[發明專利]具有開口和圍繞的通道的光導

在審

• 申請號: 202110252818.2
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN113009616A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 劉濤;盧永上;大衛·C·默科德;布萊恩·W·歐斯特利
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周晨

一種光學系統包括具有相對的頂部主表面和底部主表面的光導。圓形貫通開口在光導的兩個表面之間延伸。細長通道形成在表面中的一個中并且至少部分地圍繞開口且與開口基本上同心。通道具有沿其長度變化的深度(d)。光提取器提取將原本在光導內并沿光導傳播的光。光導的特征部可以變化以出于各種目的優化光導的性能。

本申請為專利申請案(國際申請日2019年2月14日，申請號201880050825.0，發明名稱為“具有開口和圍繞的通道的光導”)的分案申請。

技術領域

本公開整體涉及光導。

背景技術

光導可以用于為各種應用提供照明。例如，光導已被用于顯示器背光、一般照明和汽車尾燈。多個光源可沿光導的端部分布以將光提供到光導中，并且光導可包括用于從光導提取光的光提取特征部。

多個發光二極管(LED)通常沿著區域光導的一個端部或兩個端部布置以用于光注入。LED的數量及其間距通常由給定應用所需的光的總量和空間均勻度來確定。LED通常直接安裝在光導附近，并且光經由對接耦合輸入到光導中。此類系統的組裝可以是復雜的，尤其是在使用柔性光導時，并且由于所需LED的數量，成本可較高。

發明內容

本發明包括具有光導的一種光學系統。光導包括相對的頂部主表面和底部主表面。圓形貫通開口從頂部主表面延伸到底部主表面。細長的第一通道形成在兩個主表面中的一個中并且至少部分地圍繞開口且與開口基本上同心。第一通道具有沿通道的長度變化的深度(d)。多個光提取器提取否則將在光導內并沿光導傳播的光。

細長的第一通道可以是閉環通道或開環通道。第一通道可包括相對的第一通道端部和第二通道端部，所述通道端部中的至少一個為開口的。兩個通道端部中的至少一個可以為封閉的。另選地，兩個通道端部均可以為開口的或封閉的。第一通道在通道端部之間延伸。

上述圓形貫通開口可以為基本上圓的。在一個實施方案中，在開口和第一通道之間不設置多個光提取器中的光提取器。

光學系統還可包括光纖，該光纖用于將光注入光導的在貫通開口和第一通道之間的區域中，其中光纖的第一端部設置在光導的靠近第一通道的第一端部的邊緣處。光學系統還可包括光源，該光源用于將光注入到光纖中并且設置為靠近與光纖的第一端部相對的光纖的第二端部。

光學系統還可包括形成在開口和第一通道之間的光導的主表面中的第二通道，以用于接收光纖的至少端部。光纖可在相對的第一光纖端部和第二光纖端部之間延伸，其中第一光纖端部設置在第二通道中。光源可設置為靠近第二光纖端部。

光導可以為基本上平坦的，或者其可以在至少一個方向(y)上彎曲。光導可沿光導的長度具有圓形、圓的、橢圓形、蘑菇形、多邊形、矩形或正方形的截面輪廓。

光提取器中的至少一些可形成包括字母、文本、徽標、字母數字、符號、圖片和圖像中的一個或多個的圖案。光提取器中的至少一些為形成在光導的外表面上的突起。另外，光提取器中的至少一些可以為形成在光導的外表面上的凹口。

第一通道可形成在頂部主表面中并且朝底部主表面延伸。在沿第一通道的長度的至少一個位置處，通道可到達底部主表面。另選地，第一通道可形成在底部主表面中并且朝頂部主表面延伸。頂部主表面可以為在光導內并且沿光導傳播的光線的發射表面。光線由至少一個光提取器提取并且從發射表面離開光導。

第一通道可具有面向開口的第一例表面和背離開口的相對的第二側表面，側表面中的至少一個與光導的法線成小于約20度或30度的角度。側表面中的至少一個可以為基本上平面狀的或彎曲的。

通道可以為基本上圓的。光導可具有折射率n1，并且第一通道可以至少部分地填充有填充材料，該填充材料具有小于n1的折射率n2。

第一通道的深度(d)可沿其長度的至少一部分線性地或非線性地變化，并且可沿通道的長度具有分段輪廓。