CN103154782B - 光照装置、照明器以及照明系统 - Google Patents

Abstract

一种包括壳体(5)的光照装置，所述壳体具有多个隔室(3)，每个隔室包括相应的光发射窗(15)、光源(11)以及交叉棱镜薄片的堆叠(10)。由所述光源在操作期间所发出的光被使得穿过所述棱镜薄片并且随后穿过所述光发射窗而传播。薄片的堆叠的取向对于每个隔室来说是不同的，从而使得每个隔室发出不同射束的光。每个隔室的所述光源是可单独开关的，从而使能对从所述光照装置发出的射束的类型的容易设置。可选地，漫射器(17,23)在棱镜薄片的所述堆叠的一侧上或在两侧上被提供以便增强所发出的光的均匀性。

Description

光照装置、照明器以及照明系统

技术领域

本发明涉及一种包括壳体的光照装置，所述壳体至少具有第一隔室，所述第一隔室包括相应的：

-与所述隔室的外边缘接界（border）的光发射窗；

-针对至少一个光源的载体；

-定位于所述壳体中的交叉棱镜薄片的堆叠，每个棱镜薄片具有光滑侧和带槽侧；

由所述光源在操作期间发出的光被使得沿着光路传播，所述光路从光源延伸穿过所述薄片并且随后至少部分地沿着横向于光发射窗的中心轴穿过光发射窗，两个棱镜薄片都以光滑侧朝着光发射窗被转向。

本发明进一步涉及其中包括这样的光照装置的照明器和照明系统。

背景技术

这样的光照装置从WO2009099547中是已知的。所述已知的光照装置具有作为光源的LED并且是用于在各种各样的通用照明应用中使用的薄双准直光分布装置，特别是受益于轻薄设计的那些。来自这些轻薄轮廓光照装置的输出光照在它的两个正交输出经线中的每一个上具有规定的角度准直的程度，并且具有方形或矩形远场光照模式。已知的光照装置的一种形式以单输入光发射器和单方形输出孔径为特色。已知的光照装置的第二多段形式将一个光发射器部署在每个引擎段中，使得总的输出流明由段的数目来确定。两种类型的轻薄光照装置提供了被准直在一个经线上的输入光，并且包括维持输入准直的同时以这样的方式对在非准直的正交经线上的输出光进行准直的光分布元件，所述方式即：所述装置的远场输出光被准直在它的两个正交输出经线。所述已知的光照装置还包括特别构建的光学薄膜，所述光学薄膜处理引擎的双准直输出光照以便在维持射束的类型的条件下提高它在一个或多个输出经线上的角度范围。尽管所述已知的光照装置致使了在系统的可调节远场角锥之外具有锐截止的空间均化的光束，但是它具有如下缺点：射束的预设类型到射束的期望类型的调节是相当麻烦的并且必须通过内部设计（例如通过反射器的添加和/或角度倾斜）来完成。

发明内容

本发明的目标是提供一种如在开头段中所描述的类型的光照装置，其中上述提及的缺点中的至少一个被抵消。为了实现此，所述光照装置的特征在于至少第二隔室被提供，在所述第二隔室中，至少一个棱镜薄片以它的带槽侧朝着光发射窗被转向。已经被已知的光照系统公开的是，交叉棱镜薄片被布置成以它们的带槽侧（即，其中成棱镜形状的凹槽存在的一侧）远离光发射窗而面对。归因于光穿过棱镜薄片传播并且由此被折射的方式，这导致了发出具有相对小顶角的单光束的光照装置。通过将所述棱镜薄片翻过来以便它以它的带槽侧朝着光发射窗而面对，代替具有相对小顶角的单光束，细长的“中空的”蝙蝠翼形的光束被获得。在所述蝙蝠翼形射束中，光在与中心轴成相对大的角度上被发出，几乎没有任何光在与中心轴成小的角度上被发出。为了清晰起见，交叉棱镜薄片的取向是这样的，棱镜薄片的主面（即光滑侧和带槽侧）相互平行地延伸。此外，交叉在这方面意味着棱镜薄片的凹槽的长度方向在角度α上相互延伸，α在30° <= α <= 90°的范围内。从横截面看，凹槽具有带大约90°的顶部角度的三角形状，然而所述顶部角度可能是在70°至110°的范围内，不排除其它的顶部角度。然而，90°的顶部角度对于生成各种类型的射束来说是非常有效的。

当所述光照装置具有两个隔室时，在针对隔室的棱镜薄片的取向相互不同的情况下，从隔室发出的光束是相互不同的。例如，在第一隔室中，交叉棱镜薄片两者都以它们的光滑侧朝着光发射窗而面对，而在第二隔室中，所述两个交叉棱镜薄片中的至少一个以它的带槽侧朝着光发射窗而面对。如果两个隔室中的光源是可独立控制的，则用户能够容易地选择具有相对小顶角的单光束，或者选择细长的“中空的”蝙蝠翼形光束，或者选择细长的“填满的”蝙蝠翼形光束。因此，要被所述光照装置发出的不同类型的光束能够容易地被设置。

清楚的是，当所述光照装置具有三个或更多个隔室时，例如四个、六个或二十个，每个都具有它们相应的交叉棱镜薄片的堆叠，在棱镜薄片的角度α上的取向和交叉位置的多个组合是可能的，每个组合使得所述光照装置在操作期间发出特定的光束。在隔室的光源可独立控制的情况下，具有要被所述光照装置发出的射束的所期望形状的光束的类型能够容易地从相对大数量的射束可能性中选择。

例如，以下是可能的，即，给两个隔室提供棱镜薄片使得在每个隔室中一个薄片以它的带槽侧朝着光发射窗而面对，第二隔室和第三隔室中的薄片的堆叠围绕平行于中心轴延伸的旋转轴被相互旋转了90°。第一隔室中的棱镜薄片两者皆以它们的光滑侧朝着光发射窗而面对。在这样的光照装置中具有可独立控制的隔室情况下，用户能够容易地选择多个射束类型，即：

- 仅由第一隔室发出；

- 在第一方向上仅由第二隔室所发出的细长的“中空的”蝙蝠翼形光束；

- 在第二方向上仅由第三隔室所发出的细长的“中空的”蝙蝠翼形光束；

- 在第一方向上由第一隔室和第二隔室的组合所发出的细长的“填满的”蝙蝠翼形光束；

- 在第二方向上由第一隔室和第三隔室的组合所发出的细长的“填满的”蝙蝠翼形光束；

- 由第二隔室和第三隔室的组合所发出的相对大的、差不多圆形的“中空的”光束；

- 在第二隔室和第三隔室中的薄片的堆叠被相互旋转了90°的条件下由所有三个隔室的组合发出的相对大的、差不多圆形“填满的”光束。

所述光照装置的替换实施例的特征在于：第二隔室的棱镜薄片的堆叠包括至少三个薄片，所述棱镜薄片中的两个被交叉并且以它们相应的带槽侧朝着光发射窗被转向。在操作期间，第一隔室然后发出具有相对小顶角的单光束，而第二隔室发出相对大的、差不多圆形“中空的”光束。可由所述光照装置获得的射束的可能的类型然后包括具有相对小顶角的单光束、相对大的差不多圆形“中空的”光束、以及相对大的差不多圆形“填满的”光束。这样的光照装置具有它能够发出各种类型的圆形射束并且它仍然相对便宜的优点。

典型地，所述薄片是如由3M所制造的BEF薄片(亮度增强薄膜)。在这个光照装置中，所述BEF薄片非常适合于替换普遍应用于照明器中的MLO板(微透镜光学板)，并且因为BEF比MLO板对于制造而言是更简单和便宜的，因此与常规照明器相比获得了成本的降低。所述光照装置可以为侧面照明（side-lit）类型或直接照明（direct-lit）类型，即光源在光发射窗对面。在侧面照明的光照装置的情况下，来自光源的光被耦合到光被混合在其中的波导中。优选地，所述波导例如是锥形的和/或被提供有定义明确的密度梯度或光提取装置以便更加均匀地耦合出朝着棱镜薄片的光。在直接照明的光照装置的情况下，优点是来自光源的光优选地以均匀方式被发出。例如，当光源是多个LED时，这可以通过沿着棱镜薄片的主面均等地分布LED和/或通过在光源与棱镜薄片的堆叠之间或在薄片的堆叠与光发射窗之间提供漫射薄膜来获得。通过在棱镜薄片的堆叠的两侧上提供漫射器，从所述光照装置发出的光的均匀性又被进一步改进。

所述光照装置的实施例的特征在于第一隔室被紧密地固定在第二隔室与第三隔室之间。优选地，所述光照装置的特征在于第一隔室被第二隔室和第三隔室封闭，第二隔室和第三隔室被一致地成形和/或定位成是彼此的镜像。尽管单独的隔室或组合的隔室的形状可以无限制地被选择，但是对于三个隔室来说，代替在隔室不紧密地固定时的两个、三个或更多个单独的光照装置，在隔室紧密地固定时具有统一的外观是有利的。不仅每个隔室的形状可以被自由地选择，紧密固定的隔室的组合也能够具有任何期望的形状。此外，发出具有相对小顶点（apex）的单光束并且被定位在第二隔室与第三隔室之间的第一隔室然后被差不多最好地定位成填充光学间隙，所述光学间隙可能存在于由第二和第三隔室所发出的光束中。由于光照装置的不同部分的减少的数目，被一致成形的第二隔室和第三隔室致使了更易于装配的较便宜的光照装置。

所述光照装置的实施例的特征在于：每个隔室被提供有定位于它的相应的光发射窗中并且以第一侧朝着外部且以第二侧朝着壳体的内部而面对的能透射光的板。所述板保护棱镜薄片或漫射器不被用户或在所述光照装置附近移动的对象意外地损坏。优选地，每个隔室的相应的板一起被形成为一个整合板，以便降低制造和装配成本并且使所述光照装置看起来更像一个单元。

所述光照装置的实施例的特征在于隔室被一个或多个光反射壁相互隔开。因此，所述光照装置的功效被改进。优选地，所述光反射壁是漫反射的，从而对由隔室所输出的更加均匀的光作出贡献。当隔室的反射比是98%或更大时，例如使用来自Furakawa公司的MCPET，所述光照装置的功效可以为80%或更高。

本发明进一步涉及包括根据本发明的光照装置的照明器。这样的照明器能够包括一个或多个本发明的光照装置，并且进一步被提供有使能所述照明器在例如办公室、等候室、入口大厅等中的易于安装的装置。本发明又进一步涉及包括控制单元和根据本发明的至少一个照明器的照明系统。所述控制单元优选地是遥控单元，在这种情况下，所述照明器应该提供有接收机和处理器以便接收从所述遥控单元接收的信号并且充分地对其起作用。借助于所述控制单元，光束设定被容易地设置。

附图说明

现将借助于示意图来进一步阐明本发明，其中

图1示出了根据本发明的光照装置的隔室的横截面；

图2A示出了根据本发明的包括第一隔室和第二隔室的光照装置的第一实施例的侧视图；

图2B-C示出了由图2A的光照装置所发出的光束以及第一隔室或第二隔室的操作；

图3A-D示出了具有三个或更多个隔室的相互位置和形状的各种组合的光照装置；

图3E-3F示出了由图3D的光照装置所发出的光束并且分别示出了所有三个隔室的操作和两个隔室的操作。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的光照装置1的第一隔室3的横截面，第一隔室3是针对其它隔室的典型例子。隔室3被容纳在具有壁7的壳体5中。所述隔室具有针对光源11的载体9，光源11在图中为多个白光发射LED，但替换地所述光源是至少一个卤素白炽灯、HID灯或低压水银放电灯，例如TL或紧凑型荧光灯。由LED在操作期间所发出的光向下传播，即朝与所述隔室的外边缘12接界的光发射窗15远离光源。光沿着光路13并且基本上沿着中心轴4传播。从LED开始并且沿着光路向下走，光随后跨越层的堆叠16，所述层的堆叠依次包括第一漫射器17、第一棱镜薄片19和第二棱镜薄片21的堆叠10、第二漫射器23以及被定位于光发射窗中的透明板25。第一棱镜薄片和第二棱镜薄片相对于彼此在交叉位置中，第一棱镜薄片以光滑侧20朝着光发射窗和以带槽侧22朝着LED被转向，第二棱镜薄片以它的带槽侧22朝着光发射窗和以它的光滑侧20朝着LED被转向。所述带槽侧包括多个平行延伸的凹槽18，第一棱镜薄片中的凹槽垂直于图的平面P延伸，而第二棱镜薄片的凹槽平行于平面P延伸。入射在光线反射隔室壁14上的光线被漫反射，从而对作为从光照装置的隔室所发出的更加均化的射束作出贡献。入射在第一漫射器(在图中为“经典的”LCD漫射膜)上的光线被散射，如由散射图案27所示出的那样，以便对更加均化的射束作出贡献。棱镜薄片对该射束的所期望的形状作出贡献，并且第二漫射器像第一漫射器一样对更加均化的射束作出贡献。透明板被可选地提供，但特别地为了便于清洁和出于保护目的例如用来保护免受损坏或灰尘。

图2A示出了根据本发明的包括第一隔室3和第二隔室33的光照装置1的第一实施例的侧视图，所述第一隔室3和第二隔室33被漫射光线反射分离壁31隔开。每个隔室都具有它的相应的光发射窗15、可独立操作的光源11、以及层的堆叠16。图中的光源是容纳在载体9中的紧凑型荧光灯。第一隔室的层的堆叠包括两个交叉棱镜薄片，其中的第一棱镜薄片以它的带槽侧朝着光发射窗被转向，而第二棱镜薄片以它的光滑侧朝着光发射窗被转向。第二隔室的层的堆叠包括两个交叉棱镜薄片，它们两者都以它们的光滑侧朝着光发射窗被转向。

图2B-C示出了由图2A的光照装置在第一隔室或第二隔室的操作期间所发出的光束。在图2B中，两个交叉棱镜薄片19、21具有相同的取向，即两者都以它们的光滑侧20朝着光发射窗被转向，如图2B的右部中所示出的那样。这个取向导致沿着中心轴4具有相对小的顶角的单光束41，如在图2B的左部中所指示的那样。在图2C中，两个交叉棱镜薄片19、21具有相互不同的取向，即一个棱镜薄片以它的光滑侧20朝着光发射窗被转向，而另一棱镜薄片以它的带槽侧22朝着光发射窗被转向，如图2C的右部中所示出的那样。这个取向导致蝙蝠翼形的光束43，所述光束43在与中心轴4成相对大的角度上被发出，而在与中心轴成相对小的角度上几乎没有任何光，如在图2C的左部中所指示的那样。

图3A-D示出了具有隔室3、33、53、73、93的相互位置和形状的各种组合的光照装置1。在图3A中，第一隔室3以这样的方式被封闭在第二隔室33和第三隔室53之间，即所述三个隔室被整体地形成并且一起建立照明器。在图3B中，第一隔室3被封闭在第二隔室33、第三隔室53、第四隔室73以及第五隔室93之间，每个隔室具有它自己的薄片堆叠和可独立操作的光源。优选地，同样被指示为中央隔室的第一隔室3发出具有小顶角的单光束，而同样被指示为侧隔室的第二隔室33、第三隔室53、第四隔室73以及第五隔室93全部在与中心轴成相对大的角度上发出蝙蝠翼形的光束。在图3C-3D中，第一隔室3被紧密地固定在第二隔室33和第三隔室53之间。在图3C中，隔室具有自由形成的形状，而在图3D中第一隔室、第二隔室以及第三隔室被一致地成形，第二隔室和第三隔室被定位成是彼此的镜像。图3C示出了侧面照明的光照装置1，其中光源11(图3C中的LED)被安装到壳体的壁。作为给予棱镜薄片的取向的结果，从两个侧隔室所发出的蝙蝠翼形光束的取向可以被取向成是相互平行的，但替换地可以被取向成是相互横向的，其是在图3D中的情况，或者被取向成角度α，在这种情况下α在30°至90°的范围内。

图3E-3F分别示出了由图3D的光照装置所发出的光束，并且分别示出了所有三个隔室3、33、53的和仅两个侧隔室33、53的操作。所述两个侧隔室33、53都具有棱镜薄片，在每个隔室中的棱镜薄片中的一个薄片以它的带槽侧22面对光发射窗，第二隔室33中的所述棱镜薄片19、21相对于第三隔室53的棱镜薄片19、21围绕旋转轴44(其平行于中心轴4延伸)被旋转了90°。第一隔室3中的棱镜薄片19、21两者都以它们的光滑侧20朝着光发射窗而面对。在可独立操作的隔室的情况下，如其中所有三个隔室在操作中的图3E中所示出的那样，用户能够容易地选择多个射束类型，即相对大的差不多圆形“填满的”光束45被该光照装置发出，并且如其中仅两个侧隔室在操作中的图3F中所示出的那样，相对大的差不多圆形“中空的”光束47被该光照装置发出。

Claims (14)

1.包括壳体(5)的光照装置，所述壳体至少具有第一隔室(3)，所述第一隔室包括相应的：

-与所述第一隔室的外边缘(12)接界的光发射窗(15)；

-针对至少一个光源(11)的载体；

-定位于所述壳体中的交叉的第一棱镜薄片的第一堆叠(10)，每个第一棱镜薄片(19, 21)都具有光滑侧(20)和带槽侧(22)，交叉意味着棱镜薄片的槽的长度方向彼此以角度α延伸，30°≤α≤90°；

由所述光源在操作期间所发出的光被使得沿着光路(13)传播，所述光路从所述光源延伸穿过所述第一棱镜薄片并且随后至少部分地沿着横向于所述光发射窗的中心轴(4)穿过所述光发射窗，两个第一棱镜薄片都以所述光滑侧朝着所述光发射窗被转向，

其特征在于至少第二隔室(33)被提供，其中至少一个第二棱镜薄片以它的带槽侧朝着所述光发射窗被转向。

2.如权利要求1中所述的光照装置，其特征在于第三隔室(53)被提供。

3.如权利要求2中所述的光照装置，其特征在于：所述第二隔室的一个第二棱镜薄片和第三隔室中的一个第三棱镜薄片以其带槽侧朝着所述光发射窗被转向。

4.如权利要求3中所述的光照装置，其特征在于，在所述第二隔室中的交叉的第二棱镜薄片的第二堆叠和在所述第三隔室中的交叉的第三棱镜薄片的第三堆叠围绕平行于所述中心轴延伸的旋转轴(44)被相互旋转了90°。

5.如权利要求2、3或4中所述的光照装置，其特征在于所述第一隔室被紧密地固定在所述第二隔室与所述第三隔室之间。

6.如权利要求5中所述的光照装置，其特征在于：所述第一隔室被所述第二隔室和第三隔室封闭，所述第二隔室和第三隔室被一致地成形和定位成彼此的镜像。

7.如权利要求1中所述的光照装置，其特征在于：所述第二隔室的第二棱镜薄片的第二堆叠包括至少三个第二棱镜薄片，所述第二棱镜薄片中的两个被交叉并且以它们的相应的带槽侧朝着所述光发射窗被转向。

8.如权利要求1、2、3或4中所述的光照装置，其特征在于：漫射器(17, 23)在第一棱镜薄片的第一堆叠和/或第二棱镜薄片的第二堆叠的一侧上或在两侧上被提供。

9.如权利要求1、2、3或4中所述的光照装置，其特征在于：每个隔室的光源是可单独开关的。

10.如权利要求1、2、3或4中所述的光照装置，其特征在于：每个隔室被提供有定位于它的相应的光发射窗中并且以第一侧朝着外部且以第二侧朝着所述壳体的内部而面对的能透射光的板(25)。

11.如权利要求10中所述的光照装置，其特征在于：每个隔室的相应的板一起被形成为一个整合板。

12.如权利要求1、2、3或4中所述的光照装置，其特征在于：所述第一隔室和第二隔室被光反射壁(31)相互隔开。

13.照明器，其包括如前述权利要求中的任一项所述的光照装置。

14.照明系统，其包括控制单元和如权利要求13中所述的至少一个照明器。