專利名稱：包括至少一個發(fā)光二極管的照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括至少一個發(fā)光二極管和至少一個準直器結(jié)構(gòu)的照 明設(shè)備，所述準直器結(jié)構(gòu)包括至少一個發(fā)光二極管。本發(fā)明特別涉及 包括多個這樣的結(jié)構(gòu)的照明設(shè)備。
背景技術(shù)：
包括多個發(fā)光二極管(LED)的照明設(shè)備在本領(lǐng)域中是公知的。例 如，W02006 / 045897公開了用單板實現(xiàn)的發(fā)光設(shè)備的陣列。發(fā)光設(shè)備 包括發(fā)光二極管和反射表面。在這個設(shè)備中，發(fā)光二極管適于向某個 方向發(fā)射發(fā)散的光束，反射表面適合于基本上向這個方向引導從發(fā)光 二極管發(fā)出的光。而且，US2005 / 0265029 (W02005 / 119314 )描述了 一種發(fā)光二極管陣列，這個陣列包括安裝在基板上的發(fā)光二極管陣列。 發(fā)光二極管在大體上垂直于基板的方向發(fā)光。在發(fā)光二極管的上方設(shè) 置光板。將來自發(fā)光二極管的并進入光板一側(cè)的至少一部分光沿大體 上平行于基板的方向引入到光板內(nèi)。光提取特征在大體上向前的方向 引導來自光板的光。這樣的陣列對于幾個應(yīng)用領(lǐng)域是有用的，其中包 括空間照明、直接信息顯示、液晶顯示器的背光照明。光板的擴光效 應(yīng)減小了發(fā)光二極管像素之間的黑色空間的量。

發(fā)明內(nèi)容
這些現(xiàn)有技術(shù)的燈具有一個或多個缺點，它們具有復雜的結(jié)構(gòu)， 或者使用相對復雜的裝置以獲得在所需方向上發(fā)光的設(shè)備。再有，現(xiàn) 有技術(shù)的設(shè)備可能不(輕易)允許在包括發(fā)光二極管陣列的設(shè)備或顯 示單元內(nèi)混合不同發(fā)光二極管的光。
本發(fā)明的一個目的是提供一種可替換的照明設(shè)備，它優(yōu)選地進一 步避免一個或多個上述的缺點。在一個特定的實施例中，本發(fā)明的目 的是提供一種照明設(shè)備，其中在使用期間的閃爍基本上不存在或者極 低。在下一個特定實施例中，本發(fā)明的目的是提供一種照明設(shè)備，其 中可以混合照明設(shè)備中不同發(fā)光二極管的光，由此減小例如"裝箱"(binning)效應(yīng)，并由此可以減小觀察人員可以看到的可能不期望的 效應(yīng)，即不同的發(fā)光二極管可能具有略微不同的不期望出現(xiàn)的發(fā)射性 質(zhì)(例如略微不同的顏色)，并且和/或者由此允許使用具有不同顏 色的發(fā)光二極管，同時還很好地混合發(fā)光二極管的光。
按照本發(fā)明的第一方面，照明設(shè)備包括至少一個發(fā)光二極管和至 少一個結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括至少一個發(fā)光二極管，其中
a. 所述結(jié)構(gòu)具有前表面和后表面；
b. 所述結(jié)構(gòu)進一步還包括一個凹槽，將所述凹槽安排成在所述前 表面提供開口，凹槽具有凹槽底部和凹槽高度，將所述凹槽進一步安 排成包括所述的發(fā)光二極管；
c. 將發(fā)光二極管定位在凹槽的凹槽底部并且安排成通過前表面中 的開口發(fā)射光；
d. 所述結(jié)構(gòu)進一步還包括裂縫，所述裂縫以圓周形式包圍所述凹 槽，并且提供具有邊緣的截頭錐狀元件，截頭錐狀元件的半徑(r)安 排成在從發(fā)光二極管到所述前表面的方向上增加，并且其中截頭錐狀 元件包括透明材料。
具體來說，提供一種照明設(shè)備，其中照明設(shè)備包括多個這些結(jié)構(gòu)。 以此方式，照明設(shè)備(或照明器)，例如光瓦形式的照明設(shè)備可以設(shè) 有例如發(fā)光二極管的兩維或三維陣列(或者其它類型或排列，如正方 形、六邊形、隨機的排列、或這些排列中的兩個或三個的組合)。
按照本發(fā)明的照明設(shè)備的優(yōu)點是，它是一種具有相對較少的光學 部件的相對簡單的系統(tǒng)，實現(xiàn)了基本上沒有閃爍的高亮度設(shè)備。還可 以混合不同發(fā)光二極管的光。甚至于有可能獲得這樣的照明設(shè)備在 使用時，各個發(fā)光二極管不再是可見的，照明設(shè)備和它的光就像是一 種光瓦。此外，還可能調(diào)節(jié)被引導到前表面、后表面和側(cè)表面方向的 光量。


現(xiàn)在參照附圖借助實例描述本發(fā)明，附圖中對應(yīng)的附圖標記表示 對應(yīng)的部分。
圖la-lc分別是用在準直發(fā)光二極管的光的照明設(shè)備中的截頭錐 狀元件的示意側(cè)視圖(a)、頂視圖(b)和透視圖(c)圖2a-2e (用側(cè)視圖)示意地描述了按照本發(fā)明的照明設(shè)備的多個 實施例；
圖3示意地描述了光線在照明設(shè)備中是如何行進的； 圖4a-4b示意地描述了照明設(shè)備的實施例，照明設(shè)備具有包括在 多個結(jié)構(gòu)中的多個發(fā)光二極管；
圖5繪出了對于不同角度oc (錐角，見下文)單個發(fā)光二極管的
強度分布(朗伯，1流明)與角度Y (觀察角度)的函數(shù)關(guān)系，，所述 單個發(fā)光二極管安裝在包括8X4個發(fā)光二極管位置的完全透明的發(fā)光 二極管瓦(lOOXWOmm2)(未示出)中；在此例中參數(shù)x(見下文)
是常數(shù)；
圖6描述在上述的發(fā)光二極管瓦的前方(三角)、側(cè)面(十字) 和后方的(圓圈)通量分數(shù)與角度oc的函數(shù)關(guān)系；
圖7描繪出亮度(配置的每100流明的cd/m2)與角度ct的函數(shù)關(guān)系。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種照明設(shè)備1，它包括至少一個發(fā)光二極管10?？s 寫"LED"(發(fā)光二極管)在這里還指多個發(fā)光二極管。例如可以使用 多色發(fā)光二極管或多個發(fā)光二極管，它們可以產(chǎn)生白光和/或彩色光。 在本發(fā)明中使用的發(fā)光二極管IO可以包括任何已知的發(fā)光二極管，其 中包括多色發(fā)光二極管、磷光體-發(fā)光二極管組合(例如安排成照亮
光二^管)，這對于^領(lǐng)i的普通技術(shù)人員、來說是二"的:發(fā)光二極
管IO例如可以是頂部發(fā)光二極管或者側(cè)面發(fā)光二極管(側(cè)面發(fā)光的發(fā) 光二極管)。還可以使用在市場上可以得到的發(fā)射白光和/或彩色光的 發(fā)光二極管10。
照明設(shè)備是基于包括發(fā)光二極管10和特殊準直器30的結(jié)構(gòu)單元 (見下文)。進一步還將這個準直器30表示為截頭(truncated)錐 狀元件30,或者因為它可以是一個單獨的體，所以還可以將其表示為 截頭圓錐狀體300 (見下文)。在圖la-lc中，更加詳細地說明截頭錐 狀元件30。術(shù)語"截頭圓錐"在本領(lǐng)域中是眾所周知的，指的是它的 頂點被一個相交平面切掉的圓錐。 一般地，這個相交平面平行于錐底(base)。這樣一個截頭圓錐還稱之為"平截頭體"。事實上，在這 里公開的實施例中，截頭錐狀元件(或主體)30具有平截頭體的形狀， 即有平行的相交平面和錐底。截頭圓錐有一個底部表面(錐底)和一 個頂部表面(切掉尖端的相交平面)，其中前者大于后者，并且其中 前者的半徑大于后者的半徑。然而，圖la所示的截頭錐狀元件30是 倒轉(zhuǎn)地畫出來的，具有底部表面32和頂部表面33。另外，截頭錐狀元 件30具有邊緣34和高度hl，在頂部表面33的最小直徑d2，在底部表 面32的最大直徑dl。在本發(fā)明中，邊緣34可以是彎曲的、平直的、 或者是具有小面的，因此使用術(shù)語"圓錐狀"。邊緣34優(yōu)選的是彎曲 的或平直的，更加優(yōu)選的是平直的。而且，截頭圓錐30可以具有不同 的形狀，例如底部表面32和頂部表面33這兩者可以具有橢圓形狀， 由此可提供具有橢圓形狀的截頭錐狀元件30。還是因為這個理由，在 這里使用術(shù)語"圓錐狀，，。其它的不同形狀也是可能的。優(yōu)選地不是 不同地成形截頭錐狀元件30，優(yōu)選地截頭錐狀元件30是平截頭體，它 具有可選擇的彎曲的或具有小面的邊緣34。
在示意圖la-lc中，將邊緣34畫成直的邊緣，但是本發(fā)明不限于 這樣的直邊緣的截頭錐狀元件30。在這里，角度ot表示的是邊緣34相 對于底部表面32或頂部表面33的法線的角度。角度ot將小于90°并且 大于0°，但優(yōu)選地處于10°-80 。的范圍，更優(yōu)選地處于15° - 45°的 范圍。這允許發(fā)光二極管(一個或多個)10的相對較窄的光分布，即 有良好的準直，由此可減小閃爍(還要參見下面)。截頭錐狀元件30 進一步還有孔135，孔135從頂部表面33延伸到底部表面32，由此在 底部表面32和頂部表面33提供開口。對于孔135進行安排，使其包 括發(fā)光二極管10，即，孔135的尺寸允許發(fā)光二極管IO至少部分地定 位在孔135內(nèi)，優(yōu)選地允許發(fā)光二極管10完全地定位在孔135內(nèi)，如 在圖la中示意表示的那樣。
孔135具有高度h2的孔壁31。這個孔壁31可以是直的，彎曲的， 或者具有小面的?？?35優(yōu)選地是圓筒形的，或者也是截頭圓錐狀的， 并且具有直徑d3。在前一種情況下，直徑d3在孔135的整個高度h2 上基本恒定不變；在后一種情況下，直徑d3可以隨高度h2變化，其 中直徑d3在從頂部表面33到底部表面32的方向上增加。孔壁31優(yōu) 選地垂直于底部表面32 (和頂部表面33 )，即d3在整個高度h2上基本恒定不變。但是也可以將孔壁31安排成相對于底部表面32的法線 成角度5。角度5的范圍優(yōu)選地在80 ° - 100°,更優(yōu)選地，范圍在90 。-100 。。當90 。 < 5 < 180 。時，孑L 135的孔壁31具有截頭圓錐形 狀。
截頭錐狀元件30的半徑r是變化的，在頂部表面33具有較小半 徑r2，在底部表面32具有較大半徑rl (這也適用于橢圓形的截頭錐 狀元件30，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說這是清楚的；在這里還將 截頭錐狀元件描述成平截頭體)。對于截頭錐狀元件30的半徑r進行 安排，使其在從頂部表面33到前表面32的方向上增加。另外，在頂 部表面33，截頭錐狀元件30從孔壁31到邊緣34有距離x，即截頭錐 狀元件30在頂部表面33處的壁寬(也見下面)。
在圖la(和圖lc)中，截頭錐狀元件30封閉了發(fā)光二極管10。對 于發(fā)光二極管IO進行安排，使其在底部表面32中的開口的方向上發(fā) 射光。將發(fā)光二極管在孔135中的最高點表示為發(fā)光二極管頂部13; 將發(fā)光二極管在孔135中的最低點表示為發(fā)光二極管底部12。從圖 la-lc可以看出，所描述的布置是具有準直器布置的發(fā)光二極管。因此， 在這里也將截頭錐狀元件30表示為準直器30。然而，截頭錐狀元件 30是具有孔135的"整體式的"準直器。準直器30的材料是透明的。 因此，本發(fā)明還提供一種透明的準直器或截頭錐狀元件30 (在這里還 稱作截頭錐狀體300，見下面)。以此方式，發(fā)光二極管的光可以通過 孔135 (并且通過前表面32中的開口 )逃逸出來，但這個光的一部分 還要通過孔壁31進入準直器30。已經(jīng)進入準直器30的部分發(fā)光二極 管光可以例如在于面34處反射(由全內(nèi)部反射(TIR)引起)以后在 前表面32處離開準直器。但是，進入準直器30的部分發(fā)光二極管光 也可以在面34處離開準直器30。這種情況在圖3中進一步表示出來， 見下面。因此，準直器30或截頭錐狀元件30是透明的，即，其基本 上由(基本上)透明的材料構(gòu)成。
例如可從下面這組材料中選擇可以使用的透明材料玻璃、聚甲 基丙烯酸酯(PMA)、聚甲基基丙烯酸甲酯(PMMA) (Plexiglas或 Perspex)、乙酸丁酸纖維(CAB)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、 聚對苯二曱酸乙酯(PET)、醇化聚酯(glycol-modified polyethylene terephthalate) (PETG)。在另一個實施例中，這種材料包括丙烯酸酯，例如PMA或PMMA，尤其是PMMA。這樣的材料在本領(lǐng)域中也稱為透明塑 料。在下一個實施例中，所述材料包括在商業(yè)上稱為PERSPEXTM或 PRISMEXTM的透明塑料。還可以使用本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的其它 基本上透明的材料。可以使用兩種(或更多種)材料的組合。本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員在這里可以理解術(shù)語"透明，，，在特定實施例中，術(shù) 語"透明"指的是這樣的材料當用發(fā)光二極管的光垂直照射lcm厚 的透明材料時，所述材料可以透射發(fā)光二極管IO發(fā)出的可見光的至少 70%,優(yōu)選的是至少80%，更加優(yōu)選的是至少90%，甚至還要優(yōu)選的 是95 % 。
對于發(fā)光二極管IO進行安排以便提供光，這個光可以是白光或者 是彩色光(或者兩者都有，如在多發(fā)光二極管的情況下)。還可以安 排照明設(shè)備1來提供白光、彩色光、或兩者。術(shù)語"光"在這里專指 可見輻射(VIS)，即在約380納米到780納米范圍的輻射。在一個實 施例中，由一個或多個發(fā)光二極管10產(chǎn)生的光包括白色輻射(即白光)， 當然在另外的實施例中， 一個或多個這樣的發(fā)光二極管IO還可以產(chǎn)生 彩色光。
在對截頭錐狀元件或準直器30以及發(fā)光二極管10進行上述的描 述之后，現(xiàn)在更詳細地描述設(shè)備l。
圖2a示意地表示本發(fā)明的照明設(shè)備1的實施例。應(yīng)該注意的是， 設(shè)備l可以是更大的，并包括多個發(fā)光二極管10和準直器30，也見下 面。圖中沒有表示出對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的外圍設(shè)備，如 鎮(zhèn)流器、懸掛系統(tǒng)、壁固定件等等。
圖2a中的照明設(shè)備1包括主體200和托架50，包括發(fā)光二極管 10和準直器30。對于托架50進行安排，使其攜帶發(fā)光二極管IO，即 發(fā)光二極管10定位在托架50上。主體200包括準直器30。主體200 有前表面22和后表面29;托架50有頂部表面51和底部表面26。托 架50的頂部表面51和主體200的后表面29相互附著。主體200和托 架50優(yōu)選地是板。托架50的高度是h7;設(shè)備10的高度是h6。
如圖可以看出，按照本發(fā)明的照明設(shè)備1包括至少一個發(fā)光二極 管IO和至少一個結(jié)構(gòu)20，所述結(jié)構(gòu)20包括至少一個發(fā)光二極管10。 可以將至少一個結(jié)構(gòu)20表示為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)單元、或基本單元，它 們可以重復，即照明設(shè)備1可以包括一個或多個這樣的結(jié)構(gòu)20。在圖2e、 4a和4b中表示出它的一個例子。所述結(jié)構(gòu)具有前表面22和后表 面26，并且進一步還包括凹槽35，安排成在前表面22內(nèi)提供開口 37。 在準直器30的上述描述中，描述過孔135。在這里，孔有凹槽底部36， 其中安置發(fā)光二極管IO。在一般情況下，凹槽底部36是托架50的頂 部表面51的一部分。因此，截頭錐狀元件30中的孔135表示為凹槽 35。術(shù)語"凹槽，，指的是這樣一種結(jié)構(gòu)，其中相對于表面22而言，提 供加深部分。凹槽35具有凹槽底部36和高度h3(也見上文)。要注意 的是，在圖la-lc中，孔135的高度是h2，在這里可與凹槽35相比， 凹槽35在這里是高度h3。
如以上所述，將凹槽35進一步安排成可以包括發(fā)光二極管10。這 就意味著，要對凹槽35的尺寸進行選擇，使其可以包括發(fā)光二極管10。 凹槽35的高度h3優(yōu)選地足夠高，以便相對于設(shè)備1的前表面22按"凹 陷，，的方式安排所述發(fā)光二極管，即發(fā)光二極管10的頂部13要(充 分)低于前表面22。將發(fā)光二極管10定位在凹槽35的凹槽底部36， 并且將其安排成可通過前表面22中的開口 37發(fā)射光托架50和主體 200相互附著并且安排成允許發(fā)光二極管10通過(主體200的)前表 面22中的開口 37發(fā)射光。因此，在本發(fā)明的實施例中，設(shè)備l包括主 體200和托架50,其中主體200和托架50包括至少一個結(jié)構(gòu)20，托 架50安排成承載發(fā)光二極管10,而主體200包括截頭錐狀元件30。
在這里，凹槽35具有凹槽壁，用附圖標記31表示之。如以上所 述，單個發(fā)光二極管IO還可以包括一個或多個發(fā)光二極管，如多發(fā)光 二極管或多色發(fā)光二極管。優(yōu)選地，凹槽35基本上具有圓筒形的形狀， 即對于整個高度h3，d3基本上是恒定不變的(也見上文)。在這里更 詳細描述的或示意描述的實施例中，凹槽35的形狀都是圓筒形的。
如在圖la中所示，截頭錐狀元件30的高度hl與孔135的高度h2 基本上相同。在圖2a等圖中，凹槽35的高度h3原則上可以大于或小 于截頭錐狀元件30的高度hl。因而，將這個高度記為標號h3。然而， hl和h3優(yōu)選地基本上是相同的。在這里更詳細描述的和示意描述的實 施例中，h3-hl。在一個優(yōu)選實施例中，h3 = hl (即凹槽高度h3等于 截頭錐狀元件30的準直器高度hl)。
所述結(jié)構(gòu)20進一步還包括裂縫38，裂縫38以圓周形式環(huán)繞凹槽 35并且提供帶有邊緣34的截頭錐狀元件30，其中將截頭錐狀元件30的半徑r安排成在從發(fā)光二極管10到前表面22的方向(即從頂部表 面33到底部表面32的方向)上增加。所述半徑r通常是在約1.5nun(r2) 到約25,(rl)的范圍(也見圖la)。
實際上，這個裂縫38的存在導致截頭錐狀元件30的存在裂縫 38有裂縫高度h4(即進入主體200的穿透深度，從前表面22開始計算)， 并且裂縫高度h4等于截頭錐狀元件30的高度hl。裂縫高度h4優(yōu)選地 是凹槽高度h3的量級。在這些詳細描述和示意地表示的實施例中， h4=hl=h3。
裂縫38的寬度wl在原理上是可以變化的。裂縫寬度wl優(yōu)選地至 少約10卩m，或者更大些，例如在10到1000Mm的范圍內(nèi)。此外，裂縫 具有內(nèi)部表面34 (即截頭錐狀元件30的邊緣)和外部表面24 (即壁 24)(也見下文)。壁34和24這兩者可以各自獨立地是彎曲的、具 有小面的、或平直的。例如，壁34 (和/或壁24)可以是彎曲的，以 便進一步精細調(diào)節(jié)光束形狀。在示意圖中，對于角度ot和角度P進行 選擇，以使"+0=90°，其中角度oc是邊緣34相對于設(shè)備1的前表 面22的法線的角度(或者如以上所述，相對于截頭錐狀元件30的底 部表面32的法線的角度)，角度P是邊緣24相對于設(shè)備1的前表面 22的法線的角度。然而，ct + P也可以小于90°,即裂縫38的寬度wl 隨著與裂縫38的底部39的距離的增加而增加即裂縫38在前表面22 的寬度大于主體200中更深處的寬度。在一個優(yōu)選實施例中，邊緣34 是平直的邊緣34，其中相對于所述法線的角度a在范圍15-45 °。在 另一個優(yōu)選實施例中，邊緣34 (準直器邊緣)和邊緣24 (準直器凹槽 邊緣)這兩者，即裂縫38的邊緣，都是平直的，并且a + P = 90° (即 平直平行邊緣34和24)，即裂縫38的寬度wl在裂縫38的整個高度 上都是恒定不變的。在此更詳細描述和示意描述的實施例中，裂縫38 是平直的，并且有一個恒定不變的裂縫寬度wl。在一個優(yōu)選實施例中， h4二h3(事實上，hl=h3)。在另一個優(yōu)選實施例中，裂縫38有恒定不變 的裂縫寬度wl。裂縫底部39因此通常是托架50的頂部表面51的一部 分。
在特定實施例中，底部表面32 (即LED光的至少一部分可以通過 該面從設(shè)備1離開)可以是彎曲的或具有小面。例如，底部表面32相 對于前表面22可以是中空的(下凹的)，或者相對于前表面22可以是球狀的(上凸的)。以此方式，可使發(fā)光二極管IO(—個或多個) 的光束進一步成形。但在優(yōu)選實施例中，底部表面32相對于前表面22 是平的(即這些面基本上是平行的，優(yōu)選地基本上在同一個平面)。
裂縫38優(yōu)選地充滿折射率不同于截頭錐狀元件30的材料的折射 率的材料。裂縫38優(yōu)選地充滿空氣。截頭錐狀元件30包括透明材料 (也見上文)，或者優(yōu)選地主要由透明材料組成。
如以上所述，優(yōu)選地5 =90。(即凹槽35的形狀是圓筒形的)。 在優(yōu)選實施例中，h4=h3=hl并且ct- P。在一個優(yōu)選實施例中，10° 《oc《80°,更優(yōu)選地15。 " "5。。這產(chǎn)生一個有用的性質(zhì)，即窄光 束保持閃爍低或者基本上沒有。在另一個優(yōu)選實施例中，0<r2/hl< 2，優(yōu)選地0〈r2/h1《1。優(yōu)選地，r2/hl至少為0。在另一個優(yōu)選實施 例中，0<d3/hl《l，更優(yōu)選地0<d3/hl《0. 5。優(yōu)選地，d3/hl至少 是O. 02。在下一個優(yōu)選實施例中，0<rl/hl《8,優(yōu)選地0 < rl/hl《2。 優(yōu)選地，rl/hl至少是O. 2。
在一個優(yōu)選實施例中，5=90°, h4=h3=hl， ot = P ， 10°《ct < 80。， 0<r2/hl<2，0<rl/hl《8，并且0〈d3/hl《l;優(yōu)選地，15?！?oc《45。， 0<r2/hl< l，0<rl/hl《2，并且0 < d3/hl《0. 5。尤其是 在這些條件下，獲得了充分準直的光束，基本上沒有閃爍。
在一個實施例中，凹槽高度h3在1-25,的范圍，優(yōu)選地在l-lOnnn的范圍。凹槽直徑d3優(yōu)選地在0. 5 - 10nnn的范圍。在另一個實施 例中，在槽壁板31和截頭錐狀元件30的邊緣34之間的最短距離x在 0. 5-25mm的范圍。
因此，所述結(jié)構(gòu)20具有前表面22和后表面26,并且包括凹槽35， 凹槽35安排成在前表面22中提供開口 37，凹槽35具有凹槽底部36 和高度h3，并且進一步還安排成包括發(fā)光二極管10。在所述結(jié)構(gòu)中的 發(fā)光二極管10定位在凹槽35的凹槽底部36,并且安排成通過前表面 22中的開口37發(fā)射光。結(jié)構(gòu)20進一步還包括裂縫38，裂縫38以圓 周形式環(huán)繞凹槽35并且提供具有邊緣34的截頭錐狀元件3(X準直器), 其中對于截頭錐狀元件30的半徑進行安排，使其在從發(fā)光二極管10到 前表面22的方向上增加，截頭錐狀元件30包括透明材料。
這個結(jié)構(gòu)20可以重復出現(xiàn)，即本發(fā)明的設(shè)備可以包括一個或多個 結(jié)構(gòu)20。例如，這樣的設(shè)備可以包括2 - 1000個結(jié)構(gòu)，即2-IOOO個發(fā)光二極管10分別安排在2 - 1000個截頭錐狀元件或準直器30內(nèi)， 其中截頭錐狀元件或準直器30包括透明材料。以此方式可以獲得設(shè)備 1，其包括主體200、托架50、前表面20、后表面26和邊緣27，設(shè)備 1進一步還包括多個結(jié)構(gòu)20,例如至少16個結(jié)構(gòu)。在圖2e、 4a和4b 中示意地表示這樣的設(shè)備的例子。還有，主體200優(yōu)選地包括透明材 料(見下文)。
當按照本發(fā)明產(chǎn)生設(shè)備1時，尤其是通過選擇諸如ot、 P、 5、 d3、 h3、 hl(即h4)之類的參數(shù)和主體200以及截頭錐狀元件30的材料 類型來產(chǎn)生設(shè)備l時，可以調(diào)整從設(shè)備1逃逸的光束形狀。然后，利 用相對簡單的方式可以獲得期望的光束形狀、截止角度(見下文)等。 本發(fā)明的設(shè)備1允許發(fā)光二極管(一個或多個)IO在基本垂直于前表 面22的方向上發(fā)出輻射。
圖2a還示出具有前表面22、后表面26和邊緣27的設(shè)備。設(shè)備1 的主體200優(yōu)選地還包括透明材料，該透明材料可以與截頭錐狀元件 30的透明材料相同或不同。按此方式該設(shè)備可起到波導的作用。因此， 設(shè)備1的實施例包括由基本透明的材料組成的主體200。另外，邊緣(一 個或多個)27可以包括反射材料。例如，可用反射材料涂敷邊緣(一 個或多個)27，對于反射材料進行選擇，以便反射至少一個發(fā)光二極 管10的(可見)光的至少一部分。在另一個實施例中，后表面29(也) 可以包括反射材料。后表面29可以涂敷反射材料，對于反射材料進行 選擇，以便反射至少一個發(fā)光二極管IO的(可見)光。此外或者附加 地，托架50的頂部表面51可設(shè)有反射材料，如反射涂層，以便反射 至少一個發(fā)光二極管1的(可見)光的至少一部分。
設(shè)備1優(yōu)選地包括板，如具有前表面22、后表面26和邊緣( 一個 或多個)27的圓形、正方形、或矩形的板，其中優(yōu)選地將表面和邊緣 (一個或多個)安排成相互基本上成直角。用附圖標記h6表示設(shè)備 的寬度/高度。高度h6—般在2-30min的范圍。以此方式，可以獲得 光瓦。這個光瓦分別包括至少一個發(fā)光二極管10和至少一個準直器 30，即光瓦包括至少一個結(jié)構(gòu)20。
截頭錐狀元件30可以是主體200的一個集成部分。的確，這是可 能的，并且凹槽(一個或多個)35和裂縫(一個或多個)是可以獲得 的，例如通過本領(lǐng)域中公知的激光切割方法或其它方法獲得。在一個特定實施例中，可以通過在設(shè)備1的主體200中激光切割一個或多個 凹槽35和裂縫38來獲得一個或多個凹槽35和裂縫38。以此方式，可 以獲得權(quán)利要求1中限定的設(shè)備。
然而，其它方法也是可能的。圖2b和2c示意地表示獲得本發(fā)明 的設(shè)備1的其它可能的方法。
在圖2b中，主體200包括準直器凹槽25，凹槽25的形狀與截頭 錐狀元件30的形狀類似，在這里將截頭錐狀元件30表示為一個單獨 的體300，凹槽25用于接納這個準直器300。術(shù)語"單獨的，，用于區(qū) 分截頭錐狀元件30是主體200 (或第二體，見下文)的一個集成部分 的實施例與準直器或截頭錐狀元件30是引入進主體200內(nèi)的單獨體的 實施例。
因此，在一個特定實施例中，照明設(shè)備1包括主體200、托架50 和作為單獨體300的至少一個截頭錐狀元件30，單獨體300包括底部 表面32、頂部表面33和邊緣34，單獨體300進一步還包括從頂部表 面33延伸到底部表面32的孔135，孔135設(shè)置成包括發(fā)光二極管10。 主體200包括至少一個準直器凹槽25，凹槽25安排成在前表面22中 提供開口23,準直器凹槽25具有準直器的凹槽底部28和高度h5;準 直器凹槽25安排成可接納截頭錐狀體300。將發(fā)光二極管10定位在準 直器凹槽底部28，并且將發(fā)光二極管10安排成通過孔135發(fā)射光(在 組裝之后)；并且可以通過在主體200的準直器凹槽25中以凸凹配置 安排截頭錐狀體300來獲得照明設(shè)備1。圖2b通過箭頭表示這種情況， 其中"凸的"截頭錐狀元件30作為單獨體300安排在"凹的"主體中， 即準直器凹槽中。優(yōu)選的是，準直器凹槽25的高度h5與準直器或截 頭錐狀體300的高度hl基本上相同。以此方式，提供了基本上平的前 表面22，同時截頭錐狀體300的底部表面與前表面22的其余部分處在 相同的高度。通過按照凸凹配置在主體200的準直器凹槽25中安排截 頭錐狀體300，也獲得了根據(jù)權(quán)利要求1中所限定的設(shè)備。在更詳細描 述和示意地表示的實施例中，h5寸l(即，準直器凹槽高度基本上等于 截頭錐狀元件30的高度)。
在圖2c中示意地表示了本發(fā)明的設(shè)備1 (和組裝方法)的另一個 實施例。在這里，可以通過第二體500覆蓋主體200,第二體500包括 蓋板(cover) 540，蓋板540進一步包括截頭錐狀元件30作為向蓋板的一種突出物?？?35優(yōu)選地延伸到蓋板500中，借此提供延伸的孔 535。因此，在下一個實施例中，所提供的照明設(shè)備1進一步包括具有 蓋板540的第二體500，蓋板540具有前表面522和后表面526，其中 對于蓋板540進行安排，使其至少覆蓋主體200的一部分，第二體500 進一步包括具有邊緣34和頂部表面33的突出的截頭錐狀元件30，蓋 板540包括從蓋板540的前表面522延伸到突出的截頭錐狀元件30的 頂部表面33的孔535，對于孔535進行安排，使其包括發(fā)光二極管10。 另外，主體200包括準直器凹槽25，將凹槽25安排成在前表面22中 提供開口 23，其中準直器凹槽25具有準直器凹槽底部28和凹槽高度 h5，并且對于準直器凹槽25進行安排，使其接納從第二體500突出的 截頭錐狀元件30。將發(fā)光二極管10定位在準直器凹槽25的凹槽底部 28，并且將其安排成通過孔535 (并且通過蓋板540中的開口 537 )(在 組裝之后)發(fā)射光?？梢酝ㄟ^按照凸凹配置安排包括突出的截頭錐狀 元件30的第二體500和包括準直器凹槽25的主體200，就可以獲得照 明設(shè)備l。第二體500優(yōu)選地是透明的，即它包括透明材料，或者優(yōu)選 地由透明材料制成，至少在截頭錐狀元件30和蓋板表面522之間的區(qū) 域是透明材料制的。整個第二體500優(yōu)選地是由透明材料制成的透明 體。在一個優(yōu)選實施例中，截頭錐狀元件30、第二體500、以及可選 的蓋板540基本上由相同材料(例如P麗A )組成。但截頭錐狀元件30、 第二體500、以及可選的蓋板540的材料也可以相互不同，例如截頭錐 狀元件30由玻璃制成，而主體200由PC制成。
在這個實施例中，主體200基本上可由第二體500即蓋板540覆 蓋。設(shè)備的整個高度還是h6,在這個實施例中，所述整個高度基本上可 以等于主體的高度(在這個實施例中記為h8 )與蓋板540的高度h9之 和(即h6"h8+h9)。這就可能導致前表面22和底部表面526基本上 相互接觸的配置。第二體500可以是一個單個體，但也可以是其上布 置有截頭錐狀元件(一個或多個)30的蓋板540。例如，蓋板540和 主體200的前表面可以相互粘結(jié)到一起。
要說明的是，在組裝以后，邊緣(一個或多個)34和邊緣(一個 或多個)24限定了裂縫38 (—個或多個)，即在這些邊緣之間存在距 離(wl，見上文)。
在圖2b和2c中示意地繪出的和以上描述的兩個通用的實施例中，在一般情況下將發(fā)光二極管IO安排在準直器凹槽25中，然后再分別 將截頭錐狀元件300或第二體500組裝到主體200上。通常，準直器 凹槽底部28將是托架50的頂部表面51的一部分。
因此，本發(fā)明的產(chǎn)生或組裝設(shè)備1的方法在一般情況下包括如下 步驟提供具有發(fā)光二極管(一個或多個)10的托架50 (如印刷電路 板)；在托架50上安排主體200,其中主體包括準直器凹槽(一個或 多個)，或者在其中提供準直器凹槽(一個或多個)25;隨后，在準 直器凹槽( 一個或多個)25中安排截頭錐狀元件30,截頭錐狀元件30 或者作為單獨體300 (即截頭錐狀元件300)，或者作為第二體500的 一部分，如以上所述。以此方式可以實現(xiàn)權(quán)利要求1中限定的本發(fā)明 的設(shè)備。例如可以通過粘膠(如紫外膠)或本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公 知的其它措施(如通過激光的局部熔化)分別將截頭錐狀元件300或 第二體500附接到主體200上。以此方式實現(xiàn)照明設(shè)備l，照明設(shè)備l 包括主體200和托架50，其中主體200分別包括至少一個發(fā)光二極管 IO和至少一個準直器或截頭錐狀元件30。在圖4a和4b中分別示出了 在圖2b和2c中示意地表示的實施例的三維陣列。例如，可以通過例 如PMMA的模注獲得截頭錐狀元件300、第二體500和主體200。
可以將發(fā)光二極管IO直接連接到托架50(如印刷電路板(PCB))。 這樣的實施例的例子示意地表示在圖2d中。在這里，例如印刷電路板 的托架用附圖標記50表示。這樣的托架50可以是不透明的。如以上 所述，可以通過在具有發(fā)光二極管( 一個或多個)10的托架50上安排 主體200、然后在具有發(fā)光二極管(一個或多個)10的托架50上安排 截頭錐狀元件300 (也見圖2b),獲得圖2d的設(shè)備l。在另一個實施 例中，也可以通過在具有發(fā)光二極管(一個或多個)10的托架50上分 別安排主體200和第二體500 (也見圖2c)獲得這樣的設(shè)備，如以上 所述。在托架50和主體200之間，可以安排反射層(未示出)，反射 層至少對于發(fā)光二極管IO的可見光是反射性的。這樣的層可以是在托 架50的底部表面29和/或頂部表面51上的涂層。例如可以在主體200 和托架50之間施加(鏡面的)反射涂層或薄片(或箔)。本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員顯然清楚，薄片或箔可以具有用于發(fā)光二極管IO的穿孔。
托架50還可以是透明的，并且由上述的透明材料組成。托架50 優(yōu)選地是剛性的。圖2e是按照本發(fā)明的照明設(shè)備1的一個實施例的示意側(cè)視圖，其 中使用發(fā)光二極管10的陣列，每個發(fā)光二極管IO都安排在準直器30 中。這個圖表示具有3個結(jié)構(gòu)20的照明設(shè)備。照明設(shè)備l包括具有多 個結(jié)構(gòu)20的主體200 (在這里，對于非限制性實例，是3個結(jié)構(gòu)20)。 主體200的材料優(yōu)選地是透明的。以此方式，在相鄰結(jié)構(gòu)20的裂縫38 之間的材料是透明的，由此允許光的至少一部分通過主體200而行進
(也見下文)。因此，在一個實施例中，主體200是波導，它對于來
自至少一個發(fā)光二極管IO的可見光是透明的。
例如可以通過注模獲得主體200、截頭錐狀元件300和第二體500， 這是對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的技術(shù)。
圖3示意地繪出發(fā)光二極管光的光線是如何在設(shè)備1中行進的， 其中準直器30和主體200由透明材料制成。直射的光通過孔35逃逸， 但是一部分光還可能在準直器或截頭錐狀元件30內(nèi)被準直，然后再從 設(shè)備1逃逸。但一部分光還可以離開準直器30并進入主體200。這部 分光可能會行進到另一個準直器(在這個圖中沒有表示出來)，并且 在這另一個準直器30處從設(shè)備200逃逸。為了促進這個效應(yīng)，在一個 實施例中，截頭錐狀元件(一個或多個)30的邊緣(一個或多個)34 具有抗反射涂層。發(fā)光二極管10的至少部分光的確進入主體200并且 通過這個主體("波導")行進到另一個準直器30,這個效應(yīng)的優(yōu)點 是混合了不同發(fā)光二極管IO的光，由此提供了混合光并且減小不期望 出現(xiàn)的"裝箱(binning)"效應(yīng)。此外，如果要求顏色混合，則使用 透明的主體、在邊緣(一個或多個)34上可選擇地使用抗反射涂層、 并且在邊緣(一個或多個)24上可選擇地使用抗反射涂層，就可以產(chǎn) 生這才羊的顏色混合。
圖4a和4b表示本發(fā)明的設(shè)備1的實施例，它具有結(jié)構(gòu)20的三維 陣列，記為結(jié)構(gòu)20 ( 1) 、 20 (2) 、 20 (3)、…等。這個設(shè)備可以是 一個光瓦，尤其是當主體200的材料是透明的時候(透明光瓦)，即 由透明材料制造時。可以將這些結(jié)構(gòu)(即截頭錐狀元件30和其中的發(fā) 光二極管10)安排成規(guī)則的或不規(guī)則的圖案，或規(guī)則的或不規(guī)則的圖 案的組合。例如通過在(透明的)托架50 (如印刷電路板)(未示出) 上集成發(fā)光二極管、在托架上安排主體200、按照凸凹配置在具有準直 器凹槽25的主體上安排截頭錐狀元件300或第二體500 (分別參見圖4a和4b)，就可以獲得這樣的設(shè)備。在一個優(yōu)選實施例中，發(fā)光二極 管IO安排在印刷電路板上，光學器件(即主體200 (透明的)和在圖 2d和2e中描述的截頭錐狀體300)安排在它的頂部。在圖2e、 4a和 4b中示意地表示的實施例表示照明設(shè)備1，照明設(shè)備1包括多個結(jié)構(gòu) 20。因此，本發(fā)明可以提供照明設(shè)備1，它是一個透明的發(fā)光二極管光 瓦(不包括托架50、發(fā)光二極管(一個或多個)IO和可選擇的反射涂 層)，照明設(shè)備1包括多個發(fā)光二極管10，這些發(fā)光二極管安排在透 明的截頭錐狀元件或準直器30中，所述截頭錐狀元件或準直器嵌入光 瓦中。
在包括多個結(jié)構(gòu)20的照明設(shè)備中，發(fā)光二極管10之間的間距p, 即兩個相鄰的發(fā)光二極管的中心之間的距離，優(yōu)選地是2*rl<p《 10氺rl。
如以上所述，本發(fā)明的設(shè)備1允許根據(jù)所選參數(shù)例如oc、 P、 5、 d3、 h3、 hl (即h4)和透明材料的類型(如PMMA、 PC、玻璃)產(chǎn)生具 有希望角分布的光分布。在優(yōu)選實施例中，將照明設(shè)備1安排成相對 于前表面22的法線在Y》65。的情況下提供《1000cd/in2的亮度(并且 因此，在角度Y <65°的情況下，亮度〉1000cd/m2)。角度Y是觀察角， 是相對于設(shè)備1的前表面22的法線的角度。以此方式，可以獲得基本 上沒有閃爍的設(shè)備l，適合于辦公室照明或其它目的。優(yōu)選地獲得在Y > 60°下的< 1000cd/m2的亮度。超過角度Y體驗到的亮度便< 1000cd/m2 (即，超過這個角度Y則不發(fā)射直接光)，這個角度Y稱為 截止角。截止角這個術(shù)語對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是公知的， 并且截止角是指由從發(fā)光二極管處的直接光的方向畫出的線與垂線形 成的角度，超過該角度則不發(fā)射直接光。短語"超過這個角度則不發(fā) 射直接光，，應(yīng)按歐洲標準EN I 12464-1 (-SC/02168， 2002年12月11 日修改)進行理解，其中在、1000cd/m2的亮度設(shè)定限制。
在圖4a和4b中示意表示的設(shè)備1或照明器允許產(chǎn)生具有期望角 分布的光，例如滿足了閃爍標準，允許進行顏色混合，減小了裝箱效 應(yīng)，并且還可能出乎意料地提供一種照明設(shè)備，其中各個發(fā)光二極管 不再被觀察為各單個光源，即獲得了一種光瓦。
照明設(shè)備1可以進一步還包括控制器(未示出)，用于控制光強 度和選擇性地控制一個或多個發(fā)光二極管IO的顏色。這可能包括控制多個發(fā)光二極管中的各個發(fā)光二極管的強度或顏色?？刂破骺梢允?只 有硬件，，的系統(tǒng)，例如具有開關(guān)，如觸摸控制器、滑動開關(guān)等，用于
根據(jù)照明設(shè)備1的應(yīng)用場合和使用者的喜好等控制發(fā)光二極管10的強 度或選擇期望的顏色。此外，發(fā)光二極管10的強度和/或顏色可以取
決于外部參數(shù)，如時間、溫度、外部源(如太陽)的光強度，這些參 數(shù)都可以通過傳感器(未示出)進行測量。控制器可以通過遙控器進
行操作。控制器可以控制一個或多個發(fā)光二極管IO的強度。在下一個
實施例中，控制器可以包括具有可執(zhí)行指令的存儲器、輸入-輸出單
元和處理器；將所述輸入-輸出單元配置成可以(i)接收來自(1) 一個或多個傳感器的一個或多個組的一個或多個輸入信號和來自(2 ) 用戶輸入設(shè)備的一個或多個輸入信號；(ii)發(fā)送一個或多個輸出信 號以控制一個或多個發(fā)光二極管10的強度和/或顏色；并且將所述處 理器設(shè)計成根據(jù)可執(zhí)行指令將一個或多個輸入信號處理成一個或多個 輸出信號?？刂破骺梢蕴峁┻x自下組的一個或多個功能切換一個或 多個發(fā)光二極管10為導通和截止；確定一個或多個發(fā)光二極管10的 光強度；確定一個或多個發(fā)光二極管IO的光顏色；確定一個或多個發(fā) 光二極管10的一個或多個光顏色或強度是否取決于一個或多個外部參 數(shù)(如時間、溫度、外部源的光強度等)。
可以將本發(fā)明的設(shè)備1用于多種應(yīng)用場合，其中包括直接信息 顯示和液晶顯示器的背光照明、普通照明、辦公室照明、任務(wù)照明、 局部照明等。
例1:
圖5表示安裝在具有8x4個發(fā)光二極管位置的完全透明的發(fā)光二 極管瓦(100x 200mm2，厚度hl=h3 (h2)=h4=h5=8mm)中的單個發(fā)光二 極管(朗伯，1流明)的強度分布。如上所述，使用截頭錐狀元件30 作為嵌入在主體200中的單獨體300。使用具有平直邊緣34的錐體30; 邊緣24也是平直的；應(yīng)用恒定的裂縫寬度wl (約100jLim);另外， 凹槽35是圓筒形的(如圖所示)。將長度x選為3m邁，oc是變化的。 上邊的曲線表示在ot為32° (r2/hl=0.375;hl=h3=h4;rl/h=1.000)的 情況下強度隨Y(觀察角)的變化而變化的情況；下邊的曲線(兩個 最大值)表示的是在ct為36. 9° ( r2/hl=0. 375 ;hl=h3=h4;rl/h=l. 125 )的情況；最下邊的曲線(約5個最大值)表示的是在ot為41.2° (r2/hl=0.375;hl=h3=h4;rl/h=1.250)的情況。似乎，oc越大，即準 直器30越寬(對于d3(2.8邁m)、 h3、 x,取相同的值)，光束越寬。
圖6繪出在發(fā)光二極管瓦(即設(shè)備1的一個實施例)的前面(三 角形)(即頂部表面22)、側(cè)面(十字叉)(即邊緣W(—個或多個)) 和后面(圓圈)的通量分數(shù)與角度ot (錐角；見下文)的函數(shù)關(guān)系。 可以通過調(diào)整上述參數(shù)來有利地調(diào)整這個通量分數(shù)。
圖7繪出亮度(每安裝100流明的cd/m2)隨角度ct的變化而變化 的情況。
例2
下面描述如在圖4a中所示的光瓦的一個特例。 利用rl/hl=l. 125, r2/hl=0. 375，d3/hl=0.35，和01=36. 9。制成了 一系列照明設(shè)備(完整的照明器)。凹槽35的形狀是圓筒形的，裂縫 38是具有恒定寬度wl (約100 m m)的平直裂縫。使用頂部的發(fā)光二極管
(藍色發(fā)光二極管+ YAG: Ce)，發(fā)光表面直徑為2.6m邁；高度 hl=h3(h2)=h4=h5=8,。發(fā)光二極管的間距，即一個發(fā)光二極管的中心 到下一個發(fā)光二極管的中心的距離是25,(正方形的排列)。每個設(shè)備
(即每個瓦)包括4x8個發(fā)光二極管+準直器；每個瓦的尺寸是100 x 200mm2。相互串聯(lián)(長邊相互緊鄰)的6個瓦的照明器產(chǎn)生1492流 明。
應(yīng)該注意的是，上述實施例說明了本發(fā)明，而不是限制了本發(fā)明， 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠設(shè)計出許多可替換實施例而不偏離所附的 權(quán)利要求書的范圍。在權(quán)利要求書中，加在括號之間的任何附圖標記 不得被解釋為對這個權(quán)利要求進行限制。使用動詞"包括，，及其變化
形式不排除存在權(quán)利要求中所述的元件或步驟以外的元件或步驟。在 元件前面的冠詞"一"并不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可借助 包括幾個不同元件的硬件并借助適當編程的計算機來實施。在列舉幾 個裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，幾個這樣的裝置可以通過同一項硬件來實 施。在相互不同的從屬權(quán)利要求中，引用某些措施的事實并不說明這 些措施的組合不可能有利地利用。
權(quán)利要求
1、一種照明設(shè)備(1)，包括至少一個發(fā)光二極管(10)和至少一個結(jié)構(gòu)(20)，所述結(jié)構(gòu)(20)包括至少一個發(fā)光二極管(10)，其中a.所述結(jié)構(gòu)(20)具有前表面(22)和后表面(26)；b.所述結(jié)構(gòu)(20)進一步還包括凹槽(35)，將所述凹槽安排成在所述前表面(22)提供開口(37)，凹槽具有凹槽底部(36)和凹槽高度(h3)，將所述凹槽(35)進一步安排成包括所述的發(fā)光二極管(10)；c.將發(fā)光二極管(10)定位在凹槽(35)的凹槽底部(36)并且安排成通過前表面(22)中的開口(37)發(fā)射光；以及d.所述結(jié)構(gòu)(20)進一步還包括裂縫(38)，所述裂縫以圓周形式環(huán)繞所述凹槽(35)，并且提供具有邊緣(34)的截頭錐狀元件(30)，其中對于截頭錐狀元件(30)的半徑(r)進行安排，以使所述半徑在從發(fā)光二極管(10)到所述前表面(22)的方向上增加，并且其中所述截頭錐狀元件(30)包括透明材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備(1)，其中所述邊緣(34) 是平直的邊緣，其相對于前表面(22)的法線成角度oc;并且其中相 對于所述法線的所述角度oc在15 - 45°的范圍內(nèi)。
3、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的照明設(shè)備(1)，將其安 排成在相對于前表面(22)的法線的角度y >65 。情況下，優(yōu)選地在 Y》60。的情況下，提供< 1000cd/,z的亮度。
4、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的照明設(shè)備(1)，其中 凹槽(35)具有凹槽半徑(d3)，并且截頭錐狀元件(30)有錐體高 度(hl)，其中h3-hl，并且0〈d3/hK;i。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明設(shè)備(1),其中所述截頭錐狀 元件(30 )在頂部表面(33 )具有最小半徑(r2 )，并且在底部表面(32 ) 具有最大半徑(rl),并具有準直器高度(hl)，其中0<r2/hl<2， 0<rl/h《8。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的照明設(shè)備(1)，其中0<d3/hl 《0.5， 0<r2/hl<l， 0<rl/h<2。
7、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的照明設(shè)備(1)，其中所述截頭錐狀元件(30)的邊緣(34)包括抗反射涂層。
8、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的照明設(shè)備(1)，其中 所述設(shè)備(1)包括主體(200 )和托架(50 )，所述主體(200 )和托 架(50)包括至少一個結(jié)構(gòu)(20)，將托架(50)安排成承載發(fā)光二 極管(10),并且所述主體(200 )包括截頭錐狀元件(30)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明設(shè)備(1)，其中所述主體(200 ) 由基本上透明的材料構(gòu)成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8和9中任何一項所述的照明設(shè)備(l)，其中 所述托架(50)由基本上透明的材料構(gòu)成。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任何一項所述的照明設(shè)備(1)，其 包括作為單獨體(300 )的截頭錐狀元件(30)，其中a. 所述截頭錐狀體(300 )包括底部表面(32 )、頂部表面(33 ) 和邊緣(34 )，所述截頭錐狀體(300 )進一步還包括從頂部表面(33 ) 延伸到底部表面(32)的孔(135),將孔(135)安排成包括發(fā)光二 極管(10);b. 所述主體(200 )包括至少一個準直器凹槽(25),將所述準 直器凹槽(25)安排成在前表面(22)中提供開口 (23)，所述準直 器凹槽(25)具有準直器凹槽底部(28)和高度(h"，將所述準直器 凹槽(25)安排成接納所述截頭錐狀體(300 );c. 將發(fā)光二極管(10)定位在準直器凹槽底部(28)，并且發(fā)光 二極管安排成通過孔(135)發(fā)射光；以及d. 可以通過在所述主體(200 )的準直器凹槽(25)內(nèi)按照凸凹配 置安排截頭錐狀體(300 )獲得所述照明設(shè)備(1)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任何一項所述的照明設(shè)備(1)，進 一步還包括第二體(500 )，其中a. 第二體(500 )包括具有前表面(522 )和后表面(526 )的蓋板 (540 )，將所述蓋板(540 )安排成覆蓋所述主體(200 )的至少一部分，所述第二體(500 )進一步還包括具有邊緣(34 )和頂部表面(33 ) 的突出的截頭錐狀元件(30)，所述蓋板(540 )具有從蓋板(540 ) 的前表面(522 )延伸到所述突出的截頭錐狀元件(30)的頂部表面(33) 的孔(535 )，將該孔(535 )安排成包括所述發(fā)光二極管(10);b. 所述主體(200 )包括安排成在前表面(22)中提供開口 (23)的準直器凹槽(25)，該準直器凹槽(")具有準直器凹槽底部(28) 和凹槽高度(h5)，并且安排成接納所述突出的截頭錐狀元件(30);c. 將所述發(fā)光二極管(10)定位在所述準直器凹槽(25)的凹槽 底部(28),并且所述發(fā)光二極管安排成通過所述孔(535 )發(fā)射光； 以及d. 通過按照凸凹配置設(shè)置包括突出的截頭錐狀元件(30)的第二 體(500 )和包括所述準直器凹槽(25)的主體(200 )可獲得所述照 明設(shè)備(1)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明設(shè)備(1)，其中所述第二體 (500 )由基本上透明的材料構(gòu)成。
14、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項所述的照明設(shè)備(1)，其包括 多個所述結(jié)構(gòu)(20)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明設(shè)備，其包括至少一個發(fā)光二極管和至少一個準直器結(jié)構(gòu)，所述準直器結(jié)構(gòu)包括至少一個發(fā)光二極管。本發(fā)明特別涉及包括多個這種結(jié)構(gòu)的照明設(shè)備。準直器結(jié)構(gòu)中的準直器由透明材料制成。在特定實施例中，提供透明的光瓦。
文檔編號F21Y101/02GK101606019SQ200880004733
公開日2009年12月16日 申請日期2008年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者E·布尼坎普, S·M·弗布魯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司