光发射的光机械系统，该系统的光学耦合器及带该系统的照明装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于发射光的系统（1000），包括：光学耦合器（1），其设有：-透镜（10），其具有径向尺寸R的凸形入口面（11）、凸形中心出口面（12）和周围出口面（13）；-腔体（10a），其容纳入口面（11）且具有入口侧向表面（14）；及-环绕透镜和腔体的周围反射表面（15），延伸超过入口面（11）；-光学收集器（20），其在入口处具有与中心出口面相对的收集表面（20a），及小于1的数字开口ON，收集器（20）包括具有端部表面（21a）的护套（21）；及-对准光学收集器（20）的对准机构（30），光学耦合器和对准机构整体成型或间接或直接紧固在一起，收集表面和中心出口面（12）之间在轴线Oz上的中心距离eF非零且小于5mm，该系统包括端部表面（21a）的止挡表面（40）。本发明专利技术还涉及带有此系统的照明装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将光发射到光学介质（光导或提取器）的光机械系统、此类系统的光学耦合器以及带所述系统的照明装置。更确切地，本专利技术涉及光机械系统，其用于将光发射到薄的光学介质，且其光学收集器是由一束光纤形成，这些光纤形成薄的光发射带，尤其用于将光发射到薄的光提取介质中，所述光提取介质是包括光纤的发光织物。
技术介绍
例如在专利FR2859737中描述的发光织物技术中，通过有机光纤与纺织纤维的织造来制造照明表面。专利申请WO2007/003857A描述了光发射的光机械系统，其涉及借助于能够侧向地发光的光纤带通过逆光照明的显示板（广告）的领域。如图1所示，信息板会在厚度方面呈现非常小的尺寸。此信息板的前面因此包括通过光源进行逆光照明的广告信息载体。此光源包括光纤带，其放置成与载体的背面相对。如图2所示，每个光纤的端部聚集在聚集环中，该聚集环能够将每根光纤相对于彼此保持在确定的位置中。不同的聚集环放置在设置于轨道中的壳体内部。此轨道准许将聚集环定位成与点光源相对，同时还准许该光纤带展开。点光源布置在机械载体上。如图3所示（大致复制在本申请中且重新编号为图1），光学系统11'仅在聚集环6'的方向上集中点光源9'所发射的光束。此类光学系统11'包括定心支撑件12'，以便允许将光学系统自动放置在点光源9'的光轴上。此外，对准机构20'允许将聚集环6'放置在光源9'的光轴上。实际上，对准机构20'与附接至轨道7'的壳体10'协作，从而允许将聚集环6'放置成与光源9'相对。然后，螺帽21'允许相对于轨道7'固定聚集环6'。然而，事实证明，亮度的空间均匀性并不令人满意，而其是这些发光表面的一项重要参数。因此，所描述的方案不适合于同时需要效率和均匀性两者的照明应用，尤其是功能性的照明应用。所描述的发射系统仍然还是相当笨重，而且设计和制造均相当复杂。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供一种用于将光发射到薄的光学介质中的系统，其允许同时最大化能量效率（lm/W），因此最大化入射在光学收集器（优选的是聚集环中的光纤束）上并且容纳在光学收集器的数字开口中的光通量，与此同时优化发射的空间均匀性质，所述系统应当保持与行业要求（制造公差、成本和简单度）兼容、稳健（影响光学性能的机械应力），并且尽可能紧凑（由此还减小照明装置的最终体积）。当然，光至收集器处然后至发射带的有效发射，以及至收集器处然后至发射带处的发射均匀性，是最终获得针对薄照明装置所期望的性能的两个必要条件：-光学性能：特别地，发光效率高于40lm/W，以与目前市售的光源相比倾向于能量相对经济的照明；为此，优选地同时实现以下各项：高于40%的发射效率，发光效率高于130lm/W且光提取效率高于80%的点光源；-照明品质：发光表面的亮度的空间均匀性。为此目的，本专利技术的第一目标是一种光发射的光机械系统，尤其发射至薄的光学介质（厚度小于2cm，并且优选地是亚厘米级），所述系统包括：-光学耦合器（能够形成光准直仪和光集中器），其包括具有（中心）轴线Oz的（透明的并且优选旋转对称的）本体（优选地由所述本体组成），O是光学耦合器入口的中心，包括整体成型的（优选地由其组成）：-透镜，其（中心）轴线与轴线Oz重合，最大宽度W优选地为亚厘米级或者优选地为毫米级，所述透镜包括（优选地由其组成）：-凸形的入口面（因此朝向耦合器的入口弯曲、凸起），特别地，其径向尺寸R1小于5mm，并且优选地大于1.0mm，所述入口面优选地旋转对称，特别地还通过在轴线Oz上称为he的中心尺寸限定：-凸形的中心出口面（因此朝向耦合器的出口弯曲、凸起），其通过在轴线Oz上的中心尺寸限定，该中心尺寸称为H，并且优选地小于W，尤其为亚厘米级，甚至更优选地为毫米级，或者甚至更优选地小于5mm，且径向尺寸为RA（特别地，小于2.5mm并且优选地大于0.5mm），所述中心出口面优选地旋转对称（圆顶等）；-周围出口面，特别地（并且优选地）旋转对称，其包括以下各项（或者由以下各项组成）：接合到中心出口面的部分，特别地，其具有代表性的侧向尺寸RI，其是平坦的（并且优选地是环状的）或凹形的（朝耦合器的入口凸起）或者是截锥形的，且因此在系统出口的方向上是扩宽的；-腔体，其（中心）轴线与轴线Oz重合，其中心高度等于hi，包括容纳入口面的底部以及侧向表面，称为入口侧向表面，所述腔体（在与入口侧向表面的接合处深度为h'E）优选地旋转对称并且特别地是截锥形的；-周围反射表面，其环绕所述透镜和所述腔体，其（中心）轴线与轴线Oz重合，能够对由入口侧向表面折射的光线进行全内反射，所述周围反射表面在光学耦合器出口的方向上延伸超过入口面（因此超过腔体的底部），所述周围反射表面优选地旋转对称；-光学收集器，其（中心）轴线与轴线Oz重合，具有称为（光线）收集表面的表面作为入口，所述表面与中心出口面（以及周围出口面的接合到中心出口面的至少一部分）相对，其径向尺寸RINT为毫米级，优选地小于6mm并且甚至小于5mm，并且数字开口ON小于1（优选地小于或等于0.6）并且包括护套，该护套具有给定（所谓的）端部（也称为自由）表面（在入口处），所述收集器优选地旋转对称，所述光学收集器包括（圆形的、六角形的等）光纤股，光纤的直径小于1.5mm，并且中心出口面和周围出口面（有光学功能的）与收集表面隔开；-对准机构，其用于将光学收集器与光学耦合器对准，特别地，其（中心）轴线与轴线Oz重合，因此与光学耦合器同轴，光学耦合器和对准机构整体成型，或者间接或直接地紧固在一起（通过紧固系统，所述紧固系统优选地附接至发射系统的光源的支撑件或在该支撑件上），收集表面与中心出口面之间在轴线Oz上的中心距离ef不是零，并且小于5mm，优选地小于或等于2mm，甚至更优选地小于或等于0.6mm并且最优选地大于0.2mm，光机械系统（优选光学耦合器的本体，和/或可选地对准机构）包括端部表面的止挡表面。根据本专利技术的光机械系统能在发射到光学收集器的收集表面的数字开口中的光通量的量与空间均匀性之间实现最佳的折衷，其目的是获得薄的照明装置的最佳视觉外观，并且允许提出高功率应用，且其中最严格的功能性照明应用。根据本专利技术的光学耦合器是创造性的首先在于径向尺寸较小（优选地RINT小于6mm）的光学收集器的设计选择（透镜、腔体、周围反射表面），并且在于将光发射到薄的介质（小于2cm，优选地小于1cm）中，且还在于其能够在止挡表面附近起作用，从而允许光学收集器的理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光机械系统（1000，2000，3000，4000），其尤其用于向薄的光学介质发射光，所述系统包括：‑光学耦合器（1，1a，1''），其包括轴线为Oz的本体，O是所述光学耦合器的入口的中心，其包括整体成型的：‑透镜（10），其轴线与所述轴线Oz重合，优选地具有亚厘米级的最大宽度W，其包括：‑径向尺寸为R1的凸形的入口面（11）；‑凸形的中心出口面（12），其通过所述轴线Oz上的中心尺寸限定，所述中心尺寸称为H并且优选地小于W，并且具有径向尺寸RA；‑周围出口面（13，13a），其包括接合到所述中心出口面的部分，所述部分是平坦的，尤其是环状的，或者是凹形的或截锥形的，并且在所述系统的出口方向上是扩宽的；‑腔体（10a），其轴线与所述轴线Oz重合，其包括底部（110），所述底部（110）包括所述入口面（11），并且包括侧向表面（14，14a到14c），称为入口侧向表面；‑周围反射表面（15），其环绕所述透镜和所述腔体，其轴线与所述轴线Oz重合，其能够对由所述入口侧向表面所折射的光线进行全内反射，所述周围反射表面在所述光学耦合器的所述出口的方向上延伸超过所述入口面（11）；‑光学收集器（20），其轴线与所述轴线Oz重合，具有表面（20a）作为入口，称为收集表面（20a），其与所述中心出口面（12）相对，其径向尺寸RINT为毫米级，并且数字开口ON小于1，所述收集器（20）包括护套（21），所述护套（21）具有给定的端部表面（21a），所述中心出口面（12）和所述周围出口面（13，13a）与所述收集表面（20a）隔开，所述光学收集器包括一股光纤，所述光纤的直径小于1.5 mm；以及‑对准机构（30，30'，30''），其用于使所述光学收集器（20）与所述光学耦合器对准，所述光学耦合器和所述对准机构整体成型或者间接地或直接地固定至彼此，所述收集表面与所述中心出口面（12）之间在所述轴线Oz上的中心距离（eF）不是零，并且小于5 mm，以及所述光机械系统包括所述端部表面（21a）的止挡表面（40）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.29 FR 13574611.一种光机械系统（1000，2000，3000，4000），其尤其用于向薄的光学介质发射光，所述
系统包括：
-光学耦合器（1，1a，1''），其包括轴线为Oz的本体，O是所述光学耦合器的入口的中心，
其包括整体成型的：
-透镜（10），其轴线与所述轴线Oz重合，优选地具有亚厘米级的最大宽度W，其包括：
-径向尺寸为R1的凸形的入口面（11）；
-凸形的中心出口面（12），其通过所述轴线Oz上的中心尺寸限定，所述中心尺寸称为H
并且优选地小于W，并且具有径向尺寸RA；
-周围出口面（13，13a），其包括接合到所述中心出口面的部分，所述部分是平坦的，尤
其是环状的，或者是凹形的或截锥形的，并且在所述系统的出口方向上是扩宽的；
-腔体（10a），其轴线与所述轴线Oz重合，其包括底部（110），所述底部（110）包括所述入
口面（11），并且包括侧向表面（14，14a到14c），称为入口侧向表面；
-周围反射表面（15），其环绕所述透镜和所述腔体，其轴线与所述轴线Oz重合，其能够
对由所述入口侧向表面所折射的光线进行全内反射，所述周围反射表面在所述光学耦合器
的所述出口的方向上延伸超过所述入口面（11）；
-光学收集器（20），其轴线与所述轴线Oz重合，具有表面（20a）作为入口，称为收集表面
（20a），其与所述中心出口面（12）相对，其径向尺寸RINT为毫米级，并且数字开口ON小于1，
所述收集器（20）包括护套（21），所述护套（21）具有给定的端部表面（21a），所述中心出口面
（12）和所述周围出口面（13，13a）与所述收集表面（20a）隔开，所述光学收集器包括一股光
纤，所述光纤的直径小于1.5mm；以及
-对准机构（30，30'，30''），其用于使所述光学收集器（20）与所述光学耦合器对准，所
述光学耦合器和所述对准机构整体成型或者间接地或直接地固定至彼此，
所述收集表面与所述中心出口面（12）之间在所述轴线Oz上的中心距离（eF）不是零，并
且小于5mm，
以及所述光机械系统包括所述端部表面（21a）的止挡表面（40）。
2.根据前一项权利要求所述的光机械系统（1000，2000，3000，4000），其特征在于，所述
腔体的所述底部（110）、所述中心出口面（12）和所述周围出口面（13）如此设置，使得由所述
腔体的所述底部所折射的尤其源自所述轴线Oz上的点的光线通过所述周围出口面折射，并
且其特征在于，所述光学耦合器优选地如此设置，使得尤其源自所述轴线Oz上的点的光线
首先通过所述入口侧向表面（14）折射，然后在所述周围反射表面（15）上，会合于所述收集
表面（20a）上，与尤其源自所述轴线Oz上的点并且首先通过所述腔体的所述底部折射的光
线处于共同的区中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的光机械系统（1000，2000，3000，4000），其特征在
于，RINT小于3.0mm，并且优选地大于或等于1.5mm，并且优选在从2.2mm到2.6mm的范围
中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光机械系统（1000，2000，3000，4000），其特征在
于，所述光学耦合器（1到1''）通过下面的尺寸限定：
-1.88RINT<W<3.1RINT；
-0.41RINT<RA<0.68RINT；以及
-0.4RINT<R1<0.66RINT。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光机械系统（1000，2000，3000，4000），其特征在
于，所述光学耦合器（1到1''）通过下面的尺寸限定：
-W小于10mm，优选地小于7mm；
-H小于W，尤其H大于3.6mm并且小于4mm；
-RA大于1.2mm并且小于1.6mm；
-R1大于1.2mm并且小于1.6mm；以及
-hE'，所述底部（110，11a）的最大深度，其大于1.4mm并且小于1.8mm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光机械系统（1000，2000，3000，4000），其特征在
于，所述端部表面（21a）延伸超出所述止挡表面（40）的内边缘B，并且所述端部表面（21a）与
所述周围出口面（13，13a）相对，并且优选地0.30RINT<RI<0.60RINT，其中RI是A与I之间的
径向距离，其中I是所述护套（21）的内边缘F沿着Oz在所述周围出口面（13）上的投影，并且
其中A是所述中心出口面（12）的侧向端部。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光机械系统（2000），其特征在于，所述止挡表面
（40）是截锥形的，并且所述端部表面（21a）的形状与所述止挡表面互补。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光机械系统（1000，2000，3000，4000），其特征在
于，所述周围反射表面（15）在...

【专利技术属性】
技术研发人员：P吉塞，M萨朗福雷斯蒂，C布罗谢，D舍瓦利耶，
申请(专利权)人：圣戈班艾德福斯公司，圣戈班普拉科公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR