EP1099078A1 - Optisches element zur umlenkung von lichtstrahlen und herstellungsverfahren - Google Patents

Optisches element zur umlenkung von lichtstrahlen und herstellungsverfahren

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EP1099078A1
EP1099078A1 EP00925225A EP00925225A EP1099078A1 EP 1099078 A1 EP1099078 A1 EP 1099078A1 EP 00925225 A EP00925225 A EP 00925225A EP 00925225 A EP00925225 A EP 00925225A EP 1099078 A1 EP1099078 A1 EP 1099078A1
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EP
European Patent Office
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reflective layer
optical element
reflective
core
transparent film
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EP00925225A
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Günther SEJKORA
Siegfried Bickel
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ZUMTOBEL LIGHTING GmbH
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Zumtobel Staff GmbH
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    • F21S8/04—Lighting devices intended for fixed installation intended only for mounting on a ceiling or the like overhead structures
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources

Definitions

  • the present invention relates to an optical element for deflecting light rays entering and exiting from it in such a way that their exit angle is limited, for example for use as a lamp cover, according to the preamble of claim 1 and a reflective element as part of the optical element according to the preamble of claim 10, and corresponding methods for producing the optical and the reflective element.
  • Optical elements of the type mentioned at the outset are intended to limit the exit angle of light rays, for example from a luminaire, in order to reduce glare for the viewer.
  • such an element naturally also provides mechanical protection for the lamp and in particular for the light source inside the lamp.
  • Such an optical element is known for example from the Austrian patent AT-B-403.403.
  • the known element has, on its side facing the lamp of the luminaire, pyramid-like profiles, so-called microprisms, arranged in rows and rows, which are formed as truncated pyramids and have an upper boundary surface (light entry surface) lying parallel to the base surface (light exit surface).
  • an optical element known from AT-B-403.403 is shown in FIG. The entire element consists entirely of a crystal-clear or transparent material.
  • Another object of the present invention is to provide a reflective element for such an optical element, which is simple in construction and thus also in its manufacture and at the same time ensures a stable structure and high lighting quality of the entire optical element.
  • the optical element consists of a plate-shaped core made of transparent material, which is covered on one side with microprisms, which f ; ⁇ taper to form furrows - starting from their roots - whereby, for example, the entirety of the microprism cover surfaces, the light entry surface and the other Side of the core forms the light exit surface, and wherein the furrows are covered with a layer reflecting at least on one side.
  • a film made of transparent material is provided on the side of the reflective layer facing away from the element core. The film gives the reflective layer an independent stability, which on the one hand facilitates its handling in the production of the entire optical element and on the other hand also increases the stability of the element as a whole.
  • the assembly of such a reflective element on the element core of the optical element is easier to accomplish with the required high accuracy than the direct application, for example, of a thin metal foil to the intermediate regions of the microprism structure, as is required in the previously known systems.
  • the reflective layer is preferably firmly connected to the transparent film, in particular welded or glued.
  • the welding here has the particular advantage that there are no further material components in the system whose refractive index would have to be taken into account with regard to the photometric properties of the optical element.
  • the reflective layer is preferably also firmly connected to the element core, in particular glued or welded.
  • the connection of the reflective layer can take place both after a prefabrication of the reflective element from the reflective layer and the transparent film, and also in a common process step with the connection of the reflective layer with the transparent film.
  • Fig. 1 is a schematic perspective view of a lamp cover known from the prior art from the viewing direction of the (imaginary) lamp;
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional illustration of an optical element with components shown separately according to the present invention
  • FIG. and FIG. 3 shows a perspective illustration of the optical element from FIG. 2.
  • optical element according to the present invention described below is particularly suitable as a cover for luminaires, the light exit angle of which is to be limited for a viewer to avoid glare.
  • Fig. 1 shows a known lamp cover or a known optical element in perspective view, as it is also used as part of the present invention.
  • the known luminaire cover has pyramid-like profiles 2, so-called microprisms, arranged in rows and rows on its side facing the lamp or the lamps (not shown) of the lamp, which are designed as truncated pyramids on a base.
  • the entire luminaire cover consists entirely of a crystal-clear or transparent material, such as acrylic glass.
  • the known luminaire cover shown in FIG. 1 also forms an embodiment of an element core 1 for an optical element 9 according to the invention, as will be described in more detail below.
  • the plate-shaped, transparent core 1 of the lamp cover is covered on one side with microprisms 2, which taper to form furrows 7 - starting from their roots 5 - the entirety of the microprism cover surfaces 4 being the light entry surface and the other side of the core 1 forms the light exit surface 3.
  • the exit angle of the light rays emerging downwards from the optical element shown in FIG. 1 should be at most about 60-70 ° with respect to the solder of the exit surface 3 in order to avoid or at least minimize glare for the viewer.
  • the core 1 is used so that the entirety of the microprism cover surfaces 4 forms the light exit surface and the other side of the core forms the light entry surface.
  • the intermediate areas or furrows between the individual microprisms are at a mutual distance of about 700 ⁇ m and have a width of about 150 ⁇ m in the plane of the light entry surfaces 4.
  • the embodiment of the optical element 9 according to the invention now differs from the known lamp cover according to FIG. 1 in that a reflective element 10 is applied to the side of the element core 1 which has the microprisms 2, as schematically shown in FIGS. 2 and 3 in section or is shown in a perspective view. To better illustrate the construction of the optical element 9 according to the invention, these are shown separately in FIGS. 2 and 3. In the practical version, these components are of course directly in contact with one another.
  • the element core 1 has, for example, the arrangement shown in FIG. 1.
  • the invention is not limited to this arrangement of the microprisms in rows and lines (cross structure) and to the microprisms with a square base area.
  • the microprisms 2 can also have an elongated base surface and can only be arranged in rows next to one another (longitudinal structure). It is also conceivable to combine two transparent element cores 1 with a longitudinal structure and to arrange them one above the other, one longitudinal structure being rotated by 90 ° relative to the other longitudinal structure in the plane of the light exit surface 3, so that overall an effect similar to that of the cross structure is achieved becomes.
  • any basic shapes of the microprisms 2 are also possible, which, however, should preferably be designed in the form of a uniform polygon or a circle, in order not to make the shape of the reflective layer 12 described below unnecessarily complicated.
  • the element core 1 of the optical element 9 according to the invention can be produced in a variety of ways from a transparent material, preferably a transparent plastic material, such as acrylic glass.
  • a transparent material preferably a transparent plastic material, such as acrylic glass.
  • the first to be mentioned here is the production by means of a so-called spray-stamping process. This process is similar to the commonly known plastic injection molding, but is carried out with a relatively low injection pressure. After the transparent material has been injected into the mold, mechanical pressure is exerted on the still liquid material so that it can penetrate the structures of the mold.
  • the manufacture of the element core 1 is also possible by means of a hot stamping process, in which the transparent material is poured into a corresponding mold in liquid form and then also subjected to pressure in order to achieve the embossing.
  • the reflective element 10 On the side of the element core 1 facing the lamp of the lamp, i.e. on the level of the microprism cover surfaces 4 forming the light entry surface, a reflective element 10 is applied.
  • the reflective element 10 consists essentially of a film or a thin plate 11 made of a transparent material and a layer 12 made of a reflective material. The same material is preferably used for the film 11 as for the element core 1. Both a plate, as shown in FIG. 2, and a film, as shown in FIG. 3, can be used as the transparent element 11.
  • the reflective layer 12 in particular the metals already mentioned above with reflective properties or materials with a similarly high reflectivity come into consideration.
  • the transparent film 11 and the reflecting layer 12 are two separate components which are firmly connected to one another before being connected to the element core 1.
  • the metal layer 12 with a lattice or line structure is produced, for example, galvanically or punched out of metal foils.
  • the layer 12 is connected to the film 11 preferably by means of gluing or welding. At the moment, welding the two components together is preferred, since in this case no further material in the form of a transparent adhesive is contained in the reflective element 10, the refractive index of which has to be taken into account in the optical properties of the optical element 9.
  • a transparent adhesive such as, for example, an adhesive, an adhesive film or a hot-melt adhesive, is used to bond the two components 11, 12.
  • the reflective layer 12 is advantageously heated and the connection is then subjected to pressure.
  • the reflective layer 12 is heated here, for example, by applying an alternating magnetic field to the metal grid 12.
  • the alternating magnetic field induces eddy currents in the metal grid 12, which heat the metal.
  • the reflective layer 12 can also be welded to the transparent film 11 by means of laser welding. The welding is preferably carried out locally at the edges of the metal grid 12.
  • the film 11 and the layer 12 are produced as a unit.
  • a reflective metal layer is first applied, preferably vapor-deposited, to the transparent film 11.
  • the desired lattice or line structure is then introduced into this metal layer 12. This is preferably done by free cutting using a laser beam or by mechanical free cutting. However, the desired structure can also be worked out of the metal layer 12 by means of an etching process.
  • the reflective element 10 is considerably more stable compared to a single grating 12 or a single grating film and can therefore be handled more easily. This also facilitates the further manufacture of the optical element 9. In addition, the stability of the reflective element 10 also increases the stability of the optical element 9 as a whole.
  • the element 10 according to the invention further ensures an exact application of the reflective layer 12 on the element core 1 or the furrows 7 and, by supporting the film or plate 11, a constant alignment of the element 10 with respect to the microprisms 2 and their furrows 7.
  • connection of the reflective element 10 or the reflective layer 12 to the transparent core 1 is preferably also carried out by gluing or welding. In principle, the methods already mentioned above for the connection of the reflecting element 10 are in principle possible here.
  • the two-part reflecting element 10 instead of prefabricating the element 10, it is also possible to arrange the three individual parts element core 1, metal grid 12 and transparent film 11 one above the other and to align them exactly and then to join them together in a single process step.
  • the same methods are suitable for connecting, which were already mentioned above in the separate connection steps of metal grid film and element core-reflecting element, i.e. especially welding and gluing.

Description

Optisches Element zur Umlenkung von Lichtstrahlen und Herstellungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Element zur Umlenkung von in dieses eintretenden und wieder aus diesem austretenden Lichtstrahlen, derart, daß deren Austrittswinkel begrenzt ist, beispielsweise zur Verwendung als Leuchtenabdeckung, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein reflektierendes Element als Bestandteil des optischen Elements nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 10, sowie entsprechende Verfahren zur Herstellung des optischen und des reflektierenden Elements.
Durch optische Elemente der eingangs genannten Art soll erreicht werden, daß der Austrittswinkel von Lichtstrahlen beispielsweise aus einer Leuchte begrenzt wird, um eine Blendung für den Betrachter zu verringern. Darüber hinaus bewirkt eine solches Element natürlich auch einen mechanischen Schutz der Leuchte und insbesondere der Lichtquelle im Innern der Leuchte.
Eine derartiges optisches Element ist beispielsweise aus dem österreichischen Patent AT-B-403,403 bekannt. Das bekannte Element weist auf seiner der Lampe der Leuchte zugewandten Seite in Reihen und Zeilen angeordnete pyramidenartige Profilierungen, sogenannte Mikroprismen, auf, die als Pyramidenstümpfe ausgebildet sind und eine parallel zur Basisfläche (Lichtaustrittsfläche) liegende obere Begrenzungsfläche (Lichteintrittsfläche) aufweisen. Zur Erläuterung ist in Fig. 1 ein aus der AT-B-403,403 bekanntes optisches Element dargestellt. Das gesamte Element besteht vollständig aus einem glasklaren bzw. transparenten Material.
Ein weiteres optisches Element der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der WO 97/36131 offenbart. Aus dieser Druckschrift sind verschiedene Maßnahmen bekannt, um zu verhindern, daß Lichtstrahlen von der Lampe der Leuchte in die Zwischenbereiche bzw. Furchen zwischen den die Lichteintrittsflächen bildenden Mikroprismen-Deckflächen eindringen, da solche Lichtstrahlen nicht unter einem gewünschten Austrittswinkel aus dem optischen Element austreten würden. In den Fig. 16-24 und der zugehörigen Beschreibung dieser Druckschrift sind beispielsweise die Möglichkeiten offenbart, die Furchen zwischen den Mikroprismen mit einer Füllmasse mit reflektierenden Eigenschaften aufzufüllen, die Seitenwände der Mikro- prismen mit einem reflektierenden Material zu beschichten, die Mikroprismenstruktur mit einer reflektierenden Maske bzw. einem Gitter abzudecken oder Kombinationen dieser Maßnahmen vorzusehen. Da die Abmessungen der Mikroprismen nur im Bereich von einigen hundert μm liegen, ist bei der Herstellung derartiger optischer Elemente bzw. Leuchtenabdeckungen eine hohe Präzision erforderlich.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Element der eingangs genannten Art mit einer reflektierenden Schicht bereitzustellen, welches einfach im Aufbau und damit auch in seiner Herstellung ist und gleichzeitig einen stabilen Aufbau und eine hohe lichttechnische Qualität aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein reflektierendes Element für ein derartiges optisches Element vorzusehen, welches einfach im Aufbau und damit auch in seiner Herstellung ist und gleichzeitig einen stabilen Aufbau und eine hohe lichttechnische Qualität des gesamten optischen Elements gewährleistet.
Diese Aufgaben werden durch ein optisches Element mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein reflektierendes Element mit den Merkmalen des Patent- anspruchs 10, sowie durch die entsprechenden Herstellungsverfahren gemäß den Patentansprüchen 14 bzw. 22 oder 27 gelöst.
Das optische Element besteht aus einem plattenförmigen Kern aus transparentem Material, der an einer Seite mit Mikroprismen besetzt ist, die f ;ι unter Bildung von Furchen - von ihrer Wurzel ausgehend - verjüngen, wobei beispielsweise die Gesamtheit der Mikroprismen-Deckflächen die Lichteintrittsfläche und die andere Seite des Kerns die Lichtaustrittsfläche bildet, und wobei die Furchen mit einer zumindest einseitig reflektierenden Schicht abgedeckt sind. Erfindungsgemäß ist weiter eine auf der dem Elementenkern abgewandten Seite der reflektierenden Schicht angeordnete Folie aus transparentem Material vorgesehen. Die Folie verleiht der reflektierenden Schicht eine eigenständige Stabilität, was einerseits deren Handhabung bei der Herstellung des gesamten optischen Elements erleichtert und andererseits auch die Stabilität des Elements als Ganzes erhöht. Weiter ist die Montage eines derartigen reflektierenden Elements auf den Elementenkem des optischen Elements einfacher mit der erforderlich hohen Genauigkeit zu bewerkstelligen als das direkte Aufbringen z.B. einer dünnen Metallfolie auf die Zwischenbereiche der Mikroprismenstruktur, wie dies bei den vorbekannten Systemen erforderlich ist. Die reflektierende Schicht ist mit der transparenten Folie vorzugsweise fest verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt. Das Verschweißen hat hierbei insbesondere den Vorteil, daß keine weitere Materialkomponente im System vorhanden ist, deren Brechungsindex bezüglich der lichttechnischen Eigenschaften des optischen Elements zu berücksichtigen wäre. Es ist aber ebenso möglich, auf die transparente Folie zunächst eine Metallschicht aufzubringen, vorzugsweise aufzudampfen, in der anschließend die gewünschte Struktur ausgebildet wird, was sowohl mechanisch als auch mittels Laserstrahlen oder chemisch durchgeführt werden kann.
Weiter ist reflektierende Schicht vorzugsweise auch mit dem Elementenkern fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt. Die Verbindung der reflektierenden Schicht kann dabei sowohl im Anschluß an eine Vorfertigung des reflektierenden Elements aus der reflektierenden Schicht und der transparenten Folie als auch in einem gemeinsamen Verfahrensschritt mit der Verbindung der reflektierenden Schicht mit der transparenten Folie erfolgen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivdarstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Leuchtenabdeckung aus der Blickrichtung der (gedachten) Lampe;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung eines optischen Elements mit getrennt dargestellten Bauteilen gemäß der vorliegenden Erfindung; und Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des optischen Elements von Fig. 2.
Das nachfolgend beschriebene optische Element gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich insbesondere als Abdeckung für Leuchten, deren Lichtaustrittswinkel zur Vermeidung der Blendung für einen Betrachter begrenzt werden soll.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Leuchtenabdeckung bzw. ein bekanntes optisches Element in perspektivischer Ansicht, wie sie bzw. es auch als Bestandteil der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die bekannte Leuchtenabdeckung weist auf ihrer der Lampe oder auch den Lampen (nicht dargestellt) der Leuchte zugewandten Seite in Reihen und Zeilen angeordneten pyramidenartigen Profilierungen 2, sogenannte Mikroprismen, auf, die als Pyramidenstümpfe auf einer Basis ausgebildet sind. Die gesamte Leuchten- abdeckung besteht vollständig aus einem glasklaren bzw. transparenten Material, wie beispielsweise Acrylglas. Die in Fig. 1 dargestellte bekannte Leuchtenabdeckung bildet gleichzeitig eine Ausführungsform eines Elementenkerns 1 für ein erfindungsgemäßes optisches Element 9, wie weiter unten näher beschrieben werden wird.
Der plattenförmige, transparente Kern 1 der Leuchtenabdeckung ist an einer Seite mit Mikroprismen 2 besetzt, die sich unter Bildung von Furchen 7 - von ihrer Wurzel 5 ausgehend - verjüngen, wobei die Gesamtheit der Mikroprismen-Deckflächen 4 die Lichteintrittsfläche und die andere Seite des Kerns 1 die Lichtaustrittsfläche 3 bildet. Der Austrittswinkel der - aus dem in Fig. 1 dargestellten optischen Element nach unten austretenden - Lichtstrahlen soll höchstens etwa 60-70° bezogen auf das Lot der Austrittsfläche 3 betragen, um eine Blendung für den Betrachter zu vermeiden oder zumindest zu minimieren.
Alternativ ist es auch denkbar, daß der Kern 1 so eingesetzt wird, daß die Gesamtheit der Mikroprismen-Deckflächen 4 die Lichtaustrittsfläche und die andere Seite des Kerns die Lichteintrittsfläche bildet.
Die Zwischenbereiche bzw. Furchen zwischen den einzelnen Mikroprismen haben im vorliegenden Fall einen gegenseitigen Abstand von etwa 700 μm und haben in der Ebene der Lichteintrittsflächen 4 eine Breite von etwa 150 μm.
Wenn nun Licht von der Lampe in diese Furchen 7 eindringt, kann nicht gewährleistet werden, daß diese Lichtstrahlen unter dem gewünschten Austrittswinkel aus der Lichtaustrittsfläche 3 des optischen Elements austreten. Es ist deshalb erforderlich, die Furchen 7 zwischen den Lichteintrittsflächen 4 auszufüllen oder abzudecken, wie dies bereits aus der WO 97/36131 bekannt ist. Das Material für diese Füllung bzw. Abdeckung darf jedoch nicht lichtabsorbierend sein, um den Wirkungsgrad der des optischen Elements bzw. Der Leuchtenabdeckung nicht zu reduzieren. Es sollte deshalb ein reflektierendes Material verwendet werden, welches möglichst eine Totalreflexion des einfallenden Lichtes ohne eine Lichtabsorption bewirkt. Hierdurch wird das Licht in Richtung auf die Lampe zurück reflektiert, welche im allgemeinen mit dahinter angeordneten Reflektoren versehen ist, so daß im wesentlichen das gesamte von der Lampe der Leuchte abgestrahlte Licht das optische Element durch die Lichteintritts- und Lichtaustrittsflächen 4, 3 verläßt und ein hoher lichttechnischer Wirkungsgrad gewährleistet ist. Als Abdeckungsmaterial für die Furchen 7 eignen sich deshalb insbesondere Metalle mit einem hohen Reflexions vermögen, wie beispielsweise Silber, Aluminium oder Gold, oder dergleichen. Die erfindungsgemäße Ausführungsform des optischen Elements 9 unterscheidet sich nun von der bekannten Leuchtenabdeckung gemäß Fig. 1 dadurch, daß auf der die Mikroprismen 2 aufweisenden Seite des Elementenkerns 1 ein reflektierendes Element 10 aufgebracht ist, wie dies in den Fig. 2 und 3 schematisch im Schnitt bzw. In perspektivischer Ansicht dargestellt ist. Zur besseren Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Aufbaus des optischen Elements 9 sind diese in den Fig. 2 und 3 getrennt dargestellt gezeichnet. In der praktischen Ausführung sind diese Bauteile selbstverständlich direkt miteinander in Kontakt bzw. Miteinander verbunden.
Der Elementenkem 1 hat beispielsweise die in Fig. 1 dargestellt Anordnung. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Anordnung der Mikroprismen in Reihen und Zeilen (Kreuzstruktur) und auf die Mikroprismen mit quadratischer Basisfläche beschränkt. Die Mikroprismen 2 können vielmehr auch eme langgestreckte Basisfläche aufweisen und nur in Reihen nebeneinander angeordnet sein (Längsstruktur). Auch ist es denkbar, zwei transparente Elementenkerne 1 mit Längsstruktur zu kombinieren und übereinander anzuordnen, wobei die eine Längsstruktur gegenüber der anderen Längs- struktur in der Ebene der Lichtaustrittsfläche 3 um 90° verdreht ist, so daß insgesamt eine ähnliche Wirkung wie bei der Kreuzstruktur erzielt wird. Femer sind grundsätzlich auch beliebige Grundformen der Mikroprismen 2 möglich, die allerdings möglichst in der Form eines gleichmäßigen Vielecks oder eines Kreises ausgebildet sein sollten, um die Form der weiter unten beschriebenen reflektierenden Schicht 12 nicht unnötig kompliziert zu machen.
Der Elementenkem 1 des erfindungsgemäßen optischen Elements 9 kann auf ver- schiedene Weise aus einem transparenten Material, vorzugsweise einem transparenten Kunststoff material, wie Acrylglas, hergestellt werden. Als erstes ist hier die Herstellung mittels eines sogenannten Spritz-Prägeverfahrens zu nennen. Dieses Verfahren ist ähnlich dem allgemein bekannten Kunststoff spritzen, erfolgt aber mit einem relativ geringen Spritzdruck. Nach dem Einspritzen des transparenten Materials in die Form wird ein mechanischer Druck auf das noch flüssige Material ausgeübt, so daß dieses in die Strukturen der Form eindringen kann. Weiter ist die Herstellung des Elementenkerns 1 auch mittels eines Heißprägeverfahrens möglich, bei dem das transparente Material in flüssiger Form in eine entsprechende Form eingegossen und anschließend ebenfalls mit Druck beaufschlagt wird, um die Prägung zu erzielen.
Femer besteht auch die Möglichkeit, einen transparenten Kunststoffblock mechanisch mit den Furchen zu versehen. Dies kann beispielsweise spanabhebend, z.B. mit einem Diamantfräser, oder mittels eines Laserstrahles erfolgen. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung des transparenten Kerns 1 besteht darin, den flüssigen Kunststoff durch einen Extrusionskopf zu drücken. Hierbei können allerdings nur lineare Strukturen von Mikroprismen 2 erzeugt werden.
Auf der der Lampe der Leuchte zugewandten Seite des Elementenkems 1, d.h. auf der Ebene der die Lichteintrittsfläche bildenden Mikroprismen-Deckflächen 4, ist ein reflektierendes Element 10 aufgebracht. Das reflektierende Element 10 besteht im wesentlichen aus einer Folie oder einer dünnen Platte 11 aus einem transparenten Material und einer Schicht 12 aus einem reflektierenden Material. Für die Folie 11 wird vorzugsweise das gleiche Material verwendet wie für den Elementenkem 1. Als transparentes Element 11 kann sowohl eine Platte, wie in Fig. 2 gezeigt, als auch eine Folie, wie in Fig. 3 dargestellt, verwendet werden. Für die reflektierende Schicht 12 kommen insbesondere die bereits oben genannten Metalle mit reflektierenden Eigenschaften oder Materialien mit einem ähnlich hohen Reflexionsvermögen in Betracht.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der transparenten Folie 11 und der reflektierenden Schicht 12 um zwei separate Bauteile, die vor ihrer Verbindung mit dem Elementenkem 1 fest miteinander ver- bunden werden. Die Metallschicht 12 mit Gitter- oder Linienstruktur wird hierzu beispielsweise galvanisch hergestellt oder aus Metallfolien gestanzt. Die Verbindung der Schicht 12 mit der Folie 11 erfolgt vorzugsweise mittels Verkleben oder Verschweißen. Derzeit wird ein Verschweißen der beiden Bauteile miteinander bevorzugt, da in diesem Fall kein weiteres Material in Form eines transparenten Klebstoffes in dem reflektierenden Element 10 enthalten ist, dessen Brechungsindex bei den optischen Eigenschaften des optischen Elements 9 zu berücksichtigen ist.
Zum Verkleben der beiden Bauteile 11, 12 wird ein transparentes Klebemittel, wie beispielsweise ein Klebstoff, eine Klebstofffolie oder ein Schmelzkleber, verwendet. Zum Verschweißen der reflektierenden Schicht 12 mit der Folie 11 wird die reflektierende Schicht 12 vorteilhafterweise erwärmt und anschließend die Verbindung mit Druck zu beaufschlagt. Die Erwärmung der reflektierenden Schicht 12 erfolgt hierbei zum Beispiel durch Anlegen eines magnetischen Wechselfeldes an das Metallgitter 12. Durch das magnetische Wechselfeld werden in dem Metallgitter 12 Wirbelströme induziert, die das Metall erwärmen. Alternativ kann die reflektierende Schicht 12 mit der transparenten Folie 11 auch mittels Laserschweißen verschweißt werden. Das Verschweißen erfolgt hierbei vorzugsweise lokal an den Kanten des Metallgitters 12. Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des reflektierenden Elements 10 werden die Folie 11 und die Schicht 12 als Einheit hergestellt. Hierzu wird auf die transparente Folie 11 zunächst eine reflektierende Metallschicht aufgebracht, vorzugsweise aufgedampft. Anschließend wird in diese Metallschicht 12 die gewünschte Gitter- oder Linienstruktur eingebracht. Dies geschieht bevorzugt durch Freischneiden mittels eines Laserstrahls oder durch mechanisches Freischneiden. Die gewünschte Struktur kann allerdings aus der Metallschicht 12 auch mittels eines Ätzverfahrens herausgearbeitet werden.
Das reflektierende Element 10 ist im Vergleich zu einem einzelnen Gitter 12 bzw. einer einzelnen Gitterfolie wesentlich stabiler und kann deshalb leichter gehandhabt werden. Dies erleichtert auch die weitere Herstellung des optischen Elements 9. Darüber hinaus erhöht die Stabilität des reflektierenden Elements 10 auch die Stabilität des optischen Elements 9 insgesamt. Das erfindungsgemäße Element 10 gewährleistet weiter ein exaktes Aufbringen der reflektierenden Schicht 12 auf den Elementenkem 1 bzw. die Furchen 7 und durch die Stützung der Folie oder Platte 11 eine gleichbleibende Ausrichtung des Elements 10 in Bezug auf die Mikroprismen 2 und deren Furchen 7.
Die Verbindung des reflektierenden Elements 10 bzw. der reflektierenden Schicht 12 mit dem transparenten Kern 1 erfolgt vorzugsweise ebenfalls durch Verkleben oder Verschweißen. Hierbei sind prinzipiell wiederum die bereits oben bei der Verbindung des reflektierenden Elements 10 genannten verfahren möglich.
Im Falle des zweiteiligen reflektierenden Elements 10 ist es anstatt der Vorfertigung des Elements 10 ebenso möglich, die drei Einzelteile Elementenkem 1 , Metallgitter 12 und transparente Folie 11 übereinander anzuordnen und gegenseitig exakt auszurichten und anschließend in einem einzigen Verfahrensschritt gemeinsam zu verbinden. Zum verbinden sind die gleichen Methoden geeignet, die bereits oben bei den getrennten Verbindungsschritten Metallgitter-Folie und Elementenkern-reflektierendes Element genannt wurden, d.h. insbesondere Verschweißen und Verkleben.

Claims

Ansprüche
1. Optisches Element (9) zur Umlenkung von in dieses eintretenden und wieder aus diesem austretenden Lichtstrahlen, derart, daß deren Austrittswinkel begrenzt ist, mit einem plattenförmigen Kern (1) aus transparentem Material, der an einer Seite mit Mikroprismen (2) besetzt ist, die sich unter Bildung von Furchen (7) - von ihrer Wurzel (5) ausgehend - verjüngen, wobei die Furchen (7) mit einer zumindest einseitig reflektierenden Schicht (12) abgedeckt sind, gekennzeichnet durch eine auf der dem Elementenkem (1) abgewandten Seite der reflektierenden Schicht
(12) angeordnete Folie (11) aus transparentem Material.
2. Optisches Element nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) eine zusammenhängende Gitterstruktur aufweist.
3. Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) im wesentlichen aus Metall besteht.
4. Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Schicht (12) fest mit der transparenten Folie (11) verbunden ist.
5. Optisches Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) mit der transparenten Folie (11) verklebt oder verschweißt ist.
6. Optisches Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) auf die transparente Folie (11) aufgedampft ist.
7. Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Schicht (12) fest mit dem Kern (1) verbunden ist.
8. Optisches Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) mit dem Kern (1) verklebt oder verschweißt ist.
9. Optisches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Elementenkem (1) und die transparente Folie (11) aus dem gleichen Material hergestellt sind.
10. Reflektierendes Element (10) für ein optisches Element (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer zumindest einseitig reflektierende Schicht
(12), die so bemessen ist, daß sie die Furchen (7) des Kerns (1) abdeckt und die Mikroprismen-Deckflächen (4) freiläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (12) mit einer Folie (11) aus transparentem Material fest verbunden ist.
11. Reflektierendes Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) mit der transparenten Folie (11) verklebt oder verschweißt ist.
12. Reflektierendes Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) auf die transparente Folie (11) aufgedampft ist.
13. Reflektierendes Element nach einem Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) im wesentlichen aus Metall besteht.
14. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements (9) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt die reflektierende Schicht (12) mit der transparenten Folie fest verbunden wird, und anschließend die reflektierende Schicht (12) mit dem Elementenkem (1) fest verbunden wird.
15. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements (9) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Schritt die reflektierende Schicht (12) mit der transparenten Folie (11) und mit dem Elementenkem (1) fest verbunden wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) mit der transparenten Folie (11) und/oder mit dem Elementenkern (1) verklebt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebung mittels eines transparenten Klebemittels erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) mit der transparenten Folie (11) und/oder mit dem Elementenkem (1) verschweißt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18 , dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen durch Erwärmen der reflektierenden Schicht (12) erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der reflektierenden Schicht (12) durch Anlegen eines magnetischen Wechselfeldes zur Erzeugung von Wirbelströmen in der Schicht (12) erfolgt.
21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen mittels Laserschweißen erfolgt.
22. Verfahren zur Herstellung eines reflektierenden Elements (10) nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) mit der transparenten Folie (11) verklebt oder verschweißt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebung mittels eines transparenten Klebemittels erfolgt.
24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen durch Erwärmen der reflektierenden Schicht (12) erfolgt.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der reflektierenden Schicht (12) durch Anlegen eines magnetischen Wechselfeldes zur Erzeugung von Wirbelströmen in der Schicht (12) erfolgt.
26. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen mittels Laserschweißen erfolgt.
27. Verfahren zur Herstellung eines reflektierenden Elements (10) nach einem der Ansprüche 10, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (12) auf die transparente Folie (11) aufgedampft wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der reflektierenden Schicht (12) durch Freischneiden mittels eines Laserstrahls oder durch mechanisches Freischneiden ausgebildet wird.
29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der reflektierenden Schicht (12) mittels eines Ätzverfahrens aus der aufgedampften Schicht ausgebildet wird.
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