CN103392134A

CN103392134A - 包括棱柱形层堆叠的准直器以及包括这种准直器的照明单元

Info

Publication number: CN103392134A
Application number: CN2012800099868A
Authority: CN
Inventors: F.皮尔曼; M.C.J.M.维森伯格; S.T.德滋瓦特; J.R.范格赫鲁维
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2032-02-21
Also published as: EP2678719A1; CN103392134B; US20130322090A1; BR112013021131A2; US9383075B2; RU2013142962A; JP2014508325A; WO2012114267A1

Abstract

本发明提供了一种包括第一准直器面、第二准直器面和堆叠区域的准直器。该堆叠区域包括：第一层，该第一层具有第一棱柱形顶面，该第一棱柱形顶面具有多个1D布置的第一棱柱，该第一棱柱具有第一棱柱轴；以及第二层，该第二层具有第二棱柱形顶面，该第二棱柱形顶面具有多个1D布置的第二棱柱，该第二棱柱具有第二棱柱轴。第一和第二棱柱轴呈交叉配置。在从第一准直器面到第二准直器面的方向上，第一棱柱形顶面上游的材料的折射率大于第一棱柱形顶面下游的材料的折射率，并且第二棱柱形顶面上游的材料的折射率大于第二棱柱形顶面下游的材料的折射率。

Description

包括棱柱形层堆叠的准直器以及包括这种准直器的照明单元

技术领域

本发明涉及一种包括棱柱形层的准直器并且涉及一种包括光源和这种准直器的照明单元。

背景技术

现有技术中已知具有光学活性层的照明单元或照明器。例如，US7631980的目标是一种照明器，该照明器包括光源和位于光源前面的照明面板，其中照明面板的外侧(前侧)具有轮廓化表面从而将所透射的光辐射主要引导到预定区域，其中光辐射相对于与照明面板的平面垂直的方向具有相对小的角度，并且其中，特别是当该照明器需要在所述预定区域内产生具有相对高强度的光辐射时，相对于照明面板的平面成小角度的光辐射被减小。为了实现这个目标，在照明面板的透明材料中嵌入不那么透明的材料的壁，所述壁基本上垂直于所述照明面板的平面延伸并且优选地延伸跨过照明面板的整个厚度，即，跨过照明面板的透明材料的厚度。根据US7631980，发现这种壁是进一步减少来自照明面板的不合适的光辐射的有效手段。

此外，根据US7631980，已经发现相对于照明面板的平面以较小的角度在照明面板的前面离开所述轮廓化表面的光辐射引起不合适的眩光，并且循着穿过照明面板的材料的长路径。对于照明面板的透明材料中的特定光线，特别是相对于照明面板的平面以小角度被引导的光线，这种长路径是可能的。根据US7631980，这种光线看起来是轮廓化表面的结构的不期望的副作用。这种不期望的光线也可能由照明面板的表面上的灰尘和其它颗粒对光辐射的反射或散射引起，或者由照明面板的材料中的损坏或不规则引起。

发明内容

在各种应用中照明器常常需要满足许多要求。一个重要的要求与下述有关：在照明器被安装到天花板时，有多少光相对于法线以大角度从照明器出射。这种光也称为眩光，并且称为UGR(同一眩光指数)的度量用于量化眩光的量。

存在一些减少眩光的光学方法，并且其中之一利用微透镜光学板。例如由Jungbecker制造的微透镜光学板基本上允许光通过而不这样导致在大角度的眩光，但是它们也将光反射回光源内。如果这种反射光被有效再利用，则它可以有第二次或第三次机会穿过MLO(微透镜光学)板。这种效应非常类似于LCD背光中的BEF箔。BEF代表亮度增强箔，该命名由3M用来指具有90°的顶角的棱柱形箔。

向下准直光的劣势是房间中的垂直表面，就像脸一样，不是那么好地被照射。照明器的最佳束恰好地平衡垂直照明而没有太多大角度的光发射。术语“大角度”主要指相对于法线超过65°的角度。

因此可以使用MLO板，但是它们可能较厚并且也可能制造起来较昂贵，因为它们可能需要在大表面上形成三维结构。

因此，本发明的一方面是提供一种可替换的准直器以及一种使用这种准直器的可替换的光源，所述准直器和光源优选地还至少部分避免上述缺点中的一个或多个。

本发明提出了一种由(至少)两层构成的诸如箔的系统。在实施例中，最下面的层可以具有平坦表面并且具有棱柱形顶部界面。第二层具有棱柱形面，但是在与第一层中的棱柱的取向垂直的方向上。因此，本发明提出了由(线性)棱柱形结构构成的多个光学层。通过按交叉取向布置这种材料的两个层，所获得的强度分布可以等于现有MLO板的强度分布。所述各层可以类似于各BEF层(亮度增强膜)。棱柱的节距可以从10微米变化到几个毫米。这种系统的优点可以在于，它仅仅需要简单制造工艺。例如，可以应用浮雕处理(embossing)。此外，可以获得薄且/或柔性的准直器。

因此，在第一方面，本发明提供了一种准直器(或准直器箔或准直器板)，其包括：第一准直器面和相对的第二准直器面，以及堆叠区域(此处也称为堆叠)，其中该堆叠区域包括(a)具有第一棱柱形顶面的第一层(此处也称为“第一棱柱形层”)，该第一棱柱形顶面具有多个1D(一维地)布置的第一棱柱，该第一棱柱具有(平行布置的)第一棱柱轴；以及(b)具有第二棱柱形顶面的第二层(此处也称为“第二棱柱形层”)，该第二棱柱形顶面具有多个1D布置的第二棱柱，该第二棱柱具有(平行布置的)第二棱柱轴，其中该第一棱柱轴和该第二棱柱轴呈交叉配置，其中在从第一准直器面到第二准直器面的方向上，第一棱柱形顶面上游的材料的折射率大于第一棱柱形顶面下游的材料的折射率(即，靠近(虚构的)光源—此处位于第一棱柱形顶面的上游侧—的材料所具有的折射率大于远离(虚构的)光源—此处位于第一棱柱形顶面的下游侧—的材料的折射率)，并且其中第二棱柱形顶面上游的材料的折射率大于第二棱柱形顶面下游的材料的折射率(即，靠近(虚构的)光源—此处位于第二棱柱形顶面的上游侧—的材料所具有的折射率大于远离(虚构的)光源—此处位于第二棱柱形顶面的下游侧—的材料的折射率)。

利用这种准直器，源自光源的光可以高效且有效地被准直并且眩光可以减少。此外，该准直器可以是薄的并且可选地可以是柔性的。该准直器可以具有更好的外观，这是因为各特征(即棱柱)是不可见的。假设所使用的系统是基于箔的系统，则准直器的厚度例如可以处于50-200μm的量级。当然也可以使用板(或片)，而不使用箔(柔性)。于是，准直器的厚度例如可以处于2-4mm的量级。

准直器的长度和宽度可以比高度大得多，这是因为准直器可以是箔或板。因此，此处将(前/后)面表示为相对的(第一和第二)面。

此处，术语“堆叠”或“堆叠区域”表示多个层(此处也表示为棱柱形层)彼此叠加设置(被堆叠)，可选地，一个或多个中间层位于该第一和第二层之间并且/或者位于该第一和第二层的上游或下游。当使用这种准直器时，光源将照射第一棱柱形层(从背面，即，在第一棱柱也指向的方向上)，或者第一棱柱形层的上游的可选的层，并且光的至少一部分将透射通过第一棱柱形层并且可选地在透射通过一个或多个可选的中间层之后照射第二层，并且随后透射通过第一棱柱形层的光的至少一部分透射通过第二层以及可选一个或多个另外的(下游)层，从第二层以及可选一个或多个另外的(下游)层，至少一部分作为准直的(照明单元)光逃逸。术语“区域”用来指可以有多个相邻布置的堆叠，每个堆叠形成一个堆叠区域。因此，在准直器的平面内，可以存在不同堆叠区域。

本领域技术人员将清楚，(棱柱形)层是透射的。类似地，可选的另外的层，例如该一个或多个中间层或者底层或顶层(也见下文)也是透射的。因此，更确切地，整个堆叠区域可以是透射的。可以使用的透射材料例如可以选自由下述组成的组：PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(Plexiglas或Perspex)、醋酸丁酸纤维素(CAB)、聚碳酸酯、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、(PETG)(乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PDMS(聚二甲基硅氧烷)以及COC(环烯烃共聚物)。如上所述，在实施例中所述各层可以类似于BEF层(亮度增强膜)。因此，准直器堆叠是透射的准直器堆叠。

第一棱柱形层和第二棱柱形层呈交叉配置，即第一棱柱形层的以及第二棱柱形层的棱柱的1D(一维)方向包括相对于彼此的角度(基本上不是0°或180°)。换而言之，第一棱柱轴和第二棱柱轴具有不等于0°或180°，尤其是在80-100°范围内的相互角(θ)。当相互角θ在80-100°范围内，尤其是85-95°时，甚至更特别地当它们彼此成直角时，可以获得最佳准直结果。可替换地，“交叉的”可以定义为指棱柱形片的凹槽的长度方向相对于彼此以角度θ(其值如上所定义)互相延伸。

在横截面中看，棱柱有着具有棱柱顶角以及位于槽角(groove angle)之间的凹槽的三角形状。凹槽可以看做虚拟棱柱。

在实施例中，棱柱可以是细长的并且彼此平行地排列。在这种实施例中，1D棱柱及它们的棱柱轴是纵向的。在该实施例中，堆叠区域在准直器的平面(其平行于第一和第二准直器面)内可以具有方形、矩形或者(如果期望)其它横截面。然而，在另一实施例中，棱柱也可以同心地或径向地布置，见下文的进一步描述。在该实施例中，堆叠区域在准直器的平面内可以大致具有圆形的横截面。当棱柱径向布置时，棱柱轴不平行；当它们同心地布置时，棱柱轴平行。一般而言，堆叠区域的第一层的棱柱轴(在该层内)是平行的，并且堆叠区域的第二层的棱柱轴(在该层内)是平行的，或者第一和第二层中的一个层包括同心布置的1D棱柱且其中另一个层包括径向布置的1D棱柱。因此，此处棱柱形层被表示为1D布置的棱柱形层。

对于这两个棱柱形层，棱柱、棱柱顶点、凹槽和槽角的尺寸和角度可以不同。然而原则上，甚至在一个棱柱形层中，可以存在棱柱顶角、槽角和/或尺寸的变化。然而优选地，一个棱柱形层内的角度和尺寸贯穿该棱柱形层是相同的。

因此，该堆叠区域包括：包括1D布置的第一棱柱的第一棱柱形层，该棱柱具有第一棱柱顶点和第一凹槽，该第一棱柱顶点具有第一棱柱顶角，该第一凹槽具有第一槽角；并且(在其下游的)包括1D布置的第二棱柱的第二棱柱形层，该第二棱柱具有第二棱柱顶点和第二凹槽，该第二棱柱顶点具有第二棱柱顶角，该第二凹槽具有第二槽角。

该第一棱柱和第二棱柱可以具有选自70-150o，尤其是80-100o范围内的棱柱顶角(α)以及槽角(β)。对于第一棱柱和第二棱柱，可以独立地选择该棱柱顶角。类似地，对于第一棱柱和第二棱柱，可以独立地选择该槽角。在特定实施例中，第一和第二棱柱顶角的值基本上相同。在另一特定实施例中，第一和第二槽角的值基本上相同。特别地，棱柱顶角和槽角为90o。

在一个棱柱形层中，可能存在符合前面条件但是例如棱柱角和/或槽角的值不同的两个或更多个棱柱和/或凹槽的子组。例如，(在所指示的(多个)范围内)可以存在角度的统计学分布。

在实施例中，由于棱柱形层的性质，在一个棱柱形层中的棱柱顶角和槽角可以基本相同(除非如上在特定实施例中所指出的在该层上存在变化)，例如对于第一或第二棱柱形层，(多个)棱柱顶角和(多个)槽角均为90°。

在实施例中，第一层和第二层具有选自5-5000μm，例如5-2000μm，特别是5-200μm范围内的棱柱形层节距。同样，第一层的节距可以独立于第二层的节距进行选择，并且反之亦然。在一个棱柱形层中，可能存在例如节距的值不同的两个或更多个棱柱和/或凹槽的子组。

在实施例中，通过挤压或浮雕处理可获得第一棱柱形层和/或第二棱柱形层。

具有或不具有中间层和/或在堆叠的上游或下游具有或不具有其它层的许多实施例可以满足上面定义的一般条件。

例如，在第一变型中，可以提供由两个层构成的箔。最下面的层可以具有平坦表面并且具有棱柱形顶部界面。典型的折射率是1.6，并且棱柱的顶角为90°。第二层可以具有1.4的折射率，并且也是棱柱形的，但是在与第一层中的棱柱的取向垂直的方向上。在堆叠区域上(即，此处在第二层上)的材料基本上可以是空气(折射率为1)。这种系统的优点可以在于，它可以使用简单的制造工艺制造。第一层可以通过浮雕处理制造，之后用高折射率材料填充下侧，并且然后例如通过浮雕处理进行结构化。因此，在实施例中，本发明提供了准直器的一实施例，其中第一层和第二层相邻地布置，其中第一棱柱形顶面是第一层与第二层之间的界面，并且其中第一层的折射率大于第二层的折射率。第二棱柱形顶面可以暴露于空气(或者可选地暴露于另一材料，见下面的实施例)。因此，第二棱柱形顶面可以是第二层与环境之间的界面。因此，在这种实施例中，第二层的折射率大于其下游的材料(即，尤其是空气)的折射率。

在第二变型中，应用中间层。例如，第一层可以是如上所指示的，并且第三层可以是如上所指示的，但是上下颠倒布置(即，棱柱指向第一层)，中间层位于第一层和第三层之间。举例而言，第一层、中间层和第二层的材料的折射率(分别为n1、n2、n3)可以分别为n1>n2>n3，其中n3例如为约1.4。n3材料，即第二层可以具有平坦顶部界面。有利的是，该产品不太容易被损坏(划痕)。已知的是棱柱对划痕敏感。此外，顶部平坦界面允许提供保护涂层。因此，本发明还提供了准直器的一实施例，其中该堆叠区域包括该第一层、中间层以及该第二层，其中该第一层、该中间层以及该第二层相邻地布置，其中该第一棱柱形顶面是第一层与中间层之间的界面，并且其中该第二棱柱形顶面是中间层与第二层之间的界面，其中第一层的折射率大于中间层的折射率，并且其中中间层的折射率大于第二层的折射率。该实施例可以看作与在前面段落中描述的实施例相同，但是具有平坦的顶层(即，第一层、第二层和顶层(具有平坦顶部)的堆叠)。

在类似于前一个变型的第三变型中，使用四个层而不是三个层。具体而言，该堆叠区域包括该第一层、中间层、该第二层以及顶层，其中该第一层、该中间层、该第二层以及该顶层相邻地布置，其中该第一棱柱形顶面是第一层与中间层之间的界面，并且其中该第二棱柱形顶面是第二层与顶层之间的界面，其中第一层的折射率大于中间层的折射率，并且其中第二层的折射率大于顶层的折射率。在该实施例中，中间层与第二层之间的界面优选是平坦的。例如，第一层和第二层可以具有例如1.6的折射率，并且中间层和顶层可以具有例如1.4的折射率。该实施例的优点可以在于，该系统可以由便宜的显示箔构成。该实施例也可以看作与在第一变型中所描述实施例相同的实施例，但是具有平坦的顶层，并且具有两个中间层(即，第一层、中间层、中间层和第二层(具有平坦顶部)的堆叠)。

在与第三变型基本类似的第四变型中，第一层可以(从下方)被涂敷具有例如1.4的低折射率的材料。优点可以是系统更高的透射率。这样，可以提供5层堆叠。因此，本发明也提供了准直器的一变型，其中该堆叠区域包括底层、第一层、中间层、第二层以及顶层，其中该底层、该第一层、该中间层、该第二层以及该顶层相邻地布置，其中该第一棱柱形顶面是该第一层与中间层之间的界面，并且其中该第二棱柱形顶面是该第二层与该顶层之间的界面，其中该第一层的折射率大于该中间层的折射率，并且其中该第二层的折射率大于该顶层的折射率。

原则上，底层的或底层上游的层的涂层对于变型1和2也可以是相关的。

短语“相邻布置的层”以及类似短语尤其是指堆叠中的各层彼此物理接触。

(因此)该准直器或者更具体地该堆叠还可以包括另外的(可选的)例如形式为多个(透射)层的光学元件。例如，在实施例中，该堆叠还包括布置在该第二棱柱形层下游的，例如在上文所指示的顶层下游的光学层。这种光学层例如可以用作出射窗口和/或保护层。当第二棱柱的顶点被截顶时，第二棱柱形层下游的这种光学层可以与截顶棱柱(即，与平坦的截顶顶点)物理接触。可替换地或者作为补充，该堆叠还包括布置在该第一棱柱形层上游的，例如在上文所指示的底层上游的漫射层。例如，该光学层可以用于漫射(上游)光源的光。

交叉的棱柱可以减少大角度的光(准直效应)。对于沿着棱柱方向之一的方向而言，尤其会是这样。然而，沿着对角线，大角度的光会被较少地抑制。为了解决这个问题，提出了另外的变型，例如同心布置的棱柱或堆叠区域局部配置不同。

1D棱柱可以在直线上是细长的或者可以是弯曲的(也见上文)。例如，也可以应用1D棱柱的同心圆。然而，要满足的条件是其它层中的棱柱布置成使得棱柱轴(局部地)呈交叉配置。因此，在实施例中，第一棱柱轴和第二棱柱轴分别是平行布置的轴，但是在另一个实施例中，第一棱柱轴和第二棱柱轴分别是径向和同心布置的。在前一实施例中，第一棱柱形顶面的1D棱柱平行地布置，并且第二棱柱形顶面的1D棱柱平行布置；然而，各面的棱柱轴相对于彼此呈交叉配置。同样，在后一实施例中，可以获得相应棱柱轴的(局部)交叉(即，交叉的配置)，例如垂直布置。

该准直器可以包括单个堆叠区域，但是可替换地在实施例中可以包括多个堆叠区域。当存在两个或更多个堆叠区域时，具有轴的两个或更多不同取向会是有利的。这样，光可以被进一步均匀化并且可以具有更好的分布。因此，在实施例中，准直器包括多个相邻布置的棱柱形层堆叠区域。重复的周期可以在例如0.5mm-5cm，诸如1mm-2cm范围内。因此，堆叠与堆叠之间的1D方向可以不同。这可以允许进一步提高准直光的光分布的平滑度。

短语“相邻布置的堆叠”以及类似短语在此处可以指示准直器中的堆叠区域彼此物理接触，但是并不必须这样。例如，当堆叠区域是圆形区域时，圆形区域可以与一个或多个相邻区域接触，但是并不必须这样。

优选地，将箔保持为尽可能薄以减少或防止从一段到另一段的箔之间的泄漏。

在另一方面，本发明提供了一种照明单元，该照明单元包括配置成提供光源光的光源以及如此处所描述的配置成准直该光源光的准直器。该准直器可以布置在该光源下游，并且顺序将是(i)光源、在其下游的(ii)第一棱柱形层、以及在其下游的(iii)第二棱柱形层(并不排除位于上游、下游或中间的其它层)。

在特定实施例中，照明单元还可以包括光盒，其中该光盒围住该光源并且其中该光盒包括透光窗，其中该透光窗包括该准直器。

特别地，该光盒可以围住多个光源。该光盒可以用于使光均匀化和/或使光分布均匀化。该光源可以是任何光源。然而，固态光源(固态LED)由于它们尺寸的原因尤其令人感兴趣。此外，术语“光源”也可以指多个光源。该准直器也可以用在波导的耦出表面。

该光准直器尤其可以配置成抑制以大于65°的角度(即眩光角)从准直器逃逸的辐射。因此，该准直器可以用于减少眩光。在实施例中，该准直器配置成准直该照明单元的光，使得当该照明单元以(相对于堆叠的法线)≥65°的角度发射光时，亮度<1500cd/m²。当然可以依据照明单元的应用将该(眩光)角选择成具有不同的值。使用本发明的准直器，这可以以相对容易方式实现，可选地，利用柔性的薄准直器。

因此，本发明使得能够以低的或可忽略的眩光提供薄的照明单元。该照明单元可以应用于例如办公室、商店、招待区域(例如，宾馆、餐馆、医院等)等。例如，该照明单元可以用作嵌入式不突出的光源(例如，集成到天花板龙骨(ceiling grid)中的照明)。

此处术语“上游”和“下游”涉及项目或特征相对于来自光产生装置(此处，特别是光源)的光的传播的布置，其中相对于来自光产生装置的光束内的第一位置，光束中更靠近光产生装置的第二位置是“上游”，并且光束中更远离光产生装置的第三位置是“下游”。

本领域技术人员能够理解此处例如在“基本上所有发射”中或在“基本上由…构成”中的术语“基本上”。术语“基本上”也可以包括使用“全部地”、“完全地”、“所有”等的实施例。因此在各实施例中，副词“基本上”也可以删除。当适用时，术语“基本上”也可以涉及90%或更高，例如95%或更高，尤其是99%或更高，甚至尤其是99.5%或更高，包括100%。术语“包括”也包括其中术语“包括”是指“由……构成”的实施例。

此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区别类似的元件，并不一定是描述连续的顺序或者按时间发生的顺序。应当理解，在适当环境下这样使用的术语是可以相互交换的，并且此处描述的本发明各实施例能够以不同于此处描述或示出的其它顺序操作。

此处使用的装置尤其是在操作过程中进行描述。本领域技术人员清楚的是，本发明不限于操作方法或操作中的设备。

应当注意，上述实施例说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计很多替换实施例。在权利要求中，放在括号中的任何附图标记不应当理解为限制该权利要求。动词“包括”及其变形的使用不排除存在除了权利要求中陈述的元件或步骤之外的元件或步骤。在元件之前的冠词“一”("a"或"an")不排除存在多个这种元件。本发明可以借助包括若干不同元件的硬件实现，以及借助适当编程的计算机实现。在列举若干装置的设备权利要求中，若干的这些装置可以由同一项硬件实现。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的的纯粹事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。

本发明还适用于包括说明书中描述的和/或附图中示出的表征特征中的一个或多个的装置。

附图说明

现在将参考示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中对应的附图标记表示对应的部件，并且其中：

图1a-1d示意性地描绘了本发明的一些实施例；

图1e-1f示意性地描绘了本发明的一些原理；并且

图2a-2f示意性地描绘了照明单元的一些实施例以及一些另外的实施例和变型。

附图不一定按比例。

具体实施方式

图1a-1d示意性描绘了本发明的标记为10的准直器的一些可能变型。

这些图示出了准直器10，该准直器包括第一准直器面11和相对的第二准直器面12。该准直器还包括堆叠区域2。

大多数图描绘了其中准直器10由一个(1a-1d、1f、2c)或多个(2d、2f)堆叠区构成的实施例。

堆叠区域2包括第一层100，该第一层具有第一棱柱形顶面110，该顶面具有多个1D布置的第一棱柱111，该第一棱柱具有平行布置的第一棱柱轴112。

第一准直器面11也可以被认为是准直器的上游面。它是可以被光源照射的面，见下文。

在第一层100的下游，堆叠区域2包括第二层200，该第二层具有第二棱柱形顶面210，该顶面具有多个1D布置的第二棱柱211，该第二棱柱具有平行布置的第二棱柱轴212。这些层可以是相同的，但是棱柱轴112、212设置成使得它们具有不等于0°或180°的相互角；优选地，棱柱轴彼此垂直。

在从第一准直器面11到第二准直器面12(即，从上游到下游)的方向1上，第一棱柱形顶面110上游的材料的折射率大于第一棱柱形顶面110下游的材料的折射率。此外，第二棱柱形顶面210上游的材料的折射率大于第二棱柱形顶面210下游的材料的折射率。此处，第二棱柱形顶面210的下游是空气。

注意，在图1a中，第二棱柱形顶面210是第二准直器面12。

图1a示意性示出了准直器10的实施例，其中第一层100和第二层200相邻布置，其中第一棱柱形顶面110是第一层100与第二层200之间的界面。如上所指示的，第一层100的(材料的)折射率大于第二层200的(材料的)折射率；前者由n1表示；后者由n2表示。第二层200的折射率又大于第二层200上方的空气的折射率。

图1b-1d示出了一些其它变型。图1b示意性示出了准直器10的一变型，其中堆叠区2包括该第一层100、中间层以及该第二层200，其中该第一层100、用附图标记IM表示的该中间层以及该第二层相邻布置。在该实施例中，第一棱柱形顶面110是第一层100和中间层IM之间的界面。第二棱柱形顶面210是中间层IM与第二层200之间的界面。第一层100的折射率n1大于中间层IM的(n2)。中间层IM的折射率(n2)大于第二层200的折射率(n3)。

注意，中间层IM可以同样很好地解释为第二层，并且在该图中被指示为第二层200的层于是可以被指示为顶层。当然，甚至在改变语义时，棱柱形顶面上游的折射率大于所述棱柱形顶面下游的折射率。这适用于从第一棱柱形顶面上游到下游的变化，并且适用于从第二棱柱形顶面上游到下游的变化(即，在箭头1的方向上)。

图1c示意性示出了准直器10的实施例，其中堆叠区域2包括该第一层100、中间层IM、该第二层200和顶层TL。该第一层100、该中间层IM、该第二层200和该顶层TL相邻地布置。此处第一棱柱形顶面110是第一层100与中间层IM之间的界面。此外，此处第二棱柱形顶面210是第二层200与顶层TL之间的界面。第一层100的折射率n1大于中间层IM的折射率(n2)，并且第二层200的折射率n3大于顶层TL的折射率(n4)。顶层可以是保护层并且/或者可以具有(另外的)准直属性。

图1d示意性示出了准直器10的实施例，其中堆叠区域2包括底层BL、该第一层100、中间层IM、该第二层200和顶层TL。该底层BL、该第一层100、该中间层IM、该第二层200和该顶层TL相邻地布置。此外，第一棱柱形顶面110是第一层100与中间层IM之间的界面，并且第二棱柱形顶面210是第二层200与顶层TL之间的界面。第一层100的折射率n2大于中间层IM的折射率(n3)，并且第二层200的折射率n4大于顶层TL的折射率(n5)。

此处堆叠区域2还包括布置在第一棱柱形层100上游的底层BL。该层例如可以用作漫射层，并且同样可以很好地用于其它实施例。

注意，此处n1-n5仅仅是与堆叠层的顺序对应的数字，并不必总是与特定层相关联。例如，在图1a-1c中n1是第一层100的材料的折射率，而在图1d中，n1是底层BL的材料的折射率。

此外注意，所有堆叠层都是在第一准直器面11和第二准直器面12的界限内的层。这些面大致彼此平行地布置。类似地，棱柱形层的主要面，即，平滑面和有凹槽的面相互平行地延伸。总体上，所有层的所有主要面相互平行地延伸。

来自光源(未示出；见下文)的光将在从第一准直器面11到第二准直器面12的方向上行进，并且将从中逃逸。因此，相对于光源，第二棱柱形层200在第一棱柱形层100的下游；第一棱柱形层100在第二棱柱形层200的上游。

图1e被描绘以更详细地示出第一或第二层。因此，一些附图标记既指第一层的各方面也指第二层的各方面。该图可以描述第一层以及第二层。然而，这并不意味着第一层100和第二层200具有相同的属性。材料可以不同，顶角α可以不同，槽角β可以不同。由附图标记p指示的节距也可以不同。

图1f示意性示出了准直器10的实施例的俯视图。第一棱柱111具有第一棱柱轴112，并且第二层200的第二棱柱211具有第二棱柱轴212。此处，棱柱轴是纵轴。第一棱柱轴112和第二棱柱轴212分别具有相互角θ，该相互角θ尤其在80o-100o范围内。当然，这也意味着它们具有180o-80o以及180o-100o的相互角。无论如何，优选地相互角不大于100o(或小于80o)。因此，此处指示的棱柱轴112、212以呈交叉配置布置。

图2a示意性描绘了照明单元5的实施例，照明单元5包括光源50以及如此处定义的准直器10的实施例，该光源50例如为LED并且配置成提供光源光51，其中准直器10配置成准直光源光51。因此，准直器10布置在光源50的下游。此外，第一准直器面11位于光源50的下游，但是位于第二准直器面12的上游。第二准直器面12位于第一准直器面11的下游。

特别地，图2b示意性描绘了照明单元5的实施例，该照明单元5还包括光盒300，其中光盒300围住光源50(或者至少围住发光部分)。光盒300包括透光窗330，该透光窗330包括准直器10。

由附图标记301指示的光盒300的内部可以用于使(多个)光源50的光均匀化。

照明单元5配置成提供光52，光52被准直。可以在相对于堆叠区域2/准直器10的法线具有锥角γ的锥形内发现光52的主要部分。例如，可以在65o的锥角γ内发现光52的主要部分，由此显著减少眩光。

图2c示出了与图1f的透视图类似的准直器10的俯视图。此处准直器10包括单个堆叠区域2，或者换而言之，仅存在一个堆叠。堆叠区域2至少包括呈交叉配置的第一层和第二层，这通过交叉的第一和第二棱柱轴112、212指示。

然而，图2d示出了包括多个相邻布置的堆叠或堆叠区域2的准直器10。因此，此处准直器10包括多个堆叠区域2。它们均可以由第一准直器面和第二准直器面(在该俯视图中未示出)界定。例如，通过如图1a-1d中示意性描绘地那样相邻地布置多个堆叠区域2，可以获得与图2d中示意性描绘的(类似的)实施例。

因此，此处棱柱形结构的取向在层上旋转。通过考虑不同的取向，以对角线角度入射到箔上的光将局部地有时沿着棱柱方向对准并且有时成一角度(例如，45°的角度，类似于这种情况)。可以获得更好的光分布，其中束的翼中的强度更小。重复的周期的范围可以为1mm到几个厘米。

图2e示意性描绘了准直器10的实施例，其中第一棱柱轴112和第二棱柱轴212分别径向以及同心地布置。此处第一层100包括径向布置的第一棱柱111，并且第二层200包括同心布置的第二棱柱211。同样，以这种方式，可以获得具有局部正交布置的第一棱柱轴112和第二棱柱轴212的交叉配置。在图2e中，举例而言，第一棱柱111径向布置且因此彼此不平行，而第二棱柱211同心地布置且彼此平行。

图2e示出了该实施例的原理；图2f示意性描绘了具有多个如图2e中示意性描绘的堆叠区域2的实施例的俯视图。

光学仿真显示出改进。除了成本的降低以及机械处理容易度的提高，与标准MLO方案相比，本发明各实施例可以得到更好的光条件。

Claims

1.一种准直器(10)，包括：

- 第一准直器面(11)；

- 相对的第二准直器面(12)；

- 堆叠区域(2)，其包括：

- 第一层(100)，该第一层(100)具有第一棱柱形顶面(110)，该第一棱柱形顶面(110)具有多个一维(1D)布置的第一棱柱(111)，所述第一棱柱(111)具有第一棱柱轴(112)；以及

- 第二层(200)，该第二层(200)具有第二棱柱形顶面(210)，该第二棱柱形顶面(210)具有多个1D布置的第二棱柱(211)，所述第二棱柱(211)具有第二棱柱轴(212)；

其中所述第一棱柱轴(112)和所述第二棱柱轴(212)呈交叉配置，其中在从第一准直器面(11)到第二准直器面(12)的方向(1)上，第一棱柱形顶面(110)上游的材料的折射率大于第一棱柱形顶面(110)下游的材料的折射率，并且其中第二棱柱形顶面(210)上游的材料的折射率大于第二棱柱形顶面(210)下游的材料的折射率。

2.根据权利要求1的准直器(10)，其中所述第一棱柱(111)和第二棱柱具有选自70-150o范围的棱柱顶角(α)以及槽角(β)。

3.根据前述权利要求中任一项的准直器(10)，其中所述第一棱柱(111)和第二棱柱具有选自80-100o范围的棱柱顶角(α)以及槽角(β)。

4.根据前述权利要求中任一项的准直器(10)，其中所述第一棱柱轴(112)和第二棱柱轴(212)具有在80o-100o范围内的相互角(θ)。

5.根据前述权利要求中任一项的准直器(10)，其中所述第一层(100)和第二层(200)具有选自5-5000μm范围的棱柱形层节距(p)。

6.根据权利要求5的准直器(10)，其中所述棱柱形层节距(p)选自5-200μm的范围。

7.根据权利要求中1-6中任一项的准直器(10)，其中所述第一层(100)和所述第二层(200)相邻地布置，其中第一棱柱形顶面(110)是所述第一层(100)与第二层(200)之间的界面，并且其中所述第一层(100)的折射率大于所述第二层(200)的折射率。

8.根据权利要求中1-6中任一项的准直器(10)，其中所述堆叠区域(2)包括所述第一层(100)、中间层以及所述第二层(200)，其中所述第一层(100)、所述中间层以及所述第二层相邻地布置，其中所述第一棱柱形顶面(110)是所述第一层(100)与所述中间层之间的界面，并且其中所述第二棱柱形顶面(210)是所述中间层与所述第二层(200)之间的界面，其中所述第一层(100)的折射率大于所述中间层的折射率，并且其中所述中间层的折射率大于所述第二层(200)的折射率。

9.根据权利要求中1-6中任一项的准直器(10)，其中所述堆叠区域(2)包括所述第一层(100)、中间层、所述第二层(200)以及顶层，其中所述第一层(100)、所述中间层、所述第二层以及所述顶层相邻地布置，其中所述第一棱柱形顶面(110)是所述第一层(100)与所述中间层之间的界面，并且其中所述第二棱柱形顶面(210)是所述第二层(200)与所述顶层之间的界面，其中所述第一层(100)的折射率大于所述中间层的折射率，并且其中所述第二层(200)的折射率大于所述顶层的折射率。

10.根据权利要求中1-6中任一项的准直器(10)，其中所述堆叠区域(2)包括底层、所述第一层(100)、中间层、所述第二层(200)以及顶层，其中所述底层、所述第一层(100)、所述中间层、所述第二层(200)以及所述顶层相邻地布置，其中所述第一棱柱形顶面(110)是所述第一层(100)与所述中间层之间的界面，并且其中所述第二棱柱形顶面(210)是所述第二层(200)与所述顶层之间的界面，其中所述第一层(100)的折射率大于所述中间层的折射率，并且其中所述第二层(200)的折射率大于所述顶层的折射率。

11.根据权利要求中1-10中任一项的准直器(10)，其中所述第一棱柱轴(112)以及所述第二棱柱轴(212)是平行布置的轴。

12.根据权利要求中1-10中任一项的准直器(10)，其中所述第一棱柱轴(112)和所述第二棱柱轴(212)分别径向地和同心地布置。

13.根据前述权利要求中任一项的准直器，包括多个相邻布置的棱柱形层堆叠区域(2)。

14.一种照明单元(5)，包括配置成提供光源光(151)的光源(50)以及根据前述权利要求中任一项的准直器(10)，该准直器(10)配置成准直所述光源光(51)。

15.根据权利要求14的照明单元(5)，进一步包括：光盒(300)，其中该光盒(300)围住所述光源(50)并且其中该光盒(300)包括透光窗(330)，其中该透光窗(330)包括所述准直器(10)。