CN103375765A - 透镜单元和包括该透镜单元的照明装置 - Google Patents

透镜单元和包括该透镜单元的照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于照明装置(200)的透镜单元(100),透镜单元(100)包括基板(1)和设置在基板(1)的第一表面(A1)上的至少一个透镜(2),其特征在于,第一表面(A1)上未设置透镜(2)的至少部分区域设置有用于调整从基板(1)出射或者反射的光的光强的层(3)。此外本发明还涉及一种包括该透镜单元的照明装置。

Description

透镜单元和包括该透镜单元的照明装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种透镜单元和一种包括该透镜单元的照明装置。
背景技术
[0002] 随着照明技术的发展,全内反射透镜(TIR)越来越多地应用在各种照明装置中,特别是以LED为光源的照明装置中。例如在常见的筒灯中,可以将多个和光源一一对应的全内反射透镜集成在同一个基板上,以便将其作为一个完整的透镜单元安装在筒灯中,并且所述透镜单元完全覆盖承载光源的电路板。然而由于这种透镜单元通常由透明材料制成,因此用户能直接透过透镜单元的基板看到电路板上的器件,这大大降低了照明装置的美观性。此外,在照明装置处于非工作状态、例如断电时,这种以LED为光源的照明装置看起来比传统的卤素灯颜色更深,这是因为位于透镜单元和灯壳之间的部件不发光,被基板覆盖的部件看起来例如是黑色,使得整体上呈现深色。而卤素灯具有例如白色的灯壳,并且透过灯壳几乎无法看到照明装置内部的器件,因此整体上看起来不会呈现黑色。
发明内容
[0003] 因此本发明的一个目的在于,提出一种用于照明装置的透镜单元,该透镜单元成本低廉、结构简单、并且可以调整自身相对于周围环境的亮度,具有美观效果。
[0004] 本发明提出一种用于照明装置的透镜单元,该透镜单元包括基板和设置在所述基板的第一表面上的至少一个透镜,其特征在于,所述第一表面上未设置所述透镜的至少部分区域设置有用于调整从所述基板出射或者反射的光的光强的层。根据本发明的这种层具有特殊的光学作用,可以根据外界环境中的光亮度对由该层射出的或经过该层反射的光亮度进行调整。通过在透镜单元上设置这种对外界光线敏感的层,可以在安装有这种透镜单元的照明装置处于非工作状态时、即不发光时,也可以保持透镜单元相对于周围环境较亮。由此可以改善透镜单元或者具有这种透镜单元的照明装置的美观度。此外,使用者在周围亮度不足的情况下也可以很容易地识别出根据本发明的透镜单元,由此改善了透镜单元的用户友好性。
[0005] 在本发明的一个优选的实施方式中,所述层在第一环境亮度时吸收外界的光线,在第二环境亮度时向外界出射光线。可以提出“环境亮度”这一概念,用于衡量一个限定的环境中的光亮度,该光亮度相应于该环境中的光强。“第一环境亮度”在此是指外界亮度大于透镜单元自身亮度的一种环境状态。在一个具体的实施例中,第一环境亮度可以用于描述例如照明装置处于工作状态,而周围环境相对较暗、例如夜晚的情况,也或者是照明装置处于非工作状态,而周围环境相对较亮、例如白天的情况。在此情况下,设置在透镜单元上的层吸收外界的光线,这些光线例如是直接由照明装置射出的光线也或者是来自周围环境中的其他光源的光线。与“第一环境亮度”不同,在此提出的“第二环境亮度”是指外界亮度小于透镜单元自身亮度的一种环境状态。在一个具体的实施例中,第二环境亮度可以用于描述例如周围环境的亮度相对于透镜单元自身的亮度较暗的情况。在此情况下,设置在透镜单元上的层朝向周围环境射出在第一环境亮度时吸收的光线。由此使得透镜单元在处于较暗的环境时、特别是在照明装置不工作时,也看起来不会具有黑色的外观颜色。
[0006] 在本发明的一个优选的实施方式中,所述层涂覆或贴附在所述第一表面上。由于这种具有光学特性的层具有相对于透镜单元较小的厚度,因此可以采用涂覆或薄膜技术将用于和外界光线起作用的层设置在第一表面上。
[0007] 在本发明的一个优选的实施方式中,所述层是储光性层。这种层是指广义上能吸收环境中的光线的光学层,并且根据本发明将这些光线例如在前面提到的第二环境亮度时射出。
[0008] 优选地,所述层由荧光材料制成。基于荧光特性,这种层可以吸收环境中紫外线,这种荧光加上透镜单元自身对外界的漫反射光,可以使整个透镜单元看起来较为明亮。通常可以将金属(例如锌、铬)硫化物或稀土氧化物与微量活性剂配合煅烧来制备荧光材料。
[0009] 优选地,所述层由夜光材料制成。这种具有夜光效果的层在第一环境亮度时进行蓄光,并且可以优选地在黑暗的环境中发光,越是黑暗的环境发光效果越好。
[0010] 在根据本发明的一个优选的实施方式中,所述层可以是掺杂有夜光粉的涂层。可以根据用户的喜好或应用条件的要求,来灵活地控制涂层的厚度。在另一个优选的实施方式中,所述层也可以是以薄膜技术制造的夜光PVC、夜光膜、夜光不干胶膜,这些以薄膜形式存在的材料中同样具有大量的夜光粉,并且可以简单便捷地贴附在第一表面上。
[0011] 在根据本发明的一个优选的实施方式中,所述层是设置用于增加从所述基板出射或者反射的光的光强的层。
[0012] 在根据本发明的一个优选的实施方式中,所述层是镜面反射层。这种光学层无需吸收或存储来自外界的光线,而是直接对外界的光线进行反射,以产生实现类似镜面的效果。由于来自外界的光线的光路在根据本发明的层上改变,因此增加了在基板处反射的光的光强。
[0013] 优选地,所述层中包括反光粉或3M反光材料。这些反光材料中含有的高折射率的颗粒、例如玻璃微珠,根据微透镜反射原理,光线照射到颗粒前表面时被折射,从而汇聚到其后表面上的反射层上并且沿着入射光反向被平行地反射回去,这种反射也被称为“回归反射”。由于反光材料中含有大量这种颗粒,因此当这些颗粒同时反射时,增加了透镜单元表面的亮度。
[0014] 优选地,所述层是Τ/C、尼丝反光布、反光膜、反光烫画膜、反光雕刻膜、反光熔断膜中的任一种。
[0015] 在根据本发明的一个优选的实施方式中,所述层是闪光层。普遍应用的闪光材料可以是金属或非金属的高亮度材料。优选地,所述层中包括金葱粉。
[0016] 特别优选地,层是金葱格丽特或镭射PVC。也可以在其他的实施例中考虑使用具有类似闪光特性的材料。
[0017] 在根据本发明的一个优选的实施方式中,所述层的颜色是白色、银色、黄色中的任一种。由此不仅一方面确保从基板出射或反射的光强较高,而且也可以利用这种不透明的层来遮盖位于透镜单元后部的部件,具体地说,可以是照明装置内部的一些电子部件,增加了美观的效果。
[0018] 在根据本发明的一个优选的实施方式中,所述透镜是全内反射透镜。[0019] 在根据本发明的一个优选的实施方式中,所述透镜单元的第二表面设计为微透镜阵列。由此可以使光线经过透镜单元高效均匀地射出。
[0020] 此外本发明还涉及一种照明装置,其包括至少一个光源,其特征在于,还包括上述透镜单元,其中光源对应于透镜。根据本发明的照明装置在处于非工作状态时也具有亮度相对于外界环境较高的出光面,并且使用者无法看到位于照明装置内部的组件,因此美观度较高。
[0021] 优选地,该光源为LED光源。这种光源具有节能高效的优点。
附图说明
[0022] 附图构成本说明书的一部分,用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例,并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出:
[0023] 图1是根据本发明的透镜单元的第一实施例的立体仰视图;
[0024] 图2是根据本发明的透镜单元的第二实施例的立体仰视图;
[0025] 图3是图1中的实施例的立体俯视图;
[0026] 图4是根据本发明的照明装置的实施例的立体图,其中所述照明装置包括根据本发明的透镜单元的第三实施例。
具体实施方式
[0027] 在下面详细描述中,参考形成本说明书的一部分的附图,其中,以例证的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。关于图,诸如“上”、“内部”、“第一表面”、“第二表面”等方向性术语参考所描述的附图的方向使用。方向术语仅用于说明,而没有任何限制的意思。应该理解的是,可以使用其它实施例,并且在不背离本发明的范围的前提下可以进行结构或逻辑改变。所以,下面详细描述不应被理解为限制性的意思,并且本发明由所附的权利要求限定。
[0028] 应该理解的是,如果没有其它特别注明,这里描述的不同的示例性实施例的特征可以彼此结合。
[0029] 图1是根据本发明的透镜单元的第一实施例的立体仰视图。透镜单元100包括基板1和设置在其第一表面A1上的透镜2。第一表面A1在本实施例中是指透镜单元100朝向照明装置200 (参见图3)内部的表面,与第一表面A1相对设置的第二表面A2是指透镜单元100的出光面。为了利用透镜单元100来遮盖照明装置200内部的部件,并且使透镜单元100在周围环境较暗的情况下也可以具有相对较亮的视觉效果,因此特别根据本发明在第一表面A1上设置具有光学特性的层3。利用层3可以调整从基板出射或者反射的光强。通过在透镜单元100的第一表面A1上设置这种对外界光线敏感的层3,可以改善透镜单元100或者具有这种透镜单元100的照明装置200的美观度。
[0030] 在本实施例中,基板1上承载了三个与照明装置200的光源对应设置的透镜2,这些透镜2优选的是全内反射透镜。
[0031] 在一个未示出的实施例中,也可以设置例如一个、两个或多于三个的透镜2,以根据应用环境的要求来获得所期望的照明效果。[0032] 在第一实施例中,为了提高从基板1出射的光的亮度,可以选择具有储光性能、特别是具有荧光特性、夜光特性的材料来涂覆在第一表面A1上,构成以向左倾斜的阴影线表示的层3。也或者如在一个未示出的实施例中那样,将具有这些特性的薄膜形式的层3直接贴附在第一表面A1上。具有储光性的层3在外界亮度大于透镜单元100自身亮度的“第一环境亮度”中吸收来周围环境中的光线,并且在外界亮度小于透镜单元100自身亮度的“第二环境亮度”向周围环境发出光线。由此可以当照明装置200处于非工作状态时,也能确保透镜单元100在周围环境较暗的情况下看起来也相对较亮。
[0033] 层3可以是以金属硫化物和活性剂制备的荧光层,也可以是例如在黑暗的环境中发光效果良好的夜光层。常用的夜光层例如可以是掺杂有夜光粉的涂层,也可以是以薄膜技术制成的夜光PVC、夜光膜、夜光不干胶膜或类似物。
[0034] 在图2示出的第二实施例中,为了提高从基板1出射或反射的光的亮度,也可以选择具有反光特性的或闪光特性的材料涂覆或在另一个实施例中以薄膜的形式贴附在第一表面A1上,构成以向右倾斜的阴影线表示的另一种层3。这种具有光学特性的层3无需吸收或存储来自外界的光线,而是直接对外界的光线进行反射,以增加在基板1处进行反射的光线的光强。
[0035] 具有反光特性的层3中可以包含有反光粉、3M反光材料或其他类似的材料。这种层3中具有大量根据微透镜反射原理设计的颗粒,由此可以借助于颗粒的高折射率对照射到透镜单元上的光线进行反射,以增加透镜单元表面的亮度。这种层3例如可以是Τ/C、尼丝反光布、反光膜、反光烫画膜、反光雕刻膜、反光熔断膜或类似物。
[0036] 层3同样可以是包含有金属或非金属的高亮度材料的闪光层。金葱粉被广泛地用于制造这种闪光材料。在实际应用中,具有闪光特性的层3可以是金葱格丽特或镭射PVC,也或者是掺杂有金葱粉的涂层或薄膜等类似物。
[0037] 在图3示出的第一实施例的立体俯视图中可以看出,在透镜单元100的第二表面A2上、即和第一表面A1相对设置的表面上设置有微透镜阵列,用于改善通过透镜单元100射出的光的光分布和光强。可以根据实际情况来调整微透镜阵列的排布方式和密度。
[0038] 图4示出了根据本发明的照明装置的一个实施例,其中照明装置200包括根据本发明的透镜单元100的第三实施例。在本实施例中,未示出的层3可以是白色、银色、黄色,因此利用这种不透明的层3也可以在不影响出射光的同时遮盖照明装置200内部的器件,使用户不能直接透过透镜单元100看到照明装置200内部的部件。由此增加了照明装置200的美观度。
[0039] 在本实施例中,为了提高照明效果,在照明装置200中安装LED光源。
[0040] 另外,尽管仅相对于多种实施方式中的一种公开了本发明的实施例的特定特征或方面,但是如任何给定或特定应用所要求的,这些特征或方面可以与其它实施方式的一个或多个其它特征或方面进行结合。
[0041] 以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
[0042] 参考标号
[0043] 1 基板[0044] 2 透镜
[0045] 3 层
[0046] 100 透镜单元
[0047] 200 照明装置
[0048] A1 第一表面
[0049] A2 第二表面

Claims (18)

1.一种用于照明装置(200)的透镜单元(100),所述透镜单元(100)包括基板(1)和设置在所述基板(1)的第一表面(A1)上的至少一个透镜(2),其特征在于,所述第一表面(A1)上未设置所述透镜(2)的至少部分区域设置有用于调整从所述基板(1)出射或者反射的光的光强的层(3)。
2.根据权利要求1所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)在第一环境亮度时吸收外界的光线,在第二环境亮度时向外界出射光线。
3.根据权利要求1所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)涂覆或贴附在所述第一表面(A1)上。
4.根据权利要求2或3所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)是储光性层。
5.根据权利要求4所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)由荧光材料制成。
6.根据权利要求4所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)由夜光材料制成。
7.根据权利要求6所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)是夜光PVC、夜光膜、夜光不干胶膜中的任一种。
8.根据权利要求1所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)是设置用于增加从所述基板(1)出射或者反射的光的光强的层(3)。
9.根据权利要求3或8所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)是镜面反射层。
10.根据权利要求9所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)包括反光粉或3M反光材料。
11.根据权利要求10所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)是Τ/C、尼丝反光布、反光膜、反光烫画膜、反光雕刻膜、反光熔断膜中的任一种。
12.根据权利要求3或8所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)是闪光层。
13.根据权利要求12所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)是金葱格丽特或镭射PVC。
14.根据权利要求1、2、3和8中任一项所述的透镜单元(100),其特征在于,所述层(3)的颜色是白色、银色、黄色中的任一种。
15.根据权利要求1、2、3和8中任一项所述的透镜单元(100),其特征在于,所述透镜(2)是全内反射透镜。
16.根据权利要求1、2、3和8中任一项所述的透镜单元(100),其特征在于,所述透镜单元(100)的第二表面(A2)设计为微透镜阵列。
17.一种照明装置(200),包括至少一个光源,其特征在于,还包括根据权利要求1-16中任一项所述的透镜单元(100),其中所述光源对应于所述透镜(2)。
18.根据权利要求17所述的照明装置(200),其特征在于,所述光源为LED光源。
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