CN103392137A - 光准直器和包含这种光准直器的照明单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光准直器（1），包括：（a）具有波导纵向轴线（101）、波导长度（wl）、波导宽度（ww）以及波导高度（wh）的延长的光波导（100）；波导高度（wh）由第一波导表面（151）和第二波导表面（152）之间的高度来限定，波导（100）具有波导长度（wl）和波导宽度（ww）的长宽比wl/ww＞1；波导（100）包括多个延长腔（110）；每个腔（110）包括腔纵向轴线（111）、腔长度（cl）、腔宽度（cw）以及腔高度（ch）；每个腔具有腔长度（cl）和腔宽度（cw）的长宽比cl/cw＞1，其中，多个腔（110）的腔纵向轴线（111）垂直于波导纵向轴线（101）；以及（b）与第二波导表面相邻的漫反射层（200）。本发明还提供一种使用这种准直器（1）的照明单元（2）。

Description

光准直器和包含这种光准直器的照明单元

技术领域

本发明涉及一种光准直器和包含这种光准直器的照明单元。

背景技术

线性发光装置在现有技术中是已知的。US-2008/0002421例如描述了一种线性发光设备，其包括光源、光源的光从其一端侧引入的线性光导构件，以及其还包括沿着线性光导构件的纵向轴线连续延伸的突出部分。在突出部分的上表面，形成多个光扩展和反射部分，每个以给定间隔遍布在上表面的整个宽度上。

该文档还描述了：在突出部分的上表面上，形成光扩展和反射部分。光扩展和反射部分可以通过施加或印制扩展和反射涂料，或者通过实施例如拉延操作的光扩展和反射工序，或者通过粘结光扩展和反射带来形成。当光扩展和反射部分通过印制来形成时，可以使用丙烯酸体系涂料，环氧体系涂料、聚氨酯体系涂料等等。每个光扩展和反射部分被形成使得它遍布在突出部分的上表面的整个宽度上。也就是，每个光扩展和反射部分以如下方式来形成：它从突起部分的上表面的两侧中的一侧连续地延伸到另一侧，两侧都平行于突起部分的纵向轴线。光扩展和反射部分在突起部分的纵向轴线方向上以给定间隔来形成。例如，光扩展和反射部分被分别地形成使得光扩展和反射部分的距离越远，其密度越高。

发明内容

用于一般照明的照明设备常常具有受限光束。在高角度（大约65°或者更高）处的光对人可以是直接或者间接（例如，通过经由显示器的反射）可见。该直接光具有高密度并且因此它可能是令人讨厌的。对于办公室环境特别是这样。

光导通常用于光扩展。LED的光耦合进入光导。一旦在光导中，光在有限的体积中传播，直到其由一些装置提取。与光导一起使用的提取装置通常是涂料点。当光撞击涂料时，光基本上以郎伯方式来散射。

与现有技术相关联的问题可能是如何减少高角度时的密度以及如何（从延长的光导）提取光而不妨碍光在光导内侧的传播的平均方向。

提取装置在延长的光导中的问题可能是：它们与在光导中的光相互作用常常导致光导侧面上的漏光。考虑例如涂料点。假定通过涂料点朗伯散射，人们可以估计大约一半光将具有相对于散射表面的法线45°的入射角。该光将基本上被耦合出去。散射光的其它部分可以再被分成两部分。第一部分将平均地沿着或者背离延长方向发射；该部分将保持在光导中被引导。第二部分将主要平均地垂直于延长方向发射。该光将基本上离开延长的光导。总体上说，当使用涂料点时，大约25%将在错误的方向上离开延长的光导。

因此，本发明的一方面提供一种可替代的延长的光准直器，以及包括这种光准直器的可替代的照明单元，其优选地进一步至少部分地消除一个或者多个上述的缺陷。

此处，提出了一种特定的光准直器，其基于延长的光波导。波导特别地是侧光式（edge-lit），特别地，经由延长的波导的端头（或者光入耦合面）。光波导用于散布光和使光更均匀。通过在光导中形成孔，可以从光导提取光。当（可选地）将类似于干涉堆叠或者棱镜箔的成角度反射层用在孔上时，它将大角度入射反射回到光导中，同时透射小角度入射。

通过使用延长孔，令人惊讶地显现：它可以减少该光泄漏，因为它最大的可能是：在孔中的光将经由孔的长侧面进入光导。

进一步显现的是：与光出射面的对立面相邻的漫反射层是有益的。

因此，在第一方面，本发明提供一种光准直器（此处也指示为“准直器”），包括：（a）具有波导纵向轴线的延长的光波导（此处也简单地指示为“波导”或者“光导”），延长的光波导具有波导长度（wl）、波导宽度（ww）以及波导高度（wh），波导高度（wh）由第一波导表面（此处也指示为“光出射”）和第二波导表面之间的高度来限定，延长的光波导（100）具有波导长度（wl）和波导宽度（ww）的长宽比wl/ww＞1，特别地≥2，例如≥5，像≥10，以及优选地，波导长度（wl）和波导高度（wh）的长高比wl/wh＞1，特别地≥2，例如≥5，甚至更特别地≥10，例如≥20，或者甚至≥50，延长的光波导包括多个延长腔，其中，每个腔包括腔纵向轴线、腔长度（cl）、腔宽度（cw）以及腔高度（ch），每个腔具有腔长度（cl）和腔宽度（cw）的长宽比cl/cw＞1，特别地≥2，例如特别地≥3，例如，cl/cw≥10，其中，多个腔的腔纵向轴线垂直于波导纵向轴线，以及（b）与第二波导表面相邻的漫反射层。

似乎利用这种准直器，当光从边缘（或者边缘表面）并且基本上平行于纵向轴线耦合进入波导时，准直光将从第一表面耦合出来。这特别地是由于以下事实：腔被布置成垂直于光传播通过波导的主方向（正如从光源所看出的），并且由于存在与第二波导表面相邻的漫反射层，其允许从第一表面（或者更精确地，在远离第一表面的方向上）优先地耦合出来。光源的光可以因而经由前端（和/或后端）耦合进入延长的波导并且基本上平行于延长的波导的纵向轴线行进。

因此，鉴于现有技术的解决方案提供未准直的向外耦合光，此处，从波导耦合出来的光被准直。如果需要，另外的准直可以利用附加的准直器层（还见下文）来获得。利用本发明的准直器，可以基本上减少强光，并且因而将相当一部分向外耦合的光维持在相对于向外耦合表面的法线具有65°或者更小的角度的圆锥体内。从波导向外耦合光特别地垂直于第一面（即，垂直于延长的波导）。

此处，术语延长的轴线特别地与平行于最长表面（此处为第一表面和第二表面）的轴线相关，其到第一表面和第二表面具有相等的距离。此外，它可以是垂直于部分边缘表面的轴线。此外，它可以具有到边缘表面的相对部分相等的距离。

准直器（更特别地，波导）特别是（薄的）长条或者平板。通常，波导将基本上比宽度更长，以及基本上比高度更长，即，薄的矩形长方体。因此，波导被指示为延长的光波导。波导具有第一表面（出耦合或者出射表面）和相对的第二表面。通常，这两个表面将彼此平行。这两个表面之间的距离还限定波导的高度。

波导的延长还可以由以下事实来指示：波导具有波导长度（wl）和波导宽度（ww）的长宽比wl/ww＞1，甚至更特别地wl/ww≥2，像≥5，例如≥10，还甚至更特别地wl/ww≥20。例如，2≤wl/ww≤500。

事实上，这可以相似地应用到波导长度和波导高度之间的长高比，其在实施例中可以是wl/wh＞1，特别地，wl/wh≥2，像≥5，例如≥10，还甚至更特别地wl/wh≥20，例如甚至≥50。例如，10≤wl/wh≤500。特别地，wl/wh≥10，例如≥20。

如上所指示的，波导可以具有（薄的）矩形长方体（例如，薄的长条）的形状。因此，波导宽度将通常大于波导高度。因此，在一个实施例中，波导宽度和波导高度可以具有宽高比ww/wh＞1，特别地ww/wh≥2，例如≥5，特别地ww/wh≥10，还甚至更特别地ww/wh≥20。例如，2≤ww/wh≤100。

特别地，本发明提供延长的光波导的一个实施例，其具有波导长度和波导宽度的长宽比wl/ww≥2，特别地≥10，波导长度和波导高度的长高比wl/wh≥2，特别地≥20，以及波导宽度和波导高度的宽高比ww/wh≥2，特别地≥10。利用wl/ww≥10、wl/wh≥20、ww/wh≥10建立的演示给出了好的结果。

如以上所指示的，由于存在腔，一方面光被保持在波导中，并且另一方面，当光从波导耦合出来时可以以准直的方式耦合出来。以此方式，可以解决例如以上所指示的现有技术中的问题。

在一个实施例中，延长的光波导包括至少5个延长腔，特别地至少10个延长腔。

在一个实施例中，延长的光波导包括至少10个延长腔并且沿着波导纵向轴线每20cm至少1个腔，特别地，沿着纵向轴线每10cm至少1个腔。例如，具有100cm的长度的延长的波导可以包括19个腔（大约每5cm一个腔）。

如果需要，腔的尺寸和/或腔的密度可以随着波导改变。这例如对于向外耦合的光的均匀性是有益的。例如，当更接近光源（光入耦合表面）时，腔（特别地，腔长度）可以更小，以及当更下游（即，更远离光源）时，腔（特别地，腔长度）可以更大。同样地，利用增加到光源（或者光入耦合表面）的距离，腔密度可以增加。术语腔密度可以与每波导容积的腔容积有关。该密度可以随着波导改变。

在一个特定的实施例中，延长的腔具有腔长度（cl）和腔宽度（cw）的长宽比cl/cw≥2，特别地≥3，腔长度和腔高度（ch）的长高比cl/ch≥2，以及腔宽度和腔高度的宽高比cw/ch≥0.2，例如≥0.5，像0.2≤cw/ch≤4。

在一个实施例中，腔高度和波导高度的比例是ch/wh≥0.5，优选地，ch/wh≥0.8。假如腔高度和波导高度的比例是ch/wh=1，则腔是通孔。

腔可以是通孔，即，从第一表面到第二表面，但是，腔还可以是盲孔，其可以仅仅具有到第一和第二表面中一个的一个开口。事实上，腔还可以是“双盲”，即，由波导（材料）完全封闭。因此，相对于波导高度，延长腔是从由盲孔和通孔所构成的组中来选择。因此，在一个实施例中，腔是通孔。正如对本领域普通技术人员是清楚的，波导可以包括一种类型的腔，但是也可以包括多个不同类型的腔。

相对于波导宽度，腔长度可以更小，即，不是从边缘的一个部分到边缘的相对部分的孔。因此，腔可以具有腔长度和波导宽度的比例cl/ww＜1。特别地，该比例可以是0.001≤cl/ww＜1，特别地，0.01≤cl/ww＜1，像例如0.1≤cl/ww≤0.95。同样，该比例可以随着波导改变，并且例如随着距离光入耦合表面的距离增加而增加。

腔的形状可以例如是矩形的或者椭圆形的。特别地，在延长的光波导的平面中，延长腔具有从由椭圆形形状和矩形形状所构成的组中选择的横截面形状。特别地，好的准直结果和/或光提取可以在腔具有矩形长方体形状时获得。腔可以具有相同的形状和尺寸，但是如上所指示，波导还可以包括多个不同类型的腔。例如，在波导平面中具有正方形横截面的腔也被模拟，但是，具有这种腔的波导明显地给出了相对于矩形或者椭圆形横截面的差的准直。

在腔具有腔宽度和波导高度的比例在0.1≤cw/wh≤10，优选地，0.5≤cw/wh≤3的范围中时，可以获得进一步特别好的准直和/或光提取。当比例太小时，光提取可能变得太低；当比例太高时，准直属性可能减弱。

在一个特定的实施例中，延长的光波导（100）的波导长度（wl）和波导宽度（ww）的长宽比是wl/ww≥5，并且腔（110）具有腔长度（cl）和腔宽度（cw）的长宽比是cl/cw≥2，特别地，cl/cw≥2。

模拟已经示出了：以上值可以提供最好的结果。例如，似乎利用cl/cw≥3，获得了足够的结果，以及利用≥15，获得甚至更好的结果（减少大约6倍的损失）。此外，似乎cw/ch优选地等于或者大于0.5以及等于或者小于3。

特别地，延长的光波导具有矩形长方体形状，并且每个腔具有矩形长方体形状（具有垂直于第一波导表面和第二波导表面的边缘（或者边缘表面））。因此，以此方式，矩形长方体形状的腔被布置成垂直于长方体形状的波导的纵向轴线。

如上所指示的，波导可以包括与第二波导表面相邻的漫反射层。短语“与第二波导表面相邻”以及相似的短语可以暗示：这种层与（第二）表面接触，但是它也可以暗示：在（第二）表面和该层之间存在非零的距离。例如，相邻可以暗示在2mm的距离之内，例如，在1mm的距离之内，或者甚至更近，例如，物理接触。

在一个特定的实施例中，层（此处为漫反射层）与第二表面接触。通常，这个层将与基本上整个（第二）表面接触（还见下文）。与第二表面相邻的漫反射层特别地被配置成有助于：从延长的波导耦合出光本质上是经由第一表面（即，在远离第一表面的方向上）。

除了与第二表面相邻的漫反射层之外，可以提供另外的反射层，特别地与波导的边缘（边缘表面）相邻（除了用于光源光的入口或者入耦合的边缘的部分之外）。这种反射层（特别地，这种边缘反射层）可以在一个实施例中是镜面反射层；在另一个实施例中，这种边缘反射层可以是漫反射层。因此，光准直器可以包括边缘表面，其中，光准直器还包括部分边缘表面处的（镜面）反射层。而且，这种反射层可以布置成与边缘表面相邻（包括相邻和物理接触）。

可以希望的是，进一步地准直远离第一表面而行进的光。因此，在一个实施例中，光准直器还包括与第一波导表面相邻的准直器层。这种准直器层可以例如包括：干涉堆叠和微透镜光学（MLO）层中的一个或者多个。

可替代地或者附加地，准直器层包括1D棱镜箔。因此，在一个特定的实施例中，准直器层包括棱镜箔，其中，棱镜箔包括多个延长棱镜，其中，每个延长棱镜包括棱镜纵向轴线，以及其中，棱镜纵向轴线优选地平行于波导纵向轴线。令人惊讶的是，在其中棱镜纵向轴线垂直于波导纵向轴线的实施例也提供了令人满意的结果。

光准直器可以特别地被配置成抑制从第一表面以大于65°的角度所漏出的辐射。光准直器可以因而用来减少强光和/或提供薄的照明单元（还见下文）。

通常，反射层和可选的准直器层将比较薄。因此，光准直器的尺寸可以基本上与延长的波导的尺寸相同。特别地，以上被限定用于延长的波导的长度、宽度和高度的比例也可以应用到光准直器。因此，在一个特定的实施例中，光准直器是准直器平板，例如，长条。

光源可以是任何光源。然而，特别地固态光源（固态LED）可能是令人感兴趣的，这是因为它们的尺寸。以此方式，可以使用非常薄的光准直器并且可以获得非常薄的照明单元（也见下文）。此外，术语“光源”还可以指的是多个光源。光源将用于延长的光波导的边缘照明。

在另一方面，本发明提供一种照明单元，包括：被配置成提供光源光的光源，以及如本文所限定的光准直器，其中，光源被布置成在平行于波导纵向轴线的方向向光准直器的边缘表面提供光源光。

通常，光源将以如下方式来布置：由光源所生成的光束的光学轴线平行于延长的波导的纵向轴线。如果仅仅使用一个光源，光源将优选地以如下方式来布置：由光源所产生的光束的光学轴线与波导的纵向轴线一致。同样，可以应用被布置成彼此相对的两个光源，每个光源布置成向边缘表面的相对部分提供光源光。同样在这种结构中，光源可以以如下方式来布置：来自光源的光束的光学轴线与波导的纵向轴线一致。正如以上所指示的，术语光源还可以指的是多个光源。

照明单元还可以包括多个光源和多个延长的波导。每个延长的波导可以被配置成充当具有一个或者多个附随光源的光准直器，正如本文所指示的。

利用本发明，薄的照明单元可以设置有低的或者可以忽略的强光。该照明单元可以被应用在例如办公室、商店、接待区域（例如，旅馆、饭店、医院、等等）。例如，照明单元可以应用作为嵌入的不引人注目的光源（例如，将照明集成到天花板网格中）。

此处术语“基本上”（例如，在“基本上所有的发射”中或者在“基本上由……组成”中）将由本领域普通技术人员来理解。术语“基本上”还可以包括具有“整个地”、“完全”、“全部”等等的实施例。因此，在实施例中，形容词基本上也可以被去除。当可应用时，术语“基本上”还可以指的是90%或者更高，例如，95%或者更高，特别地99%或者更高，甚至更特别地99.5%或者更高，包括100%。术语“包括”还包括在其中术语“包括”意味着“由……构成”的实施例。垂直特别地指示90°（但是一些公差在±5°以内（即，85-95°），特别地在±2°以内）在实施例中是可以接受的。

此处，术语“上游”和“下游”指的是相对于来自光生成装置（此处，特别地是光源）的光的传播的项或者特征的布置，其中，相对于来自光生成装置的光束内部的第一位置，在光束中更接近光生成装置的第二位置是“上游”，并且在光束内部更远离光生成装置的第三位置是“下游”。

而且，在说明书中和在权利要求中的术语第一、第二、第三、等等用于相似元件之间的区分并且不必用于描述顺序或者按照时间顺序。要理解的是，如此使用的术语在合适的环境下是可互换的，并且此处所描述的本发明的实施例能够以不同于本文所描述或者图示的其它顺序运行。

本文的设备是在运行过程中所描述的其它设备之内。正如对于本领域普通技术人员将清楚的是：本发明不限于运行的方法或者运行中的设备。

要指出的是：以上所提及的实施例说明而不是限制本发明，并且本领域普通技术人员将能够设计许多可替代的实施例，而不脱离所附权利要求的范围。在权利要求中，放置在括号之间的任何附图标记将不解释为限制权利要求。使用动词“包括”和其词形变化不排除存在不同于权利要求中所陈述的元件或者步骤。元件前面的不定冠词“一”不排除存在多个这种元件。本发明可以借助于包括若干个不同元件的硬件或者借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干个可以由一个或者相同项的硬件来包含。在相互不同的从属权利要求中提及某些措施的仅有事实不指示这些措施的结合不能被使用以受益。

本发明还应用到一种设备，其包括一个或者多个在说明书中所描述的和/或在附图中所示出的特有特征。

附图说明

现在将参考所附的示意图仅仅通过示例来描述本发明的实施例，在附图中，相应的附图标记指示相应的部分，并且其中：

图1a-1c示意性地描绘了光准直器的一些实施例，其中，延长的波导具有准直属性；

图2a-2b示意性地描绘了本发明的一些方面；

图3a-3c示意性地描绘了在延长的波导中的腔的一些方面；

图4示意性地描绘了光准直器的实施例；以及

图5a-5d示意性地描绘了照明单元的一些实施例。

图不必是按比例的。

具体实施方式

图1a示意性地描绘了根据本发明的光准直器1的顶视图。因为在该图中，未描绘漫反射层（“在波导下面”），所以该图实际上“仅仅”描绘了延长的波导100。图1b是准直器1的侧视图，其明显地示出了延长的波导100和漫反射层200。

延长的光波导100具有波导纵向轴线101，其利用虚线（具有长度wl）来指示。延长的光波导100（以及此处还有纵向轴线）具有波导长度wl，波导宽度ww和波导高度wh（也见图1b）。

延长的波导100包括第一波导表面151和第二波导表面152。这些表面在图1b中分别被指示为顶和底表面。波导高度wh由第一波导表面151和第二波导表面152之间的高度来限定。

正如可以从图1a-1b中可以看出的，延长的光波导100可以具有长宽比wl/ww＞1，例如，≥10。此外，延长的波导可以具有宽高比ww/wh＞1。因此，延长的波导100可以特别地是长条（strip）或者平板。

延长的光波导100包括多个延长腔110。每个腔110包括腔纵向轴线111（具有长度cl）。此外，每个腔110具有腔长度cl、腔宽度cw和腔高度ch。此外，每个腔（独立地）具有cl/cw＞1（例如，≥3）的长宽比。

多个腔110的腔纵向轴线111垂直于波导纵向轴线101。此处，经由示例，示意性地描绘了5个腔。腔具有边缘113。波导100具有边缘153，其在该实施例中包括四个面，也指示为边缘表面。

正如以上所指示的，光准直器还包括与第二波导表面152相邻的漫反射层200。该漫反射层200可以与第二表面200接触，并且可以基本上具有与第二表面200相同的尺寸。

特别地，腔高度（ch）和波导高度（wh）的比例是ch/wh≥0.5，优选地，ch/wh≥0.8。

图1c（侧视图）示意性地描绘了一个实施例，其中，光准直器1还包括与第一波导表面151相邻的准直器层300。该准直器层300可以接触（例如，附着到）第一表面151 （进一步地还见图4）。

图2a-2b示意性地描绘了本发明的一些原理。光导/波导100用于扩展入耦合光401并且使入耦合光401更均匀。通过形成腔110，例如，光导100中的（矩形或者椭圆形）孔，人们可以从光导100提取光（利用标记5来指示）。该光被准直。当进一步地将类似于干涉堆叠或者棱镜箔的成角度反射层用在孔的顶部上时（以下也在图4看出），作为与第一波导表面151相邻的可选准直器层300，它可以进一步地减少强光并将大角度的入射反射回到光导100中，同时透射小角度的入射。

图2b，光导100的顶视图示出了作为腔110的矩形孔。与作为出耦合装置的涂料点相比较，人们可以（相对于例如作为出耦合装置的涂料点）利用本发明减少漏光，因为更可能的是：孔里的光将经由孔的长侧面进入光导。对于长的延长孔，在错误方向离开光导的光部分大约等于cw/cl，其中，cw是腔（此处为孔）的宽度以及cl是孔的长度并且cl＞cw。特别地，cl/cw≥10。例如，与使用涂料点时大约漏光25%相比，在cl/cw≥15时的漏光是大约3%。

优选地，腔具有腔宽度cw和波导高度wh的比例为0.1≤cw/wh≤10，例如≤4，优选地0.5≤cw/wh≤3。

图3a-3c示意性地描绘了腔110的一些方面。图3a（侧视图）示出了：相对于波导高度wh，延长腔110是从由盲孔和通孔构成的组中所选择的。左边，示出了通孔，其中，ch=wh，以及其中，腔110在第一表面151和第二表面152中创建了开口；在中间，腔被示出具有ch＜wh，但是其中，一个腔开口在第一表面151和第二表面152中的一个中（此处，第一表面151）；以及在右边，示意性地描绘了双盲孔，其中，ch＜wh，以及其中，腔110在第一表面151中和第二表面152中没有开口。

图3b（侧视图）示意性地描绘实施例，其中，不是腔110的所有边都具有直角。在左边，腔110示出具有有着相对于第一表面或者第二表面不等于90°的角度的一些边缘。优选地，腔边缘和第一表面或者第二表面之间的最小角度在90°±5°的范围内。在右边，腔110的实施例被示出具有弯曲的边。优选地，曲率小。此处，示出了在垂直于第一表面151和/或第二表面152的平面中的横截面。

图3c在顶视图中示意性地描绘了波导100的实施例。在左边，腔110具有矩形的横截面。在中间的腔110具有椭圆形横截面以及在右边的腔110具有混合的矩形/椭圆形横截面。此处，示出了平行于第一表面151和/或第二表面152的平面中的横截面。因此，示出了实施例，其中，在延长的光波导100的平面中，腔110具有从由椭圆形形状和矩形形状构成的组中所选择的横截面形状。根据模拟，可以推断：这种形状可以给出最好的准直结果。

如上所指示的，光准直器1可以进一步地包括与第一波导表面151相邻的准直器层300。特别地，如图4中所示出的，准直器层300可以包括棱镜箔，其中，棱镜箔包括多个延长的棱镜310，其中，每个延长的棱镜310包括棱镜纵向轴线311。为了最好的准直结果，棱镜纵向轴线311与波导纵向轴线101平行，尽管也可以应用垂直的布置。在该（先前的）方式中，棱镜的1D方向与波导纵向轴线101平行。准直器层300的其它（附加的）选择是干涉堆叠和微透镜光学层。

图4还示出了：纵向轴线101可以与平行于最长表面（此处为第一表面151和第二表面152）的轴线相关，其到第一表面151和第二表面152具有相等的距离。此外，它可以是垂直于部分边缘表面的轴线。此外，它到边缘表面的相对部分（此处为侧边缘（或者纵向边缘））可以具有相等的距离。

图5a和5b分别示意性地描绘了根据本发明的照明单元2的实施例的顶视图和侧视图。为了理解，未示出腔。

参考图5a，在左侧，示出了光源400，其以光束提供光源光402。光束具有光学轴线401，其在本实施例中（借助于仅有一个光源400的示例）被配置成与纵向轴线101平行且基本上与纵向轴线101一致。用来将光源光402耦合进入波导的边缘153的一部分利用标记160来指示，即，光入耦合表面。此外，附加的反射器可以被应用与没有光入耦合的那些部分处的边缘153相邻。这些反射器利用标记250来指示。此处，波导100是矩形长方体，并且所有的侧边缘设置有反射器250，其可以与边缘或者边缘表面153物理接触。

图5b示意性地描绘了照明单元2的实施例的侧视图，其中，光源光402经由边缘153（此处为入耦合表面160）耦合进入波导100，并且在远离第一表面151的方向从波导100耦合出来。腔110未被示出，但是在远离第一表面151方向从波导100漏出的光5被准直，并且还可以进一步地由可选的准直器层300来准直。

图5c示意性地描绘了一个实施例，其中，腔尺寸随着波导100变化。越接近光源400，腔长度cl越小，而在更远离光源400的距离处，腔110的长度cl增加。这种结构可以增加出耦合的均匀性。

图5d示意性地描绘了与以上实施例相似的一个实施例，但是，现在腔110的密度随着远离光源400的距离增加而增加。而且，这可以具有与图5c中相同的目的。

强光角度利用θ来指示。优选地，大部分出耦合光（outcoupled light）在具有对法线65°或者更小的角度的圆锥体内，虽然这对于每个应用可以不是必要的。通过控制本文指示的比例，特别是cw/wh，人们可以控制准直。此外，准直器层300的存在可以用来（进一步地）准直出耦合光5（即，照明单元光）。

Claims (15)

1.一种光准直器（1），包括：（a）具有波导纵向轴线（101）的延长的光波导（100），延长的光波导具有波导长度（wl），波导宽度（ww）以及波导高度（wh），波导高度（wh）由第一波导表面（151）和第二波导表面（152）之间的高度来限定，延长的光波导（100）具有波导长度（wl）和波导宽度（ww）的长宽比wl/ww＞1，延长的光波导（100）包括多个延长腔（110），其中，每个腔（110）包括腔纵向轴线（111）、腔长度（cl）、腔宽度（cw）和腔高度（ch），每个腔具有腔长度（cl）和腔宽度（cw）的长宽比cl/cw＞1，其中，多个腔（110）的腔纵向轴线（111）垂直于波导纵向轴线（101），以及（b）与第二波导表面（152）相邻的漫反射层（200）。

2.根据权利要求1的光准直器（1），其中，延长的光波导（100）的波导长度（wl）和波导宽度（ww）的长宽比wl/ww≥5，并且其中，腔（110）具有腔长度（cl）和腔宽度（cw）的长宽比cl/cw≥2。

3.根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1），其中，延长的光波导（100）包括至少10个延长腔（110）。

4.根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1），其中，相对于波导高度（wh），延长腔（110）是通孔。

5.根据权利要求4的光准直器（1）延长的光波导（100），其中，腔高度（ch）和波导高度（wh）的比例是ch/wh≥0.5，优选地ch/wh≥0.8。

6.根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1）延长的光波导（100），其中，在延长的光波导（100）的平面中，延长腔（110）具有从由椭圆形形状和矩形形状所构成的组中选择的横截面形状。

7.根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1），还包括：与第一波导表面（151）相邻的准直器层（300）。

8.根据权利要求7的光准直器（1），其中，准直器层（300）包括棱镜箔，其中，棱镜箔包括多个延长棱镜（310），其中，每个延长棱镜（310）包括棱镜纵向轴线（311），以及其中，棱镜纵向轴线平行于波导纵向轴线（101）。

9.根据权利要求7-8中任何一项的光准直器（1），其中，准直器层（300）包括干涉堆叠和微透镜光学层中的一个或者多个。

10.根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1），其中，腔具有在0.1≤cw/wh≤10的范围中的腔宽度（cw）和波导高度（wh）的比例。

11.根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1），包括：边缘表面（153），其中，光准直器还包括在边缘表面（153）一部分处的反射层（250）。

12.根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1），其中，延长的光波导（100）具有波导长度（wl）和波导宽度（ww）的长宽比wl/ww≥10，波导长度（wl）和波导高度（wh）的长高比wl/wh≥20，以及波导宽度（ww）和波导高度（wh）的宽高比ww/wh≥20。

13.根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1），其中，延长腔具有腔长度（cl）和腔宽度（cw）的长宽比cl/cw≥3，腔宽度（cw）和腔高度（ch）的宽高比cw/ch≥0.2，以及可选地，腔长度（cl）和腔高度（ch）的长高比cl/ch≥2。

14.根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1），其中，延长的光波导（100）具有矩形长方体形状，以及其中，每个腔（110）具有矩形长方体形状。

15.一种照明单元（2），包括：配置成提供光源光（402）的光源（400），以及根据前述权利要求中任何一项的光准直器（1），其中，光源（400）被布置成在平行于波导纵向轴线（101）的方向向光准直器（1）的边缘表面（153）提供光源光（402）。

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