本发明涉及了具有扩展发光表面的灯光单元。具体来说，本发明涉及了具有扩展发光表面的飞机内部灯光单元，诸如通常用来向乘客传达信号的飞机内部灯光单元，如出口灯光单元或盥洗室信号灯单元。
发明背景
对于出口灯光单元，《联邦航空条例》(FAR)要求更均匀的光强分布。具体来说，FAR为扩展发光表面上出口灯光单元的最亮部分与出口灯光单元的最不明亮部分之间的比率设定限值。此比率的示例性的限值为3。为了满足此类限值，现有技术方法已采用了极复杂的光学结构，这种光学结构常常采用大量光源。此类方法已证明为就它们的效率以及它们的可靠性而言是无法令人满意的。
因此，提供能够满足此类光强比率要求、具有改进效益并具有可接受可靠性的飞机内部灯光单元将会是有益的。
发明概述
本发明的示例性实施方案包括一种具有扩展发光表面的灯光单元，所述灯光单元包括：光源；以及平坦配光主体，所述平坦配光主体具有设置在所述平坦配光主体的相对侧上的第一主要表面和第二主要表面，其中所述光源被定位在所述平坦配光主体外侧，其中所述光源发射的光耦合至所述平坦配光主体中并且经由在所述第一主要表面和所述第二主要表面处的全内反射在所述平坦配光主体内传播，其中所述第一主要表面具有多个表面不平整部，其中以一入射角度到达表面不平整部的光相对于所述第一主要表面以不同于所述入射角度的反射角度反射，其中所述反射角度允许所述光耦合出所述平坦配光主体，以及其中所述第一主要表面的总不平整比率被限定为所述第一主要表面上的所述多个表面不平整部的组合面积除以所述第一主要表面的总面积，并且其中区域性不平整比率被限定为所述第一主要表面的子区域中的所述多个表面不平整部的子集的组合面积除以所述第一主要表面的所述子区域的总面积，其中所述第一主要表面具有至少一个正方形子区域，所述正方形子区域的面积为所述第一主要表面的所述总面积的10％并且所述正方形子区域区域性不平整比率比所述总不平整比率高至少50％。
以显著不同于所述表面不平整部均匀分布的方式来分布所述表面不平整部允许实现所述灯光单元的高度均匀的输出光强分布。这可通过将根据上述示例性实施方案的灯光单元的高度不均匀的分布与表面不平整部的均匀分布的假想情况进行比较来最佳解释。表面不平整部是将光耦合出平坦配光主体的有效方式，其中在缺少此类表面不平整部时，光是经由全内反射陷入在第一主要表面与第二主要表面之间。通过改变穿过平坦配光主体传播的路径，表面不平整部更改光相对于主要表面的低于临界角的角度，这使得光能耦合出。以此方式，形成在表面不平整部周围的局部化区，在此区中，光离开了灯光单元。在第一主要表面上的表面不平整部的均匀分布的假想情况下，不同量的光在不同表面不平整部处耦合出。光的这种不均匀耦合出的原因是光源和平坦配光主体的相对定位以及平坦配光主体的特定几何形状。这两个因素导致了以下情况：更多光到达了某些表面不平整部，而较少光到达其他表面不平整部。当表面不平整部提供用于局部发光区域时，则会导致总体高度不均匀的输出光强分布。通过提供具有密度大大增加的表面不平整部和/或大小大大增加的表面不平整部的至少一个子区域，此子区域中的光发射相较于上述假想情况增加。通过提供具有比总不平整比率高至少50％的区域性不平整比率的至少一个这样的子区域，可使输出光强分布更接近于表面不平整部的均匀分布的上述假想情况中存在的均匀光强分布。换句话说，在第一主要表面上提供不同区域性不平整比率允许使灯光单元的输出光强分布更接近于均匀输出光强分布。这又允许实现光强比率要求，例如由FAR所要求。
通过光源来耦合到平坦配光主体中的光的这种分布允许提供要比现有方法更有效且更可靠的灯光单元。当可通过在第一主要表面上以不同密度来提供表面不平整部来完全实现光的所需分布时，具有多个透镜和/或反射器的复杂光学系统(如现有方法中所使用的)并不是必要的。另外，当可经由平坦配光主体实现扩展发光表面上的光分布时，不一定要在灯光单元上的不同位置处具有多个光源以便实现具有低光强比率的光强分布，如现有方法中所采用的。就具有多个光源的先前方法而言，光源在低于它们标称的额定值下进行操作，以便无需具有比FAR要求所允许的更亮的灯光单元。在此类情况下，光源并未在有效范围中操作，由此使得整个灯光单元失效，并且光源会因未按它们优选方案来操作而容易发生故障。因此，总体更有效且更可靠的灯光单元可以利用上述平坦配光主体实现。
术语“平坦配光主体”用于具有在两个尺寸上的扩展部分显著大于第三尺寸上的扩展部分的结构。在飞机中的常悬吊于飞机的天花板或附接至飞机主体壁的出口灯光单元的示例性情况中，具有更大扩展部分的两个尺寸是宽度以及高度尺寸，而具有最小扩展部分的尺寸则是深度尺寸。第一主要表面和第二主要表面是基本上在包括更大扩展部分的两个尺寸的那些平面中延伸的那些表面。在平坦配光主体是基本上立方形结构的情况下，第一主要表面和第二主要表面是具有最大表面积的那些表面。应当指出，平坦配光主体不一定是立方形的。相反，平坦配光主体可以具有任何其他合适几何形状，诸如圆形、椭圆形、多边形、或其他规则或不规则的形状。术语“平坦”仅仅是指比起在笛卡尔坐标系中的另外两个尺寸，该平坦配光主体的扩展部分在一个尺寸上较小。
表述“全内反射”是指光线以大于第一主要表面和第二主要表面处存在的材料不连续性的临界角的角度到达第一主要表面或第二主要表面。由于入射角度大于该临界角，光线完全反射并且保持在平坦配光主体内。以此方式，光线在平坦配光主体内以从全内反射至全内反射的方式传播。表面不平整部中断这种从全内反射至全内反射的光线传播。具体来说，这些表面不平整部影响在第一主要表面的参考系中不同于入射角度的反射角度。以此方式，表面不平整部处反射的光线的至少一部分随后具有相对于第一主体表面或相对于第二主要表面的低于临界角的入射角度，其中这个角度随后致使光线被耦合出平坦配光主体。
用于在平坦配光主体的特定区或区域中耦合出平坦配光主体的光的量的重要因数是这个特定区域或区中的区域性不平整比率。术语“不平整比率”是指所考虑的表面不平整部的组合表面面积除以所考虑的第一主要表面的表面积的比率。如果考虑的是所有表面不平整部以及整个第一主要表面，所述测量称为总不平整比率。如果仅仅考虑整个第一主要表面的子区域，即，如果第一主要表面的子区域面积是与该子区域中的表面不平整部的表面积相关，那么所述测量称为区域性不平整比率。在区域性不平整比率大于总不平整比率时，到达所考虑的子区域的光的较大部分被耦合出平坦配光主体。以此方式，不同的子区域(这些不同的子区域经受到达这些子区域的不同级别的光)的光发射可近似或甚至相等。
根据另一实施方案，第一主要表面具有两个或三个或更多个正方形子区域，其中所述两个或三个或更多个正方形子区域中每个的面积为所述第一主要表面的总面积的10％，并且其中所述两个或三个或更多个正方形子区域中每个的区域性不平整比率比总不平整比率高至少50％。所述两个或三个或更多个正方形子区域覆盖相互排斥面积，即，它们并不重叠。
根据另一实施方案，至少一个正方形子区域的区域性不平整比率比总不平整比率高至少60％，具体来说至少80％，更具体地至少100％。可能存在两个或三个或更多个正方形子区域，其中所述两个或三个或更多个正方形子区域中每个的面积为所述第一主要表面的总面积的10％，并且其中所述两个或三个或更多个正方形子区域中每个的区域性不平整比率比总不平整比率高至少50％，其中所述两个或三个或更多个正方形子区域子集具有比总不平整比率高至少60％、具体来说至少80％、更具体地至少100％的区域性不平整比率。这些特征还可组合。例如，可能的是，至少一个正方形子区域具有比总不平整比率高至少100％的区域性不平整比率，而至少一个其它正方形子区域则具有比总不平整比率高至少50％但小于100％的区域性不平整比率。另外组合同样也有可能。
根据另一实施方案，所述第二主要表面是所述扩展发光表面，其中在所述第一主要表面上的所述多个表面不平整部处反射后，光在所述第二主要表面处耦合出所述平坦配光主体。以此方式，在表面不平整部进行一次反射后，光耦合出所述平坦配光主体。如果在表面不平整部进行反射后，光未从右侧耦合出，那么它仍保持陷入在平坦配光主体内，直到所述光撞击到另一表面不平整部。应当指出，当此后到达所述第二主要表面时，并非所有撞击所述表面不平整部的光都耦合出所述平坦配光主体。可能的是，反射角度并不同于相对于所述第一主要表面的入射角度，但是反射角度仍保持高于临界角，使得该光保持陷入在所述平坦配光主体内。
根据另一实施方案，所述第一主要表面是所述扩展发光表面，并且所述灯光单元包括沿着所述第二主要表面侧边布置在所述平坦配光主体外侧的扩展式反射器，其中在所述第一主要表面上的所述多个表面不平整部处反射并且在所述扩展式反射器处反射后，光在所述第一主要表面处耦合出所述平坦配光主体。在这种情况下，所述第一主要表面既是携有所述表面不平整部的表面，并且也是充当扩展发光表面的表面。所述第一主要表面的这种双重功能经由在所述第二主要表面的侧边提供扩展式反射器实现。无论何时光在表面不平整部反射并且具有小于临界角的反射角度，此光在所述第二主要表面处离开所述平坦配光主体，通过扩展式反射器反射，经由所述第二主要表面再次进入所述平坦配光主体，并且在所述第一主要表面处离开所述平坦配光主体。
根据另一实施方案，扩展式反射器是漫反射器。以此方式，在第二主要表面处离开平坦配光主体的光被漫反射，以有助于使灯光单元的输出光强分布变得均匀。除了经由所述表面不平整部来使输出光强分布均匀(这是大范围进行的)之外，漫反射器允许小范围地并且在更小角度范围内进行均匀。因此，漫反射器是对用于均匀输出光强分布的表面不平整部的有效互补。根据特定实施方案，扩展式反射器是白色漫反射器。以此方式，较大部分的光在漫反射器处反射并且用于输出光强分布。
根据另一实施方案，所述第二主要表面具有多个第二表面不平整部，其中以一入射角度到达第二表面不平整部的光相对于所述第二主要表面以不同于所述入射角度的反射角度反射，其中所述反射角度允许所述光耦合出所述平坦配光主体。以此方式，将光耦合出所述平坦配光主体外可在所述第一主要表面和所述第二主要表面两者处发起。以此方式，可为特定灯光单元设计提供更高的自由度，以便实现所需输出光强分布。在所述第一主要表面和所述第二主要表面上的表面不平整部可协作来互补它们效果。本文所论述的关于所述第一主要表面上的所述表面不平整部以及关于所述第一主要表面上的所述表面不平整部的分布和大小的所有特征和修改以相似的方式来应用于所述第二表面不平整部。
根据另一实施方案，所述第一主要表面和所述第二主要表面两者是扩展发光表面，其中在所述第一主要表面上的所述多个表面不平整部处反射后，光在所述第二主要表面处耦合出所述平坦配光主体，并且其中在所述第二主要表面上的所述多个第二表面不平整部处反射后，光在所述第一主要表面处耦合出所述平坦配光主体。以此方式，灯光单元能够将光发射在灯光单元的相对侧上。这对需要朝两侧的光发射的灯光单元(诸如悬吊于飞机内天花板的飞机出口标志)尤其有用。
根据替代实施方案，所述第一主要表面是所述扩展发光表面，并且所述灯光单元包括沿着所述第二主要表面侧边布置在所述平坦配光主体外侧的扩展式反射器，其中在所述第一主要表面上的所述多个表面不平整部处反射并且在所述扩展式反射器处反射后，光在所述第一主要表面处耦合出所述平坦配光主体，并且其中在所述第二主要表面上的所述多个第二表面不平整部处反射后，光在所述第一主要表面处耦合出所述平坦配光主体。以此方式，可以利用上文所论述的在所述第一主要表面和所述第二主要表面两者上具有表面不平整部的益处，同时所有的光发射来自所述第一主要表面，从而致使来自所述第一主要表面的高输出光强。
根据另一实施方案，所述光源是LED光源。LED是尤其节能且可靠的种类的光源。它们在将光耦合至平坦配光主体中的工作中尤其有用，因为配光受到平坦配光主体影响，同时一个或多个LED可以在它们标称的额定值下操作，而不必要调节发射亮度适于对所需输出光强分布的特定约束。以此方式，给定LED可尤其有效地操作，或可根据灯光单元额定功率来由灯光单元针对所需总体输出照度选择特定LED。根据特定实施方案，所述光源是只有一个LED构成的LED光源。然而，存在两个或更多个LED用于将光耦合到平坦配光主体中同样是可能的。LED可布置成彼此相邻，由此将光从大致相同位置耦合到平坦配光主体中。然而，同样可能的是两个或更多个LED相对于平坦配光主体布置在完全不同的位置。
根据另一实施方案，所述平坦配光主体具有基本上立方形形状，并且所述光源被布置在所述平坦配光主体的拐角区域中，其中来自所述光源的光经由入光表面耦合至所述平坦配光主体中。应当指出，光源布置在所述平坦配光主体的所述基本上立方形形状的周边周围的其他地方同样是可能的。根据特定实施方案，所述光源布置在由所述第一主要表面和所述第二主要表面限定的两个平面之间。根据另一特定实施方案，所述光源可布置在总体立方形的主体的切出部分中。换句话说，所述平坦配光主体可为总体立方形的结构，其中部分从立方形形状切出，以便将光源放入其中。以此方式，就可实现将光有效耦合到所述平坦配光主体中。
根据另一实施方案，当从所述光源来看，所述入光表面在平行于所述第一主要表面的横截平面中具有凹形形状。以此方式，可将所述光源发射的光的大部分耦合至所述平坦配光主体中。可能的是，所述平坦配光主体仅仅反射所述光源的所述光的小部分或不反射所述光源发射的光，从而致使所述灯光单元实现较高总体效率。
根据另一实施方案，当从所述光源来看，所述入光表面在正交于所述第一主要表面的横截平面中具有凸形形状。以此方式，所述光源发射的光的大部分或其全部可在凸形入光表面处以这样的方式折射：随后，该光以高于临界角的角度撞击在所述第一主要表面和所述第二主要表面上，从而导致所述光的全内反射。具体来说，所述光以使得此后进入所述平坦配光主体的所有光经受全内反射的方式来折射。
根据另一实施方案，所述入光表面被成形为使得所述光源发射出且经由所述入光表面进入所述平坦配光主体的光以至少60°的入射角度到达所述第一主要表面和所述第二主要表面。所述入射角度在本文中被限定为相对于垂直于考虑到的所述表面的方向的角度。
根据另一实施方案，连接所述平坦配光主体的所述第一主要表面和所述第二主要表面的所述表面对所述平坦配光主体内的光是完全反射的。这可经由形成这种连接表面反射的任何合适技术来完成。以此方式，所述平坦配光主体不发射光，除非所述光到达了表面不平整部。
根据另一实施方案，所述多个表面不平整部分布使得所述扩展发光表面上的输出光强分布具有在其最大光强与其最小光强之间至多为3的比率。以此方式，实现观察者认为是高度均匀的输出光强分布。以此方式，可以实现灯光单元，这种灯光单元对信号灯是非常有用的，诸如飞机的出口灯。在最大光强与最小光强之间的比率至多为3时，这种灯光单元还会满足极严格的要求，如针对一些飞机内部照明所给出。
根据另一实施方案，所述多个表面不平整部包括在所述第一主要表面中的孔。这样的孔可在平坦配光主体制造期间在平坦配光主体中钻挖或铣削出。还有可能的是，表面不平整部通过沉孔、锪孔、蚀刻、或任何其他合适重要操作来形成。还有可能的是，机械力在所选位置处施加至平坦配光主体的材料上，从而致使第一主要表面中的孔/凹口形成。
根据另一实施方案，所述多个表面不平整部包括被附接至所述第一主要表面外侧的点。此类点可胶粘至第一主要表面，或可印刷在第一主要表面上。此类点可具有影响所述表面不平整部处入射角度与反射角度之间的改变的任何合适材料。
根据另一实施方案，所述多个表面不平整部的直径在0.1mm与2mm之间，具体来说在0.2mm与1.5mm之间。所述多个表面不平整部可为圆形或椭圆形或多边形，或可具有任何其它合适形状。
根据另一实施方案，表面不平整部与最近表面不平整部的平均距离在2mm与10mm之间，具体来说在3mm与7mm之间，更具体地为约5mm。
根据另一实施方案，灯光单元具有一透镜盖或多个透镜盖。该一或多个透镜盖可沿一个或多个扩展发光表面布置。根据特定实施方案，该一个或多个透镜盖可以携有标记，这些标记可以包含信号信息并将信号信息传达给观察者。示例性标记具有字母形状。
根据另一实施方案，该灯光单元是飞机内部灯光单元。根据特定实施方案，该灯光单元是出口灯光单元，具体来说是紧急出口灯光单元或盥洗室信号灯单元。上文所论述的高效率且高可靠性益处对于飞机环境尤其有用，因为电力在飞机中属于稀缺资源并且维护非常麻烦、复杂以及昂贵。
本发明的示例性实施方案还包括一种设计具有扩展发光表面的灯光单元的方法，所述方法包括以下步骤：(a)限定平坦配光主体的几何形状，所述平坦配光主体具有第一主要表面、第二主要表面以及入光表面；(b)限定光源的位置和光强分布，从而面对所述入光表面；(c)将多个表面不平整部的起始图案限定在所述第一主要表面上；(d)模拟所述灯光单元的操作并且分析所述扩展发光表面上的输出光强分布；(e)确定所述输出光强分布的最大光强和最小光强，并且确定所述最大光强与所述最小光强之间的比率；(f)如果所述最大光强与所述最小光强之间的比率高于预定阈值，那么增加具有低输出光强值的区域中的所述表面不平整部的数目和/或大小。
通过模拟灯光单元操作并且调适在具有低输出光强值的区域中的所述表面不平整部的数目或大小，就有可能在不需要针对行进穿过所述平坦配光主体的光线执行复杂预测计算的情况下，使所述灯光单元的所述输出光强变得均匀。所述起始图案可以是所述表面不平整部的规则分布。具体来说，所述起始图案的所述表面不平整部可布置成网格图案。以此方式，所述起始图案具有所述表面不平整部的均匀分布。提供所述多个表面不平整部的随机起始图案同样是可能的，其中所述随机位置根据均匀分布进行选择。基于对所述平坦配光主体的几何形状的现有了解来提供起始图案同样是可能的。例如，提供在更为远离所述光源的区域中具有更多表面不平整部的起始图案是可能的。这种起始图案基于以下假设：通常，更少的光到达所述平坦配光主体的相对更为更远离所述光源的部分。
增加在具有低输出光强值的区域中的所述表面不平整部的数目和/或大小的步骤可以基于对低输出光强值的不同限定。例如，所述表面不平整部的数目和/或大小可在所述输出光强分布的所述光强低于平均的光强值的区域中增加。同样可能的是，阈值并非平均的光强值，而是在最小光强与平均光强之间的值。
根据另一实施方案，步骤(f)还可包括以下步骤：减少在具有高输出光强值的区域中的表面不平整部的数目和/或大小。同样，光强值的阈值被示为是高的可为平均光强值或任何其他合适值。具体来说，减少在光强值高于在平均光强与最大光强之间的阈值的区域中的表面不平整部的数目和/或大小是可能的。
根据另一实施方案，步骤(d)至(f)反复执行，直到所述最大光强与所述最小光强之间的比率低于所述预定阈值。以此方式，所述多个表面不平整部的图案可通过多个步骤进行调节，其中输出光强分布的分析的各自中间结果致使关于在哪里增加和/或减少表面不平整部的数目和/或大小的各自决策。以此方式，就可通过多次重复达到越来越均匀的输出光强分布，使得输出光强分布中的通过所述多个表面不平整部的图案的改变而实现的非预期的改变可以再次减轻。以此方式，在不必构建用于分析输出光强分布的各种原型的情况下，就可实现均匀性相当好的输出光强分布。
根据另一实施方案，预定阈值在2与5之间，具体来说，在2.5与4之间，更具体地为3或约为3。
附图简述
参考附图描述本发明的另外示例性的实施方案，其中：
图1示出根据本发明的示例性实施方案的将与灯光单元一起使用的示例性的平坦配光主体的透视图；
图2示出穿过图1的平坦配光主体的两个横截面图，例示其中正发生的配光；
图3示出根据本发明的灯光单元的第一示例性实施方案；
图4示出根据本发明的灯光单元的第二示例性实施方案；
图5示出根据本发明的用于设计灯光单元的示例性实施方案的方法的示例性实施方案。
具体实施方式
图1以透视图示出根据本发明的示例性实施方案的将与灯光单元一起使用的示例性的平坦配光主体6。平坦配光主体6是聚(甲基丙烯酸甲酯)(也被称为PMMA)的基本上立方形主体。平坦配光主体6还可具有其他材料，诸如聚碳酸酯、玻璃、或任何其他合适材料。平坦配光主体6是完全地立方形的，入光表面12除外，这将在下文中更详细地描述。
平坦配光主体6具有第一主要表面8和第二主要表面10，该第二主要表面与第一主要表面8相对并且在图1的查看方向上并不可见。在第一主要表面8与第二主要表面10之间，提供连接表面14以及入光表面12。连接表面14环绕在第一主要表面8与第二主要表面10之间立方形的结构，入光表面12除外。换句话说，连接表面14包括平坦配光主体6中的并非第一主要表面8和第二主要表面10且并非入光表面12的所有表面。在图1的示例性实施方案中，第一主要表面8和第二主要表面10的宽度和高度尺寸两者上的扩展比第一主要表面8和第二主要表面10之间的距离大得多。以此方式，配光主体可被视为总体平坦结构。
第一主要表面8具有多个表面不平整部16。多个表面不平整部16是以不均匀的方式分布在第一主要表面8上，这将在下文中更详细地描述。在图1的示例性实施方案中，表面不平整部16全都具有圆形形状并且全都具有相同大小。然而，表面不平整部16还有可能具有不同形状和/或不同大小。
为了示出图1的平坦配光主体6的配光功能，穿过图1的平坦配光主体6的两个横截面图在图2中示出。图2a示出与第一主要表面8和第二主要表面10平行并在第一主要表面8和第二主要表面10之间的横截平面。图2a示出平坦配光主体6以及光源4两者，光源将光耦合至平坦配光主体4中，该光分布在平坦配光主体中。
光源4以使其面对入光表面12的方式布置。具体来说，它布置在从平坦配光主体6的假想轮廓切出的空间中，如果这个平坦配光主体是完全立方形的。在图2a的查看平面上，光源4被布置在平坦配光主体6的左上角中。在所描绘的示例性实施方案中，光源4是单个LED。
环绕平坦配光主体6(入光表面12除外)的连接表面14包括反射涂层，使得来自平坦配光主体6内的撞击连接表面14的所有光在连接表面14处经历反射。当从光源4来看，入光表面12在图2a的横截平面上具有凹形形状。以此方式，入光表面12环绕光源4，并且提供用于将光源4的光耦合至平坦配光主体6中的较大表面。
在图2a中，描绘三个示例性的光线20。这些光线20示出光源4在极不同的方向上发射的光经由入光表面12耦合至平坦配光主体6中。所有光线20的光都被陷入在平坦配光主体6中，从而在撞击反射连接表面14时经历反射。
图2b示出穿过图1的平坦配光主体6的第二横截面图。具体来说，图2b的横截面图是正交于图2a的横截面图。更具体地，图2b的横截面图在图2a所指示的查看方向A-A上。在图2b的横截面图中，平坦配光主体6是由第一主要表面8、连接表面14、第二主要表面10、以及入光表面12划界。
在图2b的横截平面中，入光表面12具有凸形形状。这个凸形形状提供用于光源4发射且耦合到平坦配光主体中的光的折射。这种折射具有以下性质：入射光相对于第一主要表面8和第二主要表面10的入射角度大于入光表面12无凸形形状的情况。通过使得入射角度变得更大，该入射光能够以这样的方式调节：使其陷入在平坦配光主体6中并且经由全内反射传播穿过其中。在所描绘的特定实施方案中，进入平坦配光主体6的所有光具有相对于第一主要表面8和第二主要表面10的超过60°的入射角度。入射角度相对于垂直于第一主要表面8和第二主要表面10的方向限定。在图2b中，示出4个示例性的光线22，这些光线示出入光表面12处的折射以及经由全内反射穿过平坦配光主体6的传播。
现在描述经由表面不平整部16将光耦合出平坦配光主体6外。应当指出，表面不平整部可以具有各种形状。另外，可以提供不同种类表面不平整部。出于例示目的，一种印刷表面不平整部以及一种几何表面不平整部(实施为孔)在图2b的示例性实施方案中示出。应当理解，第一主要表面8具有比那两个所描绘的表面不平整部数量多得多的表面不平整部。然而，为了更清楚地描述表面不平整部功能，仅仅在图2b中示出两个。
表面不平整部16中的每个具有以下影响：到达表面不平整部16的光以相较于在不存在表面不平整部的位置撞击第一主要表面8和第二主要表面10的光不同的方式来改变其穿过平坦配光主体6的路径。具体来说，当以相对于第一主要表面8的两个角度来看时，此类表面不平整部16处的反射角度并不同于入射角度。这以被描绘为以超过60°的入射角度到达表面不平整部16的光线22中的两个示出。这些光线22以相对于第一主要表面8比入射角度小得多的反射角度离开表面不平整部。对于两个所描绘的光线，反射角度低于30°。当反射角度低于平坦配光主体6的材料的临界角时，这些光线22在它们撞击到的下一表面处(即，在第二主要表面10处)离开平坦配光主体6。以此方式，经由在表面不平整部16处的反射实现光耦合出。
图3以顶视图示出根据本发明的示例性实施方案的灯光单元2。灯光单元2具有平坦配光主体6，其基本上如相对于图1和图2所述那样实施。在图3的顶视图中，上部连接表面14以及入光表面12示为扩展结构。另外，表面不平整部16示为延伸超过第一主要表面8。另外，描绘光源4。
白色漫反射器34沿平坦配光主体6的第二主要表面10布置。另外，半透明盖30围绕白色平坦配光主体6布置在与白色漫反射器34无关联的那三侧上。在第一主要表面8侧上，半透明盖30包括标记32，所述标记提供用于灯光单元2的信号传递能力。具体来说，图3的示例性实施方案的标记32是呈词语“EXIT”的四个字母形状的透明红色标记，其指明了飞机的乘客的出口位置。因此，图3的示例性的灯光单元2是飞机内部出口灯光单元。
图3的灯光单元2的操作如下所述。光由光源4发射并且经由入光表面12耦合到平坦配光主体6中。此光在平坦配光主体6内传播，直到该光撞击表面不平整部16中的一个。在表面不平整部16处，撞击表面不平整部16的光中的至少一些以这样的方式反射：它以小于临界角的角度到达第二主要表面10。以此方式，此光朝向白色漫反射器34离开平坦配光主体6。在白色漫反射器34处，该光朝向平坦配光主体6而漫反射。该光再次进入平坦配光主体6，从第二主要表面10行进至第一主要表面8，并且重新离开平坦配光主体6。通过多个表面不平整部16和白色漫发射器34的动作，即可实现来自第一主要表面的光发射。换句话说，第一主要表面8是灯光单元2的扩展发光表面。从此位置，该光行进穿过半透明盖2，从而以不同的方式照亮出口标记32以及半透明盖30的剩余部分，因此实现所需信号传递功能。
图4示出根据本发明的第二示例性实施方案的灯光单元2。图4的灯光单元2与图3的灯光单元2的不同之处在于：并未提供白色漫反射器，并且在图4的顶视图中，半透明盖30环绕平坦配光主体6的所有侧。具体来说，半透明盖30沿第一主要表面8和第二主要表面10两者布置。在缺少白色漫反射器时，由表面不平整部16以小于临界角的角度反射的光最终在第二主要表面10处离开平坦配光主体。以此方式，第二主要表面10是灯光单元2的扩展发光表面。随后，此光经由布置在第二主要表面10侧边的半透明盖30的部分而离开灯光单元2。
图4的灯光单元2还与图3的灯光单元2有所不同，不同之处在于，在第二主要表面10上设有多个第二表面不平整部18。由第二表面不平整部18以低于临界角的角度反射的光在第一主要表面8处离开平坦配光主体6，从而使得第一主要表面成为灯光单元2的扩展发光表面。以此方式，第一主要表面8和第二主要表面10两者均为扩展发光表面，从而导致灯光单元2使光透过半透明盖30照亮两侧。
图5示出用于设计表面不平整部16的不均匀的分布的示例性过程，这种不均匀的分布允许达到示例性灯光单元2的高度均匀输出光强分布。在图5中，将要设计基本如图3所示灯光单元2。灯光单元以前视图示出，而无半透明盖。因此，在图5a的查看方向上，平坦配光主体6的第一主要表面8以及光源4可见。另外，示出表面不平整部16的起始图案。在图5a的示例性实施方案中，起始图案是表面不平整部16的规则网格。
基于平坦配光主体6的几何扩展和材料、光源4相对于平坦配光主体6的位置、表面不平整部16的起始图案、以及布置成在图5a的查看方向上位于平坦配光主体6后方的白色漫反射器34的型号，模拟灯光单元操作。这种模拟可以经由合适计算装置、诸如具有合适程序的计算机完成。作为这种模拟结果，可计算出第一主要表面8上的输出光强分布。
该输出光强分布的示例性的摘录片段在图5b中示出。具体来说，图5a所描绘的沿线B-B的模拟的输出光强值在图5b中示出。该输出光强分布的这个摘录片段具有在其最大光强与其最小光强之间的为约10的比率。因此，整个第一主要表面上的最大光强与整个第一主要表面上的最小光强的比率至少为10。可从图5b所描绘的该输出光强分布的摘录片段看出，输出光强在朝向第一主要表面8右侧的位置具有大体较高的值，并且在略朝第一主要表面8中心左侧的位置具有大体较低的强度值。
基于这些观察内容，即可调节表面不平整部16的起始图案。具体来说，在略朝第一主要表面8中心左侧的位置提供另外表面不平整部，并且从第一主要表面8右端处去除表面不平整部。对表面不平整部16的所得调节过的分布在图5c中示出。
在这种调节后，再次模拟灯光单元操作，如上所述。所得输出光强分布则不同于起始输出光强分布。在图5d中，再次示出沿线B-B的这个输出光强分布的摘录片段。在目前情况下，沿线B-B的输出光强分布以这样的方式改变：最大光强与最小光强之间的比率为约3。以此方式，通过调节表面不平整部16的分布已经实现更均匀的输出光强分布。具体来说，在上文所论述的朝向第一主要表面8中心左侧的子区域中，提供密度基本上增加的表面不平整部。具体来说，子区域40中的表面不平整部密度比整个第一主要表面8上的平均表面不平整部密度高至少50％。也可以说，子区域40中的区域性不平整比率比整个第一主要表面8上的总不平整比率高至少50％。
应当指出，设计该灯光单元的方法(如图5a至图5d所示)是示意性且简化的。在现实中，可以按序进行多次重复，以便在整个第一主要表面8上达到所需输出光强分布。
另外，应当指出，替代改变表面不平整部数量或除改变表面不平整部数量之外，还可调节表面不平整部大小。具体来说，具有低输出光强值的区域中的表面不平整部的大小可以增加，和/或具有高输出光强值的区域中的表面不平整部的大小可以减少。因此，改变表面不平整部大小/延伸是调节区域性不平整比率的替代手段。
虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变并且等效物可代替本发明的元件。另外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以做出许多修改，以使具体的情况或材料适于本发明的教示。因此，预期的是，本发明不限于所公开的具体实施方案，相反，本发明将包括落在随附权利要求书的范围内的所有实施方案。