模块化光导灯具的制作方法_5

文档序号:9829691阅读:来源:国知局
>[0133](viii)具有漫射光输出表面的灯具模块
[0134]—般来讲,灯具模块100、100’、100〃或100〃’(在本文中结合图^-^描述)可提供可用于调整光强度分布的若干特征。例如,在一些实施方式中,灯具模块可包括可散射光以帮助均匀化灯具的强度分布的光学漫射材料。在一些实施方式中,如关于图1A描述的表面142和144可为至少部分粗糙的或涂覆有漫反射材料而非覆盖有镜面反射材料。因此,表面142和144处的光学界面可漫反射和/或透射光且因此将光散射到与由利用镜面反射的类似结构在这些界面处输出的光相比更宽的瓣中。
[0135]在一些实施方式中,表面142、144可包括促进光分布的光学结构。例如,表面142和144可各自具有不同定向下的多个平坦刻面。一般来讲,每一刻面在不同方向上反射和/或透射光。在一些实施方式中,表面142和144可包括(例如)散射或衍射光的结构特征。本文中描述了漫射部件和制造方法和/或工艺的实例。
[0136]在一些实施方式中,光散射材料可安置在光学提取器的光输出表面(诸如关于图1A描述的光学提取器140的光输出表面146和148)上。在一些实施方式中,表面146和148可具有不带有恒定曲率半径的形状。例如,表面146和148可包括具有不同曲率的部分且/或包括安置在表面上的结构(例如,散射或衍射光的结构特征)。
[0137]实例1:具有漫射光输出表面的光学提取器
[0138]在一些实施方式中,灯具模块可能需要某种程度的漫射以使沿灯具模块的细长维度(例如,沿y轴)的光变化模糊,所述光变化可由采用离散LEE作为用于光学系统的光源而引起。在一些实施方式中,在x-z平面(垂直于y轴的平面)内可需要某种程度的漫射。为实现此漫射,可将线性(一维)漫射、二维漫射或其它漫射特性并入到灯具模块中。
[0139]在一些实施方式中,可将漫反射和/或透射膜施加到灯具模块的表面。图7A和7B示出可如何将漫反射和/或透射膜701施加到光学提取器140的表面142、144、146和/或148。漫反射和/或透射膜701可具有粘合特性或包括粘合剂层702。在一些实施方式中,漫反射和/或透射膜701可被塑形成与其所施加到的相应表面的形状共形。
[0140]漫反射和/或投射膜701可被配置成提供一维、二维或其它漫射特性。在一些实施方式中,漫反射和/或透射膜701可针对不同表面具有不同漫射或其它光学特性。在一些实施方式中,漫反射和/或透射膜701可施加到可与灯具模块耦合的外部结构(诸如顶盖706)。所述外部结构可永久附连到灯具模块或可移除/可替换部件。
[0141]在一些实施方式中,粘合剂层702可(例如)使用紫外线、热量或其它剂进行固化或随时间自固化。在一些实施方式中,粘合剂层702可包括硅树脂、环氧树脂和其它不需要UV或热固化的物质。
[0142]在一些实施方式中,可在灯具模块的提取器或其它部件的制造过程期间实施灯具模块的漫射特性。例如,可使用模制工艺形成漫射表面。图8示出可用于形成具有漫射表面的光学提取器140的工具800。例如,可使用结构802制造光学提取器140的漫射表面。结构802可为所述工具的表面或可在光学提取器140的模制过程期间附连到光学提取器的相应表面或所述工具的表面并嵌入的漫射膜。
[0143]在一些实施方式中,可在灯具模块的相应部件的模制之后热形成漫射特性。例如,光学提取器可模制有大体上平滑表面且在后续制造步骤中,一个或多个表面可压印有纹理或其它结构以产生漫射表面。
[0144]在一些实施方式中,可通过使用加热工具并入灯具模块的漫射特性以改良灯具模块的一个或多个表面。图9A示出可用于改良灯具模块的光学提取器140的工具900的实例。在实例中,光学提取器140至少部分由允许热压印模制的材料制成。
[0145]在模制步骤期间可通过将加热工具900的结构902压印到光学提取器140的一个或多个表面中来将漫射特性添加到光学提取器140。在一些实施方式中,可通过将材料层903安置在光学提取器140上并经由工具950将材料层903模制到光学提取器140来将漫射特性并入到光学提取器140中,如图9B中示出。工具950包括结构902,结构902在模制过程期间形成光学提取器140的(多个)漫射表面。
[0146]在一些实施方式中,可使用锚定结构905模制具有漫射光输出表面的光学提取器140,如图9C中示出。
[0147]可将模制材料注入到模制工具970以形成光学提取器的宏观形状(例如,如图1A中示出的表面142、144、146、148的形状)。工具970可包括结构902,结构902形成(多个)漫射光输出表面的微观结构。
[0148]一般来讲,模制材料可具有低粘度使得可复制模制工具的结构902。模制材料可热固化、UV固化或以其它方式固化。
[0149]在一些实施方式中,可通过机械工艺、化学工艺或其它工艺(诸如,砂磨、喷砂、蚀刻或其它工艺)将漫射特性添加到灯具模块的部件。一般来讲,漫射表面结构可具有各种形状和尺寸(例如,微米或其它尺寸)。例如,全息漫射器可具有尺寸为几毫米或几十到数十毫米的表面结构或甚至更大尺寸的结构。
[0150]图1OA示出具有漫射光输出表面146和148的光学提取器140的实例。在一些实施方式中,将具沿y轴的平移对称性的一维结构(例如,刻面、V形槽、压痕等等)并入到光学提取器140的输出表面146、148以在x-z平面(垂直于y轴)内产生期望程度的漫射。在一些实施方式中,可通过一维起伏表面结构提供漫射特性。在一些情况下,前述漫射结构中的任一个还可包括微透镜。
[0151]图1OB示出具有漫射表面142、144和反射器(例如,镜)1009、1009’的光学提取器140的实例。漫射表面142和144至少部分透射光并且被透射光中的一些经由反射器1009和1009’朝光输出表面146和148反射。漫射表面和/或反射器可与光学提取器的任何表面合并以提供期望照明模式。
[0152]在一些实施方式中,可通过在光输出表面下方并入漫射特性提供灯具模块的光输出表面的漫射特性。例如,模具材料可包括漫射特性。例如,光学提取器可(例如)由包括嵌入在透明基质物质中的多个漫射中心的复合材料形成。此复合材料的漫射特性可取决于漫射中心的尺寸和密度、漫射中心的折射率、基质材料和其它方面。复合材料的成分大体上定义了光学部件的漫射特性。
[0153]实例2:与包括漫射光输出表面的光学插件耦合的光学提取器
[0154]虽然漫射特性可并入在灯具模块的表面中,但是光学插件与漫射特性的合并也是可行的。在一些实施方式中,具有提供前向光提取的光学提取器的灯具可被配置成使前向提取光漫射通过光学耦合到光学提取器的光学插件。
[0155]图11A-11C示出具有光学提取器140和光学插件1105的灯具模块1100的实例,光学插件1105与光学提取器140的表面142和144耦合。在一些实施方式中,灯具模块1100沿纵向方向(例如,沿y轴)是细长的。光学插件1105从光学提取器140的表面142和144接收光并通过漫射表面1107(例如,漫射涂层)输出接收到的光。在一些实施方式中,用于光学提取器140和光学插件1105的材料可具有类似折射率。光学插件1105可为插入物或插头。在一些实施方式中,光学提取器的表面142和144未经涂敷。
[0156]在一些实施方式中,光学插件1105可为楔形以与光学提取器140的表面142和144的形状共形。光学插件1105可包括反射器1109和1109’,其被配置成朝光学提取器140的表面146和148至少部分反射通过表面142和144输出的光中的一些。当将光学插件1105耦合到光学提取器140时,反射器1109和1109’可在光学提取器140与光学插件1105之间产生连接,并且可在没有反射器安置在光学插件1105的光输入表面的情况下形成腔1111(例如,气隙)。
[0157]光学插件1105可形成与光学提取器140的顶点互补的顶点。
[0158]在一些实施方式中,另一光学插件1105’可具有截顶楔形。光学插件1105’可结合灯具模块1100使用,如图12A-12C中示出。光学插件1105’可具有漫射光输出表面1107(例如,漫射涂层),而光学插件1105’的其它表面可未经涂覆。在组装过程期间,光学插件1105’与光学提取器140的表面142和144親合,从而在光学插件1105 ’与光学提取器140之间形成腔 1211。
[0159]在一些实施方式中,用于光学提取器140和光学插件1105’的材料可具有类似折射率,并且腔1211中的介质(例如,气体、空气、液体或固体材料)具有小于光学提取器140和/或光学插件1105’的折射率的折射率。在此类配置中,在邻近于腔1211的区域中投射在表面142和144上的光可经由全内反射(TIR)朝光学提取器140的表面146和148反射。在一些实施方式中,腔1211中的介质的折射率可与光学提取器和/或光学插件的折射率匹配。
[0160]一般来讲,反射器(诸如,如上文描述的反射器1109、1109’)可具有镜面反射性或其它反射性。所述反射器、光学提取器和/或光学插件可具有粘合剂表面或在其表面上包括粘合剂层(未说明)使得部件可彼此附连。
[0161]在一些实施方式中,灯具模块1100的光学提取器(或其部分)的表面142和144可涂覆有反射器1309(例如,涂覆有穿孔镜或部分反射涂层),如图13A-13C中示出。此处,光学插件1105与光学提取器140之间的光学界面由反射器1309形成。投射在光学提取器的表面142和144上的光朝光学提取器140的光输出表面146和148部分反射且朝光学插件1105的漫射光输出表面1107部分透射穿过反射器1309。
[0162]光学插件1105的光输入表面以及表面142和/或144可具有共形形状使得部件提供其之间的等距间隔。光学插件1105可具有漫射光输出表面1107(例如,漫射涂层)。可如本文中描述般实现光输出表面1107的漫射特性。反射器1309可为连续的、具有空穴或允许光透射通过反射器1309。在一些实施方式中,反射器1309可省略且由光透射层替代。光透射层可具有粘滞液体、凝胶、固体或其它光透射材料。在一些实施方式中,光学插件1105可包括完全或部分光透射材料、悬浮散射中心、光转换材料和/或其它材料。
[0163]在一些实施方式中,在光学提取器的表面142和144的至少部分具有漫射特性的情况下,可将部分反射涂层施加到漫射表面142和144,如上文在图7A和1B中示出和说明。因此,由光学提取器在前向方向上通过表面142和144输出的光以及通过光学提取器140的光输出表面146和148输出的光可为漫射光。
[0164]之前的附图和附带描述出于说明目的说明实例方法、系统和装置。将理解,这些方法、系统及和装置仅用于说明目的并且所描述的技术或类似的技术可在任何适当时间(包括并发、个别地或组合地)执行。此外,这些过程中的步骤中的许多可同时、并发和/或按与所示出的次序不同的次序发生。此外,所描述的方法/装置可使用额外步骤/部件、更少的步骤/部件和/或不同的步骤/部件,只要所述方法/装置保持适当即可。
[0165]换句话讲,虽然已根据某些方面或实施方式以及大体相关联的方法描述本公开,但是本领域的技术人员将明白这些方面或实施方式的改变和变更。因此,实例实施方式的以上描述不限定或约束本公开。在所附权利要求书中描述另外实施方式。
【主权项】
1.一种灯具模块,其包括: 一个或多个发光元件(LEE),其安置在一个或多个基板上且适于在前向方向上发射光; 光导,其包括输入端和输出端以及从所述输入端延伸到所述输出端的侧表面,所述侧表面被塑形成在所述前向方向上将由所述一个或多个LEE发射且在所述光导的所述输入端处接收的光引导到所述光导的所述输出端且在所述光导的所述输出端处提供被引导光;以及 光学提取器,其与所述光导的所述输出端光学耦合且适于接收所述被引导光,所述光学提取器具有第一重定向表面和一个或多个输出表面,所述光学提取器的所述第一重定向表面适于在第一方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分,所述第一方向具有正交于所述前向方向的分量,其中所述第一重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个漫射光。2.根据权利要求1所述的灯具模块,其中所述光导包括实心透明材料且所述侧表面被配置成经由TIR引导所述光。3.根据权利要求1所述的灯具模块,其中所述光导是中空的且所述侧表面是被配置成经由镜面反射引导所述光的反射器。4.根据权利要求1所述的灯具模块,其进一步包括一个或多个耦合器,所述一个或多个耦合器被定位成接收由对应一个或多个LEE发射的所述光的一部分且适于至少部分地准直所述光的所述所接收部分,所述一个或多个耦合器邻近于所述光导的所述输入端。5.根据权利要求1所述的灯具模块,其中所述光学提取器包括第二重定向表面,所述光学提取器的所述第二重定向表面适于在第二方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分,所述第二方向具有正交于所述前向方向且反平行于所述第一方向的所述正交分量的分量。6.根据权利要求1或5所述的灯具模块,其中所述第一重定向表面、所述第二重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个包括漫射膜。7.根据权利要求6所述的灯具模块,其中所述漫射膜具有反射性。8.根据权利要求6所述的灯具模块,其中所述漫射膜具有透射性。9.根据权利要求1或5所述的灯具模块,其中所述第一重定向表面、所述第二重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个包括漫射结构。10.根据权利要求9所述的灯具模块,其中所述漫射结构包括刻面。11.根据权利要求9所述的灯具模块,其中所述漫射结构包括压痕。1
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