用于照明系統(tǒng)的導(dǎo)光單元的制作方法
【專利說明】用于照明系統(tǒng)的導(dǎo)光單元
[0001]本發(fā)明涉及一種用于照明系統(tǒng)的導(dǎo)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(dǎo)光單元包括一個(gè)導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板具有用于發(fā)射光的多個(gè)特定結(jié)構(gòu)件。該照明系統(tǒng)包括帶有多個(gè)準(zhǔn)直元件的一個(gè)眩光去除單元，這些準(zhǔn)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(gè)微金字塔形結(jié)構(gòu)件相結(jié)合的一個(gè)激光構(gòu)造的導(dǎo)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(xué)單元的照明系統(tǒng)的缺點(diǎn)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(dǎo)光板的照明系統(tǒng)，具有作為眩光去除元件的多個(gè)截頭金字塔的一個(gè)棱鏡板被通過一個(gè)光學(xué)耦合單元而附接到該導(dǎo)光板上。該導(dǎo)光板被用于從該照明系統(tǒng)發(fā)射的光中去除眩光。缺點(diǎn)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(dǎo)的一個(gè)表面上并且具有相對(duì)于該波導(dǎo)的表面傾斜的多個(gè)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(dǎo)上并且具有多個(gè)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(zhǔn)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(diǎn)。具體地講，本發(fā)明的目的是開發(fā)一種導(dǎo)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(dú)立權(quán)利要求的一種導(dǎo)光單元和一種照明系統(tǒng)來實(shí)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(dǎo)光單元，該導(dǎo)光單元包括一個(gè)導(dǎo)光板和多個(gè)結(jié)構(gòu)件，該多個(gè)結(jié)構(gòu)件被安排在該導(dǎo)光板上以用于從該導(dǎo)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(dǎo)光單元被配置成使得光由于全反射而被引導(dǎo)通過該導(dǎo)光板并且因此不在該導(dǎo)光板的表面處顯現(xiàn)。然而，該光可以進(jìn)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(dǎo)離開該導(dǎo)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(dǎo)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(gè)照明系統(tǒng)中，以便從該導(dǎo)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(gè)結(jié)構(gòu)件都被配置成使得撞擊該結(jié)構(gòu)件的一個(gè)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)光板分離的元件。該底表面然后例如可以配備有一個(gè)反射層。光從這些底表面反射這一事實(shí)意味著光會(huì)被部分地反射回該導(dǎo)光板中并且在隨后的時(shí)間可以在另一個(gè)結(jié)構(gòu)件或同一個(gè)結(jié)構(gòu)件的一個(gè)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(shí)現(xiàn)更高的光量。
[0012]優(yōu)選地，每個(gè)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(dǎo)光板的一個(gè)表面之間的一個(gè)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)的方式來從其中去除眩光的光量。
[0014]優(yōu)選地，該導(dǎo)光板的一個(gè)側(cè)表面被設(shè)計(jì)成將光引導(dǎo)至該導(dǎo)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(jìn)入對(duì)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(huì)受到影響。結(jié)果就獲得了來自該導(dǎo)光板的不對(duì)稱的光發(fā)射，這抵消了在該導(dǎo)光板內(nèi)的光的降低。從該導(dǎo)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(dǎo)光板的兩個(gè)相反的側(cè)表面被設(shè)計(jì)成將光引導(dǎo)至該導(dǎo)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(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)不對(duì)稱的光發(fā)射，這抵消了在該導(dǎo)光板內(nèi)從這些側(cè)表面朝向該導(dǎo)光板的對(duì)稱中心的光的降低。從該導(dǎo)光單元輸出的光因此可以在其整個(gè)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(gè)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(zhǔn)確地與該導(dǎo)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(jìn)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(gè)如上所述的導(dǎo)光單元；至少一個(gè)光單元，該至少一個(gè)光單元被附接到該導(dǎo)光板的一個(gè)側(cè)表面上以用于將光引導(dǎo)至該導(dǎo)光板中；以及一個(gè)眩光去除單元，該眩光去除單元被附接到該導(dǎo)光單元上并且多個(gè)準(zhǔn)直元件被安排在該眩光去除單元上，其中每個(gè)結(jié)構(gòu)件都指配了一個(gè)準(zhǔn)直元件；并且其中每個(gè)準(zhǔn)直元件都被設(shè)計(jì)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(gè)準(zhǔn)直元件使來自該光的眩光準(zhǔn)直并去除該眩光并且將光引導(dǎo)離開該照明系統(tǒng)。準(zhǔn)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(gè)微透鏡用作準(zhǔn)直元件。理想情況下，這些準(zhǔn)直元件具有的外部形狀為具有圓形底面積在頂部截?cái)嗟腻F狀結(jié)構(gòu)或者為具有矩形或正方形底面積在頂部截?cái)嗟慕鹱炙罱Y(jié)構(gòu)。這些準(zhǔn)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(jì)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(gè)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(duì)應(yīng)相關(guān)聯(lián)的準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(yù)定的光度標(biāo)準(zhǔn)(例如光分布、一致化的眩光率(UGR)和/或監(jiān)控屏幕工作場(chǎng)所的適應(yīng)性(BAP))。
[0022]優(yōu)選地，每個(gè)準(zhǔn)直元件都具有一個(gè)開口，并且每個(gè)結(jié)構(gòu)件都伸出進(jìn)入其所指配的準(zhǔn)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(zhǔn)直元件中。