CN104822986B - 使用光导的发光装置 - Google Patents
使用光导的发光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104822986B CN104822986B CN201380063075.8A CN201380063075A CN104822986B CN 104822986 B CN104822986 B CN 104822986B CN 201380063075 A CN201380063075 A CN 201380063075A CN 104822986 B CN104822986 B CN 104822986B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- light guide
- emitting
- emitting device
- emitting component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- XVIZMMSINIOIQP-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloro-3-(2-chlorophenyl)benzene Chemical compound ClC1=CC=CC(C=2C(=CC=CC=2)Cl)=C1Cl XVIZMMSINIOIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MTLMVEWEYZFYTH-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trichloro-2-phenylbenzene Chemical compound ClC1=CC(Cl)=CC(Cl)=C1C1=CC=CC=C1 MTLMVEWEYZFYTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- WYVBETQIUHPLFO-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloro-4-(2,6-dichlorophenyl)benzene Chemical compound C1=C(Cl)C(Cl)=CC=C1C1=C(Cl)C=CC=C1Cl WYVBETQIUHPLFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005479 Lucite® Polymers 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- PLXMOAALOJOTIY-FPTXNFDTSA-N Aesculin Natural products OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1Oc2cc3C=CC(=O)Oc3cc2O PLXMOAALOJOTIY-FPTXNFDTSA-N 0.000 description 1
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 description 1
- 241001553178 Arachis glabrata Species 0.000 description 1
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 description 1
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002650 laminated plastic Substances 0.000 description 1
- 230000002073 mitogenetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
- F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
- F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
- F21V23/004—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
- F21V23/005—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board the substrate is supporting also the light source
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0075—Arrangements of multiple light guides
- G02B6/0078—Side-by-side arrangements, e.g. for large area displays
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
- F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
- G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
一种发光装置包括：两个发光元件(32、32a)，沿着发光装置的纵向方向布置；和至少一个光导(34)，每个光导部分覆盖发光元件中的第一发光元件的发光表面，并且具有被布置为接收来自第一发光元件(32)的入射光的入口表面(35)和被布置为发射由入口表面接收的入射光的至少一部分的出口表面(36)。光导被布置使得出口表面(36)位于第一发光元件(32)和第二发光元件(32a)之间，并且被定向为在总体照明方向上发射光。光导会将第一发光元件发射的光分布到多于一个位置，如同光由几个较弱的发光元件发射。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域，并且更具体地，涉及使用光导的发光装置。
背景技术
T-LED(管状LED)是基于LED的照明设备，其中LED以如下方式定位为线性照明***，即LED由可以像荧光管一样容易地安装在办公室灯具或者类似物中的机械载体承载。如果T-LED均匀地发光，则是有利的。在当前的T-LED中，均匀性可以通过用漫射器包围LED板来实现。漫射器解决方案的缺点是，光从漫射器朝向LED散射回的部分在其可以朝向室内离开T-LED之前需要多次反射，这降低了***效率。
图1a示出了包括三个发光元件(例如，安装在PCB 16上的LED10a-c)的发光装置的顶视图。图1b示出了发光元件10a-c如何发射光14。由于将看到仅三个相异的光斑，由这一发光装置发射的光14可以被***的观察者感知为有斑点。这种装置对于观察者而言可能是恼人的。对于这一问题的解决方案会是增加安装在PCB 16上的发光元件10a-c的数目。这将导致不期望的增加的***成本。另一解决方案是将PCB和发光元件10a-c安装在具有制作为漫射的内表面220的透明管22中，如图2所示。由发光元件10a-c发射的光14的一部分20a、20b被漫射器22的漫射内侧220朝向PCB 16散射回，在PCB 16处它被再次散射回以照亮漫射器22(由21a、21b指示)。结果，在漫射器层级获得了更均匀的照明。穿透漫射器22的光部分被漫射内侧220前向散射18并且因此散布开，从而导致如由观察者感知的更均匀的照明。
缺点是从漫射器22朝向PCB 16被散射回的光部分20a-b在其可以朝向例如室内离开发光装置之前需要附加的反射。由于每次反射将导致一些吸收，降低了***效率。当前的T-LED***(例如，如图2中所描述的)通常具有90％的光效率、10％的光损耗，而斑点度在可接受的界限上，并且对于一些人而言未能达到他们的接受水平。
US20120106144提出了包括散热片、LED基板、连接器对、以及固定到散热片的盖体的LED管状灯。盖体包括第一盖体和第二盖体，至少一个光学透镜被布置在第一盖体上，至少一个光学透镜包括凹透镜和布置在凹透镜两侧的反射透镜。凹透镜被配置为在前向方向上或者近似前向方向上折射来自LED的光束，并且反射透镜被配置为在横向方向上反射来自LED的光束。
US2012/0127754A1公开了其包括透明元件和多个发光设备的光源模块。透明元件包括透明基板(具有光出射表面和与光出射表面相对的底表面)、多个第一凹槽以及多个第二凹槽。第一凹槽凹陷于光出射表面处，并且在第一凹槽中的每个凹槽中存在反射表面。第二凹槽与第一凹槽相对，并且凹陷于底表面处，并且具有光入射曲面。发光设备分别设置在光入射曲面旁边。发光设备中的每个发光设备具有能够提供光束的光出射表面。
发明内容
鉴于以上情况，本发明的目的在于解决或者至少减少以上讨论的缺点中的一个或者几个缺点。总体上，以上目的通过所附独立专利权利要求来实现。
根据本发明的第一方面，这一目的和其它目的通过发光装置来实现，该发光装置包括：沿着发光装置的纵向方向布置的两个发光元件，每个发光元件具有被布置为在总体照明方向上发射光的发光表面；部分覆盖发光元件中的第一发光元件的发光表面的至少一个光导，光导具有被布置为接收来自第一发光元件的入射光的入口表面、和被布置为发射由入口表面接收的入射光的至少一部分的出口表面，光导被布置使得入口表面定位为接收从发光元件之一发射的光，并且出口表面位于发光元件之间并且被布置为在总体照明方向上发射光。
表述“总体照明方向”涉及大部分光从发光元件发射的方向。通常，这一方向正交于基板的表面，在该表面上安装发光元件。
本发明基于如下构思：提供发光装置，其中光导用于将发光元件发射的光的一部分引导到发光元件之间的位置。这会将一个发光元件发射的光重新分布到几个位置(发光表面的未覆盖部分和一个或多个光导的一个或多个出口表面)，如同光从几个较弱的发光元件发射。优点是，这降低了发光装置的斑点度。这意指，装置被感知为其包含更多较低强度的发光元件的装置，并且因此，与如果每个发光元件仅在一个总***置处发射它的光相比，发射更均匀散布的光。这可以是更有利的，因为一个大功率发光元件可能比几个较小功率发光元件更便宜。这还可以导致发光元件的时间更高效生产，从而导致降低的生产成本。进一步的优点可以是，包括在发光装置中的发光元件的数目可以减少而不增加装置的斑点度。这导致更小数目的发光元件，并且因此更少的电接口。这不仅导致用于发光装置的材料的成本降低，而且由于发光装置的时间更高效生产而导致降低的生产成本。
注意，“发光元件之间的”位置不限制于发光元件之间的直线上的位置。相反地，旨在更宽的含义，从而包括总体上在纵向方向上的发光元件之间的任何位置。
术语“发光元件”用于定义当激活时(例如，通过在它两端施加电势差或者使电流穿过它)发射电磁波谱的任何区域或者区域组合(例如，可见区域、红外和/或紫外区域)中的辐射的任何器件。因此，发光元件可以具有单色的、准单色的、多色的或者宽带波谱发射特性。每个发光元件具有至少一个光源。光源的示例包括半导体、有机、或者聚合物/聚合的发光二极管、光学泵浦的涂覆磷光体的发光二极管、光学泵浦的纳米晶发光二极管、或者如将由本领域技术人员容易理解的任何其它相似器件。此外，术语发光元件可以用于定义发射辐射的特定光源结合壳体或者封装(在其内放置一个或者多个特定光源)的组合。
由光导接收的光可以在离开出口表面之前沿着发光装置的纵向方向平行移位(displace)。这可以增加***效率，因为光导重新分布光，而几乎无任何光损耗，然而使用漫射器的解决方案需要造成光损耗的额外反射。这还可以增加由发光装置发射的光的均匀性，因为发光装置被感知为具有更大数目的发光元件。在进一步的实施例中，如果装置需要的话，光可以在另一方向上移位。这还可以是如下情形：如果发光装置在纵向方向上不完全是直的，它可以是例如弯曲的。
光导的出口表面可以是漫射的，使得通过出口表面离开光导的光更加均匀地分布。备选地，漫射元件可以布置在发光元件的前面。
在进一步的实施例中，发光装置可以包括发光元件阵列和多个光导，该多个光导被布置为使得至少一个光导的出口表面定位在每对邻近发光元件之间。具有更多发光元件的优点是，装置可以发射更多的光。发光元件可以沿着一个总体方向延伸或者其可以在两个方向上延伸。在后者的情形下，可以谈论具有在彼此旁边放置的几个发光装置。
发光元件阵列中的发光元件可以彼此等距离隔开，或者可以以重复图案布置。这种分布的优点是，增加了所发射的光的均匀性。进一步的优点可以是，简化了装置的生产。例如，可以制造具有若干发光元件和光导的模块，并且几个这种模块可以组合以便形成照明装置。
根据本发明的另一实施例，发光装置具有被布置为接收来自第一发光元件的光的第一和第二光导，第一发光元件定位在第二和第三发光元件之间，其中第一光导的出口表面位于第一和第二发光元件之间，并且第二光导的出口表面位于第一和第三发光元件之间。在这一实施例中，第一发光元件生成三个光斑，一个光斑生成在第二和第一发光元件之间，一个光斑生成在第一和第三发光元件之间，并且一个光斑由发光元件的剩余未覆盖部分生成。第一和第二光导的入口表面可以各自覆盖第一发光元件的1/3，或者根据光导的性质(例如，光导的光透射效率)覆盖某个其它分数。如果发光元件生成的每个光斑从观察者的视角看似同样明亮，则这可以是有利的。这可以导致由装置发射的更均匀的光。
在进一步的实施例中，第三和第四光导被布置为接收来自第一发光元件的光，其中第三光导的出口表面位于第一和第二发光元件之间，第四光导的出口表面位于第一和第三发光元件之间，第一光导的出口表面定位为比第三光导的出口表面更靠近第一发光元件，第二光导的出口表面定位为比第四光导的出口表面更靠近第一发光元件。
根据本发明的进一步的实施例，光导(在沿着发光装置的纵向方向的横截面中)被塑形为平行四边形，其中其平行边沿着纵向方向延伸。这一几何设计可以是实现光导的纵向分离端中的光的入耦合和出耦合的高效方式，同时实现光在其之间的高效引导。
根据本发明的另一实施例，光导的出口表面的沿着发光装置的纵轴的横截面和第一发光元件的未覆盖部分的沿着发光装置的纵轴的横截面具有相等的尺寸。这样的两个作用是：(1)等量的光从发光元件的未覆盖部分和光导的出口表面发射以及(2)在光穿过这种光导的同时，光束的光分布保持不变。这样的作用可以是，由发光装置发射的光沿着该装置均匀散布。根据装置的性质和需要，尺寸可以变化。例如，如果光导的材料具有98％的光效率，入口表面的尺寸可以具有同等地更大尺寸，以便补偿通过光导的光损耗。
发光装置的发光元件可以安装在反射表面上。这样的作用可以是，朝向表面反射的任何光又可以在总体照明方向上再反射。因此，可以实现更高效的发光装置。
根据本发明的一个或者几个发光装置可以实现在照明***中。一个示例可以是T-LED***，其进一步包括透明塑料管，该透明塑料管在内侧是漫射的，并且照明***被透明塑料管包围。
具有发射更多光斑的照明***(根据本发明的第一方面)与具有发射更少斑的***相比的优点是，透明塑料管的漫射内侧的透射在更多斑的情形下可以更高，并且仍然产生更均匀的照明。
注意，本发明涉及权利要求中列举的特征的所有可能组合。总体上，权利要求中使用的所有术语将根据其在本技术领域中的通常含义来解释，除非在本文中另外明确定义。
本发明的其它目的、特征以及优点将从以下详细公开内容以及附图中显现。
附图说明
现在将参照示出本发明的一个或多个实施例的附图更详细地描述本发明的这一方面和其它方面。
图1a和图1b为常规发光装置的侧视图和顶视图。
图2为具有使从发光元件发射的光散布的漫射器的图1的发光装置的侧视图。
图3为根据本发明的第一实施例的发光装置的侧视图。
图4为根据本发明的第二实施例的发光装置的侧视图。
图5a至图5c为不具有光导和根据本发明的实施例具有光导的发光装置的侧视图和顶视图。
图6a至图6c为不具有光导和根据本发明的实施例具有光导的发光装置的侧视图和顶视图。
图7为根据实施例的横截面中的T-LED***的透视图。
如图所示，层和区域的尺寸由于说明性目的而被夸张化，并且因此被提供用于说明本发明的实施例的一般结构。相同附图标记通篇指代相同元件。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述本发明，其中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以很多不同的形式来体现，并且不应该被解释为限制于本文陈述的实施例；更确切地说，提供这些实施例用于透彻性和完整性，并且向技术人员充分传达本发明的范围。
图3示出了包括安装在PCB 30上的发光元件32的发光装置。PCB可以具有反射表面30’，反射表面30’用于反射入射在PCB上的任何光，像起源于发光元件32、直射到PCB上的任何光线。由于大多数时候在发光元件和待照明区域之间存在光学结构，存在从这些光学结构朝向PCB结构而非向待照明区域的光反射。大多数时候，这些光学结构是发光装置的部分，并且因此靠近PCB。由于PCB的反射表面30’，这一光朝向待照明区域弹回，并且因此增加了发光装置的光效率。反射表面30’可以通过将PCB表面涂白或者以任何其它合适方式来实现。
装置进一步包括光导34。光导是透明的或者半透明的元件，其被配置为通过例如光在其大部分边界处的内反射(由于光束中光线的全内反射)，而将光引导通过光导。由于这种光导几乎不吸收被引导通过它的任何光，该解决方案可以几乎无损的进行。光导34具有被布置为接收入射光的入口表面35和被布置为发射已经穿过光导的光的出口表面36。
光导可以与发光元件光学接触。因此意指光导的高折射介质与发光元件的光学器件直接接触，或者换句话说，在这两个部件之间不存在空气间隙。以此方式，从发光元件到光导的光转移将不会经受空气界面的菲涅耳反射，或者至少较少地经受菲涅耳反射，这取决于发光元件的光学器件和光导的折射率。注意，还可能的是，在发光元件和光导之间存在间隙。
光导34可以由透明材料制成，诸如玻璃或者塑料材料，优选地具有非常低的光吸收度。合适的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板。诸如丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂以及玻璃之类的其它材料同样是可能的材料。
为了增加光导中的光捕获，光导的外表面或者其部分可以是高度反射的，并且由铝、保护性涂覆的铝、银、保护性涂覆的银、反射性涂覆的塑料材料、多层塑料反射材料(例如，3M VicuityTM箔)等制成，如本领域技术人员将容易理解的那样。然而，这不是关键的要求。没有反射层的光导也将提供上述改进，因为光导的全内反射性质足以高效率地将光从入口表面35引导到出口表面36。
在本发明的一些实施例中，出口表面36由漫射材料覆盖，漫射材料用于更多地并且以与发光元件发射的光相似的方式，散布(例如散射)由光导发射的光。漫射材料的漫射性质可以根据装置的要求而变化。该性质可以例如是材料的表面粗糙度和/或漫射穿过材料的光的材料本身中包含的细微粒子。材料可以由透明树脂或者一些其它合适的材料制成。备选地，漫射性质通过光导材料本身中的小棱柱或者其它表面结构的模塑(moulding)来实现。
光导34被布置为使得入口表面35部分重叠发光元件32的发光表面，并且适于接收从发光元件32发射的光。从发光元件发射的光被引导通过光导34，并且在远离发光元件32的位置处出射。发光元件未被光导34a覆盖的部分仍然以常规方式发射光。
在一个实施例中，发光元件32的发光表面的一半被光导34覆盖，而未覆盖部分38发射光。图3中的装置因此从一个发光元件32产生两个光斑(一个在出口表面36中并且一个在未覆盖部分38中)。这意指，发光元件的数目与图2中示出的发光装置相比可以减少为1/2，并且仍然实现具有相同的漫射器透射水平的相同斑点度。备选地，可以保持发光元件的数目，并且可以增加漫射器的透射水平，以实现更高的***效率。第三备选方案是，保持发光元件的数目和漫射器的透射水平，并且从而实现降低的***斑点度。当然，这三个备选方案可以组合。
在图示的情形下，光导具有平行四边形形状的横截面，即其具有平行于PCB 30的顶表面和底表面，和分别用于入耦合光和出耦合光的两个倾斜端表面。侧表面(即，基本上平行于附图平面的表面)的形状可以具有促进光的内反射并且防止光的出耦合的任何形式。在这一示例中，入口表面35将是与发光元件32重叠的底表面的部分。出口表面36将是顶表面的部分。
作为备选方案，出口表面36可以与PCB表面形成一定的角度，以便于在不同的总体方向上直射光。
参照图4，发光元件32被两个光导34a、34b部分覆盖，每个光导具有入口表面35a、35b和出口表面36a、36b。由一个发光元件32发射的光将因此在三个不同部分(两个出口表面36a、36b，以及发光元件32的未覆盖部分38)中被发射。如上面讨论的，这意指，发光元件的数目在相同斑点量的情况下可以减少为1/3。
图5a(在顶视图中)示出了包括安装在PCB 30上的三个发光元件32、32a、32b的发光装置。发光元件32a-c未被任何光导覆盖，并且因此可以看到仅三个相异光斑。
图5b和图5c(分别在顶视图和侧视图中)示出了每个发光元件32、32a、32b如何被两个光导34、34a、34b覆盖。如参照图4所解释的，每个光导会将起源于发光元件的光的一部分引导到位于相邻发光元件之间的出口表面36。就像图4中的那样，因此与图5a中的光斑相比，光斑的数目乘以3。
为了进一步改善装置的照明的均匀性，在图5b中的示例中，每个光斑之间的距离是相等的。光斑(即，出口表面36和发光元件的未覆盖部分38)的面积在此处基本上相等，这可以进一步改善装置的照明的均匀性。
如上文所述，图5b至图5c所示的装置可以导致更高的***效率和/或降低的斑点度和/或降低数目的所需发光元件。
图6a至图6c图示了不具有光导和根据进一步的实施例具有光导的另一发光装置。图6a(在顶视图中)示出了包括安装在PCB 30上的三个发光元件32、32a、32b的发光装置。为了简化描述，在图6b和图6c中描述仅一个发光元件32，但是该描述对于其它两个发光元件32a、32b类似地有效。
如图6b至图6c(分别在顶视图和侧视图中)所示，发光元件32被四个光导34a-d部分覆盖，每个光导将发光元件32发射的光的一部分引导到四个出口表面36。光导中的两个光导被布置在发光元件32的每侧，并且具有不同的长度。因此，将有沿着纵向方向分布的五个光斑(发光元件32的未覆盖表面38，和四个出口表面36)。在发光元件32的相同侧的光导可以被定位为在垂直于发光装置的纵向方向的方向上在彼此旁边或者邻近彼此(如图6b所示)，或者可以被定位在彼此的顶部上(未示出)。
光斑的数目因此乘以五，如上文所讨论的，这可以导致从装置发射的更均匀的照明和实现更高的***效率二者。为了进一步提高装置的照明的均匀性，在纵向方向上每个光斑之间的距离可以是相等的，如图6b中的示例中那样。进一步地，每个光导34a-d的入口表面可以覆盖发光元件32的近似1/5，使得每个光斑发射基本上相同的光量。依赖于光导的光透射效率，发光元件的未覆盖表面38的面积应该小于每个发光元件的入口表面。
图7图示了根据本发明的实施例的横截面中的T-LED***。***包括透明管70(例如，由塑料或者玻璃制成)，其中布置有支撑多个发光元件(例如LED 32)的PCB 71。如参照图3至图6所讨论的，光导34被布置为部分覆盖LED 32。PCB进一步包括连接到电源接口72、用于驱动LED 32的驱动器电路。
漫射元件73被布置在管70内部，使得由LED 32或者光导34发射的任何光将穿过漫射元件73。漫射元件72可以是***在管70和PCB 71之间的漫射片。备选地，管70的内表面或者外表面可以是漫射的。这可以通过表面结构化或者层压到管的漫射器来实现。又一选项是由漫射材料制作管70。
本领域技术人员了解，本发明决不限制于上述优选实施例。相反地，很多修改和变化在所附权利要求的范围内是可能的。例如，在图中示出的光导的形状仅是示例性的。入口表面附近的光导可以例如被塑形为四分之一球体或者形成为恒定角曲线。
此外，所公开的实施例的变化可以由技术人员在实践所要求保护的发明中，从对附图、公开内容以及所附权利要求的学习中理解和实现。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或者步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。仅凭某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中的事实，并不指示不可以有利地使用这些措施的组合。
Claims (14)
1.一种发光装置，包括：
至少一个发光元件(32、32a)，具有被布置为在总体照明方向上发射光的发光表面，
至少一个光导(34)，部分覆盖所述发光表面，所述光导(34)具有被布置为接收来自所述发光表面的一部分的入射光的入口表面(35)、以及被布置为发射由所述入口表面接收的所述入射光的至少一部分的出口表面(36)，其中所述入口表面和所述出口表面平行，
其中所述光导的所述入口表面与所述发光表面的所述部分接触，其中所述出口表面被定向为在所述总体照明方向上发射光，以及
其中所述光导具有沿着所述发光装置的纵向方向的平行四边形形式的横截面，其中所述光导的所述入口表面和所述出口表面为所述平行四边形的相对边。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中由所述光导(34)接收的光在离开所述出口表面(36)时被平行移位。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述出口表面(36)包括漫射元件。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的发光装置，包括发光元件(32、32a、32b)的阵列和多个光导(34、34a、34b)，所述多个光导被布置使得所述光导(34、34a、34b)中的一个光导的出口表面(36)定位在发光元件(32、32a、32b)的所述阵列中的两个相邻发光元件之间。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其中所述发光元件(32、32a、32b)彼此等距离隔开。
6.根据权利要求4所述的发光装置，其中所述发光元件(32、32a、32b)以重复图案布置。
7.根据权利要求1-3和5-6中的任一项所述的发光装置，
其中所述至少一个光导包括第一光导和第二光导(34a、34b)，所述第一光导和所述第二光导中的每个光导部分覆盖所述发光表面的相应部分并且被布置为接收来自所述发光表面的所述相应部分的光，
其中所述第一光导和所述第二光导(34a、34b)中的每个光导具有被布置为接收来自所述发光表面的所述相应部分的入射光的入口表面(35)、以及被布置为发射由所述入口表面接收的所述入射光的至少一部分的出口表面(36)，以及
其中所述发光表面位于所述第一光导(34a)的所述出口表面(36)与所述第二光导(34b)的所述出口表面(36)之间。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其中所述至少一个光导还包括第三光导和第四光导(34c、34d)，所述第三光导和所述第四光导中的每个光导部分覆盖所述发光表面的相应部分并且被布置为接收来自所述发光表面的所述相应部分的光，所述第三光导和第四光导(34c、34d)中的每个光导具有被布置为接收来自所述所述发光表面的所述相应部分的入射光的入口表面(35)、以及被布置为发射由所述入口表面接收的所述入射光的至少一部分的出口表面(36)，以及
其中所述第一光导(34a)的所述出口表面(36)定位为比所述第三光导(34c)的所述出口表面(36)更靠近所述发光表面，并且
所述第二光导(34b)的所述出口表面(36)定位为比所述第四光导(34d)的所述出口表面(36)更靠近所述发光表面。
9.根据权利要求1-3、5-6和8中的任一项所述的发光装置，所述光导进一步具有：
顶表面，面向与所述总体照明方向相同的方向，
底表面，被布置为与所述顶表面相对，其中
所述入口表面(35)是所述底表面的一部分，并且
所述出口表面(36)是所述顶表面的一部分。
10.根据权利要求1-3、5-6和8中的任一项所述的发光装置，其中所述出口表面(36)的区域和所述发光表面的未覆盖部分(38)的区域在尺寸上基本相等。
11.根据权利要求1-3、5-6和8中的任一项所述的发光装置，其中所述发光元件(32、32a、32b)被安装在反射表面(30’)上。
12.根据权利要求1-3、5-6和8中的任一项所述的发光装置，进一步包括被布置在所述发光元件(32)前面的漫射元件(73)。
13.一种照明***，包括根据前述权利要求中任一项的至少一个发光装置、用于驱动所述发光装置的驱动器电路(71)、以及连接到所述驱动器电路(71)的电源接口(72)。
14.一种包括根据权利要求13的照明***的T-LED***，进一步包括包围所述发光装置的透明管(70)、和邻近所述透明管(70)的漫射元件(73)。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261732594P | 2012-12-03 | 2012-12-03 | |
| US61/732,594 | 2012-12-03 | ||
| PCT/IB2013/059926 WO2014087278A1 (en) | 2012-12-03 | 2013-11-06 | Light emitting arrangement using light guides. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104822986A CN104822986A (zh) | 2015-08-05 |
| CN104822986B true CN104822986B (zh) | 2018-12-14 |
Family
ID=49681099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201380063075.8A Expired - Fee Related CN104822986B (zh) | 2012-12-03 | 2013-11-06 | 使用光导的发光装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9733407B2 (zh) |
| EP (1) | EP2926050A1 (zh) |
| JP (1) | JP6339092B2 (zh) |
| CN (1) | CN104822986B (zh) |
| RU (1) | RU2674433C2 (zh) |
| WO (1) | WO2014087278A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9081125B2 (en) * | 2011-08-08 | 2015-07-14 | Quarkstar Llc | Illumination devices including multiple light emitting elements |
| JP6160978B2 (ja) * | 2013-03-11 | 2017-07-12 | Toto株式会社 | 照明装置及び照明装置を備えた洗面化粧台 |
| CN110553165A (zh) | 2013-09-17 | 2019-12-10 | 夸克星有限责任公司 | 用于直接-间接照明的光导照明装置 |
| US9995445B2 (en) * | 2016-05-17 | 2018-06-12 | Tang-Hao Chien | Lighting system having improved unidirectional intensity |
| EP3587127A1 (en) | 2018-06-25 | 2020-01-01 | COLOP Digital GmbH | Electronic hand stamp |
| EP3643143B1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-09-23 | Lumileds Holding B.V. | Lighting device comprising leds and reflection element |
| DE202019103211U1 (de) * | 2019-06-07 | 2020-09-09 | Zumtobel Lighting Gmbh | Anordnung zur Lichtabgabe |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101495799A (zh) * | 2006-07-21 | 2009-07-29 | 富士胶片株式会社 | 单位导光板、导光板组件、面状照明装置和液晶显示装置 |
| CN102042562A (zh) * | 2009-10-16 | 2011-05-04 | 清华大学 | 导光板及背光模组 |
| TW201222092A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-01 | Young Lighting Technology Corp | Light source module and illumination apparatus |
| JP4989363B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2012-08-01 | パナソニック株式会社 | 面状発光装置 |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2134902C (en) * | 1994-04-07 | 2000-05-16 | Friedrich Bertignoll | Light diffusing apparatus |
| DE19803537A1 (de) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Hella Kg Hueck & Co | Leuchte für Fahrzeuge |
| JP2000307807A (ja) | 1999-04-22 | 2000-11-02 | Citizen Electronics Co Ltd | 線状光源ユニット |
| JP4239476B2 (ja) * | 2002-05-14 | 2009-03-18 | 豊田合成株式会社 | 発光ダイオード、ｌｅｄライトおよび反射鏡 |
| DE102004020122B4 (de) * | 2004-04-24 | 2007-06-06 | Diehl Aerospace Gmbh | LED-Röhren-Hybridbeleuchtungseinrichtung |
| JP4363268B2 (ja) * | 2004-07-08 | 2009-11-11 | 三菱電機株式会社 | 面状光源装置 |
| WO2006020535A2 (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Valeo Sylvania Llc | Led bulb refractive relector |
| TWI249257B (en) * | 2004-09-24 | 2006-02-11 | Epistar Corp | Illumination apparatus |
| KR100593933B1 (ko) | 2005-03-18 | 2006-06-30 | 삼성전기주식회사 | 산란 영역을 갖는 측면 방출형 발광다이오드 패키지 및이를 포함하는 백라이트 장치 |
| TWI286614B (en) | 2005-04-12 | 2007-09-11 | Au Optronics Corp | A set of optical prisms and associated application for a light-emitting apparatus |
| TWI363219B (en) | 2005-09-05 | 2012-05-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Direct type backlight module |
| JP2007173322A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Enplas Corp | 発光装置 |
| JP4585481B2 (ja) * | 2006-04-28 | 2010-11-24 | 株式会社 日立ディスプレイズ | Ｌｅｄバックライト及びそれを用いた液晶表示装置 |
| US7399107B2 (en) | 2006-07-06 | 2008-07-15 | Tsung-Wen Chan | LCD back light module structure |
| JP4551948B2 (ja) * | 2007-06-13 | 2010-09-29 | シャープ株式会社 | 線状光源装置、面発光装置、面状光源装置、および、液晶表示装置 |
| CN101504124B (zh) | 2008-02-05 | 2012-06-20 | 香港应用科技研究院有限公司 | 照明模组与包含所述照明模组的显示器及通用照明装置 |
| RU75002U1 (ru) * | 2008-04-02 | 2008-07-20 | Трансрегиональное потребительское общество "ЕвроАзиатская сервисная корпорация" | Светодиодный источник света |
| US20100220469A1 (en) * | 2008-05-23 | 2010-09-02 | Altair Engineering, Inc. | D-shaped cross section l.e.d. based light |
| EP2380049A1 (en) * | 2008-12-18 | 2011-10-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Light emitting device creating decorative light effects in a luminaire |
| RU2497040C2 (ru) | 2009-06-15 | 2013-10-27 | Шарп Кабусики Кайся | Осветительное устройство, устройство отображения и телевизионный приемник |
| US20120044675A1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-02-23 | Energy Focus, Inc. | Elongated LED Lamp |
| CN101922638A (zh) | 2010-08-24 | 2010-12-22 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Led日光灯 |
| BR112013006455A2 (pt) | 2010-09-21 | 2016-07-26 | Federal Mogui Ignition Company | módulo de luz de led |
| CN101975345B (zh) | 2010-10-28 | 2013-05-08 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | Led日光灯 |
| JP5178930B1 (ja) * | 2011-03-11 | 2013-04-10 | 株式会社東芝 | 照明装置 |
| RU140317U1 (ru) * | 2014-01-16 | 2014-05-10 | Дмитрий Васильевич Плешков | Светодиодный светильник |
-
2013
- 2013-11-06 CN CN201380063075.8A patent/CN104822986B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-11-06 JP JP2015544565A patent/JP6339092B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-11-06 RU RU2015126547A patent/RU2674433C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2013-11-06 EP EP13798761.6A patent/EP2926050A1/en not_active Withdrawn
- 2013-11-06 WO PCT/IB2013/059926 patent/WO2014087278A1/en active Application Filing
- 2013-11-06 US US14/649,233 patent/US9733407B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101495799A (zh) * | 2006-07-21 | 2009-07-29 | 富士胶片株式会社 | 单位导光板、导光板组件、面状照明装置和液晶显示装置 |
| JP4989363B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2012-08-01 | パナソニック株式会社 | 面状発光装置 |
| CN102042562A (zh) * | 2009-10-16 | 2011-05-04 | 清华大学 | 导光板及背光模组 |
| TW201222092A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-01 | Young Lighting Technology Corp | Light source module and illumination apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20150355398A1 (en) | 2015-12-10 |
| JP2015535654A (ja) | 2015-12-14 |
| EP2926050A1 (en) | 2015-10-07 |
| RU2015126547A (ru) | 2017-01-13 |
| CN104822986A (zh) | 2015-08-05 |
| WO2014087278A1 (en) | 2014-06-12 |
| RU2674433C2 (ru) | 2018-12-10 |
| US9733407B2 (en) | 2017-08-15 |
| JP6339092B2 (ja) | 2018-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104822986B (zh) | 使用光导的发光装置 | |
| US11194085B2 (en) | Illumination systems employing thin and flexible waveguides with enhanced light coupling | |
| KR101376560B1 (ko) | 커버층을 구비한 조명 장치 | |
| US8382354B2 (en) | Lighting module and lighting apparatus including the same | |
| US20180074248A1 (en) | Slim waveguide coupling apparatus and method | |
| US8998448B2 (en) | LED tube lamp | |
| US8789993B2 (en) | Light-emitting device | |
| KR101191213B1 (ko) | 조명기구 | |
| US8998478B2 (en) | Lighting assembly | |
| US20110096544A1 (en) | Illumination device | |
| US20120051093A1 (en) | Light Guide with Embedded Light Sources | |
| JP6446202B2 (ja) | 広角度拡散光学系及びこれを用いた照明装置 | |
| JP2022034073A (ja) | インターコネクタブルライトガイドタイル | |
| CN102913781B (zh) | 发光装置和照明装置 | |
| JPWO2012165190A1 (ja) | 照明装置、この照明装置を備えた棚板ユニットおよびショーケース | |
| US20110032729A1 (en) | Orthogonally separable light bar | |
| US8556490B1 (en) | Systems, methods and devices for providing quantum dot lighting solutions | |
| WO2014203725A1 (ja) | 照明装置 | |
| WO2014057395A1 (en) | Thin and efficient light guide system | |
| TW201514423A (zh) | 側入式背光模組 | |
| JP6659918B2 (ja) | 固体光エミッタ照明アセンブリ及び照明器具 | |
| TWI438382B (zh) | 導光式照明裝置 | |
| WO2014096998A1 (en) | Illumination device and illumination system comprising an illumination device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170310 Address after: The city of Eindhoven in Holland Applicant after: KONINKL PHILIPS NV Address before: The city of Eindhoven in Holland Applicant before: Koninkl Philips Electronics NV |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20181214 Termination date: 20201106 |