光管的製作方法

2023-05-01 22:03:51

專利名稱：光管的製作方法
技術領域：
本發明涉及光管，尤其是涉及利用內部全反射的光管。
背景技術：
一般而言，光管是為了以較少的損失將從光源產生的光傳送到遠距離，或者將 裝飾用等功能性光有效地分配到較寬的區域而使用的光學部件，也被稱為光導管(light conduit)、導光管(light guide)或光管路(light tube)。上述光管的結構物由透明的聚合物構成，包括由細微的結構物進行結構化而成的 外面和具備對應於該外面的光滑的內面的管狀的壁。而且，上述結構化而成的外面由沿上 述光管的長度方向延長的多個相同形狀的線形稜鏡構成。上述光管通過內部全反射使在規定的角度範圍內入射到上述光管的光線行進，從 而使上述光線從上述光管的內部傳送到遠距離。

圖1至圖3是用於說明現有技術的光管的圖。圖1是表示根據現有技術的利用三角稜鏡的圓筒形光管中的光線路徑的剖視圖， 圖2是表示根據現有技術的利用三角稜鏡的光管中內側面為平面時的光線路徑的放大剖 視圖，圖3是表示根據現有技術的利用三角稜鏡的四角柱形光管中產生全反射的範圍的剖 視圖。參照圖1，就根據現有技術的利用三角稜鏡的圓筒形光管100而言，光源12位於橫 截面的中心。從上述光源12產生的光線14以放射形行進，並與上述圓筒形光管100的內 側面形成90°的角度。從而，上述光線14的入射角與上述內側面的法線所形成的角度為 0°而不發生折射，而是進入三角稜鏡16的內部。而且，進入上述三角稜鏡16的內部的光 線14在三角稜鏡面18進行內部全反射而改變路徑。重複這種過程，光在上述圓筒形光管 10的內部以較少的傳送損失進行傳送。此時，如果上述光源12位於偏離上述橫截面的中心的位置，則由於在上述三角稜 鏡面18未發生全反射，從而向外部射出的光線的量增多，傳送效率會降低。另外，下面說明根據現有技術的利用三角稜鏡的光管的內側面為平面時，不發生 全反射的範圍及其原因。參照圖2，光管內側面20的法線22和入射的光線14形成角度A的情況下，根據斯 涅耳定律，由下述的數學式1算出角度B。在這裡，η表示光管的折射率。數學式權利要求
一種光管，包括形成有長度方向的空心的主體部；以及在上述主體部的外表面上沿長度方向形成的多個稜鏡部，其特徵在於，上述稜鏡部包括橫截面為等腰直角三角形的反射部；以及配置在上述主體部和反射部之間的角度調節部。
2.根據權利要求1所述的光管，其特徵在於，上述角度調節部的橫截面是斜邊與上述主體部接觸，並且上述主體部和反射部之間的 頂角的大小根據光源的位置而決定的直角三角形。
3.根據權利要求1所述的光管，其特徵在於，上述角度調節部的橫截面是與上述主體部和反射部接觸的兩個邊的長度相同，並且上 述主體部和反射部之間的頂角的大小根據光源的位置決定的等腰三角形。
4.根據權利要求2或3所述的光管，其特徵在於，上述頂角的大小與從上述光源產生的光線平行於上述光管的橫截面行進併入射到上 述主體部的內側面而折射時的折射角的大小相同。
5.根據權利要求4所述的光管，其特徵在於， 上述頂角(G)滿足數學式G = arcsin(Sm^)， η在這裡，G表示上述頂角，η表示上述光管的折射率，E表示從上述光源產生的光線平行 於上述光管的橫截面行進併入射到上述主體部的內側面時的入射角。
6.根據權利要求4所述的光管，其特徵在於，上述光管還包括改變從上述光源產生的光的顏色的濾光部， 上述濾光部包括反射從上述光源產生的光線的反射鏡； 配置在上述反射鏡的前面，並具備一個以上的著色層的透光性的濾色器；以及 使上述濾色器旋轉的電機。
7.根據權利要求4所述的光管，其特徵在於， 上述空心形成為多角柱形狀。
8.根據權利要求7所述的光管，其特徵在於， 上述稜鏡部滿足數學式L = h tan[arcsin(n sin (G+k) -arcsin (η sinG) ]，(G = 0，k，2k，3k，·..，)， 在這裡，G表示上述頂角，L表示頂角為G的角度調節部所形成的主體部區間的長度， h表示從上述光源到向上述主體部的內側面的入射角為0°的部位的距離，η表示上述光管 的折射率，k表示任意的有理數。
9.根據權利要求4所述的光管，其特徵在於， 上述空心形成為圓柱形狀。
10.根據權利要求9所述的光管，其特徵在於， 上述稜鏡部滿足數學式[arcsin(rWSm(G + 眾))-arcsin(n sin(G + k))] - [arcsin(mS^n<^) - arcsin(n sinG)]L = Iw-^-^-』360(G = 0，k，2k，3k，…)，在這裡，G表示上述頂角，L表示頂角為G的角度調節部所形成的主體部區間的長度，r 表示上述空心的橫截面的半徑，η表示上述光管的折射率，k表示任意的有理數，h表示從上 述光源到向上述主體部的內側面的入射角為0°的部位的距離。
11.根據權利要求4所述的光管，其特徵在於，上述空心的橫截面是結合兩個相同的圓弧的圖形。
12.根據權利要求11所述的光管，其特徵在於， 上述稜鏡部滿足數學式
13.根據權利要求4所述的光管，其特徵在於，上述空心的橫截面是兩個相同的圓弧和兩個相同的直線分別面對而結合的圖形。
全文摘要
本發明涉及光管。本發明的光管包括形成有長度方向的空心(106)的主體部(102)、和在上述主體部(102)的外表面沿長度方向形成的多個稜鏡部(104)，上述稜鏡部(104)包括橫截面為等腰直角三角形的反射部(112)；配置在上述主體部(102)和反射部(112)之間，並且橫截面是根據光源的位置而決定頂角的大小、且將反射部(112)等腰直角三角形的斜邊作為底邊的直角三角形的角度調節部(114)。根據上述本發明，可克服只能將光源的位置設定在橫截面的中心的限制，可提高製作效率，光管的內側面除了圓筒形外，還可形成為多種形狀，通過應用於廣告牌及各種顯示裝置，可得到節電效果，具有可將光有效地傳送到遠距離的優點。
文檔編號G02B6/00GK101939674SQ200980104081
公開日2011年1月5日 申請日期2009年1月20日 優先權日2008年2月4日
發明者李康燻 申請人:李康燻