CN111989607A - 照明设备 - Google Patents

照明设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111989607A
CN111989607A CN201980026460.2A CN201980026460A CN111989607A CN 111989607 A CN111989607 A CN 111989607A CN 201980026460 A CN201980026460 A CN 201980026460A CN 111989607 A CN111989607 A CN 111989607A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid state
light
state lighting
lighting elements
optical element
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
CN201980026460.2A
Other languages
English (en)
Inventor
J·P·M·安塞姆斯
M·C·J·M·维森伯格
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.)
Signify Holding BV
Original Assignee
Signify Holding BV
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 Signify Holding BV filed Critical Signify Holding BV
Publication of CN111989607A publication Critical patent/CN111989607A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045—Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • 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
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • 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
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/002—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light
    • F21V5/004—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light using microlenses
    • 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
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/007—Array of lenses or refractors for a cluster of light sources, e.g. for arrangement of multiple light sources in one plane
    • 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
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/08—Refractors for light sources producing an asymmetric light distribution
    • 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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0091—Reflectors for light sources using total internal reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • G02B19/0066—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED in the form of an LED array
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • 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
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/14—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array
    • F21Y2105/18—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array annular; polygonal other than square or rectangular, e.g. for spotlights or for generating an axially symmetrical light beam
    • 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
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
    • 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

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

Abstract

一种照明设备(200)，包括：以环形几何形状(100)布置的多个固态照明元件(112、114、116、118、122、124、126、128)；光学元件(210)，其包括被配置为准直由所述多个固态照明元件所发射的光的环形准直结构(232)；和混光光学器件(220)，其被配置为混合由所述多个固态照明元件所发射的光，其中所述混光光学器件(220)被配置为在所述环形准直结构(210)的切线方向上应用与在径向方向上不同程度的混光。

Description

照明设备
技术领域
本发明涉及一种包括多个固态照明元件的照明设备。
背景技术
具有可调谐亮度和颜色的光源正变得更加普遍。一种具有可调谐亮度的简单光源是其中可以对经过灯丝的电流进行调节的白炽灯泡。进而，改变通过灯丝的电流也会影响到该光源的颜色。然而，白炽灯泡并不节能。因此，现代光源通常基于发光二极管(LED)。以这种方式，照明所需的能量更少。
通常，单个光源包含许多的个体LED。通过将不同类型的LED进行组合，可能生产出具有具体颜色的光源。光源的颜色也可以通过对不同类型的LED的个体控制来调谐。
然而，LED在光源中的布置将会影响到光源的外观。LED之间的大的间隙将会导致颜色和亮度的差异。通常，LED在光源中被非常紧密地布置在一起以克服该问题。然而，由于改型灯具的标准化所设定的尺寸约束，数目有所增加的LED或LED类型使得该解决方案更加笨重且难以实现。
发明内容
本发明构思的目标是通过提供一种照明设备而至少减少上述问题。
根据第一方面，该目标以及其它目标通过一种照明设备而实现，所述照明设备包括：以环形几何形状布置的多个固态照明元件，所述环形几何形状具有第一中间对称轴；光学元件，其包括被配置为准直由所述多个固态照明元件所发射的光的环形准直结构，所述环形准直结构具有第二中间对称轴，其中所述光学元件关于该多个固态照明元件被布置为使得该第一中间对称轴和第二中间对称轴重合；和混光光学器件，其被配置为混合由该多个固态照明元件所发射的光，其中该混光光学器件被配置为在该环形准直结构的切线方向上应用与在该环形准直结构的径向方向上不同程度的混合。
利用本照明设备，可能减少空间中的光分布的可见差异和/或该照明设备的发光区域的可见差异。
本照明设备包括以具有第一中间对称轴的环形几何形状布置的多个固态照明元件。例如，该多个固态照明元件可以是发光二极管(LED)。该多个固态照明元件包括至少两组固态照明元件。
本照明设备包括光学元件。该光学元件包括被配置为准直由该多个固态照明元件所发射的光的环形准直结构，该环形准直结构具有第二中间对称轴。该环形准直结构可以是具有环形焦点的光学透镜。也就是说，以该环形几何形状布置的固态照明元件将聚焦在最接近每个固态照明元件的部分上。然而，在源自于该环形焦点位置的所有光都将处于焦点的意义上，该光学元件并不具有环形焦点。该光学元件关于该多个固态照明元件被布置为使得该第一和第二中间对称轴重合。换句话说，该光学元件和该多个固态照明元件关于它们各自的中间轴被对准。该光学元件可以被布置为使得该环形准直结构的焦平面与该多个固态照明元件重合。换句话说，该光学元件可以被布置为使得该多个固态照明元件中的每个固态照明元件被定位在该光学元件的环形焦点之中或附近。由此，从该多个固态照明元件中的每个固态照明元件所发射的光可以在该光学元件之后至少部分地被准直。该光学元件可以由硅树脂、聚碳酸酯或PMMA制成。该光学元件可以被注塑成型。
包括环形准直结构的光学元件的优势可以在于，其对从以环形几何形状布置的多个固态照明元件所发射的光进行准直。换句话说，该照明设备所发射的光可以为光束的形式。
本照明设备包括混光光学器件。该混光光学器件被配置为混合该多个固态照明元件所发射的光，其中该混光光学器件被配置为在该环形准直结构的切线方向上应用与在该环形准直结构的径向方向上不同程度的混合。
该混光光学器件可以通过模糊该多个固态照明元件中出现的结构特征来混合从该多个固态照明元件所发射的光。换句话说，从该多个固态照明元件所发射的光中的该多个固态照明元件的环形布置的结构特征可以被减少，由此混合从该多个固态照明元件所发射的光。该混光光学器件可以加宽从该照明设备所发射的光束。由该混光光学器件在该环形准直结构的切线方向所导致的束加宽的量可以与该环形准直结构的径向方向中的束加宽的量不同。该环形准直结构和该混光光学器件的组合可以导致从该照明设备所发射的光束的预定发散。
“混合”应当被理解为组合从不同的源所发射的光的动作。在本公开中，光从至少两组固态照明元件发射。由此，来自至少两组该固态照明元件的光以使得从该照明设备发射的光可以在空间中具有较少变化的方式被组合。光通常通过光的散射而被混合。例如，光可以被颗粒、不规则表面结构所散射或者由微型透镜所进行更加受控的束扩展。光的散射增加了束扩展，并且束扩展可以被准直结构所减少。
混合从多个固态照明元件发射的光所带来的优势可以在于，在从该多个固态照明元件所发射的光的空间中的均匀性的提高。
在该环形准直结构的切线方向上应用与在该环形准直结构的径向方向上不同程度的混合的优势可以在于，该环形准直结构的切线方向与该环形准直结构的径向方向中的变化可以有所不同。换句话说，以环形几何形状布置的该多个固态照明元件的结构特征在切线方向中与该环形几何形状的径向方向相比有所不同，并且可以在与该环形准直结构的切线方向中导致与该环形准直结构的径向方向相比不同的变化。
该多个固态照明元件可以包括至少两组固态照明元件。拥有至少两组固态照明元件的优势可以在于，能够对第一组的强度和第二组的强度进行独立控制。换句话说，可能通过独立控制第一组的强度和第二组的强度来控制从该照明设备所发射的光。拥有至少两组固态照明元件的进一步优势可以在于，可能将来自该至少两组固态元件的固态元件进行组合以产生从该照明设备所发射的光。
一个组的固态照明元件可以被配置为发射具有与第二组的固态照明元件所发射的色谱不同的色谱的光。例如，第一组的固态照明元件可以拥有与第二组的固态照明元件相比具有更暖或更冷色温的色谱。在多个固态照明元件包括多于两个组的情况下，该固态照明元件可以拥有针对每个组具有不同色温的色谱。可替换地，第一组的固态照明元件可以拥有包括并不存在于第二组的固态照明元件的色谱中的颜色的色谱。换句话说，第一组的固态照明元件可以发射具有与第二组的固态照明元件所发射的颜色不同的颜色的光。在多个固态照明元件包括多于两组的情况下，该固态照明元件可以拥有并不存在于其它组的色谱中的颜色的色谱。换句话说，不同组的固态照明元件可以发射不同颜色的光。应当理解的是，可以实现以上示例的不同组合。
拥有至少两组具有不同色谱的固态照明元件的优势可以在于，使得能够对第一组的色谱的强度和第二组的色谱的强度进行独立控制。换句话说，可能通过独立控制第一组的色谱的强度和第二组的色谱的强度来控制从该照明设备所发射的光的色谱。
拥有至少两组具有不同色谱的固态照明元件的优势可以在于，可能组合来自至少两组固态元件的固态元件以产生该照明设备，其具有从该照明设备所发射的光的预定色谱。
该光学元件可以被布置为使得该光学元件的分段的焦点处于以环形几何形状布置的多个固态照明元件的最近部分上。换句话说，该光学元件的分段的焦点可以处于以环形几何形状布置的多个固态照明元件在径向方向的最近部分上。
布置该光学元件而使得该光学元件处于以环形几何形状布置的多个固态照明元件的最近侧上的优势可以在于，由该多个固态照明元件所发射的光至少部分被该光学元件所准直。
混光程度在切线方向可以大于径向方向。在空间中的变化主要是由于源的变化所导致的情况下，切线方向中更高的混光程度可能更加有效。由于该源包括以环形几何形状布置的多个固态照明元件，所以该源中的变化可能主要是在该准直结构的切线方向。
在该环形准直结构的切线方向上应用比在该环形准直结构的径向方向上更高程度的混光的优势可以在于，变化在该环形准直结构的切线方向中比该环形准直结构的径向方向中更大。
该固态照明元件可以关于至少两组该固态照明元件以交替方式进行布置。
以交替方式布置的优势在于可以降低混光的程度。混光的程度之所以可以被降低是因为具有不同色谱的固态照明元件被紧密地布置在一起。换句话说，从该固态照明元件所发射的光可以在以交替方式布置时要求较少的混光。该固态照明元件可以在该环形几何形状的切线方向和/或该环形几何形状的径向方向以交替方式进行布置。
应当理解的是，可能以交替方式布置多于两组的固态照明元件。例如，在三组固态照明元件以交替方式布置的情况下，来自第一组的固态照明元件后面可以跟有来自第二组的固态照明元件。来自第二组的固态照明元件随后可以跟有来自第三组的固态照明元件。来自第三组的固态照明元件随后可以跟有来自第一组的固态照明元件。布置来自三个组的固态照明元件的该模式可以接着被重复。应当理解的是，可能以上述方式将多于三个的组以交替方式进行布置。
该光学元件可以是全内反射菲涅尔透镜。该菲涅尔透镜可以由硅树脂、聚碳酸酯或PMMA制成。该菲涅尔透镜可以通过注塑成型来制造。
使用全内反射菲涅尔透镜的优势可以在于，该光学元件比具有类似准直属性的常规光学透镜更薄。使用全内反射菲涅尔透镜的优势可以在于，可能通过径向偏移菲涅尔透镜的表面结构来将该菲涅尔透镜的焦点改变成环形焦点。
该环形准直结构可以包括一个或多个环形棱镜结构。
包括一个或多个环形棱镜结构的光学元件的优势可以在于，可能通过径向偏移该一个或多个环形棱镜结构而将该光学元件的焦点改变为环形焦点。
该一个或多个环形棱镜结构可以是全内反射棱镜结构。
该环形准直结构可以被布置在该光学元件的入光表面处。
该混光光学器件可以被布置在该光学元件的出光表面处。例如，该混光光学器件可以是在该光学元件的出光表面布置的表面纹理。
将该混光光学器件布置在该光学元件的出光表面的优势可以在于，该混光光学器件相对于该光学元件的定位更加鲁棒。将该混光光学器件布置在该光学元件的出光表面的优势可以在于更加鲁棒的照明设备。将该混光光学器件布置在该光学元件的出光表面的优势可以在于更加紧凑的照明设备。
该混光光学器件可以被布置在该光学元件中。例如，该混光光学器件可以是布置在该光学元件中的体积散射颗粒。
将该混光光学器件布置在该光学元件之中的优势可以在于，该混光光学器件相对于该光学元件的定位更加鲁棒。将该混光光学器件布置在该光学元件之中的优势可以在于更加鲁棒的照明设备。将该混光光学器件布置在该光学元件中的优势可以在于更加紧凑的照明设备。
应当理解的是，该混光光学器件可以是该光学元件的出光表面处以及该光学元件中的布置的组合。例如，该混光光学器件可以是该光学元件的出光表面上的表面纹理与该光学元件中的体积散射颗粒的组合。
该混光光学器件可以包括微透镜阵列，其包括多个小透镜，其中该小透镜是椭圆形并且均沿着该环形准直结构的切线方向具有比该环形准直结构的径向方向更小的曲率半径。换句话说，该椭圆形小透镜被布置为使得每个椭圆形小透镜的长轴基本上沿该环形准直结构的径向方向定向。
使用沿着该环形准直结构的切线方向具有比该环形准直结构的径向方向更小的曲率半径的椭圆形小透镜的优势可以在于，在该环形准直结构的切线方向的混合程度比该环形准直结构的径向方向的混合程度更高。
“小透镜”应当被理解为小型透镜或微型透镜。小透镜的直径处于1mm的量级。小透镜的直径可以是5mm或更小。小透镜的直径可以是该光学元件的直径的10％或更小。
该混光光学器件可以包括微透镜阵列，其包括多个小透镜，其中该小透镜是圆形并且沿着该环形准直结构的径向方向以比该环形准直结构的切线方向更紧密的间隔布置。以这种方式布置多个圆形小透镜可以导致与使用如之前所描述的椭圆形小透镜时相似的混光。
使用沿着该环形准直结构的径向方向以比该环形准直结构的切线方向更紧密的间隔布置的圆形小透镜的优势可以在于，在该环形准直结构的切线方向的混合程度比该环形准直结构的径向方向的混合程度更高。
使用包括多个圆形透镜的微透镜阵列的优势可以在于更加便宜的微透镜阵列。
应当理解的是，该混光光学器件可以是微透镜阵列和表面纹理和/或体积散射颗粒的组合。
该混光光学器件可以包括布置在该光学元件的出光表面的非对称表面纹理，其中该非对称表面纹理被配置为与该环形准直结构的径向方向相比更多地以该环形准直结构的切线方向散射从该光学元件出射的光。
这种布置在该光学元件的出光表面的非对称表面纹理的优势可以在于，在该环形准直结构的切线方向的混合程度比该环形准直结构的径向方向的混合程度更高。
应当理解的是，该混光光学器件可以是该非对称表面纹理和微透镜阵列和/或体积散射颗粒的组合。
该混光光学器件可以包括全息散射纹理，其被配置为与该环形准直结构的径向方向相比更多地以该环形准直结构的切线方向散射从该光学元件出射的光。
这样的全息散射纹理的优势可以在于，在该环形准直结构的切线方向的混合程度比该环形准直结构的径向方向的混合程度更高。
应当理解的是，该混光光学器件可以是该全息散射纹理和微透镜阵列和/或体积散射颗粒的组合。
该照明设备可以包括驱动电路，其被配置为单独控制去往该至少两组固态照明元件中的每一组的驱动电流。换句话说，该驱动电路被配置为单独控制该至少两组固态照明元件的固态照明元件的强度。
单独控制去往该至少两组固态照明元件中的每一组的驱动电流的优势可以在于对该照明设备所发射的光的控制。
根据第二方面，提供了一种聚光灯，其被配置为发射具有小于24度FWHM的束发散的光束。该聚光灯包括根据本公开的照明设备。
小于24度FWHM的预定束发散可以通过该环形准直结构和该混光光学器件的组合来实现。更高的混光程度可以导致更大的束发散。更大的束发散可以被该环形准直结构所减少。
包括根据本公开的照明设备的聚光灯的优势可以在于，该聚光灯是在空间中具有高度均匀性的定向性光源。包括根据本公开的照明设备的聚光灯的优势可以在于，该聚光灯是在该聚光灯的发射区域中的可见差异有所减少的定向性光源。包括根据本公开的照明设备的聚光灯的优势可以在于，该聚光灯是该聚光灯所照射物体的有色阴影有所减少的定向性光源。包括根据本公开的照明设备的聚光灯的优势可以在于该光学元件和混光光学器件的紧凑尺寸。换句话说，本公开的照明设备可以被组合在所要改型的聚光灯中。
本发明进一步的适用性范围将由于下文给出的详细描述而变得清楚明白。然而，应当理解的是，虽然指示了本发明的优选实施例，但是详细描述和具体示例仅是作为说明而给出，因为本发明范围内的各种变化和修改由于该详细描述而对于本领域技术人员将是清楚明白的。
因此，应当理解的是，本发明并不局限于所描述设备的特定组件部分，因为这样的设备可能有所变化。还要理解的是，在本文所使用的术语是仅是出于描述特定实施例的目的，而并非意在作为限制。必须注意的是，如在说明书和所附权利要求中使用的，除非上下文明确另有指定，否则冠词“一”(“a”、“an”)、“该”(“the”)和“所述”(“said”)意在存在一个或多个要素。因此，例如，针对“一个单元”或“该单元”的引用可以包括若干设备，等等。此外，单词“包括”、“包含”、“含有”和类似用词并不排除其它要素。
附图说明
现在将参考示出本发明实施例的附图更加详细地描述本发明的以上和其它方面。示图并不应当被认为将本发明限制为具体的实施例，相反它们是用于解释和理解本发明。
如图中所图示的，分层和区域的大小出于图示的目的而有所放大，并且因此被提供以图示本发明实施例的大体结构。同样的附图标记始终指代同样的要素。
图1A图示了第一组固态照明元件和第二组固态照明元件。
图1B图示了以环形几何形状布置的八个固态照明元件。
图2图示了包括多个固态照明元件、光学元件和混光光学器件的照明设备的截面图。
图3A图示了其焦点与对称轴重合的准直结构的截面图。
图3B图示了其焦点从对称轴径向偏移的准直结构的截面图。
图4图示了包括本照明设备的聚光灯。
图5A图示了包括椭圆形小透镜的微透镜阵列的一部分。
图5B图示了包括相交的圆形小透镜的微透镜阵列的一部分。
具体实施方式
现在将在下文参考附图更全面地描述本发明，所述附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同形式来体现并且不应当被理解为局限于本文所给出的实施例；相反地，这些实施例是为了透彻性和完整性而被提供，并且用于向本领域技术人员完全传达本发明的范围。
图1A图示了包括四个固态照明元件112、114、116、118的第一组固态照明元件110以及包括四个固态照明元件122、124、126、128的第二组固态照明元件120。
固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128优选地是LED。从第一组固态照明元件110发射的光具有第一色谱。从第二组固态照明元件120发射的光具有第二色谱。该第一色谱比第二色谱更暖。换句话说，该第一色谱具有比第二色谱更低的色温。如本领域中所知的，具有较低色温的色谱包括比具有较高色温的色谱更红的颜色。应当理解的是，第一组110的固态照明元件112、114、116、118可以被配置为发射与第二组120的固态照明元件122、124、126、128相似色谱的光。可替换地，这两个组110、120可以包括被配置为发射单一色谱的光的固态照明元件。
图1B图示了以环形几何形状100布置的来自第一组和第二组固态照明元件110、120的固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128。环形几何形状100具有在图1中指向向外的中间对称轴130。固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128被布置在距中间对称轴130的径向距离140处。固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128关于它们的色谱而以交替方式布置。换句话说，固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128关于固态照明元件的组110、120而以交替方式布置。例如，来自第一组固态照明元件110的固态照明元件112被布置在来自第二组固态照明元件120的两个固态照明元件122、128之间。类似地，来自第二组固态照明元件120的固态照明元件122被布置在来自第一组固态照明元件110的两个固态照明元件112、114之间。如图1中所示，固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128在环形几何形状100的方位角方向以交替方式布置。
图2图示了包括多个固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128、光学元件210以及混光光学器件220的照明设备200的截面图。光学元件210优选地是菲涅尔(Fresnel)透镜。固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128均被布置在距光学元件210的环形准直结构232的中间对称轴230的径向距离140处。光学元件210包括入光表面212和出光表面214。将关于图3A和3B更详细地描述光学元件210的环形准直结构。为了清楚，图2中仅示出了多个固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128中的仅一个固态照明元件112。
图1中的环形几何形状100的中间对称轴130与光学元件210的环形准直结构的中间对称轴230重合。换句话说，环形几何形状100的中间对称轴130在图1中指向向外，并且其在图2中指向向外。图2中所示的照明设备200的截面图围绕中间对称轴230在方位角方向是周期性的。
光学元件210的焦点位于固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128所布置的径向距离140附近。光学元件210被布置为使得光学元件210的焦点处于环形几何形状100的最近侧。在图2中，固态照明元件112处于环形几何形状100的最近侧。换句话说，光学元件210的焦点是环形的。固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128被布置在距光学元件210的纵向距离240处。纵向距离240可以影响到光学元件210所引入的准直度。
图2中所示的混光光学器件220包括具有小透镜的微透镜阵列。混光光学器件220被配置为在光学元件210的环形准直结构232的切线方向上应用与在光学元件210的环形准直结构232的径向方向上不同程度的混光。这可以通过使用微透镜阵列中的小透镜的不同布置来实现。该微透镜阵列可以包括椭圆形小透镜322。每个椭圆形小透镜322沿环形准直结构232的切线方向具有比环形准直结构232的径向方向更小的曲率半径。换句话说，每个椭圆形小透镜322被布置为使得该椭圆形小透镜322的长轴沿环形准直结构232的径向方向定向。这在图5A中被图示。
该微透镜阵列可以包括圆形小透镜422。圆形小透镜422在环形准直结构232的切线方向以比环形准直结构232的径向方向更紧密的间隔进行布置。这在图5B中被图示。
该微透镜阵列可以被布置在光学元件210的出光表面214上。
代替图2中所示的微透镜阵列，混光可以通过布置在光学元件210的出光表面214的非对称表面纹理、光学元件210中的体积散射颗粒、或者全息散射纹理来实现。也可以使用以上所提到的混光光学器件的不同组合，来混合固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128所发射的光。
在照明设备200中，从固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128发射的光通过光学元件210的入光表面212进入光学元件210。光学元件210具有环形准直结构，其对固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128所发射的光进行准直。该光通过光学元件210的出光表面214离开光学元件210。该光被混光光学器件220所混合，在这种情况下，微透镜阵列包括小透镜。混光光学器件220可以用来散射光。该光以光束510的形式离开照明设备220。
图3A图示了其焦点234-A与对称轴230重合的环形准直结构232-A的截面图。准直结构232-A例如可以是菲涅尔透镜的全内反射棱镜。可以通过径向偏移准直结构232-A来径向偏移焦点234-A。这样的偏移在图3B中被示出，其中准直结构232关于图3A中的准直结构232-A有所偏移。准直结构232的焦点234也相对于图3A中所示的焦点234-A有所偏移。图3B中的焦点234从中间对称轴230径向偏移，并且因此是环形焦点。光学元件210可以被布置为使得由径向偏移的准直结构232所导致的环形焦点与如图1B和图2中所示的以环形几何形状100布置的固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128重合。换句话说，光学元件210可以被布置为使得一部分光学元件的焦点234处于以环形几何形状100布置的固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128的最近部分上。
图4图示了包括本照明设备200的聚光灯500。照明设备200包括以环形几何形状100布置的固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128，包括环形准直结构232的光学元件210，以及混光光学器件220。为了清楚，图4中并未示出环形准直结构232的结构和混光光学器件220的结构。换句话说，其并不应当被解释为环形准直结构232和混光光学器件220的结构并不存在，而仅是未被给出以便增进图4的可读性。
如图4中所示，照明设备100进一步包括连接至固态照明元件112、114、116、118、122、124、126、128的驱动电路540。驱动电路540被配置为控制去往固态照明元件的两个组110、120中的每一组的电流。
照明设备100进一步被配置为使得照明设备100所发射的光束510具有24度FWHM的发散512。应当理解的是，照明设备100可以被配置为使得照明设备100所发射的光束510具有不同于24度FWHM的预定发散512。聚光灯500可以是改型灯具。本领域技术人员意识到，本发明绝非被局限于以上所描述的优选实施例。与之相反，在所附权利要求的范围内可能有许多修改和变化。
图5A图示了包括椭圆形小透镜322的微透镜阵列320的一部分。图5A中的所示示例中的微透镜阵列320被布置为使得环形准直结构232的中间对称轴230与微透镜阵列320的中间对称轴重合。每个椭圆形小透镜322被布置为使得椭圆形小透镜322的长轴沿环形准直结构232的径向方向定向。
应当理解的是，图5A中所示出的椭圆形小透镜322的布置仅是示例，并且椭圆形小透镜322的其它布置是可能的。例如，微透镜阵列320可以包括比图5A中所示的更多数量的椭圆形小透镜322。微透镜阵列320可以包括被布置在距中间对称轴230更大的径向距离处的附加的椭圆形小透镜322。微透镜阵列320中所包括的椭圆形小透镜322优选地以封闭的瓦片铺装(closed tiling)进行布置。
图5B图示了包括相交的圆形小透镜422的微透镜阵列420的一部分。图5B中示出了完整的圆形以便图示出微透镜阵列420的配置。应当理解的是，相交的圆形小透镜422被融合在微透镜阵列420中。图5B的所示示例中的微透镜阵列420被布置为使得环形准直结构232的中间对称轴230与微透镜阵列420的中间对称轴重合。圆形小透镜422在环形准直结构232的径向方向以比环形准直结构232的切线方向更紧密的间隔布置。每个相交的圆形小透镜422具有由相邻的圆形小透镜422的相交所形成的多边形边界。
应当理解的是，图5B中所示出的圆形小透镜422的布置仅是示例，并且圆形小透镜422的其它布置是可能的。例如，微透镜阵列420可以包括比图5B中所示的更多数量的圆形小透镜422。附加的圆形小透镜422可以被布置在距中间对称轴230更大的径向距离处。
应当理解的是，微透镜阵列320、420可以不具有中间对称轴。换句话说，可以在微透镜阵列中使用小透镜322、422的非对称布置。
应当理解的是，该混光光学器件可以包括微透镜阵列、非对称表面纹理和体积散射颗粒的任意组合。
应当理解的是，图5A和5B中的布置可以被组合，从而椭圆形小透镜322在环形准直结构232的径向方向以比环形准直结构232的切线方向更紧密的间隔布置。以这种方式布置的椭圆形小透镜322可以相交。对于这样的布置，每个相交的椭圆形小透镜可以具有由相邻的椭圆形小透镜的相交所形成的多边形边界。
此外，通过研习附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践请求保护的发明时能够理解并实施针对所公开实施例的变型。

Claims (14)

1.一种照明设备(200)，包括：
以环形几何形状(100)布置的多个固态照明元件(112,114,116,118,122,124,126,128)，所述环形几何形状具有第一中间对称轴(130)；
光学元件(210)，包括环形准直结构(232)，所述环形准直结构(232)被配置为准直由所述多个固态照明元件(112,114,116,118,122,124,126,128)所发射的光，所述环形准直结构(232)具有第二中间对称轴(230)，其中所述光学元件(210)关于所述多个固态照明元件(112,114,116,118,122,124,126,128)被布置为使得所述第一中间对称轴(130)和所述第二中间对称轴(230)重合；和
混光光学器件(220)，被配置为混合由所述多个固态照明元件(112,114,116,118,122,124,126,128)所发射的光，其中所述混光光学器件(220)被配置为在所述环形准直结构(232)的切线方向上应用与在所述环形准直结构(232)的径向方向上不同程度的混光，并且
其中所述光学元件(210)被布置为使得所述光学元件(210)的节段的焦点处于以环形几何形状(100)布置的所述多个固态照明元件(112,114,116,118,122,124,126,128)的最近部分上。
2.根据权利要求1所述的照明设备(200)，其中所述多个固态照明元件(112,114,116,118,122,124,126,128)包括至少两组(110,120)固态照明元件，其中第一组(110)的所述固态照明元件(112,114,116,118)被配置为发射具有与第二组(120)的所述固态照明元件(122,124,126,128)所发射的色谱有所不同的色谱的光。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备(200)，其中沿所述切线方向的混光程度大于沿所述径向方向的混光程度。
4.根据权利要求2或3所述的照明设备(200)，其中所述固态照明元件(112,114,116,118,122,124,126,128)关于所述至少两组(110,120)固态照明元件(112,114,116,118,122,124,126,128)以交替方式布置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的照明设备(200)，其中所述光学元件(210)是全内反射菲涅尔透镜。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的照明设备(200)，其中所述环形准直结构(232)被布置在所述光学元件(210)的入光表面(212)处。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的照明设备(200)，其中所述混光光学器件(220)被布置在所述光学元件(210)的出光表面(214)处。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的照明设备(200)，其中所述混光光学器件(220)被布置在所述光学元件(210)中。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的照明设备(200)，其中所述混光光学器件(220)包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括多个小透镜，其中所述小透镜是椭圆形并且每个小透镜沿着所述环形准直结构(232)的所述切线方向具有比在所述环形准直结构(232)的所述径向方向上更小的曲率半径。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的照明设备(200)，其中所述混光光学器件(220)包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括多个小透镜，其中所述小透镜是圆形并且以在所述环形准直结构(232)的所述径向方向上比在所述环形准直结构(232)的所述切线方向上更为紧密的间隔进行布置。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的照明设备(200)，其中所述混光光学器件(220)包括布置在所述光学元件(210)的出光表面(214)处的非对称表面纹理，其中所述非对称表面纹理被配置为：在所述环形准直结构(232)的所述切线方向上比在所述环形准直结构(232)的所述径向方向上更多地散射从所述光学元件(210)出射的光。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的照明设备(200)，其中所述混光光学器件(220)包括全息散射纹理，所述全息散射纹理被配置为：在所述环形准直结构(232)的所述切线方向上比在所述环形准直结构(232)的所述径向方向上更多地散射从所述光学元件(210)出射的光。
13.根据权利要求2-12中任一项所述的照明设备(200)，进一步包括驱动电路(540)，所述驱动电路被配置为单独控制去往所述至少两组(110,120)固态照明元件(112,114,116,118,122,124,126,128)中的每一组的驱动电流。
14.一种聚光灯(500)，被配置为发射具有小于24度FWHM的束发散(512)的光束(510)，所述聚光灯(500)包括根据权利要求1-13中任一项所述的照明设备(200)。
CN201980026460.2A 2018-04-19 2019-04-08 照明设备 Pending CN111989607A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18168312 2018-04-19
EP18168312.9 2018-04-19
PCT/EP2019/058750 WO2019201634A1 (en) 2018-04-19 2019-04-08 A lighting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111989607A true CN111989607A (zh) 2020-11-24

Family

ID=62046670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980026460.2A Pending CN111989607A (zh) 2018-04-19 2019-04-08 照明设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11236888B2 (zh)
EP (1) EP3781975B1 (zh)
JP (1) JP2021522646A (zh)
CN (1) CN111989607A (zh)
WO (1) WO2019201634A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021094280A1 (en) 2019-11-13 2021-05-20 Signify Holding B.V. Lighting device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101903702A (zh) * 2007-10-15 2010-12-01 奥斯兰姆有限公司 带有漫射器的led灯
WO2012062347A1 (de) * 2010-11-08 2012-05-18 Osram Ag Lineare beleuchtungsvorrichtung mit leds
US20120155102A1 (en) * 2009-08-20 2012-06-21 Erwin Melzner Led luminaire, particularly led headlight
CN102829430A (zh) * 2011-06-13 2012-12-19 蔡子丰 发光灯体聚光透镜结构及相应的照明装置
CN103597280A (zh) * 2011-06-10 2014-02-19 马田专业公司 多模式照明设备
WO2017032493A1 (de) * 2015-08-24 2017-03-02 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung
CN107209392A (zh) * 2015-01-19 2017-09-26 飞利浦照明控股有限公司 具有准直器和微透镜阵列的光学设备

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3248512A1 (de) * 1982-12-29 1984-07-26 Erhard Dipl.-Volksw. 8000 München Kiefer Cirkulare fresnellinse
US6871983B2 (en) 2001-10-25 2005-03-29 Tir Systems Ltd. Solid state continuous sealed clean room light fixture
EP2100182A4 (en) * 2006-12-22 2012-01-04 Lighting Science Group Corp OPTICAL ARRANGEMENTS OF MULTIPRIMARY LED BUNDLING
CN102032472A (zh) * 2009-09-25 2011-04-27 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 灯具结构
CN202082809U (zh) 2011-06-13 2011-12-21 蔡子丰 发光灯体聚光透镜结构及相应的照明装置
EP2764293B1 (en) * 2011-10-06 2016-04-27 Osram Sylvania Inc. Arrangement of solid state light sources and lamp using same
IN2014CN04756A (zh) * 2011-12-13 2015-09-18 Koninkl Philips Nv
US9269697B2 (en) * 2011-12-28 2016-02-23 Ledengin, Inc. System and methods for warm white LED light source
CN202268346U (zh) 2012-02-06 2012-06-06 都江堰市华刚电子科技有限公司 匀光型led灯珠
KR20140033527A (ko) 2012-08-14 2014-03-19 삼성전자주식회사 집광렌즈 및 이를 포함하는 조명장치
WO2014195876A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 Koninklijke Philips N.V. Lens and lighting device
EP3105501B1 (en) * 2014-02-12 2017-12-13 Philips Lighting Holding B.V. Lighting device and luminaire
DE102016109917B4 (de) * 2016-05-30 2022-05-19 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Linse und Blitzlicht

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101903702A (zh) * 2007-10-15 2010-12-01 奥斯兰姆有限公司 带有漫射器的led灯
US20120155102A1 (en) * 2009-08-20 2012-06-21 Erwin Melzner Led luminaire, particularly led headlight
WO2012062347A1 (de) * 2010-11-08 2012-05-18 Osram Ag Lineare beleuchtungsvorrichtung mit leds
CN103597280A (zh) * 2011-06-10 2014-02-19 马田专业公司 多模式照明设备
CN102829430A (zh) * 2011-06-13 2012-12-19 蔡子丰 发光灯体聚光透镜结构及相应的照明装置
CN107209392A (zh) * 2015-01-19 2017-09-26 飞利浦照明控股有限公司 具有准直器和微透镜阵列的光学设备
WO2017032493A1 (de) * 2015-08-24 2017-03-02 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021522646A (ja) 2021-08-30
EP3781975A1 (en) 2021-02-24
US20210062996A1 (en) 2021-03-04
WO2019201634A1 (en) 2019-10-24
EP3781975B1 (en) 2022-06-08
US11236888B2 (en) 2022-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101810235B1 (ko) 발광 장치 및 조명기구
EP2721341B1 (en) Solid state light fixture with a tunable angular distribution
US8641230B1 (en) Zoom lens system for LED-based spotlight
US10393347B2 (en) Thin luminaire
JP7065608B2 (ja) 光学装置、照明システム及び光学ビームを成形する方法
US9709242B2 (en) Shell integrator
EP2875395B1 (en) Lens, lens array and illuminating device
WO2015025028A1 (en) An optical system for producing uniform illumination
EP2721656B1 (en) Led light source
CN103874880A (zh) 具有带光偏转结构的透镜的半导体发光装置
CN102644864B (zh) 发光装置及使用该发光装置的照明器具
CN104302970A (zh) 照明***及方法
JP2011171086A (ja) 照明装置
KR101762585B1 (ko) 다중 배광 조명장치
WO2015103522A1 (en) Shell integrator
EP3781975B1 (en) A lighting device
US20180045933A1 (en) Optical system for an led wash luminaire
JP6642211B2 (ja) 発光装置
KR101574795B1 (ko) 다중배열 조명장치
CN208620295U (zh) 一种具有微结构的薄膜光学透镜及照明装置
US10481372B2 (en) Lens and flash
CN112449671B (zh) 准直透镜和照明装置
JP6951648B2 (ja) 発光装置
KR102071806B1 (ko) 모듈렌즈
CN108916822A (zh) 一种具有微结构的薄膜光学透镜、设计方法及照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination