CN104718410A - 用于间接照明的光照设备 - Google Patents

Abstract

按照本发明的一个方面，提供了一种光照设备（100），用于照亮副表面（200），从而经由来自所照亮的副表面的反射提供间接照明。该光照设备包括光源、布置成对来自光源的光进行准直的准直器和布置成将准直光的至少一部分重定向到朝向副表面的方向范围内的重定向构件（120）。重定向光的强度随着重定向光的方向相对于副表面法线的角度从第一强度值增大到第二强度值。第二强度值与第一强度值的比率介于25和400之间。本发明使用这样的概念：使光照设备的光强度分布成形，以便增大光照设备可能的照明区域。

Description

用于间接照明的光照设备

技术领域

本发明一般地涉及用于间接照明的光照设备的领域。

背景技术

间接照明被通常用作办公室等空间内的一般照明。间接照明是通过照亮副表面（比如天花板或墙壁）、从而从该副表面朝向要被照亮的对象（或空间）提供光反射而实现的。在传统的光照系统中，使用反射壳体内的荧光灯管来产生间接照明。不过，这样的荧光灯管目前正被能效更高的基于固态的替换方案所代替，比如基于发光二极管（LED）的光照设备。WO-2011/051925示出了一种用于间接照明的基于LED的光照设备。该光照设备包括LED和用于将来自LED的光朝向天花板反射的漫反射镜。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够照亮比现有技术光照设备获得的区更大的区的光照设备。本发明的另一个目的是提供一种能够更加均匀地照亮副表面的光照设备。

这些和其它目的是借助如独立权利要求限定的光照设备来实现的。优选实施例是由从属权利要求限定的。

按照本发明的一个方面，提供了一种用于照亮副表面、从而经由来自所照亮的副表面的反射提供间接照明的光照设备。该光照设备包括光源、布置成对来自光源的光进行准直的准直器和布置成将准直光的至少一部分重定向到朝向副表面的方向范围内的重定向构件。光源、准直器和重定向构件被布置为使得重定向光的强度随着重定向光的方向相对于副表面法线的角度从第一强度值增大到第二强度值。第二强度值与第一强度值的比率介于25和400之间。

发明人已经认识到，由光照设备照亮的副表面（例如，天花板或墙壁）的区域大小决定用于间接照亮特定区的光照设备的数量。一般说来，将合期望的是提供一种能够照亮副表面的较大区域的照明设备，以便减少间接照亮特定区所需要的光照设备的数量。本发明使用这样的概念：使光照设备的光强度分布成形，以便增大光照设备的可实现照明区域。由于第二强度值是第一强度值的25到400倍高，因此光照设备可以被布置成从更接近（例如副表面的）较大区域的距离照亮该区域，同时仍然提供该副表面的照明的增强均匀性。为了提供副表面的照明的增强均匀性以及增大的照明覆盖范围（更大的照明区域），在与副表面的法线形成较大角度的方向上发射的光相比于在与副表面的法线形成较小角度的方向上发射的光可以具有更高的强度。较大的照明区域减少照亮特定区域所需要的光照设备的数量。

此外，使用光源、准直器和重定向构件允许更精确地限定（或成形）光照设备的输出。通过对光进行准直，来自光源的光可以被投射到重定向构件上，由此照射到重定向构件上的光的方向更加可预测。于是可以通过限定重定向构件的光束成形特性而如所期望的那样使光强度分布成形。光束成形特性是光学元件影响穿过该光学元件的光束的方向和形状的特性。

将意识到的是，副表面不是光照设备的一部分，但是在光照设备被安装（并在使用中）时将与光照设备协作以便产生间接照明。此外，将意识到的是，在本说明书中，相对于副表面限定的光照设备的光方向和位置在光照设备被安装（并在使用中）时是适用的。

按照一个实施例，由准直器结合重定向构件的光束成形特性提供的准直度可以被配置为使得重定向光的强度随着重定向光的方向相对于副表面法线的角度从第一强度值增大到第二强度值。准直器可以提供特定的光强度分布，该光强度分布进一步通过重定向构件的光束成形特性而被成形和重定向。准直度是代表由准直器获得的角度光束散射范围（spread）的量度，并且通常被表示为半最大值全宽（FWHM）。

按照一个实施例，光源、准直器和重定向构件可以被布置为使得被重定向到指向光照设备的照明区域的中心（或中间）部分的方向上的光具有第三强度值。第三强度值与第一强度值的比率可以介于3和4之间，其优点在于，它进一步增强了副表面照明的均匀性，并且从而增强了光照设备提供的光的均匀性。

例如，光照设备可以适合于被安装在距副表面第一距离处，使得重定向光照射到副表面上直到距光照设备第二距离（沿着副表面）。此外，光源、准直器和重定向构件可以被布置为使得被重定向用于照射到副表面上距光照设备第二距离的一半处的光具有第三强度值。

在一个实施例中，第二距离与第一距离的比率可以至少是5，优选地至少是7，并且最优选地至少是10。第二距离与第一距离的更大比率意味着对于副表面的特定照明区域，可以将光照设备安装得更加靠近副表面。替换地，这意味着对于到副表面的特定安装距离，可以增大光照设备的照明区域。由于第二强度值与第一强度值的比率介于25和400之间，所以有可能具有如前面限定的第二距离与第一距离的比率，同时仍然提供副表面的照明的增强均匀性。

按照一个实施例，（重定向光的）方向范围可以限定至少30度到60度的角度区间（或光束散射范围），优选地是至少20度到70度，并且甚至更优选地是至少10度到80度。较宽的光束散射范围提供较大的照明区域。由于第二强度值与第一强度值的比率介于25和400之间，因此有可能具有这样的光束散射范围，同时仍然提供副表面的照明的增强均匀性。

在一个实施例中，光源、准直器和重定向构件可以被布置为使得重定向光至少50%的光通量来源于相对于副表面的法线形成超过45度、优选地超过55度并且最优选地超过70度的角度的方向，从而使得能够实现具有增强照明均匀性的光照设备的更大覆盖范围的照明区域。

按照一个实施例，光源、准直器和重定向构件可以被布置为使得重定向光的强度I按照下列公式随着重定向光的方向相对于副表面法线的角度θ（即，作为角度θ的函数）从第一强度值增大到第二强度值：

（公式1）

其中D是从0到重定向光的最大强度I _max 的20%范围的偏差。本实施例的优点在于，副表面照明的均匀性得以进一步提高，因为在整个发射方向范围内更加精确地限定了光强度。优选地，偏差可以是从0到重定向光最大强度I _max 的15%的范围，比如0到10%或者0到5%。

在一个实施例中，重定向构件可以包括镜面反射面，从而使得能够实现反射面所输出的光分布的更精确的成形。与漫反射面相比，镜面反射面以更加可预测的方式反射光。

按照一个实施例，光源可以是线状光源并且重定向构件可以呈一细长体，该细长体的纵向方向沿着线状光源的纵向方向延伸，其优点在于，可以使用光照设备来代替传统的荧光灯管。

按照另一个实施例，重定向构件可以具有环形形状并且一个或多个光源和一个或多个准直器被布置在该环形形状的中心部分（或在中央），从而提供环形的（圆形的）照明区域。

在一个实施例中，光源和准直器可以被布置为使得通过准直器准直的光的平均方向指向沿着副表面，并且重定向构件可以包括凸反射面，该凸反射面被布置成面向准直器和副表面。换句话说，通过准直器准直的光主要（或平均地）沿着副表面传播。因此，光由光源发射并且然后被准直到沿着（例如，基本上平行于）副表面的方向上。于是至少一部分准直光照射到面向准直器的凸反射面上并且被反射到朝向副表面的方向范围内。

在一个实施例中，光源、准直器和反射面可以被布置为使得对于由反射面反射的光的方向相对于反射面的角度增大，光的强度从第二强度值减小到第一强度值。因此，在将光照设备安装到副表面上时，与被反射到具有相对于反射面的较小角度的方向上的光（该光以相对于副表面的法线的较小角度（即，更靠近光照设备）照射到副表面上）相比，被反射到具有相对于反射面的较大角度的方向上的光可以以相对于副表面的法线的较大角度（即，进一步远离光照设备）照射到副表面上。

按照一个实施例，光源可以包括多个分组布置的发光元件，其中这些组可以被布置成经由准直器照亮反射面的不同部分并且可以是相对于光强度单独可控的。本实施例的优点在于，可以调整光照设备的光强度分布以使该光强度分布适合于光照设备的特定安装，比如相对于副表面的形状、光照设备与副表面之间的安装距离和光照设备相对于副表面的取向。尤其是，发光元件组可以被布置成照亮反射面的不同部分，使得它们产生反射光的不同立体角。因此，可以相对于光强度单独地控制光的不同立体角。

按照本发明的另一个实施例，光源和准直器可以被布置为使得由准直器准直的光的平均方向指向横切（比如基本上垂直）于副表面，并且重定向构件可以包括凹反射面，该凹反射面被布置成面向远离副表面的方向。换句话说，由准直器准直调整的光平均与副表面横切地传播。因此，光由光源发射并且然后被准直到与副表面横切的方向上。于是至少一部分准直光照射到凹反射面上（该凹反射面优选地面向光源并且面向远离副表面的方向），并且被反射到朝向副表面的方向范围内。此外，反射面和准直器可以包含在实心光透射光学体内。该光学体可以具有适合于对进入该光学体的来自光源的光进行准直（从而提供准直器）并且适合于通过全内反射TIR在该光学体/空气交界面处反射准直光（从而提供反射面）的折射率。本实施例的优点在于，准直器和反射镜可以被包含在单个光学体中，从而减少了光照设备中的部件数量，这有利于加工制造以及循环利用。

在一个实施例中，重定向构件可以还包括用于借助全内反射和/或折射重定向来自凹反射面的光的多个棱镜元件。利用棱镜元件，反射面所反射的一部分光被重定向到与未穿过棱镜元件而输出的光不同的方向上（例如，更加朝向副表面），从而加宽了光照设备的光强度分布并且增大了由光照设备照亮的区域。

在一个实施例中，准直器和凹反射面可以被布置为使得对于由反射面反射的光的方向相对于反射面的角度增大，光的强度从第一强度值增大到第二强度值。因此，在将光照设备安装到副表面上时，与被反射到具有相对于反射面的较大角度的方向上的光（该光以相对于副表面的法线的较小角度（即，更加靠近光照设备）照射到副表面上）相比，被反射到具有相对于反射面的较小角度的方向上的光可以以相对于副表面的法线的较大角度（即，进一步远离光照设备）照射到副表面上。

注意，本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能的组合。当研究下面的详细公开、图和所附的权利要求时，本发明的另外的目的、特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，本发明的不同特征可以被组合以产生除了下文描述的那些实施例之外的其它实施例。

附图说明

现在将参照示出本发明实施例的附图，更加详细地描述本发明的这个和其它的方面。

图1示出按照本发明的一个实施例的光照设备。

图2是安装在副表面上的图1中所示的光照设备的横截面的示意图。

图3是图2中所示的光照设备的反射镜的放大图。

图4和5示出按照本发明的一个实施例的光照设备的光强度分布的图解。

图6示出按照本发明的另一个实施例的光照设备。

图7示出图6中所示的光照设备的出射面的放大图。

图8到10示出按照本发明的实施例的棱镜元件。

所有图都是示意性的，不一定按比例，并且一般仅示出为了阐明本发明所必须的部分，其中其它部分可以被省略或仅仅暗示。

具体实施方式

将参照图1、2和3描述按照本发明一个实施例的光照设备。图1是光照设备100的透视图，并且图2是光照设备100被安装来照亮副表面200时的横截面。图3是光照设备100的反射镜的放大图。

光照设备100适合于照亮副表面200以用于提供来自该副表面200的反射 ，从而提供诸如办公室之类的空间或对象的间接照明。副表面200可以例如是要间接照亮的空间的天花板或墙壁。光照设备100可以适合于被安装到该副表面上，比如作为吊灯。光照设备100因此可以配备有从副表面200悬垂下来的悬挂构件或者其它附接系统（未示出）。

光照设备100所照亮的区域大小（下文中称为照明区域）决定照亮某一区所需要的光照设备的总数量。单个光照设备获得的较大照明区域需要较少的光照设备，这些光照设备可以被较为稀疏地布置。此外，在办公室光照中，经常合期望的是将光照设备100安装得相对靠近副表面200（比如距副表面200 20-60cm），以便节省空间。同样合期望的是提供副表面200的相对均匀的照明，以便提供空间的相对均匀的间接照明。作为说明性示例，如果光照设备100被安装得距离副表面200 40cm，并且照明区域从光照设备100起延伸4m，则在具有相对于副表面200的法线大约79度与84度之间的角度的方向上发射的光照射到副表面上距光照设备100大约2m与4m之间。换句话说，79度到84度的光束方向范围覆盖约一半的照明区域。因此，优选地可以在这一方向范围内发射大约一半的光通量，以用于提供较为均匀的照明。

光照设备100包括一个或多个光模块110（为了简明起见，仅将图1中所示的多个相同配置的光模块中的一个表示为具有附图标记110），各个光模块包括光源和布置成对来自光源的光进行准直的准直器。光模块110可以被安装到支撑结构300上。光模块110输出准直光，即，基本上平行的光束30。将意识到的是，准直光束不必是完全平行的，并且在使用商业可用的准直器时预期有一定程度的偏差。商业可用的准直TIR透镜可以例如具有6度的FWHM。光源可以例如是发光二极管（LED）并且准直器可以包括光束成形光学器件，比如抛物面反射镜或透镜。光照设备100还包括具有凸反射镜120形式的重定向构件，凸反射镜120布置成经由其重定向反射面121将至少一部分准直光反射到一个方向范围中。照射到反射镜120上的光束130被重定向反射面121重定向到具有相对于重定向反射面121（的切线400）的角度α的方向上，如图3中所示。反射镜120的凸反射面121被布置成面向光模块110（或准直器）和副表面200。反射镜120优选地可以是镜面反射镜并且反射镜120的凸曲度可以由光滑的凸面形成或者由反射面121中的多个小平面形成。反射镜120可以是细长的反射镜带，临近反射镜带的细长边之一放置多个光模块110。替换地，反射镜可以是环形反射镜，多个光模块放置在反射镜的中央（未示出）。

光照设备100可以适合于被安装在距副表面200第一距离（或安装距离）d₁处并且使得从光模块110输出的准直光指向沿着副表面200。第一距离d₁可以从光照设备的中心起，比如从准直器（或光模块110）的光轴起，达到副表面200。光照设备100被布置成照亮副表面200直到在光照设备100的至少一侧上延伸的第二距离（或最大照明距离）d₂。因此，被反射镜120反射的光照射到副表面200上直到第二距离d₂，这一距离沿着副表面200从光照设备100延伸。例如，第二距离d₂可以是从光照设备的中间部分（比如从反射镜120面向光模块110的边缘）起而达到，如图2中所示。不过，光照设备100的大小相对于照明区域的大小并且从而相对于第二距离d₂的大小可以小到可忽略不计。此外，第二距离d₂可以是第一距离d₁的至少5倍，优选是至少7倍，并且最优选地至少10倍。例如，第一距离d₁可以是40cm，而第二距离d₂是4m。

光模块110和凸反射镜120被布置为使得光在一个方向范围内朝向副表面200发射，这个方向范围由第一方向131和第二方向132界定，第一方向131相对于副表面200的法线成最小角度θ_min，第二方向132相对于副表面200的法线成最大角度θ_max。最小角度θ_min优选地可以低于30度，或者甚至更优选地低于10度，比如大约等于零，以便增大照明区域。此外，最大角度θ_max可以大约为。指向照明区域的中心部分、在第三方向133上反射的光在0.5 x d₂的距离处达到副表面200。这个第三方向133相对于副表面200的法线成一中间角度θ_1/2。该中间角度θ_1/2可以大约为。对于反射光相对于重定向反射面121的角度α的减小，反射光的方向相对于副表面200的角度θ增大。

光源、准直器和反射镜120被布置为使得对于由反射镜120反射的光的方向相对于重定向反射面121的角度α的增大，光的强度从第二强度值减小到第一强度值。因此，由光模块110结合镜面反射凸面121的曲度提供的准直度被选择，使得光的强度从用于在第一方向131上发射的光的第一强度值（其可以是最小强度值）增大直到用于在第二方向132上发射的光的第二强度值（其可以是最大强度值）。此外，凸反射面121的反射系数可以适合于（例如通过使用不同的沉积技术）获得期望的反射光光强度分布。这样，由反射镜120反射的光的强度随着光的方向相对于副表面200的法线的角度从第一强度值增大到第二强度值，由此相比于在具有相对于副表面200的法线的较小角度的方向上发射的光，对于在具有相对于副表面200的法线的较大角度的方向上发射的光而言，实现较高的光强度。

第二强度值与第一强度值的比率优选地介于25与400之间，比如介于50与200之间，或者75与150之间。例如，如果第二距离d₂与第一距离d₁的比率为10，则第二强度值与第一强度值的比率可以是约100，以便提供副表面200的照明的增强均匀性。此外，第三强度值（即，用于在第三方向133上发射的光的强度值）与第一强度值的比率可以介于3到4之间。优选地，发射光的强度可以按照大约等于的角度依从关系从第一强度值增大到第二强度值，从而进一步增强光照设备100的光分布的均匀性。换句话说，光强度I可以按照公式1作为反射光的方向相对于副表面200的法线的角度θ的函数而变化。

     （公式1）

D是从0到由反射镜120反射的光的最大光强度I _max 的20%范围的偏差，比如从0到10%。

图4是以线性刻度示出光照设备100发射的光强度I关于发射光的方向相对于副表面200的法线的角度θ的图解。图5是以对数刻度示出光照设备100发射的光强度I关于发射光的方向相对于副表面200的法线的角度θ的图解。在图4和5中，实线代表按照本发明的一个实施例的光照设备原型的光强度分布，而虚线代表期望的理论光强度分布。如可以看出的，该原型的光强度分布基本上遵循期望的理论光强度分布，仅有少量较小的偏差。在图5中更明显地图示出这些偏差，因为光强度I是用对数刻度描绘的。图4和5的比较图示出在低于70度的角度θ下限定光强度分布的挑战，在这个角度下，与期望的光强度分布的小的数值偏差对于与期望的光强度分布的百分比偏差造成相当高的影响。

在一个实施例（未示出）中，光照设备可以包括一组额外的光源、准直器和反射镜，这一组额外的光源、准直器和反射镜如前面限定的那些一样被类似地配置，并且与其他组光源、准直器和反射镜相比，其被取向来在相反的方向上（或者以其它方式）照亮副表面，从而进一步增大（加倍）照明区域。

将参照图6描述本发明的另一个实施例。按照本实施例的光照设备包括供替换的重定向构件，用于获得前面描述的包括第一、第二和第三强度值的光强度分布。

图6示出一种光照设备1，其适合于照亮副表面10以用于提供来自副表面10的反射，从而提供对诸如办公室之类的空间或目标的间接照明。光照设备1可以适合于被安装到副表面10上，例如，作为吊灯。光照设备1因此可以配备有从副表面10悬垂下来的悬挂构件或者其它附接系统（未示出）。光照设备1包括至少一个光源3和一个光学结构2，光学结构2具有出射面5和重定向构件，出射面5用于输出光，重定向构件包括用于将来自光源3的光朝向出射面5反射的反射面4。光源3可以是基于固态的光源，比如发光二极管（LED）。光源3可以被布置为与光学结构2邻接，或者至少接近该光学结构2。

光学结构2（或光学体）优选地可以是由诸如透明塑料或玻璃之类的光透射材料制成的实心体。优选地，可以使光学结构2的折射率适合于使得在光源3被布置为与光学结构2邻接的情况下在光源/光学结构交界面处，或者在光源3与光学结构2之间存在空气间隙的情况下在空气/光学结构交界面处提供折射率跃迁（或接合）。在来自光源3的光进入光学结构2时，它被折射成更窄的光束。因此，折射率跃迁提供用于对来自光源3的光进行准直的构件（或者准直器）。替换地，或者作为补充，可以在光照设备1中使用用于对来自光源3的光进行准直的其它构件，比如抛物面反射镜或透镜（未示出）。优选地，准直光的准直度的半最大值全宽（FWHM）可以被包含在60度到30度的区间内，并且优选地在50度到40度的区间内，比如约42度，以便将来自光源3的大部分光投射到反射面4上。利用本实施例，光源3和准直构件被布置为使得由准直构件准直的光的平均方向指向横切于副表面10。

此外，可以使光学结构2的折射率适合于使得在反射面上在空气/光学结构交界面处获得全内反射（TIR）。因此，来自光源3的光在反射面4处由TIR反射。替换地，或者作为补充，反射面可以包括用于反射来自光源3的光的反射膜等等。优选地，反射面4可以是镜面反射面。

反射面4可以是弯曲的（例如凹的）并且优选地面向远离副表面10的方向，以便提供反射光的特定光强度分布。由用于对光进行准直（在光被反射面4反射之前）的构件结合反射面4的曲度提供的准直度优选地可以被选择，使得对于反射光的方向相对于反射面4的角度的增大，反射光的强度增大。此外，可以使反射面4的反射系数适合于（例如通过使用不同的沉积技术）获得期望的反射光光强度分布。这样，由反射镜4反射的光的强度随着光的方向相对于副表面10的法线的角度而增大直到第二强度值，由此相比于在具有相对于副表面10的法线的较小角度（比如图2中图示的角度θ₂）的方向上发射的光，对于在具有相对于副表面10的法线的较大角度（比如图2中图示的角度θ₁）的方向上发射的光而言，实现较高的光强度。

优选地，可以使反射面4的曲度适合于使得反射光的强度按大约等于的角度依从关系增大，从而进一步增强光照设备1的光分布的均匀性。换句话说，光强度I可以按照公式1作为反射光的方向相对于副表面10的法线的角度θ的函数而变化。

（公式1）

D是从0到由反射面4反射的光的最大光强度I _max 的20%范围的偏差，比如从0到10%。

此外，弯曲反射面4可以用来对来自光源3的光进行准直。因此，来自光源3的光被反射面4进行二次准直。优选地，由反射面4准直的光的准直度的FWHM可以小于15度并且优选地小于10度。因此，由反射面4准直的光束可以是（至少）几乎平行的。

出射面5优选地可以在横切于（优选地，基本上垂直于）反射面4所反射的光的主（或平均）方向的平面内延伸，以便减小通过出射面5输出的光的折射。因此，在本实施例中，出射面5与副表面的法线相比略微倾斜。

在出射面5上，布置用于重定向由反射面4反射的一部分光的棱镜元件6。棱镜元件6是重定向构件的一部分。棱镜元件6被布置成通过将光重定向到具有相对于副表面10的法线的比没有穿过棱镜元件6而输出的光更小的角度（例如，图2中图示的角度θ₃）的方向上，来补偿由反射面4反射而没有穿过棱镜元件6的光所获得的光分布。因此，由棱镜元件6重定向的光将照亮比从出射面5输出而没有穿过棱镜元件6的光所照亮的区域更靠近光照设备1的副表面10的区域。优选地，由棱镜元件6重定向的光的大部分被输出到朝向副表面10的一个方向范围内，该方向范围可以限定相对于副表面法线的角度区间，该角度区间包含在0度到80度的范围之内，并且优选地在0度到75度的范围之内。此外，通过出射面5输出而不穿过棱镜元件6的光的大部分优选地可以被输出到朝向副表面10的一个方向范围内，该方向范围可以限定相对于副表面10的法线的角度区间，该角度区间包含在45度到90度的范围之内，优选地在55度到85度的范围之内，并且甚至更优选地在70度到85度的范围之内。

优选地，由重定向构件（即，由反射面4和棱镜元件6）重定向的光的强度随着光的方向相对于副表面法线的角度从第一强度值增大到第二强度值。第二强度值与第一强度值的比率介于25和400之间。因此，反射面4的光束成形特性（比如曲度、反射系数和取向）和棱镜元件6的光束成形特性（比如三角形状和取向）被选取，以便提供由第一、第二（和优选地第三）强度值限定的强度分布。

按照一个示例，光照设备1可以被悬挂在距离副表面10大约40cm处，并且照明区域可以达到从光照设备1起直到2m。从出射面5输出而未穿过棱镜元件6的光于是可以覆盖照明区域的四分之一，达到与光照设备1相距1.5m到2m，这对应于输出光相对于副表面10的75度到79度的角度范围。在角度范围方面剩余的四分之三照明区域被棱镜元件6所重定向的光覆盖。

现在转到图7到10，将更加详细地描述棱镜元件的实施例。

图7是光学结构4的出射面5的放大图，图示了光照设备1输出的光的光路。通过棱镜元件6a，6b输出的光被朝向副表面折射和/或反射。棱镜元件6a ，6b具有三角形状并且包括与出射面5进行光学接触的底部17a，17b，以及相对于底部17a，17b倾斜的倾斜面16a，16b。三角形状可以可选地具有一个直角。

在本实施例中，棱镜元件6a适合于通过TIR对光进行重定向（这样的棱镜元件也可以被称为TIR棱镜元件），如图8中所示。使倾斜面16a相对于棱镜元件6a的底部17a的角度α₂适合于使得光相对于倾斜面16a的入射角高得足以在倾斜面16a上获得TIR。在本示例中，其中棱镜元件6a被取向为使得棱镜元件6a的底部17a（至少几乎）垂直于从反射面获得的光束（即，棱镜元件6a的底部17a被布置为与出射面6平行），在倾斜面16a上的入射角与倾斜面16a相对于底部17a的角度α₂相同。

此外，一个或多个棱镜元件6b可以适合于通过折射来重定向光（这样的棱镜元件也可以被称为折射棱镜元件），如图9中所示。使倾斜面16b相对于棱镜元件6b的底部17b的角度α₂适合于使得光相对于倾斜面16b的入射角小得足以在倾斜面16a上获得折射（而不是TIR）。在本示例中，其中棱镜元件6b的底部17b（至少几乎）垂直于由反射面反射的光，入射角与倾斜面16b相对于底部17b的角度α₂相同。从折射棱镜元件6b输出的光的期望方向取决于折射棱镜元件6b的折射率并且可以使用斯涅耳（Snell）定律来计算。倾斜面16b相对于入射光的优选角度α₂可以根据α₃=α₁-α₂计算，其中α₁是折射光相对于倾斜面16b的法线的角度，α₃是折射光相对于入射光的期望角度，并且α₁与α₂之间的关系由斯涅耳定律给出。通过增大α₂，折射光形成相对于副表面的法线的较小角度（并且折射光相对于入射光的角度α₃增大）。不过，重定向光相对于副表面的角度可以不小于30度，因为较大的α₂可能导致入射光替代地在倾斜面上通过TIR而被反射（如在TIR棱镜元件6a中那样）。因此，折射棱镜元件6b可以优选地覆盖大约从40度到75度的光输出角度范围，并且TIR棱镜元件6a可以覆盖相对于副表面大约从0度到40度的光输出角度范围。

按照一个实施例，棱镜元件7可以具有弯曲的（比如凹的）倾斜面8 ，在这个倾斜面8上发生TIR和/或折射，如图10中所示。凹面8增大了入射光由单个棱镜元件7所重定向到其中的方向范围。本实施例的优点在于，光照设备的光分布更加均匀。

再转到图6，将描述本发明的另一个实施例。可以布置磷光体（或者任何其他类型的波长转换材料）来将光源3发射的光的至少一部分转换成不同的波长，以便获得特定颜色的光输出。例如，可以将LED管芯嵌入到磷光体中和/或可以在光源3处布置包括磷光体的屏（screen）。不过，使用磷光体可能导致投射到反射面4上并且随后投射到出射面上的光的颜色梯度。使用例如黄色磷光体和蓝色光源3，可以将较低相关色温（CCT）的光投射到反射面7的边缘上。具有不同CCT的光线被取向到基本上相同的方向上，因为它们由反射面进行准直，并且在出射面5上在位置上被分离。换句话说，CCT在出射面5内变化（即，随着出射面5上的位置而变化）。优选地，可以选取棱镜元件6的位置，以便混合光输出。例如，可以将一个或多个棱镜元件6放置在出射面5的在其中投射较高CCT的光的一个位置，以便将该光重定向到副表面的在其中投射较低CCT的光的一个区上，从而使得光输出在颜色方面更加均匀。

按照本发明的一个实施例，光照设备1优选地可以包括两个镜像半体，即，两个被类似地配置的半体，用于在两个相反的主方向上发射光，如图2中图示。因此，光照设备可以包括两个反射面4、两个出射面5，两个出射面5各自具有一组安装于其上的棱镜元件6。优选地，单个实心光透射体可以形成两个镜像半体。因此，这些镜像半体可以在该实心光透射体的中心横向相交。此外，可以利用同一光源3来照亮两个反射面4并且该同一光源3可以被横向布置在该实心光透射体的中心。

光照设备1可以是线状光照设备，包括一排光源3和一个细长的光学结构4。在这种情况下，棱镜元件6可以沿着细长光学结构4在纵向方向上延伸并且具有棱镜形状的横截面。

按照另一个实施例（未示出），该实施例类似于参照图6描述的实施例，只是在出射面上没有布置棱镜元件，凹反射面本身的曲度被配置为使得由反射镜反射的光的强度随着该光的方向相对于副表面的法线的角度从第一强度值增大到第二强度值。

按照本发明的一个实施例，光照设备可以是线状类型的并且每一米光照设备发射至少1800lm，其优点在于，这样相对较高的光输出减少了用于照亮特定区域的光照设备的数量。

虽然在图和前面的描述中已经详细图示和描述了本发明的实施例，但是这样的图示和描述应该被认为是说明性和示意性的，而不是限制性的；本发明并不局限于所公开的实施例。将意识到的是，图中的图示可能不按照比例，尤其是第一距离相对于第二距离不按照比例，其在图中已经进行了调整，以便在同一幅图中清晰地图示光照设备及其照明区域两者。此外，照明区域的大小相对于光照设备的大小在图中已经进行了调整，以便在同一幅图中清晰地图示光照设备及其照明区域两者。

根据对图、公开内容以及所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，能够理解和实现对所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，词“包括”并不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实并不表明不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制保护范围。

Claims (15)

1.一种光照设备（100），用于照亮副表面（200），从而经由来自所照亮的副表面的反射提供间接照明，该光照设备包括：

-光源，

-准直器，布置成对来自所述光源的光进行准直，以及

-重定向构件（120），布置成将准直光的至少一部分重定向到朝向所述副表面的方向范围内，

其中，所述光源、所述准直器和所述重定向构件被布置为使得重定向光的强度随着重定向光的方向相对于所述副表面的法线的角度从第一强度值增大到第二强度值，

其中所述第二强度值与所述第一强度值的比率介于25和400之间。

2.如权利要求1中限定的光照设备，其中由所述准直器结合所述重定向构件的光束成形特性提供的准直度被配置为使得重定向光的强度随着重定向光的方向相对于所述副表面的法线的角度从所述第一强度值增大到所述第二强度值。

3.如权利要求1或2中限定的光照设备，其中所述光源、所述准直器和所述重定向构件被布置为使得被重定向到指向所述光照设备的照明区域的中心部分的方向（133）上的光具有第三强度值，并且其中所述第三强度值与所述第一强度值的比率介于3和4之间。

4.如前述权利要求中的任何一项中限定的光照设备，其中所述光照设备适合于被安装在距所述副表面第一距离（d₁）处，使得重定向光照射在所述副表面上直到沿着所述副表面距所述光照设备第二距离（d₂），并且其中所述第二距离与所述第一距离的比率为至少5。

5.如前述权利要求中的任何一项中限定的光照设备，其中所述方向范围限定至少30度到60度的角度区间。

6.如前述权利要求中的任何一项中限定的光照设备，其中所述光源、所述准直器和所述重定向构件被布置为使得重定向光的至少50%的光通量来源于相对于所述副表面的法线形成超过45度的角度的方向。

7.如前述权利要求中的任何一项中限定的光照设备，其中所述光源、所述准直器和所述重定向构件被布置为使得所述重定向光的强度I按照下列公式随着重定向光的方向相对于所述副表面的法线的角度θ从所述第一强度值增大到所述第二强度值：

，

其中D是从0到重定向光的最大强度I _max 的20%范围的偏差。

8.如前述权利要求中的任何一项中限定的光照设备，其中所述重定向构件包括镜面反射面。

9.如前述权利要求中的任何一项中限定的光照设备，其中所述光源是线状光源并且所述重定向构件呈细长体，该细长体的纵向方向沿着所述线状光源的纵向方向延伸。

10.如前述权利要求中的任何一项中限定的光照设备，其中所述重定向构件具有环形形状并且一个或多个光源和一个或多个准直器被布置在该环形形状的中心部分。

11.如前述权利要求中的任何一项中限定的光照设备，其中所述光源和所述准直器被布置为使得通过所述准直器准直的光的平均方向指向沿着所述副表面，并且其中所述重定向构件包括凸反射面，该凸反射面被布置成面向所述准直器和所述副表面。

12.如权利要求11中限定的光照设备，其中所述光源、所述准直器和所述反射面被布置为使得对于由所述反射面重定向的光的方向相对于所述反射面的角度（α）的增大，重定向光的强度从所述第二强度值减小到所述第一强度值。

13.如权利要求11或12中限定的光照设备，其中所述光源包括多个分组布置的发光元件，其中这些组被布置成经由所述准直器照亮所述反射面的不同部分并且是相对于光强度单独可控的。

14.如权利要求1到10中的任何一项中限定的光照设备，其中所述光源（3）和所述准直器（2）被布置为使得通过所述准直器准直的光的平均方向指向横切于所述副表面（10），其中所述重定向构件包括凹反射面（4），该凹反射面被布置成面向远离所述副表面的方向。

15.如权利要求14中限定的光照设备，其中所述重定向构件还包括多个棱镜元件（6），该多个棱镜元件（6）用于借助全内反射和/或折射重定向来自所述反射面的光。