[发明专利]包括棱柱形层堆叠的准直器以及包括这样的准直器的照明单元

说明书

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样的准直器的照明单元。

背景技术

在本领域中具有光学有源层的照明单元或照明器是已知的。US7631980例如针对一种包括光源和在所述光源前面的照明面板的照明器，其中照明面板的外侧(正面)具有定型（profiled）表面以便将所透射的光辐射主要地导向到预定区中，其中光辐射与垂直于照明面板的平面的方向成相对小的角度，并且其中与照明面板的平面成小角度的光辐射被减少了，特别是当照明器必须在预定区中产生相对高强度的光辐射时。为了实现这个目标，不太透明材料的壁被嵌入照明面板的透明材料中，所述壁基本上垂直于照明面板的平面延伸，并且优选地在照明面板的整个厚度上延伸，即在照明面板的透明材料的厚度上延伸。根据US7631980，这样的壁被发现是用于进一步减少来自照明面板的不便光辐射的有效装置。

而且根据US7631980，发现光辐射以与照明面板的平面成相对小的角度离开在照明面板的前面的定型表面，所述光辐射引起不便的眩光，并且紧跟着长路径通过照明面板的材料。对于照明面板的透明材料中的某些光线，特别是与照明面板的平面成小角度导向的光线，这样的长路径是可能的。根据US7631980，这样的光线似乎是定型表面的结构不希望有的副作用。这样的不希望有的光线还可以通过照明面板的表面上的灰尘或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

微透镜光学(MLO)被用在许多发光二极管(LED)和荧光型办公室照明器中以控制眩光。尽管在避免眩光方面现有技术解决方案也许有效，但是MLO的使用可能具有若干缺点：

1. MLO构件的制造工艺和切割可能是麻烦的。  

2. MLO板可能是相当厚的(3-4 mm)和重的并且不允许太多弯曲；

3. MLO的特征可能是相当粗糙的(± 0.5 mm)，从而具有不太“高级的外观”。

因此，本发明的一方面是提供可替换的准直器和使用这样的准直器的可替换的光源，这优选地进一步至少部分地消除了上述缺点中的一个或多个。

本发明提出了由线性棱柱形结构构成的光学层。通过在交叉取向上放置两层这种材料，所获得的强度分布可以等于现有的MLO板。所述层可以与BEF层(亮度增强膜)类似。

在本发明的准直器和照明单元中，所述层非常适于代替通常应用于照明器中的MLO板(微透镜光学板)。而且，这样的层可能比MLO板更容易制造。此外，所述结构(即1D棱柱)可能比MLO系统的透镜小得多，例如特征具有尺寸<50微米，这可以赋予比具有± 0.5 mm特征的MLO系统更高级的外观。而且，利用本发明，薄和/或柔性准直器可以被提供，同时可以具有低的或可忽略的眩光。

因此，在第一方面，本发明提供了包括棱柱形层堆叠的准直器(即光准直器)，其中所述棱柱形层堆叠包括：

– 包括1D布置的第一棱柱的第一棱柱形层(诸如片、膜或箔)，其具有有第一棱柱顶角的第一棱柱顶部，以及有第一凹槽角的第一凹槽；以及

– 包括1D布置的第二棱柱的第二棱柱形层(诸如片、膜或箔)，其具有有第二棱柱顶角的第二棱柱顶部，以及有第二凹槽角的第二凹槽；

– 其中第一棱柱形层和第二棱柱形层采用交叉配置，第一和第二棱柱形层的第一和第二棱柱顶部指向相同的方向，并且其中第一及第二棱柱顶角和第一及第二凹槽角选自120-160°的范围。

采用这样的准直器，光源的光可以被高效且有效地校准并且眩光可以被减少。进一步地，所述准直器可以是薄的并且可选地可以为柔性的。所述准直器可以具有更好的外观，因为特征(即棱柱)可能是不可见的。假定基于箔的系统，所述准直器的厚度可以例如为约50-200 μm。代替箔(柔性)，当然也可以使用板(或片)。那么，所述准直器的厚度可以例如为约2-4 mm。

在这里，术语“堆叠”表示棱柱形层被布置在彼此之上(被堆叠)。当使用这样的准直器时，光源将照射第一棱柱形层(从背面，即在第一棱柱同样指向的方向上)，并且所述光的至少一部分将被透射穿过第一棱柱形层并照射第二棱柱形层(再次在第二棱柱同样指向的方向上)，并且随后透射穿过第一棱柱形层的光的至少一部分被透射穿过第二棱柱形层，至少部分可以作为准直照明单元光从其逃脱。