Светоизлучающее устройство, использующее световоды
Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является повышение равномерности освещения за счет использования световода для перераспределения света, излучаемого одним светоизлучающим элементом на несколько участков, как если бы он излучался из нескольких менее интенсивных светоизлучающих элементов. Светоизлучающее устройство содержит два светоизлучающих элемента (32, 32а), расположенных вдоль продольного направления светоизлучающего устройства, причем каждый светоизлучающий элемент имеет светоизлучающую поверхность, предназначенную для излучения света в направлении общего освещения. По меньшей мере один световод (34) частично покрывает светоизлучающую поверхность первого из упомянутых светоизлучающих элементов (32) и содержит входную поверхность (35), предназначенную для приема падающего света из первого светоизлучающего элемента (32), и выходную поверхность (36), приспособленную для излучения по меньшей мере части падающего света, принимаемого входной поверхностью. Световод (34) установлен так, что выходная поверхность (36) расположена между первым светоизлучающим элементом (32) и вторым светоизлучающим элементом (32а) и ориентирована с возможностью излучения света в направлении общего освещения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области освещения и более конкретно к светоизлучающему устройству, использующему световоды.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Трубчатая светодиодная лампа (Tube LED–T-LED) представляет собой осветительное устройство на основе светодиодов (light emitting geode–LED), в котором LED расположены в виде линейной осветительной системы таким образом, что LED поддерживаются посредством механической несущей конструкции, которая может быть легко закреплена, как люминесцентная лампа, в офисном осветительном устройстве или подобном устройстве. Предпочтительно, если T-LED излучает свет равномерно. В существующих в настоящее время T-LED упомянутая равномерность может быть достигнута посредством окружения LED панели рассеивателем. Недостатком решения с использованием рассеивателя является то, что часть света, который рассеивается обратно от рассеивателя к LED, требует множества отражений, прежде чем он сможет выходить из T-LED в комнату, что снижает эффективность системы.
Фиг. 1а показывает вид сверху светоизлучающего устройства, содержащего три светоизлучающих элемента, например, LED, 10а-с, закрепленных на печатной плате (printed circuit board – PCB) 16. Фиг. 1b показывает как светоизлучающие элементы 10а-с излучают свет 14. Свет 14, излучаемый данным светоизлучающим устройством, может восприниматься наблюдателем системы как пятнистость, поскольку будут видны только три отдельных световых пятна. Такое устройство может быть раздражающим для наблюдателя. Решением данной проблемы могло бы стать увеличение количества светоизлучающих элементов 10а-с, закрепленных на РСВ 16. Это приводит к увеличению стоимости системы, что нежелательно. Другим решением является установка РСВ и светоизлучающих элементов 10а-с в прозрачной трубке 22 с внутренней поверхностью 220, выполненной рассеивающей, как показано на фиг. 2. Часть 20а, 20b света 14, излучаемого светоизлучающими элементами 10а-с, подвергается обратному рассеиванию рассеивающей внутренней поверхностью 220 рассеивателя 22 по направлению к РСВ 16, где он опять подвергается обратному рассеиванию так, чтобы освещать рассеиватель 22 (показано ссылочными позициями 21а, 21b). В результате получается более равномерное освещение на уровне рассеивателей. Часть света, проходящая через рассеиватель 22, подвергается рассеиванию в прямом направлении 18 посредством рассеивающей внутренней поверхности 220 и таким образом распределяется, что приводит к более равномерному освещению, воспринимаемому наблюдателем.
Недостаток заключается в том, что часть света 20а-b, которая подвергается обратному рассеиванию от рассеивателя 22 по направлению к РСВ 16, требует дополнительных отражений, прежде чем она сможет выходить из светоизлучающего устройства, например, в сторону комнаты. Поскольку каждое отражение приводит к некоторому поглощению, эффективность системы снижается. Существующие в настоящее время T-LED системы, например, такие как показанная на фиг. 2, обычно имеют световую эффективность 90%, потери света 10%, при этом пятнистость находится на пределе допустимости, и для некоторых людей выходит за пределы их уровня допустимости.
US20120106144 предлагает трубчатую светодиодную лампу, которая включает в себя теплоотвод, подложку для LED, пару соединителей и покрытие, прикрепленное к упомянутому теплоотводу. Упомянутое покрытие включает в себя первое покрытие и второе покрытие, причем на первом покрытии размещена по меньшей мере одна оптическая линза, причем упомянутая по меньшей мере одна оптическая линза содержит вогнутую линзу и отражающие линзы, размещенные на обеих сторонах упомянутой вогнутой линзы. Вогнутая линза приспособлена для преломления световых пучков от LED в направлении вперед или в приблизительном направлении вперед, а отражающие линзы приспособлены для отражения световых пучков от LED в боковом направлении.
US2012/0127754А1 раскрывает модуль источника света, который включает в себя прозрачный элемент и множество светоизлучающих устройств. Упомянутый прозрачный элемент включает в себя прозрачную подложку, содержащую выходную поверхность для света и нижнюю поверхность, противоположную упомянутой выходной поверхности для света, множество первых выемов и множество вторых выемок. Упомянутые первые выемки заглублены в выходной поверхности для света, и в каждой первой выемке предусмотрена отражающая поверхность. Вторые выемки расположены напротив первых выемок и заглублены в упомянутой нижней поверхности содержат криволинейную поверхность падения света. Упомянутые светоизлучающие устройства соответственно расположены около криволинейных поверхностей падения света. Каждое из светоизлучающих устройств содержит выходную поверхность для света, выполненную с возможностью выдачи светового пучка.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В связи с вышеизложенным, целью изобретения является решение или по меньшей мере уменьшение одного или нескольких недостатков, описанных выше. Вообще упомянутая цель достигается посредством прилагаемых независимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с первым аспектом изобретения, эта и другие цели достигаются посредством светоизлучающего устройства, содержащего два светоизлучающих элемента, расположенных вдоль продольного направления светоизлучающего устройства, причем каждый светоизлучающий элемент содержит светоизлучающую поверхность, приспособленную для излучения света в направлении общего освещения, по меньшей мере один световод, частично покрывающий светоизлучающую поверхность первого из светоизлучающих элементов, причем упомянутый световод содержит входную поверхность, приспособленную для приема падающего света из первого светоизлучающего элемента, и выходную поверхность, приспособленную для излучения по меньшей мере части падающего света, принимаемого входной поверхностью, причем упомянутый световод установлен так, что входная поверхность расположена с возможностью приема света, излучаемого из одного из светоизлучающих элементов, а выходная поверхность расположена между светоизлучающими элементами и приспособлена для излучения света в направлении общего освещения.
Выражение «направление общего освещения» относится к направлению, в котором основная часть света излучается из светоизлучающих элементов. Обычно данное направление перпендикулярно поверхности подложки, на которой закреплены светоизлучающие элементы.
Настоящее изобретение основано на идее создания светоизлучающего устройства, в котором световоды используются для направления части света, излучаемого светоизлучающим элементом, в положение между светоизлучающими элементами. Это перераспределяет свет, излучаемый одним светоизлучающим элементом, на несколько участков (непокрытый участок светоизлучающей поверхности и выходную поверхность (поверхности) световода (световодов)), как если бы он излучался из нескольких менее интенсивных светоизлучающих элементов. Преимущество состоит в том, что это уменьшает пятнистость светоизлучающего устройства. Это значит, что устройство воспринимается как устройство, которое содержит больше светоизлучающих элементов меньшей интенсивности и соответственно излучает более равномерно распределенный свет, чем если бы каждый светоизлучающий элемент просто излучал свой свет в одном основном положении. Кроме того, это может быть предпочтительно, поскольку один мощный светоизлучающий элемент может быть дешевле, чем несколько менее мощных светоизлучающих элементов. Это может также обеспечить более эффективное по времени изготовление светоизлучающего устройства, что приводит к уменьшенной стоимости изготовления. Дополнительное преимущество может состоять в том, что может быть уменьшено количество светоизлучающих элементов, содержащихся в светоизлучающем устройстве, без увеличения пятнистости устройства. Это приводит к меньшему количеству светоизлучающих элементов и как следствие меньшим электрическим сопряжениям. Это приводит не только к снижению расходов для материала светоизлучающего устройства, но также и к уменьшению стоимости изготовления благодаря более эффективному по времени изготовлению светоизлучающего устройства.
Отмечается, что положение «между светоизлучающими элементами» не ограничено положением на прямой линии между светоизлучающими элементами. Наоборот, предполагается более широкий смысл, включающий любое положение вообще между светоизлучающими элементами в продольном направлении.
Термин «светоизлучающий элемент» используется для определения любого устройства, которое излучает излучение в любой области или комбинации областей электромагнитного спектра, например, видимой области, инфракрасной и/или ультрафиолетовой области, при активации, например, посредством приложения к нему разности потенциалов или пропускания через него тока. Таким образом, светоизлучающий элемент может иметь монохроматические, квази-монохроматические, полихроматические или широкополосные спектральные характеристики излучения. Каждый светоизлучающий элемент содержит по меньшей мере один источник света. Примеры источников света включают полупроводниковые, органические или полимерные светодиоды, светодиоды с фосфорным покрытием с оптической накачкой, нанокристаллические светодиоды с оптической накачкой или любые другие подобные устройства, которые хорошо известны специалисту в данной области техники. Кроме того, термин «светоизлучающий элемент» может быть использован для определения комбинации конкретного источника света, который выпускает излучение, в комбинации с корпусом или блоком, в котором помещается конкретный источник света или источники света.
Свет, принимаемый световодом, может быть перемещен параллельно вдоль продольного направления светоизлучающего устройства, прежде чем выйти из выходной поверхности. Это может повышать эффективность системы, поскольку световод перераспределяет свет почти без потерь света, в то время как решение с использованием рассеивателя требует дополнительного отражения, которое вызывает потери света. Это может также увеличивать равномерность света, излучаемого светоизлучающим устройством, поскольку светоизлучающее устройство воспринимается как содержащее большее количество светоизлучающих элементов. В другом варианте осуществления, свет может быть перемещен в другом направлении, если этого требует конструкция. Это может также иметь место в том случае, если светоизлучающее устройство не вполне прямолинейное в продольном направлении, например, оно может быть изогнутым.
Выходные поверхности световодов могут быть рассеивающими, так что свет, выходящий из световода через выходную поверхность, является более равномерно распределенным. В качестве альтернативы, перед светоизлучающими элементами может быть размещен рассеивающий элемент.
В другом варианте осуществления, светоизлучающее устройство может содержать комплект светоизлучающих элементов, и множество световодов размещены так, что выходная поверхность по меньшей мере одного световода расположена между каждой парой соседних светоизлучающих элементов. Преимущество большего количества светоизлучающих элементов состоит в том, что больше света может излучаться устройством. Светоизлучающие элементы могут продолжаться вдоль одного основного направления или они могут продолжаться в двух направлениях. В последнем случае можно говорить о нескольких светоизлучающих устройствах, расположенных рядом.
Светоизлучающие элементы в комплекте светоизлучающих элементов могут быть расположены на одинаковом расстоянии друг от друга или могут быть расположены повторяющимся образом. Преимуществом такого распределения является увеличенная равномерность излучаемого света. Дополнительным преимуществом может быть упрощение изготовления устройства. Например, может быть изготовлен модуль, содержащий ряд светоизлучающих элементов и световодов, и несколько таких модулей могут быть соединены так, чтобы образовать осветительное устройство.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, светоизлучающее устройство содержит первый и второй световоды, приспособленные для приема света из первого светоизлучающего элемента, при этом первый светоизлучающий элемент расположен между вторым и третьим светоизлучающим элементом, причем выходная поверхность первого световода расположена между первым и вторым светоизлучающими элементами, а выходная поверхность второго световода расположена между первым и третьим светоизлучающими элементами. В данном варианте осуществления первый светоизлучающий элемент создает три пятна света, одно пятно света образуется между вторым и первым светоизлучающими элементами, одна пятно света образуется между первым и третьим светоизлучающими элементами и одно пятно света образуется посредством оставшейся непокрытой части светоизлучающего элемента. Входная поверхность первого и второго световодов может покрывать 1/3 первого светоизлучающего элемента каждая или какую-либо другую часть в зависимости от свойств световода, например, эффективности передачи света световода. Может быть предпочтительно, если каждое пятно света, создаваемое светоизлучающим элементом, является одинаково ярким с точки зрения наблюдателя. Это может приводить к более равномерному свету, излучаемому устройством.
В другом варианте осуществления, третий и четвертый световоды приспособлены для приема света из первого светоизлучающего элемента, при этом выходная поверхность третьего световода расположена между первым и вторым светоизлучающими элементами, выходная поверхность четвертого световода расположена между первым и третьим светоизлучающими элементами, выходная поверхность первого световода расположена ближе к первому светоизлучающему элементу, чем выходная поверхность третьего световода, выходная поверхность второго световода расположена ближе к первому светоизлучающему элементу, чем выходная поверхность четвертого световода.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, световод, в поперечном сечении вдоль продольного направления светоизлучающего устройства, имеет форму параллелограмма с его параллельными сторонами, продолжающимися вдоль продольного направления. Данная геометрическая форма может быть эффективным способом обеспечения присоединения и отсоединения света в продольно отдельных концах световода при обеспечении эффективного направления света между ними.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, поперечное сечение выходной поверхности световода вдоль продольной оси светоизлучающего устройства и поперечное сечение непокрытой части первого светоизлучающего элемента вдоль продольной оси светоизлучающего устройства имеют одинаковый размер. Это обеспечивает два эффекта: (1) из непокрытой части светоизлучающего элемента и выходной поверхности световода излучается одинаковое количество света и (2) когда свет проходит через такой световод, распределение света светового пучка остается неизменным. В результате свет, излучаемый светоизлучающим устройством, равномерно распределяется вдоль устройства. В зависимости от свойств и требований к устройству, размеры могут отличаться. Например, если материал световода имеет световую эффективность 98%, то входная поверхность может иметь соответственно больший размер, чтобы компенсировать потери света в световоде.
Светоизлучающие элементы светоизлучающего устройства могут быть закреплены на отражающей поверхности. В результате этого любой свет, отражаемый в направлении упомянутой поверхности, может быть опять переотражен в направлении общего освещения. Таким образом, может быть получено более эффективное светоизлучающее устройство.
Одно или несколько светоизлучающих устройств в соответствии с настоящим изобретением могут быть реализованы в осветительной системе. Одним примером может быть T-LED система, дополнительно содержащая прозрачную пластмассовую трубку, которая рассеивает на внутренней поверхности, и упомянутая осветительная система окружена упомянутой прозрачной пластмассовой трубкой.
Преимущество осветительной системы, которая излучает больше пятен света, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, по сравнению с системой, которая излучает меньше пятен, состоит в том, что в случае большего количества пятен передача рассеивания внутри прозрачной пластмассовой трубки может быть выше, а также обеспечивается более равномерное освещение.
Отмечается, что изобретение относится ко всем комбинациям признаков, упомянутых в формуле изобретения. Вообще, все термины, используемые в формуле изобретения, следует интерпретировать в соответствии с их обычным смыслом в данной области техники, если в данном документе специально не указано иное.
Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приведенного ниже подробного описания, а также из чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Этот и другие аспекты настоящего изобретения будут более подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие вариант (варианты) осуществления изобретения.
Фиг. 1а и 1b представляют собой виды сбоку и сверху обычного светоизлучающего устройства.
Фиг. 2 представляет собой вид сбоку светоизлучающего устройства, показанного на фиг. 1, с рассеивателем, распределяющим свет, излучаемый из светоизлучающих элементов.
Фиг. 3 представляет собой вид сбоку светоизлучающего устройства в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 4 представляет собой вид сбоку светоизлучающего устройства в соответствии с вторым вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 5а-с представляют собой виды сбоку и сверху светоизлучающего устройства без световодов и со световодами в соответствии с вариантами осуществления изобретения.
Фиг. 6а-с представляют собой виды сбоку и сверху светоизлучающего устройства без световодов и со световодами в соответствии с вариантами осуществления изобретения.
Фиг. 7 представляет собой перспективный вид T-LED системы в разрезе в соответствии с вариантами осуществления.
Показанные в чертежах размеры слоев и участков преувеличены в целях пояснения и соответственно предусмотрены для пояснения основных структур вариантов осуществления настоящего изобретения. Во всех чертежах одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым элементам.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение будет более подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых показаны предпочтительные на данный момент варианты осуществления изобретения. Однако настоящее изобретение может быть осуществлено в множестве других форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в данном документе; вернее данные варианты осуществления предусмотрены для полноты и законченности, и вполне передают объем настоящего изобретения специалисту.
Фиг. 3 показывает светоизлучающее устройство, содержащее светоизлучающий элемент 32, закрепленный на РСВ 30. РСВ может содержать отражающую поверхность 30' для отражения любого света, падающего на РСВ, например любых световых лучей, исходящих из светоизлучающего элемента 32, направленных на РСВ. Поскольку часто существуют оптические структуры между светоизлучающими элементами и зоной, подлежащей освещению, существуют отражения света от данных оптических структур по направлению к РСВ структурам вместо зоны, подлежащей освещению. Данные оптические структуры часто являются частью светоизлучающего устройства и расположены по существу рядом с РСВ. Благодаря отражающей поверхности 30' РСВ, данный свет отражается по направлению к зоне, подлежащей освещению, и поэтому световая эффективность светоизлучающего устройства повышается. Отражающая поверхность 30' может быть получена посредством окрашивания поверхности РСВ в белый цвет или любым другим пригодным способом.
Упомянутое устройство дополнительно включает в себя световод 34. Световод представляет собой прозрачный или светопрозрачный элемент, который приспособлен для направления света через световод посредством, например, внутреннего отражения света в большинстве его границ вследствие полного внутреннего отражения световых лучей в пучке. Поскольку такой световод почти не поглощает свет, направляемый через него, данное решение может быть реализовано почти без потерь. Световод 34 содержит входную поверхность 35, приспособленную для приема падающего света, и выходную поверхность 36, приспособленную для излучения света, который прошел через световод.
Световод может находиться в оптическом контакте с светоизлучающим элементом. Это значит, что среда, имеющая высокий показатель преломления, световода входит в прямой контакт с оптикой светоизлучающего элемента или другими словами между этими двумя компонентами отсутствует воздушный промежуток. Таким образом, передача света из светоизлучающего элемента в световод не будет страдать от френелевского отражения при контактах с воздухом или по меньшей мере будет меньше страдать от френелевских отражений, в зависимости от коэффициентов преломления оптики светоизлучающего элемента и световода. Отмечается, что возможно также наличие промежутка между светоизлучающим элементом и световодом.
Световод 34 может быть выполнен из прозрачного материала, предпочтительно с очень низкой степенью поглощения света, такого как стекло или пластмасса. Пригодным материалом может быть пластина из полиметилметакрилата (polymethylmethacrylate – PMMA). Возможны также и другие материалы, такие как полиакрилат, поликарбонат, эпоксидные смолы и стекло.
Для того чтобы увеличить захват света в световоде, внешняя поверхность сетовода, или ее часть, может быть с высокой отражающей способностью и выполнена из алюминия, алюминия с защитным покрытием, серебра, серебра с защитным покрытием, пластмассы с отражающим покрытием, многослойного пластичного отражающего материала, например, фольги 3M VicuityTM, или подобного материала, как будет вполне понятно для специалиста в данной области техники. Однако это не является критическим требованием. Кроме того, световод без отражающих слоев будет обеспечивать улучшения, которые описаны выше, поскольку свойства полного внутреннего отражения световода являются достаточными для эффективного направления света от входной поверхности 35 к выходной поверхности 36.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, выходная поверхность 36 покрыта рассеивающим материалом для еще большего распределения, например, рассеивания, света, излучаемого световодом, и аналогично света, излучаемого светоизлучающим элементом. Рассеивающие свойства рассеивающего материала могут отличаться в зависимости от требований к устройству. Упомянутые свойства могут представлять собой, например, шероховатость поверхности материала и/или мелкие частицы, содержащиеся в самом материале, которые рассеивают свет, проходящий сквозь материал. Упомянутый материал может быть изготовлен из прозрачного полимера или какого-либо другого пригодного материала. В качестве альтернативы, рассеивающие свойства достигаются посредством формования малых призм, или других поверхностных структур, в самом материале световода.
Световод 34 расположен так, что входная поверхность 35 частично перекрывает светоизлучающую поверхность светоизлучающего элемента 32 и приспособлена для приема света, излучаемого из светоизлучающего элемента 32. Свет, излучаемый из светоизлучающего элемента, направляется через световод 34 и выходит в положении на расстоянии от светоизлучающего элемента 32. Часть светоизлучающего элемента, не покрытая световодом 34а, все же излучает свет обычным способом.
В одном варианте осуществления, половина светоизлучающей поверхности светоизлучающего элемента 32 покрыта световодом 34, а непокрытый участок 38 излучает свет. Таким образом, устройство, показанное на фиг. 3, из одного светоизлучающего элемента 32 создает два световых пятна (одно в выходной поверхности 36 и одно в непокрытом участке 38). Это значит, что количество светоизлучающих элементов может быть уменьшено вдвое по сравнению со светоизлучающим устройством, показанным на фиг. 2, и все же обеспечивает такую же пятнистость при таком же уровне передачи рассеивателя. В качестве альтернативы, количество светоизлучающих элементов может быть сохранено и уровень передачи рассеивателя может быть увеличен, чтобы обеспечить более высокую эффективность системы. Третьим вариантом является сохранение количества светоизлучающих элементов и уровня передачи рассеивателя и таким образом обеспечение уменьшенной пятнистости системы. Эти три варианта, конечно, могут быть использованы в комбинации.
В показанном примере, световод имеет поперечное сечение в форме параллелограмма, т.е. он содержит верхнюю и нижнюю поверхность, параллельные РСВ 30, и две наклонные концевые поверхности, которые служат для присоединения света и отсоединения света, соответственно. Форма боковых поверхностей (т.е. поверхностей, по существу параллельных плоскости чертежа) может быть любой, которая способствует внутреннему отражению и предотвращает отсоединение света. В данном примере, входная поверхность 35 представляет собой участок нижней поверхности, перекрывающий светоизлучающий элемент 32. Выходная поверхность 36 представляет собой участок верхней поверхности.
В качестве альтернативы, выходная поверхность 36 может образовывать угол с поверхностью РСВ, чтобы направлять свет в другом направлении общего освещения.
Со ссылкой на фиг. 4, светоизлучающий элемент 32 частично покрыт двумя световодами 34а, 34b, каждый содержащий входную поверхность 35а, 35b и выходную поверхность 36а, 36b. Свет, излучаемый одним светоизлучающим элементом 32, соответственно будет излучаться в трех разных положениях (двух выходных поверхностях 36а, 36b, а также непокрытом участке 38 светоизлучающего элемента 32). Это значит, как описано выше, что количество светоизлучающих элементов может быть уменьшено втрое при такой же величине пятнистости.
Фиг. 5а показывает, в виде сверху, светоизлучающее устройство, содержащее три светоизлучающих элемента 32, 32а, 32b, закрепленных на РСВ 30. Светоизлучающие элементы 32а-с не покрыты световодами и таким образом можно видеть только три отдельных световых пятна.
Фиг. 5b и фиг.5с показывают, в виде сверху и в виде сбоку, соответственно, как каждый светоизлучающий элемент 32, 32а, 32b покрыт двумя световодами 34, 34а, 34b. Как описано со ссылкой на фиг. 4, каждый световод направляет часть света, исходящего из светоизлучающего элемента, к выходной поверхности 36, расположенной между соседними светоизлучающими элементами. Так же как на фиг. 4, количество световых пятен увеличено втрое по сравнению с количеством световых пятен на фиг. 5а.
Для дополнительного улучшения равномерности освещения устройства, расстояние между световыми пятнами одинаковое в примере, показанном на фиг. 5b. Площади световых пятен (т.е. выходных поверхностей 36 и непокрытых участков 38 светоизлучающих элементов) здесь по существу одинаковые, что может дополнительно улучшать равномерность освещения устройства.
Устройство, показанное на фиг. 5b-c, может привести к более высокой эффективности системы и/или уменьшенной пятнистости и/или уменьшенному количеству требующихся светоизлучающих элементов, как описано выше.
Фиг. 6а-с показывают другое светоизлучающее устройство без световодов и со световодами в соответствии с другими вариантами осуществления. Фиг. 6а показывает, в виде сверху, светоизлучающее устройство, содержащее три светоизлучающих элемента 32, 32а, 32b, закрепленные на РСВ 30. Для упрощения описания, на фиг. 6b и 6с описан только один светоизлучающий элемент 32, но данное описание также справедливо для двух других светоизлучающих элементов 32а, 32b.
Как можно видеть на фиг. 6b-c, в виде сверху и в виде сбоку, соответственно, светоизлучающий элемент 32 частично покрыт четырьмя световодами 34а-d, каждый направляющий часть света, излучаемого светоизлучающим элементом 32, на четыре выходные поверхности 36. Два световода расположены на каждой стороне светоизлучающего элемента 32 и имеют разную длину. Таким образом, получается пять пятен света (непокрытая поверхность 38 светоизлучающего элемента 32 и четыре выходные поверхности 36), которые распределены вдоль в продольном направлении. Световоды на одной стороне светоизлучающего элемента 32 могут быть расположены около или рядом друг с другом в направлении, перпендикулярном продольному направлению светоизлучающего устройства (как показано на фиг. 6b), или могут быть расположены друг на друге (не показано).
Таким образом, количество световых пятен увеличено в 5 раз, что может обеспечить как более равномерное освещение, излучаемое из устройства, так и более высокую эффективность системы, как описано выше. Для того чтобы дополнительно улучшить равномерность освещения устройства, расстояние между световыми пятнами в продольном направлении может быть одинаковым, как в примере, показанном на фиг. 6b. Кроме того, входная поверхность каждого световода 34а-d может покрывать приблизительно 1/5 светоизлучающего элемента 32, так что каждое световое пятно излучает по существу одинаковое количество света. В зависимости от светопередающей эффективности световода, площадь непокрытой поверхности 38 светоизлучающего элемента должна быть меньше чем входные поверхности каждого светоизлучающего элемента.
Фиг. 7 показывает T-LED систему в поперечном сечении в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Упомянутая система содержит прозрачную трубку 70, например, выполненную из пластмассы или стекла, в которой размещается РСВ 71, поддерживающая множество светоизлучающих элементов, например, LED 32. Световоды 34 расположены так, чтобы частично покрывать LED 32, как описано со ссылкой на фиг. 3-6. РСВ дополнительно содержит схему возбуждения, соединенную с интерфейсом 72 электропитания, для возбуждения LED 32.
Рассеивающий элемент 73 расположен внутри трубки 70 так, что любой свет, излучаемый LED 32 или световодами 34, будет проходить через рассеивающий элемент 73. Рассеивающий элемент 72 может представлять собой рассеивающий лист, вставленный между трубкой 70 и РСВ 71. В качестве альтернативы, внутренняя или внешняя поверхность трубки 70 может быть рассеивающей. Это может быть достигнуто посредством структурирования поверхности или рассеивателя, нанесенного на трубку. Другим вариантом является изготовление трубки 70 из рассеивающего материала.
Специалисту в данной области техники понятно, что настоящее изобретение никоим образом не ограничено вышеописанными предпочтительными вариантами осуществления. Напротив, возможно множество модификаций и изменений в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Например, форма световода, показанная на чертежах, является только примерной. Например, световод около входной поверхности может быть выполнен в виде четвертой части сферы или образован в виде сгиба с постоянным углом.
Кроме того, изменения в раскрытых вариантах осуществления могут быть понятны и осуществлены специалистом при практической реализации заявленного изобретения, на основе изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения, слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а термины в единственном числе не исключают множества. Сам факт, что некоторые признаки упомянуты во взаимно разных зависимых пунктах формулы, не означает, что не может быть успешно использована комбинация данных признаков.
1. Светоизлучающее устройство, содержащее:
два светоизлучающих элемента (32, 32а), расположенных вдоль продольного направления светоизлучающего устройства, причем каждый светоизлучающий элемент содержит светоизлучающую поверхность, приспособленную для излучения света в направлении общего освещения,
по меньшей мере один световод (34), частично покрывающий светоизлучающую поверхность первого из упомянутых светоизлучающих элементов (32), причем упомянутый световод (34) содержит входную поверхность (35), приспособленную для приема падающего света из упомянутого первого светоизлучающего элемента (32), и выходную поверхность (36), приспособленную для излучения по меньшей мере части падающего света, принимаемого входной поверхностью,
причем упомянутый световод (34) установлен так, что выходная поверхность (36) расположена между упомянутым первым светоизлучающим элементом (32) и вторым светоизлучающим элементом (32а) и ориентирована так, чтобы излучать свет в направлении общего освещения.
2. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором свет, принятый световодом (34), перемещается параллельно вдоль продольного направления светоизлучающего устройства, прежде чем выходит из выходной поверхности (36).
3. Светоизлучающее устройство по п. 1, в котором выходная поверхность (36) является рассеивающей.
4. Светоизлучающее устройство по любому из предыдущих пунктов, содержащее комплект светоизлучающих элементов (32, 32а, 32b) и множество световодов (34, 34а, 34b), установленных так, что выходная поверхность (36) одного световода (34, 34а, 34b) расположена между каждой парой соседних светоизлучающих элементов (32, 32а, 32b).
5. Светоизлучающее устройство по п. 4, в котором светоизлучающие элементы (32, 32а, 32b) в упомянутом комплекте светоизлучающих элементов расположены на одинаковом расстоянии друг от друга.
6. Светоизлучающее устройство по п. 4, в котором светоизлучающие элементы (32, 32а, 32b) в упомянутом комплекте светоизлучающих элементов расположены повторяющимся образом.
7. Светоизлучающее устройство по любому из пп. 1, 2 или 3, дополнительно содержащее:
третий светоизлучающий элемент (32b), причем первый светоизлучающий элемент (32) расположен между вторым и третьим светоизлучающими элементами (32а, 32b),
первый и второй световоды (34а, 34b), каждый из которых частично покрывает светоизлучающую поверхность первого светоизлучающего элемента (32) и приспособлен для приема света из упомянутого первого светоизлучающего элемента (32), причем каждый из упомянутых первого и второго световодов (34а, 34b) содержит входную поверхность (35), приспособленную для приема падающего света из упомянутого первого светоизлучающего элемента (32), и выходную поверхность (36), приспособленную для излучения по меньшей мере части падающего света, принимаемого входной поверхностью, причем
выходная поверхность (36) первого световода (34а) расположена между первым и вторым светоизлучающими элементами (32, 32а), и
выходная поверхность (36) второго световода (34b) расположена между первым и третьим светоизлучающими элементами (32, 32b).
8. Светоизлучающее устройство по п. 7, дополнительно содержащее:
третий и четвертый световоды (34с, 34d), каждый из которых частично покрывает светоизлучающую поверхность первого светоизлучающего элемента (32) и приспособлен для приема света из упомянутого первого светоизлучающего элемента (32), причем каждый из упомянутых третьего и четвертого световодов (34с, 34d) содержит входную поверхность (35), приспособленную для приема падающего света из упомянутого первого светоизлучающего элемента (32), и выходную поверхность (36), приспособленную для излучения по меньшей мере части падающего света, принимаемого входной поверхностью, причем
выходная поверхность (36) третьего световода (34с) расположена между первым и вторым светоизлучающими элементами (32, 32а),
выходная поверхность (36) четвертого световода (34d) расположена между первым и третьим светоизлучающими элементами (32, 32b),
выходная поверхность (36) первого световода (34а) расположена ближе к первому светоизлучающему элементу (32), чем выходная поверхность (36) третьего световода (34с), и
выходная поверхность (36) второго световода (34b) расположена ближе к первому светоизлучающему элементу (32), чем выходная поверхность (36) четвертого световода (34d).
9. Светоизлучающее устройство по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором упомянутый световод дополнительно содержит:
верхнюю поверхность, обращенную в направлении, совпадающем с направлением общего освещения,
нижнюю поверхность, расположенную напротив упомянутой первой поверхности, причем
входная поверхность (35) является частью упомянутой нижней поверхности, и
выходная поверхность (36) является частью упомянутой верхней поверхности.
10. Светоизлучающее устройство по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором световод (34, 34а, 34b) имеет поперечное сечение вдоль продольного направления светоизлучающего устройства в форме параллелограмма.
11. Светоизлучающее устройство по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором площадь выходной поверхности (36) и площадь непокрытого участка (38) светоизлучающего элемента (32), по существу, одинаковые по величине и/или форме.
12. Светоизлучающее устройство по любому из пп. 1, 2 или 3, в котором первый и второй светоизлучающие элементы (32, 32а, 32b) установлены на отражающей поверхности (30').
13. Светоизлучающее устройство по любому из пп. 1, 2 или 3, дополнительно содержащее рассеивающий элемент (73), расположенный перед светоизлучающими элементами (32).
14. Осветительная система, содержащая по меньшей мере одно светоизлучающее устройство по любому из пп. 1-13, схему (71) возбуждения для возбуждения светоизлучающих элементов (32) и интерфейс (72) электропитания, соединенный со схемой (71) возбуждения.
15. Трубчатая светодиодная система, содержащая осветительную систему по п. 14, дополнительно содержащая прозрачную трубку (70), окружающую светоизлучающие элементы (32), и рассеивающий элемент (73) вблизи прозрачной трубки (70).
