CN110431347B - 照明模块、照明系统和照明方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种照明模块(100)，其包括被配置成用于在第一预定方向上发射第一光(102)的多个第一光源(101)和被配置成用于发射第二光(104)的至少一个第二光源(103)。照明模块(100)还包括光导(105)，光导(105)包括用于将第二光(104)的至少一部分耦合到光导(105)中的至少一个光入耦合部分(106)和用于将第二光(104)的至少一部分耦合出光导(105)的多个光出耦合部分(107)。光导(105)被布置为经由全内反射(108)将在至少一个光入耦合部分(106)处被耦合到光导(105)中的第二光(104)引导到多个光出耦合部分(107)，以在第二预定方向上生成出耦合光。光导(105)被机械地耦合到多个第一光源(101)并且沿着多个第一光源(101)延伸。光出耦合部分(107)覆盖比由多个第一光源(101)覆盖的第二区域(110)更大的第一区域(109)。由至少一个第二光源(103)生成的总光通量低于由多个第一光源(101)生成的总光通量。第一预定方向和第二预定方向至少部分地重叠。

Description

照明模块、照明系统和照明方法
技术领域
本发明涉及照明模块、包括该照明模块的照明系统、以及使用该照明系统的照明方法。
背景技术
US2014/0104867公开了一种LED灯，该LED灯包括发光二极管(LED)条和被连接到LED条的圆柱形光导体。从LED条所发出的光向光导体照射并且经由光导体的表面射出。LED灯在高强度下提供高质量的光，但是具有的缺点为：在低强度下不能提供高质量的光。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种照明模块，该照明模块允许在高强度和低强度下提供高质量的光。例如，本发明描述了一种具有固态光源的条带，该条带在高强度和非常低的强度下提供高质量的光。
本发明公开了一种根据独立权利要求1所述的照明模块。优选实施例由从属权利要求限定。
根据本发明的第一方面，提供了一种照明模块，该照明模块包括多个第一光源、至少一个第二光源和光导。多个第一光源在第一预定方向上发射第一光。至少一个第二光源发射第二光。光导包括至少一个光入耦合部分，用于将第二光的至少一部分耦合到光导中；多个光出耦合部分，用于将第二光的至少一部分耦合出光导。光导被布置为经由全内反射将在至少一个光入耦合部分处、被耦合到光导中的第二光引导到多个光出耦合部分，以在第二预定方向上生成出耦合的光。光导被机械地耦合到多个第一光源并且沿着多个第一光源延伸。光出耦合部分一起覆盖比由多个第一光源覆盖的第二区域更大的第一区域。由至少一个第二光源生成的总光通量低于由多个第一光源生成的总光通量。第一预定方向和第二预定方向至少部分地重叠。
因此，本发明提供了一种照明模块，诸如例如具有多个LED的条带，该照明模块能够在高强度和低强度下提供高质量的光。原因在于，代替具有多个光源的条带，使用多个第一光源和至少一个第二光源以及光导。多个第一光源在第一预定方向上以高强度来提供高质量的第一光。至少一个第二光源提供第二光，其中第二光的至少一部分最终在光出耦合部分处被耦合出光导，光出耦合部分在第二预定方向上沿着多个第一光源延伸。由至少一个第二光源生成的总光通量低于由多个第一光源生成的总光通量。第一预定方向和第二预定方向至少部分重叠。该效果是，第二光源在低强度下提供高质量的光，而不需要将多个第一光源调暗到低强度。
US2014/0104867中所提出的解决方案不能在高强度和低强度下都提供高质量的光。为了获得低强度，US2014/0104867中所公开的照明设备的LED需要通过使用脉冲宽度调制(PWM)来调暗，例如低于总光输出的15％。当LED被调暗到如此低的总光输出时，LED的光输出不稳定。例如，归因于通过LED的电流的小占空比而引起闪烁。这种不稳定输出的影响可能是人眼可感知的，并且因此是不希望的。
在一个实施例中，照明模块满足等式，其中第一项I2/E2大于第二项I1/E1。I1是由多个第一光源发射并且被耦合到光导中的入耦合光子的量。I2是由至少一个第二光源发射并且被耦合到光导中的入耦合光子的量。E1是由多个第一光源发射的光子的量。E2是由至少一个第二光源发射的光子的量。因此，被耦合到光导中的第二光的一部分高于被耦合到光导中的第一光的一部分。所获得的效果是，它在高强度和低强度下进一步改善了光的质量，并且提供了高效的照明模块。其原因在于，与被耦合到光导中的光相比，未被耦合到光导中的光产生更高的效率。这是因为，例如归因于通过光导的光吸收，将不会发生光损失或者光损失将会很少。因此，多个第一光源以高强度和高效率提供高质量的第一光。至少一个第二光源以低强度提供高质量的第二光。与高光照水平(light level)下的LED相比，在低光照水平下，各个LED变得更加可见。由于光被耦合到光导中并且经由全内反射被引导到多个光出耦合部分，因此减少了提供所谓的不期望的斑点外观的各个LED的可见性。因为光出耦合部分覆盖比由第一光源覆盖的第二区域更大的第一区域，所以减少了各个LED的可见性和所谓的不期望的斑点外观。多个第一光源可以由第一载体承载。第一载体可以是诸如印刷电路板(PCB)等的基板。PCB可以包括箔。至少一个第二光源可以由第二载体承载。第二载体可以是诸如印刷电路板等基板。PCB可以是刚性基板。多个第一光源和至少一个第二光源可以被定位在同一公共载体上。公共载体可以在至少一端处弯曲，使得多个第一光源和至少一个第二光源以不同于零的角度延伸。多个第一LED和至少一个第二LED也可以相对于彼此被平行定位。光导可以在靠近至少一个第二光源的位置处以不同于零的角度成形，以允许第二光被耦合到光导中。光导还可以包括光学器件，诸如例如靠近至少一个第二光源的镜子或折射光学元件，以允许第二光被耦合到光导中。
在一个实施例中，第一项I2/E2相对于第二项I1/E1的比率至少为3。更优选地，第一项I2/E2相对于第二项I1/E1的比率至少为5。更优选地，第一项I2/E2相对于第二项I1/E1的比率至少为7。所获得的效果是，它甚至进一步改善了在高强度和低强度下的光的质量，并且甚至提供高效的照明模块。原因在于，与被耦合到光导中的光相比，未被耦合到光导中的光产生更高的效率。这是因为，例如归因于光导的光吸收，将不会发生光损失或者光损失将会减少。因此，多个第一光源以高强度和高效率来提供高质量的第一光。至少一个第二光源以低强度来提供高质量的第二光。与高光照水平的LED相比，在低光照水平下，各个LED变得更加可见。由于光被耦合到光导中并且经由全内反射被引导到多个光出耦合部分，因此减少了提供所谓的不期望的斑点外观的各个LED的可见性。因为光出耦合部分覆盖比由第一光源覆盖的第二区域更大的第一区域，所以减少了各个LED的可见性和所谓的不期望的斑点外观。所建议的等式和第一项的比率提供了具有最佳效率和良好的斑点减少(即斑点外观较少)的照明模块。
在一个实施例中，多个第一光源被布置成用于以光束发射第一光。光导被布置在光束的路径中。第二项I1/E1为0.1或更小。更优选地，第二项I1/E1为0.07或更小。更优选地，第二项I1/E1为0.05或更小。所获得的效果是，它在高强度和低强度下进一步改善了光的质量，并且提供了高效的照明模块。原因在于，与被耦合到光导中的光相比，未被耦合到光导中的光产生更高的效率。这是因为，例如归因于光导的光吸收，将不会发生光损失或者光损失将会减少。因此，多个第一光源以高强度和高效率来提供高质量的第一光。所建议的等式和第二项的比率提供了具有最佳效率和良好的斑点减少(即斑点外观较少)的照明模块。
比率Ei1:E1为80％或更小。Ei1是由多个第一光源发射并且照射在光导上的光子的量。E1是由多个第一光源发射的光子的量。更优选地，比率Ei1:E1为60％或更小。最优选地，比率Ei1:E1为40％或更小。所获得的效果是，它在高强度和低强度下进一步改善了光的质量，并且提供了高效的照明模块。原因在于，照射在光导上的第一光归因于光透过光导时的吸收或反射而遭受光损失。没有照射在光导上的光而不会遭受光损失。因此，没有照射在光导上的较高量的第一光使得照明模块具有更高的效率。
在一个实施例中，光导与多个第一光源之间的第二距离(D2)是在1至20mm的范围内。更优选地，光导与多个第一光源之间的第二距离(D2)是在1至15mm的范围内。最优选地，光导与多个第一光源之间的第二距离(D2)是在1至10mm的范围内。例如，光导与多个第一光源之间的第二距离(D2)是2mm。所获得的效果是，第一光和第二光从同一表面离开照明模块。原因在于，多个第一光源的位置接近光导的光出耦合部分的位置。光源可以是固态光源，诸如发光二极管(LED)或激光二极管。光导可以被布置在多个第一光源中的多于90％的第一光源的光输出区域之上。光导也可以不被布置在多个第一光源的光输出区域之上，而是被布置在多个第一光源的光输出区域旁边。例如，多个光源包括一百个LED，并且光导可以被布置在九十五个LED或九十九个LED的光输出区域之上。光导与至少一个第二光源之间的第一距离(D1)可以在0.1至20mm的范围内。更优选地，光导与至少一个第二光源之间的第一距离(D1)可以在0.1至15mm的范围内。最优选地，光导与至少一个第二光源之间的第一距离(D1)可以在0.1至10mm的范围内。例如，光导与至少一个第二光源之间的第一距离(D2)是0.2mm。
在一个实施例中，光导是细长的并且具有长度L、宽度W和高度H。优选地，长度L是宽度W的至少30倍并且长度L是高度H的至少50倍。更优选地，长度L是宽度W的至少60倍并且长度L是高度H的至少70倍。最优选地，长度L是宽度W的至少90倍并且长度L是高度H的至少90倍。所获得的效果是，所建议的尺寸产生了在诸如凹面和重点照明的若干照明应用中所期望的柔性线性照明模块。优选地，光导的高度H小于20mm。更优选地，光导的高度H小于10mm。最优选地，光导的高度H小于8mm。优选地，光导的宽度W小于40mm。更优选地，光导的宽度W小于20mm。最优选地，光导的宽度W小于10mm。优选地，光导的长度L大于500mm。更优选地，光导的长度L大于800mm。最优选地，光导的长度L大于1000mm。例如，光导具有的长度L为1000mm，宽度W为10mm，以及高度H为5mm。光导可以由聚合物材料制成，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、硅树脂材料等。
在一个实施例中，光导被布置在多个第一光源中的多于90％的第一光源的光输出区域之上。光导的光出耦合部分相对于第一光源交错。所获得的效果是，提高了效率。原因在于，较少的第一光被多个光出耦合部分重定向。被重定向的光导致反射损失或光利用率降低。光导的光出耦合部分的第一区域可以不与由多个第一光源覆盖的第二区域重叠。所获得的效果是，进一步提高了效率。没有或几乎没有第一光经由光出耦合部分被耦合到光导中。原因在于，光导的光出耦合部分与多个第一光源之间没有重叠。
在一个实施例中，光导包括中心部分和周边部分。中心部分的折射率是周边部分的折射率的至少1.02倍。更优选地，中心部分的折射率是周边部分的折射率的至少1.05。最优选地，中心部分的折射率是周边部分的折射率的至少1.1。所获得的效果是，周边部分通过在两者之间的边界处的全内反射使光被限制在光导的中心部分。中心部分优选地是芯，并且周边部分优选地是包层。可选地，周边部分或包层可以包括护套。护套是至少部分包封周边部分或包层并且因此保护其免受例如损坏(诸如刮擦)的材料。光导可以是光纤。
在一个实施例中，多个第一光源以至少5mm的间距被间隔开。更优选地，多个第一光源以至少7mm的间距被间隔开。最优选地，多个第一光源以至少8mm的间距被间隔开。所获得的效果是，降低了成本。原因在于，可以减少第一光源的数目，这不但导致光源方面的成本降低，也导致组装成本方面的成本降低。
在一个实施例中，至少透明载体被布置在多个第一光源与光导之间。光导被附接或被嵌入至少部分透明的载体中。所获得的效果是，它提高了照明模块的安全性和防护性。例如，LED和光导可以由透明载体封装。在一个示例中，LED由透明载体封装，并且光导被附接到透明载体，即光导未被透明载体完全封装。透明载体优选地是柔性材料。例如，透明载体是橡胶类材料，诸如硅树脂材料。优选地，透明载体具有至少80％的透射率。更优选地，透明载体具有至少85％的透射率。最优选地，透明载体具有至少90％的透射率。在一个备选实施例中，代替透明载体，光导可以被空气包围。被空气包围的光导尽可能地防止第一光在光导中的光入耦合，同时它提供第二光在光导中的所期望的全内反射(TIR)。
本发明公开了一种根据独立权利要求12所述的照明系统。
在一个实施例中，一种照明系统包括上述照明模块。该照明系统还包括控制单元，该控制单元被电连接到多个第一光源和至少一个第二光源以分别地控制第一光和第二光的量。所获得的效果是，照明系统在高强度和低强度下都提供高质量的光。照明系统可以通过仅提供第一光来以第一模式(即，在第一时间段)以高强度来提供高质量的光。照明系统可以通过仅提供第二光来以第二模式(即，在第二时间段)以低强度来提供高质量的光。照明系统还可以通过提供第一光和第二光两者来以第一模式(即，在第一时间段)以高强度来提供高质量的光。
在一个实施例中，照明系统还包括被配置成用于感测围绕照明系统的区域中的环境光强度、颜色和/或色温的至少一个传感器。控制单元至少被通信地耦合到至少一个传感器、多个第一光源和至少一个第二光源。该控制单元被配置为基于关于由至少一个传感器获得的区域中的光强度、颜色和色温的信息来控制多个第一光源和至少一个第二光源的操作以根据环境照明来控制照明系统的强度。所获得的效果是，照明系统以高强度提供高质量的光或以低强度提供高质量的光，这取决于环境光条件。例如，在传感器感测到低光强度的傍晚或夜晚，照明系统以低强度来提供高质量的光，而在传感器感测到高光强度的早晨或下午，照明系统以高强度来提供高质量的光。
在一个实施例中，照明系统还包括用于供应一天中的时间的时钟模块。控制单元被通信地耦合到时钟模块、多个第一光源和至少一个第二光源。该控制单元被配置为基于关于一天中的时间的信息来控制多个第一光源和至少一个第二光源的操作。所获得的效果是，照明系统以高强度提供高质量的光或以低强度提供高质量的光，这取决于一天中的时间。例如，在23:00时，照明系统以低强度来提供高质量的光，而在18:00时，照明系统以高强度来提供高质量的光。
本发明公开了一种根据独立权利要求15所述的照明方法。
在一个实施例中，一种照明方法使用照明系统。该照明方法包括：通过控制单元在第一状态与第二状态之间切换照明模块，在第一状态下，多个第一光源发射第一光并且至少一个第二光源发射或不发射第二光，在第二状态下，多个第一光源不发射第一光并且至少一个第二光源发射第二光。所获得的效果是，获得了易于可控制的照明系统。例如，可以容易地在高强度的高质量光或在低强度的高质量光之间进行选择。通过照明模块的控制单元在第一状态(其中多个第一光源发射第一光并且至少一个第二光源发射或不发射第二光)与第二状态(其中多个第一光源不发射第一光并且至少一个第二光源发射第二光)之间的切换可以取决于传感器和/或时钟模块的输入。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考所附示意图描述本发明的实施例，在附图中，对应的附图标记表示对应的部件，并且其中：
图1a至图1c示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的照明模块在XY平面中沿着长度方向的横截面；
图2a至图2c示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的照明模块的横截面的分解图；
图3a至图3b示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的照明模块的横截面的分解图；
图4a至图4b示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的照明模块的横截面的分解图；
图5示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的照明系统在XY平面中沿着长度方向的横截面；
图6示意性地描绘了使用照明系统进行照明的方法的流程图；
示意图不一定按比例绘制。
不同附图中具有相同功能的相同特征被指代相同的附图标记。
具体实施方式
图1a至图1c示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的照明模块100在XY平面中沿着长度方向的横截面。如图1a中所描绘，照明模块100包括被配置为发射第二光104的至少一个第二光源103。如图1b中所描绘，照明模块100包括被配置在第一预定方向上发射第一光102的多个第一光源101。如图1c中所描绘，照明模块100还包括光导105，该光导105包括用于将第二光104的至少一部分耦合到光导105中的至少一个光入耦合部分106，以及用于将第二光104的至少一部分耦合出光导105的多个光出耦合部分107。光导105被布置为经由全内反射108将在至少一个光入耦合部分106处被耦合到光导105中的第二光104引导到多个光出耦合部分107以在第二预定方向上生成出耦合光。光导105被机械地耦合到多个第一光源101并且沿着多个第一光源101延伸。例如，光导105经由透明载体122被机械地耦合到多个第一光源101。透明载体122可以具有较低的折射率以获得第二光104在光导105中的全内反射108并且尽可能地防止第一光102在光导105中的光入耦合。在一个备选实施例中，元件122是被填充有空气的空的空间。在元件122是被填充有空气的空的空间的情况下，光导105的周围是空气并且具有的折射率为1，并且因此尽可能地防止了第一光102在光导105中的光入耦合，同时它提供了第二光104在光导105中的所期望的全内反射108。在一个示例中，光导105经由一个或多个夹具、支架、销或任何其他机械装置被机械地耦合到多个第一光源101。光出耦合部分107覆盖比由多个第一光源101覆盖的第二区域110更大的第一区域109。由至少一个第二光源103生成的总光通量低于由多个第一光源101生成的总光通量。第一预定方向和第二预定方向至少部分地重叠。第一预定方向和第二预定方向可以完全地重叠。多个第一光源101可以是固态光源。至少一个第二光源103可以是固态光源。例如，(一个或多个)固态光源可以是发光二极管(LED)或激光二极管。多个第一光源101可以由第一载体101’承载。至少一个第二光源可以由第二载体103’承载。光导105可以由无机材料制成。例如，光导可以由玻璃制成。光导105可以由聚合物材料制成。例如，光导105可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)制成。光导105也可以由混合材料制成，即由无机材料和聚合物材料制成。例如，光导105可以由玻璃制成并且由一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)覆盖。多个光出耦合部分107可以由被分散在基质材料中的光散射材料制成。例如，BaSO4、TiO2和/或Al2O3颗粒可以被分散在(诸如例如聚二甲基硅氧烷(PDMS))的硅氧烷类型的材料中。光出耦合部分107也可以是光导105中或光导105上的表面浮雕图案。至少一个光入耦合部分106可以是细长光导105的第一端。照明模块100还可以包括多于一个光入耦合部分106，诸如例如两个光入耦合部分106。例如，第一光入耦合部分可以被定位在光导105的第一端，并且第二光入耦合部分106可以被定位在光导105的第二端。光导105的第二端可以与光导105的第一端相对地被定位。光入耦合部分106可以是平坦的并且与至少一个第二光源103被平行地定位。光入耦合部分106也可以被成形。例如，光入耦合部分106可以是凸起的，以改善光入耦合。光导105可以通过机械装置被耦合到多个第一光源101。优选地，在第一光源101与光导105之间存在气隙，以尽可能地防止第一光102在光导105中的光入耦合，同时提供第二光104在光导105中的所期望的全内反射108。还可以使用低折射率材料，该材料也用作光导105的包层并且尽可能地防止第一光102在光导105中的光入耦合。多个第一光源101可以被放置在第一载体101’上，和/或至少一个第二光源103可以被放置在第二载体103’上。机械装置还可以是例如夹具、销或用于将光导105机械地耦合到多个第一光源101的任何其他装置。光出耦合部分107覆盖比由多个第一光源101覆盖的第二区域110更大的第一区域109。例如，多个第一光源101可以包括一百个LED。每个LED可以具有一平方毫米的光输出表面。由多个第一光源101覆盖的区域110因此是100平方毫米。光出耦合部分107可以包括五百个光出耦合部分。每个光出耦合部分可以具有两平方毫米的表面。由光出耦合部分107覆盖的区域109因此是1000平方毫米。
如图1a至图1c所示，多个第一光源101可以以间距P被间隔开。优选地，多个第一光源101可以以至少5mm的间距P被间隔开。更优选地，多个第一光源101可以以至少7mm的间距P被间隔开。最优选地，多个第一光源101可以以至少8mm的间距P被间隔开。例如，多个第一光源101可以以10mm的间距P被间隔开。
图2a至图2c示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的照明模块100的横截面的分解图。图2a描绘了照明模块100在XY平面中沿着长度方向的横截面的第一分解图EV1。至少一个第二光源103可以被定位到第二载体103’上。光导105可以被定位在靠近至少一个第二光源103的第一距离D1处。光导105可以通过机械装置被耦合到至少一个第二光源103。机械装置可以是透明载体122。图2b描绘了照明模块100在XY平面中沿着长度方向的横截面的第二分解图EV2。多个第一光源101可以被定位到第一载体101’上。光导105被定位成靠近多个第一光源101。光导105包括多个光出耦合部分107。光导105可以通过机械装置被耦合到多个第一光源101。该机械装置可以是透明载体122。图2c描绘了照明模块100在YZ平面中沿着长度方向的横截面的第二分解图EV2。多个第一光源101被定位到第一载体101’上。光导105被定位成靠近多个第一光源101。光导105包括多个光出耦合部分107。光导105可以通过机械装置被耦合到多个第一光源101。机械装置可以是透明载体122。如图2a至图2c中所描绘，照明模块100可以满足等式，其中第一项I2/E2大于第二项I1/E1。I1是由多个第一光源发射并且被耦合到光导111中的入耦合光子的量。I2是由至少一个第二光源发射并且被耦合到光导112中的入耦合光子的量。E1是由多个第一光源113发射的光子的量。E2是由至少一个第二光源114发射的光子的量。由多个第一光源111发射的一定量的入耦合光子是通过全内反射108在光导105中被引导的光。由至少一个第二光源112发射的一定量的入耦合光子是通过全内反射108在光导105中被引导的光。没有照射在光导105上的光没有被耦合到光导105中。一些照射在光导105上的光可能不会被耦合到光导105中，因为它以小于相对于表面法线的特定临界角的角度撞击介质边界。只有照射在光导105上并且以大于相对于表面法线的特定临界角的角度撞击介质边界的光被耦合到光导105中。第一载体101’和第二载体103’优选地是反射性的。第一载体101’和/或第二载体103’的反射率优选地为至少70％，更优选地为至少80％，最优选地为至少90％。
如图2a至图2c中所描绘，第一项I2/E2相对于第二项I1/E1的比率可以是至少3。更优选地，第一项I2/E2相对于第二项I1/E1的比率可以是至少5。更优选地，第一项I2/E2相对于第二项I1/E1的比率可以是至少7。
如图2a至图2c中所描绘，多个第一光源101被布置成用于以光束115发射第一光。光导105被布置在光束115的路径中。第二项I1/E1可以是0.1或更小。更优选地，第二项I1/E1可以是0.07或更小。更优选地，第二项I1/E1可以是0.05或更小。
如图2a至图2c中所描绘，比率Ei1:E1可以是80％或更小。Ei1是由多个第一光源发射并且照射在光导116上的光子的量。E1是由多个第一光源113发射的光子的量。更优选地，比率Ei1:E1为60％或更小。最优选地，比率Ei1:E1为40％或更小。
如图2a至图2c中所描绘，光导105与多个第一光源101之间的第二距离D2可以在1至20mm的范围内。更优选地，光导105与多个第一光源101之间的第二距离D2可以在1至15mm的范围内。最优选地，光导105与多个第一光源101之间的第二距离D2可以在1至10mm的范围内。例如，光导105与多个第一光源101之间的第二距离D2是2mm。光导105与至少一个第二光源103之间的第一距离D1可以在0.1至20mm的范围内。更优选地，光导105与至少一个第二光源103之间的第一距离D1可以在0.1至15mm的范围内。最优选地，光导105与至少一个第二光源103之间的第一距离D1可以在0.1至10mm的范围内。例如，光导105与至少一个第二光源103之间的第一距离D2是0.2mm。
如图1a至图1c和图2a至图2c中所描绘，光导105是细长的并且具有长度L、宽度W和高度H。优选地，长度L可以是宽度W的至少30倍并且长度L可以是高度H的至少50倍。更优选地，长度L可以是宽度W的至少60倍并且长度L可以是高度H的至少70倍。最优选地，长度L可以是宽度W的至少90倍并且长度L可以是高度H的至少90倍。优选地，光导105的高度H可以小于20mm。更优选地，光导105的高度H可以小于10mm。最优选地，光导105的高度H可以小于8mm。优选地，光导105的宽度W可以小于40mm。更优选地，光导105的宽度W可以小于20mm。最优选地，光导105的宽度W可以小于10mm。优选地，光导105的长度L可以大于500mm。更优选地，光导105的长度L可以大于800mm。最优选地，光导105的长度L可以大于1000mm。例如，光导105具有的长度L为1000mm，宽度W为10mm，以及高度H为5mm。光导105可以由聚合物材料制成，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、硅树脂材料等。
如图1a至图1c和图2b中所描绘的，光导105可以被布置在多个第一光源101中的多于90％的第一光源101的光输出区域之上。光导105的光出耦合部分107相对于光源101交错。光导105的光出耦合部分107的第一区域109可以不与由多个第一光源101覆盖的第二区域110重叠。
图3a至图3b示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的照明模块100的横截面的分解图。图3a描绘了照明模块100在YZ平面中的横截面的第二分解图EV2。图3b描绘了照明模块100在XY平面中沿着长度方向的横截面的第二分解视图EV2。如图3a至图3b中所描绘，光导105包括中心部分120和周边部分121。光导105被定位在多个第一光源101上方。第一光源可以由第一载体101’承载。中心部分120的折射率可以是周边部分121的折射率的至少1.02倍。更优选地，中心部分120的折射率可以是周边部分的折射率的至少1.05。最优选地，中心部分120的折射率可以是周边部分121的折射率的至少1.1。中心部分120可以是芯，并且周边部分121可以是包层。可选地，周边部分121可以包括护套。护套是至少部分地包封周边部分121并且因此保护其免受例如损坏(诸如刮擦)的材料。光导105可以是光纤。光导105可以是柔性的。例如，中心部分120可以由折射率分别为1.49和1.59的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚苯乙烯(PS)制成。例如，周边部分121可以由折射率为1.46的硅树脂制成。
图4a至图4b示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的照明模块的横截面的分解图。图4a描绘了照明模块100在YZ平面中的横截面的第二分解视图EV2。图4b描绘了照明模块100在XY平面中沿着长度方向的横截面的第二分解图EV2。照明模块100包括可以被布置在多个第一光源101与光导105之间的透明载体122。如图4a中所描绘，光导105被附接到透明载体122。如图4b中所描绘，光导105被嵌入透明载体中。例如，多个第一光源101和光导105可以由透明载体122封装。在一个示例中，多个第一光源101由透明载体122封装，并且光导105被附接到透明载体122，即，光导105未被透明载体122完全封装。透明载体122优选地为柔性材料。例如，透明载体122是橡胶类型的材料(诸如硅树脂材料)。优选地，透明载体122可以具有至少80％的透射率。更优选地，透明载体122可以具有至少85％的透射率。最优选地，透明载体122可以具有至少90％的透射率。
图5示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的照明系统200在XY平面中沿着长度方向的横截面。照明系统200包括上述照明模块100。照明系统200还包括控制单元201，控制单元201被电连接到多个第一光源101和至少一个第二光源103，以分别地控制第一光102和第二光104的量。照明系统200可以通过仅提供第一光102来以第一模式(即，在第一时间段)以高强度来提供高质量的光。照明系统可以通过仅提供第二光104来以第二模式(即，在第二时间段)以低强度来提供高质量的光。照明系统还可以通过提供第一光102和第二光104两者来以第一模式(即，在第一时间段)以高强度来提供高质量的光。
照明系统200还可以包括被配置成用于感测围绕照明系统200的区域中的环境光强度、颜色和/或色温的至少一个传感器202。控制单元201被通信地至少耦合到至少一个传感器202、多个第一光源101和至少一个第二光源103。控制单元201被配置为基于关于由至少一个传感器202获得的区域中的光强度、颜色和色温的信息来控制多个第一光源101和至少一个第二光源103的操作，以根据环境照明来控制照明系统200的强度。照明系统200以高强度提供高质量的光或以低强度提供高质量的光，这取决于环境光条件。例如，在传感器202感测到低光强度的傍晚或夜晚，照明系统200以低强度提供高质量的光，而在传感器202感测到高光强度的早晨或下午，照明系统200以高强度提供高质量的光。
照明系统200还可以包括用于供应一天中的时间的时钟模块204。控制单元201被通信地耦合到时钟模块204、多个第一光源101和至少一个第二光源103。控制单元201被配置为基于关于一天中的时间的信息来控制多个第一光源101和至少一个第二光源103的操作。例如，在23:00时，照明系统200以低强度来提供高质量的光，而在18:00时，照明系统200以高强度来提供高质量的光。用户界面204可以被用于向照明系统300添加数据，该数据可以被用于例如将测量值相对于输入值V(即，所添加的数据)进行比较。
图6示意性地描绘了使用照明系统200的照明方法300的流程图。照明方法300使用照明系统200。照明方法300包括：通过控制单元201在第一状态与第二状态之间切换照明系统200，在第一状态下，多个第一光源101发射第一光102并且至少一个第二光源103发射或不发射第二光104，在第二状态下，多个第一光源101不发射第一光102并且至少一个第二光源103发射第二光104。例如，可以容易地在高强度的高质量光或低强度的高质量光之间进行选择。通过照明系统200的控制单元201在第一状态与第二状态之间切换，在第一状态下，多个第一光源101发射第一光102并且至少一个第二光源103发射或不发射第二光104，在第二状态下，多个第一光源101不发射第一光102并且至少一个第二光源103发射第二光104，这可以取决于传感器202和/或时钟模块203的输入。如图6中所描绘，在第一步骤中，照明方法300包括以下步骤：(i)控制器201从光传感器202和/或时钟模块203接收R数据。(ii)将照明系统200被设置S为：其中仅使用来自时钟模块203的数据的第一状态、其中仅使用来自传感器202的数据的第二状态、或者其中使用来自时钟模块203和传感器202两者的数据的第三状态。(iii)将来自时钟模块203的数据、来自传感器202的数据、或来自时钟模块203和传感器202两者的数据至少与第一值V1x进行比较。第一值可以使用用户界面204在照明系统200中被编程。在来自时钟模块203的数据、来自传感器202的数据、或来自时钟模块203和传感器202两者的数据满足第一值V1x的情况下，至少一个第二光源103发射第二光104。(iv)在所测量的数据不满足第一值V1x的情况下，将来自时钟模块203的数据、来自传感器202的数据、或来自时钟模块203和传感器202两者的数据至少与第二值V2x进行比较。在所测量的数据满足第二值V2x的情况下，多个第一光源101发射第一光102。在所测量的数据不满足第二值V2x的情况下，多个第一光源101发射第一光102并且至少一个第二光源103发射第二光104。
多个第一光源101和至少一个第二光源103可以是固态发光体。固态发光体的示例是发光二极管(LED)、(多个)有机发光二极管OLED、或者例如激光二极管。固态发光体相对成本有效，效率相对较高并且寿命长。LED光源可以是磷光体转换LED(包括发光材料的LED)或彩色LED(不包括发光材料的LED)。发光材料被布置成用于将由LED发射的光的至少一部分转换成更长波长的光。发光材料可以是有机磷光体、无机磷光体和/或基于量子点的材料。
照明模块100可以被配置为提供白光。本文中的术语白光是本领域技术人员已知的，并且涉及具有相关色温(CCT)在约2.000K至20.000K之间的白光。在一个实施例中，CCT在2.500K至10.000K之间。通常，对于一般的照明，CCT在约2700K至6500K的范围内。优选地，它涉及具有距BBL(黑体轨迹)约15、10或5SDCM(颜色匹配的标准偏差)内的色点的白光。优选地，它涉及具有的显色指数(CRI)至少为70至75(对于一般的照明至少为80至85)的白光。
本领域技术人员将理解本文中的术语“基本上”，诸如“基本上所有光”或“基本上由……组成”。术语“基本上”还可以包括具有“整个”、“完全”、“全部”等的实施例。因此，在实施例中，形容词基本上也可以被移除。在适用的情况下，术语“基本上”还可以涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别是99％或更高，甚至更特别是99.5％或更高，包括100％。术语“包括”还包括其中术语“包括”意指“由……组成”的实施例。术语“和/或”特别地涉及在“和/或”之前和之后所提到的一个或多个项目。例如，短语“项目1和/或项目2”和类似短语可以涉及项目1和项目2中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以是指“由……组成”，但是在另一实施例中也可以是指“至少包含所定义的物种和可选的一种或多种其他物种”。
此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等被用于区分相似的元件，而不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文中描述的本发明的实施例能够以不同于本文中所描述或所说明的其他顺序操作。
本文中的设备是在操作期间描述的其他设备。如本领域技术人员所清楚的，本发明不限于操作方法或操作中的设备。
应当注意，上述实施例是说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计很多备选实施例。在权利要求中，括号内的任何附图标记不应当被解释为限制权利要求。动词“包括”及其变形的使用不排除权利要求中所述之外的元素或步骤的存在。元件前面的冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实施。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以由同一硬件项来实现。在相互不同的从属权利要求中所陈述某些措施的纯粹事实并不表示这些措施的组合不能被用于获益。
本发明还适用于一种包括在说明书中所描述的和/或在附图中所示出的一个或多个特征的设备。本发明还涉及一种包括在说明书中所描述和/或在附图中所示出的一个或多个特征的方法或过程。
可以组合本专利中所讨论的各个方面以便提供附加优点。此外，本领域技术人员将理解，可以组合实施例，并且还可以组合多于两个的实施例。此外，一些特征可以形成一个或多个分案的基础。

Claims (14)

1.一种照明模块(100)，包括：
-多个第一光源(101)，被配置成用于在第一预定方向上发射第一光(102)，
-至少一个第二光源(103)，被配置成用于发射第二光(104)，
-光导(105)，包括：用于将所述第二光(104)的至少一部分耦合到所述光导(105)中的至少一个光入耦合部分(106)、用于将所述第二光(104)的至少一部分耦合出所述光导(105)的多个光出耦合部分(107)，
-其中所述光导(105)被布置成用于经由全内反射(108)，将在所述至少一个光入耦合部分(106)处被耦合到所述光导(105)中的所述第二光(104)引导到所述多个光出耦合部分(107)，以在第二预定方向上生成出耦合光，
-其中所述光导(105)被机械地耦合到所述多个第一光源(101)，并且沿着所述多个第一光源(101)延伸，
-其中所述光出耦合部分(107)沿着所述多个第一光源(101)延伸，并且覆盖比由所述多个第一光源(101)覆盖的第二区域(110)更大的第一区域(109)，以及
-其中由所述至少一个第二光源(103)生成的总光通量低于由所述多个第一光源(101)生成的总光通量，
-其中所述第一预定方向和所述第二预定方向至少部分重叠，以及
-其中Ei1:E1的比率为80％或更小，其中Ei1是由所述多个第一光源发射、并且照射在所述光导(116)上的光子的量，并且E1是由所述多个第一光源(113)发射的光子的量。
2.根据权利要求1所述的照明模块(100)，其中第一项I2/E2大于第二项I1/E1，其中I1是由所述多个第一光源发射、并且被耦合到所述光导(111)中的入耦合光子的量，I2是由所述至少一个第二光源发射、并且被耦合到所述光导(112)中的入耦合光子的量，E1是由所述多个第一光源(113)发射的光子的量，并且E2是由所述至少一个第二光源(114)发射的光子的量。
3.根据权利要求1或2所述的照明模块(100)，其中所述第一项I2/E2相对于所述第二项I1/E1的比率至少为3。
4.根据权利要求1或2所述的照明模块(100)，其中所述多个第一光源(101)被布置成用于以光束(115)发射所述第一光(102)，其中所述光导(105)被布置在所述光束(115)的路径中，并且其中所述第二项I1/E1为0.1或更小。
5.根据权利要求1或2所述的照明模块(100)，其中所述光导(105)与所述多个第一光源(103)之间的第二距离(D2)在1mm至20mm的范围内。
6.根据权利要求1或2所述的照明模块(100)，其中所述光导(105)是细长的，并且具有长度(L)、宽度(W)和高度(H)，其中所述长度(L)是所述宽度(W)的至少30倍，并且所述长度(L)是所述高度(H)的至少50倍。
7.根据权利要求1或2所述的照明模块(100)，其中所述光导(105)被布置在所述多个第一光源(101)中的多于90％的第一光源(101)的光输出区域(123)之上，其中所述光导(105)的所述光出耦合部分(107)相对于所述第一光源(110)交错。
8.根据权利要求1或2所述的照明模块(100)，其中所述光导(105)包括中心部分(120)和周边部分(121)，所述中心部分(120)的折射率比所述周边部分(121)的折射率高至少1.02倍。
9.根据权利要求1或2所述的照明模块(100)，其中所述多个第一光源(101)以至少5mm的间距(P)被间隔开。
10.根据权利要求1或2所述的照明模块(100)，至少包括透明载体(122)，所述透明载体(122)被布置在所述多个第一光源与所述光导之间，其中所述光导(105)被附接到或被嵌入在至少部分透明的所述载体(122)中。
11.一种照明系统(200)，包括根据权利要求1至10中任一项所述的照明模块(100)，所述照明系统(200)还包括控制单元(201)，所述控制单元(201)被电连接到所述多个第一光源(101)和所述至少一个第二光源(103)，以用于分别地控制所述第一光(102)和所述第二光(104)的量。
12.根据权利要求11所述的、包括所述照明模块(100)的照明系统(200)，还包括至少一个传感器(202)，所述至少一个传感器(202)被配置成用于感测在围绕所述照明系统(200)的区域中的环境光强度、颜色和/或色温，并且其中所述控制单元(201)被通信地耦合到至少所述至少一个传感器(202)、所述多个第一光源(101)以及所述至少一个第二光源(103)，所述控制单元(201)被配置成用于基于关于由所述至少一个传感器(202)获得的所述区域中的光强度、颜色和色温的信息，来控制所述多个第一光源(101)和所述至少一个第二光源(103)的操作，以根据环境照明来控制所述照明系统(200)的强度。
13.根据权利要求11或12所述的、包括所述照明模块(100)的照明系统(200)，还包括时钟模块(203)，所述时钟模块(203)用于提供一天中的时间，并且所述控制单元(201)被通信地耦合到所述时钟模块(203)、所述多个第一光源(101)和所述至少一个第二光源(103)，所述控制单元(201)被配置成用于基于关于所述一天中的时间的信息，来控制所述多个第一光源(101)和所述至少一个第二光源(103)的操作。
14.一种使用根据权利要求11至13中任一项所述的照明系统(200)的照明方法(300)，所述照明方法(300)包括：通过所述控制单元(201)在第一状态与第二状态之间切换所述照明模块(100)，在所述第一状态下，所述多个第一光源(101)发射所述第一光(102)，并且所述至少一个第二光源(103)发射或不发射所述第二光(104)，在所述第二状态下，所述多个第一光源(101)不发射所述第一光(102)，并且所述至少一个第二光源发射所述第二光(104)。
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