[发明专利]透镜和照明设备

说明书

本公开的实施例涉及透镜和照明设备。公开的是用于包括固态照明元件(20)的照明设备(10)的透镜(100)，该透镜包括：光出射表面(110)；与所述光出射表面相对的中心透镜部分(120)；与所述光出射表面相对并且从所述光出射表面延伸离开第一距离(d1)的内环形反射元件(130)，所述内环形反射元件界定所述中心透镜部分；以及由与所述光出射表面相对并且从所述光出射表面延伸离开第二距离(d2)的外环形反射元件(140)限定的侧表面，第二距离大于第一距离，使得外环形反射元件延伸超过内环形反射元件。还公开了包括这种透镜的诸如灯泡之类的照明设备。

本申请是申请日为2014年06月04日、申请号为201480032302.5、发明名称为“透镜和照明设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于包括固态照明元件的照明设备的透镜。

本发明进一步涉及包括这种透镜的照明设备。

背景技术

随着人口的持续增加，越来越难以既满足世界的能量需求又控制碳排放，以限制被认为造成了全球变暖现象的温室气体排放。这些忧虑引发了驱使向更高效的用电，以试图减少能量消耗。

所关注的一个这种领域是在家用环境下或者在商业环境下的照明应用。明显趋向于使用能量效率更高的代替品替换臭名昭着的能量效率低的常规白炽灯泡。事实上，在很多辖区内，生产和零售白炽灯泡是不合法的，因此迫使消费者例如当替换白炽灯泡时，购买节能备选物。

特别有希望的备选物由固态照明(SSL)设备提供，其可以以白炽灯泡的一部分能量成本产生单位光输出。这种SSL元件的示例是发光二极管。

基于SSL元件的照明设备的缺点是单独SSL元件具有比例如白炽、卤钨或者荧光灯泡低得多的光输出，使得有必要在诸如灯泡之类的单个照明设备中包括多个SSL元件以获得所需的光输出水平。然而，这通常被认为对照明设备的外观产生负面影响，妨碍了这种照明设备的市场渗透，虽然近期所谓的板上芯片(COB)SSL元件(例如COB LED)的出现已经在很大程度上解决了这一问题，在该元件中，多个SSL芯片被封装在一起作为一个照明模块，使得在使用中，照明设备的发光表面给出单个照明面板的外观。

妨碍这种照明设备的消费者市场渗透的另一问题是，至少以节约成本的方式控制这种设备的光输出的形状，并非易事。当需要高方向性的光输出时，例如具有小的光束角(例如小于30°的光束角)的灯泡，这是特别的问题。通过将诸如菲涅耳(Fresnel)透镜和准直器之类的光学元件包括到照明设备中，可以控制光束角。例如，公开号为JP2011-192494A的日本专利申请公开了用于照明系统的菲涅耳透镜，该菲涅耳透镜具有折射透镜部分和反射透镜部分。该菲涅耳透镜进一步包括用于将透镜放置在照明设备的基板上的框架。

然而，光束角和实现期望的光束角所需要的光学元件的尺寸之间存在负相关。这意味着，对于小的光束角，例如25°或者15°的光束角，需要大尺寸的光束成形元件。在诸如紧凑型灯泡之类的很多小的照明设备中，没有足够的空间容纳诸如上面提到的现有技术的菲涅耳透镜之类的光学元件。

发明内容

本发明力求提供可以用于在紧凑型照明设备中生成高方向性的光输出的透镜。

本发明进一步力求提供包括这种透镜的照明设备。

根据本发明的方面，提供了用于包括固态照明元件的照明设备的透镜，该透镜包括：光出射表面；中心透镜部分，与所述光出射表面相对；内环形反射元件，与所述光出射表面相对并且从所述光出射表面延伸离开第一距离，所述内环形反射元件界定所述中心透镜部分；以及侧表面，由外环形反射元件限定，外环形反射元件与所述光出射表面相对并且从所述光出射表面延伸离开第二距离，该第二距离大于第一距离使得外环形反射元件延伸超过内环形反射元件。