述引出孔的宽度。如果光源210-j的 宽度为1单位长度，那么1SWU = 1单位长度。
[0124] 照明装置200-a(图3所示)是用平行源光注入(Sa = O)来配置且使用在光学禪合器 220-j中具有引出孔225-a的最小宽度的光学禪合器220-a(图2H所示），其中j处于集{a，b, c，d，e}中。
[0125] 照明装置200-b(图3所示）用倾斜源光注入(具有浅倾斜角化= 0c/2<0c)且使用引 出孔225-b的宽度大于用于平行源光注入的引出孔225-a的宽度的光学禪合器220-b(图4所 示)。
[0126] 照明装置200-C(图3所示）还用倾斜源光注入（具有临界角Sc = 0c)且使用引出孔 225- C的宽度大于用于具有浅倾斜角的倾斜源光注入的引出孔225-b的宽度的光学禪合器 220-C (图5所示）。
[0127] 照明装置200-d(图3所示)还用倾斜源光注入(具有睹倾斜角Sd = 20c)且使用引出 孔225-d的宽度大于用于具有临界角的倾斜源光注入的引出孔225-c的宽度的光学禪合器 22〇-d(图6所示）。
[01%]照明装置200-e(图3所示）用正交源光注入(具有倾斜角Se = 90°)来配置且使用在 光学禪合器220-j中具有引出孔225-e的最大宽度的光学禪合器220-e(图7所示），其中j处 于集{a，b，c，d，e}中。
[0129] 总之，图3说明具有可为光源的LEE提供不同位置和定向的禪合器220-j和光源 210-j布置的照明装置200-j的实施方案，其中j处于集{a，b，C，d，e}中。例如，可出于热目 的、直接接触禪合、LEE与禪合器220-j/光导230-j之间的放置容差弹性W及其它方面而开 发运种不同布置。取决于实施方案，例如，光源210-j的L邸可W被放置在基板上或直接放置 在禪合器220-j或光导230-j上。禪合器220-j和光导230-j可W整体地形成，且因此视情况 被认为是在本文中称为禪合器或光导的一个组件。光源210-j的发射方向106-j中可被定向 成平行(如图2H和3)、垂直(如图3和7)于光学禪合器220-j的光轴102-j或W倾斜角度(如在 图3-6)定向。为了实现倾斜角度，光学禪合器220-j的隅角或光导230-j可W具有扁平斜边 缘W邻接扁平LEE或具有带适当压痕的边缘W接收具有例如圆顶透镜的封装LEE，其中j处 于集{b，c，d，e}。诸如硅胶或其它可固化或不可固化浸没物质的浸没物质可应用来减少LEE 与禪合器220-j/光导230-j之间的气隙。
[0130] 在其上安置L邸W形成光源210-j的基板可W被定向成大体上正交（如图3和7,其 中j = e)、倾斜(如图3-6,其中j处于集{b，c，d}中）或大体上共面(如图2H和3,其中j=a)，其 中光导230-j的侧表面作为基板的法线确定L邸的发射主导方向。可W用可从光源210-j的 LEE截获光线且将其引入细长光导230-j中的实屯、横截面或中空金属反射器横截面创建禪 合器220-j，使得其在禪合器220-j与光导230-j之间的接面处的角度范围使得大体上所有 光将通过光导230-j经由全内反射传播，直至其到达提取器240-j。中空禪合器可W具有不 同于实屯、禪合器220-j的形状。所公开技术的效率依赖于光源210-j的相对大小和禪合器 220-j的尺寸。随着L邸和其它固态LEE诸如VCSEL(垂直腔表面发射激光器)在大小上持续减 少且在表面亮度上持续增加，运些类型的禪合方法由于禪合器220-j和光导230-jW及提取 器240-j组合的相对大小可在大小上持续缩小且使用增加经济优势的材料而变得越来越实 用。
[0131] 之前的附图和附带描述说明用于照明的实例方法、系统和装置。将理解，运些方 法、系统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，运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。
[0132] 换句话讲，虽然已根据某些方面或实施方式W及大体相关联的方法描述本公开， 但本领域的技术人员将明白运些方面或实施方案的改变和变更。因此，实例实施方式的W 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案。
【主权项】
1. 一种照明装置，其包括： 光源，其被配置来在操作期间在发射角度范围内发射光，其中所述发射角度范围内的 发射光的传播的普遍方向不同于所述照明装置的光轴的方向；和 包括透明材料的光学耦合器，所述光学耦合器具有输入孔、引出孔以及布置在所述输 入孔与所述引出孔之间的第一侧表面和第二侧表面，所述引出孔居中于所述照明装置的所 述光轴上， 其中所述光学耦合器通过所述输入孔从所述光源接收在所述发射角度范围内发射的 光， 其中所述第一侧表面和所述第二侧表面经由全内反射(TIR)将所接收光重新导引到所 述引出孔;且 其中在重新导引角度范围内通过所述引出孔发出重新导引光。2. 根据权利要求1所述的照明装置，其中所述重新导引光在所述重新导引角度范围内 的传播的普遍方向是沿所述照明装置的所述光轴。3. 根据权利要求1所述的照明装置，其中 所述发射光在所述发射角度范围内的传播的普遍方向相对于所述照明装置的所述光 轴倾斜小于临界TIR角的倾斜角，且 所述第二侧表面包括弯曲部分和扁平部分，所述扁平部分沿所述照明装置的所述光轴 定向。4. 根据权利要求3所述的照明装置，其中所述第二侧表面的所述扁平部分邻近所述引 出孔。5. 根据权利要求4所述的照明装置，其中 所述第一侧表面是取决于所述倾斜角和所述临界TIR角的第一对数螺旋， 所述第二侧表面的所述弯曲部分是取决于所述倾斜角、所述临界TIR角和所述光源的 尺寸的第二对数螺旋，且 所述第二侧表面在所述弯曲部分与所述扁平部分的相交处连续。6. 根据权利要求5所述的照明装置，其中 根据方程式(1)计算所述第一对数螺旋，且 根据方程式(2)计算所述第二对数螺旋。7. 根据权利要求5所述的照明装置，其中所述引出孔在所述第一侧表面上的点沿所述 照明装置的所述光轴具有与所述引出孔在所述第二侧表面的所述扁平部分上的另一点相 同的坐标。8. 根据权利要求1所述的照明装置，其中 所述发射光在所述发射角度范围内的传播的普遍方向相对于所述照明装置的所述光 轴倾斜等于或大于临界TIR角的倾斜角，且 所述第二侧表面是扁平的且沿所述照明装置的所述光轴定向。9. 根据权利要求8所述的照明装置，其中所述第一侧表面是取决于所述倾斜角和所述 临界TIR角的对数螺旋。10. 根据权利要求9所述的照明装置，其中根据方程式(1)计算所述对数螺旋。11. 根据权利要求8所述的照明装置，其中所述引出孔在所述第一侧表面上的点沿所述 照明装置的所述光轴具有与所述引出孔在所述扁平侧表面上的另一点相同的坐标。12. 根据权利要求1所述的照明装置，其中所述第一侧表面和所述第二侧表面中的每个 沿正交于所述照明装置的所述光轴的轴和所述发射光在所述发射角度范围内的传播的所 述普遍方向具有平移对称性。13. 根据权利要求1所述的照明装置，其中所述重新导引角度范围具有比所述发射角度 范围更小的发散度。14. 根据权利要求1所述的照明装置，其中所述光源包括LED管芯。15. 根据权利要求1所述的照明装置，其中所述光源发射白光。16. 根据权利要求1所述的照明装置，其中所述光源和所述光学耦合器的所述输入孔浸 没耦合。17. 根据权利要求16所述的照明装置，其中所述光源包括磷光体层且所述磷光体层与 所述光学耦合器的所述输入孔浸没耦合。18. 根据权利要求1所述的照明装置，其还包括 光导，其包括沿所述照明装置的所述光轴安置的接收端和相对端，所述接收端被布置 成接收由所述光学耦合器发出的光，所述光导被配置成在前向方向上将在所述接收端处接 收的光引导朝向所述光导的所述相对端;和 光学提取器，其位于所述相对端且被配置成将所述引导光输出到周边环境作为后向方 向上的输出光。19. 根据权利要求18所述的照明装置，其中所述光导的数值孔径使得在所述重新导引 角度范围内从所述光学耦合器接收的光可经由TIR由所述光导引导。20. 根据权利要求18所述的照明装置，其中所述光学提取器具有至少一个重新导引表 面，所述光学提取器的所述至少一个重新导引表面被布置且成形成在具有正交于所述前向 方向的分量的方向上反射所述引导光的至少一部分。21. 根据权利要求18所述的照明装置，其中所述光学提取器具有:第一重新导引表面， 其被布置且成形成在具有正交于所述前向方向的分量的第一方向上反射所述引导光的至 少一部分；和第二重新导引表面，其被布置且成形成在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的第二方向上反射所述引导光的至少一部分。22. 根据权利要求1所述的照明装置，其还包括： 光学提取器，其安置在所述照明装置的所述光轴上且与所述光学耦合器的所述引出孔 隔开分隔距离， 其中（i)所述分隔距离与（ii)所述光学提取器的数值孔径的组合使得由所述光学耦合 器发出的所有光投射在所述光学提取器上，且 其中所述光学提取器被配置成在相对由所述光学耦合器发出的光的传播的普遍方向 的后向方向上将投射在其上的所述光输出到周边环境中作为输出光。23. 根据权利要求22所述的照明装置，其中所述光学提取器具有至少一个重新导引表 面，所述光学提取器的所述至少一个重新导引表面被布置且成形成在具有正交于由所述光 学耦合器发出的所述光的传播的所述普遍方向的分量的后向方向上反射投射在其上的光 的至少一部分。24. 根据权利要求22所述的照明装置，其中所述光学提取器具有:第一重新导引表面， 其被布置且成形成在具有正交于由所述光学耦合器发出的光的传播的普遍方向的分量的 第一方向上反射投射在其上的光的至少一部分;和第二重新导引表面，其被布置且成形成 在具有正交于由所述光学耦合器发出的所述光的传播的所述普遍方向且反平行于所述第 一方向的所述正交分量的分量的第二方向上反射投射在其上的光的至少一部分。25. -种光学親合器，其包括： 输入孔，其安置在第一平面内； 引出孔，其安置在第二平面内，所述第二平面以锐角与所述第一平面相交;和 第一侧表面和第二侧表面，它们在所述输入孔与所述引出孔之间延伸，所述第一和第 二侧表面被配置成经由全内反射将入射光从所述输入孔导引到所述引出孔。26. 根据权利要求25所述的光学親合器，其中 所述锐角小于临界TIR角，且 所述第二侧表面包括弯曲部分和扁平部分，所述扁平部分被定向成正交于所述第二平 面。27. 根据权利要求26所述的光学耦合器，其中所述第二侧表面的所述扁平部分邻近所 述引出孔。28. 根据权利要求27所述的光学耦合器，其中 所述第一侧表面是取决于所述锐角和所述临界TIR角的第一对数螺旋， 所述第二侧表面的所述弯曲部分是取决于所述锐角、所述临界TIR角和所述输入孔的 尺寸的第二对数螺旋，且 所述第二侧表面在所述弯曲部分与所述扁平部分的相交处连续。29. 根据权利要求28所述的光学耦合器，其中 根据方程式(1)计算所述第一对数螺旋，且 根据方程式(2)计算所述第二对数螺旋。30. 根据权利要求28所述的照明装置，其中所述引出孔在所述第一侧表面上的点沿正 交于所述引出孔的轴具有与所述引出孔在所述第二侧表面的所述扁平部分上的另一点相 同的坐标。31. 根据权利要求25所述的光学耦合器，其中 所述锐角等于或大于临界TIR角，且 所述第二侧是扁平的且被定向成正交于所述第二平面。32. 根据权利要求31所述的光学耦合器，其中所述第一侧表面是取决于所述锐角和所 述临界TIR角的对数螺旋。33. 根据权利要求32所述的光学耦合器，其中根据方程式(1)计算所述对数螺旋。34. 根据权利要求31所述的光学耦合器，其中所述引出孔在所述第一侧表面上的点沿 正交于所述引出孔的轴具有与所述引出孔在所述扁平侧表面上的另一点相同的坐标。35. 根据权利要求25所述的光学耦合器，其中所述第一侧表面和所述第二侧表面中的 每个沿平行于所述第一平面和所述第二平面的轴具有平移对称性。
【专利摘要】一种照明装置包括：光源，其被配置来在操作期间发射传播的普遍方向不同于所述照明装置的光轴的方向的光；和包括透明材料的光学耦合器，所述光学耦合器具有输入孔、引出孔以及布置在所述输入孔与所述引出孔之间的第一侧表面和第二侧表面，所述引出孔居中于所述照明装置的所述光轴上。所述光学耦合器通过所述输入孔从所述光源接收发射光。此外，所述第一侧表面和所述第二侧表面经由全内反射(TIR)将所接收光重新导引到所述引出孔。此外，通过所述引出孔发出所述重新导引光。
【IPC分类】F21V7/00
【公开号】CN105659027
【申请号】
【发明人】费迪南德·斯基纳哥
【申请人】夸克星有限责任公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年7月18日