结合用于特定光分布的内部光学器件的led灯的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9824462阅读:来源:国知局
15的发光二极管(LED)光源1051CB 115由散热结构或热沉120支撑。考虑到灯100的方位,LED 110、PCB 115和热沉120被定位靠着在灯的较低部分或底部的扩散器壁110的内表面。
[0052]来自LED105的光可以典型地以图2的分布图200中所描述的图形分布。特别地,来自LED 105的光通常沿着直线路径朝向扩散器壁110传输,出射并大致按照朗伯体图形分布。在某些方面,具有朗伯体光度的LED T8替换灯对于某些应用不是有效的方案。这可能是由于所产生的光分布在其不被需要的/不被期望的区域具有光,在包括光源的水平面上不是均匀的,以及,例如,在某些应用中没有为较高的架子(shelves)提供足够的光。
[0053]如图2中所描绘的灯100的光分布可能是可接受的并且在某些环境和使用情形中是期望的。然而,不同的应用和使用情况可能要确保(warrant)不同的光分布,其中,例如,由灯输出的光在对于给定的应用有效的特定的、期望的一个或多个方向上分布。
[0054]图3是根据本文中某些实施例的具有内部光学器件的管状灯300的横截面图。灯300包括固态光源305(例如,LED或LED阵列),管状扩散器310、支撑LED阵列并提供至电能源的电连接用于对LED阵列的LED供电的PCB 315以及与PCB 315热连通的热沉320。如被定向的,LED 305,PCB 315和热沉320被置于扩散器310内部的底部或附近。灯300还包括光学器件机构325。在某些实施例中,光学器件机构325是结合全内反射(TIR)和折射机构的线性挤压成型透镜,其设置在扩散器310内。在某些方面,TIR透镜325和扩散器310的组合协作产生或提供特定的、设计好的光分布输出。在某些实施例中,依靠并基于定制的结合TIR和折射(即,复合的)机构的线性挤压成型透镜以及具有特定的反射和/或折射特性的特定的材料成分的扩散器的组合,可获得特定(即,预定的)期望的光度。
[0055]在某些方面,图3中不出的光学器件机构325—般可被描述为在LED305的远侧包括两个突起。两个突起中的每一个都具有大致的三角形横截面形状,如图3中描绘的。
[0056]图4是图3的LEDT8灯的光分布图400的示意性的描绘,所述LED T8灯具有合成了TIR和折射(S卩,复合的)机构的TIR透镜325以及透明的扩散器管310。在某些方面,扩散器管310(与本文中其他扩散器管类似,除非明确被规定为是不同的)可由玻璃、挤压的聚碳酸酯和其他材料构成。通过使用如本文公开的TIR透镜,从LED光源305发出的光可被TIR透镜325折射或反射,而不是直接穿过管状扩散器3KKTIR透镜325可将产生的光弯折至不同的角度。设计本文中某个或某些TIR透镜并调整本文中一个或多个管的扩散可导致期望的光度。例如,实施例可使用将输出光弯折至更高的角度的TIR透镜,其具有用于管的相对弱的扩散的材料。使用这种灯,集中产生的光的一些可被分布在如图4的光分布图400所示的较高的角度。图4示出了蝠翼光度的代表,而不是朗伯体。在某些实施例中,至少部分地根据期望的应用,通过改变TIR设计和扩散器管成份材料,所产生的光度的蝠翼的角度(一个或多个)和窄度(即,宽度)可被改变。改变的这些组合(一个或多个)可有助于提高本文中灯的最终用户的应用效率。例如,在办公环境和零售区域中,蝠翼分布可以是期望的光度,这样的光度可在工作平面上提供均匀的光强并在零售空间的架子上提供更多的垂直英尺-烛光、Fe。在某些实施例中,狭窄的蝠翼会在水平面上(一个或多个)提供更多的Fe。
[0057]图5是根据本文中某些实施例的扩散器管500的示意性的描绘。所述扩散器管可由各种材料构成,包括但不限于玻璃、陶瓷、聚碳酸酯和其他人造的和自然生成的成份。通过各种制造技术和工序,包括模塑、挤压、铸造等,这些和其他材料可被制造和/或成形成扩散器管的配置。扩散器500可被生产成具有类似于(预先)存在的灯具和/或灯具设备的尺寸。在某些实施例中,扩散器500可具有类似于“T8”灯的直径和长度。
[0058]图6是TIR透镜(S卩,光学器件)600的示意性的描绘,所述TIR透镜结合TIR和折射(即,复合的)机构,其可被设置于本文中扩散器管中。TIR透镜600可由材料构成并且可被配置成形状,当它被设置在本文中扩散器管内并与本文中扩散器管(例如,扩散器管500)结合使用时,将产生期望的、预定的光分布。
[0059]图7是具有设置在扩散器管710中的TIR透镜705的灯700的示意性的描绘,所述TIR透镜705结合TIR和折射(S卩,复合的)机构。所述TIR透镜被设置在LED(图7中示出了一个LED,尽管为了附图的清晰没有用附图标记来标记)阵列之上并基于其特性(例如,构成材料、透镜的形状、透镜的尺寸、TIR透镜与LED之间的距离、TIR透镜与扩散器管之间的距离,等等)对于从LED阵列发出的光线进行整形。
[0060]图8和9是根据本文中某些实施例的具有不同的管状扩散器的灯的光学分布图。在本示例中,所述灯通常可对应于图3和7的灯。图8是带有具有透明扩散器管的图3和7的LEDT8灯的光分布的表示,并且图9是用具有相对弱的扩散管的图3和7的LED T8灯获得的光分布的表不。
[0061]图10是根据本文中一个实施例的具有内部光学器件1025的管状灯1000的详细的横截面图。在这个实施例中,LED T8灯1000包括结合TIR和折射(S卩,复合的)机构的被设置在扩散器1010内并且在LED 1005之上的TIR透镜1025DLED 1005由PCB 1015支撑,其中热沉/支撑结构1020进一步支撑PCB并散去来自PCB热。本实施例的挤压的TIR透镜1025在LEDT8管内,并且可为特定的应用或使用情形设计。TIR透镜1025通常可被视为光学器件,其在单独的部件中结合复合光学机构和/或操作表面,所述单独的部件可具有,例如,两个或更多的划分或部分用于控制入射到其上的光。例如,TIR透镜1025被设计成对从LED发出的约大零度至45度的光(例如光线1027)使用折射,并对高于大约45度的光线(例如,光线1029)使用全内反射。对于每一个特定的实施例应用,TIR透镜1025被设计成将来自LED 1005这两部分的光引导至大约20度-大约30度。如图3的光学器件325—样,图10中示出的TIR透镜1025通常可被描述成在LED 1005的远侧包括两个突起。如图10中描绘的,两个突起中的每个都具有大致的三角形横截面形状。
[0062]图11是根据本文中某些实施例的、具有设置在扩散器管1110内的内部光学器件1115和LED(或其他固态的)光源引擎1005的LED T8灯1100的横截面图。TIR透镜1105的配置结合TIR和折射(S卩,复合的)机构,并且可被设计成产生特定的、期望的光度。在某些方面,图11中示出的光学器件机构1115通常可被描述成在LED 1105的远侧包括两个突起。两个突起中的每一个都具有大致的倒三角形的横截面形状,其中倒三角形突起通过线性的中心部分在LED 1005之上连接在一起,如图11中描绘的。
[0063]图12是根据本文中某些实施例的图11的LEDT8管状灯的透视图。图12示出了容纳TIR透镜1210和其他部件的扩散器管1205。为了附图的清晰,其他部件没有单独标记。
[0064]图13和14是根据本文中某些实施例的图11的具有不同的管状扩散器的灯1100的代表性的光学分布图。图13是具有示出的TIR透镜和透明扩散器管的LED T8灯1100的代表性的光分布图1300。图14是具有示出的TIR透镜和相对弱的扩散管的LED T8灯1100的代表性的光分布图1400。
[0065]图
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