CN109073196B - 照明设备和包括该照明设备的照明器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种照明设备(200)，其包括安装表面(201)；包括透镜主体(101)的透镜(100)，透镜主体(101)具有封装腔体(103)、并且界定通向上述腔体的入口的内表面(102)，上述入口面向安装表面，内表面包括多个邻接的表面区段，每个表面区段限定腔体的分段，其中每个分段具有由界定上述分段的表面区段的弯曲部分(106)所界定的远离入口的变窄区域；以及细长载体(202)，其从安装表面穿过腔体入口延伸进入腔体分段，并且包括被配置为朝向透镜主体发射光的多个固态照明元件(203)。还公开了一种包括上述照明设备的照明器。

Description

照明设备和包括该照明设备的照明器
技术领域
本发明涉及一种包括多个固态照明元件以及用于对由固态照明元件所发射的光进行整形的透镜的照明设备。本发明还涉及一种包括该照明设备的照明器。
背景技术
固态照明元件(诸如LED)归因于它们在能量效率和寿命方面提供的优点而越来越多地在照明设备中所采用。这些优点导致期望利用包括固态照明元件的照明设备来代替传统的灯泡和灯。
然而，由灯丝灯泡(例如，卤素灯泡)所提供的照明效果的色温和“闪烁”质量仍然是这样的传统照明设备的理想特性。因此，使用固态照明元件来设计可以近似或模仿由传统的灯/灯泡所提供的照明效果的照明设备仍然是一个挑战。这样的照明设备通常可以采用多个固态照明元件，因为单一LED的光输出可以小于例如由传统的紧凑型荧光灯/白炽灯所产生的光输出。此外，固态照明元件一般地近似于点光源，使得可能需要多个固态照明元件以便使照明设备能够在不同方向上照亮。
使用多个固态照明元件的另一益处是可以产生可以近似于由传统的灯(诸如卤素灯泡)所产生的色温的照明效果。可能需要配置固态照明元件，使得色温随着更大程度的调光而降低，以便更接近传统的灯/灯泡的照明效果。例如，可以通过混合由被配置为发射相对于彼此具有不同光谱组成的白光的至少两个固态照明元件所生成的光来调节色温。
采用固态照明元件的照明设备可以例如包括围绕承载多个固态照明元件的细长载体的透镜主体。在某些方面，透镜主体可以复制例如传统卤素灯泡的形状和外观；细长载体模仿这样的灯泡的灯丝。
透镜主体可以提供由多个固态照明元件所产生的光的一定程度的光束整形。然而，透镜主体可能导致从固态照明元件所发射的光的不同光束整形效果，这取决于它们被安装在细长载体上的位置，这可能导致由与在细长载体的不同区域上所安装的固态照明元件相对应的透镜主体所生成的光分布(light profiles)的不良合并。这种效果可能导致由各种固态照明元件所发射的光的不良混合。这可能在由透镜主体所产生的整体图像中产生图像伪影，例如，环形。
如果固态照明元件被配置为归因于所得到的经不良合并的光分布的不同颜色而发射相对于彼此具有不同光谱组成的光(例如，白光)，则这可能是特别明显的。可以使用不同光谱组成的光(例如，高和低色温白光)的颜色混合来近似所调光的卤素/白炽光源的“暖光”照明效果。由经不良合并的光分布导致的不良颜色混合可能导致固态照明设备对该照明效果的模仿效果较差。
该光束整形问题是由图1中所示的现有技术的照明设备10进行说明。照明设备10包括封装(气体填充的)腔体12的透镜主体11，其中细长载体15包括延伸进入上述腔体12的多个固态照明元件16。固态照明元件16可以沿着细长载体15的长度定位。透镜主体11的内表面13可以在细长载体15上拱起。
图1中的箭头示意性地表示来自沿着细长载体15在不同长度处所安装的固态照明元件16a和16b的(所选择的)光线的路径。尽管从固态照明元件16a所发射的所描绘的光线之一基本上平行于从固态照明元件16b所发射的所描绘的光线，但是相应的光线在内表面13的不同形状的表面部分上入射(在它们相对于彼此的如何弯曲方面不同)，这可能导致这些光线被透镜主体以不同程度折射。因此，图1图示了透镜主体11对由固态照明元件16所发射的光的不同光束整形效果，这取决于它们在细长载体15上的位置。这种效果可能导致由与在由照明设备10所照亮的表面(未示出)上可见的相应的固态照明元件16a和16b相对应的透镜主体所生成的至少部分分开的光分布。这些分布可以被认为与从在细长载体15的不同位置上所安装的相应的固态照明元件16所发射的光相对应的、出现在表面上的不同的光亮区或环。
这种效果可以参考图10进行说明，图10示出了由现有技术的照明设备10(图10中未示出)所照亮的表面上的模拟照明效果。窗格50a示出了由固态照明元件16b所提供的照明效果(当固态照明元件16a不发射光的情况)。窗格50b示出了由固态照明元件16a所提供的照明效果(当固态照明元件16b不发射光的情况)。在窗格50c中，其中16a和16b都发射光的情况可以看到，与相应的固态照明元件相对应的图像是清楚可辨的(即，混合不良)；表面的照度明显地由与由固态照明元件16a所发射的光相对应的光亮环占主导。
此外，如果固态照明元件16a和16b被配置为发射相对于彼此具有不同光谱组成的光，则由相应的固态照明元件所发射的光的颜色混合可能较差。这种效果可能导致在由照明设备10所照亮的表面上出现不同着色的光亮区/环。
发明内容
本发明旨在提供一种包括可以均匀地照亮表面的多个固态照明元件的照明设备。
本发明还旨在提供一种包括至少一个照明设备的照明器。
本发明由权利要求限定。
根据一个实施例，提供了一种照明设备，其包括安装表面；包括透镜主体的透镜，透镜主体具有封装腔体、并且界定通向上述腔体的入口的内表面，上述入口面向安装表面，内表面包括多个邻接的表面区段，每个表面区段限定腔体的分段，其中每个分段具有由界定上述分段的表面区段的弯曲部分所界定的远离入口的变窄区域；以及细长载体，从安装表面穿过腔体入口延伸进入腔体分段，并且包括被配置为朝向透镜主体发射光的多个固态照明元件。
本发明基于以下认识：通过采用具有包括多个邻接表面区段的内表面的透镜主体，可以改善现有技术的照明设备的照明效果。每个包括弯曲部分的邻接表面区段可以导致由在细长载体的不同位置上所安装的固态照明元件所发射的光，并且这些光可以在内表面的不同表面区段上入射，在腔体/内表面界面处相对于彼此以相似的程度被折射。可以认为内表面的每个弯曲部分仿真现有技术的照明设备的透镜主体的拱形(单表面切面)内表面的更弯曲部分的折射特性。在根据本文的实施例中的任一个的照明设备的透镜主体的每个表面区段中包括弯曲部分可以导致表面区段相对于彼此拥有相似的折射特性。以这种方式，透镜主体可以提供从在细长载体的不同区域(例如，沿着长度)上所安装的固态照明元件所发射的光的类似的光束整形。因此，透镜主体可以(更)有效地合并由与在细长载体的不同区域上所安装的固态照明元件相对应的透镜主体所生成的光分布，使得照明设备可以提供表面的更均匀的照度(与现有技术的照明设备相比)。
每个表面区段可以在靠近入口的第一边缘与远离入口的第二边缘之间延伸，并且可以在第一边缘与第二边缘之间具有无拐折剖面(inflection-free profile)。
无拐折剖面可以有助于减少内表面处的光反射，使得由固态照明元件所发射的更多的光直接穿过透镜主体，从而改善了照明设备的发光效率。
每个分段还可以包括在变窄区域与入口之间的另外的区域，该另外的区域由界定上述分段的表面区段的另外的部分界定。
另外的部分中的至少一些可以在从入口到分段的变窄部分的方向上线性地延伸，分段的变窄部分包括线性延伸的另外的部分。
线性延伸的另外部分可以比弯曲部分提供光的更大的侧向偏转；弯曲部分提供光的更大的向上偏转(远离安装表面)。因此，包括线性延伸部分以及弯曲部分的透镜主体可以提供由固态照明元件所发射的光的有效光束扩散。这种有效的光束扩展可以准许由与每个固态照明元件相对应的透镜主体所生成的光分布的彼此更大的重叠(即，更有效的合并)，使得可以取得由照明设备所照射的表面的更均匀的照度。
腔体可以包括平行于腔体入口的细长横截面。
平行于腔体入口的细长横截面可以帮助照明设备提供更广泛分布的照明效果。这种照明效果可以包括由与固态照明元件相对应的透镜主体所生成的更广泛分布的光分布。这可以准许这些分布彼此的更大重叠(即，更有效的合并)，使得可以取得由照明设备所照射的表面的更均匀的照度。
细长横截面可以包括通过向内弯曲的邻接区域或平坦的邻接区域互连的圆形端部区域。
平行于腔体入口的这种横截面形状可以导致透镜主体被整形成使得照明设备可以提供广泛分布的照明效果，诸如蝙蝠翼型分布。
透镜主体可以包括圆顶形外表面。
圆顶形外表面可以有助于提供由多个固态照明元件所发射的光的进一步光束整形。
外表面可以是光滑表面或刻面表面。
对于常规的制造技术，光滑表面可以比刻面表面具有更高的表面保真度。然而，刻面可以生成具有非常小的分散角的分散光束。由每个小的刻面所生成的分散光束可以重叠以产生附加的光混合效果。刻面外表面也可以有助于照明设备的“闪烁”效果。
多个固态照明元件可以沿着细长载体的长度被安装在空间上分开的集合(set)中。
每个集合可以包括一个或多个固态照明元件，并且可以朝向内表面的分段发射光，使得由每个集合所发射的光可以由透镜主体相对于彼此类似地整形。这可以帮助照明设备在由照明设备所照亮的表面上提供均匀的照明图案。
这些集合中的至少两个集合可以适于发射相对于彼此具有不同光谱组成的光。
通过采用适于发射相对于彼此具有不同光谱组成的光的集合，照明设备可以经由颜色混合提供具有所限定的光谱组成的光，例如，色温范围为约1500至约8000K(例如，约2000K至约4000K)和/或着色输出的光谱组成的中心光谱分量范围为例如400nm至700nm。这些集合还可以被配置为在照明设备的整体调光时可相对于彼此不同程度地调光。因此，当照明设备被调光时，可以调整(例如，降低)整体光谱组成(例如，色温)。以这种方式，可以由照明设备仿真经调光的卤素/白炽光源的“暖光”照明效果。透镜可以帮助提供由至少两个集合所产生的光的均匀颜色混合。这种均匀的颜色混合可以在表面上产生照明图案，这在颜色(或色温)的均匀性方面也可以是均匀的。
至少一个集合可以被安装在细长载体上，使得它与一个表面区段的弯曲部分对准。
安装至少一个集合使得它与一个表面区段的弯曲部分对准可以有助于对由至少一个集合所发射的光进行光束整形，使得能够实现在由照明设备所照亮的表面上的整体均匀的照明图案。
细长载体可以包括承载固态照明元件的至少两个细长安装表面。
将固态照明元件安装在至少两个细长安装表面上可以准许光在至少两个不同方向上朝向透镜主体发射光。这可以有助于照明设备提供广泛分布的照明效果。
细长载体可以包括至少一个印刷电路板；其中固态照明元件被表面安装在至少一个印刷电路板上。
照明设备可以是胶囊灯泡。
作为胶囊灯泡的照明设备可以有助于照明设备例如以诸如聚光灯等的照明灯具替换卤素胶囊灯泡。
根据另一方面，提供了一种包括根据本文的实施例中的任一个的照明设备的照明器。
包括上述照明设备的照明器可以借助于包括根据本文的实施例中的任一个的照明设备或多个这样的照明设备的照明器来提供均匀的照度。
附图说明
通过参考附图的非限制性示例、更详细地描述本发明的实施例，其中：
图1示意性地描绘了示出现有技术的照明设备的一个方面的横截面视图。
图2示意性地描绘了示出根据一个实施例的照明设备的一个方面的截面视图。
图3a示意性地描绘了根据一个实施例的照明设备的透镜主体的横截面视图。
图3b示意性地描绘了图3a中所示的透镜主体的透视图。
图4a示意性地描绘了根据另一实施例的照明设备的透镜主体的横截面视图。
图4b示意性地描绘了图4a中所示的透镜主体的透视图。
图5a示意性地描绘了根据另一实施例的照明设备的透镜主体的横截面视图。
图5b示意性地描绘了图5a中所示的透镜主体的透视图。
图6a示意性地描绘了根据一个实施例的照明设备的横截面视图。
图6b示意性地描绘了图6a中所示的照明设备的侧视图。
图7a示意性地描绘了根据另一实施例的照明设备的横截面视图。
图7b示意性地描绘了图7a中所示的照明设备的侧视图。
图8示意性地描绘了根据又一实施例的照明设备的横截面视图。
图9示意性地描绘了根据另一实施例的照明设备的横截面视图。
图10示意性地描绘了由图1中示意性地描绘的现有技术的照明设备所照亮的表面上的照明图案的模拟。
图11示意性地描绘了根据一个实施例的利用照明设备所照亮的表面上的照明图案的模拟。
具体实施方式
将参考附图描述本发明。
应当理解，详细描述和具体示例在指示装置、系统和方法的示例性实施例的同时，仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。根据以下描述、所附权利要求和附图将更好地理解本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点。应当理解，附图仅仅是示意性的，并未按比例绘制。还应当理解，除非另有说明，否则在整个附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
在本申请的上下文中，术语“近似矩形”旨在表达细长载体可以包括整体矩形/正方形横截面，但矩形的角可以不必是直角的；例如，它们可以是圆形或截平的。因此，术语“近似立方形”旨在表达细长载体可以包括整体矩形/正方形横截面，但横截面的角可以不必是直角的；例如，它们可以是圆形或截平的。
在本申请的上下文中，术语“近似三角形”、“近似五边形”和“近似六边形”旨在表达细长载体可以包括整体三角形、五边形或六边形横截面，但三角形、五边形或六边形的顶点可以是圆形或截平的。
在本申请的上下文中，术语“近似圆柱形”旨在表达细长载体可以包括椭圆形横截面。
在本申请的上下文中，术语“花生形”旨在表达腔体的形状可以类似于(未剥皮的)花生的形状。
在本申请的上下文中，术语“基本上平行”旨在包括光线的角度取向，其中相应的光线之间的角度在170°至190°之间。
本发明基于以下认识：包括具有内表面的透镜主体的照明设备(其中内表面包括多个邻接的表面区段，每个表面区段包括弯曲部分)可以导致以下的照明设备，该照明设备可以在由照明设备所照亮的表面上提供比由现有技术的照明设备10(图1中所示)所提供的照明图案，更均匀的照明图案。内表面的每个弯曲部分可以被认为是穿透表面，每个穿透表面可以仿真现有技术的照明设备10的拱形内表面的更弯曲部分的折射特性。包括邻接的表面部分的弯曲部分可以导致从细长载体的不同区域(例如，沿着其长度)所发出的基本上平行的光线在透镜主体的内表面处以相似的程度被折射。这可能是归因于相应的光线在内表面的类似地弯曲的表面区段上被入射。因此，透镜主体可以有效地合并由与在细长载体的不同区域(例如，沿着其长度)上所安装的固态照明元件相对应的透镜主体所生成的光分布，使得根据本文的实施例中的任一个的照明设备可以在表面上比由现有技术的照明设备10所提供的照明图案更均匀的照明图案。
图2示意性地描绘了根据一个实施例的照明设备200。透镜主体101可以被安装在安装表面201上，其中透镜主体101的内表面102封装腔体103。通向腔体103的入口可以面向安装表面201，即，可以被安装表面201密封。内表面102可以包括多个邻接的表面区段，每个表面区段限定腔体103的分段。每个分段可以具有由弯曲部分106所界定的、远离腔体的入口的变窄区域。细长载体202可以从安装表面201穿过腔体入口延伸进入腔体103。细长载体202可以包括多个固态照明元件203，多个固态照明元件203可以被配置成(或被安装成)使得它们朝向透镜主体101发射光。
应当理解，图2中所示的光线(箭头)的路径旨在示意性地说明透镜主体101可以折射基本上平行的光线，该基本上平行的光线是从相对于彼此以相似的程度、在腔体103/内表面102处的细长载体202的不同区域发出的。因此，图2不应被解释为提供透镜主体101的折射特性的几何上精确的表示。还应注意的是，尽管图2仅描绘了可以被用于说明透镜主体101的效果的三条光线，但是每个固态照明元件203可以在一定角度范围内、朝向透镜主体发射光线。固态照明元件203的输出强度可以根据角度而变化，使得输出可以被认为是以一定角度范围内的分布(例如，朗伯分布(Lambertian distribution))。
从图2中可以看出，从204b发出的光线可以穿过透镜主体101而不会经历透镜主体101的大量的折射。基本上平行于从204b发出(但不是从细长载体的不同区域所发射)的光线的从204a发出的光线中的一条光线，可以经由内表面102的弯曲部分106进入透镜主体101，而不会在腔体103/内表面102界面处经历大量的折射。因此，图2图示了透镜主体101引起从细长载体202上的不同区域(例如，沿着其长度)发出的相应光线的类似折射。这可以导致在由照明设备200所照射的表面上的照亮图案中的、与固态照明元件204a和204b相对应的图像的有效合并。
在一个实施例中，每个分段还可以包括在变窄区域与入口之间的另外的区域。这个另外的区域可以由表面区段的另外的部分107界定。在一个实施例中，另外的部分107中的至少一些部分可以在从入口到分段的变窄部分的方向上线性地延伸。以这种方式，表面区段102可以包括线性延伸部分107和弯曲部分106，使得这些分段提供线性部分和弯曲部分106两者的光束整形/折射特性。因此，腔体103可以被认为包括一叠分段，其中每个分段提供相对于彼此类似的光束整形特性。以这种方式，由固态照明元件203所发射的光可以类似地被透镜主体101折射，而不管沿着细长载体202的长度固态照明元件203可以被安装在哪里。因此，从细长载体的不同区域所发射的光可以由透镜主体101合并，使得照明设备200在由照明设备200所照亮的表面上提供整体均匀的照明图案。
在一个实施例中，固态照明元件203可以沿着细长载体202的长度被安装在空间上分开的集合204中。每个集合204可以包括一个或多个固态照明元件203。固态照明元件203优选地可以是LED。在一个实施例中，集合204中的至少两个集合可以适于发射相对于彼此具有不同光谱组成的光。例如，至少两个集合可以被配置为产生白光、但是相对于彼此具有不同的色温，例如，色温范围为约1500至约8000K，(例如，从约2000K至约4000K)和/或着色输出的光谱组成的中心光谱分量范围为例如400nm至700nm。集合204/固态照明元件203可以是可调光的。在一个示例中，这些集合204还可以被配置为在照明设备200的整体调光时可相对于彼此不同程度地调光。因此，当照明设备被调光时，可以调整(例如，降低)整体光谱组成(例如，色温)。以这种方式，可以由照明设备200仿真经调光的卤素/白炽光源的“暖光”照明效果。
在这样的示例实施例中，透镜主体101可以提供由固态照明元件203或集合204所发射的光的类似程度的光束整形，而不管它们沿着细长载体202的长度的位置，使得透镜主体101可以有助于使由照明设备200所产生的整体光谱组成均匀化。例如，这可以在由照明设备200所照亮的表面上产生照明效果，包括具有均匀颜色混合光谱组成的基本上均匀的照明图案。
在一个实施例中，细长载体202可以包括承载固态照明元件203的至少两个细长安装表面。例如，两个细长安装表面可以是细长载体202的相对表面。在非限制性示例中，细长载体202可以包括多边形横截面，使得细长载体202可以包括与多边形横截面的边相对应的多个细长安装表面。以这种方式，光可以在多个方向上、从细长载体202朝向透镜主体101发射。在一个非限制性示例中，细长载体202的横截面可以包括矩形或近似矩形的横截面，并且细长安装表面可以是立方形或近似立方形的细长载体202的相对的边。在这样的一个示例中，例如，固态照明元件203可以朝向透镜主体101在相对的方向上发射光。备选地，固态照明元件203可以被安装在三个或四个细长安装表面上(与矩形或近似矩形的横截面的边相对应)，这样的光可以从细长载体202的(细长安装表面)、在多达四个不同方向上发射。
在备选的非限制性示例中，细长载体202可以包括三角形、五边形、六边形或近似三角形、近似五边形、近似六边形等的横截面，使得光可以在可以与多边形横截面的两个以上的边相对应的多个方向上朝向透镜主体101发射。备选地，细长载体202可以包括圆柱形或近似圆柱形，并且固态照明元件203可以沿着细长载体202的长度和围绕细长载体202的周长安装。细长载体202的其他形状对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且仅为了简洁起见而不再进一步详细阐述。
在一个实施例中，细长载体202可以包括印刷电路板，并且固态照明元件203或集合204可以被表面安装在印刷电路板上。在一个非限制性示例中，固态照明元件203可以被安装在单一印刷电路板的两侧，使得光可以从印刷电路板的两侧发射。在这样的一个示例中，印刷电路板的两侧可以与细长载体202的两个细长安装表面相对应。
在备选的非限制性示例中，细长载体202可以包括多个印刷电路板，并且固态照明元件203可以被安装在印刷电路板的一侧或两侧，使得它们朝向透镜主体101发射光。
固态照明元件203可以通过任何合适的方式(诸如，通过使用粘合剂或粘合带)被固定到(一个或多个)印刷电路板上。粘合剂/粘合带可以例如是导热的，使得由固态照明元件203所生成的热量可以更容易地被耗散。安装固态照明元件203的方法本身是众所周知的，并且在本文中仅为简洁起见而不再进一步详细阐述。
在一个实施例中，腔体103的横截面可以是细长的。在这样的设计中，细长载体202可以是例如立方形或近似立方形的，并且固态照明元件203可以在细长载体202的相对的细长安装表面上。在这个非限制性示例中，透镜主体101的细长横截面和细长载体202的组合可以准许照明设备200通过在细长腔体103的两个纵向方向上发射的光来提供广泛分布的照明效果。这种更广泛分布的照明效果可以包括由与每个固态照明元件203相对应的透镜主体101所生成的更广泛分布的光分布。因此，可以实现这些光分布彼此的更大的重叠(即，更有效地合并这些光分布)，从而导致由照明设备200所照射的表面的更均匀的照度。
安装表面201可以包括任何合适的材料，诸如，金属或金属合金、聚合物、复合物、或它们的混合物。在一个非限制性示例中，安装表面201可以是反射表面，使得可以从透镜主体101所反射的残余光可以从安装表面201被重新定向回到透镜主体101。反射表面可以是镜面反射的或者漫反射的，并且可以例如包括白色涂漆表面、或镜面。在一个非限制性示例中，反射表面可以是包括多个反射刻面的刻面反射表面，包括多个反射刻面的刻面反射表面可以相对于彼此在不同方向上反射光以便提供漫反射。漫反射可以有助于在由照明设备200所照亮的表面上提供均匀的照明图案。
透镜主体101可以包括任何合适的材料，诸如，玻璃、聚合物、或共混聚合物。在非限制性示例中，透镜主体101可以包括合适的光学聚合物，诸如，聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃共聚物、或它们的共混物。透镜主体101可以使用任何合适的技术来制造，诸如，通过注塑成型上述光学聚合物/共混聚合物。这种用于透镜制造的技术本身是众所周知的，并且仅为了简洁起见而在本文中不再进一步讨论。
透镜主体101可以通过任何合适的方法被固定到安装表面201，诸如，通过使用粘合剂或粘合带(一个或多个)。
照明设备200的腔体103可以是填充有气体的腔体，诸如填充有空气的腔体。在备选的非限制性示例中，腔体103可以由其他气体(诸如，氮气或惰性气体)填充，这可以通过帮助防止(或阻止)照明设备的组件的氧化降解(氧化降解可能会减少其使用寿命)来帮助增加照明设备200的寿命。
图3a描绘了根据一个实施例的透镜100的横截面。透镜100可以包括封装腔体103的透镜主体101。图3a还描绘了表面区段开始的起始点104和表面区段终止的终止点105。腔体103的横截面可以是细长的，并且可以包括由邻接区域111、111’互连的圆形端部区域110、110’。这样的邻接区域111、111’可以是平坦的或向内弯曲的。这样的腔体103可以被认为包括花生形状。花生形腔体103可以帮助透镜100提供广泛分布的照明效果，诸如蝙蝠翼型照明效果。
图3b描绘了图3a中所示的镜头100的透视图。在图3b中所示的非限制性示例中，腔体103可以包括两个分段：由开始于点(或等值线)104并且终止于点(或等值线)105的表面区段所限定的较宽分段，以及开始于点105的较窄分段。应理解的是，表面区段的邻接性质可以意指：一个表面区段的终止点105可以与邻接表面区段的开始点104相同。图3b中所示的两个腔体分段可以由包括如先前所描述的邻接表面区段的弯曲部分106和另外的部分107(例如，线性延伸的另外的部分)的表面区段所限定。
透镜主体101的外表面112也在图3b中示出。外表面112可以被整形为照明设备200提供附加的光束整形。在实施例中，外表面112可以是光滑表面或刻面表面。对于常规制造技术，光滑外表面112可以比刻面外表面112具有更高的表面保真度。另一方面，光滑外表面112可以在不同程度上折射不同波长的光，使得可以通过采用刻面外表面112来改善由照明设备200所照亮的表面(图3b中未示出)上的照明图案的颜色均匀性。刻面可以生成具有非常小的分散角的分散光束。由每个小的刻面所生成的分散光束可以重叠以产生附加的光混合效果，使得来自每个刻面的光可以组合以在由照明设备200所照亮的表面上提供相对均匀的着色图案。刻面也可以有助于照明设备200的“闪烁”效果。
图4a描绘了根据另一实施例的透镜100的横截面。透镜100可以包括腔体103，腔体103包括由邻接的表面区段所限定的四个分段，这些分段开始于点104并且终止于点105。透镜100还在图4b中以透视图描绘，使得可以看出，四个分段可以由邻接的表面区段所限定，这些表面区段可以包括如先前所描述的邻接表面区段的弯曲部分106和另外的部分107(例如，线性地延伸的另外的部分)。图4b中的外表面112可以是例如光滑表面。应理解的是，可以彼此独立地做出腔体分段的数目和外表面112的性质(平滑的或刻面的)的选择。
图5a描绘了根据另一实施例的透镜100的横截面。图5a中所描绘的实施例的透镜主体101的邻接表面区段的弯曲部分106和另外的部分107(例如，线性地延伸的另外的部分)在图5b中所描绘的透镜100的透视图中示出。如图5a所示的透镜100也可以包括四个分段(类似于图4a/图4b中所示的透镜100)。然而，如图5a/图5b中所示的透镜100的分段的尺度以与图4a/图4b中所示的透镜100不同的方式远离腔体入口变小，在图4a/图4b中，分段的尺寸从分段到分段以规则的或相当规则的增量而减小。在图5a/图5b中所示的镜头100的情况下，离腔体入口最远的分段具有比可以根据远离腔体入口的其他(三个)分段的减小尺度所推测的明显更小的尺度。因此，应理解的是，进一步从腔体入口进入腔体103中，分段的尺度可以不必在长度、宽度或深度方面逐渐变小(即，以规则方式)。
分段可以相对于彼此变窄的程度可以例如部分地由细长载体202上的固态照明元件203或集合204的位置所确定。例如，沿着细长载体202的细长表面进一步延伸的(一个或多个)固态照明元件203的集合204可以至少部分地被定位在腔体103的较深分段内。备选地，较深分段可以至少部分地容纳两个在空间上分开的集合204。备选地或附加地，可以沿着细长载体202的细长表面延伸较小的较短集合204可以至少部分被容纳在腔体103的较浅分段内。
应理解的是，分段的数目不受特别限制。例如，透镜100可以包括范围在2至10的数个分段，诸如2、3、4或5个分段。采用包括可以限定腔体103的更多分段的邻接表面区段的透镜主体101可以有助于在由照明设备200所照亮的表面上提供更均匀的照明图案，特别是当照明设备200可以包括沿着细长载体202的长度所安装的更多的(或在空间上更分开的)固态照明元件203或集合204时。然而，技术人员将认识到，与生产透镜100相关联的制造精度可以随着表面区段(分段)的数目的增加而减小。因此，在增强照明效果的均匀性与改善与生产透镜100或照明设备200相关联的制造精度(降低成本)之间可以存在折衷。
应理解的是，尽管如图3-5中所示的透镜100可以包括整体圆形横截面，但是这并不旨在是限制性的，使得也可以设想其他整体形状的透镜100的横截面。例如，透镜100可以包括整体椭圆形的横截面。
图6a示出了照明设备100的横截面，照明设备100包括在安装表面201上所安装的透镜主体101；界定腔体103的透镜主体101的内表面102。包括固态照明元件203的细长载体202可以从安装表面201延伸进入腔体103。透镜主体101的内表面102的邻接表面区段可以包括弯曲部分106和另外(例如，线性)的部分107。在图6a中的点105处示出了非圆形边缘，邻接表面区段在该点处相交。电力可以经由引脚210和210’被供应给照明设备200。被供应给固态照明元件203或集合204的功率可以由驱动器组件211和212调节。驱动器组件211和212可以例如各自包括电容器。用于驱动固态照明元件203的组件和电路系统本身是公知的，并且仅为了简洁起见而在本文中不再进一步描述。
在图6a所示的非限制性示例中，固态照明元件203可以沿着细长载体202的长度被细分成三个集合204。每个集合204可以包括一个或多个固态照明元件203。在图6a所示的示例中，透镜主体101的邻接表面区段可以限定两个分段。最靠近安装表面201的两个集合204可以被包含在一个分段内，而剩余集合204可以至少部分地被包含在另一分段内。应注意的是，集合204的数目没有被特别地限制，并且范围可以从2至10，例如，可以采用2、3、4或5个集合204。
图6b示出了图6a中所示的照明设备200的侧视图。在这个非限制性示例中，透镜主体101的外表面112是刻面表面。
图7a示出了照明设备100的横截面，照明设备100相对于图6a/图6b中所示的照明设备200不同之处在于，透镜主体101包括限定腔体103的三个分段的邻接表面区段。在图7a中的点105处示出了非圆形边缘，邻接表面区段在该点处相交。应理解的是，如图6a和图7a中所示的这种非圆形边缘不应当被认为是限制性的，并且该圆形边缘也是可想象的。在这方面，图8中所示的照明设备200的横截面可以被认为类似于图7中所示的照明设备，除了在点105处包括圆形边缘之外，而邻接表面区段在该点相交。点105处的圆形边缘可以例如减少内表面102处的光的反射，使得更多的光可以穿过透镜主体101。
图7b示出了图7a中所示的照明设备200的侧视图。在这个非限制性示例中，透镜主体101的外表面112是光滑表面。
图9示出了照明设备100的横截面，照明设备100相对于图6-8中所示的照明设备100不同之处在于，透镜主体101可以包括限定腔体103的四个分段的邻接表面区段。图9中的点105处示出了非圆形边缘，邻接表面区段在该点处相交，尽管如先前所描述的圆形边缘也可以被采用。
图11示出了在由照明设备200(图2中所示)所照亮的表面上的被仿真的照明图案。窗格60a示出了仅由集合204b所提供的照明图案(集合204a不发射光)。窗格60b示出了仅由集合204a所提供的照明图案(集合204b不发射光)。当集合204a和204b都发射时，整体发光图案在窗格60c中示出：归因于从固态照明元件203的相应的集合204所发射的光的有效混合，照明效果基本上是均匀的。图11中所示的照明图案可以与由现有技术的照明设备10所提供的、在图10中所示的非均匀照明图案形成对比，其中从固态照明元件16的相应的集合所发射的光出现在由现有技术的照明设备10所照亮的表面上的单独的光亮区/环中。
在其中采用不同颜色的发光固态照明元件203或集合204的实施例中，图11中所示的均匀照明图案可以导致不同着色的光的有效混合，使得可以取得由照明设备200所产生的整体均匀混合的光的光谱组成。在一个非限制性示例中，集合204a和204b(图2中所示)可以发射相对于彼此具有不同色温的白光。在这样的一个示例中，204a可以发射具有较低色温(诸如2200K)的白光，而204b可以发射具有较高色温(诸如3000K)的白光。不同波长的光被透镜主体101以不同程度进行折射，使得将较高色温的发光集合定位成更靠近透镜主体101的最窄分段(即，离腔体入口最远)，并且将较低色温的发光集合定位成更靠近腔体入口，这可以例如有助于提供以下照明效果，其中从由照明设备200所照亮的表面上的光亮图案的中心向外显现略微橙色的颜色。
本领域技术人员可以根据待由照明设备200所提供的照明的期望色温来设想不同颜色发射集合204的数种备选组合。可以选择这样的整体光谱组成，例如，以近似于由传统白炽灯或卤素灯所发射的光谱组成。如先前所描述，这些集合还可以被配置为在照明设备200的整体调光时、可相对于彼此不同程度地调光。因此，由经调光的卤素/白炽光源所产生的暖光照明效果可以由照明设备200紧密地仿真，这进一步提供了与固态照明相关联的能量效率和寿命的益处。
根据一个方面，提供了一种照明器，其包括根据本文的实施例中任一个的照明设备200。在非限制性示例中，这样的照明器可以包括多个照明设备200、并且可以被用于通过合并由每个照明设备200所发射的光来提供整体照明效果。例如，由照明设备200所提供的照明效果可以彼此重叠，这可以有助于改善整体照明效果的均匀性，这可以包括由照明器所提供的、如先前所描述的均匀颜色混合。
根据研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求中，词语“包括(comprising)”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不表示这些措施的组合不能被用于获益。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (14)

1.一种照明设备(200)，包括：
安装表面(201)；
透镜(100)，包括具有内表面(102)的透镜主体(101)，所述内表面(102)封装腔体(103)、并且界定通向所述腔体的入口，所述入口面向所述安装表面，所述内表面包括用于接收来自所述腔体内的光的多个邻接的表面区段，每个表面区段限定所述腔体的分段，其中每个分段具有远离所述入口的变窄区域，所述变窄区域由界定所述分段的所述表面区段的弯曲部分(106)界定；以及
细长载体(202)，从所述安装表面穿过所述腔体入口延伸进入多个所述腔体分段，并且包括被配置为朝向所述透镜主体发射光的多个固态照明元件(203)；
其中所述腔体(103)包括平行于所述腔体入口的细长横截面。
2.根据权利要求1所述的照明设备(200)，其中每个表面区段在靠近所述入口的第一边缘与远离所述入口的第二边缘之间延伸，并且在所述第一边缘与所述第二边缘之间具有无拐折剖面。
3.根据权利要求1或2所述的照明设备(200)，其中每个分段还包括在所述变窄区域与所述入口之间的另外的区域，所述另外的区域由界定所述分段的所述表面区段的另外的部分(107)界定。
4.根据权利要求3所述的照明设备(200)，其中所述另外的部分(107)中的至少一些另外的部分(107)在从所述入口到所述分段的所述变窄区域的方向上线性地延伸，所述分段的所述变窄区域包括所述线性延伸的另外的部分。
5.根据权利要求1所述的照明设备(200)，其中所述细长横截面包括通过向内弯曲的邻接区域(111、111’)或平坦的邻接区域(111、111’)互连的圆形端部区域(110、110’)。
6.根据权利要求1、2、4和5中任一项所述的照明设备(200)，其中所述透镜主体(101)包括圆顶形外表面(112)。
7.根据权利要求6所述的照明设备(200)，其中所述外表面(112)是光滑表面或刻面表面。
8.根据权利要求1、2、4、5和7中任一项所述的照明设备(200)，其中所述多个固态照明元件(203)沿着所述细长载体(202)的长度被安装在空间上分开的集合(204)中。
9.根据权利要求8所述的照明设备(200)，其中所述集合(204)中的至少两个集合(204)适于发射相对于彼此具有不同光谱组成的光。
10.根据权利要求8所述的照明设备(200)，其中至少一个集合(204)被安装在所述细长载体(202)上，使得所述至少一个集合(204)与所述表面区段中的一个表面区段的弯曲部分(106)对准。
11.根据权利要求1、2、4、5、7、9和10中任一项所述的照明设备(200)，其中所述细长载体(202)包括承载所述固态照明元件(203)的至少两个细长安装表面。
12.根据权利要求1、2、4、5、7、9和10中任一项所述的照明设备(200)，其中所述细长载体(202)包括至少一个印刷电路板；其中所述固态照明元件(203)被表面安装在所述至少一个印刷电路板上。
13.根据权利要求1、2、4、5、7、9和10中任一项所述的照明设备(200)，其中所述照明设备是胶囊灯泡。
14.一种照明器，包括根据权利要求1至13中任一项所述的照明设备(200)。
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