光葉片燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種包括矩形波導(dǎo)的燈具。波導(dǎo)包含四個(gè)邊緣以及對(duì)置的平坦表面。光模塊至少將燈光引導(dǎo)至四個(gè)邊緣中的僅一個(gè)邊緣。其中一個(gè)平坦表面包括引導(dǎo)光使之通過所對(duì)置的平坦表面逸出的鏡面反射表面。
【專利說明】光葉片燈具
[0001]本申請(qǐng)要求于2011年2月8日提交的序列號(hào)為61/440,805的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，該申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用并入本文。
【背景技術(shù)】
[0002]本示例性實(shí)施例涉及一種燈具。發(fā)現(xiàn)其尤其用于與其中期望定向光的通用照明的燈具結(jié)合使用，并將具體參照其進(jìn)行描述。然而，應(yīng)該理解的是，本示例性實(shí)施例同樣適于其他類似應(yīng)用。
[0003]簡(jiǎn)要說明
[0004]常見于辦公室和商業(yè)樓宇中的照明器材為熒光照明面板。通常，這種照明面板包括容納一個(gè)或者多個(gè)熒光燈管的封殼和前擴(kuò)散板。典型地，前擴(kuò)散板為具有規(guī)則表面圖案以促進(jìn)均勻發(fā)光的半透明塑料材料或者透光塑料材料?？商鎿Q地，反光性百葉窗式前蓋可用于擴(kuò)散發(fā)射光。這種照明面板通常適用于吊頂中，其中支撐構(gòu)件網(wǎng)格(T型材)通過纜線和由支撐構(gòu)件網(wǎng)格支撐的吊頂板懸掛在天花板上。吊頂板可以是正方形或者矩形并且照明面板模塊配置為裝配在這種開口中，擴(kuò)散面板取代吊頂板。
[0005]由于使用壽命長(zhǎng)(30到50000小時(shí)數(shù)量級(jí))并且發(fā)光效率高(70流明每瓦特及更高)，高亮度白色LED越來越多地用于取代傳統(tǒng)的熒光燈、緊湊型熒光燈和白熾燈泡?，F(xiàn)今，很多照明器具設(shè)計(jì)利用白色LED (更典型地是白色LED陣列)取代傳統(tǒng)的光源部件。而且，由于體積小、壽命長(zhǎng)，跟傳統(tǒng)光源相比，LED提供了構(gòu)造新型緊湊型照明器具的潛力。
[0006]側(cè)光式(edge-lit，邊緣發(fā)光)照明面板燈同樣也是已知的，其中燈光耦合到平坦導(dǎo)光面板(波導(dǎo)媒介)的邊緣。光通過全內(nèi)反射被引導(dǎo)到媒介的整個(gè)體積然后從發(fā)光面射出。為了減少?gòu)拿姘宓暮竺?例如，與發(fā)光面相對(duì)的面)發(fā)出的光，后面通常會(huì)包含光反射層。為了促進(jìn)均勻發(fā)光，導(dǎo)光板的一個(gè)或者兩個(gè)面可包含破壞導(dǎo)光板的導(dǎo)光特性的表面粗糙化形成的表面圖案，在導(dǎo)致優(yōu)先發(fā)光區(qū)域的區(qū)域部位。
[0007]與背光式面板燈相比，側(cè)光式照明面板燈的優(yōu)點(diǎn)是它的緊湊性質(zhì)，尤其是能與導(dǎo)光面板的厚度相媲美的燈的整個(gè)深度(厚度)，這使得構(gòu)造深度小于50_的燈成為可能。
[0008]本發(fā)明的簡(jiǎn)要說明
[0009]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了包括矩形波導(dǎo)(waveguide，波導(dǎo)管)的燈具。波導(dǎo)包括四個(gè)邊緣以及對(duì)置的平坦表面。光模塊將光引導(dǎo)入僅一個(gè)邊緣中。其中一個(gè)平坦表面包含引導(dǎo)光以通過對(duì)置的平坦表面逸出的反射表面。
[0010]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種對(duì)一區(qū)域照明的方法。該方法包括提供多個(gè)燈具，每個(gè)燈具包括具有四個(gè)邊緣以及對(duì)置平坦表面的矩形波導(dǎo)。每個(gè)波導(dǎo)包含將燈光引導(dǎo)入四個(gè)邊緣中的僅一個(gè)邊緣的光模塊。每個(gè)波導(dǎo)具有全內(nèi)反射并且能將光分布在整個(gè)波導(dǎo)上。每個(gè)波導(dǎo)進(jìn)一步包含來自一個(gè)或者兩個(gè)平坦表面的選擇光發(fā)射。燈具在該區(qū)域中布置成使得至少一個(gè)燈具以成角度的定向安裝、以豎直定向安裝或以水平定向安裝，并且至少一第二燈具以不同的成角度安裝、豎直定向安裝或水平定向安裝。
[0011]根據(jù)一第三實(shí)施例，提供了一種包括矩形波導(dǎo)的燈具。該波導(dǎo)包含四個(gè)邊緣以及對(duì)置平坦表面。提供了將光引導(dǎo)入至少一個(gè)邊緣的光模塊。至少一個(gè)平坦表面包含多個(gè)引導(dǎo)光逸出波導(dǎo)的微透鏡。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的燈具的透視圖。
[0013]圖2為替換燈具的透視圖。
[0014]圖3為本發(fā)明燈具的受引導(dǎo)光的示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明燈具的定向照明的另一示意圖。
[0016]詳細(xì)說明
[0017]根據(jù)代表性實(shí)施例，提供了一種基于“光葉片(blade of light)”理念的燈具。光葉片理念指的是一種薄型燈具，其中光從稱為波導(dǎo)的矩形透明或者半透明材料的一個(gè)或者兩個(gè)較大表面射出。術(shù)語波導(dǎo)指的是一塊通過全內(nèi)反射引導(dǎo)光的透明或者半透明材料。光傾向于填充波導(dǎo)的整個(gè)體積。與波導(dǎo)的其他尺寸相比，該波導(dǎo)的厚度較小。波導(dǎo)和光源模塊組件的厚度可小于50_。典型的波導(dǎo)材料包含玻璃(二氧化硅，氟化物)或者塑料(有涂層或者無涂層的)，例如丙烯酸酯或者聚碳酸酯。
[0018]光源模塊附接到波導(dǎo)的僅一個(gè)邊緣。光源模塊可基于LED。光源模塊可包含安裝機(jī)構(gòu)，例如支架，柱子，臂，臺(tái)肩，支柱，臺(tái)階或者凹部，適于將燈具附接到墻壁上或者天花板上。安裝機(jī)構(gòu)可以是與光模塊分離的部件或者與光模塊一體成型。波導(dǎo)的相鄰和(與光源模塊)對(duì)置的邊緣在空氣中浮動(dòng)，因此采用了短語“光葉片”。邊緣可以暴露出來使得光從邊緣發(fā)出或者可被反射材料所覆蓋。
[0019]光源隱藏在固定于波導(dǎo)邊緣的光源模塊中。光從模塊引導(dǎo)到波導(dǎo)中。一旦光進(jìn)入波導(dǎo)，其將在波導(dǎo)中傳播。安裝在不同于暴露至光源模塊的邊緣的邊緣上的反射器和/或擴(kuò)散器可用于控制可從波導(dǎo)的邊緣逸出的光量?？衫貌▽?dǎo)上的特性通過擴(kuò)散方式或者在與波導(dǎo)的主平坦表面成一角度處將光引導(dǎo)出波導(dǎo)。
[0020]激光蝕刻、化學(xué)蝕刻和形狀噴涂(shape painting)目前用作漫射光提取特征?？商鎿Q地，微透鏡光分布特征可用于提供更有針對(duì)性的定制光輸出。微透鏡特征和它們?cè)诠鈱?dǎo)或膜中的圖案可以定制為有效地在整個(gè)照明表面上傳播光或者將光根據(jù)應(yīng)用和照明要求聚焦在特定位置。微透鏡特征使得能夠控制光的均勻性、出射角和傳播，其可通過高度可重復(fù)的圖案化工藝實(shí)現(xiàn)，使得大容量的定制設(shè)計(jì)的光導(dǎo)和膜稱為可能。微透鏡光分布特征利用高效鏡面反射(與漫反射的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)相對(duì))提供側(cè)光式基于LED的照明器具的最佳光傳輸。例如，包含發(fā)射光以構(gòu)造定制光傳輸模式是可行的。
[0021]參考圖1，描述了燈具10。燈具10包含用于固定到墻壁或者天花板的支撐架12。支撐架12接收包含LED (未示出)和散熱片16的光模塊14。支架18將光模塊14接合到波導(dǎo)20的一個(gè)邊緣。波導(dǎo)20可從一個(gè)或者兩個(gè)平坦表面22/24發(fā)出光。提供包含通道29的安裝臂27以接收墻壁的柱子或者天花板安裝支架(未示出)。
[0022]參考圖2，描述了替換燈具30。燈具30包含與光源模塊容納外殼34 —體成型的波導(dǎo)32。外殼34可進(jìn)一步包含用于固定到天花板、墻壁或者任何結(jié)構(gòu)的安裝機(jī)構(gòu)(未示出)。此特征允許用于普通照明的燈具的使用或者將光引導(dǎo)到表面或者物體上，例如墻壁、架子、柜臺(tái)面或者顯示器等?；诠馊~片理念的燈具可以豎直地、水平地或者以任何角度安裝。多個(gè)燈具可以組合在一起以構(gòu)造更大的照明區(qū)域，例如房間，走廊，或者較大空間，例如倉(cāng)庫(kù)或者辦公室。
[0023]燈具30可具有例如50mm或更小的波導(dǎo)32厚度。此外，最長(zhǎng)的邊緣31可具有例如至少500mm的長(zhǎng)度，最短的邊緣33可具有至少500mm的長(zhǎng)度，使得平坦表面35可具有250，OOOmm的表面，導(dǎo)致該表面相對(duì)于邊緣厚度的比至少為5000:1。
[0024]參考圖3，需要指出的是微透鏡技術(shù)可允許引導(dǎo)的光從燈具40射出。另外，從燈具40分布的光僅在豎直定向的波導(dǎo)41的一側(cè)上并且包含在錐42界定的出射角內(nèi)。通過這種方式，燈具可以豎直定向從天花板懸吊下來并且將限定量的光引導(dǎo)在一物體或者位置上，例如架子44。此外，本公開的燈具可用于將光引導(dǎo)在墻壁、地板或者天花板的特定區(qū)域上。這種方式允許創(chuàng)建特定的視覺效果并且避免了可能由于直接暴露于光源而造成的眩光。
[0025]現(xiàn)在參考圖4，描述了燈具50陣列。燈具50為壁式安裝并且包含處于水平定向中的波導(dǎo)52。光分布可以包含在朝向墻壁定向的錐內(nèi)以提供洗墻效果。例如，期望45度或者更小的錐。定制光分布是可行的，使得根據(jù)照明空間的要求向上或者向下射出較大或者較小的光量。
[0026]同樣地，可以設(shè)想利用多個(gè)燈具來有效地照亮較大空間。例如，壁式安裝且水平定向的燈具可提供洗墻光而天花板式安裝且豎直定向的具有從單個(gè)平坦表面射出的光的燈具可以照亮顯示器，并且相對(duì)于天花板成角度地定向的天花板式安裝的燈具可以提供卓越的向下地板照明。這些只是本發(fā)明燈具實(shí)施例提供的基本可能性。對(duì)其做出的多種變化對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。
[0027]已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)示例性實(shí)施例做出了描述。顯然，在閱讀和理解前面的詳細(xì)描述之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出修改和替換。意圖是本示例性實(shí)施例被理解為包含所附權(quán)利要求或其等同物范圍內(nèi)的所有這些修改和替換。
【權(quán)利要求】
1.一種燈具，包括矩形波導(dǎo)，所述波導(dǎo)包含四個(gè)邊緣以及對(duì)置的平坦表面，光模塊將光弓I導(dǎo)至所述邊緣中的僅一個(gè)邊緣中，至少一個(gè)所述平坦表面包括弓I導(dǎo)光以使光通過所對(duì)置的平坦表面逸出的反射表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，其中，每個(gè)平坦表面均包括引導(dǎo)光以使光通過所對(duì)置的平坦表面逸出的反射表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，其中，所述波導(dǎo)具有的介于所述對(duì)置的平坦表面之間的厚度小于50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，其中，所述光模塊包含多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，其中，所述矩形是正方形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，其中，光基本上從僅一個(gè)平坦表面發(fā)射出。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燈具，其中，一個(gè)平坦表面的表面積與波導(dǎo)的厚度之比至少為 5000:lo
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，包括與包含所述光模塊的邊緣相關(guān)聯(lián)的安裝結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燈具，其中，與包含所述安裝結(jié)構(gòu)的所述邊緣對(duì)置的邊緣在已安裝狀態(tài)下是自由浮動(dòng)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燈具，其中，所述安裝結(jié)構(gòu)和所述光模塊包括一整體式本體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，其中，光從所述平坦表面擴(kuò)散地逸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，其中，至少一個(gè)邊緣包含反射器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，其中，一個(gè)平坦表面包含光反射層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈具，其中，至少一個(gè)所述平坦表面包含多個(gè)微透鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燈具，其中，第一平坦表面發(fā)射出的光比所對(duì)置的平坦表面發(fā)射出光更多。
16.一種對(duì)一區(qū)域照明的方法，包括:提供多個(gè)燈具，每個(gè)燈具包括具有四個(gè)邊緣以及對(duì)置的平坦表面的矩形波導(dǎo)，每個(gè)波導(dǎo)包含將光引導(dǎo)入所述邊緣中的僅一個(gè)邊緣的光模塊，每個(gè)波導(dǎo)均具有將所述光分布在整個(gè)波導(dǎo)上的全內(nèi)反射并且具有來自一個(gè)或兩個(gè)所述平坦表面的選擇光發(fā)射；以及將所述燈具中的至少第一燈具以成角度的定向、豎直定向或水平定向中的一種方式布置，并且將所述燈具中的第二燈具以成角度的定向、豎直定向或水平定向中的另一種方式布置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一燈具安裝至墻壁并且所述第二燈具安裝至天花板。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，每個(gè)燈具具有基本相同的長(zhǎng)度、寬度和厚度。
19.一種燈具，包括矩形波導(dǎo)，所述波導(dǎo)包含四個(gè)邊緣以及對(duì)置的平坦表面，光模塊將燈光引導(dǎo)入所述邊緣中的僅一個(gè)邊緣，至少一個(gè)所述平坦表面包含多個(gè)微透鏡，所述多個(gè)微透鏡引導(dǎo)光以使光逸出所述波導(dǎo)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的燈具，其中，光從至少基本上處于小于大約45°的錐角內(nèi)的至少一個(gè)平坦表面發(fā)射出。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK103688100SQ201280017358
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月8日
【發(fā)明者】西蒙·費(fèi)希爾, 奧利弗·林 申請(qǐng)人:Ge照明解決方案有限責(zé)任公司