CN103154787A - 用于发射漫射光的发光装置 - Google Patents

Abstract

一种发光装置，其具有板形光导（102），所述板形光导（102）具有是主表面的前和后表面（106,108）、以及边表面（110,112,114,116）；以及以如下位置布置在板形光导（102）处的光源（104）：所生成的光进入板形光导并且在平行于前表面的基本的传播方向传播。至少一部分板形光导包括三维表面结构（118），其布置成通过前和后表面中至少一个和边表面中至少一个提供受控的光输出。依据光输出特征来控制受控的光输出。

Description

用于发射漫射光的发光装置

技术领域

本发明涉及一种发光装置，其包括：具有前表面、后表面、和边表面的板形光导；以及在以下位置布置在板形光导处的光源：所生成的光进入光导并且在平行于前表面的基本的传播方向传播，其中，光导布置成将一部分传播光引出前表面。

背景技术

以上限定类型的典型现有技术的板形发光装置被称为光导板，并且具有边安装光源和设置有光折射和光反射结构的后表面，其将光重新引出光导板的前表面。这种光导板的示例在US-2010/0245718中被公开。光源布置在光导的边表面处。由于全内反射，光在平行于前和后表面的主传播方向传播，所述前和后表面是光导的主表面。然而，光导的后表面设置有三维结构，并且更特别地是楔形部分，其阻止全内反射并且将光折射出光导板的前表面。布置在光导的后表面上的反射层确保：任何在后面折射的光通过光导板的前表面反射出来。在该现有技术的示例中，光导板用作LCD 电视屏幕的背光。这是光导板的典型应用，并且另一个示例是移动电话显示器，且更通常的任何类型的LCD屏幕，大的或者小的。三维结构还可以设置在前表面处，同时还将光折射出前表面。三维结构的示例是球形突出物、凹坑、或者白色涂料的点。另一种类的应用是在美学应用中。在后一个例子中，光导板通常彼此邻近布置来共同使用以便于形成一个更大的发光表面。

多年来，在尽可能通过前表面耦合出尽可能多的光并且最小化其它方向中的光损失方面，已经花费了大量的努力。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种发光装置，其包括：具有是主表面的前表面、后表面，和边表面的板形光导。发光装置还包括：在以下位置布置在板形光导处的光源：由光源所生成的光进入板形光导并且在平行于前表面的基本的传播方向传播。板形光导布置成将一部分传播光引出前表面。板形光导的至少一部分包括三维表面结构，所述三维表面结构布置成通过至少一个边表面提供受控的光输出，其中，依据光输出特征来控制受控的光输出。

根据本发明的另一方面，提供一种包括多个根据上述权利要求中任何一个的发光装置的发光系统，所述发光装置布置成彼此邻近。

因而，根据本发明，除了前或者后表面输出之外，光还通过至少一个边表面输出。光输出以如下方式来控制：获得预定的理想光输出特征，例如，亮度、强度、或者角分布。通过使用根据本发明的发光装置并且将它们布置以形成发光系统，解决了相邻发光装置之间对比的问题。换句话说，发光装置之间的暗线被消除或者减少。在现有技术中，所有的努力已经聚焦到最小化通过边的“损失”，并且在板形发光装置之间的界面处的对比问题还完全未被考虑。在任何地方都不存在关于以受控方式通过至少一个边表面输出额外光的讨论。不存在关于利用实际上让一些光通过边表面，连同还让前表面为主光输出表面的可能性的任何建议。

在GB-2436611中，利用板形光导，并且允许光从边表面出来。然而，光仅仅或者基本上通过边表面输出，同时主表面覆盖有反射薄膜。目的仅仅是提供单个的发光装置，同时不存在提及关于发生在将若干个发光装置放在一起时的问题。此外，不存在关于提供三维表面结构以获得受控光输出的任何教导。

而且，根据本发明，当使用单个发光装置时，通过至少一个边表面输出的受控光是可利用的，例如，用于获得环境（例如，墙或者天花板）照射，由此创建理想的整体光感觉。

根据发光装置的实施例，三维结构实现为突起和/或凹处，其关于光折射和反射的控制能力是有益的。

根据发光装置的实施例，其布置成在其被使用的房间中创建氛围。氛围意味着设定在房间中的光的感觉，其例如可以通过借助于前表面光输出和边表面光输出而将被引向房间中多个部分的光的组合来获得。

根据发光装置的实施例，受控的光输出布置成照射发光装置的环境，其对于例如在其中发光装置用于照亮房间中的墙或者天花板或者物体的应用是有益的。

根据发光装置的实施例，前、后和边表面中一个设置有突起，所述突起具有相对于该表面倾斜的自由端。倾斜角度被选择成使得光通过倾斜表面输出。该实施例可用于更特别地引导光的应用中，其中，至少一部分光输出通过突起的倾斜自由端被提供。

在发光系统的实施例中，发光装置是带形的并且并排布置。该实施例的典型实现是所谓的窗帘，而光输入在带的上端且光输出在其下端，以及在其纵向边处，或者与从带的前表面输出的光结合。

参考以下所述的实施例，本发明的这些和其它方面、特征和优点将是清楚的并且被阐述。

附图说明

现在将更加详细地且参考附图来描述本发明，其中：

图1是从上面看示出了根据本发明的发光装置的实施例的透视图；

图2是图1中所示出的实施例的纵向截面图；

图3-5是发光装置的其它实施例的部分的纵向截面图；

图6是从上面看示出了发光装置的另一个实施例的透视图；

图7和8是示出了发光系统的实施例的前视图；以及

图9是从上面看示出了发光装置的另一个实施例的透视图。

具体实施方式

参考图1和2，发光装置100包括板形光导102（也称为光导板）和光源104。光导102由普通的导光材料制成，例如，玻璃或者透明塑料。光导102是块形的并且具有前表面106，和相对的后表面108，所述表面构成光导102的主表面。此外，光导具有构成短侧边表面的第一边表面110，与第一边表面110相对的第二边表面112，构成长侧边表面的第三边表面114，以及与第三边表面相对的第四边表面116。光源104布置与第一边表面110邻近并且通过第一边表面110发射光到光导102中。所生成的光在平行于前表面106的基本的传播方向传播，正如图2中所示出的。正如对于本领域普通技术人员通常已知的，由于朝向前和后表面106、108以及朝向光导102的第三和第四边表面114、116的足够小的入射角，获得光的全内反射。然而，光导102设置有三维表面结构118，所述三维表面结构118由突起构成，且更特别地由布置在前表面106上的白色涂料点120构成。涂料点120使得光射线散射，并且阻止全内反射。一些光射线将通过白色涂料出射，其它的光射线将向后反射出后表面108。但是光还将在其它方向中散射，由此使得其通过边表面110、112、114、116中一个或者多个出射。通过以特定密度、尺寸和位置提供涂料点120，通过不同的边表面输出的光的光输出特征被控制以获得理想的光输出。通常，当使用白色涂料点时，通过前和后表面106、108输出的光将近似是朗伯的，借此，光导102从每个角度看起来为同等的亮度。通过在前表面106上提供足够高密度的涂料点120，获得通过前表面106输出的基本的和平稳的光；同时也获得理想的通过边表面输出的光。应当指出的是，如果需要的话，发光装置可以包括施加到光导102的后表面108上的光反射层。可选地，另外的表面可以由光反射层来覆盖，除了用于特别应用的照射目的的那些表面之外。

根据发光装置100的可选实施例，前表面106设置有代替突起或者与突起结合的凹处。例如，凹处由前表面106中的刻痕构成。通过将激光器用来从前表面烧除材料，可以最精确地形成凹处，以便于按照需要引导散射光。

根据发光装置300的另一个实施例，突起和/或凹处的三维微结构设置在光导302的前表面304上。术语“微”指示：结构的单个元件远小于以上的涂料点和刻痕。然而它们有对应的效果。许多不同种类的有规律的、预定的微结构是可行的，例如，突起的隆起物306、凹处406（见图4），或者楔形部分506（见图5）。改变结构的可能性是巨大的。依据通过每个表面所发射的光量的百分比以及依据角度特征（即，散射/反射光相对前表面的方向），它们都具有特定的光输出的特征。三维结构的另外的示例是锥形凹处，其将使得光通过光导的所有表面输出。

根据发光装置600的另一个实施例，其包括板形光导602和布置在第一边表面606处的光源604，其它表面中的一个设置有突起，所述突起具有相对该表面倾斜的自由端。更具体地，在示例性的例子中，突起610从与第一边表面606相对的第二边表面608开始突起。突起610是细长的并且突起610的宽度基本上小于光导602的剩余部分的宽度。突起610的自由端相对第二边表面608倾斜，例如，成45度。这使得到达自由端的光由倾斜表面反射并且通过突起的侧表面输出。突起的许多其它布置是可能的。例如，突起可以是弧形的。只要利用足够大的曲率半径，光将停留在其到倾斜端表面的路上的突起的内侧。

根据本发明的发光装置可以布置成结合到更大的结构中，其在此处称为发光系统。根据这种发光系统700的一个实施例，它包括若干个发光装置，其已经彼此邻近安装以形成更大的矩形发光表面。发光装置设置有三维结构，其以受控的方式将光引出边表面，至少是其它发光装置702的相邻边表面的那些边表面。由此，发光装置702之间的界面704被点亮，其消除或者减少了对比，例如，否则将在发光装置702之间所看见的暗线。

在发光系统800的另一实施例中，它包括并排布置并且悬挂以形成窗帘的若干个带形发光装置802。光源804布置在带802的顶部边表面，并且借助于三维表面结构，光通过前表面806和通过底部边表面808输出。在底部边表面808处的光输出照射地面并且给出阳光通过窗帘后面的窗户射进来的幻觉。此外，光也可以通过侧表面输出并且具有增加的亮度以便于增强窗帘800后面阳光的感觉。

还可以提供一种发光装置900，其具有与后表面折射结构902结合的表面结构，以及可能的反射性后表面覆盖层904，以及额外的前表面结构906。

将要指出的是，图关于发光装置的厚度明显扩大。事实上，典型的厚度在毫米的范围内，其中，光导通常仅仅大约一个毫米厚度。

以上，已经描述了如所附权利要求所限定的根据本发明的发光装置和发光系统的实施例。这些应当被视为仅仅是非限制性示例。正如由本领域技术人员所理解的，许多修改和可替代的实施例在本发明的范围内是可能的。

例如，作为将光源布置在光导的边表面处的可替代实施例，对于某些应用，可以在前和后表面中一个处的光导中形成凹处，并且将光源插入凹处中，从而在扇形或者整个的完整圆周中发光。

关于光导的形状，不同于矩形的其它基本形状是可能的，例如，多边形或者圆形。

要指出的是，出于该申请的目的，并且特别地关于所附权利要求，单词“包括”不排除其它元件或者步骤，单词“一”不排除多个，其本身对于本领域普通技术人员是显而易见的。

Claims (11)

1.一种发光装置，包括：

板形光导（102），其具有是主表面的前和后表面（106,108）、以及边表面（110,112,114,116）；以及

光源（104），以如下位置布置在板形光导（102）处，使得：所生成的光进入板形光导（102）并且在平行于前表面（106）的基本的传播方向传播，

其中，至少一部分板形光导（102）包括三维表面结构（118），该三维表面结构（118）布置成通过前和后表面（106,108）中至少一个和边表面（110,112,114,116）中至少一个提供受控的光输出，以及

其中，依据光输出特征来控制受控的光输出。

2.根据权利要求1的发光装置，其中，三维表面结构（118）包括一个或者多个突起（120）。

3.根据权利要求1或2的发光装置，其中，三维表面结构（118）包括凹处（406）。

4.根据权利要求1到3中任一项的发光装置，其中，板形光导（102）是带形的。

5.根据权利要求1到4中任一项的发光装置，其中，发光装置（100）布置成在其被使用的房间中创建氛围。

6.根据权利要求1到5中任一项的发光装置，其中，受控的光输出布置成照射发光装置的环境。

7.根据权利要求1到6中任一项的发光装置，其中，光源（104）布置在边表面中至少一个处，用于生成通过该边表面进入板形光导（102）的光。

8.根据权利要求2的发光装置，其中，前、后和边表面中的一个设置有突起（610），所述突起具有相对该表面倾斜的自由端。

9.一种发光系统，包括：布置成彼此邻近的多个发光装置，其中，多个发光装置中的每一个是根据前述权利要求中任一项的发光装置。

10.根据权利要求9的发光系统，其中，发光装置（802）是带形的并且并排布置。

11.根据权利要求9或10的发光系统，其中，对于每个发光装置，受控的光输出通过至少边表面（704）被提供，该边表面定位邻近于相邻发光装置的边表面，以便于减少发光装置的边处的对比。

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