隙中。在示例性实施例中，该玻璃基板提供表面来生成复合抛物面聚光镜(CPC)孔的阵列。在示例性实施例中，该玻璃基板可被构造成来容纳整个被封装的LED或是具有辅助散热片的裸片印刷电路板(PCB)。在示例性实施例中，形成的玻璃基板可容纳透镜。在示例性实施例中，该玻璃基板允许带有具有磷光体部件的另一个玻璃板远距离地与LED隔开。在示例性实施例中，LED可以是裸片。在示例性实施例中，远程磷光板可与菲涅耳透镜一起使用，来增加发射光的漫射和/或均匀化。在示例性实施例中，提供一种制备照明器材的方法。在玻璃基板中形成至少一个空腔，所述至少一个空腔沿其深度形成锥度，从而所述至少一个空腔其第一末端至第二末端的直径或距离增加。反射元件配置在所述至少一个空腔的表面上。发光二极管(LED)位于各空腔的第一末端或其附近，从而使相关的反射元件能反射从相应LED中发射的至少一些光，保存来自所述相应LED的光学扩展量。在示例性实施例中，提供一种制备照明器材的方法。在玻璃基板中形成至少一个空腔，所述至少一个空腔沿其深度形成锥度，从而所述至少一个空腔其第一末端至第二末端的直径或距离增加。反射元件配置在所述至少一个空腔的表面上。所述反射元件适用于反射来自位于各空腔的第一末端或其附近的光源的至少一些光，从而保存来自所述光源的光学扩展量。在示例性实施例中，提供一种制备照明器材的方法。提供玻璃基板，其中形成有至少一个空腔，所述至少一个空腔，(a)沿其深度形成锥度，从而所述至少一个空腔其第一末端至第二末端的直径或距离增加，并且(b)具有配置在其表面上的反射元件。发光二极管(LED)位于各空腔的第一末端或其附近，从而使相关的反射元件能反射从相应LED中发射的至少一些光，保存来自所述相应LED的光学扩展量。在示例性实施例中，提供一种装置。所述装置可包括：玻璃基板，具备形成于其中的多个空腔，每个空腔，(a)沿其深度形成锥度，从而至少一个空腔其第一末端至第二末端的直径或距离增加，并且(b)其表面上具有反射元件。所述装置包括多个发光二极管(LED)，其位于相应的一个空腔的第一末端或其附近，从而使相关空腔的反射元件能反射从相应LED中发射的至少一些光，保存来自所述相应LED的光学扩展量。在示例性实施例中，提供一种透镜。所述透镜可包括：具有弯曲的上表面的主体部；以及所述主体部的相对侧上的第一和第二光晕部(flares)。所述第一和第二光晕部对称于所述主体部的轴，其中，每个光晕部包括第一、第二、第三轮廓面，所述第一轮廓面为抛物线状并弯曲远离所述主体部，所述第二轮廓面从所述第一轮廓面的最上部向上并向内延伸，所述第三轮廓面在所述第二轮廓面的最上部和所述主体部的弯曲的上表面的末端之间延伸，且相对于从所述第二、第三轮廓面延伸出的平面形成有一个角，所述角约为20-50度。在示例性实施例中，提供一种装置，所述装置可包括：基板，具有形成于其中的多个空腔，每个空腔被镜面涂层且横切面具有抛物线状；多个透镜，分别配置在所述多个空腔中，各透镜包括具有弯曲的上表面的主体部和所述主体部的相对侧上的第一和第二光晕部，所述第一和第二光晕部对称于所述主体部的轴，其中，每个光晕部包括第一、第二、第三轮廓面，所述第一轮廓面弯曲远离所述主体部并与配置有透镜的空腔的抛物线状匹配，所述第二轮廓面从所述第一轮廓面的最上部向上并向内延伸，所述第三轮廓面在所述第二轮廓面的最上部和所述主体部的弯曲的上表面的末端之间延伸。在示例性实施例中，提供一种制备照明器材的方法。将多个透镜配置在玻璃基板中形成的相应的空腔中，将LED配置在每个空腔处或其附近。其中，每个透镜包括：具有弯曲的上表面的主体部；以及所述主体部的相对侧上的第一和第二光晕部。所述第一和第二光晕部对称于所述主体部的轴，其中，每个光晕部包括第一、第二、第三轮廓面，所述第一轮廓面弯曲远离所述主体部，并与配置有透镜的空腔的形状匹配，所述第二轮廓面从所述第一轮廓面的最上部向上并向内延本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种透镜，包括：主体部，具有弯曲的上表面；和第一和第二光晕部，位于所述主体部的相对侧上，所述第一和第二光晕部对称于所述主体部的轴，其中，每个光晕部包括第一、第二、第三轮廓面，其中，所述第一轮廓面为抛物线状并弯曲远离所述主体部，所述第二轮廓面从所述第一轮廓面的最上部向上并向内延伸，所述第三轮廓面在所述第二轮廓面的最上部和所述主体部的弯曲的上表面的末端之间延伸，且相对于从所述第二、第三轮廓面延伸出的平面形成有一个角，所述角为20‑50度。
【技术特征摘要】
2011.07.22 US 13/188,9451.一种透镜，包括：主体部，具有弯曲的上表面；和第一和第二光晕部，位于所述主体部的相对侧上，所述第一和第二光晕部对称于所述主体部的轴，其中，每个光晕部包括第一、第二、第三轮廓面，其中，所述第一轮廓面为抛物线状并弯曲远离所述主体部，所述第二轮廓面从所述第一轮廓面的最上部向上并向内延伸，所述第三轮廓面在所述第二轮廓面的最上部和所述主体部的弯曲的上表面的末端之间延伸，且相对于从所述第二、第三轮廓面延伸出的平面形成有一个角，所述角为20-50度。2.如权利要求1所述的透镜，其中，所述角为30-40度。3.如上述权利要求中任何一项所述的透镜，其中，所述第二、第三轮廓面为线性。4.如权利要求3所述的透镜，其中，从所述第二、第三轮廓面延伸出的所述平面在一个高度相交，所述高度为所述主体部的弯曲的上表面的最大高度之上。5.如权利要求3至4所述的透镜，其中，所述第三轮廓面与所述主体部的弯曲的上表面的末端之间的相交位置低于所述第一和第二轮廓面之间的相交位置。6.如上述权利要求中任何一项所述的透镜，其中，所述主体部的弯曲的上表面的至少一部分为基本平坦。7.如上述权利要求中任何一项所述的透镜，其中，所述透镜由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成。8.如权利要求1至6所述的透镜，其中，所述透镜由玻璃制成。9.如上述权利要求中任何一项所述的透镜，其中，所述透镜具有适合提高光的准直性的形状，所述光从位于所述透镜下部、中央水平部的光源中被射出。10.如上述权利要求中任何一项所述的透镜，其中，当所述光退出所述透镜时在10-30度角分布中被校准。11.一种装置，包括：基板，具有形成于其中的多个空腔，每个空腔被镜面涂层且横切面具有抛物线状；和多个透镜，分别配置在所述多个空腔中，各所述透镜包括：主体部，具有弯曲的上表面；和第一和第二光晕部，位于所述主体部的相对侧上，所述第一和第二光晕部对称于所述主体部的轴，其中，每个光晕部包括第一、第二、第三轮廓面，其中，所述第一轮廓面弯曲远离所述主体部并与配置有所述透镜的所述空腔的抛物线状匹配，所述第二轮廓面从所述第一轮廓面的最上部向上并向内延伸，且所述第三轮廓面在所述第二轮廓面的最上部和所述主体部的弯曲的上表面的末端之间延伸。12.如权利要求11所述的装置，其中，相对于从所述第二、第三轮廓面延伸出的平面形成有一个角，所述角为20-50度。13.如权利要求12所述的装置，其中，所述角为30-40度。14.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：维贾伊·S·维拉萨米，杰姆西·阿尔瓦雷斯，
申请(专利权)人：葛迪恩实业公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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