CN101072971A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种照明装置(1),所说照明装置具有:至少两个光源(5),尤其是LED;光分配装置(3),用于分配光源(5)发出的光,所说光源(5)安排在光分配装置(3)内部;在光分配装置(3)上安排的漫射体表面(4);至少一个安排在光分配装置(3)内的分隔表面(10),以便将光分配装置(3)分割成至少两个光分布的子区(31、32)。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及具有多个光源的大面积的照明装置,并且涉及用于分配光的可细分安排。
背景技术
为了产生强度均匀的光,现有的具有多个光源的大面积的照明装置包括一个光分配装置和一个漫射体表面,这些单元均匀地分配或者均匀地混合来自多个光源的光。在总体深度小的照明装置中通常使用多个电致发光光源(LED)。如果光源发出不同颜色的光,照明装置借助于颜色的混合能够发出白色光。然而,在光分配装置中,对于光分配装置的一个子区(与光分配装置其余的子区无关),不可能影响感觉到的光的颜色和/或强度,即使可以独立于其它的光源设定每个单独的光源的强度亦是如此。
文献US2002/0130326描述了具有多个发光二极管的照明装置,可以彼此独立地设定或重复地调节这些发光二极管的强度以补偿与时间有关的效果。这种照明装置可以包括多个发光二极管组,在这种情况下可以彼此独立地设定发光二极管组的发射。在这种情况下的发光二极管组的光强度和/或颜色可能是有差别的。把照明装置分成大于包括多个发光二极管组和/或部分发光二极管组的组大小的任何期望的区域,并且所说这些发光二极管组还能够彼此独立地在分开的区域发出不同强度和颜色的均匀光,这是不可能的事情。把单个的发光二极管组分成任何期望的发光二极管子组、或者独立于其它的发光二极管子组设置强度和颜色,也都是不可能的。
发明内容
因此,本发明的一个目的是使照明装置分割成任何期望形状的子区成为可能,可以彼此独立地设定所说子区的发射特征,所说的分割是容易的,廉价的,并且能在时间的任何期望点执行。
这个目的是通过一种照明装置实现的,所说照明装置具有至少两个光源,具体来说就是发光二极管,并且具有光分配装置,用于分配光源发出的光,所说光源安排在光分配装置内部,具有在光分配装置上安排漫射体表面,并且具有至少一个安排在光分配装置内的分隔表面,以便将光分配装置分割成至少两个光分布的子区,这些子区可以是任意的。
有利的是,可将分隔表面加到光分配装置上并且可以交换,于是可以实现光分配装置的分割,使其可灵活地适应随时间变化的要求。
为了增加可能出现的不同的光效果,有利的是提供至少两个光源,以便发射可彼此独立设定强度的光。此外,如果提供至少两个光源能够发出光谱不同区域的光,那自然更好。这里所说的“光的效果”指的是由来自照明装置的光产生的效果,这种效果不同于没有插入分隔表面的照明装置的效果。
分隔表面按基本上不透光的方式分隔子区也是有利的。于是,对于彼此独立的不同子区都可以产生光的效果。在这种情况下特别有利的是,分隔表面的厚度小于漫射体表面的厚度。当出现这种情况时,光通过漫射体表面的散射足以使分隔表面对于观察者是看不见的。在这个实施例中,以不同方式向观察者发光的子区彼此相邻,没有任何可见的分隔。
对于总体深度很小的照明装置,有利的是,光分配装置和分隔表面至少部分地由反射率大于90%材料构成,以使光源发出的光可通过多次反射进行分配。对于更小的总体深度,特别有利的是,在光源的上方安排一个可以偏转光源发出的光使其基本上平行于漫射体表面的装置。以此方式获得了在所安排的光源平面内的光的平坦均匀的分布,因此可将漫射体表面安排在极其靠近光源的位置。
为了产生特殊的光效果,有利的是,使分隔表面具有可透过光的区域,如孔和/或缝,以便在子区之间可以交换光。以此方式,可以按照观察者的愿望按照不同的方式安排在两个子区之间的过渡,以便形成由可透过光的区域采取的形式规定的不同强度和/或颜色。更加有利的是,将分隔表面安排成在每个子区内设置至少三个光源,具体来说在每个子区内设置至少三个能够发射不同颜色的光源。通过分配来自一个子区内的三种不同颜色光源的光,对于每个子区都可以获得任何期望的颜色的光,甚至于例如是白光。
对于来自一个子区的光的发射,漫射体表面的光透射率在40%和60%之间是有利的。以此方式,即使在分隔表面区域内,也可获得由照明装置发出的光的强度的均匀分布。
本发明的这些和其它方面从以下所述的实施例将变得显而易见并得到说明。
附图说明
图1a表示照明装置(具有和没有漫射体表面)的平面图;
图1b是从照明装置的侧面观察的视图,在剖面A(图1a)的剖面上剖开;
图2a表示按照本发明的照明装置的平面图,具有一个分隔表面(具有和没有漫射体表面);
图2b是按照本发明的具有一个分隔表面的照明装置的侧视图,在剖面B(图2a)的剖面上剖开;
图3a是当存在漫反射分隔表面时在线C上(图4)的一维亮度分布;
图3b是当存在镜面(=非漫射)反射分隔表面时在线C上(图4)的一维亮度分布;
图4是按照本发明的照明装置的平面图,所说照明装置没有漫射体表面,但具有光源的不同安排;
图5是按照本发明的照明装置的平面图,所说照明装置没有漫射体表面,但具有不同的分隔表面。
具体实施方式
图1a表示照明装置1的平面图,照明装置1具有在光分配装置3中平面布置的光源5,光分配装置3包围(encloses)一个空间体积30。在图1a的左手边,所示的照明装置1没有漫射体表面4,而在图1a的右手边,在光源5的上方安排漫射体表面4。对于后一种情况,用虚线表示光源5(光源5不是直接可见的),这仅仅是为了帮助理解。期望平坦的划上阴影线的漫射体表面能够表示出由合适的光分配装置3产生的漫射体表面的均匀照射。图1b是在剖面A(见图1a)的平面剖开的同一个照明装置的侧视图。例如传统的白织灯泡、放电灯、或电致发光光源(LED)之类的光源的性质只影响光分配装置的设计,不影响本发明。下面借助于实例描述具有作为光源的LED的实施例不被认为是将按照本发明的照明装置限制为这种类型的光源。
图1b是照明装置1的侧视图,在图1a中所示的剖面A的平面上剖开。光源5按照圆锥形状发出光,提供光分配装置3的目的是在空间体积30内均匀地分配这个光,分配的方法是重叠光的圆锥和在光分配装置3的内表面上进行反射。根据光源采取的形式,发出的光还可以符合除圆锥形状以外的发射图形。根据光源采取的形式,还可以按照彼此相关的方式和/或彼此无关的方式设置各个光源的强度。光源5发出的某些光到达漫射体表面4而没有受到反射(线7),光源5发出的某些光在光分配装置3的内表面上经过反射后才到达漫射体表面4(线8),并且,所说的光全都由漫射体表面4漫散射(箭头9)。在优选实施例中,在光分配装置内表面上的反射是镜面反射(在宏观上具有相同的入射角和反射角;与漫射相反),但在许多其它的实施例中还可以是漫射的。
图2a表示按照本发明的具有光源51和52的分布的照明装置1的实施例。在这种情况下,光源51和52在光源的性质方面和/或在它的发射颜色方面可以有所不同,例如红色光源51和绿色光源52。此外,光源51和52的强度还可能是按照不同的方式可设置的。插入光分配装置1内的分隔表面10将光分配装置3内的空间体积分割成两个子区31和32。例如借助于夹紧的或用螺丝拧紧的连接,可将分隔表面按照可逆的方式附加到光分配装置上,或者例如借助于焊接的或粘接的连接,可将分隔表面永久性地固定到光分配装置上。为清楚起见,图的左手边表示没有漫射体表面的按照本发明的照明装置。光分配装置3一旦与分隔表面10装配在一起,就将漫射体表面4再次地安排在光分配装置上。在图的右手边,用虚线表示图中不能直接看到的光源51和52以帮助理解。平坦的划上阴影线的漫射体表面41和42旨在表示通过合适的光分配装置分别在子区31和32中产生的漫射体表面的均匀照射。由光源51和52发出的光在漫射体表面4的区域41和42从照明装置出射,具有由光源的性质和电驱动光源的方式引起的差别,这个差别在这里由子区41和42的不同阴影形式表示。由于光源51例如是红色的,所以区域41给出红光,由于光源52例如是绿色的,所以区域42给出绿光。根据分隔表面10采取的形式,从红区41到绿区42的过渡例如看来像是不存在的、连续的、或者具有一个黑色的分隔区。在优选实施例中(见图2b),分隔表面10以不透光的方式将区域31和32彼此分开。在一个甚至于更加优选的实施例中,分隔表面由镜面反射材料制成,这就意味着,最初由光源51和52发出的光(图1b中的线7)在漫射体表面4的方向受到分隔表面的反射(线81和82),并且在漫射体表面4的区域41和42进行漫散射(箭头9)。在特别优选的实施例中,分隔表面的厚度小于漫射体表面的厚度,因此当照明装置1运行时,分隔表面对于观察者来说是看不见的。漫射体表面的典型厚度是几个毫米,而所产生的例如金属的分隔表面的厚度小于1mm。根据分隔表面所采取的形式,在区域41和42之间的颜色过渡可以安排成尖锐的或者连续的。在另外的实施例中,借助于在光分配装置3中按照部分地可透过光的方式分隔所说区域31和32的分隔表面,例如借助于在分隔表面中存在的孔、缝、或其它开口,可以获得附加的光效果。利用这些实施例所获得的结果是在分隔表面区域内的子区之间的颜色和/或强度的非尖锐的过渡。
图3a和3b表示用于具有漫射体表面的照明装置的光分配装置的一个子区的一维亮度分布,所说的亮度分布是在图2中的线C上针对子区33画出的。在此例中,断开相邻区域的光源。在图3a中,分隔表面10的反射表面是由漫反射材料制成的。结果,在分隔表面的区域中使强度增加,这种强度增加可由观察者通过漫射表面感受到。图3b表示分隔表面为镜面反射表面的照明装置的对应的强度分布。在子区33中的分隔表面的区域内,强度分布没有表示出任何强度的增加。在定位侧壁的点,强度的倾斜陡度是漫射表面的性质的函数,例如它的厚度、透射率、以及它的散射本领。在具有观察者看不见的分隔表面的一个特别优选的实施例中,至少分隔表面的表面是由镜面反射材料制成的。
图4借助于实例表示在按照本发明的照明装置中各种不同的光源的安排,所说的照明装置如果按照适当的方式操作,就能够产生不同的颜色的效果。在这种情况下,在光分配装置3中通过多个分隔表面10以不透光的方式彼此分开多个区域。区域31例如配有白色光源55;区域32例如配有红色光源51、绿色光源52、和蓝色光源53,以便借助于光的混合产生白色光;区域33此外还配有橙色光源54以改善彩色再现指数;区域34配有红色光源以产生红光。根据光分配装置3采取的形式,对于在光分配装置3中通过分隔表面10产生的各个子区,可以彼此无关地产生强度和颜色均匀的光。在光分配装置中以可逆的方式安装的分隔表面的情况下,可以按照用户的需要改变所获得的光效果。
图5表示在照明装置1中分隔表面10的可能的实施例,分隔表面10将光分配装置3分成子区31、32、和33。对于分隔表面还可能有其它的几何形式,其条件只是分隔表面要能够插入光分配装置3中的光源5的相关安排中。在前面图2a、2b和4中通过附图标记51-55表示的光源在图5中用参考数字5概括地表示,因为在这种情况下不打算在光源之间形成任何差异。
按照本发明,还可以在光分配装置中使用通过多次反射产生光分配的分隔表面。在这种情况下,优选的作法是,至少分隔表面的表面是由强反射性材料制成的,例如由反射率等于或大于95%的Alanod制成,具体来说,为了减小总体深度,期望光分配装置发出的光基本上平行于漫射体表面。借助于横向发射光源,例如Luxeon LED,或者借助于沿发射方向看安排在光源上方的合适的装置,可以实现基本上平行于漫射体表面的光发射。更加优选的作法是,分隔表面与光分配装置的反射性内表面由相同的强反射性材料制成。
通过附图和描述已经说明的实施例只代表照明装置的实例,并且不认为是将权利要求书限于这些实例。可替换的实施例对于本领域的普通技术人员来说都是可能的,这些可替换的实施例也由权利要求书的保存范围覆盖。从属权利要求的位次编排并不意味着权利要求书的其它组合不代表本发明的优选实施例。

Claims (11)

1、一种照明装置(1),所说照明装置具有:至少两个光源(5),具体来说就是发光二极管;光分配装置(3),用于分配光源(5)发出的光,所说光源(5)安排在光分配装置(3)内部;在光分配装置(3)上安排漫射体表面(4);至少一个安排在光分配装置(3)内的分隔表面(10),以便将光分配装置(3)分割成至少两个光分布的子区(31、32),这些子区可以是任意的。
2、根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于:分隔表面(10)附加到光分配装置上并且可以更换分隔表面。
3、根据权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于:提供至少两个光源(51、52),以便发射可彼此独立设定强度的光。
4、根据权利要求3所述的照明装置,其特征在于:提供至少两个光源能够发出光谱不同区域的光。
5、根据前述权利要求中任何一个所述的照明装置,其特征在于:分隔表面(10)的厚度小于漫射体表面(4)的厚度。
6、根据前述权利要求中任何一个所述的照明装置,其特征在于:分隔表面(10)具有可透过光的区域,特别是孔和/或缝,以便在子区(31、32)之间交换光。
7、根据权利要求5所述的照明装置,其特征在于:分隔表面(10)以基本上不透光的方式分隔所说子区(31、32)。
8、根据前述权利要求中任何一个所述的照明装置,其特征在于:光分配装置(3)和分隔表面(10)至少部分地由反射率大于90%材料构成,以使光源(5)发出的光可通过多次反射进行分配。
9、根据权利要求8所述的照明装置,其特征在于:沿照明装置(1)的发射方向看,在光源(5)的上方安排一个可以偏转光源(5)发出的光使其基本上平行于漫射体表面(4)的装置。
10、根据前述权利要求中任何一个所述的照明装置,其特征在于:将分隔表面(10)安排成在每个子区(31、32)内设置至少三个光源(51、52、53),尤其是能够发射不同颜色的并且强度可彼此独立地进行调节的至少三个光源。
11、根据前述权利要求中任何一个所述的照明装置,其特征在于:漫射体表面(4)的光透射率最好在40%和60%之间。
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