源光注入不平行于装置光轴的照明装置的制造方法_3

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属,诸 如侣或银)。例如,形成运种图层的材料可W反射W适当(例如可见)波长入射在其上的约 95%或更多的光。此处,表面242和244提供用于从光导230进入光学提取器232'的输入端且 具有角度范围125的光的高反射光学界面。作为另一实例,表面242和244包括对在光学提取 器240的输入端232'处进入的光透明的部分。此处,运些部分可为表面242和244的未涂覆区 域(例如,部分锻银区)或不连续部分(例如,狭槽、狭缝、孔)。因而,一些光在输出角度范围 125'内沿前向方向(沿Z轴)透射穿过光学提取器240的表面242和244。在一些情形中,在输 出角度范围125'内透射的光被折射。运样,重新导引表面243充当分束器而非镜,并且在输 出角度范围125 '内透射入射光的期望部分,同时在角度范围138和138 '内反射剩余的光。
[0056] 在X-Z横截面平面中,对应于表面242和244的线具有相同长度且形成顶点或顶 241,例如在顶点241处相交的V形形状。一般来讲,重新导引表面242,244的夹角(例如,表面 244与表面242之间的最小夹角)可如期望改变。例如,在一些实施方式中,夹角可相对小(例 如,从30°到60°)。在某些实施方式中,夹角在从60°到120°的范围内(例如,约90°)。夹角还 可相对大(例如,在从120°到150°的范围内或更大)。在图2A中示出的实例实施方式中,光学 提取器240的输出表面246,248?对于所述表面两者相同的恒定曲率半径弯曲。在一个方面 中,输出表面246,248可W具有光功率(例如,聚焦或散焦光)。因此,灯具模块200具有平行 于y-z平面的相交顶点241的对称平面。
[0057] 光学提取器240的邻近于光导230的下边缘232的表面光学禪合到边缘232。例如, 光学提取器240可使用折射率匹配流体、油脂或粘合剂附连到光导230。在一些实施方式中, 光学提取器240被烙合到光导230或其由单片材料整体形成。
[0058] 灯具模块200的发射频谱对应于LEE 210的发射频率。然而,在一些实施方式中,波 长转换材料可W定位在灯具模块中,例如远离LEE,使得灯具模块的波长频谱取决于LEE的 发射频谱和波长转换材料的组成两者。一般来讲,波长转换材料可W位于灯具模块200的各 种不同位置中。例如,波长转换材料可W安置成接近LEE 210、光学提取器240的邻近表面 242和244、在光学提取器240的引出表面246和248上,和/或其它位置。
[0059] 例如,波长转换材料(例如,憐光体)层可W附接到经由适当支撑结构(未示出)适 当固定的光导230,安置在提取器(也未示出)内或W其它方式布置。安置在提取器内的波长 转换材料可W被配置为外壳或其它物体且安置在R/n与R*(l+n 2)W/2)之间划线的抽象区域 内,其中R是提取器240的光引出表面(图2A的246和248)的曲率半径且n是提取器中波长转 换材料从反射表面(图2A中的242和244)看为相反的部分的折射率。支撑结构可W是透明自 立结构。波长转换材料在其转换波长时会漫射光,提供混合光且可W帮助均匀照亮周边环 境的表面。
[0060] 在操作期间,通过端部232引出光导230的光投射在重新导引表面242和244的部分 处的反射界面上且分别朝输出表面246和248向外反射而远离灯具模块的对称平面。重新导 引表面242的第一部分提供具有朝输出表面246的角度分布138的光,重新导引表面244的第 二部分提供具有朝输出表面246的角度分布138'的光。重新引导光通过输出表面246和248 引出光学提取器。一般来讲,输出表面246和248具有光功率W分别在角度范围142和142'内 重新导引引出光学提取器240的光。例如,光学提取器240可被配置成向上(即,朝与Lffi相交 且平行于x-y平面的平面)、向下(即,远离所述平面)或向上和向下两者发光。一般来讲,通 过表面246和248引出灯具模块的光的方向取决于引出光导230的光的发散度和表面242和 244的定向。
[0061 ]表面242和244可W被定向使得来自光导230的极少或没有光被光学提取器240沿 特定方向输出。在其中灯具模块200附接到房间的天花板(例如前向方向朝向地板)的实施 方式中,此类配置可帮助避免炫光和出现不均匀照度。
[0062] -般来讲,由灯具模块200提供的光强度分布反映灯具模块的结构绕y-z平面的对 称性。例如,参考图1B,在角度范围142 '内输出的光对应于远场光强度分布101的第一输出 波瓣145曰,角度范围142内输出的光对应于远场光强度分布101的第二输出波瓣14化且在角 度范围125 '内输出(泄漏)的光对应于远场光强度分布101的第=输出波瓣145c。一般来讲, 灯具模块200的强度分布将取决于光学禪合器220、光导230和光学提取器240的配置。例如, 光学禪合器220的形状、光学提取器240的重新导引表面243的形状W及光学提取器240的输 出表面246、248的形状之间的相互影响可用于控制第一输出波瓣145a和第二输出波瓣14化 在远场光驱强度分布101中的角宽和普遍方向(定向)。此外,第一输出波瓣145a和第二输出 波瓣145b的组合中的光量与第=输出波瓣145c中的光量的比受控于重新导引表面242和 244的反射率和透射率。例如,对于重新导引表面242、244反射率为90 %且透射率为10 %,可 W在对应于第一输出波瓣145a的输出角度范围142'输出45 %的光,可在对应于第二输出波 瓣14加的输出角度范围142中输出45%光,且可在对应于第=输出波瓣145c的输出角度范 围125'中输出10%的光。
[0063] 在一些实施方案中,可基于由重新导引表面242和244的部分形成的V形沟槽241的 夹角调整输出波瓣145a、14加的定向。例如,与远场光强度分布101导致第二夹角大于第一 角度的输出波瓣145曰、145b相比,第一夹角导致输出波瓣145曰、145b位于相对较小角度的远 场光强度分布101。运样,针对由重新导引表面243的部分242、244形成的两个夹角中的较小 夹角,光可沿更前向方向从灯具模块200提取。
[0064] 此外,虽然表面242和244描绘为平坦表面,但其它形状也是可行的。例如,运些表 面可为弯曲或复合的。弯曲重新导引表面242和244可用于使输出波瓣145曰、145b变窄或变 宽。取决于在光学提取器232'的输入端处接收的光的角度范围125的发散度,凹反射表面 242、244可使由光学提取器240输出的波瓣145a、14加变窄(且如图IB中所示),而凸反射表 面242、244可使由光学提取器240输出的波瓣145a、14加变宽。因而,被适当配置的重新导引 表面242、244可将会聚或发散引入到光中。此类表面可具有恒定曲率半径、可为抛物面的、 双曲面的或具有某种其它曲率。
[0065] -般来讲,可W使用各种方法建立元件的几何形状。例如,可W经验为主地建立几 何形状。或者或是另外,可W使用光学仿真软件诸如例如Li曲ttools?、Trac邱;to?、FRED? 或Zemax?建立几何形状。
[0066] -般来讲,灯具模块200可W被设计成将光输出到与图2A所示不同的输出角度范 围142、142'中。在一些实施方式中,照明装置可W将光输出到具有与图IB所示不同的发散 度或传播方向的波瓣142a、142b。例如,一般来讲,输出波瓣145a、14加可W具有多达约90° (例如80°或更少、70°或更少、60°或更少、50°或更少、40°或更少、30°或更少、20°或更少)的 宽度。一般来讲,在其中定向输出波瓣145曰、145b的方向还可与图IB所示方向不同。"方向" 指在其处波瓣最亮的方向。在图IB中,例如,输出波瓣145曰、145b被定向在约-130°和约+ 130°。一般来讲,输出波瓣145曰、14加可W被更多引导朝向水平(例如,在范围从-90°到-135°的角度,诸如在约-90°、约-100°、约-110°、约-120°,-130°,和范围从+90°到+135°的角 度,诸如在约+90°、约+100°、约+110°、约+120°、约+130°。
[0067] 灯具模块可W包括用于调整强度分布的其它特征。例如,在一些实施方式中,灯具 模块可包括可W受控方式漫射光W帮助均匀化灯具的强度分布的光学漫射材料。例如,表 面242和244可W是粗化或漫发射材料,而非镜面反射材料,可W涂覆在运些表面上。因此, 表面242和244处的光学界面可漫反射光,将光散射到与由利用镜面反射的类似结构在运些 界面处提供的光相比更宽的波瓣中。在一些实施方式中,运些表面可W包括促进各个强度 分布的结构。例如,表面242和244可各自具有不同定向下的多个平坦刻面。因此,每个面会 将光反射到不同方向中。在一些实施方式中,表面242和244可在其上具有结构(例如散射或 衍射光的结构特征)。
[0068] 表面246和248无需为具有恒定曲率半径的表面。例如,表面246和248可包括具有 不同曲率的部分和/或可在其上具有结构(例如,散射或衍射光的结构特征)。在特定实施方 式中,光散射材料可W被安置在光学提取器240的表面246和248上。
[0069] 在一些实施方式中,光学提取器240被结构化使得在至少一个平面(例如X-Z横截 面平面)内传播且由表面242或244反射的可忽略量(例如,小于1 % )的光在光射出表面246 或248处经历TIR。对于特定球形或圆筒结构,所谓韦氏条件可W避免TIR。针对具有半径为R 的表面的圆形结构和具有半径为R/n的抽象圆说明韦氏条件(即,通过圆筒或球体的横截 面),其中n是所述结构的折射率。穿过横截面平面内的抽象圆的任何光线入射在圆形结构 的表面上且具有小于临界角的入射角且将在不经历TIR的情况下射出圆形结构。在平面中 的球形结构内传播但是并非放射自抽象表面内的光线可在临界角下或大于入射角下投射 在半径为R的表面上。因此,运样的光可W受到TIR并且将不会射出圆形结构。此外,穿过由 小于R/(l+n 2)W2),(其小于R/n)的曲率半径的区域划线的抽象空间圆的P极化的光线将在 引出圆形结构时在半径为R的表面处受到菲涅尔反射。该条件可被称为布儒斯特几何。可相 应配置实施方式。
[0070] 在一些实施方式中,所有或部分表面242和244可W位于由表面246和248所限定的 抽象韦氏表面内。例如,接收通过端部232引出光导230的光的表面242和244的部分可W驻 留在运个表面内,使得X-Z平面内从表面244和246反射的光分别通过表面246和248引出而 不经历TIR。
[0071] 在上文结合图2A所述的实例实施方式中,灯具模块200被配置成将光输出到输出 角度范围142、142'和任选125'中。在其它实施方式中,光导型灯具模块200被修改成将光输 出到单个输出角度范围142'中。图2B示出被配置成在光导230的单侧上输出光的运种光导 型灯具模块200*的实例。灯具模块200*被称为单侧灯具模块。单侧灯具模块200*类似于图 2A所示的灯具模块200沿y轴伸长。还如灯具模块200,单侧灯具模块200*包括基座212和沿y 轴安置在基座212的表面上W在第一角度范围内发射光的LEE 210。单侧灯具模块200*还包 括光学禪合器220,其被布置且配置成将由LEE 210在第一角度范围内发射的光重新导引到 在至少X-Z横截面中具有小于第一角度范围的发散度的发散度的第二角度范围125中。此 夕h单侧灯具模块200*包括光导230, W从光导的第一端231在第二角度范围125中通过光学 禪合器220将光重新导引到光导的第二端232。此外,单侧灯具模块200*包括单侧提取器(标 示为240'),W接收由光导230引导的光。单侧提取器240'包括重新导引表面244W将从光导 230接收的光重新导引到第S角度范围138'-如参考图2A针对灯具模块200所述-和输出表 面248W在第=角度范围138'中将由重新导引表面244重新导引的光输出到第四角度范围 142'。
[0072] 单侧灯具模块200*的光强度分布表示在图IB中作为单个输出波瓣145曰。单个输出 波瓣145a对应于由单侧灯具模块200*在第四角度范围142 '内输出的光。
[0073] 图2C示出灯具模块200的实施方案200',所述灯具模块也沿垂直于前向方向(例 如,沿Z轴)的轴(例如,y轴)伸长。在此情形中,光导230沿灯具模块200'的细长尺寸的长度L 可为例如2'、4'或8'。光导230正交于细长尺寸L(例如,沿X轴)的厚度T被选择为由被引导光 从光导230的接收端到相对端行进的距离D的分率。例如,对于T = 0.05D、0.1D或0.2D,来自 沿长度L的楠圆路径绕Z轴分布的多个点状LEE 210且在接收端处边缘禪合到光导230中的 光可有效混合且在其传播到相对端时沿y轴变得均匀(准连续)。
[0074] 图2D示出灯具模块200",其具有围绕前向方向(例如,
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