[发明专利]用于控制光分布的混合透镜

说明书

一种用于将来自具有发射器轴线(14)的光发射器(12)的光主要向优选侧部(4)分布的透镜(10)。透镜(10)具有刻面输出区域、平滑输出表面(35)和至少一个反射表面，所述至少一个反射表面通过全内反射(TIR)向刻面输出区域反射光。刻面输出区域由成对的横向表面形成，其中每个横向表面重新定向所接收的光以提供复合光照模式。透镜(10)可以进一步具有刻面输入表面，该刻面输入表面至少部分地围绕发射器轴线(14)限定光输入腔体(21)。刻面输入区域由成对的横向表面形成，其中每个横向表面重新定向所接收的光。

技术领域

本发明涉及照明灯具，更特别地，涉及用于各种普通光照目的的LED照明灯具。更具体地，本发明涉及用于在LED照明灯具中所需的LED光分布的透镜的领域。

背景技术

近年来，用于各种普通照明目的的发光二极管(LED)的使用增加了，并且随着LED和LED阵列承载器件(称为“LED模块”)已经取得的进步，这一趋势加快了。事实上，曾经主要由使用高强度放电(HID)灯、卤素灯、紧凑荧光灯和其他光源的灯具来满足的照明需求，现在越来越多地开始由LED来满足。在LED开发领域，以及在尽可能多地有效利用从LED发射的光的领域，创造性的工作仍在继续。

众所周知，LED“封装件”通常由在基座上的LED部件(或者一簇LED)组成，该基座具有或者不具有“主透镜”，每个LED部件之上都具有透镜，以根据需要引导来自LED封装的光。(当与其一起使用的封装包括主透镜时，这种透镜有时被称为“辅助”透镜。)在这类透镜的领域中已经作出了开发努力，意图是以形成用于特定应用所需的照明模式的方式重新定向一些LED发射的光。然而，这种透镜倾向于缺失最需要的性能，因为一些LED发射的光丢失或者产生缺少所需特征(例如颜色和/或强度均匀性)的光照分布。

通常，来自LED的一些光发射的角度导致LED照明灯具提供不够理想和不充分有效的照明模式。一些现有透镜已经构造成防止不需要的光离开透镜，并且其他透镜构造成在这种光离开透镜后立即将其阻挡。尽管这些构造被认为是实现所需照明模式和防止所谓的照明“侵害”所必需的，但是它们倾向于导致LED照明器的光损失并降低效率。在照明灯具中使用由LED发射的光时，提高效率将是非常理想的。

典型的LED在广的角度范围上发射光，使得来自LED的光以有些不同的角度到达透镜的输出表面的特定区域。这导致控制这种光线的方向非常困难。对离开这种透镜的光的方向提供改进的控制将是所需的。

侵害照明不仅仅可以通过在不需要的方向发射的光的量来评估；还需要考虑这样的光被引导得与需要的方向有多远。在典型的商业应用中，向待光照的空间提供以最大量的发射光产生预期光照模式的照明器件是非常有利的。

照明灯具，例如人行道、车行道和/或停车场照明灯具，通常提供大角度照明分布，以满足各种区域照明需求。例如，照明灯具可以提供II类型分布，该II类型分布合适用于人行道、高速公路入口匝道和出口匝道以及其他长且狭窄的走廊。在其他实施例中，照明灯具可以提供III类型分布，该III类型的分布通常用于需要更大照明面积的道路照明和停车场。可替代地，可以提供V类型照明分布。V类型照明分布可以是圆形或者方形，在所有横向角度上具有各向同性的强度。

以可接受的均匀性和受限的眩光实现大角度照明分布是困难的。大角度照明分布经常包含严重的亮斑，这些亮斑只会加剧由灯具眩光引起的视觉不适。此外，高强度的点光源，例如发光二极管(LED)，可以在灯具的光发射面上提供多个亮斑。为了改善照明均匀性和减少眩光，目前已经使用了各种光学件。然而，这种光学件与来自强点光源的大分布角度上的有效地融合和扩散的光存在冲突。

发明内容