CN114556015A - 具有混合腔的发光装置 - Google Patents

Abstract

一种发光装置，包括混合腔（3）。该混合腔具有底表面（31）、光出射窗（33）和至少一个侧壁（32）。该至少一个侧壁在底表面和光出射窗之间延伸。发光装置还包括至少一个光源（4），其适于在操作中将光发射到混合腔中。该至少一个侧壁（32）包括内表面部分（34），该内表面部分界定光出射窗（33）并且面向混合腔的内部空间（8）。内表面部分（34）是非对称反射器（9），以朝向底表面（31）反射回比朝向光出射窗（33）更大量的入射光。

Description

具有混合腔的发光装置

技术领域

本发明涉及发光装置，该发光装置包括：混合腔，该混合腔具有底表面、光出射窗、和在底表面和光出射窗之间延伸的至少一个侧壁；以及至少一个光源，该至少一个光源适于在操作中将光发射到混合腔中。

背景技术

为了实现发光装置的混合腔的高光学效率，这些混合腔的侧壁通常是具有高反射率的白色。从这种混合腔的侧壁反射的光通量可以以大角度离开混合腔，从而增加大角度下的照明器亮度。

US 2016/369973 A1描述了一种发光装置，用于遮蔽发光装置的各个光源、最小化形状因子、并实现高准直度。该发光装置包括多个光源以及第一次级光学器件和第二次级光学器件，多个光源中的每个光源被布置成发射光。

在办公环境中使用时，照明器应该是符合办公的。例如，这意味着它应该具有低于某个极限的统一眩光等级（UGR）。UGR是由国际照明委员会（CIE）定义的一种通过照明器计算眩光的方法。UGR有助于确定照明器将有多大可能性对其周围的人造成不适。在工作场所，眩光是一个常见的问题。对于办公工作区，UGR应保持在19以下，而在走廊或公共空间（如休息区）中，它可能在19至25之间变化。

通过使用透明的光学盖和透镜来减小光源的角度输出范围，可以实现办公符合性。这将是非常有效的，并且它将满足标准要求，但是这样的照明器将被感知为一组高亮度的光点。为了令人愉快的外观和感觉，光出射窗的亮度应该尽可能均匀。这可以通过使用“乳状”盖来提供朗伯分布和高均匀性的光出射窗来实现。然而，在典型流明输出（诸如3500流明）和典型表面积（诸如600毫米乘600毫米）的情况下，这可能不符合办公规定。

为了同时实现办公符合性和令人愉快的外观和感觉，人们通常使用具有高反射率的白色混合腔，以及正好设置在不是高漫射性的光学盖下方的漫射箔或片。光学盖通常由透明或接近透明的光学材料制成，其具有限制以大角度辐射的光通量的光学结构。光学结构的示例是黑色颜料，其可以添加到光学盖材料中以减少眩光，尽管黑色颜料具有降低照明器效率的缺点。眩光的减少也可以通过降低混合腔侧壁的反射率来实现，这同样具有降低效率的负面的副作用。

发明内容

本发明的目的是克服这些问题，并提供一种发光装置，该发光装置克服或至少减轻了现有技术的问题，并因此具有减少的眩光、而对效率没有影响或影响很小。

根据本发明的第一方面，该目的和其他目的通过一种发光装置来实现，该发光装置包括：混合腔，该混合腔具有底表面、光出射窗、和在底表面和光出射窗之间延伸的至少一个侧壁；以及至少一个光源，该至少一个光源适于在操作中将光发射到混合腔中，其中至少一个侧壁包括内表面部分，该内表面部分界定光出射窗并且面向混合腔的内部空间，并且其中该内表面部分是非对称反射器，以朝向底表面反射回比朝向光出射窗更大量的入射光。

在这方面，光出射窗是指来自混合腔的光可以通过其离开混合腔的区域。

使侧壁的内表面部分被配置成使用非对称反射器以朝向底表面反射回比朝向光出射窗更大量的入射光，提供了以大角度离开混合腔的减少的光量，这导致眩光减少。此外，朝向底表面返回光通量允许至少部分光通量被再循环，从而保持发光装置的高效率。

特别地，已经示出，以这种方式可以提供一种发光装置，利用该发光装置统一眩光等级（UGR）降低到19或更低，而效率保持接近90 %。相比之下，上述现有技术的发光装置中的至少一些实际上可以实现可比较的UGR，但是其效率仅为大约60-70%。因此，提供了一种发光装置，其具有减少的眩光、而对效率没有影响或影响非常小。

在这方面，以大角度离开混合腔的光通量意味着以65度或更大的角度离开光出射窗的光通量，其中该角度是光出射窗的法线和光出射之间的角度，因此如果光平行于光出射窗的法线（即垂直于光出射窗）离开，则存在0度的角度。

在实施例中，非对称光学涂层是回射器。

回射器通过减少大角度光通量、同时还允许光通量的再循环实现了本发明的目的。

在实施例中，内表面部分至少部分地涂覆有非对称光学涂层。

在这方面，非对称光学涂层应理解为提供了光线的入射角度不同于光线的反射角度的涂层。

通过在混合腔的内表面上使用非对称光学涂层，实现了一种简单的解决方案，其可以朝向底表面反射比朝向光出射窗更大量的入射光。涂层的使用还可以消除对混合腔进行结构改变以实现期望的反射率的需要，从而保持混合腔易于制造。

在实施例中，发光装置包括非对称光学元件，该非对称光学元件放置在混合腔的至少一个侧壁的内表面部分上。

通过非限制性的示例的方式，非对称光学元件可以是回射眩光遮板（shield）、回射杯、或回射薄片。非对称光学元件通过减少大角度光通量、同时还允许光通量的再循环实现了本发明的目的。

在实施例中，发光装置包括至少两个光源。

通过使发光装置包括两个光源，可以实现由发光装置发射的更均匀的发光勒克斯。当然，取决于对发光装置施加的要求，发光装置也可以包括三个、四个、五个或更多个光源。

在实施例中，发光装置还包括光学盖，该光学盖布置在混合腔的光出射窗的至少一部分处或者限定混合腔的光出射窗的至少一部分。

光学盖可以允许对从发光装置发射的光进行进一步调制，诸如例如漫射或方向控制。

在实施例中，光学盖由光学上透明的材料制成。

通过提供光学上透明的的光学盖，实现了对混合腔和光源的保护，而没有从发光装置发射的光的不必要的调制。光学上透明的光学盖可以保护混合腔和光源免受灰尘或其他外来物体的影响，从而防止外来物体污染和/或损坏发光装置的内部空间。此外，光学上透明的光学盖确保当光穿过光学盖时，不发生不需要的光损失。

在实施例中，光学盖包括微透镜光学盖。

其中微透镜光学盖是指包括至少一个透镜、并且通常是透镜阵列的光学盖，所述至少一个透镜或每个透镜具有小于1毫米的直径。

微透镜光学盖可以用于实现来自发光装置的均匀光照。微透镜光学盖也可以用于对通过光出射窗出射的光进行准直。

在实施例中，发光装置还包括漫射箔。

漫射箔有助于实现来自发光装置的均匀光照。

在实施例中，漫射箔被放置在朝向混合腔的底表面距混合腔的光出射窗一定距离处。

将漫射箔放置在距光出射窗一定距离处确保了透射穿过漫射箔的大角度光通量在离开光出射窗之前被反射离开侧壁，而不是以大角度透射穿过光出射窗。

在实施例中，发光装置还包括至少一个法兰，该至少一个法兰从侧壁朝向混合腔的中心轴向内突出，并且该至少一个法兰覆盖光出射窗的一部分或者限定光出射窗的一部分。换句话说，法兰因此平行于光出射窗延伸。

因此，可以更进一步减少眩光、而对发光装置的效率具有很少的影响。

根据本发明的第二方面，该目的和其他目的通过包括根据本发明的发光装置的照明器、灯具或灯来实现。

根据本发明的第三方面，该目的和其他目的通过用于在办公环境中使用并包括根据本发明的发光装置的照明器、灯具或灯来实现。

注意，本发明涉及权利要求中所列举的特征的所有可能组合。本发明构思的其他目的、特征和优点将从以下详细公开内容、所附权利要求以及附图中显现。关于一个方面描述的特征也可以结合在另一个方面中，并且该特征的优点适用于其中结合了该特征的所有方面。

附图说明

现在将参考示出本发明实施例的所附附图更详细地描述本发明的这个和其他方面。

图1示出了两个强度分布曲线图或曲线，第一曲线图描绘了适用于办公照明器的强度分布，并且第二曲线图描绘了标准朗伯强度分布的强度分布。

图2示出了根据本发明的发光装置的实施例的示意性截面视图。

具体实施方式

现在将参考所附附图在下文中更全面地描述本发明，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的形式体现，并且不应该被解释为局限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且向技术人员充分传达本发明的范围。

首先参考图1，示出了两个强度分布曲线图或曲线。第一曲线图1示出了适用于根据本发明的办公照明器的强度分布，并且第二曲线图2示出了具有标准朗伯强度分布的灯的强度分布。

如图1的第二曲线图2上所描绘，具有标准朗伯强度分布的灯表现出与发射的光的方向和发光表面的表面法线之间的角度的余弦成正比的强度分布，如从该曲线图所显现。这意味着在等于零的角度（即垂直于发光表面）存在最大强度分布。具有朗伯强度分布的灯的另一个特征是，当从任何角度观看时，它都具有相同的辐射率。换句话说，具有朗伯强度分布的灯的亮度是各向同性的。从任何角度的辐射率都相同的原因是因为，尽管来自给定区域元件的发射功率以发射角的余弦减小，但是由对观察者可见的区域元件的表面所包围的立体角减小了相同的量。因此，对于具有朗伯强度分布的灯，出现了一个问题，即眩光成为一个问题。由于朗伯灯具有眩光问题，因此它们不优选于在办公环境中使用。

代替地，对于办公环境，合适的强度分布将是如图1的第一曲线图上1所描绘的强度分布。其中在小角度下经历了大的强度，并且对于更大的角度发生了强度的急剧下降，从而使来自办公照明器的眩光变少。利用本公开，描述了适用于办公环境的发光装置10。

参考图2，示出了根据本发明的发光装置10的实施例的示意性截面视图。发光装置10包括混合腔3。混合腔3包括底表面31、光出射窗33和侧壁32。混合腔3限定了内部空间8。

在图1中所示的实施例中，混合腔3具有大致圆柱形的形状——其朝向底表面31逐渐变细——并因此包括一个圆周侧壁32。然而，混合腔不限于这种形状，但是在本发明的范围内，混合腔也可以假定任何其他形状，诸如箱形、棱锥形、或球形。混合腔还可以包括多于一个的侧壁32，例如两个、三个、四个或更多个侧壁。

图2中所示的发光装置10的底表面31设置有两个光源4。光源4可以是LED。光源4可以在操作中发射任何颜色的光，诸如白光。光源4被配置成在操作中将光发射到混合腔3中。图2中所示的光源4放置在底表面31上。然而，光源要被放置在混合腔3的其他表面上也在本发明的范围内。例如，（多个）光源也可以放置在底表面31上方，例如在为此目的提供的附加表面上，其取向使得光源在操作中朝向底表面31发射光，底表面31由此充当第二光源。另一种可能性是，混合腔可以设置有附加表面（例如壁龛），用于容纳（多个）光源。

混合腔3的侧壁32在底表面31和光出射窗33之间延伸。在混合腔具有基本上圆柱形形状的情况下，混合腔可以仅包括一个侧壁32。在混合腔具有其他形状的情况下，它可以包括多于一个的侧壁。侧壁32包括内表面部分34，该内表面部分34界定光出射窗33并且面向混合腔3的内部空间8。内表面部分34可以是侧壁32的整个内表面，或者只是侧壁32的内表面的一部分，只要它是界定光出射窗33的部分。内表面部分34适于使用非对称反射器9朝向底表面31反射回比朝向光出射窗33更大量的来自光源4的入射光。通过使更大量的入射光被反射朝向光源4所位于的底表面31、而不是光出射窗33，可以确保从内表面部分34反射的入射光不以大角度（例如以大于65°的角度）离开光出射窗33，从而减少眩光。为了实现内表面部分34的期望反射率，可以使用不同的方法。一种方法是用非对称光学涂层（例如回射涂层）涂覆内表面部分34。另一种方法是为内表面部分34提供一个或多个非对称光学元件，这些光学元件被放置在混合腔3的至少一个侧壁32的内表面部分34上。

图2中所示的发光装置10还包括光学盖7。光学盖7是可选元件。光学盖7布置在光出射窗33处，并且因此可以覆盖或限定混合腔3的光出射窗33的至少一部分。在图2中所示的实施例中，光学盖7覆盖或限定整个光出射窗33。光学盖7可以由光学上透明的材料制成，其允许光以最小的损失穿过。

图2中所示的发光装置10还包括漫射箔5。漫射箔5是可选元件。漫射箔5放置在朝向混合腔3的底表面31的方向上距混合腔3的光出射窗33一定距离处。

图2中所示的发光装置10还包括法兰6。法兰6是可选元件。如图2中所示，提供了一个圆周法兰6。替代方案包括发光装置10可以包括两个或更多个法兰或者一起形成法兰的多个法兰段，它们可以被以规则或不规则间隔放置的空间中断。法兰6从侧壁32突出。法兰6朝向发光装置10的中心轴A突出。法兰6由光学上不透明的材料制成。法兰6形成边缘，在图2中所示的实施例中，该边缘覆盖光出射窗33的一部分。替代地，法兰6可以形成光出射窗33的一部分。法兰6因此平行于光出射窗33延伸。

发光装置10可以设置在照明器、灯具或灯中。这种照明器、灯具或灯可以在办公环境中使用。

本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变型是可能的。

附加地，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的纯粹事实不指示这些措施的组合不可以被有利地使用。

Claims (13)

1. 一种发光装置（10），包括：

混合腔（3），具有底表面（31）、光出射窗（33）、和在所述底表面（31）和所述光出射窗（33）之间延伸的至少一个侧壁（32），以及

至少一个光源（4），适于在操作中将光发射到所述混合腔（3）中，

其中所述至少一个侧壁（32）包括内表面部分（34），所述内表面部分（34）界定所述光出射窗（33）并且面向所述混合腔（3）的内部空间（8），并且

其中所述内表面部分（34）是非对称反射器（9），以朝向所述底表面（31）反射回比朝向所述光出射窗（33）更大量的入射光。

2.根据权利要求1所述的发光装置（10），其中所述非对称反射器（9）是回射器。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的发光装置（10），其中所述内表面部分（34）至少部分地涂覆有非对称光学涂层（9）。

4.根据权利要求1和2中任一项所述的发光装置（10），其中所述发光装置（10）包括非对称光学元件，所述非对称光学元件被放置在所述混合腔（3）的至少一个侧壁（32）的内表面部分（34）上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（10），其中所述发光装置（10）包括至少两个光源（4）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（10），其中所述发光装置（10）还包括光学盖（7），所述光学盖（7）布置在所述混合腔（3）的光出射窗（33）的至少一部分处或者限定所述混合腔（3）的光出射窗（33）的至少一部分。

7.根据权利要求6所述的发光装置（10），其中所述光学盖（7）由光学上透明的材料制成。

8.根据权利要求6或7所述的发光装置（10），其中所述光学盖（7）包括微透镜光学盖。

9.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（10），其中所述发光装置（10）还包括漫射箔（5）。

10.根据权利要求9所述的发光装置（10），其中所述漫射箔（5）被放置在朝向所述混合腔（3）的底表面（31）距所述混合腔（3）的光出射窗（33）一定距离处。

11.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置（10），其中所述发光装置（10）包括至少一个法兰（6），所述至少一个法兰（6）从所述至少一个侧壁（32）朝向所述混合腔（3）的中心轴（A）向内突出，并且其中所述至少一个法兰（6）覆盖所述光出射窗（33）的一部分或者限定所述光出射窗（33）的一部分。

12.一种照明器、灯具或灯，包括根据权利要求1-11中任一项所述的发光装置（10）。

13.一种根据权利要求12所述的、用于在办公环境中使用的照明器、灯具或灯。

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