灯以及灯的使用的制作方法

专利名称：灯以及灯的使用的制作方法
技术领域：
本发明一般来说涉及灯。具体来说，本发明一方面涉及用于发光
的灯，所述的灯包括透明的片状光导，透明的片状光导具有至少一 个光接收側面、 一个发光前表面、和与前表面相对的后表面；和定位 成线性阵列并且靠近至少一个光接收侧面的多个光源，其中后表面包 括多个反射性的光提取结构。
背景技术：
例如液晶显示器的所谓背光照明通常具有类似的结构，它包括侧 面发光的光导和从光导中提取光的提取部件。这样的背光照明例如可 以是反射性的平板灯(flat lamp),这种灯还具有大的发光面积。通 常，这些背光照明必须满足尽可能均匀地提供照明的要求，特别是光 提取结构要适合于这个目的。
然而，这样的背光照明或这种类型灯的缺点在一般情况下是所发 射光的方向是很不明确的(well-defined)。利用这种均匀发光的并 且基本上是随机发光的灯不可能达到对于照明性质的期望控制。
本发明的目的就是提供一种平板灯，这种灯具有已知灯的已知优 点，但此外还能够发射具有明确的行为的光。这种明确的行为又能提 供至今还没有例如由背光照明提供的特定性质。

发明内容
上述目的是利用根据权利要求1所述的灯实现的，具体来说，用 于发光的灯包括透明的片状光导，透明的片状光导具有至少一个光 接收侧面、 一个发光前表面、和一个与前表面相对的后表面；和定位 成一个阵列并且光耦合到至少一个光接收侧面的多个光源，其中后表 面包括多个光提取结构，并且所述的灯在要发射光的光路上实质上没 有光散射结构。通过省去光散射结构，如漫射体箔或漫射(散射)颗 粒，按照本发明的灯提供了具有较大发光面积的平板灯，其中的光具 有明确的性质。这些性质与明确的偏振状态特别有关，但并不仅仅是与明确的偏振状态有关，这将允许进行各种不同的操控，下面对此进 行说明。
要说明的是，液晶设备在这一方面也被认为是一个光散射结构。 在一般情况下，不打算将包括背光照明和液晶设备的显示器包括在本 发明的范围之内。
在按照本发明的灯的一个特定实施例中，前表面、提取结构和后 表面包括在光学上平的表面。这种在光学上平的表面帮助维持明确的 的偏振状态，因为例如光导的变化厚度或者不规则的表面可能会改变
偏振。对此，如果一个表面具有小于所用光的波长的2%的平均表面粗 糙度Pa，则这个表面被称之为"在光学上平的，，。由于对于可见光的 光学应用，平均波长约为500纳米，所以如果粗糙度Ra最多约10纳 米，并且优选小于这个数值，例如小于5纳米，则这个表面是在光学 上平的。显然，认为后表面是围绕提取结构延伸的后表面的部分，提 取结构本来就是需要从光导提取光的。
在一个特定实施例中，提取结构包括镜面。通过适当地定位镜面， 可以反射在光导中通过全内反射引导的光，使所述的光能够离开光导。 可以根据光导材料的折射率并且根据期望的出射角来选择所述的镜面 相对于后表面所成的角度。合适的角度在约30°和60°之间，优选约 45°。镜面可以包括加工成光导的表面或凹入光导的表面，或者可以包 括外部表面，如棱镜表面。
在一个特定实施例中，提取结构相互分开的距离是至少^m，优选 至少5mm。这与本发明人发现的特殊效果有关。当观察灯时，提取结构， 即，例如是镜面，将要反射来自光源的光。这为每个提取结构形成每 个光源的虚像。这些图像将具有取决于提取结构的尺寸的强度，例如， 如果提取表面全都相等，则离开实际光源的强度是逐渐减小的。本发 明人发现的比较重要的效果是，尤其是当在相对于垂直于光源阵列的 平面成非零角度的情况下观察灯时(例如，当从侧面观察时，如果光 源阵列在灯的下側)，光源的虚像似乎"跑开"到远方。这就意味着， 观察者距实际光源越远，感觉到虚像进入灯内越深。这就意味着，平 板灯具有一个感觉深度。这种三维效应是可以观察到的，因为提取结 构提取的光是明确的。如果灯要包括光散射装置，或者是不规则的提 取表面等等，则光源的各个图像会变模糊，形成一个光团。现在，利用上述提取结构之间的相互距离，观察者分开这些单独的虚像可能就 是很容易的。如果这些虚像太靠近，它们就会接合成一个单个的光场， 这会抑制这种三维效应。
提取结构的合适高度会高到约为25微米，优选在5和15微米之 间。这将允许提取足够多的光而不会过多地干扰光导内的光的引导。 但要注意的是，这与例如说2mm厚的光导有关。这个尺寸可以随光导 厚度按比例上下变化，更加一般的规则会是提取结构的高度优选为 光导厚度的约0. 1-2%。
而且，要强调的是，如果只有一个光源，或者是一个发光二极管 或者是另外的小型光源，并且还在单个线光源(如薄的荧光灯)的情 况下，这种三维效应也是可感觉到的。但这不太清晰可见，除了其它 原因以外还因为沿光源阵列强度的变化不存在(或者极小)，并且这 种情况还更加强烈地取决于侧面效应，下面对此再做进一步地讨论。
在一个特定实施例中，在弯曲的线上提供提取结构。在这个特定 实施例中，光源的虚像似乎也位于曲线上。以此方式，所提供的灯可 以具有各种不同的模拟的深度剖面。这些线可以是平行线，其中包括 同心线。另外组的线或线结构也是可能的，这取决于灯的期望的(三 维)外观。
在一个特定实施例中，垂直于光源阵列延伸的光导侧面基本上是 非反射性的。这有助于获得所述的感觉深度效应。由于在这种情况下 側面不反射光，所以没有产生"至灯的侧面，，的虚像。这就意味着， 当从侧面观察灯时，在灯的远端黑暗的部分将变成可见的，在这一部 分不存在任何一个发光的虚像。在光导的长方形前表面和提取结构的 前表面位于直线上的情况下，黑暗部分将是三角形的。对于其它的形 状，或者提取结构的曲线，黑暗部分可以有不同的形状。尤其是，正 是这个黑色的虚像侧壁增强了感觉深度，由于这个黑暗部分仅在从侧 面观看时才出现，所以更加如此。当观察点从"右前方"移动到"側 面"的时候，开始时没有任何黑暗部分，随着观察点的移动，黑暗部 分逐渐增大，恰好就像一个实际的黑色的侧壁。要说明的是，当光导 的对应侧面可见地反射小于光的100%时，如80%或更小，这种效应 也变为可见。然而，对于印象深刻的效应，反射率至多25%是有益的， 并且尽可能地小是优选的，如5%或更小。在一个有益的实施例中，多个光源包括多个发光二极管，特别是
多个白色光发光二极管。发光二极管提供明亮而有益的环照光(all round light),这种环照光很容易耦合到光导中，这是因为它的尺寸 小的缘故。
在一个特定实施例中，多个光源包括多个发光二极管，至少两个 相邻发光二极管安排成发射不同颜色的光。这将允许出现甚至较强的 三维感受，因为虚像现在将变成十分清晰可见，例如为彩色线，彩色 线垂直于提取结构位于其上的曲线；在许多情况下，这些线垂直于光 源阵列延伸。
光源不一定是发光二极管，光源还可以是其它的空间分开的光源。 在一个特定实施例中，光源包括一个中心光产生装置和多个光纤。光 产生装置还可以是一个发光二极管，但也可以是任何其它的"灯"， 如白炽灯、(高压)放电灯、等，由于存在光纤，这种光产生装置可 以远离本发明的灯定位，即远离光导定位，这个灯还可以是平的。于 是可以认为，光纤的另外端是按照本发明的灯中的光源。
在一个特定实施例中，多个光源包括线光源，优选是荧光灯，它 进一步还包括靠近荧光灯的一个分光结构，将分光结构安排成分割荧 光灯的发光表面为多个发光子表面。这样的分光结构可以是掩膜或类 似物，例如带有一个或多个孔的不透明箔。以此方式可以使用单个光 源，这样做减小了灯的复杂性。而且，通过简单地改变分光结构可以 很容易地获得不同的效应，而不必改变围绕光源(或者光源阵列)的 任何东西。
在一个特定实施例中，光源阵列包括一个装置，这个装置的延伸 不止在一维上，特别是不止在两维上。在一个特定实施例中，多个光 源存在于一条曲线上。尤其是，这个装置包括至少两行光源。这就允 许产生附加的三维效应，由于可以选择对于光源的合适位置，以<更在 期望的位置可以观察到它们的虚像。
在一个甚至于更加特定的实施例中，至少一个光源在至少一个方 向上相对于光导是可移动的。要注意的是，这还可以是分光结构的一 个孔。通过在曲线上提供光源，在曲线上还可以提供虚像，其本身在 提取结构中发生反射。通过使至少一个光源可移动，还可以使这些虚 像可移动。所有这些允许产生更多的三维效应，仍旧不需要增加灯的厚度。所述的灯可有益地包括至少一个光源驱动器，用于移动光源(一 个或多个)。这样的驱动器可以包括压电驱动器、或其它的机械的、 液压的、磁的驱动器。这些驱动器本身可以移动光源，如发光二极管、 或光纤(的端部)，或者可以移动、旋转分光结构。
作为选择，光源还可以包括任何上述种类的发光二极管以及一个 或多个优选是可移动的反射镜。以此方式还使虚像在观察者眼中移动。
在一个有益的实施例中，灯包括一个定位在前表面的前面的圆偏 振器和靠近后表面定位的反射镜。这进一步增强了三维效应，这是因 为这样做有效地抑制了周围环境光的反射。如技术人员所知，对于具 有所选偏振的部分，圆偏振器阻挡了入射的环境光。具有互补偏振
(complementary polarization)的其余部分则通过所述的偏振器。 在偏振状态翻转的同时，光在反射镜上进行反射。这个光随后也被偏 振器阻挡。总之，几乎所有的入射光都被偏振器吸收。这就意味着， 在灯中的可见效应是非常明确的，不会因受到周围环境光的反射而变 得模糊。
还要注意，利用上述的特征通常还要提供一种平板灯，这种灯具 有极低的反射率，并且因此在"通，，和"断"状态的亮度之间具有极 高的反差。也可以说，灯的可见度得到了改善。为实现这种情况，本发 明提供一种发光灯，发光灯包括透明的片状光导和至少一个光源，所 述的透明的片状光导具有至少一个光接收侧面、 一个发光前表面、和 位于前表面对面的一个后表面，所述的至少一个光源靠近光接收侧面 定位，所述的后表面包括多个光提取结构，所述的灯在要发射光的光 路中实质上没有光散射结构，并且所述的灯包括定位在前表面的前面 的圓偏振器和靠近后表面定位的反射镜。
在上述实施例中，当在发射光的光路中灯实质上没有光散射结构 时也是有益的，因为这样做将可保证通过圓偏振器的环境光的偏振不 变，除在反射镜上偏振翻转之外。这又保证了环境光的完全吸收。
在一个特定实施例中，光导具有小于20纳米的延迟。这就可以保 证环境光的至少98%的消光率。当然，优选尽可能低的延迟。
在一个有益的实施例中，前表面是直接可见的。采取这种措施意 味着，前表面实质上没有阻碍观察者看见所述前表面的结构，即，前 表面没有被阻碍观察者看见所述前表面的结构所覆盖。期望不包括仍旧允许观察这个前表面的透明结构。所有这些特别涉及到上述种类的 单独结构，即漫射器、液晶设备、如此等等。
在一个特定实施例中，光导包括平行的第一和第二光导部分。这进
一步扩大了可获得的效应的全范围(gamut)。例如，可以并排地提供 具有不同的提取结构的光导部分，或者将光导部分放在不同的曲线/ 直线上。还可以提供重叠的光导部分，即具有至少部分地重叠对应的 前表面。在这种情况下，通过光导部分产生的虚像还能重叠。例如， 在一个有益的实施例中，灯进一步还包括两个光源阵列，并且将第一 和第二光导部分的对应光接收侧面光学连接到两个光源阵列之一上。
在一个特定实施例中，将两个光源阵列安排在灯的不同侧上，优 选安排在灯的相对侧上。这可以简单地用于增强灯的亮度，而且还在 一个灯中增加了各种不同的效应。
在另一个实施例中，第一光导部分具有靠近光源阵列定位的光接 收侧面，第二光导部分通过一个反射镜设备光学连接到第一光导部分。 在这个实施例中， 一个光源阵列，或者一个光源，足以为两个光导部 分提供光。可以用任何期望的方式实施光学连接，例如用光纤。但优 选借助于适当的棱镜并通过全内反射来建立这种连接。
在一个有益的实施例中，第一光导部分实质上没有提取结构。在 这个实施例中，来自光源(一个或多个)的光首先通过第一光导部分 而不进行提取。但在第二光导部分内提取时，虚像的感觉深度比在第 一光导部分提取的情况要大。这就可以保证感觉深度的增加。当然， 通过增加越来越多的光导部分并利用合适的光学连接，就可能保持感 觉深度的增加，当然有一些强度损失。而且，还可以提供具有提取结 构的第一光导部分，这也会产生虚像。
在一个特定实施例中，第一和第二光导部分在它们的相应的相互 相对的光接收侧面包括一个没有提取结构的部分。具体来说，基本上 二分之一的对应光导部分没有提取结构，当然其它的比例数也是可能 的。在一个有益的实施例中，按照本发明的灯进一步还包括光源的两 个阵列和两个光导，两个光导具有提取结构并且具有相对的光接收侧 面。在这种情况下，有可能提供具有感觉深度的灯，感觉深度在灯的 中心具有最小值，具体来说这种灯具有重叠的光导和相对的光源阵列。
本发明还提供一种发光灯，它包括透明的片状光导和至少一个光源，所述的透明的片状光导具有至少一个光接收侧面、 一个发光前表 面、和与前表面相对的后表面，所述的至少一个光源靠近光接收侧面 定位，并且在前表面的前面定位一个圆偏振器，提供一个反射镜，反 射镜靠近并且优选接触后表面定位，前侧包括多个光提取结构，提取 结构在填充双折射材料的光导中包括凹槽，并且所述的灯进一步还包 括附加的双折射材料，附加的双折射材料定位在圆偏振器和提取结构 的双折射材料之间。这就可能 一 方面按照与上述相同的光学机制影响 环境光，另一方面还影响通过光导提取的光数量。在原理上，如果没 有附加的双折射材料，可能发生如下的情况。
应该对凹槽中的双折射材料进行选择，以使它对于快轴或慢轴的 折射率基本上等于光导的折射材料的折射率。在这种情况下，具有合 适偏振的光的部分只能"看见"光导，并通过填充的凹槽不受阻碍，
同时将具有反向偏振(opposite polarization)的光的部分折射出光 导。然后在反射镜上反射不受阻碍的部分，并且使这个不受阻碍的部 分翻转它的偏振，这就意味着，在下一次遇到凹槽时，它将离开光导。 因此，所有的光都可离开光导，并且所有的光将具有相同的线偏振。 那么，所提取的光的一半由圆偏振器吸收。如果附加的双折射材料现 在具有合适的厚度(即合适的延迟)和合适的快轴(或慢)轴的取向， 则可使线偏振光通过圓偏振器不受阻碍，而环境光仍旧得到完全的吸 收。
这样提供的灯具有大约100%的光提取效率，同时还能抑制环境光 的反射。
要说明的是，在按照本发明的其它灯中还可以提供上述的完全相 同的结构。
在一个特定实施例中，灯在发射光的光路中实质上没有光散射结 构，特别是，但并不排它地，所述的灯没有LC设备。再有，如果偏振 状态的变化最小，这个实施例具有最佳的效率。
本发明还提供按照本发明的灯对于建筑物照明的使用。本发明的 灯的使用提供巨大的优点，例如可以提供不被它自已反射的照明。换 言之，如果灯断开，显得相当黑的。这在需要一点点光的环境中有好 处，同时如果希望，可提供大量的光。例如在(电影)剧院、俱乐部、 迪斯科舞厅等处就是这种情况。已知的灯会包括某种反射器、漫射器、等等，即使将光源断开，它们也要发射带白色光。在上述的设施中这 是不希望的。
其它可能的应用包括在其中只可利用很小空间的建筑物中的使 用。因为存在三维效应，通过按照本发明的平板灯可以得到较大空间 的印象。
具体来说，所述的灯安装在建筑物的墙壁、地板、天花板上或安 装在建筑物的墙壁、地板、天花板中。作为选择，将灯安装在一个基 座上并定位在自由空间。在两种情况下，灯占据的空间都小，而宽广 的印象却十分强烈，在实际整个可利用空间小的情况下，如在电梯里， 可能希望出现这种情况。
按照本发明的特别有益的应用特别是在窒外环境。在这种情况下， 提供具有极小环境光反射率(闪烁)的平板灯，这保证灯本身发出的光 清晰可见。具体来说，在交通标志(如交通灯)当中使用这种灯。作 为选择，还可以在其它的希望改善可见度的标志中使用这种灯，例如 广告、警示标志、等等。
本发明还提供设有按照本发明的灯的建筑物，它具有以上所述的 优点。具体来说，将灯设在一个墙壁上，特别是不要在一个屏幕的后
面，即没有液晶显示器(LCD)。换言之，在此排除液晶显示器如电视 机。


图1用横断面侧视图极其示意地表示具有三维外观的按照本发明
的灯；
图2表示按照本发明的灯的示意前视图3表示按照本发明的灯的透视图4示意地表示本发明的灯的另一个实施例；
图5表示本发明的灯的另一个实施例，包括第一和第二发光二 极管(的阵列)1-1、 1-2，光导2-1、 2-2，提取结构5-1、 5 - 2， 产生的发光二极管虚像10-1、 10-2;
图6示意地表示按照本发明的灯的另一个实施例的横断面视图。
具体实施例方式
12图1用横断面侧视图极其示意地表示具有三维外观的按照本发明 的灯。
在这里，l代表发光二极管，2代表一个光导，光导具有前表面3 和后表面4。在光导中，有多个提取结构5、 6。用附图标记7表示反 射镜。
发光二极管1发出一束(窄)的光8，光8进入光导2。在前表面 3和后表面4通过全内反射引导所述的光。如果必要，光由反射镜7反 射回去。
一部分光将要入射在提取结构5上，或者是直接入射，或者是在 一系列反射之后入射，如由虚线所部分表示的。提取结构5是例如机 加工成光导中的一些凹槽，并且提取结构5包括一个成角度的反射表 面，例如角度在30°和50°之间。入射在提取表面上的光被反射到前表 面3，并且所述的光还能够离开光导2。在像这样离开光导2的光束中， 图中表示出一系列平行光线9，虽然每个提取结构实际上都发出一束光 线。但是，这些光线9代表由(远方的)观察人员感受到的光的方向 之一。
对于远方的观察人员，将感受到光线9是由发光二极管1的虚像 IO发出的。每个提取结构5将提供一个虚像。提取结构5距原始实际 发光二极管l越远，虚像IO出现的距离越大。按此方式，将会感觉到 灯有一个深度，尽管毫无疑问所述的灯实际上是平的。
提取结构6有一个对称结构，允许它们也能反射来自上面的光， 即由反射镜7反射的光。虽然这能提取更多的光，但还要产生第二虚 像，产生第二虚像的垂直位置大致上与由来自下面的光产生的虚像相 同，但有不同的感觉深度。这可以使实际的感觉深度模糊，所以反射 镜仅是任选的。
在本文的范围内，重要的是要注意到，光导2实质上没有散射结 构，如加入的颗粒或者漫射体屏或者类似物。类似地，提取结构5的 表面也应该是非散射性的，并且在这种情况下，它们应该是光学上平 的。以此方式，光的方向等总是明确的。
图2表示按照本发明的灯的示意前视图。将发光二极管阵列记为 11,， 12!， 13" 112， 122， 132， 13" 132， 13"...;在基本上垂直直线 或曲线14上示出了虚像。用15表示提取结构的曲线。在这种情况下，提取结构不在直线上，而是在同心线上。这使虚
像14不处在垂直的直线上，而是处在曲线上，如图所示。这些曲线有 助于强化深度感觉。曲线15还可以由一系列较短的直线或曲线构成， 并且可能具有许多不同的形状。
光源是发光二极管的阵列，在此情况下对于每个光源是3个发光 二极管，例如红、绿、蓝色的发光二极管，它们在一起可以发出白光。 但要注意，灯中的虚像并不模糊，并且在不是太远的距离处灯呈现的 是彩色。替代红绿蓝色的发光二极管组，例如，可以使用例如白光发 光二极管，或者具有适当掩膜的薄灯，或者光纤、等等。
图中所示的光源都安装在单个直线上，但可将它们设在更多的平 行线上、或者其它组和装置上。而且，还可以将光源制造成可以移动， 例如在图中箭头所示的x和y方向移动。为此，可以提供合适的驱动 器(在这里未示出)。还可以使线14上的虚像移动，即在观察人员的 眼中移动。
图3表示按照本发明的灯的一个透视图。所述的灯包括一个外壳 16，外壳16具有两个孔，用于两个子灯。每个子灯都包括发光二极管 的阵列(不是直接可见)，每个发光二极管将一系列虚像投射为大体 上垂直的线14，虚像是可见的。类似地，使发光二极管阵列成像为大 体上水平系列的虚像20，在它们之间的较黑的窄带是可见的。
而且， 一个黑色的"虚侧壁"21是可见的。当观察人员观察灯的 角度变化时，这个黑色侧壁21的虚尺寸是变化的，就像具有实际深度 的灯似的。这对于按照本发明的灯的"深度，，的贡献是非常大的。通 过使光导的对应侧面成为非反射性的，例如成为吸收性的，可以改善 这个侧壁21的可见度。如果侧壁是反射性的，会产生朝向灯的侧壁的 另外的图像，这会使黑色侧壁消失。
可以使虚像之间的黑色垂直带变大和变小。为此，各个发光二极 管需要相隔更远地定位。通过将提取结构相隔更远地定位，或者通过 限制能发生全内反射的角度，可使水平带变大，这是因为在这种情况 下光导中的光束会较窄。
图4示意地表示本发明的灯的另一个实施例。在这里，如在所有 的图中那样，类似的部件具有相同的附图标记。
所述的灯包括具有第一光导部分2 - 1和第二光导部分2-2的一个光导。还要提供棱镜17、圆偏振器18和反射镜19。
这个灯包括发光二极管1，发光二极管1发射光进入第一光导部分 2-1，没有任何提取部件。因而，将光引向相对端。光在这里将要进 入棱镜17，光通过棱镜17全反射进入第二光导部分2 - 2，第二光导 部分的确具有提取部件5。这些将产生发光二极管的虚像10，但现在 这些虚像在大得多的感觉距离处。所述的灯仍旧是非常平的，但现在 具有极大的虚深度。要说明的是，棱镜17还可以与第一和第二光导部 分2-l、 2-2集成在一起，以使损耗最小。
而且，圆偏振器18和反射镜19协同动作以便抑制环境光的反射。 除了具有一定的(圆)偏振的光以外，圓偏振器18吸收所有的入射光。 由偏振器传送具有这种偏振的环境光，并且还通过光导部分2 - 1、 2 - 2来传送，并且最终入射在反射镜19上。这可以使光的偏振发生翻 转，光再一次通过光导部分后现在被偏振器吸收。因此，有效地吸收 了所有的环境光。由于被提取结构5提取的光只有一半被偏振器吸收， 所以环境(反射)光和发射的光之间的比例改善了许多倍。
側面发光的光导具有提取部件和在光导的前面的圆偏振器与在相 对侧的反射镜的组合，侧面发光的光导的这种特征通常提供了一种灯， 该灯这样的抑制环境反射并且改善了反射光和发射光之间的比例。
图5表示本发明的灯的另一个实施例，包括第一和第二发光二极 管(的阵列)1-1、 1-2，光导2-1、 2-2，提取结构5-1、 5 - 2， 产生发光二极管虚像10-1、 10 - 2。
从以上所述，这种灯的原理将是清楚的。要说明的是，光导在它 们距发光二极管最近的对应端具有一个没有提取结构的部分，以防止 虚像的重叠。
这里所示的灯具有一个甚至较大的(平均)感觉深度，这是因为 在单个光导的灯表现出有小深度的那些位置，第二重叠的光导会接管 虚像的产生。感觉的形状将是V形的，具有最接近观察人员的在灯的 中心的顶点。
根据以上公开和表示的原理，技术人员能够设计出更多的变型。 图6示意地表示按照本发明的灯的另一个实施例的横断面图。这
种灯在反射的环境光和所发射的光之间具有高的比例，反射的环境光
得到有效地抑制。在这个实施例中，这种灯除了现在众所周知的部件以外还包括例
如棱镜凹槽形式的填充有双折射材料的提取结构21和另外双折射材料 的层22。
提取结构21包括一种双折射材料，对于两个偏振轴具有第一和第 二折射率。这两个折射率之一与光导2材料的折射率匹配，而另一个 折射率或高些或低些。在这种情况下，光导2可由玻璃(n=±1.5)制 成，而双折射材料可以是方解石，方解石的相应的折射率约为1. 49和 1.66。这就意味着，具有一种类型的偏振的光线只看见一个完整的光 导2，并且可以通过提取结构而没有看见这个提取结构。在图6中，这 个光线是光线23。具有另一种类型偏振的光线(图6中的光线24)将 被折射，在此之后从光导中提取出来。但没有提取的光在任何时候总 是改变它的偏振，例如通过在不可避免的杂质或其它表面上的散射发 生这种偏振的改变。所以，随后就可以提取这个光。以此方式，所述 的灯将发射只具有单个偏振的所有的光。
用与以上所述相同的方式抑制入射的环境光，并且因此灯包括一 个圆偏振器和一个反射镜。为了能够发出线偏振光，如光线24，灯包 括另外的双折射材料22，双折射材料或者淀积在每个结构21上，或者 采用制成图案的箔的形式，如此等等。材料22旋转偏振，以使光可以 通过偏振器18。双折射材料21和22的延迟(或相应的厚度)和偏振 轴当然应该适应偏振器18的偏振轴。
上述的实施例只是示例性的，不应该被认为是对本发明的限制。 这些实施例只用作较好地理解本发明的手段。
权利要求
1、一种用于发光的灯，包括-透明的片状光导，透明的片状光导具有至少一个光接收侧面、一个发光前表面、和一个与发光前表面相对的后表面；和-定位成一个阵列并且光耦合到至少一个光接收侧面的多个光源，其中所述后表面包括多个光提取结构，并且所述的灯在发射光的光路上实质上没有光散射结构。
2、 根据权利要求l所述的灯，其中前表面、提取结构以及后表面 包括光学上平的表面。
3、 根据权利要求1或2所述的灯，其中提取结构包括镜面。
4、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中提取结构分开的 多巨离至少2mm，优选至少5mm。
5、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中提取结构设在平 行的曲线上。
6、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中向光源阵列垂直 延迟的光导的侧面基本上是非反射性的。
7、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中光源包括多个发 光二极管中的至少一个和具有多个光纤的光发生设备，多个发光二极管具体为多个白色光发光二极管。
8、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中多个光源包括多 个发光二极管，将至少两个相邻的发光二极管安排成发出不同颜色的 光。
9、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中多个光源包括一 个线光源和一个分光结构，线光源优选是荧光灯，分光结构靠近荧光 灯，将分光结构安排成可以将荧光灯的发光表面分割成多个发光子表 面。
10、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中光源阵列包括 一个装置，这个装置不止在一维上延伸，特别是不止在两维上延伸。
11、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中多个光源存在 在一条曲线上。
12、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中至少一个光源在至少一个方向上相对于光导是可移动的。
13、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，包括定位在前表面 的前面的一个圆偏振器和靠近后表面定位的一个反射镜。 '
14、 根据权利要求IO所述的灯，其中光导对于在垂直于出口表面 的方向上行进的光具有小于20mn的延迟。
15、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中前表面是直接 可见的。
16、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，其中光导包括平行 的第一和第二光导部分。
17、 根据权利要求16所述的灯，进一步还包括两个光源阵列，其 中第一和第二光导部分的各个光接收侧面光学连接到两个光源阵列 之一上。
18、 根据权利要求17所述的灯，其中两个光源阵列安装在灯的不 同侧上，优选地安装在灯的相对侧上。
19、 根据权利要求I6-18中的任何一个所述的灯，其中第一光导 部分具有定位在光源阵列附近的光接收側面，第二光导部分借助反射 镜设备光学连接到第一光导部分。
20、 根据权利要求l6-19中的任何一个所述的灯，其中第一光导 部分实质上没有提取结构。
21、 根据权利要求16-20中的任何一个所述的灯，其中第一和第 二光导部分在其相应的相互相对的光接收側面包括一个没有提取结构 的部分。
22、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯，进一步还包括两个 光源阵列和两个光导，两个光导具有提取结构并且具有相对的光接收 侧面。
23、 一种用于发光的灯，包括-透明的片状光导，透明的片状光导具有至少一个光接收侧面、 一个发光前表面、和一个与发光前表面相对的后表面；和 -靠近光接收侧面定位的至少一个光源； -定位在前表面的前面的圆偏振器；其中 一个反射镜靠近后表面定位，并且优选与后表面接触，前 侧包括多个光提取结构；和提取结构包括光导中的凹槽，凹槽中填充一种双折射材料； 进一步还包括附加的双折射材料，附加的双折射材料定位在圓偏振器和提取结构的双折射材料之间。
24、 根据权利要求10-19中的任何一个所述的灯，其中提取结构 包括在光导中的凹槽，凹槽中填充一种双折射材料；进一步还包括附加的双折射材料，附加的双折射材料定位在圓偏 振器和提取结构的双折射材料之间。
25、 根据权利要求23或24所述的灯，其中灯在发射光的光路中 实质上没有光散射结构。
26、 根据前述权利要求中任何一个所述的灯的应用，用于建筑物 的照明。
27、 根据权利要求26所述的应用，其中灯安装在建筑物的墙壁、 地板、或天花板上或安装在建筑物的墙壁、地板、或天花板中。
28、 根据权利要求26所述的应用，其中灯安装在一个基座上，并 且定位在自由空间。
29、 根据权利要求26 - 28中任何一个所述的应用，特别是在室外 环境取决于权利要求13或23。
30、 根据权利要求29所述的应用，用在交通标志中。
全文摘要
一种用于发光的灯，包括一个透明的片状光导，透明的片状光导具有至少一个光接收侧面、一个发光前表面、和一个与发光前表面相对的后表面。灯进一步还包括定位成一个阵列并且光耦合到至少一个光接收侧面的多个光源。所述灯的后表面包括多个光提取结构，例如设在平行的曲线上。而且，所述的灯在发射光的光路上实质上没有光散射结构。
文档编号G02B6/00GK101523256SQ200780037796
公开日2009年9月2日 申请日期2007年10月5日 优先权日2006年10月9日
发明者H·J·科尼利森, M·H·W·M·范德尔登 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司