專利名稱：提供寬照射角的光管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光管(lightpipe)以及從其發(fā)射的光的照射角。
背景技術(shù)：
通常，光管是圓柱形的透明結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過全內(nèi)反射縱向地引導(dǎo)光。 當(dāng)光以臨界角從一個(gè)介質(zhì)入射到具有較低折射率的另 一介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生全內(nèi) 反射。在臨界角，光被反射回到具有較高折射率的介質(zhì)，而不會(huì)由于介質(zhì)變
射。沒有^f皮內(nèi)反射的光沿著光管的長(zhǎng)度方向從光管發(fā)射。
光管傳輸由光源產(chǎn)生的光。光源通常被容納在燈組件中，其中光管緊固 到該燈組件。通常燈組件包括容納諸如發(fā)光二極管(LED)的光源的殼體、 供應(yīng)電源到光源所必要的電子組件，以及用于將光管緊固到燈組件的裝置。
在很多光管應(yīng)用中，用于容納光管和相關(guān)的燈組件的空間是有限的。機(jī) 動(dòng)車內(nèi)部照明是這樣的應(yīng)用的一個(gè)例子。還期望能夠最大化光管的輸出。最 大化輸出的努力通常都致力于最小化沿著光管長(zhǎng)度的光衰減。
一些光管提供了沿光管長(zhǎng)度相對(duì)較為均勻的光分布，光從光管射出的投 射角有些受到限制。在一些應(yīng)用中，需要發(fā)射自光管的光具有較廣的分布。 在當(dāng)前應(yīng)用中，可以通過加寬反射帶(reflective strip )來增大光投射的角度， 但是如果期望導(dǎo)致光投射角度的顯著變化，則必須條帶寬度具有相當(dāng)大的增 加。問題是反射帶寬度較大的增加將會(huì)導(dǎo)致沿著光管長(zhǎng)度上的過多的光衰 減。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所公開的光管提供了解決方案，即提供了從光管發(fā)射的較寬的光 發(fā)射角并沿著光管長(zhǎng)度最小化照射衰減。此外，本發(fā)明公開的光管提供了從 光管所發(fā)射的光的柔和邊緣以便于提供特定的"氣氛"照明。本公開的光管 構(gòu)造成在沿著光管長(zhǎng)度提供均勻的光分布的同時(shí)提供了寬的有效照射角。該光管包括外表面和內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域由與外表面交界的內(nèi)表面所限定， 該內(nèi)部區(qū)域包括一個(gè)或多個(gè)沒有與內(nèi)表面對(duì)準(zhǔn)的反射表面，其被設(shè)置為使得 當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)反射表面中的至少一個(gè)被照射時(shí)，光以一個(gè)或多個(gè)特定角 度從光管射出。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)反射表面中的至少一個(gè)被照射時(shí)，多個(gè)反射點(diǎn) 形成在內(nèi)表面上以產(chǎn)生所述一個(gè)或多個(gè)特定光發(fā)射角。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)反射表 面中的至少一個(gè)被照射時(shí)，該一個(gè)或多個(gè)反射表面中的所述至少一個(gè)建立次 級(jí)光源。所述光管還包括設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域中的至少一個(gè)內(nèi)部突起，以及一個(gè) 或多個(gè)反射表面被設(shè)置在所述至少 一個(gè)內(nèi)部突起上。
將通過實(shí)例參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，當(dāng)閱讀附圖時(shí)從下面的詳細(xì)描 述中可以很好地理解本發(fā)明，在附圖中
圖1是具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的反射帶的光管的頂部透視圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例具有 一 個(gè)或多個(gè)反射表面的光管的局 部立^L圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例具有反射表面的圖2的光管的立視 圖，其示意地示出了從光管射出的光的角度。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例具有反射表面的圖3的光管的頂部透 視圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例具有反射表面的圖2的光管的另 一端
部視圖，其示出了尺寸參數(shù)；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另 一示例性實(shí)施例具有通道的光管的端部立視圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例具有圖6的通道的光管的透視圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的光管的端部立視圖，該光管具
有帶多于一個(gè)曲率半徑的截面；
圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的光管的端部立視圖，該光管具
有帶多于一個(gè)曲率半徑的截面；以及
圖10是圖8和圖9的光管提供的有效照射角與圖1的現(xiàn)有技術(shù)光管相
比的復(fù)合局部端視具體實(shí)施方式
參考圖1,光管IOO與光源一起工作，該光源發(fā)射通過光管傳遞的光(此
處所使用的"光源"包括一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的源。例如光源可以是單個(gè)發(fā)光二 極管或包括多個(gè)發(fā)光二極管。單個(gè)光源可以包括多于一種的光發(fā)生組件)。
次級(jí)光源，諸如反射帶(108)反射和發(fā)射來自初級(jí)光源的光。反射帶可以 的物體對(duì)準(zhǔn)。
文中使用的"光管節(jié)段(light pipe section)"指光管的一部分，該部分 傳遞光且其中定位有反射帶以反射和發(fā)射來自光管的光。
光管是通常的圓柱形或可以具有任何適于光管使用和操作的形狀。例 如，光管可以具有卵形(oval)、橢圓形等等的截面。光管節(jié)段可以包括透明 的丙烯酸(clear acrylic )或任何適于透射光的材料。光管材料典型地為不發(fā) 黃且耐用的。丙烯酸的優(yōu)點(diǎn)是該材料成比較低且提供了理想的性能。聚碳酸 酯是典型光管材料的另一個(gè)例子，然而，它比較容易變色且與丙烯酸相比具 有較低的光透射。
光管可以通過擠壓制造；然而，其他適合的制造技術(shù)也可以使用。例如， 可以將具有反射表面的獨(dú)立組件緊固到光管。反射表面還可以與光管共擠壓。
在現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例中，圖1描述了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)具有作為對(duì)準(zhǔn)組件的 外部突起的光管100。這樣的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例在Goto等人于2005年4月26 日提交的題為 "APPARATUS , METHOD AND ARTICLE OF MANUFACTURE FOR A LIGHT PIPE AND LAMP ASSEMBLY"的美國(guó)專利 中進(jìn)行過描述，其全部?jī)?nèi)容在此并入作為參考。更具體地說，用于傳遞光的 光管100包括外部突起102。該光管具有外表面llO和內(nèi)部區(qū)域l"。
外部突起102包括反射表面108。期望的顏色或者反射質(zhì)量可以被結(jié)合 到外部突起材料或者應(yīng)用到外部突起。整個(gè)外部突起102可以是反射性的或 者突起102可以僅僅具有一個(gè)或者多個(gè)反射表面108或反射部分。外部突起 102的材料和顏色可以被選擇為提供較高級(jí)別的高反射和散射。在所示的實(shí) 施例中，外部突起102和光管100之間的界面(interface)具有向著光管100 的反射性。在另一實(shí)施例中，基本透明的外部突起的配合表面可以具有反射 性涂層，其想著光管反射光。
具有反射表面108的外部突起102可以延長(zhǎng)光管的長(zhǎng)度"L",或者可以占用光管長(zhǎng)度的一個(gè)或多個(gè)部分?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)嵌入的反射帶(或其 他形狀的反射組件)。
由反射帶提供的反射程度是帶長(zhǎng)度和帶寬度的函數(shù)。通常，帶面向光管 的剩余部分的表面積越大，反射和散射的量就越大。
用于反射或散射光的突起表面的寬度也影響到達(dá)光管末端(即距離初級(jí) 光源最遠(yuǎn)的端部)的光量。反射表面的寬度是沿著光管的寬度。光由于全內(nèi) 反射而沿著光管前進(jìn)。反射或者散射表面與全內(nèi)反射相干涉，由此使得光在 抵達(dá)光管的端部之前射出。如果表面太寬，較大量的光從最靠近初級(jí)光源的 光管部分射出，導(dǎo)致沿著光管的光衰減。這降低了從光管的末端射出的光量
并導(dǎo)致沿著光管不一致的發(fā)射。由此，反射帶的寬度通常是光管100長(zhǎng)度"L" 的函數(shù)。光管越短，就可以采用越寬的反射帶而不會(huì)對(duì)從光管末端發(fā)出的光 量產(chǎn)生不利的影響。在絕大部分應(yīng)用中，反射表面的寬度小于繞光管節(jié)段延 伸180° (180度)的距離。于此，反射表面的寬度實(shí)際上意欲描述反射表 面的總表面積，而反射表面的反射率或透射率根據(jù)反射表面的具體部分的特 定朝向而變化。超出了指定的具體寬度，將只有有限的光離開光管。因?yàn)榇?量的光能由于在光管中過多的反射而被消耗，所以效率變?yōu)椴缓侠淼牡汀?br>
直徑"D"(其等于半徑"R1"的兩倍，即，"D:2R1")或具有非圓形截 面的光管的其他截面尺寸依賴于光管的應(yīng)用。在示例性實(shí)施例中，內(nèi)部應(yīng)用 可以使用5mm直徑的光管，外部應(yīng)用可以使用9到10mm直徑的光管，盡 管如此，應(yīng)該理解也可以根據(jù)要求使用其他直徑的光管。
如圖1所示，當(dāng)反射表面108被照亮作為二級(jí)光源時(shí)，反射表面108的 構(gòu)造導(dǎo)致通過內(nèi)部區(qū)域114的光路，其在外表面110處折射，例如在外表面 110上表面標(biāo)記(designation) 130之間的區(qū)域處，導(dǎo)致有效照射角"a,"。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在圖2-5中示出了具有外表面210和由 內(nèi)表面220所限定的內(nèi)部區(qū)域214的光管200。內(nèi)表面220和外表面210交 界(interface )。光管200包括一個(gè)或多個(gè)突起202且該一個(gè)或多個(gè)突起202 中的至少一個(gè)配置有向內(nèi)突出到光管200的內(nèi)部區(qū)域214中并遠(yuǎn)離外表面 210的內(nèi)部部分202a，由此4吏得突起202上的一個(gè)或多個(gè)表面中的至少一個(gè) 用作次級(jí)光源。突起202可以包括突出遠(yuǎn)離所述外表面的外部部分202b。盡 管示例性實(shí)施例示出了外部部分202b,本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過本公開將會(huì)明 白突起202可以具有替代構(gòu)造。該實(shí)施例并不受限于此。外表面210從第一邊界線218a延伸到第二邊界線218b。邊界線218a和218b通常限定了從內(nèi) 部部分202a到外部部分202b之間的過渡。
至少其中 一個(gè)突起202在內(nèi)部部分202a上包括初級(jí)反射表面208,其沒 有對(duì)準(zhǔn)內(nèi)表面200且由此設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域214中以致初級(jí)反射表面208通常 與當(dāng)至少 一個(gè)突起202被照射時(shí)光管200的光輸出方向成直角，該光輸出方 向如圖3和4中的箭頭"X"所示。更具體地說，在該突起202的內(nèi)部部分 202a進(jìn)入內(nèi)部區(qū)域214的最大距離"D-A"處(見圖5)，初級(jí)反射表面208 設(shè)置在內(nèi)部部分202a上。初級(jí)反射表面208可以是平的或者稍微凸起的。 突起202在外部部分202b上可以具有后表面209。
突起202的內(nèi)部部分202a進(jìn)一步包括至少一個(gè)次級(jí)反射表面，在圖2-5 中示例的示出了兩個(gè)相對(duì)的次級(jí)反射表面212a和212b,其設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域 214中使得該至少一個(gè)次級(jí)反射表面212a和/或212b通?；蛘呋敬怪庇诔?級(jí)反射表面208。
替代地，突起202包括至少一個(gè)次級(jí)反射表面，例如212a和/或2Ub, 其沒有對(duì)準(zhǔn)內(nèi)表面220且由此設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域"4中使得當(dāng)突起202被照射 時(shí)，光從諸如212a和/或212b的該次級(jí)反射表面射出，其方向基本垂直于光 管200的光輸出方向，如圖3和4中的箭頭"X"所示。
光管200可以在光管200的任一端部232被從燈發(fā)出的光照照射，且該 光照至少部分地沿著光管200的長(zhǎng)度"L"直接通過突起202的至少一個(gè)端 部234?？v向地通過突起202的光照射到反射表面208和212a, 212b然后通 過如下文具體描迷地那樣散射從而被基本垂直地反射。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)反射表 面208和212a和/或212b ^L照射時(shí)，就產(chǎn)生了次級(jí)光源。
初級(jí)和次級(jí)反射表面208和212a, 22b各個(gè)都可以是白色的。突起202 可以通過將有色材料共擠壓(co-extruding )到光管200的透明材料上而制成。 如圖4所示，在某些應(yīng)用中，如果不是全部，可能期望突起202至少部分地 沿著光管200的長(zhǎng)度"L"延伸。
如圖5所示，光管200可以為基本圓柱形，其具有直徑"D",等于兩倍 半徑"R1"，即D二2R1。突起202可以設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域214中使得初級(jí)反射 表面208與光管200的表面210上的點(diǎn)"T1"直接相對(duì)。尺寸"A，，由從點(diǎn) "T1"到初級(jí)反射表面208的距離所限定。尺寸"B"由從點(diǎn)"T1"到突起 202的后表面209的距離所限定。尺寸"C"由突起202的厚度限定，即在
8次級(jí)表面212a和212b之間或在邊界線218a和218b之間的距離所限定。突 起202的內(nèi)部部分202a可以具有拐角區(qū)域216,其由初級(jí)反射表面208和次 級(jí)反射表面212a和212b的相交而形成。角部區(qū)域216可以具有曲率半徑"r"。 在一個(gè)實(shí)施例中，直徑"D"高至10mm(毫米)。尺度A高至lOmm(毫 米)。尺度"A，，高至約9.2mm。尺度"B"可以高至約ll.Omm。尺度"C" 或厚度范圍高至約l.Omm。曲率半徑"r"可以高至約0.2mm。由此，內(nèi)部 部分202a向內(nèi)突出到光管200的內(nèi)部區(qū)域214大約至少0.8mm，如在"D" 和"A"之間的差所給出的那樣。
如圖3所示，從初級(jí)反射表面208沿箭頭"X"所示的方向射出的光在 光管200的表面210處折射，例如在外表面210的表面標(biāo)記230之間的區(qū)域 中，從而基本垂直于光管200的光輸出方向，并在突起202的后表面209之 后一定距離處形成有效焦點(diǎn)"SI"并得到從基本發(fā)射表面208的有效照射角
"6 "。然而，由于從諸如212a和/或212b這樣的次級(jí)反射表面發(fā)出的光沿 基本垂直于光管200的光輸出方向，如圖3和4中的箭頭"X"所示的方向， 附加的光沿著內(nèi)表面220在折射點(diǎn)"P"處內(nèi)部反射，從而光沿離開光管200 外表面210的方向傳送，以形成范圍從相對(duì)于遠(yuǎn)離外表面"0的第一焦點(diǎn)
"Qo'，的最小有效照射角"Po"到相對(duì)于遠(yuǎn)離外表面210的第二焦點(diǎn)"Q," 的最大有效照射角之間的有效照射角。在表面"O上遠(yuǎn)離點(diǎn)"T1" 的第一焦點(diǎn)"Qo"的距離大于遠(yuǎn)離點(diǎn)"T1"的第二焦點(diǎn)"Q,"的距離。由此 當(dāng)一個(gè)或多個(gè)反射表面208和212a和/或21^中的至少一個(gè)被照射時(shí)，光從 光管200以特定的照射角或光發(fā)射角"e，，, "Po"，和"(3,"射出。
來自次級(jí)反射表面212a和212b的最小有效照射角"P o"和最大有效照
射角"h，，兩者都大于來自初級(jí)反射表面208的有效照射角"e"。來自次
級(jí)反射表面212a和212b的最小有效照射角"Po"和最大有效照射角"(3 兩者都大于來自沒有內(nèi)部突出202a的現(xiàn)有技術(shù)(見圖1 )中的有效照射角"oc ,。結(jié)果是與有效照射角"a,"相比，光管200的有效照射角得到 了擴(kuò)大。
由于次級(jí)反射表面212a和212b沒有朝向光沿光管200的長(zhǎng)度"L"行 進(jìn)的主通道(見圖4)，照射在次級(jí)表面212a和212b上的光的強(qiáng)度要低于照 射到初級(jí)表面208的光的強(qiáng)度。結(jié)果，從次級(jí)表面2123和21^射出的反射 光與從初級(jí)表面208射出的光相比處于降低的強(qiáng)度。在沒有次級(jí)表面"2a和212b的情況下，從光管200射出的光將傾向于具有尖^t的截止線，其在 某些情況下是麻煩的。從次級(jí)表面212a和212b射出的降低強(qiáng)度的光降低了 尖銳的對(duì)比，提供了在照射區(qū)域和非照射區(qū)域之間更加漸進(jìn)的過渡，從而在 很多應(yīng)用中得到更讓人滿意的效果。
從上述觀點(diǎn)來看，可以理解光管200包括外表面210和由與外表面210 交界的內(nèi)表面220限定的內(nèi)部區(qū)域214。光管200被構(gòu)造為具有一個(gè)或多個(gè) 反射表面，例如初級(jí)反射表面208和次級(jí)反射表面212a, 212b,其中任意一 個(gè)可以被設(shè)置為當(dāng)一個(gè)或多個(gè)反射表面208或212a， 212b被照射時(shí)，多個(gè) 折射點(diǎn)形成在內(nèi)表面220上從而導(dǎo)致多個(gè)焦點(diǎn)，例如在光管200的外表面210 外部的光的焦點(diǎn)"Qo"和"Q,"。此外，光管200被構(gòu)造為在沿著光管200 的長(zhǎng)度"L"提供基本均勻的光分布的同時(shí)提供較寬的有效照射角"P,"。
現(xiàn)在參考圖6和7，其中示出了光管的另一個(gè)示例性實(shí)施例，該光管也 被構(gòu)造為在光管節(jié)段的外表面的外側(cè)提供多個(gè)光的焦點(diǎn)。更具體地說，光管 300基本與光管200相同，除了突起202之外，光管300包括內(nèi)表面320和 設(shè)置在形成在光管300的內(nèi)部區(qū)域314中的至少一個(gè)通道302中的一個(gè)或多 個(gè)反射表面中的至少一個(gè)，例如初級(jí)反射表面308和次級(jí)反射表面3Ua, 312b,且該通道302在外表面310處具有開口區(qū)域或孔303。內(nèi)表面KO限 定了內(nèi)部區(qū)域314并與外表面310交界。通道302被構(gòu)造為向內(nèi)部突出到光 管300的內(nèi)部區(qū)域314中并形成至少一個(gè)暴露表面，例如其上設(shè)置有初級(jí)反 射表面308的暴露表面301,和基本垂直于暴露表面301的暴露表面3(Ka 和3 04b ，且上面分別設(shè)置有次級(jí)反射表面312a和312b。反射表面308和312a 和/或312b沒有與內(nèi)表面320對(duì)準(zhǔn)。外表面310從第 一邊界線318a延伸到第 二邊界線318b。邊界線318a和318b通常限定了孔303的邊界。
初級(jí)反射表面308可以構(gòu)造在內(nèi)部區(qū)域314中，從而初級(jí)反射表面308 通常垂直于當(dāng)初級(jí)反射表面308被照射時(shí)光管300的光輸出方向，如圖6中 的箭頭"X"所示。
此外，兩個(gè)相對(duì)的次級(jí)反射表面312a和312b，其在圖6中示例的示出， 可以被構(gòu)造在內(nèi)部區(qū)域314中，使得次級(jí)反射表面312a和/或312b中的至少 一個(gè)通常垂直于初級(jí)反射表面308。
替代地，例如312a和/或312b的次級(jí)表面可以被構(gòu)造在內(nèi)部區(qū)域3M 中，從而當(dāng)次級(jí)反射表面312a和/或312b被照射時(shí)，光從諸如31 h和/或312b的次級(jí)反射表面沿通常垂直于如圖6中箭頭"X"所示的光管300的光輸出 方向的方向射出。
初級(jí)和次級(jí)反射表面308和312a， 312b分別都可以是白色的。根據(jù)所 期望的光效果，也可以使用其他的顏色。用于著色的涂料應(yīng)該適于應(yīng)用，例 如涂料應(yīng)該與光管300化學(xué)相容，應(yīng)該能夠快速地充分著色，具有足夠的粘 著特性以及具有足夠的耐紫外線性。實(shí)施例并不局限于本部分的描述。
如圖7所示，依賴于應(yīng)用，如果不是全部地話，通道302可以至少局部 地沿著光管300的長(zhǎng)度"L，，延伸。如圖6所示，光管300可以為基本圓柱 形，具有直徑"D"，等于兩倍半徑"R1"，即D-2R1。光管300的具體尺寸 基本與前面所描述的光管200的具體尺寸相同，除了不再適用的尺寸"B"。 通道302具有由尺寸"C"限定的寬度和由尺寸"E"限定的突出到內(nèi)部區(qū)域 314中的深度。尺寸E稍小于"D"減去"A"所得的差。
同樣，來自次級(jí)反射表面312a和312b的最小有效照射角'U和最大 有效照射角"(3,"兩者都大于來自初級(jí)反射表面308的有效照射角"e"。 接下來，來自初級(jí)反射表面308的有效照射角"6"大于來自現(xiàn)有技術(shù)的外 部突起102 (見圖1)的有效照射角"a,"。這導(dǎo)致與有效照射角相 比，有效照射角"6"， "(3()"和"PT，都擴(kuò)大了。此外，光管300被構(gòu)造 為在沿著光管300的長(zhǎng)度"L"提供基本均勻的光分布的同時(shí)提供較寬的有 效照射角"P,"。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1的具有反射帶102的光管100,光管100 具有基本圓柱形的截面。由此，光管IOO具有一個(gè)曲率半徑"R1"。如前面 所述，當(dāng)反射表面108被照射成為次級(jí)光源時(shí)，外部突起102相對(duì)于光管100 的構(gòu)造導(dǎo)致通過內(nèi)部區(qū)域114的光路，該光路在外表面IIO處折射以形成遠(yuǎn) 離外部突起102的有效焦點(diǎn)"P1",得到由來自反射表面108的光圖像形成 的有效照射角"OCi"。
圖8公開了本發(fā)明的光管的另一示例性實(shí)施例，該光管具有外表面，該 外表面具有多于一個(gè)曲率半徑。更具體地說，光管400包括一個(gè)或多個(gè)外部 突起，例如外部突起102，其具有通常為弧形的表面108作為設(shè)置在外表面 410上的初級(jí)反射表面。盡管表面108被描述為通常是弧形，例如凸起或凹 入，表面108也可以是基本平坦的。
光管400還包括由內(nèi)表面420限定的內(nèi)部區(qū)域414。內(nèi)表面420與外表
li面410相交。外表面410包括第一部分410a，其從第一位置422逆時(shí)4十延伸 到第二位置424，和至少第二部分410b，其從第二位置424逆時(shí)針延伸回到 第 一位置422。外部突起102被構(gòu)造在第 一外表面部分410a上以向外突出遠(yuǎn) 離外表面410從而反射表面108用作次級(jí)光源。更具體地說，反射表面108 對(duì)準(zhǔn)內(nèi)表面410。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解第一和第二部分410a和410b僅 僅是為了方便起見才用逆時(shí)針方向來描述，根據(jù)順時(shí)針方向來描述也是可以 的。
盡管光管400具有通常原形的截面，第二部分410b具有不同于外表面 410的第一部分410a的曲率半徑"R1"的曲率半徑"R2"，且從反射表面108 發(fā)射的光通常垂直于當(dāng)初級(jí)反射表面108被照射時(shí)光管400的光輸出方向， 如圖8中的箭頭"X"所示，且從反射表面108發(fā)射的光大致穿過具有曲率 半徑"R2"的第二部分410b。曲率半徑"R2"大于第一部分的曲率半徑"R1"。
與此相關(guān)，外表面410被構(gòu)造為使得當(dāng)反射表面108用作次級(jí)光源以將 光在第一方向引導(dǎo)時(shí)，即如箭頭"X"所示的方向，光管截面基本相對(duì)于該 第一方向"X"對(duì)稱。
替代地，當(dāng)反射表面108用作光源以將光指向在第一方向"X"時(shí)，光 圖像從基本相對(duì)于第一方向"X"對(duì)稱的光管400發(fā)出。
如此從光管400發(fā)出的光圖像導(dǎo)致基本在反射表面108處形成有效焦點(diǎn) "P2"，且由來自外部突起102的反射表面108的光圖像形成的有效照射角 大于"a2"大于光管IOO的有效照射角或光發(fā)射角"cxT。照射角或光發(fā)射 角"oc2"依賴于曲率半徑"R2"。照射角或光發(fā)射角"oc,"和"oc2"是特 定的光發(fā)射角。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)反射表面108被照射時(shí)，光以一個(gè)或多個(gè)特定 角度從光管400發(fā)射，例如照射角或光發(fā)射角"oc2"。
在某些應(yīng)用中，期望反射表面108至少部分地沿著光管400的長(zhǎng)度(見 圖4中的尺寸"L")延伸。此外，外表面410的第一部分410a和第二部分 410b可以至少部分地沿著光管400的長(zhǎng)度(見圖4中的尺寸"L")延伸。 此外，光管400被構(gòu)造為在沿著光管400的長(zhǎng)度"L"提供基本均勻的光分 布的同時(shí)提供較寬的有效照射角"a2"。同樣的，突起102的反射表面108 是白色的。
圖9公開了本發(fā)明的光管的另一示例性實(shí)施例，該光管的外表面還具有 另一個(gè)曲率半徑。更具體地說，光管500類似于光管400,除了光管500的外表面510具有第一部分MOa和至少第二部分S10b和第三部分510c。光管 500還包括內(nèi)部區(qū)域5",其由內(nèi)表面限定。內(nèi)表面520與外表面510 交界。第一部分WOa從外表面510上的第一位置522逆時(shí)針延伸到也處于 外表面510上的第二位置524。第二部分5101 從第二位置524逆時(shí)針延伸到 也處于外表面510上的第三位置526。第三部分510c從第三位置526逆時(shí)針 延伸到第一位置522。同樣地，以與光管400相似的方式，外部突起102被 構(gòu)造在第一外表面部分510a上以向外突出遠(yuǎn)離外表面510，從而反射表面 108用作次級(jí)光源。更具體地說，反射表面108對(duì)準(zhǔn)內(nèi)表面510。本領(lǐng)域技 術(shù)人員將會(huì)理解第一、第二和第三部分510a、 510b和510c僅僅是為了方便 才用逆時(shí)針方向來描述，根據(jù)順時(shí)針方向來描述也是可以的。
同樣，盡管光管500具有通常圓形的截面，外表面510的第一部分510a 具有曲率半徑"R1"，而第二部分510b具有不同于曲率半徑"R1"的曲率 半徑"R2"。此外，第三部分510c具有不同于曲率半徑"R1"和曲率半徑"R2" 的曲率半徑"R3"。曲率半徑"R1"小于曲率半徑"R2"，而曲率半徑"R2" 小于曲率半徑"R3"。替代地，曲率半徑"R3"大于曲率半徑"R2"且曲率 半徑"R2"大于曲率半徑"R1"。第一位置522形成第一曲率半徑"R1"和 第三曲率半徑"R3"之間的過渡交界，而第二位置524形成第一曲率半徑"R1" 和第二曲率半徑"R2，，之間的過渡交界。第三位置526形成第二曲率半徑"R2，， 和第三曲率半徑"R3"之間的過渡交界。
與此相關(guān)，外表面510被構(gòu)造為使得當(dāng)用作次級(jí)光源的一個(gè)或多個(gè)外部 突起，例如突起102，中的至少一個(gè)將光指向第一方向時(shí)，即如箭頭"X" 所示的方向，光管500基本相對(duì)于該第一方向"X"對(duì)稱。
從光管500發(fā)出的光圖像導(dǎo)致基本從反射表面108偏離的有效焦點(diǎn) "P3"，由從第二部分510b發(fā)出的光圖像形成的部分有效照射角"c(3"。同 時(shí)，從光管500發(fā)出的光圖像導(dǎo)致基本在反射表面108處的有效焦點(diǎn)"P2"， 由從第三部分510c發(fā)出的光圖像形成的部分有效照射角"cu"。部分有效照 射角"a3"和"c(4"彼此相鄰并形成總有效照射角"a3"力口 "a4",其大 于由光管IOO的光圖像形成的有效照射角"cxr。照射角或光發(fā)射角"a3" 和"a4，，分別依賴于曲率半徑"R2"和"R3"。照射角或光發(fā)射角"a3" 和"oc4"是特定的光發(fā)射角。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)反射表面108被照射時(shí)，光以 一個(gè)或多個(gè)特定角度從光管500發(fā)射，例如照射角或光發(fā)射角"cc3"和/或a4 。
第一部分S10a和/或第二部分510b和/或第三部分510c可以至少部分地 沿著光管500的長(zhǎng)度延伸。光管500被構(gòu)造為在沿著光管500的長(zhǎng)度"L，， 提供基本均勻的光分布的同時(shí)提供較寬的有效照射角"oc3"力。"a4，，。同樣 的，突起102的反射表面108可以是白色的。
圖10是圖8和圖9的光管提供的有效照射角與圖1的現(xiàn)有技術(shù)光管的 有效照射角相比的組合局部端視圖。更具體地說，圖IO示出了光管100，在 其上與光管400和500兩者的上部重疊。從反射表面108射出的光沿著一方 向前進(jìn)以形成通過光管100的光路"L1"，其中光在外表面IIO處折射并在 光路"L1"上繼續(xù)以形成有效照射角"a,"。
與此不同，從反射表面108射出的光沿著一方向前進(jìn)以形成通過光管 400的光路"L2'，，其中光在外表面410處折射并在光路"L2"上繼續(xù)以形 成有效照射角"cc2"。通過各自光管100和400的光^各"L1"和"L2"基本 是一致的。
相似的，從外部突起102的反射表面108射出的光沿著一方向前進(jìn)以形 成通過光管500的光路"L3"，其中光在外表面510c處折射并在光路"L3" 上繼續(xù)以形成有效照射角"a4"。通過各自光管100和400的光路"L1"和 "L2"是基本一致的。
為簡(jiǎn)要起見，有效照射角"cx3"被省略。光路"L3"基本與光路"L1" 和"L2" —致地通過各自的光管500， 100和400?？梢钥闯鲇行д丈浣?oc 2"和"a4，，每一個(gè)都大于有效照射角"cx,"。光路"L1"， "L2"和"L3" 每一個(gè)都示出為僅僅為代表性射線的線。光路"L1"， "L2"和"L3"都從 表面108上的相同點(diǎn)"P2"起源。光路"L1"， "L2"和"L3"由于分別被 光管100、 400和500不同的曲率所折射而被不同地彎曲。光路"L1"， "L2" 和"L3"都是相同的，直到光管100、 400和500的曲率不同的外表面110、 410和510為止。由于圖IO是不同構(gòu)造光管的重疊示意，該圖示出了沿相同 的路徑發(fā)生的光線如何最終沿不同方向分叉。
如此處所定義的，較寬的有效照射角是大于或等于IO度的角，且更具 體地說是從大約IO度到大約50度范圍的角。更具體地說，對(duì)于圖2到7所 示的光管200和300，角度"pr大約為20度，而對(duì)于圖8所示的光管400， 角度"a2，，是約30度。對(duì)于圖9所示的光管500，角度"a3"和"a4"之
14本公開的實(shí)施例可以特別地適用于汽車應(yīng)用和家庭用品，盡管其他應(yīng)用 也是可以的。
雖然本公開已經(jīng)通過示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以體 會(huì)到其他的優(yōu)點(diǎn)和修改。由此，在其較寬的方面并不局限于所示的特定細(xì)節(jié) 和此處的描述?？梢栽诓槐畴x本公開的精神和范圍的前提下進(jìn)行各種修改， 例如對(duì)于材料、構(gòu)造和尺寸。因此，本公開并不局限子特定的示例性實(shí)施例， 而是在所附權(quán)利要求及其等價(jià)物的全部精神和范圍內(nèi)作出解釋。
權(quán)利要求
1、一種光管(200，300，400，500)，構(gòu)造為在沿著光管長(zhǎng)度提供基本均勻的光分布的同時(shí)提供較寬的照射角，該光管包括外表面(210，310，410，510)和內(nèi)部區(qū)域(214，314)，該內(nèi)部區(qū)域(214，314)由與外表面(210，310，410，510)交界的內(nèi)表面(220，320，420，520)所限定，其特征在于與內(nèi)表面(220，320，420，520)交界的一個(gè)或多個(gè)反射表面(208，212a，212b，308，312a，312b，108)被設(shè)置為使得當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)反射表面中的至少一個(gè)被照射時(shí)，光以一個(gè)或多個(gè)特定角度從光管射出。
2、 如權(quán)利要求1所述的光管，其中當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)反射表面(208, 212a, 212b， 308, 312a, 312b)中的至少一個(gè)#支照射時(shí)，多個(gè)反射點(diǎn)(P)形成 在內(nèi)表面(220, 320)上以產(chǎn)生所述一個(gè)或多個(gè)特定光發(fā)射角。
3、 如權(quán)利要求1所述的光管，其中當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)反射表面中的至 少一個(gè)被照射時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)反射表面中的所述至少一個(gè)建立次級(jí)光 源。
4、 如權(quán)利要求1所述的光管，還包括設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域(2M, 314)中 的至少 一個(gè)內(nèi)部突起(202,302)，且其中所述一個(gè)或多個(gè)反射表面(208, 212a, 212b, 308, 312a， 312b)被設(shè)置在所述至少一個(gè)內(nèi)部突起(202， 302)上。
5、 如權(quán)利要求4所述的光管，其中所述至少一個(gè)突起包括通道(302), 其設(shè)置在內(nèi)部區(qū)域(314)中，該通道在內(nèi)部區(qū)域中形成至少一個(gè)暴露表面 (301)，且其中所述一個(gè)或多個(gè)反射表面(308， 312a， 312b)被設(shè)置在所述內(nèi)部 區(qū)域中的所述至少一個(gè)暴露表面上。
6、 如權(quán)利要求1所述的光管，其中所述一個(gè)或多個(gè)反射表面(208, 212a, 212b， 308, 312a, 312b)包括兩個(gè)或多個(gè)反射表面，且其中所述兩個(gè)或多個(gè) 反射表面(208, 308)中的一個(gè)基本垂直于所述兩個(gè)或多個(gè)反射表面("2a， 212b, 312a， 312b)中的另一個(gè)。
7、 如權(quán)利要求1所述的光管，其中所述外表面包括 一個(gè)或多個(gè)反射 表面(08)與所述內(nèi)表面對(duì)準(zhǔn)并設(shè)置為使得當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)反射表面中的 至少一個(gè)被照射時(shí)，光以 一個(gè)或多個(gè)特定角度從光管射出。
8、 如權(quán)利要求7所述的光管，其中所述外表面具有第一部分0410a, 510a) 和至少第二部分(410b， 510b， 510c);其中所述一個(gè)或多個(gè)反射表面(108)用作次級(jí)光源，且其中所述至少第二部分(410b, 510b, 510c)具有與所述外表 面(410, 510)的第一部分(410a， 510a)的曲率半徑不同的曲率半徑。
9、 如權(quán)利要求8所述的光管，其中所述至少第二部分(410b, 510b， 510c) 的曲率半徑大于所述外表面(410， 510)的第一部分(410a, 510a)的曲率半徑。
10、 如權(quán)利要求7所述的光，其中所述外表面(510)包括至少第三部 分(510c)，其曲率半徑不同于所述外表面(510)的第一部分(510a)的曲 率半徑和不同于所述至少第二部分(510b)的曲率半徑。
全文摘要
一種光管，構(gòu)造為在沿著光管長(zhǎng)度提供基本均勻的光分布的同時(shí)提供較寬的照射角。沒有與內(nèi)表面對(duì)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)反射表面被設(shè)置為使得當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)反射表面中的至少一個(gè)被照射時(shí)，光以一個(gè)或多個(gè)特定角度從光管射出。當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)反射表面中的至少一個(gè)被照射時(shí)，多個(gè)反射點(diǎn)形成在內(nèi)表面上以產(chǎn)生所述一個(gè)或多個(gè)特定光發(fā)射角。光管還設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)外部突起，構(gòu)造為用作次級(jí)光源。外表面的第二部分的曲率半徑不同于外表面的第一部分的曲率半徑。
文檔編號(hào)G02B6/00GK101449188SQ200780018310
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月19日
發(fā)明者后藤壽弘, 德拉戈斯·盧卡, 薩爾瓦托爾·阿萊西奧 申請(qǐng)人:泰科電子加拿大有限公司