[发明专利]纤维发光体、光分布器和照明装置

说明书

本发明涉及光源，尤其是涉及适用于多种不同构型和可控光分布的纤维发光体、光分布器和照明装置。

已知光导，光成形和光分布结构，例如已知的有将光源发出的光能沿着光缆耦合到发光体的结构。光源提供光能源，使发光体分配具有所需要强度和图形的光能。纤维光缆提供将光能从光源传输到发光体的通道。还知道提供光分布的光纤光缆。在光能沿着纤维的长度方向受到耦合时，这种光纤光缆将从它的表面向外散射光能。由于这些光纤散射光能，就存在少量的或不受到控制的光能分布。因此，光分布的强度实质上沿着纤维的长度是变化的。

光管也是一种用于光分布的器件。通常将光管设置成从光源沿着光管结构耦合光能。另外，还可用光管从其结构内以所希望的图形分布光能。在此情况下，光管同时充当管路和发光体的角色。光管最典型的是适合于特殊光分布的应用。例如，美国专利U.S.No.5,050,946所述的光管，用于对液晶显示(LCD)提供背景光。相同的的装置见美国专利U.S.No.5,295,048；5,394,255；5,390,276；5,594,830；5,600,455；5,600,462。其它光管应用的例子用在汽车中的仪表集束照明中。

在美国专利U.S.No.5,050,946的光管布置中，使用一个二维平面的背表面反射光能，使其基本上均匀的通过一个平面的前表面。其它所引用的专利表示相似的将来自光源的光能耦合和分布到一个平面的图形中并提供LCD背景光的装置。还有，所有这些装置通常对平面光分布的应用有限制。

所需的是发光体器件能提供较为灵活的结构和构型，同时能提供精确的光分布。

在本发明的优选实施例中，纤维光学发光体包含一个具有外表面的光纤，一定的长度和光进入面。光源提供光能的来源，并邻近入光面设置。从光源发出的光线在入光面耦合到光纤。光纤使光线沿着它的长度和内表面行进。外表面由多个非散射光改向结构形成。光改向结构的分布密度作为长度的函数而发生变化。使每个光改向结构设置成，使通过外表面入射到该表面的光线改向。

在本发明的其它实施例中，光分布器件包含一个光纤芯。该光纤芯具有一个外表面，一定的长度和入光面。入光面设置成将从光源发出的光线耦合到所述的光纤中。将光纤设置成使光线沿着它的长度并在其外表面内行进。外表面由多个光改向结构形成，而每个光改向结构设置成通过外表面入射到光纤的光线改向。一个光学毛细管缠绕在光纤芯外。光学毛细管设置成散射从光纤光芯分布的光线。

在其它的本发明实施例中，纤维光学发光体包含光纤芯。光纤芯具有外表面，一定的长度和入光面，入光面设置成将光源的光线耦合到光纤芯。光纤芯设置成使光线沿着光纤的长度并在所述的外表面内行进。光学毛细管缠绕在光纤芯外。光学毛细管具有内毛细管表面和外毛细管表面。内毛细管表面在纤维光芯和光学毛细管之间形成一个环形室。内毛细管表面也形成具有多个光改向结构。每个光改向结构设置成，使得从相邻光改向结构的光纤芯泄漏光线，并使光学毛细管，光学毛细管用于散射所泄漏的光线。

在本发明的其它实施例中，照明装置包含装置外壳，其中容纳纤维光学发光体。纤维光学发光体包含光纤。该光纤具有外表面，一定的长度和入光面。入光面设置成将光源的光线耦合到所述的光纤内，而光纤设置成将所述的光线沿着所述的长度后板在所述的外表面内行进。每个光改向结构设置成通过所述的外表面使入射到该面上的光线改向。

结合附图对本发明优选实施例进行说明，图中相同的标号表示相同的部件，其中，

图1是纤维光学发光体的前透视图；

图2是沿着图1中截线2-2所示的部分纤维光学发光体的纵向截面图；

图3是图1中所示的部分纤维光学发光体的示意图，表示与光改向结构相关的光的强度改变；

图4是在以环状形成的纤维光学发光体的前透视图；

图5是本发明另一优选实施例的纤维光学发光体的前透视图；

图6是沿图5的6-6截线的纤维光学发光体的截面图；

图7是图6所示的纤维光学发光体的另一种装置的截面图；

图8是本发明另一优选实施例的纤维光学发光体的纵向截面图；

图9是本发明另一优选实施例的纤维光学发光体的前透视图；

图10是本发明另一优选实施例的纤维光学发光体的前透视图；

图11是由纤维光学发光体布置的锁芯的前视图；

图12是沿图11的12-12截取的锁芯的截面图；

图13是布置多个纤维光学发光体的照明标志的前视图。