殼積分器的制造方法
【專利摘要】一種殼積分器包括具有被形成為小透鏡陣列的內表面和外表面的中空透明體。內表面的每個小透鏡將在中空體中間的公共源區(qū)成像到外表面的相應的小透鏡上。外表面的每個小透鏡形成在公共源區(qū)的內表面的相應的小透鏡的虛像。一種積分器具有跟隨中空體的表面從在表面中心區(qū)域的入口端到在中空體邊緣的出口端的光導。光導入口端被成形為接收來自公共源區(qū)的光并沿著光導引導這種光。另一種積分器是大致延長的，并且，可以是半圓柱形。這些積分器中的任何一種都可以具有形成菲涅爾透鏡的臺階表面。
【專利說明】亮積分器
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求BenItez等人于2014年l月6日提交的標題為"Colo;r/luminance tun曰ble light engine with integrated light-guide feedb曰ck fe曰ture 曰nd sensor'' 的美國臨時專利申請第61/964520號的權益，該美國臨時專利申請全部通過引用合并于此。
[0003] 本申請與Benitez等人于2013年4月10日提交的申請?zhí)枮?3/821823的2013年8月1 日公布的標題為"Shell integrate)盧的共同未決的美國專利申請第2013/0194811號有關， 該專利申請是于2012年3月29日公布且要求于2010年9月23日提交的美國臨時申請第61/ 385，675號的優(yōu)先權的國際專利申請第W0 2012/040414號的國家階段，所有運些專利申請 全部通過引用合并于此。
[0004] 本實施例中的一些合并被授予給Mifiano等人的標題為"Reflectors Made of linear Grooves"的與本發(fā)明有幾個共同的發(fā)明人的美國專利第8094393號和第8238050號 的教導，運兩項美國專利全部通過引用合并于此。
技術領域
[0005] 本申請設及一種光引擎，特別地設及對由光引擎產(chǎn)生的光的顏色和強度二者的均 勻性的改進。
【背景技術】
[0006] 已知光由發(fā)光二極管化抓)或類似裝置產(chǎn)生。L抓自然地產(chǎn)生特定顏色的光。已經(jīng) 提出了將藍色L邸與將一些藍光下變頻為更長波長的憐光體組合，但運樣做低效且產(chǎn)生熱， 并且，產(chǎn)生的光不被認為是用于所有目的的足夠白的光。
[0007] 因此，提出了使用具有或不具有憐光體下變頻的不同顏色的多個LED。于是，為了 產(chǎn)生白光，既需要平衡不同顏色的Lm)的強度，也需要均勻化來自不同顏色的L邸的光，無論 對具體應用需要什么標準的均勻度和白度。
[000引在上述的共同未決的美國專利申請第13/821823號中，教導了一種命名為"殼積分 器"的新的光學器件，其可W均勻化光源陣列，而相對于原始陣列的集光率基本上沒有增加 輸出光束的集光率。
[0009]該共同未決的專利申請中所教導的光學結構在顏色和亮度方面改進了光的均勻 性。但是，當在可調光引擎中使用殼積分器時，將希望確定光引擎的輸出的均勻度及其譜特 性，從而可W進行調整來實現(xiàn)期望的輸出。還將會希望能夠檢測光源部件中的一個或多個 何時出了故障或者改變了特性。最后，將希望能夠通過添加可容易合并到殼混合器光學器 件中的光學特征或者與光源陣列結合使用的其他主要光學元件來實現(xiàn)對光引擎的上述增 強。理想上，該特征應該對光引擎的效率、混色和亮度具有最少的負面效應。最后，該"反饋" 特征應該能夠與光傳感器接口且很好地工作。

【發(fā)明內容】

[0010] 在一個實施例中，提供一種光學"反饋"特征，其可w被添加到殼混合器光學器件 (或者被添加到任何其他主要光學元件或者正好在裸光源的頂部），w能夠實時地進行光引 擎輸出顏色和亮度測量和校正，而沒有影響殼混合器或其他主光學器件的性能(效率，混色 和高亮度）。在一個實施例中，殼混合器被設置有沿著半球形殼混合器的曲線從該殼混合器 的天頂行進到基底的一側的固體電介質光導。在天頂，該光導的一部分將光經(jīng)由反射特征 引入光導中。反射特征優(yōu)選地通過全內反射(TIR)操作，或者，可選地，是后表面反射鏡。光 導的電介質部分被整體地模制為殼混合器的附加物，嵌入部分替換原光學器件的小的徑向 段。此外，本實施例的一方面是位于該光導的基底處的傳感器或傳感器陣列。
[0011] 在一個實施例中，殼積分器包括具有被形成為小透鏡陣列的內表面和外表面的中 空透明體，其中，內表面的每個小透鏡將在中空體的內部的中間的公共源區(qū)成像到外表面 的相應的小透鏡上，外表面的每個小透鏡形成具有在公共源區(qū)的視在位置的內表面的相應 的小透鏡的虛像，并且光導沿著中空體的所述表面中的一個從在表面的中屯、區(qū)域的入口端 到在中空體的邊緣的出口端，光導入口端被成形為從公共源區(qū)接收光并沿著光導引導運種 光。
[0012]中空透明體可從是圓頂。
[0013] 中空透明體可W是延長的。
[0014] 殼積分器的另一個實施例包括具有被形成為小透鏡陣列的內表面和外表面的延 長中空透明體，其中，內表面的每個小透鏡將在中空體的中間的公共源區(qū)成像到外表面的 相應的小透鏡上，并且外表面的每個小透鏡形成具有在公共源區(qū)的視在位置的內表面的相 應的小透鏡的虛像。
[0015] 在所提及的最后兩個實施例中的任意一個中，延長中空透明體可W是大致半圓柱 形，或者，可W包括在公共的截斷平面處聯(lián)接的多個截斷圓頂。于是，殼積分器可W在每一 個截斷圓頂上包括相應的所述光導。在任意一種情況下，延長體可W在任意一端或兩端處 結束于完整的四分之一圓頂中。
[0016] 小透鏡可W是環(huán)或環(huán)的弧，并且，可W橫向于延長體的長度方向。
[0017] 公共源區(qū)可W是沿著延長中空透明體的中間延伸的延長區(qū)，并且，內表面的每個 小透鏡可W然后將公共源區(qū)的長度的相應部分成像到外表面的相應的小透鏡上。
[0018] 中空透明體可W在中屯、區(qū)域比在邊緣厚，W使從源區(qū)通過中空透明體發(fā)出的光部 分地準直。該邊緣可W是圓頂形透明體的邊緣，或者，延長透明體的兩側邊中的任意一個或 兩個。
[0019] 中空透明體的所述表面中的至少一個可W是臺階式的，使得每一臺階在向著中屯、 區(qū)域的一側比在外側厚，所述臺階形成菲涅爾透鏡，并且，殼積分器使從源區(qū)通過中空透明 體發(fā)出的光部分地準直。
[0020] 中空透明體和光導可W是單個整體件。
[0021] 光導可W包括具有形成通過全內反射引導光的V形橫截面的兩面的肋部。
[0022] -種燈具可W包括上述的具有光導的殼積分器中的任何一種;在公共源區(qū)的光發(fā) 射器；W及在光導的出口端的光傳感器，操作用來通過光導接收來自光發(fā)射器的光并通過 負反饋控制光發(fā)射器。
[0023] 殼積分器的另一個實施例包括:具有被形成為小透鏡陣列的內表面和外表面的中 空透明體，其中，內表面的每個小透鏡將在中空體的中間的公共源區(qū)成像到外表面的相應 的小透鏡上，并且外表面的每個小透鏡形成具有在公共源區(qū)的視在位置的內表面的相應的 小透鏡的虛像；W及包括每一個具有形成V形橫截面的兩面的多個肋部或凹槽的反射器，被 布置為使得從中空透明體的外表面的小透鏡發(fā)出的來自公共源區(qū)的光反射離開所述肋部 或凹槽中的一個的一面，然后，反射離開該同一肋部或凹槽的另一面，并在期望的方向上射 出。
[0024] 反射器可W被布置為引導運種光W大致準直的光束射出。
[0025] 中空透明體和反射器可W是單個整體件。
[0026] 所述肋部或凹槽可W是在背向中空透明體的反射器的表面上的肋部，并且，運種 光可W通過全內反射在所述肋部內反射。
[0027] 殼積分器可W組合上述實施例中的兩個或更多個的特征。
[0028] 通過組合殼混合器的實施例和本裝置的實施例，可W至少部分地實現(xiàn)下述優(yōu)點中 的一些或全部：
[0029] 所得光學組件是非常緊湊的，并且可W被模制為單件。
[0030] 假定運些被布置在殼積分器的積分空間內，則它是多功能的，并且與多種類型的 忍片陣列兼容。
[0031] 它與各種各樣的應用領域和使用輸出光的各種燈具兼容。
[0032] 它與廣泛的傳感器兼容。
[0033] 它提供良好的混色。
[0034] 它可W實現(xiàn)高的光學效率，潛在地95 %或甚至更大。
[0035] 保持光源的亮度。
[0036] 使用工業(yè)標準或專用傳感器，可W實時地進行自動的顏色/光通量調節(jié)。
【附圖說明】
[0037] 根據(jù)下面結合附圖呈示的本發(fā)明的更具體的描述，本發(fā)明的上述和其它方面、特 征和優(yōu)點將是清楚的，在附圖中：
[0038] 圖1是具有光導的殼積分器的實施例的透視圖。
[0039] 圖2A示出使用科勒積分器均勻化彩色光。
[0040] 圖2B示出在半球形殼積分器中使用科勒積分器均勻化彩色光。
[0041] 圖3示出具有光導的殼積分器，其包括用于來自L邸陣列的光的傳感器陣列。
[0042] 圖4A、圖4B和圖4C，總稱為圖4,是與圖1的殼積分器類似的殼積分器的實施例的視 圖。
[0043] 圖5A是光強度與遠場中的二維位置之間的關系圖。
[0044] 圖5B是色度與位置的曲線圖。
[0045] 圖6A示出從L邸到傳感器的光路。
[0046] 圖她是圖6A的放大細節(jié)圖。
[0047] 圖6C、圖抓、圖6E和圖6F是幾何光學器件的示圖。
[004引圖7A示出傳感器和L邸陣列中的忍片的布置。
[0049]圖7B是用于圖7A中的LED的光導接受度的條形圖。
[0050] 圖8至圖10是傳感器輸出電流與L邸輸入電流的曲線圖。
[0051] 圖11A和圖11B，總稱為圖11，是包括幾個殼積分器的延長的主光學器件的透視圖。
[0052] 圖12是與圖11所示的光學器件類似的光學器件的光線跟蹤圖。
[0053] 圖13是具有圓柱形主光學器件的實施例的透視圖。
[0054] 圖14是具有圓柱形主光學器件的另一個實施例的透視圖。
[0055] 圖15是包括幾個殼積分器的另一個實施例的透視圖。
[0056] 圖16是包括幾個殼積分器的另一個實施例的透視圖。
[0057] 圖17是具有圓柱形主光學器件的另一個實施例的透視圖。
[0058] 圖18是具有圓柱形菲涅爾主光學器件的實施例的端視圖。
[0059] 圖19是通過與V形凹槽反射器組合的殼積分器的陣列的橫截面。
[0060] 圖20是具有光導的另一個實施例的殼積分器的實施例的前視圖。
[0061] 圖21A是通過殼積分器的另一個實施例的軸向橫截面。
[0062] 圖21B是圖21A的殼積分器的透視圖。
【具體實施方式】
[0063] 將通過參考下述的本發(fā)明的實施例的詳細描述和附圖來獲得對本發(fā)明的各種特 征和優(yōu)點的更好理解，其闡述利用本發(fā)明的具體原理的示范性實施例。
[0064] 參照附圖，最先參照圖1，光學器件100的一個實施例包括具有從天頂沿著半球形 曲線向下延伸到邊緣的光導103的大致半球形殼積分器102。在天頂，光導103被設置有反射 面301a慘見圖3)，W將來自在半球體的中屯、的源(在圖1中未示出）的光引入光導103中。光 學器件100的邊緣可W被設置有突出的凸耳104或其他構造，W使光學器件100能夠作為燈 具的一部分被安裝。如圖1所示，光導103是單個固體條，與殼積分器102-起由同一透明電 介質材料模制在一個整體件中，具有通過全內反射引導光的平滑的彎曲表面101?？商鎿Q 地，表面101可W具有反射涂層。光導103被嵌入在殼積分器102的厚度中，但通常是不同的 厚度。如圖1所示，光導103稍微突出超過殼積分器的內表面和外表面二者。光導103替換原 始光學器件的小的徑向段。如下面所解釋的，所得到的從殼積分器輸出的光的均勻性的損 失小，并且，對于許多種用途而言是可容忍的。也如下面所解釋的，傳感器或傳感器陣列（參 見圖3)被放置在光導的基底處。
[0065] 解釋殼混合器如何工作
[0066] 殼混合器，也被稱為殼積分器，是基于科勒積分器。一般地，在科勒積分器中，第一 光學元件將源成像到第二光學元件上，并且，第二光學元件將第一光學元件成像到目標上。 在預計的目標足夠遠的情況下，第二光學元件可W被視為近似在源的位置處形成第一光學 元件的虛像。運樣可W從源產(chǎn)生非常有效的均勻的光，W及在目標處變換照明區(qū)域的形狀， 其由第一光學元件的形狀而不是源的形狀確定。第一光學元件和第二光學元件中的每個可 W獨立地是，例如，反射鏡、薄透鏡或厚透鏡的一個表面。在殼積分器的大多數(shù)實施例中，第 一光學元件和第二光學元件是厚透鏡的進入表面和離開表面，并且，分別在殼的內表面和 外表面上形成為小透鏡。
[0067] 參照圖2A，用作顏色均化器(color homogenizer)的科勒積分器的一個例子通常 由附圖標記200表示。實際科勒光學器件202是在入口面和出口面都具有小透鏡陣列的整塊 透明材料。入口面上的每個小透鏡與出口面上的小透鏡配對形成科勒積分器。s個Lm)忍 片，即，紅色忍片204、綠色忍片205和藍色忍片206,照明科勒光學器件202的入口偵U。該照明 的強度和顏色是均勻的，但是，不同顏色的光線在不同的方向上行進，如放大圖203所示，其 中，紅線光線207被示出為虛線，綠色光線208被示出為連續(xù)線，并且，藍色光線209被示出為 點線?？评展鈱W器件202的第一光學元件(入口面小透鏡)將S個Lm)忍片204,205,206成像 到第二光學元件（出口面小透鏡)上，因此，在科勒光學器件的出口面射出的光在顏色方面 不均勻。但是，出口面小透鏡將均勻照射的入口面成像到目標(遠場)上，因此，不同的彩色 光束重疊并合并形成均勻的遠場照射光束210。每個雙凸狀科勒積分器只能照射窄場，但 是，形成光學器件202的科勒積分器的陣列重疊W在更寬的場之上提供一致的、均勻的照 明。
[0068] 現(xiàn)在參照圖2B，當此原理被應用于殼積分器220時，在半球形光學器件223的中屯、 的有限區(qū)域中的Lm)忍片221,222等將彩色光束225,224分別提供給每個雙凸狀科勒積分 器，如放大細節(jié)圖226所示。假設Lm)忍片221,222提供朗伯發(fā)射，該裝置作為整體將在遠場 中提供近似朗伯照明，因為，每個雙凸狀科勒積分器將光分布在比較小的角度之上。為了清 晰起見，圖2B只示出小數(shù)量的大雙凸狀科勒積分器，但是，實際的實施例通常具有更大數(shù)量 的較小的雙凸狀科勒積分器，如圖1所示。假若小透鏡相比于殼的直徑和離遠場目標的距離 足夠小，則為了設計和仿真的目的，可W通過在如圖2B中的點線227所示的虛球面上疊加各 個小透鏡來近似殼積分器。
[0069] 關于具有傳感器的顏色可調光學器件的操作的細節(jié)
[0070] 現(xiàn)在還參照圖3和圖4,提供良好控制的顏色和光通量輸出的穩(wěn)定的多色光引擎可 W在所述忍片中的任何一個發(fā)生故障或性能修改的情況下利用外部控制和自動調節(jié)。運可 W通過使用顏色傳感器來實現(xiàn)。傳感器優(yōu)選地在從每個忍片接收相等比例的光或至少從單 色的所有的忍片接收相等比例的光的位置處。當存在不同顏色的忍片的情況下，傳感器可 W接收不同量的光，并且/或者可W對來自不同顏色的忍片的光具有不同的靈敏度，并且， 在傳感器輸出的后續(xù)處理中，可W校正該差異。
[0071] 顏色傳感器經(jīng)常是高度靈敏的，并且，它們所需的最小光通量相當?shù)汀５?，它?具有W下約束。例如，當前可用的傳感器的響應在特定的有限的入射角內（接受角要求通常 在± 10°內）良好。在推薦的接受角之外的入射角可W充分地修改傳感器響應W產(chǎn)生偽色解 釋。解決該問題的標準方案是在傳感器的頂面放置限制入射角的濾波器，但是，運樣給該 "智能"光引擎增加復雜性。圖3的實施例通過發(fā)送高比例的在所需的接受角內被發(fā)送入光 導且最終到傳感器的光來克服該約束。下節(jié)中描述的光學實施例在有濾波器和沒有濾波器 的情況下工作。合適的顏色傳感器是由德國耶拿市的MAZeT有限公司供應的MTCSiCS真色 (XYZ色空間)傳感器。但是，本發(fā)明中所教導的方法應該與很多其他可用傳感器一起工作。
[0072] 在圖3所示的裝置300中，殼積分器305被設置有光學光導301，其提取由忍片302， 303,304發(fā)射的光中的非常小部分(顯然其余部分專用于照明），并且，將光引導到顏色傳感 器306(也被示出為306b)，在放大圖306a中被更詳細地示出。顏色傳感器306a(在圖4C也被 示出為404)位于半球形殼積分器305的基底平面上，該平面是與陣列L邸相同的平面，因此， 它可W被組裝在同一 PCB中。
[0073] 如圖4A、圖4B和圖4C(統(tǒng)稱為圖4)中更佳可見的，光導301,402在外側被圓形曲線 約束，自殼積分器305，401的出口側小透鏡隆起，并且，在內側由在殼積分器的入口側小透 鏡之間凹進的圓形曲線約束。如圖1和圖4C所示，光導101,402的內表面和外表面是連續(xù)的、 平滑的，而沒有殼混合器102,401的小透鏡特征。從平面圖可知，光導402是梯形，因為其側 壁朝向通過光導402的中屯、的徑向和軸向平面拔模角(化aft angle)成錐形，W允許從 兩部分模具中脫模，其中，一部分形成殼積分器的凹內部，另一部分形成殼積分器的凸外 部。在天頂，光導301結束于有角度的反射表面301a，該反射表面收集小量的光并將該光引 入光導301，402中。表面301a可W通過全內反射(TIR)反射光。光導301，402的其他外表面可 W是如鏡子的，或者可W通過全內反射(TIR)進行反射。
[0074] 來自傳感器306的輸出可W被用來監(jiān)視忍片302，303，304的操作并在所述忍片中 的一個出故障時發(fā)出警告。來自傳感器306的輸出可W被用來控制被供應給忍片302,303， 304的功率并在短期內（如果條件使忍片可變地操作)或在長期內（當忍片的特性隨著年齡 變化)保持期望的光輸出。在忍片302,303,304是不同顏色的忍片的情況下，來自傳感器306 的輸出可W被用來分開控制被供應到每一種顏色的忍片的功率，W保持期望的輸出顏色。 如果提供合適的用戶輸入控制，則控制可W包括調光和/或調色和/或變色。
[0075] 由圖3和圖4C可知，圓頂形殼積分器401的基底被形成為近似圓柱形鼓305曰。采用 伯朗發(fā)射LED,落入在鼓上的光量不足W證明使雙凸狀表面401-直繼續(xù)朝下到底部的復雜 性，因為形成不能用簡單的兩部分模具模制的懸垂形狀。因此，基底部分被形成有垂直(實 際上，為了易于脫模，拔模角成錐形)笛形部。笛形部容易模制，因為從平面圖（在半模 的分離方向上)可知它們跟隨其上方的小透鏡的形狀而行，并且，至少在圓周（水平)平面上 提供科勒積分。
[0076] 本發(fā)明人成功地使用圖4所示的積分器來首先通過光線跟蹤并然后通過原型測試 確定具有上述的MAZeT傳感器的光學系統(tǒng)的性能。作為合適尺寸的例子，在用于原型的CAD 模型中，如圖4A的平面圖可知，光導402具有3.23mm的最大寬度:基底的截面輪廓是每邊為 3.23mm的正方形。所提及的MAZeT傳感器具有六邊形光入口窗，對邊之間的寬度為2.27mm， 點之間的寬度為2.62mm。光導特征的寬度朝著光學器件的天頂逐漸變細。如圖4A可知，在天 頂處的寬度是在基底的寬度的約2/3。離在天頂處的光導的頂部的高度是14.8mm。恒定不變 的橫截面的矩形光導被認為是光學上滿意的。錐形更容易脫模。因為本實施例用具有在天 頂方向（垂直于圖4A和圖4B中的紙平面)分開的半模的兩部分模具形成，為脫模設置的2°拔 模角本身在其較低端附近在光導的寬度上主要表現(xiàn)為錐形，并且在上端附近表現(xiàn)為梯形橫 截面。用于原型的材料是聚碳酸醋LED 2245。
[0077] 殼混合器401的外直徑是28mm。因為光導稍微在殼混合器上突起，所W在光導402 之上測得的直徑是28.8mm。位于殼混合器的基底的相對側的兩個安裝片403之上測得的模 制的單個光學組件400的最大直徑是31.7mm。殼可W是約2.9mm厚，并且，科勒積分器可能能 夠對來自直徑大至11mm的光源且居中于圓頂?shù)闹型?、的光進行積分。在光源被封裝于折射圓 頂?shù)戎械那闆r下，限制值是光線到達殼混合器401的光源的視在直徑。在一個實施例中，使 用運樣的L邸陣列（S化4EU)，其具有8.5mm的物理直徑，但是，折射封裝產(chǎn)生具有11mm的視在 直徑的虛像。運種尺寸的光學器件可W與32個LED的陣列一起使用，每個LED汲取最大 200mA，其對應于幾千流明的最大光輸出。L邸大致在殼混合器401的基底的平面中，但是，不 需要精確的對準。L邸可W降低至少1mm，而在光混合中沒有可感知的劣化。
[0078]但是，對于廣泛的Lm)忍片陣列配置，可W利用關于傳感器的大小、形狀和位置的 光導特征的基本特性。例如，光導的集光器可W被設計為對與殼混合器"積分"區(qū)相同的區(qū) 域進行采樣，從而確保對所有源的正確混合。
[00巧]希望光導光學特征103，301，402具有如下特性：
[0080]光學傳輸（由傳感器檢測到的作為由L邸忍片發(fā)射的光的一部分的光通量)應該對 于所有的忍片302,303,304基本上恒定不變，與它們的位置無關，從而，如果Lm)源中的任何 一個發(fā)生故障，則傳感器都可W檢測到它。上述的MAZeT傳感器具有±10°的接受角。采用該 傳感器，希望L邸忍片的陣列在集光器301a處的±10°視角內。否則，光導可W被成形為使沿 其通過到傳感器的接受角內的光部分地準直。
[0081 ]光導及其集光器應該不影響殼混合器性能(在效率和混色方面）。
[0082] 傳感器上的入射角應該盡可能接近垂直:對于示例性的MAZeT傳感器，入射角應該 <10。。
[0083] 光學器件應該盡可能小。
[0084] 來自殼混合器的其他部分的眩光不應該負面地影響系統(tǒng)的信噪比。
[0085] 在優(yōu)選實施例中，光導的特征，例如，其形狀、大小、邊緣和拔模角，應該與注模技 術兼容，因此，它可W在單個注射中與殼混合器的其余部分一起被模制。
[0086] 為了在傳感器上提供相對均勻的照明的特征，發(fā)明人探討了不同的光學方法(包 括光學特征是與殼隔離的部件的一些方法）。它們全部基于光導在傳感器的頂部接口。優(yōu)選 實施例是嵌入到原始殼混合器中的光學特征，根據(jù)光學跟蹤及稍后的原型），其將能夠 實時地進行光引擎輸出顏色和亮度校正，而沒有影響當前的殼混合器性能(效率、混色和高 亮度），如設計約束中規(guī)定的。
[0087] 圖5A是與拋物線燈具結合的光引擎的原型的照度圖500,示出在離光源2.5m的距 離處居中于系統(tǒng)的對稱軸的光504?？v坐標尺度502從-450mm延伸到+450mm。橫坐標尺度503 從-500延伸到巧00mm。圖5B是示出在離光源2.5m處的組件的橫截面顏色坐標圖的曲線圖 510,曲線507Wv'單位并且曲線508Wu'單位。橫坐標尺度506從-500延伸到巧00mm。縱坐標 尺度505從0延伸到0.6。由圖5A和圖5B可知，不存在較多的彩色條紋或偽影。少量的彩色條 紋可W通過在光導的上側添加反射鏡從而阻止雜散光來避免。
[0088] 圖6A至圖6F(統(tǒng)稱為圖6) W圖解的方式示出通過通常表示為600的具有反饋的殼 積分器燈具的一個例子的光的流動。由殼積分器604內的LED陣列602發(fā)射光。殼積分器604 是近似半球形，并且，L抓陣列602大致在殼積分器604的基底的直徑平面的中屯、。L抓陣列 602可W占據(jù)高至殼積分器604的直徑的約0.4倍的圓形區(qū)域。為了清晰起見，未示出由殼積 分器604積分且被發(fā)射作為照明的來自L邸陣列602的光線。
[0089] 在殼積分器604的天頂是收集來自LED 602的一束光線608的反射鏡606。如圖6所 示，反射鏡606由通常表示為612的光導的外表面610形成，并且通過TIR反射光。最好由圖6F 可知，光在光導的彎曲的底表面614處從下方進入光導612?？商鎿Q地，反射鏡606可W是在 光導612的直立進入表面的前方的開放空間中反射光的表面。射線束608內的光線由反射鏡 606引導作為沿著光導612的外表面610 (其朝內凹進)的光線616。在光導的遠端，光線616由 傳感器618收集。傳感器618測量光線616的亮度和/或顏色，并且，可W發(fā)送信號到用于LED 602的L邸驅動器620W增大或減少LED 602的光輸出，并且/或者改變由不同顏色的L邸發(fā)射 的光的色平衡。
[0090] 如圖6A所示，優(yōu)選的是，引導的光線616沿著靠近光導612的外表面610的路徑行 進。運樣有兩個好處。第一，因為光線616W平坦的角度反射離開外表面610,所W它們可W 通過TIR被有效地引導。第二，它們占據(jù)窄圓錐形的角度，因此，它們可W很容易被顏色傳感 器618收集。如其它地方所提到的，在
【申請人】的原型中使用的傳感器具有±10°的接受角，因 此，對于該傳感器，理想的是保持引導光線616在±10°的圓錐內。
[0091] 具有寬角度的光線，例如由圖6A中的虛線光線622所示，是可能的。光線622W相當 睹的角度反射離開光導612的內彎曲表面614和外彎曲表面610。如果要接受如622的光線， 則內外彎曲表面610,614兩者可能需要額外開銷來被金屬化。此外，如果光線622在徑向-軸 向平面上W運樣高的角度曲折行進，則它也可W在圓周平面中曲折行進。運種光線將難W 限制，因為光導612與殼積分器604的圓頂一起整體地模制，從而，對于其大部分的高度，在 光導的側面沒有物理邊界。此外，必須使用具有相應較寬的接受角的光傳感器618,或者，可 W在傳感器的前面需要準直光學器件。
[0092] 但是，如果L抓陣列602占據(jù)半球形殼積分器604的直徑的完整的0.4，貝化抓陣列 602幾乎跨越±22°的視角，如在反射鏡606可見。為了傳感器605同樣地"看到"陣列中的所 有Lm)忍片，希望的是，± 20°視角應該與傳感器的± 10°接受角禪合。差異的一部分在光導 的內表面處通過折射被吸收。如果該表面是平坦的，并且，如果使用的材料是具有1.58的折 射率的聚碳酸醋，則它將光線束608從會聚于幾乎為±22°的角度的圓錐縮小到會聚于約± 13.5°的圓錐609。在圖6F中，圓錐609被示出向后延伸，W表明它形成忍片陣列602的比實際 忍片陣列小的虛像。
[0093] 進一步的縮小可W通過在光線束608進入光導的內表面處形成透鏡或者如圖6B所 示通過使反射表面606彎曲來實現(xiàn)。不需要將整個光線束608的集光率擠入所引導的光線 616。如果來自光線608的圓錐的光充分均勻化使得光線616的被引導部分均一地表示整個 L抓陣列606,就足夠了。然后，可W丟棄剩余的光線，運在實踐中意味著它們將主要加入射 出的照明光。因為所描述的實施例意圖在幾乎整個上半球之上提供寬角度照明，所W，如果 幾條光線W不穩(wěn)定的角度進入輸出照明，也并不重要。
[0094] 現(xiàn)在主要參照圖她至圖6F，用于設計圖6A所示的原型的過程如下：
[0095] 對于外引導表面610和內引導表面614,選擇球形輪廓。外半徑如上面參照圖4所 述。內半徑被選擇為與殼混合器的內半徑相同。運兩個表面的中屯、在L邸陣列602的中屯、處， 該中屯、被取為坐標的原點（0，0，0)。S個軸向方向是從L抓陣列的一側到另一側的X、L抓陣 列末端向前(朝向光導612和傳感器618)的Y和朝向天頂?shù)腪。
[0096] 為了易于制造，光導被嵌入殼積分器中。該步驟改變光導的側壁的邊界。
[0097] 最初，45°平表面被用作用于光導的集光器606。
[0098] 檢查性能。觀察到的主要參數(shù)是來自接受高至±10°的光的傳感器618的陣列602 中的每一個光源的能見度。
[0099] 最初在中屯、忍片和左/右（相對于包括光導的中屯、線的子午面)邊界忍片（參見圖 7B中的忍片5，11，17,23和10，16,22,28)之間觀察到大的能見度的差異。為了減少該差異， 左/右對稱地引入水平曲率到反射表面606。該輪廓是一對楠圓形曲線624,626:曲線624,具 有在忍片陣列602的中屯、的焦點628和在忍片陣列602的左偵腳界的焦點630;曲線626,具有 在忍片陣列602的中屯、的焦點628和在忍片陣列602的右側邊界的焦點632。圖6C示出左邊的 離焦點628,630的半徑634。運些彎曲表面624,626應該使來自邊界忍片的光線偏轉，從而， 它們看起來好像它們來自中屯、忍片。
[0100] 但是，然后，發(fā)現(xiàn)中屯、忍片的能見度遠低于邊界忍片的能見度。為了校正此，對于 表面606的中屯、部分選擇不同的曲率，在兩個楠圓624,626的外側相切的具有4mm的半徑的 圓636,參見圖抓。在圖6D中詳細地示出由S條曲線624,636,626形成的輪廓線。曲線624， 626具有大的半徑，非常接近直線，并且在圖6B中不容易被看見。為了清晰起見，在圖6D中詳 細地放大了曲率。
[0101] 然后，通過捜索最佳焦點位置來優(yōu)化設計。在圖6D中，用于原型的最終的焦點位置 是焦點630,632的Fl( ±5.15，0,0)，和楠圓624,626的焦點628的F2(0，0,0)，其中，運些楠圓 的在其接觸圓636的點之外的部分是用于實際的輪廓構建的部分。
[0102] 但是，頂部和底部忍片（最靠近和最遠離傳感器，參見圖7B中的忍片1-4和29-32) 仍然沒有具有與中屯、忍片相同的能見度。為了校正此，如圖6E所示，引入收集表面的垂直彎 曲。選擇的輪廓是圖6E所示的拋物線638,其焦點640在源平面上，軸向方向平行于源平面。 焦點位置被優(yōu)化W獲得均勻的忍片能見度，并且，選擇的焦點位置在最接近傳感器的邊緣 (0,3.6,0)附近。
[0103] 反射表面606的最終形狀由此通過沿著圖6E所示的拋物線638掃描在圖6D的細節(jié) 圖中示出的具有輪廓624-636-626的曲線而形成。
[0104] 圖7A示出顏色傳感器701的可能的配置。圖7B示出32個Lm)陣列700的配置，W及被 編號為1至32的每個L抓和光導702的位置。圖7C是縱坐標為光導接受度的條形圖703,縱坐 標被歸一化，最大值為100%，沿著橫坐標依次是從1至32的32個LED。圖7C示出歸一化的通 量的接受度值從剛不到80%至100%變化。因此，運種變化是約±10%，運在滿足照明行業(yè) 對顏色均勻性的典型要求所需的限制內。此外，通過謹慎選擇哪一種顏色的L邸分配給32個 位置中的哪個，顏色隨著方向的實際變化將很可能比±10%顯著更小，因為在一定程度上 可W抵消來自同一顏色的LED的輸出中的角度變化。因為大部分的變化是取決于各個LED相 對于光導702的位置的靜態(tài)變化，一旦Lm)陣列和傳感器被設置和校準，當然就可大大 優(yōu)于± 10 %的靈敏度檢測LED輸出的后續(xù)變化。
[01化]原型的可制造性和性能驗證的證明
[0106] 發(fā)明人基于根據(jù)圖1和圖4的前述實施例用嵌入式光導制造混合式殼混合器的原 型。它通過在標準聚碳酸醋1140塑料中進行注模來制造。優(yōu)選的材料是超透明的聚碳酸醋 Makrolon LED 2245。模具是在基底分開的兩件模具。實際的尺寸在上面針對圖4給出的尺 寸的CAD和制造系統(tǒng)的容限內。
[0107] 用不同類型的多色忍片陣列測量此概念證明：一種是包括紅色、綠色和藍色忍片， 另一種是使用紅色和薄荷色Lm)的多色忍片陣列，第=種使用班巧色、薄荷色和藍色LED。薄 荷色Lm)是用黃色/綠色憐光體下變頻W產(chǎn)生淺綠色的藍色LED。傳感器輸出的信噪比（SNR) 高于10,運確認該裝置對周圍的雜散光和來自殼的其他部分的眩光都不敏感。除此W外，如 圖8至圖10所示(關于使用紅色和薄荷色忍片的陣列），傳感器線性地響應W偏置電流增量， 如預期的那樣。圖8、圖9和圖10是分別示出對于S種不同的情況的WiiA計的傳感器輸出電 流(對于=種顏色X，Y，Z顏色分量中的每一種)作為WmA計的不同輸入電流的函數(shù)的曲線圖 800,900,1000。橫坐標801,907,1013從90延伸至210mA輸入電流?？v坐標802,908,1017從0 延伸至60iiA輸出電流。X顏色分量803，909，1014用黑色菱形標記。Y顏色分量804，910，1015 用正方形標記。Z顏色分量805,911,1016用=角形標記。圖8示出僅僅紅色忍片接通的情況。 圖9示出僅僅薄荷色忍片接通的情況。圖10是薄荷色和紅色L邸忍片接通的情況。
[0108] 其他主要光學結構的例子
[0109] 除了圖3和圖4所示的半球形殼積分器形狀W外，本發(fā)明的使用主要光學結構的其 他實施例也是可能的。例如，與球形相反，主要光學元件的形狀可W更加圓柱形。例如，運可 W通過如下來實現(xiàn):采用在縱向方向上起伏的幾何形狀，或者使用球體的各部分，并且一個 接一個地重復它們，直到達到所希望的長度。后一種方法的例子在圖11A和圖11B中示出，它 可W被用于制造線光源，例如，反光槽(troffer)。圖11A是四元件主要光學器件1100的立面 透視圖，其中，每一個元件1101,1102,1103,1104由球形殼積分器的一部分制成。為了清晰 起見，科勒特征未被示出，但是，它們可W是與圖1和圖4所示的特征相同。圖11B示出同一主 要光學器件的平面透視圖。在示例中，每一個元件可W是20mm寬且14mm長。四個元件中的每 一個將具有與陣列305或700類似的其自己的忍片陣列（未示出），并且，可能具有與光導 103,402類似的其自己的光導(未示出）。光學器件的末端元件可W在外端是球形，或者如所 示的那樣被截斷。將存在在兩個元件的相交處延伸到光學器件的基底和/或關閉截斷的末 端元件的壁。運些壁可W是反射的，折射的，通過利用多余一種光學原理(包括反射、折射 和/或全內反射的組合)的手段來吸收雜散光或重新引導光。運些壁可W具有將光發(fā)送回到 其起源的光源的逆反射元件。然后，該光的一部分將再次被循環(huán)。但是，當LED源充當漫反射 器時，循環(huán)的光的顯著部分將被重新引導到主光學元件并沒有返回到逆反射器。另外，L抓 所處其上的基底和周圍的基底可W是漫反射或鏡面反射的，并且/或者可W具有在偏好方 向上重新引導光的光學特征(未示出）。
[0110] 如圖11A和圖11B可知，由每個球形主元件對向的立體角非常接近半球體的立體 角。因此，即使不存在逆反射或重新引導光不入射在主光學元件上的其他手段，也僅僅有約 5至15%不被控制，或者潛在地丟失。如果元件陣列中的末端元件沒有被截斷，則可W進一 步減少損失。圖12示出在一個末端球形元件(具有20mm的最大尺寸）的中屯、點處具有LED光 源1201的3x3mm陣列的四元件主光學器件1200的光線跟蹤。假設Lm)是朗伯半球形發(fā)射器。 對于運種情況，光線跟蹤示出光學器件1200的內表面接收由Lm)陣列1201發(fā)射的光1203的 87 %。僅僅光1202的13 %通過光學器件的開口端逃出。如果LE：D輸出小于半球形立體角（運 可W通過在Lm)上使用不同的主透鏡蓋來實現(xiàn)），則到達光學器件1200的光的量可W容易地 被提局到局于90%。
[0111] 在延長實施例中，可W采用兩種科勒積分方法:單向積分或雙向積分。另外，L邸源 幾何形狀可W采用兩種簡單的形式:通常按恒定間隔的發(fā)射器的行，沿延長光學器件的中 屯、;或按間隔的Lm)簇。組合運些選擇提供四種簡單的布置。圖13示出利用單向積分的具有 圓柱形主光學器件1302的實施例1300,其中，存在直線行的發(fā)射器1301。主光學器件1302由 環(huán)形成，每個環(huán)在軸向方向上是科勒積分器，但是，在圓周方向上均勻。圖14示出利用雙向 積分的具有圓柱形主光學器件1402的實施例1400,其具有直線行的發(fā)射器1401。各個積分 器類似于圖1至圖4所示的那些積分器。
[0112] 在圖13和圖14中，每個獨立的積分器從該行發(fā)射器1301,1401的長度的短部分接 收光并對該光進行積分。因此，發(fā)射器之間的間隔應該不大于獨立積分器的接受度。
[0113] 如果使用多于一種的Lm)或其他發(fā)射器，則該行發(fā)射器1301,1401期望地形成具有 不長于由科勒積分器的接受角跨越的長度的重復長度的重復圖案，使得每一個積分器接收 所有的可用顏色的光。最方便的是，重復長度等于由接受角跨越的長度和/或主光學器件 1302,1402的每個科勒積分環(huán)的軸向長度，或者是由接受角跨越的長度和/或主光學器件 1302,1402的每個科勒積分環(huán)的軸向長度的整數(shù)分數(shù)。
[0114] 圖15示出具有與圖11A、圖11B和圖12所示的類似的重疊圓頂1502的結構1500,其 中，類似于圖13,存在單向科勒積分。如圖12的實施例一樣，本實施例具有多個LED陣列 1501，在光學器件的基底的平面上，每一個L邸陣列位于圓頂形光學殼中的相應一個的中屯、 的下方。圖16示出基于與圖15類似的形狀的優(yōu)選實施例1600的分解圖，但是，該優(yōu)選實施例 在圓頂1602,1604上具有雙向積分。本實施例也具有多個4x4的Lm)陣列1601，1603。對于前 述實施例，可W并入具有傳感器306,601，701等的反饋光導特征103,402等。運些可^位于 主光學器件1100,1200,1502,1600的每一個元件上，其中，主光學器件被形成不同的元件。 然后，可W與圖3和圖4的光導和傳感器非常類似地布置光導和傳感器?？商鎿Q地，光導和傳 感器可W沿著主光學器件按規(guī)則的間隔定位。后一種將適合于基于圓柱形結構的實施例 1300，1400。在光發(fā)射器聚群時，可W為每一個簇提供一個光導和傳感器組件。當光發(fā)射器 處于均勻的行的情況下，然后，光導和傳感器期望地充分靠近在一起，使得每個光發(fā)射器在 傳感器的接受角內。
[0115] 圖17示出實施例1700的例子，其中，殼積分器1702也充當準直器。露出的端面示出 作為彎月形透鏡的殼積分器透鏡的中屯、部分在其上表面和下表面處具有不同的曲率。在本 例子中，存在具有直線行的發(fā)射器1701的單向積分。示例性的外單向圓柱形透鏡1703在準 直透鏡的頂表面的后面，并且，示例性的內單向圓柱形透鏡1704在準直透鏡的內表面的前 面。圖18示出類似實施例1800的端視圖，其中，外表面被塌縮，如箭頭1807所標示，使得厚的 彎月形透鏡1801的出口面1802被菲涅爾透鏡1804的外表面1803所替代。彎月形透鏡的內表 面與圖17的實施例相比可能沒變。菲涅爾透鏡的優(yōu)點是它較薄(運有利于模制）、較輕。在圖 18中還可見，如從光發(fā)射器1808,1809照射的光線束1805和1806所示的，科勒通道。
[0116] 圖19示出可調色的燈具1900,其包括幾個光引擎，每一個光引擎具有殼積分器 1901(其可W是上述的圓形或圓柱形設計中的任何一種）、導向傳感器陣列1906的光導陣列 1903、V槽形反射器1902、LED陣列1907和PCB 1908,該PCB 1908在電學和邏輯上支持和連接 LED陣列1907和各個傳感器1906。"V槽形反射器"是使用反射器元件的陣列的反射器，每一 個反射器元件具有形成V的兩個表面。光線進入凹槽，并且反射離開運兩個表面。由此，運些 光線在沿著凹槽繼續(xù)其行進的同時在垂直于凹槽的平面上反轉，并且，反射束按照沿著V槽 的長度的曲線成形。圖示的V槽形反射器使用TIR，使得反射光線在材料的內部，并且，光學 "V槽"物理上是在反射器的后表面上的V形肋部。
[0117] 相對于PCB 1908的平面W低的角度由L邸陣列1907發(fā)射的光線由殼積分器1901積 分，然后由V槽形反射器1902準直，如示例性光線束1904所示。W較高的角度發(fā)射的光線通 過殼積分器1901的中屯、部分被積分，并且也可W由其準直，但是沒有遇到V槽形反射器 1902,如示例性光線束1905所示。合適的V槽形反射器在上述的美國專利第8,094,393號和 第8,238,050號中被全面描述，并且，為了簡要起見，運里不重復此描述?？蒞替代使用常規(guī) 反射器。系統(tǒng)1900的優(yōu)點是，光學元件可W全部被模制為一件，并且，由于V槽形反射器通過 TIR操作，不需要金屬化。
[0118] 圖21A和圖21B，統(tǒng)稱為圖21，示出并入與圖17所示的類似的準直彎月形透鏡的大 致半球形殼積分器2100的另一個實施例。由圖21A中的橫截面最佳可知，殼的內表面2102比 半球體較少地彎曲，外表面2101比半球體更多地彎曲。由圖21B中的透視圖最佳可知，由于 殼積分器2100的不均勻的厚度，并且，因為每一個雙凸狀科勒積分器近似是從光源照射的 圓錐臺，所W，本實施例中的可見小透鏡在外表面的中間附近較大。為了審美優(yōu)勢，可W利 用此現(xiàn)象。光線跟蹤計算示出，殼積分器2100具有部分準直是可行的，W產(chǎn)生從位于殼積分 器2100(殼直徑為28mm)的基底平面下方的約3mm的視在點源照射的光束進入具有±61°的 圓錐角的遠場中。運在圖21A中由示例性光線2103示出。
[0119] 雖然在圖21中沒有被明確地示出，但是，積分器2100當然可W被設置與圖4和6的 光導和傳感器類似的光導和傳感器。積分器2100也可W通過使用與圖18所示的形狀類似的 菲涅爾形狀來被制得較薄和較低。
[0120] 雖然上述實施例使用近似正方形或矩形的橫截面的光導，但是其他形式的光導也 是可能的。圖20示出具有帶V槽形光導2002的殼積分器2001的光學器件2000的例子。
[0121] 對實施本發(fā)明的當前預期的最佳方式的前述描述不W限制性的意義來理解，而僅 僅是用于描述本發(fā)明的一般原理的目的。從所描述的具體實施例，各種變化是可能的。例 如，專利和專利申請交叉引用上述的可W有利地與本申請的教導結合的系統(tǒng)和方法。雖然 描述了具體的實施例，但是技術人員將理解如何可W組合不同實施例的特征。
[0122] 例如，描述了具有紅色和薄荷色Lm)忍片的混合物的實施例，其中，"薄荷色"忍片 通過對藍色Lm)發(fā)射的憐光體下變頻來提供黃色和綠色的光。其他的顏色組合也是可能的。 例如，圖7A中的陣列700中的32個忍片可W是4個藍色忍片、10個班巧色忍片和18個薄荷色 忍片。例如，忍片5，11，17和23可^是藍色的，忍片2,7，10，13，16，19,22,25,28和30可^是 班巧色的，并且，其余的忍片可W是薄荷色的。可替換地，可W使用紅色、綠色和藍色LED,或 者提供合適色譜的另一種組合?？蒞使用直接W特定顏色發(fā)射的LED,和/或具有下變頻憐 光體的LED。"班巧色"忍片提供波長比"薄荷色"忍片長但不如紅色忍片長的光。一種可市售 得到的"班巧色"L抓具有在約590nm的峰值發(fā)射，其中，"紅色"L抓可具有更靠近63化m的峰 值。
[0123] 用于從傳感器到L抓的負反饋的控制電路系統(tǒng)可W是例如在Norbert R.Malik, Electronic circuits:analysis , simulation,and design,Prentice Hall,1995, ISBN 0023749105，9780023749100 中所述的。
[0124] 例如，已經(jīng)提及了在XYZ色空間中產(chǎn)生輸出的特定傳感器?？蒞使用其他傳感器， 包括在其他色空間中產(chǎn)生輸出的傳感器。將傳感器輸出轉換到正確的色空間W控制對LED 忍片的輸入所需的微處理器硬件和軟件在本領域的普通技術和知識內。
[0125] 為了簡單起見，在大部分實施例中的殼積分器或殼混合器已經(jīng)被描述為至少近似 半球形或半圓柱形，其中，內表面和外表面同屯、。但是，原則上，為了滿足特定燈具的審美或 光學要求，可W使用任何合理的圓頂或管形狀。特別地，混合器的整體曲線可W被成形為具 有具體的光學功能，如圖17和圖18中的準直透鏡所示。一旦已知圓頂?shù)妮喞螤睿评招⊥?鏡的陣列的計算是計算密集的，但并不是不可行的。
[0126] 為了清晰起見，實施例已經(jīng)在特定的朝向上被描述，通常，光源在水平面上，殼積 分器在該平面的上方。例如，術語"天頂"已經(jīng)被用來表示在半球體的中屯、的半球形殼積分 器的表面上的點，其直接面向半球體的基底平面中的光源陣列的中屯、。但是，可W在任何取 向上使用所有的實施例。取向的術語可W解釋裝置的不同的協(xié)作部分的相對取向或相對位 置，但是，關于裝置整體或任何部分的絕對位置或取向不是限制性的。
[0127] 本發(fā)明的整個范圍應該參考權利要求被確定。
【主權項】
1. 一種殼積分器，包括具有被形成為小透鏡陣列的內表面和外表面的中空透明體，其 中： 內表面的每個小透鏡將在中空體內部中間的公共源區(qū)成像到外表面的相應的小透鏡 上;并且 外表面的每個小透鏡形成內表面的相應的小透鏡的虛像，所述虛像具有在公共源區(qū)的 視在位置，并且 光導沿著中空體的所述表面中的一個從在表面的中心區(qū)域的入口端到在中空體的邊 緣的出口端，光導入口端被成形為從公共源區(qū)接收光并沿著光導引導這種光。2. 根據(jù)權利要求1所述的殼積分器，其中，中空透明體是圓頂。3. 根據(jù)權利要求1所述的殼積分器，其中，中空透明體是延長的。4. 根據(jù)權利要求3所述的殼積分器，其中，中空透明體是大致半圓柱形的。5. 根據(jù)權利要求3所述的殼積分器，其中，中空透明體包括在各公共截斷平面處聯(lián)接的 多個截斷圓頂。6. 根據(jù)權利要求5所述的殼積分器，還包括在每個截斷圓頂上的相應的所述光導。7. 根據(jù)權利要求3所述的殼積分器，其中，小透鏡是橫向于延長體的長度方向的環(huán)或環(huán) 的弧。8. 根據(jù)權利要求3所述的殼積分器，其中，公共源區(qū)是沿著延長中空透明體的中間延伸 的延長區(qū)，并且其中，內表面的每個小透鏡將公共源區(qū)的長度的相應部分成像到外表面的 相應的小透鏡上。9. 根據(jù)權利要求1所述的殼積分器，其中，中空透明體在中心區(qū)域比在邊緣厚，并且使 從源區(qū)通過中空透明體發(fā)出的光部分地準直。10. 根據(jù)權利要求1所述的殼積分器，其中，中空透明體的所述表面中的至少一個是臺 階式的，每一臺階在向著中心區(qū)域的一側比在外側厚，所述臺階形成菲涅爾透鏡，并且，殼 積分器使從源區(qū)通過中空透明體發(fā)出的光部分地準直。11. 根據(jù)權利要求1所述的殼積分器，其中，中空透明體和光導是單個整體件。12. 根據(jù)權利要求1所述的殼積分器，其中，光導包括肋部，所述肋部具有形成通過全內 反射引導光的V形橫截面的兩面。13. -種燈具，包括： 根據(jù)權利要求1所述的殼積分器； 在公共源區(qū)的光發(fā)射器；以及 在光導的出口端的光傳感器，操作用來通過光導接收來自光發(fā)射器的光并通過負反饋 控制光發(fā)射器。14. 一種殼積分器，包括具有被形成為小透鏡陣列的內表面和外表面的延長中空透明 體，其中： 內表面的每個小透鏡將在中空體中間的公共源區(qū)成像到外表面的相應的小透鏡上;并 且 外表面的每個小透鏡形成內表面的相應的小透鏡的虛像，所述虛像具有在公共源區(qū)的 視在位置。15. 根據(jù)權利要求14所述的殼積分器，其中，延長體是大致半圓柱形的。16. 根據(jù)權利要求14所述的殼積分器，其中，延長體包括在各公共截斷平面處聯(lián)接的多 個截斷圓頂。17. 根據(jù)權利要求16所述的殼積分器，還包括在每個截斷圓頂上的相應的光導。18. 根據(jù)權利要求14所述的殼積分器，其中，小透鏡是橫向于延長體的長度方向的環(huán)或 環(huán)的弧。19. 根據(jù)權利要求14所述的殼積分器，其中，公共源區(qū)是沿著延長中空透明體的中間延 伸的延長區(qū)，并且其中，內表面的每個小透鏡將公共源區(qū)的長度的相應部分成像到外表面 的相應的小透鏡上。20. 根據(jù)權利要求14所述的殼積分器，其中，延長中空透明體在中心區(qū)域比在側邊緣 厚，并且使從公共源區(qū)通過中空透明體發(fā)出的光部分地準直。21. 根據(jù)權利要求14所述的殼積分器，其中，中空透明體的所述表面中的至少一個是臺 階式的，每一臺階在向著中心區(qū)域的一側比在外側厚，所述臺階形成菲涅爾透鏡，并且，殼 積分器使從源區(qū)通過中空透明體發(fā)出的光部分地準直。22. -種殼積分器，包括具有被形成為小透鏡陣列的內表面和外表面的中空透明體，其 中： 內表面的每個小透鏡將在中空體中間的公共源區(qū)成像到外表面的相應的小透鏡上;并 且 外表面的每個小透鏡形成內表面的相應的小透鏡的虛像，所述虛像具有在公共源區(qū)的 視在位置;并且 包括每一個具有形成V形橫截面的兩面的多個肋部或凹槽的反射器，被布置為使得從 中空透明體的外表面的小透鏡發(fā)出的來自公共源區(qū)的光反射離開所述肋部或凹槽中的一 個的一面，然后，反射離開同一肋部或凹槽的另一面，并在期望的方向上射出。23. 根據(jù)權利要求22所述的殼積分器，其中，反射器被布置為引導這種光以大致準直的 光束射出。24. 根據(jù)權利要求22所述的殼積分器，其中，中空透明體和反射器是單個整體件。25. 根據(jù)權利要求22所述的殼積分器，其中，所述肋部或凹槽是在反射器的背向中空透 明體的表面上的肋部，并且，這種光通過全內反射被反射。26. 根據(jù)前述權利要求中的任何兩項或更多項所述的殼積分器或燈具，所述任何兩項 或更多項不同時包括權利要求2與權利要求4至6和15至17中的任何一項。
【文檔編號】F21V13/00GK106062475SQ201580011457
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年1月5日 公開號201580011457.5, CN 106062475 A, CN 106062475A, CN 201580011457, CN-A-106062475, CN106062475 A, CN106062475A, CN201580011457, CN201580011457.5, PCT/2015/10117, PCT/US/15/010117, PCT/US/15/10117, PCT/US/2015/010117, PCT/US/2015/10117, PCT/US15/010117, PCT/US15/10117, PCT/US15010117, PCT/US1510117, PCT/US2015/010117, PCT/US2015/10117, PCT/US2015010117, PCT/US201510117
【發(fā)明人】P·貝尼特斯, J·C·查威斯, R·莫禾達諾, A·茨韋特科維奇, J·C·米納諾, W·法利科夫
【申請人】光處方革新有限公司