用于生成光效果的光学元件制造技术

公开了一种光学元件(100)，其包括多个层(130)，每个层包括位于第二区域与第三区域之间的第一区域，第一区域具有比第二区域和第三区域的透射率低的透射率，其中层交错使得光学元件包括由较高透射率的部分重叠的区域限定的至少一个通道。还公开了一种包括这种光学元件的照明器材和一种用于制造这种元件的3D打印方法。

Optical elements for generating light effects

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成光效果的光学元件
本专利技术涉及一种用于生成光效果的光学元件。本专利技术还涉及一种包括这种光学元件的照明器材和一种制造这种光学元件的方法。
技术介绍
对于可以产生有趣的视觉效果的光源的需求正在日益增加，例如照明器材和灯罩。在US2015/0021628A1中公开了这种装置的示例，其公开了一种固态发光装置，该装置包括形成在至少一个固态发光体上、之上或周围的一个或多个光效元件(例如，该元件是一个或多个光透射材料、光吸收材料、光反射材料和/或发光材料的)，其中光效元件包括多个熔融元件，熔融元件包含诸如可以由三维(3D)打印形成的多个点、棒或层。光效元件可以针对各个固态发光体单独地定制，诸如以产生用于每个特定发射器与其相应的光效元件之间的相互作用的不同光学分布。该装置的吸引人的特性在于，光效元件可以使用3D打印来形成，使得光效元件可以以快速且成本有效的方式制造。然而，光效元件不能提供美学上令人愉悦的效果，例如，通过以不同方式操纵固态发光元件的发光输出的不同部分。因此，需要一种光学元件，其可以使用3D打印技术以成本有效的方式制造并且能够产生美学上令人愉悦的视觉效果。
技术实现思路

技术实现思路
本专利技术旨在提供一种光学元件，其可以使用3D打印技术以成本有效的方式制造并且能够生成美学上令人愉悦的视觉效果。本专利技术还旨在提供一种包括这种光学元件的照明器材。本专利技术还旨在提供一种制造这种光学元件的方法。根据第一方面，提供了一种光学元件，其具有壁，壁具有第一壁表面和第二壁表面，第二壁表面在第一方向上与第一壁表面相对。壁包括在垂直于第一方向的第二方向上在彼此的顶部上堆叠的多个层。多个层中的每个层具有第一区域，第一区域具有第一边缘表面和相对的第二边缘表面，第一边缘表面和第二边缘表面均在第二方向上延伸穿过层，第一边缘表面是第一区域与第二区域之间的界面，并且第二边缘表面是第一区域与第三区域之间的界面，第一区域具有的透射率低于第二区域和第三区域中的每个。对于至少一些层，第一边缘表面在第二方向上相对于下一层的第二边缘表面移位，从而产生通道，光线可以通过该通道穿过壁而不必经过第二区域。换言之，上述光学元件包括多个层，每个层包括透射部分(是第一区域和第三区域中的至少一个)和与透射部分相邻并且透射率低于透射部分的另外的部分(第二区域)，其中这些部分交错使得光学元件包括可以由部分重叠的透射部分形成的至少一个透射区域(称为通道)。本专利技术基于以下认识：光学元件或其至少一部分可以通过部分重叠、即交错的层来构建，从而能够使用3D打印制造光学元件，其中另外的部分操纵由相对于光学元件定位的光源或多个光源生成的发光输出的一部分，而可以由透射部分的一部分形成或者由这些透射部分的部分重叠部分形成的透射区域(例如，透明区域)允许由一个或多个光源生成的发光输出的另外的部分穿过光学元件(相对地)而保持不变。因此，光学元件提供由操纵一个或多个光源和透射区域的发光输出的一部分的另外的周围部分的交替图案引起的角度相关的光效果，该光效果可以被相对于光学元件改变他或她的位置(即，视角)的观察者感知为动态光效果，并且因此可能被认为特别有趣。这种光学元件可以具有任何合适的形状，例如，平面形状，其中光源或多个光源被光学元件直接遮挡，例如用于由光学元件覆盖的表面安装光源。或者，光学元件可以包括内部容积，并且每个层可以包围上述内部容积的一部分。例如，第一区域、第二区域和第三区域中的每个可以包围上述内部容积的一部分。在这样的布置中，第一区域、第二区域和第三区域中的每个可以靠近内部容积。或者，第一区域、第二区域和第三区域可以交替地靠近内部容积，以进一步操纵利用光学元件实现的光效果，在相同的层内或者在堆叠中的后续层之间。这种结构可以容易地通过某些3D打印技术实现。光学元件可以整体由层堆叠形成，其中在第一区域旁边，每层还包括第二区域和第三区域中的至少一个。或者，光学元件可以包括第一部分和另外的部分的交替图案，其中仅第一部分包括如上限定的层堆叠，并且其中另外的部分是各向同性透射的，使得光学元件包括显示角度无关的光效果的第一部分和与视角无关的透射的另外的部分。例如，这可以提供一种光学元件，该光学元件将通过使光穿过另外的部分而产生的功能性照明与通过使光穿过第一部分而产生的动态照明效果相结合。在根据本专利技术第一方面的光学元件中，每个第一区域在垂直于堆叠方向的方向上位于第二区域与第三区域之间，其中每个第一区域的透射率低于相邻的第二区域和第三区域中的每个区域的透射率。在本说明书的其余部分中，第二区域和第三区域中的每个也称为“更高透射率区域”。第一区域是层堆叠的一部分。层堆叠还包括具有较高透射率的区域，因此第二区域和第三区域中的至少一个也是层堆叠的一部分。第二区域和第三区域都可以是层堆叠的一部分。在第二区域和第三区域中的仅一个(例如，第二区域)是层堆叠的一部分的情况下，另一区域(例如，第三区域)简单地指代围绕光学元件的环境的区域，诸如空气区域。在后一种情况下，第一区域终止于第一壁表面和第二壁表面中的一个，而第二区域或第三区域(取决于它们中的哪个也是层堆叠的一部分)可以终止于第一壁表面和第二壁表面中的另一个。如果在第一区域旁边，层堆叠仅包括第二区域和第三区域中的一个，其中层堆叠中包括的两个区域中的每个终止于壁表面，则层堆叠中的连续层相对于彼此交错。每个第一区域可以具有限定宽度，其中连续的层相对于彼此以大于第一区域的限定宽度的距离交错。这确保了具有较高透射率的区域的一部分布置在连续层的第一区域之间，该部分可以形成允许光线穿过壁而不必经过第一区域的通道。如上所述，每个层的第一区域可以终止于第一壁表面和第二壁表面中的一个，并且从而限定层的边缘。或者，每个层的第一区域可以是位于第二区域与第三区域之间的层的中间区域，第二区域和第三区域也都是该层的一部分。层的相应边缘可以具有尖角或圆角。边缘的角部的形状可以基于光学元件的期望光学功能来选择，因为不同形状的角部将与由一个或多个光源在光学元件的内部容积内生成的入射光具有不同的相互作用。光学元件的第一区域用于操纵入射光，以便在光学元件的第一区域与透射通道之间产生可见差异，光线可以穿过该透射通道而不必经过第一区域。为此目的可以考虑任何合适类型的光学操纵。例如，每个第一区域可以分别选自着色区域、反射区域、漫射区域、围绕透射内部区域的透射外部区域，该透射内部区域的折射率不同于外部区域。在特定实施例中，相应的周围外部区域是相同的。各个层可以具有相同的尺寸，例如，相同的厚度、宽度和长度。以这种方式，如果各个层以相同的方式交错，则可以形成规则图案的第一区域。然而，在替代实施例中，各个层可以具有不同的尺寸，以便调节第一区域的图案，例如以产生更不规则的图案。在每个层的第一区域和第二和/或区域由不同材料制成的情况下，各个层可以全部由相同材料或材料组合制成，从而使光学元件具有均匀的外观。然而，在替代实施例中，不同的层可以由不同的材料制成，以便给出光学元件或不均匀的外观，这在一些应用领域中可以被认为是美学上令人愉悦的。根据第二方面，提供了一种照明器材，其包括根据第一方面的光学元件。这样的照明器材还可以包括一个或多个光源，为观察者提供美学上令人愉悦的效果，由于所产生的光效果的角度依赖性，该光效果特别令本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学元件(100)，具有壁(110)，所述壁(110)具有第一壁表面(111)和第二壁表面(112)，所述第二壁表面(112)在第一方向(121)上与所述第一壁表面(111)相对，所述壁(110)包括在垂直于所述第一方向(121)的第二方向(122)上在彼此的顶部上堆叠的多个层(130)，其中所述多个层(130)中的每个层(130a‑d)具有第一区域(131a‑d)，所述第一区域(131a‑d)具有第一边缘表面(134a‑d)和相对的第二边缘表面(135a‑d)，所述第一边缘表面(134a‑d)和所述第二边缘表面(135a‑d)两者都在所述第二方向(122)上延伸穿过所述层(130a‑d)，所述第一边缘表面(134a‑d)是所述第一区域(131a‑d)与第二区域(132a‑d)之间的界面，并且所述第二边缘表面(135a‑d)是所述第一区域(131a‑d)与第三区域(133a‑d)之间的界面，所述第一区域(131a‑d)具有比所述第二区域(131a‑d)和所述第三区域(133a‑d)中的每个区域的透射率低的透射率，其中，对于所述层(130a‑d)中的至少一些层，所述第一边缘表面(134a‑d)在所述第二方向(122)上相对于下一层的所述第二边缘表面移位，从而产生通道(140a‑d)，光线能够通过所述通道(140a‑d)穿过所述壁(110)而不必经过所述第一区域(131a‑d)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.01 EP 16201589.51.一种光学元件(100)，具有壁(110)，所述壁(110)具有第一壁表面(111)和第二壁表面(112)，所述第二壁表面(112)在第一方向(121)上与所述第一壁表面(111)相对，所述壁(110)包括在垂直于所述第一方向(121)的第二方向(122)上在彼此的顶部上堆叠的多个层(130)，其中所述多个层(130)中的每个层(130a-d)具有第一区域(131a-d)，所述第一区域(131a-d)具有第一边缘表面(134a-d)和相对的第二边缘表面(135a-d)，所述第一边缘表面(134a-d)和所述第二边缘表面(135a-d)两者都在所述第二方向(122)上延伸穿过所述层(130a-d)，所述第一边缘表面(134a-d)是所述第一区域(131a-d)与第二区域(132a-d)之间的界面，并且所述第二边缘表面(135a-d)是所述第一区域(131a-d)与第三区域(133a-d)之间的界面，所述第一区域(131a-d)具有比所述第二区域(131a-d)和所述第三区域(133a-d)中的每个区域的透射率低的透射率，其中，对于所述层(130a-d)中的至少一些层，所述第一边缘表面(134a-d)在所述第二方向(122)上相对于下一层的所述第二边缘表面移位，从而产生通道(140a-d)，光线能够通过所述通道(140a-d)穿过所述壁(110)而不必经过所述第一区域(131a-d)。2.根据权利要求1所述的光学元件(100)，其中所述光学元件(100)包括内部容积(150)，并且其中每个层(130a-d)包围所述内部容积(150)的一部分。3.根据权利要求2所述的光学元件(100)，其中所述第一区域(131a-d)、所述第二区域(132a-d)和所述第三区域(133a-d)中的每个区域包围所述内部容积(150)的一部分。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学元件(700)，其中每个层(730a-b)包括第一部分和第二部分，在所述第一部分中，所述第二区域(732a-b)靠近所述第一壁表面(711)，在所述第二部分中，所述第一区域(731a-b)靠近所述第一壁表面(71...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·M·希克梅特，P·A·范哈尔，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL