[发明专利]照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及包括布置在由半透明罩围住的光室内的LED光源的照明装置。

背景技术

白炽光源使用由电流加热的灯丝线产生光，电流被驱动穿过灯丝线直到它发光。灯丝通常安置在被填充有惰性气体或被排空以保护加热的灯丝免受氧化和可能有害的其它过程的影响的玻璃或石英灯泡内。在卤素照明装置中，进一步通过使用用于将金属蒸汽重新沉积到灯丝上的化学过程来防止灯丝挥发，由此，它的寿命相当大地延长了。因此，卤素照明装置通常用于照明应用。

发光二极管（LED）是今天可得到的目前最有效的光源之一。包括LED光源的照明装置比白炽光源消耗更少的能量。LED还具有比常规光源更长的寿命，且需要被更不频繁地更换，有在不使用用于容易更换的插座的情况下可将光源集成在照明装置中的优点。

然而由于很多原因，提供模拟白炽光源例如卤素照明装置的光发射分布和外观的LED照明装置是成问题的。

US-2012/0262050公开了具有包括棱镜的壳体的LED灯，棱镜布置成使得LED灯的视觉效果被改进。

然而，存在对进一步改进模拟白炽光源例如清澈卤素囊灯的视觉外观和光发射的LED照明装置的性能和外观的需要。

发明内容

本发明的目的是解决或至少减少上面讨论的问题。

特别是，根据本发明的第一方面，提供了照明装置，其包括：光室；围住光室的半透明罩，半透明罩具有内表面和外表面；以及布置在光室内以照亮半透明罩的内表面的一个或多个LED光源。

半透明罩包括具有第一折射率的材料，且光室包括具有第二折射率的材料。半透明罩还包括在内表面上的棱镜式光学结构，棱镜式光学结构具有等于或小于2×[90－ arcsin(n2/n1)]的顶角。

存在于半透明罩的内表面上的棱镜式光学结构布置成全向地反射和/或折射来自LED光源的光。它此外布置成阻碍从照明装置的外部直接观看LED光源。

优点是，提供了具有改进的视觉外观和与传统基于卤素的照明装置比较具有改进的性能（例如更大的光输出和更长的寿命）的LED照明装置。通过使用具有反射和/或折射来自LED光源的光的光学结构的半透明罩来再分布来自LED的光，使得来自LED照明装置的光分布被改进。因此，提供更好地模拟白炽光源（例如卤素照明装置）的照明装置。由于很少的部件，此外简化了LED照明装置的制造。

措辞“半透明”应被理解为允许光的通过。半透明罩因此可包括清澈的、换言之对光透明的一部分和/或透射和扩散光的一部分，以使得在光学罩内的物体不能从半透明罩的外部被清楚地看到。

因此，半透明应被理解为“允许光的通过”，且半透明材料可以是清澈的（透明的）或透射并扩散光，使得在另一边的物体不能被清楚地看到。

透明应被理解为“能够被看穿”。

棱镜式光学结构允许穿过LED照明装置的半透明罩发射的光的有效再分布，使得模拟来自卤素照明装置的发射的光分布被得到。LED照明装置允许当从半透明罩的外部观看LED照明装置时，LED的相对大的光发射区域是作为不连续的区域而可见的。换句话说，LED照明装置更好地模拟白炽照明装置的视觉外观。

光学结构布置在半透明罩的内表面上，使得它被半透明罩保护，半透明罩减小磨损和/或污染物影响LED照明装置的性能的概率。从而得到具有增加的耐久性的LED照明装置。

LED光源布置在由半透明罩围住的光室内，且在半透明罩的内表面上的光学结构布置成使得借助于在棱镜式光学结构处的全内反射来阻碍从LED照明装置的外部直接观看LED光源。这减少了例如可引起观看LED照明装置的人的不舒适或伤残的眩光之类的问题。这进一步减小了关于LED的发光区域与白炽光源的传统灯丝比较相对大的问题。

全内反射（TIR）是当光线相对于边界表面的法线在大于临界角的角度下到达在第一和第二介质之间的边界时出现的光学效应。为了使TIR出现，需要第一介质的折射率大于第二材料的折射率，即为了使光线在边界处被完全反射，使得没有光越过边界传播且所有光实质上在边界处被反射。

半透明罩可以是圆柱形的。这允许半透明罩的容易制造。半透明罩的圆柱形形状还提供穿过半透明罩发射的光的有效再分布，使得模拟来自卤素照明装置的发射的光分布被得到，即光可在圆柱体的径向方向上更均匀地发射。圆柱形形状还可提供在垂直于圆柱体的径向方向的方向上的减小的光强。这提供类似于白炽光源（例如卤素照明装置）的发射型式的光分布。