[发明专利]低眩光的基于LED的发光单元

说明书

技术领域

本发明总体上针对于采用固态光源的低眩光发光单元。更具体地，在此公开的各种创造性的方法和设备涉及可安装在发光器材中以用于照亮所选照明区域的低眩光的基于LED的发光单元。

背景技术

数字发光技术(即，基于诸如发光二级管(LED)之类的半导体光源的照明)提供了对于传统荧光灯、HID和白炽灯的可行替代方案。LED的功能上的优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐用性、低运行成本等。LED技术的近来的进步已经提供了在许多应用中使得能够进行各种发光效果的高效并且稳健的全光谱发光源。实施这些源的一些器材的特征在于这样的发光单元：该发光单元包括一个或多个LED，其能够产生不同的颜色(例如，红、绿和蓝)；以及处理器，其用于独立地控制LED的输出，以便产生各种颜色和颜色改变的发光效果。

已经设计出许多发光器材，其实施LED以获得LED的优点和益处中的一个或多个。例如，已经设计出一些户外的LED街道发光器材，其在鞋盒型的壳中封闭了多个LED，其中LED处于大体上水平的平面配置并且大体上朝向所期望的照明区域瞄准。尽管这种发光器材可以提供高的光输出效率，但是对于可能在照明区域附近行进(例如，开车、步行或骑车)的行人而言，它们也产生了大量的可察觉到的眩光。眩光可能在审美上不令人满意、不舒适和/或甚至对于行人而言是危险的。

已经设计出一些LED街道发光器材，其试图通过远离所期望照明区域地瞄准所有的LED并且将从LED输出的光朝着所期望的照明区域重新定向以补救来自LED的眩光。重新定向例如可以通过附于单个LED上并且紧邻该单个LED的重新定向光学透镜和/或一个或多个重新定向反射器的使用而发生。尽管这种发光器材可帮助减小眩光的量，但是它们不可以充分地减小眩光和/或还经过一个或多个光输出反射降低了发光器材的光输出效率。此外，这种发光器材可能需要特别地设计其中的反射器和/或光学透镜以实现所期望的光输出，从而对于每个不同的光输出需要不同的反射器和/或光学透镜。

由此，在技术上，需要这样的低眩光的基于LED的发光单元：其具有单独瞄准的LED的垂直延伸阵列和至少一个半透明内透镜(inner lens)，所述内透镜与多个LED相邻地提供并且与多个LED的LED光输出轴交叉，从而降低察觉到的从基于LED的发光单元发出的眩光。

发明内容

本公开针对于这样的方法和设备：其用于低眩光的基于LED的发光单元，更确切地，具有垂直延伸单独瞄准的LED和与多个LED相邻提供的至少一个半透明内透镜的低眩光的基于LED的发光单元。例如，低眩光的基于LED的发光单元可以具有垂直延伸的LED支撑结构和与其耦接的LED的阵列，多个LED有效地单独朝向所期望的照明区域瞄准。至少一个半透明内透镜可以与多个LED相邻地提供，并且与多个LED的LED光输出轴交叉，从而降低了察觉到的从发光单元发出的眩光。所述至少一个半透明内透镜可以可选择地包括与多个LED相邻的至少一个垂直延伸的内透镜板条(slat)、和/或围绕多个LED的大体上圆柱的内透镜。可选择地，基于LED的发光单元可以安装在用于照亮照明区域的柱顶街道发光器材的外壳内。基于LED的发光单元可以配置用于产生所期望的光输出，如：照明工程学会(Illuminating Engineering Society，IES)型I、II、III、IV和/或V光输出。

一般地，在一个方面，用于照亮照明区域的基于LED的发光器材包括垂直延伸的LED支撑结构和耦接至LED支撑结构的LED的阵列。多个LED具有朝向照明区域瞄准的LED光输出轴。基于LED的发光器材进一步包括围绕LED支撑结构的外壳。外壳的至少一部分允许光通过其中输出的通路。基于LED的发光器材进一步包括多个光学件，每个光学件基本上与单个所述LED相邻并且与单个所述LED的所述LED光输出轴交叉。基于LED的发光器材进一步包括至少一个垂直延伸的半透明内透镜，其被置于多个所述光学件和所述外壳之间。所述内透镜与多个所述LED的所述LED光输出轴交叉。

在一些实施例中，所述垂直延伸的LED支撑结构包含多个垂直延伸的LED支撑条带(strip)。在这些实施例的一些版本中，每个所述垂直延伸的LED支撑条带包括大体上面向所述照明区域的多个安装面。