照明条、照明系统、面板支撑元件和模块化面板系统的制作方法_2

文档序号:8531704阅读:来源:国知局
应该理解的是,附图仅仅是示意性且并未按照比例绘制。也应该理解的是,全部附图中相同的附图标记用于指示相同或类似的部件。
[0031]图1示意性地描绘包括其中放置了顶发射LED的散射腔32的平面波导30的已知布置。散射腔32在YZ平面中具有出射窗口以使得由腔内LED发射的光仅能够在X方向出射,如散射图案34所指示的。平面波导30的底表面通常包括光提取图案以从波导30提取所发射的光。然而,在该布置中,被提取的光具有朗伯(Lambertian)分布,其具有低程度的准直,使得不得不使用诸如微透镜光学板的相对较厚的辅助光学元件以生成具有足够方向性的期望的束形状。
[0032]根据本发明的方面,已经通过提供照明条而解决了该问题,所述照明条包括具有锥形或楔形形状的部分的光学波导以使得光学波导可以像棱镜一样起作用。固态照明元件布置在光学波导中,以在照明条的长度方向上通过光学波导而发光。因为光学波导在垂直于所发射的光的传播方向的方向上(即,在照明条的宽度方向上)而成锥形,所以可以迫使传播的光在锥形部分的薄端部处以高度的准直而离开光学波导,以使得波导可以与薄的辅助光学元件组合以创建期望的束形状。由于成锥形的程度(例如,楔形光学波导的薄边缘的厚度)影响离开光学波导的光的准直程度,所以成锥形的程度可以根据由照明条实现的期望的准直程度而变化。
[0033]这样的光导布置的实施例被示意性地描绘在图2中。锥形光导120包括其中放置了诸如LED的顶发射固态照明元件110的散射腔112。散射腔112包括两个出射窗口,在散射腔112内散射的光可以通过出射窗口在垂直于锥形光导120的成锥形方向的方向上离开散射腔112,如图2中虚线箭头所指示。这样的散射腔112可以例如通过在光学波导120中形成任何合适形状的孔(例如,矩形孔)并且在这些孔内定位散射腔112而实现。因为其锥形或楔形形状,所以光学波导120包括厚边缘122和薄边缘124。在本申请的上下文中,关于边缘122和124的术语厚和薄仅仅用于指示边缘122比边缘124更厚,并且不应从这些相对性术语的使用而作出进一步的推断。
[0034]散射图案130提供在光学波导120的侧表面上以将由固态照明元件110发射的光重定向至光学波导120的薄边缘124,使得光以准直的方式在楔形或锥形方向上自光学波导120被耦合。如之前所解释的,可以根据期望的准直程度而选择薄边缘的厚度。可以设计散射或重定向图案130以模仿例如如在W02012/131636中所公开的那样的在光学波导120旁侧的固态照明的周期性图案,以确保从光学波导120的均匀光输出。这样的合适的重定向图案的定义本身是公知的,并且为了简明起见不再进一步详细解释。可以以任何合适的方式实现这样的散射图案130。特别优选的是高度散射的涂料点的图案,因为这样的涂料点可以易于应用于任何合适的图案中。
[0035]在图2中,光学波导120包括单个锥形部分。应该理解的是,这仅是借由非限制性示例的方式。例如,可以提供包括这样的锥形部分的配对的光学波导120,如分别在图3和图4中所示。在图3中,相应的锥形部分的薄边缘124相互面对,在该情形中具有高程度的准直的光主要从光学波导120的中心发射。这也具有以下优点:相对的固态照明元件110相互相对远的移开,这以相对大的PCB为代价简化了照明条100的热管理。
[0036]在图4中,相应的锥形部分的厚边缘122相互面对,在该情形中光主要从光学波导120的边缘发射。尽管从该照明条100发射的光通常不及从图3中的照明条发射的光准直,但是该实施例具有以下优点:固态照明元件110可以在照明条100的中心部分附近相互紧密靠近而放置,因此减小了固态照明元件100安装在其上的PCB的所需面积,这减小了照明条100的成本。此外,光学波导120的薄边缘的放置促进了更薄的照明条100,这在一些应用中可以美学上更令人愉悦。
[0037]当使用这样的双楔形设计时,可以有利的是,在照明条的设计中包括诸如镜面反射器的反射性元件以使得反射性元件位于光学波导120的未暴露表面之上,S卩非锥形表面从光学波导120的厚边缘122延伸至薄边缘124,这提升以垂直于光学波导120平面的方向从光学波导120发射的束,并且减小了通过光学波导120的非有意发射光的表面的光损失。如果需要的话,照明条100可以进一步包括在其发射表面之上的重定向箔片,以重定向所发射的光。这样的重定向箔片本身是已知的,这样仅为了简明起见不对其进一步详细解释。
[0038]图5示意性地描绘包括如图3中所示波导布置的发光体或照明条100。图5 (a)给出了包括用于光学波导120的反射性外壳140的侧视图,图5(b)给出了其中示出了光学波导120中固态照明元件110的分布的顶视图,为了明晰起见已经从其中省略了反射性外壳140,图5(c)描绘被施加在光学波导120的楔形部分的厚边缘122上的散射涂料图案130,以及图5(d)描绘发光体100的计算得到的发光度,由此明显的是,可以实现如箭头所示的高度准直的、强烈和均匀的输出。
[0039]此时注意的是,包括一个或多个锥形部分的光学波导120的效率与这样的锥形部分的厚边缘122的高度相关联。增大的厚度改进了光学波导120的效率。在图5中,选择了 2mm的厚度,估算其具有约70%的效率。
[0040]图5的照明条100的输出束的方向性在图6中更详细示出。如图6中可见,通过将锥形光学波导120与被布置成在光学波导120长度方向上以及因此在发光体100长度方向上生成光的固态照明元件110组合可以创建高度方向性的输出束。注意,为了完整性,光学波导120的方向通常对应于发光体100的宽度方向。
[0041]此时,注意,根据本发明的发光体或照明条100也可以实现为不具有散射腔。图7和图8示出这样的替代性实施例的示例。在图7中,产生白光的固态元件110放置在锥形光学波导120的相对端部处以使得光学波导120在其长度方向上分隔产生白光的固态元件110。应该理解的是,尽管图7描绘其中示出了两个产生白光的固态元件110的实施例,但是可以省略产生白光的固态元件110中的一个而并未脱离本发明的教导。
[0042]替代于产生白光的固态元件110,如图8中所示,可以使用产生不同的颜色的固态元件IlOa-C的群组。不同的颜色可以组合以产生白光,例如,产生红光的固态照明元件110a,产生绿光的固态照明元件IlOb以及产生蓝光的固态照明元件110c。替代性地,不同的颜色可以组合以产生彩色(即,非白)光。使用不同数目的固态照明元件的不同的颜色组合当然是同样地可行的。
[0043]而且,尽管图8描绘了在照明条100的长度方向上的相对端部处的产生不同的颜色的固态元件IlOa-C的两个群组,但是可以省略一个群组而并未脱离本发明的教导。
[0044]此外,应该理解的是,尽管图7和图8描绘了其中光学波导120包括单个锥形部分的实施例,但是当然同样地可行的是,提供包含诸如图3和图4中所示锥形部分的配对的光学波导,其中散射腔112中的固态照明元件110被替换为如图7和图8中所示的产生白光或彩色的固态照明元件。
[0045]图9示出了照明条100的实施例,其特别适用于改装目的。照明条100被装配至例如架子或碗橱的底表面,或者替代性地被装配至诸如悬挂吊顶的模块化面板系统的面板支撑元件210的暴露表面。面板支撑元件210仅借由非限制性示例的方式是T形的。照明条100包括外壳140 (外壳包括底表面142,底表面包括光出射窗口 144),面向T形面板支撑元件210的顶表面148,以及在外壳150长度方向上从底表面152延伸至顶表面158的侧表面156。辅助光学元件160,例如重定向箔片、束成形元件或者眩光减少元件可以被装配,例如被固定在光出射窗口 144之上,其中光学波导120位于顶表面158与辅助光学元件160之间。固态照明元件110布置在光学波导120中以使得它们在照明条100的长度方向上发光,如之前所解释的。
[0046]外壳140的材料可以是柔性的,例如由塑料材料制成。外壳140可以在内侧上是反射性的以最大化照明条100的光输出。可以使用任何合适的反射性材料。外壳140的材料可以是反射性的,或者外壳150的内表面可以涂敷有反射性材料。此外,反射
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