[发明专利]带有平坦面板光导件堆的照明器

说明书

技术领域

本发明涉及包括光导件的照明器，这种光导件适合于从至少一个光源接收光。

背景技术

用透明材料(如玻璃或PMMA)制成的平坦光导件可用于产生平坦的透明照明器，即主要用于室内照明目的的光源。这是公知的并通常用在LCD背光和前光。来自CCFL、HCFL或LED的光耦合到光导件。可将光学耦合输出结构如楔块或适当的涂层布置在光导件的表面上，以去除总体内部反射条件，从而将光耦合输出光导件。

与这些照明器有关的问题在于耦合输出光导件的光的均匀分布。布置在最接近于光源的位置的结构(或涂层)往往将大多数光耦合输出，而与光源较远的结构往往耦合输出较少的光。这种问题可通过这些结构的正确分布得到解决。

不过，这会导致光效率与透明度之间的平衡。为了将光导件的某些区域中的足够量的光耦合输出，要求大量的耦合输出结构。不过，这会使这些照明器不透明。

类似的问题同样也在汽车照明设备领域遇到，如尾灯和转向灯。US 2003/0235046已提出了一种解决方法，该专利公开了一种用塑料制成的注模光导体。这种光导体适合于在一个端部耦合输入光，并且在多个凸出部分耦合输出光，这些凸出部分具有与该光导体的平面形成角度的表面。这些凸出部分基本上相互等距，从而保证耦合输出的光的均匀分布。这些光导体可以是圆盘，且光源布置在该光导体的周缘周围。

虽然注模塑料体适合作为车辆中的照明设备，但这些塑料体并不能够以适合于照明器的尺寸制造。而且，难以将这些塑料体制成透明的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种改进的透明照明器，这种照明器允许耦合输出的光的均匀分布。

根据本发明的一个方面，这些和其它目的由包括基本上透明的光导结构的照明器实现，这种光导结构适合于从至少一个光源接收光。这种光导结构包括透明的平坦面板光导件堆，每个面板光导件具有耦合输入边缘和至少一个耦合输出表面，这种耦合输入边缘适合于从该光源接收光并将这种光耦合输入到光导件中，该至少一个耦合输出表面适合于将光从该光导件耦合输出。这些耦合输出表面沿着该光导结构的延伸平面分布，优选均匀地分布，以提高该光导结构的透明度。

表达形式“基本上透明”用于表明耦合输出表面实际上可局部不透明。正如已提及的那样，这是现有技术中的一种问题，在此情形中，需要将耦合输出表面密集地布置在远离光源的区域中以提供光的均匀分布，从而导致透明度的降低。根据本发明，出于多层光导件的原因，可将耦合输出表面足够地分布以确保光导结构的透明效果。

与在US 2003/0235046中公开的注模体相比，根据本发明的堆叠光导结构易于制造，甚至可制成大的尺寸，且主要包括现有的元件(平坦面板光导件)。而且，与US 2003/0235046中的设计相比，可用这种设计实现改进的透明度。

此外，与US 2003/0235046中的光导件相比，可更加有效地对光的分布进行控制，因为耦合输入一个特定面板光导件的光将在这种面板的耦合输出表面被耦合输出。

通过使用薄光导件堆而不是使用一个光导件，还会在光源离开光导件之前更多次地将光源反射。这就改进光的混合，光的混合是有利的，尤其是在多色彩光源(如多个不同的彩色LED)的情况下。

另一个优点是保持准直。在入口侧耦合在光导件中的角展度与离开光导件的角展度相同。这样就不产生另外的散射或斜射光。

就其本身而言，堆叠多个平坦光导件的概念是公知的，如用作透明显示器中的背光。不过，这些背光布置在显示器的背部，且无需透明。因此，可用最佳方式布置这些耦合输出结构，以实现耦合输出的光的均匀分布，而无需关注降低透明度。相反，使用多层光导件的原因通常与从背光提供各种类型的光有关，如不同偏振的光或不同色彩的光。并不认为现有技术中的这些光导件能够解决出现在照明器领域中的透明度问题。

这些面板光导件可具有不同的尺寸并且可布置成使所有的面板光导件的耦合输入边缘基本上相互临近对齐。这样，每个面板光导件可具有与适合于形成这些耦合输出表面中的一个的耦合输入边缘相对的边缘。这就导致堆叠的光导结构，这种堆叠的光导结构在一个端部中接收光并从与此端部相对的边缘将这种光耦合输出。由于这些面板光导件具有不同的尺寸，所以会沿着这种结构的长度分布这些相对的边缘。优选对这些尺寸进行选择，以使这些相对的边缘会被沿着这种结构的长度均匀地分布。

通过在这些相对的边缘耦合输出所有的光，这种光导结构会变得有光效率。将所有的光在每个光导件的端部耦合输出，且不存在呈斜角的光回收或耦合输出。