CN1682072A - 一种照明系统 - Google Patents

一种照明系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1682072A
CN1682072A CNA03821654XA CN03821654A CN1682072A CN 1682072 A CN1682072 A CN 1682072A CN A03821654X A CNA03821654X A CN A03821654XA CN 03821654 A CN03821654 A CN 03821654A CN 1682072 A CN1682072 A CN 1682072A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
illuminator
microprism
powder
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA03821654XA
Other languages
English (en)
Inventor
J·马尔拉
H·格拉塞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN1682072A publication Critical patent/CN1682072A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/002—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/22—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • F21V7/24—Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V11/00—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00
    • F21V11/08—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00 using diaphragms containing one or more apertures
    • F21V11/14—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00 using diaphragms containing one or more apertures with many small apertures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

一种照明系统包括：a)光源；b)非常接近光源并包括多个微棱镜(6)的光定向装置(1)，每个微棱镜包括一个输入面(7)、一个输出面(8)和至少一个侧壁(9)，输入面(7)允许自光源发出的光进入，输出面(8)位于输入面远端并与其平行，侧壁(9)位于输入面和输出间之间并与它们相连、并被进一步放置以影响由输入面(7)接收到的光线的全反射，微棱镜(6)的侧壁(9)界定了微棱镜(6)之间空隙区域(10)；c)至少一个用来阻挡通过侧壁(9)的光通路的阻挡装置(11)；和d)位于光源和光定向装置(1)之间的光学装置(2、3、4)，该照明系统的特殊特性是e)所述光学装置(2、3、4)包括反射粉末(4)以至少充分保护阻挡装置(11)避免直接暴露于自光源发射出的光。

Description

一种照明系统
本发明涉及一种照明系统，它包括：
1.一个光源；
2.很接近光源并包括多个微棱镜的光定向装置，每个微棱镜包括一个输入面、一个输出面和至少一个侧壁，输入面允许从光源发射出去的光进入，输出面位于输入面远端并与之平行，侧壁位于输入面和输出面之间、与输入面和输出面相连、与输入面形成一个钝角、并被进一步放置以影响输入面接收到的光线的全反射，微棱镜的侧壁界定了微棱镜间的空隙区域；
3.至少一个用来阻挡通过侧壁的光通路的阻挡装置；和
4.位于光源和光定向装置之间的光学装置。
从美国专利文档号5,839,823(Hou等)可以了解到这种照明系统。在这个已知系统中光源由白炽灯、发光二级管(LED)、金属或卤素高强度放电(HID)灯或荧光灯附加物形成。所用的微棱镜可以具备任何适当的形状，例如圆锥、多面体、多面曲体或曲体。本发明不限于特定的光源或特定几何形状的微棱镜。这个已知系统中的阻挡装置用来阻挡并重新定向离开光源并到达与相邻微棱镜的侧壁相邻的空隙区域的光线，以避免这些光线通过微棱镜中的侧壁进入微棱镜。由此防止了该已知照明系统的整体角度光亮度分布输出的失真。阻挡装置是由较高放光特性的固体材料填充空隙区域和/或覆盖所述侧壁而形成的，由此反射或只是阻挡光线通过侧壁的通路。位于光源和光定向装置之间的已知光学装置(例如，由长方形状的玻璃或塑料片制作成)用来减少从光源到光定向装置的光传输，以使光定向装置的一般输出变得更均匀并减少闪光。
从上述美国专利出版物所了解的照明系统的缺点是所谓的“平行校正切断角度”，即无法规定角度光线亮度分布的角宽度为锐角，导致内角区域(光线在其中从照明系统发出)和外角区域(其中完全没有光发出)之间缺乏急剧的过渡。一个原因是所述阻挡装置阻展现出与其上的光线入射的光学耦合，产生扩大了微棱镜输入面上光线入射的角度光亮度分布宽度的来自阻挡装置的至少部分漫反射，导致从输出面发射出的光线的角度光亮度分布的加宽。另一个原因是通常从实践角度很难以某种方式向空隙区域提供阻挡装置以在保持照明系统中有效光循环(它通过照明系统内部光学吸收损失的最小化而确保了照明系统的流明输出最大化)的同时完全阻止光通过侧壁的通路。
本发明的目标是克服现有技术的缺点，为了实现该目标，引言中提到的照明系统的特征是所述光学装置包括反射粉末以至少充分保护阻挡装置直接暴露于从光源发射出的光。这个反射粉末特别采用漫反射干粉末。因而该粉末在没有吸收损失的情况下提供远离阻挡装置的光的漫反射(即漫(背)反射)，以使这个光随后能在照明系统中被再循环。
在依照本发明的照明系统的一个优选实施方案中，所述粉末(它尤其是“自由流动型”)包括磷酸钙、焦磷酸钙、BaSO4、MgO、YBO3、TiO2或Al2O3粒子。这种粉末抗高温，而作为暴露在高温、光线和/或温气的结果其重要的化学属性并不受损。
在依照本发明的照明系统的另一实施方案中，粒子的平均直径在0.1到100μm之间，尤其是5到20μm。为了获得“自由流动”型的粉末，所述粒子最好与平均直径在10到50nm的较好分粒的Al2O3混合。后一粒子(也已知为Alon-C(Degussa，Frankfurt))，优选地在0.1到5wt％、尤其是0.5到3wt％之间变化。
在依照本发明的另一优选实施方案中，所述粉末与彩色颜料混合。这提供了装饰效果，由此仿佛由光源发出了(部分)彩色的光线。
在依照本发明的另一优选实施方案中，所述粉末不能吸收光波，特别是可见光波长范围内的光波。从而，该波长范围内任何由于吸收引起的光波损失都可得以消除。
在依照本发明的照明系统的另一优选实施方案中，所述阻挡装置是在与相邻微棱镜的侧壁直接相邻的表面上提供的。优选地，这个阻挡装置是在至少平行于光定向装置而充分延伸并位于光源和光定向装置之间底板的一侧的选中区域上提供的。底板优选地与微棱镜的输入面有光学接触，而所述(提供阻挡装置的)选中区由和所述输入面没有光学接触的所述底板的所述侧面的那些区域形成，所述选中区域面向空隙区域。这种情况下阻挡装置是特定的非透光层，优选地是金属层或黑色吸收层。
在依照本发明的照明系统的另一实施方案中，所述阻挡装置是在微棱镜的侧壁上提供的，那是面向空隙区域的这些侧壁的表面。所述阻挡装置则优选地是一个金属层，更准确地说是从由Al和Ag形成的组合中选择的。所述粉末则包含在微棱镜之间的空隙区域内部。换句话说，粉末包含在由相邻微棱镜的侧壁以及至少充分平行于光定向装置延伸的底板一侧围成的空隙空间中。这个底板优选地与微棱镜的输入面有光学接触，其中粉末填充了整个空隙区域。
在依照本发明的照明系统的另一优选实施方案中，所述粉末包含在由至少实际平行于光定向装置延伸的底座支撑的一系列反射器元件中，其中每个元件位于相邻微棱镜之间的对应空隙区下面的中央。在一个优选实施方案中面向光源的每个反射器元件的区域对应于面向光源的对应空隙区的投影截面区域，在平行于位于输入面位置并包含输入面的光定向装置延伸的一个想象的平面上进行的投影。
在依照本发明的照明系统的另一优选实施方案中，空隙区域的宽度至少是1mm，其中其高度至少是1mm。所述宽度定义为相邻输入面之间的横向距离。
现在将参考附图中示出的两幅图更详细地阐述本发明，这些图是依照本发明的照明系统的一个优选实施方案的示意侧视图。
图1中示出了一种照明系统，为其提供了一个光源(未示出)用于将各向同性的光导向光定向装置1。所述光定向装置1由带有通道板3的底部固定板2组成，前者由透明树脂制成并配备有充满了“自由流动”类型的粉末充当反射器元件4的空腔。这种粉末包括混合了细微的Al2O3微粒的卤磷酸钙颗粒，也称为Alon-C(Degussa、Frankfurt)。如从图1可看到的那样，通道板3平行于楔入板5延伸。楔入板5包括多个由光聚合树脂制成的微棱镜6，每个微棱镜6包括一个输入面7(它允许从光源射出的光进入)、一个输出面8(位于输入面7远端并与其平行)、以及至少一个侧壁9，侧壁9位于输入面7和输出面8之间并与它们相连、关于输入面7形成一个钝角、并且还用于影响由输入面7接收到的光线的全反射。微棱镜6的侧壁9限制了微棱镜6之间充满了空气的空隙区域10。通路板3包括为之提供了如图所示面向空隙区域10的吸收黑层11的所选区域。层11充当阻挡装置以便阻挡并吸收离开光源(未示出)的光线，由此防止它们到达与微棱镜6的侧壁9相邻的空隙区域10，以避免这样的光线通过微棱镜6的侧壁进入微棱镜6。因而阻止了光线在其中从输出面射出的角度光亮度分布的加宽。安装了一个透镜片12以进一步校准光输出。
填充了所述粉末的反射器元件4用来充分保护吸收层11避免直接暴露于从光源(未示出)发射出的光，并反射光使其远离它们以便能够通过最小的光吸收损失维持来自该照明系统的高流明输出。同样，吸收黑色层构成了避免光线通过微棱镜中的侧壁进入微棱镜的严格的防护线，而反射器元件内部的粉末用来使来自照明系统的流明输出最大。
图2涉及依照本发明的照明系统的另一优选实施方案，其中与图1中相对应的部分由相同参考数字标明。现在省去了带反射器元件的通路板3，因为反射(散射)粉末13现在位于空隙区域10，并且在侧壁9上放置了Al或Ag层11。空隙区域10的高度和宽度分别由h和w标明，其值为1mm或更多以方便填充粉末13。

Claims (17)

1.一种照明系统，包括：
a.一个光源；
b.一个非常接近光源并包括多个微棱镜的光定向装置，每个微棱镜包括一个输入面和一个输出面以及至少一个侧壁，输入面允许由光源发射出的光进入微棱镜，输出面位于输入面远端并与之平等，侧壁位于输入面和输出面之间并与它们相连、与输入面形成一个钝角、并且还用来影响由输入面接收到的光线的全反射，微棱镜的侧壁界定了微棱镜之间的空隙区域；
c.至少放置一个阻挡装置以阻挡光线通过侧壁的通路；
d.位于光源和光定向装置之间的光学装置，其特征在于
e.所述光学装置包括反射粉末以至少充分地保护阻挡装置避免直接暴露于从光源发射出的光。
2.依照权利要求1的照明系统，其中反射粉末是漫反射粉末。
3.依照权利要求2的照明系统，其中所述粉末包括卤磷酸钙、过磷酸钙、BaSO4、MgO、YBO3、TiO2或Al2O3微粒。
4.依照权利要求3的照明系统，其中微粒的平均直径在0.1和100μm之间，特别是5到20μm之间。
5.依照权利要求3或4的照明系统，其中所述微粒还混合了平均直径在10nm到50nm之间的细微的Al2O3颗粒。
6.依照权利要求5的照明系统，其中直径在10nm到50nm之间的细微的Al2O3颗粒的量在0.1到5wt.％，特别是0.5到3wt.％。
7.依照前面1-6中任一权利要求的照明系统，其中所述粉末混合了彩色颜料。
8.依照前面1-7中任一权利要求的照明系统，其中所述粉末是“自由流动”型粉末。
9.依照前面1-8中任一权利要求的照明系统，其中粉末至少不能吸收光，尤其是波长在可见波长范围内的光。
10.依照权利要求1-9的照明系统，其中所述阻挡装置是在与相邻微棱镜的侧壁直接相邻的表面上提供的。
11.依照权利要求10的照明系统，其中所述阻挡装置包括一个黑色吸收层或者金属层，优选地选自Al和Ag形成的组。
12.依照前面1-9中任一权利要求的照明系统，其中所述阻挡装置是在微棱镜的侧壁上提供的。
13.依照权利要求12的照明系统，其中所述阻挡装置包括一个金属层，优选地选自Al和Ag形成的组。
14.依照权利要求12或13的照明系统，其中所述粉末包含在微棱镜之间的空隙区域中。
15.依照前面1-13中任一权利要求的照明系统，其中所述粉末包含在由至少平行于光定向装置充分延伸的底座支撑的一系列反射器元件中，并且其中每个元件位于相邻微棱镜之间的对应空隙区域下面的中央。
16.依照权利要求15的照明系统，其中面对光源的每个反射器元件的区域对应于面向光源的对应空隙区域的投影的截面区域，投影在平行于位于并包含输入面的光定向装置延伸的一个想象的平面上进行。
17.依照前面1-16中任一权利要求的照明系统，其中空隙区域的宽度是至少1mm，并且其中其高度是至少1mm。
CNA03821654XA 2002-09-12 2003-09-01 一种照明系统 Pending CN1682072A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02078759 2002-09-12
EP02078759.4 2002-09-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1682072A true CN1682072A (zh) 2005-10-12

Family

ID=31985086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA03821654XA Pending CN1682072A (zh) 2002-09-12 2003-09-01 一种照明系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7222994B2 (zh)
EP (1) EP1540242A1 (zh)
CN (1) CN1682072A (zh)
AU (1) AU2003259508A1 (zh)
WO (1) WO2004025171A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006171701A (ja) * 2004-11-18 2006-06-29 Dainippon Printing Co Ltd 視野角制御シート及びこれを用いた液晶表示装置
JP2006171700A (ja) * 2004-11-18 2006-06-29 Dainippon Printing Co Ltd 視野角制御シート及びこれを用いた液晶表示装置
KR20080058108A (ko) * 2006-12-21 2008-06-25 삼성코닝정밀유리 주식회사 외광 차폐층, 이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터 및이를 포함한 디스플레이 장치
US10502874B1 (en) * 2018-07-03 2019-12-10 Seasons 4, Inc. Decorative lighting element having a diffuser between an LED and a transparent lens
US10527239B1 (en) * 2018-07-03 2020-01-07 Seasons 4, Inc. Decorative lighting element having a diffuser between an LED and a transparent lens

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3351753A (en) * 1965-08-27 1967-11-07 Holophane Co Inc Luminaire refractor
WO1984000800A1 (en) * 1982-08-09 1984-03-01 Space Lyte Int Optical distribution system including light guide
US5249104A (en) * 1990-07-03 1993-09-28 Tatsuji Mizobe Optical display device
US5396350A (en) * 1993-11-05 1995-03-07 Alliedsignal Inc. Backlighting apparatus employing an array of microprisms
US5839823A (en) * 1996-03-26 1998-11-24 Alliedsignal Inc. Back-coupled illumination system with light recycling
DE19826548A1 (de) * 1998-02-05 1999-08-12 Zumtobel Staff Gmbh Beleuchtungsanordnung
DE19923225B4 (de) * 1999-05-20 2009-10-22 Zumtobel Staff Gmbh Optisches Element zur Umlenkung von Lichtstrahlen und Herstellungsverfahren
US6635306B2 (en) * 2001-06-22 2003-10-21 University Of Cincinnati Light emissive display with a black or color dielectric layer

Also Published As

Publication number Publication date
EP1540242A1 (en) 2005-06-15
US7222994B2 (en) 2007-05-29
WO2004025171A1 (en) 2004-03-25
US20060044826A1 (en) 2006-03-02
AU2003259508A1 (en) 2004-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10323824B1 (en) LED light fixture with light shaping features
KR101214135B1 (ko) 광 엔진
US8348458B2 (en) White light-emitting device
KR20120027222A (ko) 조명 장치용 반사기 시스템
KR20040049963A (ko) 차량용 램프
KR20130122648A (ko) 트로퍼 스타일 광학 조립체
KR102594702B1 (ko) 차량용 라이트 가이드 유닛
JP2013232405A (ja) 照明装置、車両用灯具、車両用制動灯、車両用方向指示灯、車両用補助灯および車両用前照灯装置
JP2004519815A (ja) 照明器具
JP2012064535A (ja) 車両用灯具
EP2686603B1 (en) A lighting device, a lamp and a luminaire
CN1682072A (zh) 一种照明系统
US8029156B2 (en) Optical module for LED array
KR20220098713A (ko) 조명 장치
CN215112132U (zh) 光学模块、光学组件及光学控制组件
JP2007294379A (ja) 照明装置
JP2018006320A (ja) 光源装置
US7281824B2 (en) Luminaire with reflector having two portions with different optical axes
KR200325478Y1 (ko) 간접 조명을 이용한 차량용 ｌｅｄ램프의 구조
JP2004521464A (ja) 照明装置
CN217763273U (zh) 光学组件、照明和/或信号指示设备、和机动车辆
KR200308620Y1 (ko) 차량용 램프
KR102410453B1 (ko) 조명 장치
KR102117367B1 (ko) 휘도향상 구조를 갖는 렌즈를 구비한 엘이디 모듈장치
KR102389797B1 (ko) 휘도와 조도가 개선된 구조의 렌즈와 반사구조를 갖는 엘이디 조명장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication