具有棱镜元件的用于间接光照的照明设备制造技术

根据本发明专利技术的一方面，提供一种照明设备。该照明设备包括光源和光学结构。光学结构具有用于输出光的出射表面和用于将来自光源的光朝向出射表面反射的反射表面。另外，光学结构包括布置在出射表面处以用于借助于全内反射和/或折射来从反射表面重定向光的多个棱镜元件。利用布置在出射表面上的棱镜元件，由反射表面反射的光的一部分被重定向，从而加宽照明设备的光强度分布并且增加由照明设备光照的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有棱镜元件的用于间接光照的照明设备
本专利技术一般涉及用于间接光照的照明设备的领域。
技术介绍
间接光照通常被用作办公室和类似空间中的一般光照。通过光照二级表面（诸如天花板或墙壁）来实现间接光照，该二级表面将光朝向要被光照的对象（或空间）反射。在常规照明系统中，反射外壳中的荧光灯管被用来创建间接光照。然而，这样的荧光灯管当前被更能量高效的基于固态的替换物取代，诸如基于发光二极管（LED）的照明设备。WO-2011/051925示出用于间接光照的基于LED的照明设备。该照明设备包括LED和用于将来自LED的光朝向天花板反射的漫反射器。
技术实现思路
本专利技术的至少一些实施例的目的是提供一种能够光照比现有技术照明设备所获得的更大的区的照明设备。本专利技术的目的还有提供一种能够更均匀地光照二级表面的照明设备。根据本专利技术的一方面，提供一种照明设备。该照明设备包括光源和光学结构。光学结构具有用于输出光的出射表面以及用于将来自光源的光朝向出射表面反射的凹形反射表面。此外，光学结构包括布置在出射表面处以用于借助于全内反射和/或折射而从反射表面重定向光的多个棱镜元件。专利技术人已经认识到，由照明设备光照的二级表面（例如天花板或墙壁）的区域的大小确定用于间接光照特定区的照明设备的数目。一般而言，将合期望的是，提供一种能够光照二级表面的较大区域以便减少间接光照特定区所要求的照明设备的总数目的照明设备。本专利技术使用以下概念：对照明设备的光强度分布进行成形以便增加照明设备的可实现光照区域（或光照覆盖）。利用布置在出射表面处（或上）的棱镜元件，由反射表面反射的光的一部分被重定向到与在不穿过棱镜元件的情况下通过出射表面输出的光不同的方向上（例如更多地朝向二级表面），从而加宽照明设备的光强度分布并且增加由照明设备光照的区域。较大的光照区域是有利的，因为其减少了光照特定区域所要求的照明设备的数目。通常，输出特定波长的光的发光二极管（LED）与磷光体（或任何其它波长转换材料）组合地用于提供白色光。LED通常包括定位在LED封装的中心处的蓝色发射有源区以及围绕有源区并填满封装的其余部分的黄色发射磷光体。由有源区发射的光通过磷光体的行进距离确定由磷光体吸收（并且因而转换）的蓝色光的量。在垂直于有源区的发射表面的方向上，相比于与有源区的发射表面形成较宽角度的方向（在所述方向上，光输出更多地朝向黄色），行进距离较短（由此光输出在这些方向上更多地朝向蓝色）。因而，获得颜色越过（over）（发射）角度，并且颜色梯度可以跨照明设备的光分布可见。具体地，磷光体已经将光转换成的颜色（黄色）可以在光分布的边缘处可见。因而，由反射表面反射的光的颜色在光学结构的出射表面之上变化。棱镜元件促进光输出的控制。例如，具有特定颜色的反射表面反射的光的一部分可以由棱镜元件重定向使得该部分光被投射到具有另一颜色的照明设备输出的光的另一部分上，从而混合光并且使颜色分布更均匀。根据本专利技术的实施例，照明设备可以被适配用于光照二级表面，从而经由从所光照的二级表面的反射来提供间接光照。因而，照明设备可以安装在二级表面附近使得主要光输出朝向二级表面定向。间接光照可以用于光照空间（诸如办公室）并且用于减少来自光源的眩光。根据实施例，出射表面、反射表面和光源可以被布置成使得在不穿过棱镜元件的情况下通过出射表面输出的光的主要部分在一方向范围上朝向二级表面输出。该方向范围可以限定相对于二级表面的法向的角度间隔，该角度间隔在45度到90度的范围内，优选地在55度到85度的范围内，并且甚至更优选地在70度到85度的范围内。因而，当照明设备被安置和处于使用时，在不穿过棱镜元件的情况下通过出射表面输出的光（或光强度）的主要部分可以到达相当远离照明设备的地方，从而增加照明设备的可能光照区域。优选地，光强度随着相对于二级表面的法向的角度的增加而增加以用于使二级表面的光照在光强度方面更均匀。光输出相对于二级表面的较高角度意味着对于距二级表面的特定安装距离，光在二级表面处到达更远离照明设备的地方。将领会的是，二级表面本身并不是照明设备的一部分，而是将在照明设备被安置（和处于使用）时与照明设备协作以便创建间接光照。此外，将领会的是，在本说明书中，相对于二级表面限定的光方向和照明设备的位置在照明设备被安置（和处于使用）时是适用的。根据实施例，棱镜元件、出射表面、反射表面和光源可以被布置成使得由棱镜元件重定向的光的主要部分在一方向范围上朝向二级表面输出。该方向范围可以限定相对于二级表面的法向的角度间隔，该角度间隔在0度到80度的范围内，并且优选地在0度到75度的范围内。因而，当照明设备被安置和处于使用时，通过棱镜元件输出的光（或光强度）的主要部分可以到达相当靠近照明设备的地方。由棱镜元件获得的光分布因而可以补充通过光在不穿过棱镜元件的情况下离开出射表面而获得的光分布，从而增加照明设备的光照区域。例如，照明设备中的组件（诸如棱镜元件和/或出射表面和/或反射表面和/或光源）相对于彼此的取向和射束成形特性可以被选择（或配置）以用于获得上述角度分布。将领会的是，由棱镜元件输出的光的方向范围以及在不穿过棱镜元件的情况下输出的光的方向范围可以或者可以不至少部分地重叠。优选地，这两个方向范围被适配成以便提供照明设备的总体更均匀的光强度分布。根据实施例，光学结构可以包括固体光透射主体，这是有利的，因为单个组件可以用于提供包括出射表面和反射表面的光学结构，这促进照明设备的制造以及再循环。在实施例中，照明设备还可以包括用于在被反射表面反射之前对来自光源的光准直的构件。准直构件可以包括任何射束成形构件，诸如透镜和/或反射器。可替换地，或者作为补充，光学结构的固体光透射主体可以具有被配置成使得来自光源的光在进入主体时被折射成更窄的射束的折射率以便提供用于准直光的构件。因而，光学结构的主体的折射率可以被选择成使得由光源发射的光在穿过光学结构界面时被准直。优选地，照明设备可以被布置成使得来自光源的光从具有比主体的折射率更低的折射率的介质（例如空气）传播，由此光在传播到主体中时被准直。LED通常具有朗伯体光发射图案。通过对来自光源的光准直，光会聚到反射表面上，反射表面然后可以进一步对光束成形。准直程度是由准直构件获得的角度射束散布的度量并且正常被表述为半高全宽（FWHM）。优选地，经准直的光在其被反射表面反射之前的准直程度的半高全宽（FWHM）包括在60度到30度的间隔内并且优选地在50度到40度的间隔内。来自相当像点的光源的光的主要部分然后可以被投射到反射表面上。根据实施例，反射表面可以弯曲以便对来自光源的光准直。由反射表面提供的准直改进更精确地限定来自照明设备的光输出的可能性。此外，反射表面然后可以将来自光源的光既重定向又会聚到数个期望的方向上（例如根据上述角度分布）。优选地，由反射表面准直的光的准直程度的FWHM可以小于15度并且优选地小于10度。因而，由反射表面准直的光束可以（至少）大体平行。较平行的射束进一步促进确定棱镜元件的放置以用于获得来自照明设备的特定光输出。在实施例中，光学结构的反射表面可以被适配成借助于全内反射（TIR）重定向来自光源的光。例如，空气/光学结构界面可以提供反射表面。光源和反射表面可以优选地相对于彼此取向使得入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明设备，包括：‑ 光源，以及‑ 具有用于输出光的出射表面和用于将来自光源的光朝向出射表面反射的凹形反射表面的光学结构，其中光学结构包括布置在出射表面处以用于借助于全内反射和/或折射从反射表面重定向光的多个棱镜元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.19 US 61/7159381.一种用于光照二级表面从而经由从所光照的二级表面的反射来提供间接光照的照明设备，照明设备包括：-光源，以及-具有用于输出光的出射表面和用于将来自光源的光朝向出射表面反射的凹形反射表面的光学结构，其中光学结构包括布置在出射表面处以用于借助于全内反射和/或折射从反射表面重定向光的多个棱镜元件，其中出射表面、反射表面和光源被布置成使得在不穿过棱镜元件的情况下通过出射表面输出的光的主要部分在限定相对于二级表面的法向的角度间隔的方向范围上朝向二级表面输出，所述角度间隔在45度到90度的范围内，并且其中棱镜元件、出射表面、反射表面和光源被布置成使得由棱镜元件重定向的光的主要部分在限定相对于二级表面的法向的角度间隔的方向范围上朝向二级表面输出，所述角度间隔在0度到80度的范围内。2.如权利要求1中所限定的照明设备，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：HHP戈曼斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL