准直器和准直器布置制造技术

本发明专利技术提供了用于实现准直光输出的非圆形区域或实现准直器镶嵌的各种设计。在第一方面，准直器布置包括多个准直器，每个准直器具有圆形的总体外形，在圆形的总体外形中具有一个或多个凹口，其中每个凹口包括以内角相交的一对边缘，并且每个凹口限定一对外角，在这对外角处切口与总体外形相交。准直器被镶嵌，每个内角与相邻准直器的外角之一相邻。另一方面，准直光学结构包括第一部段和第二部段，第一部段包括具有第一直径的第一准直器透镜设计的一个或多个部分，第二部段包括具有较大第二直径的第二准直器透镜设计的一个或多个部分。这些部分包括围绕光轴一起形成环形形状的扇形，这些扇形具有距光轴的非恒定半径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】准直器和准直器布置
本专利技术涉及照明布置，并且尤其涉及利用一个或多个准直器的照明布置。
技术介绍
准直器，例如用于发光二极管(LED)应用的准直器，通常是圆形的。当需要几个LED时，典型地提供多个圆形准直器并将其布置成阵列，称为“淋浴头”阵列。准直器的形状意味着由于缺少圆形准直器的镶嵌，阵列包括未点亮区域。替代几个LED，单个光源(例如板上芯片(COB)LED)可以与单个准直器一起使用。然而，提供COBLED比提供多个分离的LED更昂贵，并且单个组合光源的光学器件比小准直器阵列占据更大的深度。在许多LED设备中，COBLED所需的深度是不可用的，因为设备的其他部分，例如散热器和驱动器，占据了可用空间的很大比例。图1从下侧示出了四个准直器10的典型阵列。准直器例如包括全内反射透镜，并且每个准直器具有入射开口12，光由相关联的LED提供到入射开口12中。图2示出了四个准直器尽可能靠近在一起，但是仅照亮圆形区域10。其余空间仍未点亮。解决这一问题的已知方法是将准直器彼此移动得更近，从而它们开始彼此切入。以这种方式，准直器之间的未点亮区域得以减小，但没有消除。此外，通过提供重叠的准直器，来自LED的一些光不是准直的。通常，未被全内反射表面的移除部段捕获的光将至少部分损失，这导致效率急剧下降。因此，存在提供一种改进的方式来准直由包括多个LED的布置产生的光，或者提供一种有效的方式来生成非圆形准直光输出的需要。
技术实现思路
本专利技术由权利要求限定。依据根据本专利技术的第一方面的示例，提供了一种准直器，包括:具有光轴的光入射开口；围绕光轴设置的准直光学结构，其中准直光学结构包括至少两个部段:第一部段，其包括具有第一直径的第一准直器透镜设计的一个或多个扇形；和第二部段，其包括具有较大的第二直径的第二准直器透镜设计的一个或多个扇形，其中扇形一起形成围绕光轴的环形形状，环形形状具有距光轴的非恒定半径。这种设计利用(至少)两种不同直径的不同准直器设计。通过组合由不同设计制成的不同扇形，可以通过具有小直径部分和大直径部分使外形更好地镶嵌。这些部分通过它们各自的侧壁彼此接触，从而不存在间隙。准直器的外形可以是多边形，第二部段包括多边形每个拐角处的扇形。第二部段可以例如包括用于正方形或矩形整体设计的四个部分。然后，四个部分在每个拐角处，使得外形变得更接近正方形或矩形，以实现更好的镶嵌，或者简单地实现单个准直器更好地匹配期望正方形光输出窗口的产品设计。根据本专利技术的第二方面的示例提供了一种准直器布置，其包括多个准直器，在准直器布置的外围处的每个准直器在各自的出射窗口中具有圆形的总体外形，在圆形的总体外形中具有一个或多个切口，其中每个切口包括以内角相交的一对边缘，并且每个切口限定一对外角，其中切口与总体外形相交，其中具有一个或多个切口的每个准直器通过所述切口互锁以形成镶嵌，其中内角与相邻准直器的外角之一相邻。通过提供包括切口的准直器布置，镶嵌这些形状变成可能的。切口在整体区域的中心部分互锁，而准直器布置的外形可以由个体准直器设计的大致圆形部分限定。通过这种方式，已经发现在旋转对称的光束中，切口不会造成方形伪影。该布置可以具有四个或更多准直器。在一些设计中，所有个体准直器设计可以是相同的，而在其他设计中，可以使用不同的设计来实现镶嵌。总体圆形外形被切口中断。注意，术语“切口”并不意在暗示材料被移除以形成准直器形状，它实际上可以模制为其最终形状。该术语意在传达与圆形相比的差异。切口意味着外形具有一组由凹口中断的一个或多个圆弧部分。这些凹口包括一对向内指向的径向面。对于一个切口，存在一个圆弧部分和单个凹痕。每个额外的切口增加附加的弧形部分。弧形部分是单个公共旋转对称设计的一部分。准直器例如被设计成与光源结合产生具有小于60度的全波半峰(FWHM)的光输出。每个准直器可以包括光源输入处的中心部分和反射器部分，其中切口形成在反射器部分中。每个切口优选地限定80至100度、最优选地90度的内角。这意味着切口可以互锁以形成镶嵌。每个准直器可以包括全内反射准直器。可选地，每个准直器可以包括用于直接径向向外照射的中心部分和径向外部反射器部分，其中切口包括镜面反射侧壁。每个准直器优选地具有用于接收来自各自光源的入射开口，其中入射开口具有用于引导光离开准直器的切口区域的部分。以这种方式，光优先被引导到未变形的准直器形状。这些部分可以包括入射开口中的凹口。存在各种不同的可能配置。在第一个示例中，存在四个各具有单个切口的准直器和一个具有四个切口的准直器。在这种设计中，存在一个带有臂的中心十字，它伸入四个周围准直器的单个切口中。在第二个示例中，存在四个各具有两个切口的准直器。这意味着个体准直器的单个设计可以用于为四个光源创建更大的整体准直器。在第三个示例中，存在两个各具有四个切口的准直器、四个各具有两个切口的准直器和两个各具有一个切口的准直器。这为8个光源提供了更大的大致圆形整体布置。在第四示例中，存在四个各具有四个切口的准直器和八个各具有两个切口的准直器。这为十二个光源提供了更大的大致圆形整体布置。这些布置利用单个准直器基础设计，并修改形状以实现镶嵌。可选的是修改基础设计。本专利技术还提供了一种照明单元，其包括如上定义的准直器和配置成将光耦合到光输入中的光源。这可以用作单个光准直器。本专利技术还提供了一种准直器布置，其包括多个准直器，每个如上所定义。然后，外形的控制实现更好的镶嵌。每个准直器的外形可以是多边形，其可以与其他准直器镶嵌，并且第二部段包括多边形的每个拐角处的扇形。较大直径的拐角扇形意味着该设计更好地填充多边形，然后可以镶嵌那些多边形(例如三角形、正方形或六边形)。在一个示例中，每个准直器的第二部段包括正方形或矩形内的四个扇形，其中准直器布置成正方形或矩形栅格阵列。然后整体外形可以是大致正方形或矩形。准直器布置的外形可以替代地为圆形或椭圆形，其中每个准直器具有近似直边的内面(使得当镶嵌准直器以形成准直器布置时它们对接在一起)和近似圆形或椭圆形的一部分的外面。准直器布置尤其可以具有圆形外形，并且包括四个准直器。每个准直器然后可以包括:具有三个扇形的第一部段；具有两个扇形的第二部段，其中第二部段的两个扇形在径向向内方向的每一侧的90度至105度之间。这四个准直器被设计成形成2×2栅格，但是整体外形保持大致圆形而不是正方形。第二部段的扇形例如是径向向内方向的每一侧的100度。这提供了填充由四个小圆镶嵌形成的大圆中的间隙的最佳方式。本专利技术还提供一种照明单元，包括:如上定义的准直器布置；和配置成将光耦合到准直器布置的每个准直器的光输入中的各自光源。在所有设计中，每个个体的准直器可以包括具有不同直径的第三部段或另外的部段。以这种方式，期望外形的间隙被更加有效地填充。附图说明现在将参考附图详细描述本专利技术的示例，其中:图1示出了多个准直器的第一已知布置；图2示出了用于图1的布置的光输出区域；图3A-G示出了利用全内反射的已知准直器设计的第一组示例；图4A-E示出了利用镜面反射的已知准直器设计的第二组示例；图5A-C示出了依据第一示例的一组准直器设计；图6示出了使用来自图5的准直器设计的第一镶嵌；图7示出了使用来自图5的准直器设计的第二镶嵌；图8示出了使用来自图5的准直器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种准直器(122)，包括:具有光轴(13)的光入射开口(12)；围绕所述光轴设置的准直光学结构(130，132)，其中所述准直光学结构包括至少两个部段:第一部段(130)，其包括具有第一直径的第一准直器透镜设计的一个或多个扇形(130a、130b、130c、130d)；和第二部段(132)，其包括具有较大第二直径的第二准直器透镜设计的一个或多个扇形(132a、132b、132c、132d)，其中所述扇形一起形成围绕所述光轴(13)的环形形状，所述环形形状具有距所述光轴(13)的非恒定半径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.21 EP 16152162.01.一种准直器(122)，包括:具有光轴(13)的光入射开口(12)；围绕所述光轴设置的准直光学结构(130，132)，其中所述准直光学结构包括至少两个部段:第一部段(130)，其包括具有第一直径的第一准直器透镜设计的一个或多个扇形(130a、130b、130c、130d)；和第二部段(132)，其包括具有较大第二直径的第二准直器透镜设计的一个或多个扇形(132a、132b、132c、132d)，其中所述扇形一起形成围绕所述光轴(13)的环形形状，所述环形形状具有距所述光轴(13)的非恒定半径。2.根据权利要求1所述的准直器，其中，所述扇形在其各自的侧壁(133)处彼此接触。3.根据权利要求1或2所述的准直器，包括一个或多个另外的部段(164)，其中所有的部段(160、162、164)包括不同直径准直器设计的一个或多个扇形(160a、160b、160c，162a、162b，164a、164b、164c、164d、164e)。4.根据权利要求1、2或3所述的准直器，其中，所述准直器(122)的外形为多边形，并且所述第二部段(132)包括在所述多边形的每个拐角(134)处的扇形。5.一种准直器布置(158)，包括多个准直器(122)，每个准直器根据权利要求1至4中任一项所述。6.根据权利要求5所述的准直器布置，其中，每个准直器(122)的外形是可以与其他准直器镶嵌的多边形。7.根据权利要求5所述的准直器布置(158)，其中所述准直器布置的外形是圆形或椭圆形，其中每个准直器具有近似直边的内面(166)和近似圆形或椭圆形的一部分的外面(168)。8.根据权利要求7所述的准直器布置，具有圆形外形，并且包括四个准直器(122)。9.一种准直器布置(60)，包括多个准直器(32，40，48a、48b、48c)...

【专利技术属性】
技术研发人员：O多洛斯，MCJM维森博格，JPM安森斯，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL