專利名稱：照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明首先涉及按照權(quán)利要求1所述的用于照明建筑物表面的照明設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為建筑物的地面照明設(shè)備、墻面照明設(shè)備或天花板照明設(shè)備，在可能的情況下作為照射源或作為安裝照明設(shè)備用于照明建筑物表面的所有照明設(shè)備被認(rèn)為是用于照明 建筑物表面的照明設(shè)備。同樣，在此照明設(shè)備可以被理解為能夠照明建筑物的外部區(qū)域，即 例如停車場、草地或路徑的照明設(shè)備。待照明的建筑物表面在權(quán)利要求1的意義下也可以 被理解為待照明的畫廊或藝術(shù)作品。隨著LED的進(jìn)一步發(fā)展，其在最近越來越多地用于照明建筑物表面。迄今，使用 LED的照明設(shè)備能實(shí)現(xiàn)的光分布至少在某些應(yīng)用領(lǐng)域中還不令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)首先在于提供一種照明設(shè)備，其在使用LED的情況下具有改進(jìn)的、 且在需要時細(xì)節(jié)能準(zhǔn)確地預(yù)先確定的光分布。此外，應(yīng)當(dāng)提供一種照明設(shè)備，其在借助于照 明設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件的情況下通過只更換照明設(shè)備的很少的部件就能實(shí)現(xiàn)改變的光分布。本發(fā)明首先以權(quán)利要求1中的特征實(shí)現(xiàn)該任務(wù)。本發(fā)明的原理主要在于為照明設(shè)備配備電路板、第二光學(xué)部件和第三光學(xué)部件。 電路板是承載一個或多個LED的那個部件。照明設(shè)備也可以包括多個電路板?？傮w一般 地，LED被安裝在其上的那個印刷電路板被稱為電路板，不管是通過焊接還是任何其他合適 的固定方式。電路板在權(quán)利要求1的意義下就這點(diǎn)而言構(gòu)成了用于LED或多個LED的機(jī)械 承載構(gòu)件。LED同樣可以是任何類型的。其可以是單色LED或多色LED或不同顏色LED。 LED已經(jīng)包括主光學(xué)部件。其例如可以是由透明塑料或類似材料構(gòu)成的透鏡體，該透鏡 體通常已經(jīng)在LED生產(chǎn)過程中被直接安裝在LED上。它可能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一定程度的光聚 焦，使得從市場上能獲得的配備有主光學(xué)部件的LED例如具有120°到180°的照射角度 (Abstrahlwinkel)。其他照射角度也是可能的。此外，根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備還包括第二光學(xué)部件，其使由LED發(fā)射的光成束。第 二光學(xué)部件由一個或多個透鏡體構(gòu)成，該透鏡體被半透明(transluzent)地構(gòu)造，并具有 準(zhǔn)確計(jì)算的界面曲線，以便使由LED發(fā)射的光成束。尤其地，第二光學(xué)部件用于將由LED發(fā) 射的光基本上引導(dǎo)到可用于后面第三光學(xué)部件的光學(xué)技術(shù)進(jìn)一步處理的平行光路中。第二光學(xué)部件可由橫截面為杯形的元件構(gòu)成，該元件對于其橫截面以與LED的距 離增大的方式擴(kuò)展。該透鏡體可以直接放置在電路板上，并覆蓋(uebergreifen)位于那里 的LED，使得其可以接收并以光學(xué)技術(shù)方案進(jìn)一步處理LED發(fā)射的所有光。其中，第二光學(xué) 部件可以是作為覆蓋多個LED的單體部件的透鏡結(jié)構(gòu)，也可以是多個這樣的覆蓋單個透鏡 的透鏡體。
優(yōu)選地，電路板被固定地安裝在照明設(shè)備外殼上。第二光學(xué)部件也固定地安裝在 照明設(shè)備外殼上。更優(yōu)選地，第二光學(xué)部件直接固定在電路板上。此外，根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備還包括第三光學(xué)部件。術(shù)語“第三光學(xué)部件”考慮到 了 在該光學(xué)部件的光路的方向上導(dǎo)致光偏轉(zhuǎn)效應(yīng)的第三元件。在根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備中，第三光學(xué)部件由半透明的面狀元件構(gòu)成。面狀元件 是指任何平坦的板狀元件，但是在可能的情況下也可以指彎弓元件，該元件被薄壁地構(gòu)造。 特別地，圓頂形構(gòu)造的面狀元件也屬于權(quán)利要求1意義下的術(shù)語“第三光學(xué)部件”。第三光學(xué)部件被半透明地構(gòu)造，即它基本上允許光通過。由于根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的 光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)，發(fā)生光的偏轉(zhuǎn)。本專利申請意義下的光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)是指所有加入到元件的一個或兩個表面中的 表面結(jié)構(gòu)。其可以以非常準(zhǔn)確的程度被事先計(jì)算和預(yù)先確定，并且被加入到相應(yīng)的工件模 型(Werkzeugform)中。特別地，微結(jié)構(gòu)可以包括棱面(Facetten)，其光偏轉(zhuǎn)界面由彎弓表 面或平坦表面構(gòu)成。在被構(gòu)造為板狀元件的第三光學(xué)部件的情況下，這樣的棱面的結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)柵 (Raster)可以沿著整個板表面延伸。其中，具有彎弓表面的棱面和具有平坦表面的棱面可 以交替出現(xiàn)?？商娲乜梢砸?guī)定，具有彎弓表面的棱面的區(qū)域和具有平坦表面的棱面的區(qū) 域沿板表面延伸。最后，板表面也可以劃分成不同的部分，其中具有第一類型的彎弓的棱面 被設(shè)置在第一部分中，具有第二類型的彎弓的棱面被設(shè)置在第二部分中。尤其地，還可以設(shè) 置使光穿過而不發(fā)生光偏轉(zhuǎn)作用的棱面。由于半透明元件的細(xì)節(jié)預(yù)先確定的表面形貌，所以照明設(shè)備的照射特性可以以非 常準(zhǔn)確的程度被預(yù)先確定。通過具有特定表面特性的特定棱面的相應(yīng)布置或者通過表面類 型的相應(yīng)選擇，可以以希望的方式影響照明設(shè)備的光照射特性。為了說明而選擇以下例子假定半透明元件是由平板構(gòu)成，其在內(nèi)側(cè)-即朝向第 二光學(xué)部件的側(cè)_上完全被球形棱面占據(jù)。于是，可以通過選擇各個棱面的半徑來影響照 明設(shè)備的照射角。如果使用統(tǒng)一具有小半徑的棱面，與一般使用表面彎弓具有更大半徑的 棱面相比產(chǎn)生更大的照射角。通過這種方式，照明設(shè)備可以選擇性地被裝配以具有第一類 型微透鏡的透鏡板或者裝配以具有第二類型微透鏡的另一透鏡板。通過相應(yīng)地更換第三光 學(xué)部件(即透鏡板)，可以相應(yīng)地改變照明設(shè)備的照射特性。由此，可以第一次實(shí)現(xiàn)了這樣的照明設(shè)備，即該照明設(shè)備使用LED作為光源，并且 在外部結(jié)構(gòu)基本上相同且借助于相同組件(如電路板和第二光學(xué)部件)的情況下既具有點(diǎn) 照射器的照射特性，而且在替代地使用相應(yīng)第三光學(xué)部件的情況下具有泛光照明或?qū)挿汗?照明(具有大的照射角)的照射特性。光偏轉(zhuǎn)的微結(jié)構(gòu)可以以不同的方式方法形成。例如能夠想到，第三光學(xué)部件由塑 料注塑件形成。在這種情況下，光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)可以被加工到工件模型中。在生產(chǎn)注塑件時， 該結(jié)構(gòu)被相應(yīng)地轉(zhuǎn)移到型件(Formling)中。理論上，也可以通過單獨(dú)的工件加工，即例如通過銑削每個工件而單獨(dú)地生成光 偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)。這雖然被認(rèn)為成本很高，但是也應(yīng)當(dāng)被包括在本發(fā)明中。此外應(yīng)當(dāng)指出，本專利申請意義下的光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)只是指在預(yù)先確定的光照射特 性的意義下被設(shè)置用于優(yōu)化所期望的光強(qiáng)分布的微結(jié)構(gòu)。本專利申請意義上的光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)不涉及例如通過蝕刻或噴砂而實(shí)現(xiàn)的第三光學(xué)部件表面的打毛(Aufrauimgen)，因?yàn)橛?此只提供漫散射的、而不是光偏轉(zhuǎn)的微結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一個有利實(shí)施方式，微結(jié)構(gòu)由棱面構(gòu)成。這使得可以分別地預(yù)先確 定和計(jì)算棱面的表面。至少一些棱面具有彎弓的表面。這使得例如能夠通過相應(yīng)地選擇表面的彎弓而實(shí) 現(xiàn)期望的光分布。有利地，棱面的表面是球面彎曲的。這使得能夠借助于傳統(tǒng)的計(jì)算方法。作為替代或補(bǔ)充，一些棱面的表面可以是非球面彎曲的。由此，即使在要求復(fù)雜的 仿真的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)照明設(shè)備的特別優(yōu)化的光分布。進(jìn)一步有利地，至少一些棱面的表面是柱面彎曲的。其中，可以借助于已經(jīng)在構(gòu)造 包括棱面的反射器中使用的計(jì)算方法。進(jìn)一步有利地，至少一些棱面的表面由旋轉(zhuǎn)拋物面提供。這使得能夠尤其實(shí)現(xiàn)期 望的截止角，并因此清晰地將光強(qiáng)分布限定到側(cè)邊緣上。進(jìn)一步有利地，至少一些棱面具有平坦的表面。這使得能夠有目的地將光通分量 (Lichtstromanteilen)光偏轉(zhuǎn)到特定的空間角區(qū)域(Raumwinkelbereiche)中。其中，平坦的表面基本上以相對于LED的主照射方向成一角度地傾斜設(shè)置。有利地，微結(jié)構(gòu)被設(shè)置在元件的朝向第二光學(xué)部件的側(cè)上。作為替代和/或補(bǔ)充，微結(jié)構(gòu)也可以被設(shè)置在元件的背對第二光學(xué)部件的側(cè)上。特別有利地，元件與第二光學(xué)部件間隔開地被設(shè)置。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)一種特別有 利的結(jié)構(gòu)類型，尤其是照明設(shè)備外殼上第三光學(xué)部件的安裝與照明設(shè)備外殼上第二光學(xué)部 件的安裝無關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施方式，第二光學(xué)部件為第三光學(xué)部件施加以基本上平 行的光束。本發(fā)明的該實(shí)施方式借助于第二光學(xué)部件來以特別有利的方式使LED發(fā)射的光 成束?；旧掀叫械墓馐侵高@樣的光束，即其至少以第一近似相互平行地從第二光學(xué)部 件出發(fā)入射到第三光學(xué)部件上。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)第二光學(xué)部件發(fā)射的LED光的特別好的預(yù) 定確定的光學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步處理。根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施方式，該元件由平板構(gòu)成。這使得能夠構(gòu)造結(jié)構(gòu)非常 緊湊的照明設(shè)備。此外，通過包括具有平板的元件的第三光學(xué)部件可以保證光學(xué)技術(shù)優(yōu)化 的與設(shè)置在平面電路板上的LED的配合。在本發(fā)明的一種可替代的實(shí)施方式中，該元件是彎弓構(gòu)造的。本發(fā)明的該實(shí)施方 式例如可以有利地在以下情形時被應(yīng)用，即電路板被彎弓構(gòu)造，或者多個電路板或多個LED 相互定位并設(shè)置為使得LED其整體全部沿著彎曲的三維面設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，該元件具有多個表現(xiàn)出不同光學(xué)技術(shù)特性的部 分。其中，例如可以規(guī)定，在元件上設(shè)置其中配置有第一類型微結(jié)構(gòu)的第一部分以及其 中配置有第二類型的光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)的第二部分。第一類型的光偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)例如可以由 球面彎曲的棱面表面構(gòu)成，第二類型的微結(jié)構(gòu)由柱面彎曲的棱面表面構(gòu)成。表面壓印 (Oberflaechenauspraegungen)的任何其他任意格局(Konstellation)也是可能的。不同 部分可以相關(guān)聯(lián)地構(gòu)造。但是也可以規(guī)定，各個不同棱面表面根據(jù)觀察者不能識別的圖案 被設(shè)置。該圖案在對仿真方法深刻理解的情況下才能顯現(xiàn)，其中在構(gòu)造相應(yīng)第三光學(xué)部件
6的準(zhǔn)備階段中通過該仿真方法在計(jì)算機(jī)上對照明設(shè)備的照射特性進(jìn)行仿真。進(jìn)一步有利地，電路板和第二光學(xué)部件被設(shè)置在照明設(shè)備外殼內(nèi)。在可能的情況 下也可以規(guī)定，第三光學(xué)部件被設(shè)置在照明設(shè)備外殼內(nèi)。最后可以規(guī)定，第三光學(xué)部件根據(jù) 照明設(shè)備防護(hù)玻璃的類型而被設(shè)置在光出射孔處或附近。由此，可以使用基本上常規(guī)構(gòu)造結(jié)構(gòu)的照明設(shè)備，并且在希望時也可以使用緊湊 構(gòu)造結(jié)構(gòu)的照明設(shè)備。進(jìn)一步有利地可以規(guī)定，第三光學(xué)部件可以以固定裝置被固定在照明設(shè)備的照明 設(shè)備外殼上。通過這種方式例如也可以保證，第三光學(xué)部件能夠可拆卸地固定在照明設(shè)備 外殼上。最后，由此可以保證第三光學(xué)部件的更換以使得第三光學(xué)部件被設(shè)計(jì)為“可更換 的”第三光學(xué)部件。此外，本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求20的用于照明設(shè)備的模塊化系統(tǒng)。該發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于照明設(shè)備的模塊化系統(tǒng)，其對于使用LED的照明 設(shè)備，在支持借助于現(xiàn)有部件以及只更換很少部分的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)照明設(shè)備的不同照射 特性。該發(fā)明以權(quán)利要求20的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)該任務(wù)。該發(fā)明的原理在于，提供用于照明設(shè)備的模塊化系統(tǒng)，通過該模塊化系統(tǒng)照明建 筑物表面。模塊化系統(tǒng)包括電路板，在該電路板上設(shè)置多個LED。此外還設(shè)置第二光學(xué)部件， 該第二光學(xué)部件將LED所發(fā)射的光成束。最后，模塊化系統(tǒng)包括預(yù)先確定的構(gòu)造結(jié)構(gòu)的第 一個第三光學(xué)部件。預(yù)先確定的構(gòu)造結(jié)構(gòu)的第三光學(xué)部件是指這樣的半透明的面狀元件， 即該元件具有第一類型的光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)，并且具有預(yù)先確定的尺寸。對于被構(gòu)造為電路板 的元件，可以例如包括電路板的寬和高的尺寸。對于被彎弓構(gòu)造的半透明元件，可以例如包 括其彎弓高度(Woelbungshoehe)以及開放邊緣的直徑。模塊化系統(tǒng)還包括同一構(gòu)造結(jié)構(gòu)的第二個第三光學(xué)部件。該第二個第三光學(xué)部件 也由半透明的面狀元件構(gòu)成。但是，其包括第二類型的光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)。第一個第三光學(xué)部 件可以被第二個第三光學(xué)部件替換。權(quán)利要求20意義下的“可替換性”是指第二個第三 光學(xué)部件能夠如第一個第三光學(xué)部件那樣用相同的固定裝置固定在照明設(shè)備的照明設(shè)備 外殼上。第一個第三光學(xué)部件也可以從照明設(shè)備拆下，并且用第二個第三光學(xué)部件代替。對于被構(gòu)造為電路板的元件，第二個第三光學(xué)部件是指具有寬和高的尺寸相同的 電路板，或者對于彎弓的元件，第二個第三光學(xué)部件是指具有相同彎弓高度和相同開放邊 緣直徑的彎弓元件。作為另一個根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)，第二類型的微結(jié)構(gòu)使得能夠?qū)崿F(xiàn)照明設(shè)備的相對 于第一類型的微結(jié)構(gòu)改變的照明特性。這意味著，第二類型的微結(jié)構(gòu)相對于第一類型的微 結(jié)構(gòu)改變地被構(gòu)造。各個棱面的各個或所有表面不同地構(gòu)造或者不同地定位。通過這種方式，可以通過更換第三光學(xué)部件，在保持相同的照明設(shè)備構(gòu)件(即相 同的照明設(shè)備外殼，相同的電路板或相同的第二光學(xué)部件)的情況下實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的完全 改變的優(yōu)化的照明特性。對于權(quán)利要求20的特征的定義，參見在權(quán)利要求1至19中的從屬權(quán)利要求，其中 在其中給出的定義同樣適用于權(quán)利要求20。例如為此應(yīng)該指出，第一個第三光學(xué)部件例如可以被構(gòu)造為具有透鏡結(jié)構(gòu)的板狀元件，該透鏡結(jié)構(gòu)包括多個透鏡體作為具有彎弓的棱面，該彎弓以大的第一半徑被彎曲，并 且第二個第三光學(xué)部件被類似地構(gòu)造，但是其中各個棱面具有以另一更小半徑延伸的彎 弓。第一元件能夠?qū)崿F(xiàn)照明設(shè)備的照射角小的光照射特性，而在使用第二個第三光學(xué)部件 時，相應(yīng)的元件可以實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的照射角大的照射特性。有利地，第一類型的微結(jié)構(gòu)包括具有第一類型的光偏轉(zhuǎn)表面的棱面，第二類型的 微結(jié)構(gòu)包括具有第二類型的光偏轉(zhuǎn)表面的棱面。如在上面所述的根據(jù)權(quán)利要求1至19的 照明設(shè)備實(shí)施方式中那樣，可以提供棱面的微結(jié)構(gòu)。棱面分別具有單獨(dú)的預(yù)先確定的和預(yù) 先計(jì)算的表面，該表面可以偏轉(zhuǎn)入射在其上的光。通過選擇表面的類型和表面的定位，可以 以期望的方式進(jìn)行光偏轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的期望的光分布。
根據(jù)本發(fā)明的另一有利的實(shí)施方式，第一個第三光學(xué)部件使得能夠?qū)崿F(xiàn)由照明設(shè) 備發(fā)射的光的第一照射角，并且第二個第三光學(xué)部件使得能夠?qū)崿F(xiàn)與第一照射角不同的第 二照射角。因此，例如可以通過只更換第三光學(xué)部件來改變照明設(shè)備的照射角。因此，在一 組照明設(shè)備中，根據(jù)小的、中等的和大的照射角，第一照明設(shè)備可以提供點(diǎn)光分布，第二照 明設(shè)備可以提供泛光分布，第三照明設(shè)備可以提供寬泛光分布。該組的所有三個照明設(shè)備 具有相同的外部構(gòu)造結(jié)構(gòu)和相同的構(gòu)件和外殼，其中分別設(shè)置不同的第三光學(xué)部件作為一 個不同的構(gòu)件。此外，本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求23的模塊化系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種模塊化系統(tǒng)，其中在使用基本上相同的構(gòu)件 以及只更換很少部件的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)照明設(shè)備的改變的照射特性。本發(fā)明通過權(quán)利要求 23的特點(diǎn)解決該技術(shù)問題。本發(fā)明的原理在于，設(shè)置第一和第二面狀半透明元件，這兩個元件具有相同的預(yù) 先確定的構(gòu)造結(jié)構(gòu)。面狀半透明元件以能夠更換的方式被固定在照明設(shè)備的外殼上。第一 半透明元件具有第一類型的微結(jié)構(gòu)，第二半透明元件具有第二類型的微結(jié)構(gòu)。通過更換半 透明元件來改變照明設(shè)備的照射特性。根據(jù)權(quán)利要求23的模塊化系統(tǒng)最好結(jié)合權(quán)利要求20理解，其中應(yīng)該注意，權(quán)利要 求23與光源類型無關(guān)地顯示根據(jù)本發(fā)明的原理。此外，與權(quán)利要求20不同，半透明元件不 必必須是第三光學(xué)部件，而是-在假設(shè)常規(guī)光源，例如低電壓鹵素?zé)艋蛘吡硪蝗我獾?、尤?是點(diǎn)狀光源的情況下_半透明元件可以是該光系統(tǒng)的第一、所謂的主光學(xué)部件。


從從屬權(quán)利要求中以及借助于以下對在附圖中所示的實(shí)施例進(jìn)行的說明可以獲 知其他優(yōu)點(diǎn)。其中圖1以示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的第一實(shí)施例，其具有電路板、第二 光學(xué)部件、第三光學(xué)部件，并且具有例如由箭頭表示的光程；圖2以根據(jù)圖1中的觀察箭頭II的部分截面視圖示出了第三光學(xué)部件的底面；圖3示出了根據(jù)圖2中的切線III-III的球形棱面的第一實(shí)施例；圖4以根據(jù)圖3的視圖示出了球形棱面的相對于圖3修改的實(shí)施例；圖5以示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的另一實(shí)施例；以及圖6以示意圖示出了根據(jù)觀察箭頭VI的圖5的實(shí)施例。
在附圖中整體被表示為10的照明設(shè)備在以下應(yīng)該借助于附圖被解釋。應(yīng)當(dāng)指出， 為了清楚的原因，相同或類似的部件或元件即使對于不同實(shí)施例也以相同的附圖標(biāo)記來表示。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備10的第一實(shí)施例，其中為了清楚起見而省略了 照明設(shè)備外殼。圖1顯示了印刷電路板或電路板11，在其上設(shè)置所示的三個LED12a、12b和12c。 印刷電路板11例如可以被安裝在載板13上。沒有示出其他對于操作LED需要的構(gòu)件，例如微處理器、電阻、電容、電氣連接線、 冷卻元件等。在這方面，圖1只是示意性的，在其他附圖中也是這樣。根據(jù)圖1，LED 12a、12b、12c被第二光學(xué)部件14覆蓋。第二光學(xué)部件14是多個由 透明塑料構(gòu)成的透鏡體15a、15b、15c。如圖所示，透鏡體包括對于圖1向上擴(kuò)展的橫截面。 透鏡體在圖1中只示意性地示出。其實(shí)際上包括多個界面，這些界面導(dǎo)致LED 12a、12b、12c 所發(fā)射的光被成束。圖1表示了，如例如借助于光線26、27、28和29的光束看到的那樣，光 束26a、27a、28a、29a首先從LED發(fā)出，這些光束具有非常寬的分布。換言之，從LED 12c發(fā) 出的光例如具有大約120°至大約180°的照射角。覆蓋LED 12c的相應(yīng)透鏡體15c具有多個界面，其中在圖2中只示出了界面30a 和30b。在相應(yīng)光線26a、27a、28a、29a入射時，光線在界面30a和30b上被全反射，即使得 光線26b、27b、28b、29b的基本上平行的束被第二光學(xué)部件14發(fā)射。應(yīng)當(dāng)指出，所給出的觀察同樣被示意化和簡化，并且用于更好地理解本發(fā)明。第三光學(xué)部件16與第二光學(xué)部件間隔距離A地被設(shè)置。距離A在Imm和IOOmm 之間。進(jìn)一步優(yōu)選地，距離A在IOmm和80mm之間，更優(yōu)選地大約在IOmm和50mm之間。第 三光學(xué)部件16在圖1所示的實(shí)施例中由板狀半透明或透明元件構(gòu)成。其尤其可以由塑料 構(gòu)成。它具有朝向第二光學(xué)部件14的底側(cè)17以及背對第二光學(xué)部件14的上側(cè)20。在圖1所示的實(shí)施例中，在第三光學(xué)部件16的底側(cè)17上設(shè)置光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)18圖2表明，微結(jié)構(gòu)18由多個棱面19a、19b、19c、19d構(gòu)成，在圖2中也只示出了一 些棱面。在圖2的實(shí)施例中，棱面具有球形彎弓表面21a。根據(jù)圖3，棱面19d可以具有球 形表面21a，該表面以曲率半徑r彎弓。但是，根據(jù)圖4，相應(yīng)地棱面19d也可以替換地具有 彎曲的表面21b，該表面以曲率半徑R彎曲，其中R明顯大于r。圖2至4的示意性表示應(yīng)該只表示微結(jié)構(gòu)18可以完全不同地被構(gòu)造，并且可以優(yōu) 化地適配光學(xué)技術(shù)要求和照明設(shè)備的期望的照射特性。棱面19a至19d在最簡單的情況下 例如可以都被相同地構(gòu)造。因此，第三光學(xué)部件16的總底側(cè)17可以由多個根據(jù)圖3的相 同微透鏡構(gòu)成。所有這些棱面19可以具有相同的曲率半徑r。在本發(fā)明的一個可替換的實(shí)施例中，所有棱面具有相對改變的曲率半徑R。使用具有多個曲率半徑為r的棱面19的第一個第三光學(xué)部件16的照明設(shè)備10 與具有相同構(gòu)造結(jié)構(gòu)但是微結(jié)構(gòu)18不同的第二個第三光學(xué)部件16的照明設(shè)備相比具有完 全不同的光照射特性，其中在改變的微結(jié)構(gòu)18中，棱面19的彎弓表面21使用曲率半徑R。
圖1表明，在使用第一類型的微結(jié)構(gòu)時實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的特定光照射特性。平行光 束26b、27b、28b、29b根據(jù)圖1被擴(kuò)張為光束26c、27c、28c、29c。擴(kuò)張后的照射角在圖1中 被表示為α。 在使用相對改變的第二類型的微結(jié)構(gòu)時，例如在使用根據(jù)圖4的具有表面21b的 棱面的情況下，可以實(shí)現(xiàn)相對改變的照射角，該照射角在選擇棱面表面21b越大的曲率半 徑R時相應(yīng)越小。本發(fā)明不僅限于使用改變的曲率半徑來改變照明設(shè)備的照射角。相反，本發(fā)明可 以通過定位不同棱面以及通過構(gòu)造各個棱面19的各個表面21而使得能夠?qū)崿F(xiàn)照明設(shè)備的 完全改變的光照射特性。因此，例如光場輪廓(Lichtfeldkontur)和光場輪廓內(nèi)的強(qiáng)度分 布可以以任意方式被改變。為此，第一個第三光學(xué)部件的底側(cè)17的表面形貌可以相對于第 二個第三光學(xué)部件的表面形貌總體改變地構(gòu)造。圖5在另一實(shí)施例中表明，電路板11、第二光學(xué)部件14及第三光學(xué)部件16被固定 在照明設(shè)備外殼25上或者被安裝在照明設(shè)備外殼內(nèi)。固定元件和電氣引線以及其他需要 的電氣和電子構(gòu)件和冷卻器在圖5中因?yàn)榍宄脑蚨鴽]有被示出。照明設(shè)備外殼25可通過接頭23相對于壁側(cè)的安裝面24樞轉(zhuǎn)。可以使用照明設(shè) 備外殼25相對于墻面的傳統(tǒng)固定機(jī)制。圖6表明，第二光學(xué)部件14例如可以包括9個透鏡體15a、15b、15c、15d、15e、15f、 15g、15h、15i。在圖6中沒有示出相應(yīng)的9個LED。但是，圖6清楚地表明，圖5和6的第三光學(xué)部件16是圓形部件。根據(jù)圖5，其包 括第一類型的微結(jié)構(gòu)18。第三光學(xué)部件16可以從照明設(shè)備外殼25拆除，并且替換成具有 第二類型微結(jié)構(gòu)18的另一第三光學(xué)部件。因?yàn)榈诙愋偷奈⒔Y(jié)構(gòu)相對于第一類型的微結(jié) 構(gòu)改變地構(gòu)造，所以以這種方式改變的照明設(shè)備可以提供改變的光照射特性，并且表現(xiàn)出 完全不同的光照射行為。
權(quán)利要求
一種用于照明建筑物表面的照明設(shè)備(10)，包括電路板(11)，在所述電路板上設(shè)置多個LED(12a、12b、12c)；第二光學(xué)部件(14)，所述第二光學(xué)部件使從所述LED發(fā)射的光成束；以及第三光學(xué)部件(16)，其中所述第三光學(xué)部件由面狀半透明元件構(gòu)成，所述面狀半透明元件具有光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)(18)。
2.如權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)(18)由棱面(19、19a、19b、 19c、19d)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的照明設(shè)備，其特征在于，至少一些所述棱面具有彎弓的表面 (21)。
4.如權(quán)利要求3所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述表面是球面彎曲的。
5.如權(quán)利要求3或4所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述表面是非球面彎曲的。
6.如權(quán)利要求3至5之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述表面是柱面彎曲的。
7.如權(quán)利要求3至6之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述表面由旋轉(zhuǎn)拋物面提供。
8.如權(quán)利要求2至7之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，至少一些所述棱面具有平坦表面。
9.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)(18)被設(shè)置在所述 元件(16)的朝向所述第二光學(xué)部件(14)的側(cè)(17)上。
10.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)被設(shè)置在所述元件 (16)的背向所述第二光學(xué)部件的側(cè)(20)上。
11.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述元件(16)與所述第二光 學(xué)部件(14)間隔開(間距A)地被設(shè)置。
12.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述第二光學(xué)部件為所述第三 光學(xué)部件(16)施加基本平行的光束。
13.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述元件(16)由面狀電路板 構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求1至12之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述元件(16)被彎弓地構(gòu)造。
15.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述元件具有多個表現(xiàn)出不同 光學(xué)技術(shù)特性的部分。
16.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述照明設(shè)備(10)被位置固 定地設(shè)置。
17.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述電路板(11)、所述第二光 學(xué)部件(14)被設(shè)置在照明設(shè)備外殼(25)內(nèi)，并且在可能的情況下，所述第三光學(xué)部件(16) 被設(shè)置在所述照明設(shè)備外殼(25)內(nèi)。
18.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述第三光學(xué)部件(16)根據(jù) 照明設(shè)備防護(hù)玻璃的類型而被設(shè)置在所述照明設(shè)備(10)的光出射孔中。
19.如前述權(quán)利要求之一所述的照明設(shè)備，其特征在于，所述第三光學(xué)部件(16)能夠 通過固定裝置被固定在照明設(shè)備外殼(25)上。
20.一種用于照明建筑物表面的照明設(shè)備(10)的模塊化系統(tǒng)，包括電路板(11)，在所述電路板上設(shè)置多個LED (12a、12b、12c)； 第二光學(xué)部件(14)，所述第二光學(xué)部件使從所述LED發(fā)射的光成束；以及 預(yù)先確定的構(gòu)造結(jié)構(gòu)的第一個第三光學(xué)部件(16)，其中所述第一個第三光學(xué)部件由具 有第一類型(圖3)光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)(18)的面狀半透明元件構(gòu)成；設(shè)置相同構(gòu)造結(jié)構(gòu)的第二個第三光學(xué)部件，所述第二個第三光學(xué)部件由具有第二類型 (圖4)光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)的面狀半透明元件構(gòu)成，所述第一個第三光學(xué)部件能夠被所述第二個 第三光學(xué)部件替換，所述第二類型光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)使得能夠?qū)崿F(xiàn)所述照明設(shè)備的相對于所述 第一類型光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)改變的照射特性。
21.如權(quán)利要求20所述的模塊化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一類型光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)包括 具有第一類型光偏轉(zhuǎn)表面(21a)的棱面，而所述第二類型光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)包括具有第二類型 光偏轉(zhuǎn)表面(21b)的棱面。
22.如權(quán)利要求20或21所述的模塊化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一個第三光學(xué)部件 (16)使照明設(shè)備能夠以第一照射角(a)進(jìn)行光照射，所述第二個第三光學(xué)部件能夠?qū)崿F(xiàn) 以與所述第一照射角不同的第二照射角進(jìn)行的光照射。
23.一種用于照明建筑物表面的照明設(shè)備的模塊化系統(tǒng)(10)，包括 至少一個光源(12a、12b、12c)；預(yù)先確定的構(gòu)造結(jié)構(gòu)的第一面狀半透明元件(16)，所述第一面狀半透明元件能被設(shè)置 在由所述光源發(fā)射的光的光程中，并且具有第一類型(圖3)光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)(18)；設(shè)置相同構(gòu)造結(jié)構(gòu)的第二面狀半透明元件，所述第二面狀半透明元件能被設(shè)置在由所 述光源發(fā)射的光的光程中，并且具有第二類型(圖4)光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)；所述第一面狀半透明 元件能夠被所述第二面狀半透明元件替代，并且所述第二類型光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)使得能夠?qū)崿F(xiàn) 所述照明設(shè)備的相對于所述第一類型光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)改變的照射特性。
全文摘要
本發(fā)明展示和介紹了一種用于照明建筑物表面的照明設(shè)備(10)，包括電路板(11)，在電路板上設(shè)置多個LED(12a、12b、12c)；第二光學(xué)部件(14)，第二光學(xué)部件使從LED發(fā)射的光成束；及第三光學(xué)部件(16)，其中第三光學(xué)部件由面狀半透明元件構(gòu)成，該面狀半透明元件具有光偏轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)。
文檔編號F21V5/00GK101806411SQ20091026250
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者M·布雷梅里希, M·格雷斯 申請人:艾科有限公司