照明条的制作方法

照明条的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于安装在模块化面板系统(200)的面板支撑元件(210)中或上的照明条(100)。该照明条包括光学波导(120)，该光学波导(120)具有在厚度上从中心朝照明条的第一侧增加的锥形部。该照明条还包括沿着该照明条的第一侧放置、面对所述锥形部（120）的第一多个固态照明元件(110)。该照明条进一步包括反射表面(140)和包括眩光减少构件(130)的光输出表面，所述反射表面(140)和光输出表面各自在第一侧和与第一侧相对的第二侧之间延伸。光学波导定位在反射表面与眩光减少构件之间。还公开了一种照明系统、面板支撑元件(210)和包括这样的照明条(100)的模块化面板系统(200)。
【专利说明】照明条【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在诸如悬吊式天花板的模块化面板系统中使用的照明条。本发明进一步涉及一种包括这样的照明条的照明系统、涉及一种包括这样的照明条的支撑元件、以及一种包括这样的照明条的模块化面板系统。
【背景技术】
[0002]在施工中，模块化面板系统通常用来减小建造成本和施工时间。模块化面板系统通常允许对地板、壁和天花板的快速施工，虽然常常以减弱的审美外观为代价。这样的模块化面板系统的主要的示例是在诸如例如办公室空间的大多数职业环境中能够找到的悬吊式天花板。悬吊式天花板通常包括限定矩形或方形凹槽的金属或塑料栅格，所述矩形或方形凹槽用瓷砖填充以形成连续的天花板。
[0003]在例如悬吊式天花板的这样的模块化系统中，照明可通常通过用诸如灯具的照明单元来更换一片或多片瓷砖来集成到系统中。大多数悬吊式天花板包括多个荧光灯管存在于其中的灯具。出于多种原因，这样的灯具是不理想的。首先，这样的灯具被认为是在美学上令人不愉快的，即，突兀的。其次，为了提高来自这样的灯具的光效率，它们通常包含常常具有抛物线形状的反射器。然而，如果反射的光在对于模块化系统的平面的浅角度下从灯具出射，这对于办公室空间的占用人而言会导致眩光。眩光在办公室环境中会是非常令人烦恼的，因为它会使计算机监视器上的图像模糊，并且当占用人经受眩光持续很久一段时间时，眩光会对占用人导致例如头痛或视力问题的身体不适。这就是为何诸如欧洲的IEC60598-1:2008标准的健康和安全标准要求照明解决方案遵守对于防止过度眩光水平的严格要求的原因。
[0004]解决方案存在以克服眩光。简单的解决方案在图1中示出，其中，示出悬吊式天花板灯具10。灯具10包括由各自的抛物线反射器12限定的多个室，具有装配在每一个室中的荧光灯管14。各灯管14从灯具10的光出射平面IOa偏移距离d，使得由荧光灯管14在浅角度下射出的光由抛物线反 射器12反射，如由虚线箭头指示的。这增加光的出射角度，因此减少眩光。缺点是该解决方案导致相对庞大的灯具，这在审美上被认为是令人不满意的。
[0005]另一个解决方案在图2中示出，其中，用于整合在悬吊式天花板中的灯具10装配有微透镜光学板或漫射器20，该微透镜光学板或漫射器20具有防止浅角度光束离开灯具10的功能。因为这导致大量的光反射回到灯具10的室11中，灯具10可以包括反射器22以重复利用这样的反射光。通常，微透镜光学板采取棱镜板的形式。
[0006]SwitchMade公司提供以Paneos?为名称出售的基于发光二极管(LED)的灯具用于整合在悬吊式天花板中。这与基于荧光灯管的灯具相比具有较低的能量消耗的优点。然而，由于这些灯具替换天花板中的瓷砖，所以它们还是破坏了悬吊式天花板的视觉外观。
[0007]Gemino公司(www.gemin0.1t)销售光配件可集成到天花板的带栅格中的悬吊式天花板解决方案。带栅格由悬吊式天花板的主结构梁组成。利用诸如LED照明的较小形状因子的照明，这是可行的解决方案，并且由于不需要用灯具来替换瓷砖的事实，所以具有改进的天花板外观的优点。然而，这增加带栅格的制造复杂性，并且因此，增加总体设计的成本。而且，该解决方案不适合于改装目的，并且难以维修，因为带栅格无法容易地拆卸用于维修目的。

【发明内容】

[0008]本发明试图提供在能够被设计成符合健康和安全标准的同时能够容易地(改装)装配到现有模块化面板系统的照明解决方案。
[0009]根据本发明的第一方面，提供了一种用于安装在模块化面板系统的面板支撑元件中或上的照明条，该照明条包括:光学波导，该光学波导具有在厚度上从中心朝所述照明条的第一侧增加的第一锥形部；沿着所述照明条的第一侧放置的第一多个固态照明元件；反射表面和包括眩光减少构件的光输出表面，该反射表面和该光输出表面各自在所述照明条的第一侧和所述照明条的第二侧之间延伸，所述第二侧与所述第一侧相对，其中，所述光学波导定位在所述反射表面与所述眩光减少构件之间。
[0010]本发明是基于以下认识:可制作非常紧凑的照明条，该照明条可装配到或集成到仍然可产生均匀光输出的诸如悬吊式天花板的模块化面板系统的面板支撑元件。这是不重要的，因为条的宽度受到限制，这使得难以确保由固态照明元件产生的光由光学波导均匀地分布于照明条的全宽度。已经令人惊讶地发现，在这样的照明条中提供锥形光学波导确保照明条的光输出中的良好的均匀性。这是因为锥形表面尤其是当面对反射表面时确保光被迫以对称且高度准直的方式从光学波导中出来，因而提高均匀性以及由照明条输出的光的光强度，如将在下文中更详细地解释的。
[0011]应理解，当设计窄且长的照明条时，诸如目前的用于面板支撑的照明条，包括诸如微透镜光学板的眩光减少构件是有利的，因为这样的结构导致发射自条的光的良好的均匀性。这是因为，在不适当的角度下发自光学波导的光由眩光减少构件反射回到照明条中。然而，这会不利地影响照明条的照明效率，因为在照明条的内部的光最显著地由固态照明元件不必要地吸收。如果光学波导包括出耦合元件，则这种不利情况会加重，因为出耦合元件产生光的散射，光的一部分将被定位朝向固态照明元件。本发明已经基于如下认识:对锥形光学波导的使用显著地提高照明条的照明效率，并且排除了出耦合元件的存在的必要(尽管它们可以仍然存在)。
[0012]在一个实施例中，光学波导包括在厚度上从中心朝照明条的第二侧增加的第二锥形部，照明条进一步包括沿着照明条的第二侧放置的第二多个固态照明元件。这增加可由照明条产生的光强度。在该实施例中，光学波导进一步提供附加优点，由在照明条的一侧上的固态照明元件射出的光在很大程度上被防止到达照明条的相对侧，其中，这样的光能够由磷光体或在相对侧处的固态照明元件的封装吸收，这种光将具有显著降低照明条的光学效率的负面效应。因此，在该实施例中，照明条的均匀性和光学效率都提高了。第一锥形部和第二锥形部优选地形成单个结构，因为这降低照明条的制造复杂性以及避免在两个锥形部之间的接口处发生的光学伪像。
[0013]优选地，照明条进一步包括位于光学波导与眩光减少构件之间的漫射结构。来自固态照明元件的光在很大程度上以与法线(即，垂直于照明条的出射平面的轴线)所成的高角度从锥形光学波导出射。在一些情况下，这能够促使由固态元件对光的不必要的吸收。这样的漫射结构的存在将光角度朝法线重定向，从而提高照明条的照明效率。
[0014]在特别有利的实施例中，漫射结构包括重定向箔材，该重定向箔材包括多个线性棱镜，所述棱镜的顶部面对第一和第二锥形部。优选地，线性棱镜具有约70°的顶角。这样的膜对于重定向发自光学波导的锥形部的光是特别有效的。
[0015]在替代实施例中，光学波导包括锥形部和堆叠在反射表面和眩光减少构件之间的其他锥形部，所述锥形部和所述其他锥形部的相应的锥形表面彼此面对，照明条进一步包括在锥形表面之间的其他漫射结构。该实施例是特别有利的，因为它易于制造并且具有提高的照明效率，这是由于如下事实，其他漫射结构减小了以下风险:在另一个锥形部的方向上离开锥形部中的一个的光通过全内反射的方式被(临时)捕获在另一个锥形部中，该光将增加光被固态照明元件中的一个重吸收的风险。
[0016]照明条可以进一步包括用于从光学波导提取光的多个光散射构件。各光散射构件可以包括散射线，该散射线优选地取向为与照明条的第一侧和第二侧平行。所述散射线可例如使用适当的粘合剂附接到光学波导，或可能另外形成在光学波导的表面上。
[0017]可替代地，多个光散射构件可被包括在箔材中。
[0018]优选地，反射表面是光散射表面，因为这进一步提高由照明条产生的光的均匀性。
[0019]在一个实施例中，眩光减少构件包括用于对由照明条透射的光提供近似65°的半锥角(half cone angle)的多个棱锥形状的(pyramid-shaped)或圆锥形结构。这确保照明条符合健康和安全要求，具体地确保由照明条产生的眩光量满足这些要求。
[0020]第一和第二多个固态照明元件可以包括具有不同颜色的固态照明元件的子集，所述子集是单独可控的，这具有由照明条产生的光的颜色或色温能够以均匀的方式受到控制的优点。可替代地，第一多个固态照明元件可以包括能够产生第一颜色的光的元件，并且第二多个固态元件可以包括能够产生不同于第一颜色的颜色的光的元件。
[0021]根据本发明的其他方面，提供了一种包括多个本发明的照明条的照明系统，该照明系统进一步包括控制器，该控制器用于将各个照明条的光输出设置为入射日光、房间布局、和房间占用中的至少一个的函数。这允许照明条的输出适于例如在诸如走廊、办公室空间、印刷区域等中的局部化需要，和/或适于房间的占用人在场的情况。为此，照明系统可以进一步包括用于检测在所述房间中个体的存在的存在传感器，控制器对存在传感器作出响应。
[0022]根据本发明的另一个方面，提供了一种用于包括本发明的照明条的模块化面板系统的支撑元件。照明条可附接到或集成到支撑元件中。
[0023]根据本发明的另一个方面，提供了一种包括支撑栅格的模块化面板系统，该支撑栅格包括用于附接到建筑结构的支撑构件和用于在所述支撑构件和尺寸适于由支撑栅格支撑的多个板之间延伸的支撑元件，其中，该支撑栅格包括多个本发明的照明条。照明条优选地集成在支撑元件中或附接到支撑元件。
[0024]优选地，将照明条的出射窗口的宽度和支撑栅格中的面板支撑元件的节距之间的比值挑选为在0.02至0.08的范围内以确保房间中的照明等级遵守眩光要求。更优选地，将该比值挑选为0.04。【专利附图】

【附图说明】
[0025]参照附图更详细地且通过非限制性示例描述本发明的实施例，在附图中:
图1示意性地描绘模块化面板系统的现有技术灯具；
图2示意性地描绘模块化面板系统的另一个现有技术灯具；
图3示意性地描绘包括根据本发明的实施例的照明条的模块化面板系统的一部分；
图4示意性地描绘用于在本发明的照明条中使用的眩光减少构件的非限制性示例；
图5描绘图4的眩光减少构件在结合朗伯光源使用时的光分布的模拟结果；
图6示意性地描绘根据本发明的实施例的照明条的侧视图，并且图7示意性地描绘根据本发明的实施例的照明条的顶视图；
图8描绘具有平面光学波导的照明条的光输出分布的模拟结果；
图9描绘根据本发明的实施例的照明条的光输出分布的模拟结果；
图10描绘根据本发明的另一个实施例的照明条的侧视图；
图11示意性描绘根据本发明的另一个实施例的照明条的侧视图；
图12示意性地描绘包括根据本发明的另一个实施例的照明条的模块化面板系统的一部分；
图13示意性地描绘包括根据本发明的又一个实施例的照明条的模块化面板系统的一部分；
图14示意性地描绘具有根据本发明的实施例的模块化面板系统的房间；以及 图15示意性地更详细地描绘根据本发明的实施例的模块化面板系统。
【具体实施方式】
[0026]应理解，附图仅是示意性的并且未按比例绘制。还应理解，相同的附图标记贯穿附图用来指示相同或类似的部分。
[0027]图3描绘模块化面板系统200的面板支撑元件210，该面板支撑元件210被设计成支撑面板或瓷砖220。为此，面板支撑元件210可以包括面板或瓷砖220依靠在其上的凸缘212。这样的模块化面板系统200的示例包括悬吊式天花板和地板。面板支撑元件210包括照明条100，在该照明条110中，例如LED 110的固态照明元件放置成与光学波导或光引导层120相邻，所述光学波导或光引导层120以有规律的间隔将从固态照明元件100接收的光出耦合到眩光减少构件130，该眩光减少构件130确保在与由面板220形成的平面成浅角度下发射自照明条100的光的强度被保持充分地低以便为模块化面板系统200所装配到的房间中的居住者抑制眩光。将来自LED 110的光通过光学波导120提供给眩光减少构件130进一步确保，眩光减少构件130以均匀的方式被照亮，因而提高照明条100的光输出的均匀性，尤其是当光学波导具有锥形形状时，如将在下文中更详细地解释的。
[0028]在一个实施例中，固态照明元件110是侧发光LED，即，布置成在照明条100的宽度方向W发出光的LED。可替代地，LED可布置成沿照明条100的长度方向发出光，在这种情况下，光学波导120可以进一步包括突起(protrusion)的规则图案,LED放置在所述突起的规则图案之间，使得发出的光由突起耦合到光学波导中。
[0029]眩光减少构件130优选地是微透镜光学(MLO)板或棱镜板，其优选地是具有小于5 mm且更优选地不超过I mm的厚度的薄箔的形式。已经发现，当可在所谓的安全超低电压域中操作LED 110时，可使用这样的箔材，对于安全超低电压域，比如由5VA测试和灼热丝测试的耐火要求是不太严格的。当在安全超低电压域中操作灯具100时，如果灯具即模块化面板系统200中的光条100的密度高到足以确保房间中充分的照明等级，则这样的操作模式可例如被实现，如将在下文中更详细地解释的。
[0030]眩光减少构件130通常将起源于光学波导120的大量的光反射回到该层。因此，有利的是，提供反射层140使得光学波导120夹在反射层140和眩光减少构件130之间。反射层140可以例如是反射箔材、施加到面对照明条100的面板支撑元件210的表面或施加到面对面板支撑元件210的光学波导120的表面的一层白漆。这样的反射层140的其它实施例是同样地可行的。
[0031]对MLO板或箔材130的使用使得可以保持照明条100的整体厚度小于5 mm,尤其是当使用放置在光学波导120的侧面(即，相邻)的侧发光LED 110时。这减小灯具的重量和成本，因为需要较少的材料来实现期望的照明等级。
[0032]MLO层130的尺寸，或更准确地说，MLO层130的出射窗口的宽度W，优选地挑选为0.04倍的面板支撑元件210的节距P，如图3中所示，因为在该比值下，实现光输出和简约外观之间的最佳权衡。面板支撑元件210的常用宽度是2.4 cm。通过将支撑元件210的(在宽度方向上的)节距限定在60 cm，在安全超低电压域中驱动光条100的同时，可实现充分的照度等级，如先前所提及的。如果上述比值位于0.02至0.08的范围内，仍然获得令人满意的结果。
[0033]如果该比值的值下降到0.02以下，则面板支撑元件210的密度对于符合成本效益的模块化系统100而言变得太高，并且其外观变得令人不满意。如果该比值的值超过0.08，则灯具100之间的间距增加到这样的程度:各灯具100的输出等级必须增加以确保房间的均匀照明到不再能够避免眩光的程度；即，不再能够在安全超低电压域下操作灯具100。
[0034]通过对模块化面板系统200中的固态照明灯具或条100定尺寸，使得灯具100的光出射窗口的宽度落在0.02至0.08的W/P比值内，每个灯具100的输出等级可减小至这样的程度:被感知为眩光的发射光的强度可保持到如在各种立法标准中指定的允许的等级。
[0035]照明条或灯具100优选地具有超过照明条或灯具100每米所使用的元件的节距(以米为单位)的500倍的光输出(以流明为单位)。这导致大于150流明、差不多高达600流明的每米灯具的典型的流明输出。这通常确保，在装配有本发明的模块化面板系统200(8卩，包括照明条100的模块化面板系统)的房间内，不必存在辅助照明装置。还优选的是，在模块化面板系统200中的面板支撑元件210的节距挑选为在0.3至3.0米的范围内供室内使用，因为这确保在房间的充分均匀的照明等级。
[0036]在组装房间中的模块化面板系统200之后，优选地将支撑元件210与房间中的接收大多数日光的窗口平行地对准。由于支撑元件210中的照明条100通常是单独可控的，所以这使得将房间中的照明等级调节至入射日光(即，通过以比离窗口更远的支撑元件210中的照明条更大的范围对靠近窗口的支撑元件210中的照明条100调光)是简单的。
[0037]为此，在不同的支撑元件210上的多个照明条100通常形成照明系统的一部分，该照明系统进一步包括用于根据房间中的照明要求调节各个照明条100的输出的控制器(未示出)。这样的控制信号可比如配置为根据包括模块化面板系统200的房间的布局调节照明等级。比如，房间可分割成通过一个或多个走廊相互连接的工作区域，其中，工作区域比走廊接收较高的照明等级。为此，控制器可增加位于工作区域上方的照明条100的光输出，同时减小位于走廊上方的照明条100的光输出。
[0038]类似地，控制器可使照明条100的光输出适于补偿模块化面板系统200的栅格的规则性中的中断，比如，如果模块化面板系统200环绕空气通风竖井或空调单元装配的话。控制器可适于增加在这样的中断的附近的照明等级以补偿在这样的中断下面的照明的缺失。
[0039]照明系统可进一步包括一个或多个传感器，例如，日光传感器和/或用于检测房间中个体的存在的存在传感器，其中，控制器对这些传感器作出响应，使得照明等级可相应地适应。
[0040]在此处，应注意，基于MLO的眩光减少构件130在相对高的光输出等级下可具有金属外观。这常常被认为是不吸引人的。在房间中存在一个或多个个体的情况下，存在传感器可用来调节照明等级至足够的等级以允许这些个体执行他们的活动，这些光等级充分低以避免基于MLO的眩光减少构件130的金属外观，使得模块化面板系统200的整体外观改
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[0041]在图3中，照明条100集成到面板支撑元件210中，所述面板支撑元件210优选地是模块化面板系统200的辅助支撑元件，即，未固定到房间的地板、壁或天花板的元件，使得在例如照明条100的寿命终止故障时可容易地更换面板支撑元件210，即，无需从天花板、壁或地板移除主支撑元件。这也具有如下优点:通过用本发明的面板支撑元件210更换模块化面板系统的支撑元件，可容易地改装现有模块化面板系统中的照明条。
[0042]包括灯具100的支撑元件210可具有24 mm(宽度)乘60 cm(长度)的光出射窗口。这样的灯具将具有约250 Im的光输出。通过将这些灯具设置在如先前所解释的具有60 cm的节距的面板支撑元件210的行中，这样的支撑元件210可在诸如悬吊式天花板的模块化面板系统200中使用。其它尺寸同样是可行的。
[0043]图4示出基于MLO的眩光减少箔材130的非限制性示例，该基于MLO的眩光减少箔材由具有108°的顶角和50微米节距的圆锥或棱锥132的矩形阵列组成。出于制造原因，在各圆锥132的顶部中存在小浅凹。在不脱离本发明的范围的情况下，可改变圆锥132的节距。圆锥可由任意适当的透明材料例如PMMA或聚碳酸酯制成。因为这样的基于MLO的眩光减少构件130本身是已知的，为简洁起见，将不更详细地解释它们的制造。眩光减少构件130的替代实施例也是可行的；另一个适当的眩光减少构件130的示例可比如在W0-2008/058585 Al 中找到。
[0044]图5描绘当将朗伯光源放置在MLO箔材130的下方时图4中所示的MLO箔材130的模拟的角度光强度分布130。箭头指示已经穿过MLO箔材130的光线的方向。在相反方向上传输的光是已经由MLO箔材130反射的光。这样的反射光可通过使用如先前所解释的漫射反射器而重复利用。
[0045]如可在图5中看到的，在相对于垂直发光轴线的65°角度处的光强度是非常低的。由于在这些角度附近射出的光通常导致眩光，所以可看到的是，MLO箔材130可有效地抑制眩光。对于在以0.04的W/P比值并且在380 lm/m灯具的照度输出下操作的模块化面板系统200中的光条100中的MLO箔材130，在65°处的照度等级已发现为约1100 cd/m2,这显著低于这样的等级不超过1500 cd/m2的要求。这相当于根据UGR方法小于17的眩光评估等级，这显著在19或更小的UGR要求之下。
[0046]如先前所提及的，根据本发明的实施例，光学波导120具有锥形形状以促进来自照明条100的均匀光输出。这在图6中示出。光学波导120向外逐渐变尖，即，在厚度上朝已经放置了一排固态照明元件110的照明条100的一侧增加。光学波导120优选地延伸超过照明条100的全宽度W。
[0047]尤其是当LED 110设置在光学波导120的两侧上时，LED 110可以使得人们不必将光学波导120仔细地放置成靠近一排(或多排)LED 110或在一排(或多排)LED 110之间。此外，将LED 110设置成与光学波导120光学接触，确保了由LED 110射出的所有的光耦合到光学波导120中。虽然因为缺少全内反射，该光的一部分可能在进入之后相当迅速地从底侧或顶侧离开光学波导120，该光沿与光进一步向前离开光学波导120的方向大致相同的方向离开光学波导120，使得也可使用也接近LED 110的相同的重定向箔材。
[0048]在平面波导中，光提取大体通过光导的表面修改而执行，S卩，促进波导的全内反射性质的表面光滑度被波导的表面上的将光线重定向为超过全内反射的临界角的散射图案所取代。这样的散射结构的已知示例包括分布在表面上的(规则)图案中以便获得均匀光提取的白漆点。然而，如果提取效率必须是高的，例如，优选地尽可能接近100%，但是在光到波导中的入口点与来自波导的光提取点之间的距离是非常短的，则白漆点的密度必须朝均匀的白色散射表面增加以便获得高提取效率。然而，这具有照度的均匀性受到不利影响的结果。相反，为了增加均匀性的目的，创建非均匀的即图案化的散射表面降低了光学提取效率。
[0049]该问题在图6中所示的波导120中解决，因为该波导能够以有效且均匀的方式在接近光收集面(发射光的入口点)并且因此接近高亮度点源(即，固态照明元件)的小发射表面面积内提取光。
[0050]锥形波导120可选地在其面对透射性散射投影屏幕(例如反射表面140)的表面处包括散射表面图案。在图6中，散射表面图案被实施为多条散射线122，所述多条散射线122可为诸如凹槽、划痕、白漆线等的表面修改。如将在下文中论证的，通过计算已经发现，这样的布置允许如图4中所示的均匀的光分布以超过80%的光学效率产生。然而，注意，这样的效率可在不存在散射表面图案的情况下获得。
[0051]图6中所示的布置基于下列工作原理。光学波导120的锥形形状迫使光以对称的方式以高的准直度从波导的顶表面和底表面出射波导。线性散射表面元件122在宽度和密度上使用普通光学原理优化。因此，获得两个不同的光提取样式；第一样式包括取向为主要垂直于锥形表面的显著准直的光以及全方向的第二样式。
[0052]为了创建均匀的发光表面，漫射器，例如线性棱镜箔材124放置在光学波导120和诸如图4的MLO板的眩光减少构件130之间。漫射器必须放置在锥形光学波导120和在明确限定的位置处(例如，接近锥形光学波导120)的观察者之间。该漫射器到光学波导120的距离应明确限定。该距离以类似于透镜的焦平面的确定的方式计算；在漫射器的“焦”平面的外部，提取机制不产生均匀的光分布。漫射器的散射系数可在10°和80°之间。在一个优选实施例中，漫射器包括具有近似70°的顶角的线性棱镜的线性棱镜重定向箔材。重定向箔材对与法线具有大的偏离的入射光朝法线重定向，使得以适当的角度对眩光减少构件130提供准直光，使得进入眩光减少构件130的大多数光不被反射回到照明条100中，由此减少照明条中不必要的吸收以及提高照明条100的发光效率。
[0053]然而，从眩光减少构件130反射回的光能够因存在于照明条100的相对的平面处的反射构件140而被有效地重复利用。进一步注意，给定锥形波导120的例如12 mm或24mm宽度和I mm高度的典型的纵横比，则由固态照明元件100的封装产生的光吸收的可能性是小的。图7描绘了光导100的顶视图。
[0054]图8和图9分别示出来自根据本发明的实施例的具有平面光学波导和锥形光学波导120的照明条的照度的计算结果。如从图8可看到的，具有平面波导的照明条在长和短方向上的照度。如从图8可看到的，在光条的照度的分布上存在显而易见的不均匀性。该光条的光学效率被确定为46%。相反,根据本发明的实施例的具有锥形光学波导120的光条100在其照度分布上显示了显著提高的均匀性。图9的左手顶部窗格描绘漫射器130的计算的照度，而左手底部窗格描绘在光学波导120上方1.0 mm处的照度。左手窗格示出在照明条100的宽度方向W上的光强度分布。照明条100的光学效率计算为超过80%，在具有平面光学波导的照明条上的显著改进。
[0055]照明条100的特别有利的实施例在图10中示出。在此处，光学波导120包括两个锥形部，该两个锥形部均从照明条100的中心到其侧面逐渐变尖，即，在厚度上朝照明条100的侧面延伸。两个锥形部优选地熔合在一起，即，光学波导120是单个结构以防止在两个锥形部之间的接口处发生光学伪像。然而，明确指出，其中使用独立的锥形部的实施例也是可行的。注意，锥形光学波导120的倾斜表面的取向不是关键的。该表面可以面对眩光减少构件130以及反射表面140。锥形光学波导120可甚至在任一侧上包括锥形表面。
[0056]漫射或散射反射层140面对光学波导120的锥形表面以将离开锥形表面的光朝向光学波导重定向。反射层140通常放置成面对面板支撑元件210。优选地，反射层或漫射器140不与光学波导120直接光学接触，以减少光在光学波导120内部的停留时间。在一个实施例中，反射器140朝光学波导弯曲(即，具有凸的形状)以最小化反射器140和光学波导120之间的距离。
[0057]面对光学波导120的相对的表面的是眩光减少构件130，例如，如图4中所示的MLO板，其通过包括多个光重定向构件(例如，线性棱镜)的重定向箔材124与光学波导120分离，以将从光学波导120耦合出的光准直(重定向)，如先前所解释的。代替重定向箔材，漫射器也可用于该目的。
[0058]照明条100进一步包括在光学波导120的任一侧上的固态元件110和110’的相应的组，所述固态元件110和110’的相应的组可组织为在照明条100的长度方向上的规则图案。在一个实施例中，固态照明元件Iio和110’的组包括具有不同的白色(例如暖白色和冷白色)的固态照明元件的子集。通过使得这些子集分别可控，则照明条100的光输出的光温度可为受控的。可替代地，在单个组内的固态照明元件可具有相同的颜色，不同的组具有不同的颜色。
[0059]图10中所示的实施例的替代方案在图11中示出。在该实施例中，两个锥形部120和120’在垂直方向上(B卩，沿着由照明条100产生的光的预期的发射方向的轴线)堆叠。如在图11中可看到的，锥形部120和120’的锥形侧放置成彼此相对，使得它们彼此面对，且第一或下锥形部120在第一方向上逐渐变尖，并且第二或上锥形部120’在相反的方向上逐渐变尖。[0060]锥形部120和120’的面对的锥形表面通过其他重定向箔材124’彼此分离，该重定向箔材的厚度优选地最小化以限制照明条100的整体厚度。该其他重定向箔材124’改变离开锥形部120和120’的光的角度，使得离开上锥形部120’的光在朝下锥形部120的方向上更加有效地朝重定向箔材124和眩光减少构件130定向，使得光在底锥形部120中的停留时间(即，内反射的数量)减小，由此降低光被面对下锥形部120的垂直侧的固态照明元件110吸收的风险，即，因此提高发光效率。类似地，其他重定向箔材124’确保，离开下锥形部120的光在朝上锥形部120’的方向上更加有效地朝反射层或漫射器140定向，因此减少在上锥形部120’中的内反射的数量，由此降低光被面对上锥形部120’的垂直侧的固态照明元件110’吸收的风险。
[0061]与图10的实施例相比，因为锥形部120和120’的对准更容易实现，所以图11的实施例具有进一步提高的照明效率和制造简单性的益处，或，因为图10中的锥形部120之间的连接可能是脆弱的，所以在图10中的锥形部120是物理地连接的情况下，获得更加强健的解决方案。这些优势以照明条100中的附加光学元件即其他重定向箔材124’为代价而实现。因此，应理解，如图10(在两个楔形部放置在相同的平面中的情况下)和图11(在两个楔形部放置在堆叠中的情况下)所示的实施例具有不同的有利性质，并且这两个实施例对由本发明解决的技术问题提供同等适当的解决方案。
[0062]此处注意，在本发明的不同的实施例中示出的特征可互换并且可合并而不脱离本发明的教导。如，图6中的条122可由图10和图11中的箔材124取代，并且反之亦然。其它变化对于技术人员而言将是清楚的。
[0063]图12示出照明条100的特别适合于改装目的的替代实施例。照明条100安装到面板支撑元件210的暴露表面而非集成到面板支撑元件210中。仅通过非限制性示例的方式，面板支撑元件210是T形的。照明条100包括:壳体150，该壳体150包括底表面152，该底表面包括光出射窗口 154，顶表面158，该顶表面158面对T形面板支撑元件210，以及从底表面152沿壳体150的长度方向延伸到顶表面158的侧表面156。眩光减少构件130装配例如固定在光出射窗口 154的上方,且光学波导120位于底表面158和眩光减少构件130之间。眩光减少构件130可由提高照明条100的光输出的反射围绕物保持位置。
[0064]可为侧发光LED的LED 110和110’位于光学波导120和侧壁156中的一个之间，使得它们的光输出(如由水平箭头所指示)耦合到光学波导120中以便使光出耦合，使得浅角光束在很大程度上被避免(如由垂直箭头所指示)。
[0065]壳体150的材料可为柔性的，例如，由塑料材料制成。壳体150在内部可为反射性的以最大化照明条100的光输出。可使用任意适当的反射材料。壳体150的材料可为反射性的或壳体150的内表面可涂有反射材料。此外，反射层可存在于壳体150的上表面158与光学波导120之间。
[0066]上表面158的外表面可包含用于将照明条100固定到面板支撑元件210的粘合齐U。可替代地，照明条100可使用适当的夹紧装置夹紧到面板支撑元件210。替代的固定手段对于技术人员而言将是清楚的。虽然图12中的照明条100的实施例示出为独立于面板支撑元件210，应理解，将该实施例集成到如图3中所示的面板支撑元件210中同样是可行的。
[0067]图13示出照明条100的又一个实施例，其中，LED 110和110’平行于面板支撑元件210的边缘放置在面板支撑元件210的边缘上，并且其中，壳体150形成环绕支撑元件210的包层。在该实施例中，LED 110和110’可为大功率LED。该实施例也特别适合于改装目的。可替代地，这样的照明条100可在其组装期间装配到面板支撑元件210。
[0068]图14示出装配有包括照明条或灯具100的模块化面板系统(在此处为悬吊式天花板)的房间的外观的模拟。模块化面板系统可具有主支撑梁，例如垂直于灯具100延伸的带栅格，且支撑元件在与灯具100 —起延伸的相邻的主支撑梁之间延伸。模拟已经证实，对于具有24 mm的宽度和60 cm的长度的照明条100而言，在具有以60 cm的节距P的面板支撑元件210的线的天花板中，通过让各照明条100具有230流明的发光输出，即，条100的380流明/米，可在房间中的工作表面处实现500勒克斯的照度。
[0069]如描绘模块化面板系统200的非限制性示例的图15中所示，模块化面板系统200的主支撑梁205从房间的天花板300悬吊，且面板支撑元件210承载在主支撑梁205之间延伸的面板或瓷砖220。灯具100比如通过集成到面板支撑元件210或通过附接到面板支撑元件210而装配到面板支撑元件210，如先前所解释的。由于面板支撑元件210可容易地从模块化面板系统200移除且无需拆卸整个系统(例如将它从天花板300移除)，所以，通过用本发明的面板支撑元件210取代现有技术面板支撑元件210，或通过将灯具210附接到现有面板支撑元件210，将灯具100改装到模块化面板系统200中是简单且符合成本效益的。当然，将本发明的灯具100集成到主支撑梁205中或将本发明的灯具100改装到主支撑梁205也是可行的，尽管这可能不太简单并且不像(改装)装配到面板支撑元件210那样符合成本效益。重申一下，对于根据本发明的模块化面板系统200，优选的是，照明条100的出射窗口的宽度W和面板支撑元件210的节距P的比值挑选为在0.02至0.08的范围内，并且出于上面已经解释的原因，W/P优选地是0.04。
[0070]进一步注意，由于照明条100中的光学元件在条的长度方向上是对称的事实，所以根据本发明的至少一些实施例中的照明条100可例如使用挤压或卷对卷技术以低成本方式制造。本发明的照明条100中的电子元件可进一步设计成使得照明条100可以以任意长度容易地切割而不失去均匀性。
[0071]应注意，上述实施例示出而不是限制本发明，并且在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本领域的技术人员将能够设计许多替代实施例。在权利要求中，置于圆括号之间的任何参考标号不得被解释为限制权利要求。词语“包括”不排除除权利要求中所列出的那些以外的元件或步骤的存在。元件前面的词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可借助于包括若干不同元件的硬件来实施。在列举了若干手段的装置权利要求中，这些手段中的若干个可以通过同一款硬件来体现。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不指示不可有利地使用这些措施的组合。
【权利要求】
1.一种用于安装在模块化面板系统(200)的面板支撑元件(210)中或上的照明条(100)，所述照明条包括: -光学波导(120)，所述光学波导(120)具有在厚度上从中心朝所述照明条的第一侧增加的第一锥形部； -沿着所述照明条(120)的第一侧放置的第一多个固态照明元件(110)； -反射表面(140)和包括眩光减少构件(130)的光输出表面,所述反射表面(140)和所述光输出表面各自在所述照明条的第一侧与所述照明条的第二侧之间延伸，所述第二侧与所述第一侧相对， 其中，所述光学波导定位在所述反射表面与所述眩光减少构件之间。
2.根据权利要求1所述的照明条(100)，其中，所述光学波导(120)包括在厚度上从中心朝所述照明条的第二侧增加的第二锥形部(120’)，所述照明条进一步包括沿着所述照明条(120)的第二侧放置的第二多个固态照明元件(110’)。
3.根据权利要求2所述的照明条(100)，进一步包括在所述光学波导(120)和所述眩光减少构件(130)之间的漫射结构(124)。
4.根据权利要求3所述的照明条(100)，其中，所述漫射结构(124)包括重定向箔材，所述重定向箔材包括多个线性棱镜，所述棱镜面对所述第一和第二锥形部。
5.根据权利要求2-4中的任一项所述的照明条，其中，所述锥形部(120)和其他锥形部堆叠在所述反射表面(140)和所述眩光减少构件(130)之间，所述锥形部(120)和所述其他锥形部的各自的锥形表面彼此面对，所述照明条进一步包括在所述锥形表面之间的其他漫射结构(124，)。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的照明条(100)，进一步包括用于从所述光学波导(120)提取光的多个光散射构件(122，124)。
7.根据权利要求6所述的照明条(100)，其中，各个光散射构件(122)包括散射线。
8.根据权利要求7所述的照明条(100)，其中，所述散射线(122)取向为平行于所述照明条的第一和第二侧。
9.根据权利要求4所述的照明条(100)，其中，所述多个光散射构件被包括在箔材(124)中。
10.根据权利要求1所述的照明条(100)，其中，所述眩光减少构件(130)包括用于对由所述照明条透射的光提供近似55°至65°的半锥角的多个棱锥形状的或圆锥形结构。
11.根据权利要求2所述的照明条(100)，其中，所述第一多个固态照明元件(110)和所述第二多个固态照明元件(110’ )各自包括具有不同颜色的固态照明元件的子集，所述子集是单独地可控的。
12.一种包括多个如权利要求1-11中的任一项所述的照明条(100)的照明系统，所述系统进一步包括控制器，所述控制器用于将各个照明条的光输出设置为入射日光、房间布局和房间占用中的至少一个的函数。
13.一种用于包括如权利要求1-11中任一项所述的照明条(100)的模块化面板系统(200)的面板支撑元件(210)。
14.一种模块化面板系统(200),包括: -支撑栅格，所述支撑栅格包括用于附接到建筑结构的支撑构件(205)和用于在支撑构件之间延伸的面板支撑元件(210)； -多个面板(220)，所述多个面板的尺寸适于由所述支撑栅格支撑； 其中，所述支撑栅格包括多个如在权利要求1-11中的任一项所述的照明条(100)。
15.根据权利要求14所述的模块化面板系统，其中: -所述面板支撑元件(210)以节距(P)放置在所述支撑栅格中； -所述照明条(100)中的每一个包括具有宽度(W)的光出射窗口 ；并且 -比值W/P位于0.02至0.08的范围内。
【文档编号】G02B6/00GK103582780SQ201280028181
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年6月6日 优先权日:2011年6月9日
【发明者】F.皮尔曼, H.H.P.戈曼斯, W.P.A.J.米奇伊斯, J.R.范格赫鲁维, C.G.M.德哈亚斯, M.范巴亚德维克 申请人:皇家飞利浦有限公司