[发明专利]光学装置、光学系统和成形光束的方法

说明书

一种光学装置，包括第一和第二光学元件。第一光学板用于准直来自光源的光，以生成准直光，其被提供给第二光学元件。第二光学元件用作使光均匀化的光学集成器。第二光学元件进一步生成光输出束，其具有取决于位置的输出角度的扩展。这意味着可以通过控制到达第二光学板的光并由此控制第二光学板上的照射面积来控制输出角度的输出扩展。这可以通过选择源与光学板的相对位置来实现。

技术领域

本发明涉及光学装置，特别但不排他地涉及用于照明单元的光学板。

背景技术

众所周知设计用于点照明效果的光学部件一般具有挑战性，尤其对于光输出相对于角度或位置不完全均匀的光源。当考虑用于生成白光的中功率发光二极管(LED)或者用于生成彩色可变光的红-绿-蓝(RGB)LED时，该问题变得严重。

在大多数照明应用中发现束成形。束成形光学元件例如包括反射器、准直器或透镜。这些元件被用于大多数灯具。它们均执行准直和/或成像功能。

可以得到许多已知光源，例如，LED可以分为高功率LED、中功率LED、低功率LED、成群LED和板上芯片。

高功率LED的尺寸可以较小，例如具有约1mm²的面积，并且LED的磷光体可以很好地与裸片的面积匹配。这使得相对于LED发射区域内的发射角度和位置来说的相对均匀的彩色光分布。然而，这是高成本LED。

中功率和低功率LED通常稍微较大，例如具有2-6mm²的面积。这通常导致相对于位置的颜色分布效应。此外，将这种光源与具有一些准直特性的光学器件组合会进一步导致相对于发射角度的颜色分布效应。传统地，通过在束成形元件中的准直顶部引入漫射来解决这些彩色伪影(color artifact)。这种解决方式不是总是可行，并且在可能要求较强的初始准直以实现期望的束角度时并不可行，这是因为漫射增加了束角度。

因此，彩色伪影是公知的主要问题，并且通常妨碍中功率LED的应用。

成群LED是成群的LED(例如，形成圆圈)。它们的目的在于创建更加标准的光源。优势在于：在不显著改变源(从光学角度来说)的情况下可以改变LED的类型。成群LED的缺点在于：在LED之间存在暗区域。与成像光学器件组合，观察到的输出通常相对于角度产生亮和暗变化。对于板上芯片(COB)设计，在准直光中观察到强度和彩色伪影的类似效应。

通常，照明企业在其点光源解决方案中提供了束角度的范围。例如，飞利浦仅在其专业的点光源灯具范围中提供至少24°和36°的束角度。两个不同的束角度灯具具有其自身的制造特定束的专用光学器件。

EP0563874A1公开了一种光学照明系统，其包括第一透镜阵列，第一透明阵列包括多个第一透镜，并且多个第一透镜与第二透镜阵列的多个第二透镜相关联，第二透镜阵列被布置在第一透镜阵列的焦距处，第二透镜互相之间具有不同的尺寸并且具有不同于第一透镜的尺寸。

发明内容

通过权利要求限定本发明。

本发明的一个方面在于提供一种适合用于照明单元的替换光学装置，优选地，其进一步至少部分地避免了一个或多个上述缺陷。尤其地，本发明的一个方面在于提供一种适合用于照明单元的光学板，其中通用的光学器件利用其可被用于具有不同束角度范围的照明应用。然后，在灯具的最后组装阶段，可以(根据市场需求)选择束角度。

因此，根据第一方面，提供了一种光学装置，其包括第一光学元件和第二光学元件，第一光学元件和第二光学元件相互之间可沿着轴移动，以用于生成可变光输出束：

第一光学元件用于准直来自光源的光，以生成准直光；

第二光学元件用于接收来自第一光学元件的准直光，第二光学元件的第一面上定位的凸透镜的阵列与第二光学元件的与第一面相对的第二面上定位的凸透镜的阵列相关联，