CN1611830A - 发光装置、道路信号或给予公众信息的发光板或机动车灯 - Google Patents
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Abstract
一种发光装置,例如,用作道路信号的发光板形式或机动车车灯形式的发光装置,包括一系列光源(1),如LED等。与每一个光源连接的是光学系统,它包括平面-凸面类型的折射透镜(2),它具有朝向所述光源的平面(2A),其中,采用了折射或衍射微型光学类型的散射体。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置的领域,特别是涉及用于道路信号或给公众提供信息的发光板,并且涉及机动车灯。
背景技术
本发明特别涉及以下类型的发光装置,包括:具有一系列光源或一系列光源组的面板,例如,包括LED;以及用于控制从所述光源中输出的光束的光学装置。例如,上述类型的发光装置在美国专利号US5715619中进行了披露和说明,其中,与每一组光源结合的是遮阳板形的装置,用于保护所述光源不会受到来自外面的入射太阳辐射的损伤。
实际上,在这种类型的装置上遇到的主要问题之一源于以下事实,所述装置能反射外部光辐射(例如,阳光或来自机动车探照灯的光束),其结果是,降低了所述装置的亮度比,以及开启装置和关闭装置之间的对比。所述亮度比定义如下
R=(La-Lb)/Lb
其中,La是在从外部发光的装置开启的状态下测定的亮度,而Lb是在从外面发光的装置关闭的状态下测定的亮度。
当用于控制输出的光束的光学系统被放在每一个光源前面时,使得上述问题更为严重。实际上,对于从外部进来的射线来说,所述光学系统倾向于以透镜或反光镜的形式起作用,并倾向于反射所述射线,因此降低了上文所定义的亮度比,以及所述对比度。
发明内容
本发明的目的是以简单而且有效的方式解决所述问题。
为了实现所述目的,本发明的主题是具有在所附权利要求1中所限定的特征的发光装置。所述装置的优选实施方案构成了随后的从属权利要求的主题。
附图说明
下面将结合附图对本发明进行说明,这些附图纯粹是以非限定实施例形式提供的,并且其中:
图1是构成本发明第一种实施方案一部分的单一光学系统的示意性透视图;
图2是本发明的第二种实施方案;
图3,4,5和6表示本发明的其它实施方案;
图7是对本发明的部件的细节进行放大的透视图;
图8表示图6所示光学系统的部分透视图;以及
图9是采用了图6所示类型的多个光学系统的发光板的部分剖视图。
具体实施方式
图1-6表示可用于本发明装置中的光学系统的例子。所述系统各自包括光源1,例如,包括无机LED,和用于控制光源1的辐射的光学系统(即透镜)2,它包括朝向所述光源的第一个面2A和朝向外侧的第二个面2B。将所述类型的光学系统的组,或单个的光学系统设计成组成发光装置的像素,例如,根据在图9中所示出的结构,用于道路信号或提供给公众的信息的发光板,或机动车灯。同样如图9所示,所述发光装置包括支承板3,在它上面安装了光源1,以及用于透镜2的支承部件3A。
对于在图1中示出的第一种实施方案来说,光学系统2包括平面-凸出类型的折射透镜,其中,面2A是平面,在它上面采用了散射体,它可能是折射微型光学类型的或衍射微型光学类型的。例如,面2A可以采用一系列在图7中以放大形式示出类型的圆柱形的微型透镜10。对于在所述附图中示出的例子来说,所述圆柱形微型透镜10与平面部分11交替分布,它的作用是在所述装置的发射突出部分的中央部位保持较高的峰。
在面2A上的散射体的作用是双重的,它使得来自光源1的输出光束均匀,并且避免形成新的实际的光源,以便对来自外面并且照射在透镜2上的太阳辐射进行重新聚焦。
为了根据所需要的倾斜范围引导光源1的辐射,仅仅使用了透镜2的一部分,包括将光源1移动到相对透镜的该部分的中间位置,并因此获得了相对其光轴降低其焦点的作用。对于图1所示的第一种实施方案来说,携带有所述微型光学系统的面2A垂直于所述二极管的光轴1A。相反,外表面2B具有这样的曲率:它具有大体上恒定的曲率半径。
在图2中示出的第二种实施方案能够消除相对所述光轴降低所述焦点的影响,这种影响是在上文结合图1所示的解决方案披露的。对于所述第二种实施方案来说,携带有所述微型光学系统的面2A相对二极管的轴线1a是斜的。因此,该解决方案与图1所示解决方案的不同之处在于,在面2A上采用了棱镜,包括沿所述棱镜的倾斜的表面定位所述散射体。
第三种实施方案(图3)类似于图1所示实施方案,但是,与它的区别在于,在透镜2的面2B的光滑的突出表面上,整合了散射条4。所述条的作用是进一步散射照射在所述突出表面上的太阳辐射,并因此提高发光比例,以便降低反射的太阳辐射的影响。当然,图3所示的解决方案也可相对图2所示的结构针对所述内表面2A进行改进。
第四种解决方案(图4)与图1所示解决方案的不同之处在于,面2B的突出表面不是球形的,相反,它具有非球形形状,具有可变的曲率半径,该曲率半径可以通过计算方法确定,以便将所述光源的辐射分布在预定的垂直角度范围内。在这种情况下,由于所述计算表面的特殊形状,可以获得棱镜效果,因此,没有必要采用图2所示的解决方案,以便获得轴向对齐聚焦的作用,不过,对于面2A来说,垂直的平面表面就足够了。同样在这种情况下,平面部分2A理所当然地会采用折射或衍射微型光学散射元件。
第五种变化形式包括面2b的替代,其特征在于,菲涅耳透镜的连续轮廓,从光学角度讲,它具有相同的功能特征(焦点,光轴等),不过,所述替代形式具有不连续的和更平一些的轮廓(参见图5)。
在图6中示出的第六种实施方案包括光学系统,包括用于校准由所述光源发射的光的透镜5,以及管或相当分配的隔膜6,通常是黑色的,具有吸收光辐射的功能,透镜2是按照图1-5中所示出的任意一种解决方案制成的。在图6所示情形下,通过透镜2使外部辐射偏离吸收元件6的壁上的轴线。由所述光源发出的射线被称为L,而由所述外部太阳辐射产生的射线被称为S。由于所述结构,到达所述光源的太阳辐射,以及随后被反射掉的辐射被减弱或消除。另外,所述微型光学系统是这样的,以便能防止来自外部的太阳辐射的任何反射,并且,同时被设计成不会改变从至少一个平面上发出的光线的分布,所述平面是垂直平面或水平平面。
图9表示用在用于道路信号或给公众提供信息的发光板上或用在机动车灯的结构上的如图6和图8所示类型的多个光学系统。在一种具体实例中,将直径为5毫米的二极管用作光源1,透镜2的高度同样为几个毫米,例如6毫米。
当然,在不损害本发明原理的前提下,所述结构细节和所述实施方案,可以相对本文纯粹以举例形式披露和说明的形式有较大的改变,因此,不会超出本发明的范围。
Claims (14)
1.一种发光装置,例如用于道路信号或给公众提供信息的发光板或机动车灯,其包括载有一系列光源(1)或光源(1)的组的面板(3),例如包括LED,以及用于控制从所述光源(1)输出的光束的光学装置,
其特征在于,将光学系统(2)设置在每一个光源(1)前面,以便控制由光源(1)发射的辐射,所述光学系统包括偏轴折射透镜或偏轴菲涅耳透镜,它具有第一面(2A),该面是平面并且设置成朝向光源(1),以及第二面(2B),其中所述第一面(2A)结合有折射或衍射微型光学类型的散射体,所述散射体完全或部分覆盖所述面的表面。
2.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于,所述微型光学类型的散射体包括一系列微型光学系统,例如一系列柱状微型透镜(10)。
3.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,上述第一平面(2A)大体上垂直于光源(1)的光轴(1a)。
4.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,第一平面(2A)相对光源(1)的光轴(1a)是倾斜的。
5.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,所述第二面(2B)的表面结合有散射条(4)。
6.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于,上述第二面(2B)具有曲面,该曲面具有恒定的曲率半径。
7.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于,上述第二面(2B)具有非球形曲面。
8.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于,上述第二面(2B)具有分段的菲涅耳表面,它具有偏轴部段。
9.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于,将隔膜系统(6)或与其等同的管状部件设置在光源(1)和上述光学系统(2)之间,以便吸收来自外部的并且通过上述光学系统(2)传输到所述吸收系统(6)的太阳辐射。
10.如权利要求9所述的发光装置,其特征在于,将透镜(5)设置在光源在(1)和上述光学系统(2)之间,以便校准来自光源(1)的光束。
11.如权利要求2所述的发光装置,其特征在于,微型光学类型的散射体包括一系列与平面部分(11)交替排列的柱状微型透镜(10)。
12.如前述权利要求中的一项或多项所述的用于道路信号的发光板。
13.如权利要求1-11中的一项或多项所述的用于给公众提供信息的发光板。
14.如权利要求1-11中的一项或多项所述的机动车灯。
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