[发明专利]用于耦合出光的板状光学元件

说明书

给出对具有透明的板状光学波导件(12)的光学元件(10)的描述，板状光学波导件(12)具有带有用于耦合出光的突起(22)和/或凹陷的表面结构。透明盖板(14)布置成与光学波导件(12)平行且相距一定距离。为了获得元件，该元件首先旨在用于耦合出光并且其次可以用作例如用于窗的透明元件，在盖板(14)的至少一个表面上和/或在光学波导件(12)的表面(20)上设置有具有多个突起(34)的减反射纳米结构(30)。

技术领域

本发明涉及光学元件。具体地，本发明涉及具有透明的板状光学波导件的光学元件，该光学波导件具有用于耦合出光的突起和/或凹陷的表面结构。

背景技术

具有用于耦合出光的表面结构的透明的板状光学波导件是众所周知。板状光学波导件可以用于例如在光学波导件内横向地引导所耦合的光并且然后将所述光在表面结构的突起上耦合出。以这种方式，可以获得期望的平面照明效果。

WO 2011/067719 A1描述了一种能够发光的窗元件。光学波导件被设置成通过全反射引导光源的光。散射结构或输出耦合结构被布置在光学波导件的表面上以从光学波导件耦合出光。输出耦合结构布置在光学波导件与玻璃嵌板之间，以使得在突起与突起之间、在光学波导件与玻璃嵌板之间形成光学波导件与玻璃嵌板不接触的区域。输出耦合结构可以用作光学波导件与玻璃嵌板之间的间隔件。在光学波导件的相反一侧上可以设置有另一玻璃嵌板。

DE 199 15 209 A1描述了一种用于平板显示器的背光照明的具有光学波导板的装置，该光学波导板在一个侧表面上具有梯形或矩形微结构，而在另一个侧表面上布置有反射器。光学波导板由透明材料——优选地，PMMA——构成。在较窄侧布置有杆状光源，其中，光从该光源耦合到光学波导板中并在光学波导板中以全反射扩散。梯形或矩形微结构用于从光学波导板耦合出光。在一个实施方式中，侧表面上布置有锯齿形膜，并且该锯齿形膜在其面向光学波导板的一侧具有由微棱镜构成的结构，所述结构用于将通过矩形或梯形结构从光学波导板耦合出的光转向朝向显示器。

发明内容

可以认为本发明的目的是提出一种光学元件，一方面，该光学元件用于耦合出光，并且另一方面，该光学元件可以用作例如用于窗的透明元件。

该目的通过本申请的光学元件来实现。本申请还涉及本发明的有利实施方式。

根据本发明，提供了一种由透明材料例如玻璃或透明塑料构成的板状光学波导件。在板状光学波导件的至少一侧上设置有带有用于耦合出光的多个突起和/或凹陷的表面结构。各种各样的形状例如规则布置的或随机分布的突起和/或凹陷可以用作输出耦合结构，所述突起和/或凹陷适于从光学波导件耦合出光，否则所述光将在表面上经历全反射。

根据本发明，透明盖板被布置成与光学波导件平行，该透明盖板也由例如玻璃或透明塑料构成。盖板位于相距光学波导件的一微小距离处，从而在盖板与光学波导件之间形成自由区域。优选地，该距离足够大以使得在表面结构上光的引导和耦合出光基本上不受影响。盖板用于保护表面结构免受例如污物或机械损坏。

根据本发明，至少在光学波导件的一个表面上和/或在盖板的一个表面上——优选地在盖板面对光学波导件和/或在光学波导件面对盖板的表面上——设置有具有多个突起和/或凹陷的减反射纳米结构。

这防止形成破坏性反射。这特别是在光学元件用作透明结构元件例如用作窗玻璃时起作用。通过特别地在盖板与光学波导件之间所形成的空间的彼此相对的边界表面中的一个边界表面或优选地两个边界表面上的减反射纳米结构，破坏性反射被显著降低并在理想情况下被完全避免。

为了例如作为窗玻璃使用，优选地，光学元件对边长例如各自大于10cm、优选地大于30cm的较大区域进行覆盖。例如，大于100cm边长的更大尺寸也是可能的。