用于照明系統(tǒng)的導光單元的制作方法
【專利說明】用于照明系統(tǒng)的導光單元
[0001]本發(fā)明涉及一種用于照明系統(tǒng)的導光單元和一種用于均勻地輸出光的照明系統(tǒng)。具體地講，該導光單元包括一個導光板，該導光板具有用于發(fā)射光的多個特定結(jié)構(gòu)件。該照明系統(tǒng)包括帶有多個準直元件的一個眩光去除單元，這些準直元件與這些結(jié)構(gòu)件相關(guān)聯(lián)并且從發(fā)射出的光中去除眩光。
[0002]現(xiàn)有技術(shù)披露了一種用于均勻地發(fā)射光的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)具有與一個微金字塔形結(jié)構(gòu)件相結(jié)合的一個激光構(gòu)造的導光板。該微金字塔形結(jié)構(gòu)件適用于減少從該照明系統(tǒng)以淺的角度發(fā)射的光的亮度、即去從光中除眩光。任選地，還可能減少以陡的角度發(fā)射的光的亮度。這樣一種具有微金字塔結(jié)構(gòu)的光學單元的照明系統(tǒng)的缺點在于限制了所能夠產(chǎn)生的光量。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)還披露了一種具有導光板的照明系統(tǒng)，具有作為眩光去除元件的多個截頭金字塔的一個棱鏡板被通過一個光學耦合單元而附接到該導光板上。該導光板被用于從該照明系統(tǒng)發(fā)射的光中去除眩光。缺點再次在于限制了所能夠產(chǎn)生的光量。
[0004]US 5，396，350闡述了一種使用微棱鏡安排的裝置。這些微棱鏡被安排在波導的一個表面上并且具有相對于該波導的表面傾斜的多個側(cè)表面。
[0005]US 5,555，109闡述了一種使用微棱鏡安排的照明系統(tǒng)。這些微棱鏡被安排在波導上并且具有多個傾斜的側(cè)壁。除此之外，可以在這些微棱鏡上方安排一種微透鏡安排以便將從這些微棱鏡發(fā)射的光準直。
[0006]本發(fā)明所基于的目的是改善已知的現(xiàn)有技術(shù)的缺點。具體地講，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種導光單元以及可以產(chǎn)生高光量的照明系統(tǒng)。此外，有可能有效地且容易地影響所產(chǎn)生的光的分布特性。
[0007]本發(fā)明的目的是通過根據(jù)本發(fā)明的獨立權(quán)利要求的一種導光單元和一種照明系統(tǒng)來實現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求有利地發(fā)展了本發(fā)明的核心概念。
[0008]本發(fā)明涉及一種用于照明系統(tǒng)的導光單元，該導光單元包括一個導光板和多個結(jié)構(gòu)件，該多個結(jié)構(gòu)件被安排在該導光板上以用于從該導光板發(fā)射光，其中這些結(jié)構(gòu)件是平行六面體形的和/或圓柱形的并且被配置成使得僅可以在這些結(jié)構(gòu)件的側(cè)面發(fā)射光。
[0009]該導光單元被配置成使得光由于全反射而被引導通過該導光板并且因此不在該導光板的表面處顯現(xiàn)。然而，該光可以進入這些結(jié)構(gòu)件并且通過所述結(jié)構(gòu)件的側(cè)面引導離開該導光板。這些結(jié)構(gòu)件可以例如是平行六面體形的、圓柱形的或立方形的。還可能使用不同類型或形狀的結(jié)構(gòu)件的組合。從這些結(jié)構(gòu)件的側(cè)面(即側(cè)壁)顯現(xiàn)的光于是就可以去除眩光。出于此目的，該導光單元可以被集成到例如具有常規(guī)眩光去除單元的一個照明系統(tǒng)中，以便從該導光單元顯現(xiàn)的光中去除眩光。通過這些特定的結(jié)構(gòu)件，可以提高由這樣一種照明系統(tǒng)產(chǎn)生的光量。
[0010]優(yōu)選地，每個結(jié)構(gòu)件都被配置成使得撞擊該結(jié)構(gòu)件的一個底表面的光被反射。
[0011]出于此目的，這些結(jié)構(gòu)件優(yōu)選地是與該導光板一體形成的。于是，在這些結(jié)構(gòu)件的底表面上以與在該導光板的表面處完全相同的方式發(fā)生光的全反射。然而，這些結(jié)構(gòu)件還可以是與該導光板分離的元件。該底表面然后例如可以配備有一個反射層。光從這些底表面反射這一事實意味著光會被部分地反射回該導光板中并且在隨后的時間可以在另一個結(jié)構(gòu)件或同一個結(jié)構(gòu)件的一個側(cè)面顯現(xiàn)出來。因此，與已知的解決方案相比總體上可以實現(xiàn)更高的光量。
[0012]優(yōu)選地，每個結(jié)構(gòu)件都被配置成使得該結(jié)構(gòu)件的側(cè)面與該導光板的一個表面之間的一個第一角度是大約90°，并且該結(jié)構(gòu)件的側(cè)面與該結(jié)構(gòu)的底表面之間的一個第二角度是大約90° ο
[0013]由于是直角，不可控制的光線被最小化。其結(jié)果是，增大了可以由照明系統(tǒng)中的眩光去除單元以符合標準的方式來從其中去除眩光的光量。
[0014]優(yōu)選地，該導光板的一個側(cè)表面被設(shè)計成將光引導至該導光板中，并且這些結(jié)構(gòu)件的高度和/或底面積隨著這些結(jié)構(gòu)件離該側(cè)表面的距離的增大而增大。
[0015]通過這些不同底面積的結(jié)構(gòu)件和不同高度的結(jié)構(gòu)件，進入對應(yīng)的結(jié)構(gòu)件的并且可以在這些結(jié)構(gòu)件的側(cè)面顯現(xiàn)的光的量會受到影響。結(jié)果就獲得了來自該導光板的不對稱的光發(fā)射，這抵消了在該導光板內(nèi)的光的降低。從該導光單元輸出的光因此可以被設(shè)定成靠近光被引入的一側(cè)與離該側(cè)一定距離處是等同的。
[0016]更加優(yōu)選地，該導光板的兩個相反的側(cè)表面被設(shè)計成將光引導至該導光板中，并且安排成使得鄰近這些側(cè)表面之一的結(jié)構(gòu)件的高度和/或底面積比安排在這兩個側(cè)表面中間的結(jié)構(gòu)件的高度和/或底面積更小。
[0017]優(yōu)選地，因此在兩個相反的側(cè)表面引入光，以便增大光量。再一次，由這些不同底面積和/或高度的結(jié)構(gòu)件實現(xiàn)不對稱的光發(fā)射，這抵消了在該導光板內(nèi)從這些側(cè)表面朝向該導光板的對稱中心的光的降低。從該導光單元輸出的光因此可以在其整個長度上是均勻設(shè)定的。
[0018]優(yōu)選地，這些結(jié)構(gòu)件的高度和/或底面積隨著這些結(jié)構(gòu)件從這些側(cè)表面之一直至這兩個側(cè)表面之間的中心的距離的增大而增大。
[0019]這種增大可以是穩(wěn)定地、連續(xù)地或者突然地發(fā)生的。理想情況下，這些結(jié)構(gòu)件的高度和/或底面積的增大準確地與該導光板內(nèi)從這些側(cè)表面朝向中心的光的降低相匹配。
[0020]本發(fā)明還進一步涉及一種用于均勻輸出光的照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括:一個如上所述的導光單元；至少一個光單元，該至少一個光單元被附接到該導光板的一個側(cè)表面上以用于將光引導至該導光板中；以及一個眩光去除單元，該眩光去除單元被附接到該導光單元上并且多個準直元件被安排在該眩光去除單元上，其中每個結(jié)構(gòu)件都指配了一個準直元件；并且其中每個準直元件都被設(shè)計成使在其所指配的結(jié)構(gòu)件的側(cè)面處顯現(xiàn)的光偏斜，從而使得所述光從該照明系統(tǒng)顯現(xiàn)出來。
[0021]一個準直元件使來自該光的眩光準直并去除該眩光并且將光引導離開該照明系統(tǒng)。準直度與該照明系統(tǒng)的所要求的光分布特性相匹配，例如要求的發(fā)光密度分布。還可以把一個微透鏡用作準直元件。理想情況下，這些準直元件具有的外部形狀為具有圓形底面積在頂部截斷的錐狀結(jié)構(gòu)或者為具有矩形或正方形底面積在頂部截斷的金字塔狀結(jié)構(gòu)。這些準直元件的側(cè)表面可以是平面的，例如在錐形或金字塔形的情況下。然而，有利地，這些側(cè)表面還可以是彎曲的、優(yōu)選是向外彎曲的，以便獲得期望的光度影響。例如，通過特定設(shè)計的曲率，可以獲得期望的發(fā)光密度分布。在面向這些結(jié)構(gòu)件的截切表面上，安排了一個開口以完全容納這些結(jié)構(gòu)件。這些開口可以是圓形的、矩形的或方形的，就像該底面積一樣。優(yōu)選地，底面積和開口形狀重合但它們也可以是不同的。與類似的常規(guī)照明系統(tǒng)相比，平行六面體形的、立方形的和/或圓柱形的結(jié)構(gòu)件和對應(yīng)相關(guān)聯(lián)的準直元件的組合可以使得增大來自根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的光量。在這些結(jié)構(gòu)件的側(cè)面處顯現(xiàn)的光在這些準直元件中通過全反射而偏斜，并且其結(jié)果是最終從該照明系統(tǒng)輸出。確定這些準直元件的形狀的方式就使得顯現(xiàn)的光已經(jīng)去除了眩光并且滿足預定的光度標準(例如光分布、一致化的眩光率(UGR)和/或監(jiān)控屏幕工作場所的適應(yīng)性(BAP))。
[0022]優(yōu)選地，每個準直元件都具有一個開口，并且每個結(jié)構(gòu)件都伸出進入其所指配的準直元件中。
[0023]結(jié)果，就可以將從這些結(jié)構(gòu)件顯現(xiàn)出的光有效地耦合到這些準直元件中。