TWI720375B - 光導引元件、系統及其製造方法 - Google Patents

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TWI720375B
TWI720375B TW107143577A TW107143577A TWI720375B TW I720375 B TWI720375 B TW I720375B TW 107143577 A TW107143577 A TW 107143577A TW 107143577 A TW107143577 A TW 107143577A TW I720375 B TWI720375 B TW I720375B
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艾倫 庫斯瑪克
科里 維恩斯洛
羅伯特 拜倫
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美商維它里歐公司
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Abstract

本發明揭示光導引元件、方法及系統。一種實例光導引元件可包括：一長形主體，其具有一第一端、一第二端及一外表面，該長形主體係透明或半透明的以允許光軸向地且徑向地透射穿過其中；一光發射器，其安置於該長形主體之該第一端處；及一漫射器，其包含安置於該長形主體內之至少一個反射元件，其中該漫射器經組態以徑向地重新導引來自該光發射器之軸向發射光朝向該外表面，且其中該漫射器之截面朝向該第二端擴展。

Description

光導引元件、系統及其製造方法
本發明之態樣係關於光導引元件，且更具體而言係關於具有內部漫射器之光導引元件及製作光導引元件之方法。
元件之內部照明可用來產生美觀之照射以照明暗區以確保安全及/或引起對物件之注意。用來製造一內部照明元件之材料可使光扭曲及/或繞射，使得光不以一有效、一致或更均勻方式自該元件出射，從而影響該元件之一外表面上之強度或輻照度。
一種實例光導引元件可包括：一長形主體，其具有一第一端、一第二端及一外表面，該長形主體係透明或半透明的以允許光軸向地且徑向地透射穿過其中；一光發射器，其安置於該長形主體之該第一端處；及一漫射器，其包含安置於該長形主體內之至少一個反射元件，其中該漫射器經組態以重新導引自該光發射器發射之光朝向該外表面，且其中該漫射器之截面朝向該第二端擴展。
一種實例光導引元件可包括：一透明或半透明主體，其具有一第一端、一第二端及一外表面；及一漫射器，其安置於該透明或半透明主體內且截面朝向該第二端擴展，其中該漫射器包括至少一個反射元 件，該至少一個反射元件經組態以徑向地重新導引自該第一端軸向透射之光朝向該外表面。
一種實例方法可包括：鑄造一圓錐形漫射器，該圓錐形漫射器包括至少一個對準銷；將該至少一個對準銷插入至一第一板中；將一管環繞該圓錐形反射漫射器插入至該第一板中；及用鑄造材料填充該管。
本發明之前述及其他特徵自本發明之實例之下文更特定描述將係顯而易見的。
100:光導引元件
110:長形主體
112:第一端
114:第二端
116:外表面
120:光/光線
126:出射光
130:漫射器
132:光反射元件
132A:第一反射元件群組
132B:第二反射元件群組
132C:反射元件群組
132D:反射元件群組
134:軸向擴大反射陣列
134A:第一軸向擴大反射陣列
134B:第二軸向擴大反射陣列
134X:反射陣列群組
134Y:反射陣列群組
134Z:反射陣列群組
136:圓錐組態
140:光發射器
140A:光發射器
140B:光發射器
142:發光二極體(LED)
144:電致發光光發射器
146:雷射
150:光轉換層
200:方法
202:擠壓系統
210:透明長形主體
212:第一端
214:第二端
216:外表面
232:磁性光反射元件
234:反射層
235:反射表面
236:另一層
260:電磁體系統
262:控制系統
264:監測系統
300:方法
1100:漫射器/光發射元件
1102:漫射器
1102A:漫射器
1102B:漫射器
1104:第一澆口或對準銷/第二澆口或對準銷
1106:板
1108:第一O形環/第二O形環
1110:長形主體
1112:第一端
1114:第二端
1116:外表面
1118:狹槽
1120:光
1126:出射光
1132:邊界
1132A:邊界
1132B:邊界
1134:邊界
1150:間隙
1600:光束準直器
1602:中心
1900:把手
1902:端蓋
1904:緊固件
1906:部分
2200:光導引系統
2202:端蓋
2204:光發射器
2206:成角度端蓋
C:中心線
將參考下圖詳細描述本發明之實例，其中類似符號表示類似元件，且其中：圖1A至圖1B展示根據本發明之實例系統、方法及設備之光導引元件之透視圖。
圖2展示根據本發明之實例系統、方法及設備之一光導引元件之一透視圖。
圖3展示根據本發明之實例系統、方法及設備之一光導引元件之一放大截面視圖。
圖4展示根據本發明之其他實例系統、方法及設備之一光導引元件之一透視圖。
圖5展示根據本發明之其他實例系統、方法及設備之一光導引元件之一透視圖。
圖6展示圖1A或圖2之光導引元件之一端視圖。
圖7展示根據本發明之實例系統、方法及設備之一方法之步驟之一透視圖。
圖8展示根據本發明之實例系統、方法及設備之一磁性光反射元件之一透視圖。
圖9展示根據本發明之實例系統、方法及設備之一方法之步驟之一透視圖。
圖10展示根據本發明之實例系統、方法及設備之一方法之一步驟之一透視圖。
圖11至圖14展示根據本發明之實例系統、方法及設備之各種實例漫射器。
圖15展示本發明之實例系統、方法及設備之一製造方法。
圖16展示根據本發明之實例系統、方法及設備之一光束準直器。
圖17至圖18展示根據本發明之實例系統、方法及設備之具有一光束準直器及一圓錐形漫射器之一光發射元件。
圖19展示根據本發明之實例系統、方法及設備之一光發射元件之一應用。
圖20至圖21展示根據本發明之實例系統、方法及設備之光反射/折射圖案。
圖22至圖23展示根據本發明之實例系統、方法及設備之光發射元件之擴展長度應用之實例。
應注意，本發明之圖式未按比例繪製。圖式意欲於僅描繪本發明之實例態樣，且因此不應被視為限制本發明之範疇。在圖式中，類似編號可表示類似元件。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2018年6月28日申請且標題為「LIGHT DIRECTING ELEMENT」之美國專利申請案第16/022,440號之權益及優先權。本申請案亦主張2017年12月5日申請且標題為「LIGHT DIRECTING ELEMENT WITH INTERNAL DIFFUSER AND RELATED METHOD」之美國臨時專利申請案第62/594,802號之權益。美國專利申請案第16/022,440號；及美國臨時專利申請案第62/594,802號之全文以引用方式併入本文中。
高頻接觸表面可能通常歸因於人類或其他動物使用其等之性質而由有害微生物棲居。微生物可透過接觸相同高頻接觸表面而自例如人類轉移至人類且可能給使用者帶來疾病。有害細菌(諸如大腸桿菌(E.coli)、沙門氏菌屬(salmonella)、抗甲氧西林性金黃色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus,MRSA)及艱難梭菌(Clostridium Difficile))可能存在於諸多表面上，此可能增加一使用者生病或傳播細菌之機會。例如，存在醫院獲得性細菌感染之眾多病例。醫療機構有致病或散播疾病風險之一或許多機構。體育運動設施/健身房、公共交通車輛、食品製備或製造廠、酒店、辦公室等皆有使其等用戶(inhabitant)染上細菌相關疾病之風險。
可以數種方式對高頻接觸表面(諸如把手)進行消毒，諸如利用消毒化學清潔劑清潔。化學清潔劑可僅提供間歇消毒，且可允許在清潔之間積聚有害微生物。因為人類可能隨時接觸一表面，因此連續消毒可能係有利的。
在一些實例中，可使用抗菌塗層(諸如銀、銅或鋅)來消 毒。此等塗層可直接塗覆至表面，或可提供於高頻接觸表面(例如，把手)中。然而，此等塗層可能磨損或可能需要補充。其等亦可能很麻煩及/或可能對人類接觸不安全。抗菌塗層亦可能損壞其等被施敷至之表面。
在一些實例中，可在內部照明高頻接觸表面。通常，歸因於各種原因(例如，中心定位光發射器之間隔、在表面長度上方遞減之邊緣照射等)，內部照明表面可能易於出現死點(例如，具有不一致照明或無照明之區域)。本發明之實例提供擴展性光導引元件以重新導引來自一光源之光依一類似強度及輻照度一致地照明一表面。在本文中所揭示之實例中，內部照明可組態有消毒性質。與透射紫外(UV)光穿過一高頻接觸表面以進行消毒之裝置(此可能對人類有害且因此該光在人類使用期間必須關閉)相比，本文中所揭示之實例提供無害消毒內部照明以起始外表面上之細菌失活。在此等實例中，內部照射可連續照明以不斷使細菌失活，同時對人類曝露係安全的。
實例光導引元件可包含具有一第一端、一第二端及一外表面之一長形主體。實例光導引元件可為透明或半透明的以允許光透射穿過其中。實例光導引元件可為實心及/或圓柱形的，且可用作高頻接觸表面(例如，把手)。在一些實例中，光導引元件可具有除圓形(例如，來自一圓柱體)之外的各種截面，舉例而言諸如一正方形截面、一多邊形截面、一D形截面、一卵形截面等。此外，可利用消毒光在內部照明實例光導引元件。該光可為任何所期望色彩。與採用危險(UV)光之習知系統相比，光導引元件可導引光穿過外表面，其中自外表面出射之光之至少一部分具有在近似380至近似420奈米(nm)之一範圍內之一波長。在一些實例中，光導引元件可經組態使得自光導引元件之外表面出射之光之一部分具有 405nm之一波長。具有在近似380至近似420nm之範圍內之一波長之光可使微生物失活，舉例而言諸如大腸桿菌(E.coli)、沙門氏菌屬、抗甲氧西林性金黃色葡萄球菌(MRSA)、艱難梭菌、及各種酵母及/或真菌。消毒光亦可包含其他波長之光以產生其他色彩，舉例而言諸如白光。
實例光導引元件可使光能夠以足夠強度及/或輻照度導引及分佈至其等外表面以一致地照明光導引元件。在利用消毒光之實例中，該光應具有足夠強度及/或輻照度以對外表面進行消毒(例如，達成連續且均勻之消毒)。
為此，一實例光導引元件可包含一漫射器，該漫射器包含至少一個光反射元件，該至少一個光反射元件配置於長形主體內以產生一軸向擴大反射配置以在光軸向地穿過長形主體時逐漸重新導引光朝向外表面。一光發射器可以可操作地耦合至長形主體以將光軸向地發射穿過長形主體。該漫射器可提供一種用來以一受控、一致且均勻之方式導引及分配照射至長形主體之一外表面之機制。
參考圖式，圖1A、圖1B及圖2展示一實例光導引元件100(後文中為「元件100」)之透視圖。元件100可包含一長形主體110，該長形主體110具有一第一端112、一第二端114及一外表面116。長形主體110可為透明或半透明的以允許光120透射穿過其中(例如，自一端至另一端，離開外表面等)。光120可行進穿過長形主體110，而不管光120源自何處。
長形主體110可用作任何內部照明元件(諸如一照射元件)，但可進一步用作一高頻接觸表面(諸如一把手)。一「高頻接觸」表面可為某物(例如，主體110)之一外部部分或最上層，其可(但不一定)曝露於在彼 部分或層上轉移或以其他方式產生微生物之接觸(例如，由人類或其他動物)。元件100可用作由使用者經常抓握之一把手，例如一門把手、冰箱把手等。
長形主體110亦可包含一外表面116，該外表面116經組態以被照明、抓握及/或消毒。外表面116可紋理化或以其他方式漫射，且可替換一現有高頻接觸表面作為一結構之外部部分或層。光120可能不一定透射穿過之長形主體110之一部分(未展示)(例如，諸如由參考圖22至圖23所展示及所描述之端蓋或轉移蓋覆蓋之彼等部分)可能無需透明或半透明。長形主體110可由任何透明或半透明材料製成，例如透明丙烯酸、漫射聚碳酸酯塑膠、玻璃、其等任何組合等。「透明」或「半透明」可指示除不透明以外之任何光透射位準。如圖1A中所展示，長形主體100可為一實心圓柱形主體。然而，長形主體110可為允許光120透射穿過其中且至外表面116之其他形狀，例如圓柱形(但其中具有一或多個平面弦)、六邊形等。
元件100亦可包含一漫射器130，該漫射器130包含至少一個光反射元件132。在一些實例中，漫射器130可包括複數個光反射元件132(在圖1及圖2中被展示為點)，該複數個光反射元件132配置於長形主體110內以共同產生至少一個軸向擴大反射陣列134以在光120軸向地穿過長形主體110時逐漸地重新導引光120朝向外表面116。在一些實例中，漫射器130可為一實心圓錐形結構，舉例而言諸如圖11中所繪示之漫射器1100。當然，可使用其他形狀，舉例而言諸如一截頭圓錐、一梯形稜柱、一拋物面、一半球、一稜錐、其他已知幾何形狀及/或其等任何組合。
複數個光反射元件132可配置於長形主體110內以重新導引 光120朝向外表面116，從而產生出射光126。在一些實例中，出射光126實質上係均勻的及/或包括跨外表面116之一表面區域之一致輻照度。在一項實例中，出射光126可具有跨外表面116之至少0.01至0.02毫瓦/平方厘米(mW/cm2)之一輻照度。複數個光反射元件132之一或多者可至少部分反射以便將光自一入射角重新導引至一反射角，此可將光120導引至外表面116。複數個光反射元件132之一或多者可包含一平面磁體以允許其在製造期間之恰當定位，此將在本文中詳細描述。複數個光反射元件132之一或多者可具有一磁場，該磁場經組態以使複數個光反射元件132之一或多者能夠磁性定位於長形主體110內之一所期望位置中，舉例而言諸如成群組且關於中心線C軸向地對稱、螺旋形地(如圖1B中所展示)及/或其他組態。複數個光反射元件132之一或多者可由例如鐵磁材料、磁性金屬製成，或包含此材料。光反射元件132之大小可變動以更好地提供跨外表面116之均勻及/或一致照明。在一些實例中，複數個光反射元件132之一或多者可具有小於近似4平方毫米(4mm2)之一表面積。
圖1A至圖1B繪示一實例單個軸向擴大反射陣列134。如圖1A至圖1B中所繪示，實例軸向擴大反射陣列134可面向長形主體110之第一端112且可重新導引進入第一端112之光120。圖2繪示包括一對軸向擴大反射陣列134A、134B之長形主體110之一實例。陣列134A可面向長形主體110之第一端112且可重新導引進入第一端122之光120。陣列134B可面向長形主體110之第二端114且可重新導引進入第二端114之光120。一陣列可面向一方向，使得反射元件132之反射部分經定位以使來自彼方向之光撞擊其等且被重新導引。在一些實例中，(若干)陣列134可為圓錐形配置，使得圓錐形配置之頂點可最接近於其所面向之端112及/或114。複 數個光反射元件132之一或多者之密度及/或位置可軸向地及/或徑向地變動，使得平行於中心線C定向之在一軸向位置處進入元件100之一端112、114之一準直光束120可在一相關徑向位置處輸出。眾多小反射元件132及外表面116邊界之總和效應可產生一光學件，該光學件接收一端及/或兩端上輸入之光120，且有利地在外表面116之至少一部分上方均勻地發射出射光126。
如圖1A及圖2中所展示且在圖3之一放大截面視圖中，各軸向擴大反射陣列134可包含光反射元件132之一或多個群組，其等可共同相對於中心線C形成一系列增加大小之反射結構。在圖1A及圖2中，反射結構可為圓形，例如反射元件132可串聯地配置成圓。然而，如圖4中所展示，反射陣列群組134X、134Y、134Z可配置為增加半徑弧，其等可不完全圍繞外表面116產生出射光126，但僅在其等選定弧形區段中產生出射光126。可採用任何弧度角，例如，在1°與360°之間的任何角度。實例反射元件可配置成一大致圓錐形配置。然而，如圖5之透視圖中所展示，其等可替代地配置成一截頭圓錐形(truncated或frusto-conical)配置，例如具有一切除端之圓錐形。此外，複數個反射元件132可配置成一螺旋形圖案(例如，圖1B)或可形成一實心圓錐形結構(例如，圖11至圖23)。
如圖3中所繪示，光反射元件132之群組可共同形成一系列增加大小之反射結構(例如圓)，以沿長形主體110之長度循序地重新導引光120。在長形主體110之一中心線C附近進入之一或多個光線120可撞擊最接近一各自端112之一第一反射元件群組132A且可經重新導引朝向外表面116。稍微更遠離中心線C之一或多個光線120可撞擊一第二反射元件群組132B(例如，具有一更大半徑)，該第二群組可稍微更遠地定位至長形 主體110中。撞擊反射元件132B之一或多個光線120可經重新導引朝向外表面116。反射元件132之任何數目個群組(例如，134C、134D等)可沿長形主體之長度以各種間隔提供以實現外表面116之均勻或接近均勻照明。如圖2至圖3中所繪示，當與光發射器140A、140B相距之距離增加時，各軸向擴大反射陣列134A、134B可具有與外表面116相距之一逐漸減小距離。各陣列134A、134B可根據需要為長形主體110之任何長度，例如50/50分、30/70分等。圖6展示長形主體100之一端視圖，其繪示來自任一端112或114之圖3之反射元件群組132A至132D及自其等反射之光126。
如圖1A中所繪示，光導引元件100亦可包含各種類型之光發射器140，該等光發射器140可操作地耦合至長形主體110之至少一端112、114以將光120軸向地發射至長形主體110中以撞擊(若干)軸向擴大反射陣列134。應注意，光120可最終作為出射光126穿過外表面116出射。在一項實例中，單個光發射器140可為可操作的以(在出射光126自外表面116出射之前)將光120導引至長形主體110之第一端112中且離開外表面116。在另一實例中，兩個光發射器140A、140B可以可操作地耦合至長形主體110之各自端112、114以將光120軸向地發射至長形主體110中以撞擊該對軸向擴大反射陣列134A、134B之各者，其中一個陣列134A具有面向長形主體110之第一端112之一各自較小端，且另一陣列134B具有面向長形主體110之第二端114之一各自較小端。
(若干)光發射器140可包含能夠產生所期望波長之光且將其引入至長形主體110之任何形式之光發射元件。在一些實例中，光120可與中心線C平行地進入長形主體。在一些實例中，一光束準直器(例如，如圖16中所展示)可結合(若干)光發射器140使用以實現準直光線120之施 加。在一項實例中，光發射器140可包含一或多個發光二極體(LED)142。LED 142可經由一單獨結構耦合至端112及/或114，或固定地耦合至端112及/或114。替代地，LED 142可嵌入於長形主體110內，例如嵌入於端112、114內。在另一實例中，(若干)光發射器140可包含一或多個電致發光光發射器144。在另一實例中，(若干)光發射器140可包含一或多個雷射146，例如基於氮化鎵(GaN)之雷射或倍頻鎵砷(GaAs)雷射。(若干)光發射器140可為長形主體110之部分，或使用任何現在已知或以後開發之耦合程序(例如，黏著劑、緊固件等)耦合至長形主體110。
光120及/或出射光126可具有任何所期望色彩。在一項實例中，光120及出射光126可為出於照明及/或美感目的而選擇之任何色彩，例如白色、綠色、橙色等。在一些實例中，光發射元件100亦可包含可操作地耦合至(若干)光發射器140及/或出射光126之一控制系統。實例控制系統可控制操作特徵，諸如但不限於：(若干)光發射器140及/或出射光126之一照明持續時間、色彩、光強度及/或光輻照度。控制系統可包含任何現在已知或以後開發之微控制器。光發射元件100亦可包含耦合至控制系統以將回饋提供至控制系統之至少一個感測器。電容式接觸感測器、紅外線(「IR」)感測器或壓電感測器可用來偵測外表面1116之接觸(例如，以基於接觸改變色彩、強度、輻照度等)。類似地，遠端相機及/或在場感測器(occupancy sensor)可用來判定外表面是否可能被接觸(例如，當一房間空置時，存在外表面將被接觸之一低概率)。
(若干)實例感測器可感測光發射元件100之控制環境之任何參數，包含但不限於：光發射元件100之接觸、一使用者之手在光發射元件100上之熱量、一使用者之運動、光發射元件100所耦合至之結構之運 動、溫度、光接收及/或外表面116上之微生物之存在等。(若干)感測器可包含用於(若干)所期望參數之任何現在已知或以後開發之感測裝置。具有(及不具有)(若干)感測器之控制系統可基於外部刺激且取決於應用控制操作為連續的或間歇的。在一項實例中，(若干)感測器可偵測熱量/人類接觸、運動或光。(若干)感測器可將所偵測資訊發送至控制系統，該控制系統可變動出射光126之消毒之色彩、強度或持續時間。
在一實例中，基於一人類接觸先前利用405奈米光照明之一表面，一感測器可偵測該接觸且將資訊發送至控制系統。接著，控制系統可在使用時將自光發射元件發射之光改為消毒白光。
在另一實例中，在光導引元件100包括消毒性質之情況下，自外表面116出射之出射光126可具有具在380至420奈米(nm)之一範圍內之一波長之至少一部分。此波長之光可使表面上之微生物失活、減少及/或殺死表面上之微生物。在一項實例中，出射光126可具有具405nm之一波長之至少一部分。出射光126可單獨包括380至420nm之間的波長，或光120可以本文中所描述之數種方式轉換，以產生另一色彩之消毒光，諸如白光。在此實例中，自外表面116出射之出射光126可具有足以對外表面116進行消毒之任何輻照度或強度，該輻照度或強度可取決於以下項而變動，例如：主體110之材料類型、主體110上之微生物含量、接觸程度(例如，低接觸程度臥室門把手對比高接觸程度購物車扶手)、應用類型等。在一項實例中，出射光126可具有跨外表面116之表面區域(例如，外表面116之全部或至少一部分)之至少0.01至0.02毫瓦/平方厘米(mW/cm2)之一輻照度。
可以數種方式產生所期望出射光126。在一項實例中，(若 干)光發射器140可發射光120，該光120相同於自長形主體110之外表面116出射之所期望出射光126，例如光120可在由漫射器130重新導引之後作為出射光126簡單地直接傳出外表面116。在一些實例中，出射光126之色彩可經選擇以匹配該裝置所附接至之一結構之一色彩。在另一實例中，光120可在作為出射光126自外表面116出射之前自一種色彩轉換至另一色彩(諸如白光或一消毒光)。例如，可將光120轉換為具有具在380至420奈米之範圍內之波長之一部分之一白光，而且轉換為其他波長(例如，450至500nm及550至700nm)之光以產生該白光。例如，可使用一或多種藍色磷光體產生450至500nm光，且可使用一或多種綠色及/或紅色磷光體產生550至700nm光。在一些實例中，紅色磷光體可為氮化物磷光體。亦可類似地產生其他色彩之光。在一些實例中，一多LED光發射器可用來產生各種色彩之光。例如，一多LED光發射器可包括組態在一起以產生各種色彩之光之紅色、綠色、藍色及紫色光發射器。
在圖3之所繪示實例中，長形主體110可包含一(若干)光轉換層150，光120可行進穿過該(等)光轉換層150以將出射光126之至少一部分轉換為不同於自(若干)光發射器140發射之光120之波長之一(若干)波長。在圖3中，光轉換層150可嵌入於長形主體110中；然而，其可定位於沿光120之一路徑之任何地方，諸如定位於端112、114上或定位於外表面116上。光轉換層150可包含用於將光120之全部或(若干)特定部分轉換為不同波長之(若干)任何現在已知或以後開發之層。在一些實例中，光轉換層150可包含至少一種磷光體、至少一種光亮劑及/或至少一個量子點。光轉換層150可調諧光120，以例如更改外表面116之一色彩色調或直接環繞裝置100內之(若干)光發射器140等之各者之材料之色彩色調。光轉換層 150可跨該層之表面分段以將光120轉換為兩個或更多個不同波長，例如，一段使一些光120能未轉換地通過，另一段將一些光120轉換為另一波長，且另一段將一些光120轉換為又一波長。在任何情況下，出射光126可經客製化以提供消毒及/或一所期望色彩。在一些實例中，出射光126可具有至少70之一演色指數(CRI)值、近似2,500K與5,000K之間的一相關色溫(CCT)及/或在380nm至420nm波長範圍內量測之其光譜能量比例(例如，在20%與44%之間)。
參考圖7至圖10，繪示用於產生實例光導引元件100之一方法200。如圖7中所繪示，一擠壓系統202可擠壓一透明長形主體210，該透明長形主體210在該透明長形主體210內具有複數個磁性光反射元件232。透明長形主體210可包含一第一端212、一第二端214及一外表面216。可使用能夠形成其中具有磁性光反射元件232之透明長形主體210之任何現在已知或以後開發之擠壓系統202擠壓長形主體210。光反射元件232可以任何方式(例如，隨機、呈同心圓、呈螺旋等)分散遍及長形主體210。如圖8中所展示，一或多個磁性光反射元件232可包含例如一平面主體。一或多個磁性光反射元件232可包含具有一反射表面235之一反射層234，且可包含作為另一層236或在反射層234內之磁性材料(例如，一鐵磁材料、塗有氧化鐵(鐵氧體)及/或二氧化鈦之雲母基板、或其他磁性材料)。反射塗層可包含一或多個介電塗層以產生一布拉格(Bragg)鏡。可在其他材料上採用之其他磁性顏料可包含但不限於：氧化鐵及/或氧化鈦。替代地，磁性材料可為具備以下元素之至少一者之一化合物：鐵、鋁、鎳、鈷、釤、鏑或釹。磁性光反射元件232之一或多者可在製造期間經受一磁場以便暫時性地或永久地磁化其等。在最簡單表現形式中，磁性光反 射元件232之一或多者可回應所施加磁場，而長形主體210之材料可不回應。長形主體210可包含能夠擠壓之任何現在已知或以後開發之透明材料，例如透明丙烯酸、漫射聚碳酸酯塑膠、玻璃或其等任何組合。
圖7繪示在透明長形主體210硬化之前，可沿及圍繞透明長形主體210之至少一部分施加一變化電磁(EM)場以在長形主體210內配置複數個磁性光反射元件232以共同產生至少一個漫射器130，該漫射器130包括至少一個軸向擴大反射陣列134(或陣列134A、134B)。變化EM場可由受一控制系統262控制之一電磁體系統260產生。控制系統262可包含任何現在已知或以後開發之微電子控制器。長形主體210可通過由電磁體系統260產生且由控制系統262控制之一變化EM場，該變化EM場可將磁性光反射元件232移動及/或操縱成群組、一螺旋、一圓錐等以形成漫射器130。當長形主體210被擠壓成所期望截面(或緊隨其後)且保持可成形時，其可通過一或多個可變電磁場(由電磁體系統260產生)。該等場之強度可變動，使得磁性反射元件232被移動至所期望位置中。控制系統262亦可變動擠壓速率、溫度及/或磁場強度。在一些實例中，施加變化EM場可將磁性光反射元件232配置成在陣列自一端112、114軸向地延伸至透明長形主體210中時，具有與外表面216相距之一逐漸減小距離。替代地，如圖1B中所展示，變化EM場之施加可將各軸向擴大反射陣列134配置成包含磁性光反射元件132之一擴大螺旋形配置。替代地，如圖4中所展示，變化EM場之施加可將各軸向擴大反射陣列134配置成包含共同形成一系列增加半徑弧之磁性光反射元件132之群組。施加變化EM場可將磁性光反射元件232成群組地配置成自第一端112朝向第二端114或反之亦然自第二端114朝向第一端112之一系列增加直徑圓，從而形成一圓錐組態136之至 少一部分(圖1A)。如圖2及圖7中所展示，兩個陣列134A、134B可形成有：一第一軸向擴大反射陣列134A，其面向透明長形主體110之第一端112以重新導引進入第一端112之光；及一第二軸向擴大反射陣列134B，其面向透明長形主體110之第二端114以重新導引進入第二端114之光。施加變化EM場可將磁性光反射元件232配置於透明長形主體210內以重新導引進入長形主體之光120(例如，圖3)朝向外表面116，具有跨外表面116之一表面區域之至少一部分之一實質上均勻輻照度(例如，0.01至0.02mW/cm2)。
圖9繪示用於在施加變化EM場期間例如使用一監測系統264監測透明長形主體210內之複數個磁性光反射元件232之配置之一方法300。在此，類似於圖7，長形主體210可通過由電磁體系統260產生之一磁場且由控制系統262控制以產生一變化EM場，該變化EM場將磁性光反射元件232移動及/或操縱成群組且形成漫射器130。在圖9之所繪示實例中，控制系統262可藉由監測系統264基於例如反射元件232之密度及/或位置之量測(例如，即時)動態地變動擠壓速率、溫度或磁場強度。監測系統264可能夠具體地或一般地感測磁性光反射元件232之位置。例如，監測系統264可包含用於感測透明長形主體內之磁性光反射元件232之配置之至少一個感測系統。
在一些實例中，感測系統具備經組態以結合輻射工作之一源、偵測器及一或多個聚焦或濾波裝置。輻射可為光、超音波、x射線、兆赫輻射、其他已知輻射或其等任何組合。磁性光反射元件232之存在及位置可由兩次或多次量測中之輻射之存在或缺失來判定。例如，一光學測試方法可涉及垂直於擠壓方向將一光照至長形主體210中，及利用一影像 感測器監測結果。擊中感測器之光之圖案及強度可基於反射元件重新導引輻射的多少而變動。感測器及/或光發射器可圍繞長形主體210旋轉，從而自所有角度對其進行測試。光源可為例如跨擠壓直徑掃描之一雷射，或相同寬度之一準直光束。控制系統262可利用自影像感測器收集之資料來執行以下至少一者：產生反射陣列之一3D模型，比較該3D模型與一理想配置，或比較原始資料與以相同方式自先前產生之一或多個理想組態量測之所保存資料。在另一實例中，可採用電感式感測。自定位反射元件之場遮蔽之一或多個感測線圈可感測材料內之粒子之深度。控制系統262可使用反射元件之集中度將來自感測線圈之原始資料解譯成其等位置之一量度。基於一或多個磁性光反射元件232不在適當位置，控制系統262可在施加變化EM場期間調整電磁場以更改配置，例如以在長形主體210之一特定區域中施加更多或更少強度或不同方向之電磁場，或廢棄/再循環一不相符區段且應用校正以使下一區段相符。例如，控制系統262可基於其等場中金屬之量及位置動態地改變電磁鐵電流及電壓值，例如以偵測反射元件之分佈之均勻性。替代地，在反射元件群組之兩個或更多個階之間，較小電感器之陣列可定位於長形主體110周圍以偵測反射元件之深度/集中度。
圖7及圖9亦展示用以形成光導引元件100之透明長形主體210硬化。硬化步驟可包含用於硬化長形主體110之材料之任何現在已知或以後開發之程序，該程序可尤其取決於主體之材料、尺寸或磁性反射元件232之材料。硬化步驟可包含例如隨時間推移曝露，或曝露於特定溫度、照射、化學品等。
在一些實例中，可使用積層製造(例如，三維(「3D」)列印)來產生光導引元件100。基於油墨或樹脂之3D列印程序可能非常適於 此應用，因為反射元件132可在各層中獨特地對準及/或沈積。另外，對於一3D列印裝置，反射元件132可簡單地為長形主體110之塊狀材料內之一或多個邊界。
圖10展示將一光發射器140耦合至長形主體110之至少一端112(所展示)、114以將一光120軸向地發射至透明長形主體中以撞擊至少一個軸向擴大反射陣列134，且作為出射光126出射。
如上述，漫射器130可為一實心圓錐形結構，諸如圖11中所展示之漫射器1102。在一些實例中，漫射器1102可包括安置於漫射器1102之一端上之一第一澆口(sprue)或對準銷1104。在一些實例中，諸如如圖12中所繪示，漫射器1102可包括安置於漫射器1102之一第二端上之一第二澆口或對準銷1104。在一些實例中，第二澆口或對準銷1104可使漫射器130具有一截頭圓錐或截頭圓錐形結構。在一些實例中，漫射器1102可具有一彎曲外部(例如，拋物面、雙曲線、指數式等)，諸如圖13中所繪示。在一些實例中，可藉由使用單種反射材料將漫射器1102鑄造成形來產生漫射器1102。在一些實例中，可藉由將反射材料射出成型為一所期望形狀來產生漫射器1102。在一些實例中，可利用一第一材料產生漫射器1102，且隨後可圍繞該第一材料施敷(例如，鑄造、塗漆、包覆)一第二材料(例如，一反射塗層)。在一些實例中，兩個漫射器1102A、1102B可附接、產生、模製或鑄造在一起，如圖14中所繪示。在圖14之所繪示實例中，光發射器可施加於兩個漫射器1102A、1102B之任一端處，從而使其中可安置兩個漫射器1102A、1102B之一對應光發射元件之長度加倍。在一些實例中，漫射器1102(1102A及1102B)可包括單種反射材料。然而，在其他實例中，漫射器1102可包括一第一材料及環繞該第一材料之一第二 材料(例如，一反射塗層)。
圖15繪示包括兩個漫射器1102A、1102B之一光發射元件1100之一實例製造方法。可使用一或多個板1106以在一第一端1112上之一第一O形環1108與一第二端1114上之一第二O形環1108之間形成一長形主體1110。長形主體1110可藉由將一管夾箝於一或多個板1106之間且用鑄造材料填充該管而形成。該管可與鑄造材料接合且變為長形主體1110之外表面1116。鑄造材料及外表面1116可為光學透明樹脂、丙烯酸、塑膠、玻璃或其等任何組合。兩個漫射器1102A、1102B可在用鑄造材料填充該管之前插入於外表面1116內，且可藉由狹槽1118固持於一或多個板1106內之適當位置。在一些實例中，澆口或對準銷1104可插入至一或多個板1106內之槽1118中以在鑄造之前將兩個漫射器1102A及1102B中心地懸置於外表面1116內。第一端1112上之第一O形環1108及第二端1114上之第二O形環1108可產生一密封以防止在一壓力鑄造或真空脫氣操作期間漏氣。一旦鑄造材料填充該管，鑄造材料就可固化。鑄造材料可濕式接合至外表面1116以最小化內部反射。在一些實例中，單個漫射器1102光發射元件可以一類似方式鑄造。替代地，本文中所描述之光發射元件可為3D列印的。在一些實例中，鑄造材料可在不留下一光學邊界之情況下與自身結合。
圖16繪示可結合本文中所描述之一或多個光發射器使用之呈一實例拋物面反射器之形式之一光束準直器1600之一截面視圖。光束準直器1600可為拋物面形狀且可經組態以反射來自安置於光束準直器1600之一中心1602處之一光發射器之光。例如，一或多個LED可安置於光束準直器1600之中心1602處，該光束準直器1600可以一準直光束圖案 反射光。光束準直器1600可在鑄造之前安裝至一模具總成中，或附接至一成形長形主體。光束準直器1600及/或光發射器可鑄造於具有有益光透射特性之一透明材料中。在一些實例中，當光束準直器1600及/或光發射器鑄造至裝置中時，光可更好地到達光發射元件之表面，此可減少光束準直器1600、光發射器及長形主體之表面間的反射及/或散射。
圖17繪示一光發射元件1100，其具有安置於一長形主體1110內之一漫射器1102及一光束準直器1600。在一些實例中，漫射器1102可由一邊界1132界定，該邊界1132可將長形主體1110與漫射器1102分離。如參考圖11至圖15所描述，漫射器1102可為反射材料之一實心圓錐。替代地，反射材料(例如，一反射塗層)可沿邊界1132安置於漫射器1102與長形主體1110之間。在一些實例中，反射材料可面向(或部分地面向)外表面1116。在一些實例中，漫射器1102可為中空的。在一些實例中，基於長形主體1110與漫射器1102之間的材料差異，光1120可沿邊界1132反射及/或折射。在一些實例中，來自一第一端1112之光1120可沿邊界1132反射且來自一第二端1114之光可沿邊界1132折射，使得可使用單個漫射器1102。在一些實例中，來自第一端1112之光1120可沿一邊界1132A反射，且來自第二端1114之光可沿一邊界1132B反射，使得可使用多個漫射器1102。光1120可沿邊界1132反射或折射且可作為出射光1126自外表面1116出射(圖20)。
如圖17至圖18中所繪示，漫射器1102之最大端可終止於不及(shy of)外表面1116之處(由邊界1134識別)。一間隙1150可形成於邊界1134與外表面1116之間，此可實現光之更均勻分佈。另外或替代地，間隙1150可包括一光轉換層。在一些實例中，漫射器1102之最大端可終止 於外表面1116處，使得不存在間隙。
圖19繪示例如作為一把手1900之光導引元件1100之一實例實施方案。實例光導引元件1100可由一或多個端蓋1902環繞，該一或多個端蓋1902可環繞且支撐光導引元件1100。一或多個端蓋1902可經由一或多個緊固件1904附接至結構，舉例而言諸如一壁。一或多個光發射器可安置於端蓋1902之一或多者中以將光自第一端1112及/或第二端1114導引至長形主體1110中。環繞且支撐光導引元件1100之端蓋1902之部分1906亦可為透明的以實現對此等部分之消毒性質。
如圖20中所繪示，一或多個光線1120可在長形主體1110之中心線C附近進入長形主體1110，且可撞擊最接近一各自端1112之漫射器1102之邊界1132A之一部分，且可經重新導引朝向外表面1116。稍微更遠離中心線C之一或多個光線1120可撞擊邊界1132之一第二部分，該第二部分可稍微更遠地定位至長形主體110中。撞擊邊界1132A之第二部分之一或多個光線1120可經重新導引朝向外表面1116。因為邊界1132A可為連續的，所以任何數目個光線1120可朝向外表面1116反射且實現外表面1116之一均勻或接近均勻照明。如圖11至圖23中所繪示，當與光發射器相距之距離增加時，邊界(例如，邊界1132A)可具有與外表面1116相距之一逐漸減小距離。在一些實例中，長形主體1110可包含多個邊界1132A、1132B，其中各邊界1132A、1132B可根據需要為長形主體110之任何長度，例如50/50分、30/70分等。邊界1132B可類似於邊界1132A而執行，其中光係自與第一端1112相對之一第二端1114發射。儘管圖20繪示中心線C上方之光1120，但光1120可以一類似方式類似地在中心線C下方反射。
在一些實例中，如同圖21中所繪示之實例，光1120可不直接反射出外表面1116。光1120之路徑可取決於數個因素，包含邊界1132A之角度、長形主體1110及/或邊界1132A之材料等。在一些實例中，光1120可以不同於90度之角度自邊界1132A朝向外表面1116反射。在此一角度下，光1120可在外表面1116處部分地在外部折射及/或部分地在內部反射。任何內部反射光1120可在邊界1132A處再次朝向外表面1116反射。在一些實例中，光1120可在外表面1116處出射，或可在外部折射，且在內部再次反射。自外表面1116出射之任何光1120可產生出射光1126。此外部折射及/或內部反射可增進光發射元件1100之均勻照明。外部折射及/或內部反射可基於用於長形主體1110、邊界1132A之材料及長形主體1110外之材料(例如，空氣、水等)、邊界1132A之角度等來組態。雖然在圖21中僅繪示一個光線1120，但任何數目個光線1120可施加至邊界1132A或1132B且可如本文中所描述般反射/折射。
在一些實例中，光導引元件1100之長度可約為一呎。在一些實例中，光導引元件1100可為任何長度，使得自外表面1116出射之光保持均勻或幾乎均勻。在一些實例中，如圖22至圖23中所繪示，一或多個光導引元件1100可一起用來實現一增加長度之光導引系統2200。在一些實例中，複數個端蓋2202可放置於兩個相鄰光導引元件1100之間。在一些實例中，端蓋2202可在端蓋2202之一或多側上包含一或多個光發射器2204，使得光可藉由單個端蓋2202導引至兩個相鄰光導引元件1110中。
類似地，如圖22中所繪示，成角度端蓋2206可依各種角度用於兩個相鄰光導引元件1100之間。成角度端蓋2206可為撓性或剛性 的，且可經組態以在兩個相鄰光導引元件1100之間成任何角度。成角度端蓋2206可在成角度端蓋2206之一或多側上包含一或多個光發射器2204，使得光可藉由單個成角度端蓋2206導引至兩個相鄰光導引元件1100中。在此等實例中，任何數目個光導引元件1100可依各種角度連接在一起以用於舉例而言諸如非線性物件(例如，具有平台或角落之樓梯之扶手)、極長物件等之應用。端蓋2202及成角度端蓋2206可最小地定大小為非侵入性的且減少非照明及/或非消毒表面區域之量。替代地，可利用光纖以在非線性光導引元件中提供光發射。
在一些實例中，外表面1116可如上文所描述般改變色彩。在一些實例中，外表面1116可改變色彩以指示一細菌含量(例如，白色指示細菌被或正被消毒、紅色指示細菌未被消毒等)。
數個優點自本發明可顯而易見。光發射元件100、1100可提供具有減小數目個光發射器之內部照明元件，因為本文中所描述之漫射器可在光發射元件100、1100之一或多個端處更均勻地分佈來自一或多個光發射器之光。此外，因為可能無光發射器中心地安置於光發射元件100、1100內，所以光發射元件100、1100之直徑可窄於具有中心地安置之光發射器之光發射元件。另外，對應光發射元件100、1100之外表面116、1116可使無害內部產生消毒光能夠用於表面消毒。
光導引元件100、1100可在可大量生產之長形主體中提供受控內部照明。此外，由於元件可為實心的，因此其等可更好地抵著元件密封，在結構上更具支撐性等。此外，元件100、1100之重量及/或美感在未被照明時可能更令人愉悅。光導引元件100、1100亦可提供改良封裝，因為光發射器可能未中心位於主體內(例如，其可定位於主體之端上)，此 可允許更好地冷卻光發射器。當採用消毒光時，光導引元件100、1100亦可提供更均勻光分佈及/或更均勻消毒。
本文中所使用之術語係出於僅描述特定實例之目的且並非意欲於限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一」、「一個」及「該」亦意欲於包含複數形式，除非內文另有明確指示。將進一步理解，當在本說明書中使用時，術語「包括(comprises及/或comprising)」指定存在所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件，但不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其等群組。「可選」或「可選地」意謂著隨後所描述之事件或情況可能發生或可能不發生，且該描述包含事件發生之例項及事件不發生之例項。
如貫穿說明書及發明申請專利範圍中所使用之近似語言可應用於修飾可允許變動而不導致其所相關之一基本功能變化之任何定量表示。據此，由一或若干術語(諸如「約」、「近似」及「實質上」)修飾之一值不限於指定之精確值。在至少一些例項中，近似語言可對應於用於量測值之一儀器之精度。在此且貫穿說明書及發明申請專利範圍，可組合及/或互換範圍限制，此等範圍被識別且包含其中所含之全部子範圍，除非內文或語言另有指示。如應用於一範圍之一特定值之「近似」適用於兩個值，且除非另外取決於量測該值之儀器之精度可指示處於或約為(若干)所述值之+/-10%。
下文發明申請專利範圍中之全部構件或步驟加功能元件之對應結構、材料、動作及等效物意欲於包含用於如具體主張般組合其他所主張元件執行功能之任何結構、材料或動作。本發明之描述已出於繪示及描述之目的而呈現，但並非意欲於窮舉性或限於所揭示形式之本發明。在 不脫離本發明之範疇及精神之情況下，諸多修改及變動對於一般技術者而言將係顯而易見的。
一種實例光導引元件可包括：一長形主體，其具有一第一端、一第二端及一外表面，該長形主體係透明或半透明的以允許光軸向地且徑向地透射穿過其中；一光發射器，其安置於該長形主體之該第一端處；及一漫射器，其包含安置於該長形主體內之至少一個反射元件，其中該漫射器經組態以均勻地重新導引自該光發射器發射之光朝向該外表面，且其中該漫射器之截面朝向該第二端擴展。
在一些實例中，該光導引元件進一步包括：一第二光發射器，其安置於該長形主體之一第二端處；及一第二漫射器，其經組態以均勻地重新導引自該第二光發射器發射之光朝向該外表面，其中該第二漫射器之截面朝向該第一端擴展。
在一些實例中，該漫射器及該第二漫射器在該第一端與該第二端之間中心地相匯。
在一些實例中，該漫射器包括終止於距該外表面之一長度處之一圓錐形形狀。
在一些實例中，該漫射器經組態以重新導引該光朝向該外表面，其中具有跨該外表面之表面區域之至少0.02毫瓦/平方厘米(0.02mW/cm2)之一實質上均勻輻照度。
在一些實例中，該光發射器包含電致發光光發射器、發光二極體(LED)或雷射之一或多者。
在一些實例中，自該光發射器發射之該光之至少一部分包括具有在380至420奈米之一範圍內之一波長之消毒光。
在一些實例中，該光導引元件進一步包括一光束準直器，該光束準直器環繞該光發射器且安置於該長形主體內。
在一些實例中，該光導引元件進一步包括至少一個端蓋，其中該至少一個端蓋包括安置於該長形主體之該第一端處之該光發射器。
一種實例光導引元件可包括：一透明或半透明主體，其具有一第一端、一第二端及一外表面；及一漫射器，其安置於該透明或半透明主體內且截面朝向該第二端擴展，其中該漫射器包括至少一個反射元件，該至少一個反射元件經組態以徑向地重新導引自該第一端軸向透射之光朝向該外表面。
在一些實例中，該光導引元件進一步包括一第二漫射器，該第二漫射器經組態以徑向地重新導引自該第二端軸向透射之光朝向該外表面，其中該第二漫射器之截面朝向該第一端擴展。
在一些實例中，該漫射器及該第二漫射器在該第一端與該第二端之間中心地相匯。
在一些實例中，該漫射器包括終止於與距該外表面之一長度處之一圓錐形形狀。
在一些實例中，該漫射器包括一軸向擴大反射元件陣列。
在一些實例中，該漫射器經組態以重新導引該光朝向該外表面，其中具有跨該外表面之一區域之至少0.02毫瓦/平方厘米(0.02mW/cm2)之一實質上均勻輻照度。
在一些實例中，該光之至少一部分包括具有在380至420奈米之一範圍內之一波長之消毒光。
在一些實例中，該光導引元件進一步包括一光發射器，該 光發射器包括電致發光光發射器、發光二極體(LED)或雷射之一或多者。
在一些實例中，該光導引元件進一步包括一光束準直器，該光束準直器環繞該光發射器且安置於該長形主體內。
一種實例方法包括：鑄造一圓錐形漫射器，該圓錐形漫射器包括至少一個對準銷；將該至少一個對準銷插入至一第一板中；將一管環繞該圓錐形反射漫射器插入至該第一板中；及用鑄造材料填充該管。
在一些實例中，該方法進一步包括：鑄造一第二圓錐形漫射器，其包括至少一個第二對準銷；將該至少一個第二對準銷插入至一第二板中；及將該管夾箝於該第一板與該第二板之間。
在一些實例中，該方法進一步包括用反射材料塗佈該圓錐形漫射器。
一種實例光導引元件可包括：一長形主體，其具有一第一端、一第二相對端及一外表面，該長形主體係透明或半透明的以允許光自一端軸向地透射穿過其中至另一端；及一漫射器，其包含複數個光反射元件，該複數個光反射元件配置於該長形主體內以共同產生至少一個軸向擴大反射陣列，以在該光軸向地穿過該長形主體時逐漸地重新導引光朝向該外表面。
在一些實例中，該至少一個軸向擴大反射陣列包含：一第一軸向擴大反射陣列，其面向該長形主體之該第一端以重新導引進入該第一端之光；及一第二軸向擴大反射陣列，其面向該長形主體之該第二相對端以重新導引進入該第二相對端之光。
在一些實例中，當各軸向擴大反射陣列自其之一端軸向地延伸至該長形主體中時，該陣列具有與該外表面相距之一逐漸減小距離。
在一些實例中，各軸向擴大反射陣列包含共同形成一系列增加半徑弧之光反射元件之群組。
在一些實例中，共同形成系列增加直徑弧之光反射元件之各群組係圓，從而產生一圓錐形組態。
在一些實例中，該複數個光反射元件配置於該長形主體內以重新導引該光朝向該外表面，其中具有跨該外表面之一表面區域之一實質上均勻輻照度。
在一些實例中，該光具有跨該外表面之該表面區域之不小於0.02毫瓦/平方厘米(0.02mW/cm2)之一輻照度。
在一些實例中，該光導引元件可進一步包括一光發射器，該光發射器可操作地耦合至該長形主體之至少一端以將一光軸向地發射至該長形主體中以撞擊該至少一個軸向擴大反射陣列。
在一些實例中，該至少一個軸向擴大反射陣列包含一對軸向擴大反射陣列，一個陣列具有面向該長形主體之該第一端之一各自較小端且另一陣列具有面向該長形主體之該第二相對端之一各自較小端，且其中該光發射器包含一光發射器，該光發射器可操作地耦合至該長形主體之一端以將該光軸向地發射至該長形主體中以撞擊該對軸向擴大反射陣列之各者。
在一些實例中，該光發射器包含電致發光光發射器、發光二極體(LED)或雷射之一或多者。
在一些實例中，該光具有具在380至420奈米之一範圍內之一波長之至少一部分，從而產生一消毒光。
在一些實例中，該消毒光係白色的。
在一些實例中，該長形主體係一實心圓柱體。
在一些實例中，各光反射元件包含一平面磁體。
在一些實例中，各光反射元件具有小於近似4平方毫米之一表面積。
在一些實例中，各光反射元件在其中具有一磁場，該磁場經組態以將該光反射元件定位於一位置中以在曝露於一受控電磁場時將光導引至該外表面。
一種實例方法包括：在使一透明長形主體硬化之前擠壓該透明長形主體，該透明長形主體在該主體內具有複數個磁性光反射元件，該透明長形主體包含一第一端、一第二端及一外表面；藉由沿該透明長形主體之至少一部分施加一變化電磁(EM)場以將該複數個磁性光反射元件配置於該長形主體內以共同產生至少一個軸向擴大反射陣列，以在光軸向地穿過該長形主體時逐漸地重新導引光朝向該外表面來產生一漫射器；及使該透明長形主體硬化。
在一些實例中，該方法進一步包括：在施加該變化EM場期間監測該透明長形主體內之該複數個磁性光反射元件之配置；及回應於一或多個磁性光反射元件不在適當位置，在施加該變化EM場期間調整該電磁場以改變該配置。
在一些實例中，該監測包含光學、超音波、電感或電磁感測該透明長形主體內之該複數個磁性光反射元件之該配置之至少一者。
在一些實例中，施加該變化EM場將該複數個磁性光反射元件配置成在該陣列自其一端軸向地延伸至該透明長形主體時，具有與該外表面相距之一逐漸減小距離。
在一些實例中，各軸向擴大反射陣列包含共同形成一系列增加半徑弧之磁性光反射元件之群組。
在一些實例中，共同形成系列增加直徑弧之磁性光反射元件之各群組係圓，從而產生一圓錐形組態。
在一些實例中，該至少一個軸向擴大反射陣列包含：一第一軸向擴大反射陣列，其面向該透明長形主體之該第一端以重新導引進入該第一端之光；及一第二軸向擴大反射陣列，其面向該透明長形主體之該第二端以重新導引進入該第二端之光。
在一些實例中，各磁性光反射元件包含一平面主體。
在一些實例中，施加該變化EM場將該複數個磁性光反射元件成群組地配置成自該第一端朝向該第二端之一系列增加直徑圓。
在一些實例中，施加該變化EM場將該複數個磁性光反射元件成群組地配置於一圓錐形組態之至少一部分中。
在一些實例中，施加該變化EM場將該複數個磁性光反射元件配置於該透明長形主體內，以重新導引進入該長形主體之光朝向該外表面，其中具有跨該外表面之一表面區域之一實質上均勻輻照度。
在一些實例中，該方法進一步包括將一光發射器耦合至該長形主體之至少一端以將一光軸向地發射至該透明長形主體中以撞擊該至少一個軸向擴大反射陣列。
在一些實例中，該光具有具在380至420奈米之一範圍內之一波長之至少一部分，從而產生一消毒光。
在一些實例中，該消毒光係白色的。
在一些實例中，各磁性光反射元件包含一平面主體。
在一些實例中，施加該變化EM場包含圍繞該透明長形主體之至少一部分施加該變化EM場。
一種實例系統可包括：一第一光發射元件，其包括一第一漫射器，其中該第一漫射器之截面朝向該第一光發射元件之一第一端擴展，且其中該第一漫射器包括至少一個反射元件，該至少一個反射元件經組態以徑向地重新導引自該第一光發射元件之一第二端軸向透射之光朝向該第一光發射元件之一外表面；一第二光發射元件，其包括一第二漫射器，其中該第二漫射器之截面朝向該第二光發射元件之一第一端擴展，且其中該第二漫射器包括至少一個反射元件，該至少一個反射元件經組態以徑向地重新導引自該第二光發射元件之一第二端軸向透射之光朝向該第二光發射元件之一外表面；及一端蓋，其安置於該第一光發射元件與該第二光發射元件之間。
1100:漫射器/光發射元件
1102:漫射器
1110:長形主體
1112:第一端
1114:第二端
1116:外表面
1132:邊界
1134:邊界
1600:光束準直器

Claims (20)

  1. 一種光導引元件，其包括：一長形主體，其具有一第一端、一第二端及一外表面，該長形主體係透明或半透明的以允許光軸向地且徑向地透射穿過其中；一光發射器，其安置於該長形主體之該第一端處；及一漫射器，其包含安置於該長形主體內之至少一個反射元件，其中該漫射器經組態以徑向地重新導引來自該光發射器之軸向發射光朝向該外表面，且其中該漫射器之截面朝向該第二端擴展；一第一端蓋，其安置於且經組態以環繞該長形主體之該第一端；及一第二端蓋，其安置於且經組態以環繞該長形主體之該第二端；其中該第一端蓋及該第二端蓋在距一相鄰表面一距離處支撐該長形主體。
  2. 如請求項1之光導引元件，其進一步包括：一第二光發射器，其安置於該長形主體之該第二端處；及一第二漫射器，其經組態以徑向地重新導引來自該第二光發射器之軸向發射光朝向該外表面，其中該第二漫射器之截面朝向該第一端擴展。
  3. 如請求項2之光導引元件，其中該漫射器及該第二漫射器在該第一端與該第二端之間中心地接觸。
  4. 如請求項1之光導引元件，其中該漫射器包括終止於距該外表面一距 離處之一圓錐形形狀。
  5. 如請求項1之光導引元件，其中自該光發射器發射之該光之至少一部分包括具有在380至420奈米之一範圍內之一波長之消毒光，且其中該漫射器經組態以重新導引該光之該部分朝向該外表面，其中具有跨該外表面之一整個區域之至少0.02毫瓦/平方厘米(0.02mW/cm2)之一輻照度。
  6. 如請求項1之光導引元件，其進一步包括一光束準直器，該光束準直器環繞該光發射器且安置於該長形主體內。
  7. 一種光導引元件，其包括：一透明或半透明主體，其具有一第一端、一第二端及一外表面；及一漫射器，其安置於該透明或半透明主體內且截面朝向該第二端擴展，其中該漫射器包括至少一個反射元件，該至少一個反射元件經組態以徑向地重新導引自該第一端軸向透射之光朝向該外表面；該光之至少一部份包含具有在380至420奈米之一範圍內之一波長之消毒光；且該漫射器經組態以重新導引該消毒光朝向該外表面，其中具有跨該外表面之一區域之至少0.02毫瓦/平方厘米(mW/cm2)之一輻照度。
  8. 如請求項7之光導引元件，其進一步包括：一第二漫射器，其經組態以徑向地重新導引自該第二端軸向透射之光朝向該外表面，其中該第二漫射器之截面朝向該第一端擴展。
  9. 如請求項8之光導引元件，其中該漫射器及該第二漫射器在該第一端與該第二端之間中心地接觸。
  10. 如請求項7之光導引元件，其中該漫射器包括終止於距該外表面一距離處之一圓錐形形狀。
  11. 如請求項7之光導引元件，其中該漫射器包括一軸向擴大反射元件陣列。
  12. 如請求項7之光導引元件，其進一步包括一光發射器，該光發射器包括電致發光光發射器、發光二極體(LED)或雷射之一或多者。
  13. 如請求項12之光導引元件，其進一步包括一光束準直器，該光束準直器環繞該光發射器且安置於該透明或半透明主體內。
  14. 一種製造一光導引元件之方法，其包括：產生一圓錐形漫射器，其包括至少一個對準銷；將該至少一個對準銷插入至一第一板中；將一管插入至該第一板中且環繞該圓錐形漫射器；及用材料填充該管。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包括： 產生一第二圓錐形漫射器，其包括至少一個第二對準銷；將該至少一個第二對準銷插入至一第二板中；及將該管夾箝於該第一板與該第二板之間。
  16. 如請求項14之方法，其進一步包括：用反射材料塗佈該圓錐形漫射器。
  17. 一種光導引系統，其包括：一第一光發射元件，其包括一第一漫射器，其中該第一漫射器之截面朝向該第一光發射元件之一第一端擴展，且其中該第一漫射器包括至少一個反射元件，該至少一個反射元件經組態以徑向地重新導引自該第一光發射元件之一第二端軸向透射之具有在380至420奈米之一範圍內之一波長之消毒光朝向該第一光發射元件之一外表面；一第二光發射元件，其包括一第二漫射器，其中該第二漫射器之截面朝向該第二光發射元件之一第一端擴展，且其中該第二漫射器包括至少一個反射元件，該至少一個反射元件經組態以徑向地重新導引自該第二光發射元件之一第二端軸向透射之光朝向該第二光發射元件之一外表面；及一端蓋，其安置於該第一光發射元件與該第二光發射元件之間。
  18. 如請求項17之光導引系統，其中該第一漫射器或該第二漫射器之至少一者包括終止於距該外表面一距離處之一圓錐形形狀。
  19. 如請求項17之光導引系統，其中該第一漫射器或該第二漫射器之至 少一者包括一軸向擴大反射元件陣列。
  20. 如請求項17之光導引系統，其中該第一光發射元件或該第二光發射元件之至少一者包括一光束準直器。
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