专利名称：用于产生光辐射表面的方法以及用于实施所述方法的发光设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光技术，更具体，本发明涉及用于产生外部和内部发光的LED发光设备。
背景技术：
为了改善人机工程特性，发光设备不应产生耀眼的光和辐射表面的亮度的突然跳跃变化，这可能导致不舒适感。提到的该效果源于辐射源的亮度的高水平以及辐射源的小的角度尺寸。最常见地，通过利用主要将保护-装饰功能与光散射功能相组合的各种装置来散射辐射而解决该问题。另一种解决所提到的问题的方法是将主要辐射分布到表面亮度不导致不适感且足以确立标准的发光水平的大的光辐射表面上。已知一种用于产生大的光辐射表面的方法，该方法包括含有紫外线成分的球形辐射流的生成；使用所述流来照射应用于由光学透明材料制成的椭圆形封壳的内表面的发光体层；将紫外线部分转变成可见红光；辐射直接辐射流和来自封壳的外表面的转变辐射流(Z. S. Voznesenskaya等人的“电光源”，由Gosenergoizdat出版社于莫斯科出版，1957年，第186页)。现有技术的该方法具有与本发明的特征类似的特征，并且描述了具有校正的色度的水银放电灯的制造。发光体颗粒向封壳的内表面的应用已经由校正气体放电产生的辐射的光谱的需要而规定。除了与在测量气体放电光源的筒中的水银时的对环境有危害的动作相关之外，现有技术的方法还是能量密集且劳力密集的过程。已知一种产生大的光辐射表面的方法，该方法包括通过多个单光源生成辐射流，每个单光源将辐射流导向空间角度；使用所述流来照射应用于由光学透明材料制成的板的发光涂层的表面元件；通过发光体转变辐射部分的波长；辐射直接辐射流和来自板的表面元件dS的转变辐射流；集成来自板的整个光辐射表面S的光的基本流(2007年6月20日出版的 RF 专利 No. 2301475，IPC H01063/06)。现有技术的该方法旨在产生大的平面表面的统一的光强度。发光二极管(LED)已经被用作现有技术的方法中的单个辐射源。在发光体层中发生LED辐射散射，在发光体层上，被照射的表面的区域dS由空间角度的值dQ决定。在入射辐射的散射之后，区域dS的表面亮度保持不统一并且随着与LED光轴的距离增大而降低，这导致整个光辐射表面S的不统一的发光出射角。使用透镜进行的辐射源分布的预校正涉及LED发光二极管的成本的增大和发光设备制造的复杂性，并且不是总是经济可行的。已知一种用于产生大的光辐射表面的器件，其包括壳体；位于壳体内的辐射源；由光学透明材料制成的板，其位于辐射源的前方并且设有发光体覆层(2007年6月20日出版的 RF 专利 No. 2301475，IPC H01063/06)。现有技术的该方法的缺点是当与入射在被照射表面上的照射束的轴线的距离增大时由亮度降低造成的光辐射表面的不统一的发光出射角。此外，板的使用极大地限制了现有技术器件的可能应用范围。已知一项专利，其中，发射器件包括处于光谱的紫外线范围内的发光二极管(LED)光源；平面体，其由光学透明树脂制成并且含有分散的发光体颗粒；以及与光传输无机颗粒一起的光储存体(2006年6月10日出版的RF专利No. 2319063，IPC F21V9/00)。现有技术的该方案的优点在于使用对观察者不可见的辐射源。作为该方案的缺点，可能要提到多部件面板的设计复杂性这种面板的制造本身构成了复杂的工程问题，并且很可能是昂贵的物件。此外，在其说明书中声明的15. 5 cd/m2的光强度看起来显然不足以制造用于一般照明的发光设备。已知一种用于一般的局部照明的设备，其含有沿着光学透明管的轴线设置到表面的紫外光发射二极管，其中在该表面应用有将不可见辐射转变为可见光的发光体层(2002年 5 月 10 日出版的专利 No. JP 2002133910, IPC F2158/04)。现有技术的该方案的缺点在于辐射源在狭窄的封闭管中的分配，这限制了光辐射表面形式的选择。此外，难以从管中的LED提取热量，而LED过热降低了其光辐射容量。最有可能地，现有技术的组件用来与低功率LED —起使用并且不能够产生一般照明所需的光水平。已知一种发光组件，其包括壳体；用于与电功率源连接的装置；一系列发光二极管，所述发光二极管安装在壳体内并且在输出波长上足以激发能接受电磁波谱的紫外线区域的发光体；电功率转化装置，用来将功率转化成用于被所述发光二极管使用的已知电压；透明板，其具有被发光体覆盖的内表面区域，被发光体激发的且对裸眼可见的光穿过该透明板传输(2000年5月30曰出版的美国专利No. 6068383，IPC E2158/04)。已知的该同类装置的缺点在于由发光二极管从光轴的侧向发射的光流的损失、以及光辐射表面的不统一的出射角，其中光辐射表面的不统一的出射角是由于当与被照射区域的光轴的距离增大时入射在被照射区域上的光流的强度降低以及由于缺乏使光辐射表面的表面亮度和照射颜色平滑的装置而导致的。
发明内容
本发明的技术效果在于增大了辐射颜色和光辐射表面的表面亮度的统一性、以及增强了设计具有这种类型的表面的发光设备的处理能力。用于产生光辐射表面的方法的特征在于以下主要特征
用于产生光辐射表面的方法包括通过发光二极管(LED)发射器生成辐射流；通过光反射结构的表面确立辐射流的方向；利用所确立的辐射流照射形成用于转变辐射流的第一装置的发光体颗粒；通过发光体颗粒辐射可见光流；通过可见光流照射用于转变辐射流的第二装置，该装置能够散射光流并且由光学透明的材料制成；从用于转变的第二装置的表面辐射可见光流。所述方法的替代形式提供了转变辐射流的顺序的变化，由此，首先转变LED辐射流的波长，然后通过光反射结构的表面确立辐射流的方向。在该最后的实施例中，转变LED辐射的顺序的变化对所声明的技术效果没有影响。实施用于产生光辐射表面的方法的发光设备的特征在于以下主要特征
发光设备包括光源，其包括安装在面板上的至少一个发光二极管(LED)发射器，所述至少一个发光二极管(LED)发射器生成处于光谱的蓝光和/或紫外线范围内的辐射流；第一装置，其由发光体颗粒形成，用于转变辐射流；能够确立辐射流的方向的光反射结构；用于转变辐射的第二装置，该装置配备有光散射元件，由光学透明的材料制成并且具有光辐射表面。陈述为“用于转变辐射流的第一装置”的本发明的主要特征应当理解为意指多个发光体颗粒，所述多个发光体颗粒的空间布置由表面上或空间中的包含所述颗粒的部分的构型决定。本发明的下述特征应当指明为扩充的和/或指定的特征
-用于转变辐射的第一装置的发光体颗粒的成分使得能够产生处于可见光谱内的光
流；
-用于转变辐射的第一装置包括具有余晖效果的颗粒，所述颗粒不仅有助于光流的平滑，还使得能够获得紧急救援照明形式的附加技术效果；
-用于转变辐射流的第一装置位于光学透明基板的表面上和/或材料中，光学透明基板是所述装置的实施方式中的一种。申请人:意在使术语“基板”被理解为由能够建立刚性表面和柔性表面两者的光学透明材料完成的设计的细节；
-用于转变辐射的第一装置位于光学透明基板的表面上和/或材料中，该光学透明基板覆盖发光二极管(LED)发射器并且是用于转变辐射的第一装置的载体；
-覆盖发光二极管的基板制造成中空的三维外形，其壁厚取决于材料的光学属性并且基于辐射流的最低可能损失以及可获得的用于其制造的处理能力来确定，基板的最佳实施例应当为旋转半球形或抛物面形的形式；
-光学透明基板的表面被图案化，这使得能够执行光流的初级散射并且有助于用于获得光辐射表面亮度的统一性的条件的改善；
-用于转变辐射流的第一装置被应用于基板的图案化表面，因此增加了转变辐射的区域；
-用于转变辐射流的第一装置被应用于光学透明的平面基板的表面，该平面基板位于距光反射结构距离hi (单位为mm)处，该值在I彡hi彡40的范围内获取，以利用光波的叠加和干涉两者使光点的相邻区域的亮度平滑。-用于转变辐射的第二装置制造成板的形式，该板位于其中设置有光散射元件的表面中的一个内或一个上，并且该板用作发光设备的保护元件，同时散射光流并执行光辐射功能；
-表面光散射元件制造成没有锋利的边缘的规则的浮凸部的形式，例如，半球的形
式；
-用于转变辐射的第二装置的板位于距用于转变辐射的、载体为透明平面基板的第一装置距离h2处，其中h2不超过50 mm,并且基于指定条件对距离的选择使得能够使板表面的光强度平滑以及平整辐射颜色的差异；
-用于转变辐射的第二装置的板配备有发光体颗粒并且位于距光反射结构距离H处，其中H不超过50 mm,并且基于指定条件对距离的选择使得能够使板表面的光强度平滑以及平整辐射颜色的差异；-光反射结构由设有光散射表面的反射器形成，每个反射器围绕发光二极管(LED)发射器中的一个设置；
-光反射结构包括固定间隔的反射器，反射器的表面凹入到面板中；并且发光二极管位于所述凹部中并且配备有用于转变辐射的第一装置，而用于转变辐射的第二装置制造成安装在与面板的距离为H处的板的形式，其中H不超过50 mm ；
-反射器的表面制造成锥形，并且其引导部表现为具有n个边的多边形，其中4 ^ n ^00 ；
-反射器的引导部制造成等边四边形的形式，或者六边形或圆形的形式，从技术视点来看，这是光反射结构的最方便的实施例；
-发光二极管(LED)发射器被组合在一起，成为配备有线性反射器的线性集群，所述线性反射器形成光散射结构，并且集群的线性实施例使得能够增加本发明的可能的实施例 以及改进制造的方便；
-线性反射器具有梯形、抛物线形或半圆形轮廓，当发光二极管(LED)发射器布置成线性集群的形式时，从技术视点来看，这是光反射结构的最方便的实施例。
通过阐释了用于产生光辐射表面的方法以及方法、特别是发光设备的实施例的附图来图解本发明
图1是示出了当用于转变辐射的第一装置位于平面形式的光学透明基板上时，用于产生光辐射表面的方法的示意 图2是示出了当用于转变辐射的第一装置位于立体形式的光学透明封壳中时，用于产生光辐射表面的方法的示意 图3是发光设备的局部俯视平面图，在图1中示出了其示意图，其中，光反射结构由正棱锥四面体形式的反射器形成；
图4是发光设备的局部俯视平面图，在图2中示出了其示意图，其中，光反射结构由正圆锥形式的反射器形成；
图5是具有发光二极管的线性集群和线性反射器形式的光反射结构的发光设备的俯视平面 图6是发光设备的俯视平面图，其具有在三维基板中的发光二极管的线性集群和线性反射器形式的光反射结构；
图1是发光设备的实施例的侧视图，其包括位于围绕发光二极管(LED)发射器的板的凹部中的反射器。
具体实施例方式发光设备(图1)包括位于面板2上的发光二极管(LED)发射器I ;光反射结构3 ；平面形基板4，其位于距光反射结构3距离hi处并且配备有用于转变辐射的第一装置，该第一装置是应用于基板4的表面的发光体颗粒5的形式；用于转变辐射的第二装置，该第二装置是位于距平面形基板距离h2处并且配备有图案化的表面7的板6的形式。发光设备(图2)包括位于面板2上的发光二极管(LED)发射器I ;用于转变辐射的第一装置，其为包含在三维基板8的材料中的发光体颗粒5 (在图2中未示出)的形成，基板8覆盖发光二极管光源I ;光反射结构3 ;用于转变辐射的第二装置，该第二装置是位于距光反射结构3距离H处的配备有图案化的表面7的板6的形式。实施用于产生根据图1的示意图的光辐射表面的方法的发光设备(图3)包括发光二极管(LED)发射器1，其例如为安装在面板2上的半导体芯片的形式。沿着被转变的辐射流设置有光反射结构3，光反射结构3包括在每一组辐射源I处的反射器9 ;光学透明基板4，其配备有发光体颗粒(在图5中未示出)形式的用于转变辐射的第一装置；光散射板6，其具有设置有规则的浮凸部的光辐射表面7。实施用于产生根据图2的示意图的光辐射表面的方法的发光设备(图4)包括发光二极管(LED)发射器(未在图4中示出)，其安装在面板(未在图4中示出)上并且沿着被转变的辐射流设置；配备有发光体颗粒(未在图4中示出)的光学透明三维基板8 ;光散射结构3，其配备有用于每个三维基板8的反射器9 ;光散射板6，其具有设置有规则的浮凸部的光福射表面7。实施用于产生根据图1的示意图的光辐射表面的方法的发光设备(图5)包括发光二极管(LED)发射器1，其被组合在一起，成为安装在面板2上的线性集群并且设置有光散射结构3，光散射结构3配备有线性反射器9，线性反射器9沿着发光二极管(LED)发射器I的相应的线性集群设置。沿着辐射流还具有具有发光体颗粒(在图5中未示出)的光学透明基板4，发光体颗粒覆盖发光二极管集群I ;和光散射板6，其具有设置有规则的浮凸部的光辐射表面7。实施用于产生根据图2的示意图所示的光辐射表面的方法的发光设备(图6)包括发光二极管(LED)发射器(未在图6中示出)，其在光学透明三维基板8的空腔中设置在面板(未在图6中不出)上,光学透明三维基板8包括用于转变封壳的福射的第一装置(发光体颗粒)(未在图6中示出)。所述三维基板8的组设置成一行并且设置有光反射结构3的线性反射器9，其中线性反射器9沿着三维基板8的相应的线设置。沿着从反射器9的表面反射的辐射流还具有光散射板6，光散射板6具有光辐射表面7并且设置有规则的浮凸部。在图7和图8中示出了实施用于产生光辐射表面的方法的发光设备的两个另外的实施例。在图7中，光反射结构3包括固定间隔的反射器9，每个反射器的表面凹入到面板2中；用于转变辐射的第一装置(发光体颗粒)5，其位于平面形基板4的表面内或表面上，基板4位于距光反射结构3的表面距离hi处，距离不超过40 mm。呈光散射板6的形式的用于转变辐射的第二装置位于距平面形基板4距离h2处，其中h2不超过50 mm。在图8中，光反射结构3包括固定间隔的反射器9，每个反射器的表面凹入到面板2中；被用于转变辐射的第一装置(发光体颗粒)包围的辐射源在反射器9的凹部中设置在面板2上，并且呈板6的形式的用于转变辐射的第二装置位于距光反射结构3距离H处，其中值H不超过50 mm。工业应用性
可以使用已知的方法来产生用于发光设备的部件和组件。在说明书中提供的信息足以理解实施用于产生光辐射表面的方法的设备的操作和设计原理。
权利要求
1.一种产生光辐射表面的方法，包括通过位于面板上的至少一个发光二极管(LED) 发射器生成辐射；通过光反射结构的表面确立辐射方向；照射用于转变辐射的第一装置， 所述第一装置制造成发光体颗粒的形式；通过发光体颗粒辐射可见光流；通过用于转变辐射的第二装置散射来自所述发光体的光流，该装置由光学透明的材料制造；辐射来自用于转变辐射的第二装置的表面的光流。
2.一种产生光辐射表面的方法，包括通过位于面板上的至少一个发光二极管(LED) 发射器生成辐射流；照射用于转变辐射的第一装置，所述第一装置制造成发光体颗粒的形式；通过发光体颗粒辐射可见光流；通过光反射结构的表面确立辐射流的方向；通过用于转变辐射的第二装置散射从光反射结构反射的光流，该装置由光学透明的材料制造；辐射来自用于转变辐射的第二装置的表面的光的散射流。
3.一种发光设备，包括安装在面板上的至少一个发光二极管(LED)发射器；用于转变辐射的第一装置，所述第一装置由发光体颗粒形成；能够确立辐射方向的光反射结构； 用于转变辐射的第二装置，该装置配备有光散射元件，该装置由光学透明的材料制成并且具有光福射表面。
4.一种发光设备，包括安装在面板上的至少一个发光二极管(LED)发射器，所述至少一个发光二极管(LED)发射器生成处于光谱的蓝光和/或紫外线范围内的辐射流；能够确立辐射方向的光反射结构；用于转变辐射的第一装置，所述第一装置由发光体颗粒形成； 用于转变辐射的第二装置，该装置配备有光散射元件，该装置由光学透明的材料制成并且具有光福射表面。
5.根据权利要求3或4所述的发光设备，其特征在于，用于转变辐射的第一装置的发光体颗粒的成分使得能够产生可见光光谱中的光流。
6.根据权利要求5所述的发光设备，其特征在于，发光体颗粒的成分附加地包括具有余晖效果的发光体。
7.根据权利要求3或4所述的发光设备，其特征在于，发光体颗粒设置在光学透明基板的材料中和/或光学透明基板的表面上。
8.根据权利要求3所述的发光设备，其特征在于，发光体颗粒设置在光学透明基板的材料中和/或光学透明基板的表面上，所述基板制造成覆盖发光二极管(LED)发射器的封壳的形式。
9.根据权利要求4所述的发光设备，其特征在于，发光体颗粒设置在光学透明基板的材料中和/或光学透明基板的表面上，所述基板制造成薄板的形式。
10.根据权利要求8所述的发光设备，其特征在于，所述封壳制造成中空的三维外形， 例如，制造成旋转半球形或抛物面形的形状。
11.根据权利要求7所述的发光设备，其特征在于，所述基板设有图案化的表面。
12.根据权利要求11所述的发光设备，其特征在于，发光体颗粒被应用于所述表面的图案化的表面。
13.根据权利要求9所述的发光设备，其特征在于，所述基板设置在距所述光反射结构的表面距离hi (mm)处，所述距离不超过40 mm。
14.根据权利要求3或4所述的发光设备，其特征在于，用于转变辐射的第二装置由光学透明的材料制造成板的形式，光散射元件设置在所述板的内部或所述板的表面上。
15.根据权利要求3所述的发光设备，其特征在于，用于转变辐射的第二装置制造成板的形式，所述板安装在距所述光反射结构距离H (mm)处，其中H不超过50 mm。
16.根据权利要求4所述的发光设备，其特征在于，用于转变辐射的第二装置制造成板的形式，所述板设置在距薄板形式的基板距离h2处，所述基板配备有用于转变辐射的第一装置，其中h2不超过50 mm。
17.根据权利要求3或4所述的发光设备，其特征在于，所述光反射结构由配备有光散射表面的反射器形成，所述反射器中的每一个与所述发光二极管(LED)发射器中的一个一致。
18.根据权利要求4所述的发光设备，其特征在于，所述光反射结构包括固定间隔的反射器，所述反射器的表面凹入到面板中；并且用于转变辐射的第二装置制造成板的形式， 所述板配备有发光体颗粒并且安装在与面板的距离为h3处，其中该距离不超过50 mm。
19.根据权利要求17所述的发光设备，其特征在于，所述反射器的表面制造成锥形， 并且其引导部表现为具有η个边的多边形，其中4 < η <吣。
20.根据权利要求19所述的发光设备，其特征在于，所述反射器的引导部制造成等边四边形的形式，或者六边形或圆形的形式。
21.根据权利要求3所述的发光设备，其特征在于，所述发光二极管(LED)发射器被组合在一起，成为线性集群，所述线性集群中的每一个设置有公共的线性反射器。
22.根据权利要求21所述的发光设备，其特征在于，所述线性反射器具有梯形、抛物线形或半圆形轮廓。
全文摘要
用于产生光辐射表面的方法以及用于实施所述方法的发光设备，涉及发光技术，尤其涉及用于产生外部和内部发光的LED发光设备。用于产生光辐射表面的方法，包括生成辐射流的操作；确立光反射结构的流的方向；照射形成用于转变辐射流的第一装置的发光体颗粒；以及通过可见光流照射用于转变辐射流的第二装置，该装置由光学透明的材料制造并且配备有散射装置。发光设备包括处于光谱的蓝光和/或紫外线范围内的辐射源；用于转变辐射的第一装置，其配备有发光体颗粒；能够改变辐射方向的光反射结构；以及用于转变辐射的第二装置，该装置配备有光散射元件，由光学透明的材料制成并且具有光辐射表面。
文档编号F21S8/00GK103026128SQ201080063216
公开日2013年4月3日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者Y.B.索科洛夫 申请人:迪斯普拉斯有限责任公司