专利名称：光波导及其制造方法和装置以及具有其的照明系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及其一个或两个表面被构形的光波导以及制造其的方法和装置。本申请还涉及使用其一个或两个表面被构形的光波导的照明系统。
背景技术：
在现有技术中，使用光波导的照明设备是已知的，通过该光波导，可以将光以相对小的传输损耗发射到远距离。光波导也被称为光导管、光管或光道，并用于在相对大的区域上有效地分布装饰或功能光。
如本领域公知的，可以通过以管状卷曲由透明聚合体制成的光学照明膜，并将其固定到透明丙烯酸管之内，而制成光波导。光学照明膜包括未构形的平滑内侧以及被构形具有线性柱体阵列的外侧，该线性柱体沿着特定方向形成多个三角形凹槽。根据上述结构特征，光波导在光波导的长度方向传输光，通过其在特定角度之内被输入到光波导的光通过内全反射而被限制在光波导之内。在US专利号4,805,984中公开了如上述的典型的光波导，该专利在此引用作为参考。
下面，将参照附图，在需要用来理解本发明的范围之内，说明具有上述构造的光波导的光传输和反射的原理。
图1A是说明部分光学照明膜的截面图，描述了现有技术中的照明系统的光波导中的传输和反射。以及，图1B是说明部分光学照明膜的透视图，描述了现有技术中的照明系统中的光波导的传输和反射。但是，为了简便的目的，在附图中，未构形的内侧是上侧，而构形的外侧是下侧。
参照图1A和1B，来自光源(未示出)的光入射并折射到光学照明膜的未构形的内侧(点1)，在构形的外侧的柱体两侧上(点2和点3)全反射，由此行进到外侧的光在内侧被折射(点4)，并再次输入到内侧，如箭头所示。由于重复这种全反射，光基本上沿着光波导的长度方向传输。因此，可以通过使用光学照明膜来增强从光源生成的光的传输能力。
通过使用光学照明膜，如上所述的现有技术中的照明系统改进从光源生成的光的传输能力，但是在从光源的远距离和近距离之间的亮度上有很大差别。即，难以适宜地控制光波导内的光传输和发射到外侧的光，并且在现有技术的照明系统的长度方向上难以获得一致的亮度。
在此引入上述参考作为参考，用于适宜地教导额外或替换的细节和/或技术背景。
将参照
本发明的优选实施例，在其中相同的参考标号指示相同的元件，在附图中图1A是说明部分光学照明膜的截面图，以描述在现有技术的照明系统中使用的光波导中的光的传输和反射；图1B是说明部分光学照明膜的透视图，以描述在现有技术的照明系统中使用的光波导中的光的传输和反射；图2是说明根据本发明的第一实施例的照明系统的透视图；图3是说明沿线I-I所取的根据图2的本发明的第一实施例的照明系统的截面图；图4A和图4B是说明图3的插入体的透视图和截面图；图5A至图5C是说明图3的插入体的另一实施例的截面图；图6A至图6D是说明图3的插入体的另一实施例的截面图；图7A是说明沿着线I-I所取的根据图2的第二实施例的照明系统的截面图；图7B是说明沿着线II-II所取的根据图2的第二实施例的光波导的截面图；图7C是说明图7A和图7B的部分插入体的截面图；图8是说明图7A和7B的光波导中的光的传输和分开的图；图9A是说明沿着线I-I所取的根据图2的第三实施例的照明系统的截面图；图9B是说明沿着线II-II所取的根据图2的第三实施例的光波导的截面图；图9C是说明图9A和图9B的插入体的其他表面的图；图10是说明图9A和图9B的光波导中的光的传输和分开的图；图11A是说明图9A的光波导的另一实施例的截面图；图11B和11C是部分地说明插入体的一个表面的图，用于说明图9A的光波导的另一实施例；以及图12是原理性地说明根据本发明的一个实施例的光学照明膜的方法和装置的图。
具体实施例方式
本发明的一个目标是提供一种光波导以及使用其的照明系统，该光波导能够在光波导的长度方向上分配光。
本发明的另一目标是提供一种用于制造光学照明膜的方法和装置，其通过连续的工序构形该光学照明膜的两面。
从下面给出的详细说明，本发明的应用性的进一步范围是显而易见的。然而，应理解，仅仅通过说明的方法给出该详细说明以及指出本发明的优选实施例的特定例子，由于对于本领域技术人员来说，从详细说明中在本发明的精神和范围内的各种改变和改进是显而易见的。
在下面的附图中，在全部实施例中使用相同的附图标号来指示相同或相似的部件。此外，不重复相同部件的具体说明。
图2是说明根据本发明的一个实施例的照明系统的透视图。图3是说明沿线I-I所取的根据图2的本发明的第一实施例的照明系统的截面图。以及图4A和图4B是说明图3的插入体的透视图和截面图。
参照图2和3，根据本发明的一个实施例的照明系统100包括光源部分110、光波导120和反射帽130。
光源部分110通过从外部功率设备(未示出)提供的功率生成光。并且，从光源部分110生成的光被提供给与光源部分110光连接的光波导120。
光源部分110包括生成光的光源112、设置在光源112的后侧的反射镜114、以及容纳光源112和反射镜114的外壳116。
光源112使用从外部提供的功率，提供特定波长的光。考虑到建立照明系统100的情况，作为光源112，可以使用现有技术中的各种光源。例如，作为光源112，可以使用卤素光源、发光二极管、金属卤化物光源或等离子体光源。
反射镜114被设置在光源112的后侧，并将从光源112生成的光反射为入射到光波导120。根据输入光的光波导的长度改变反射镜114的结构，但是通常是非球面镜。
反射镜114可以由具有良好加工型的金属或塑料构成。这里，至少反射镜114的表面优选具有由具有优异反射性的金属(如铝或银)制成的膜。
在外壳116中，形成用于包含光源112和反射镜114的空间，以将它们从外界环境保护起来。优选地通过使用具有良好强度、优异热阻抗以及优异可加工性的材料，例如金属来制造外壳116。
在外壳116的端部，可分离安装地设置光波导120，由此光源部分110与光波导120光连接。
从光源112生成的光输入光波导120内，并且光波导120将所输入的光在其长度方向传输，并将光散布到外侧。
光波导120包括外导管(pipe)126和插入体122。
外导管126是中空的管，在内保持插入体122，并支撑它。优选外导管126由具有良好光透射率、机械强度(特别是撞击阻抗)、热阻抗和电稳定性的热塑树脂制成。更优选，外导管126由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。最优选，外导管126由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。由于PMMA具有高强度，它不容易破裂和变形。同样，PMMA具有高的可见光透射率，因此是光波导的适宜材料。
插入体122是其两侧被构形的光学照明膜，或者其两侧被构形的光导管。
具体地说，参照图4A和4B，根据本发明的第一实施例的插入体122在内部填充有透明介质，例如空气，并且是光导管或光学照明膜，这些部分实际上是盘绕的并且中空的。插入体122具有用于沿着其长度方向传输通过光源部分110输入的光的适宜结构。
插入体112包括外侧22，该外侧22包括多个突起23，在该突起23中延伸到与插入体122长度方向相同方向的部分具有大致等腰的三角形形状。
这时，在插入体122的外侧22上并排地设置突起23。
同样，插入体122包括与外侧22相对的内侧24，以及插入体122的内侧24包括多个凹槽25，在凹槽25中在与插入体122长度方向相同方向中延伸的部分具有大致等腰的三角形形状。
此时，在插入体122的内侧24上并排地设置凹槽25。
插入体122的内侧24和外侧22被构形的这种结构是第一实施例的特征。
此时，可以对应于外侧22的突起23设置内侧24的凹槽25。
此外，可以在对应于设置有突起23的部分外侧22的部分内侧24上设置凹槽25。
在制造插入体122作为光导管的情况下，可以使用具有良好光透射率和机械及热稳定性的材料，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、聚丙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯。优选地，光导管由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成。
通过在长度方向上通过预加工的挤压机挤压，可以将具有上述结构的光导管插入体122制造为单体，而不必额外地处理。
然而，在制造插入体122作为光学照明膜的情况下，可以使用具有良好光透射性、机械强度(特别是冲击阻抗)、热阻抗和电稳定性的材料，例如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。这样制造的插入体是连续板的形式，并被切割以具有对应于外导管126的长度的尺寸，并以管状卷曲并在外导管126内以插入状态固定。
下面，将说明在具有上述结构的插入体122中生成的光的传输和分布。在本详细说明中，“入射角度”指当在一种介质中传输的光到达与另一介质的界面时，与界面的法线的角度。
首先，如果输入到插入体122内的光具有大于由插入体122及包围插入体122的介质的折射率所预设的临界角度(θc)，由于本领域公知的斯涅耳定律，由全反射条件反射该光，由此传输到插入体122之外的光由插入体122再次限制在插入体122内，并基本上在插入体122的长度方向中传输。此时，填充插入体122的介质是空气，因此可以在插入体122内传送光，具有很少或没有损失。
然而，具有小于临界角度(θc)的入射角的入射光输出到插入体122之外。以这种方式，输入到插入体122内的光在插入体122的长度方向上传送，同时其发射到插入体122之外。
本发明的该技术概念不限制于根据上述实施例的插入体122的结构，对本领域所技术人员可以有各种变化和改进。
下面，将解释插入体的各种改进。
图5A至图5C是根据图3的另一实施例说明插入体的截面图。
在图5A中，插入体122包括外侧42，该外侧42包括多个突起43，在该突起43中在与插入体142长度方向相同方向中延伸的部分具有大致等腰的三角形形状。
这时，在插入体142的外侧42上并排地设置突起43。
同样，插入体142包括与外侧42相对的内侧44，且插入体142的内侧44包括多个凹槽45，在凹槽45中在与插入体142长度方向相同方向中延伸的部分具有大致等腰的三角形形状。
此时，可以对应于外侧42的突起43设置内侧44的突起45。
此外，可以对应于外侧42的突起43的一部分，在部分内侧44上设置突起45。
在图5B中，插入体152包括外侧52，该外侧52包括多个突起53，在该突起53中在与插入体152长度方向相同方向中延伸的部分具有大致梯形形状。
此时，在插入体152的外侧52上并排地设置突起53。
同样，插入体152包括与外侧52相对的内侧54，以及插入体152的内侧54包括多个凹槽55，在凹槽55中在与插入体152长度方向相同方向中延伸的部分具有大致等腰的三角形形状。
此时，在插入体152的内侧54上并排地设置凹槽55。
可以对应于外侧52的突起53设置内侧54的三角形凹槽55。
此外，可以对应于在其上设置突起53的部分外侧52的部分内侧54上设置凹槽55。
在图5C中，插入体162包括外侧62，该外侧62包括多个突起63，在多个突起63中，在与插入体162长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致梯形形状。
此时，在插入体162的外侧62上并排地设置突起63。
同样，插入体162包括与外侧62相对的内侧64，并且插入体162的内侧64包括多个突起65，在该突起65中，在与插入体162长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致等腰三角形形状。
此时，在插入体162的内侧64上并排地设置突起65。
与上述实施例相似，可以对应于外侧162的突起63设置内侧64的突起54。
此外，可以在对应于其上设置了突起63的部分外侧62的部分内侧64上设置突起65。
除了上述实施例可以有其他各种实施例，下面将参照附图简要说明。
图6A至图6D是说明图3的另一实施例的插入体的截面图。
在图6A中，插入体172包括外侧72和内侧74，该外侧72包括多个突起73，在多个突起73中，在与插入体172长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致等腰三角形形状，并且该内侧74包括多个凹槽75，在多个凹槽75中，在与插入体172长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致梯形形状。
此时，可以对应于外侧72上的突起73设置内侧74的凹槽75。
此外，可以在对应于其上设置了突起73的部分外侧72的部分内侧74上设置凹槽75。
在图6B中，插入体182包括外侧82和内侧84，该外侧82包括多个凹槽83，在多个凹槽83中，在与插入体182长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致等腰三角形形状，并且该内侧84包括多个突起85，在多个突起85中，在与插入体182长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致梯形形状。
此时，可以对应于外侧82上的凹槽83设置内侧84的突起85。
此外，可以在对应于在外侧82上的结构83之间设置的凹槽85的部分内侧84上设置凹槽85。
在图6C中，插入体192包括外侧92和内侧94，该外侧92包括多个突起93，在多个突起93中，在与插入体192长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致等腰三角形形状，并且该内侧94包括多个凹槽95，在多个凹槽95中，在与插入体192长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致梯形形状。
此时，可以对应于外侧92上的突起93设置内侧94的凹槽95。
此外，可以在对应于其上设置了突起93的部分外侧92的部分内侧94上设置凹槽95。
在图6D中，插入体202包括外侧102和内侧104，该外侧102包括多个突起103，在多个突起103中，在与插入体202长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致梯形形状，并且该内侧104包括多个凹槽105，在多个凹槽105中，在与插入体202长度方向相同的方向中延伸的部分具有大致梯形形状。
此时，可以对应于在外侧102的突起93之间设置的凹槽设置内侧104的凹槽105。
此外，可以在对应于在外侧102上的突起103之间设置的凹槽的部分内侧104上设置凹槽105。
再次参照图2和图3，反射帽130被可分离地设置在光波导120的端部。反射帽130通过反射并重新使用传输到光波导120的端部的光而增加光的使用效率，并通过增加在光波导120的端部的亮度来增强照度分布的均匀性。
反射帽130包括帽部分132和在帽部分132中固定的反射镜134。
帽部分132与光波导120可分离安装地结合，使得反射镜134被设置在光波导120的端部上。
反射镜134被设置在反射帽130内，并反射到达光波导120的端部的光。因此，反射镜134可以由覆膜构成，该覆膜包括具有良好光反射率的金属材料，例如铝或银的金属。
反射镜134形成为平面或球面反射器。在反射镜134由球面反射器形成的情况下，具有小于0.001的曲率的凹面镜是优选的。
下面，将说明根据本发明的第二实施例的照明系统。
图7A是说明沿着线I-I所取的根据图2的第二实施例的照明系统的截面图。图7B是说明沿着线II-II所取的根据图2的第二实施例的光波导的截面图。图7C是说明图7A和图7B的部分插入体的截面图。以及图8是说明图7A和7B的光波导中的光的传输和分开的图。
在图2和图7A中，根据本发明的第二实施例的照明系统200包括光源部分110、光波导220和反射帽130。然而，根据第二实施例的光源部分110和反射帽130的构造与根据第一实施例的照明系统100的相同，因此将省略对其的进一步说明。在下文中，将详细说明光波导220。
参照图7A至7C，光波导220包括外导管226和插入体222。
外导管226是中空的管，在内保持插入体222，并支撑它。优选地外导管226和插入体222由具有良好光透射率、机械强度(特别是撞击阻抗)、热阻抗和电稳定性的热塑树脂制成。更优选，外导管226和插入体222由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。最优选，外导管226由聚碳酸酯(PC)制成，而插入体222由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。PC具有高强度，因此不容易破裂和变形，且PMMA具有可见光的高的透射率，因此是光波导的适宜材料。
插入体222是光学照明膜或者光导管。
具体地说，根据本发明的第二实施例的插入体222在内部填充有透明介质，例如空气，并且是光导管或光学照明膜，这些部分实际上是盘绕的中空的。优选地，插入体222具有用于沿着其长度方向传输通过光源部分110输入的光的结构。
插入体222的内侧222b构形为在长度方向上具有排列为微间距的微棱柱223。此时，棱柱223的每个部分可以是等腰三角形、不等边三角形、或正三角形的形状，优选为等腰三角形。
插入体222的外侧222a可以是未构形的光滑表面，通过其输出被输入到光波导220的光。
在插入体22的外侧222a中，可以用反射材料例如Ag或Al的金属形成反射图形224。反射图形224可以形成为用于反射输入到插入体222的光的点图形。同样，在光波导220内，反射图形224反射并约束光。
以这种方式，部分光传输到光波导220中，同时其他部分的光通过插入体222发射到光波导220的外侧，使得可以从光波导20的整个表面输出光。
优选地，由插入体222的外侧222a上的反射图形224所占据的面积在接近于其中光量大的光源部分110处是大的，并且在接近其中光量小的反射帽130处是小的。即，由插入体222的外侧222a上的反射图形224所占据的面积与距离光源部分110的距离成反比地减小。结果，光可以均匀地发射到光波导220的整个面积上，而不管与光源部分110的距离，因为在接近于光源部分110的面积中，由反射图形224在光波导220中所约束的光大于在远离光源部分110的面积中的。
可选地，可以构形插入体222的外侧222a，并且插入体222的内侧222b是未构形的光滑表面。在这种情况下，在插入体222的内侧222b中形成反射图形224。
在下文中，将说明根据本发明的第二实施例的照明系统200的操作。
参照图7A至7C和图8，首先，如果从外部电源(未示出)的功率供给光源112，光源112生成光。从光源112生成的部分光直接输入到设置在前部的光波导220内，以及部分光在设置在后部的反射镜114反射，并输入到光波导220内。
输入到光波导220的部分光L1在插入体222的构形的内侧222b的棱柱223处折射，并入射到插入体222的外侧222a，特别是在其上没有形成反射图形224的区域。简言之，入射到在其上没有形成反射图形224的区域的部分光L1通过全反射在光波导220的长度方向上传输，以及其他的光发射到光波导220之外。
输入到光波导220的其他光L2在插入体222的构形的外侧222a的棱柱处折射，并入射到插入体222的外侧222a，特别是在其上形成反射图形224的区域。简言之，入射到在其上形成反射图形的区域上的大多数光L2在光波导220内反射和约束，并且非常少量的光L2散射并发射到光波导220之外。
如上所述，本发明的反射图形224在光波导220内反射并约束光。因此，考虑到光量，反射图形224形成在具有相对多光的更接近光源部分110，而反射图形224较少形成在具有相对少光的远离光源部分110，由此通过光波导220发射的光量可以是均匀的。
在光波导220的长度方向上传输的部分光L1、L2由设置在光波导220的端部的反射帽130的反射镜134所反射，并再次在反方向上传输。在该过程中，反射的光可以被发射到光波导220之外。
如上所述，在根据本发明的第二实施例的照明系统200中，可以通过在插入体222上形成的反射图形控制在光波导的长度方向上传输的光量和发射到外侧的光量。因此，通过克服在光源部分110的近和远距离之间的照度差异，可以在光波导220的整个面积上获得均匀亮度。
在下文中，将详细说明根据本发明的第三实施例的照明系统。
图9A是说明沿着线I-I所取的根据图2的第三实施例的照明系统的截面图。图9B是说明沿着线II-II所取的根据图2的第三实施例的光波导的截面图。图9C是说明图9A和图9B的插入体的其他表面的图。以及图10是说明图9A和图9B的光波导中的光的传输和分开的图。
在图2和图9A至9C中，根据本发明的第三实施例的照明系统300包括光源部分110、光波导320和反射帽130。然而，根据第三实施例的光源部分110和反射帽130的构造与根据第一实施例的照明系统100的相同，因此将省略对其的进一步说明。在下文中，将详细说明光波导320。
参照图9A至9C，光波导320包括外导管326和插入体322。
外导管326是中空的管，在内保持插入体322，并支撑它。优选外导管326和插入体322由具有良好光透射率、机械强度(特别是撞击阻抗)、热阻抗和电稳定性的热塑树脂制成。更优选，外导管由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。最优选，外导管326由聚碳酸酯(PC)制成，而插入体322由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。PC具有高强度，因此不容易破裂和变形，并且因此是外导管326的适宜材料。以及，PMMA是光波导的适宜材料，因为它具有高的可见光透射率。
插入体322是光学照明膜或者光导管。
具体地，根据本发明的第三实施例的插入体322在内部填充有透明介质，例如空气，并且是光导管或光学照明膜，其实际上是盘绕的中空的。插入体322具有用于沿着其长度方向传输通过光源部分110输入的光的优选结构。
在插入体322的一侧上，在长度方向上多个线性棱镜323排列为微间距，由此构形插入体322的一侧。同样，使用多个凹面部分324构形插入体322的另一侧。因此，构形插入体322的两侧。
每个线性棱柱323优选具有等腰三角形形状。但是，可选地，线性棱镜323的界面可以是等腰三角形形状、不等边三角形状、或正三角形形状。
不特别限制在插入体322的另一侧上形成的凹面部分324的形成和设置。
在本发明的第三实施例中，插入体322的凹面部分324是正方形凹槽的形状，并且尺寸与距离光源112的距离成正比地增加，如图9C所示。凹面部分324起到通过散射沿着光波导320传输的光，而将光发射到光波导320之外的作用。因此，如果凹面部分的尺寸根据与光源部分112的距离而变化，由插入体322所传输的光量在接近于光源处更多，而发射到插入体322之外的光量在远离光源112处更多。
在下文中，将说明根据本发明的第三实施例的照明设备300的操作。
首先，如果从外部电源(未示出)产生的功率供给光源112，光源112生成光。从光源112生成的部分光直接输入到设置在前部的光波导320内，以及部分光在设置在后部的反射镜114反射，并输入到光波导320内。
一方面，输入到光波导320的光通过插入体322在光波导320的长度方向上传输，另一方面，发射到光波导320之外。具体地，如图10所示，光L1、L2通过在形成在插入体322的一侧上的多个线性棱镜323上的全反射，而在光波导320的长度方向上传输，并通过在插入体322的另一侧上形成的多个凹面部分324的散射，发射到光波导320之外，由此照亮周围环境。同样，由于凹面部分324的大小与离光源部分112的距离成正比地增加，光L1、L2入射到凹面部分324的概率与离光源部分112的距离成正比地增加。因此，远离光源112，与少量的光相比相对更多的光发射到外侧。结果，可以减小距离光源112近距离和远距离的亮度差异。
同样，传输到光波导320的端部的光被设置在光波导320的端部的反射镜134所反射，并再次传输到反方向。在该过程中，反射光可以被发射到光波导320之外。
如上所述，在根据本发明的第三实施例的照明系统300中，可以通过使用其两侧都被构形的插入体322来控制在光波导320的长度方向上传输的光量和发射到外部的光量。因此，可以通过克服在光源部分110的近距离和远距离之间的照明差异，可以在光波导320的整个面积上获得均匀亮度。
在下文中，将详细说明根据第三实施例的光波导的另一实施例。
图11A是说明根据图9A的另一实施例的光波导的截面图。以及，图11B和11C是部分地说明插入体的一个表面的图，用于说明图9A的光波导的另一实施例。
上述第三实施例采用卷曲加工的结构，使得在插入体322中，具有多个现行棱柱323的构形侧是外侧，并且具有多个凹面部分324的构形侧是内侧。但是，本发明的技术方案不由这种结构的光波导320所限制。即，如图11A所示，在本发明的其它实施例中，可以通过将插入体422插入并固定到外导管426来制造光波导420，其中改变插入体422以使得具有多个线性棱柱423的构形侧作为内侧，而具有多个凹面部分424的构形侧作为外层。
同样，在插入体322、422的一侧上形成的凹面部分324、424不限制于图9C所示的这种形状和结构。即，如图11B所示，在本发明的另一实施例中，可以使用具有圆形凹槽524的插入体522，并且如图11C所示，可以使用具有不规则形状的凹槽624的插入体622。
同样，在上述实施例中，凹面部分324、524、624形成为与距离光源部分112的距离成正比地改变尺寸，但是可选地，可以改变凹面部分324、524、624的分布，同时保持尺寸。即，可以通过与离光源部分112的距离成正比地增加凹面部分324、524、624的分布，而减小具有足够光量的离光源部分112的近距离与具有相对少光量的离光源远距离之间的亮度差异。
在下文中，对于制造根据本发明的一个实施例的插入体作为光学照明膜的情况，将参照
光学照明膜的制造方法和用于制备该膜的装置。
图12是说明根据本发明的一个实施例的光学照明膜的方法和装置的图。
根据本发明的一个实施例的制造装置包括挤压机M、多个排列轧辊(calendar roll)R和图形轧辊P。在加热并熔融包括热塑树脂2和添加剂3的材料之后，挤压机M通过模子D将热塑树脂片4持续地挤压为片状。排列轧辊R将从挤压机M挤出的热塑树脂片4’辗压为具有均匀厚度的热塑树脂膜4’。图形轧辊P通过在热塑树脂膜4’的两侧上形成图形而制成光学照明膜5。
同样，为了减小制造时间，可选地可以加入红外线固化剂和/或紫外线固化剂作为添加剂3。在这种情况下，本发明的制造装置可包括多个红外线灯L1和多个紫外线灯L2。红外线灯L1被设置在排列轧辊R和图形轧辊P之间，并向热塑树脂膜4’的两侧照射红外线。紫外线灯L2可以被设置在轧辊P的后侧，并且向热塑树脂膜4’，即光学照明膜照射紫外线，其中热塑树脂膜4’形成在轧辊P的后侧，并在轧辊P的两侧上构图。固化剂和灯L1、L2可用有减小固化时间。
然而，可以在排列轧辊R和图形轧辊P之间设置多个移动轧辊G，用于热塑树脂膜4’的安全移动。
通过使用热塑树脂2制造本发明的光学照明膜5。热塑树脂2是例如聚甲基丙烯酸甲酯。
通过使用公知方法加热并熔融热塑树脂2，并通过模子D持续地挤压为片状。作为模子D，使用通常T模子。
通过模子D挤压的热塑树脂片4被排列轧辊R辗压为均匀厚度，用于热塑树脂膜4’。在作为排列轧辊R辗压通过模子D的热塑树脂片4的情况下，只要使用两个或多个轧辊，不限制轧辊的数目。在图12中，使用三个轧辊。即，首先，通过模子D挤压的热塑树脂片4被第一排列轧辊R1和第二排列轧辊R2按压并辗压，并再次在第二排列轧辊R2和第三排列轧辊R3之间进一部按压并辗压。
在通过热熔融挤压热塑树脂2的情况下，通过使用红外线固化剂或紫外线固化剂减小固化时间，由此可以减小光学照明膜5的制造时间。
在使用红外线固化剂作为添加剂的情况下，可以半固化热塑树脂膜4’，适于用来通过在使用图形轧辊P加工热塑树脂膜4’的两侧的步骤之后放置红外线灯L1，而在热塑树脂膜4’的两侧上照射红外线，从而将图形转移到热塑树脂膜4’上。
通过移动轧辊G在图形轧辊P1、P2之间插入半固化的热塑树脂膜4’，然后图形轧辊P1、P2上的固化图形被转移到热塑树脂的两侧。本发明的光学照明膜5被构形为使得一侧是线性棱柱322阵列，并且在另一相对侧上形成多个凹面部分324，如图9B所示。因此，在图形轧辊P1的表面上雕刻对应于线性棱柱322的图形，并在图形轧辊P2的表面上雕刻对应于凹面部分324的图形。通过旋转图形轧辊P1、P2，将插入图形轧辊P1、P2之间的热塑树脂膜4’移动到前部，并且图形轧辊P1、P2上的所雕刻图形转移到热塑树脂膜4’的两侧。
在使用紫外线固化剂作为添加剂的情况下，可以通过在使用图形轧辊P加工热塑树脂膜4’的两侧的步骤之后，在紫外线灯L2的两侧照射紫外线而固化热塑树脂膜4’。因此完全固化的热塑树脂膜4’形成连续片状的光学照明膜5。
本发明具有可以将光学照明膜5制造为连续片状的优点。
可以通过包括光源部分的照明系统，完全或部分地获得实施例，该光源部分包括生成光的光源和与光源部分光学连接的光导，用于将从光源部分输入的光发射到外侧。光导包括中空的外导管和插入外导管的中空的插入体，在并排设置的多个线性结构中，在与光波导的长度方向基本相同的方向上延长其一侧。
在本说明书中，任何对于“一个实施例”、“实施例”、“例子实施例”等的引用，是指在本发明的至少一个实施例中包括根据实施例所描述的特定特性、结构或特征。在说明书的不同位置出现这些语句并不一定都指示相同的实施例。此外，当参照任何实施例描述特定的特性、结构或特征时，承认其在本领域技术人员的预见之内，来根据其他实施例影响这些特性、结构或特征。
尽管参照多个说明性实施例说明了实施例，应理解，本领域技术人员所能够导出的多个其他改进和实施例落在本公开的范围和原理之内。特别地，在本公开和附图以及权力要求书的范围内的元件部分和/或结构中可以有各种变化和改进。除了元件部分和/或结构的变化和改进之外，对于本领域技术人员来说，替换使用是显而易见的。
权利要求
1.一种照明系统，包括光源部分，包括生成光的光源；以及光波导，与光源部分光学地连接；其中，该光波导包括中空的外导管；以及中空的插入体，其被插入外导管中，在与光波导的长度方向基本相同的方向上延伸，并包括构形的一侧和构形的另一侧。
2.如权利要求1的照明系统，其中，该插入体是中空的内导管。
3.如权利要求1的照明系统，其中，该插入体是光学照明膜。
4.如权利要求1的照明系统，其中，该插入体的两个构形侧在与光波导的长度方向基本相同的方向上延伸，并被构形为并排设置的多个线性结构。
5.如权利要求4的照明系统，其中，该插入体的两侧的线性结构的截面具有基本相同的形状。
6.如权利要求5的照明系统，其中，该插入体的两侧的线性结构的截面是等腰三角形形状。
7.如权利要求1的照明系统，其中，该插入体的两个构形侧在与光波导的长度方向基本相同的方向上延伸，并被构形为并排设置的多个线性结构，其中，该插入体的一侧的截面具有与插入体的另一侧的截面不同的形状。
8.如权利要求7的照明系统，其中，该插入体的一侧的线性结构的截面是等腰梯形形状，而插入体的另一侧的线性结构的截面是等腰三角形形状。
9.如权利要求4的照明系统，其中，该插入体的截面是圆形、椭圆或多边形的形状。
10.如权利要求1的照明系统，其中，在插入体的构形的一侧上设置多个凹面部分。
11.如权利要求10的照明系统，其中，随着与光源部分的距离增加，凹面部分的尺寸越大。
12.如权利要求1的照明系统，还包括反射镜，该反射镜被设置在光源的后侧，并将从光源生成的光反射到光波导。
13.如权利要求1的照明系统，还包括反射帽，该反射帽被可分离安装地设置在光波导的端部，并反射通过光波导传送的光。
14.一种照明系统，包括光源部分，其包括生成光的光源；以及光波导，其与光源部分光学地连接；其中光波导包括中空的外导管；以及中空的插入体，其被插入外导管中，并在与光波导的长度方向基本相同的方向上延伸，其中，该中空的插入体包括具有多个线性结构的构形侧；与构形侧相对设置并具有反射图形的基本光滑侧。
15.如权利要求14的照明系统，其中，该插入体是中空的内导管。
16.如权利要求14的照明系统，其中，该插入体是光学照明膜。
17.如权利要求14的照明系统，其中，随着与光源部分的距离增加，形成反射图形的面积越小。
18.如权利要求14的照明系统，其中，接近于外导管设置作为线性结构的构形侧。
19.如权利要求14的照明系统，其中，该基本光滑侧被设置在外导管附近。
20.如权利要求14的照明系统，还包括反射镜，该反射镜被设置在光源的后侧，并将从光源生成的光反射到光波导。
21.如权利要求14的照明系统，还包括反射帽，该反射帽被可分离安装地设置在光波导的端部，并反射通过光波导传送的光。
全文摘要
本发明涉及构形其一侧或两侧的光波导，制造其的方法和装置。本发明还涉及使用其一侧或两侧被构形的光波导的照明系统。该照明系统包括光源部分，其包括生成光的光源；以及与光源部分光学地连接的光波导，用于将光源部分输入的光发射到外侧。光波导包括中空的外导管以及被插入外导管中的中空的插入体，其中其一侧在与光波导的长度方向基本相同的方向上延伸，并且其被构形为具有并排设置的多个线性结构。
文档编号F21V13/02GK101055061SQ20061016850
公开日2007年10月17日 申请日期2006年12月14日 优先权日2006年4月13日
发明者李尚勋, 黄甲镇 申请人:Lg电子株式会社