Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN101529291A - 平薄的基于led的发光体 - Google Patents

平薄的基于led的发光体 Download PDF

Info

Publication number
CN101529291A
CN101529291A CN200780038689.5A CN200780038689A CN101529291A CN 101529291 A CN101529291 A CN 101529291A CN 200780038689 A CN200780038689 A CN 200780038689A CN 101529291 A CN101529291 A CN 101529291A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reflective surface
luminaire
light
front surface
optical plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200780038689.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101529291B (zh
Inventor
M·C·J·M·维森伯格
W·L·伊泽曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Priority claimed from PCT/IB2007/054165 external-priority patent/WO2008047284A2/en
Publication of CN101529291A publication Critical patent/CN101529291A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101529291B publication Critical patent/CN101529291B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)

Abstract

提供了一种发光设备，其包括光导板(100)和至少一个发光二极管(110)。相互间隔的反射性表面元件(103，103’)阵列布置在所述后表面(102)与所述前表面(103)之间。反射性表面元件(103，103’)相对于所述后表面(101)和前表面(102)是非平行的，并且具有面向所述前表面(102)的前侧(104)和面向所述后表面(101)的后侧(105)。反射性表面元件(103)的后表面(105)面向相邻的反射性表面元件(103’)的前表面(104)。至少一个发光二极管(110)布置用于发射光进入两个相邻的所述反射性表面元件(103，103’)之间的区域(111)。因为反射性表面元件位于光导内，所以光导板的后表面和前表面二者都可以制得平坦。该平坦的表面可以容易地保持清洁，免受灰尘和污垢。

Description

平薄的基于LED的发光体
技术领域
本发明涉及一种包括至少一个发光二极管和光导板的发光设备。本发明还涉及这样的光导板本身以及一种包括至少一个这样的发光设备的发光体(luminary)。
背景技术
特别地，如果应用于例如办公室或专业环境，发光体应当满足几个要求。第一，光源应该具有足够长的寿命。传统的发光体通常基于荧光管，其具有相对有限的寿命。在典型的办公室环境中，管本身需要每6000小时更换一次。这相当于每2年更换一次，这增加了所有权的成本。
第二，发光体的光输出应该对灰尘和其他污垢具有鲁棒性(robust)。聚集灰尘的发光体将变得更低效，因为污垢阻挡光。由于清洁发光体是昂贵的事情，所以其设计应该对灰尘和污垢具有鲁棒性。
第三，发光体应该满足防眩目的要求(即，统一的眩光率应该足够小)。该防眩要求意味着，发光体不应该显示任何亮点。特别地，如果在倾斜角度下观看发光体，不应该存在亮点。
在US6241358中公开了现有技术的发光体，其描述了一种包括一组串联布置的光导块的照明面板，其中分离的荧光管为每一个光导块提供光。来自荧光管的光传送到相应的光导块，在其中进行散布，以及通过光导块的输出表面进行传送。然而，如上所述，荧光管具有有限的寿命并且更换昂贵。而且，在现有技术的发光体中，单个荧光管的故障对照明面板的照明能力和来自照明面板的光均匀性具有强烈的负面影响。因此，当管中一个出现故障时，必需立刻更换这个出故障的管。
而且，根据’358专利的发光体的锯齿形背面可能易于收集大量的灰尘和污垢，并且清洁相当复杂。
此外，荧光管发射恒定的光谱，这限制了这种照明面板的颜色变化能力。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服现有技术的问题，并且提供一种具有长寿命、抵抗灰尘和污垢并且能够发射可变颜色的光的发光设备。
本发明人已经发现，上述目的可以通过根据所附权利要求的发光设备来实现。因此，在第一方面，本发明涉及包括光导板和至少一个发光二极管的发光设备。
光导板包括后表面、相对的前表面和布置在所述后表面与所述前表面之间的相互间隔的反射性表面元件的阵列。
反射性表面元件相对于所述前表面和所述后表面是非平行的，从而每一个反射性表面元件具有面向所述前表面的前侧和面向所述后表面的后侧。反射性表面元件进一步地布置成：一个反射性表面元件的后侧面向相邻的反射性表面元件的前侧。
至少一个发光二极管布置用于发射进入在两个相邻的所述反射性表面元件之间的区域的光。
来自LED的光将接收进入光导板，并且将在所述光经光导板的前表面离开光导板之前，散布在光导板中。光将通过两个相邻反射性表面元件之间的通道以及这在两个元件的上的反射而从光导板的后表面引向前表面。
由于光导的前表面与反射性表面元件的前侧形成角度，光最终将以低于用于全内反射的临界角的角度入射到前表面上，并且将耦合到光导板之外。
因为反射性表面元件位于光导内，所以光导板的后表面和前表面二者都可以制得平坦。该平坦表面可以容易地保持清洁，免受灰尘和污垢。使用发光二极管作为主光源是有利的，因为它们具有长寿命。因此，维修间隔将延长，从而导致所有权的更低成本。
而且，发光二极管能够发射饱和颜色的光，从而使发光设备产生具有高颜色可变性的光。
在本发明的实施例中，反射性表面元件与所述前表面分离。
当反射性表面元件与光导的前表面分离(即，没有连接)时，在前表面和反射性表面元件之间留下开口、间隙。因此，来自LED、在其入射到前表面时没有耦合到光导板之外(例如，由于入射角超过了用于全内反射的临界角)的光可以反射进入另一(相邻)对的反射性表面元件之间的区域。
在本发明的实施例中，反射性表面元件基本上相互共面。
为了获得来自具有本质上为矩形形状的本发明发光设备的本质上均匀的光，优选的是：反射性表面元件是平行的或共面的，从而以相同的方式引导来自LED上每一个元件的光。
在本发明的实施例中，至少一部分所述反射性表面元件可以包括在其所述前侧与所述后侧之间的槽。
在反射性表面元件的前与后侧之间的槽(slit)使得全内反射在这些元件上发生。这将提高光的利用率，因为反射可以在没有任何光吸收的情况下发生。
在本发明的实施例中，镜子可以布置在一个或者多个所述反射性表面元件的所述前侧与所述后侧处，或者布置在所述反射性表面元件的所述前侧与所述后侧之间。
对于光导板的设计，其中相当一部分入射到反射性表面元件的前侧和/或后侧上的光低于入射的临界角，镜子可以布置成：该光又反射回两个相邻的反射性表面元件之间的间隔内。
在本发明的实施例中，至少一个所述发光二极管可以布置在位于所述两个相邻的反射性表面元件之间的所述后表面中的凹槽内。
为了使整个发光设备具有本质上平坦的后表面，发光二极管可以布置在光导板后侧中的凹槽内。这提供了机械鲁棒性设计，因为LED很少遭受机械磨损和撕裂。而且，LED可以易于物理地固定在光导中，这可以避免对分离的、在其上典型地布置有LED的PCB电路板的需要。替代地，LED可以通过简单且便宜的电力布线连接到设备的后侧。
在本发明的实施例中，所述至少一个发光二极管可以与所述光导板光学接触。
当LED与光导材料光学接触时，提高了光的利用效率，因为与当LED位于距光导材料一定距离的地方处、和/或不与光导材料光学接触时相比，由LED发射的较大部分(基本上为全部)的光耦合进入光导。然而，光将以相对于所接收光通常方向直到90°的角展度(angular spread)接收进入光导板，并且因此在光导中将不由全内反射来引导。光导板中的反射性表面元件将在沿着他们延伸部分的方向提供所需的准直。
在本发明的实施例中，所述至少一个发光二极管可以模制到在所述两个相邻的反射性表面元件之间的所述光导板中。
当发光二极管模制到光导内时，他们可以通过光导板来物理地固定，并且可以本质上不暴露在周围环境中，从而提供了容易保持清洁的、非常鲁棒性的设计。
而且，通过将LED模制到光导板内，LED变成与光导板光学接触。
在本发明的实施例中，反射性表面可以布置在所述后表面处。
在光导板中传播的光可以以低于用于全内反射的临界角的角度入射到后表面上，并且因此可以经后表面从光导耦合出来。这通常是不想要的，并且反射性表面可以用在光导板的后侧上，以便于将这种向外耦合的光反射回光导，用于经其前表面最终向外耦合。
在本发明的实施例中，多于一个的发光二极管可以发射进入在两个相邻的反射性表面元件之间的单个区域的光。
布置用于发射进入单个的这种区域的光的多个LED可以共同形成扩展的光源。这种扩展的光源在所述多个LED中的一个或多个LED发生故障的情况下将不会完全不工作，因为相邻LED仍然会处于运行中。因此，这产生了用于发光设备的鲁棒性设计。
而且，不同颜色的多个LED(典型地是可独立寻址的)可以用在这种单个区域中，以便于提供颜色可变的发光设备。
在本发明的实施例中，反射性表面元件可以形成与所述前和后表面大约1°到大约20°的角度。角度设定成：获得准直的理想程度。
当该角度在大约1°与大约20°之间(优选地为2°与10°之间)时，来自每一个发光二极管的光散布在光导中，以便光在对应于几对相邻反射表面元件的位置处、从光导的前表面向外耦合，从而来自这种发光设备的光将在整个光导板上非常均匀。
在本发明的实施例中，至少一个准直器(collimator)可以在两个相邻的反射性表面元件之间的区域中形成，所述准直器布置在发射进入所述间隔的光的发光二极管之间的光路中，并且用于至少在所述光导的平面中、且垂直于第一方向的方向上准直光，反射性表面元件的阵列在所述方向上延伸。
光导中的反射性表面元件将本质上不在垂直于所述第一方向的方向上提供任何光的准直。通过将准直器布置在相邻的反射性表面之间的区域中，使得光导中的光在光导的平面中、且垂直于反射性表面元件阵列的延伸部分的方向上准直，从光导板出射的光将在该方向上准直。这种准直器典型地是漏斗形的。
在本发明的实施例中，至少两个准直器可以在所述两个相邻的表面元件之间的间隔中并排形成，其中所述两个准直器由开放性空隙分离。
当准直器由光导板材料制成，并且相邻准直器之间的间隔由开放性空隙形成时，全内反射可能在准直器的光导材料与开放性空隙之间的分界面。因此，更少损失的反射可以在这些分界面中发生，从而提高了设备的光利用效率。
在本发明的实施例中，重定向箔可以布置在所述光导的所述前表面，所述重定向箔具有面向所述前表面的棱镜面的表面。
在第二方面，同样，本发明还涉及一种如上所述的光导板。
附图说明
现在将参照示出本发明当前优选实施例的附图来更详细地描述本发明的这个和其他方面。
图1a示出本发明的发光设备的一个实施例。
图1b示出图1a的细节。
图1c用透视图示出图1a的实施例。
图2示出本发明的发光设备的另一个实施例。
具体实施方式
本发明在一个方面涉及一种发光设备，其包括至少一个光导板和至少一个布置用于发射光进入光导板的发光二极管。在另一个方面，本发明涉及这种光导板本身。虽然下面的实施例描述了一种发光设备，但是关于在已经描述的发光设备中的光导板的所有细节也适用于本发明的光导板方面。
在图1a-c中示出了本发明的发光设备的典型实施例，并且所述发光设备包括光导板100和多个发光二极管110。
光导板100是至少部分地透射的(例如，半透明乃至透明)，并且例如由透明材料(比如，光学透明玻璃、陶瓷或塑料材料)制成。PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和聚碳酸酯是合适的塑料材料的实例。
光导板100是基本上平坦的板，其具有面向发光设备内部的后表面101和面向设备的观察者的前表面102。
在光导板100中，布置了多个相互间隔开的反射性表面元件103。阵列在光导板100的平面中沿着方向L延伸。
典型地，反射性表面元件103表示平坦且相对比较薄(即，与光导板的厚度相比较薄)的表面。
如图1c所见，反射性表面元件103在光导板100的平面中垂直于阵列方向L的方向上延伸。而且，反射性表面元件103连接到后表面101，但在该实施例中其与前表面102分离。因此，反射性表面元件从光导板的后表面开始向里延伸，但不完全到达前表面。因此，在光导板100的厚度的方向上(即，从后表面到前表面)，光导板被分为两个部分：朝向后表面101的下半部分，其中，设置有反射性表面元件103；以及朝向前表面102的上半部分，其中，没有设置这种反射性表面元件103。
反射性表面元件103进一步地相对于板的前和后表面是不平行的，从而元件具有面向光导板100前表面102的前侧104，以及面向光导板100后表面101的后侧105，并且元件布置成：一个元件103的后侧105面向相邻元件103’的前侧104。
反射性表面元件103的阵列可以是典型地在线性(例如，矩形)光导板中的线性阵列。在这种线性阵列中，反射性表面元件103典型地相互基本上共面。然而，本发明不限于此，并且阵列可以是比如用于圆形光导板中的圆形阵列(在该情况下，阵列的方向L沿着圆形光导的周边)。可替代地，反射性表面元件103与光导的前和后表面之间的角可以在不同表面元件103之间变化。
发光二极管110布置成发射进入在两个相邻的反射性表面元件103、103’之间所形成的区域111中的光，从而区域111位于一个元件103的后表面105与两个元件中另一个103’的前表面104之间。
进入该区域111的所接收光通过在反射性元件103、103’中至少一个上的反射、和/或可选地通过在位于所述区域的后表面101部分上的反射、或者通过直接传到前表面而没有反射来朝向光导的前表面102传播。
区域111在反射性表面元件103与光导板100的后表面101之间形成第一楔形部分。该第一楔形部分在光导板的高度方向上准直光。
在反射性表面元件103与光导板的后表面101之间的该楔形部分用来沿着方向L从小于用于TIR(全内反射)的临界角的角度(相对于前表面102)到大于用于TIR的临界角的角度(这可以发生在LED与光导光学接触时，或当LED光没有沿着方向L瞄准时)来准直任何光。因此，通过该第一楔形部分将光捕获进入光导。
区域111的剩余部分在相邻的反射性表面元件103’与前表面102之间形成相对的第二楔形。该第二楔形去准直(de-collimate)光，并使得光在表面102处从光导中泄漏出，而不是准直。
以低于全内反射(TIR)的临界角的角度入射到光导板100的前表面102上的光耦合到光导板之外。然而，从LED发出的一部分光将以高于TIR的临界角的角度入射到前表面上，并且因此将朝向光导板的后表面反射。
在当前描述的实施例中，由于在前表面102与反射性表面元件103之间存在间隙，(即，上述顶部)，所以来自一个LED的光(最初在一对相邻的反射性表面元件103、103’之间的某一区域111中经过)可以在前表面上反射进入另一个在另一对反射性表面元件103、103’之间形成的区域111’。
在前表面102上反射回光导板内的光最终将在反射性表面的前侧104上再一次朝向前表面102反射。由于反射性表面元件103的前侧104朝向前表面102形成角度，所以在表面102上的后续入射角将不同于先前的入射角，并且光将在光导中传播，直到它最终耦合到光导之外。
在前表面与反射性表面元件之间的开口(opening)允许来自一个LED的光散布在大部分光导上。
反射性表面元件可以包括反射镜107，以实现反射，或者可以如对图1a详述的图1b所示，可选地包括在元件103的前侧104与后侧105之间的槽(slot)。
这种槽106(即，从反射性表面元件的前侧到后侧的距离)应当典型地基本上比在波导中传播的光的波长更宽。而且，这种槽106典型地是空的(空气)或填充有具有基本上低于光导板材料折射率的折射率的材料。因此，在反射性表面元件103的侧104、105上允许全内反射，从而产生显著地损失更少的反射。
反射镜107可以布置在槽106内，比如在表面元件的前侧或后侧之间或在其中之一上，从而反射以低于全内反射的临界角的入射角入射到反射性表面元件上的光。
每一个发光二极管(LED)110布置用于发射进入两个相邻的反射性表面103、103’之间的区域111中的光。LED 110可以布置在光导板100的后表面101上或发射到光导板100的后表面101上。典型地，LED容纳在布置于后表面101中的凹槽109内，或者模制到光导板的后表面101内。
通过将LED 110模制到光导100内，LED与光导光学接触，并且光有效地耦合进入光导。
如图1c所示，多个(两个或更多)LED110、110’可以布置用于发射光进入在两个相邻反射性表面元件103、103’之间的相同单个区域111中。这两个或更多个LED110、110’并排布置，以形成沿着光导平面中的延伸部分、并垂直于反射性表面元件103、103’阵列的延伸部分L延伸的行。LED110、110’的行可以用作延伸的线性光源。
LED110、110’的行可以包括发射不同颜色光的LED。例如，这种行可以包括一个或多个组(每一组包括比如红色、绿色和蓝色LED)，用于形成颜色可变的发光设备。
所有类型的LED都可以用在本发明的发光设备中，所述LED包括但不限于侧发光和顶发光LED、基于无机、有机和聚合的LED、以及发射在光的可见、UV和IR波长范围内的光的LED。
与LED的电连接和热连接可以经底侧101或经反射器103。LED还可以安装在反射性表面元件103上，并且随后一起模制到光导板100中。
一些光可以无意地经光导板后表面101耦合出光导板。反射性表面108可以布置在后表面101的后侧，以便于将这些光反射回光导板，从而提高光的利用效率。
该表面108可以含有用于到LED的电气布线或热接触的孔。
沿着元件阵列的延伸部分L计算的两个相邻反射性表面元件103、103’之间的距离(即，阵列的间距)典型地为大约一厘米或数厘米，比如从大约0.5到30cm，典型地为从1到10cm。
对于当前所使用的低功率LED，大约1-2cm的这种间距，以及对于当前所使用的高功率LED，大约3-6cm的这种间距，已经证明是有用的。然而，随着LED效率和流明/封装(package)的增加，该间距将来也可以增加。
沿着阵列的延伸部分L，间距可以是恒定的，或者可以替换地变化。
光导板的厚度(即，从其后表面到前表面的距离)一般为大约数毫米，比如从大约1到大约20mm，典型地从大约2到大约10mm。然而，厚度取决于LED的高度和反射性表面元件的间距。LED变得越小，将便于光导越薄。另一方面，每封装的光量增加，并且由此间距可能增加。因此，厚度既可以比上述厚度更小、又可以比其更大。
一般，反射性表面元件的高度(沿着板的厚度计算)为板厚度的大约10％到100％(即，从后表面到前表面)，典型地为从大约30％到大约70％。
当反射性表面元件103从后表面101完全延伸(100％)到前表面102时，将不会混合来自布置在相邻区域111、111’中的LED的光，而仅仅混合来自布置在相同间隔中的LED的光。
光导100的前表面102与反射性表面元件103的前侧104之间的角度一般地为大约几度，比如从大约2°到大约20°，典型地在从大约4°到大约10°的范围内。
一般地，更小的角度提供更好的准直。然而，如果给定LED的高度(例如，当LED模制到光导板的后表面内时)和间距，那么当角度太小时，LED将不再适合在反射性表面元件与光导板的后表面之间。在示出了好结果的一个典型实施例中，反射性表面元件的阵列间距是1.85cm，光导板的厚度是3mm，反射性表面元件延伸到2mm的高度(66.7％)，并且反射性表面元件与光导板的前表面之间的角度为6°。
典型地，沿着阵列方向L计算的反射性表面元件103的延伸部分，大约与沿着相同方向计算的两个相邻反射性表面元件的距离(即间距)相同。然而，该延伸部分可以略大于间距(从而产生重叠的反射性表面元件)，或者可以可替代地略小于该间距。
光导板的上述设计在光导板的平面内、且垂直于反射性表面元件103阵列的延伸部分L的方向上不产生任何显著的准直。
因此，在本发明的发光设备的第二典型实施例中，如图2所示，用于在该方向上准直光的准直器220并入光导板的设计中。
准直器220布置在LED 110之前(即，在LED与光导板的前表面之间的光路中，并且在两个相邻的反射性表面元件(103，103’)之间的间隔(space)中。
准直器由反射性表面元件103的后侧105、光导板的后表面101以及由从光导板的后表面101延伸到反射性表面元件的后侧105的侧壁221所限制。
准直器220是漏斗形(funnel shaped)的，从而侧壁221之间的距离随着到LED的距离而增加。侧壁221典型地是反射性的。
当准直器220中的光在其侧壁221上反射时，在光导的平面中、且垂直于反射性表面元件103阵列的延伸部分L的方向上，光的角展度减少，即，在该方向上准直光。
典型地，多个(多于一个)准直器220、220’在两个相邻反射性表面元件103、103’之间的相同区域111中并排地相邻设置，以准直来自分离的LED110、110’的光或来自分离的LED组的光。
形成侧壁221的一种方式是布置分离相邻准直器220、220’的空隙(void)222。空隙222应该是空的(空气、真空、其他气体)或填充有具有基本上低于光导板材料折射率的折射率的材料。随后，侧壁221形成为光导材料与空隙220之间的分界面，并且因此，全内反射可能在侧壁221上，从而在这些表面上导致显著地损失更少的反射。
除了提供非常高效的反射之外，准直器220、220’可以容易地在注模(injection-molding)步骤中形成。
可替代地，镜面可以模制到光导板材料内，以形成侧壁221。
将这种准直器220引入到光导板的设计产生了发光设备，其提供在光导板的平面中所有方向上被准直的光。
对于本领域的技术人员将显而易见的是，来自如图1和2所示的发光设备的光，典型地将以相对于前表面102的法线明显的角度、经其前表面102离开光导板进入外界环境。
例如，这样的发光设备在其悬挂在墙上时可以很好地适合用于照亮天花板，或在布置在天花板上时用于照亮墙壁，以及还用于在其中需要从前表面法线发射出光的其他目的。
然而，在某些应用中，期望的是，将离开光导板的光进行重定向，例如以获得具有在或接近于光导板前表面的法线的主方向的光。
因此，在本发明的实施例中，并且如图1a所示，重定向片300可以布置在前表面102处，以接收经前表面102离开光导板100的光，以便于重定向该光的主方向(main direction)。
这样的重定向片300的一个实例包括半透明材料(即，塑料、陶瓷或玻璃)片，其具有面向光导板100前表面102的棱柱曲面301。
在实施例中，棱柱曲面301包括一列相互平行的突起(protrusion)302。为了高效率，突起302有利地基本上平行于光导板100的反射性表面元件103。
典型地，突起302具有三角形截面，有在20°到70°范围中(优选地为40°)的顶角。突起302一般地以明显小于反射性表面元件103间距的间距(两个相邻突起之间的距离)形成。典型地，突起302的间距在大约50到500μm的范围内。
突起302可以进一步地相对于前表面102的法线不对称，以便于将来自光导板的光引导进入沿着前表面法线的平均方向(mean direction)。对于不对称的突起302，突起的中心线与前表面102的法线不平行。
本发明的发光设备和光导板可以用在适当的任何应用中。非限制性的典型领域的使用包括：在用于通常照明应用(如在家庭、办公室、汽车等等)和用于显示设备的背光照明的发光体中使用，或者用作通常照明应用(如在家庭、办公室、汽车等等)的和显示设备的背光照明的发光体。例如，这样的发光体可以包括一个或多个本发明的发光设备。

Claims (17)

1.一种发光设备，包括光导板(100)和至少一个发光二极管(110)，所述板(100)包括后表面(101)、相对的前表面(102)和布置在所述后表面(102)与所述前表面(103)之间的多个相互间隔开的反射性表面元件(103，103’)的阵列，其中
所述反射性表面元件(103，103’)相对于所述后表面(101)和前表面(102)是非平行的，并且具有面向所述前表面(102)的前侧(104)和面向所述后表面(101)的后侧(105)，
反射性表面元件(103)的后表面(105)面向相邻反射性表面元件(103’)的前表面(104)，以及
所述至少一个发光二极管(110)布置成发射光进入两个相邻的所述反射性表面(103，103’)之间的区域(111)中。
2.根据权利要求1的发光设备，其中所述反射性表面元件(103，103’)与所述前表面(102)分离。
3.根据权利要求1或2的发光设备，其中所述反射性表面元件(103，103’)是相互共面的。
4.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中至少一个所述反射性表面元件(103)包括：在其所述前侧(104)与所述后侧(105)之间的槽(106)。
5.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中在所述反射性表面元件(103，103’)的所述前表面(104)和所述后表面(105)的一个或多个处，或布置在所述前表面(104)和所述后表面(105)之间，布置有镜子(107)。
6.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中所述至少一个发光二极管布置在位于所述两个相邻的反射性表面元件(103，103’)之间的所述后表面(101)中的凹槽(109)内。
7.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中所述至少一个发光二极管(110)与所述光导板(100)光学接触。
8.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中所述至少一个发光二极管(110)模制到在所述两个相邻的反射性表面元件(103，103’)之间的所述光导板(100)内。
9.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中反射性表面(108)布置在所述后表面(101)处。
10.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中多于一个发光二极管(110，110’)发射光进入两个相邻的反射性表面元件(103，103’)之间的单个间隔中。
11.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中所述反射性表面元件(103，103’)的前侧(104)与所述前表面(102)形成在从1°到20°的范围内的角度。
12.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中至少一个准直器(220)在两个相邻的反射性表面元件(103，103’)之间的间隔中形成，所述准直器(220)布置在发射进入所述间隔中的光的发光二极管(110)之间的光路中，并且用于至少在所述光导的平面中、且垂直于第一方向(L)的方向上准直光，所述反射性表面元件(103，103’)的阵列在该第一方向上延伸。
13.根据权利要求12的发光设备，其中所述准直器(220)是漏斗形的。
14.根据权利要求12或13的发光设备，其中在所述两个相邻表面元件(103，103’)之间的所述区域(111)中并排形成至少两个准直器(220，220’)，并且其中所述两个准直器(220，220’)由开放性空隙(222)分离。
15.根据前述权利要求中任意一项的发光设备，其中重定向箔(300)布置在所述光导的所述前表面处，所述重定向箔具有面向所述前表面(102)的棱镜面的表面(301)。
16.一种光导板(100)，其包括后表面(101)、相对的前表面(102)和布置在所述后表面(102)与所述前表面(103)之间的相互间隔的反射性表面元件(103，103’)阵列，其中
所述反射性表面元件(103，103’)相对于所述后表面(101)和前表面(102)是非平行的，并且具有面向所述前表面(102)的前侧(104)和面向所述后表面(101)的后侧(105)，以及
反射性表面元件(103)的后表面(105)面向相邻反射性表面元件(103’)的前表面(104)。
17.一种发光体，其包括至少一个根据权利要求1至15中任意一项的发光设备。
CN200780038689.5A 2006-10-16 2007-10-12 平薄的基于led的发光体 Expired - Fee Related CN101529291B (zh)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06122321.0 2006-10-16
EP06122321 2006-10-16
EP07100360.2 2007-01-11
EP07100360 2007-01-11
EP07100361 2007-01-11
EP07100359.4 2007-01-11
EP07100359 2007-01-11
EP07100361.0 2007-01-11
EP07101366 2007-01-30
EP07101366.8 2007-01-30
PCT/IB2007/054165 WO2008047284A2 (en) 2006-10-16 2007-10-12 Flat and thin led-based luminary

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101529291A true CN101529291A (zh) 2009-09-09
CN101529291B CN101529291B (zh) 2013-03-27

Family

ID=39028443

Family Applications (7)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800384762A Active CN101529156B (zh) 2006-10-16 2007-10-09 照明设备
CN2007800386448A Active CN101529290B (zh) 2006-10-16 2007-10-11 具有覆盖层的照明器布置
CN2007800385303A Active CN101529157B (zh) 2006-10-16 2007-10-12 发光二极管照明装置
CN2007800386541A Expired - Fee Related CN101529159B (zh) 2006-10-16 2007-10-12 发光二极管照明装置
CN200780038689.5A Expired - Fee Related CN101529291B (zh) 2006-10-16 2007-10-12 平薄的基于led的发光体
CN2007800386344A Expired - Fee Related CN101529158B (zh) 2006-10-16 2007-10-12 照明装置
CNA2007800385750A Pending CN101529289A (zh) 2006-10-16 2007-10-12 具有led的照明器

Family Applications Before (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800384762A Active CN101529156B (zh) 2006-10-16 2007-10-09 照明设备
CN2007800386448A Active CN101529290B (zh) 2006-10-16 2007-10-11 具有覆盖层的照明器布置
CN2007800385303A Active CN101529157B (zh) 2006-10-16 2007-10-12 发光二极管照明装置
CN2007800386541A Expired - Fee Related CN101529159B (zh) 2006-10-16 2007-10-12 发光二极管照明装置

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800386344A Expired - Fee Related CN101529158B (zh) 2006-10-16 2007-10-12 照明装置
CNA2007800385750A Pending CN101529289A (zh) 2006-10-16 2007-10-12 具有led的照明器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8129731B2 (zh)
EP (1) EP2082165A1 (zh)
JP (1) JP5394243B2 (zh)
CN (7) CN101529156B (zh)
TW (1) TWI437190B (zh)
WO (1) WO2008047283A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101749601B (zh) * 2010-01-08 2011-12-07 友达光电股份有限公司 背光模块及具有其的显示器
CN104613389A (zh) * 2015-03-02 2015-05-13 深圳市华星光电技术有限公司 背光模组及具有该背光模组的液晶显示装置
CN105487150A (zh) * 2016-01-06 2016-04-13 利亚德光电股份有限公司 反射面罩及具有其的led显示装置
CN109154720A (zh) * 2016-05-18 2019-01-04 鲁姆斯有限公司 头戴式成像设备
CN109196273A (zh) * 2016-05-12 2019-01-11 亮锐控股有限公司 具有光导的照明布置
CN109506199A (zh) * 2017-09-12 2019-03-22 法雷奥照明公司 产生均匀照射的小厚度照明装置
CN113432376A (zh) * 2020-03-18 2021-09-24 Bsh家用电器有限公司 具有用于处理空间的发光体的家用器具

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8393774B2 (en) * 2008-05-22 2013-03-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Luminaire kit and method
GB2464916B (en) * 2008-10-21 2013-07-31 Iti Scotland Ltd Light Guides
TWI596406B (zh) * 2009-03-05 2017-08-21 Ｉｔｉ蘇格蘭有限公司 光導元件
EP2404202B1 (en) * 2009-03-05 2016-08-10 Design LED Products Limited Light guides
US20120163022A1 (en) * 2009-06-11 2012-06-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination apparatus
DE102009051188A1 (de) * 2009-10-29 2011-05-19 Siemens Aktiengesellschaft Lichtsignalgeber und Lichtempfänger für einen optischen Sensor
WO2011067719A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Transparent emissive window element
ES2556581T3 (es) 2011-07-20 2016-01-19 Koninklijke Philips N.V. Un sistema de iluminación para proporcionar una apariencia de luz diurna y una luminaria
US9347642B2 (en) 2011-09-07 2016-05-24 Terralux, Inc. Faceted optics for illumination devices
US9805630B2 (en) 2012-03-09 2017-10-31 Apple Inc. Light guide structures for display backlights
WO2013134017A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Apple Inc. Backlight structures and backlight assemblies for electronic device displays
CN102878488B (zh) * 2012-09-10 2015-08-19 浙江宝兰电气有限公司 一种全向型led灯
CN104620041B (zh) * 2012-09-13 2016-09-21 三菱电机株式会社 面光源装置以及使用该面光源装置的显示装置
US9470406B2 (en) 2012-09-24 2016-10-18 Terralux, Inc. Variable-beam light source and related methods
US9869432B2 (en) 2013-01-30 2018-01-16 Cree, Inc. Luminaires using waveguide bodies and optical elements
US9581751B2 (en) 2013-01-30 2017-02-28 Cree, Inc. Optical waveguide and lamp including same
US9690029B2 (en) 2013-01-30 2017-06-27 Cree, Inc. Optical waveguides and luminaires incorporating same
US9291320B2 (en) 2013-01-30 2016-03-22 Cree, Inc. Consolidated troffer
US9442243B2 (en) 2013-01-30 2016-09-13 Cree, Inc. Waveguide bodies including redirection features and methods of producing same
US9625638B2 (en) 2013-03-15 2017-04-18 Cree, Inc. Optical waveguide body
US9366396B2 (en) 2013-01-30 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide and lamp including same
US10502899B2 (en) * 2013-03-15 2019-12-10 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire
US10209429B2 (en) 2013-03-15 2019-02-19 Cree, Inc. Luminaire with selectable luminous intensity pattern
US9366799B2 (en) 2013-03-15 2016-06-14 Cree, Inc. Optical waveguide bodies and luminaires utilizing same
US9798072B2 (en) 2013-03-15 2017-10-24 Cree, Inc. Optical element and method of forming an optical element
US10379278B2 (en) * 2013-03-15 2019-08-13 Ideal Industries Lighting Llc Outdoor and/or enclosed structure LED luminaire outdoor and/or enclosed structure LED luminaire having outward illumination
US10436970B2 (en) 2013-03-15 2019-10-08 Ideal Industries Lighting Llc Shaped optical waveguide bodies
US9920901B2 (en) 2013-03-15 2018-03-20 Cree, Inc. LED lensing arrangement
US10400984B2 (en) 2013-03-15 2019-09-03 Cree, Inc. LED light fixture and unitary optic member therefor
WO2015006478A1 (en) 2013-07-09 2015-01-15 Terralux, Inc. Variable-beam light source and related methods
CN103557445A (zh) * 2013-08-26 2014-02-05 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 侧边发射半导体发光器件、背光模组及面发光光源
US10072819B2 (en) 2014-10-02 2018-09-11 Ledvance Llc Light source for uniform illumination of a surface
US10036535B2 (en) 2014-11-03 2018-07-31 Ledvance Llc Illumination device with adjustable curved reflector portions
US10405388B2 (en) 2014-12-11 2019-09-03 Ledvance Llc Variable-beam light source with mixing chamber
US10416377B2 (en) 2016-05-06 2019-09-17 Cree, Inc. Luminaire with controllable light emission
US11719882B2 (en) 2016-05-06 2023-08-08 Ideal Industries Lighting Llc Waveguide-based light sources with dynamic beam shaping
WO2019178678A1 (en) * 2018-03-19 2019-09-26 Terra Firma Innovations Inc. Photovoltaic microcell array with multi-stage concentrating optics
US10687478B2 (en) 2018-09-21 2020-06-23 Austin Rouse Optimized LED lighting array for horticultural applications
CN114267761B (zh) * 2021-12-22 2023-10-20 广东中图半导体科技股份有限公司 一种用于led生长的复合图形化衬底、外延片和制备方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4929866A (en) * 1987-11-17 1990-05-29 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Light emitting diode lamp
JPH09186825A (ja) * 1996-01-08 1997-07-15 Canon Inc 照明装置およびこれを有する情報処理装置
US5838403A (en) * 1996-02-14 1998-11-17 Physical Optics Corporation Liquid crystal display system with internally reflecting waveguide for backlighting and non-Lambertian diffusing
JPH11283424A (ja) * 1997-09-30 1999-10-15 Sanyo Electric Co Ltd 照明装置
JP4262368B2 (ja) * 1999-09-22 2009-05-13 株式会社日立製作所 照明装置、及びこれを用いた表示装置
JP2001312916A (ja) * 2000-02-24 2001-11-09 Sony Corp 面光源装置
JP2002184231A (ja) * 2000-12-13 2002-06-28 Fujitsu Ltd 照明装置
JP2003076287A (ja) * 2001-09-04 2003-03-14 Sony Corp バックライト装置
US6663262B2 (en) * 2001-09-10 2003-12-16 3M Innovative Properties Company Backlighting transmissive displays
JP2004111189A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Asahi Matsushita Electric Works Ltd 導光板装置
US6880948B2 (en) 2002-12-16 2005-04-19 Zeolux Corporation Illuminant and method
JP2004206916A (ja) 2002-12-24 2004-07-22 Yoshihiro Sakai 面状光源
JP4161713B2 (ja) * 2002-12-27 2008-10-08 カシオ計算機株式会社 面状照明装置
CN1297849C (zh) * 2003-02-19 2007-01-31 明基电通股份有限公司 发光二极管背光模块
US7182480B2 (en) 2003-03-05 2007-02-27 Tir Systems Ltd. System and method for manipulating illumination created by an array of light emitting devices
WO2005031883A1 (ja) * 2003-09-29 2005-04-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 線状光源装置及びその製造方法、並びに、面発光装置
US7086754B2 (en) 2003-10-31 2006-08-08 Brocade Communications Systems, Inc. Light reflector and barrier for light emitting diodes
JP2005203225A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Nippon Leiz Co Ltd 導光体および平面発光装置
CN1721756A (zh) * 2004-06-17 2006-01-18 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司 高密度发光二极管阵列
WO2006016327A2 (en) 2004-08-06 2006-02-16 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Led light system
EP1794640B1 (en) 2004-09-24 2014-02-26 Koninklijke Philips N.V. Illumination system
EP1640756A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-29 Barco N.V. Methods and systems for illuminating
US7125147B2 (en) 2004-11-18 2006-10-24 Waring Patrick S Method and apparatus for directing light from a light source
US7311431B2 (en) * 2005-04-01 2007-12-25 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Light-emitting apparatus having a plurality of adjacent, overlapping light-guide plates
BRPI0717788B1 (pt) * 2006-10-16 2018-08-28 Koninl Philips Electronics Nv arranjo de luminária para prover um fluxo luminoso em uma direção alvejada
PL2082167T3 (pl) * 2006-10-16 2017-08-31 Philips Lighting Holding B.V. Urządzenie oświetlające diodą emitującą światło
EP2132480A2 (en) * 2007-03-29 2009-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. A general illumination system and an illuminaire

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101749601B (zh) * 2010-01-08 2011-12-07 友达光电股份有限公司 背光模块及具有其的显示器
CN104613389A (zh) * 2015-03-02 2015-05-13 深圳市华星光电技术有限公司 背光模组及具有该背光模组的液晶显示装置
CN105487150A (zh) * 2016-01-06 2016-04-13 利亚德光电股份有限公司 反射面罩及具有其的led显示装置
EP3206057A1 (en) * 2016-01-06 2017-08-16 Leyard Optoelectronic Co., Ltd Reflecting face mask and led display device having the same
CN109196273A (zh) * 2016-05-12 2019-01-11 亮锐控股有限公司 具有光导的照明布置
CN109154720A (zh) * 2016-05-18 2019-01-04 鲁姆斯有限公司 头戴式成像设备
CN109506199A (zh) * 2017-09-12 2019-03-22 法雷奥照明公司 产生均匀照射的小厚度照明装置
CN109506199B (zh) * 2017-09-12 2022-03-11 法雷奥照明公司 产生均匀照射的小厚度照明装置
CN113432376A (zh) * 2020-03-18 2021-09-24 Bsh家用电器有限公司 具有用于处理空间的发光体的家用器具

Also Published As

Publication number Publication date
CN101529156B (zh) 2012-03-21
CN101529289A (zh) 2009-09-09
CN101529290A (zh) 2009-09-09
CN101529159B (zh) 2011-11-16
CN101529157B (zh) 2011-04-06
CN101529290B (zh) 2012-07-18
JP2010507190A (ja) 2010-03-04
TWI437190B (zh) 2014-05-11
CN101529158A (zh) 2009-09-09
CN101529156A (zh) 2009-09-09
CN101529157A (zh) 2009-09-09
CN101529159A (zh) 2009-09-09
EP2082165A1 (en) 2009-07-29
TW200834010A (en) 2008-08-16
JP5394243B2 (ja) 2014-01-22
WO2008047283A1 (en) 2008-04-24
CN101529291B (zh) 2013-03-27
US8129731B2 (en) 2012-03-06
CN101529158B (zh) 2012-09-05
US20100065860A1 (en) 2010-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101529291B (zh) 平薄的基于led的发光体
US8511878B2 (en) Flat and thin LED-based luminary
CN102410452B (zh) 照明模块及包括该照明模块的照明装置
KR101028201B1 (ko) 렌즈 및 이를 구비한 조명 유닛
KR101345566B1 (ko) 양면 조명용 ｌｅｄ 렌즈와 ｌｅｄ 모듈 및 이를 이용한ｌｅｄ 양면 조명장치
CN101558352B (zh) 照明系统和包括照明系统的显示器
US6486790B1 (en) White-LED luminous signalling device
US20110090688A1 (en) Illumination device with overlapping illumination area
TW201219910A (en) Light source and backlight module having the same
CN101517754A (zh) 提供准直光的基于led的平薄照明设备
CN103836411A (zh) 照明装置
EP2589853B1 (en) LED lighting module and lighting device comprised thereof
CN102455459B (zh) 能够调整光源的光学膜板
US20150042891A1 (en) Illumination apparatus, and liquid crystal display apparatus and television receiver apparatus provided with same
CN101725899A (zh) 照明装置
KR101502047B1 (ko) 엘이디 평판조명모듈
KR20120138301A (ko) 광반도체 기반 면조명 장치
CN101936478B (zh) Led点光源装置
KR101171349B1 (ko) Ｌｅｄ 경광등 모듈
US20190154235A1 (en) Light emitting diode replacement for a fluorescent lamp
JP2008234876A (ja) 照明装置
CN101446661A (zh) 正发光led导光膜组件
JP2004302028A (ja) 表示装置および誘導灯装置
WO2009053887A2 (en) Illumination system
US20200271294A1 (en) Lighting device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130327

Termination date: 20141012

EXPY Termination of patent right or utility model