CN108990414A - 照明玻璃窗单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及照明玻璃窗单元（100A），包含：–第一透明玻璃片材（1），钻有由内壁（14）界定的通孔（4）；–至少一个包含发射表面（51）的无机发光二极管，所述发光二极管在与所述发射表面基本正交的发射主方向上发光；所述玻璃窗单元的特征在于其包含光导元件（6），所述光导元件（6）包含面向发射表面布置的输入面（61）、主体（63）和面向所述内壁布置的输出面（62），所述发光二极管具有至少80°的发射锥。

Description

照明玻璃窗单元
技术领域
本发明的技术领域是照明玻璃窗单元。
本发明在制造汽车或建筑玻璃窗单元方面找到了特别有利的应用。
发明背景
已知的做法是将无机发光二极管（也称为LED）并入单层或夹层玻璃窗单元的边缘中，以使由二极管发射的光经由玻璃片材的边缘面进入并由此引导直至漫射元件（也称为光提取装置）。
这些照明玻璃窗单元具有基本上环境照明或发光信号功能，所述功能使用低功率二极管获得。由于充当波导的玻璃和/或其附近的材料的光吸收所造成的光损耗，此类边缘照明的玻璃窗单元的照明效率通常是有限的。
同样已知的做法（特别是来自文献WO 2013/110885）是在玻璃片材中钻孔并在其中安装二极管。令该孔靠近提取装置，特别是为了缩短光在二极管与提取装置之间所遵循的光路。以这种方法，有可能减少与光吸收相关的损失。
由二极管发射的光经由该孔形成的附加边缘面注入玻璃片材。光随后在该玻璃片材的两个主面之间来回反弹直到其到达提取装置。
这种方法的一个缺点在于光的注入不均匀。
另一缺点是安装二极管的困难。
发明概述
本发明旨在克服提及的至少一种缺点。
根据本发明，通过提供一种照明玻璃窗单元来实现该目的，所述照明玻璃窗单元包含：
- 第一透明玻璃（优选）或塑料（特别是刚性的）片材，钻有由内壁界定的通孔；第一片材优选包含光提取装置（第一片材形成光导）；
- 至少一个包含光发射表面（在与发射表面正交或基本正交的发射主方向上发射）的无机发光二极管，优选数个无机发光二极管；优选多个具有至少80°的发射锥的无机发光二极管，包含发射表面，所述发射表面在与发射表面基本正交的发射主方向上发射光，
该玻璃窗单元进一步包含由透明电介质材料制成的光导元件，该光导元件（是单片式的）包含面向发射表面（所述二极管的发射表面，更好为多个二极管的发射表面）布置的输入面，主体和输出面面向该内壁布置。
在本发明的上下文中，术语“透明”是指可见域中光的透射率大于50%。但是，在其中通过该玻璃窗单元的能见度并非关键因素的应用中，光的透射率可以低得多，例如大于5%。
在本说明书通篇中以及在权利要求书中，“基本正交”指的是包括在85°至95°之间的角度。
该光导元件是光学装置，主要根据该光导元件的形状，光通过其在期望的方向上行进。因此，可以同时令光的入射均匀或甚至通过限制光线以高到足以允许脱离玻璃片材主面的这些光线全内反射的入射角进入该玻璃片材来限制在该玻璃片材中的折射现象。由此改善了该玻璃窗单元的照明效率。
光导元件允许更大的自由度，例如在何处安装二极管的定位、哪个二极管可以放置在孔的内部或外部和/或其发射表面的尺寸，所述尺寸可以大于孔的厚度。特别地，调整以适合二极管或优选多个二极管的发射表面的光导元件的输入面在尺寸方面不一定等于调整以适合孔的内壁（特别是其厚度）的输出面（其高度）。特别地，输入面的高度（厚度）不一定等于输出面的高度（厚度）。
该光导元件可以是用于一个二极管或甚至多个二极管的光纤，或光纤的集合，例如每根光纤专用于一个或多个二极管。该光纤可以提供灵活性或令二极管在需要的情况下可以放得更远。
该光导元件优选是单片组件。
该光导元件——如果优选选择显著广阔的光输入面——可以容易地使光由面向该输入面的大量二极管来承载。
在本发明的照明玻璃窗单元中，优选大量二极管，例如至少三个和优选至少五个且更优选至少十个二极管，面向波导的光输入面（或多个面）定位。该输入面可以与发射表面间隔开，特别是相隔最多5毫米，甚至至多1毫米或经由粘合剂光学接触，或物理接触，和/或该输出面可以与内壁隔开特别是至多5毫米，甚至最多1毫米或经由粘合剂光学接触，或物理接触。
优选地，该光导元件并非抵靠第一玻璃片材定位，并且不面向第一玻璃片材的主面延伸（或极少地延伸）。
本发明中使用的光导元件通常由透明有机玻璃构成，这意味着透明有机聚合物。该聚合物在理论上可以是具有优选小于10-3 mm-1和更优选小于10-4 mm-1的低线性吸收系数的任何热塑性或热固性聚合物。
作为适合作为该光导元件的材料的有机聚合物的非限制性实例，可以提及聚(甲基丙烯酸甲酯)（PMMA）、热塑性或热固性聚碳酸酯（PC）或甚至环烯烃共聚物（COC）。
聚碳酸酯结合了令人满意的透明度（可见光透射率为88%）和良好的耐热性（Tg为150℃）。
PMMA因其极高的透明度而是最佳选择。根据一个实施方案，该照明玻璃窗单元是层压玻璃窗单元，还包含第二玻璃片材和放置在优选由玻璃制成的第一片材与第二玻璃片材之间的层压夹层。
其可以是曲面层压玻璃窗单元。
第一片材可以由塑料制成，如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚碳酸酯（PC）或甚至聚(对苯二甲酸乙二醇酯)PET。
优选地，该第一片材由无色钠钙玻璃制成，如透明玻璃或超透明玻璃，如由申请人公司出售的Planiclear®。在单层玻璃窗单元的情况下，优选由玻璃制成的第一片材具有优选为2.5 mm至6 mm的厚度。在层压玻璃窗单元的情况下，优选由玻璃制成的第一片材的厚度优选为0.6 mm至3.2 mm，更优选为1.4 mm至2.2 mm。
第二片材当然可以与第一片材一样透明和无色。根据一个特定实施方案，本发明的层压玻璃窗单元由两个无色Planiclear®片材构成。
根据另一实施方案，第二片材由着色玻璃制成，例如特别是具有大于10%的光吸收的着色玻璃，如同样由申请人公司出售的Venus®、TSA3+或TSA4+。第二片材具有优选1.4 mm至2.1 mm的厚度。
优选地，该层压夹层包含至少一种热塑性材料，优选聚(乙烯醇缩丁醛)（PVB）、乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）和/或聚(对苯二甲酸乙二醇酯)（PET）。该层压夹层还可以例如含有聚氨酯（PU）、聚丙烯（PP）、基丙烯酸酯、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚(甲基丙烯酸甲酯)（PMMA）、聚(氯乙烯)（PVC）、聚缩醛树脂、浇铸树脂、丙烯酸酯、氟化乙烯丙烯（FEP）、聚(氟乙烯)（PVF）和/或乙烯-四氟乙烯（ETFE）或这些的共聚物混合物。该层压夹层具有优选为0.2mm至1.1 mm的厚度。优选地，该层压夹层是透明的。该层压夹层可以是无色或着色的。该PVB可以是声学的和/或着色的。该层压夹层可以含有至少一种热塑性材料如PVB或EVA和例如由PET制成的透明聚合物片材，特别是覆盖该玻璃窗单元的表面，例如该表面的至少90%。这种聚合物片材可以涂覆有优选透明的导电涂层，例如用于控制阳光或用于向一个或多个（光）电子组件供电。例如，其是PVB/涂覆聚合物片材/PVB，特别是PVB/涂覆PET/PVB组装件。
该光导元件的输出面可以面向该内壁的第一区域：
– 其是局部的
– 或更广阔，例如其覆盖该内部的整个周边，特别是具有面向该光导元件的输入面的几个二极管。
该光导元件的输出面可以由此沿该通孔的内壁延伸（在该内壁的至少50%或甚至至少80%上），可能具有封闭的横截面，并且由几个无机发光二极管共享；特别是该内壁是弯曲的，且该光导元件是弯曲的。
根据一个优选的实施方案，该通孔具有弯曲的，例如圆形的形状。该光导元件可以遵循该孔的形状，例如是弯曲的，并且此外具有封闭的横截面，例如在这种情况下具有环形的整体形状，或具有开放的横截面，例如在这种情况下为环形的一部分。
或者，该通孔可以是矩形或椭圆形的。该光导元件可以遵循该孔的形状，并具有封闭的横截面，例如在这种情况下具有方框的整体形状。
该通孔具有封闭的横截面，这意味着其被内壁完全包围。该通孔不是位于该玻璃窗单元周边的凹口，而是与玻璃窗单元周边隔开。这是因为该玻璃窗单元周边通常装备有封装装置或装备有沿轮廓的粘合剂珠，其中任一种均有助于粘接该玻璃窗单元，但是这可能妨碍二极管的装配。
该通孔优选足够大以便能够在其中容纳多个无机发光二极管。但是，该孔优选不超过一定的尺寸，超过该尺寸则存在该玻璃窗单元的鲁棒性可能显著降低的风险。该通孔具有优选小于50 cm²和甚至小于10 cm2，且更优选为0.5 cm²至5 cm2的表面积。
该二极管可以是顶部发光LED或侧面发光LED。
该二极管优选在二极管载体上，如电子电路板，例如印刷电路板（PCB）。
该二极管载体优选由几个二极管共用。该二极管载体可以是不透明的，例如用一层漆或涂料覆盖，并甚至可以隐藏该二极管。其可以包含由塑料制成的基板。
根据一个实施方案，该层压夹层或该第二玻璃片材构成该通孔的底部。
具有侧面发光二极管的二极管载体可以遵循该孔的整体形状，并具有一个直接或间接（例如经由安装载体）固定到该通孔底部的主面。几个侧面发光二极管共用的该二极管载体可以是在圆形（或椭圆形）孔中的圆盘（或可以是椭圆形）或环。
具有顶部发光二极管的二极管载体可以遵循该内壁的形状，并甚至具有封闭的横截面。几个顶部发光二极管共用的该二极管载体可以是柔性条带，特别是环或环部分的形式，具有矩形整体形状。该二极管载体的前主面朝向内壁。该二极管载体的后主面例如固定在封闭该通孔的覆盖物或安装在通孔底部的安装载体的凸缘上。
该光导元件还包括外壁，其与输入面和输出面一起界定该光导元件的主体。外壁引导光，并且它们中的一部分可能构成反射光的面。该外壁优选是非常光滑的表面，不存在粗糙度使得能够避免或至少减少光散射造成的发光度损失。
“反射面”是指实施光偏转功能的该光导元件的外壁。该反射面可以使光偏转至少80°，甚至90°和更好偏转至少170°或甚至180°。
该反射面可以包含至少一个弯曲部分，或其可以包含刻面的集合。当其包含两个刻面时，该反射面以潜望镜的方式运行。构成该反射面的刻面的数量理论上是无限的，并且大量刻面的组合以已知方式如同曲面那样起作用。
当该反射面包含曲面或者是曲面时，限定该曲面的曲率半径优选是恒定的，并由此例如限定了四分之一圆或半圆。
该光导元件的主体特别与通孔的底部隔开，并可能固定到该孔的底部，例如通过粘合或通过双面粘合元件。或者，该光导元件的主体可以与该通孔的底部接触。
特别地，可以存在用于将主体与底部粘合在一起的区域（条带、垫），并且其偏离各二极管的主发射方向，或者如果可能的话，偏离各二极管的发射锥。这些粘合区域可以在相邻的二极管之间、在各二极管之间提供。
为了将光导元件牢固地附着到通孔底部而不增加光损失，可以在该孔底部与光导元件之间插入一个具有低折射率的层。
表述“具有低折射率”是指其折射率比构成与之接触的光导元件的材料的折射率低至少0.1单位的有机或无机材料的层。该折射率的差值优选至少等于0.2个单位，更优选至少等于0.3个单位。
低折射率层例如可以是具有低折射率的粘合剂的层。
低折射率层的厚度优选至少等于1微米，更优选至少等于5微米。
该低折射率层有利地为空气层。具体而言，空气具有等于1的折射率，这意味着低于固体材料的折射率。
当该低折射率层是空气层时，有利地使用间隔物以便在两个表面（孔的底部与光导元件）之间保持一定的距离，并由此确保空气层的足够厚度，优选至少等于10微米，更优选为50至500微米，理想地为100至300微米。
还可以设想通过使用粘合剂的多个点或多条线进行粘合来附接该光导元件。
根据一个实施方案，该光导元件的主体包含在光导元件的主体与通孔底部之间的界面处施加的反射外涂层。该涂层能够防止来自二极管的光从该玻璃窗单元的另一侧可见。特别地，该光导元件的主体由设有反射涂层的外壁界定，所述反射涂层例如为金属层，如铝或银的层。
该通孔例如可以包含不透明（特别是吸收性）元件，并且该光导元件的透明主体的至少一部分与所述不透明元件隔开。特别地，可以存在用于将主体与不透明元件粘合在一起的区域（条带、垫），并且其偏离各二极管的主发射方向，或者如果可能的话，偏离各二极管的发射锥。这些粘合区域可以在相邻的二极管之间、在各二极管之间提供。
根据一个实施方案，该通孔在参考方向上具有第一特征尺寸，该光导元件的主体组装在安装载体上，该安装载体在参考方向上具有第二特征尺寸，该第二特征尺寸小于第一特征尺寸，该安装载体放置在层压夹层上或放置在第二玻璃片材上。
该特征尺寸例如在使用圆形形状的情况下是直径，或者在矩形或细长形状的情况下代表宽度或长度。
根据一个实施方案，该安装载体是反射性的，该光导元件例如通过粘接来组装，或者该安装载体是不透明的（特别是吸收性的），并且当该主体具有透明自由外壁时，该主体朝向安装载体的部分（大部分）与该安装载体隔开。
“自由外壁”指的是不具有反射涂层的光导元件外壁。
根据一个实施方案，该发光二极管布置在通孔外部。所述二极管的远程选址的一个优点在于实现更好的热管理，因为二极管能够享受更多用于耗散它们生成的热的空间。另一优点在于能够减小通孔的尺寸，并由此尽量减小该孔的影响，特别是对该玻璃窗单元的鲁棒性的影响。再一优点在于能够使用所有类型的二极管，而不受通孔中可用空间的限制。
根据一个实施方案，该无机发光二极管在该第一片材上布置在该通孔的周边。特别地，带有侧面发光二极管的二极管载体放置在该通孔周边的第一玻璃片材上。
根据一个实施方案，该玻璃窗单元包括封闭该通孔的覆盖物，该覆盖物界定了包络该通孔的空腔。一个优点在于扩大了可用于存放该二极管和/或该光导元件的空间。
特别地，所述发光二极管放置在该空腔内部，优选放置在该通孔中。
该覆盖物可以是透明或不透明的（吸收性的），并且当该主体具有透明的自由外壁时，该主体面向该覆盖物的部分（大部分）与该不透明覆盖物间隔开。
根据一个实施方案，该覆盖物包含在该空腔内部的内部面，所述发光二极管位于该覆盖物的内部面上，例如抵靠或粘合到该内部面上。特别地，带有该二极管的二极管载体放置在该覆盖物的内部面上。
根据一个实施方案，该覆盖物是可移除的，该覆盖物可以通过可逆的连接装置（如螺钉或夹子类型的紧固件）固定到该第一玻璃片材上。
或者，该覆盖物可以粘接到该第一玻璃片材上。
根据一个实施方案，该第一片材钻有多个通孔，该光导元件包含多个输出面，各输出面朝向通孔之一的内壁定位，特别是使用光学粘合剂粘合或与所述内壁间隔开。该配置使得能够使用单一光源用于多个注入点，由此降低成本。
根据一个实施方案，该光导元件通过粘合组装到该第一片材上。
根据一个实施方案，通过光学粘合剂（例如UV固化的聚氨酯丙烯酸类型的光学粘合剂）在该通孔的内壁以及该光导元件的输出面之间的界面处进行该光导元件的粘合。
根据一个实施方案，该二极管通过并入该层压玻璃窗单元的电流源供电。例如，电线可以并入该层压夹层中。
本发明的玻璃窗单元可以包含光提取装置以便提取在该第一片材中引导的光（来自所述二极管）——其是可移除的（贴纸等）和/或永久的——特别是选自朝向或甚至在该第一片材的主面之一上的漫射层（例如基于珐琅或甚至基于涂料等等）或该第一片材的主面之一的织构化（喷砂、酸腐蚀等等）或是特别通过激光蚀刻产生的在该第一片材中的漫射元件。
附图概述
通过阅读下列说明书并研究附图将更好地理解本发明及其各种应用，在附图中：
- 图1A和1B分别以截面图和平面图示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第一实施方案；
- 图1C和1D分别示意性描绘了图1A的玻璃窗单元的第一和第二替代形式；
- 图2示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第二实施方案；
- 图3示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第三实施方案；
- 图4示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第四实施方案；
- 图5示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第五实施方案；
- 图6示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第六实施方案；
- 图6A和6B分别以截面图和平面图示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第六实施方案；
- 图6C和6D分别示意性描绘了图6A的玻璃窗单元的第一和第二替代形式；
- 图7示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第七实施方案；
- 图8A示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第八实施方案；
- 图8B示意性描绘了图8A的玻璃窗单元的替代形式；
- 图9示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第九实施方案；
- 图10示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第十实施方案；
- 图11示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第十一实施方案；
- 图12示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第十二实施方案；
- 图13示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第十三实施方案；
- 图14示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第十四实施方案；
- 图15示意性描绘了本发明的照明玻璃窗单元的第十五实施方案；
- 图16A至16E示意性描绘了光重定向装置的实例，图1至15的任一实施方案的光导元件的输入面装备有该光重定向装置。
这些附图仅作为指示给出，并且不以任何方式限制本发明。
为了更清楚起见，在所有附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记来标识。
发明实施方案详述
现在将参照图1至15描述本发明的照明玻璃窗单元的多个实施方案。根据一些实施方案，该照明玻璃窗单元是特别配置为形成车辆（特别是公路车辆）窗户，如车顶、侧窗或挡风玻璃的层压玻璃窗单元。根据其它实施方案，该照明玻璃窗单元是单片玻璃窗单元，这意味着该玻璃窗单元仅包含一片单片玻璃片材。
该优选弯曲的层压玻璃窗单元包含第一透明弯曲玻璃片材1和第二弯曲玻璃片材2，优选同样透明并可能着色，其通过放置在片材1、2之间的层压夹层3彼此连接。该片材1、2各自包含意在朝向车辆内部的第一主表面11、21，和意在朝向车辆外部的第二主表面12、22。
该层压夹层3例如与第一片材1的第二主表面12和第二片材2的第一主表面21粘合接触放置。优选地，该层压夹层3同样是透明的，优选由PVB制成，其可以是着色的和/或声学的。该层压夹层可以包含例如由PET制成的透明聚合物片材，特别是覆盖该表面，例如至少90%。该片材可以涂有透明导电涂层，例如用于控制日光。例如，其是PVB/片材/PVB，特别是PVB/PET/PVB组装件。
该第一片材1穿有通孔4，该通孔4在与该第一片材1的主表面11、12基本正交的第一方向X上延伸。该第一方向X还对应于堆叠制造该层压玻璃窗单元的各个层的方向。为了便于在说明书剩余部分中的空间定向，限定了与第一方向X基本正交的第二方向Y。
优选地，该通孔4具有圆形形状，这是要生产的最简单的形状。
该通孔4优选仅穿过第一片材1延伸。该第二片材2和该层压夹层3因此未被穿孔。该通孔4开放到第一片材1的第一主表面11上和第二主表面12上。该通孔4在该第一片材1中构成内壁14。
或者，该层压玻璃窗单元可以穿透刺穿，该通孔4随机延伸穿过该第一玻璃片材1、该层压夹层3和第二玻璃片材2。在这种情况下，在该第二玻璃片材2中制造的通孔4可以填充有阻挡元件以便令该玻璃窗单元流体密封。
本发明的玻璃窗单元包含一个或多个无机发光二极管（LED）5。各二极管5包含在与发射表面51基本正交的主发射方向上发射的发射表面51。该二极管5均具有至少等于80°的发射锥。
该发射表面51可以定位在该二极管5的一侧上，其随即被称为是“侧面发光的”，或定位在该二极管5的主表面上，其随即被称为是“顶部发光的”。此类二极管在英语中分别用术语“侧面发光LED”和“顶部发光LED”来表示。侧面发光二极管的优点在于体积小于顶部发光二极管。相反，顶部发光二极管与侧面发光二极管相比更强劲和更廉价。
该二极管5安装在二极管载体50如集成电路板（或PCB）上。该载体50优选是所有二极管5共用的。或者，各二极管5可以放置在单独的载体上，或几个二极管5可以安装在同一个载体上。
该载体50包含承载该二极管5的前主面50a，和在与前面50a相对一侧上的后主面50b。安装载体具有优选小于500微米、更优选小于200微米的厚度。
在图1至5中示出的实施方案中，该二极管5是侧面发光LED。
在图6至15中示出的实施方案中，该二极管5是顶部发光 LED。
本发明的玻璃窗单元还包含用于引导由二极管发射的光5的光导元件6。光导元件6被配置为经由由通孔4形成的内壁14将来自该二极管5的光注入该第一片材1。该光导元件6包含输入面61和输出面62以及由输入面61、输出面62和外壁界定的主体63。
布置该二极管5，以使得它们的发射表面51面向并紧邻光导元件6的输入面61，隔开或接触。各二极管5的发射表面51和光导元件6的输入面61隔开至多1毫米，优选至多5毫米，间隔开或甚至接触，例如光学接触（经由粘合剂）或物理接触。
“光学接触”是指彼此接触的两个成型表面或通过透明粘合剂（称为指数粘合剂(index adhesive)）连接的两个表面。
各二极管5的发射表面51优选基本平行于该光导元件6的输入面61 of the。
在说明书通篇中和在权利要求书中，基本平行意味着-5°至5°之间的角度。
布置该光导元件6，以使得其输出面62面向并紧邻内壁14，隔开或接触。该光导元件6的输出面61可以与内部隔开至多5毫米，优选至多1毫米，间隔开或甚至接触，例如光学接触（经由粘合剂）或物理接触。由二极管发射的光5在输入面61与输出面62之间行进穿过该光导元件6的主体63。有利地，该行程经由该光导元件6的壁的全内反射，由此使得能够最大化该玻璃窗单元的照明效率。
该光导元件6用于优化光向第一片材1中的注入。这使得能够改善该第一片材1的照明均匀性。该光导元件6可以表现出多种形状，以适应二极管类型和定位的各种配置，如下文中更详细描述的那样。
在所有附图中，箭头指示由该二极管5发射的光行进的方向。由二极管5的发射表面51发出的箭头还表示该二极管5的主发射方向。
经由内壁14注入的光被该第一片材1引导直至光提取装置13。这例如是施加到该第一片材1的第二主表面12上的浅色不透明珐琅。
图1A是本发明的玻璃窗单元100A的第一实施方案的横截面视图，其中光导元件6具有纵向截面基本为矩形的环形形状。光导元件6的输入面61和输出面62基本平行。光导元件6的输出面62遵循通孔4的内壁14。该光导元件6的输入面61界定了通孔4内部的空白空间。侧面发光二极管5布置在该空白空间中，其发射表面51朝向光导元件6的输入表面61。在该第一实施方案中，该二极管5在第二方向Y上发光。
优选地，该光导元件的输入面61是非平面的，特别是粘接到二极管上或与该二极管非光学接触，特别是与其物理接触或与其间隔开。该输入面61可以设置有光重定向装置68，例如面向各二极管5的发射表面51布置。重定向装置可以是如图16A中所示的菲涅耳透镜681、如图16B中所示的凸透镜682、如图16C中所示的光栅683、如图16D中所示的凸微透镜阵列684或如图16E中所示的准直装置685。
该准直装置685具有例如由外围表面685a界定且由圆形横截面的空腔685b中空的尖顶拱形整体形状，外周表面685a和空腔685b是同心的。该空腔685b可以由凸透镜685c和截头圆锥形壁685d构成，截头圆锥形壁685d从凸透镜685c的边缘纵向延伸，直到它通向外围表面685a。该截头圆锥形壁685d的直径随着远离凸透镜685c渐增的距离而变大。二极管5的发射表面51可位于空腔685b的内部或外部。
该光导元件6的输出面62也可以是非平面的。该输出面62可以设置有光重定向装置，如先前参考图16A至16E描述的那些。输入面61和输出面62的重定向装置可以相同或不同。
优选地，重定向装置构成该光导元件6的主体63的整体部分。或者，重定向装置通过光学粘合连接到光导元件6的主体63上。
图1B是在第一玻璃片材1与层压夹层3之间的界面处考虑的图1A的玻璃窗单元100的平面图。该二极管载体50具有例如实心盘的形状。或者，该载体50可以具有环形形状。
在该第一实施方案中，光导元件6与载体50在通孔4的底部连接到该层压夹层3上，例如通过施加到相应粘合区域9、9’的粘合剂。该载体50的粘合区域9例如位于其后表面50b的中心。光导元件6的粘合区域9’例如以远离该二极管5的发射锥的方式定位。该粘合区域9、9’各自具有优选小于500 μm、更优选小于200 μm的厚度。
或者，光导元件6和载体50可以各自由双面粘合元件来固定。
该光导元件6同样或替代地可以通过在通孔4的内壁14与光导元件6的输出面62之间的界面处粘合在通孔4中保持在适当位置。在该情况下，有利地使用光学粘合剂。光学粘合剂是高固化粘合剂，其使得能够实现光导元件6与第一片材1之间的光学连续性，以便不破坏光的注入。
优选地，该通孔4由覆盖物8封闭，该覆盖物8可以是不透明的或透明的。在该实施方案中，覆盖物8具有例如通过施加到覆盖物内表面81周边的粘合剂珠80粘合到第一主表面11的盘的整体形状。
图1C显示了根据第一实施方案的第一替代形式的玻璃窗单元100C。该光导元件6的输入面61和输出面62分别在第一方向X上具有输入高度h1和输出高度h2。在该玻璃窗单元100C中，输入高度h1大于输出高度h2。结果，光导元件6的纵向外壁不平行。
在该替代形式中，封闭通孔4的覆盖物8包括边缘82，该边缘82配置成形成容纳该通孔4的空腔。该配置使得能够提供比单独的通孔4所提供的更多空间，并将二极管5和光导元件6定位于其中。该二极管5在此处布置在空腔内部，例如布置在覆盖物8的内表面81上。该覆盖物8优选是不透明的。
该覆盖物8可以是可移除的。该覆盖物8例如使用紧固件16（例如夹子类型）附接到该第一片材1的第一主面11上，与覆盖物8的边缘82协作。由此可以移除覆盖物8以访问通孔4。
图1D显示了根据第一实施方案的第二替代形式的玻璃窗单元100D。在该替代形式中，光导元件6例如通过粘合固定在二极管载体50的周边。
图2显示了类似于图1A的实施方案的第二实施方案的玻璃窗单元200，但是其中布置在该层压夹层3和光导元件6之间的光导元件6的外壁覆盖有反射层64。例如通过在光导元件6上沉积镀银类型的层来制造反射层64。反射层64使得能够防止光从玻璃窗单元的另一侧可见，在这种情况下是从车辆的外部。这被称为“热点”。更广泛而言，除输入面61和输出面62之外该主体63的所有外壁均可以涂覆反射层。
图3显示了玻璃窗单元300的第三实施方案，其包括与二极管载体50不同的安装载体7。该安装载体7具有例如直径小于通孔4的圆盘形状。该安装载体7包括具有与第一玻璃片材1的第一主表面11相同取向的第一主表面71和在与第一主表面71相对一侧上的第二主表面72。
在该实施方案中，环形光导元件6例如使用粘合剂9预先固定到安装载体7的第一主表面71上，随后例如通过粘合剂70将安装载体7固定到该层压夹层3上。为了防止出现热点，安装载体7有利地为反射性的。
图4显示了玻璃窗单元400的第四实施例，其中该二极管5布置在通孔4的外部而不是在其内部。该二极管5例如放置在通孔4周边的第一片材1上。例如，该二极管5的发射表面51与由通孔4形成的内壁14齐平。
在该实施方案中，该光导元件6也具有环形整体形状，但其输入面61及其输出面62位于光导元件6的同一侧。光导元件6配置成以180°反射光，例如通过布置在输入61和输出62面的相对侧上的两个倒角外壁65。倒角外壁65各自与第一方向X形成优选为40°至50°的角度。
该二极管载体50例如具有环形形状，其内径大于光导元件6的外径。该二极管载体50例如粘合到覆盖物8的内表面81上，但也可以粘合到第一玻璃片材料1的第一主表面11上。
该光导元件6也可以固定到覆盖物8的内表面81上，以固定至该层压夹层3。
图5显示了玻璃窗单元500的第五实施例，其中光导元件6具有截头圆锥形状，其具有基本平行六面体的纵向截面。在这种配置中，光导元件6的外壁不能附着到该层压夹层3或覆盖物8上。该光导元件6的粘合区域9’有利地位于输出面62和第一玻璃片材1的内壁14之间的界面处。在这种情况下，该粘合优选是光学粘合。
图6A、7和8A示出了根据第六、第七和第八实施例的玻璃窗单元600A、700、800A，其分别类似于图1A、2和3的实施方案，但是其不同之处在于该二极管5是顶部发光LED。该二极管5以90°转动，使得它们的发射表面51仍面向该光导元件6的输入面61。
在这些实施方案中，该二极管载体50是柔性的，并且如图6B中所示以形成环的方式定位在通孔4中。有利地，该二极管载体50在图6A和7的实施方案中附接到属于覆盖物8的凸缘83上，或者在图8A的实施方案中附接到属于安装载体7的凸缘73上。以类似于安装载体50附接到通孔4底部的情况的方式，该载体50可以通过施加到粘合区域9的粘合剂附接到凸缘73、83上。
在图6A的实施方案中，凸缘83在第一方向X上以来自覆盖物8的内部凹面81突起的形式延伸。该凸缘83例如具有圆柱形。
在图8A的实施方案中，凸缘73以来自安装载体7的第一主表面71的突起的形式延伸。该凸缘83例如具有环形形状。
当然可以想到其它形状的凸缘，如椭圆形。该凸缘也可以由几个环形部分构成而不是具有封闭的横截面。
图6C显示了根据第六实施方案的第一替代形式的玻璃窗单元600C。在该替代形式中，凸缘83具有环形形状，类似于图7的实施方案。
图6D显示了根据第六实施方案的第二替代形式的玻璃窗单元600D。在该替代形式中，除了具有环形形状的凸缘83之外，输入面61的高度大于输出面62的高度。当第一玻璃片材料1的厚度小于该二极管5的发射表面51的高度时就是这种情况。这种配置使得可以补偿由该高度差引起的偏心。
图8B显示了根据第八实施方案的替代形式的玻璃窗单元800B。在该替代形式中，安装载体7不是反射性的。该光导元件6随即有利地例如通过间隔件与安装载体7间隔开。
图9显示了玻璃窗单元900的第九实施方案，其中光导元件6被配置为以180°反射光，类似于图4的实施方案。光导元件6可能不具有可以附接到该层压夹层3或覆盖物8上的外壁。在这种情况下，光导元件6有利地在第一玻璃片材1中连接到由通孔4形成的内壁14上。该附接优选通过光学粘合来实现。
在该实施方案中，覆盖物8的边缘82包括端表面82a，该覆盖物经此连接到该第一片材1的第一主表面11上，例如通过粘接80。该二极管载体50可以随后粘合到边缘82的内壁82b上。
任选地，该光导元件6的倒角外壁65是金属化的，这意味着它们被含金属的反射层覆盖。
图10显示了玻璃窗单元1000的第十实施方案，其中顶部发光二极管5以在第一方向X上发光（即朝向车辆内部）的方式布置。在这种情况下，光导元件6包括45°偏转以便引导光直至内壁14。
图11显示了玻璃窗单元1100的第十一实施方案，其中该二极管5由覆盖物8支承，并且它们的发射表面51朝向通孔4的底部取向。在这种情况下，以类似于图10的实施方案的方式，光导元件6包括45°偏转以引导光直至内壁14。
图12显示了类似于图11的实施方案的第十二实施方案的玻璃窗单元1200，但是其不同之处在于，玻璃窗单元1200仅包括单个顶部发光二极管5。仅使用一个二极管能够降低玻璃窗单元的生产成本。该光导元件6例如具有在通孔4的整个表面上延伸的盘的形状。在这种情况下，光导元件6的输入面61位于同一平面中或位于与第一玻璃片材1的第一主表面11基本平行的平面中。输入面61例如位于由光导元件形成的盘的中心。光导元件6的厚度优选小于或等于该第一片材1的厚度。
图13显示了包括多个光注入点的玻璃窗单元1300的第十三实施方案。具体而言，该第一片材1穿刺有多个通孔4，每个通孔4在该第一片材1的厚度上形成内壁14。
有利地，该玻璃窗单元包含单个二极管5和单个光导元件6。该二极管5例如放置在该第一片材1的第一主表面11上，在通孔4之间。在第一方向X上引导由顶部发光二极管5发射的光朝向车辆内部。在该实施方案中，光导元件6包含多个输出表面62，每个输出表面62朝向内壁14之一定位。通过这种配置，可以仅使用单个光源在沿玻璃窗单元的多个点处注入光，由此降低了玻璃窗单元的生产成本。
图14显示了玻璃窗单元1400的第十四实施方案，其中类似于图6A的实施方案来配置光导元件6和二极管。但是，这里的玻璃窗单元1400是单片玻璃窗单元，这意味着它仅包括一个（第一）玻璃片材1。固定在第一玻璃片材1的第二主表面12上的另一覆盖物8有利地封闭通孔4。
在该实施方案中，光提取装置13可以同样优选地布置在第一玻璃片材1的第一主表面11和/或第二主表面上。
图15显示了玻璃窗单元1500的第十五实施方案，其中类似于图12的实施方案来配置光导元件6和二极管。但是，该玻璃窗单元1500在这里同样是单片玻璃窗单元，如图14的实施方案中那样。
当然，本发明不限于参考附图描述的实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以想到替代形式。

Claims (23)

1.照明玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、400、500、600A、600C、600D、700、800A、800B、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500），包含：
– 第一透明玻璃或塑料片材（1），钻有由内壁（14）界定的通孔（4）；
– 至少一个包含发射表面（51）的无机发光二极管（5），所述发光二极管在与所述发射表面基本正交的发射主方向上发光；
所述玻璃窗单元的特征在于其包含光导元件（6），所述光导元件（6）包含面向发射表面布置的输入面（61）、主体（63）和面向所述内壁布置的输出面（62），所述发光二极管具有至少80°的发射锥。
2.如权利要求1中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、600A、600C、600D、700、800A、800B、1000、1100、1200、1400、1500），其特征在于所述输入面与发射表面间隔开，特别是相隔最多5毫米，甚至至多1毫米或经由粘合剂光学接触，或物理接触，和/或所述输出面（62）可以与内壁（14）隔开特别是至多5毫米，甚至最多1毫米，或经由粘合剂光学接触，或物理接触。
3.如权利要求1或2中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、600A、600C、600D、700、800A、800B、1000、1100、1200、1400、1500），其特征在于所述输入面（61）和所述主体（63）容纳在所述通孔（4）中，所述输入面是非平面的，优选与所述发射表面间隔开，特别是间隔至多5毫米，和/或所述输出面（62）是非平面表面，优选与内壁（14）间隔开。
4.如权利要求3中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、600A、600C、600D、700、800A、800B、1000、1100、1200、1400、1500），其特征在于所述非平面输入面（61），优选与所述发射表面（51）间隔开，特别是间隔至多5 mm，装备有属于以下列表的光重定向装置（68）：菲涅耳透镜（681）、凸透镜（682）、光栅（683）、凸微透镜阵列（684）和准直装置（685），所述重定向装置构成所述光导元件（6）的主体（63）的组成部分，或所述重定向装置通过光学粘合附接到所述光导元件的主体上。
5.如权利要求1至4的任一项中所要求保护的玻璃窗单元（1000、1100、1200、1500），其特征在于所述输入面（61）面向所述通孔（4）或甚至在所述通孔中。
6.如权利要求1至5的任一项中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、400、500、600A、600C、600D、700、800、900、1000、1100、1200、1300），其特征在于其进一步包含第二玻璃片材（2）和放置在优选为玻璃的第一片材（1）与第二片材之间的层压夹层（3），所述玻璃窗单元特别是弯曲的。
7.如权利要求6中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、400、500、600A、600C、600D、700、800A、800B、900、1000、1100、1200、1300），其特征在于所述层压夹层（3）或所述第二玻璃片材（2）构成所述通孔（4）的底部，所述光导元件（6）的主体（63）面向所述通孔的底部，尤其与之间隔开。
8.如权利要求7中所要求保护的玻璃窗单元（200、700），其特征在于所述光导元件（6）的所述主体（63）包含反射外涂层（64）并尤其例如通过粘合在通孔（4）的底部中组装，或在封闭所述通孔（4）的覆盖物（8）的内部面（81）上组装，所述覆盖物界定了包括所述通孔的空腔。
9.如权利要求7或8中所要求保护的玻璃窗单元（300、800A、800B），其特征在于所述通孔（4）在参考方向（Y）上具有第一特征尺寸，所述光导元件（6）的主体（63）组装在安装载体（7）上，所述安装载体（7）在参考方向上具有第二特征尺寸，所述第二特征尺寸小于第一特征尺寸，所述安装载体放置在层压夹层（3）上或放置在第二玻璃片材（2）上。
10.如权利要求9中所要求保护的玻璃窗单元（300、800A、800B），其特征在于所述安装载体（7）是反射性的或是不透明的，并且其特征在于，特别是当所述光导元件（6）具有透明自由外壁时，所述主体（63）至少朝向安装载体的部分与所述安装载体隔开。
11.如权利要求1至10的任一项中所要求保护的玻璃窗单元（400、900），其特征在于所述发光二极管（5），特别是安装在二极管载体（50）如电子电路板上，在所述通孔（4）的周边面向所述第一片材（1）定位，例如在所述第一片材（1）上在所述通孔（4）的周边。
12.如权利要求11中所要求保护的玻璃窗单元（400、900），其特征在于所述光导元件（6）配置为以至少80°，甚至90°和更好至少170°或甚至180°重定向所述光，特别是经由刻面外壁或弯曲壁。
13.如权利要求1至12的任一项中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、400、500、600A、600C、600D、700、800A、800B、900、1000、1100、1200、1400、1500），其特征在于其包含封闭所述通孔（4）的覆盖物（8），所述覆盖物界定了包括所述通孔的空腔，特别是所述发光二极管（5）定位在所述空腔内部。
14.如权利要求13中所要求保护的玻璃窗单元（300、800A、800B），其特征在于所述通孔（4）在参考方向（Y）上具有第一特征尺寸，所述发光二极管（5）或多个发光二极管安装在共用的二极管载体（50）上或安装在多个单独的载体上，其组装在安装载体（7）上，所述安装载体在参考方向上具有小于第一特征尺寸的第二特征尺寸，所述安装载体放置在层压夹层（3）上或放置在第二玻璃片材（2）上，特别是所述一个或多个发光二极管至少部分定位在所述空腔内部，当所述一个或多个发光二极管是顶部发光二极管时，所述安装载体包含面向内壁（14）的凸缘（73），所述一个或多个二极管载体固定于其上，当所述一个或多个发光二极管是侧面发光二极管时，所述一个或多个二极管载体在所述空腔中固定在所述安装载体的主面（71）上。
15.如权利要求13中所要求保护的玻璃窗单元（400、1100、1200、1500），其特征在于所述覆盖物（8）包含在空腔的内部面（81），所述发光二极管（5），优选侧面发光二极管，放置在所述覆盖物的内部面上，并且所述覆盖物特别是不透明的，并且当所述光导元件（6）具有透明自由外壁时，所述主体（63）至少面向所述覆盖物的部分与所述覆盖物间隔开。
16.如权利要求15中所要求保护的玻璃窗单元（400），其特征在于所述光导元件（6）通过粘合区域（9’）与所述覆盖物（8）的内部面（81）组装，并且所述粘合区域（9’）偏离一个或多个发光二极管（5）的主发射方向。
17.如权利要求1至16的任一项中所要求保护的玻璃窗单元（500），其特征在于通过使用光学粘合剂在所述通孔（4）的内壁（14）与所述光导元件的输出面（62）之间的界面处进行粘合将所述光导元件（6）与所述第一片材（1）组装。
18.如权利要求7至10任一项中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、400、600A、600C、600D、700、800A、800B、1000、1100、1200、1300），其特征在于所述光导元件（6）通过粘合区域（9’）组装在所述通孔（4）的底部中或在固定到通孔底部的安装载体（7）上，并且所述粘合区域（9’）偏离一个或多个发光二极管（5）的主发射方向。
19.如权利要求1至11的任一项中所要求保护的玻璃窗单元（1300），其特征在于所述第一片材（1）钻有多个通孔（4），所述光导元件（6）包含多个输出面（62），各输出面朝向通孔之一的内壁（14）定位。
20.如前述权利要求任一项中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、600A、600C、600D、700、800A、800B、1000、1100、1200、1400、1500），其特征在于其包含多个具有至少80°的发射锥的无机发光二极管（5），并包含发射表面（51），所述发射表面在与发射表面基本正交的发射主方向上发射光，并且所述输入面（61）面向所述二极管的发射表面定位。
21.如权利要求1至20的任一项中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、400、500、600A、600C、600D、700、800A、800B、900、1000、1100、1400），其特征在于所述光导元件（6）沿通孔（4）的内壁（14）延伸，任选地具有封闭横截面，并且由几个无机发光二极管（5）共用，特别是所述内壁是弯曲的，且所述光导元件是环形的或是环形的一部分。
22.如权利要求1至21的任一项中所要求保护的玻璃窗单元（100A、100C、100D、200、300、400、500、600A、600C、600D、700、800A、800B、900、1000、1100、1400），其特征在于其包含光提取装置（13）以便提取在所述第一片材中引导的光，所述装置特别选自朝向或甚至在所述第一片材的主面之一上的漫射层或所述第一片材的主面之一的织构化或是特别通过激光蚀刻产生的在所述第一片材中的漫射元件。
23.如权利要求1至22的任一项中所要求保护的玻璃窗单元，其特征在于所述光导元件是用于所述一个或多个二极管的光纤，或用于所述一个或多个二极管的光纤的集合。
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