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CN102439357A - 具有增强光提取特征的线性光源 - Google Patents

具有增强光提取特征的线性光源 Download PDF

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CN102439357A
CN102439357A CN2010800236194A CN201080023619A CN102439357A CN 102439357 A CN102439357 A CN 102439357A CN 2010800236194 A CN2010800236194 A CN 2010800236194A CN 201080023619 A CN201080023619 A CN 201080023619A CN 102439357 A CN102439357 A CN 102439357A
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CN
China
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light guide
linear light
typical
linear
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乌达安·卡纳德
丁普尔·库里阿科斯
鲁比·罗摩普瑞音
萨内特·伽努
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I2iC Corp
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Abstract

公开一种具有增强光提取特征的线性光源。在一种实际应用中，有一个或多个反射面的线性光导是以减少偏转光的反射次数的方式进行定位。在另一种实际应用中，有非平行侧面的线性光源与特殊形状的反射体结合在一起。这种独特特征会促进线性光导的高效光提取。

Description

具有增强光提取特征的线性光源
本申请要求2009年3月23日在印度孟买申请的临时专利申请号为669/MUM/2009和2009年8月24日在印度孟买申请的临时专利申请号为1942/MUM/2009专利的权先权。
本发明的领域
本发明涉及光源，特别是涉及具有增强光提取特征的线性光源。
背景
此前已公开了由线性光导组成的光源。线性光导为其一维尺寸远大于另外两维尺寸的光导。由这些光导组成的光源具有嵌置在光导内的、会偏转或散射光的结构。
概要
公开一种具有增强光提取特征的线性光源。在一种实际应用中，有一个或多个反射面的线性光导是以减少偏转光的反射次数的方式进行定位。在另一种实际应用中，有非平行侧面的线性光源与特殊形状的反射体结合在一起。这种独特特征会促进线性光导的高效光提取。
根据附图和权利要求书中所指出情况来详细描述上述特征及其它优先特征(包括元件的实现及组合的详细情况)。不言而喻，此处所描述的具体方法和系统仅如图解所示，不受任何局限性。正如本领域的技术人员所理解的，在不超出本发明的范围的前提下，可将此处所描述的原理和特征应用于很多实例。
图纸的简要说明
本说明书中所包括的附图说明了目前的首选实例、上文中的一般性说明及下文中的详细说明，以解释本发明的原理。
图1A为典型线性光导的框图。
图1B为典型线性光源内的典型光线的路径图。
图1C为典型线性光源内的典型光线的路径的侧视图。
图2为典型线性光导的实例框图。
图3为典型反射体的侧视图的实例图。
图4为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图5为典型反射体的侧视图的实例图。
图6为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图7为典型线性光导的实例框图。
图8为典型反射体的侧视图的实例图。
图9为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图10为典型线性光导的实例框图。
图11为典型反射体的实例框图。
图12为典型线性光导的实例框图。
图13为典型反射体的实例框图。
图14为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图15为典型反射体的实例框图。
图16为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图17为典型线性光导的实例框图。
图18为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图19为典型线性光导的实例框图。
图20为典型反射体的实例框图。
图21为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图22为典型线性光导的实例框图。
图23为典型反射体的实例框图。
图24为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图25为典型线性光导的实例框图。
图26为典型反射体的实例框图。
图27为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图28为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图29为典型线性光导的实例框图。
图30为典型反射体的实例框图。
图31为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图32为典型线性光导的实例框图。
图33为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图34为典型线性光导的实例框图。
图35为典型反射体的实例框图。
图36为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图37为典型线性光导的实例框图。
图38为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图39为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图40为典型线性光导的实例框图。
图41为典型反射体的实例框图。
图42为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图43为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图44为典型线性光导的实例框图。
图45为典型反射体的实例框图。
图46为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图47为典型线性光导的实例框图。
图48为典型反射体的实例框图。
图49为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图50为典型线性光导的实例框图。
图51为典型反射体的横截面的实例框图。
图52为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图53为典型线性光导的实例框图。
图54为典型反射体的横截面的实例框图。
图55为典型线性光源内的典型散射光线的路径的侧视图的实例图。
图56为线性光源的实例图。
图57为线性光源的实例图。
图58为面光源的实例图。
图59为面光源的实例图。
图60为有一个光偏转器的光导的典型元件的实例图。
图61为具有不同浓度的光偏转粒子的典型光源的实例图。
图62为有两个光源的典型光源的实例图。
图63为有一个镜面光导的典型光源的实例图。
详细说明
公开一种具有增强光提取特征的线性光源。在一种实际应用中，有一个或多个反射面的线性光导是以减少偏转光的反射次数的方式进行定位。在另一种实际应用中，有非平行侧面的线性光源与特殊形状的反射体结合在一起。这种独特特征会促进线性光导的高效光提取。
术语表
反射体系为反射光的任何一种装置。镜面光反射体或镜子包括金属表面，分布布拉格反射体，混合反射体，全内反射体或全向反射体。漫射光反射体包括涂料，悬置的透明材料，染料等。
点光源系指从一个小区域发出光的光源，如，LED(发光二极管)，激光(受激辐射式光扩大)，可以充当点光源的灯丝。当从远处看时，或者当把光发射进一个非常大的物体内时，还可以把较小的线性光源或面光源(如下文所述)视为点光源。
线性光源系指从一个具有一维大尺寸的区域内发出光的光源。线性光源的形状可能为圆管状，方管状，或其它横截面的管状。线性光源的形状可能为具有特殊截面(如，多边形，弯曲，曲线形等)的棱柱状。
面光源系指从一个具有二维大尺寸的区域内发出光的光源。面光源至少会有一个发光的大表面。面光源可能会很薄，如，可能为薄板形。
光导系指在其内导光的物体。光导可能会包含其折射率大于周围材料折射率的透明材料，它通过全内反射来导光。光导还可能包含一个反射腔，它通过反射来导光。可以通过一些特征(如，偏转来自光导的光的光偏转器)来增强光导，使光导就会充当光源的作用。可以把光导放置在反射腔内，这样，光就会优先向某些方向发散去。可以把反射体紧挨着(中间留一个小气隙)光导表面、真空或低折射率材料放置，以促进光导表面处的全内反射。或者，反射腔的反射体可以在视角上与光导表面连续在一起。还可以把反射体直接放置在光导表面上。
光偏转器系指一种会使光导内传播的光发生偏转的元件。光偏转器可以为小的透明粒子或气泡，该小的透明粒子或气泡会通过折射、界线处的反射、粒子内部的漫射、散射或全内反射使入射在其上的光发生偏转。光偏转器可以为其折射率与周围介质的折射率不同的透明粒子。光偏转器可以为球形或非球形粒子。光偏转器可以为在相对于光导的特定方向上嵌入的非球形粒子。光偏转器可以改变光的波长。例如，光偏转器可能会包含光致发光材料。光偏转器可以为不规则形，小白点或几何形状，如，棱镜或透镜。
线性光导系指具有一维大尺寸的光导。
板形光导系指具有二维大尺寸的光导。
图1A为典型线性光导199的框图。线性光导199为具有正方形截面的立方体。来自光源的光可能会进入面111，穿过光导，射向面112。如果线性光导199包含光偏转器，则前行的光可能会碰到光偏转器，被从其它面(如，113和114)提取出来。
带光偏转器的线性光导会把光偏转到所需方向上，也可能会偏转到其它方向上。可以通过使光导在其它方向上发生反射来利用在这些方向上(而非所需方向上)散射的光。散射向线性光导反射壁的光会经历多次反射，并且可能会在其它散射过程提取它之前被吸收。
图1B为典型线性光源199内的典型光线107的路径图。线性光源199由具有正方形截面的线性光导101和其三个面上的反射体102组成。光偏转器(如，103)嵌在光导101内。由于光偏转器103的存在，典型入射光线107被散射开来，典型入射光线107在穿过光导101时被反射体102进行多次反射。由于碰到了光偏转器106，该光线作为光线105被从光导101的非反射面提取出来。
图1C为典型线性光源199内的典型光线108的路径的侧视图。光线108在穿过线性光导101的长边时，在离开非反射面之前，被反射体102进行多次反射。在一种实际应用中，光线108是因偏转器103的偏转而产生的，它还可能会因另一个散射过程而离开该光导。
光线的多次反射会使光线削弱，或者，在某些情况下，致使不能从光导上提取光线。大约会有50％的偏转光线会碰到这个问题。
图2为典型线性光导299的实例框图。线性光导299为具有正方形截面的棱柱。所描述的方向206为光提取的主要方向，即，有用光是在这个方向上提取的。例如，如果线性光源充当面光源的光源，则该线性光源会被安置在该面光源的边上，并且面光源的大面与光提取的主要方向206平行。线性光导299是以其部分长面(如，面205)与光提取的主要方向成45度夹角的方式进行定位。来自光源的光能够进入面201，穿过光导，射向面202。线性光导299包含光偏转器，这样，前行的光就可能会碰到光偏转器，会被从其它面(如，203和204)提取出来。被光偏转器偏转的大部分光(该光为在与线性光导299接近垂直的方向上被偏转的光)会从线性光导299发出。
图3为典型反射体399的侧视图的实例图。反射体399在一个方向上延伸，它有一个V形截面，即，反射体399为一个V形槽。
图4为典型线性光源499内的典型散射光线404的路径的侧视图的实例图。具有正方形截面的棱柱状线性光导401是以正方形截面的边与光提取的主要方向成45度夹角的方式进行定位的。V形反射体402覆盖了朝向底部的线性光导401的两边。典型光线404是因光偏转器403的偏转而产生的。从线性光导401折射出的光线404碰到反射体402并在内部被反射回去。反射线作为光线405穿出线性光导401。底部反射体的存在允许向下方向上传播的光得以恢复。由于没有其两个截面相互平行的反射体，偏转光所经历的弹回的次数就会减少。
图5为典型反射体599的侧视图的实例图。反射体599垂直延伸，即，反射体599有一个类似字母V并带两条垂直延伸线的截面。延伸部分可能相互平行或相互倾斜。
图6为典型线性光源699内的典型散射光线604的路径的侧视图的实例图。具有正方形截面的棱形线性光导601是以正方形截面的边与光提取的主要方向成45度夹角的方式进行定位的。紧挨线性光导601的两个底面放置的垂直延伸的V形反射体602也延伸至其它面。典型光线604是因光偏转器603的偏转而产生的。光线604在全内反射后在光导内因反射体602而发生反射，最后被反射体602的垂直延伸部分反射，在向上方向上从光导601射出。垂直延伸的反射体会以光从一个窄孔发出的方式帮助引导被提取的光，这样，较薄的面光导可能会与线性光导699高效地连接在一起。
图7为典型线性光导799的实例框图。线性光导799为具有矩形截面的棱形。线性光导799的窄面(如，面704)与朝向顶部和底部的宽面(如，面703)垂直。线性光导799的形状和定位会产生一个小的高度，从而在线性光导799的侧壁之间产生较少次数的内反射。来自光源的光能够进入面701，穿过光导，射向面702。由于线性光导799包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从其它面(如，面703)提取出来。
图8为典型反射体899的侧视图的实例图。反射体899有一个矩形截面，该矩形的长边朝向顶部和底部，矩形的顶边被去掉。
图9为典型线性光源999内的典型散射光线904的路径的侧视图的实例图。具有矩形截面的棱形线性光导901的三边被反射体902覆盖。典型光线904是因光偏转器903的偏转而产生的。从线性光导901折射出的光线904碰到反射体902并在内部被反射回去。反射线在碰到光偏转器906之前，由于反射体902的存在而在顶面和底面上出现全内反射，在侧面上出现反射，并可能会被偏转出光导901。由于其矩形截面，线性光导901降低的高度会使光在被提取出来之前在反射体902的反射次数减少。
图10为典型线性光导1099的实例框图。线性光导1099为具有矩形截面的棱形线性光导。线性光导1099的宽面(如，面1004)与面朝顶部和底部的窄面(如，面1003)垂直。线性光导1099的形状和定位允许线性光导1099顶部上的薄板形光导耦合。来自光源的光能够进入面1001，穿过线性光导1099，射向面1002。由于线性光导1099包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从其它面(如，面1003)提取出来。
图11为典型反射体1199的实例框图。反射体1199在一个方向上延伸，它有一个矩形截面，该矩形的短边朝向顶部和底部，而顶边被去掉。具有矩形截面的棱形线性光源可以被放置在反射体1199内。
图12为典型线性光导1299的实例框图。线性光导1299有一个三角形截面，该线性光导是以三个长面中的一个面朝向底部、而三个长边中的一个边朝向顶部的方式进行定位的。在一种实际应用中，顶部两个面的夹角为90度。来自光源的光能够进入面1201，穿过线性光导1299，射向面1202。由于线性光导1299包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从其它面(如，面1203和面1204)提取出来。在一种实际应用中，面1203和面1204之间的夹角为90度。在另一种实际应用中，该夹角为60度。
图13为典型反射体1399的实例框图。反射体1399在一个方向上延伸，它有一个不带顶边的正方形或矩形截面。
图14为典型线性光源1499内的典型散射光线1404的路径的侧视图的实例图。具有三角形截面的线性光源1401是以三角形的一个角朝上的方式进行定位的。线性光源1401放置在三面反射体1402内。反射体1402有一个不带顶边的正方形或矩形截面。典型光线1404是由于光偏转器1403的偏转而产生的。从线性光导1401折射出的光线1404碰到反射体1402，并作为光线1406在内部被反射回去。由于覆盖线性光导1401底壁的反射体1402的存在，光线1406进一步被反射，作为光线1405被反射出来。三面反射体1402有助于在向上方向上提取更多的光。尽管反射体1402可能有平行壁，但是，线性光导1401的相应面是非平行的，这就减少了光在反射体的平行面之间弹回的次数。
图15为典型反射体1599的实例框图。反射体1599在一个方向上延伸，它有一个反向漏斗形截面。换句话说，在实际应用中，该截面为短边被去掉、斜边与梯形的长边垂直并向梯形长边的反向延伸的梯形。
图16为典型线性光源1699内的典型散射光线1604的路径的侧视图的实例图。具有三角形截面的线性光导1601是以三角形的一个角朝上的方式进行定位的。线性光导1601放置在反向漏斗形反射体1602内。典型光线1604是因光偏转器1603的偏转而产生的。光线1604在离开光导之前在反射体1602上经历多次反射，在向上方向1605上被反射体1602的延伸部分反射。反射镜1602有一个较窄的开口，因此，光可能会被耦合进较窄的面光导。在一种实际应用中，反射体1602的斜边与线性光导1601的边平行。在另一种实际应用中，它们有着不同的斜面。
图17为典型线性光导1799的实例框图。线性光导1799有一个三角形截面，该光导是以三个长面中的一个面朝上、而三个长边中的一个边朝向底部的方式进行定位的。在一种实际应用中，底部与两个面的夹角为90度。来自光源的光能够进入面1701，穿过线性光导1799，射向面1702。由于线性光导1799包含光偏转器，所以，前行的光可能会遇光偏转器，被从面(如，面1703和面1704)提取出来。在一种实际应用中，两个斜面(底面)之间的夹角为90度。在另一种实际应用中，该夹角为60度。
图18为典型线性光源1899内的典型散射光线1804的路径的侧视图的实例图。具有三角形截面的线性光导1801是以三角形的一个角朝上的方式进行定位的。线性光导1801放置在V形反射体1802内。典型光线1804是因光偏转器1803的偏转而产生的。从线性光导1801折射出的光线1804碰到反射体1802，被在光导内部反射回去，最后作为光线1805射出。反射体的存在有助于在向上方向上提取更多的光。
图19为典型线性光导1999的实例框图。线性光导1999有一个直角三角形截面。线性光导1999是以形成直角的二个长面(如，面1903)中的一个面朝上的方式进行定位的。来自光源的光能够进入面1901，穿过线性光导1999，射向面1902。由于线性光导1999包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，面1903)提取出来。在实际应用中，斜面1904与平行面1903之间的夹角为30度，45度或60度。
图20为典型反射体2099的实例框图。反射体2099在一个方向上延伸，它有一个不带顶(短)边的直角三角形截面。反射体2099是以三角形截面的非直角的角中的一个角朝下的方式进行定位的。
图21为典型线性光源2199内的典型散射光线2104的路径的侧视图的实例图。具有直角三角形截面的线性光导2101是以形成直接角的两个长面中的一个面朝上的方式进行定位的。线性光导2101放置在正好安装在该光导周围的直角三角形反射体2102内。线性光导2101是因光偏转器的偏转而产生的。光线2104经历反射体2102的多次反射，最后作为光线2105从光导2101射出。光导2101和反射体2102的非平行边会使光线在被提取出来之前在反射腔内的反射次数减少。
图22为典型线性光导2299的实例框图。线性光导2299有一个梯形截面，它是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。朝向顶部的面比朝向底部的面大，非平行边中的一个边与平行边垂直。来自光源的光能够进入面2201，穿过线性光导2299，射向面2202。由于线性光导2299包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，面2203和面2204)提取出来。在一种实际应用中，斜面2204与底部水平面之间的夹角为90+180/n度，其中，n为大于2的整数。
图23为典型反射体2399的实例框图。反射体2399在一个方向上延伸，它有一个不带顶边的梯形截面。梯形的平行边朝向顶部和底部，其中，短边朝向底部。非平行边2301与平行边垂直。在一种实际应用中，斜边与底边之间的夹角为90+180/n度，其中，n为大于2的整数。
图24为典型线性光源2499内的典型散射光线2404的路径的侧视图的实例图。线性光导2401有一个梯形截面，它是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。朝向顶部的面比朝向底部的面大，非平行边中的一个边与平行边垂直。线性光导2401放置在正好安装在光导的三边底部周围的三边梯形反射体2402内。典型光线2404是因光偏转器2403的偏转而产生的。光线2404经历反射体2402的多次，作为光线2405从光导2401射出。光导2401内非平行面和小角度角会使光线在被提取出来之前在反射腔内的反射次数减少。
图25为典型线性光导2599的实例框图。线性光导2599有一个梯形截面。线性光导2599是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。朝向顶部的面比朝向底部的面大。来自光源的光能够进入面2501，穿过线性光导2599，射向面2502。由于线性光导2599包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，面2503和面2504)提取出来。在一种实际应用中，斜面(如，面2504)与底部水平面之间的夹角为90+180/n度，其中，n为大于2的整数。在另一种实际应用中，两个斜面与平行面之间的夹角相等。
图26为典型反射体2699的实例框图。反射体2699在一个方向上延伸，它有一个不带顶边的梯形截面。梯形的平行边(如，边2602)朝向顶部和底部，其中，短边朝向底部。在一种实际应用中，非平行边(如，边2601)与平行边2602之间的夹角为135度。在另一种实际应用中，该内角为90+180/n度，其中，n为大于2的整数。
图27为典型线性光源2799内的典型散射光线2704的路径的侧视图的实例图。线性光导2701有一个梯形截面，它是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。朝向顶部的面比朝向底部的面大。线性光导2701放置在正好安装在该光导三面底部周围的三边梯形反射体2702内。典型光线2704是因光偏转器2703的偏转而产生的。光线2704被反射体2702反射，作为光线2705从光导2701射出。光导2701内非平行边和小角度的角会使光线在被提取出来之前在反射腔内的反射次数减少。
图28为典型线性光源2899内的典型散射光线2804的路径的侧视图的实例图。线性光导2801有一个棱形的正方形截面。线性光导2801放置在梯形反射体2702内。典型光线2804是因光偏转器2803的偏转而产生的。从线性光导2801的边上射出的光线2804在被反射体2802反射后，在线性光导的边界处经历折射，作为光2805在向上方向上射出。
图29为典型线性光导2999的实例框图。线性光导2999有一个梯形截面。线性光导2999是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。朝向顶部的面比朝向底部的面小。朝向顶部的小面的布置允许朝向线性光导2999顶面的较薄的面光源耦合。来自光源的光能够进入面2901，穿过线性光导2999，射向面2902。由于线性光导2999包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，面2903和面2904)提取出来。在实际应用中，斜面(如，面2904)与顶部平行面2903之间的夹角为90+180/n度，其中，n为大于2的整数。
图30为典型反射体3099的实例框图。反射体3099在一个方向上延伸，它有一个不带顶边的梯形截面。梯形的平行边(如，边3002)朝向顶部和底部，其中，大边朝向底部，没有小边。
图31为典型线性光源3199内的典型散射光线3104的路径的侧视图的实例图。线性光导3101有一个棱形的梯形截面。线性光导3101安置在梯形反射体3102内。典型光线3104是因光偏转器3103的偏转而产生的。从线性光导3101的边上穿出的光线3104在被反射体3102反射后，在线性光导的边界处经折射，作为光线3106再次进入光导3101。光线3106在作为光线3105离开前可能会再次被反射体3102反射。在实际应用中，反射体3102的侧壁与底壁的夹角大于与线性光导3101侧壁的夹角。在实际应用中，斜面与反射体或光导的顶部平行面之间的夹角为90+180/n度，其中，n为大于2的整数。
图32为典型线性光导3299的实例框图。线性光导3299有一个五边形截面，该五边形是通过用三角形的两个对称边代替正方形的顶边而形成的。该截面形状允许向上前行的光被聚集在一个较窄的方位圆椎内。来自光源的光能够进入面3201，穿过线性光导3299，射向面3202。由于线性光导3299包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，3203和面3204)提取出来。在实际应用中，两个顶部斜面之间的夹角为360/n度，其中，n为大于2的整数。
图33为典型线性光源3399内的典型散射光线3304的路径的侧视图的实例图。线性光导3301有一个五边形截面，该五边形是通过用三角形的两个对称边代替正方形的顶边而形成的。线性光导3301放置在三面反射体3302内。典型光线3304是因光偏转器3303的偏转而产生的。光线3303被反射体3302反射，再次进入光导3301，然后从顶边的一条边射出。离开的光线3307被反射体3302的延伸部分反射，形成光线3305。在实际应用中，反射体壁的高度延伸至线性光源截面的最高点，或越出该最高点。
图34为典型线性光导3499的实例框图。线性光导3499有一个平行四边形截面。来自光源的光能够进入面3401，穿过线性光导3499，射向面3402。由于线性光导3499包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，面3403和面3404)提取出来。由于顶面是小面，所以较薄的面光源可能会与本实例相连接。
图35为典型反射体3599的实例框图。反射体3599在一个方向上伸延，它有一个不带顶边的平行四边形截面。
图36为典型线性光源3699内的典型散射光线3604的路径的侧视图的实例图。线性光导3601有一个平行四边形截面。线性光导3601放置在三面反射体3602内，该反射体3602也有一个平行四边形截面。典型光线3604是因光偏转器3603的偏转而产生的。光线3604被反射体3602反射，再次进入光导3601，然后作为光线3605从顶边中一条边离开。线性光导3604的面在角落处不是垂直的，这就减少了反射腔内的折射次数。用平行四边形来提供一个光输出的小表面，在此处可能会有效地实现薄的面光源耦合。
图37为典型线性光导3799的实例框图。线性光导3799有一个菱形截面。该菱形是以菱形的两个小内角朝向顶部和底部、其余两个大角朝向侧面的方式进行定位的。来自光源的光能够进入面3701，穿过线性光导3799，射向面3702。由于线性光导3799包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，面3703和面3704)提取出来。在实际应用中，顶部两个面之间的夹角为60度。
图38为典型线性光源3899内的典型散射光线3804的路径的侧视图的实例图。线性光导3801有一个菱形截面，该光导是以菱形的两个小内角朝向顶部和底部、其余两个大角朝向侧面的方式进行定位的。线性光导3801放置在V形反射体3802内。典型光线3804是因光偏转器3803的偏转而产生的。光线3804被反射体3802反射，再次进入光导3801，然后作为光线3805离开顶边的一条边。
图39为典型线性光源3999内的典型散射光线3904的路径的侧视图的实例图。线性光导3901有一个菱形截面，该光导是以菱形的两个小内角朝向顶部和底部、其余两个大角朝向侧面的方式进行定位的。线性光导3901放置在V形反射体3902内。典型光线3904是因光偏转器3903的偏转而产生的。光线3904从线性光导3901折射出，撞到反射体3902的延伸部分，作为光线3905在向上方向上射出。
图40为典型线性光导4099的实例框图。线性光导4099有一个非平行边向内弯曲的梯形截面。线性光导4099是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。朝向顶部的面比朝向底部的面大。来自光源的光能够进入面4001，穿过线性光导4001，射向面4002。由于线性光导4001包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，面4003和面4004)提取出来。
图41为典型反射体4199的实例框图。反射体4199在一个方向上延伸，它有一个不带顶边、非平行边向内弯曲的梯形截面。梯形的平行边(如，边4102)朝向顶部和底部，其中，小边朝向底部，没有大边。非平行边4101和4103向内弯曲。
图42为典型线性光源4299内的典型散射光线4204的路径的侧视图的实例图。线性光导4201有一个非平行边向内弯曲的梯形截面。线性光导4201是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。朝向顶部的面比朝向底部的面大。线性光导4201放置在紧挨着线性光导4201的侧面和底部安装的反射体4202内。典型光线4204是因光偏转器4203的偏转而产生的。光线4204在作为光线4205离开之前被反射体4202进行多次反射。向内弯曲的反射体4202会改变偏转光的方向，这样，大量光就不会在光导4201的顶面上发生内部反射。
图43为典型线性光源4399内的典型散射光线4304的路径的侧视图的实例图。线性光导4301有一个棱形的正方形或矩形截面。线性光导4301放置在带有向内弯曲侧面的三面反射体4302内。典型光线4304是因光偏转器4303的偏转而产生的。光线4304从光导折射出，被反射器4302反射，再次进入光导，作为光线4305射出。
图44为典型线性光导4499的实例框图。线性光导4499有一个类似梯形的、非平行边向内弯曲的截面。线性光导4499是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。朝向顶部的面比朝向底部的面小。顶部的小面允许线性光导4499顶部的较薄的面光导耦合。来自光源的光能够进入面4401，穿过线性光导4499，射向面4402。由于线性光导4499包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，面4403和面4404)提取出来。
图45为典型反射体4599的实例框图。反射体4599在一个方向上延伸，它有一个类似梯形的、不带顶边而非平行边向内弯曲的截面。梯形的平行边(如，边4502)朝向顶部和底部，其中，大边朝向底部，没有小边。非平行边4501和4503向内弯曲。
图46为典型线性光源4699内的典型散射光线4604的路径的侧视图的实例图。线性光导4601有一个非平行边向内弯曲的梯形截面。线性光导4601是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。朝向顶部的面比朝向底部的面小。线性光导4601放置在紧挨着该光导的侧面和底部安装的三面反射体4602内。典型光线4604是因光偏转器4603的偏转而产生的。光线4604在作为光线4605从光导射出之前会被反射体4602进行多次反射。
图47为典型线性光导4799的实例框图。线性光导4799有一个类似梯形的、非平行边向外弯曲的截面。线性光导4799是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。在实际应用中，朝向顶部的边比朝向底部的边小。来自光源的光能够进入面4701，穿过线性光导4799，射向面4702。由于线性光导4799包含光偏转器，所以，前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，面4703和面4704)提取出来。
图48为典型反射体4899的实例框图。反射体4899在一个方向上延伸，它有一个类似梯形的、不带顶边、非平行边向外弯曲的截面。梯形的非平行边(如，边4802)朝向顶部和底部，其中，大边朝向底部，没有小边。非平行边4801和4803向外弯曲。
图49为典型线性光源4999内的典型散射光线4904的路径的侧视图的实例图。线性光导4901有一个非平行边向外弯曲的梯形截面。线性光导4901是以两个平行面朝向顶部和底部的方式进行定位的。在实际应用中，朝向顶部的面比朝向底部的面小。线性光导4901放置在紧挨着该光导的侧面和底部安装的三面反射体4902内。典型光线4904是因光偏转器4903的偏转内产生的。由于反射体4902的存在，光线4904在作为光线4905从光导射出之前会经历多次反射。
图50为典型线性光导5099的实例框图。线性光导5099嵌装有光偏转器，它有两个非平行面5003和5005。其它两个侧面(5004和图中看不到的一个侧面)相互平行。这四个侧面一起构成线性光导5099的梯形截面。来自光源的光能够进入面5001，穿过线性光导5099，射向面5002。前行的光可能会碰到光偏转器，被从面(如，侧面5003和5004)提取出来。在实际应用中，侧面5003被用来把提取的光耦合进板形光导，侧面5005与图中看不见的侧面之间的夹角为30度或45度。由于线性光导5099有一个梯形截面，所以，耦合的宽度(即，侧面5003的宽度)比较小。
图51为典型反射体5199的横截面的实例框图。反射体5199在一个方向上延伸，它有一个一条非平行边缺失的梯形截面。现有的非平行面5101与反射体5199的平行面5102和5103并不垂直。
图52为典型线性光源5299内的典型散射光线5204的路径的侧视图的实例图。线性光源5299包含一个线性光导5201。线性光导5201有一个其中的一个非平行面5206与其平行面垂直的梯形截面。线性光导5201放置在正好安装在线性光导5201的三个面周围的三面梯形反射体5202内。只有面5206没有被反射体5202覆盖。典型光线5204是因光偏转器5203的偏转而产生的。光线5204被反射体5202反射，作为光线5205从光导5201射出。
图53为典型线性光导5399的实例框图。线性光导5399内嵌装着光偏转器，它有一个五边形截面。该五边形截面有两个长度不同的平行边5303和5306，较长的边5303朝向顶部。该截面还有两个长度不同的垂直边5304和5307，较长的边5307把两个平行边连接起来(形成两个角)，较短的边5304与较长的平行边5303的其余部分形成一个角。两个剩余部分(一部分来自较短的平行边5306，一部分来自较短的垂直边5304)通过第五条斜边5305连接在一起。这个五边图形还可以被描述为切掉一个角的矩形。来自光源的光能够进入面5301，穿过线性光导5399，射向面5302。前行的光可能会碰到光偏转器，被从侧面(如，侧面5308)提取出来。
图54为典型反射体5499的横截面的实例框图。反射体5499有一个带四条边的截面，除了朝向光提取主要方向的长平行边(顶边)缺失外，该截面与图53所示的线性光导5399的截面相似。
图55为典型线性光源5599内的典型散射光线5504的路径的侧视图的实例图。线性光源5599包含一个线性光导5501。线性光导5501有一个如图53中的线性光导5399所描述的截面。线性光导5501放置在正好安装在线性光导5501的四个面周围的反射体5502内。只有面5506没有被反射体5502覆盖。光线5504被反射体5502反射，作为光线5505从光导5501射出。
图56为线性光源5699的实例图。点光源5608把光发射到线性光导5601的一端。线性光导5601含有光偏转器，这些光偏转器会偏转该光导引导通过的光。部分偏转光作为照明光从线性光导5601发出。在一种实际应用中，点光源5608对面的线性光导5601的末端上或末端附近装着一个反射体，这样，射到该末端的光就会被反射回去，进入线性光导5601，而不被浪费。
在一种实际应用中，光偏转器是由光散射粒子制成的，这些粒子包含在线性光导5601内，粒子的浓度为当从其大面中的一个面的外部看去时，线性光导5601是透明的。这样，对外界光而言，线性光源5699就是一个透明光源。
在一种实际应用中，线性光源为具有特殊形状截面的棱镜。棱镜的截面面积越大，点光源就越大，能够把光射进线光源的点光源的功率就越大。同样，棱镜的截面面积越大，能够用来把离开线性光导的光反射回去的、与点光源相邻的反射体就越大。棱镜截面的水平伸展面越小，能够把光耦合进去的板形光导就越薄。除了视觉、成本和环境原因外，使用较薄的板形光导还能够使从外部进入的光更加透明。可以通过使用反射体(其顶部出光面比水平伸展面小)来使板形光导比棱镜截面的水平伸展面更薄。使用棱镜的非平行侧壁也很有好，因为，它会减少反射腔内光的反射次数。因此，较大的截面面积、较小的水平伸展面和非平行侧壁会增强来自线性光导的光的提取。
图57为线性光源5799的实例图。点光源5708和5709把光发射到线性光导5701的两端。线性光导5701内包含有光偏转器。
图58为面光源5899的实例图。线性光源5801把光发射到板形光导5810的一边。板形光导5810内包含有光偏转器，这些光偏转器会偏转该光导引导通过的光。部分偏转光作为照明光从板形光导5810发出。在一种实际应用中，线性光源5801对面的板形光导5810的边上或边附近装着一个反射体，这样，射到该边上的光就会被反射回去，进入板形光导5810，而不被浪费。在一种实际应用中，与线性光源5801附近的边相会的边上或这些边的附近装着反射体。
在一种实际应用中，光偏转器是由光散射粒子制成的，这些粒子包含在板形光导5810内，粒子的浓度为当从其大面中的一个面的外部看去时，板形光导5810是透明的。这样，对外界光而言，面光源5899就是一个透明光源。
另一端的光偏转器或可选性镜子可能会把在板形光导5810内前行的光发回到线性光源5801。透明线性光源很好，因为大部分光会被线性光源5801的反射体反射，再次进入板形光导5810。
图59为面光源5999的实例图。线性光源5901和5911把光发射到板形光导5910的两个对边上。板形光导5910内包含有光偏转器。
在另一端的光偏转器或线性光源可能会把前行的光发射到线性光源。这样，透明线性光源就很好。
图60为带一个光偏转器的光导的典型元件6099的实例图。元件6099为光源附近的光导末端的特定距离处的光导的小薄片。它的高度很小(除光导的其它尺寸外)。元件6099的光导可能为线性光导或面光导，相应地形成线性光源或面光源。
光源发出的、被元件6099前面的光导部分引导的光6000进入元件6099。部分光因光导内的光偏转器的存在而被分散开，作为照明光6002离开光导。其余光作为光6004继续射到下一个元件上。入射光6000的功率与照明光6002及继续前行的光6004的总功率相匹配。少部分被分散的照明光6002与入射光6000之比为元件6099的光分散性。元件6099的光分散性与元件6099的高度之比为元件6099的光分散密度。随着元件6099高度的降低，(该元件)的光分散密度趋于一个常数。元件6099的光分散密度与元件6099内的光偏转粒子的浓度有某种关系。这种关系在一定程度上接近于正比关系。如果知道元件6099的光偏转粒子的浓度，就可以估算出元件6099的光分散密度，反之亦然。
随着元件6099高度的降低，照明光6002的功率就会相应地减小。照明光6002的功率与元件6099高度之比(随着元件高度的降低，该比值趋于一个常数)就是元件6099处发光的功率密度。元件6099处发光的功率密度为光分散密度与入射光6000的功率的乘积。穿过元件6099的光的功率梯度为发出的功率密度的负数。这两个关系给出了一个微分方程：
dP/dh＝-qP＝-K
其中，
h为从光导的光源端到元件的距离；
P为被引导穿过元件的光的功率；
q为元件的光分散密度；
K为元件处发光的功率密度。
这个微分方程适用于散射光导的所有元件。在给出各个元件处的光分散密度的情况下，用这个方程来求解发光的功率密度。在给出发光的功率密度的情况下，还可以用这个方程来求解各个元件的光分散密度。要设计具有特殊发光功率密度的光源(作为光导的光源端距离的函数的发光功率密度)，就要用上述微分方程来计算光导的各个元件处的光分散密度。这样，就能计算出光导的各个元件处的光偏转粒子的浓度。
如果在光导中使用均匀的粒子浓度，则发光功率密度会随着距该端的距离而呈指数下降。可以通过选择粒子浓度来估算均匀的发光功率密度，这样，从光源近端到其对端的功率下降最小。要在减少功率损失的同时提高发光功率的非均匀度，就要让对端把光反射回光导。在可选择性实际应用中，另一个光源在其对端发光。
图61为具有不同浓度的光偏转粒子的典型光源6199的实例图。光偏转粒子6102的浓度在光导6104的光源端(光源6108附近)到其对端上从稀变密。
要实现均匀的照明，光发散密度和粒子浓度在光导上就必须是变化着的。光发散密度根据下列方程进行变化：
q＝K/(A-hK)
其中，
A为进入光导6104时的功率；
K为各个元件处的发光功率密度，对于均匀照明而言，它是一个常数(不受h的影响)。
如果光导6104的总高度为H，那么，H与K的乘积应小于A，即，总的发光功率应小于进入光导时的总功率，在这种情况下，上述解式就是可行的。如果进入光导时的全部功率都用于照明，则H与K的乘积等于A。在一种实际应用中，H与K的乘积只是略微小于A，这样，就只有少量功率被浪费，而且，光分散密度总是有限的。
图62为有两个光源的典型光源6299的实例图。使用两个光源6208和6209的话，光导6204内的光偏转粒子6202的浓度就不需要有太大变化。上文提出的微分方程可用来分别计算光源6208和6209的发光功率密度。这两个功率密度之和就是特殊光导元件处的总的发光功率密度。
可以根据下列方程，通过改变光分散密度来获得光源6299的均匀照明：
q＝1/sqrt((h-H/2)^2+C/K^2)
其中，
Sqrt为平方根函数；
^为求幂；
C＝A(A-HK)。
图63为有一个镜面光导的典型光源6399的实例图。使用镜面光导6304的话，光偏转粒子6302的浓度就不需要有太大变化。光导6304的顶端6310为镜面，这样，它就会把光反射进光导6304。
可以根据下列方程，通过改变光分散密度来获得光源6399的均匀照明：
q＝1/sqrt((h-H)^2+C/K^2)
其中，D＝4A(A-HK)。
公开了具有增强光提取特征的线性光源的形状。不言而喻，此处所描述的实际应用的目的是进行说明，不应视为对本发明所涵盖内容的限制。对本领域的技术人员来说，在不背离本发明的范围或精神前提下的各种修改、使用、替换、重新组合、改进和生产方法是显而易见的。

Claims (9)

1.一种装置，包括：
光源；
与光源相邻放置的光导，该光源包含多个光偏转器；
与光导相邻放置的偏转器，其特征在于，该偏转器会防止光在一些方向上从光导发出。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，偏转器至少有一对非平行壁。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，光导至少有一对非平行壁。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，光导为三角柱。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，光导为具有梯形截面的棱柱。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，光导为具有五边形截面的棱柱。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，光导为具有平行四边形截面的棱柱。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，光导为具有菱形截面的棱柱。
9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，光导为具有曲面四边形截面的棱柱。
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