CN220303493U - 照明装置和照明设备 - Google Patents

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CN220303493U CN202190000714.6U CN202190000714U CN220303493U CN 220303493 U CN220303493 U CN 220303493U CN 202190000714 U CN202190000714 U CN 202190000714U CN 220303493 U CN220303493 U CN 220303493U
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Abstract

本公开涉及照明装置和照明设备。透镜板具有小透镜的阵列。第一表面包括多个单独的单元，每个单元限定阵列的相应小透镜的一侧。第二相对表面包括一组凹槽，每个凹槽限定小透镜的阵列的小透镜的子阵列的第二相对侧。小透镜的阵列为包括多个同心环的圆形阵列。每个环包括多个直区段，并且每个区段包括布置成行的多个所述小透镜。因此，透镜板设计结合了在一侧上覆盖多个小透镜的凹槽以及在相对侧上的单元式透镜结构。根据本公开的照明装置和照明设备使得能够灵活地选择与透镜板一起使用的LED的量。

Description

照明装置和照明设备
技术领域
本实用新型涉及透镜板，例如用于对从LED阵列输出的光进行光束整形。
背景技术
光学透镜被广泛用于重定向从诸如LED的光源发射的光，以产生期望的光束形状。
当使用诸如LED阵列的光源阵列来实现高输出流明时，通常使用由许多小的光学透镜，即小透镜(lenslet)组成的透镜板。每个小透镜例如定位在相应的光源上方，例如将LED的朗伯光输出分布转换成期望的光束形状。
不同的光源设计，诸如不同的LED平板，即使具有相同的形状因数，由于其中使用光源的照明设备的不同流明封装要求，也可能具有不同数量的光源。
随着LED效率的不断提高，给定尺寸的平板上所需的LED数量通常随着时间的推移而减少。因此，通常为LED平板的连续设计开发不同的透镜板，其中LED平板具有不同的LED量和位置，并且透镜板被设计成匹配的。
重新设计透镜板的需要增加了交付周期，增加了额外的加工成本，并且增加了库存单位的数量。
实用新型内容
已知的解决方案需要重新设计透镜板以适配LED平板，因而需要消耗额外的时间和加工成本。因此，需要一种照明装置和照明设备至少部分地解决上述问题。
根据本实用新型一个方面的示例，提供一种照明装置。该照明装置包括：安装在托架上的LED的阵列；以及安置在所述托架上方的透镜板，其中所述LED中的每个LED面向所述透镜板的凹槽；所述透镜板包括小透镜的阵列，所述透镜板包括：
第一表面，其包括多个单独的单元，每个单元限定小透镜的阵列的相应小透镜的一侧；和
第二表面，其包括一组凹槽，每个凹槽限定小透镜阵列的小透镜的子阵列的第二相对侧；
其中小透镜阵列为包括多个同心环的圆形阵列，每个环包括多个直区段，并且每个区段包括布置成行的多个所述小透镜；
其中：
所述LED中的至少一些LED偏离相关联的单元的中心；或者
对于所述单元中的至少一些单元，多个LED与共用的相关联的单元相关联，其中所述LED在沿凹槽方向的不同位置。
在一些实施例中，所述透镜板的每个单元与相邻单元相交，并且其中每个单元沿所述透镜板的光轴与相应凹槽对准定位，所述光轴在穿过所述第一表面和所述第二表面之间的所述透镜板的法线方向上。
在一些实施例中，所述透镜板的所述第一表面为光输出表面，并且所述第二表面为光输入表面。
在一些实施例中，所述小透镜各自占据小于8mm×8mm的面积。
在一些实施例中，所述透镜板的所述区段基本上被布置在所述环的圆周方向上。
在一些实施例中，所述透镜板的所述区段基本上被布置在所述环的径向方向上。
在一些实施例中，所述透镜板的所述单元的轮廓基本上相同。
在一些实施例中，所述透镜板的每个所述单元具有面向所述透镜板的圆周方向和径向方向两者的凸表面。
在一些实施例中，所述LED中的每个LED面向所述透镜板的对应小透镜，其中所述LED的阵列具有与所述透镜板的小透镜数量相同的LED数量。
在一些实施例中，所述LED的阵列中的所述LED与所述透镜板的所述小透镜的阵列的子集相关联。
在一些实施例中，所述LED的阵列中的所述LED与以下一项相关联：
小透镜的所述区段的子集；
小透镜的所述环的子集；或者
小透镜的所述区段中的所有区段，但是其中LED的每个区段具有仅与小透镜的对应区段的所述小透镜的子集相关联的LED。
根据本实用新型一个方面的示例，提供一种照明设备。该包括根据本公开的实施例的照明装置和LED驱动器。
在一些实施例中，照明设备包括高顶照明设备。
根据本公开的照明装置和照明设备使得能够灵活地选择与透镜板一起使用的LED的量。
附图说明
为了更好地理解本实用新型，并且更清楚地示出如何实施本实用新型，现在将仅借助于示例参考附图，其中：
图1以透视图示出已知的透镜板设计；
图2以平面图示出传统透镜板的一些另外的示例；
图3示出图1的已知透镜板的尺寸；
图4示出另一种已知的透镜板，例如用于高架光学器件；
图5用于解释如何确定最小的小透镜大小；
图6示出根据本实用新型的第一表面的两个示例和第三附加示例；
图7示出图6的三个小透镜设计的第二表面；
图8示出用于窄光束输出的小透镜设计，并示出光强度分布；
图9示出用于宽光束输出的小透镜设计，并示出光强度分布；
图10示出用于非常宽的光束输出的小透镜设计，并示出光强度分布；
图11以横截面示出图6至7的透镜板；
图12示出图8的窄光束透镜设计和传统小透镜设计的设计光学性能的比较；
图13示出图9的宽光束透镜设计和传统小透镜设计的设计光学性能的比较；
图14示出图10的非常宽的光束透镜设计和传统小透镜设计的设计光学性能的比较；
图15示出另一种透镜板设计；
图16示出具有不同LED量的LED平板的各种示例，其可与图15的透镜板一起使用；
图17示出具有不同LED量的LED平板的各种另外的示例，其可与图15的透镜板一起使用；
图18示出另一种(现有的)LED平板设计；
图19更详细地示出平板尺寸；
图20示出与基于图18的LED平板的透镜板兼容的可能的LED布局；
图21示出窄光束实施的性能模拟；和
图22示出非常宽的光束实施的性能模拟。
图23示出图10所示类型的一排五个非常宽的光束小透镜；
图24示出图23的每个LED和相关联的小透镜之间的三个不同的相对位置，以及对应光强度分布；
图25示出基于窄光束小透镜的三种不同的LED布置，并示出强度分布；
图26示出具有沿光带长度延伸的凹槽的布置；
图27示出一种替代设计，其中凹槽以在不同方向上的凹槽布置成子阵列；
图28示出可如何将本实用新型应用于方形透镜板；
图29示出还可如何将图27所示的凹槽子阵列应用于方形透镜板；
图30示出与相邻单元相交的单元；
图31示出单元不需要彼此相交，并且它们可通过彼此相隔小的间距；
图32示出可如何将本实用新型应用于圆形透镜板的示例；
图33示出根据本实用新型的透镜板的第一表面的示例；
图34示出图33的透镜板示例的第二表面；
图35示出图34中第二表面的放大透视图；
图36示出根据本实用新型的透镜板的第一表面的另一个示例；和
图37示出图36的透镜板示例的第二表面。
具体实施方式
已知透镜板的每个小透镜通常具有大致部分球形的凸上(光输出)表面和大致部分球形的凹下(光进入)表面。每个小透镜放置在相关联的LED的顶部，以将LED的朗伯光分布转变成各种光束形状。
本实用新型改为在第二(光进入)表面利用凹槽结构。沿凹槽(垂直于区段的伸长方向)的横截面形状沿区段的伸长方向是恒定的。
每个单元可与至少一些相邻单元相交(例如，沿一条线)，使得在那些相邻单元之间提供小间距。因此，这些单元被紧密堆积，使得存在一大组小透镜位置。这意味着LED平板可与那些小透镜位置的子集处的LED一起使用。这为选择与透镜板一起使用的LED的量提供了灵活性。
第一表面的单元与第二表面的凹槽结合，以限定小透镜的期望功能，诸如窄光束、宽光束或非常宽的光束透镜功能。也可实现其它光分布，例如不对称光分布。
凹槽和相关联的单元可以直线形成，但是它们也可改为沿循弯曲的路径。于是，在沿弯曲路径的任何给定位置，凹槽具有垂直于弯曲路径的恒定横截面形状。
每个单元例如沿透镜板的光轴与相应的凹槽对准定位。因此，凹槽和单元在透镜板的相对侧，并且光轴在穿过两个表面之间的透镜板的法线方向上。
第一表面例如是光输出表面，并且第二表面是光输入表面。光输入表面可被认为是小透镜的底面，并且光输出表面可被认为是小透镜的顶面。
每个单元例如具有凸的(外)表面。这提供了聚焦功能，以从入射光产生更期望的光束形状。
小透镜可各自占据小于8mm×8mm的面积。光学器件做得尽可能小，同时满足集光率要求。这意味着在相同的外形尺寸内，可集成更多的小透镜，因此在LED平板下面的LED的最大数量增加。然而，没有必要在每个小透镜下都有LED。通过在小透镜下以重复的图案布置LED，相同的透镜板设计可与具有较少LED的LED平板一起使用。因此，透镜板与各种LED平板设计兼容。这极大地节省了开发新透镜板光学器件的交付时间和为每个LED平板打开新注射模具的成本。小透镜可例如占据6mm×6mm的面积。
在透镜板的一个示例中，区段基本上在环的圆周方向上布置。在透镜板的另一个示例中，区段基本上在环的径向方向上布置。
优选的是，单元的轮廓基本相同。换句话说，所有单元具有相同的形状，因此可大大减少光学结构的设计工作。
在优选的示例中，每个单元具有面向透镜板的圆周和径向方向两者的凸表面。这意味着单元具有3D突起的形状。
在其它示例中，透镜板可为圆形的或者实际上具有其它形状。
透镜板例如是注射模制的。使用与单元(可被认为是3D形状)相对的凹槽(可被认为是2D结构)使顶部和底部模具部件之间更容易对准，并且使得底部模具部件的加工更简单。
透镜板对LED平板上的定位也不太敏感，因为沿凹槽方向，LED的位置偏移没有干扰透镜板的风险。对于具有小间距和大量小透镜的透镜板，这得到了另外的优点。
透镜板可为圆形的，例如以形成高顶照明设备。
区段中的行间距例如在5mm到15mm的范围内。LED阵列的一个当前常见的行间距例如是10.5mm米，但是本实用新型可缩放到各种尺寸。
每个小透镜可例如限定窄光束透镜功能，例如具有在±24度和±30度之间的半高宽。每个小透镜可改为限定宽光束透镜功能，例如具有在±44度和±50度之间的半高宽。每个小透镜可改为例如限定非常宽的光束透镜功能，例如具有在±56度和±70度之间的半高宽。
通过提供带凹槽的第二表面的固定设计，并选择第一表面的合适的单元设计，可将不同的透镜板制成不同的设计。
本实用新型还提供一种照明装置，其包括：
安装在托架上的LED阵列；和
安置在托架上方的如上定义的透镜板，
其中每个LED面向透镜板的凹槽。
托架例如是印刷电路板。小透镜的单元(或小透镜的子集)与下面的LED对准。
每个LED可与相关联的单元的中心对准。
相反，至少一些LED可偏离相关联的单元的中心。这可用于提供光束整形功能。
此外，对于至少一些单元，多个LED可与共用的相关联的单元相关联，其中LED在沿凹槽方向的不同位置。这为光束整形提供了另外的选择。
LED阵列可具有与透镜板的小透镜数量相同的LED数量。这代表了特定透镜板设计的最大LED容量。在这种情况下，每个LED面向透镜板的对应小透镜。
另选地，LED阵列的LED可与透镜板的小透镜阵列的子集(例如区段)相关联。因此，LED平板的LED数量少于最大LED容量。相同的透镜板可与不同的LED平板设计一起使用。
LED阵列的LED可与以下中的一个相关联：
小透镜的区段的子集；
小透镜的环的子集；
小透镜的区段中的所有区段，但是其中LED的每个区段具有仅与小透镜的对应区段的小透镜子集相关联的LED。
因此，小透镜的部分使用可基于仅使用一些区段、或仅使用一些环、或棋盘图案、或跨透镜板的区域布置的未使用的小透镜的另一种图案。
本实用新型还提供一种包括上述照明装置和LED驱动器的高顶照明设备。
参考下文描述的(多个)实施例，本实用新型的这些和其它方面将变得显而易见并得到阐述。
将参考附图描述本实用新型。
应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了设备、***和方法的示例性实施例，但是仅用于说明的目的，而不旨在限制本实用新型的范围。根据以下描述、所附权利要求和附图，本实用新型的设备、***和方法的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。应当理解，附图仅仅是示意性的，并没有按比例绘制。还应理解，在整个附图中，相同的附图标记用于表示相同或相似的部分。
本实用新型提供一种具有小透镜的阵列的透镜板。第一表面包括多个单独的单元，每个单元限定阵列的相应小透镜的一侧。第二相对表面包括一组凹槽，每个凹槽限定小透镜的阵列的小透镜的子阵列的第二相对侧。因此，透镜板设计结合了在一侧上覆盖多个小透镜的凹槽以及在相对侧上的单元式透镜结构。
图1以透视图示出已知的透镜板设计。透镜板10包括44个小透镜12的阵列。每个小透镜12用于定位在下面的LED平板的LED上方。每个小透镜例如具有凸(向外弯曲的)上表面和凹(向内弯曲的)下表面。
不同的透镜板被设计用于具有不同数量和布局的LED的不同LED平板。
图2以平面图示出传统透镜板的一些另外的示例。例如，它们都是30cm长，并且被设计成输出宽光束。顶部的示例用于36个LED(两行18个)，中间的示例为24个LED(一行24个)，底部的示例为22个LED(一行22个)。
图3示出图1的已知透镜板的示例尺寸。每个单独的小透镜的直径为12.7mm，并且板的大小为279.54mm×38.99mm。
图4示出另一种已知的透镜板，例如用于高架光学器件；其中第一和第二表面包括细长的脊和凹槽，每个脊和槽沿它们的长度具有恒定的横截面。示出光分布图案，其中曲线40为在长度方向上的光强度分布，并且曲线42为在宽度方向上的光强度分布。
在这种设计中，在下面有凹槽，并且顶部上方有脊。LED需要以与凹槽/脊的间距相同的间距布置成行。在纵向方向上，LED的位置和数量将不影响光分布。结果，这种透镜板设计可用于具有不同LED量的LED平板的不同设计，只要LED在横向方向上的间距保持相同。
然而，对于这种可被认为是2D透镜的透镜来说，不可能控制纵向方向上的光输出形状。它仅适用于某些光分布。很难实现一些光束形状，诸如窄光束或非常宽的光束。
本实用新型将透镜板一侧的凹槽结构与透镜板另一侧的单元结构相结合。这实现了几乎所有需要的光束形状，同时在选择LED平板上的LED质量方面保持了一定程度的灵活性。单元结构具有单独的单元，其横截面形状沿长度方向变化。
提供将透镜板应用于不同LED平板的灵活性的第一种方式是将小透镜设计得尽可能小。在给定的形状因数内，可集成更多的小透镜，因此LED平板上LED的最大数量增加。没有必要在每个小透镜下面提供LED。因此，当LED平板上所需的LED量小于最大数量时，可使用相同的透镜板，并且根据所需的LED数量，LED可定位在小透镜的子集的下面。跨透镜板区域的已用/未用小透镜的规则分布可用于保持光输出均匀性。以这种方式，实现了LED量的一定程度的自由度。
例如，可计算小透镜的最小大小以实现期望的集光率。
具有均匀发散角的平坦表面的集光率由下式得到：
E＝πAsin2(θ1/2)
值θ1/2为光束的半角，并且值A为光发射的面积。这些参数在图5中示出。
例如，LED面积可为3mm×3mm＝9mm2。
那么，LED集光率由下式得到：
ELED＝π*9*sin2(90°)＝28.3mm2球面度。
小透镜需要相同的集光率。
因此，小透镜集光率由下式得到：
ELENSLET＝ELED＝πALENSLETsin2(θLENSLET/2)
对于窄光束，θLENSLET＝60°。
这得到A＝28.3/π/(sin2(60°/2))＝36mm2。
这表明，在这个示例中，小透镜所需的线性大小为6mm，以保留来自面积为3mm×3mm的LED的光输出，并且当产生窄光束时。这只是一个示例，以示出适合LED平板真实示例的近似最小的小透镜大小。
本实用新型提供了一种透镜板设计，其具有第一表面和第二表面，第一表面包括多个单独的单元，每个单元限定小透镜的阵列的相应小透镜的一侧，第二表面包括一组凹槽，每个凹槽限定小透镜阵列的小透镜的子阵列的第二相对侧。因此，凹槽沿多个小透镜的路径延伸。
图6示出可根据本实用新型使用的第一表面60的两个示例和第三附加示例。在所有情况下，透镜板具有三行透镜结构。
顶部示例示出用于产生窄光束的小透镜，中间的示例示出用于产生非常宽的光束的小透镜。
在两个示例中，每个小透镜由单独的单元61限定。该示例中的每个单元61与相邻单元相交。这意味着在至少一个方向上小透镜之间没有间距。例如，顶部图像中的窄光束小透镜在行方向上彼此接触，而第二图像中的非常宽的光束小透镜在行和列方向上都彼此接触。因此，这些单元可至少在一个方向上尽可能紧密地堆积，使得存在一大组小透镜位置。这意味着LED平板可与那些小透镜位置的子集处的LED一起使用。这为选择与透镜板一起使用的LED的量提供了灵活性。
底部的示例具有脊而不是单独的单元。示出它是因为透镜板设计可使用相同的第二表面，并且因此它也可与顶部两个图像的设计共用工具部件。
图7示出图6的三个小透镜设计的第二(底部)表面62。在三种设计之间，底部表面是相同的，并且包括具有细长凹槽64的凹槽结构。沿凹槽的横截面形状(其中横截面垂直于长度方向)沿长度是恒定的。
第一表面的单元与第二表面的凹槽结合，以限定小透镜的期望功能，诸如窄光束、宽光束或非常宽的光束透镜功能。
每个单独的单元沿透镜板的光轴(即，在穿过透镜板的法线方向上，垂直于第一和第二表面的总平面)与相应的凹槽64对准。因此，凹槽和单元在透镜板的相对侧，并且光轴在穿过两个表面之间的透镜板的法线方向上。
第一表面为光输出表面(例如顶部表面)，并且第二表面是光输入表面(例如底部表面)，通常用于接收来自LED的光。每个单元具有凸的外表面。这提供了聚焦功能。
图6和7示出板通常为具有长度和宽度的细长主体。凹槽沿透镜板的第二表面的长度延伸。于是，第一表面可包括单元的多个行和列，这些行沿透镜板的长度延伸，并且这些列跨透镜板的宽度延伸。每个凹槽与单元的相应行相对，使得每个小透镜由单元和相应凹槽的一部分限定。
行和凹槽优选地为直的，使得第二表面沿透镜板的长度具有恒定的横截面形状。透镜板例如是注射模制的。直凹槽的使用使顶部和底部模具部件之间更容易对准，并且从而使得加工更简单。透镜板对LED平板上方的定位也不太敏感。
图8示出用于窄光束的小透镜设计，并示出光强度分布。窄光束透镜功能例如对应于±24度和±30度之间的半高宽。
曲线图80示出纵向方向和横向方向的光分布图案(因为它们基本重叠)。
图9示出用于宽光束的小透镜设计，并示出光强度分布。宽光束透镜功能例如对应于±44度和±50度之间的半高宽。
曲线图90示出纵向方向和横向方向的光分布图案(因为它们基本重叠)。
图10示出用于非常宽的光束的小透镜设计，并示出光强度分布。非常宽的光束透镜功能例如对应于±56度和±70度之间的半高宽。
曲线图100示出纵向方向和横向方向的光分布图案(因为它们基本重叠)。
图8至10的设计都具有相同的第二(底部)表面设计。因此，通过提供带凹槽的第二表面的固定设计，并选择第一表面的合适的单元设计，可将不同的透镜板制成不同的设计。
如上所述，另一透镜板设计可再次使用相同的带凹槽的第二表面，但是具有形成沿透镜板长度延伸的第一表面的多行脊，每个脊下面具有相应的凹槽。这限定了例如柱面透镜设计，其与本实用新型的透镜板设计共用第二表面的设计。
图11以横截面示出各种可能的透镜板。示出第一表面60的单元61和第二表面62的凹槽64。顶部图像用于图8的窄光束设计，中间图像用于图10的非常宽的光束设计，而底部图像用于在第一表面上具有平行脊110和在第二表面上具有凹槽64的附加设计，因此所示的横截面沿长度是恒定的。
图12示出图8的窄光束(“NB”)透镜设计(右列，“2.5D光学器件”)和传统小透镜设计(列“3D光学器件”)的光学性能的比较，以实现相同的输出。术语2.5D用于表示与3D单元式结构结合的线性凹槽结构。
图13示出图9的宽光束(“WB”)透镜设计(右列，“2.5D光学器件”)和传统小透镜设计(列“3D光学器件”)的光学性能的比较，以实现相同的输出。
图14示出图10的非常宽的光束(“VWB”)透镜设计(右列，“2.5D光学器件”)和传统小透镜设计(列“3D光学器件”)的光学性能的比较，以实现相同的输出。
基于6mm×6mm的小透镜大小的本实用新型的透镜板设计实现了所有基本的光学性能要求。
图15示出透镜板10的另一种设计，具有5行45个尺寸为6mm×6mm的小透镜12，因此具有225个LED的最大LED容量，并且装配在270mm×30mm的总尺寸内。
图16示出LED平板160的各种示例，每个LED平板承载具有不同LED量的LED 162的阵列，其可与图15的透镜板一起使用。
顶部图像示出具有225个LED的全容量的LED平板160。
第二个图像示出使用小透镜的交替行，因此有三行45个LED，因此有135个LED。
第三个图像示出仅使用两行小透镜，因此有两行45个LED，因此有90个LED。
底部图像示出仅使用一行小透镜，因此有一行45个LED。
在这最后三个示例中，LED阵列的LED与小透镜的行的子集相关联。
图17示出具有不同LED量的LED平板160的各种另外的示例，其可与图15的透镜板一起使用。
顶部图像示出使用小透镜的交替列，因此有23列五个LED，因此有115个LED。
第二个图像示出使用更进一步间隔开的小透镜列(每三个中有一个)，因此有15列五个LED，因此有75个LED。
在这前两个示例中，LED阵列的LED与小透镜的列的子集相关联。
最后六个示例示出LED平板布局，其中LED与小透镜的所有行和列相关联，但是每行LED具有仅与对应行的小透镜的子集相关联的LED。
这六个示例中的LED的数量为189、180、167、150、113和75。
未使用的小透镜的图案(因此也是使用过的小透镜的图案)优选地沿长度尽可能均匀。为了实现这一点，它遵循重复图案，并且重复的长度尽可能短。每行LED优选地具有相同数量的LED，因此未使用的LED的图案在各行之间均匀分布。
图18示出另一种(现有的)LED平板设计160，并且图19更详细地示出平板尺寸。LED平板160具有10.5mm的行间距和7.5mm的在纵向方向上的间距。在这种情况下，LED 162的最大数量为192(如图所示，在为连接器和螺丝孔留出位置之后)。
因此，通过对小透镜施加10.5mm×7.5mm的大小限制，可为该LED平板设计透镜板。
最终的设计例如如图6和7所示。透镜板例如300mm长，但是多个透镜板可首尾相连。
图20示出与这种透镜板兼容的可能的LED布局。
在所有五个示例中使用了所有三行小透镜。
顶部图像示出192个LED的最大容量(对应于图18)。接下来的图像示出154、130、98和66个LED。前两幅图像示出从图案的行和列中省略的小透镜，并且后两幅图像示出省略小透镜的列。因此，如果所需的LED数量减少，相同的透镜板可与新设计的LED平板一起使用。
图21示出窄光束实施的性能模拟；并且图22示出非常宽的光束实施的性能模拟。模拟基于使用最大容量的LED。两种设计都满足主要性能要求。
一些设计不符合表格中规定的期望统一眩光值(UGR)要求。具体地，对于非常宽的透镜光束，很难实现具有期望UGR的输出。如果需要，这可通过照明设备设计来补偿。
在上文的示例中，LED各自与对应小透镜的中心对准。然而，沿第二表面的凹槽方向，可存在相对于小透镜的中心的LED的有意偏移。
图23示出由顶部单元61和底部凹槽64形成的图10所示类型的一排五个非常宽的光束小透镜。例如，它们的尺寸为11mm×11mm。
图24示出图23的每个LED和相关联的小透镜之间的三个不同的相对位置，并且还示出对应光强度分布。虚线表示邻近小透镜之间，即单元61之间的接合点的位置。LED具有11mm间距。
顶部图像示出与每个小透镜的中心对准的LED 162。光强度分布基本上对应于图10的非常宽的光束分布(但是在该示例中小透镜更大，得到了稍微不同的分布)。
中间图像示出LED 162移动远离每个小透镜的中心和单元61之间的接合部，具体地偏移了2mm。光强度分布示出包括一排小透镜的长度方向的(垂直)平面中的不对称光束。因此，LED位置沿凹槽的偏移引导光束沿凹槽方向输出。光强度分布在包括跨小透镜的宽度方向的平面中保持对称。
底部图像示出定位在接合线处的LED 162，因此偏移了5.5mm。光强度分布示出包括一排小透镜的长度方向的(垂直)平面中的双不对称光束。因此，LED位置沿凹槽向接合部的偏移产生了两个光束，一个光束在凹槽长度方向上穿过每个相邻的小透镜。光强度分布在包括跨小透镜的宽度方向的平面中保持对称(因为该布置在宽度方向上仍然对称)。
LED可都具有相同的相对位置，但是不同的相对位置可结合以提供期望的总输出光束图案。因此，相同的LED平板可与相同的透镜板一起使用，以实现不同的光强度分布。
上文的示例都在(最多)一个LED上方具有一个小透镜。相反，沿单个小透镜的凹槽方向可具有多个LED。
图25示出基于窄光束小透镜的三种不同的LED布置，并示出强度分布。这个小透镜没有统一的形状因数；它是22mm(凹槽方向)×10mm(宽度方向)。
顶部图像示出在单个小透镜单元61下面沿凹槽64的两个LED162a、162b。光强度分布示出包括一排小透镜的长度方向的(垂直)平面中的加宽光束。因此，使用凹槽定位的两个LED在长度方向上产生宽光束。
中间图像示出单个LED 162，但是偏离了小透镜的中心。类似于图24的中间图像，光强度分布示出包括一排小透镜的长度方向的(垂直)平面中的不对称光束。因此，LED位置沿凹槽的偏移引导光束沿凹槽长度方向输出。
底部图像示出LED相对于单元61的中心位置，并且因此示出如上所述的对称分布。
上文的示例都具有沿光带长度延伸的凹槽。图26示出这种布置，并示出透视图，示出单元61的第一(顶部)表面的视图和示出凹槽64的第二(底部)表面的视图。
图27示出一种替代设计，其中凹槽布置成子阵列。示出四个子阵列270a、270b、270c、270d。第一和第三子阵列270a、270c具有垂直于透镜板长度方向延伸的凹槽，并且第二和第四子阵列270b、270d具有平行于透镜板长度方向延伸的凹槽(如在上文的示例中)。
更一般地，存在凹槽(64)的一个或多个第一子阵列(270a、270c)，和凹槽(64)的一个或多个第二子阵列(270b、270d)。每个子阵列的凹槽彼此平行，但是第一子阵列的凹槽垂直于第二子阵列的凹槽。
本实用新型以及图27的方法通常不限于带形透镜板。
图28示出可如何将本实用新型应用于方形透镜板。它示出了示出单元61的第一(顶部)表面的视图、示出凹槽64的第二(底部)表面的视图以及透视图。
图29示出如何将图27的方法应用于方形透镜板。它再次示出了示出单元61的第一(顶部)表面的视图、示出凹槽64的第二(底部)表面的视图以及透视图。凹槽再次布置成子阵列，一组子阵列具有垂直于另一组子阵列的凹槽延伸的凹槽。
上文的示例都示出至少沿单元的线与相邻单元相交的单元。这在图30中示出，该图示出一行五个小透镜的透视图、底视图和顶视图。
图31示出单元61不需要彼此相交，并且它们可通过彼此相隔小的间距。
上文的示例都示出正方形或矩形透镜板。透镜板可以有任何外形，并且图32示出圆形透镜板的示例。
顶部图像为透视图，中间图像为单元61的俯视图，并且底部图像为凹槽64的底视图。
凹槽保持为直线，并且在该示例中，这基于以图29所示的方式将凹槽布置成子阵列来实现的。因此，图32基本上为具有不同的外形的图29的设计。
上文的示例都具有形成为直线的凹槽和相关联的单元。然而，它们也可改为沿循弯曲的路径。例如，透镜板可为圆形的，具有单元的环和对应的凹槽的环。
对于带形照明方法，透镜板的长度例如至少为250mm，并且宽度至多为50mm。因此，透镜板可长并且薄，例如以形成高顶照明设备。
行间距例如在5mm到15mm的范围内。然而，本实用新型可缩放到各种大小。
图33和图34示出圆透镜板20的示例的两个表面。小透镜12聚集在小区段63中，这里在一个区段中示出直行中的三个小透镜12。区段基本上在圆周方向上，或更准确地说，在环的切线方向上布置成同心环。所有区段具有相同或至少相似的形状：在第一表面60上，说明突起的单元61，而在第二表面62上，说明分段的凹槽64。
图35进一步说明第二表面的放大透视图。为了均匀光输出的目的，在该示例中的区段在圆周方向上尽可能彼此靠近地分布，并且优选的是分布尽可能均匀。此外，在该示例中，由于环由周向布置的区段形成，如果存在多于两个环，那么两个环之间的距离D(如图33所示)优选地彼此相等或至少相似。
图36和图37示出圆透镜板20的另一个示例的两个表面。小透镜12聚集在小区段63中，这里在一个区段中示出三个小透镜12。区段63在径向方向上布置，但是它们也分组为区段的同心环(并且因此也是小透镜的同心环)。所有区段具有相同或至少相似的形状：在第一表面60上，说明突起的单元61，而在第二表面62上，说明分段的凹槽64。为了均匀光输出的目的,(不同同心环的)区段相对于彼此尽可能均匀地布置在透镜板20上。因此，外同心环上的区段比内同心环上的区段多。因此，小透镜的间距在透镜板的区域上更加均匀。由于在该示例中，环由径向布置的区段形成，优选的是，在径向方向上，环彼此非常靠近，使得在不同径向位置处的区段之间在径向方向上优选地没有(或非常小)间隙(在图37中示出，至多是较小的距离d)(并且因此在第一和第二表面上的小透镜的相邻同心环之间没有或非常小的间隙)。
在透镜板20的示例中，单元的轮廓具有相同或至少相似的形状。这大大减少了设计透镜板20的光学结构所需的努力。单元的形状优选地为3D突起，这意味着它具有面向不同方向的凸表面。
根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的实用新型时可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(comprising)”不排除其它元件或步骤，不定冠词“一(a或an)”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能被有利地使用。
如果在权利要求或说明书中使用了术语“适于”,应当注意，术语“适于”旨在等同于术语“配置成”。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (13)

1.一种照明装置，其特征在于，包括：
安装在托架上的LED的阵列；以及
安置在所述托架上方的透镜板，其中所述LED中的每个LED面向所述透镜板的凹槽；所述透镜板包括小透镜的阵列，所述透镜板包括：
第一表面，包括多个单独的单元，每个单元限定所述小透镜的阵列中的相应小透镜的一侧；以及
第二表面，包括一组凹槽，每个凹槽限定所述小透镜的阵列中的所述小透镜的子阵列的第二相对侧；
其中所述小透镜的阵列为包括多个同心环的圆形阵列，每个环包括多个直区段，并且每个区段包括布置成行的多个所述小透镜；
其中：
所述LED中的至少一些LED偏离相关联的单元的中心；或者
对于所述单元中的至少一些单元，多个LED与共用的相关联的单元相关联，其中所述LED在沿凹槽方向的不同位置。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述透镜板的每个单元与相邻单元相交，并且其中每个单元沿所述透镜板的光轴与相应凹槽对准定位，所述光轴在穿过所述第一表面和所述第二表面之间的所述透镜板的法线方向上。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述透镜板的所述第一表面为光输出表面，并且所述第二表面为光输入表面。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述小透镜各自占据小于8mm×8mm的面积。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述透镜板的所述区段基本上被布置在所述环的圆周方向上。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述透镜板的所述区段基本上被布置在所述环的径向方向上。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述透镜板的所述单元的轮廓基本上相同。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述透镜板的每个所述单元具有面向所述透镜板的圆周方向和径向方向两者的凸表面。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述LED中的每个LED面向所述透镜板的对应小透镜，其中所述LED的阵列具有与所述透镜板的小透镜数量相同的LED数量。
10.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述LED的阵列中的所述LED与所述透镜板的所述小透镜的阵列的子集相关联。
11.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于，所述LED的阵列中的所述LED与以下一项相关联：
小透镜的所述区段的子集；
小透镜的所述环的子集；或者
小透镜的所述区段中的所有区段，但是其中LED的每个区段具有仅与小透镜的对应区段的所述小透镜的子集相关联的LED。
12.一种照明设备，其特征在于，包括根据权利要求1至11中任一项所述的照明装置和LED驱动器。
13.根据权利要求12所述的照明设备，其特征在于，包括高顶照明设备。
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