[发明专利]光均匀性不受光导长度影响的提取装置及所用光导的制造方法

说明书

技术领域

本申请属于一种从光导中提取光的方法，该方法可以在整个光导发光表面按照所要求的均匀度提取光，并且可以使得具有相同光提取装置的、不同长度的光导显示出相同的均匀度。

背景技术

通常，为了设计一种光导，必须使用烦琐的试验和误差处理，以便使能均匀地照亮光导的发光表面。例如通常构成具有所要求尺寸的光导并使它运行，以便利用在发光表面不同位置上所发出的光来测定均匀度。而后，可以按照预期的方式改变光导的光提取装置以便改善光导的照明均匀性。这里所述的光导的提取装置可以采用各种不同的形式，例如在Whitehead的名称为“连续控制光从棱柱形光导中发射的装置”(Whitehead“ApparatusFor Continuously Controlled Emission of Light from Prism Light Guide”)的美国专利No.4,787,708中所提及的那样。重复前述步骤，直到获得可以接受的均匀度为止。

前述已有技术导致只有在具有与研究该提取装置所针对的那种光导相同尺寸的光导中才可以重复使用。如果将相同的提取装置应用于具有基本上不同尺寸的新的光导，那么极有可能新光导将不按照与研究该提取装置所针对的那种光导相同的均匀度发光。

最为常见的是改变光导的长度尺寸以适合不同的应用，而改变光导的其他尺寸则极为少见。本发明有利于光提取装置的构成，用于具有所要求的均匀光输出特性的预定最大长度的“标准”光导。一些较短的光导，它们每一个都具有与标准光导相同的均匀的光输出特性(但是由于光导长度和亮度的反比关系具有不同的亮度特性)，可以从与标准光导所要求的相同的光提取装置的适合端，去掉与较短的光导所要求的长度相同的一段来构成。对于每一个这样的较短的光导来说，这不需要烦琐的试验和不同光提取装置的误差推导，本发明还有利于模块化光导的构成，其具有的长度可以是标准化单元长度的倍数。结果使得光导的光输出均匀性保持恒定，不受光导长度的影响。

发明简述

本发明有利于具有预定发光特性和预定最大长度光导的光提取装置的构成。任何从最大长度提取装置的预定端去掉并安装在该较短长度的光导中的较短长度段，都使得较短长度的光导显示出基本均匀的表面亮度。

本发明还有利于由邻接的一系列模块形成的光导的构成。每一个模块包括一个具有特定发光特性的光提取装置，结果使得模块的发光表面具有所要求的均匀的表面亮度。从光导的一端选择的任意数量的模块发光表面一起显示出相同的表面亮度均匀性。

本发明还提供一种制造任意所要求的小于预定最大长度的光导的方法。预定最大长度的光提取装置是在初始提供的，作为长度函数的光提取装置的发光特性，在该机构被安装在具有相同最大长度的光导中时产生均匀的表面亮度。而后可以通过从最大长度提取装置的一个复制品的预定端，去掉具有与所要求光导长度相等长度的一段，并将该段安装到所述的光导中，来构成具有任意所要求的小于最大长度的光导。

按照另外的方法，选择最大光导长度并分割为若干子长度。形成多个具有发光表面的光导段。每一段的长度等于前述那些子长度之一。为每一光导段提供一个光提取装置。设计每一个提取装置都具有随相应的光导段的长度而变化的发光特性。因此，对于任意选定数量的相互邻接的光导段所发出的光的亮度可以保持恒定。

按照另外的方法，选择最大光导长度。而后，为具有该最大长度的光导设计一个光提取装置。该提取装置的发光特性随长度而变化，结果使得通过光导的发光表面所发出的光，在发光表面上的所有点上产生均匀的表面亮度。而后，将提取装置划分为从提取装置的一端到其相对端的(即从离开光导的光输入光源最远端到距该光源最近端)有序的一系列子长度。对于每一个提取装置子长度形成一个光导段并将它们偶合。而后，将选定数量的光导段相邻连接，形成具有所要求长度的光导，同时保持提取装置子长度的次序，并且包括提取装置离开光源最远端形成的提取装置子长度。

附图简短说明

图1A、1B和1C分别为一、二和三个长度单位的理想化模块的光导简化图解说明；

图2A是长度x的光导模块的简化图解说明，描述从中提取亮度水平B(0)的理想化的、均匀的光，图2B示出在亮度水平B(x)时从其中提取光的具有长度增量dx的图2A的光导模块；