模块化分布系统的制作方法

模块化分布系统的制作方法
【专利摘要】本公开的至少一些方面的特征是一种模块化分布系统，所述模块化分布系统包括依次连接的多个管道，以及被构造成用于附接两个相邻管道的附接装置。所述多个管道中的至少一个管道包括：纵向轴线；多个涂布面板；多个导轨，所述多个导轨平行于所述纵向轴线设置，所述多个导轨中的每个被构造成用于接收所述涂布面板；以及端部框架，所述端部框架大致垂直于所述纵向轴线设置，并且靠近涂布面板的所述两个端部之一。
【专利说明】
模块化分布系统
技术领域
[0001] 本发明设及具有模块化部件的分布系统。本发明的一些方面具体地设及模块化的 光分布系统。

【发明内容】

[0002] 本发明特征的至少一些方面为模块化光分布系统，其包括:依次连接的第一光管 道和第二光管道，W及被构造成用于附接第一光管道和第二光管道的端部框架的附接装 置。所述第一光管道和第二光管道中的每个包括:纵向轴线;一个或多个涂布面板，每个涂 布面板具有两个侧面和两个端部；内部表面，该内部表面的至少一部分涂覆有反光材料;导 轨，其大致平行于纵向轴线设置，并被构造成用于接收涂布面板的两个侧面中的至少一者； W及端部框架，其大致垂直于纵向轴线设置，并靠近涂布面板的两个端部之一。
[0003] 本发明至少一些方面的特征在于模块化分布系统，其包括:依次连接的多个管道， W及被构造成用于附接两个相邻管道的端部框架的附接装置。所述多个管道中的至少两个 分别包括:纵向轴线；多个涂布面板，每个涂布面板具有两个侧面和两个端部;多个导轨，其 平行于纵向轴线设置，并被构造成用于接收多个涂布面板，多个导轨中的每个具有至少两 个凹陷轨迹；W及端部框架，其大致垂直于纵向轴线设置，并靠近涂布面板的两个端部之 O
【附图说明】
[0004] 附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，并且附图与【具体实施方式】一起阐 明本发明的优点和原理。在附图中，
[0005] 图IA为模块化分布系统的一个实施方案的透视图；
[0006] 图IB示出导轨的一个实施方案的剖视图；
[0007] 图IC和图ID示出端部框架的一个实施方案的透视图；
[000引图化示出模块化分布系统的另一个实施方案的透视图；
[0009] 图IF示出附接装置的一个实施方案的透视图；
[0010] 图2A示出照明系统的示意性透视图；
[0011] 图2B示出照明元件的示意性分解透视图；
[0012] 图2C示出照明元件的示意性透视图；
[0013] 图2D示出照明元件的示意性纵向剖视图；
[0014]图沈示出照明元件的示意性剖视图；
[0015] 图2F示出通过导向膜的光线路径的示意图；
[0016] 图3A示出照明元件的示意性分解透视图；
[0017] 图3B示出照明元件的一个实施方案的示意性透视图；
[001引图4A至图4C示出照明元件的示意性剖视图的示例；
[0019]图5A至图5C示出具有不同分布的多个空隙的照明元件的示意性平面图；并且
[0020] 图6示出天花板凹槽式照明元件的示意性透视图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明的至少一些方面设及模块化分布系统，其使用模块化部件W允许针对分布 不同的介质例如光、空气等进行轻松定制。在一些具体实施中，模块化部件包括中空封装件 和附接邻近中空封装件的附接装置。在一些情况下，可由一块或多块大致平坦面板和/或弯 曲面板形成中空封装件，也称为管道。中空封装件可包括接收面板的纵向侧面的一个或多 个导轨，并任选地包括在一个或两个端部处接收面板的端部的端部框架。在一些其他情况 下，运些面板涂覆有或层合有不同的材料，W提供用于传送和分布特定介质的有效通道。例 如，分布系统可使用在光管道中的层合有反射片的面板W分布光。又如，分布系统可使用层 合有隔热片的面板W分布受热或冷却的空气。
[0022] 由于一些原因，将光源放置于照亮的空间或表面内部或与其靠近可能是不可取 的，运些原因包括例如在W下位置处的对光源的不利影响和/或维护光源的困难:在具有过 量热量、放射、噪音、湿气、溶剂蒸气的位置;在具有不利天气条件包括日光、风、粉尘、极限 溫度、腐蚀和盐的位置;在具有不利生物因素诸如寄生虫、昆虫、花粉和植被的位置;在具有 不利行为诸如监狱、精神病病房、人为破坏的位置；W及在具有不利可达性的位置，诸如体 育场、运输机关、学校和街道。在一些情况下，优选不将光源置于具有访问控制的位置处，例 如，外科病房、工业无尘室、食品制备位置;具有生物安全相关问题的位置;具有安全和安保 限制访问、法规限制空间、限高区域和成本限制访问（包括通过将光源保持在易于快速可达 之处而节省的时间）的位置。光源与照明空间的隔离可W通过放置物理阻隔物、通过距离或 通过两者的组合实现。
[0023] 本发明的至少一些方面描述了管道式照明系统和光源的光递送和分布部件。递送 和分布系统（即，光管道、重新分布板和光管道提取器)可W与任何光源一起有效地发挥作 用，该光源能够递送光，该光基本上围绕光管道的纵向轴线准直并且在光管道的入口上也 基本上均匀。类似的递送和分布系统已在例如在2013年4月10日提交的名称为"REMOTE 比LUMINATI0N LIGHT DUCr (远程照明光管道）的美国专利申请61/810,294(代理人案卷号 72398US002)中有所描述。
[0024] 在W下说明中参考附图，运些附图构成本说明的一部分，并且其中通过举例说明 的方式示出。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，可设想并制定其他实施方 案。因此，W下的详细说明不应被视为具有限制意义。
[0025] 除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的所有表达特征尺寸、量和物 理特性的数值在所有情况下均应理解成由术语"约"修饰。因此，除非有相反的说明，否则在 上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，运些近似值可根据本领域的 技术人员使用本文所公开的教导内容寻求获得的期望特性而变化。
[0026] 除非本文内容W其他方式明确指定，否则本说明书和所附权利要求中使用的单数 形式"一个"、"一种"和"所述"涵盖了具有复数指代对象的实施方案。除非本文内容W其他 方式明确指出，否则本说明书和所附权利要求中使用的术语"或"一般W包括"和/或"的意 义使用。
[0027] 若在本文中使用空间相关的术语，包括但不限于"下部"、"上部"、"下面"、"下方"、 "上方"、和"在顶部上"，则用于方便描述一个或多个元件相对于另一个元件的空间关系。除 了图中示出的或本文所述的具体取向之外，此类空间相关术语还涵盖装置在使用或操作时 的不同取向。例如，如果附图中所描绘的对象翻转或倒转，则先前描述为在其他元件下方或 下面的部分应当在那些其它元件上方。
[0028] 如本文所用，例如当元件、组件或层描述为与另一元件、组件或层形成"一致界 面"、或在"其上"、"连接到其"、"与其禪合"或"与其接触"，则可为直接在其上、直接连接到 其、直接与其禪合或直接与其接触，或例如居间的元件、组件或层可能在特定元件、组件或 层上，或连接到、禪合到或接触特定元件、组件或层。例如当元件、部件或层被称为"直接在 另一元件上"、"直接连接到另一元件"、"直接与另一元件禪合"或"直接与另一元件接触" 时，则没有居间的元件、部件或层。
[0029] 在一个方面，本公开提供光传输元件和照明元件，其包括具有纵向轴线的光管道、 垂直于纵向轴线的光管道横截面、限定腔的反射内部表面W及外部表面。照明元件还包括 垂直于纵向轴线设置W用于混合和均化输入光的重新分布板;设置在反射内部表面中的空 隙，该反射内部表面限定光输出表面，由此光可W退出腔；W及邻近光输出表面设置并在腔 的外部的转向膜，该转向膜具有平行棱镜微观结构，该平行棱镜微观结构中的每个具有邻 近光管道的光输出表面的顶点。
[0030] 在反射内部表面中的空隙可W配置成各种形状和尺寸，包括但不限于:多个空隙， 该特征尺寸中的每个比管道横截面的最小尺寸小至少四分之一个或多个空隙，其尺寸 大于管道横截面的最小尺寸的四分之一的尺寸但小于沿其纵向轴线的照明元件的尺寸;或 包括上述每者中的至少一个的组合。
[0031] 下文中"光传输元件"和"照明元件"之间的区别在于光传输元件中的光输出表面 所占面积不超过由反射表面限定的腔的内部表面总面积的2%;相比之下，照明元件中的光 输出表面所占面积超过由反射表面限定的腔的内部表面总面积的2%。
[0032] 照明元件还可包括导向膜，该导向膜具有邻近转向膜并背对光输出表面的多个 脊，每个脊平行于纵向轴线并被设置成折射来自转向膜的入射光，其中通过光输出表面退 出腔的光线由垂直于光管道横截面的第一平面内的转向膜重定向，并且由平行于光管道横 截面的第二平面内的导向膜进一步重定向。转向膜、导向膜和多个空隙构造在例如W下共 同待审的PCT公布中进一步描述:名称为乂URVED LIGHT DUCT EXTRACTION"(弯曲光管道提 取）的No.W02014/070495和名称为"RECTANGULAR LIGHT DUCT EXTRACTION"(矩形光管道提 取)的NO.W02014/070498,运两个的PCT公布的公开内容全文W引用方式并入本文。
[0033] 在反射镜内衬光管道中可W使用任何合适的反射镜，包括例如金属或金属合金、 带金属或金属合金涂层的膜、有机或无机介电膜叠堆，或它们的组合。在一些情况下，通过 使用诸如3M光学膜(包括诸如Vikuiti? ESR膜的镜膜)的聚合物多层干设反射器可W独特 地启用镜内衬光管道，所述光学膜在光的整个可见光谱上具有大于98%的镜面反射率。已 被广泛接受的是，L抓照明可最终取代用于远程照明应用的绝大部分白识灯、巧光灯、金属 面素灯和钢蒸气灯具。主要推动力之一是Lm)相比于运些其他源的投影照明效率。利用LED 照明的一些挑战包括：（1)降低照明设备发出的最大亮度使其远低于L邸发出的亮度(例如， 消除炫光）；（2)提升照明设备中的每个Lm)光源发出的光在亮度均衡性上的表现（即，提升 混色并降低设备分级要求）；（3)保持Lm)光源的小的集光率W控制照明设备发出的亮度的 角分布（即，保持定向控制的可能性）；（4)在Lm)性能快速发展的情况下避免照明设备的迅 速落后（即，有利于LED的更新，而无需更换灯具）；（5)有利于使光学设计并不在行的用户进 行照明设备定制（即，提供模块化构架）；W及(6)管理Lm)生成的热通量，W便在不增加额外 重量、成本或复杂程度的前提下稳定地实现其既定性能（即，提供有效、低重量和低成本的 热管理）。
[0034] 当与准直LED光源禪合时，本文所述的管道式光分布系统能够通过W下方式解决 挑战（1)-(5)(第6项挑战设及L邸照明元件的特定设计）：
[0035] (I)Lm)发射的光通量是从具有亮度角分布的照明设备发出的，亮度角分布在发射 区域上基本上是均匀的。照明设备的发射区域通常比设备的发射区域大很多数量级，使得 最大亮度要小很多数量级。
[0036] (2)任何准直光源中的Lm)设备均可W紧密地聚集在占据小区域的阵列内，并且从 此处到观察者的所有路径均设及远距离和多重反射。对于在相对于照明设备的任何位置处 并在照明设备发射表面上的任何地方上查看的任何观察者来说，入射到观察者眼睛的光线 可在其角分辨率内通过系统向后追踪到Lm)设备。由于光管道内的多重反射、传播的距离W 及阵列的小尺寸，运些轨迹将几乎均匀地降落在阵列上。运样，观察者的眼睛无法识别来自 各个设备的发射光，而只能识别运些设备的平均值。
[0037] (3)照明设备发射区域相对于LED的典型数量级增长意味着调整照明设备发光的 角分布的伴随能力，与Lm)发射的角分布无关。来自Lm)的发射通过光源准直并通过保持该 准直的镜内衬管道引导至发射区域。然后发射的亮度角分布通过包括适当微结构表面在发 射表面内调整。可替换地，在照明设备远场中的角分布通过调节通过面向不同方向的一系 列周边片段发射的通量而调整。仅因为在光管道内的准直的产生与维护，所W运两种角控 制的方法才是可能的。
[0038] (4)由于它们在物理上紧密邻近，Lm)光源可W被移除或替换而无需破坏或替换照 明系统本体。
[0039] (5)系统的每个性能属性主要受一个部件影响。例如，光透射区域的形状和尺寸或 横跨光输出区域的穿孔ESR的局部开口面积百分比（如果使用）决定发射的空间分布，并且 任选的去准直膜结构的形状(本文也称为"导向膜"结构)很大程度上决定交叉管道的角分 布。因此生产和销售一系列有限的分立部件(例如，具有一系列开口面积百分比的狭缝或穿 孔ESR，W及一系列均匀照明的标准半角去准直膜)是可行的，运使得用户能够组装大量不 同种类的照明系统。
[0040] 照明系统的光管道输送部分的一个功能是有效地从光管道的所需部分提取光的 能力，并且不会不利地降低穿过光管道到达管道式照明系统其余部分的光通量。如果不具 备有效提取光的能力，任何远程照明系统都将仅局限于短期光管道，运可能大大地降低针 对内部照明分布高强度光的吸引力。
[0041] 对于那些被设计用于将光从一个位置透射到另一个位置的装置，诸如光管道，期 望的是光学表面吸收并透射入射到其上的最少量的光，同时反射基本上所有的光。在该设 备的一些部分中，可能期望的是利用一般反射性光学表面将光递送到所选择的区域，然后 允许光按已知的预定方式透射到装置外。在此类设备中，可能期望的是将光学表面的一部 分形成为局部反射性的，从而允许光W预定方式退出该设备，如本文所述。
[0042] 在多层光学膜用于任何光学设备的情况下，应当理解，多层光学膜可W层合至支 撑件(其本身可W是透明的、不透明的、反射的或它们的任意组合），或者其可W使用任何合 适的框架或其他支撑结构W其它方式支撑，因为在一些情况下，多层光学膜本身可能并不 是足够刚性W在光学设备中支撑自身。
[0043] 在交叉管道方向上发射的控制可用于弯曲光管道，所述弯曲光管道的横截面包含 从光管道中屯、线到目标准直表面上的点的连续统一体或分立的多个向外表面法线。在一些 情况下，可将转向膜卷绕W形成圆筒并将其插入光滑壁式透明管中，其中棱镜的顶点面向 内及其轴圆周。然后可将具有预定光透射区域的ESR卷绕W形成圆筒并将其插入转向膜内 部。穿过该光提取管道的光W表面的法线为中屯、居中，此时平行棱镜微观结构的夹角为约 69度。光管道的表面上的不同圆周位置可W照明目标表面上的不同局部化区域。调整在不 同位置处的狭缝或穿孔ESR的开口面积百分比W改变发射亮度的局部强度的步骤提供了在 目标表面上产生所需的照明图案的方法。
[0044] 图IA为模块化分布系统700的一个实施方案的透视图；如图所示，系统700包括管 道710和附接装置740, W及可选的密封框架750。管道710包括面板720、导轨725W及端部框 架730。在该实施方案中，面板720大致为矩形，并具有两个侧面和两个端部。导轨725被构造 成用于接收面板720的侧面，端部框架730被构造成用于接收面板720的端部。如图所示，端 部框架730和管道710的横截面大致为正方形或矩形形状。在一些具体实施中，端部框架730 和管道710的横截面可具有其他形状，例如六边形、多边形、圆形、半圆形等。管道710具有纵 向轴线W及大致平行于纵向轴线设置的导轨。每个面板720设置在两个导轨725之间。在如 图所示的具体实施方案中，每个管道710具有四个面板720、四个导轨725和两个端部框架 730。导轨725中的每个具有至少两个凹陷轨迹，所述至少两个凹陷轨迹中的每个被构造成 用于接收面板720。导轨725可由刚性材料例如侣制成。
[0045] 在一些实施方案中，面板720包括涂布面板，W提高系统内所载介质的传输效率， 例如，涂覆有反光材料的侣板。在一些具体的实施方案中，面板720可包括层合有一层或多 层材料的面板，例如反光材料层、隔热层等。面板720可具有一个或多个输出区域W允许分 布所传输介质，所述区域为例如光输出区域、空气输出区域等。在一些情况下，整个面板可 用作输出区域。输出区域可使用具有适于发射介质的特性的材料(例如，透明材料、具有相 对高透气性的材料等)和/或机械结构(例如，开口、孔、孔穴等）W允许分布介质。在一些情 况下，该输出区域中的一些具有彼此不同的介质传输速率。例如，更靠近介质源的管道的输 出区域的介质传输速率可比更远离介质源管道的输出区域更低。
[0046] 在一些实施方案中，端部框架730大致垂直于纵向轴线715设置并靠近面板720的 两个端部之一。在一些情况下，端部框架715具有被构造成用于接收面板720的两个端部之 一的凹陷轨迹。附接装置740被构造成用于附接两个相邻管道710的端部框架730。可使用螺 钉734将端部框架730附连至导管。在一些具体实施中，附接装置740是具有两个边缘的弹黃 夹，并且端部框架具有用于接收弹黃夹边缘的凹陷区域。
[0047] 任选的密封框架750具有与端部框架730的形状大致相同的形状，并且密封框架 750设置在相邻管道710的端部框架730之间。端部框架和密封框架可由例如聚合物材料、塑 料等制成。在一些实施方案中，管道710是适于传输和分布光的光管道，并且管道710中的至 少一个包括光输出区域722。在一些具体实施中，运些面板之一或面板的一部分包括下文所 述的光学叠堆W允许有效地提取和传输光。在一些实施方案中，管道可具有输出区域，该输 出区域具有特定形状，例如图像、字词、徽标等。在一些其他实施方案中，管道可具有含多个 空隙的输出区域。在一些情况下，输出区域可具有一个或多个材料层，例如具有多个空隙的 层和适于介质传输的材料层。例如，光输出区域可为透明基底，该透明基底具有含多个空隙 的反射膜。
[0048] 图IB示出导轨725的一个实施方案的剖视图；导轨725具有少量凹陷轨迹726和 727。凹陷轨迹726和727可具有相同的宽度或不同的宽度。在一些情况下，导轨725可具有适 于接收具有不同厚度的面板的凹陷轨迹。例如，层合有光提取膜和光反射膜的面板比层合 有光反射膜的面板更厚。导轨725还可包括被构造成用于接收螺钉的接收结构728。
[0049] 图IC和ID示出端部框架730的一个实施方案的透视图；在如图所示的实施方案中， 端部框架730是大致平面的，其具有两个一般表面736和738。图IC具有面朝上的表面736，图 ID具有面朝上的表面738。在一些实施方案中，端部框架730具有凹陷轨迹733W在表面736 上接收面板的端部。在一些情况下，凹陷轨迹733可具有不同的宽度，该宽度适于接收在端 部框架730的边缘上具有不同厚度的面板。端部框架730还可包括凹陷区域735,其被构造成 用于接收附接装置和螺钉孔734。在表面738上，端部框架730可具有凹陷结构737,其具有与 密封框架大致相同的尺寸和形状W允许紧密配合。
[0050] 图IE示出具有不同形状管道的模块化分布系统700的另一个实施方案的透视图； 如图所示，管道710为大致矩形管形状，管道711具有肘形，而管道712为T形。在一些具体实 施中，虽然管道具有不同的形状，但管道(例如710、711和712)具有尺寸和形状相同的端部 框架730。管道可通过附接装置740彼此附接。在一些情况下，管道为光管道，该管道中的一 些不具有光输出区域，并且仅传输光(例如，光管道71化）。在一些其他情况下，该光管道中 的一些可具有透光率不同的输出区域，例如，更靠近光源的光管道具有比更远离光源的光 管道更低的透光率。在一些实施方案中，光管道可具有特定形状(例如图像、字词、徽标等） 的输出区域(例如输出区域72化）。
[0051] 图IF示出附接装置740的一个实施方案的透视图。附接装置740具有两个侧面741 与742W及两个端部743与744。两个侧面741和742中的每个可具有斜向彼此的紧固结构。在 一个实施方案中，端部框架730的凹陷区域735可接收侧面741和742中的每个。在如图所示 的实施方案中，紧固结构是V形结构。在一些情况下，附接装置可用作分离另一个附接装置 的工具。例如，操作者可将附接装置A的V形结构的内表面附接至已附接至管道的附接装置B 的V形结构的外表面，然后拉动W使附接装置B的V形结构脱离管道。
[0052] 图2A示出了根据本发明的一个方面的照明系统100的示意性透视图。照明系统100 包括光管道110,其具有纵向轴线115和围绕腔116的反射内部表面112。具有中屯、光线122和 在纵向轴线115的准直半角00内设置的边界光线124的部分准直光束120可W沿着光管道 110有效地传输。部分准直光束120的一部分可通过光输出表面130 (光在此处被提取)离开 光管道110,如在别处所述。一般来讲，可将任何期望数量的光输出表面设置在本文所述的 任意光管道的不同位置处。离开光输出表面130的光线被导向至拦截表面190的照明区域 191上。照明区域191可根据需要沿垂直于纵向轴线115的第一方向193W及也沿平行于纵向 轴线115的第二方向195定位在拦截表面190上。照明区域191的尺寸和形状也可不同，从而 导致光管道110径向输出角e和纵向输出角巧具有不同的值，如别处所述。离开光输出表面 130的光线可被构造成用于在照明区域191上创建任何期望照明水平和图案，如别处所述。
[0053] 在一个具体实施方案中，部分准直光束120包括具有在来自中屯、光线122的输入光 发散角9〇(即，准直半角9〇)内传播方向的光锥。部分准直光束120的发散角00可W在围绕中 屯、光线122的锥中对称分布，或者其可W不对称分布。在一些情况下，部分准直光束120的发 散角00的范围可W为约0度至约30度、或约0度至约25度、或约0度至约20度或甚至约0度至 约15度。在一个具体实施方案中，部分准直光束120的发散角00可为约23度。
[0054] 部分准直光线沿光管道轴线的方向注入到光管道内部中。光管道的穿孔反射内衬 (例如，穿孔3M增强镜面反射器化SR)膜)在光管道加内衬。照射在穿孔之间的ESR上的光线 发生镜面反射，并且返回到与入射光相同方向的锥内的光管道。通常，ESR的反射衬里在大 部分的可见光波长上具有至少98%的反射率，其中不超过2%反射光的指向距镜面方向0.5 度W上。在穿孔内照射的光线穿过ESR而不改变方向。（注意：假设在ESR平面内的穿孔的尺 寸相对于其厚度是大的，使得非常少的光线照射穿孔的内边缘。）光线照射穿孔并因此出射 光管道的概率与穿孔ESR局部开口面积的百分比成比例。因此，从光管道中提取的光的比例 可W通过调节此开口面积百分比来控制。
[0055] 在周边方向上的半角相当于光管道内的准直半角。纵向上的半角为光管道内的半 角的约二分之一；即，只有紧邻ESR内部的方向的一半有机会通过穿孔逸出。因此，在期望方 向上引导光的精度随光管道内的半角的减小而增大。
[0056] 穿过穿孔的光线接下来遇到棱镜转向膜。光线沿基本平行于转向膜的平面且垂直 于棱镜的轴线的方向照射转向膜的棱镜，光线从该法线的入射分散度由光管道内的准直决 定。运些光线的大部分穿过遇到的第一棱镜面折射而进入膜，然后从相对的表面经历全内 反射(TIR)，最后折射穿过膜的底部。在垂直于光管道轴线的传播方向上没有净变化。通过 使用转向膜棱镜材料的折射率和棱镜的夹角可容易地计算沿光管道轴线的方向上的净变 化。一般来讲，对其进行选择W产生围绕膜的向下法线居中的透射角分布。由于大多数光线 被透射，很少的光返回到光管道，从而有助于保持光管道内的准直。
[0057] 穿过转向膜的光线接下来会遇到去准直膜或板(也称为导向膜），如别处所述。遇 到导向膜的光线照射基本上垂直于膜的平面的该膜的结构化表面。大部分穿过结构化表面 的运些光线按照该结构的局部斜率确定的方向折射，并且穿过底部表面。对于运些光线，沿 光管道轴线的传播方向没有净变化。垂直于轴线的方向上的净变化由该结构的折射率和表 面倾斜度分布确定。导向膜结构可W是平滑的曲面，诸如圆柱形或非球面的脊状透镜，或者 可W是分段平面，诸如近似为平滑的弯曲透镜结构。一般来讲，对导向膜结构进行选择W产 生在目标表面上的照明的指定分布，与发射表面的横跨管道维度相比，该照明发生在距离 光管道更远的地方。同样，由于大多数光线被透射，很少的光返回到光管道中，从而保持了 光管道内的准直。
[0058] 在许多情况下，转向膜和导向膜(如果存在)可使用围绕光管道的透明支撑板或支 撑管(取决于光管道配置）。在一个具体实施方案中，透明载体可W层合至最外侧的膜组件， 并且可W包括最外侧表面上的防反射(AR)涂层。层合涂层和AR涂层均增加了通过最外侧组 件的透射并减少了其反射，从而增加了照明系统的总体效率，并更好地保持了光管道内的 准直。
[0059] 图2B示出了根据本公开的一个方面的包括矩形光管道的照明元件200的一个实施 方案的示意性分解透视图。图2A中所示的元件210至230中的每个对应于图2A中所示的此前 已描述的类似编号的元件110至130。例如，图2B所示的光管道210对应于图2A所示的光管道 110,等等。照明元件200包括光管道210,其具有纵向轴线215和围绕腔216的反射表面212。 具有中屯、光线222和在纵向轴线215的输入准直半角00内设置的边界光线224的部分准直光 束220可W沿着光管道210有效地传输。部分准直光束220的一部分可W通过多个空隙240离 开光管道210,该多个空隙设置在其中提取光的光输出表面230中的反射表面212中。具有多 个平行脊状微观结构252的转向膜250可被定位成邻近光输出表面230,使得对应于平行脊 状微观结构252中的每个的顶点254被定位成靠近光管道210的外部表面214。转向膜250可 拦截通过多个空隙240之一退出腔216的光线。
[0060]导向膜251具有多个平行脊253,每个平行脊具有导向顶点255,该导向膜被定位成 邻近转向膜250并与光管道210的光输出表面230相背对。多个平行脊253中的每个被定位成 平行于光管道210的纵向轴线215,使得多个平行脊253中的每个可折射退出转向膜250进入 垂直于纵向轴线215的方向的光线，使得通过转向膜将通过光输出表面230退出腔的光线重 定向至设置于垂直于光管道横截面的第一平面内的第一方向，并通过导向膜将其重定向至 平行于光管道横截面的第二平面内的第二方向，如别处所述。
[0061 ]在一个具体实施方案中，多个空隙240中的每个可为物理孔，诸如完全穿过反射表 面212或仅穿过其厚度的一部分的孔。在一个具体实施方案中，多个空隙240中的每个也可 W是在反射表面212中形成的基本不反射光的实屯、透光的或透明区域诸如窗口。在任一种 情况下，多个空隙240都指代反射表面212的光可W由此穿过而不是被表面反射的某个区 域。空隙可具有规则或不规则的任何合适的形状，并且可包括弯曲的形状诸如弧形、圆形、 楠圆形、卵形等等；多边形诸如S角形、矩形、五边形等等;不规则形状，包括X-形、银齿形、 带形、斜杠形、星形等等；W及它们的组合。
[0062] 多个空隙240可被制成具有约5%至约95%的任何所需的开口（即，非反射)面积百 分比。在一个具体实施方案中，开口面积百分比范围为约5%至约60%或约10%至约50%。 各个空隙的尺寸范围也可W变化，在一个具体实施方案中，空隙的主要尺寸可在约0.5mm至 约5mm、或约0.5mm至约3mm、或约Imm至约2mm的范围内。
[0063] 在一些情况下，空隙可W均匀地分布在整个光输出表面230上并且可W具有均匀 的尺寸。然而，在一些情况下，空隙在整个光输出表面230上可具有不同的尺寸和分布，如在 别处所述的那样，并且可导致空隙（即，开口）在整个输出区域的可变区域分布。多个空隙 240可W任选地包括可转换元件(未示出），运些可转换元件可用于通过使空隙开孔区域从 完全闭合逐渐改变成完全打开来调节光管道的光的输出，诸如名称为SWITCHA化E light-duct EXTRACTION(可转换的光管道提取) 的共同待审美国专利公布 US2012-0057350 中描述 的那些。
[0064] 空隙可W是可由任何合适的技术形成的物理孔，技术包括例如冲切、激光切割、模 塑、成型等等。运些空隙另外可为可由许多不同的材料或构造提供的透明窗口。该区域可由 多层光学膜或任何其他透射或部分透射材料制成。允许光透射穿过运些区域的一个方法是 在光学表面中提供部分反射和部分透射的区域。可W采用各种技术向区域中的多层光学膜 赋予部分反射性。
[0065] 在一个方面，该区域可包括单轴拉伸的多层光学膜，其允许具有一个偏振面的光 透射，同时反射具有与透射光正交的偏振面的光，诸如名称为巧igh Efficiency Optical Devices"(高效光学装置)的美国专利No. 7，147，903(0uderkirk等人）中所述。在另一方面， 区域可W包括已经在所选区域中崎变的多层光学膜，W将反射膜转化成透光膜。可例如通 过加热膜的一些部分来减少膜的层状结构，从而实现此类崎变，如描述于例如名称为"使用 空间选择性双折射减少的内部图案化多层光学膜"（internally Patterned Multilayer Optical Films using Spatially Selective Birefringence Reduction)的PCT公布 No.W02010075357(Merrill 等人）。
[0066] 选择性双折射减少可通过下述方法进行：将适当量的能量审慎地递送至第二区， W便将其中的内层中的至少一些选择性加热至下述溫度，所述溫度为足够高，W在减少或 消除原有光学双折射的材料中产生松弛，而且为足够低，W保持膜内的层结构的物理完整 性。双折射的减小可W为部分减小，或其可W为完全减小，在此情况下，在第一区域中为双 折射的内部层在第二区域中变成光学各向同性的层。在示例性实施方案中，至少部分地通 过将光或其他福射能量选择性地递送至膜的第二区域来实现选择性加热。
[0067] 在一个具体实施方案中，转向膜250可W是微观结构化膜，例如可得自3M公司（3M Company)的V;Lkuiti?图像引导膜（VAuiti? Image Directing Films)。转向膜250可W包 括多个平行脊状微观结构形状，或一个W上的不同的平行脊状微观结构形状，诸如具有用 于沿不同方向引导光的各种夹角，如在别处所述。
[0068] 图2C示出了根据本公开的一个方面的图2B的照明元件200的示意性透视图。在图 2C中示出的示意性透视图可用于进一步描述照明元件200的各个方面。图2C中所示的元件 210至250中的每个对应于图2B中所示的此前已描述的类似编号的元件210至250。例如，图 2C所示的光管道210对应于图2B所示的光管道210,等等。在图2C中，包括外部表面214的光 管道210的横截面218垂直于纵向轴线215,并且第一平面260穿过纵向轴线215而转向膜250 垂直于横截面218。W类似的方式，第二平面265平行于横截面218并且垂直于第一平面260 和转向膜250两者。如本文所述，横截面218通常包括设置在平坦表面上的光输出表面230; 在一些情况下，光输出表面230包括平坦表面管道的不同平坦区段，如别处所述。一些典型 的横截面图形的示例包括=角形、正方形、矩形、五边形或其他多边形形状。
[0069] 照明元件200还包括邻近转向膜250设置的导向膜251，使得转向膜250定位在导向 膜251和光管道210的外部表面214之间。导向膜251被设置成拦截退出转向膜250的光，并且 沿径向方向（即，沿第二平面265内的方向）提供光线的角展度，如别处所述。
[0070] 图2D示出了根据本公开的一个方面的包括矩形光管道提取器的照明元件201的示 意性纵向剖视图。照明元件201可为图2C的照明元件200沿第一平面260的横截面。图2D中所 示的元件210至250中的每个对应于图2C中所示的此前已描述的类似编号的元件210至250。 例如，图2D所示的光管道210对应于图2C所示的光管道210,等等。
[0071] 照明元件201包括光管道210,其具有纵向轴线215和围绕腔216的反射表面212。具 有中屯、光线222和在纵向轴线215的输入准直半角00内设置的边界光线224的部分准直光束 220可W沿着光管道210有效地传输。部分准直光束220的一部分可W通过多个空隙240离开 光管道210,该多个空隙设置在其中提取光的光输出表面230中的反射表面212中。具有多个 平行脊状微观结构252的转向膜250被定位成邻近光输出表面230,使得对应于平行脊状微 观结构252中的每个的顶点254被定位成靠近光管道210的外部表面214。在一个具体实施方 案中，每个顶点254可W紧邻外部表面214;然而，在一些情况下，每个顶点254可W改为通过 间隔距离255与外部表面214分开。转向膜250被定位成拦截并重定向通过多个空隙240之一 退出腔216的光线。
[0072] 对应于平行脊状微观结构252中的每个的顶点254具有位于平行脊状微观结构252 的平面之间的夹角，该夹角可W从约30度至约120度、或从约45度至约90度、或从约55度至 约75度变化，W重定向入射到微观结构上的光线。在一个具体实施方案中，夹角的范围介于 约55度至约75度之间，并且通过多个空隙240退出的部分准直光束220被转向膜250重定向 为远离纵向轴线215。部分准直光束220的重定向部分作为部分准直输出光束270退出，该部 分准直输出光束具有中屯、光线272和在输出准直半角01内设置的并按照与纵向轴线215的 纵向角？定向的边界光线274。在一些情况下，输入准直半角00和输出准直半角01可W是相 同的，而且保持光的准直。距纵向轴线的纵向角9可根据微结构的夹角从约45度至约135 度、或从约60度至约120度、或从约75度至约105度变化、或可W是约90度。
[0073] 导向膜251被定位成邻近转向膜250并与光管道210的光输出表面230相背对，W拦 截并折射部分准直输出光束270。部分准直输出光束270作为部分准直导向光束271退出导 向膜251，该部分准直导向光束具有中屯、导向光线273和在导向准直半角02内设置的边界导 向光线275,如别处所述。
[0074] 图沈示出了根据本公开的一个方面的包括矩形光管道提取器的照明元件202的示 意性剖视图。照明元件202可为图2C的照明元件200沿第二平面265的横截面。图沈中所示的 元件210至250中的每个对应于图2C中所示的此前已描述的类似编号的的元件210至250。例 如，图沈所示的光管道210对应于图2B所示的光管道210,等等。
[0075] 照明元件202包括光管道210,其具有纵向轴线215和围绕腔216的反射表面212。具 有中屯、光线222和在纵向轴线215的输入准直半角00内设置的边界光线224的部分准直光束 220可W沿着光管道210有效地传输，示出为被定向至如图沈所示的纸面中。部分准直光束 220的一部分可通过多个空隙240离开光管道210,该多个空隙设置在其中提取光的反射表 面212中。如参考图2C所述，转向膜250被定位成邻近多个空隙240。转向膜250被定位成拦截 并重定向通过多个空隙240之一退出腔216的光线，使得光线的重定向发生在穿过纵向轴线 260的第一平面260中。在一个具体实施方案中，转向膜250不影响垂直于纵向轴线的第二平 面265内的光线的路径。
[0076] 第二平面265内的光线的路径（即在纵向轴线215周围的径向方向）由导向膜251影 响。导向膜251包括平坦输出表面259和多个平行脊253,每个平行脊具有导向顶点255,该导 向膜被定位成邻近转向膜250并与光管道210的光输出表面230相背对。在一个具体实施方 案中，每个导向顶点255可W紧邻转向膜250;然而，在一些情况下，每个导向顶点255可W改 为通过间隔距离257与转向膜250分开。
[0077] 多个平行脊253中的每个可被定位成平行于光管道210的纵向轴线215,使得多个 平行脊253中的每个均可折射退出转向膜250进入垂直于纵向轴线215的方向的光线，使得 通过转向膜将通过光输出表面230退出腔的光线重定向至设置于垂直于光管道横截面的第 一平面内的第一方向，并通过导向膜将其重定向至平行于光管道横截面的第二平面内的第 二方向。
[007引在一个具体实施方案中，部分准直输出光束270作为部分准直导向光束271退出导 向膜251，该部分准直导向光束具有中屯、导向光线273和在导向准直半角02内设置的边界导 向光线275。中屯、导向光线273的第一部件在第二平面265内沿第二方向按照与第一平面260 的径向角e定向。中屯、导向光线273的第二部件在第一平面260内沿第一方向按照与纵向轴 线的纵向角中定向。在一些情况下，输入准直半角00、输出准直半角01和导向准直半角02中的 每个可W是相同的，而且保持光的准直。光管道210的在纵向轴线周围的径向角0可W从约0 度至约± 90度、或从约0度至约± 45度、或从约0度至约± 30度变化。
[0079] 图2F示出了根据本发明的一个方面的通过导向膜251的光线路径的示意图。图2F 中所示的元件251至273中的每个对应于图沈中所示的此前已描述的类似编号的元件251至 273。例如，图2F所示的导向膜251对应于图2E所示的导向膜251，等等。中屯、输出光线272从 图2D的转向膜250在第二平面265中传播，并拦截具有局部切线279和局部法线277的多个脊 253之一，该局部切线和局部法线按照与第一平面260的局部倾斜角a设置。中屯、输出光线 272通过脊253折射，通过导向膜251传播，并在通过平坦底表面259按照与第一平面260的导 向输出角e离开时发生折射。
[0080] 图3A示出了根据本公开的一个方面的包括柱形光管道的照明元件800的一个实施 方案的示意性分解透视图。照明元件800包括光管道810,其具有纵向轴线815和围绕腔816 的反射表面812。具有中屯、光线822和在纵向轴线815的输入准直半角00内设置的边界光线 824的部分准直光束820可W沿着光管道810有效地传输。部分准直光束820的一部分可通过 多个空隙840离开光管道810,该多个空隙设置在其中提取光的光输出表面830中的反射表 面812中。具有多个平行脊状微观结构852的转向膜850可被定位成邻近光输出表面830,使 得对应于平行脊状微观结构852中的每个的顶点854被定位成靠近光管道810的外部表面 814。转向膜850可拦截通过多个空隙840之一退出腔816的光线。
[0081] 图3B示出了根据本发明的一个方面的照明元件900的一个实施方案的示意性透视 图。照明元件900包括光管道910，该光管道具有纵向轴线905、第一端部915、相对的第二端 部917 W及反射内部表面912。照明元件900还包括光输出区域940中的透光区域930。任选的 光传输区域942,944分别在光输出区域940与第一端部915和第二端部917中的每个之间延 伸。任选的光传输区域942,944中的每个包括光管道910的节段，其中反射内部表面912在不 附带光透射区域的情况下围绕光管道910完全延伸，W提供从第一端部915或第二端部917 中的任一者进入的光线(未示出）的传输和混合。
[0082] 由于传输区域942,944相对较短，进入第一端部915或第二端部917的光在其到达 光输出区域940时可能未完全混合，并且退出照明元件900的光可表现出在较长传输区域上 方往往减弱的颜色和/或均匀度人工痕迹。例如，具有憐光涂层和带透镜输出的Lm)可具有 顺着纵向轴线905传播的光的憐光体彩色"环"，并且憐光体彩色环的一部分可作为彩色光 带退出光输出区域940。颜色的运种非均匀度可减损照明元件的视觉性能。
[0083] 在任选光传输区域942,944的一者或两者中插入重新分布板941,943可有助于降 低从照明元件提取的光的颜色和/或强度非均匀度。重新分布板941,943(本文也称为"定向 加扰器板"）通常在准直光进入光管道910的输出区域940之前在准直光的路径中提供光的 部分去准直，并且可减少或消除在本发明的相对较短光传输区域942,944中显而易见的颜 色和/或强度人工痕迹。重新分布板可垂直于照明元件900a，900b，900c的纵向轴线905定 位，或者其可W与纵向轴线905成角度定位。适用于本发明的重新分布板包括那些通过例如 提交于2013年5月23日的共同待审美国专利申请序列号61/826,577(代理人案卷号 71463US002)中所述的技术制备的那些重新分布板。
[0084] 具有在输入中屯、光线的输入准直半角（即，光线的第一角分布）内的光线的输入光 束与重新分布板(或膜)相交，并且被转换成输出光束，该输出光束具有在输出中屯、光线的 输出准直半角（即，光线的第二角分布）内的光线。重新分布板可起到将来自单个光源的光 混合/共混或者将来自多个光源的光混合/共混的作用。重新分布板具有如下表面，该表面 包括使部分准直入射光再成形W便与所规定的透射光分布相匹配的最佳倾斜度分布。对于 入射光输入和所需光输出的每种组合，存在如下一系列表面，运些表面具有适于实现转化 的倾斜度分布;然而，最佳倾斜度分布与所需光输出最为匹配。
[0085] 输入光线中的大多数穿过重新分布板的结构化表面，折射到由结构的局部倾斜度 确定的不同方向中，并且在输出方向上穿过底部表面。对于运些光线而言，如果需要，在沿 光管道轴线的传播方向上可不存在任何净变化;然而，结构化表面可包括可在两个正交方 向上的传播方向上实现变化的微观结构，诸如锥形突出部。在一些情况下，锥形突出部可为 复杂形状，该复杂形状包括通过迭代技术、数值技术或分析技术计算的局部倾斜度，W便将 入射光分布在更复杂的输出分布中。方向上的净变化通过折射率和结构的表面倾斜度的分 布确定。去准直膜微观结构可包括类似于球面或非球面透镜的平滑曲面或不规则曲面，或 者可为分段平坦的，诸如近似为平滑的弯曲透镜结构，或者可包括漫射体特性、全息特性、 菲涅耳特性等等。一般来讲，可对重新分布板结构进行选择，W在目标表面上形成照明的指 定分布，与发射表面的交叉管道维度相比，该照明发生在距离光管道更远的地方（即，远场 图像）。也可对重新分布板结构进行选择，W形成穿过光管道的光的颜色和强度两者的均匀 度的均化。
[0086] 图4A示出根据本公开一个方面的具有两个平坦输出表面的光管道提取器的横截 面示意图。图4A中所示的元件310至351中的每个对应于图2B中所示的此前已描述的类似编 号的元件210至251。例如，图4A所示的纵向轴线315对应于图2B所示的纵向轴线215,等等。
[0087] 在图4A中，照明元件302包括具有纵向轴线315的光管道310、围绕腔316的反射内 表面312、第一平坦输出表面330a和第二平坦输出表面33化。第一平坦输出表面330a和第二 平坦输出表面33化分别包括第一多个空隙340a和第二多个空隙34化。第一转向膜350a和第 二转向膜35化邻近第一多个空隙340a和第二多个空隙34化中的每个设置。任选的第一导向 膜351a和第二导向膜35化邻近第一转向膜350a和第二转向膜35化中的每个设置。在一些情 况下，可省去任选的导向膜351a，35化，因为在期望定向光情况下，第一平坦输出表面330a 和第二平坦输出表面330b的取向可足够用于定向光。矩形光管道310a代表各种横截面形 状，包括平面部分，并且也旨在代表其他设想的具有平面部分的光管道横截面，包括=角 形、矩形、正方形、五边形等横截面。
[0088] 在图4B中，照明元件302a包括光管道310曰，该光管道具有纵向轴线315曰、围绕腔 316a的反射内表面312aW及弯曲部分380。弯曲部分包括设置在输出区域330a中的多个空 隙340。转向膜350邻近多个空隙340设置。光管道310a代表各种横截面形状，包括平面部分， 并且也旨在代表其他设想的具有平面部分的光管道横截面，包括=角形、矩形、正方形、五 边形等横截面。
[0089] 在图4C中，照明元件302c包括光管道310c，该光管道具有纵向轴线315c、围绕腔 316c的反射内表面312cW及光输出区域330d 380c。光管道310c具有弯曲部分370c和平坦 部分380c。平坦部分380c包括设置在光输出区域330d中的多个空隙340。转向膜350c邻近多 个空隙340设置。
[0090] 图5A至5C根据本发明的一个方面示出具有不同分布的多个空隙的管道提取器的 示意性平面图。应当理解，本发明涵盖任何所需的空隙尺寸、空隙形状和空隙相对位置的分 布，在图5A至5C中提供的平面图仅为了进行示意性的说明。在图5A中，元件403a包括管道 410曰，该管道具有输出区域430a和设置在输出区域430a内的多个均匀尺寸的空隙440曰。空 隙的面密度可被定义为在输出区域的预定面积内的空隙的总面积（即介质可离开管道410a 的区域）。在一个具体实施方案中，多个均匀尺寸的空隙440a可在整个输出区域430a内均匀 分布，使得空隙480a的第一面密度等于远离空隙480a的第一面密度设置的空隙485a的第二 面密度。
[0091] 在图5B中，元件403b包括管道410b，该管道具有输出区域430b和设置在输出区域 430b内的多个非均匀尺寸的空隙440b。在一个具体实施方案中，多个非均匀尺寸的空隙 44化可在整个输出区域43化内均匀分布，使得空隙48化的第一面密度小于远离空隙48化的 第一面密度设置的空隙48化的第二面密度。
[0092] 在图5C中，元件403c包括管道410c，该管道具有输出区域430c和设置在输出区域 430c内的多个均匀尺寸的空隙440c。在一个具体实施方案中，多个均匀尺寸的空隙440c可 在整个输出区域430c内均匀分布，使得空隙480c的第一面密度大于远离空隙480c的第一面 密度设置的空隙485c的第二面密度。如图所示，由于使用不同的空隙尺寸、形状和/或图案， 输出区域430a，430b，430c可具有不同的介质传输速率。在一些情况下，由于使用由具有不 同传输特性的材料制成的空隙，输出区域可具有不同的介质传输速率。
[0093] 图6示出了根据本公开的一个方面的天花板凹槽式照明元件500的示意性透视图。 图6中所示的元件510至551中的每个对应于图2C中所示的此前已描述的类似编号的元件 210至251。例如，图6所示的纵向轴线515对应于图2C所示的纵向轴线215,等等。天花板凹槽 式照明元件500可被视作如图2B至沈所示的矩形光管道200的短、浅且宽的应用，即天花板 凹槽式照明元件500的长度L和宽度W尺寸近似(目化约等于W)，其中矩形光管道200通常将具 有的长度L比横截面的最大尺寸大若干倍(例如8倍或更大，目化>8W)。天花板凹槽式照明元 件500的典型用途是作为分立的天花板安装式照明设备，并且天花板凹槽通常包括多个光 源W提供均匀的照明，但也可使用单个光源。
[0094] 天花板凹槽式照明元件500包括光管道510,其具有纵向轴线515和围绕腔516的反 射表面512。可将类似于图2C的部分准直光束220的多个部分准直光束520a至520d注入光管 道510的第一端部513中，并且可将反射器(未示出）置于光管道的第二端部517处，W使到达 第二端部517的光路重定向返回至腔516中，从而在整个光管道210中有效地传输光。部分准 直光束520a至520d的一部分可通过多个空隙540离开光管道510,该多个空隙设置在其中提 取光的光输出表面中的反射表面512中。转向膜550被定位成邻近光输出表面，该光输出表 面靠近光管道510的外部表面514。转向膜550可拦截通过多个空隙540之一退出腔516的光 线。
[00M]导向膜551被定位成邻近转向膜550并与光管道510的外部表面514相背对。转向膜 550和导向膜551W类似于图2B至2E所示描述的方式定位，使得通过多个空隙540退出腔的 光线由转向膜重定向至设置于垂直于光管道横截面的第一平面内的第一方向，并由导向膜 重定向至平行于光管道横截面的第二平面内的第二方向，如别处所述。
[0096] 本领域的普通技术人员将容易认识到，在一个具体实施方案中，天花板凹槽式照 明元件500的导向膜551和转向膜550可包括二维导向膜551，该二维导向膜具有导向膜和转 向膜中每一者的功能，即在两个正交方向上转向并导向提取的部分准直光束。在一些情况 下，运可通过在二维导向膜551上形成=维微观结构来实现。
[0097] 可容易的推出形成用于由矩形光提取器透射的亮度角分布的近似分析模型的基 础的公式，并且其依赖于光管道内的准直半角、转向膜的折射率和夹角W及导向膜的折射 率和斜率分布。除了主路线之外的光路的影响，弯曲光提取器内的树脂、基底与支撑板之间 的折射率的细微差异、运些部件内的潜在吸收能力、W及存在的额外特征部诸如在支撑板 上的防反射(AR)涂层都可W由测光用光线跟踪仿真来评估。很好执行仿真的预测在部件的 输入描述范围内可W是基本上精确的并且它们的组件是准确的。
[0098] -般来讲，通过图2至5所示形式的任何照明元件的沿发射的管道方向的光半角为 光管道内准直半角的大约二分之一，因为通常在照射空隙的光线锥内只有一半的光线将退 出光管道。在一些情况下，可期望的是增大沿管道方向的半角，而不改变横跨管道方向上发 射的角分布。增大沿管道方向的半角将拉长发射表面上对目标表面上的任何点处的照明提 供实质性贡献的区段。运继而可降低表面附近的对象投射的遮蔽的发生率，并可W降低入 射在表面上的亮度的最大值，从而减少发生眩光的可能性。通过仅增大在光管道内的半角 来增大沿光管道的半角一般是不可接受的，因为运将改变横跨管道的分布，并最终降低横 跨管道控制的精度。
[0099] 例如，对于折射率1.6的69度转向棱镜而言，沿管道的分布大致在法线周围居中。 对于小于69度的夹角，它围绕具有小的反向分量的方向居中（相对于在光管道内的传播方 向）；并且对于大于69度的夹角，围绕具有正向分量的方向居中。因此，与完全由69度棱镜构 成的膜相比，由具有多个夹角(包括小于69度的一些和大于69度的一些）的棱镜组成的转向 膜可W产生大致围绕法线居中但具有更大的沿管道半角的沿管道分布。
[0100] 除非另外指明，否则说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理性能 的所有数字应当被理解为由术语"约"来修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书 和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，运些近似值可根据本领域的技术人员使 用本文所公开的教导内容寻求获得的期望特性而变化。
[0101] 示例性实施方案
[0102] 实施方案1是模块化光分布系统，其包括:依次连接的第一光管道和第二光管道W 及被构造成用于附接第一光管道和第二光管道的端部框架的附接装置，其中第一光管道和 第二光管道中的每个包括:纵向轴线;一个或多个涂布面板，每个涂布面板具有两个侧面和 两个端部；内部表面，该内部表面的至少一部分涂覆有反光材料;导轨，其大致平行于纵向 轴线设置，并被构造成用于接收至少涂布面板的两个侧面之一；W及端部框架，其大致垂直 于纵向轴线设置，并靠近涂布面板的两个端部之一。
[0103] 实施方案2是根据实施方案1所述的模块化光分布系统，其中附接装置是具有两个 边缘的弹黃夹，其中端部框架具有用于接收弹黃夹边缘的凹陷区域。
[0104] 实施方案3是根据实施方案1或实施方案2所述的模块化光分布系统，其中第一光 管道和第二光管道中每一者的一个或多个涂布面板之一具有光输出区域，并且其中第一光 管道和第二光管道的光输出区域具有彼此不同的透光率。
[0105] 实施方案4是根据实施方案3所述的模块化光分布系统，其中第一光管道和第二光 管道中每一者的一个或多个涂布面板之一的光输出区域包括空隙图案。
[0106] 实施方案5是根据前述实施方案中任一项所述的模块化光分布系统，其中第一光 管道和第二光管道中的每个包括四个涂布面板。
[0107] 实施方案6是根据实施方案5所述的模块化光分布系统，其中四个涂布面板之一具 有光输出区域。
[0108] 实施方案7是根据前述实施方案中任一项所述的模块化光分布系统，其中第一光 管道的一个或多个涂布面板之一具有光输出区域，并且第二光管道的一个或多个涂布面板 不含光输出区域。
[0109] 实施方案8是根据前述实施方案中任一项所述的模块化光分布系统，其中第一光 管道的一个或多个涂布面板之一具有成形为图像的光输出区域。
[0110] 实施方案9是根据前述实施方案中任一项所述的模块化光分布系统，其中第一光 管道的一个或多个涂布面板之一具有成形为一个或多个字词的光输出区域。
[0111] 实施方案10是根据前述实施方案中任一项所述的模块化光分布系统，其还包括具 有与端部框架的形状大致相同形状的密封框架，其中密封框架设置在第一光管道和第二光 管道的端部框架之间。
[0112] 实施方案11是根据前述实施方案中任一项所述的模块化光分布系统，其还包括垂 直于第一光管道的纵向轴线并邻近端部框架之一设置的重新分布板。
[0113] 实施方案12是根据实施方案2所述的模块化光分布系统，其还包括邻近第一光管 道的光输出区域设置的转向表面，该转向表面包括平行脊状微观结构。
[0114] 实施方案13是模块化分布系统，其包括:依次连接的多个管道和被构造成用于附 接两个相邻管道的端部框架的附接装置，该多个管道中的至少两个分别包括:纵向轴线；多 个涂布面板，每个涂布面板具有两个侧面和两个端部；多个导轨，其平行于纵向轴线设置， 并被构造成用于接收多个涂布面板，多个导轨中的每个具有至少两个凹陷轨迹；W及端部 框架，其大致垂直于纵向轴线设置，并靠近涂布面板的两个端部之一。
[0115] 实施方案14是根据实施方案13所述的模块化分布系统，其中附接装置是具有两个 边缘的弹黃夹，其中端部框架具有用于接收弹黃夹边缘的凹陷区域。
[0116] 实施方案15是根据实施方案13或实施方案14所述的模块化分布系统，其中端部框 架具有被构造成用于接收涂布面板的两个端部之一的凹陷轨迹。
[0117] 实施方案16是根据实施方案13至实施方案15中任一项所述的模块化分布系统，其 还包括具有与端部框架的形状大致相同形状的密封框架，其中密封框架设置在两个相邻管 道的端部框架之间。
[0118] 实施方案17是根据实施方案13至实施方案16中任一项所述的模块化分布系统，其 中多个涂布面板包括层合有反光材料层的面板。
[0119] 实施方案18是根据实施方案13至实施方案17中任一项所述的模块化分布系统，其 中多个涂布面板包括层合有隔热层的面板。
[0120] 实施方案19是根据实施方案13至实施方案18中任一项所述的模块化分布系统，其 中多个管道中的至少一个包括输出区域。
[0121] 实施方案20是根据实施方案13至实施方案19中任一项所述的模块化分布系统，其 中多个管道包括至少两个输出区域，并且其中至少两个输出区域中的两个具有彼此不同的 介质传输速率。
[0122] 实施方案21是根据实施方案13至实施方案20中任一项所述的模块化分布系统，其 中导轨的凹陷轨迹被构造成用于接收涂布面板的两个侧面之一。
[0123] 本文中引用的所有参考文献及出版物全文W引用方式明确地并入本文中，但可能 与本公开直接冲突的部分除外。虽然本文已经举例说明并描述了具体实施方案，但本领域 的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开的范围的情况下，可用多种另选和/或等同形式 的具体实施来代替所示出的和所描述的具体实施方案。本专利申请旨在涵盖本文所讨论的 具体实施方案的任何调整或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求书及其等同形式的内容 限制。
【主权项】
1. 一种模块化光分布系统，包括： 依次连接的第一光管道和第二光管道，所述第一光管道和所述第二光管道中的每个包 括： 纵向轴线； 一个或多个涂布面板，每个涂布面板具有两个侧面和两个端部； 内部表面，所述内部表面的至少一部分涂覆有反光材料； 导轨，所述导轨大致平行于所述纵向轴线设置，并且被构造成用于接收涂布面板的所 述两个侧面中的至少一者;和 端部框架，所述端部框架大致垂直于所述纵向轴线设置， 并且靠近涂布面板的所述两个端部之一；以及 附接装置，所述附接装置被构造成用于附接所述第一光管道和所述第二光管道的所述 端部框架。2. 根据权利要求1所述的模块化光分布系统，其中所述附接装置是具有两个边缘的弹 簧夹，其中所述端部框架具有用于接收所述弹簧夹的边缘的凹陷区域。3. 根据权利要求1所述的模块化光分布系统，其中所述第一光管道和所述第二光管道 中的每个的所述一个或多个涂布面板之一具有光输出区域，并且其中所述第一光管道和所 述第二光管道的所述光输出区域具有彼此不同的透光率。4. 根据权利要求3所述的模块化光分布系统，其中所述第一光管道和所述第二光管道 中的每个的一个或多个涂布面板之一的所述光输出区域包括空隙图案。5. 根据权利要求1所述的模块化光分布系统，其中所述第一光管道和所述第二光管道 中的每个包括四个涂布面板。6. 根据权利要求5所述的模块化光分布系统，其中所述四个涂布面板之一具有光输出 区域。7. 根据权利要求1所述的模块化光分布系统，其中所述第一光管道的所述一个或多个 涂布面板之一具有成形为图像或者一个或多个字词的光输出区域。8. 根据权利要求1所述的模块化光分布系统，还包括： 具有与所述端部框架的形状大致相同形状的密封框架， 其中所述密封框架设置在所述第一光管道和所述第二光管道的所述端部框架之间。9. 根据权利要求1所述的模块化光分布系统，还包括： 垂直于所述第一光管道的纵向轴线并且邻近所述端部框架之一设置的重新分布板。10. 根据权利要求2所述的模块化光分布系统，还包括： 邻近所述第一光管道的所述光输出区域设置的转向表面，所述转向表面包括平行脊状 微观结构。11. 一种模块化分布系统，包括： 依次连接的多个管道，所述多个管道中的至少两个管道分别包括： 纵向轴线； 多个涂布面板，每个涂布面板具有两个侧面和两个端部； 多个导轨，所述多个导轨平行于所述纵向轴线设置，并且被构造成用于接收所述多个 涂布面板，所述多个导轨中的每个具有至少两个凹陷轨迹;和 端部框架，所述端部框架大致垂直于所述纵向轴线设置，并且靠近涂布面板的所述两 个端部之一;和 附接装置，所述附接装置被构造成用于附接两个相邻管道的所述端部框架。12. 根据权利要求11所述的模块化分布系统，其中所述附接装置是具有两个边缘的弹 簧夹，其中所述端部框架具有用于接收所述弹簧夹的边缘的凹陷区域。13. 根据权利要求11所述的模块化分布系统，其中所述端部框架具有被构造成用于接 收所述涂布面板的所述两个端部之一的凹陷轨迹。14. 根据权利要求11所述的模块化分布系统，其中所述多个涂布面板包括层合有反光 材料层的面板。15. 根据权利要求11所述的模块化分布系统，其中所述多个管道包括至少两个输出区 域，并且其中所述至少两个输出区域中的两个具有彼此不同的介质传输速率。
【文档编号】F21S11/00GK105829795SQ201480068868
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月16日
【发明人】安德鲁·H·蒂尔斯托, 乔恩·A·基施霍费尔, 斯科特·E·西蒙斯, 卡尔·J·盖斯勒
【申请人】3M创新有限公司