CN105593596A - 模块化光导灯具 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及实现低制造成本和高设计对准稳健性以用于制造以固态发光元件为特征的模块化光导灯具。

Description

模块化光导灯具
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)(1)主张以下申请的权益：2013年7月18日提交的第61/856,009号美国临时申请、2014年5月14日提交的第61/996,814号美国临时申请、2014年5月28日提交的第62/003,766号美国临时申请以及2014年6月9日提交的第62/009,811号美国临时申请，所述申请的全部内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本文中描述用于制造模块化光导灯具以实现灯具的低制造成本和高设计对准稳健性的技术。
背景技术
一般来讲，照明领域中的照明系统常规地利用光学系统内在空间上相当均匀的光源。这些光源通常非常明亮(光源亮度)。这些常规照明系统通常具备单个反射器系统以收集光通量或具备次级反射器或漫射器系统以朝目标区域引导光通量。在许多情形中，常规照明系统在系统中提供朗伯漫射器或反射表面，其允许直接观察朗伯光源。此类照明系统可在某些角度下引起炫光，尤其在使用明亮的发光二极管(LED)光源的情况下。
发明内容
本技术大体上涉及实现低制造成本和高设计对准稳健性以用于制造以固态发光元件为特征的模块化光导灯具。
公开各种灯具(也称为灯具模块)，其被配置成操纵由一个或多个发光元件(LEE)提供的光。一般来讲，灯具的实施方案以一个或多个光学耦合器(例如，抛物面反射器)为特征，所述光学耦合器将从LEE发射的光重定向到光学提取器，所述光学提取器接着将光引导到某个角度范围内。在某些实施方案中，灯具包括光导，所述光导将光从光学耦合器引导到光学提取器。灯具的部件可以各种方式配置使得灯具可输出各种强度分布。此类灯具可被配置成为特定照明应用提供光，所述特定照明应用包括办公室照明、工作照明、橱柜照明、车库照明、洗墙灯、堆叠照明、下照灯。
因此，本发明的各个方面总结如下。
一般来讲，在第一方面中，本发明以灯具模块为特征，所述灯具模块包括：一个或多个发光元件(LEE)，其安置在一个或多个基板上且适于在前向方向上发射光；光导，其包括输入端和输出端以及侧表面，所述侧表面从输入端延伸到输出端，所述侧表面被塑形成在前向方向上将由一个或多个LEE发射且在光导的输入端处接收的光引导到光导的输出端并在光导的输出端处提供被引导光；以及光学提取器，其与光导的输出端光学耦合且适于接收被引导光，所述光学提取器具有第一重定向表面和一个或多个输出表面，光学提取器的第一重定向表面适于在第一方向上反射在光学提取器处接收的光的至少一部分，所述第一方向具有与前向方向正交的分量，其中所述第一重定向表面中的至少一个或一个或多个输出表面中的至少一个漫射光。
以上实施方案和其它实施方案可各自任选地包括以下特征中的一个或多个(单独的或以组合形式)。在一些实施方式中，光导可包括实心透明材料且侧表面可被配置成经由TIR引导光。在一些实施方式中，光导可为中空的且侧表面可为被配置成经由镜面反射引导光的反射器。在一些实施方式中，灯具模块可进一步包括一个或多个耦合器，所述一个或多个耦合器被定位成接收由对应一个或多个LEE发射的光的一部分且适于至少部分地准直光的所接收到的部分，所述一个或多个耦合器可邻近于光导的输入端。
在一些实施方式中，光学提取器可包括第二重定向表面，光学提取器的第二重定向表面可适于在第二方向上反射在光学提取器处接收的光的至少一部分，所述第二方向具有正交于前向方向且反平行于第一方向的正交分量的分量。在一些实施方式中，第一重定向表面、第二重定向表面中的至少一个或一个或多个输出表面中的至少一个可包括漫射膜。在一些实施方式中，漫射膜可具有反射性。在一些实施方式中，漫射膜可具有透射性。在一些实施方式中，第一重定向表面、第二重定向表面中的至少一个或一个或多个输出表面中的至少一个可包括漫射结构。在一些实施方式中，漫射结构可包括刻面。在一些实施方式中，漫射结构可包括压痕。在一些实施方式中，漫射结构可包括起伏特征。在一些实施方式中，漫射结构在第一重定向表面、第二重定向表面中的至少一个或一个或多个输出表面中的至少一个内可为二维的。
在一些实施方式中，漫射表面可具有第一重定向表面、第二重定向表面中的至少一个或一个或多个输出表面中的至少一个的平移对称性。在一些实施方式中，第一重定向表面、第二重定向表面中的至少一个或一个或多个输出表面中的至少一个可进一步包括反射涂层。在一些实施方式中，灯具模块可进一步包括安置在光学提取器的第一或第二重定向表面中的至少一个的至少一部分上的一个或多个反射器。在一些实施方式中，灯具模块可进一步包括顶盖，所述顶盖耦合到光学提取器使得通过第一或第二重定向表面中的至少一个输出的光在顶盖的输入表面处被接收。在一些实施方式中，顶盖可包括漫射光输出表面。
一般来讲，在另一方面中，本发明以一种制造光学提取器的方法为特征，所述方法包括：提供光学提取器，所述光学提取器具有对应于第一重定向表面、第二重定向表面中的至少一个或一个或多个输出表面中的至少一个的平滑表面；以及在平滑表面中的至少一个上产生漫射结构。
以上实施方案和其它实施方案可各自任选地包括以下特征中的一个或多个(单独的或以组合形式)。在一些实施方式中，产生漫射结构可包括对漫射结构进行压花。在一些实施方式中，产生漫射结构可包括对漫射结构进行模制。在一些实施方式中，产生漫射结构可包括对漫射结构进行压印。
一般来讲，在另一方面中，本发明以一种制造光学提取器的方法为特征，所述方法包括在第一重定向表面、第二重定向表面中的至少一个或一个或多个输出表面中的至少一个上安置漫射膜。
一般来讲，在另一方面中，本发明以灯具模块为特征，所述灯具模块包括：一个或多个发光元件(LEE)，其安置在一个或多个基板上且适于在前向方向上发射光；光导，其包括输入端和输出端以及侧表面，所述侧表面从输入端延伸到输出端，所述侧表面被塑形成在前向方向上将由一个或多个LEE发射且在光导的输入端处接收的光引导到光导的输出端且在光导的输出端处提供被引导光；以及光学提取器，其与光导的输出端光学耦合且适于接收被引导光，所述光学提取器具有第一重定向表面，光学提取器的第一重定向表面适于在第一方向上反射在光学提取器处接收的光的至少一部分，所述第一方向具有正交于前向方向的分量；以及与第一重定向表面耦合的光学插件，所述光学插件适于在光学插件的一个或多个光输入表面处接收来自光导的光的至少一部分。
以上实施方案和其它实施方案可各自任选地包括以下特征中的一个或多个(单独的或以组合形式)。在一些实施方式中，光学插件可包括一个或多个输出表面。在一些实施方式中，光学插件的一个或多个输出表面中的至少一个可具有漫射性。在一些实施方式中，光学插件的漫射输出表面中的至少一部分可具有反射性。在一些实施方式中，光学插件的漫射输出表面中的至少一部分可具有透射性。在一些实施方式中，光导可包括实心透明材料且侧表面被配置成经由TIR引导光。在一些实施方式中，光导可为中空的且侧表面为被配置成经由镜面反射引导光的反射器。
在一些实施方式中，灯具模块可进一步包括一个或多个耦合器，所述一个或多个耦合器被定位成接收由对应一个或多个LEE发射的光的一部分且适于至少部分地准直光的所接收到的部分，所述一个或多个耦合器可邻近于光导的输入端。在一些实施方式中，光学提取器可包括第二重定向表面，光学提取器的第二重定向表面可适于在第二方向上反射在光学提取器处接收的光的至少一部分，所述第二方向具有正交于前向方向且反平行于第一方向的正交分量的分量。
在一些实施方式中，灯具模块可进一步包括一个或多个反射器，其中所述一个或多个反射器可与光学插件的一个或多个光输入表面中的至少一个的至少一部分耦合。在一些实施方式中，灯具模块可进一步包括一个或多个反射器，其中所述一个或多个反射器可与光学提取器的第一或第二重定向表面中的至少一个的至少一部分耦合。在一些实施方式中，光学插件和光学提取器可形成邻近于光学提取器的第一或第二重定向表面中的至少一个的壳体。
一般来讲，在另一方面中，本发明以一种照明装置为特征，所述照明装置包括：光源，其被配置成发射具有各向异性光谱功率分布的光；以及光学耦合器，其具有输入孔和引出孔，所述输入孔与光源光学耦合，光学耦合器具有安置在输入孔与引出孔之间的漫射侧表面，所述侧表面被配置成将具有第一发散度的入射光反射成具有大于第一发散度的第二发散度的反射光。
以上实施方案和其它实施方案可各自任选地包括以下特征中的一个或多个(单独的或以组合形式)。在一些实施方式中，侧表面可被配置成使得被反射光直接到达引出孔。在一些实施方式中，光源可包括：泵浦发光元件(LEE)，其在第一角度范围内发射第一波长的光；以及磷光体，其将第一波长的发射光的至少一部分转换成第二波长的光，其中可在第二角度范围内发射被转换光，且其中第一角度范围的发散度可大于第二角度范围的发散度，并且光学耦合器可被配置成在第一角度范围内接收第一波长的光且在第二角度范围内接收第二波长的光，所述侧表面可包括具有漫射特性的第一部分，所述侧表面的第一部分可被配置成混合第一波长的接收光与第二波长的接收光且在单个第三角度范围内重定向混合光，其中被重定向的混合光可通过光学耦合器的输出孔输出。
在一些实施方式中，侧表面包括第二部分，所述第二部分通过镜面反射重定向投射在其上的光。在一些实施方式中，光学耦合器的具有漫射特性的第一部分可邻近于光源。在一些实施方式中，泵浦LEE可包括蓝色LED且第一波长可对应于蓝光。在一些实施方式中，第二波长可对应于黄光。在一些实施方式中，照明装置可进一步包括光导，其中光导可包括：输入端和输出端，所述光导的输入端可与光学耦合器的输出孔耦合；以及侧表面，其从输入端延伸到输出端，所述侧表面可被塑形成在前向方向上将从光学耦合器接收的光引导到光导的输出端且在光导的输出端处提供被引导光。
一般来讲，在另一方面中，本发明以灯具模块为特征，所述灯具模块包括：一个或多个发光元件(LEE)，其安置在一个或多个基板上且适于在前向方向上发射光；光导，其包括输入端和输出端以及侧表面，所述侧表面从输入端延伸到输出端，所述光导镶嵌一个或多个LEE，其中所述侧表面被塑形成在前向方向上将由一个或多个LEE发射的光引导到光导的输出端且在光导的输出端处提供被引导光；以及光学提取器，其与光导的输出端光学耦合且适于接收被引导光，所述光学提取器具有第一重定向表面，所述光学提取器的第一重定向表面适于在第一方向上反射在光学提取器处接收的光的至少一部分，所述第一方向具有正交于前向方向的分量。
以上实施方案和其它实施方案可各自任选地包括以下特征中的一个或多个(单独的或以组合形式)。在一些实施方式中，光导可包括实心透明材料且侧表面可被配置成经由TIR引导光。在一些实施方式中，光导可为中空的且侧表面为被配置成经由镜面反射引导光的反射器。在一些实施方式中，灯具模块可进一步包括一个或多个耦合器，所述一个或多个耦合器被定位成接收由对应一个或多个LEE发射的光的一部分且适于至少部分地准直光的所接收到的部分，所述一个或多个耦合器可邻近于光导的输入端而嵌入到光导中。
在一些实施方式中，光学提取器可包括第二重定向表面，光学提取器的第二重定向表面可适于在第二方向上反射在光学提取器处接收的光的至少一部分，所述第二方向具有正交于前向方向且反平行于第一方向的正交分量的分量。在一些实施方式中，第一和第二方向中的至少一个可具有反平行于前向方向的分量。在一些实施方式中，光学提取器可包括一个或多个输出表面，且光学提取器可朝光学提取器的一个或多个输出表面引导从光导接收的光的至少一部分。在一些实施方式中，光学提取器的第一或第二重定向表面中的至少一个对于从光导接收的光可为至少部分反射性的。在一些实施方式中，光学提取器的第一或第二重定向表面中的至少一个对于从光导接收的光可为至少部分透射性的。在一些实施方式中，光学提取器的第一或第二重定向表面中的至少一个可反射从光导接收的基本上所有光。
一般来讲，在另一方面中，本发明以灯具模块为特征，所述灯具模块包括：一个或多个发光元件(LEE)，其安置在一个或多个基板上且适于在前向方向上发射光；光导，其包括输入端和输出端以及侧表面，所述侧表面从输入端延伸到输出端，所述侧表面被塑形成在前向方向上将由一个或多个LEE发射且在光导的输入端处接收的光引导到光导的输出端且在光导的输出端处提供被引导光；保护性材料，其邻近于光导的侧表面中的至少一个的至少一部分而安置；以及光学提取器，其与光导的输出端光学耦合且适于接收被引导光，所述光学提取器具有第一重定向表面，所述光学提取器的第一重定向表面可适于在第一方向上反射在光学提取器处接收的光的至少一部分，所述第一方向具有正交于前向方向的分量。
以上实施方案和其它实施方案可各自任选地包括以下特征中的一个或多个(单独的或以组合形式)。在一些实施方式中，光导可经由TIR引导光，且保护性材料可与光导间隔开。在一些实施方式中，光导可为中空的且经由镜面反射引导光离开侧表面，并且保护性材料可至少部分地覆盖侧表面中的至少一个。在一些实施方式中，保护性材料可形成罩。在一些实施方式中，保护性材料可形成图案以产生期望的照明分布。在一些实施方式中，保护性材料可创造出半透明效果。在一些实施方式中，光导可包括实心透明材料且侧表面可被配置成经由TIR引导光。在一些实施方式中，光导可为中空的且侧表面可为被配置成经由镜面反射引导光的反射器。
在一些实施方式中，灯具模块可进一步包括一个或多个耦合器，所述一个或多个耦合器被定位成接收由对应一个或多个LEE发射的光的一部分且适于至少部分地准直光的所接收到的部分，所述一个或多个耦合器可邻近于光导的输入端。在一些实施方式中，光学提取器可包括第二重定向表面，光学提取器的第二重定向表面可适于在第二方向上反射在光学提取器处接收的光的至少一部分，所述第二方向具有正交于前向方向且反平行于第一方向的正交分量的分量。
一般来讲，在另一方面中，本发明以一种用于制造模块化灯具的方法为特征，所述方法包括将多个发光元件(LEE)结合到一个或多个基板；将光学耦合器模制到所结合的LEE，其中每一光学耦合器与多个LEE的一个或多个对应LEE配准，使得模制到LEE的耦合器形成耦合器组件；以及将耦合器组件光学结合到包括光导和光学提取器的应用部件以产生模块化灯具。
以上实施方案和其它实施方案可各自任选地包括以下特征中的一个或多个(单独的或以组合形式)。在一些实施方式中，应用部件的光导和提取器可被配置成使得所产生的模块化灯具在相对于光导的光轴对称的两个角度范围内提供光。在一些实施方式中，应用部件的光导和提取器可被配置成使得所产生的模块化灯具在相对于光导的光轴不对称的两个角度范围内提供光。在一些实施方式中，应用部件的光导和提取器可被配置成使得所产生的模块化灯具在单个角度范围内提供光。
在一些实施方式中，所述方法进一步包括：形成多个耦合器组件；以及在将多个耦合器组件结合到应用部件之前，沿应用部件沿第一方向安置多个耦合器组件，使得邻近的耦合器组件彼此间隔开。在一些实施方式中，应用部件的光导可包括输入端和输出端以及从输入端延伸到输出端的侧表面，所述侧表面可被塑形成在前向方向上将由多个LEE发射且在光导的输入端处接收的光引导到光导的输出端且在光导的输出端处提供被引导光；以及光学提取器，其与光导的输出端光学耦合且适于接收被引导光，光学提取器可具有第一重定向表面和一个或多个输出表面，所述光学提取器的第一重定向表面可适于在第一方向上反射在光学提取器处接收的光的至少一部分，所述第一方向具有正交于前向方向的分量。在一些实施方式中，多个LEE中的至少一些LEE可为白光LED。在一些实施方式中，光学结合可在耦合器组件与应用部件之间形成可移除耦合。
在附图和以下描述中阐释本说明书中所描述的技术的一个或多个实施方式的细节。将从所述描述、所述图示及权利要求书明白所公开的技术的其它特征、方面及优点。
附图简述
图1A是具有光导和双向光学提取器的细长灯具模块的实例的透视图。
图1B是具有光导和光学提取器的细长灯具模块的另一实例的透视图。
图1C是具有光导和双向光学提取器的旋转对称灯具模块的实例的透视图。
图1D-1E是具有弯曲光导和双向光学提取器的细长灯具模块的实例的视图。
图1F示出用于形成用于灯具模块的LEE条的部件的实例。
图1G示出模块化光学提取器和光导的实例。
图1H示出模块化灯具模块的实例。
图1I示出一体形成的灯具模块的实例。
图2是具有封入在光导中的LEE的灯具模块的实例。
图3是具有多组LEE的灯具模块的电气原理图。
图4示出具有色彩过角度校正的灯具模块的实例。
图5A示出模块化灯具模块的另一实例。
图5B示出组装到基板的多个光学耦合器的实例。
图5C示出耦合光学耦合器与光导的实例。
图5D是描述灯具模块的组装过程的流程图。
图5E示出被配置成补偿灯具模块的部件的热膨胀和收缩的灯具的实例。
图6示出包括被至少部分覆盖的光导的灯具模块的实例。
图7A-7B示出可如何将反射性和/或透射性膜施加到光学提取器的表面的实例。
图8示出用于形成具有漫射表面的光学提取器的模制工具的实例。
图9A-9C示出可用于将漫射光输出表面并入到光学提取器中的工具的实例。
图10A示出包括具有1维漫射结构的光输出表面的光学提取器的实例。
图10B示出具有漫射重定向表面和反射器的光学提取器的实例。
图11A-13C示出具有光学插件的光学提取器的实例。
各个图示中的参考标号和标示指示本公开的特定特征的实施方式的示范性方面。
具体实施方式
本文中所公开的技术可实施为固态灯具。基于所公开的虚拟灯丝的照明系统可生成功能特性，诸如组装可支持更大效率、空间控制和制造经济性的此类照明系统的替代方式。例如，标称2π球面度(粗略朗伯功能化LED裸片或封装)可与在封装中与磷光体转换涂层或板结合以提供光学结构，所述光学结构将光通量传递到光学结构的远离LED源的点。接着，光通量可根据(例如)系统和最终用户应用的需要进行提取和塑形。
本文中描述的技术可在由照明系统照明的空间中提供更大的空间和光谱功能性。本文中描述了组装实现低制造成本和高设计对准稳健性的照明系统的替代技术。这些技术可在最小化照明系统的物理占有面积的低成本制造平台中提供高功能的照明能力和选项。
在描述上文提及的技术之前，首先描述光导灯具模块。
(i)光导灯具模块
参考图1A，其中出于参考目的而示出笛卡尔坐标系，灯具模块100的实施方案包括基板110，基板110具有沿基板110分布的多个LEE112。LEE112安置在光导130的上边缘131处。作为缩略，正z方向在本文中称为“前向”方向且负z方向为“后向”方向。平行于x-z平面的贯穿灯具的区段称为灯具模块的“横截面”或“横截平面”。而且，灯具模块100沿y方向延伸，所以此方向称为灯具模块的“纵向”方向。最后，灯具模块的实施方案可具有平行于y-z平面的对称平面(弯曲的或具有其它形状)。取决于实施方案，灯具模块的一个或多个部件在沿y轴的平移下可为不变或变化的。这称为灯具模块的“对称平面”。
多个LEE112安置在基板110上，尽管仅在图1A中示出多个LEE112中的一个。例如，多个LEE112可包括多个白色LED。光学提取器140安置在光导132的下边缘处。LEE112与一个或多个光学耦合器120(仅在图1A中示出其中一个)耦合。
基板110、光导130以及光学提取器140沿y方向延伸长度L。一般来讲，L可根据需要变化。通常，L在从约1cm到约200cm的范围内(例如，20cm或更大、30cm或更大、40cm或更大、50cm或更大、60cm或更大、70cm或更大、80cm或更大、100cm或更大、125cm或更大、150cm或更大)。
基板110上的LEE112的数目一般将取决于(尤其)长度L，其中更多的LEE用于更长的灯具。在一些实施方案中，多个LEE112可包括10个与1,000个之间的数目的LEE(例如，约50个LEE、约100个LEE、约200个LEE、约500个LEE)。一般来讲，LEE的密度(例如，每单位长度的LEE的数目)也将取决于LEE的标称功率以及从灯具模块期望的照度。例如，相对高密度的LEE可用于其中期望高照度或其中使用低功率LEE的应用中。在一些实施方案中，灯具模块沿其长度具有每厘米0.1个LEE或更多(例如，每厘米0.2个或更多、每厘米0.5个或更多、每厘米1个或更多、每厘米2个或更多)的LEE密度。LEE的密度还可基于由多个LEE发射的光的期望混合量。在一些实施方案中，LEE可沿灯具的长度L均匀间隔。在一些实施方式中，散热片105可附接到基板110以提取由多个LEE112发射的热量。散热片105可安置在基板110的与其上安置LEE112的基板110的侧相对的表面上。
光学耦合器120包括一或多片实心透明材料(例如，玻璃或透明有机塑料，诸如聚碳酸酯或丙烯酸)，其具有被定为成朝光导130反射来自LEE112的光的表面121和122。一般来讲，表面121和122被塑形成收集且准直从LEE发射的光。在x-z横截平面中，表面121和122可为平直的或弯曲的。弯曲表面的实例包括具有恒定曲率半径、抛物面形状或双曲面形状的表面。在一些实施方案中，表面121和122涂覆有高反射材料(例如，反射金属，诸如铝)以提供高反射光学界面。光学耦合器120的横截面轮廓沿灯具模块100的长度L可为均匀的。替代地，横截面轮廓可发生变化。例如，表面121和/或122可弯曲到x-z平面外。
光学耦合器120的引出孔和光导131的邻近上边缘光学耦合。例如，可使用与形成光学耦合器120或光导130或两者的材料的折射率基本上匹配的材料来附接实心光学耦合器和固体光导的表面。光学耦合器120可使用折射率匹配流体、油脂或粘合剂附连到光导130。在一些实施方案中，光学耦合器120被熔合到光导130或其由单片材料整体形成。
光导130由可与形成光学耦合器120的材料相同或不同的一片透明材料(例如，玻璃或透明有机塑料，诸如聚碳酸酯或丙烯酸)形成。光导130在y方向上延伸长度L、在x方向上具有均匀厚度T且在z方向上具有均匀深度D。基于光导的所要光学属性大体选择尺寸D和T。在操作期间，从光学耦合器120耦合到光导中的光(由角度范围152描绘)通过TIR反射离开光导的平坦表面且在光导内混合。混合可帮助在光学提取器140处的光导132的远端部分处实现照度和/或色彩均匀度。可选择光导130的深度D以在光导的引出孔(即，在端部132)处实现足够的均匀度。在一些实施方案中，D在从约1cm到约20cm的范围内(例如，2cm或更大、4cm或更大、6cm或更大、8cm或更大、10cm或更大、12cm或更大)。
一般来讲，光学耦合器120被设计成限制进入光导130的光的角度范围(例如，限制在+/-40度内)，使得至少大量的光被耦合到在平坦表面处经历TIR的光导130中的空间模式中。光导130具有均匀厚度T，其为光导的两个平坦相对表面的分隔距离。一般来讲，T是充分大的使得光导在上表面131处具有充分大以与光学耦合器120的引出孔近似匹配(或超过所述引出孔)的孔。在一些实施方案中，T在从约0.05cm到约2cm的范围内(例如，约0.1cm或更大、约0.2cm或更大、约0.5cm或更大、约0.8cm或更大、约1cm或更大、约1.5cm或更大)。取决于实施方案，光导越窄越能够更好地混合光。窄光导还提供窄引出孔。因此，可认为从光导发射的光类似于从一维线性光源(也称为细长虚拟灯丝)发射的光。
如先前论述，长度L对应于灯具的长度且可根据需要变化。
虽然光学耦合器120和光导130由数片实心透明材料形成，但是中空结构也是可行的。例如，光学耦合器120或光导130或两者可在具有反射内表面的情况下为中空的而非为实心的。因此，可降低材料成本且可避免光导中的吸收。多种镜面反射材料可适于此用途，所述材料包括诸如来自Alanod公司的3MVikuitiTM或MiroIVTM片材的材料，其中90％以上的入射光将被有效引导到光学提取器。光学提取器140还由可与形成光导130的材料相同或不同的一片实心透明材料(例如，玻璃或透明有机塑料，诸如聚碳酸酯或丙烯酸)组成。光学提取器140包括表面142和144和弯曲表面146和148。表面142和144表示重定向表面143的第一和第二部分，而弯曲表面146和148表示灯具模块100的第一和第二输出表面。
灯具模块100的表面142和144可为平坦的且涂覆有可在其上安置保护性涂层的反射材料(例如，高反射金属，诸如铝或银)。此外，可采用带有可在操作期间控制的反射属性的材料(例如，电致变色、电湿润、液晶或其它镜层)。因此，表面142和144提供用于从光导130进入光学提取器140的输入端132’的光的高反射光学界面。作为另一实例，表面142和144可包括对在输入端132'处进入光学提取器140的光透明的部分。此处，这些部分可为表面142和144的未涂覆区(例如，部分镀银区)或间断部分(例如，狭槽、狭缝、孔)。因而，一些光可在输出角度范围152'内在前向方向上(沿z轴)透射穿过光学提取器140的表面142和144。在一些情形中，在输出角度范围152'内透射的光被折射。以此方式，重定向表面143充当分束器而非镜，并且在输出角度范围152'内透射入射光的期望部分，同时在角度范围138和138'内反射剩余的光。
在x-z横截平面中，对应于表面142和144的线具有相同长度且形成在顶点141处相交的v形形状。一般来讲，v形形状的夹角可根据需要变化。例如，在一些实施方案中，夹角可相对小(例如，从30°到60°)在某些实施方案中，夹角在从60°到120°的范围内(例如，约90°)。夹角还可相对大(例如，在从120°到150°的范围内或更大)。在图1A中示出的实例实施方式中，光学提取器140的输出表面146和148以对于所述表面两者相同的恒定曲率半径弯曲。因此，灯具模块100具有平行于y-z平面的对称平面相交顶点141。
光学提取器140的邻近于光导130的下边缘132的表面光学耦合到边缘132。例如，光学提取器140可使用折射率匹配流体、油脂或粘合剂附连到光导130。在一些实施方案中，光学提取器140被熔合到光导130或其由单片材料整体形成。
在操作期间，通过端部132射出光导130的光投射在重定向表面142和144的部分处的反射界面上且分别朝输出表面146和148向外反射而远离灯具的对称平面。重定向表面142的第一部分提供具有朝输出表面146的角度分布138的光，重定向表面144的第二部分提供具有朝输出表面146的角度分布138’的光。光通过输出表面146和148离开光学提取器140。一般来讲，输出表面146和148具有光学倍率以分别在角度范围139和139’中重定向离开光学提取器140的光。例如，光学提取器140可被配置成向上(即，朝与LEE相交且平行于x-y平面的平面)、向下(即，远离所述平面)或向上和向下两者发光。一般来讲，通过表面146和148离开灯具的光的方向取决于离开光导130的光的发散度和表面142和144的定向。
表面142和144可被定向使得极少的或没有来自光导130的光由光学提取器140在前向方向的某个角度范围内(即，在相对于z方向的某个角度范围内)的方向上输出。在其中灯具模块100附接到天花板使得前向方向朝向地板的实施方案中，此类配置可帮助避免炫光和出现不均匀照度。
一般来讲，灯具模块100的强度分布将取决于光学耦合器120、光导130和光学提取器140的配置。例如，光学耦合器120的形状、光学提取器140的重定向表面143的形状以及光学提取器140的输出表面146、148的形状之间的相互影响可用于控制照明的角宽和普遍方向(定向)。
在一些实施方式中，可基于由重定向表面142和144的部分形成的v形沟槽141的夹角调整照明的定向。这样，针对由重定向表面142、144的部分形成的两个夹角中的较小夹角，光可在更前向方向上从灯具模块100提取。
此外，虽然表面142和144描绘为平坦表面，但是其它形状也是可行的。例如，这些表面可为弯曲或刻面的。弯曲重定向表面142和144可用于使光束变窄或变宽。取决于在光学提取器140的输入端132’处接收的光的角度范围的发散度，凹反射表面142、144可使由光学提取器140输出的照明变窄，而凸反射表面142、144可使由光学提取器140输出的照明变宽。因而，被适当配置的重定向表面142、144可将会聚度或发散度引入到光中。此类表面可具有恒定曲率半径、可为抛物面的、双曲面的或具有某种其它曲率。
图1B示出所公开的灯具模块的实施方案100',所述灯具模块沿垂直于前向方向(例如，沿z轴)的轴(例如，y轴)伸长。在此情形中，光导130沿灯具模块100'的伸长维度的长度L可为例如2'、4'或8'。光导130正交于伸长维度L(例如，沿x轴)的厚度T被选择为由被引导光从光导130的接收端到相对端行进的距离D的分数。例如，对于T＝0.05D、0.1D或0.2D，来自多个点状LEE112—沿细长维度L分布—的光(其在接收端边缘耦合到光导130中)可在其传播到相对端时有效混合。
图1C示出所公开的灯具模块的实施方案100"，其具有围绕前向方向(例如，z轴)的(例如，连续或离散的)旋转对称性。此处，光导130的直径T为由被引导光从光导130的接收端到相对端行进的距离D的分数。例如，光导130的直径可为例如T＝0.05D、0.1D或0.2D。
所公开的灯具模块的其它形状是可行的。图1D和1E分别示出所公开的灯具模块的实施方案100"'的透视图和仰视图，对于所述灯具模块，光导130具有形成厚度为T的封闭圆筒状外壳的两个相对侧表面130a、130b。在图1D和1E中说明的实例中，由相对侧表面130a、130b形成的圆筒状外壳的x-y横截面是椭圆的。在其它情形中，圆筒状外壳的x-y横截面可为圆形的或可具有其它形状。实例灯具模块100”'的一些实施方式可包括光导130的侧表面130a上的镜面反射涂层。开放的弯曲形状是可行的。
本文中描述的灯具模块可使用各种技术(其中一些在下文予以描述)来制造。
(ii)用于制造模块化灯具模块的技术
灯具模块的制造(包括LEE裸片或封装的安置)可采用电路板组装技术和放置机械过程结合如上文描述的一个或多个过程来制造。LEE裸片或封装可(例如)在制造、组装和现场安装或其它事件期间相对于光学耦合器以预定精确度安置。在此安置期间可考虑不同材料之间的不同热膨胀系数(例如，如果在不同温度下制造或组装部件)。
例如，图1F示出可如何形成LEE条。三个层4312、4320和4328组合成具有适当互连的LEE的片材，所述互连LEE接着可被分离(也称为单切)成LEE条。基板4312(其包括印刷电路板(PCB)面板或其它合适支撑层)可被配置成提供预定电、机械和热属性和互连功能性。基板包括用于每一LEE芯片的数对金属垫4314以及用于在待由电力供应器驱动的串联电路和并联电路的组合中互连某一条的LEE的合适导电互连系统。用于每一LEE或LEE条的组合的电力供应器可安装在基板4312上或可为通过合适连接器连接到条带或数个条带的单独模块。取决于实施方案，基板4312可包括可提供预定垂直和水平散热特性的金属芯、环氧树脂或其它PCB。示出分割线4316，其中基板4312将被单切以形成数个条。
光学耦合器可安置在光学耦合器片材4320中，光学耦合器片材4320可为形成光学耦合器4322的阵列的模制片材(诸如，塑料)。片材4320可涂覆有反射膜。示出分割线4324。每一LEE定位在光学耦合器4322中以确保光从光学耦合器有效输出。光学耦合器4322可包括一个或多个光学元件，所述光学元件包括非成像电介质TIR聚光器，诸如，举例来说，CPC(复合抛物面聚光器)、CEC(复合椭圆聚光器)、CHC(复合双曲面聚光器)、锥形聚光器、非锥形聚光器、光导管、分段聚光器、其它几何形状聚光器、一个或多个透镜或其它光学元件。
取决于实施方案，光学耦合器4322可标称相等或具有不同配置。光学耦合器可在灯具的方向上和/或垂直于灯具的方向上具有不同轮廓。例如，光学耦合器4322可为旋转对称的或具有椭圆形横截面、三角形横截面、正方形横截面、六边形横截面、或垂直于光束方向的多段横截面。光学耦合器4322可由实心透明材料一体形成或配置且单纯依赖于TIR或可部分或完全反射性地涂覆在一个或多个表面上。光学耦合器还可为中空的或被反射性地涂覆和/或非成像的。中空反射器可具有针对相同准直角缩短跨电介质准直光学器件的长度的益处。
如果在灯具中采用对应LEE，那么磷光体片材4328可用于转换蓝色或紫外泵浦光并结合未经转换的泵浦光(如果存在)产生白光。磷光体4328的特性可取决于LEE的峰值波长、光的期望的相关色温(CCT)或光谱功率分布以及其它因素而变化。示出分割线4330。磷光体片材4328可被分割成接近LEE芯片的顶部表面安置的带或板。磷光体片材4328还可包括三维结构(例如，半球状板)且在光学耦合器4322内接近LEE芯片而定位以减少磷光体上的高温效应。
裸LEE芯片的电极或在其上安装裸LEE芯片的基板的电极操作性地安置到PCB垫4314。操作性安置可通过超声波结合、胶粘、使用导电粘合剂的胶粘、焊接、引线结合、焊球凸块和/或其它操作性互连来执行。LEE可为倒装芯片、垂直芯片(将引线结合用于顶部LEE电极)、具有与阳极和阴极的引线结合的水平非倒装芯片或其它类型的芯片。
基板4312、光学耦合器片材4320以及磷光体片材4328可通过(例如)锯切、布线、穿孔、搭扣、蚀刻或其它方式分离。所述分离可经由(例如)预定断裂线(也称为单切线)来促进。所得条/板可与合适载体组合以形成LEE条，(例如)如图5B和5E中示出。在一些实施方案中，光学耦合器可以两个或更多个元件的群组制造(例如，注模)且可具备内部配准元件或插孔以用于配合地接纳外部配准元件以确保光学耦合器相对于被适当安置的LEE的准确放置。配准元件可配置为用于插入到(例如)PCB板或LEE封装内侧的相应空穴中的分度销。可安置具有合适光学属性的折射率匹配材料(诸如硅树脂)以提供LEE与光学耦合器之间的预定光学耦合。LEE封装可在所提及过程的不同阶段操作性地连接到光学耦合器。取决于实施方案，LEE封装可在与光学耦合器的操作性互连之前或之后电/或机械安置在PCB上。
光学耦合器可被配置成提供一个或多个接纳孔，所述接纳孔可被配置成提供锥形内壁、突出部、肋状物或其它元件，其在配合过程期间向LEE提供预定恢复力使得LEE和光学耦合器可以预定精确度对准。
LEE可通过自动化设备放置在由光学耦合器提供的凹陷部内且通过锥形壁或肋状物居中到中心位置，其中周围凝胶层折射率匹配且任选地被固化以设定LEE的位置。任选的处理步骤接着可使组件齐平并移除过量材料以为测试以及与基板的后续电和机械结合做准备。
在某些实施方案中，LEE可模制在光学耦合器内以形成组件，所述组件可任选地作为单元进行测试且根据某些属性进行分类并接着在电和热结合之前与基板上的配准点对准。可采用光学耦合器主体上的突片或销，其与基板匹配细节对准，所述基板匹配细节还在x、y及z轴上对准LEE的电接触点以用于电和热结合。LEE可与光学耦合器附连、一起模制或以其它方式操作性地耦合。此外，LEE可通过凭借光导的输入侧中的配准细节在一个或多个方向上配合结构来保持在适当位置。这可在固化光学界面材料之前执行，此可用于减少所产生的界面处的菲涅耳损失。此类步骤可帮助约束LEE裸片或封装的底部处的电接触点的对准以与基板对准以用于电和热结合。
在一些实施方案中，LEE经由粘合性热匹配凝胶安装在基板上(其中粘性焊膏处在它们的接触件与基板之间)，使得当它们在光学耦合器内的其相应配合凹陷部内居中时,它们可被调整微小的距离。
灯具的部件可模块化地制造且被设计成以可互换方式组装。例如，图1G示出光学提取器140可如何独立于光导130模块化地配置。光导130包括输入端131(在此实例中为矩形光导130的顶部边缘)和输出端132(在此实例中为矩形光导130的底部边缘)。光学提取器140包括输入端132’。光学提取器140的输入端132’可采用具有匹配的折射率的适当光学透明的耦合材料(诸如，硅树脂)附连到矩形光导130的输出端(底部边缘)132。光学提取器140可通过(例如)耦合材料、机械干涉、摩擦配合或以其它方式保持在适当位置。可采用此配置来允许从提供更好地适于特定照明应用的不同强度分布的以不同方式配置的光学提取器的选择进行选择。光学提取器140还可具备各种分布光学器件，使得其可以完全模块化方式接合到共用光导130以适应空间的安装高度和照明要求。
图1H示出模块化灯具模块101的实例。在此实例中，灯具模块101包括：基板110-1、110-2和110-3，在其上安置LEE；光学耦合器120-1、120-2和120-3；光导130-1和130-2；以及光学提取器140-1和140-2。光学耦合器120-1、120-2和120-3可分别与基板110-1、110-2和110-3耦合。光导130-1和130-2可与光学耦合器耦合。例如，光导130-1可与光学耦合器120-1耦合且光导130-2可与光学耦合器120-2和120-3耦合。光学提取器140-1和140-2可与(数个)光导耦合。例如，光学提取器140-1和140-2可与光导130-2耦合。可修改模块化灯具模块101的配置以提供期望照明模式。例如，基板、光学耦合器、光导和/或光学提取器的不同组合提供不同照明模式和外形尺寸以使灯具适应特定照明和空间要求。灯具的多个部件可一体形成。换句话讲，灯具的两个或更多个光学部件可由单片光学材料形成。一体形成的部件可限制菲涅耳损失，菲涅耳损失在邻近光学材料的折射率不匹配的情况下发生在光学界面处。一体形成可促进灯具的相应部件的配准和对准。
图1I示出一体形成的灯具模块102的实例。光导可与光学耦合器和/或光学提取器一体形成。在此实例中，灯具模块102包括：至少一个基板110；一个或多个LEE112，其安置在基板110上；以及一体形成部分135，其包括光学耦合器、光导和光学提取器。在一些实施方式中，一体形成灯具模块102沿纵向方向(例如，沿y轴)是细长的。取决于其形状的复杂性，一体形成的灯具模块102可通过(例如)单射或多射模制、挤压或其它工艺制成。
(iii)具有被封入在细长光导内的LEE的灯具模块
图2是具有封入在细长光导130内的发光元件(LEE)112的灯具模块200的实例。在一些实施方式中，一体形成灯具模块102沿纵向方向(例如，沿y轴)是细长的。
光导130耦合到光学提取器140。在一些实施方式中，光导130可为具有与提取器元件140耦合的高反射壁的中空光导。LEE112可封入在光学结构114内，光学结构114在光导130内提供耦合功能。LEE112可为可安装在共用基板110上的独立成套LED装置。可使用具有或不具有光学结构114的各种紧凑LED封装中的任一个。可提供光学结构114以将所发射光的角度范围耦合到光导130中。例如，LEE可为Luxeon“Z”发光二极管或其它发光二极管。光导130可通过各种制造手段(包括注模、包覆模制、浇铸、热成形、UV固化等等)制造在基板110和一个或多个光学结构114的顶部上。
此类制造方法可消除光学接合一个或多个光学结构114与细长光导130的精确对准和配准困难。而且，灯具模块可通过在单个制造步骤中将光学结构114、光导130和光学提取器140直接模制到共用基板110而从共用基板110构建。使用此类制造方法，因为在光学结构114和光导130之间基本上不存在光学接续(这是由于是在光导130内执行光形成以及到引导件130中的光注入)，所以光学结构114和光导130之间的光学耦合效率可接近100％。如果光导130是中空的，那么壁可为由高反射材料制成并至少延伸到光学结构114的光输出孔。所述组件可与其它部件组合以提供完整的灯具。
(iv)针对具有多组LEE的灯具模块的对LEE的独立控制
在一些实施方式中，不同类型/组的LEE可用于控制从灯具模块输出的光的色度或色温。例如，每一组LEE可包括具有不同相关色温或色度的两个或更多个LEE。图3示出用于具有两组LEE(LEE组312和LEE组312’)的灯具模块的电气原理图300的实例。LEE组312在基板110的中轴309的一侧上安置在所述基板上。此处，LEE组312包括由LEE301和302组成的两个子组。例如，子组301中的LEE可相对于子组302的LEE具有不同类型。此外，子组301的LEE和子组302的LEE以交织配置布置使得不同类型的LEE沿LEE组312交替。类似地，LEE组312’包括由LEE303和304组成的两个子组。例如，子组303中的LEE可相对于子组304的LEE具有不同类型。此外，子组303的LEE和子组304的LEE以交织配置布置使得不同类型的LEE沿LEE组312’交替。
在一些实施方式中，子组301中的LEE与子组304中的LEE类型相同，并且子组302中的LEE与子组303中的LEE类型相同。在一些实施方式中，子组301中的LEE与子组303中的LEE类型相同，并且子组302中的LEE与子组304中的LEE类型相同。在一些实施方式中，子组301中的LEE的类型与子组303和304中的LEE不同，并且子组302中的LEE的类型与子组303和304中的LEE不同。
需注意，LEE组312'独立于LEE组312通过端子A(+)A(-)和B(+)B(-)供电，LEE组312通过端子C(+)C(-)和D(+)D(-)供电。在LEE组312内，子组301的LEE独立于子组301的LEE通过端子C(+)C(-)供电，子组301的LEE通过端子D(+)D(-)供电。此外，在LEE组312'内，子组303的LEE独立于通过端子B(+)B(-)供电的子组304的LEE通过端子A(+)A(-)供电。
(v)具有和不具有色彩过角度校正的灯具模块
图4示出具有一个或多个泵浦LEE的灯具模块400的实例。灯具模块400包括基板410、一个或多个LEE412、一个或多个光学耦合器420和光导430。如图1A-1E中示出，基板410和光导430沿y轴(垂直于页面)可为细长的。在此类情形中，LEE412沿y轴分布。
LEE412中的每一个可包括泵浦LED以及包封泵浦LED的磷光体层。这样，LEE412中的每一个通过(例如)圆顶状的输出表面发射具有宽频谱的光。所发射的光的宽频谱包括与泵浦LED相关联的较短波长λ1和与磷光体层相关联的较长波长λ2。在一些实施方式中，具有较短波长λ1的所发射光具有第一发射角度范围，并且具有较长波长λ2的所发射光具有第二发射角度范围，其中第一发射角度范围的发散度大于第二发射角度范围的发散度。第一和第二发射角度范围可彼此相差(例如)1、2、5或10°。此类色变可起因于由磷光体提供的光转换。额外的色变可在所发射光在耦合器420和光导430的表面处反射时或甚至在光在光学耦合器420和光导430内的传播期间出现。
光学耦合器420中的每一个被布置成接收由对应于LEE412发射的光且被塑形成重定向从LEE412接收的光，使得被重定向的光的发散度至少在x-z平面内小于从LEE412接收的光的发散度。取决于实施方式，具有如在图4的左侧说明的弯曲但平滑的表面422的不具有色彩过角度校正的光学耦合器可保留所提及的色变。另一方面，具有色彩过角度校正的光学耦合器包括如在图4的右侧说明的弯曲表面422，其具有被适当配置的额外表面结构。额外表面结构当被适当配置时可用于控制所提及的色效应且因此辅助减缓由灯具模块400输出的光中色彩各向异性。取决于实施方式，额外表面结构可包括细观或微观表面结构，其可被配置成向被反射光提供某种程度的漫射，如下文进一步描述。
(数个)光学耦合器420沿z轴的长度为Z0。取决于实施方式，耦合器420可包括镜面反射表面422。需注意，配置成无色彩过角度校正的(数个)光学耦合器420(在虚线轴的左侧示出)在第一重定向角度范围内提供具有较短波长λ1的重定向光且在第二重定向角度范围内提供具有较长波长λ2的重定向光，其中第一重定向角度范围的发散度大于第二重定向角度范围的发散度。
光导430在其输入端处从配置成不具有色彩过角度校正的(数个)光学耦合器420接收重定向光并沿z轴将其引导到光导的输出端(未在图4中示出)。光导430具有厚度T(沿x轴)和长度D>>T(沿z轴)。光导430沿y轴可为细长的，其中宽度L>T。引导到输出端的光被光学提取器(未在图4中示出)提取且被输出到环境中以照明目标表面。通常，光导430不会改变具有较短波长λ1的第一重定向角度范围的发散度与具有较长波长λ2的重定向光的第二重定向角度范围的发散度之间的差异。因而，由被配置成不具有色彩过角度校正的灯具模块400(如在虚线轴的左侧示出)输出的光可在放置在远场中的受照目标表面的边缘处示出色彩分离。
为减少或消除远场中的受照目标表面的边缘处的上文提及的色彩分离，(数个)光学耦合器420按以下方式配置有色彩过角度校正(如在虚线轴的右侧示出)。除镜面反射表面422之外，(数个)光学耦合器420还具有邻近于LEE412沿y轴安置的漫反射表面424。沿z轴，漫反射表面424覆盖长度Δz，长度Δz为镜面反射表面422的长度(Z0-Δz)的分数(0.1、0.2、0.5或1)。在一些实施方式中，漫反射表面424沿y轴覆盖宽度L的连续或不连续部分。在其它实施方式中，漫反射表面424沿y轴覆盖整个宽度L。
由LEE412在第一发射角度范围内以较短波长λ1发射的光漫反射离开漫反射表面424且由LEE412在第二发射角度范围内以较长波长λ2发射的光也漫射离开漫反射表面424，使得具有较短波长λ1的漫反射光与具有较长波长λ2的漫反射光混合。这样，配置成具有色彩过角度校正的(数个)光学耦合器420(如在虚线轴的右侧示出)在单个重定向范围内提供具有较短波长λ1和较长波长λ2两者的光。
因而，光导430在其输入端处在单个重定向角度范围内从配置成具有色彩过角度校正的(数个)光学耦合器420(如在虚线轴的右侧示出)接收具有较短波长λ1和较长波长λ2两者的重定向光，并沿z轴将此重定向光引导到光导的输出端(未在图4中示出)。这样，由具有色彩过角度校正的灯具模块400(如在虚线轴的右侧示出)输出的光在放置在远场中的受照目标表面的边缘处不会示出色彩分离。
(vi)模块化灯具模块的配置和组装
图5A示出模块化灯具模块500的实例。在一些实施方式中，模块化灯具模块500沿纵向方向(例如，沿y轴)是细长的。灯具模块500的部件可被配置成使得可减少与制造期间的高精度对准相关的挑战。模块化灯具模块500包括安装在基板510(例如，载体条或电路板)的LEE512，并且(数个)对应光学耦合器520可在许多后端封装步骤中的一个中提供，所述后端封装步骤可包括：
-使用折射率匹配硅树脂的硅树脂重叠注塑(overmolding)。在LEE512与密封LEE512的模腔对准的情况下固持基板510。将通气孔提供在所述腔或基板中以允许液体硅树脂或其它材料被注入到所述腔中使得气泡将不会在LEE512附近形成。提供将致使硅树脂持久成形的催化剂。
-使用与LEE512的透明塑料和弹性体界面进行两部分注模。
-使用囊封和结合步骤注射模制透明塑料部件。光学耦合器520的预模制塑料条具备与基板510以及LEE512的位置对准的配准特征。在组装期间，围绕LEE512提供弹性体或凝胶状化合物作为折射率匹配囊封，所述囊封将把LEE光学耦合到光学耦合器520的条。当将光学耦合器520的条拖曳到基板时，锁定特征(诸如热熔柱或热熔片)在光学耦合器520的条与基板510之间接合以将组件锁定到基板510和LEE512。
以上方法可用于确保LEE512、基板510和光学耦合器520机械和光学地接合成如图5B中示出的子组件515。
图5C示出可如何在制造步骤中将光学耦合器520和光导530耦合在一起的实例。子组件515可安装在灯具主体而延伸与外侧的热和电界面。需注意，在一些实施方式中，灯具主体沿纵向方向(例如，沿y轴)是细长的。此组件还可恰好模制到热耗散塑料外壳中，使得来自基板510的下侧的热界面直接模制到灯具模块外壳中，由此降低所述部分到灯具模块的热阻。接着(例如)通过机械力或通过具有折射率匹配属性(其将减少光学耦合器520与光导530之间的界面处的光学损失)的粘合剂使光导530和光学提取器540的子组件545集合在一起且接合。
部件之间的分割线强化了光学耦合器520的模块化性质，即，可针对许多不同类型的灯具模块设计和光提取模式标准化。如果灯具模块从光学耦合器520构建，那么可为更简单的是使用定制光学提取器540和(可能地)另外光学结构(诸如，三级反射器、漫射器等等)指定定制光导530以从已适于大规模制造的一个标准化核心部件创造出各种不同灯具模块设计。在一些实施方式中，具有可用于安装者或最终用户的非对称(例如，未在图5中示出的单侧提取器)或对称(例如，双侧提取器540)属性的定制可互换光导530和光学提取器540的下游用途是改变灯具模块的总体光度分布和特性。
图5D是描述灯具模块(诸如，结合图5A描述的灯具模块500)的组装过程570的流程图。在步骤572中，将LEE结合到基板。在步骤574中，配准光学耦合器并将其模制到具有LEE的基板。所述光学耦合器可为用于制造多种灯具模块的标准化部件。在步骤576处，将光学耦合器光学结合到光导/光学提取器组件。光导和光学提取器可通过本文中描述的方法(例如，机械力、机械干涉、摩擦配合、粘合剂等等)光学耦合。光导和/或光学提取器可针对各种照明应用定制。
图5E示出灯具模块580的实例，灯具模块580被配置成补偿灯具模块580的部件的热膨胀和收缩。用于灯具模块中的各种材料可具有不同热特性。不同材料之间的热膨胀系数差异可使用本文中描述的技术来处理。一般来讲，材料之间的差胀是加性的，且因此灯具模块的越长，加性插值就越高，这可引起不对准问题。例如，通过在光学耦合器520和光导530之间的分割线处分离膨胀，一般可指定细长光导530(例如，沿y轴),其可耦合到一个或多个基板510和光学耦合器520。
光学耦合器520的最大长度大体上由光学耦合器的输入孔相对于LEE的最大允许热偏差界定。例如，如果光学耦合器520在细长维度(例如，沿y轴)上在温度和湿度范围内具有具有0.01mm的差胀，那么输入处的0.10mm的容限将允许最多10个耦合器组装在一行中(如果参考基准面处在灯具模块的一侧)。然而，需注意，制造工艺可能需要与容限叠加和(可能地)制造放置不对准一起使用的安全裕度，从而将以上实例中的光学耦合器520的可接受数目减少到每行少于10个单元。在边缘耦合组装工艺内分离灯具模块580的各种部件以考虑机械放置、膨胀和制造误差的变化可提供重要价值。此配置可降低在制造过程期间损坏LEE的可能性并限制由LEE相对于(数个)对应光学耦合器520的不对准引入的可能光学低效和变化。
在图5E中说明的实例中，基准点507可被设计成穿过基板510、LEE512和光学耦合器520的中心。光学耦合器520可具有某种长度，所述长度为光导530(沿y轴)的总长度的分数且被布置成使得光学耦合器520沿光导530的总长度将光注入到光导530中。因此，灯具模块580的机械组装可涉及沿长得多的光导/光学提取器组件的输入边缘标出细长基板510上的中心基准点(其可在具有膨胀能力的区段中创建)。多个群组的光学耦合器520之间的空间508可防止一个群组的光学耦合器干涉邻近群组的光学耦合器并提供必要的容限以补偿光学耦合器和LEE的不对准。在一些实施方式中，多个群组的光学耦合器和/或光导与光学提取器之间的允许膨胀落在其之间的光学结合材料的应变余量内，使得可维持低注入损失。
(vii)具有至少部分地覆盖有保护性材料的光导的灯具模块
当灯具模块的光导可暴露于环境时，光导也可覆盖有保护性材料。
图6示出具有光导630的灯具模块600，光导630至少部分地覆盖有保护性材料650(例如，罩)。在一些实施方式中，模块化灯具模块600沿纵向方向(例如，沿y轴)是细长的。例如，可如下文描述般修改灯具模块100、100'、100"或100"'以获得灯具模块600。
保护性材料650可放置在光导630的一个或两个侧632a、632b的至少一部分上。因为实心光导630被配置成提供全内反射，所以在不与光导630表面接触的情况下接近光导630放置的保护性材料650大体上对光在光导630内的透射无影响。
保护性材料650可提供(例如)对光导的保护(例如，防止指印和刮痕)以及用于灯具模块的美学特征。
在一些实施方式中，保护性材料650可在所述保护性材料中包括半透明的装饰性和功能性切口或区域或其它此类美学和功能处理，其可任选地以任何图案、长度或宽度布置在光导630的一个或两个侧632a、632b上。
(viii)具有漫射光输出表面的灯具模块
一般来讲，灯具模块100、100'、100"或100"'(在本文中结合图1A-1E描述)可提供可用于调整光强度分布的若干特征。例如，在一些实施方式中，灯具模块可包括可散射光以帮助均匀化灯具的强度分布的光学漫射材料。在一些实施方式中，如关于图1A描述的表面142和144可为至少部分粗糙的或涂覆有漫反射材料而非覆盖有镜面反射材料。因此，表面142和144处的光学界面可漫反射和/或透射光且因此将光散射到与由利用镜面反射的类似结构在这些界面处输出的光相比更宽的瓣中。
在一些实施方式中，表面142、144可包括促进光分布的光学结构。例如，表面142和144可各自具有不同定向下的多个平坦刻面。一般来讲，每一刻面在不同方向上反射和/或透射光。在一些实施方式中，表面142和144可包括(例如)散射或衍射光的结构特征。本文中描述了漫射部件和制造方法和/或工艺的实例。
在一些实施方式中，光散射材料可安置在光学提取器的光输出表面(诸如关于图1A描述的光学提取器140的光输出表面146和148)上。在一些实施方式中，表面146和148可具有不带有恒定曲率半径的形状。例如，表面146和148可包括具有不同曲率的部分且/或包括安置在表面上的结构(例如，散射或衍射光的结构特征)。
实例1：具有漫射光输出表面的光学提取器
在一些实施方式中，灯具模块可能需要某种程度的漫射以使沿灯具模块的细长维度(例如，沿y轴)的光变化模糊，所述光变化可由采用离散LEE作为用于光学系统的光源而引起。在一些实施方式中，在x-z平面(垂直于y轴的平面)内可需要某种程度的漫射。为实现此漫射，可将线性(一维)漫射、二维漫射或其它漫射特性并入到灯具模块中。
在一些实施方式中，可将漫反射和/或透射膜施加到灯具模块的表面。图7A和7B示出可如何将漫反射和/或透射膜701施加到光学提取器140的表面142、144、146和/或148。漫反射和/或透射膜701可具有粘合特性或包括粘合剂层702。在一些实施方式中，漫反射和/或透射膜701可被塑形成与其所施加到的相应表面的形状共形。
漫反射和/或投射膜701可被配置成提供一维、二维或其它漫射特性。在一些实施方式中，漫反射和/或透射膜701可针对不同表面具有不同漫射或其它光学特性。在一些实施方式中，漫反射和/或透射膜701可施加到可与灯具模块耦合的外部结构(诸如顶盖706)。所述外部结构可永久附连到灯具模块或可移除/可替换部件。
在一些实施方式中，粘合剂层702可(例如)使用紫外线、热量或其它剂进行固化或随时间自固化。在一些实施方式中，粘合剂层702可包括硅树脂、环氧树脂和其它不需要UV或热固化的物质。
在一些实施方式中，可在灯具模块的提取器或其它部件的制造过程期间实施灯具模块的漫射特性。例如，可使用模制工艺形成漫射表面。图8示出可用于形成具有漫射表面的光学提取器140的工具800。例如，可使用结构802制造光学提取器140的漫射表面。结构802可为所述工具的表面或可在光学提取器140的模制过程期间附连到光学提取器的相应表面或所述工具的表面并嵌入的漫射膜。
在一些实施方式中，可在灯具模块的相应部件的模制之后热形成漫射特性。例如，光学提取器可模制有大体上平滑表面且在后续制造步骤中，一个或多个表面可压印有纹理或其它结构以产生漫射表面。
在一些实施方式中，可通过使用加热工具并入灯具模块的漫射特性以改良灯具模块的一个或多个表面。图9A示出可用于改良灯具模块的光学提取器140的工具900的实例。在实例中，光学提取器140至少部分由允许热压印模制的材料制成。
在模制步骤期间可通过将加热工具900的结构902压印到光学提取器140的一个或多个表面中来将漫射特性添加到光学提取器140。在一些实施方式中，可通过将材料层903安置在光学提取器140上并经由工具950将材料层903模制到光学提取器140来将漫射特性并入到光学提取器140中，如图9B中示出。工具950包括结构902，结构902在模制过程期间形成光学提取器140的(多个)漫射表面。
在一些实施方式中，可使用锚定结构905模制具有漫射光输出表面的光学提取器140，如图9C中示出。
可将模制材料注入到模制工具970以形成光学提取器的宏观形状(例如，如图1A中示出的表面142、144、146、148的形状)。工具970可包括结构902，结构902形成(多个)漫射光输出表面的微观结构。
一般来讲，模制材料可具有低粘度使得可复制模制工具的结构902。模制材料可热固化、UV固化或以其它方式固化。
在一些实施方式中，可通过机械工艺、化学工艺或其它工艺(诸如，砂磨、喷砂、蚀刻或其它工艺)将漫射特性添加到灯具模块的部件。一般来讲，漫射表面结构可具有各种形状和尺寸(例如，微米或其它尺寸)。例如，全息漫射器可具有尺寸为几毫米或几十到数十毫米的表面结构或甚至更大尺寸的结构。
图10A示出具有漫射光输出表面146和148的光学提取器140的实例。在一些实施方式中，将具沿y轴的平移对称性的一维结构(例如，刻面、v形槽、压痕等等)并入到光学提取器140的输出表面146、148以在x-z平面(垂直于y轴)内产生期望程度的漫射。在一些实施方式中，可通过一维起伏表面结构提供漫射特性。在一些情况下，前述漫射结构中的任一个还可包括微透镜。
图10B示出具有漫射表面142、144和反射器(例如，镜)1009、1009’的光学提取器140的实例。漫射表面142和144至少部分透射光并且被透射光中的一些经由反射器1009和1009’朝光输出表面146和148反射。漫射表面和/或反射器可与光学提取器的任何表面合并以提供期望照明模式。
在一些实施方式中，可通过在光输出表面下方并入漫射特性提供灯具模块的光输出表面的漫射特性。例如，模具材料可包括漫射特性。例如，光学提取器可(例如)由包括嵌入在透明基质物质中的多个漫射中心的复合材料形成。此复合材料的漫射特性可取决于漫射中心的尺寸和密度、漫射中心的折射率、基质材料和其它方面。复合材料的成分大体上定义了光学部件的漫射特性。
实例2：与包括漫射光输出表面的光学插件耦合的光学提取器
虽然漫射特性可并入在灯具模块的表面中，但是光学插件与漫射特性的合并也是可行的。在一些实施方式中，具有提供前向光提取的光学提取器的灯具可被配置成使前向提取光漫射通过光学耦合到光学提取器的光学插件。
图11A-11C示出具有光学提取器140和光学插件1105的灯具模块1100的实例，光学插件1105与光学提取器140的表面142和144耦合。在一些实施方式中，灯具模块1100沿纵向方向(例如，沿y轴)是细长的。光学插件1105从光学提取器140的表面142和144接收光并通过漫射表面1107(例如，漫射涂层)输出接收到的光。在一些实施方式中，用于光学提取器140和光学插件1105的材料可具有类似折射率。光学插件1105可为插入物或插头。在一些实施方式中，光学提取器的表面142和144未经涂敷。
在一些实施方式中，光学插件1105可为楔形以与光学提取器140的表面142和144的形状共形。光学插件1105可包括反射器1109和1109’，其被配置成朝光学提取器140的表面146和148至少部分反射通过表面142和144输出的光中的一些。当将光学插件1105耦合到光学提取器140时，反射器1109和1109’可在光学提取器140与光学插件1105之间产生连接，并且可在没有反射器安置在光学插件1105的光输入表面的情况下形成腔1111(例如，气隙)。
光学插件1105可形成与光学提取器140的顶点互补的顶点。
在一些实施方式中，另一光学插件1105'可具有截顶楔形。光学插件1105'可结合灯具模块1100使用，如图12A-12C中示出。光学插件1105'可具有漫射光输出表面1107(例如，漫射涂层)，而光学插件1105'的其它表面可未经涂覆。在组装过程期间，光学插件1105'与光学提取器140的表面142和144耦合，从而在光学插件1105'与光学提取器140之间形成腔1211。
在一些实施方式中，用于光学提取器140和光学插件1105'的材料可具有类似折射率，并且腔1211中的介质(例如，气体、空气、液体或固体材料)具有小于光学提取器140和/或光学插件1105'的折射率的折射率。在此类配置中，在邻近于腔1211的区域中投射在表面142和144上的光可经由全内反射(TIR)朝光学提取器140的表面146和148反射。在一些实施方式中，腔1211中的介质的折射率可与光学提取器和/或光学插件的折射率匹配。
一般来讲，反射器(诸如，如上文描述的反射器1109、1109’)可具有镜面反射性或其它反射性。所述反射器、光学提取器和/或光学插件可具有粘合剂表面或在其表面上包括粘合剂层(未说明)使得部件可彼此附连。
在一些实施方式中，灯具模块1100的光学提取器(或其部分)的表面142和144可涂覆有反射器1309(例如，涂覆有穿孔镜或部分反射涂层)，如图13A-13C中示出。此处，光学插件1105与光学提取器140之间的光学界面由反射器1309形成。投射在光学提取器的表面142和144上的光朝光学提取器140的光输出表面146和148部分反射且朝光学插件1105的漫射光输出表面1107部分透射穿过反射器1309。
光学插件1105的光输入表面以及表面142和/或144可具有共形形状使得部件提供其之间的等距间隔。光学插件1105可具有漫射光输出表面1107(例如，漫射涂层)。可如本文中描述般实现光输出表面1107的漫射特性。反射器1309可为连续的、具有空穴或允许光透射通过反射器1309。在一些实施方式中，反射器1309可省略且由光透射层替代。光透射层可具有粘滞液体、凝胶、固体或其它光透射材料。在一些实施方式中，光学插件1105可包括完全或部分光透射材料、悬浮散射中心、光转换材料和/或其它材料。
在一些实施方式中，在光学提取器的表面142和144的至少部分具有漫射特性的情况下，可将部分反射涂层施加到漫射表面142和144，如上文在图7A和10B中示出和说明。因此，由光学提取器在前向方向上通过表面142和144输出的光以及通过光学提取器140的光输出表面146和148输出的光可为漫射光。
之前的附图和附带描述出于说明目的说明实例方法、系统和装置。将理解，这些方法、系统及和装置仅用于说明目的并且所描述的技术或类似的技术可在任何适当时间(包括并发、个别地或组合地)执行。此外，这些过程中的步骤中的许多可同时、并发和/或按与所示出的次序不同的次序发生。此外，所描述的方法/装置可使用额外步骤/部件、更少的步骤/部件和/或不同的步骤/部件，只要所述方法/装置保持适当即可。
换句话讲，虽然已根据某些方面或实施方式以及大体相关联的方法描述本公开，但是本领域的技术人员将明白这些方面或实施方式的改变和变更。因此，实例实施方式的以上描述不限定或约束本公开。在所附权利要求书中描述另外实施方式。

Claims (71)

1.一种灯具模块，其包括：
一个或多个发光元件(LEE)，其安置在一个或多个基板上且适于在前向方向上发射光；
光导，其包括输入端和输出端以及从所述输入端延伸到所述输出端的侧表面，所述侧表面被塑形成在所述前向方向上将由所述一个或多个LEE发射且在所述光导的所述输入端处接收的光引导到所述光导的所述输出端且在所述光导的所述输出端处提供被引导光；以及
光学提取器，其与所述光导的所述输出端光学耦合且适于接收所述被引导光，所述光学提取器具有第一重定向表面和一个或多个输出表面，所述光学提取器的所述第一重定向表面适于在第一方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分，所述第一方向具有正交于所述前向方向的分量，其中所述第一重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个漫射光。
2.根据权利要求1所述的灯具模块，其中所述光导包括实心透明材料且所述侧表面被配置成经由TIR引导所述光。
3.根据权利要求1所述的灯具模块，其中所述光导是中空的且所述侧表面是被配置成经由镜面反射引导所述光的反射器。
4.根据权利要求1所述的灯具模块，其进一步包括一个或多个耦合器，所述一个或多个耦合器被定位成接收由对应一个或多个LEE发射的所述光的一部分且适于至少部分地准直所述光的所述所接收部分，所述一个或多个耦合器邻近于所述光导的所述输入端。
5.根据权利要求1所述的灯具模块，其中所述光学提取器包括第二重定向表面，所述光学提取器的所述第二重定向表面适于在第二方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分，所述第二方向具有正交于所述前向方向且反平行于所述第一方向的所述正交分量的分量。
6.根据权利要求1或5所述的灯具模块，其中所述第一重定向表面、所述第二重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个包括漫射膜。
7.根据权利要求6所述的灯具模块，其中所述漫射膜具有反射性。
8.根据权利要求6所述的灯具模块，其中所述漫射膜具有透射性。
9.根据权利要求1或5所述的灯具模块，其中所述第一重定向表面、所述第二重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个包括漫射结构。
10.根据权利要求9所述的灯具模块，其中所述漫射结构包括刻面。
11.根据权利要求9所述的灯具模块，其中所述漫射结构包括压痕。
12.根据权利要求9所述的灯具模块，其中所述漫射结构包括起伏特征。
13.根据权利要求9所述的灯具模块，其中所述漫射结构在所述第一重定向表面、所述第二重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个内是二维的。
14.根据权利要求1或5所述的灯具模块，其中所述漫射表面具有所述第一重定向表面、所述第二重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个的平移对称性。
15.根据权利要求1或5所述的灯具模块，其中所述第一重定向表面、所述第二重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个进一步包括反射涂层。
16.根据权利要求1或5所述的灯具模块，其进一步包括安置在所述光学提取器的所述第一或所述第二重定向表面中的至少一个的至少一部分上的一个或多个反射器。
17.根据权利要求1或5所述的灯具模块，其进一步包括耦合到所述光学提取器的顶盖使得通过所述第一或所述第二重定向表面中的至少一个输出的光在所述顶盖的输入表面处被接收。
18.根据权利要求17所述的灯具模块，其中所述顶盖包括漫射光输出表面。
19.一种制造根据权利要求9所述的光学提取器的方法，所述方法包括：
提供光学提取器，所述光学提取器具有对应于所述第一重定向表面、所述第二重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个的平滑表面；以及
在所述平滑表面中的至少一个上产生漫射结构。
20.根据权利要求19所述的方法，其中产生所述漫射结构包括对所述漫射结构进行压花。
21.根据权利要求19所述的方法，其中产生所述漫射结构包括对所述漫射结构进行模制。
22.根据权利要求19所述的方法，其中产生所述漫射结构包括对所述漫射结构进行压印。
23.一种制造根据权利要求6所述的光学提取器的方法，所述方法包括将漫射膜安置在所述第一重定向表面、所述第二重定向表面中的至少一个或所述一个或多个输出表面中的至少一个上。
24.一种灯具模块，其包括：
一个或多个发光元件(LEE)，其安置在一个或多个基板上且适于在前向方向上发射光；
光导，其包括输入端和输出端以及从所述输入端延伸到所述输出端的侧表面，所述侧表面被塑形成在所述前向方向上将由所述一个或多个LEE发射且在所述光导的所述输入端处接收的光引导到所述光导的所述输出端且在所述光导的所述输出端处提供被引导光；
光学提取器，其与所述光导的所述输出端光学耦合且适于接收所述被引导光，所述光学提取器具有第一重定向表面，所述光学提取器的所述第一重定向表面适于在第一方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分，所述第一方向具有正交于所述前向方向的分量；以及
光学插件，其与所述第一重定向表面耦合，所述光学插件适于在所述光学插件的一个或多个光输入表面处从所述光导接收光的至少一部分。
25.根据权利要求24所述的灯具模块，其中所述光学插件包括一个或多个输出表面。
26.根据权利要求25所述的灯具模块，其中所述光学插件的所述一个或多个输出表面中的至少一个具有漫射性。
27.根据权利要求26所述的灯具模块，其中所述光学插件的所述漫射输出表面的至少一部分具有反射性。
28.根据权利要求26所述的灯具模块，其中所述光学插件的所述漫射输出表面的至少一部分具有透射性。
29.根据权利要求24所述的灯具模块，其中所述光导包括实心透明材料且所述侧表面被配置成经由TIR引导所述光。
30.根据权利要求24所述的灯具模块，其中所述光导是中空的且所述侧表面是被配置成经由镜面反射引导所述光的反射器。
31.根据权利要求24所述的灯具模块，其进一步包括一个或多个耦合器，所述一个或多个耦合器被定位成接收由对应一个或多个LEE发射的所述光的一部分且适于至少部分地准直所述光的所述所接收部分，所述一个或多个耦合器邻近于所述光导的所述输入端。
32.根据权利要求24所述的灯具模块，其中所述光学提取器包括第二重定向表面，所述光学提取器的所述第二重定向表面适于在第二方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分，所述第二方向具有正交于所述前向方向且反平行于所述第一方向的所述正交分量的分量。
33.根据权利要求24或32所述的灯具模块，其进一步包括一个或多个反射器，所述一个或多个反射器与所述光学插件的所述一个或多个光输入表面中的至少一个的至少一部分耦合。
34.根据权利要求24或32所述的灯具模块，其进一步包括一个或多个反射器，所述一个或多个反射器与所述光学提取器的所述第一或所述第二重定向表面中的至少一个的至少一部分耦合。
35.根据权利要求24或32所述的灯具模块，其中所述光学插件和所述光学提取器形成邻近于所述光学提取器的所述第一或所述第二重定向表面中的至少一个的壳体。
36.一种照明装置，其包括：
光源，其被配置成发射具有各向异性光谱功率分布的光；以及
光学耦合器，其具有输入孔和引出孔，所述输入孔与所述光源光学耦合，所述光学耦合器具有安置在所述输入孔与引出孔之间的漫射侧表面，所述侧表面被配置成将具有第一发散度的入射光反射成具有大于所述第一发散度的第二发散度的反射光。
37.根据权利要求36所述的照明装置，其中所述侧表面被配置成使得反射光直接到达所述引出孔。
38.根据权利要求36所述的照明装置，其中
所述光源包括在第一角度范围内发射第一波长的光的泵浦发光元件(LEE)以及将所述第一波长的所述所发射光的至少一部分转换成第二波长的光的磷光体，其中在第二角度范围内发射所述所转换光，且其中所述第一角度范围的发散度大于所述第二角度范围的发散度，且
所述光学耦合器被配置成在所述第一角度范围内接收所述第一波长的所述光且在所述第二角度范围内接收所述第二波长的所述光，所述侧表面包括具有漫射特性的第一部分，所述侧表面的所述第一部分被配置成混合所述第一波长的所述所接收光与所述第二波长的所述所接收光，且在单个第三角度范围内重定向所述混合光，其中所述重定向混合光通过所述光学耦合器的输出孔输出。
39.根据权利要求38所述的照明装置，其中所述侧表面包括通过镜面反射重定向投射在其上的光的第二部分。
40.根据权利要求38所述的照明装置，其中所述光学耦合器的具有漫射特性的所述第一部分邻近于所述光源。
41.根据权利要求38所述的照明装置，其中所述泵浦LEE包括蓝色LED且其中所述第一波长对应于蓝光。
42.根据权利要求38所述的照明装置，其中所述第二波长对应于黄光。
43.根据权利要求38所述的照明装置，其进一步包括光导，所述光导包括：
输入端和输出端，所述光导的所述输入端与所述光学耦合器的所述输出孔耦合；以及
侧表面，其从所述输入端延伸到所述输出端，所述侧表面被塑形成在前向方向上将从所述光学耦合器接收的光引导到所述光导的所述输出端且在所述光导的所述输出端处提供被引导光。
44.一种灯具模块，其包括：
一个或多个发光元件(LEE)，其安置在一个或多个基板上且适于在前向方向上发射光；
光导，其包括输入端和输出端以及从所述输入端延伸到所述输出端的侧表面，所述光导镶嵌所述一个或多个LEE，其中所述侧表面被塑形成在所述前向方向上将由所述一个或多个LEE发射的光引导到所述光导的所述输出端且在所述光导的所述输出端处提供被引导光；以及
光学提取器，其与所述光导的所述输出端光学耦合且适于接收所述被引导光，所述光学提取器具有第一重定向表面，所述光学提取器的所述第一重定向表面适于在第一方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分，所述第一方向具有正交于所述前向方向的分量。
45.根据权利要求44所述的灯具模块，其中所述光导包括实心透明材料且所述侧表面被配置成经由TIR引导所述光。
46.根据权利要求44所述的灯具模块，其中所述光导是中空的且所述侧表面是被配置成经由镜面反射引导所述光的反射器。
47.根据权利要求44所述的灯具模块，其进一步包括一个或多个耦合器，所述一个或多个耦合器被定位成接收由对应一个或多个LEE发射的所述光的一部分且适于至少部分地准直所述光的所述所接收部分，所述一个或多个耦合器邻近于所述光导的所述输入端而嵌入到所述光导中。
48.根据权利要求44所述的灯具模块，其中所述光学提取器包括第二重定向表面，所述光学提取器的所述第二重定向表面适于在第二方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分，所述第二方向具有正交于所述前向方向且反平行于所述第一方向的所述正交分量的分量。
49.根据权利要求44或48所述的灯具模块，其中所述第一和第二方向中的至少一个具有反平行于所述前向方向的分量。
50.根据权利要求44或48所述的灯具模块，其中所述光学提取器包括一个或多个输出表面，且其中所述光学提取器朝所述光学提取器的所述一个或多个输出表面导引从所述光导接收的所述光的至少一部分。
51.根据权利要求44或48所述的灯具模块，其中所述光学提取器的所述第一或所述第二重定向表面中的至少一个对于从所述光导接收的光是至少部分反射性的。
52.根据权利要求51所述的灯具模块，其中所述光学提取器的所述第一或所述第二重定向表面中的至少一个对于从所述光导接收的所述光是至少部分透射性的。
53.根据权利要求44或48所述的灯具模块，其中所述光学提取器的所述第一或所述第二重定向表面中的至少一个反射从所述光导接收的基本上所有所述光。
54.一种灯具模块，其包括：
一个或多个发光元件(LEE)，其安置在一个或多个基板上且适于在前向方向上发射光；
光导，其包括输入端和输出端以及从所述输入端延伸到所述输出端的侧表面，所述侧表面被塑形成在所述前向方向上将由所述一个或多个LEE发射且在所述光导的所述输入端处接收的光引导到所述光导的所述输出端且在所述光导的所述输出端处提供被引导光；
保护性材料，其邻近于所述光导的所述侧表面中的至少一个的至少一部分而安置；以及
光学提取器，其与所述光导的所述输出端光学耦合且适于接收所述被引导光，所述光学提取器具有第一重定向表面，所述光学提取器的所述第一重定向表面适于在第一方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分，所述第一方向具有正交于所述前向方向的分量。
55.根据权利要求54所述的灯具模块，其中所述光导经由TIR引导光，且所述保护性材料与所述光导间隔开。
56.根据权利要求54所述的灯具模块，其中所述光导是中空的且经由镜面反射引导光离开所述侧表面且所述保护性材料至少部分地覆盖所述侧表面中的所述至少一个。
57.根据权利要求54所述的灯具模块，其中所述保护性材料形成罩。
58.根据权利要求54所述的灯具模块，其中所述保护性材料形成某种图案以产生期望的照明分布。
59.根据权利要求54所述的灯具模块，其中所述保护性材料创造出半透明效果。
60.根据权利要求54所述的灯具模块，其中所述光导包括实心透明材料且所述侧表面被配置成经由TIR引导所述光。
61.根据权利要求54所述的灯具模块，其中所述光导是中空的且所述侧表面是被配置成经由镜面反射引导所述光的反射器。
62.根据权利要求54所述的灯具模块，其进一步包括一个或多个耦合器，所述一个或多个耦合器被定位成接收由对应一个或多个LEE发射的所述光的一部分且适于至少部分地准直所述光的所述所接收部分，所述一个或多个耦合器邻近于所述光导的所述输入端。
63.根据权利要求54所述的灯具模块，其中所述光学提取器包括第二重定向表面，所述光学提取器的所述第二重定向表面适于在第二方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分，所述第二方向具有正交于所述前向方向且反平行于所述第一方向的所述正交分量的分量。
64.一种制造模块化灯具的方法，所述方法包括：
将多个发光元件(LEE)结合到一个或多个基板；
将光学耦合器模制到所述所结合的LEE，其中每一光学耦合器与所述多个LEE中的一个或多个对应LEE配准，使得模制到所述LEE的所述耦合器形成耦合器组件；以及
将所述耦合器组件光学结合到包括光导和光学提取器的应用部件以产生所述模块化灯具。
65.根据权利要求64所述的方法，其中所述应用部件的所述光导和所述提取器被配置成使得所述所产生的模块化灯具在相对于所述光导的光轴对称的两个角度范围内提供光。
66.根据权利要求64所述的方法，其中所述应用部件的所述光导和所述提取器被配置成使得所述所产生的模块化灯具在相对于所述光导的光轴非对称的两个角度范围内提供光。
67.根据权利要求64所述的方法，其中所述应用部件的所述光导和所述提取器被配置成使得所述所产生的模块化灯具在单个角度范围内提供光。
68.根据权利要求64所述的方法，其进一步包括：
形成多个耦合器组件；以及
在将所述多个耦合器组件结合到所述应用部件之前，沿所述应用部件沿第一方向安置所述多个耦合器组件，使得邻近的耦合器组件彼此间隔开。
69.根据权利要求64所述的方法，其中
所述应用部件的所述光导包括输入端和输出端以及从所述输入端延伸到所述输出端的侧表面，所述侧表面被塑形成在前向方向上将由所述多个LEE发射且在所述光导的所述输入端处接收的光引导到所述光导的所述输出端且在所述光导的所述输出端处提供被引导光，以及
光学提取器，其与所述光导的所述输出端光学耦合且适于接收所述被引导光，所述光学提取器具有第一重定向表面和一个或多个输出表面，所述光学提取器的所述第一重定向表面适于在第一方向上反射在所述光学提取器处接收的所述光的至少一部分，所述第一方向具有正交于所述前向方向的分量。
70.根据权利要求64所述的方法，其中所述多个LEE的至少一些LEE是白光LED。
71.根据权利要求64所述的方法，其中所述光学结合在所述耦合器组件与所述应用部件之间形成可移除耦合。
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