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具有由光导提供的发光表面的产品
申请号	CN201380066641.0	申请日	2013-12-11	公开(公告)号	CN104854649A	公开(公告)日	2015-08-19
申请人	皇家飞利浦有限公司;			发明人	B.克纳亚彭; A.H.伯格曼; T.德克;
摘要	公开了一种包括发光表面的产品，所述产品包括提供所述发光表面的光导（10）和被布置成发射光束（30）到光导中的第一固态照明元件（20），所述光导包括用于跨所述发光表面产生基本上均匀的光输出的多个散射元件（12）；其中所述光导进一步包括被布置成在光导中创建免受所述束照射的区域（50）的主体（40）。
权利要求	1.一种具有发光表面的产品，所述产品包括： - 提供所述发光表面的光导（10），所述光导包括用于跨所述发光表面产生基本均匀的光输出的多个散射元件（12），和 - 被布置成发射第一光束（30）到所述光导（10）中的第一固态照明元件（20），其中所述光导（10）进一步包括第一主体（40），所述第一主体被布置成在所述光导（10）中创建免受所述第一光束（30）照射的第一区域（50）。 2.如权利要求1所述的产品，其中所述第一固态照明元件（20）相对于所述光导（10）的位置是可调整的。 3.如权利要求1或2所述的产品，包括多个固态照明元件（20,20'）,所述多个固态照明元件（20，20'）包括所述第一固态照明元件（20），所述固态照明元件（20,20'）中的每个被布置成发射光束（30,30'）到所述光导（10）,其中所述第一主体（40）被布置成通过创建免受相应的光束（30,30'）照射的、所述光导（10）的相应区域（50，50'，52，52'）在所述光导（10）中创建相应的光图案。 4.如权利要求3所述的产品，其中所述固态照明元件（20,20'）中的每个是可单独控制的。 5.如权利要求3或4所述的产品，其中所述第一固态照明元件（20）被适配成发射第一颜色的光，并且其中所述多个固态照明元件进一步包括被适配成发射第二颜色的光的第二固态照明元件（20'）。 6.如权利要求1到5中任一项所述的产品，包括用于在所述光导（10）中创建包括所述第一区域（50）的多个区域（50,50'）的多个主体（40,40'）,所述多个主体（40,40'）包括所述第一主体（40），所述多个区域（50,50'）中的每个免受光束（30）的照射。 7.如权利要求1所述的产品，其中所述第一区域（50）定义指示器，并且其中所述产品可选地进一步包括第二固态照明元件（20'），所述第二固态照明元件具有相对于所述光导（10）可调整的位置并且被布置成发射第二光束（30'）到所述光导（10）中，以使得所述第一主体（40）通过使所述第二区域（50'）免受所述第二光束（30'）的照射而创建定义所述光导（10）中的第二指示器的第二区域（50'）。 8.如权利要求1所述的产品，其中所述第一固态照明元件（20）安装在所述光导（10）的中央，并且其中所述第一主体（40）包围所述第一固态照明元件（20）。 9.如权利要求8所述的产品，其中所述第一主体（40）包括多个孔隙（42'）。 10.如权利要求1到9中任一项所述的产品，其中所述第一主体（40）选自由反射体、黑体、滤色器、出耦合元件和其任意的组合构成的组。 11.如权利要求1到10中任一项所述的产品，其中所述光导（10）进一步包括用于将所述光束（30）重定向至所述第一主体（40）的反射体（60）。 12.如权利要求1到11中任一项所述的产品，其中所述光导（10）包括腔，所述第一主体（40）安装在所述腔中。 13.如权利要求1到12中任一项所述的产品，其中所述光导（10）进一步包括用于调整所述光束（30）的颜色的光致发光材料的部分。 14.如权利要求1到13中任一项所述的产品，其中所述光导（10）是透明的以使得所述光导后面的背景在照明设备的关断状态中是可见的。 15.如权利要求1到14中任一项所述的产品，其中所述产品是照明设备。
说明书全文	具有由光导提供的发光表面的产品技术领域 [0001] 本发明涉及一种具有发光表面的产品，例如照明产品，该产品包括定义所述发光表面的光导和被布置成发射光到光导中的第一固态照明元件，所述光导包括用于跨所述发光表面产生基本均匀的光输出的多个散射元件。背景技术 [0002] 诸如发光二极管（LED）之类的固态照明元件由于它们的低能量消耗和长寿命的缘故而被越来越多地用在包括照明应用的大量的产品中。可以在许多技术领域中发现这样的应用，诸如汽车应用、家用照明、诸如广告之类的商业应用、吊顶中的条形照明等等。许多更多的示例即将变得明显。 [0003] 在数个应用中，固态元件的光耦合到光导中，其中所述光导被操纵以创建特定形状的光输出。 [0004] 例如，US 7,374,323公开了一种显示设备，其包括连接到包括形成在其上的标记的表面的光导和在光导中被至少部分地设置在标记中的一个标记上方以照射标记中的至少一个标记的光反射部分，其被用来照射例如车辆的仪器面板中的标记。 [0005] EP 0 006 361 A1公开了一种包括光导板的刻度盘，该光导板朝向反射表面引导光，以用于将光聚焦在刻度盘的开口附近（透明指示体的轴穿过该开口），从而照射该透明指示体。 [0006] JP 2010-134151公开了发光显示设备，其中平面光导从安装在该光导一侧的LED接收光。光导的表面包括多种形状，这些形状由相应的发光层在光导内重复，因为所述发光层被布置成离LED更远，所以发光层向光导中延伸得更深。发光层从平面光导提取光并且照射其表面上的形状。 [0007] 特别令人感兴趣的应用域是在其发光表面上方产生基本均匀的光输出的漫射照明面板，并且更特别地，在不存在注入到面板中的光时是透明的漫射照明面板，例如由®Evonik Industries AG（德国，埃森市）销售的Acrylite EndLighten板，其被嵌入有对进入板边缘的光进行散射的无色的光漫射粒子，以使得获取明亮地且均一地照射的发光表面。 [0008] 从功能或者美学的视角，可能令人感兴趣的是，在这样的基本均匀照亮的照明产品中创建图案。然而，前面提到的现有技术解决方案全部都利用为了照射光导的表面上的主体而从光导进行光提取的一些形式，这是相当复杂的并且有损于光导的美观。发明内容 [0009] 本发明试图按照开头段落来提供一种产品，在该产品中可以创建光图案而不需要光导的表面上的主体。 [0010] 根据本发明的方面，提供一种具有发光表面的产品，所述产品包括提供所述发光表面的光导和被布置成发射光束到光导中的第一固态照明元件，所述光导包括用于跨所述发光表面产生基本均匀的光输出的多个散射元件，其中光导进一步包括被布置成通过不让区域暴露至所述束而在光导中创建阴影区域的主体。 [0011] 通过使用具有被校准到一定程度（即，具有有限的束散度）的光输出的固态照明元件，与诸如反射体、黑体、滤色器、出耦合元件或者其组合之类的阻挡束的至少一部分的主体相组合，可以在光导中创建阴影区域，该阴影区域可以被用来在发光表面中创建图案，例如用于美学或者功能的目的。 [0012] 在实施例中，第一固态照明元件相对于光导的位置是可调整的。这允许阴影区域在光导内移位，以使得可在光导内创建动态图案。 [0013] 替代性地或者附加地，该产品包括多个固态照明元件，所述固态照明元件包括第一固态照明元件，所述固态照明元件中的每个被布置成发射光束到光导中，其中主体被布置成通过不让区段暴露至所述相应的束来在光导中创建相应的阴影区段。所述固态照明元件中的每个可以是单独可控的。这也允许光导内的动态图案的创建。 [0014] 在实施例中，第一固态照明元件被适配成发射第一颜色的光，多个固态照明元件进一步包括被适配成发射第二颜色的光的第二固态照明元件。这允许形成具有与光导的剩余部分不同的颜色的阴影区域，因为颜色被允许在光导的剩余部分中混合，但是颜色中的一种或者多种可以从阴影区域中被排除。 [0015] 在实施例中，动态图案用于功能目的，其中阴影区域定义指示器。这样的指示器可以例如用作例如时间的指示器，诸如时钟的指针。照明产品可以进一步包括第二固态照明元件，其具有相对于光导可调整的位置并且被布置成发射另外的光束到光导中以使得主体通过不让另外的区域暴露至所述另外的束来创建另外的阴影区域，所述另外的阴影区域定义光导中另外的指示器。这样的指示器的组合可以例如用来创建光导中的时钟。 [0016] 一个或者多个固态照明元件可以沿着光导的一个或者多个边缘被布置。替代性地，固态照明元件安装在所述光导的中央，并且其中主体包围该固态照明元件，例如以创建光导中的径向图案。 [0017] 这可以例如由包括多个孔隙的主体实现。例如，主体可以包括通过所述孔隙而在空间上彼此分隔的多个曲面镜。 [0018] 在本发明的产品中，主体可以例如选自反射体、黑体、滤色器、出耦合元件或者其组合。 [0019] 不必然的是，主体直接被至少一个固态照明元件照亮。在替代性的实施例中，光导进一步包括用于将所述束重定向至主体的另外的反射体（诸如镜子）。 [0020] 同样不必然的是，主体被集成在光导中。在替代性的实施例中，光导包括腔，所述主体被安装在所述腔中。 [0021] 在实施例中，光导进一步包括用于调整所述束的颜色的光致发光材料（也被称为磷光体）的部分。例如，如果使用白或者蓝光固态照明元件在光导中创建彩色效果的话，那么这可能是合期望的。多种不同磷光体的部分可以被用来在光导中的不同位置中创建多种颜色。 [0022] 优选地，光导具有高度的透明性，以使得在关断状态中光导后面的背景变得可见，这提高了光产品的美学效果。用于实现这样的高度透明的光导的特别适当的材料是聚-（甲®基丙烯酸甲酯）（PMMA）。光导可以是Acrylite EndLighten板。 [0023] 该产品有利地可以是照明产品，诸如（漫射）照明面板或者三维照明产品。附图说明 [0024] 参照附图更详细地并且通过非限制性示例的方式描述本发明的实施例，其中：图1到8示意性地描绘出本发明的产品的各种实施例。具体实施方式 [0025] 应该理解的是，图仅仅是示意性的，并且不是按比例绘制的。还应该理解的是，遍及附图使用的相同附图标记指示相同或者相似的部件（part）。 [0026] 图1示出本发明的产品的示例实施例。该产品包括光导10，光导10包括散射元件12（例如，光漫射粒子）的分布，用于为该产品提供基本均匀的发光表面。在例如其中该产品是照明产品的应用域，这样的均匀发光表面是合期望的，照明产品例如是壁装式照明面板（诸如厨房背面板）、商业环境（诸如机场、商场、餐厅、火车站、公共汽车候车亭等等）中的广告控制台（例如，海报面板）。 [0027] 优选地，光导10是高度透明的材料，诸如PMMA。适当的光导10的非限制性示例包®括Acrylite EndLighten系列产品，特别是甚至在射向光导10中的光不存在情况下也是® 高度透明的Acrylite EndLighten T。优选地，散射元件12也可以是透明的，但这不是必须的。适当的散射材料的示例是二氧化钛（TiO2），但是其他适当的材料（例如ITO）对本领域技术人员将是明显的。 [0028] 该产品进一步包括至少一个固态照明元件20，其可以以任何适当的方式被布置以便使得该固态照明元件20将光耦合到光导10中。在图1中示出的实施例中，固态照明元件20被布置在光导10的边缘的旁边。优选地，固态照明元件20包括发光二极管，但是其他类型的固态照明元件也可以被预期。 [0029] 在实施例中，固态照明原件20具有束角为α的窄角束，以在光导10中产生近似校准的光束30，例如，来防止整个光导10变成是被照射的。例如，α可以是40度或者更小、30度或者更小或者甚至20度或者更小。然而，虽然其是优选的，但是固态照明元件20具有这样的窄角束30不是本发明的先决条件。 [0030] 光导10进一步包括放置在束30的路径上的主体40，以使得防止光导10的区段50被固态照明元件20直接照射，尽管光导10的区段50位于束30的轮廓内。在本发明的上下文中，这样的区段50将被称为阴影区段，但是应该理解的是，这样的阴影区段依然可以是发光区段；它仅仅是通过主体40免受固态照明元件20的照射。 [0031] 主体40可以以任何适当的方式在光导10中形成。例如，主体40可以被集成（例如，模制）到光导10中。替代性地，光导10可以包括主体40被形成在其中的凹槽。这样的凹槽可以采用任何适当的形状（例如孔、狭缝等等），并且可以在制造光导10期间或者在制造光导10之后（例如通过钻孔或（激光）切割）形成。 [0032] 主体40可以采取任何适当的形式并且可以以任何适当的方式创建阴影区域50。例如，主体40可以是吸收入射光束30的黑体。替代性地，主体40可以是诸如对束30的一部分重定向以创建阴影区域50的镜子的反射体。在另一个实施例中，主体40可以是出耦合元件（例如光导10中的孔），以从光导10耦合束30的入射部分来创建阴影区域50。在又一个实施例中，主体40可以包括用于滤掉入射束30的光谱的至少一部分的滤色器。在该实施例中，阴影区域50可以具有与束30的剩余部分不同的颜色。在又一个实施例中，主体 40包括光致发光材料（磷光体），以创建具有与束30的剩余部分不同颜色的区域50。多种磷光体可以被用来创建光导10中的多种颜色。有利地，固态照明元件20可以发射蓝光，因为蓝光特别适用于使用磷光体生成其他颜色，但是固态照明元件20可以发射任何适当颜色的光，例如白光。其他实施例对本领域技术人员将是明显的。 [0033] 在实施例中，固态照明元件20相对于光导10的位置可以是可调整的，以使得阴影区域50可通过调整固态照明元件20的位置而被动态地更改。在图1中，固态照明元件20可以例如沿着光导10的边缘被转变来调整束30的位置，以使得阴影区域50可以在束30内的不同位置中出现。任何适当的布置可以被用来使得固态照明元件20的位置是可调整的。因为以可调整的方式安装固态照明元件本身是已知的，所以仅为了简明起见，将不进一步地对其进行详细解释。 [0034] 在图1中，仅通过非限制性示例的方式示出单个的固态照明元件20。应该理解的是，多个固态照明元件20可以被布置在光导10的边缘中的一个或者多个边缘的旁边。多个固态照明元件20中的至少一些可以被单独地控制，以使得阴影区域50可以通过接通/关闭单独的固态照明元件20在光导10的不同位置中被创建。不同的固态照明元件20可以发射不同颜色的光以在光导20中创建动态的颜色效果。光导20可以进一步包括多个主体40，以与来自一个或者多个固态照明元件20的一个或者多个束30相互作用。 [0035] 在图1中，仅通过非限制性的示例的方式，光导10具有矩形形状。光导可以采纳任何适当的形状。在图2中示出替代性的示例实施例，其中，光导10具有圆形的形状。固态照明元件20可以以可调整的方式沿着光导10的边缘被安装，以使得在束30中由主体40创建的阴影区域50可以被用作是指示器。在该实施例中，光导10可以表示刻度盘（例如作为测量仪器的部件），该刻度盘可以被安装在仪器面板中，在该情况下，固态照明元件20的可调整的位置由测量到的感兴趣单元（诸如时间、速度、压力、温度等等）的量确定。 [0036] 图3示出其中光导10中的中央主体40被用来创建时钟的示例实施例。第一固态照明元件20和第二固态照明元件20'可调整地沿着光导10的边缘被安装，以使得第一固态照明元件20的束30中的阴影区域50定义时钟的第一指示器或者指针并且第一固态照明元件20'的束30'中的阴影区域50'定义时钟的第二指示器或者指针。 [0037] 图4示出其中使用本发明的概念在光导10中创建不同颜色的区域的示例实施例。产生具有第一颜色的束30的第一固态照明元件20和产生具有不同于第一颜色的第二颜色的束30'的第二固态照明元件20'沿着光导10的不同边缘被安装。第一固态照明元件20和第二固态照明元件20'可以是可单独控制的和/或可调整地沿着光导10的边缘被安装，虽然这在图4中未指示。 [0038] 光导10包括用于阻挡束30的一部分的第一主体40和用于阻挡束30'的一部分的第二主体。束30和30'在光导10的一个区域相交叉，在该区域中束30和30'的不同颜色将混合来定义第三颜色。然而，在这个交叉内，来自第一固态照明元件20的光将通过第一主体40从区域52被排除，以使得这些区域的颜色将由第二束30'的第二颜色主导，而来自第二固态照明元件20'的光将通过第二主体40'从区域52'被排除，以使得区域52'的颜色将由第一束30'的第一颜色主导。通过使束30、30'和主体40、40'成形，区域52、52'以及束30、30'之间的交叉可以以任何适当的方式被成形，即，可以以这种方式创建任何适当的图案。虽然图4描绘了具有两个固态照明元件20、20'和两个主体40、40'的实施例，但是应该理解的是，本概念可以延伸到任何适当数量的固态照明元件20和主体40，以使得任何适当数量的颜色组合和形状可以以这种方式被创建。 [0039] 图1到4描绘了本发明的产品的实施例，其中主体40直接由固态照明元件20照亮。然而，要强调的是，这仅仅当作非限制性的示例。例如，如在图5中示出的，光导10可以进一步包括诸如镜子60之类的反射元件来将来自固态照明元件20的束30重定向到主体40上以创建阴影区域50。如前面一样，固态照明元件20可以以可调整的方式相对于光导10被安装。 [0040] 在图1到5中，仅通过非限制性示例的方式，一个或者多个固态照明元件20已经沿着光导10的边缘放置。图6描绘了其中固态照明元件20安装在光导10中央（例如钻出的或者被切割到光导10中的孔内）的替代性实施例，其中主体40包围固态照明元件20。在该实施例中，主体40包括由孔隙42细分的环形凹镜，以使得由固态照明元件20生成的光在由主体40定义的腔内反射，并且仅仅通过孔隙42逃离所述腔，以使得在光导10中形成径向的光照图案，其中阴影区域50形成在主体40的镜部分的后面。 [0041] 此外，本发明的产品不限于平面的光导10，例如照明板。图7示出本发明的照明产品的示例实施例，其中光导10定义三维（即，非平面的）容积，其包括遍及该容积的散射元件（诸如二氧化钛（TiO2）粒子）的分布，其中固态照明元件（未示出）通过主体40与大多数光导材料分隔，主体40包括多个孔隙，通过所述孔隙，由固态照明元件发射的光可以进入光导10，从而给出如在图7中所示的光导10内的光束的效果。 [0042] 本发明的产品的另一个实施例在图8中示出，其中光导10由第一颜色（例如橙光）的光源（未示出）与发射第二颜色的光（例如蓝光）的固态照明元件20各向同性地照射，以使得由于橙光和蓝光的混合而在光导10中创建白光束30。然而，由于蓝光从由主体40创建的阴影区域50被排除的缘故，阴影区域50将是橙色的，因为在该区域中只存在各向同性的光照。 [0043] 总之，本发明基于以下洞悉，即：在可以被均匀地照射的光导中，可以通过由光导中的主体部分地阻挡来自固态照明元件的入射束来在光导中创建光效果。这样的光效果的一些非限制性示例已经在图1到8中示出，但是当然，对本领域技术人员明显的是，使用本发明的教导可以实现所公开的光效果的许多变型和增进。 [0044] 应该注意的是，以上提到的实施例图示本发明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多替代性的实施例而不会偏离所附权利要求的范围。在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记不应被解读为限制权利要求。词语“包括”不排除除了在权利要求中列出的那些之外的元件或者步骤的存在。在元件之前的词语“一”或者“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助包括数个分立元件的硬件来实施。在列举若干个构件的设备权利要求中，这些构件中的若干个可以由一个且同一硬件项目体现。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中的单纯事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。

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