光漫射器、使用該光漫射器的led燈布置以及制造方法
【專利摘要】一種光漫射器由具有相對(duì)的第一和第二主表面的材料板形成，其中每一個(gè)表面包含導(dǎo)光小面的陣列。第一表面的每一個(gè)導(dǎo)光小面通過該板將入射光主要定向到第二表面的對(duì)應(yīng)配對(duì)的導(dǎo)光小面，并且第一表面的至少一些不同的導(dǎo)光小面在不同的方向上將入射光定向到第二表面的它們的對(duì)應(yīng)配對(duì)的導(dǎo)光小面。出口處的角度輪廓可以被控制，并且例如不需要在漫射器的輸出端比在輸出端發(fā)散更多。
【專利說明】
光漫射器、使用該光漫射器的LED燈布置以及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及光漫射器。
【背景技術(shù)】
[0002] 光漫射器作為照明器的基本構(gòu)件之一非常廣泛地用在照明應(yīng)用中。它們被用來漫 射光，并且因此使得光源或照明器出射窗產(chǎn)生更柔和光。
[0003] 就使用LED燈的當(dāng)前趨勢以及與LED的小的特征大小相關(guān)聯(lián)的眩光而言，存在致力 于光學(xué)漫射器的特別關(guān)注。
[0004] 在LED照明應(yīng)用中，漫射器被應(yīng)用以隱藏LED，使得LED有效地顯現(xiàn)的更大或者阻止 觀察者直接看向LED。所有這些措施導(dǎo)致減少的眩光損害和美學(xué)上更好看的照明器。
[0005] 漫射器的光學(xué)功能是散射光并且因此產(chǎn)生更柔和的光或者更均勻的發(fā)光表面(或 出射窗）。同時(shí)，光散射是漫射器的主要缺點(diǎn)：它們加寬了初始光束，這給出了增加的展度 (Etendue)。這可能是使用漫射器的不期望結(jié)果。
[0006] 圖1示出由漫射器進(jìn)行的光散射的該效果。入射在漫射器12上的每一個(gè)光束10在 生成經(jīng)漫射的輸出光14時(shí)被加寬。該加寬與漫射器的散射強(qiáng)度成比例。因此，為了借助漫射 器使某個(gè)發(fā)光表面均勻，通常存在對(duì)于附加的射束成形光學(xué)元件的需要，以準(zhǔn)直由漫射器 加寬的光束。
[0007] 因此將期望提供一種光漫射器，其抵消加寬光方向的總體輸出范圍的問題，例如 使得可以避免用于準(zhǔn)直光方向的總體輸出范圍的準(zhǔn)直光學(xué)元件。
[0008] US20120037207公開了一種具有相對(duì)的第一和第二主表面的光學(xué)層，其中第一和 第二表面都包含成角小面的陣列，所述成角小面具有相對(duì)于其相應(yīng)主表面的相應(yīng)成角取 向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明由各權(quán)利要求限定。
[0010] 根據(jù)示例，提供一種光漫射器，包含： 具有相對(duì)的第一主表面和第二主表面的材料板，其中第一表面和第二表面都包含導(dǎo)光 元件的陣列，每一個(gè)元件包含成角小面并且包含面內(nèi)小面，成角小面具有相對(duì)于其相應(yīng)主 表面的相應(yīng)成角取向，面內(nèi)小面與其相應(yīng)主表面位于平面中， 其中通過第一表面的成角小面的成角取向，在第一方向上照射在第一主表面上的光作 為偏轉(zhuǎn)光基本只被定向到第二表面的相關(guān)聯(lián)的成角小面， 其中照射在該第二表面的相關(guān)聯(lián)的成角小面上的所述偏轉(zhuǎn)光通過其成角取向在輸出 方向上重定向光， 并且其中第一表面的至少一些成角小面具有相互不同的成角取向，以在相互不同的方 向上將入射光定向到第二表面的它們相關(guān)聯(lián)的成角小面。
[0011] 光漫射器通過由成角小面空間地混編（shuffle)光而起作用，并且光的出射角度 可以保持不變或者它可以被有意地控制。例如，如果期望的話，來自光漫射器的出射光的角 度范圍可以等于或者小于光漫射器的入射光的角度范圍。這樣的混編提供局部化的漫射功 能。然而可以阻止光輸出射束的加寬。光方向的輸出范圍可以形成平行射束或者發(fā)散或匯 聚射束。光漫射器可以例如放置于照明器的出射窗以使出射窗均勻，這使得有角度 (angular)射束分布不變。這意味著，不需要附加射束成形光學(xué)元件以在漫射之后使射束成 形，因?yàn)楣饴淦骶S持(或改進(jìn))射束形狀。該漫射器通過相對(duì)簡單手段為在照明和/或光學(xué) 設(shè)備中實(shí)現(xiàn)均勻性提供了巨大可能性。
[0012] 通過使第一表面具有至少一些不同的成角小面，其在不同方向上將入射光定向到 第二表面的它們對(duì)應(yīng)的配對(duì)的成角小面，這意味著成角小面不僅僅在相同的方向上移位 (shift)光，而且執(zhí)行混編功能。第一表面的所有成角小面具有一相關(guān)聯(lián)的方向，成角小面 將它們的入射光重定向到該方向。可以存在一組這樣的可能的方向。這些方向可以利用隨 機(jī)性元素限定，以提供隨機(jī)的(或偽隨機(jī)的)光混編功能。
[0013] 為使漫射器相對(duì)高效，每一個(gè)導(dǎo)光元件包含面內(nèi)小面，其基本上與主表面在平面 中延伸。平均來說，光垂直地照射到第一主表面，并且因此隨后也垂直地照射到面內(nèi)小面。 表面上菲涅爾反射的程度以及因此光的使用效率取決于所述表面上的入射角度。通過為每 一個(gè)導(dǎo)光元件提供成角小面和面內(nèi)小面兩者，獲得具有相對(duì)高效率的光漫射。
[0014] 第一表面內(nèi)的每一個(gè)成角小面優(yōu)選地將入射光定向到第二表面的對(duì)應(yīng)的配對(duì)的 光成角，其位于以第二表面上的正對(duì)成角小面為圓心的預(yù)定半徑之內(nèi)。此范圍取決于物理 和光學(xué)配置。該半徑越大，可以實(shí)現(xiàn)的均勻化的量越大。
[0015] 每一個(gè)位于預(yù)定半徑內(nèi)的成角小面可以處于距中心的相應(yīng)的向量平移處。于是可 以存在與每一個(gè)不同的向量平移對(duì)應(yīng)的配對(duì)的成角小面。通過為每一個(gè)不同的向量方向/ 平移提供配對(duì)的成角小面，可以實(shí)現(xiàn)第一表面上的成角小面的所有可能的不同的重定向功 能，并且這避免了漫射器僅僅執(zhí)行上面提到的圖像移位。這些方向可以以隨機(jī)的方式分配。
[0016] 面內(nèi)小面和成角小面優(yōu)選地鑲嵌(tessellate)以填充漫射器的區(qū)域。該鑲嵌可以 是隨機(jī)的（例如泰森多邊形(Voronoi)鑲嵌），包括不同形狀和大小的成角小面的半規(guī)則的 鑲嵌，或規(guī)則的正方形鑲嵌，或規(guī)則的三角形鑲嵌。規(guī)則的鑲嵌可以例如使用可以是正方形 或六邊形的成角小面。
[0017]在一組示例中，對(duì)于第一表面的每個(gè)第一成角小面以及不正對(duì)所述第一成角小面 的第二表面的對(duì)應(yīng)配對(duì)的第二成角小面，位于與第二成角小面相對(duì)的位置的第一表面的第 三成角小面與位于與第一成角小面相對(duì)的位置的第二表面的第四成角小面配對(duì)。這樣，成 角小面的一個(gè)對(duì)應(yīng)的配對(duì)與共輒的對(duì)應(yīng)配對(duì)相匹配。這樣，光路基本在兩個(gè)配對(duì)之間交換， 從而提供混編操作。配對(duì)的此匹配使得設(shè)計(jì)過程更容易確保第一表面的成角小面和第二表 面的成角小面之間的期望的一對(duì)一的確定性映射。
[0018] 成角小面可以是平坦表面。這在成角小面接收準(zhǔn)直的入射光束時(shí)是尤其有趣的。
[0019] 可替代地，成角小面可以包括透鏡狀表面形狀。這使得成角小面自身能夠執(zhí)行準(zhǔn) 直和然后去準(zhǔn)直的功能。
[0020] 實(shí)施例也提供一種LED燈布置，包含： LED照明設(shè)備；以及 光漫射器。
[0021] LED照明設(shè)備可以包括多個(gè)LED燈。漫射器可以例如起作用以混合不同顏色LED。
[0022] 實(shí)施例也提供一種制造光漫射器的方法，該光漫射器包含具有相對(duì)的第一主表面 和第二主表面的材料板，其中每一個(gè)表面包含成角小面的陣列，其中第一表面的每一個(gè)成 角小面將入射光主要定向到第二表面的對(duì)應(yīng)配對(duì)的成角小面，其中第二表面的每一個(gè)成角 小面將它的入射光定向到輸出方向，其中該方法包含： 隨機(jī)選擇第一表面上的第一成角小面； 在與第一成角小面相對(duì)的第二表面上的位置的預(yù)定半徑之內(nèi)，隨機(jī)選擇第二表面上的 第二成角小面，并且將這些定義為對(duì)應(yīng)的第一對(duì)； 如果該第一對(duì)彼此不相對(duì)，那么將位于與第二成角小面相對(duì)的位置上的第一表面的第 三成角小面和位于與第一成角小面相對(duì)的位置上的第二表面的第四成角小面定義為第二 對(duì)； 重復(fù)定義步驟，直到所有成角小面被配對(duì);以及 通過在第一表面中形成成角小面，制造光漫射器，該成角小面將入射光定向到第二表 面中的對(duì)應(yīng)配對(duì)的成角小面。
[0023] 此方法使得所有成角小面能夠以簡單的方式配對(duì)并且能夠用于許多（例如數(shù)千 個(gè))成角小面。隨機(jī)元件幫助隨機(jī)化漫射輸出。
[0024] 隨機(jī)選擇第二成角小面可以包括應(yīng)用概率密度函數(shù)以使更可能選擇位于距該第 一成角小面更遠(yuǎn)處的第二成角小面。
【附圖說明】
[0025] 現(xiàn)在將參考所附附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例，在附圖中： 圖1示出漫射器的已知的操作； 圖2更詳細(xì)地示出實(shí)施例的漫射器的操作以及漫射器的部分的結(jié)構(gòu)； 圖3用于說明一種設(shè)計(jì)和制造方法； 圖4示出用于接收發(fā)散的入射光的漫射器的不同示例； 圖5示出可替代的成角小面設(shè)計(jì)； 圖6示出漫射器的兩種可能的使用；以及 圖7示出漫射器的第三種可能的使用。
【具體實(shí)施方式】
[0026]示例涉及均勻化照明器或其它光源的出射窗。此期望正在日益收到更多的關(guān)注。 目的是減少眩光以及從美學(xué)的觀點(diǎn)具有均勻的發(fā)光表面/出射窗。
[0027] 特別地，均勻化準(zhǔn)直器陣列的出射窗是針對(duì)LED照明的關(guān)鍵設(shè)計(jì)，因?yàn)橛捎跍?zhǔn)直器 之間的暗區(qū)以及準(zhǔn)直器內(nèi)部的暗環(huán)的緣故，準(zhǔn)直器的陣列產(chǎn)生美學(xué)上不好看的所謂"噴頭" 效果。
[0028] 當(dāng)前，此問題通過利用常規(guī)漫射器漫射射束以及之后借助附加光學(xué)元件(一般是 龐大的反射器)再次準(zhǔn)直光而解決。這增加了照明器的成本和大小。
[0029]實(shí)施例提供一種光漫射器，其中材料板具有相對(duì)的第一和第二主表面，其中每一 個(gè)表面包含導(dǎo)光元件的陣列，每一個(gè)導(dǎo)光元件包含面內(nèi)小面和成角小面。第一表面的每一 個(gè)成角小面將入射光主要定向到第二表面的對(duì)應(yīng)配對(duì)的成角小面，并且第一表面的至少一 些不同的成角小面在不同的方向上將入射光定向到第二表面的它們的對(duì)應(yīng)配對(duì)的成角小 面。此布置提供漫射器功能。然而，出口處的角度輪廓可以被控制，并且例如不需要在漫射 器的輸出端比在輸入端發(fā)散更多。
[0030] 空間漫射器例如可以直接放置在準(zhǔn)直器陣列的頂部上，并且可以因此用于均勻化 它們的光輸出，優(yōu)美地且成本高效地解決該"噴頭"問題。
[0031] 圖2示出空間漫射器20的一個(gè)示例的操作。該漫射器是由兩個(gè)結(jié)構(gòu)化的表面22、24 組成的光學(xué)設(shè)備，這兩個(gè)表面是大體平行的并且在漫射器厚度各處彼此面對(duì)。漫射器具有 由光學(xué)透明材料形成的面板型結(jié)構(gòu)，例如具有與面板的尺寸相比相對(duì)小的厚度。
[0032] 材料不需要是完全透明的，但是其確實(shí)實(shí)現(xiàn)光透射功能。表面22、24可以是平行 的，但是這也不是必要的。它們可以是不平行的，以限定楔形形狀或更加復(fù)雜輪廓。
[0033]第一表面22被結(jié)構(gòu)化，使得它折射入射射束的部分26,在各種方向上重定向這些 部分。第二表面24拾取這些部分并且恢復(fù)它們的初始方向。這示出于圖2的左邊部分。射束 的部分26將表示為光蘇，盡管實(shí)踐中它們覆蓋一定區(qū)域。
[0034]圖2示出入射的平行光線，并且光線的該初始平行(且法向）入射方向被第二表面 24恢復(fù)，使得凈效果是空間混編該初始光束而沒有方向上的改變。
[0035]圖2也示出均具有面內(nèi)小面32、32'和成角小面30、30'、34、34'的一些相對(duì)的導(dǎo)光 元件的布置21的一個(gè)示例，以示出空間光混編功能如何發(fā)生。為了簡單起見，每一個(gè)表面上 只示出兩個(gè)成角小面。
[0036]第一表面22具有第一成角小面30,其被成角以使得其不垂直于入射光方向；面內(nèi) 小面32,其垂直于入射光方向；以及第二成角小面34,其被成角以使得其不垂直于入射光方 向。第一和第二成角小面如所示造成光線重定向。它們?nèi)缓蟊怀虻诙砻嫔系膶?duì)應(yīng)的成 角小面定向，該對(duì)應(yīng)成角小面被成角以恢復(fù)原始的光線方向。然而，作為可替代方案，第二 表面24可以為光線給出新的期望的預(yù)定義方向，而不是恢復(fù)入射射束方向。
[0037]除了每一個(gè)表面上的面內(nèi)小面之外，此示例示出每個(gè)表面上的兩個(gè)成角小面，其 中面內(nèi)小面提供只有非常有限的菲涅爾反射的高效通過功能，成角小面提供射束交換功 能。第二表面具有成角小面30'，其接收來自成角小面30的經(jīng)重定向的光;面內(nèi)小面32'，其 接收來自面內(nèi)小面32的通過的光；以及成角小面34'，其接收來自成角小面34的經(jīng)重定向的 光。相對(duì)傾斜的成角小面30、34位于法向取向的面內(nèi)小面32的相對(duì)側(cè)上的方式只是示例。 [0038]如將在下面的描述中見到的，使用成對(duì)布置的成角小面以提供光交換簡化了面取 向的設(shè)計(jì)以及兩個(gè)表面的成角小面之間的映射。然而，表面之間的映射可以更復(fù)雜。
[0039] 基本上，要求從第一表面的成角小面集合到第二表面的成角小面集合的一對(duì)一的 映射。第一表面中的一個(gè)成角小面只能映射到范圍內(nèi)的第二表面中的成角小面。此范圍將 取決于材料的折射率(因?yàn)檫@限定了光彎曲角）以及板的厚度。在此范圍內(nèi)有多少可替換的 成角小面將取決于各個(gè)成角小面的大小。
[0040] 漫射器面板的每一個(gè)表面因此包含成角小面的陣列，并且每一個(gè)成角小面將它的 入射光定向到第二表面上的分配的成角小面。
[0041] 陣列的面內(nèi)小面和成角小面優(yōu)選地鑲嵌，使得在一些示例中每一個(gè)面內(nèi)小面和每 一個(gè)成角小面是正方形、六邊形、三角形或其它合適的形狀。不同形狀的成角小面可以在一 個(gè)設(shè)備中使用以提供不規(guī)則的鑲嵌。每一個(gè)成角小面可以具有平坦表面，其以相對(duì)于漫射 器的整個(gè)平面的對(duì)應(yīng)角度而取向，以產(chǎn)生期望的光線重定向，使得由第一表面22的成角小 面重定向的光線終止于第二表面24上的已知位置。
[0042] 為了保持光線方向處于控制之下，第一和第二表面之間應(yīng)該存在確定性關(guān)系，使 得第一表面上的每一個(gè)成角小面將它的光路由到第二表面上的對(duì)應(yīng)的唯一成角小面。每一 個(gè)光線于是通過第一表面上的一個(gè)成角小面和第二表面上的一個(gè)成角小面經(jīng)歷折射，其中 第一表面上的這個(gè)成角小面和第二表面上的這個(gè)成角小面具有成角小面的對(duì)應(yīng)配對(duì)的兩 個(gè)表面之間的映射。
[0043] 現(xiàn)在將描述一種用于設(shè)計(jì)成角小面以提供兩個(gè)表面之間的期望映射的方法。
[0044] 首先，定義每一個(gè)表面上的成角小面的網(wǎng)格。以示例的方式，而不喪失一般性，將 考慮正方形的成角小面的布置。
[0045] 下面的算法定義成角小面的配對(duì)并且因此建立表面之間的映射。圖3用于解釋此 方法。成角小面名字A·和Φ指成角小面的面上坐標(biāo)，而符號(hào)"主要(prime)"指第二表面。 [0046]該方法包含： 1. 隨機(jī)選擇第一表面上的成角小面/71。此隨機(jī)選擇可以由某些概率密度支配，例如， 可以使得更可能首先選擇位于入射射束的不均勻性的直接附近的成角小面。 2. 找到被允許與仍配對(duì)的第二表面上的成角小面。這些是位于距成角小面/7,在半徑 r的范圍之內(nèi)的成角小面(其是與第一表面上正被考慮的成角小面正對(duì)的第二表面上的成 角小面)并且是尚未與其它成角小面配對(duì)的成角小面。成角小面/7，具有與/71相同的面上坐 標(biāo)，但是位于第二表面上。這組允許的成角小面包括成角小面/7,自身。這樣，可以定義一些 通過配對(duì)。 3. 從這些允許的成角小面中，隨機(jī)選擇第二表面上的成角小面。此隨機(jī)選擇可以 被某些概率密度支配，例如可以使得更可能選擇位于與初始成角小面/71更遠(yuǎn)的成角小面， 以高效利用用于光束的空間混編的半徑r。 4. 將成角小面/71與(71?對(duì)。 5 .將成角小面Q7與/71'配對(duì)。此配對(duì)與在步驟4中配對(duì)的配對(duì)/71-Q7'共輒。注意 到，這只適用于不正對(duì)的配對(duì)。配對(duì)的該性質(zhì)和對(duì)應(yīng)的光線路徑在圖3的右邊部分中示出。 這樣，成角小面被配對(duì)以提供光交換功能。 6.重復(fù)步驟1-5,直到所有成角小面都被配對(duì)。
[0047] 對(duì)于任何選擇的成角小面，此方法總是使得位于第二表面上的成角小面能夠與之 配對(duì)。因此，此方法提供計(jì)算上非常簡單的途徑以定義期望的一對(duì)一映射，而此外包含一個(gè) 成角小面只能與特定半徑內(nèi)的對(duì)應(yīng)的成角小面配對(duì)的物理限制。該設(shè)計(jì)的隨機(jī)元素改進(jìn)了 漫射性質(zhì)的隨機(jī)性。
[0048] 共輒對(duì)的使用（使得光在位置對(duì)之間交換）簡化了設(shè)計(jì)過程。然而，可以替代地使 用更加復(fù)雜的網(wǎng)狀型映射。該漫射器可以用于一般地隨機(jī)化光，或者該漫射器可以考慮與 之一起使用的光源而設(shè)計(jì)。
[0049] 如上面提到的，半徑#到光線可以被第一表面的成角小面強(qiáng)烈折射的程度限制。 因此，半徑r取決于漫射器材料的折射率/3和漫射器的厚度Γ。
[0050] 在一個(gè)示例中，當(dāng)漫射器表面是材料板的頂表面和底表面時(shí)，半徑r由 ，其中σ是最大的小面角，其是接近90度的值。在漫射器表
面是一些其它表面的情況下，半徑r的表達(dá)式將改變，但是它將仍然是表面間距離和折射 率的函數(shù)。
[0051]上面的解釋基于平行入射光的處理?？臻g漫射器可以用于處理非平行(發(fā)散)入射 射束。對(duì)于發(fā)散的射束存在至少兩個(gè)解決方案： 1. 第二表面24的成角小面以及該表面自身可以制造得更大，以跟進(jìn)由于發(fā)散光束引 起的第一成角小面到第二表面上的投射的增大。此途徑在圖4中圖示。 2. 第一和第二表面上的成角小面的輪廓可以是彎曲的。這樣，成角小面合并透鏡功 能。除了改變光線方向之外，第一和第二表面的成角小面可以另外地分別準(zhǔn)直和去準(zhǔn)直射 束。此途徑在圖5中示出。在第一表面22上示出單個(gè)的成角小面，其與第二表面24上的單個(gè) 的成角小面配對(duì)。如所示，成角小面具有彎曲的透鏡狀表面50、52。第一和第二表面上的透 鏡的能力可以取決于光束的發(fā)散角度而優(yōu)化。具有彎曲輪廓的成角小面起作用以重定向射 束，而且起準(zhǔn)直和去準(zhǔn)直射束的透鏡的作用。
[0052]圖6示出空間漫射器可能的使用的第一個(gè)示例。漫射器20直接應(yīng)用到LED 60的頂 部上，從而事實(shí)上增加了 LED的大小而沒有改變光束（圖6(b))或者以期望的方式改變它，但 是沒有增加展度（圖6(a))?？臻g漫射器也可以例如用于部分地混合多于一個(gè)LED的光。
[0053] 在第二示例中，空間漫射器可以用作扁平射束均化器。這樣的均化器可以放置在 準(zhǔn)直器或準(zhǔn)直器陣列的頂部上以產(chǎn)生均勻的發(fā)光輸出同時(shí)保持準(zhǔn)直。
[0054] 圖7(a)示出漫射器的外觀。在被仿真以提供圖7(b)中示出的圖像的一個(gè)示例中， 空間漫射器為1.8mm厚且具有2000個(gè)六邊形的成角小面。成角小面為100μπι寬?？梢允褂酶?厚的空間漫射器以改進(jìn)射束均勻性。
[0055] 圖7 (b)示出離開準(zhǔn)直器的初始不均勻的射束，并且示出該射束如何被改變以在離 開空間漫射器之后變得更均勻得多。
[0056] 本發(fā)明可以用在光照光學(xué)元件和照明應(yīng)用中。它特別適合用于LED照明應(yīng)用，因?yàn)?它通過相對(duì)簡單的手段解決了斑點(diǎn)、顏色混合/不一致以及眩光的問題。此外，在當(dāng)前使用 射束均化器的應(yīng)用中，它可以替代龐大射束均化器而使用。
[0057] 漫射器可以形成為單個(gè)板，例如被成型以提供期望的成角小面模式(pattern)?？?替代地，可以存在被應(yīng)用為表面層的中心核和成角小面模式。
[0058] 漫射器應(yīng)該盡可能薄以使尺寸保持低，但是漫射器越厚，其可以均勻化得越多。厚 度可以受成角小面的精度限制。通過示例的方式，厚度可以處于lmm-200mm的范圍中。每一 個(gè)成角小面可以例如具有0.001mm-10mm的線性尺寸。一般地，一個(gè)設(shè)計(jì)目的是成為足夠小 的以使得用戶不會(huì)清楚地看見粒度。另一方面，在一些情況中，可能期望的是將粒度視作設(shè) 計(jì)特征。
[0059] 待均勻化的LED出射窗可以是任何大小的，例如處于1 cm-50cm的范圍中。
[0060]不均勻性的規(guī)模和成角小面的數(shù)量之間存在關(guān)系。成角小面的大小應(yīng)該小于不均 勻性的規(guī)模。如果均勻性為出射窗的大小的量級(jí)，可以存在至少100個(gè)成角小面以覆蓋該窗 (10x10陣列）。舉例來說，可能存在10 3到106個(gè)成角小面。
[0061 ]漫射器板可以例如由玻璃、熔融石英、透明陶瓷(例如YAG)、PMMA、硅樹脂或聚碳酸 酯制成。
[0062]通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的 發(fā)明時(shí)，可以理解和達(dá)成對(duì)所公開實(shí)施例的其它變型。權(quán)利要求中，詞語"包含"不排除其它 元素或步驟，并且不定冠詞"一"不排除復(fù)數(shù)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉某些措施 的純粹事實(shí)并不表示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)當(dāng) 被解釋成限制范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光漫射器，包含： 具有相對(duì)的第一主表面和第二主表面的材料板，其中所述第一表面和第二表面都包含 導(dǎo)光元件的陣列，每一個(gè)元件包含具有相對(duì)于其相應(yīng)主表面的相應(yīng)成角取向的成角小面并 且包含與其相應(yīng)主表面位于平面中的面內(nèi)小面， 其中通過所述第一表面的成角小面的成角取向，在第一方向上照射在所述第一主表面 上的光作為偏轉(zhuǎn)光基本只被定向到所述第二表面的相關(guān)聯(lián)的成角小面， 其中照射在所述第二表面的相關(guān)聯(lián)的成角小面上的所述偏轉(zhuǎn)光通過其成角取向在輸 出方向上重定向光， 并且其中所述第一表面的至少一些成角小面具有相互不同的成角取向，以在相互不同 的方向上將入射光定向到所述第二表面的它們相關(guān)聯(lián)的成角小面。2. 如權(quán)利要求1所述的光漫射器，其中所述第一表面中的每一個(gè)成角小面將入射光定 向到所述第二表面的對(duì)應(yīng)的配對(duì)的成角小面，其位于以所述第二表面上的正對(duì)的成角小面 為圓心的預(yù)定半徑之內(nèi)。3. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光漫射器，其中所述面內(nèi)小面和所述成角小面鑲嵌 以填充所述漫射器的區(qū)域。4. 如權(quán)利要求3所述的光漫射器，其中所述成角小面是正方形或六邊形的。5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光漫射器，其中對(duì)于所述第一表面的每一個(gè)第一成 角小面和不正對(duì)所述第一成角小面的所述第二表面的對(duì)應(yīng)的配對(duì)的第二成角小面，在與所 述第二成角小面相對(duì)位置處的所述第一表面的第三成角小面與在與所述第一成角小面相 對(duì)位置處的所述第二表面的第四成角小面配對(duì)。6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光漫射器，其中所述成角小面是平坦的表面。7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光漫射器，其中所述成角小面包括透鏡狀表面形 狀。8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光漫射器，其中所述第二表面具有比所述第一表面 更大的面積。9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光漫射器，其中所述第二表面的成角小面具有比所 述第一表面的成角小面更大的面積。10. -種LED燈布置，包含： LED照明設(shè)備；以及 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的漫射器。11. 如權(quán)利要求10所述的布置，其中所述LED照明設(shè)備包含多個(gè)LED，其中所述漫射器用 于混合所述LED輸出。12. 如權(quán)利要求10或11所述的布置，包含位于所述照明設(shè)備和所述漫射器之間的準(zhǔn)直 器。13. -種制造光漫射器的方法，所述光漫射器包含具有相對(duì)的第一主表面和第二主表 面的材料板，其中所述第一表面和第二表面都包含導(dǎo)光元件的陣列，每一個(gè)元件包含具有 相對(duì)于其相應(yīng)主表面的相應(yīng)成角取向的成角小面并且包含與其相應(yīng)主表面位于平面中的 面內(nèi)小面， 其中通過所述第一表面的成角小面的成角取向，在第一方向上照射在所述第一主表面 上的光作為偏轉(zhuǎn)光基本只被定向到所述第二表面的相關(guān)聯(lián)的成角小面， 其中照射在所述第二表面的相關(guān)聯(lián)的成角小面上的所述偏轉(zhuǎn)光通過其成角取向而在 輸出方向上重定向光，其中所述方法包含： 隨機(jī)選擇所述第一表面上的第一成角小面； 在與所述第一成角小面相對(duì)的所述第二表面上的位置的預(yù)定半徑之內(nèi)，隨機(jī)選擇所述 第二表面上的第二成角小面，并且將這些定義為對(duì)應(yīng)的第一對(duì)； 如果所述第一對(duì)不是相對(duì)的，那么將位于與所述第二成角小面相對(duì)的位置上的所述第 一表面的第三成角小面和位于與所述第一成角小面相對(duì)的位置上的所述第二表面的第四 成角小面定義為第二對(duì)； 重復(fù)所述定義步驟，直到所有成角小面被配對(duì)；以及 通過在所述第一表面中形成成角小面，制造所述光漫射器，所述成角小面將入射光定 向到所述第二表面中的對(duì)應(yīng)配對(duì)的成角小面。14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中隨機(jī)選擇第二成角小面包含應(yīng)用概率密度函數(shù)以 使更可能選擇位于距所述第一成角小面更遠(yuǎn)處的第二成角小面。15. 如權(quán)利要求13或14所述的方法，其中所述面內(nèi)小面和所述成角小面鑲嵌以填充所 述漫射器的區(qū)域。
【文檔編號(hào)】G02B5/02GK106030347SQ201580005591
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年1月8日
【發(fā)明人】R.A.塞普克哈諾夫
【申請人】飛利浦燈具控股公司