專利名稱：長形光源的制作方法
技術領域：
本發明涉及如權利要求1前序部分所述的一種長形光源。
這種光源例如與一個導光板相結合用作為顯示器的背景照明，尤其是液晶顯示器(LCD=Liquid Crystal Display)及大面積廣告牌的背景照明。
為此，該長形光源的光將穿過導光板的至少一個窄邊(“棱邊”，“邊緣”)照射到導光板上(所謂“邊緣光技術”)。通過設在導光板下面的擴散反射層穿過導光板整個前面到達外部，起到一個如同平面的、相應于導光板尺寸延伸的光源。
作為長形光源，譬如使用直桿形或彎曲的如L或U形熒光燈。
為了提高光密度，可沿該長形燈的縱軸在其燈管內側或外側設置一個用于可見光的反射器，它沿縱軸通過一個確定的區域留下空隙。以此方式，形成光闌，燈光穿過該光闌到達外部(光闌燈)。
但長形燈也用于一般的照明，如用于裝飾及越來越多地用于汽車技術，例如作為閃光或停車燈及用于內部照明。對于所述大多數應用特別有意義的是，長形燈能適應預定的形狀，例如用作機動車閃光燈能適應機動車形狀。
雖然本發明的有利功能展現在所有長形燈上，但它的光通量的顯著部分通過一個或兩個燈端部的頂側輻射出來，基于介電阻尼放電具有條形電極的長形燈被證明特別有利。這種電極的形狀與傳統上設在圓柱形放電管每端側的電極相對比，能使不發光的端部長度保持最小。
這樣一種燈已由DE-PS19718395C1公知。那里它涉及一個管狀光闌熒光燈，在該燈的一個端部具有一個帶有兩個端子銷的燈座。此外該燈具有與燈管縱軸平行地設在兩個徑向的條形電極，其中一個電極設在放電管的外壁上及另一電極設在其內壁上。這兩個電極在燈座內與兩個端子銷相連接。端子銷本身通過電線與一個脈沖電壓源的兩個極相連接。該燈的特征在于具有相對高的有效輻射系數。
但是在兩個燈端部通過相應的頂端軸向輻射出來的光通量不能被利用。此外，在對電極路徑不希望有影響的情況下，這種燈難于被彎曲成非直桿狀、如L狀。在該燈管彎曲時具有危險，即電極路徑至少以較大的曲度離開管壁。
本發明的任務在于，提供一種根據權利要求1前序部分的長形光源，它能避免現有技術中的缺點，并能簡單方式實現幾乎任意形狀及長度。
本發明的另一方面是，由長形光源的頂端面軸向輻射出來的光通量可主要在徑向上利用。
該任務將通過權利要求1特征部分的特征來解決。其特別有利的構型給出在從屬權利要求中。
此外，對于使用該長形光源的照明裝置需要保護，尤其是對于LCD的背景光。
本發明的基本構思基于這樣的認識，即在長形燈上總光通量中相當可觀部分可能由燈端部頂面在軸向射出。對于熒光燈其原因在于，管狀放電管通過熒光層或對于光闌燈通過反射層、如管狀導光件(光管)起作用，它使光沿管軸傳導。該作用在開始所述的具有條形電極基于介電阻尼放電的長形燈上表現尤其突出。與傳統的在管狀放電管兩端軸向地設置電極、如熱螺旋電極或冷陰極的長形燈不同，即-在這里所考慮的情況下-光基本上不受阻地、軸向穿過其端部地離開放電管。
本發明則提出一種長形光源，它至少具有帶兩個端部的一個長形燈，在至少一個端部具有一個導光元件。
這種導光元件的關鍵功能在于，在燈工作時穿出燈相應端部的光至少在很大程度上被接收及再反射出來，以便獲得對力圖達到的照明目的所適合的空間分布。
導光元件或每個導光元件由至少部分透明的絕緣材料，例如丙烯玻璃構成。由此該元件可相對低成本的制造，例如使用噴注技術制造。
在一個實施形式中一個導光元件具有一個凹陷，它用于接收長形燈。以此方式，該導光元件接收穿出燈端部的光并借助于導光元件內的散射有利地在徑向上反射出來。在此情況下，通過光導體時光的損失是可以忽略的。
為了影響空間反射性能，導光元件的表面可具有適當的構型。其表面可以磨砂，以便在所有的空間方向上幾乎達到“郎伯”式(1ambertsche)光分布，如熒光燈所具有的。另一可能性在于，所有表面，除用于光輸入的凹陷及用于光輸出的窄磨砂條(光闌)外通過譬如蒸鋁或粘上反光膜形成鏡面。當光遇到未鏡面化的元件表面時，光將穿過。當光遇到鏡面化的表面時，光將在導光元件中反射回來。這一直發生到遇到出口(光闌)及離開該元件為止。以此方式，導光元件顯得很亮，好象光是從其中產生出來的。最好，在使用熒光燈時采用磨砂，相反地在光闌-熒光燈上主要采用鏡面化。
在另一構型中導光元件還設有一個燈座。此外該導光元件-燈座設有用于與至少一個前級電源裝置連接的端子。為了用前級電源裝置供電這些端子與電極相連接。在雙端燈座的燈上，通常在兩個燈座的一個上設有端子就足夠了。
如果該燈與一個導光板相結合，例如用于LCD的背景照明時，至少一個導光元件具有一個斜面，它與燈的縱軸相夾一個角度，該角度典型約在30°至60°的范圍中，優選約在40°至50°的范圍中，最好約為45°。由此使從軸向射出燈的光通過內部反射偏轉到導光板邊緣的方向上及無多大損耗地耦合地輸入。
以此方式，可使用比相應導光板短的燈。由此可避免燈座射出導光板或導光板的角上顯得發暗。此外通過軸向照射光的利用可改善光輸入耦合的總效率。
在另一實施形式中，該導光元件還設有至少用于兩個燈的耦合器。為此，該導光元件具有至少兩個凹陷，它們彼此形成一個確定角度及分別用于接受燈的一個端部。此外，耦合元件包括使各個燈彼此電連接的電觸頭。因為耦合器通過上述導光效應相對亮些，可使人形成一個連續光帶的印象。此外，通過用于燈端部的凹陷之間角度的適當選擇，該光帶可自由成形，如“L”或“V”形狀等。借助多個燈還可形成、至少近似形成復雜形狀，如弧形及類似形狀。一個導光元件-耦合器同時具有四個功能1．燈的機械保持，2．形成光源的構型，3．燈的電連接，4．導光及使出自燈端部的光重分布。
這種由兩個或多個燈形成的似連續“光帶”可借助導光元件及結合例如這里最優先考慮的及描述在WO94/23442中的用于介電阻尼放電的脈沖工作方式相對簡單地實現。
所述的工作方式可以實現這些，即多個燈可串聯或各個燈的放電并行地工作。如果兩個相同的長直桿燈這樣彼此地連接陰極與陰極及陽極與陽極相連接(并聯)，就形成了一個長度簡單增倍的光源。但這種光源用相同的電壓觸發及工作如同單個燈，因為根據開始部分所述的電極構型其放電垂直于燈軸進行，因此放電距離不會隨燈長度改變。由此可實現，通過導光元件上的電觸頭可使兩個或多個燈的串聯電路用單個前級電源裝置來驅動。
當然各個耦合元件也可與前級電源裝置用電纜連接，以便在例如長光帶情況下使用不止一個前級電源裝置，或當合適時，將前級電源裝置放置在光帶中間而不是放置在其端部。
此外，通過導光元件也可使彎曲的燈彼此相連接，當例如所需的彎曲半徑小、如直角，但要產生光帶整體或多或少連續波動形狀的情況。
根據本發明也可實現任意長度的一個柔性光帶。為此所述耦合元件可由柔性導光材料制造。
因此，本發明的一大優點在于，由標準組件的導光燈座、導光元件-耦合器、燈及EVG可以幾乎任何形狀及長度的光帶。這種組件的構思使光源長度及形狀方面的高度靈活性與成本合理的制造相結合。
此外，可避免端部的暗區，即光源的長度可相應于帶燈座的燈的總長度。
在另一構型中，導光元件具有保持件，借助它長形光源可被安裝到一個載體、如一個光源上。
以下將借助多個實施例來詳細描述本發明。附圖為

圖1a具有兩個通過導光元件耦合器連接的直桿形光闌熒光燈及兩個導光元件-燈座的長形光源的縱截面圖，圖1b如圖1a中的長形光源，但為沿方向x的俯視圖，圖1c如圖1b中的長形光源，但為沿線Ia-Ib的橫截面圖，圖2具有一個直桿形光闌熒光燈及兩個帶斜面的燈座的長形光源的縱截面圖，圖3具有一個導光板及兩個根據圖2的長形光源的平照明裝置。
圖1a,1b,1c概要表示根據本發明的長形光源1的一個縱截面，一個沿方向x的俯視圖及一個沿線Ia-Ib的橫截面圖，該光源具有兩個通過導光元件耦合器2連接的直桿形光闌熒光燈3及兩個導光元件-燈座4、5。
每個燈3的放電管6具有兩個直線形電極7,8，它們在放電管6的外壁直徑上及平行于直桿形燈3的縱軸布置。該放電管6由玻璃構成，及由此對于電極7,8起到相對放電管6內部、即在燈工作時相對于放電的介電阻擋層的作用。這里還涉及一種兩側介電阻擋的放電。放電管6的內壁具有一熒光層9，其中留有一個長形光闌10。在放電管6的內部具有其充氣壓力約為15kPa的氙氣。
導光元件-耦合器2具有兩個布置在直徑上的圓柱形凹陷，用于接收兩個燈3的每個端部。在導光元件-耦合器2的內部每個電極7，8成對地連接，即第一燈3的電極7與第二燈3的相應電極7相連接，及類似地，第一燈3的電極8與第二燈3的相應電極8相連接(未示出)。
在長形光源1兩端的每個上各設有兩個導光元件-燈座4,5中的一個。此外，其中一個燈座5具有兩個端子銷11,12，用于一個前級電源裝置(未示出)相連接。在工作時將通過端子銷11,12不但使第一燈3，而且借助導光元件-耦合器2也使第二燈3由公共前級電源裝置供電。
最好該前級電源裝置根據在開始部分引證的WO94/23442提供有效功率脈沖。一種適于介電阻擋層放電實現該脈沖工作方式的電路裝置描述在EP-A-0781078中，它所公開的內容結合于此作為參考。
導光元件2,4,5由丙烯玻璃構成并如兩個燈3各具有一個光闌13。由此在燈工作時觀察者可在燈光闌10的區域中感到一個窄的亮光帶比兩個單支燈3的總長度長些。
在此應再次指出，也可以使三個或多個燈用相應導光元件-耦合器連接成一個根據本發明的長形光源。并且光元件-耦合器的凹陷及由此設在其內的燈彼此可具有一個不同于180°的角度，例如直角、銳角或鈍角，L或U形狀等。
圖2概要地表示根據本發明的另一長形光源14。與圖1a-c中相同的特征用相同的標號表示。光源14由熒光直桿形光闌熒光燈3組成，它的兩端設有燈座15,16。該光闌熒光燈3與圖1中的燈類型相同，即也具有在放電管6的外壁上的兩個直線形電極(未示出)。此外在放電管6的內壁上也設有一個熒光材料層9，而光闌10處除外。
兩個燈座15,16各具有一個斜面17，它與燈3的縱軸夾有一個角度45°。燈座15,16借助反光膜3M公司的Scotch Brand 850反光，其中每個燈座僅留出一個在斜面17對面的光闌。在工作中由燈端部射出的光由此將主要被斜面17反射并通過燈座-光闌18射出，并且有通過燈-光闌10射出的光具有相同方向。換句話說，借助具有斜面17及光闌18的導光元件-燈座15,16使燈3的軸向光通量偏轉到由燈-光闌10發射出的光通量的方向上。由此光源14的有效發光長度L大于燈3本身的真實長度1。此外，光源14在其光闌10,18方向中的總光通量高于一個無導光元件-燈座15,16的相類似的燈，因為通過導光元件-燈座15,16也可利用軸向光通量。
兩個燈座15中的一個上具有兩個端子銷19(僅可看到一個)，它們與兩個電極(未示出)相連接并用于與一個電子前級裝置連接。
在圖3中概要地用一個截面表示出一個平的照明裝置20，它具有一個近似矩形的導光板21及兩個根據圖2的長形光源14。與圖2中相同的特征用相同的標號表示。
在導光板21的兩個彼此平行對置的窄長側面22上各這樣地設有兩個長形光源14中的一個，即燈的光闌10及燈座的光闌18直接地朝著窄側面22。以此方式，光通過窄側面22的整個長度耦合到導光板21上，而沒有使燈超出導光板或燈座部分會發暗并因此使導光板上的光密度分布在邊緣部分明顯下降。
權利要求
1．長形光源(1；14)，至少具有帶兩個端部的一個長形燈(3)，其特征在于燈或每個燈(3)在至少一個端部具有一個導光元件(2；4,5；15,16)。
2．根據權利要求1的光源，其中導光元件或每個導光元件(2；4,5；15,16)由至少部分透明的絕緣材料構成。
3．根據權利要求1或2的光源，其中至少一個導光元件(2；4,5；15,16)至少具有一個凹陷，它用于接收至少一個長形燈的一個端部。
4．根據以上權利要求中一項的光源，其中至少一個導光元件(5；15)具有用于至少一個燈(3)被一個電源電壓供電的電觸頭(11,12；19)。
5．根據以上權利要求中一項的光源，其中導光元件或至少一個導光元件(5；15)的外表面具有這樣一種構型，即在工作時射入至少一個導光元件(5；15)的光能有利地通過該外表面以基本上均勻的方式離開相應的導光元件(5；15)。
6．根據以上權利要求中一項的光源，其中至少一個導光元件(2；4,5；15,16)具有這樣一個帶光闌(13；18)的反射器，，即在工作時基本上軸向地射入至少一個導光元件(2；4,5；15,16)的光能有利地通過該光闌(13；18)基本上在徑向離開該導光元件(2；4,5；15,16)。
7．根據權利要求6的光源，其中至少一個導光元件(2；4,5；15,16)的表面還具有一個這樣的-相對于與相應導光元件(2；4,5；15,16)連接的燈的縱軸-的彎曲部分(17)，即在工作時基本上軸向地射入至少一個導光元件(2；4,5；15,16)的光將偏轉約90°及能有利地通過光闌(13；18)基本上在徑向離開該導光元件(2；4,5；15,16)。
8．根據以上權利要求中一項的光源，其中至少一個導光元件(15,16)具有一個斜面(17)，它與連接在導光元件(15,16)上的燈(3)的縱軸相夾一個角度，該角度約在30°至60°的范圍中，優選約在40°至50°的范圍中，最好約為45°。
9．根據以上權利要求中一項的光源，具有至少一個作為燈座(4,5；15；16)的導光元件。
10．根據權利要求1至6中一項的光源，具有至少一個作為耦合元件(2)的導光元件，其中每個耦合元件(2)使兩個長形燈(3)彼此耦合。
11．根據以上權利要求中一項的光源，其中至少一個導光元件具有將光源固定到一個支架上的裝置。
12．根據以上權利要求中一項的光源，其中至少一個長形燈(3)適于借助介電阻擋放電工作，及為此具有長形電極，這些電極平行于燈(3)的縱軸被設置在放電管(6)的壁上，及其中至少電極(7,8)的一部分通過介質(6)與放電管(6)的內部隔開。
13．具有根據以上權利要求中一項的長形光源(1)的照明裝置，具有至少兩個長形燈(3)，其中兩個長形燈(3)中的每一個借助導光元件(2)相互耦合，該導光元件(2)具有兩個凹陷(11,12)，用于接受這兩個燈(3)，及其中這兩個凹陷(11,12)彼此形成一個角度。
14．具有根據權利要求1至12中一項的長形光源(14)及一個導光板(21)的照明裝置(20)，其中長形燈(14)至少對著導光板(21)的一個窄側面(22)設置。
全文摘要
本發明提出一種長形光源(1)，它具有至少一個帶兩個端部的長形燈(3)，在其至少一個端部具有導光元件(2；4；5)。
文檔編號G02F1/13GK1318141SQ00801466
公開日2001年10月17日 申請日期2000年6月23日 優先權日1999年7月21日
發明者G·德爾 申請人:電燈專利信托有限公司