本發(fā)明一般涉及照明裝置領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及能夠提供虛擬光源的照明裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的白熾燈照明裝置具有自然的全向光傳播，因為燈絲的上部與照明裝置的螺釘基座間隔開。因此，光不僅向前和側(cè)向發(fā)射，而且向后發(fā)射。傳統(tǒng)的基于固態(tài)(solid state based)的照明裝置，諸如基于發(fā)光二極管(LED)的照明裝置，與這種白熾照明裝置相比具有更定向的光擴散，因為光源(如LED)本身是平坦的，并且通常附接到基座，以用于經(jīng)由布置在基座處的散熱器提供來自光源的足夠的散熱。因此，LED的光傳播模式通常是朗伯(Lambertian)型的，這意味著光主要從照明裝置向前發(fā)射。

為了類似于傳統(tǒng)的白熾燈照明裝置的更全向的光傳播，基于固態(tài)的照明裝置可以包括用于引導由光源發(fā)射的光并且從遠離(諸如在其上)照明裝置的基座的位置發(fā)射它的光導。另一種替代方案是提供用于例如通過重定向和/或折射來自光源的光而在真實光源上方產(chǎn)生虛擬光源的光學特征。因此，虛擬光源與照明裝置的基座間隔開，因此在側(cè)向和向后方向上擴展光。在US20120320580A1中示出了這種照明裝置的示例。這種照明裝置的缺點是包括用于折射光的光學特征的光學蓋(或封套)可能是復雜的并且制造昂貴。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有利的是實現(xiàn)克服或至少減輕上述缺點的照明裝置。特別地，期望能夠?qū)崿F(xiàn)制造更簡單且更便宜的照明裝置。

為了更好地解決這些問題中的一個或多個，提供了具有在獨立權(quán)利要求中限定的特征的照明裝置。優(yōu)選的實施例在從屬權(quán)利要求中限定。

因此，根據(jù)一方面，提供了一種照明裝置。該照明裝置包括基座、布置在基座處的至少一個光源、至少一個透光光學元件以及布置成覆蓋該至少一個光源和至少一個光學元件的透光封套。該至少一個光學元件的至少一部分具有在朝向基座的方向上增加的厚度，所述部分側(cè)向地布置在至少一個光源的光軸旁邊，以折射由至少一個光源發(fā)射的光，以用于產(chǎn)生與基座間隔開的至少一個虛擬光源。

光學元件提供負透鏡作用并且使由至少一個光源發(fā)射(特別是在側(cè)向方向上)的光遠離照明裝置的光軸，即更加朝向照明裝置的向后方向折射。因此，出現(xiàn)與基座(例如在光源與封套之間)間隔開(諸如在其上方)的虛擬光源。當虛擬光源與基座間隔開時，光強度在側(cè)向和后向方向上增加，這產(chǎn)生照明裝置的更全向的光擴散。

在本發(fā)明的上下文中，在虛擬光源下方將被理解為物理光源的圖像。這可通過產(chǎn)生該圖像的透鏡來實現(xiàn)。此外，該圖像不需要是精確的圖像，它可以在一定程度上變形或模糊。該虛擬光源的基本部分是，看起來光源位于照明裝置中的某處，但是它并不物理地存在于該位置。在本發(fā)明的意義上，來自例如光導的散射輸出表面不被認為是虛擬光源，因為這不表示真實光源的圖像。

此外，由于(實際)光源布置在基座處，所以可以有助于從光源散熱，因為基座可以例如與照明裝置的散熱器或環(huán)境空氣結(jié)合。此外，本方面使得能夠使用若干和/或更大的光源，而光學元件不必變得更笨重，因為具有增加的厚度的部分側(cè)向地布置在光源的光軸旁而不是布置在光源上(或上方)。相比之下，具有耦合到光源的用于將光引導遠離基座的光導的常規(guī)解決方案隨著光源的尺寸和/或數(shù)量增加而變得更大，因為光導必須由于光源的更大的輸出表面而被做得更大。因此，與這些傳統(tǒng)解決方案相比，本方面具有更少的光源依賴性。此外，本方面的優(yōu)點在于，朝向光源反射回的光量減少，這是基于常規(guī)光導的解決方案的常見問題。因此，提高了照明裝置的效率。

為了在虛擬光源和基座之間獲得更大的空間，從而改善全向光擴散，光折射光學特征的厚度變化需要相當大。僅具有厚度朝向基座(并且沒有光學元件)強烈增加的封套，該封套可能難以從用于模制封套的注射模具釋放。因此，需要更復雜的注射成型技術(shù)以實現(xiàn)更大的厚度變化。這種注射成型技術(shù)可以包括例如使用具有可折疊芯部的模具，使用可在從模具釋放期間變形的硅樹脂封套或使用玻璃吹制。本方面的優(yōu)點在于，封套和光學元件中的每一個可以單獨制造，例如通過標準注射成型技術(shù)，其比上述注射成型技術(shù)更不復雜及更便宜。因此，標準封套可以與具有變化厚度的光學元件組合使用。

在本說明書中，側(cè)向方向可以是與至少一個光源的光軸交叉(諸如基本上垂直)的任何方向。至少一個光源的光軸可以與照明裝置的光軸重合。

應當理解，虛擬光源可以不一定是真實光源的完美圖像。虛擬光源例如可以變形、模糊或在不同位置分裂成多個虛像。

在本說明書中，術(shù)語“基座”例如可以包括照明裝置中的支撐表面以用于支撐光源以及可選地還支撐光學元件和/或封套。此外，光學元件和透光的封套可以包括它們例如是透明的或半透明的。光學元件的具有朝向基座增加的厚度的部分例如可以包括：光學元件的該部分具有在遠離基座的方向上漸縮的橫截面。

根據(jù)一個實施例，至少一個光學元件和封套可以是分離的(或不同的)部分。優(yōu)選地，它們可以單獨制造。當組裝在照明裝置中時，它們可以互連或不互連。因此，它們可以單獨地安裝在照明裝置中，或者它們可以在安裝在照明裝置中之前彼此連接(例如膠合)。

根據(jù)一個實施例，至少一個光學元件可以(直接地或間接地)耦合到基座并且在遠離基座的方向上延伸。例如，光學元件可以被布置為使得具有朝向基座增加的厚度的一個或多個部分位于基座上的至少一個光源的側(cè)向旁邊。

根據(jù)一個實施例，封套可以具有(基本上)均勻的厚度，諸如厚度的小于10％的變化。例如，封套可以是標準封套部件，其便于制造照明裝置。這是可能的，因為在光學元件中提供了用于實現(xiàn)光的期望折射的厚度變化?；蛘撸馓卓梢跃哂谐蚧晕⒃黾拥暮穸?，以便增加光折射效果。優(yōu)選地，封套的厚度的這種變化可以足夠小，以允許使用用于形成封套的標準注射成型技術(shù)。

根據(jù)一個實施例，至少一個光學元件的該部分的厚度可以朝向基座連續(xù)增加，由此減小光強度分布的不規(guī)則性。因此，光學元件的該部分可以具有在遠離基座的方向上連續(xù)地逐漸變細的橫截面。光學元件的該部分的厚度例如可以朝向基座線性地或非線性地增加。

可以設(shè)想具有變化厚度的各種形狀的光學元件以實現(xiàn)期望的光折射效果。下面將描述這種形狀的一些示例。

在一個實施例中，至少一個光學元件可以包括附加封套，其被布置為覆蓋至少一個光源并且具有在朝向基座的方向上增加的厚度。因此，(光學元件的)附加封套可以布置在主封套的內(nèi)部。

根據(jù)一個實施例，至少一個光學元件可以包括至少一個柱體(諸如環(huán)形)部分，其圍繞至少一個光源的光軸側(cè)向布置，并且具有厚度朝向基座增加的至少一部分。柱體部分例如可以側(cè)向地圍繞光源，使得從光源沿側(cè)向方向發(fā)射的光被光學元件折射。本實施例的優(yōu)點在于，針對由光源發(fā)射的光穿過的透光材料的最小厚度(其可僅由封套厚度構(gòu)成)與最大厚度(其可由封套厚度與光學元件的最大厚度之和構(gòu)成)之間的比率增加，因為柱體部分可具有開口端。因此，向前發(fā)射的光可僅穿過封套，而沿側(cè)向發(fā)射的光可穿過光學元件和封套兩者。本實施例的優(yōu)點在于，由于光學元件可以沿遠離具有較窄厚度的柱體光學元件的開口的方向從模具釋放，所以其能夠具有增加的厚度變化。

根據(jù)一個實施例，至少一個光學元件可以被成形為使得光學元件的外表面跟隨封套的內(nèi)表面。例如，光學元件可以布置成鄰近(緊密靠近)封套。因而，光學元件的外部形狀可以與面向光學元件的封套部分的內(nèi)部形狀匹配(或配合)。本實施例的優(yōu)點在于，從封套外部較難看到光學元件，因為它可能看起來是封套的一部分。

根據(jù)一個實施例，至少一個光學元件可以包括至少一個棱柱狀形狀部分，諸如具有基本上三角形橫截面的部分，其在遠離基座的方向上漸縮。例如，光學元件可以包括具有基本上三角形橫截面的柱體部分(如上所述)，其中三角形橫截面的基座可以(直接或間接地)耦合到基座。然后柱體部分可以被稱為具有一個或多個棱柱狀形狀部分。

在一個實施例中，至少一個光學元件可以包括多個部分，該多個部分具有在朝向基座的方向上增加的厚度，并且被側(cè)向地布置在至少一個光源的光軸旁邊，以折射由至少一個光源發(fā)射的光，以用于創(chuàng)建與基座間隔開的多個虛擬光源。本實施例的優(yōu)點在于，其使得能夠更高程度地彎曲由光源發(fā)射的光，由此提高照明裝置的全向光擴散。例如，這些部分可以在照明裝置的徑向方向上彼此并排地布置。在本說明書中，徑向方向可以與照明裝置的側(cè)向方向相同，諸如與照明裝置的光軸垂直的任何方向。因此，朝向基座具有增加的厚度的一個部分可以布置在另一部分的外部。也就是說，一個這樣的部分可以布置在朝向基座具有增加的厚度的另一部分與封套之間。例如，光學元件可以包括具有不同直徑并且同心布置的多個柱體部分。根據(jù)另一示例，具有朝向基座的增加的厚度的部分可以在沿著至少一個光源的光軸的方向上彼此上下布置。例如，光學元件可以包括具有周向延伸的脊的柱體部分。例如，光學元件的多個部分可以是多個棱柱狀部分。

根據(jù)一個實施例，封套和/或光學元件可以由塑料制成，其是相對便宜且堅固的材料，由此可以降低制造成本。封套和光學元件可以彼此分離地注射成型，這允許使用不太復雜的注射成型技術(shù)?；蛘?，封套和/或光學元件可以由玻璃制成。

根據(jù)一個實施例，至少一個光源可以是基于固態(tài)的光源，諸如發(fā)光二極管(LED)。基于固態(tài)的光源的類朗伯(Lambertian)狀光發(fā)射圖案可以通過光學元件被重定向成更全向的光發(fā)射圖案。

根據(jù)一個實施例，封套可以是透明的(即清晰的)，由此虛擬光源將更清晰可見?；蛘?，封套可以是半透明的(即漫射的)。

根據(jù)一個實施例，封套可以具有圓頂狀(或球狀)形狀，優(yōu)選地包圍光源和光學元件。

根據(jù)一個實施例，接近至少一個光源的區(qū)域可以是白色、黑色和/或鏡面反射的。這樣的區(qū)域例如可以是光源耦合到的基座的區(qū)域和/或電路板的區(qū)域。這樣的區(qū)域可以通過由光學元件提供的光折射效果可見，特別是當光源關(guān)閉時。對于本實施例，這樣的區(qū)域可以在視覺上感覺為更中性。在區(qū)域是白色或反射的情況下，其在視覺上與由光學元件產(chǎn)生的虛像中的光源融合。在接近至少一個光源的區(qū)域是黑色的情況下，其具有低反射率，這增加了虛擬光源相對于其周圍環(huán)境的對比度。

注意，本發(fā)明的實施例涉及權(quán)利要求中所述的特征的所有可能的組合。

附圖說明

現(xiàn)在將參考示出各實施例的附圖更詳細地描述該方面和其他方面。

圖1示出了根據(jù)實施例的照明裝置。

圖2示出了根據(jù)另一實施例的照明裝置。

圖3示出了根據(jù)又一實施例的照明裝置。

圖4示出了根據(jù)又一實施例的照明裝置。

圖5示出了根據(jù)又一實施例的照明裝置。

圖6示出根據(jù)實施例的照明裝置的光強度分布。

圖7示出了現(xiàn)有技術(shù)的照明裝置的光強度分布。

圖8示出了根據(jù)另一個發(fā)明構(gòu)思的照明裝置。

所有附圖都是示意性的，不一定按比例繪制，并且通常僅示出為了闡明實施例所必需的部分，其中可以省略或僅僅建議其他部分。貫穿本說明書，相同的附圖標記指代相同的元件。

具體實施方式

現(xiàn)在將在下文中參考附圖更全面地描述本方面，附圖中示出了當前優(yōu)選的實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實施，并且不應被解釋為限于本文所闡述的實施例；相反，提供這些實施例是為了徹底性和完整性，并且將本方面的范圍充分地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。

將參照圖1描述根據(jù)實施例的照明裝置。圖1是照明裝置100的橫截面，照明裝置100包括基座5、(直接或間接地)耦合到基座5的光源4和被布置成覆蓋光源4的封套(或蓋)6。封套6可以是透光的(諸如透明的)，并且可以優(yōu)選地(直接或間接地)耦合到基座5。封套6例如可以成形為圓頂(或燈泡)?；?和封套6可以一起包圍光源4。光源4例如可以是基于固態(tài)的光源，諸如發(fā)光二極管(LED)。封套6可以具有均勻的厚度。例如，封套6可以是標準塑料(諸如聚碳酸酯，PC)封套。封套6的圓頂形狀使得能夠通過使用標準注射成型技術(shù)來制造封套6，而在封套6的外側(cè)上不留下任何可見接頭。

照明裝置100還可以包括散熱器2，散熱器2被布置為散發(fā)由光源1產(chǎn)生的熱量，并且優(yōu)選地還散發(fā)由用于驅(qū)動光源4的驅(qū)動器(未示出)產(chǎn)生的熱量。散熱器2可以布置在基座5。在本示例中，基座5在散熱器2處形成用于光源4的支撐表面。光源4可以耦合到諸如印刷電路板(PCB)之類的電路板(未示出)，其繼而可以耦合到基座5。位于光源4附近的電路板和/或基座5的區(qū)域9，諸如在距光源4的至少幾毫米內(nèi)的區(qū)域9，可以優(yōu)選地是反射性的。例如，反射層、涂層或元件可以施加到基座5和/或電路板。優(yōu)選地，區(qū)域9可以是鏡面反射的。或者，區(qū)域9可以是白色的(即漫反射的)。

照明裝置100還包括與封套6分離并且被布置為折射由光源4發(fā)射的光的透光(諸如半透明或透明)光學元件7。光學元件7可以(直接或間接)耦合到基座5，并且可以布置在光源4旁邊和/或圍繞光源4延伸，以便折射從光源4在側(cè)向方向上發(fā)射的光。光學元件7可以具有一部分，該部分的橫截面具有厚度D，其(優(yōu)選為連續(xù)地但不必是線性地)朝向基座5增加。因此，具有朝向基座5增加的厚度的光學元件7的至少一部分位于光源4的光軸10的側(cè)向旁邊。在圖1所示的本示例中，光學元件7具有柱體狀，其厚度朝向基座5增加。因此，可以看到光學元件7具有幾個部分，其厚度朝向基座5增加、圍繞光源4周向地延伸(柱體)，從而每個部分被側(cè)向地布置在光源4的光軸10旁邊。優(yōu)選地，柱體光學元件7的軸線可以與照明裝置100的光軸10重合。根據(jù)本示例的光學元件7的形狀可以被稱為棱柱狀形狀，因為光學元件7的內(nèi)表面和外表面彼此形成角度(其不一定需要是恒定的)。光學元件7的棱柱狀形狀可以作為圍繞光源4的脊延伸。此外，光學元件7的外表面11的形狀可以遵循封套6的內(nèi)部形狀12的形狀，由此可以實現(xiàn)光學元件7和封套6的緊密配合，如圖1所示。在本示例中，光學元件7的內(nèi)表面和外表面可以是彎曲的?；蛘撸鈱W元件7的內(nèi)表面和外表面中的僅僅一個是彎曲的，或者沒有一個是彎曲的。光學元件7可以與封套分離地制造(諸如模制)。

在下文中，仍將參考圖1描述照明裝置100的操作。由光源4朝向光學元件7(即主要在側(cè)向方向)發(fā)射的光由光學元件7沿著遠離照明裝置的光軸的方向(即，更為向后)折射，在本示例中照明裝置的光軸與光源4的光軸10重合。由于其變化的厚度D，光學元件7可以用作負透鏡，并且與真實光源4間隔開的虛擬光源8將是可見的。因為虛擬光源8位于比真實光源4更高的基座5上方，所以隨著基座5的遮蔽效應減小，它將在向后方向上提供更高的光強度。使得封套6和光學元件7的厚度之和的更大變化成為可能，同時仍然能夠使用標準注射成型技術(shù)，因為封套6和光學元件7是可以單獨制造的單獨部件。因此，封套6和光學元件7中的每一個的形狀可以允許容易地分離模具。

可以設(shè)想光學元件7的幾種不同形狀，該光學元件具有其厚度朝向基座5增加的至少一部分，以提供用于產(chǎn)生虛擬光源8的光折射效果，其中一些將在下面描述。下面描述的照明裝置可以類似地配置為參照圖1描述的照明裝置，但是可以具有略微不同配置的光學元件。

圖2示出了根據(jù)另一實施例的照明裝置200。在本示例中，照明裝置200包括多個光源24，諸如3×3矩陣的LED。具有幾個光源24而不是僅一個光源24是有利的，因為它提供了更均勻的光擴散，而這是由于光學元件和封套26中的菲涅耳(Fresnel)反射所導致的光分布的峰值可被減小。在本示例中，光學元件被形成為覆蓋光源24并布置在封套26內(nèi)部的附加封套27。附加封套27可以具有朝向基座25增加的厚度。因此，附加封套27的上部可以比附加封套27的下部更薄。附加封套26可以與(外)封套26間隔開或位于(外)封套26附近。

圖3示出了根據(jù)又一實施例的照明裝置300。在本示例中，光學元件37可以是柱體的并且可以具有棱柱狀形狀，由此光學元件37的橫截面的厚度在朝向基座35的方向上增加。柱體光學元件37可以被布置以側(cè)向地圍繞光源34，使得光學元件37的每個部分位于光源34的光軸30的側(cè)向旁邊。在本示例中，光學元件37的外表面31的形狀并不遵循封套36的內(nèi)表面32的形狀(這與參照圖1所描述的光學元件相反)。

圖4示出了根據(jù)又一實施例的照明裝置400。在本示例中，光學元件47可以包括圍繞光源44布置的內(nèi)柱體部分41和圍繞內(nèi)柱體部分41布置的外柱體部分42。每個柱體部分41、42可以具有棱柱狀形狀，由此每個柱體部分41、42的橫截面的厚度在朝向底座45的方向上增加。換言之，光學元件47的棱柱狀部分41、42(由柱體部分形成)在照明裝置400的徑向方向上彼此相鄰地布置。

圖5示出了根據(jù)又一實施例的照明裝置500。在本示例中，光學元件57可以是柱體的，并且可以具有在沿著照明裝置500的光軸50的方向上彼此上下布置的多個棱柱狀部分51。因此，每個棱柱狀環(huán)形部分51可以具有在朝向基座55的方向上增加的厚度。棱柱狀形狀部分51可以像脊一樣沿著柱體光學元件57的外側(cè)周向地延伸。柱體光學元件57可以布置在光源54周圍。

圖6示出了表明根據(jù)實施例的照明裝置的光強度分布的示圖，并且圖7示出了表明現(xiàn)有技術(shù)的照明裝置的光強度分布的示圖。當比較圖6和圖7時，可以看出根據(jù)實施例的照明裝置的光擴展比現(xiàn)有技術(shù)照明裝置的光擴展更寬。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的照明裝置相比，根據(jù)本實施例的照明裝置的側(cè)向和反向方向上的強度更高。圖6所示的曲線中間的峰值是由光學元件和封套中的菲涅爾反射引起的。這種菲涅爾峰可以通過具有幾個光源而不是僅僅一個光源來減少。

根據(jù)另一個發(fā)明構(gòu)思，提供一種照明裝置。本發(fā)明構(gòu)思的實施例在圖8中示出。照明裝置800包括至少一個光源84，限定用于覆蓋至少一個光源84的隔室82的透光封套86，以及耦合到封套86并延伸穿過隔室82的半透明反射元件87，其中封套86具有其厚度朝向半透明反射元件87增加的至少一部分81，并且其中半透明反射元件87和封套86的所述部分81被布置成使得由至少一個光源發(fā)射的光被反射及折射，以便產(chǎn)生位于半透明反射元件87的位置88處的至少一個虛擬光源。

利用本發(fā)明構(gòu)思，由光源84發(fā)射的光的第一部分可以首先被半透明反射元件87反射，然后被封套86的在更加朝向照明裝置800的主向前發(fā)射方向的方向上具有朝向半透明反射元件87增加的厚度的部分81所折射。此外，由光源84發(fā)射的光的第二部分可以首先由半透明反射元件87透射，然后被封套86的在更加朝向照明裝置8的向后方向的方向上具有朝向半透明反射元件87增加的厚度的部分81所折射86。因此，可以在半透明反射元件87的位置88處產(chǎn)生虛像。因此，封套86的具有朝向半透明反射元件87(主圖朝向半透明反射元件87到封套86的附接點)增加的厚度的部分81的厚度可以用作在半透明反射元件87的位置處具有焦點的透鏡裝置以用于產(chǎn)生與光源84間隔開的光源的虛像，由此提高照明裝置8的全向光擴散。

光源84可以布置在由封套86限定的隔室82內(nèi)部。半透明反射元件87可以布置在光源84上方，以便將隔室82分成位于彼此上下的兩個子隔室。封套86例如可以是球形的。

應當理解，半透明反射元件87可以具有既反射又透光的至少一部分(優(yōu)選為主要部分)。例如，半透明反射元件87可以包括其上涂覆有金屬(諸如銀或鋁)反射層的透明基板。金屬層例如可以足夠薄以允許一些光?？商娲蚋郊拥兀饘賹涌梢员粓D案化，諸如穿孔(即包括通孔)，以用于允許由光源84發(fā)射的一些光。圖案(或穿孔)可以足夠精細以減少陰影。或者，封套86可以是漫射的，以便減少來自圖案或穿孔的陰影。根據(jù)另一示例，半透明反射元件87可以包括被布置為通過全內(nèi)反射(TIR)來反射一些光的凹槽(優(yōu)選為徑向延伸的凹槽)?？蛇x地，半透明反射元件87的位于光源84正上方的部分可以是漫透射(diffusely transmissive)和漫反射(diffusely reflective)的，因為該部分位于虛擬光源的位置。

本領(lǐng)域技術(shù)人員認識到，本發(fā)明決不限于上述優(yōu)選實施例。相反，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，許多修改和變化是可能的。例如，光學元件可以不必是柱體或球形，而是可以替代地被分成幾個單獨的部分，被布置為折射由光源發(fā)射的光以提供虛擬光源。

另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐要求保護的本發(fā)明時，通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求，可以理解和實現(xiàn)所公開的實施例的變型。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述某些措施的事實并不表示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標記不應被解釋為限制范圍。