CN107111050B - 用于被照亮表面的光发射装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种光发射装置(100，200，300)，包括：具有表面(11)的固体材料的主体(10)；部分地埋设到所述主体中的导光构件(101，110)，具有沿着导光构件的纵向方向分布的包括光耦出部件(230，730，830，930)的多个离散的光耦出区域(103)和沿着导光构件的纵向方向分布的多个离散的非耦出区域(102)，其中导光构件的所述多个光非耦出区域由所述主体埋设且导光构件的所述多个光耦出区域暴露于所述主体的表面，其中所述非耦出区域(102)形成包括光耦入部件(220，320，420，520，620)的光耦入区域；和埋设在固体材料的所述主体(10)内的、布置成朝向所述光耦入区域发射光的多个固态光源(12)。光发射装置提供具有被照亮表面的主体，且多个光耦出区域使得能够实现高效照明，没有或有少量光损失。

Description

用于被照亮表面的光发射装置
技术领域
本发明涉及与固体物体集成以提供被照亮表面的光发射装置。
背景技术
固态照明装置越来越多地用于多种多样的照明应用。固态光源提供优于诸如白炽和荧光灯等的传统光源的优点，包括长寿命、高流明效率、低操作功率和流明输出的快速调制，并且归因于其小尺寸而开辟了将照明与其他功能集成的新的可能性。例如，用于提供被照亮表面的固态解决方案目前正引起关注。被照亮表面可以用于一般或装饰照明，创建期望的室内氛围、光图案、标识等等。
提供被照亮表面的一个方式是使用以期望的图案布置在待照明的表面上或下方的发光二极管(LED)。然而，由于LED是点光源，所以可能要求非常大量的LED，这增加了制造成本。
另一途径是使用耦合到光导(例如光纤)中的激光，光导被附接至或至少部分埋设到例如墙壁或天花板的表面中。然而，使用这样的光导的已知解决方案归因于光从光导的泄漏和光由表面材料的吸收而遭受低效率。
因此，本领域存在有对例如用于标识或装饰照明的被照亮表面改进的需要。
发明内容
本发明的目的是至少部分克服现有技术的问题，并且提供用于高效地照明表面的部件、特别是适用于此目的的光发射装置。
根据本发明的第一方面，这个和其他目的通过一种光发射装置来实现，其包括：
-具有表面的固体材料的主体；
-部分地埋设到所述主体中的导光构件，所述导光构件具有包括光耦出部件的多个离散的光耦出区域和沿着导光构件的纵向方向分布的多个离散的非耦出区域，所述离散的耦出区域沿着导光构件的纵向方向分布，其中导光构件的多个光非光耦出区域被所述主体埋设，并且导光构件的所述多个光耦出区域暴露于所述主体的表面；和
-布置成朝向导光构件的至少一个光耦入区域发射光的至少一个固态光源。
由所述固态光源发射的光因此可以经由光耦入区域被耦合到导光构件中、根据斯涅尔定律(Snell’s law)通过全内反射传播通过导光构件并随后在耦出区域被耦出。因此，代替如利用光纤通常情况那样所有光被引导至光导的远端，光在跨越光导的长度分布的多个部位被从光导中耦合出来。光发射装置因此提供了具有被照亮表面的主体。具有跨越光导的长度分布的多个分散的光耦出区域的光导的使用使得能够实现高效照明，而没有或有少量例如由于固体材料的吸收而引起的光的损失。光发射装置也是高度多用途的，因为可以在所讨论的表面上提供任何期望的照明图案。
光耦出区域和非耦出区域可以在沿着光导的纵向方向上交替地布置。
导光构件的非耦出区域包括光耦入部件并因此形成被掩埋在主体的表面下方的光耦入区域。多个固态光源被埋设在固体材料的主体内并布置成朝向所述光耦入区域发射光。因此，由被埋设的固态光源发射的光在多个部位被耦合到导光构件中，这允许了高的光强度和可根据期望调节的沿着光导的光强度分布。
光耦出区域和光耦入区域可以在沿着光导的纵向方向上交替地布置。
在实施例中，包括光耦入部件的光耦入区域可以沿着导光构件的长度均匀地分布。因此，可以实现在导光构件内的光的更加均一的分布。
在实施例中，包括光耦入部件的至少一个另一光耦入区域可以位于导光构件的侧端面(例如在光纤的端部)，并且至少一个另一固态光源可以布置成朝向所述侧端面和所述至少一个另一光耦入区域发射光，使得由所述另一固态光源发射的光可以经由侧端面被耦合到导光构件中。为了提供较高的光强度和/或沿着导光构件的长度的更均一的光分布，光发射装置可以包括位于导光构件的相对的侧端面(例如，在光纤的相对端部)的至少两个另一光耦入区域和布置在所述导光构件的相对侧的至少两个另一固态光源，各固态光源被布置成朝向相应侧端面和所述至少两个光耦入区域中的一个光耦入区域发射光。因此，光可以被从两个侧端面(例如，光纤的两个端部)被耦合到导光构件中。
在实施例中，各光耦入区域可以包括布置在导光构件的表面上的光耦入部件。在一些实施例中，光耦入部件可以包括覆盖导光构件的表面的一部分的涂层。在其他实施例中，光耦入部件可以包括包围导光构件的纵向部分的涂层或护套，例如在导光构件是光纤的情况下形成管状涂层。与光耦入区域包括呈光耦入材料的连续涂层或图案形式的光耦入部件的情况相比，将光耦入部件作为连续涂层施加在导光构件的表面的一部分上可以要求相关联的光源的不太精确的定位。
光耦入部件可以包括光学耦合的透明材料。替代地，光耦入部件可以包括波长转换材料以提供光耦入以及由光源发射的光的至少一部分的波长转换。在光耦入部件包括波长转换材料的情况下，波长转换材料可以有利地是透明的，产生少量由光源发射的光的散射或没有由光源发射的光的散射。光耦入区域中的透明或非散射波长转换材料(诸如纳米尺寸的无机荧光体材料或量子点或者分子溶解在基质中的有机荧光体材料)可以增加光发射装置的效率，因为没有或非常少量的光在耦合到导光构件中时被散射。
在光耦入部件包括波长转换材料的实施例中，使用如上面所描述的包围导光构件的纵向部分的光耦入部件可能特别有利，因为这可以增加由波长转换材料转换的光的量。
在实施例中，各光耦出区域可以包括布置在导光构件的表面上的光耦出部件。光耦出部件可以包括光耦出材料或光耦出结构、例如形态结构。光耦出部件可以包括光衍射结构或材料、光折射结构或材料和光散射结构或材料中的至少一个。另外地或替代地，光耦出部件可以包括波长转换材料以提供光耦出以及在相应光耦出区域耦合出或从其发射出的光的至少一部分的波长转换。有利地，光耦出区域中所使用的波长转换构件可以是散射波长转换材料，例如具有至少100nm的颗粒尺寸的包括无机或有机荧光体的颗粒。
例如，光耦出部件可以包括覆盖导光构件的表面的一部分的光耦出材料(例如，散射材料)的涂层。在一些实施例中，光耦出部件可以包括包围导光构件的纵向部分的涂层，例如在导光构件是光纤的情况中形成管状涂层。在光耦出部件包括波长转换材料的实施例中，使用如上面所描述的包围导光构件的纵向部分的光耦出部件可能特别有利，因为这可以增加光转换的机会。
在光发射装置的实施例中，导光构件可以是光纤芯。在其他实施例中，导光构件可以呈板材或片材的形式。导光构件可以可选地是柔性的。光发射装置可以进一步包括包围导光构件的一部分(特别是不打算作为光耦入区域或光耦出区域的那些部分)的传统覆层。因此，典型地围绕导光构件的由光耦入部件或光耦出部件覆盖或与其相关联的那些部分没有覆层，因为覆层的目的部分是提供导光构件的物理保护并且部分是防止光在不期望光耦出的位置从光导的泄漏。
在光发射装置的实施例中，主体的表面可以是平坦的并且导光构件可以是至少部分弯曲、例如波状的。因此，例如，导光构件可以布置成重复地出现在表面上或上方并从表面(在下方)消失。然而，也可设想到表面可以是不平坦的，并且导光构件可以具有任何期望的形状或配置。在一些实施例中，以体积计小于70％的导光构件可以被固体主体埋设，使得以体积计至少30％的导光构件暴露于所述主体的表面。例如，以体积计小于50％、例如小于30％的导光构件可以被埋设到固体主体中，使得以体积计至少50％、例如至少70％的导光构件被定位成暴露于所述主体的表面。
导光构件被部分地埋设在其中的主体可以由固体材料制成，可选地不透明的，例如金属、木材、矿物(例如，石头)、速率、复合材料、织物、纸或其任何组合。固体材料的主体可以包括墙壁、天花板和/或地板，形成墙壁、天花板和/或地板的一部分，或者可以适于布置在墙壁、天花板和/或地板上，或者可以包括家具或室内装饰或者形成家具或室内装饰的一部分。根据本发明的光发射装置可以特别地用于特殊的照明目的，例如装饰照明或标识。
需注意的是，本发明涉及权利要求中所记载的特征的所有可能的组合。
附图说明
现在将参照示出了本发明的实施例的附图更详细地描述本发明的这个及其他方面。
图1是示出根据本发明的实施例的光发射装置的一般结构的截面侧视图。
图2是根据本发明的实施例的光发射装置的截面侧视图。
图3是根据本发明的实施例的光发射装置的截面侧视图，示出了光源的可能配置。
图4是根据本发明的实施例的光发射装置的截面侧视图，示出了光耦入部件的可能变体。
图5是根据本发明的实施例的光发射装置的截面侧视图，示出了光耦入部件的另一变体。
图6是根据本发明的实施例的光发射装置的截面侧视图，示出了光耦入部件的另一变体。
图7是根据本发明的实施例的光发射装置的截面侧视图，示出了光耦出部件的可能变体。
图8是根据本发明的实施例的光发射装置的截面侧视图，示出了光耦出部件的另一变体。
图9是根据本发明的实施例的光发射装置的截面侧视图，示出了光耦出部件的又另一变体。
图10是根据本发明的实施例的光发射装置的截面侧视图。
如图中所图示的，层和区域的尺寸被夸大用于说明的目的并因此被提供以说明本发明的实施例的一般结构。贯穿其中类似的附图标记是指类似的元件。
具体实施方式
现在将在下文中参照其中示出本发明的当前优选实施例的附图更充分地描述本发明。然而该发明性构思可以以很多不同的形式来体现并且不应该被解释为限于本文所陈述的实施例；而是，这些实施例是被提供用于彻底性且完整性，并且会将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
图1图示出根据本发明的实施例的光发射装置100的一般结构。光发射装置100包括导光构件101、在这里呈光纤的形式。然而，导光构件101也可以呈从侧面看的片材的形式。在任一情况中，导光构件、以下称为光导具有在至少一个方向L上的纵向延伸。
光导101部分被埋设到固体材料的主体10中，使得光导101的部分或区域102被埋设或掩埋在主体10中，并且其他部分或区域103暴露于主体10的表面11，例如从表面11突出。如图所示，部分或区域102和部分或区域103在纵向方向L上交替地布置。区域102可以被完全埋设在主体10中，而区域103可以完全暴露。因此，从顶视图可以看来，光导101重复地显现在表面11上或上方并且重复地从表面11消失(或在下方)。主体10可以由固体材料制成，可选地不透明的，例如金属、木材、矿物(例如石头)、塑料、复合材料、织物、纸或其组合。
光经由光耦入部件(未示出)(可位于例如埋设区域102并且在实施例中附加地位于光导的侧端面104a、104b中的一个或两者处)被耦合到光导中。此外，区域103形成光耦出区域并且包括用于从光导中提取光的光耦出部件(图1中未示出)。
图2示出根据本发明的实施例的光发射装置的更近的视图。光发射装置200包括固体材料的主体10，固体材料的主体10部分埋设有光导101，光导101具有交替的区域102和103，其中区域102被埋设到主体10中并且区域103暴露于主体10的表面，如上面所描述的。此外，图2示出多个固态光源12(典型地是发光二极管(LED))，固态光源12在光导101的区域102附近被埋设在主体10中且被导向以朝向光导发射光。光导的区域102包括光耦入部件220，光耦入部件220辅助将由LED12发射的光耦合到光导101中。因此，区域102可以形成光耦入区域。区域103包括使得能够实现光从光导的耦出的光耦出部件230。因此，由LED12发射的光在多个部位(光耦入区域102)被耦合到光导101中并根据斯涅尔定律通过全内反射传播通过光导101。然而，代替所有光被引导至光导的远端，如利用光学纤维通常情况那样，光在跨越光导的长度或纵向延伸分布的多个部位(光耦出区域103)被从光导中耦合出。
在一些实施例中，光导的各埋设区域102可以与光源12相关联并因此可以表示光耦入区域102。然而，也可能的是，埋设区域102中的一些不与光源相关联并因此不构成光耦入区域。因此，光导101的埋设区域102可以表示或可以不表示光耦入区域。
此外，光导的不是所有暴露于表面的部分都必须包括光耦出部件。因此，可能有光导101的暴露于表面的部分不表示或不包括光耦出区域。
为了改善光分布均一性，光耦入区域102可以沿着光导101的长度以规则间隔布置。光耦出区域103的分布可以是规则的或不规则的，并且可以适于提供所提取的光的期望的图案。
如上面所提到的，光源12可以是LED、例如蓝色或紫色LED，不过其他颜色的LED当然同样是可能的。光源可以邻近于光源的光耦入区域并且与光耦入部件光学接触地被埋设到固态材料的主体中。光源典型地布置在印刷电路板或引线框架(未示出)上并且如本领域技术人员所理解的经由电引线被连接至外部电源和控制电路。PCB或引线框架及任何电引线可以至少部分被埋设在主体10中。
光源可以经由光耦入部件与光导或多或少直接物理接触。然而可选地光源可以布置在与光导相距一距离处，只要它仍然与光导的光耦入部件光学接触。
图3示出光发射装置的实施例，其中呈直接荧光体转换的LED形式的光源经由光耦入部件320(在这里是诸如有机硅等的光学耦合材料层)被物理地且光学地耦合至光导101。因此，LED12可以包括施加在LED上的波长转换层313，该波长转换层313与有机硅材料320直接接触。在诸如例如图2中所图示等的其他实施例中，光源可以布置在与光导101相距一距离处。然而，在这样的实施例中，可以提供诸如光学耦合材料等的透明介质，以在光源与光导的光耦入区域之间建立光学接触。
虽然图2和图3示出了被定位在从表面11看时的光导的下方的LED，但是可想到的是光源也可以被定位在与光导的光耦入区域相同的深度处且在其旁边。
在一些实施例中，除了例如如图2和图3所示沿着光导的长度布置的光源之外，诸如LED或激光源等的固态光源可以布置在光导的侧端面处、诸如在光纤的端部104a、104b，并且与设置在所述侧端面处的光耦入区域光学接触，使得光另外地可以从纤维的一端或两端耦合到光导中。侧端面104a、104b和光源可以在这样的情况中被埋设在主体10或固体材料中，或者可以设置在主体的外侧、例如主体的表面上。当光被从侧端面或端部耦合到光导中时，光强度可以随着与光源相距的距离的增加而沿着光导减小，并且于是可能有利的通过调节光耦出部件的数量和/或空间分布来补偿该减小，以便提供沿着光导的长度的更均匀的光输出。这些实施例中所使用的光源可以例如是类似于图3的光源312的荧光体转换的LED。此外，在光耦入区域设置在侧端面104a、104b中的一个或两者处的实施例中，光导可以可选地包括与光导的材料混合的波长转换材料。
光耦入部件可以提供为涂层、例如波长转换涂层或透明光学材料。涂层可以是粘合剂并且可以将光源附接至光导，例如如图3所示。在一些实施例中，光耦入部件可以在其制造期间或稍后被蚀刻到光导的材料中。
图4至图6光耦入部件的不同配置。在图4中表示的一些实施例中，光耦入部件420设置在光导101的表面上以完全覆盖或包围其一部分。光耦入部件因此可以形成围绕光导的一部分的套筒，特别是在光源是光纤芯的实施例中。在其他实施例中、例如如图5所图示的，光耦入部件520可以作为涂层主要设置在光导的一侧上、典型地其面对光源的一侧。因此，在这样的实施例中，光耦入部件520未包围或环绕光导。
在示意性地表示在图6中的又一的实施例中，光耦入部件可以用施加在光导的表面上的光耦合材料的图案620来表示。光耦入图案620可以主要设置在光导的面对光源的表面上，不过也可想到的是，图案可以以对应于图4中示出的实施例的方式到处围绕光导的部分设置。
本文所描述的光发射装置的任何实施例的光耦入部件可以可选地包括波长转换材料。例如，波长转换材料可以呈颗粒的形式分散或者分子溶解在光学耦合材料中。
此外，任何实施例的光耦出部件可以可选地包括波长转换材料。例如，波长转换材料可以呈颗粒的形式分散或分子溶解在光学耦合材料中。
也称为发光材料或荧光体的波长转换材料是能够将初级光(例如由诸如LED等的光源发射的光)转换成具有不同光谱分布(通常是较长波长的光)的二次光的无机或有机化合物。本发明的光发射装置中所使用的波长转换材料的类型可以关于由光源发射的光的光谱性质和输出光(即，经由光耦出区域从光导提取的光)的期望的光谱组成来选择。可以使用提供不同颜色的光的波长转换材料的组合，以便实现具有期望的颜色或其他光谱性质的输出光。
合适的无机波长转换材料的示例包括掺杂铈(Ce)的钇铝石榴石YAG(Y3Al5O12)或镥铝石榴石LuAG(Lu3Al5O12)。掺杂Ce的YAG发射淡黄色光，而掺杂Ce的LuAG发射黄绿色光。发射红光的其他无机荧光体材料的示例可以包括但不限于ECAS和BSSN；ECAS是Ca1- xAlSiN3:Eux，其中0<x≤1，优选0<x≤0.2；并且BSSN是Ba2-x-zMxSi5-yAlyN8-yOy:Euz，其中M表示Sr或Ca，0≤x≤1，0≤y≤4，并且0.0005≤z≤0.05，且优选0≤x≤0.2。无机荧光体可以以分散在基质中的颗粒形式提供。
用于在本发明中使用的合适的有机波长转换材料的示例包括基于苝系衍生物的有机发光材料，例如BASF公司以名称出售的化合物。合适的化合物的示例包括但不限于红色F305、橙色F240、黄色F083和F170。有机波长转换材料除别的外具有其分子结构可以被设计成使得光谱峰值位置可以调谐的优点。有机波长转换材料的另一突出特征是它们可以被分子溶解在基质材料中并因此是透明的、即非散射的。
替代地，本发明的实施例中所使用的波长转换材料可以基于量子点，这是一般具有仅几纳米的宽度或直径的半导体材料的小晶体。当由入射光激发时，量子点发射由晶体的尺寸和材料确定的颜色的光。因此，可以通过调节点的尺寸来产生特定颜色的光。具有在可见光范围内的发射的大多数已知量子点基于具有诸如硫化镉(CdS)和硫化锌(ZnS)等的壳体的硒化镉(CdSe)。也可以使用诸如磷化铟(InP)和硫化铜铟(CuInS2)和/或银铟锡(AgInS2)等的无镉量子点。量子点显示非常窄的发射频带并因此它们显示饱和的颜色。此外，可以通过调节量子点的尺寸来容易地调谐发射颜色。在本发明的实施例中，可以使用本领域已知的任何类型的量子点。然而，出于环境安全和关注的原因，使用无镉量子点或至少具有非常低的镉含量的量子点可能是优选的。
包括波长转换材料的光耦入部件可以是透明的，也就是、基本上是非散射的。例如，可以使用无机纳米尺寸的荧光体，诸如量子点或分子溶解在光学耦合材料中的有机荧光体。
转到图7至图9，示出了光耦出部件的不同变体。一般地，光导101的光耦出区域103的光耦出部件可以包括波长转换材料或者光衍射、折射或散射材料或结构。光耦出部件可以作为涂层提供。在一些实施例中，光耦出部件可以在其制造期间或稍后被蚀刻到光导的材料中。
图7图示出一个实施例，其中光导101包括设置在光导101的表面上以完全覆盖或包围其一部分光耦出部件730，被包围的部分由此形成光耦出区域103。光耦出部件因此可以形成围绕光导的一部分的套筒，特别是在光导是光纤芯的实施例中。在其他实施例中、例如如图8图所示的，光耦出部件830可以被提供为主要在光导的一侧上的涂层，典型地在在其背离主体的表面11的一侧且在观察者的观察方向上。因此，在这样的实施例中，光耦出部件未包围或环绕光导。在示意性地表示在图9中的又一实施例中，光耦出部件可以由施加在光导的表面上的光耦合材料的图案930来表示。光耦出图案930可以主要设置在光导的背离表面11且在观察者的方向上的表面上，不过也可想到的是，图案可以以对应于图7中示出的实施例的方式到处围绕光导的部分设置。
本文所描述的光发射装置的任何实施例的光耦出部件可以可选地包括波长转换材料。例如，如上面参照光耦入部件所描述的，波长转换材料可以以颗粒的形式分散或分子溶解在光学耦合材料中。合适的波长转换材料包括上面参照光耦入部件所提到的那些。在光耦入部件以及光耦出部件包括波长转换材料的实施例中，光耦入部件和光耦出部件的波长转换材料可以分别相同或不同。
为了光耦出的目的，在一些实施例中可能优选的是使用散射波长转换材料(诸如尺寸足够、例如至少100nm的波长转换颗粒)，或者非散射(透明)波长转换颗粒或分子溶解的有机波长转换材料与无机散射元件的组合。
因此，光耦出部件可以包括散射元件，可选地与波长转换材料组合。例如可以将呈诸如TiO2、Al2O3或BaSO4或其组合等的反射材料的颗粒形式的散射元件引入如上面描述的诸如有机硅或其它材料等的光学耦合材料中。
本文所描述的导光构件可以由任何合适的材料制成，例如玻璃或塑料，并且可以可选地是柔性的。通常，导光构件至少部分由覆层覆盖，该覆层保护导光材料并防止光在光导在与其他材料的界面处(诸如固体主体10的材料)从光导不期望的泄漏。然而，光导的由光耦入部件或光耦出部件覆盖的任何部分都不存在覆层。因此，在要用光耦入部件或光耦出部件覆盖或涂覆的部分处可能需要去除例如光纤的覆层，使得光耦入部件和光耦出部件与光纤芯光学接触。
根据本发明的实施例的光发射装置因此提供了部分埋设到固体材料的主体的表面中的光导，该光导在沿其长度的选定部分处发射光。例如，以体积计至少30％的光导没有被埋设到主体中并因此暴露于表面并因此可用于光提取。在一些实施例中，以体积计至少50％或至少70％的光导暴露并可用于光提取。图10示出其中以体积计超过50％的光导110暴露于主体10的表面11的光发射装置的示例实施例。被埋设区域102(在这里形成光耦入区域)与暴露于周围环境并且对观察者可见的光耦出区域103相比构成了光导的较少体积部分。
主体10可以是不透明的，并且可以包括任何合适的材料、合成的或天然的，并且可以形成任何种类的物体、例如用于室内装饰或设计的物体或材料或者形成其一部分。例如，主体10可以形成墙壁或墙壁段、壁纸、天花板或天花板瓦片(对于悬吊天花板)、地板或地砖、地毯或诸如桌子、书桌、橱柜、屏幕、门、椅子或座位等的家具或者形成其一部分。
光导可以通过已知的方法制造，并且随后可以通过***到由任何合适的手段(例如钻孔、切割等)形成在主体中孔或凹槽中或者通过在主体自身的生产期间进行模制成型而部分地埋设或集成到固体的表面中。光导可以可选地在主体的制造期间与主体接合。
本领域技术人员认识到，本发明绝不限于上面描述的优选实施例。相反，许多修改和变化可能在所附权利要求的范围内。例如，虽然所有图都示出了平坦的表面和弯曲的波状的光导，但是可想到的是表面以及光导可以具有任何形状。
另外，本领域技术人员可以在实践所要求保护的本发明时从对附图、公开和随附权利要求的研究中理解并实现对所公开的实施例做出的其他变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施这个纯粹的事实不表明这些措施的组合不能有利地使用。

Claims (15)

1.一种光发射装置(100，200，300)，包括：
-具有表面(11)的固体材料的主体(10)；
-部分地埋设到所述主体中的导光构件(101，110)，所述导光构件具有沿着所述导光构件的纵向方向分布的多个离散的光耦出区域(103)和沿着所述导光构件的纵向方向分布的多个离散的非耦出区域(102)，所述光耦出区域(103)包括光耦出部件(230，730，830，930)，其中所述导光构件的所述多个光非耦出区域被所述主体埋设，并且所述导光构件的所述多个光耦出区域暴露于所述主体的所述表面上，其中所述非耦出区域(102)形成包括光耦入部件(220，320，420，520，620)的光耦入区域；和
-多个固态光源(12)，埋设在固体材料的所述主体(10)内，布置成朝向所述光耦入区域发射光。
2.根据权利要求1所述的光发射装置，进一步包括：包含位于所述导光构件(101)的侧端面(104a，104b)的光耦入部件的至少一个另一光耦入区域；和布置成朝向所述侧端面和所述至少一个光耦入区域发射光的至少一个另一固态光源。
3.根据权利要求2所述的光发射装置，其中至少两个另一光耦入区域位于所述导光构件的相对的侧端面(104a，104b)，并且至少两个另一固态光源布置在所述导光构件(101)的相对侧上，每个另一固态光源被布置成朝向相应侧端面和所述至少两个另一光耦入区域中的一个另一光耦入区域发射光。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中形成光耦入区域的所述非耦出区域(102)沿着所述导光构件的长度均匀地分布。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中所述光耦入部件、另一光耦入部件和所述光耦出部件中的至少一个包括波长转换材料。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中所述光耦入部件包括覆盖所述导光构件的表面的一部分的涂层。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中所述光耦出部件包括覆盖所述导光构件的表面的一部分的涂层。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中所述光耦入部件(420)和所述光耦出部件(730)中的至少一个包括包围所述导光构件的纵向部分的涂层。
9.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中所述导光构件是光纤芯。
10.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，进一步包括保护覆层，所述保护覆层包围所述导光构件的不与光耦入部件或光耦出部件相关联的部分。
11.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中所述主体的所述表面是平坦的，并且所述导光构件至少部分地弯曲。
12.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中以体积计小于70％的所述导光构件被所述固体主体埋设，使得以体积计至少30％的所述导光构件暴露于所述主体的所述表面。
13.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中以体积计小于50％的所述导光构件被所述固体主体埋设，使得以体积计至少50％的所述导光构件暴露于所述主体的所述表面上。
14.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中以体积计小于30％的所述导光构件被所述固体主体埋设，使得以体积计至少70％的所述导光构件暴露于所述主体的所述表面上。
15.根据权利要求1-3中的任一项所述的光发射装置，其中固体材料的所述主体包括墙壁、天花板和/或地板，形成墙壁、天花板和/或地板的一部分，或者适于布置在墙壁、天花板和/或地板上，或者包括一件家具或室内装饰或者形成一件家具或室内装饰的一部分。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106382586B (zh) * 2016-08-29 2019-10-08 重庆长安汽车股份有限公司 一种车灯的防光导漏光结构
KR102428755B1 (ko) * 2017-11-24 2022-08-02 엘지디스플레이 주식회사 파장 변환이 가능한 광섬유 및 이를 사용하는 백라이트 유닛
EP3692888A1 (en) * 2019-02-07 2020-08-12 Koninklijke Philips N.V. Light engine configured to be used in an oral examination device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101151908A (zh) * 2005-03-29 2008-03-26 3M创新有限公司 体荧光光源
CN102484192A (zh) * 2009-09-16 2012-05-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有预定义角色点分布的光发射体
US8740406B2 (en) * 2011-08-25 2014-06-03 Appotronics Corporation Limited Method and apparatus for solid state illumination

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5021928A (en) 1982-09-29 1991-06-04 Maurice Daniel Flat panel illumination system
US5845038A (en) * 1997-01-28 1998-12-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical fiber illumination system
US20040032748A1 (en) * 2002-08-14 2004-02-19 Gilles Trudeau Illuminating structure
US6851844B2 (en) * 2002-08-23 2005-02-08 The Boeing Company Fiber optic fabric with opaque coating for directional light emission
US6910783B2 (en) * 2002-10-04 2005-06-28 Lumitex, Inc. Transparent light emitting members and method of manufacture
US7465961B2 (en) * 2003-03-25 2008-12-16 Sharp Kabushiki Kaisha Electronic equipment, backlight structure and keypad for electronic equipment
US7559680B2 (en) * 2003-09-04 2009-07-14 Sensitile Systems Llc Light system with stacked light pipe structure
US8128272B2 (en) * 2005-06-07 2012-03-06 Oree, Inc. Illumination apparatus
US8215815B2 (en) * 2005-06-07 2012-07-10 Oree, Inc. Illumination apparatus and methods of forming the same
FR2908864B1 (fr) 2006-11-22 2013-04-26 Cedric Brochier Soieries Complexe eclairant verrier
US20080192458A1 (en) 2007-02-12 2008-08-14 Intematix Corporation Light emitting diode lighting system
GB2461689A (en) * 2008-07-07 2010-01-13 Sharp Kk Illumination panel for display back light
EP2447746A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lighting device with waveguide plate
WO2012131636A2 (en) 2011-03-31 2012-10-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Solid state lighting strip for mounting in or on a panel support element of a modular panel system
KR20140089014A (ko) 2012-12-31 2014-07-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
DE102013208549A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-13 Osram Gmbh Leuchtstoffrad und Beleuchtungsvorrichtung mit diesem Leuchtstoffrad und einer Pumplichtquelle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101151908A (zh) * 2005-03-29 2008-03-26 3M创新有限公司 体荧光光源
CN102484192A (zh) * 2009-09-16 2012-05-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有预定义角色点分布的光发射体
US8740406B2 (en) * 2011-08-25 2014-06-03 Appotronics Corporation Limited Method and apparatus for solid state illumination

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