照明系统及其光注入耦合器技术方案

照明系统具有一个或多个能够引导光的光导，每个所述光导包括芯和两个光学平滑表面。邻近所述光学平滑表面中的两个的腔体具有开口以及与所述开口相对的反射-透射表面。具有光源的覆盖件邻近于并且封闭所述开口。从所述光源发出的任何光的大部分被所述腔体的反射-透射表面反射并且注入到所述光导中，并且从所述光源发出的任何光的少部分透射穿过所述腔体的反射-透射表面并且从所述照明系统发出。本发明专利技术还公开了光注入耦合器，其具有光学透射性壳体并且适用于耦合至少一个光导的端部从而制成照明系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及基于光导的照明系统。
技术介绍
光学透明材料(例如，玻璃或透明聚合物)可用作光导来传播光。光导通常包括至 少ー个适于从光源接收光的表面以及用于反射通过光导传播的光的光学平滑表面。光导的通用实例包括光学的纤维和/或棒、以及平面波导。光导也可用作照明(B卩，光照明)系统中的元件。通常的光导具有内反射性的较高折射率的芯以及可任选的设置在芯上的较低折射率的包层。在这些系统中，将光注入(即，以小于或等于光导内反射的临界角的角度进入)到光导的至少一端内并且允许光在位于沿光导长度方向上的预定位置处离开光导。促使光在所需位置处离开光导的方法称作提取技木。多种提取技术造成光以不受控制的方式从光纤中泄漏。这种技术包括将纤维进行相对较陡的弯曲以及移除和/或粗化光导芯或包层的一部分以提供使光逸出的漫射表面。使用沿光纤间隔开的光提取结构(例如，切ロ)的提取技术也可用于以可控方式从光导中提取光。然而，在具有相对较大尺寸的照明系统中使用光导已受限于如下难题，即在相对较长的长度上保持合格的、美学上令人愉悦的、并且相当均一的光強度。
技术实现思路
在ー个方面，本专利技术提供了照明系统，其包括m个光导，其能够在m个各自的纵向方向上引导光，所述m个光导中的每ー个各自包括芯以及两个光学平滑表面，所述光学平滑表面基本上垂直于m个各自的纵向方向分别对齐；η个腔体，所述η个腔体中的每ー个各自包括开ロ以及与所述开ロ相対的反射-透射表面，所述腔体邻近所述光学平滑表面中的两个；以及η个覆盖件，其分别邻近所述η个腔体进行设置并且封闭所述η个腔体的开ロ，所述η个覆盖件分别包括与所述η个腔体各自的反射-透射表面进行光通信的η个光源，从所述η个光源发出的任何光的大部分被所述η个腔体各自的反射-透射表面反射并且注入到所述m个光导中，并且从所述η个光源发出的任何光的少部分透射穿过所述η个腔体各自的反射-透射表面并且从所述照明系统中发出；其中m和η独立地为至少是I的整数。在一些实施例中，m不小于η。在一些实施例中，m和η均为I。在一些实施例中，所述η个腔体中的至少ー些是与所述m个光导中的至少ー些一体地形成的。在一些实施例中，所述η个腔体中的P个基本上容纳在P个各自相邻的光学透射性壳体内，透射穿过所述P个腔体各自的反射-透射表面并且从所述照明系统发出的任何光均穿过各自相邻的光学透射性壳体，P为小于或等于η的正整数。在一些实施例中，所述m个光导中的至少ー个包括光提取元件。在一些实施例中，所述η个光源中的至少ー个包括发光二极管。在一些实施例中，所述η个光源中的至少ー个包括多个各自具有不同顔色的发光二极管。在一些实施例中，所述η个光源中的至少ー个包括光学耦合到灯的光纤。在一些实施例中，所述η个腔体中的至少ー个各自包括具有镜面反射性的反射-透射表面。在一些实施例中，所述η个腔体中的至少ー个各自包括具有漫反射性的反射-透射表面。在一些实施例中，所述m个光导中的至少ー个各自包括柔性芯。在一些实施例中，所述m个光导中的至少ー个各自包括有机聚合物。在一些实施例中，所述m个光导中的至少ー个还各自包括位于其芯上的包层，所述包层与所述芯相比具有较低的折射率。在一些实施例中，所述η个腔体中的至少ー个(例如，ー个、大部分或全部)具有相 应的反射-透射表面，该表面延伸直至其相应的覆盖件以及相应光导的光学平滑表面。在另ー个方面，本专利技术提供了光注入耦合器，其包括具有第一、第二、和第三开ロ的光学透射性壳体；在所述第一、第二、和第三开ロ之间延伸的导管，所述第一和第二开口中的每ー个均适于在保持两者间的腔体的同时来接合至少ー个光导的至少两个端部，所述至少两个端部能够在至少第一和第二相应的纵向方向上引导光，所述导管具有邻近所述腔体并且与所述第三开ロ相対的反射-透射表面，并且所述至少两个端部各自具有在基本上垂直于各自的纵向方向的方向上对齐的光学平滑表面；包括光源的覆盖件，所述覆盖件固定到所述壳体上并且设置成邻近于同时封闭所述壳体的第三开ロ，所述光源与所述反射-透射表面进行光通信，其中从所述光源发出的任何光的大部分被所述反射-透射表面反射并且注入到所述至少第一和第二端部中，并且其中从所述光源发出的任何光的少部分透射穿过所述反射-透射表面以及所述光学透射性壳体。在一些实施例中，所述反射-透射表面为镜面反射性的。在一些实施例中，所述反射-透射表面为漫反射性的。在一些实施例中，所述反射-透射表面包括多层光学薄膜。在一些实施例中，所述光源包括至少ー个发光二极管。在一些实施例中，所述光源包括多个各自具有不同顔色的发光二极管。在一些实施例中，所述光源包括光学耦合到灯的光纤。在一些实施例中，所述光学透射性壳体包括通过铰链柔性连接的第一和第二部分，并且所述第一和第二部分进ー步通过至少一个机械紧固件彼此紧固。在一些实施例中，第一和第二开口中的至少ー个包括各自的箍。有利地，根据本专利技术的照明系统可进行加工以使得它们在相对长的长度上提供适度均一的光强，尤其是当从其预期应用中的典型距离观察吋。因此，它们尤其适用于其中看重照明系统的美学吸引力的那些应用中。这种应用的实例包括车饰照明、建筑照明、以及商业标牌。在一些实施例中，根据本专利技术的美学上令人愉悦的照明系统可利用光导与ー个或多个根据本专利技术的光注入耦合器相结合来进行方便的加工。如本文所用涉及反射-透射表面的“与开ロ相対”是指反射-透射表面的至少一部分与开ロ相对，但反射-透射表面可延伸超出此区域；“设置邻近于并且封闭”是指遮盖或设置在内部并且阻塞光的透射；“注入光导”是指光以一定的角度进行光导以使其被光导内反射以及引导；“光导”是指可在其主体内通过内反射来引导(即，传播)光的物体；“光”是指可见光；应用于光导中的“纵向方向”是指传播方向，其可以是或可以不是线性的或平面的(例如，就弯曲光导而言); “大部分”是指超过一半；“少部分”是指低于一半；应用于两个物体的“光通信”是指光可通过光学方法(例如，反射、衍射、折射)从ー个物体向另ー个物体进行直接地或间接地传输；“光学平滑的”是指基本上不含通过光散射机制造成光损耗的表面特征；“光学透射性的”是指对光透明或半透明的并且不是不透光的；“反射-透射性表面”是指对从ー个方向入射的光同时具有反射性和透射性的表面；如(例如)就单向镜而言；并且“基本上垂直的”是指在约80度到约90度的角度下。附图说明图I为根据本专利技术的示例性照明系统的透视剖面图；图2为根据本专利技术的示例性照明系统的透视剖面图；图3为根据本专利技术的示例性照明系统的透视剖面图；图4为根据本专利技术的示例性光注入耦合器的分解透视图；并且图5为适用于图4所示的示例性光注入耦合器的光学透射性塑料壳体的透视图。具体实施例方式根据本专利技术的照明系统包括(例如)图1-3中所示的那些系统。现在參见图1，示例性的照明系统100包括能够在纵向方向190上引导光的光导105。光导105包括其上具有可选包层180的柔性芯175。光导105包括两个腔体120a、120b，每个腔体在光导105中是一体地形成的。腔体120a、120b中的每ー个分别邻近两个光学平滑表面125ai、125a2和1251^、125b2，以及与开ロ 135a、135b相対的反射-透射表面110a、110b。光学平滑表面125ai、12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2008.04.30 US 61/049,0831.一种照明系统，包括 m个光导，所述m个光导能够在m个各自的纵向方向上引导光，所述m个光导中的每ー个各自包括芯以及两个光学平滑表面，所述光学平滑表面基本上垂直于所述m个各自的纵向方向分别对齐； η个腔体，所述η个腔体中的每ー个分别包括开ロ以及与所述开ロ相対的反射-透射表面，所述腔体邻近所述光学平滑表面中的两个；以及 η个覆盖件，所述η个覆盖件分别邻近所述η个腔体设置并且封闭所述η个腔体的所述开ロ，所述η个覆盖件分别包括与所述η个腔体各自的反射-透射表面进行光通信的η个光源，从所述η个光源发出的任何光的大部分通过所述η个腔体各自的反射-透射表面进行反射并且注入到所述m个光导中，并且从所述η个光源发出的任何光的少部分透射穿过所述η个腔体各自的反射-透射表面并且从所述照明系统中发出； 其中m和η独立地为至少是I的整数。2.根据权利要求I所述的照明系统，其中m不小于η。3.根据权利要求I所述的照明系统，m和η均为I。4.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个腔体中的P个基本上容纳在P个各自相邻的光学透射性壳体内，透射穿过所述P个腔体各自的反射-透射表面并且从所述照明系统发出的任何光均穿过各自相邻的光学透射性壳体，P为小于或等于η的正整数。5.根据权利要求I所述的照明系统，所述m个光导中的至少ー个包括光提取元件。6.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个光源中的至少ー个包括发光二极管。7.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个光源中的至少ー个包括多个发光二极管，所述多个发光二极管各自具有不同顔色。8.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个光源中的至少ー个包括光学耦合到灯的光纤。9.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个腔体中的至少ー个分别包括镜面反射性的反射-透射表面。10.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个腔体中的至少ー个分别包括漫反射性的反射-透射表面。11.根据权利要求I所述的照明系统，所述m个光导中的至少ー个分别包括柔性芯。12.根据权利要求I所述的照明系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·J·伦丁，大卫·G·弗赖尔，肯尼斯·A·爱泼斯坦，斯科特·D·格利克斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：