CN106461192B - 用于照明设备的光学组件 - Google Patents

Abstract

一种光学组件具有在第一端部与第二端部之间延伸的细长长度以及横切于且基本上小于所述长度并且在第一侧与第二侧之间延伸的宽度。光学组件包括设置在所述第一侧与所述第二侧之间并且沿着所述第一端部与所述第二端部之间的所述长度延伸的折射部分，以及多个分离反射部分。所述多个分离反射部分中的至少一个与所述折射部分间隔开，并且沿着所述第一端部与所述第二端部之间的所述长度延伸。

Description

用于照明设备的光学组件

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年8月18日提交的标题为“Optical Components for Luminaire”的美国专利申请No.14/462,391(Cree案号No.P2266US1)的权益。

本申请要求2013年12月30日提交的标题为“Optical Waveguide Bodies andLuminaires Utilizing Same”的美国临时专利申请No.61/922,017(Cree案号No.P2143US0)、2014年5月30日提交的标题为“Parking Structure LED Light”的美国临时专利申请No.62/005,955(Cree案号No.P2238US0)以及2014年6月6日提交的标题为“Parking Structure LED Light”的美国临时专利申请No.62/009,039(Cree案号No.P2238US0-2)的权益。本申请还包括2013年3月15日提交的标题为“OpticalWaveguides”的美国专利申请No.13/842,521(Cree案号No.P1946US1)的部分继续申请，以及还包括2013年3月15日提交的标题为“Optical Waveguide and Lamp Including Same”的美国专利申请No.13/839,949(Cree案号No.P1961US1)的部分继续申请，以及还包括2013年3月15日提交的标题为“Optical Waveguide and Luminaire Incorporating Same”的美国专利申请No.13/840,563(Cree案号No.P2025US1)的部分继续申请，以及还包括2013年7月10日提交的标题为“Optical Waveguide and Luminaire Incorporating Same”的美国专利申请No.13/938,877(Cree案号No.P2025US2)的部分继续申请，以及还包括2013年12月9日提交的标题为“Optical Waveguides and Luminaires Incorporating Same”的美国专利申请No.14/101,086(Cree案号No.P2126US1)的部分继续申请，以及还包括2013年12月9日提交的标题为“Optical Waveguide Assembly and Light Engine Including Same”的美国专利申请No.14/101,099(Cree案号No.P2129US1)的部分继续申请，以及还包括2013年12月9日提交的标题为“Simplified Low Profile Module With Light Guide ForPendant,Surface Mount,Wall Mount and Stand Alone Luminaires”的美国专利申请No.14/101,129(Cree案号No.P2141US1)的部分继续申请，以及还包括2013年12月9日提交的标题为“Optical Waveguide and Lamp Including Same”的美国专利申请No.14/101,051(Cree案号No.P2151US1)的部分继续申请，以及还包括2014年1月30提交的标题为“Optical Waveguide Bodies and Luminaires Utilizing Same”的国际申请No.PCT/US14/13937(Cree案号No.P2143WO)的部分继续申请，以及还包括2014年1月30日提交的标题为“Optical Waveguides and Luminaires Incorporating Same”的国际申请No.PCT/US14/13931(Cree案号No.P2126WO)的部分继续申请，以及还包括2014年3月15提交的标题为“Optical Waveguide Body”的国际申请No.PCT/US14/30017(Cree案号No.P2225WO)的部分继续申请，所有这些专利申请由本申请的受让人所拥有，并且这些专利申请通过引用并入此处。本申请通过引用包括2014年8月18日提交的标题为“Outdoor and/or EnclosedStructure LED Luminaire for General Illumination Applications,Such as ParkingLots and Structures”的共同未决的美国专利申请No.14/462,426(Cree案号No.P2238US1)，以及还包括2014年8月18日提交的标题为“Flood Optic”的美国专利申请No.14/462,322(Cree案号No.P2300US1)，这两个专利申请由本申请的受让人所拥有。

本申请还要求2014年12月26日提交的标题为“Outdoor and/or EnclosedStructure LED Luminaire”的美国专利申请No.14/583,415(Cree案号No.P2238US2)、2015年3月27日提交的标题为“Outdoor and/or Enclosed Structure LED Luminaire”的美国专利申请No.14/671,512(Cree案号No.P2238US3)、2014年1月28提交的标题为“OpticalWaveguides”的国际申请No.PCT/US14/13408(Cree案号No.P1946WO)、2014年1月30日提交的标题为“Optical Waveguide and Luminaire Incorporating Same”的国际申请No.PCT/US14/13934(Cree案号No.P2025WO)、2014年1月30日提交的标题为“Optical WaveguideAssembly and Light Engine Including Same”的国际申请No.PCT/US14/13854(Cree案号No.P2129WO)、2014年1月30日提交的标题为“Simplified Low Profile Module withLight Guide for Pendant,Surface Mount,Wall Mount and Stand Alone Luminaires”的国际申请No.PCT/US14/13840(Cree案号No.P2141WO)、2014年1月30提交的标题为“Optical Waveguide and Lamp Including Same”的国际申请No.PCT/US14/13891(Cree案号No.P2151WO)以及2015年5月21日提交的标题为“Outdoor and/or Enclosed StructureLED Luminaire”的国际申请No.PCT/US15/32011(Cree案号No.P2238WO2)的权益。

关于联邦政府资助的研究或者开发的基准

不适用

序列表

不适用

技术领域

本主题涉及一般照明以及更具体地涉及例如可在停车场和停车建筑中使用的室外和/或封闭结构照明设备。

背景技术

大区域的开放空间(诸如停车场或者停车库的平台)需要足够的照明以允许车辆和人不论什么时候(包括自然照明减少的期间，诸如夜间、下雨或者有雾的天气情况)都安全经过该空间。用于室外停车场或者有顶的停车平台的照明设备必须照射照明设备附近的大区域空间同时控制眩光以免分散驾驶者的注意力。更进一步地，这种照明设备在照明设备可以安装在各种封闭和非封闭位置中、电杆上或者表面上(诸如，车库天花板)的意义上是通用的，并且优选地呈现均匀外观。

此外，用于照射停车场或者停车建筑的照明设备必须具有坚固的构造以承受风和其它力以及抵抗风化作用，还必须足够轻以允许易于安装。另外，这种照明设备应当在美观上令人赏心悦目。

发光二极管(LED)技术的进步导致了包括这种设备的照明设备的广泛采用。尽管LED仅可以用于在不需要辅助光学设备的情况下产生光，但是已经发现，光学修正器(诸如透镜、反射器、光波导以及它们的组合)可以显著地改善特定应用的照明分布。

光波导使由一个或者多个光源(诸如，一个或者多个LED)发出的光混合以及引导由一个或者多个光源发出的光。典型的光波导包括三个主要组件：一个或者多个耦合元件、一个或者多个分布元件以及一个或者多个提取元件。(一个或者多个)耦合组件将光引导到(一个或者多个)分布元件中以及对光进行调整以与随后的组件相互作用。一个或者多个分布元件控制光如何通过波导以及如何依赖于波导几何结构和材料。(一个或者多个)提取元件通过控制光在何处以及在什么方向上离开波导来确定如何去除光。

在设计耦合光学器件时，主要考虑：使光从源传递到波导的效率最大化；控制注入到波导中的光的位置；以及控制光在耦合光学器件中的角分布。控制所注入光的空间扩散和角展度的一种方式是通过使每个源与专用透镜适配。这些透镜可以设置为在透镜与耦合光学器件之间有空气间隙，或者这些透镜可以由限定波导的(一个或者多个)分布元件的同一块材料制造。分立耦合光学器件允许许多优点，诸如更高效率的耦合、来自源的光通量的受控重叠以及所注入的光如何与波导的其余元件相互作用的角度控制。分立耦合光学器件利用折射、全内反射以及表面或者体积散射来控制注入到波导中的光的分布。

在光耦合到波导中之后，必须将其引导和调整至提取位置。最简单的示例是设计为在其间以最小损耗将光从电缆的一端输送至另一端的光纤电缆。为了实现这一点，光纤电缆仅逐渐地弯曲，并且避免波导中的突然弯曲。根据公知的全内反射原理，假如入射光不超过相对于表面的临界角，则行进通过波导的光从波导外表面反射回波导中。具体地，光射线继续行进通过波导，直到这种射线以小于相对于垂直于光射线入射表面点的线测量的角度的特定角度撞击折射率界面表面(或者，等效地，直到光射线超过相对于与光射线入射的表面点相切的线测量的角度)，并且光射线逸出。

为了使提取元件从波导去除光，光必须首先接触包括该提取元件的部件。通过使波导表面适当地成形，人们可以控制通过(一个或者多个)提取部件的光的流动。具体地，选择提取部件的间距、形状以及(一个或者多个)其它特征来影响波导的外观、其产生的分布和效率。

Hulse的美国专利No.5,812,714公开了配置为将光的行进方向从第一方向改变为第二方向的波导弯曲元件。波导弯曲元件包括收集器元件，其收集从光源发出的光以及将光引导到波导弯曲元件的输入面中。进入弯曲元件中的光在内部沿着外表面被反射以及在输出面处离开元件。外表面包括斜角表面或者弯曲表面，其取向为使得进入弯曲元件的光的大部分在内部被反射直到光到达输出面为止。

Parker等人的美国专利No.5,613,751公开了发光面板组装，包括具有光输入表面、光过渡区域以及一个或者多个光源的透明发光面板。光源优选地嵌入或者键合在光过渡区域中以消除任何空气间隙，从而减少光损耗并且使所发射的光最大化。光过渡区域可以包括每个光源周围和后面的反射和/或折射表面以使光更高效地反射和/或折射以及聚焦通过光过渡区域进入发光面板的光输入表面中。可以在面板构件的一侧或者两侧上设置光提取变形器的图案或者面板表面和/或使得光的一部分被发射的涂层的形状或者几何结构的任何改变。变形器的可变图案可以使光射线分散以使得光射线的一部分的内反射角将足够大以使得光射线从面板中发出或者穿过面板反射回来以及从另一侧发出。

Shipman的美国专利No.3,532,871公开了具有两个光源的组合运行光反射器，两个光源中的每一个在照射时产生被引导到凸出部的抛光表面上的光。光被反射到锥形反射器上。光被横向地反射到主体中以及碰撞到将光引导出主体的棱镜上。

Simon的美国专利No.5,897,201公开了从所包括的径向准直光分布的建筑照明的各种实施例。准点源产生在径向向外方向上准直的光，并且分布光学器件的出口装置将准直光引导出光学器件外。

Kelly等人的美国专利No.8,430,548公开了使用各种光源的照明灯具，诸如白炽灯泡、荧光灯管以及多个LED。体积扩散器控制来自照明灯具的光的空间亮度均匀度和角展度。体积扩散器包括体积光散射颗粒的一个或者多个区。体积扩散器可以与波导结合用于提取光。

Dau等人的美国专利No.8,506,112公开了具有多个发光元件(诸如，设置成一行的LED)的照明设备。准直光学元件接收由LED产生的光，并且光导将准直光从光学元件引导至提取光的光学提取器。

Niles(Illinois)的A.L.P.Lighting Components公司制造了具有楔形的波导，该楔形具有厚端部、窄端部以及其间的两个主面。在两个主面上形成有金字塔形提取部件。楔形波导用作出口标志，以使得标志的厚端部邻近天花板定位以及窄端部向下延伸。光在厚端部处进入波导并且由金字塔形提取部件向下以及远离波导引导。

近来研制出了基于低外形LED的照明设备(例如，General Electric的ET系列面板暗灯槽)，其利用定向到波导元件边缘中的一串LED组件(“边缘照明”方法)。然而，这种照明设备典型地由于将从主要朗伯发射源(诸如，LED组件)发射的光耦合到波导平面的窄边缘中所固有的损耗而遭受低效率。

Smith的美国专利No.7,083,313和No.7,520,650公开了供LED使用的光引导设备。在一个实施例中，光引导设备包括在设备的一侧上围绕多个LED设置的多个相对的准直仪。每个准直仪使由LED产生的光准直以及朝向设置在与设备第一侧相对的第二侧上的角形反射器引导所准直的光穿过准直仪的输出表面。准直光反射离开反射器以及从垂直于其上的一侧离开设备。在另一个实施例中，准直仪与设置在波导的第二侧上具有反射表面的波导集成，并且朝向反射表面引导准直光。如在一个实施例中，从设备的一侧引导入射到反射表面上的光。

发明内容

根据一个实施例，一种光学组件具有在第一端部与第二端部之间延伸的细长长度以及横切于且基本上小于所述长度并且在第一侧与第二侧之间延伸的宽度。所述光学组件包括设置在所述第一侧与所述第二侧之间并且沿着所述第一端部与所述第二端部之间的所述长度延伸的折射部分，以及多个分离反射部分。所述多个分离反射部分中的至少一个与所述折射部分间隔开，并且沿着所述第一端部与所述第二端部之间的所述长度延伸。

根据另一个实施例，一种光波导组装包括呈现全内反射特征的透光材料的主体。所述主体在第一方向上从第一端部至与所述第一端部相对的第二端部渐缩，并且沿着横切于所述第一方向的第二方向具有恒定的截面形状。邻近所述主体的所述第一端部布置光耦合部分。所述光耦合部分包括将光引导到所述第一端部中的折射部分和反射部分。光提取部件设置在所述透光材料的主体上，并且适合于将光提取到所述透光材料的主体外。

根据又另一个实施例，一种光波导包括呈现全内反射特征的透光材料的主体。所述主体在第一方向上从第一端部至与所述第一端部相对的第二端部渐缩，并且沿着横切于所述第一方向的第二方向具有恒定的截面形状。多组光提取部件设置在所述透光材料的主体上并且适合于将光提取到所述透光材料的主体外。所述多组光提取部件中的至少一组中的光提取部件在形状上与所述多组光提取部件中的至少一个其它组的光提取部件不同。所述光提取部件的组限定不同部件间角度的区段。

当考虑下列详细说明和所附图时，其它方面和优点将变得明显，其中在整个说明书中相同标号指示相同结构。

附图说明

图1是从下面看的从中省略照明传感器的照明设备的实施例的等轴视图；

图2是从上面看的照明设备的实施例的等轴视图；

图3是大致沿着图1的线3-3得到的截面视图；

图4是图1和2的实施例的分解视图；

图5是图1和2的主框架的等轴视图；

图6是大致沿着图5的线6-6得到的主框架的截面视图；

图7是从上面看的图1和2的辅助框架的等轴视图；

图8是大致沿着图7的线8-8得到的截面视图；

图9是从下面看的图7的辅助框架的等轴视图；

图10是图1和2的照明设备的光波导和耦合构件中的一个的等轴正视图；

图11是图1和2的照明设备的光波导和耦合构件中的一个的等轴后视图；

图11A是图11的光波导的放大片断视图；

图12是大致沿着图10的线12-12得到的截面视图；

图12A和12B是图10的耦合构件的放大片断视图；

图12C是图10的光波导的放大片断截面视图；

图13是照明设备的替换实施例的分解视图；

图13A是图13的辅助框架的替换实施例的等轴视图；

图14和14A是可安装接线盒的照明设备的实施例的等轴视图；

图15是安装在吊灯架或者电杆上的照明设备的实施例的等轴视图；

图16是具有鸟防护装置的安装在吊灯架上的照明设备的实施例的等轴视图；

图17和18分别是安装在桩杆上的照明设备的实施例的俯视和仰视等轴视图；

图19-21是多个安装在桩杆上的照明设备的实施例的仰视等轴视图；以及

图22是由图1的照明设备产生的照明分布。

具体实施方式

如图1-4所示，本文公开了照明设备100，该照明设备100用于一般照明，更特别地，用于开放空间(以及具体地，停车场或者车库的停车平台)照明。照明设备100包括壳体102，壳体102包括可以支撑照明设备100的支撑结构(在下文中讨论的)。多个第一光波导104a-104d设置在壳体102上并且由壳体102支撑。如下文更详细指出的，多个第二发光二极管元件或者模块(LED)105由壳体102支撑。

每个LED元件或者模块105(图3和4)可以是单个白色或者其它颜色的LED芯片或者其它裸露组件，或者各自可以包括分开地或者一起安装在单个衬底或者封装上的多个LED，以形成包括例如单独地或者与至少一个颜色的LED(诸如，绿色LED、黄色LED、红色LED等等)结合的至少一个涂敷磷光体的LED的模块。在要产生具有改善的显色性的柔和白色照明的那些情况下，每个LED元件或者模块105或者多个这种元件或者模块可以包括一个或者多个蓝移的黄色LED以及一个或者多个红色LED。可以根据需要以不同配置和/或布局设置LED105。如在现有技术中已知的，可以使用其它LED组合产生不同色温和外观。在一个实施例中，光源包括任何LED，例如，包括LED技术的MT-G LED，或者如由本申请的受让人Cree公司开发和制造的Lowes等人在2012年10月10日提交的标题为“LED Packagewith Multiple Element Light Source and Encapsulant Having Planar Surfaces”的美国专利申请13/649,067(Cree案号No.P1912US1-7)所公开的LED，该专利的公开通过引用并入本文。如果需要，则可以利用美国专利No.8,541,795中公开的侧面发光二极管，该专利的公开通过引用并入本文。在一些实施例中，每个LED元件或者模块105可以包括设置在耦合腔内的一个或者多个LED，耦合腔具有设置在LED元件或者模块105与光输入表面之间的空气间隙。在本文公开的实施例中的任何一个中，如果必要或者需要的话，尽管(一个或者多个)LED元件或者(一个或者多个)模块105中的每一个可以具有定向发光分布(例如，侧面发光分布)，但是各自优选地具有朗伯或者近似朗伯光分布。更一般地，(一个或者多个)任何朗伯对称广角优先侧或者不对称波束图案LED元件或者模块都可以用作光源。

每个波导104可以具有任何合适的形状，并且波导104的形状可以彼此不同或者基本上相同。例如，少于所有波导104的第一子集可以基本上彼此相同，并且包括第二子集的其余波导104中的一些或者全部可以与第一子集的波导不同。在该后者情况下，第二子集的波导可以基本上彼此相同或者一些或者全部可以彼此不同。可以预期产生相同或者不同光照明分布的基本上相同和/或不同的波导104的任何组合。此外，如在下文中更详细指示的，尽管在图中图示了四个波导104，但是可以使用不同数量的波导。在一些实施例中，两个或者更多个波导可以相对于彼此成角度α设置(图4)。在一个这种实施例中，角度α可以是大约90度。在另一个实施例中，角度α可以大于或者小于90度以产生期望分布。更进一步地，波导104的(一个或者多个)材料优选地包括呈现TIR特征的光学级材料，包括但不限于，丙烯酸、空气、聚碳酸酯、模塑硅酮、玻璃和/或环烯烃共聚物中的一个或者多个以及它们的组合(可能地，按分层布置)以实现期望效果和/或外观。优选地，尽管不一定，但是波导104全都是固体或者一些或者全部在其中具有不同材料的一个或者多个空隙或者离散体。可以利用诸如热压印或者模塑(包括注射/压缩模塑)的工序来制备波导104。可以根据需要使用其它制造方法。

还参照图5-9，壳体102具有至少一个以及更优选地四个支撑托架106a-106d，它们在相对的角108a、108c与108b、108d之间对角地延伸。支撑托架106支撑开放式中央壳罩110。工作电路系统112设置以及保持在中央壳罩110中。本文公开的实施例中的任何一个可以包括工作电路系统112，工作电路系统112包括具有降压调节器、升压调节器、降压-升压调节器、SEPIC电力供应等等的电力电路，并且可以包括如通过引用并入本文的由Hu等人在2014年5月30日提交的标题为“High Efficiency Driver Circuit with Fast Response”的美国专利申请序列No.14/291,829(Cree案号no.P2276US1，代理人案号no.034643-000618)或者由Hu等人在2014年5月30日提交的标题为“SEPIC Driver Circuit with LowInput Current Ripple”的美国专利申请序列No.14/292,001(Cree案号no.P2291US1，代理人案号no.034643-000616)中公开的驱动器电路。红外传感器或者其它传感器113(图18)可以支撑在壳罩110的下开口110a(图1)中以及可以包括工作电路系统112的一部分。传感器113可以被提供为引起工作电路系统的平衡以根据所感测的环境光水平激励或者改变照明设备100的照明水平。

在图示的实施例中，壳体102包括主框架114，主框架114具有分别地容纳波导104a-104d的沟槽插座116a-116d。优选地，尽管不一定，但是如沟槽插座116一样，波导104a-104d全都基本上(如果不完全)彼此相同，以及由此，本文将仅对波导104a和插座116a进行详细描述。还优选地，每个波导104相对于邻近波导104成相等或者不相等角度设置以限定部分地或者完全地闭合的路径，以使得至少部分地围绕路径分布光。如图10所示，波导104a包括邻近第一端部或者顶部端部104a-2的增大渐缩部分104a-1。波导104a还包括第二端部或者底部端部104a-3以及侧边缘部分104a-4和104a-5。参照图11，发光部分104a-6设置在部分104a-1与端部104a-3之间。发光部分104a-6包括多个光提取部件104a-7，它们设置在与第二表面或者前表面104a-9相对的第一表面或者后表面104a-8上或者中。应当注意，光提取部件104a-7可以不规则地间隔开，或者一些可以规则地间隔开以及其它不规则地间隔开等等。在图示的实施例中，多个光提取部件104a-7包括第一组部件104a-10(图12)，它们相对较大并且间隔较宽以及设置在波导104a的相对靠近渐缩部分104a-1的上部分处。提取部件104a-10中的每一个通常可以具有2014年1月30日提交的标题为“OpticalWaveguide Bodies and Luminaires Utilizing Same”的国际申请序列No.PCT/US14/13937(代理人案号No.P2143WO)中公开的形状，该国际申请由本申请的受让人拥有以及其公开通过引用并入本文。如图12A所示，每个部件104a-10包括邻近细长楔形脊或者突出部104a-12设置的细长楔形通道或者槽104a-11，它们两者都优选地部分地在侧边缘部分104a-4与104a-5之间相对于其横向地(优选地，尽管不一定，但是垂直地)延伸。楔形沟槽104a-11包括相对于后表面104a-8成角度θ(图11A)形成的提取表面104a-11a。角度θ可以是恒定的，在提取部件104a-10的整个长度上变化，在整个提取部件104a-10组上变化，和/或在下面描述的整个提取部件104a-10、104a-13、104a-14和/或104a-15组上变化。在一些实施例中，角度在大约25°与大约40°之间变化。还优选地，尽管不一定，但是每个部件104a-10的沟槽和脊彼此平行并且平行于其它部件104a-10的其它沟槽和脊。

部件104a-7还包括三个另外的部件104a-13、104a-14和104a-15组，它们大小逐渐地变小以及以距波导104a的上端部越远越紧密地间隔在一起。部件104a-10、104a-13、104a-14和104a-15以进一步改善光强度均匀性的不同部件间角度γ(图11A)限定四个区段，并且比组104a-10更靠近波导104a的第二端部104a-3地设置后三组104a-13至104a-15。如图12所示，每个提取部件104a-7之间的背表面104a-8相对于平行于线LL的线限定部件间角度γ，线LL垂直于波导104的第一端部104a-2处的边缘104a-27。在一些实施例中，部件间角度γ的范围可以在大约0.5°与大约5°之间。在一个示例实施例中，组104a-10、104a-13、104a-14和104a-15的部件间角度γ可以分别为1°、2°、3°和4°。类似于组104a-10，组104a-13和104a-14的每个部件包括邻近细长楔形脊或者突出部(类似于脊104a-12)设置的细长楔形沟槽或者组(类似于沟槽104a-11)，它们两者都优选地部分地在侧边缘部分104a-4与104a-5之间相对于其横向地(优选地，尽管不一定，但是垂直地)延伸。还优选地，尽管不一定，但是每个部件104a-13和104a-14的沟槽和脊彼此平行并且平行于其它部件104a-10、104a-13和104a-15的其它沟槽和脊。组104a-15包括图12中看到的楔形沟槽104a-16，它们优选地部分地在侧边缘部分104a-4与104a-5之间相对于其横向地(优选地，尽管不一定，但是垂直地)延伸。此外，尽管不一定，但是沟槽104a-16优选地彼此平行并且平行于每个部件104a-10的沟槽和脊。部件104a-7重复利用光中的至少一些，否则它们将逸出波导104a的后表面104a-8回到波导104a中。部件104a-7以不同节距(即，间距)设置，和/或具有不同大小，并且限定不同部件间角度γ的区段，以使得从前表面104a-9发出基本上均匀强度的光。

参照图12和图12C，波导104a还包括设置在前表面104a-9上或者中的扇形部件(scalloped feature)104a-17以及邻近底部端部104a-3设置的端部光提取部件104a-18。端部光提取部件104a-18包括设置在后表面104a-8中或者上的细长楔形突出部104a-19，其中突出部104a-19包括向下指向的圆形波峰部分104a-20。端部光提取部件104a-18还包括设置在前表面104a-9上或者中的细长楔形沟槽104a-21。优选地，扇形部件104a-17和楔形沟槽104a-21平行于楔形突出部104a-19，并且沟槽104a-21的至少一部分设置在突出部104a-19的自上而下范围内。更进一步地，扇形部件104a-17、突出部104a-19和沟槽104a-21优选地相对于侧边缘部分104a-4和104a-5横向地(以及，更优选地垂直)延伸，但在侧边缘部分104a-4与104a-5之间并不完全延伸，以使得分别地邻近侧边缘部分104a-4和104a-5限定侧凸缘104a-22和104a-23。此外，限定凸缘的底部后表面和前表面104a-24、104a-25分别地从后表面104a-8和前表面104a-9到延伸端部光提取部件104a-18下。与没有曲度的波导相比，波导104a可以从上到下具有轻微凹曲度(如从照明设备100的外部看)以增大光分布。另外，如图12所示，第二表面或者前表面104a-9可以相对于平行于线LL的线形成角度β，线LL垂直于波导104的第一端部104a-2处的边缘104a-27。此外，波导104a还从上到下渐缩以使行进通过波导104a的光在其间的单次通过期间离开波导的可能性最大化。为了此目的，端部光提取部件104a-18还确保在单次通过的末尾处提取光，以及如图12B所示，部件104a-18使得所提取的光的一部分被向下引导以及一部分被引导出前表面104a-25。该“射线拆分”部件允许在没有与进入底部框架构件中的光吸收相关的光效率损耗的情况下使用单独的或者包覆成型的底部框架构件(在下文中描述的)。

如图11A所示，通过优选地提供以线性阵列设置在光提取部件104a-7中的一些或者全部之上或者之下的一系列弯曲凹口或者突出部104a-26(另外称为“鳞斑”部件)以使像素化(即，使单个光源成像的能力)最小化。

沟槽插座116a包括限定相对侧沟槽116a-5和116a-6的间隔侧壁116a-1、116a-2和116a-3、116a-4，部分地限定底部框架构件的直立底壁116a-7，基座表面116a-8以及一起限定延伸穿过主框架114的对应侧构件121a的渐缩顶部开口116a-13的表面116a-9至116a-12。在组装期间，将波导104a的底部端部104a-3插入到沟槽插座116a的渐缩顶部开口116a-13中，以使得侧凸缘104a-22和104a-23分别地进入相对侧沟槽116a-5和116a-6。还将波导104a插入到沟槽插座116a中，直到增大渐缩部分104a-1的渐缩下表面104a-24和104a-25坐靠在限定渐缩顶部开口116a-13的表面116a-9和116a-12的渐缩肩部表面116a-10和116a-11上。在此时，邻近直立底壁116a-7设置底部端部104a-3，并且优选地，尽管不一定，但是底部端部104-3接触基座表面116a-8。

其余波导104b、104c和104d分别地包括对应元件104b-1至104b-25、104c-1至104c-25以及104d-1至104d-25，它们与元件104a-1至104a-25基本上相似或者相同。沟槽插座116b、116c和116d分别地包括对应元件116b-1至116b-13、116c-1至116c-13以及116d-1至116d-13，它们与元件116a-1至116a-13基本上相似或者相同，并且以与在沟槽插座116a中容纳波导104a的方式相同的方式分别地容纳波导104b、104c和104d。

在图示的实施例中，波导104a-104d全部设置在照明设备100中的相同或者基本上相同高度处，然而并不需要如此。

在将波导104和电路系统112分别地放置到插座116和中央壳罩110中之后，辅助框架122设置在主框架114上以及固定至主框架114。辅助框架122包括外周边部分123，其具有设置在主框架114的拐角凹陷部125a-125d中的四个嵌套部分124a-124d。嵌套部分124的外表面和拐角凹陷部125的内表面优选地(尽管不一定)形状互补。辅助框架122还包括支撑中央覆盖部分127的对角地向内引导的臂126a-126d。当辅助框架122设置在主框架114上以使得嵌套部分124延伸到拐角凹陷部125中时，中央覆盖部分127覆盖并且封闭中央壳罩110以及设置在其中的工作电路系统112。形成垫圈128的(一个或者多个)密封表面在覆盖部分127与壳罩110之间提供密封件。如在下文中更详细指出的，中央覆盖部分127包括允许接入工作电路系统110的开口129，以使得公用电力可以连接至电力供应电线。

参照图7-9，辅助框架122的外周边部分123包括与波导104a-104d的顶部端部104a-1-104d-1分别地对准的多个沟槽130a-130d。沟槽130a-130d基本上或者完全相同，并且部分地或者基本上完全地在相邻拐角凹陷部125之间纵向地延伸。每个沟槽130从第一面或者上面132延伸并且完全穿过辅助框架122。可以与辅助框架122集成在一起或者分开的下密封构件133a、133b、134a、134b、135a、135b和136a、136b在第二面或者下面137处分别地围绕每个沟槽130a-130d。可以与辅助框架122集成在一起或者分开的上密封构件140a、140b、141a、141b、142a、142b和143a、143b在顶面132处设置在沟槽130a-130d的任一侧上。每个沟槽130a-130d包括分别地具有渐缩部分152a-152d的上部分151a-151d以及分别地容纳关联波导104a、104b、104c和104d的平面顶部端部104a-2、104b-2、104c-2和104d-2的下部分153a-153d。

如图3和4所示，辅助框架122由紧固件(诸如，螺钉170)固定至主框架114，该紧固件延伸穿过辅助框架122中的孔180进入主框架114中对准的螺纹孔182中。承载下密封构件133a、133b、134a、134b、135c、135c和136a、136b的向下延伸的带肩的密封区段184延伸到主框架中的形状互补沟槽186中，以使得密封构件133a、133b、134a、134b、135c、135c和136a、136b抵靠以及密封贴靠在增大渐缩部分104a-1、104b-1、104c-1和104d-1上。此外，密封构件133a、133b、134a、134b、135c、135c和136a、136b抵靠以及密封贴靠在沟槽186的基座表面188上。此后，将以光学耦合构件190a-190d形式的细长光学组件分别地插入到沟槽130a-130d的上部分151a-151d中，与平面顶部端部104a-2、104b-2、104c-2和104d-2形成接触。参照图4，光学耦合构件190全部优选地(但不一定)由相同合适光学材料(诸如，液体硅酮橡胶)制成，并且优选地(尽管不一定)基本上或者完全地彼此相同。相应地，将仅对光学耦合构件190a进行详细描述。如图12所示，光学耦合构件190a包括至少一个折射部分190a-1以及至少一个，以及优选地多个反射部分190a-2，其中(一个或者多个)折射部分190a-1和(一个或者多个)反射部分190a-2两者都设置在上端部190a-3处。光学耦合构件190a优选地在构件190a的第一端部与第二端部之间的长度为细长的，并且具有横切于且基本上小于长度的在第一侧与第二侧之间延伸的宽度。在其它实施例中，光学耦合构件可以具有任何其它形状，诸如环形或者圆形。例如，可以邻近多个LED组件设置多个圆形耦合构件。在任何情况下，反射光与折射光的比例的增大可以产生光源成像的期望降低(即，从照明设备100外部看(一个或者多个)单个光源的能力)。此外，光学耦合构件190a还包括主体190a-4，该主体190a-4具有端接在平面底部表面190a-6处的渐缩外表面190a-5。光学耦合构件190a的材料优选地有点粘，以使得平面底部表面190a-6粘附至波导104a的平面顶部端部104a-2以及与波导104a的平面顶部端部104a-2形成透光键合。此外，当光学耦合构件190a完全插入在其中时，渐缩外表面190a-5优选地，但不一定，接触沟槽130a的渐缩部分152a。

优选地，其余光学耦合构件190b、190c和190d包括与元件190a-1至190a-6分别地相对应的元件190b-1至190b-6、190c-1至190c-6以及190d-1至190d-6，并且以如上相对于光学耦合构件190a相对于波导104a放置在沟槽130a中描述的相同的方式将它们设置在沟槽130b、130c和130d内。参照图4，在图示的实施例中，将至少一个并且更优选地超过一个LED元件或者模块105安装在以柔性导体203形式的连续柔性电路元件的暴露导电部分202a-202d上，其中导体203设置在辅助构件122的上面132的相应部分204a-204d顶上以及跨越上面132的相应部分204a-204d，相应部分204a-204d分别地邻近辅助构件122的沟槽130a-130d并在辅助构件122的沟槽130a-130d的任一侧上，并且其中LED元件或者模块105朝光学传导构件190发出光。柔性电路元件可以包括一个或者多个铝层和/或铜层。

如图4所示，在一个实施例中，柔性导体203分别包括第一和第二端部207、208以及中间部分209，该中间部分209包括由拐角回路211a、211b和211c分开的区段210a、210b、210c和210d。在图示的实施例中，中间部分209完全围绕照明设备100延伸，以使得区段210a-210d覆在沟槽130上。此外，四个嵌套部分124a-124d中的每一个优选地为中空的，并且拐角回路211a、211b和211c分别地放置到嵌套部分124a、124b和124c中，并且邻近嵌套部分124d设置端部207、208。诸如通过过盈配合或者压配合将拐角夹210a-210c分别地插入到嵌套部分124a-124c中以及保持在其中，以使得回路211a-211c保持在嵌套部分124a-124c中以及由夹子210a-210c锚固。另外，电线214延伸穿过限定壳罩110的壁中的凹口215以及中央壳罩110与嵌套部分124c之间的辅助框架122的臂126c中形成的孔口216和沟槽218，其中以任何合适的方式对柔性导体203进行电气连接。

组合覆盖和热传递构件220由紧固件(诸如，螺钉222)固定至辅助框架122，该紧固件延伸穿过孔口224进入辅助框架122中的螺纹孔226中。盖子220包括悬于辅助框架122的带肩的周边部分228之上的向下引导的周边凸缘227。盖子220优选地由导热耐蚀材料(诸如，铝、不锈钢或者任何其它合适材料)制成。如图2和图4所示，盖子220包括在区段210a-210d处与柔性导体203的上表面热接触的向内引导部分229a-229d，以使得由LED 105产生的热通过柔性导体203和盖子220高效地传输至周围环境。此外，当盖子220固定到辅助框架122时，密封构件140、142、144和146、148、150在区段210a-210d的任一侧上接触盖子220的内表面230以及密封贴靠在盖子220的内表面230上。密封件140a、140b、141a、141b、142a、142b和143a、143b以及密封件133a、133b、134a、134b、135c、135c和136a、136b和周边凸缘227提供防止组件暴露于水、灰尘、其它污染物等等的环境屏障。

参照图3，光学耦合构件190使由每个LED 105产生的光的主要朗伯分布基本上准直，并且将这种光引导到波导104中。具体地，图12A图示了包括单个折射部分190a-1以及两组反射部分190a-2a和190a-2b的实施例。此外，在图示的实施例中，每组反射部分190a-2a和190a-2b包括四个反射部分，这四个反射部分以关于中心线CL对称的布置布置在折射部分190a-1的任一侧上，中心线CL距构件190a的第一侧和第二侧等距离。由LED元件或者模块105a产生的光入射到折射部分190a-1和反射部分190a-2上。入射到折射部分190a-1上的光被准直以及传输到关联波导104a中，其中准直的程度由许多因素决定，包括折射部分190a-1的界面表面240的形状。优选地，尽管不一定，但是界面表面240在形状上是凸的(即，由耦合构件190a的材料限定的表面240的中心或者中间部分比其外端部更靠近LED 105a设置)以及还是弧形的，并且，更具体地，优选地在截面上具有部分环形形状。更进一步地，反射部分190a-2包括通过中间槽244a、244b、244c、...、244M彼此分开的多个脊242a、242b、242c、...、242N。每个脊242(例如，脊242a)由平行于中心线CL的内表面246和相对于中心线CL倾斜以及以锐角彼此接合的外表面248限定。如图12A的射线所示，入射到内表面246上的光在这种表面处的折射界面处被折射，并且折射光射线根据全内反射的原理行进通过光学耦合构件190a的材料以及反射离开外表面248，并且以基本上准直的方式被引导到关联波导104a中。准直的程度依赖于许多因素，包括反射部分190a-2的表面的几何结构。此外，通过确保脊的表面以锐角汇合以改善光学效率和光分布。在图10、11、12和12B所示的图示实施例中，每个光学耦合构件190和波导104具有下列表格中列举的尺寸，应当理解，尺寸仅是示例性的，并且在本文中并不限制任何权利要求连同其等效物的范围，除非可能由此列举以外：

表格1

因此，入射到折射部分190a-1和反射部分190a-2上的光被准直以及引导到波导104a中。波导104a的提取部件104a-7使得注入波导104a中的光离开前表面104a-9，并且扇形部件104a-15使光上下扩散。其余光学耦合构件190b-190d和波导104b-104d以与光学耦合构件190a和波导104a相同的方式注入、传输以及提取由柔性导体203的区段210b-210d的导电部分上安装的LED 105产生的光。当激励LED 105时，总体结果将产生例如如图22的模拟照明图形所图示的期望照明分布。在图示图形中，用虚线示出了沿着相对于两个相对波导104形成90°角的平面产生的分布。用实线示出了沿着延伸穿过两个相对拐角108的平面产生的分布。在照明设备100之上引导光的一部分。

在另外的替换实施例中，可以以任何合适方式生产波导104和耦合构件190，并将波导104和耦合构件190放置到模具中，以及可以围绕波导104和耦合构件190对框架进行模塑。在这种实施例中，可以不需要辅助框架122。

如果需要，则柔性电路导体203可以包括邻近LED元件或者模块105的表面260，表面260具有白色或者镜面反射涂层或者固定或以其它方式施加至其上的其它构件。

接着参照图14-21，盖子220适合于固定至各种设备中的任何一个，以使得照明设备可以从例如停车平台或者车库的天花板悬吊下来，或者照明设备可以安装在吊灯架上或者安装在其它设备(诸如，耳轴、接线盒、电杆等等)上。具体地，盖子220为大致平面的并且包括中央开口269以及围绕中央开口269的多个(诸如，四个)弧形狭缝270a-270d(图13)，其中每个狭缝270a-270d分别地具有增大开口272a-272d。安装板274包括中央区段276，中央区段276具有中央孔口278以及围绕中央孔口278的多个组合弧形和径向狭缝280a-280d。安装板274还包括相对于板274的其余平面部分偏移的多个突片282a-282d。为了图示，假设照明设备将要安装至接线盒290(图14)，首先利用延伸穿过组合弧形和径向狭缝280a-280d中的两个或者更多个进入接线盒290中的螺纹孔中的螺钉或者其它紧固件292将安装板274安装至接线盒290，其中突片282a-282d在远离接线盒290延伸的方向上偏移。其后，所组装的照明设备100由例如航空电缆或者金属丝绳的一个或者多个区段从接线盒290(图14)悬吊，并且利用常规接线螺母或者以其它方式对中央壳罩110中的工作电路系统112(图4)进行电气连接。电线被塞进接线盒290中，并且随后升高照明设备100，以使得邻近安装板274设置盖子220。随后操纵照明设备，以使得偏移突片282a-282d插入到弧形狭缝270a-270d的增大开口272a-272d中。随后转动照明设备100以将突片282a-282d移动至不与增大开口272a-272d对准，并且使得突片282a-282d设置在狭缝270a-270d的端部298a-298d处或者附近的区段296a-296d下方。随后将螺钉299a拧入盖子220中的螺纹孔299b中以防止照明设备100进一步旋转，并将照明设备100固定至接线盒290。此外，可以使用其它方式将照明设备100固定至接线盒。例如，可以利用定位在接线盒290与安装板274之间以及安装板274与盖子220之间的垫圈275a、275b将图14A的照明设备100安装至接线盒290。

如应当显而易见的，可以利用安装板274或者另一个合适的设备将照明设备固定至其它结构或者元件。照明设备可以被安装为单个单元，或者可以邻近其它照明设备成组安装(图15-21)。参照图15，照明设备200包括围绕接线盒(未示出)的鸟防护装置202。图16-21分别地图示了以各种安装布置的照明设备250、300、350、400、450和500。

如果需要，以及如图13A所示，可以在没有图7所示的辅助框架122的中央覆盖部分127的情况下设置盖子220。在该情况下，盖子220可以设置有形成密封贴靠在中央壳罩110上表面上的垫圈的密封构件(未示出)。替换地，如果如图7所示的那样设置中央覆盖部分127，则安装套环(未示出)可以与其一起形成或者固定至其上。安装套环可以向上延伸穿过盖子122的中央开口129。套环可以包括螺纹径向孔以容纳固定螺钉，使得照明设备可以固定至套环中容纳的悬伸垂直电杆端部(未示出)。

更进一步地，连续柔性导体203可以由非连续柔性或者刚性电气导电构件替代。因此，例如，如图13所示，第一至第四电路板340a-340d分别地覆在沟槽130a-130d上，第一至第四电路板340a-340d中的每一个包括安装在其上的LED元件或者模块105。在图示的实施例中，如凹口215、孔口216和沟槽218的另外的凹口344、孔口346和沟槽348与沟槽218直径上相对地设置，以使得沟槽348延伸穿过辅助框架322的臂126c。可以提供嵌套部分324a和324c中设置的拐角连接器342a和342b以便于连接至中央壳罩110中的工作电路系统112。另外的拐角电气连接器(未示出)可以分别地设置以及保持在嵌套部分324b和324d内，以及分别地使邻近电路板340a、340b和340c、340d互连。在该布置中，如与不等数量的不同组件相反，可以产生和安装相等数量的不同电路板和连接器配置，从而可能引起降低的制备成本。在另一个实施例中，如在图4和7所示的实施例中描述的，可以由从中央壳罩110延伸穿过辅助框架122的单个沟槽的电线供应电力。在该情况下，拐角电气连接器342a、342b和342c分别地设置以及保持在嵌套部分124a、124b和124c内，以及分别地使邻近电路板340a、340b和340b、340c以及340c、340d互连。电路板340a和340b由与拐角电气连接器342a、342b相同的拐角电气连接器352a互连，并且设置和保持在嵌套部分124a内。

如果需要，则可以省略主框架114的直立底壁116a-7至116d-7和基座表面116a-8至116d-8，并且可以用分别地容纳波导104a-104d的底部端部104a-3至104d-3的沟槽构件400a-400d(图13)替代。沟槽构件400a的端部400a-1和400a-2滑入侧沟槽116a-5和116a-6的底部部分中以及保持在其内。以类似方式，使沟槽构件400b、400c和400d保持在侧沟槽116b-5和116b-6、116c-5和116c-6以及116d-5和116d-6内。

概括地说，多个波导设置在壳体上。邻近波导的顶部边缘放置柔性导体或电路板，并且柔性导体或电路板由充当散热器的盖子封闭。

壳体和盖连同集成密封件一起接合构成照明设备的侧面的四个(或者不同数量的)波导，并且集成电力供应、传感器、工作电路和电线连接区域的壳罩。连续柔性导体或电路板为波导耦合构件提供LED，以及避免每个拐角处对电线束的需要。这允许最少使用材料，从而得到低成本的照明设备。

壳体提供光波导充当照明设备侧壁的独特美观性。使与照明设备相关联的材料和成本最小化。设计产生具有最小眩光的优良照明。灯具的光学部件集成到主壳体中，这产生更健壮的结构以及有助于组件之间的密封。

在该设计中使用波导光学器件以实现具有低眩光的高流明输出。这通过向下成一定角度引导光以及在大区域上扩散照明来完成。如与从反射器的反射表面弹回(即，间接照明)相反，来自LED的光直接地指向每个波导。该光学解决方案比当前的间接系统更高效以及允许通过改变照明区域调节眩光值。

在实施例中，每个波导由光学级丙烯酸制成，并且利用液体硅酮橡胶(“LSR”)构件或者其它构件使LED光学地耦合至波导。LSR被成形为通过将来自LED的光直接地引导到波导中以充当光学系统的入口几何形状。

如果需要，则可以利用壳体对波导(有或者没有光学耦合构件)进行嵌入模塑，从而使波导和壳体形成单件以及消除波导与壳体之间对密封件的需要。这减少组装时间以及有利于更健壮的照明设备结构。在实施例的具体版本中，热塑性弹性体(“TPE”)密封件模塑到壳体上以密封灯具并保护LED和相关电路系统不受环境影响。在又另一个实施例中，TPE密封件模塑到壳体上方放置的顶板或者盖上。

壳体还包括为壳体增加附加强度的安装板。在实施例中，安装板由金属材料制成，并且模塑到塑料壳体中以巩固安装其的灯具区。在又另一个实施例中，安装板模塑到塑料覆盖构件或者盖中。

如图所示，照明设备多功能壳体可以与若干安装选项(例如，吊灯架、耳轴、接线盒、电杆)一起使用。由于允许从照明设备顶部进行中央区段接入，因此壳体还使得易于安装。

在实施例中，塑料的使用避免对后处理的需要，后处理诸如是涂漆以及应用其它昂贵的涂层系统以保护照明设备免受环境的影响。在实施例中，盖由金属片制成，使得它可以用作散热器，并且因此，不同于金属铸造，不需要涂漆或者涂敷。在又另一个实施例中，盖可以由塑料制成，或者可以用塑料对金属片盖进行包覆成型以产生安装部件。

本文公开的实施例中的任何一个可以包括电力电路，电力电路还可以与根据观察者输入(诸如，通过引用并入本文的由Pope等人在2014年5月30日提交的标题为“LightingFixture Providing Variable CCT”的美国专利申请序列No.14/292,286(Cree案号no.P2301US1)中公开的)控制本文公开的实施例中的任何一个的色温的光控制电路系统一起使用。

此外，本文公开的实施例中的任何一个可以包括形成光控制电路系统的一部分的一个或者多个通信组件，诸如感测RF能量的RF天线。可以包括通信组件例如以允许照明设备与其它照明设备和/或外部无线控制器进行通信，诸如在2013年3月1日提交的标题为“Lighting Fixture for Distributed Control”的美国专利申请No.13/782,040或者2014年1月27日提交的标题为“Enhanced Network Lighting”的美国临时申请No.61/932,058中公开的，两个专利申请都由本申请的受让人所拥有以及两个专利申请的公开通过引用并入本文。更一般地，控制电路系统包括网络组件、RF组件、控制组件和传感器中的至少一个。传感器可以为其提供环境照明水平的指示和/或照明区域内的占用。这种传感器可以集成到光控制电路系统中，并且可以使得照明设备根据环境光水平和/或所检测的运动调节输出照明水平。

工业实用性

概括地说，所公开的照明设备提供美观上赏心悦目的、强健的、有成本效率的照明组装，供对诸如停车场或者停车库平台的大区域进行照明使用。与常规照明系统相比，以减少的眩光实现照明。

本文公开的提取部件从波导高效地提取光。本文公开的照明设备中的至少一些特别地适合于在安装中使用，诸如备用灯或者更新灯、室外产品(例如，路灯、高架灯、顶篷灯)和室内产品(例如，筒灯、暗灯槽、嵌入式或者插入式应用、墙壁或者天花板上的表面安装应用等等)，优选地需要至少大约800流明或者更大的总照明设备输出，以及，在一些实施例中，至少大约7000流明的总照明设备输出(尽管总照明设备输出部分地依赖决于期望应用)。此外，本文公开的照明设备优选地具有在大约2500开氏度与大约6200开氏度之间、以及更优选地在大约2500开氏度与大约5000开氏度之间、以及最优选地在大约4000开氏度与大约5000开氏度之间的色温。此外，本文公开的照明设备中的至少一些优选地呈现至少大约100流明/瓦，并且更优选地至少大约120流明/瓦的效能。此外，本文公开的光学耦合构件和波导中的至少一些优选地呈现至少大约90％的总效率(即，从波导提取的光除以注入到波导中的光)。至少大约70的显色性指数(CRI)优选地由本文公开的照明设备中的至少一些得到，其中更优选的是至少大约80的CRI。可以实现任何期望的特定输出光分布(诸如，蝶形光分布)，包括上下光分布或者仅上分布或者仅下分布等等。

当人们使用发射到较宽(例如，朗伯)角度分布(对于基于LED的光源常见)的相对较小光源时，如本领域通常理解的，扩展度守恒需要具有大发射区域的光学系统以实现较窄(准直)角度光分布。在抛物面反射器的情况下，因此通常需要大光学器件以实现高准直水平。为了在更紧凑设计中实现大发射区域，现有技术依靠菲涅耳透镜的使用，菲涅耳透镜利用折射光学表面来对光进行引导和准直。然而，菲涅耳透镜通常本质上是平面的，并且因此不太适合于对由源发射的大角度光进行重新定向，导致光学效率损耗。相反，在本发明中，光耦合到光学器件中，其中TIR主要地用于重定向和准直。该耦合允许使来自源的整个角度发射范围(包括大角度光)重定向和准直，产生更紧凑形状因子中更高的光效率。

在本实施例中的至少一些中，波导内的光的分布和方向是公知的，并且由此，以更受控的方式控制和提取光。在标准光波导中，光通过波导来回反弹。在本实施例中，在单次通过波导内时尽可能多地提取光以使损耗最小化。

在一些实施例中，人们可能想要控制光射线，以使得射线中的至少一些被准直，但是在相同或者其它实施例中，人们可能还想要控制光射线中的其它或者全部以增大其角色散，使得这种光不被准直。在一些实施例中，人们可能想要准直至窄范围，而在其它情况下，人们可能想要进行相反的。

本文引用的所有参考(包括出版物、专利申请和专利)通过引用合并于此，其程度与各自单独地并且具体地被指示为通过引用并入以及在此整体地阐述一样。

除非文中另有指出或者上下文中明显矛盾，在描述本发明的上下文中(特别是在下列权利要求的上下文中)使用术语“一”、“一个”和“该”以及类似指示物应当被看作覆盖单数和复数两者。除非另有指示，否则本文数值范围的列举仅仅旨在充当单独地指代落在范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值被包括到说明书中，如同将其在此单独指示的一样。除非本文另有指示或者与上下文明显另有矛盾，否则可以以任何合适的顺序执行本文描述的所有方法。除非另外要求，否则此处提供的任何示例和所有示例或者示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅仅旨在更好地说明本公开以及并不对本公开的范围施加限制。说明书中的任何语言均不应当被解释为将任何未要求保护的元件指示为对本公开的实践必不可少。

鉴于上述描述，对本公开的许多修改将对本领域技术人员而言是明显的。应当理解，图示的实施例仅仅是示例性的，以及不应该被看作对本公开范围的限制。

Claims (33)

1.一种光学组件，包括在第一端部与第二端部之间延伸的细长长度以及横切于且基本上小于所述长度并且在第一侧与第二侧之间延伸的宽度，所述光学组件包括：

折射部分，具有弧形凸出形状，设置在所述第一侧与所述第二侧之间，并且沿着所述第一端部与所述第二端部之间的所述长度延伸；以及

多个分离反射部分，所述多个分离反射部分中的至少一个与所述折射部分间隔开，并且沿着所述第一端部与所述第二端部之间的所述长度延伸；

其中每个反射部分包括多个内表面和外表面，其中每个外表面反射由每个相应的内表面折射入所述光学组件的光；

其中所述内表面平行于中心线，所述中心线距所述第一侧和所述第二侧等距离；

其中所述外表面和所述相应的内表面包括多个脊；以及

其中所述多个脊的高度随距所述折射部分的距离而增加。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其中所述折射部分设置在第一组多个反射部分与第二组多个反射部分之间。

3.根据权利要求2所述的光学组件，其中所述第一组多个反射部分与第二组多个反射部分具有相等数量的反射表面。

4.根据权利要求1所述的光学组件，还具有横切于所述长度和宽度并且由第三侧和第四侧限定的高度，并且其中所述折射部分和所述多个反射部分设置在所述第三侧处。

5.根据权利要求4所述的光学组件，所述光学组件与邻接所述光学组件的端部的光波导结合。

6.根据权利要求1所述的光学组件，其中所述反射部分包括包含反射表面的脊，所述反射表面相对于所述光学组件的中心线倾斜。

7.根据权利要求6所述的光学组件，其中所述反射表面至少基本上是平面的。

8.一种光波导组装，包括：

呈现全内反射特征的透光材料的主体，其中所述主体在从第一端部至与所述第一端部相对的第二端部的第一方向上渐缩，并且包括前表面、与所述前表面相对的后表面和沿着横切于所述第一方向的第二方向恒定的截面形状；

光耦合部分，邻近所述主体的所述第一端部布置，其中所述光耦合部分包括将光引导到所述第一端部中的折射部分和反射部分；以及

光提取部件，设置在所述透光材料的主体的后表面上，并且适合于使得被引导到所述第一端部中的光离开所述透光材料的主体的前表面；

其中所述折射部分、所述反射部分以及所述光提取部件沿着所述光波导组装的所述第二方向延伸；以及

其中所述折射部分和反射部分在横切于所述第一方向和所述第二方向两者的第三方向上邻近彼此布置。

9.根据权利要求8所述的光波导组装，其中所述透光材料的主体和光耦合部分包括分离元件。

10.根据权利要求9所述的光波导组装，其中所述透光材料的主体和所述光耦合部分由不同材料制成。

11.根据权利要求10所述的光波导组装，其中所述光耦合部分由光学级液体硅酮橡胶制成。

12.根据权利要求11所述的光波导组装，其中所述透光材料的主体包括丙烯酸、空气、聚碳酸酯、模塑硅酮、玻璃、环烯烃共聚物以及它们的组合。

13.根据权利要求8所述的光波导组装，其中所述折射部分包括中央凸出部分，并且所述反射部分包括设置在所述中央凸出部分的任一侧上的多个脊。

14.一种光波导，包括：

呈现全内反射特征的透光材料的主体，其中所述主体在从第一端部至与所述第一端部相对的第二端部的方向上渐缩；以及

多组光提取部件，设置在所述透光材料的主体上并且适合于将光提取到所述透光材料的主体外；

其中每组光提取部件包括沿着所述方向间隔开的多个光提取部件；

其中所述多组光提取部件中的至少一组中的光提取部件在形状上与所述多组光提取部件中的至少一个其它组的光提取部件不同；

其中每组光提取部件包括设置在相邻的光提取部件之间的至少一个表面，其中所述至少一个表面以部件间角度设置；以及

其中一组光提取部件的部件间角度与其它组光提取部件的部件间角度不同。

15.根据权利要求14所述的光波导，其中所述主体从所述第一端部到所述第二端部弯曲。

16.根据权利要求14所述的光波导，还包括设置在所述主体的所述第二端部处的端部光提取部件。

17.根据权利要求16所述的光波导，其中所述端部光提取部件包括设置在所述主体的后表面中的楔形突出部。

18.根据权利要求17所述的光波导，其中所述楔形突出部包括圆形波峰部分。

19.根据权利要求18所述的光波导，其中所述端部光提取部件包括设置在所述主体的前表面中的楔形沟槽，并且其中所述端部光提取部件在两个方向上将光引导到所述主体外。

20.根据权利要求14所述的光波导，其中每组光提取部件包括沿着所述方向包括相同形状的多个连续光提取部件。

21.根据权利要求14所述的光波导，其中所述透光材料的主体邻近光耦合部分设置；并且

其中所述光耦合部分包括将光引导到所述第一端部中的折射部分和反射部分。

22.根据权利要求14所述的光波导，其中所述透光材料的主体和所述光耦合部分由不同的材料制成。

23.根据权利要求21所述的光波导，其中所述折射部分包括中央凸出部分，以及所述反射部分包括设置在所述中央凸出部分的任一侧上的多个脊。

24.根据权利要求21所述的光波导，其中所述折射部分设置在第一多个反射部分和第二多个反射部分之间。

25.根据权利要求24所述的光波导，其中所述第一多个反射部分和第二多个反射部分包括相等数量的反射表面。

26.根据权利要求21所述的光波导，其中所述光耦合部分包括沿着所述方向的高度，并且还包括第一侧和第二侧，其中所述折射部分和反射部分设置在所述第一侧处并且所述第二侧邻近所述透光材料的主体。

27.根据权利要求21所述的光波导，其中所述反射部分包括包含反射表面的脊，所述反射表面相对于所述光耦合部分的中心线倾斜。

28.根据权利要求27所述的光波导，其中所述反射表面至少基本上是平面的。

29.一种光波导，包括：

呈现全内反射特征的透光材料的主体，其中所述主体沿着从第一端部至与所述第一端部相对的第二端部的方向渐缩；

多组光提取部件，设置在所述透光材料的主体上并且适合于将光提取到所述透光材料的主体外；

其中所述多组光提取部件中的至少一组中的光提取部件在形状上与所述多组光提取部件中的至少一个其它组的光提取部件不同；

其中每组光提取部件包括沿着所述方向间隔开的至少第一光提取部件和第二光提取部件，在所述第一光提取部件和所述第二光提取部件之间设置有表面；以及

其中每组光提取部件的表面以与其它组光提取部件的部件间角度不同的部件间角度设置；以及

光耦合部分，邻近所述主体的所述第一端部设置，其中所述光耦合部分包括将光引导到所述第一端部中的折射部分和反射部分。

30.根据权利要求29所述的光波导，其中每组光提取部件包括沿着所述方向的多个连续光提取部件。

31.根据权利要求29所述的光波导，其中每组光提取部件包括所述透光材料沿着所述方向的一部分；以及

其中每组光提取部件之间的表面的部件间角度与每另一组光提取部件的部件间角度不同。

32.根据权利要求29所述的光波导，其中所述部件间角度按组从所述第一端部到所述第二端部增加。

33.根据权利要求29所述的光波导，其中所述光提取部件包括细长楔形脊。