发光模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及包括光混合室和至少一个发光二极管的发光模块。本发明进一步涉及 包括这种发光模块的灯和照明装置。
【背景技术】
[0002] 发光模块的领域在使用光源、构造、光学特性等方面包含多种多样的不同发光模 块。对于发光模块的许多应用的重要特性是，它们应被布置为提供均匀的照明。发光模块 的另一个重要方面是提供节能发光模块的增加的需要。发光模块是节能的一个示例是基于 LED的发光模块。然而，LED是点源，且因此生产提供均匀照明的基于LED的发光模块是有 问题的。
[0003] 为了获得均匀的光，各种策略已被采用。策略之一是基于具有出耦合结构的固体 波导的使用。然而，这种波导可吸收光，且将光耦合到固体波导中会造成损失。另一种策略 是将大量LED置于与漫射器组合的混合室的底部，以用于获得均匀的照明。然而，将LED置 于底表面会降低反射率且因此减小的系统效率。此外，将大量LED置于混合室的底部是昂 贵的，且它还会由于LED向小区域的集中而导致过度加热。
[0004] 因此，能够提供均匀照明的备选发光模块是需要的。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服上述的问题，且以高效和有成本效益的方式提供能够提供均 匀照明的发光模块。
[0006] 根据本发明的第一方面，这个和其它目的通过发光模块而实现，发光模块包括：布 置为混合光的混合室，混合室包括具有高反射内表面的基部、具有高反射内表面的周围侧 壁、以及半反射的光出射窗；以及布置在周围侧壁的内表面上的至少一个发光二极管，使得 从至少一个发光二极管发射的光被发射到混合室中，以用于在混合室内混合发射的光，其 中半反射的光出射窗被布置为耦合出从至少一个发光二极管发射的和在混合室内混合的 光，其中混合室的宽度和高度的纵横比在1到8的范围内，其中对于从发光二极管发射的 光，半反射的光出射窗的反射率在从30%到80%的范围内。
[0007] 本发明目的在于提供基于高效LED的发光模块，其提供均匀照明。这通过以下方 式来实现，提供具有包括高反射的基部和侧壁以及半反射的光出射窗的混合室的发光模 块，并且在侧壁处布置至少一个发光二极管（LED)以用于将光从混合室的侧面发射到混合 室中。通过不是将至少一个LED指向出射窗，而是指向侧面周围侧壁的相对部分，在混合室 内改进的光混合可被实现。而且，由于混合室的侧壁和基部两者都是高反射的，几乎所有朝 侧壁和基部发射的光都会被反射并最终从半反射的光出射窗耦合出来。由于光出射窗是半 反射的，入射在这一表面上的一些光会被反射回到混合室中，以在从光出射窗耦合出来之 前进一步被混合室的侧表面和/或基部反射，且因此改进在混合室内的光混合。
[0008] 为了发光模块实现最优的效率且同时实现由发光模块提供的照明的可接受的均 匀性（即在混合室内的光混合），混合室的重要参数是在混合室宽度和高度之间的纵横比。 宽度与周围侧壁的直径有关，且高度与侧壁的尺寸（即侧壁的高度）有关。混合室越高，至 少一个LED可被定位得越远离光出射窗，这意味着从光混合窗耦合出来的光中的高强度斑 的风险减少了。同时，混合室越宽，光不能沿光出射窗的整个表面被均匀混合的风险越大。 另一方面，至少一个LED被定位得越远离光混合窗，从光混合窗耦合出来的光的效率越低。 另一个重要的参量是如上所述的半反射光出射窗的反射率。发明人已经发现，通过将混合 室的宽度和高度之间的纵横比布置在从1至8的范围内且同时将半反射的光出射窗的反射 率布置在从30 %到80 %的范围内，可以实现增加的效率以及同时从发光模块耦合出来的 照明的可接受的均匀性，其会在下文中被详细解释。混合室的上述特性可以提供在混合室 内高效的光混合以及光从混合室的高效出耦合。因此，根据本发明的发光模块可以高效的 方式提供均匀的照明。这个的进一步效应可以是，在发光模块中用于产生具有某个勒克斯 (Iux)的光所需要的LED的数目可以减少，出于成本原因这是有利的。
[0009] 根据实施例，对于从发光二极管发射的光，半反射的光出射窗的吸光度小于2%。 因此发光模块的效率可被进一步提高。
[0010] 根据另一个实施例，至少一个发光二极管被布置为与基部邻近。如上所述，由于从 至少一个发光二极管到光出射窗的距离增加，这可以使得从光出射窗耦合出来的光的均匀 性增加。
[0011] 根据实施例，术语"高反射"意指对于从发光二极管发射光的反射率在从90%到 100%的范围内。对于增加光混合且还对于增加从发光模块耦合出来的光的效率，这可能是 有利的。
[0012] 根据又一个实施例，混合室是柱体。这一混合室的示例性设计可简化发光模块的 制造过程。柱体的形状可以是直圆柱体，但在基部和周围侧壁的横截面（沿与基部平行的 平面所截取的）成形为椭圆的意义上，它也可以成形为椭圆。考虑到发光模块的应用（例 如出于改装原因），混合室的形状被有利地设计。混合室的横截面还可具有诸如矩形、正方 形、六角形等之类的其它形状。
[0013] 根据实施例，光出射窗是漫射的。这对于减小发光模块的眩光可以是有利的。
[0014] 根据一些实施例，基部的内表面是平面的。根据其它实施例，基部的内表面是弯曲 和/或具有圆顶形状。根据一些实施例，光出射窗是平面的。根据其它实施例，光出射窗是 弯曲和/或具有圆顶形状。基部和光出射窗的形状可以影响并改进从发光模块耦合出来的 照明的均匀性。例如，如果光出射窗是弯曲和/或具有圆顶形状（例如光出射窗的中心在 z方向相比于光出射窗的外边缘高Icm)，则这可以对从光出射窗親合出来的光的均一"性产 生积极影响。如果混合室的高度太小或者如果混合室的宽度和高度之间的比值太大而不能 在平面光出射窗的情况下获得均匀的照明，则弯曲的和/或圆顶形的出射窗可被使用。在 这种情况下，光出射窗的形状可被改变以便获得均匀的照明。
[0015] 根据一些实施例，发光模块进一步包括反射结构。反射结构可被布置在基部。这 提供了在混合室中的增加的光混合。
[0016] 根据实施例，至少一个发光二极管被布置在柔性带上。这提供了至少一个发光二 极管在混合室的侧壁上的容易的组装。在进一步的实施例中，带是高反射的。可选地，附加 的电子部件和/或电接线被布置在柔性带上。
[0017] 根据实施例，混合室是环形的，且包括具有面对至少一个发光二极管的高反射表 面的内壁。用这种方式，提供了不同的均匀光输出分布。在进一步的实施例中，一个或多个 电子部件被布置在由内壁限定的空腔的内部，从而提供了紧凑的发光设备。在实施例中，内 壁由混合室的基部中的凹部限定。通过使用例如标准冲压技术来使混合室成形，这提供了 混合室的简单制作。
[0018] 根据实施例，发光设备进一步包括被布置在混合室的基部上的电子部件。例如，驱 动器电子电路、一个或多个传感器和/或电池被布置在基部上。在实施例中，高反射箔覆盖 一个或多个电子部件。备选地，电子部件被提供有高反射的材料，诸如白漆。
[0019] 根据实施例，发光设备进一步包括在基部和反射箔之间的空腔，一个或多个电子 部件被布置在空腔中。其中一个或多个电子部件被布置的这一空腔或空间导致紧凑的发光 设备。在实施例中，空腔是从基部延伸的突起。在另一个实施例中，空腔延伸在混合室的整 个直径或宽度之上，且通过混合室增加的高度来实现。
[0020] 根据第二方面，本发明提供了包括根据本发明的第一方面的发光模块的灯。
[0021] 根据第三方面，本发明提供了包括根据本发明第一方面的发光模块或者根据本发 明第二方面的灯的照明装置。
[0022] 第二和第三方面通常可具有与第一方面相同的特征和优势。
[0023] 注意，本发明涉及在权利要求中记载的特征的所有可能的组合。通常，在权利要 求中使用的所有术语将根据它们在技术领域中的普通含义来解释，除非本文中另作明确定 义。
[0024] 本发明的其它目的、特征和优势将从以下详细公开中以及从附图中显现。
【附图说明】
[0025] 本发明的这一和其它方面现在将参考示出本发明实施例的附图而更详细地描述， 其中：
[0026] 图1示意性地图示了根据实施例的发光模块；
[0027] 图2图示了被绘制作为均匀性的函数的效率模拟，其依赖于光出射窗的不同反射 率和混合室的宽度和高度的不同纵横比；
[0028] 图3至图5通过示例的方式图示了从侧面横截面中看到的光混合室的不同配置，
[0029] 图6图示了根据实施