用于精确LED照明的装置、方法及系统制造方法及图纸

由于“非标准”的目标区域特性等而特别难以照亮的照明应用将受益于照明设计的进步。虽然如此，但照明设计方面的传统技术已经在光束控制方面达到了收益递减点。设想到一种被设计成用于精确照明的LED照明系统，与先有的LED照明灯具相比，其遮断的尖锐度得到了改善，同时至少在一些情况下允许更陡峭的遮断，而不会导致不期望的光束偏移。另外，总光束尺寸可以针对应用来因灯具而异地调节，而无需更换整个光学系统或者设计全新的灯具，并且改善了强度分布的控制(例如，通过避免光束图案边缘的条纹)。所述设想的LED照明系统以新颖的方式采用了在传统LED照明系统中未使用的多种材料来实现上述目的。

Device, method and system for precise LED lighting

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于精确LED照明的装置、方法及系统相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119的规定要求于2017年6月6日提交的美国临时申请62/515,832的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。
本专利技术总体上涉及对LED照明系统设计的改进，以在一个或多个平面中提供更精确的光束控制。具体而言，本专利技术涉及通过呈多部分部件形式的光导向(例如透镜)和/或光重新定向(例如反射器)装置的改进设计来提供与现有技术的LED照明灯具相比更尖锐的遮断、更高的灵活性以提供定制的光束尺寸、以及更好的强度分布控制。
技术介绍
在照明设计领域内，众所周知一些应用场合具有比其它应用场合要求的更高；例如体育运动和道路。与通用目的照明相比，这些要求更高的应用场合通常需要更尖锐的遮断(即，灯光跨越其从灯光的最大坎德拉(烛光)值(或光度中心)过渡到几乎看不见的较小的角度)，以便将灯光布置在目标区域上但在灯光例如到达看台并对观众产生眩光之前将其遮断。不幸的是，传统的遮断光的方法(例如枢转或者倾斜外部遮光板)，如果以过于陡峭的角度完成，则会产生使光束的最大坎德拉偏移的负面影响。这些要求更高的照明应用场合需要复杂的照明设计，其中在照明设计软件中将目标区域映射到虚拟空间中，并且生成每个虚拟灯具并将其仔细瞄准虚拟目标区域上的点，从而精心构建虚拟照明设计，在实践中虚拟照明设计对应于实际的照明设计，其中在理想情况下来自实际照明灯具的光束的分层会产生具有所述应用场合所需的强度和均匀性的复合光束；参见，例如美国专利7,500,764，该美国专利通过引用整体并入本文以进行进一步讨论。满足所需强度和均匀性的实际照明设计是否成功，取决于照明设计软件中的与实际照明灯具产生的灯光相匹配的光度学。一旦将实际的照明灯具安装在实际的目标区域并使用传统的装置设定遮断值，就会发生坎德拉偏移。例如，并非所有的照明设计软件都被配备成在高遮断角时重新计算光束分布，其仅在安装针对高遮断角的灯具出现有害的坎德拉偏移后才会重新计算光束分布。原先未考虑的场地变化(例如树木、新的结构)可能需要不同的安装高度和就地调整遮断角，这会导致坎德拉偏移。实际上，即使是一个照明灯具的坎德拉偏移也会使整个照明设计不符合运动的最高标准。当然，存在最先进的照明灯具可以满足苛刻的照明应用的许多需求，并在某种程度上解决坎德拉偏移；参见，例如，美国专利5,887,969号和8,789,967号，这些美国专利通过引用整体并入本文。但是，即使在运动和道路等苛刻的照明应用中，仍然有一些区域的要求未被满足或者不达标；不规则的赛道和五立柱棒球布局是两个可能的示例。在所谓的高要求照明应用的这些利基领域，情况会发生变化(例如，浅基脚的长收进、平坦的跑道、无顶棚的车辆)，以至于传统照明不充分，遮断不够尖锐，光束不够平滑等，即使在使用在美国专利5,887,969号和8,789,967号中讨论的一些更先进的照明技术时，也是如此。仅使用传统材料和传统方法给照明灯具添加额外的透镜、遮光板、挡板、光吸收材料等(如行业标准做法)并不能充分满足高要求照明应用的照明要求；传统的方法增加了重量和成本，降低了传输效率和对应用场合有用的灯光，并且仍然不能提供所需的光束控制。需要一种不同的照明设计方法，以对光导向和光重新定向装置进行相应的改变。因此，在本领域中存在改进的空间。
技术实现思路
包括由于“非标准”的目标区域特性等而特别难以照亮的照明应用将受益于照明设计的进步。照明设计方面的传统技术已经在光束控制和遮断方面达到了收益递减点，在一些情况下甚至会导致诸如坎德拉偏移等的有害影响，因此，这种进步应该来自于不同于传统技术的方面。因此，本专利技术的基本目标、特征、优点或者方面是对现有技术的改进和/或解决现有技术中存在的问题、事项或者缺陷。设想到一种被设计成用于精确照明的LED照明系统，与先有的LED照明灯具相比，其遮断的尖锐度得到了改善，同时至少在一些情况下允许更陡峭的遮断(即，较小的遮断角)，而不会导致不期望的光束偏移。另外，总光束尺寸可以针对应用来因灯具而异地调节，而无需更换整个光学系统或者设计全新的灯具，并且改善了强度分布的控制(例如，通过避免光束图案边缘的条纹)。所述设想的LED照明系统以新颖的方式采用了在传统LED照明系统中未使用的多种材料来实现上述目的。本专利技术的其它目的、特征、优点或方面可以包括以下中的一个或多个：a.多部分遮光系统，其用于提供更尖锐和/或更陡峭的遮断；b.多部分光学系统，其用于提供调节的光束尺寸；以及c.多部分差分反射系统，其用于在光束图案边缘处或附近和/或在光束图案上提供改进的强度分布。参见所附的说明书和权利要求，本专利技术的所述及其它目标、特征、优点或者方面将变得显而易见。附图说明在本说明书中将经常参考附图，这些附图由图号标识并且在下面进行了概述。图1至图10示出了根据本专利技术各方面的第一实施例；请注意，为清楚起见而省略了所有电气连接和大多数紧固装置。图1示出了该第一实施例的透视图，图2示出了外部遮光部件被部分分解的图1，以说明多部分遮光系统和多部分差分反射系统的细节，以及图3示出了壳体和内部壳体部件被部分分解的图1，以说明多部件光学系统的细节。图4示出图1的前视图，图5示出图1的后视图，图6示出图1的俯视图，图7示出图1的仰视图，图8是图1的左侧视图。图9是图1的右侧视图，图10以放大图示出了图4的细节A。图11和图12说明了第二实施例，其中对图1至图10的第一实施例进行修改，以使多部分遮光系统的第二部分与多部分遮光系统的第一部分相距一定距离定位，并且在结构上没有连接到多部分遮光系统的第一部分；请注意，第二部分没有与第一部分成比例绘制。图11示出了根据该第二实施例的各方面修改的图1的透视图，并且图12以放大图示出了图11的细节B。图13A-C示出了应用于高要求照明应用的图11和图12的第二实施例，在此，长收进、尖锐的遮断出现在在赛道上。图13A示出了各种照明考虑的总体尺寸，图13B示意性地示出了来自照明灯具的竖向光束遮断，并且图13C示意性地示出了来自照明灯具的水平光束遮断，以便于照亮在所述赛道上的驾驶员的上游和/或下游。图14至图22示出了根据本专利技术的各方面的第三实施例。请注意，为清楚起见而省略了所有电气连接和大多数紧固装置。图14示出了该第三实施例的透视图，图15示出了外部遮光部件被部分分解的图14，以示出多部分遮光系统和多部分差分反射系统的细节，并且图16示出了壳体内部壳体部件被部分分解的图14，以说明多部件光学系统的细节。图17示出图14的前视图，图18示出图14的后视图，图19示出图14的俯视图，图20示出图14的仰视图，图21是图14的左侧视图，图22是图14的右侧视图。图23和图24示出了第四实施例，其中对图14至图22的第三实施例进行了修改，以使多部分遮光系统的第二部分与多部分遮光板的第一部分相距一定距离，并且在结构上没有连接到该第一部分；请注意，第二部分没有与第一部分成比例绘制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED照明灯具，包括：/na.具有发射面的照明灯具壳体，所述发射面由所述照明灯具壳体中的通到所述照明灯具壳体中的内部空间中的开口限定；/nb.在所述照明灯具壳体中的所述内部空间中的导热表面；/nc.安装到在所述照明灯具壳体的所述内部空间中的所述导热表面的多个LED，每个所述LED具有光束输出；/nd.硅树脂次级透镜装置，所述硅树脂次级透镜装置具有一个或多个一体成形的次级透镜，所述次级透镜中的每个封装被安装到在所述照明灯具壳体的所述内部空间中的所述导热表面的所述LED中的一个或多个；以及/ne.具有一个或多个保持装置的次级透镜支架，所述一个或多个保持装置用于将所述硅树脂次级透镜装置弹性地保持在当所述硅树脂次级透镜装置热膨胀和收缩时防止所述LED的光束输出畸变的位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170606 US 62/515,8321.一种LED照明灯具，包括：
a.具有发射面的照明灯具壳体，所述发射面由所述照明灯具壳体中的通到所述照明灯具壳体中的内部空间中的开口限定；
b.在所述照明灯具壳体中的所述内部空间中的导热表面；
c.安装到在所述照明灯具壳体的所述内部空间中的所述导热表面的多个LED，每个所述LED具有光束输出；
d.硅树脂次级透镜装置，所述硅树脂次级透镜装置具有一个或多个一体成形的次级透镜，所述次级透镜中的每个封装被安装到在所述照明灯具壳体的所述内部空间中的所述导热表面的所述LED中的一个或多个；以及
e.具有一个或多个保持装置的次级透镜支架，所述一个或多个保持装置用于将所述硅树脂次级透镜装置弹性地保持在当所述硅树脂次级透镜装置热膨胀和收缩时防止所述LED的光束输出畸变的位置。


2.根据权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，用于弹性地保持所述硅树脂次级透镜装置的所述一个或多个保持装置包括多个钉，所述多个钉的尺寸被设计成穿过所述硅树脂次级透镜装置中的互补孔口装配。


3.根据权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，所述硅树脂次级透镜装置包括具有多个一体成形的次级透镜的硅树脂板。


4.根据权利要求3所述的LED照明灯具，其特征在于，所述硅树脂次级透镜板中的所述多个一体成形的次级透镜包括至少两种不同的光束类型。


5.根据权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，所述LED照明灯具还包括具有第一部分和第二部分的多部分遮光系统，并且：
a.所述第一部分被邻近所述照明灯具壳体的所述发射面安装，使得所述第一部分的反射表面重新定向从所述多个LED中的一个或多个LED输出的光束；以及
b.所述第二部分被远离所述照明灯具壳体的所述发射面安装，使得所述第二部分的光吸收表面遮断从所述多个LED中的一个或多个LED输出的光束。


6.根据权利要求5所述的LED照明灯具，其特征在于，所述第二遮光部分被附接到所述第一遮光部分。


7.根据权利要求5所述的LED照明灯具，其特征在于，所述第二遮光部分没有被附接到所述第一遮光部分或所述照明灯具壳体，而是被定位成距离所述照明灯具壳体一定距离。


8.根据权利要求5所述的LED照明灯具，其特征在于，所述第二遮光部分被附接到所述照明灯具壳体或者与所述照明灯具壳体共用的升降结构的一部分，并且所述第二遮光部分能够通过所述枢转机构与所述第一遮光部分无关地枢转。


9.根据权利要求1所述的LED照明灯具，其特征在于，所述LED照明灯具还包括多部分差分反射系统，所述多部分差分反射系统邻近所述照明灯具壳体的所述发射面安装并且包括：
a.一种或多种差分反射材料；以及
b.一个或多个紧固装置，所述一个或多个紧固装置用于将所述一种或多种差分反射材料相对于所述照明器具壳体的所述发射面固定在期望的平面中。


10.根据权利要求9所述的LED照明灯具，其特征在于，所述多部分差分反射系统的所述差分反射材料包括以下中的一种或多种：
a.铝板；
b.具有反射涂层的铝板；
c.具有光吸收涂层的铝板；
d.玻璃；
e.在背面上具有反射涂层的玻璃；
f.在背面上具有抗反射涂层的玻璃；或者
g.在背面上具有光吸收涂层的玻璃。


11.根据权利要求9所述的LED照明灯具，其特征在于，用于固定所述一种或多种差分反射材料的所述一种或多种紧固装置包括以下中的一种或多种：
a.通道导轨；
b.具有相关螺钉的橡胶索环；或者
c.胶水。


12.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·戈尔丁，L·C·麦基，C·P·里克斯，
申请(专利权)人：玛斯柯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US