專利名稱：光管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光管，尤其是涉及利用內(nèi)部全反射的光管。
背景技術(shù)：
一般而言，光管是為了以較少的損失將從光源產(chǎn)生的光傳送到遠(yuǎn)距離，或者將 裝飾用等功能性光有效地分配到較寬的區(qū)域而使用的光學(xué)部件，也被稱為光導(dǎo)管(light conduit)、導(dǎo)光管(light guide)或光管路(light tube)。上述光管的結(jié)構(gòu)物由透明的聚合物構(gòu)成，包括由細(xì)微的結(jié)構(gòu)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)化而成的 外面和具備對(duì)應(yīng)于該外面的光滑的內(nèi)面的管狀的壁。而且，上述結(jié)構(gòu)化而成的外面由沿上 述光管的長(zhǎng)度方向延長(zhǎng)的多個(gè)相同形狀的線形棱鏡構(gòu)成。上述光管通過(guò)內(nèi)部全反射使在規(guī)定的角度范圍內(nèi)入射到上述光管的光線行進(jìn)，從 而使上述光線從上述光管的內(nèi)部傳送到遠(yuǎn)距離。

圖1至圖3是用于說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的光管的圖。圖1是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的利用三角棱鏡的圓筒形光管中的光線路徑的剖視圖， 圖2是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的利用三角棱鏡的光管中內(nèi)側(cè)面為平面時(shí)的光線路徑的放大剖 視圖，圖3是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的利用三角棱鏡的四角柱形光管中產(chǎn)生全反射的范圍的剖 視圖。參照?qǐng)D1，就根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的利用三角棱鏡的圓筒形光管100而言，光源12位于橫 截面的中心。從上述光源12產(chǎn)生的光線14以放射形行進(jìn)，并與上述圓筒形光管100的內(nèi) 側(cè)面形成90°的角度。從而，上述光線14的入射角與上述內(nèi)側(cè)面的法線所形成的角度為 0°而不發(fā)生折射，而是進(jìn)入三角棱鏡16的內(nèi)部。而且，進(jìn)入上述三角棱鏡16的內(nèi)部的光 線14在三角棱鏡面18進(jìn)行內(nèi)部全反射而改變路徑。重復(fù)這種過(guò)程，光在上述圓筒形光管 10的內(nèi)部以較少的傳送損失進(jìn)行傳送。此時(shí)，如果上述光源12位于偏離上述橫截面的中心的位置，則由于在上述三角棱 鏡面18未發(fā)生全反射，從而向外部射出的光線的量增多，傳送效率會(huì)降低。另外，下面說(shuō)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的利用三角棱鏡的光管的內(nèi)側(cè)面為平面時(shí)，不發(fā)生 全反射的范圍及其原因。參照?qǐng)D2，光管內(nèi)側(cè)面20的法線22和入射的光線14形成角度A的情況下，根據(jù)斯 涅耳定律，由下述的數(shù)學(xué)式1算出角度B。在這里，η表示光管的折射率。數(shù)學(xué)式權(quán)利要求
一種光管，包括形成有長(zhǎng)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(zhǎng)度方向形成的多個(gè)棱鏡部，其特征在于，上述棱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(diào)節(jié)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光管，其特征在于，上述角度調(diào)節(jié)部的橫截面是斜邊與上述主體部接觸，并且上述主體部和反射部之間的 頂角的大小根據(jù)光源的位置而決定的直角三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光管，其特征在于，上述角度調(diào)節(jié)部的橫截面是與上述主體部和反射部接觸的兩個(gè)邊的長(zhǎng)度相同，并且上 述主體部和反射部之間的頂角的大小根據(jù)光源的位置決定的等腰三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光管，其特征在于，上述頂角的大小與從上述光源產(chǎn)生的光線平行于上述光管的橫截面行進(jìn)并入射到上 述主體部的內(nèi)側(cè)面而折射時(shí)的折射角的大小相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光管，其特征在于， 上述頂角(G)滿足數(shù)學(xué)式G = arcsin(Sm^)， η在這里，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(chǎn)生的光線平行 于上述光管的橫截面行進(jìn)并入射到上述主體部的內(nèi)側(cè)面時(shí)的入射角。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光管，其特征在于，上述光管還包括改變從上述光源產(chǎn)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(chǎn)生的光線的反射鏡； 配置在上述反射鏡的前面，并具備一個(gè)以上的著色層的透光性的濾色器；以及 使上述濾色器旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光管，其特征在于， 上述空心形成為多角柱形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光管，其特征在于， 上述棱鏡部滿足數(shù)學(xué)式L = h tan[arcsin(n sin (G+k) -arcsin (η sinG) ]，(G = 0，k，2k，3k，·..，)， 在這里，G表示上述頂角，L表示頂角為G的角度調(diào)節(jié)部所形成的主體部區(qū)間的長(zhǎng)度， h表示從上述光源到向上述主體部的內(nèi)側(cè)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(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光管，其特征在于， 上述空心形成為圓柱形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光管，其特征在于， 上述棱鏡部滿足數(shù)學(xué)式[arcsin(rWSm(G + 眾))-arcsin(n sin(G + k))] - [arcsin(mS^n<^) - arcsin(n sinG)]L = Iw-^-^-’360(G = 0，k，2k，3k，…)，在這里，G表示上述頂角，L表示頂角為G的角度調(diào)節(jié)部所形成的主體部區(qū)間的長(zhǎng)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(shù)，h表示從上 述光源到向上述主體部的內(nèi)側(cè)面的入射角為0°的部位的距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光管，其特征在于，上述空心的橫截面是結(jié)合兩個(gè)相同的圓弧的圖形。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光管，其特征在于， 上述棱鏡部滿足數(shù)學(xué)式
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光管，其特征在于，上述空心的橫截面是兩個(gè)相同的圓弧和兩個(gè)相同的直線分別面對(duì)而結(jié)合的圖形。
全文摘要
本發(fā)明涉及光管。本發(fā)明的光管包括形成有長(zhǎng)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(zhǎng)度方向形成的多個(gè)棱鏡部(104)，上述棱鏡部(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，并且橫截面是根據(jù)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(diào)節(jié)部(114)。根據(jù)上述本發(fā)明，可克服只能將光源的位置設(shè)定在橫截面的中心的限制，可提高制作效率，光管的內(nèi)側(cè)面除了圓筒形外，還可形成為多種形狀，通過(guò)應(yīng)用于廣告牌及各種顯示裝置，可得到節(jié)電效果，具有可將光有效地傳送到遠(yuǎn)距離的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B6/00GK101939674SQ200980104081
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者李康熏 申請(qǐng)人:李康熏