專利名稱：暗槽型燈具的制作方法
技術領域：
本發明涉及照明暗槽(槽形支架，tooffer)，并且更具體而言，涉及非常適合用于固態光源(比如，發光二極管(LED))的間接照明暗槽。
背景技術：
在全世界的商業辦公室和工業空間內，普遍存在暗槽型燈具。在很多情況下，這些暗槽容納跨過暗槽的長度的細長型熒光燈。暗槽可安裝于天花板或者從天花板懸掛而下。通常，暗槽可凹入天花板中，暗槽的背面突出到天花板上方的天花板通風(plenum)區域中。通常，暗槽背面上的元件將光源所生成的熱量散入天花板通風區中，在天花板通風區處，空氣可循環，以便用于冷卻機構。Bell等人的美國專利第5,823,663號以及Schmidt等人的美國專利第6，210，025號為傳統暗槽型燈具的實例。近年來，隨著高效固態光源的出現，比如，LED已經使用這些暗槽。LED為固態裝置，其將電能轉換成光并且通常包括半導體材料的一個或多個有源區域，這些區域插在相反地摻雜的半導體層之間。在摻雜層上施加偏壓時，空穴和電子注入有源區域內，在該區域內，空穴和電子重新組合，以便產生光。在有源區域中產生光并且從LED的表面發射光。LED具有的某些特征使其可用于多種照明應用中，這些照明應用以前為白熾燈或熒光燈的領域。白熾燈為非常低效能的光源，其消耗的電能中有大約90%作為熱量而非作為光釋放出。熒光燈比白熾燈的能效高大約10倍，但是依然比較低效。相比之下，LED可使用一部分能量發射與白熾燈和熒光燈相同的光通量。此外，LED可具有長得多的工作壽命。白熾燈具有較短的壽命，某些白熾燈的壽命在大約750-1000個小時的范圍內。熒光燈也可具有比白熾燈更長的壽命，比如，在大約10，000-20，000個小時的范圍內，但是提供不太理想的顏色再現。相比之下，LED可具有在50，000到70，000個小時之間的壽命。LED的效率提高，并且壽命延長，對于很多照明供應商而言具有吸引力，并且在多個不同的應用中，已經使得其LED燈代替傳統照明。人們預測，進一步進行改進，這會促使在越來越多的照明應用中普遍接受LED。更多地使用LED來代替白熾燈或熒光燈，會提高照明效率并且大量節約能量。已經研制出其他LED部件或燈具，其包括由多個LED封裝形成的陣列，該陣列安裝到PCB、基板或基座中。LED封裝陣列可包括多組發射不同顏色的LED封裝以及鏡面反射鏡系統，這些鏡面反射系統用于反射由LED芯片發射的光。這些LED部件中的某些設置成產生由不同的LED芯片發射的光的白光組合。為了生成所需要的輸出顏色，有時需要混合使用共同的半導體系統更容易產生的光的顏色。讓人特別感興趣的地方在于，生成了白光，用于日常照明應用中。傳統LED不能從其有源層中產生白光；必須通過結合其他顏色產生白光。比如，已經通過使用黃光熒光粉、聚合物或染料包圍藍色LED來使用藍光LED生成白光，傳統的熒光粉為摻雜鈰的釔鋁柘榴石(Ce = YAG)。包圍的熒光粉材料將某些藍光〃向下轉換(downconvert)"，將這些藍光變成黃光。某些藍光穿過熒光粉，而不改變，而很大一部分光向下轉換為黃色。LED發射藍光和黃光，藍光和黃光相結合，產生白光。通過另一種已知的方法，通過使用多色熒光粉或染料包圍LED，紫色或紫外發光LED的光已經轉換成白光。實際上，多種其他顏色的組合已經用于生成白光。由于各種光源元件的物理布置，多色光源通常通過顏色分離產生陰影，并且為輸出提供較差的色澤均勻度。比如，以藍色和黃色光源為特征的光源從正面看時可呈現出具有藍色色澤，從側面看時，具有黃色色澤。因此，與多色光源相關的一個要求在于，在整個視角范圍上具有良好的空間色彩混合。解決色彩混合問題的一種已知的方法是使用用于分散各種光源中的光的漫射器。提高顏色混合的另一種已知的方法是，在光從燈具發射之前，從多個表面中反射或反彈光。這具有使所發射的光從其最初的發射角分離的作用。反射的次數越多，均勻性通常就越高，但是每次反射都有相關的光損耗。某些應用使用中間漫散結構(比如，所形成的漫射器和紋理透鏡)來混合各種顏色的光。這些裝置中的多個裝置是有損耗的，從而提高色澤均勻度是以損害裝置的光效率為代價的。很多現有的燈具設計使用前向LED部件，鏡面反射鏡設置在LED的后面。與多源燈具相關的一個設計要求在于，在燈具內混合來自于LED光源的光，從而觀看者看不到單獨的光源。大幅漫散的元件也用于混合各種光源的顏色光譜，以便獲得均勻的輸出顏色分布。為了混合光源并且有助于進行顏色混合，已經使用大幅漫射的出射窗。然而，透射穿過這種大幅漫射的材料將造成大量光損耗。近年來的某些設計已經包括間接照明計劃，其中，LED或其他光源朝向預期發射方向以外的方向。這樣做可以有助于光與內部元件相互作用，比如，漫射器。在Van de Ven的美國專利第7，722，220號中可得到間接燈具的一種實例，該專利與本申請具有共同受讓人。現代照明應用通常需要高功率LED，用于提高亮度。高功率LED需要大電流，生成必須控制的大量熱量。多種系統使用必須與發熱光源進行充分熱接觸的散熱器。暗槽型燈具通常從燈具的延伸進入天花板通風區中的背面驅散熱量。在現代結構中，隨著天花板通風區空間的減小，這可遇到問題。而且，天花板通風區區域中的溫度通常比天花板下面的室內環境高幾度，這就使熱量更加難以散逸到天花板通風區環境內。
發明內容
光引擎單元的一個實施例包括以下元件。本體包括位于所述本體的表面上的背反射器。散熱器安裝成靠近所述背反射器。所述散熱器包括面向所述背反射器的安裝表面。所述安裝表面能夠使得至少一個發光器安裝于所述安裝表面上。所述散熱器和所述本體之間的區域限定內部腔體。根據本發明實施例的一種照明暗槽包括以下元件。盤結構包括內部的反射表面。本體安裝在所述盤結構內部，使得所述反射內表面圍繞所述本體。背反射器設置在所述本體的表面上。細長型散熱器安裝成靠近所述背反射器并且沿著所述本體的中心區域縱向延伸。多個發光二極管(LED)設置在所述散熱器的面向所述背反射器的安裝表面上。透鏡板設置在所述散熱器的每一側上并且從所述散熱器延伸到所述背反射器，使得所述背反射器、所述散熱器、以及所述透鏡板限定內部腔體。
根據本發明實施例的一種照明單元包括以下元件。背反射器包括:脊柱區域(spine region，中心區域)，沿著所述背反射器縱向延伸；以及第一側區域，其位于所述脊柱區域的一側上。散熱器安裝成靠近所述背反射器，所述散熱器包括面向所述背反射器的安裝表面。所述散熱器和所述本體之間的區域限定內部腔體。多個發光器設置在所述安裝表面上并且目的在于朝向所述背反射器發射光。
圖1為從根據本發明實施例的暗槽的底部觀看的透視圖；圖2為從根據本發明實施例的暗槽的頂部觀看的透視圖；圖3為根據本發明實施例的暗槽的橫截面圖；圖4為根據本發明實施例的光引擎單元的橫截面圖；圖5為根據本發明實施例的光引擎單元的橫截面圖；圖6a為根據本發明實施例的背反射器的橫截面圖；圖6b為根據本發明實施例的背反射器的橫截面圖；圖6c為根據本發明實施例的背反射器的橫截面圖；圖6d為根據本發明實施例的背反射器的橫截面圖；圖7a為根據本發明實施例的散熱器的放大圖；圖7b為根據本發明實施例的散熱器的放大圖；圖8a為根據本發明實施例的光帶的俯視圖；圖8b為根據本發明實施例的光帶的俯視圖；圖8c為光帶的俯視圖；圖9為安裝在傳統辦公室天花板內的根據本發明實施例的暗槽的室內側的透視圖；圖10為根據本發明實施例的暗槽的橫截面圖；圖1la為根據本發明實施例的暗槽的仰視圖；圖1lb為沿著圖1la中所示的截斷線Ilb-1lb的暗槽的一部分的側視圖；圖1lc為根據本發明實施例的暗槽的圖1lb中所表示的一部分的放大圖；圖1ld為根據本發明實施例的暗槽的一部分的透視圖；圖12a為根據本發明實施例的暗槽的一部分的放大橫截面圖；圖12b為根據本發明實施例的暗槽的一部分的透視圖；圖13為根據本發明實施例的暗槽的仰視圖；圖14為根據本發明實施例的暗槽的仰視圖；圖15為根據本發明實施例的暗槽的仰視圖；圖16為根據本發明實施例的非對稱暗槽的仰視圖；圖17為根據本發明實施例的光引擎單元的橫截面圖。
具體實施例方式本發明的實施例提供了一種暗槽型燈具，其尤其非常適合與比如LED的固態光源一起使用。暗槽包括光引擎單元，該光引擎單元在其周邊上由反射盤包圍。背反射器限定光引擎的反射表面。為了便于從光源中驅散不需要的熱能，散熱器設置成靠近背反射器。在一些實施例中，一個或多個透鏡板從散熱器中向外延伸到背反射器中。內部腔體至少部分由背反射器、透鏡板以及散熱器限定。散熱器的一部分暴露到腔體外部的周圍環境中。散熱器的位于腔體內部的部分用作光源的安裝表面，產生從光源到周圍環境的高效散熱路徑。沿著散熱器安裝表面設置的一個或多個光源將光發射到內部腔體內，其中，光在從暗槽中作為可用光發射之前可被混合和/或成形。由于與其他光源相比時，LED光源較強，所以如果未適當地漫射，那么LED光源可產生不舒適的工作環境。使用T8燈泡的熒光燈通常具有大約211m/in2的表面亮度。多個高輸出LED燈具目前具有大約321m/in2的表面亮度。本發明的一些實施例設計成提供不超過大約321m/in2的表面亮度。其他實施例設計成提供不超過大約211m/in2的表面亮度。另外一些實施例設計成提供不超過大約121m/in2的表面亮度。雖然在很多現代應用中，燈具深度已經降低為大約5英寸，但是一些熒光燈具的深度為6英寸。為了裝配到最大量的現有天花板設計內，本發明的一些實施例設計成具有5英寸或更小的燈具深度。本發明的實施例設計成有效地產生視覺上令人滿意的輸出。一些實施例設計成通過不小于大約651m/W的效能進行發光。其他實施例設計成具有不小于大約761m/W的發光效能。另外一些實施例設計成具有不小于大約901m/W的發光效能。凹入的嵌入式燈具用于安裝到不小于大約4ft2的天花板空間內，這種燈具的一個實施例設計成具有至少88%的總光學效率，其最大表面亮度不大于321m/in2，最大亮度梯度不大于5:1。總光學效率限定為從光源發射的光的百分比，該光實際上是從燈具中發出的。其他相似的實施例設計成具有不大于241m/in2的最大表面亮度。另外一些實施例設計成具有不大于3:1的最大亮度梯度。在這些實施例中，由于燈具必須裝配在面積為至少4ft2( t匕如，2ftX2ft的開口、lftX4ft的開口等)的天花板開口內部，所以燈具的實際室內側面積輪廓(area profile)為大約4ft2或更大。在本文中，參照轉換材料、波長轉換材料、熒光粉、熒光粉層以及相關的術語描述了本發明的實施例。這些術語的使用不應理解為具有限制性。要理解的是，術語熒光粉或熒光粉層的使用表示涵蓋并且同樣適用于所有波長轉換材料。要理解的是，一個元件表示位于另一個元件〃上〃時，該元件可直接位于另一個元件上或者也可具有中間元件。而且，諸如〃內部〃、〃外部〃、〃上部〃、〃上方〃〃下部〃、〃下方"、以及"下面"等的相關術語以及相似術語在本文中可用于描述一個元件相對于另一個元件的關系。要理解的是，這些術語除了包括圖中所述的方位以外，還旨在涵蓋該裝置的不同方位。雖然順序術語第一、第二等在本文中可用于描述不同的元件、部件、區域和/或部分，但是這些元件、部件、區域和/或部分不應由這些術語限制。這些術語僅僅用于將一個元件、部件、區域、或部分與另一個元件、部件、區域、或部分進行區分。因此，在不背離本發明的教導內容的情況下，除非另外明確規定，否則下面所討論的第一元件、部件、區域、或部分可稱為第二元件、部件、區域、或部分。如本文中所使用的，術語〃光源〃可用于表示單個發光器或用作單個光源的一個以上的發光器。比如，該術語可用于描述單個藍色LED，或者可用于描述作為單個光源發光的相鄰的紅色LED和綠色LED。因此，除非另外明確規定，否則術語〃光源〃不應理解為具有表示單元件或多元件的構造的限制性。本文中參照光所使用的術語"顏色"用于描述具有特征平均波長的光；并不表示將光限于單個波長。因此，特定顏色(比如，綠色、紅色、藍色、黃色等)的光包括圍繞一個特定平均波長分組的一系列波長。在本文中參照作為示意圖的橫截面圖描述本發明的實施例。同樣，元件的實際厚度可不同，并且可預期的是，由于比如制造技術和/或容差，視圖中的形狀可變化。因此，圖中所示的元件實際上是示意性的，并且其形狀并不用于示出裝置的區域的精確形狀，并且不旨在限制本發明的范圍。圖1為從根據本發明實施例的暗槽100的底部觀看的透視圖。暗槽100包括光引擎單元102，該光引擎單元裝配在反射盤104內，反射盤圍繞光引擎102的周邊。在本文中詳細討論光引擎102和盤104。暗槽100可懸掛或配合安裝在天花板內。圖1中暗槽100的視圖從暗槽100下方的區域觀看的，即，從由容納在暗槽100內的光源照亮的區域觀看的。圖2為從暗槽100的頂側觀看的透視圖。暗槽可安裝在天花板中，使得盤104的邊緣與天花板平齊。在這種構造中，暗槽100的頂部部分會突出到天花板上方的天花板通風區中。暗槽100設計成具有高度降低的輪廓，使得后端僅僅向天花板通風區內延伸很小的距離(比如，4.25-5英寸)。在其他實施例中，暗槽可向天花板通風區內延伸更大的距離。圖3為根據本發明實施例的暗槽100的橫截面圖。如圖所示，光引擎102安裝成裝配在盤104內。在這個實施例中，安裝盤104的底部邊緣安裝成與天花板平齊。僅僅示出了盤104的反射底部表面106。應理解的是，盤104的頂部部分就可采取用于實現特定輪廓所需要的任何形狀，只要盤104足以支撐光引擎102即可。圖4為根據本發明實施例的光引擎單元400的橫截面圖。本體402的形狀適合于限定包括背反射器404的內部表面。散熱器406安裝成靠近背反射器404。散熱器包括面向背反射器404的安裝表面408。安裝表面408提供基本上平坦的區域，其中，光源(未示出)可安裝成面向背反射器404的中心區域，但是光源也可成角度地面向背反射器404的其他部分。在這個實施例中，透鏡板410從散熱器408的兩側延伸到本體402的底部邊緣。背反射器404、散熱器406、以及透鏡板410至少部分地限定內部腔體412。在一些實施例中，光源可安裝于底座(比如，金屬芯板、FR4板、印刷電路板)或金屬帶(比如，鋁帶)，所述底座或金屬帶可安裝于單獨的散熱器中，比如，使用熱膠、粘合劑和/或螺絲來安裝。在一些實施例中，未使用單獨的散熱器，或者使用沒有散熱翅片的散熱器或路徑。圖5為根據本發明實施例的光引擎單兀500的橫截面圖。光引擎500與光引擎400共享多個共同的元件。為了方便起見，在整個說明書中，相似的元件具有相同的參考標號。這個實施例包括安裝表面504的散熱器502，該安裝表面被彎曲成提供兩個基本上平坦的區域，光源(未示出)可安裝于這兩個區域。光源可平坦地安裝于表面504，以便面向背反射器404的側區域，使得光源在正交于安裝表面504的方向發射峰值強度，或者光源旨在在另一個方向發光。繼續參照圖4和5，比如，背反射器404可設計成具有多種不同的形狀，以便執行特定的光學功能，比如，顏色混合或光束成形。背反射器404應在光源的波長范圍內高度反射。在一些實施例中，背反射器404的反射率可為93%或更高。在其他實施例中，反射層的反射率可為至少95%或至少97%。背反射器404可包括多種不同的材料。對于多種室內照明應用而言，所期望的是呈現均勻的柔和的光源，而沒有令人不適的眩光、色紋或熱點。因此，比如，背反射器404可包括漫射白反射器，比如，微孔聚對苯二甲酸乙二醇酯(MCPET)材料或Dupont/WhiteOptics材料。也可使用其他白光漫反射材料。漫反射涂層具有固有能力來混合具有不同光譜(即，不同顏色)的固態光源的光。這些涂層尤其非常適合用于多源設計，其中，兩種不同的光譜被混合，以便產生所需要的輸出色點。例如，發射藍光的LED可結合發射黃(或藍變黃)光的LED —起使用，以便產生白光輸出。漫反射涂層不需要額外的空間顏色混合設計，這些額外的空間顏色混合設計可將損耗部件引入該系統中；但是，在一些實施例中，所期望的是，結合其他漫射元件來使用漫射背反射器。在一些實施例中，背反射器涂有熒光粉材料，該材料轉換來自于發光二極管的光中的至少一些光的波長，以便實現所期望的色點的光輸出。通過將漫射白反射材料用于背反射器404并且通過定位光源來先朝向背反射器404發光，實現多種設計目標。比如，背反射器404執行顏色混合功能，有效地使混合距離翻倍，并且大幅增大了光源的表面面積。此外，表面亮度從明亮的不舒適的點光源改造成更大更柔和的漫反射。漫射白材料還在輸出中提供均勻的發光外觀。較大的表面亮度梯度(最大/最小的比率為10:1或更大)通常需要極大的努力以及大型漫射器，以便改善傳統的直觀視覺，通過強度(aggressive)小得多(并且光損耗更低)的漫射器來控制光，可實現最大/最小的比率為5:1、3:1或者甚至2:1。背反射器404可包括漫反射鏡以外的材料。在其他實施例中，背反射器404可包括鏡面反射材料或部分地漫反射并且部分地鏡面反射的材料。在一些實施例中，所期望的是，在一個區域中使用鏡面材料并且在另一個區域中使用漫射材料。比如，半鏡面材料可用于中心區域上，漫射材料可用于側區域中，以便對側部提供更具方向性的反射。能夠使用多種組合。根據本發明的一些實施例，背反射器404可包括子區域，這些子區域以對稱的方式從發光二極管的細長型或線性陣列沿該陣列的長度延伸。在一些實施例中，每個子區域在發光二極管的細長型或線性陣列的兩側上使用相同或對稱的形狀。在一些實施例中，可相對于發光二極管的細長型或線性陣列的兩側定位額外的子區域。在其他實施例中，根據所期望的光輸出圖案，背反射器子區域可具有非對稱的形狀。光引擎單元400、500中的背反射器404包括具有拋物線形狀的側區域412;然而，也能夠具有多種其他的形狀。圖6a_c為背反射器的多種形狀的橫截面圖。圖6a的背面部分600的特征在于平坦側區域602和由一頂點限定的中心區域604，與背反射器404相似。圖6b的特征在于波紋狀的或階梯狀側區域622和平坦的中心區域624。根據預期的輸出分布，階梯之間的階梯尺寸和距離可變化。在一些實施例中，可使用微觀尺度上的波紋形狀。圖6c示出了背反射器640，其具有拋物線形的側區域642和平坦的中心區域644。圖6d示出了具有曲線輪廓的背反射器660。要理解的是，背反射器600、620、640、660的幾何形狀是示例性的，并且它們也可具有其他形狀和形狀的組合。背反射器的形狀應選擇成產生適當的反射分布以用于預期的輸出。
圖7a為散熱器406的放大橫截面圖。散熱器406在底側(即，室內側)上包括散熱翅片結構702。但是要理解的是，可使用多種不同的散熱器結構。散熱器406的面向內部腔體的頂部部分包括安裝表面704。安裝表面704提供基本上平坦的區域，例如，在該基本上平坦的區域上可安裝光源706，比如LED。光源706可安裝成正交地面向安裝表面704，以便面向背反射器的中心區域，或者光源可成角度地面向背反射器的其他部分。在一些實施例中，可包括可選的障板708 (示出在天花板通風區中)。障板708減少了從光源706中發射的光中的以較大角度逃逸出腔體而未被適當地混合的光的量。這就防止了較大視角的可見熱點或色點。圖7b為散熱器502的放大橫截面圖。如上面參照圖5中所示的,安裝表面504可包括多個平坦的區域，光源可安裝在這些平坦的區域上。比如，成角度的表面提供一種簡單的方式來實現多個光源720，該多個光源將預先安裝在光帶722上。在這個實施例中，障板724被包括在安裝表面上，以便朝向背反射器重新引導以較大角度從光源720中發射的光。典型的固態照明燈具將包括位于天花板平面上方的散熱器，用于將導出的LED熱量驅散到環境中。非通風區天花板中的辦公室和工業天花板上萬的溫度經常到達35° C。如本文中所討論的，圖9的透視圖中最佳地示出了散熱器406的底部部分(包括散熱片結構706)暴露到暗槽下方的室內空氣中。由于多種原因，露出的散熱器406是有利的。如，典型的辦公室室內的空氣溫度通常比天花板上方的空氣涼得多，這顯然是因為室內溫度對于居住者而言必須舒適；然而，在天花板上方的空間中，更涼的空氣溫度沒那么重要。此外，由于居住者在房間內穿梭或者由于空調，室內空氣通常循環。空氣在整個室內的運動有助于打破邊界層，便于從散熱器404中散熱。而且，室內側的散熱器構造防止在散熱器的頂部進行不適當的隔熱安裝，在將散熱器設置在天花板側上的典型固態照明應用中，可進行這種隔熱安裝。這種防止不適當的安裝消除了潛在的火災隱患。安裝表面704提供了基本上平坦的區域，一個或多個光源706可安裝在該基本上平坦的區域上。在一些實施例中，光源706將預先安裝在光帶上。圖8a-c示出了可用于將多個LED安裝到安裝表面704中的多個光帶800、820、840的一部分的俯視圖。雖然在本文中所描述的各種實施例中使用LED作為光源，但是要理解的是，在本發明的其他實施例中，其他光源(比如，激光二極管)可代替用作光源。多種工業、商業以及住宅應用需要白光源。暗槽100可包括產生相同顏色的光或不同顏色的光的一個或多個發光器。在一個實施例中，多色光源用于產生白光。多種顏色的光組合會產生白光。比如，在本領域中眾所周知的是，將來自于藍色LED的光和波長轉換的黃色(藍變黃或"BSY")光進行組合來產生白光，所述白光的相關色溫(CCT)的范圍在5000K到7000K之間(通常稱為〃冷白〃)。通過用對藍光做出光響應的熒光粉圍繞發光器，可用藍色發光器生成藍色和BSY光。當被激發時，熒光粉發射黃光，然后，黃光與藍光組合以生成白光。在這個方案中，由于發射處于較窄的光譜范圍中的藍光，所以稱為飽和光。發射處于寬得多的光譜范圍中的BSY光，并且因此稱為不飽和光。通過多色光源生成白光的另一個實例是組合綠色和紅色LED的光。RGB方案也可用于生成多種顏色的光。在一些應用中，添加琥珀色發光器以用于RGBA組合。先前的組合是示例性的；要理解的是，本發明的實施例中可使用多種不同顏色的組合。在Van de Ven等人的美國專利第7，213，940號中詳細討論了這些可能的顏色組合中的多種組合。光帶800、820、840中的每一個均表示可能的LED組合，其產生輸出光譜，輸出光譜可混合以生成白光。每個光帶可包括為LED提供電力所需的電子裝置和互連裝置。在一些實施例中，光帶包括印刷電路板，LED安裝在印刷電路板并且在印刷電路板相互連接。光帶800包括分立LED形成的集群802，集群802內的每個LED均與下一個LED相距一定的距離，并且每個集群802與下一個集群802相距一定的距離。如果集群內的LED彼此之間相距的距離太大，那么可看見各個光源的顏色，造成不期望的色紋。在一些實施例中，用于分離一集群內的相鄰LED的可接受的距離范圍不超過大約8_。圖8a中所示的方案使用一系列集群802，這些集群具有兩個藍變黃LED ("BSY")和一個紅色LED(〃R〃)。一旦光被適當地混合，所產生的輸出光就會具有〃暖白色〃的外觀。光帶820包括分立LED的集群822。圖8b中所示的方案使用一系列集群822，這些集群具有三個BSY LED和一個紅色LED。當光被充分混合時，這個方案也會產生暖白色輸出。光帶840包括分立LED的集群842。圖8c中所示的方案使用一系列集群842，這些集群具有兩個BSY LED和兩個紅色LED。當光被充分混合時，這個方案也會產生暖白色輸出。圖8a-c中所示的照明方案應理解為是示例性的。因此，要理解的是，可根據已知的轉換技術使用多種不同的LED組合，以便生成所需要的輸出光色。圖9為安裝在典型辦公室天花板中的暗槽100的透視圖。在這幅圖中，從圖中看，背反射器由透鏡板410和散熱器406包藏。如上所述，散熱器406的底部暴露到室內環境中。在這個實施例中，散熱器406沿著暗槽100的中心從一端縱向延伸到另一端。反射盤104的尺寸形成為可裝配在光引擎單元102的周圍。通過盤104的反射表面，將從光引擎102發出的大角度光重新引導到室內環境中。暗槽100的這個特定實施例包括透鏡板410，透鏡板從散熱器460延伸到光引擎本體的邊緣。透鏡板410可包括多種不同的元件和材料。在一個實施例中，透鏡板410包括漫射元件。漫射透鏡板以多種方式起作用。比如，漫射透鏡板可防止直接看見光源并且對輸出光提供附加的混合，以便獲得令人滿意的均勻光源。然而，漫射透鏡板可將附加的光損耗引入該系統中。因此，在通過背反射器或通過其他元件充分混合光的實施例中，不需要漫射透鏡板。在這種實施例中，可使用透明的玻璃透鏡板，或者可完全去除透鏡板。在又一些實施例中，在透鏡板410中可包括散射顆粒。在使用鏡面背反射器的實施例中，可期望的是使用漫射透鏡板。透鏡板410中的漫射元件可具有多種不同的結構。漫射膜嵌體(inlay)可應用于透鏡板410的頂側表面或底側表面。還可將透鏡板410制造成包括一體的漫射層，比如，通過共擠壓兩種材料或者將漫射器嵌入模制(insert molding)在外部或內部表面上。透明透鏡可包括衍射或重復的幾何圖案，在制造時，該圖案軋制成壓制部或者模制到表面中。在另一個實施例中，比如，透鏡板材料本身可包括體積(volumetric)漫射器，比如,所添加的著色劑或具有不同的折射率的顆粒。在其他實施例中，比如，通過使用微透鏡結構，透鏡板410可用于將輸出光束光學地成形。透鏡板410可一體地包括多種不同類型的用于光束成形的光學特征。
圖10為根據本發明實施例的暗槽100的橫截面圖。在這個特定的實施例中，暗槽100的總厚度為大約105.5mm或者小于4.25英寸。im,由于照明燈具通常用于具有組合式家具的大型區域中，比如，用在辦公室中，所以在室內隨處可見多個燈具。規格等級的燈具通常包括機械屏蔽，以便一旦觀看者與燈具相距一定距離有效地對于觀看者隱藏燈具，從而提供一種〃安靜的天花板〃或一種更舒適的工作環境。由于人眼對光對比度較為敏感，所以人們走過照亮的房間時，通常最好逐漸呈現暗槽100的亮度。確保逐漸呈現的一種方法是，使用暗槽100的表面來提供機械截止(mechanical cutoff) 0使用這些表面時,暗槽100的機械結構提供嵌入式眩光控制。在暗槽100中，由于盤104的邊緣，主截止點為8°。然而，在視角8°和21°之間，可看見透鏡板410區域的僅僅50%，這是因為散熱器406也提供機械屏蔽。暗槽100結構允許調節散熱器406的位置，以便提供所期望的屏蔽水平，而不限制熱表面區域要求。圖1la為根據本發明實施例的暗槽1100的仰視圖。圖1lb為暗槽1100的一部分沿著圖1la中所示的截斷線的側視圖。圖1lc為圖1lb中所表示的暗槽1100的一部分的放大圖。圖1ld為從室內側觀看的暗槽1100的透視圖。已經從這幅圖中去除透鏡板和散熱器元件，以便顯露出端蓋1102和成型盤端片1104的構造。暗槽1100包括與由參考標號所表示的暗槽100相似的多個元件。這個特定的實施例包括不透明的端蓋1102(圖1ld中最佳地示出)以及成型盤端片1104。端蓋1102封閉光引擎102和盤104之間的內部腔體的縱向端部。盤端片1104成型為與端蓋1102的形狀基本上匹配。當光源工作時，端片1104的成型結構防止將陰影投射在盤104上。電路盒1106可附接到光引擎102的背側。電路盒1106可容納用于驅動和控制光源的電子部件，比如，整流器、穩壓器、定時電路以及其他元件。圖12a為根據本發明實施例的暗槽1200的一部分的放大橫截面圖。圖12b為暗槽1200的一部分的透視圖。與暗槽1100相比，暗槽1200包括透射式(即，透明或半透明的)端蓋1202，該端蓋設置在光引擎的兩個縱向端部處。透射端蓋1202允許光從腔體的端部穿到盤結構104的端片1204。由于光穿過端端，所以當光源工作時，端蓋1202有助于減少在盤上投射的陰影。盤的端片1204可成型為重新引導通過端蓋1202傳輸的大角度的光，從而生成特定的輸出光束分布。根據本發明的實施例的暗槽可具有多種不同的尺寸和縱橫比。圖13為根據本發明實施例的暗槽1300的仰視圖。這個特定的暗槽1300的縱橫比(長度與寬度的比)為2:1。圖14為根據本發明實施例的另一暗槽1400的仰視圖。暗槽1400具有方形尺寸。SP，暗槽1400的長度和寬度相同。圖15為根據本發明的另一實施例的又一暗槽1500的仰視圖。暗槽1500的縱橫比為4:1。要理解的是，暗槽1300、1400、1500為示例性實施例，并且本公開內容不應限于任何特定的尺寸或縱橫比。圖16為根據本發明實施例的暗槽1600的仰視圖。這個特定的暗槽1600設計成用作〃洗墻燈〃型燈具。在一些情況下，比如在畫廊中，期望照射壁部的區域的亮度比室內其他區域的亮度大。暗槽1600設計成將光定向地朝向一側照亮一區域。因此，暗槽1600包括非對稱的光引擎1602和盤1604。細長型散熱器1606設置成靠近背反射器(未示出)的脊柱區域，該脊柱區域幾乎與盤1604的一側平齊。這個實施例可包括透鏡板1608，用于提高顏色混合和輸出均勻度。暗槽1600的內部結構與暗槽100的任一半的內部結構相似。在散熱器1606的背側上,光源(在本圖中被包藏)安裝于安裝表面。相對于本文中所公開的對稱實施例進行討論的多個元件也可用于非對稱實施例中，比如,用于暗槽1600中。要理解的是，暗槽1600僅僅為非對稱暗槽的一個實例，并且能夠具有多種變化，以便實現一個特定的方向輸出。圖17為暗槽1600的光引擎1602的橫截面圖。散熱器1606設置成靠近背反射器1612的脊柱區域1610。一個或多個光源1614安裝在散熱器1606的背面上。光源1614朝向背反射器1612發光，其中，光被漫射并且被朝向透射式透鏡板1608重新引導。因此，暗槽1600包括非對稱結構，以便提供朝向脊柱區域1610的一側的方向性發射。一些實施例可包括與圖7a和7b中所示的那些散熱器相似的多個散熱器。圖18為根據本發明實施例的暗槽1800的橫截面圖。在這個實施例中，中心透鏡板1802可在平行的散熱器1804之間延伸，側透鏡板1806從散熱器1804延伸到背反射器1808。在其他實施例中，可增加附加的散熱器，從而相繼地設置的平行散熱器可使透鏡板在散熱器之間延伸，端部上的散熱器使得透鏡板從散熱器延伸到背反射器中，如圖4和5中所示。可理解的是，本文中所提出的實施例應是示例性的。本發明的實施例可包括不同圖中所示的可兼容特征的任意組合，并且這些實施例不應限于明確示出和討論的那些特征。雖然已經根據本發明的一些優選的構造詳細地描述了本發明，但是也可具有其他構造。因此，本發明的精神和范圍不應限于上述構造。
權利要求
1.一種光引擎單元，包括: 本體，包括位于所述本體的表面上的背反射器；以及 散熱器，安裝成靠近所述背反射器，所述散熱器包括朝向所述背反射器的安裝表面，所述安裝表面能夠使得至少一個發光器安裝于所述安裝表面上，所述散熱器與所述本體之間的區域限定內部腔體。
2.根據權利要求1所述的光引擎單元，其中，所述背反射器包括: 反射中心區域，其沿著所述本體的中心縱向地延伸；以及 反射側區域，其位于所述中心區域的兩側上，使得所述背反射器關于縱向軸線對稱。
3.根據權利要求2所述的光引擎單元，其中，所述反射側區域為拋物線形的。
4.根據權利要求2所述的光引擎單元，其中，所述反射側區域為平坦的。
5.根據權利要求2所述的光引擎單元，其中，所述反射側區域為波紋狀的。
6.根據權利要求2所述的光引擎單元，所述中心區域包括平坦的中心部。
7.根據權利要求2所述的光引擎單元，所述中心區域具有由一頂點限定的形狀。
8.根據權利要求1所述的光引擎單元，所述背反射器包括漫射白反射器。
9.根據權利要求1所述的光引擎單元，所述背反射器包括微孔聚對苯二甲酸乙二醇酯(MCPET)材料。
10.根據權利要求1所述的光引`擎單元，所述背反射器包括鏡面反射材料。
11.根據權利要求1所述的光引擎單元，所述背反射器部分地鏡面反射并且部分地漫反射。
12.根據權利要求1所述的光引擎單元，其中，所述背反射器的反射率大于97%。
13.根據權利要求1所述的光引擎單元，其中，所述背反射器的反射率大于95%。
14.根據權利要求1所述的光引擎單元，其中，所述背反射器的反射率大于93%。
15.根據權利要求1所述的光引擎單元，其中，所述散熱器的與所述安裝表面相對的一部分暴露于所述腔體外部的周圍環境。
16.根據權利要求1所述的光引擎單元，所述安裝表面包括面向所述背反射器的平坦區域。
17.根據權利要求1所述的光引擎單元，所述安裝表面包括兩個平坦區域，每個平坦區域以一角度面向所述背反射器的不同部分。
18.根據權利要求1所述的光引擎單元，進一步包括至少一個光帶，所述至少一個光帶設置在所述安裝表面上，使得所述至少一個光帶面向所述背反射器。
19.根據權利要求1所述的光引擎單元，進一步包括多個光帶，所述多個光帶設置在所述安裝表面上，使得所述光帶朝向所述背反射器的不同部分。
20.根據權利要求1所述的光引擎單元，進一步包括透鏡板，所述透鏡板設置在所述散熱器的每一側上并且從所述散熱器延伸到所述背反射器，從而所述背反射器、所述散熱器、以及所述透鏡板限定所述內部腔體。
21.根據權利要求20所述的光引擎單元，所述透鏡板包括漫射膜嵌體。
22.根據權利要求20所述的光引擎單元，所述透鏡板包括與所述透鏡板一體的漫射膜。
23.根據權利要求20所述的光引擎單元，所述透鏡板具有衍射圖案。
24.根據權利要求20所述的光引擎單元，所述透鏡板具有隨機或規則的幾何圖案。
25.根據權利要求20所述的光引擎單元，所述透鏡板包括漫射性體積材料。
26.根據權利要求20所述的光引擎單元，所述透鏡板包括光束成形特征。
27.根據權利要求20所述的光引擎單元，所述透鏡板包括微透鏡結構。
28.根據權利要求1所述的光引擎單元，進一步包括位于所述安裝表面上的多個發光二極管(LED)。
29.根據權利要求28所述的光引擎單元，其中，所述LED在所述縱向方向上沿著所述安裝表面的至少一部分彼此均勻地隔開。
30.根據權利要求1所述的光引擎單元，進一步包括位于所述安裝表面上的至少一個LED集群。
31.根據權利要求30所述的光引擎單元，所述集群包括在工作過程中發射白光的LED的組合。
32.根據權利要求30所述的光引擎單元，所述集群中的每個包括兩個藍變黃LED和一個紅色LED，所述兩個藍 變黃LED和所述一個紅色LED相結合以在工作的過程中發射白光。
33.根據權利要求30所述的光引擎單元，所述集群中的每個包括三個藍變黃LED和一個紅色LED，所述三個藍變黃LED和所述一個紅色LED相結合以在工作的過程中發射白光。
34.根據權利要求30所述的光引擎單元，所述集群中的每個包括兩個藍變黃LED和兩個紅色LED，所述兩個藍變黃LED和所述兩個紅色LED相結合以在工作的過程中發射白光。
35.根據權利要求30所述的光引擎單元，其中，相鄰集群之間的縱向距離是均勻的。
36.根據權利要求30所述的光引擎單元，其中，每個所述集群內的相鄰LED之間的縱向距離是均勻的。
37.根據權利要求36所述的光引擎單元，其中，相鄰LED之間的所述縱向距離不大于大約 8mm。
38.根據權利要求1所述的光引擎單元，進一步包括設置在所述本體的兩端處的透射端蓋。
39.一種照明暗槽，包括: 盤結構,包括內部反射表面； 本體，安裝在所述盤結構內部，使得所述內部反射表面圍繞所述本體； 背反射器，位于所述本體的表面上； 細長型散熱器，安裝成靠近所述背反射器并且沿著所述本體的中心區域縱向地延伸；多個發光二極管(LED)，設置在所述散熱器的面向所述背反射器的安裝表面上；以及透鏡板，設置在所述散熱器的每一側上并且從所述散熱器延伸到所述背反射器，使得所述背反射器、所述散熱器、以及所述透鏡板限定內部腔體。
40.根據權利要求39所述的照明暗槽，其中，所述背反射器包括反射側區域，所述反射側區域位于所述中心區域的兩側上，使得所述背反射器關于縱向軸線對稱。
41.根據權利要求40所述的照明暗槽，其中，所述反射側區域為拋物線形的。
42.根據權利要求40所述的照明暗槽，其中，所述反射側區域為平坦的。
43.根據權利要求40所述的照明暗槽，其中，所述反射側區域為波紋狀的。
44.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述中心區域包括平坦的中心部。
45.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述中心區域具有由一頂點限定的形狀。
46.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述背反射器包括漫射白反射器。
47.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述背反射器包括微孔聚對苯二甲酸乙二醇酯(MCPET)材料。
48.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述背反射器包括鏡面反射材料。
49.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述背反射器部分地鏡面反射且部分地漫反射。
50.根據權利要求39所述的照明暗槽，其中，所述背反射器的反射率大于97%。
51.根據權利要求39所述的照明暗槽，其中，所述散熱器的與所述安裝表面相對的一部分暴露于所述腔體外部的周圍環境。
52.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述安裝表面包括面向所述背反射器的平坦區域。
53.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述安裝表面包括兩個平坦區域，每個平坦區域以一角度面向所述背反射器的不同部分。
54.根據權利要求39所述的照明暗槽，其中，所述LED位于至少一個光帶上，所述至少一個光帶設置在所述安裝表面上，使得所述至少一個光帶面向所述背反射器。
55.根據權利要求39所述的照明暗槽，其中，所述LED位于多個光帶上，所述多個光帶設置在所述安裝表面上，使得所述光`帶面向所述背反射器的不同部分。
56.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述透鏡板包括漫射膜嵌體。
57.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述透鏡板包括與所述透鏡板一體的漫射膜。
58.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述透鏡板具有衍射圖案。
59.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述透鏡板具有隨機的或規則的幾何圖案。
60.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述透鏡板包括漫射性體積材料。
61.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述透鏡板包括光束成形特征。
62.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述透鏡板包括微透鏡結構。
63.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述多個LED包括至少一個藍變黃LED集群和至少一個紅色LED集群。
64.根據權利要求39所述的照明暗槽，進一步包括半透明端蓋，所述半透明端蓋設置在所述本體的兩端處并且正交于所述本體。
65.根據權利要求39所述的照明暗槽，所述多個LED發射波長的組合，所述波長的組合呈現為白光。
66.根據權利要求39所述的照明暗槽，進一步包括透射端蓋，所述透射端蓋位于所述內部腔體的縱向端部上。
67.根據權利要求39所述的照明暗槽，其中，所述盤結構進一步包括成型端部部分，在所述成型端部部分處，所述盤結構鄰接所述光引擎的縱向端部。
68.—種照明單元,包括: 背反射器，所述背反射器包括: 脊柱區域，沿著所述背反射器縱向地延伸；以及 第一側區域，位于所述脊柱區域的一側上；散熱器，安裝成靠近所述背反射器，所述散熱器包括面向所述背反射器的安裝表面，所述散熱器與所述本體之間的區域限定內部腔體；以及 多個發光器，設置在所述安裝表面上并且用于朝向所述背反射器發射光。
69.根據權利要求68所述的照明單元，所述背反射器進一步包括第二側區域，所述第二側區域位于所述脊柱區域的與所述第一側區域相對的一側上，其中，所述第一和第二側區域限定非對稱的縱向截面。
70.根據權利要求68所述的照明單元，進一步包括第一透鏡板，所述第一透鏡板從所述散熱器的邊緣延伸到所述背反射器的所述第一側區域。
71.根據權利要求68所述的照明單元，其中，所述發光器成角度地面向所述背反射器的所述第一側區域。
72.根據權利要求68所述的照明單元，其中，所述發光器相結合，以便在工作的過程中發射白光。
73.根據權利要求68所述的照明單元，所述背反射器包括漫射白反射器。
74.根據權利要求68所述的照明單元，其中，所述背反射器關于延伸穿過所述散熱器的縱向軸線不對稱。
75.—種照明燈具，包 括: 本體，包括位于所述本體的表面上的背反射器；以及 細長型安裝結構，靠近所述背反射器并且沿著所述背反射器的長度延伸，所述安裝結構包括面向所述背反射器的細長型安裝表面，所述安裝表面能夠使得至少一個發光器安裝于所述安裝表面上，所述安裝結構與所述本體之間的區域限定內部腔體。
76.一種照明單元，包括: 細長型光源，包括長軸、短軸、構造成發光的第一面、相對的第二面、以及安裝在所述第一面上的多個發光二極管(LED); 背反射器，包括圍繞所述細長型光源的長軸對稱地成形的子區域，所述細長型光源的所述第一面面向所述背反射器；以及 透鏡板，從所述細長型光源延伸。
77.根據權利要求76所述的照明單元，其中，所述LED包括藍色LED。
78.根據權利要求76所述的照明單元，其中，所述背反射器包括: 反射中心區域，其沿著所述細長型光源的所述長軸延伸；以及 反射側區域，其位于所述中心區域的兩側上，使得所述背反射器關于所述中心區域對稱。
79.根據權利要求76所述的照明單元，其中，所述背反射器包括與所述細長型光源的所述長軸和短軸對準的長軸和短軸。
80.—種照明燈具，包括: 至少一個光源；以及 凹入的嵌入式燈具結構，具有至少大約4ft2的室內側面積輪廓，所述至少一個光源容納在所述燈具結構內； 其中，在所述至少一個光源的工作過程中，所述燈具結構通過不小于88%的總光學效率輸出光，其最大的表面亮度不大于321m/in2并且亮度梯度不大于5:1。
81.根據權利要求80所述的照明燈具，其中，所述亮度梯度不大于3:1。
82.根據權利要求80所述的照明燈具，其中，所述最大的表面亮度不大于241m/in2。
83.根據權利要求82所述的照明燈`具，其中，所述亮度梯度不大于3:1。
全文摘要
提供了一種間接暗槽(100)。本發明的實施例提供了一種暗槽型燈具，該燈具尤其非常適合用于固態光源，比如，LED。暗槽包括光引擎單元(102)，所述光引擎單元在其周邊上由反射盤(104)包圍。背反射器(404)限定光引擎(102)的反射內部表面。為了便于散熱，散熱器(406)設置為靠近背反射器(404)。散熱器的一部分暴露到室內環境中，而另一部分用作光源的安裝表面，所述安裝表面面向背反射器(404)。沿著散熱器安裝表面設置的一個或多個光源將光發射到內部腔體中，其中，在光發出之前，光可被混合和/或成形。在一些實施例中，一個或多個透鏡板(410)從散熱器(406)向外延伸到背反射器(404)。
文檔編號F21V7/00GK103201557SQ201180052998
公開日2013年7月10日 申請日期2011年8月25日 優先權日2010年8月31日
發明者馬克·埃德蒙, 盧冬, 保羅·皮克卡德, 尼克·恩固因, 杰拉爾德·內格利, 加里·戴維·特羅特 申請人:克利公司