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包括表面瓦片和照明设备的灯具


技术摘要:
公开了一种灯具(1),该灯具包括表面瓦片(5)和照明设备(10),其中照明设备(10)被布置为靠近表面瓦片(5)的边缘。照明设备(10)包括:光导(100),光导具有在相对端部表面(120、120')之间延伸的细长表面布置(110);以及在光导(100)的端部表面(120、120')的一个端部表面处的  全部
背景技术:
随着固态照明(SSL)(例如LED照明)的出现,光导越来越多地用于照明设备中,以 使这种SSL元件的输出成形。光导具有许多吸引人的特点,这些特点使其在照明设备中很受 欢迎。例如,光导的使用提供了间接照明的形式,其中被用于将光注入光导中的光源被遮 挡,无法直接看到,从而有助于防止由直视这种照明设备的人员经受眩光。附加地,光导用 作混合室,在该混合室中这种光源的光输出的空间上分离的分量被混合。因此,可以使用诸 如LED的光源,其经受LED的光输出的光谱分量的颜色在角度上的分离,因为这种空间颜色 分离本身将通过在光导内混合来进行纠正。因此,相对廉价的光源可以与这种光导一起使 用,其中通常用于减轻这种颜色在角度上的伪影的昂贵的光学措施被省略。 光导通常具有细长形状,其中光通过光导的一个或两个端部表面而被注入其中, 其中在两个端部表面之间延伸的表面布置通常作为全内反射表面布置,从该全内反射表面 布置注入的光射线只有在其入射到表面区域上的角度超过全内反射条件不再适用的临界 角度时才能逃逸。为此,光导通常包括在其表面布置上的光耦出结构的布置,其通过增加与 这种光耦出结构相互作用的光射线在相对表面部段上的入射角度来破坏全内反射。 在US  2016/0077272A1中公开了这种光导的示例,该示例公开了一种光导,该光导 以光学轴线为中心,并且包括相邻并且彼此分开的多个光提取结构。每个结构包括从光导 的第一侧延伸的表面,每个结构被适配为通过将传播光朝向第二侧反射来从光导的相对第 二侧提取在第一方向上沿光学轴线传播的光。表面与光学轴线的角度小于45度,并且大于 10度。 然而,利用这种光导很难实现大表面区域的均匀照明,特别是沿表面区域的短侧 定位光导的非正方形表面区域。例如,这在表面瓦片照明(诸如在悬置的天花板、大面积天 花板覆盖瓦片等)中成问题,其中针对审美的原因而要实现这种均匀照明是重要的。
技术实现要素:
本发明寻求提供根据首段的一种灯具,其可以跨表面瓦片产生更均匀的发光分 布。 根据一方面,提供了一种灯具,其包括表面瓦片和照明设备,其中照明设备被布置 为靠近表面瓦片的边缘。表面瓦片可以是例如声学表面瓦片或任何其他类型的表面瓦片, 诸如用于(悬置的)天花板的瓦片。照明设备包括光导,该光导具有在相对的端部表面之间 延伸的细长表面布置。照明设备还包括光源,光源位于光导的端部表面中的一个端部表面 处,并且该光源被布置为将其光输出通过所述端部表面发射到光导中。光导的细长表面布 4 CN 111556946 A 说 明 书 2/8 页 置包括第一表面部分和相对的第二表面部分。第一表面部分承载多个光耦出结构,每个光 耦出结构在表面布置的细长方向上延伸并且在空间上彼此分离,所述多个光耦出结构包括 第一光耦出结构和第二光耦出结构。第一光耦出结构的尺寸被设计为从第二表面部分生成 第一照明轮廓,第一照明轮廓具有第一角度分布;并且第二光耦出结构的尺寸被设计为从 第二表面部分生成第二照明轮廓,第二照明轮廓与第一照明轮廓在空间上区分开,并且第 二照明轮廓具有第二角度分布。第一照明轮廓和第二照明轮廓照射表面瓦片的不同区域, 并且组合地提供表面瓦片的均一照明。 本发明基于以下观点:在光导上利用细长光耦出结构生成的照明轮廓的角度分布 在照度方面不是恒定的,而是展示出根据被照射表面区域与光导的距离的、在照度中的变 化。因此,通过提供多个空间上分离的光耦出结构(例如,至少提供第一光耦出结构和第二 光耦出结构,第一光耦出结构和第二光耦出结构各自在光导的细长方向上延伸并且在空间 上彼此分离),发光分布可以利用光导生成,在该光导中,可以减少在跨用这种灯具照射的 表面区域的照度中的空间变化。另外的光耦出结构(例如,第三光耦出结构的尺寸被设计为 从第二表面部分生成第三照明轮廓,第三照明轮廓具有与第一照明轮廓和第二照明轮廓在 空间上区分开的第三角度分布,等)可以被添加到在光导上的多个空间上分离的光耦出结 构。 为此,优选地,第一照明轮廓和第二照明轮廓至少部分重叠,使得在第一照明轮廓 中的照度低谷由在第二照明轮廓中的照度峰值补偿(反之亦然),以改进跨被照射表面的照 度的均匀性。 为了使每个照明轮廓成形,第一光耦出结构和第二光耦出结构中的每个光耦出结 构可以从以下项单独地选择:具有给定宽度和给定颜色的涂料线;具有给定宽度和给定颜 色的涂料点图案;具有给定宽度的纹理表面区域;以及包括具有给定宽度和高度的本体的 棱镜结构,该本体包括在表面刻面(facet)之间具有给定角度的多刻面端部表面。光耦出结 构的尺寸和形状通常导致具有特定强度和角度分布的照明轮廓的生成,使得通过控制这种 尺寸(例如(描点的)涂料线或纹理表面的宽度,或棱镜结构的宽度、高度和/或给定角度可 以被控制),以控制由此生成的照明轮廓的特性。 在(图案化的)涂料线被用作一个或多个光耦出结构时,涂料的颜色可以是白色, 使得被注入到光导中的光的所有光谱分量都被包括在由该特定光耦出结构生成的照明轮 廓中,使得包括根据该实施例的光导的照明设备产生白光。备选地,涂料线可以具有不同的 颜色,使得由该特定光耦出结构生成的照明轮廓具有用于该特定光耦出结构的涂料的颜 色。 在优选实施例中,第一光耦出结构不同于第二光耦出结构,使得由这些光耦出结 构生成的相应照明轮廓至少在其相应的角度分布方面不同。为此,第一光耦出结构和第二 光耦出结构具有不同的形状和/或不同的尺寸。这在以下场景中特别有用:其中第一照明轮 廓具有跨由照明轮廓照射的表面区域生成的其照度中的非周期性变化,以便该非周期性变 化可以通过第二照明轮廓来补偿,以便跨该表面区域产生更均匀的照度。 在一个实施例中,光导具有圆形横截面,其优点是光导可以在特别成本有效的方 式中被制造(例如通过挤压等),另外的优点是,第一照明轮廓和第二照明轮廓的形状不依 赖于第一光耦出结构和第二光耦出结构在光导的表面布置上的位置。此外,具有圆形横截 5 CN 111556946 A 说 明 书 3/8 页 面的光导(例如圆柱形或环形光导)产生具有高质量准直的光。为避免疑义,还规定在该实 施例中,光导的表面布置包括在其端部表面之间延伸的单个连续表面。 在备选实施例中,第一表面部分是平面表面部分,并且第二表面部分是弯曲表面 部分。例如,这种表面布置可以利用具有U形横截面的光导来实现,其具有的优点是第一光 耦出结构和第二光耦出结构在平面表面部分上的应用是简单的。然而,在该实施例中,由于 第一照明轮廓和第二照明轮廓的光束形状取决于第一光耦出结构和第二光耦出结构在平 面表面部分上的位置,因此在平面表面部分上的第一光耦出结构和第二光耦出结构必须被 正确地定位在平面表面部段上。此外,为了避免疑义,还规定了在该实施例中,光导的表面 布置包括在其端部表面之间延伸的不连续表面。 光导可以具有任何适合的形状。例如,光导可以是线性的或弯曲的,例如,在光导 具有圆形横截面的情况下,光导具有圆柱形或环形的形状。光导的其他横截面形状也可以 被考虑,例如矩形横截面或其他多边形横截面、椭圆横截面等。 灯具的照明设备能够跨由照明设备照射的表面瓦片产生高度均匀的照明。此外, 作为光源,可以使用一个或多个固态照明元件(诸如单个LED或LED阵列或COB(板上芯片) LED),其中由于光导的光混合特性,用于处理光学伪影(诸如颜色在角度上的伪影)的光学 元件可以被省略。 照明设备还可以包括反射构件(诸如在所述端部表面处的另一端部表面处的白色 反射器、反射镜、反射箔或涂层等),以使在光导的相对端部处由光源注入到光导中的光被 反射回到光导中,从而由于在反射构件被定位的端部表面处的光损耗被最小化,改进照明 设备的光学效率。反射构件可以与所述端部表面的另一端部表面接触,或者可以在空间上 与其分离。 备选地,照明设备可以包括在光导的所述端部表面中的另一端部表面处的光源, 该光源被布置为将其光输出通过所述端部表面中的另一端部表面发射到光导中。在该实施 例中,光从光导的两个端部表面注入到光导中,使得能够生成高光通量的照明设备可以被 实现。 在灯具中,照明设备被布置为靠近表面瓦片的边缘,使得第一照明轮廓和第二照 明轮廓照射表面瓦片的不同区域。这种灯具可以实现照明面板,更具体地,可以实现具有 1m2或更大面积的区域的大面积发光面板,其中如前文所述的,由于在照明设备的光导上的 光耦出的布置,照明设备可以实现发光面板的表面区域的均匀照明。如已经提到的,表面瓦 片可以是声学表面瓦片。 灯具可以包括反射背板,该反射背板由多个侧壁邻接,该侧壁限定了容纳(声学) 表面瓦片的凹部,其中照明设备被布置为沿着所述侧壁的一个侧壁。如果表面瓦片是声学 表面瓦片,则由于由照明设备生成的、进入声学表面瓦片的光被反射背板反射,因此这种凹 部发光面板将组合优异的声学阻尼与优异的发光效率和均匀性。 在一些实施例中的灯具包括一对所述照明设备,该一对所述照明设备被布置为沿 着相对侧壁,以便进一步改进(声学)表面瓦片的被暴露的表面的照明均匀性。 附图说明 参考附图,通过非限制性示例的方式更详细地描述了本发明的实施例,其中: 6 CN 111556946 A 说 明 书 4/8 页 图1示意性地描绘了用于在本发明的灯具中使用的光导的透视图; 图2示意性地描绘了用于在本发明的灯具中使用的光导的横截面视图; 图3示意性地描绘了用于在本发明的灯具中使用的光导的横截面视图; 图4示意性地描绘了根据一个示例实施例的光耦出结构的横截面视图; 图5示意性地描绘了根据另一示例实施例的光耦出结构的横截面视图; 图6示意性地描绘了利用具有不同光导的照明设备生成的发光轮廓的横截面的模 拟; 图7示意性地描绘了用于在本发明的灯具中使用的照明设备的横截面视图; 图8示意性地描绘了用于在本发明的灯具中使用的照明设备的横截面视图; 图9示意性地描绘了根据一个实施例的灯具的横截面视图; 图10示意性地描绘了这种灯具的模拟模型的透视图; 图11示意性地描绘了包括具有第一光耦出结构的光导的模拟模型的第一模拟结 果; 图12是描绘模拟模型的沿着x坐标的第一模拟结果的发光强度分布的图形; 图13示意性地描绘包括具有第二耦出结构的光导的模拟模型的第二模拟结果; 图14是描绘模拟模型的沿着x坐标的第二模拟结果的发光强度分布的图形;以及 图15是描绘使用包括第一耦出结构和第二耦出结构二者的光导的模拟模型的沿 着x坐标的第三模拟结果的发光强度分布的图形。
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