照明系统和照明方法与流程

本发明涉及一种照明系统和照明方法。

本发明主要提供了一种在工作室和电影集中的空间照明，下文将参照此类应用对本发明进行描述。但是，应注意到，本发明并不限于这些特定领域的应用，也可应用于其他应用(比如农业、汽车和便携式道路照明系统)中的照明系统和照明方法。

背景技术：

整个说明书中对于背景技术的任何论述都不应理解为承认这些技术是广泛公知的或构成该技术领域中公知常识的一部分。

现有多种可用的空间照明系统。更常规地，它们包括由6个安装在一个突出的(singular)、通常为圆形的板上的钨灯组成的环形阵列。所述板以悬挂或其他方式安装到龙门架、支架或另一个支撑架上，以提供所需的照明。虽然这些照明系统提供高质量照明，以提供所需要的光强，但是它们需要通入相当大的电流，因此会产生大量的热。而且，为了使钨灯充分地被动冷却——即，避免需要主动冷却——所述六个钨灯被间隔放置，这增加了系统整体体积，而且使得调色难以实现。因此，所需要使用的不同颜色是由多个灯、挡板、滤光片及其他附加设备和附件形成的。

作为对以上局限性的一个局部解决方案，开发了一种LED空间灯，例如US 20130176707中公开的。这种特别的空间灯利用了两片金属板，且6个径向发散的LED灯模块固定地安装在这两片金属板之间。这两片金属板还包括一些对齐的孔，以模拟传统胶片卷轴的形状和构造，通过这些孔，可以看到所述灯模块，而且所述灯模块通过这些孔投射光线。在实际中，这些金属板的半径近似等于之前就有的钨灯系统中使用的圆形板，从而让使用和操作这些灯的人感到熟悉，并且可以兼容现有附件。但是，这种系统只有相对较低的功率(通常约为500瓦至700瓦)来保持被动地冷却。因此，此种系统在应用中有局限性，或者，替代地，需要同时使用大量的这样的部件以提供所需水平的照明。

对于更多传统的钨灯来说，LED发射器方形阵列提供了另一个替代方案。此类系统由Production Resource Group，LLC生产，并以OHM^TM模型设计销售。这种系统额定功率通常为500瓦，尽管如此，依然使用带有风扇的主动冷却方法。即，其产生的光量相对较低，噪声等级却比典型的被动冷却系统要高。后面这个因素是非常不利的，特别是对于工作室环境来说。

因此，本领域需要一种改进的照明系统和照明方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服或改善现有技术中的至少一个缺陷或提供有用的替换方式。

根据本发明的第一个方面，提供了一种照明系统，包括：

多个发光模块，其中所述模块彼此邻接，且发出的光共同形成光束，此光束在第一方向上沿着主轴传播；

多个将热量从所述模块带走的导热体，每个导热体具有与所述模块之一进行热连接的第一端，以及与所述第一端间隔设置的第二端；以及

多个热交换元件，其与所述模块间隔放置，且热连接于所述第二端，以使热量从导热体消散，其中所述热交换元件径向延伸远离所述模块。

在一个实施例中，每个导热体的第一端和第二端连接于另一个导热体的第一端和第二端，从而形成环。

在一个实施例中，每个模块包含一个窗口，光线可通过所述窗口射出，且所述窗口大体沿着一个公共平面延伸。

在一个实施例中，每个模块包含各自的LED阵列，以产生通过相应窗口射出的光。

在一个实施例中，所述公共平面垂直于所述主光轴。

在一个实施例中，所述窗口被相应的透镜覆盖。

在一个实施例中，所述多个模块包括以阵列排布的偶数个模块，其中阵列中的每个模块邻接于至少两个其他模块。

在一个实施例中，所述阵列是一个环形阵列，且阵列中直径相对的模块对为相似模块。

在一个实施例中，相似模块发射的光大体为相同的颜色。

在一个实施例中，所述热交换元件在与第一方向相对的第二方向上，轴向地偏离所述模块。

在一个实施例中，所述热交换元件与模块径向重叠。

在一个实施例中，所述系统包括一个用于连接到所述模块的安装中枢(mounting hub)。

在一个实施例中，所述模块从所述中枢径向向外延伸。

在一个实施例中，所述模块间彼此径向远离。

在一个实施例中，所述模块围绕所述中枢沿周向等距间隔设置。

在一个实施例中，所述中枢包括用于限定中枢腔的中枢外壳，所述模块包括各自的限定模块腔的模块外壳，电气设备能够在中枢腔和各模块腔之间延伸。

在一个实施例中，每个模块外壳包括具有模块孔的接合面，所述中枢外壳包括具有多个与模块数量相对应的中枢孔的外表面。所述外表面可与所述接合面接合，使得每个模块孔与对应的中枢孔对齐。

在一个实施例中，所述外表面可密封地接合所述接合面。

在一个实施例中，系统包括一种用于使该系统安装于另一个物体上的安装构造。

在一个实施例中，所述安装构造包括安装支架。

在一个实施例中，所述安装支架包括至少一个环形部件，以及多个连接至所述环形部件且径向向内延伸的辐条。

在一个实施例中，系统包括用于连接到模块的安装中枢，其中所述辐条连接到所述中枢。

在一个实施例中，环形元件包括两个环形部件，其从热交换元件呈径向向外且轴向间隔放置。

根据本发明的第二个方面，提供了一种照明系统，包括：

安装中枢；

多个模块，其连接至所述中枢以进行发光，其中，所述模块彼此邻接，并且发出的光共同形成光束，在第一方向上沿着主轴传播；

多个可将热量从所述模块带走的导热体，每个导热体具有与所述模块之一热连接的第一端，以及与所述第一端间隔放置的第二端；以及

多个热交换元件，其与模块间隔设置，并热连接于所述第二端，以使热量从导热体驱散。

在一个实施例中，所述模块从所述中枢径向向外延伸。

在一个实施例中，所述模块间彼此径向远离。

在一个实施例中，所述模块围绕所述中枢沿周向等距间隔设置。

在一个实施例中，所述中枢包括用于限定中枢腔的中枢外壳，所述模块包括限定各模块腔的对应模块外壳，电气设备能够在中枢腔和各模块腔之间延伸。

在一个实施例中，每个模块外壳包括具有模块孔的接合面，所述中枢外壳包括具有多个与模块数量相对应的中枢孔的外表面，所述外表面可与所述接合面接合，使得每个模块孔与对应的中枢孔对齐。

在一个实施例中，所述外表面可密封地接合所述接合面。

在一个实施例中，所述元件径向远离所述模块。

根据本发明的第三个方面，提供了一种照明系统，包括：

安装中枢；

多个模块，其连接至所述中枢以进行发光，其中，所述模块彼此邻接，并且发出的光共同形成光束，在第一方向上沿着主轴传播，所述模块从所述中枢径向向外延伸；

多个可将热量从所述模块带走的导热体，每个导热体都具有与所述模块之一热连接的第一端，以及与所述第一端间隔放置的第二端；以及

多个热交换元件，其与所述模块间隔设置，并热连接于所述第二端，以使热量可从导热体驱散。

在一个实施例中，所述模块间彼此径向远离而延伸。

在一个实施例中，所述模块围绕所述中枢在周向上等距间隔设置。

在一个实施例中，所述中枢包括用于限定中枢腔的中枢外壳，所述模块包括限定模块腔的对应模块外壳，电气设备能够在中枢腔和各模块腔之间延伸。

在一个实施例中，每个模块外壳包括具有模块孔的接合面，中枢外壳包括具有多个与模块数量相对应的中枢孔的外表面。所述外表面可与所述接合面接合，使得每个模块孔与对应中枢孔对齐。

在一个实施例中，所述外表面可密封地接合所述接合面。

在一个实施例中，所述元件径向远离所述模块。

根据本发明的第四个方面，提供了一种照明系统，包括：

光源外壳；

热交换元件，其与所述外壳间隔设置；以及

多个导热体，其在所述外壳与所述元件之间延伸，以将热量从所述外壳驱散，每个导热体具有热连接至所述外壳的第一端，以及与所述第一端间隔设置且热连接至所述元件的第二端。

在一个实施例中，每个导热体的第一端和第二端连接至另一个导热体的第一端和第二端，从而形成环路。

在一个实施例中，所述热交换元件包括多个散热片。

在一个实施例中，所述散热片一体成型。

在一个实施例中，所述热交换元件将导热体封装在所述第二端或邻近所述第二端处。

在一个实施例中，所述热交换元件将导热体在所述第二端或邻近所述第二端处设置在导热体之间。

在一个实施例中，所述外壳也用于与光源相关的其他电气设备中。

在一个实施例中，所述外壳包括接合面，用于密封地接合于所述安装中枢。

在一个实施例中，所述外壳包括位于接合面中的模块孔，所述中枢包括中枢孔，在使用中，所述中枢孔对齐于所述模块孔，以使电气设备在所述外壳和所述中枢之间延伸。

根据本发明的第五个方面，提供了一种照明系统，包括：

多个发光模块，其中所述模块彼此邻接，且发出的光共同形成光束，此光束在第一方向上沿着主轴进行传播；

多个热交换元件，其与所述模块间隔放置，用于使热量可以从模块驱散；以及

安装构造，用于使得所述系统安装到其他物体上，所述安装构造包括至少一个环形部件，以及多个连接于所述环形部件且径向向内延伸的辐条。

在一个实施例中，系统包括用于连接到所述模块的安装中枢，其中辐条连接至所述中枢。

根据本发明的第六方面，提供了一种提供照明的方法，其包括以下步骤：

提供多个发光模块，其中所述模块间彼此邻接，并且发出的光共同形成光束，在第一方向上沿着主轴传播；

通过多个导热体将热量从所述模块带走，每个导热体具有热连接至所述模块之一的第一端，以及与所述第一端间隔放置的第二端；以及

提供多个热交换元件，其与所述模块间隔放置且热连接于所述第二端，以使热量从所述导热体驱散，其中所述热交换元件径向延伸远离所述模块。

根据本发明的第七方面，提供了一种照明方法，其包括步骤：

提供安装中枢；

将多个模块与所述中枢进行连接，其中所述模块间彼此邻接，且发出的光共同形成光束，在第一方向上沿着主轴传播；

通过多个导热体将热量从所述模块带走，每个导热体具有热连接于所述模块之一的第一端，以及与所述第一端间隔放置的第二端；以及

提供多个热交换元件，其与所述模块间隔放置，且热连接于所述第二端，以使得热量从所述导热体驱散。

根据本发明的第八方面，提供了一种照明方法，其包括步骤：

提供安装中枢；

将多个模块连接于所述中枢，所述模块从所述中枢径向向外延伸，其中所述射模块彼此邻接，且发出的光共同形成光束，在第一方向上沿着主轴传播；

通过多个导热体将热量从所述模块带走，每个导热体具有热连接于所述模块之一的第一端，以及与所述第一端间隔放置的第二端；以及

提供多个热交换元件，其与所述模块间隔放置，且热连接于所述第二端，以使得热量从所述导热体驱散。

根据本发明的第九方面，提供了一种照明系统的模块的制作方法，其包括步骤：

提供光源外壳；

将热交换元件与所述外壳间隔放置；以及

使多个导热体在所述外壳与所述元件之间延伸，以将热量从所述外壳带走，其中每个导热体具有热连接于所述外壳的第一端，以及与所述第一端间隔放置且热连接于所述元件的第二端；

根据本发明的第十个方面，提供了一种照明系统，包括：

多个发光模块，其中所述模块彼此邻接，且发出的光共同形成光束，此光束在第一方向上沿着主轴进行传播；

多个导热体，用于将热量从所述模块带走，每个导热体具有热连接于所述模块之一的第一端，以及与所述第一端间隔放置的第二端；

多个热交换元件，其与所述模块间隔放置，并热连接于所述第二端，以使热量从所述导热体驱散；以及

支架，其在热交换元件外呈轴向和径向延伸。

在一个实施例中，支架包括至少一个第一元件，其围绕所述热交换元件周向延伸，以及至少一个第二元件，其从所述至少一个第一元件径向向内延伸。

在一个实施例中，所述第一元件包括在周向上延伸、且在轴向上间隔放置的两个元件。

在一个实施例中，所述至少一个第二元件在所述热交换元件之外轴向延伸。

整个说明书中涉及“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“设置”、“一个设置”时表示，有关实施例或设置中描述的特定的特征、结构或者特性包括于至少一个本发明的实施例或者设置中。因此，在整个说明书多处出现的短语“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在实施例中”、“在一个设置中”或者“在设置中”，可以但不是必须，全部涉及同一实施例或者设置。进一步地，特定的特征、结构或者特性可以任何合适的方式在一个或多个实施例或设置中结合，这是本领域的普通技术人员从本公开内容中显而易见的。

除非详细说明，否则本文使用的用于描述普通物体的序数词“第一”、“第二”、“第三”等，仅仅指所提及的一类物体中的物体的不同情形，并非意欲暗示如此描述的物体必须按照给定的顺序，如时间、空间、排序、重要性或以任何其他方式。

除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解相同的意义。除非本文另有指出，否则本文使用的不定冠词“一个”、“一”是指该不定冠词的语法对象是一个或者多于一个(即，至少一个)。举例而言，“一个元件”一般是指一个元件或多于一个的元件。本文中的术语“约”是指数量相对于参考量至多变化30％，优选最多变化20％，更优选至多变化10％。在所附权利要求和下文的描述中，术语“包含”、“由...组成”或者“其包含”中的任何一个都是开放式术语，意思是至少包含后面所述的元件/特征，但不排除包含其他。因此，权利要求中使用的术语“包含”不应被解释为局限于其后列举的方法或元件或步骤。例如，“一个设备包含A和B”这一表述的范围不应局限于该设备仅包括元件A和B。本文中使用的术语“包括”或者“其包括”或者“包括…的”中的任何一个也都是开放式术语，表示至少包括该术语后面的元件/特征，但不排除包括其他。因此，“包括”与“包含”是同义的。

本文使用的术语“示例性的”含义为用于提供实例，而不是指示质量。即，一个“示例性的实施例”是作为示例而提供的实施例，并非示范性质量的实施例。

在本专利说明书的上下文中，术语“电气设备”广义上是指电气和电子元器件或者元器件的组合。其包括用来传输数据、能量或者其他功能的电气布线，电气元件，主动和被均可，电路板，以及其他电气或电子元件。还应认识到，除非文中另有指明，否则单数也包括复数概念。

涉及光束的“轴”时，该轴应被解释为在使用中光线沿其传播的通常位于中心的路径。因此，术语“轴”可以是一个实轴，用以指示散射光束的实际中心路径。即，此术语可以为一个真实的光源中心点，或是多个光源的理论上的中心点。但是，这个术语可以不是必须按严格的几何意义使用，例如，可以通过测量单位面积的光通量来确定。举例而言，在一个给定距离下测量来自照明的光束的展开时，可以通过在该给定距离下的最大照明度来确定该轴。然后可以通过在该给定距离下，从该轴径向向外的光束的半功率点来确定此光束的径向边缘。然后利用这计算展开的角度。

附图说明

现将参照附图，仅通过举例的方式说明本发明的实施例，其中：

图1为根据本发明实施例的空间照明系统的顶部透视图；

图2为图1所示系统的平面图；

图3为图1所示系统的侧视图；

图4为图1所示系统的底视图；

图5为图1所示系统的正视图；

图6为图1所示系统中使用的六个照明模块之一的底视图，所述系统包括安装系统的加固辐条。

图7为图6所示照明模块的侧视图；

图8为图6所示照明模块的平面图；

图9为图6所示照明模块的正视图；

图10为图6所示模块中使用的LED阵列的底视图；

图11为图6所示模块中使用的热管阵列和热交换元件阵列的平面图；

图12为图10所示阵列的正视图；

图13为图10所示阵列的侧视图；

图14为图6所示模块外壳的底部透视图，其中不含底板和电气设备；

图15为根据另一实施例的照明系统的侧视图，其中不含安装支架；

图16为图15所示系统的顶视图；

图17为图15所示的两个相似系统的顶视图，这两个相似系统连接成为一个组合照明系统；

图18为根据另一实施例的照明系统，其中不含安装支架；

图19为根据另一实施例的照明系统，其中不含安装支架；

图20为本发明另一实施例中使用的LED阵列的透视图；

图21为LED多平面阵列中热管阵列的分解透视图；

图22为图21所示的组装阵列的侧视图，示出了热管的隐藏细节；

图23是图22所示阵列的仰视图；

图24为图22所示阵列的透视图；

图25包括图21所示组装阵列的侧视图(未显示隐藏细节)，以及该组装阵列的两个截面图；

图26为根据本发明另一实施例的空间照明系统的顶部透视图，包含顶部安装的供电器；

图27为根据本发明另一实施例的空间照明系统的顶部透视图，包括通常为环形排布的散热片；

图28为图27所示系统的透视图；

图29为图27所示系统的侧视图；以及

图30为图27所示系统的仰视图，其省略了选择的细节，从而以热管结构为例进行示意说明。

具体实施方式

以下描述的照明系统和照明方法可作为空间照明系统和方法的一种示范性示例。

参照图1至图6，其示出了照明系统1，包括：六个沿周向等距间隔放置且径向发散的用于发射光的照明模块3、4、5、6、7和8。所述模块彼此紧密邻接设置，其光线共同形成光束(未示出)，所述光束在第一轴向10上沿着主光轴9传导。图4很好地示出了，多个导热体，为6个相同的热管组13、14、15、16、17和18形式，将热量从各自的模块3、4、5、6、7和8驱散。图11至图14很好地示出了，每个热管组包含8个单独的连续热管，而且，图11很好地示出了，每个组中的每个热管包含第一端19，其热连接于相关模块；以及第二端20，其与第一端19径向间隔设置。6个热交换元件，为6个各自相似的、径向发散的热交换散热片的分割阵列23、24、25、26、27和28的形式，与所述模块径向间隔，且热连接于相关组中热管的第二端20，以将热量从这些热管被驱散。而且，在本实施例中，热交换散热片阵列23、24、25、26、27和28径向延伸远离各自的模块3、4、5、6、7和8。

所述6个模块3、4、5、6、7和8各自包含大体为矩形棱柱的外壳31(在图14中明确示出)，用于限定一个配置有LED阵列33(见图6、10)和相关电气设备的内部腔32。特别是如图6和10所示，外壳31也包含下表面34，其具有大体为圆形的窗口35，阵列33中的光可以通过该窗口射出。在使用中，模块3、4、5、6、7和8的窗口35被各自的基本透明且强大的透镜36覆盖，且大体沿一垂直于轴9的公共平面延伸。

在本实施例中，每个阵列33包含80个LED。但是，在其他实施例中，可使用不同数量的LED。应认识到的是，直径相对的模块包括相同的LED阵列，因为这些阵列中的LED发射基本相同波长的光。此外，这3对直径相对的模块中的每对可包含发射各自不同波长的光(分别为红色、绿色和蓝色)的LED阵列。来自所述阵列的光可以混合来形成光束。通过系统1的其他组件(未明确显示)对每个直径相对的模块对的光强度进行适当控制，从而控制光束的色彩和强度。

本实施例包括偶数个照明模块，以简化控制功能从而获取要求的光束颜色和强度。由于相同的原因，在本实施例中，相似模块是直径相对的，所谓相似模块是指，其具有的LED发射大体相同波长的光的模块。其他实施例中，也可使用不同数量的模块，在某些这类实施例中，包含奇数个模块。在另外实施例中，使用相似模块，但是他们不是直径相对的。

虽然在本实施例中，在不同模块中使用的是发射不同波长的光的LED，但是在其他实施例中，所有模块发射几乎相同波长的光(即，基本具有相同的颜色)。

模块被排布成一个均匀径向发散的阵列，使得这个阵列中的每个模块与至少两个其他模块直接相邻，且与所有模块紧密相邻。这保证了窗口35也紧密相邻，从而使得光线从这些窗口中射出，以更有效地混合而形成光束；并且使得可以更容易地控制LED，以更有效、更精确地形成不同颜色组合的光束。

在其他实施例中，对模块也可使用不同的阵列形式，比如线性阵列、方形阵列、矩形阵列、大体圆形的阵列等。

热交换散热片的阵列23、24、25、26、27和28在与第一方向10相对的第二方向上，轴向偏离模块3、4、5、6、7和8。这使得散热片阵列与各自的相邻模块之间产生了一个小的径向的重叠，以优化由系统1的径向占用空间(footprint)内的散热片阵列提供的可用被动冷却能力。在其他实施例中，散热片阵列整个径向偏离相邻模块：即，阵列和模块之间没有径向重叠，从而使阵列冷却效果最大化。但是，在其他实施例中，阵列与模块重叠，显著减少了照明系统的径向占用空间。

图9和图14很好地示出了，外壳31包括一个大体为矩形的径向内端壁41，其包含用于限定部分腔32的内表面42，以及相对的外接合面43，在使用中，所述外接合面为外壳31的最径向向内配置的部分。壁41包括位于中心的大体为圆形的孔44，孔44在面42和43之间完全延伸，用于选择性地接收一件或多件电气设备。通常，在使用中，接收在孔43中的电气设备是一根或多根电缆，这些电缆在配置于腔32内和腔32外部的其他电气设备之间延伸。

壁41也包含两个相似的间隔放置的孔45，即侧孔45，其与所述孔44中心共线。下文会进一步说明，孔45被配置为，与紧固装置，如螺栓、螺钉或其他紧固件进行配合，以安全、可拆卸地将外壳31安装到中枢(hub)上(下文会进一步描述)。

图9很好地示出了，壁41包括在所有的孔44和45周围延伸的密封面47。在本实施例中，所述密封面由基于橡胶的材料形成，此橡胶材料被固定地应用于壁41的面43。在其他实施例中，使用基于硅的涂层、基于陶瓷的涂层，或者更为传统的垫圈。密封面最好与面43一体成型或者固定连接。

系统1包括配置于中心的安装中枢51，以连接模块3、4、5、6、7和8中的每一个。如图所示，各个模块均从所述中枢处径向向外延伸且径向远离彼此。而且，在本实施例中，各个模块围绕所述中枢沿圆向等距间隔放置，且其底部沿一公共平面延伸。中枢51包括大体为六棱柱形中枢外壳52，以在其中限定一个对应的六棱柱形中枢腔(未示出)。外壳52也包括一外表面，所述外表面被分割为六个部分，对应由外壳52限定的六棱柱的六个侧面。这六个部分中的每一个都包括三个中枢孔，中枢孔的大小和相对位置分别与孔44和孔45对应，使得当所述各模块的6个分割面41与外壳52的对应各部分接合时，相邻外壳中的孔是对齐的。这使得紧固装置用于将模块可拆卸地并且分别地固定到外壳52，并且对于电气设备，比如电缆，用于延伸通过更大的中心孔。因此，电缆能够连接配置于由外壳52和腔32限定的腔中的其他电气设备。在其他实施例中，电缆通过中枢51在模块之间延伸。而且，借助面47，模块3、4、5、6、7和8密封地接合于外壳52。

应认识到，模块3、4、5、6、7和8可拆卸地安装于中枢51，以允许对它们单独替换。这有利于系统1的修复，并且也减少了修复的成本，因为只需要替换不可操作的或是损坏的一个或多个零件，而并非整个照明系统或是冷却系统。这些模块固有的模块化性质同样简化了需要携带的用于支持修复的备用零件的类型和数量。在整个周期内，这可减少停工期和操作成本。

在其他实施例中，模块3、4、5、6、7和8中至少一个与中枢51一体成型。在其他实施例中，模块3、4、5、6、7和8中全部模块与中枢51一体成型。在这类实施例中，省略了一体成型模块中的端壁41，并且腔32是中枢51提供的腔的持续延伸。

如果模块与中枢51一体成型，该模块的热管阵列优选可拆卸地安装于该模块。因此，若阵列中的任何散热片在运输或使用的过程中被损坏，那么将受到影响的阵列移走并进行替换而非替换所有阵列相对容易。

系统1包括为安装支架61形式的装备构造，使系统1安装在其他物体上，如支架、龙门架、脚手架、构件或其他支撑部件上。支架61包含两个大致为圆形的、轴向间隔的、沿周向延伸的铝部件63和64，以及6个铝制加固辐条65(图2很好地示出)，加固辐条65在其径向外端连接于周向元件63和64。这些元件位于热交换散热片阵列23、24、25、26、27和28的径向和轴向向外的位置，并为散热片提供物理保护，保护其免于机械应力或伤害同时不减少散热片阵列的冷却容量。

辐条65从元件63和64径向向内延伸，终止于可拆卸地固定于中枢51上的径向内端。图8至图10很好地示出了，每根辐条65由对应的带有网状开孔(web openings)的刚性铝束形成，以利于空气流动，并且所有辐条在阵列23、24、25、26、27和28之外呈轴向和径向延伸，以为这些阵列提供进一步的物理保护。

在其他实施例中，只有部分辐条在阵列之外的两个方向上轴向延伸。在另一些实施例中，辐条中的一部分在阵列外的一个方向上轴向延伸，且辐条中的其余部分在阵列外的另一个轴向方向上轴向延伸。

所述各辐条可拆卸地连接到中枢51以及部件63和64。这使得支架61可容易地局部拆卸，以纳入模块3、4、5、6、7和8以及阵列23、24、25、26、27和28中的一个或多个。即，这些模块或阵列中的任何一个或多个均能按照要求容易地纳入或移走，而不需要纳入或移走任何其他部件。这有利于系统1的修复，减少了停工期并且减少了运行成本，因为只需要替换需要的部件而不需要替换其他部件。

中枢51包括三个沿周向等距间隔的金属接合销71，所述接合销从外壳52内部延伸出来，并向上方选择性地接合对应的锁紧结构(未示出)。这些锁紧结构配置于支撑结构上(未示出)，以允许选择地将系统1锁接到支撑结构上。在一些实施例中，所述支撑结构是指供电器，并且销71是导电的，用于将供电器电连接到中枢51和/或邻接模块中的电气设备。在其他实施例中，可使用不同数量的销。

系统1包括模块3中包含的颜色混合系统(未示出)，用来计算估计的颜色坐标，和控制用户界面显示(在模块3的顶面上)。所述显示使用标准行业术语向用户提供视觉反馈，例如CCT(色温)、强度、色调/饱和度等。在本实施例用，采用高功率LED阵列，该阵列利用了至少3个LED颜色(本实例中包括红色、绿色和蓝色)和另外地白色。

阵列23、24、25、26、27和28中的散热片按照径向发散的形式排布，并且各自由穿孔的铝板形成。散热片上包括穿孔，以利于散热片附近的空气流动，从而增加阵列提供的冷却容量。

很多数量的薄散热片和同心热管排布的组合使系统1的重量较轻，还给被动冷却系统提供了高热负载容量。这种散热设计能够利用高功率LED阵列并由此能够利用高热密度，并且避免了使用风扇。这使得系统1可以近乎无声的运行，这对工作室环境特别有利。在可以接受使用风扇的实施例中——例如，对于音频质量不重要或是不太重要的静态摄影和其他情况——风扇能够与系统1结合以产生更大功率的输出。

安装支架61也由铝制成，重量轻但是仍很牢固，且对配置于支架内的相对敏感的热管和散热片阵列具有保护作用。在支架的其他实施例中，所述支架元件中的一个或多个使用非铝材料制成。例如，在一些实施例中，采用高强度塑料，或者其他具有高抗拉强度和抗压强度的轻量型材料。

通过销71，系统1能够与互补供电器(未示出)紧密配合。在某些实施例中，供电器提供直流电。但是，在其他实施例中，供电器提供交流电，因此需要一个额外的变压器。供电器最好包含密封的外壳，从而使系统1和供电器可以适用于湿润和/或潮湿的环境中。

销71或类似构造的使用，使供电器可以锁合连接于系统1或者与系统1分离。这使得质量减少——即，通过使两个相对沉重的部件彼此分离使得安装和卸载更加容易——以及还可以适应多种不同的安装选项。例如，供电器能够安装于方便之处，例如，靠近主供电器插口。然后，系统1能够直接安装在供电器上，或者更为适合的其他位置，再使用电引线连接系统1和电源。

销71向系统1提供了连接系统或安装系统的一部分。此连接系统的功能是：为部件提供强大的机械承载；以及集成的安全机制，用以保证操作的安全性以及使连接和分离容易。

本领域的技术人员应认识到，模块包含多种电气设备，包括集成LED板和LED驱动电路，它们对正确操作所使用的大功率LED阵列是至关重要的。

热管的径向内端19配置于相关腔32之内，并且热接合于包含在腔体内的一件或多件电气设备。此种电气设备包含一个或多个电路板，例如LED相关阵列的控制和驱动电路板，以及安装LED的电路板。这使得热管可以快速地将这些电路板的部件产生的热量径向向外传递到端部20。该热量被转移至散热片，且被动地消散至周围空气中。

图11至图13很好地示出了，每个阵列中的8个热管从端部19大体径向延伸，然后，从中间端19和20弯曲并大体上沿周向延伸。所述每个阵列中有4根热管在一个方向上沿周向延伸，但彼此径向等距间隔，而剩下的4根热管在相反的方向上沿周向延伸，同样彼此径向等距间隔。每个散热片与邻接于端部20的4根热管进行热连接。在其他实施例中，在一个或多个阵列中，使用不同形状和构造的热管。

当以满功率运行时，如图所示的实施例重量约23kg，消耗大约为1200瓦。因此，提供了大功率输出的轻量型空间照明，可被广泛应用。而且，与现有技术相比，对于一个给定的照明输出，要么节能，要么需要使用较少数量的照明系统。

系统1提供了IP65(虽然这是因为使用了DMX控制连接器组件)。在其他实施例中，可实现不同水平的性能。而且，在3200°K到10,000°K范围内，系统1产生了94种典型的CRI。

现在参考图15至16，其示出了照明系统81的另一实施例。应认识到的是，相应的附图标记表示相应的特征。特别地，系统81包括两个大体为矩形棱柱的模块83和84，其并排配置，且各自与大体为矩形棱柱的中枢51的下侧密封地接合，从而使电气设备能够在所述中枢和模块之间延伸。各个所述模块包括对应的窗口35，光线从该窗口射出并形成具有光束轴9的单根光束(未示出)。所述模块和中枢的宽度大体相同。散热片阵列85和86以相反的方向从对应的模块83和84向外延伸。

多个系统81能够组合以限定更大的照明阵列。例如，图17示出了两个类似的系统81，它们以可拆卸的方式彼此接合，呈共同延伸的并列关系。所组合的照明系统提供了一个2x2的LED阵列，因而产生的光束的光束轴9的位置不同于图16中系统81提供的2x1的LED阵列的情况。

应认识到，能够增加一个或多个附加系统81，以将阵列延伸为2xN的阵列。通常，为了实用的目的，N不大于约12。但是，其他实施例被具体地设置为允许更大的阵列。

现参照图18，其示出了为系统91形式的另一实施例。特别地，系统91与系统81类似，但是阵列85和86从对应的模块83和84的外边缘向上和向内延伸。图19示出了另一实施例，其中系统101包含阵列85和86，它们配置于对应模块83和84之上，且基本平行于模块83和84延伸。

在封装热交换元件方面，以上照明系统中热管的应用提供了额外的柔性。这使得可以使用更大的热交换元件，该更大的热交换元件能够容纳更大功率的LED阵列并因此可以提供更强的照明能力，同时仍然需要被动冷却。它同样具有允许LED阵列相互更加紧密地设置的优点，从而改进照明系统提供的光束的形成。在利用LED阵列提供不同颜色的光形成光束的那些实施例中，改进光束的形成特别重要。

在以上描述的实施例中，每个模块包含沿着单个平面延伸的LED阵列33。相关联的驱动电路安装于所述阵列之后，紧密接近于热管的一端。在其他实施例中，每个LED阵列沿着多个平面分割和延伸。图20示出了这种LED阵列的一个示例，其中相应的附图标记表示相应的特征。更特别是，示出了包含5个类似的阵列段的LED阵列110，所述5个类似的阵列段设置为沿着5个对应的平面延伸。5个类似阵列段中的第一个阵列段111，在使用时，沿着大体水平的平面延伸，与以上实施例中的阵列33类似。阵列段111通常为圆形，位于单个平面内。这个阵列段安装于大体为方形的LED电路板112上，而电路板112安装于具有五个面且大体为立方体的外壳114的第一面113上。另外4个相似的LED阵列段115(图20中只清晰地示出了其中的2个，另外2个被遮挡住了)安装于对应的LED电路板116上，而电路板116分别安装于外壳114的四个面上，外壳114延伸远离面113并集体围绕面113。应理解的是，阵列110在使用时嵌套于周围反射器(未示出)内，以在方向10上沿光轴9重定向4个阵列段115发出的光。在本实施例中，外壳114包含用于接收控制信号的端口117，以控制用于驱动阵列110中的LED的电路(未示出)。

外壳114包含一个在板116后延伸且终止于面113中的热管阵列(未示出)。该阵列120也包含弯曲的热管组(未示出)，该热管组在外壳114内阵列111之下延伸。应理解的是，鉴于本文教导的益处，许多其他热管构造也是可行的。举例而言，图21示出了另一具有五个面、大体为立方体的外壳121。外壳121包括用于更紧密互补地接收热管阵列122中各热管的内部构造。这种紧密的物理整合，与任何附加的中间导热粘合剂或其他合适的粘合材料一起，有利于从LED阵列和驱动该阵列的电路到热管的良好传热。阵列122具有大体为线型的第一热管子阵列123，其在外壳121的一个面后延伸，以及大体为线型的第二热管子阵列124，其在外壳121的一个相对面后延伸。第三热管子阵列125呈弯曲状或是锥形(tapered)U型，在外壳121的另两个相对的面之后沿着剩余的面延伸。一个锥形的内核126，插入外壳121中，且与阵列122内所有的热管互补地接合。这种构造使得热量可以从所有5个LED阵列中除去，尽管这些阵列的多平面性质。而且，这些热管相对于外壳121的4个垂直面倾斜或者呈锥形，以利于部件之间的组装和紧密的热配合(thermal fit)。即，当各热管从外壳121延伸时，在其他子阵列中它们继续保持从所述热管向外倾斜。

应理解的是，在其他实施例中，当采用环路热管(LHP)或流体冷却时，子阵列123和124中的热管被构造成，沿着他们的管长循环返回。

在图21中，热管的每个子阵列中采用7个均匀并类似的热管。在其他实施例中，在一个或多个热管子阵列中，使用不同数量的热管。少到只用一个热管也是可以的，只要它被形成为，可以使热量从LED的所有子阵列中除去即可。然而在其他实施例中，在一个或多个热管子阵列中采用多于7个的热管。

阵列122的制作包括首先在核126中的互补结构中放置子阵列热管。在某些实施例中，对热管涂以焊料或导热粘合剂，以利于热管和核126之间的良好热连接。这样形成的核和热管——其限定了一个锥形头部——被插入外壳121的开口中，且以过盈配合的方式楔入该外壳中。外壳121的内表面也呈锥形，且包括用于互补地接收相邻热管的构造。

在其他实施例中，外壳121不是大体为立方形。例如，在一个这类实施例中，外壳(未示出)形成一个矩形棱柱——即，并非所有面都有相同的尺寸——其中，向下的面大体为方形，其他四个垂直的面有所加长，且相较于所述方形的面，这四个面在各自的子阵列中包含更多数量的LED。在其他实施例中，外壳可支持多于五个的子阵列。例如，在一个实施例中，外壳包含11个相似的面，这些面沿着各自的平面延伸，且它们各自支持对应的LED子阵列。在其他实施例中，可使用不同数量的面。

图26示出了使用径向散热片的空间照明系统的另一个实施例，其中相应的附图标记表示相应的特征。更特别地，示出的空间照明系统131带有顶部安装的供电器132，所述供电器132通过销71(在图26中被所述供电器遮挡住了)牢固地、可拆卸地连接于空间照明系统131。系统131也包含一个大体为环形的支架部件133，其从部件63朝着中枢51(也被遮挡住了)径向向内延伸，以为散热片提供进一步的物理保护。部件133包含孔阵列，以便于散热片附近的空气流动。

图27至图30示出了空间照明系统的另一实施例，其中相应的附图标记表示相应的特征。更特别地，空间照明系统135利用大体为周向排布的散热片，这些散热片从对应模块径向向外延伸，组成阵列。在本实施例中，通过模铸，更优选地通过挤压铸造(即高密度模铸)，集体形成各散热片。即，这些散热片由铝铸成要求的形状而集体地形成。在本实施例中，在铸模中的热管周围浇注铝。在其他实施例中，铸造两个分开的铝制配合件，它们具有相反的构造，以互补地接收热管。这两个铝配合件被设置成，将热管加在中间，然后粘附在一起和/或机械地固定在一起(使用螺栓、螺钉或其他紧固件)。

在其他实施例中，采用其他模铸材料，比如陶瓷或聚合物。

系统135包括一个半圆形铝架，其可旋转地连接到部件63上，以使系统135安装到其他结构上。

图30很好地示出了，系统135包含散热片的6个径向发散的阵列141，所述散热片为一体成型、大体沿周向延伸且与对应的模块142结合。应理解的是，在此图中，选择性地省略了大量的细节，以主要说明每个模块的热管的构造。特别地，系统135中使用的导热体—一具有端部，即，在模块处的第一端和在散热片处的第二端——通过形成在环路中的热管限定。相应地，系统135包括导热体，每个导热体的第一端和第二端与另一个导热体的第一端和第二端连接以形成环路。而且，每个模块使用的热管阵列的环路构造，仅通过6个模块中的一个模块示出(如图30所示，最上面的模块)。应明确，本实施例中其他模块的热管阵列均相同。在其他实施例中，可使用不同构造，例如，其中所述系统优选并非大体水平放置。

应注意到，特别是从图29中，本实施例的系统135提供了一个非常低的轮廓，即，其垂直高度(如图29所示)小于系统1的相应高度(如图3所示)。在某些方面，图27至图30所示的实施例是图1所示系统的径向构造与图15所示的较低轮廓构造的组合。

利用高压模铸可以形成复杂但是强劲的散热片形状。

虽然如图28所示的散热片大体呈周向延伸，但在其他实施例中，那些散热片径向延伸，或者同时径向和周向延伸。在另外实施例中，可使用其他散热片方向。

虽然图28的实施例中，共同形成的散热片形成了整体为三角形的形状——例如，从图30下部看时——但在其他实施例中，可使用简单或者复杂的其他形状。相应地，利用这种制作过程提供了更多的设计灵活性。

以上描述的实施例的主要优势包括：

一个紧凑的、大功率的、被动的空间照明。

可节能地产生照明。

可节省空间地产生照明。

轻量型构造，从而便于操作、组装和拆卸。

具有基于一般的行业规模的外形因素，使得可以使用现有空间照明附件，比如挡板、扩散器或其他这类部件。

紧密间隔的LED阵列，使其可对不同颜色的光的混合进行改进，以形成均匀的光束。

被动冷却，因此噪声较低。因此，本发明实施例适合用于广泛的多种环境中。

模块化设计，使得可实现组件的单独更换。

稳健且轻量型的设计。

模块和中枢之间密封，使得本发明实施例可用于恶劣和潮湿的环境中。例如，在下雨、偶尔的暴风雪或者潮湿地区的周围，比如水塘附近，或者在雪、雨夹雪或其他不利的天气条件下提供照明。

更彻底地密封的实施例也适合于水中或水下使用。

开放式框架的使用实现了改进的被动冷却和较低的热质量。

所有电气设备(例如LED阵列的控制电路，和用于混合这些阵列发出的光的中央控制器)都封装于模块内或者中枢内。

位于中间的中枢有利于将电能从单个电源分配至所有模块。

中枢上的销使得可装卸地连接到相应配件更加容易，在某些实施例中，所述配件是照明系统电源的一部分。

应理解的是，以上所公开的内容提供了多种重要的照明系统和照明方法。

应理解，在对本发明示例性实施例的以上描述中，有时本发明的多种特征会被一起组合在单个实施例、图或者对其的描述中，以简化所公开的内容，以及协助理解发明各个方面中的一个或多个方面。但是，所公开的方法不应被解释为反映了以下意图：要求保护的发明需要比每个权利要求中所明确列举的特征更多。而是，就像下面权利要求所反映的，本发明的各方面在于，特征少于单个上述公开的实施例的全部特征。因此，所附权利要求据此被明确纳入到本具体实施方式部分中，每个权利要求本身作为本发明的一个单独的实施例。

进一步地，本领域的技术人员应理解的是，虽然本文描述的某些实施例包括其他实施例中的一些、而非其他特征，但是不同实施例的特征组合也意在本发明的范围内，并形成不同实施例。例如，在下面的权利要求中，任何所要求保护的实施例可以任意组合使用。

在文本提供的描述中，描述了很多具体细节。但是，应理解的是，没有这些具体细节，本发明的实施例也可实施。在其他情形下，为了清楚理解对本发明的描述，没有详细展示众所周知的方法、结构和技术。

类似地，需要注意的是，术语“耦合”或者“连接”，当被用于说明书和权利要求中时，不应被解释为仅限于直接连接。术语“耦合”和“连接”及其衍生词，也可使用。应理解，这些术语不意在作为彼此的同义词。因此，“设备A耦合至设备B”这一表述的范围不应限定于其中设备A的输出端直接连接至设备B的输入端这样的设备或系统。而是，它表示，在A的输出端与B的输入端之间有一条路径，这条路径为可以包含其他设备或装置的路径。“耦合”可以表示两个或多个元件直接物理接触或者电子接触，或者两个或多个元件彼此不直接接触，但仍彼此配合或者相互作用。

因此，虽然描述了本发明的被认为是优选的实施例，但是本领域的技术人员应认识到，在不偏离本发明精神的条件下，可以对其做其他或进一步修改，并且意欲保护所有此类落入本发明范围内的改变或修改。例如，所提供的任何公式或流程图仅表示可以使用的过程。可以从框图中添加或删除功能，功能块之间的操作可以互换。可以向描述的本发明范围内的方法中添加或删除步骤。