[发明专利]光束方向控制装置及光输出装置

说明书

技术领域

本发明涉及光束方向控制装置，而且涉及包含这样的光束方向控制装置的光输出装置。

背景技术

下照灯及聚光灯为建筑师、室内设计师以及最终用户所广泛使用，以用于创造期望的室内风格。

下照灯主要用于通用照明目的且通常产生相对宽的光束，而聚光灯通常通过对聚光灯进行倾斜及旋转而瞄准特定目标。

近来，照明技术的进步，尤其是发光二极管(LED)以及基于LED的发光体领域的进步，已经允许扁平且紧凑的诸如灯具的光输出装置，与传统照明系统相比，这样的光输出装置容易安装且更加紧凑及不突兀。

对于下照灯，使用这种新型扁平发光体相对直接。然而，对于聚光灯，目前优势还不明显，因为控制光方向所需要的机械布置自身相对庞大，且因此抵消了使用扁平发光体所能获得的较小规格。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷以及其它缺陷，本发明的总体目的是提供一种改善的光束方向控制装置，且具体地提供一种紧凑光束方向装置，其允许简单且可靠地控制穿过所述紧凑光束方向装置的光束的方向。

根据第一方面，本发明提供了光束方向控制装置，其用于控制由光源发射且穿过所述光束方向控制装置的光束的方向，所述装置包含：具有第一及第二相对面的第一光学元件，其被配置为将在第一光学元件的第一面以入射方向入射到光束方向控制装置的多个平行光线的方向改变为在第一光学元件的第二面的与入射方向不同的初级方向；以及具有第一及第二相对面的第二光学元件，其被布置为第二光学元件的第一面面对第一光学元件的第二面，第二光学元件被配置为依赖于光线在第二光学元件的第一面的入射点而将多个光线的方向从在第二光学元件的第一面的初级方向改变为在第二光学元件的第二面的次级方向，其中光束方向控制装置被配置为允许第一和第二光学元件之间的相对移动以控制光线在第二光学元件的第一面上的入射点，由此允许控制光束的方向。

光束方向控制装置可能有利地包含用于允许第一和第二光学元件之间的上述提到的相对移动的移动装置。

这里使用的“移动装置”应当被理解为意指任何能够提供第一和第二光学元件之间期望的相对移动的装置。这样的移动装置可能包含可能以一个或多个操纵杆、手柄等的形式提供的人工操作装置。移动装置可能另外包含装有动力的致动器。例如电机、气动或者液压致动器等。

第一及第二光学元件可能是具有所宣称特性的任何光学元件。有利地，第一及第二光学元件中的每一个均可能以光学上透明的平面元件形式提供，例如平板或者箔。

本发明基于以下认识：可通过提供两个串联的光学元件来获得用于控制光束方向的非常紧凑的装置，其中第一光学元件偏转光线使得其以给定的方向在给定的一组入射点上射到第二光学元件上，且第二光学元件被配置为依赖于入射点而不同地偏转这些光线。

发明人进一步认识到，通过相对于第一光学元件移动第二光学元件而获得新的一组入射点和/或以光学元件之间恒定的相互位置关系移动第一及第二光学元件以在保持入射点不改变的情况下改变射到第二光学元件的光线的方向，这样的装置能够实际地用于在给定范围内连续地控制光束的方向。

相应地，只需要在垂直于光束方向控制装置的光轴的方向上的移动，这允许形成尤其适用于与扁平且紧凑的基于半导体光源的光输出装置(例如基于LED的扁平下照灯)相结合使用的非常紧凑的光束方向控制装置。通过将这样的扁平下照灯与根据本发明实施方式的光束方向控制装置相结合，可在几乎不牺牲下照灯的紧凑性以及不突兀性中的任何一个的情况下将下照灯转化为可控制的聚光灯。

第一及第二光学元件可能有利地被布置为基本相互平行，依赖于实际实施方式这能够改善性能和/或便利光束方向控制装置的生产和组装。对于根据本发明的光束方向控制装置的至少一些实施方式，期望当第一及第二光学元件被布置在从被布置在平行平面中偏离大约±10°以内时获得最佳性能。

为限制由包含光源及根据本发明实施方式的光束方向控制装置的光输出装置发射的光的不需要的变宽或者变窄，移动装置可能有利地被配置为允许在保持第一和第二光学元件之间的距离恒定的情况下，第一和第二光学元件之间的相对移动。

另外，第一和第二光学元件中的每一个可能包含重定向结构阵列，借此，能够保持获得光束方向一定改变所要求的相对运动较小，这允许提供非常紧凑的光束方向控制装置，且因而允许提供紧凑且不突兀的可控制聚光灯。