CN106104147B - 用于准直光的光学系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于准直传入光的光学系统，包括：本体(102)；在本体(102)的第一侧(104)上形成的凹部(110)，凹部(110)具有中心光进入表面(114)和侧面光进入表面(112)；在本体的第二侧(108)提供的中心光射出表面(118)，第二侧(108)与所述第一侧(104)相反；所述中心光进入表面(114)相对于中心光射出表面(118)进行布置使得落在中心光进入表面(114)上的传入光被引向中心光射出表面(118)；在本体(102)的侧表面提供的全内反射表面(116)，该全内反射表面(116)被布置使得落在凹部(110)的侧面光进入表面(112)上的传入光被引向全内反射表面(116)以便受到朝着本体(102)的第二侧(108)的全内反射；以及包围所述中心光进入表面(114)的拒绝区域(120)，所述拒绝区域(120)被配置为防止传入光通过所述第二侧(108)离开所述本体(102)。

Description

用于准直光的光学系统
技术领域
本发明涉及用于准直来自光源的光的光学系统。
背景技术
在照明设备中，经常期望利用光学系统，该光学系统控制从光源发射的光的方向。常用的一个这样的光学系统是利用全内反射(TIR)的准直器、所谓TIR准直器。
在图1中，图示利用全内反射的透镜本体2形式的现有技术TIR准直器1。如图1中所见，延伸式光源4产生用于光线7的很宽锥角，光线7穿过透镜本体2的中心部分6，而在多数区域中，撞击TIR表面5的光线8产生很窄的锥角。因此，根据图1的现有技术TIR准直器1的问题是，由光射出表面3的不同部分发射的锥角高度地不均匀。因此在回看TIR准直器时，在某个轴外角度范围中，将不会从TIR表面而是仅从中心部分朝着观察者发射光；因此，将在观察包括TIR准直器1的照明设备时看见亮斑。
因此，来自TIR准直器1的光的发射锥角通常对于穿过TIR准直器1的透镜本体2的中心准直部分6的光比对于在TIR表面5受到全内反射的光显著地更大。这意味着在从来自TIR准直器的光被沿着其指引的主轴移位的角度，将有在从中心准直部分6发射的光与受到全内反射的光之间的明显地可观察的光度差别。因此，在这样的轴外角度观察发射的光为在较暗区域内的亮斑。对于使用若干光源和TIR准直器阵列的聚光灯，发射的光将被感知为很多斑的，其中单独光源明显地可区别为具有包围暗区域的亮斑。
因而，需要改善从TIR准直器的光照射，从而最小化以上提到的多斑行为。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服以上问题，并且实现来自最小化以上提到的多斑行为的光学系统的照射。
具体地根据本发明的第一方面，提供用于准直传入光的光学系统。该光学系统包括：本体；在本体的第一侧上形成的凹部，该凹部具有中心光进入表面和侧面光进入表面；在本体的第二侧提供的中心光射出表面，第二侧与所述第一侧相反；所述中心光进入表面相对于中心光射出表面进行布置，使得落在中心光进入表面上的传入光被引向中心光射出表面；在本体的侧表面提供的全内反射表面，该全内反射表面被布置使得落在凹部的侧面光进入表面上的传入光被引向全内反射表面以便受到朝着本体的第二侧的全内反射；以及包围所述中心光进入表面的拒绝区域，所述拒绝区域被配置为防止传入光通过所述第二侧离开所述本体。
根据本发明，将防止在拒绝区域进入光学系统的传入光通过光学系统的本体的发光侧发射。光学系统可以被设计使得进入中心光进入表面的光被控制为以期望的性质从光学系统发射。由于中心光进入表面由拒绝区域包围，所以可以执行对光学系统的设计以提供期望的性质，而无对传入光束的外部分的影响，该外部分影响对光学系统的设计的实现的结果。
具体而言，光学系统允许传入光通过中心光进入表面被引导到光学系统中并且以窄发射角度从中心光射出表面发射出来。因此，光学系统使TIR透镜能够被形成使得从TIR透镜提供良好准直的光束并且可以消除源于光学系统的中心部分的任何亮斑。
根据本发明的一个实施例，拒绝区域包括光偏转部分，其中光偏转部分被布置使得进入光偏转部分的传入光以大于全反射临界角的角度被引向第二侧。这意味着光偏转部分控制传入光使得由于在第二侧表面中发生的全内反射，而防止它通过第二侧离开本体。因此，中心光进入表面由如下部分包围，该部分以传入光没有通过第二侧离开本体这样的方式控制光。这保证光学系统可以被设计使得进入中心光进入表面的光被控制为以期望的性质从光学系统发射。
根据一个实施例，光偏转部分包括从凹部延伸到本体中的凹进。凹进可以被布置为基本上沿着传入光的路径延伸。这意味着光将在斜角下撞击凹进的表面，并且传入光将在大角度下被偏转离开中心光进入表面。这便于光在比全反射临界角更大的角度下被引向第二侧。
凹进可以被布置为包围中心光进入表面。这意味着传入光束的外部分将进入凹进，并且因此将以未离开本体的第二侧这样的方式被偏转。因此，可以从进入中心光进入表面的光形成离开光射出表面的良好准直的光束。
凹进可以包括凹表面。这意味着保证进入凹进的传入光在斜角下撞击凹进的表面，从而便于光在大于全反射临界角的角度下被引向第二侧。
根据另一实施例，光偏转部分包括凹部的侧壁部分。这意味着凹部的包围中心光进入表面的侧壁部分被布置为偏转撞击侧壁部分的传入光，从而光被引导以在大于全反射临界角的角度下撞击第二侧。在这一实施例中，凹部可以被布置为延伸远至本体中。这意味着中心光进入表面可以被布置为接收具有小角锥的光，因为中心光进入表面可以被布置在远离光源的距离处。因此，光学系统可以被布置为从光射出表面发射良好准直的光束，因为进入中心光进入表面的传入光具有小角锥。另外，凹部的侧壁部分可以被布置为在与传入光的光轴形成小角度的方向上延伸。这意味着传入光可以在斜角下撞击侧壁部分，从而光在大角度下被偏转远离中心光进入表面，由此便于光在比全反射临界角更大的角度下被引向第二侧。
在一个实施例中，中心光射出表面可以是平坦的。这可以在凹部延伸远至本体中从而传入光以小角锥进入中心光进入表面时尤其地适合。具有窄角锥的传入光可以便于通过中心光射出表面发射良好准直的光束。
在另一实施例中，中心光射出表面可以是凸的。凸中心光射出表面可以用于形成进入中心光进入表面的、以窄发射角度从中心光射出表面发射的光。因此，借助提供凸中心光射出表面，可以从本体发射良好准直的光束。
根据一个实施例，拒绝区域可以包括吸收、散射或者镜面反射传入光的材料的层，其中该层被布置在包围中心光进入表面的表面上。材料的层因此可以防止落在吸收、散射或者镜面反射材料上的传入光通过第二侧离开本体。可以吸收传入光以便阻止光传播到本体中，并且因此还防止落在材料上的光通过第二侧离开本体。除了吸收传入光之外或者作为吸收传入光的备选，材料的层可以漫射地散射。因此，光的一部分可以在撞击材料中的粒子时被反向散射，并且利用恰当厚度的层，防止传入光通过材料层进入本体。除了吸收和/或散射传入光之外或者作为吸收和/或散射传入光的备选，材料的层可以镜面反射传入光，从而从层的表面将传入光反射开，并且防止传入光通过材料层进入本体。
根据一个实施例，中心光进入表面和光射出表面相对于彼此被布置以便形成科勒积分透镜。这样的设置意味着光学系统可以提供在有限程度上被来自光源的光度和颜色不均匀的任何人为因素(artifact)影响的照射。
根据一个实施例，本体包括多个凹部和多个拒绝区域，每个凹部具有用于接收传入光的中心光进入表面，每个拒绝区域被布置为包围中心光进入表面。这意味着可以提供本体为可以容纳多个光源的单个单元。因此，如果期望多个光源用于从光学系统提供照射，则单个本体可以被布置在所有多个光源之上。
根据本发明的第二方面，提供照明设备。该照明设备包括本发明的第一方面的光学系统和以与光学系统的凹部的靠近关系布置的光源。这允许在照明应用中实施光学系统。
根据一个实施例，照明设备可以包括被布置在光学系统的本体的侧表面和第一侧周围的反射外壳。这意味着通过从拒绝区域散射或者反射或者通过从第二侧的TIR而可以在反向方向上从本体发射的光，可以由外壳反射回到本体中，并且还可以有助于以基本上未准直方式从光学系统提供光。因此，可以实现更佳光经济性。
注意本发明涉及在权利要求中记载的特征的所有可能组合。
附图说明
现在将参照示出本发明的实施例的所附附图更详细地描述本发明的这一和其它方面。如图中所示，可以出于说明性目的而夸大层和区域的大小，因此提供这些大小以图示本发明的实施例的一般结构。相同的附图标记通篇指代相同元件。
图1图示现有技术光学系统，该光学系统具有利用全内反射的透镜并且示范从光学系统的中心部分发射的大锥角的问题。
图2图示光学系统，该光学系统具有利用全内反射的透镜并且示范设计这样的光学系统的限制。
图3图示根据本发明的第一实施例的光学系统。
图4图示根据本发明的第二实施例的光学系统。
图5图示根据本发明的第三实施例的光学系统。
图6图示根据本发明的第三实施例的光学系统的具体变化。
图7图示利用根据本发明的第三实施例的光学系统的照明设备。
具体实施方式
现在下文将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出本发明的当前优选实施例。然而，可以以许多不同形式来体现本发明而不应解释本发明为限于本文中阐述的实施例；更确切地说，为了透彻和完整而提供这些实施例并且这些实施例向技术人员充分地传达本发明的范围。
图2示出用于准直传入光的光学系统100的横截面。光学系统100包括由允许通过其传播光的材料形成的本体102。通常地，本体102可以由塑料材料形成，诸如聚碳酸酯(PC)或者可以适合用于光学应用的任何其它塑料材料。还可以设想诸如玻璃的其它材料。本体102包括第一侧104，第一侧旨在于面向提供传入光的光源106。本体102还包括与第一侧104相反的第二侧108。本体102旨在于通过本体102的第一侧104接收传入光并且通过本体102的第二侧108发射光。
本体102包括在本体102的第一侧104上形成的凹部110。凹部110具有延伸到本体102中的侧壁112。另外，在凹部110的底部，形成凹部110的中心底表面114。凹部110可以具有侧壁112的旋转对称形状，从而侧壁112将在凹部110的整个周界周围同等地影响传入光。例如凹部110可以形成圆形圆柱体形状或者具有圆形圆柱体横截面的截锥的形状。
本体102旨在于相对于光源106被布置使得凹部110被布置在光源106之上。因此，从光源106发射的光可以形成通过凹部110进入本体102的传入光。就这一点而言，凹部110的侧壁112可以形成凹部110的侧面光进入表面112，而底表面114可以形成凹部110的中心光进入表面114。
凹部110可以充分地大以便容纳可以在延伸的区域之上发射光的延伸式光源106。然而，光学系统100可以相对于点光源同样好地工作。
穿过中心光进入表面114进入本体102的传入光将被指引通过本体传播到第二侧108的一部分，该部分形成中心光射出表面118。中心光进入表面114和中心光射出表面118一起形成光学系统100的中心准直透镜。光学系统100的中心准直透镜与传入光交互以便形成具有窄发射角度的发射光束。
为了形成中心准直透镜，可以设想中心光进入表面114和中心光射出表面118的弯曲表面的不同组合。例如中心光进入表面114可以是凸的，而中心光射出表面118也可以是凸的或者平坦的。备选地，中心光进入表面114可以是平坦的，而中心光射出表面118可以是凸的。事实上，中心光进入表面114可以在某些实施例中甚至是凹的，而中心光射出表面118可以是凸的。
中心光进入表面114和中心光射出表面118可以基本上相互平行。这意味着通过中心光进入表面114进入的传入光可能被中心光进入表面114和中心光射出表面118的曲率影响，但是光的主传播方向的无或者最小偏转应当由于中心光进入表面114和中心光射出表面118相对于彼此成角度而出现。
本体102还包括侧表面116。侧表面116可以从第一侧102向第二侧108延伸。以通过侧面光进入表面112进入本体102的光将在侧表面116受到全内反射(TIR)这样的方式布置侧表面116。这意味着光将以如下这样的大角度在侧表面116上入射：光将在侧表面116与包围本体102的介质之间的边界表面中被偏转到大于90°的角度——即光不可以通过侧表面116离开本体102而代之以被全反射。为了TIR出现，需要的是本体102的折射率大于周围介质的折射率，其中以相对于边界表面的法线的入射角在本体102中的边界表面上入射的光将被折射到大于入射角的射出角。然后，TIR将对于在大于如下临界角的角度在边界表面上入射的光而出现，光在该临界角下相对于边界表面的法线被确切地折射到90°角。因此，侧表面116形成TIR表面116。本体102可以在表面116的外侧上设置有涂层以便提高在TIR将失败的表面上的反射。
在TIR表面116中反射的光将通过反射而被引向第二侧108的外围光射出表面117。TIR表面116可以相对于外围光射出表面117来布置，使得在TIR表面116中受到TIR的光将通过第二侧108发射从而形成主要地平行的光线，从而良好准直的光束由受到TIR的光形成。这可以借助在反射之后将光反射成良好准直的光束的TIR表面116中的反射来实现。然后，光被指引以沿着第二侧108的法线或者至少与法线形成小角度，在外围光射出表面117上入射。这意味着光在穿过第二侧108时完全不会或者将仅在小程度上被偏转，以便在从本体102发射时维持良好准直的光束。然而，还可以设想第二侧108是弯曲的、例如凹的，以便偏转从TIR表面116反射的光，以便在从本体102发射时准直光。
如以上描述的那样，光学系统100被布置为以用于形成发射光束的两种不同方式与传入光交互。传入光的一部分穿过光学系统100的中心准直透镜，而传入光的一部分在TIR表面116中受到TIR以便对光学系统100的发射光束有贡献。从本体102发射的光通过第二侧108发射，第二侧包括适于充当中心准直透镜的一部分的中心光射出表面118和适于从TIR表面116提供准直光的外围光射出表面117。也就是说，第二侧108包括适于充当中心准直透镜的一部分和适于从TIR表面116提供准直光的两个不同部分。然而，如果已经受到TIR的光线通过中心光射出表面118离开第二侧108，则这样的光线可能以不期望的方式被偏转。这样的效应可能使光的一部分从第二侧108以广角发射。中心光射出表面118的大小因此可以被限制以便防止已经受到TIR的光穿过中心光射出表面118。在另一方面，这意味着通过中心光进入表面114进入本体102的光可以代之以通过在中心光射出表面118外侧的第二侧108和通过外围光射出表面117而射出，见图2中的光线13。因此，如果假设穿过中心准直透镜的光线通过外围光射出表面117离开第二侧108，则这样的光线可能以不期望的方式被偏转。
因此，本发明的洞察是，存在控制通过中心光进入表面114进入本体102的发射的光和控制受到本体102的侧表面116的全内反射的光时的冲突。如图2中示意地所示，中心光射出表面118可以是凸的并且大于表面114，以便如图1中的光线11所示形成发射光的窄锥角。然而，这样的大的凸中心光射出表面118需要大小受限于它与全内反射表面116的关系，因为已经受到全内反射的光不应通过中心光射出表面118离开本体102，因为中心光射出表面118可以将光指引远离主轴，来自光学系统的准直的光沿着主轴被指引。如光线12所示，从全内反射表面116的底部表面发射的光因此限制中心光射出表面118的大小。另一方面，这一大小限制将造成进入中心光进入表面114的光束的外部部分如光线13所示被指引为在中心光射出表面118外侧撞击本体102的第二侧108。因此，这一光将被折射远离主轴，从而造成从光学系统以广角发射光。
如示出本发明的不同实施例的图3至图7中所示，光学系统100因此设置有被布置为包围中心光进入表面114的拒绝区域120。拒绝区域120被布置为防止在拒绝区域120上入射的传入光通过第二侧108离开本体102。因此，拒绝区域120可以防止否则可能在第二侧108中以不期望的方式偏转的光在任何方面通过第二侧108离开本体102。这意味着光学系统100可以被设计为作用于传入光以便提供良好准直的光束，该光束具有穿过中心准直透镜的光和在TIR表面116中受到TIR的光二者的贡献。可以实现这一设计，而拒绝区域120防止传入光通过中心光进入表面114进入本体102和在中心光射出表面118外侧通过第二侧108离开本体102。另外，通过侧面光进入表面112进入本体102并且在TIR表面116中受到TIR的传入光不会通过中心光射出表面118离开本体102。因此，基于以上洞察，根据本发明的光学系统100设置有拒绝区域120以便防止来自光源106的光线从光学系统100以广角发射。因此，拒绝区域120便于设计光学系统100以提供以窄发射角度从光学系统100发射的光束。
然而，拒绝区域120无需完全地围绕中心光进入表面114以便光学系统100提供从本体102的期望的发光。例如拒绝区域120可以在中心光进入表面114周围不连续，从而存在如下部分，该部分没有防止传入光通过中心光进入表面114进入本体102和在中心光射出表面118外侧通过第二侧108离开本体102。因此，可以存在在拒绝区域120中的一些小开口，但是如果这些开口充分地小，则对发射的光的影响可以如此微小以至于几乎不可由用户所观察。换言之，拒绝区域120可以在中心光进入表面114周围的充分大的部分上提供期望的功能，以便提供对光学系统100的期望的净影响。
另外，在本申请的上下文中，拒绝区域120因此应当视为“包围”中心光进入表面114，即使拒绝区域120未必完全地围绕中心光进入表面114。
根据第一实施例，如图3中所示，拒绝区域120可以包括与传入光交互的材料的层122。材料可以被布置为吸收传入光，从而没有光能够穿过层122。备选地或者附加地，材料可以被布置为散射传入光。因此，传入光可以由材料的层122漫射地散射。材料可以被布置为主要地在反向方向上散射光。这意味着材料的层122可以充分地厚，从而没有光能够穿过层122。作为又一备选，层122可以被布置为在反向方向上镜面反射光。
材料的层122可以被应用到凹部110的与侧壁112最近的底部。凹部110可以具有在侧壁112与凹部110的底部之间的、可以相对于底部成角度的过渡部分。另外，过渡部分可以弯曲以便不会在凹部110中形成锐利边缘。材料的层122然后可以被应用到这样的过渡部分。材料的层122可以在中心光进入表面114周围形成环形形状。
由于在层122中吸收、散射或者镜面反射光，防止传入光通过中心光进入表面114进入本体102和在中心光射出表面118外侧通过第二侧108离开本体102。如光线21所示，在中心光进入表面114的边缘上入射到层122的光可以由中心光进入表面114偏转到中心光射出表面118的边缘。将防止在材料的层122上入射的光线22进入本体102。
根据第二实施例，如图4中所示，拒绝区域120可以在凹部110的底部包括凹部110的侧壁部分124。这些侧壁部分124可以形成光偏转部分。在侧壁部分124上入射的传入光可以朝着本体102的第二侧108的外围光射出表面117被偏转。然而，光被偏转为在大于外围光射出表面117的TIR临界角的角度在外围光射出表面117上入射。这意味着光将在外围光射出表面117中受到全内反射并且不会被允许通过第二侧108离开本体102。
凹部110的侧壁部分124可以被布置为在与传入光的光轴形成小角度的方向上延伸。这意味着传入光可以在斜角下撞击侧壁部分124，从而光在大角度下偏转离开中心光进入表面114，由此便于在大于全反射临界角的角度下被引向第二侧108的外围光射出表面117的光。侧壁部分124可以是凹部110的侧面光进入表面112的延伸。侧壁部分124还可以与侧面光进入表面112形成角度，从而分别在侧壁部分124和侧面光进入表面112上入射的光的角度可以单独地适于对传入光的期望的影响。
侧壁部分124的使用可以特别地便于凹部110可以被布置为延伸远至本体102中。这意味着中心光进入表面114可以被布置为接收具有小角锥的光，因为中心光进入表面114可以被布置在远离光源106的距离处。因此，光学系统100可以被布置为从中心光射出表面118发射良好准直的光束，因为进入中心光进入表面114的传入光具有小角锥。
由于可以提供具有小角锥的传入光，所以中心光射出表面118可以无需是凸的以便发射良好准直的光。因此，利用侧壁部分124和延伸远至本体102中的凹部110，可以特别有利地具有平坦中心光射出表面118。中心光射出表面118因此可以构成本体102的第二侧108的一部分，其中第二侧108是全平坦表面。无论如何，中心光射出表面118可以是第二侧108的不同部分，因为通过中心光进入表面114进入本体102的光将仅通过中心光射出表面118离开本体102，而通过侧面光进入表面112进入本体102的光将仅通过第二侧108的外围光射出表面117离开本体102。外围光射出表面117被布置在中心光射出表面118外侧。
由于侧壁部分124，防止传入光通过中心光进入表面114进入本体102和通过外围光射出表面117离开本体102。如光线31所示，在侧壁部分124上入射的光可以被偏转以便以大于TIR角度的角度在外围光射出表面117上入射。光线31因此可以在外围光射出表面117中被反射并且可以通过TIR表面116反向离开本体。
根据第三实施例，如图5中所示，拒绝区域120可以在凹部110的底部包括在中心光进入表面114周围延伸到本体102中的凹进126。凹进126可以形成光偏转部分。进入凹进126的传入光可以朝着本体102的第二侧108的外围光射出表面117在凹进表面中被偏转。然而，光被偏转为在大于外围光射出表面117的TIR临界角的角度下在外围光射出表面117上入射。这意味着光将在外围光射出表面117中受到全内反射并且不会被允许通过第二侧108离开本体102。
凹进126可以包括凹表面。这意味着保证进入凹进126的传入光在斜角下在凹进126的表面上入射。因此，光在大角度下被偏转远离中心光进入表面114，从而便于光在大于全反射临界角的角度下被引向外围光射出表面117。
由于凹进126，防止传入光通过中心光进入表面114进入本体102和通过外围光射出表面117离开本体102。如光线41所示，在凹进126的与中心光进入表面114最近的内表面上入射的光可以被偏转以便以大于TIR角度的角度在外围光射出表面117上入射。还如光线42所示，在凹进126的距离中心光进入表面114最远的外表面上入射的光可以被偏转以便以大于TIR角度的角度在外围光射出表面117上入射。光线41和42因此可以在外围光射出表面117中被反射并且可以通过TIR表面116反向离开本体。
如图6中所示，光学系统100的中心准直透镜可以由凸中心光进入表面114和凸中心光射出表面118形成。凸中心光进入表面114可以被布置为如光线51所示将光源106成像到中心光射出表面118上。中心光射出表面118转而可以如光线52所示将中心光进入表面114的图像形成到无穷远。在这样的设置中，中心光进入表面114和中心光射出表面118形成科勒积分透镜。该设置不仅便于形成具有窄发射角的发射光束，而且可以用于消除来自光源106的光度和颜色不均匀的任何人为因素。
图7公开照明设备200。照明设备200包括可以被布置在阵列中以便形成均匀照射的多个光源106。光源106可以被形成在六边形阵列中，这可以有利于从照明设备200提供均匀照射，从而在来自不同光源106的贡献之间的照射中没有产生暗空隙。
光学系统100可以包括本体102，该本体包括多个凹部110。因此，光学系统100可以被形成为其可以被布置在多个光源106之上的单个单一本体102。本体102的每个凹部110因此可以具有用于从相应光源106接收传入光的中心光进入表面114。另外，拒绝区域102可以被布置为包围每个凹部110的中心光进入表面114。可以提供以上在第一、第二和第三实施例中描述的拒绝区域102类型中的任何类型。
本体102的第二侧108可以设置有多个中心光射出表面118，其中每个中心光射出表面118被布置为与对应中心光进入表面114一起形成中心准直透镜。可以根据以上描述的实施例中的任一实施例形成中心准直透镜。
包括光偏转部分的拒绝区域120可以作用于将传入光偏转到第二侧108上，从而光在第二侧108中形成的多个中心光射出表面118之间在第二侧108的外围光射出表面117上入射。从拒绝区域120的光偏转部分偏转的光然后将在外围光射出表面117中受到全内反射并且被反射回到本体102中。
本体102还可以包括在每个凹部110周围的TIR表面116，该TIR表面提供对通过侧面光进入表面112进入本体102的光的全内反射。与相邻凹部110关联的TIR表面116可以相互连接，从而形成本体102为单个单元。
照明设备200还可以包括被布置在光学系统100的本体102的侧表面116和第一侧104周围的镜面或者漫射反射外壳202。外壳202可以具有用于相应光源106的开口以便允许来自光源的光进入本体102。备选地，外壳202也可以被布置在光源106周围，从而光源106被安装在外壳202内部。反射外壳202可以反射不是通过第二侧108离开本体102的任何光。这意味着光可以被反射回到本体102中，并且可以最终地通过第二侧108离开本体102，从而向从光学系统100发射的光提供背景级别贡献。
如图7中的光线61所示，由凹进126偏转的光可以在外围光射出表面117中受到TIR，并且可能地在与本体102的与另一光源106关联的部分交互之后，可以到达反射外壳202。光然后可以由外壳202反射回到本体102中以便对从本体102发射的光有贡献。就这一点而言，由拒绝区域120偏转的光可以对由照明设备200提供的总体照射有贡献，并且偏转的光可以视为在照明设备200中被回收。
作为备选，光学系统100可以设置有各自与相应光源106关联的多个本体102。多个本体102和光源106然后可以被布置在阵列中以用于形成从多个光源106提供照射的照明设备200。
本领域技术人员认识到，本发明绝不限于以上描述的优选实施例。恰好相反，许多修改和变化在所附权利要求的范围内是可能的。例如与传入光交互的材料的层122可以与光偏转部分组合使用。因此例如可以将材料的层122提供在光偏转部分的一部分上、在中心光进入表面114的由光偏转部分包围的部分上、或者在光偏转部分与侧面光进入表面112之间的过渡处。
另外，如参照图7描述的反射外壳202可以与单个光源106和关联的光学系统100结合使用。
附加地，技术人员可以在实践要求保护的本发明时从对附图、公开内容和所附权利要求的研究中理解和实现对公开的实施例的变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元素或者步骤，而不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施这仅有的事实没有指示不能有利使用这些措施的组合。

Claims (12)

1.一种用于准直传入光的光学系统，包括：
本体(102)；
在所述本体(102)的第一侧(104)上形成的凹部(110)，所述凹部(110)具有中心光进入表面(114)和侧面光进入表面(112)；
在所述本体的第二侧(108)提供的中心光射出表面(118)；所述中心光进入表面(114)相对于所述中心光射出表面(118)进行布置使得落在所述中心光进入表面(114)上的传入光被引向所述中心光射出表面(118)，
在所述本体(102)的侧表面提供的全内反射表面(116)，所述全内反射表面(116)被布置使得落在所述凹部(110)的所述侧面光进入表面(112)上的传入光被引向所述全内反射表面(116)以便受到朝着所述本体(102)的所述第二侧(108)的全内反射；以及
包围所述中心光进入表面(114)的拒绝区域(120)，所述拒绝区域(120)被配置为防止在所述拒绝区域进入所述光学系统的传入光通过所述第二侧(108)离开所述本体(102)，其中所述拒绝区域包括光偏转部分，所述光偏转部分被布置为使得进入所述光偏转部分的传入光被偏转。
2.根据权利要求1所述的光学系统，所述光偏转部分(124；126)被布置使得进入所述光偏转部分(124；126)的所述传入光以大于全内反射临界角的角度被引向所述第二侧(108)。
3.根据权利要求2所述的光学系统，其中所述光偏转部分包括从所述凹部(110)延伸到所述本体(102)中的凹进(126)。
4.根据权利要求3所述的光学系统，其中所述凹进(126)包括凹表面。
5.根据权利要求2所述的光学系统，其中所述光偏转部分包括所述凹部(110)的侧壁部分(124)。
6.根据权利要求5所述的光学系统，其中所述中心光射出表面(118)是平坦的。
7.根据权利要求1-5中的任一权利要求所述的光学系统，其中所述中心光射出表面(118)是凸的。
8.根据权利要求1-6中的任一权利要求所述的光学系统，其中所述拒绝区域(120)包括吸收、散射或者镜面反射传入光的材料的层(122)，所述层(122)被布置在包围所述中心光进入表面(114)的表面上。
9.根据权利要求1-6中的任一权利要求所述的光学系统，其中所述中心光进入表面(114)和所述中心光射出表面(118)相对于彼此被布置以便形成科勒积分透镜。
10.根据权利要求1-6中的任一权利要求所述的光学系统，其中所述本体(102)包括多个凹部(110)和多个拒绝区域(120)，每个凹部具有用于接收传入光的中心光进入表面(114)，每个拒绝区域被布置为包围中心光进入表面(114)。
11.一种照明设备，包括根据权利要求1-10中的任一权利要求所述的光学系统、和以与所述光学系统的所述凹部(110)的靠近关系布置的光源(106)。
12.根据权利要求11所述的照明设备，还包括在所述光学系统的所述本体(102)的所述侧表面(116)和所述第一侧(104)周围布置的反射外壳(202)。
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