[发明专利]借助LED光源的光成形

说明书

技术领域

本发明涉及用于对由LED光源发出的光进行光成形的设备，其包括一个或多个LED光源和一个或多个透镜。该设备用于产生适合对特定面、物体或空间照明的、高均匀性的光。

背景技术

光发射二极管或LED可以构造为人造光源或照明器件。它们可以以多种方式用于面的、物品的或者空间的照明以及也用于灯饰，也就是说为了产生用于装饰性的和艺术性的效果。LED典型地包括当流过电流时发射光的电子半导体器件。所发射的光的颜色，因此二极管的电磁辐射的波长，依赖于半导体材料以及掺杂。一些LED利用所谓的转换材料调节出所希望的颜色，例如蓝色LED的光借助转换材料转化为白色的光。

在本文上下文中，“照明”应理解为物体的、面的或空间的光学的照射或照亮，例如物体的光学照射（例如在显微镜中）或者道路的、通道的或物品的，例如交通标志的照亮。

近年来，LED的光强以及发光效率显著地提高，由此，针对这种光源持续地开拓出其它的应用领域。于是，例如发光效率可以从少于1流明/瓦特提高到多于200流明/瓦特。

如果说起先LED例如为了指示状态用作指示元件，例如在表或仪器中，那么它们如今也用作照明器件，例如在手电筒中。在此期间，光线强的LED也使用在车辆外部照明领域中，例如作为日间行车灯或尾灯。相当新的应用领域为LED光源在街道照明领域中的使用。

例如，DE 10 2004 056 252 A1描述一种带有光学装置的LED光源，其中，该光学装置可以是折射的或衍射的光学器件或者由此的组合。该光学元件同样可以是发光二极管的光耦入其中的纤维光学器件。通过可借助匹配销（Pass-Stiften）调整的设计，所描述的设备适合用作机动车的照明装置。

为了街道的照明，GB 2457971A描述一种光学设备，其包括带有大量LED的壳体，其中，多个LED联合成组并且如此地定向，使得它们照射街道的特定区域。

WO 10069101描述一种光学设备，包括LED光源以及在光出射区域中带有两种不同弯曲的透镜，以便产生带有卵形的或椭圆形的横截面的光辐射。该设备用作投影显示的背景照明。

相反例如为了达到需要的光强需要使用多个应平行地成形出均匀光的光源，那么这种布置对此是不适合的。

DE 10 2009 015 088描述带有多于一个发射UV光的LED的光源。该光源包括LED的分组以及由玻璃制造的、用于捕获和聚集所发射的光的光学构件。通过该光学构件应汇集所发射的光，以便在目标体积中达到非常高的功率密度或者说在电磁辐射的可见波长范围中达到高的光密度。因此出现光的近似点状的密集。因此，近似均匀的、物体的或空间的在面积上均等的照明是不可能的，因为由于点状的密集，功率密度在照亮的具体位置处由内向外地减少。

DE 10 2006 039 705描述一种用于探照灯的透镜附加件，在该探照灯中，为由LED光源组成的阵列配备有透镜附加件。该透镜附加件由数个聚集成透镜组的单透镜组成。此外，DE 10 2004 018 424描述一种包括带透镜的光源的和适用于椭圆面探照灯的照明装置。

最后，在DE 10 2008 048 379中描述一种带有准直光学器件的LED光源。目的如下，即，合适地准直LED光源的宽阔的辐射角度。在此，应同时保证该设备的高的温度耐受性。

通过公知的设备和方法，可以集束和集中LED光源的光。由此，通过集束产生在光辐射的中心带有高的光强度的以及在光辐射的靠外区域带有强烈下降的光强的光辐射。因此，不保证面的或空间的近似均等的和均匀的照明。

发明内容

由此得出本发明的任务。

本发明的目的在于，达到光的特定的成形。例如，这可以是空间的、面的或者物体的借助LED光源的均匀和近似均等的照明。在此，通过由光源发射的光来辐照的被照明面应该尽可能均匀地和均等地被照明。此外，应该也可以达到一定的光分布和向被照明面的边缘的光强衰减，以便例如可以确定从中心到边缘的特定的梯度。

目的也可以是，达到光斑的特定的形状，包括光斑的正方形的、矩形的、多边形的、圆形的或者卵形的形状。