專利名稱：配置成將第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置的光混合的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明裝置，該照明裝置包括光波導(dǎo)以促使均勻照明。具體而言，本發(fā)明涉及其中使用光波導(dǎo)將第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置的光混合的照明裝置。
背景技術(shù)：
時(shí)至今日，在照明裝置中廣泛使用諸如發(fā)光二極管(LED)之類的小的點(diǎn)光源。在一些應(yīng)用中，需要將來自多個(gè)LED的光適當(dāng)?shù)鼗旌稀Ｒ粋€(gè)例子是用于顏色可變發(fā)光的照明裝置。這種裝置通?；诙鄠€(gè)不同顏色的LED，并且通常在混合棒中混合來自各個(gè)LED的光從而實(shí)現(xiàn)期望的照明效果?？梢酝ㄟ^改變流經(jīng)不同LED的電流來設(shè)置顏色。
US 6，728，448揭示了一種具有四邊形截面的光混合棒，該光混合棒將光從入口區(qū)域引導(dǎo)向出口區(qū)域。所述混合棒促使表面被均勻地照明。所述光混合棒還可包括從所述入口向所述出口區(qū)域延伸預(yù)定距離的反射性涂覆的分隔件，該反射性涂覆的分隔件導(dǎo)致在出口區(qū)域的亮度分布的不均勻性。
然而，一個(gè)制約是合適的光混合通常需要混合棒具有大的長度對厚度的比率。因此，可通過降低光波導(dǎo)的厚度來增加光混合。然而，這將降低照明裝置的耦合輸入效率并從而降低照明裝置的總體效率。一種備選方式將是增加光波導(dǎo)的長度。然而，在許多應(yīng)用中 (例如在使用基于LED的燈泡來替換白熾燈泡的改進(jìn)單元中)，所允許的長度是受限的。因此，需要一種促使更均勻照明的緊湊且有效的照明裝置。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是解決或至少減少上述問題。具體而言，目標(biāo)在于提供一種緊湊、有效并能夠?qū)崿F(xiàn)更均勻照明的照明裝置。
依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種照明裝置，該照明裝置包括光波導(dǎo)，配置成將光從入口端引導(dǎo)向出口端；部分透明的分隔件，設(shè)置在所述光波導(dǎo)中并且配置成使得入射于其上的給定波長的光被部分地透射并被部分地反射，其中部分透明的分隔件沿至少部分的光波導(dǎo)延伸，并將該部分的光波導(dǎo)劃分成第一分開區(qū)和第二分開區(qū)；第一發(fā)光裝置設(shè)置成將光耦合輸入到至少第一區(qū)，而第二發(fā)光裝置設(shè)置成將光耦合輸入到至少第二區(qū)。
本發(fā)明基于如下理解通過在光波導(dǎo)中設(shè)置部分透明的分隔件，對于在光波導(dǎo)中傳播的光，反射的平均數(shù)量可得以增加，而光仍在光波導(dǎo)的整個(gè)截面上混合。因此，對于光波導(dǎo)的給定的長度對厚度的比率，可實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的光混合，或換言之，對于給定長度的光波導(dǎo)，在效率得以維持的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的光混合。
一個(gè)優(yōu)勢是在照明裝置的長度受限的應(yīng)用(例如改進(jìn)單元)中也能實(shí)現(xiàn)均勻照明。這種改進(jìn)可以以成本有效的方式來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗璧男薷闹皇遣糠滞该鞯姆指艏４送?，所述布置保留集光率，使得所述照明裝置可被用于產(chǎn)生準(zhǔn)直的光束。
由于部分透明的分隔件配置成使得入射于其上的給定波長的光被部分地透射和被部分地反射，所以應(yīng)理解一些顏色的光(例如藍(lán)色光)可既被所述部分透明的分隔件透射也被所述部分透明的分隔件反射。這與用于選擇性地讓小范圍顏色的光通過而反射其他顏色的傳統(tǒng)濾色器不同。
W02008/017968揭示了一種照明裝置，該照明裝置包括用于產(chǎn)生光的半導(dǎo)體光源和用于將光饋送至反射器的初級光學(xué)系統(tǒng)，該反射器被提供用于輻射光并用于實(shí)現(xiàn)期望的輻射圖案。所述初級光學(xué)系統(tǒng)包括具有鏡面端面的光波導(dǎo)和用于將光引導(dǎo)進(jìn)入反射器的耦合輸出結(jié)構(gòu)。所述鏡面端面光學(xué)地折疊所述光波導(dǎo)，有效地延長光在所述光波導(dǎo)內(nèi)均勻化的長度，同時(shí)更為經(jīng)濟(jì)地利用所述反射器內(nèi)空間。
盡管在W02008/017968中揭示的照明裝置增強(qiáng)了照明的均勻性，但是依據(jù)本發(fā)明的照明裝置能夠?qū)崿F(xiàn)更為緊湊且不太復(fù)雜的方案。此外，與本發(fā)明不同，相比于利用傳統(tǒng)光波導(dǎo)的照明裝置，W02008/017968中被光學(xué)地折疊的光波導(dǎo)導(dǎo)致了具有反向耦合輸出方向的照明裝置。
部分透明的分隔件可沿整個(gè)光波導(dǎo)延伸。隨著部分透明的分隔件延伸通過光波導(dǎo)的更大部分，在光波導(dǎo)中傳播的光的反射的平均數(shù)量可增加。這意味著當(dāng)部分透明的分隔件沿整個(gè)光波導(dǎo)延伸時(shí)，光混合可最大化。
部分透明的分隔件通常配置成在大數(shù)量的反射與整個(gè)截面上的光混合之間的良好的權(quán)衡。例如，在使用單個(gè)部分透明的分隔件的實(shí)施方式中，透射的光部分可優(yōu)選地基本上等于反射的光部分。然而，對于如下實(shí)施方式，其中兩個(gè)或更多個(gè)部分透明的分隔件設(shè)置成使得光束通常在其從光波導(dǎo)的一側(cè)壁行進(jìn)至該光波導(dǎo)的另一側(cè)壁時(shí)需要通過多于一個(gè)的部分透明的分隔件，則每個(gè)分隔件可優(yōu)選地配置成使得透射的光部分大于反射的光部分。
依據(jù)一種實(shí)施方式，部分透明的分隔件設(shè)置有金屬涂層，該金屬涂層的厚度配置成使得部分的入射光束被透射而部分的入射光束被反射。(假設(shè)因吸收造成的損耗將是可忽略的，未被透射的任何剩余光都將被反射)。所述金屬涂層可以是諸如銀或鋁，該金屬涂層足夠薄，使得部分的光被透射，而部分的光被反射。由于入射至所述部分透明的分隔件上的光束被分割，所以光束的數(shù)目增加。這進(jìn)一步增強(qiáng)了照明的均勻性。通過調(diào)整涂層厚度可配置反射-透射比。
依據(jù)一種備選的實(shí)施方式，所述部分透明的分隔件包括至少一個(gè)透射區(qū)和至少一個(gè)反射區(qū)，其中將所述至少一個(gè)透射區(qū)的面積和所述至少一個(gè)反射區(qū)的面積之間的比率配置成使得入射至所述部分透明的分隔件上的光中的預(yù)定部分被透射。
本文中透射區(qū)應(yīng)被理解為基本上所有的光都被透射的區(qū)域，而本文中反射區(qū)應(yīng)被理解為基本上所有的光都被反射的區(qū)域。通過調(diào)整透射區(qū)的總面積和反射區(qū)的總面積之間的比率，部分透明的分隔件的透射光和反射光之間的比率可得以調(diào)整。例如，為了實(shí)現(xiàn)其中使一半光被透射、一半光被反射的部分透明的分隔件，透射區(qū)的總面積應(yīng)對應(yīng)于反射區(qū)的總面積。這具有無需精確控制層厚來調(diào)節(jié)透射和反射的比率的優(yōu)勢。
所述部分透明的分隔件可沿所述光波導(dǎo)的(縱向)中心軸設(shè)置。這導(dǎo)致對稱性， 而已發(fā)現(xiàn)該對稱性導(dǎo)致特別好的光混合，從而提供更為均勻的光輸出。
入口端(和/或出口端)可配置成修改光波導(dǎo)中光的角度分布，從而減少通過所述光波導(dǎo)而不照射部分透明的分隔件的光部分。例如，這可通過具有一個(gè)或更多個(gè)刻面或一組多棱槽的多棱結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。通過避免與所述光波導(dǎo)的長度方向平行的光束(該光束從不照射所述部分透明的分隔件)，可進(jìn)一步提高光混合。
所述光波導(dǎo)可配置成借助于全內(nèi)反射(TIR)來引導(dǎo)光。這避免了在反射側(cè)壁處的可能的吸收損耗，并從而提高效率。
所述光波導(dǎo)可以是由一組反射性側(cè)壁形成的空心光波導(dǎo)。相比于由TIR引導(dǎo)的光，這通常實(shí)現(xiàn)更大范圍的傳播角度，并避免在光波導(dǎo)的入口端和出口端上因菲涅爾反射造成的任何損耗。
所述第一發(fā)光裝置可以發(fā)射第一顏色的光，而第二發(fā)光裝置可發(fā)射與所述第一顏色不同的第二顏色的光。這實(shí)現(xiàn)顏色可變的發(fā)光，其中可通過改變流經(jīng)不同發(fā)光裝置的電流來簡便地設(shè)定顏色。
可在光波導(dǎo)中設(shè)置多個(gè)部分透明的分隔件以進(jìn)一步提高光混合。
所述照明裝置還可包括設(shè)置在光波導(dǎo)的出口端的準(zhǔn)直器，使得照明裝置提供準(zhǔn)直的光束。
所述光波導(dǎo)可具有六邊形截面。這已被發(fā)現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)特別好的光混合。
所述照明裝置可用于照明設(shè)備，該照明設(shè)備即旨在照亮物體或環(huán)境的裝置。
依據(jù)下文的詳細(xì)公開、隨附的從屬權(quán)利要求以及附圖，其他目標(biāo)、特征和優(yōu)勢將顯現(xiàn)。


參照附圖，通過對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的以下說明性且非限制性的詳細(xì)描述， 將更好地理解本發(fā)明的上述的和附加的目標(biāo)、特征和優(yōu)勢。在所述附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示相似元件，其中 圖Ia至圖Ib示意性地示出了依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的照明裝置。
圖加至圖2c示意性地示出了光混合棒的原理。
圖3a至圖北示意性地示出了部分透明的分隔件如何進(jìn)一步提高光混合。
圖如至圖4b示意性地示出了部分透明的分隔件的兩個(gè)例子。
圖fe至圖5c示意性地示出了具有設(shè)置有多個(gè)刻面的入口端的光波導(dǎo)。
圖6示意性地示出了具有設(shè)置有多個(gè)刻面的出口端的光波導(dǎo)。
圖7a至圖7b示意性地示出了依據(jù)本發(fā)明的照明裝置的另一實(shí)施方式。
圖8示意性地示出了另一實(shí)施方式。
圖9a至圖9c示意性地示出了設(shè)置有多個(gè)部分透明的分隔件的光波導(dǎo)的三個(gè)例子。
具體實(shí)施例方式圖Ia至圖Ib示意性地示出了依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的照明裝置100。照明裝置100包括光源101、形式為光波導(dǎo)104的混合棒、以及將光波導(dǎo)劃分成第一分開區(qū)10 和第二分開區(qū)104b的部分透明的分隔件106。此外，此處的照明裝置具有準(zhǔn)直器112。
此處的光波導(dǎo)104是從入口端108延伸至出口端110的固體棒。圖示的光波導(dǎo) 104的截面是矩形并且貫穿光波導(dǎo)具有恒定尺寸。然而，可使用其他截面形狀(例如圓形或六邊形)，并且截面尺寸可沿光波導(dǎo)變化(例如所述光波導(dǎo)在任意方向上可以是錐形)。此外，固體光波導(dǎo)104是由對光源101發(fā)射出的光透明的材料制成的，并且固體光波導(dǎo)104具有能夠?qū)崿F(xiàn)全內(nèi)反射的折射率。合適材料的例子是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或玻璃，而圍繞光波導(dǎo)的介質(zhì)通常可以是空氣。
光源101設(shè)置成在光波導(dǎo)104的入口端108處耦合輸入光。光源101通常包括一組小的點(diǎn)光源，此處是紅色LED (發(fā)光二極管)102和藍(lán)色LED 103。應(yīng)理解，兩個(gè)LED及其顏色僅被選擇用于說明的目的，而本發(fā)明同樣可應(yīng)用于更多數(shù)目的LED和其他顏色的LED。 本發(fā)明還可用于混合來自具有相同顏色的LED的光。此外，舉例而言，其他種類的小的點(diǎn)光源可使用諸如激光器或OLED (有機(jī)LED)。
LED典型組合的例子是“暖白，，和“冷白，，(兩種LED)，或紅綠藍(lán)(三種LED)，或紅綠藍(lán)白(四種LED)。然而，基于所需的光源功率電平以及每個(gè)LED封裝體的功率，可使用更多個(gè)LED，或者舉例而言，如果LED之一(例如紅色LED)相比于綠色和藍(lán)色LED更為低效， 則例如可以有兩個(gè)紅色LED、一個(gè)藍(lán)色LED和一個(gè)綠色LED。
此外，光波導(dǎo)104的出口端110設(shè)置在準(zhǔn)直器112中，使得照明裝置100產(chǎn)生準(zhǔn)直束。光波導(dǎo)104的出口端110可優(yōu)選地位于準(zhǔn)直器112的焦點(diǎn)處，從而提供有效的照明。
設(shè)置在光波導(dǎo)104內(nèi)的部分透明的分隔件106此處沿光波導(dǎo)104的中心軸114設(shè)置并從入口端108延伸至出口端110。盡管此處的部分透明的分隔件106延伸貫穿光波導(dǎo) 104，但是基于應(yīng)用和期望的照明效果，部分透明的分隔件106可變化。因此，可能具有延伸通過光波導(dǎo)的一部分(例如一半或三分之二)的部分透明的分隔件，或可能具有長于所述光波導(dǎo)并延伸進(jìn)入準(zhǔn)直器的部分透明的分隔件。
此處的部分透明的分隔件106是諸如銀或鋁的金屬涂層。舉例而言，部分透明的分隔件106可通過如下方式來實(shí)現(xiàn)通過沿中心軸114的切割將光波導(dǎo)104劃分成兩片，并使用金屬涂覆所述兩片之一(也即由切割所得的表面處)，并通過使用折射率相匹配的膠 (也即折射率與光波導(dǎo)的折射率相匹配的膠)將另一片粘合至所述金屬涂層來重新裝配光波導(dǎo)104。構(gòu)成部分透明的分隔件106的金屬涂層應(yīng)足夠薄，使得當(dāng)光束照射部分透明的分隔件106時(shí)，部分的光被透射，而部分的光被反射。通過調(diào)整金屬涂層的厚度，反射光和透射光之間的比率可得以調(diào)整。例如，對于以與法線成60°的方向入射到夾在玻璃片之間的 5nm厚的鋁層上的光束而言，反射光和透射光的量大約相等。
所述光波導(dǎo)還可以是空心光波導(dǎo)(例如，由諸如反射鏡之類的反射壁界定的空氣腔)。如果是這樣的話，金屬層通常由透明基板(例如由玻璃制成)支撐。為了維持對稱性，可優(yōu)選地在兩側(cè)上涂覆透明基板。
下面將結(jié)合圖3進(jìn)一步描述部分透明的分隔件的效果。然而，為了提供對本發(fā)明的更好理解，首先參照圖加至圖2c簡要描述傳統(tǒng)混合棒的效果。
圖加示意性地示出了在準(zhǔn)直器112內(nèi)設(shè)置有紅色LED 102和藍(lán)色LED 103的照明裝置。如圖中光束20 至20 以及203a至20 所示，對于這類照明裝置而言，兩種顏色的角度分布并不相同，因而最終所得的照明將不具有均勻的顏色。
為了改進(jìn)顏色均勻性，如圖2b中示意性地示出的，LED 102、103和準(zhǔn)直器112之間設(shè)置有形式為光波導(dǎo)104的混合棒。當(dāng)從LED102、103發(fā)射出的光通過全內(nèi)反射(TIR)被引導(dǎo)通過光波導(dǎo)104時(shí)，每次反射都產(chǎn)生LED的“虛像”。這可通過在其從入口端至出口端通過光波導(dǎo)104的路徑上跟隨光束來理解。參見圖2b，從紅色LED 102發(fā)出的光束202首先在A點(diǎn)的光波導(dǎo)表面處反射，生成虛擬LED 102a。隨后光束202在B點(diǎn)反射，導(dǎo)致生成虛擬LED 102b，在C點(diǎn)導(dǎo)致生成虛擬LED 102c，并且在D點(diǎn)導(dǎo)致生成虛擬LED102d。因此，在許多次反射之后，來自紅色LED 102的光似乎源自許多光源。當(dāng)然，相同的原理適用于發(fā)自藍(lán)色LED 103的光。
因此，在一種典型的應(yīng)用中，從光波導(dǎo)104耦合輸出的光被感知為源自如圖2c 所示的許多光源，其中紅色光被感知為源自紅色LED 102以及一組紅色虛擬LED 10 至 102i，而藍(lán)色光被感知為源自藍(lán)色LED 103以及一組藍(lán)色虛擬LED 103a至103g。由于從光波導(dǎo)104耦合輸出的光被感知為源自許多光源，所以光均勻性得到改善。
下面參照圖3a至圖北，將描述(由本發(fā)明提出的)部分透明的分隔件如何進(jìn)一步改善光混合。
在圖3a中，發(fā)自紅色LED 102的光束302在A點(diǎn)的光波導(dǎo)表面處反射。光束302 隨后在B點(diǎn)照射部分透明的分隔件106，在B點(diǎn)處，部分光束302’被透射，而部分光束302” 被反射。因此，在示出的例子中，部分光束302”將被反射三次(在A點(diǎn)、B點(diǎn)和C點(diǎn))，而不是如在沒有部分透明的分隔件的情形中那樣為兩次。與此同時(shí)，如部分光束302’所示出地，光在光波導(dǎo)104的整個(gè)截面上混合。此外，由于光束在B點(diǎn)分裂，光束的數(shù)量增加，從而進(jìn)一步提高了均勻性。
在圖北中示出了部分透明的分隔件106的另一效果。此處，由于光在部分透明的分隔件106上反射，所以生成了紅色LED 102的虛像10加。由于部分透明的分隔件106沿光波導(dǎo)104的中心軸設(shè)置，所以該虛擬紅色LED 10 對稱地置于光波導(dǎo)104內(nèi)的分隔件 106的另一側(cè)上。因此，對于包括設(shè)置在部分透明的分隔件的不同側(cè)上的紅色LED和藍(lán)色 LED的布置(例如針對圖1描述的布置)而言，由所述部分透明的分隔件生成直接落在藍(lán)色 LED頂上的紅色LED的虛像，反之亦然。這可進(jìn)一步增強(qiáng)顏色混合。
圖如示意性地示出了部分透明的分隔件的備選實(shí)施方式。此處，作為使用金屬涂層的層厚來調(diào)節(jié)反射/透射比率的取代方式，分隔件具有厚的金屬層402(反射光)，該金屬層內(nèi)部具有孔404(透射光)。因此，當(dāng)光束照射部分透明的分隔件時(shí)，光束或者被反射 (如果光束照射到反射部分)或者被透射(如果光束照射到透射部分)?？?04和金屬涂層402的面積比率確定透射-反射比率。因此，如果孔的總面積與涂覆有金屬涂層的區(qū)域的面積相同，那么可獲得透射和反射之間50對50比率。優(yōu)選地，所述孔充分地小于光波導(dǎo)的寬度，例如小一個(gè)數(shù)量級。下限是可制造性。典型直徑的范圍是數(shù)十微米至數(shù)毫米。此外，反射區(qū)和透射區(qū)的形狀可變化。
由于金屬涂層通常與一些吸收相關(guān)聯(lián)，所以對于每個(gè)反射區(qū)而言，可以優(yōu)選地使用電介質(zhì)層，或更為通常地使用電介質(zhì)層堆疊。優(yōu)選地選擇這些層的折射率和厚度使得透射-反射比率對角度和波長的依賴被最小化。
對于固體光波導(dǎo)而言，部分透明的分隔件還可通過將光波導(dǎo)104(例如由PMMA制成)劃分并使用折射率匹配的膠將兩半光波導(dǎo)粘合在一起來實(shí)現(xiàn)，如圖4b所示地，該折射率匹配的膠內(nèi)留有填充空氣的孔。對于使用了折射率匹配的膠的區(qū)域而言，將有好的透射且基本上沒有反射，而對于兩半光波導(dǎo)由空氣分開的區(qū)域而言，將是全內(nèi)反射并基本上沒有透射。所述層通常做成盡可能地薄，從而阻止光線照射空氣區(qū)域的側(cè)部，因?yàn)檫@可導(dǎo)致光被從光波導(dǎo)提取。氣孔406和設(shè)置有折射率匹配的膠的區(qū)域408的面積比率確定了透射和反射的比率。
圖fe是具有設(shè)置有刻面50 和502b的入口端108的光波導(dǎo)104的示意性圖示。 如圖所示，刻面50 和502b使光束506朝部分透明的分隔件彎曲。由于該布置加寬了光波導(dǎo)內(nèi)光的角度分布，所以可減少沿光波導(dǎo)的長度方向傳播或接近于光波導(dǎo)的長度方向傳播(例如平行于側(cè)部表面504和部分透明的分隔件106)的光束部分，從而增強(qiáng)光混合。
圖恥示出了備選實(shí)施方式，其中刻面50 和502b使光束向外朝側(cè)部表面504彎曲，但是經(jīng)由側(cè)部表面504上的反射，這也可導(dǎo)致光束506照射部分透明的分隔件106。
如圖5c示意性地示出，入口端可具有多于兩個(gè)的刻面。
由于所述刻面加寬了角度分布，所以可能出現(xiàn)兩種不期望的效果。首先，光可從光波導(dǎo)逸出。這可通過在光波導(dǎo)的側(cè)壁處提供諸如反射鏡之類的反射表面來克服。其次，一些光由于全內(nèi)反射可能不從出口表面逸出。如圖fe和圖恥所示，光波導(dǎo)的出口端上的刻面508a和508b可改進(jìn)這點(diǎn)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可意識到有備選方式來增加角度分布，例如通過使用具有槽的多棱結(jié)構(gòu)。舉例而言，所述角度分布還可通過以下方式改變通過來自顆?；虮砻娲植诘纳⑸洹⑼ㄟ^全息散射器或通過光柵衍射。圖6示意性地示出了另一實(shí)施方式，其中光波導(dǎo)104 在其出口端設(shè)置有刻面60 和602b。由于錐形出口，沿長度方向的光束604朝部分透明的分隔件106重新定向。
圖7示意性地示出了照明裝置具有立方形光波導(dǎo)104的實(shí)施方式，其中光波導(dǎo)104 具有沿對角線設(shè)置的部分透明的分隔件106。在其棱上設(shè)置立方形的光波導(dǎo)，并且紅色LED 102、藍(lán)色LED 103提供為在由立方體的第一側(cè)部702和第二側(cè)部704形成的入口端處耦合輸入光。此處，紅色LED 102通過第一側(cè)部702耦合輸入光，而藍(lán)色LED 203通過第二側(cè)部 704耦合輸入光。在由立方體的第三側(cè)部706和第四側(cè)部708形成的光波導(dǎo)出口端處耦合輸出光。因此，光波導(dǎo)整個(gè)由入口刻面702、704和出口刻面706、708構(gòu)成。在這種實(shí)施方式中，基本上所有光束照射部分透明的分隔件106，并在與LED相對的兩個(gè)刻面706、708之一處射出(除了因菲涅爾反射而被反射的光束之外)。此處的立方形光波導(dǎo)104與準(zhǔn)直器 12結(jié)合使用。如圖7b所示，還可在單一平坦基板上安裝LED 102和103，通過提供額外反射鏡710將發(fā)自LED 102和103的光引導(dǎo)向光波導(dǎo)。
依據(jù)一種備選實(shí)施方式，可與側(cè)部上三個(gè)LED相結(jié)合地在角點(diǎn)上設(shè)置立方形光波導(dǎo)(也即，光可以在三個(gè)側(cè)部耦合輸入)。
對三個(gè)或更多個(gè)LED的另一種可能的擴(kuò)展是使用多個(gè)立方形光波導(dǎo)，其中一個(gè)立方形光波導(dǎo)的出口可置于另一立方形光波導(dǎo)的入口處。在圖8中示出一個(gè)這樣的例子。此處，兩個(gè)照明裝置IOOa至IOOb的準(zhǔn)直器112a至112b的輸出被用作立方形光波導(dǎo)l(Mc的輸入。
依據(jù)本發(fā)明的一種備選實(shí)施方式，可在光波導(dǎo)中利用多個(gè)部分透明的分隔件。在圖9a至圖9c中示出了三個(gè)這種例子，每個(gè)例子示出了具有第一部分透明的分隔件902和第二部分透明的分隔件904的光波導(dǎo)104的截面。注意，在圖9c中示出的實(shí)施方式中，光束在其從側(cè)壁105至側(cè)壁107的路徑上需要穿過兩個(gè)部分透明的分隔件802和804。因此， 如果透射的光部分大于反射的光部分，則這可以是優(yōu)選的。例如，入射在所述部分透明的分隔件上的光的大約三分之二可以是透射的。
此外，注意，通過在圖9c的實(shí)施方式中的四個(gè)角象限中設(shè)置四個(gè)發(fā)光裝置801a至 801d,每個(gè)發(fā)光裝置801a至SOld將置于部分透明的分隔件802和804之一的正下方，使得所述部分透明的分隔件兩側(cè)都被照明。
上面參照一些實(shí)施方式大體上描述了本發(fā)明。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解地，除上述實(shí)施方式之外的實(shí)施方式在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍內(nèi)是等同可能的。例如，所述分隔件并不一定沿中心軸設(shè)置。此外，可以在所述部分透明的分隔件下方設(shè)置發(fā)光裝置，使得兩側(cè)都被照明。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置(100)，包括光波導(dǎo)(104)，所述光波導(dǎo)(104)配置成將光從入口端(108)引導(dǎo)向出口端(110)；部分透明的分隔件(106)，所述部分透明的分隔件(106)設(shè)置在所述光波導(dǎo)中，并且配置成使得入射于其上的給定波長的光部分地被透射并且部分地被反射，其中所述部分透明的分隔件(106)沿至少部分的所述光波導(dǎo)延伸，并且將所述部分的所述光波導(dǎo)劃分成第一分開區(qū)(104a)和第二分開區(qū)(104b)；第一發(fā)光裝置(102)，所述第一發(fā)光裝置(10 設(shè)置成將光耦合輸入到至少所述第一區(qū)(104a)；以及第二發(fā)光裝置(103)，所述第二發(fā)光裝置(10 設(shè)置成將光耦合輸入到至少所述第二區(qū)(104b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的照明裝置，其中所述部分透明的分隔件(106)從所述入口端 (108)延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的照明裝置，其中所述部分透明的分隔件(106)沿整個(gè)光波導(dǎo) (104)延伸。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置，其中所述部分透明的分隔件(106)設(shè)置有金屬涂層，所述金屬涂層的厚度配置成使得部分的入射光束被透射并且部分的入射光束被反射。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置，其中所述部分透明的分隔件(106)包括至少一個(gè)透射區(qū)004;408)和至少一個(gè)反射區(qū)002 ;406)，其中所述至少一個(gè)透射區(qū)004; 408)的面積與所述至少一個(gè)反射區(qū)002 ；406)的面積的比率配置成使得入射在所述部分透明的分隔件(106)上的光中的預(yù)定部分被透射。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置，其中所述部分透明的分隔件(106)沿所述光波導(dǎo)(104)的中心軸設(shè)置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置，其中所述入口端(108)配置成修改所述光波導(dǎo)中光的角度分布，從而減少通過所述光波導(dǎo)而不照射所述部分透明的分隔件(106)的光部分。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置，其中所述光波導(dǎo)(104)配置成通過全內(nèi)反射(TIR)來引導(dǎo)光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的照明裝置，其中所述光波導(dǎo)(104)是由一組反射性側(cè)壁形成的空心光波導(dǎo)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置，其中所述第一發(fā)光裝置(10 發(fā)射第一顏色的光并且所述第二發(fā)光裝置(10 發(fā)射不同于所述第一顏色的第二顏色的光。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置，包括多個(gè)部分透明的分隔件(802，804)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置，還包括準(zhǔn)直器(112)，所述準(zhǔn)直器(112) 設(shè)置在所述光波導(dǎo)(104)的出口端(110)處。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置，其中所述光波導(dǎo)(104)具有六角形的截
14. 一種照明設(shè)備，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的照明裝置和設(shè)置成對所述第一發(fā)光裝置和所述第二發(fā)光裝置供電的驅(qū)動電子設(shè)備。
全文摘要
一種照明裝置(100)，包括光波導(dǎo)(104)，該光波導(dǎo)(104)配置成將光從入口端(108)引導(dǎo)向出口端(110)；部分透明的分隔件(106)，所述部分透明的分隔件(106)設(shè)置在所述光波導(dǎo)中并配置成使得入射于其上的給定波長的光部分地被透射并且部分地被反射，其中所述部分透明的分隔件(106)沿至少部分的光波導(dǎo)延伸，并且將所述部分的光波導(dǎo)劃分成第一分開區(qū)(104a)和第二分開區(qū)(104b)；第一發(fā)光裝置(102)，所述第一發(fā)光裝置(102)設(shè)置成將光耦合輸入至少所述第一區(qū)(104a)；和第二發(fā)光裝置(103)，所述第二發(fā)光裝置(103)設(shè)置成將光耦合輸入至少所述第二區(qū)(104b)。一個(gè)優(yōu)勢是在照明裝置的長度受限的應(yīng)用例如對于改進(jìn)單元中也能獲得均勻照明。
文檔編號F21V8/00GK102187264SQ200980141152
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者M·J·J·雅克, R·P·范戈科姆, G·M·維比克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司