專利名稱：光纖結(jié)構(gòu)及其制造方法以及光纖照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖結(jié)構(gòu)及其制造方法，尤指一種在光纖內(nèi)部成型有微結(jié)構(gòu) 的光纖結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
光纖，也即光學纖維，主要是由一核心以及包覆所述的核心的外層所構(gòu)成， 由于具有傳輸損失低、尺寸小、重量輕、成本低等優(yōu)點，因此被大量應用于各種 訊號傳輸，包括光傳輸、聲音傳輸與網(wǎng)絡系統(tǒng)等等。就光傳輸而言， 一般是在光纖端部設置光源，使光線進入光纖核心產(chǎn)生反射 作用，如此使光纖整體產(chǎn)生發(fā)光效果，除具有高度裝飾效果外，也可提供一定程 度照明作用；另者，由于使用光纖導光可減少燈管使用數(shù)量，又可提高光源使用 效率、可搭配所需光源使用，因此近年來使用光纖導光的背光模塊逐漸成為主流 產(chǎn)品，然若要提高光纖背光模塊的亮度，除增加光源亮度之外，光纖本身必須具 有較高的透明度，方可確保光線在光纖內(nèi)部傳遞能具有較佳的傳遞效率， 一般業(yè) 者是事先在光纖表面加工形成不規(guī)則結(jié)構(gòu)，當光線在傳遞過程接觸所述的不規(guī)則 結(jié)構(gòu)時，便會經(jīng)由散射而反射出光纖外側(cè)，達到使光纖側(cè)向出光的目的。請參閱圖1 ，美國專利第4，885，663號"Fiber Optic Light Emitting Panel And Method Of Making Same"，其是將光纖5編織成平面狀，憑借所述的彎曲的光纖 5，可使光線在轉(zhuǎn)折處產(chǎn)生反射，再通過具有散設效果的涂布層18，以及可改變 出光方向的棱鏡片l，如此達到使光纖5均勻出光的目的；所述的案所揭示的技 術(shù)手段雖不至于破壞光纖，然所述的光纖5編織所形成的彎折度難以掌控，使得 光線均勻度無法有效改善，再其結(jié)構(gòu)復雜，成本相對提高，此外，若彎折所述的 編織的光纖5，也會導致變形，破壞原編織彎曲度，影響出光方向與光纖側(cè)向出 光效率。請參閱圖2所示，美國專利第5,226,105號"Fiber Optic Backlighting Panel And Dot Process For Making Same"，其是利用激光加工將光纖24的外層包覆點狀剝離，使光線可由所述的剝離處側(cè)向透出所述的光纖24，然由于光線是單純由剝離 處透出所述的光纖24、 24a,而非經(jīng)由反射射出，因此透出的亮度有限，為改善 此一缺失，所述的案雖提出可設置雙層光纖24、 24a并涂布泡沫橡膠60，然卻使 得結(jié)構(gòu)復雜、制造困難、成本提高，而其最大弊端在于，所述的光纖24、 24a的 表面結(jié)構(gòu)遭受破壞，當彎曲光纖24、 24a時，極容易由所述的剝離處斷裂，或造 成所述的剝離處變形，影響出光方向與光纖側(cè)向出光效率。請參閱圖3所示，美國專利第6,714,185號"Back Lighting Apparatus Of Liquid Crystal Display Using Optical Fiber"，其是在光纖62的表面加工形成擴散線621 ， 所述的擴散線621的形式可依所需設置為圖示虛線形式，或為連續(xù)線、或復數(shù)并 行線等其它型態(tài)，所述的擴散線621可由蝕刻或印刷形成，所述的擴散線621可 將光線分割為兩道光束透出所述的光纖62，可應用于產(chǎn)生3D影像；所述的案缺 點在于，若采用蝕刻方式制作所述的擴散線621，則會破壞所述的光纖62表面， 若采用印刷方式，則其精密度控制不易，再者，光線是單純透出所述的光纖62， 而非經(jīng)由反射，其亮度有限，再被分割為兩道光束后，其亮度更會受到損耗。請參閱圖4所示，美國專利第5,432,876號"Illumination Devices And Optical Fibres For Use Therein"，其是在光纖2表面制作刻痕4，當光線通過所述的刻痕 4時，可憑借斜面6、 10使光線被反射出所述的光纖2;所述的案的最大弊端在于， 所述的光纖2表面遭受破壞，當彎曲光纖2時，極容易由所述的刻痕4斷裂，或 造成所述的刻痕4變形，影響出光方向與光纖側(cè)向出光效率，再其刻痕4制作深 度或斜度的控制困難度高，此外，光線只能進行一次反射，光利用率不高。綜觀上述現(xiàn)有光纖專利可知，將微結(jié)構(gòu)制作在光纖表面后，會導致以下幾個 問題產(chǎn)生1. 表面微結(jié)構(gòu)在使用過程中容易與外界接觸而摩擦受損。2. 光纖表面需涂布接著劑的應用場合，如UV膠，表面微結(jié)構(gòu)受到接著劑污 染，使其光學特性受到影響。3. 當光纖受外力彎曲時，表面微結(jié)構(gòu)相對較容易產(chǎn)生變形。4. 上述問題會對光纖側(cè)向出光效率與均勻性造成相當大的影響，因此必須針 對問題找出有效的解決方式，方可提升光纖側(cè)向出光技術(shù)的實用性。發(fā)明內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明的主要目的在于提出一種光纖結(jié)構(gòu)及其制造 方法以及光纖照明裝置，將微結(jié)構(gòu)制作在光纖核心，可避免外在使用環(huán)境的損壞、 防止微結(jié)構(gòu)與接著劑直接接觸，且當光纖受外力彎曲時，可降低光纖斷裂或變形 的風險。本發(fā)明的次要目的在于提出一種光纖結(jié)構(gòu)及其制造方法以及光纖照明裝置， 在光纖內(nèi)部成型三維微結(jié)構(gòu)，可提高出光效率、改善出光均勻度。本發(fā)明的另一目的在于提出一種光纖結(jié)構(gòu)及其制造方法以及光纖照明裝置， 使光纖適用在各種曲面。本發(fā)明的又一目的在于提出一種光纖結(jié)構(gòu)及其制造方法以及光纖照明裝置， 憑借控制微結(jié)構(gòu)的外型、數(shù)量、尺寸、分布密度、分布位置等條件，可調(diào)整光纖 的出光亮度。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于其包含光纖本體，是由核心與外層所構(gòu)成， 所述的外層是包覆在所述的核心外部；至少一微結(jié)構(gòu)，是設置在所述的光纖本體 的核心。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括一種光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于其包含(a)提供一光纖，所述的光 纖是由核心與一包覆在所述的核心外部的外層所構(gòu)成；(b)在所述的光纖的核心加 工成型至少一微結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括一種光纖照明裝置，其特征在于其包含至少一光纖，是由核心與外層所 構(gòu)成，所述的外層是包覆在所述的核心外部；至少一微結(jié)構(gòu)，是設置在所述的光 纖本體的核心；至少一光源，是設置在所述的光纖的一端。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是使得在光纖內(nèi)部傳遞的光線 可憑借所述的微結(jié)構(gòu)的阻擋而由光纖徑向側(cè)邊散射出光纖外，其結(jié)構(gòu)與制造方法 簡單且不致破壞光纖表面，可避免光纖彎折可能產(chǎn)生的斷裂或變形，并可提高出 光效率、改善出光均勻度，適于光纖制造與應用等相關(guān)領(lǐng)域


圖1是現(xiàn)有光纖結(jié)構(gòu)美國專利的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有光纖結(jié)構(gòu)美國專利的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是現(xiàn)有光纖結(jié)構(gòu)美國專利的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是現(xiàn)有光纖結(jié)構(gòu)美國專利的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明光纖內(nèi)部具有一微結(jié)構(gòu)的較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A是本發(fā)明光纖內(nèi)部具有復數(shù)微結(jié)構(gòu)的較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明成型光纖內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖6A(a)是本發(fā)明測試樣品一的正面結(jié)構(gòu)視圖；圖6A(b)是本發(fā)明測試樣品一的側(cè)面結(jié)構(gòu)視圖；圖6B(a)是本發(fā)明測試樣品二的正面結(jié)構(gòu)視圖；圖6B(b)是本發(fā)明測試樣品二的側(cè)面結(jié)構(gòu)視圖；圖7是本發(fā)明成型光纖內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的作動示意圖；圖8是憑借圖7作動方式所成型的不同微結(jié)構(gòu)分布的實施例圖；圖9是憑借圖7作動方式所成型的不同微結(jié)構(gòu)分布的實施例圖；圖IO是本發(fā)明另一成型光纖內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的作動示意圖；圖ll是憑借圖IO作動方式所成型的微結(jié)構(gòu)分布的實施例圖；圖12是本發(fā)明又一成型光纖內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的作動示意圖；圖13是本發(fā)明采用多組激光成型微結(jié)構(gòu)的架構(gòu)示意圖；圖14是本發(fā)明整合微結(jié)構(gòu)成型在光纖制程中的架構(gòu)示意圖；圖15是本發(fā)明的光纖結(jié)構(gòu)復數(shù)組合的實施例示意圖；圖16是本發(fā)明的光纖結(jié)構(gòu)復數(shù)組合的實施例示意圖；圖17是本發(fā)明的光纖結(jié)構(gòu)制作為平面光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17A是圖17的A-A剖面圖；圖18是本發(fā)明應用于可撓性照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明10-光纖;ll-核心;12-外層;20、 20a 20c-微結(jié)構(gòu);30-光源; 31-光線;32-反射光;33-散射光;40-激光系統(tǒng)；41、 41a 41c-透鏡組;42、 42a 42c曙 激光；60-模具；70-夾制具；71-反射板；72-增亮膜；80-可撓性照明裝置；90-夾 制具；C-光纖軸心；D-深度；L-長度；W-寬度。
具體實施方式
以下將參照隨附的圖式來描述本發(fā)明為達成目的所使用的技術(shù)手段與功效，而以下圖式所列舉的實施例僅為輔助說明，以利貴審查委員了解，但本案的技術(shù) 手段并不限于所列舉圖式。請參閱圖5所示，本發(fā)明提供的可側(cè)向出光的光纖結(jié)構(gòu)，其是憑借光纖IO 內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)20使光纖IO達到側(cè)向出光效果，如圖所示，所述的光纖10具有一 核心11以及包覆在所述的核心11外部的外層12所構(gòu)成的本體，所述的光纖10 可為塑料、玻璃、石英等透明材質(zhì)，其外型除傳統(tǒng)長條圓柱形外，也可為任意幾 何形狀；至于所述的微結(jié)構(gòu)20，其是設置在所述的光纖IO的核心11部位，所述 的微結(jié)構(gòu)20的外型、數(shù)量、尺寸、分布密度、分布位置等并無限定，依所需設定， 可為圖5所示的一個或如圖5A所示復數(shù)個，若以圓柱形光纖而言，所述的微結(jié) 構(gòu)20的尺寸小于或等于所述的光纖10的核心11的直徑，其外型則以規(guī)則或不規(guī) 則的三維(3D ， Three-Dimension)結(jié)構(gòu)造型為佳。如圖5所示，在所述的光纖10—端設置光源30，所述的光源30發(fā)出光線31 進入所述的光纖10中，所述的光線31可在所述的核心11以全反射方式(產(chǎn)生反 射光32)進行傳遞，當光線31或反射光32在行進過程中接觸到所述的微結(jié)構(gòu)20 時，由于所述的微結(jié)構(gòu)20破壞了所述的光纖10內(nèi)部的全反射條件，因此可使所 述的光線31產(chǎn)生散射，所述的散射光33便可由所述的光纖10的側(cè)面射出，達到 使所述的光纖10側(cè)向出光的效果，至于所述的散射光33射出所述的光纖10的方 向，是依所述的微結(jié)構(gòu)20的三維結(jié)構(gòu)而定；再如圖5A所示，由于所述的光線31 在反復反射后會造成耗弱，導致距離所述的光源30越遠處的亮度越低，因此，可 設計所述的微結(jié)構(gòu)20的分布密度在距離所述的光源30越遠處逐漸加大，以集中 所述的散射光33亮度；換言之，可憑借所述的微結(jié)構(gòu)20的尺寸、密度、外型與 折射率差等物理特性設計，控制所述的光纖IO不同區(qū)域的側(cè)向出光亮度。依據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可歸納出一種光纖的側(cè)向出光方法，其包含提供光線31由一內(nèi)部具有微結(jié)構(gòu)20的光纖10的一端進入所述的光纖10;所述的光纖10內(nèi)部的光線31接觸到所述的光纖10內(nèi)部所具有的微結(jié)構(gòu)20 時，可由所述的微結(jié)構(gòu)20破壞所述的光纖10內(nèi)部的全反射條件，使得所述的光 線31產(chǎn)生散射光33由所述的光纖10的側(cè)向射出。關(guān)于本發(fā)明在光纖10內(nèi)部形成微結(jié)構(gòu)20的方法，請參閱圖6所示，其是采用激光系統(tǒng)40對光纖10進行加工，所述的激光系統(tǒng)40可為二氧化碳激光、 ND-Yag(釹-釔鋁石榴石)激光或準分子激光等等，其加工形式可為連續(xù)式或脈沖式，所述的激光系統(tǒng)40通過一透鏡組41將激光42聚焦在所述的光纖10的內(nèi)部， 也即所述的光纖10的核心11;所述的透鏡組41的主要功能在于決定激光聚焦點 (圖中未示出)的尺寸大小，而聚焦點的尺寸大小則會影響到所述的微結(jié)構(gòu)20的尺 寸大小，如圖6所示所述的微結(jié)構(gòu)20、 20a 20c分別具有不同尺寸、位置，如前 所述，所述的微結(jié)構(gòu)20的尺寸、密度、外型與折射率差等物理特性設計，均會影 響所述的光纖IO側(cè)向出光亮度；憑借所述的激光加工方式聚焦所述的光纖10核 心11成型所述的微結(jié)構(gòu)20，屬于非接觸式加工方式，由于不會傷害到所述的光 纖10的外層12，因此可以保護所述的微結(jié)構(gòu)20不受外在環(huán)境影響，且可將對所 述的光纖10強度的影響降至最低。關(guān)于上述以激光加工成型的微結(jié)構(gòu)外型，基本上取決在兩個主要因素，第一 因素是與激光脈波時間、激光波長有關(guān)，第二因素則與所述的激光系統(tǒng)40所搭配 的所述的透鏡組41有關(guān)，其技術(shù)手段與激光內(nèi)雕技術(shù)類似，但是目前并未見將此 類技術(shù)應用于光纖側(cè)向出光；請參閱圖6A所示，其是采用1064nm波長單位激光， 搭配焦距為F44的透鏡組，對玻璃材料進行測試，可得到長度L與寬度W尺寸約 100u m 250n m(如圖6A(a)的正面結(jié)構(gòu)視圖所示)、深度D約100u m 200u m(如圖6A(b)的側(cè)面結(jié)構(gòu)視圖所示)的微結(jié)構(gòu)；再如圖6B所示，其是采用532nm 波長單位的激光，搭配焦距為F22的透鏡組，對玻璃材料進行測試，可得到長度 L與寬度W尺寸約30um 80"m(如圖6B(a)的正面結(jié)構(gòu)視圖所示)、深度D約 40um 120iim(如圖6B(b)的側(cè)面結(jié)構(gòu)視圖所示)的微結(jié)構(gòu)，由以上的實驗結(jié)果證 實，應用于本發(fā)明光纖內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的尺寸與深度確實可憑借激光波長和透鏡組加 以控制。根據(jù)上述有關(guān)本發(fā)明在光纖核心成型微結(jié)構(gòu)的方法，及其所能達成的功效， 可衍生出以下不同制作方法及其可形成的微結(jié)構(gòu)分布態(tài)樣。如圖7所示，所述的光纖IO是成圓柱狀，其具有一 Y軸向延伸的軸心C， 所述的透鏡組41是設置在Z軸方向，其激光42則由所述的透鏡組41沿Z軸向 下聚焦在所述的光纖IO的核心11，可驅(qū)動所述的透鏡組41作X、 Y軸向二維移 動，在所述的光纖IO的核心11成型二維數(shù)組的微結(jié)構(gòu)20，同理，可將所述的透 鏡組41固定設置，改而驅(qū)動所述的光纖IO作X、 Y軸向二維移動，如此也可得到相同結(jié)果；依據(jù)上述方式，若將所述的透鏡組41設置在Y軸方向，其激光42 則可沿Y軸(也即所述的光纖10的軸心C)聚焦在所述的光纖10的核心11，若驅(qū)動所述的透鏡組41或光纖IO作X、 Z軸向二維移動，則可在所述的光纖10的斷 面成型微結(jié)構(gòu)，如圖8所示實施例，其是環(huán)繞所述的光纖10的軸心C成型三環(huán) 微結(jié)構(gòu)20a 20c，且所述的微結(jié)構(gòu)20a 20c的尺寸由外而內(nèi)漸縮，其是憑借改變 所述的透鏡組41的聚焦位置所制成，再如圖9所示，其是上下對稱于所述的光纖 10的軸心C成型呈三角形數(shù)組的微結(jié)構(gòu)20。請參閱圖IO所示加工方式示意圖，所述的圓柱狀光纖IO具有一 Y軸向延伸 的軸心C，所述的透鏡組41是設置在Z軸方向，其激光42則由所述的透鏡組41 沿Z軸向下聚焦在所述的光纖IO的核心11，若將所述的透鏡組41固定設置，而 驅(qū)動所述的光纖10以其軸心C為中心旋轉(zhuǎn)，則可在所述的核心11內(nèi)成型放射狀 環(huán)繞所述的光纖10軸心C的微結(jié)構(gòu)20，并可經(jīng)由變換所述的所述的透鏡組41的 聚焦位置，在所述的微結(jié)構(gòu)20的內(nèi)部形成另一放射狀環(huán)繞且尺寸較小的微結(jié)構(gòu) 20a，如圖11所示，同樣地，可將所述的光纖IO固定設置，改而驅(qū)動所述的透鏡 組41環(huán)繞所述的光纖10的外部旋轉(zhuǎn)，也可得到相同結(jié)果；對照圖11與圖8可知 不同加工方式可得到不同型式環(huán)狀排列的環(huán)狀微結(jié)構(gòu)。請參閱圖12所示加工方式示意圖，依據(jù)上述多軸同動的加工方式，可驅(qū)動所 述的光纖10或所述的透鏡組41移動或旋轉(zhuǎn)，在所述的核心11成型螺旋狀排列的 微結(jié)構(gòu)20;此外，如圖13所示，也可設置多組透鏡組41a 41c對光纖11進行加 工，所述的透鏡組41a 41c所產(chǎn)生的激光42a 42c可朝向不同方向，其聚焦的位 置可相互不同，也可控制同步或不同步作動，以產(chǎn)生不同尺寸的微結(jié)構(gòu)20a 20c。必須強調(diào)的是，無論所述的光纖10與所述的透鏡組41如何作動，其激光的 聚焦位置均位于所述的光纖IO的核心11，對于外層12不致造成任何破壞。本發(fā)明所提出的側(cè)向出光技術(shù)，是憑借光纖10內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)20使光纖10 達到側(cè)向出光效果，其制程方式可通過激光加工將所述的微結(jié)構(gòu)20制作在所述的 光纖10的核心11，而加工所述的光纖10的時間點，除了可在所述的光纖10生 產(chǎn)完成后再將所述的微結(jié)構(gòu)20加工在所述的IO光纖內(nèi)部，也可將制作所述的微 結(jié)構(gòu)20的時間點直接整合在所述的光纖IO的制程中，請參閱圖14所示，其是在 生產(chǎn)光纖10的過程中直接制作微結(jié)構(gòu)20，所述的光纖10由射出模具60中被拉 出，其它生產(chǎn)所述的光纖IO所需的相關(guān)設備在此簡略，此時，可將所述的透鏡組 41安裝在所述的模具60旁一定位置處，當所述的光纖IO在射出過程中，同時使 用所述的透鏡組41將激光42聚焦在所述的光纖10的核心11制作所述的微結(jié)構(gòu)20。請參閱圖15與圖16，其顯示本發(fā)明除單獨使用一根光纖側(cè)向出光之外，也 可以通過多根光纖構(gòu)成一個平面或一束的型態(tài)，如圖15所示為多數(shù)根光纖10是 平行排列且上下堆棧，每根光纖10中都包含了內(nèi)部微結(jié)構(gòu)20，有助于提升發(fā)光 平面整體的亮度；圖16所示為多數(shù)根光纖10以圓環(huán)狀的方式排列為一束，每根 光纖10中都包含了內(nèi)部微結(jié)構(gòu)20，光纖IO通過一束的形式產(chǎn)生線型光源的應用 方式，其數(shù)量越多越有助在提高照明亮度，也可同時搭配巻繞與編織等方式。請續(xù)參閱圖17與圖17A,所述的實施例顯示本發(fā)明可通過多根光纖制作成一 平面光源，應用于各種照明用途，如圖所示，其是將復數(shù)光纖10并排構(gòu)成一平面， 其中每一根光纖10的內(nèi)部都制作了微結(jié)構(gòu)20，將光源30設置在光纖10的軸向 兩端，通過一組夾制具70將所述的光纖10與所述的光源30做適當?shù)膶逝c固定， 其中，所述的夾制具70的機構(gòu)外型與對準方式在此省略，其作用在于可使所述的 光源30所發(fā)射出的光線能夠順利地進入所述的光纖IO的內(nèi)部做傳遞，由于所述 的光纖10內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)20可破壞光線全反射傳遞條件，因此，光線可憑借所述 的微結(jié)構(gòu)20散射出所述的光纖10外部，其原理與圖5所示相同，如此，即可通 過所述的光纖IO側(cè)向出光，達到平面照明需求；由于光線是以散射的方式由所述 的光纖10的側(cè)向出光，因此可整合反射板71與增亮膜72以提升平面光源亮度， 如圖17A所示，將所述的光纖10夾設在所述的反射板71與增亮膜72之間，憑 借所述的反射板71將散射光反射到所述的增亮膜72的方向，再通過所述的增亮 膜72將散射的光線聚集在一特定角度范圍之內(nèi)，如此提高平面照射的亮度；此外， 為提升平面光源的亮度均勻性，所述的光纖10的內(nèi)部微結(jié)構(gòu)20的分布方式可以 進行控制，將距離所述的光源30較近區(qū)域微結(jié)構(gòu)20分布密度較低或尺寸較小， 而距離所述的光源30較遠區(qū)域的微結(jié)構(gòu)20則分布密度較高或尺寸較大，憑借控 制所述的微結(jié)構(gòu)20的密度，可以有效控制所述的光纖IO的側(cè)向出光均勻性，其 原理在圖5實施例中也有詳細說明。再請參閱圖18，所述的實施例顯示本發(fā)明利用光纖的可撓性，可應用于一可 撓性照明裝置，所述的可撓性照明裝置80可以任意彎曲并改變外型，其是由復數(shù) 光纖10所構(gòu)成，所述的光纖10以相互并排的方式相鄰排列成一個平面，可以通 過適當?shù)慕又鴦⒐饫wIO彼此貼合，每條光纖10內(nèi)部分布著許多微結(jié)構(gòu)(圖中未 示出)，通過--夾制具卯將所有光纖IO的一端固定，憑借所述的夾制具90可引導外部或內(nèi)部所設的光源(圖中未示出)射出光線進入所有所述的光纖10內(nèi)部，同 樣地，光線進入光纖ll的后以全反射的方式進行傳遞，當光線接觸微結(jié)構(gòu)時，微 結(jié)構(gòu)會使光線射出光纖10的外部；為營造出均勻的照明效果，靠近所述的夾制具 90的區(qū)域所分布的微結(jié)構(gòu)密度較低或尺寸較小，距離夾制具143較遠區(qū)域微結(jié)構(gòu) 分布密度較高或尺寸較大，主要原因在于提升所述的可撓性照明裝置80的亮度均 勻性。綜上所述，本發(fā)明所提供的光纖結(jié)構(gòu)及其制造方法，其憑借激光系統(tǒng)在光纖 核心成型微結(jié)構(gòu)，使光纖達到側(cè)向出光的效果，不同在傳統(tǒng)將微結(jié)構(gòu)制作在光纖 表面的方式，可避免外在使用環(huán)境的損壞、防止微結(jié)構(gòu)與接著劑接觸，且當光纖 受外力彎曲時，內(nèi)部微結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的變形相對比外部微結(jié)構(gòu)降低許多，此外，光 纖側(cè)向出光的亮度均勻性分布，也可通過光纖內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的排列方式、密度、尺 寸等參數(shù)進行控制。以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化 或等效，但都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求可限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于其包含光纖本體，是由核心與外層所構(gòu)成，所述的外層是包覆在所述的核心外部；至少一微結(jié)構(gòu)，是設置在所述的光纖本體的核心上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的微結(jié)構(gòu)是三維結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的微結(jié)構(gòu)是排列成一 維或多維復數(shù)數(shù)組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的微結(jié)構(gòu)是復數(shù)個， 且具有至少一種尺寸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的光纖為等透明材質(zhì)， 例如塑料、玻璃或石英等透明材質(zhì)。
6. —種光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于其包含(a) 提供一光纖，所述的光纖是由核心與一包覆在所述的核心外部的外層所構(gòu)成；(b) 在所述的光纖的核心加工成型至少一微結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的步驟(b) 中，是以激光系統(tǒng)加工成型微結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的激光系 統(tǒng)是包含一透鏡組，所述的透鏡組是用以將所述的激光系統(tǒng)所產(chǎn)生的激光聚焦在 所述的光纖的核心。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的激光系統(tǒng)為連續(xù)式或脈沖式二氧化碳激光、ND-Yag激光或準分子激光。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的激光系 統(tǒng)是作一維或多維移動或轉(zhuǎn)動。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的激光系統(tǒng)是設置有復數(shù)組。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的復數(shù)組激光系統(tǒng)是發(fā)出不同朝向的激光。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的復數(shù) 組激光系統(tǒng)是作一維或多維移動或轉(zhuǎn)動。
14. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的步驟(b)中，所述的加工成型方式是非接觸式 加工方式。
15. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的步驟(b) 中，所述的微結(jié)構(gòu)是三維結(jié)構(gòu)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的步驟(b) 中，所述的微結(jié)構(gòu)是排列成一維或多維復數(shù)數(shù)組。
17. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的步驟(b) 中，所述的微結(jié)構(gòu)是復數(shù)個，且具有至少一種尺寸。
18. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的步驟(a)中，所述的光纖是作一維或多維移動或轉(zhuǎn)動。
19. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的步驟(a)中，所述的光纖為透明材質(zhì)，例如塑料、玻璃或石英。
20. —種光纖照明裝置，其特征在于其包含-至少一光纖，是由核心與外層所構(gòu)成，所述的外層是包覆在所述的核心外部； 至少一微結(jié)構(gòu)，是設置在所述的光纖本體的核心；至少一光源，是設置在所述的光纖的一端。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光纖照明裝置，其特征在于所述的微結(jié)構(gòu)是三維結(jié)構(gòu)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光纖照明裝置，其特征在于所述的微結(jié)構(gòu)是排列成一維或多維復數(shù)數(shù)組。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光纖結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于所述的微結(jié)構(gòu)是復數(shù)個，且具有至少一種尺寸。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光纖照明裝置，其特征在于所述的微結(jié)構(gòu)的尺寸是小于或等于所述的光纖的核心。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光纖照明裝置，其特征在于所述的光纖為透明材質(zhì)，例如塑料、玻璃或石英。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光纖照明裝置，其特征在于所述的光纖在靠近于所述的光源的區(qū)域所設置的微結(jié)構(gòu)分布密度較低或尺寸較小，而距離所述的光 源較遠區(qū)域的微結(jié)構(gòu)則分布密度較高或尺寸較大。
27. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的光纖照明裝置，其特征在于其更包括至少一夾制具，所述的夾制具是用以夾制在所述的光纖的至少一端。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光纖照明裝置，其特征在于其更包括:一反射板，是用以反射光線；一增亮膜，是用以將光線聚集在一特定角度范圍之內(nèi)； 所述的光纖是設置在所述的反射板與所述的增亮膜之間。
全文摘要
本發(fā)明一種光纖結(jié)構(gòu)及其制造方法以及光纖照明裝置，所述的光纖是由一核心與一包覆在所述的核心外部的外層所構(gòu)成，在所述的光纖的核心成型微結(jié)構(gòu)，當光線在所述的核心傳遞并接觸到所述的微結(jié)構(gòu)時，可被反射而由所述的光纖的側(cè)向散射而出，如此使所述的光纖達到側(cè)向出光效果，由于將微結(jié)構(gòu)制作在光纖核心，可避免外在使用環(huán)境的損壞、防止微結(jié)構(gòu)與接著劑直接接觸，且當光纖受外力彎曲時，可降低光纖斷裂或變形的風險，此外，可憑借控制所述的微結(jié)構(gòu)的外型、數(shù)量、尺寸、分布密度、分布位置等條件，調(diào)整光纖的出光亮度。
文檔編號F21V8/00GK101246235SQ200710079229
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者莊佳橙, 蕭忠信 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院