CN109073818A - 照明装置及其形成方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例，提供了一种照明装置。该照明装置包括被配置为提供光源光的至少一个光源、被光学地耦合到所述至少一个光源的光学波导以及布置在所述光学波导内的多个光相互作用结构，该光学波导具有至少一个输入区域，光源光通过所述至少一个输入区域进入所述光学波导内，用于在光学波导中传播，所述多个光相互作用结构适于与所述光源光相互作用以将从所述光学波导发射的照明光提供到周围环境，其中所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。

Description

照明装置及其形成方法

交叉引用相关申请

本申请要求于2015年11月20日提交的新加坡专利申请No.10201509564S的优先权的权益，其全部内容通过引用整体并入本文而用于所有目的。

技术领域

多个实施例涉及照明装置和形成照明装置的方法。

背景技术

当前的发光二极管(LED)外观照明使用沿着条带由一系列LED芯片组成的LED条带。一个仪表的典型的LED条带带由100个LED芯片组成，这些LED芯片均匀分布以实现连续和均匀的照明。LED条带的一个常见问题与LED芯片的可靠性有关。在100个LED芯片中，通常会看到一些芯片在其他芯片之前出现故障，从而沿着条带产生不均匀的照明。这对于外观照明是不利的。更严重的是，这些LED芯片不能被单独更换，必须更换和重新安装整个条带。因此，维护成本非常高。LED条带的另一个缺点是其有限的弯曲挠性，并且这偶尔会限制其在外观是弯曲的情况下的部署。

尽管已知使用照明波导的产品，但它们仅适用于小型照明应用，例如汽车或电动设备中的装饰照明。现有技术不具备满足建筑照明领域独特外观照明产品市场需求的可扩展性和性能。此外，对于这些产品，亮度不高，照明只能在黑暗的房间中感知。这种低水平的亮度当然不足以用于外观照明。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种照明装置。该照明装置可以包括被配置为提供光源光的至少一个光源、被光学地耦合到该至少一个光源的光学波导以及布置在所述光学波导内的多个光相互作用结构，该光学波导具有至少一个输入区域，光源光通过该至少一个输入区域进入所述光学波导内以在光学波导中传播，所述多个光相互作用结构适于与所述光源光相互作用以将从所述光学波导发射的照明光提供到周围环境，其中所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。

根据一个实施例，提供了一种照明装置。该照明装置可以包括被配置为提供光源光的至少一个光源、光学地耦合到该至少一个光源的光学波导和设置在包层的至少一个内表面上的多个光相互作用结构，该光学波导包括包层和被包层围绕的中空芯部区域，其中光学波导具有至少一个输入区域，光源光通过所述至少一个输入区域进入光学波导以在中空芯部区域内传播，所述多个光相互作用结构适于与光源光相互作用以将从光学波导发射的照明光提供给周围环境。

根据一个实施例，提供了一种照明装置。该照明装置可以包括光学波导以及多个光相互作用结构，该光学波导被布置用于光学耦合到至少一个光源，该光学波导具有至少一个输入区域，用于光源光进入光学波导以在光学波导内传播，多个光相互作用结构布置在所述光学波导内，所述多个光相互作用结构适于与所述光源光相互作用以将从所述光学波导发射的照明光提供到周围环境，其中所述多个光相互作用结构的聚集度沿着光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。

根据一个实施例，提供了一种形成照明装置的方法。该方法可以包括形成光学波导，在光学波导的至少一个输入区域处将至少一个光源连接到光学波导，所述至少一个光源被配置成提供光源光以通过至少一个输入区域进入光学波导中以在所述光学波导内传播，以及在所述光学波导内形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与所述光源光相互作用以将从所述光学波导发射的照明光提供给周围环境，其中所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。

根据一个实施例，提供了一种形成照明装置的方法。所述方法可以包括形成光学波导，所述光学波导具有包层和由所述包层围绕的中空芯部区域，在所述光学波导的至少一个输入区域处将至少一个光源连接到所述光学波导，所述至少一个光源被配置为提供光源光，以通过所述至少一个输入区域进入所述光学波导以在所述中空芯部区域内传播，并且在所述包层的至少一个内表面上形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与光源光相互作用以将从光学波导发射的照明光提供到周围环境。

根据一个实施例，提供了一种形成照明装置的方法。该方法可以包括形成用于与至少一个光源光学耦合的光学波导，该光学波导具有用于使光源光进入光学波导以在光学波导内传播的至少一个输入区域，并且在光学波导中形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与所述光源光相互作用以将从所述光学波导发射的照明光提供到周围环境，其中所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。

附图说明

在附图中，贯穿不同的视图，相似的附图标记通常指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。在以下描述中，参照以下附图描述了本发明的多个实施例，其中：

图1A示出根据多个实施例的照明装置的示意性侧视图。

图1B示出根据多个实施例的照明装置的示意性侧视图。

图1C示出根据多个实施例的照明装置的示意性侧视图。

图1D示出了根据多个实施例的说明形成照明装置的方法的流程图。

图1E示出了根据多个实施例的说明形成照明装置的方法的流程图。

图1F示出了根据多个实施例的说明形成照明装置的方法的流程图。

图2A和2B分别示出根据多个实施例的照明装置的示意性侧视图和横截面图。

图3A和3B分别示出根据多个实施例的照明装置的示意性侧视图和横截面图。

图4A示出了根据多个实施例的具有耦合组件的照明装置的示意性侧视图。

图4B和4C示出根据多个实施例的锁定机构的示意图。

图5A和5B示出根据多个实施例的光学波导内的多个光相互作用结构的聚集度曲线。

图6示出了根据多个实施例的用于形成光学波导的挤压工艺的示意图。

图7作为透视图示出了根据多个实施例的用于形成光学波导的轧制和挤压工艺的各种处理阶段。

具体实施方式

以下详细描述参照附图，附图以举例说明的方式示出了可以实践本发明的具体细节和实施例。足够详细地描述这些实施例以使本领域技术人员能够实践本发明。可以利用其他实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行结构、逻辑和电学改变。因为一些实施例可以与一个或多个其他实施例组合以形成新的实施例，所以多个实施例不一定是相互排斥的。

在方法或设备之一的情况下描述的实施例类似地对于其他方法或设备是有效的。类似地，在方法的情况下描述的实施例对于设备类似地有效，反之亦然。

在实施例的情况下描述的特征可以相应地适用于其他实施例中的相同或相似的特征。即使在这些其他实施例中没有明确描述，在实施例的情况中描述的特征也可以相应地适用于其他实施例。此外，如针对实施例的情况下的特征所描述的添加和/或组合和/或替换可相应地适用于其他实施例中的相同或相似特征。

在多个实施例的情况下，关于特征或元件所使用的冠词“一”，“一个”和“该”包括对一个或多个特征或元件的指示。

在多个实施例的情况下，短语“至少基本上”可以包括“精确地”和合理的变化。

在多个实施例的情况下，应用于数值的术语“约”涵盖精确值和合理的变化。

如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。

如本文所用，“A或B中的至少一个”形式的短语可以包括A或B或A和B两者。相应地，“A或B或C中的至少一个”或包括其他列出的项目的形式的短语，可以包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。

多个实施例可以使用波导(例如聚合物波导)和边缘照明为外观应用提供照明或照明装置。

多个实施例可以通过用挠性光照明(光学)波导代替现有技术设备的LED条块来提供替代的照明方式，挠性光照明(光学)波导可以使用一个或多个LED或一个或多个激光二极管(LD)以用于边缘照明。照明波导可以具有实心形式，实心形式包含分布的散射体或荧光体以实现均匀的侧面照明。或者，(光学)波导可以在中心具有中空芯部，在波导的一侧或多侧中具有反射或散射平面。光可以沿着中空芯部传播，并被平面反射或散射以实现均匀的侧面照明。波导的内壁可以被微构图形成以增强光散射。

高功率LED或LD可以用作光源。在下文中如所描述的，LED可以表示在多个实施例中使用的光源，但是应该理解，LED可以用一个或多个LD来替换。在多个实施例中，一个或多个LED可位于波导的一个或多个端面处或一个或多个端面中以用于边缘照明。波导可能足够大以实现与高功率LED的高效耦合。与较大尺寸的波导结合的一个或多个高功率LED可以确保足够用于外观照明的较高亮度。如果任何LED发生故障，LED芯片可以被单独访问和更换，而不会干扰整个照明结构。因此，与已知的LED条带相比，这可以通过减少LED的数量来显著地降低维护成本，并且还可以减少电费。另外，波导可以是挠性的，并且可以以任何任意形状制造以满足外观照明应用的任何照明需要。

如上文和下文中所描述的，在多个实施例中，可以使用具有高功率LED或LD的较大的波导，其可以放大超过当前照明波导可以提供的亮度。

对于外观照明应用，已知的LED条带是目前市场上唯一可获得的产品。LED条带遭遇上述问题，最终用户渴望找到新技术来摆脱这些问题。如本文针对多个实施例所描述的，可以用例如具有高功率LED(或LD)边缘照明的照明波导代替LED条带。如果需要更换边缘照明LED和/或波导，则可以访问单个部件进行维护。波导可以通过挤压技术来制造，并且制造成本比LED条带的制造成本便宜得多。挤压技术是通用的，并且允许制造包括圆形、正方形、带状、多边形等的各种几何形状。此外，与已知的LED条带相比，在不损害亮度的情况下，LED的数量可以减小一个数量级。因此，多个实施例可以较大地削减所有权成本。

与现有的照明波导技术相比，在多个实施例中，可以放大发光效率以足以用于外观照明应用。这允许使用较大的照明(光学)波导，较大的照明(光学)波导具有适当定位并且构成优化以提高亮度的散射体或荧光体。较大的波导也允许使用高功率LED或LD，例如用于边缘照明。高功率LED(或LD)的组合以及空间和/或构成优化的散射点可以增加波导的发光效率。或者，(光学)波导可以在中心具有中空芯部以使波导材料本身的吸收损失最小化。中空芯部波导可以在波导的一个或多个壁的表面上具有微图案或反射层以有效地散射光。因此，来自LED(或LD)的发射光可以基本或完全散射，并且不会被波导材料吸收而浪费。这可以增强较大的照明波导的亮度。

此外，在波导的LED耦合端处可能存在不期望的强光散射。这种散射造成大规模照明中的不均匀的照明的不良印象。为了避免或至少最小化耦合散射，可以包括LED耦合装备(如将在下文中参照图4A作为非限制性示例进一步描述的)。耦合装备可首先通过用一个或多个反射表面围绕LED来捕获LED的较宽的展宽发光。所捕获的光可以被引导至聚光透镜，并且可以被透镜聚焦或准直至波导。透镜后的围绕表面可以被改变或设置有一个或多个吸收材料或吸收区域，以阻止或最小化杂散光在耦合装备和波导之间的界面处散射。结果，LED发光可以以最小的或不具有强散射效应的方式耦合到波导，并且大于透镜的捕获角度的任何发光可以由耦合装备中的围绕表面通过一个或多个吸收材料/区域被吸收。目前的技术不考虑耦合端处的散射效应。

LED耦合装备和波导可以分别安装在施工现场或安装现场。这一考虑是由于施工现场的粗糙处理。现有技术中的LED嵌入式波导设计太精巧，无法在架构施工期间安装。此外，LED嵌入式波导需要经过培训的专业人员进行安装和维护。否则，整个结构必须像当前已知的LED条块一样被替换。相反，多个实施例中的技术提供了允许单独访问LED和/或波导以便于安装和维护的方式或技术。

多个实施例还提供了用挤压和高温轧制技术制造波导的方法，其中下面将进一步描述制造工艺的细节。

图1A示出根据多个实施例的照明装置100a、100b的示意性侧视图。照明装置100a、100b包括被配置为提供光源光(由实线箭头103a、103b表示)的至少一个光源102a、102b、光学地耦合到至少一个光源102a、102b的光学波导104a、104b和布置在光学波导104a、104b内的多个光相互作用结构106a、106b，光学波导104a、104b具有至少一个输入区域105a、105b，光源光103a、103b通过输入区域105a、105b进入光学波导104a、104b以在光学波导104a、104b内传播，多个光相互作用结构106a、106b适于与光源光103a、103b相互作用以将从光学波导104a、104b发射的照明光(由虚线箭头108a、108b表示)提供到周围环境，其中多个光相互作用结构106a、106b的聚集度沿光学波导104a、104b的长度部分110a、110b在远离所述至少一个输入区域105a、105b的方向(由箭头125a、125b表示)上增加。

换句话说，可以提供照明装置100a、100b。照明装置100a、100b可以包括彼此光学地耦合的至少一个光源102a、102b和光学波导104a、104b，使得由至少一个光源102a、102b产生的光源光103a、103b被光学波导104a、104b接收，其中光源光103a、103b然后可以在光学波导104a、104b中传播。光源光103a、103b可以经由光学波导104a、104b的至少一个输入区域105a、105b从至少一个光源102a、102b透射到光学波导104a、104b中。这可以意味着至少一个输入区域105a、105b是光源光103a、103b进入光学波导104a、104b的点或区域。作为非限制性示例，光源光103a、103b可以被布置为与至少一个输入区域105a、105b相邻。尽管在图1A中示出了至少一个输入区域105a、105b以作为光学波导104a、104b的端部区域，应理解，至少一个输入区域105a、105b可位于光学波导104a、104b的任何部分或部位处，包括例如位于光学波导104a、104b的中心部分处。

光学波导104a、104b可以由透明材料制成，例如光学透明材料。例如，(光学)透明材料可以对可见光谱的电磁辐射光学透射。

多个光相互作用结构106a、106b可以形成或设置在光学波导104a、104b内。在光学波导104a、104b内传播的光源光103a、103b可入射到多个光相互作用结构106a、106b上。可以发生多个光相互作用结构106a、106b与光源光103a、103b之间的相互作用，以提供或产生从光学波导104a、104b发射到环境或周围环境以提供照明的照明光108a、108b。这意味着照明光108a、108b在照亮周围环境的光学波导104a、104b的外部。

作为非限制性示例，由于多个光相互作用结构106a、106b与光源光103a、103b之间的相互作用，多个光相互作用结构106a、106b可以提供中间光(例如已经被多个光相互作用结构106a、106b散射和/或反射的光源光103a、103b)，来自中间光的照明光108a、108b可以从光学波导104a、104b发射到周围环境。中间光可以穿过光学波导104a、104b的外围表面或侧表面112a、112b以形成照明光108a、108b。这可以意味着照明光108a、108b可以基于中间光，该中间光又响应于光源光103a、103b和多个光相互作用结构106a、106b之间的相互作用而产生。

多个光相互作用结构106a、106b可以被布置为使得多个光相互作用结构106a、106b的聚集度(或分布或密度)沿光学波导104a、104b的长度部分110a、110b在远离所述至少一个输入区域105a、105b的(纵向)方向125a、125b上增加。术语“长度部分”可以表示光学波导104a、104b的在光学波导104a、104b的长度上的一部分。长度部分110a、110b可以表示光学波导104a、104b的在光学波导104a、104b的整个长度或部分长度上的部分。

在多个实施例中，多个光相互作用结构106a、106b可以布置有如下的聚集度(或分布或密度)，该聚集度沿长度部分110a、110b在远离该至少一个输入区域105a、105b的(纵向)方向125a、125b上增加，使得照明光108a、108b在长度部分110a、110b上提供至少基本上均匀的照明。这可以意味着由照明装置100a、100b发射的照明光108a、108b在长度部分110a、110b上提供至少基本均匀的照明。均匀的照明可以表示均匀强度或均匀亮度。

可以理解，光源光103a、103b的强度通常可以在远离至少一个输入区域105a、105b的方向125a、125b上减小，光源光103a、103b通过至少一个输入区域105a、105b进入光学波导104a、104b。通过具有多个光相互作用结构106a、106b的布置，其中多个光相互作用结构106a、106b的数量以及因此的聚集度沿着长度部分110a、110b在方向125a、125b上增加，较高数量的光相互作用结构106a、106b可用于在光学波导104a、104b的一部分处与光源光103a、103b相互作用，与光学波导104a、104b的其中光源光103a、103b的强度可以是更高的另一部分相比，在光学波导104a、104b的该一部分处，光源光103a、103b的强度可以是较低的。以这种方式，多个光相互作用结构106a、106b的增加的聚集度可以通过在光学波导104a、104b的该部分处实现光源光103a、103b的更高的提取效率来补偿光源光103a、103b的减弱的强度，在光学波导104a、104b的该部分处，光源光103a、103b的强度可以是较低的。多个光相互作用结构106a、106b的这种布置可以实现均匀的照明。这可以意味着作为多个光相互作用结构106a、106b在长度部分110a、110b上的分布曲线的结果，可以实现至少基本上均匀的照明。

在多个实施例中，多个光相互作用结构106a、106b的聚集度可以沿着光学波导104a、104b的整个长度增加。在多个实施例中，这样的布置可以使得能够在光学波导104a、104b的整个长度上提供至少基本均匀的照明。

在多个实施例中，可以基于与光学波导104a、104B内的光源光103a、103b的强度成反比的关系来提供多个光相互作用结构106a、106b沿着长度部分110a、110b的聚集度。通过具有这样的关系，从光学波导104a、104b发射的照明光108a、108b可以在长度部分110a、110b上提供至少基本均匀的照明。

在多个实施例中，通常，可以从在光学波导104a、104b内通过长度部分110a、110b上的光学波导104a、104b的外围表面112a、112b透射或提供光，从而提供照明光108a、108b。外围表面112a、112b可以是光学波导104a、104b的侧表面。作为非限制性示例，外围表面112a、112b可以是光学波导104a、104b的圆周表面或其部分。光学波导104a、104b的外围表面112a、112b可以至少基本上横向或正交于光学波导104a、104b的至少一个端面114a、114b。以这种方式，可以实现侧面照明。

在多个实施例中，光源光103a、103b可以经由单个输入区域105a、105b进入光学波导104a、104b。

在多个实施例的情况下，光源光103a、103b可以包括电磁辐射，电磁辐射包括但不限于可见光谱、紫外区域或红外区域。例如，光源光103a、103b可以具有在约400nm与约700nm之间的波长。

在多个实施例的情况下，照明光108a、108b可以包括电磁辐射，该电磁辐射包括可见光谱或由可见光谱(例如，在约400nm和约700nm之间的波长)组成。

在多个实施例中，多个光相互作用结构106a、106b的聚集度(或分布或密度)可以在从光学波导104a、104b的外部区域到光学波导104a、104b的内部区域的横向方向(或横截面方向)上增加。光学波导104a、104b的外部区域可以表示接近光学波导104a、104b的周界或边界的区域，而光学波导104a、104b的内部区域可以表示波导104a、104b的中心区域或靠近光学波导104a、104b的中心轴线的区域。例如，横向方向可以是径向方向。

在多个实施例中，多个光相互作用结构106a、106b的聚集度在横向方向上可遵循高斯曲线(或分布)或抛物线型曲线(或分布)或顶帽型曲线(或分布)。

可以理解，光学波导104a、104b内的光源光103a、103b的强度或光束曲线通常可以在光学波导104a、104b的内部区域处更高(例如，强度在从光学波导104a、104b的外部区域到光学波导104a、104b的内部区域的方向上增加)。通过具有多个光相互作用结构106a、106b的布置，其中多个光相互作用结构106a、106b的数量以及因此的聚集度在从外部区域到内部区域的横向方向上增加，更高数量的光相互作用结构106a、106b可用于在光学波导104a、104b的内部区域处与光源光103a、103b相互作用，在光学波导104a、104b的内部区域处，光源光103a、103b的强度可以更高以实现来自光学波导104a、104b的内部区域的光源光103a、103b的更高提取效率。

在多个实施例中，至少一个光源102a、102b和光学波导104a、104b可以彼此物理地连接。

在多个实施例中，至少一个光源102a、102b和光学波导104a、104b可以可分离地彼此连接。这可以意味着至少一个光源102a、102b和光学波导104a、104b可以是分开的实体或单独的单元(例如，单独制造的)，分开的实体或单独的单元然后可以彼此组装或连接。以这种方式，例如，当至少一个光源102a、102b或光学波导104a、104b发生故障时，可以分别更换相应的故障项目或单元。

在多个实施例中，至少一个输入区域105a、105b可以包括光学波导104a、104b的至少一个端部区域。在多个实施例中，至少一个输入区域105a、105b可以包括光学波导104a、104b的至少一个端面114a、114b。这可以意味着光源光103a、103b可以通过至少一个端面114a、114b进入光学波导104a、104b。以这种方式，至少一个光源102a、102b可以向光学波导104a、104b提供边缘照明。

在多个实施例中，至少一个光源102a、102b可以(可分离地)连接到光学波导104a、104b的至少一个端面114a、114b。

在多个实施例中，照明装置100a、100b可以包括分别布置在(或连接到)光学波导104a、104b的相反端面(例如，可以是端面114a、114b的一个面)上的两个光源(例如，可以是光源102a、102b的一个光源)，两个光源被配置为提供光源光103a、103b，并且其中多个光相互作用结构106a、106b的聚集度可以沿着光学波导104a、104b的长度部分110a、110b在远离每个相反端面的相应(纵向)方向上增加。通过具有多个光相互作用结构106a、106b的这样的布置，随着多个光相互作用结构106a、106b的聚集度在远离每个相反端面的相应的(纵向)方向上增加，照明光108a、108b可以在长度部分110a、110b上提供至少基本均匀的照明。多个光相互作用结构106a、106b的聚集度可以从每个相反端朝向光学波导104a、104b的中心部分增加。以这种方式，多个光相互作用结构106a、106b的聚集度可以在光学波导104a、104b的中心部分处达到最大值。在多个实施例中，多个光相互作用结构106a、106b的聚集度沿着长度部分110a、110b可以遵循高斯曲线(或分布)或抛物线型曲线(或分布)或顶帽型曲线(或分布)。在多个实施例中，两个光源中的每个光源可以包括光源单元或多个光源单元(例如，光源单元阵列)，其中每个光源单元可以是发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。

在多个实施例中，光学波导104a、104b可以进一步包括(光)漫射层。漫射层可以漫射光以促进均匀或均一的照明。漫射层可以布置在光学波导104a、104b的长度部分110a、110b上。漫射层可以设置在外表面或外围表面112a、112b上。漫射层可以至少基本上围绕光学波导104a、104b，例如围绕光学波导104a、104b的整个周边。

在多个实施例中，照明装置100a、100b还可以包括连接到光学波导104a、104b的耦合组件(或耦合夹具)，至少一个光源102a、102b被容纳在耦合组件中。耦合组件可以可分离地连接到光学波导104a、104b。耦合组件可以在至少一个输入区域105a、105b处连接。

在多个实施例中，耦合组件可以包括用于容纳至少一个光源102a、102b的壳体，该壳体具有至少一个反射内表面以朝向光学波导104a、104b反射光源光103a、103b。壳体可以具有内部中空或实心结构。该至少一个反射内表面可以包括反射镜或金属反射层。

光源光103a、103b可以通过至少一个光源102a、102b并且通过为壳体提供至少一个反射内表面而以较大的角度或较宽的角度发射，大部分或全部光源光103a、103b可以被至少一个反射内表面朝光学波导104a、104b反射。在多个实施例中，壳体的所有内表面可以是反射性的。这可以意味着至少一个光源102a、102b可能被反射表面围绕(在所有侧面上)。

在多个实施例中，耦合组件还可以包括布置在光学波导104a、104b的至少一个输入区域105a、105b附近的至少一个光吸收区域。该至少一个光吸收区域可以吸收光，例如可能存在的任何杂散光。例如，所述至少一个光吸收区域可以最小化或防止杂散光在耦合组件和光学波导104a、104b之间的中间区域处散射，例如在耦合组件和光学波导104a、104b之间的界面处散射。至少一个光吸收区域可以布置在光学波导104a、104b的至少一个光源102a、102b和至少一个输入区域105a、105b之间。以这种方式，至少一个光源102a、102b可以布置在至少一个输入区域105a、105b的远侧。

在多个实施例中，耦合组件还可以包括用于将光源光103a、103b聚焦或准直到光学波导104a、104b中的光学透镜(或聚光透镜)。光学透镜可以布置在至少一个光吸收区域之前。这样，至少一个光吸收区域可以最小化或防止杂散光在耦合组件和光学波导104a、104b之间的中间区域处(例如，在耦合组件和光学波导104a、104b之间的界面处)散射。此外，至少一个光吸收区域可以吸收如下的任何发光或光，该发光或光会以比透镜的捕获角度大的角度入射到透镜上，并且因此该发光或光可能不会被透镜聚焦到光学波导104a、104b中，从而导致杂散光。

在多个实施例中，照明装置100a、100b可进一步包括锁定机构以将耦合组件固定到光学波导104a、104b。锁定机构可以包括互补结构，互补结构协作或配合以将耦合组件和光学波导104a、104b彼此固定。互补结构可以分别设置在耦合组件处和光学波导104a、104b处。锁定机构可以包括螺纹型机构、卡扣型机构或扣合型机构。

在多个实施例的情况下，至少一个光源102a、102b可以包括至少一个发光二极管(LED)或至少一个激光二极管(LD)。

在多个实施例的情况下，至少一个光源102a、102b可以具有在约200lm(流明)和约2000lm之间，例如在约200lm和约1000lm之间，在约200lm和约500lm之间，在约500lm和约2000lm之间，在约1000lm和约2000lm之间，或者在约500lm和约1500lm之间的流明等级。因此，可以使用至少一个高流明或高功率光源。

在多个实施例的情况下，光学波导104a、104b可以至少基本上是挠性的。

在多个实施例的情况下，光学波导104a、104b可以由适合于挤压的材料制成。以这种方式，光学波导104a、104b可以通过挤压工艺形成。

在多个实施例的情况下，光学波导104a、104b可以由聚合物、树脂或热塑性塑料制成。应该理解，聚合物、树脂或热塑性塑料中的每一种可以是(光学)透明的。使用树脂或热塑性塑料作为波导材料可适用于通过溶胶-凝胶工艺或3D打印工艺形成光学波导。

在多个实施例的情况下，光学波导104a、104b可以具有在约1mm与约20mm之间的横截面尺寸，例如在约1mm与约10mm之间，在约1mm与约5mm之间，在约5mm和约10mm之间，在约5mm和约20mm之间，或在约10mm和约20mm之间的横截面尺寸。以这种方式，可以提供较大尺寸的光学波导。由于耦合到光学波导104a、104b中的光源光103a、103b的量可以与光学波导104a、104b的尺寸或体积成比例，所以较大尺寸的光学波导可以允许照明装置100a、100b提供高亮度，并且因此，所得到的照明光108a、108b的亮度可以更高。术语“横截面尺寸”可以表示横截面的边界(例如圆周，周边等)的两个点之间的最长直线距离。

在多个实施例的情况下，光学波导104a、104b的长度部分110a、110b可以是至少0.5m(即≥0.5m)，例如至少1m，至少2m或至少5m。

在多个实施例的情况下，光学波导104a、104b可以包括圆柱形波导、杆形波导或平面波导(例如，成条带或片材的形式/形状)。

在多个实施例的情况下，光学波导104a、104b可以具有圆形、椭圆形、矩形、正方形或三角形的横截面形状。然而，应该理解，光学波导104a、104b可以具有任何合适的横截面多边形形状。

在多个实施例的情况下，照明装置100a、100b可以被配置为提供具有在约1000cd(坎德拉)和约10000cd之间的亮度的照明光108a、108b，例如在1000cd和约5000cd之间，在1000cd与约3000cd之间，在5000cd与约10000cd之间，或在3000cd与约5000cd之间的亮度的照明光108a、108b。

为了便于理解，现在将使用照明装置100a来说明具有光学波导的多个实施例，光学波导具有实心芯部区域(例如，“实心芯部波导”)。在多个实施例中，光学波导104a可以包括实心芯部区域，并且多个光相互作用结构106a可以布置在实心芯部区域内。光源光103a可以在实心芯部区域内传播。光学波导104a可以没有包层。在多个实施例中，具有实心芯部区域的光学波导104a可以提供360°的照明。

多个光相互作用结构106a的数量在远离至少一个输入区域105a的(纵向)方向125a上增加。多个光相互作用结构106a的这种布置导致多个光相互作用结构106a的聚集度在远离至少一个输入区域105a的方向125a上增加。

多个光相互作用结构106a可以包括散射体或荧光体中的至少一个，散射体将光源光103a散射穿过光学波导104a的在光学波导104a的长度部分110a上的外围表面112a以形成照明光108a，荧光体吸收光源光103a，并且响应于吸收而产生(或发射)生成光(例如由虚线箭头116a表示)，生成光在光学波导104a的长度部分110a上透射通过光学波导104a的外围表面112a以形成照明光108a。作为进一步的细节，光源光103a可以入射在散射体上，散射体然后可以沿不同的方向散射光源光103a。荧光体可以吸收光源光103a并且因此发射生成光116a(例如，由荧光体产生的荧光)。荧光体可吸收预定波长(或波长范围)的光源光103a，并因此发射不同波长(或波长范围)的生成光116a。因此，荧光体可以从光源光103a的波长变换生成光116a的波长，从而提供可具有与光源光103a的颜色不同的颜色的照明光108a。

在多个实施例中，散射体或荧光体中的至少一个可以包括纳米颗粒、微粒、量子点或气泡(例如空气气泡)。术语“散射体”可以表示散射中心或散射结构。

在多个实施例中，散射体或荧光体中的至少一个可以包括聚合物、金属、电介质材料或半导体材料。

在多个实施例中，散射体或荧光体中的至少一个可以由具有与光学波导104a的材料的折射率不同的折射率的材料(例如，如上所述)制成。

在多个实施例中，光学波导104a还可以包括在实心芯部区域中限定的峰部和谷部的至少一个(微)图案(或布置)，以将光源光103a散射或反射穿过光学波导104a在长度部分110a上的外围表面112a，以形成照明光108a。峰部和谷部的这种(微)图案可以类似于下面在具有中空芯部区域的光学波导的情况下进一步描述的多个突出结构。

为了便于理解，现在将使用照明装置100b来说明具有包括包层和中空芯部区域(例如“中空芯部波导”)的光学波导的多个实施例。在多个实施例中，光学波导104b可以包括包层和由包层围绕的中空芯部区域，并且多个光相互作用结构106b可以布置在包层的至少一个内表面(或内壁)上。这可以意味着多个光相互作用结构106b可以布置在包层-中空芯部边界处。多个光相互作用结构106b可以布置在包层的至少一个内表面处的层或平面中。中空芯部区域可以被限定在光学波导104b的中心区域处。光源光103b可以在中空芯部区域内传播。通过具有中空芯部区域，光源光103b的吸收损失可能最小，否则光源光103b可能被波导材料本身吸收。

在多个实施例中，多个光相互作用结构106b可以包括从包层的至少一个内表面延伸的多个突出结构(或峰部)，例如从包层的至少一个内表面延伸进入中空芯部区域中的多个突出结构。多个突出结构可以以线性排列布置。多个突出结构可以呈微图案的形式。多个突出结构可以彼此隔开。凹部或谷部可布置在多个突出结构的相邻突出结构之间。这样，多个突出结构可以限定峰部和谷部的(微)图案。

在多个实施例中，多个突出结构的相邻突出结构之间的周期沿着光学波导104b的长度部分110b在远离该光学波导104b的至少一个输入区域105b的(纵向)方向125b上减小。多个突出结构的这种布置导致多个突出结构(多个光相互作用结构)的聚集度在远离至少一个输入区域105b的方向125b上增加。这可以意味着多个突出结构的数量可以在远离至少一个输入区域105b的方向125b上增加。相邻突出结构之间的周期可以表示相邻突出结构之间的距离，例如相邻突出结构的相应中心轴线之间的距离。

应当理解的是，例如由于多个突出结构的布置/构造和/或多个突出结构的材料和/或多个突出结构的表面粗糙度或质量，多个突出结构本身可以散射或反射光源光103b。多个突出结构可以提供散射结构或反射结构，散射结构或反射结构可以布置为散射或反射平面。作为非限制性示例，多个突出结构可以是微反射体。

在多个实施例中，多个突出结构可以包括散射体、反射体(例如，反射镜)或荧光体中的至少一个，散射体散射光源光，反射体反射光源光，荧光体吸收光源光，并且响应于吸收产生生成光，以在长度部分110b上穿过光学波导104b的外围表面112b以形成照明光108b。

在多个实施例中，多个突出结构中的每个突出结构可以具有三角形、正方形或矩形的横截面形状。然而，应该理解，其他类型的多边形形状可以适合作为横截面形状。

在多个实施例中，光学波导104b可以进一步包括包层中的散射体或荧光体。

在多个实施例中，具有包层和中空芯部区域的光学波导104b可以经由光学波导104b的一侧(或者经由外周表面112b)提供照明，该光学波导104b的一侧与包层的其中可以布置多个光相互作用结构106b的内表面相对。

在多个实施例中，对于具有包层和中空芯部区域的光学波导104b，可以在光学波导104b的外围表面112b(或者包层的外表面)上和/或在包层的内表面上布置(光)漫射层，该包层的内表面与包层的可以布置多个光相互作用结构106b的内表面相对。

图1B示出根据多个实施例的照明装置100c的示意性侧视图。照明装置100c包括至少一个光源102c、光学波导104c和多个光相互作用结构106c，至少一个光源102c被配置为提供光源光(由实线箭头103c表示)，光学波导104c光学地耦合到至少一个光源102c，光学波导104c具有包层120c和由包层120c围绕的中空芯部区域122c，其中光学波导104c具有至少一个输入区域105c，光源光103c通过该输入区域105c进入光学波导104c以在中空芯部区域122c内传播，多个光相互作用结构106c布置在包层120c的至少一个内表面(或内壁)121c上，多个光相互作用结构106c适于与光源光103c相互作用以将从光学波导104c发射的照明光(由虚线箭头108c表示)提供到周围环境。至少一个输入区域105c可以包括光学波导104c的至少一个端面。至少一个光源102c和/或光学波导104c和/或多个光相互作用结构106c(包括它们各自的布置或构造)可以如在照明装置100a、100b的情况下描述的那样。此外，在照明装置100a、100b的情况下描述的结构、特征、布置/构造、参数、尺寸、特性、材料和操作可类似地适用于照明装置100c。

图1C示出根据多个实施例的照明装置100d的示意性侧视图。照明装置100d包括光学波导104d和多个光相互作用结构106d，光学波导104d布置成用于光学耦合到至少一个光源，光学波导104d具有至少一个输入区域105d以使光源光103d(例如，由至少一个光源提供以用于光学耦合到光学波导104d)进入光学波导104d以在光学波导104d内传播，多个光相互作用结构106d布置在光学波导104d内，多个光相互作用结构106d适于与光源光相互作用以将从光学波导104d发射的照明光(由虚线箭头108d表示)提供到周围环境，其中多个光相互作用结构106d的聚集度沿着光学波导104d的长度部分110d在远离至少一个输入区域105d的方向(由箭头125d表示)上增加。至少一个输入区域105d可以包括光学波导104d的至少一个端面。尽管多个光相互作用结构106d被描述为并且可以类似于多个光相互作用结构106a(图1A)，但应该理解，多个光相互作用结构106d也可以类似于多个光相互作用结构106b(图1A)。光学波导104d和/或多个光相互作用结构106d(包括它们各自的布置或构造)可以如在照明装置100a、100b的情况下描述的那样。此外，在照明装置100a、100b的情况下描述的结构、特征、布置/构造、参数、尺寸、特性、材料和操作可类似地适用于照明装置100d。

照明装置100a、100b、100c、100d可以适用于各种应用，包括例如在白天和/或夜晚可能需要高亮度或照明的应用。作为非限制性示例，照明装置100a、100b、100c、100d可适用于外观照明。

图1D示出了根据多个实施例的说明形成照明装置的方法的流程图160。

在162处，形成光学波导。

在164处，至少一个光源在光学波导的至少一个输入区域处连接到光学波导，所述至少一个光源配置成提供光源光，光源光通过至少一个输入区域进入光学波导以在光学波导内传播。该至少一个光源可以物理连接到光学波导。在多个实施例中，所述至少一个输入区域可以包括光学波导的至少一个端面。

在166处，在光学波导内形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与光源光相互作用以将从光学波导发射的照明光提供到周围环境，其中所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的(纵向)方向上增加。在多个实施例中，聚集度(或分布或密度)可以沿着长度部分在远离至少一个输入区域的(纵向)方向上增加，使得照明光在长度部分上提供至少基本均匀的照明。

在多个实施例中，在162处形成光学波导并在166处在光学波导内形成多个光相互作用结构的步骤可以一起或同时执行，例如在一个单独的工艺中，或者可以在分开的工艺中执行。

在多个实施例中，多个光相互作用结构的聚集度(或分布或密度)可以在从光学波导的外部区域到光学波导的内部区域的横向方向(或横截面方向)上增加。在多个实施例中，多个光相互作用结构的聚集度在横向方向上可遵循高斯曲线(或分布)或抛物线型曲线(或分布)或顶帽型曲线(或分布)。

在多个实施例中，在164处，所述至少一个光源可以可分离地连接到光学波导。

在多个实施例中，在164处，两个光源可以分别连接在光学波导的相反端面处，这两个光源配置为提供光源光，并且在166处，多个光相互作用结构可以形成为使得多个光相互作用结构的聚集度沿着光学波导的长度部分在远离每个相反端面的相应(纵向)方向上增加。在多个实施例中，通过使多个光相互作用结构的这种布置具有在远离每个相反端面的相应(纵向)方向上增加的聚集度，照明光可以在长度部分上提供至少基本均匀的照明。在多个实施例中，多个光相互作用结构106a、106b的聚集度沿着长度部分110a、110b可以遵循高斯曲线(或分布)或抛物线型曲线(或分布)或顶帽型曲线(或分布)。

在多个实施例中，光学波导可以使用铸造工艺或辊压工艺形成以形成平面光学波导，并且多个光相互作用结构可以在铸造工艺或者辊压工艺期间提供给平面光学波导，以在平面光学波导内形成多个光相互作用结构。

在多个实施例中，为了形成光学波导，可以形成波导预制件，并且波导预制件可以经受挤压工艺以形成光学波导。挤压工艺可以使用挤压装备来进行，其中波导预制件可以设置在挤压装备的挤压腔室或容器中。应该理解，术语“波导预制件”可以指形成光学波导之前的物质或结构。

在多个实施例中，挤压工艺可以包括从波导预制件通过挤压模具挤压光学波导。换句话说，波导预制件可以穿过挤压模具或被迫穿过挤压模具以挤压光学波导。挤压模具可以具有预定的出口尺寸和/或横截面形状/构造，当波导预制件穿过挤压模具以被挤压成光学波导时，预定的出口尺寸和/或横截面形状/构造可以被转移到挤压的光学波导。波导预制件可以例如为波导预制件的熔融材料的形式，或者可以包括例如聚合物、树脂或热塑性材料的原材料。这可以意味着，在多个实施例中，光学波导可以直接从聚合物、树脂或热塑性塑料的一种或多种原材料挤压。

在多个实施例中，为了形成波导预制件，可以提供波导预制件的熔融材料以填充挤压腔室(或容器)以用于形成具有实心芯部区域的光学波导。熔融材料可以填充挤压腔室，以形成本体波导预制件，这意味着挤压腔室中的熔融材料可以在其中没有中空区域，使得具有实心芯部区域的光学波导可以被挤压。可以将多个光相互作用结构提供给熔融材料以在光学波导内形成多个光相互作用结构。在其它实施例中，应该理解的是，波导预制件的熔融材料可以被一种或多种原材料(例如，聚合物、树脂或热塑性塑料)替代以直接挤压以形成具有实心芯部区域的光学波导。

在多个实施例中，为了形成波导预制件，可以形成波导材料的多个片材，然后可以将多个片材中的一个堆叠在另一个之上，并且可以将多个片材的堆叠轧制成紧密的轧制预制件。紧密的轧制预制件可以经受挤压工艺以形成具有实心芯部区域的光学波导。可以将紧密的轧制预制件提供给挤压腔室(或容器)以进行挤压。术语“紧密的轧制预制件”是指密实的轧制预制件或其中没有中空部分的轧制预制件。以这种方式，紧密的轧制预制件可以对应于被挤压的光学波导的实心芯部区域。

在多个实施例中，为了在光学波导内形成多个光相互作用结构，当形成多个片材时，多个光相互作用结构被设置在多个片材的单独的片材内。多个光相互作用结构可以在堆叠多个片材之前提供。以这种方式，当光学波导被挤压时，多个光相互作用结构可以设置在实心芯部区域内。

在多个实施例中，所述多个光相互作用结构可以包括散射体或荧光体中的至少一个，散射体在光学波导的长度部分上将光源光散射通过光学波导的外围表面以形成照明光，荧光体吸收光源光，并且响应于该吸收，产生(或发射)生成光，生成光在光学波导的长度部分上被透射通过光学波导的外围表面以形成照明光。

在多个实施例中，该方法可以进一步包括在多个片材中的单独的片材的表面上形成峰部和谷部的布置的图案。

在多个实施例中，为了形成波导预制件，可以将波导预制件的熔融材料提供到挤压腔室(或容器)中以形成环形预制件，以用于形成具有包层和由包层包围的中空芯部区域的光学波导。所述多个光相互作用结构可在挤压工艺期间形成，其中在挤压工艺中使用的挤压模具具有带有预定结构图案的出口，以用于形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构具有与被挤压的光学波导的包层的内表面(或内壁)上的结构图案互补的图案。术语“环形预制件”可以意指具有类似于其中具有中空部分的环(或环形部分)的形状/构造的预制件。以这种方式，环形预制件的环形部分和中空部分可以分别对应于被挤压的光学波导的包层和中空芯部区域。环形部分可以具有任何形状，包括例如环形或正方形。作为形成环形预制件的例子，挤压腔室例如可以具有实心的内部中心部分，其中可以不设置熔融材料以限定环形预制件的中空部分。在其它实施例中，应该认识到，波导预制件的熔融材料可以被一种或多种原材料(例如，聚合物、树脂或热塑性材料)替代以直接挤压以形成具有包层以及由包层围绕的中空芯部区域的光学波导。

在多个实施例中，为了形成波导预制件，可形成波导材料的至少一个片材，并且可将波导材料的至少一个片材轧制成轧制的中空预制件。轧制的中空预制件可以经受挤压工艺以形成具有包层和由包层围绕的中空芯部区域的光学波导。术语“轧制的中空预制件”可以意指具有类似于其中具有中空部分的环(或环形部分)的形状/构造的轧制预制件。环形部分对应于已经轧制的波导材料的至少一个片材。这样，轧制的中空预制件的环形部分和中空部分可分别对应于被挤压的光学波导的包层和中空芯部区域。

在多个实施例中，为了在光学波导内形成多个光相互作用结构，(在轧制波导材料的至少一个片材之前)可以将多个光相互作用结构构图形成到波导材料的至少一个片材的表面部分上，以用于在被挤压的光学波导的包层的内表面(或内壁)上形成多个光相互作用结构。然后可以将波导材料的至少一个片材轧制成轧制的中空预制件，使得具有构图形成的多个光相互作用结构的波导材料的至少一个片材的表面部分可以位于轧制的中空预制件的内表面部分上。在多个实施例中，可以使用冲压工艺或喷墨印刷工艺来执行多个光相互作用结构的构图形成。

在多个实施例中，所述多个光相互作用结构可在挤压工艺期间形成，其中在挤压工艺中使用的挤压模具具有带有预定结构图案的出口，以用于形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构具有与被挤压的光学波导的包层的内表面(或内壁)上的结构图案互补的图案。

在多个实施例中，多个光相互作用结构可以包括从光学波导的包层的内表面延伸的多个突出结构(或峰部)。

在多个实施例中，多个突出结构的相邻突出结构之间的周期沿着光学波导的长度部分在远离该光学波导的至少一个输入区域的(纵向)方向上减小。

在多个实施例中，多个突出结构可以包括散射体或反射体，散射体或反射体在光学波导的长度部分上将光源光散射或反射穿过光学波导的外围表面以形成照明光。

在多个实施例中，多个突出结构中的每个突出结构可以具有三角形、正方形或矩形的横截面形状。

在多个实施例中，所述方法还可以包括当形成所述波导材料的至少一个片材时在所述波导材料的至少一个片材内提供散射体或荧光体。可以在将波导材料的至少一个片材轧制成轧制的中空预制件之前提供散射体或荧光体。以这种方式，散射体或荧光体可以设置在被挤压的光学波导的包层中。

在多个实施例中，该方法可以进一步包括在光学波导上形成(光)漫射层。

在多个实施例中，在164处，该方法可以进一步包括将耦合组件连接到光学波导，该至少一个光源被容纳在耦合组件中。耦合组件可以包括用于容纳至少一个光源的壳体，壳体具有至少一个反射内表面以将光源光反射向光学波导。耦合组件还可以包括布置在光学波导的至少一个输入区域附近的至少一个光吸收区域。耦合组件还可以包括光学透镜(或聚光透镜)，以将光源光聚焦或准直到光学波导中。

在多个实施例中，该方法可以进一步包括形成锁定机构以将耦合组件固定到光学波导。

在多个实施例中，所述至少一个光源可以包括至少一个发光二极管(LED)或至少一个激光二极管(LD)。

在多个实施例的情况下，至少一个光源可以具有在约200lm和约2000lm之间，例如在约200lm和约1000lm之间，在约200lm和约500lm之间，在约500lm和约2000lm之间，在约1000lm和约2000lm之间，或者在约500lm和约1500lm之间的流明等级。

在多个实施例中，在162处，可以形成挠性光学波导。

在多个实施例的情况下，光学波导可以具有在约1mm与约20mm之间的横截面尺寸，例如在约1mm与约10mm之间，在约1mm与约5mm之间，在约5mm和约10mm之间，在约5mm和约20mm之间，或在约10mm和约20mm之间的横截面尺寸。

在多个实施例的情况下，光学波导的长度部分可以是至少0.5m(即≥0.5m)，例如，至少1m、至少2m或至少5m。

在多个实施例的情况下，光学波导可以包括圆柱形波导、杆形波导或平面波导(例如成条带或片材的形式/形状)。

在多个实施例的情况下，光学波导可以具有圆形、椭圆形、矩形、正方形或三角形的横截面形状。然而，应该理解光学波导可以具有任何合适的横截面多边形形状。

尽管上面描述的方法被图示和描述为一系列步骤或事件，但应理解的是，这些步骤或事件的任何排序不应被解释为具有限制意义。例如，一些步骤可以以不同的顺序发生和/或与除本文所示和/或描述的步骤或事件以外的其他步骤或事件同时发生。另外，并非所有示出的步骤都可以需要用于实现这里描述的一个或多个方面或实施例。而且，这里描绘的一个或多个步骤可以在一个或多个单独的动作和/或阶段中执行。

图1E示出了根据多个实施例的说明形成照明装置的方法的流程图170。

在172处，形成光学波导，该光学波导具有包层和由包层围绕的中空芯部区域。

在174处，至少一个光源在光学波导的至少一个输入区域处连接到光学波导，所述至少一个光源配置成提供光源光，光源光通过至少一个输入区域进入光学波导以在中空芯部区域内传播。

在176处，在包层的至少一个内表面(或内壁)上形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与光源光相互作用以将从光学波导发射的照明光提供到周围环境。

如在流程图160的情况下描述的形成照明装置的方法可以类似地适用于在流程图170的情况下描述的形成照明装置的方法。

图1F示出了根据多个实施例的说明形成照明装置的方法的流程图180。

在182处，形成用于光学耦合到至少一个光源的光学波导，光学波导具有至少一个输入区域，以使光源光进入光学波导以在光学波导内传播。

在184处，在光学波导内形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与光源光相互作用以将从光学波导发射的照明光提供到周围环境，其中所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。在多个实施例中，聚集度(或分布或密度)可以沿着长度部分在远离至少一个输入区域的(纵向)方向上增加，使得照明光在长度部分上提供至少基本均匀的照明。

如在流程图160的情况下描述的形成照明装置的方法可以类似地适用于在流程图180的情况下描述的形成照明装置的方法。

现在将参照图2A，2B，3A和3B描述多个实施例的照明装置的非限制性示例，如图所示，照明装置由边缘LED和挠性高亮度波导组成。图2A，2B，3A和3B示出了多个实施例中的高亮度波导。光学波导可具有中空芯部区域(参见图2A和2B)或实心芯部区域(参见图3A和3B)。

图2A和图2B分别示出根据多个实施例的照明装置200的示意性侧视图和横截面图(或前视图)，示出了具有中空芯部的照明波导204的照明装置200。

如图2A所示，照明装置200包括具有由包层220围绕的中空芯部区域222的光学波导204。例如呈LED202a、202b形式的两个光源光学耦合到光学波导204。LED202a、202b可以布置成邻近或连接到光学波导204的相反端部区域。以这种方式，LED202a、202b可以是边缘LED或边缘耦合LED202a、202b。

LED202a、202b可以提供光源光203以被光学波导204接收以在中空芯部区域222内传播。光源光203可以在光学波导204的各个相反端面214a、214b处进入光学波导204。因此，可以将相反端面214a、214b限定为光学波导204的输入区域。在具有中空芯部区域222的光学波导204等中空芯部波导中，来自边缘LED202a、202b的发射光(或光源光203)不会被波导材料吸收浪费。

多个光相互作用结构206可以布置在光学波导204内，诸如在包层220的内表面(或内壁)221处。多个光相互作用结构206可以沿着光学波导204的长度部分210布置。多个光相互作用结构206可以呈微图案层的形式和/或具有一个或多个反射镜(或反射表面)。

多个光相互作用结构206可以是从包层220的内表面221延伸到中空芯部区域222中的多个突出结构(或峰部)206。多个突出结构206可以具有三角形形状的横截面。

多个光相互作用结构206可以与在中空芯部区域222内传播的光源光203相互作用，以便将从光学波导204发射的照明光208在长度部分210上提供到周围环境以为周围提供照明。例如，多个突出结构206可以散射或反射光源光203，光源光203然后可以透射通过光学波导204的外围表面212以形成照明光208。全部的、基本上全部的或绝大部分发射的光(或光源光203)可以通过微图案层和/或反射镜(即，多个光相互作用结构206)基本上或完全地被散射。外围表面212是与包层220的形成多个光相互作用结构206的内表面221相对的一侧上的表面。漫射层224可以设置在外围表面212处或外围表面212上以促进均匀的照明。

虽然在图2A中未清楚示出，但是多个光相互作用结构206可以布置成使得多个光相互作用结构206的聚集度(或分布)沿着长度部分210在远离端面214a的第一方向(由箭头225a表示)上以及远离端面214b的第二方向(由箭头225b表示)上增加。多个光相互作用结构206的聚集度可以在第一方向225a和在第二方向225b上朝向或朝光学波导204的中心部分或区域增加。多个光相互作用结构206的聚集度(或分布)可以以如上所述的方式增加，使得照明光208可以在长度部分210上提供至少基本均匀的照明。

多个光相互作用结构206的聚集度沿着长度部分210可以通过改变相邻的光相互作用结构(或相邻的突出结构)206之间的周期p来改变。例如，对于较高的聚集度，相邻的光相互作用结构206可以被布置得彼此更接近，因此其中，周期p更小，而对于较低的聚集度，相邻的光相互作用结构206可以被布置成彼此进一步分开，因此其中，周期p更大。将在下面参照图5A进一步描述多个光相互作用结构206沿着长度部分210的分布。

光学波导204可以具有合适的多边形形状的横截面。例如，如图2B所示，图2A所示的光学波导204a可以是具有矩形形状的横截面的光学波导204a或具有圆形形状的横截面的光学波导204b。

光学波导204a具有由包层220a包围的中空芯部区域222。多个光相互作用结构206a形成在包层220a的内表面221a上。如图2B所示，可以在光学波导204a的宽度上形成一个光相互作用结构206a。多个光相互作用结构206a可具有三角形形状的横截面。光学波导204a可以在光学波导204a的外围表面212a上，即在光学波导204a的与内表面221a相对的一侧上，包括漫射层224。

光学波导204b具有由包层220b包围的中空芯部区域222。多个光相互作用结构206b形成在包层220b的内表面221b上。如图2B所示，可以在光学波导204b的宽度上形成三个光相互作用结构206b。多个光相互作用结构206b可具有三角形形状的横截面。光学波导204b可以在光学波导204b的外围表面212b上，即在光学波导204b的与内表面221b相对的一侧上，包括漫射层224。

应该理解，可以在光学波导204a、204b的整个宽度上提供任意数量的光相互作用结构206a、206b，例如一个、两个、三个或任何更大的数量。

图3A和3B分别示出了根据多个实施例的照明装置300的示意性侧视图和横截面图(或前视图)，示出了具有实心芯部照明波导304的照明装置300。

如图3A所示，照明装置300包括具有实心芯部区域323的光学波导304。例如呈LED302a、302b形式的两个光源光学耦合到光学波导304。LED302a、302b可以布置成邻近或连接到光学波导304的相反端部区域。以这种方式，LED302a、302b可以是边缘LED或边缘耦合LED302a、302b。

LED302a、302b可以提供光源光303以被光学波导304接收以在实心芯部区域323内传播。光源光303可以在光学波导304的各个相反端面314a、314b处进入光学波导304。因此，可以将相反端面314a、314b限定为光学波导304的输入区域。

多个光相互作用结构306可以布置或设置在实心芯部区域323内。多个光相互作用结构306可以沿着光学波导304的长度部分310布置。

多个光相互作用结构306可以与在实心芯部区域323内传播的光源光303相互作用，以便将从光学波导304发射的照明光308在长度部分310上提供到周围环境以为周围提供照明。

所述多个光相互作用结构306可以包括散射体或荧光体中的至少一个，散射体在光学波导304的长度部分310上将光源光303散射通过光学波导304的外围表面312以形成照明光308，荧光体吸收光源光308，并且响应于该吸收，产生(或发射)生成光(荧光)，生成光在光学波导304的长度部分310上被透射通过光学波导304的外围表面312以形成照明光308。这样，在具有实心芯部区域323(例如实心芯部波导)的光学波导304中，来自LED302a、302b的耦合光(或光源光303)可以被曲线的散射体或荧光体散射，这可以导致均匀的侧面照射。散射体可以是例如纳米颗粒、量子点或气泡的形式。荧光体可以例如相对于光源光303的照明颜色改变照明光308的照明颜色。漫射层324可以设置在外围表面312处或外围表面212上以促进均匀的照明。

虽然在图3A中未清楚示出，光学波导304可以提供360°照明。换句话说，可以从光学波导304的周边沿所有方向发射照明光308。

虽然在图3A中未清楚示出，但是多个光相互作用结构306可以布置成使得多个光相互作用结构306的聚集度(或分布)沿着长度部分310在远离端面314a的第一方向(由箭头325a表示)上以及远离端面314b的第二方向(由箭头325b表示)上增加。多个光相互作用结构306的聚集度可以在第一方向325a和在第二方向325b上朝向或朝着光学波导304的中心部分或区域增加。多个光相互作用结构306的聚集度(或分布)可以以如上所述的方式增加，使得照明光308可以在长度部分310上提供至少基本均匀的照明。

可以通过沿着长度部分310改变多个光相互作用结构306的数量来沿着长度部分310改变多个光相互作用结构306的聚集度。例如，对于较高的聚集度，可以提供较高数量的多个光相互作用结构306，而对于较低的聚集度，可以提供较少数量的多个光相互作用结构306。将在下面参照图5A进一步描述多个光相互作用结构306的分布。

光学波导304可以具有合适的多边形形状的横截面。例如，如图3B所示，图3A所示的光学波导304a可以是具有矩形形状的横截面的光学波导304a或具有圆形形状的横截面的光学波导304b。

每个光学波导304a、304b具有实心芯部区域323。多个光相互作用结构(例如散射体或荧光体)306a、306b设置在实心芯部区域323内。每个光学波导304a、304b可以包括漫射层324，该漫射层324可以至少基本上围绕或者完全围绕实心芯部区域323。

具有实心芯部区域323(或固体波导)的光学波导304、304a、304b可以提供360°照明，而在具有中空芯部区域222(或中空波导)的光学波导304、304a、304b中，可以通过沿着包层220的一个或多个内壁(例如，221)调整/增加成多个光相互作用结构206、206a、206b的形式的一个或多个散射(或反射)层的方向或位置来控制照明侧。

圆形波导204b、304b可以在任意方向上弯曲，而对于矩形波导204a，304a，可以控制弯曲方向，例如矩形的较短轴线在弯曲平面中。

在多个实施例中，可提供耦合组件以容纳一个或多个光源。图4A示出根据多个实施例的具有耦合组件(或耦合装备)430的照明装置400的示意性侧视图。耦合组件430可以与一个或多个LED一起使用，并且可以被限定为LED耦合组件(或LED耦合装备)430。为了清楚和便于理解，耦合组件430被示出为被设置为邻近光学波导404的一个端面414。然而，在一个或多个光源也可以设置在相反端面处的实施例中，耦合组件430可以类似地设置在光学波导404的相反端面附近。

耦合组件430可以例如在光学波导404的端面414处连接到光学波导404。耦合组件430包括壳体432，壳体432可以是实心或中空的(例如内部中空或实心结构433)，其中光源(例如，LED)402可以定位在壳体432中。壳体432可以包括至少一个反射内表面434以将由光源402产生的光源光403朝向光学波导404反射。耦合组件430还可以包括布置在光学波导404的近侧或布置在端面414的近侧的至少一个光吸收区域或表面436。光吸收区域或表面436可以设置在耦合组件430和光学波导404之间的连接点或界面处或附近。耦合组件430可以可选地进一步包括光学透镜(或聚光透镜)438以提供进入光学波导404的聚焦或准直的光源光403a。

耦合组件430可首先通过用一个或多个反射表面434至少部分地围绕LED402来捕获光源(例如，LED)402的较宽的展宽发光(或光源光303)。捕获的光(其是光源光303)可以被引导到光学透镜438，并且可以被聚焦到光学波导404中或者被准直到光学波导404。在透镜438之后的围绕表面可以被改变或设置有吸收材料436以用于以比透镜438的捕获角度更宽的角度停止任何发光。以此方式，在没有强散射效应的情况下，光源光303(例如，LED发光)可以耦合到波导404，并且大于透镜438的捕获角度的任何发光可被耦合组件430中的围绕吸收表面436吸收。当前技术或现有技术不考虑耦合端处的散射。

耦合组件430的尺寸可以等于(相同)或小于光学波导404的尺寸以减小耦合散射。可以在耦合组件430中容纳多于一个的光源402(例如，LED芯片)以增加耦合的LED功率。

耦合组件430可以根据侧面照明波导设计而变化。当具有实心芯部区域(例如，实心波导)的光学波导，例如304(图3A)，被用作光学波导404时，耦合组件430可以包含透镜438以防止耦合组件430与光学波导404之间的接合或连接处的耦合散射。壳体432可以具有带有一个或多个反射表面434的中空结构433，或者可以由实心材料制成，实心材料具有与光学波导404的折射率相同的折射率，以使接合或连接处的散射最小化。当具有中空芯部区域(即，空心波导)的光学波导，例如204(图2A)，被用作光学波导404时，壳体432可以是中空的或实心的，并且透镜438可以是可选的。

在多个实施例中，可以在耦合组件430和光学波导404之间的接合或连接处设置锁定机构以牢固地保持接合或连接。以此方式，锁定机构可以帮助将耦合组件430固定到光学波导404。

图4B和图4C示出根据多个实施例的锁定机构440a、440b的示意图。锁定机构440a可以是螺纹型机构，包括配合以提供锁定功能的互补螺纹结构441a、442a。第一螺纹结构441a可以设置在耦合组件处(未示出)或与耦合组件(未示出)一起设置，而第二螺纹结构442a可以设置在光学波导404a处或与光学波导404a一起设置。例如，第二螺纹结构442a可以是与光学波导404a分离的构件，并且可以例如使用粘合剂粘附或固定到光学波导404a。

锁定机构440b可以是卡扣型机构，包括配合以提供锁定功能的互补结构441b、442b。可以在耦合组件(未示出)处或与耦合组件(未示出)一起设置第一结构441b，例如具有凸缘444b的(中空)突起或(中空)杆443b，而凹部442b可以设置在光学波导404b处或与光学波导404b一起设置。凸缘444b可以被卡扣安装到凹部442b中。

在多个实施例中，为了保持沿着光学波导的亮度均匀性，可以在纵向方向和/或横向方向上控制多个光相互作用结构(例如散射体)的分布或聚集度。图5A和5B示出根据多个实施例的光学波导内的多个光相互作用结构的聚集度曲线。如图5A和5B所示的聚集度曲线可以示出多个光相互作用结构(例如，散射体或反射微图案)的优化曲线。如图5A和5B所示的聚集度曲线可以适用于具有实心芯部区域或中空芯部区域的光学波导中的多个光相互作用结构。

使用具有光学波导504的照明装置500作为非限制性示例，光学波导504具有多个光相互作用结构(例如，散射体或微图案/微反射体)506，如图5A所示，由LED502a、502b产生并在光学波导504中传播的光源光503可以具有沿着纵向方向(由双头箭头550表示)从光学波导504的端部区域505a、505b减小到光学波导504的中心部分处的最小值的强度，如光强曲线554所示。

如聚集度曲线555所示，多个光相互作用结构506的聚集度(或密度)可以沿着纵向方向550从端部区域505a、505b逐渐增加到光学波导504的中心区域处的最大值。聚集度曲线555可以遵循高斯曲线(或抛物线型曲线)。聚集度曲线555的最大点和强度曲线554的最小点可以在光学波导504的约相同部分或区域处彼此重叠。

通过使多个光相互作用结构506的聚集度朝向光学波导504的中部逐渐增大，例如，可以在光源光(LED光)503的强度可能较低的地方发生更多的散射。通过基于强度曲线554调整聚集度曲线555，照明光508可以在光学波导504的长度(部分)上提供至少基本均匀的照明(如照明曲线556所示)。以这种方式，根据聚集度曲线555布置的多个光相互作用结构506可以用作对光源光503沿光学波导504的纵向方向(或长度)550的强度变化的补偿或平衡。

在多个实施例中，可以沿横向方向(由双头箭头552表示)调节多个光相互作用结构506的聚集度或分布以平衡LED光束曲线。例如，在LED光束曲线遵循高斯形状的情况下，如强度曲线557所示，其中强度朝向光学波导504的内部区域增加，多个光相互作用结构506可以更集中于中心处以用于更好的提取效率。例如，多个光相互作用结构506的聚集度可以沿着横向方向552从光学波导504的外部区域到光学波导504的内部区域逐渐增加，如聚集度曲线558所示。聚集度曲线558可以遵循高斯曲线或抛物线型曲线。强度曲线557和聚集度曲线558可以遵循相同的曲线形状。

通过基于强度曲线557来调整聚集度曲线558，(光源光503的)光提取可以沿着横向方向552至少基本一致，如曲线559所示。

多个实施例还可以提供制造用于形成照明装置的光学波导的方法。作为非限制性示例，参照图6和图7描述了两种制造方法。尽管图6和图7示出了用于挤压具有实心芯部区域的光学波导的工艺，但是所述工艺可以被修改以用于形成具有中空芯部区域的光学波导，如下面将进一步描述的。此外，尽管使用散射体作为多个光相互作用结构来描述制造工艺，但应当理解，可以采用多个光相互作用结构的其他类型(例如，荧光体)。

第一种方法可以使用光学波导的熔融主体材料到挤压装备中的直接注入，如图6所示。图6示出了根据多个实施例的用于形成光学波导的挤压工艺的示意图680。例如，可以使用挤压装备执行挤压工艺。挤压腔室或容器682和连接到挤压腔室682的出口点的挤压模具(或出口模具)684可用于挤压工艺。

用于形成光学波导的波导预制件的(熔融)主体材料可首先例如经由一个或多个注入喷嘴686注入到可被加热的容器682中。散射体606可以例如经由多个注入喷嘴688被供给到容器682中的主体材料687中。用于散射体606的注入喷嘴688可以与用于主体材料的(一个或多个)注入器或注入喷嘴686分离(或分开)。这可以允许独立控制熔融材料687和散射体606的对应的注入或供给。散射体注入喷嘴688可以被捆绑在一起以便控制散射体688的空间分布。在通过挤压模具684被挤压为具有散射体606的光学波导604之前，注入的(熔融)材料687和散射体606可以在加热的容器682中形成(本体)波导预制件689。挤压模具684可以具有预定的出口尺寸和/或横截面形状/构造，当波导预制件689穿过挤压模具以被挤压成光学波导604时，预定的出口尺寸和/或横截面形状/构造可以被转移到挤压的光学波导604。挤压的光学波导604可以是具有实心芯部区域(即，实心芯部波导)的光学波导。

容器682的温度可略高于主体材料687的软化温度。该温度控制可确保材料687的足够粘度以防止散射体606在预制件689中自由流动。

在多个实施例中，可以控制散射体606注入容器682中的熔融材料687中的量和/或速度，以便沿着容器682中的熔融材料687的长度或高度(纵向方向)改变散射体的聚集度，使得在挤压的光学波导604中的散射体的聚集度可以沿着光学波导604的长度以如上所述的方式变化(例如，使得当在多个实施例的照明装置中使用时可以实现来自光学波导的均匀的照明)。此外，散射体606的聚集度可以沿着容器682中的熔融材料687的宽度(横向方向)而改变，使得挤压的光学波导604中的散射体606的聚集度可以在光学波导604的宽度上以如上所述的方式变化。

在其它实施例中，可以预先制造其中没有中空部分的实心(本体)波导预制件。散射体可以在预制工艺期间布置在波导预制件内。然后可以将预制的波导预制件提供给加热的容器682以如上所述被挤压以形成具有实心芯部区域(即，实心芯部波导)的光学波导(例如，604)。

散射体的聚集度可以沿(预制)波导预制件的长度或高度(纵向方向)变化，使得挤压的光学波导中的散射体的聚集度可以沿光学波导的长度以如上所述的方式变化(例如，使得当在多个实施例的照明装置中使用时可以实现来自光学波导的均匀的照明)。此外，散射体的聚集度可以沿(预制)波导预制件的宽度(横向方向)变化，使得挤压的光学波导中的散射体的聚集度可以在光学波导的宽度上以如上所述的方式改变。

在多个实施例中，为了挤压具有包层和由包层围绕的中空芯部区域(即，中空芯部波导)的光学波导，可以将波导预制件的熔融材料设置到容器682中，容器682可以被加热以形成其中具有环形部分和中空部分的环形预制件。容器682可以被修改为具有实心的内部中心部分，在该中心部分处可以不提供熔融材料以限定环形预制件的中空部分。当环形预制件通过挤压模具被挤压时，可以在被挤压的光学波导的包层的内表面(或内壁)上形成多个光相互作用结构。挤压模具可具有带有预定结构图案的出口，以用于形成具有与结构图案互补的图案的多个光相互作用结构。通过控制挤压模具的出口的预定结构图案，多个光相互作用结构的聚集度可以在光学波导的纵向和/或横向方向上变化。

在其它实施例中，可以预制其中具有环形部分和中空部分的波导环形预制件。在预制工艺期间，多个光相互作用结构可以形成在波导预制件的环形部分的内表面(或内壁)上。然后可以将预制的波导预制件提供给加热的容器682以如上所述被挤压以形成光学波导，该光学波导具有带有中空芯部区域(即，中空芯部波导)的包层。多个光相互作用结构的聚集度可以沿(预制)波导预制件的长度或高度(纵向方向)变化，使得挤压的光学波导中的光相互作用结构的沿光学波导的长度的聚集度可以以如上所述的方式变化(例如，使得当在多个实施例的照明装置中使用时可以实现来自光学波导的均匀的照明)。此外，光相互作用结构的聚集度可以沿(预制)波导预制件的宽度(横向方向)变化，使得挤压的光学波导中的光相互作用结构的聚集度可以在光学波导的宽度上以如上所述的方式改变。

可以采用用于形成光学波导的第二种方法，包括两个步骤：如图7所示的预制件制造和波导挤压。图7作为透视图示出了根据多个实施例的用于形成光学波导的轧制和挤压工艺780的多个处理阶段。

为了形成波导预制件，首先可以形成具有嵌入式散射体706的波导材料或主体材料的多个片材(或多个层)790。散射体706可以通过包含散射体706的机动化分配器被分散在片材790上。分配器可以以受控的速度横向通过一个或多个片材790，以例如以上述方式改变散射体706在一个或多个片材790上的聚集度或密度(例如，使得当在多个实施例的照明装置中使用时，可以实现来自的光学波导的均匀的照明)。分配器可以在其底部处具有多个孔，以作为用于将散射体706传输到一个或多个片材790上的出口。例如使用热辊压制技术，波导材料或主体材料可以被辊压制，以形成薄层或片材790。

然后可以将多个片材790一个布置在另一个上以形成片材790的堆叠792。因此，波导预制件可以由具有嵌入式散射体706的波导主体材料的多个层790组成。每个片材790可以包含不同聚集度和/或大小的散射体。因此，当片材790堆叠在一起时，可以实现散射体706的完整空间曲线。

然后可以将堆叠792轧制以形成用于挤压的紧密的轧制预制件789(例如，圆形预制件)。紧密的轧制预制件可以被提供到可以被加热的挤压腔室或容器782中。紧密的轧制预制件789然后可以通过挤压模具784挤压为具有散射体706的光学波导704。挤压模具784可以具有预定的出口尺寸和/或横截面形状/构造，当紧密的轧制预制件789穿过挤压模具以被挤压成光学波导704时，预定的出口尺寸和/或横截面形状/构造可以被转移到挤压的光学波导704。挤压的光学波导704可以是具有实心芯部区域(即，实心芯部波导)的光学波导。

例如通过控制散射体706在单独的片材790中的曲线，散射体706的聚集度可以沿着紧密的轧制预制件789的长度或高度(纵向方向)变化，使得在挤压的光学波导704中的散射体的聚集度可以沿着光学波导704的长度以如上所述的方式变化(例如，使得当用在多个实施例的照明装置中时可以实现来自光学波导的均匀的照明)。此外，例如通过控制散射体706在单独的片材790中的分布，散射体706的聚集度可以沿紧密的轧制预制件789的宽度(横向方向)变化，使得在挤压的光学波导704中的散射体706的聚集度可以在光学波导704的宽度上以如上所述的方式变化。

在多个实施例中，为了挤压具有包层和由包层围绕的中空芯部区域(即，中空芯部波导)的光学波导，可以首先形成波导材料或主体材料的至少一个片材。波导材料或主体材料可以例如使用热辊压制技术以被辊压制，以形成波导材料的至少一个片材。波导材料的至少一个片材可以被轧制成轧制的中空预制件以用于挤压，轧制的中空预制件具有环(或环形部分)，环(或环形部分)在其中具有中空部分。轧制的中空预制件可以设置在可被加热的挤压腔室或容器782中。当轧制的中空预制件通过挤压模具被挤压时，可以在被挤压的光学波导的包层的内表面(或内壁)上形成多个光相互作用结构。挤压模具可具有带有预定结构图案的出口，以用于形成具有与结构图案互补的图案的多个光相互作用结构。通过控制挤压模具的出口的预定结构图案，多个光相互作用结构的聚集度可以在光学波导的纵向和/或横向方向上变化。

在其它实施例中，在形成波导材料或主体材料的至少一个片材之后，可以例如通过冲压工艺或喷墨印刷工艺将多个光相互作用结构构图形成到波导材料的至少一个片材的表面部分上。然后可以将具有构图形成的多个光相互作用结构的波导材料的至少一个片材轧制成额外的轧制中空预制件以用于挤压，该中空预制件具有环(或环形部分)，环(或环形部分)在其中具有中空部分。多个光相互作用结构可以位于额外的轧制中空预制件的环形部分的内表面处。额外的轧制中空预制件可以被提供到可以被加热的挤压腔室或容器782中，并且随后被挤压以形成光学波导，光学波导具有带有中空芯部区域(即中空芯部波导)的包层，其中多个光相互作用结构限定在被挤压的光学波导的包层的内表面(或内壁)上。多个光相互作用结构可以被构图形成为使得多个光相互作用结构的聚集度可以沿着额外的轧制中空预制件的长度或高度(纵向方向)变化，使得挤压的光学波导中的光相互作用结构的聚集度可以沿着光学波导的长度以如上所述的方式变化(例如，使得当在多个实施例的照明装置中使用时可以实现来自光学波导的均匀的照明)。此外，光相互作用结构的聚集度可以沿着额外的轧制中空预制件的宽度(横向方向)变化，使得挤压光学波导中的光相互作用结构的在光学波导的宽度上的聚集度可以以如上所述的方式改变。

在多个实施例中，被挤压的光学波导可以具有与挤压模具的出口的横截面形状相对应的任何横截面形状。

在多个实施例中，在挤压工艺期间，压力可以施加到波导预制件的上表面上以推动波导预制件通过挤压模具。

在其它实施例中，平面波导可以用作多个实施例的照明装置中的光学波导。例如，一个或多个单独的片材790可以用作光学波导。单独的片材790可以被切割成期望的形状和/或尺寸以形成(平面)光学波导。多个光相互作用结构(例如散射体)的聚集度可以以如上所述的方式沿单独的片材790的纵向和/或横向方向变化。

在整个说明书中，在多个实施例的情况下，应该认识到，在LED被描述为光源或灯光源的情况下，附加地或可选地，LD可以被用作光源或灯光源。

如上所述，多个实施例可以包括以下特征或技术中的一个或多个(但不限于)以实现高亮度边缘照明波导：

(1)可以使用较大尺寸的挠性灯条带(或波导)，例如对于大规模照明应用，诸如外观照明，挠性灯条带例如具有至少0.5m的长度。

(2)较大尺寸的波导允许来自高功率LED/LD或LED/LD阵列的高耦合效率以用于高亮度侧面照明。

(3)波导可以由用于户外应用的防风雨材料组合物组成。

(4)波导可以由适合挤压制造工艺的材料构成。

(5)波导可以由适用于溶胶-凝胶工艺或3D打印工艺的透明树脂或热塑性塑料构成。

(6)波导可以是通过挤压工艺形成的圆形或矩形或任何多边形形状。

(7)圆形波导允许任意弯曲方向，而矩形波导可以控制弯曲方向。

(8)边缘照明LED/LD可以嵌入在架构或装置中。灯条带(或光学波导)可以插入LED/LD之间的凹槽中。这样，LED/LD和灯条带可以单独访问以进行更换和维护。

(9)波导可以具有中空芯部区域以避免波导材料吸收损失。

(10)中空芯部波导可以在内表面中包含微图案或反射层以散射或反射用于侧面照明的光。

(11)波导可具有带有散射体或荧光体的实心芯部区域以促进侧面照明。

(12)散射体或荧光体或它们中的每一个可以成由聚合物、金属、电介质或半导体制成的纳米粒子、微粒、气泡或量子点的形式，所述聚合物、金属、电介质或半导体具有与波导材料的折射率不同的折射率。

(13)荧光体可以改变来自LED光颜色的颜色，并提供颜色混合的方式。

(14)中空芯部波导可以通过有意地定位反射或散射平面来控制照明侧面，而实心芯部波导可以提供360°照明。

(15)波导可以拥有漫射器(或漫射层)以促进均匀的照明。

(16)可以提供LED耦合装备(或耦合组件)，并且LED耦合装备(或耦合组件)可以包括反射表面、透镜和吸收表面中的一个或多个以避免或至少最小化耦合散射。

(17)制造技术可能涉及挤压和/或多层堆叠以产生散射(光学)波导。

(18)挤压技术可以有两个独立的注入喷嘴，以独立地供给主体材料和散射体(或荧光体)。

(19)堆叠技术可以使用单个材料的多个层来形成波导。每个层可以具有不同的散射体分布以在点亮时沿着波导促进均匀的侧面照射。

多个实施例的主要目标市场(除各种合适的应用之外)是包括外观照明应用的建筑照明。根据麦肯锡公开文件(McKinsey&Company公开文件，照明方式：全球照明市场透视2012年8月第2版)，建筑照明是一个巨大的市场，2020年预计总收入达到61亿美元，近50％的市场份额来自亚洲。如本文所述的具有相应技术或特征的多个实施例可以以低维护成本和容易安装/无缝连接深入地进入市场，并且可以取代目前在外观照明应用中占主导地位的LED条带。因此，使用多个实施例占有巨大的潜在市场。下表提供了多个实施例的照明装置的非限制性示例。

表1：用于多个实施例的照明装置的特征/参数的示例。

尽管有现有技术的产品可用，但它们针对不同的应用和市场部分。由于硅玻璃纤维的高制造成本，其中一些产品不适合于大规模应用，而其他产品在可实现的亮度方面存在限制。例如，长度为1米后，最大亮度仅为30cd/m²。这对于任何照明应用来说太微弱了。其他产品使用易受热和引起变色的甲基丙烯酸甲酯(MMA)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。因此，这不适用于户外外观应用。因此，现有技术不具备满足建筑照明领域中的独特外观照明产品的市场需求的可扩展性和性能。如本文所述的多个实施例可以缩小差距以满足已知产品所不提供的市场需求。

虽然已经参考具体实施例具体示出和描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，可以在不脱离本发明的由所附权利要求限定的精神和范围的情况下，在其中进行形式和细节上的各种改变。因此，本发明的范围由所附权利要求表示，并且因此旨在涵盖落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化。

Claims (48)

1.一种照明装置，包括：

至少一个光源，所述至少一个光源被配置为提供光源光；

光学波导，所述光学波导光学耦合到所述至少一个光源，所述光学波导具有至少一个输入区域，所述光源光通过所述至少一个输入区域进入所述光学波导以在所述光学波导内传播；和

布置在所述光学波导内的多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与所述光源光相互作用以将从所述光学波导发射的照明光提供给周围环境，

其中，所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

所述多个光相互作用结构的聚集度在从所述光学波导的外部区域到所述光学波导的内部区域的横向方向上增加。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，

所述多个光相互作用结构的在所述横向方向上的聚集度遵循高斯曲线或抛物线型曲线或顶帽型曲线。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置，其中，

所述至少一个光源和所述光学波导彼此物理连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的照明装置，其中，

所述至少一个光源和所述光学波导彼此可分离地连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明装置，其中，

所述至少一个输入区域包括所述光学波导的至少一个端面。

7.根据权利要求6所述的照明装置，其中，

所述照明装置包括分别布置在所述光学波导的相反端面处的两个光源，所述两个光源被配置为提供所述光源光，并且

其中，所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的长度部分在远离每个所述相反端面的相应方向上增加。

8.根据权利要求7所述的照明装置，其中，

所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的所述长度部分遵循高斯曲线或抛物线型曲线或顶帽型曲线。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的照明装置，

其中所述光学波导包括实心芯部区域，并且

其中所述多个光相互作用结构被布置在所述实心芯部区域内。

10.根据权利要求9所述的照明装置，其中，

所述多个光相互作用结构包括散射体或荧光体中的至少一个，所述散射体用于在光学波导的所述长度部分上将光源光散射通过光学波导的外围表面以形成照明光，所述荧光体用于吸收光源光，并且响应于所述吸收而产生生成光，所述生成光在光学波导的所述长度部分上被透射通过光学波导的外围表面以形成照明光。

11.根据权利要求9或10所述的照明装置，其中，

所述光学波导还包括峰部和谷部的至少一个图案，所述至少一个图案限定在所述实心芯部区域中，以在光学波导的所述长度部分上将所述光源光散射或反射通过所述光学波导的外围表面，以形成照明光。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的照明装置，其中，

所述光学波导包括包层和由所述包层围绕的中空芯部区域，并且

其中所述多个光相互作用结构被布置在所述包层的至少一个内表面上。

13.根据权利要求12所述的照明装置，其中，

所述多个光相互作用结构包括从所述包层的所述至少一个内表面延伸的多个突出结构。

14.根据权利要求13所述的照明装置，其中，

所述多个突出结构中的相邻突出结构之间的周期沿着光学波导的所述长度部分在远离该光学波导的所述至少一个输入区域的方向上减小。

15.根据权利要求13和14所述的照明装置，其中，

所述多个突出结构包括散射体、反射体或荧光体中的至少一个，所述散射体用于散射光源光，所述反射体用于反射光源光，所述荧光体用于吸收光源光并且响应于所述吸收而产生生成光，被散射或反射的光源光或所述生成光在光学波导的所述长度部分上穿过光学波导的外围表面以形成照明光。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的照明装置，其中，

所述光学波导进一步包括位于所述包层中的散射体或荧光体。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的照明装置，其中，

所述光学波导还包括漫射层。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的照明装置，进一步包括连接到所述光学波导的耦合组件，所述至少一个光源被容纳在所述耦合组件中。

19.根据权利要求18所述的照明装置，其中，

所述耦合组件包括用于容纳所述至少一个光源的壳体，所述壳体包括至少一个反射内表面以将所述光源光朝所述光学波导反射。

20.根据权利要求19所述的照明装置，其中，

所述耦合组件还包括布置在所述光学波导的所述至少一个输入区域附近的至少一个光吸收区域。

21.根据权利要求19或20所述的照明装置，其中，

所述耦合组件还包括光学透镜，以将所述光源光聚焦或准直到所述光学波导中。

22.一种照明装置，包括：

至少一个光源，所述至少一个光源被配置为提供光源光；

光学波导，所述光学波导光学耦合到所述至少一个光源，所述光学波导包括包层和由所述包层围绕的中空芯部区域，其中所述光学波导具有至少一个输入区域，所述光源光通过所述输入区域进入所述光学波导以在中空芯部区域内传播；和

多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构布置在包层的至少一个内表面上，所述多个光相互作用结构适于与光源光相互作用以将从光学波导发射的照明光提供到周围环境。

23.一种照明装置，包括：

光学波导，所述光学波导被布置用于光学耦合到至少一个光源，所述光学波导具有至少一个输入区域，所述至少一个输入区域用于使光源光进入所述光学波导以在所述光学波导内传播；和

布置在所述光学波导内的多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与所述光源光相互作用以将从所述光学波导发射的照明光提供给周围环境，

其中，所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。

24.一种形成照明装置的方法，所述方法包括：

形成光学波导；

在所述光学波导的至少一个输入区域处将至少一个光源连接到所述光学波导，所述至少一个光源配置成提供光源光，光源光通过所述至少一个输入区域进入所述光学波导，用于在所述光学波导中传播；和

在所述光学波导内形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与所述光源光相互作用以将从所述光学波导发射的照明光提供到周围环境，其中所述多个光相互作用结构的聚集度沿着光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，

所述多个光相互作用结构的聚集度在从所述光学波导的外部区域到所述光学波导的内部区域的横向方向上增加。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，

所述多个光相互作用结构的聚集度在所述横向方向上遵循高斯曲线或抛物线型曲线或顶帽型曲线。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其中，

将至少一个光源连接到所述光学波导包括将所述至少一个光源可分离地连接到所述光学波导。

28.根据权利要求24至27中任一项所述的方法，其中，

所述至少一个输入区域包括所述光学波导的至少一个端面。

29.根据权利要求28所述的方法，其中

将至少一个光源连接到所述光学波导包括：分别在所述光学波导的相反端面处连接两个光源，所述两个光源被配置为提供所述光源光；以及

其中在所述光学波导内形成多个光相互作用结构包括形成所述多个光相互作用结构，使得所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的所述长度部分在远离每个所述相反端面的相应方向上增加。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，

所述多个光相互作用结构的聚集度沿着所述光学波导的所述长度部分遵循高斯曲线或抛物线型曲线或顶帽型曲线。

31.根据权利要求24至30中任一项所述的方法，其中，

形成光学波导包括铸造工艺或辊压工艺以形成平面光学波导，以及

其中在所述光学波导内形成多个光相互作用结构包括在所述铸造工艺或所述辊压工艺期间将所述多个光相互作用结构提供给所述平面光学波导。

32.根据权利要求24至30中任一项所述的方法，其中，

形成光学波导包括：

形成波导预制件；和

使波导预制件经受挤压工艺以形成所述光学波导。

33.根据权利要求32所述的方法，

其中形成波导预制件包括提供所述波导预制件的熔融材料以填充挤压腔室，用于形成具有实心芯部区域的光学波导，以及

其中在所述光学波导内形成多个光相互作用结构包括向所述熔融材料提供所述多个光相互作用结构。

34.根据权利要求32所述的方法，

其中形成波导预制件包括：

形成波导材料的多个片材；

将所述多个片材中彼此堆叠；并且

将所述多个片材的堆叠轧制成紧密的轧制预制件；并且

其中使所述波导预制件经受挤压工艺包括使所述紧密的轧制预制件经受所述挤压工艺以形成具有实心芯部区域的所述光学波导。

35.根据权利要求34所述的方法，其中，

在所述光学波导内形成多个光相互作用结构包括在形成所述多个片材时在所述多个片材中的各个片材内提供所述多个光相互作用结构。

36.根据权利要求33或35所述的方法，其中，

所述多个光相互作用结构包括散射体或荧光体中的至少一个，所述散射体用于在光学波导的所述长度部分上将光源光散射通过光学波导的外围表面以形成照明光，所述荧光体用于吸收光源光并且响应于所述吸收而产生生成光，被散射或反射的光源光或所述生成光在光学波导的所述长度部分上被透射通过光学波导的外围表面以形成照明光。

37.根据权利要求34或35所述的方法，进一步包括，

在所述多个片材中的各个片材的表面上构图形成峰部和谷部的布置。

38.根据权利要求32所述的方法，

其中形成波导预制件包括将所述波导预制件的熔融材料提供到挤压腔室中以形成用于形成光学波导的环形预制件，所述光学波导包括包层和由所述包层围绕的中空芯部区域，以及

其中形成多个光相互作用结构是在挤压工艺期间进行的，其中在挤压工艺中使用的挤压模具具有带有预定结构图案的出口，所述预定结构图案用于形成所述多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构具有与在被挤压出的光学波导的包层的内表面上的结构图案互补的图案。

39.根据权利要求32所述的方法，

其中形成波导预制件包括：

形成波导材料的至少一个片材；

将所述波导材料的所述至少一个片材轧制成轧制的中空预制件；并且

其中使所述波导预制件经受挤压工艺包括使所述轧制的中空预制件经受挤压工艺以形成包括包层和由所述包层围绕的中空芯部区域的光学波导。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，

形成多个光相互作用结构包括将所述多个光相互作用结构构图形成到所述波导材料的至少一个片材的表面部分上，用于在被挤压出的光学波导的包层的内表面上形成所述多个光相互作用结构。

41.根据权利要求39所述的方法，其中，

形成多个光相互作用结构是在挤压工艺期间进行的，其中在挤压工艺中使用的挤压模具具有带有预定结构图案的出口，所述预定结构图案用于形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构具有与在被挤压出的光学波导的包层的内表面上的结构图案互补的图案。

42.根据权利要求40或41所述的方法，其中，

所述多个光相互作用结构包括从所述光学波导的包层的内表面延伸的多个突出结构。

43.根据权利要求42所述的方法，其中，

所述多个突出结构的相邻突出结构之间的周期沿着光学波导的所述长度部分在远离该光学波导的至少一个输入区域的方向上减小。

44.根据权利要求42或43所述的方法，其中，

所述多个突出结构包括散射体、反射体或荧光体中的至少一个，所述散射体用于散射光源光，所述反射体用于反射光源光，所述荧光体用于吸收光源光并响应于所述吸收而产生生成光，被散射或反射的光源光或所述生成光在光学波导的所述长度部分上穿过光学波导的外围表面以形成照明光。

45.根据权利要求39至44中任一项所述的方法，还包括在形成波导材料的所述至少一个片材时在波导材料的所述至少一个片材内提供散射体或荧光体。

46.根据权利要求24至45中任一项所述的方法，还包括，

在所述光学波导上形成漫射层。

47.一种形成照明装置的方法，所述方法包括：

形成光学波导，所述光学波导包括包层和由所述包层围绕的中空芯部区域；

在所述光学波导的至少一个输入区域处将至少一个光源连接到所述光学波导，所述至少一个光源配置成提供光源光，所述光源光通过所述至少一个输入区域进入所述光学波导，用于在所述中空芯部区域中传播；和

在包层的至少一个内表面上形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与光源光相互作用，以将从光学波导发射的照明光提供到周围环境。

48.一种形成照明装置的方法，所述方法包括：

形成用于光学耦合到至少一个光源的光学波导，所述光学波导具有至少一个输入区域，所述至少一个输入区域用于使光源光进入所述光学波导以在所述光学波导内传播；和

在所述光学波导内形成多个光相互作用结构，所述多个光相互作用结构适于与所述光源光相互作用以将从所述光学波导发射的照明光提供到周围环境，其中所述多个光相互作用结构的聚集度沿着光学波导的长度部分在远离所述至少一个输入区域的方向上增加。