[發明專利]光整形光學元件

有效

• 申請號: 201280054810.4
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN103917823B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: A·P·M·丁格曼斯;M·C·J·M·維森伯格;E·P·布恩坎普;W·F·帕斯維爾
• 申請（專利權）人: 飛利浦照明控股有限公司
• 主分類號: F21V5/00
• 分類號: F21V5/00;G02B3/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;鄭振

本發明涉及一種包括光源(22)和散射構件(24)的發光裝置(20)。該散射構件(24)沿著光輸出方向在光源(22)前方布置成三維形狀。散射構件的不同區域具有不同的光學特性，以提供關于亮度水平、散射功能和光束形狀的期望總的光輸出。

技術領域

本發明涉及光學元件，特別地，涉及包括具有散射和光束整形能力的散射構件的光學元件。

背景技術

在用于室內照明產品的光學設計中，需要考慮光源亮度和光束的整形。照明產品的亮度過高是不理想的。這可能引起來自照明產品的光分布不均勻，而該光分布不均勻可能提供散射和光束整形問題。在圖1中示出根據現有技術的常見照明產品(1)，該照明產品(1)包括光源(2)和布置在距離光源一定距離(6)上的散射片(4)。立體角(8)表示來自光源的光被散射片覆蓋的角度。

一般地，在室內照明產品中，在光源亮度和照明產品的光束整形能力之間存在折衷。具有高光源亮度，可能在以期望方式整形光束時存在問題。進一步，低光源亮度可能影響照明產品的有效性。

對根據照明產品中的光束整形實現合適的亮度水平的問題進行解決的一個方式是首先降低來自光源的光亮度，如通過增加布置成靠近光源的漫射或散射構件。隨后是例如通過大型反射器或白杯對光束進行整形。

該解決方案的一個示例在JP2010113975中公開，其中漫射片布置在多個光發射器上方。為了整形光束，需要增加光束整形器，如反射器。

在可替換的方式中，首先整形光束，如通過TIR(全內反射)準直器或小型反射器，并且隨后降低光亮度，如通過針對光束引入有限的漫射出射窗。

進一步，需要實現最小物理尺寸的照明產品。如圖1b中所示，散射片(4)可以布置在距離光源(2)較小距離(6’)，由此同時提供較大立體角(8’)和較小產品。然而，關于具有反射器和散射片的照明產品可以有多小存在限制，因為在不超過最大亮度的情況下散射片可以布置在光源多近存在限制。該布置可以引起在散射片的中心部分的亮度過高，和散射片的邊緣部分的亮度水平顯著更低。這可以引起光分布不均勻，其不利地影響照明產品的光束整形能力。

因此，還需要更小尺寸的照明產品的可替換解決方案，其結合適中的亮度和光束整形能力。

發明內容

本發明的目標是克服該問題，并提供小尺寸且具有散射與光束整形功能的發光裝置。

根據本發明的第一方面，通過包括光源和散射構件的發光裝置實現該目標和其他目標。散射構件沿著光輸出方向在光源前方布置成三維形狀。散射構件的不同區域具有不同幾何光學結構形式的不同的光學特性。

在光源前方布置成三維形狀的散射構件和散射構件的不同區域的不同光學特性的組合可以提供亮度降低功能、光散射功能和光束整形功能。通過使散射構件布置在光源前方，光源的大立體角可以由散射構件覆蓋。進一步，可以維持光源和散射構件之間的最小距離。這意味著光學元件可以捕獲光源在足以不超過光學元件的期望最大亮度的距離處的最大光線。這可以避免發光裝置出現眩光問題。由散射構件捕獲的所有光在散射構件的區域上散射，以降低來自光源的光的亮度。這可以進一步提供，與現有技術相比該發光裝置獲得更小尺寸。散射構件可以布置成靠近光源，而沒有由于散射構件的三維形狀導致的亮度問題風險。

“在......前方”，是指沿著光分布方向在光源的前方，或在光源和發光裝置的目標觀察者之間。