CN108730918A - 用于照明装置的多透镜布置系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于照明装置的多透镜布置系统，其中，设有至少两个透镜体，所述透镜体分别具有辐射射入面和辐射射出面，所述透镜体相互嵌套地构成，其中，外部的第二透镜体沿径向包围内部的第一透镜体。根据本发明，每个透镜体在其辐射射入侧上设有输入耦合光学器件，在各透镜体之间在侧面的径向方向上存在间距。此外，各透镜体还以其各自的辐射射入面构成一个共同的平面或位于一个共同的平面上。本发明还涉及一种照明装置。

Description

用于照明装置的多透镜布置系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于照明装置的多透镜布置系统，其中，至少两个透镜体相互嵌套地构成，所述透镜体分别具有辐射射入面和辐射射出面，其中，外部的第二透镜体沿径向包围内部的第一透镜体。

背景技术

由DE 10 2006 031 345 A1在先已知一种具有多个发光二极管的照明系统，这些发光二极管位于载体材料上，其中，设有光学器件，所述光学器件实现均匀的、定向的光辐射。此外，这里还给出了一种操控装置，通过所述操控装置能单独地控制各发光二极管，从而能够实现不同的光效。

根据DE 10 2010 019 436 A1在先已知一种具有多个发光器件的灯具，其中使用发光二极管作为所述发光器件。至少一个所述发光器件配设有一个透镜，在此也可以为多个发光器件共同设置多个透镜。

EP 2 518 398 B1公开了一种用于实现可变的光输出的布置系统，具有多个发光二极管和一个发光器件载体。通过操控个别LED或LED组来实现光输出的变化。此外这里还说明了这样改变光输出，即，所述灯具具有构造成光转向元件的光射出面。

同类的DE 10 2011 012 129 A1涉及一种照明装置，特别是具有点状光源的顶棚射灯形式的照明装置。所述光源优选设计成LED。此外，还设有配设给所述光源的透镜布置系统。

利用这种照明装置应能够给不同的空间区域提供不同的光分布。独立于此地，还应保证实现照明布置系统的总体上统一的外观效果。

因此，DE 10 2011 012 129 A1涉及一种筒灯形式的小型射灯，所述射灯在其光分布曲线方面能够以简单的方式与不同的任务相适应。

与此相关地提出，模块式地构成配设给光源的透镜布置系统，以便能简单地更换各单个透镜模块并且能以多变的方式将不同的透镜模块相互组合。

与此相关地，所述透镜布置系统具有至少两个单独的、相互嵌套设置的透镜模块，所述透镜模块包括一个安置在光源上的内部透镜以及一个盆状地包围内部透镜的外部透镜。

所述内部透镜这里设计成单独的、连接在光源前面的透镜。通过内部透镜与外部透镜相互套接或者说相互嵌接的布置形式，尽管存在多个透镜，仍可以实现一种总体上小型结构的透镜布置系统。

此外，外部透镜应实现为更换式模块并且因此能通过可以无工具操作的快速固定机构来更换。在这种教导的改进方案中，为所述透镜布置系统的各透镜模块设置一个共同的透镜支座，内部透镜和外部透镜支承在所述透镜支座上。

在DE 10 2011 012 129 A1的一个实施形式中，内部透镜基本上直接安置在所述光源上，以便接收光源的全部光并且将其从光源定向地发射出去，然后将该辐射导向外部的第二透镜，然后所述第二透镜最终确定射灯的发射锥。

这里这样实现根据DE 10 2011 012 129 A1的嵌套系统，即，经由内部的透镜将辐射导向外部的第二透镜，其中，外部的第二透镜决定性地确定发射特性。为了实现不同的发射特性，不可避免地必须拆卸透镜布置系统并更换外部透镜。

发明内容

由前面所述内容出发，本发明的目的是，给出一种经改进的用于照明装置的多透镜布置系统以及一种相应的照明装置，其避免了现有技术的缺点并且特别适合于利用同一个透镜布置系统仅通过有目的地操控所使用的辐射源、特别是发光二极管来确保实现不同的发射特性。

本发明的所述目的通过一种根据按权利要求1所述的特征组合的多透镜布置系统来实现，通过一种根据权利要求12所述的具有这种多透镜布置系统的照明装置来实现，以及通过照明装置作为立面灯的应用来实现，所述立面灯具有不同的发射角和光分布，而无需为了改变相应的发射特性进行机械结构上的介入。

因此，以一种用于照明装置的多透镜布置系统为出发点。所述照明装置具有至少两个透镜体，所述透镜体分别具有辐射射入面和辐射射出面。所述透镜体相互嵌套地构成，其中，外部的第二透镜体沿径向包围内部的第一透镜体。

根据本发明，每个透镜体都在其辐射射入侧上设有输入耦合光学器件。

此外，在各透镜体之间在侧向的径向方向上分别存在间距。

另外，各透镜体还以其各自的辐射射入面构成一个共同的平面。

各个辐射射出面位于相互间隔开的不同平面上。

在一个优选的实施形式中，各透镜体锥形地构成并且同心地嵌套，或者锥形地构成并且不同心地嵌套。

透镜形状可以具有椭圆锥形的设计方案，但也可以具有正方形或长方形的设计方案，这里起决定作用的是采用这样的相互嵌套的结构，使得得到各单个透镜相互并排设置的构成形式。

前面所述的在各透镜体之间的间距这样实现，使得能够防止由于在相应的透镜壁上的全反射而在分别相邻的透镜体之间发生辐射射入或者发生辐射耦合。

在根据本发明的构成方案中，嵌套地构成三个或更多个透镜体，其中每个辐射射入面都构成所述共同的平面的一部分。

在本发明的优选改进方案中，每个透镜体配设有至少一个与相应的输入耦合光学器件相对置的辐射源、特别是LED。

由此独立于相邻的透镜体给每个透镜体加载辐射。通过所述的在各透镜体之间的间距避免、至少减轻在多透镜布置系统内部发生辐射的相互影响。

在本发明的一个优选构成方案中，所述辐射源位于载体上，所述载体与所述共同的平面相对置。

所述辐射源与透镜体的锥形同心的嵌套结构相对应地位于载体上。

各所述辐射源能单独地或成组地操控，使得能根据辐射源与相应透镜体的空间对应关系和所进行的操控选择不同的发射角和光效。

此外，所述辐射源能产生具有不同波长的辐射和/或是能调光的和/或能动态操控的，以便产生能随时间变化的发射角和光效。

这里，所述辐射源可以设计成在一个共同的电路板上的贴片式LED单芯片(SMD-LED)组或者设计成板上芯片LED。

根据本发明的照明装置设有至少一个如前面所述的多透镜布置系统，并且所述照明装置能够例如作为立面灯产生不同的发射角和光分布，而不必为了改变相应的发射特性进行机械结构上的介入。

附图说明

下面应根据实施例并参考附图来详细说明本发明。

这里示出：

图1是根据本发明的具有三个透镜体的多透镜布置系统的透视纵向剖视图；

图2是带有近似半圆形的LED芯片布置结构的载体的俯视图；

图3是类似于图2的视图，但采用了圆形；

图4是例如在具有根据图2的辐射源布置结构的载体配置中的多透镜布置系统的纵向剖视图，所述多透镜布置系统具有、通过辐射射入面形成的共同的平面和在该平面中或与该平面相对置的辐射源，所述平面具有没有辐射源的部分；

图5是与图4的视图类似的视图，但带有同心的辐射源布置形式，并且涉及透镜布置系统的所有主要的辐射射入面部分。

具体实施方式

根据按图1、4和5的图示，在这个实施例中以这样的用于照明装置的多透镜布置系统为出发点，所述多透镜布置系统具有至少三个透镜体。

这里首先从内部的第一透镜体1开始。

所述内部的第一透镜体1由中间的透镜体2同心地包围。

外部的透镜体3沿径向方向与中间的透镜2邻接。

透镜体1-3根据该实施例锥形同心地构成，这里不必采用严格的锥形形状，而是透镜体1-3的各自的侧壁也可以具有弧形轮廓。

尽管在这些实施例和附图中都设定辐射射入面和辐射射出面具有近似圆形形状，但这里也可以设想采用完全不同的配置形式，例如采用正方形、长方形或椭圆形的几何形状，而不背离本发明的基本构思。

各透镜体1-3分别具有一个辐射射出面4；5；6。

此外，每个透镜体还都具有辐射射入面，其中，每个透镜体1-3在其辐射射入侧或辐射射入面上设有输入耦合光学器件7、8、9。

在透镜体1；2以及2；3之间分别设有间距10。透镜体1、2和3以其相应的辐射射入面、即在图1中所示的下侧构成一个共同的平面11。

相反，各个辐射射出面4、5和6位于不同的、在高度上间隔开的平面内，如由图1、4和5可以看到的那样。

例如当希望在多透镜布置系统的特定部段中存在漫射形式的光散射时，辐射射出面4、5和/或6的表面可以具有较小透镜体形式的凸凹结构或者构造成不透明的。

透镜体1与2或2与3之间的相应间距10用于防止由于全反射在分别相邻的透镜体之间发生辐射射入或辐射耦合。

图2和3示出相应容纳多个LED芯片13的载体12的实施例。

LED芯片13在载体12上的几何布置结构选择成，使得相应的LED芯片13与各个输入耦合光学器件7、8和/或与相应的透镜体1、2和3相对置。

这里，各LED芯片13不必完整地在各个透镜体1、2和3的各个辐射射入侧的所有部段上延伸。LED芯片13的布置、选择以及必要时局部的布置与具有根据本发明的多透镜布置系统的照明装置的各自希望的发射特性以及应用和安装场合相适配。

这同样也适用于单个LED芯片的密度，即关于一个圆环段的数量，如例如在图3中示出的那样。

可以参考图4和5的图示来了解根据带有相应LED芯片13的载体12的希望或选择的构造而得到的LED芯片的位置。

LED芯片13可以单独地操控，或者也可以成组地运行。

所述LED芯片可以设计成多色LED或者实现为白光LED。

对于多色的实施形式，通过有目的地进行操控，可以与照明装置的应用场合或照明装置的安装区域相协调地选择混合色或色彩效果。

当LED芯片13根据图3在载体12上具有圆形的设计或布置形式时，存在这样的可能性，即，当例如只操控个别元件，即例如一个半环的各个LED芯片时，例如可以实现不对称的辐射分布。

尽管在这些附图中基于由三个透镜体组成的透镜体布置系统进行了说明，但也可以设想，与此不同地用多于三个透镜体构成所述多透镜布置系统。

对于使用所谓的板上芯片(COB)LED的情况，还存在这样的可能性，即与COB二极管的面状形状相协调地使透镜布置系统微型化。

当然，在载体的相关背面或COB二极管的背面上可以设置呈散热体形式的用于散热、即用于冷却LED的机构。

根据本发明的多透镜布置系统优选用于照明装置。

这特别是涉及所谓的立面灯。这种灯具应以不同的发射角和不同的光分布在建筑物的立面上产生光印象。已知的灯具仅具有固定的发射特性。为了改变一个固定的发射特性，已知的是，使用附加的遮光罩(Blendschute)或片状光阑。但在所有情况下都必须进行机械结构上的介入。

借助于根据本发明的多透镜布置系统和相配的辐射源，仅通过LED的通断、即通过有目的地操控LED就得到了这样的可能性，即，利用同一个灯具和同一个多透镜布置系统实现不同的发射特性。

根据LED芯片或者说可单独操控的LED的数量n可以实现n！个开关和操控组合，此时这些组合具有所实现的独特的发射特性。

当然还存在这样的可能性，即，也可以对个别LED或连接成组的LED进行调光，从而可以利用相应的多透镜布置系统使照明装置与相应的照明状况相适配，例如在黄昏降临时直至入夜时分可以以不同的强度进行照明。

相应透镜体按照类似于洋葱皮的结构单独制造，然后组合或组装成一个多透镜体。此时，在具有确定的、预存的一组标准单透镜体的情况下，可以根据生产批次选择一组单透镜体，并将其组成多透镜体。

也可以预制用于LED芯片的相应电路板并且近似于标准化地作为储备保存所述电路板，然后根据应用背景或带有相应透镜体的灯具结构来配套完成包括多透镜连同辐射源的布置系统。

在本发明的一个改进方案中存在这样的可能性，即，LED芯片直接安装在输入耦合光学器件7、8和/或9的区域内，从而得到一种由透镜和LED芯片组成的复合体。这里可以同时将用作散热体、例如呈能导热的环形式的元件集成在所形成的布置系统中。

Claims (13)

1.用于照明装置的多透镜布置系统，其中，至少两个透镜体相互嵌套地构成，所述透镜体分别具有辐射射入面和辐射射出面，其中，外部的第二透镜体(3)沿径向包围内部的第一透镜体(1)，其特征在于，每个透镜体(1；2；3)在其辐射射入侧上设有输入耦合光学器件(7；8；9)，在各透镜体(1；2；3)之间在侧面的径向方向上存在间距(10)，并且各透镜体(1；2；3)还以其各自的辐射射入面构成一个共同的平面(11)或位于一个共同的平面(11)上。

2.根据权利要求1所述的多透镜布置系统，其特征在于，各个辐射射出面位于相互间隔开的不同平面上。

3.根据权利要求1或2所述的多透镜布置系统，其特征在于，各透镜体(1；2；3)锥形地构成并且同心地嵌套，或者锥形地构成并且不同心地嵌套。

4.根据上述权利要求之一所述的多透镜布置系统，其特征在于，所述间距(10)防止由于在相应透镜壁上的全反射而在分别相邻的透镜体(1；2或2；3)之间发生辐射射入或辐射耦合。

5.根据上述权利要求之一所述的多透镜布置系统，其特征在于，三个或更多个透镜体(1；2；3)嵌套地构成。

6.根据上述权利要求之一所述的多透镜布置系统，其特征在于，每个透镜体(1；2；3)配设有至少一个与相应的输入耦合光学器件(7、8、9)相对置的辐射源(13)、特别是发光二极管(LED)。

7.根据权利要求6所述的多透镜布置系统，其特征在于，所述辐射源(13)位于一个载体(12)上，所述载体与所述共同的平面相对置或构成所述共同的平面(11)。

8.根据权利要求3和7所述的多透镜布置系统，其特征在于，所述辐射源(13)与各透镜体(1；2；3)的锥形同心的嵌套结构相对应地位于所述载体(12)上。

9.根据权利要求6至8之一所述的多透镜布置系统，其特征在于，所述辐射源(13)能单独地或成组地被操控，使得能根据辐射源(13)与相应透镜体(1、2、3)的空间对应关系和操控选择不同的发射角和光效。

10.根据权利要求9所述的多透镜布置系统，其特征在于，所述辐射源(13)产生具有不同波长的辐射和/或是能调光的和/或是能动态操控的，以便产生能随时间变化的发射角和光效。

11.根据权利要求6至10之一所述的多透镜布置系统，其特征在于，所述辐射源(13)设计成在一个共同的电路板上的SMD-LED单芯片组或者设计成板上芯片(COB)LED。

12.照明装置，所述照明装置具有根据上述权利要求中至少一项所述的多透镜布置系统。

13.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置用作具有不同发射角和光分布的立面灯，而无需为了改变相应的发射特性进行机械结构上的介入。