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CN111034361A - 可控光分布的照明装置 - Google Patents

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CN111034361A
CN111034361A CN201880055499.2A CN201880055499A CN111034361A CN 111034361 A CN111034361 A CN 111034361A CN 201880055499 A CN201880055499 A CN 201880055499A CN 111034361 A CN111034361 A CN 111034361A
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罗克珊·卡普拉拉
米歇尔·德尔沃
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Original Assignee
Schreder SA
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Abstract

一种照明设备，包括：支撑基板；安装在支撑基板上的多个子集，所述多个子集包括至少一个具有多个LED的第一子集和具有至少一个LED的第二子集；相应的多个透镜元件安装成使得每个子集由多个透镜元件中的一个透镜元件覆盖；其中，多个子集的LED分为多个组；其中，所述多个组至少包括：包括第一子集的至少一个LED和第二子集的至少一个LED的第一组LED，以及包括至少第一子集的至少一个LED的第二组LED；驱动和控制装置，其配置为选择性地驱动多组LED，其中同时驱动同一组的LED。

Description

可控光分布的照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置。特定实施例涉及一种具有可控光分布以适应期望用途的照明设备。
背景技术
LED装置具有越来越多的应用。能够发射白光的设备特别令人关注，因为它们有潜力替代传统光源，例如卤素灯，荧光灯，白炽灯。但是，对于室外使用的照明设备，例如照明器，根据需要照明的环境，通常具有不同设计的透镜元件、LED布置、照明器头、照明器底座，例如灯柱等。因此，在维修和更换过程中，需要储存大量不同的部件，导致了复杂的过程。
室外照明设备，特别是室外照明器，是指安装在例如道路、隧道、自行车道、行人通道或行人专用区中的照明器，并且尤其可用于公共领域的道路和居民区照明，以及私人停车场和通往私人建筑设施的道路照明。
对于室内照明，存在许多解决方案，其装置能够根据房间的所需气氛或特定的灯光模式来改变光束的方向或强度，以及改变灯光的颜色。然而，在本发明中，尽管可简化照明器的安装，但是对于户外使用而言具有可控的光分布的照明设备是未知的。在这种特定情况下，“可控光分布”是指照明设备，例如可以控制照明设备发出的光束的大小、形状和/或强度分布。同时，这样的照明设备将减少要存储的部件的数量，因为部件在不同类型的环境中可能是相同的，例如大道路或小道路。仅现场的光分布将需要适应用途。因此，需要具有可控制的光分布以呈现这些特性的照明设备。
US 2006/0291204公开了一种照明设备，该照明设备包括：定向成照亮工作现场的多个照明模块，布置在每个照明模块上的可独立控制的灯光的阵列，以及配置成单独控制布置在照明模块上的灯光以选择性地定义同心照明区域的照明控制器。
US 2016/0143101公开了一种用于操作一个或多个发光装置的系统和方法。响应于一个或多个发光装置的温度来调节由一个或多个发光装置提供的光的强度。
US 2017/0164439公开了一种具有可选择性调节的照明模式的照明系统。实施允许对照明器进行预定的调光，在定义的物理方向上进行调光以及对照明模式进行预定的调整。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种照明设备，该照明设备相对于其在不同环境中的安装在使用上更具多形式的。更特别地，本发明的实施例旨在提供一种照明设备，该照明设备的光分布是可控制的以适应各种照明条件。
根据本发明的第一方面，提供了一种照明设备。该照明设备包括：
-支撑基板；
-安装在支撑基板上的多个子集，所述多个子集至少包括具有多个LED的第一子集和具有至少一个LED的第二子集；
-相应的多个透镜元件，所述相应的多个透镜元件安装成使得每个子集由多个透镜元件中的一个透镜元件覆盖；
-其中，多个子集的LED分为多个组；
-其中多个组至少包括：
-第一组LED，包括第一子集的至少一个LED和第二子集的至少一个LED；
-第二组LED，包括至少第一子集的至少一个LED；
-驱动和控制装置，其配置为选择性地驱动多组LED，其中同一组的LED被同时驱动。
本发明的实施例尤其是基于这样的见解，即不同的室外照明情况通常需要具有不同特定特征的不同照明器，例如特定类型的LED，设置在支撑基板上的特定2D布置内，并通过特定的布线，以及特定的光学装置(即透镜、反射镜、准直仪等)彼此连接。安装不同类型的照明器会使安装任务不必要地复杂。此外，它增加了必须存储许多不同部件以进行生产和/或维护的缺点。如上所述的照明设备克服了这个问题。
在本发明的照明设备中，多个LED分为多个组。相对于驱动和控制装置来组织多个组。每个组可以由驱动和控制装置选择性地驱动。
选择性地驱动提供给每组LED的电源将允许控制照明设备的光分布。实际上，驱动和控制装置将允许驱动第一组LED和/或第二组LED。要注意的是，多个组的一部分或全部可以在共享的时间范围内接通，并且可以由驱动和控制装置独立地驱动。因此，照明设备可以根据由驱动和控制装置驱动的多个组中的哪个组以及如何驱动一个或多个组来发射具有不同尺寸、形状和/或强度分布的光束。例如，可能存在第一组LED，其包括LED第一子集的至少一个LED和LED第二子集的至少一个LED；第一组可以由第一驱动电流驱动。可能存在第二组LED，其包括至少LED第一子集中的至少一个LED；第二组可以由与第一驱动电流相似或不同的第二驱动电流驱动，并且可以在与LED第一子集相似或不同的时间范围内驱动。它使照明设备非常通用，并且不需要在不同的室外照明情况下使用不同的照明器。而且，与适用于特定室外照明情况的不同现有照明器相比，本发明的照明设备可以提供更大和更连续的光分布范围。
此外，根据本发明的照明设备的示例性实施例还具有如下优点，一旦安装在其最终的室外位置，便能够根据其环境中发生的变化随时间改变其光分布。例如，室外照明设备的特定实施例的光分布未以最佳方式定向，或例如由于计划外的力而导致定向发生变化时，例如异常大的风的影响照明设备底座附近的负载或由于沉降现象而导致的负载，可以很容易地调整。此外，利用这种照明设备的实施例，例如可以在雨天期间用湿的且高反射率的道路表面来适应其光分布，以使得交通不混乱。此外，照明设备的另一实施例使得可以调整其光分布，以便将一部分光通量暂时偏转到正常未照明的部分上。因此，例如可以通过改变骑自行车者或行人通过期间的光分布来照亮人行道或自行车道。因此，在本发明的实施例中的照明设备中的可变的光分布可以用于实现对相应室外情况的更安全且同时更节能的照明。
US 2006/291204没有公开提供多个透镜元件，其被安装为使得每个子集由多个透镜元件中的对应透镜元件覆盖。在US 2006/291204中，照明设备的光分布的变化不是在单个透镜水平上发生，而是在照明区域的水平上发生。
根据一个优选实施例，驱动和控制装置配置为根据包括至少以下各项的多个控制方案来控制多个组：
-第一控制方案，其中接通多个组；
-第二控制方案，其中断开多个组中的至少一组LED，并且接通所述多个组中的至少一组LED。
以这种方式，照明设备可以用于至少两种不同照明情况的两种不同控制方案中。多个组接通的第一控制方案将允许适应第一照明情况。第二控制方案，其中断开多个组中的至少一组LED，并且接通多个组中的至少一组LED，将允许适应第二照明情况。接通或断开某些LED会改变光的分布。光分布包括光束的大小和形状，以及其强度分布。
根据一个示例性实施例，多个控制方案还包括：
-第三控制方案，其中，以暗的强度接通多个组中的至少一组LED。
这样，可以通过控制所使用的LED的强度来改变光分布。例如，可以以低于LED的最大驱动电流的电流来驱动一组或更多组LED，使得可以根据期望的用途达到光强度。在可能的控制方案中，多组LED中的一些但不是全部可以处于暗淡状态，而另一组或更多组LED以不暗淡状态接通或断开。在另一种可能的控制方案中，多个组中的第一组可以处于第一暗淡状态，并且第二组可以处于与第一暗淡状态不同的第二暗淡状态。
根据示例性实施例，多个子集的每个子集具有相同数量的LED。
这样，照明设备的制造更加简单。另外，它可以使整体强度分布更均匀。这可以使多个LED更容易和更系统地组织成组。
根据优选实施例，驱动和控制装置可以包括：
-数字通信接口，其配置为接收用于执行对多个组的驱动的控制的信号。
这样，可以通过配置为接收外部控制信号的无线或有线数字通信接口来实现控制。
根据示例性实施例，驱动和控制装置包括以下的至少一个：
-用于驱动第一组LED的第一驱动器和用于驱动第二组LED的第二驱动器，优选地是多通道驱动器，其包括用于驱动第一组LED的第一驱动器和用于驱动第二组LED的第二驱动器；
-第一组LED和第二组LED共有的驱动器，以及多个可控开关元件，该可控开关元件布置成被控制地选择性地仅驱动第一组LED或仅驱动第二组LED，或一起驱动第一组LED和第二组LED。
以这种方式，可以使用不同的选择来实现驱动和控制装置的作用。根据第一种选择，每组LED可由其各自的驱动器驱动，以增加光分布的多样性。此外，每个驱动器可以与各自的调光器相关联。优选地，各个驱动器将是多通道驱动器中的多个驱动元件。这可以是外部可调光多通道驱动器，其可以允许对第一组LED和/或第二组LED执行调光以实现不同的调光分布。根据第二种选择，单个驱动器可以用于所有组的LED以及多个可控开关元件，以采用更简单的技术方法来获得不同的控制方案。然后，可控开关元件可以手动地或通过数字控制器来控制。控制器和多个驱动器可以设计为支撑基板上的一个或多个集成电路。
根据示例性实施例，多个子集包括至少三个LED子集，优选地四个LED子集。
优选地，在该特定实施例中，第一组LED包括来自每个子集的至少一个LED。
这样，可以达到总强度范围和/或提高照明设备的多功能性。根据期望的用途，它还可以提供更容易的设备可伸缩性。
根据优选实施例，多组LED包括至少三组LED，优选地至少四组LED。
以这种方式，增加了光分布的多样性并且改善了照明设备的多功能性。
根据优选实施例，包括在第一组中的第一子集的至少一个LED与包括在第二组中的第一子集的至少一个LED不同。更一般地说，优选地，多个组彼此不重叠。
以这种方式，驱动和控制装置可以更简单。
根据示例性实施例，多个透镜元件中的每个包括自由形式的透镜元件，该自由形式的透镜元件具有位于相对侧上的第一表面和第二表面，其中第一表面是凸面，而第二表面是凹面。
这样，放置在透镜元件的第二表面侧上的临近透镜元件的光轴的LED使其发射的光被扩散。透镜元件的形状和透镜元件相对于LED的位置将影响光的分布和强度分布，因此必须根据照明设备的预期用途加以考虑。
根据优选的实施例，透镜元件具有不同于最大横向尺寸的最大纵向尺寸。
以这种方式，与如果透镜元件具有例如球面镜的旋转对称性相比，通过改变与透镜元件相关联的某个LED的光强度可以更容易地改变光束形状。要注意的是，也可以存在其他光学元件，例如反射器、漫射器和/或滤光器。同样，那些其他光学元件，如果是可调节的，则可以在组水平上进行调节。
根据示例性实施例，至少第一子集布置为具有至少两行LED和至少两列LED的LED阵列。在优选的实施例中，每个子集布置为具有至少两行LED和至少两列LED的LED阵列。
这样，简化了多个LED在支撑基板上的安装和连接。在这样的实施例中，多个控制方案可以包括一种控制方案，其中断开第一子集的至少两行LED的一行，并且接通该第一子集的至少两行LED的至少另一行。
在特定实施例中，每个子集布置为具有至少两行LED和至少两列LED的LED阵列；另一控制方案可以是这样的控制方案，其中断开多个子集的至少两行LED中的一行，并且接通多个子集的至少两行LED中的至少另一行。
以这种方式，第一LED子集作为阵列的组织允许基于更容易定义的LED阵列的行的第四控制方案。基于LED阵列的列，还可以有另一种控制方案。
根据示例性实施例，第一组LED包括第一子集的至少两行LED中的第一行LED，并且第二组LED包括第一子集的至少两行LED中的第二行LED。
根据优选的实施例，第一组LED包括多个子集的第一行LED，并且第二组LED包括多个子集的第二行LED。
这样，更容易根据LED阵列的行将LED子集划分为组。还可以根据LED阵列的列进行其他分组划分。
根据优选的实施例，每个子集包括至少4个LED，优选地6个LED，更优选地9个LED，并且最优选地12个LED。
以这种方式，照明设备的光分布可能性的数量增加。还可以将LED子集组织为至少两行或两列的阵列。对于更多数量的LED，可以定义更多数量的不同组，从而增加了照明设备的多功能性。
根据示例性实施例，多个子集配置为发射具有基本相同颜色的光。
这样，配置光分布时必须考虑较少数量的参数。
在特定实施例中，多个子集中的每个LED发射的光之间的色相差可以等于或小于九个麦克亚当(MacAdam)椭圆，优选地等于或小于七个麦克亚当椭圆，更优选地等于或小于五个麦克亚当椭圆。
根据一个优选实施例，多个组中的每个组包括每个子集的至少一个LED，所述至少一个LED优选地类似地位于每个子集中。以这种方式，可以更容易地复制与透镜元件相关联的LED子集的光分布。
在其他实施例中，所述至少一个LED可以在子集中的不同位置。更一般地说，任何规则或不规则分组均落入本发明的范围内。例如，可以将不同子集的相同颜色的LED放在同一组中。如果相同颜色的LED位于子集中的不同位置，则多个组中的每一组可以包括特定颜色的每个子集的至少一个LED，所述至少一个LED位于不同子集中的不同位置。
技术人员将理解，上文描述的照明设备实施例的技术考量和优点也可作必要的变通而适用于以下所述的相应照明器实施例。
根据优选的实施例，提供了一种具有根据照明设备的权利要求中的任一项所述的照明设备的照明器。
技术人员将理解，上文所述的照明设备实施例的技术考量和优点也可作必要的变通而适用于以下所述的相应方法实施例。
根据示例性实施例，提供了一种用于控制以上公开的照明设备的实施例中的任何一个的照明设备的方法。该方法包括控制多个LED的驱动以选择性地驱动多组LED，以同时驱动同一组的LED。
要注意的是，该方法可以在照明设备中本地应用或部分地远程应用，例如在远程服务器中，在其中发送控制信号，例如无线或有线方式连接到接收接口，例如照明设备中的无线或有线数字通信接口。
根据示例性实施例，控制包括根据包括至少以下各项的多个控制方案来控制多个组：
-第一控制方案，其中接通多个组；
-第二控制方案，其中断开多个组中的至少一组LED，并且接通多个组中的至少一组LED。
优选地，还提供第三控制方案，其中，以调暗的强度接通多个组中的至少一组LED。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机程序，该计算机程序包括计算机可执行指令，以根据上述公开的任何一个实施例中的任何一个步骤，当该程序在计算机上运行时执行该方法。
本领域技术人员将理解，相对于照明设备和方法的实施例，上文公开的特征和优点也可作必要的变通而适用于计算机程序的实施例。
在示例性实施例中，支撑基板是印刷电路板(PCB)。支撑基板将充当用于连接LED的金属迹线的支撑，并消散在照明设备工作期间LED产生的热量。多个LED分为多个子集。
优选地，组中的LED将被提供相同的功率以相似的强度发光。
优选地，多个子集的每个LED是多个组中的一组的一部分。
多个子集不必在每个子集中包括相同数量的LED。可能有一个子集包含多个LED，第二个子集仅包含一个LED。也可能有两个以上的子集。而且，多个组不必在每个组中包括相同数量的LED。
根据所需的最终应用，选择足够数量的LED和LED子集以从照明设备获得足够的照明。
优选地，子集以它们各自的光学中心彼此不同的方式安装在支撑基板上。实际上，可以安装相应的多个透镜元件，使得每个子集由多个透镜元件中的一个透镜元件覆盖。每个透镜元件根据透镜元件相对于LED子集的形状和位置散布其各自的LED子集发射的光。
附图说明
现在将参照示出本发明当前优选的实施例的附图来更详细地描述本发明的这个和其他方面。附图中相同的标号表示相同的特征。
图1示意性地示出了根据本发明的照明设备的示例性实施例的立体图；
图2示意性地示出了根据本发明的照明设备的另一示例性实施例；
图3和图3A示出了根据本发明的照明设备的示例性实施例的平面图，图3A示出了图3的实施例的具有相应透镜元件的子集的放大图；
图4A和图4B示出了根据本发明的照明设备的光分布设置的示例性实施例；
图5A和图5B进一步示出了根据本发明的照明设备的光分布设置的示例性实施例；
图6A至图6D示意性地示出了根据本发明的照明设备的其他示例性实施例。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的照明设备的示例性实施例的立体图。照明设备100包括支撑基板110，多个子集120和多个透镜元件131。在示例性实施例中，每个子集120包括多个LED 121，在所示的实施例中包括两个LED 121。多个透镜元件131安装成使得每个子集120由透镜元件131覆盖。
在图1所示的示例性实施例中，透镜元件131的尺寸和形状相似。在另一个示例性实施例中，透镜元件131彼此不同。
透镜元件131在其可以不包括球形部分的意义上可以是自由形式。
透镜元件131包括位于相对侧上的第一表面和第二表面。第二表面朝向多个LED121。第一表面是凸面。第二表面是凹面，但是也可以是平面。
透镜元件131为透明或半透明材料。它们可以是光学级硅树脂、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。
如图1所示，虽然每个透镜元件131在对应的LED子集120上方居中，但是可以以其他方式配置，如下面将理解的。
图1所示的多个透镜元件131可以是整体形成的透镜模块的一部分。换句话说，可以将透镜元件131互连，以形成包括多个透镜元件131的透镜模块。例如通过注塑、铸造和传递模塑或其他合适的方式来形成透镜模块。可选地，透镜元件131可以例如通过上述任何一种技术分别地形成。
此外，将多个透镜元件131安装在LED子集120上的方法可以改变，例如，安装、结合或适当地直接连接到下面的LED 121上，或支撑基板130上，或在最终应用的结构中。
LED 121在支撑基板110上的LED子集120中彼此靠近安装。LED子集120可以隔开足以区分每个LED子集120的光学中心的距离。
LED 121可以布置为使得它们在LED子集120中的相应位置不对齐，如图1所示。
在另一个实施例中，参照图3，多个LED子集32是多芯片LED，其中每个LED子集32包括一个LED阵列。
尽管在图1中示出了每个子集120有两个LED 121，但是应当理解，根据本发明的实施例，可以使用额外的LED，例如三个、四个或更多。
LED 121或LED 121与各个透镜元件131之间的结合材料可以包括荧光涂层以产生期望的白光。
LED 121可以全部具有相同的颜色，例如，每个LED 121发射的光之间的色相差可以等于或小于五个麦克亚当椭圆。
支撑基板110可以是支撑金属迹线的印刷电路板(PCB)，该金属迹线在LED 121与支撑基板110之间进行电连接，同时提供用于在操作期间从LED 121散热的热路径。
图2示意性地示出了根据本发明的照明设备100的另一示例性实施例。如图2所示，多个子集120a、120b的LED 121被分成多个组211和212。第一组LED 211包括至少两个LED子集的LED 121，这里是第一子集120a和第二子集120b。在示出的示例中，第一组211包括第一子集120a的两个LED 121和第二子集120b的一个LED 121。第二组LED 212包括至少一个LED子集120a、120b中的至少一个LED 121。在所示的示例中，第二组212包括第二子集120b的一个LED 121。
驱动和控制装置210配置为选择性地驱动多个组211、212，其中同一组的LED 121被同时驱动。在示出的示例中，驱动和控制装置210的第一元件(未示出)配置为同时驱动第一组211的三个LED 121。而且，驱动和控制装置210的第二元件(未示出)配置为驱动第二组212的一个LED 121。
优选地，驱动和控制装置210配置为根据包括至少以下各项的多个控制方案来控制多个组211、212：
-第一控制方案，其中接通多个组120a、120b；在示例性实施例中，这将暗示所有LED 121都打开；
-第二控制方案，其中断开多个组211、212中的至少一组LED，并且接通多个组211、212中的至少一组LED；在示例性实施例中，例如仅接通第一组211的三个LED 121，而断开第二组212的LED 121。或者，断开第一组211的三个LED 121，而接通第二组212的LED121。
在另一种可能的控制方案中，第一组211的三个LED 121可以处于暗淡状态，而第二组212的LED 121以不暗淡的状态接通或断开。在另一可能的控制方案中，第二组212的LED 121处于暗淡状态，而以不暗淡状态接通或断开第一组211的三个LED 121。在又一可能的控制方案中，第一组211的三个LED可以处于第一暗淡状态，并且第二组212的LED可以处于与第一暗淡状态不同的第二暗淡状态。
图3和图3A示出了根据本发明的照明设备的示例性实施例的平面图。图3A示出了图3的实施例的具有相应透镜元件的子集的详细视图。照明设备30包括支撑基板31，多个子集32以及在此互连到透镜板34中的对应的多个透镜元件，透镜板34安装成使得每个子集32由透镜板34的透镜元件35覆盖。每个子集32包括LED阵列，这里是12个LED的3×4阵列，即，四行乘三列的阵列。在另一个实施例中，阵列包括更多或更少的LED。优选地，阵列包括至少4个LED(例如2×2或4×1或1×4)，更优选地至少6个LED(例如2×3或3×2或6×1或1×6)，甚至更优选地至少8个LED(例如4×2或2×4或8×1或1×8)，以及最优选的是至少12个LED(例如3×4或4×3或6×2、2×6)。
优选地，支撑基板31是印刷电路板(PCB，又称为印刷线路板，PWB)。LED阵列可以提供为多芯片LED 33。在图3所示的示例中，二十四个子集，即二十四个多芯片LED 33，以六行四列的阵列设置在PCB上。在另一个实施例中，可以提供更多或更少的LED子集32。优选地，提供至少两个子集，优选地至少三个子集，更优选地至少四个子集，甚至更优选地至少六个子集，并且最优选地至少八个子集。子集可以排列成阵列(如图所示)，但是也可以根据任何其他模式来提供，例如以圆形或玫瑰花结的形式。
电连接器36设置在PCB上，以将PCB连接到驱动和控制装置(未示出)。透镜板34安装在多个LED子集32上方，使得八个透镜元件35在八个对应的LED子集32的光学中心上方居中。
支撑基板31和透镜板34上提供有相应孔以允许将透镜板34直接安装到支撑基板31上。三个透镜板34可以并排安装以覆盖PCB上的所有LED子集32。
每个透镜元件35在尺寸和形状上相似。它们是光学级硅树脂的细长的自由形式镜片，例如具有透明的中央部分37和透明的较厚的环绕部分38。细长的自由形式镜片元件35的长度可以小于5cm。
图4A和图4B示出了根据本发明的照明设备的光分布设置的示例性实施例。照明设备30类似于图3和图3A其中之一。图4A详细示出了图3的子集32。在该实施例中，第一组、第二组、第三组和第四组LED可以分别由第一行LED 41、第二行LED 42、第三行LED 43和第四行LED 44形成。控制和驱动装置配置为根据多个控制方案选择性地驱动多组LED 33。该多个控制方案至少包括：第一控制方案，其中接通多个组(例如，所有接通子集的所有行41、42、43、44)，第二控制方案，其中断开多个组中的至少一组LED 33，并且接通多个组中的至少一组LED 33(例如，接通所有子集的第一行，并且断开其他行)，第三控制方案，其中以暗淡的强度(例如，第一行变暗)接通多个组中的至少一组LED 33。照明设备30可优选地以这样的方式定位，即LED 41-44的行相对于循环通道平行，例如照明设备30照明的道路、人行道、自行车道等。在示例性实施例中，电流调节可以由外部可调光的多通道驱动器执行，该外部可调光的多通道驱动器可以允许对每个单独的LED 33组执行调光(例如，第一行和第二行可以调暗而第三行和第四行不调暗)。控制方案可以如图4A所示：断开第一行LED 41，以其强度的100％接通后三行LED 42、43和44。可选地，后三行LED 42、43和44中的每行可以不暗淡状态或暗淡状态接通。图4B是示出根据图4A中描述的控制方案由照明设备30实现的光分布的曲线图。极坐标曲线示出相对于点光源以特定角度在不同垂直平面中的光强度，所述点光源等效于水平放置的照明设备，多个LED 32朝下。透镜元件35的纵轴48对应于0°和180°的角度。透镜元件35的横轴49对应于90°和270°的角度。更准确地，透镜元件的透明中央部分37的较窄端对应于90°的角度，并且透镜元件的透明中央部分37的较宽端对应于270°的角度。较窄的一端朝前，而较宽的一端朝后。
极坐标曲线是在不同的垂直平面中作为照明角度的函数绘制的，点光源的垂直方向为0°，点光源的水平方向为90°。从0°和5°处的曲线45和曲线46可以注意到，在平行于照明设备30的水平面中，光分布在向前方向上迅速变宽。然后，光线到达的越前，光分布越窄。从90°的曲线47可以注意到，向前发射的光多于向后发射的光。作为示例，当根据针对图4A所述的控制方案来驱动时，在9m的高度处包括该照明设备30的照明器头可能适合于7.6m宽的道路。
在另一实施例中，可以根据以下控制方案来控制与前段中描述的类似的照明器头：接通前三行LED 41、42和43，而断开最后一行LED 44。因此，光分布可以适合于5m宽的道路。但是，所产生的光分布也可能比使用先前的控制方案更宽，并且可能必须增加沿道路的两个照明器之间的距离。
图5A和图5B进一步示出了根据本发明的照明设备的光分布设置的示例性实施例。照明设备30类似于图3和图3A所示的其中之一。图5A详细示出了图3的子集32。在该实施例中，第一组、第二组和第三组LED可以分别由多个子集32的第一列LED51、第二列LED52和第三列LED53形成。在示例性实施例中，在图5和图4之间仅控制方案有所不同。该控制方案可以如图5A所示：以其强度的100％接通第一列LED 51和最后一列LED 53，而以其强度的50％接通中间列LED 52。接通LED的强度不限于其最大强度的0％，50％或100％。可以以最大强度的任意百分比打开LED，该强度表示为0到100之间的整数。
图5B是示出根据图5A中描述的控制方案由照明设备30实现的光分布的曲线图。从分别在0°和90°处的曲线55和曲线57可以注意到，可以获得具有向前发射的光比向后发射的光更多的光分布。此外，光分布在模拟的点光源的垂直方向上很宽。当根据针对图5A描述的控制方案来驱动时，在9m的高度处包括该照明设备30的照明器头可能适合于7m宽的道路。该光分布的优点可以是由于中间列LED 52的较低的光强度而降低了眩光指数。
技术人员将理解，可以根据预期用途以适当的方式实施各种控制方案以控制与多个透镜元件35相关联的多个LED 33的光分布。
图6A至图6D示意性地示出了根据本发明的照明设备的其他示例性实施例。图6A至图6C示出了可以以各种方式实现的与图2的实施例相似的示例性实施例。
控制器613、622、632、645可以包括有线或无线数字通信接口，该有线或无线数字通信接口配置为接收用于执行对多个组211和212的驱动的控制的外部信号。这可以是任何数字通信接口，例如DMX、DALI、蓝牙、Wifi、Zigbee、GPRS、LoRa等，配置为无线或有线方式接收信号。
如图6A所示，驱动和控制装置210可以包括：用于驱动第一组211的第一驱动器611和用于驱动第二组212的第二驱动器612，以及配置为控制第一驱动器611和第二驱动器612的控制器613。可选地，第一驱动器611和第二驱动器612可以与调光器相关联。
可替代地，如图6B所示，驱动和控制装置610可以包括第一组211和第二组212共有的驱动器621，多个可控开关元件623，其布置成被控制地选择性地驱动第一组211和/或第二组212，以及控制器622，其配置为控制多个可控开关元件623。可控开关元件可替代地可以手动地或经由数字通信接口来控制。
如图6C所示，电流调节可以由可调光的多通道驱动器631执行，该可调光的多通道驱动器631允许对LED 121的每个组211、212执行调光。多通道驱动器631可以由控制器632控制。在多通道驱动器631中，不同的驱动元件驱动不同组的LED 211、212。
优选地，控制器和多个驱动器可以设计为支撑基板上的一个或多个集成电路(IC)641、642、643、644和645，如图6D所示。
在根据本发明的另一个实施例中，可以有四个LED子集646、647、648和649，每个含四个LED 121。每个LED子集646、647、648和649可以设置有IC驱动器641、642、643和644，以驱动子集的LED 121。IC驱动器641、642、643和644可以由IC控制器645控制。IC驱动器641、642、643和644可以配置为执行多个组650中的每个LED 121的选择性驱动。由于每个LED121的选择性驱动，在示例性实施例中，可以更容易地重新定义多个组650，例如一列四个LED121。作为示例，多个组650可以由四个组组成，该四个组包括来自每个子集646、647、648和649的每一个LED 121，其类似地位于每个子集646、647、648和649中。
本领域技术人员将理解，可以根据预期用途以适当的方式实现各种控制方案以及控制和驱动装置210以控制多个LED 121的光分布。

Claims (20)

1.一种照明设备(100)，包括：
支撑基板(110)；
多个子集(120)，所述多个子集安装在所述支撑基板上，所述多个子集至少包括具有多个LED的第一子集和具有至少一个LED的第二子集；
其中，所述多个子集的LED(121)被分成多个组(211、212)；
其中，所述多个组至少包括：第一组LED(211)和第二组LED(212)，所述第一组LED(211)包括所述第一子集的至少一个LED和所述第二子集的至少一个LED；所述第二组LED(212)包括至少所述第一子集的至少一个LED；
相应的多个透镜元件(131)，所述相应的多个透镜元件安装成使得每个子集由所述多个透镜元件中的一个透镜元件覆盖；
驱动和控制装置(210)，所述驱动和控制装置配置为选择性地驱动所述多组LED，其中同一组的LED被同时驱动。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述驱动和控制装置(210)配置为根据多个控制方案来控制所述多个组，所述多个控制方案至少包括：
第一控制方案，其中接通所述多个组；
第二控制方案，其中断开所述多个组中的至少一组LED，并且接通所述多个组中的至少一组LED。
3.根据权利要求2所述的照明设备，其特征在于，所述多个控制方案还包括：
第三控制方案，其中以变暗的强度接通所述多个组中的至少一组LED。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述多个子集中的每个子集中具有相同数量的LED。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述驱动和控制装置(210)包括：
数字通信接口，所述数字通信接口配置为接收用于执行对所述多个组的驱动的控制的信号。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述驱动和控制装置(210)包括以下至少之一：
用于驱动所述第一组LED的第一驱动器和用于驱动所述第二组LED的第二驱动器，优选地是多通道驱动器，所述多通道驱动器包括用于驱动所述第一组LED的所述第一驱动器和用于驱动所述第二组LED的所述第二驱动器；
所述第一组LED和所述第二组LED共有的驱动器，以及多个可控开关元件，所述多个可控开关元件布置成被控制地选择性地仅驱动所述第一组LED，或仅驱动所述第二组LED，或一起驱动所述第一组LED和所述第二组LED。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述多个子集包括至少三个LED子集，优选地，四个LED子集。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述多组LED包括至少三组LED，优选地至少四组LED。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述多个透镜元件(131)中的每个包括自由形式的透镜元件，所述自由形式的透镜元件具有相对侧上的第一表面和第二表面，其中，所述第一表面是凸面，所述第二表面是凹面；其中所述第二表面朝向相应的LED子集的多个LED。
10.根据权利要求9所述的照明设备，其特征在于，所述透镜元件(131)具有与最大横向尺寸不同的最大纵向尺寸。
11.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其特征在于，至少所述第一子集布置为具有至少两行LED和至少两列LED的LED阵列。
12.根据权利要求11所述的照明设备，其特征在于，所述第一组LED的所述第一子集的至少一个LED包括所述第一子集的至少两行LED中的第一行LED，并且其中所述第二组LED的所述第一子集的至少一个LED包括所述第一子集的至少两行LED的第二行LED。
13.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其特征在于，每个子集包括至少4个LED，优选地6个LED，更优选地9个LED，并且最优选地12个LED。
14.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述多个子集配置为发射具有基本相同颜色的光。
15.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其特征在于，所述多个组中的每个组包括每个子集的至少一个LED，所述至少一个LED优选地类似地定位在每个子集中。
16.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的照明设备的照明器。
17.一种用于控制根据前述权利要求中的任一项所述的照明设备的方法，包括：控制所述多个LED的驱动以选择性地驱动所述多组LED，以同时驱动同一组的LED。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述控制包括根据至少包括以下内容的多个控制方案来控制所述多个组：
第一控制方案，其中接通所述多个组；
第二控制方案，其中断开所述多个组中的至少一组LED，并且接通所述多个组中的至少一组LED。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述多个控制方案还包括：
第三控制方案，其中以变暗的强度接通所述多个组中的至少一组LED。
20.一种计算机程序，包括计算机可执行指令，当所述程序在计算机上运行时，执行根据权利要求17至19中的任一项所述的方法。
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