CN114846273A - 基于光波导的侧面照明组件、细长加强结构和容器 - Google Patents
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Abstract
一种基于光波导的侧面照明组件，其具有：细长的侧面发射光波导；围绕波导的光学保护涂层；细长的基座，波导经由光学保护涂层沿着细长的基座被纵向附着到所述细长的基座；在光学保护涂层和细长的基座之间并沿基座纵向延伸的反射器；以及细长的加强结构，其嵌入在细长的基座中，或者附着到细长的基座的外表面，并且沿着细长的基座纵向延伸。其他方面也被描述和要求保护。
Description
本专利申请要求2019年12月20日提交的并且题为“OPTICAL WAVEGUIDE-BASEDSIDE ILLUMINATING ASSEMBLY AND RECEPTABLE”的美国临时申请第62/952,065号和2019年12月20日提交的并且题为“OPTICAL WAVEGUIDE-BASED SIDE ILLUMINATING ASSEMBLYHAVING ELONGATED REINFORCING STRUCTURE”的美国临时申请第62/952,082号的较早提交日的权益。
本专利申请中描述的主题与题为“Waveguide apparatus for illuminationsystems”的公开的国际申请PCT/IB2012/000617、题为“Holder and Systems forWaveguide-Based Illumination”的PCT/IB2014/065386以及题为“Optical fiber lightsource with composite overcoating structure”的PCT/IB2016/057738中公开的材料有关。
本公开的一个方面是基于光波导的侧面照明组件和容器（receptacle），其在作为更大或更复杂的照明设备或系统的部件的制造期间保护组件并使其更易于处理。
背景技术
已知光纤将光信号从一个光纤端传到另一个光纤端，而无显著损耗。在其他情况下，光纤被设计成在基本上横向于光信号的传播方向的方向上泄漏光信号。这种效应通常是光（光信号）与光纤中集成散射结构的相互作用的结果，或者是特定光纤设计的结果。散射元件可以通过在拉制（draw）光纤时添加诸如杂质的元素，通过在光纤内加工孔，或者通过光纤的机械、激光或化学加工来实现。
在一些情况下，发光材料被集成在光纤芯材料内部、包层内部或覆盖光纤的外表面的涂层内部。发光材料部分地或完全地将传播波长转换成更低或更高的波长，从而产生期望的照明和波长，其来源于光纤的侧面。
上述照明方案可能需要由合适的波导支架来控制、调节或适应（accommodate），该波导支架符合波导（其可以是光纤）的侧表面，并且可以表现出选择的反射、吸收或透射特性，以便产生适当成形（shape）的侧面照明。涂了发光材料的光纤可以被嵌入支架的塑料外涂层结构中，该结构具有多边形底部部分，后者使得支架或波导支架组件作为整体能够被装配到更大或更复杂系统的匹配的键合（key）容器中。
发明内容
在几个方面中描述了照明装置，其可以在如何处理并且然后组装其元件、（机械地）加强侧面照明组件装置以及提供关于照明装置的状态的电和光信号的方面提供机械改进。
在一方面中，该装置具有容器，其中形成了细长凹槽，其中容器上有第一磁性部件，例如，嵌入容器中或附着到容器的表面，诸如限定细长凹槽的外表面。该装置还具有侧面照明组件，该组件包括：细长的侧面发射光波导；细长基座，波导被纵向附着到所述细长基座；以及基座上的第二磁性部件，例如嵌入细长基座中或附着到细长基座的表面，诸如最靠近容器的外表面的外表面。
位于容器上的第一磁性部件可以是一个或多个永磁元件，例如嵌入容器的表面中或附着于容器的表面并且可以沿容器的细长凹槽延伸或形成序列的条，嵌入容器中（例如分散在其中）的磁性颗粒，或嵌入容器的表面中或附着于容器的表面的电磁体。位于基座上的第二磁性部件可以是（沿着基座的长度）纵向延伸的至少一根铁磁性线、（沿着基座的长度）纵向延伸的永磁条、或者嵌入基座中的磁性颗粒，例如作为聚合物中磁性颗粒的复合物。
凹槽具有一定的横截面尺寸或形状，使得其能够在某个位置处将细长基座容纳在其中，然后通过容器上的第一磁性部件和基座上的第二磁性部件之间的磁吸引保持该位置。在其中第二磁性部件是一根或多根铁磁性线的情况下，这些用于增加侧面照明组件的机械强度，以及使能实现磁吸引，这有助于将侧面照明组件“自动”对准和固定到容器。一根或多根铁磁性线还可以用于从侧面照明组件的一端向其另一端传送模拟或数字电信号，例如数据信号、控制信号、电源或电源返回（power return），或者它们可以用作用于测量例如温度或应变的机械计量器。
在另一方面中，侧面照明组件包括：细长的侧面发射光波导；细长基座，波导被纵向连接到所述细长基座；以及细长加强结构，其纵向嵌入到基座的表面中或附着到基座的表面，并且用于机械加强侧面照明组件。代替将在基座上的磁性部件，可以提供细长的加强结构，并用于减小机械应力或热应力，所述机械应力或热应力否则在侧面照明组件的制造期间或者当侧面照明组件被处理（例如，弯曲）并装配到容器时可能出现。否则这样的应力可能损坏侧面照明组件的元件，例如损坏光波导、光波导上的任何涂层或反射器。替代地，除了在基座上的第二磁性部件之外，可以提供细长的加强结构，以便进一步机械地或热地加强基座。
细长加强结构可以是由聚合物或金属（例如线）制成的一根或多根柔性杆，其沿基座纵向延伸。在另一方面中，细长的加强结构可以是一根或多根光纤，并且这些光纤可以具有双重用途，以从侧面照明组件的一端向其另一端传送模拟或数字光学信号，例如数据信号或控制信号，或者它们可以用作应变或位置测量的机械计量器，诸如光纤布拉格光栅传感器。如果细长的加强结构是可以传送模拟或数字电信号的一根或多根线，或者它们可以用作机械计量器，以例如像热敏电阻那样测量温度，则这样的双重用途也是可能的。
上述发明内容不包括本公开的所有方面的详尽列表。考虑本公开包括可以从以上概括的各种方面的所有合适组合以及在以下具体实施方式中公开并且在与本申请一起提交的权利要求中特别指出的那些实施的所有系统和方法。这样的组合具有上述发明内容中未具体列举的特定优点。
附图说明
这里公开的各方面在附图的图中通过示例而不是通过限制的方式来说明，在附图中，相似的参考指示相似的元素。应当注意，在本公开中对“一”或“一个”方面的引用不一定是对相同的方面的引用，并且它们意味着至少一个。此外，给定的图可以用于说明本公开的多于一个方面的特征，并且对于给定的方面可能不需要图中的所有元素。
图1描绘了在基于侧面发射光波导的示例照明装置的横向平面中截取的横截面处的端视图。
图2是照明装置的俯视图，其还描绘了光电传感器（photo sensor）、光源和电检测器电路。
图3图示了光电传感器和光波导之间的耦合。
图4是在基于侧面发射光波导的另一个示例照明装置的横向平面中截取的横截面处的端视图。
图5是在基于侧面发射光波导的另一个示例照明装置的横向平面中截取的横截面处的端视图。
图6是在基于侧面发射光波导的又一示例照明装置的横向平面中截取的横截面处的端视图。
具体实施方式
现在参考附图解释本发明的几个实施例。每当实施例中描述的部分的形状、相对位置和其他方面没有被明确定义时，本发明的范围不仅限于所示的部分，所述部分仅仅用于说明的目的。此外，尽管阐述了许多细节，但是要理解，本发明的一些实施例可以在没有这些细节的情况下实施。在其他实例中，尚未详细示出公知的结构和技术，以免模糊对本描述的理解。
根据这里本公开的几个方面，并且现在参考图1，示出了示例照明装置的端视图，该端视图位于沿横向平面截取的横截面处。该照明装置包括侧面照明组件2，该侧面照明组件2包含被光学保护涂层15围绕的细长的侧面发射光波导9（例如，光纤），该光学保护涂层15在长度方向上是细长的，如在图2中所示的俯视图中最佳看到的那样。图2是示例，其是汽车前灯的部分，其中侧面照明组件2形成蛇形图案，该图案基本上位于如所示的平面内，从一个端部处的光源12延伸到另一个端部处的光电传感器11。光源12被配置成将光注入到波导9的一个端部中，该光变成传播光，该传播光在光源12的下游位置处沿着波导9的侧面从波导9向外耦合。这是照明光，该照明光然后穿过光学保护涂层15的外表面并从该外表面出射（如由图1中的波形箭头所描绘的那样）。光电传感器11检测进一步向下游（例如在波导9的另一端部处）传播的光。光电传感器11可以检测波导9的“末端处”的光，该波导9正在传播尚未从波导9的侧面发射出来作为预期照明的光。可以省略光电传感器11。
照明装置还包括其中形成了细长凹槽的容器4。容器4的外表面7限定了细长凹槽及其横截面形状。细长凹槽被尺寸设计（size）或成形为在其中容纳侧面照明组件2的基座10。该示例中的凹槽具有大致U形的横截面（在横向平面中截取），但是该横截面可以替代地为大致V形或者具有可以比U形或V形更复杂并且能够侧向支撑基座10的另一种大致多边形形状。在一个方面中，凹槽并且特别是其横截面可以与基座10的横截面键合（或与其匹配），使得基座10可以仅在一个取向（围绕波导9的中心轴）上被容纳在凹槽中。容器4可以由比基座10更硬的材料制成，使得基座10和侧面照明组件2作为整体可以被弯曲以符合凹槽的形状或纵向轮廓。这有助于将侧面照明组件和容器组装（到照明装置中）。容器可以由聚合物（例如塑料）、复合材料或金属制成，并且它可以是比也可以由聚合物制成的基座10更硬的材料。
第一磁性部件5可以被嵌入容器4中，或（在所示示例中）其可以被附着到限定细长凹槽的容器4的外表面7，或其可以被附着到容器的另一表面。在一个方面中，第一磁性部件5沿着细长凹槽纵向延伸，并且可以由一个或多个磁元件组成，所述磁元件诸如一个或多个永磁条，其形成序列或者以其他方式沿着凹槽的长度延伸。在图1中所图示的方面中，构成第一磁性部件5的一个或多个磁元件沿着容器4的U形横截面的底部定位。这与图4中所图示的方面形成对比，在图4中所图示的方面中，一个或多个磁元件（其构成第一磁性部件5）沿着U形横截面的侧面定位。
侧面照明组件2包括细长的侧面发射光波导9、波导9经由保护涂层15纵向附着到其的细长的基座10，以及第二磁性部件，在一个特定示例中，第二磁性部件由第一铁磁性线6a和第二铁磁性线6b组成。基座10可以由聚合物（例如塑料）制成。线6a、6b如所示嵌入细长基座10中，或者它们可以被附着到细长基座的外表面，并且在任一情况下都如所示纵向延伸。侧面照明组件2可以被装配或放置到容器4的凹槽中，并且然后通过第一磁性部件5和第二磁性部件之间的磁吸引在长度方向上被保持就位（in position）。换句话说，侧面照明组件2在长度方向上的移动受磁吸引约束。在所示的特定示例中，侧面照明组件2在宽度（侧向或横向）方向上被保持就位或被约束，因为基座10邻接凹槽的左侧壁和右侧壁。换句话说，侧面照明组件在宽度方向上的移动受基座10约束，基座10被尺寸设计和成形为紧靠凹槽的左侧壁和右侧壁。磁吸引使得侧面照明组件2在凹槽外部时能够在被引导到容器中之前在侧向方向上自由移动，在这一点上，可以依靠磁吸引“自动地”将侧面照明组件2进一步向下拉入到凹槽中，直到到达止挡件（stop）。在图中所示的示例中，该停止是在基座10的底部邻接凹槽的底部时。一旦处于该最终位置中，侧面照明组件2就通过磁吸引被纵向保持或约束。
铁磁性线6a、6b增加了侧面照明组件的强度，其中这样的加强可能降低否则在侧面照明组件的制造期间或在侧面照明组件被处理并装配到容器时可能出现的机械应力或热应力，该应力否则可能损坏侧面照明组件的元件，例如光波导、光波导上的任何涂层或反射器。此外，线6a、6b使得能够实现磁吸引，这有助于将侧面照明组件2“自动”对准并固定到容器。在下面描述的另外的方面中，铁磁性线6a、6b还可以从侧面照明组件的一端向其另一端传送模拟或数字电信号，例如数据信号、控制信号、电源或电源返回。
仍参考图1，在所示的特定示例中，第一磁性部件5包括或可以由一个或多个磁元件组成。铁磁性线6a、6b被磁性吸引到第一磁性部件5的一个或多个磁元件。在该示例中，第一铁磁性线6a定位在侧面照明组件2的垂直纵向中心平面14的左侧，而第二铁磁性线6b定位在垂直纵向中心平面14的右侧。垂直纵向中心平面14沿着侧面照明组件2纵向延伸（run）。线6a、6b的这种定位有助于有效利用基座10中的可用体积，并且还平衡磁吸引力。
在这里本公开的一个方面中，铁磁性线6a、6b是多用途的，以便也用作从侧面照明装置的一端到另一端的电路径，如下所述。铁磁性线中的每根从波导9的第一端部纵向连续延伸到波导9的第二端部，并且是导电的，并且因此能够传送电信号，诸如指示照明装置可能如何执行的“反馈信号”。更具体地，在第一端部中，如图2的示例中所看到的，可以添加光电传感器11（诸如光电二极管或光电晶体管），其被配置成检测波导9中的传播光。第一铁磁性线6a在一端处被耦合到光电传感器11的电端子，并且在另一端处被耦合到电检测器电路13。类似地，第二铁磁性线6b在一端处被耦合到光电传感器11的另一个电端子，并且在另一端处被耦合到电检测器电路13。电检测器电路可以是模拟比较器，或者它可以包括作为数字比较功能的部分的模数转换器，其将由光电传感器11产生并通过线6a、6b中的一条或多条传送的信号与一组一个或多个阈值进行比较。然后可以基于比较的结果采取一些动作。例如，电控制电路（未示出）可以被耦合到光源12，并且可以响应于电检测器电路13的输出（例如，由电检测器电路13进行的比较的结果）来控制光源将多少光注入到波导9中。例如，如果信号低于最小阈值，则侧面照明波导9的某些光学方面可能已经失效，在这种情况下，控制电路关闭光源12。如果信号高于最小阈值但低于中间阈值，则可能没有足够的侧面照明功率，在这种情况下，控制电路发信号通知光源12以增加其输出光功率。如果信号高于最大阈值，则可能有太多的侧面照明功率，在这种情况下，控制电路发信号通知光源12以降低其输出光功率。可以由铁磁性线6a、6b传送其他类型的模拟或数字电信号，例如，其中省略了光电传感器11但是由铁磁性线6a、6b传送的电信号由另一种类型的传感器或电信号生成电路产生。
与图1中所示的内容相比，更一般地，侧面照明组件2上的第二磁性部件可以是一根或多根（包括两根或更多根）铁磁性线，每根铁磁性线沿基座10纵向延伸。例如，可以只有单根铁磁性线，其可以沿垂直平面14居中，或者可以有三根线（例如，一根线在中心处，并且一根在左侧，并且一根在右侧，优选地相对于垂直平面14对称。在图1中未示出的另一个方面中，第二磁性部件可以是一个或多个磁元件，诸如永磁元件（嵌入在基座10中或附着到其表面），其形成序列或以其他方式沿着基座10纵向延伸。这样的解决方案还可以提供将由铁磁性线6a、6b提供的侧面照明组件2的机械加强的优点。在又一替代方案（图1中未示出）中，在侧面照明组件2上的第二磁性部件可以是电磁体（具有例如形成在基座10中的线圈），或者它可以是分散在基座10中的磁性颗粒，诸如其中基座10由聚合物中的磁性颗粒的复合物制成。
关于容器4上的第一磁性部件5，其可以是嵌入容器4中或附着到其表面（例如外表面7）的一个或多个磁元件，例如形成序列或以其他方式沿基座10纵向延伸。一个或多个磁元件可以是永磁元件，或者它们可以是电磁体。在又一个方面中，第一磁性部件5可以是嵌入容器4中（例如分散在其中）的磁性颗粒。
应注意，虽然图1将侧面照明组件2示出为由附着到基座10的光学保护涂层15组成，但那两个元件可以由相同的材料制成，例如透明聚合物，并可以诸如通过挤压工艺一体形成为一个件。这可以以另一种方式来看待，因为基座10是光学保护涂层15的延伸，其装配到容器4的凹槽中，或者细长的加强结构20被嵌入光学保护涂层的外表面中或被附着到光学保护涂层的外表面。
现在参考图4，这是在另一个示例照明装置的横向平面中截取的横截面处的端视图，该示例照明装置也基于侧面发射光波导9。上面描述的图1的元件中的所有的布置和变化适用于图4中所示的相同参考元件，且上面结合图2和图3描述的任何方面也适用于图4中所说明的方面，除了以下方面。这里，第一磁性部件5包括一个或多个磁元件，所述磁元件沿着（容器4的）U形横截面的侧面而不是沿着底部定位。此外，第一铁磁性线6a现在位于基座10的水平纵向平面17上方（其当然是侧面照明组件2的部分），而第二铁磁性线6b位于水平纵向平面17下方。与图1中看到的水平或平坦布置相比，这可以被称为线6a、6b的垂直或堆叠布置。垂直布置相对于水平布置可能具有一些优点，因为线6a、6b的直径可以选择得更大（对于相同宽度的基座10），同时具有更大的稳定性和取向可调性。还要注意，在图4中，如所示的那样，第一磁性部件5被部分地嵌入容器中。替代方案包括完全嵌入部件5（例如，在表面7之下），或者将部件附着到表面7，使得其完全位于容器4之外，如图1中所看到的那样。
现在转到图5，这是在另一示例照明装置的横向平面中截取的横截面处的端视图。该图中示出了几个方面。在一个方面中，细长的加强结构20位于基座10上，例如嵌入细长的基座10中，如所示的那样，或者替代地附着到细长的基座10的外表面。细长的加强结构20被视为沿着细长基座10纵向延伸，并且可以是铁磁性线6a、6b的补充或替代。换句话说，在图5中所示的内容的一个变型中，从侧面照明组件2中省略了铁磁性线6a、6b（作为上面结合图1描述的第二磁性部件的示例）。这是可能的，因为细长的加强结构20可以被设计成通过其自身机械地加强侧面照明组件（而不依赖于由铁磁性线6a、6b提供的附加的加强）。这样的加强可以减少机械或热应力，否则所述应力可能在所示的侧面照明组件2的制造期间出现，或者当侧面照明组件被处理和装配到容器4时，所述应力否则可能损坏侧面照明组件的元件，例如光波导9、光学保护涂层15、光波导上的任何其他涂层，诸如下面描述的发光层8，或者下面也描述的反射器16。
细长的加强结构20可以是沿基座10纵向延伸的一根或多根柔性杆。如图5的示例中所看到的，有两根杆，所述杆分别对称地定位到沿基座10纵向延伸的垂直纵向中心平面14的左侧和右侧。然而，更一般地，在基座10上可以有这样的杆中的一根或多根。杆可以是光纤、复合杆、金属杆（线）或由聚合物制成的杆。在光纤的情况下，杆可以是双重用途的（除了向组件2提供机械强度之外），以从侧面照明组件2的一端沿着其长度且向其另一端传送模拟或数字光学信号，例如数据信号、控制信号，或者是诸如用于应变测量或用于位置或取向测量的机械计量器的部分，例如光纤布拉格光栅传感器。如果细长的加强结构20是一根或多根线（例如，其可以传送模拟或数字电信号或用作机械计量器的部分，诸如用于进行温度测量或应变测量），这种双重用途也是可能的。
上面结合图1-4给出的大部分描述适用于图5中出现的类似元件，包括基座10和光学保护涂层15。例如，图5的示例中的光学保护涂层15可以与基座10和嵌入其中的细长的加强结构20共挤出（co-extruded）。但是图5还描绘了用于将光学保护涂层15附着到基座10的另一种方法，即通过使用粘合层18（例如，胶水）将两者彼此粘合（bond）。该粘合操作可以跟随分离的操作，其中光学保护涂层15形成在波导9的外表面上或者发光层8的外表面上。这里注意，在其中如所示要包括反射器16的情况下，在将反射器16的相对面经由粘合层18粘合到基座10之前，反射器16的一个面可能已经在分离的操作中被固定到保护涂层15的外表面。
现在参考图6，示出了本公开的另一方面，其特征为细长的加强结构20。在这种情况下，结构20被添加到类似于图1中所示的侧面照明组件2的侧面照明组件2的版本的基座10，其中铁磁性线6a、6b被平放（而不是如图4和图5中那样堆叠）。图5中所示的方面的一些优点也出现在图6中，即“涂层波导”（波导9、可选发光层8和光学保护涂层15的集成组合）可以与基座10分离地形成，并且然后可以经由粘合层18（例如使用胶水）粘合到基座10。这导致照明装置（侧面照明组件2和容器4）由于磁吸引而更易于从取向和位置的角度组装，并且由于增加了细长的加强结构20而在机械的方面中更稳定和更坚固。给定图6中使用的相同参考数字，上面结合图1描述的变型（例如，关于容器4上的第一磁性部件5的变型，以及关于基座10上的第二磁性部件的变型）也适用于图6中所示的方面。
在所有的上述方面中，并且例如现在参考图1，侧面照明组件2可以进一步包括围绕波导9的发光层8和保护涂层15与基座10之间的反射器16。这种组合产生如下的侧面照明。波导9可以是具有芯和包层的光纤，并且其中初级传播光由光源12产生，所述光源12例如激光器或耦合到光纤的发光二极管（LED）。初级光沿着光纤的中心纵轴在如所示的下游方向上传播，直到它通过光纤的侧面被散射区（例如，形成在光纤的芯中）散射出光纤。注意，光源12可以远离照明空间（其由侧面照明组件照明）定位，因为来自光源的初级光可以经由通过光纤的上游部分的传播被有效地递送到散射结构。散射辐射或外耦合光以定向方式（形成具有低于360°的径向跨度的光锥或光瓣）或者以各向同性或全向方式（在光纤周围以相等的强度辐射）发生在基本上横向于光纤的纵轴的方向上。可以产生这样的结果的散射区域的示例可以在2012年3月28日提交的国际专利申请第PCT/IB2012/000617号（WAVEGUIDE APPARATUS FOR ILLUMINATION SYSTEMS）中找到。在其中定向侧面发射尤其有效的情况下，可以省略反射器16。可以替代地使用其他类型的侧面发射光纤。
光纤已在其上形成发光层8，所述发光层8可以是形成在波导9的外表面上并且由光致发光材料制成的涂层，该光致发光材料在初级传播光到次级光时执行波长转换，以产生包括具有与初级光不同的波长的次级光的侧面发射光。如与初级光相比，所得到的侧面发射光可以表现出更宽的光谱，例如由未被吸收的初级光和次级光的组合产生的白光。替代地，可以选择层8中的光致发光材料和初级光的波长，使得非常少的初级光留下未被吸收（例如如由光电传感器11检测到的），导致从光纤中出射的侧面发射光由次级光（例如红光或红外光）支配（dominated）。
在另一方面中，因为光致发光材料已直接结合到波导9中，或其已被定位在侧面照明组件2的外部，所以不存在作为形成在波导的外表面上的涂层的发光层8。在又一方面中，在波导9内部或作为外部涂层不存在光致发光材料，使得来自侧面照明组件2的侧面发射光全部是初级光。
光源12可以是具有一个或多个发射器的任何合适的辐射源。源可以具有不相干的、相对宽的光谱，诸如来自放电灯或发光二极管LED的光谱。它也可以是有机发光二极管（OLED）或基于量子点（quantum dots）的源。或者，源可以替代地是相干的、尖锐光谱的光源，诸如发射单波长（这里也称为准单波长）的激光器，或者它可以是多个单波长激光器。源不限于光谱的特定部分。示例包括基本上在光谱的紫外、可见或红外部分中发射的源。
光纤可以是任何合适的光纤，诸如单包层光纤、多dad光纤、光子晶体光纤或微结构光纤。光纤可以是无源的，即光沿着光纤基本上以相同的波长传播，或者它可以是有源的，即传播光被光纤芯、包层内部或光纤的涂层（例如图1中所示的发光层8）内部实现的发光物质或材料部分或全部转换。）
在又一方面中，光纤可以由另一合适的波导替换，诸如具有心介质但无包层的光导管，例如透明棒。
散射结构可以是在波导的制造期间（例如，在光纤的拉制期间）直接集成的颗粒、杂质或孔。散射结构可以是连续或不连续的激光诱导结构；这些可以通过将外部强激光应用于波导中的选择的位置来形成。通过调整外部加工激光器的焦点、强度和位置，可以选择沿着和跨（横向于）波导中被引导的光传播方向（纵轴）的散射结构的位置、形状、尺寸、散射强度、倾斜或取向以及周期性。具体地，这些参数可以适于获得期望的辐射图案。散射结构也可以是在光纤包层上化学或机械加工的机械抽头。
在另一个实施例中，外耦合光可以遵循波导9中的传播的泄漏模式。泄漏模式可能由于传播光与光纤波导的折射率中的变化（诸如梯度）或光纤的半径或几何形状中的变化（例如，所述变化可能在拉制光纤时已经引起）的相互作用而发生。
可以在波导本身内或发光层8内的发光或光致发光物质或材料可以是吸收特定波长的光并作为响应以另一波长重新发射光的任何材料。例如，这些材料可以是一种或几种以较长波长重新发射光的磷光体（下转换磷光体）或以较短波长重新发射光的磷光体（上转换磷光体）。这些物质也可以是一种或几种类型的量子点。在一个方面中，光致发光材料的添加被设计成有效地产生适用于照明用于质量检查的样本的白色照明光，其中白光是已经被波长转换成“次级”光的散射和外耦合的“初级”光加上没有被波长转换的初级外耦合光的任何部分的组合。
保护涂层15和基座10一起将光纤保持就位，并可以允许组件被夹住。在一个方面中，基座10和光学保护涂层15可以由相同的材料制成，所述材料例如透光聚合物，例如透明聚合物。基座10和保护涂层15（其围绕光波导9，并且如果使用的话，围绕发光层8）可以被共挤出，以便由此一起形成为一体件，其中反射器16（如果选择包括的话）被嵌入在基座和光学保护涂层15之间。替代地，例如如图5中所看到的，可以使用将保护涂层15或反射器16粘合到基座10的粘合层18（例如胶水）。
光学保护涂层15可以发挥积极作用，即直接或间接影响照明图案的形状、光谱和/或偏振及其空间分布。在另一个实施例中，保护涂层15的部分可以由吸收性材料制成，使得它选择性地抑制或阻挡外耦合光的一部分或多部分（即，在空间意义上）。替代地，吸收材料可以被设计成选择性地抑制或阻挡外耦合光的光谱的一部分，使得例如所得到的照明图案仅包含选择的波长或颜色。这可以通过反射器16与外耦合光的反射相结合。
反射器16可以部分或全部地由反射材料或漫射材料制成，使得其扩散或重新定向外耦合光的一部分，或外耦合光的光谱的一部分，其从波导9的侧面中散射出来，如例如图1中所示。
虽然已在附图中描述和示出了某些实施例，但是要理解，这样的实施例仅仅是对宽泛的发明的说明而非限制，并且本发明不限于所示和所描述的特定构造和布置，因为对本领域中的普通技术人员来说各种其他修改可以发生。因此，本描述要被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (42)
1.一种基于光波导的侧面照明组件，包括：
细长的侧面发射光波导；
围绕波导的光学保护涂层；
细长的基座，波导经由光学保护涂层沿着细长的基座被纵向附着到所述细长的基座；
位于光学保护涂层和细长的基座之间并沿着基座纵向延伸的反射器；以及
细长的加强结构，其嵌入在细长的基座中，或者附着到细长的基座的外表面，并且沿着细长的基座纵向延伸。
2.根据权利要求1所述的侧面照明组件，进一步包括将保护涂层或反射器粘合到基座的粘合层。
3.根据权利要求1-2中的任一项所述的侧面照明组件，其中所述基座和所述保护涂层由相同的材料制成。
4.根据权利要求1-2中的任一项所述的侧面照明组件，其中所述基座和所述保护涂层是不同的材料的。
5.根据权利要求1-2中的任一项所述的侧面照明组件，其中不存在细长的基座。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的侧面照明组件，其中，所述细长的加强结构包括沿着所述基座纵向延伸的第一柔性杆。
7.根据权利要求6所述的侧面照明组件，其中，所述细长的加强结构包括沿着基座纵向延伸的第二柔性杆，第一柔性杆和第二柔性杆分别对称地定位在纵向延伸的垂直纵向中心平面的左侧和右侧。
8.根据7所述的侧面照明组件，其中第一柔性杆和第二柔性杆是光纤。
9.根据权利要求1和3-8中的任一项所述的侧面照明组件，其中，所述基座和所述光学保护涂层由一种或多种聚合物制成并且被共挤出。
10.一种基于光波导的侧面照明组件，包括：
细长的侧面发射光波导；
围绕波导的细长的光学保护涂层；以及
细长的加强结构，其嵌入在光学保护涂层中，或者附着到光学保护涂层的外表面，并且沿着光学保护涂层纵向延伸。
11.根据权利要求10所述的侧面照明组件，其中，所述细长的加强结构包括纵向延伸的第一柔性杆。
12.根据权利要求11所述的侧面照明组件，其中，所述细长的加强结构包括纵向延伸的第二柔性杆，所述第一柔性杆和所述第二柔性杆分别对称地定位在沿着所述侧面照明组件纵向延伸的垂直纵向中心平面的左侧和右侧。
13.根据12所述的侧面照明组件，其中第一柔性杆和第二柔性杆是光纤。
14.根据权利要求10-13中的任一项所述的侧面照明组件，进一步包括嵌入在所述光学保护涂层的外表面中或附着到所述光学保护涂层的外表面的磁性部件。
15.根据权利要求14所述的侧面照明组件，其中所述磁性部件包括嵌入在所述光学保护涂层中或分散在所述光学保护涂层中的磁性颗粒。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的侧面照明组件，其中所述磁性部件和容器上的另一磁性部件之间的磁吸引将所述光学保护涂层保持靠着所述容器。
17.一种照明装置，包括：
其中形成了细长凹槽的容器；
容器上的第一磁性部件；以及
侧面照明组件，其包括
细长的侧面发射光波导，
细长的基座，波导被纵向附着到所述基座，以及
基座上的第二磁性部件，
细长凹槽被尺寸设计为在由第一磁性部件和第二磁性部件之间的磁吸引保持的位置处将细长基座容纳在其中。
18.根据权利要求17所述的照明装置，其中，第一磁性部件包括嵌入在所述容器中或附着到所述容器的表面的一个或多个磁元件，并且所述第二磁性部件包括沿着所述基座纵向延伸的一条或多条铁磁性线。
19.根据权利要求18所述的照明装置，其中，所述一个或多个磁元件是一个或多个永磁体。
20.根据权利要求18所述的照明装置，其中，所述第二磁性部件包括第一铁磁性线和第二铁磁性线，第一铁磁性线和第二铁磁性线两者都从所述波导的第一端部纵向连续延伸至所述波导的第二端部。
21.根据权利要求20所述的照明装置，进一步包括：
光电传感器，其被配置成检测波导的第一端部中的传播光；以及
电检测器电路，
其中第一和第二铁磁性线在一端处被耦合到光电传感器的第一和第二电端子，并且在另一端处被耦合到电检测器电路。
22.根据权利要求21所述的照明装置，进一步包括：
光源，其被配置为将光注入到波导的第二端部中；以及
耦合到光源的电控制电路，用于控制由光源将多少光注入到波导中。
23.根据权利要求20所述的照明装置，进一步包括电检测器电路，所述电检测器电路在所述波导的第二端部处被耦合到第一和第二铁磁性线，以使用第一或第二铁磁性线作为机械计量器来测量温度或应变。
24.根据权利要求17所述的照明装置，进一步包括：
光电传感器，其被配置成检测波导的第一端部中的光；以及
电检测器电路，
其中所述第二磁性部件包括第一铁磁性线和第二铁磁性线，每个铁磁性线从所述波导的第一端部纵向连续延伸到所述波导的第二端部，
第一铁磁性线的一端被耦合到光电传感器的第一电端子，
第二铁磁性线的一端被耦合到光电传感器的第二电端子，
在波导的第二端部处的第一铁磁性线的另一端被耦合到电检测器电路，以及
在波导的第二端部处的第二铁磁性线的另一端被耦合到电检测器电路。
25.根据权利要求24所述的照明装置，进一步包括：
光源，其被配置成将光注入到波导的第二端部中；以及
耦合到光源的电控制电路，用于响应于电检测器电路的输出，控制由光源将多少光注入到波导中。
26.根据权利要求17-25中的任一项所述的照明装置，其中，所述凹槽具有在横向平面中截取的大致U形或V形的横截面。
27.根据权利要求26所述的照明装置，其中，所述容器上的第一磁性部件包括沿着U形或V形横截面的底部定位的一个或多个磁元件。
28.根据权利要求20-27中的任一项所述的照明装置，其中，第一铁磁性线被定位在所述侧面照明组件的垂直纵向中心平面的左侧，并且第二铁磁性线被定位在所述垂直纵向中心平面的右侧。
29.根据权利要求20-27中的任一项所述的照明装置，其中，第一铁磁性线被定位在所述侧面照明组件的水平纵向平面上方，并且第二铁磁性线被定位在所述水平纵向平面下方。
30.根据权利要求27-29中的任一项所述的照明装置，其中，一个或多个磁元件是一个或多个永磁条。
31.根据权利要求17-30中的任一项所述的照明装置，其中，所述侧面照明组件进一步包括：
围绕波导的发光层；
围绕发光层的光学保护涂层；以及
在光学保护涂层和基座之间的反射器。
32.一种基于光波导的侧面照明组件，包括：
细长的侧面发射光波导；
细长的基座，波导被纵向附着到所述细长的基座；以及
磁性部件，其嵌入在所述细长的基座中，或者附着到所述细长的基座的表面，并且沿着所述细长的基座纵向延伸。
33.根据权利要求32所述的侧面照明组件，其中，所述磁性部件包括沿着所述基座纵向延伸的第一铁磁性线。
34.根据权利要求33所述的侧面照明组件，其中，所述磁性部件包括第二铁磁性线，并且其中第一和第二铁磁性线从所述波导的第一端部纵向连续延伸至所述波导的第二端部。
35.根据权利要求34所述的侧面照明组件，进一步包括
光电传感器，其被配置成检测波导的第一端部中的传播光，第一和第二铁磁性线在一端处被耦合到光电传感器的第一和第二电端子。
36.根据权利要求34或35所述的侧面照明组件，进一步包括：
电检测器电路，第一和第二铁磁性线在另一端处被耦合到电检测器电路。
37.根据权利要求36所述的侧面照明组件，进一步包括：
光源，其被配置成将光注入到波导的第二端部中；以及
耦合到光源的电控制电路，用于控制由光源将多少光注入到波导中。
38.根据权利要求32-37中的任一项所述的侧面照明组件，其中所述基座具有在横向平面中截取的多边形横截面。
39.根据权利要求34-38中的任一项所述的侧面照明组件，其中，第一铁磁性线被定位在所述侧面照明组件的垂直纵向中心平面的左侧，并且第二铁磁性线被定位在所述垂直纵向中心平面的右侧。
40.根据权利要求34-38中的任一项所述的侧面照明组件，其中，第一铁磁性线被定位在所述侧面照明组件的水平纵向平面上方，并且第二铁磁性线被定位在所述水平纵向平面下方。
41.根据权利要求32-40中的任一项所述的侧面照明组件，进一步包括：
围绕波导的光学保护涂层；以及
连接到光学保护涂层的外表面并且在光学保护涂层和基座之间的反射器。
42.根据权利要求41所述的侧面照明组件，进一步包括围绕所述波导的发光层，其中所述保护涂层围绕所述发光层。
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