[发明专利]带有包括菲涅耳透镜和呈蜂窝状布置的非球面透镜的透镜系统的LED灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明效率提高的LED灯，该LED灯特别适合用作工作场所灯。为了本发明的目的，工作场所灯被定义为适合用于那些应用领域的灯，即，在这些应用领域中，低亮度容差和清晰定界边缘在光分布中是很重要的。这些应用领域可以是实验室中、办公室中、医疗设施中或机器照明系统中的特殊工作场所。然而，可能的应用领域并不限于此。根据本发明的LED灯的出众之处在于被准确限定的具有精确边缘的照明区域，该照明区域可以另外以模块化的方式构造并且能够借助于变焦元件来限制或扩大有待被照明的区域。

背景技术

不断改进光输出同时节约能量的需要通常构成了针对开发LED作为光源的需求。特别是高亮度LED允许在工业或医疗应用中使用，具体是用于有待被充分且均匀地照明的工作场所，诸如像实验室中、质量控制中或计量技术中或外科手术技术中。密集封装LED灯领域的进一步持续发展为此提供了先决条件。

从DE 102010004221 A1中已知的是，多种灯装备有设置在一个平面中的多个点型光源、特别是LED。还已知的是，将这些光源设置在一个或多个电路板上并且在光源上方以一个恒定的间距设置一个光漫射板，从而使得该光漫射板用作一个光密度积分器。

从WO 2011/032975 A1已知的一种LED灯元件，该LED灯元件是针对均匀光分布，并且其中一个细长的灯元件包括沿一个纵向方向设置的多个LED，其中优选地，在每个光源上方设置有一个透镜，从而使得这些光源用作漫射发射器。

还已知的是一种外科手术灯（例如来自DE 102004055839 A1），该外科手术灯是针对手术区的照明进行改进。

WO 2004/098857 A1描述了一种用于生产光散射成形零件的方法，该方法尤其能够带来廉价的生产成本及高的生产率。此外，同时该成品应当具有高的光学质量。

然而，这些已知的解决方案都不满足用于高度敏感的工作场所的均匀且准确可定界照明所需要的要求。此外，这类灯应当构造简单并且生产成本低廉。

发明内容

因此，本发明的目的在于开发一种改进的LED灯或一种LED灯系统，该LED灯或LED灯系统达成了改进照明效率的目的，并且具有非常小的亮度容差的特征，而且改进了物体和边缘的照明。

本发明的目的是通过一种灯或一种灯系统来实现的，该灯或灯系统的特征在于，辐射源为多个LED，这些LED被分配有用于聚焦和收集发射光的光学设备，从而使得以菲涅耳光学系统形式的一个光学系统被定位在光入射侧上，并且这些LED在光出射侧上被分配有多个呈六角形结构的非球面透镜。非球面透镜的尺寸和数量取决于使用该灯的特定要求和条件。光学设备优选由一种合适的光散射塑料（诸如PMMA）组成。优选地采用适合于此的一种注射模塑技术来实现光学设备的生产。被配置具有所需的角度和相互间距（LED与透镜之间）的一个光分布情况产生了具有最佳安装空间的最佳光照明。

具体实施方式

图1描绘了本发明的原理图示。这些LED2被设置在一个电路板3上。图2和图3示出了该LED灯的多个具体实施例。在一个特定实施例中，根据本发明的LED灯由至少一个监控二极管4控制，以用于亮度调节。在图2中，该示例性实施例具有多个被称为监控二极管的二极管，这些监控二极管被配置为光电二极管。所述监控二极管确定（测量）在这些LED与设置在其上方的该光学设备之间的相应的指定测量区域的亮度。可能的是通过合适的电子控制装置来捕获这些监控二极管的结果，从而使得所述测量结果与该灯或多个灯部分的预定值进行比较，并且使得这些LED在一个另外的步骤中被重新调整，以便获得亮度增强或变暗的效果。

也可能的是，使用合适的控制元件（未图示）通过一个对应的接口来达成接通和断开的目的。此外，该灯可以配备有一个捕获设备，该捕获设备读取这些监控二极管的老化情况并且如果有必要的话提示更换这些LED。例如，在要求非常精确和准确的照明的工作场所，如测量设施、样品检查等的情况下，这可能是重要的。

图4至图8示出了作为光引导元件的光学设备1，其中图4提供了光出射表面（具有非球面透镜的表面）的图示并且同时提供了部分的侧视图。在此很容易看出的是，连接到该光学设备底面的光入射元件与多个光出射元件的模块化构造。这些元件优选地根据非球面透镜的尺寸和数量配置成所希望的，并且由于该模块化构造的缘故，这些元件是可扩展的。