CN105190171A - 光学设备以及包括光学设备的照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学设备（100）以及用于光照两个相交表面（S1，S2）的照明设备。光学设备（100）包括用于将来自光源（200）的光重定向到第一方向上的第一光引导结构（120）以及用于将来自光源（200）的光重定向到不同于第一方向的第二方向上的第二光引导结构（130），其中光学设备（100）被布置成防止来自光源（200）的光被重定向在第一和第二方向之间的方向上。通过将光学设备（100）定位在诸如可以在台阶中发现的两个表面（S1，S2）的相交处，或者墙壁角落处，或者壁橱内的角落处，或者天花板的相交区域上，使用可以易于安装的简单结构，可以以舒适的光分布同时光照这两个相交表面。

Description

光学设备以及包括光学设备的照明设备

技术领域

本发明涉及光学器件领域，具体地涉及光学设备以及具有这样的光学设备以用于光照两个相交表面的照明设备。

背景技术

正如每个人必须已经经历过的，当在黑暗中爬楼梯时是难以识别台阶的，并且如果你错过台阶则后果将是严重的。常规的改进安全性的方式是在台阶的侧壁的凹槽内安装照明器，使得可以光照较低台阶的顶表面。然而，由受光照的较低台阶的顶表面和较高台阶的未受光照的侧表面所引起的视差，以及不大舒适的光分布仍将为行人带来麻烦。参照图1，其示出了具有常规结构的室外台阶照明器。此外，常规方式的另一不足在于必需在台阶的侧表面上开设凹槽，而这又是昂贵的并且使安装复杂化。

与以上描述的常规方式不同，US5430627提出另一种照明器具，其具有双通道单元并且不需要为了光照台阶踏板和台阶踢板二者的目的而开设凹槽。作为该公开的设备的截面视图，图2示出了通道29和通道35，它们被提供来容纳两个灯串以便分别光照台阶的顶边缘和基底。然而，与这种类型的设备有关的一个问题是为了同时光照台阶的顶边缘和基底，必须提供两组分离的灯串，这对应地需要额外的结构并且因此使设备变大和复杂。与这种类型的设备有关的另一问题是如以上常规的方式一样，由于没有光分布设计，所以顶表面上的亮度水平是不均匀的；更糟的是，用于光照台阶的顶边缘的光分布还将向上朝行人眼睛发射，这是不合期望的。

本发明的目的是提供一种可以用于照明设备中以便至少减少以上提及的缺点中的一些的光学设备。

发明内容

在本发明的第一方面中，通过用于定位在其中第一表面与第二表面相交的区域处或邻近该区域、并且用于重定向来自光源的光的光学设备来实现该目的。

根据本发明，光学设备包括光源可以定位在其之下的底表面、用于将来自光源的光重定向到朝向第一表面的第一方向上的第一光引导结构、以及用于将来自光源的光重定向到朝向第二表面的第二方向（不同于第一方向）上的第二光引导结构，其中光学设备被布置成防止来自光源的光被重定向在第一和第二方向之间的方向上。

本发明的光学设备能够输送均匀的光分布。此外，其在尺寸方面相对小，较不复的，并且被布置成易于安装。

在根据本发明的光学设备的实施例中，第一和第二方向具有大于90度且小于180度的封闭角。

在根据本发明的光学设备的实施例中，光学设备可以包括用于将来自光源的光重定向到不同于第一和第二方向的第三方向上的第三光引导结构，其中光学设备被布置成防止来自光源的光被重定向在第一、第二和第三方向之间的方向上。

在根据本发明的光学设备的实施例中，至少两个光引导结构可以在结构上关于光源的光轴非对称地被提供。

在根据本发明的光学设备的实施例中，第一光引导结构和第二光引导结构中的每个包括弯曲表面和端表面，其中来自光源的光可以由弯曲表面反射并且通过端表面从光学设备被重定向。在该实施例中，弯曲表面可以是抛物面或凹面表面。

在本发明的第二方面中，通过用于光照其中至少两个表面相交的区域的照明设备实现该目的，其中照明设备包括根据本发明的第一方面的光学设备和光源，并且其中光源位于光学设备的底表面之下。在根据本发明的照明设备的实施例中，其还包括控制光源的控制组件。在该实施例中，控制组件可以在本地或远程地连接到照明设备。

通过将照明设备定位在两个相交表面的相交处，例如在台阶处，或者在墙壁的角落处，或者在壁橱内的角落处，或者在天花板的相交区域上，两个相交表面可以同时被光照。例如，当将照明设备安装在台阶的相交处时，不需要在台阶的侧壁上开设凹槽；不止如此，至少两个光引导结构可以被提供成同时朝向台阶的侧壁和基底表面，这可以极大地增加在黑暗中爬楼梯的人们的安全性。再一示例是其中仅角落区域需要被加亮的走廊，尤其是角落的三个相交的墙壁，具有三个光引导结构的照明设备可以实现该目的。

附图说明

将在示例的意义上描述本发明的实施例，并且在下文参照附图更详细地解释其优点。

图1示出了常规台阶灯；

图2示出了如在US5430627中所公开的现有照明器具；

图3示出了根据本发明的实施例的光学设备的截面；

图4示出了图3的三维视图；

图5示出了具有非对称结构的光学设备的实施例的截面；

图6示出了图5的三维视图；

图7示出了具有三个光引导结构的本发明的另一实施例；

图8示出了另一实施例，其中控制组件在本地连接到照明设备。

贯穿各图，相同或相似的附图标记指示相同或相似的元件。

具体实施方式

在下文中，将参照说明性实施例描述本发明的原理和精神。应当理解到，所有这些实施例仅仅为了使本领域技术人员更好地理解和进一步实践本发明而给出的，而不是用于限制本发明的范围。出于清楚起见，并未在该说明书中描述实际的实施方式的所有特征。

图3和图4示出了根据本发明的光学设备的实施例。如图所示，光学设备100包括底表面110、以及用于定位在两个相交表面S1和S2的区域处、并且用于将来自光源200的光重定向到两个不同方向的两个光引导结构120和130，并且这两个方向具有大约120°的封闭角。在该实施例中，底表面110可以采取半柱形或半球形形状以接收光源，诸如LED。

参照图3和图4，光引导结构120包括端面122、从光学设备100的底表面延伸到端面122的基底表面（不具有附图标记）、两个平行的侧面（不具有附图标记）、以及弯曲表面124，其用作TIR反射器并且被配置成允许从光源发射的光在其内壁上反射并且使反射光束指向目标区域，该目标区域在此处是水平表面S1。在该实施例中，端面122垂直于两个侧面。然而，光引导结构的端面的形状或角度可以是不同的以适应不同情况；例如，端面可以采取圆形形状，以代替如图所示的矩形；端面相对于结构1的侧面的角度可以是任何其它角度（没有针对该变化做图）。以类似方式，另一光引导结构130也包括端面132、基底表面、两个平行的侧面以及弯曲表面134，从光源200发射的光在该弯曲表面134上反射并且然后重定向到另一目标表面S2。在该实施例中，两个弯曲表面124和134示出凹面形状并且直接连接。在其它实施例中，弯曲表面可以示出除凹面之外的不同形状。在该实施例中，两个光引导结构被提供成关于光轴对称，并且因此光源定位在角落处。

如图所示，两个光引导结构120和130恰从底表面110的顶壁朝向两个完全不同的方向延伸；通过在两个光引导结构的表面的内壁上涂覆具有反射率的材料，可以防止来自光源的光被重定向到这两个不同方向之间的方向。每个光引导结构120和130分别以端面122和132结束，其中端面122垂直于水平平面并且另一端面132平行于水平平面。取决于应当光照或加亮哪个区域或表面，光束将通过对应的光引导结构的端面被引导朝向该区域或表面。

图5和6示出了光学设备的不同实施例，其中图6是图5的三维视图。相对于提供在光学设备的底表面之下的光源的光轴，两个光引导结构120和130非对称地设计，其中在该实施例中，两个光引导结构与光轴的角度是不同的，光引导结构的长度是不同的，并且两个光引导结构的组件弯曲表面（124,134）的曲率不同；相应地，从两个光引导结构离开的光束关于光轴是非对称的，这意味着光束将不会以相同的形状或在相同的方向上或关于光轴的相同角度分布。如图5和图6所示，弯曲表面134不设定成与另一弯曲表面124连接；相反，光引导结构130的倾斜表面138与光引导结构120的弯曲表面124连接。因此，可以看出，光引导结构的弯曲表面可以提供在不同位置处并且具有不同曲率。类似地，当光引导结构被非对称地设定时，光引导结构的弯曲表面的角度、长度和数目可以变化。在该实施例中，两个光引导结构的封闭角大约为135°；光源可以放置在水平表面S1上，如图6所示，或者放置在竖直表面S2上（未示出）。

图7示出了本发明的另一实施例，其中提供三个光引导结构以光照三个相交表面S1，S2和S3。如图7所示，三个结构120,130和140分别从光学设备的底表面朝向三个表面S1，S2和S3延伸，其中底表面示出半球形状。在具有多于三个结构的该实施例中，这三个结构可以全部相对于光轴相互对称，或者可以在其弯曲表面的曲率、结构的长度、与光轴的角度方面关于光轴非对称。结构120和130成150°角度；130和140成95°角度；120和140成105°角度。经由在每个光引导结构的弯曲面处的反射，光将通过每个结构的端面到达目标区域。具有这种类型的光学设备的照明设备可以定位在角落处，比如壁角落或壁橱角落处。

根据本发明的实施例，如图8所示，照明设备800包括光学设备100、定位在光学设备100的底表面之下的LED照明源200、覆盖光学设备的外壳160以及控制LED光源的控制组件180。控制组件180可以提供在外壳内或者安装在外壳上方，如图7所示，或者远程地提供在某一位置处以便减少整个照明设备（未示出）的尺寸。安装在光学设备之下的LED照明源可以是包括一个或多个LED芯片的封装产品。

要相信的是，以下权利要求特别地指出针对所公开的发明之一并且是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。以特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合体现的发明可以通过本申请或相关申请中的新权利要求的呈现或者本权利要求的修改来要求保护。不管它们是针对不同的发明还是针对相同的发明，这样的修改或新的权利要求都同样地被视为包括在本公开内容的发明的主题内。

Claims (8)

1.一种用于定位在其中第一表面（S1）与第二表面（S2）相交的区域处或者邻近该区域、并且用于重定向来自光源（200）的光的光学设备（100），所述光学设备包括所述光源可以定位在其之下的底表面（110），其中所述光学设备还包括：

用于将来自所述光源的光重定向到朝向所述第一表面的第一方向上的第一光引导结构（120），以及

用于将来自所述光源的光重定向到朝向所述第二表面的第二方向上的第二光引导结构（130），

其中所述光学设备被布置成防止来自所述光源的光被重定向在所述第一和第二方向之间的方向上。

2.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述第一和第二方向具有大于90°且小于180°的封闭角。

3.根据权利要求1或2所述的光学设备，其中所述第一光引导结构和所述第二光引导结构中的每个包括弯曲表面和端表面，并且其中来自所述光源的光可以由所述弯曲表面反射并且通过所述端表面从所述光学设备被重定向。

4.根据权利要求3所述的光学设备，其中所述弯曲表面是凹面表面。

5.根据前述权利要求中任一项所述的光学设备，其中所述第一和第二光引导结构被提供成关于所述光源的光轴是非对称的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的光学设备，其中所述光学设备还包括用于将来自所述光源的光重定向到不同于所述第一和第二方向的第三方向上的第三光引导结构（140），并且其中所述光学设备被布置成防止来自所述光源的光被重定向在所述第一、第二和第三方向之间的方向上。

7.一种包括光源和根据前述权利要求中任一项所述的光学设备的照明设备。

8.根据权利要求7所述的照明设备，还包括用于控制所述光源的电子控制组件，其中所述电子控制组件在本地或远程地连接到所述照明设备。