TW201303223A - 照明組件 - Google Patents

Abstract

一種照明組件包括一透明的光導，其具有一第一主要表面、一第二主要表面和一光輸入邊緣，並配置為傳播藉由全內反射的光。一相鄰於光輸入邊緣的光源是可選擇性地操作到邊緣光之光導。在第一主要表面處的第一光萃取元件係配置以萃取藉第一光射線角度分佈通過第一主要表面的光。在第一主要表面處的第二光萃取元件係配置以萃取藉第二光射線角度分佈通過第二主要表面的光。通過第二主要表面而萃取的光透過從光導的第二主要表面的照明組件在定義的視角範圍內的視角減少能見度，勝於透過從光導的第一主要表面的照明組件的能見度減少。

Description

照明組件 【相關申請案】

本申請宣稱了於2011年6月9日所提交的美國臨時專利申請案第61/494,939號的優點，其所揭露的內容藉由參考方式全部併入於此。

本發明關於一種包括一透明的光導和一光源的照明組件。

能源效率已成為能源消耗裝置備感興趣的地方。某一種類的能源消耗裝置是照明組件。發光二極體(LED)展現作為照明組件的能源效率光源的承諾。但光輸出分佈是使用發光二極體或類似光源的照明組件的問題。

本發明之一態樣為一種照明組件，其包括一透明的光導，其傳播藉由全內反射的光，該光導具有一第一主要表面、面對該第一主要表面的一第二主要表面以及一光輸入邊緣；一光源，其相鄰該光輸入邊緣來設置，該光源可選擇性操作以可見光邊緣照亮該光導；第一光萃取元件，其在該光導的第一主要表面處，該第一光萃取元件係配置以遠離該光輸入邊緣和該第一主要表面的第一光射線角度分 佈而透過第一主要表面以萃取光；以及第二光萃取元件，其在該光導的第一主要表面處，該第二光萃取元件係配置以遠離該第二主要表面的第二光射線角度分佈並主要在相對於該第二主要表面的一定義的視角範圍內而透過第二主要表面以萃取光，並主要在相對於該第二主要表面的一定義的視角範圍內，

其中，與當光導沒有藉由該光源所照射時的能見度相比，該光萃取元件係配置使得從該光源發出和透過該第二主要表面由該光導萃取的光降低了以相對於該第二主要表面的視角範圍內的視角自該光導的第二主要表面透過照明組件的能見度；其中，不只透過該第一主要表面所萃取的光降低了以相對該第一主要表面的一正常視角從該光導的第一主要表面透過照明組件的能見度，透過該第二主要表面而自該光導所萃取的光降低了以相對於該第二主要表面的視角範圍內的視角自該光導的第二主要表面透過照明組件的能見度。

另一態樣為一種壁型面板，其包括根據上述態樣的照明組件；以及一結構上的構件，其支持該照明組件。

另一態樣為一種視窗，其包括根據上述態樣的照明組件。

另一態樣為一種光萃取構件，其係配置以光學黏接至一平板光導的一主要表面，該光導係配置為以一光輸入邊緣來邊緣照明，該光萃取構件包括一第一主要表面和相對於該第一主要表面的一第二主要表面，該第二主要表面係 配置以用於光學黏接到該平板光導以接收從那裡來的光；第一光萃取元件，其在該光萃取構件的第一主要表面處，該第一光萃取元件係配置以萃取從該平板光導所接收的光，該第一光萃取元件以遠離該光輸入邊緣和該第一主要表面的第一光射線角度分佈透過該光萃取構件的第一主要表面來萃取光；以及第二光萃取元件，其在該光萃取構件的第一主要表面處，該第二光萃取元件係配置以萃取從該平板光導所接收的光，該第二光萃取元件以遠離該第二主要表面的第二光射線角度分佈透過該光萃取構件的第二主要表面來萃取光，並主要地相對於該第二主要表面的一視角範圍內。

實施例現在是參考圖式來描述，其中整篇中相似的元件符號是用來代表相似的元件。圖不需要等比例的繪製。參酌一個實施例所描述及/或說明的圖可以被用在一個以上的其他實施例中相同或類似的方式，及/或合併或代替其他實施例的特徵。

照明組件包括一透明的光導和一光源。光導包括第一主要表面、相對於第一主要表面的第二主要表面和光輸入邊緣。光導係配置以傳播藉由全內反射的光。光源相鄰於光輸入邊緣來定位，並且可選擇性操作以可見光邊緣照亮光導。第一光萃取元件在該光導的第一主要表面處。該第一光萃取元件係配置以遠離該光輸入邊緣和該第一主要表 面的第一光射線角度分佈透過第一主要表面以萃取光。第二光萃取元件在該光導的第一主要表面處。該第二光萃取元件係配置以遠離該第二主要表面的第二光射線角度分佈透過第二主要表面以萃取光，並主要在相對於該第二主要表面的一定義的視角範圍內。與當光導沒有藉由該光源所照射時的能見度相比，該光萃取元件係配置使得從該光源發出和透過該第二主要表面由該光導所萃取的光降低了以相對於該第二主要表面的視角範圍內的視角自該光導的第二主要表面透過照明組件的能見度。不只透過該第一主要表面所萃取的光降低了以相對該第一主要表面的一正常視角由該光導的第一主要表面透過照明組件的能見度，透過該第二主要表面而自該光導所萃取的光降低了以相對於該第二主要表面的視角範圍內的視角自該光導的第二主要表面透過照明組件的能見度。照明組件參考於圖中說明的各種實施例來大大地詳細描述。

參考圖1和2，照明組件100包括光導102和光源組件116。光導102是由透明材料所製成的固體的物品，例如，丙烯酸酯、聚碳酸酯、玻璃或其他適合的材料。光導102也可能是具有兩層以上的多層光導，其中每層可在折射率上有所差異。光導102包括第一主要表面104和相對於第一主要表面104的第二主要表面106。光導102係配置以傳播藉由在第一主要表面104和第二主要表面106之間的全內部反射的光。

根據光導102的配置所致的邊緣的總數，光導102具 有至少一個邊緣。光導102為矩形(例如，如圖1所示)的情況下，光導102具有四個邊緣108、110、112、114(例如，側面邊緣108、110和末端邊緣112、114)。在其他實施例中，光導102具有不同的形狀，邊緣的總數是不同的。根據光導102的幾何形狀，每個邊緣可能是直線或曲線，相鄰邊緣可能會於一頂點相遇，或者以一曲線加入。

從光源組件116所發出的光被指向末端邊緣112，其現在被當作光輸入邊緣112來參考。

每個主要表面104、106的長度和寬度尺寸是比光導102的厚度大得多，通常大十倍以上。厚度是在正交於主要表面104、106的方向中的光導102的尺寸。在長方形的實施例中，各個主要表面104、106的長度(從光輸入邊緣112至末端邊緣114的量測)和寬度(從側面邊緣108到側面邊緣110的量測)都是比光導102的厚度大得多。光導102的厚度可能是例如約0.1毫米(mm)至約10毫米。

在說明的實施例中，主要表面104、106是平面的(即，光導102的主要表面104、106不能是彎曲的)。在其他實施例中，光導102的至少部分的主要表面104、106是在一個以上的方向彎曲。在某一例子中，光輸入邊緣112和主要表面104、106的一者的交錯定義了第一軸，並且至少部分的光導102對正交於第一軸的軸來彎曲。在另一個例子中，至少部分的光導102對平行於第一軸的軸來彎曲。

在例子中所示，光源組件116包括一個以上的光源118，其鄰近光輸入邊緣112來定位並可選擇性操作而以邊 緣的光照明光導102。每個光源118典型是作為一個以上的固態裝置來實現。

示範性光源包括固態裝置，如LED、雷射二極體和有機LED(OLED)。在光源118包括一個以上的LED的實施例中，LED可能是頂部照射LED或側面照射LED，並且可能是廣譜LED(例如，白光發射器)或發出所需的顏色或頻譜的光的LED(如紅光、綠光、藍光或紫外光)。在某一實施例中，光源118可以波長小於500奈米(nm)(即，發出波長主要是小於500奈米的光之光源118)且沒有可操作地有效的強度來發射光。在這樣的實施例中，螢光粉(未顯示)將至少部分藉由光源118所發出的光轉換成波長較長的可見光，使得光導102可被視為以可見光而被邊緣照亮。在一些實施例中，光源118具有相同名義的頻譜。在其他實施例中，至少一些光源118具有不同於彼此的頻譜(例如，具有不同頻譜的光源係沿著光源組件116來定位(例如，交替地定位))。

雖然沒有詳細說明，光源組件116進一步包括結構上的部件以維持光源118。在一個實施例中，光源118被安裝到印刷電路板(PCB)120。

光源組件116可額外地包括用於控制和驅動光源118的部件。在一個例子中，控制器122係配置以控制光源118的照明狀態(即，光源118發光或者不發光)。在一些實施例中，控制器122係進一步配置以可調地控制光源118來增加或減少從光源118發出的光強度(即，昏暗或明亮 的光源118)。根據例如切換器(未顯示)、旋鈕(未顯示)、刻度盤(未顯示)或其他適合的裝置的用戶輸入及/或例如一個以上的感應器(未顯示)或外部控制器(未顯示)的輸入，控制器122可控制光源118。

照明組件100可額外地包括外罩123以用於維持光源組件116和光導102。外罩123可維持散熱器，或者本身就可能充當散熱器。在一些實施例中，外罩123係配置以安裝照明組件100到一開口中，其中該開口為定義在如牆壁、隔間牆、屋頂、天花板、視窗等等的結構中，該外罩維持並支持照明組件。在其他例子中，照明組件100連接到如地板、牆壁或天花板的適合的結構上的構件以維持和支持照明組件100。電力通過適當的導體供應到照明組件100，在某些情況下，導體可能形成外罩123的一部分，或者通過外罩123。

光導102包括光萃取元件124。在所示的例子中，光萃取元件係在第一主要表面104中或上。在第一主要表面104中或上的光萃取元件124將被稱為位於主要表面104“處”。在其他例子中，光萃取元件係在光導102之內。元件符號124將被普遍用於統稱光萃取元件的不同實施例。每個光萃取元件作用以破壞入射到光萃取元件上的傳播光的全內部反射。位於第一主要表面104處的光萃取元件124係配置以透過一個或兩個主要表面104、106萃取來自光導102的光。在一個實施例中，位於第一主要表面104處的光萃取元件124將光朝向第二主要表面106反射，使 得光透過第二主要表面106而退出光導102。此外或替代的是，位於第一主要表面104處的光萃取元件124傳輸光，使得光透過第一主要表面104而退出光導102。在另一實施例中，光萃取元件124將入射其上的部分光朝向第二主要表面106反射，並且折射另一部分的光，通常情況下為剩餘的光，其為透過第一主要表面104而入射其上。這種光萃取元件將被稱為射線分裂(ray-splitting)光萃取元件。

示範性的光萃取元件124包括光散射元件，其為模糊的形狀或表面紋理的典型特徵，如打印特徵、噴墨打印特徵、選擇性沉積的特徵、化學蝕刻的特徵、雷射蝕刻的特徵等等。其他示範性的光萃取元件124包括諸如V型槽、光柵槽的定義良好的形狀特徵，定義良好的形狀特徵相對於主要表面104、106的線性尺寸為小的，在此處作為微光學元件。微光學元素的長度和寬度的較短者是比光導102的長度和寬度的較長者的十分之一還小，並且微光學元件的長度和寬度的較長者是比光導的長度和寬度的較短者的一半還小。微光學元件的長度和寬度是在平行於用於平面光導的光導102的主要表面104、106的平面中或沿著用於非平面光導102的表面輪廓來量測。

微光學元件被成形以可預見地反射或折射光。然而，一個以上的微光學元件的表面可能被修改，如粗糙，以產生在光輸出的輔助效果。示範性的微光學元件在美國專利第6752505號中描述，為求簡潔起見，不再詳細地說明在此揭露內容中。微光學元件可在大小、形狀、深度或高度、 密度、方位、傾斜角或折射指數的一個以上來改變，使得獲得了來自光導的所需要的光輸出。

圖3-5顯示在光導102的第一主要表面104處的光萃取元件124的示範性實施例。光萃取元件124係配置以萃取通過光導102的主要表面104、106的光。

在圖3的實施例中，光萃取元件126和光萃取元件128是不同的微光學元件。光萃取元件126係配置以藉由在遠離光輸入邊緣112和第一主要表面104的方向中的折射來萃取通過第一主要表面104的光；並且光萃取元件128係配置以藉由在遠離第二主要表面106的方向中的反射來萃取通過第二主要表面106的光。藉由在光導102中全內部反射的傳播的光入射到光萃取元件126以通過第一主要表面104來折射。藉由在光導102中全內部反射的傳播的光入射到光萃取元件128以朝向第二主要表面106反射並通過第二主要表面106而萃取。

在圖4的實施例中，光萃取元件226是微光學元件並且光萃取元件228是漫反射元件。光萃取元件226係配置以在藉由遠離光輸入邊緣112和第一主要表面104的方向中的折射來萃取通過第一主要表面104的光，光萃取元件228係配置以藉由在遠離第二主要表面106的方向中的反射來萃取通過第二主要表面106的光。藉由在光導102中全內部反射的傳播的光入射到光萃取元件228以朝向第二主要表面106漫反射並通過第二主要表面106而萃取。

在圖5的實施例中，光萃取元件326是作為微光學元 件而實現的射線分裂光萃取元件。光萃取元件326係配置以藉由在遠離光輸入邊緣112和第一主要表面104的方向中的折射來透過第一主要表面萃取部分入射於此的光，並且在遠離第二主要表面106的方向中透過第二主要表面106萃取入射於其上的另一部分的光，典型為剩餘的光。藉由在光導102中全內部反射的傳播且入射到光萃取元件326上的光是透過第一主要表面104部份折射且朝向第二主要表面106部份反射及透過第二主要表面106部份萃取。

具有光萃取元件124的光導典型藉由諸如沖壓、成型、壓印、擠壓、雷射蝕刻、化學蝕刻的製程或其他適合的製程來形成。光萃取元件124也可以藉由在光導102上沉積可固化的材料的元件並且使用熱、紫外線或其他輻射光來固化沉積的材料以產生。可固化材料可藉由如印刷、噴墨印刷、絲網印刷的製程或其他適合的製程而被沉積。

圖6顯示了照明組件100包括平板光導103和光學結合到平板光導103的第一主要表面104的光萃取構件130。光萃取元件124是位在與第二主要表面134相距遙遠的光萃取構件130的第一主要表面132處，其中第二主要表面134接合到平板光導103的第一主要表面104。在某些實現中，光萃取構件130是作為使用樹脂或黏著劑來光學接合到平板光導103的第一主要表面104的薄膜來實現。平板光導103的第一主要表面104是鏡面傳輸(即，第一主要表面104缺乏光學調整特性)，即使鏡面傳輸材料將以非零角度的入射穿過材料表面的光折射。在平板光導103中 傳播的光透過第一主要表面104而離開平板光導103，並透過光萃取構件130的第二主要表面134進入光萃取構件130。在光萃取構件130的第一主要表面132處的光萃取元件426係配置以藉由在遠離光輸入邊緣112和第一主要表面132的方向中折射來萃取透過光萃取構件130的第二主要表面134所接收的光。在光萃取構件130的第一主要表面132處的第二光萃取元件428係配置以藉由以離開第二主要表面106的方向上透過光萃取構件130的第二主要表面134以及平板光導103的第一主要表面104和第二主要表面106的反射來萃取光。

光萃取元件124係配置以經定義的光射線角度分佈來萃取光。在此揭露內容中，用詞光射線角度分佈是用來描述在超過光射線角度的定義範圍的射線角度(典型是立體角)的光強度的變化。使用光萃取元件124中的變化，通過主要表面104、106所萃取的光可以有各自不同的光射線角度分佈。

繼續參考圖2，光萃取元件124係配置，使得光以光射線角度分佈136通過光導102的第一主要表面104而被萃取，這樣光以光射線角度分佈138通過光導102的第二主要表面106而被萃取。

照明組件100具有相對於光導102的第二主要表面106所定義的視角範圍。相對於第二主要表面106的視角範圍是相對於光導102的第二主要表面106的法線的視角範圍，其中從光源組件116所發出和透過光導102的第二主 要表面106所萃取的光減少了位在照明組件100的另一側上的物體的能見度。

在一典型的應用中，照明組件100的視角範圍是一相對於垂直於光導102的第二主要表面106(或主要表面106的一部分)的標稱視角的所定義的角度範圍。然而，在具有不垂直光導102的第二主要表面106的標稱視角的應用中，視角範圍是相對於這種不垂直的標稱視角的所定義的立體角範圍。標稱視角在如同照明組件100被設置在高於一般人的眼睛水平上的這樣的應用中是不垂直的。在一個例子中，視角範圍是相對於垂直於第二主要表面106的-45°到+45°。在另一個例子中，視角範圍是相對於垂直於第二主要表面106的-30°至+60°。在上面的例子中，正的角度是具有沿著垂直於第二主要表面106遠離光源組件116的第一向量分量和沿著藉由第二主要表面106所定義的平面遠離光源組件116的第二向量分量的角度。

光射線角度分佈138是指向遠離第二主要表面106，並主要地在照明組件100的視角範圍內。主要地在視角範圍內的光射線角度分佈具有在整個視角範圍的射線角度的主要強度。光射線角度分佈138典型具有比光射線角度分佈136更廣泛的射線角度範圍。在一個例子中，光射線角度分佈138具有在相對於垂直於第二主要表面106的-45°到+45°的整個範圍中的射線角度處可操作的有效強度。在另一個例子中，光射線角度分佈138具有在相對於垂直於第二主要表面106的-30°到+60°的整個範圍中的射線角度處可操 作的有效強度。比起光射線角度分佈136垂直於第一主要表面104，光射線角度分佈138主要地更接近垂直於第二主要表面106。

透過光導102的第二主要表面106所萃取的光在視角範圍內相對於第二主要表面106的視角從第二主要表面106透過光導102降低了能見度。在其他的實施例中，透過光導102的第二主要表面106所額外萃取的雜散光以在視角範圍外相對於第二主要表面106的視角從第二主要表面106透過光導102降低了能見度。

光射線角度分佈136指向遠離光輸入邊緣112和第一主要表面104，並且具有在相對於第一主要表面104的低射線角度處的主要強度。在此揭露內容中，用詞低射線角度是用來形容射線角度小於或等於一相對於第一主要表面的角度θ。在一個例子中，角度θ是在遠離光輸入邊緣112的方向中相對於第一主要表面104約為45°。在另一個例子中，θ角是在遠離光輸入邊緣112的方向中相對於第一主要表面104約為30°。在另一個例子中，θ角是在遠離光輸入邊緣112的方向中相對於第一主要表面104約為15°。

透過第一主要表面104所萃取的光是以相對於第一主要表面104的正常視角之外的低射線角度指向遠離光導102。相對於給定表面的正常視角是沿著垂直表面的視角。透過第一主要表面104而具有光射線角度分佈136所萃取的光不能降低以相對於第一主要表面104的正常視角透過光導102的能見度。然而，在一些實施例中，由於以光射 線角度分佈136之外的射線角度透過第一主要表面104所萃取並且更靠近於第一主要表面104的法線的雜散光，在能見度上的一些減少確實發生。此外，通過光導102的第一主要表面的光減少了以在光射線角度分佈136內相對於第一主要表面104的視角從第一主要表面104透過光照明組件100的能見度。

控制以上的光導102照度(例如，透過控制器122)提供了透過照明組件100而選擇性單向觀看。當光導102不被照亮時，光導102是透明的並且從第一主要表面104和第二主要表面106透過照明組件100的能見度不被降低。光萃取元件124係配置，使得在光導102的照明期間，以相對於光導102的第二主要表面106的視角範圍內的視角從光導102的第二主要表面106通過照明組件100的能見度被降低。此外，從第二主要表面106的能見度的降低是比從光導102的第一主要表面104透過照明組件100的能見度的降低還多。

此揭露內容使用用詞第一側和第二側來描述相對於照明組件100的物體和觀眾的位置。在圖2所示的實施例中，在照明組件100的第一側上的物體或觀眾面對光導102的第一主要表面104，而在照明組件100的第二側上的物體或觀眾面對光導102的第二主要表面106。

在一個例子中，當光導102不被照亮時，在照明組件100的第一側上的物體140是當從照明組件100的第二側來透過光導102觀測為可見的；在照明組件100的第二側上 的物體142是當從照明組件100的第一側來透過光導102觀測為可見的。光萃取元件124係配置，使得當光導102被照亮時，在照明組件100的第一側上的物體140是當以相對於照明組件100的第二側的視角範圍內的視角來透過光導102觀測為不可見的。然而，在照明組件100的第二側上的物體142是當以相對於照明組件100的第一側的正常視角來透過光導102觀測為可見的。在一些實施例及/或在某些環境照明條件下，當光導102被照亮時，物體140不給予不可視的，但物體140的能見度大幅降低。

在一些實施例中，通過第一主要表面104並具有光射線角度分佈136所萃取的光入射到目標表面146的區域144上。在這樣的實施例中，光萃取元件124係配置使得通過第一主要表面104所萃取的光正朝著目標表面146的區域144。目標表面146可是例如桌子、台子、地板、工作檯面或其他表面或物體。

在其他實施例中，一個以上的光學調節器(未顯示)是相鄰於光導102的主要表面104、106的一者或兩者來定位，其調整透過光導102的主要表面104、106所萃取的光的特色(例如，頻譜、極化和/或強度)。在一個實施例中，光學調節器是一色彩衰減材料、超微細百葉窗(microlouver)膜或偏振片。

上述實施例包括一個透明的光導102。圖7-9顯示照明組件100包括兩個透明的光導102、202的實施例的例子。

參考圖7A及7B，照明組件100包括第一透明的光導 102和具有一個以上的光源118的光源組件116，如在上述的各種實施例中所描述。照明組件額外地包括第二透明的光導202，其具有第一主要表面204、相對於第一主要表面204的第二主要表面206、側面邊緣、光輸入邊緣212和末端邊緣214。第二光導202的第一主要表面204面對第一光導102的第二主要表面106並平行於此。

照明組件116包括一個以上鄰近第二光導202的光輸入邊緣212來定位的光源218並可選擇性操作以邊緣照亮第二光導202。控制器122係配置以分別控制光源118、218(即，無論光源118、218發光或不發光)的照明狀態。在一些實施例中，控制器122係進一步配置以可調地控制從光源118、218所發出的光的強度(即，昏暗或照亮的光源118、218)。

參照圖7B，第二光導202包括在第二主要表面206處的光萃取元件224，其係配置以在遠離第一主要表面204的方向中具有光射線角度分佈238透過第二光導202的第一主要表面204來萃取光。透過第二光導202的第一主要表面204所萃取的光以光射線角度分佈238穿過第一光導102，雖然當穿過第一光導102時由於折射，可能會出現光射線角度分佈238的一些改變。

照明組件100額外具有相對於第一光導102的第一主要表面104的所定義的視角範圍。光射線角度分佈238是主要在相對於第一主要表面104的視角範圍內。在一個例子中，光射線角度分佈238在相對於第一光導的第一主要 表面104的法線的-45°到+45°變動。在另一個例子中，光射線角度分佈238在相對於第一光導的第一主要表面104的法線的-30°至+60°變動。

透過第二光導202的第一主要表面204所萃取並以光射線角度分佈238通過第一光導102的光減少了以視角範圍內的相對於第一主要表面104的視角從第一光導102的第一主要表面104透過照明組件100的能見度。在其他實施例中，根據光射線角度分佈238，透過光導202的第一主要表面204所額外地萃取並通過光導102的雜散光減少了在視角範圍之外相對於第一主要表面104的視角從第一光導102的第一主要表面104透過照明組件100的能見度。

除了選擇性單向觀測之外，第一光導102及/或第二光導202的控制照明(例如，使用控制器122)選擇性控制了單向觀測的方向，並另外提供了透過照明組件100在兩個方向有選擇地降低能見度的能力。

當第一光導102和第二光導202不被照亮時，第一導光102和第二光導202都是透明的並且從第一主要表面104和從第二主要表面206透過照明組件100的能見度沒有減少。

在圖7A中，只有光源118發光並且第一光導102被照亮。透過第一光導102的第二主要表面106所萃取的光以遠離第二主要表面206的方向中的光射線角度分佈138穿過沒被照亮、透明的第二光導202。以光射線角度分佈136透過第一主要表面104而從第一光導102所萃取的光以低 射線角度正遠離第一光導102。第一光導102的光萃取元件124係配置，使得僅第一光導102的照明降低了以相對於第二主要表面206的視角範圍內的視角透過照明組件100從第二光導202的第二主要表面206的能見度，不只以光射線角度分佈136從第一光導102所萃取的光降低了以相對於第一主要表面104的正常視角透過照明組件100從第一光導102的第一主要表面104的能見度。

在圖7B中，只有光源218發光並且光導202被照亮。透過第二光導202的第一主要表面204並具有光射線角度分佈238所萃取的光以遠離第一主要表面104的方向通過沒被照亮、透明的第一光導102。光導202的光萃取元件224係配置，使得僅第二光導202的照明降低了以相對於第一主要表面104的視角範圍內的視角透過照明組件100從光導102的第一主要表面104的能見度。光沒有透過第二光導202的第二主要表面206所萃取，所以沒有減少從第二光導202的第二主要表面206透過照明組件100的能見度。

第一光導102和第二光導202的照明減少了以相對於第一主要表面104和相對於第二主要表面206的視角範圍內的視角透過照明組件100的能見度。透過第一光導102的第二主要表面106所萃取並具有光射線角分佈138的光以遠離第二主要表面206的方向通過第二光導202，從而減少在視角範圍內相對於第二主要表面206的視角從第二主要表面206透過照明組件100的能見度。透過第二光導202 的第一主要表面204所萃取並具有光射線角分佈238的光以遠離第一主要表面104的方向通過第一光導102，並且減少了在視角範圍內相對於第一主要表面104的視角從第一主要表面104透過照明組件100的能見度。

在一個例子中，當第一光導102和第二光導202不被照亮時，在照明組件100的第一側上的物體140是當從照明組件的第二側來透過照明組件100觀測為可見的；以及在照明組件100的第二側上的物體142是當從照明組件100的第一側來透過照明組件100觀測為可見的。在照明組件100的第一側上的物體140是當以相對於照明組件100的第二側的視角範圍內的視角來透過照明組件100觀測為不可見的。然而，在照明組件100的第二側上的物體142是當以相對於照明組件100的第一側的正常視角來透過照明組件100觀測為可見的。

光萃取元件224係配置，使得只有第二光導202被照亮時，在照明組件100的第二側上的物體142是當以相對於照明組件100的第一側的視角範圍內的視角來透過照明組件100觀測為不可見的。然而，在照明組件100的第一側上的物體140是當以相對於照明組件100的第二側的正常視角透過照明組件100來觀測為可見的。光萃取元件124、224係配置，使得當第一光導102和第二光導202都被照亮時，物體140是當以相對於照明組件100的第二側的視角範圍內而從照明組件100的第二側來透過照明組件100觀測為不可見，並且物體142是當以相對於照明組件 100的第一側的視角範圍內而從照明組件100的第一側來透過第一光導102和第二光導202觀測為不可見。

圖8A及8B說明了相似於圖7A及7B的實施例的照明組件100的實施例。照明組件100包括光萃取元件224，其係配置以光射線角度分佈236透過第二光導202的第二主要表面206來額外地萃取光以提供相似於藉由以光射線角度分佈136從第一光導102所萃取的光所提供的任務照明。

在圖8A中，只有光導102被照亮時，並且第一光導102的光萃取元件124係配置以與圖7A相關的上述相似方式來萃取光。在圖8B中，只有第二光導202被照亮。第二光導202的光萃取元件224係配置，使得除了以光射線角度分佈238透過第一主要表面204所萃取的光之外，光以光射線角度分佈236透過光導202的第二主要表面206所萃取。光射線角度分佈236包括主要在相對於第二主要表面206的低角度的射線角度，並且比光射線角度分佈238還要窄。以光射線角度分佈236透過第二主要表面206所萃取的光是以相對於第二主要表面206的正常視角之外的低射線角度遠離第二光導202，並且不會降低以相對於第二主要表面206的正常視角透過照明組件100的能見度。在一些實施例中，透過第二主要表面206所萃取並具有光射線角度分佈236的光以相似於參酌上述圖2的光射線角度分佈136的光的方式來入射到目標表面的區域(未顯示)上。

圖9A和9B顯示了照明組件100的另一種排列包括兩個透明的光導102、202，其中第二光導202的第二主要表 面206面對第一光導102的第一主要表面104並且彼此典型是平行的。

在圖9A中，只有第一光導102被照亮。以光射線角度分佈138透過第一光導102的第二主要表面106所萃取的光被指向以遠離第二主要表面206的方向遠離光導102。這樣的光減少了以相對於第一光導102的第二主要表面106的視角範圍內的視角透過照明組件100的能見度。從第一光導102透過第一主要表面104所萃取並具有光射線角度分佈136的光以相對於第一主要表面206的正常視角之外的低射線角度來通過不被照亮、透明的第二光導202，並且不減少以相對於第二光導202的第一主要表面的正常視角透過照明組件100的能見度。自光導102透過第一主要表面104所萃取的部份低角度光在第二光導202的第一主要表面處反射，而不是通過第二光導202。為了減少這種反射，光線可以相對於第一主要表面104的較高角度(例如，相對於第一主要表面104約45°)來萃取，或者抗反射塗覆可以被應用到第二光導202的第二主要表面206。

在圖9B中，只有第二光導202被照亮。透過第一主要表面204所萃取並具有光射線角度分佈238的光指向以遠離第一主要表面204的方向遠離第二光導202。這樣的光減少了以相對於第二光導202的第一主要表面204的視角範圍內的視角透過照明組件100的能見度。光不透過第二光導202的第二主要表面206所萃取，並且因此不減少從第一光導102的第二主要表面106透過照明組件100的能見 度。在其它實施例中，第二光導的光萃取元件224係配置以低射線角度透過第二光導202的第二主要表面206來額外地萃取光以與圖8B相關的上述的相似方式來提供任務照明。

現在參考圖10和11，照明組件100的實施例可能包括一個以上的透明構件148、150，其鄰近光導的主要表面來定位。在一個例子中，一個以上的光導102、202和一個以上的透明構件148、150都作為視窗的窗格來實現。在另一個例子中，透明構件148、150是保護層，其用來保護光導102的主要表面104、106免於劃破、風化和類似的損壞。圖10顯示了照明組件100，其包含分別相鄰於光導102的第一主要表面104和第二主要表面106的透明構件148、150。圖11顯示了照明組件100，其包括相鄰於光導102的第一主要表面104的透明構件148和相鄰於第二光導202的第二主要表面204的透明構件150。在其他實施例中，照明組件100包括只有一個透明構件148或150。

透明構件148、150是由例如丙烯酸、聚碳酸酯、玻璃或其他適合的材料的一層以上所形成。在一個例子中，透明構件148、150是鏡面傳輸的並且入射光被認為是無光學調整而通過，即使鏡面傳輸材料將以非零角度的入射穿過材料表面的光折射。在另一個例子中，至少一個透明構件包括色彩衰減材料、超微細百葉窗(microlouver)膜或偏振片中一個以上。

在另一個實施例中，光萃取構件130係光學接合到傳 統的玻璃視窗的窗格(例如單窗格視窗、雙窗格視窗、三窗格視窗)的一者的主要表面。圖12顯示了作為光學接合到標準的雙窗格玻璃視窗的外窗格152的內表面154的薄膜來實現的光萃取構件130。內窗格158包括內表面162和外表面160，以及外窗格152包括內表面154和外表面156。包括一個以上的光源118的光源組件116係相鄰外窗格152的邊緣來定位，光學接合到光萃取構件130的外窗格152作為平板光導來作用，其相似於參酌圖6上述的平板光導103。

在圖12中，光源118發光並且外窗格152被照亮。傳播入外窗格152的光透過內表面154退出外窗格152，並透過光萃取構件130的第二主要表面134進入光萃取構件130。光萃取元件124係配置以藉由透過光萃取構件130的第二主要表面134和外窗格152的內表面154和外表面156以遠離外表面156的方向的反射來萃取光。透過外窗格152的外表面156所萃取的光以光射線角度分佈138遠離外窗格152。這樣的光減少了以相對於外窗格152的外表面156的視角範圍內的視角透過照明組件100的能見度。

光萃取元件124也被配置以萃取藉由遠離光輸出邊緣112和第一主要表面132的方向的折射透過光萃取構件130的第二主要表面134所接收的光。以光射線角度分佈136透過第一主要表面132所萃取的光以相對於內窗格158的內表面162的正常視角之外的低射線角度158來通過不被照亮、透明的內窗格158。具有光射線角度分佈136的光提 供了任務照明，如參考圖2的上述說明，並且不降低以相對於內窗格158的內表面162的正常視角透過照明組件100的能見度。透過第一主要表面132所萃取的部份的低角度光是在內窗格158的外表面160處反射，而不是通過內部窗格158。為了減少這種反射，光線可以相對於內窗格158的外表面160的更高的角度來萃取，或者抗反射塗覆可以被應用於內窗格158的外表面160。

在上述的各種實施例的照明組件100是可在各種應用中使用的配置。

圖13是顯示如小隔間300的壁型面板的照明組件100的示範性應用之地板平面圖。照明組件100作為小隔間300的壁型面板302並且藉由結構上的構件312、314所支撐。壁型面板304和306不包括照明組件。在一些實施例中，不只一個小隔間300的壁型面板包括照明裝置。在其它實施例中，照明組件100是小隔間300的壁型面板的一部分。

當照明組件100的光導102不被照亮時，照明組件100是透明的。因此，小隔間300的內部從小隔間300的外部透過照明組件100是可見的。在小隔間300外部的物體或個人從小隔間300的內部透過照明組件100也是可見的。

當照明組件100的光導102被照亮時，光以光射線角度分佈138透過第二主要表面106而萃取，其降低了以在視角範圍內相對於第二主要表面106的視角從小隔間300的外部透過照明組件100的能見度。因此，當照明組件100被照亮時，在小隔間300內的物體和個人從小隔間300的 外部透過照明組件100來觀測為不可見的或者具有降低的能見度。

光也以主要於相對於第一主要表面104的低角度的光射線角度分佈透過第一主要表面104來萃取。這種光提供了對於小隔間300的工作表面308的任務照明。光導102的照明不降低在相對於第一主要表面104的正常視角的能見度。因此，當照明組件100被照亮時，小隔間300外部的物體和個人從小隔間300的內側為可見的。

圖14顯示了照明組件100作為一視窗實現的示範性應用的地板平面圖。照明組件100安裝在牆408上，其分成兩個室402、404並且作為一個以上的窗玻璃(windowpane)來配置。

當照明組件100的光導102不被照亮時，照明組件100是透明的。因此，室402是從室404透過照明組件100為可見的。此外，室404是從室402透過照明組件100為可見的。

當光導102的照明組件100被照亮時，光以光射線角度分佈138透過第二主要表面106來萃取，其減少了在視角範圍內相對於第二主要表面106的視角從室404透過照明組件100的能見度。因此，當照明組件100被照亮時，在室402內的物體當從室404透過照明組件100來觀測是不可見的或者具有降低的能見度。透過第二主要表面106所萃取的光也提供了室404的環境照明。

光也以相對於主要地第一主要表面104的低角度的光 射線角度分佈透過第一主要表面104所萃取。此光提供了工作表面406的照明任務。光導102的照明不降低以相對於第一主要表面104的正常視角的能見度。因此，當照明組件100被照亮時，在室404內的物體和個人當從室402來觀測是可見的。

基於使用任何上述標明的實施例，其他應用是顯而易見的。

在此揭露內容中，藉由列表所示的詞語“之一”意圖指出替代的列表中元件。例如，“A、B和C之一”意指A或B或C。藉由列表所示的詞語“至少一個”意圖指出替代的列表中一個以上的元件。例如，“A、B和C中至少一個”是指A或B或C或(A和B)或(A和C)或(B和C)或(A和B和C)。

100‧‧‧照明組件

102‧‧‧光導

104‧‧‧第一主要表面

108‧‧‧側面邊緣

110‧‧‧側面邊緣

112‧‧‧末端邊緣

114‧‧‧末端邊緣

116‧‧‧光源組件

118‧‧‧光源

120‧‧‧印刷電路板

122‧‧‧控制器

123‧‧‧外罩

124‧‧‧光萃取元件

136‧‧‧光射線角度分佈

138‧‧‧光射線角度分佈

140‧‧‧物體

142‧‧‧物體

144‧‧‧區域

146‧‧‧目標表面

148‧‧‧透明構件

150‧‧‧透明構件

152‧‧‧外窗格

154‧‧‧內表面

156‧‧‧外表面

158‧‧‧內窗格

160‧‧‧外表面

162‧‧‧內表面

202‧‧‧第二透明光導

204‧‧‧第一主要表面

206‧‧‧第二主要表面

212‧‧‧光輸入邊緣

214‧‧‧末端邊緣

218‧‧‧光源

224‧‧‧萃取元件

226‧‧‧光萃取元件

228‧‧‧光萃取元件

236‧‧‧光射線角度分佈

238‧‧‧光射線角度分佈

300‧‧‧小隔間

302‧‧‧壁型面板

304‧‧‧壁型面板

306‧‧‧壁型面板

308‧‧‧工作表面

312‧‧‧結構上的構件

314‧‧‧結構上的構件

326‧‧‧光萃取元件

402‧‧‧室

404‧‧‧室

406‧‧‧工作表面

408‧‧‧牆

426‧‧‧光萃取元件

428‧‧‧光萃取元件

圖1和2是顯示了示範性照明組件的部份的概要圖視。

圖3-6是顯示了光導的實施例的部份的概要側邊。

圖7A-7B是顯示了照明組件的另一實施例的部份的概要圖視。

圖8A-8B是顯示了照明組件的另一實施例的部份的概要圖視。

圖9A-9B是顯示了照明組件的另一實施例的部份的概要圖視。

圖10-12是顯示了照明組件的其他實施例的部份的概 要圖視。

圖13是顯示了作為壁型面板的照明組件的應用之示範性地板平面圖的概要視圖。

圖14是顯示了作為視窗的照明組件的應用之示範性地板平面圖的概要視圖。

100‧‧‧照明組件

102‧‧‧光導

104‧‧‧第一主要表面

108‧‧‧側面邊緣

110‧‧‧側面邊緣

112‧‧‧末端邊緣

114‧‧‧末端邊緣

116‧‧‧光源組件

118‧‧‧光源

120‧‧‧印刷電路板

122‧‧‧控制器

123‧‧‧外罩

Claims (36)

1. 一種照明組件，其包括：一透明的光導，其傳播藉由全內反射的光，該光導具有一第一主要表面、面對該第一主要表面的一第二主要表面以及一光輸入邊緣；一光源，其相鄰該光輸入邊緣來設置，該光源可選擇性操作以可見光邊緣照亮該光導；第一光萃取元件，其在該光導的第一主要表面處，該第一光萃取元件係配置以遠離該光輸入邊緣和該第一主要表面的第一光射線角度分佈而透過第一主要表面以萃取光；以及第二光萃取元件，其在該光導的第一主要表面處，該第二光萃取元件係配置以遠離該第二主要表面的第二光射線角度分佈並主要在相對於該第二主要表面的一定義的視角範圍內而透過第二主要表面以萃取光，其中，與當光導沒有藉由該光源所照射時的能見度相比，該光萃取元件係配置使得從該光源發出和透過該第二主要表面由該光導萃取的光降低了以相對於該第二主要表面的視角範圍內的視角自該光導的第二主要表面透過照明組件的能見度；其中，不只透過該第一主要表面所萃取的光降低了以相對該第一主要表面的一正常視角從該光導的第一主要表面透過照明組件的能見度，透過該第二主要表面而自該光導所萃取的光降低了以相對於該第二主要表面的視角範圍內的視角自該光導的第二主要表面透過照明組 件的能見度。
2. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該第二光射線角度分佈具有比該第一光射線角度分佈的角度範圍還寬的角度範圍。
3. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該第一光萃取元件和該第二光萃取元件係配置，使得藉由該光源的光導的照明不會降低以正常視角從光導的第一主要表面透過照明組件的能見度。
4. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中：比起該光導的第二主要表面更接近該光導的第一主要表面的一物體位在該照明組件的第一側上，並且比起該光導的第一主要表面更接近該光導的第二主要表面的一物體位在該照明組件的第二側上；以及該第一萃取元件和該第二光萃取元件係配置，使得當該光導藉由該光源所照射時：在該照明組件的第一側上的物體以相對於該光導的第二主要表面的視角範圍內的視角自該照明組件的第二側透過光導是不可見的；以及在該照明組件的第二側上的物體以相對於該光導的第一主要表面的正常視角自該光導的第一主要表面透過光導是可見的。
5. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該第一光射線角度分佈主要地包括相對於該第一主要表面的低角度的射線角度。
6. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中比起該第一光射線角度分佈是垂直於該第一主要表面，該第二光射線角度分佈主要地更接近垂直於該第二主要表面。
7. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該第一光萃取元件包括微光學元件，並且該第二光萃取元件包括不同於該第一光萃取元件的微光學元件。
8. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該第一光萃取元件包括微光學元件，並且該第二光萃取元件包括反射元件。
9. 根據申請專利範圍第8項的照明組件，其中該反射元件包括一漫射的表面。
10. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該第一萃取元件和該第二光萃取元件是彼此整合，並且該微光學元件係配置以透過該第一主要表面來萃取光，並透過該第二主要表面來萃取光。
11. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該光導包括一平板光導和光學地黏接到該平板光導的主要表面的一光萃取構件，該光萃取構件包括該第一光萃取元件和該第二光萃取元件。
12. 根據申請專利範圍第11項的照明組件，其中該光萃取構件以一薄膜來實現。
13. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該光導包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和玻璃中至少一個。
14. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該光源包括一固態光源。
15. 根據申請專利範圍第14項的照明組件，其中該固態光源包括一發光二極體。
16. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，額外地包括一光學調節器，其相鄰該光導的至少一個主要表面以修改透過相鄰表面所萃取的光的光譜、偏振、光射線角度分佈和強度中至少一個。
17. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，進一步包括一控制器，其係配置來控制該光源的照明。
18. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中該照明組件係配置以照射一目標表面，並且該第一光萃取元件係配置來將透過該第一主要表面所萃取的光朝向該目標表面。
19. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，進一步包括一個透明的構件，其相鄰於該光導的主要表面，其中該透明的構件包括聚碳酸酯、丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和玻璃中至少一個。
20. 根據申請專利範圍第1項的照明組件，其中：該光導是一第一光導，並且該光源是一第一光源；以及，該照明組件額外地包括：一第二透明光導，其傳播藉由全內反射的光，該第二光導具有一第一主要表面、相對於該第一主要表面的一第二主要表面和一光輸入邊緣，其中該第二光導的一個主要 表面面對該第一光導的一個主要表面；一第二光源，其相鄰於該第二光導的光輸入邊緣，該第二光源可選擇性操作以可見光邊緣照亮該第二光導；以及第三光萃取元件，其位在該第二光導的第二主要表面處，該第三光萃取元件係配置以遠離該第二光導的第一主要表面的第三光射線角度分佈透過該第二光導的第一主要表面以萃取光。
21. 根據申請專利範圍第20項的照明組件，其中：該第一光導的第二主要表面面對該第二光導的第一主要表面；以及該第三光萃取元件係配置，使得與當第二光導沒有藉由該第二光源所照射時的能見度相比，從該第二光源發出和透過該第二光導的第一主要表面所萃取的光通過該第一光導並降低了以相對於該光導的第一主要表面的視角範圍內的視角自該第一光導的第一主要表面透過照明組件的能見度；以及其中通過該第二光導的第一主要表面所萃取的光不只降低了以相對於該第二光導的第二主要表面的一正常的視角自該第二光導的第二主要表面透過照明組件的能見度的，還降低了以相對於該第一光導的第一主要表面的視角範圍內的視角自該第一光導的第一主要表面透過照明組件的能見度，。
22. 根據申請專利範圍第21項的照明組件，其中：比起該第二光導的第二主要表面更接近該第一光導的 第一主要表面的一物體位在該照明組件的第一側上，並且比起該第一光導的第一主要表面更接近該第二光導的第二主要表面的一物體位在該照明組件的第二側上；以及該第一光萃取元件、該第二光萃取元件和該第三光萃取元件係配置，使得在藉由第一光源的該第一光導的照明，而不是該第二光導的照明期間；在該照明組件的第一側上的物體當以該視角範圍內的視角從該照明組件的第二側透過該照明組件來觀測是不可見的；在該照明組件的第二側上的物體當以正常視角從該照明組件的第一側透過該照明組件來觀測是可見的。
23. 根據申請專利範圍第21項的照明組件，其中：比起該第二光導的第二主要表面更接近該第一光導的第一主要表面的一物體位在該照明組件的第一側上，並且比起該第一光導的第一主要表面更接近該第二光導的第二主要表面的一物體位在該照明組件的第二側上；以及該第一光萃取元件、該第二光萃取元件和該第三光萃取元件係配置，使得在藉由第一光源的該第二光導的照明，而不是該第一光導的照明期間；在該照明組件的第二側上的物體當以該視角範圍內的視角從該照明組件的第一側透過該照明組件來觀測是不可見的；在該照明組件的第一側上的物體當以正常視角從該照明組件的第二側透過該照明組件來觀測是可見的。
24. 根據申請專利範圍第20項的照明組件，其中該第二光導進一步包括在該第二主要表面處的第四光萃取元件，該第四光萃取元件係配置以遠離該光輸入邊緣和該第二光導的第二主要表面的第四光射線角度分佈透過該第二光導的第二主要表面以萃取光。
25. 根據申請專利範圍第24項的照明組件，其中該第四光射線角度分佈主要地包括相對於該第二光導的第二主要表面的低角度的射線角度。
26. 根據申請專利範圍第24項的照明組件，其中比起該第四光射線角度分佈是垂直於該第二光導的第二主要表面，該第三光射線角度分佈主要地更接近垂直於該第二光導的第一主要表面。
27. 根據申請專利範圍第20項的照明組件，進一步包括一控制器，其係配置以選擇性地控制該第一光源和該第二光源的照明。
28. 一種壁型面板，其包括根據申請專利範圍第1-27項任何一項的照明組件；以及一結構上的構件，其支持該照明組件。
29. 一種視窗，其包括根據申請專利範圍第1-27項任何一項的照明組件。
30. 一種光萃取構件，其係配置以光學黏接至一平板光導的一主要表面，該光導係配置為以一光輸入邊緣來邊緣照明，該光萃取構件包括：一第一主要表面和相對於該第一主要表面的一第二主 要表面，該第二主要表面係配置以用於光學黏接到該平板光導以接收從那裡來的光；第一光萃取元件，其在該光萃取構件的第一主要表面處，該第一光萃取元件係配置以萃取從該平板光導所接收的光，該第一光萃取元件以遠離該光輸入邊緣和該第一主要表面的第一光射線角度分佈透過該光萃取構件的第一主要表面來萃取光；以及第二光萃取元件，其在該光萃取構件的第一主要表面處，該第二光萃取元件係配置以萃取從該平板光導所接收的光，該第二光萃取元件以遠離該第二主要表面的第二光射線角度分佈透過該光萃取構件的第二主要表面來萃取光，並主要地相對於該第二主要表面的一視角範圍內。
31. 根據申請專利範圍第30項的光萃取構件，其中該第一光射線角度分佈主要地包括相對於該第一主要表面的低角度的射線角度。
32. 根據申請專利範圍第30項的光萃取構件，其中比起該第一光射線角度分佈是垂直於該第一主要表面，該第二光射線角度分佈主要地更接近垂直於該第二主要表面。
33. 根據申請專利範圍第30項的光萃取構件，其中該第一光萃取元件包括微光學元件，並且該第二光萃取元件包括反射元件。
34. 根據申請專利範圍第30項的光萃取構件，其中該反射元件包括一漫射的表面。
35. 根據申請專利範圍第30項的光萃取構件，其中該第 一萃取元件和該第二光萃取元件是彼此整合，並且該微光學元件係配置以透過該第一主要表面來萃取光，並透過該第二主要表面來萃取光。
36. 根據申請專利範圍第30項的光萃取構件，其中該光萃取構件以一薄膜來實現。