EP2238487A2 - Light guide device, illumination device with a light guide device of said kind and method for the production of a light guide device of said kind - Google Patents
Light guide device, illumination device with a light guide device of said kind and method for the production of a light guide device of said kindInfo
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- EP2238487A2 EP2238487A2 EP08842992A EP08842992A EP2238487A2 EP 2238487 A2 EP2238487 A2 EP 2238487A2 EP 08842992 A EP08842992 A EP 08842992A EP 08842992 A EP08842992 A EP 08842992A EP 2238487 A2 EP2238487 A2 EP 2238487A2
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
Definitions
- Light guide device moistening device with such a light guide device and method for producing such a light guide device
- the invention relates to a light guide device according to the preamble of claim 1, a lighting device according to the preamble of claim 22 and a method according to the preamble of claim 25.
- Light conductor means of the type mentioned v / ground for example, used in lighting devices to be flat construction as possible for technical and / or aesthetic reasons, being generated by such illumination devices useful light to be delivered mainly via the first main surface of the light guide member of the light guide.
- Input optical waveguide devices are used, for example, in the backlighting of liquid crystal panels in liquid crystal displays, which are generally known as LCD screens. LCD screens are particularly popular because of their flat design.
- Such LCD screens comprise a liquid crystal panel, which is illuminated by means of a lighting device of the type mentioned.
- the illuminants used require additional components, such as a hole reflector, a Fresnel lens and usually a plurality of diffusion filters, which are arranged between the liquid crystal panel and the lighting means.
- the diffusion filters attenuate the intensity of the radiation emitted by the illumination device by about 10% before reaching the liquid crystal panel.
- the shadow mask has an even stronger effect. Through them, about 25% to 30% of the radiation emitted by the illumination device is absorbed, which is why only a correspondingly smaller proportion of light reaches the liquid crystal panel to be illuminated. In addition, it comes through the shadow mask to adverse interference effects.
- the Fresnel lens is provided. However, this also causes the angle at which the screen can be viewed to be reduced, so that an image produced by it is still clearly visible.
- the flat-building properties are also increasingly in lighting devices in the form of lamps for lighting rooms or outdoor areas in demand because the flat design an attractive appearance can be achieved.
- Known low-profile lighting devices have a passive light-emitting body and a primary light source.
- Passive illuminants have light-conducting properties, con However, without additional active primary light source emit no light. Regardless of a flat design, it is desirable for passive filaments to emit the useful light without major intensity losses relative to the light emitted by the light source.
- passive luminous bodies in such lighting devices should be able to emit useful light in the desired intensity over a considerable surface area, so that even large rooms and / or extensive outdoor areas can be illuminated with a single active primary light source.
- optical fiber devices that are able to forward light coupled in to them over long distances, on the one hand, and deliver useful light with high light output on the other hand.
- the reflection device By the reflection device, the light output of the optical fiber device is increased by, for example, via the second main surface of the light guide element emitted light is also reflected in the light guide element and can leave this as useful light on the first main surface.
- the reflection device is, for example, in the form of a reflection foil formed, which is applied flat on the second main surface of the light guide element.
- the length of the route, over which light can be conducted and after which useful light can be emitted by the light guide device with sufficient intensity depends on the structure of the light guide element.
- the intensity of the useful light generally decreases relatively sharply with increasing distance from the light source.
- the light-guiding properties of the optical waveguide device are improved since light can be transmitted by reflection without excessive intensity losses from one material island to the next island of material along the second main surface of the optical waveguide element. However, part of the light is always reflected in the direction of the interior of the light guide element, which results in a more homogeneous distribution of intensity within the light guide element.
- islands of material is to be understood as meaning regions of reflective material which are not directly connected to corresponding adjacent islands of reflective material.
- the islands of material may be arranged in an uneven distribution to counteract negative optical effects associated with periodic structures.
- reflection particles are distributed in a carrier material, which in turn may be selected according to one of claims 7 or 8.
- the light guiding effect of the optical waveguide device can be achieved by the measure according to claim 10.
- the optical waveguide device is designed as indicated in claim 12, decor or information patterns can be formed and rendered recognizable to an observer. These can be either black and white or colored. Such a light guide device can be used for example in signs or decorative lights.
- the efficiency of the optical fiber device can be further increased.
- the material islands may have different outer contours in plan view in the direction of the second main surface of the light guide element and in particular in claim 18.
- a good efficiency of the optical waveguide device can be achieved if the material islands have a radial extension in a direction towards the second main surface of the optical waveguide element, as indicated in claim 19.
- a uniform over the extent of the light guide element efficiency of the optical fiber device could be achieved at distances between two islands of material, which correspond to the distances specified in claim 20.
- the object of the invention is also to provide a lighting device of the type mentioned, the luminous efficacy is improved.
- a lighting device having the features specified in claim 22. Due to the high efficiency of the light guide device, light generated by the light sources can be effectively converted into useful light. Such a lighting device can be used for backlighting the liquid crystal panel of an LCD screen or as a stand-alone light source for lighting rooms or outdoor areas.
- a lighting device can be created, the primary light source can be effectively used for the illumination of remote indoor or outdoor areas.
- decor or information pattern can be generated by a suitable combination of imprint and islands of material.
- imprint and islands of material Depending on whether or not the illuminants are in operation, different images may be visible to the observer since only the islands of material illuminate with active illuminants. However, areas without islands of material appear dark to the viewer compared to the glowing islands of material. In daylight, the print is perceived as a normal printed film. As a result, the room for maneuver is very high.
- FIG. 1 shows a section through an optical waveguide device with material islands made of a reflection material
- FIG. 2 shows a section through the optical waveguide device according to FIG. 1 along the section line II - II there, wherein the material islands have a circular outer contour;
- FIG. 3 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a modified optical waveguide device, in which the material islands have a square outer contour;
- FIG. 4 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a further modified optical waveguide device, in which the material islands again have a circular outer contour but a larger radial extent and a greater distance from each other than in FIG. 2;
- FIG. 5 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a further modified optical waveguide device, in which pairs of material islands have opposite semi-circular outer contours;
- FIG. 6 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a further modified optical waveguide device, in which the material islands are designed like ribs;
- FIG. 7 shows a section corresponding to FIG. 2 of a further modified optical waveguide device, in which the material islands have a rectangular outer have contour;
- FIG. 8 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a further modified optical waveguide device, in which the material islands have an oval outer contour which corresponds to the outer contour of two mutually spaced semicircles, which are connected by straight lines;
- FIG. 9 shows a section through an illumination unit, which encompasses the optical waveguide device according to FIG. 1, and through a liquid crystal panel attached to the illumination unit;
- FIG. 10 shows a lighting device with a plurality of optical waveguide devices
- FIG. 11 shows a section through an information label, which comprises a light guide device according to FIG. 1, in which a printed reflector substrate is used.
- FIGS. 1 and 2 show an optical waveguide device 10 which comprises, as a light guide element, a planar and substantially homogeneous light guide plate 12 made of transparent, optical quality acrylic glass. Also, fiber optic elements 12 with other than planar geometries can be used.
- the light guide plate 12 may also be made of another homogeneous translucent material, such as a glass or an epoxy resin.
- the light guide plate 12 is preferably clear and free of streaks and bubbles.
- the light guide plate 12 has a first main surface 14, over which, for example, two opposite each other Overlying narrow surfaces 16, 18 coupled light is emitted as useful light.
- the coupling of light over the narrow surfaces 16, 18 in the light guide plate 12 is indicated in Figure 1 by the wavy arrows 20.
- a second main surface 22 of the light guide plate 12 extends parallel spaced to its first main surface 14th
- the light guide device 10 On the side of the second main surface 22 of the light guide plate 12, the light guide device 10 comprises a reflection device 24. This serves to homogeneously distribute light which leaves the light guide plate via its second main surface along the second main surface 22 of the light guide element 12 and also proportionally into Direction to the inside of the light guide plate 12 to reflect the yield of the light guide plate 12 via the first
- Main surface 14 leaving the useful light of the light guide device 10 to increase.
- the reflection device 24 comprises material islands 26 made of a highly reflective reflection material, which contact the second main surface 22 of the light guide plate 12 and which are arranged substantially regularly. The latter can be seen in FIG. It is also possible to dispense with a periodic arrangement of the material islands 26.
- the reflective material of the material islands 26 is preferably translucent or transparent.
- the reflective material with the reflective particles and pigments are added, as they are used in tinted glasses, acrylic or other plastics.
- FIGS. 1 and 2 only one material island 26 is provided with a reference character. Between the material islands 26 remain areas which are free of reflection material. As can be seen in FIG. 2, the material islands 26 have a circular outer contour in a plan view in the direction of the second main surface 22 of the light guide plate 12.
- the material islands 26 contact a reflector substrate in the form of a white paper sheet 28. This is held by the material islands 26 at a distance from the second main surface 22 of the light guide plate 12, so that it does not touch. In this way, between the light guide plate 12 facing outer surface 30 of the paper sheet 28, the second main surface 22 of the light guide plate 12 and the material islands 26, a Lichtleit- channel system 32 is formed, which will be discussed in more detail below.
- the distance between the white paper sheet 28 and the second major surface 22 of the light guide plate 12 and thus the thickness of the material islands 26 are about 1 micron to about
- the white paper sheet 28 has a basis weight of from 50 g / m 2 to 200 g / m 2 , preferably from 80 g / m 2 to 170 g / m 2 , more preferably from 100 g / m 2 to 150 g / m 2, and more preferably of 120 g / m 2 .
- the paper sheet 28 may be obtained from both a cellulosic fiber and a synthetic fiber based paper.
- a white plastic film may also be used. preferably made of PET, PVC or polystyrene, or a mirror film may be provided.
- a reflective layer 36 for example in the form of a self-adhesive mirror film or a reflective layer of metal, especially aluminum, which was applied directly, usually by vapor deposition, to the reflector substrate 28.
- This sandwich arrangement comprising the reflection layer 36, the white paper sheet 28 and the material islands 26 covered by the reflection device 24 is covered by a housing 38 of the reflection device 24, the bottom surface 40 of which rests against the reflection layer 36.
- the housing 38 can also be dispensed with in a modification.
- the reflection material from which the material islands 26 are formed comprises reflection particles of scandium oxide.
- oxides of lanthanum and the rare earth metals such as cerium oxide, preseodymium oxide, neodymium oxide, samarium oxide, europium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, thulium oxide, yttrium oxide or lutetium oxide can serve as the material for the reflection particles.
- only reflection particles of pure scandium oxide or pure ytterbium oxide are provided.
- the reflection on the reflection particles can take place on diffuse surfaces or on reflecting surfaces. Ideally, individual separate reflection particles form the material islands 26. In the exemplary embodiments shown here, the reflection particles are in turn distributed homogeneously in a carrier material, for which in particular a Epoxy resin or a polyester resin in question.
- a pattern is printed on the second main surface 22 of the optical waveguide plate 12 using a reflection color, e.g. by screen printing.
- the reflection paint comprises the reflection particles of scandium oxide or other compounds mentioned above in a finely homogeneous distribution.
- a corresponding pattern can also be printed on the reflector substrate 28, in particular the white paper sheet 28.
- the reflection ink used is a screen-printable adhesive which is known per se, for example a liquid resin binder containing a hardener, to which previously reflection particles of, in particular, scandium oxide have been admixed.
- This adhesive which is provided with reflection particles, is printed on a corresponding reflector substrate, for example a paper, in a corresponding printing machine, which can be present, for example, in a width of 20 cm to 2.5 m.
- the remaining islands of material 26 can be covered with a silicone film and the paper thus printed can be wound onto a roll with the silicone film and thus stored.
- sheets of such printed paper can then be coated by means of a cylinder printing unit, for example, acrylic plates, which serve as an optical fiber element 12. This results in a laminate structure of paper sheet 28 and light guide element 12, in which the above-mentioned distance between the paper sheet 28 and the second main surface 22 of the light guide element 12 remains.
- a silicone material in particular an elastic silicone compound, which can be obtained by adding a hardener to a less viscous silicone oil can serve as a binder for the reflection color.
- a silicone oil provided with a hardener, in which the reflection particles are homogeneously distributed can be printed on either the second main surface 22 of the light guide plate 12 or the white paper sheet 28, so that it becomes elastic after hardening of the less viscous silicone oil Silicone compound corresponding material islands 26 form.
- the reflective particles have a diameter of about 0.5 ⁇ m to about 300 ⁇ m, preferably from about 0.5 ⁇ m to about 50 ⁇ m, more preferably from about 0.5 ⁇ m to about 4, depending on the volume provided by the material islands 26 ⁇ m and more preferably about 2 ⁇ m.
- the reflection particles are largely immobile within the binder. With an elastic binder, however, they may deform with the binder.
- FIGS. 3 to 8 show sections of various modifications of the optical waveguide device 10 corresponding to FIG. 2, wherein the material islands 26 each have different outer contours and distances from each other in plan view in the direction of the second main surface 22 of the optical waveguide element 12.
- the outer contour of the material islands 26 may correspond, for example, to that of a circle (FIGS. 2 and 4), a semicircle (FIG.
- the areal coverage of the material islands 26 on the second main surface 22 of the light guide plate 12 in the direction of the narrow surfaces 16, 18 decreases inwards. That is, the distances between the islands of material 26 become larger with increasing distance from the narrow surfaces 16, 18 in this direction.
- proportionally more light from material islands 26 is reflected as in the more inner area, thus a possible loss of intensity of the light depending on the distance from the narrow sides 16, 18 of the light guide plate 12 is taken into account.
- the material islands 26 have the outer contour of a semicircle, as shown in Figure 5, these may be arranged in pairs so that the straight outer edges of two material islands 26 are opposed.
- the islands of material 26 have in supervision in the direction of second main surface 22 of the light guide element 12 seen, so in the plane of the islands of material, a radial extent of about 0.01 mm to about 100.0 mm, preferably from about 0.05 mm to about 10.0 mm, more preferably from about 0th , 1 mm to about 5.0 mm, and more preferably from about 0.2 mm to 1.0 mm. If material islands 26 have an irregular outer contour, the mean clear outer contour of the corresponding material islands 26 can be used as a reference variable for their radial extent.
- the distance between two islands of material 26 is about 0.01 mm to about 100.0 mm, preferably about 0.05 mm to about 10.0 mm, more preferably about 0.1 mm to about 3.0 mm and particularly preferably about 0 , 2 mm to 1.0 mm.
- a good light reflection and light-guiding effect of the optical waveguide device 10 is present in particular when the ratio of the radial extent of the material islands 26 to their distance from one another is approximately 1: 4 to approximately 5: 1.
- not less than 0.5 g of reflection particles preferably scandium oxide 99.9% of white powder, should be distributed in a volume of 1 liter of the carrier material.
- Reflective particles preferably scandium oxide 99.9% white powder, distributed.
- the light guide channel system 32 As already mentioned above, between the second main surface 22 of the light guide plate 12, which is assigned to this outside surface 30 of the white paper sheet 28 and the material islands 26 formed the light guide channel system 32. Light which leaves the light guide plate 12 via its second main surface 22 in the direction of the material islands 26 is partially reflected by the reflection particles present in the material islands 26 in many spatial directions with a directional component parallel to the second main surface 22 of the light guide plate 12.
- a part of the light can be reflected again in the direction of the white paper sheet 28. Accordingly, light from the white paper sheet 28 can be reflected toward the light guide plate 12, with wide reflection at the surface 30 of the white paper sheet. In this way, a portion of the light within the channel system 32 is forwarded. In this case, light is reflected in part by material islands 26 or the reflection particles distributed therein and thus passed on from a material island 26 through the channel system 32 to the next material island 26.
- the reflection particles made of scandium oxide or another suitable compound cause reflections in a homogeneous manner over the extent of the second main surface 22 of the light guide plate 12 or of the material islands 26, in which light is deflected at an angle such that a part thereof strikes upon impact on the second main surface 22 of the light guide plate 12 enters into this and leaves it on the first main surface 14 as useful light again.
- FIG. 9 An example of such a lighting device in the form of a lighting unit 42 is shown in FIG. 9 in connection with the illumination of a liquid crystal panel 44.
- the lighting unit 42 comprises the light guide device 10 as a secondary light-coupled passive lighting body and a respective housing 46 or 48 with U-shaped cross-section and not specifically provided with a reference end walls, which are supported on the opposite narrow surfaces 16, 18 of the light guide plate 12.
- the respective open side of the housing 46 or 48 points in the direction of the correspondingly adjacent narrow surface 16 or 18 of the light guide plate 12.
- the housing 46 defines, with the narrow surface 16 of the light guide plate 12, an interior space 50 in which light sources are arranged as a primary light source in the form of a plurality of semiconductor light chips 52.
- the semiconductor light-emitting chip 52 comprises, for example, an n-type layer of n-GaN or n-type InGaN and a p-type layer of a III-V semiconductor material such as p-type GaN. Between such an n-type and such a p-type layer, an MQW layer may be disposed. MQW is the abbreviation for "Multiple Quantum Well". An MQW material contains an interlayer which has an electronic band structure modified according to the sub-lattice structure and emits corresponding light at other wavelengths. By choosing the MQW layer, the spectrum of the radiation emitted by the pn-semiconductor luminescent chip can be selectively influenced.
- fluorescent tubes can be designed as compact fluorescent lamps, which are also known under the term energy-saving lamps or CFL tubes. Fluorescent lamps or cold cathode tubes are also suitable as fluorescent tubes. Cold cathode tubes are also known by the term CCFL tubes.
- the interior 50 of the housing 46 is filled with a light-conducting liquid in the form of liquid silicone oil 54, which is indicated in FIG. 9 in the form of circles and directs light emitted by the semiconductor light chips 52 to the narrow surface 16 of the light guide plate 12.
- a light-conducting liquid in the form of liquid silicone oil 54 which is indicated in FIG. 9 in the form of circles and directs light emitted by the semiconductor light chips 52 to the narrow surface 16 of the light guide plate 12.
- heat generated by the semiconductor luminescent chip 52 is dissipated to the outside, in particular to the walls of the housing 46, by the silicone oil 54.
- the p-type GaN / n-InGaN semiconductor light emitting chip 52 irradiates ultraviolet light and blue light in a wavelength range of 420 nm to 480 nm when voltage is applied.
- fine phosphor particles 56 are homogeneously distributed in the silicone oil 54 and are made of transparent solid-state materials comprising color centers. These phosphor particles 56 are indicated in FIG. 9 as circles, which are smaller than the circles which characterize the silicone oil 54. se.
- the phosphor particles 56 may each be a mixture of several different types of phosphor particles.
- the radiation emitted by the semiconductor light chips 52 radiation can be converted into a radiation having a spectrum which is adapted to a desired spectrum. If phosphor particles 56 are omitted, the lighting unit 42 emits blue light.
- semiconductor luminescent chips 52 are electrically connected in parallel and can be supplied with voltage via two supply lines 58 and 60. For this end the supply lines 58 and 50 in externally accessible connections.
- the light emitting phosphor chips 52 may also be connected in series when working with a higher supply voltage.
- the inner walls of the housing 46 are provided with a reflection layer 62, whereby light which is first emitted by the semiconductor luminescent chips 52 in a direction running away from the light guide plate 12 is reflected onto the same or onto its narrow surface 16.
- the lighting unit 42 is arranged in FIG. 9 on the rear side 64 of the liquid crystal panel 44. Opposite the rear side 64, the liquid crystal panel 44 has a visible side 66.
- a liquid crystal panel, as it is used in ⁇ example in liquid crystal screens, is in and of itself known, which is why at this point to a more detailed explanation is omitted.
- the illumination unit 42 is arranged such that the first main surface 14 of the light guide plate 12 extends parallel to the liquid crystal panel 44 and in the direction of the latter Rear side 64 points. Between the first main surface 14 of the light guide plate 12 and the back side 64 of the liquid crystal panel 44, an optical coupling layer 68 made of a thick silicone oil or of an elastic silicone mass is provided. The silicone material is also indicated here by circles.
- the optical coupling layer 68 made of the elastic silicone composition can be obtained by adding a hardener to a more thin-flowing silicone oil.
- the optical coupling layer is in direct contact with the first main surface 14 of the light guide plate 12 and with the outer surface of the Flussigkristall- panel 44 on the rear side 64 in contact.
- the optical coupling layer 68 may also be a resin, for example, an epoxy resin or a polyester resin.
- the optical coupling layer 68 can be obtained by curing a liquid applied resin, to which a hardener has been added, as it is known per se.
- a uniform high-intensity light is emitted via the first main surface 14 of the light guide plate 12, which is transmitted via the coupling layer 68 of silicone oil or a viscous silicone composition to the liquid crystal panel 44 and illuminates it from its rear side 64.
- optical waveguide device 10 within a lighting unit 42 for backlighting a Flussigkristall-panel 44 is intended to be only an example of the use of the optical fiber device 10 here.
- Another possibility is to use the lighting unit 42 - without liquid crystal panel 44 - as a lamp for lights from outside or inside areas. Due to the large reflection effect and the associated very good Lxchtleichtenschaften the Lxchtleiter issued 10 lighting units 42 can be created, which have relatively large dimensions, but need only bulbs 52 with low power consumption.
- the liquid-crystal panel 44 on the visible side 66 may be provided with microlenses not specifically shown here.
- the emerging light can be both bundled and redirected to meet the respective requirements of the lighting design.
- a lighting unit 42 with a light guide plate 12 having a length of 5 m, a width of 10 cm to 20 cm and a thickness of 1 mm to 8 mm, wherein only bulbs with a power of 2 W to 5 W are necessary in order to be able to radiate a uniform useful light of high intensity over the first main surface 14 of the light guide plate 12. Accordingly, one or more such lighting units 42 can be used for the effective illumination of tunnels, roads or buildings, in particular industrial halls.
- FIG. 10 shows a lighting system 100 with a plurality of optical waveguide devices 70 to 88, which in their Structure of the light guide device 10 correspond and partially have different dimensions and outer contours.
- optical waveguide devices 72, 74, 76, 78 and 84 which are not specifically designated in FIG. 10, are in each case connected via an optical waveguide cable 90, as is known per se, to a central lighting unit 92, which is the primary one Light source is used and the emitted light is coupled via optical coupling elements 94 in the optical fiber cable 90.
- all optical fiber devices 70 to 88 serve as passive filaments.
- the central lighting unit 92 can include, for example, semiconductor light chips 52 or other light sources, as described in connection with the lighting unit 42, which are arranged within a largely opaque housing 96.
- the optical fiber devices 70 and 72 are connected to one another via a further optical fiber cable 90 '. Radiation emitted by the optical waveguide device 70 over its narrow surface is thus coupled into this optical waveguide cable 90 'and transmitted from the optical waveguide device 70 to the optical waveguide device 72.
- optical waveguide devices 78, 80 and 82 are connected to one another via connecting pieces 98, so that light coupled into the optical waveguide device 78 is coupled into the optical waveguide device 80 and from there into the optical waveguide device 82.
- the optical waveguide devices 78, 80 and 82 are thus arranged in the manner of a series connection.
- the three optical fiber devices 84, 86 and 88 are connected to one another via corresponding connecting pieces 94. There, light coupled into the centrally arranged light guide device 84 is transmitted to the two light guide devices 86 and 88 laterally flanking the light guide device 84.
- a light-conducting material such as e.g. Silicone oil, be provided between the opposing narrow surfaces of two optical fiber devices within a connecting piece 98.
- the light leaving the optical waveguide devices 70 to 88 via their respective first main surface 14 has an intensity which corresponds approximately to that of the luminous unit 92 or its light sources.
- a lighting system 100 which comprises the central lighting unit 92 and a plurality of optical fiber devices 70 to 88, the latter being light-conducting connected to the central lighting unit 92 and / or one another, a considerably large area or even a building with a plurality of rooms can be illuminated ,
- a central lighting unit 92 for example, a
- Light source 52 is used with semiconductor light chips, as described above in connection with the lighting unit 42, so at a power consumption of e.g. 25 watts a light intensity of 2125 lumens at the central light unit 92 can be achieved.
- the light-conducting devices 70 to 88 of the lighting system 100 can each emit light with an intensity of approximately 2000 lumens.
- a corresponding pattern of a provided with reflection particles, screen-printable adhesive by means of a corresponding printing press on the reflector substrate 28 are printed.
- the adhesive serving as the carrier material for the reflection particles is preferably clear and optically transparent after curing.
- the adhesive can also be formed from an acrylate-based material, in particular from polymethyl methacrylate, or a dispersion adhesive or a UV-curing adhesive, such as a polyacrylate.
- the used optical adhesive in the cured state preferably has a refractive index which approximately corresponds to the refractive index of the light guide plate 12.
- ink-jet methods can be used, as used in rapid prototyping and in so-called 3D printing.
- material islands of different composition for example with regard to the density distribution of the reflection particles and optionally the admixture of pigment particles and / or phosphors, can thus also be applied to the reflector substrate 28 in one operation.
- signs or decorative lights can also be produced in another application. This will be explained below with reference to an exemplary embodiment of a sign 102, which is shown in FIG. 11. The following explanations apply mutatis mutandis to a decorative lamp right.
- the sign 102 includes a slightly modified lighting unit 42, wherein the main surface 14 of the Lichtlei- terplatte 12 forms the visible surface of the sign 102.
- the modification consists in that the reflector substrate 28 carries an imprint 104 on its outer surface 30 facing the material islands 26. This can be any color or black and white image.
- the imprint 104 does not have to form an uninterrupted layer on the reflector substrate 28.
- the thickness of the print 104 corresponds to the thickness of the print job in per se known printing method, such as offset printing or digital printing, and is in the range of about 1 micron.
- a film in particular a white plastic film used.
- the above-mentioned paper sheet or mirror foil are also suitable.
- the signpost 102 can now be used without the semiconductor light-emitting chips 52 are operated. In this case, an observer of the sign 14 sees the image of the imprint 104 shining through the layer with the material islands 26 and the light guide plate 12.
- the semiconductor light-emitting chips 52 are activated and coupled in the manner described above, white light in the light guide plate 12.
- the imprint 104 is then clearly visible to the viewer of the sign 102 at the points that are touched by the material islands 26. The viewer then sees the image of the imprint 104 rasterized.
- the reflector substrate 28 is provided in a manner known per se with the imprint 104 before the printing of the material islands 26.
- the imprint 104 can be dispensed with and the image to be displayed can be formed by a corresponding arrangement of the material islands 26 on a light or white reflector substrate 28.
- the imprint 104 may be light or white.
- the human eye, with active semiconductor light emitting chips 52, can detect the difference in brightness between the areas of islands of material 26 and the areas without the islands of material 26.
- the islands of material 26 appear to a viewer of the sign 102 as bright areas when light is coupled into the light guide plate 12, whereas the areas between the islands of material 26 appear dark.
- a screened image can be generated with active semiconductor light-emitting chips 52. Without light coupling, however, no image can be recognized in this case.
- planar light guide plate 12 light guide elements 12 are used with other than planar geometries, lighting devices 10 and, accordingly, signs 102 as cylinders, part cylinders, cones, truncated cone, corrugated sheets and the like can be formed.
Landscapes
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Abstract
The invention relates to a light guide device (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80) having a light guide element (12), which is delimited by a first main surface (14) and a second main surface (22) that is spaced parallel to the first main surface, and having a reflection device (24), which is arranged on the side of the second main surface (22) of the light guide element (12) and with which light can be reflected in at least the direction of the inside of the light guide element (12). The reflection device (24) comprises material islands (26) made of a preferably transparent reflective material. The invention further relates to an illumination device (42; 100) comprising a light guide device (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80) of said kind and to a method for the production of the light guide device (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80).
Description
Lichtleitereinrichtung, Be1euchtungsVorrichtung mit einer solchen Lichtleitereinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Lichtleitereinrichtung Light guide device, moistening device with such a light guide device and method for producing such a light guide device
Die Erfindung betrifft eine Lichtleitereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 22 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 25.The invention relates to a light guide device according to the preamble of claim 1, a lighting device according to the preamble of claim 22 and a method according to the preamble of claim 25.
Lichtleitereinrichtungen der eingangs genannten Art v/erden beispielsweise in Beleuchtungsvorrichtungen eingesetzt, die aus technischen und/oder ästhetischen Gründen möglichst flachbauend sein sollen, wobei durch solche Beleuchtungs- Vorrichtungen erzeugtes Nutzlicht vorwiegend über die erste Hauptfläche des Lichtleiterelements der Lichtleitereinrichtung abgegeben werden soll .Light conductor means of the type mentioned v / ground, for example, used in lighting devices to be flat construction as possible for technical and / or aesthetic reasons, being generated by such illumination devices useful light to be delivered mainly via the first main surface of the light guide member of the light guide.
Eingangs genannte Lichtleitereinrichtungen kommen beispiels- weise bei der Hintergrundbeleuchtung von Flüssigkristall- Paneelen in Flüssigkristall-Bildschirmen, welche allgemein als LCD-Bildschirme bekannt sind, zum Einsatz. LCD- Bildschirme erfreuen sich insbesondere auf Grund ihrer flach bauenden Konstruktion großer Beliebtheit.Input optical waveguide devices are used, for example, in the backlighting of liquid crystal panels in liquid crystal displays, which are generally known as LCD screens. LCD screens are particularly popular because of their flat design.
Derartige LCD-Bildschirme umfassen ein Flüssigkristall- Paneel, welches mittels einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art beleuchtet wird. Häufig erfordern die verwendeten Leuchtmittel zusätzliche Komponenten, wie einen Lochreflektor, eine Fresnel-Linse sowie meist mehrere Diffusionsfilter, die zwischen dem Flüssigkristall-Paneel und den Leuchtmitteln angeordnet sind.Such LCD screens comprise a liquid crystal panel, which is illuminated by means of a lighting device of the type mentioned. Frequently, the illuminants used require additional components, such as a hole reflector, a Fresnel lens and usually a plurality of diffusion filters, which are arranged between the liquid crystal panel and the lighting means.
Durch diesen Aufbau werden jedoch häufig der Kontrast und die Helligkeit des auf der Sichtseite des LCD-BildschirmsHowever, this design often makes the contrast and brightness of the visible side of the LCD screen
BESTAETINGUNGSKOPIE
erkennbaren Bildes nachteilig beeinflusst. Durch die Diffusionsfilter wird die Intensität der durch die Beleuchtungsvorrichtung abgegebenen Strahlung um etwa 10% abgeschwächt, bevor sie das Flussigkristall-Paneel erreicht. Noch starker wirkt sich die Lochmaske aus. Durch sie werden etwa 25% bis 30% der von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebenen Strahlung absorbiert, weshalb nur ein entsprechend geringerer Lichtanteil das zu beleuchtende Flussigkristall-Paneel erreicht. Zudem kommt es durch die Lochmaske zu nachteiligen Interferenz-Effekten.BESTAETINGUNGSKOPIE recognizable image adversely affected. The diffusion filters attenuate the intensity of the radiation emitted by the illumination device by about 10% before reaching the liquid crystal panel. The shadow mask has an even stronger effect. Through them, about 25% to 30% of the radiation emitted by the illumination device is absorbed, which is why only a correspondingly smaller proportion of light reaches the liquid crystal panel to be illuminated. In addition, it comes through the shadow mask to adverse interference effects.
Zum Ausgleich dieser Interferenz-Effekte und zur Verbesserung des erzielbaren Kontrastes des auf der Sichtseite des LCD-Bildschirms erkennbaren Bildes ist die Fresnel-Linse vorgesehen. Diese bewirkt jedoch außerdem, dass der Winkel verringert wird, in welchem der Bildschirm betrachtet werden kann, so dass ein von ihm erzeugtes Bild noch gut erkennbar ist.To compensate for these interference effects and to improve the achievable contrast of recognizable on the visible side of the LCD screen image, the Fresnel lens is provided. However, this also causes the angle at which the screen can be viewed to be reduced, so that an image produced by it is still clearly visible.
Es besteht daher der Wunsch nach einer Lichtleitereinrichtung und einer Beleuchtungsvorrichtung, bei welcher im Hinblick auf die Hintergrundbeleuchtung von LCD-Bildschirmen weitgehend auf oben angesprochene Korrekturkomponenten verzichtet werden kann und welche dennoch als Hintergrundbe- leuchtung in einem Flussigkristall-Bildschirm geeignet ist, eine gute Leuchtkraft hat und zudem flach baut.There is therefore a desire for a light guide device and a lighting device in which with regard to the backlighting of LCD screens can largely be dispensed with above-mentioned correction components and which is still suitable as background lighting in a Flussigkristall screen, has a good luminosity and also flat builds.
Die flachbauenden Eigenschaften sind darüber hinaus auch zunehmend bei Beleuchtungsvorrichtungen in Form von Lampen zur Beleuchtung von Räumen oder Außenbereichen gefragt, da durch das flache Design eine ansprechende Optik erzielt werden kann. Bekannte flachbauende Beleuchtungsvorrichtungen weisen einen passiven Leuchtkόrper und eine Primar-Lichtquelle auf.The flat-building properties are also increasingly in lighting devices in the form of lamps for lighting rooms or outdoor areas in demand because the flat design an attractive appearance can be achieved. Known low-profile lighting devices have a passive light-emitting body and a primary light source.
Passive Leuchtkorper haben lichtleitende Eigenschaften, kon-
nen jedoch ohne zusätzliche aktive Primär-Lichtquelle kein Licht abgeben. Unabhängig von einem flachen Design ist es wünschenswert, dass passive Leuchtkörper das Nutzlicht ohne größere Intensitätsverluste bezogen auf das von der Licht- quelle emittierte Licht abgeben.Passive illuminants have light-conducting properties, con However, without additional active primary light source emit no light. Regardless of a flat design, it is desirable for passive filaments to emit the useful light without major intensity losses relative to the light emitted by the light source.
Häufig kann jedoch eine gewünschte flache Konstruktion nicht mit der geforderten Leuchtkraft der Beleuchtungsvorrichtung in Einklang gebracht werden.Often, however, a desired flat construction can not be reconciled with the required luminance of the lighting device.
Auch bei Beleuchtungsvorrichtungen, bei denen eine Primär- Lichtquelle vorgesehen ist, deren Licht in mehrere passive Leuchtkörper eingekoppelt wird, die ihrerseits das Nutzlicht abgeben, ist es häufig wünschenswert, dass die passiven Leuchtkörper flachbauend sind. Zudem sollen passive Leuchtkörper in solchen Beleuchtungsvorrichtungen Nutzlicht in der gewünschten Intensität über einen beträchtlichen Flächenbereich abgeben können, so dass auch große Räume und/oder weitläufige Außenbereiche mit einer einzigen aktiven Primär- Lichtquelle ausgeleuchtet werden können.Even in lighting devices in which a primary light source is provided, whose light is coupled into a plurality of passive luminous bodies, which in turn emit the useful light, it is often desirable that the passive luminous bodies are flat. In addition, passive luminous bodies in such lighting devices should be able to emit useful light in the desired intensity over a considerable surface area, so that even large rooms and / or extensive outdoor areas can be illuminated with a single active primary light source.
Es sind also Lichtleitereinrichtungen wünschenswert, die einerseits in der Lage sind, in sie eingekoppeltes Licht über lange Wege weiterzuleiten, und andererseits Nutzlicht mit hoher Lichtausbeute abgeben.It is therefore desirable optical fiber devices that are able to forward light coupled in to them over long distances, on the one hand, and deliver useful light with high light output on the other hand.
Durch die Reflexionseinrichtung wird die Lichtausbeute der Lichtleitereinrichtung erhöht, indem beispielsweise über die zweite Hauptfläche des Lichtleiterelements abgegebenes Licht ebenfalls in das Lichtleiterelement reflektiert wird und dieses als Nutzlicht über dessen erste Hauptfläche verlassen kann .By the reflection device, the light output of the optical fiber device is increased by, for example, via the second main surface of the light guide element emitted light is also reflected in the light guide element and can leave this as useful light on the first main surface.
Bei bekannten Lichtleitereinrichtungen ist die Reflexions- einrichtung beispielsweise in Form einer Reflexionsfolie
ausgebildet, die flachig auf die zweite Hauptflache des Lichtleiterelements aufgebracht ist.In known light-conducting devices, the reflection device is, for example, in the form of a reflection foil formed, which is applied flat on the second main surface of the light guide element.
Die Lange der Strecke, über welche Licht geleitet werden kann und nach welcher noch Nutzlicht mit ausreichender Intensität von der Lichtleitereinrichtung abgegeben werden kann, hangt von dem Aufbau des Lichtleiterelements ab. Die Intensität des Nutzlichtes nimmt generell mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle verhältnismäßig stark ab.The length of the route, over which light can be conducted and after which useful light can be emitted by the light guide device with sufficient intensity, depends on the structure of the light guide element. The intensity of the useful light generally decreases relatively sharply with increasing distance from the light source.
Den obigen Gedanken Rechnung tragend ist es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lichtleitereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Lichtleiteigenschaften verbessert sind und welche Nutzlicht mit gutem Wirkungsgrad ab- gibt .Taking into account the above idea, it is therefore an object of the invention to provide a light guide device of the type mentioned, whose light-guiding properties are improved and which useful light gives off with good efficiency.
Diese Aufgabe wird durch eine Lichtleitereinrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelost.This object is achieved by a light guide device having the features specified in claim 1.
Dadurch, dass Materialinseln aus einem Reflexionsmaterial vorgesehen sind, kann eine gute Homogenisierung des Lichts und eine gute Leuchtkraft erzielt werden. Darüber hinaus sind die Lichtleiteigenschaften der Lichtleitereinrichtung verbessert, da Licht durch Reflexion ohne übermäßige Inten- sitatsverluste von einer Materialinsel zur nächsten Materialinsel entlang der zweiten Hauptflache des Lichtleiterelements übertragen werden kann. Dabei wird jedoch auch immer ein Teil des Lichts in Richtung auf das Innere des Lichtleiterelements reflektiert, wodurch es zu einer homogeneren In- tensitatsverteilung innerhalb des Lichtleiterelements kommt.By providing islands of material from a reflective material, good homogenization of the light and good luminosity can be achieved. In addition, the light-guiding properties of the optical waveguide device are improved since light can be transmitted by reflection without excessive intensity losses from one material island to the next island of material along the second main surface of the optical waveguide element. However, part of the light is always reflected in the direction of the interior of the light guide element, which results in a more homogeneous distribution of intensity within the light guide element.
Unter dem Begriff Materialinseln sind Bereiche aus Reflexionsmaterial zu verstehen, die mit entsprechenden benachbarten Materialinseln aus Reflexionsmaterial nicht unmittelbar in Verbindung stehen.
Die Materialinseln können in einer ungleichmäßigen Verteilung angeordnet sein, um bei periodischen Strukturen auftretenden negativen optischen Effekten entgegenzuwirken.The term "islands of material" is to be understood as meaning regions of reflective material which are not directly connected to corresponding adjacent islands of reflective material. The islands of material may be arranged in an uneven distribution to counteract negative optical effects associated with periodic structures.
Es kann jedoch von Vorteil sein, wenn die Materialinseln wie in Anspruch 2 angegeben angeordnet sind.However, it may be advantageous if the material islands are arranged as specified in claim 2.
Es hat sich insbesondere als günstig erwiesen, wenn das Re- flexionsmaterial gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5 gewählt ist.It has proved to be particularly favorable when the reflection material according to one of claims 3 to 5 is selected.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Reflexionspartikel, wie in Anspruch 6 angegeben, in einem Trägermaterial verteilt sind, welches seinerseits gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8 ausgewählt sein kann.It is advantageous if the reflection particles, as indicated in claim 6, are distributed in a carrier material, which in turn may be selected according to one of claims 7 or 8.
Eine gute Reflexionseffizienz lässt sich erreichen, wenn die Materialinseln wie in Anspruch 9 angegeben angeordnet sind. Eine weitere vorteilhafte Steigerung der Reflexions- undGood reflection efficiency can be achieved if the islands of material are arranged as stated in claim 9. A further advantageous increase of the reflection and
Lichtleitwirkung der Lichtleitereinrichtung lässt sich durch die Maßnahme nach Anspruch 10 erzielen.The light guiding effect of the optical waveguide device can be achieved by the measure according to claim 10.
Produktionstechnisch kann die Ausbildung gemäß Anspruch 11 vorteilhaft sein.Production technology, the training may be advantageous according to claim 11.
Wenn die Lichtleitereinrichtung wie in Anspruch 12 angegeben ausgebildet ist, können Dekor- oder Informationsmuster gebildet und für einen Betrachter erkennbar wiedergegeben wer- den. Diese können sowohl schwarz-weiß oder farbig sein. Eine derartige Lichtleitereinrichtung kann beispielsweise bei Hinweisschildern oder Dekorleuchten eingesetzt werden.If the optical waveguide device is designed as indicated in claim 12, decor or information patterns can be formed and rendered recognizable to an observer. These can be either black and white or colored. Such a light guide device can be used for example in signs or decorative lights.
Wenn das Reflektorsubstrat wie in Anspruch 13 angegeben vor- gesehen ist, bleiben zwischen den Materialinseln aus Refle-
xionsmaterial, der zweiten Hauptfläche des Lichtleiterelements und dem Reflektorsubstrat ein Lichtleit-Kanalsystem bildende Zwischenräume bestehen, über welche von den Materialinseln reflektiertes Licht auch über größere Entfernungen entlang der zweiten Hauptfläche des Lichtleiterelements geleitet werden kann. Dabei ist ein Abstand zwischen dem Reflektorsubstrat und dem Lichtleiterelement günstig, wie er in Anspruch 14 angegeben ist.When the reflector substrate is provided as specified in claim 13, reflections remain between the islands of material. xionsmaterial, the second main surface of the light guide element and the reflector substrate a Lichtleit channel system forming gaps exist, which can be passed over the material islands reflected light also over greater distances along the second major surface of the light guide element. In this case, a distance between the reflector substrate and the light guide element is favorable, as indicated in claim 14.
Eine verbesserte Reflexionswirkung wird durch die Maßnahme nach Anspruch 15 erreicht. Für das Papierblatt gemäß Anspruch 15 haben sich Flächengewichte als günstig erwiesen, wie sie in Anspruch 16 angegeben sind.An improved reflection effect is achieved by the measure according to claim 15. For the paper sheet according to claim 15 basis weights have been found to be favorable, as indicated in claim 16.
Durch die Maßnahmen nach Anspruch 17 kann die Effizienz der Lichtleitereinrichtung nochmals gesteigert werden.By the measures according to claim 17, the efficiency of the optical fiber device can be further increased.
Die Materialinseln können in Aufsicht in Richtung auf die zweite Hauptfläche des Lichtleiterelements verschiedene und insbesondere in Anspruch 18 angegebene Außenkonturen haben.The material islands may have different outer contours in plan view in the direction of the second main surface of the light guide element and in particular in claim 18.
Eine gute Effizienz der Lichtleitereinrichtung kann erzielt werden, wenn die Materialinseln in Aufsicht in Richtung auf die zweite Hauptfläche des Lichtleiterelements eine radiale Erstreckung haben, wie sie in Anspruch 19 angegeben sind.A good efficiency of the optical waveguide device can be achieved if the material islands have a radial extension in a direction towards the second main surface of the optical waveguide element, as indicated in claim 19.
Eine über die Erstreckung des Lichtleiterelements gleichmäßige Effizienz der Lichtleitereinrichtung konnte bei Abstän- den zwischen zwei Materialinseln erreicht werden, welche den in Anspruch 20 angegebenen Abständen entsprechen.A uniform over the extent of the light guide element efficiency of the optical fiber device could be achieved at distances between two islands of material, which correspond to the distances specified in claim 20.
Im Zusammenspiel mit den Materialinseln aus Reflexionsmaterial haben sich insbesondere Lichtleiterelemente aus in Anspruch 21 genannten Materialien als günstig erwiesen.
Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Lichtausbeute verbessert ist.In conjunction with the material islands made of reflective material, in particular light guide elements made of materials mentioned in claim 21 have proved to be favorable. The object of the invention is also to provide a lighting device of the type mentioned, the luminous efficacy is improved.
Dies wird bei einer Beleuchtungsvorrichtung mit den in Anspruch 22 angegebenen Merkmalen erreicht. Durch die hohe Effizienz der Lichtleitereinrichtung kann von den Leuchtmitteln erzeugtes Licht effektiv in Nutzlicht umgewandelt wer- den. Eine solche Beleuchtungsvorrichtung kann zur Hintergrundbeleuchtung des Flüssigkristall-Paneels eines LCD- Bildschirms oder als eigenständiges Leuchtmittel zur Beleuchtung von Räumen oder Außenbereichen verwendet werden.This is achieved in a lighting device having the features specified in claim 22. Due to the high efficiency of the light guide device, light generated by the light sources can be effectively converted into useful light. Such a lighting device can be used for backlighting the liquid crystal panel of an LCD screen or as a stand-alone light source for lighting rooms or outdoor areas.
Dabei hat es sich insbesondere als günstig erwiesen, wenn das von den Leuchtmitteln emittierte Licht in der Art und Weise, wie es in Anspruch 23 angegeben ist, in die Lichtleitereinrichtung eingespeist wird.In this case, it has proved to be particularly advantageous if the light emitted by the light sources is fed into the optical waveguide device in the manner indicated in claim 23.
Durch die Maßnahme gemäß Anspruch 24 kann eine Beleuchtungsvorrichtung geschaffen werden, deren Primär-Lichtquelle effektiv zur Ausleuchtung von voneinander entfernten Innenoder Außenbereichen genutzt werden kann.By the measure according to claim 24, a lighting device can be created, the primary light source can be effectively used for the illumination of remote indoor or outdoor areas.
Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, durch welches eine oben erläuterte Lichtleitereinrichtung auf günstige Weise gefertigt werden kann.Moreover, it is an object of the invention to provide a method by which a light guide device explained above can be manufactured in a favorable manner.
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren gemäß Anspruch 25 ge- löst. Dadurch, dass die Materialinseln erst auf das Substrat aufgebracht und das Lichtleiterelement im Anschluss daran mit diesem beschichtet wird, kann ein bereits mit Materialinseln versehenes Substrat zwischengelagert und erst bei Bedarf entsprechend zugeschnitten und verwendet werden.
Wenn das Substrat wie im Anspruch 26 angegeben ausgebildet ist, ist es insbesondere flexibel und dadurch gut handhabbar.This object is achieved by a method according to claim 25. Because the material islands are first applied to the substrate and the light guide element is subsequently coated therewith, a substrate already provided with material islands can be temporarily stored and only appropriately cut and used as needed. If the substrate is designed as specified in claim 26, it is particularly flexible and therefore easy to handle.
In der Praxis hat sich ein Klebstoff nach Anspruch 27 bewährt .In practice, an adhesive according to claim 27 has been proven.
Die Möglichkeit der Fertigung von Hinweisschildern oder Dekorleuchten eröffnet sich durch die Maßnahme nach Anspruch 28. Ein mögliches Bild wird durch die Anordnung der Materialinseln auf einem hellen Substrat oder einem hellen Material nach Anspruch 29 vorgegeben. Eine größere Vielfalt kann jedoch erreicht werden, wenn der Aufdruck selbst ein Bild, in Schwarz-Weiß oder in Farbe, wiedergibt, wie es in An- spruch 30 angegeben ist.The possibility of producing signs or decorative lights opens up by the measure according to claim 28. A possible image is given by the arrangement of the islands of material on a light substrate or a bright material according to claim 29. However, greater variety can be achieved if the imprint itself reproduces an image in black and white or in color, as indicated in claim 30.
Bei Beleuchtungsvorrichtungen mit einer Lichtleitereinrichtung können durch eine geeignete Kombination von Aufdruck und Materialinseln Dekor- oder Informationsmuster erzeugt werden. Abhängig davon, ob die Leuchtmittel in Betrieb sind oder nicht, können dabei für den Betrachter unterschiedliche Bilder sichtbar werden, da bei aktiven Leuchtmitteln nur die Materialinseln leuchten. Die Bereiche ohne Materialinseln erscheinen dem Betrachter im Vergleich zu den leuchtenden Materialinseln jedoch dunkel. Bei Tageslicht wird der Aufdruck wie eine normale bedruckte Folie wahrgenommen. Dadurch ist der Gestaltungsspielraum sehr hoch.In lighting devices with a light guide device decor or information pattern can be generated by a suitable combination of imprint and islands of material. Depending on whether or not the illuminants are in operation, different images may be visible to the observer since only the islands of material illuminate with active illuminants. However, areas without islands of material appear dark to the viewer compared to the glowing islands of material. In daylight, the print is perceived as a normal printed film. As a result, the room for maneuver is very high.
Eine günstige Art, die Materialinseln auf das Substrat auf- zubringen, ist in Anspruch 31 genannt.A favorable way of applying the islands of material to the substrate is mentioned in claim 31.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Substrat gemäß Anspruch 32 auf das Lichtleiterelement aufgebracht wird.It has proved to be advantageous if the substrate according to claim 32 is applied to the light guide element.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:Hereinafter, embodiments of the invention are based on explained in more detail in the drawings. In these show:
Figur 1 einen Schnitt durch eine Lichtleitereinrichtung mit Materialinseln aus einem Reflexionsmaterial;FIG. 1 shows a section through an optical waveguide device with material islands made of a reflection material;
Figur 2 einen Schnitt durch die Lichtleitereinrichtung gemäß Figur 1 entlang der dortigen Schnittlinie II- II, wobei die Materialinseln eine kreisförmige Außenkontur haben;FIG. 2 shows a section through the optical waveguide device according to FIG. 1 along the section line II - II there, wherein the material islands have a circular outer contour;
Figur 3 einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt einer abgewandelten Lichtleitereinrichtung, bei welcher die Materialinseln eine quadratische Außenkontur haben;FIG. 3 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a modified optical waveguide device, in which the material islands have a square outer contour;
Figur 4 einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt einer weiteren abgewandelten Lichtleitereinrichtung, bei welcher die Materialinseln erneut eine kreisförmige Außenkontur, jedoch eine größere radiale Erstreckung und einen größeren Abstand voneinander als in Figur 2 haben;FIG. 4 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a further modified optical waveguide device, in which the material islands again have a circular outer contour but a larger radial extent and a greater distance from each other than in FIG. 2;
Figur 5 einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt einer weiteren abgewandelten Lichtleitereinrichtung, bei welcher Paare von Materialinseln entgegengesetzt halbkreisförmige Außenkontur haben;FIG. 5 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a further modified optical waveguide device, in which pairs of material islands have opposite semi-circular outer contours;
Figur 6 einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt einer weiteren abgewandelten Lichtleitereinrichtung, bei welcher die Materialinseln rippenartig ausgebildet sind;FIG. 6 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a further modified optical waveguide device, in which the material islands are designed like ribs;
Figur 7 einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt einer weiteren abgewandelten Lichtleitereinrichtung, bei welcher die Materialinseln eine rechteckige Außen-
kontur haben;7 shows a section corresponding to FIG. 2 of a further modified optical waveguide device, in which the material islands have a rectangular outer have contour;
Figur 8 einen der Figur 2 entsprechenden Schnitt einer weiteren abgewandelten Lichtleitereinrichtung, bei welcher die Materialinseln eine ovale Außenkontur haben, die der Außenkontur zweier voneinander beabstandeter Halbkreise entspricht, die durch gerade Linien verbunden sind;FIG. 8 shows a section, corresponding to FIG. 2, of a further modified optical waveguide device, in which the material islands have an oval outer contour which corresponds to the outer contour of two mutually spaced semicircles, which are connected by straight lines;
Figur 9 einen Schnitt durch eine Beleuchtungseinheit, welche die Lichtleitereinrichtung gemäß Figur 1 um- fasst, sowie durch ein an der Beleuchtungseinheit angebrachten Flüssigkristall-Paneel;FIG. 9 shows a section through an illumination unit, which encompasses the optical waveguide device according to FIG. 1, and through a liquid crystal panel attached to the illumination unit;
Figur 10 eine Beleuchtungsvorrichtung mit mehreren Lichtleitereinrichtungen;FIG. 10 shows a lighting device with a plurality of optical waveguide devices;
Figur 11 einen Schnitt durch ein Hinweisschild, welches eine Lichtleitereinrichtung gemäß Figur 1 umfasst, bei welcher ein bedrucktes Reflektorsubstrat verwendet wird.11 shows a section through an information label, which comprises a light guide device according to FIG. 1, in which a printed reflector substrate is used.
In den Figuren 1 und 2 ist eine Lichtleitereinrichtung 10 gezeigt, welche als Lichtleiterelement eine ebene und im We- sentlichen homogene Lichtleiterplatte 12 aus transparentem, optische Qualität aufweisendem Acrylglas umfasst. Es können auch Lichtleiterelemente 12 mit anderen als ebenen Geometrien verwendet werden. Die Lichtleiterplatte 12 kann auch aus einem anderen homogenen lichtdurchlässigen Material, wie beispielsweise aus einem Glas oder einem Epoxidharz, gefertigt sein. Die Lichtleiterplatte 12 ist vorzugsweise klar sowie schlieren- und blasenfrei.FIGS. 1 and 2 show an optical waveguide device 10 which comprises, as a light guide element, a planar and substantially homogeneous light guide plate 12 made of transparent, optical quality acrylic glass. Also, fiber optic elements 12 with other than planar geometries can be used. The light guide plate 12 may also be made of another homogeneous translucent material, such as a glass or an epoxy resin. The light guide plate 12 is preferably clear and free of streaks and bubbles.
Die Lichtleiterplatte 12 weist eine erste Hauptfläche 14 auf, über welche beispielsweise über zwei einander gegenü-
berliegende Schmalflachen 16, 18 eingekoppeltes Licht als Nutzlicht abgegeben wird. Die Einkopplung von Licht über die Schmalflachen 16, 18 in die Lichtleiterplatte 12 ist in Figur 1 durch die gewellten Pfeile 20 angedeutet. Eine zweite Hauptflache 22 der Lichtleiterplatte 12 verlauft parallel beabstandet zur ihrer ersten Hauptflache 14.The light guide plate 12 has a first main surface 14, over which, for example, two opposite each other Overlying narrow surfaces 16, 18 coupled light is emitted as useful light. The coupling of light over the narrow surfaces 16, 18 in the light guide plate 12 is indicated in Figure 1 by the wavy arrows 20. A second main surface 22 of the light guide plate 12 extends parallel spaced to its first main surface 14th
Auf der Seite der zweiten Hauptflache 22 der Lichtleiterplatte 12 umfasst die Lichtleitereinrichtung 10 eine Refle- xionseinrichtung 24. Diese dient dazu, Licht, welches die Lichtleiterplatte über deren zweite Hauptflache verlasst, entlang der zweiten Hauptflache 22 des Lichtleiterelements 12 homogen zu verteilen und zudem anteilig in Richtung auf das Innere der Lichtleiterplatte 12 zu reflektieren, um die Ausbeute des die Lichtleiterplatte 12 über deren ersteOn the side of the second main surface 22 of the light guide plate 12, the light guide device 10 comprises a reflection device 24. This serves to homogeneously distribute light which leaves the light guide plate via its second main surface along the second main surface 22 of the light guide element 12 and also proportionally into Direction to the inside of the light guide plate 12 to reflect the yield of the light guide plate 12 via the first
Hauptflache 14 verlassenden Nutzlichts der Lichtleitereinrichtung 10 zu erhohen.Main surface 14 leaving the useful light of the light guide device 10 to increase.
Die Reflexionseinrichtung 24 umfasst Materialinseln 26 aus einem stark reflektierendem Reflexionsmaterial, welche die zweite Hauptflache 22 der Lichtleiterplatte 12 kontaktieren und welche im Wesentlichen regelmäßig angeordnet sind. Letzteres ist in Figur 2 zu erkennen. Es kann auch auf eine periodische Anordnung der Materialinseln 26 verzichtet werden.The reflection device 24 comprises material islands 26 made of a highly reflective reflection material, which contact the second main surface 22 of the light guide plate 12 and which are arranged substantially regularly. The latter can be seen in FIG. It is also possible to dispense with a periodic arrangement of the material islands 26.
Das Reflexionsmaterial der Materialinseln 26 ist vorzugsweise transluzid oder transparent. Gegebenenfalls können dem Reflexionsmaterial mit den Reflexionspartikeln auch Pigmente beigemischt werden, wie sie bei eingefarbten Glasern, Acryl oder anderen Kunststoffen verwendet werden.The reflective material of the material islands 26 is preferably translucent or transparent. Optionally, the reflective material with the reflective particles and pigments are added, as they are used in tinted glasses, acrylic or other plastics.
In den Figuren 1 und 2 ist jeweils nur lediglich eine Materialinsel 26 mit einem Bezugszeichen versehen. Zwischen den Materialinseln 26 verbleiben Bereiche, die von Reflexionsma- terial frei sind.
Wie in Figur 2 zu erkennen ist, haben die Materialinseln 26 in Aufsicht in Richtung auf die zweite Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 eine kreisförmige Außenkontur.In FIGS. 1 and 2, only one material island 26 is provided with a reference character. Between the material islands 26 remain areas which are free of reflection material. As can be seen in FIG. 2, the material islands 26 have a circular outer contour in a plan view in the direction of the second main surface 22 of the light guide plate 12.
Auf ihrer von der zweiten Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 abliegenden Seite berühren die Materialinseln 26 ein Reflektorsubstrat in Form eines weißen Papierblatts 28. Dieses ist durch die Materialinseln 26 in einem Abstand zur zweiten Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 gehalten, so dass es diese nicht berührt. Auf diese Weise ist zwischen der der Lichtleiterplatte 12 zugewandten Außenfläche 30 des Papierblatts 28, der zweiten Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 sowie den Materialinseln 26 ein Lichtleit- Kanalsystem 32 ausgebildet, auf welches weiter unten nochmals näher eingegangen wird.On their side remote from the second main surface 22 of the light guide plate 12, the material islands 26 contact a reflector substrate in the form of a white paper sheet 28. This is held by the material islands 26 at a distance from the second main surface 22 of the light guide plate 12, so that it does not touch. In this way, between the light guide plate 12 facing outer surface 30 of the paper sheet 28, the second main surface 22 of the light guide plate 12 and the material islands 26, a Lichtleit- channel system 32 is formed, which will be discussed in more detail below.
Der Abstand zwischen dem weißen Papierblatt 28 und der zweiten Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 und damit die Dicke der Materialinseln 26 betragen etwa 1 μm bis etwaThe distance between the white paper sheet 28 and the second major surface 22 of the light guide plate 12 and thus the thickness of the material islands 26 are about 1 micron to about
1 mm, bevorzugt etwa 5 μm bis etwa 100 μm, nochmals bevorzugt etwa 8 μm bis etwa 20 μm und besonders bevorzugt etwa 14 μm.1 mm, preferably about 5 microns to about 100 microns, more preferably about 8 microns to about 20 microns and more preferably about 14 microns.
Das weiße Papierblatt 28 hat ein Flächengewicht von 50 g/m2 bis 200 g/m2, bevorzugt von 80 g/m2 bis 170 g/m2, bevorzugter von 100 g/m2 bis 150 g/m2 und besonders bevorzugt von 120 g/m2.The white paper sheet 28 has a basis weight of from 50 g / m 2 to 200 g / m 2 , preferably from 80 g / m 2 to 170 g / m 2 , more preferably from 100 g / m 2 to 150 g / m 2, and more preferably of 120 g / m 2 .
Das Papierblatt 28 kann sowohl aus einem auf Cellulosefasern als auch aus einem auf Kunstfasern basierenden Papier gewonnen sein.The paper sheet 28 may be obtained from both a cellulosic fiber and a synthetic fiber based paper.
Als Reflektorsubstrat 28 kann anstelle des weißen Papier- blatts beispielsweise auch eine weiße Kunststofffolie, be-
vorzugt aus PET, PVC oder Polystyrol, oder eine Spiegelfolie vorgesehen sein.As a reflector substrate 28, for example, instead of the white paper sheet, a white plastic film may also be used. preferably made of PET, PVC or polystyrene, or a mirror film may be provided.
An der von der Lichtleiterplatte 12 abliegenden Fläche 34 des weißen Papierblatts 28 liegt eine Reflexionsschicht 36 an, beispielsweise in Form einer selbstklebenden Spiegelfolie oder eine Reflexionsschicht aus Metall, insbesondere aus Aluminium, die unmittelbar, üblicherweise durch Aufdampfen, auf das Reflektorsubstrat 28 aufgetragen wurde. Diese von der Reflexionseinrichtung 24 umfasste Sandwichanordnung aus der Reflexionsschicht 36, dem weißen Papierblatt 28 und den Materialinseln 26 ist durch ein Gehäuse 38 der Reflexionseinrichtung 24 abgedeckt, dessen Bodenfläche 40 an der Reflexionsschicht 36 anliegt. Insbesondere, wenn die Lichtleitereinrichtung 10 keiner mechanischen Belastung ausgesetzt ist, kann in einer Abwandlung auch auf das Gehäuse 38 verzichtet werden.On the remote from the light guide plate 12 surface 34 of the white paper sheet 28 is applied to a reflective layer 36, for example in the form of a self-adhesive mirror film or a reflective layer of metal, especially aluminum, which was applied directly, usually by vapor deposition, to the reflector substrate 28. This sandwich arrangement comprising the reflection layer 36, the white paper sheet 28 and the material islands 26 covered by the reflection device 24 is covered by a housing 38 of the reflection device 24, the bottom surface 40 of which rests against the reflection layer 36. In particular, if the optical waveguide device 10 is not exposed to mechanical stress, the housing 38 can also be dispensed with in a modification.
Das Reflexionsmaterial, aus welchem die Materialinseln 26 gebildet sind, umfasst Reflexionspartikel aus Scandiumoxid . Alternativ können Oxide von Lanthan und der seltenen Erdmetalle, wie zum Beispiel Ceroxid, Präseodymoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid, Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Erbiumoxid, Thuliumoxid, Ytter- biumoxid oder Lutetiumoxid als Material für die Reflexionspartikel dienen. Vorzugsweise sind nur Reflexionspartikel aus reinem Scandiumoxid oder reinem Ytterbiumoxid vorgesehen .The reflection material from which the material islands 26 are formed comprises reflection particles of scandium oxide. Alternatively, oxides of lanthanum and the rare earth metals such as cerium oxide, preseodymium oxide, neodymium oxide, samarium oxide, europium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, thulium oxide, yttrium oxide or lutetium oxide can serve as the material for the reflection particles. Preferably, only reflection particles of pure scandium oxide or pure ytterbium oxide are provided.
Die Reflexion an den Reflexionspartikeln kann an diffusen Oberflächen oder an spiegelnden Oberflächen erfolgen. Idealerweise bilden einzelne separate Reflexionspartikel die Materialinseln 26. Bei den hier gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Reflexionspartikel ihrerseits homogen in einem Trägermaterial verteilt, für welches insbesondere ein
Epoxidharz oder ein Polyesterharz in Frage kommt.The reflection on the reflection particles can take place on diffuse surfaces or on reflecting surfaces. Ideally, individual separate reflection particles form the material islands 26. In the exemplary embodiments shown here, the reflection particles are in turn distributed homogeneously in a carrier material, for which in particular a Epoxy resin or a polyester resin in question.
Bei der Herstellung der Lichtleitereinrichtung 10 wird beispielsweise auf die zweite Hauptfläche 22 der Lichtleiter- platte 12 ein Muster unter Verwendung einer Reflexionsfarbe aufgedruckt, z.B. mittels Siebdruck. Die Reflexionsfarbe um- fasst neben einem einen Härter enthaltenden flüssigen Harz- Bindemittel die Reflexionspartikel aus Scandiumoxid oder anderen oben genannten Verbindungen in feiner homogener Ver- teilung. Bevor das Harz zum Trägermaterial aushärtet, kann das Papierblatt 28 auf die Harz/Härter/Reflexionspartikel- Mischung aufgelegt und aufgepresst werden, welches dann durch die nach dem Aushärten des Harzes erhaltenen Materialinseln 26 fixiert ist, wobei der oben angesprochene Abstand zur Lichtleiterplatte 12 erhalten wird.In the manufacture of the optical waveguide device 10, for example, a pattern is printed on the second main surface 22 of the optical waveguide plate 12 using a reflection color, e.g. by screen printing. In addition to a liquid resin binder containing a hardener, the reflection paint comprises the reflection particles of scandium oxide or other compounds mentioned above in a finely homogeneous distribution. Before the resin cures to the substrate, the paper sheet 28 can be placed on the resin / hardener / reflective particle mixture and pressed, which is then fixed by the material islands 26 obtained after curing of the resin, whereby the above-mentioned distance to the light guide plate 12 is obtained ,
Alternativ kann zunächst auch ein entsprechendes Muster auf das Reflektorsubstrat 28, insbesondere das weiße Papierblatt 28, aufgedruckt werden. Dazu wird als Reflexionsfarbe ein an und für sich bekannter Siebdruck-fähiger Klebstoff, beispielsweise ein einen Härter enthaltendes flüssiges Harz- Bindemittel, verwendet, dem zuvor Reflexionspartikel aus insbesondere Scandiumoxid beigemischt wurden. Dieser mit Reflexionspartikel versehene Klebstoff wird in einer entspre- chenden Druckmaschine auf ein entsprechendes Reflektorssubstrat, z.B. ein Papier, aufgedruckt, welche z.B. in einer Breite von 20 cm bis 2,5 m vorliegen kann. Nachdem das das entsprechende Muster auf dem Papier beispielsweise mittels UV-Licht oder Wärme ausgehärtet worden ist, können die verbleibenden Materialinseln 26 mit einer Silikonfolie abgedeckt und das derart bedruckte Papier mit der Silikonfolie auf eine Rolle gewickelt und so gelagert werden. Mit Blättern aus derartig bedrucktem Papier können dann beispielsweise Acrylplatten, die als Lichtleiterelement 12 dienen, mittels eines Zylinderdruckwerks beschichtet werden. Dies
führt zu einer Laminat-Struktur aus Papierblatt 28 und Lichtleiterelement 12, bei welcher der oben genannte Abstand zwischen dem Papierblatt 28 und der zweiten Hauptfläche 22 des Lichtleiterelements 12 verbleibt.Alternatively, initially a corresponding pattern can also be printed on the reflector substrate 28, in particular the white paper sheet 28. For this purpose, the reflection ink used is a screen-printable adhesive which is known per se, for example a liquid resin binder containing a hardener, to which previously reflection particles of, in particular, scandium oxide have been admixed. This adhesive, which is provided with reflection particles, is printed on a corresponding reflector substrate, for example a paper, in a corresponding printing machine, which can be present, for example, in a width of 20 cm to 2.5 m. After the corresponding pattern has been cured on the paper, for example by means of UV light or heat, the remaining islands of material 26 can be covered with a silicone film and the paper thus printed can be wound onto a roll with the silicone film and thus stored. With sheets of such printed paper can then be coated by means of a cylinder printing unit, for example, acrylic plates, which serve as an optical fiber element 12. This results in a laminate structure of paper sheet 28 and light guide element 12, in which the above-mentioned distance between the paper sheet 28 and the second main surface 22 of the light guide element 12 remains.
In Abwandlung kann als Bindemittel für die Reflexionsfarbe auch ein Silikonmaterial dienen, insbesondere eine elastische Silikonmasse, welche durch Zugabe eines Härters zu einem dünnflüssigeren Silikonöl gewonnen werden kann. Entspre- chend kann ein derartiges mit einem Härter versehenes Silikonöl, in welchem die Reflexionspartikel homogen verteilt sind, auf entweder die zweite Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 oder das weiße Papierblatt 28 aufgedruckt werden, so dass es sich nach dem Erhärten des dünnflüssigeren Silikonöls zu einer elastischen Silikonmasse entsprechende Materialinseln 26 ausbilden.Alternatively, a silicone material, in particular an elastic silicone compound, which can be obtained by adding a hardener to a less viscous silicone oil can serve as a binder for the reflection color. Correspondingly, such a silicone oil provided with a hardener, in which the reflection particles are homogeneously distributed, can be printed on either the second main surface 22 of the light guide plate 12 or the white paper sheet 28, so that it becomes elastic after hardening of the less viscous silicone oil Silicone compound corresponding material islands 26 form.
Die Reflexionspartikel haben, abhängig von dem durch die Materialinseln 26 bereitgestellten Volumen, einen Durchmesser von etwa 0,5 μm bis etwa 300 μm, bevorzugt von etwa 0,5 μm bis etwa 50 μm, nochmals bevorzugt von etwa 0,5 μm bis etwa 4 μm und besonders bevorzugt von etwa 2 μm.The reflective particles have a diameter of about 0.5 μm to about 300 μm, preferably from about 0.5 μm to about 50 μm, more preferably from about 0.5 μm to about 4, depending on the volume provided by the material islands 26 μm and more preferably about 2 μm.
Die Reflexionspartikel sind innerhalb des Bindemittels weit- gehend unbeweglich. Bei einem elastischen Bindemittel können sie sich jedoch mit dem Bindemittel verformen.The reflection particles are largely immobile within the binder. With an elastic binder, however, they may deform with the binder.
Abhängig von der Konzentration der Reflexionspartikel innerhalb des Trägermaterials der Materialinseln 26 kann bei ei- ner hier nicht eigens gezeigten Abwandlung auch auf das wei¬ ße Papierblatt 28 verzichtet werden und lediglich die Refle¬ xionsschicht 36 als Reflektorsubstrat verwendet werden. In diesem Fall liegt die Reflexionsschicht 36 entsprechend an den Materialinseln 26 an.
In den Figuren 3 bis 8 sind der Figur 2 entsprechende Schnitte von verschiedenen Abwandlungen der Lichtleitereinrichtung 10 gezeigt, wobei die Materialinseln 26 in Aufsicht in Richtung auf die zweite Hauptfläche 22 des Lichtleiter- elements 12 jeweils verschiedene Außenkonturen und Abstände voneinander haben. Entsprechend kann die Außenkontur der Materialinseln 26 beispielsweise derjenigen eines Kreises (Figuren 2 und 4), eines Halbkreises (Figur 5), eines Quadrats (Figur 3) oder eines Rechtecks (Figur 6 und 7) entsprechen. In Figur 8 sind Materialinseln 26 gezeigt, deren Außenkontur der lichten Außenkontur zweier voneinander beabstandeter Halbkreise entspricht, deren gerade Seiten sich gegenüberliegen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 sind die Materialinseln 26 rippenartig ausgebildet. Auch die Außen- kontur von anderen Polygonen kommt in Betracht.Depending on the concentration of the reflective particles within the carrier material the material islands 26 modification can in egg ner here not shown specifically also be dispensed with the white ¬ SSE paper sheet 28, and only the Refle ¬ xionsschicht 36 used as a reflector substrate. In this case, the reflection layer 36 abuts the material islands 26 accordingly. FIGS. 3 to 8 show sections of various modifications of the optical waveguide device 10 corresponding to FIG. 2, wherein the material islands 26 each have different outer contours and distances from each other in plan view in the direction of the second main surface 22 of the optical waveguide element 12. Correspondingly, the outer contour of the material islands 26 may correspond, for example, to that of a circle (FIGS. 2 and 4), a semicircle (FIG. 5), a square (FIG. 3) or a rectangle (FIGS. 6 and 7). In Figure 8, material islands 26 are shown, the outer contour of the clear outer contour of two spaced-apart semicircles corresponds, the straight sides facing each other. In the embodiment of Figure 6, the islands of material 26 are formed rib-like. The outer contour of other polygons is also considered.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 nimmt der Flächendeckungsgrad der Materialinseln 26 auf der zweiten Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 in Richtung von den Schmalflä- chen 16, 18 nach innen ab. Das heißt, die Abstände zwischen den Materialinseln 26 werden mit zunehmender Entfernung von den Schmalflächen 16, 18 in dieser Richtung größer. So wird im äußeren Randbereich der zweiten Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 anteilig mehr Licht von Materialinseln 26 reflektiert als im weiter innen liegenden Bereich, womit einem möglichen Intensitätsverlust des Lichts abhängig von der Entfernung von den Schmalseiten 16, 18 der Lichtleiterplatte 12 Rechnung getragen wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 4, the areal coverage of the material islands 26 on the second main surface 22 of the light guide plate 12 in the direction of the narrow surfaces 16, 18 decreases inwards. That is, the distances between the islands of material 26 become larger with increasing distance from the narrow surfaces 16, 18 in this direction. Thus, in the outer edge region of the second main surface 22 of the light guide plate 12 proportionally more light from material islands 26 is reflected as in the more inner area, thus a possible loss of intensity of the light depending on the distance from the narrow sides 16, 18 of the light guide plate 12 is taken into account.
Wenn die Materialinseln 26 die Außenkontur eines Halbkreises haben, wie es in Figur 5 gezeigt ist, können diese paarweise so angeordnet sein, dass die gerade verlaufenden Außenränder zweier Materialinseln 26 sich gegenüberliegen.If the material islands 26 have the outer contour of a semicircle, as shown in Figure 5, these may be arranged in pairs so that the straight outer edges of two material islands 26 are opposed.
Die Materialinseln 26 haben in Aufsicht in Richtung auf die
zweite Hauptflache 22 des Lichtleiterelements 12 gesehen, also in der Ebene der Materialinseln, eine radiale Erstreckung von etwa 0,01 mm bis etwa 100,0 mm, vorzugsweise von etwa 0,05 mm bis etwa 10,0 mm, nochmals bevorzugt von etwa 0,1 mm bis etwa 5,0 mm und besonders bevorzugt von etwa 0,2 mm bis 1,0 mm. Wenn Materialinseln 26 eine unregelmäßige Außenkontur haben, so kann als Bezugsgroße für ihre radiale Erstreckung die mittlere lichte Außenkontur der entsprechenden Materialinseln 26 herangezogen werden.The islands of material 26 have in supervision in the direction of second main surface 22 of the light guide element 12 seen, so in the plane of the islands of material, a radial extent of about 0.01 mm to about 100.0 mm, preferably from about 0.05 mm to about 10.0 mm, more preferably from about 0th , 1 mm to about 5.0 mm, and more preferably from about 0.2 mm to 1.0 mm. If material islands 26 have an irregular outer contour, the mean clear outer contour of the corresponding material islands 26 can be used as a reference variable for their radial extent.
Der Abstand zwischen zwei Materialinseln 26 betragt etwa 0,01 mm bis etwa 100,0 mm, bevorzugt etwa 0,05 mm bis etwa 10,0 mm, nochmals bevorzugt etwa 0,1 mm bis etwa 3,0 mm und besonders bevorzugt etwa 0,2 mm bis 1,0 mm.The distance between two islands of material 26 is about 0.01 mm to about 100.0 mm, preferably about 0.05 mm to about 10.0 mm, more preferably about 0.1 mm to about 3.0 mm and particularly preferably about 0 , 2 mm to 1.0 mm.
Eine gute Lichtreflexions- und Lichtleitwirkung der Lichtleitereinrichtung 10 liegt insbesondere vor, wenn das Verhältnis der radialen Erstreckung der Materialinseln 26 zu deren Abstand voneinander bei etwa 1 : 4 bis etwa 5 : 1 liegt. Dabei sollten in einem Volumen von 1 Liter des Tragermaterials nicht weniger als 0,5 g Reflexionspartikel, vorzugsweise Scandiumoxid 99,9% Weißpulver, verteilt sein. Bevorzugt sind in einem Volumen von 1 Liter des Tragermaterials etwa 0,5 g bis 25 g, nochmals bevorzugt etwa 1 g bis etwa 10 g und besonders bevorzugt etwa 1 g bis etwa 2,5 gA good light reflection and light-guiding effect of the optical waveguide device 10 is present in particular when the ratio of the radial extent of the material islands 26 to their distance from one another is approximately 1: 4 to approximately 5: 1. In this case, not less than 0.5 g of reflection particles, preferably scandium oxide 99.9% of white powder, should be distributed in a volume of 1 liter of the carrier material. Preferably in a volume of 1 liter of the carrier material about 0.5 g to 25 g, more preferably about 1 g to about 10 g and more preferably about 1 g to about 2.5 g
Reflexionspartikel, vorzugsweise Scandiumoxid 99,9% Weißpulver, verteilt.Reflective particles, preferably scandium oxide 99.9% white powder, distributed.
Zu den in den Figuren 3 bis 8 gezeigten Lichtleitereinrich- tungen 10 gilt im Übrigen das zu der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Lichtleitereinrichtung 10 Gesagte sinngemäß entsprechend .With regard to the optical waveguide devices 10 shown in FIGS. 3 to 8, by the way, the statements made with respect to the optical waveguide device 10 shown in FIGS. 1 and 2 also apply mutatis mutandis.
Wie bereits oben angesprochen, ist zwischen der zweiten Hauptflache 22 der Lichtleiterplatte 12, der dieser zuge-
wandten Außenfläche 30 des weißen Papierblatts 28 und den Materialinseln 26 das Lichtleit-Kanalsystem 32 ausgebildet. Licht, welches die Lichtleiterplatte 12 über ihre zweite Hauptfläche 22 in Richtung auf die Materialinseln 26 ver- lässt, wird teilweise durch die in den Materialinseln 26 vorhandenen Reflexionspartikel in viele Raumrichtungen mit einer Richtungskomponente parallel zur zweiten Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 reflektiert.As already mentioned above, between the second main surface 22 of the light guide plate 12, which is assigned to this outside surface 30 of the white paper sheet 28 and the material islands 26 formed the light guide channel system 32. Light which leaves the light guide plate 12 via its second main surface 22 in the direction of the material islands 26 is partially reflected by the reflection particles present in the material islands 26 in many spatial directions with a directional component parallel to the second main surface 22 of the light guide plate 12.
Abhängig vom Auftreffwinkel der Lichtstrahlen auf die zweite Hauptfläche 22 des Lichtleiterelements kann ein Teil des Lichts wieder in Richtung auf das weiße Papierblatt 28 reflektiert werden. Entsprechend kann Licht von dem weißen Papierblatt 28 in Richtung auf die Lichtleiterplatte 12 reflektiert werden, wobei es an der Fläche 30 des weißen Papierblatts zu weitgehender Reflexion kommt. Auf diese Weise wird ein Teil des Lichts innerhalb des Kanalsystems 32 weitergeleitet. Dabei wird Licht anteilig von Materialinseln 26 bzw. den darin verteilten Reflexionspartikeln reflektiert und so von einer Materialinsel 26 durch das Kanalsystem 32 hindurch zur nächsten Materialinsel 26 weitergeleitet.Depending on the angle of incidence of the light rays on the second main surface 22 of the light guide element, a part of the light can be reflected again in the direction of the white paper sheet 28. Accordingly, light from the white paper sheet 28 can be reflected toward the light guide plate 12, with wide reflection at the surface 30 of the white paper sheet. In this way, a portion of the light within the channel system 32 is forwarded. In this case, light is reflected in part by material islands 26 or the reflection particles distributed therein and thus passed on from a material island 26 through the channel system 32 to the next material island 26.
Durch die Reflexionspartikel aus Scandiumoxid oder einer anderen geeigneten Verbindung kommt es über die Erstreckung der zweiten Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 bzw. der Materialinseln 26 hinweg in homogener Weise zu Reflexionen, bei denen Licht um einen solchen Winkel umgelenkt wird, dass ein Teil davon beim Auftreffen auf die zweite Hauptfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 in diese eintritt und diese über deren erste Hauptfläche 14 als Nutzlicht wieder verlässt.The reflection particles made of scandium oxide or another suitable compound cause reflections in a homogeneous manner over the extent of the second main surface 22 of the light guide plate 12 or of the material islands 26, in which light is deflected at an angle such that a part thereof strikes upon impact on the second main surface 22 of the light guide plate 12 enters into this and leaves it on the first main surface 14 as useful light again.
Über das Kanalsystem 32 wird also in die Lichtleiterplatte 12 eingekoppeltes Licht gleichmäßig über die Erstreckung der Lichtleiterplatte 12 verteilt, welche so homogen Nutzlicht abgibt.
Diese Fähigkeit der Lichtleitereinrichtung 10, effektiv ein homogenes Nutzlicht zu erzeugen, kann z.B. bei Beleuchtungsvorrichtungen genutzt werden.Via the channel system 32, therefore, light coupled into the light guide plate 12 is distributed uniformly over the extent of the light guide plate 12, which emits so homogeneous useful light. This ability of the optical fiber device 10 to effectively produce a homogeneous useful light can be used, for example, in lighting devices.
Ein Beispiel einer solchen Beleuchtungsvorrichtung in Form einer Beleuchtungseinheit 42 ist in Figur 9 im Zusammenhang mit der Ausleuchtung eines Flüssigkristall-Paneels 44 gezeigt .An example of such a lighting device in the form of a lighting unit 42 is shown in FIG. 9 in connection with the illumination of a liquid crystal panel 44.
Die Beleuchtungseinheit 42 umfasst die Lichtleitereinrichtung 10 als sekundärlichtgekoppelten passiven Leuchtkörper sowie jeweils ein Gehäuse 46 bzw. 48 mit U-förmigem Querschnitt und hier nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehenen Stirnwänden, welche an den einander gegenüberliegenden Schmalflächen 16, 18 der Lichtleiterplatte 12 getragen sind. Die jeweils offene Seite des Gehäuses 46 bzw. 48 weist in Richtung der entsprechend benachbarten Schmalfläche 16 bzw. 18 der Lichtleiterplatte 12.The lighting unit 42 comprises the light guide device 10 as a secondary light-coupled passive lighting body and a respective housing 46 or 48 with U-shaped cross-section and not specifically provided with a reference end walls, which are supported on the opposite narrow surfaces 16, 18 of the light guide plate 12. The respective open side of the housing 46 or 48 points in the direction of the correspondingly adjacent narrow surface 16 or 18 of the light guide plate 12.
Die Gehäuse 46 bzw. 48 werden nachstehend lediglich am Beispiel des in Figur 9 oben zu erkennenden Gehäuses 46 erläutert. Die Ausführungen dazu gelten sinngemäß entsprechend für das in Figur 9 unten gezeigte Gehäuse 48.The housings 46 and 48 will be explained below only by the example of the housing 46 to be recognized in FIG. The statements on this apply mutatis mutandis to the case 48 shown in Figure 9 below.
Das Gehäuse 46 begrenzt mit der Schmalfläche 16 der Lichtleiterplatte 12 einen Innenraum 50, in welchem Leuchtmittel als Primär-Lichtquelle in Form von mehreren Halbleiterleuchtchips 52 angeordnet sind.The housing 46 defines, with the narrow surface 16 of the light guide plate 12, an interior space 50 in which light sources are arranged as a primary light source in the form of a plurality of semiconductor light chips 52.
Der Halbleiterleuchtchip 52 umfasst beispielsweise eine n- leitende Schicht aus n-GaN, oder n-InGaN sowie eine p- leitende Schicht aus einem III-V-Halbleitermaterial wie p- GaN. Zwischen einer solchen n-leitenden und einer solchen p- leitenden Schicht kann eine MQW-Schicht angeordnet sein. MQW
ist die Abkürzung für "Multiple Quantum Well". Ein MQW- Material enthalt ein Ubergitter, welches eine gemäß der U- bergitterstruktur veränderte elektronische Bandstruktur aufweist und entsprechende Licht bei anderen Wellenlangen emit- tiert. über die Wahl der MQW-Schicht lasst sich das Spektrum der von dem p-n-Halbleiterleuchtchip abgegebenen Strahlung gezielt beeinflussen.The semiconductor light-emitting chip 52 comprises, for example, an n-type layer of n-GaN or n-type InGaN and a p-type layer of a III-V semiconductor material such as p-type GaN. Between such an n-type and such a p-type layer, an MQW layer may be disposed. MQW is the abbreviation for "Multiple Quantum Well". An MQW material contains an interlayer which has an electronic band structure modified according to the sub-lattice structure and emits corresponding light at other wavelengths. By choosing the MQW layer, the spectrum of the radiation emitted by the pn-semiconductor luminescent chip can be selectively influenced.
Anstelle der Halbleiterleuchtchips 52 können auch andere Lichtquellen, wie beispielsweise Leuchtrohren vorgesehen sein. Derartige Leuchtrohren können als Kompaktleuchtstofflampen ausgebildet sein, welche auch unter dem Begriff Energiesparlampen oder CFL-Rohren bekannt sind. Auch Leuchtstofflampen oder Kaltkathodenrohren kommen als Leuchtrohren in Betracht. Kaltkathodenrohren sind auch unter dem Begriff CCFL-Rohren bekannt.Instead of the semiconductor luminescent chips 52, other light sources, such as fluorescent tubes may be provided. Such fluorescent tubes can be designed as compact fluorescent lamps, which are also known under the term energy-saving lamps or CFL tubes. Fluorescent lamps or cold cathode tubes are also suitable as fluorescent tubes. Cold cathode tubes are also known by the term CCFL tubes.
Der Innenraum 50 des Gehäuses 46 ist mit einer lichtleitenden Flüssigkeit in Form von flussigem Silikonol 54 gefüllt, welches in Figur 9 in Form von Kreisen angedeutet ist und von den Halbleiterleuchtchips 52 emittiertes Licht zur Schmalflache 16 der Lichtleiterplatte 12 leitet. Durch das Silikonol 54 wird zugleich von dem Halbleiterleuchtchip 52 erzeugte Warme nach außen, insbesondere zu den Wanden des Gehäuses 46, abgeführt.The interior 50 of the housing 46 is filled with a light-conducting liquid in the form of liquid silicone oil 54, which is indicated in FIG. 9 in the form of circles and directs light emitted by the semiconductor light chips 52 to the narrow surface 16 of the light guide plate 12. At the same time, heat generated by the semiconductor luminescent chip 52 is dissipated to the outside, in particular to the walls of the housing 46, by the silicone oil 54.
Der Halbleiterleuchtchip 52 aus p-GaN/n-InGaN strahlt bei Anlegen einer Spannung ultraviolettes Licht sowie blaues Licht in einem Wellenlangenbereich von 420 nm bis 480 nm ab. Um mit den Halbleiterleuchtchips 52 Weißlicht zu erzeugen, sind im Silikonol 54 feine Leuchtstoffpartikel 56 homogen verteilt, die aus Farbzentren aufweisenden transparenten Festkorpermaterialien hergestellt sind. Diese Leuchtstoffpartikel 56 sind in Figur 9 als Kreise angedeutet, welche kleiner sind als die das Silikonol 54 kennzeichnenden Krei-
se . Bei den Leuchtstoffpartikeln 56 kann es sich auch jeweils um eine Mischung mehrerer verschiedener Sorten von LeuchtstoffPartikeln handeln. Durch die geeignete Wahl von Leuchtstoffpartikeln bzw. von Leuchtstoffpartikelmischungen kann also die von den Halbleiterleuchtchips 52 emittierte Strahlung in eine Strahlung mit einem Spektrum umgewandelt werden, welches an ein Wunschspektrum angepasst ist. Wenn auf Leuchtstoffpartikel 56 verzichtet wird, strahlt die Beleuchtungseinheit 42 blaues Licht ab.The p-type GaN / n-InGaN semiconductor light emitting chip 52 irradiates ultraviolet light and blue light in a wavelength range of 420 nm to 480 nm when voltage is applied. In order to produce white light with the semiconductor luminescent chips 52, fine phosphor particles 56 are homogeneously distributed in the silicone oil 54 and are made of transparent solid-state materials comprising color centers. These phosphor particles 56 are indicated in FIG. 9 as circles, which are smaller than the circles which characterize the silicone oil 54. se. The phosphor particles 56 may each be a mixture of several different types of phosphor particles. By suitable choice of phosphor particles or of phosphor particle mixtures, therefore, the radiation emitted by the semiconductor light chips 52 radiation can be converted into a radiation having a spectrum which is adapted to a desired spectrum. If phosphor particles 56 are omitted, the lighting unit 42 emits blue light.
Mehrere Halbleiterleuchtchips 52 sind elektrisch parallel geschaltet und über zwei Versorgungsleitungen 58 und 60 mit Spannung beaufschlagbar. Dazu enden die Versorgungsleitungen 58 und 50 in von außen zugänglichen Anschlüssen. Die HaIb- leiterleuchtchips 52 können auch in Reihe geschaltet sein, wenn mit einer höheren Versorgungsspannung gearbeitete werden soll .Several semiconductor luminescent chips 52 are electrically connected in parallel and can be supplied with voltage via two supply lines 58 and 60. For this end the supply lines 58 and 50 in externally accessible connections. The light emitting phosphor chips 52 may also be connected in series when working with a higher supply voltage.
Die Innenwände des Gehäuses 46 sind mit einer Reflexions- Schicht 62 versehen, wodurch auch Licht, welches zunächst von den Halbleiterleuchtchips 52 in einer von der Lichtleiterplatte 12 weglaufende Richtung abgestrahlt wird, auf dieselbe bzw. auf deren Schmalfläche 16 reflektiert wird.The inner walls of the housing 46 are provided with a reflection layer 62, whereby light which is first emitted by the semiconductor luminescent chips 52 in a direction running away from the light guide plate 12 is reflected onto the same or onto its narrow surface 16.
Die Beleuchtungseinheit 42 ist in Figur 9 auf der Rückseite 64 des Flüssigkristall-Paneels 44 angeordnet. Der Rückseite 64 gegenüberliegend weist das Flüssigkristall-Paneel 44 eine Sichtseite 66 auf. Ein Flüssigkristall-Paneel, wie es bei¬ spielsweise in Flüssigkristall-Bildschirmen verwendet wird, ist an und für sich bekannt, weshalb an dieser Stelle auf eine nähere Erläuterung dazu verzichtet wird.The lighting unit 42 is arranged in FIG. 9 on the rear side 64 of the liquid crystal panel 44. Opposite the rear side 64, the liquid crystal panel 44 has a visible side 66. A liquid crystal panel, as it is used in ¬ example in liquid crystal screens, is in and of itself known, which is why at this point to a more detailed explanation is omitted.
Die Beleuchtungseinheit 42 ist so angeordnet, dass die erste Hauptfläche 14 der Lichtleiterplatte 12 parallel zum Flüs- sigkristall-Paneel 44 verläuft und in Richtung auf dessen
Rückseite 64 weist. Zwischen der ersten Hauptflache 14 der Lichtleiterplatte 12 und der Ruckseite 64 des Flussigkris- tall-Paneels 44 ist eine optische Koppelschicht 68 aus einem dickflüssigen Silikonol oder aus einer elastischen Silikon- masse vorgesehen. Das Silikonmaterial ist auch hier durch Kreise angedeutet.The illumination unit 42 is arranged such that the first main surface 14 of the light guide plate 12 extends parallel to the liquid crystal panel 44 and in the direction of the latter Rear side 64 points. Between the first main surface 14 of the light guide plate 12 and the back side 64 of the liquid crystal panel 44, an optical coupling layer 68 made of a thick silicone oil or of an elastic silicone mass is provided. The silicone material is also indicated here by circles.
Die optische Koppelschicht 68 aus der elastischen Silikonmasse kann durch Zugabe eines Harters zu einem dunnflussige- ren Silikonol gewonnen werden. Die optische Koppelschicht steht unmittelbar mit der ersten Hauptflache 14 der Lichtleiterplatte 12 und mit der Außenflache des Flussigkristall- Paneels 44 auf dessen Ruckseite 64 in Kontakt.The optical coupling layer 68 made of the elastic silicone composition can be obtained by adding a hardener to a more thin-flowing silicone oil. The optical coupling layer is in direct contact with the first main surface 14 of the light guide plate 12 and with the outer surface of the Flussigkristall- panel 44 on the rear side 64 in contact.
In einer Abwandlung kann die optische Koppelschicht 68 auch zu einem Harz, beispielsweise aus einem Epoxidharz oder einem Polyesterharz sein. In diesem Fall kann die optische Koppelschicht 68 durch Ausharten eines flussig aufgetragenen Harzes gewonnen werden, welchem ein Harter zugegeben wurde, wie es an und für sich bekannt ist.In a modification, the optical coupling layer 68 may also be a resin, for example, an epoxy resin or a polyester resin. In this case, the optical coupling layer 68 can be obtained by curing a liquid applied resin, to which a hardener has been added, as it is known per se.
Durch die Beleuchtungseinheit 42 wird über die erste Hauptflache 14 der Lichtleiterplatte 12 ein gleichmaßiges Licht hoher Intensität abgegeben, welches über die Koppelschicht 68 aus Silikonol bzw. einer viskosen Silikonmasse zu dem Flussigkristall-Paneel 44 übertragen wird und dieses von dessen Ruckseite 64 her beleuchtet.By means of the illumination unit 42, a uniform high-intensity light is emitted via the first main surface 14 of the light guide plate 12, which is transmitted via the coupling layer 68 of silicone oil or a viscous silicone composition to the liquid crystal panel 44 and illuminates it from its rear side 64.
Die Anwendung der Lichtleitereinrichtung 10 innerhalb einer Beleuchtungseinheit 42 zur Hintergrundbeleuchtung eines Flussigkristall-Paneels 44 soll hier nur als ein Beispiel für die Verwendung der Lichtleitereinrichtung 10 stehen.The use of the optical waveguide device 10 within a lighting unit 42 for backlighting a Flussigkristall-panel 44 is intended to be only an example of the use of the optical fiber device 10 here.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Beleuchtungsein- heit 42 - ohne Flussigkristall-Paneel 44 - als Lampe zum Be-
leuchten von Außen- oder Innenbereichen zu nutzen. Durch die große Reflexionswirkung und die damit verbundenen sehr guten Lxchtleiteigenschaften der Lxchtleitereinrichtung 10 können Beleuchtungseinheiten 42 geschaffen werden, die verhaltnis- maßig große Abmessungen haben, dabei jedoch nur Leuchtmittel 52 mit geringer Aufnahmeleistung benotigen.Another possibility is to use the lighting unit 42 - without liquid crystal panel 44 - as a lamp for lights from outside or inside areas. Due to the large reflection effect and the associated very good Lxchtleiteigenschaften the Lxchtleitereinrichtung 10 lighting units 42 can be created, which have relatively large dimensions, but need only bulbs 52 with low power consumption.
In einer Abwandlung kann das Flussigkristall-Paneel 44 auf der Sichtseite 66 mit hier nicht eigens gezeigten Mikrolin- sen versehen sein. So kann das austretende Licht sowohl gebündelt als auch umgelenkt werden, um den jeweiligen Anforderungen an die Lichtgestaltung gerecht zu werden. In diesem Fall entfallt die Koppelschicht 68, wobei die Lichtleiterplatte 12 und das Flussigkristall-Paneel 44 voneinander beabstandet bleiben.In a modification, the liquid-crystal panel 44 on the visible side 66 may be provided with microlenses not specifically shown here. Thus, the emerging light can be both bundled and redirected to meet the respective requirements of the lighting design. In this case, eliminates the coupling layer 68, wherein the light guide plate 12 and the Flussigkristall- panel 44 remain spaced apart.
So ist es beispielsweise möglich, eine Beleuchtungseinheit 42 mit einer Lichtleiterplatte 12 auszubilden, die eine Lange von 5 m, eine Breite von 10 cm bis 20 cm und eine Dicke von 1 mm bis 8 mm hat, wobei lediglich Leuchtmittel mit ei- ner Leistung von 2 W bis 5 W notig sind, um ein gleichmaßiges Nutzlicht von hoher Intensität über die erste Hauptflache 14 der Lichtleiterplatte 12 abstrahlen zu können. Dementsprechend können eine oder mehrere derartige Beleuchtungseinheit 42 zur effektiven Beleuchtung von Tunneln, Straßen oder Gebäuden, insbesondere von Industriehallen, genutzt werden.Thus, it is possible, for example, to form a lighting unit 42 with a light guide plate 12 having a length of 5 m, a width of 10 cm to 20 cm and a thickness of 1 mm to 8 mm, wherein only bulbs with a power of 2 W to 5 W are necessary in order to be able to radiate a uniform useful light of high intensity over the first main surface 14 of the light guide plate 12. Accordingly, one or more such lighting units 42 can be used for the effective illumination of tunnels, roads or buildings, in particular industrial halls.
Eine weitere Möglichkeit besteht z.B. darin, die Lichtlei- tereinrichtung 10 als sekundarlichtgekoppelten passiven Leuchtkorper in Verbindung mit wenigstens einem weiteren passiven Leuchtkorper zu nutzen, was in Figur 10 veranschaulicht ist.Another possibility is e.g. It is to use the Lichtlei- device 10 as secondary light-coupled passive Leuchtkorper in conjunction with at least one other passive Leuchtkorper, which is illustrated in Figure 10.
In Figur 10 ist eine Beleuchtungsanlage 100 mit mehreren Lichtleitereinrichtungen 70 bis 88 gezeigt, welche in ihrem
Aufbau der Lichtleitereinrichtung 10 entsprechen und teilweise unterschiedliche Abmessungen und Außenkonturen aufweisen .FIG. 10 shows a lighting system 100 with a plurality of optical waveguide devices 70 to 88, which in their Structure of the light guide device 10 correspond and partially have different dimensions and outer contours.
Die in Figur 10 nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehenen Schmalseiten der Lichtleitereinrichtungen 72, 74, 76, 78 und 84 stehen jeweils über ein Lichtleiterkabel 90, wie es an und für sich bekannt ist, mit einer zentralen Leuchteinheit 92 in Verbindung, deren die als Primär-Lichtquelle dient und deren emittiertes Licht über optische Koppelelemente 94 in die Lichtleiterkabel 90 eingekoppelt wird. Somit dienen alle Lichtleitereinrichtungen 70 bis 88 als passive Leuchtkörper .The narrow sides of the optical waveguide devices 72, 74, 76, 78 and 84, which are not specifically designated in FIG. 10, are in each case connected via an optical waveguide cable 90, as is known per se, to a central lighting unit 92, which is the primary one Light source is used and the emitted light is coupled via optical coupling elements 94 in the optical fiber cable 90. Thus, all optical fiber devices 70 to 88 serve as passive filaments.
Die zentrale Leuchteinheit 92 kann beispielsweise Halbleiterleuchtchips 52 oder sonstigen Lichtquellen umfassen, wie sie im Zusammenhang mit der Beleuchtungseinheit 42 beschrieben wurden, welche innerhalb eines weitgehend undurchsichtigen Gehäuses 96 angeordnet sind.The central lighting unit 92 can include, for example, semiconductor light chips 52 or other light sources, as described in connection with the lighting unit 42, which are arranged within a largely opaque housing 96.
Die Lichtleitereinrichtungen 70 und 72 stehen über ein weiteres Lichtleiterkabel 90' miteinander in Verbindung. Von der Lichtleitereinrichtung 70 über ihre Schmalfläche abgegebene Strahlung wird also in dieses Lichtleiterkabel 90' ein- gekoppelt und von der Lichtleitereinrichtung 70 zur Lichtleitereinrichtung 72 übertragen.The optical fiber devices 70 and 72 are connected to one another via a further optical fiber cable 90 '. Radiation emitted by the optical waveguide device 70 over its narrow surface is thus coupled into this optical waveguide cable 90 'and transmitted from the optical waveguide device 70 to the optical waveguide device 72.
Die Lichtleitereinrichtungen 78, 80 und 82 sind dagegen über Verbindungsstücke 98 miteinander verbunden, so dass in die Lichtleitereinrichtung 78 eingekoppeltes Licht in die Lichtleitereinrichtung 80 und von dort weiter in die Lichtleitereinrichtung 82 eingekoppelt wird. Die Lichtleitereinrichtungen 78, 80 und 82 sind somit nach Art einer Reihenschaltung angeordnet .
Auch die drei Lichtleitereinrichtungen 84, 86 und 88 sind über entsprechende Verbindungsstücke 94 miteinander verbunden. Dort wird in die mittig angeordnete Lichtleitereinrichtung 84 eingekoppeltes Licht zu den beiden die Lichtlei- tereinrichtung 84 seitlich flankierenden Lichtleitereinrichtungen 86 und 88 übertragen.By contrast, the optical waveguide devices 78, 80 and 82 are connected to one another via connecting pieces 98, so that light coupled into the optical waveguide device 78 is coupled into the optical waveguide device 80 and from there into the optical waveguide device 82. The optical waveguide devices 78, 80 and 82 are thus arranged in the manner of a series connection. The three optical fiber devices 84, 86 and 88 are connected to one another via corresponding connecting pieces 94. There, light coupled into the centrally arranged light guide device 84 is transmitted to the two light guide devices 86 and 88 laterally flanking the light guide device 84.
Gegebenenfalls kann zwischen den sich innerhalb eines Verbindungsstückes 98 gegenüberliegenden Schmalflächen zweier Lichtleitereinrichtungen ein lichtleitendes Material, wie z.B. Silikonöl, vorgesehen sein.Optionally, between the opposing narrow surfaces of two optical fiber devices within a connecting piece 98, a light-conducting material, such as e.g. Silicone oil, be provided.
Das die Lichtleitereinrichtungen 70 bis 88 über deren jeweilige erste Hauptfläche 14 verlassende Licht hat eine Inten- sität, die annähernd derjenigen der Leuchteinheit 92 bzw. von deren Lichtquellen entspricht.The light leaving the optical waveguide devices 70 to 88 via their respective first main surface 14 has an intensity which corresponds approximately to that of the luminous unit 92 or its light sources.
Mit einer solchen Beleuchtungsanlage 100, welche die zentrale Leuchteinheit 92 und mehrere Lichtleitereinrichtungen 70 bis 88 umfasst, wobei Letztere mit der zentralen Leuchteinheit 92 und/oder miteinander lichtleitend verbunden sind, kann eine beträchtlich große Fläche oder auch ein Gebäude mit einer Vielzahl von Räumen ausgeleuchtet werden.With such a lighting system 100, which comprises the central lighting unit 92 and a plurality of optical fiber devices 70 to 88, the latter being light-conducting connected to the central lighting unit 92 and / or one another, a considerably large area or even a building with a plurality of rooms can be illuminated ,
Wenn als zentrale Leuchteinheit 92 beispielsweise eineAs a central lighting unit 92, for example, a
Lichtquelle 52 mit Halbleiterleuchtchips verwendet wird, wie sie oben im Zusammenhang mit der Beleuchtungseinheit 42 erläutert wurden, so kann bei einer Leistungsaufnahme von z.B. 25 Watt eine Lichtintensität von 2125 Lumen an der zentralen Leuchteinheit 92 erreicht werden. Die Lichtleitereinrichtungen 70 bis 88 der Beleuchtungsanlage 100 können in diesem Fall jeweils Licht mit einer Intensität von etwa 2000 Lumen abgeben .Light source 52 is used with semiconductor light chips, as described above in connection with the lighting unit 42, so at a power consumption of e.g. 25 watts a light intensity of 2125 lumens at the central light unit 92 can be achieved. In this case, the light-conducting devices 70 to 88 of the lighting system 100 can each emit light with an intensity of approximately 2000 lumens.
Wie oben bereits erläutert wurde, kann bei der Herstellung
der Lichtleitereinrichtung 10 ein entsprechendes Muster aus einem mit Reflexionspartikeln versehenen, Siebdruck-fähigen Klebstoff mittels einer entsprechenden Druckmaschine auf das Reflektorsubstrat 28 aufgedruckt werden.As already explained above, in the production the optical waveguide device 10, a corresponding pattern of a provided with reflection particles, screen-printable adhesive by means of a corresponding printing press on the reflector substrate 28 are printed.
Der als Trägermaterial für die Reflexionspartikel dienende Klebstoff ist vorzugsweise nach dem Aushärten klar und optisch transparent. Neben den oben genannten Materialien Epoxidharz, Polyesterharz oder Silikonmaterial kann der Kleb- stoff auch aus einem auf Acrylat basierenden Material, insbesondere aus Polymethylmethacrylat, oder einem Dispersionsklebstoff oder einem UV-härtenden Klebstoff, wie beispielsweise einem Polyacrylat, gebildet sein.The adhesive serving as the carrier material for the reflection particles is preferably clear and optically transparent after curing. In addition to the abovementioned materials epoxy resin, polyester resin or silicone material, the adhesive can also be formed from an acrylate-based material, in particular from polymethyl methacrylate, or a dispersion adhesive or a UV-curing adhesive, such as a polyacrylate.
Der verwendete optische Klebstoff hat im ausgehärteten Zustand vorzugsweise einen Brechungsindex, welcher dem Brechungsindex der Lichtleiterplatte 12 annähernd entspricht.The used optical adhesive in the cured state preferably has a refractive index which approximately corresponds to the refractive index of the light guide plate 12.
Neben dem oben erläuterten Siebdruckverfahren können auch andere an und für sich bekannte Verfahren genutzt werden. Beispielsweise können Ink-Jet-Verfahren verwendet werden, wie sie beim Rapid-Prototyping und beim sogenannten 3D- Printing genutzt werden. Gegebenenfalls können so auch Materialinseln mit unterschiedlicher Zusammensetzung, beispiels- weise im Hinblick auf die Dichteverteilung der Reflexionspartikel und gegebenenfalls der Beimischung von Pigmentpartikeln und/oder Leuchtstoffen, in einem Vorgang auf das Reflektorsubstrat 28 aufgebracht werden.In addition to the screen printing method described above, other methods known per se can also be used. For example, ink-jet methods can be used, as used in rapid prototyping and in so-called 3D printing. Optionally, material islands of different composition, for example with regard to the density distribution of the reflection particles and optionally the admixture of pigment particles and / or phosphors, can thus also be applied to the reflector substrate 28 in one operation.
Mit Hilfe der oben erläuterten Lichtleitereinrichtung 10 können bei einer anderen Anwendung auch Hinweisschilder oder Dekorleuchten gefertigt werden. Dies wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels eines Hinweisschildes 102 erläutert, welches in Figur 11 gezeigt ist. Die nachfolgenden Ausführungen gelten für eine Dekorleuchte sinngemäß entspre-
chend .With the aid of the light guide device 10 explained above, signs or decorative lights can also be produced in another application. This will be explained below with reference to an exemplary embodiment of a sign 102, which is shown in FIG. 11. The following explanations apply mutatis mutandis to a decorative lamp right.
Das Hinweisschild 102 umfasst eine leicht abgewandelte Beleuchtungseinheit 42, wobei die Hauptfläche 14 der Lichtlei- terplatte 12 die Sichtfläche des Hinweisschildes 102 bildet. Die Abwandlung besteht darin, dass das Reflektorsubstrat 28 auf seiner den Materialinseln 26 zugewandten Außenfläche 30 einen Aufdruck 104 trägt. Dieser kann ein beliebiges, farbiges oder schwarz-weißes Bild sein. Der Aufdruck 104 muss da- bei keine ununterbrochene Schicht auf dem Reflektorsubstrat 28 bilden. Die Dicke des Aufdrucks 104 entspricht der Dicke des Druckauftrags bei an und für sich bekannten Druckverfahren, wie beispielsweise Offsetdruck oder Digitaldruck, und liegt im Bereich von etwa 1 μm.The sign 102 includes a slightly modified lighting unit 42, wherein the main surface 14 of the Lichtlei- terplatte 12 forms the visible surface of the sign 102. The modification consists in that the reflector substrate 28 carries an imprint 104 on its outer surface 30 facing the material islands 26. This can be any color or black and white image. The imprint 104 does not have to form an uninterrupted layer on the reflector substrate 28. The thickness of the print 104 corresponds to the thickness of the print job in per se known printing method, such as offset printing or digital printing, and is in the range of about 1 micron.
Vorzugsweise wird bei dem Hinweisschild 102 als Reflektorsubstrat 28 eine Folie, insbesondere eine weiße Kunststofffolie, verwendet. Auch das oben genannte Papierblatt oder die Spiegelfolie sind jedoch geeignet.Preferably, in the sign 102 as a reflector substrate 28, a film, in particular a white plastic film used. However, the above-mentioned paper sheet or mirror foil are also suitable.
Bei Tageslicht kann das Hinweisschild 102 nun genutzt werden, ohne dass die Halbleiter-Leuchtchips 52 betrieben werden. In diesem Fall sieht ein Betrachter des Hinweisschildes 14 das durch die Schicht mit den Materialinseln 26 und die Lichtleiterplatte 12 hindurchscheinende Bild des Aufdruckes 104.In daylight, the signpost 102 can now be used without the semiconductor light-emitting chips 52 are operated. In this case, an observer of the sign 14 sees the image of the imprint 104 shining through the layer with the material islands 26 and the light guide plate 12.
Bei Dunkelheit werden die Halbleiter-Leuchtchips 52 aktiviert und auf oben beschriebene Art und Weise Weißlicht in die Lichtleiterplatte 12 eingekoppelt. Der Aufdruck 104 ist dann für den Betrachter des Hinweisschildes 102 gut erkennbar an den Punkten, die von den Materialinseln 26 berührt werden. Dem Betrachter erscheint das Bild des Aufdrucks 104 dann gerastert.
Bei der Herstellung des Hinweisschildes 102 wird vor dem Aufdrucken der Materialinseln 26 das Reflektorsubstrat 28 in an und für sich bekannter Weise mit dem Aufdruck 104 versehen .In the dark, the semiconductor light-emitting chips 52 are activated and coupled in the manner described above, white light in the light guide plate 12. The imprint 104 is then clearly visible to the viewer of the sign 102 at the points that are touched by the material islands 26. The viewer then sees the image of the imprint 104 rasterized. In the production of the sign 102, the reflector substrate 28 is provided in a manner known per se with the imprint 104 before the printing of the material islands 26.
Bei einer Abwandlung des Hinweisschildes 102 kann auch auf den Aufdruck 104 verzichtet und das wiederzugebende Bild durch eine entsprechende Anordnung der Materialinseln 26 auf einem hellen oder weißen Reflektorsubstrat 28 gebildet wer- den. Alternativ kann auch der Aufdruck 104 hell oder weiß ausgebildet sein. Das menschliche Auge kann bei aktiven Halbleiter-Leuchtchips 52 den Helligkeitsunterschied zwischen den Bereichen mit Materialinseln 26 und den Bereichen ohne die Materialinseln 26 erkennen.In a modification of the sign 102, the imprint 104 can be dispensed with and the image to be displayed can be formed by a corresponding arrangement of the material islands 26 on a light or white reflector substrate 28. Alternatively, the imprint 104 may be light or white. The human eye, with active semiconductor light emitting chips 52, can detect the difference in brightness between the areas of islands of material 26 and the areas without the islands of material 26.
Auf diese Weise erscheinen die Materialinseln 26 einem Betrachter des Hinweisschildes 102 als helle Bereiche, wenn Licht in die Lichtleiterplatte 12 eingekoppelt wird, wogegen die Bereiche zwischen den Materialinseln 26 dunkel wirken. Bei entsprechender Anordnung der Materialinseln 26 kann bei aktiven Halbleiter-Leuchtchips 52 ein gerastertes Bild erzeugt werden. Ohne Lichteinkopplung ist in diesem Fall jedoch kein Bild zu erkennen.In this way, the islands of material 26 appear to a viewer of the sign 102 as bright areas when light is coupled into the light guide plate 12, whereas the areas between the islands of material 26 appear dark. With an appropriate arrangement of the islands of material 26, a screened image can be generated with active semiconductor light-emitting chips 52. Without light coupling, however, no image can be recognized in this case.
Wenn anstelle der planen Lichtleiterplatte 12 Lichtleiterelemente 12 mit anderen als ebenen Geometrien verwendet werden, können Leuchteinrichtungen 10 und entsprechend auch Hinweisschilder 102 als Zylinder, Teilzylinder, Kegel, Kegelstumpf, Wellplatten und dergleichen ausgebildet werden.
If instead of the planar light guide plate 12 light guide elements 12 are used with other than planar geometries, lighting devices 10 and, accordingly, signs 102 as cylinders, part cylinders, cones, truncated cone, corrugated sheets and the like can be formed.
Claims
1. Lichtleitereinrichtung mit1. optical fiber device with
a) einem Lichtleitelement (12), welches durch eine erste Hauptfläche (14) und eine zu dieser parallel beabstandete zweite Hauptfläche (22) begrenzt ist;a) a light guide element (12) which is delimited by a first main surface (14) and a second major surface (22) spaced parallel thereto;
b) einer Reflexionseinrichtung (24), welche auf der Seite der zweiten Hauptfläche (22) des Lichtleiterelements (12) angeordnet ist und mittels welcher Licht wenigstens in Richtung auf das Innere des Lichtleiterelements (12) reflektierbar ist,b) a reflection device (24), which is arranged on the side of the second main surface (22) of the light guide element (12) and by means of which light at least in the direction of the interior of the light guide element (12) is reflective,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
c) die Reflexionseinrichtung (24) Materialinseln (26) aus einem vorzugsweise transparenten Reflexionsmaterial umfasst.c) the reflection means (24) comprises islands of material (26) made of a preferably transparent reflection material.
2. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialinseln (26) im2. Optical fiber device according to claim 1, characterized in that the material islands (26) in
Wesentlichen regelmäßig angeordnet sind.Essentially arranged regularly.
3. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsmaterial3. optical fiber device according to claim 1 or 2, characterized in that the reflection material
Reflexionspartikel umfasst.Includes reflection particles.
4. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionspartikel eine oder mehrere der nachfolgenden Verbindungen umfassen: Scandium- oxid, Lanthanoxid, Ceroxid, Präseodymoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid, Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Erbiumoxid, Thuliumoxid, Ytterbiumoxid, Lutetiumoxid.4. Optical fiber device according to claim 3, characterized in that the reflection particles comprise one or more of the following compounds: scandium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, preseodymium oxide, neodymium oxide, samarium oxide, europium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, thulium oxide, Ytterbium oxide, lutetium oxide.
5. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nur Reflexionspartikel aus reinem Scandiumoxid oder reinem Ytterbiumoxid vorgesehen sind.5. optical fiber device according to claim 4, characterized in that only reflection particles of pure scandium oxide or pure ytterbium oxide are provided.
6. Lichtleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflexionsmaterial ein Trägermaterial umfasst, in welchem die Reflexions- partikel im Wesentlichen homogen verteilt sind.6. optical fiber device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the reflection material comprises a carrier material in which the reflection particles are substantially homogeneously distributed.
7. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein Harz, insbesondere ein Epoxidharz oder ein Polyesterharz, ist.7. optical fiber device according to claim 6, characterized in that the carrier material is a resin, in particular an epoxy resin or a polyester resin.
8. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein8. optical fiber device according to claim 6, characterized in that the carrier material a
Silikonmaterial, insbesondere eine elastische Silikonmasse, ist.Silicone material, in particular an elastic silicone composition, is.
9. Lichtleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis9. optical fiber device according to one of claims 1 to
8, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialinseln (26) wenigstens die zweite Hauptfläche (22) des Lichtleiterelements (12) kontaktieren.8, characterized in that the material islands (26) contact at least the second main surface (22) of the light guide element (12).
10. Lichtleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis10. optical fiber device according to one of claims 1 to
9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionseinrichtung (24) ein Reflektorsubstrat (28) umfasst, welches auf der von dem Lichtleiterelement (12) (12) abliegenden Seite der Materialinseln (26) angeordnet ist.9, characterized in that the reflection device (24) comprises a reflector substrate (28), which is arranged on the side remote from the light guide element (12) (12) of the material islands (26).
11. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialinseln (26) von dem11. Optical fiber device according to claim 10, characterized in that the material islands (26) of the
Reflektorsubstrat (28) getragen sind. Reflector substrate (28) are worn.
12. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorsubstrat (28) einen farbigen oder schwarz-weißen Aufdruck (104), insbesondere auf der den Materialinseln (26) zugewandten Seite, trägt.12. Optical fiber device according to claim 10, characterized in that the reflector substrate (28) has a colored or black-and-white imprint (104), in particular on the material islands (26) facing side carries.
13. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorsubstrat (28] von dem Lichtleiterelement (12) beabstandet ist.13. Optical fiber device according to claim 10 or 12, characterized in that the reflector substrate (28) from the light guide element (12) is spaced.
14. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Reflektorsubstrat (28) und dem Lichtleiterelement (12) etwa 1 μm bis etwa 1 mm, bevorzugt etwa 5 μm bis etwa 100 μm, nochmals bevorzugt etwa 8 μm bis etwa 20 μm und besonders bevorzugt etwa 14 μm beträgt.14. Optical fiber device according to claim 13, characterized in that the distance between the reflector substrate (28) and the light guide element (12) about 1 .mu.m to about 1 mm, preferably about 5 .mu.m to about 100 .mu.m, more preferably about 8 .mu.m to about 20 μm and more preferably about 14 μm.
15. Lichtleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorsubstrat (28) ein weißes Papierblatt (28) ist.15. Optical fiber device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the reflector substrate (28) is a white paper sheet (28).
16. Lichtleitereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Papierblatt (28) ein16. optical fiber device according to claim 15, characterized in that the paper sheet (28) a
Flächengewicht von 50 g/m2 bis 200 g/m2, bevorzugt von 80 g/m2 bis 170 g/m2, bevorzugter von 100 g/m2 bis 150 g/m2 und besonders bevorzugt von 120 g/m2 hat.Basis weight from 50 g / m 2 to 200 g / m 2 , preferably from 80 g / m 2 to 170 g / m 2 , more preferably from 100 g / m 2 to 150 g / m 2 and particularly preferably from 120 g / m 2 Has.
17. Lichtleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexions- einrichtung (24) eine Reflexionsschicht (36), insbesondere eine Spiegelfolie oder eine Reflexionsschicht (36) aus Metall, insbesondere aus Aluminium, umfasst, welche auf der von dem Lichtleiterelement (12) abliegenden Seite des Reflektorsubstrats (28) angeordnet ist. 17. Lightguide device according to one of claims 10 to 16, characterized in that the reflection device (24) comprises a reflection layer (36), in particular a mirror foil or a reflection layer (36) of metal, in particular of aluminum, which on the the light guide element (12) remote from the reflector substrate (28) is arranged.
18. Lichtleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Materialinseln (26) in18. Optical fiber device according to one of claims 1 to 17, characterized in that material islands (26) in
Aufsicht in Richtung auf die zweite Hauptfläche (22) des Lichtleiterelements (12) eine Außenkontur haben, welche der Außenkontur eines Kreises, eines Halbkreises, einer Ellipse, eines Rechtecks, eines Quadrats oder eines sonstigen Polygons entspricht.Supervision in the direction of the second main surface (22) of the light guide element (12) have an outer contour which corresponds to the outer contour of a circle, a semicircle, an ellipse, a rectangle, a square or other polygon.
19. Lichtleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Materialinseln (26) in Aufsicht in Richtung auf die zweite Hauptfläche (22) des Lichtleiterelements (12) eine radiale Erstreckung von etwa 0,01 mm bis etwa 100,0 mm, bevorzugt von etwa 0,05 mm bis etwa 10,0 mm, nochmals bevorzugt von etwa 0,1 mm bis etwa 5,0 mm und besonders bevorzugt von etwa 0,2 mm bis 1,0 mm haben.19. Optical fiber device according to one of claims 1 to 18, characterized in that material islands (26) in plan view in the direction of the second main surface (22) of the light guide element (12) has a radial extent of about 0.01 mm to about 100.0 mm , preferably from about 0.05 mm to about 10.0 mm, more preferably from about 0.1 mm to about 5.0 mm, and particularly preferably from about 0.2 mm to 1.0 mm.
20. Lichtleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis20. Optical fiber device according to one of claims 1 to
19, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei Materialinseln (26) etwa 0,01 mm bis etwa 100,0 mm, bevorzugt etwa 0,05 mm bis etwa 10,0 mm, nochmals bevorzugt etwa 0,1 mm bis etwa 3,0 mm und besonders bevorzugt etwa 0,2 mm bis 1,0 mm beträgt.19, characterized in that the distance between two islands of material (26) is about 0.01 mm to about 100.0 mm, preferably about 0.05 mm to about 10.0 mm, more preferably about 0.1 mm to about 3, 0 mm, and more preferably about 0.2 mm to 1.0 mm.
21. Lichtleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis21. Optical fiber device according to one of claims 1 to
20, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleiterelement20, characterized in that the light guide element
(12) aus Glas oder Acrylglas oder Epoxidharz gefertigt ist.(12) is made of glass or acrylic glass or epoxy resin.
22. Beleuchtungsvorrichtung mit einem passiven Leuchtkörper22. Lighting device with a passive lamp
(10; 70, 72, 74, 76, 78, 80), in welchen von Primär- Leuchtmitteln (52; 92) emittiertes Licht einkoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der passive Leuchtkörper (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80) eine Lichtleitereinrichtung (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 ist. (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80), in which light emitted by primary lighting means (52; 92) can be coupled in, characterized in that the passive lighting body (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80) is a light guide device (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80) according to one of claims 1 to 21.
23. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass von den Leuchtmitteln (52; 92)23. Lighting device according to claim 22, characterized in that of the lighting means (52; 92)
emittiertes Licht in das Lichtleiterelement (12) einkoppelbar ist.emitted light in the light guide element (12) can be coupled.
24. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer passiver Leuchtkörper (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80) vorgesehen ist.24. Lighting device according to claim 22 or 23, characterized in that at least one further passive luminous body (10; 70, 72, 74, 76, 78, 80) is provided.
25. Verfahren zum Herstellen einer Lichtleitereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, welches folgende Schritte umfasst:25. A method for producing a light guide device (10) according to any one of claims 1 to 20, comprising the following steps:
a) Bereitstellen eines Klebstoffmaterials;a) providing an adhesive material;
b) Vermischen des Klebstoffmaterials mit Reflexions- Partikeln, so dass die Reflexionspartikel imb) mixing the adhesive material with reflection particles, so that the reflection particles in the
Trägermaterial im Wesentlichen homogen verteilt sind;Carrier material are distributed substantially homogeneously;
c) Aufbringen von Materialinseln (26) aus dem Klebstoffmaterial mit in diesem verteilten Reflexionspartikeln auf ein Substrat (28);c) applying material islands (26) of the adhesive material with reflection particles distributed therein to a substrate (28);
d) Beschichten eines Lichtleiterelements (12) mit dem die Materialinseln (26) tragenden Substrat (28) derart, dass die Materialinseln (26) zwischen dem Substrat (28] und dem Lichtleiterelement (12) angeordnet sind.d) coating a light guide element (12) with the substrate (28) carrying the material islands (28) such that the islands of material (26) between the substrate (28] and the light guide element (12) are arranged.
26. Verfahren nach Anspruch 25, bei welchem das Substrat26. The method of claim 25, wherein the substrate
(28) eine Kunststofffolie, insbesondere eine weiße Kunststofffolie, eine Spiegelfolie oder ein Blatt Papier ist. (28) is a plastic film, in particular a white plastic film, a mirror foil or a sheet of paper.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebstoffmaterial aus einem der nachfolgenden Materialien gebildet ist: Epoxidharz; Polyesterharz; Silikonmaterial, insbesondere eine elastische Silikonmasse; auf Acrylat basierendes Material, insbesondere Polymethylmethacrylat ; Dispersionsklebstoff oder CJV- hartender Klebstoff, wie beispielsweise ein Polyacrylat.27. The method according to claim 25 or 26, characterized in that the adhesive material is formed from one of the following materials: epoxy resin; Polyester resin; Silicone material, in particular an elastic silicone compound; acrylate based material, especially polymethyl methacrylate; Dispersion adhesive or CJV-curing adhesive, such as a polyacrylate.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, bei welchem das Substrat (28) vor dem Aufbringen der Materialinseln (26) in Schritt c) mit einem Aufdruck (104) versehen wird.28. The method according to any one of claims 25 to 27, wherein the substrate (28) before applying the material islands (26) in step c) is provided with an imprint (104).
29. Verfahren nach Anspruch 28, bei welchem der Aufdruck29. The method of claim 28, wherein the imprint
(104) aus einem hellen Material und flachig ausgebildet wird.(104) is formed of a bright material and flat.
30. Verfahren nach Anspruch 28, bei welchem der Aufdruck (104) derart ausgebildet ist, dass er ein schwarzweißes oder ein farbiges Bild wiedergibt.30. The method of claim 28, wherein the imprint (104) is adapted to render a black-and-white or a color image.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 30, bei welchem das Aufbringen der Materialinseln (26) auf das Substrat (28) in Schritt c) mittels eines Siebdruckverfahrens erfolgt.31. The method according to any one of claims 25 to 30, wherein the application of the material islands (26) on the substrate (28) in step c) by means of a screen printing process.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 31, bei welchem das Beschichten des Lichtleiterelements (12) mit dem die Materialinseln (26) tragenden Substrat (28) in Schritt d) mittels eines Laminierverfahrens erfolgt. 32. The method according to any one of claims 25 to 31, wherein the coating of the light guide element (12) with the material islands (26) carrying the substrate (28) in step d) by means of a lamination process.
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