[发明专利]照明装置

说明书

技术领域

本发明描述照明装置、照明元件、光重定向元件和许多照明单元。

背景技术

随着发光二极管（LED）技术中的发展，包括LED而不是常规灯泡的照明解决方案正变得更加流行。LED包括从发射器表面发射光的半导体二极管芯片。发射器表面面积非常小，通常在仅几平方毫米的区域中，有时甚至仅平方毫米的百分之几。这样的LED芯片可以是顶发射器件，或者可以从顶部以及从侧面发射。为了保护二极管芯片，它通常被封闭在保护盖内，所述保护盖还可以起作用以改进光提取。例如，用于用作家用电器的指示器灯的透明塑料或者环氧化物盖内的低功率LED芯片一般被称为“封装的LED”。可以将诸如使用在照明应用中的那些之类的高功率LED芯片直接安装到电路板上，或者到可以连接到电路板的载体元件上。高功率LED芯片可以被密封或者提供有还充当滤波器或者其它光学元件的保护盖。

LED的缺点在于，从LED芯片的小面积发射的光被感知为光的小亮点。为了使光源显得较大并且不太是点状的，可以例如通过密封圆顶或者漫射盖来传播光。然而，这样可能损失一些光，并且减少总体亮度。另外，为了获取用于诸如例如现有技术装置中的刹车灯之类的应用的大光源，必须在与期望的“光源”面积对应的面积之上设置若干LED光源以便提供必要的光通量。然而，当这样设置若干LED时，总体印象是被较暗区带分离的光的若干不同的亮点之一。为了较好达到单个光源的印象，这样的照明装置要求漫射器或者专用透镜收集、折射和重组期望的分布中的光，由此这样的光学元件总是与某种程度的损失相关联。另外，光源阵列之一的失效将导致总体照明装置中的“孔洞”。

由于LED芯片根据Lambert余弦定律发射光，因此由LED发射的光在所有方向上基本上均匀地传播。如果期望弧形或者圆形光源形状，这是有利的。在此，术语“光源形状”是指如由观察者感知的光源的形状，例如包含LED光源的照明装置的盖的形状。然而，由于来自LED芯片的光发射的性质，不是弧形的光源形状将展现出朝向光源形状的任何“角落”或者末端的不太亮的区域。显然，光源形状之上的这样的不均匀的光分布对于要求总体均匀亮度的某些照明应用而言是不适宜的并且甚至是不可接受的。因此，为了获取不是“弧形”的光源形状，必须操纵由LED芯片或者封装的LED所发射的光，例如通过收集器、反射器或者光导的系统以便获取光分布。然而，这些操纵导致损失并且导致总体光输出的降低，使得这样的装置不适宜地低效。而且，这些装置复杂、笨重并且昂贵。

因此，本发明的目的是提供一种克服以上所提及的问题的经改进的照明装置。

发明内容

通过权利要求1的照明装置；权利要求4的照明元件；权利要求9的光重定向元件；和权利要求13至15的照明单元达成本发明的目的。

根据本发明，照明装置包括用于生成光的光源；传播元件，其被实现成在传播平面中横向传播所生成的光的至少一部分，所述传播平面由光源的光轴和传播元件的纵轴限定，以在正交于传播平面并且平行于传播元件的纵轴的收集平面处给出每单位面积基本上一致量的光，以及设置在收集平面中的光重定向元件，所述光重定向元件包括纵向平面发射面，并且被实现成收集横向传播的光以及从发射面基本上一致地发射所收集的光，这要理解成意指从发射面发射光的方式对于发射面上的任何点而言基本上相同。

根据本发明的照明装置的优点在于，它提供一致的纵向光源而没有任何明显的光损失。由光源——其可以是点状光源——发射的光初始基本上仅在传播平面中传播，使得没有光“浪费”在不贡献于总体光源外观的区域中。另外，实现照明装置使得光被传播以在收集平面处给出每单位面积基本上一致量的光。这意味着在收集平面的任何区域处，无论在中心区域处或者外部区域处，每单位面积的光相同。然后，通过光重定向元件在收集平面中“捕获”所传播的光，所述光重定向元件起作用以朝向观察者向外引导光，这为纵向光源的外观给出适宜地均匀或者一致的外观，即整个纵向平面发射面之上的适宜地一致光分布。表述“传播平面”要理解为所发射的光大部分被传播元件的光学特性所局限在的平面。由于传播元件具有某个宽度，因此传播平面可以被视为导致所传播的光行进通过的空间“切片”。在此，光源的光轴要理解为来自光源的光的发射的主方向。

根据本发明的照明装置在其发射表面之上递送光的一致分布，其因此可以在以下被称为“表观光源”，因为观察者将仅看到一致发射表面。这与其中观察者看到较亮中心区域和较暗外部区域的现有技术照明装置大不相同。