具有全向光分布的照明裝置制造方法
【專利摘要】一種照明裝置(2)，其包括具有主要向前發(fā)射方向(20)的光源(210)，以及該光源(210)布置在其中的外殼(220)。外殼(220)包括上部(225)，此上部具有散射特性并且布置為相對于主要向前發(fā)射方向(20)橫向地與向后地反射來自光源(210)的光的一部分并且透射來自光源(210)的光的一部分。該照明裝置(2)的光強分布更加均勻，因為向后與橫向的光強增加同時仍然允許在主要向前發(fā)射方向(20)的光。
【專利說明】具有全向光分布的照明裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及照明裝置領(lǐng)域，其具有用于橫向地與向后地反射光的裝置使得獲得改進(jìn)的光強分布。

【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的LED為基礎(chǔ)的照明裝置中，光源提供向前地比橫向地與向后地具有更高光強的導(dǎo)向的光，作為光源安裝在那里的基部，使通過光源發(fā)射的光的一部分投影。為了獲得更全向的光強分布，并且由此較好地與傳統(tǒng)白熾燈燈泡類似，理想的是橫向地并且向后地增加光強。
[0003]CN101275731示出了具有布置在封裝LED的外殼的頂部的反射器的LED為基礎(chǔ)的照明裝置。反射器橫向與向后地反射來自LED的光的一部分以便增加在照明裝置的后部的光強。此照明裝置的問題在于反射器在外殼的頂部提供了視覺暗區(qū)，因為從LED在主要向前發(fā)射方向發(fā)射的光的一部分被反射器阻擋。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決這些問題并且為照明裝置提供更加均勻的光強分布。具體地說，本發(fā)明的目的是提供在外殼的頂部具有減小的暗區(qū)的照明裝置。
[0005]本發(fā)明的這些與其它目的通過如在獨立權(quán)利要求中限定的照明裝置實現(xiàn)。本發(fā)明的實施方式限定在從屬權(quán)利要求中。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面提供了照明裝置。該照明裝置包括具有主要向前發(fā)射方向的光源，以及該光源布置在其中的外殼。外殼包括上部，此上部具有散射特性并且布置為相對于主要向前發(fā)射方向橫向地與向后地反射來自光源的光的一部分并且透射來自光源的光的一部分。
[0007]通過本發(fā)明，由于具有散射特性的上部在這些方向反射(或重定向)來自光源的光的一部分，因此照明裝置的光強在橫向與向后方向增加。此外，上部還將光的一部分從光源透射到外殼外部使得上部(就像外殼的剩余部分)可以呈現(xiàn)發(fā)光。
[0008]本發(fā)明是有利的在于，由于向后與橫向光強增加同時仍允許光在主要向前發(fā)射方向因此光強分布更加均勻。此外，由于上部透射一部分光而不是阻擋全部光，因此如在現(xiàn)有技術(shù)中獲得的可見暗區(qū)減小并且優(yōu)選地被移除。尤其對于LED為基礎(chǔ)的照明裝置來說，LED光源提供了向前地(即，沿著主要向前發(fā)射方向)比橫向地與向后地(即，相對于主要向前發(fā)射方向沿著橫向或向后方向)具有更高光強的被導(dǎo)向的光，這由此可以通橫向地與向后地散射來自LED的光的一部分得到補償。通過本發(fā)明，光分布(其更加全向)，以及照明裝置的外觀(具有減小的可見暗區(qū))與白熾燈燈泡的外觀更加相似。
[0009]此外，本發(fā)明是有利的在于上部通過散射的方式重定向光的一部分，由此獲得光的漫反射與透射，并且減小了在外殼的上部與橫向部分之間的過渡部處以及在照亮的周圍中的可見銳利邊緣。因為由于散射而導(dǎo)致透射通過上部的光還可以略微地重定向(但是向前地)，發(fā)射的光的上部中的散射可以使光在向前發(fā)射方向中擴散。因此，在上部的橫向地與向后地漫反射與通過散射獲得的光的漫透射使得在近場中以及在遠(yuǎn)場中的光強分布更平滑。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于散射特性(以及上部)可以集成在外殼中，因為如果與如在現(xiàn)有技術(shù)中使用單獨的反射器相比要求較少的部件由此在制造過程中方便照明裝置的裝配。
[0010]在本公開中，術(shù)語“外殼的上部”可以指代來自光源的基本上在主要向前發(fā)射方向發(fā)射的光對于其射出的部分。優(yōu)選地，上部可以是布置在光源前方的外殼的一部分，即在沿著光源的主發(fā)射方向的位置。此外，通過術(shù)語“主要向前發(fā)射方向”，其表示與光源的主光軸平行并且指向遠(yuǎn)離光源的方向。例如，對于傳統(tǒng)的LED來說，主要向前發(fā)射方向可以是LED的光強達(dá)到峰值的發(fā)射方向。應(yīng)該理解的是，光源可以包括具有非平行光軸的諸如幾個LED的幾個子光源，其中主要向前發(fā)射方向可以是與一起的子光源組的光軸平行并且遠(yuǎn)離子光源的組指向的方向。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，夕卜殼可以適于使得光的散射在所述外殼的所述上部中比在橫向部分中更高。因此，在外殼的上部中比在橫向部分中可以發(fā)生更高程度的散射。本實施方式的有利之處在于外殼的上部比橫向部分透射更小的百分比，并且反射(向后地以及橫向地)更大的百分比的出射光(來自光源)。因此，光強橫向地并且向后地增強，部分地因為上部向后地與橫向地反射更多的來自光源的在主要向前發(fā)射方向發(fā)射的光，并且部分地因為橫向部分在橫向與向后方向(相對于主要向前發(fā)射方向)透射更多的出射光(通過光源發(fā)射的光以及通過上部反射的光)。
[0012]應(yīng)該理解的是橫向部分可以是外殼的一部分，來自光源的在基本上橫向與向后方向(相對于主要向前放射方向)的光發(fā)射對著該橫向部分出射。橫向部分還可以稱作為外殼的側(cè)壁。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，上部可以具有至少10%，優(yōu)選地至少25%，并且甚至更優(yōu)選地至少50%的透射率。因此，上部可以適于透射撞擊在上部上的光的至少10%，并且優(yōu)選地至少25%。本實施方式是有利的在于通過上部的此透射率足以減小在外殼的頂部上的任何黑暗區(qū)域的可見性，這為外殼提供了更加均勻發(fā)光的外觀并且使光強分布更加均勻。此外，上部可以適于向后地與橫向地反射撞擊在上部上的光的剩余部分的主要部分(即，反射未透射出外殼的光)，諸如相應(yīng)地高達(dá)光的90%、75%或50%的光(在上部中可以吸收光的一部分)，這是有利的因為光強分布更均勻并且照明裝置更類似于白熾燈燈泡。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，上部的散射特性(或者散射強度、量級或等級)可以朝向外殼的橫向部分逐漸減小，這是有利的因為上部與橫向部分之間的過渡更平滑(或者不那么銳利)。因此，通過本實施方式，防止了在外殼處的上部與橫向部分之間的過渡處的可見邊緣的出現(xiàn)并且在附近場的光強分布更平滑。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，上部可以包括散射顆粒。散射顆粒為上部提供其散射特性并且適于散射撞擊在上部上的光。選擇性地，此外外殼的橫向部分(或者剩余部分)可以包括散射顆粒，這可以是有利的在于來自光源的在橫向與向后方向發(fā)射的光被擴散，這減少了來自光源的強光。
[0016]在實施方式中，散射顆粒的濃度在外殼的上部中可以比在外殼的橫向部分中更高。因此，可以通過改變橫跨外殼的散射顆粒的濃度來調(diào)諧照明裝置的光強分布。在上部中的散射顆粒的較高濃度提供了到橫向與向后方向的光的增加的反射。
[0017]在實施方式中，散射顆?？梢圆贾迷谕鈿さ膬?nèi)表面處，由此通過在上部的表面散射獲得向后地與橫向地光的反射。例如，上部的內(nèi)表面可以涂覆以散射顆粒。選擇性地，散射顆粒還可以布置在外殼的橫向部分的內(nèi)表面。根據(jù)實施方式，散射顆?？梢圆贾迷谕鈿さ膬?nèi)表面處的散射層中，由此可以通過改變橫跨外殼的散射層的散射特性來調(diào)諧照明裝置的光強分布。例如，散射層可以設(shè)有開口(或孔)的圖案，其中在期望較少散射的外殼的部分可以在散射層中(或者根本沒有任何散射層)設(shè)有更多和/或更大的開口并且在期望更多散射的外殼的部分(諸如上部中)在散射層中可以設(shè)有較小和/或較少開口。在實施方式中，可以通過改變橫跨外殼的散射層的厚度來調(diào)諧照明裝置的光強分布。然后散射層可以在外殼的上部比在橫向部分更厚。
[0018]根據(jù)另一個實施方式，散射顆?？梢郧度胪鈿ぶ?，由此通過在上部中的體積散射獲得向后地與橫向地光的反射。例如，外殼可以由其中嵌入由散射顆粒的透光材料制成，其中在外殼中的散射顆粒的局部濃度與外殼的局部厚度是適合的以便形成重定向上部。
[0019]在實施方式中，在外殼中的散射顆粒的濃度可以是均勻的(或均質(zhì)的)，由此外殼的厚度可以變化以調(diào)節(jié)照明裝置的光強分布并且以形成外殼的重定向上部。本實施方式是有利的在于外殼可以以例如可以是散射顆粒均勻地擴散并且嵌入其中的透明材料(諸如玻璃或塑料)的單件材料制造。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實施方式外殼的上部可以比外殼的橫向部分更厚。例如，如果在外殼中的散射顆粒的濃度是均勻的，那么上部可以優(yōu)選地比橫向部分更厚以在上部中比在橫向部分中提供更高(或者更多)的散射。根據(jù)另一個實例，上部可以比橫向部分更厚并且/或者具有更高濃度的散射顆粒，由此在橫向與向后方向的光強甚至更多的增加。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，通過全內(nèi)反射(TIR)上部可以適于(橫向地與向后地)反射來自光源的光的一部分，因為通過TIR提供的上部的散射特性由此減小了對散射顆粒的需要。在實施方式中，上部可以包括用于提供TIR的棱鏡狀元件。棱鏡狀元件可以例如通過外殼上部中的棱鏡狀凹槽與脊部獲得，此凹槽與脊部例如可以周向地地、六邊形地或者徑向地布置(或者以任何其它適當(dāng)?shù)姆绞讲贾?。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，照明裝置可以是管式或燈泡式的。因此，外殼可以相應(yīng)地是管狀(或者具有光源可以安裝在那里的縱向開口的管狀，并且可以布置光源安裝到那里的任何基部)或燈泡狀的。在本實施方式中，上部可以是布置在光源的前方(即，在主要向前方向)的燈泡或管狀外殼的一部分。
[0023]在實施方式中，光源可以是諸如LED的固態(tài)光源。此光源可以提供向前地比橫向地與向后地具有更高光強的被導(dǎo)向的光，其由此可以通過經(jīng)由外殼的上部橫向地與向后地散射來自固態(tài)光源的光的一部分而被補償。
[0024]應(yīng)該注意的是本發(fā)明涉及在權(quán)利要求中引用的特征的全部可能結(jié)合。當(dāng)研究下面詳細(xì)的公開、附圖與所附權(quán)利要求時本發(fā)明的其它目的、特點、與優(yōu)點將變得顯而易見。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會意識到本發(fā)明的不同特征可以結(jié)合在一起以形成除了在下面描述的這些以外的實施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面將參照示出本發(fā)明的實施方式的附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的此方面與其它方面。
[0026]圖1A是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的照明裝置的側(cè)視圖。
[0027]圖1B是圖1A中示出的照明裝置的俯視圖。
[0028]圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置。
[0029]圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的照明裝置。
[0030]圖3A到圖3E示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實施方式的照明裝置的光強分布。
[0031]圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實施方式的照明裝置的光強分布。
[0032]圖5A和圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實施方式的照明裝置的光強分布。
[0033]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的照明裝置。
[0034]圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的照明裝置。
[0035]圖7B是圖7A中示出的照明裝置的橫截面的放大圖。
[0036]圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的管式照明裝置。
[0037]圖SB示出了在圖8A中示出的照明裝置的沿線A-A截取的橫截面。
[0038]圖SC示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氖管照明裝置的光強分布。
[0039]圖8D示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED管照明裝置的光強分布。
[0040]圖8D示出了圖8A中示出的照明裝置的光強分布。
[0041]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置。
[0042]全部附圖都是示意性的，非必要地按照比例，并且大體上僅示出了必要的部分以便解釋本發(fā)明，其中其它部分可以省略或者僅僅是建議。

【具體實施方式】
[0043]將參照圖1A和圖1B描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的照明裝置。
[0044]圖1A示出了包括布置在水平基部145處并且通過燈泡狀外殼120封裝的光源110(包括幾個LED)的照明裝置I的側(cè)視圖。光源110具有平行于照明裝置I的光軸100并且遠(yuǎn)離光源110指向的主要向前發(fā)射方向10。在外殼120的上部中，反射器125布置為橫向與向后地反射來自光源110的光以便補償由來自光源110的橫向與向后的光在基部145上致使的陰影效果。然而如從頂部示出了照明裝置I的圖1B中所示，反射器125在外殼120的頂部提供了暗區(qū)126，該暗區(qū)126是反射器125反射來自光源110的幾乎100%的光的的結(jié)果。暗區(qū)126使類似傳統(tǒng)白熾燈燈泡的照明裝置I以及在照明裝置I的近場中的光強分布變差，因為光在主要向前發(fā)射方向被阻擋。
[0045]將參照圖2A和圖2B描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置。
[0046]圖2A示出了包括光源210的照明裝置2的橫截面，光源210包括幾個布置在基板245上并且通過優(yōu)選燈泡狀外殼220封裝的LED215。LED215具有基本上平行于照明裝置2的光軸200并且遠(yuǎn)離LED215指向的主要向前發(fā)射方向20。照明裝置2可以選擇性地包括螺紋基部250以便將照明裝置2安裝在燈具中，以及用于冷卻光源210的散熱器240以及用于驅(qū)動光源210的電子設(shè)備(未不出)。
[0047]外殼220包括布置在光源210前方的上部225使得從光源210基本上在主要向前發(fā)射方向20中發(fā)射的光撞在上部225上。外殼220還包括橫向部分(或側(cè)壁)227,其設(shè)置為使得從光源210基本上在橫向方向中發(fā)射的光撞在橫向部分227上。上部225具有用于橫向地并且向后地(如通過箭頭25示出的)反射撞擊光的一部分的散射特性，并且將撞擊光的一部分透射到外殼220外部。橫向與向后的光的反射使照明裝置2的光強在橫向與向后方向增加，同時通過上部225的光的透射仍提供來自照明裝置2的在向前方向的光發(fā)射，這減小了在現(xiàn)有技術(shù)中獲得的暗區(qū)(在在圖B中示出)。優(yōu)選地，上部225可以適于使得撞擊在上部上的光的至少10%，或者甚至更優(yōu)選地，至少25%透射通過上部225。10%的透射率可以足以顯著地減小外殼220處的任何黑暗區(qū)域的可見性，并且25%的透射率可以提供完全照亮的燈泡外觀。此外，橫向部分227可以適于具有比上部225更高的透射率。例如，橫向部分227可以適于透射高達(dá)80%、90%或者甚至幾乎100%的撞擊光。選擇性地，在上部225中的散射的等級可以朝向橫向部分227逐漸地減小以便在上部225與橫向部分227之間提供平滑的過渡。
[0048]透射與向后反射的光的比率取決于在上部225中的散射的量以及上部225的面積。為了利用反射幾乎100%光的反射器在橫向與向后方向獲得與現(xiàn)有技術(shù)類似的光強，上部225的面積可以比此反射器的面積更大。例如，上部225可以覆蓋總外殼面積的約25-50%，諸如40%。照明裝置的另一個設(shè)計參數(shù)是上部225的直徑(或者最大外殼直徑)與散熱器240之間的比率。與最大外殼直徑相比散熱器直徑越小，就允許更多的光在橫向與向后方向通過散熱器并且要求在上部中的更少的散射以獲得更均勻的光強分布。因此，上部225的散射特性可以適于外殼的設(shè)計以及散熱器的尺寸以便提供更均勻的光強分布。還一個設(shè)計參數(shù)是散熱器的反射性。如果反射性低，那么更多的光可以優(yōu)選地通過上部225反射以增加撞擊在橫向部分227上的光的量并且因此橫向地與向后地反射。如果反射性非常高，便需要通過上部225反射較少的光。例如，外殼(與上部)和散熱器的設(shè)計可以適于使得上部透射來自光源的光的25%-50%并且光的剩余部分(除了光吸收損失以外)可以從橫向部分發(fā)射。
[0049]在本實施方式中，通過嵌入外殼220的散射顆粒獲得散射特性，這可以稱作體積散射。散射顆?？梢岳缡嵌趸?T12)的顆粒，其可以嵌入形成外殼220的透明材料(諸如玻璃、塑料或硅膠)中。優(yōu)選地，橫向部分227也可以具有散射特性以減少來自光源210的強光。照明裝置2的光強分布可以通過空間地改變橫跨外殼220的散射特性來調(diào)諧，使得在上部225中比在橫向部分227中獲得更多的散射。在本實施方式中，可以通過(空間地)改變外殼220的(壁)厚度來獲得此調(diào)諧，使得在期望較多散射的部分比期望較少散射的部分更厚。對于給定散射顆粒濃度來說，較厚的外殼壁在每單位面積包括比較薄外殼壁更多的散射顆粒。還可以通過(空間地)改變外殼中的散射顆粒的濃度獲得調(diào)節(jié)(作為另選或者補充)使得在期望更多散射的部分具有比期望較少散射的部分更高的散射顆粒的濃度。對于給定的外殼厚度來說，具有散射顆粒的較高濃度的部分比具有較低濃度的部分在每單位面積包括更多的散射顆粒。例如，上部225可以比橫向部分227更厚并且/或者具有更高濃度的散射顆粒。此外，在使用散射顆粒的實施方式中，散射特性可以取決于顆粒的尺寸以及顆粒的尺寸與來自光源210的光的波長之間的關(guān)系。
[0050]此外,上部225的形狀(尤其是內(nèi)表面)可以適于影響橫向與后向反射的光的光束角度。除了上部225、235的形狀以外圖2A與圖2B中示出的照明裝置2可以是相同的。在兩個實施方式中，外殼220的上部225、235比橫向部分227更厚，以便在上部225、235中比在橫向部分227中獲得更多的散射。在圖2A中示出的實施方式中，上部225具有(基本上)均勻的厚度，由于需要制造較少復(fù)雜的形狀因此這在制造的觀點來看可以是有利的。在圖2B中示出的實施方式中，上部235具有從外殼的頂部朝向光源210延伸的圓錐(或錐形)形狀，此形狀對于獲得橫向與后向的增加的光強來說可以是有利的。特別地，光強在橫向方向增加，這是有利的因為獲得了較高的光效率，因為更少的光被相對基板反射或者被基板吸收。
[0051]參照圖3A至3E，將描述如參照圖2A描述而設(shè)計的照明裝置的計算的光強分布。在圖3A到圖3E中，通過附圖標(biāo)記300指示光軸并且主要向前發(fā)射方向與光軸基本上平行并且在附圖中向上指向。在計算中，散射顆粒(在此情形中，T12顆粒)的濃度在外殼220中從0.03%—直變化到0.15%。圖3A示出了如通過散射顆粒的0.03%濃度獲得的光強分布301，圖3B示出了如通過散射顆粒的0.06%濃度獲得的光強分布302，圖3C示出了如通過散射顆粒的0.09%濃度獲得的光強分布303，圖3D示出了如通過散射顆粒的0.12%濃度獲得的光強分布304，并且圖3E示出了如通過散射顆粒的0.15%濃度獲得的光強分布305。如在圖3A至圖3E中可見，在橫向與向后方向的光強隨著散射顆粒的增加的濃度而增加，而在主要向前發(fā)射方向略微地減小。
[0052]參照圖4A和圖4B，將要描述如參照圖2A所描述的而設(shè)計但是具有均勻的外殼厚度(即，上部與橫向部分具有相同的厚度)的照明裝置的測量的光強分布。在圖4A和圖4B中，通過附圖標(biāo)記400指示光軸并且主要向前發(fā)射方向與光軸基本上平行并且在附圖中向上指向。圖4A示出了如通過外殼中的T12散射顆粒的0.015%濃度獲得的光強分布401并且圖4B示出了如通過外殼中的T12散射顆粒的0.12%濃度獲得的光強分布402。如圖4A與圖4B中可見，對于具有較高的散射顆粒濃度的裝置來說在橫向與向后方向(相對于主要向前發(fā)射方向)的光強略微較高。
[0053]將參照圖5A和圖5B描述，如參照圖2A的描述而設(shè)計(即，上部比橫向部分更厚)的照明裝置的測量的光強分布。在圖5A和圖5B中，通過附圖標(biāo)記500指示光軸并且主要向前發(fā)射方向與光軸平行并且在附圖中向上指向。圖5A示出了如通過上部中的T12散射顆粒的0.015%濃度獲得的光強分布501并且圖5B示出了如通過上部中的T12散射顆粒的0.12%濃度獲得的光強分布502。如圖5A與圖5B中可見，對于具有較高的散射顆粒的濃度的照明裝置來說在橫向與向后方向(相對于主要向前發(fā)射方向)的光強顯著更高。此夕卜，將圖4B中示出的光強分布與圖5B中示出的光強分布進(jìn)行比較，示出了如果上部比橫向部分更厚并且具有更高的散射顆粒的濃度那么在橫向與向后方向(相對于主要向前發(fā)射方向)的光強顯著地更高。
[0054]將參照圖6描述根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的照明裝置。除了將在下面描述的散射特性是通過表面散射獲得的以外，參照圖6描述的照明裝置的基本結(jié)構(gòu)與操作原理可以與參照圖2A描述的照明裝置的基本結(jié)構(gòu)與操作原理相同。
[0055]圖6不出了包括光源610的照明裝置6,光源包括通過具有上部625與橫向部分627的外殼620封裝的幾個LED615。在本實施方式中，散射顆粒(諸如T12的顆粒)設(shè)置在外殼620的內(nèi)表面處的層621中，使得通過表面散射獲得上部625的散射特性。散射層621包括具有散射顆粒的點的圖案。然而，散射層621可以具有包括散射區(qū)域與非散射區(qū)域的任何適當(dāng)?shù)膱D案?？梢酝ㄟ^改變此圖案中的散射區(qū)域的密度(或面積)和/或厚度來調(diào)諧散射層的散射特性。在本實例中，外殼620的橫向部分627未設(shè)有任何散射層，由此在上部625中的散射比在橫向部分627中更高。然而，散射層621可以替換地在橫向部分627處向下延伸，其中散射層的厚度和/或密度在橫向部分627中比在上部625中更低以便獲得較低的散射。根據(jù)另一個實例，可以將散射層(沒有任何圖案)施加在上部與橫向部分上，其中散射層在上部比在橫向部分可能更厚。例如，參照圖6，有圖案的上部625可以替代地是有圖案的，具有施加在內(nèi)側(cè)(和/或外側(cè))上的均勻的散射層，并且橫向部分627還可以具有施加在內(nèi)側(cè)(和/或外側(cè))上的(均勻)散射層，其中在橫向部分627的散射層比在上部625處的散射層更薄。
[0056]在實施方式中，照明裝置6可以包括具有適于在橫向與向后方向(相對于主要向前發(fā)射方向)反射一些來自光源610的光的上部665的額外光學(xué)部分660。光學(xué)部分660的上部665可以由此提供與外殼620的上部625類似的效果，并且提供光在橫向與向后方向的額外的重定向。額外光學(xué)部分660可以具有散射特性，其可以通過例如如上所述的體積散射或表面散射，或者通過全內(nèi)反射提供(這將在后面進(jìn)一步描述)。例如，光學(xué)部分660可以是圓頂狀的。應(yīng)該理解的是本實施方式可以與其它描述的實施方式中的任一個結(jié)合。選擇性地，照明裝置6 (或者上述照明裝置中的任一個)可以包括例如布置在額外光學(xué)部分660中的濾鏡，以便例如通過磷光體調(diào)諧照明裝置6的顏色。
[0057]將參照圖7A和圖7B描述根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的照明裝置。除了將在下面描述的散射特性是通過全內(nèi)反射(TIR)獲得的以外，參照圖7A和圖7B描述的照明裝置的基本結(jié)構(gòu)與操作原理可以與參照圖2A描述的照明裝置的基本結(jié)構(gòu)與操作原理相同。
[0058]圖7A示出了照明裝置7，其包括具有幾個由具有上部725和橫向部分727的外殼720封裝的LED715的光源710。在本實施方式中，上部725設(shè)有棱鏡狀元件729 (也在圖7B中示出，圖7B示出了上部725的放大視圖)，使得通過TIR獲得上部725的散射特性。作為實例，撞擊在上部725處的來自光源710的光束A以致使光束A通過外殼與周圍空氣之間的邊界反射的角度擊打棱鏡狀元件729，使得在橫向與向下方向反射光束A。來自光源710的另一個光束B以致使光束B透射(而不是反射)通過上部725的角度撞擊棱鏡狀元件729。棱鏡狀元件729可以布置為諸如環(huán)形(圓周)、六邊形或徑向圖案的任何適當(dāng)?shù)膱D案。選擇性地，外殼720可以包括保護(hù)棱鏡狀元件729免遭損壞的外部(優(yōu)選地透明的)覆蓋件 728。
[0059]將參照圖8A和圖SB描述根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的照明裝置。除了照明裝置是管式以外，參照圖8A和SB描述的照明裝置的基本結(jié)構(gòu)與操作原理可以與參照圖2A描述的照明裝置的基本結(jié)構(gòu)與操作原理相同。
[0060]圖8A和圖8B示出了包括管狀外殼820的管式照明裝置8，該管狀外殼820封裝包括具有沿著光軸800的主要向前發(fā)射方向80的幾個LED的光源810 (如在圖8B中所示，示出了在圖8A中的沿線A-A所取的橫截面)。優(yōu)選地，散熱器840布置在光源810附近并且反射器870布置為覆蓋散熱器840并且將來自光源810的光反射到外殼820的外部。此夕卜，外殼820包括具有散射特性并且布置為橫向地并且向后地反射來自光源810的光的一部分的上部825。例如可以通過如上所述的體積散射、表面散射、TIR、或者其任意結(jié)合來獲得該散射特性。優(yōu)選地，外殼820可以適于使得在上部825中比在橫向部分827中獲得更多的散射。
[0061]將參照圖SC到圖SE描述，現(xiàn)有技術(shù)管式照明裝置與根據(jù)本實施方式的照明裝置8的光強分布。在圖SC到圖SE中，通過附圖標(biāo)記800指示照明裝置的光軸，并且主要向前發(fā)射方向基本上與光軸平行并且在附圖中向上指向。圖8C示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氖(或者熒光)管式照明裝置的光強分布801。該光強分布801是圍繞管子周邊均勻的。圖8D示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED管式照明裝置的光強分布802 (即，沒有任何上散射部分)。光強分布802在LED的主要向前發(fā)射方向較高，但是在橫向方向較低并且在向后方向為零。低的橫向與向后光強主要地由使來自LED的光在橫向與向后方向投影的散熱器所導(dǎo)致。圖8E示出了根據(jù)本實施方式的LED管式照明裝置的光強分布803。當(dāng)比較圖SC到圖SE時可以看出，本實施方式的光強分布803橫向地與向后地顯著地更高，并且由此與傳統(tǒng)LED管式照明裝置相比更均勻(并且更加全向)，并且更好地類似傳統(tǒng)氖(或者熒光)管式照明裝置的光強分布801。
[0062]此外，照明裝置可以是LED模塊(具有在獨立權(quán)利要求中限定的特征)。如圖9中所示，若干個此種LED模塊9可以相互連接到照明裝置。優(yōu)選地，LED9模塊可以布置為使得LED模塊9的向前發(fā)射方向90在不同的方向。例如，共用散熱器940可以與LED模塊9相互連接。每個LED模塊都可以包括具有主要向前發(fā)射方向90 (與光源910的光軸900平行)的光源910，以及其中布置有光源910的外殼920。外殼920包括上部925，此上部具有散射特性并且布置為相對于主要向前發(fā)射方向90橫向地與向后地反射來自光源910的光的一部分并且透射來自光源910的光的一部分。
[0063]實施方式的逐項列舉
[0064]1.一種照明裝置，其包括光源與具有壁厚和頂部的外殼，所述外殼具有散射特性的內(nèi)表面，其在基本向下的方向重定向撞擊在所述頂部上的光的至少一部分并且透射所述光的剩余部分，于是獲得均勻光分布。
[0065]2.根據(jù)項I所述的照明裝置，其中通過提供具有散射顆粒濃度的所述壁來獲得所述散射特性。
[0066]3.根據(jù)項I或2所述的照明裝置，其中通過改變所述外殼的所述壁厚改變所述散射特性。
[0067]4.根據(jù)項1、2或3所述的照明裝置，其中所述散射顆粒濃度在所述壁上保持恒定。
[0068]5.根據(jù)項1、2或3所述的照明裝置，其中所述散射顆粒濃度在所述頂部上增加。
[0069]6.根據(jù)上述項中任一項所述的照明裝置，其特征在于所述外殼使其光的至少10%透射通過所述頂部。
[0070]本領(lǐng)域中的技術(shù)人員意識到本發(fā)明決不僅限于上述優(yōu)選實施方式。相反地，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行多種修改與變型。將要理解的是參照圖2A和圖2B描述的實施方式，尤其是關(guān)于上部的透光性以及上部的散射特性的逐漸過渡的實施方式，可以應(yīng)用于本發(fā)明的任一其它實施方式中。此外，表面散射、體積散射與全內(nèi)反射的實施方式可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合在一起。
【權(quán)利要求】
1.一種照明裝置(2)，其包括: 光源(210)，其具有主向前發(fā)射方向(20)，以及 外殼(220),所述光源布置在所述外殼中， 其中所述外殼包括上部(225)，所述上部具有散射特性并且布置為相對于所述主向前發(fā)射方向橫向地與向后地反射來自所述光源的光的一部分并且透射來自所述光源的光的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所限定的照明裝置，其中所述外殼適于使得光的散射在所述外殼的所述上部中比在橫向部分(227)中更高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所限定的照明裝置，其中所述上部具有至少10%，優(yōu)選地至少25%，并且甚至更優(yōu)選地至少50%的透射率。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所限定的照明裝置，其中所述上部的所述散射特性朝向所述外殼的橫向部分逐漸地減小。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所限定的照明裝置，其中所述上部包括散射顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所限定的照明裝置，其中所述散射顆粒的濃度在所述外殼的所述上部中比在所述外殼的橫向部分中更高。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所限定的照明裝置，其中所述散射顆粒布置在所述外殼的內(nèi)表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項所限定的照明裝置，其中所述散射顆粒布置在所述外殼的內(nèi)表面處的散射層(621)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所限定的照明裝置，其中所述散射層在所述外殼的所述上部比在橫向部分更厚。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9中任一項所限定的照明裝置，其中所述散射顆粒嵌入在所述外殼中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所限定的照明裝置，其中在所述外殼中的所述散射顆粒的濃度是均勻的。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所限定的照明裝置，其中所述外殼的所述上部比所述外殼的橫向部分更厚。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所限定的照明裝置，其中所述上部適于通過全內(nèi)反射來反射來自所述光源的光的一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所限定的照明裝置，其中所述上部包括用于提供所述全內(nèi)反射的棱鏡狀元件(729)。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所限定的照明裝置，其中所述照明裝置是管式的或燈泡式的。
【文檔編號】F21V3/04GK104053945SQ201280051597
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月19日
【發(fā)明者】J·P·M·安森斯, J·H·A·哈格拉爾, P·J·M·布肯斯, V·S·D·吉萊恩, R·I·A·登博爾, 何世貝 申請人:皇家飛利浦有限公司