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CN102144120A - 由多个光源合成光输出图的灯单元 - Google Patents

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CN102144120A
CN102144120A CN2009801341388A CN200980134138A CN102144120A CN 102144120 A CN102144120 A CN 102144120A CN 2009801341388 A CN2009801341388 A CN 2009801341388A CN 200980134138 A CN200980134138 A CN 200980134138A CN 102144120 A CN102144120 A CN 102144120A
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CN
China
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light
lamp assembly
lamp
led
output
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CN2009801341388A
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唐纳德·赛普斯
里克·考夫曼
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SUNOVIA ENERGY TECHNOLOGIES Inc
Original Assignee
SUNOVIA ENERGY TECHNOLOGIES Inc
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Abstract

本公开提供了一种基于LED的灯单元，使用数量减少的LED元件产生符合期望照明特征的输出照明图。本公开提供了许多指向期望方向的点光源，使得在与其它点光源结合时，以最小化的LED总数提供了合成的光输出。

Description

由多个光源合成光输出图的灯单元
相关申请的交叉参考
本申请要求于2008年7月2日提交的标题为“Light Unit With LightOutput Pattern Synthesized From Multiple Light Source”的第61/077,747号美国临时专利申请的优先权，在此结合其全部揭示内容作为参考。
技术领域
本公开涉及基于LED的光单元，更具体而言，涉及使用减少数量的LED元件和减少的光学器件合成输出图的基于LED的光单元。
背景技术
传统发光系统使用了多种不同类型的照明装置，通常包括白炽光、荧光灯和基于发光二极管(LED)的灯。基于LED的灯一般依靠多个二极管元件产生特定光系统或发光系统所需的足够的光。作为用于抵消不断增长的能源价格和对温室气体产品作出有意义的订单的方法，LED发光在此方面提供了很大的希望。由于达到每瓦特150流明(lumens)的效力，以及超过50,000小时的寿命，LED和基于LED技术的发光产品可潜在地对民用和商业、室内和室外应用的照明市场带来巨大冲击。
与例如白炽光源相比，基于LED的灯在效率和寿命上具有显著的优势，并且产生较少的废热。例如，如果要制造理想的固态发光装置，则基于LED的灯可仅使用等效白炽光源所需能量的1/20获得与白炽光源相同水平的亮度。LED提供了比许多例如白炽灯和紧凑型荧光灯的其它光源更长的寿命，并且不包含在荧光类的灯中存在的对环境有害的汞。基于LED的灯还提供了即时打开且不会因为重复开关循环而劣化的优点。
正如以上提及的，基于LED的灯一般依靠多个LED元件产生光。LED元件，正如本领域中众所周知的，是一种小面积光源，通常具有调整辐射图(radiation pattern)并对LED的输出反射进行辅助的相关光学器件。LED在电子设备中经常被用作小型指示器灯，并且逐渐被用在例如闪光灯和区域性照明的较高功率的应用中。发出的光的颜色取决于被用于形成LED结(junction)的半导体材料的成份和状态，并且可以是红外线的、可见光的或紫外线的光。
在可见光谱内，可以对LED进行组装产生期望的颜色。对于LED被用于区域照明中的应用，典型期望的是白色光输出。制造高强度的白光LED的常用方法有两种，一种是首先制造发出三种原色(红、黄、蓝)的单独的LED，随后将所有颜色混合以产生白色光。这样的产品通常被称为多颜色的白色LED，并且有时被称为RGB LED。这样的多颜色LED一般需要精密的电光设计以控制不同颜色的混合和扩散，并且迄今为止在工业中这种方法很少被用于大量制造白色LED。原则上，这种机制在产生白光时具有相对高的量子效率。
产生白色LED输出的第二种方法是制造一种颜色的LED，例如由InGaN构成的蓝色LED，并且用不同颜色的荧光剂涂层来敷涂LED以产生白光。产生这样的基于LED发光元件的一种常用方法是将InGaN蓝色LED封装到敷涂了环氧物的荧光剂中。普通的黄色荧光材料是铈掺杂钇铝石榴石(cerium-doped yttrium aluminum garnet，Ce3+:YAG)。根据原始LED的颜色，也可采用不同颜色的荧光剂。使用这样的技术组装的LED一般被称为基于荧光剂的白色LED。尽管基于荧光剂的白色LED的制造成本比多颜色LED的少，但是基于荧光剂的LED相对于多颜色LED具有较低的量子效率。基于荧光剂的LED还具有与荧光剂相关的劣化问题，其中LED的输出将随时间劣化。尽管基于荧光剂的白色LED相对更容易制造，但是这样的LED受斯托克斯能量耗损(Stokes energy loss)(一种当较短波长的光子(例如蓝色光子)被转变成较长波长的光子(例如白色光子)时发生耗损)的影响。照这样，通常期望减少这样的应用中使用的荧光剂的量，从而减少这种能量损耗。因此，当观察者观察这种采用了这样的荧光剂减少的LED元件时，基于LED的白灯普遍具有蓝色。
各种其它类型的固态发光元件也可在各种发光应用中被使用。例如量子粒(Quantum Dots)是具有独特的光学性质的半导体纳米晶体。量子粒的发光颜色可被调节成从可见光谱到红外线的整个光谱，这使得量子粒LED几乎可产生任意的输出颜色。有机发光二极管(OLED)包括发光层材料，该发光层材料为一种有机化合物。为具有半导体的功能，有机发光材料必须具有共轭的π键。发光材料可以是结晶相的小型有机分子，或聚合体。聚合体材料可以是柔性的；这样的LED被称为PLED或FLED。
发明内容
本发明提供了基于LED的灯单元，其使用数量减少的LED元件产生了满足期望照明特征的输出照明图。本公开提供了许多指向期望方向的点光源，使得当与其它点光源相结合时，提供了合成的光输出，使LED总数(headcount)最小化，而且不需要额外的光束偏转光学器件。
本公开的一个方面提供了灯组件，包括：(a)具有多个安装表面的外壳，多个安装表面包括相对于第一平面成多个不同角的表面，第一平面基本平行于将由灯组件照明的表面；以及(b)安装到各安装表面上的至少一个固态灯元件，多个灯元件的至少一个子集中的每一个沿着各自的主轴提供光输出，主轴与垂直于第一平面的第二平面相交，并且与外壳的中心线相交，多个固态灯元件的输出组合起来以提供合成的照明图。在一个实施例中，多个固态灯元件中的至少一个包括准直部件，该准直部件对关联的固态灯元件产生的光进行准直，该准直部件可将固态灯元件输出的光准直成光束角为5度或更小。在一个实施例中，由固态发光元件提供的光被准直以提供一定的角强度，该角强度基本等于由多个固态发光元件中的其他发光元件的角强度。各实施例的灯组件的照明图具有的均匀性比白炽灯或气体放电灯提供的均匀性更强。在一些实施例中，照明图相对于灯组件是不对称的。
在一个实施例中，灯组件包括安装表面，该安装表面包括第一多个安装表面和第二多个安装表面，与第二多个安装表面相比，第一多个安装表面相对于第二表面所成的角平均起来更小。在进一步的实施例中，安装在第一多个安装表面上的固态发光元件为照明图的第一区域提供照明，并且安装在第二多个安装表面上的固态发光元件为照明图的第二区域提供照明。在再进一步的实施例中，第一区域可大于第二区域，或者这两个区域可在大小上相似但是相互偏离。
本公开的另一个方面提供了灯组件，包括：(a)安装到灯组件上的多个固态灯元件，该灯合件被配置成提供照明图，并具有从灯组件向被灯组件照明的表面基本垂直地延伸的主轴；以及(b)相对于主轴成多个角的安装表面，多个固态灯元件被安装在安装表面上，并且各自沿与安装表面正交的输出轴提供光输出，多个固态灯元件的至少一个子集的输出轴与包含主轴的平面以及灯组件的中心线相交。输出图相对于灯组件的中心线可以是不对称的。在一个实施例中，不对称的输出图包括第一照明区域和小于第一照明区域的第二照明区域。在另一个实施例中，不对称的输出图包括第一照明区域和面积与第一照明区域基本相同的第二照明区域。在进一步的实施例中，第一照明区域偏离第二照明区域。在一些实施例中，从灯组件发射的向上照射的光被减少，因为灯元件被安装到其它灯元件并指向其它灯元件，从而允许灯组件符合各种“黑天”的目标。
本公开的另一个方面提供了灯组件，包括：(a)外壳，其主轴从灯组件向被灯组件照明的表面基本垂直地延伸，该外壳包括多个安装表面；(b)安装在安装表面上的多个固态灯元件；(c)安装在固态灯元件的至少一个子集上的多个准直部件，其使来自相应灯元件的光输出准直；以及(d)被安装在准直部件的至少一个子集的多个扩散光学器件，其将来自准直部件的光输出扩散到一定光束宽度，该光束宽度是基于从被灯元件照明的物体的灯元件的距离选择的。
本公开的另一个方面提供了一种用于由固态发光组件生成期望的照明图的方法，包括：(a)将从多个不同的固态灯元件输出的光模拟成矢量，每个矢量的方向是基于相应光元件输出的中心瓣的指向确定的，并且每个矢量的长度是基于灯元件的峰值照明强度确定的；(b)确定从发光组件输出的期望强度图；以及(c)确定多个指向矢量的方向和长度，以获得期望的强度图。在一个实施例中，该方法进一步包括：(d)基于多个的指向矢量的已确定的方向和长度确定发光组件外壳的配置。在一个实施例中，固态发光元件和关联的准直元件是基于关联的指向矢量的长度选择的。发光元件安装到的表面的角度可基于关联的指向矢量的方向确定。
当阅读了本公开后，尤其是通过参考附图，本公开的这些，以及其它方面，对于本领域的技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1是说明了对于LED灯和气体放电灯，灯的成本与灯的输出的关系的曲线图；
图2是说明了对于LED灯和气体放电灯，灯的成本(包括总寿命周期成本)与灯的输出的关系的曲线图；
图3是说明了LED的相对发光强度与为LED峰值强度定义的传播的角度的关系的曲线图；
图4是本公开的实施例的LED元件阵列的横截面图示；
图5是本公开的实施例的LED元件阵列的透视图；
图6是本公开的实施例的准直光学元件的分解图；
图7是发光元件的输出的角强度(angular intensity)的示意图；
图8是其上具有点光源的二维表面实施例的示意图，点光源以与表面正交的方向提供光输出；
图9是其上具有点光源的另一个二维表面实施例的示意图，点光源提供了具有变化的光强度和不同准直的光输出；
图10是本公开的另一个实施例的光束转向光学器件的图示；
图11是使用实施例中具有不对称输出图的发光体照明的道路的图示；
图12是实施例中道路表面上的输出区域的图示；
图13是另一个实施例中道路表面上偏移的输出区域的图示；
图14是本公开的实施例中灯组件的俯视图；
图15是图14中灯组件的侧视图；
图16是图14中灯组件的透视图；
图17是本公开的另一个实施例中灯组件的底部透视图；
图18是图17的灯组件的侧视图；
图19是图17中灯组件的横截面说明图；以及
图20是图17的部分组合的灯组件的底部平面图。
具体实施方式
本公开认识到在基于LED的发光设计中制造一种包含LED阵列的低成本LED灯是令人期望的。本公开还认识到产生均匀的照明图(illuminationpattern)是令人期望的，或在希望产生特殊的非均匀照明图的情况下，提供期望的图的照明是令人期望的。而且，本公开认识到为了进一步减少成本，需要准直的LED数量也应该被最小化。本公开提供了符合这些标准的发光体单元，以及产生这样的改进设计的方法。其中将使用这种灯的应用，例如道路照明、办公室或其它工作场所照明，或住宅光照，具有基本的输出图(output pattern)要求。这样的输出图要求可包括以英尺烛光为单位的最小照明，以及取决于灯的高度和灯之间的间隔的照明区域范围。首先，当所要求的图的宽度足以允许进行以下操作时，充足数量的未经准直的LED被用于建立中心照明峰值。之后，狭窄的LED光束被指向“填充”输出图，以产生符合输出图要求的均匀输出图。因此，本公开提供了具有期望输出图的灯，同时通过减少发光体元件的数量和减少灯所需的光学器件降低了灯的成本。
首先参考图1，讨论了说明不同类型的灯的相对成本的曲线图。从图1中可以看出，典型气体放电灯每流明输出的成本随流明输出的增加而下降。然而，为了增加LED灯的流明输出，需要添加更多的LED元件，这使得LED灯的成本与输出成线性关系。换种说法，对于不断增加的输出，LED灯的每流明输出的成本是基本恒定的。依据现有的设计，这造成这样一种情况，即至少在三种状况下，基于LED的照明器的成本可与气体放电灯竞争。第一种是较低的流明输出水平，如同在低功率特制灯具市场普遍观察到的，例如用于汽车灯具和闪光灯中，基于LED的灯具已经获得了大量的市场份额。第二种是装饰装置的成本在总照明器成本中占很高的百分比，例如在建筑灯具中。第三种是更换灯的成本(经常指寿命周期成本或所有权的总成本)很高，例如在很高处、难以接近的灯具应用中。
随着技术的持续进步，LED输出增加的同时成本降低，这产生降低了图1中示出的LED灯的曲线的斜率的效果，使更高功率的应用更加吸引人。因为用于一般灯具应用的LED灯通常需要LED灯阵列(将多个灯放置在适当的位置处，以便为要照亮的整个区域提供足够的照明)，在LED灯的效力和应用需要的灯数之间存在准折衷(quasi-trade)。这种准折衷有助于对预计寿命周期节约与所承受的初始成本代价进行平衡。
现在参考图2，讨论了说明不同类型的灯的相对寿命周期成本的曲线图。图2的曲线图示出了两个LED灯的成本曲线和一个气体放电灯的成本曲线。标注为LED灯1的曲线说明具有数量增加的LED元件的LED灯的寿命周期成本，其中LED元件使用较低工作电流工作。标注为LED灯2的曲线说明相对于LED灯1，具有数量减少的LED元件的LED灯的寿命周期成本，其中LED元件使用较高的工作电流工作。标注为气体放电灯的曲线说明气体放电灯的寿命周期成本，说明了在曲线中若干个对应灯具更换成本的不连续点。在图2说明的两个LED灯情况中，LED灯1具有较高的效力，但初始成本较高。LED灯1的寿命周期节省比LED灯2高，但付出的初始成本代价也较高。特定应用优选的灯将取决于各种经济因素。从所有权的总成本的角度出发，由于总成本较低，LED灯1是优选的。然而，例如金钱的时间价值(未来的减价带来的节省)和成本相对时间心理的次要因素可能造成LED灯2、甚至气体放电灯更具有吸引力的情况。理想情况是提供具有数量减少的LED元件的LED灯且这些LED元件使用相对低的工作电流工作，从而减少工作成本并延长灯的寿命。
如上所讨论的，从灯的输出的角度出发，单个LED是亮度级相对低的装置，典型地约为100流明。为了产生正常白炽光或紧凑型荧光灯泡的输出，使用现有技术时需要10个到20个之间的LED发射器。这导致这些灯相对于传统灯具的对应部分具有相对高的初始安装成本。本公开通过提供使设计中利用的LED数量最小化的LED灯，提供了成本可与当前产品竞争的基于LED的发光产品。在灯中使用的LED元件的数量被称为LED总数。
LED总数受到许多因素的影响。第一，流明维持(lumen maintenance)，指的是LED随时间发生老化和效率降低的方式。传统方法是对灯进行设计使得在灯的寿命开始时灯的过剩生产(over production)与设定的寿命结尾时灯输出的减少量相同。例如，由于典型的LED寿命被定义为当其效率相对于初始值下降30％时，因此基于LED的发光产品将包括高于LED总数的30％，以解决这种流明维持。关于LED总数的另一个因素是产生预期的由灯发射的光束图(beam pattern)所需的LED元件的数量。关于LED总数的再另一个因素是灯需要的总输出，因为流明输出越高的灯需要的LED总数越高。
因为基于LED的发光装置使用大量的单个LED发射器，导致照明图是各个LED的照明图的非相干总和。例如，经常使用大量全部指向相同方向的LED的图的总和的图来产生照明图。在这种情况下，全体LED的输出图非常接近地类似于每个单独的LED的图。其它设计可使用LED元件组，这些LED元件组具有关联的光学器件以提供光束形状，当与其它LED元件相结合时，该光束形状提供符合特定标准的灯输出。因此，来自分立的LED元件的交叠的光束被用于产生粗略地近似于所需照明图的图。一般地，这样的设计提供了高于所需的照明图中心峰值，以便将照明图外边缘的光强度提高到最小要求强度。然而，这样产生的设计在LED总数方面显著地差于最佳情况。本公开通过将照明图更接近地修整成照明器的实际要求来提供相当大的增益。
现在参考图3，说明了未经准直的白色LED和未经准直的彩色LED的基本输出的曲线图。正如可观察到的，相对发光强度基本为Cos(theta)的形式，这里theta是由为LED峰值强度定义的传播的角度。这种辐射图经常被称为朗伯图(Lambertian pattern)。在处理LED光束时关键的考虑因素是定义光束的宽度。对于B类型分布的IESNA/ANSI/NEMA定义，“光束角(Beam Angle)”被定义成最大值的50％，而“视场角(FieldAngle)”被定义成最大值的10％。这些角典型地被称为半角(half angle)。在图3的曲线图中，未经准直的LED的光束角将大致为50度，而视场角将大致为20度。在与光源相距一定距离的平坦表面上的光强度，通过将以上成角度的分布传播到该期望表面上的投影获得。
现在参考图4，说明了实施例的五个LED阵列以及相关联的准直光学器件的横截面的说明图。在该实施例中，阵列100包括被安装在基底108上的五个单独的LED104。基底108包括将各LED104连接到关联电源(未示出)的内部连线(interconnect)。基底108还可包括热转移机构，例如散热器，用来消散由LED104生成的热。准直光学器件112被安装在基底108上，并位于每个关联的LED104上方，以提供来自每个LED104的输出光图，来自每个LED104的输出光图相对于没有准直光学器件112时产生的光束被准直。图4的截面说明了混合类型的设计，其中来自每个LED104的中央射线经由折射部件116经受准直，而外层射线经由反射部件120经受准直。这样的光学部件在本领域中是公知的，并且折射部件可包括用于将光折射成图的光学透镜，而反射部件可包括被沉积产生镜面表面以将光反射成期望的图的折射材料。在一个实施例中，LED104的准直产生在5％的范围内的光束角。在另一个实施例中，LED104产生约2％的光束角。在图4的图示中，还应该注意五个光学器件都指向相同的方向，并且将具有强度剖面(intensityprofile)与单独光束的强度剖面相同的远程剖面(distant profile)。如相对于图3所描述的，没有辅助光学器件时LED一般将辐射出Cos(theta)或朗伯图。添加具有适当焦距和数值孔径的积极效果的光学器件将用于对辐射图进行准直，以产生发散图比在没有任何光学器件时由LED生成的图窄的光束。
为了理解对远场强度(far field intensity)进行准直的效果，首先注意具有朗伯辐射图的未经准直的LED具有强度剖面：
Io＝PT/2[cos(θ)]
其中PT是总发射功率。经准直的LED具有剖面：
Io＝nPT/2[cos(nθ)]
标准朗伯图具有120度的半极大处全宽度(full-width half-maximumFWHM)角，5度FWHM的经准直的图将具有n＝24。因此，图4的实施例中，阵列中的每个LED提供了如在经准直的LED公式中定义的强度。
现在参考图5，讨论了实施例的LED元件阵列150的透视说明图。在该实施例中，五个LED154的阵列被安装在基底158上。类似于以上相对于图4所描述的，基底158包括将各LED154连接到关联电源(未示出)的内部连线。基底158还可包括热转移机构，例如散热器，用来消散由LED154生成的热。准直光学器件162被安装在基底158上，并位于各关联的LED154上方，以提供来自各LED154的输出光图，各LED154的输出光图相对于没有准直光学器件162时产生的光束被准直。在该实施例中，为了提供对LED154输出的额外整形，frensel类型的透镜166被附着在准直光学器件162上，以进一步对经准直的光输出进行整形。这些搭锁的透镜166类型可产生较宽的椭圆形类型的图形。因此，LED阵列150的输出可被选择成提供聚合的，或合成的，具有预期特征的图。
图6是准直光学部件162的图示。准直光学部件162包括适于接纳LED发光元件154的透镜部170。在该实施例中，通过使用粘连垫174将透镜170安装到基底。如上面所描述的，frensel类型的透镜可被附着到透镜170上以进一步对光输出进行整形。如将在下面被额外详细描述的，具有均匀输出的低成本的灯，减少了对于给定照明所需的LED的数量，可通过使用未经准直的、精细准直的、宽角度和/或椭圆投影LED光束图的适当的组合获得。
如以上相对图3的讨论，几乎所有LED发射器都具有中心瓣(centrallobe)，在中心瓣中发射光的强度为峰值，并且强度按照偏离中心线的角度的函数下降。这也是被准直和被整形的单独的LED发射器的情况。这种中心瓣可被想象成矢量，该矢量在XYZ空间中的方向坐标描述了中心瓣的传播方向，并且该矢量的幅度是光的峰值强度。在未经准直的LED的情况下，中心瓣矢量将在零度处并且具有等于Pt/2的幅度。经准直的LED将具有类似的方向以及等于nPt/s的幅度，其中n是准直的程度，正如以上描述的。
当产生具有均匀照明图的灯时，还必须考虑光元件的角强度。参考图7，灯在高度h处对一个表面进行照明。对于给定角度(θ)，随该角增长，照明表面将从该照明表面的法线开始变得越来越大。对于均匀照明，角强度必须符合以下关系：
h[tan(θ+δ/2)-tan(θ-δ/2)]
在典型的发光环境下，灯的间隔根据灯的高度定义；即，如果灯之间的间隔为nh，则将被考虑的最大角为tan(θmax)＝n/2。均匀照明图的产生将符合被传播到角theta增量的LED光必须根据以上示出的关系增长的情况，以便提供期望的光强度。
在一个实施例中，针对灯组件中的方位选择LED元件，以便提供期望的输出图。灯组件的本身，在该实施例中，包括被安装到不同表面的LED，以从该LED在不同方向上提供光输出。通过选择光的方向，结合未经准直的光学器件、精细准直的、宽角和椭圆形投影LED光束图，可形成合成的灯输出，其以最小数量的LED元件提供均匀的发光图。这样的灯将在表面上提供期望发光水平的或期望发光水平以上的发光，并具有降低的成本，这种成本的降低是基于几乎不存在超出在整个期望发光区域中提供特定发光水平所需的最少数量以上的额外的LED元件，如果存在这种额外的LED元件也是仅存在很少几个。
在一个实施例中，通过对LED元件的方位进行设计以产生期望的输出光图获得这样的LED灯组件。对于LED照明，来自单独LED元件的光强度通过非相干增加线性地增加。当对LED布局进行设计时，假设当每个光束的半强度点匹配时，两个光束之间的强度几乎相等。在这样的实施例中，如上提及的，可将输出中心瓣想像成矢量，该矢量在XYZ空间中的方向坐标描述了中心瓣的传播方向，并且矢量的幅度将对应于光的峰值强度。在一个实施例中，可以是通过生成一个表面使得LED中心瓣矢量与该表面正交，来合成照明图。例如，图8和图9说明了其上具有LED元件的二维表面，这些LED元件对照明区域上的不同区域进行照明。在图8的示例中，表面200包括A至E五个LED元件。在该示例中，每个LED元件，A-E，包括准直光学器件，这些准直光学器件对来自各LED的光束输出进行准直，以提供5度的光束角。照明区域的各部分被示为区域A1至E1，分别通过相应的LED元件A至E被照明。图9说明了在表面250上的不同LED上实施不同光学器件的实施例。在该实施例中，第一LED，被示为“A”，是光束角为20度的未经准直的LED，为照明区域的A1部分提供照明。第二LED，被示为“B”，包括准直光学器件以提供光束角为5度的LED，为照明区域的B1部分提供照明。类似地，第三LED，被示为“C”，包括准直光学器件以提供光束角为5度的LED，为照明区域的C1部分提供照明。剩余的被安装在表面250上的LED可以是未经准直，或包括准直的光学器件和/或发散透镜，以便向照明区域提供期望的光强度，使整个照明区域具有一致的均匀性。
以这样的方式，可产生提供期望的光学照明图的基于LED的灯。将灯输出模仿成矢量的组合可实现多种技术，例如生成指向矢量的密度和强度以便产生期望的强度图；选择汇聚矢量的密度以产生期望强度；和选择平行矢量的密度以提供LED输出的铺砌(tiling)。当然，矢量的组合可被用于产生密度和铺砌的强度变化。而且，在LED阵列中整形类型的变化也可被模仿。理想的图基于：矢量方向的变化；矢量密度的变化；以及矢量长度(强度)的变化，导致了矢量的优化组合。
现在参考图10，描述了另一个实施例。不将LED布置在具有多个矢量方向的灯表面上，而是用与LED元件结合的光束转向光学器件来生成期望的照明图。在图10的示例中，表面300包括两个LED元件304、308。每个LED元件分别具有关联的光束转向光学器件312、316。因此，由LED304生成的光束通过光束转向光学器件312指向期望的方向。类似地，由LED308生成的光束通过光束转向光学器件316指向期望的方向。许多LED元件可包括在表面上，使不同LED或LED组与特定光束转向光学器件相关联，以生成符合特定应用需求的合成照明图。而且，在其它实施例中，具有多个矢量方向的灯表面和光束转向器件可被协同使用，以生成期望的照明图。
在一个实施例中，图的合成被用于基于来自照明器的期望输出图确定照明器配置。图11中示意性地描述了这种方法。在该实施例中，期望提高道路中物体的可见度。由于道路照明的目的不仅是看清路，而且还要看清可能在路上的任何物体，正如在道路照明领域中可理解的，双向照明器通常被用在没有中间分隔带的双向通行的街道上，通过正负反差产生小目标可见度(STV)。在间隔循环中通常发生两次反差反转，一次在照明器下方的线上，而另一次在照明器之间距离的三分之一处。由于交错布置，反差反转的数量可能增加。希望能减少正负反差之间的反转次数并且缩小反转区域。在正反差区域中，应该使目标面尽量光亮，而相对的道路表面应该适度地黑暗。在负反差的区域中，应该达到相反的效果。因此希望获得期望的平均公路亮度，期望亮度的均匀性由接近允许的最大值变化到允许的最小值。对恰当的照明器分布和间隔的选择对于获得较高值的STV是很关键的。
再次参考图11，示出了安装高度为h且间距为d的灯320，相对于道路324上的行进方向的关系。在光前的照明图的主要范围被示为x，而在光后的照明图的主要范围被示为y，并且在光之间的交叠被示为z。从光到地远离灯柱的角度被定义为theta，对于灯柱theta＝0。期望的照明图将在光前具有照明图的主要范围，使得距离x与小于迎面到来的汽车驾驶员可见角度的角度相对应。这将减少在道路表面320上的行进方向上行进的汽车驾驶员经历的眩光(glare)。在光以后的主要范围y则受到例如对面车道上汽车驾驶员的过度侵入和产生的眩光问题的限制。而且，通过使光之间的交叠z的面积最小化可增强目标可见度。这可以通过仔细控制光的降落区域获得。均匀的照明图将具有基本上被描述为正切(tangent)函数的角强度。在一个实施例中，采用了相对窄的光束以提供这种结果，即由tan(theta)角强度线转移到尽可能快地变为零的转移。这种转移线应遵循光的最外层光束成份的光束图。由图合成处理定义的高度准直光束的使用可被采用，以产生使亮度耗散(veiling luminance)、眩光最小化并且增加目标可见度的图结果性质。在图12中说明了具有灯320和区域x、y、z的示范性道路324的俯视图。
图12的示图很适合用于道路324的一个或多个车道具有单个行进方向的应用。这样的应用可包括分车道公路和单向通道。已经发现沿着道路(沿行进方向)指引光的最佳角度在60度至76度之间，并且更优选地在约72度至76度之间。已经发现的是上游光(顶着行进方向)的最佳角度在零至约50度之间。与交通流方向相反的以更高角度发射的光更有可能直接地照耀司机的眼睛并且造成安全危害。在图11的实施例中，LED模块被配置在每个灯内，以在沿行进方向的方向上以大致72度，并在顶着行进方向的方向上以约45度提供光输出。
在道路上存在具有相反的行进方向的两个(或更多)车道的应用中，不太适合采用如在图12中说明的灯320这样的灯，因为在一个方向上的车流将具有更多的眩光，并因此减少了对小目标的可见度。在图13说明的另一个实施例中，每个照明器输出一种光图，其中道路表面350上被照明的区域基于道路350上特定车道的行进方向被偏移。在该实施例中，照明器354沿着道路350上的第一车道行进方向以约72度角输出光，该被照明的区域在图13中被标记为区域‘a’。照明器354逆着第一车道行驶方向以约45度角输出光，该被照明的区域在图13中被标记为‘b’。类似地，照明器354逆着第二车道行进方向以约45度角输出光，并且逆着第二车道的行进方向以约72度角输出光，这些区域在图13中被分别标记为区域‘c’和‘d’。
利用图合成来设计能够实现这些期望输出图的发光装置的设计过程包括若干部分。在一个实施例中，提供了提供LED组合件的光输出模型的光度文件(photometric file)，这样的文件可由LED制造商提供，或由光学实验室生成。LED光度文件被用于生成灯模型。接下来，为与任意辅助光学器件相结合的LED生成光度文件。如果必需的辅助光学器件不可用，则可通过使用模拟表面设计或例如Rhino和Solidworks的实体建模软件来设计它们。对照明器系统对水平和/或竖直表面的照度进行预计的照明应用软件，例如AGI32，然后被用于对准单独的LED或LED模块。一旦LED已经被定位并被对准，照明应用软件计算系统性能。对对准进行精细的调整可能需要重复若干次该步骤。在这一点上，可使用表面设计软件来制作所谓的盘(disk)或模块。在此所谓的盘或模块是LED结合于其中的聚集体并被模拟为单个光源。表面设计软件然后被用于对准由光照应用软件生成的每图像的盘。然后实体建模软件，例如Solidworks，被用于建立照明器的模型，即外壳、透镜和其它部件。于是可以模仿新的照明器的光度性能。然后照明器模型可被用在例如AGI32的光照应用软件中，以计算不同光照应用中照明器的性能。
现在参考图14至图16，描述了实施例的基于LED的灯组件。在该实施例中，灯组件400包括表面404，其具有许多成不同角度的安装表面406，LED组件408被安装到表面406上。灯组件400以主轴410的方向提供光输出。在该实施例中，LED组件408类似于之前相对于图4和图5描述的LED阵列100和150。在该实施例中，LED组件408包括具有五个LED元件的阵列，并可包括与LED相关联的准直或其它的光束整形光学器件。本实施例的灯组件400被设计成提供了对传统150瓦特金属卤化物类型建筑路灯的替代品。LED组件408包括一种类型的标准LED，并且在一个实施例中LED是以大致500至600mA的电流工作，并提供大致170至250流明的输出通量的白色LED。
LED组件408，在一个实施例中，包括三种类型的准直，即5度窄光束、20度光束(未经准直)，和20度×5度的椭圆光束。该实施例的LED组件，如上提及的，包括五个LED，并提供了LED输出的铺砌。这样的组件通过允许五元件的阵列被安装到表面404上，提供了简化的制造过程。然而，能够很容易地认识到的是，单独的LED可被安装到表面上，或者可以采用在阵列上具有不同数量的LED的LED阵列。在另一个实施例中，LED组件408，各自包括将输出光准直成2度的窄光束的准直器，并且然后可在LED/准直器上放置扩散光学器件以将输出光扩散成不同的期望扩散。在一个这样的实施例中，每个灯组件具有30英尺的安装高度，而灯之间的距离为6倍的安装高度(180英尺)，每个灯的照明区域为道路上的从灯的位置算起前后分别略大于3倍安装高度的区域。在该实施例中，指向从灯的中心线算起三倍安装高度及更大(90英尺以上)的区域的LED不与任何扩散透镜耦合。指向从灯的中心线算起三个2.5至3倍安装高度(75至90英尺)的区域的LED与具有5度扩散的扩散透镜相耦合。指向从灯的中心线算起2至2.5倍安装高度(60至75英尺)的区域的LED与具有15度扩散的扩散透镜相耦合。指向从灯的中心线算起三个在1至2倍安装高度(30至60英尺)的区域的LED与具有25度扩散的扩散透镜相耦合。最后，指向从灯的中心线算起三个零至1倍安装高度(0至30英尺)的区域的LED与具有50度扩散的扩散透镜相耦合。
现在参考图17至图20，描述了另一个实施例中基于LED的灯组件500。在该实施例中，灯组件500是包括外部外壳504和外部透镜508的“钟”形组件。若干安装子组件512、516、520被装配在外壳504内，每个子组件512、516、520具有许多成不同角度的安装表面524，在安装表面524上，LED组件528被安装一侧上，而散热装置532被安装到相反侧上。灯组件500提供了在虚线510标识的区域内的光输出。LED组件528，在该实施例中，类似于在前面相对于图4和图5中描述的LED阵列100和150。LED组件528，在该实施例中，包括五个LED元件的阵列，被布置成3/2的结构，并且可包括与LED相关联的准直或其它光束整形光学器件。该实施例中的灯组件500被设计成提供了对传统150瓦特金属卤素类型建筑路灯的替代品。LED组件528包括一个类型的标准LED，并且在一个实施例中，LED是以大致500至600mA的电流工作并提供大致170至250流明输出通量的白色LED。该实施例的LED组件528，如上面提及的，包括五个LED，并且通过允许将五元件的阵列安装到表面524上提供了对LED输出的铺砌并提供了简化的制造过程。然而，应能很容易认识到单独的LED可被安装到表面上，或可采用在阵列上具有不同LED数量或配置的LED阵列。
在另一个实施例中，LED组件528，各自包括将输出光准直成2度窄光束的准直器，然后可在LED/准直器上放置扩散光学器件以将输出光扩散成不同的期望扩散。在一个这样的实施例中，每个灯组件具有30英尺的安装高度，并且灯之间的距离为6倍安装高度(180英尺)，每个灯的照明区域为道路上的从灯的位置算起前后略大于倍安装高度的区域。在该实施例中，指向从灯的中心线算起三倍安装高度以及更远(90英尺以上)的区域的LED不与任何扩散透镜相耦合。指向从灯的中心线算起三个2.5至3倍安装高度(75至90英尺)的区域的LED与具有5度扩散的扩散透镜相耦合。指向从灯的中心线算起2至2.5倍安装高度(60至75英尺)的区域的LED与具有15度扩散的扩散透镜相耦合。指向从灯的中心线算起三个1至2倍安装高度(30至60英尺)的区域的LED与具有25度扩散的扩散透镜相耦合。最后，指向从灯的中心线算起三个零至1倍安装高度(0至30英尺)的区域的LED与具有50度扩散的扩散透镜相耦合。
如在所描述的实施例中可观察到的，所提供的发光体提供了若干特征，包括在减少眩光的同时提供改善的可见度的具有不对称光分布的正反差道路照明系统。该系统符合IESNA RP-8-2000和AASHTO道路照明要求，并且还符合照明器标杆间隔的5∶1或更佳的安装高度比。在此描述的一些实施例的系统提供了具有正反差的改善的可见度以及减少的向上照射，减少的向上照射通过完全切断和减少由照明器向上投射的光量，减少了光污染。减少的向上照射进一步通过使若干光元件产生的光束成交叉图来获得，使得来自光元件的任意杂散光被包含在灯外壳内。这样的减少的向上照射，以及通过更有指向性的和瞄得更准的输出图提供的减少的侵扰，大大减少了光污染并有助于获得目前在许多管辖区域存在的“黑暗天空”的目标。而且，若干实施例的光照系统通过提供更佳的灯利用和更高垂直角的光输出节省了能量。
在另一个实施例中，本公开提供了由基于LED的灯生成期望照明图方法。该方法包括确定将要实现的照明图。该照明图可基于例如最小光照要求和最小灯高度等一定类型的光照应用的技术要求来确定。照明图还可基于为特定应用提供的标准的习惯集合，例如，如果灯将被用作路灯，对于路灯具有包括最小光照要求的各种技术要求。在这样的情况下，相关技术要求是确定照明图的一个因素。确定照明图的另一个因素是灯组件的高度和间隔。灯组件的高度和间隔可基于对于特定应用的技术要求来确定。例如，街道光照应用可具有关于被置于道路上的灯之间的最大间隔以及灯的最小高度的技术要求。备选地，灯组件的高度和间隔可在对灯组件和关联的LED元件进行设计之后确定。例如，灯组件可被设计成当放置在特定高度处时，在特定区域中提供均匀的照明。在这样的情况下，灯组件的间隔基于被照明区域的光照的期望一致性确定。
在灯中使用的LED元件的类型，或多种类型，被选择出，并且由选择出的LED元件提供的照明是针对不同类型的准直和相对于灯组件的主轴所成的不同角度确定的。光照的均匀性，包括对于将被照明的区域的最小通量水平被确定。接下来确定灯的表面，该表面包括许多相对于主轴成不同角度的不同安装表面，使得当LED被安装到安装表面上时，该灯将提供具有期望均匀性的期望的照明图。选择从LED元件输出的光的强度和光束角度以提供均匀的角强度。
之前对公开实施例的描述被提供，以使任何本领域的技术人员能够制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于那些本领域技术人员将是显而易见的，并且在此定义的普遍原理可被应用于其它实施例而不背离本发明的精神或范围。因此，本发明并非旨在被受限于在此示出的实施例中，而是符合与在此揭示的原理和新颖性特征一致的最宽泛的范围。

Claims (34)

1.一种灯组件，包括：
具有多个安装表面的外壳，该多个安装表面包括相对于第一平面成多个不同角度的表面，该第一平面基本平行于将被所述灯组件照明的表面；以及
被安装到各安装表面的至少一个固态光元件，多个光元件的至少一个子集中的每一个沿各自的与第二平面相交的主轴提供光输出，该第二平面垂直于所述第一平面并与所述外壳的中心线相交，所述多个固态光元件的输出结合起来以提供合成的照明图。
2.如权利要求1所述的灯组件，其中所述多个固态灯元件中的至少一个包括准直部件，该准直部件对由关联的固态光元件产生的光进行准直。
3.如权利要求2所述的灯组件，其中所述准直部件将由所述固态光元件输出的光准直成光束角为5度或更小。
4.如权利要求3所述的灯组件，其中每个所述固态灯元件包括准直部件，该准直部件将由固态光元件输出的光准直成光束角约为2度。
5.如权利要求1所述的灯组件，其中为生成所述合成的照明图不需要额外的光束转向光学器件。
6.如权利要求1所述的灯组件，其中所述固态灯元件为发光二极管。
7.如权利要求1所述的灯组件，其中对由固态发光元件提供的光进行准直以提供角强度，该角强度基本等于多个固态发光元件中的其他固态发光元件的角强度。
8.如权利要求1所述的灯组件，其中所述灯组件的照明图具有的均匀性比由白炽灯或气体放电灯提供的均匀性更强。
9.如权利要求1所述的灯组件，其中所述照明图相对于所述灯组件是不对称的。
10.如权利要求1所述的灯组件，其中所述安装表面包括第一多个安装表面和第二多个安装表面，与所述第二多个安装表面相比，所述第一多个安装表面相对于所述第二平面所成的角平均起来更小。
11.如权利要求10所述的灯组件，其中安装在所述第一多个安装表面的固态光照元件为照明图的第一区域提供照明，而安装在所述第二多个安装表面的固态光照元件为照明图的第二区域提供照明。
12.如权利要求11所述的灯组件，其中所述第一区域比所述第二区域大。
13.一种固态灯组件，包括：
被安装到该灯组件的多个固态灯元件，所述灯组件被配置成提供照明图，并具有从所述灯组件向被所述灯组件照明的表面基本垂直延伸的主轴；以及
相对于所述主轴成多个角的安装表面，多个固态灯元件被安装在所述安装表面，并且各自沿与所述安装表面正交的输出轴提供光输出，所述多个固态灯元件的至少一个子集的输出轴与包含该主轴的平面和所述灯组件的中心线相交。
14.如权利要求13所述的灯组件，其中所述安装表面相对于所述主轴成多于五个的不同角度。
15.如权利要求13所述的灯组件，其中所述安装表面相对于所述主轴成多于10个的不同角度。
16.如权利要求13所述的灯组件，其中所述固态光元件包括将从该光元件输出的光准直成光束角大致小于5度的准直部件。
17.如权利要求13所述的灯组件，其中所述固态光元件包括准直光学器件，该准直光学器件被选择成能在所述安装表面的所有不同角度上均提供一致的角强度。
18.如权利要求13所述的灯组件，其中所述输出图相对于所述灯组件的中心线不对称。
19.如权利要求18所述的灯组件，其中所述不对称的输出图包括第一照明区域和小于该第一照明区域的第二照明区域。
20.如权利要求18所述的灯组件，其中所述不对称输出图包括第一照明区域和基本与该第一照明区域面积相同的第二照明区域。
21.如权利要求20所述的灯组件，其中所述第一照明区域偏离所述第二照明区域。
22.一种灯组件，包括
外壳，具有从该灯组件向被所述灯组件照明的表面基本垂直地延伸的主轴，该外壳包括多个安装表面；
安装到所述安装表面的多个固态灯元件；以及
安装到所述固态灯元件的至少一个子集的多个准直部件，对从各自的灯元件输出的光进行准直；以及
安装到所述准直部件的至少一个子集的多个扩散光学器件，将从所述准直部件输出的光扩散成一定光束宽度，该光束宽度是基于从灯元件到将被该灯元件照明的物体的距离选择出的。
23.如权利要求22所述的灯组件，其中所述多个固态灯元件中的每一个提供了光束，来自所述多个固态灯元件的多个光束结合起来以提供合成的照明图。
24.如权利要求22所述的灯组件，其中所述安装表面相对所述主轴成多于五个的不同角度。
25.如权利要求22所述的灯组件，其中所述安装表面相对于所述主轴成多于10个的不同角度。
26.如权利要求22所述的灯组件，其中所述准直部件将由所述灯元件输出的光准直成光束角大致小于5度。
27.一种由固态发光组件生成期望的照明图的方法，包括：
将从多个不同固态灯元件输出的光模拟成矢量，每个矢量的方向是基于相应的灯元件输出的中心瓣的指向确定的，并且每个矢量的长度是基于灯元件的峰值照明的强度确定的；
确定从发光组件输出的期望的强度图；以及
确定多个指向矢量的方向和长度，以获得期望的强度图。
28.如权利要求27所述的方法，进一步包括：
基于已被确定的多个指向矢量的方向和长度，确定所述发光组件的外壳的配置。
29.如权利要求27所述的方法，其中固态发光元件和关联的准直元件是基于关联的指向矢量的长度选择的。
30.如权利要求29所述的方法，其中所述发光元件被安装到的表面的角度是基于所述关联的指向矢量的方向确定的。
31.如权利要求27所述的方法，其中所述期望的强度图具有的密度均匀性比由白炽灯或气体放电灯提供的均匀性更强。
32.如权利要求27所述的方法，其中所述指向矢量包括至少五个不同方向的矢量。
33.如权利要求27所述的方法，其中所述指向矢量包括至少十个不同方向的矢量。
34.如权利要求27所述的方法，其中固态发光元件和关联的准直元件被选择成能提供在多个灯元件中基本一致的角强度。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104696751A (zh) * 2015-03-09 2015-06-10 苏州昆仑工业设计有限公司 一种多层次新型灯
CN105051451A (zh) * 2012-07-09 2015-11-11 伊沃卢西亚照明股份有限公司 具有由多个光源和模块化折射器合成的光输出图案的照明单元
CN105121954A (zh) * 2012-07-09 2015-12-02 伊沃卢西亚照明股份有限公司 用于构造一种通用照明设备的方法和装置
CN106136494A (zh) * 2016-09-09 2016-11-23 广东乐源数字技术有限公司 一种可实现触控复位的智能手环
CN109073209A (zh) * 2016-04-19 2018-12-21 豪倍公司 壁装灯具和用于灯具的热插入件
CN111692539A (zh) * 2020-05-11 2020-09-22 弗曦照明设计(北京)有限公司 一种多维度发光led媒体立面线性灯

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010003126A2 (en) 2008-07-02 2010-01-07 Sunovia Energy Technologies, Inc. Light unit with light output pattern synthesized from multiple light sources
US20120051055A1 (en) * 2009-04-28 2012-03-01 Sunovia Energy Technologies, Inc. Retrofit system for converting an existing luminaire into a solid state lighting luminaire
JP2011222514A (ja) * 2010-04-11 2011-11-04 Sd Hess Lighting Kk Ｌｅｄ照明装置
US10883702B2 (en) 2010-08-31 2021-01-05 Ideal Industries Lighting Llc Troffer-style fixture
US9581312B2 (en) 2010-12-06 2017-02-28 Cree, Inc. LED light fixtures having elongated prismatic lenses
US9494293B2 (en) 2010-12-06 2016-11-15 Cree, Inc. Troffer-style optical assembly
CN102147289A (zh) * 2011-01-14 2011-08-10 上海理工大学 一种便携式光谱仪照明系统
US10823347B2 (en) 2011-07-24 2020-11-03 Ideal Industries Lighting Llc Modular indirect suspended/ceiling mount fixture
KR101377144B1 (ko) * 2011-10-05 2014-03-27 주식회사 케이엠더블유 엘이디 조명장치의 조명방법
US9423117B2 (en) 2011-12-30 2016-08-23 Cree, Inc. LED fixture with heat pipe
US10544925B2 (en) 2012-01-06 2020-01-28 Ideal Industries Lighting Llc Mounting system for retrofit light installation into existing light fixtures
US9777897B2 (en) 2012-02-07 2017-10-03 Cree, Inc. Multiple panel troffer-style fixture
US9310038B2 (en) 2012-03-23 2016-04-12 Cree, Inc. LED fixture with integrated driver circuitry
US9494294B2 (en) 2012-03-23 2016-11-15 Cree, Inc. Modular indirect troffer
US10054274B2 (en) 2012-03-23 2018-08-21 Cree, Inc. Direct attach ceiling-mounted solid state downlights
US9360185B2 (en) * 2012-04-09 2016-06-07 Cree, Inc. Variable beam angle directional lighting fixture assembly
DE102012007301A1 (de) * 2012-04-10 2013-10-10 Erco Gmbh Kollimatoroptik-System
US9874322B2 (en) 2012-04-10 2018-01-23 Cree, Inc. Lensed troffer-style light fixture
US9285099B2 (en) 2012-04-23 2016-03-15 Cree, Inc. Parabolic troffer-style light fixture
US8974077B2 (en) 2012-07-30 2015-03-10 Ultravision Technologies, Llc Heat sink for LED light source
US9374870B2 (en) 2012-09-12 2016-06-21 Sensity Systems Inc. Networked lighting infrastructure for sensing applications
US9582671B2 (en) 2014-03-06 2017-02-28 Sensity Systems Inc. Security and data privacy for lighting sensory networks
US9797565B2 (en) 2012-10-31 2017-10-24 Thomas & Betts International Llc LED engine for emergency lighting
US9754807B2 (en) * 2013-03-12 2017-09-05 Applied Materials, Inc. High density solid state light source array
US10648643B2 (en) 2013-03-14 2020-05-12 Ideal Industries Lighting Llc Door frame troffer
US10030852B2 (en) * 2013-03-15 2018-07-24 Kenall Manufacturing Company Downwardly directing spatial lighting system
US9052075B2 (en) 2013-03-15 2015-06-09 Cree, Inc. Standardized troffer fixture
US9494844B2 (en) * 2013-03-25 2016-11-15 Applied Minds Llc Light source for video communication device
US9933297B2 (en) 2013-03-26 2018-04-03 Sensity Systems Inc. System and method for planning and monitoring a light sensory network
WO2014160708A1 (en) 2013-03-26 2014-10-02 Sensity Systems, Inc. Sensor nodes with multicast transmissions in lighting sensory network
US20140293603A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-02 Sensity Systems, Inc. Led light bulb replacement with adjustable light distribution
USD786471S1 (en) 2013-09-06 2017-05-09 Cree, Inc. Troffer-style light fixture
USD772465S1 (en) 2014-02-02 2016-11-22 Cree Hong Kong Limited Troffer-style fixture
USD807556S1 (en) 2014-02-02 2018-01-09 Cree Hong Kong Limited Troffer-style fixture
US10451253B2 (en) 2014-02-02 2019-10-22 Ideal Industries Lighting Llc Troffer-style fixture with LED strips
USD749768S1 (en) 2014-02-06 2016-02-16 Cree, Inc. Troffer-style light fixture with sensors
US9746370B2 (en) 2014-02-26 2017-08-29 Sensity Systems Inc. Method and apparatus for measuring illumination characteristics of a luminaire
US10417570B2 (en) 2014-03-06 2019-09-17 Verizon Patent And Licensing Inc. Systems and methods for probabilistic semantic sensing in a sensory network
US10362112B2 (en) 2014-03-06 2019-07-23 Verizon Patent And Licensing Inc. Application environment for lighting sensory networks
US10527225B2 (en) 2014-03-25 2020-01-07 Ideal Industries, Llc Frame and lens upgrade kits for lighting fixtures
CN104132316A (zh) 2014-07-23 2014-11-05 苏州吉视电子科技有限公司 一种工业检测用led光源
US10012354B2 (en) 2015-06-26 2018-07-03 Cree, Inc. Adjustable retrofit LED troffer
FI129663B (en) 2019-11-20 2022-06-15 Procemex Oy Ltd LED matrix lighting device
US11739910B2 (en) 2019-12-16 2023-08-29 Lumileds Llc LED arrays with self-stabilizing torch functions
US12287083B2 (en) 2023-01-31 2025-04-29 Qualite Sports Lighting, Llc Custom composite beam light assembly

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1404630A (zh) * 2000-12-22 2003-03-19 皇家菲利浦电子有限公司 Led模块
US20070127245A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-07 3M Innovative Properties Company Illumination system incorporating collimated light source
TWM321587U (en) * 2007-05-15 2007-11-01 Tsung-Yi Lin LED-based light source having multiple coverage
CN101144589A (zh) * 2007-08-24 2008-03-19 李斯嘉 高亮度大功率led路灯
CN201057603Y (zh) * 2005-11-02 2008-05-07 李洲科技股份有限公司 发光二极体模组的结构改良
CN201066094Y (zh) * 2007-05-11 2008-05-28 宁波安迪光电科技有限公司 Led照明装置

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4041306A (en) * 1975-12-15 1977-08-09 Kim Lighting, Inc. Luminaire and reflector therefor
US4694382A (en) 1986-12-23 1987-09-15 Hubbell Incorporated Reflector for roadway lighting luminaire
US5497306A (en) * 1993-02-01 1996-03-05 Donnelly Corporation Exterior vehicle security light
US5622427A (en) 1993-09-03 1997-04-22 Simplex Time Recorder Company Emergency strobe light
US5803590A (en) 1996-03-08 1998-09-08 Thomas & Betts Corporation Roadway luminaire
TW330233B (en) * 1997-01-23 1998-04-21 Philips Eloctronics N V Luminary
AU138395S (en) 1998-07-02 1999-09-14 Financiere Des Applications De Lelectricite N V Reflector for lamps
EP1148860A4 (en) * 1998-12-17 2002-10-09 Getinge Castle Inc LIGHTING SYSTEM FOR SURGICAL FACILITIES
US7152996B2 (en) 2001-04-27 2006-12-26 Altman Stage Lighting Co., Inc. Diode lighting system
JP2004200102A (ja) * 2002-12-20 2004-07-15 Kankyo Shomei:Kk 白色発光ダイオード屋外照明器具
JP4206773B2 (ja) * 2003-02-13 2009-01-14 東芝ライテック株式会社 照明器具
KR100559076B1 (ko) * 2003-06-13 2006-03-10 에이티아이 주식회사 엘이디 조명장치
JP3787148B1 (ja) * 2005-09-06 2006-06-21 株式会社未来 照明ユニット及び照明装置
KR101063269B1 (ko) * 2004-12-21 2011-09-07 엘지전자 주식회사 엘이디 조명 장치 및 광학시스템
US20060203338A1 (en) * 2005-03-12 2006-09-14 Polaris Sensor Technologies, Inc. System and method for dual stacked panel display
US7261440B2 (en) 2005-03-31 2007-08-28 Honeywell International, Inc. Axis symmetric specular reflector
JP4715430B2 (ja) * 2005-09-29 2011-07-06 岩崎電気株式会社 道路照明装置
US7445363B2 (en) 2005-09-29 2008-11-04 Lsi Industries, Inc. Self-standing reflector for a luminaire
US7278761B2 (en) 2005-10-06 2007-10-09 Thermalking Technology International Co. Heat dissipating pole illumination device
TWI303302B (en) 2005-10-18 2008-11-21 Nat Univ Tsing Hua Heat dissipation devices for led lamps
KR20080080327A (ko) * 2005-11-21 2008-09-03 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 조명 장치
US7281820B2 (en) * 2006-01-10 2007-10-16 Bayco Products, Ltd. Lighting module assembly and method for a compact lighting device
ES2373122T3 (es) * 2006-02-20 2012-01-31 Stanley Electric Co., Ltd. Dispositivo de iluminación.
JP4730142B2 (ja) * 2006-03-06 2011-07-20 岩崎電気株式会社 照明装置
US20070253198A1 (en) 2006-04-29 2007-11-01 Steven John Pelegrin Street light
JP5052039B2 (ja) 2006-05-22 2012-10-17 三菱電機株式会社 光源装置
US7766508B2 (en) * 2006-09-12 2010-08-03 Cree, Inc. LED lighting fixture
JP2008098088A (ja) * 2006-10-16 2008-04-24 Mirai:Kk 広域照明装置
JP2008108674A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Stanley Electric Co Ltd Ｌｅｄ照明灯具
US7434959B1 (en) 2007-08-14 2008-10-14 Augux Co., Ltd. LED lamp device
JP3137249U (ja) * 2007-09-07 2007-11-15 奥古斯丁科技股▲ふん▼有限公司 Ｌｅｄ灯具
US7950821B1 (en) 2007-10-26 2011-05-31 Georgitsis Anthony C Auxiliary lighting systems
DE102008036020A1 (de) 2007-12-18 2009-06-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Modul und Beleuchtungsvorrichtung
KR100999161B1 (ko) * 2008-01-15 2010-12-07 주식회사 아모럭스 발광 다이오드를 사용한 조명장치
US20090213588A1 (en) 2008-02-14 2009-08-27 Robert Joel Manes Outdoor luminaire using light emitting diodes
USD578697S1 (en) 2008-03-21 2008-10-14 Foxconn Technology Co., Ltd. LED lamp
KR100945732B1 (ko) 2008-06-04 2010-03-05 (주)유양디앤유 Ｌｅｄ용 렌즈매트릭스를 이용한 실외등, 보안등, 터널등, 공원등, 경계등, 산업용 투광등 및 가로등
US7641363B1 (en) 2008-06-16 2010-01-05 Li-Hong Technological Co., Ltd. LED streetlight structure
TWM345929U (en) 2008-07-02 2008-12-01 Tyc Brother Ind Co Ltd Street lamp with enhanced lighting efficiency
WO2010003126A2 (en) 2008-07-02 2010-01-07 Sunovia Energy Technologies, Inc. Light unit with light output pattern synthesized from multiple light sources
USD615234S1 (en) 2008-12-16 2010-05-04 Schreder, S.A. Outdoor lighting fixture
CA131073S (en) 2009-01-12 2010-05-18 Enel Sole Srl Lamp for road lighting
CN101556023A (zh) 2009-05-14 2009-10-14 上海广电光电子有限公司 带广角透镜的led光源
KR100950574B1 (ko) 2009-07-29 2010-04-01 주식회사 아이에스시테크놀러지 아웃도어용 전등
KR101066667B1 (ko) 2009-09-23 2011-09-21 김진태 엘이디 가로등
USD624685S1 (en) 2009-12-15 2010-09-28 U.S. Energy Technologies, Inc. Street light
KR101106273B1 (ko) 2010-02-03 2012-01-18 주식회사 아모럭스 블록 조립 구조를 갖는 ｌｅｄ 조명장치
DE102010001860A1 (de) 2010-02-11 2011-08-11 ewo srl/Gmbh, BZ Leuchtmodul zur Verkehrswegebeleuchtung und Verkehrswegeleuchte
USD628334S1 (en) 2010-02-17 2010-11-30 Toshiba Lighting & Technology Corporation Streetlight
JP5827104B2 (ja) 2010-11-19 2015-12-02 株式会社半導体エネルギー研究所 照明装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1404630A (zh) * 2000-12-22 2003-03-19 皇家菲利浦电子有限公司 Led模块
CN201057603Y (zh) * 2005-11-02 2008-05-07 李洲科技股份有限公司 发光二极体模组的结构改良
US20070127245A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-07 3M Innovative Properties Company Illumination system incorporating collimated light source
CN201066094Y (zh) * 2007-05-11 2008-05-28 宁波安迪光电科技有限公司 Led照明装置
TWM321587U (en) * 2007-05-15 2007-11-01 Tsung-Yi Lin LED-based light source having multiple coverage
CN101144589A (zh) * 2007-08-24 2008-03-19 李斯嘉 高亮度大功率led路灯

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105051451A (zh) * 2012-07-09 2015-11-11 伊沃卢西亚照明股份有限公司 具有由多个光源和模块化折射器合成的光输出图案的照明单元
CN105121954A (zh) * 2012-07-09 2015-12-02 伊沃卢西亚照明股份有限公司 用于构造一种通用照明设备的方法和装置
CN104696751A (zh) * 2015-03-09 2015-06-10 苏州昆仑工业设计有限公司 一种多层次新型灯
CN109073209A (zh) * 2016-04-19 2018-12-21 豪倍公司 壁装灯具和用于灯具的热插入件
CN109073209B (zh) * 2016-04-19 2022-06-03 豪倍照明公司 壁装灯具和用于灯具的热插入件
CN106136494A (zh) * 2016-09-09 2016-11-23 广东乐源数字技术有限公司 一种可实现触控复位的智能手环
CN106136494B (zh) * 2016-09-09 2018-02-27 广东乐源数字技术有限公司 一种可实现触控复位的智能手环
CN111692539A (zh) * 2020-05-11 2020-09-22 弗曦照明设计(北京)有限公司 一种多维度发光led媒体立面线性灯

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