CN101208556B - 带有多个以分散形式布置的发光二极管的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有多个以分散方式布置的发光二极管(2)的照明装置(1)。本发明的目的在于改进照明装置的光发射图案。为此，由光波导向发射器(4b)限定的光发射区域(5)小于由全部发光二极管(2)限定的布置区域(6)。

Description

带有多个以分散形式布置的发光二极管的照明装置
技术领域
本发明涉及一种带有多个分散布置的发光二极管照明装置。
背景技术
这种照明装置是已知的，因而属于现有技术。在这种已知的照明装置中，光源由多个分散布置的发光二极管形成。发光二极管分散布置可基于多种原因。一方面，由于结构原因，能够使其预先确定。另一方面，为了发光二极管的充分冷却，有必要分散布置发光二极管。即发光二极管产生热，并对热敏感。这特别应用在相互间设置有间隔的多个发光二极管中，以便一方面保持彼此在限度内加热，另一方面其通过向周围散热而实现冷却。
由于具有相互间间隔的发光二极管的布置，非均匀光发射图案提供给具有由发光二极管产生的多个光点或者光锥的共用光源，在发光二极管之间由于间隔因而存在不希望的暗区域。
发明内容
本发明的目的在于：改进本介绍中所示的照明装置的光发射图案，尤其使其保持较小尺寸，优选制造具有光尽可能集中照射的发光二极管的照明装置。
该目的通过根据本发明一方面提供的照明装置的技术特征实现。本发明的有利改进方案显示在所述照明装置的其他方面中。
本发明基于需要改进的已知照明装置光发射图案的启示，通过发光二极管之间的间隔确定，该间隔可因多种原因而存在，例如，充分冷却，本发明所希望的改进可通过间隔的减小而实现。为此，可通过例如冷却的改进而实现该改进，然而，冷却改进是复杂而且昂贵的。
另一方面，根据本发明的结构的主要目的不在于改进冷却，也不在于减小发光二极管之间的间隔，而是将由发光二极管产生的光引导到光发射区域，该光发射区域的横向尺寸比分散布置的发光二极管的横向尺寸小。
光发射区域优选由将发光二极管的光引导向发射区域的光导的发射端所限定。
因而，本发明进一步基于以下理解：因为连入光导中的光对于热并非重要，所以毫无疑问光导的光发射表面可制作得相互间更为接近，例如可定位到横向尺寸减小的发射区域或者横向尺寸减小的共用发射表面。因此，期望的改进在于发射区域横向尺寸的减小，由此在于根据本发明的结构，其中光导的光发射表面之间可存在间隔。然而，由于这些光发射表面是热独立的，所以间隔可设置得足够小，从而在发射区域中获得最佳的光发射。一有利实施例将由发光二极管产生的光通过光导引导到共用光发射表面，在该共用光发射表面区域中光导的单个光发射表面之间没有间隔。这可通过例如光混合装置实现，该光混合装置也适用于混合可由不同光导传送的不同颜色的光。
在本发明范围内，在细长照明装置或在紧凑照明装置的情况下，横向尺寸减小的发射区域可形成为一行或者相互侧置或相互间隔一定距离的两行的形式，或者采用实心区域或者环形区域的形式。这也应用于发光二极管。例如对于细长的照明装置，发光二极管也可在纵向中面的两侧布置成一行或者两行。
因而，出于进一步改进紧凑照明装置形式的目的，将根据本发明的发射区域与分散布置的发光二极管同心地设置是有利的。
因而，发射区域同发光二极管可基本上设置在一个平面中，由此其中实现水平形式的结构。发射区域也可相对于发光二极管向下偏移，这可通过例如以弧形延伸的光导实现。向下偏移的光发射区域也非常适合于两个侧向相对的反射器的结合或者罐形或环形的反射器。在这两种情况下，发光二极管可布置在反射器上方的分散结构中，同时，发射表面可设置为偏移到反射器的反射区域下方。
附图说明
下文中将参照几个典型实施例和附图更为详细地阐释本发明的有利结构。显示有：
图1为根据本发明的照明装置的俯视透视图；
图2为照明装置的纵剖视图；
图3为根据图2的带有反射器的照明装置；
图4显示沿着到多个光导发射表面的视线的根据本发明的照明装置的发射区域；
图5为根据本发明的照明装置的修改结构的纵向剖视图。
具体实施方式
整体由1表示的照明装置的主要部件有：多个发光二极管2，其分散布置并形成光源；冷却装置3，用于发光二极管2和多个透光的，例如完全透明材料的光导4，其中光导4在根据图1和2的实施例的情况下采用相同形状，但是也可以不同形状构成；以及光导4延伸进入的、位于光发射端4b处的光发射区域5。
由于光导4可形成为可选的形状和长度，所以发射区域5和由发光二极管2形成的光源区域6也可设置可选的彼此间隔和位置。
在该实施例中，发光二极管2和发射端4b总是设置在水平平面E1、E2中，其中这些平面E1、E2可设置在共用平面中或者相互间横向偏移。在该实施例中，发射区域5的平面E2相对于光源区域6的平面E1向下偏移，即向照明空间偏移。因而，光源区域6和发射区域5可相关于照明装置1的竖直中轴7同心设置，由此它们另外还可与该竖直中轴7成直角延伸。
所述的发光二极管2的分散布置意味着，这些发光二极管2可布置得不集中或者不紧凑，例如不相互间紧密相邻，而是在光源区域6的整个表面区域上相互间存在间隔。在本实施例中，发光二极管2位于光源区域6的圆周上，这样，这些发光二极管2布置成环形，从而它们可布置为可选的环形形状，在根据图1至3的实施例的情况下，其为圆环形状。
与此相反，光发射端4b布置为相互间有较小间隔，因此，光导4的光入射端4a或者设置在光入射端4a之前并设置在其优选的水平光入射表面4c中的发光二极管2，被更为紧凑地布置。因而，光源区域6的截面尺寸a实际上比发射区域5的截面尺寸b大，其中，发射端4b可以相互挤靠，或者相互间也具有尽可能小的间隔。因而，光导4的水平光发射表面4d也可优选设置在相关平面E2中。
光导4的截面尺寸和形状能够按照希望选择。在该实施例中，光导4具有四边形的截面形状，从而，在其优选地圆环形状中，光导4可以相互横向挤靠。因而，光发射表面4d形成如图1至3的实施例中的圆环形状的共用光发射表面8，但也可为其他形状，该共用光发射表面8被分断成在光导4之间的b个小薄层，其中，由于光导4之间距离很小，所以其几乎不会扰乱所希望的均匀光发射和均匀光图案。
由于发光二极管2一方面产生热，另一方面又对热敏感，所以有必要在使用照明装置1时冷却发光二极管2。在本实施例中，设有冷却装置3，其有效性基于来自共用或者多个冷却体11的热耗散和热散发。至少一个冷却体11同时作为相关发光二极管2或者发光二极管2的载体。在本实施例中，冷却体11与每个发光二极管2相连，其包括垂直支撑壁11a和一个或者多个从其外侧向外突出的优选垂直冷却的叶片11b。由于大的表面以及变暖空气的自动向上升起，可保证有效的冷却。
发光二极管2总是被例如粘附地布置并紧固在支撑壁11a的内侧，其中发光二极管2的发射方向彼此导向对方或者沿径向向内，其中发光二极管2沿径向向内照射进入在其反向放置的光入射端4a。
在根据图3的实施例中，相同或者相似的部件使用相同的附图标记，上述照明装置1补充有反射器12，其侧部反射器壁12a关于照明装置1的向下导向的主发射方向13对称地成弧形延伸，从而递减地岔开，其自由边12b限定主发射开口13a。
为了紧固冷却体11和反射器12，可提供示意性描绘出的例如为盘形的基底部分14，冷却体11和反射器12紧固到该基底部分14上。
在根据图1至3的本实施例中，照明装置1为圆顶形照明装置，彼此相反放置的反射器壁12a由共用和水平截面呈环形的，尤其是圆形的，圆顶形外周壁形成。
然而，本发明也适用于细长的照明装置，其中，发光二极管2设置在竖直中面的左边和右边。在这种结构中，反射器壁12a可由沿照明装置1的纵向方向延伸的轮廓形成。在这种细长的照明装置中，光导4没有设置成射线状，而是沿照明装置的长度方向横向延伸，其中，光导4可以互相平行延伸。在这种结构中，发光二极管2、光入射端4a和光发射端4b优选设置在纵列中。
在上述实施例中，光导4形成用于沿另一方向反射光的光导向装置15，在该实施例的情形中，其向下偏转90°，从而同心。
图4显示光发射区域5，其中光发射端4b或者其光发射表面4d相互间设置成不同位置和间隔。在中心处，这里可以支承中央水平侧表面，优选为方形光导4.1，在该方形光导4.1侧面有另外四个光导4.2，从而，这五个光导4.1、4.2设置成十字形。在光导4.2之间的间隙区域中，可设置有旋转成约45°的光导4.3，其相对于光导4.1、4.2均旋转45°设置。而且，在圆周上可分布有另外的光导4.4，其优选相对于光导4.3设置在圆周方向的外部偏移处。
上述光发射端4b的布置，导致光发射表面4d的数目向外减少。因此，当包括相同颜色的光，例如，明亮的光或者白光时，由上述光发射区域5发射的向外的光相对于其光密度减少。然而，该结构也适用于发射不同颜色光的发光二极管。
根据图5的实施例实现了水平照明装置结构，由于光导4沿直线或者水平向内延伸，并且相互间优选设有中心间距c，所以其本质上是不同的，其中，相同或者相似部件也用相同附图标记表示。在该间隔区域c中，设置有使光向下偏转的另外的光导向装置15，从而使光向下发射。另外，设置有光混合装置16，该光混合装置混合从光导4发射的光束。由此，光在光导4的光束之间的接缝区域上方混合，以使向下发射的光在共用光发射表面17处为均匀的光图案。
在该实施例的情况下，光导向装置15和光混合装置16相互结合，由相对于光发射端4b向下倾斜的倾斜表面17a形成，该倾斜表面在该实施例的圆形照明装置1的情况下可以是向下会聚的圆锥表面，该圆锥表面包括竖直中轴7，向上打开的可以优选为约45°的锐角W。该倾斜表面17a可由组件18的圆周表面形成，截面成梯形，其具有例如与圆锥截面形状的外壁18c的上边和下边相连的上壁18a和下壁18b。
在光导向装置15和/或光混合装置16下方，可以设置用于改变光发射的光影响体19。光影响体19可以由例如光导形成，该光导为棱柱形，尤其是圆柱形的，竖直、透光，例如完全透明的材料，其下侧可具有偏离水平表面的形状，例如，优选为半球形透镜的形状。
光影响体19可具有向下岔开的截面形状，如图5中的点划线所示的那样。这样，光影响体19的发射区域可增大成锐角。
图5显示基底部分结构的改进设置，其中，光导4可支承在底环板14a上，外底环板14b从该底环板14a的外边缘向外侧突出，在该外底环板14b上可放置冷却体11，如果适合也可放置底环板的外边缘。底环板14a的内边缘可放置在围绕光影响体19的内底环板14c上，并可与吊线板22通过竖直设置的螺钉23旋紧在一起，并至少部分地覆盖光导4和冷却体11，该螺钉23可例如在相邻的两个光导4之间的间隔区域中延伸。吊线板22可具有中心孔24，且其可设置为距光导4有垂直间隔d，其中光导4的高度e小于冷却体11的高度。孔24和垂直间隔d可用作电线25穿过并连接到发光二极管2的通道。
照明装置1也适用于发射不同颜色的光或者特殊色彩混合的光。为此，可设置例如发射不同颜色光的发光二极管2。在此情况下，优选设置使不同颜色的光区域之间过渡均匀的光混合装置16。
如果例如传送特定颜色光的光导4的数目较少，传送其他颜色光的光导4的数目较多，则优选将数目较少的光导4设置在中央，将数目较多的光导4设置在光发射区域5的周边区域。

Claims (18)

1.带有多个分散布置的发光二极管(2)的照明装置(1)，
其特征在于，
所述照明装置(1)具有小于由全部所述发光二极管(2)限定的布置区域(6)的光发射区域(5)，所述光发射区域与分散布置的所述发光二极管同心地设置，由所述发光二极管(2)产生的光通过光导(4)汇集到集中的光发射区域(5)，光导(4)被提供给每一个发光二极管(2)或者每一个发光二极管单元。
2.根据权利要求1所述的照明装置，
其特征在于，
所述发光二极管(2)和/或所述光导(4)的光发射端(4b)分别布置在平面(E1)中或者分别布置在各自近似水平延伸的两个偏移平面(E1，E2)中。
3.根据权利要求1所述的照明装置，
其特征在于，
一方面所述发光二极管(2)和另一方面所述光导(4)的光发射端(4b)被布置在不同高度。
4.根据权利要求3所述的照明装置，
其特征在于，
所述光发射端(4b)布置为低于所述发光二极管(2)。
5.根据权利要求1所述的照明装置，
其特征在于，
所述发光二极管(2)和/或所述光导(4)的光发射端(4b)分别布置成环形形状。
6.根据权利要求5所述的照明装置，
其特征在于，
所述环形形状为圆环形状。
7.根据权利要求1所述的照明装置，
其特征在于，
沿照明装置(1)的竖直中轴(7)纵向看，所述光导(4)布置成射线状。
8.根据权利要求1所述的照明装置，
其特征在于，
所述光导(4)沿直线或者水平向内延伸。
9.根据权利要求1所述的照明装置，
其特征在于，
所述光导(4)沿弧形的曲线延伸。
10.根据权利要求9所述的照明装置，
其特征在于，
所述弧形的曲线为向下的曲线。
11.根据权利要求1所述的照明装置，
其特征在于，
所述发光二极管(2)布置在反射器(12)的外侧，所述光导(4)延伸进入该反射器(12)。
12.根据权利要求1至4、8至11中任何一项所述的照明装置，
其特征在于，
所述光导的光发射端(4b)被布置为分布在所述光发射区域(5)上。
13.根据权利要求12所述的照明装置，
其特征在于，
所述光导的光发射端(4b)在所述光发射区域(5)的中央区域中比在所述光发射区域(5)的外部区域中具有较小的相互间隔。
14.根据权利要求1所述的照明装置，
其特征在于，
冷却装置(3)与每一个发光二极管(2)相关联，或者所有发光二极管(2)均与一共用的冷却装置(3)相关联。
15.根据权利要求14所述的照明装置，
其特征在于，
冷却装置(3)由其上紧固有所述发光二极管(2)的共用冷却体或者多个冷却体(11)形成。
16.根据权利要求15所述的照明装置，
其特征在于，
所述共用冷却体形成为环形，或者所述多个冷却体(11)设置为环形。
17.根据权利要求15或16所述的照明装置，
其特征在于，
所述发光二极管(2)设置在所述多个冷却体(11)的竖直延伸表面上。
18.根据权利要求15至16中任何一项所述的照明装置，
其特征在于，
所述共用冷却体或者所述多个冷却体(11)具有竖直延伸的冷却叶片(11b)。
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