[发明专利]矩形光管道提取

说明书

相关案例

本申请涉及与它同一天提交的以下美国专利申请：名称为“弯曲的光管道提取”(CURVED LIGHT DUCT EXTRACTION)(代理人案卷号70224US002)，所述专利申请以引用方式并入本文。

背景技术

可见光穿过建筑物的长距离传输可使用大的反射镜内衬管道或者使用利用了全内反射的较小实心纤维。反射镜内衬管道包括如下优点：横截面积大且数值孔径大(允许较大的通量，而聚集较少)，传播介质(即，空气)稳固且透光从而使得衰减较低且寿命较长，并且所传输的每单位光通量的重量可能较低。

发明内容

本公开描述一种管道式照明系统的光递送和分布部件，所述管道式照明系统具有包括平坦管道部分的横截面和光源。所述递送和分布系统(即，光管道和光管道提取器)可有效地与任何能够递送光的光源发挥作用，所述光基本上关于所述光管道的纵向轴线准直并且另外优选地在所述光管道的入口上方基本上均匀。在一个方面，本公开提供一种包括光管道的照明元件，所述光管道具有纵向轴线、垂直于所述纵向轴线的光管道横截面、限定腔体的反射内表面和外表面。所述照明元件还包括多个空隙，所述多个空隙设置在限定光输出表面的所述反射内表面中，由此光可离开所述腔体；和转向膜，所述转向膜邻近所述光输出表面设置并位于所述腔体的外部，所述转向膜具有多个平行棱镜微观结构，每个所述平行棱镜微观结构具有顶点，所述顶点邻近所述光管道的所述光输出表面。所述照明元件还包括具有多个脊的导向膜，所述导向膜邻近所述转向膜并位于所述转向膜的背向所述光输出表面的一侧，每个脊平行于所述纵向轴线并被设置成折射来自所述转向膜的入射光线，其中穿过所述光输出表面离开所述腔体的光线在垂直于所述光管道横截面的第一平面内由所述转向膜改变方向，并在平行于所述光管道横截面的第二平面内由所述导向膜进一步改变方向。

在另一方面，本公开提供一种包括光管道的照明元件，所述光管道具有纵向轴线、垂直于所述纵向轴线的光管道横截面、限定腔体的反射内表面和外表面。所述照明元件还包括多个空隙，所述多个空隙设置在限定光输出表面的所述反射内表面中，由此光可离开所述腔体；和转向膜，所述转向膜邻近所述光输出表面设置并位于所述腔体的外部，所述转向膜包括多个平行棱镜微观结构，每个所述平行棱镜微观结构具有顶点，所述顶点邻近所述光管道的所述光输出表面。所述照明元件还包括具有多个微观结构二维导向膜，所述二维导向膜邻近所述转向膜并位于所述转向膜的背向所述光输出表面的一侧，每个微观结构被设置成折射来自所述转向膜的入射光线，其中穿过所述光输出表面离开所述腔体的光线在垂直于所述光管道横截面的第一平面内由所述转向膜改变方向，并且在所述第一平面和平行于所述光管道横截面的第二平面内由所述二维导向膜进一步改变方向。

在另一方面，本公开提供一种包括照明元件和光源的照明系统，所述光源被构造成在平行于所述纵向轴线的纵向的小于30度的准直半角内将光注入所述照明元件中。所述照明元件包括光管道，所述光管道具有纵向轴线、垂直于所述纵向轴线的光管道横截面、限定腔体的反射内表面和外表面。所述照明元件还包括多个空隙，所述多个空隙设置在限定光输出表面的所述反射内表面中，由此光可离开所述腔体；和转向膜，所述转向膜邻近所述光输出表面设置并位于所述腔体的外部，所述转向膜具有多个平行棱镜微观结构，每个所述平行棱镜微观结构具有顶点，所述顶点邻近所述光管道的所述光输出表面。所述照明元件还包括具有多个脊的导向膜，所述导向膜邻近所述转向膜并位于所述转向膜的背向所述光输出表面的一侧，每个脊平行于所述纵向轴线并被设置成折射来自所述转向膜的入射光线，其中穿过所述光输出表面离开所述腔体的光线在垂直于所述光管道横截面的第一平面内由所述转向膜改变方向，并在平行于所述光管道横截面的第二平面内由所述导向膜进一步改变方向。当所述光沿所述光管道的腔体行进穿过所述多个空隙离开所述腔体并且由所述转向膜改变方向时保持所述光的所述准直半角。