专利名称：照明系统及其光注入耦合器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及基于光导的照明系统。
背景技术：
光学透明材料(例如，玻璃或透明聚合物)可用作光导来传播光。光导通常包括至 少ー个适于从光源接收光的表面以及用于反射通过光导传播的光的光学平滑表面。光导的通用实例包括光学的纤维和/或棒、以及平面波导。光导也可用作照明(B卩，光照明)系统中的元件。通常的光导具有内反射性的较高折射率的芯以及可任选的设置在芯上的较低折射率的包层。在这些系统中，将光注入(即，以小于或等于光导内反射的临界角的角度进入)到光导的至少一端内并且允许光在位于沿光导长度方向上的预定位置处离开光导。促使光在所需位置处离开光导的方法称作提取技木。多种提取技术造成光以不受控制的方式从光纤中泄漏。这种技术包括将纤维进行相对较陡的弯曲以及移除和/或粗化光导芯或包层的一部分以提供使光逸出的漫射表面。使用沿光纤间隔开的光提取结构(例如，切ロ)的提取技术也可用于以可控方式从光导中提取光。然而，在具有相对较大尺寸的照明系统中使用光导已受限于如下难题，即在相对较长的长度上保持合格的、美学上令人愉悦的、并且相当均一的光強度。
发明内容
在ー个方面，本发明提供了照明系统，其包括m个光导，其能够在m个各自的纵向方向上引导光，所述m个光导中的每ー个各自包括芯以及两个光学平滑表面，所述光学平滑表面基本上垂直于m个各自的纵向方向分别对齐；η个腔体，所述η个腔体中的每ー个各自包括开ロ以及与所述开ロ相対的反射-透射表面，所述腔体邻近所述光学平滑表面中的两个；以及η个覆盖件，其分别邻近所述η个腔体进行设置并且封闭所述η个腔体的开ロ，所述η个覆盖件分别包括与所述η个腔体各自的反射-透射表面进行光通信的η个光源，从所述η个光源发出的任何光的大部分被所述η个腔体各自的反射-透射表面反射并且注入到所述m个光导中，并且从所述η个光源发出的任何光的少部分透射穿过所述η个腔体各自的反射-透射表面并且从所述照明系统中发出；其中m和η独立地为至少是I的整数。在一些实施例中，m不小于η。在一些实施例中，m和η均为I。在一些实施例中，所述η个腔体中的至少ー些是与所述m个光导中的至少ー些一体地形成的。在一些实施例中，所述η个腔体中的P个基本上容纳在P个各自相邻的光学透射性壳体内，透射穿过所述P个腔体各自的反射-透射表面并且从所述照明系统发出的任何光均穿过各自相邻的光学透射性壳体，P为小于或等于η的正整数。在一些实施例中，所述m个光导中的至少ー个包括光提取元件。在一些实施例中，所述η个光源中的至少ー个包括发光二极管。在一些实施例中，所述η个光源中的至少ー个包括多个各自具有不同顔色的发光二极管。在一些实施例中，所述η个光源中的至少ー个包括光学耦合到灯的光纤。在一些实施例中，所述η个腔体中的至少ー个各自包括具有镜面反射性的反射-透射表面。在一些实施例中，所述η个腔体中的至少ー个各自包括具有漫反射性的反射-透射表面。在一些实施例中，所述m个光导中的至少ー个各自包括柔性芯。在一些实施例中，所述m个光导中的至少ー个各自包括有机聚合物。在一些实施例中，所述m个光导中的至少ー个还各自包括位于其芯上的包层，所述包层与所述芯相比具有较低的折射率。在一些实施例中，所述η个腔体中的至少ー个(例如，ー个、大部分或全部)具有相 应的反射-透射表面，该表面延伸直至其相应的覆盖件以及相应光导的光学平滑表面。在另ー个方面，本发明提供了光注入耦合器，其包括具有第一、第二、和第三开ロ的光学透射性壳体；在所述第一、第二、和第三开ロ之间延伸的导管，所述第一和第二开口中的每ー个均适于在保持两者间的腔体的同时来接合至少ー个光导的至少两个端部，所述至少两个端部能够在至少第一和第二相应的纵向方向上引导光，所述导管具有邻近所述腔体并且与所述第三开ロ相対的反射-透射表面，并且所述至少两个端部各自具有在基本上垂直于各自的纵向方向的方向上对齐的光学平滑表面；包括光源的覆盖件，所述覆盖件固定到所述壳体上并且设置成邻近于同时封闭所述壳体的第三开ロ，所述光源与所述反射-透射表面进行光通信，其中从所述光源发出的任何光的大部分被所述反射-透射表面反射并且注入到所述至少第一和第二端部中，并且其中从所述光源发出的任何光的少部分透射穿过所述反射-透射表面以及所述光学透射性壳体。在一些实施例中，所述反射-透射表面为镜面反射性的。在一些实施例中，所述反射-透射表面为漫反射性的。在一些实施例中，所述反射-透射表面包括多层光学薄膜。在一些实施例中，所述光源包括至少ー个发光二极管。在一些实施例中，所述光源包括多个各自具有不同顔色的发光二极管。在一些实施例中，所述光源包括光学耦合到灯的光纤。在一些实施例中，所述光学透射性壳体包括通过铰链柔性连接的第一和第二部分，并且所述第一和第二部分进ー步通过至少一个机械紧固件彼此紧固。在一些实施例中，第一和第二开口中的至少ー个包括各自的箍。有利地，根据本发明的照明系统可进行加工以使得它们在相对长的长度上提供适度均一的光强，尤其是当从其预期应用中的典型距离观察吋。因此，它们尤其适用于其中看重照明系统的美学吸引力的那些应用中。这种应用的实例包括车饰照明、建筑照明、以及商业标牌。在一些实施例中，根据本发明的美学上令人愉悦的照明系统可利用光导与ー个或多个根据本发明的光注入耦合器相结合来进行方便的加工。
如本文所用涉及反射-透射表面的“与开ロ相対”是指反射-透射表面的至少一部分与开ロ相对，但反射-透射表面可延伸超出此区域；“设置邻近于并且封闭”是指遮盖或设置在内部并且阻塞光的透射；“注入光导”是指光以一定的角度进行光导以使其被光导内反射以及引导；“光导”是指可在其主体内通过内反射来引导(即，传播)光的物体；“光”是指可见光；应用于光导中的“纵向方向”是指传播方向，其可以是或可以不是线性的或平面的(例如，就弯曲光导而言);
“大部分”是指超过一半；“少部分”是指低于一半；应用于两个物体的“光通信”是指光可通过光学方法(例如，反射、衍射、折射)从ー个物体向另ー个物体进行直接地或间接地传输；“光学平滑的”是指基本上不含通过光散射机制造成光损耗的表面特征；“光学透射性的”是指对光透明或半透明的并且不是不透光的；“反射-透射性表面”是指对从ー个方向入射的光同时具有反射性和透射性的表面；如(例如)就单向镜而言；并且“基本上垂直的”是指在约80度到约90度的角度下。
图I为根据本发明的示例性照明系统的透视剖面图；图2为根据本发明的示例性照明系统的透视剖面图；图3为根据本发明的示例性照明系统的透视剖面图；图4为根据本发明的示例性光注入耦合器的分解透视图；并且图5为适用于图4所示的示例性光注入耦合器的光学透射性塑料壳体的透视图。
具体实施例方式根据本发明的照明系统包括(例如)图1-3中所示的那些系统。现在參见图1，示例性的照明系统100包括能够在纵向方向190上引导光的光导105。光导105包括其上具有可选包层180的柔性芯175。光导105包括两个腔体120a、120b，每个腔体在光导105中是一体地形成的。腔体120a、120b中的每ー个分别邻近两个光学平滑表面125ai、125a2和1251^、125b2，以及与开ロ 135a、135b相対的反射-透射表面110a、110b。光学平滑表面125ai、125a2以及1251^125 在基本上垂直于纵向方向190的方向上是对齐的。光导105具有可任选的沿其长度分布的光提取元件(示为切ロ)185a、185b、185c。覆盖件130a、130b分别封闭开ロ 135a、135b。覆盖件130a、130b包括通过电线160a、160b进行供电的相应光源155a、155b (示为发光二极管“LED”)。光源155a、155b与各自的反射-透射表面IlOaUlOb进行光通信。照明系统的另一个示例性实施例示于图2中。现在參见图2，示例性的照明系统200包括能够在相应的纵向方向290a、290b、290c上引导光的光导205a、205b、205c。光导205a、205b、205c各自包括其上具有相应的可选包层280a、280b、280c的柔性芯275a、275b、275c。照明系统200包括设置在相应的光学透射性壳体250a、250b附近的两个腔体220a、220b。腔体220a、220b中的每ー个分别邻近两个光学平滑表面2258^2251^和225b2、225c1;以及与开ロ 235a、235b相対的反射-透射表面210a、210b。光学平滑表面225^,2251^和225b2、225Cl在基本上垂直于各自的纵向方向290a、290b、290c的方向上是对齐的。光导205具有可任选的沿其长度分布的光提取元件285a、285b、285c。覆盖件230a、230b分别封闭开ロ 235a、235b。覆盖件230a、230b包括光连接至灯265的相应光源255a、255b (示为光纤)。光源255a、255b与相应的反射-透射表面210a、210b进行光通信。示例性照明系统的另一个实施例示于图3中，其中m和η均为I。现在參见图3，示例性的照明系统300包括能够在纵向方向390上引导光的光导305。光导305包括其上具有可选包层380 (未示出)的芯375。照明系统300包括设置在光学透射性壳体350附近的腔体320。腔体320邻近两个光学平滑表面325ai、325a2以及与开ロ 335相対的反射-透、射表面310。光学平滑表面325ai、325a2在基本上垂直于纵向方向390的方向上是对齐的。光导305具有可任选的沿其长度分布的光提取元件385。覆盖件330邻近于并且封闭开ロ335。覆盖件330包括通过电线365供电并且与反射-透射表面310进行光通信的光源355(示为具有不同颜色的多个LED)。光导通常包括芯以及可任选的包层。一般来讲，芯是由光学平滑表面界定的，且可任选地由将光从光导导出的多个光提取结构中的ー个进行中断。它们可具有能有效用于光的内反射和传播的任何形状。合适的形状和构造的实例包括(例如)具有圆形、方形、椭圆形、D形或多面轮廓的棒，以及平坦片材或板材。例如，光导可包括圆柱形导管(例如，设计成在沿其长度上的ー个或多个点处发出引导光的聚合物光导)、或平面光导(例如，片材或条带)。关于光导及其制造方法的其他细节可见于(例如)美国专利No. 6，039，553 (Lundin等人)；No. 6，367，941 (Lundin 等人)；No. 6，259，855 (Lundin)5No. 6, 367,941 (Lea 等人);和RE40，227 (Cobb, Jr.)。光导也可得自商业源；例如，以商品名3M精密照明元件(PLE)得自明尼苏达州圣保罗市(St. Paul,匪)的3M公司。多种合适的芯为光导/光纤领域中已知的。芯通常是连续的并且可由下述材料或材料的组合制成，所述材料为足够透明的并且为内反射性的以便沿纵向方向(通常具有至少10厘米、并且更典型地至少ー米的距离)来有效地传播光。合适材料的实例包括玻璃、石英、以及有机聚合物(例如，热塑性和/或热固性聚合物)。芯可为固态的、液态的、或中空的，通常为固态的。芯可为柔性的或刚性的、或者二者之间的任何形态，但对于多种应用而言柔性是理想的。示例性的聚合物芯包括描述于(例如)美国专利No. 5，898，810 (Devens等人)中的丙烯酸酯芯；以及描述于美国专利No. 6，379，592 (Lundin等人)中的氨基甲酸酷芯。芯的折射率典型地为至少约I. 45、更典型地为至少约I. 50或甚至至少约I. 55。形成合适芯的方法是已知的并且包括(例如)挤出、模塑、和拉延。作为另外一种选择，芯可得自商业源。同样，多种合适的芯为光导/光纤领域中已知的。适用于可选包层的材料的实例包括热收缩材料、弾性体(例如，热塑性聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯以及它们的组合)、以及含氟聚合物(例如，四氟こ烯、三氟氯こ烯、六氟丙烯、偏ニ氟こ烯、全氟代烷基こ烯基醚及其组合的聚合产物)。示例性的可用含氟聚合物包括四氟こ烯、六氟丙烯、和偏ニ氟こ烯的聚合产物。光学平滑表面可为任何合适的表面，包括(例如)菲涅耳(Fresnel)窗或抛光表面。光学平滑表面其上可任选地具有涂层(例如，抗反射涂层)。可选的包层可由单ー聚合物层制成、或可包括多个同心层。一种示例性的多层包层包括(a)具有含氟聚合物(例如，四氟こ烯、六氟丙烯、和偏ニ氟こ烯的聚合产物)的第一层，(b)在第一层周围的包含热塑性聚合物(例如，聚氨酷)的第二层，以及(C)在第二层周围的包含热塑性聚合物(例如，聚烯烃)的第三层。一般来讲，设置在芯上的可选包层(如果存在)与芯相比具有较低的折射率。一般来讲，可选包层的折射率与芯的折射率相比低至少约O. 05或甚至至少约O. 10。有包层的或无包层的芯均适用于本发明。有关可选包层的其他细节可见于美国专利No. 5，898，810 (Devens等人)。如果腔体是构成光导必需的一部分，那么所述腔体可在光纤制造时形成(例如，通过模塑)或可在随后的时间进行制造(例如，通过激光或机械加工)。在其中使用两个光导来形成腔体的那些实施例中，通常使用耦合设备(例如，根据本发明的光注入耦合器)来容易地形成腔体。腔体的尺寸和形状并非关键，但通常所选择的腔体应使穿过光学平滑表面并且以小于光导的临界角的角度注入光导的反射和/或直接光照明达到最大。通常反射-透射表面的反射性高于透射性。根据照明系统的特定设计，可调整反射与透射之比，以便使外观上的整体差异相对预期观测距离处的观察者而言达到最小。可使用各种材料来提供反射-透射表面，包括(例如)蒸涂金属(例如，银、金、铝)、电镀金属、金属盐(例如，硫酸钡)或金属氧化物(例如，氧化铝、ニ氧化钛)膜、多层光学薄膜(例如，以商品名“ Vikuiti Enhanced Specular Reflector Film，，或“ Vikuiti Durable EnhancedSpecular Reflector Film-Metal”得自明尼苏达州圣保罗市的3M公司)、以及它们的组合。多层光学薄膜(例如，聚合物多层光学薄膜)通常包括具有不同折射率特性的各个微层，以使得某些光在相邻微层之间的界面处被反射。这些微层足够薄，从而使得在多个界面处反射的光发生相长干涉或相消干渉，以使多层光学薄膜具有所需的反射或透射特性。对于设计用于反射紫外、可见或近红外波长的光的多层光学薄膜而言，每ー微层的光学厚度(物理厚度乘以折射率)一般都小于约I微米。但也可以包括较厚的层，例如多层光学薄膜外表面的表层或设置在多层光学薄膜之间以分隔微层相干分组的保护界面层(PBL)。这种多层光学薄膜主体也可包括一个或多个厚粘合剂层，以粘合层合材料中的两层或更多层的多层光学薄膜。在简单的实施例中，微层可具有对应于1/4波长叠堆的厚度和折射率值，S卩，布置于光学重复单元或単位晶胞中，每个所述光学重复单元或単位晶胞具有两个邻近的等光学厚度(f-比率=50%)的微层，这种光学重复单元可通过相长干涉有效地反射光，被反射的光的波长I是光学重复单元的总光学厚度的两倍。可使用沿薄膜厚度轴(例如，z轴)的厚度梯度来提供加宽的反射帯。也可使用适于锐化上述谱带边缘的厚度梯度(在位于高反射和高透射之间的波长过渡下)，如美国专利6，157，490 (Wheatley等人)中所述。对于聚合物多层光学薄膜，反射谱带可被设计成具有锐化的谱带边缘以及“平顶”的反射谱带，其中所述反射特性基本上在应用的整个波长范围内都是恒定的。还可以想到其它层结构，例如2微层光学重复单元的多层光学薄膜(其f_比率不同于50%)或光学重复单元包括两个以上微层的薄膜。所设计的这些可供选择的光学重复单元可被构造用于减少或激发某些较高阶反射；例如，如美国专利No. 5, 360, 659 (Arends等人)和5, 103, 337 (Schrenk等人)中所述。多层光学薄膜可被设计成反射至少ー个带宽上的一种或两种偏振光。通过仔细操纵这些层沿各个薄膜轴的厚度和折射率，可将多层光学薄膜制成对于ー个偏振轴而言表现为高度反射的镜，而对于垂直偏振轴而言表现为较弱的、低度反射的镜(更多透射性)。因此，例如，可将多层光学薄膜调节成在光谱的可见区域内強烈反射一种偏振光，同时对于垂直偏振轴进行微弱的反射(基本上为透明的)。通过适当地选择聚合物微层的双折射率以及适当地选择微层厚度，可将多层光学薄膜设计成使偏振光沿其两个正交面内轴中的任ー个具有反射-透射量级的任何变化。作为另外一种选择或除此之外，可通过在多层光学薄膜的一个或两个侧面上包括漫射涂层来改变反射与透射之比。 可用于制造聚合物多层光学薄膜的示例性材料可见于PCT公开WO 99/36248(Neavin等人)中。既提供足够的折射率差值又提供足够的层间粘合力的示例性双聚合物组合包括(I)对于使用主要采用单轴牵伸的方法制造的偏振多层光学薄膜而言，PEN/coPEN、PET/coPET、PEN/sPS、PET/sPS、PEN/Eastar 和 PET/Eastar，其中 “PEN” 指聚萘ニ甲酸こニ醇酷，“ coPEN”指基于萘ニ甲酸的共聚物或共混物，“ PET”指聚对苯ニ甲酸こニ醇酷，“ coPET”指基于对苯ニ甲酸的共聚物或共混物，“ sPS”指间规立构聚苯こ烯及其衍生物，并且Eastar为可从田纳西州金斯波特市的依斯曼化学公司(Eastman ChemicalCo. , Kingsport, TN)商购获得的聚酯或共聚酯(据信包含环己烷ニ甲醇单元和对苯ニ甲酸単元)；(2)对于通过控制双轴牵伸法的エ艺条件制成的偏振多层光学薄膜而言，PEN/coPEN、PEN/PET、PEN/PBT、PEN/PETG 和 PEN/PETcoPBT，其中 “PBT” 指聚对苯ニ 甲酸丁ニ醇酷，“PETG”指采用仲醇(通常为环己烷ニ甲醇)的PET的共聚物，并且“PETcoPBT”指对苯ニ甲酸或其酯与こニ醇和1，4-丁ニ醇的混合物的共聚酷；(3)对于镜面薄膜(包括彩色镜面薄膜)而言，PEN/PMMA、coPEN/PMMA、PET/PMMA、PEN/Ecdel、PET/EcdeI、PEN/sPS、PET/sPS、PEN/coPET、PEN/PETG和PEN/THV，其中“ PMMA”指聚甲基丙烯酸甲酷，Ecdel为可从依斯曼化学公司(Eastman Chemical Co.)商购获得的热塑性聚酯或共聚酯(据信包含环己烷ニ羧酸単元、聚四亚甲基醚ニ醇単元和环己烷ニ甲醇单元)，并且THV为可从明尼苏达州圣保罗市的3M公司商购获得的含氟聚合物。合适的多层光学薄膜及相关设计和构造的其他细节可见于(例如)美国专利No. 5，882，774 (Jonza 等人)；No. 6，297，906B1 (Allen 等人);No. 6，531，230 (Weber 等人);No. 6，888，675B2 (Ouderkirk 等人)；以及美国专利申请公开 No. 2002/0031676A1 (Jonza 等人)和 US2008/0037127A1 (Weber)中。反射-透射表面可具有镜面反射或漫反射特性,或其可具有两者之间的某种反射特性。当反射-透射表面与开ロ相对设置时，反射-透射表面或另ー个反射表面可存在于腔体表面中除光学平滑表面和光源之外的其他表面上。例如，覆盖件可为局部反射的。一般来讲，希望使这种表面的面积和反射量达到最大以便增加注入到光导中的反射光的量。在一个实施例中，反射-透射表面存在于腔体中除光学平滑表面和覆盖件之外的基本全部表面上。覆盖件中的任何ー个或全部可为(例如)透明的、半透明的、反射性的、不透明的、或它们的组合。一般来讲，覆盖件进而相应腔体中的开ロ的取向使得它们在预期使用期间远离观察者的视线。例如，覆盖件中的任何ー个或全部可位于照明系统的相同侧，但对于多种应用而言这种方式可为不合需要的或甚至美学上不具吸引力的。覆盖件可由任何合适的材料制成，例如(如)金属、塑料、纤维板、弾性体或电路板。任选的光提取结构可用于将光在沿着光导长度方向的所需点处、以所需的强度水平从光导中提取出。光提取结构的多种类型是已知的，包括(例如)切口和凸起。光提取结构及其制造细节的实例可见于(例如)美国专利No. 5，432，876 (Appeldorn等人)和No. 6，863，428B2 (Lundin 等人 )；No. 6，033，604 (Lundin 等人)；No. 6，039，553 (Lundin 等人)；No. 6，077，462 (Lundin 等人)；No. 6，259，855 (Lundin) ；No. 6，367，941 (Lea 等人)；No. 6，379，592 (Lundin 等人)；No. 6，623，667 (Lundin) ；No. 6，863，428 (Lundin)；以及No. 7，052，168 (Epstein 等人)中。可任选地是，漫反射层也可设置在用于本发明的实践中的光导的芯和/或可选包层上。如果希望实现氖光或荧光照明外观，这些方式可为尤其适用的。示例性的漫反射层描述于(例如)美国专利No. 6，863，428B2 (Lundin等人)中。可使用任何合适的光源；然而如果需要紧凑尺寸，那么发光二极管(即，LED)和/或光纤为尤其适用的。光源可包括多个独特的光源，其可为相同的或不同的；例如，对应于各种颜色(例如，红-蓝-绿)。就光纤而言，可将多条光纤连接至具有足够功率的远距离设置的灯处，通过这种方式，与灯相关的噪音和设备可从观看照明系统的观察者的视线中隐藏。根据本发明的照明系统可用于(例如)建筑学应用(例如，隐蔽式照明、或代替荧光或氖光照明);标牌应用(例如，用作氖光型指示牌);以及用于交通工具照明(例如，拖车装饰照明、通道照明、船上照明、汽车照明和飞机照明)。例如，照明系统可用于汽车应用(例如沿后窗边缘或遵循后行李箱盖曲线的扰流器)中作为侧示阔灯、紧急事故灯、以及中置高位制动灯。根据本发明的照明系统可利用根据本发明的光导和光注入耦合器进行制造。现在參见图4，示例性的光注入耦合器400包括具有第一、第二和第三开ロ(421、422、423)的光学透射性壳体480以及在它们之间延伸的导管430。第一和第二开ロ 421、422中的每个具有可选的相应的箍451、452 (未示出)，并且适于在保持两者间的腔体420的同时来接合光导405a、405b的两个端部432、434。端部432、434能够引导相应于纵向方向490a、490b上的光。导管460具有反射-透射表面410，所述反射-透射表面是通过可选的多层光学薄膜412提供的、邻近腔体420并且与第三开ロ 423相対。如图所示，可选的多层光学薄膜412的大小和形状适合导管460和开ロ 421、422、423的尺寸，以使其平贴配合导管460。一般来讲，可选的多层光学薄膜412不会延伸超出存在的任何可选的箍451、452。端部432、434具有各自的光学平滑表面425a、425b,其在基本上垂直于各自纵向方向的方向上是对齐的。覆盖件430包括光源455 (此处示为LED)。覆盖件430通过螺丝钉485固定到光学透射性壳体480上并且邻近于同时封闭光学透射性壳体480的第三开ロ423。电连接至电线465的LED光源455与反射-透射表面410进行光通信，以使得从光源455发出的任何光的大部分被反射-透射表面反射(包括从邻近腔体的其他表面进行的任何后续再反射)并且注入到第一和第二端部432、434中，并且使得从光源455发出的任何光的少部分透射穿过所述反射-透射表面410以及光学透射性壳体480。光学透射性壳体可由任何合适的光学透射性材料制得，例如(如)玻璃；石英；诸如(例如)聚酷、聚酰胺、聚烯烃、苯こ烯聚合物(例如，聚苯こ烯、ABS塑料)之类的塑料、以及它们的组合。在一个示例性的实施例中，如图5所示,光学透射性壳体580包括通过铰链520柔性连接的第一和第二部分510、512。组装时，第一和第二部分510、512通过示为扣夹件530的机械紧固件彼此紧固。其他合适的机械紧固件包括铆钉、螺丝钉、夹钳、夹片、以及它们的组合。上文中弓丨用的所有专利和出版物的公开内容均全文以引用方式并入本文中。
在不偏离本发明范围和精神的前提下，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和更改，而且应该理解，本发明不仅限于本文所提供的示例性实施例。
权利要求
1.一种照明系统，包括 m个光导，所述m个光导能够在m个各自的纵向方向上引导光，所述m个光导中的每ー个各自包括芯以及两个光学平滑表面，所述光学平滑表面基本上垂直于所述m个各自的纵向方向分别对齐； η个腔体，所述η个腔体中的每ー个分别包括开ロ以及与所述开ロ相対的反射-透射表面，所述腔体邻近所述光学平滑表面中的两个；以及 η个覆盖件，所述η个覆盖件分别邻近所述η个腔体设置并且封闭所述η个腔体的所述开ロ，所述η个覆盖件分别包括与所述η个腔体各自的反射-透射表面进行光通信的η个光源，从所述η个光源发出的任何光的大部分通过所述η个腔体各自的反射-透射表面进行反射并且注入到所述m个光导中，并且从所述η个光源发出的任何光的少部分透射穿过所述η个腔体各自的反射-透射表面并且从所述照明系统中发出； 其中m和η独立地为至少是I的整数。
2.根据权利要求I所述的照明系统，其中m不小于η。
3.根据权利要求I所述的照明系统，m和η均为I。
4.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个腔体中的P个基本上容纳在P个各自相邻的光学透射性壳体内，透射穿过所述P个腔体各自的反射-透射表面并且从所述照明系统发出的任何光均穿过各自相邻的光学透射性壳体，P为小于或等于η的正整数。
5.根据权利要求I所述的照明系统，所述m个光导中的至少ー个包括光提取元件。
6.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个光源中的至少ー个包括发光二极管。
7.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个光源中的至少ー个包括多个发光二极管，所述多个发光二极管各自具有不同顔色。
8.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个光源中的至少ー个包括光学耦合到灯的光纤。
9.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个腔体中的至少ー个分别包括镜面反射性的反射-透射表面。
10.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个腔体中的至少ー个分别包括漫反射性的反射-透射表面。
11.根据权利要求I所述的照明系统，所述m个光导中的至少ー个分别包括柔性芯。
12.根据权利要求I所述的照明系统，所述m个光导中的至少ー个分别包括有机聚合物。
13.根据权利要求I所述的照明系统，所述m个光导中的至少ー个还分别包括位于其芯上的包层，所述包层与所述芯相比具有较低的折射率。
14.根据权利要求I所述的照明系统，所述η个腔体中的至少ー个具有各自的反射性的反射-透射表面，所述反射-透射表面延伸直至其相应的覆盖件以及相应光导的光学平滑表面。
15.—种光注入稱合器,包括 具有第一、第二和第三开ロ的光学透射性壳体； 在所述第一、第二和第三开ロ之间延伸的导管，所述第一和第二开口中的每ー个均适于在保持两者间的腔体的同时来接合至少ー个光导的至少两个端部，所述至少两个端部能够在至少第一和第二相应的纵向方向上引导光，所述导管具有邻近所述腔体并且与所述第三开ロ相対的反射-透射表面，并且所述至少两个端部各自具有基本上垂直于各自的纵向方向对齐的光学平滑表面； 包括光源的覆盖件，所述覆盖件固定到所述壳体上，并且设置成邻近于所述壳体的所述第三开ロ并封闭所述第三开ロ，所述光源与所述反射-透射表面进行光通信，其中从所述光源发出的任何光的大部分被所述反射-透射表面反射并且注入到至少第一和第二端部中，并且其中从所述光源发出的任何光的少部分透射穿过所述反射-透射表面以及所述光学透射性壳体。
16.根据权利要求15所述的光注入耦合器，所述反射-透射表面为镜面反射性的。
17.根据权利要求15所述的光注入耦合器，所述反射-透射表面为漫反射性的。
18.根据权利要求15所述的光注入耦合器，所述反射-透射表面包括多层光学薄膜。
19.根据权利要求15所述的光注入耦合器，所述光源包括至少ー个发光二极管。
20.根据权利要求15所述的光注入耦合器，所述光源包括多个发光二极管，所述多个发光二极管各自具有不同顔色。
21.根据权利要求15所述的光注入耦合器，其中所述光源包括光学耦合到灯的光纤。
22.根据权利要求15所述的光注入耦合器，所述光学透射性壳体包括通过铰链柔性连接的第一和第二部分，并且所述第一和第二部分进ー步通过至少一个机械紧固件彼此紧固。
23.根据权利要求15所述的光注入耦合器，所述第一和第二开口中的至少ー个包括各自的箍。
全文摘要
照明系统具有一个或多个能够引导光的光导，每个所述光导包括芯和两个光学平滑表面。邻近所述光学平滑表面中的两个的腔体具有开口以及与所述开口相对的反射-透射表面。具有光源的覆盖件邻近于并且封闭所述开口。从所述光源发出的任何光的大部分被所述腔体的反射-透射表面反射并且注入到所述光导中，并且从所述光源发出的任何光的少部分透射穿过所述腔体的反射-透射表面并且从所述照明系统发出。本发明还公开了光注入耦合器，其具有光学透射性壳体并且适用于耦合至少一个光导的端部从而制成照明系统。
文档编号F21V7/00GK102679270SQ20121013757
公开日2012年9月19日 申请日期2009年4月1日 优先权日2008年4月30日
发明者大卫·G·弗赖尔, 大卫·J·伦丁, 斯科特·D·格利克斯, 肯尼斯·A·爱泼斯坦 申请人:3M创新有限公司