[发明专利]光学元件、照明器件和灯具

说明书

公开了一种光学元件（100），用于根据由放置在光学元件的光轴（105）上的限定位置处的光源（200）生成的亮度分布创建准直光束，所述光学元件包括：以所述光轴为中心的内部区（110），所述内部区具有多个内部区区域，所述多个内部区区域用于在离透镜限定的距离处生成所述亮度分布的第一多个部分重叠图像，所述第一多个部分重叠图像限定具有在限定的距离处的第一图像宽度的第一叠加图像；以及围绕所述内部区的外部区（130），所述外部区具有第二多个外部区区域，所述第二多个外部区区域用于在限定的距离处生成所述亮度分布的第二多个部分重叠图像，所述第二多个部分重叠图像限定具有在限定的距离处的小于第一图像宽度的第二图像宽度的第二叠加图像，所述第二叠加图像在限定的距离处叠加在所述第一叠加图像上。还公开了包括所述光学元件的照明器件和包括所述照明器件的灯具。

技术领域

本发明涉及用于创建由光源生成的亮度分布的准直光束的光学元件。

本发明进一步涉及一种包括这种光学元件的照明器件。

本发明更进一步涉及一种包括这种照明器件的灯具。

背景技术

与例如卤素和白炽光源相比，由于固态照明器件（即发光二极管（LED））优越的寿命和能量效率，越来越多地使用固态照明器件（即发光二极管（LED））来实现白色光源。LED通常集成在封装中，该封装进一步包括一种或多种磷光体以转换LED的（部分）发射光谱以便创建期望色温的发光输出。由于LED和磷光体的空间分离，这种封装的发光输出倾向于呈现颜色分离，即由LED生成的未转换的光的区域以及由一种或多种磷光体转换的光的区域。从美学角度来看，这种颜色分离被认为是不可接受的。

这样的颜色分离可以使用漫射器来校正，该漫射器基本上随机地散射，即增加来自封装的光的集光率，以实现有效的颜色混合。这特别适用于其中漫射光是可接受的应用，但不太适用于其中需要照明器件产生具有有限的集光率的光（即更准直的光）的应用领域，例如聚光灯应用。

例如，可以使用准直器来实现这种更加聚焦的光输出。然而，准直器通常不适合校正LED封装的发光输出中的颜色分离，因为当光源被放置在准直器的焦点时，准直器在远场中创建光源（例如，LED封装）的图像。这有时被称为“关于位置的颜色”。因此，在需要准直的应用领域中，多个光学元件（例如与漫射箔组合的准直器）通常集成在照明器件中以分别实现光束整形和颜色混合。

这种方法的缺点在于在照明器件中多个光学元件的集成增加了照明器件的制造复杂性和成本。因此，存在使用单个光学元件来实现颜色混合准直光的需要。

发明内容

本发明试图提供一种能够在所述输出内生成具有有效颜色混合的准直光束的光学元件。

本发明进一步试图提供一种包括这种光学元件的照明器件。

本发明更进一步试图提供一种包括这种照明器件的灯具。

根据一方面，提供了一种光学元件，用于在离光学元件的限定的有限距离处创建由放置在光学元件的光轴上限定位置处的光源生成的亮度分布的准直光束，所述光学元件包括具有多个内部区区域的内部区，所述多个内部区区域用于在限定的有限距离处生成所述亮度分布的第一多个部分重叠图像，所述第一多个部分重叠图像限定具有在限定的有限距离处的第一图像宽度的第一叠加图像；以及围绕所述内部区的外部区，所述外部区具有第二多个外部区区域，所述第二多个外部区区域用于在限定的有限距离处生成所述亮度分布的第二多个部分重叠图像，所述第二多个部分重叠图像限定具有在限定的距离处的小于第一图像宽度的第二图像宽度的第二叠加图像，第二叠加图像在限定的距离处叠加在第一叠加图像上。

本发明基于这样的认识，（圆形）光学元件的不同区域通常对光源的亮度分布的不同视图成像，其中光学元件的更周边区域（即外部区域）对亮度分布的倾斜视图成像，而由于这些中心区域和光源之间的角度关系，光学元件的更中心区域通常对亮度分布的正视图成像，使得更中心的区域可能限定所形成的准直光束的光束宽度。