專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)使用熒光梁料來(lái)模擬氖照明的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用高亮度、低電壓的光源來(lái)模擬氖照明的照明裝置，以及一種理想地適合于照明、標(biāo)志以及廣告用途的照明裝置。
背景技術(shù)：
通過(guò)在充有低壓氖氣的玻璃管中的電子的電激勵(lì)而實(shí)現(xiàn)的氖照明，多年來(lái)一直在廣告業(yè)中占有重要地位，并且用于顯示隧道字母和建筑結(jié)構(gòu)的輪廓。氖照明的一個(gè)特征在于，包圍氣體的管子在其整個(gè)長(zhǎng)度上無(wú)論視角如何都均勻發(fā)光。這一特征使得氖照明適合于很多廣告應(yīng)用，包括手寫(xiě)體和圖案，因?yàn)椴ＡЧ芸梢灾瞥赡M手寫(xiě)體和復(fù)雜圖案的彎曲和扭曲的外形。典型的是，無(wú)亮斑的氖照明的均勻發(fā)光使得廣告沒(méi)有視覺(jué)上的明顯干擾。這樣，任何用于復(fù)現(xiàn)氖照明效果的任何照明裝置也必須在其長(zhǎng)度上和圍繞其周長(zhǎng)具有均勻的光線(xiàn)分布。同樣重要的是，這樣的照明裝置必須具有至少與氖照明相當(dāng)?shù)牧炼?。此外，由于氖照明的技術(shù)十分成熟，因而為了打入氖照明市場(chǎng)，用來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的照明裝置必須重量較輕并具有優(yōu)良的“可操縱性”。公認(rèn)的是，氖照明實(shí)際上容易破碎。由于其易碎性和主要由其支撐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的較重重量，因而氖照明包裝和船運(yùn)都是昂貴的。此外，氖照明的初始操作、安裝和/或更換都極其困難。任何能夠提供上述列舉的那些氖照明優(yōu)點(diǎn)、并同時(shí)將其尺寸、重量以及可操縱性方面的缺點(diǎn)減到最小的照明裝置，將在照明技術(shù)中實(shí)現(xiàn)顯著進(jìn)步。
近來(lái)所采用的重量輕且防破裂的點(diǎn)光源，例如高亮度發(fā)光二極管(LEDs)，給那些對(duì)可以模擬氖照明的照明裝置有興趣并已在該方向上投入很多努力的人展示了美好的前景。然而，氖照明的-對(duì)特征——一致性和亮度，已經(jīng)被證明是難以克服的障礙，因?yàn)?，在追求一致性和亮度的光線(xiàn)分布之間的權(quán)衡大大妨礙了模擬氖照明的努力。
在針對(duì)于氖的一些缺點(diǎn)的努力中，在此全文引入作為參考的同時(shí)待審并共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/982705說(shuō)明了一種照明裝置，該裝置包括由具有波導(dǎo)特性的材料構(gòu)成的成形桿，該材料優(yōu)先地散射進(jìn)入一個(gè)側(cè)表面(“光接收表面”)的光線(xiàn)，以使得由該桿另一側(cè)表面(“光發(fā)射表面”)發(fā)射出的合成光強(qiáng)度圖形被沿著桿的長(zhǎng)度拉長(zhǎng)。光源沿著光接收表面延伸，并設(shè)置得鄰近于光接收表面且與光發(fā)射表面分開(kāi)一個(gè)足以產(chǎn)生拉長(zhǎng)的光強(qiáng)度圖形的距離，所述拉長(zhǎng)的光強(qiáng)度圖形具有沿著桿的長(zhǎng)度的主軸以及其寬度基本上覆蓋光發(fā)射表面的整個(gè)圓周寬度的副軸。在一種優(yōu)選布置中，光源是一串點(diǎn)光源，它們分開(kāi)一個(gè)足以使每個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的光線(xiàn)可以映射到所述桿內(nèi)的距離，以便沿著光發(fā)射表面并圓周地圍繞該表面形成拉長(zhǎng)的、重疊的光強(qiáng)度圖形，從而使得在整個(gè)光發(fā)射表面感知到的集合光強(qiáng)度圖形是一致的。
在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/982705中所說(shuō)明和要求保護(hù)的照明裝置的一個(gè)必要特征在于照明裝置所發(fā)出光線(xiàn)的一致性和強(qiáng)度。同時(shí)重要的是避免了氖照明的缺點(diǎn)(例如，重量和易碎性)，如果不能獲得適當(dāng)?shù)墓饩€(xiàn)一致性和強(qiáng)度，那么照明裝置將不具有商業(yè)或?qū)嵱脙r(jià)值。這一目的主要通過(guò)“漏”波導(dǎo)桿的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)?！奥辈▽?dǎo)是一種兼用作光學(xué)波導(dǎo)和光散射元件的構(gòu)件。作為波導(dǎo)，其趨向于優(yōu)先地引導(dǎo)包括進(jìn)入其側(cè)表面的光線(xiàn)在內(nèi)的光線(xiàn)沿著波導(dǎo)的軸向進(jìn)入波導(dǎo)波導(dǎo)，而作為光散射元件，其促使光線(xiàn)從波導(dǎo)的相對(duì)側(cè)表面出射。從而，在視覺(jué)上感知到的是沿著波導(dǎo)的光發(fā)射側(cè)表面發(fā)出的拉長(zhǎng)的光圖形。
然而，如美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/982705所說(shuō)明和要求保護(hù)的使用漏波導(dǎo)和LEDs的照明裝置的一個(gè)問(wèn)題在于，可以得到的可見(jiàn)顏色光譜受到LED顏色的有限選擇的限制。
因此，本發(fā)明最為主要的目的在于提供一種照明裝置，該裝置可以發(fā)射僅靠單獨(dú)使用LEDs通常無(wú)法實(shí)現(xiàn)的顏色的光，并且不會(huì)顯著增加照明裝置的成本或復(fù)雜性。
通過(guò)對(duì)下面的討論以及附圖的閱讀，將會(huì)清楚闡明本發(fā)明的這個(gè)和其他的目的及優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是這樣一種照明裝置，該裝置通過(guò)使用熒光染料來(lái)模擬氖照明，從而可以發(fā)射僅靠單獨(dú)使用LEDs通常無(wú)法實(shí)現(xiàn)的顏色的光，并且不會(huì)顯著增加照明裝置的成本或復(fù)雜性。
優(yōu)選的照明裝置通常包括桿狀件、外殼和光源。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，桿狀件是具有用作光發(fā)射表面的外部彎曲側(cè)表面以及用作光接收表面的內(nèi)部側(cè)表面的波導(dǎo)，以使得從設(shè)置于光接收表面下方的光源進(jìn)入波導(dǎo)的光線(xiàn)在波導(dǎo)內(nèi)被散射，從而以漫射分布從彎曲的側(cè)表面出射。
外殼優(yōu)選地包括一對(duì)側(cè)壁，它們限定了一個(gè)末端開(kāi)口的通道，所述通道基本上按波導(dǎo)長(zhǎng)度延伸。外殼通常用于容納光源以及相關(guān)電附件，并且也優(yōu)選地用于收集和反射光線(xiàn)。
盡管可以理解，在本發(fā)明的照明裝置中可以采用各種類(lèi)型的光源，但優(yōu)選的光源是一串或多串連續(xù)設(shè)置的高強(qiáng)度發(fā)光二極管(LEDs)。然而，由于采用LEDs作為光源的照明裝置可以得到的可見(jiàn)顏色光譜受到LED顏色的有限選擇的限制，因而本發(fā)明的照明裝置被構(gòu)造成用于發(fā)射其顏色不同于LED本身顏色的可見(jiàn)光。具體來(lái)說(shuō)，這是通過(guò)將光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，特別是沿著光源延伸并鄰近于光源設(shè)置的中間光傳輸介質(zhì)，結(jié)合到照明裝置中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。中間光傳輸介質(zhì)優(yōu)選地由基本上透明的聚亞安酯或涂染有一種或多種熒光染料的預(yù)定組合的類(lèi)似材料而組成。由于中間光傳輸介質(zhì)的位置與光源相鄰，因而從光源發(fā)出的光線(xiàn)被引導(dǎo)到中間光傳輸介質(zhì)中并與其中所包含的熒光染料相互作用。光線(xiàn)被中間光傳輸介質(zhì)的各種熒光染料部分地吸收，然后，較低能量的光線(xiàn)從各種熒光染料射出并進(jìn)入波導(dǎo)的光接收表面。這樣，通過(guò)選擇中間光傳輸介質(zhì)中染料的適當(dāng)組合和改變所述染料的濃度，申請(qǐng)人能夠制造出最終沿著波導(dǎo)的光發(fā)射表面所觀測(cè)到的橫跨可見(jiàn)光譜的各種顏色。


圖1是依照本發(fā)明制造的優(yōu)選照明裝置的透視圖；圖2是與圖1類(lèi)似的透視圖，但是一部分被截去以顯示照明裝置的內(nèi)部；圖3是圖1所示照明裝置的剖視圖；圖3A是與圖3類(lèi)似的剖視圖，但其中中間光傳輸介質(zhì)包括多個(gè)不連續(xù)層；圖4是依照本發(fā)明制造的照明裝置的可選的優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖；圖5是依照本發(fā)明制造的照明裝置的另一可選的優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖；圖6是圖1所示照明裝置的墨卡托狀(Mercator-like)的頂部投影，顯示了重疊的、單獨(dú)的光分布圖形；圖7A顯示了從紫羅蘭色(～400nm)到紅色(～700nm)的連續(xù)顏色區(qū)間的可見(jiàn)光譜；以及圖7B顯示了在圓形圖中的可見(jiàn)光譜；以及圖8是CIE色度圖的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種通過(guò)使用熒光染料來(lái)模擬氖照明的照明裝置，從而可以發(fā)出僅靠使用LEDs通常所不能實(shí)現(xiàn)的色光，而不會(huì)顯著增加照明裝置的費(fèi)用或復(fù)雜性。
在圖1-3中示出了依照本發(fā)明所制造的優(yōu)選的照明裝置10。照明裝置10通常由桿狀件12、外殼14以及長(zhǎng)光源16組成。在本優(yōu)選實(shí)施例中，桿狀件是波導(dǎo)12，其具有用作光發(fā)射表面的外部彎曲側(cè)表面18和用作光接收表面的內(nèi)部側(cè)表面20。波導(dǎo)12的特性將在下面進(jìn)一步描述，但是一般而言，從設(shè)置在光接收表面20下面的光源16進(jìn)入波導(dǎo)12的光在波導(dǎo)12內(nèi)被散射，從而以漫射分布離開(kāi)彎曲側(cè)表面18。
如圖3中所最清楚地顯示的是，外殼14優(yōu)選地包括一對(duì)側(cè)壁30、32，它們限定了一個(gè)末端開(kāi)口的通道34，所述通道基本上按波導(dǎo)12的長(zhǎng)度延伸。外殼14通常用于容納光源16和與電附件(例如，電路板)相連接，并且也優(yōu)選地用于收集和反射光線(xiàn)，下面將對(duì)此作進(jìn)一步的說(shuō)明。
盡管可以理解，在本發(fā)明的照明裝置中可以設(shè)置各種類(lèi)型的光源，但申請(qǐng)人已經(jīng)確定，用于本發(fā)明目的的最佳可用光源是一串或多串連續(xù)設(shè)置的高強(qiáng)度發(fā)光二極管(LEDs)，如圖1-3所示。然而，如上所述，采用LEDs作為光源16的照明裝置10可以得到的可見(jiàn)顏色光譜受到LED顏色的有限選擇的限制。而且，某些顏色的LED比其它的LED昂貴得多，和/或具有比其他LED短得多的壽命。因此，本發(fā)明的照明裝置10被構(gòu)造為用于發(fā)射具有不同于LED本身顏色的可見(jiàn)光。
這是通過(guò)將光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)合到照明裝置10中來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具體來(lái)說(shuō)，所述光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是沿著光源16延伸并鄰近光源16設(shè)置、且具有用于接收從所述光源16發(fā)出的光線(xiàn)的光接收表面和用于發(fā)射光線(xiàn)到波導(dǎo)12的光發(fā)射表面的中間光傳輸介質(zhì)22。所述中間光傳輸介質(zhì)22優(yōu)選地由基本上透明的聚亞安酯或涂染有一種或多種熒光染料的預(yù)定組合的類(lèi)似材料的基體構(gòu)成。用于本申請(qǐng)的優(yōu)選的聚亞安酯是馬薩諸塞州Haverhill市的IPN工業(yè)有限公司所制造和分銷(xiāo)的聚亞安酯，其商品名為EGA-202。然而，如將在下面結(jié)合圖3A進(jìn)一步描述的是，中間光傳輸介質(zhì)22不必是一體元件，也可以由多個(gè)不連續(xù)層構(gòu)成。
為了更好地理解本發(fā)明的照明裝置10的結(jié)構(gòu)和功能，討論熒光的概念是有用的。熒光是由于電磁輻射入射到物體上而發(fā)射的特定電磁輻射(即，光)。也就是說(shuō)，如果光能被引導(dǎo)到熒光體內(nèi)，那么該熒光體就吸收一些能量，然后發(fā)射出更少能量的光；例如，被引導(dǎo)到熒光體上的藍(lán)光可以發(fā)射較低能量的綠光。
回到本發(fā)明的照明裝置10，中間光傳輸介質(zhì)22以及其中包含的熒光染料充當(dāng)熒光體。具體來(lái)說(shuō)，由于其位置鄰近光源16，因而光源16發(fā)出的光被引導(dǎo)至中間光傳輸介質(zhì)22內(nèi)，并與其中包含的熒光染料相互作用。光被中間光傳輸介質(zhì)22的各種熒光染料部分地吸收，然后從各種熒光染料發(fā)出較低能量的光線(xiàn)，并射到波導(dǎo)12的光接收表面20。這樣，通過(guò)選擇中間光傳輸介質(zhì)22中適當(dāng)?shù)娜玖辖M合和改變所述染料的濃度，申請(qǐng)人能夠制造出最終沿著波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18所觀察到的橫跨可見(jiàn)光譜的各種顏色。
例如，藍(lán)色LEDs比白色LEDs便宜得多，但卻比白色LEDs壽命長(zhǎng)得多。而且，由于藍(lán)光是更高能量的光，因而根據(jù)本發(fā)明的熒光原理，藍(lán)色LEDs能夠用于產(chǎn)生從藍(lán)綠色到紅色橫跨可見(jiàn)光譜的顏色，如圖7A和7B所示。因此，藍(lán)色LEDs是用于本發(fā)明的照明裝置10的優(yōu)選LED顏色。
這樣，在采用藍(lán)色LEDs并依照本發(fā)明構(gòu)造的照明裝置10中，各種熒光染料，包括但不限于，紅色、黃色和/或綠色染料，的組合可以結(jié)合到中間光傳輸介質(zhì)22中以實(shí)現(xiàn)不同的顏色。在這點(diǎn)上，優(yōu)選的紅色熒光染料是由俄亥俄州克利夫蘭市Day-Glo顏色公司(Day-GloColor Corporation of Cleveland，Ohio)所制造和分銷(xiāo)的產(chǎn)品號(hào)為ZQ-13的顏料(“火箭紅TM”)；優(yōu)選的黃色熒光染料是由俄亥俄州克利夫蘭市Day-Glo顏色公司所制造和分銷(xiāo)的產(chǎn)品號(hào)為ZQ-17的顏料(“土星黃TM”)；優(yōu)選的綠色熒光染料是由俄亥俄州克利夫蘭市Day-Glo顏色公司所制造和分銷(xiāo)的產(chǎn)品號(hào)為ZQ-18的顏料(“信號(hào)綠TM”)。
在說(shuō)明用于制造所需顏色的特定染料組合之前，了解可見(jiàn)光和顏色的本質(zhì)是非常重要的。首先，可見(jiàn)光是可以由人眼察覺(jué)到的光線(xiàn)?？梢?jiàn)光的波長(zhǎng)范圍在大約400-700納米(nm)之間(被稱(chēng)作“可見(jiàn)光譜”)，并且察覺(jué)到的光的顏色基于其在此范圍內(nèi)的特定波長(zhǎng)。如圖7A和7B所示，可見(jiàn)光譜可以表現(xiàn)為從紫羅蘭色(～400nm)到紅色(～700nm)的連續(xù)區(qū)間或顏色“彩虹”，或者可選的是，可見(jiàn)光譜能夠表示成圓形圖。對(duì)于圖7A和7B，重要的是認(rèn)識(shí)到很多普通顏色并不表現(xiàn)在可見(jiàn)光譜中。例如，洋紅色由單一波長(zhǎng)表示；相反，當(dāng)人眼察覺(jué)到洋紅色時(shí)，實(shí)際上是察覺(jué)到在可見(jiàn)光譜的紅色和紫羅蘭色范圍內(nèi)的波長(zhǎng)組合，因而，其被表示在圖7B的圓形圖的混合區(qū)域內(nèi)。類(lèi)似地，重要的是認(rèn)識(shí)到通常被稱(chēng)作白色的顏色并不顯示在圖7A或7B中。當(dāng)人眼察覺(jué)到白色時(shí)，實(shí)際上察覺(jué)到的是橫跨可見(jiàn)光譜的波長(zhǎng)組合，其重要性將在下面進(jìn)行解釋。
因而，大多數(shù)感知到的“顏色”并不代表單一波長(zhǎng)的光線(xiàn)，而是一些波長(zhǎng)的組合。因此，由一些組合波長(zhǎng)構(gòu)成的光線(xiàn)中的主導(dǎo)顏色通常被稱(chēng)作顏色。為了提供一種表示和辨別所有可能察覺(jué)到的顏色的機(jī)制，國(guó)際照明委員會(huì)(Commission Internationale l’Eclairage，CIE)建立了基于紅色、藍(lán)色和綠色這三種理想的基本光線(xiàn)顏色的CIE色度圖。CIE色度圖是用于辨別顏色的著名工具，并且本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員十分了解這一工具。具體來(lái)說(shuō)，如圖8所示，圖中的x軸表示將要與理想藍(lán)色混合的理想紅色的量，而圖中的y軸表示將要與理想藍(lán)色混合的理想綠色的量。這樣，使用CIE色度圖，就可以根據(jù)所需顏色的x和y坐標(biāo)而將其辨別出來(lái)。也很重要的是，代表可見(jiàn)光譜的色度曲線(xiàn)通常被添加到圖上，以便沿該曲線(xiàn)表示在可見(jiàn)光譜內(nèi)的波長(zhǎng)。
CIE色度圖也有助于理解基本光線(xiàn)顏色的混合。具體來(lái)說(shuō)，如果在色度曲線(xiàn)上的兩點(diǎn)之間畫(huà)一條直線(xiàn)，例如從波長(zhǎng)為510nm的綠色到波長(zhǎng)為700nm的紅色，該直線(xiàn)示出能夠被制造出并被人眼察覺(jué)到的顏色范圍，所述顏色取決于混合物中的基本光線(xiàn)顏色的相對(duì)數(shù)量，包括各種淺黃綠色和橙色。
也很重要的是，認(rèn)識(shí)到CIE色度圖的中央?yún)^(qū)域代表白色——三種理想基本光線(xiàn)顏色的組合。如果在色度曲線(xiàn)上兩種顏色之間的任意直線(xiàn)通過(guò)中央?yún)^(qū)域，那么這兩種顏色就可以混合生成所感知到的白色。
此外，通過(guò)選擇中間光傳輸介質(zhì)22中適當(dāng)?shù)娜玖辖M合以及改變所述染料的濃度，申請(qǐng)人能夠制造出沿著波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18所觀察到的橫跨可見(jiàn)光譜的各種顏色。下面描述各種例子。
例1在第一個(gè)例子中，照明裝置10被構(gòu)造為具有大約4.75英寸的長(zhǎng)度L以及具有如圖3所示的截面。光源16是一串連續(xù)放置的9個(gè)高強(qiáng)度LEDs，它們的間距約為0.50英寸。此外更重要的是，LEDs在此例中是藍(lán)色的，其發(fā)出的光線(xiàn)波長(zhǎng)約為470nm，在CIE色度圖上的顏色坐標(biāo)為x≈0.111和y≈0.058。
LEDs工作于約20mA。為了簡(jiǎn)化制造和組裝過(guò)程，優(yōu)選的是，LEDs工作于基本恒定的電流和電功率下。然而，通過(guò)改變電流，合成的感知到的顏色可能被影響。
最后，再次參考圖3，在這個(gè)例子中的中間光傳輸介質(zhì)22具有約0.625英寸的高度H，約0.375英寸的寬度W，以及基本上與照明裝置相同的長(zhǎng)度，即4.75英寸長(zhǎng)。更重要的是，中間光傳輸介質(zhì)22由涂染有熒光染料組合的基本上透明的聚亞安酯組成，優(yōu)選地和具體地是俄亥俄州克里夫蘭市Day-Glo顏色公司所生產(chǎn)和分銷(xiāo)的紅色、黃色和綠色染料，所述染料按照如下比例表1

相應(yīng)于表1(以及包含于其他例子中的類(lèi)似表格)，聚亞安酯和熒光染料混合成基本上同質(zhì)的化合物。一旦這樣混合后，所述化合物就被用于形成適當(dāng)尺寸的中間光傳輸介質(zhì)22。因此，聚亞安酯和熒光染料的總質(zhì)量并不重要，重要的只是這些成分的相對(duì)比率。
在以這種方式構(gòu)造優(yōu)選的照明裝置10時(shí)，從光源16(也即，藍(lán)色LEDs)發(fā)出的光線(xiàn)被引導(dǎo)到中間光傳輸介質(zhì)22并與其中所包含的紅色、黃色及綠色熒光染料相互作用。所述光線(xiàn)被中間光傳輸介質(zhì)22的各種熒光染料部分地吸收，然后較低能量的光線(xiàn)從各種熒光染料發(fā)出并射到波導(dǎo)12的光接收表面20內(nèi)。因此，來(lái)自各種熒光染料以及LEDs本身的各種波長(zhǎng)的光線(xiàn)的組合被引導(dǎo)至波導(dǎo)12的光接收表面20內(nèi)，并最終被沿著波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18觀測(cè)到。
具體來(lái)說(shuō)，業(yè)已確定，本例中所描述的照明裝置10產(chǎn)生顏色坐標(biāo)為x≈0.266和y≈0.237的光線(xiàn)，其位于圖8所示的CIE色度圖所限定的白色區(qū)域內(nèi)。因此，LEDs16所發(fā)出的藍(lán)色光最終形成為被沿著波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18觀測(cè)到的白色光。
表2

再次參考圖3，在這個(gè)例子中的中間光傳輸介質(zhì)22具有大約0.400英寸的高度H，大約0.1875英寸的寬度W，以及基本上與照明裝置相同的長(zhǎng)度，即3.00英寸長(zhǎng)。中間光傳輸介質(zhì)22由涂染有熒光染料的基本上透明的聚亞安酯組成，所述染料依照如下比例表3

在以這種方式構(gòu)造優(yōu)選的照明裝置10時(shí)，LEDs16發(fā)出的藍(lán)色光最終生成顏色坐標(biāo)為x≈0.327和y≈0.247的光。因此，所觀察到的光線(xiàn)落在CIE色度圖上接近淺紅紫色和淺紫粉色區(qū)域的上邊界之處，如圖8所示。
如上所述，中間光傳輸介質(zhì)22所含的熒光染料發(fā)出的光線(xiàn)通過(guò)中間光傳輸介質(zhì)22傳送到桿狀件12的光接收表面20。據(jù)此，如同時(shí)待審并共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/982705中所說(shuō)明的照明裝置，本發(fā)明的桿狀件12優(yōu)選是“漏”波導(dǎo)12，即，兼用作光學(xué)波導(dǎo)和光散射元件的一種結(jié)構(gòu)元件。作為光學(xué)波導(dǎo)，它趨向于優(yōu)先引導(dǎo)光線(xiàn)沿著波導(dǎo)的軸向進(jìn)入波導(dǎo)12，而作為光散射元件，其促使光線(xiàn)離開(kāi)其光發(fā)射表面18。也就是說(shuō)，光線(xiàn)從鄰近的中間光傳輸介質(zhì)22進(jìn)入波導(dǎo)12的光接收表面20，并且在從波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18射出之前沿著波導(dǎo)12的至少一部分長(zhǎng)度被引導(dǎo)。結(jié)果，在視覺(jué)上察覺(jué)到的是沿著波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18射出的基本一致和拉長(zhǎng)的光圖形，從而使得照明裝置10成為氖照明的有效模擬裝置。
如同時(shí)待審和共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/982705所說(shuō)明的，申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，被適當(dāng)處理成散射光線(xiàn)的丙烯酸材料是一種用于波導(dǎo)12的優(yōu)選材料。而且，這樣的丙烯酸材料容易鑄?；驂褐瞥捎糜谔囟ㄕ彰鲬?yīng)用的具有所需形狀的桿，其重量非常輕，并且經(jīng)得起惡劣的船運(yùn)和操作條件。雖然通?？梢缘玫骄哂兴杼匦缘谋┧岵牧?，但是也可以從例如賓夕法尼亞州費(fèi)城的AtoHaas根據(jù)定購(gòu)號(hào)DR66080獲得具有附加的磨砂特性的該材料。可選的是，例如吹泡(bead-blasted)丙烯酸或聚碳酸酯或者著色的丙烯酸或聚碳酸酯的其他材料也可以用做波導(dǎo)12，而不脫離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍。
作為選擇，申請(qǐng)人也已經(jīng)確定，充填物可以結(jié)合到聚亞安酯材料中以為其提供所需的光散射特性，并且可以用作適當(dāng)?shù)穆┎▽?dǎo)12。優(yōu)選的是，被稱(chēng)為“微氣球”的空心球被用于促進(jìn)散射。微氣球具有與人的頭發(fā)近似相同的直徑，其內(nèi)部是空的，并且外殼由玻璃或與聚亞安酯的折射系數(shù)相同的其他材料所構(gòu)成。由于折射系數(shù)基本上匹配，一旦微氣球設(shè)置到聚亞安酯中，界面處的菲涅爾損耗即為最小。當(dāng)光線(xiàn)經(jīng)過(guò)注有微氣球的聚亞安酯材料時(shí)，各個(gè)微氣球內(nèi)部的空間擔(dān)當(dāng)負(fù)聚焦透鏡，使光線(xiàn)偏轉(zhuǎn)。這樣，一旦注入適當(dāng)?shù)奈馇?，聚亞安酯化合物也就具有光散射特性，該特性?duì)于將其用作本發(fā)明的照明裝置10的漏波導(dǎo)12是必需的。
無(wú)論選用何種特定材料來(lái)制造波導(dǎo)12，如圖6所示，波導(dǎo)12都優(yōu)先地沿著其長(zhǎng)度散射光線(xiàn)，但是最終允許光線(xiàn)通過(guò)其光發(fā)射表面18離開(kāi)。這樣的波導(dǎo)12為每個(gè)LED提供了可見(jiàn)的、拉長(zhǎng)的或橢圓形狀的光圖形，所述光圖形在中心最亮，并且從中心沿著圖形的主軸和副軸連續(xù)地變?nèi)?。通過(guò)使LEDs分開(kāi)特定距離并使各個(gè)LED距離波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18一個(gè)適當(dāng)?shù)木嚯x，在波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18上的光強(qiáng)度分布圖形重疊到使圖形的變化變均勻的程度。這使得在波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18上的集合光圖形沿著波導(dǎo)12的長(zhǎng)度看起來(lái)是一致的。
相應(yīng)于散射光線(xiàn)以使其沿著波導(dǎo)12的長(zhǎng)度看起來(lái)一致，值得注意的是中間光傳輸介質(zhì)22的染料也傾向于促使光源16發(fā)出的光線(xiàn)發(fā)生散射。因此，中間光傳輸介質(zhì)22的采用不僅提供了不同于光源16的所需可見(jiàn)顏色光線(xiàn)的發(fā)射，還促使光線(xiàn)的一些散射，從而有助于保證在波導(dǎo)12的光發(fā)射表面18上的集合光圖形看起來(lái)是一致的。
如上所述，外殼14通常用于容納光源16及其相關(guān)電附件，而且還優(yōu)選的用于收集沒(méi)有直接射到中間光傳輸介質(zhì)22的光接收表面上的光線(xiàn)，將這樣的光線(xiàn)再次引導(dǎo)到中間光傳輸介質(zhì)22，這將在下面詳述。具體來(lái)說(shuō)，外殼14通過(guò)將入射到外殼14的內(nèi)表面上的光線(xiàn)反射到中間光傳輸介質(zhì)22而提高光收集效率。據(jù)此，如圖3中所最清楚顯示的是，照明裝置10優(yōu)選地設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)用于收集和反射沒(méi)有直接射入中間光傳輸介質(zhì)22的光線(xiàn)的收集表面40、42、44。收集表面40、42、44可以采用帶子、油漆、金屬或其他光反射材料形成，優(yōu)選為白色。這樣的光收集表面40、42、44優(yōu)選地設(shè)置在通道34的內(nèi)表面上，也就是側(cè)壁30、32和通道34的底部部分。側(cè)壁30、32的外表面又優(yōu)選地設(shè)有光吸收材料50，例如，帶子、油漆、或另外的涂料，優(yōu)選為黑色。這樣，外殼14的外表面對(duì)于觀測(cè)者在視覺(jué)上是黑暗的，或以其它方式防止光源16發(fā)出的光線(xiàn)的“泄漏”。
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，如圖3所示，末端開(kāi)口的通道34的一部分體積充有透明密封化合物52，以使得LEDs16被部分地封裝入密封化合物52內(nèi)。在該實(shí)施例中，光線(xiàn)在進(jìn)入中間光傳輸介質(zhì)22的光接收表面之前被傳輸通過(guò)密封化合物52。當(dāng)依照本發(fā)明所構(gòu)造的照明裝置10中采用這樣的密封化合物52時(shí)，密封化合物52應(yīng)該具有基本上與光源16的折射率相匹配的折射率，以減少在界面的菲涅爾損耗。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，為了給照明裝置10提供更高的硬度并且保持LEDs16在通道34中的的合適定位，密封化合物52可以完全充滿(mǎn)側(cè)壁30、32所限定的通道34。
圖3A是與圖3類(lèi)似的剖面圖，但是其中中間光傳輸介質(zhì)22由多個(gè)不連續(xù)層組成。具體來(lái)說(shuō)，除了中間光傳輸介質(zhì)22由3個(gè)不連續(xù)層22a、22b、22c組成之外，圖3A中所示的實(shí)施例與圖3中所示相同。每個(gè)單獨(dú)層22a、22b、22c能夠涂染有單一染料(也即，紅色層22a、黃色層22b、以及綠色層22c)，但是一旦被疊放，層22a、22b、22c就一起作用以實(shí)現(xiàn)所需的效果——發(fā)出不同于光源16的感知到的顏色的光。據(jù)此，盡管上面所描述的中間光傳輸介質(zhì)22優(yōu)選地由基本上透明的聚亞安酯組成，但是也可以在不脫離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情形下使用其他材料。例如，可以理解，中間光傳輸介質(zhì)22可以由涂染于波導(dǎo)12的光接收表面20上的一層或多層光傳輸熒光染料或涂膠組成，以獲得所需的熒光。又例如，為了獲得所需的熒光，可以在波導(dǎo)12的光接收表面20涂染覆基本上透明和有色的塑料帶。
圖4是依照本發(fā)明所制造的照明裝置110的一個(gè)可選的優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。類(lèi)似于上面描述的相應(yīng)于圖3的實(shí)施例，照明裝置110通常由桿狀件112、外殼114和光源116(例如，連續(xù)設(shè)置的高亮度LEDs)組成。桿狀件為波導(dǎo)112，其優(yōu)選地具有用作光發(fā)射表面的外部彎曲側(cè)表面118和用作光接收表面的內(nèi)部側(cè)表面120。桿狀件112具有光波導(dǎo)和光散射特性，以使得進(jìn)入設(shè)置于光接收表面120下面的波導(dǎo)112的光線(xiàn)在波導(dǎo)112內(nèi)被散射，從而以漫射分布離開(kāi)彎曲側(cè)表面118。
照明裝置110還包括光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)是一種涂染有一種或多種熒光染料的預(yù)定組合的中間光傳輸介質(zhì)122。然而，與上面所述的圖3的實(shí)施例不同，LEDs116不僅與中間光傳輸介質(zhì)122相鄰，而且實(shí)際上伸入中間光傳輸介質(zhì)122內(nèi)。
與上面所述的相應(yīng)于圖3的實(shí)施例一樣，外殼114優(yōu)選地包括一對(duì)側(cè)壁130、132，它們限定了基本上按波導(dǎo)112長(zhǎng)度延伸的末端開(kāi)口的通道134。外殼114通常用于容納光源116及其相關(guān)電附件，并且還優(yōu)選地用于收集和反射光線(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，外殼114通過(guò)將入射到外殼114的內(nèi)表面上的光線(xiàn)反射到中間光傳輸介質(zhì)122內(nèi)而提高了光收集效率。在這點(diǎn)上，照明裝置110優(yōu)選地設(shè)置有用于收集和反射沒(méi)有直接射入中間光傳輸介質(zhì)122的光線(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)收集表面140、142、144。此外，側(cè)壁130、132的外表面優(yōu)選地設(shè)置有光吸收材料150。
無(wú)論如何，由于中間光傳輸介質(zhì)122的位置鄰近光源116，光源116發(fā)出的光被引導(dǎo)至中間光傳輸介質(zhì)122并且與其中包含的熒光染料相互作用。光線(xiàn)被中間光傳輸介質(zhì)122的各種熒光染料部分地吸收，然后，較低能量的光線(xiàn)從各種熒光染料發(fā)出并射到波導(dǎo)112的光接收表面120上。這樣，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)娜玖辖M合和改變中間光傳輸介質(zhì)122中的染料的密度，可以產(chǎn)生并觀察到沿著波導(dǎo)112的光發(fā)射表面118的各種顏色。
圖5是依照本發(fā)明所制造的照明裝置210的另一可選的優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。類(lèi)似于上面描述的相應(yīng)于圖3和圖4的實(shí)施例，照明裝置210通常由限定內(nèi)部通道的桿狀件212、外殼214和光源216(例如，連續(xù)放置的高亮度LEDs)組成。桿狀件為優(yōu)選地具有用作光發(fā)射表面的外部彎曲側(cè)表面218和用作光接收表面的內(nèi)部側(cè)表面220的波導(dǎo)212。桿狀件212具有光波導(dǎo)和光散射特性，以使得進(jìn)入設(shè)置于光接收表面220下方的波導(dǎo)212的光線(xiàn)在波導(dǎo)212內(nèi)被散射，從而以漫射分布離開(kāi)彎曲側(cè)表面218。
照明裝置210還包括光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)是容納于由所述波導(dǎo)212限定的內(nèi)部通道中并涂染有一種或多種熒光染料的預(yù)定組合的中間光傳輸介質(zhì)222。與上面所述的相應(yīng)于圖3的實(shí)施例相同，LEDs216部分封裝在密封化合物252中，并且設(shè)置得鄰近于中間光傳輸介質(zhì)222的光接收表面。然而，在這個(gè)特定實(shí)施例中，中間光傳輸介質(zhì)222具有基本上“更高的”輪廓，并且波導(dǎo)212比另外說(shuō)明的實(shí)施例中的細(xì)得多。
最后，與上面所述的相應(yīng)于圖3和圖4的實(shí)施例一樣，外殼214優(yōu)選地包括一對(duì)側(cè)壁230、232，它們限定了基本上沿波導(dǎo)212長(zhǎng)度延伸的末端開(kāi)口通道234。外殼214通常用于容納光源216以及相關(guān)電附件，還優(yōu)選地用于收集和反射光線(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，外殼214通過(guò)將入射到外殼214的內(nèi)表面上的光線(xiàn)反射到中間光傳輸介質(zhì)222內(nèi)而提高了光收集效率。在這點(diǎn)上，照明裝置210優(yōu)選地設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)用于收集和反射沒(méi)有直接射入中間光傳輸介質(zhì)222的光線(xiàn)的收集表面240、242、244。此外還優(yōu)選的是，側(cè)壁230、232的外表面設(shè)置有光吸收材料250。
無(wú)論如何，由于中間光傳輸介質(zhì)222的位置鄰近光源216，因而光源216發(fā)出的光被引導(dǎo)至中間光傳輸介質(zhì)222并且與其中包含的熒光染料相互作用。光線(xiàn)被中間光傳輸介質(zhì)222的各種熒光染料部分地吸收，然后，較低能量的光線(xiàn)從各種熒光染料發(fā)出并射到波導(dǎo)212的光接收表面220上。這樣，通過(guò)對(duì)中間光傳輸介質(zhì)222中的染料組合的適當(dāng)選擇以及改變所述染料的濃度，可以產(chǎn)生出并觀察到沿著波導(dǎo)212的光發(fā)射表面218的各種顏色。
最后，作為他們實(shí)驗(yàn)的一部分，申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)，通常發(fā)射自L(fǎng)EDs的紫外線(xiàn)可能對(duì)中間光傳輸介質(zhì)22的熒光染料的性能造成不利影響。因此，對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)解決方案是在構(gòu)成中間光傳輸介質(zhì)22和/或密封化合物52的聚亞安酯化合物中使用紫外線(xiàn)抑止劑。可選的是，還應(yīng)當(dāng)理解，可以在LEDs16和中間光傳輸介質(zhì)22之間設(shè)置丙烯酸護(hù)罩，以吸收任何紫外輻射并防止其進(jìn)入中間光傳輸介質(zhì)22。
對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然可以在不脫離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下對(duì)這里描述的實(shí)施例做進(jìn)一步的修改。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，包括光源，所述光源發(fā)出預(yù)定的第一色調(diào)的光線(xiàn)；基本上呈桿狀的元件，所述桿狀件具有預(yù)定長(zhǎng)度并且與所述光源相鄰設(shè)置，所述桿狀件由兼具光波導(dǎo)和光散射特性的材料組成，以便優(yōu)先地沿著所述桿狀件的長(zhǎng)度散射光線(xiàn)；以及中間元件，所述中間元件通常由光傳輸材料基體以及一種或多種熒光染料組成，所述中間元件包括用于接收從所述光源發(fā)出的光線(xiàn)的光接收表面以及用于發(fā)射光線(xiàn)到所述桿狀件的光發(fā)射表面，每種所述熒光染料在吸收了來(lái)自所述光源的光線(xiàn)之后發(fā)出預(yù)定波長(zhǎng)的光線(xiàn)，其特征在于，最終從所述桿狀件發(fā)出的集合光具有沿著所述桿狀件的長(zhǎng)度的濃度基本均勻的第二顏色。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述光源的預(yù)定色調(diào)是藍(lán)色。
3.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述第二色調(diào)基本上為白色。
4.如權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于所述第二色調(diào)基本上為白色。
5.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于所述光源是多個(gè)發(fā)光二極管。
6.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于還包括外殼，所述外殼基本上按所述桿狀件的預(yù)定長(zhǎng)度延伸，并容納所述光源以及相關(guān)電附件。
7.如權(quán)利要求6所述的照明裝置，其特征在于所述外殼通常包括一對(duì)側(cè)壁，它們限定了一個(gè)末端開(kāi)口的通道，所述光源被接收和容納于所述末端開(kāi)口的通道中。
8.如權(quán)利要求6所述的照明裝置，其特征在于還包括設(shè)置在所述外殼的內(nèi)表面上的一個(gè)或多個(gè)光收集表面，所述光收集表面將光線(xiàn)收集和反射到所述中間元件內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于還包括設(shè)置在所述側(cè)壁的內(nèi)表面上的一個(gè)或多個(gè)收集表面，所述光收集表面將光線(xiàn)收集和反射到所述中間元件內(nèi)。
10.如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于所述側(cè)壁的外表面設(shè)置有光吸收材料。
11.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于光傳輸材料的基體是聚亞安酯。
12.一種照明裝置，包括多個(gè)發(fā)光二極管，它們發(fā)出預(yù)定的第一顏色的光線(xiàn)；以及光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括光接收表面，其鄰近于所述發(fā)光二極管設(shè)置，光發(fā)射表面，以及一種或多種熒光染料，每種所述染料在吸收所述發(fā)光二極管和其他所述熒光染料發(fā)出的光線(xiàn)之后發(fā)射出具有一種或多種預(yù)定波長(zhǎng)的光線(xiàn)，其特征在于，沿著所述光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的光發(fā)射表面觀測(cè)到的光線(xiàn)被感知為具有與所述發(fā)光二極管發(fā)出的光線(xiàn)的預(yù)定第一顏色不同的顏色。
13.如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于所述的預(yù)定第一顏色是藍(lán)色。
14.如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于沿著所述光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的光發(fā)射表面觀測(cè)到的光線(xiàn)被觀測(cè)者感知為白色光。
15.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于沿著所述光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的光發(fā)射表面觀測(cè)到的光線(xiàn)被觀測(cè)者感知為白色光。
16.如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于沿著所述光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的光發(fā)射表面觀測(cè)到的光線(xiàn)具有在CIE色度圖所限定的白色區(qū)域內(nèi)的顏色坐標(biāo)。
17.如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于沿著所述光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的光發(fā)射表面觀測(cè)到的光線(xiàn)具有在CIE色度圖所限定的白色區(qū)域內(nèi)的顏色坐標(biāo)。
18.如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于還包括基本上呈桿狀的元件，所述桿狀件具有預(yù)定的長(zhǎng)度，并具有光接收表面和光發(fā)射表面，所述桿狀件由兼具光波導(dǎo)和光散射特性的材料構(gòu)成，所述桿狀件的光接收表面設(shè)置得鄰近于所述光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的光發(fā)射表面。
19.如權(quán)利要求18所述的照明裝置，其特征在于還包括外殼，所述外殼基本上按所述桿狀件的預(yù)定長(zhǎng)度延伸，并容納所述多個(gè)發(fā)光二極管以及相關(guān)電附件。
20.如權(quán)利要求19所述的照明裝置，其特征在于所述外殼通常包括一對(duì)側(cè)壁，它們限定了一個(gè)末端開(kāi)口的通道，所述多個(gè)發(fā)光二極管被接收和容納于所述末端開(kāi)口的通道中。
21.如權(quán)利要求19所述的照明裝置，其特征在于還包括設(shè)置于所述外殼的內(nèi)表面上的一個(gè)或多個(gè)光收集表面，所述光收集表面將光線(xiàn)收集和反射到所述光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中。
22.如權(quán)利要求20所述的照明裝置，其特征在于還包括設(shè)置于所述側(cè)壁的內(nèi)表面上的一個(gè)或多個(gè)收集表面，所述光收集表面將光線(xiàn)收集和反射到所述光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中。
23.如權(quán)利要求20所述的照明裝置，其特征在于所述側(cè)壁的外表面設(shè)置有光吸收材料。
24.如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)基本上由聚亞安酯組成。
25.如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由多個(gè)光傳輸熒光層組成。
26.一種照明裝置，包括光源；中間光傳輸介質(zhì)，所述中間光傳輸介質(zhì)沿著所述光源延伸并設(shè)置得鄰近于所述光源，所述中間光傳輸介質(zhì)涂染有一種或多種熒光染料的預(yù)定組合；以及基本上呈桿狀的元件，所述桿狀件具有預(yù)定長(zhǎng)度，并具有光接收表面和光發(fā)射表面，所述桿狀件由兼具光波導(dǎo)和光散射特性的材料構(gòu)成，所述桿狀件的光接收表面設(shè)置得鄰近于所述中間光傳輸介質(zhì)；其特征在于，從所述光源發(fā)出并具有第一感知到的顏色的光線(xiàn)被所述中間光傳輸介質(zhì)的熒光染料的預(yù)定組合部分地吸收，以使得通過(guò)所述中間光傳輸介質(zhì)傳送到所述桿狀件的光接收表面的光線(xiàn)具有由多個(gè)波長(zhǎng)的集合光所導(dǎo)致的第二感知到的顏色；并且所述桿狀件的光學(xué)和光散射特性使得在所述桿狀件的光發(fā)射表面上沿著所述預(yù)定長(zhǎng)度形成拉長(zhǎng)的光強(qiáng)度圖形。
27.如權(quán)利要求26所述的照明裝置，其特征在于所述光源是多個(gè)發(fā)光二極管。
28.如權(quán)利要求26所述的照明裝置，其特征在于第二感知到的顏色是藍(lán)色。
29.如權(quán)利要求26所述的照明裝置，其特征在于第二感知到的顏色是白色。
30.如權(quán)利要求28所述的照明裝置，其特征在于第二感知到的顏色是白色。
31.如權(quán)利要求26所述的照明裝置，其特征在于第二感知到的顏色具有在CIE色度圖所限定的白色區(qū)域內(nèi)的顏色坐標(biāo)。
32.如權(quán)利要求28所述的照明裝置，其特征在于第二感知到的顏色具有在CIE色度圖所限定的白色區(qū)域內(nèi)的顏色坐標(biāo)。
33.如權(quán)利要求26所述的照明裝置，其特征在于還包括外殼，所述外殼基本上按所述桿狀件的預(yù)定長(zhǎng)度延伸，所述外殼包括一對(duì)側(cè)壁，它們限定了一個(gè)末端開(kāi)口的通道，所述光源被接收和容納于所述末端開(kāi)口的通道中。
34.如權(quán)利要求33所述的照明裝置，其特征在于還包括設(shè)置于所述外殼的內(nèi)表面上的一個(gè)或多個(gè)光收集表面，所述光收集表面將光線(xiàn)收集和反射到所述中間光傳輸介質(zhì)內(nèi)。
35.如權(quán)利要求33所述的照明裝置，其特征在于所述外殼的外表面設(shè)置有光吸收材料。
36.如權(quán)利要求26所述的照明裝置，其特征在于中間光傳輸介質(zhì)由多個(gè)光傳輸熒光層組成。
37.如權(quán)利要求36所述的照明裝置，其特征在于每個(gè)光傳輸熒光層涂染有一種或多種熒光染料的一個(gè)單獨(dú)的預(yù)定組合。
38.一種照明裝置，包括光源；中間光傳輸介質(zhì)，所述中間光傳輸介質(zhì)沿著所述光源延伸并設(shè)置得鄰近于所述光源，所述中間光傳輸介質(zhì)涂染有一種或多種熒光染料的預(yù)定組合；以及基本上呈桿狀的元件，所述桿狀件具有預(yù)定長(zhǎng)度，并具有光接收表面和光發(fā)射表面，所述桿狀件由兼具光波導(dǎo)和光散射特性的材料構(gòu)成，所述桿狀件的光接收表面設(shè)置得鄰近于所述中間光傳輸介質(zhì)；其特征在于，具有預(yù)定波長(zhǎng)的光線(xiàn)從所述光源發(fā)出，并被所述中間光傳輸介質(zhì)的染料的預(yù)定組合部分地吸收，并促使每種所述染料發(fā)出特定波長(zhǎng)的光線(xiàn)，以使得通過(guò)所述中間光傳輸介質(zhì)傳送到所述桿狀件的光接收表面的光線(xiàn)是具有多個(gè)波長(zhǎng)的集合光；并且所述桿狀件的光學(xué)和光散射特性導(dǎo)致在所述桿狀件的光發(fā)射表面上產(chǎn)生沿著所述預(yù)定長(zhǎng)度的拉長(zhǎng)的光強(qiáng)度圖形。
39.如權(quán)利要求38所述的照明裝置，其特征在于所述光源是多個(gè)發(fā)光二極管。
40.如權(quán)利要求38所述的照明裝置，其特征在于多個(gè)波長(zhǎng)的集合光被觀測(cè)者感知為白色光。
41.如權(quán)利要求38所述的照明裝置，其特征在于還包括外殼，所述外殼基本上按所述桿狀件的預(yù)定長(zhǎng)度延伸，所述外殼包括一對(duì)側(cè)壁，它們限定了一個(gè)末端開(kāi)口的通道，所述光源被接收和容納于所述末端開(kāi)口的通道中。
42.如權(quán)利要求41所述的照明裝置，還包括設(shè)置于所述外殼的內(nèi)表面上的一個(gè)或多個(gè)光收集表面，所述光收集表面將光線(xiàn)收集和反射到所述中間光傳輸介質(zhì)中。
43.如權(quán)利要求42所述的照明裝置，其特征在于所述外殼的外表面設(shè)置有光吸收材料。
44.一種制造用于模擬氖照明的照明裝置的方法，包括步驟提供光源；以及將光傳輸介質(zhì)設(shè)置得鄰近于所述光源，所述光傳輸介質(zhì)涂染有一種或多種熒光染料，以使得當(dāng)具有預(yù)定波長(zhǎng)的光線(xiàn)從所述光源發(fā)出并被所述光傳輸介質(zhì)的染料部分地吸收時(shí)，每種所述染料發(fā)出特定波長(zhǎng)的光線(xiàn)，以使得從所述光傳輸介質(zhì)發(fā)出的光線(xiàn)是具有多個(gè)波長(zhǎng)的集合光。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，還包括步驟將基本上呈桿狀的元件設(shè)置得鄰近于所述光傳輸介質(zhì)，其中所述桿狀件具有光接收表面和光發(fā)射表面以及預(yù)定的長(zhǎng)度，所述桿狀件由兼具光波導(dǎo)和光散射特性的材料構(gòu)成，以使得當(dāng)具有多個(gè)波長(zhǎng)的集合光經(jīng)過(guò)所述光傳輸介質(zhì)傳送到所述桿狀件的光接收表面時(shí)，所述桿狀件的光學(xué)和光散射特性使得在所述桿狀件的光發(fā)射表面上產(chǎn)生沿著所述預(yù)定長(zhǎng)度的拉長(zhǎng)的光強(qiáng)度圖形。
全文摘要
一種照明裝置，該裝置通過(guò)將光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)合到照明裝置而模擬氖照明，并使得發(fā)出的光線(xiàn)可以具有單獨(dú)使用LEDs通常無(wú)法達(dá)到的顏色。光顏色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括涂染有一種或多種熒光染料的預(yù)定組合的中間光傳輸介質(zhì)。從照明裝置的光源發(fā)出的光線(xiàn)被導(dǎo)引到中間光傳輸介質(zhì)并且與其中包含的熒光染料相互作用。光線(xiàn)被中間光傳輸介質(zhì)的各個(gè)熒光染料部分地吸收，然后，較低能量的光線(xiàn)從各個(gè)熒光染料發(fā)出并射到波導(dǎo)的光接收表面。這樣，適當(dāng)染料組合的選擇就使得從照明裝置發(fā)出不同的顏色的光。
文檔編號(hào)F21S2/00GK1678865SQ03818957
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月6日
發(fā)明者喬治·R·赫爾斯, 約翰·R·多米尼克, 馬克·J·克利弗, 埃里克·O·埃里克松 申請(qǐng)人:埃萊特技術(shù)公司