DE112015001271T5

DE112015001271T5 - Leuchte mit Wellenleiter

Info

Publication number: DE112015001271T5
Application number: DE112015001271.0T
Authority: DE
Inventors: Kurt S. Wilcox; Nicholas W. Medendorp; Zongjie Yuan; Andrew Dan Bendtsen; Nathan Snell; Jeremy Sorenson; Brian Kinnune; Craig D. Raleigh
Original assignee: Cree Inc
Current assignee: Cree Lighting USA LLC
Priority date: 2014-03-15
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2017-01-19

Abstract

Ein optischer Wellenleiter, der orthogonale x- und y-Dimensionen aufweist, umfasst wenigstens ein Kopplungsmerkmal zum Richten von Licht in den Wellenleiter hinein, wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal, das sich in die x- und y-Dimensionen erstreckt, zum Umleiten von Licht in dem Wellenleiter, wenigstens ein erstes Lichtextraktionsmerkmal, das sich in die x-Dimension erstreckt, zum Extrahieren von Licht aus dem Wellenleiter heraus, und wenigstens ein zweites Lichtextraktionsmerkmal, das sich in die y-Dimension erstreckt, zum Extrahieren von Licht aus dem Wellenleiter heraus.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Prioritäten der U.S. Patentanmeldung Nr. 61/922,017, eingereicht am Dezember 30, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguide Bodies and Luminaires Utilizing Same” (Cree Aktennummer Nr. P2143US0), U.S. Provisional Patentanmeldung Nr. 62/005,955, eingereicht am Mai 30, 2014, mit dem Titel ”Parking Structure LED Light” (Cree Aktennummer Nr. P2238US0), U.S. Provisional Patentanmeldung Nr. 62/009,039, eingereicht am Juni 6, 2014, mit dem Titel ”Parking Structure LED Light” (Cree Aktennummer Nr. P2238USO-2), U.S. Provisional Patentanmeldung Nr. 62/005,965, eingereicht am Mai 30, 2014, mit dem Titel ”Luminaire Utilizing Waveguide” (Cree Aktennummer Nr. P2237US0), U.S. Provisional Patentanmeldung Nr. 62/025,436, eingereicht am Juli 16, 2014, mit dem Titel ”Luminaire Utilizing Waveguide” (Cree Aktennummer Nr. P2237US0-2), and U.S. Provisional Patentanmeldung Nr. 62/025,905, eingereicht am Juli 17, 2014, mit dem Titel ”Luminaire Utilizing Waveguide” (Cree Aktennummer Nr. P2237US0-3), die alle im Namen des Anmelders der vorliegenden Anmeldung sind und deren Inhalt durch Bezugnahme hier Teil der vorliegenden Anmeldung sind. Die vorliegende Anmeldung umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 13/842,521, eingereicht am März 15, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguides” (Cree Aktennummer Nr. PI946US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 13/839,949, eingereicht am März 15, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguide and Lamp Including Same” (Cree Aktennummer Nr. PI961US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 13/841,074, eingereicht am März 15, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguide Body” (Cree Aktennummer Nr. PI968US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 13/840,563, eingereicht am März 15, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguide and Luminaire Incorporating Same” (Cree Aktennummer Nr. P2025US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Application Nr. 13/841,622 , eingereicht am März 15, 2013, mit dem Titel ”Shaped Optical Waveguide Bodies” (Cree Aktennummer Nr. P2020US1), und umfasst ferner eine continuation-in-Part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 13/938,877, eingereicht am Juli 10, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguide and Luminaire Incorporating Same” (Cree Aktennummer -2- Nr. P2025US2), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/015,801, eingereicht am August 30, 2013, mit dem Titel ”Consolidated Troffer” (Cree Aktennummer Nr. PI883US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,086, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguides and Luminaires Incorporating Same” (Cree Aktennummer Nr. P2126US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,147, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Luminaires Using Waveguide Bodies and Optical Elements” (Cree Aktennummer Nr. P2131USI), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,132, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Waveguide Bodies Including Redirection Features and Methods of Producing Same” (Cree Aktennummer Nr. P2130US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,099, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguide Assembly and Light Engine Including Same” (Cree Aktennummer Nr. P2129US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,129, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Simplified Low Profile Module With Light Guide For Pendant, Surface Mount, Wall Mount and Stand Alone Luminaires” (Cree Aktennummer Nr. P2141US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,051, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguide and Lamp Including Same” (Cree Aktennummer Nr. P2151US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der Internationalen Anmeldung Nr. PCT/US14/13937, eingereicht am Januar 30, 2014, mit dem Titel ”Optical Waveguide Bodies and Luminaires Utilizing Same” (Cree Aktennummer Nr. P2143WO), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der Internationalen Anmeldung Nr. PCT/US 14/13931, eingereicht am Januar 30, 2014, mit dem Titel ”Optical Waveguides and Luminaires Incorporating Same” (Cree Aktennummer Nr. P2126WO), und umfasst ferner eine continuation-in-Part Anmeldung der Internationalen Anmeldung Nr. PCT/US14/30017, eingereicht am März 15, 2014, mit dem Titel ”Optical Waveguide Body” (Cree Aktennummer Nr. P2225WO), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/462,426, eingereicht am August 18, 2014, mit dem Titel ”Outdoor and/or Enclosed Structure LED Luminaire for General Illumination Applications, Such as Parking Lots and Structures” (Cree Aktennummer Nr. P2238US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/462,391, eingereicht am August 18, 2014, mit dem Titel ”Optical Components for Luminaire” (Cree Aktennummer Nr. P2266US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/292,778, eingereicht am Mai 30, 2014, mit dem Titel ”Optical Waveguide Bodies and Luminaires Utilizing Same” (Cree Aktennummer Nr. P2239US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/485,609, eingereicht am September 12, 2014, mit dem Titel ”Luminaire Utilizing Waveguide” (Cree Aktennummer Nr. P2237US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/577,730, eingereicht am Dezember 19, 2014, mit dem Titel ”Optical Waveguide Bodies and Luminaires Utilizing Same” (Cree Aktennummer Nr. P2143US1), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/583,415, eingereicht am Dezember 26, 2014, mit dem Titel ”Outdoor and/or Enclosed Structure LED Luminaire” (Cree Aktennummer Nr. P2238US2), und umfasst ferner eine continuation-in-part Anmeldung der Internationalen Anmeldung Nr. PCT/US14/72848, eingereicht am Dezember 30, 2014, mit dem Titel ”Optical Waveguide Bodies and Luminaires Utilizing Same” (Cree Aktennummer Nr. P2239WO), die alle im Namen des Anmelders der vorliegenden Anmeldung sind und deren Inhalt hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist.
HINWEIS AUF VON DER REGIERUNG GEFÖRDERTE FORSCHUNGS- UND ENTWICKLUNGSARBEITEN

Nicht anwendbar

SEQUENTIELLE AUFLISTUNG

Nicht anwendbar

GEBIET DER ERFINDUNG
Der Anmeldungsgegenstand betrifft optische Einrichtungen, und insbesondere eine Leuchte, die einen optischen Wellenleiter verwendet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein optischer Wellenleiter mischt und führt Licht, das von ein oder mehreren Lichtquellen, wie beispielsweise ein oder mehreren Leuchtdioden (LEDs), ausgesendet werden. Ein typischer optischer Wellenleiter umfasst drei Hauptkomponenten: ein oder mehrere Kopplungselemente, ein oder mehrere Verteilungselemente und ein oder mehrere Extraktionselemente. Die Kopplungskomponente (die Kopplungskomponenten) richtet (richten) Licht in das Verteilungselement (in die Verteilungselemente) hinein und bereiten das Licht auf, so dass es mit den nachfolgenden Komponenten in Wechselwirkung tritt. Die ein oder mehreren Verteilungselemente steuern, wie Licht durch die Wellenleiter tritt, und sie sind unabhängig von der Wellenleitergeometrie und dem Wellenleitermaterial. Das Extraktionselement (die Extraktionselemente) bestimmen, wie Licht entfernt wird, indem gesteuert wird, wo und in welcher Richtung das Licht den Wellenleiter verlässt.
Beim Entwurf einer Kopplungsoptik sind die Haupterwägungen die folgenden: Maximieren des Wirkungsgrads eines Lichttransfers von der Quelle in den Wellenleiter hinein; Steuern des Orts von Licht, das in den Wellenleiter hinein injiziert wird; und Steuern der Winkelverteilung des Lichts in der Kopplungsoptik. Eine Vorgehensweise zum Steuern der räumlichen und winkelmäßigen Spreizung des injizierten Lichts besteht darin, dass jede Quelle mit einer speziell ausgelegten Linse versehen wird. Diese Linsen können mit einem Luftspalt zwischen der Linse und der Kopplungsoptik angeordnet werden oder können aus dem gleichen Materialstück hergestellt werden, das das Verteilungselement (die Verteilungselemente) des Wellenleiters definiert (definieren). Eine diskrete Kopplungsoptik stellt zahlreiche Vorteile bereit, wie beispielsweise eine Kopplung mit einer höheren Effizienz, eine kontrollierte bzw. gesteuerte Überlappung des Lichtflusses von den Quellen und eine winkelmäßige Kontrolle bzw. Steuerung darüber, wie das injizierte Licht mit den übrigen Elementen des Wellenleiters in Wechselwirkung tritt. Eine diskrete Kopplungsoptik verwendet eine Brechung, eine Totalreflexion und eine Oberflächen- oder Volumenstreuung, um die Verteilung des in den Wellenleiter injizierten Lichts zu steuern.
Nachdem das Licht in den Wellenleiter gekoppelt worden ist, muss es an die Orte bzw. Stellen für die Extraktion geführt und konditioniert (aufbereitet) werden. Das einfachste Beispiel ist ein faseroptisches Kabel, welches dafür ausgelegt ist, um Licht von einem Ende des Kabels an ein anderes mit einem minimalen Verlust dazwischen zu transportieren. Um dies zu erreichen, sind faseroptische Kabel nur geringfügig gekrümmt, und große Biegungen in dem Wellenleiter werden vermieden. In Übereinstimmung mit altbekannten Prinzipien der Totalreflexion wird Licht, welches sich durch einen Wellenleiter bewegt, in den Wellenleiter von seiner äußeren Oberfläche zurückreflektiert, vorausgesetzt, dass das einfallende Licht einen kritischen Winkel in Bezug auf die Oberfläche nicht übersteigt.
Damit ein Extraktionselement Licht aus dem Wellenleiter entfernt bzw. abzieht, muss das Licht zunächst den Gegenstand bzw. das Merkmal, der/das das Element umfasst, kontaktieren. Durch geeignetes Ausformen der Wellenleiteroberflächen kann man den Fluss des Lichts über das Extraktionsmerkmal (die Extraktionsmerkmale) steuern. Insbesondere beeinflusst bzw. beeinträchtigt die Wahl der Abstände, der Form und anderer charakteristischer Eigenschaften der Extraktionsgegenstände das Erscheinungsbild des Wellenleiters, dessen sich ergebende Verteilung und dessen Wirkungsgrad.
Das Hulse US-Patent mit der Nr. 5,812,714 offenbart ein Wellenleiter-Biegeelement, welches konfiguriert ist, um eine Bewegungsrichtung von Licht von einer ersten Richtung auf eine zweite Richtung zu ändern. Das Wellenleiter-Biegeelement umfasst ein Kollektorelement, welches Licht, das von einer Lichtquelle ausgesendet wird, sammelt und das Licht auf eine Eingangsfläche des Wellenleiter-Biegeelements richtet. Licht, das in das gebogene Element eintritt, wird entlang einer äußeren Oberfläche intern reflektiert und verlässt das Element an einer Ausgangsfläche. Die äußere Oberfläche umfasst abgeschrägte Winkeloberflächen oder eine gekrümmte Oberfläche, die derart orientiert sind, dass der größte Teil des Lichts, das in das Biegeelement eintritt, intern reflektiert wird, bis das Licht die Ausgangsfläche erreicht.
Parker et al. offenbaren im US-Patent mit der Nr. 5,613,751 eine Lichtaussendefeld-Anordnung, die ein transparentes Lichtaussendefeld umfasst, das eine Lichteingangsfläche, einen Lichtübergangsbereich und ein oder mehrere Lichtquellen umfasst. Die Lichtquellen sind vorzugsweise in dem Lichtübergangsbereich eingebettet oder eingeklebt, um irgendwelche Luftspalte zu eliminieren, so dass ein Lichtverlust verringert und das ausgesendete Licht maximiert wird. Der Lichtübergangsbereich kann reflektierende und/oder beugende Oberflächen um jede und hinter jeder Lichtquelle umfassen, um durch den Lichtübergangsbereich das Licht effizienter in die Lichteingangsfläche des Lichtaussendefelds zu reflektieren und/oder zu beugen und zu fokussieren. Ein Muster von Lichtextraktionsdeformationen oder irgendeine Änderung in der Form oder Geometrie der Feldoberfläche und/oder der Beschichtung, die bewirkt, dass ein Teil des Lichts ausgesendet wird, kann auf ein oder beiden Seiten der Feldelemente vorgesehen sein. Ein variables Muster von Deformationen kann die Lichtstrahlen aufbrechen, so dass der interne Reflexionswinkel eines Teils der Lichtstrahlen groß genug sein wird, um zu bewirken, dass die Lichtstrahlen entweder von dem Feld herausgesendet werden oder durch das Feld zurückreflektiert und von der anderen Seite ausgesendet werden.
Shipman offenbart im US-Patent mit der Nr. 3,532,871 einen Kombinations-Verlaufslicht-Reflektor mit zwei Lichtquellen, die jeweils, wenn sie beleuchtet werden, Licht entwickeln bzw. erzeugen, welches auf eine polierte Projektionsoberfläche gerichtet wird. Das Licht wird auf einen konusförmigen Reflektor reflektiert. Das Licht wird transversal in einen Hauptkörper hinein reflektiert und trifft auf Prismen auf, die das Licht von dem Hauptkörper herausrichten.
Simon offenbart im US-Patent mit der Nr. 5,897,201 verschiedene Ausführungsformen einer Architekturbeleuchtung, die von enthaltenem radial kollimiertem Licht verteilt wird. Eine Quasi-Punktquelle entwickelt Licht, welches in einer radial nach außen gerichteten Richtung kollimiert wird, und Ausfalleinrichtungen der Verteilungsoptik richten das kollimierte Licht aus der Optik heraus.
Kelly et al. beschreiben in dem US-Patent mit der Nr. 8,430,548 Leuchtkörper, die eine Vielzahl von Lichtquellen verwenden, wie beispielsweise eine Glühlampe, eine Fluoreszenzröhre und mehrere LEDs. Ein volumetrischer Diffusor steuert die Gleichförmigkeit der räumlichen Helligkeit und eine winkelmäßige Spreizung des Lichts von dem Leuchtkörper. Der volumetrische Diffusor umfasst ein oder mehrere Bereiche von volumetrischen Lichtstreupartikeln. Der volumetrische Diffusor kann in Verbindung mit einem Wellenleiter verwendet werden, um Licht zu extrahieren.
Dau et al. offenbaren in dem US-Patent mit der Nr. 8,506,112 Beleuchtungseinrichtungen mit mehreren Lichtaussendeelementen, wie beispielsweise LEDs, die in einer Zeile angeordnet sind. Ein kollimierendes optisches Element empfängt Licht, das von den LEDs entwickelt wird, und eine Lichtführung richtet das kollimierte Licht von dem optischen Element auf einen optischen Extraktor, der das Licht extrahiert.
A.L.P. Lighting Components, Inc. aus Niles, Illinois stellt einen Wellenleiter mit einer Keilform mit einem dicken Ende, einem schmalen Ende und zwei Hauptflächen dazwischen her. Pyramidenförmige Extraktionsmerkmale (Gegenstände) werden auf beiden Hauptflächen gebildet. Der Keilwellenleiter wird als ein Ausfahrschild verwendet, so dass das dicke Ende des Schilds angrenzend zu einer Decke positioniert ist und das schmale Ende sich nach unten erstreckt. Licht, das in den Wellenleiter an dem dicken Ende eintritt, wird nach unten und weg von dem Wellenleiter durch die pyramidenförmigen Extraktionsteile gerichtet.
LED-gestützte Leuchten mit einem niedrigen Profil sind kürzlich entwickelt worden (zum Beispiel die ET-Serie Panel Troffers von General Electric) und diese verwenden eine Kette von LED-Komponenten, die in die Kante eines Wellenleiterelements gerichtet sind (ein so genannter ”Kantenbeleuchtungs”-Ansatz). Jedoch weisen derartige Leuchten typischerweise den Nachteil eines geringen Wirkungsgrads auf, und zwar als Folge der inhärenten Verluste beim Koppeln von Licht, das von einer vorwiegen Lambert'schen Sendequelle, wie beispielsweise einer LED-Komponente, ausgesendet wird, in die schmale Kante einer Wellenleiterebene.
Smith offenbart im US-Patent mit den Nummern 7,083,313 und 7,520,650 eine Lichtrichtungseinrichtung zur Verwendung mit LEDs. In einer Ausführungsform umfasst die Lichtrichtungseinrichtung eine Vielzahl von gegenüberliegenden Kollimatoren, die um eine Vielzahl von LEDS auf einer Seite der Einrichtung angeordnet sind. Jeder Kollimator kollimiert Licht, welches von den LEDs entwickelt wird, und richtet das kollimierte Licht durch Ausgangsoberflächen der Kollimatoren in Richtung auf angewinkelte Reflektoren, die auf einer zweiten Seite, der ersten Seite der Einrichtung gegenüberliegend, angeordnet sind. Das kollimierte Licht wird von den Reflektoren weg reflektiert, und zwar von der einen Seite, die senkrecht dazu ist. In einer anderen Ausführungsform sind die Kollimatoren integral mit einem Wellenleiter ausgebildet, der Reflexionsoberflächen aufweist, die auf einer zweiten Seite des Wellenleiters angeordnet sind, und das kollimierte Licht wird in Richtung auf die Reflexionsoberflächen gerichtet. Das Licht, das auf den Reflexionsoberflächen einfällt, wird von der einen Seite der Einrichtung, wie in der einen Ausführungsform gerichtet.
In einigen Anwendungen, wie beispielsweise bei der Beleuchtung von Fahrbahnen, Straßen oder Parkplätzen, kann es wünschenswert sein, bestimmte Bereiche zu beleuchten, die einen Leuchtkörper umgeben, während eine relativ geringe Beleuchtung von benachbarten Bereichen davon aufrechterhalten wird. Zum Beispiel kann entlang einer Fahrbahn bevorzugt sein, das Licht in einer lateralen Richtung parallel zu der Fahrbahn auszurichten, während eine Beleuchtung in einer Längsrichtung in Richtung auf Häuser auf der Fahrbahnseite minimiert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt umfasst eine Leuchte ein Gehäuse, einen optischen Wellenleiter, der in dem Gehäuse angeordnet ist, und eine Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen, und eine Vielzahl von LEDs, die in dem Gehäuse angrenzend zu der Vielzahl von Kopplungshohlräumen angeordnet sind. Eine Anbringungsvorrichtung ist dafür ausgelegt, um die Leuchte an einer Fahrbahnstange bzw. einem Fahrbahnpfosten anzubringen.
Gemäß einem anderen Aspekt umfasst ein optischer Wellenleiterkörper aus einem optisch transmittierenden Material, das eine Totalreflexionscharakteristik aufzeigt, ein Feld von Lichtkopplungsmerkmalen (bzw. Gegenständen) und wenigstens eine Lichtumleitungsoberfläche, die in Bezug zu dem Feld von Lichtkopplungseinheiten versetzt ist und sich entlang einer ersten Richtung erstreckt. Der optische Wellenleiterkörper umfasst ferner wenigstens eine Extraktionsoberfläche, die sich entlang einer zweiten Richtung transversal zu der ersten Richtung erstreckt.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst ein optischer Wellenleiterkörper aus einem optisch transmittierenden Material, das eine Totalreflexionscharakteristik aufzeigt, einen Kopplungsabschnitt zum Empfangen von Licht, einen Übertragungsabschnitt zum Übertragen von Licht durch wenigstens einen Teil des Körpers, und einen Extraktionsabschnitt zum Extrahieren von Licht aus dem Körper heraus. Der Übertragungsabschnitt umfasst Lichtumleitungsmerkmale, die sich entlang einer ersten Richtung erstrecken, und der Extraktionsabschnitt umfasst Extraktionsmerkmale, die sich entlang einer zweiten Richtung transversal zu der ersten Richtung erstrecken.
Gemäß einem anderen Aspekt umfasst eine optische Anordnung einen optischen Wellenleiter, ein Gehäuse mit einer Ausnehmung, die den optischen Wellenleiter aufnimmt, und ein Umgebungselement, das an dem Gehäuse und dem Wellenleiter gebildet ist, um den optischen Wellenleiter in der Ausnehmung zu sichern.
Gemäß einem Aspekt umfasst ein optischer Wellenleiter mit orthogonalen x- und y-Dimensionen wenigstens eine Kopplungseinheit zum Richtung von Licht in den Wellenleiter hinein, wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal, das sich in die x- und y-Dimensionen erstreckt, um Licht in den Wellenleiter umzuleiten, wenigstens ein erstes Lichtextraktionsmerkmal, das sich in die x-Dimension erstreckt, um Licht aus dem Wellenleiter heraus zu extrahieren, und wenigstens ein zweites Lichtextraktionsmerkmal, das sich in die y-Dimension erstreckt, um Licht von dem Wellenleiter heraus zu extrahieren.
Gemäß einem anderen Aspekt weist ein optischer Wellenleiter orthogonale x- und y-Dimensionen auf und entwickelt ein Beleuchtungsverteilungsmuster mit orthogonalen x- und y-Verläufen (Erstreckungen). Der optische Wellenleiterkörper umfasst wenigstens ein Kopplungsmerkmal zum Richten von Licht in den Wellenleiter hinein, wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal, das Licht in einer x-y-Ebene innerhalb des Wellenleiters umleitet, und wenigstens ein Lichtextraktionsmerkmal zum Extrahieren von Licht aus dem Wellenleiter hinaus in einem Beleuchtungsmuster, das wenigstens einen der x- und y-Verläufe, der in Bezug auf die x- bzw. y-Dimensionen versetzt ist, aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst ein optischer Wellenleiter eine erste Vielzahl von LED-Lichtquellen und eine zweite Vielzahl von Lichtkopplungsmerkmalen jeweils zum Übertragen von Licht, das von wenigstens einer der ersten Vielzahl von LED-Lichtquellen hervorgebracht bzw. entwickelt wird, in den Wellenleiter hinein entlang eines primären Lichtpfads. Der optische Wellenleiter umfasst ferner eine dritte Vielzahl von Lichtumleitungsmerkmalen, die jeweils Licht in den Wellenleiter umleiten, um zu bewirken, dass wenigstens ein Teil des von einer LED hervorgebrachten Lichts in einen sekundären Lichtpfad transversal zu dem primären Lichtpfad umgeleitet wird, und eine vierte Vielzahl von Lichtextraktionsmerkmalen, um Licht in den primären und sekundären Pfaden so zu richten, dass es von dem Wellenleiter herausgerichtet wird. Wenigstens eines der Lichtumleitungsmerkmale umfasst eine Lichtextraktionsoberfläche mit Lichtstreuungsmerkmalen.
Gemäß einem anderen Aspekt umfasst ein optischer Wellenleiter mit x- und y-Dimensionen eine erste Vielzahl von LED-Lichtquellen und eine zweite Vielzahl von Lichtkopplungsmerkmalen, die entlang einer Breite des Wellenleiters entlang der x-Dimension angeordnet sind, jeweils zum Übertragen von Licht, das von wenigstens einer der ersten Vielzahl von LED-Lichtquellen hervorgebracht wird, in den Wellenleiter hinein entlang eines primären Lichtpfads, der parallel zu der y-Richtung gerichtet ist, wobei die Breite des Wellenleiters durch eine Mittellinie halbiert wird. Der optische Wellenleiter umfasst ferner wenigstens ein Lichtextraktionsmerkmal, das von der Mittellinie weg angeordnet ist und eine Breite entlang der x-Dimension zum Empfangen von Licht von wenigstens einigen der LED-Lichtquellen aufweist und Licht von dem optischen Wellenleiter heraus in den nicht-zentralen Abschnitt eines Beleuchtungsmusters richtet.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich näher unter Berücksichtigung der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Strukturen überall in der Beschreibung bezeichnen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine isometrische Ansicht einer Leuchte von oben;
2 eine isometrische Ansicht der Leuchte aus 1 von unten;
3 eine weitere isometrische Ansicht der Leuchte aus 1 von oben;
4 eine isometrische Ansicht der Leuchte der 1 in einer Explosionsansicht;
5 eine andere isometrische Ansicht der Leuchte der 1 in einer Explosionsdarstellung;
6 eine isometrische Teilansicht eines Anbringungsabschnitts der Leuchte aus 1 von unten;
7 eine isometrische Teilseitenansicht des Anbringungsabschnitts der 6 in einer teilweisen Explosionsansicht;
8 eine Teilexplosionsansicht des Anbringungsabschnitts der 6 von oben;
9 eine andere Teilexplosions-Draufsicht des Anbringungsabschnitts der 6;
10 eine isometrische Ansicht eines Wellenleiterkörpers;
10A eine Teildraufsicht auf eines Lichtextraktionsmerkmals in Kombination mit einer LED;
11 eine isometrische Ansicht einer Bodenfläche des Wellenleiterkörpers der 10;
11A eine Draufsicht auf den Wellenleiterkörper der 10;
12 eine graphische Darstellung des Beleuchtungsmusters des Wellenleiterkörpers aus 10;
13 eine isometrische Ansicht eines Wärmerohrs, das in 5 gezeigt ist;
14 eine Explosionsansicht des Wärmerohrs der 13;
15 eine weitere Explosionsansicht des Wärmerohrs der 13;
16 eine Teilexplosionsansicht der Leuchte aus 1 von unten;
17 eine isometrische Ansicht der Leuchte aus 1 in einer Explosionsdarstellung;
18 eine isometrische Ansicht von unten von einer anderen Ausführungsform einer Leuchte in einer Explosionsansicht;
19 eine isometrische Ansicht von unten der Leuchte aus 18 in einer Explosionsdarstellung;
20 eine isometrische Ansicht des Wellenleiterkörpers aus 18;
21 eine Draufsicht auf den Wellenleiterkörper der 20;
22 eine vergrößerte Teildraufsicht auf Kopplungshohlräume des Wellenleiterkörpers aus 20;
23 eine Bodenelevationsansicht des Wellenleiterkörpers aus 20;
24 eine Seitenelevationsansicht des Wellenleiterkörpers aus 20;
25 eine isometrische Ansicht des Wellenleiterkörpers aus 20;
26 eine graphische Darstellung des Beleuchtungsmusters, das von dem Wellenleiterkörper aus 20 erzeugt wird;
27 eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform einer Leuchte von unten;
28 eine isometrische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Leuchte von oben;
29 eine isometrische Ansicht der Leuchte aus 28 von unten;
30 eine isometrische Explosionsansicht der Leuchte aus 27;
31 eine Teilboden-Perspektivansicht eines Abschnitts der Leuchte aus 28;
32 eine Teilperspektivansicht eines Abschnitts der Leuchte aus 28 von oben;
33 eine isometrische Teilexplosionsansicht eines Abschnitts der Ausführungsform in 30;
34 eine isometrische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Leuchte von unten;
35 eine isometrische Ansicht der Leuchte aus 34 von oben;
36 eine Draufsicht auf die Leuchte der 34;
37 eine Seitenelevationsansicht der Leuchte aus 34;
38 eine isometrische Ansicht der Leuchte aus 34 von oben und eine kleinere Version der Leuchte aus 34;
39 eine isometrische Ansicht der zwei Leuchten aus 38 von unten;
40 eine Draufsicht auf eine noch andere Ausführungsform einer Leuchte;
41 und 42 Draufsichten auf die Ausführungsformen der 38;
43 und 43A graphische Darstellungen, die Lichtverteilungen darstellen, die von einer Ausführungsform einer hier offenbarten Leuchte erzeugt werden;
44–50 Fotografien von Abschnitten der Ausführungsform aus 30;
51 und 52 eine vordere bzw. hintere obere isometrische Ansicht von noch einer anderen Ausführungsform;
53 eine untere vordere isometrische Ansicht der Ausführungsform der 51 und 52;
54 und 55 eine vordere bzw. hintere obere isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform, die ähnlich, aber größer als die Ausführungsform der 51–53 ist;
56 eine isometrische Explosionsansicht der Ausführungsform der 51–53;
57 eine isometrische Explosionsansicht, die die optische Anordnung, die Stromversorgung, das LED-Board und die Wärmesenke der 56 darstellt;
58 eine untere isometrische Ansicht der Ausführungsform der 51–53, wobei eine untere Tür entfernt ist und eine Installation eines Anschlussblocks und eines Verschlusses (einer Klammer) dargestellt ist;
59 eine untere isometrische Ansicht der Ausführungsform der 51–53, wobei eine Installation der Bodentür (unteren Tür) dargestellt ist;
60 eine Querschnittsansicht entlang allgemein der Linien 60-60 der 59, wobei die Tür nach ihrer Installation dargestellt ist;
61–63 isometrische Ansichten, die optische Wellenleiterkörper darstellen, die in den Ausführungsformen der 51–55 verwendet werden können, um unterschiedliche Beleuchtungsverteilungen zu erreichen, wobei die Wellenleiterkörper bis auf die Form eines zentralen Abschnitts 600 und möglicherweise die Gesamtgrößen der Wellenleiter in Abhängigkeit davon, ob der Wellenleiterkörper in der Ausführungsform der 51–53 oder in der Ausführungsform der 54 und 55 verwendet werden, identisch sind; 64 und 65 obere und untere isometrische Ansichten jeweils der optischen Anordnung der 57;
66–68 isometrische Ansichten von einem der Wellenleiterkörper (die auch als eine Optik bezeichnet werden) der 61–63, einem reflektierenden Umfassungselement (einer optischen Box), in dem der Wellenleiterkörper angeordnet ist, und eines Umgebungselements, das den Wellenleiter umgibt, jeweils der optischen Anordnung der 64 und 65;
69 eine untere isometrische Ansicht eines anderen Wellenleiterkörpers, der entweder in der Ausführungsform der 51–53 oder der Ausführungsform der 54 und 55 verwendet werden kann;
70–74 eine obere isometrische Ansicht, eine Draufsicht, eine vordere Elevationsansicht, eine seitliche Elevationsansicht bzw. eine hintere Elevationsansicht des Wellenleiterkörpers der 69;
75, 75A, 75B und 75C jeweils eine Querschnitts-Elevationsansicht, eine Querschnitts-Abschattungsansicht, eine Querschnitts-Isometrielinienansicht und eine Querschnitts-Isometrie-Abschattungsansicht, sämtlich entlang der Linien 75-75 der 69;
76, 76A, 76B und 76C eine Querschnitts-Elevationsansicht, eine Querschnitts-Elevations-Abschattungsansicht, eine Querschnitts-Isometrielinienansicht und eine Querschnitts-Isometrie-Abschattungsansicht, sämtlich entlang den Linien 76-76 der 69;
77, 77A, 77B und 77C eine Querschnitts-Elevationsansicht, eine Querschnitts-Elevations-Abschattungsansicht, eine Querschnitts-Isometrielinienansicht und eine Querschnitts-Isometrie-Abschattungsansicht, sämtlich entlang der Linien 77-77 der 69;
78 und 79 perspektivische Ansichten von Ausführungsformen der 51–55, wobei verschiedene Einzelheiten darin spezifiziert sind;
80 eine isometrische Ansicht der optischen Anordnung der 57;
81 eine obere isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform;
82 eine isometrische Explosionsansicht der Ausführungsform in 81;
83 eine untere isometrische Ansicht der Ausführungsform der 81;
84 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der 81;
85 eine vordere Elevationsansicht der Ausführungsform in 81;
86 eine hintere Elevationsansicht der Ausführungsform der 81;
87 eine Querschnitts-Elevationsansicht entlang der Linien 87-87 der 81;
88 eine isometrische Ansicht einer optischen Anordnung, die in der Ausführungsform der 81 verwendet werden kann;
89 eine isometrische Explosionsansicht der optischen Anordnung der 88;
90 eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers, der in der Ausführungsform der 81 verwendet werden kann;
90A und 90B vergrößerte Teildraufsichten auf eine Vielzahl von Kopplungshohlräumen, die in der Ausführungsform der 81 verwendet werden können;
91 eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers, der in der Ausführungsform der 81 verwendet werden kann;
92 eine obere isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform;
93 eine untere isometrische Ansicht eines Abschnitts der Ausführungsform in 92, wobei eine untere Abdeckung entfernt ist, um innere Abschnitte der Leuchte freizulegen;
94 eine isometrische Ansicht einer optischen Anordnung, die in der Ausführungsform der 92 verwendet werden kann;
95 eine isometrische Explosionsansicht der optischen Anordnung in 99;
96 eine untere isometrische Ansicht eines Wellenleiterkörpers, der in der Ausführungsform aus 92 verwendet werden kann;
97–99 obere isometrische Ansichten von alternativen Wellenleiterkörpern, die in der Ausführungsform der 92 verwendet werden können;
97A eine Draufsicht auf einen Wellenleiterkörper einer alternativen Ausführungsform;
97B und 97C Querschnitts-Elevationsansichten allgemein entlang der Schnittlinien 97B-97B bzw. der Schnittlinien 97C-97C der 97A;
100 ein Strahlenverlaufs-Diagramm eines Wellenleiterkörpers mit einem Seitenwandmerkmal, das den Wellenleiterkörpern der 97–99 gemeinsam ist;
101 eine obere isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers, der in der Ausführungsform der 81 verwendet werden kann;
102 eine Draufsicht auf den Wellenleiterkörper der 101;
103 eine untere isometrische Ansicht des Wellenleiterkörpers der 101;
104 eine obere isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers, der in der Ausführungsform der 81 verwendet werden kann;
105 eine Draufsicht auf den Wellenleiterkörper der 104;
106 und 107 Strahlenverlaufsdiagramme des Wellenleiterkörpers der 104;
108 eine obere isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers, der in der Ausführungsform der 81 verwendet werden kann;
109 eine Draufsicht auf den Wellenleiterkörper der 108;
110 eine obere isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers, der in der Ausführungsform der 81 verwendet werden kann;
111 eine Draufsicht auf den Wellenleiterkörper der 111; und
112 ein schematisches Diagramm einer Ansteuerschaltung, die mit einer Ausführungsform der Leuchte verwendet wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die 1–17 ist eine Leuchte 10, die einen Wellenleiter verwendet, dargestellt. Die Leuchte 10 ist, genauso wie andere hier offenbarte Ausführungsformen, speziell zur Verwendung in allgemeinen Beleuchtungsanwendungen ausgelegt, zum Beispiel an einer Fahrbahn im Freien (einschließlich einer Einfahrt) oder als Parkplatzleuchte oder als irgendeine andere Raumleuchte oder eine Leuchte im Freien. Die Leuchte 10 umfasst ein Gehäuse 12, welches dafür ausgelegt ist, um an einer Stange oder einem Pfosten 14 (siehe 16) angebracht zu werden. Insbesondere umfasst das Gehäuse 12 einen Anbringungsabschnitt 16, der so bemessen ist, dass er ein Ende von irgendeiner einer Anzahl von herkömmlichen Stangen aufnimmt. Eine Feststellschraube (nicht gezeigt) ist durch eine Bohrung 17 (siehe 2 und 3) und gegen ein Ende der Stange (siehe 16) geschraubt, um die Leuchte 10 an einer festen Position auf dem Ende der Stange 14 zu befestigen. Das Gehäuse 12 kann an der Stange 14 durch irgendwelche geeigneten Einrichtungen befestigt werden. Bezugnehmend auf 6 werden elektrische Verbindungen (d. h. Spannung, Masse und Neutral) über einen Anschlussblock 18 bewirkt, der innerhalb eines Montagefachs 20 des Anbringungsabschnitts 16 angeordnet ist. Auf das Montagefach 20 kann über eine bewegbare Montagetür 21 (siehe 5) zugegriffen werden, die drehbar über ein Schwenkgelenk 22 ist und die durch eine Verriegelung (nicht gezeigt) in einer geschlossenen Position gehalten werden kann. Drähte (nicht gezeigt) verbinden den Anschlussblock 18 mit einer LED-Ansteuerschaltung in dem Gehäuse 12, um dorthin eine Energiezuführung bereitzustellen, wie nachstehend noch mit näheren Einzelheiten beschrieben wird.
Ein Kopfabschnitt 24 des Gehäuses 12 ist relativ zu dem Anbringungsabschnitt 16 durch eine Einstellvorrichtung 26 bewegbar, wie in den 7–9 und 21 gezeigt. Insbesondere ist ein Basiselement 27 einer Anbringungshalterung 28 (beispielsweise eines Bügels) fest über irgendeine geeignete Einrichtung in einer Endausnehmung 29 (siehe 4) des Kopfabschnitts 24 angebracht. Die Anbringungshalterung 28 umfasst eine Lagerplatte 31 transversal zu dem Basiselement 27 und erste, zweite und dritte Ansätze 32a, 32b und 32c transversal zu der Lager- bzw. Halteplatte 31. Wie in den 7–9 ersichtlich, umfasst eine gekrümmte Oberfläche 34, die von dem Anbringungsabschnitt 16 getragen wird, einen Schlitz 36, der die Lagerplatte 31 derart aufnimmt, dass die gekrümmte Oberfläche 34 zwischen den Ansätzen 32a, 32b eingefangen wird, um die Anbringungshalterung 28 und somit den Kopfabschnitt 24 durch einen gekrümmten Bewegungsbereich zu führen. Eine Einstellschraube 35 ist in eine Bohrung 35a in dem Anbringungsabschnitt 16 eingeschraubt und liegt an der Lagerplatte 31 an, um die Position des Kopfabschnitts 24 relativ zu dem Anbringungsabschnitt 16 an einer gewünschten Position aufrechtzuerhalten. Der Ansatz 32c beschränkt die Bewegung des Kopfabschnitts 24 nach oben relativ zu dem Anbringungsabschnitt 16 durch eine Behinderung davon mit einer Bodenfläche 36a angrenzend zu der gekrümmten Oberfläche 34.
Bezugnehmend als Nächstes auf die 4 und 5 umfasst der Kopfabschnitt 24 ein Abdeckelement 37, ein optionales Wärmerohr 38, ein reflektierendes Umfassungselement 39 und einen optischen Wellenleiter, der einen Wellenleiterkörper oder eine Optik 40 umfasst. Eine Dichtung 41 umgibt eine äußere Kante des Wellenleiterkörpers 40, und die verschiedenen Komponenten sind zwischen dem Wellenleiterkörper 40 und dem Abdeckelement 37 durch Ablenkungsansätze 37a des Abdeckelements 37 nach oben und nach innen gegen die zusammengebauten Elemente eingebettet. Ein Sensor 23 kann oben an dem Anbringungsabschnitt 16 angeordnet sein, um Umgebungslichtbedingungen und andere Parameter zu erfassen, und ein Signal, welches diese darstellt, kann an der LED-Ansteuerschaltung in dem Gehäuse 12 bereitgestellt werden.
Bezugnehmend als Nächstes auf die 10–12 umfasst eine Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers 340 eine obere Oberfläche 342, eine untere Oberfläche 343, die einen Teil eines Substrat 343a bildet, und wenigstens eine, und vorzugsweise eine Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen oder Einheiten 344a–344e, die sich in den Wellenleiterkörper 340 von einer Endfläche 345 hinein erstrecken. Eine Anzahl von Lichtumleitungselementen 346 definieren die obere Oberfläche 342 und sind oben an dem Substrat 343a angeordnet. Eine optionale Vielzahl von Lichtextraktionseinheiten 367 kann auf der Bodenfläche 343 angeordnet sein. LED-Elemente (siehe 10A) 348, die Lichtquellen umfassen, sind in jeder der Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen 344 oder angrenzend dazu angeordnet, wie nachstehend noch mit näheren Einzelheiten beschrieben wird.
Wie in 10 ersichtlich, weist die Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen 344 vorzugsweise im Wesentlichen die gleiche Form auf, obwohl unterschiedliche Formen verwendet werden können, um ein gewünschtes Beleuchtungsmuster hervorzubringen. Wie in 10A ersichtlich, wird jeder Lichtkopplungshohlraum 344 durch eine Oberfläche 356 definiert, die im Wesentlichen oder im Allgemeinen halbkugelförmig im Querschnitt ist, und der Hohlraum 344 ist vorzugsweise in der Hinsicht zylindrisch, dass die allgemeine Halbkugelform entlang einer Länge des Hohlraums 344 unverändert ist. Die Oberfläche 356, die jeden Lichtkopplungshohlraum 344 definiert, kann glatt, mit einem Muster versehen, gekrümmt oder irgendwie anders ausgeformt sein, um eine Lichtmischung und/oder Umleitung zu bewirken. Beispielsweise, wie in 10A ersichtlich, umfasst die Oberfläche 356 eine Vielzahl von Vorsprüngen 380, die voneinander durch zwischenliegende Ausnehmungen 382 getrennt sind, um eine Lichtmischung zu fördern. Eine derartige Anordnung kann die Ausbildungen annehmen, die in der Internationalen Anmeldung Nr. PCT/US14/30017, eingereicht am 15. März 2014, mit dem Titel ”Optical Waveguide Body” (Cree Aktenzeichen Nr. P2225WO), die hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist, offenbart sind. Die Anordnung fördert eine Farbmischung für den Fall, dass LEDs 348 mit unterschiedlichen Farben verwendet werden, und/oder fördert eine gleichmäßige Beleuchtung durch den Wellenleiterkörper 340 unabhängig davon, ob mehrfarbige oder einfarbige LEDs verwendet werden.
In jeder der hier offenbarten Ausführungsformen können andere Lichtmischeinheiten in oder auf dem Wellenleiterkörper 340 enthalten sein; zum Beispiel können sich ein oder mehrere Körper mit unterschiedlichem Brechungsindex oder unterschiedlichen Brechungsindizes zu den übrigen Teilen des Wellenleiterkörpers 340 in den Wellenleiterkörper hinein erstrecken und/oder vollständig innerhalb des Wellenleiterkörpers 40 angeordnet werden.
Wie mit näheren Einzelheiten nachstehend in Verbindung mit 11A beschrieben wird, sind LED-Elemente 348 innerhalb oder angrenzend zu den Kopplungshohlräumen 344a–344e des Wellenleiterkörpers 340 angeordnet. Jedes LED-Element 348 kann eine einzelne weiße LED oder eine LED mit einer anderen Farbe sein, oder jedes Element kann mehrere LEDs umfassen, die auf einem einzelnen Substrat oder Paket entweder getrennt oder zusammen angebracht sind, um ein Modul zu bilden, welches beispielsweise eine Phosphor-beschichtete oder Phosphor-umgewandelte LED, wie beispielsweise eine Blau-verschobene gelbe LED, entweder alleine oder in Kombination mit wenigstens einer farbigen LED, wie beispielsweise einer grünen LED, einer gelben LED, einer roten LED, etc. umfasst. Die Anzahl und Konfiguration von LEDs 48 kann sich abhängig von der Form (den Formen) des Kopplungshohlraums verändern.
Unterschiedliche Farbtemperaturen und Erscheinungsbilder können unter Verwendung von bestimmten LED-Kombinationen erzeugt werden, wie in dem technischen Gebiet bekannt ist. In einer Ausführungsform umfasst jede Lichtquelle irgendeine LED, wie beispielsweise eine MT-G LED, die eine TrueWhite^® LED-Technologie beinhaltet, oder wie in der US-Patentanmeldung 13/649,067, eingereicht am 10. Oktober 2012, mit dem Titel ”LED Package with Multiple Element Light Source and Encapsulant Having Planar Surfaces” von Lowes et al., (Cree Aktenzeichen Nr. P1912US1–7) offenbart ist, wobei die Offenbarung davon hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist, so wie sie von Cree Inc., dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung, entwickelt und hergestellt wird. In einer anderen Ausführungsform kann eine Vielzahl von LEDs wenigstens zwei LEDs mit unterschiedlichen spektralen Emissionscharakteristiken aufweisen. Wenn wünschenswert, können ein oder mehrere seitlich emittierende LEDs, die in dem US-Patent Nr. 8,541,795 offenbart sind, wobei die Offenbarung davon hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist, innerhalb oder an der Kante des Wellenleiterkörpers 40, 340 (die Option zur Verwendung von LEDs innerhalb des Wellenleiterkörpers wird nachstehend diskutiert) verwendet werden. In jeder der hier offenbarten Ausführungsformen weisen die LED-Elemente 48 vorzugsweise eine Lambert'sche Lichtverteilung auf, obwohl jede eine Richtungs-Emissionsverteilung (z. B. eine seitliche emittierende Verteilung) aufweisen können, je nach Anforderung oder Wunsch. Im Allgemeinen kann für die Lichtquelle irgendeine LED (irgendwelche LEDs) mit einem Lambert'schen, symmetrischen, weitwinkligen, in einer bevorzugten Seite ausgeführten oder asymmetrischen Strahlenmuster verwendet werden.
Bezugnehmend auf die 10 und 11 umfassen die Lichtumleitungselemente 346 wenigstens eine Vielzahl von Lichtextraktionsmerkmalen 363a–363e. Die Lichtextraktionsmerkmale 363a–363e sind in der gesamten Seite-zu-Seite-Erstreckung oder in der Form linear und umfassen fünf keilförmige (im Querschnitt) Extraktionsmerkmale. Ferner sind die Lichtextrationsmerkmale 363a–363e in Bezug auf eine Mittellinie 365 des Wellenleiterkörpers 340 vorzugsweise symmetrisch, obwohl andere Konfigurationen ins Auge gefasst werden. In anderen Ausführungsformen kann die Breite, die Länge und die Krümmung und/oder die andere Form (die anderen Formen) der Extraktionsmerkmale unterschiedlich sein.
Das Substrat 343a kann mit den Umleitungselementen 346 einstückig bzw. integral ausgebildet sein, oder die Umleitungselemente 346 können getrennt ausgebildet und auf dem Substrat 343a je nach Wunsch platziert oder in irgendeiner anderen Weise relativ dazu angeordnet und gehalten werden. Das Substrat 343a und einige oder sämtliche der Umleitungselemente können aus den gleichen oder unterschiedlichen Materialien gebildet sein.
Der Wellenleiterkörper 340 ist aus geeigneten optischen Materialien gebildet, wie beispielsweise ein oder mehreren aus Acryl, Luft, Polycarbonat, geformtem Silizium, Glas, zyklischen Olefincopolymeren und/oder einer Flüssigkeit, einschließlich Wasser und/oder Mineralölen, und Kombinationen davon, möglicherweise in einer geschichteten Anordnung, um eine gewünschten Effekt und/oder ein gewünschtes Erscheinungsbild hervorzubringen.
Das Licht, das von den LEDs 348 entwickelt bzw. erzeugt wird, bewegt sich durch den Wellenleiterkörper 340 und wird durch die Extraktionsmerkmale 363 nach unten gerichtet und von der unteren oder Emissionsoberfläche 343 des Wellenleiterkörpers 340 emittiert. Die optionalen Lichtextraktionsmerkmale 367, die zwei Sätze von parallelen Merkmalen umfassen, die sich transversal zu dem Verlauf der Merkmale 363 erstrecken, erleichtern weiter eine Lichtextraktion. Es sei darauf hingewiesen, dass die Lichtextraktionsmerkmale 347 in dem Fall nicht benötigt werden, wenn die Lichtextraktionsmerkmale 363 von dem Substrat 343a optisch entkoppelt sind, was zu einem Luftspalt zwischen den Merkmalen 363 und dem Substrat 343a führt, wobei eine wesentliche Zurückhaltung von Licht in dem Substrat 343a verhindert wird. Eine derartige optisch entkoppelte Bedingung kann zum Beispiel existieren, wenn die Extraktionsmerkmale 363 nicht eng optisch an das Substrat 343a gebunden sind, sondern darauf nicht-eng gehalten werden, so wie beispielsweise durch ein oder mehrere mechanische Elemente.
Der Wellenleiterkörper 340 richtet das Licht, das durch das LED-Element (die LED-Elemente) 348 entwickelt wird, auf eine gewünschte Beleuchtungszielfläche, wie beispielsweise eine Fahrbahn, mit einem Beleuchtungsmuster 350, wie beispielsweise in 12 ersichtlich. Das Beleuchtungsmuster 350 ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, in Bezug zu einer Mitte des Wellenleiterkörpers versetzt, wie voranstehend beschrieben. Bezugnehmend auf 12 sind die Extraktionsmerkmale 363 konfiguriert, um eine asymmetrische Lichtverteilung mit einem lateralen ersten Maximum-Ausmaß versetzt von der lateralen Achse 359 (siehe 10) zu entwickeln. Die Lichtverteilung weist ferner ein longitudinales zweites Maximum-Ausmaß auf, das zu der longitudinalen Achse 365 ausgerichtet ist. Das laterale erste Maximum-Ausmaß (bzw. die Erstreckung) ist größer als das longitudinale zweite Maximum-Ausmaß. In spezifischer Weise ist die Leuchte in der Mitte (0, 0) der graphischen Darstellung der 12 angeordnet und weist eine Anbringungshöhe von 20 Fuß auf. Ferner ist das Beleuchtungsgebiet von der Mitte 359 in der Richtung des Pfeils 365a weg angeordnet, wobei die Größe des Versatzes und die Größe und möglicherweise die Formen des Beleuchtungsgebiets eine Funktion des Abstands der Leuchte von der Zieloberfläche ist, wie ersichtlich sein sollte. Eine alternative Lichtverteilung 856 ist in den 43 und 43A dargestellt.
Ferner können die LED Elemente 348 in irgendeiner anderen Anordnung relativ zueinander und relativ zu den Lichtkopplungshohlräumen angeordnet werden. Die LED Elemente 348 können auf individuellen Haltestrukturen angebracht werden oder mehrere Elemente können auf einer einzelnen Halterungsstruktur angebracht werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die LEDs 348 auf einer mit Metall beschichteten gedruckten Schaltungsplatine (Printed Circuit Board, PCB) 66 (4) angeordnet und werden von dieser getragen, wobei diese wiederum relativ zu einer Öffnung 68 des reflektierenden Umfassungselements 39 durch eine Halteranordnung 70 an der Stelle gehalten wird. Die Halteranordnung 70 umfasst ein Haupthalteelement 72 und einen flexiblen Kompressionsstreifen 73. Das Haupthalteelement 72 wird auf dem reflektierenden Umfassungselement 39 durch einen ersten Satz von Hakenelementen 74 und einen zweiten Satz von Hakenelementen 75 des reflektierenden Umfassungselements 39 gehalten, die an einem Paar von aufrecht stehenden Pfosten 76 bzw. einer Leiste 77 des Haupthalteelements 72 anliegen. Ein Satz von aufrecht stehenden Zähnen 78 liegt an einem zentralen Abschnitt 79 des Wärmerohrs 38 an und der Kompressionsstreifen 73 wird fest zwischen dem zentralen Abschnitt 79 und einer Rückseite der PCB 66 eingefangen bzw. aufgenommen. Eine vordere Oberfläche der PCB 73, auf der die LEDs angeordnet sind, ist angrenzend zu einer vertikalen Oberfläche 80 des Haupthalteelements 72 angeordnet, so dass jede LED 48 sich in eine zugehörige Öffnung einer Vielzahl von rechteckförmigen oder quadratischen Öffnungen 81a–81e hinein erstreckt. Die flexible oder starre PCB 73 ist zwischen dem Kompressionsstreifen 72 und dem Wärmerohr 79 eingebettet. Durch die aufrecht stehenden Zähnen 78 wird eine Kraft in Richtung auf das Wärmerohr 79 hin ausgeübt. Die von den aufrecht stehenden Zähnen 78 ausgeübte Kompressionskraft hält einen thermischen Leitungspfad zwischen dem Wärmerohr 79 und der PCB 73 aufrecht. Der Wellenleiterkörper 40 (16), 340 (10) ist innerhalb einer inneren Oberfläche des reflektierenden Umfassungselements 39 angeordnet und wird darin gehalten, sodass die Kopplungshohlräume 344a–344e in einer festen Beziehung angrenzend zu den Öffnungen 81a–81e bzw. den LEDs 48, 348 angeordnet sind. Jede LED empfängt Energie von einer LED-Ansteuerschaltung oder einer Energieversorgung eines geeigneten Typs, wie beispielsweise von einem Leistungswandler des SEPIC-Typs und/oder anderen Leistungsumwandlungsschaltungen, die von einer Schaltungsplatine 81 getragen werden, die durch Befestigungselemente 82 und Lokalisierungsstifte 83 (4) auf dem reflektierenden Umfassungselement 39 angebracht sind.
Seitenabschnitte 83a, 83b des Wärmerohrs 38 werden innerhalb von vier Halteträgern 84a–84d, die von dem reflektierenden Umfassungselement 39 getragen werden, angeordnet und werden darin gehalten. Die Abschnitte 83a, 83b sind somit angrenzend zu einer inneren Oberfläche des Abdeckelements 37 angeordnet und wärme, die von den LEDs 48 (oder 348) entwickelt wird, wird durch die gedruckte Schaltungsplatine 73 an den zentralen Abschnitt 79 des Wärmerohrs 38 übertragen. Die Wärme wird weiter an die Seitenabschnitte 83a, 83b und durch das Abdeckelement 37 an die Umgebung übertragen.
Wie in den Figuren gezeigt kann sich in jeder der hier offenbarten Ausführungsformen jeder Kopplungshohlraum 344 vollständig durch den Körper 340 erstrecken, obwohl jeder Kopplungshohlraum 344 (oder ein oder mehrere Kopplungshohlräume) sich nur teilweise durch den Körper 340 erstrecken können. Es sei darauf hingewiesen, dass das LED Element (die LED Elemente) 348 nicht an einem Kantenabschnitt des Wellenleiterkörpers 340 angeordnet werden muss/müssen (wobei diese Ausführungsformen als „Kantenbeleuchtung” bezeichnet werden). Anstelle davon kann ein oder mehrere der Kopplungshohlräume 344 ein Blind-Hohlraum oder ein Durchloch mit irgendeiner geeigneten Form, angeordnet an einem Ort zwischenliegend zwischen Seitenflächen und der Endfläche und einer gegenüberliegenden Endfläche, sein und das LED Element (die LED Elemente) 48 kann/können in dem Blind-Hohlraum oder dem Durchloch angeordnet sein, um einen Wellenleiter mit „innerer Beleuchtung” zu erhalten. In Ausführungsformen mit einer Kantenbeleuchtung kann/können das LED Element (die LED Elemente) 48 über, unter und/oder an der Seite der Kante und ausgerichtet dazu sein, wie in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit der Nr. 14/101,086 mit dem Titel „Optical Waveguides and Luminaires Incorporating Same”, eingereicht am 9. Dezember 2013 (Cree Aktenzeichen Nr. P2126US1) gezeigt und beschrieben wird. Ferner kann es wünschenswert sein ein oder mehrere der LED Elemente 48 unter einem Winkel α innerhalb der zugehörigen Kopplung anzuordnen. Wenn zum Beispiel sich ein LED Element 48 in den Wellenleiterkörper von einer Kante davon erstreckt, kann die zentrale Achse des LED Elements 48 unter einem Nicht-Null-Winkel in Bezug auf die Länge, Breite und/oder Dicken-Dimensionen des Wellenleiterkörpers 40 angeordnet werden.
In weiteren hier offenbarten Ausführungsformen kann in dem Blind-Hohlraum oder dem Durchloch gegenüberliegend zu dem LED Element ein konischer Lichtablenker angeordnet sein, um Licht in den Wellenleiterkörper 40, 340 zu richten, wenn dies gewünscht ist. Zum Beispiel ist ein Lichtablenker in der US-Patentanmeldung mit der Nr. 13/839,949, eingereicht am 15. März 2013, mit dem Titel „Optical Waveguide and Lamp Including Same” (Cree Aktenzeichen Nr. P1961US1) offenbart, die hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist und dieser kann in einem derartigen Blind-Hohlraum oder einem Durchloch angeordnet werden.
Die Beabstandung, die Anzahl, die Größe und die Geometrie von Extraktionsmerkmalen 363 bestimmen die Mischung und die Verteilung von Licht in dem Wellenleiterkörper 340 und von Licht, welches davon austritt. In der dargestellten Ausführungsform umfassen die Extraktionsmerkmale 363 eine Reihe von Stegen, die durch zwischenliegende Wannen bzw. Mulden getrennt sind, wobei wenigstens einige von diesen ein oder mehrere invertierte V-Formen im Querschnitt definieren, wie in den Figuren gezeigt. Ferner kann wenigstens eines (und vielleicht weitere oder sämtliche) der Extraktionsmerkmale 363 oder irgendwelche oder sämtliche der anderen Extraktionsmerkmale, die hier offenbart sind, kontinuierlich sein (das heißt, es erstreckt sich in einer kontinuierlichen Weise), während irgendwelche verbleibenden Extraktionsmerkmale kontinuierliche oder diskontinuierliche Stege (d. h. teilweise lineare und/oder nichtlineare Merkmale, die sich kontinuierlich oder diskontinuierliche erstrecken) umfassen, die von dazwischenliegenden Mulden getrennt sind. Wenn gewünscht können Biegungen oder andere Oberflächenmerkmale in jedem der Extraktionsmerkmale, die hier offenbart sind, vorgesehen sein. Noch weiter, wie beispielsweise in der dargestellten Ausführungsform ersichtlich, sind sämtliche Extraktionsmerkmale 363 in Bezug auf die Mittellinie 352 des Körpers 340 symmetrisch, obwohl dies nicht der Fall sein muss. Zusätzlich zu den voranstehenden Ausführungen kann der Wellenleiterkörper 340 und irgend ein anderer Wellenleiterkörper, der hier offenbart ist, in einem Gesamtsinn von den Kopplungshohlräumen 344 zu der Endoberfläche dahingehend verjüngt bzw. konusförmig sein, dass an dem allgemeinen Ort der Endoberfläche 95 weniger Material als an Abschnitten angrenzend zu den Kopplungshohlräumen 344 vorhanden ist. Eine derartige Verjüngung kann dadurch bewirkt werden, dass Extraktionsmerkmale bereitgestellt werden, die mit dem Abstand von den Kopplungshohlräumen 344 tiefer und/oder breiter getrennt werden. Die Verjüngung maximiert die Möglichkeit, dass im Wesentlichen sämtliches Licht, das in den Wellenleiterkörper 340 eingeleitet wird, über einen einzelnen Durchlauf des Lichts dadurch extrahiert wird. Dies führt dazu, dass im Wesentlichen sämtliches Licht auf die äußeren Oberflächen der Extraktionsmerkmale 363 fällt, wobei diese Oberflächen vorsichtig gesteuert werden, sodass die Extraktion von Licht auch vorsichtig gesteuert wird. Die Kombination einer Verjüngung mit der Anordnung von Extraktionsmerkmalen führt zu einer verbesserten Farbmischung mit minimaler Wellenleiterdicke und einer hervorragenden Kontrolle bzw. Steuerung über das emittierte Licht.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine unterschiedliche Anzahl von Lichtextraktionsmerkmalen 363 vorhanden sein können, wenn gewünscht. In jedem Fall werden die Lambert'schen oder andere Verteilungen von Licht, welche von den LED Elementen 348 erzeugt werden, in eine Verteilung umgewandelt, die zu dem Beleuchtungsmuster 350 führt. Insbesondere wird das Licht, das von dem LED Element (den LED Elemente) 348 erzeugt wird, in mittlere Abschnitte der Strahlspreizung (Strahlweite) und an Seitenabschnitte vorbei über imaginäre planare Oberflächen normal zu der Bodenfläche 343 und übereinstimmend mit Seitenflächen ausgesendet. Wie voranstehend angegeben ist die laterale Erstreckung der Strahlspreizung wesentlich größer als eine longitudinale Erstreckung der Strahlspreizung des Lichts (das d. h. der Strahlspreizung transversal zu der lateralen Erstreckung) des Beleuchtungsmusters 350. Das Beleuchtungsmuster 350 kann durch eine geeignete Modifikation der Lichtextraktionselemente modifiziert werden. Die Helligkeit kann durch Hinzufügung oder Weglassen jeweils von LED Elementen 348 vergrößert oder verkleinert werden.
Wie sich der voranstehenden Beschreibungen entnehmen lassen sollte ist das reflektierende Umfassungselement 39 über dem Wellenleiterkörper 340 gegenüberliegend zu dem Substrat 343a angeordnet. Das reflektierende Umfassungselement 39 umfasst eine untere Oberfläche 110, die mit einem weißen oder spiegelnden Material beschichtet oder in einer anderen Weise ausgebildet ist. Ferner kann ein oder mehrere der Oberflächen des Wellenleiterkörpers mit einem weißen oder spiegelnden Material beschichtet/abgedeckt sein. Licht, das von der oberen Oberfläche 342 des Wellenleiterkörpers 340 entweicht, kann somit in den Wellenleiterkörper 340 zurück reflektiert werden, so das Licht aus dem Substrat 343a effizient extrahiert wird. Die untere Oberfläche 110 kann eine andere Form als eine planare Form aufweisen, beispielsweise eine gekrümmte Oberfläche.
In sämtlichen dargestellten Ausführungsformen wird das Licht, das von dem Wellenleiterkörper 340 emittiert wird, derart gemischt, dass Punktquellen von Licht in den LED Elementen 348 nicht zu einem signifikanten Ausmaß sichtbar sind und das emittierte Licht wird auf ein hohes Ausmaß gesteuert bzw. kontrolliert und kollimiert.
Bezugnehmend als Nächstes auf 18 und 19 wird eine zweite Ausführungsform einer Leuchte 210 dargestellt, die einen Wellenleiter verwendet. Die Leuchte 210 ist, wie in der hier offenbarten voranstehenden Ausführungsform, besonders zur Verwendung in allgemeinen Beleuchtungsanwendungen angepasst, zum Beispiel als eine Leuchte für eine Fahrbahn im Freien (einschließlich einer Auffahrt) oder für einen Parkplatz, oder als irgendeine andere Innen- oder Außenbeleuchtung. Die Leuchte 210 umfasst ein Gehäuse 212, welches dafür angepasst ist, um auf einer Stange oder einem Pfosten 214 angebracht zu werden, der ähnlich oder identisch oder anders als die Stange oder der Pfosten 14 sein kann. Insbesondere umfasst das Gehäuse 212 einen Anbringungsabschnitt 216, der so bemessen ist, dass ein Ende von irgendeiner einer Anzahl von unterschiedlich bemessenen herkömmlichen Stangen aufgenommen wird. Das Gehäuse 212 ist an der Stange 214 durch eine Anbringungsanordnung 217 befestigt, die ein Klemmelement 217a (30) und erste und zweite Befestigungselemente 217c, 217d umfasst, die sich durch Löcher 217e, 217f des Klemmelements 217a und in Gewindelöcher 217g, 217h (18) erstrecken, die sich in Anschläge (nicht gezeigt) des Gehäuses 212 hinein erstrecken, wodurch die Stange zwischen dem Klemmelement 217 und einem gekrümmten Auflageelement 217k (welches am besten in 33 ersichtlich ist) des Gehäuses 212 aufgenommen wird. Zusätzlich ist ein Ende 214a der Stange 214 in irgendeiner einer Anzahl von Auflagen, die durch Stege und Ausnehmungen in einem Paar von gekrümmten Elementen 219a, 219b definiert sind, die von dem Gehäuse getragen werden, angeordnet, sodass der Winkel des Gehäuses 212 relativ zu der Stange eingestellt werden kann, bevor die Befestigungselemente 217c, 217d vollständig in die Gewindelöcher 217g, 217h eingedreht sind. Elektrische Verbindungen (das heißt Energie, Masse und Neutral) werden über einen Anschlussblock 218 bewirkt, der innerhalb eines Montagefachs 220 des Anbringungsabschnitts 216 angeordnet ist. Auf das Montagefach kann über eine bewegbare Montagetür 221 zugegriffen werden, die um ein schwenkbares Gelenk 222 drehbar ist und die durch eine Verriegelung 221 in einer geschlossenen Position gehalten werden kann. Drähte (nicht gezeigt) verbinden den Anschlussblock mit einer LED-Ansteuerschaltung in dem Gehäuse, um dorthin Energie zu führen, wie nachstehend noch mit näheren Einzelheiten angegeben wird.
Bezugnehmend auf 18 und 19 umfasst der Kopfabschnitt 224 ein Abdeckelement 239, einen Wärmetauscher 238, ein reflektierendes Umfassungselement 239 und einen optischen Wellenleiter, der zum Beispiel einen Wellenleiterkörper oder eine Optik 240 umfasst. Eine Dichtung 241 ist zwischen äußeren Kanten des Wellenleiterkörpers 240 und äußeren Kanten des Abdeckelements 237 eingebettet. Befestigungselemente in der Form von Schrauben 242 sichern die äußeren Kanten des Wellenleiterkörpers 240 und der Dichtung 241 an den äußeren Kanten des Abdeckelements 237.
Bezugnehmend als Nächstes auf die 20–25 umfasst der Wellenleiterkörper 540 eine Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen oder Merkmalen 544a–544i, die sich in den Wellenleiterkörper 540 hinein von einer Endfläche 576 davon erstrecken, und eine Anzahl von Lichtumleitungselementen 546. Lichtmischungsmerkmale 580 sind auf einer Bodenfläche 545 des Wellenleiterkörpers 540 angebracht. LED Elemente 596 (siehe 25) sind in einer gestapelten Konfiguration innerhalb von jedem der Vielzahl der Lichtkopplungshohlräumen 544 angeordnet, wie nachstehend noch mit näheren Einzelheiten beschrieben wird. Wie in der vorangehenden Ausführungsform kann der Wellenleiterkörper 540 ein planares Substrat, ähnlich oder identisch zu dem Substrat 343a, wenn gewünscht, sein, oder das Substrat kann einfach die Bodenfläche 545 des Wellenleiterkörpers 540 umfassen, wie gezeigt.
Wie in 21 ersichtlich umfasst die Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen drei Gruppen 550a–550c, wobei jede von diesen drei Lichtkopplungshohlräume mit im Wesentlichen der gleichen Form umfasst. Jedoch sind zwei der Kopplungshohlräume von jeder Gruppe 550a–550c größer als ein verbleibender Kopplungshohlraum der Gruppe und der verbleibende Kopplungshohlraums ist zwischen den zwei größeren Kopplungshohlräumen geordnet. Zum Beispiel umfasst die Gruppe 550a, die in 21 gezeigt ist, zwei größere Kopplungshohlräume 544a, 544c und einen verbleibenden Kopplungshohlraum 544b. In ähnlicher Weise umfasst die Gruppe 550b zwei größere Kopplungshohlräume 544e, 544f und einen verbleibenden Kopplungshohlräume 544e, und die Gruppe 550c umfasst zwei größere Kopplungshohlräume 544g, 544i und einen verbleibenden Kopplungshohlraum 544h. Vorzugsweise weisen sämtliche Lichtkopplungshohlräume 544a–544i die gleiche Form auf, obwohl andere Formen verwendet werden können, um ein gewünschtes Beleuchtungsmuster hervorzubringen.
Unter Bezugnahme auf 22 umfasst jeder Lichtkopplungshohlraum 544 zwei Kopplungsoberflächen 552-1, 552-2, die Spiegelbilder voneinander auf jeder Seite einer Symmetrieachse 554 sind. Planare Abschnitte 552-5, 552-6 der jeweiligen Kopplungsoberflächen 552-1, 552-2 sind voneinander beabstandet und gekrümmte Abschnitte 552-3, 552-4 der jeweiligen Kopplungsoberflächen 552-1, 552-2 treffen sich entlang der Symmetrieachse 554. Zwei Steueroberflächen 556-1, 566-2 sind auf jeder Seite der Kopplungsoberflächen 552-1, 552-2 angrenzend zu jedem der planaren Abschnitte 552-5, 552-6 davon vorgesehen und erstrecken sich in den Wellenleiter 540 hinein von der Endfläche 576. Die Kopplungsoberflächen 552-1, 552-2 und die Steueroberflächen 556-1, 556-2 sind so geformt, dass sie das Licht, das von einer LED 548 emittiert wird, im Wesentlichen in definierten Pfaden in den Wellenleiter richten. Die Kopplungsoberflächen 556-1, 556-2 und die Steueroberflächen 552-1, 552-2 können glatt, mit einem Muster versehen, gekrümmt oder mit einer anderen Form versehen sein, um eine Lichtmischung und/oder eine Umleitung zu bewirken. In der in 22 gezeigten Ausführungsform weist jeder der gekrümmten Abschnitte 552-3, 552-4 der Kopplungsoberflächen 552-1, 552-2 und der Steuerflächen 556-1, 556-2 eine stückweise lineare Form auf. Jeder der gekrümmten Abschnitte 552-3, 552-4 approximiert vorzugsweise eine Kurve, während jede der Steueroberflächen 556-1, 556-2 vorzugsweise eine Linie approximiert.
Die Lichtumleitungselemente 546 umfassen wenigstens eine Vielzahl von Lichtextraktionsmerkmalen 563a–563e. Die Lichtextraktionsmerkmale 563a–563e sind in der gesamten Erstreckung Seite-zu-Seite oder in der Form linear und umfassen fünf Keil-förmige (im Querschnitt) Extraktionsmerkmale. Ferner sind die Lichtextraktionsmerkmale 563a–563e vorzugsweise in Bezug auf eine Mittellinie 552 des Wellenleiterkörpers 540 symmetrisch, obwohl andere Konfigurationen in Erwägung gezogen werden. In anderen Ausführungsformen kann sich die Breite, die Länge und die Krümmung und/oder irgendeine andere Form (irgendwelche andere Formen) der Extraktionsmerkmale wie in den vorangehenden Ausführungsformen verändern.
Wie in 25 gezeigt sind die LED Elemente 548 innerhalb oder angrenzend zu den Kopplungshohlräumen 544a–544i des Wellenleiterkörpers 540 angeordnet. Jedes LED Element 548 kann eine einzelne weiße LED oder eine LED mit einer anderen Farbe sein oder kann jeweils mehrere LEDs umfassen, die entweder getrennt oder zusammen auf einem einzelnen Substrat oder Paket angebracht sind, um ein Modul zu bilden, welches beispielsweise wenigstens eine mit Phosphor-beschichtete LED entweder allein oder in Kombination mit wenigstens einer farbigen LED, beispielsweise einer grünen LED, einer gelben LED, einer roten LED etc. umfasst. In der Ausführungsform der 25 sind individuelle blau-verschobene gelbe LEDs und individuelle rote LEDs in den Lichtkopplungshohlräumen oder angrenzend dazu angeordnet. Im Allgemeinen ist wenigstens eine blau-verschobene gelbe LED in oder angrenzend zu jeweils zwei größeren Kopplungshohlräumen von jeder Gruppe von drei Kopplungshohlräumen 550 angeordnet und wenigstens eine rote LED ist in oder angrenzend zu dem verbleibenden Kopplungshohlraum jeder Gruppe angeordnet. In der spezifisch dargestellten Ausführungsform umfasst jeder Kopplungshohlraum 544 fünf gleichmäßig beabstandete und aufgestapelte LEDs, die auf einem Träger 601 derart angeordnet sind, dass die LEDs in Zeilen über einer Breite des Wellenleiters 540 angeordnet sind. Der Wellenleiterkörper 540 umfasst deshalb sechs Sätze von fünf aufgestapelten blau-verschobenen gelben LEDs in oder angrenzend zu den größeren Lichtkopplungshohlräumen und drei Sätze von fünf aufgestapelten roten LEDs, die in oder angrenzend zu den verbleibenden Lichtkopplungshohlräumen angeordnet sind. Die Anzahl und Konfiguration von LEDs 548 kann in Abhängigkeit von der Form des Kopplungshohlraums anders sein.
Das Licht, das von den LEDs 548 erzeugt wird, wird in Gruppen von Lichtstrahlen durch die Steueroberflächen 552 gerichtet, wobei die Strahlen von jeder Gruppe von Lichtstrahlen innerhalb eines Bereichs von Winkeln innerhalb des Wellenleiterkörpers gerichtet werden. Somit wird eine Strahlsteuerung durch die Kopplungshohlräume erreicht. Derartiges Licht geht durch den Wellenleiterkörper 540 und wird durch die Extraktionsmerkmale 563 nach unten umgeleitet, wie in 20 gezeigt, und wird von der zweiten Seite des Wellenleiterkörpers 540 emittiert. Da Licht von der zweiten Seite emittiert bzw. ausgesendet wird, unterstützen die Lichtmischungsmerkmale 580 eine Farbmischung für den Fall, dass unterschiedliche farbige LEDs 548 verwendet werden, und/oder fördern eine Gleichförmigkeit der Beleuchtung durch den Wellenleiterkörper 540 unabhängig davon, ob mehrfarbige oder monochromatische LEDs verwendet werden. Die Lichtmischungsmerkmale 580 weisen eine längliche lineare Erstreckung entlang einer lateralen Richtung 559 des Wellenleiterkörpers 540 auf und sind in der Querschnittsform abgerundet und konvex.
Der Wellenleiterkörper 540 erzeugt, wie bei den hier offenbarten anderen Ausführungsformen, ein Beleuchtungsmuster 550, das für die hier beschriebenen Anwendungsfälle geeignet ist, wie in 26 gezeigt. Der Wellenleiterkörper richtet Licht, das von dem LED Element (den LED Elementen) erzeugt wird, auf eine gewünschte Beleuchtungszielfläche, wie beispielsweise eine Fahrbahn, mit einem Beleuchtungsmuster. Das Beleuchtungsmuster 250 ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, in Bezug zu einer Mitte des Wellenleiterkörpers versetzt, wie voranstehend beschrieben. Die Extraktionsmerkmale 563 sind konfiguriert eine asymmetrische Lichtverteilung zu erzeugen, die einen Versatz in der lateralen Erstreckung von der lateralen Achse 559 aufweist, der größer als eine longitudinale Erstreckung ist, die zu der longitudinalen Achse 552 ausgerichtet ist.
Jedes LED Element 548 empfängt Energie von einer Energieversorgung eines geeigneten Typs, wie beispielsweise einem Leistungswandler 280 des SEPIC-Typs und/oder von anderen Leistungsumwandlungsschaltungen, die durch geeignete Elemente 281 und Lokalisierungsstifte 282 an einer inneren Oberfläche 283 des Abdeckelements 237 über dem reflektierenden Umfassungselement 239 angebracht sind. Der Leistungswandler 280 und/oder andere Leistungswandlerschaltungen empfangen Energie über Drähte, die sich von dem Anschlussblock 218 durch einen Drahtrohr 320 erstrecken, welches sich durch ein Drahtfach 321 erstreckt, dass teilweise durch eine Verdrahtungsabdeckung 322 definiert wird. Die Verdrahtungsabdeckung 322 wird durch eine Schraube oder ein anderes Befestigungselement, welches sich in einen Gewindeanschlag 324 in dem Drahtfach 321 erstreckt, an der Stelle gehalten. Die Verdrahtungsabdeckung 322 wird ferner durch ein Schulterelement 328, das einen Teil des Abdeckelements 237 bildet, an der Stelle gehalten.
Bezugnehmend auf 18 umfasst der Wärmetauscher 238 eine Basisplatte 330, die sich relativ zu einer Vielzahl von Wärmeableitplatten 332 transversal erstreckt. Enden 334a, 334b der Basisplatte 330 und eine gedruckte Schaltungsplatine (PCB) 335 sind innerhalb von nach innen gerichteten Flanschen 336, 338 des Schulterelements 328 und einem weiteren Schulterelement 340, welches ebenfalls einen Teil des Abdeckelements 237 bildet, aufgenommen. Der Wärmetauscher 238 sitzt an einem T-förmigen Stoppelement 342. Öffnungen 344 in dem Abdeckelement 237 und die Tatsache, dass der Wärmetauscher 238 an seinem Boden offen ist, führen zu einem Pfad für Konvektionsluftströmungen durch den Wärmetauscher 238 an die Umgebung, wodurch eine Kühlung ermöglicht wird.
Die PCB 335 wird durch die Basisplatte 330 des Wärmetauschers 238 gegen eine Endfläche 340 des reflektierenden Umfassungselements 239 einschließlich von Seitenabschnitten 340a, 340b und sich nach unten erstreckenden beabstandeten Ansatzabschnitten 340a–340j fest in der Position gehalten. Die Öffnungen 341a–341i die werden durch die Seitenabschnitte und Ansatzabschnitte 340a–340j definiert. Die LEDs 248 werden auf der PCB 350 an Stellen übereinstimmend mit den Öffnungen 341a–341i angebracht. Die Hohlräume 244a–244i des Wellenleiterkörpers 241 sind jeweils zu den Öffnungen 341a–341i ausgerichtet, sodass die LEDs 248 angrenzend zu den Hohlräumen 244a–244i sind oder sich dort hinein erstrecken.
Wie in der voranstehenden Ausführungsform und wie in 18 ersichtlich, ist das reflektierende Umfassungselement 239 über den Wellenleiterkörper 240 gegenüberliegend zu dem Substrat 243a angeordnet. Das reflektierende Umfassungselement 239 umfasst eine untere Oberfläche 310, die mit einem weißen oder spiegelnden Material beschichtet oder in anderer Weise ausgebildet ist. Ferner kann eine oder mehrere der Oberflächen des Wellenleiterkörpers mit einem weißen oder spiegelnden Material beschichtet/abgedeckt werden. Licht, welches von der oberen Oberfläche 236 des Wellenleiterkörpers 240 entweicht, kann somit in den Wellenleiterkörper 240 zurückreflektiert werden, sodass Licht effizient von dem Substrat 243a extrahiert wird. Die untere Oberfläche 310 kann eine andere als eine planare Form aufweisen, wie beispielsweise eine gekrümmte Oberfläche.
Wie voranstehend erwähnt können irgendwelche der hier offenbarten Ausführungsformen in vielen unterschiedlichen Anwendungen verwendet werden, zum Beispiel als Parkplatzleuchte, als Fahrbahnleuchte, als eine Leuchte, die einen Wandwascheffekt erzeugt, eine Leuchte, die in einem großen Aufbau, wie beispielsweise in einem Kaufhaus oder einer Arena, verwendbar ist, oder als Downlight etc. Eine Leuchte, wie hier offenbart, ist besonders dafür ausgelegt, um ein Licht mit hoher Intensität größer als 1000 Lumen zu entwickeln, und insbesondere größer als 2000–5000 Lumen und kann sogar konfiguriert werden, um 35000 oder mehr Lumen durch Hinzufügung von LED Elementen und möglicherweise anderen ähnlichen, identischen oder unterschiedlichen Wellenleiterkörpern mit zugehörigen LEDs in einer Leuchte zu erzeugen.
Die Anordnung von mehreren LED Elementen und der Optik der Wellenleiterkörper überlagert die Beleuchtung von jedem LED Element aufeinander, was weiter zu einer Farbmischung beiträgt, während eine gewünschte fotometrische Verteilung aufrechterhalten wird. Wenn notwendig oder gewünscht kann eine Farbmischung durch Verwendung von irgendwelchen Strukturen oder Hohlräumen verbessert werden, die in folgenden gleichzeitig anhängigen Anmeldungen offenbart sind: US-Patentanmeldung Nr. 14/101,086, eingereicht am 9. Dezember 2013, mit dem Titel „Optical Waveguides and Luminaires Incorporating Same”, (Cree Aktenzeichen Nr. P2126US1), US-Patentanmeldung Nr. 14/101,132, eingereicht am 9. Dezember 2013, mit dem Titel „Waveguide Bodies Including Redirection Features and Methods of Producing Same”, (Cree Aktenzeichen Nr. P2130US1), US-Patentanmeldung Nr. 14/101,147, eingereicht am 9. Dezember 2013, mit dem Titel „Luminaire Using Waveguide Bodies and Optical Elements”, (Cree Aktenzeichen Nr. P2131US1) und US-Patentanmeldung Nr. 14/101,051, eingereicht am 9. Dezember 2013, mit dem Titel „Optical Waveguides and Luminaires Incorporating Same”, (Cree Aktenzeichen Nr. P2151US1). Diese sind alle im Namen des Anmelders der vorliegenden Anmeldung und deren Offenbarung ist durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung.
Wenn gewünscht können irgendwelche Merkmale, die in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit der Nr. 13/839,949 und/oder der US-Patentanmeldung mit der Nr 13/840,563 (Cree Aktenzeichen P1961UE1 bzw. P2025US1) offenbart sind, in der Leuchte 40 je nach Wunsch verwendet werden.
Ferner kann irgendeine LED Chip-Anordnung und/oder Orientierung, wie in der US-Patentanmeldung mit der Nummer 14/101,147, eingereicht am 9. Dezember 2013, mit dem Titel „Luminaire Using Waveguide Bodies and Optical Elements” (Cree Aktenzeichen P2131UE1) offenbart ist, die durch Bezugnahme hier Teil der vorliegenden Anmeldung und deren Anmelder der Anmelder der vorliegenden Anmeldung ist, in den hier offenbarten Einrichtungen verwendet werden. Wenn zwei LED Elemente in jedem Lichtkopplungshohlraum (wie in den dargestellten Ausführungsformen) verwendet werden, kann es wünschenswert sein die LED Elemente innerhalb oder angrenzend zu dem Kopplungshohlraums entlang einer gemeinsamen vertikalen Achse zu positionieren oder die LED Elemente können unterschiedliche Winkelorientierungen, je nach Wunsch, aufweisen. Die Orientierung, Anordnung und Position der LEDs kann in jedem Wellenleiterkörper-Abschnitt eines Wellenleiters je nach Wunsch unterschiedlich oder identisch sein. Noch weiter kann jeder Lichtkopplungshohlraum zylindrisch oder nicht-zylindrisch sein und kann eine im wesentlichen flache Form, eine segmentierte Form, eine geneigte Form, um Licht von einer bestimmten Seite des Wellenleiterkörpers heraus zu richten, etc. aufweisen.
Die übrigen Figuren illustrieren andere Ausführungsformen. Zum Beispiel illustrieren die 28–30 eine weitere Ausführungsform einer Leuchte 800. Die 31 und die 32 illustrieren eine Wärmesenke 802, die angrenzend zu einer Optikanordnung 804 angeordnet ist. Die Optikanordnung 804 umfasst ein Reflektorelement 806, einen Wellenleiter 808 und ein Umgebungselement 810. Bezugnehmend auf 33 sind elektrische Komponenten angrenzend zu dem Reflektorelement 806 der Optikanordnung 804 angeordnet. Die elektrischen Komponenten 811 sind weiter in den 44–46 und 50 dargestellt. Die 47–49 illustrieren die Anordnung eines Treibers 811a, des Reflektorelements 239 und eines Wellenleiter 240 mit einer darauf angeordneten Abdichtung 241, jeweils der Leuchte 800. Die 34–39 und 42 illustrieren eine zusätzliche Ausführungsform einer Leuchte 850. Die 38, 39 und 41 illustrieren ebenfalls eine andere Ausführungsform einer Leuchte 852 und die 41 illustriert eine noch weitere Ausführungsform einer Leuchte 854.
Die 51–53 illustrieren eine Ausführungsform, die eine relativ kleine Leuchte 650 umfasst und die 54 und 55 zeigt eine Ausführungsform, die eine relativ große Leuchte 652 umfasst, die ansonsten im Erscheinungsbild ähnlich zu der kleinen Leuchte 650 die 51–53 ist. In ähnlicher Weise illustrieren die 81–91 eine alternative Ausführungsform einer Leuchte 950 mit einer relativ kleinen Größe, und die 92–100 illustrieren eine alternative Ausführungsform einer Leuchte 952 mit einer relativ großen Größe. Die leuchten 650, 652, 900, 952 sind dafür ausgelegt, um auf einer Stange oder einem Pfosten in einer ähnlichen Weise oder identisch zu den vorangehenden Ausführungsformen einstellbar angebracht zu werden, und werden als Straßenleuchte, Parkplatzleuchte oder irgendwelche anderen Innen- oder Außen-Leuchten verwendet.
Bezugnehmend spezifisch auf die 51–53 und die 81–91 umfasst die Leuchte 650, 950 einen Kopfabschnitt 660, 960 mit einem oberen Abdeckelement 662, 962, eine unteren Tür 664, 964, die in irgendeiner geeigneten Weise an dem oberen Abdeckelement 662, 962 befestigt ist, und eine Optikanordnung 666, 966, die in dem oberen Abdeckelement 662, 962 untergebracht ist.
Bezugnehmend als Nächstes auf die 54 und 55 umfasst die Leuchte 652, 952 einen Kopfabschnitt 670, 970 mit einem oberen Abdeckelement 672, 972, eine unteren Tür und einem optischen Aufbau (Optikanordnung) (wobei die letzteren zwei nicht gezeigt sind, aber derartige Elemente sind ähnlich oder identisch zu den Elementen 664, 666 und 964, 966, mit Ausnahme der Größe), die in irgendeiner geeigneten Weise an dem oberen Abdeckelement 672, 972 befestigt sind oder daran gehalten werden.
Bezugnehmend als Nächstes auf die 56 und 82 sind die inneren Komponenten der Ausführungsformen 650, 652 und 950, 952 identisch, mit Ausnahme der Größe der Optikanordnung, und somit werden nur die inneren Komponenten der Ausführungsform 650, 950 mit näheren Einzelheiten hier beschrieben. Die Optikanordnung 666, 966 umfasst einen optischen Wellenleiterkörper 680, 980, der aus den voranstehend spezifizierten oder irgendwelchen anderen geeigneten Materialien gebildet ist, ein Umgebungselement 681, 981 und ein reflektierendes Umfassungselement 682, 982, ähnlich zu dem voranstehend beschriebenen Element 39. Ein Schaltungsfach 684, 984 mit einer Abdeckung 686, 986 ist oben auf dem reflektierenden Umfassungselement 682, 982 angeordnet, und eine Energieversorgung 688, 988 ist in dem Schaltungsfach 684, 984 angeordnet und kann ähnlich oder identisch zu dem Leistungswandler 280 des SEPIC-Typs und/oder anderen Leistungsumwandlungsschaltungen, die voranstehend beschrieben wurden, sein. LED Elemente 690, 990 ähnlich oder identisch zu den LED Elementen 348, 548 sind auf einer gedruckten Schaltungsplatine (PCB) 692, 992 angeordnet und erstrecken sich in Kopplungshohlräume oder Merkmale 694 (69–77), 994 (89–91) des Wellenleiters 680, 980, 980a, 980b, wie in den voranstehend in Ausführungsformen. Eine Wärmesenke 696, 996 ist hinter der PCB 692, 992 angeordnet, um durch Belüftungslöcher, die sich durch die Leuchte 650, 950 erstrecken und an oberen und unteren Öffnungen 400, 402 enden, Wärme abzuleiten. Zusätzlich ist ein Anschlussblock 697, 997 angrenzend zu der Wärmesenke 696, 996 angebracht und erlaubt eine elektrische Verbindung zwischen der Energieversorgung 688, 988 und elektrischen Versorgungsleitern (nicht gezeigt).
Die untere Tür 664, 964 umfasst kurze Schafte 404 (wobei nur einer in 59 bzw. 82 sichtbar ist), die in Löcher 406 in dem oberen Abdeckelement 662 (56, 58 und 59), 962 (82) angeordnet sind, um zu ermöglichen, dass die untere Tür 664, 964 verschwenkt wird. Die Tür 664, 964 umfasst ferner Verriegelungselemente 408, die während des Zusammenbaus, in Schulterelemente 410 (siehe 60) eingreifen und damit in Wechselwirkung treten, um die Tür 664, 964 in einer geschlossenen Position zu halten, wie in 60 bzw. 83 ersichtlich.
Die 64–68, 80, 87–90,94 und 95 illustrieren die optische Anordnung 666, 966, 1166 mit näheren Einzelheiten. Ein Prozess zur Herstellung der Anordnung 666, 966, 1166 umfasst den Schritt zum Ausformen des Wellenleiterkörpers 680, 980,983, wobei das reflektierenden Umfassungselement 682, 982, 1182 auf den Wellenleiterkörper 680, 980, 983 platziert wird, und ein Umspritzen des Umgebungselements 681, 981, 1181 auf den Wellenleiterkörper 680, 980, 983 und/oder das reflektierende Element hin, um das reflektierenden Umfassungselement, den Wellenleiterkörper und das Umgebungselement zusammen in einer verbundenen oder integralen Weise zu halten. Die optische Anordnung 966 umfasst ferner eine obere Abdeckung 982a mit gekrümmten und/oder verjüngten Seitenflächen, um mit dem Gehäuse 962 eingepasst zu sein. In jeder Leuchte 650, 950, 1150 weist das reflektierenden Umfassungselement 682, 982, 1182 eine Größe und eine Form (einschließlich von verjüngten oder gekrümmten Seitenflächen) auf, um den jeweiligen Wellenleiterkörper 680, 980, 983 in einer in einer verschachtelten bzw. eingenisteten Weise eng aufzunehmen, wie in 87 dargestellt. Der einheitliche Aspekt der optischen Anordnung stellt eine Abdichtung um den Wellenleiterkörper bereit.
Jeder der hier offenbarten Wellenleiterkörper kann in den Ausführungsformen der 51–55, 81–87 und 92 und 93, einschließlich der Wellenleiterkörper der 61–77, 90, 91 und 96–99 verwendet werden. Zum Beispiel können die leuchten 650, 652, 950, 952 Wellenleiterkörper 680 der 61–63 beinhalten, um geeignete Beleuchtungsverteilungen für gewünschte Ausgangslicht-Beleuchtungspegel zu erreichen. Die Wellenleiterkörper der 61–63 können durch einen Spritzguss-Prozess hergestellt werden, der eine Werkzeugbehandlungsausnehmung gemeinsam für die Herstellung von sämtlichen drei Wellenleiterkörpern verwendet, und unter Verwendung eines besonderen Bodeneinsatzes in dem Werkzeugbehandlung-Hohlraum, der einzigartig für jeden der drei Wellenleiterkörper ist. Der Einsatz erlaubt, dass ein zentraler Abschnitt von jedem Wellenleiterkörper 680, 980, 980a unterschiedliche Extraktionsmerkmale und/oder Umleitungsmerkmale aufweist, während eine Bodenfläche 699 und ein Außenbord-Abschnitt 719 einer oberen Oberfläche 720 gemeinsam für die Wellenleiter 680, 980, 980a sind. Zum Beispiel, unter Bezugnahme auf 90, beschreibt die gestrichelte Linie 721 den zentralen Abschnitt des Wellenleiterkörpers 980, der unter Verwendung eines besonderen Bodeneinsatzes in dem Werkzeugbehandlung-Hohlraum gebildet ist. In ähnlicher Weise kann ein zentraler Abschnitt von jedem Wellenleiterkörper 983, 983a, 983b unterschiedliche Extraktionsmerkmale und/oder Umleitungsmerkmale aufweisen, während eine Bodenfläche 1064 und ein Außenbord-Abschnitt 1066 einer oberen Oberfläche 1068 gemeinsam für die Wellenleiterkörper 983, 983a, 983b sind. Die unterschiedlichen zentralen Abschnitte des Wellenleiters erlauben, dass unterschiedliche Beleuchtungsverteilungsmuster von den Wellenleiterkörpern erzeugt werden. Die verschiedenen Beleuchtungsverteilungsmuster können in Übereinstimmung mit den Beleuchtungsstandards des amerikanischen Instituts für Architekten, die in dem technischen Gebiet üblicherweise bekannt sind, beschrieben werden. Die Grenze des Beleuchtungsmusters auf der beleuchteten Oberfläche wird durch den Schwellenwert von minimalen akzeptablen Beleuchtungsbedingungen definiert, die von den Fahrbahn-Anforderungen abhängen, wie beispielsweise einer Autobahn-Beleuchtung oder einer Parkplatz-Beleuchtung. Zum Beispiel können die Wellenleiterkörper 680, 983, 1200, 1250 ein Beleuchtungsmuster mit einer relativ geringen Reichweite bereitstellen, zum Beispiel ungefähr einmal die Anbringungshöhe der Leuchte in einer y-Richtung, die weg von der Leuchte verläuft, und eine Verteilung für den Fernbereich, zum Beispiel ungefähr sieben Mal die Anbringungshöhe der Leuchte, in einer x-Richtung, die zu jeder Seite der Leuchte transversal zu der y-Richtung verläuft. Die Beanstandung der Leuchten würde deshalb ungefähr einmal die Anbringungshöhe entlang der y-Richtung und ungefähr sieben Mal die Anbringungshöhe entlang der x-Richtung sein. Die Wellenleiterkörper 980, 983a, 1300 können ein Beleuchtungsmuster mit einer geringen Reichweite, zum Beispiel ungefähr zweimal die Anbringungshöhe der Leuchte, in der y-Richtung und eine Verteilung im mittleren Bereich, zum Beispiel ungefähr sechsmal die Anbringungshöhe der Leuchte in der x-Richtung bereitstellen, so dass die Beabstandung von benachbarten Leuchten ungefähr zweimal die Anbringungshöhe entlang der y-Richtung und ungefähr sechsmal die Anbringungshöhe entlang der x-Richtung sein kann. Schließlich können die Wellenleiterkörper 980a, 983b, 1350 ein Beleuchtungsmuster mit einer Reichweite im mittleren Bereich, zum Beispiel ungefähr dreimal die Anbringungshöhe der Leuchte, in der y-Richtung, erzeugen, während sie eine Verteilung im mittleren Bereich, zum Beispiel 4,7-mal die Anbringungshöhe der Leuchte, in der x-Richtung, für eine Beanstandung von benachbarten Leuchten von ungefähr dreimal die Anbringungshöhe entlang der y-Richtung und ungefähr 4,7-mal die Anbringungshöhe entlang der x-Richtung aufweisen. Die Beleuchtungsmuster können aus den voranstehenden Beschreibungen in Abhängigkeit von der Anzahl, der Beabstandung, den Farben und der Orientierung der LEDs relativ zu dem jeweiligen Wellenleiter unterschiedlich sein.
Ferner können die Wellenleiterkörper 680, 980, 980a eine Länge entlang der y-Richtung im Bereich von ungefähr 75 mm bis ungefähr 250 mm, vorzugsweise von ungefähr 125 mm bis ungefähr 175 mm, eine Breite entlang der x-Richtung im Bereich von ungefähr 150 mm bis ungefähr 300 mm, vorzugsweise von ungefähr 200 mm bis ungefähr 250 mm, und eine Höhe im Bereich von ungefähr 5 mm bis ungefähr 50 mm, vorzugsweise von ungefähr 15 mm bis ungefähr 35 mm, aufweisen. Die Wellenleiterkörper 680, 980, 980a können in einer Leuchte mit einem Lumen-Ausgang im Bereich von ungefähr 2.000 Lumen bis ungefähr 12.000 Lumen, und vorzugsweise in Leuchten mit einem Lumen-Ausgang zwischen ungefähr 3.000 Lumen bis 8.000 Lumen verwendet werden. Die Wellenleiterkörper 983, 983a, 983b können eine Länge im Bereich von ungefähr 75 mm bis ungefähr 300 mm, vorzugsweise von ungefähr 125 mm bis ungefähr 200 mm, einer Breite im Bereich von ungefähr 350 mm bis ungefähr 500 mm, vorzugsweise von ungefähr 400 mm bis ungefähr 450 mm, und einer Höhe im Bereich von ungefähr 10 mm bis ungefähr 50 mm, vorzugsweise von ungefähr 20 mm bis ungefähr 40 mm aufweisen und können in einer Leuchte mit einem Lumen-Ausgang im Bereich von ungefähr 10.000 Lumen bis ungefähr 30.000 Lumen, und vorzugsweise in Leuchten mit einem Lumen-Ausgang zwischen ungefähr 13.000 Lumen und ungefähr 23.000 Lumen verwendet werden.
69 zeigt eine Bodenfläche 699, die für die Wellenleiterkörper 680, 980, 980a der 61–77, 90 und 91 gemeinsam ist. Die Bodenfläche 699 ist wannenförmig und umfasst verjüngte Seitenflächen 700, 702, 704, die zwischen einer äußeren planaren Oberfläche 706 und einer inneren planaren Basisfläche 708 angeordnet sind. Bezugnehmend auch auf die 75–75C, 76–76C und 77–77C sind die verjüngten Seitenflächen 700, 702, 704 voneinander durch zwischenliegende planare Oberflächen 710, 712 beabstandet. Die Oberflächen 700, 702, 704, 710, 712 umschreiben drei Seiten 714a–714c des Wellenleiterkörpers 680. Eine planare transversale Seitenfläche 716 (77) begrenzt eine vierte Seite 714d des Wellenleiterkörpers 680 und erstreckt sich zwischen den Oberflächen 706 und 708. Erste und zweite Lichtextraktionsrippen 715, 717 stehen von der Basisfläche 708 vor und erstrecken sich zwischen der transversalen Oberfläche 716 und Abschnitten der Oberflächen 700, 702, 704, 710, 712 gegenüberliegend zu der transversalen Oberfläche 716. Jede Rippe 715, 717, die eine verjüngte innere Oberfläche 715a, 717a und eine äußere Oberfläche 715b, 717b umfasst, extrahiert Licht von dem Wellenleiterkörper 680 heraus.
Der Außenbord-Abschnitt 719 der oberen Oberfläche 720 des Wellenleiterkörpers 680 (71–77) umfasst allgemein erste und zweite gegenüberliegende Seitenabschnitte 722, 724 jeweils angrenzend zu den Seiten 714a, 714c. Ein zentraler Abschnitt 725 ist zwischen den Seiten 714b und 714d zwischenliegend zu den Seitenabschnitten 722, 724 angeordnet. Die Seitenabschnitte 722, 724 sind vorzugsweise Spiegelbilder zueinander (d. h. sie sind symmetrisch zu einer Mittellinie 726), und somit wird nur der Seitenabschnitt 722 ausführlich beschrieben. Der Seitenabschnitt 722 umfasst erste, zweite und dritte keilförmige Elemente 730, 732 und 734. Jedes Lichtextraktionselement in Keilform, das hier beschrieben wird, kann in der gesamten Seite-zu-Seite-Erstreckung oder Form linear sein und/oder kann eine lineare, stückweise lineare und/oder gekrümmte Form im Querschnitt aufweisen. Das innerste keilförmige Element 734 umfasst eine nach aßen weisende Oberfläche 736. Die Oberfläche 736 kann Lichtmischungsmerkmale aufweisen, wie beispielsweise eine muschelförmige und/oder mit einem Muster versehene Oberfläche, so wie dies dargestellt ist. Die Lichtmischungsmerkmale mischen Licht von unterschiedlichen Lichtquellen. Die Wellenleiterkörper 980 und 980a, die in 90 bzw. 91 gezeigt sind, weisen einen Außenbord-Abschnitt 1019 einer oberen Oberfläche 1020 ähnlich zu dem Außenbord-Abschnitt 719 der oberen Oberfläche 720 des Wellenleiterkörpers 680 auf.
Bezugnehmend auf die 61–63 und 69–77 erstreckt sich der zentrale Abschnitt 725 des Wellenleiterkörpers 680 zwischen einem verjüngten Endabschnitt 740 angrenzend zu der Seite 714b und Kopplungshohlräumen oder Merkmalen 742, die das von den LED-Elementen 690 erzeugte Licht empfangen. Der zentrale Abschnitt 725 umfasst ein Paar von ausgenommenen keilförmigen Elementen 744, 746 transversal zu den keilförmigen Elementen 730, 732, 734 (und den entsprechenden keilförmigen Elementen des Seitenabschnitts 724) und eine rechteckförmige planare Oberfläche 748, die sich von den Kopplungshohlräumen 742 zu einer verjüngten Übergangsoberfläche 750 angrenzend zu dem keilförmigen Element 746 erstreckt. Die verjüngte Übergangsoberfläche 750 umfasst eine muschelförmige Oberfläche 751. Umleitungsmerkmale, die zwei Vielzahlen von Hohlräumen 752, 754 umfassen, erstrecken sich in die rechteckförmige planare Oberfläche 748 und sind zu der Mittellinie 726 symmetrisch. Jeder Hohlraum 752, 754 ist in der Form allgemein prismatisch, und die Formen und Positionen verändern sich mit dem Abstand von den Kopplungshohlräumen 742. Jeder Hohlraum 752, 754 mit einer Länge davon ist unter einem Winkel relativ zu einem lateralen Verlauf der Kopplungshohlräume 742 angeordnet. Der Winkel kann im Bereich von ungefähr 5 Grad und ungefähr 85 Grad, vorzugsweise zwischen ungefähr 15 Grad und ungefähr 45 Grad, und weiter bevorzugt zwischen ungefähr 25 Grad und ungefähr 35 Grad liegen. Vier Seitenflächen von jedem Hohlraum 752, 754 verjüngen sich zusammen in Richtung auf die Bodenfläche 699 des Wellenleiterkörpers 680 hin. In der dargestellten Ausführungsform, sowie in anderen hier beschriebenen Ausführungsformen, umfasst der Wellenleiterkörper eine Vielzahl von Umleitungsmerkmalen und eine Vielzahl von Extraktionsmerkmalen, wobei die Umleitungsmerkmale relativ kleiner als die Extraktionsmerkmale sind. In einigen von derartigen Ausführungsformen weist wenigstens ein Umleitungsmerkmal einen linearen Verlauf in einer ersten Richtung auf, und wenigstens ein Extraktionsmerkmal weist einen linearen Verlauf in einer zweiten Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, auf.

Beispielhafte Dimensionen für den Wellenleiterkörper 680 sind in der nachstehend angegebenen Tabelle 1 in Bezugnahme auf die 75, 77 und 90B angegeben. Die Dimensionen sind in mm, außer wenn dies anders angegeben ist. Jeder Hohlraum 752, 754 kann eine Länge im Bereich von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 50 mm, vorzugsweise von ungefähr 1 mm bis ungefähr 35 mm, und eine Breite im Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 10 mm, vorzugsweise von ungefähr 1 mm bis ungefähr 5 mm, aufweisen. Tabelle 1

Wellenleiterkörper 680
FIG. 75
A	234,6
B	215,33

C	136,89
D	102,69
E	108,65
F	10
G	12,82
H	2
I	10,16
FIG. 77
J	147,84
K	23,71
M	55 Grad
FIG. 90B
N	7
P	6,49
Q	4,92
R	0,079
S	6
T	7
U	7
V	3,54
W	16.0 Grad
X	18,5 Grad
Y	22,0 Grad
Z	27,5 Grad
AA	34,5 Grad
AB	44,0 Grad
AC	54,0 Grad
AD	65,0 Grad
AE	75,0 Grad
AF	83,0 Grad
AG	89,0 Grad
AH	93,0 Grad
AI	5
AJ	2,53
AL	16,0 Grad
AK	18,5 Grad
AM	22,0 Grad
AN	27,5 Grad
AP	34,5 Grad
AQ	44,0 Grad
AR	54,0 Grad
AS	65,0 Grad
AT	75,0 Grad
AU	83,0 Grad
AV	89,0 Grad
AW	93,0 Grad

Die 101–103 illustrieren einer weitere Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers 1200 mit transversalen und mehr bevorzugt orthogonalen x- und y-Dimensionen 1201, 1203. Der Wellenleiterkörper 1200 ist identisch zu dem Wellenleiterkörper 680, wie in den 69–77C gezeigt, mit Ausnahme der nachstehend angegebenen Unterschiede. In den 101 und 102 ist gezeigt, dass der zentrale Abschnitt 725 des Wellenleiterkörpers 1200 eine rechteckförmige planare Oberfläche 1202 umfasst, die sich von den Kopplungshohlräumen 742 zu einer verjüngten Übergangs-Lichtextraktionsoberfläche 1206 angrenzend zu der Seite 714b des Wellenleiters 1200 erstreckt. Umleitungsmerkmale, die erste und zweite Vielzahlen von Hohlräumen 1208, 1210 umfassen, erstrecken sich in die rechteckförmige planare Oberfläche 1202 hinein. In einigen Ausführungsformen sind die ersten und zweiten Vielzahlen von Hohlräumen 1208, 1210 Spiegelbilder zueinander mit einem Spalt 1209 dazwischen. In der dargestellten Ausführungsform sind innere Kanten der ersten und zweiten Vielzahlen von Hohlräumen 1208, 1210 relativ zueinander entlang der x-Dimension versetzt. Jeder Hohlraum der ersten Vielzahl 1208 ist zu einem zugehörigen Hohlraum der zweiten Vielzahl 1210 entlang der x-Dimension ausgerichtet. Eine Beabstandung zwischen inneren Kanten von zugehörigen Hohlräumen der ersten und zweiten Vielzahlen 1208, 1210 nimmt mit einem Abstand von den Kopplungshohlräumen 742 entlang der y-Dimension ab. Weitere Umleitungsmerkmale, einschließlich von ersten und zweiten geschlitzten Hohlräumen 1212, 1214, sind angrenzend zu der Übergangsoberfläche 1206 gebildet und weisen um eine Mittellinie 1216 herum eine angewinkelte oder v-Form auf. Jeder Hohlraum 1208, 1210 und jeder geschlitzte Hohlraum 1212, 1214 erstreckt sich in die x- und y-Dimensionen 1201, 1203. In der dargestellten Ausführungsform sind die Lichtextraktionsoberfläche 1206 mit dem verjüngten Übergang und dritte keilförmige Elemente 1218 der Seitenabschnitte 722, 724 glatt. In anderen Ausführungsformen können derartige Oberflächen Lichtstreuungsmerkmale einschließen, die in den dargestellten Ausführungsformen eine muschelförmige Oberfläche umfassen. Lichtstreuungsmerkmale in irgendwelchen der hier beschriebenen Ausführungsformen können Vorsprünge, Einrückungen, Hohlräume, konvexe oder konkave Formen, eine Musterausbildung, eine Kombination von irgendwelchen der voranstehenden Merkmale oder eine beliebige Anzahl von unregelmäßigen (d. h. nicht-planaren) Merkmalen umfassen. Keilförmige Elemente 730, 732, 1218 der ersten und zweiten Seiten 722 und 724, die sich in die y-Richtung 1203 erstrecken, extrahieren Licht aus dem Wellenleiterkörper 1200 heraus. Die verjüngte Oberfläche 1219 angrenzend zu der Seite 714b, die sich in die x- und y-Dimensionen 1201, 1203 erstrecken, extrahiert Licht von dem Wellenleiterkörper 1200 heraus. Bezugnehmend auf 103 umfassen die verjüngten inneren Oberflächen 715a, 717a und die äußeren Oberflächen 715b, 717b der jeweiligen ersten und zweiten Lichtextraktionsrippen 715, 717 der Bodenfläche 699 Lichtstreuungsmerkmale, wie beispielsweise Rippen, muschelförmige bzw. rundgezackte Ausnehmungen und/oder Hohlräume darauf oder darin. Die Basisfläche 708 umfasst einen mit einem Muster versehenen Abschnitt 1220, der sich wenigstens teilweise zwischen den ersten und zweiten Lichtextraktionsrippen 715, 717 und angrenzend zu der Oberfläche 704 mit der verjüngten Seite entlang der Seite 714b erstreckt. Der mit einem Muster versehene Abschnitt 1220 kann Rippen und/oder muschelförmige Ausnehmungen und/oder Streuungsmerkmale umfassen.
Bezugnehmend auf die 104–107 ist eine weitere Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers 1250 identisch zu dem Wellenleiterkörper 680, wie in den 69–77C gezeigt, mit Ausnahme der nachstehend angegeben Unterschiede. Der zentrale Abschnitt 725 umfasst eine rechteckförmige planare Oberfläche 1252, die sich von den Kopplungshohlräumen 742 zu der Seite 714b des Wellenleiters erstreckt. Umleitungsmerkmale, die erste und zweite Vielzahlen von Hohlräumen 1254, 1256 und einen geschlitzten Hohlraum 1258 umfassen, die sich in die rechteckförmige planare Oberfläche 1252 erstrecken, leiten Licht, welches durch den Wellenleiterkörper geht, lateral darin um. Der geschlitzte Hohlraum 1258, der angrenzend zu der Seite 714b gebildet ist, weist um eine Mittellinie 1260 eine v-Form auf und kann eine planare innere Oberfläche 1262 und eine äußere Oberfläche 1264 mit Lichtstreuungsmerkmalen, wie voranstehend beschrieben, aufweisen. Ferner umfasst die rechteckförmige planare Oberfläche 1252 erste und zweite Mischkanäle 1266, 1268, die durch einen Hohlraum 1270 getrennt sind, der zwischen ersten und zweiten Extraktionsmerkmalen oder Volumen 1272, 1274 entlang der x-Dimension 1275 angrenzend zu den Kopplungshohlräumen 742 angeordnet ist. Die ersten und zweiten Extraktionsmerkmale oder Volumen 1272, 1274 sind von der Mittellinie 1260 (104), die sich in die y-Dimension 1277 erstreckt, versetzt. Die ersten und zweiten Mischkanäle 1266, 1268 sind derart identisch, dass nur der erste Mischkanal 1266 beschrieben wird. In ähnlicher Weise sind die ersten und zweiten Extraktionsvolumen 1272, 1274 derart identisch, dass nur das erste Extraktionsvolumen 1274 beschrieben wird. Strahlverlaufs-Diagramme, die in den 106 und 107 bereitgestellt werden, illustrieren die Interaktion von Licht, das von der Vielzahl von LEDs emittiert wird, mit den Mischkanälen 1266, 1268 und den Extraktionsvolumen 1272, 1274. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, wird Licht, das von den ersten und zweiten Lichtextraktionsvolumen 1272, 1274 extrahiert wird, in eine Ausgangs-Beleuchtungsverteilung an Orten, die von einer Mitte der Ausgangs-Beleuchtungsverteilung versetzt sind, gerichtet. Der Hohlraum 1270 stellt einen Luftspalt zwischen inneren Seitenflächen 1276, 1278 der jeweiligen ersten und zweiten Mischkanäle 1266, 1268 bereit, um zu ermöglichen, dass Licht von den inneren Seitenflächen 1276, 1278 in den jeweiligen Mischkanal 1266, 1268 totalreflektiert wird. Ferner umfassen innere und äußere Seitenflächen 1276, 1280 des ersten Mischkanals 1266 Lichtstreuungsmerkmale, wie beispielsweise muschelförmige Oberflächen, wobei Licht durch die Seitenflächen 1276, 1280 gestreut und verteilt wird, wenn es sich lateral durch den ersten Mischkanal 1266 entlang der y-Dimension 1277 bewegt, wie in den 106 und 107 gezeigt. Wie voranstehend angegeben, und so wie dies in irgendwelchen der hier offenbarten Ausführungsformen der Fall ist, können sich irgendwelche oder sämtliche der offenbarten muschelförmigen Oberflächen nach außen, nach innen oder mit einer Kombination davon erstrecken. Das erste Extraktionsvolumen 1272 umfasst erste und zweite Keile 1282, 1284, die eine Breite aufweisen, die sich entlang der x-Richtung erstreckt. Innere und äußere Oberflächen 1286, 1288 der ersten und zweiten Keile 1282, 1284 können ferner Lichtstreuungsmerkmale, wie beispielsweise muschelförmige Ausnehmungen, umfassen, um Licht zu streuen und zu mischen. Ferner können verjüngte Oberflächen 1283, 1285 der ersten und zweiten Keile 1282, 1284 ebenfalls Lichtstreuungsmerkmale, sowie muschelförmige Ausnehmungen, umfassen, um Licht zu streuen und zu mischen. Ein Luftspalt 1290 ist zwischen der äußeren Seitenfläche 1280 des ersten Mischkanals 1266 und der inneren Seitenfläche 1286 der ersten und zweiten Keile 1282, 1284 gebildet, so dass Licht von der äußeren Seitenfläche 1280 des ersten Mischkanals 1266 in den ersten Mischkanal 1266 weg totalreflektiert werden kann und Licht weg von den inneren Seitenflächen 1286 der ersten und zweiten Keile 1282, 1284 weg totalreflektiert werden können vor der Extraktion. Ein Luftspalt 1292 ist in ähnlicher Weise angrenzend zu den äußeren Seitenflächen 1288 der ersten und zweiten Keile 1282, 1284 gebildet. Erste und zweite Vielzahlen von Hohlräumen 1254, 1256 können zu den ersten und zweiten Lichtmischkanälen 1266, 1268 jeweils ausgerichtet sein. Jede der Vielzahl von Hohlräumen 1254, 1256 umfasst einen Hohlraum 1254a, 1256a, der sich von dem Luftspalt 1292 in die angrenzenden dritten keilförmigen Elemente 1294 der Seitenabschnitte 722, 724 jeweils von der planaren Oberfläche erstreckt. Ein Abschnitt bzw. Teil der Hohlräume 1254a, 1256a kann Lichtstreuungsmerkmale aufweisen. Die dritten keilförmigen Elemente 1294 können eine planare Oberfläche aufweisen.
Bezugnehmend auf 90 umfasst der Wellenleiterkörper 980 einen zentralen Abschnitt 1025 mit einer planaren Oberfläche 1026, die sich von einer Vielzahl von Kopplungshohlräumen oder Merkmalen 1028 zu einer Übergangsoberfläche 1030 angrenzend zu dem verjüngten Endabschnitt 1040 des Außenbordabschnitts 1019 erstreckt. Wenigstens ein Teil der Übergangsoberfläche 1030 kann Lichtmischungs-(d. h. Streuungs-)Merkmale umfassen, wie beispielsweise eine muschelförmige und/oder mit einem Muster versehene Oberfläche. Ein geschlitzter Hohlraum 1032 ist angrenzend zu der Übergangsoberfläche 1030 gebildet und weist eine v-Form um eine Mittellinie 1034 auf. Die planare Oberfläche 1026 umfasst zwei Vielzahlen von Lichtumleitungshohlräumen 1036, 1038 ähnlich zu denjenigen des Wellenleiterkörpers der 70. Die Hohlräume 1032, 1036, 1038 leiten Licht, welches durch den Wellenleiterkörper 980 tritt, lateral innerhalb des Wellenleiterkörpers 980 um.
Bezugnehmend auf die 108 und 109 wird eine weitere Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers 1300 illustriert. Der Wellenleiterkörper 1300 erzeugt eine Lichtverteilung ähnlich zu, aber nicht identisch zu der Lichtverteilung, die von dem in 90 gezeigten Wellenleiterkörper 980 erzeugt wird. Ferner ist der Wellenleiterkörper 1300 ähnlich zu dem Wellenleiterkörper 1250, der in den 104–107 gezeigt, und zwar dahingehend, dass die Wellenleiterkörper 1250, 1300 ähnliche oder identische Merkmale, wie beispielsweise Lichtmischungskanäle, Lichtextraktionsvolumen und Lichtumleitungsmerkmale, die erste und zweite Vielzahlen von Hohlräumen und einen geschlitzten Hohlraum umfassen, einschließen. Die Wellenleiterkörper 1250, 1300 unterscheiden sich dahingehend, dass die Dimensionen und Formen von derartigen Merkmalen unterschiedlich sind, so dass etwas unterschiedliche Lichtverteilungsmuster erzeugt werden. Bezugnehmend auf die 108 und 109 umfasst der Wellenleiterkörper 1300 erste und zweite Lichtmischungskanäle 1302, 1304, erste und zweite Lichtextraktionsvolumen 1306, 1308, erste und zweite Vielzahlen von Hohlräumen 1310, 1312 und einen geschlitzten Hohlraum 1314. Zusätzlich umfasst der Außenbordabschnitt 719 des Wellenleiterkörpers 1300 verjüngte Oberflächen 1316, 1318, 1320, 1322. Verjüngte Oberflächen 1318, 1320, 1322 sind voneinander durch zwischenliegende planare Oberflächen 1324, 1325 beabstandet. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die verjüngte Oberfläche 1318 erste und zweite Abschnitte 1328, 1330 mit Lichtstreuungsmerkmalen, die durch einen sanften bzw. glatten Abschnitt 1332 getrennt sind. In anderen Ausführungsformen kann jede der verjüngten und planaren Oberflächen 1318–1326 glatt sein und Lichtstreuungsmerkmale, wie beispielsweise Muster und/oder muschelförmige Ausnehmungen, umfassen.
91 illustriert den Wellenleiterkörper 980a mit einem zentralen Abschnitt 1042. Drei keilförmige Elemente 1044 erstrecken sich über den zentralen Abschnitt 1042 transversal zu den keilförmigen Elementen der Seitenabschnitte des Außenbord-Abschnitts 1019. Eine Übergangsoberfläche 1046 mit einer muschelförmigen Kante erstreckt sich von einem Kopplungsabschnitt 1048 zu dem benachbarten keilförmigen Element 1044. Zwei Lichtumleitungshohlräume 1050 sind entlang des Kopplungsabschnitts 1048 gegenüberliegend zu einer Vielzahl von Kopplungshohlräumen oder Merkmalen 1052 angeordnet. Jeder Hohlraum 1050 weist eine gleichseitige dreieckige Form auf und ist derart angeordnet, dass eine Seitenfläche 1054 parallel zu einem lateralen Verlauf des Kopplungsabschnitts 1048 ist und ein Punkt 1056 gegenüberliegend zu der Seitenfläche 1054 zwischen den Kopplungshohlräumen 1052 und der Seitenfläche 1054 angeordnet ist. Die Seitenflächen der Hohlräume 1050 können Lichtmischungsmerkmale umfassen, wie beispielsweise eine muschelförmige Oberfläche und/oder eine mit einem Muster versehene Oberfläche. Ferner erstrecken sich die Hohlräume 1050 von dem Kopplungsabschnitt 1048 in die Übergangsoberfläche 1046 hinein. Die Hohlräume 1050 leiten Licht lateral innerhalb des Wellenleiters in Richtung auf zwei äußere Ecken 1051a, 1051b gegenüberliegend zu den Kopplungshohlräumen 1052.
Bezugnehmend auf die 110 und 111 ist eine weitere Ausführungsform eines Wellenleiterkörpers 1350 identisch zu dem Wellenleiterkörper 980a, der in 91 gezeigt ist, bis auf die nachstehend angegebenen Ausnahmen. Der zentrale Abschnitt 1042 ist zwischen keilförmigen Elementen 1052 der Seitenabschnitte des Außenbord-Abschnitts 1019 angeordnet. Ähnlich zu dem Wellenleiterkörper 980a umfasst der zentrale Abschnitt 1042 drei keilförmige Elemente 1354, die sich zwischen den keilförmigen Elementen 1352 erstrecken. Der zentrale Abschnitt 1042 umfasst ferner erste und zweite Lichtmischungskanäle 1356, 1358, die zwischen ersten und zweiten Lichtextraktionsvolumen 1360, 1362 angrenzend zu den Kopplungshohlräumen 1052 angeordnet sind. Die Lichtmischungskanäle 1356, 1358 und die Lichtextraktionsvolumen 1360, 1362 sind ähnlich zu derartigen Merkmalen, die unter Bezugnahme auf die 104–107 beschrieben werden. Zwei Lichtumleitungshohlräume 1364 sind zwischen den Lichtmischungskanälen 1356, 1358 und dem angrenzenden keilförmigen Element 1454 gebildet. Jeder Lichtumleitungshohlraum 1364 weist eine gleichseitige dreieckige Form auf, die sich in den zentralen Abschnitt 1042 hinein erstreckt. Die drei keilförmigen Elemente 1354, die sich über den zentralen Abschnitt 1042 erstrecken, umfassen Muscheln, um die Streuung und Mischung von Licht zu fördern. Eine verjüngte Oberfläche 1366 des Außenbord-Abschnitts des Wellenleiterkörpers 1350 umfasst erste und zweite muschelförmige Abschnitte 1368, 1370, die von einem glatten Abschnitt 1372 getrennt werden.
Bezugnehmend als Nächstes auf die 90A und 90B umfasst die Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen oder Merkmalen 1028 Hohlräume 1028a–1028m, die sich in den Wellenleiterkörper 980 von einer Endfläche davon hinein erstrecken. LED-Elemente (siehe 82) sind in einer gestapelten Konfiguration innerhalb von jedem der Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen 1028 angeordnet, wie nachstehend noch mit näheren Einzelheiten erläutert wird. Die Kopplungshohlräume 742 des Wellenleiterkörpers 680 weisen die gleichen Formen und Größen der Kopplungshohlräume 1028 der Wellenleiterkörper 980, 980a auf, und somit gilt die folgende Beschreibung für alle drei Wellenleiter 680, 980, 980a.
Die Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen 1028 umfasst drei Gruppen 1060a–1060d, wobei jede davon drei Lichtkopplungshohlräume mit im Wesentlichen der gleichen Form umfasst. Jedoch sind zwei der Kopplungshohlräume von jeder Gruppe größer als ein verbleibender Kopplungshohlraum der Gruppe, und der übrige Kopplungshohlraum ist zwischen den zwei größeren Kopplungshohlräumen angeordnet. Zum Beispiel umfasst die Gruppe 1060a zwei größere Kopplungshohlräume 1028a, 1028c und einen verbleibenden Kopplungshohlraum 1028b. In ähnlicher Weise umfasst die Gruppe 1060b zwei größere Kopplungshohlräume 1028d, 1028f und einen verbleibenden Kopplungshohlraum 1028e, die Gruppe 1060c umfasst zwei größere Kopplungshohlräume 1028g, 1028i und einen verbleibenden Kopplungshohlraum 1028h, und die Gruppe 1060d umfasst zwei größere Kopplungshohlräume 1028j, 1028m und einen verbleibenden Kopplungshohlraum 1028k. Vorzugsweise weisen sämtliche Lichtkopplungshohlräume 1028a–1028m die gleiche Form auf, obwohl andere Formen verwendet werden können, um ein gewünschtes Beleuchtungsmuster hervorzubringen.
Jeder Lichtkopplungshohlraum 1028 umfasst zwei Kopplungsoberflächen 1062-1, 1062-2, die zueinander Spiegelbilder sind, auf jeder Seite einer Symmetrieachse 1064. Die Kopplungsoberflächen 1062-1, 1062-2 mit jeweils einem größeren Kopplungshohlraum sind im Verhältnis zu den Kopplungsoberflächen 1062-1, 1062-2 des angrenzenden verbleienden kleineren Kopplungshohlraums geringfügig ausgespart bzw. ausgenommen. Zum Beispiel sind die Kopplungsoberflächen 1062g-1, 1062g-2 des größeren Kopplungshohlraums 1028g relativ zu den Kopplungsoberflächen 1062h-1, 1062h-2 des angrenzenden verbleibenden Kopplungshohlraums 1028h geringfügig ausgenommen. Die Kopplungsoberflächen 1062-1 1062-2 sind so ausgeformt, dass sie Licht, welches von den LEDs 990 emittiert wird, im Wesentlichen in definierten Pfaden in dem Wellenleiter richten. Die Kopplungsoberflächen 1062-1, 1062-2 können glatte, mit einem Muster versehene, gekrümmte oder andere Formen aufweisen, um eine Lichtmischung und/oder eine Lichtumleitung zu bewirken. Jeder oder einige der gekrümmten Abschnitte 1062-1, 1062-2 können eine stückweise lineare Form aufweisen. In einer Ausführungsform, die in 90B gezeigt ist, sind die Winkel für Segmente der gekrümmten Abschnitte 1062-1, 1062-2 des Wellenleiterkörpers 980, die eine stückweise lineare Form aufweisen, in der Tabelle 1 gezeigt. Die Kopplungshohlräume der Wellenleiterkörper 680, 980, 980a, 983, 983a und 983b, die in den 71, 90, 91, 102, 103 bzw. 104 gezeigt sind, weisen jeweils die gleiche Form auf, wie voranstehend beschrieben, obwohl die Größen der Kopplungshohlräume unterschiedlich sein können.
Ähnlich wie die Wellenleiterkörper 680, 980, 980a der 71, 90 und 91 umfassen die Wellenleiterkörper 983, 983a und 983b der 96–99 eine Bodenfläche 1064 und einen Außenbord-Abschnitt 1066 einer oberen Oberfläche 1068 gemeinsam für jeden Wellenleiter. Die Bodenfläche 1064, die in 96 dargestellt ist, ist wannenförmig und umfasst planare Seitenflächen 1070a–1070d, die an einer inneren planaren Oberfläche 1072 angeordnet sind. Eine äußere planare Oberfläche 1074 erstreckt sich von den und transversal zu den Seitenflächen 1070a–1070d. Ein innerer ausgesparter Abschnitt 1076 umfasst zwei stegförmige Lichtextraktionselemente 1078, die voneinander beabstandet sind und sich parallel zu den Seitenflächen 1070a, 1070c erstrecken. Eine Rippe 1080 steht von dem inneren ausgesparten Abschnitt 1076 entlang einer Mittellinie 1082 des Wellenleiterkörpers 983 vor.
Bezug nehmend auf 97 umfasst der Außenbord-Abschnitt 1066 der oberen Oberfläche 1068 erste und zweite gegenüberliegende Seitenflächen 1084, 1086 entlang jeweils der Seiten 1070a, 1070c. Erste und zweite Seitenwände 1088a, 1088b erstrecken sich entlang eines Teils jeweils der ersten und zweiten Seitenflächen 1084, 1086. Jede Seitenwand 1088 umfasst eine planare Oberfläche 1090a, 1090b, die von den jeweiligen Seitenflächen 1084, 1086 gebildet wird, und eine jeweilige innere Seitenfläche 1092a, 1092b. Der Außenbord-Abschnitt 1066 umfasst einen Endabschnitt 1096 mit einem keilförmigen Lichtextraktionselement 1098 und einer Übergangsoberfläche 1100. Ein Kopplungsabschnitt 1102 entlang der Seite 1070d umfasst eine planare Oberfläche 1104, die sich zwischen zwei Vielzahlen von Kopplungshohlräumen oder Merkmalen 1106a, 1106b erstreckt, die das von den LED-Elementen erzeugte Licht empfangen. Die Kopplungshohlräume 1106a, 1106b sind angrenzend zu jeweiligen Seitenwänden 1088a, 1088b angeordnet, so dass Licht, das auf die Seitenwand einfällt, innerhalb des Wellenleiterkörpers 983, 983a, 983b totalreflektiert wird. 100 zeigt die Totalreflexion des Lichts auf der Seitenwand 1088 entlang einer Seite 1107a, während Licht von einer Seite 1107b gegenüberliegend zu der Seite 1107a, die kein Seitenwandmerkmal aufweist, entweicht. Während der Verwendung werden erste und zweite Gruppen von Lichtstrahlen von jeweiligen Seitenwänden 1088a, 1088b wegreflektiert und durch die jeweiligen Elemente 1078a, 1078b der Bodenfläche 1064 in Richtung auf die Mittellinie 1082 extrahiert, so dass die ersten und zweiten Gruppen von Lichtstrahlen einander an der Mittellinie 1082 schneiden. Die Verwendung der Totalreflexion entlang der Seiten der Wellenleiterkörper 983, 983a, 983b erlaubt eine Reduktion der Größe des Wellenleiterkörpers entlang der x-Richtung. Zusätzlich erstrecken sich vier Vorsprünge 1108a–1108d von dem Kopplungsabschnitt 1102 des Wellenleiterkörpers 983 entlang der Seite 1070d nach außen. Zwei Ecken 1109a, 1109b der Wellenleiterkörper 983, 983a, 983b können eine abgerundete Form aufweisen, wie in 95 gezeigt. In jeder Ausführungsform kann irgendeine spitze Ecke abgerundet sein und einen Krümmungsradius von weniger als 0,33 mm aufweisen. Ferner, so wie dies in der vorliegenden Ausführungsform ersichtlich ist, verläuft die lineare Erstreckung von wenigstens einem Extraktionsmerkmal über die gesamte Länge oder Breite des Wellenleiters, und die lineare Erstreckung von wenigstens einem Umleitungsmerkmal ist kleiner als die lineare Erstreckung des Extraktionsmerkmals.
Ein zentraler Abschnitt 1110 ist zwischen den Seitenwänden 1088a, 1088b angeordnet und erstreckt sich zwischen einem Kopplungsabschnitt 1102 und dem Endabschnitt 1096 des Außenbord-Abschnitts 1066. Der zentrale Abschnitt 1110 umfasst zwei Seitenabschnitte 1112a, 1112b, die vorzugsweise Spiegelbilder zueinander sind und um die Mittellinie 1082 symmetrisch sind, und somit wird nur der Seitenabschnitt ausführlich beschrieben. Der Seitenabschnitt 1112a umfasst eine erste Vielzahl von keilförmigen Lichtextraktionselementen 1114 und einen Übergangsbereich 1116, der sich zwischen der Seitenwand 1088a und einem planaren rechteckförmigen Abschnitt 1118 erstreckt. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Vielzahl 1114 vier keilförmige Elemente, und der Übergangsbereich 1016 weist eine muschelförmige Oberfläche auf. Endoberflächen der Vielzahl von keilförmigen Lichtextraktionselementen 1114 sind von dem planaren Abschnitt 1118 beabstandet, um einen Spalt 1120 dazwischen zu bilden. Eine Vielzahl von Lichtumleitungshohlräumen 1122, die sich in den planaren Abschnitt 1118 hinein erstrecken, ist unter einem Winkel relativ zu einem lateralen Verlauf des benachbarten Kopplungsabschnitts 1102 angeordnet. Der Winkel kann im Bereich von ungefähr 5 Grad bis ungefähr 85 Grad, vorzugsweise zwischen ungefähr 15 Grad und ungefähr 45 Grad, und weiter bevorzugt zwischen ungefähr 25 Grad und ungefähr 35 Grad liegen. Seitenflächen von jedem Hohlraum 1122 definieren eine prismatische Form und verjüngen sich zusammen in Richtung auf die Bodenfläche 1064 des Wellenkörpers 983 hin. Eine zweite Vielzahl von Lichtextraktionselementen 1124 in Keilform und ein Übergangsbereich 1126 sind zwischen dem planaren Abschnitt 1118 und der Mittellinie 1082 angeordnet und erstrecken sich zwischen dem Kopplungsabschnitt 1102 und der Übergangsoberfläche 1100 des Endabschnitts 1096. Zusätzlich weisen die Kopplungshohlräume 1106a, 1106b die gleiche Form relativ zu den Kopplungshohlräumen 742, 1028, die voranstehend beschrieben wurden, auf, unterscheiden sich aber in der Größe. Bezugnehmend auf 97A sind Winkel für Segmente der gekrümmten Abschnitte der Kopplungshohlräume 1106a, 1106b mit einer stückweisen linearen Form in der Tabelle 2 angegeben.

Beispielhafte Dimensionen für den Wellenleiterkörper 983 sind in der nachstehenden Tabelle 2 unter Bezugnahme auf die 97A, 97B und 97C angegeben. Die Dimensionen sind, außer wenn dies anders angegeben ist, in mm vorgesehen. Jeder Hohlraum 1036, 1038 kann eine Länge im Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 50 mm, vorzugsweise von ungefähr 1 mm bis ungefähr 35 mm und eine Breite im Bereich von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 10 mm, vorzugsweise von ungefähr 0,1 mm bis ungefähr 5 mm aufweisen. Tabelle 2

Wellenleiterkörper 983
FIG. 97A
BB	421,78
BC	363
BD	134,77
BE	165,07
BF	16,0 Grad
BG	18,5 Grad
BH	22,0 Grad
BJ	27,5 Grad
BK	34,5 Grad
BM	44,0 Grad
BN	54,0 Grad
BP	65,0 Grad
BQ	75,0 Grad
BR	83,0 Grad
BS	89,0 Grad
BT	93,0 Gad
FIG. 97B
BU	3
BV	15
BW	3,02
BX	60 Grad
FIG. 97C
BY	3
BZ	60 Grad
CA	55 Grad
CB	55 Grad
CC	15
CD	29,1

Der Wellenleiterkörper 983a der 98 umfasst einen zentralen Abschnitt 1128 ähnlich zu dem zentralen Abschnitt des Wellenleiterkörpers der 12 mit Ausnahme der folgenden Unterschiede. Die erste Vielzahl von keilförmigen Lichtextraktionselementen 1014 umfasst drei keilförmige Elemente, und der Übergangsbereich 1116 ist glatt. Ferner umfasst die Vielzahl von Lichtumleitungshohlräumen 122 eine unterschiedliche Anzahl, Größen und Formen davon.
Wie bei den vorangehenden Ausführungsformen umfasst der zentrale Abschnitt 1130 des Wellenleiterkörpers 983b der 99 zwei Seitenabschnitte 1132a, 1132b, die vorzugsweise Spiegelbilder zueinander sind. Jeder Seitenabschnitt 1132 umfasst erste und zweite Vielzahlen von keilförmigen Elementen 1134, 1136, die transversal zueinander angeordnet sind. Zwei keilförmige Lichtextraktionselemente der ersten Vielzahl 1134 und eine Übergangsoberfläche 1138 erstrecken sich zwischen der Seitenwand 1188a und der zweiten Vielzahl von keilförmigen Elementen 1136. Zwei keilförmige Lichtumleitungselemente der zweiten Vielzahl 1136 und eine Übergangsoberfläche 1140 sind zwischen der ersten Vielzahl 1134 und der Mittellinie 1082 angeordnet. Die zweite Vielzahl 1136 und die Übergangsoberfläche 1140 erstrecken sich zwischen dem Kopplungsabschnitt 1102 und der Übergangsoberfläche 1100 des Endabschnitts 1096. Eine erste Vielzahl von Lichtumleitungshohlräumen 1142 ist unter einem Winkel relativ zu einem lateralen Verlauf des Kopplungsabschnitts 1102 angeordnet und ist über den ersten und zweiten Vielzahlen von keilförmigen Elementen 1134, 1136 ausgerichtet. Eine zweite Vielzahl von Lichtumleitungshohlräumen 1144 erstreckt sich von dem Kopplungsabschnitt 1102 in die Übergangsoberfläche 1138 der ersten Vielzahl von keilförmigen Elementen 1134 hinein. Jeder Hohlraum 1144 weist eine gleichseitige dreieckige Form auf und ist derart angeordnet, dass eine Seitenfläche 1146 parallel zu der Seite 107d ist und ein Punkt 1148 gegenüberliegend zu der Seitenfläche 1146 ist zwischen den Kopplungshohlräumen 1106a und der Seitenfläche 1146 angeordnet. Die Hohlräume 1144 leiten Licht lateral innerhalb des Wellenleiters 983b in Richtung auf die zwei äußeren Ecken 1149a, 1149b gegenüberliegend zu den Kopplungshohlräumen 1106a, 1106b um.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Wellenleiterkörper eine Vielzahl von Umleitungsmerkmalen und eine Vielzahl von Extraktionsmerkmalen, wobei die Umleitungsmerkmale relativ kleiner als die Extraktionsmerkmale sind. In anderen Ausführungsformen weist wenigstens ein Umleitungsmerkmal einen linearen Verlauf in einer ersten Richtung auf und wenigstens ein Extraktionsmerkmal weist einen linearen Verlauf (eine lineare Erstreckung) in einer zweiten Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, auf. In weiteren Ausführungsformen erstreckt sich der lineare Verlauf von wenigstens einem Extraktionsmerkmal über die gesamte Länge oder Breite des Wellenleiters und der lineare Verlauf von dem wenigstens einen Umleitungsmerkmal ist kleiner als der lineare Verlauf des Extraktionsmerkmals. In noch weiteren Ausführungsformen sind Extraktionsmerkmale auf einer Bodenfläche des Wellenleiters angeordnet und Umleitungsmerkmale erstrecken sich in eine obere Oberfläche des Wellenleiters, der unteren Oberfläche gegenüberliegend, hinein. In anderen Ausführungsformen sind die Umleitungsmerkmale unter einem Winkel relativ zu einem lateralen Verlauf einer Vielzahl von Kopplungshohlräumen angeordnet und die Extraktionsmerkmale sind senkrecht und/oder parallel zu der lateralen Erstreckung der Vielzahl von Kopplungshohlräumen angeordnet. Noch weiter sind die Wellenleiterdimensionen (Wellenleiterabmessungen) nur beispielhaft angegeben, wobei darauf hingewiesen wird, dass ein oder mehrere Abmessungen verändert werden könnten. Zum Beispiel können die Dimensionen alle zusammen oder getrennt skaliert werden, um je nach Wunsch einen größeren oder kleineren Wellenleiterkörper hervorzubringen.
Während eine gleichförmige Lichtverteilung in bestimmten Ausführungsformen gewünscht ist, können andere Lichtverteilungen in Erwägung gezogen werden und unter Verwendung von unterschiedlichen Feldern von Extraktionsmerkmalen erhalten werden.
Andere Ausführungsformen der Offenbarung, die sämtliche möglichen unterschiedlichen und verschiedenen Kombinationen der individuellen Merkmale von jeder der voranstehenden Ausführungsformen und Beispielen umfassen, sind hier speziell enthalten. Jedes der Lichtumleitungsmerkmale könnte in einer Ausführungsform, möglicherweise in Kombination mit irgendeinem der Lichtextraktionsmerkmale von irgendeiner Ausführungsform, verwendet werden. In ähnlicher Weise kann irgendeines der Lichtextraktionsmerkmale in einer Ausführungsform verwendet werden, möglicherweise in Kombination mit irgendeinem der Lichtumleitungsmerkmale von irgendeiner Ausführungsform. Somit kann zum Beispiel eine Leuchte mit einem Wellenleiter von einer der offenbarten Formen Extraktionsmerkmale der gleichen oder einer unterschiedlichen Form umfassen, und die Extraktionsmerkmale können symmetrisch oder asymmetrisch sein, wobei die Leuchte Kombinationen von Merkmalen von jeder der offenbarten Ausführungsformen aufweisen kann, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
Bezugnehmend als Nächstes auf 112 kann die Treiberschaltung 1400 entweder während eines Zusammenbaus der Leuchte 10 oder danach einstellbar sein, um einen elektrischen Betriebsparameter (elektrische Betriebsparameter) davon je nach Notwendigkeit oder Wunsch einzustellen/zu begrenzen. Beispielsweise kann ein programmierbares Element 1401 der Treiberschaltung 1400 vor oder während eines Zusammenbaus der Leuchte 10 oder danach programmiert werden, um den betriebsmäßigen Leistungsausgang der Treiberschaltung 1400 zu einer oder mehreren LED Ketten zu bestimmen. Eine unterschiedliche Einstellung, Methodik/Vorrichtung kann verwendet werden, um den Betrieb der Leuchte 10 nach Wunsch zu modifizieren.
Noch weiter kann eine einstellbare Dimmungs-Steuereinrichtung 1404 innerhalb des Gehäuses 12 und außerhalb des reflektierenden Umfassungselements 682, 982, 1182, in dem die Schaltungsplatine 1405 untergebracht ist, vorgesehen sein. Die einstellbare Steuereinrichtung 1404 kann mit einem NEMA Umgebungslichtsensor 1406 und/oder an Dimmungs-Zuleitungen der Treiberschaltung 1400 verbunden sein und kann die Treiberschaltung 1400 Steuern. Die einstellbare Dimmungs-Steuereinrichtung 1404 kann ein Widerstandsnetz und einen Wischer, der an verschiedene Punkte in dem Widerstandsnetz bewegbar ist, umfassen. Ein Installierer kann einen Einstellknopf 1402 oder eine andere Einstellvorrichtung der Steuereinrichtung 1404, die betriebsmäßig mit dem Wischer verbunden ist, an eine Position bringen (d. h. drehen), die das Widerstandsnetzwerk veranlasst ein Signal zu entwickeln, das bewirkt, dass die Ausgangshelligkeit der Leuchte auf nicht mehr als einen bestimmten Pegel oder eine bestimmte Größe begrenzt wird, selbst wenn der Sensor 1406 eine Leuchtenhelligkeit größer als der begrenzte Pegel oder die begrenzte Größe befiehlt.
Wenn erforderlich oder wünschenswert kann das Volumen des reflektierenden Umfassungselements 682, 982, 1182 vergrößert oder verkleinert werden, um in geeigneter Weise die Treiberschaltung 1400 unterzubringen und der Treiberschaltung 1400 zu ermöglichen mit einer adäquaten Kühlung zu arbeiten. Die Einzelheiten von Teilen, die das reflektierende Umfassungselement 682, 982, 1182 bilden, können je nach Wunsch verändert werden, um Material zu minimieren, während eine adäquate Festigkeit bereitgestellt wird.
Ferner können irgendwelche der Ausführungsformen, die hier offenbart sind, eine Leistungsschaltung mit einem BUCK-Regler, einem BOOST-Regler, einem BUCK-BOOST-Regler, eine SEPIC-Typ Energieversorgung oder dergleichen umfassen und können eine Treiberschaltung umfassen, wie in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/291,829, eingereicht am 30. Mai 2014 mit dem Titel „.High Efficiency Driver Circuit with Fast Response” von Hu et. al (Cree Aktenzeichen P22276US1, Anwalts-Aktenzeichen 034643–000618) oder der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/292,001, eingereicht am 30. Mai 2014 mit dem Titel „SEPIC Driver Circuit with Low Input Current Ripple” von Hu (Cree Aktenzeichen P2291US1, Anwalts-Aktenzeichen 034643–000616) offenbart ist, die hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung sind.
Die Schaltung kann mit einer Lichtsteuer-Schaltungsanordnung verwendet werden, die die Farbtemperatur von irgendwelchen der hier offenbarten Ausführungsformen in Übereinstimmung mit einer Benutzereingabe steuert, wie beispielsweise in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/292,286, eingereicht am 30. Mai 2014 mit dem Titel „Lighting Fixture Providing Variable CCT” von Pope et. al. (Cree Aktenzeichen P2301US1) offenbart ist, die durch Bezugnahme hier Teil der vorliegenden Anmeldung ist.
Jede der hier offenbarten Ausführungsformen können ein oder mehrere Kommunikationskomponenten, die einen Teil der Lichtsteuerschaltungsanordnung bilden, wie beispielsweise eine RF Antenne, die eine RF Energie erfasst, umfassen. Die Kommunikationskomponenten können beispielsweise eingebaut sein, um der Leuchte zu ermöglichen mit anderen leuchten und/oder mit einem externen drahtlosen Controller zu kommunizieren, wie in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 13/782,040, eingereicht am 1. März 2013 mit dem Titel „Lighting Fixture for Distributed Control” oder der US Provisional Anmeldung mit der Nr. 61/932,058, eingereicht am 27. Januar 2014 mit dem Titel „Enhanced Network Lighting” offenbart ist, die beide im Namen des Anmelders der vorliegenden Anmeldung sind und deren Offenbarung hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist. Allgemeiner ausgedrückt umfasst die Steuer-Schaltungsanordnung wenigstens eine Netzkomponente, eine RF Komponente, eine Steuerkomponente und einen Sensor. Der Sensor, wie beispielsweise ein Knopf-förmiger Sensor, kann eine Anzeige über einen Umgebungslichtpegel daran und/oder eine Belegung innerhalb des Raums oder des Beleuchtungsgebiets bereitstellen. Ein derartiger Sensor kann in die Lichtsteuerung-Schaltungsanordnung eingebaut werden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wenn man eine relativ kleine Lichtquelle verwendet, die in eine breite (zum Beispiel Lambert'schen) Winkelverteilung (üblich für LED-gestützte Lichtquellen) emittiert, erfordert die Beibehaltung des Etendues, wie in dem technischen Gebiet allgemein bekannt ist, ein optisches System mit einem großen Emissionsgebiet, um eine asymmetrische winkelmäßige Lichtverteilung zu erreichen. Für den Fall von parabolischen Reflektoren wird somit allgemein eine große Optik benötigt, um hohe Kollimationsgrade zu erreichen. Um eine großes Emissionsgebiet in einer kompakteren Konstruktion zu erreichen vertraute der Stand der Technik auf die Verwendung von Fresnel-Linsen, die optische Brechungsoberflächen verwenden, um Licht auszurichten und zu kollimierenden. Fresnel-Linsen Sind jedoch allgemein der Art nach planar und eignen sich deshalb nicht gut für die Umleitung von Licht mit einem hohen Winkelbereich, das von der Quelle ausgesendet wird, was zu einem Verlust des optischen Wirkungsgrads führt. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Erfindung Licht in die Optik gekoppelt, wobei vorwiegend TIR für eine Umleitung und eine Lichtverteilung verwendet wird. Diese Kopplung ermöglicht, dass der gesamte Bereich der Winkelemission von der Quelle, einschließlich des Lichts mit großen Winkeln, umgeleitet wird, zu einem höheren optischen Wirkungsgrad in einem kompakteren Form-Faktor führt.
Während spezifische Parameter der Kopplungsmerkmale und Extraktionsmerkmale, einschließlich von Formen, Größen, Orten, Orientierungen relativ zu einer Lichtquelle, Materialien etc. als Ausführungsformen hier offenbart sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen dahingehend beschränkt, dass verschiedene Kombinationen und sämtliche Permutationen von derartigen Parametern hier auch speziell mit berücksichtigt werden. Jegliche Merkmale, wie beispielsweise verschiedene geformte Kopplungshohlräume, LED Elemente, Umleitungsmerkmale, Extraktionsmerkmale etc., beschrieben und/oder beansprucht in der U.S. Patentanmeldung Nr. 13/842,521, (Cree Aktenzeichen Nr. P1946US1), U.S. Patentanmeldung Nr. 13/839,949, (Cree Aktenzeichen Nr. P1961US1), U.S. Patentanmeldung Nr. 13/841,074, eingereicht am März 15, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguide Body” (Cree Aktenzeichen Nr. P1968US1), U.S. Patentanmeldung Nr. 13/840,563, (Cree Aktenzeichen Nr. P2025US1), U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,086, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguides and Luminaires Incorporating Same”, (Cree Aktenzeichen Nr. P2126US1), U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,132, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Waveguide Bodies Including Redirection Features and Methods of Producing Same,” (Cree Aktenzeichen Nr. P2130US1), U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,147, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Luminaire Using Waveguide Bodies and Optical Elements” (Cree Aktenzeichen Nr. P2131US1), U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,129, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Simplified Low Profile Module with Light Guide for Pendant, Surface Mount, Wall Mount and Stand Alone Luminaires” (Cree Aktenzeichen Nr. P2141US1), and U.S. Patentanmeldung Nr. 14/101,051, eingereicht am Dezember 9, 2013, mit dem Titel ”Optical Waveguide and Lamp Including Same” (Cree Aktenzeichen Nr. P2151US1), Internationale Anmeldung Nr. PCT/US14/13931, eingereicht am January 30, 2014, mit dem Titel ”Optical Waveguides and Luminaires Incorporating Same” (Cree Aktenzeichen Nr. P2126WO) und Internationale Anmeldung Nr. PCT/US 14/030017, eingereicht am März 15, 2014, mit dem Titel ”Optical Waveguide Body” (Cree Aktenzeichen Nr. P2225WO), die hier durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung sind und den gleichen Anmelder die vorliegende Erfindung aufweisen, können in einer Leuchte entweder alleine oder in Kombination mit ein oder mehreren zusätzlichen Elementen oder in einer unterschiedlichen Kombination (unterschiedlichen Kombinationen) verwendet werden, um eine Lichtmischung und/oder eine gewünschte Licht-Ausgangsverteilung zu erhalten. Somit können zum Beispiel irgendwelche der Leuchten, die hier offenbart sind, ein oder mehrere Wellenleiterkörper einschließlich von Kopplungsmerkmalen, ein oder mehrere Lichtumleitungsmerkmale, ein oder mehrere Extraktionsmerkmale oder Optiken und/oder bestimmte Wellenleiterkörperformen und/oder Konfigurationen, wie in derartigen Anwendungen offenbart, je nach Anforderung oder Wunsch umfassen. Andere Wellenleiterkörper-Formfaktoren und Leuchten, die derartige Wellenleiterkörper beinhalten, werden ebenfalls berücksichtigt.
Wenigstens einige der Leuchten, die hier offenbart werden, sind besonders zur Verwendung in Installationen ausgelegt, wie beispielsweise für Produkte im Freien (zum Beispiel Straßenlichter, Hochlager-Lichtern, Vordachlichter), die vorzugsweise einen Gesamtleuchtenausgang von ungefähr wenigstens 2000 Lumen oder größer erfordern, und in einigen Ausführungsformen einen Gesamtleuchtenausgang von bis zu ungefähr 10.000 Lumen und in anderen Ausführungsformen einen Gesamtleuchtenausgang von ungefähr 10.000 Lumen bis ungefähr 23.000 Lumen. Ferner entwickeln die hier offenbarten Leuchten vorzugsweise eine Farbtemperatur von ungefähr zwischen 2500 Grad Kelvin und ungefähr 6200 Grad Kelvin und weiter bevorzugt zwischen ungefähr 3100 Grad Kelvin und ungefähr 6000 Grad Kelvin und in einigen Ausführungsformen zwischen ungefähr 3500 Grad Kelvin und ungefähr 4500 Grad Kelvin. Ferner weisen wenigstens einige der hier offenbarten Leuchten vorzugsweise einen Wirkungsgrad von wenigstens ungefähr 90 Lumen pro Watt und weiter bevorzugt wenigstens ungefähr 100 Lumen pro Watt und weiter bevorzugt ungefähr 110 Lumen pro Watt auf. Ferner weisen wenigstens einige der Wellenleiterkörper, die in den hier offenbarten Leuchten verwendet werden, vorzugsweise einen Gesamtwirkungsgrad (d. h. Licht aus dem Wellenleiterkörper heraus extrahiert geteilt durch Licht in den Wellenleiterkörper hinein injiziert) von wenigstens ungefähr 90 Prozent auf. Ein Farbwiedergabeindex (CRI) von wenigstens 80 wird vorzugsweise von wenigstens einigen der hier offenbarten leuchten erreicht, wobei ein CRI von wenigstens ungefähr 85 mehr bevorzugt ist. Die offenbarten Leuchten erzeugen ein skotpisches zu photopisches (S/P) Verhältnis von wenigstens 1,4, vorzugsweise wenigstens 2,0, auf. Irgendein gewünschter Formfaktor und eine besondere Ausgangs Lichtverteilung, einschließlich Aufwärts- und Abwärts-Lichtverteilungen oder nur Aufwärts- oder nur Abwärts-Lichtverteilungen, etc. können erreicht werden.

Die hier offenbarten Ausführungsformen sind in der Lage verbesserte Betriebsstandards im Vergleich mit dem Stand der Technik zu erfüllen, und zwar wie folgt:

	Standards im Stand der Technik	Verbesserte Standards erreichbar mit den vorlie-genden Ausführungsformen
Eingangskopplungs-Wirkungsgrad (Kopplung + Wellenleiterkörper	90%	Ungefähr 95% plus Verbesserungen durch die Farbmischung, Quellenmischung, und Steuerung innerhalb des Wellenleiterkörpers
Ausgangswirkungsgrad (Extraktion)	90%	Ungefehr 95%: Verbessert durch den Extraktions-Wirkungsgrad plus der gesteuerten Verteilung von Licht von dem Wellenleiterkörper
Gesamtes System	–80%	Ungefähr 90%: große Steuerung, zahlreiche Wahlmöglichkeiten für die Ausgangsverteilung

In bestimmten Ausführungsformen können sich die Wellenleiterkörper, die in den hier offenbarten Leuchten verwendet werden, allgemein von einem zentralen Abschnitt zu einer äußeren Kante davon verjüngen, sodass im Wesentlichen das gesamte Licht während eines einzelnen Durchlaufs von jedem Lichtstrahl von dem LED Element (den LED Elementen) zu der äußeren Kante des Wellenleiterkörpers extrahiert wird. Diese Extraktionsstrategie maximiert den Einfall von Lichtstrahlen, die auf eine äußere Seite von jedem Extraktionsmerkmal einfallen und von einer Oberfläche (oder Oberflächen) des Wellenleiterkörpers in einer gesteuerten Weise reflektiert werden, im Gegensatz dazu, dass sie auf andere Oberflächen unter einem größeren Winkel als dem kritischen Winkel auftreffen und als unkontrolliertes Licht entweichen. Die äußeren Seiten der Extraktionsmerkmale werden genau gebildet, sodass über die Richtung von extrahiertem Licht eine Kontrolle beibehalten wird, wodurch ein hoher Kollimationsgrad erreicht wird. Noch weiter weist der Wellenleiterkörper ein sehr niedriges Profil auf, sodass Platz für Wärmetauscher-Strukturen, Treiberkomponenten und dergleichen in der Leuchte belassen wird. Ferner wird im Vergleich mit anderen Lampen, die LED Lichtquellen verwenden, eine Blendung verringert, weil Licht von dem Wellenleiterkörper nach außen gerichtet wird, während es von dem Wellenleiterkörper durch die Extraktionsmerkmale extrahiert wird, sodass das sich ergebende emittierte Licht im Wesentlichen gemischt und im Wesentlichen gleichförmig durch den Strahlwinkel verteilt wird. Das Ergebnis ist eine Lichtverteilung, die angenehm und besonders nützlich für eine allgemeine Beleuchtung und andere Zwecke unter Verwendung einer Lichtquelle, wie beispielsweise ein oder mehrere LED Elemente, ist.
In einigen Ausführungsformen kann der Wunsch bestehen die Lichtstrahlen derart zu steuern, dass wenigstens einige der Strahlen kollimiert werden, aber in der gleichen oder anderen Ausführungsform kann auch der Wunsch bestehen, andere oder sämtliche Lichtstrahlen so zu steuern, dass die winkelmäßige Dispersion (Spreizung) davon erhöht wird, sodass ein derartiges Licht nicht kollimiert wird. In einigen Ausführungsformen kann der Wunsch bestehen auf schmale Bereiche zu kollimieren, während in anderen Fällen der Wunsch bestehen kann, genau das Gegenteil zu tun. Irgendwelche von diesen Bedingungen können von den Leuchten, die Wellenleiterkörper verwenden, die hier offenbart sind, durch eine geeignete Modifikation davon erfüllt werden.
Sämtliche Bezugnahmen, einschließlich Veröffentlichungen, Patentanmeldungen und Patente, die hier angegeben sind, werden durch Bezugnahme zu einem gewissen Ausmaß Teil der vorliegenden Anmeldung, als ob jede Bezugnahme individuell und spezifisch so angegeben wäre, dass sie durch Bezugnahme Teil der vorliegenden Anmeldung ist und als ob sie in ihrer Gesamtheit hier mit eingebaut wären.
Die Verwendung der Ausdrücke „ein”, „eine” und „einer” und „der”, „die” und „das” und ähnliche Bezugnahmen in dem Kontext der Beschreibung der Erfindung (insbesondere in dem Kontext der folgenden Ansprüche) sollen so verstanden werden, dass sie sowohl den Singular als auch den Plural abdecken, außer wenn dies anders hier angegeben ist oder sich deutlich aus dem Kontext entnehmen lässt. Eine Angabe von Bereichswerten, die hier gemacht werden, dient lediglich als kurzes Verfahren zur Bezugnahme individuell auf jeden getrennten Wert, der in den Bereich fällt, außer wenn dies hier anders angegeben ist, und jeder getrennte Wert ist in die Beschreibung eingebaut, als ob er hier individuell angegeben wäre. Sämtliche hier beschriebenen Verfahren können in irgendeiner geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden, außer wenn dies anders angegeben ist oder sich deutlich aus dem Kontext entnehmen lässt. Die Verwendung von irgendwelchen oder sämtlichen Beispielen, oder einem beispielhaften Wortlaut (wie beispielsweise „derart wie”), die hier bereitgestellt werden, dienen lediglich der besseren Beschreibung der Offenbarung und stellen keine Beschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung dar, außer wenn dies anders beansprucht wird. Kein Wortlaut in der Beschreibung sollte so angesehen werden, als ob er ein nicht-beanspruchtes Element als wesentlich für die Umsetzung der Offenbarung in der Praxis anzeigt.
Zahlreiche Modifikationen der vorliegenden Offenbarung werden Durchschnittsfachleuten in dem technischen Gebiet im Hinblick auf die voranstehende Abschreibung offensichtlich sein. Verschiedene Ausführungsformen dieser Offenbarung werden hier beschrieben, einschließlich der bevorzugten Vorgehensweise, die den Erfindern zur Ausführung der Offenbarung bekannt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die dargestellten Ausführungsformen nur beispielhaft sind und nicht als Beschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung angesehen werden sollten.

Claims

Leuchte, umfassend: ein Gehäuse; einen optischen Wellenleiter, der in dem Gehäuse angeordnet ist und eine Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen umfasst; eine Vielzahl von LEDs, die in dem Gehäuse angrenzend zu der Vielzahl von Kopplungshohlräumen angeordnet sind; und eine Anbringungsvorrichtung, die dafür ausgelegt ist, um die Leuchte an einer Fahrbahnstange anzubringen.
Leuchte nach Anspruch 1, in Kombination mit einer Fahrbahnstange, an der das Gehäuse angebracht ist.
Leuchte nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von LEDs Phosphor-umgewandelte LEDs umfasst.
Leuchte nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von LEDs Phosphor-umgewandelte LEDs und rote LEDs umfasst.
Leuchte nach Anspruch 4, wobei die erste Vielzahl von Lichtkopplungshohlräumen dritte und vierte Vielzahlen von Hohlräumen umfasst und wobei blau-verschobene gelbe LEDs in der dritten Vielzahl von Hohlräumen angeordnet sind und rote LEDs in der vierten Vielzahl von Hohlräumen angeordnet sind.
Leuchte nach Anspruch 5, wobei mehrere blau-verschobene gelbe LEDs in jeder der dritten Vielzahl von Hohlräumen angeordnet sind und mehrere rote LEDs in jeder der vierten Vielzahl von Hohlräumen angeordnet sind.
Leuchte nach Anspruch 1, wobei der optische Wellenleiter eine Emissionsoberfläche und Lichtmischungsmerkmale auf einer Oberfläche gegenüberliegend zu der Emissionsoberfläche umfasst.
Leuchte nach Anspruch 7, wobei der optische Wellenleiter Extraktionsmerkmale umfasst, die zwischen den Lichtkopplungshohlräumen und der Emissionsoberfläche angeordnet sind.
Leuchte nach Anspruch 8, wobei wenigstens eines der Extraktionsmerkmale eine lineare Erstreckung aufweist.
Leuchte nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Wärmetransferelement, welches mit der Vielzahl von LEDs thermisch gekoppelt ist.
Leuchte nach Anspruch 1, wobei jeder Kopplungshohlraum dafür ausgelegt ist, um Licht, welches von mehreren LEDs entwickelt wird, zu empfangen und wobei wenigstens zwei der LEDs unterschiedliche spektrale Emissionseigenschaften aufweisen.
Optischer Wellenleiterkörper aus einem optisch transmittierenden Material, das eine Totalreflexionseigenschaft aufzeigt, umfassend: ein Feld von Lichtkopplungsmerkmalen; wenigstens eine Lichtumleitungsoberfläche, die in Bezug auf das Feld von Lichtkopplungsmerkmalen versetzt ist und sich entlang einer ersten Richtung erstreckt; und wenigstens eine Extraktionsoberfläche, die sich entlang einer zweiten Richtung transversal zu der ersten Richtung erstreckt.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 12, wobei der Körper ferner wenigstens eine Seitenfläche zum Umleiten von Licht in dem Körper in Richtung auf das wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal hin umfasst.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 12, wobei die wenigstens eine Lichtumleitungsoberfläche einen Hohlraum definiert, der sich in den Körper hinein von einer ersten Seite davon erstreckt.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 14, wobei die wenigstens eine Lichtextraktionsoberfläche auf einer ersten Seite des Körpers angeordnet ist.
Optischer Wellenleiterkörper Anspruch 15, ferner umfassend ein zusätzliches Lichtextraktionsmerkmal, das auf einer zweiten Seite des Körpers gegenüberliegend zu der ersten Seite angeordnet ist
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 16, wobei das zusätzliche Lichtextraktionsmerkmal Steg-förmig ist.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 12, ferner umfassend wenigstens einen Hohlraum nahe zu dem Feld von Lichtkopplungsmerkmalen, konfiguriert zum Umleiten von Licht, das sich durch den Wellenleiterkörper ausbreitet, lateral innerhalb des Wellenleiterkörpers.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 12, ferner umfassend ein zusätzliches Feld von Lichtkopplungsmerkmalen, wenigstens eine zusätzliche Lichtumleitungsoberfläche, die in Bezug auf das zusätzliche Feld von Lichtkopplungsmerkmalen versetzt ist und sich entlang einer ersten Richtung erstreckt, und wenigstens eine zusätzliche Extraktionsoberfläche, die sich entlang einer zweiten Richtung transversal zu der ersten Richtung erstreckt.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 19, wobei der Körper ferner wenigstens eine zusätzliche Seitenfläche zum Umleiten von Licht in dem Körper in Richtung auf das wenigstens eine zusätzliche Lichtumleitungsmerkmal hin umfasst.
optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 20, wobei die Lichtumleitungsmerkmale zwischen den Lichtextraktionsmerkmalen angeordnet sind.
Optischer Wellenleiterkörper aus einem optisch transmittierenden Material, das eine Totalreflexionseigenschaft aufzeigt, umfassend: einen Kopplungsabschnitt zum Empfangen von Licht, einen Übertragungsabschnitt zum Übertragen von Licht durch wenigstens einen Abschnitt des Körpers und einen Extraktionsabschnitt zum Extrahieren von Licht aus dem Körper heraus; wobei der Übertragungsabschnitt Lichtumleitungsmerkmale umfasst, die sich entlang einer ersten Richtung erstrecken, und der Extraktionsabschnitt Extraktionsmerkmale umfasst, die sich entlang einer zweiten Richtung transversal zu der ersten Richtung erstrecken.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 22, wobei der Körper ferner erste und zweite gegenüberliegende Seitenflächen zum Umlenken von Licht in dem Körper in Richtung auf die Lichtumleitungsmerkmale umfasst.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 23, wobei jedes Lichtumleitungsmerkmal einen Hohlraum umfasst, der sich in den Körper hinein von einer ersten Seite davon erstreckt.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 22, ferner umfassend zusätzliche Lichtextraktionsmerkmale, wobei jedes Lichtextraktionsmerkmal auf einer ersten Seite des Körpers angeordnet ist und die zusätzlichen Lichtextraktionsmerkmale auf einer zweiten Seite des Körpers der ersten Seite gegenüberliegend angeordnet sind.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 25, wobei die zusätzlichen Lichtextraktionsmerkmale Steg-förmig sind.
Optischer Wellenleiterkörper Anspruch 22, wobei der Körper ferner Lichtmischungsmerkmale zum Mischen von Licht von verschiedenen Lichtquellen umfasst.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 22, wobei die Lichtumleitungsmerkmale wenigstens einen Hohlraum in der Nähe des Kopplungsabschnitts umfassen, konfiguriert zum Umleiten von Licht, welches sich durch den Wellenleiterkörper ausbreitet, lateral innerhalb des Wellenleiterkörpers 20.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 22, wobei der Kopplungsabschnitt erste und zweite beabstandete Lichtkopplungsabschnitte umfasst.
Optischer Wellenleiterkörper nach Anspruch 29, wobei die Lichtumleitungsmerkmale zwischen dem Lichtkopplungsabschnitt und den Lichtextraktionsmerkmalen angeordnet sind.
Optische Anordnung, umfassend: einen optischen Wellenleiter; eine Umfassung mit einer Ausnehmung, die den optischen Wellenleiter aufnimmt; und ein Umgebungselement, welches an dem Gehäuse und dem Wellenleiter gebildet ist, um den optischen Wellenleiter in der Ausnehmung zu sichern.
Optische Anordnung nach Anspruch 31, wobei das Umgebungselement auf wenigstens die Umfassung und/oder den optischen Wellenleiter geformt ist.
Optische Anordnung nach Anspruch 31, wobei das Umgebungselement sowohl an der Umfassung als auch dem optischen Wellenleiter geformt ist.
Optischer Wellenleiter mit orthogonalen x- und y-Dimensionen, umfassend: wenigstens ein Kopplungsmerkmal zum Richten von Licht in den Wellenleiter hinein; wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal, welches sich in die x- und y-Dimensionen zum Umleiten von Licht in dem Wellenleiter erstreckt; wenigstens ein erstes Lichtextraktionsmerkmal, das sich in der x-Dimension zum Extrahieren von Licht aus dem Wellenleiter erstreckt; und wenigstens ein zweites Lichtextraktionsmerkmal, welches sich in der y-Dimension zum Extrahieren von Licht aus dem Wellenleiter erstreckt.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 34, wobei das wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal wenigstens zwei Lichtumleitungsmerkmale umfasst, die Spiegelbilder zueinander mit einem Spalt dazwischen sind.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 35, wobei das wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal wenigstens zwei Sätze von Lichtumleitungsmerkmalen umfasst, die Spiegelbilder zueinander mit einem Spalt dazwischen sind.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 34, wobei das wenigstens eine erste Lichtextraktionsmerkmal wenigstens ein weiteres Lichtextraktionsmerkmal umfasst, das zwischen dem wenigstens einen Kopplungsmerkmal und dem wenigstens einen ersten Lichtextraktionsmerkmal angeordnet ist.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 37, wobei das wenigstens eine weitere Lichtextraktionsmerkmal eine TIR Oberfläche zum Reflektieren von Licht in dem optischen Wellenleiter umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 34, wobei das wenigstens eine erste Lichtextraktionsmerkmal wenigstens zwei beabstandete weitere Lichtextraktionsmerkmale umfasst, die zwischen dem wenigstens einen Kopplungsmerkmal und dem wenigstens einen ersten Lichtextraktionsmerkmal angeordnet sind.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 39, wobei jedes der wenigstens zwei beabstandeten weiteren Lichtextraktionsmerkmale ein Paar von Lichtextraktionsoberflächen umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 40, wobei jedes Paar von Lichtextraktionsoberflächen Lichtstreuungsmerkmale umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 41, wobei jedes Paar von Lichtextraktionsoberflächen von zwei Seitenflächen abgegrenzt wird, die Lichtstreuungsmerkmale umfassen.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 39, wobei ein Kanal zwischen TIR Oberflächen der wenigstens zwei beabstandeten weiteren Lichtextraktionsmerkmalen definiert ist und wobei die TIR Oberflächen Licht entlang des Kanals in Richtung auf das wenigstens eine Lichtumleitungsmerkmal hin reflektieren.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 43, wobei jede TIR Oberfläche Lichtstreuungsmerkmale umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 39, ferner umfassend ein TIR Merkmal, das zwischen den wenigstens zwei beabstandeten weiteren Lichtextraktionsmerkmalen angeordnet ist, wobei das TIR Merkmal gegenüberliegende erste und zweite TIR Oberflächen umfasst und wobei ein erster Kanal zwischen der ersten TIR Oberfläche und einer dritten TIR Oberfläche von einem der weiteren Lichtextraktionsmerkmale definiert ist und ein zweiter Kanal zwischen der zweiten TIR Oberfläche und einer vierten TIR Oberfläche von einem anderen der weiteren Lichtextraktionsmerkmale definiert wird.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 45, wobei die ersten und zweiten Kanäle dafür ausgelegt sind, um Licht in dem Wellenleiter in Richtung auf das wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal hin zu richten.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 46, wobei das wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal erste und zweite Sätze von Lichtumleitungsmerkmalen umfasst, die jeweils zu den ersten und zweiten Kanälen ausgerichtet sind.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 34, ferner umfassend wenigstens ein dritte Lichtextraktionsmerkmal, welches sich in die x- und y-Dimensionen erstreckt, zum Extrahieren von Licht aus dem Wellenleiter.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 48, wobei das wenigstens eine dritte Lichtextraktionsmerkmal Lichtstreuungsmerkmale umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 34, wobei das wenigstens eine Lichtumleitungsmerkmal zwischen dem wenigstens einen Kopplungsmerkmal und dem wenigstens einen ersten Lichtextraktionsmerkmal angeordnet ist.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 34, wobei das wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal erste und zweite Sätze von Lichtumleitungsmerkmalen umfasst, wobei alle, aber wenigstens eines der Lichtumleitungsmerkmale des ersten Satzes von allen, aber wenigstens einem der Lichtumleitungsmerkmale des zweiten Satzes beabstandet sind.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 52, wobei die Lichtumleitungsmerkmale des ersten und zweiten Satzes voneinander entlang der y-Richtung beabstandet sind und innere Kanten aufweisen, die in Bezug zueinander entlang der x-Dimension versetzt sind.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 53, wobei die innere Kante von jedem Lichtumleitungsmerkmal des ersten Satzes zu der inneren Kante eines zugehörigen Lichtumleitungsmerkmals des zweiten Satzes entlang der y-Dimension ausgerichtet ist und wobei eine Beabstandung zwischen inneren Kanten von zugehörigen Lichtumleitungsmerkmalen des ersten und zweiten Satzes mit dem Abstand von dem wenigstens einen Kopplungsmerkmal entlang der y-Dimension abnimmt.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 52, wobei das wenigstens eines der Lichtumleitungsmerkmale des ersten Satzes zu dem wenigstens einen der Lichtumleitungsmerkmale des zweiten Satzes benachbart ist, um wenigstens ein kombiniertes Lichtumleitungsmerkmal zu definieren.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 55, wobei jedes Lichtumleitungsmerkmal in den x- und y-Dimensionen länglich ist.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 56, wobei das wenigstens eine kombinierte Lichtumleitungsmerkmal eine angewinkelte Form aufweist.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 57, wobei das wenigstens eine kombinierte Lichtumleitungsmerkmal eine Lichtextraktionsoberfläche aufweist.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 58, wobei die Lichtextraktionsoberfläche Lichtstreuungsmerkmale umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 34, wobei das wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal einen Hohlraum umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 34, wobei das wenigstens ein Lichtextraktionsmerkmal eine verjüngte Oberfläche umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 34, wobei das wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal auf einer ersten Seite angeordnet ist, und ferner umfassend wenigstens eine Lichtextraktionsrippe auf einer zweiten Fläche gegenüberliegend zu der ersten Fläche.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 62, wobei die wenigstens eine Rippe Lichtstreuungsmerkmale umfasst.
Leuchte mit dem optischen Wellenleiter nach Anspruch 34.
Leuchte nach Anspruch 64, ferner umfassend: ein Gehäuse, welches für eine Verwendung im Freien ausgelegt ist; eine Treiberschaltung, die in dem Gehäuse angeordnet ist; und wenigstens eine Steuereinrichtung und/oder ein Element assoziiert mit der Treiberschaltung, ausgelegt zur Steuerung eines Beleuchtungsausgangs der Leuchte.
Leuchte nach Anspruch 65, wobei die Steuereinrichtung eine Dimmungs-Steuereinrichtung umfasst, ausgelegt zum gesteuerten Begrenzen einer Helligkeit der Leuchte.
Leuchte nach Anspruch 66, wobei die Einstellungseinrichtung ein programmierbares Element umfasst, ausgelegt zum Begrenzen der Leistung, die von der Treiberschaltung entwickelt wird.
Optischer Wellenleiter, der orthogonale x- und y-Dimensionen aufweist und ein Beleuchtungsverteilungsmuster entwickelt, welches orthogonale x- und y-Ausmaße aufweist, umfassend: wenigstens ein Kopplungsmerkmal zum Richten von Licht in den Wellenleiter hinein; wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal, zum Umleiten von Licht in einer x-y Ebene innerhalb des Wellenleiters; und wenigstens ein Lichtextraktionsmerkmal zum Extrahieren von Licht aus dem Wellenleiter in einem Beleuchtungsmuster mit wenigstens den x- und/oder y-Ausmaßen, das in Bezug zu den x- bzw. y-Dimensionen versetzt ist.
Optischer Wellenleiter, umfassend: eine erste Vielzahl von LED Lichtquellen; eine zweite Vielzahl von Lichtkopplungsmerkmalen, jeweils zum Übertragen von Licht, das von wenigstens einer der ersten Vielzahl von LED Lichtquellen entwickelt wird, in den Wellenleiter hinein entlang eines primären Lichtpfads; eine dritte Vielzahl von Lichtumleitungsmerkmalen, jeweils zum Umleiten von Licht in dem Wellenleiter, um zu bewirken, dass wenigstens ein Teil des Lichts, das von einer LED entwickelt wird, in einen sekundären Lichtpfad transversal zu dem primären Lichtpfad umgeleitet wird; und eine vierte Vielzahl von Lichtextraktionsmerkmalen zum Richten von Licht in den primären und sekundären Pfaden, um aus dem Wellenleiter heraus gerichtet zu werden; und wobei wenigstens eines der Lichtumleitungsmerkmale eine Lichtextraktionsoberfläche mit Lichtstreuungsmerkmalen umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 69, wobei die vierte Vielzahl von Lichtextraktionsmerkmalen wenigstens ein Lichtextraktionsmerkmal, das von einer Mittellinie versetzt ist und eine Breite zum Empfangen von Licht von wenigstens einigen der LED Lichtquellen aufweist und Licht aus dem optischen Wellenleiter heraus in einen nicht-zentralen Abschnitt eines Beleuchtungsmusters hinein richtet, umfasst.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 70, wobei die vierte Vielzahl von Lichtextraktionsmerkmalen wenigstens ein Lichtextraktionsmerkmal umfasst, dass eine Mittellinie schneidet.
Optischer Wellenleiter mit x- und y-Dimensionen, umfassend: eine erste Vielzahl von LED Lichtquellen; eine zweite Vielzahl von Lichtkopplungsmerkmalen, die entlang einer Breite des Wellenleiters entlang der x-Dimension angeordnet sind, jeweils zum Übertragen von Licht, das von wenigstens einer der ersten Vielzahl von LED Lichtquellen entwickelt wird, in den Wellenleiter hinein entlang eines primären Lichtpfads, der parallel zu der y-Dimension gerichtet ist, wobei die Breite des Wellenleiters durch eine Mittellinie halbiert wird; und wenigstens ein Lichtextraktionsmerkmal, welches weg von der Mittellinie angeordnet ist und eine Breite entlang der x-Dimension zum Empfangen von Licht von wenigstens einigen der LED Quellen und zum Richten von Licht aus dem optischen Wellenleiter heraus in einen nicht-zentralen Abschnitt eines Beleuchtungsmusters hinein aufweist.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 72, ferner umfassend wenigstens ein Lichtumleitungsmerkmal zum Umleiten von Licht in dem Wellenleiter.
Optischer Wellenleiter nach Anspruch 72, ferner umfassend wenigstens ein zusätzliches Lichtextraktionsmerkmal, das die Mittellinie schneidet.
Optischer Wellenleiter Anspruch 72, ferner umfassend wenigstens ein zusätzliches Lichtextraktionsmerkmal, welches sich parallel zu der y-Dimension erstreckt und von der Mittellinie versetzt ist.