光导制造技术

本发明专利技术提供了一种光导，所述光导包括多个离散间隔开的光提取结构。每个光提取结构包括相对的倾斜的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁从所述光导的第一侧朝向所述光导的光学轴延伸，并在伸长的峰处相会，所述伸长的峰沿着基本上垂直于所述光学轴的第一方向延伸，并且可包括相对的第一端壁和第二端壁，所述第一端壁和第二端壁从所述光导的所述第一侧到所述伸长的峰在所述第一侧壁和第二侧壁之间延伸，以形成延伸到所述光导的芯中的凹口。所述第一侧壁和第二侧壁适于通过朝向所述第二侧反射沿着所述光导传播的光从所述光导的相对的第二侧提取所述传播的光。所述凹口可沿着所述凹口的周边的至少一部分具有升高的边缘。

Light guide

The present invention provides a light guide, which includes a plurality of discrete separated light extraction structures. Each light extraction structure includes opposed first side wall and the second side of the inclined wall, extending the optical axis of the first and second side walls from the first side of the light toward the light, and meet in the peak elongation, the elongation of the peak extends along basically perpendicular to the light the first axis direction, and may include a first end wall and second opposite end walls, wherein the first end wall and a second end wall of the light from the first side to the elongation of the peak between the first and second side walls extending to form a notch extending to the light guide in the core. The first side wall and the second side wall are suitable for extracting the transmitted light from the relative second sides of the light guide by reflecting the light transmitted to the second side. The concave mouth may have an elevated edge along at least part of the periphery of the concave mouth.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光导
技术介绍
光纤可用于在各种应用中提供照明，诸如条形和面板照明。光纤可包括限定反射表面的多个凹口，使得射中反射表面的光从光纤反射出去。
技术实现思路
在本说明书的一些方面，提供了光导，该光导对中在光学轴上并且包括多个离散间隔开的激光烧蚀的光提取结构。每个光提取结构包括相对的倾斜第一侧壁和第二侧壁，这些侧壁从光导的第一侧朝向光学轴延伸，并在伸长的峰处相会，该伸长的峰沿着基本上垂直于光学轴的第一方向延伸。第一侧壁和第二侧壁适于通过朝向第二侧反射沿着光导传播的光从光导的相对的第二侧提取传播的光。每个光提取结构还包括相对的大体三角形的第一端壁和第二端壁，这些端壁从光导的第一侧到伸长的峰在第一侧壁和第二侧壁之间延伸，以形成延伸到光导芯中的凹口。凹口至少沿着第一端壁和第二端壁具有升高的边缘。在本说明书的一些方面，提供了光导，该光导对中在光学轴上并且包括多个离散间隔开的激光烧蚀的光提取结构，这些光提取结构适于通过朝向射出侧反射沿着光导传播的光从光导的射出侧提取该传播的光。在平面图中，每个光提取结构具有多个侧，这些侧包括相对的较长侧，这些较长侧沿着基本上垂直于光学轴的第一方向延伸；以及相对的较短侧，这些较短侧基本上平行于光学轴。光提取结构沿着多个侧的至少一些具有升高的边缘。在本说明书的一些方面，提供了光导，该光导对中在光学轴上并且包括多个离散间隔开的激光烧蚀的光提取结构。每个光提取结构限定从光导的第一侧延伸到光导的芯中的腔体。腔体沿着基本上垂直于光学轴的第一方向伸长，使得腔体的最大深度不在沿着腔体(该腔体沿着第一方向)长度的至少一部分在腔体的中间和腔体的边缘之间移动时减小。每个腔体在光导的第一侧处限定闭合周边。腔体沿着闭合周边的至少一部分具有升高的边缘。在本说明书的一些方面，提供了伸长的光导。光导沿着光导的长度延伸并包括多个离散间隔开的光提取结构，这些光提取结构设置在光导的平面顶部上并从光导的相对的弯曲底部提取光，该光将以其它方式被限制并主要通过全内反射沿着光导的长度在光导内传播。每个光提取结构限定从光导的平面顶部延伸到光导的芯中的腔体。在本说明书的一些方面，提供了光导，该光导对中在光学轴上并且包括多个离散间隔开的光提取结构。每个光提取结构包括相对的倾斜第一侧壁和第二侧壁，这些侧壁从光导的第一侧朝向光学轴延伸，并在伸长的峰处相会，该伸长的峰沿着基本上垂直于光学轴的第一方向延伸。第一侧壁和第二侧壁适于通过朝向第二侧反射沿着光导传播的光从光导的相对的第二侧提取传播的光。每个光提取结构还包括相对的第一端壁和第二端壁，这些端壁从光导的第一侧到伸长的峰在第一侧壁和第二侧壁之间延伸，以形成延伸到光导芯中的凹口。第一端壁和第二端壁大体为半球形状，并且在平面图中，每个光提取结构具有大致长圆形状，该大致长圆形状具有界定第一端壁和第二端壁的弯曲侧，以及界定第一侧壁和第二侧壁的直侧。在本说明书的一些方面中，提供了伸长的光导。光导沿着光导的长度延伸并包括多个离散间隔开的光提取结构，这些光提取结构设置在光导的平面顶部上并从光导的相对的弯曲底部提取光，该光将以其它方式被限制并主要通过全内反射沿着光导的长度在光导内传播。每个光提取结构限定凹口，该凹口从光导的平面顶部延伸到光导的芯中。伸长的光导还包括相对的弯曲侧部，这些弯曲侧部朝向弯曲底部向下远离平面顶部的相对的侧延伸。平面顶部形成相对于相对的弯曲侧部的上边缘升高的平台。附图说明图1A是光导的示意性剖视图；图1B是图1A的光导的示意性平面图；图2A是光提取结构的平面图；图2B是光提取结构的剖视图；图2C是光提取结构的一部分的平面图；图3是光导的剖视图；图4A至图4B是光提取结构的平面图；图5是光导的侧视图；图6是光导的平面图；图7是来自光导的输出光的照明度分布图；图8是凹口深度的分布图；图9至图11是来自光导的输出光的照明度分布图；图12是光导的一侧的一部分的图像；图13是光提取结构的一部分的图像；并且图14是光导的透视图。具体实施方式在以下说明中参考附图，该附图形成本专利技术的一部分并且其中通过举例说明的方式示出。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下详细说明不被认为具有限制意义。若在本文中使用空间相关的术语，包括但不限于“下部”、“上部”、“下面”、“下方”、“上方”和“在顶部”，则用于方便描述一个或多个元件相对于另一个元件的空间关系。除了图中示出的或本文所述的具体取向外，此类空间相关术语涵盖装置在使用或操作时的不同取向。例如，如果附图中所描绘的对象翻转或倒转，则先前描述为在其它元件下方或下面的部分应当在那些其它元件上方。具有光提取结构的伸长的光导可用于提供输出光，该输出光可朝向例如目标平面导向。对于一些应用，在目标平面上，需要比在当前光导中可易于实现的更宽的光分布。根据本说明书，已发现提供改善的输出光分布和/或提供所需的输出光分布的光提取结构的几何形状以及引入光提取结构的光导，和常规光导相比输出光分布对于光导的取向或旋转更不敏感。改善的几何形特征结构可包括：一个或多个腔体深度，该腔体深度没有从腔体中心到腔体边缘连续减小；具有弯曲伸长的峰的腔体；具有相对的侧壁和相对的端壁的腔体；以及具有光提取结构的光导，该光提取结构在弯曲或部分弯曲的光导的平面顶部中。本文所述的光导可包括芯并且可任选地包括围绕芯的镀层。通过光导传播的光可通过光导的芯的外表面处的全内反射被限制到光导。当光导接触另一对象时，可任选地将镀层用于改善光导芯的外表面处的全内反射。另选地，空气界面可存在于芯的外表面处。可包括能够延伸到光导的芯中的光提取结构以从光导以所需的方向提取光。本说明书的光导或光导的芯可例如由光学透明的聚合材料或玻璃制成。合适的聚合物材料包括丙烯酸酯，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯以及聚氨酯。具有光提取特征结构的光导可通过例如注塑制成。另选地，可通过先形成没有光提取特征结构的光导，然后通过后续的处理步骤形成光提取特征结构来制成光导。可例如通过挤出或通过模制形成没有光提取结构的光导。然后可通过例如蚀刻、激光烧蚀或压印形成光提取结构。在形成光提取结构之前或之后，可任选地将镀层添加至光导。镀层材料可为折射率比光导的芯更低的任何材料。镀层的合适的材料包括例如含氟聚合物。在一些实施方案中，没有添加镀层。图1A至图1B是光导100的示意性剖视图和平面图，该光导具有芯105并包括在光导100的第一侧111上的多个离散间隔开的光提取结构110。在图1A至图1B中示出了笛卡尔坐标系x-y-z。光导100具有平行于z轴的光学轴107。光导100被构造成使得注入光导100的末端的光102可沿着光导100以z方向传播。光提取结构110通过朝向第二侧113反射沿着光导100传播的光，从和光导100的第一侧111相对的第二侧113提取该传播的光作为提取的光103。第二侧113是光导100的射出侧。每个光提取结构110限定从第一侧111延伸到芯105中的凹口或腔体127。腔体127具有第一边缘和第二边缘116和118。每个光提取结构110具有伸长的峰120，该伸长的峰沿着基本上垂直于光导100的光学轴107的第一方向(x方向)延伸。每个光提取结构110形成延伸到光导1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光导，所述光导对中在光学轴上并包括多个离散间隔开的激光烧蚀的光提取结构，每个光提取结构包括：相对的倾斜的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁从所述光导的第一侧朝向所述光学轴延伸，并在沿着基本上垂直于所述光学轴的第一方向延伸的伸长的峰处相会；所述第一侧壁和所述第二侧壁适于通过朝向所述光导的相对的第二侧反射沿着所述光导传播的光，从所述光导的相对的第二侧提取所述传播的光；以及相对的大体三角形的第一端壁和第二端壁，所述第一端壁和所述第二端壁从所述光导的所述第一侧到所述伸长的峰在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间延伸，以形成延伸到所述光导的芯中的凹口，其中所述凹口至少沿着所述第一端壁和第二端壁具有升高的边缘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.08 US 62/158,6331.一种光导，所述光导对中在光学轴上并包括多个离散间隔开的激光烧蚀的光提取结构，每个光提取结构包括：相对的倾斜的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁从所述光导的第一侧朝向所述光学轴延伸，并在沿着基本上垂直于所述光学轴的第一方向延伸的伸长的峰处相会；所述第一侧壁和所述第二侧壁适于通过朝向所述光导的相对的第二侧反射沿着所述光导传播的光，从所述光导的相对的第二侧提取所述传播的光；以及相对的大体三角形的第一端壁和第二端壁，所述第一端壁和所述第二端壁从所述光导的所述第一侧到所述伸长的峰在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间延伸，以形成延伸到所述光导的芯中的凹口，其中所述凹口至少沿着所述第一端壁和第二端壁具有升高的边缘。2.根据权利要求1所述的光导，其中，所述伸长的峰基本上平行于所述光导的所述第一侧。3.根据权利要求1所述的光导，其中，所述光导的所述第一侧包括大致圆柱形表面，并且所述伸长的峰大致为基本上平行于所述大致圆柱形表面的弧。4.根据权利要求1所述的光导，其中，在所述光提取结构的垂直于所述光学轴的方向的横截面中，所述伸长的峰具有第一曲率，并且在平行于所述光学轴的方向上，所述伸长的峰具有第二曲率，其中所述第二曲率的绝对值大于所述第一曲率的绝对值。5.一种光导，所述光导对中在光学轴上并包括多个离散间隔开的激光烧蚀的光提取结构，所述光提取结构适于通过朝向所述光导的射出侧反射沿着所述光导传播的光从所述光导的射出侧提取所述传播的光，使得在平面图中，每个光提取结构具有多个侧，所述侧包括相对的较长侧，所述较长侧沿着基本上垂直于所述光学轴的第一方向延伸，并包括相对的较短侧，所述较短侧基本上平行于所述光学轴，其中所述光提取结构沿着所述多个侧的至少一些侧具有升高的边缘。6.根据权利要求5所述的光导，其中，每个光提取结构包括伸长的峰，使得在平面图中所述伸长的峰基本上平行于所述相对的较长侧延伸，并将每个较短侧对分为两个基本上相等的部分。7.根据权利要求5所述的光导，其中，每个光提取结构的所述相对的较长侧在伸长的峰处相会，所述伸长的峰在垂直于所述光学轴的所述光提取结构的横截面中是弯曲的。8.一种光导，所述光导对中在光学轴上并包括多个离散间隔开的激光烧蚀的光提取结构，每个光提取结构限定从所述光导的第一侧延伸到所述光导的芯中的腔体，所述腔体沿着基本上垂直于所述光学轴的第一方向伸长，使得所述腔体的最大深度不在沿着所述腔体的长度的至少一部分在所述腔体的中间和所述腔体的边缘之间移动时减小，所述腔体沿着所述第一方向，并且其中每个腔体在所述光导的所述第一侧处限定闭合周边，所述腔体沿着所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，布伦特·A·赫丁，大卫·C·默科德，布莱恩·W·欧斯特利，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US