[发明专利]照明设备和适合用于这种照明设备的透镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括光源和位于光源前面的透镜的照明设备，该透镜在面向光源的侧上设有光入射表面且在远离光源的侧上设有光出射表面。

本发明还涉及一种透镜。

背景技术

从EP2009345 A2中获知的这种照明设备包括具有布置在外围边缘周围的第一光学折射元件和位于透镜中心的第二光学折射元件。反射器位于诸如发光二极管（LED）之类的光源与透镜之间。LED的光的向前发射的部分直接前往透镜，同时侧向发射的部分在其前往透镜之前被反射器反射。

该已知照明设备的缺点在于，透镜的感知亮度（luminance）与光源的亮度具有相同的量级。在高功率LED的情况下，照明设备将发射强烈且炫目的光。

由于LED的极高亮度的原因，这种具有高功率LED的照明设备用于一般的室内照明是困难的。为了避免观看者直接暴露于LED的高亮度下，可以添加亮度变换器。然而，这样的亮度变换器具有以下缺点：它们导致光学效率降低和照明设备的成本增加。

发明内容

本发明的目的是提供具有简单结构、相对较高的光学效率和用于避免眩光的亮度变换的照明设备。

该目的是利用根据本发明的照明设备实现的，因为透镜包括若干带状互连的细长光导元件，其第一端和间隔开的第二端分别包括光入射表面和光出射表面，并且由光源发射的光束在细长的光导元件中通过全内反射而被从第一端传输到间隔开的第二端。

由于带状细长的光导元件和间隔开的第二端的原因，获得具有开放结构的透镜。由于带状细长光导元件的原因，在第一方向上从第一端到第二端的长度与在垂直于第一方向的第二方向上细长光导元件的长度处于相同的量级或比其小得多。该开放结构提供与光入射表面相比相对较大的光出射表面。光源的视亮度（brightness）在相对较大的光出射表面上分布，由此观察到的视亮度强烈减少。来自光源的光束通过全内反射而被传输，由此获得透镜的高光学效率。具有这种透镜的照明设备适用于广泛的室内和室外应用。

根据本发明的照明设备的实施例的特征在于细长光导元件的至少带状第二端相互平行地延伸。

以此方式，光出射表面将具有矩形形状，由此由照明设备发射的光可能看起来类似于由细长的荧光管发射的光。

优选地，细长的光导元件相互平行地从第一端向第二端延伸，这使得借助于挤压（extrusion）制造透镜成为可能，从而可以实现在垂直于第一方向的第二方向上从第一端到第二端的相对较大的长度。

具有这种透镜的设备适合作为用于商店照明的光线或用于公共汽车、火车或飞机的光线或隧道照明。这种透镜也适合用于防水照明器，因为只有一个或多个LED所在的小入射区域连同两侧端部必须是防水的。

根据本发明的照明设备的另一个实施例的特征在于至少细长光导元件的第二端是相对于彼此同心地定位的环形带。

以此方式，光出射表面将具有圆柱形形状，由此由照明设备发射的光可以看起来类似于由白炽灯泡发射的光。

优选地，细长光导元件从第一端到第二端是环形的，使得每个细长光导元件是杯状的。

具有这种透镜的设备适合用于居家照明或作为用于办公室照明或商店照明的向下照射的灯（downlighter）。

根据本发明的照明设备的又一个实施例的特征在于细长光导元件的至少一部分至少在第一端和/或第二端附近相互连接。

因此，可以获得连续的光入射表面和/或出射表面，假设透镜具有平滑的外观。细长光导元件互连的区域优选地尽可能小以防止细长光导元件中全内反射的干扰。

根据本发明的照明设备的另一个实施例的特征在于透镜的光出射表面的面积是光源的发光面积的至少100倍且优选地是至少10000倍。

由于光出射表面相对于光源的发光表面的增大，获得感知亮度的减少。根据期望的亮度，选择光入射表面与发光表面之间的比率以及细长光导元件的数量和形状。

根据本发明的照明设备的另一个实施例的特征在于细长光导元件的第一端的表面基本上垂直于指向所述细长光导元件的光源的光束延伸。

由光源朝向细长光导元件发射的所有光将进入细长光导元件，使得光学效率将是最优的。

根据本发明的照明设备的又一个实施例的特征在于光出射表面具有倾斜的、凸的或凹的形状。

光出射表面的形状进一步改进了由照明设备发射的光、其视觉外观，并且在大的程度上确定了从照明设备出现的波束图。这对于束控制是重要的应用而言是特别有益的，例如在汽车头灯系统中，例如用于生成暗光束。