[发明专利]光发射的光机械系统，该系统的光学耦合器及带该系统的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于将光发射到光学介质（光导或提取器）的光机械系统、此类系统的 光学耦合器以及带所述系统的照明装置。

更确切地，本发明涉及光机械系统，其用于将光发射到薄的光学介质，且其光学收 集器是由一束光纤形成，这些光纤形成薄的光发射带，尤其用于将光发射到薄的光提取介 质中，所述光提取介质是包括光纤的发光织物。

背景技术

例如在专利FR2859737中描述的发光织物技术中，通过有机光纤与纺织纤维的 织造来制造照明表面。

专利申请WO2007/003857A描述了光发射的光机械系统，其涉及借助于能够侧向 地发光的光纤带通过逆光照明的显示板（广告）的领域。

如图1所示，信息板会在厚度方面呈现非常小的尺寸。此信息板的前面因此包括通 过光源进行逆光照明的广告信息载体。此光源包括光纤带，其放置成与载体的背面相对。

如图2所示，每个光纤的端部聚集在聚集环中，该聚集环能够将每根光纤相对于彼 此保持在确定的位置中。不同的聚集环放置在设置于轨道中的壳体内部。此轨道准许将聚 集环定位成与点光源相对，同时还准许该光纤带展开。点光源布置在机械载体上。

如图3所示（大致复制在本申请中且重新编号为图1），光学系统11'仅在聚集环6' 的方向上集中点光源9'所发射的光束。此类光学系统11'包括定心支撑件12'，以便允许将 光学系统自动放置在点光源9'的光轴上。此外，对准机构20'允许将聚集环6'放置在光源9' 的光轴上。实际上，对准机构20'与附接至轨道7'的壳体10'协作，从而允许将聚集环6'放置 成与光源9'相对。然后，螺帽21'允许相对于轨道7'固定聚集环6'。

然而，事实证明，亮度的空间均匀性并不令人满意，而其是这些发光表面的一项重 要参数。

因此，所描述的方案不适合于同时需要效率和均匀性两者的照明应用，尤其是功 能性的照明应用。

所描述的发射系统仍然还是相当笨重，而且设计和制造均相当复杂。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种用于将光发射到薄的光学介质中的系统，其允许 同时最大化能量效率（lm/W），因此最大化入射在光学收集器（优选的是聚集环中的光纤束） 上并且容纳在光学收集器的数字开口中的光通量，与此同时优化发射的空间均匀性质，所 述系统应当保持与行业要求（制造公差、成本和简单度）兼容、稳健（影响光学性能的机械应 力），并且尽可能紧凑（由此还减小照明装置的最终体积）。

当然，光至收集器处然后至发射带的有效发射，以及至收集器处然后至发射带处 的发射均匀性，是最终获得针对薄照明装置所期望的性能的两个必要条件：

-光学性能：特别地，发光效率高于40lm/W，以与目前市售的光源相比倾向于能量相 对经济的照明；为此，优选地同时实现以下各项：高于40%的发射效率，发光效率高于130 lm/W且光提取效率高于80%的点光源；

-照明品质：发光表面的亮度的空间均匀性。

为此目的，本发明的第一目标是一种光发射的光机械系统，尤其发射至薄的光学 介质（厚度小于2cm，并且优选地是亚厘米级），所述系统包括：

-光学耦合器（能够形成光准直仪和光集中器），其包括具有（中心）轴线Oz的（透明的 并且优选旋转对称的）本体（优选地由所述本体组成），O是光学耦合器入口的中心，包括整 体成型的（优选地由其组成）：

-透镜，其（中心）轴线与轴线Oz重合，最大宽度W优选地为亚厘米级或者优选地为毫米 级，所述透镜包括（优选地由其组成）：

-凸形的入口面（因此朝向耦合器的入口弯曲、凸起），特别地，其径向尺寸R₁小于5 mm，并且优选地大于1.0mm，所述入口面优选地旋转对称，特别地还通过在轴线Oz上称为h_e的中心尺寸限定：

-凸形的中心出口面（因此朝向耦合器的出口弯曲、凸起），其通过在轴线Oz上的中心 尺寸限定，该中心尺寸称为H，并且优选地小于W，尤其为亚厘米级，甚至更优选地为毫米级， 或者甚至更优选地小于5mm，且径向尺寸为R_A（特别地，小于2.5mm并且优选地大于0.5 mm），所述中心出口面优选地旋转对称（圆顶等）；