專利名稱：照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置，該照明裝置完全不產(chǎn)生或僅僅產(chǎn)生很不明顯的色環(huán)， 能夠獲得均勻的顏色分布和可控的光強(qiáng)分布以及相對(duì)較小的光損。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今的照明設(shè)備，尤其是在LED照明模塊中，為了獲得白光，通常采用在LED芯片上涂覆熒光粉的方法。通常熒光粉的分布范圍要比LED芯片更廣，這樣熒光粉的部分光線就不能與LED芯片的光線混和，從而導(dǎo)致在被照亮的表面的外圍產(chǎn)生色環(huán)。為了獲得理想的光強(qiáng)分布，LED照明模塊通常配備第二光學(xué)透鏡，其中，一種方法是在LED透鏡的后方加入一個(gè)擴(kuò)散片，從而在整個(gè)被照明的表面上的色彩變得均勻。然而，這種方法的缺點(diǎn)在于，由于擴(kuò)散片本身的物理結(jié)構(gòu)特性，透過擴(kuò)散片的光線的光強(qiáng)分布變得不可控、甚至是不可預(yù)知的。另一種方法是，將LED透鏡的表面制造成擴(kuò)散片的結(jié)構(gòu)，從而無需使用附加的擴(kuò)散片。然而這種方法的缺陷同樣在于光線的光強(qiáng)分布的不可控和不可預(yù)知性。此外，無論在透鏡前和是在透鏡后加入擴(kuò)散片都會(huì)導(dǎo)致光損。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提出一種照明裝置，該照明裝置完全不產(chǎn)生或僅僅產(chǎn)生很不明顯的色環(huán)，能夠獲得均勻的顏色分布和可控的光強(qiáng)分布以及相對(duì)較小的光損。本發(fā)明的目的由此實(shí)現(xiàn)，即發(fā)光模塊；布置在發(fā)光模塊的光輸出側(cè)的熒光粉；以及設(shè)置在發(fā)光模塊的下游的光學(xué)透鏡，在發(fā)光模塊和光學(xué)透鏡之間還設(shè)置有光混合件，其中發(fā)光模塊的光線和經(jīng)過發(fā)光模塊的光線激發(fā)熒光粉而發(fā)出的光線在光混合件的光混合件出射面上射出并進(jìn)入光學(xué)透鏡，其中至少一部分光線在光混合件中反射后射出。通過根據(jù)本發(fā)明的照明裝置可以將來自發(fā)光模塊的光線和經(jīng)過發(fā)光模塊的光線激發(fā)熒光粉而發(fā)出的光線的一部分光線在光混合件中反射，并且發(fā)光模塊的光輸出面上與另外的折射的或反射的光線混合，從而獲得顏色均勻分布的光線以及可控的光強(qiáng)分布。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，光混和元件具有至少一個(gè)光反射面，其中，該至少一個(gè)光反射面用于使至少一部分光線在光混合件中反射。此外，光混合件還具有平行于光混合件出射面的光混合件入射面，其中，至少一個(gè)光反射面垂直于光混合件出射面和光混合件入射面。在這種結(jié)構(gòu)類型的光混合件中，入射的光線投射到光混合件入射面上之后，在光反射面進(jìn)行全反射，并且從光混合件出射面中輸出，并與其他的折射和反射的光線混合，從而獲得均勻的顏色分布和可控的光強(qiáng)分布。同時(shí)，由于光線在光混合件中進(jìn)行全反射，因此其僅僅產(chǎn)生非常小的光損。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案提出，光混合件出射面至光混合件入射面的距離至少為光混合件出射面或光混合件入射面的寬度的1. 5倍，從而確保部分光線能夠在光反射面上進(jìn)行全反射。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，光混合件出射面設(shè)計(jì)成具有擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散面。來自發(fā)光模塊的光線已經(jīng)在光混合件中進(jìn)行了混合，而光混合件出射面的這種結(jié)構(gòu)能進(jìn)一步對(duì)光強(qiáng)分布進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)然，這種擴(kuò)散面不能被設(shè)計(jì)，以獲得預(yù)期的光分布，但是可以通過控制擴(kuò)散面的制造工藝，比如控制擴(kuò)散面上的顆粒大小，來得到穩(wěn)定的光分布。 并在實(shí)驗(yàn)中對(duì)這種光分布進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果相應(yīng)地設(shè)計(jì)光學(xué)透鏡，以獲得預(yù)期的光強(qiáng)分布。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，光學(xué)透鏡的透鏡入射面具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的凹進(jìn)區(qū)域，光混合件設(shè)置在凹進(jìn)區(qū)域中，并且光學(xué)透鏡的透鏡出射面包括凹面彎曲的中間區(qū)域和凸面彎曲的邊緣區(qū)域，并且中間區(qū)域與邊緣區(qū)域平滑過渡。經(jīng)過光混合件混合后的光線在透鏡入射面的凹進(jìn)區(qū)域射入透鏡，并從透鏡出射面的中間區(qū)域和邊緣區(qū)域射出。透鏡的這種結(jié)構(gòu)有地提高了從發(fā)光模塊輸出的光線的光強(qiáng)，由該照明裝置照明的面因此也有利地被增大。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，光混合件被設(shè)計(jì)成圓柱體、立方體或棱柱體， 從而能夠更好地與不同結(jié)構(gòu)類型的發(fā)光模塊進(jìn)行匹配。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)透鏡和光混合件由聚碳酸酯(PC)、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯共聚物(NAQ、尼龍(Nylon)、ADC塑料(CR-39)、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈共聚物或二氧化硅中的任一種材料制成。當(dāng)然也可以由其他的具有良好的透光率的材料制成，以盡量減少光線穿過光混合件時(shí)的光損。應(yīng)該理解，以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是列舉和說明性質(zhì)的，目的是為了對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。


附圖構(gòu)成本說明書的一部分，用于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明。這些附解了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。圖中示出圖1是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的光混合件的示意圖；圖3a_c是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的光混合件的不同實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的示意圖。該照明裝置具有發(fā)光模塊1，在本實(shí)施例中是LED模塊；布置在發(fā)光模塊1的光輸出側(cè)的熒光粉(參見圖幻；設(shè)置在發(fā)光模塊1 的下游的光學(xué)透鏡2 ；以及設(shè)置在發(fā)光模塊1和光學(xué)透鏡2之間的光混合件3，在本實(shí)施例中是光混合棒。來自LED模塊1的光線和經(jīng)過LED模塊1的光線激發(fā)所述熒光粉而發(fā)出的光線經(jīng)過光混合棒3混合后，由光學(xué)透鏡2輸出。此外，從圖1中還可看到，光學(xué)透鏡2的透鏡入射面7具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的凹進(jìn)區(qū)域8，光混合棒3設(shè)置在該凹進(jìn)區(qū)域8中。此外，光學(xué)透鏡2的透鏡出射面9包括凹面彎曲的中間區(qū)域10和凸面彎曲的邊緣區(qū)域11，并且中間區(qū)域10與邊緣區(qū)域11平滑過渡。經(jīng)過光混合棒3混合后的光線在透鏡入射面7的凹進(jìn)區(qū)域 8射入光學(xué)透鏡2，并從透鏡出射面9的中間區(qū)域10和邊緣區(qū)域11射出。在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的光混合件3的示意圖。從圖中可見，LED模塊1的光輸出面上布置有熒光粉12，并且熒光粉12的覆蓋并超出LED模塊1的光輸出面。由LED模塊1發(fā)出的光線(實(shí)線表示)和熒光粉12發(fā)出的光線(虛線表示)在光混合棒3的光反射面6上反射或者穿過光混合棒3，并在光混合棒3的光出射面上與其他的光線進(jìn)行混合，如圖中所示的虛線和實(shí)線的交叉表示為混合，從而獲得預(yù)期的光線。從圖中可見，光混合棒3具有光混合件出射面4和與之平行的光混合件入射面5，其中，光反射面6 垂直于光混合件出射面4和光混合件入射面5。光混合件出射面4至光混合件入射面5的距離至少為光混合件出射面4或混合件光入射面5的寬度的1. 5倍。此外，光混合件出射面5設(shè)計(jì)成具有光擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散面。圖3a_c是根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的光混合件的不同實(shí)施例。在圖3a中光混合件設(shè)計(jì)成圓柱體，圖北中光混合件設(shè)計(jì)成立方體，而圖3c中設(shè)計(jì)成六棱柱體。這些光混合件都具有光混合件出射面4和光混合件入射面5，以及與光混合件出射面4和光混合件入射面 5垂直的至少一個(gè)光反射面6。當(dāng)然根據(jù)本發(fā)明的光混合件也可以設(shè)計(jì)成具有至少一個(gè)光反射面6的其他形狀。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。附圖標(biāo)記
1發(fā)光模塊(LED模塊)
2光學(xué)透鏡
3光混合件
4光混合件出射面
5光混合件入射面
6光反射面
7透鏡入射面
8透鏡入射面的凹進(jìn)區(qū)域
9透鏡出射面
10中間區(qū)域
11邊緣區(qū)域
12熒光粉
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，具有發(fā)光模塊(1)；布置在所述發(fā)光模塊(1)的光輸出側(cè)的熒光粉 (12)；以及設(shè)置在所述發(fā)光模塊(1)的下游的光學(xué)透鏡O)，其特征在于，在所述發(fā)光模塊 (1)和所述光學(xué)透鏡( 之間還設(shè)置有光混合件(3)，其中所述發(fā)光模塊(1)的光線和經(jīng)過所述發(fā)光模塊(1)的光線激發(fā)所述熒光粉(1 而發(fā)出的光線從所述光混合件(3)的光混合件出射面(4)上射出并進(jìn)入所述光學(xué)透鏡O)，其中至少一部分光線在所述光混合件(3) 中反射后射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述光混和元件(3)具有至少一個(gè)光反射面(6)，其中，所述至少一個(gè)光反射面(6)用于使至少一部分光線在所述光混合件(3) 中反射。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于，所述光混合件(3)還具有平行于所述光混合件出射面(4)的光混合件入射面(5)，其中，所述至少一個(gè)光反射面(6)垂直于所述光混合件出射面(4)和所述光混合件入射面(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于，所述光混合件出射面(4)至所述光入射面(5)的距離至少為所述光混合件出射面(4)或所述光混合件入射面(5)的寬度的1. 5 倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于，所述光混合件出射面(5)設(shè)計(jì)成具有光擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述光學(xué)透鏡(2)的透鏡入射面(7) 的中央具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的凹進(jìn)區(qū)域(8)，所述光混合件C3)設(shè)置在所述凹進(jìn)區(qū)域(8)中，并且所述光學(xué)透鏡O)的透鏡出射面(9)包括凹面彎曲的中間區(qū)域(10)和凸面彎曲的邊緣區(qū)域(11)，并且所述中間區(qū)域(10)與所述邊緣區(qū)域(11)平滑過渡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于，所述光混合件C3)被設(shè)計(jì)成圓柱體、立方體或棱柱體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于，所述光學(xué)透鏡和所述光混合件(3)由聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯共聚物、尼龍、ADC塑料、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈共聚物或二氧化硅中的任一種材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明裝置，具有發(fā)光模塊(1)；布置在發(fā)光模塊(1)的光輸出側(cè)的熒光粉(12)；以及設(shè)置在發(fā)光模塊(1)的下游的光學(xué)透鏡(2)，其中，在發(fā)光模塊(1)和光學(xué)透鏡(2)之間還設(shè)置有光混合件(3)，其中發(fā)光模塊(1)的光線和經(jīng)過發(fā)光模塊(1)的光線激發(fā)熒光粉(12)而發(fā)出的光線從光混合元件(3)中的光混合件出射面(4)上射出并進(jìn)入光學(xué)透鏡(2)，其中至少一部分光線在光混合件(3)中反射后射出。通過根據(jù)本發(fā)明的照明裝置完全不產(chǎn)生或僅僅產(chǎn)生很不明顯的色環(huán)，能夠獲得均勻的顏色分布和可控的光強(qiáng)分布以及相對(duì)較小的光損。
文檔編號(hào)F21S2/00GK102401251SQ201010290110
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者何玉寶, 馮耀軍, 武輝, 羅亞斌 申請(qǐng)人:歐司朗有限公司