用于發(fā)光的光學(xué)元件和組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于影響光源(1)發(fā)出的光的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件具有背向該光源(1)的前側(cè)(2)以及面向該光源(1)的后側(cè)(3)。在該后側(cè)(3)上形成了用于光輸入的凹陷(4)并且還形成了偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域(5)，并且在該前側(cè)(2)上形成了前側(cè)表面區(qū)域(6)。其設(shè)計(jì)是使得經(jīng)由該凹陷(4)進(jìn)入該光學(xué)元件的光的第一光束(L1)在該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域(5)處被全部反射、并且隨后經(jīng)由該前側(cè)表面區(qū)域(6)離開(kāi)該光學(xué)元件。該前側(cè)表面區(qū)域(6)以一種方式被設(shè)計(jì)成使得經(jīng)由該凹陷(4)進(jìn)入該光學(xué)元件的、并且接著直接撞擊該前側(cè)表面區(qū)域(6)的光的第二光束(L2)在這里經(jīng)歷全反射。使用這種設(shè)計(jì)的前側(cè)表面區(qū)域(6)，來(lái)自該光源(1)的具有相對(duì)高強(qiáng)度的光束可以被分布到更大區(qū)域上，使得經(jīng)由前側(cè)表面區(qū)域(6)發(fā)出的光的最大亮度被降低。
【專利說(shuō)明】用于發(fā)光的光學(xué)元件和組件
[0001]本發(fā)明涉及一種用于影響光源發(fā)出的光的光學(xué)元件、并且涉及一種用于發(fā)光的包含此種光學(xué)元件的組件。
[0002]DE 10 2012 205 067A1披露了一種燈具，該燈具包括LED光源(LED:發(fā)光二極管)和用于光學(xué)地影響該LED光源發(fā)出的光的透鏡安排。該透鏡安排的主體大致形成為截頭錐體的形狀并且在其面向該LED光源的后側(cè)上具有用于該LED光源的凹窩。這個(gè)凹窩由一個(gè)凸形的底表面和多個(gè)側(cè)表面組成。經(jīng)由該底表面進(jìn)入該透鏡安排的光線被所述透鏡安排集中并接著在與該凹窩相反的前側(cè)上再次射出；在此情況下，所述光線不與該透鏡安排的邊界表面進(jìn)一步相互作用。經(jīng)由該凹窩的這些側(cè)表面進(jìn)入該透鏡安排的光線在該透鏡安排的、由該截頭錐體形狀形成的側(cè)表面處經(jīng)受全內(nèi)反射、并且隨后同樣地再次經(jīng)由該前側(cè)發(fā)出。
[0003]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在這樣的透鏡安排的情況下在光發(fā)射的中央?yún)^(qū)域出現(xiàn)較高的亮度。這個(gè)明亮區(qū)域可歸因于經(jīng)由該凹窩的底表面進(jìn)入透鏡安排并接著經(jīng)由前側(cè)再次直接發(fā)出的那些光線。由于所述高亮度，光發(fā)射一般對(duì)于看向該透鏡安排的前側(cè)的觀察者具有令人不舒服的影響。
[0004]為了避免這個(gè)問(wèn)題，從現(xiàn)有技術(shù)中已知了多種透鏡系統(tǒng)；然而所述系統(tǒng)包括被反射性涂覆的表面，這些表面必須在額外的處理步驟中進(jìn)行生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明所基于的目的是限定一種相應(yīng)改進(jìn)的光學(xué)元件。具體地，該光學(xué)元件旨在具有改善的光學(xué)特性以及簡(jiǎn)單生產(chǎn)的可能性。此外，旨在限定一種用于發(fā)光的包含此種光學(xué)元件的組件。
[0006]此目的根據(jù)本發(fā)明是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求中提及的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明了本發(fā)明的具體實(shí)施類型。
[0007]本發(fā)明提供了一種用于影響光源發(fā)出的光的光學(xué)元件，該光學(xué)元件包括背向該光源的前側(cè)還以及面向該光源的后側(cè)。在該后側(cè)處形成了用于光進(jìn)入的光進(jìn)入?yún)^(qū)域并且還形成了偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域，并且在該前側(cè)處形成了前側(cè)表面區(qū)域。在此情況下，該設(shè)計(jì)是使得經(jīng)由該光進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)入該光學(xué)元件的光的第一光線在該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域處經(jīng)受全內(nèi)反射、并且隨后經(jīng)由該前側(cè)表面區(qū)域離開(kāi)該光學(xué)元件。在此情況下，該前側(cè)表面區(qū)域以一種方式被設(shè)計(jì)成其形狀使得經(jīng)由該光進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)入該光學(xué)元件的、并且接著直接撞擊在該前側(cè)表面區(qū)域上的光的第二光線在這里經(jīng)歷全內(nèi)反射。
[0008]這種設(shè)計(jì)的前側(cè)表面區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)的是，該光源的具有相對(duì)高強(qiáng)度的光線被分布到更大區(qū)域上，使得經(jīng)由前側(cè)表面區(qū)域發(fā)出的光的總最大亮度被降低。如果例如考慮一系列LED作為光源，則所述這些LED在沒(méi)有光學(xué)元件的情況下發(fā)出的光在多個(gè)點(diǎn)處展現(xiàn)出高亮度;該光學(xué)元件的使用使得能夠?qū)⑺龈吡炼仍诙鄠€(gè)點(diǎn)處鋪開(kāi)。
[0009]優(yōu)選地，該光學(xué)元件被設(shè)計(jì)成使得第二光線在已經(jīng)在該前側(cè)表面區(qū)域經(jīng)歷了全內(nèi)反射之后至少部分地在該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域處經(jīng)歷進(jìn)一步的全內(nèi)反射。這使得能夠特別有效地利用該光。
[0010]優(yōu)選地，該前側(cè)表面區(qū)域是由指向該光進(jìn)入?yún)^(qū)域的凹窩形成的或者包括這樣的凹窩。以此方式可以特別合適地實(shí)現(xiàn)的是，第二光線在該前側(cè)表面區(qū)域處經(jīng)受全內(nèi)反射。具體地，在此情況下不需要被反射性涂覆的表面來(lái)使相關(guān)光線偏轉(zhuǎn)。
[0011]優(yōu)選地，該光學(xué)元件的形狀被確定成使得經(jīng)由該光進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)入該光學(xué)元件的、并且經(jīng)由該前側(cè)表面區(qū)域離開(kāi)該光學(xué)元件的光的所有光線在該光學(xué)元件的界面處經(jīng)歷至少一次全內(nèi)反射。其結(jié)果是，光發(fā)射的最大亮度可以被特別有效地降低。
[0012]優(yōu)選地，該光學(xué)元件是相對(duì)于對(duì)稱軸線或?qū)ΨQ平面為對(duì)稱形狀的。其結(jié)果是，經(jīng)由前側(cè)表面區(qū)域的特別均勻的光發(fā)射是可實(shí)現(xiàn)的。
[0013]優(yōu)選地，該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域是以階梯狀的形式、具體地以多階梯的形式形成的。因此可以實(shí)現(xiàn)的是，光線被分布在特別大的區(qū)域上，使得光亮度被進(jìn)一步降低。
[0014]優(yōu)選地，該光進(jìn)入?yún)^(qū)域是由凹陷形成的。因此可以實(shí)現(xiàn)的是，適當(dāng)?shù)?，由該光源發(fā)出的特別大量的光進(jìn)入了該光學(xué)元件。
[0015]優(yōu)選地，該凹陷具有一個(gè)底壁和多個(gè)側(cè)壁。其結(jié)果是，該凹陷的特別簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)以及高的發(fā)光效力是可實(shí)現(xiàn)的。在此情況下如果該底壁和這些側(cè)壁是以平面形式成形的，則特別簡(jiǎn)單且適合的設(shè)計(jì)是可能的。在此情況下如果該底壁和這些側(cè)壁是凸形地成形的，則光線在進(jìn)入該光學(xué)元件時(shí)的特別適合的集中是可以實(shí)現(xiàn)的。在此情況下還可以提供使得底壁是以平面方式成形的而這些側(cè)壁是以凸形形式成形的，或者反過(guò)來(lái)。
[0016]優(yōu)選地，該凹陷被設(shè)計(jì)成用于接納兩個(gè)LED。
[0017]優(yōu)選地，該光學(xué)元件被設(shè)計(jì)成異形元件的形式。其結(jié)果是，該光學(xué)元件的特別適合的生產(chǎn)是可能的。
[0018]本發(fā)明的另外一個(gè)方面提供了一種用于發(fā)光的組件，該組件包括用于發(fā)光的光源、以及根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件，其中該組件被設(shè)計(jì)成使得光至少部分地經(jīng)由該光進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)入該光學(xué)元件。優(yōu)選地，該光源包括至少一個(gè)LED，因?yàn)樵摴鈱W(xué)元件特別適合在多個(gè)點(diǎn)處“分解”高亮度，例如在LED的情況下發(fā)生的。
[0019]優(yōu)選地，該光學(xué)元件被設(shè)計(jì)成異形元件的形式，其中該光源包括沿著平行于該異形元件的主軸線延伸的系列所安排的多個(gè)LED。其結(jié)果是，亮度的特別有效的降低連同簡(jiǎn)單生產(chǎn)的可能性是可實(shí)現(xiàn)的。
[0020]下文將基于一個(gè)示例性實(shí)施例并參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地解釋。在附圖中:
[0021]圖1示出了一種根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)光的、包含光學(xué)元件的組件的透視示意圖，
[0022]圖2示出了穿過(guò)該光學(xué)元件和具有光線的光源的示意性截面圖，
[0023]圖3示出了關(guān)于第一光線和第二光線的行程的基礎(chǔ)示意圖，
[0024]圖4示出了關(guān)于圖2所示的光源元件的變體的示意性截面圖，
[0025]圖5示出了關(guān)于該光學(xué)元件的后側(cè)的不同設(shè)計(jì)以及由此可實(shí)現(xiàn)的不同光分布特征的示意圖，
[0026]圖6示出了關(guān)于該光學(xué)元件的另一個(gè)變體的示意性看穿透視圖，
[0027]圖7示出了繞該光學(xué)元件的凹陷的一半的示意性截面圖，
[0028]圖8示出了光源元件的具有各自用于兩個(gè)LED的多個(gè)凹陷的末端區(qū)域的示意性透視圖，
[0029]圖9示出了對(duì)應(yīng)的略微更詳細(xì)的展示，
[0030]圖10示出了沿該光學(xué)元件的對(duì)稱平面得到的縱向剖面的示意性透視圖，
[0031]圖11示出了關(guān)于具有異形凹陷的一個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖，
[0032]圖12示出了關(guān)于一個(gè)變體的示意性截面圖，在該變體中凹陷具有一個(gè)雙重凸形的彎曲底壁以及多個(gè)凸形的彎曲側(cè)壁，并且
[0033]圖13示出了關(guān)于具有圓形設(shè)計(jì)的凹陷的一種變體的兩個(gè)示意性透視圖。
[0034]圖1以透視圖示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)光的組件的一個(gè)實(shí)例，觀察方向是從下方傾斜觀察。如圖1所示該組件可以被設(shè)計(jì)成燈具，例如天花板燈具，使得提供向下的光發(fā)射。在本說(shuō)明中采用該組件相對(duì)于豎直方向的這種取向。然而一般來(lái)說(shuō)，也可以提供不同的取向；在此情況下，應(yīng)當(dāng)對(duì)這些方向指示等等相對(duì)應(yīng)地加以重新理解。
[0035]在圖1所示的實(shí)例的情況下，該組件包括平行六面體的向下開(kāi)放的殼體，其中根據(jù)本發(fā)明的用于影響光源發(fā)出的光的光源元件被安排在該殼體中。穿過(guò)該殼體形成了面向下的光發(fā)射開(kāi)口，其中該光學(xué)元件是以插入所述光發(fā)射開(kāi)口的方式安排在該殼體中的。該光源也被安排在該殼體內(nèi)、但在圖1中不是直接可辨認(rèn)的，因?yàn)樗挥跉んw壁后方或者該光學(xué)元件后方。
[0036]該光學(xué)元件在此處所示的實(shí)例中被設(shè)計(jì)成長(zhǎng)形的形式，使得它沿著縱向軸線L延伸。該殼體也優(yōu)選地沿著縱向軸線L延伸。
[0037]圖2示意性地描繪了與縱向軸線L垂直地穿過(guò)該光學(xué)元件得到的截面。此外，圖2示意性地描繪了 LED形式的對(duì)應(yīng)光源I。此外，圖2通過(guò)舉例的方式描繪了光線，這些光線代表光源I發(fā)出的光并且展示了穿過(guò)該光學(xué)元件的光通路。
[0038]該光學(xué)元件包括前側(cè)2和后側(cè)3，其中前側(cè)2被提供成是以背向光源I的取向來(lái)安排的，并且后側(cè)3被提供成是以面向光源I的取向來(lái)安排的。在如在此所示的組件和光學(xué)元件的上述示例性取向的情況下，該光源元件的后側(cè)3面向上而前側(cè)2面向下。
[0039]在該光學(xué)元件的后側(cè)3處形成了光進(jìn)入?yún)^(qū)域、具體為凹陷4的形式，該凹陷被提供用于光源I發(fā)出的光進(jìn)入。具體地，可以設(shè)置使得凹陷4具有例如在水平平面E內(nèi)延伸的邊緣區(qū)域45。
[0040]優(yōu)選地，所提供的是，光源I至少部分地被安排在凹陷4中或使得它至少部分地安排在平面E下方。其結(jié)果是，使得光能夠特別直接地進(jìn)入該光學(xué)元件。
[0041]圖3示意性地描繪了與縱向軸線L垂直的另一個(gè)截面，所述截面包含該光學(xué)元件的還以及光源I的一部分。凹陷4優(yōu)選地被設(shè)計(jì)成使得它具有一個(gè)底壁41和多個(gè)側(cè)壁42。在此處所示的實(shí)例中，底壁41和側(cè)壁42是以平面形式成形的。在此情況下，光源I發(fā)出的光的基本上一部分經(jīng)由底壁41進(jìn)入該光學(xué)元件，并且另外一部分經(jīng)由這些側(cè)壁45進(jìn)入該光學(xué)元件。
[0042]在圖2和圖3中示意性描繪的實(shí)例的情況下，光源I是由至少一個(gè)具有例如平面的發(fā)光表面的LED形成的，其中在此該LED是對(duì)齊的，使得該發(fā)光表面是水平定向的并且是以面向下的方式定向的。優(yōu)選地，在此情況下該發(fā)光表面被完全安排在平面E下方。
[0043 ] LED典型地在半空間的所有方向上發(fā)出光線，其中這個(gè)半空間是例如由該LED的平面發(fā)光表面限定的;在所示實(shí)例中，光被發(fā)射到下部半空間中。在此情況下，光線被“朝前”、在此“向下”發(fā)射，也就是進(jìn)入繞該平面發(fā)光表面的表面法線的或繞豎直方向的一個(gè)小立體角度范圍內(nèi)，并且所述光線與更加朝側(cè)面發(fā)出的、也就是以更扁平的方式發(fā)出的其他光線相比具有更高的強(qiáng)度。因此，在此經(jīng)由凹陷4的底壁41進(jìn)入該光學(xué)元件的光線與經(jīng)由凹陷4的這些側(cè)壁42進(jìn)入該光學(xué)元件的光線相比具有更高的強(qiáng)度。
[0044]此外在該光學(xué)元件的后側(cè)3處形成了偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5，并且在該前側(cè)處形成了前側(cè)表面區(qū)域6，其中，設(shè)計(jì)是使得如圖3中的原理所示，經(jīng)由凹陷4進(jìn)入該光學(xué)元件的光的第一光線LI在該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5處經(jīng)受全內(nèi)反射并且隨后經(jīng)由該前側(cè)表面區(qū)域6離開(kāi)該光學(xué)元件。通過(guò)舉例，在此情況下其設(shè)計(jì)是使得經(jīng)由凹陷4的這些側(cè)壁42進(jìn)入該光學(xué)元件的所有光線在該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5處經(jīng)受全內(nèi)反射、并且隨后經(jīng)由該前側(cè)表面區(qū)域6離開(kāi)該光學(xué)元件；換言之，第一光線LI優(yōu)選地包括經(jīng)由這些側(cè)壁42進(jìn)入該光學(xué)元件的所有光線。
[0045]前側(cè)表面區(qū)域6以一種方式被設(shè)計(jì)成其形狀使得經(jīng)由凹陷4進(jìn)入該光學(xué)元件的、并且接著直接撞擊在該前側(cè)表面區(qū)域6上的光的第二光線L2在這里經(jīng)歷全內(nèi)反射。在此情況下，“直接”旨在表示第二光線L2在經(jīng)由該光進(jìn)入?yún)^(qū)域或凹陷4進(jìn)入該光學(xué)元件與撞擊在前側(cè)表面區(qū)域6上之間不與該光學(xué)元件的表面區(qū)域發(fā)生相互作用。
[0046]如圖3中通過(guò)舉例方式示意性描繪的，在此情況下其設(shè)計(jì)此外優(yōu)選地是使得第二光線L2在前側(cè)表面區(qū)域6處經(jīng)歷全內(nèi)反射之后在偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5處經(jīng)歷進(jìn)一步的全內(nèi)反射、然后經(jīng)由前側(cè)表面區(qū)域6離開(kāi)該光學(xué)元件。在此情況下，可以設(shè)置使得第二光線L2的至少主要部分、尤其優(yōu)選地所有第二光線L2在穿過(guò)該光學(xué)元件時(shí)經(jīng)歷僅兩次、或確切地所提及的這兩次全內(nèi)反射。
[0047]優(yōu)選地，在此情況下其設(shè)計(jì)是使得經(jīng)由凹陷4的底壁41進(jìn)入該光學(xué)元件的所有光線在該前側(cè)表面區(qū)域6直接經(jīng)受全內(nèi)反射;換言之，第二光線L2優(yōu)選地包括經(jīng)由底壁41進(jìn)入該光學(xué)元件的所有光線。
[0048]以此方式具體可以實(shí)現(xiàn)的是，該光源的具有相對(duì)較高強(qiáng)度的光線朝這些側(cè)面被偏轉(zhuǎn)并且因此分布在較大的或水平較寬的區(qū)域上。由此可以實(shí)現(xiàn)的是，經(jīng)由前側(cè)表面區(qū)域6的光發(fā)射的最大亮度被降低。這對(duì)于看向該光學(xué)元件的前側(cè)2的觀察者一般是更令人舒服的。
[0049]優(yōu)選地，在此情況下，該光學(xué)元件的形狀被確定成使得經(jīng)由凹陷4進(jìn)入該光學(xué)元件的、并且經(jīng)由前側(cè)表面區(qū)域6離開(kāi)該光學(xué)元件的該光源I的光的所有光線都在該光學(xué)元件的界面處經(jīng)歷至少一次全內(nèi)反射。為此目的，具體可以設(shè)置使得該光的所有光線都經(jīng)由凹陷4的底壁41或經(jīng)由凹陷4的這些側(cè)壁45進(jìn)入該光學(xué)元件，其中優(yōu)選地經(jīng)由底壁41進(jìn)入的所有光線形成第二光線L2，并且經(jīng)由這些側(cè)壁42進(jìn)入的所有光線形成第一光線LI。
[0050]為了引起第一光線LI特別適合地偏轉(zhuǎn)，前側(cè)表面區(qū)域6優(yōu)選地具有指向光進(jìn)入?yún)^(qū)域或凹陷4的凹窩7。因此，在此處所示的取向的情況下，該凹窩是“向上”形成的。具體地，前側(cè)表面區(qū)域6可以是由這樣的凹窩7形成的。在此情況下，凹窩7可以在生產(chǎn)工程學(xué)的意義上有利地被設(shè)計(jì)成凹口。
[0051]在圖2所示的實(shí)例的情況下，前側(cè)表面區(qū)域6具有第一部分61和第二部分62，其中凹窩7是由第一部分61形成的，在此情況下，第二部分62可以被設(shè)計(jì)成使得它在另外的平面E’以平面的形式延伸，其中該另外的平面E’優(yōu)選地是平行于第一次提及的平面E定向的、也就是同樣水平地定向的。
[0052]優(yōu)選地，該光學(xué)元件是相對(duì)于對(duì)稱軸線或?qū)ΨQ平面為對(duì)稱形狀的。通過(guò)舉例，該光學(xué)元件可以一種方式被設(shè)計(jì)成其形狀是繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。
[0053]在所示實(shí)例中，該光學(xué)元件是相對(duì)于豎直對(duì)稱平面S對(duì)稱地形成的。在此情況下，凹陷4是繞對(duì)稱平面S形成的，使得該光學(xué)元件適合于“中央”光源。在此情況下，偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5具有兩個(gè)部分，在凹陷4或?qū)ΨQ平面S的每側(cè)各有一個(gè)。
[0054]優(yōu)選地，相應(yīng)地，具體地凹窩7也是相對(duì)于對(duì)稱平面S對(duì)稱地設(shè)計(jì)的。由于所描述的形狀，該光學(xué)元件包括相對(duì)于對(duì)稱平面S對(duì)稱地形成的兩個(gè)“透鏡翼片”。
[0055]如圖1所暗示的，該光學(xué)元件可以被設(shè)計(jì)成總體上在生產(chǎn)工程學(xué)的意義上有利地呈異形元件的形式；以此方式，可以由該光學(xué)元件形成“平移透鏡” ο在此情況下，該光學(xué)元件可以有利地通過(guò)例如擠出或注射模制方法來(lái)生產(chǎn)。
[0056]在所示實(shí)例中，凹窩7形成了用于指向前的光線的分束器;具有特別高強(qiáng)度的那些光學(xué)被所述分束器朝這些側(cè)面偏轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，最大亮度可以被特別有效地降低。從圖2中清楚的是，因此借助于該光學(xué)元件可以實(shí)現(xiàn)的是，光源I的光在這些透鏡翼片內(nèi)被鋪開(kāi)，并且相對(duì)小的光源I的高亮度被分布在相對(duì)較大的區(qū)域上。來(lái)自該光學(xué)元件的光發(fā)射以此方式給觀察者產(chǎn)生了令人舒服得多的印象。
[0057]圖4示意性地描繪了一個(gè)變體，其中以類似方式來(lái)使用參考號(hào)。與圖2所示的實(shí)例相比，在此該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5是以多階梯的方式形成的。由于這種設(shè)計(jì)，光可以特別適合地且均勻地朝這些側(cè)面分布或分布到這些透鏡翼片中。在此情況下，在偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5中如此形成的階梯可以配備有一種結(jié)構(gòu)、例如棱柱或角錐結(jié)構(gòu)、或者是帶凹槽的或者是根據(jù)特定的、例如彎曲的幾何形狀來(lái)設(shè)計(jì)的，也就是例如以透鏡形狀的方式來(lái)設(shè)計(jì)的；其結(jié)果是，光能以特別針對(duì)性的方式被引導(dǎo)，以便進(jìn)一步降低相應(yīng)表面的亮度。具體地，為此目的可以對(duì)應(yīng)地選擇這些階梯的表面或側(cè)面區(qū)域的傾斜度。
[0058]偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5具體地可以是包括以平行于縱向軸線L延伸的方式形成的結(jié)構(gòu)元件、以及以相對(duì)于其橫向延伸的方式、具體地相對(duì)于縱向方向L以直角延伸的方式形成的結(jié)構(gòu)元件。其結(jié)果是，可以特別適合地實(shí)現(xiàn)該光學(xué)元件或該組件在的光發(fā)射在不同豎直平面內(nèi)的方向分布的影響。
[0059]前側(cè)表面區(qū)域6的第二部分62也可以具有一種結(jié)構(gòu)；其結(jié)果是，可以特別適合地實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的光引導(dǎo)。前側(cè)表面區(qū)域6的這種結(jié)構(gòu)也可以包括平行于縱向軸線L延伸的結(jié)構(gòu)元件、以及相對(duì)于其橫向延伸的、具體地相對(duì)于縱向方向L以直角延伸的另外的結(jié)構(gòu)元件。
[0060]通過(guò)選擇該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5的設(shè)計(jì)，可以在相當(dāng)大的程度上改變?cè)摻M件的發(fā)射特征。這在圖5中被表示出，該圖以上下安排的三排分別示出了對(duì)應(yīng)光學(xué)元件的截面并且緊鄰其右邊分別示出了相關(guān)聯(lián)的光分布曲線。在頂排所示的實(shí)例的情況下，產(chǎn)生了寬的光發(fā)射，其在所謂的蝙蝠翼分布的意義上展現(xiàn)出兩個(gè)側(cè)翼。在中間排所示的實(shí)例的情況下，同樣產(chǎn)生了蝙蝠翼分布，但在此這種分布的兩個(gè)翼較窄。在底排所示的實(shí)例的情況下，產(chǎn)生了一種光分布，其中這兩個(gè)翼總體上更加指向前，使得它們彼此明顯地重疊。
[0061]在此情況下可以實(shí)現(xiàn)這些不同的光分布，而不需要為此目的改變?cè)摴鈱W(xué)元件的前側(cè)2。因此，具有不同效果的對(duì)應(yīng)光學(xué)元件可以有利地使用注射模制工具來(lái)生產(chǎn)，其中僅更換用于成形該后側(cè)的插入物;這關(guān)于生產(chǎn)而言是有利的。相應(yīng)地如此生產(chǎn)的光學(xué)元件各自具有相同類型的前側(cè)，使得如果它們?nèi)鐖D1中示意性描繪地被插入殼體中，則它們實(shí)際上全都展現(xiàn)相同的外觀。
[0062]圖6以透視圖示意性地描繪了光學(xué)元件的另外一個(gè)變體，在該變體中前側(cè)表面區(qū)域6是由對(duì)應(yīng)的凹窩7形成的，也就是沒(méi)有水平平面區(qū)域。以此方式，就好像形成了兩個(gè)“傾斜的”透鏡翼片。此外前側(cè)表面區(qū)域6的這種變體可以有利地改變?cè)摴鈱W(xué)元件的發(fā)射特征。
[0063]圖7示出了繞該光學(xué)元件的凹陷4的一半的示意性截面圖。在此示意性地描繪了凹陷4的僅右側(cè)一半，因?yàn)樵谶@個(gè)實(shí)例中凹陷4是如上所述繞對(duì)稱平面S對(duì)稱地設(shè)計(jì)的。凹陷4的底壁41是以平面方式設(shè)計(jì)的，并且凹陷4的這些側(cè)壁42同樣是以平面方式設(shè)計(jì)的。第一光線LI經(jīng)由該凹陷的底壁41進(jìn)入該光學(xué)元件，并且第二光線L2經(jīng)由這些側(cè)壁42進(jìn)入該光學(xué)元件。這樣的將光拆分成兩個(gè)“主光束路徑”或“光路”的“簡(jiǎn)單”設(shè)計(jì)已證明是特別適合的。具有單一全內(nèi)反射的“光路”相應(yīng)地經(jīng)由這些側(cè)壁42進(jìn)入該光學(xué)元件，而具有雙重全內(nèi)反射的“光路”經(jīng)由底壁41進(jìn)入該光學(xué)元件。然而，偏離此的幾何形狀設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)特定的發(fā)射特征可以是有利的。
[0064]凹陷4可以被設(shè)計(jì)成用于接納處于多個(gè)LED形式的光源I。通過(guò)舉例，圖8示意性地描繪了一個(gè)實(shí)施例，其中凹陷4被設(shè)計(jì)成用于接納至少、具體地準(zhǔn)確地兩個(gè)LED I’、1〃。在此情況下，如示意性描繪的，可以在平行于縱向軸線L延伸的系列中提供多個(gè)凹陷4、4’，其中這些凹陷4、4’各自被設(shè)計(jì)成分別接納至少兩個(gè)LED I ’、1〃和1〃 ’、1〃〃。
[0065]圖9示出了略微更詳細(xì)的示意圖。在這個(gè)實(shí)施例中，凹陷4或每個(gè)凹陷4、4’具有兩個(gè)相對(duì)于縱向軸線L橫向延伸的另外的側(cè)壁47。這些另外的側(cè)壁47使得能夠特別適合地實(shí)現(xiàn)縱向方向上、也就是在平行于縱向軸線L的方向上的炫光抑制。如圖10示意性描繪的，該圖示出了沿著對(duì)稱平面S的對(duì)應(yīng)截面展示，為此目的優(yōu)選地由這些另外的側(cè)壁47形成了另外的表面區(qū)域48，在這些另外的表面區(qū)域處，經(jīng)由這些另外的側(cè)壁47進(jìn)入該光學(xué)元件的光的光線經(jīng)受全內(nèi)反射。
[0066]如果對(duì)應(yīng)的縱向炫光抑制是不需要的或者是不同地產(chǎn)生的，也就是僅發(fā)射特征的“橫向分布”是重要的，則這些另外的側(cè)壁47的形成可以省去，并且凹陷4可以在生產(chǎn)工程學(xué)的意義上有利地以異形方式來(lái)設(shè)計(jì)，如圖11示意性描繪的。這是有利的，因?yàn)樵诖饲闆r下該光學(xué)元件可以特別適合地被生產(chǎn)為擠出的或注射模制的零件。
[0067]圖12示出了關(guān)于該光學(xué)元件的一個(gè)變體的截面示意圖，在該變體中凹陷4具有凸形的形狀或多重凸形的形狀、例如多重凸形形狀的底壁41’和凸形的彎曲側(cè)壁42’。其結(jié)果是，光線可以特別適合地被預(yù)準(zhǔn)直或特別適合地在進(jìn)入時(shí)被集中。以此方式，該光可以甚至更有效地用于光發(fā)射，并且該光學(xué)元件可以被設(shè)計(jì)成具有較小的材料厚度。
[0068]此外，在此情況下，偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5的外部部分51可以結(jié)構(gòu)化的方式來(lái)設(shè)計(jì)，并且與此分開(kāi)地，偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5的內(nèi)部部分52可以被設(shè)計(jì)成“陡的”以用于實(shí)現(xiàn)全內(nèi)反射。因此可以適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)炫光抑制作用。
[0069]在此前側(cè)表面區(qū)域6具有第一內(nèi)部部分61和第二外部部分62，其中凹窩7是由第一部分61形成的；然而在此，不同于圖2所示的實(shí)例，第二部分62不是以水平延伸的方式設(shè)計(jì)的、而是以朝前略微傾斜的方式設(shè)計(jì)的。在此情況下，第二部分62可以配備有一種結(jié)構(gòu)以便實(shí)現(xiàn)特定的光發(fā)射特征。
[0070]圖13示意性地描繪了一種變體的兩個(gè)透視圖，根據(jù)該變體，這些凹陷4、4’被設(shè)計(jì)成帶有邊界壁，這些邊界壁的外表面各自限定了錐形的截面形狀。這對(duì)于在所有豎直平面上實(shí)現(xiàn)炫光抑制是特別有利的。
[0071]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的組件或根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件，多個(gè)點(diǎn)處的高亮度、例如典型地由多個(gè)LED在向前的輻射上產(chǎn)生的，可以被分布在該光學(xué)元件的“透鏡翼片”之間并且因此被顯著降低。該光可以被多個(gè)表面區(qū)域(凹陷4、偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域5、前側(cè)表面區(qū)域6)以針對(duì)性的方式引導(dǎo)并且因此得到希望的發(fā)射特征。在此情況下不需要反射性涂覆的表面。該光學(xué)元件還適合于每個(gè)凹陷多個(gè)LED。用于發(fā)光的對(duì)應(yīng)組件的發(fā)射特性可以通過(guò)該光學(xué)元件的后側(cè)的單獨(dú)變化來(lái)改變。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的組件特別適合于光條燈具、長(zhǎng)視野燈具、和用LED線來(lái)更換熒光燈管的翻新應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于影響光源(I)發(fā)出的光的光學(xué)元件，該光學(xué)元件包括 -背向該光源(I)的前側(cè)(2)以及 -面向該光源(I)的后側(cè)(3)， 其中在該后側(cè)(3)處，形成了用于光進(jìn)入的光進(jìn)入?yún)^(qū)域(4)并且還形成了偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域(5)，在該前側(cè)(2)處形成了前側(cè)表面區(qū)域(6)，其中，設(shè)計(jì)是使得經(jīng)由該光進(jìn)入?yún)^(qū)域(4)進(jìn)入該光學(xué)元件的光的第一光線(LI)在該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域(5)處經(jīng)受全內(nèi)反射并且隨后經(jīng)由該前側(cè)表面區(qū)域(6)離開(kāi)該光學(xué)元件， 其特征在于， 該前側(cè)表面區(qū)域(6)以一種方式被設(shè)計(jì)成其形狀使得經(jīng)由該光進(jìn)入?yún)^(qū)域(4)進(jìn)入該光學(xué)元件的、并且接著直接撞擊在該前側(cè)表面區(qū)域(6)上的光的第二光線(L2)在這里經(jīng)歷全內(nèi)反射。2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件， 該光學(xué)元件被設(shè)計(jì)成使得這些第二光線(L2)在已經(jīng)在該前側(cè)表面區(qū)域(6)經(jīng)歷了全內(nèi)反射之后至少部分地在該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域(5)處經(jīng)歷進(jìn)一步的全內(nèi)反射。3.如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)元件， 其中該前側(cè)表面區(qū)域(6)是由指向該光進(jìn)入?yún)^(qū)域(4)的凹窩(7)形成的或者包括這樣的凹窩(7)。4.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件， 該光學(xué)元件的形狀被確定成使得經(jīng)由該光進(jìn)入?yún)^(qū)域(4)進(jìn)入該光學(xué)元件的、并且經(jīng)由該前側(cè)表面區(qū)域(6)離開(kāi)該光學(xué)元件的光的所有光線都在該光學(xué)元件的界面處經(jīng)歷至少一次全內(nèi)反射。5.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件， 該光學(xué)元件是相對(duì)于對(duì)稱軸線或?qū)ΨQ平面(S)為對(duì)稱形狀的。6.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件， 其中該偏轉(zhuǎn)表面區(qū)域(5)是以階梯狀的形式、優(yōu)選地以多階梯的形式形成的。7.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件， 其中該光進(jìn)入?yún)^(qū)域是由凹陷(4)形成的。8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件， 其中該凹陷(4)具有一個(gè)底壁(41)和多個(gè)側(cè)壁(42)。9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件， 其中該底壁(41)是以平面或凸形方式成形的和/或這些側(cè)壁(42)是以平面或凸形方式成形的。10.如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件， 其中該凹陷(4)被設(shè)計(jì)成用于接納兩個(gè)LED( I ’，I”)。11.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件， 該光學(xué)元件被設(shè)計(jì)成異形元件的形式。12.—種用于發(fā)光的組件，包括 -用于發(fā)光的光源(I)以及 -如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其中該組件被設(shè)計(jì)成使得光至少部分地經(jīng)由該光進(jìn)入?yún)^(qū)域(4)進(jìn)入該光學(xué)元件。13.如權(quán)利要求12所述的組件， 其中該光源(I)包括至少一個(gè)LED(I，，I”，I”，，I，，，，)。14.如權(quán)利要求13所述的組件， 其中該光學(xué)元件具有在權(quán)利要求11中限定的特征，并且該光源(I)包括沿著平行于該異形元件的主軸線延伸的系列所安排的多個(gè)LED( I’，I”)。
【文檔編號(hào)】F21V13/04GK105829943SQ201480068166
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日
【發(fā)明人】史蒂芬·艾伯納
【申請(qǐng)人】宗拓貝爾照明器材有限公司