[发明专利]具有波导和LED的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明装置，包括：光学波导和沿着波导设置的一个或者多个光源（的连接），所述波导具有到波导表面距离r处的中心轴线，所述表面包括在其上设置一个或者多个光源（的连接）的光入射表面和弯曲的光出射表面。在装置工作期间，所述两个表面类型使得由光源所生成的光经由入射表面进入波导中，并且使得光经由出射表面出射。本发明还涉及包括照明装置的灯具。

背景技术

如之前段落中所描述的照明装置是已知的。例如，美国专利US 6,874,924公开了一种具有延长的且基本上圆柱形的波导的装置，其到假想的中心轴线（未示出）距离为r。波导具有发光外表面和到发光外表面间隔预定距离的内部半反射部分。通道被限定沿着波导长度通过其一部分。在通道中，设置被形成为LED的光源。由这些LED所生成的光通过由通道所限定的平坦侧壁中的一个或者两个进入波导。所进入的光在波导内散射并且经由其弯曲的外表面发射。在所公开的照明装置中，光基本上均质地且具有均匀光强地从外表面发射。

已知的照明装置示出了若干个缺点。第一个缺点涉及光进入LED的背反射（back-reflection）问题。由于波导的设计，由LED所生成的以及经由通道的平坦入射表面进入波导中的大部分光被反射回到LED中。在照明装置工作期间，这种背反射导致相当大的光学损失。第二个缺点涉及装置成本。根据已知设计的装置需要导致光散射的附加措施，以便于产生足够的输出和均匀的光发射。由于这些附加措施，现有技术的照明装置相当昂贵。最后，利用根据所公开的结构的照明装置，几乎很难或者根本不可能实现理想的光束成形。

发明内容

本发明目的在于提供一种根据开头段落的照明装置，其中，至少一个或者多个缺点被减轻或者优选地完全不存在。本发明特别地目的在于提供以上所述类型的照明装置，其中，进入光源（特别是LED）的光的背反射问题被减轻。本发明目的还在于提供一种以上所述类型的照明装置，利用所述照明装置可以实现光束成形。本发明的另一个目的在于提供一种改进的灯具，其包括如开头段落中所描述的照明装置。

根据本发明的第一方面，提供一种照明装置，包括：光学波导和沿着波导设置的多个光源（的连接），所述波导具有到波导表面距离为r的中心轴线，所述表面包括在其上设置光源（的连接）的光入射表面和弯曲的光出射表面，其中，沿着弯曲的表面的周线来看，到入射表面和弯曲的出射表面之间的第一交点的距离r和到所述表面之间的第二交点的距离r具有不同的值。

本发明尤其基于以下认识：具有非圆形周线的波导提供用于照明装置的新可能性。在这种波导中，入射表面可以以这种方式来设计：在装置工作期间，反射到光源中的光量在很大程度上被减少或者甚至完全不存在。而且，在照明装置中使用具有弯曲的表面的非圆形周线的波导提供了将出射弯曲的表面的光修改成理想光束形状的可能性。所述特征可以通过对波导的弯曲的表面提供特定形状来获得。至于表达“弯曲的表面”，要指出的是，表面可以以连续的方式或者不连续的方式被弯曲。在后者的情形中，大量平坦片段可以形成弯曲的表面。连续的和不连续的弯曲出射表面的组合也是可能的。鉴于波导的制造，连续地弯曲的的表面是优选的。

进入具有以上所述构造的波导的光以螺旋形图案行进通过管子并且在弯曲的表面处多次反射后离开管子。当光行进通过波导时，每个反射改变光射线的角度，直到全内反射（TIR）条件不再满足。在这种情形中，光经由弯曲的出射表面从波导逸出。在管中的光的循环的平均量取决于弯曲表面的特定形状。光射线的螺旋形图案在很大程度上在于与波导轴线基本上垂直的平面。然而，在光的螺旋运动期间，进入波导的部分光还在波导的纵向延展。在多个光源彼此间以很短距离来设置的实例中，该“延展”效果导致由不同光源所生成光的“混合”。当使用发射不同颜色的光源时，所述延展效果导致颜色混合。该效果在将LED用作光源时特别地存在。

原则上，所有种类的光源可以用在根据本发明的照明装置中，如，白炽光源或者荧光管。然而，使用小光源是优选的。这特别适用于有机发光二极管（OLED），同时无机发光二极管（LED）甚至是更加优选的。由于该原因，特别地在实施例中，本发明通过使用LED来更加详细的解释。在所发明的灯具中的波导包括：用于将光源（特别地，LED）电学上连接的电连接。在所发明的灯具中，光源可以或者可以不插入电连接中。表达“光源（的连接）”用来指示该情形。