[发明专利]用于LED基流光溢彩的双层光导结构

说明书

技术领域

本发明涉及用于混合色彩，特别是用于使用发光二极管的环境光应用的光导结构。

背景技术

光导用于一些新的LED基照明系统。这种光导通常是透明塑料或玻璃的平坦或弯曲零件，通常用于两个目的。光导从例如一个或多个发光二极管(LED)的光源将光引导至期望地点，并帮助其混合来自各个红、绿和蓝LED的色彩。混合色彩是非常重要的，因为不理想的混合导致有色边缘和阴影，同时白表面将不是白的，而是有颜色的。

光导在许多照明应用中使用，例如用于通用照明或者LCD监视器或电视机的背光。一个这样的示例披露于国际专利申请WO2004/008023 A1，其中示出了一种光导装置，其包括作为光源的LED组、用于色彩混合的导光板、以及具有光输出面的导光板。该光导装置被提供作为液晶显示面板背后的背光源。还示出了用于从LED组将光线引导至导光板的一个端面的三角棱镜，以及用于从该导光板的另一端面将光线引导至该导光板的一个端面的三角棱镜。

这些光导的另一个可能应用例如是在用于诸如平板显示面板的电视机的LED基环境背景照明。在电视机周围产生与图像内容匹配的光效果。该效果提供更大虚拟屏幕的印象以及更加身临其境的观看体验。此外，这减小了观看者眼睛疲劳。

将灯置于电视机后面，该灯朝壁发光，从而实现这种环境背景照明效果，这种方法是已知的。为此目的，通常使用冷阴极荧光(CCFL)灯。由于诸多原因，LED基形式将是优选的。然而，与使用LED相关联，在色彩混合和色彩均匀性方面出现已知问题。例如，为了能够产生所有色彩，需要至少三个不同LED，即，一个红色、一个绿色和一个蓝色LED。三个LED固有地相互挨着布置，且由于位置不同，各个色彩在输出中不会理想地相互交叠。

每个基色使用更多个LED是一种备选，不过这显著增加方案成本。因此，优选每个色彩只使用几个或者甚至一个LED。

发明内容

鉴于上述方面，本发明的目的是解决或者至少减轻上述问题。具体而言，本发明目的是提供一种用于产生改进的色彩组成的改进的光导。

本发明的另一目的是改善光导在色彩的混合以及具有强度逐渐变化方面的性能。

根据本发明第一方面，上述目的是通过一种用于引导和混合光的装置来达成的，该装置由光导、位于第一层内的至少第一发光元件和位于第二层内的至少第二发光元件组成。每个所述发光元件布置成发射至少第一预定频率的光。该装置的特征在于，第二层在与第一层的第一几何平面不同的第二几何平面内延伸，用于从组成频率的总和产生均匀光输出。因此，有益地实现了由光导所表征的扩展单个点源发出的光的功能以及混合色彩的功能。一个优点为，发光元件被划分到不同平面内，使得从各个元件发射的光被其他发光元件阻挡或遮蔽的程度低得多。同样，有利地实现了从组成频率的总和输出的均匀光强度。另一个优点为，在色彩均匀性方面实现了改进的性能。根据本发明一个实施例，发光元件布置成发射预定频率的窄频带的光，例如呈现一个不同的基本感知色彩。

根据本发明一个实施例，该第一和第二层的几何平面大致上相互平行。

根据本发明另一实施例，该至少第一和第二发光元件分别包括至少第一组和第二组发光元件。因此，可以包含附加发光元件，以致形成第一和第二组发光元件。因此，可以实现更大数目的同时发射的频率或色彩，这具有进一步改善色彩混合的优点。

根据本发明另一实施例，该组包括相对于可发射频率的相应的对应发光元件，与该第一组发光元件相比，该第二组发光元件相对于可发射频率在顺序上颠倒。

发光元件可置于光导外部，通过光引导装置将发射的光引至光导的内部。然而，根据本发明一个实施例，发光元件包含在光导内的平面内。根据本发明又一实施例，发光元件的第一和第二层的几何平面延伸穿过该光导。例如，侧面发光LED具有定义一平面的发射图案，该平面与波导的平面一致。