[发明专利]准直透镜和照明装置

说明书

公开了一种围绕轴（15）旋转对称的准直透镜（10）。该透镜包括第一主体部分（100），该第一主体部分（100）包括具有布置成容纳多个光源（5、5’）的至少一个凹部（140）的外表面（110），和与该外表面相对的内表面（120），所述内表面界定腔体（125）并向内渐缩到第一主体部分中；以及第二主体部分（200），其从所述第一主体部分与所述腔体相反方向延伸并终止于光出射窗（220），所述第二主体部分具有另一外表面（210），该另一外表面（210）在第一主体部分的外表面和光出射窗之间延伸，以及远离第一主体部分扩展。还公开了一种包括这种准直透镜的照明装置。

技术领域

本发明涉及一种准直透镜，该准直透镜围绕轴旋转对称并且具有用于容纳诸如固态照明元件的多个光源的透镜主体。

本发明还涉及一种包括这样的准直透镜的照明装置。

背景技术

随着人口的不断增长，满足全球能源需求以及同时控制碳排放量以遏制温室气体排放量变得越来越困难，这被认为是造成全球变暖现象的原因。这些担忧已经触发了朝向更有效地利用电力的方向努力，以试图减少能源消耗。

一种这样的担忧领域是在家庭设置或商业设置中的照明应用。有一个明显的趋势是朝向要用更节能的替代品来替代传统的、相对低能耗的灯泡，诸如白炽灯灯泡或荧光灯灯泡。实际上，在许多管辖区中，白炽灯泡的生产和零售已被取缔，从而例如在更换白炽灯泡时迫使消费者购买节能替代物。

固态照明（SSL）元件提供了一种特别有希望的替代物，它能够以仅为白炽灯灯泡或荧光灯灯泡的能耗的一小部分产生单位发光输出。这样的SSL元件的示例是发光二极管（LED）。这样的SSL元件还受益于与传统光源相比更高的鲁棒性，从而大大提高了它们的工作寿命。

然而，用包括这种SSL元件的照明装置成功替代传统光源所需要解决的主要挑战是确保由这种SSL元件产生的发光输出具有期望的分布，例如以确保发光输出类似于要被替换的传统光源。SSL元件往往会在有限的角度范围内（例如在大约180°的范围内的朗伯强度分布）产生定向的发光输出。由于这个原因，SSL元件通常与光学元件结合使用，以成形SSL元件的发光输出。例如，准直透镜可以用于减小由这种SSL元件产生的发光输出的光束角，这例如在诸如聚光灯和重点照明的应用领域中可能是期望的。

在一些应用领域中，诸如准直透镜的单个光学元件可以适于容纳并成形诸如SSL元件的多个光源的发光输出。例如，在EP 1826474 A1中描述了一种光学投影仪，该光学投影仪包括与各个凹面反射面耦合的多个LED光源，使得由LED发射的光束被所述凹面反射面反射以获得从投影仪射出的反射光束。LED被布置使得它们的发射轴相对于投影仪的几何轴基本上是径向的，并且凹面反射面被成形为使得反射光束基本上平行于投影仪的几何轴。

在这样的设计中，来自不同LED光源的光的混合是有限的。当不同的LED光源相同的情况下，这不是问题。然而，在某些诸如重点照明的应用领域中，可能希望能够改变照明装置的发光输出的光谱成分。例如，这可以通过将产生诸如具有不同光谱成分的输出的SSL元件之类的光源光学耦合到光学元件中来实现，使得在单独地控制这种光源时，可以改变照明装置的整体输出的光谱成分。然而，在光学元件不能有效地混合具有不同光谱成分的各种输出的情况下，其中这些不同光谱成分在组合时创建照明装置的期望输出，由于在照明装置内的空间上不同的位置生成的具有不同光谱成分的各个输出分量的不完全混合，照明装置的实际输出在其发光输出中将经受颜色分离。

US9416951B1公开了一种包括光源的照明设备。初级光学表面被配置为容纳来自光源的光和对来自光源的光重定向。次级光学表面被配置为容纳来自初级光学表面的重定向的光，并进一步在初级发射方向上对光重定向。该设备包括穿过该设备的中心开口，该中心开口限定穿过该设备的对流路径。初级光学表面被定位使得当从初级发射方向观察该设备时，妨碍了光源的直视。初级和次级光学表面关于中心开口基本对称。

发明内容