TW440716B - Fiber optic luminaire - Google Patents

Description

440716 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明大體上係關於發光體，尤其係關於可以採用許 多不同形狀設計且具有一可控制之光線分佈之光纖發光體 相關技術之說明 光線傳導、光線塑形及光線分佈之結構體係眾所周知 的。舉例來說，結合光線能量使其沿著一光纖電纜而由一 發光源傳送至一發光體的技術係習知的。光源係提供光線 能量之來源，且發光體之結構係設計成能以適當之強度以 及一定的樣式來分散光線能量。光纖電纜係提供一用以將 光線能量由光源傳導至發光體之傳導路徑。提供光線分佈 光纖電纜亦係習知之技術。此類光纖電纜係用以當光線能 量沿著光纖之長度而結合時，其可將光線能量由其表面朝 外散射出去。由於這些光纖將光線散射出去’其對於光線 能量之分佈幾乎沒有任何控制性。因此’光線分佈之強度 係大致沿著光線之長度而變化。 光線管亦是使用在光線分佈應用中之精密應用的裝置 。一光線管通常係配置成可以由一光源沿著其結構來結合 光線能量。在此一方式中’光線管係可以同時做爲導管及 發光體。光線管通常係用於一種特殊的光線分佈應用。舉 例來說，在美國專利第5 ，050 ，946號中顯示一光 線管，其係用以提供背面光線照射至液晶顯示器（L C D )。同樣的設計亦見於美國專利第5 ’ 2 9 5 ’ 0 4 8號 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ~ — — — — — — ——i — It ^ i I--— II ^Ν!ιίι — ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4407 1 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _______B7______ 五、發明說明（2 ) ;5 ’ 3 9 4 ’ 2 5 5 號；5，3 9 0，2 7 6 號： 5 ’ 594，830 號；5，600，455 號以及 5 ，6 0 0 ’ 4 6 2號。一光線管應用之另一實施例係汽 車中之指示裝置。 在美國專利第5 ，0 5 0 ，9 4 6號中係顯示光線管 設計’一平面狀面部朝後之表面係用以反射光線能量’以 使其大致平均地通過一平坦上表面。上述援引參考之另一 專利係顯示同樣的設計，其係用以由一光源朝向一平面圖 樣來結合並散佈光線能量，以提供L C D之背面照射。在 這些專利中所揭露之觀念的實質改良，係揭露在具有共同 讓渡人之美國專利申請第08/601 ， 133號，其名 稱爲WLCD背面照射裝置〃，以及名稱爲、LCD背面 照射裝置〃之美國專利申請第08/782，962號中 ，這些專利內容皆在此援引爲參考。再者，所有這些設計 皆大體上局限在平面光線分佈之應用中。 後續的需求係一種發光體裝置，其可以在結構設計及 外形上提供較大之彈性，且同時可以提供精密的光線分佈 發明摘要 在本發明之--較佳實施例中，一種光纖發光體係包括 - -光纖，該光纖係具有一外表面、一長度及—光線進入表 面。一光源係可提供光線能量之來源’且係鄰接配置於該 進入表面。由該光源發射出之光線係會在進入表面處與該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5 - <請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 裝·! 訂-—----- A7 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 44 07 16 B7___ 五、發明說明（3 ) 光纖連結。該光纖係沿著其長度且在外表面內部傳導該光 線。該外表面係形成有複數個非散射型光線重新定向結構 。該光線重新定向結構係具有一分佈密度，該分佈密度係 該長度之函數而變化。每一'光，線重新定向結構係配置成 可以經由外表面來重新導引該光線入射至光線重新定向結 構。 在本發明之另一較佳實施例中，一種光線分佈裝置係 包括一光纖心體。該光纖心體係具有一外表面、一長度及 一進入表面。該進入表面係設計成可以將由一光源射出之 光線連結至該光纖。該光纖係配置成可以沿著該長度且在 外表面內部傳導該光線《該外表面係形成有複數個光線重 新定向結構，每一光線重新定向結構係配置成可以經由外 表面來重新導引該光線入射至光線重新定向結構。一光學 毛細管係包圍該光纖心體。該光學毛細管係配置成可以將 該經由外表面重新定向之光線加以散射。 在本發明又一較佳實施例中，一種光線分佈裝置係包 括一光纖心體。該光纖心體係具有一外表面、一長度及一 進入表面。該f入表面係設計成可以將由一光源射出之光 線連結至該光纖3該光纖係配置成可以沿著該長度且在外 表面內部傳導該光線。該外表面係形成有複數個光線重新 定向結構，每一光線重新定向結構係配置成可以經由外表 面來重新導引該光線入射至光線重新定向結構。一光學毛 細管係包圍該光纖心體。該光學毛細管係具有一內部毛細 管表面及一外部毛細管表面。該內部毛細管表面係構成一 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .6 - {請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) 裝！ 訂---------線. A7 440716 B7 五、發明說明（4 ) 位在該外表面與光學毛細管之間的環狀腔室。內部毛細管 表面係形成有複數個光線重新定向結構，每一光線重新定 向結構係配置成可以造成由該鄰接光線重新定向結構之光 纖心體射出之光線的漏失，且光.學毛細管係配置成用以將 該漏失光線加以散射。 在本發明之又另一實施例中，一種發光裝置係包括一 裝置外殻，用以收納一光纖發光體。該光纖發光體包括一 光纖。該光纖係具有一外表面' 一長度及一進入表面。該 進入表面係設計成可以將由一光源射出之光線連結至該光 纖’且該光纖係配置成可以沿著該長度且在外表面內部傳 導該光線。該外表面亦形成有複數個光線重新定向結構。 每一光線重新定向結構係配置成可以經由外表面來重新導 引該光線入射至光線重新定向結構。 圖式簡單說明 本發明較佳之示例性實施例係顯示在附圖中，其中相 同之參考標號係用以標示相同之元件，其中： 圖1係光纖發光體之一前視圖； 圖2係沿著圖1之光纖發光體之一部分以剖面線2 -2所取之縱向截面視圖； 圖3係圖1所示之光纖發光體之一部分的槪要示意圖 * 圖4係形成一環狀之光纖發光體的前視立體視圖； 圖5係本發明另一較佳實施例之光纖發光體的前視立 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） t諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I衮--------訂---------線-----卜 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 4407 1 6 A7 _____B7_ 五、發明說明（5 ) 體視圖； 圖6係沿著圖5之剖面線6 - 6所取之光纖發光體的 截面視圖； 圖7係圖6所示之光纖發光體之另一設計的截面視圖 圖8係本發明又一較佳實施例之光纖發光體的縱向剖 面圖； 圖9係本發明又另一較佳實施例之光纖發光體的前視 立體視圖； 圖1 0係本發明另一較佳實施例之光纖發光體的前視 立體視圖； 圖1 1係一配置有光纖發光體之鎖固圓柱體之前視圖 r 圖1 2係沿圖1 1之剖面線1 2 — 1 2所取之鎖固圓 柱體之截面視圖；以及 圖1 3係配置有複數個光纖發光體之發光標誌的前視 圖。 符號說明 10 光纖發光體 12 光纖 1 4 光線重新定向結構 1 6 外表面 1 8 進入表面 本紙張尺度適用中國圉家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 裝---II--—訂------ I H « 44071β Α7 Β7 五、發明說明（6 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 0 光源 2 2 光線 2 3 光線 2 4 光線 2 6 光線 110 光纖發光體 112 光纖 114 光線重新定向結構 116 外表面 118 進入表面 119 進入表面 12 0 光源 1 2 2 光線 2 1 0 光纖發光體 212 光纖心體 2 14 光線重新定向結構 216 外表面 2 18 進入表面 2 2 2 光線 2 2 4 光學毛細管 2 2 6 光線 2 2 8 反射表面 230 外表面 232 內部毛細管表面 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装--------訂 — ----. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - 44 07 1 b A7 ___B7 五、發明說明（7 ) 236 小間隙 2 3 8 光線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 4 0 底部 2 4 2 頂部 310 光纖發光體 312 光纖心體 316 外表面 3 2 2 光線 324 光學毛細管 3 2 8 反射表面 3 4 0 底部 3 4 2 反射表面 3 4 4 頂部 410 光纖發光體 412 光纖心體 4 2 4 光學毛細管 4 2 8 反射表面 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 432 內部毛細管表面 4 4 0 底部 450 光線重新定向結構 452 突出部 4 5 4 凹入部 4 5 6 局部扭曲部 4 5 8 光線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- ΑΛ07 ^6 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（8 ) 4 6 0 頂部 510 光纖發光體 512 環狀部 5 14 光線重新定向結構 516 外表面 5 1 8 進入表面 5 19 進入表面 5 2 0 內部表面 5 2 2 軸向間隙 5 2 4 光源 6 10 光纖發光體 6 12 環狀部 6 14 光線重新定向結構 616 外表面 6 1 8 進入表面 620 內表面 6 2 2 光線 6 2 4 光源 6 2 6 軸向間隙 7 0 0 鎖固組件 7 0 2 外殼 7 0 3 開孔 7 0 4 鎖固圓柱體 7 0 5 端部 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 一------ 訂---------, . 本紙張尺度適用十國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 440716 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 7 0 6 環 狀 凹 部 7 1 0 光 纖 發 光 體 8 0 0 閃 亮 標 示 8 0 2 光 纖 發 光 體 8 0 4 光 纖 發 光 體 8 0 6 光 ΔΛΛΓ； 纖 發 光 體 8 0 8 光 纖 發 光 體 8 1 0 光 纖 發 光 體 L 光 纖 總 長 度 1 微 小 距 離 I 光 線 能 量 強度 I 0 入 射 光 線 較佳啻施例之詳細說明 1 .摘要 一光纖發光體係配置成可以由一光源沿著其長度來結 合光線能量。此光纖發光體亦配置有複數個光線重新定向 結構，其係沿其長度而分佈；該光線重新定向結構係配置 用以由光纖發光體均勻地分佈該光線。該光線重新定向結 構最好係非散射性結構，包括諸如微菱鏡' 微面鏡 '微凹 溝及測微計之結構。光纖發光體亦可以設計成各種不同之 形狀。此光纖發光體在環其表面及沿其長度上亦可以包括 光學毛細管。光纖發光體及毛細管亦可以配置有光線反射 及準直結構，以提供獨特之光線分佈樣式。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I^---- ---—訂--------線气 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44 0 i ^ u A7 ____B7__ 五、發明說明（1〇) 2.光纖發光體 現請參照圖式，尤其係參照圖1 ，依照本發明較佳實 施例之光纖發光體1 Q，其包括一形成有複數個光線重新 定向結構1 4之光纖1 2，其中該光線重新定向結構1 4 係沿著光纖之長度L而分佈。光纖1 2係包括一外表面 1 6及一進入表面1 8。進入表面1 8係鄰接配置一光源 2 0。光源2 0係提供一光線能量源，此光線能量係在進 入表面1 8處結合至光纖1 2，且其係依照內部全反射（ TIR)而沿著光纖12之長度來傳導。可以瞭解的是， 一光線能量偶合器（圖上未顯示）亦可用以有效地結合由 光源進入至光纖發光體10之光線能量。 每一光線重新定向結構1 4係配置成可以將沿著光纖 1 2而傳導之光線能量的一部分來加以重新定向，並且經 由外表面1 6而入射至光線重新定向結構1 4。請繼續參 照圖1 ，且請參照圖2，在一較佳實施例中，光線重新定 向結構1 4亦可以環繞整個外表面1 6而形成。光線重新 定向結構1 4可以連續地環繞表面1 6 ，但亦可以係不連 續地環繞表面1 6 ，如圖1之虛線所示。如將在下文中詳 細說明者，光線重新定向結構1 4最好係進一步相對於光 纖1 2之長度L來加以分佈，使得由光纖發光體1 〇射出 之光線可以達到均勻的分佈。亦即，由光纖發光體1 〇射 出之光線能量係沿著其長度而均勻分佈的。 光線重新定向結構1 4最好係形成在外表面1 6上之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- ---II---jl — 1 - I I I I I I I ^ « — — — — — I — I I (請先閲讀背面之注意i項再填寫本頁) “O'M 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印樂 A7 B7 五、發明說明（11) 微菱鏡、微面鏡、微凹溝及測微計之結構’且光線重新定 向結構1 4在圖2中所顯示者係一微面鏡。基於此點’該 光線重新定向結構1 4係非散射型結構。因此’一入射至 光線重新定向結構1 4之光線2 4係會被反射，例如光線 2 3 ，而不會以一角度散射出去，使得其不會再形成內部 反射，且由外表面1 6射出，如光線2 2所示。其他不會 入射至光線重新定向結構1 4之光線，諸如光線2 6 ’係 隨著TIR而沿著光纖12連通。 本發明優於光線散射型光纖之一特殊優點，係在於光 線重新定向結構1 4可以沿著光纖1 2之長度L來分佈， 以提供在光纖發光體1〇之整個長度上的均勻光線分佈， 或者係提供一沿著光纖發光體10而在不同部位上具有不 同分佈密度之特定的光線分佈。光線散射型光纖並無法提 供此類之控制，因此，其無法提供一種可調整之光線分佈 性。請持續參照圖2 ，光線重新定向結構1 4係藉由一沿 著光纖1 2之間距Δ Z而縱向隔開。依照本發明之一較佳 實施例，在光纖發光體1 〇之整個長度上之四個均勻光線 分佈，A Z係沿著具有總長度L之光纖1 2之位置函數而 變化。在此須再次說明的是，光線重新定向結構在位置z 上並不需要持續地環繞整個外表面1 6 ，這可以由圖1之 虛線看出。入射光線，I 〇係通過進入表面1 8而進入至 光纖1 2，且I係光線通過一微量距離1後之光線能量強 度，而d 1則係表示微小距離1微分部分。圖3係顯示 d 1及d I ，其係由於光線與光線重新定向結構1 4相互 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-14 - — — — — — — I — —i — I— -^.11--— II ^ 1!11111 ^ {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 440716 五、發明說明（12) 作用而漏失或消失掉的光線能量。在圖示之幾何圖形中， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I係在光纖1 2之左邊進人之光線能量強度，其係由於 d I經過--長度d丨之後而減少，其在任何座標點z上皆 保持如此之狀態。一可用以表示正比於I之光線能量漏失 - d I之通式（1 )，係形成如下。 —d I = a I p d z (1) 光線能量漏失d I亦正比於長度d 1以及光線重新定 向結構1 4之密度p。該正比係數a將在下文中說明。密 度p係每單位增量距離d 1之光線重新定向結構d N之數 量，且其係由方程式（2)所給定。 P = $ ( 2 ) \ 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 所以密度P之單位爲結構體/公分。在1 =0時，該 光線能量強度I係等於I D，且N !係光線重新定向結構之 總數量。爲了保持均勻的光線分佈性，d I係僅能正比於 d z。當光線能量強度I沿著光纖1 2移動而減少時，z 必須對應地增加。在方程式（3 )中’在均勻分佈狀態下 ，--··常數A係取代數値I。 d I = — a A d z (3) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 6 Α7 _Β7 五、發明說明（13) 由於a與Α都是常數，因此將方程式（3 )積分便會 得到方程式（4 )。 I = I 〇 — a A d z (4) 方程式（5 )係表示凹溝之密度係等於一常數除以方 程式（4 )，而推導得到： p = —^ —-— ( 5 ) P / I,-aAz V ； 因此，P係z之函數，且其係由起始密度p 〇。 如上所述，A與a皆爲常數，因此， -dl = a I^dz = a IdN (6) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 褒--------訂---------1 // 7 /ίν 式 程 方 到 得 便 分 積 \ly 6 /_V 式 程 方 將 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 / " /_^ 7 /ί 定 係 8 ^V 式 程 方 3 8 /

Λ—y 8 'V 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- B7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（14) 該d I / I値係表示每無限小之單位長度d 1之相對 漏失，而d N係每無限小長度d 1之凹溝數量。因此，a 係每光線重新定向結構之光線能量分佈百分比。若光線肯旨 ’量強度I在長度z=L時，即光纖12之全長，係等於零 時，亦即，在光纖1 2之端部，所有光線能量皆經由表面 1 6所反射，則 方程式（9 )係表示一奇異點，因爲在全長L處之密 度係無法達到無限大。就實際的目的而言，其可以假設不 超過5 %之光線能量係一直連結至光纖1 2之端部。在5 %之光線能量保留在光纖1 2端部的情況下，由方程式（ 7 )便可得到a N = 3。 aN=3=>I = I〇e"3~〇. 0 5 I 〇 (10) 如上所述，較高的密度將會使較少的光線能量留在光 纖1 2之端部，但此一情況係會被光線重新定向結構1 4 之實體衝擊性所限制。再者，.平面鏡係可以放置在端部 ，用以將餘留在背向光源之端部上的光線能量加以反射之 〇 光線重新定向結構1 4之總數量N i係可以由方程式（ 1 1 )得出，其中該光纖1 2之長度係由△ Z所分割，即 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17 - I I--1---ldiI--!| 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 五、發明說明（β 在光線重新定向結構1 4之間的平均距離 Ν L ΔΖ 在以下之實例中’在光線重新定向結構1 4之間的平均長 度△ Ζ係以I 〇 〇微米除光纖總長度2 〇公分，而得到大 約爲2 0 0 0個光線重新定向結構1 4之總數量，如方程 式（1 2 )所示。 Ν] 20 cm 200wm \QOum Q.lrnw ：200〇 (12) ------------1 我--- <請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 由於N i已知，且a N i 計算出a値。 ’在方程式（1 3 )中便可以 訂 2000 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1.5(1〇-3)-0.0015 (13) 針對給定之實例’由每一光線重新定向結構1 4所反 射之總光線能量的平均百分比係大約爲1 _ 5 ( i 〇 3 } 〇 光線重新定向結構1 4係已經以獨特之實例來加以說 明如上。然而可以瞭解的是’光線重新定向結構1 4亦能 以成群的微菱鏡、微面鏡、微凹溝以及測微計及其不同之 組合來呈現。針對於此，對於每一族群而言，a係一常數 ’而Δ Z則係每一族群之平均間隔，而n 1則係族群的總數 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) AO”6 A7 ____B7 五、發明說明（16) 量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由以上說明中可以淸楚地瞭解到，光纖發光體係貝有 ---可調諧的光線分佈性。藉由控制光線重新定向結構1 4 .之總數量、密度 '平均漏失以及分佈性及，便可以控制每 單位長度之光纖1 2上的光線分佈量，且更佳的是其可以 針對一特殊應用來加以調整及最佳化。 光纖發光體1 0亦可以由標準之光纖電纜所構成。其 第一步驟係將包覆層由光纖電纜上剝離，以露出外表面 1 6。接著，利用一適當之微成型技術，諸如浮凸或模塑 來將光線重新定向結構1 4形成在外表面1 6上。然後， 一準備一端部表面來構成進入表面1 8。進入表面1 8接 著便可以鄰接配置一光源2 0或者另一光能來源。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現請參照圖4，一光纖發光體1 1 0係包括一形成環 形狀之光纖1 1 2上，且其包括複數個環其周分佈之光線 重新定向結構1 1 4 (以虛線表示）。光纖1 1 2係包括 一外表面116以及一第一進入表面118與一第二進入 表面1 1 9。一光源1 2 0係配置在進入表面1 1 8與進 人表面1 1 9之間。光源1 2 0係提光能來源，其中該光 能係會在每一進入表面118與進入表面119上結合至 光纖1 1 2 ，並且隨著內部全反射（τ I R )而沿著光纖 1 1 2之周緣來傳導。基此，光纖1 1 2係形成一具有半 徑爲R之環狀，且光纖1 1 2本身亦具有一心體半徑r。 光纖1 1 2最好係一種具有心體半徑r介於1 〇 〇微米（ A m )至1毫米（m m )之間的多導體型光纖。爲了保有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- Α7 Α7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Β7____ 五、發明說明（17) τ I R，比値R/r係保持成遠大於1。可以瞭解的是 一光能偶合器（圖上未顯示）係〇ί用以有效地將由光源 1 2 0發出之光能結合至光纖發光體1 1 〇。再者，僅有 一進入表面1 1 8及進入表面1 1 9可以由光源1 2 0而 發光，這並不會脫離本發明之範圍。 每一光線重新定向結構1 1 4係設計成可以將沿著光 纖1 1 2而傳導之光能的一部分重新定向，且以上述針對 光纖發光體1 0所說明之方式，經由外表面1 1 6而將光 線入射至一光線重新定向結構1 1 4。舉例來說，光線重 新定向結構1 1 4係可以具有一依照方程式（1 )—( 1 3 )之密度分佈，以使光纖發光體1 1 0發出之光線1 2 2可以平均地分佈。 _ 3.县有光學毛細管之光纖發光體 現請參照圖5 ，一光纖發光體2 1 0係包括一光纖心 體2 1 2，其係由一光學毛細管2 2 4所包圍。光纖心體 2 1 2在外表面2 1 6上係具有複數個光線重新定向結構 2 1 4。光纖心體2 1 2係進一步包括一進入表面2 1 8 ，其係與一光源（圖上未顯示）鄰接配置，用以將光能偶 合至光纖心體2 1 2。光能係依照T I R而在外表面 2 1 6內部沿著光纖心體2 1 2而傳導。一光線，諸如光 線2 2 6 ，係入射至一光線重新定向結構2 1 4，然而， 其係會被反射，而使得其離開外表面2 1 6且由光學毛細 管2 2 4來.加以傳導，如光線2 2 2 = I I I I----!表'· I----訂------線聲. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -20 - A7 ___B7 五、發明說明（18) <請先閱讀背面之注$項再填寫本頁> 現請參照圖6 ，光學毛細管2 2 4係由一透光材料所 構成，且其亦町進一步由一具有散射或擴散特性之透光材 料所構成。舉例來說，圖示之光學毛細管2 2 4係當光線 離開一毛細管外表面2 3 0時，可用以將光線2 2 2加以 散射。爲了防止光能在光纖心體2 1 2與光學毛細管 2 2 4之間不當地結合，一小間隙2 3 6 ，大約係幾微米 ，係位在光學毛細管2 2 4之內部毛細管表面2 3 2與光 纖心體2 1 2之外表面2 1 6之間。 光學毛細管2 2 4亦可進一步包括一沿著外表面 230之底部240而形成之反射表面228，如圖6所 示。基此，反射表面2 2 8可以由一配置在外表面2 3 0 上之反射性材料所構成 > 且/或該外表面2 3 0可以具有 光線重新定向結構，諸如微菱鏡、微面鏡、微凹溝及測微 計之結構。反射表面2 2 8係會造成光在光學毛細管 2 2 4之底部2 4 0被反射，並且由光學毛細管2 2 4之 頂部242離開=在此方式中，由光纖發光體1 10射出 之光線分佈性便可以更進一步地來加以控制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現請參照圖7，在光纖發光體3 1 0之另一設計中係 包括一光纖心體3 1 2及一光學毛細管3 2 4。光纖心體 3 1 2及光學毛細管3 2 4係分別具有上述針對光纖發光 體2 1 0之光學毛細管2 2 4及光纖心體2 1 2之形狀。 再者，光纖心體3 1 2係包括形成在頂部3 4 4上之反射 表面3 4 2。反射表面3 4 2可以係一配置在光纖心體 3 1 2之外表面3 1 6之一部分上的反射材料，或者其可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - 6 Α7 Β7 五、發明說明（19) (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 以係形成在外表面3 1 6上之光線重新定向結構，且配置 成可將光線由光纖心體3 1 2向下導射，如圖7所示。再 者’光學毛細管3 2 4係包括一形成在底部3 4 0之反射 表面3 2 8。最好，反射表面3 2 8係配置成一種準直反 射表面，其係用以使入射於其上之光線使之平行。同樣地 ’光學毛細管3 2 4係由一種非散射性透光材料所構成。 基此，光纖發光體3 1 0係提供準直光線3 2 2之來源。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現請參照圖8，在另一較佳實施例中，光纖發光體 4 1 0係包括一光纖心體4 1 2及一光學毛細管4 2 4。 光纖心體並未具有光線重新定向結構。相反地，光學毛細 管4 2 4係具有…光線重新定向結構4 5 0，其係包括一 突出部4 5 2及一形成在內部毛細管表面4 3 2 (圖上未 顯示）內之對應凹入部4 5 4。突出部4 5 2及凹入部 4 5 4係造成在光纖心體4 1 2中之局部扭曲部4 5 6。 局部扭曲部4 5 6係會造成由光纖心體4 1 2射出之光線 4 5 8的局部漏失。一底部4 4 0係形成如一反射表面 4 2 8 ，其係與上述之反射表面2 2 8或3 2 8具有相同 之設計。在此方式中’光纖發光體4 1 0之另一較佳實施 例係包括·一光纖心體4 1 2及光學毛細管4 2 4。光纖心 體並未具有光線重新定向結構。相反地，光學毛細管 4 2 4係具有一光線重新定向結構4 5 0 ，其係包括一突 伸部4 5 2及一形成在內部毛細管表面4 3 2 (圖上未顯 示）中之對應凹入部4 5 4。突出部4 5 2及凹入部 4 5 4係造成在光纖心體4 1 2中之局部扭曲部4 5 6。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Α7 “ο”6 _____Β7 五、發明說明（2〇 ) 該局部扭曲部4 5 6係會造成由光纖心體4 1 2射出之光 線的局部漏失。光線4 5 8係經由光學毛細管4 2 4之透 光性上方部分4 6 0來加以傳導。一底部4 4 0係形成一 反射表面4 2 8，其係相同於上述之反射表面2 2 8或 3 2 8之配置。在此方式中’標準之光纖電纜係可不經修 飾即可用以構成光纖心體4 1 2。 對於此一技藝有瞭解之人士將可以由上述之說明中馬 上發現到，本發明係提供了極佳的設計彈性。舉例來說， 相當精密且均勻的光線分佈係可以由光纖發光體之光纖心 體來獲得，其並無法由光線散射光纖電纜來獲得。藉此， 便可以由光纖心體獲得相當均勻且/或定製或者"經微調 々的光線分佈樣式。再者，一擴散、準直及/或一集中的 光線分佈性亦可以藉由配置一光學毛細管來獲得，其中該 光學毛細管係由散射或擴散性透光性材料所製成，並且提 供選擇性定位的反射表面。 4 _由平面材料所構成之光纖發光體 現請參照圖9 ，一光纖發光體5 1 0係由一形成於環 狀部5 1 2之導光性材料的平面部分所構成。在此方面， 光纖發光體5 1 0係包括一內部表面5 2 0及一外表面 5 1 6。內部表面5 2 0係具有複數個軸向定位的光線重 新定向結構5 1 4，諸如微菱鏡、微面鏡、微凹溝及/或 測微計之結構。光纖發光體5 1 0係進一步包括一軸向間 隙5 2 2，其係形成一進入表面5 1 8及一進入表面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 23 - — — — — — — — —ΐ— II -II — — 111 ·1111111 f i (請先閱讀背面之注項再填寫本頁〉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 407'6 407'6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7___ 五、發明說明（21 ) 5 1 9。一光源5 2 4係沿著軸向間隙5 2 2而配置，並 且提供一光能之來源。光能係經由進入表面5 1 8及 5 1 9而結合至環狀部5 1 2 ，且其係依照T I R而沿著 環狀部5 1 2來傳導。環狀部5 1 2係具有一半徑R且具 有一厚度r 。爲；Γ維持T I R，比値R/r係維持成遠大 於1。在此一方式中，光線係依照T I R而在環狀部 5 1 2中以放射狀方式來加以傳導° 一入射至光線重新定 向結構5 1 4之光線係會經由外表面5 1 6被反射成光線 5 2 2 ’而不會產生散射。在一較佳設計中，光線重新定 向結構5 1 4係依照方程式（1 )_( 1 3 )來分佈，以 提供均勻的光線分佈性。 現請參照圖1 0，另一種設計之光纖發光體6 1 〇係 具有一光導材料製成之平面部，其係形成在環狀部6 χ 2 中。在此方面，光纖發光體6 1 0係包括一內部表面 6 2 0以及一外表面6 1 6 °內表面6 2 0係具有複個徑 向配置之光線重新定向結構6 1 4 ，諸如微菱鏡、微面鏡 、微凹溝及/或測微計之結構。一光線6 2 2係具有一進 入表面6 1 8。一光源6 2 4係鄰接配置於該光線6 2 2 ，並且提供光能之來源。光能係在進入表面618處結合 至環狀部6 1 2 ，且依照T I R而沿著環狀部6 1 2軸向 地結合。環狀部6 1 2係具有一半徑R及具有一厚度Γ。 爲了維持T I R，比値R/r係維持成遠大於1。在此方 式中，光線係依照T I R而在環狀部6 1 2中以放射狀方 式來加以傳導。一入射至光線重新定向結構6 1 4之光線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4蜆格（210 X 297公釐） _ 24 _ I I I ------ — 11 装 11 訂-! ----— ·線及 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _____B7 五、發明說明（22) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 係會經由外表面6 1 6被反射成光線6 2 2，而不會產生 散射。在一較佳設計中，光線重新定向結構6 1 4係依照 方程式（1 ) — ( 1 3 )來分佈，以提供均勻的光線分佈 性。可以瞭解的是，依照此一特殊的應用，軸向間隙 6 2 6係可以縮小，使得光纖發光體6 1 0係大致呈連續 之環形圓柱狀。 [5 .光纖發光體應用 現請參照圖1 1及1 2，鎖固組件7 0 0係包括一光 纖發光體7 1 0，其係依照本發明之較佳實施例建構而成 。鎖固組件7 0 0係包括一形成有貫孔7 0 3之外殻 7 0 2，其中該開孔7 0 3係可使鎖固圓柱體7 0 4插入 於其中。在端部7 0 5處，外殼7 0 2係包括一環狀凹部 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 〇 6 ，其可使形成環狀之光纖發光體7 1 0牢固於其中 。光纖發光體7 1 0係依照本發明之較佳實施例建構成而 。在此一方式中，光纖發光體7 1 0係包括一光纖心體， 其係形成有複數個光線重新定向結構，且一光線入射表面 係結合至一光源。鎖固組件7 0 0係相當適用於汽車中， 或應用在可以爲使用者照亮鎖固圓柱體7 0 4的其他鎖固 裝置中。 在圖1 3中，圖示之閃亮標示8 0 0係採用複數個光 纖發光體802 — 810。每一光纖發光體802 —

8 1 0係形成亮光字母及/或指標之形狀’諸如字母> E "、〜X 〃 、 ，I 〃及'、T 〃 ，其係分別對應於光纖發光 本紙張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） -25- _____B7___ 五、發明說明（23) 體802-8081以及一對應於光纖發光體810之箭 頭形狀》在此方式中，每一光纖發光體係包括一光纖心體 、形成在外表面上之複數個光線重新定向結構、以及一形 成在光纖心體上且結合至一光源之進入表面。就閃亮標示 8 0 0而言，其最好係提供一單一光源且諸如藉由光纖電 纜而適當地結合至每一光纖發光體8 0 2 - 8 1 0。 在不脫離本發明之範圍及精神下，係可以對本發明進 行許多之變化及修飾。某些變化之範圍係如上所說明者。 其他之範圍將可以由後附之申請專利範圍中獲得深入之瞭 解。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印樂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26-

Claims (1)

16 Λ8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種光纖發光體，其包含： 一光纖，該光纖係具有一外表面、一長度及一進入表 面，該進入表面係設計成可以將由一光源射出之光線連結 至該光纖，且該光纖係配置成可以沿著該長度且在外表面 內部傳導該光線：以及 該外表面係形成有複數個光線重新定向結構，該光線 重新定向結構係具有一分佈密度，該分佈密度係隨該長度 之函數而變化，且每一光線重新定向結構係配置成可以經 由外表面來重新導引該光線入射至光線重新定向結構。 2 根據申請專利範圍第1項之光纖發光體，其中每 一光線重新定向結構係由以下之其中一元件所構成：微菱 鏡、微面鏡、微凹溝及測微計。 3 .根據申請專利範圍第1項之光纖發光體，其中每 一光線重新定向結構係由一非散射型光線重新定向結構所 構成。 4 ·根據申請專利範圍第1項之光纖發光體，其中該 分佈密度係正比於長度。 5 .根據申請專利範圍第4項之光纖發光體，其中胃 一光線重新定向結構係設計成可以將該光線之一固定百分 比a加以重新定向。 6 .根據申請專利範圍第1項之光纖發光體，_ _胃 光纖係形成環狀。 7 .根據申請專利範圍第6項之光纖發光體，胃 光纖係進一步包含一相對於該進入表面之第二進入_ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210X297公釐） -27 6 ABCD 六、申請專利範圍 且該第二進入表面係設計成可以將由該光源射出之光線連 結至該位在第二進入表面之光纖。 8 .根據申請專利範圍第1項之光纖發光體，其中該 光纖係進一步包含-第二進入表面，且該第二進入表面係 設計成可以將由一第二光源射出之光線連結至該位在第二 進人表面之光纖。 9 .根據申請專利範圍第1項之光纖發光體，其中該 光纖係形成以下其中一種形狀：字母形狀、數字形狀及箭 頭形狀。 1 0 .根據申請專利範圍第9項之光纖發光體，其中 該光纖發光體係構成一亮光標示之部分。 1 1 . 一種光線分佈裝置，其包含： 一光纖心體，該光纖心體係具有一外表面、一長度及 一進入表面，該進入表面係設計成可以將由一光源射出之 光線連結至該光纖，且該光纖係配置成可以沿著該長度且 在外表面內部傳導該光線，且該外表面係形成有複數個光 線重新定向結構，每一光線重新定向結構係配置成可以經 由外表面來重新導引該光線入射至光線重新定向結構，以 及 一光學毛細管，其係包圍該光纖心體，該光學毛細管 係配置成可以將該經由外表面重新定向之光線加以散射。 1 2 .根據申請專利範圍第1 1項之光線分佈裝置， 其中該光學毛細管係包含一反射構件。 1 3 .根據申請專利範圍第1 1項之光線分佈裝置， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9. 吹 __ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國歯家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -28- A8 B8 C8 D8 i、申請專利範圍 其中該光學毛細管係具有一環圈之形狀，其具有一鄰接該 外表面之內部毛細管表面以及一外部毛細管表面》 1 4 .根據申請專利範圍第1 3項之光線分佈裝置， 其中該外部毛細管表面係包含一反射構件。 1 5 ·根據申請專利範圍第1 4項之光線分佈裝置， 其中該反射構件係由一小於1 8 0度之弧長所構成。 1 6 ·根據申請專利範圍第1 5項之光線分佈裝置， 其中每一光線重新定向結構係配置成可以將光線朝向該反 射構件來加以重新定向。 1 7 .根據申請專利範圍第1 6項之光線分佈裝置， 其中該反射構件係一種準直構件。 1 8 .根據申請專利範圍第1 1項之光線分佈裝置， 其中該光線重新定向結構係具有一分佈密度，該分佈密度 係隨該長度函數而變化。 1 9 .根據申請專利範圍第1 8項之光線分佈裝置， 其中每一光線重新定向結構係設計成可以將該光線之一固 定百分比a加以重新定向。 2 0 _根據申請專利範圍第1 1項之光線分佈裝置， 其中該光纖係形成環狀》 2 1 .根據申請專利範圍第2 0項之光線分佈裝置， 其中該光纖係包含一相對於該進入表面之第二進入表面， 且該第二進入表面係設計成可以將由該光源射出之光線連 結至該位在第二進入表面之光纖。 2 2 .根據申請專利範圍第1 1項之光線分佈裝置， 本紙張尺度適用中國國家#準{ CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，ve· AtI. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -29- 44 〇T 1 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 m六、申請專利範圍 其中該光纖係進一步包含一第二進入表面，且該第二進入 表面係設計成可以將由一第二光源射出之光線連結至該位 在第二進入表面之光纖。 2 3 ·根據申請專利範圍第1 1項之光線分佈裝置’ 其中該光纖係形成以下其中一種形狀：字母形狀 '數字形 狀及箭頭形狀。 2 4 .根據申請專利範圍第9項之光線分佈裝置’其 中該光線分佈裝置係構成一亮光標示之部分。 2 5 . —種光纖發光體，其包含： 一光纖心體，該光纖心體係具有一外表面，一長度及 一進入表面，該進入表面係設計成可以將由一光源射出之 光線連結至該光纖，且該光纖係配置成可以沿著該長度且 在外表面內部傳導該光線； 一光學毛細管，其係包圍該光纖心體，該光學毛細管 係具有一內部毛細管表面及一外部毛細管表面，該內部毛 細管表面係構成一位在該外表面與光學毛細管之間的環狀 腔室； 該內部毛細管表面係形成有複數個光線重新定向結構 ’每·一光線重新定向結構係配置成可以造成由該鄰接光線 重新定向結構之光纖心體射出之光線的漏失，以及 該光學毛細管係配置成用以將該漏失光線加以散射。 2 6 .根據申請專利範圍第2 5項之光纖發光體，其 中該光學毛細管係形成有一反射構件。 2 7 .根據申請專利範圍第2 6項之光纖發光體，宜 (錆先閱讀背面之注^K項再填寫本K ) 、言 文__ 本紙張尺度適用中國國家楼準（CNS) A4規格（210X297公釐） -30- 4407 1 6 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 中該反射構件係由該光學毛細管之一金屬部分所構成-° 2 8 根據申請專利範圍第2 7項之光纖發光體’其 中該反射構件係由一小於1 8 0度之弧長所構成。 29 .根據申請專利範圍第2 5項之光纖發光體’其 中該光纖心體係包含一第二進入表面，該第二進入表面係 設計成可以將由一第二光源射出之光線連結至該光纖心體 〇 3 ◦. —種發光裝置，該發光裝置係包括一裝置外殼 ，用以收納一光纖發光體，該光纖發光體包含： 一光纖，該光纖係具有一外表面、一長度及一進入表 面，該進入表面係設計成可以將由一光源射出之光線連結 至該光纖，且該光纖係配置成可以沿著該長度且在外表面 內部傳導該光線；以及 該外表面係形成有複數個光線重新定向結構，每一光 線重新定向結構係配置成可以經由外表面來重新導引該光 線入射至光線重新定向結構。 3 1 .根據申請專利範圍第3 0項之發光裝置，其中 每一光線重新定向結構係由以下之其中一元件所構成：微 菱鏡、微面鏡、微凹溝及測微計。 3 2 _根據申請專利範圍第3 0項之發光裝置，其中 每一光線重新定向結構係由一非散射型光線重新定向結構 所構成。 3 3 .根據申請專利範圍第3 0項之發光裝置，其中 該光線重新定向結構係具有一分佈密度，該分佈密度係隨 本紙張尺度逋用中國國家楼隼（CNS > Α4規格（210Χ297公釐） (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ. 4! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -31 - 4 4 Ο 7 1 δ Μ ^ C8 __ D8 六、申請專利範圍 該長度之函數而變化。 3 4，根據申請專利範圍第3 3項之發光裝置，其中 該分佈密度係正比於長度。 3 5 .根據申請專利範圍第3 4項之發光裝置，其中 其中每一光線重新定向結構係設計成可以將該光線之一固 定百分比a加以重新定向。 3 6 .根據申請專利範圍第3 0項之發光裝置，其中 該裝置係包含以下其中一構件：鎖固圓柱體、控制球閥、 一開關、一致動器以及一槓桿。 3 7 .根據申請專利範圍第3 6項之發光裝置，其中 該裝置係設計成使用於電動交通工具之相關用途上。 3 8 ·根據申請專利範圍第3 0項之發光裝置，其中 該光纖係進一步包含一第二進入表面，該第二進入表面係 設計成可以將由該光源射出之光線連結至該位在第二進入 表面之光纖。 3 9 .根據申請專利範圍第3 0項之發光裝置，其進 一步包含一光學毛細管，其係包圍該光纖心體。 4 0 .根據申請專利範圍第3 9項之發光裝置，其中 該光學毛細管係配置成可以將該經由外表面重新定向之光 線加以散射。 4 1 .根據申請專利範圍第4 0項之發光裝置，其中 其中該光學毛細管係包含一反射構件。 4 2 .根據申請專利範圍第3 9項之發光裝置，其中 該光學毛細管係具有一環圏之形狀，其具有一鄰接該外表 本纸ft尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2I0X297公嫠） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ^! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32- 44 07 16 ll _______ D8 ^、申請專利範圍 '~ 面之內部毛細管表面以及一外部毛細管表面。 4 3 .根據申請專利範圍第4 2項之發光裝置，其中 該外部毛細管表面係包含一反射構件。 4 4 _根據申請專利範圍第4 3項之發光裝置，其中 該反射構件係由一小於1 8 0度之弧長所構成。 4 5 .根據申請專利範圍第4 3項之發光裝置，其中 每一光線重新定向結構係配置成可以將光線朝向該反射構 件來加以重新定向。 4 6 ·根據申請專利範圍第4 3項之發光裝置’其中 該反射構件係一種準直構件。 (請先閱讀背面之注事項再填寫本頁)

气丨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33-