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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Lichtleiter
zum Übertragen
und/oder Verteilen von Licht. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung
einen Lichtleiter, der Licht durch innere Totalreflexion transportiert.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Lichtleiter
(d. h., Lichtröhren,
Lichtkanäle oder
Lichtrohre) werden gewöhnlich
verwendet, um Licht mit verhältnismäßig geringen Übertragungsverlusten
von einer Lichtquelle (z. B. einer Hochleistungsbirne) zu einer
entfernten Stelle zu übertragen. Lichtleiter
können
auch verwendet werden, um dekoratives oder funktionelles Licht wirksam über verhältnismäßig große Flächen zu
verteilen.
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Ein
allgemeiner Lichtleiteraufbau weist eine rohrförmige Wand auf, die eine nichtstrukturierte
Innenseite und eine strukturierte Außenseite aufweist. Die nichtstrukturierte
Seite ist im Allgemeinen glatt, während die strukturierte Seite
herkömmlich
eine lineare Anordnung von Prismen aufweist, die in einer parallelen
Beziehung nebeneinander angeordnet sind, um mehrere dreieckige Rillen
zu bilden, die entlang der Länge
des Lichtleiters verlaufen. Licht, das den Lichtleiter in einem
annehmbaren Winkelbereich betritt, wird durch innere Totalreflexion
aufgenommen, während
es sich die Länge
des Lichtleiters entlang bewegt. Beispielhafte Lichtleiter nach
dem Obergriff des Anspruchs 1, wie sie oben beschrieben sind, sind
in
US-A-4,805,984 ,
EP-A-0235447 sowie
EP-A-0900036 offenbart.
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Es
wurden verschiedenste Techniken verwendet, um Licht zum Zweck des
Beleuchtens einer Fläche
von einem Lichtleiter zu verteilen. Eine Technik umfasst ein derarti ges Ändern der
Prismen (z. B. durch Abrunden der Prismenecken, Abschleifen der Prismen,
völliges
Entfernen ausgewählter
Prismen, usw.), dass Licht durch die geänderten Bereiche abgegeben
wird. Eine andere Technik umfasst das Anordnen eines Lichtextraktors
im Lichtleiter. Typischerweise ist der Extraktor ein Streifen oder
ein Blatt eines Materials (z. B. "SCOTCH-CAL EXTRACTOR FILMTM"), das dazu konfiguriert
ist, das Licht in einem Winkel außerhalb des Winkelbereichs
der inneren Totalreflexion zur Lichtleiterwand zu reflektieren. Wenn
das Licht auf eine solche Weise reflektiert wird, wird das innere
Reflexionsvermögen
des Lichtleiters verringert, wodurch Licht gestattet wird, durch
die Wand des Leiters zu entweichen, um eine dekorative oder funktionelle
Beleuchtung bereitzustellen.
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Lichtleiter
werden gewöhnlich
unter Verwendung eines optischen Beleuchtungsfilms (OLF) hergestellt.
Ein typischer OLF ist aus einem verhältnismäßig dünnen Bogen eines durchsichtigen
Materials (z. B. Acryl oder Polycarbonat) hergestellt, wobei an einer
Seite des Bogens eine lineare Anordnung von Prismen geprägt oder
auf eine andere Weise gebildet ist. Der Bogen des Materials ist
typischerweise ausreichend biegsam, um zu gestatten, dass der OLF aufgerollt
wird, um einen Lichtleiter in der Form eines Rohrs zu bilden. OLFS,
die zur Verwendung bei der Herstellung von Lichtleitern geeignet
sind, sind in
US-A-4,906,070 und
US-A-5,056,892 offenbart.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung,
aufweisend einen Hohllichleiter und wie sie weiter im Anspruch 1
definiert ist. Die Beleuchtungsvorrichtung weist eine Wand mit einer
im Wesentlichen glatten Innenseite und einer strukturierten Außenseite
auf. Die strukturierte Außenseite
umfasst mehrere Prismen, die Rillen definieren, welche sich über eine
Länge des Lichtleiters
hin erstrecken. Mehrere diskrete Lichtfreigabestrukturen sind nahe
mindestens einer der Innen- und Außenseiten des Lichtleiters
angeordnet, um die Abgabe von Licht aus dem Lichtleiter durch die
Wand des Lichtleiters hindurch zu veranlassen.
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Bei
einer Ausführung
veranlassen die Ausbreitung der Lichtfreigabestrukturen um die Innenfläche und
die Tatsache, dass die Lichtfreigabestrukturen relativ klein gehalten
werden, die im Allgemeinen gleichförmige Extraktion von Licht
aus dem Lichtleiter, ohne nach außen sichtbare Kanten oder Unterbrechungen
in der Beleuchtung zu erzeugen. Die Lichtfreigabestrukturen können mit
anderen Worten dazu verwendet werden, eine Beleuchtung ohne jegliche
diskreten oder abrupten Variationen in der Beleuchtung bereitzustellen
(z. B. auffallende Kanten, wie die von blatt- oder streifenartigen
Extraktoren verursachten, können
entfallen).
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
beiliegenden Zeichnungen, die in diese Beschreibung aufgenommen
sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen mehrere Gesichtspunkte
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die
Grundsätze
der Erfindung zu erklären.
Eine kurze Beschreibung der Zeichnungen lautet wie folgt:
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1 ist
eine teilweise geschnittene Ansicht einer Beleuchtungsvorrichtung,
die nach den Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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2 ist
eine Endansicht der Beleuchtungsvorrichtung von 1;
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3 ist
eine Querschnittansicht entlang der Schnittlinie 3-3 von 2;
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4 ist
eine Draufsicht, die einen Lichtleiter zeigt, der ein Lichtextraktionsmuster
nach den Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung aufweist, wobei der dargestellte Lichtleiter
in der Längsrichtung
geschnitten und flach gelegt wurde;
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5 ist
eine Draufsicht, die einen anderen Lichtleiter zeigt, der ein Lichtextraktionsmuster
nach den Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung aufweist, wobei der dargestellte Lichtleiter
in der Längsrichtung
geschnitten und flach gelegt wurde;
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6 ist
eine Draufsicht, die noch einen anderen Lichtleiter zeigt, der ein
Lichtextraktionsmuster nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung aufweist,
wobei der dargestellte Lichtleiter in der Längsrichtung geschnitten und
flach gelegt wurde;
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7 ist
eine Draufsicht, die einen weiteren Lichtleiter zeigt, der ein Lichtextraktionsmuster
nach den Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung aufweist, wobei der dargestellte Lichtleiter
in der Längsrichtung
geschnitten und flach gelegt wurde;
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8 ist
eine Draufsicht, die einen zusätzlichen
Lichtleiter zeigt, der ein Lichtextraktionsmuster nach den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufweist, wobei der dargestellte Lichtleiter
in der Längsrichtung
geschnitten und flach gelegt wurde;
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9 ist
eine Endansicht einer anderen Beleuchtungsvorrichtung nach den Grundsätzen der vorliegenden
Erfindung, wobei die Beleuchtungsvorrichtung ein Muster von Lichtabgabestrukturen
aufweist, die an einem Einsatz bereitgestellt sind, welcher in einen
Lichtleiter eingesetzt ist;
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10 ist
eine Endansicht einer weiteren Beleuchtungsvorrichtung, die nach
den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung
einen Lichtleiter aufweist, der ein Muster von diskreten Abtragungen
aufweist, um Licht vom Lichtleiter freizugeben;
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11 ist
eine Endansicht einer anderen Beleuchtungsvorrichtung, die nach
den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung
einen Lichtleiter aufweist, der ein Muster von Punkten aufweist,
die an seiner Außenfläche bereitgestellt
sind, um Licht vom Lichtleiter freizugeben;
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12 ist
eine Endansicht einer anderen Beleuchtungsvorrichtung, die nach
den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung
eine äußere Hülse aufweist,
die an einen inneren Lichtleiter gebunden ist;
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13 ist
eine Endansicht einer weiteren Beleuchtungsvorrichtung, die nach
den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung
einen Lichtleiter aufweist, der von einer äußeren Hülse umgeben ist, die ein Muster
von rückstrahlenden
Punkten aufweist;
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14A zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung nach den
Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung, die in einer quadratischen Halterung
angebracht ist;
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14B zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung nach den
Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung, die in einer dreieckigen Halterung angebracht
ist;
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14C zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung nach den
Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung, die in einer rechteckigen Halterung
angebracht ist;
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14D zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung nach den
Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung, die in einer kuppelförmigen Halterung angebracht
ist;
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14E zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung nach den
Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung, die in einer Halterung zur Anbringung
in einer Ecke angebracht ist;
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15A zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung nach den
Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung, die in einer zweiteiligen Halterung
angebracht ist;
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15B ist eine Endansicht der Beleuchtungsvorrichtung
von 15A; und
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16 zeigt
ein Paar von Beleuchtungsmodulen, die nach den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut sind.
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Ausführliche Beschreibung
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Nun
wird ausführlich
auf beispielhafte Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung Bezug
genommen werden, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht
sind. Wo immer dies möglich
ist, werden die gleichen Bezugszeichen über die Zeichnungen hinweg
verwendet werden, um auf die gleichen oder ähnliche Teile zu verweisen.
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1 bis 3 veranschaulichen
eine Beleuchtungsvorrichtung 20, die nach den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 20 weist
einen hohlen, rohrförmigen
Lichtleiter 22 auf, der von einer biegsamen, schützenden äußeren Hülse 24 umgeben
ist. Der Lichtleiter 22 weist eine zylinderförmige Wand 26 auf, die
eine strukturierte Außenfläche 28 und
eine im Allgemeinen glatte Innenfläche 30 aufweist. Die
strukturierte Außenfläche 28 weist
eine lineare Anordnung von Prismen 32 (z. B. rechtwinkelige
gleichschenkelige Prismen oder andere Arten von Prismen) auf, die in
einer parallelen Beziehung nebeneinander angeordnet sind, um mehrere
Rillen 34 zu bilden, die entlang der Länge des Lichtleiters 22 verlaufen.
Der Lichtleiter 22 ist so konfiguriert, dass einfallendes Licht,
das sich durch den Lichtleiter 22 bewegt, innerhalb eines
vorbestimmten Winkelbereichs im Lichtleiter 22 eine innere
Totalreflexion erfahren wird. Zum Beispiel wird wie in 3 gezeigt
Licht, das in einem Winkel von weniger als θ auf die Innenfläche 30 des Lichtleiters 22 trifft,
im Lichtleiter 22 eine innere Totalreflexion erfahren.
Der Winkel θ ist
als der Arcussinus des Verhältnisses
des Brechungsindex des umgebenden Mediums (typischerweise Luft)
zu jenem des Wandmaterials definiert. Wenn der Brechungsindex des
dielektrischen Materials 1,5 ist, wie dies für Acrylkunststoff der Fall
ist, beträgt θ etwa 27,5
Grad.
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Das
bestimmte Material, das für
die Wand 26 des Lichtleiters 22 verwendet wird,
kann unterschiedlich sein, doch für die meisten Anwendungen ist
bevorzugt, dass das Material im Allgemeinen biegsam und durchsichtig
ist. Beispielhafte Arten von Material beinhalten Polymermaterialien
oder Glas. Nützliche Polymermaterialien
beinhalten Acryle und Polycarbonate, die Nennbrechungsindizes von
1,49 bzw. 1,58 aufweisen. Andere nützliche Polymere sind Polypropylene,
Polyurethane, Polystyrole, Polyvinylchloride, und dergleichen. Das
bestimmte gewählte
Material ist nicht von Bedeutung, solange es die beschriebene Funktion
bereitstellt. Eine beispielhafte Art von Produkt, das zur Verwendung
bei der Herstellung der zylinderförmigen Wand 26 geeignet
ist, ist der von der 3M Corporation, St. Paul, Minnesota erhältliche
optische Beleuchtungsfilm (OLF).
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Es
gibt eine Anzahl unterschiedlicher Weisen zur Massenherstellung
der zylinderförmigen
Wand
26 des Licht leiters
22. Zum Beispiel offenbaren
US-A-3,689,346 ,
US-A-4,244,683 ,
und
US-A-4,576,850 allesamt
Techniken, die zur Herstellung der zylinderförmigen Wand
26 geeignet
sind. Der bestimmte Herstellungsvorgang ist nicht wesentlich und
ist eine Frage der Wahl auf Basis der Wirtschaftlichkeit und der
Verfügbarkeit.
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Zur
Herstellung des Lichtleiters 22 unter Verwendung des OLF
wird der OLF vorzugsweise zu einer rohrförmigen Konfiguration aufgerollt
oder gewickelt, wobei eine Längsnaht
des Rohrs durch herkömmliche
Techniken wie etwa Ultraschallschweißen, Klebstoff, Klebeband,
oder Klammern befestigt wird. In einigen Ausführungsformen können die Längskanten
des Rohrs überlappend
sein. In anderen Ausführungsformen
kann die zylinderförmige Wand 26 über den
Kontakt mit der schützenden
Hülse 24 in
der rohrförmigen
Konfiguration gehalten werden.
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Obwohl
es bequem ist, wenn der Lichtkanal 22 aus biegsamem OLF
hergestellt wird, könnten auch
andere Strukturen verwendet werden. Zum Beispiel kann der Lichtleiter 22 extrudiert
oder gegossen sein, um ein biegsames einheitliches Element bereitzustellen.
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Die
Dicke der zylinderförmigen
Wand 26 des Lichtleiters 22 ist nicht besonders
wesentlich. Doch in einer nicht beschränkenden Ausführungsform
weist die zylinderförmige
Wand 26 eine Nenndicke von etwa 0,381 cm (0,015 eines Inchs)
auf und weist sie 27 Prismen pro cm (70 Prismen pro Inch) auf. Eine derartige
Ausführungsform
zeigt eine ausreichende Biegsamkeit, um fähig zu sein, zu einem zylinderförmigen Lichtleiter
aufgerollt zu werden, der einen Mindestdurchmesser von ungefähr 7,5 cm
(drei Inch) aufweist. Zusätzlich
wird ein derartiger Film genügend
starr und selbsttragend sein, um seine Form zu bewahren, wenn er
zu einem zylinderförmigen
Lichtleiter aufgerollt wird, der einen Durchmesser von mindestens
45,72 cm (18 Inch) aufweist.
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Die
Beleuchtungsvorrichtung 20 weist vorzugsweise auch mehrere
Lichtabgabestrukturen auf, um zu verursachen, dass Licht durch die
zylinderförmige
Wand 26 des Lichtleiters 22 übertragen oder abgegeben wird.
Wie in 1 bis 3 gezeigt weisen die Lichtabgabestrukturen
mehrere Punkte 36 auf, die entlang der glatten Innenfläche 30 der
zylinderförmigen
Wand 26 bereitgestellt sind. Die Punkte 36 können jede
beliebige Anzahl von unterschiedlichen Arten von verhältnismäßig kleinen,
diskreten, nichtverbundenen Abgabestrukturen aufweisen, die fähig sind,
Licht zu einem Winkel, der größer als θ ist, zu
reflektieren oder zu brechen, damit das Licht durch die zylinderförmige Wand 26 abgegeben
werden kann. Wie in 1 gezeigt sind die Punkte 36 im Allgemeinen
rund. Man wird jedoch verstehen, dass die Punkte jede beliebige
Anzahl von unterschiedlichen Formen aufweisen können. Beispielhafte andere
Arten von Formen beinhalten Rauten, Achtecke, Dreiecke, Rechtecke,
Kreuze, Ellipsen, nichtsymmetrische Formen, usw.
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Abhängig von
der Menge des Lichts, deren Extraktion aus dem Lichtleiter 22 gewünscht ist,
kann die Punktkonzentration verändert
werden. Durch Erhöhen
der Punktkonzentration wird mehr Licht aus dem Lichtleiter 22 extrahiert.
Durch Verringern der Punktkonzentration wird weniger Licht aus dem Lichtleiter
extrahiert.
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Der
Ausdruck "Punktkonzentration" soll die Fläche der
Punktbedeckung bedeuten, die pro Einheitsfläche der glatten Innenfläche 30 bereitgestellt ist.
Die Punktkonzentration kann durch zahlreiche unterschiedliche Techniken
verändert
werden. Zum Beispiel kann die Punktkonzentration durch Beibehalten
einer konstanten Anzahl von Punkten pro Einheitsfläche der
Innenfläche 30 und
Vergrößern der relativen
Größe der Punkte
erhöht
werden. Alternativ kann die Punktkonzentration durch Beibehalten
einer gleichmäßigen Punktgröße und Erhöhen der
Anzahl der Punkte pro Einheitsfläche
der Innenfläche 30 erhöht werden.
Und ferner kann gleichzeitig sowohl die Größe der Punkte als auch die
Anzahl der Punkte pro Einheitsfläche
verändert
werden, um gewünschte Beleuchtungserscheinungen
zu erreichen.
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In
einer Ausführungsform
sind die Punkte 36 entlang von Linien angeordnet, die eine
Beabstandung von etwa 7 Linien pro cm (20 Linien pro Inch) aufweisen,
und stellen die Punkte pro Linie eine Abdeckung von 5 bis 50 Prozent
bereit. In anderen Ausführungsformen
kann eine Linienabdeckung von 0 bis 100 Prozent bereitgestellt sein.
Indem die Punkte 36 über
die Innenfläche 30 verteilt
werden, und die Punkte 36 verhältnismäßig klein gehalten werden, kann
Licht im Allgemeinen gleichmäßig aus
dem Lichtleiter 22 extrahiert werden, ohne jegliche nach außen hin
sichtbare Ränder
oder Unterbrechungen in der Beleuchtung zu schaffen. Mit anderen
Worten können
die Punkte 36 verwendet werden, um eine Beleuchtung ohne
jegliche diskrete oder abrupte Schwankungen in der Beleuchtung bereitzustellen
(z. B. können
merkliche Ränder
wie etwa jene, die durch Extraktoren vom Blatt- oder Streifentyp
verursacht werden, beseitigt werden). Die Punkte 36 können auch
verwendet werden, um eine Extraktion von 360 Grad durch den Lichtleiter 22 bereitzustellen
(d. h., Licht wird über
den gesamten Umfang des Lichtleiters 22 abgegeben). Die
Punkte 36 können
ferner in nichtzylinderförmigen
Lichtleitern verwendet werden, um eine Lichtextraktion von 360 Grad
bereitzustellen. Für
eine derartige Ausführungsform
wird Licht über einen
gesamten Umfang des Lichtleiters extrahiert, ohne jegliche merkliche
Lücken
oder Unterbrechungen in der Beleuchtung zu erzeugen. Wenn der Lichtkanal
zum Beispiel rechteckig ist, wird Licht von allen vier Seiten des
Lichtleiters extrahiert, ohne jegliche merkliche Lücken oder
Unterbrechungen in der Beleuchtung zu erzeugen. In alternativen
Ausführungsformen
können
die Punkte selektiv positioniert sein, um nur ein Teilbogensegment
des hohlen Lichtleiters zu bedecken. Um zum Beispiel Licht aus einem
bestimmten Bogenabschnitt des Lichtleiters zu leiten, können die
Punkte nur auf die Hälfte
des hohlen Lichtleiters gedruckt sein (d. h., können die Punkte auf ein Bogensegment
von 180 Grad des Lichtleiters gedruckt sein). In noch anderen Ausführungsformen kann
das Punktmuster nur an ausgewählten
Bereichen des Lichtleiters bereitgestellt sein, um eine gewünschte Beleuchtungswirkung
oder ein Muster (z. B. eine spiralförmige Wellenform, Streifen,
usw.) bereitzustellen.
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Vorzugsweise
werden die Punkte 36 direkt auf die glatte Innenfläche 30 des
Lichtleiters 22 aufgebracht, gesprüht, abgelagert, gedruckt, als
Partikel abgelagert, pulverbeschichtet, farbgespritzt oder auf eine
andere Weise bereitgestellt. Zum Beispiel können die Punkte 36 direkt
auf die glatte Innenfläche 30 der
zylinderförmigen
Wand 26 gedruckt (z. B. lasergedruckt, tintenstrahlgedruckt,
digital gedruckt, siebgedruckt, usw.) werden. Thermodrucker und
Thermotintenstrahldrucker könnten
ebenfalls verwendet werden. Vorzugsweise werden die Punkte 36 auf
die glatte Innenfläche 30 gedruckt,
während
die zylinderförmige
Wand 26 flach gelegt ist. Nach dem Drucken kann die zylinderförmige Wand 26 aufgerollt
werden, um den rohrförmigen
Lichtleiter 22 zu bilden.
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Die
Punkte 36 sind vorzugsweise aus einem durchscheinenden
Material hergestellt, das fähig
ist, Licht sowohl zu reflektieren als auch zu brechen (d. h., zu übertragen).
Zum Beispiel wird wie in 3 gezeigt ein Lichtstrahl 38,
der auf einen der Punkte 36 trifft, sowohl diffus reflektiert
oder zerstreut (wie durch die Strahlen 40 gezeigt) als
auch gebrochen (wie durch die Strahlen 42 gezeigt). Die
Strahlen 40 und 42 sind in einem Winkel gerichtet,
der größer als
8 ist, so dass die Strahlen durch die zylinderförmige Wand 26 des
Lichtleiters 22 entweichen. Die Punkte 36 können aus
jeder beliebigen Anzahl von unterschiedlichen Arten von reflektierenden/brechenden
Beschichtungen, Tinten, Farben oder Lacken hergestellt sein. Ein
diffus reflek tierendes Material wie etwa Titandioxid ist bevorzugt.
Die Punkte 36 sind vorzugsweise ausreichend dünn, um einen
gewissen Grad an Durchscheinbarkeit sicherzustellen. Wenn zum Beispiel
Titandioxid verwendet wird, weisen die Punkte 36 vorzugsweise
eine Dicke im Bereich von 10 bis 15 Mikron auf. Die Kombination
aus reflektiertem und gebrochenem Licht, die aus dem Lichtleiter 22 entweicht,
hilft bei der Bereitstellung einer gleichmäßigeren Erscheinung für den Lichtleiter 22.
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Da
Licht abgegeben wird, während
sich das Licht durch den Lichtleiter 22 bewegt, nimmt,
die Stärke
des Lichts im Lichtleiter 22 entlang der Länge des
Lichtleiters 22 ab. Es ist jedoch häufig erwünscht, die Helligkeit des Lichts
entlang der Länge
des Lichtleiters 22 im Wesentlichen konstant zu gestalten.
Die Helligkeit des abgegebenen Lichts an einem bestimmten Punkt
entlang der Länge
des Lichtleiters 22 ist eine Funktion der Stärke des
Lichts im Lichtleiter 22 an diesem Punkt. Durch das Erhöhen der
Konzentration der Lichtabgabemechanismen entlang der Länge des
Lichtleiters 22 in Übereinstimmung
mit der Abnahme der Lichtstärke
ist es möglich,
entlang der Lichtleiterlänge
eine konstante Helligkeit beizubehalten.
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4 zeigt
ein Muster von Punkten 36, das mit dem Lichtleiter 22 verwendet
werden kann. Wie in 4 gezeigt wurde die zylinderförmige Wand 26 des
Lichtleiters 22 in der Längsrichtung geschnitten und
mit der glatten Innenfläche 30 nach
oben gerichtet flach gelegt. Der Lichtleiter 22 weist eine
Länge L und
einen Umfang C auf. Das besondere Muster von 4 ist dazu
geeignet, entlang der Länge
des Lichtleiters 22 eine gleichmäßige Helligkeit bereitzustellen,
wenn der Lichtleiter 22 mit einer einzelnen Lichtquelle 44 verwendet
wird. Der Lichtleiter 22 weist ein erstes Ende 46 auf,
das einem zweiten Ende 48 gegenüberliegend angeordnet ist.
Das erste Ende 46 ist am dichtesten an der Lichtquelle 44 angeordnet.
Die Punktkonzentration 36 nimmt entlang eines Gradienten,
der sich entlang der Länge
L vom ersten Ende 46 zum zweiten Ende 48 erstreckt,
allmählich
zu.
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Wie
in 4 gezeigt wird durch das Erhöhen der Punktkonzentration
entlang der Länge
L im Verhältnis
zur Abnahme der Lichtstärke
im Lichtleiter 22 eine gleichmäßige Lichthelligkeit bereitgestellt.
Die Punkte an einem bestimmten Punkt entlang der Länge sind
im Allgemein gleichmäßig um den
Umfang C des Lichtleiters 22 verteilt. Diese Konfiguration
stellt eine im Allgemeinen gleichmäßige 360-Grad-Beleuchtung/Extraktion
entlang der gesamten Länge
L des Lichtleiters 22 bereit.
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5 zeigt
einen anderen Lichtleiter 122, der nach den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Lichtleiter 122 wurde
in der Längsrichtung
geschnitten und flach gelegt, damit eine Länge L und ein Umfang C des
Lichtleiters 122 gezeigt sind. Die Länge L erstreckt sich zwischen
den ersten und zweiten Enden 146 bzw. 148 des
Lichtleiters 122. Ein Muster von Lichtextraktionspunkten 36 ist
an einer glatten Innenfläche 130 des
Lichtleiters 122 bereitgestellt. Das Muster der Punkte 36 weist
einen Konzentrationsgradienten auf, der sich entlang der Länge L des
Lichtleiters 122 erstreckt. Der Gradient ist dazu geeignet,
entlang der Länge
L des Lichtleiters 122 eine gleichmäßige Helligkeit bereitzustellen,
wenn an beiden Enden 146 und 148 Lichtquellen 144 angeordnet
sind. Zur Bereitstellung einer gleichmäßigen Helligkeit nimmt die
Punktkonzentration allmählich
oder progressiv zu, während
sich der Lichtleiter 122 von den Enden 146, 148 zur
Mitte der Länge
L hin erstreckt. Daher befindet sich die größte Konzentration von Punkten 36 in
der Mitte des Lichtleiters 122. Diese besondere Konfiguration
kann auch verwendet werden, um eine gleichmäßige Beleuchtung von einem
Lichtleiter bereitzustellen, der eine zurückstrahlende Endkappe aufweist,
die der Lichtquelle gegenüberliegend
angeordnet ist.
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6 veranschaulicht
einen anderen Lichtleiter 222, der nach den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Ähnlich wie bei den vorhergehenden
Ausführungsformen
wurde der Lichtleiter 222 in der Längsrichtung geschnitten und
flach gelegt, wobei eine glatte Innenfläche 230 nach oben gerichtet
ist. Der Lichtleiter 222 weist einen Umfang C und eine
Länge L
auf. Ähnlich
wie bei der Ausführungsform
von 4 ist der Lichtleiter 222 dazu geeignet,
Licht entlang seiner Länge
L mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Helligkeit auszustrahlen, wenn
er mit einer einzelnen Lichtquelle 244 verwendet wird.
Um diese Gleichmäßigkeit
zu erreichen, ist an der glatten Innenfläche 230 ein Muster
von Punkten 36 bereitgestellt. Das Muster der Punkte 36 weist einen
Konzentrationsgradienten auf, der zunimmt, während sich der Lichtleiter 222 längsgerichtet
von der Lichtquelle 244 weg erstreckt. Das Muster der Punkte 36 weist
auch einen zweiten Konzentrationsgradienten auf, der sich in einer
Umfangsrichtung entlang des Lichtleiters 222 verändert. Zum
Beispiel sind die Punkte 36 derart angeordnet, dass die Punktkonzentration
progressiv zunimmt, während sich
der Lichtleiter 222 von den Rändern 250, 252 in der
Längsrichtung
zu einer Mittellinie 254 des Lichtleiters 222 in
der Längsrichtung
hin erstreckt. Im Wesentlichen ist der umfängliche Punktgradient über den
längsgerichteten
Punktgradienten gelegt. Der längsgerichtete
Punktgradient stellt eine gleichmäßige Helligkeit entlang der
Länge des
Lichtleiters 222 bereit. Der umfängliche Punktgradient verursacht, dass
von einer Seite des Lichtleiters 222 ein größeres Ausmaß an Licht
abgegeben wird, wodurch eine gerichtete Beleuchtungswirkung geschaffen
wird. Eine derartige gerichtete Beleuchtung ist nützlich, wenn
der Lichtleiter 222 an einer Struktur wie einer Decke oder
einer Wand angebracht ist. Für
derartige Anwendungen kann eine Mehrheit des Lichts von der Decke
oder der Wand weg gerichtet werden, um das Ausmaß der funktionellen Beleuchtung,
die durch den Lichtleiter 222 erzeugt wird, zu maximieren.
Für diese
Anwendung kann es erwünscht
sein, dass die Punkte bei der höchsten
Punktkonzentration in erster Linie rückstrahlend und weniger durchscheinend sind,
um sicherzustellen, dass eine Mehrheit des extrahierten Lichts zu
einer Seite des Lichtleiters 222 hin reflektiert wird.
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7 veranschaulicht
einen anderen Lichtleiter 322. Der Lichtleiter 322 wurde
in der Längsrichtung
geschnitten und flach gelegt, wobei eine glatte Innenfläche 330 nach
oben gerichtet ist. Der Lichtleiter 322 definiert eine
Länge L
und einen Umfang C. An der Innenfläche 330 wurden mehrere
Abgabestrukturen in der Form von Linien 36' bereitgestellt. Ähnlich wie
bei der Ausführungsform
von 6 sind die Linien 36' angeordnet, um einen Zweirichtungsgradienten
bereitzustellen, der dazu geeignet ist, entlang der Länge L des
Lichtleiters 322 Licht mit gleichmäßiger Helligkeit bereitzustellen,
und auch einen größeren Lichtausgang
von einer Seite des Lichtleiters 322 bereitzustellen. Die
Linien 36' weisen
umfängliche
Linien 36 auf, die progressiv enger beabstandet sind, während sich
der Lichtleiter 322 von einer Lichtquelle 344 weg
erstreckt. Die Linien 36' weisen
auch längsgerichtete
Linien 361 auf, die progressiv
enger beabstandet sind, während
sich der Lichtleiter 322 zu einer Mittellinie 354 des
Lichtleiters 322 in der Längsrichtung hin erstreckt.
Das Linienmuster stellt eine ähnliche
Beleuchtungswirkung wie das Punktmuster der Ausführungsform von 6 bereit. Man
wird verstehen, dass die Linien 36' durch eine beliebige der verschiedenen
Techniken, die vorher in Bezug auf die Punkte 36 beschrieben
wurden, auf den Lichtleiter 322 aufgebracht werden können.
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8 veranschaulicht
einen anderen Lichtleiter 422, der nach den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Lichtleiter 422 wurde
in der Längsrichtung
geschnitten und flach gelegt, wobei eine glatte Innenfläche 430 nach
oben gerichtet ist. Der Lichtleiter 422 definiert eine
Länge L
und einen Umfang C. Der Lichtleiter 422 weist ein Muster von
Punkten 36 auf, die in einem Konzentrationsgradienten angeordnet
sind, der progressiv zunimmt, während
sich der Lichtleiter 422 längsgerichtet von einer Lichtquelle 444 weg
erstreckt. Ähnlich
wie bei den vorherigen Ausführungsformen
hilft der Konzentrationsgradient dabei, den Lichtleiter 422 entlang seiner
Länge L
mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Helligkeit zu versehen.
Das Punktmuster weist auch einen Bereich 423 auf, der eine
höhere
Punktkonzentration als umgebende Bereiche aufweist. Der Bereich 423 definiert
ein Bild (z. B. den Buchstaben "A"), das über den
Punktgradienten, welcher sich entlang der Länge L des Lichtleiters 422 erstreckt,
gelegt ist. Der Bereich 423 verursacht, dass im Bereich 423 mehr
Licht extrahiert wird, als in den umgebenden Bereichen, wodurch
verursacht wird, dass das Bild durch den Lichtleiter 422 sichtbar
ist. Man wird verstehen, dass jede beliebige Anzahl von unterschiedlichen
Arten von Bildern dargestellt werden kann, wie etwa Buchstaben,
Zahlen, Symbole, graphische Darstellungen, Bildgestaltungen, Designs,
usw.
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Hinsichtlich
der Ausführungsform
von 8 kann erwünscht
sein, über
eine äußere schützende Hülse zu verfügen, die
ein Bild (z. B. ein digitales Bild, das auf die Hülse gedruckt
ist oder auf einen Einsatz, der zwischen der Hülse und dem Lichtleiter 422 angeordnet
ist, gedruckt ist) aufweist, das dem Bereich 423 mit der
höheren
Punktkonzentration entspricht. Zum Beispiel kann das Bild einen
durchsichtigeren Bereich (d. h., einen Bereich, der durchsichtiger
ist oder weniger Licht als ein umgebender Bereich absorbiert) aufweisen,
der mit dem Bereich 423 ausgerichtet ist. Die Ausrichtung
zwischen dem durchsichtigen Bereich und dem Bereich 423 kann
durch Anordnen des durchsichtigen Be reichs direkt über dem Bereich 423,
damit Licht, das durch den Bereich 423 gebrochen wird,
durch den durchsichtigeren Bereich gerichtet wird, bereitgestellt
werden. Alternativ kann der durchsichtige Bereich direkt gegenüber dem
Bereich 423 angeordnet sein, damit Licht durch den Bereich 423 über den
Lichtleiter und durch den durchsichtigen Bereich reflektiert wird.
Der durchsichtigere Bereich kann die gleiche Form wie der Bereich 423 aufweisen,
oder die beiden Formen können
unterschiedlich sein.
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Obwohl
dies nicht gezeigt ist, wird man verstehen, dass die Lichtleiter 122, 222, 322 und 422 strukturierte
Außenseiten
aufweisen, die den dargestellten Innenseiten 130, 230, 330 und 430 gegenüberliegen.
Die strukturierten Außenseiten
sind vorzugsweise der Außenseite 28 des
Lichtleiters 22 ähnlich.
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9 zeigt
eine andere Beleuchtungsvorrichtung 520, die nach den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 520 weist
einen Lichtleiter 522 auf, der von einer schützenden
Hülse 524 umgeben
ist. Ein durchsichtiger innerer Zylinder/Einsatz 525 ist
im Lichtleiter 522 angeordnet. Ein Muster von Punkten 36 ist
an einer inneren oder äußeren Fläche des
Einsatzes 525 bereitgestellt. Man wird verstehen, dass das
Muster der Punkte ein beliebiges der vorher beschriebenen Punktmuster
wie auch andere Arten von Punktmustern aufweisen kann. In bestimmten
Ausführungsformen
kann der innere Einsatz 525 aus dem Inneren des Lichtleiters 522 herausnehmbar sein,
wodurch das Einsetzen unterschiedlicher Extraktionseinsätze in den
Lichtleiter 522 zum Erreichen unterschiedlicher Beleuchtungswirkungen
gestattet wird. Der Extraktionseinsatz 525 ist auch in Kombination
mit nahtlosen oder extrudierten Lichtleitern 522, bei denen
es schwierig ist, Punktmuster auf eine glatte Innenfläche 530 des
Lichtleiters 522 aufzubringen, besonders nützlich.
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10 veranschaulicht
eine andere Beleuchtungsvorrichtung 620, die nach den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 620 weist
einen Lichtleiter 622 auf, der von einer schützenden
Hülse 624 umgeben
ist. Der Lichtleiter 622 weist eine zylinderförmige Wand 626 auf,
die eine strukturierte Außenfläche 628 und
eine glatte Innenfläche 630 aufweist.
An der Innenfläche 630 sind
mehrere Lichtabgabepunkte 36'' gebildet. Die
Punkte 36'' sind in der
Form mehrerer abgetragener Vertiefungen oder Löcher, die in der Innenfläche 630 definiert
sind. Die abgetragenen Punkte 36'' sind
dazu geeignet, den Weg des Lichts in der Vorrichtung 620 zu ändern, damit
das Licht aus der Vorrichtung 620 extrahiert wird. Man
wird verstehen, dass die abgetragenen Punkte 36'' in jedem beliebigen der vorher
beschriebenen Punktmuster wie auch in anderen Punktmustern angeordnet
werden können.
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11 zeigt
eine andere Beleuchtungsvorrichtung 720, die nach den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 720 weist
einen Lichtleiter 722 auf, der von einer schützenden
Hülse 724 umgeben
ist. Der Lichtleiter 722 ist durch eine zylinderförmige Wand 726 gebildet,
die eine strukturierte Außenfläche 728 und
eine glatte Innenfläche 730 aufweist.
Der Lichtleiter 722 weist auch mehrere Lichtabgabestrukturen auf,
um zu verursachen, dass Licht durch die zylinderförmige Wand 726 abgegeben
wird. Vorzugsweise weisen die Lichtabgabestrukturen ein Muster oder eine
Anordnung von Punkten 36 auf, die an der strukturierten
Außenfläche 728 der
zylinderförmigen Wand 726 bereitgestellt
sind. Man wird verstehen, dass die Punkte 36 auf eine Weise
auf die Außenfläche 728 aufgebracht
werden können,
die den Techniken, welche für
das Aufbringen von Punkten auf die Innenfläche 30 des Lichtleiters 22 beschrieben
wurden, ähnlich
ist. Ferner wird man verstehen, dass jedes beliebige der Muster,
die in
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4 bis 8 gezeigt
sind, wie auch andere Muster, auf die strukturierte Außenfläche 728 aufgebracht
werden kann, um eine gewünschte
Beleuchtungswirkung bereitzustellen. Die Punkte 36, die
an der strukturierten Außenfläche 28 bereitgestellt
sind, verringern das innere Reflexionsvermögen des Lichtleiters 22 in
den gepunkteten Bereichen und schaffen im Wesentlichen ein Fenster,
damit Licht durch Brechung aus dem Lichtleiter 722 entweichen kann.
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Wie
in 4 bis 8 gezeigt sind die Lichtabgabestrukturen
in im Allgemeinen linearen Anordnungen angeordnet. Ungeachtet dessen,
ob sich die Lichtabgabestrukturen nun an der glatten flachen Seite
oder an der prismatischen Seite befinden, wird man verstehen, dass
die Lichtabgabestrukturen 36 in alternativen Ausführungsformen
zufälliger
angeordnet sein können.
Außerdem
können
die Lichtabgabestrukturen so angeordnet sein, dass sie keine 360-Grad-Lichtextraktion
bereitstellen, oder dass sie keine Lichtextraktion entlang der gesamten Länge der
Lichtleiter bereitstellen. Außerdem
kann zur Bereitstellung einer gerichteten Beleuchtung ein Muster
von Lichtabgabestrukturen an einem Teilbogen des Lichtleiters (z.
B. auf einem 180-Grad-Bogen) bereitgestellt sein. In derartigen
Ausführungsformen
kann gegenüber
dem gemusterten Teilbogen ein "Fenster" bereitgestellt sein,
das von Lichtabgabestrukturen frei ist. Licht, das durch die Lichtabgabestrukturen
reflektiert wird, wird durch das Fenster gerichtet. Ein Rückreflektor,
der hinter dem gemusterten Teilbogen (z. B. auf der schützenden
Hülse) bereitgestellt
ist, kann verwendet werden, um das Licht weiter durch das Fenster
zu richten.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1 ist die äußere Hülse 24 der Beleuchtungsvorrichtung 20 vorzugsweise
aus einem verhältnismäßig dünnen, biegsamen
Material hergestellt. In einer nichtbeschränkenden Ausführungsform
ist die Hülse 24 aus einem
Bogen eines Polycarbo natmaterials hergestellt, der eine Dicke von
etwa 0,051 cm (0,020 Inch) aufweist. In anderen Ausführungsformen
kann die Dicke in einem Bereich von 0,020 bis 0,102 cm (0,008 bis
0,04 Inch) liegen. Die Hülse 24 ist
vorzugsweise aufgerollt, um eine im Allgemeinen rohrförmige Form zu
bilden, wobei die Längskanten
der Hülse 24 an
einer Längsnaht
verbunden sind. Man wird verstehen, dass Klebstoff, Klebeband, Ultraschallschweißen oder
Laserschweißen
verwendet werden kann, um die Naht zu befestigen. In bestimmten
Ausführungsformen
können
die Längskanten
der Hülse 24 einander überlappen.
In noch anderen Ausführungsformen kann
die Hülse 24 extrudiert
oder auf eine andere Weise als ein nahtloses, einheitliches Rohr
gebildet werden.
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In
einigen Ausführungsformen
kann die Hülse 24 durch
Reibung um den Lichtleiter 22 gehalten werden. Alternativ
zeigt 12 eine Beleuchtungsvorrichtung 20,
bei der die Hülse 24 durch
Klebstoff 60 mit dem Lichtleiter 22 verbunden
ist. In dieser Ausführungsform
bildet der Klebstoff 60 an drei oder mehr diskreten Stellen,
die um den Außenumfang des
Lichtleiters 22 beabstandet sind, Bindungen zwischen der
Hülse 24 und
dem Lichtleiter 22. Wie in dieser Ausführungsform gezeigt ist eine
Mehrheit der Prismenspitzen an die äußere Hülse 24 gebunden (z. B.
zeigt 12 alle Spitzen an die Hülse gebunden). Alternativ
kann eine fortlaufende Beschichtung mit Klebstoff umfänglich auf
den gesamten prismatischen Film oder einen Teil davon aufgebracht
sein und sogar die Rillen füllen,
solange zwischen dem Klebstoff und dem optischen Beleuchtungsfilm/prismatischen
Film ein Unterschied im Brechungsindex besteht, damit die innere
Totalreflexion und der Lichttransport erreicht wird. In bestimmten
Ausführungsformen
kann der Klebstoff verwendet werden, um eine Lichtextraktion aus
dem Lichtleiter 22 bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen
können Punkte
oder andere Lichtabgabestrukturen wie die vorher beschriebenen verwendet
werden, um eine Lichtextraktion bereitzustellen.
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Man
wird verstehen, dass die Hülse 24 durchsichtig
sein kann. Natürlich
können
auch andere Oberflächenbeschaffenheiten
(z. B. eine matte, eine gefärbte
oder eine opake Oberflächenbeschaffenheit)
verwendet werden. Zusätzlich
kann die Innen- oder die Außenfläche der
Hülse 24 eine
Struktur aufweisen, um den Lichtkanal mit einer gewünschten Beleuchtungswirkung
zu versehen. Zum Beispiel können
Abschnitte (z. B. Teilbögen)
der schützenden Hülse 24 mit
einem rückstrahlenden
Material wie etwa einem diffus rückstrahlenden
Material (z. B. einem weißen
Lack) oder einem spiegelnd rückstrahlenden
Material (z. B. einer verspiegelten Fläche) beschichtet oder auf eine
andere Weise damit versehen sein. In bestimmten Ausführungsformen
kann ein rückstrahlendes
Material (z. B. TyvekTM, hergestellt von
DuPont, Wilmington, Delaware) zwischen der schützenden Hülse 24 und dem Lichtleiter 22 angeordnet
sein. 13 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung 20'', die ein an einer Innenfläche 25 der
Hülse 24 bereitgestelltes
Muster von rückstrahlenden
oder durchscheinenden Punkten 36' aufweist. Vorzugsweise sind auch
am Lichtleiter 22 mehrere Punkte 36 bereitgestellt,
um Licht durch die Lichtleiterwand zu den Punkten 36' an der Hülse 24 zu
richten. Die Punkte 36 können in einer Vielfalt von
Mustern bereitgestellt sein, um der Vorrichtung 20'' eine gewünschte Erscheinung bereitzustellen.
Zum Beispiel können die
Punkte 36' an
der Hülse
in einem Gradienten angeordnet sein, der sich entlang der Länge der
Vorrichtung 20'' erstreckt,
um eine nichtgleichmäßige Beleuchtung
bereitzustellen. Außerdem
können
die Punkte 36' an
einem Teilbogen der Hülse
bereitgestellt sein, oder in einem umfänglichen Gradienten angeordnet
sein, um als Rückreflektoren
für eine
gerichtete Beleuchtung tätig
zu sein. Zusätzlich
kann die Mehrheit der Fläche 25 der
Hülse 24 in
noch anderen Ausführungsformen
rückstrahlend
sein, wobei im rückstrahlenden
Material Öffnungen
oder "Löcher" gemustert sind.
Eine ähnliche
Wirkung kann durch Anordnen eines rückstrahlenden Einsatzes, der
mehrere Öffnungen
aufweist, zwischen dem Lichtleiter 22 und der äußeren Hülse 24 bereitgestellt
werden.
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Die
Hülse 24 ist
wesentlich, da die strukturierte Seite 28 des Lichtleiters 22 leicht
beschädigt werden
kann und auch gegenüber
Schmutz und Feuchtigkeit empfindlich ist. Daher ist die Hülse 24 dazu
tätig,
die zerbrechliche Außenfläche 28 zu schützen. Die
Hülse 24 hilft
auch, die Handhabbarkeit der Beleuchtungsvorrichtung 20 zu
verbessern.
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Ein
wichtiger Gesichtspunkt des Lichtkanals 20 ist, dass die
Beleuchtungsvorrichtung 20 biegsam oder elastisch verformbar
sein kann. Eine bevorzugte Verwendung der Vorrichtung 20 erfolgt
in Kombination mit im Allgemeinen starren Halterungen, die fähig sind,
die Beleuchtungsvorrichtung 20 in elastisch verformten,
nichtzylinderförmigen
Konfigurationen zu halten. 14A bis 14D veranschaulichen vier unterschiedliche Halterungen 62A bis 62D,
die jeweils aus einem im Allgemeinen starren Polymermaterial hergestellt
sind. Der Ausdruck "starr" soll bedeuten, dass
die Halterungen eine ausreichende Stärke aufweisen, um die Beleuchtungsvorrichtung 20 in
einer elastisch verformten, nichtzylinderförmigen Form zu halten.
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Die
Halterungen 62A bis 62D können durchsichtig oder opak
sein, und können
eine Vielfalt von unterschiedlichen Arten von Oberflächenbeschaffenheiten
wie etwa matte Oberflächenbeschaffenheiten, gefärbte Oberflächenbeschaffenheiten
oder eine Vielfalt von schmückenden
Gestaltungen aufweisen. Wie in 14A bis 14D gezeigt kann jede der Halterungen 62A bis 62D als
ein einzelnes Stück
extrudiert sein. Die Beleuchtungsvorrichtung 20 (schematisch
gezeigt) kann in eine beliebige der Halterungen 62A bis 62D eingesetzt
werden. Zum Beispiel wird die Beleuchtungsvorrichtung 20 vorzugsweise verformt
und in Längsrichtung
in oder durch die Halterungen 62A bis 62D geschoben.
Während
des Einsetzvorgangs verhindert die schützende Hülse 24, dass die strukturierte
Außenfläche 28 des
Lichtleiters 22 beschädigt
wird. Wenn die Beleuchtungsvorrichtung 20 in die Halterung 62A eingesetzt
ist, hält
die Halterung 62A die Vorrichtung 20 in einer
elastisch verformten Konfiguration mit einem im Wesentlichen quadratischen
Querschnitt. Wenn die Beleuchtungsvorrichtung 20 in die
Halterung 62B eingesetzt ist, wird die Vorrichtung 20 durch
die Halterung 62B in einer elastisch verformten Konfiguration
mit einem im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt gehalten. Wenn
die Beleuchtungsvorrichtung 20 in die Halterung 62C eingesetzt
ist, wird die Vorrichtung 20 durch die Halterung 62C in
einer elastisch verformten Konfiguration mit einem im Wesentlichen
rechteckigen Querschnitt gehalten. Wenn die Beleuchtungsvorrichtung 20 in
die Halterung 62D eingesetzt ist, wird die Vorrichtung 20 durch
die Halterung 62D in einer elastisch verformten Konfiguration
mit einem im Wesentlichen kuppelförmigen Querschnitt gehalten.
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14E veranschaulicht eine Halterung 62E,
die dazu geeignet ist, den Lichtleiter 22 in einer Ecke
anzubringen. Die Halterung 62E ist dazu geeignet, die Beleuchtungsvorrichtung 20 in
einer im Wesentlichen dreieckigen Konfiguration zu halten. Vorzugsweise
sind mindestens an einem Ende der Beleuchtungsvorrichtung 20 Glühbirnen 70 bereitgestellt.
Um Licht von der Ecke weg zu richten, weist die Beleuchtungsvorrichtung 20 vorzugsweise
einen Zweirichtungs-Punktgradienten auf, der dazu konfiguriert ist,
Licht von der Ecke weg in eine Richtung zu richten, die allgemein
durch den Pfeil 72 angegeben ist. Ein derartiger Zweirichtungsgradient
ist in 6 gezeigt. Vorzugsweise befindet sich eine höchste Konzentration
von Punkten neben dem Bereich 74 der Beleuchtungsvorrichtung 20.
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15A zeigt eine Halterung 62F, die zwei gesonderte
gegenüberliegende
Stücke 90 aufweist, um
die Beleuch tungsvorrichtung 20 zu halten. Ähnlich wie
die vorherigen Halterungen sind die Stücke 90 vorzugsweise
lichtdurchlässig
(z. B. durchsichtig, opak, usw.). Wenn die Beleuchtungsvorrichtung 20 in die
Halterung 62F eingesetzt ist, werden die beiden gegenüberliegenden
Stücke 90 der
Halterung aneinandergeklemmt oder auf eine andere Weise befestigt,
um die Beleuchtungsvorrichtung 20 zu einer im Wesentlichen
elliptischen Querschnittform zu verformen (15B).
Die Halterung 62F weist vorzugsweise eine allgemein zweischalige
Gestaltung auf, wobei zwischen den Stücken 90 dekorative
gefärbte Distanzstücke 92 angeordnet
sind. Man wird jedoch verstehen, dass auch andere Formen (z. B.
Quadrate, Rechtecke, Dreiecke, Rauten, Achtecke, Sechsecke, usw.)
verwendet werden könnten.
Zusätzlich können für bestimmte
Ausführungsformen
Halterungen verwendet werden, die mehr als zwei Stücke aufweisen.
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16 zeigt
zwei Beleuchtungsmodule 20a und 20b, die nach
den Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind. Die Module 20a und 20b weisen
Ausrichtungsmerkmale auf, um zu gestatten, dass die Module verbunden
werden, um Lichtkanäle zu
bilden, die erweiterte Längen
aufweisen. Die Ausrichtungsmerkmale sind vorzugsweise so konfiguriert,
dass sie sicherstellen, dass sich Punktmuster oder Gradienten, die
an jedem der Module bereitgestellt sind, miteinander ausrichten
oder stetig sind, um entlang der Länge des erweiterten Lichtkanals eine
gewünschte
Beleuchtungserscheinung bereitzustellen. Wie in 16 gezeigt
weisen die Ausrichtungsmerkmale Kerben 27 und Nasen 29 auf,
die sich an den axialen Enden der Module 20a und 20b befinden.
Man wird verstehen, dass die Kerbe 27 des Moduls 20a die
Nase 29, die am verbundenen Modul 20b gebildet
ist, dann, wenn die Module 20a und 20b verbunden
sind, so aufnimmt, dass zwischen den Modulen 20a und 20b eine
winkelige/drehende Ausrichtung erreicht wird. Man wird verstehen,
dass jedes der Module 20a und 20b einen ähnlichen
Aufbau wie die Beleuchtungs vorrichtung 20 oder jede beliebige
andere der hierin offenbarten Beleuchtungsvorrichtungen aufweisen
kann.
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Man
wird verstehen, dass die Ausrichtungsmerkmale am Lichtleiter 22,
an der schützenden
Hülse 24,
an einem gesonderten Extraktor (z. B. dem Einsatz 525)
oder an jeder beliebigen Kombination davon beinhaltet sein können. Außerdem wird
man verstehen, dass die einzelnen Lichtleiter dann, wenn lange Lichtleiterlängen benötigt werden,
gemischte Extraktionsgradienten aufweisen können (d. h., die Gradienten
so gewählt
sind, dass die Punktkonzentrationen dort, wo sich zwei Röhren verbinden,
etwa gleich sind), die entlang der gesamten Länge eine gleichmäßige Beleuchtung
bereitstellen. Die Ausrichtungsmerkmale können auch verwendet werden,
um eine drehende Ausrichtung einer Beleuchtungsvorrichtung in einer
Halterung bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Beleuchtungsvorrichtung
Endkerben aufweisen, die an der Halterung bereitgestellte Ausrichtungsvorsprünge aufnehmen.
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In
bestimmten Ausführungsformen
kann ein flacher Bogen eines optischen Beleuchtungsfilms nach den
Grundsätzen
der vorliegenden Erfindung zu Beleuchtungszwecken verwendet werden.
Lichtextrahierende Muster können
auf den Bogen gedruckt oder auf eine andere Weise aufgebracht sein. Eine
schützende
Schicht kann an die Prismen des Beleuchtungsfilms gebunden sein,
um die Prismen zu schützen.
Klebstoff kann auch an der Außenseite der
schützenden
Schicht (d. h., an der Seite, die von den Prismen weg gerichtet
ist) bereitgestellt sein. Dies gestattet, dass der Film an einer
Halterung wie etwa einer Glaswand oder an einer anderen Art von Halterung
fixiert wird.
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Hinsichtlich
der vorangegangenen Beschreibung versteht es sich, dass Detailänderungen
vorgenommen werden können,
insbesondere an den verwendeten Ausbildungsmaterialien und der Form, Größe und Anordnung
der Bauteile, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie
er durch die folgenden Ansprüche
definiert ist, abzuweichen.