[發明專利]包括光學混光棒的照明系統

在審

• 申請號: 201410676196.6
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104654071A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: T.文瑟
• 申請（專利權）人: 馬田專業公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V13/04;F21V17/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 劉文潔

技術領域

本發明涉及一種照明系統，其包括提供均質、均勻光束的光學混光器，其中所述光學混光器由固體透明材料形成，并且光通過入射表面進入所述光學混光器，并通過所述光學混光器反射到出射表面，所述光從所述出射表面離開所述光學混光器。

背景技術

在光照行業中，混光棒被廣泛用于從光源收集光，并且將所收集的光混合成光束。來自光源的光通過輸入端進入混光棒并傳播穿過混光棒，并且通常在混光棒的側壁上被反射一次或多次。由于多重反射，結果便是來自光源的光得以混合，并且混光棒輸出端處的光分布實質上是均勻的。因此，光棒被用于從具有不均勻光分布的光源來提供實質上均勻的光分布。

此外，混光棒常常用于混合來自具有多個光發射器的光源的光，這些光發射器發射不同色彩的光，并且其中混光棒的目的在于將來自不同光發射器的光混合成一個均勻光束，并且所有色彩都同等地混合。舉例而言，混光棒被廣泛地用于混合來自4合1RGBW?LED的光，所述4合1RGBW?LED包括發射紅光的紅色LED晶粒、發射綠光的綠色LED晶粒、發射藍光的藍色LED晶粒和發射白光的白色LED晶粒(典型的磷基晶粒)。

如現有技術中所知，混光棒可具有許多不同的形狀，并且通常以光學透明材料的固體形式來提供，其中混光棒內部的光在傳播穿過光棒時經歷全內反射?，F有技術的固體混光棒是以PMMA或玻璃來提供。或者，混光棒也可例如以涂覆有反射材料的金屬或玻璃而提供成具有反射表面的中空體，然而，這些混光棒的生產相對昂貴，并且由于反射時的光損失而無效。

PMMA或玻璃的已知固體混光棒是布置在光源的發光窗口上方某一距離處，以便不會刮擦或不會以其它方式毀壞發光窗口或入射表面。因此，在光源的發射窗口與固體混光棒的入射表面之間引入氣隙，并且由于從發光窗口到空氣的傳輸以及由于從空氣到混光棒的傳輸，因而進入光棒的光量減少。此外，來自光源的某些光將發射到光棒的入射表面外部，因而不會進入光棒。因此，損失了顯著量的光。

已知的是，由于氣隙導致的折射率變化而產生的光損失可通過在以下方式減少：在光源的發光窗口與固體混光棒的入射表面之間提供折射率匹配材料。然而，這種方法顯著增加制造過程的成本，因為需要手工地提供折射率匹配材料。提供折射材料的方法是困難的，并且執行這種方法的人員必須非常小心，因為光源和光棒很小(小于1cm²)。另外，存在折射率匹配材料隨時間的推移而流出的風險，因為大多數適當的和能夠勝任的折射率匹配材料都形成為凝膠。

WO?06049801公開一種具有機械去耦光學元件的LED封裝，其中去耦光學元件通過氣隙與LED晶粒成光學接觸。WO?06049801還確實公開了：光學元件通過設置在氣隙內的薄光學傳導層而光學耦合到LED晶粒。適用于光學傳導層的材料的實例包括折射率匹配油，和具有類似光學性質的其它液體或凝膠。

WO12083957公開一種提供均質、均勻光束的光學混光器，其中所述光學混光器由固體透明材料形成，并且光通過入射表面進入所述光學混光器，并通過所述主體反射到出射表面上，所述光從所述出射表面離開所述光學混光器。所述光學混光器包括形成為截頭棱錐體(pyramid?frustum)的第一部件和形成為截頭圓錐體(cone?frustum)的第二部件，其中所述截頭棱錐體的頂部表面形成入射表面，而截頭圓錐體的底部表面形成出射表面。這項發明還涉及一種照明設備，所述照明設備包括許多個光源和此類光學混光器。

DE?199?61?527A1公開一種燈具，其中發光二極管布置在燈殼體中并且布置在電路板上。導光器布置在燈具殼體的外罩中，并且當外罩布置到燈具殼體上時，所述導光器便布置在發光二極管上方。燈具殼體填充有灌封化合物。在一個實施方案中，發光二極管保持在電路板上方的柔性導體條上。導光器是非彈性的，并且當外罩附接到燈具殼體上時，所述導光器會使柔性導體條朝向電路板彎曲。在另一個實施方案中，導光器是永久彈性導光器，當外罩布置到燈具殼體上時，所述導光器被壓靠在發光二極管。所存在的風險是：當將導光器布置在發光二極管上方時，空氣、灌封化合物或其它材料將被布置在發光二極管與導光器之間。另外，也難以將導光器布置在發光二極管上方的精確位置中。

發明內容

本發明的目標在于解決上文所描述的關于現有技術的限制，并且提供一種具有混光棒并具有改進的光學效果的照明系統，其中所述混光棒從光源收集光。這是通過如獨立權利要求所述的照明系統和提供照明系統方法來實現。從屬權利要求描述本發明可能的實施方案。在發明詳述中將描述根據本發明的照明系統和方法所實現的優點、益處和技術效果。