CN102691890A - 全向照明装置 - Google Patents

全向照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102691890A
CN102691890A CN2011100680938A CN201110068093A CN102691890A CN 102691890 A CN102691890 A CN 102691890A CN 2011100680938 A CN2011100680938 A CN 2011100680938A CN 201110068093 A CN201110068093 A CN 201110068093A CN 102691890 A CN102691890 A CN 102691890A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
light pipe
lighting device
omnidirectional lighting
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011100680938A
Other languages
English (en)
Inventor
林晶
卢卡·博尔汀
曾军华
梁振健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Osram Co Ltd
Original Assignee
Osram Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Co Ltd filed Critical Osram Co Ltd
Priority to CN2011100680938A priority Critical patent/CN102691890A/zh
Priority to PCT/EP2012/053171 priority patent/WO2012126698A1/en
Priority to EP12710455.2A priority patent/EP2656124A1/en
Priority to US14/006,608 priority patent/US20140009956A1/en
Publication of CN102691890A publication Critical patent/CN102691890A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0096—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the lights guides being of the hollow type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/61—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种全向照明装置，其中该全向照明装置具有灯壳(1)、设置在灯壳(1)中的光源，此外，该全向照明装置还具有至少一个设置在灯壳(1)中的导光管(2)，来自光源的光线入射到导光管(2)中，并经过导光管(2)的至少一次全内反射后在360度的方向上经灯壳(1)出射。通过上述结构，根据本发明的全向照明装置实现了真正的全向照明，并且该全向照明装置具有高的光效率以及良好的色彩混合均匀性和良好的色彩分布均匀性。

Description

全向照明装置
技术领域
本发明涉及一种全向照明装置。
背景技术
在当今的照明装置中，LED光源得到了广泛的应用。然而由于LED光源及其配套使用的透镜的特定构造，单个LED光源无法实现360度的全向照明。当然，为了在应用LED光源的照明装置中实现全向照明，也可以将多组LED光源和透镜组合在一起，实现全向照明。然而在这种照明装置中，由于需要使用多个LED光源，其要求较高的驱动电压，其成本、使用寿命和安全系数都很难控制。
在另外解决方案中，为了实现全向照明，使用了特殊设计的、结构复杂的透镜，然而这种照明装置中的光源并不能自由更换，其亮度和结构受到一定的限制，甚至并不能实现真正的360度照明。此外这种类型的照明装置也很难达到均匀的色彩分布。
发明内容
因此，本发明的目的在于提出一种全向照明装置，这种照明装置实现了真正的全向照明，并且能够获得良好的色彩混合均匀性和良好的色彩分布均匀性。
本发明的目的通过一种全向照明装置由此实现，即该全向照明装置具有灯壳、设置在灯壳中的光源，其中，该全向照明装置还具有至少一个设置在灯壳中的导光管，来自光源的光线入射到导光管中，并经过导光管的至少一次全内反射后在360度的方向上经灯壳出射。通过上述结构，根据本发明的全向照明装置实现了真正的全向照明。
根据本发明的一个优选的设计方案，光源设置在导光管的下方，从而使来自光源的所有光线都可以直接进入到导光管中，并且基于导光管的物理特性，这些光线在导光管中进行全内反射，菲涅耳损失为零，这使整个照明装置具有高的光效率。
优选的是，每个导光管都具有光入射面、导光通道以及两个光出射面，其中，在导光管的纵向方向上看，光入射面设置在导光管的中间位置的下表面上，光出射面分别设置在导光管的两端面上。由于光源布置在导光管的下方，那么来自光源的光线就可以从设置在导光管中间位置的下表面的光入射面上入射，并且在导光通道中进行全内反射之后分别从两个光出射面上射出，这两个光出射面上出射的光线分别覆盖180度的范围，从而共同实现360度的照射。此外，由于根据本发明的全向照明装置使用了导光管来实现全向照明，从而避免了使用特殊设计的透镜结构来实现全向照明，降低了成本。
根据本发明提出，光源的光轴穿过导光管形成两个导光管部分，这两个导光管部分相对于光轴对称。由此，入射的光线在光轴两侧的导光管部分中经过的路径相等，以在两个光出射面上获得一致的光输出，从而使照明装置具有良好的照度及光强分布。绝大多数光源本身存在色彩分布不均匀问题，光在导光管中经过多次反射后出射，不均匀的光充分混合，得到到一致的色彩混合分布。
此外有利的是，在各个导光管的上表面上形成有V形凹槽，光轴穿过V形凹槽的顶点，该V形凹槽的两个斜面的内侧面分别形成全内反射面，来自光源的至少一部分光线分别通过各个内侧面反射到与所述光出射面相对应的导光管部分中。通过这种结构设计，来自光源的至少一部分光线能够被良好的反射到导光管中，以避免光线朝向光源发射出导光管，从而进一步提高根据本发明的照明装置的光效率。
根据本发明提出，每个导光管从V形凹槽开始，在V形凹槽的两侧朝向光出射面的方向逐渐变细。在根据本发明的设计方案中，根据本发明的照明装置不仅可以使用高功率的光源，也可以使用低功率的光源，如果光源发生了变化，只需要调整全内反射面、导光管的上表面和下表面之间的相对角度就可以调整所有光线的输出角度，以根据预期来实现理想的全向照明。
优选的是，在灯壳中设置有两个导光管，两个导光管彼此正交地布置，并在光轴处重合。这进一步提高了根据本发明的照明装置提供360度全向照明的能力，从而使各个方向上的照度更加均匀。当然在本发明的设计方案中也可以使用多个导光管，这些导光管彼此错开一定的角度，并在光轴处重合。
进一步优选的是，导光管的横截面设计成圆形或多边形的。
根据本发明提出，导光管设计成实心的结构。这种类型的导光管结构上更加简单，成本低廉。
优选的是，导光管设计成空心的结构，其中导光管的内壁被设计成具有大于98％的反射率的镜面结构，从而改善了导光管的全内反射性能。同时，由于导光管是空心的结构，这也显著地降低了整个照明装置的重量。
附图说明
附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：
图1是根据本发明的全向照明装置的导光管的示意图；
图2是根据本发明的全向照明装置的透视图，其中设置有一个导光管；
图3是根据本发明的全向照明装置的透视图，其中设置有两个导光管；
图4是根据本发明的全向照明装置的模拟的光强分布图。
具体实施方式
图1是根据本发明的全向照明装置的导光管2的示意图。从图中可见，导光管具有光入射面3、导光通道4以及两个光出射面5，其中，在导光管2的纵向方向上看，光入射面3设置在导光管2的中间位置的下表面上，光出射面5分别设置在导光管2的两端面上。在导光管2的下方设置有未示出的光源，光源的光轴X横向于该导光管2的纵向方向穿过该导光管2，并且在光轴X两侧的导光管部分2a和2b相对于该光轴X对称。
此外，在各个导光管2的上表面上形成有V形凹槽，光轴X穿过该V形凹槽的顶点。V形凹槽的两个斜面的内侧面分别形成全内反射面6，来自光源的至少一部分光线分别通过各个内侧面反射到与各个光出射面5相对应的导光管部分2a，2b中。从图1中可见，导光管2从V形凹槽开始，在V形凹槽的两侧朝向光出射面5的方向逐渐变细，从而确保全部光线都能够通过光出射面5出射。
图2示出了根据本发明的全向照明装置的透视图。从图中可见，该全向照明装置具有一个灯壳1，和设置在灯壳1中的导光管2，在本实施例中，仅仅设置了一个导光管2。其中在导光管2的下方设置有光源，但是出于简单的目的，并未在图中示出该光源。
图3同样示出了根据本发明的全向照明装置的透视图，其与图2中示出的全向照明装置的唯一区别在于，图3中示出的全向照明装置具有两个导光管2，这两个导光管2彼此正交地布置，并在光轴X处重合。
在附图中示出的导光管2的横截面为四边形的，但是其横截面也可以设计成圆形或者其他的多边形的。此外，根据本发明的导光管设计成实心的结构。可选的是，导光管设计成空心的结构，其中导光管的内壁被设计成具有高反射比的镜面结构。
图4是根据本发明的全向照明装置的模拟的光强分布图，其指向为从图中示出的图表的上方向下观看的方向，也就是在光源的正上方观看。该光强分布图的软件模拟数据是以设置有两个彼此正交地布置的导光管的全向照明装置为基础的。从图中可见，在正负90度的方向上的光效率略高，而在0至180度的方向上的光效率略低，其余方向则基本上维持在大约85％的水平。根据本发明的全向照明装置发射的光线在各个方向上的光分布大致是均匀的，其已经获得了优良的全向照明性能。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
参考标识
1        灯壳
2        导光管
2a，2b   导光管部分
3        光入射面
4        导光通道
5        光出射面
6        全内反射面

Claims (9)

1.一种全向照明装置，具有灯壳(1)、设置在所述灯壳(1)中的光源，其特征在于，还具有至少一个设置在所述灯壳(1)中的导光管(2)，来自所述光源的光线入射到所述导光管(2)中，并经过所述导光管(2)的至少一次全内反射后在360度的方向上经所述灯壳(1)出射。
2.根据权利要求1所述的全向照明装置，其特征在于，所述光源设置在所述导光管(2)的下方。
3.根据权利要求2所述的全向照明装置，其特征在于，所述导光管(2)都具有光入射面(3)、导光通道(4)以及两个光出射面(5)，其中，在所述导光管(2)的纵向方向上看，所述光入射面(3)设置在所述导光管(2)的中间位置的下表面上，所述光出射面(5)分别设置在所述导光管(2)的两端面上。
4.根据权利要求3所述的全向照明装置，其特征在于，所述光源的光轴穿过所述导光管(2)形成两个导光管部分(2a，2b)，所述两个导光管部分(2a，2b)相对于光轴(X)对称。
5.根据权利要求4所述的全向照明装置，其特征在于，在所述导光管(2)的上表面上形成有V形凹槽，所述光轴(X)穿过所述V形凹槽的顶点，所述V形凹槽的两个斜面的内侧面分别形成全内反射面(6)，来自所述光源的至少一部分光线分别通过各个所述内侧面反射到与各个所述光出射面(5)相对应的所述导光管部分(2a，2b)中。
6.根据权利要求4所述的全向照明装置，其特征在于，所述导光管(2)从所述V形凹槽开始，在所述V形凹槽的两侧朝向所述光出射面(5)的方向逐渐变细。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的全向照明装置，其特征在于，在所述灯壳(1)中设置有两个导光管(2)，两个所述导光管(2)彼此正交地布置，并在所述光轴(X)处重合。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的全向照明装置，其特征在于，所述导光管(2)的横截面设计成圆形或多边形的。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的全向照明装置，其特征在于，所述导光管(2)设计成实心的结构。
10根据权利要求1至6中任一项所述的全向照明装置，其特征在于，所述导光管(2)设计成空心的结构，其中所述导光管(2)的内壁被设计成具有平均反射率大于98％的镜面结构。
CN2011100680938A 2011-03-21 2011-03-21 全向照明装置 Pending CN102691890A (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100680938A CN102691890A (zh) 2011-03-21 2011-03-21 全向照明装置
PCT/EP2012/053171 WO2012126698A1 (en) 2011-03-21 2012-02-24 Omni-directional lighting apparatus
EP12710455.2A EP2656124A1 (en) 2011-03-21 2012-02-24 Omni-directional lighting apparatus
US14/006,608 US20140009956A1 (en) 2011-03-21 2012-02-24 Omni-directional lighting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100680938A CN102691890A (zh) 2011-03-21 2011-03-21 全向照明装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102691890A true CN102691890A (zh) 2012-09-26

Family

ID=45878908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100680938A Pending CN102691890A (zh) 2011-03-21 2011-03-21 全向照明装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140009956A1 (zh)
EP (1) EP2656124A1 (zh)
CN (1) CN102691890A (zh)
WO (1) WO2012126698A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090212698A1 (en) * 2008-02-25 2009-08-27 Bailey Edward E Solid-state luminescent filament lamps
TWI317829B (en) * 2004-12-15 2009-12-01 Epistar Corp Led illumination device and application thereof
WO2010044190A1 (ja) * 2008-10-17 2010-04-22 日東光学株式会社 光学素子および発光装置
CN101883994A (zh) * 2009-02-12 2010-11-10 松下电器产业株式会社 照明用透镜、发光装置、面光源和液晶显示装置
CN201739822U (zh) * 2010-06-11 2011-02-09 洪建国 一种led球泡灯
CN102272515A (zh) * 2009-01-09 2011-12-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有led、光导和反射器的光源

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT1005619E (pt) * 1997-08-12 2002-05-31 Breault Res Organization Inc Elemento de lente birreflectora
TWI282017B (en) * 2004-05-28 2007-06-01 Epistar Corp Planar light device
TWI249257B (en) * 2004-09-24 2006-02-11 Epistar Corp Illumination apparatus
DE102005003367B4 (de) * 2005-01-24 2009-05-07 Odelo Gmbh Leuchteinheit mit Lichtteiler
US7113684B1 (en) * 2005-06-15 2006-09-26 The Boeing Company Hex tube light homogenizer splitter
US7375382B2 (en) * 2005-06-23 2008-05-20 Osram Sylvania, Inc. Direct optical light guide
US7293908B2 (en) * 2005-10-18 2007-11-13 Goldeneye, Inc. Side emitting illumination systems incorporating light emitting diodes
US7489453B2 (en) * 2005-11-15 2009-02-10 Visteon Global Technologies, Inc. Side emitting near field lens
US7438454B2 (en) * 2005-11-29 2008-10-21 Visteon Global Technologies, Inc. Light assembly for automotive lighting applications
EP1969282A1 (en) * 2005-12-27 2008-09-17 Showa Denko K.K. Light guide member, flat light source device, and display device
DE102006008199B4 (de) * 2006-02-22 2016-02-04 Hella Kgaa Hueck & Co. Leuchteneinheit für Fahrzeuge
US8004172B2 (en) * 2008-11-18 2011-08-23 Cree, Inc. Semiconductor light emitting apparatus including elongated hollow wavelength conversion tubes and methods of assembling same
WO2010070557A1 (en) * 2008-12-18 2010-06-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting device creating decorative light effects in a luminaire

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI317829B (en) * 2004-12-15 2009-12-01 Epistar Corp Led illumination device and application thereof
US20090212698A1 (en) * 2008-02-25 2009-08-27 Bailey Edward E Solid-state luminescent filament lamps
WO2010044190A1 (ja) * 2008-10-17 2010-04-22 日東光学株式会社 光学素子および発光装置
CN102272515A (zh) * 2009-01-09 2011-12-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有led、光导和反射器的光源
CN101883994A (zh) * 2009-02-12 2010-11-10 松下电器产业株式会社 照明用透镜、发光装置、面光源和液晶显示装置
CN201739822U (zh) * 2010-06-11 2011-02-09 洪建国 一种led球泡灯

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012126698A1 (en) 2012-09-27
EP2656124A1 (en) 2013-10-30
US20140009956A1 (en) 2014-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2544393C2 (ru) Светоизлучающее устройство и осветительный прибор
US8125127B2 (en) Reflective device for area lighting using narrow beam light emitting diodes
CN101326401B (zh) 形成照明窗的光学设备
TW200916692A (en) LED-based luminaire with adjustable beam shape
US20110163334A1 (en) Colour mixing method for consistent colour quality
CN104334959B (zh) 具有远程波长转换层的照明装置
CN101886765A (zh) Led面光源装置
US20210109332A1 (en) Optical system for an led wash luminaire
CN203037980U (zh) 照明***、图案照明***以及图案投影***
RU2617030C2 (ru) Источник света, лампа и способ изготовления источника света
CN202521496U (zh) Led照明灯具用的微积分配光透镜
CN107388084A (zh) 光纤激光照明装置
KR101604667B1 (ko) 직하 백라이트유닛 확산 렌즈
CN102691890A (zh) 全向照明装置
CN203549679U (zh) 一种能产生多个光束角的led二次透镜装置
CN207975488U (zh) 可调光斑的光学组件及可调光斑的led组件
WO2017067512A1 (zh) 透镜、光源模组和照明装置
CN103604094A (zh) 一种能产生多个光束角的led二次透镜装置
JP2014093481A (ja) 発光ダイオードレンズの構造
TWI509190B (zh) Composite light source lamps
KR101436583B1 (ko) 중앙부에서 가장자리로 균일도를 제어하는 도광판 구조 및 이를 이용한 조명등
CN206890103U (zh) 一种配光元件、光源组件以及照明设备
CN104864291A (zh) 一种直管形led灯
CN105953175A (zh) 投光灯透镜、具有该投光灯透镜的发光模块和投光灯
JP2016134260A (ja) レンズユニットとこれを用いた照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120926