激光增强光学元件制造技术

一种手持式设备(100)，包括壳体；至少一个光源，其布置在壳体内，该至少一个光源被配置为沿至少第一方向发光；光学元件(300)，其包括面对至少一个光源的内侧表面(A)和与内侧表面相对的外侧表面(B)，该光学元件被配置为透射来自光源的光；以及多个激光诱导修饰(302)，其形成在光学元件的内侧表面上或其内侧并且被配置为更改穿过光学元件的光的透射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光增强光学元件
本公开一般地涉及这样的系统和方法，其用于使用激光增强光学元件在手持式设备的壳体内分配从一个或多个光源发射的光，以在有限空间内提供充分分布的光。
技术介绍
个人护理设备包括用于提供与用户的某种形式的通信的照明元件。例如，包括发光二极管(LED)的一些牙刷被配置为沿着设备内侧内部地反射发射光，并且通过设备外壳中的预先定义的暴露区域发射扩散辉光，来向用户提供反馈。其他设备包括用于提供视觉提示的一个或多个光环。然而，由于成本约束和空间约束，这样的系统在光源和光学元件的类型和/或数目上受到限制，并且LED光不能通过体散射而充分分布。因而，从不同视角来看，光强度不均匀。例如，当设备沿着其主轴旋转时，可见交替热点和暗点。暗点指示LED之间的空间。附加地，不能轻易地添加光定制特征。通常，采用附加LED、单独光学器件、气相沉积反射层、或屏蔽物和/或掩蔽物来促进LED光的分布。然而，这样的系统成本高昂，和/或为了可制造性需要而大量空间并且需要触觉接近屏蔽区域和/或掩蔽区域。这种典型系统还需要特定工具加工和制造过程，这使得在制造时无法轻易地更换屏蔽物或掩蔽物。因而，在本领域中，需要用于提供手持式设备的系统和方法，该手持式设备包括数目最少的光源和光学元件，这些光源和光学元件被配置为实现充分分布的光以产生视觉上均匀的光。
技术实现思路
本公开涉及用于专利技术系统和方法，其用于使用通过激光诱导修饰而增强的光学元件来更改从手持式设备的壳体内的一个或多个光源发射的光的透射。例如，光学元件可以是光环，并且光环的面对光源的内侧表面可以被修饰以改变来自LED的入射光线的光入射角。经修饰的表面在入射表面处引起光学散射，这可以增加由体材料产生的在光学元件内散射的光的散射。光学元件的聚合物表面可以通过施加来自激光器的足够量的热能以使该表面回流来进行修饰。例如，经修饰的表面可以包括一个或多个酒窝形的修饰。紧密接近的酒窝形的激光诱导修饰的阵列充当多个微小凸透镜，这些凸透镜促进入射LED光线的散射。作为另一示例，内侧表面可以被修饰为包括暗化区域，该暗化区域(比非暗化区域)吸收更多的光以部分地阻挡光穿过光学元件。暗化区域可以通过激光能量和频率结合一种或多种合适聚合物添加物以生成热化学碳化来形成，其也称为炭化。光学元件可以被修饰为包括一个或多个回流区域和/或一个或多个暗化区域，以使光学元件的透明度和散射效应发生变化。本文中所描述的系统和方法的优点在于，激光增强的光学元件可以在紧密空间约束内以及无需价格高昂的附加部件的情况下解决LED光源所关注的不均匀性的问题。本文中所描述的系统和方法的另一优点在于，可以在常规组件解决方案无法进行的非常小的空间中添加光定制激光诱导修饰。本文中所描述的系统和方法的又一优点在于激光增强光学元件提供了几乎立即修饰最终输出的灵活性，从而使得所制造的每个产品具有独特的光性能。通常，在一个方面中，提供了一种手持式设备。该手持式设备包括壳体；至少一个光源，其布置在壳体内，该至少一个光源被配置为沿至少第一方向发射光；光学元件，其包括面对至少一个光源的内侧表面和与该内侧表面相对的外侧表面，该光学元件被配置为透射来自光源的光；以及多个激光诱导修饰，其形成在光学元件的内侧表面或其内侧，并且被配置为更改通过光学元件的光的透射。根据一个实施例，多个激光诱导修饰被配置为在光学元件的外侧上提供光的均匀分布。根据一个实施例，多个激光诱导修饰被配置为在光学元件的外侧上提供光的非均匀分布或定制分布。根据一个实施例，光学元件包括体散射材料，其用于当光通过光学元件时产生对光的体材料散射效应，并且当光穿过光学元件时，多个激光诱导修饰提供光的表面散射。根据一个实施例，多个激光诱导修饰包括酒窝形修饰。根据一个实施例，多个激光诱导修饰在内侧表面上可变地分布。根据一个实施例，多个激光诱导修饰包括一个或多个炭化点。根据一个实施例，一个或多个炭化点阻挡从至少一个光源发射的光的一个或多个相应部分透射通过光学元件。根据一个实施例，一个或多个炭化点通过激光能量结合一种或多种聚合物添加物来形成。根据一个实施例，至少一个光源是发光二极管。通常，在另一方面中，提供了一种手持式设备。该手持式设备包括壳体；至少一个光源，其布置在壳体内，该至少一个光源被配置为沿至少第一方向发光；光学元件，其包括面对至少一个光源的内侧表面、与内侧表面相对的外侧表面、面对与第一方向不同的第二方向的顶部表面、以及与顶部表面相对的底部表面，该光学元件被配置为透射来自光源的光；以及多个激光诱导修饰，其形成在光学元件的顶部表面上或其内侧并且被配置为更改光通过光学元件的透射。根据一个实施例，多个激光诱导修饰被配置为在光学元件的外侧上提供光的均匀分布。根据一个实施例，多个激光诱导修饰被配置为在光学元件的外侧上提供光的非均匀分布或定制分布。根据一个实施例，多个激光诱导修饰包括肋，该肋被配置为引导光远离至少一个光源的LED热点矢量。根据实施例，多个激光诱导修饰包括圆形线，其以至少一个光源的LED热点矢量为中心。如本文中出于本公开的目的所使用的，术语“控制器”通常用于描述与个人手持式设备、系统或方法的操作有关的各种装置。控制器可以以多种方式(例如，诸如使用专用硬件)来实现，以执行本文中所讨论的各种功能。“处理器”是采用一个或多个微处理器的控制器的一个示例，该一个或多个微处理器可以使用软件(例如，微代码)进行编程以执行本文中所讨论的各种功能。控制器可以在采用或不采用处理器的情况下实现，并且还可以实现为执行某些功能的专用硬件与执行其他功能的处理器(例如，一个或多个经编程的微处理器和相关电路)的组合。可以在本公开的各种实施例中采用的控制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)、以及现场可编程门阵列(FPGA)。在各种实现方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(在本文中通常称为“存储器”，例如，易失性计算机存储器和非易失性计算机存储器)相关联。在一些实现方式中，可以使用一个或多个程序对存储介质进行编码，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行，该程序执行本文中所讨论的功能中的至少一些功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内或者可以是便携式的，使得存储在其上的一个或多个程序可以加载到处理器或控制器中，以实现本文中所讨论的本公开的各个方面。本文中在一般意义上使用术语“程序”或“计算机程序”来是指可以用来对一个或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码(例如，软件或微代码)。术语“光源”应当被理解为是指多种辐射源中的任一种或多种辐射源，其包括但不限于基于LED的源(包括如上文所定义的一个或多个LED)、白炽灯源(例如，白炽灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如，钠蒸气灯、汞蒸气灯、以及金属卤化物灯)、激光器、以及其他类型的电致发光源。如本文中出于本公开的目的所使用的，术语“LED”应当被理解为包括能够响应于电信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手持式设备(100)，包括：/n壳体；/n至少一个光源，布置在所述壳体内，所述至少一个光源被配置为沿至少第一方向发射光；/n光学元件(300)，包括面对所述至少一个光源的内侧表面(A)和与所述内侧表面相对的外侧表面(B)，所述光学元件被配置为透射来自所述光源的光；以及/n多个激光诱导修饰(302)，被形成在所述内侧表面(A)上或在所述光学元件的内侧，并且被配置为更改穿过所述光学元件的光的透射。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180110 US 62/615,5151.一种手持式设备(100)，包括：
壳体；
至少一个光源，布置在所述壳体内，所述至少一个光源被配置为沿至少第一方向发射光；
光学元件(300)，包括面对所述至少一个光源的内侧表面(A)和与所述内侧表面相对的外侧表面(B)，所述光学元件被配置为透射来自所述光源的光；以及
多个激光诱导修饰(302)，被形成在所述内侧表面(A)上或在所述光学元件的内侧，并且被配置为更改穿过所述光学元件的光的透射。


2.根据权利要求1所述的手持式设备，其中所述多个激光诱导修饰被配置为在所述光学元件的外侧上提供光的均匀分布。


3.根据权利要求1所述的手持式设备，其中所述多个激光诱导修饰被配置为在所述光学元件的外侧上提供光的非均匀分布或定制分布。


4.根据权利要求1所述的手持式设备，其中所述光学元件包括体散射材料，所述体散射材料用于在所述光穿过所述光学元件时，产生对所述光的体材料散射效应，并且所述多个激光诱导修饰在所述光穿过所述光学元件时，提供对所述光的表面散射。


5.根据权利要求1所述的手持式设备，其中所述多个激光诱导修饰包括一个或多个酒窝形标记。


6.根据权利要求1所述的手持式设备，其中所述多个激光诱导修饰在所述内侧表面上可变地分布。


7.根据权利要求1所述的手持式设备，其中所述多个激光诱导修饰包括一个或多个炭化点。


8.根据权利要求7所述的手持式设备，其中所述一个或多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·斯托奇，A·加德巴克，R·S·福斯特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL