CN114127473A - 弧形侧光式光导 - Google Patents

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CN114127473A CN202080050977.8A CN202080050977A CN114127473A CN 114127473 A CN114127473 A CN 114127473A CN 202080050977 A CN202080050977 A CN 202080050977A CN 114127473 A CN114127473 A CN 114127473A
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李千山
迈克尔·诺伊尔
托米·林
赛义德·拉扎
迪恩·达尔·蓬特
普拉锡卡·阿帕亚
保罗·刘易斯
凯文·陆
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Abstract

一种照明设备，包括具有空腔的外壳、非平面透镜和光发射器。非平面透镜被耦合到外壳。透镜限定大致圆形的覆盖区和凹凸形状。光发射器位于空腔的边缘附近，并且被配置为向透镜的边缘中并朝向空腔的中心来发射光。

Description

弧形侧光式光导
背景技术
本公开涉及一种光导，更具体地，涉及一种与侧光式光一起使用的弧形光导。
发明内容
在一些方面，侧光式照明设备包括带有空腔的外壳、非平面透镜和光发射器。非平面透镜被耦合到外壳。透镜限定大致圆形的覆盖区和凹凸形状。光发射器位于空腔的边缘附近，并且被配置为向透镜的边缘中并朝向空腔的中心来发射光。
在一些方面，侧光式照明设备包括具有顶部和至少部分限定空腔的底部开口的外壳。非平面透镜被耦合到外壳，外壳限定大致圆形的覆盖区和凹凸形状。光发射器位于空腔的边缘附近。光发射器基本上平行于底部开口定向，并且被配置为向透镜的边缘中并朝向空腔的中心来发射光。发射到透镜边缘的光的至少一部分在透镜内部被重新定向，并且在不平行于底部开口的方向上被发射。
在一些方面，侧光式照明设备包括圆形外壳，其包括空腔和底部开口。非平面透镜被耦合到外壳。透镜包括大致限定圆形外边缘的边缘和在边缘之间延伸的弧形主体。光发射器位于透镜的一个边缘附近。光发射器被配置为通过边缘并朝向透镜的中心来发射光。发射到透镜的边缘中的光的至少一部分在透镜内部被重新定向，并且在不平行于底部开口的方向上被发射。
在一些方面，侧光式照明设备包括外壳，其包括空腔和底部开口。驱动器外壳位于空腔中。驱动器外壳具有底座和盖。驱动器位于驱动器外壳中。反射器被耦合到外壳并位于空腔内。透镜被耦合到外壳。透镜包括平坦的边缘，以大致限定圆形的外边缘。透镜在第一平面和平行于第一平面的第二平面之间延伸。LED位于透镜的平坦边缘之一附近，光发射器被配置为通过边缘并朝向透镜的中心来发射光。
通过考虑详细描述和附图，本公开的其他方面将变得显而易见。
附图说明
图1是照明设备的透视图。
图2是图1的照明设备的分解图。
图3是与图1的照明设备一起使用的透镜的透视图。
图4是由图1的照明设备输出的第一光分布。
图5是由图1的照明设备输出的第二光分布。
图6是由图1的照明设备输出的第三光分布。
图7是由图1的照明设备输出的第四光分布。
图8是由图1的照明设备输出的第五光分布。
图9是由图1的照明设备输出的第六光分布。
具体实施方式
在详细解释任何实施例之前，应当理解，本公开的应用不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本公开能够具有其他实施例并且能够以各种方式被实践或执行。此外，应当理解，本文使用的措辞和术语仅用于描述的目的，并且不应该被认为是限制。本文所用的“包括”和“包含”及其变体的使用意指涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。本文所使用的“由......组成”及其变体的使用意指仅涵盖其后列出的项目及其等同物。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”及其变体被广泛使用，并且包括直接和间接的安装、连接、支撑和耦合。
图1-3示出了通常用10表示的照明设备。如所示实施例中所示，照明设备10可以是顶棚式照明设备。从照明设备10发出的光可以被大致向下引导，例如从天花板朝向地板。
如图1和图2所示，照明设备10包括可耦合到天花板或其他水平支撑件(未示出)的外壳14。外壳14包括顶部和底部开口，所述底部开口至少部分限定了当外壳14耦合到天花板时面向地板的内腔18。在所示的实施例中，外壳14具有大致曲线的构造(例如，圆柱形、球形、圆锥形、椭圆形等)。散热器22可被设置在外壳14上并位于外壳14的外边缘和空腔18之间。空腔18包括外壳14总体积的大部分，并延伸至散热器22。散热器22限定边缘，因此空腔18不是圆形的(例如，空腔18具有八边形构造)。每个散热器22可以包括基座和从基座向外壳的外边缘延伸的多个散热片。散热片可以从基座到外边缘逐渐变细，以在外边缘提供比基座更低的散热器轮廓。
如图2所示，光发射器26被设置成围绕在空腔18的外围。每个光发射器26还连接到散热器22中的一个，例如连接到散热器22的基座。光发射器26可以与相应的散热器22直接接触，或者由热界面(例如，垫、粘合剂等)隔开。光发射器26也可以被放置在散热器22附近，但与散热器22紧密热连通。
光发射器26被定位以将光引向外壳14的中心(例如，垂直于地板的方向)。在所示实施例中，每个光发射器26包括板(例如，印刷电路板)和从板向外壳的中心延伸的一个或多个发光二极管(LED)。一个LED板可以被连接到每个散热器22。在其他实施例中，根据最终光输出的需要，可以有不同数量的散热器22和LED板26。
如图2所示，驱动器30可连接到外壳14并位于空腔18中。驱动器可以位于驱动器外壳中，该驱动器外壳具有基座301和可释放地连接到基座301的盖302。基座301和盖302结合以基本上覆盖外壳14内部的驱动器30。驱动器外壳可以作为散热器以散发驱动器30产生的热量。基座301和盖302可以各自包括一个或多个散热片。例如，基座301可以包括多个内部散热片，并且盖302可以包括多个外部散热片。在某些实施例中，基座301可以包括上凸缘303。该凸缘303可以与外壳14中的开口配合，以便驱动器外壳与外部环境直接连通。这有助于在外壳14的外部散发热量。垫圈可以放置在凸缘303周围，以帮助防止液体、污垢或其他碎屑的进入。
驱动器30电连接到光发射器26，并控制LED的输出。例如，驱动器30可以控制LED何时开/关，以及LED的亮度和强度。驱动器30可以单独控制每个光发射器26，或者可以一起控制所有光发射器26。在一些实施例中，用户可以通过无线网络(例如WiFi、蓝牙、无线电等)使用控制器(例如，计算机、手机、平板电脑等)与驱动器30通信。
反射器34被耦合到外壳14，并位于空腔18内。反射器34包括基本上与空腔18的边缘对应的边缘。反射器34的直径小于空腔18的直径，这允许反射器34位于空腔18内。在所示实施例中，反射器34也基本上延伸到每个光发射器26的边缘。
光导或透镜38被耦合到外壳14，并被定位为覆盖和包围空腔18。透镜38的形状基本上类似于反射器34，并且限定了大致圆形的周边。透镜38包括成角度的侧面，以近似圆形。反射器34位于外壳14的顶部和透镜38之间。在所示实施例中，透镜38具有八边形构造，并且包括与空腔18相同数量的侧面(例如，每个散热器22的一个侧面)。透镜38的最大直径为13英寸。在其他实施例中，透镜38的最大直径可以大于或小于18英寸。
透镜38可以包括平坦的侧面或边缘，其主表面从侧面向中心弯曲。在透镜38的表面上包括图案或微结构40。在所示的实施例中，曲率基本上是平滑的，并且限定了圆顶形状(例如，凹凸形状)。在一些实施例中，曲线具有由平行于透镜38的外边缘延伸的平面限定的1.5英寸的最大高度。在其他实施例中，曲线可以具有小于或大于5英寸的最大高度。微结构40可以覆盖透镜38的任何部分，并且可以关于透镜38的中心对称。
安装特征42围绕透镜38的圆周设置。在所示实施例中，安装特征42是接收紧固构件(例如，螺纹螺钉–未示出)的孔。紧固构件将透镜38耦合到外壳14。在其他实施例中，紧固构件可以与透镜38一起形成以便将透镜38直接耦合到外壳14(例如，卡扣式连接器)。当透镜38被耦合到外壳14时，透镜38被定位在凸面方向。在其他实施例中，透镜38可以处于凹面方向。
当透镜38被耦合到外壳14时，透镜38的侧面也与光发射器26对齐。透镜38的侧面可以基本上垂直于外壳14的底部开口延伸，或者与外壳14的底部开口具有微小的角度(例如，小于45度)，并且包括大于光发射器26上LED的高度的厚度。当透镜38被耦合到外壳14时，透镜38的侧面与光发射器26相邻。这允许从LED发出的光基本上被引导到透镜38的侧面。因此，透镜38和光发射器26的构造限定了侧光式构造，其中从LED发出的光最初被定向为垂直于照明区域，并由透镜38重新定向。透镜38包括内部结构，其引导来自侧面的光穿过透镜38并从与LED正交的透镜38中射出。
在透镜38被耦合到外壳14后，可以将盖46耦合到外壳14，以进一步固定和保护透镜38。盖46在中心处是开放的，并且不覆盖微结构40。盖46还可以通过覆盖安装特征42为照明设备10提供美学外观。
在使用中，驱动器30为光发射器26供电，使它们发光。由于透镜38与LED相邻，因此光进入透镜38并朝向中心传播。反射器34位于透镜38的后表面(即，透镜38面向空腔18的表面)附近。反射器34基本上阻挡光向空腔18发射，并且将试图沿该方向离开透镜38的任何光引导回透镜38。
由于光被反射器34阻挡而不能发射到空腔18中，因此光只能通过照明设备10的发射方向从透镜38中逸出。透镜38表面上的微结构40有助于将光引导出透镜38。例如，与通过缺少微结构40的透镜38的区域相比，光能够更容易地通过微结构40离开透镜38。通过微结构40由透镜38发射的光在照明设备10的发射方向上产生分布(例如，参见图4-9)。例如，第一分布通常是圆形的(例如，参见图4)，并且由不同光强度的同心圆限定(例如，5型宽分布)。第二、第三、第四和第五分布通常为矩形(例如，参见图5-8)。这些分布通常关于两个正交轴对称。第二分布(例如，5型宽正方形分布)、第三分布(例如，5型中等正方形或圆形分布)和第四分布(例如，5型窄正方形或圆形分布)由同心圆和正方形限定。正方形有圆角。在第二分布中，最外面的正方形包括凹边。第五分布(例如，参见图8)通常包括圆角矩形，其包括凹边(例如，5型矩形分布)。第六分布(例如，图9)关于两个轴之一是不对称的(例如，3/4型不对称分布)，但也可以关于两个轴不对称。
在一些实施例中，透镜38可由多个部分(例如，四个部分38a-38d)组成。每个部分38a-38d包括整个微观结构40的一部分。在制造过程中，不同的部分38a-38d可以耦合(例如，熔合)在一起以形成透镜38。这允许用户定制成品透镜38的特定分布图案。在其他实施例中，部分38a-38d可以可拆卸地耦合在一起。
在一些实施例中，透镜38可以包括向上照明器或向上照明器特征。向上照明器特征可以位于透镜38的边缘附近和微结构40的外部。还可以通过反射器34上的光透射部分来提供向上照明器特征，使得光能够离开反射器34，而不被反射回透镜38。例如，反射器34可以包括位于外边缘附近的一个或多个槽341(如图2所示)。槽341允许光穿过反射器34。在一些实施例中，透镜或其他透明或半透明元件可以连接到反射器34或形成为反射器34的一部分以允许光透射。上部透镜342可以位于外壳14中，例如在反射器34和外壳14顶部之间延伸。上部透镜342可以将光从槽341传递到装置顶部，以产生向上照明器效果。向上照明器将光引导到与光通过微结构40的出射方向大致相反的方向上(例如，朝向天花板而不是朝向地板)。例如，光可以穿过反射器中的槽向空腔18和/或外壳14的外部发射。由向上照明器发出的光可以至少部分地照亮支撑表面(例如，天花板)。照明设备10还可以包括在每个LED板26上的透镜(未示出)，以进一步朝向支撑表面引导。总之，这些向上照明器可以减少或消除由照明设备10引起的洞穴效应。
在一些实施例中，照明设备10可以包括一个或多个传感器(未示出)。一个或多个传感器可以是占用传感器、轮廓调光传感器或任何其他类型的传感器。传感器可用于控制来自照明设备10的光输出。
尽管已经参考某些优选实施例详细描述了各方面，但是在所描述的一个或多个独立方面的范围内存在变化和修改。

Claims (20)

1.一种侧光式照明设备，包括：
具有顶部和至少部分限定空腔的底部开口的外壳；
耦合到所述外壳的非平面透镜，所述非平面透镜限定大致圆形的覆盖区和凹凸形状；
位于所述空腔的边缘附近的光发射器，所述光发射器基本上平行于所述底部开口定向，并且被配置为向所述透镜的边缘中并朝向所述空腔的中心来发射光；以及
在所述外壳的顶部和所述透镜之间的耦合到所述外壳的反射器，所述反射器被配置为将向所述空腔发射的光引导回所述透镜，
其中，发射到所述透镜的边缘的光的至少一部分在所述透镜内部被重新定向，并且在不平行于所述底部开口的方向上被发射。
2.根据权利要求1所述的侧光式照明设备，其中，所述透镜包括能够产生预定的光分布的微结构。
3.根据权利要求1所述的侧光式照明设备，还包括设置在所述空腔的外边缘上的散热器，所述光发射器被耦合到所述散热器。
4.根据权利要求1所述的侧光式照明设备，还包括位于所述外壳中并保持在驱动器外壳中的驱动器。
5.根据权利要求4所述的侧光式照明设备，其中，所述驱动器外壳包括具有第一组散热片的基座和具有第二组散热片的盖。
6.根据权利要求4所述的照明设备，其中，所述驱动器外壳包括基座，并且其中，所述基座的一部分延伸穿过所述外壳的顶部中的开口，以提供与所述外壳外部的环境的直接连通。
7.一种侧光式照明设备，包括：
包括空腔和底部开口的圆形外壳；
耦合到所述外壳的非平面透镜，所述透镜包括大致限定圆形的外边缘的边缘和在所述边缘之间延伸的弧形主体；以及
位于所述透镜的所述边缘之一附近的光发射器，所述光发射器被配置为通过所述边缘并朝向所述透镜的中心来发射光，
其中，发射到所述透镜的边缘中的光的至少一部分在所述透镜内部被重新定向，并在不平行于所述底部开口的方向上被发射。
8.根据权利要求7所述的侧光式照明设备，其中，所述光发射器包括LED。
9.根据权利要求7所述的侧光式照明设备，还包括耦合到所述空腔的表面和所述透镜之间的所述外壳的反射器，所述反射器被配置为将朝向所述空腔发射的光引导回所述透镜。
10.根据权利要求9所述的侧光式照明设备，其中，所述反射器包括允许光穿过所述反射器朝向所述空腔的光透射特征。
11.根据权利要求7所述的侧光式照明设备，其中，所述透镜包括近似圆形的八个边缘。
12.根据权利要求7所述的侧光式照明设备，其中，所述光发射器是第一光发射器，所述照明设备还包括多个光发射器，所述多个光发射器中的每个光发射器位于所述透镜的边缘附近，并且被配置为朝向所述透镜的中心来发射光。
13.根据权利要求7所述的侧光式照明设备，其中，所述透镜包括能够产生预定的光分布的微结构。
14.根据权利要求13所述的侧光式照明设备，其中，所述透镜由四个象限构成，每个象限包括所述微结构的一部分。
15.根据权利要求7所述的侧光式照明设备，其中，所述透镜在第一平面和平行于所述第一平面的第二平面之间弯曲，所述第二平面与所述第一平面间隔大约5英寸。
16.一种侧光式照明设备，包括：
包括空腔和底部开口的外壳；
位于所述空腔中的驱动器外壳，所述驱动器外壳具有基座和盖；
位于所述驱动器外壳中的驱动器；
耦合到所述外壳并位于所述空腔内的反射器；
耦合到所述外壳的透镜，所述透镜包括平坦边缘以大致限定圆形的外边缘，并且所述透镜在第一平面和平行于所述第一平面的第二平面之间延伸；以及
位于所述透镜的平坦边缘之一附近的LED，所述光发射器被配置为通过所述边缘并朝向所述透镜的中心来发射光。
17.根据权利要求16所述的侧光式照明设备，其中，所述透镜包括近似圆形的八个边缘。
18.根据权利要求16所述的侧光式照明设备，其中，所述光发射器是第一光发射器，所述照明设备还包括多个光发射器，所述多个光发射器中的每个光发射器位于所述透镜的边缘附近，并且被配置为朝向所述透镜的中心来发射光。
19.根据权利要求16所述的侧光式照明设备，其中，所述透镜包括能够产生预定的光分布的微结构。
20.根据权利要求19所述的侧光式照明设备，其中，所述预定的光分布具有带有同心圆的大致矩形形状，所述矩形形状具有大致凹侧面。
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