CN113490939A - 运算装置、方法及程序 - Google Patents

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Abstract

本实施方式涉及的运算装置针对导光体的导光距离、输入至入光面的输入光量以及发光面上的输出光量中的两者设定设定值，将设定的设定值应用于表示光在导光体内被引导单位距离的光量的增减的算式，由此算出导光距离、输入光量以及输出光量中剩余一者的值。能够通过使用将在导光体内从入光面被引导至发光面的光束的损耗中的最主导性的由导光体导致的吸收损耗纳入考虑而得到的最小的现象学模型，来得到导光体的导光距离、向入光面的输入光束以及发光面上的均匀亮度的理论极限。

Description

运算装置、方法及程序
技术领域
本发明涉及运算装置、方法及程序。
背景技术
搭载于摩托车等的导光体(也称为光导)通常按照下述作业顺序来设计。1)对导光体的形状、光源强度、所需亮度(亮度值和均匀度)、合法配光等基于实用方面的观点必然有所要求的设计方面的要求进行设定。2)对构成导光体的材料、棱镜的构造(形状、大小、排列间距等)、入光部分的构造等能够任意选择的设计条件进行设定。3)通过利用光学分析软件对上述这些要求和条件执行光线追踪，来对发光面上的亮度进行分析。在此，光线追踪是指：对从光源出射并穿过入光面被输入到导光体内的光线在导光体内被引导并从发光面输出为止的这一过程的光线轨迹进行追踪(例如参照专利文献1和2)。4)以发光面上的亮度被纳入根据要求定的目标范围内为目的修改设计条件，并重复3)中的亮度分析(例如参照专利文献3)。
专利文献1：日本特开2003－121654号公报
专利文献2：日本特表2007－507815号公报
专利文献3：日本特表2012－528361号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，就上述经验性的设计方法而言，有时，由于在设计初期无法建立对能否达到1)中的要求尤其是所需亮度的预想，因此，要在重复2)～4)的设计作业顺序甚至是导光体的试生产之后才能初次判断出无法达到要求这件事，并重新设定要求，重做设计。存在因上述这样的返工导致工时增加这样的问题。所以，期望通过在设计初期利用将在导光体内被引导的光线所受到的物理效果中尤其是主导性效果以现象学的方式结合进来所做成的理论模型来获得1)中的要求的理论极限，从而建立对导光体的设计的预想。
一种运算装置，其进行导光体的设计运算，其中的导光体将从入光面输入的光引导至与入光面不同的发光面并使光从该发光面输出，其中，可以是，该运算装置具备设定部，该设定部针对导光体的导光距离、输入至入光面的输入光量以及发光面上的输出光量中的两者设定设定值。
可以是，运算装置具备算出部，其将由设定部设定的设定值应用于表示光在导光体内被引导单位距离的光量的增减的算式，由此算出导光距离、输入光量以及输出光量中剩余一者的值。
可以是，算出部使用所述算式，算出每当光在所述导光体内行进单位距离时被导光体吸收的吸收光量以及从与单位距离对应的发光面上的单位面输出的光量，反复从吸收光量和光量的算出值中减去光的强度值而算出剩余的强度值，直至剩余的强度值归零，由此算出剩余一者的值。
可以是，设定部还用于设定导光体的吸收系数。
可以是，算出部使用吸收系数计算光被导光体吸收的吸收光量
可以是，算出部进一步基于在导光体内行进的光的发散算出光的吸收光量。
可以是，算出部基于输出光量的设定值算出从发光面上的单位面输出的光量。
可以是，设定部还设定导光体的宽度。
可以是，算出部还使用宽度的设定值算出光量。
可以是，设定部设定输入光量和输出光量各自的值。
可以是，算出部还使用输入光量和输出光量的设定值算出导光距离。
可以是，设定部设定导光距离和输入光量各自的值。
可以是，算出部使用输入光量的设定值，反复变更输出光量的值以算出导光距离，以该算出值等于导光距离的设定值的方式，算出成为最大输出光量的输出光量。
可以是，设定部设定导光距离和输出光量各自的值。
可以是，算出部使用导光距离和输出光量的设定值，算出输入光量。
可以是，运算装置还决定光的吸收损耗和发光效率的至少一者。
一种运算方法，其进行导光体的设计运算，其中的导光体将从入光面输入的光引导至与入光面不同的发光面并使光从该发光面输出，其中，可以是，该运算方法具备设定的阶段，其针对导光体的导光距离、输入至入光面的输入光量以及发光面上的输出光量中的两者设定设定值。
一种程序，可以是，使计算机执行设定的步骤，在该步骤中，针对将从入光面输入的光引导至与入光面不同的发光面并使光从该发光面输出的导光体的导光距离、输入至入光面的输入光量以及发光面上的输出光量中的两者设定设定值。
可以是，程序使计算机执行算出的步骤，在该步骤中，将由设定的阶段设定的设定值应用于表示光在导光体内被引导单位距离的光量的增减的算式，由此算出导光距离、输入光量以及输出光量中剩余一者的值。
另外，上述的发明内容并未列出本发明的全部特征。而且，上述这些多个特征中的分支特征的组合也能成为发明。
附图说明
图1表示导光体的结构的一例以及在导光体内被引导的光束的损耗同发光面上的亮度的关系。
图2表示第1实施方式涉及的设计支持装置的功能结构。
图3表示第1实施方式涉及的设计支持装置的输入输出画面。
图4表示基于周期模型的光束的吸收损耗和发光损耗。
图5表示第1实施方式涉及的设计支持方法的流程。
图6表示第2实施方式涉及的设计支持装置的输入输出画面。
图7表示基于棱镜设计的配光势的一例。
图8表示基于剖面设计的配光势的一例。
图9表示基于路径设计的配光势的一例。
图10表示基于路径设计的配光势的另一例。
图11表示附带的光学零部件的种类以及它们的配置的一例。
图12表示第2实施方式涉及的设计支持方法的流程。
图13表示计算机的结构的一例。
具体实施方式
下面，通过发明的实施方式来说明本发明，但下面的实施方式并不用于限定权利要求书涉及的发明。而且，实施方式中说明的特征的所有组合对于发明的解决方案来说并非是必不可少的。
第1实施方式。
图1中表示作为设计对象的导光体的结构的一例。导光体是将从入光面输入的光束引导至与入光面不同的发光面并使光束从该发光面输出的光学零部件。就导光体而言，作为其一例，使用丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等树脂以具有长度、宽度和厚度的棱柱状成型而成。在导光体的底面上排列多个棱镜(未图示)，导光体的左端面作为供从光源出射的光束输入进来的入光面发挥功能，导光体的上表面作为供光束输出的发光面发挥功能。另外，光源可以包括一个或多个LED。图1及其他附图中，将导光体(的中心轴线)所延伸的方向且是光束被引导的方向视为导光方向，将上表面(发光面)与底面相对的方向视为厚度方向，将与导光方向和厚度方向分别都正交的方向视为宽度方向。
在该结构的导光体中，从入光面输入的光束在导光体内发散，在被上表面、侧面和底面反射的同时被向右方向引导，并在底面上的棱镜的作用下朝向上方，从发光面输出。由此，发光面发光。此时，因光束被入光面反射、被构成导光体的材料吸收、未被侧面和底面反射而是透过它们、甚至透过右端面(也称为末端面)从导光体输出，从而产生光束的损耗。将上述这些损耗分别称为入光损耗、吸收损耗、透光和末端余量。而且，因棱镜的构造(形状、大小、排列间距等)不同，使得在发光面上输出的光束的量(也称为光强)的分布有所变化，由此，发光面上的亮度产生不均。
在导光体的设计中，虽然以发光面上的亮度被纳入作为设计要求给定的目标范围内为目的修改设计条件，但是，即使利用光学分析软件进行光线追踪来分析发光面上的亮度，也无法知道其结果源于哪个设计条件，通常是凭借经验来改进设计条件。所以，在第1实施方式涉及的设计支持装置及方法中，为了建立对导光体的设计的预想，构建将在导光体内被引导的光线所受到的物理效果(尤其是上述损耗)中尤其是主导性效果以现象学的方式结合进来所做成的理论模型，利用该理论模型来获得设计要求和条件的理论极限。
第1实施方式中，为了获得导光体的设计要求和条件的理论极限，将采用以下假设。1)从光源出射的光束全部都穿过入光面被输入到导光体内、即输入损耗为零。2)发光面上的亮度均匀、即为朗伯发光，且无透光。3)光束未到达末端面就被消耗、即无末端余量。也就是说，采用仅将上述损耗中不可避免且是最具主导性的吸收损耗结合进来所做成的最小的现象学模型，利用该模型来获得通过使被输入到导光体内的光束被导光体吸收的同时被向右方向引导并从发光面输出、从而使发光面以均匀亮度发光的情况下的设计要求和条件的理论极限。
第1实施方式涉及的设计支持装置10为个人电脑等计算机装置，至少具有中央处理装置(CPU(参照图13))。CPU通过执行设计程序，从而使设计支持装置10表现执行导光体的分析方法的功能。设计程序例如通过被储存至ROM并由CPU将其读出、或者是被储存至DVD－ROM等储存介质并由CPU使用DVD－ROM驱动器等读取装置将其读出并将之扩展到RAM来被启动。另外，关于计算机装置的硬件结构，之后会说明更详细的一例。
图2中表示设计支持装置10的功能结构。设计支持装置10具有输入部1、设定部2、算出部3、决定部4和输出部5。另外，第1实施方式中，作为设计要求和条件，使用与导光体的形状对应的导光体的宽度(称为导光宽度)和导光距离、与光源强度对应的输入光通量(为输入光量的一例，但不限于光通量，可以用光强、亮度、其他能代表光量的任意概念来表示)、与所需亮度(为输出光量的一例，但不限于亮度，可以用光强、光通量、其他能代表光量的任意概念来表示)对应的均匀亮度、构成导光体的材料的吸收系数。
输入部1是接收用户借助键盘等输入设备输入的输入信息的单元。输入信息被发送至设定部2。
图3中表示设计支持装置10的输入输出画面6。输入信息包括：从最大导光距离、所需输入光通量和极限均匀亮度中对算出项目的选择、对构成导光体的材料的选择、或材料所具有的吸收系数a、导光宽度X、以及从输入光通量F、均匀亮度L和导光距离Ymax中将与选择项目对应的项目除外后剩余的两个项目。作为构成导光体的材料，作为选择项目示出丙烯酸树脂和聚碳酸酯树脂。本例中，作为算出项目选择的是极限均匀亮度，作为构成导光体的材料选择的是丙烯酸树脂，导光宽度、输入光通量和导光距离的值由用户输入。另外，整体平均光强Ia为受光面整体的平均光强(dIXYmax)，中心最大光强Ian为受光面的中心光强、即最大光强(假设为朗伯发光，为2Ia)。
设定部2是设定导光体的设计要求和条件的单元。设定部2按照从输入部1发送来的输入信息，对构成导光体的材料的吸收系数a的值、导光宽度X的值、以及从输入光通量F、均匀亮度L和导光距离Ymax中将算出项目除外后剩余的两个项目的值进行设定。另外，在选择的是构成导光体的材料的情况下，吸收系数的值被设定为由该材料决定的值。可以是，由各材料决定的吸收系数的值预先被储存至存储器等。而且，在为任意输入的情况下，吸收系数的值被设定为其输入的值。在作为算出项目选择的是最大导光距离的情况下，设定部2按照输入信息，设定输入光通量和均匀亮度各自的值，在选择的是所需输入光通量的情况下，设定部2设定导光距离和输入光通量各自的值，在选择的是极限均匀亮度的情况下，设定部2设定导光距离和均匀亮度各自的值。图3的例子中，设定由所选择的丙烯酸树脂决定的吸收系数的值、根据用户输入的输入信息设定导光宽度的值、输入光通量的值以及导光距离的值。上述这些设定值被发送至算出部3。
算出部3是通过将由设定部2设定的设定值应用于计算公式从而将导光距离、输入光通量和均匀亮度中的与选择项目对应的项目算出的单元。如后述，计算公式表达的是：在导光体内行进了单位距离的光的光量与从行进单位距离之前的光量中减去因行进单位距离而被导光体吸收的吸收光量以及从发光面输出的光量之后得到的量相等。
图4中表示第1实施方式中采用的周期模型。周期模型中，在导光体内重复地被引导单位距离dY[mm]的光束的增减能够通过下式来表达。
[数学式1]
In＝In-1e-adYc-dI·X...(I)
在此，In和In－1分别为在第n次被引导单位距离dY之后和之前的光束的量、即光强[cd]，a为吸收系数[mm-1]，c为源于光束的发散的校正系数，dI·X为从与单位距离dY对应的发光面上的单位面dS＝dYX[mm2]输出的光强。右边第1项表示将包括光束的吸收损耗Iloss＝In－1(1－e－adYc)在内的、即光束在导光体内被引导单位距离dY的量时被导光体吸收的吸收光量减去之后剩余的光强。右边第2项表示光束从发光面的输出光量(发光量)、即光束在导光体内被引导单位距离dY的量时从发光面上的单位面dS输出的光强。因而，上述式表达的是：光束在导光体内第n次被引导了单位距离dY之后的光强In与从被引导之前的光强In－1中减去吸收光量以及被输出的光强之后得到的光强相等。
上述式(1)例如能够以如下方式求解。
[数学式2]
Figure GDA0003240921700000071
上述第1式中，算出部3基于输入光强I0(＝F/2π)，将光束在导光体内行进了单位距离dY的量时被导光体吸收的光束的吸收损耗Iloss以及从发光面上的单位面dS(＝dYX)输出的发光光强dI·X算出，并从光强I0中减去上述这些算出值，从而算出剩余的光强I1。在此，光束的吸收损耗Iloss使用吸收系数a的设定值来算出。而且，发光光强dI使用均匀亮度L的设定值和导光宽度X的设定值来算出。
第2式中，算出部3基于根据第1式算出的光强I1，将光束在导光体内又行进了单位距离dY的量时的光束的吸收损耗Iloss以及发光光强dI·X算出，并从光强I1中减去上述这些算出值，从而算出剩余的光强I2。
算出部3重复上述算出，直到剩余的光强In消失，其中，从数值计算上讲，直到满足条件dI·X＞In≥0。也就是说，算出部3基于输入光强I0、重复每当在光束在导光体内行进单位距离dY的量则算出光束的吸收损耗Iloss和发光光强dI·X、并从光强In－1中减去上述这些算出值来算出剩余的强度In这一过程，直到剩余的强度In消失。使用该情况下的重复次数n来算出导光距离dYn。
也可以是，算出部3使用校正系数c，基于在导光体内行进的光束的发散来算出光束的吸收损耗。从导光体的入光面输入的光束例如对于丙烯酸树脂而言具有约84度的发散。因此，在导光体的中心轴线上被引导的光线同在相对于中心轴线倾斜的方向上被引导的光线之间，在中心轴线上被引导单位距离dY时在导光体内行进的距离有所不同，光线的吸收光量也会不同。所以，可以是，基于光线的发散来定校正系数c，回归到光束在导光体内沿着中心轴线行进的一维模型。也可以是，例如，使用输入光通量的发散分布
Figure GDA0003240921700000082
Figure GDA0003240921700000083
且视为
Figure GDA0003240921700000084
通过使用该校正系数c，能获得在导光体内发散地行进的光束的平均行进距离dYc。而且，也可以是，基于式(2)，用
Figure GDA0003240921700000085
来代替输入光强I0，且视为校正系数c＝sec(θ)，针对角度θ算出导光距离dYn，并针对角度θ将其结果进行平均，从而算出导光距离。
在作为算出项目选择的是最大导光距离的情况下，算出部3使用输入光强I0(＝F/2π)以及均匀亮度L的设定值，按上述式(2)算出导光距离dYn。
在作为算出项目选择的是所需输入光通量的情况下，算出部3使用均匀亮度L的设定值算出dI·X，使用导光距离Ymax的设定值算出n＝Ymax/dY，并将上述这些值代入上述第1式，算出输入光强I0。其中，将上述第1式以如下方式变形。
[数学式3]
In-1＝IneadYc+dI·X...(3)
在此，右边第1项表示使光束在导光体内被n次引导了单位距离dY之后的剩余的光强加上在最后的第n次被引导了时被导光体吸收了的吸收光量之后得到的光强。右边第2项表示光束在导光体内被引导单位距离dY的量时从发光面上的单位面dS输出的光强。因而，上述式表达的是：光束在导光体内第n次被引导单位距离dY之前的光强In－1与使被引导之后的光强In加上吸收光量以及输出的光强之后得到的光强相等。
算出部3设In＝0，以如下方式对上述式(3)进行求解。
[数学式4]
Figure GDA0003240921700000081
也就是说，从光束在导光体内被n次引导单位距离dY后剩余的强度In消失了的状态追溯回光束被输入到导光体内的最初状态，使强度In(＝0)加上各次所失去的光强、即吸收损耗Iloss和发光光强dI·X，从而算出输入光强I0。
在作为算出项目选择的是极限均匀亮度的情况下，算出部3使用输入光强I0的设定值，利用GoalSeek，即重复地变更均匀亮度L的值并按上述式(2)算出导光距离dYn，并根据其算出值变得与导光距离Ymax的设定值相等时的最大dI·X(条件表达式dI·X＞In+1≥0)来算出均匀亮度L。
决定部4决定最大导光距离、所需输入光通量或极限均匀亮度。在作为算出项目选择的是最大导光距离的情况下，决定部4将由算出部3算出的导光距离dYn的算出值决定为最大导光距离(即导光距离的理论极限)。在作为算出项目选择的是所需输入光通量的情况下，决定部4将由算出部3算出的输入光强I0的算出值决定为所需输入光通量(即输入光通量的理论极限)。在作为算出项目选择的是极限均匀亮度的情况下，决定部4将由算出部3算出的均匀亮度L的算出值决定为极限均匀亮度(即亮度的理论极限)。它们的结果被发送至输出部5。
另外，也可以是，决定部4基于算出部3的算出结果来决定光束的吸收损耗(I0－dI·n)和发光效率(dI·n/I0)。
输出部5将由决定部4决定的最大导光距离、所需输入光通量或极限均匀亮度输出到输入输出画面6上。在作为算出项目选择的是最大导光距离的情况下，其算出值被显示在导光距离的栏中，在选择的是所需输入光通量的情况下，其算出值被显示在输入光通量的栏中，在选择的是极限均匀亮度的情况下，如图3中的例子那样，其算出值被显示在均匀亮度的栏中。
图5中表示第1实施方式涉及的设计支持装置10所执行的设计支持方法的流程。
步骤S1中，由输入部1接收由用户输入的输入信息。在此，作为输入信息，接收的是：从最大导光距离、所需输入光通量和极限均匀亮度中对算出项目的选择、对构成导光体的材料的选择、或该材料所具有的吸收系数的值、导光宽度的值、以及从输入光通量、均匀亮度和导光距离中将与选择项目对应的项目除外后剩余的两个项目的值。图3所示的例子中，作为算出项目选择的是极限均匀亮度，作为构成导光体的材料选择的是丙烯酸树脂，被输入的是导光宽度、输入光通量和导光距离的值。
步骤S2中，由设定部2设定导光体的设定要求和条件。设定部2按照在步骤S1中接收的输入信息，对构成导光体的材料的吸收系数a的值、导光宽度X的值、以及从输入光强I0、均匀亮度L和导光距离Ymax中将算出项目除外后剩余的两个项目的值进行设定。在此，在作为算出项目选择的是最大导光距离的情况下，设定输入光通量和均匀亮度各自的值，在选择的是所需输入光通量的情况下，设定导光距离和均匀亮度各自的值，在选择的是极限均匀亮度的情况下，设定导光距离和输入光通量各自的值。图3的例子中，能被设定的是：根据所选择的丙烯酸树脂来定的吸收系数的值、根据用户输入的输入信息的导光宽度的值、输入光通量的值以及导光距离的值。
步骤S3中，由算出部3通过将由设定部2设定的设定值应用于式(1)，从而将导光距离、输入光通量和均匀亮度中与算出项目对应的项目算出。在作为算出项目选择的是最大导光距离的情况下，算出部3使用输入光强I0和均匀亮度L的设定值来算出导光距离dYn。在作为算出项目选择的是所需输入光通量的情况下，算出部3使用均匀亮度L的设定值，重复地变更输入光强I0的值来算出导光距离dYn，并算出其算出值变得与导光距离Ymax的设定值相等时的输入光强I0。在作为算出项目选择的是极限均匀亮度的情况下，算出部3使用输入光强I0的设定值，重复地变更均匀亮度L的值来算出导光距离dYn，并算出其算出值变得与导光距离Ymax的设定值相等时的均匀亮度L。算出导光距离dYn的方法如先前所述。
步骤S4中，由决定部4决定最大导光距离、所需输入光通量或极限均匀亮度。在作为算出项目选择的是最大导光距离的情况下，在步骤S3中算出的导光距离dYn的算出值被决定为最大导光距离(即导光距离的理论极限)。在作为算出项目选择的是所需输入光通量的情况下，在步骤S3中算出的输入光强I0的算出值被决定为所需输入光通量(即输入光通量的理论极限)。在作为算出项目选择的是极限均匀亮度的情况下，在步骤S3中算出的均匀亮度L的算出值被决定为极限均匀亮度(即亮度的理论极限)。
另外，步骤S4中，也可以是，还基于步骤S3的算出结果来决定光束的吸收损耗(I0－dI·n)和发光效率(dI·n/I0)。
步骤S5中，由输出部5将在步骤S4中决定的最大导光距离、所需输入光通量或极限均匀亮度输出到输入输出画面6上。在作为算出项目选择的是最大导光距离的情况下，其算出值被显示在导光距离的栏中，在选择的是所需输入光通量的情况下，其算出值被显示在输入光通量的栏中，在选择的是极限均匀亮度的情况下，如图3中的例子那样，其算出值被显示在均匀亮度的栏中。
如以上详细地说明的那样，根据第1实施方式涉及的设计支持装置10及设计支持方法，能够通过使用仅将在导光体内从入光面被引导至发光面的光束的损耗中最具主导性的、因导光体带来的吸收损耗考虑在内、并视为入光损耗、因光束的透光带来的损耗以及因光束的末端余量带来的损耗不存在来做成的最小的现象学模型，从而获得导光体的导光距离、向入光面的输入光通量以及发光面上的均匀亮度的理论极限。
另外，第1实施方式涉及的设计支持装置10及设计支持方法中，虽然做成为通过利用GoalSeek对表达光束的增减的式(1)进行求解来算出亮度，但也可以做成为利用任意的最佳化计算方法代替GoalSeek来对式(1)进行求解。
第2实施方式。
根据第1实施方式涉及的设计支持装置10及设计支持方法，利用仅将在导光体内被引导的光线所受到的物理效果中不可避免且是最具主导性的吸收损耗结合进来所做成的最小的现象学模型，获得导光体的设计要求和条件、尤其是导光距离、与光源强度对应的输入光通量(输入光量的一例)、与所需亮度(输出光量的一例)对应的均匀亮度的理论极限，并基于其结果，建立对导光体的设计的预想。在通过基于该导光体设计的理论极限的初期设计建立了对设计的预想的情况下，欲探讨对导光体的更详细的设计。所以，第2实施方式涉及的设计支持装置20及设计支持方法中，进一步进行下述设计：棱镜设计，在该设计中，通过基于配设在导光体内的棱镜对光束的反射和折射，计算光束的配光和透光，从而来设计棱镜；剖面设计，在该设计中，通过基于导光体的表面的对光束的反射和折射，计算光束的出射分布和反射分布(对于出射或反射方向而言的光束的强度分布)，从而来设计导光体的剖面形状；以及路径设计，在该设计中，通过根据因导光路(导光体的中心轴线)的弯曲引起的光束的泄漏以及剖面的扩大，计算聚集在导光体内的光密度，从而来设计在导光体内通过的光束的路径。
第2实施方式中，为了进行棱镜设计、剖面设计和路径设计，将采用以下假设。1)以发光面上的亮度均匀为前提，将透光考虑在内来设计棱镜。2)考虑光束从末端面的泄漏、即末端余量。也就是说，利用将入光损耗、吸收损耗、透光和末端余量这些全部损耗都结合进来所做成的更精密的现象学模型，来推导出通过使被输入到导光体内的光束被导光体吸收、且在被棱镜和导光体表面反射和折射的同时在导光路中行进并从发光面输出、从而使发光面以均匀亮度发光的情况下的棱镜、导光体的剖面以及导光路径的设计要求。
第2实施方式涉及的设计支持装置20与第1实施方式涉及的设计支持装置10同样地由个人电脑等计算机装置构成，且具有图2所示的功能结构。即，设计支持装置20具有输入部1、设定部2、算出部3、决定部4和输出部5。
输入部1接收用户借助键盘等输入设备输入的输入信息。输入信息被发送至设定部2。
图6中表示设计支持装置20的输入输出画面7。输入信息中，作为一例，包括：从棱镜设计、剖面设计和路径设计中对至少一个设计项目的选择、对构成导光体的材料的选择、或材料所具有的吸收系数a和折射率n、输入光通量F以及均匀亮度L。作为构成导光体的材料，作为选择项目显示的是丙烯酸树脂和聚碳酸酯树脂。本例中，作为设计项目选择的是棱镜设计，作为构成导光体的材料选择的是丙烯酸树脂，输入光通量F和均匀亮度L的值由用户输入。
设定部2针对导光体的设计项目和设计条件设定设定值。设计项目包括从棱镜设计、剖面设计和路径设计中选择出来的至少一个项目。而且，可以是，设计项目包括对是否要在导光体周围配置附带的光学构件的选择。设计条件包括构成导光体的材料的吸收系数a和折射率n、输入光通量F以及均匀亮度L。
在借助输入部1选择的是棱镜设计的情况下，设定部2对成为设计对象的棱镜设计的设计元素进行设定。作为棱镜设计的设计元素，在选择的是使在被导光体的上表面和底面沿厚度方向反射的同时沿导光方向行进的光束散射的二维棱镜的情况下，该设计元素包括二维棱镜的反射面的形状(例如三角形、矩形、梯形等)、大小(从导光方向观察的情况下的高度和宽度)、倾斜程度、导光方向上的配设间距等。在选择的是使在导光体内被导光体的表面(上表面、底面和侧面)沿厚度方向和宽度方向反射的同时沿导光方向行进的光束散射的三维棱镜的情况下，该设计元素包括棱镜的形状(三棱锥、四棱锥等)、大小(从导光方向观察的情况下的高度、宽度和进深深度)、各反射面的倾斜程度、导光方向上的配设间距等。另外，在未选择棱镜设计的情况下，设定部2对由用户给定的或初始设定好的棱镜设计的设计元素的设定值进行设定。
在借助输入部1选择的是剖面设计的情况下，设定部2还对成为设计对象的导光体的剖面形状的设计元素进行设定。假设为：导光体例如包括能够引导光束的导光部以及能够配设棱镜的反射部。作为剖面形状的设计元素，包括导光部的剖面形状(为沿导光方向观察时的形状，为圆形、长圆形、矩形等)、大小(半径、厚度、宽度等)、反射部的位置(埋设在导光部的底部内或竖立设置在导光部的底部上等)、形状(为沿导光方向观察时的形状，为矩形、多边形等)、大小(厚度和宽度等)。另外，在未选择剖面设计的情况下，设定部2对由用户给定的或初始设定好的导光体的剖面形状的设计元素的设定值进行设定。
在借助输入部1选择的是路径设计的情况下，设定部2还对成为设计对象的导光体的路径的设计元素进行设定。作为路径的设计元素，大致划分的话包括路径的弯曲和渐变宽度。关于路径的弯曲，包括导光路(例如导光体的中心轴线)的弯曲方向和曲率。关于渐变宽度，包括与导光方向正交的方向(例如厚度方向和宽度方向)上的剖面的扩大程度。另外，在未选择路径设计的情况下，设定部2对由用户给定的或初始设定好的导光体的路径的设计元素的设定值进行设定。
在借助输入部1选择的是配置附带的光学构件的情况下，设定部2还针对附带的光学构件设定设计元素及其设定值。作为附带的光学构件的设计元素，包括配置在导光体周围的光学构件的种类(例如反射板、漫射板、透镜等)。在此，反射板是将透过导光体的棱镜或底面发生透光的光束向发光面侧反射的光学构件。漫射板是使从导光体的发光面出射的光束均匀地漫射从而使亮度分布变均匀的光学构件。透镜是收集从导光体的发光面出射的光束的光学构件。设计元素的设定值包括反射板的大小、反射率等、漫射板的大小、漫射率等、透镜的大小、聚光率等值。
而且，设定部2按照从输入部1发送来的输入信息，对设计条件、即构成导光体的材料的吸收系数a和折射率n、输入光通量F、以及均匀亮度L的设定值进行设定。另外，在选择的是构成导光体的材料的情况下，吸收系数和折射率的值被设定为由该材料定的值。可以是，由各材料定的吸收系数和折射率的值预先被储存至存储器等。而且，在为任意输入的情况下，吸收系数和折射率的值被设定为其输入的值。
由设定部2设定的设计项目和设计条件以及它们的设定值被发送至算出部3。
算出部3将由设定部2设定的设计元素的设定值以及设计条件的设定值应用于计算公式(1)，针对以获得均匀亮度L为目的、通过决定由设定部2设定的设计对象的设计元素从而选择的设计项目设计导光体。另外，算出部3使用计算公式(1)，针对将导光体内沿着导光路径以每单位距离dy划分出来的多个区间n中的各个区间，将光束在区间n通过时被导光体吸收的吸收光量Iloss＝In－1(1－e－adYc)以及从发光面输出的输出光量dI·X算出，并从光束进入区间之前的强度In－1中减去吸收光量和输出光量的算出值来算出光束出区间时的强度In。
在此，算出部3为了算出输出光量dI·X，基于各设计项目算出在导光体内传播的光束的配光势fA、fB、fC。
基于棱镜设计的配光势(Light distribution potential)作为对于上述设计元素(表示为ΩA)施与向棱镜的入光分布(例如对于入光角度而言的光束的强度分布，表示为ΘA)并被棱镜反射和折射的光束的配光分布(例如对于沿宽度方向观察时的配光角度θA而言的强度分布)fA(ΩA，ΘA；θA)来算出。其中，假设为∫dθAfA＝1。也就是说，配光势fA表示棱镜对光束的散射概率分布。在选择的是棱镜设计的情况下，配光势fA相对于各种设计元素ΩA及各种入光分布ΘA来算出，在未选择棱镜设计的情况下，配光势fA相对于由用户给定的或初始设定好的设定值来算出。
图7中表示基于棱镜设计的配光势fA的一例。附图中，沿宽度方向观察时的棱镜的剖面形状用虚线表示，配光势fA相对于沿宽度方向观察时的配光角度θA用实线表示。另外，配光角度θA的－90度侧为入光面侧，90度侧为末端面侧，从－90度侧朝向90度侧的方向为导光方向。该例中，采用的是具有三角形形状的剖面且沿宽度方向笔直地延伸的、槽状的二维棱镜。关于棱镜的设计元素ΩA，前面侧(入光面侧)和背面侧(末端面侧)各自的反射面的形状为矩形，倾斜程度为相对于厚度方向(即零度方向)成40度和－40度。假设为：向棱镜的入光分布ΘA在相对于厚度方向而言的－42度～42度的范围内为均匀。可知，配光势fA在－10度～50度的角度范围分布、即光束在该角度范围内配光、并且还在110度～130度的角度范围分布、即光束在该角度范围内穿过棱镜发生透光。
基于剖面设计的配光势作为对于上述设计元素(表示为ΩB)施与向导光体表面的光束的入光分布(例如对于导光体表面的入光位置和角度而言的强度分布，表示为ΘB)并从导光体表面出射的光束的配光分布(例如对于导光体的剖面内的配光角度θB而言的强度分布)fB(ΩB，ΘB；θB)来算出。其中，假设为∫dθBfB＝1、即配光势fB表示从导光体沿与其剖面平行的方向出射的光束的散射概率分布。在选择的是剖面设计的情况下，配光势fB相对于各种设计元素ΩB及各种入光分布ΘB来算出，在未选择剖面设计的情况下，配光势fB相对于由用户给定的或初始设定好的设定值来算出。
图8中表示基于剖面设计的配光势fB的一例。附图中，沿导光方向观察时的导光体的剖面形状用虚线表示，配光势fB相对于以导光体的剖面中心为基准的配光角度θB用实线表示。该例中，关于剖面形状的设计元素ΩB，导光部的剖面形状为圆形，反射部的剖面形状为以宽度方向为长边的矩形，反射部中的一部分重复地连接于导光部的底部，作为导光体整体，其剖面形状为前方后圆。假设为：向导光体表面的光束的入光分布ΘB在以导光体的剖面中心为基准的整个角度范围为均等。可知，配光势fB在θB＝－30度～30度的角度范围分布、即光束从导光体的上表面侧出射并且还在120度和－120度的角度方向有略微分布、即光束还从反射部的侧面有略微出射。
基于路径设计的配光势作为对于上述设计元素(表示为ΩC)施与向入光面的光束的入光分布、在导光体内的光束的导光分布(例如在导光体内的光束的朝向和强度分布，表示为ΘC)并从导光体的表面泄漏的光束的强度分布(例如对于导光体的外表面上的位置xC而言的朝向和强度分布)fC(ΩC，ΘC；xC)来算出。其中，假设为∫dxCfC＝1。也就是说，配光势fC表示光束的泄漏的概率分布。在选择的是路径设计的情况下，配光势fC相对于各种设计元素ΩC及各种光束的导光分布ΘC来算出，在未选择路径设计的情况下，配光势fC相对于由用户给定的或初始设定好的设定值来算出。另外，配光势fC不限于泄漏光束的强度分布，也可以作为导光体内的光密度来算出。
图9中表示基于路径设计的配光势fC的一例。在此，以沿厚度方向观察呈字母L状弯折的导光体11为例。附图中，示出了沿厚度方向观察时的导光体11的剖面形状，配光势fC利用从导光体11的宽度方向外表面上的位置xC分别延伸的箭头的方向和长度，示出了泄漏的光束的朝向和强度。而且，利用箭头顶端的包络线示出了配光势fC的强度分布。该例中，关于路径设计的设计元素ΩC，假设为：导光体11的中心轴线(用点划线表示)在宽度方向以曲率RC为90度弯曲，且假设为宽度为恒定。关于向入光面的光束的入光分布、在导光体11内的光束的导光分布ΘC，假设为：光束从光源11a各向同性地向附图左上方的入光面入射，且在剖面内以均匀的强度分布从入光面朝向附图右方被引导。可知，配光势fC在入光面上分布，即因被入光面的反射导致产生入光损耗，在从导光体11的弯曲部分至末端面之间的、靠附图右侧的外表面上分布，光束从该处朝向附图右方泄漏，在从导光体11的弯曲部的靠附图左侧的部分朝向末端面的一部分的外表面上分布，光束从该处朝向附图左下方泄漏。
图10中表示基于路径设计的配光势fC的另一例。附图中，示出了沿厚度方向观察时的导光体12的剖面形状，且示出了基于配光势fC推导出来的导光体12内的光密度较低的区域12a以及光密度较高的区域12b。该例中，关于路径设计的设计元素ΩC，假设为：导光体12的中心轴线(未图示)为直线(即无弯曲)，且局部区域如图示那样有所扩宽。关于在导光体12内的光束的导光分布ΘC，假设为：在剖面内以均匀的强度分布从附图右上方的入光面朝向附图左下方被引导。配光势fC示出了：在扩宽了的靠附图右上方的区域12a，光密度较低，在缩窄了的靠附图左方的区域12b，光密度较高。根据该结果可知，光束不易从导光体12的区域12a向附图右方泄漏，而容易从区域12b向附图左方泄漏。
算出部3按式(2)对计算公式(1)进行求解。式(2)中的第1式中，算出部3基于输入光强I0(＝F/2π)，将光束在导光体内行进了单位距离dY的量时(即光束在导光体内的第1区间行进了时)被导光体吸收的光束的吸收损耗Iloss以及从发光面上的单位面dS(＝dYX)输出的发光光强dI·X算出，并从光强I0中减去上述这些算出值，从而算出剩余的光强I1。另外，单位面dS是相对于第1区间内的导光体的中心轴线位于作为目标的发光方向的发光面上的单位面。在此，光束的吸收损耗Iloss使用吸收系数a的设定值来算出。而且，基于如上述地算出的各种配光势fA(ΩA，ΘA；θA)、fB(ΩB，ΘB；θB)、fC(ΩC，ΘC；xC)，即基于棱镜设计、剖面设计、路径设计的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值，算出光束在第1通过区间通过时的输出光量dI·X＝In－1fAfBfC。以该算出值与使用均匀亮度L的设定值以及导光宽度X的设定值定下来的输出光量dI·X的指标值一致为目的来对配光势fA、fB、fC进行选择。也就是说，选择能施与使输出光量dI·X的算出值与指标值一致的配光势fA、fB、fC的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值。
式(2)中的第2式中，算出部3基于根据第1式算出的光强I1，将光束在导光体内又行进了单位距离dY的量时(即光束在导光体内的第2区间行进了时)的光束的吸收损耗Iloss和发光光强dI·X算出，并从光强I1中减去上述这些算出值，从而算出剩余的光强I2。此时，与先前同样地，选择能施与使输出光量dI·X的算出值与指标值一致的配光势fA、fB、fC的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值。
算出部3重复上述算出，直到剩余的光强In消失(从数值计算上讲，直到满足条件dI·X＞In≥0)或直到终于到达导光体的末端。也就是说，算出部3重复基于输入光强I0、每在光束在导光体内行进单位距离dY的量(即每在光束在导光体内的各区间行进)、就对光束的吸收损耗Iloss和发光光强dI·X进行算出、并从光强In－1中减去上述这些算出值来算出剩余的强度In这一过程，一直到剩余的强度In消失或终于到达导光体的末端。在此，基于各种配光势fA(ΩA，ΘA；θA)、fB(ΩB，ΘB；θB)、fC(ΩC，ΘC；xC)，即基于棱镜设计、剖面设计、路径设计的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值，算出光束在各区间通过时的输出光量dI·X＝In－1fAfBfC，选择能施与使该输出光量dI·X的算出值与指标值一致的配光势fA、fB、fC的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值。如此，能够根据基于全部区间选择出来的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值，分别设计棱镜、导光体的剖面形状、导光体的路径(路径的弯曲和渐变宽度)。
另外，在棱镜设计、剖面设计和路径设计中的任一者未被选为设计项目的情况下，针对未被选择的项目，算出部3使用的是根据由用户给定的或初始设定好的设计元素ΩA0、ΩB0、ΩC0及其设定值算出的配光势fA0(ΩA0，ΘA；θA)、fB0(ΩB0，ΘB；θB)、fC0(ΩC0，ΘC；xC)。通过仅针对被选为设计项目的项目，选择能施与使输出光量dI·X的算出值与指标值一致的配光势fA、fB、fC的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值，从而来对被选择的设计项目设计导光体。
另外，在配光势fA、fB、fC示出光束在各区间通过时发生透光等从发光面以外的面泄漏的状况的情况下，算出部3基于配光势fA、fB、fC算出泄漏量，并从光束向各区间进入时的强度In－1中减去其算出值来算出光束出区间时的强度In。也就是说，视为在计算公式(1)的右边将泄漏量减掉。
另外，在选择的是配置附带的光学构件的情况下，算出部3基于光学构件的设计元素及其设定值，算出光束在各区间通过时的输出光量。
图11中表示附带的光学零部件的种类及它们的配置的一例。附带的光学零部件包括反射板21、漫射板22和透镜23。反射板21以将反射面朝向附图上方的方式配置在导光体13的附图下方，将透过导光体13的底面发生透光的光束向发光面(上表面)侧反射。漫射板22以覆盖导光体13的发光面(上表面)的方式配置，将从导光体13的发光面出射的光束均匀地漫射并向附图上方引导。透镜23配置在漫射板22的上方，将从导光体13的发光面出射并穿过漫射板22的光束收集。通过将反射板21、漫射板22和透镜23组合于导光体13，能够使亮度分布变均匀。
决定部4基于由算出部3算出的算出值来决定从导光体的发光面输出的发光量。也可以是，决定部4基于其结果来决定整体平均光强Ia和中心最大光强Ian。在此，整体平均光强Ia作为受光面整体的平均光强(dIXYmax)，使用导光体的导光方向长度或光束在导光体内被导光的最大距离Ymax来算出。中心最大光强Ian为受光面的中心光强。而且，也可以是，决定部4还决定光束的吸收损耗(I0－dI·n)和发光效率(dI·n/I0)。它们的结果被发送至输出部5。
输出部5将由决定部4决定的发光量等输出到输入输出画面7上。而且，也可以输出被选为设计项目的棱镜、导光体的剖面形状、导光体的路径(路径的弯曲和渐变宽度)的设计结果。
图12中表示第2实施方式涉及的设计支持装置20所执行的设计支持方法的流程。
步骤S11中，由输入部1接收由用户输入的输入信息。在此，作为输入信息，包括：从棱镜设计、剖面设计和路径设计中对至少一个设计项目的选择、对构成导光体的材料的选择、或材料所具有的吸收系数a和折射率n、输入光通量F、以及均匀亮度L。图6所示的例子中，作为设计项目选择的是棱镜设计，作为构成导光体的材料选择的是丙烯酸树脂，输入光通量F和均匀亮度L的值由用户输入。另外，就未被选择的设计项目而言，在本例的情况下，也可以是，针对剖面设计和路径设计接收另外由用户输入的设计元素ΩA0、ΩB0、ΩC0及其值。
步骤S12中，由设定部2针对导光体的设计项目和设计条件设定设定值。设计项目包括从棱镜设计、剖面设计和路径设计中选择出来的至少一个项目。而且，设计项目可以包括对是否要在导光体周围配置附带的光学构件的选择。关于选择了各设计项目的情况以及未选择各设计项目的情况下的设计元素及它们的设定值的设定如先前所述。设计条件包括构成导光体的材料的吸收系数a和折射率n、输入光通量F、以及均匀亮度L。设定部2按照从输入部1发送来的输入信息来设定上述这些设计条件的设定值。
步骤S13中，由算出部3将由设定部2设定的设计元素的设定值以及设计条件的设定值应用于计算公式(1)，针对以获得均匀亮度L为目的、通过决定由设定部2设定的设计对象的设计元素从而选择的设计项目设计导光体。另外，算出部3使用计算公式(1)，针对将导光体内沿着导光路径以每单位距离dy划分出来的多个区间n中的各个区间，将光束在区间n通过时被导光体吸收的吸收光量Iloss＝In－1(1－e－adYc)以及从发光面输出的输出光量dI·X算出，并从光束进入区间之前的强度In－1中减去吸收光量和输出光量的算出值来算出光束出区间时的强度In。
在此，算出部3为了算出输出光量dI·X，基于各设计项目算出在导光体内传播的光束的各种配光势fA(ΩA，ΘA；θA)、fB(ΩB，ΘB；θB)、fC(ΩC，ΘC；xC)。算出部2基于棱镜设计、剖面设计、路径设计的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值，算出光束在各区间通过时的输出光量dI·X＝In－1fAfBfC，选择能施与使该输出光量dI·X的算出值与使用均匀亮度L的设定值以及导光宽度X的设定值定下来的输出光量dI·X的指标值一致的配光势fA、fB、fC的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值。如此，能够根据基于全部区间选择出来的设计元素ΩA、ΩB、ΩC和/或它们的设定值，分别设计棱镜、导光体的剖面形状、导光体的路径(路径的弯曲和渐变宽度)。
另外，针对未被选择的设计项目，算出部3使用的是根据由用户给定的或初始设定好的设计元素ΩA0、ΩB0、ΩC0及其设定值算出的配光势fA0(ΩA0，ΘA；θA)、fB0(ΩB0，ΘB；θB)、fC0(ΩC0，ΘC；xC)。
另外，在配光势fA、fB、fC示出光束在各区间通过时发生透光等从发光面以外的面泄漏的状况的情况下，算出部3基于配光势fA、fB、fC算出泄漏量，并从光束向各区间进入时的强度In－1中减去其算出值来算出光束出区间时的强度In。也就是说，视为在计算公式(1)的右边将泄漏量减掉。
另外，在选择的是配置附带的光学构件的情况下，算出部3基于光学构件的设计元素及其设定值，算出光束在各区间通过时的输出光量。
步骤S14中，由决定部4基于通过步骤S13由算出部3算出的算出值来决定从导光体的发光面输出的发光量。也可以是，决定部4基于其结果来决定整体平均光强Ia和中心最大光强Ian。而且，也可以是，决定部4还决定光束的吸收损耗(I0－dI·n)和发光效率(dI·n/I0)。
步骤S15中，由输出部5将通过步骤S14由决定部4决定的发光量等输出到输入输出画面7上。而且，也可以输出被选为设计项目的棱镜、导光体的剖面形状、导光体的路径(路径的弯曲和渐变宽度)的设计结果。
如以上详细地说明的那样，根据第2实施方式涉及的设计支持装置20及设计支持方法，能够利用将在导光体内从入光面被引导至发光面的光束的损耗、即因入光损耗、吸收损耗、透光和末端余量导致的光束的损耗结合进来所做成的更精密的现象学模型，来推导出通过使被输入到导光体内的光束被导光体吸收、且在被棱镜和导光体表面反射和折射的同时在导光路中行进并从发光面输出、从而使发光面以均匀亮度发光的情况下的棱镜、导光体的剖面以及导光路径的设计要求。
另外，第1实施方式和第2实施方式涉及的设计支持装置10、20及设计支持方法虽然做成为对将从入光面输入的光束引导至与入光面不同的发光面并使光束从发光面输出的导光体的设计进行支持，但不限于对光束进行导光的导光体的设计，也可以做成为对能传播热(辐射热)、流体、其他波或物体的传播体的设计进行支持。
另外，第1实施方式和第2实施方式涉及的设计支持装置10、20及设计支持方法虽然能够用于支持导光体的设计，但不限于此，还能够用于不以设计为目的的模拟等运算。
本发明的各种实施方式可以参照流程图和框图来描述，在此，框可以代表(1)操作被执行的进程的阶段或(2)带有执行操作的作用的装置的部。特定的阶段和部可以由专用电路、与计算机可读介质上存储的计算机可读指令一起供给的可编程电路、和/或与计算机可读介质上存储的计算机可读指令一起供给的处理器来安装。专用电路可以包括数字电路和/或模拟硬件电路，可以包括集成电路(IC)和/或分立电路。可编程电路可以包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或、逻辑与非、逻辑或非以及其他逻辑操作、包括触发器、寄存器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等那样的存储器元素等在内的可重新构成的硬件电路。
计算机可读介质可以包括能够存储可由适当的设备执行的指令的任意有形设备，其结果，具有可被存储在该有形设备中的指令的计算机可读介质将具备包含下述指令的产品：该指令能够被执行，以创建用于执行由流程图或框图指定的操作的手段。作为计算机可读介质的例子，可以包括电子储存介质、磁储存介质、光储存介质、电磁储存介质、半导体储存介质等。作为计算机可读介质的更具体的例子，可以包括Floppy(注册商标)软磁盘、光盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能磁盘(DVD)、蓝光(RTM)磁盘、记忆棒、集成电路卡等。
计算机可读指令可以包括汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微码、固件指令、状态设定数据、或利用包括Smalltalk、JAVA(注册商标)、C++等那样的面向对象的编程语言、以及“C”编程语言或同样的编程语言那样的现有的过程式编程语言在内的、一个或多个编程语言的任意组合来描述的源代码或对象代码中的任一者。
可以是，计算机可读指令借助本地网或局域网(LAN)、互联网等那样的广域网(WAN)，对通用计算机、特殊目的计算机、或者其他可编程数据处理装置的处理器或可编程电路提供，执行计算机可读指令，以创建用于执行由流程图或框图指定的操作的手段。作为处理器的例子，包括计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。
图13表示可以使本发明的多个实施方式整体或局部地具体化的、计算机2200的例子。安装在计算机2200中的程序能够使计算机2200作为本发明的实施方式涉及的装置所关联的操作或作为该装置的一个或多个部发挥功能，或能够使计算机2200执行该操作或该一个或多个部，和/或能够使计算机2200执行本发明的实施方式涉及的进程或该进程的阶段。可以是，上述这样的程序以使计算机2200执行本说明书中描述的流程图和框图的框中的若干个框或所有框所关联的特定操作为目的由CPU2212执行。
本实施方式的计算机2200包括CPU2212、RAM2214、图形控制器2216和显示装置2218，上述这些部件由主机控制器2210相互连接在一起。计算机2200还包括如通信接口2222、硬盘驱动器2224、DVD－ROM驱动器2226和IC卡驱动器那样的输入输出单元，上述这些部件借助输入输出控制器2220与主机控制器2210相连接。计算机还包括如ROM2230和键盘2242那样的传统输入输出单元，上述这些部件借助输入输出芯片2240与输入输出控制器2220相连接。
CPU2212按照ROM2230和RAM2214中存储的程序进行动作，由此来控制各单元。图形控制器2216做成为：获取RAM2214中提供的帧缓存等中或在该图形控制器自身当中由CPU2212生成的图像数据，并使图像数据显示在显示装置2218上。
通信接口2222借助网络与其他电子设备之间通信。硬盘驱动器2224存储待被计算机2200中的CPU2212使用的程序和数据。DVD－ROM驱动器2226从DVD－ROM2201读取程序或数据，并借助RAM2214将程序或数据提供给硬盘驱动器2224。IC卡驱动器从IC卡读取程序和数据，和/或将程序和数据写入到IC卡中。
ROM2230在其中存储在活性化时由计算机2200执行的引导程序等、和/或依赖于计算机2200的硬件的程序。输入输出芯片2240还可以将各种输入输出单元借助并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等连接于输入输出控制器2220。
程序由如DVD－ROM2201或IC卡那样的计算机可读介质提供。程序从计算机可读介质中被读取出来，被安装至也是计算机可读介质的例子的硬盘驱动器2224、RAM2214或ROM2230，并由CPU2212执行。上述这些程序中描述的信息处理被读取到计算机2200，提供程序与上述各种类型的硬件资源之间的链接。装置或方法可以通过随着计算机2200的使用实现信息的操作或处理的过程来构成。
例如，在计算机2200和外部装置之间执行通信的情况下，可以是，CPU2212执行RAM2214中载入的通信程序，并基于通信程序中描述的处理，针对通信接口2222指令通信处理。通信接口2222在CPU2212的控制下，读取如RAM2214、硬盘驱动器2224、DVD－ROM2201或IC卡那样的记录介质中提供的发送缓存处理区域中存储的发送数据，并将读取出来的发送数据发送至网络，或将从网络接收到的接收数据写入到记录介质上提供的接收缓存处理区域等。
而且，可以是，CPU2212以如硬盘驱动器2224、DVD－ROM驱动器2226(DVD－ROM2201)、IC卡等那样的外部记录介质中存储的文件或数据库的全部内容或所需部分被读取到RAM2214的方式，针对RAM2214上的数据执行各种类型的处理。CPU2212接下来将处理后的数据写回到外部记录介质。
可以是，如各种类型的程序、数据、数据表和数据库那样的各种类型的信息被存储至记录介质并被进行信息处理。CPU2212可以针对从RAM2214读取出来的数据，执行在本发明的到处都有所记载且由程序的指令顺序指定的各种类型的操作、包括信息处理、条件判断、条件分支、无条件分支、信息的检索/替换等在内的各种类型的处理，并将结果写回到RAM2214。而且，CPU2212可以检索记录介质中的文件、数据库等中的信息。例如，在多个条目存储于记录介质中且该多个条目分别具有与第2属性的属性值相关联的第1属性的属性值的情况下，可以是，CPU2212从该多个条目中检索出与第1属性的属性值指定的条件相一致的条目，并读取该条目中存储的第2属性的属性值，由此来获取与满足预先定好的条件的第1属性相关联的第2属性的属性值。
上面说明的程序或软件模块可以存储在计算机2200上或计算机2200附近的计算机可读介质中。而且，如与专用通信网络或互联网相连接的服务器系统中提供的硬盘或RAM那样的记录介质能够用作计算机可读介质，由此，将程序借助网络提供给计算机2200。
上面使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限定于上述实施方式中描述的范围。对本领域的技术人员而言，可知能够对上述实施方式施加多种变更或改良。根据权利要求书的描述可知，通过施加上述那样的变更或改良所做成的实施方式也能被包含在本发明的技术范围内。
应当注意的是，就权利要求书、说明书和附图中示出的装置、系统、程序和方法中的动作、作业顺序、步骤和阶段等的各处理的执行顺序而言，只要未特别明示“在..之前”、“先于”等字眼，且未说在随后的处理中使用先前的处理的输出，就能够以任意顺序将其实现。有关权利要求书、说明书和附图中的动作流程，为了方便，使用了“首先，”、“其次，”等进行了说明，但即使如此，也并不意味着必须以该顺序实施。
附图标记说明
1…输入部、2…设定部、3…算出部、4…决定部、5…输出部、6、7…输入输出画面、10、20…设计支持装置、11、12、13…导光体、12a、12b…区域、21…反射板、22…漫射板、23…透镜、2200…计算机、2201…DVD－ROM、2210…主机控制器、2214…RAM、2216…图形控制器、2218…显示设备、2220…输入/输出控制器、2222…通信接口、2224…硬盘驱动器、2226…DVD－ROM驱动器、2240…输入/输出芯片、2242…键盘。

Claims (12)

1.一种运算装置，其进行导光体的设计运算，其中的导光体将从入光面输入的光引导至与所述入光面不同的发光面并使光从该发光面输出，其中，
该运算装置具备：
设定部，其针对所述导光体的导光距离、输入至所述入光面的输入光量以及所述发光面上的输出光量中的两者设定设定值；以及
算出部，其将由所述设定部设定的设定值应用于表示在所述导光体内被引导了单位距离的光的光量的增减的算式，由此算出所述导光距离、所述输入光量以及所述输出光量中剩余一者的值。
2.根据权利要求1所述的运算装置，其中，
所述算出部使用所述算式，算出每当所述光在所述导光体内行进单位距离时被所述导光体吸收的吸收光量以及从与所述单位距离对应的所述发光面上的单位面输出的光量，从所述光的强度值减去所述吸收光量和所述光量的算出值而算出剩余的强度值，反复进行上述计算直至所述剩余的强度值归零，由此算出剩余一者的值。
3.根据权利要求2所述的运算装置，其中，
所述设定部还用于设定所述导光体的吸收系数，
所述算出部使用所述吸收系数计算所述光被所述导光体吸收的吸收光量。
4.根据权利要求3所述的运算装置，其中，
所述算出部进一步基于在所述导光体内行进的光的发散算出所述光的吸收光量。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的运算装置，其中，
所述算出部基于所述输出光量的设定值算出从所述发光面上的单位面输出的光量。
6.根据权利要求5所述的运算装置，其中，
所述设定部还设定所述导光体的宽度，
所述算出部还使用所述宽度的设定值算出所述光量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的运算装置，其中，
所述设定部设定所述输入光量和所述输出光量各自的值，
所述算出部还使用所述输入光量和所述输出光量的设定值算出所述导光距离。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的运算装置，其中，
所述设定部设定所述导光距离和所述输入光量各自的值，
所述算出部使用所述输入光量的设定值，反复变更所述输出光量的值以算出所述导光距离，以该算出值等于所述导光距离的设定值的方式，算出成为最大输出光量的所述输出光量。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的运算装置，其中，
所述设定部设定所述导光距离和所述输出光量各自的值，
所述算出部使用所述导光距离和所述输出光量的设定值，算出所述输入光量。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的运算装置，其中，
还决定所述光的吸收损耗和发光效率的至少一者。
11.一种运算方法，其进行导光体的设计运算，其中的导光体将从入光面输入的光引导至与所述入光面不同的发光面并使光从该发光面输出，其中，
具备：
设定的阶段，其针对所述导光体的导光距离、输入至所述入光面的输入光量以及所述发光面上的输出光量中的两者设定设定值；以及
算出的阶段，其将由所述设定的阶段设定的设定值应用于表示在所述导光体内被引导了单位距离的光的光量的增减的算式，由此算出所述导光距离、所述输入光量以及所述输出光量中剩余一者的值。
12.一种程序，其中，
该程序使计算机执行下述步骤：
设定的步骤，在该步骤中，针对将从入光面输入的光引导至与所述入光面不同的发光面并使光从该发光面输出的导光体的导光距离、输入至所述入光面的输入光量以及所述发光面上的输出光量中的两者设定设定值；以及
算出的步骤，在该步骤中，将由所述设定的步骤设定的设定值应用于表示在所述导光体内被引导了单位距离的光的光量的增减的算式，由此算出所述导光距离、所述输入光量以及所述输出光量中剩余一者的值。
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