光波导的制作方法_4

文档序号:9355024阅读:来源:国知局
以包括LED582a至582d。虽然示出了 4个LED,但是可以使用任何数量的LED来代替。 LED582将光径向导向到波导本体580内。在示出的实施方式中,波导本体580是圆形的,但 是波导本体580可以是例如本文所述的任何其他形状的,例如方形、矩形、弯曲的等。如在 图61中所示,并且与在前述实施方式中一样,波导本体580包括一个或多个提取零件583, 这些提取零件围绕LED设置在同心和同轴区段583a-583d内以辅助光提取。提取零件与题 为"光波导及结合该光波导的发光体(OpticalWaveguideandLuminaireIncorporating Same) "的共同审理的美国专利申请序列号13/840, 563(代理人案号P2025US1)的提取零件 相似或相同,该申请通过引用结合于此。可以从相对的表面584、586中的一个或多个中发 生光提取。此外,根据需要,表面586可以成锥形的,并且表面584可以是平直的,或者这两 个表面584、586可以成锥形或者具有另一种形状。
[0117] 图62和图63示出了又一波导本体590和多个光源,这些光源可以包括LED 592a-592d。虽然示出了 4个LED,但是可以使用任何数量的LED来代替。在示出的实施方 式中,虽然波导本体590是圆形的,但是可以是包括本文公开的形状的任何其他形状。由 LED形成的光被轴向向下导向,如图63中所不。向下导向的光被波导本体590的倾斜表面 594通过全内反射径向向内转移。波导本体590包括一个或多个提取零件595,这些提取零 件与图60和图61的提取零件相似或相同并且相对于LED592a-592d设置在同心和同轴部 分595a-595d内,也与图62和图63的实施方式中一样。光被提取零件595导向出相对的 表面596、598中的一个或多个。必要时,根据需要表面598可以与表面596 -起成锥形,和 /或表面596可以是平直的。
[0118] 在图64和图65中示出了波导本体600的又一实施方式。波导本体600具有基底 部分602以及向外张开的主发光部分604。基底部分可以具有选择的内耦合腔606,内耦合 腔包括盲孔,盲孔中设置了一个或多个LED610的形式的一个或多个光源(图65)。必要时 可以省略内耦合腔606,并且由LED610形成的光可以通过气隙被导入到平坦的或其他形 状的输入表面614内。波导本体600由任何合适的光透射材料制成,与在前述实施方式中 一样。由LED形成的光穿过主发光部分604并且从射出内弯曲表面616。
[0119] 图66示出了与图64和图65相同的实施方式,除了以下内容以外:内耦合腔包括 完全延伸穿过基底部分602的孔617,并且包括一个或多个LED610的一个或多个光源从与 在图64和图65中示出的外端相对的内端延伸到孔617内。此外,包括高度反射的锥形插 头构件618的光分流器设置在孔617的外端内。插头构件618可以包括基底凸缘619,该凸 缘由任何合适的装置(例如粘合剂)固定至波导本体600的外表面,以使得锥形部分620 延伸到孔617内。必要时,可以省略基底凸缘619,并且插头构件618的外径可以略微大于 孔617的直径,从而插头构件618可以压入配合或摩擦配合到孔617内和/或由粘合剂或 其他方式固定。此外,必要时锥形插头构件618可以与波导本体600成为一体,而非与波导 本体分开。此外,必要时一个或多个LED610可以与波导本体600成为一体。在示出的实 施方式中,插头构件618可以由白色聚碳酸酯或任何其他合适的材料制成,例如丙烯酸、模 制的硅树脂、聚四氟乙烯(PTFE)、Ddrin⑩乙酰树脂。使用任何合适的应用方法(例如气 相沉积工艺),该材料可以涂有反光银或其他金属或材料。
[0120] 由一个或多个LED形成的光在锥形部分620上入射并且通过基底部分602横向转 移。然后,光穿过主发光部分604并且射出内弯曲表面616。在题为"光波导及结合该光波 导的发光体(OpticalWaveguideandLuminaireIncorporatingSame) "的共同审理的美 国专利申请序列号13/840, 563(代理人案号P2025US1)中,提供关于光透射和提取的额外 细节,该申请通过引用结合到本文中。
[0121] 在图64至图66中示出的任一实施方式中,本文公开的额外的提取零件可以设置 在波导本体600的任何或所有表面上。
[0122] 波导本体和提取零件能够具有其他形状。使这些形状组合,叠加了这些形状的效 果,并且进一步改变了波导本体光分布。通常,本文公开的波导本体形状可以包括一个或多 个拐点或区域,其中,表面的曲率半径突然改变或者逐渐地改变。在波导本体具有多个曲折 区域的情况下,曲折区域可以横向于通过波导本体的光路(例如图18-20中所示)、沿着通 过波导本体的光路(例如图33中所示)或者包括这两者(例如,由图67至图69的波导本 体640示出或者通过组合具有曲折区域的波导本体)。此外,连续的曲折区域可以在正方向 与负方向之间倒转(例如可以在凸表面与凹表面之间过渡)。本发明预期具有单个曲折区 域和多个曲折区域的各种组合,其中,曲折区域沿着通过这个波导本体或多个波导本体的 光路或者横向于该光路。
[0123] 再次参照图1和图3A,由一个或多个LED56形成的光透射通过耦合光学部件52。 必要时,气隙设置在LED56与耦合光学部件52之间。可以提供任何合适的设备以将光源 56与耦合光学部件52安装成期望的关系。耦合光学部件52尽可能接近光源56地对光进 行混合以提高效率,并控制从光源56到波导本体内的光分布。在使用如上所述的弯曲的波 导本体时,耦合光学部件52可以控制光线透射弯曲表面的角度,这造成在弯曲表面处受控 制的内部反射或提取。
[0124] 可替代地或者此外,必要时光可以通过至少部分或完全包围每个或所有LED的镜 面反射器传播到親合光学部件52内。
[0125] 如图58和图59中所示,示出了具有耦合光学部件本体601的耦合光学部件600 的另一实施方式。耦合光学部件适于与任何合适类型的至少一个并且优选地多个LED-起 使用。耦合光学部件本体601包括多个输入腔602a、602b、…...、602N,每个输入腔与多 个LED(在图58和图59中未示出,但是与图1的LED56相同或相似)相关联并且从多个LED中接收光。输入腔602彼此相同并且在耦合光学部件600的宽度上彼此相邻地设置成 一线。如图59中所示,每个输入腔602(例如输入腔602b)包括分别由弧形上下边缘表面 608a、608b包围的近似跑道形的壁606。弯曲表面610在耦合光学部件600的上边缘表面 608a与平坦的上表面612之间成锥形。与弯曲表面610相同的另一弯曲表面在耦合光学部 件600的下边缘表面608b与平坦的下表面之间成锥形。
[0126] 中心突出部614设置在由壁606限定的凹部616内。中心突出部614由弯曲的壁 区段617a-617d限定。另一近似跑道形的壁618设置在突出部614的中心部分内并在基底 表面620处终止,以形成另一凹部622。与输入腔602b相关联的LED以任何合适的方式相 对于输入腔602b安装,以便LED延伸到另一凹部622内,在LED与基底表面620之间具有 气隙。LED布置成使得由LED发射的光被导向到親合光学部件600中。必要时,反射器(未 示出)可以设置在LED之后和/或周围以提高耦合效率。此外,根据需要,任何表面可以涂 有或者另外形成有反射表面。
[0127] 例如在多于一个LED连接至波导本体的实施方式(例如图58和图59中示出的实 施方式)中,耦合光学部件600可以减少LED的光锥之间的盲区。耦合光学部件600还可 以控制光锥叠加的方式,这在使用不同颜色的LED时尤其重要。光混合被有利地实现以便 尽可能减少点光源的外观。
[0128] 如图1和图12中所示,耦合光学引导件52将由光源56发射的光引入波导54中。 光源56设置为与具有锥形的耦合光学部件82相邻以引导光穿过耦合光学引导件52。将耦 合光学部件82放置在耦合光学引导件52内,抵靠形成在与耦合光学引导件52的输出表面 62相对的正面86上的弯曲的凹口 84。将光源56放置在弯曲的凹口 84内的耦合光学引导 件52的外面。在光源56与凹口 84之间的气隙85允许在光进入耦合光学部件82之前混 合光。两个成角度的侧面88、正面86以及输出表面62可以由塑料材料制成,并且涂有反射 材料。耦合光学引导件52是空心的并且填充有空气。
[0129] 本文特别地包括本公开的其他实施方式,包括每个上述实施方式和实例的单独的 特征的所有可能不同的以及各种组合。
[0130] 工业实用性
[0131] 本文描述的波导元件可以单独使用或者相结合地使用。具体而言,具有或没有离 散的提取零件的平直的、弯曲的或者其他形状的波导本体可以与本文描述的任何耦合光学 部件和光源相结合。在任何情况下,可以获得期望的光输出分布。
[0132] 鉴于以上描述,对于本领域的技术人员,本公开的多个修改显而易见。因此,本说 明书仅理解为说明性的,并且提供本说明书以用于允许本领域的技术人员做出并使用本公 开并且教导执行本公开的最佳模式的目的。
【主权项】
1. 一种光波导本体,所述光波导本体包括: 第一弯曲表面,所述第一弯曲表面在输入表面与端部表面之间延伸; 第二表面,所述第二表面与所述第一表面相对; 其中,所述输入表面具有设置在所述第一表面与所述第二表面之间的第一厚度;并且 其中,所述端部表面具有设置在所述第一表面与所述第二表面之间的第二厚度,所述 第二厚度小于所述第一厚度。2. 根据权利要求1所述的光波导本体,其中,光被发射通过所述第一表面。3. 根据权利要求2所述的光波导本体,其中,光沿着所述第一表面和所述第二表面在 内部反射。4. 根据权利要求1所述的光波导本体,其中,所述第一厚度是大约6mm,所述第二厚度 是大约2mm,并且所述第一表面具有大约200mm的曲率半径。5. 根据权利要求1所述的光波导本体,其中,所述光波导具有介于所述输入表面与所 述端部表面之间的长度,并具有横向于所述长度的宽度,其中,所述第一表面与所述第二表 面之间的距离沿着所述宽度是恒定的,并且其中,所述第二表面是弯曲的。6. 根据权利要求1所述的光波导本体,还包括至少一个提取零件。7. 根据权利要求6所述的光波导本体,其中,所述至少一个提取零件位于所述本体内。8. 根据权利要求6所述的光波导本体,其中,所述至少一个提取零件位于所述本体的 外表面上。9. 根据权利要求6所述的光波导本体,其中,所述至少一个提取零件是具有平行边的 成角度的凹槽。10. 根据权利要求6所述的光波导本体,还包括反射表面。11. 根据权利要求10所述的光波导本体,其中,所述反射表面设置为与所述至少一个 提取零件相邻。12. 根据权利要求6所述的光波导本体,其中,所述提取零件包括阶梯状零件。13. 根据权利要求12所述的光波导本体,其中,所述阶梯状
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