[发明专利]具有扩展发光表面的灯光单元

说明书

灯光单元包括光源；平坦配光主体，有设置在其相对侧上的第一和第二主要表面，光源被定位在其外侧，光源发射的光耦合至其中并经第一和第二主要表面处的全内反射在其内传播，第一主要表面有表面不平整部，以入射角到达表面不平整部的光相对于第一主要表面以不同于入射角的反射角反射，反射角允许光耦合出其，第一主要表面总不平整比率被限定为第一主要表面上表面不平整部的组合面积除以第一主要表面总面积，并区域性不平整比率被限定为第一主要表面子区域中表面不平整部子集的组合面积除以第一主要表面子区域的总面积，第一主要表面有至少一个正方形子区域，其面积为第一主要表面总面积的10%并正方形子区域区域性不平整比率比总不平整比率高至少50%。

发明领域

本发明涉及了具有扩展发光表面的灯光单元。具体来说，本发明涉及了具有扩展发光表面的飞机内部灯光单元，诸如通常用来向乘客传达信号的飞机内部灯光单元，如出口灯光单元或盥洗室信号灯单元。

发明背景

对于出口灯光单元，《联邦航空条例》(FAR)要求更均匀的光强分布。具体来说，FAR为扩展发光表面上出口灯光单元的最亮部分与出口灯光单元的最不明亮部分之间的比率设定限值。此比率的示例性的限值为3。为了满足此类限值，现有技术方法已采用了极复杂的光学结构，这种光学结构常常采用大量光源。此类方法已证明为就它们的效率以及它们的可靠性而言是无法令人满意的。

因此，提供能够满足此类光强比率要求、具有改进效益并具有可接受可靠性的飞机内部灯光单元将会是有益的。

发明概述

本发明的示例性实施方案包括一种具有扩展发光表面的灯光单元，所述灯光单元包括：光源；以及平坦配光主体，所述平坦配光主体具有设置在所述平坦配光主体的相对侧上的第一主要表面和第二主要表面，其中所述光源被定位在所述平坦配光主体外侧，其中所述光源发射的光耦合至所述平坦配光主体中并且经由在所述第一主要表面和所述第二主要表面处的全内反射在所述平坦配光主体内传播，其中所述第一主要表面具有多个表面不平整部，其中以一入射角度到达表面不平整部的光相对于所述第一主要表面以不同于所述入射角度的反射角度反射，其中所述反射角度允许所述光耦合出所述平坦配光主体，以及其中所述第一主要表面的总不平整比率被限定为所述第一主要表面上的所述多个表面不平整部的组合面积除以所述第一主要表面的总面积，并且其中区域性不平整比率被限定为所述第一主要表面的子区域中的所述多个表面不平整部的子集的组合面积除以所述第一主要表面的所述子区域的总面积，其中所述第一主要表面具有至少一个正方形子区域，所述正方形子区域的面积为所述第一主要表面的所述总面积的10％并且所述正方形子区域区域性不平整比率比所述总不平整比率高至少50％。

以显著不同于所述表面不平整部均匀分布的方式来分布所述表面不平整部允许实现所述灯光单元的高度均匀的输出光强分布。这可通过将根据上述示例性实施方案的灯光单元的高度不均匀的分布与表面不平整部的均匀分布的假想情况进行比较来最佳解释。表面不平整部是将光耦合出平坦配光主体的有效方式，其中在缺少此类表面不平整部时，光是经由全内反射陷入在第一主要表面与第二主要表面之间。通过改变穿过平坦配光主体传播的路径，表面不平整部更改光相对于主要表面的低于临界角的角度，这使得光能耦合出。以此方式，形成在表面不平整部周围的局部化区，在此区中，光离开了灯光单元。在第一主要表面上的表面不平整部的均匀分布的假想情况下，不同量的光在不同表面不平整部处耦合出。光的这种不均匀耦合出的原因是光源和平坦配光主体的相对定位以及平坦配光主体的特定几何形状。这两个因素导致了以下情况：更多光到达了某些表面不平整部，而较少光到达其他表面不平整部。当表面不平整部提供用于局部发光区域时，则会导致总体高度不均匀的输出光强分布。通过提供具有密度大大增加的表面不平整部和/或大小大大增加的表面不平整部的至少一个子区域，此子区域中的光发射相较于上述假想情况增加。通过提供具有比总不平整比率高至少50％的区域性不平整比率的至少一个这样的子区域，可使输出光强分布更接近于表面不平整部的均匀分布的上述假想情况中存在的均匀光强分布。换句话说，在第一主要表面上提供不同区域性不平整比率允许使灯光单元的输出光强分布更接近于均匀输出光强分布。这又允许实现光强比率要求，例如由FAR所要求。