专利名称：漫射均匀照明与定向点照明相结合的照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明系统，其包括至少一个平坦的或稍微弯曲的由透明材料构成的固态光导，所述至少一个光导接收光源发出的光，所述至少一个光导设有用于从所述光导中提取光的装置。
本发明对于汽车工业的应用特别重要，但是本发明并不限于此。
照明是察觉车辆周围情况的重要方式，因此这也决定了驾驶者和乘客的舒适性。至今为止尽管功能性的照明应用(例如，开关指示器和阅读灯)占据了汽车内部的绝大空间，但这些对于汽车的人性化并没有显著的贡献。背景、定向以及轮廓照明应用才展现了汽车内部环境的真正价值。
特别是在汽车内部这个有限空间内，照明度和分布是光源的重要特征之一。照明度和分布与驾驶者的安全和乘客的舒适性内在地相关。
1999年12月16日公开的现有技术WO99/64785描述了一种照明分布系统，其中为了从光导中提取光，切割光导使之具有切口，该切口以相对于要提取光所必须通过的表面的法线的恒定预定角度延伸，通过或部分通过所述光导。
本发明的目的是，以某种方式改进现有技术中提到的光分布系统，使得所获得的光照明系统具有作为改进的定向点照明的至少一个阅读灯。
根据本发明的照明系统包括至少一个平坦的或稍微弯曲的由透明材料构成的固态光导，所述至少一个光导接收光源发出的光，所述至少一个光导设有用于从所述光导中提取光的装置，其特征在于，照明系统中用于从所述光导中提取光的装置具有反射表面，该反射表面的斜度按照该提取装置在光导中的位置以及阅读平面的位置的函数发生变化，以便将光通量导向希望的阅读平面位置。
与现有技术的系统相反，具有可变斜度的反射表面可以提供给受限区域(例如A4大小)优异的阅读点功能。
根据本发明另一个非常重要的目的，照明系统包括具有反射表面的固态光导和至少一个用于漫射背景照明的固态光导的结合，所述反射表面的斜度按照该提取装置在光导中的位置以及阅读平面的位置的函数发生变化，以便将光通量导向希望的阅读平面位置，所述阅读平面是与背景照明区域有关的至少一个受限区域。这种适合漫射均匀照明的较大区域与受限的阅读点区域的结合确实提高了例如车内的驾驶者和乘客的舒适性。
在本发明的一个优选实施例中，用于将光从所述光导中提取到阅读位置的装置包括在至少一个固态光导中的V型凹槽，凹槽的反射表面的斜度按照该提取装置在光导中的位置以及阅读平面的位置的函数发生变化，以便将光通量导向希望的阅读平面位置。该实施例具有制造相对简单的优点。
本发明的另一实施例的特征在于，用于将光从所述光导中提取到阅读位置的装置包括在至少一个固态光导中的激光切口，该激光切口的反射表面的斜度按照该提取装置在光导中的位置以及阅读平面的位置的函数发生变化，以便将光通量导向希望的阅读平面位置。尽管这是一个较复杂的制造方法，但是该实施例对于很薄的光导有优势。
在一个优选实施例中的照明系统具有光导层的层叠结构，所述层由用于漫射均匀照明的光导层和用于点照明阅读平面的至少一个光导层构成。
在下文中将参照附图描述本发明。在附图中
图1示意性地表示了用于均匀照明分布的光导；图2表示了图1的光导的侧视图；图3表示了用于定向点照明的光导的透视图和侧视图；图4图示了用于定向点照明的一个实施例；图5表示了设有激光切口的用于定向点照明的光导的例子；和图6是用于漫射照明的光导和用于定向点照明的光导的结合的示意图。
图1和图2表示了光导1，其可以应用在汽车中，例如应用在汽车的顶部。该光导可以是平坦的或稍微弯曲。该光导通常由例如玻璃、聚碳酸酯、丙烯等透明材料制成。在诸如光导的前部，光被耦合到该光导中，而且通过全内反射保持在内部。优选通过附图标记2示意的紧凑高性能的白炽灯和光纤将光耦合到光导中。有利的是在汽车中只有有限的区域需要光源。光导可以设有例如喷涂点(dots of paint)3，这些点优选在光导的整个表面上规则地分开。在这种方式下，例如在大部分车顶上，可以得到均匀的漫射照明，这给予驾驶者和乘客一种舒服的感觉。代替喷涂点，可以使点变得粗糙。光导的厚度可以较小例如3mm。
图3图示了用于定向点照明的光导4。在光导中，提供了多个V型光楔5。图4表示了用于定向照明的具有V型凹槽6的光管4。所示的这些凹槽为直的，但是也可以有些圆的。这些光楔或凹槽起到光的提取装置的作用，从而将光导入希望的位置，通常为车内的阅读平面的位置。从图3和4可以看出光楔或凹槽具有反射表面7、8、9和10，其斜度按照它们在光导4、5中的位置的函数发生变化。由于这种按照在光导中位置的函数发生变化的斜度，可以得到任何希望大小的阅读平面中的明亮照明，例如车内乘客需要的A4大小。
图5表示了用于点照明的光导4，其中的反射表面由激光切口构成。
图6表示了用于漫射照明的光导1和用于点照明的光导4的结合。所形成的这种结合具有本发明优选实施例的层叠结构。该结构也可以具有多于一个的用于点照明的光导层。另外，用于漫射照明的层也可以设置在该结构的下侧。
有利的是，该结构的上表面设有诸如镀膜的反射镜，从而可以防止向上方向的光损失。
作为一个非限定的例子，光导的结构包含2个上下叠置的3mm厚光导。下方的900mm×600mm的光导提供了较低水平的背景或定向功能。上方的300mm×300mm的光导与下方的光导被分开照明并且提供了阅读点的功能。利用光源发出的最初为3001m的光通量可以生成一个2×A4大小的1201ux的点。
权利要求
1.一种照明系统，包括至少一个平坦的或稍微弯曲的、由透明材料构成的固态光导，所述至少一个光导接收光源发出的光，所述至少一个光导设有用于从所述光导中提取光的装置，其特征在于，照明系统的用于从所述光导中提取光的装置具有反射表面，该反射表面的斜度按照该提取装置在光导中的位置以及阅读平面的位置的函数发生变化，以便将光通量导向希望的阅读平面位置。
2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该系统包括具有反射表面的固态光导和用于漫射背景照明的至少一个固态光导的结合，所述反射表面的斜度按照该提取装置在光导中的位置以及阅读平面的位置的函数发生变化，以便将光通量导向希望的阅读平面位置，所述阅读平面是相对于背景照明区域的至少一个受限区域。
3.如权利要求1或2所述的照明系统，其特征在于，用于将光从所述光导中提取到阅读位置的装置包括在至少一个固态光导中的V型凹槽，该凹槽的反射表面的斜度按照该提取装置在光导中的位置以及阅读平面的位置的函数发生变化，以便将光通量导向希望的阅读平面位置。
4.如权利要求1～3的一项所述的照明系统，其特征在于，用于将光从所述光导中提取到阅读位置的装置包括在至少一个固态光导中的激光切口，该激光切口的反射表面的斜度按照该提取装置在光导中的位置以及阅读平面的位置的函数发生变化，以便将光通量导向希望的阅读平面位置。
5.如权利要求2～4的一项所述的照明系统，其特征在于，用于漫射光的光导在主表面上设有喷涂点或粗糙点的图案，所述图案优选是规则的阵列。
6.如前述权利要求的一项所述的照明系统，其特征在于，该系统具有光导层的层叠结构，所述层由用于漫射均匀照明的光导层和用于点照明阅读平面的至少一个光导层构成。
7.如前述权利要求的一项所述的照明系统，其特征在于，上部光导的上部主表面设有类似于镜的涂层。
全文摘要
一种照明系统，优选用于车内照明，其包括至少一个平坦的或稍微弯曲的由透明材料构成的固态光导(4)，所述光导接收光源(2)发出的光，并设有用于从所述光导中提取光的装置(5、6)。该用于从所述光导中提取光的装置具有反射表面(7、8、9、10)，该反射表面的斜度按照该提取装置在光导中的位置以及阅读平面的位置的函数发生变化，以便将光通量导向希望的阅读平面位置。优选的是，该系统具有光导层的层叠结构，所述层由用于漫射均匀照明(1)的光导层和用于点照明阅读平面的至少一个光导层(4)构成。
文档编号F21Y101/02GK1639595SQ03805233
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月21日 优先权日2002年3月5日
发明者C·G·A·霍伊伦, C·J·贾林克, N·B·普费弗, J·H·舒尔曼斯, S·M·维布鲁赫 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司