台灯的制作方法

本发明涉及台灯。

背景技术：

目前，用于为视觉任务提供光照的台灯应该同时满足低眩光危害、均匀光分布和低蓝光危害的要求。这些要求中的每一个都存在标准。

例如，对于眩光控制，当用户的眼睛在工作表面上方400mm处，并且水平距离台灯照明单元的中心600mm时，光源和灯反射器的内表面不应直接可见。照明单元优选是水平的，以满足这一要求。

光输出应该覆盖120度的扇区，其中第一区域被限定为上至300mm的半径，并且第二区域被限定为从300mm至500mm的半径。存在对这些区域中的光输出的要求，诸如第一区域中的照度至少为500勒克斯。还存在最大照度与最小照度之比小于3的要求。照明单元优选具有不对称光输出以满足这一要求。

还存在将蓝光危害保持在阈值之下的要求，例如保持小于100w/（m²·sr）的蓝光加权辐射。为了满足这一要求，期望提供大面积的台灯光出射窗口。

现有的台灯设计具有厚的灯头部，使得光源可以嵌入在视野之外。此外，当提供不对称光输出时，灯随之变得适合于仅以一个取向安装；它在右手操作和左手操作之间不可互换。存在这样的灯设计：其中灯可以在左手和右手操作模式之间手动重新配置，但是这对用户来说不方便。

许多当前的灯设计也不能满足新的蓝光危害要求，因为它们具有少数的单个高功率led，每个led具有相关联的光学元件。

因此，需要一种台灯，其实现这些目标，但是具有低成本和紧凑的光学设计。

技术实现要素：

本发明由权利要求限定。

根据依据本发明的一方面的示例，提供了一种台灯，包括：

基座；

细长头部；和

在基座和头部之间延伸的头部支撑件，

其中头部包括：

两个细长led布置，其各自沿着细长头部的长度方向延伸，每个led布置提供光输出图案，该光输出图案不对称并且通常被引导向细长头部的相应侧面；和

束整形透镜结构，与两个led布置相关联，

并且其中台灯包括控制输入端，用于独立控制每个led布置。

这种台灯布置利用单独的led布置，一个用于左手使用，以及一个用于右手使用。每一个都输送不对称的输出，特别是相对于头部的中心细长轴线不对称的输出。因此，当灯位于工作空间的后面，并延伸跨过工作空间时，它将光向前输送到工作空间。该透镜结构使得能够使用更多数量的低功率led。两个led布置将光馈送入共享的头部。

控制输入端例如设置在基座中。这样，灯使用起来简单。控制输入端例如包括用于每个led布置的开关。因此，用户简单地通过操作合适的led布置来选择右手或左手操作。这可以简单地包括使用最靠近用户的开关，这将取决于灯是以右手取向（基座在左侧）安装还是以左手取向（基座在右侧）安装。

每个led布置例如包括led的线性阵列。每个阵列可以存在大量led，例如在20和100个led之间。这能够实现灯头部的光出射窗口处的低局部辐射，使得可以满足蓝光危害要求。

头部优选地包括光导主体，并且每个led布置沿着头部的相应侧面边缘安装，以将光引导到光导主体中。

以这种方式，存在具有两个相对侧向面的共享光导主体，两个相对侧向面中的每个设置有相应的led布置。

通过提供面向侧方的led布置，有可能防止光源的直视。这也提供了紧凑的布置。透镜结构的光输出表面和光入射表面之间的距离可以设计成小于1mm，或者甚至小于0.5mm。

透镜结构可以形成光导主体的顶部表面，用于将光反射向光导主体的底部光出射表面。

这定义了利用反射将光输送到底部光出射表面的结构。顶部表面为两个led布置提供了连续的透镜结构，而不是需要针对每个led的单独的光学器件。

该透镜结构例如包括在头部的一个侧面沿着头部长度以平行方向延伸的第一组脊和在头部的相对侧面沿着头部长度以平行方向延伸的第二组脊。例如，不同的脊具有不同的总体仰角，使得它们的光反射功能在考虑到光源的相对位置的情况下得到优化。

因此，存在两个由透镜布置定义的功能单元，各用于每个led布置。

脊可以包括全内反射面，用于将光反射向底部光出射表面。全内反射面优选是弯曲的，以限定凹面反射表面的一部分。因此，这些曲面提供了所期望的束操控和束整形功能，以便实现所期望的光输出特性。为了这个目的，面在它们的取向和形状上被优化。

底部表面可以是平面的。

在优选设计中，头部的长度为200mm至400mm，例如250mm至350mm，以及宽度为30mm至80mm，例如40mm至60mm。这提供了紧凑束型光照条。

灯头部的总厚度可以小于8mm，提供了非常紧凑的总体积和低重量以及针对令人愉悦的美学设计的选项。

透镜结构可以包括单个模制部件。

本发明的这些和其他方面根据下文描述的（多个）实施例将变得显而易见并结合下文描述的（多个）实施例得到阐述。

附图说明

现在将参照附图详细描述本发明的示例，在附图中：

图1示出了根据本发明示例的台灯；

图2示出了垂直于长度方向的头部的截面视图；

图3从上方示出了灯；

图4从下方示出了灯；

图5示出了一般的预期光输出区域；

图6以放大的形式示出了头部的延伸超出基座的部分；

图7更清楚地示出了一个纹理化区的形状的示例；

图8示出了如何可以通过光学建模来设计每个面；

图9示出了针对右手配置的如投射到水平表面上的光输出的模拟；和

图10示出了针对左手配置的如投射到水平表面上的光输出的模拟。

具体实施方式

将参照附图描述本发明。

应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了设备、系统和方法的示例性实施例，但是仅旨在说明的目的，而并不旨在限制本发明的范围。根据以下描述、所附权利要求和附图，本发明的设备、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。应当理解，附图仅仅是示意性的，并不是按比例绘制的。还应当理解，在所有附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。

本发明提供了一种台灯，包括基座和细长头部。该头部具有两个细长led布置，其各自沿着细长头部的长度方向延伸，每个led布置提供光输出图案，该光输出图案不对称并且通常被引导向细长头部的相应侧面。束整形透镜结构与两个led布置相关联。每个led布置是独立控制的。因此，提供了单独的led布置，一个用于左手使用，以及一个用于右手使用。这避免了在左手操作和右手操作之间重新配置的需要，并且灯设计能够满足眩光控制、光均匀性和蓝光危害控制的要求。

图1示出了根据本发明的台灯10。

该灯包括基座12、细长头部14和在基座和头部之间延伸的头部支撑件16。如图所示，头部14被设计成在使用中是水平的，尽管头部的取向（例如仰角）同样可能是可调节的。

头部包括两个独立可控的照明布置，特别是led布置。控制输入端18使得能够独立控制每个led布置。在所示的示例中，控制输入端包括两个开关按钮18a、18b（可选地具有亮度选择能力）。led布置提供不对称的光输出，特别是通常将光引导向头部14的一侧。该灯旨在跨工作空间并在其后面定位，并且在使用中将光向前投射到工作空间上。选择一个或其他led布置能够实现灯的左手或右手使用。

对于右手使用，如图1所示，基座12位于左侧，以在右手周围留出尽可能多的自由空间。对于左手使用，基座12位于右侧。

图2示出了头部14的截面视图，其中截面垂直于长度方向。

头部14包括两个细长led布置20，其各自沿着细长头部14的长度方向延伸。每个led布置包括载体22和一行led24。这一行led形成线性led阵列。每个阵列可能存在大量led，例如在20和100个led之间。

载体例如是印刷电路板，并且led是低功率led，例如每个led具有小于1w的功率，例如0.2w的功率。它们可以例如在其输出端没有任何光学器件，特别是在led输出端没有准直光学器件。

如图所示，led具有水平的主光输出方向（当灯头部水平时），即在灯头部的宽度方向上的主光输出方向。每个led布置将光向内引导向头部中心。

灯头部包括光导主体26，并且每个led布置20沿着头部的侧面边缘安装，以将光引导到光导主体26中。

灯头部具有很薄厚度（以及因此很低的高度）。例如，在所示的示例中，每个led布置的高度大约为3.7mm。灯头部的总厚度以及因此的高度例如更一般地小于8mm，例如在5mm到8mm的范围内（图1中示出了6mm）。这提供了紧凑的布置。灯头部的宽度例如约为50mm（如图1所示），例如在30mm至80mm的范围内，例如在40mm至60mm的范围内。

在该示例中，led中心和主体26的最近点之间的距离仅为1.1mm，并且led光出射表面和主体26的入射表面之间的距离小于1mm，例如小于0.5mm。

光导主体26具有光滑的下光出射表面28和纹理化的上表面30。该上表面30形成透镜结构。特别地，纹理化表面30限定两个纹理化区32、34。一个纹理化区在上表面30的每个侧面处，并且每个纹理化区与其最近的led布置相关联。纹理化区32、34用于提供光的全内反射，使得光以一角度向下重定向，使得光可以从底部表面28逸出。

每个纹理化区包括一组脊，其在对应于头部的长度轴线的大致平行的长度方向上延伸。它们具有角度取决于与led布置的距离的面。因此，不同的脊具有不同的大致面角度。“大致”面角度是平均角度，因为面是弯曲的而不是平面的，这在下面进一步讨论。面的设计是为了在相应的led布置开启时实现所期望的光输出图案。

以这种方式，顶部表面为两个led布置提供了连续的透镜结构，并且这简化了布置。

图3从上方示出了灯，以及图4从下方示出了灯。

在图3中，在灯头部的顶部表面可以看到平面图中的纹理化区32、34的形状。它们可以是可见的，或者如果期望不同的美学外观，则它们可以被覆盖。

可以控制光仅通过全内反射离开下表面。然而，可以采取附加措施来提高光效率。首先，可以在顶部表面上方提供镜面反射涂层。第二，可以在头部的顶部上方提供高反射性的单独片。第三，头部可以具有外壳，并且可以在透镜结构顶部正上方的头部的内部顶部表面中提供高反射性粉末涂层。

图4示出了区域40，当led布置中的一个开启时，光从该区域40从底部表面发射。它还示出了光出射窗口处的光输出图案的表示，其包括相对均匀亮度的带。已经发现，这种光图案能够满足最大蓝色加权辐射的蓝光危害要求。

如上所述，光输出是在侧向上提供的。图5示出了一般的预期光输出区域。存在由半径为0.3m且角度为120度的圆的扇区形成的主目标光输出区域，以及由相同的120度但半径为0.3m至0.5m的扇区形成的次要目标区域。

图6以放大的形式示出了头部延伸超出基座的部分，使得可以更清楚地看到led布置。特别地，可以看到各个led24。在本示例中，存在一行45个led，节距为6mm。在本示例中，led阵列的相应长度被示出为264mm，以及头部悬垂的总长度为300mm。因此，光基本上沿着头部的整个长度输出。更一般地，头部例如具有在200mm至400mm范围内的悬垂长度，例如250mm至350mm。

通过沿着灯头部的长度提供大量led，通过使用许多低功率led增加了辐射分布面积，以及这有助于满足蓝光危害要求。

图7更清楚地示出了一个纹理化区32的形状的示例，并且示出了存在一组面70。随着距离光源（在图7中将位于左侧）的距离增加，这些变得越来越陡（即越来越竖直）。面设计增加了灯头部出射窗口上的辐射分布面积，以降低局部辐射，并且能够实现了薄头部设计。

图8示出了如何可以通过光学建模来设计每个面70。

图8将光源表示为位置80处的点。位置80处光源的光输出表面和透镜结构的光入射表面之间的距离优选小于1mm，例如小于0.5mm。该光入射表面由图8中的z轴线表示，并且x轴线表示头部的宽度方向。

当光进入光导材料26时存在折射，并在面70处存在反射。面70基本上是期望的全内反射曲线82的一部分。通过将曲线82分成一组面，纹理化表面充当曲线82的平坦化版本。然而，每个面具有与原始曲线的相应部分相同的光分布角度。

面因此是弯曲的（在垂直于其长度轴线的截面中，即垂直于头部的长度）。如图8所示，这意味着从每个面的相对端反射的光（在上述截面中）会聚。为此目的，该表面充当凹面镜的一部分。每个面的大致角度和曲率限定每个面的束成形和引导功能，并且这些组合起来限定透镜结构作为一整体的光学功能。

当在光源位置的视线内的面的部分被组合时，它们可以一起限定没有不连续性的连续弯曲表面，即曲线82。换句话说，面70包括连续平滑凹面镜曲线82的平移部分。这些部分沿着从光源位置80入射的光的方向平移（即，在折射角改变之后，如图8所示）。

来自光源位置80的直接光线也优选全部到达面70，使得在面之间没有接收直接入射光的区域。

如图7所示，其他边缘的角度（即那些不在光源位置的视线内的部分）不太重要，并且它们可以替代地具有平坦顶部（平行于平坦底部表面）和竖直连接脊。连接脊当然可以同样具有任何其他角度，因为它们在光源位置80的视线之外。

图9和10示出了如投射到灯头部下方400mm的水平表面上的光输出的模拟。轴线示出了竖直向下投射到表面上的相对于灯头部的中心的位置，单位为米。图9是针对右手配置，以及图10是针对左手配置。这些模拟显示，可以精确控制光输出，以在参照图5解释的区域中提供期望的照明特性。在主要目标区域中，最大照度与最小照度之比约为1.7，而在次要区域中，它约为2.5（针对左手和右手配置两者）。因此，可以满足均匀性要求。

使用面朝光导主体26的面向侧方的led布置意味着可以容易地满足屏蔽和眩光要求。例如，台灯使用led，其各自光通量输出为22.5lm。

通过对附图、公开内容和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可以理解和实现所公开的实施例的其他变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”（a或an）不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。