使用tir透鏡的薄型燈的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種燈。所述燈包括光源和透鏡。所述透鏡包括與第二表面相對(duì)的第一表面，其中所述第二表面包括入射表面，并且第一表面包括向所述入射表面會(huì)聚的多面光學(xué)元件。所述光源通過(guò)所述入射表面將光入射到所述透鏡中，并且所述光折射通過(guò)所述第一表面，同時(shí)從所述第一表面和所述第二表面向所述透鏡的外圍進(jìn)行全內(nèi)反射。
【專(zhuān)利說(shuō)明】使用TIR透鏡的薄型燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的示例性實(shí)施例總體上涉及一種照明設(shè)備。這些實(shí)施例特別適用于薄型(low profile)燈，并且將特別參考所述薄型燈進(jìn)行描述。但是，應(yīng)了解，本發(fā)明的示例性實(shí)施例也適用于其他類(lèi)似的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]燈通常包括一個(gè)或多個(gè)光源，所述光源可能隨時(shí)間的推移和/或溫度而退化。但是，燈通常無(wú)法補(bǔ)償此類(lèi)退化和/或提供此類(lèi)退化的通知。因此，燈可能無(wú)法根據(jù)規(guī)格運(yùn)行和/或向燈的操作員提供足夠的通知以在發(fā)生故障之前更換燈。
[0003]此外，燈通常包括發(fā)光面，一個(gè)或多個(gè)光源發(fā)出的光透過(guò)所述發(fā)光面。通常，最好是從所述發(fā)光面均勻地發(fā)光。但是，燈的發(fā)光面通常大于光源。因此，難以使從光源發(fā)出的光均勻分布。
[0004]一種選擇包括使用反射折射光學(xué)系統(tǒng)。反射折射光學(xué)系統(tǒng)使用折射和反射，通常通過(guò)透鏡(屈光學(xué))和曲面鏡(反射光學(xué))實(shí)現(xiàn)，以聚焦光線。但是，使用反射折射光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題在于所述反射折射光學(xué)系統(tǒng)通常非常厚。因此，在需要使用薄型燈的情況下，通常難以使用反射折射光學(xué)系統(tǒng)。
[0005]另一種選擇涉及使用沿?zé)舻陌l(fā)光面分布的光源矩陣。此類(lèi)選擇不依賴(lài)于光學(xué)系統(tǒng)將光源發(fā)出的光分布在燈的發(fā)光面上。相反，它完全依賴(lài)于光源的數(shù)量。但是，使用矩陣的一個(gè)問(wèn)題在于增加光源的數(shù)量將增加不必要的成本、降低效率并增加燈的復(fù)雜性。
[0006]本發(fā)明旨在新的和改良系統(tǒng)和/或方法，以解決所述和其他問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]下文將概述本發(fā)明的各方面細(xì)節(jié)，以提供基本理解。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分不是本發(fā)明的寬泛概述，并不旨在確定本發(fā)明的特定元素，也不描述本發(fā)明的范圍。相反，本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分的目的是在以下更詳盡的說(shuō)明之前簡(jiǎn)要地提出本發(fā)明的特定概念。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種燈。所述燈包括光源和透鏡。所述透鏡包括與第二表面相對(duì)的第一表面，其中所述第二表面包括入射表面，并且第一表面包括向所述入射表面會(huì)聚的多面光學(xué)元件。所述光源經(jīng)由所述入射表面將光入射到所述透鏡中。所述光折射通過(guò)所述第一表面，同時(shí)從所述第一表面和所述第二表面向透鏡的外圍全內(nèi)反射(totalinternally reflect)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種燈。所述燈包括光源、光傳感器和電源。所述電源基于所述光傳感器測(cè)量的光輸出而控制光源的光輸出。所述燈進(jìn)一步包括透鏡，其中所述透鏡包括發(fā)光面。所述透鏡配置成接收從所述光源發(fā)出的光并且使用全內(nèi)反射和折射將所接收的光均勻地分布在所述發(fā)光面上。所述光傳感器設(shè)置在所述透鏡的所述發(fā)光面上。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種透鏡。所述透鏡包括與第二表面相對(duì)的第一表面，其中這些表面限定波導(dǎo)通道。朝向所述第一表面和/或所述第二表面的光全內(nèi)反射到所述透鏡的外圍。所述透鏡進(jìn)一步包括:入射表面，所述入射表面從光源接收光；以及多面光學(xué)元件，所述多面光學(xué)元件與所述入射表面相對(duì)。所述多面光學(xué)元件向所述入射表面會(huì)聚，其中所述入射表面接收的光從所述多面光學(xué)元件向所述透鏡的外圍全內(nèi)反射。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]以下說(shuō)明和附圖詳細(xì)提供了本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述實(shí)施例提出能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明多個(gè)原理的多個(gè)示例性方式。但是，說(shuō)明性的實(shí)例并不排除本發(fā)明許多可能的實(shí)施例。以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明將結(jié)合附圖提供本發(fā)明的其他對(duì)象、優(yōu)點(diǎn)和新穎性特征，在附圖中:
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明各方面的燈的方框圖；
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明各方面的燈的俯視圖；
[0014]圖3是圖2所示燈的截面圖；
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明各方面的旋轉(zhuǎn)式透鏡的俯視圖；
[0016]圖5是圖4所示透鏡的截面圖；以及
[0017]圖6是根據(jù)本發(fā)明各方面的擠壓透鏡(extruded lens)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下將結(jié)合附圖詳細(xì)描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或?qū)嵤┓桨?，其中?lèi)似的附圖標(biāo)記用于指代附圖中類(lèi)似的元件，并且其中多個(gè)特征并不必要按比例繪制。
[0019]參見(jiàn)圖1，提供了根據(jù)本發(fā)明各方面的燈100的方框圖。例如，燈100可以是交通燈，特定手表的背光中所用的燈等。燈100可以包括一個(gè)或多個(gè)光源102、透鏡104、一個(gè)或多個(gè)傳感器106、電源108、存儲(chǔ)器110、通信單元112、控制器114等。
[0020]光源102適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生用于燈100的光。光源102可以包括一種或多種類(lèi)型，例如導(dǎo)光(例如，從光纖或其他類(lèi)型的光導(dǎo)設(shè)備導(dǎo)向的光)；直接電動(dòng)光發(fā)射器(單個(gè)或群集)，例如電致發(fā)光源(LE0、有機(jī)LE0、聚合物L(fēng)EOS等)、氣體放電光源(突光、等離子體等)、高強(qiáng)度放電光源、激光器、非線性光源；等等。光源102可以經(jīng)選擇以控制相關(guān)色溫(CCT)、顯色指數(shù)(CRI)以及其他類(lèi)似的光特性。
[0021]透鏡104適當(dāng)?shù)貙⒐庠?02發(fā)出的光均勻分布在燈100的發(fā)光面上。如下文更詳細(xì)所述，這可以使用部分折射并且部分全內(nèi)反射的正透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)。在特定實(shí)施例中，透鏡100可以占據(jù)至少一半的發(fā)光面和/或光源102可以置于與透鏡104的距離小于透鏡102的半徑或焦距的位置處。此外，在特定實(shí)施例中，透鏡可以經(jīng)過(guò)處理以增加均勻性、改進(jìn)照明外觀和/或減少眩光。附加地或替代地，可以使用另一光學(xué)部件，例如發(fā)散膜來(lái)獲得類(lèi)似的效果。
[0022]傳感器106適當(dāng)?shù)販y(cè)量燈100的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行條件。運(yùn)行條件可以包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):光源102的輸入電壓、運(yùn)行溫度、輸出電流和/或電壓、光源102的光輸出等。在特定實(shí)施例中，傳感器106可以包括光電變換器，例如固態(tài)光電檢測(cè)器。在此類(lèi)實(shí)施例中，光電變換器可以連接到透鏡104的任何表面。但是，優(yōu)選連接到對(duì)透鏡104的光學(xué)性能影響較小的表面，通常為外表面。在特定實(shí)施例中，傳感器106可以附加地或替代地包括熱敏電阻。
[0023]電源108適當(dāng)?shù)貜耐獠侩娫?未圖示)接收電力并將所述電力分配給燈100的組成部件。所接收電力的輸入電壓可以是交流(AC)電壓或直流(DC)電壓。在特定實(shí)施例中，電源108可以從控制器114和/或外部裝置(未圖示)接收命令，從而控制電力的分配。例如，電源108可以從控制器114接收指示電源108提供給光源102的輸出電流和/或電壓的命令。在其他實(shí)施例中，電源108可以從諸如光電變換器等傳感器106接收信號(hào)，并且調(diào)整光源102的輸出電流和/或電壓以維持恒定的光輸出。
[0024]電源108適當(dāng)?shù)匕ㄓ糜趯㈦娏Ψ峙浣o燈100的一個(gè)或多個(gè)硬件部件。例如，電源108可以包括一個(gè)或多個(gè)整流器、浪涌保護(hù)電路、電磁干擾電路、交換式電源、沖突監(jiān)控器、保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)絲熔斷(FBO)電路、功率因數(shù)校正電源等。但是，諸如軟件部件等其他部件也同樣適用。
[0025]存儲(chǔ)器110適當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)與一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件相關(guān)的日志數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)器110可以存儲(chǔ)交通燈100的運(yùn)行時(shí)間。存儲(chǔ)器110可以包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):磁盤(pán)或其他磁性存儲(chǔ)介質(zhì)；光盤(pán)或其他光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)或其他電子存儲(chǔ)裝置或芯片或在操作上互連的芯片集；等等。
[0026]通信單元112適當(dāng)?shù)叵蚩刂破?14提供用于與燈100外部的其他燈和/或部件通信的接口。例如，通信單元112可以允許燈100從外部控制器(未圖示)接收命令。通信單元112可以通過(guò)諸如局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)或者諸如12C、通用串行總線、串行等數(shù)據(jù)總線來(lái)與燈100外部的這些其他燈和/或部件通信。
[0027]控制器114適當(dāng)?shù)乇O(jiān)控?zé)?00的運(yùn)行條件。監(jiān)控可以包括從構(gòu)成燈100的一個(gè)或多個(gè)硬件和/或軟件部件(例如傳感器106)接收與燈100的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行條件相關(guān)的數(shù)據(jù)。所接收的數(shù)據(jù)可以包括當(dāng)前運(yùn)行條件值和/或計(jì)算當(dāng)前運(yùn)行條件值所必需的數(shù)據(jù)。監(jiān)控可以進(jìn)一步包括從所接收的數(shù)據(jù)計(jì)算一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行條件的值和/或基于所接收的數(shù)據(jù)而確定運(yùn)行條件是否在可接受的限制內(nèi)。對(duì)于所述確定，可以將運(yùn)行條件值(計(jì)算得出或直接測(cè)量得出)與運(yùn)行條件的閾值和/或預(yù)期值進(jìn)行比較。如果運(yùn)行條件在可接受的限制之外，則檢測(cè)到故障。
[0028]在特定實(shí)施例中，控制器114可以指示電源108關(guān)于提供給光源102的輸出電流和/或電壓，從而得出退化系數(shù)(degradation factor),同時(shí)監(jiān)控?zé)?00的運(yùn)行條件。退化系數(shù)減少光源102的光輸出并且可以包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):光源102的運(yùn)行時(shí)間,燈100的運(yùn)行溫度等?？刂破?14可以基于諸如光電變換器等傳感器106確定的光源102的光輸出而調(diào)整電源輸出電流和/或電壓。或者，控制器114可以基于計(jì)算所得的輸出電流和/或電壓調(diào)整電源輸出電流和/或電壓。
[0029]計(jì)算所得的電源輸出Itjut可以定義為:
[0030]1ut = Inom*fTH*fDe， (I)
[0031]其中Im是光源102的額定輸出電流、f,H是調(diào)整燈100內(nèi)溫度的校正系數(shù)，并且 是調(diào)整光源102的壽命的校正系數(shù)。校正系數(shù)可以通過(guò)使用校正系數(shù)以當(dāng)前運(yùn)行條件值
索引的一個(gè)或多個(gè)查詢(xún)表來(lái)進(jìn)行確定?？梢酝ㄟ^(guò)類(lèi)似方式對(duì)計(jì)算輸出電壓Vrat進(jìn)行計(jì)算。
[0032]在特定實(shí)施例中，控制器114可以記錄燈100的運(yùn)行條件，同時(shí)監(jiān)控?zé)?00的運(yùn)行條件。記錄燈100的運(yùn)行條件的步驟可以包括將一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行條件的值(計(jì)算或其他方式)寫(xiě)入存儲(chǔ)器110中。運(yùn)行條件值可以覆蓋之前寫(xiě)入的日志數(shù)據(jù)和/或作為按時(shí)間索引的日志條目寫(xiě)入。記錄可以在確定一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行條件超出可接受限制之外(即，檢測(cè)到故障)時(shí)執(zhí)行。但是，其他記錄觸發(fā)器也通常適用。例如，記錄可以按照燈100的定時(shí)器等確定的周期性間隔定期執(zhí)行。再如，記錄可以在燈100即將切換到“關(guān)閉”狀態(tài)時(shí)執(zhí)行。
[0033]在特定實(shí)施例中，控制器114可以產(chǎn)生是否檢測(cè)到故障的指示，同時(shí)監(jiān)控?zé)?00的運(yùn)行條件。例如，如果燈100的運(yùn)行溫度和/或運(yùn)行時(shí)間超出特定閾值，則控制器114可以產(chǎn)生指示。所述指示可以包括產(chǎn)生指示信號(hào)。所述指示信號(hào)可以提供給燈100的本地部件和/或其外部部件。此外，所述指示信號(hào)可以用于以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):產(chǎn)生聲響和/或視覺(jué)警告、閃爍一個(gè)或多個(gè)光源、啟用故障光源等。
[0034]控制器114可以包括數(shù)字/電子處理器，例如微處理器、微控制器、圖形處理單元(GPU)等。在此類(lèi)實(shí)施例中，控制器114適當(dāng)?shù)貓?zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的指令。在特定實(shí)施例中，存儲(chǔ)器可以是燈100的存儲(chǔ)器110。在其他實(shí)施例中，存儲(chǔ)器可以是控制器114的本地存儲(chǔ)器以及R0M、EPR0M、EEPR0M、閃存等中的一種存儲(chǔ)器。控制器114可以通過(guò)數(shù)字通信協(xié)議，例如 12C、USB、RS-232、RS-485、lWire、SP1、WiFi 等與燈 100 的存儲(chǔ)器 110 通信。但是，模擬通信協(xié)議也同樣適用。通信協(xié)議可以在以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)上執(zhí)行:數(shù)據(jù)總線、通信網(wǎng)絡(luò)等。
[0035]參見(jiàn)圖2和3，提供了根據(jù)本發(fā)明各方面的燈200。圖2提供了燈200的俯視圖，圖3沿線202提供了燈200的截面圖。燈200是圖1所示燈100的更具體實(shí)施例。因此，除非另作說(shuō)明，其說(shuō)明同樣適用于以下說(shuō)明并且下述部件應(yīng)理解為與上述部件相似。燈200可以包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):外殼204、存儲(chǔ)器206、光源208、發(fā)光面210、透鏡(未圖示)、一個(gè)或多個(gè)傳感器212、電源214、通信單元216、控制器218、電路板220等。
[0036]外殼204適當(dāng)?shù)叵薅?00的主體。外殼204可以為燈200的部件提供支架結(jié)構(gòu)和/或保護(hù)。此外，外殼204可以由以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)構(gòu)成:聚合材料、金屬材料等。在特定實(shí)施例中，外殼204可以用作從燈200的部件帶走熱量的散熱器。
[0037]存儲(chǔ)器206適當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)與一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件相關(guān)的日志數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)器206可以存儲(chǔ)交通燈200的運(yùn)行時(shí)間。存儲(chǔ)器206可以包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):磁盤(pán)或其他磁性存儲(chǔ)介質(zhì)；光盤(pán)或其他光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器或其他電子存儲(chǔ)裝置或芯片或在操作上互連的芯片集；等等。
[0038]光源208可以適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生用于燈200的光。光源208包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):導(dǎo)光，例如從光纖或其他類(lèi)型的光導(dǎo)設(shè)備導(dǎo)向的光；直接電動(dòng)光發(fā)射器(單個(gè)或群集)，例如電致發(fā)光源(LE0、有機(jī)LE0、聚合物L(fēng)EOS等)、氣體放電光源(熒光、等離子體等)、高強(qiáng)度放電光源、激光器、非線性光源；等等。光源208可以經(jīng)選擇以控制相關(guān)色溫(CCT)、顯色指數(shù)(CRI)以及其他類(lèi)似的光特性。
[0039]發(fā)光面210適當(dāng)?shù)貙?duì)應(yīng)于將光源208發(fā)出的光發(fā)射到燈200外部的燈200部分。換言之，發(fā)光面210可以視作光源208發(fā)出的光到達(dá)燈200外部環(huán)境的邊界。在特定實(shí)施例中，發(fā)光面210和透鏡的發(fā)光面可以是同一個(gè)表面。
[0040]透鏡適當(dāng)?shù)貙⒐庠?08發(fā)出的光均勻分布在燈200的發(fā)光面210上。如下文更詳細(xì)所述，這可以使用部分折射并且部分全內(nèi)反射的正透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)。在特定實(shí)施例中，透鏡可以占據(jù)至少一半的發(fā)光面210和/或光源208可以置于與透鏡之間的距離小于透鏡半徑處。此外，在特定實(shí)施例中，所述透鏡可以經(jīng)過(guò)處理以實(shí)現(xiàn)以下項(xiàng)中的至少一項(xiàng):增加均勻性、改進(jìn)照明外觀和減少眩光。附加地或替代地，可以使用另一光學(xué)部件(例如發(fā)散膜)來(lái)獲得類(lèi)似的效果。
[0041]傳感器212適當(dāng)?shù)販y(cè)量燈200的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行條件。運(yùn)行條件可以包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):光源208的輸入電壓、運(yùn)行溫度、輸出電流、光源208的光輸出等。例如，傳感器212可以包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):諸如固態(tài)光檢測(cè)器等光電變換器(未圖示)、諸如熱敏電阻等熱電變換器(如圖所示)等等。在特定實(shí)施例中，光電變換器設(shè)置在所述透鏡的發(fā)光面上。
[0042]電源214適當(dāng)?shù)貜耐獠侩娫?未圖示)接收電力并且將電力分配給燈200的組成部件。在特定實(shí)施例中，電源214可以從控制器216和/或外部裝置(未圖示)接收命令，控制電力的分配。例如，電源214可以從控制器216接收指示電源214提供給光源208的輸出電流的命令。
[0043]通信單元216適當(dāng)?shù)叵蚩刂破?18提供用于與燈200外部的其他燈和/或部件通信的接口。通信單元216可以通過(guò)諸如局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)和/或諸如12C、通用串行總線、串行等數(shù)據(jù)總線與燈200外部的這些其他燈和/或部件通信。
[0044]控制器218適當(dāng)?shù)乇O(jiān)控?zé)?00的運(yùn)行條件。在特定實(shí)施例中，控制器218可以指示電源214提供給光源208的輸出電流，從而得出退化系數(shù)，同時(shí)監(jiān)控?zé)?00的運(yùn)行條件。退化系數(shù)減小光源208的光輸出并且可以包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):光源208的運(yùn)行時(shí)間、燈200的運(yùn)行溫度等。在其他實(shí)施例中，控制器218可以附加地或替代地將運(yùn)行條件(例如燈200的運(yùn)行時(shí)間)記錄到存儲(chǔ)器206，同時(shí)監(jiān)控?zé)?00的運(yùn)行條件。在其他實(shí)施例中，控制器218可以附加地或替代地產(chǎn)生是否檢測(cè)到故障的指示，同時(shí)監(jiān)控?zé)?00的運(yùn)行條件。所述指示可以包括產(chǎn)生指示信號(hào)，所述指示信號(hào)可用于產(chǎn)生聲響和/或視覺(jué)通知。
[0045]電路板220適當(dāng)?shù)叵蛞韵马?xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)提供安裝點(diǎn):控制器218、通信單元216、電源214、光源208、存儲(chǔ)器206、一個(gè)或多個(gè)傳感器212等等。此外，電路板220適當(dāng)?shù)貙⒉考姎饣ミB。在特定實(shí)施例中，電路板220可以用作安裝在其上的部件的散熱器和/或包括金屬芯印刷電路板。電路板220可以通過(guò)機(jī)械緊固件、膠劑、膠帶、環(huán)氧樹(shù)脂等安裝到燈200的外殼204。
[0046]參見(jiàn)圖4和5，提供了根據(jù)本發(fā)明各方面的旋轉(zhuǎn)式透鏡400。圖4提供了透鏡400的俯視圖，并且圖5沿線402提供了透鏡400的截面圖。透鏡400適當(dāng)?shù)赜糜跓魞?nèi)，例如圖1所示燈100和/或圖2和3所示燈200內(nèi)。
[0047]透鏡400可以包括以下項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):第一表面404、第二表面406、波導(dǎo)通道408、多面光學(xué)兀件410、入射表面412等。根據(jù)圖5所不透鏡400的定向，第一表面404可以視作透鏡400的上表面，并且第二表面406可以視作透鏡400的下表面。此外，應(yīng)了解，第一表面404和第二表面406無(wú)需是連續(xù)的。例如,如圖所不,第一表面404包括多面光學(xué)元件410并且第二表面包括入射表面412。
[0048]第一表面404和第二表面406適當(dāng)?shù)叵嗷プ饔?，以限定波?dǎo)通道408,所述波導(dǎo)通道可使用全內(nèi)反射而將光分布到透鏡400的外圍414。光在向透鏡400的外圍414行進(jìn)時(shí)通過(guò)波導(dǎo)通道408適當(dāng)?shù)卣凵渫ㄟ^(guò)第一表面404。在特定實(shí)施例中，光可以沿大于相對(duì)于第一表面404和/或第二表面406的全內(nèi)反射臨界角的線行進(jìn)。此外，在特定實(shí)施例中，第一表面和第二表面的外邊緣可以重合。
[0049]朝向第一表面404的光適當(dāng)?shù)貜牡谝槐砻?04向第二表面406部分反射。反射適當(dāng)?shù)夭捎萌珒?nèi)反射和簡(jiǎn)單反射。此外，朝向第一表面404的光適當(dāng)?shù)卣凵渫ㄟ^(guò)第一表面404。就這點(diǎn)而言，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，第一表面404限定透鏡400的發(fā)光面。在特定實(shí)施例中，第一表面404可以包括發(fā)散處理以增加均勻性。
[0050]朝向第二表面406的光適當(dāng)?shù)貜牡诙砻?06向第一表面404反射。反射適當(dāng)?shù)夭捎萌珒?nèi)反射和簡(jiǎn)單反射。為便于反射，第二表面406適當(dāng)?shù)匕ǘ鄠€(gè)會(huì)聚面，例如第一面
416。適當(dāng)?shù)兀鰰?huì)聚表面與多面光學(xué)元件410—起配置為模擬與光源位置不同的焦點(diǎn)
417。會(huì)聚面可以包括多個(gè)光學(xué)表面，例如光學(xué)表面418，以及多個(gè)非光學(xué)表面，例如非光學(xué)表面420。與非光學(xué)表面相對(duì)比,光學(xué)表面可以將朝向它的光重定向到第一表面404,通常通過(guò)全內(nèi)反射實(shí)現(xiàn)。
[0051]多面光學(xué)元件410適當(dāng)?shù)胤瓷浜驼凵涑蛩墓?。反射包括全?nèi)反射和/或簡(jiǎn)單反射。例如，多面光學(xué)兀件410可以將一部分朝向它的光全內(nèi)反射到第二表面406和/或第一表面404并且將剩余朝向它的光折射到透鏡400之外。為此，多面光學(xué)元件410適當(dāng)?shù)匕ǘ鄠€(gè)尖端(cusp),所述多個(gè)尖端由多個(gè)光學(xué)表面(例如光學(xué)表面424)以及多個(gè)非光學(xué)表面(例如非光學(xué)表面422)構(gòu)成。朝向多面光學(xué)兀件410的光通常折射通過(guò)非光學(xué)表面，并且通常使用全內(nèi)反射從光學(xué)表面向第二表面406反射。
[0052]多面光學(xué)元件410可以向第二表面406會(huì)聚和/或以菲涅爾方式進(jìn)行配置。多面光學(xué)元件410可以但無(wú)需位于透鏡400內(nèi)的中心位置和/或與隨透鏡400 —起使用的光源的中心對(duì)齊。對(duì)于后者而言，換言之，多面光學(xué)兀件410的會(huì)聚點(diǎn)426可以與光源的中心對(duì)齊。適當(dāng)?shù)?，所述面配置為模擬與光源位置不同的焦點(diǎn)417。
[0053]入射表面412適當(dāng)?shù)赜米饔糜诠獾?、透鏡400的接收區(qū)域，所述光由與透鏡400 —起使用的光源發(fā)出。入射表面412可以接收光源428發(fā)出的光，所述光源置于用于模擬焦點(diǎn)417的、透鏡400的模擬焦點(diǎn)距離的25%內(nèi)。此外，入射表面412可以包括球形表面，其中光源置于其中心位置。在特定實(shí)施例中，入射表面412可以不具有光強(qiáng)度。
[0054]參見(jiàn)圖6，提供了根據(jù)本發(fā)明各方面的擠壓透鏡600的透視圖。透鏡600適當(dāng)?shù)赜糜跓魞?nèi)，例如圖1所示的燈100內(nèi)。與圖4和5所示的透鏡400類(lèi)似，透鏡600利用全內(nèi)反射和折射的組合來(lái)將光源發(fā)出的光均勻地分布在發(fā)光面上。此外，擠壓透鏡600的橫截面與圖5所示透鏡400的截面圖相同，由此應(yīng)認(rèn)識(shí)到，透鏡600依據(jù)結(jié)合圖4和5所示透鏡400的描述運(yùn)行。因此，此處不重復(fù)介紹與圖4和5所示的透鏡400，而是將注意力轉(zhuǎn)到上述對(duì)圖4和5所示透鏡400的描述上。
[0055]已參考優(yōu)選實(shí)施例公開(kāi)本發(fā)明。顯然，所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員在閱讀和理解以上【具體實(shí)施方式】之后能夠做出各種修改和替代。優(yōu)選實(shí)施例意圖解釋為包括在隨附權(quán)利要求書(shū)或其等效物范圍內(nèi)的所有此類(lèi)修改和替代。
【權(quán)利要求】
1.一種燈，包括: 光源；以及 透鏡，所述透鏡包括與第二表面相對(duì)的第一表面，所述第二表面包括入射表面并且所述第一表面包括向所述入射表面會(huì)聚的多面光學(xué)元件，其中所述光源通過(guò)所述入射表面將光入射到所述透鏡中，其中所述入射光折射通過(guò)所述第一表面，同時(shí)從所述第一表面和所述第二表面向所述透鏡的外圍進(jìn)行全內(nèi)反射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述第一表面包括發(fā)散處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述第一表面和所述第二表面在所述透鏡的外圍處重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述第二表面包括多個(gè)會(huì)聚面，所述會(huì)聚面有助于光向所述透鏡的外圍進(jìn)行全內(nèi)反射。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燈，其中所述會(huì)聚面模擬焦點(diǎn)，所述焦點(diǎn)與所述透鏡的距離遠(yuǎn)于與所述光源的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述多面光學(xué)元件與所述光源的中心對(duì)齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，進(jìn)一步包括: 發(fā)光表面，其中所述透鏡占據(jù)所述發(fā)光表面的大部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述光源位于小于所述透鏡的模擬焦距的距離處?！?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述透鏡通過(guò)擠壓和/或旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中入射光沿大于相對(duì)于所述第一表面和/或所述第二表面的全內(nèi)反射臨界角的線向所述透鏡的外圍行進(jìn)。
11.一種燈，包括: 光源和光傳感器； 電源，所述電源基于所述光傳感器測(cè)量的光輸出而控制所述光源的光輸出；以及 透鏡，所述透鏡包括發(fā)光面，所述透鏡配置為接收所述光源發(fā)出的光并且使用全內(nèi)反射和折射將所接收的光均勻地分布在所述發(fā)光面，其中所述光傳感器設(shè)置在所述透鏡的所述發(fā)光面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燈，其中所述光傳感器是光電變換器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燈，進(jìn)一步包括: 控制器，所述控制器使用所述光傳感器監(jiān)控所述光源的光輸出并且使用所述光傳感器校正所述光源的光輸出降級(jí)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燈，其中所述控制器通過(guò)指示所述電源提供給所述光源的輸出電流來(lái)校正所述光源的光輸出降級(jí)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燈，其中所述透鏡包括限定波導(dǎo)通道的第一表面和第二表面，其中所接收的光沿所述波導(dǎo)向所述透鏡的外圍全內(nèi)反射。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的燈，其中所述第一表面包括多面光學(xué)元件并且所述第二表面包括入射表面，其中所述多面光學(xué)元件向所述入射表面會(huì)聚，其中所述透鏡通過(guò)所述入射表面從所述光源接收光。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燈，其中所接收的光折射通過(guò)所述第一表面，同時(shí)向所述透鏡的所述外圍全內(nèi)反射。
18.—種透鏡，包括: 限定波導(dǎo)通道的、與第二表面相對(duì)的第一表面，其中所述第一表面和/或所述第二表面將朝向所述第一表面和/或所述第二表面的光全內(nèi)反射到所述透鏡的外圍； 入射表面，所述入射表面從光源接收光；以及 多面光學(xué)元件，所述多面光學(xué)元件與所述入射表面相對(duì)，所述多面光學(xué)元件向所述入射表面會(huì)聚，其中所述入射表面接收的光從所述多面光學(xué)元件全內(nèi)反射到所述透鏡的所述外圍。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的透鏡，其中所述第二表面包括多個(gè)會(huì)聚面。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的透鏡，其中光在沿所述波導(dǎo)通道向所述透鏡的外圍行進(jìn)時(shí)折射到所述第一表面之外。`
【文檔編號(hào)】G02B3/08GK103827575SQ201280027998
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月8日
【發(fā)明者】L.烏爾蒂加, S.馬南, E.迪比克 申請(qǐng)人:通用電氣照明解決方案有限責(zé)任公司