用于多个LED的光学元件、以及用于光发射的安排制造技术

技术编号:13877690 阅读:47 留言:0更新日期:2016-10-22 16:07
本发明专利技术涉及一种用于影响多个LED(1)所发射的光的光学元件,该光学元件具有用于光入射的光入射区域(2)、以及位于该光入射区域(2)对面并且用于光出射的光出射区域(3)。另外,本发明专利技术涉及一种包括这种光学元件和这些LED(1)的用于光发射的安排。该光学元件的形状限定了既穿过该光入射区域(2)又穿过该光出射区域(3)的轴线(A);该光出射区域(3)被环状凹陷(4)细分成中央中间区域(31)以及围绕该中间区域(31)安排的边缘区域(32)。该光入射区域(2)和该光出射区域(3)被成形为使得在从沿着该轴线(A)的方向观看时,它们具有n重旋转对称,其中,n是大于2的自然数。这种设计使得这些LED(1)能够被安排成使得恰好这些LED(1)中的一者被分配给所形成的n个旋转对称区域中的每个区域。这种分配使得可以实现该安排的发射特性的特别好的可控性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于影响多个LED(LED:发光二极管)所发射的光的光学元件,并且涉及一种具有这种光学元件和相应LED的用于光发射的安排。现有技术披露了具有切口的这种光学元件,来自LED的光通过该切口照射进来;该光学元件在相反侧具有光出射区域。在实践中,已经证明了将光学元件和相应LED安排成使得可靠地实现具有预先指定的准确度的期望发射特性是有问题的且复杂的。本专利技术基于详细说明改善的光学元件和相应的改善的安排的目的。具体地,目的是获得可以特别好地受到控制的可靠发射特性和整体紧凑的设计。这个目的根据本专利技术是通过从属权利要求中所述的主题来实现的。从属权利要求中详细说明了本专利技术的特殊类型的实施例。根据本专利技术,提供了一种用于影响多个LED所发射的光的光学元件,该光学元件具有用于光入射的光入射区域以及还有位于该光入射区域对面、用于光出射的光出射区域。该光学元件的形状限定了既延伸穿过光入射区域又延伸穿过光出射区域的轴线;该光出射区域被细分成中央中间区域和通过环形空腔围绕该中间区域安排的边缘区域。该光入射区域和该光出射区域被成形为使得它们在沿着该轴线的方向上具有n重旋转对称,其中,n是大于2的自然数。关于这种设计可以将这些LED安排为使得这n个形成的旋转对称区域中的每一个区域正好被分配给这些LED中的一者。通过这种分配,可以达到这种安排的发射特性的特别好的可控性。n优选地具有在3与10之间、特别是在3与6之间的值。据此,可以使用该光学元件获得特别均匀的光发射。当相对于该轴线以直角观看时,中间区域优选地呈一级近似的弓形形式。结果是,可以引起光学元件的有利的透镜效果。从光技术观点讲,这种设计是有利的,使得在沿着轴线的投影下观看时,中间区域完全地覆盖光入射区域。优选地,在该光入射区域与该光出射区域之间形成了针对光线的全内反射设计的反射表面区域。据此,可以达到该安排的特别高的效率。光入射区域优选地由切口形成。以此方式,可以实现的是,LED所发射的光的特别大的一部分射入光学元件。该切口优选地具有底部区域和侧壁区域;具体地,该切口可以有利地由底部区域和侧壁区域形成。如果反射表面区域是针对经由该侧壁区域进入该光学元件的光线的全内反射而设计的,在此可以实现特别好的光导向。该光学元件另外有利地被配置成使得经由该底部区域进入该光学元件的另外的光线经由该中间区域射出该光学元件。该光学元件优选地被配置成注塑成型零件的形式。这允许在有成本效益的制造选项中特别适合地配置该光学元件的形式。光出射区域优选地具有多个结构元件,这些结构元件具有凸形形状。据此,可以相对于制造工程学特别合适地有利地影响发射特性。这些结构元件优选地是一段球体的形式。在将彼此连接起来观看时,这些结构元件具体地可以具有线结构或交叉线结构。从而可以特别有利地生产这些结构元件,特别是如果光学元件被配置成注塑成型零件。根据本专利技术的另外一方面,提供了一种具有根据本专利技术的光学元件、以及多个LED的、用于光发射的安排,其中,LED的数量是n或n+1。在n个LED的情况下,可以将其特别有利地安排成使得在每种情况下恰好这些LED中的一者被分配给恰好n个旋转对称区域中的一个区域。在n+1个LED的情况下,可以将其特别有利地安排成使得在每种情况下恰好这些LED中的一者被分配给恰好n个旋转对称区域中的一个区域,并且剩下的最后一个LED相对于光入射区域安排在中心。以下将基于示例性实施例并参照附图来更详细地解释本专利技术,在附图中:图1示出了关于根据本专利技术的用于光发射的安排的原理的截面图示,图2示出了根据本专利技术的光学元件的光出射区域的视图,图3示出了贯穿具有示例性光线的安排的截面图示,图4示出了根据本专利技术的光学元件的透视图示,图5示出了从不同的视角观看的该光学元件的另外一个透视图,图6示出了与以不同方式设计的安排以及它们以此可以达到的发射特
性相关的四个示例性图示,图7示出了来自用于将光学元件制造成注塑成型零件的模具的表面区域的放大细节,图8示出了光学元件的相应地产生的中间区域的一部分,并且图9示出了具有结构元件的透镜的示例。图4和图5示出了根据本专利技术的光学元件的透视图示。图1示出了用于展示相应光学元件的工作原理的截面图示。该光学元件被设计用于影响多个LED 1所发射的光。根据本专利技术的用于光发射的安排包括相应的光学元件和所述多个LED 1。这种安排具体被配置成用于达到定向光发射。与仅用于一个LED的光学元件相比,据此可以获得多个优点:配备有相应光学元件或安排的灯可以被配置成使得它具有总体数量减少的光学元件或安排。这导致安装工作量减少。光学元件具有用于光入射的光入射区域2以及位于光入射区域2对面、用于光出射的光出射区域3。该光学元件被配置成使得其形状定义一条既延伸穿过光入射区域2又延伸穿过光出射区域3的轴线A。如从例如图5可看到的,光出射区域3被细分成中央中间区域31和通过环形圆周空腔4围绕中间区域31安排的边缘区域32。在此处所展示的实例中,轴线A延伸穿过中间区域31。空腔4相应地围绕轴线A呈封闭的圆周形式延伸。边缘区域32还优选地绕轴线A以封闭的圆周形式延伸。光入射区域2和光出射区域3被成形为使得当从沿着轴线A的方向观看时它们具有n重旋转对称,其中,n是大于2的自然数。这种设计优选
地使得,如图中所描绘的,轴线A在此与所述旋转对称的轴线完全相同。当从平行于轴线A的方向向光出射区域3上观看时,后者因此在绕轴线A转过角度360°/n之后与旋转之前看起来完全一样。对于光入射区域2而言也同样如此。换言之,如果光出射区域3投影到垂直于轴线A的表面上,则所述投影具有n个旋转对称区域。名称“旋转对称”一般用于平面图。然而,表达“旋转对称区域”在这种情况下旨在指明所述投影沿轴线A限定或形成的相应三维空间区域。从而,形成了n个三维旋转对称区域,这些区域都向上延伸至轴线A。在此处所示的实例中,光入射区域2和光出射区域3具有四重旋转对称。这可以清楚地例如从图2的图示中看出,该图示出了沿轴线A至光出射区域3上的视图。因此在所示的实例中,形成了四个旋转对称区域I、II、III、IV,这些旋转对称区域在每种情况下相对于轴线A相应地具有90°的开度角。整个光学元件优选地具有所述旋转对称。通过旋转对称可以达到的是,可以将LED 1特别适合地分配给单独的旋转对称区域I、II、III、IV;结果是可以达到能够受到特别好的控制的光导向。具体可以实现的是,在每种情况下来自LED 1的光主要受到该光学元件的位于对应地分配的旋转对称区域I、II、III、IV中的那个区域的影响。LED 1与光学元件相对的安排在此优选地使得一个LED 1安排在旋转对称区域I、II、III、IV中的每一个区域中,如图2中通过用虚线表示的四
个LED 1的位置a、b、c、d举例描绘的。这种安排一般包括优选地n个LED 1或者n+1个LED 1,在所示的实例中指四个或五个LED 1。第五个LED 1在此优选地相对于光入射区域2安排在中心,尤其使得它与轴线A相交。更加概括而言,n重旋转对称和n个LED的情况下的LED 1的安排使得恰好这些LED 1中的一者被安排在n个旋转对称区域中的每个区域中。在n+1个LED 1的情况下,这些L本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于影响多个LED(1)所发射的光的光学元件,该光学元件包括‑用于光入射的光入射区域(2),‑位于该光入射区域(2)对面、用于光出射的光出射区域(3),其中,该光学元件的形状限定了既延伸穿过该光入射区域(2)又延伸穿过该光出射区域(3)的轴线(A),其中,该光出射区域(3)被细分成中央中间区域(31)和通过环形空腔(4)围绕该中间区域(31)安排的边缘区域(32),其特征在于该光入射区域(2)和该光出射区域(3)被成形为使得当从沿着该轴线(A)的方向观看时它们具有n重旋转对称,其中,n是大于2的自然数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 DE 102013226970.61.一种用于影响多个LED(1)所发射的光的光学元件,该光学元件包括-用于光入射的光入射区域(2),-位于该光入射区域(2)对面、用于光出射的光出射区域(3),其中,该光学元件的形状限定了既延伸穿过该光入射区域(2)又延伸穿过该光出射区域(3)的轴线(A),其中,该光出射区域(3)被细分成中央中间区域(31)和通过环形空腔(4)围绕该中间区域(31)安排的边缘区域(32),其特征在于该光入射区域(2)和该光出射区域(3)被成形为使得当从沿着该轴线(A)的方向观看时它们具有n重旋转对称,其中,n是大于2的自然数。2.如权利要求1所述的光学元件,其中,n具有在3与10之间、特别是在3与6之间的值。3.如权利要求1或2所述的光学元件,其中,在相对于该轴线(A)以直角观看时,该中间区域(31)呈一级近似的弓形形式。4.如以上权利要求之一所述的光学元件,其中,在沿着该轴线(A)的投影下观看时,该中间区域(31)完全覆盖了该光入射区域(2)。5.如以上权利要求之一所述的光学元件,其中,在该光入射区域(2)与该光...

【专利技术属性】
技术研发人员:史蒂芬·艾伯纳
申请(专利权)人:宗拓贝尔照明器材有限公司
类型:发明
国别省市:奥地利;AT

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