DE112021001617T5

DE112021001617T5 - Lichtleiter, beleuchtungsvorrichtung und anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE112021001617T5
Application number: DE112021001617.2T
Authority: DE
Inventors: Masafumi Danno; Masayuki Shinohara; Norikazu Kitamura
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2022-12-29
Also published as: CN115053098A; JP2021144902A; WO2021181917A1; US20230117548A1

Abstract

Es wird paralleles Licht emittiert, das sich in einer Richtung senkrecht zu einer Austrittsfläche mit einer gekrümmten Oberfläche fortbewegt. Ein Lichtleiterelement (120) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Einfallsfläche (123), in die Licht von einer Lichtquelle (22) eintritt; mindestens eine reflektierende Oberfläche (121), die das von der Einfallsfläche (123) eingetretene Licht reflektiert; und eine Austrittsfläche (122), die aus einer gekrümmten Fläche gebildet ist und das von der reflektierenden Oberfläche (121) reflektierte Licht emittiert. Die reflektierende Oberfläche (121) reflektiert das von der Lichtquelle (22) einfallende Licht in eine Richtung, in der der Einfallswinkel des auf die Austrittsfläche (122) einfallenden Lichts konstant ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtleiterelement, das einfallendes Licht leitet und das Licht als paralleles Licht emittiert, eine Beleuchtungsvorrichtung, die das Lichtleiterelement enthält, und eine Anzeigevorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Patentdokument 1 offenbart ein Lichtleiterelement zur Emission von parallelem Licht und eine Beleuchtungsvorrichtung, die das Lichtleiterelement enthält. Das Lichtleiterelement umfasst eine Einfallsfläche, in die Licht von einer Lichtquelle eintritt, eine erste reflektierende Oberfläche, die das von der Einfallsfläche eingetretene Licht totalreflektiert, eine zweite reflektierende Oberfläche, die das von der ersten reflektierenden Oberfläche totalreflektierte Licht als paralleles Licht totalreflektiert, und eine Austrittsfläche, die das von der zweiten reflektierenden Oberfläche totalreflektierte parallele Licht emittiert.
DOKUMENT AUS DEM STAND DER TECHNIK
PATENTSCHRIFT
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2018-055986 (veröffentlicht am 5. April 2018)
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Bei dem im Patentdokument 1 offenbarten Lichtleiterelement besteht jedoch das Problem, dass, wenn die Austrittsfläche eine gekrümmte Fläche ist, der Einfallswinkel des auf die Austrittsfläche einfallenden Lichts nicht konstant ist und das von der Austrittsfläche emittierte Licht nicht als paralleles Licht emittiert wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lichtleiterelement zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, Licht zu emittieren, das auf eine Austrittsfläche mit einer gekrümmten Oberfläche unter einem konstanten Einfallswinkel einfällt.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
Um die obige Aufgabe zu lösen, umfasst ein Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: eine Einfallsfläche, in die Licht von einer Lichtquelle eintritt; mindestens eine reflektierende Oberfläche, die so konfiguriert ist, dass sie das von der Einfallsfläche eingetretene Licht reflektiert; und eine aus einer gekrümmten Fläche gebildete Austrittsfläche, die so konfiguriert ist, dass sie das von der reflektierenden Oberfläche reflektierte Licht emittiert. Die reflektierende Oberfläche reflektiert das von der Lichtquelle eintretende Licht in eine Richtung, in der ein Einfallswinkel des auf die Austrittsfläche einfallenden Lichts konstant ist.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Lichtleiterelement zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, Licht zu emittieren, das auf eine Austrittsfläche mit einer gekrümmten Oberfläche unter einem konstanten Einfallswinkel einfällt.
Figurenliste

1 zeigt ein Anwendungsbeispiel für eine Anzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Ansicht einer Lichtleiterplatte der Anzeigevorrichtung aus der Sicht eines Betrachters.
3 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Verbindungsstücks der Anzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
5 ist eine Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung, die in der Anzeigevorrichtung enthalten ist.
6 ist eine Ansicht, die den Weg des von der Beleuchtungsvorrichtung emittierten Lichts in der Lichtleiterplatte zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation der Anzeigevorrichtung zeigt.
8 ist eine Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung, die in der Modifikation der Anzeigevorrichtung enthalten ist.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Modifikation der Anzeigevorrichtung.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation der Anzeigevorrichtung und eine Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung zeigt.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation der Anzeigevorrichtung und eine Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung zeigt.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation der Anzeigevorrichtung zeigt.
13 ist eine Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung, die in der Modifikation der Anzeigevorrichtung enthalten ist.
14 ist eine Draufsicht, die eine Modifikation des Lichtleiterelements zeigt.
15 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtleiterplatte.
16 ist eine Querschnittsansicht, die die Konfiguration der Lichtleiterplatte veranschaulicht.
17 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration der Lichtleiterplatte veranschaulicht.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines in der Lichtleiterplatte enthaltenen Teils zur Änderung des Strahlengangs zeigt.
19 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung der Teile zur Änderung des Strahlengangs veranschaulicht.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zur Erzeugung eines stereoskopischen Bildes durch die Lichtleiterplatte zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung (im Folgenden auch als „die Ausführungsform“ bezeichnet) unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die nachfolgend beschriebene Ausführungsform ist jedoch in jeder Hinsicht nur ein Beispiel für die vorliegende Erfindung. Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Das heißt, bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung kann eine bestimmte Konfiguration gemäß der Ausführungsform als dazugehörig angenommen werden.
§1 Anwendungsbeispiel
Zunächst wird ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. 1 zeigt ein Anwendungsbeispiel für eine Anzeigevorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Ansicht einer Lichtleiterplatte 11, die in der Anzeigevorrichtung 1 enthalten ist, aus der Sicht eines Beobachters außerhalb eines Fahrzeugs C. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verbindungsstücks 33 der Anzeigevorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung 1. 5 ist eine Draufsicht auf eine in der Anzeigevorrichtung 1 enthaltene Beleuchtungsvorrichtung 12. Die Anzeigevorrichtung 1 ist eine Vorrichtung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes innerhalb der Lichtleiterplatte 11 oder in einem Raum außerhalb der Lichtleiterplatte 11. In diesem Fall umfasst die Anzeigevorrichtung 1 die Lichtleiterplatte 11 und die Beleuchtungsvorrichtung 12, wie in 4 dargestellt. Wie in 1 dargestellt, kann die Anzeigevorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform an einer Rückleuchte 1A des Fahrzeugs C angebracht sein.
Wie in 2 dargestellt, ist eine Lichtaustrittsfläche 11B der Lichtleiterplatte 11 aus einer gekrümmten Oberfläche gebildet. Die Lichtleiterplatte 11 ist ein Element, das einen Strahlengang von parallelem Licht, das von einer Einfallsfläche 11A (siehe 5) eingetreten ist, durch eine in der Lichtleiterplatte 11 ausgebildete Gruppe von Teilen zum Ändern des Strahlenganges (Teil zum Ändern des Strahlenganges) 113 ändert, um ein stereoskopisches Bild I anzuzeigen. Wie in den 3 und 4 dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 12 eine Lichtquelle 22 und ein Lichtleiterelement 120. Die Beleuchtungsvorrichtung 12 ist eine Vorrichtung zum Versorgen der Lichtleiterplatte 11 mit parallelem Licht, das zum Erzeugen des stereoskopischen Bildes I erforderlich ist. Das Lichtleiterelement 120 ist ein Element zum Umwandeln von gestreutem Licht von der Lichtquelle 22 in paralleles Licht, indem es bewirkt, dass Licht unter einem konstanten Einfallswinkel auf eine Austrittsfläche 122 fällt.
Das Lichtleiterelement 120 gemäß der Ausführungsform kann das Licht von der Lichtquelle 22 in paralleles Licht umwandeln, das sich in eine Richtung fortbewegt, in der der Einfallswinkel des Lichts, das auf die aus einer gekrümmten Oberfläche gebildete Austrittsfläche 122 einfällt, konstant ist. Zum Beispiel kann das Lichtleiterelement 120 das Licht von der Lichtquelle 22 in paralleles Licht umwandeln, das sich in einer Richtung senkrecht zu der aus der gekrümmten Oberfläche gebildeten Austrittsfläche 122 bewegt. Die das Lichtleiterelement 120 enthaltende Beleuchtungsvorrichtung 12 kann die Lichtleiterplatte 11 mit der gekrümmten Oberfläche mit parallelem Licht versorgen, das für die Erzeugung des stereoskopischen Bildes I erforderlich ist. Dadurch kann die Anzeigevorrichtung 1 ein stereoskopisches Bild, wie beabsichtigt, erzeugen. Spezifische Konfigurationen der Lichtleiterplatte 11 und der Beleuchtungsvorrichtung 12 werden im Folgenden detailliert beschrieben.
§2 Konfigurationsbeispiel
[Erste Ausführungsform]
(Konfiguration der Anzeigevorrichtung 1)
Eine beispielhafte Anzeigevorrichtung 1 und eine beispielhafte Beleuchtungsvorrichtung 12 gemäß der Ausführungsform werden mit Bezug auf die 2 bis 5 beschrieben. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform. Wie in 4 dargestellt, umfasst die Anzeigevorrichtung 1 die Beleuchtungsvorrichtung 12, das Verbindungsstück 33 und die Lichtleiterplatte 11. Die Anzeigevorrichtung 1 ist so angeordnet, dass die konvexe Oberfläche der Lichtleiterplatte 11 einen Teil der Außenfläche des Fahrzeugs C bildet. Das heißt, die Beleuchtungsvorrichtung 12 ist im Inneren des Fahrzeugs C untergebracht.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung 12 handelt es sich um eine Vorrichtung zum Aussenden von Licht (im Folgenden auch Parallellicht genannt) zu der Lichtleiterplatte 11, und zwar parallel zu einer Richtung senkrecht zur Einfallsfläche 11A (vgl. 2) der Lichtleiterplatte 11, die später beschrieben wird. Einzelheiten der Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung 12 werden später beschrieben.
Das Verbindungsstück 33 ist ein Abschnitt, der die Beleuchtungsvorrichtung 12 und die Lichtleiterplatte 11 verbindet und beispielsweise aus einem transparenten Harzmaterial, wie zum Beispiel einem Polycarbonatharz oder einem Polymethylmethacrylatharz, gebildet ist. Das Verbindungsstück 33 verbindet die Beleuchtungsvorrichtung 12 und die Lichtleiterplatte 11 so, dass die Bewegungsrichtung des von der Beleuchtungsvorrichtung 12 emittierten Lichts und die Bewegungsrichtung des Lichts in der Lichtleiterplatte 11 zum Beispiel im Wesentlichen senkrecht sind.
Das Verbindungsstück 33 besitzt eine Krümmung in Bezug auf die Bewegungsrichtung des von der Beleuchtungsvorrichtung 12 emittierten Lichts und kann die Bewegungsrichtung ändern. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Verbindungsstücks 33 der Anzeigevorrichtung 1. In 3 ist R der Krümmungsradius des Verbindungsstücks 33, und T ist die Dicke der Lichtleiterplatte 11. In 3 ist ein Unterschied im Grad des Lichtaustritts dargestellt, der sich aus einem Unterschied in einem Wert, der durch Dividieren von R durch T erhalten wird, ergibt. Ein Pfeil E zeigt die Bewegungsrichtung des von der Beleuchtungsvorrichtung 12 emittierten Lichts an. Der gefüllte Teil in jeder Abbildung in 3 stellt das Licht dar, das aus dem Verbindungsstück 33 austritt. Wie in 3 dargestellt, ist der Lichtaustritt (Lichtverlust) aus dem Verbindungsstück 33 umso größer, je größer die Krümmung des Verbindungsstücks 33 (je kleiner der Krümmungsradius R) ist. Wenn der Wert von R/T 3 oder mehr beträgt, wird der Lichtaustritt aus dem Verbindungsstück 33 ausreichend reduziert. Wenn der Wert von R/T 5 oder mehr beträgt, tritt kein Licht aus dem Verbindungsstück 33 aus.
Die Lichtleiterplatte 11 ist ein Element, das das parallele Licht, das von der Beleuchtungsvorrichtung 12 emittiert wurde und in die Lichtleiterplatte 11 eingetreten ist, innerhalb der Lichtleiterplatte 11 ablenkt und das parallele Licht von der Lichtaustrittsfläche 11B der Lichtleiterplatte 11 emittiert. Als Material zur Herstellung der Lichtleiterplatte 11 kann z.B. ein Polycarbonatharz, ein Polymethylmethacrylatharz oder dergleichen verwendet werden. Wie in 2 dargestellt, sind auf der Rückfläche 11 D der Lichtleiterplatte eine Vielzahl von Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 113 ausgebildet. Die Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 113 sind kontinuierlich entlang einer Linie ausgebildet, an der sich eine zur Einfallsfläche 11A parallele Fläche und die Rückfläche 11 D schneiden. Jedes der Teile zur Änderung des Strahlengangs, die in der Gruppe von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 113 enthalten sind, wird von einem Teil einer Fresnellinse gebildet, und die Konvergenzpunkte der jeweiligen Teile zur Änderung des Strahlengangs sind voneinander verschieden. Dadurch wird, wie in 2 dargestellt, ein virtuelles Bild als das stereoskopische Bild I durch eine Sammlung der Konvergenzpunkte der jeweiligen Teile zur Änderung des Strahlengangs gebildet. Das heißt, in der Anzeigevorrichtung 1 tritt Licht von der Beleuchtungsvorrichtung 12 in die Lichtleiterplatte 11 ein, und der Strahlengang wird durch die in der Lichtleiterplatte 11 ausgebildete Gruppe von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 113 abgelenkt und emittiert, wodurch das stereoskopische Bild I gebildet werden kann. Infolgedessen kann die Anzeigevorrichtung 1 Informationen für den Beobachter außerhalb des Fahrzeugs C bereitstellen und fungiert als Rückleuchte und Bremsleuchte des Fahrzeugs C.
Die Anzeigevorrichtung 1 bildet das stereoskopische Bild I in einem Raum innerhalb der Lichtleiterplatte 11 im Fahrzeug C. Dies ermöglicht es der Bremsleuchte und der Rückleuchte, ein Gefühl von Tiefe zu vermitteln.
(Konfiguration der Beleuchtungsvorrichtung 12)
5 ist eine Draufsicht auf eine Beleuchtungsvorrichtung 12, die in der Anzeigevorrichtung 1 enthalten ist. Wie in 5 dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 12 die Lichtquelle 22 (kann in der folgenden Beschreibung als Lichtquelle 22A und Lichtquelle 22B bezeichnet werden, um die Lichtquellen 22 zu unterscheiden) und das Lichtleiterelement 120.
Die Lichtquelle 22 ist eine Lichtquelle, die den Eintritt von Licht in das Lichtleiterelement 120 ermöglicht. Bei der Lichtquelle 22 handelt es sich zum Beispiel um eine Lichtquelle in Form einer Leuchtdiode (LED). Die Lichtquelle 22 kann eine monochromatische LED-Lichtquelle oder eine Kombination aus drei Arten von LED-Lichtquellen sein, die rot, grün und blau emittieren. Wenn die Lichtquelle 22 die LED-Lichtquellen dreier Farben umfasst, kann die Intensität des von jeder LED-Lichtquelle emittierten Lichts so eingestellt werden, dass Licht verschiedener Farben emittiert wird. Dementsprechend kann die Farbe des stereoskopischen Bildes I entsprechend der Anwendung geändert werden.
Das Lichtleiterelement 120 ist ein Element zum Umwandeln von diffusem Licht, das von der Lichtquelle 22 eingetreten ist, in paralleles Licht und zum Emittieren des parallelen Lichts. Das Lichtleiterelement 120 umfasst eine Einfallsfläche 123 (123A und 123B), eine reflektierende Oberfläche (Reflexionsfläche) 121 (121A und 121B) und die Austrittsfläche 122. Als Material zur Bildung des Lichtleiterelements 120 kann beispielsweise ein transparentes Harzmaterial, wie zum Beispiel ein Polycarbonatharz oder ein Polymethylmethacrylatharz, verwendet werden.
Eine Einfallsfläche 123A und eine Einfallsfläche 123B sind Oberflächen, in die Lichtstrahlen von der Lichtquelle 22A bzw. von der Lichtquelle 22B eintreten.
Die reflektierende Oberfläche 121A und die reflektierende Oberfläche 121B sind Oberflächen zum Reflektieren der Lichtstrahlen, die von der Einfallsfläche 123A bzw. der Einfallsfläche 123B eingetreten sind, in die Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 122. Die reflektierende Oberfläche 121 besitzt eine planare Struktur und kann als totalreflektierende Oberfläche fungieren. In diesem Fall wird zumindest ein Teil des Lichts, das von der Einfallsfläche 123 eintritt, durch Totalreflexion reflektiert. Das heißt, die reflektierende Oberfläche 121 kann die Divergenz des von der Einfallsfläche 123 einfallenden Lichts verringern und den Winkel des auf die Austrittsfläche einfallenden Lichts konstant machen. Die Menge des durch Totalreflexion reflektierten Lichts hängt vom absoluten Brechungsindex des Lichtleiterelements 120 und dem Winkel des auf die reflektierende Oberfläche 121 einfallenden Lichts ab. Wenn die Menge des durch Totalreflexion reflektierten Lichts gering ist, kann auf der reflektierenden Oberfläche 121 eine reflektierende Schicht durch Metalldampfabscheidung oder dergleichen gebildet werden. Die Bildung der reflektierenden Schicht ist nicht auf das Aufdampfen von Metall beschränkt, und die reflektierende Schicht kann auch durch eine Technik, wie zum Beispiel Sputtern oder Beschichten, gebildet werden.
Die Austrittsfläche 122 ist eine Oberfläche, von der das von der reflektierenden Oberfläche 121 reflektierte Licht emittiert wird. Im Folgenden wird eine Richtung parallel zu der Einfallsfläche 123, der reflektierenden Oberfläche 121 und der Austrittsfläche 122 (eine Richtung senkrecht zur Zeichenebene in 5) als Dickenrichtung bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform bildet die Austrittsfläche 122 in einem Querschnitt senkrecht zur Dickenrichtung einen Teil eines Bogens, der in einem Punkt zentriert ist, in dem der auf die Austrittsfläche 122 einfallende Lichtstrahl schneidet, wenn der Lichtstrahl in Richtung der reflektierenden Oberfläche 121 verlängert wird. Mit anderen Worten, die oben beschriebene Richtung senkrecht zur Austrittsfläche ist eine Richtung senkrecht zu einer Tangente des Bogens (Normalrichtung).
(Lichtweg)
Als nächstes wird der Weg des von der Lichtquelle 22 emittierten Lichts anhand der 5 und 6 beschrieben.
In 5 zeigt eine gestrichelte Linie den Weg des Lichts in der Beleuchtungsvorrichtung 12. Das von der Lichtquelle 22A emittierte Licht ist normalerweise diffuses Licht, das von der Einfallsfläche 123A in das Lichtleiterelement 120 eintritt und die reflektierende Oberfläche 121A erreicht. Das Licht, das die reflektierende Oberfläche 121A erreicht hat, wird von der reflektierenden Oberfläche 121A reflektiert. Hier ist die Lichtquelle 22A so angeordnet, dass ein dazu symmetrischer Punkt in Bezug auf die reflektierende Oberfläche 121A in einem Querschnitt senkrecht zur Dickenrichtung mit dem Mittelpunkt des Bogens zusammenfällt. Daher bewegt sich das von der reflektierenden Oberfläche 121A reflektierte Licht im Querschnitt senkrecht zur Dickenrichtung in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 122 und wird von der Austrittsfläche 122 emittiert. Das heißt, das von der Lichtquelle 22 emittierte Licht wird von der Beleuchtungsvorrichtung 12 in paralleles Licht umgewandelt und emittiert. Dasselbe gilt für das von der Lichtquelle 22B emittierte Licht.
6 ist eine Ansicht, die den Weg des von der Beleuchtungsvorrichtung 12 emittierten Lichts in der Lichtleiterplatte 11 veranschaulicht, und ist eine Ansicht der Lichtleiterplatte 11 betrachtet aus der Richtung eines in 5 dargestellten Pfeils. In 6 zeigt eine gestrichelte Linie den Weg des Lichts an. Das von der Austrittsfläche 122 emittierte Licht tritt über das Verbindungsstück 33 in die Lichtleiterplatte 11 als paralleles Licht in einer Richtung senkrecht zur Einfallsfläche 11 A der Lichtleiterplatte 11 ein und bewegt sich in der Lichtleiterplatte 11 fort.
(Effekte der ersten Ausführungsform)
Wie oben beschrieben, umfasst das Lichtleiterelement 120 in der Ausführungsform (1) die Einfallsfläche 123, in die das Licht von der Lichtquelle 22 eintritt, (2) die reflektierende Oberfläche 121, die das von der Einfallsfläche 123 eingetretene Licht reflektiert, und (3) die Austrittsfläche 122, die aus einer gekrümmten Fläche gebildet ist und das von der reflektierenden Oberfläche 121 reflektierte Licht emittiert. Die reflektierende Oberfläche 121 reflektiert das von der Lichtquelle 22 eingetretene Licht in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 122.
Bei der obigen Konfiguration wird das Licht von der Lichtquelle 22 von der reflektierenden Oberfläche 121 reflektiert und bewegt sich in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 122 mit der gekrümmten Oberfläche fort. Das heißt, das Licht von der Lichtquelle 22 kann durch das Lichtleiterelement 120 in paralleles Licht umgewandelt werden.
In dem Lichtleiterelement 120 in der Ausführungsform reflektiert die reflektierende Oberfläche 121 das von der Lichtquelle 22 eingetretene Licht in der Richtung senkrecht zu der Austrittsfläche 122. Mit der obigen Konfiguration kann das Lichtleiterelement 120 das Licht von der Lichtquelle 22 in paralleles Licht umwandeln.
Wenn in dem Lichtleiterelement 120 in der Ausführungsform eine Richtung parallel zu der Einfallsfläche 123, der reflektierenden Oberfläche 121 und der Austrittsfläche 122 eine Dickenrichtung ist, ist die gekrümmte Oberfläche ein Bogen in einer Querschnittsform senkrecht zu der Dickenrichtung. Die reflektierende Oberfläche 121 ist eine Ebene, die so angeordnet ist, dass ein Punkt, der symmetrisch zur Lichtquelle 22 in Bezug auf die reflektierende Oberfläche 121 ist, mit dem Mittelpunkt des Bogens in der Querschnittsform senkrecht zur Dickenrichtung zusammenfällt. Bei der obigen Konfiguration ist die reflektierende Oberfläche 121 eine Ebene, was die Herstellung des Lichtleiterelements 120 erleichtert.
Das Lichtleiterelement 120 umfasst in dieser Ausführungsform (1) die Einfallsfläche 123A und die Einfallsfläche 123B und (2) die reflektierende Oberfläche 121A und die reflektierende Oberfläche 121B, die der Einfallsfläche 123A bzw. der Einfallsfläche 123B entsprechen. Die Lichtstrahlen, die von der reflektierenden Oberfläche 121A und der reflektierenden Oberfläche 121B reflektiert werden, werden von verschiedenen Bereichen der Austrittsfläche 122 emittiert.
Bei der obigen Konfiguration können die Einfallsfläche 123A und die Einfallsfläche 123B an Positionen nahe der Lichtleiterplatte 11 angeordnet sein. Bei diesem Aufbau kann die Tiefe des Lichtleiterelements 120 (die Tiefe in Pfeilrichtung in 3) im Vergleich zu einem Fall verkürzt werden, in dem die Lichtquelle so angeordnet ist, dass sie in der Lage ist, Licht senkrecht zur Austrittsfläche 122 des Lichtleiterelements 120 zu liefern (z. B. ein Fall, in dem die Lichtquelle im Mittelpunkt des oben beschriebenen Bogens angeordnet ist).
Die Beleuchtungsvorrichtung 12 umfasst in dieser Ausführungsform das Lichtleiterelement 120 und die Lichtquelle 22. Mit der obigen Konfiguration kann die Beleuchtungsvorrichtung 12 paralleles Licht liefern, das in der Richtung senkrecht zur Einfallsfläche 11 Ader Lichtleiterplatte 11 kollimiert ist.
Die Anzeigevorrichtung 1 in der Ausführungsform umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 12 und die Lichtleiterplatte 11, die das von der Beleuchtungsvorrichtung 12 eingetretene Licht führt, das Licht durch die an einer vorbestimmten Position ausgebildete Gruppe von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 113 reflektiert und das Licht von der Lichtaustrittsfläche 11B emittiert.
Mit der obigen Konfiguration bildet die Lichtleiterplatte 11 in der Anzeigevorrichtung 1 ein Bild in einem Raum außerhalb der Lichtleiterplatte 11 mit dem Licht, das von der Lichtaustrittsfläche 11 B emittiert wird. Dadurch kann die Anzeigevorrichtung 1 das stereoskopische Bild I, wie beabsichtigt, erzeugen (d. h., die Anzeigevorrichtung 1 kann ein klares stereoskopisches Bild I erzeugen). In der Anzeigevorrichtung 1 kann die Lichtleiterplatte 11 jedoch mit dem von der Lichtaustrittsfläche 11 B emittierten Licht ein ebenes (planares) Bild innerhalb der Lichtleiterplatte 11 anzeigen. In diesem Fall kann die Anzeigevorrichtung 1 ein ebenes Bild anzeigen.
Das heißt, die Anzeigevorrichtung 1, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist einfach herzustellen und kann dem Betrachter das stereoskopische Bild I oder das ebene Bild in einer einfachen und verkleinerten Form liefern.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Konfiguration mit einem Lichtleiterelement 130 und dem Verbindungsstück 33 als das Lichtleiterelement verwendet werden. In diesem Fall umfasst das Lichtleiterelement das Lichtleiterelement 130 und das Verbindungsstück 33 als ein die Austrittsrichtung änderndes Teil, das die Bewegungsrichtung des von der Austrittsfläche 122 emittierten Lichts in eine Richtung parallel zur Dickenrichtung ändert. In diesem Fall ist die Austrittsfläche des Lichtleiterelements die Fläche des Verbindungsstücks 33, die in Kontakt mit der Lichtleiterplatte 11 steht. Das Lichtleiterelement mit der obigen Konfiguration kann das parallele Licht in der Richtung parallel zur Dickenrichtung emittieren.
In der Ausführungsform wurde der Fall beispielhaft dargestellt, in dem die Anzeigevorrichtung 1 als die Rückleuchte 1A des Fahrzeugs C verwendet wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Anwendung beschränkt. Die Anzeigevorrichtung 1 kann zum Beispiel auch für einen Spielautomaten, eine Fahrzeuganzeigevorrichtung, einen Luftschalter und dergleichen verwendet werden.
Als Anwendungsbeispiel in dem Spielautomaten kann insbesondere das stereoskopische Bild I durch die Lichtleiterplatte 11 als mindestens ein Schalter von einer Vielzahl von Schaltern auf einem Bedienfeld gebildet werden, das von einem Benutzer zu betätigen ist. Als Anwendungsbeispiel für die Fahrzeuganzeigevorrichtung wird die Anzeigevorrichtung 1 beispielsweise als Vorrichtung zur Anzeige eines Tachometers oder dergleichen verwendet, und das stereoskopische Bild I kann durch die Lichtleiterplatte 11 gebildet werden. Als Anwendungsbeispiel für den Luftschalter wird die Anzeigevorrichtung 1 beispielsweise für ein Eingabeteil eines Aufzugs verwendet, und das stereoskopische Bild I kann durch die Lichtleiterplatte 11 gebildet werden.
§3 Modifikationen
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben im Detail beschrieben wurde, ist die obige Beschreibung in jeder Hinsicht nur ein Beispiel für die vorliegende Erfindung. Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. So sind beispielsweise die folgenden Modifikationen möglich. Im Folgenden werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Bestandteile wie in der obigen Ausführungsform verwendet, und die entsprechende Beschreibung wie in der obigen Ausführungsform wird gegebenenfalls weggelassen. Die folgenden Modifikationen können je nach Bedarf kombiniert werden.
<3.1 >
Eine Anzeigevorrichtung 2 als eine Abwandlung der Anzeigevorrichtung 1 wird unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 beschrieben. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anzeigevorrichtung 2 zeigt. Wie in 7 dargestellt, umfasst die Anzeigevorrichtung 2 eine Beleuchtungsvorrichtung 13, das Verbindungsstück 33 und die Lichtleiterplatte 11.
8 ist eine Draufsicht auf die in der Anzeigevorrichtung 2 enthaltene Beleuchtungsvorrichtung 13. Wie in 8 dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 13 die Lichtquelle 22 (Lichtquelle 22A und Lichtquelle 22B) und das Lichtleiterelement 130. Das Lichtleiterelement 130 umfasst eine Einfallsfläche 133 (Einfallsfläche 133A und Einfallsfläche 133B), eine reflektierende Oberfläche 131 (reflektierende Oberfläche 131A und reflektierende Oberfläche 131B) und eine Austrittsfläche 132.
Wie in 8 dargestellt, unterscheidet sich das Lichtleiterelement 130 von dem Lichtleiterelement 120 dadurch, dass die reflektierende Oberfläche 131 (131A und 131B) eine gekrümmte Oberfläche aufweist. Die Austrittsfläche 132 der Beleuchtungsvorrichtung 13 bildet einen Teil eines Bogens. Bei der Beleuchtungsvorrichtung in der Modifikation kann die Austrittsfläche der Beleuchtungsvorrichtung eine gekrümmte Fläche sein, bis auf einen Bogen in einem Querschnitt senkrecht zur Dickenrichtung.
Die reflektierende Oberfläche 131A und die reflektierende Oberfläche 131 B sind gekrümmte Flächen, die in Bezug auf die Austrittsfläche 132 konkav sind. Die reflektierende Oberfläche 131 kann als totalreflektierende Oberfläche fungieren. In diesem Fall wird zumindest ein Teil des Lichts, das von der Einfallsfläche 133 eintritt, durch Totalreflexion reflektiert. Die Menge des durch Totalreflexion reflektierten Lichts hängt vom absoluten Brechungsindex des Lichtleiterelements 130 und dem Winkel des auf die reflektierende Oberfläche 121 einfallenden Lichts ab. Wenn der Anteil des durch Totalreflexion reflektierten Lichts gering ist, kann auf der reflektierenden Oberfläche 121 auch eine Metalldampfabscheidung vorgenommen werden. Die reflektierende Oberfläche 131A und die reflektierende Oberfläche 131B bestehen aus einer Vielzahl von Oberflächen, die Lichtstrahlen reflektieren, die von der Einfallsfläche 133 in unterschiedlichen Winkeln eintreten, und können zum Beispiel jeweils aus einer Fresnellinse gebildet werden. Wie durch gestrichelte Linien in 8 angedeutet, treten von der Lichtquelle 22A und der Lichtquelle 22B emittierte, gestreute Lichtstrahlen von der Einfallsfläche 133A und der Einfallsfläche 133B in das Lichtleiterelement 130 ein und erreichen die reflektierende Oberfläche 131A und die reflektierende Oberfläche 131B. Die Lichtstrahlen, die die reflektierende Oberfläche 131A und die reflektierende Oberfläche 131 B erreicht haben, werden von der Vielzahl von Oberflächen reflektiert, um in einer Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 132 reflektiert zu werden, und werden von der Austrittsfläche 132 emittiert. Das heißt, das von der Lichtquelle 22 emittierte Licht wird durch das Lichtleiterelement 130 in paralleles Licht umgewandelt und emittiert.
9 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung 2. In 9 zeigen gestrichelte Linien die Wege der Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle 22A und der Lichtquelle 22B emittiert werden, in der Anzeigevorrichtung 2. Wie in 9 dargestellt, tritt das Licht, das von der Austrittsfläche 132 des Lichtleiterelements 130 senkrecht zur Austrittsfläche 132 emittiert wird, als paralleles Licht in einer Richtung senkrecht zur Einfallsfläche (nicht dargestellt) der Lichtleiterplatte 11 über das Verbindungsstück 33 ein.
Mit der obigen Konfiguration kann die Beleuchtungsvorrichtung 13 kollimiertes paralleles Licht an die Lichtleiterplatte 11 liefern.
Durch eine gekrümmte Linie im Querschnitt senkrecht zur Dickenrichtung kann die reflektierende Oberfläche 131 des Lichtleiterelements 130 kontinuierliches Licht ohne eine dunkle Linie zur Austrittsfläche 132 liefern. Darüber hinaus kann durch die Beleuchtungsvorrichtung 13, die die reflektierende Oberfläche 131 enthält, die Tiefe der Beleuchtungsvorrichtung 13 aus demselben Grund wie bei der Beleuchtungsvorrichtung 12 der ersten Ausführungsform verkürzt werden.
<3.2>
Die Bezugsziffer 901 in 10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 3 als eine Modifikation der Anzeigevorrichtung 1 der ersten Ausführungsform zeigt. Wie in 10 dargestellt, umfasst die Anzeigevorrichtung 3 eine Beleuchtungsvorrichtung 14, das Verbindungsstück 33 und die Lichtleiterplatte 11.
Die Bezugsziffer 902 in 10 ist eine Draufsicht auf die Beleuchtungsvorrichtung 14, die in der Anzeigevorrichtung 3 enthalten ist. Wie in 10 dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 14 zwei Lichtquellen 22 (Lichtquelle 22A und Lichtquelle 22B) und ein Lichtleiterelement 140. Das Lichtleiterelement 140 umfasst eine Einfallsfläche 143 (143A und 143B), eine reflektierende Oberfläche 141 (141Aund 141B) und eine Austrittsfläche 142.
Wie in 10 dargestellt, unterscheidet sich das Lichtleiterelement 140 von dem Lichtleiterelement 120 dadurch, dass die Form der reflektierenden Oberfläche, die aus zwei reflektierenden Oberflächen 141A und 141B gebildet wird, in Bezug auf die Austrittsfläche 142 konkav ist. Ferner sind ein Lichtbegrenzer 144A und ein Lichtbegrenzer 144B zwischen dem Lichtleiterelement 140 und der Einfallsfläche 143A bzw. zwischen dem Lichtleiterelement 140 und der Einfallsfläche 143B ausgebildet.
Jeder der Lichtbegrenzer 144A, 144B hat eine Form, die durch Verlängern des Endes des Lichtleiterelements 140 gebildet wird, und hat die Funktion, den Lichtleitwinkel des Lichts, das von der Einfallsfläche 143 eingetreten ist, zu begrenzen. Insbesondere begrenzen der Lichtbegrenzer 144A und der Lichtbegrenzer 144B die Bereiche der von der Lichtquelle 22A und der Lichtquelle 22B emittierten Lichtstrahlen, so dass die von den Lichtquellen 22A, 22B emittierten Lichtstrahlen nur auf die entsprechende reflektierende Oberfläche 141 auftreffen. Die Bereitstellung des Lichtbegrenzers 144, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, ermöglicht es zu verhindern, dass die Lichtquelle 22A und die Lichtquelle 22B auf die reflektierenden Oberflächen, außer der entsprechenden reflektierenden Oberfläche 141, einwirken. Dadurch kann die Erzeugung von Streulicht verhindert werden.
Jede der reflektierenden Oberflächen 141A und 141B besitzt eine planare Struktur und kann als totalreflektierende Oberfläche fungieren. In diesem Fall wird zumindest ein Teil des Lichts, das von der Einfallsfläche 143 eintritt, durch Totalreflexion reflektiert. Die Menge des durch Totalreflexion reflektierten Lichts hängt vom absoluten Brechungsindex des Lichtleiterelements 140 und dem Winkel des auf die reflektierende Oberfläche 141 einfallenden Lichts ab. Wenn der Anteil des durch Totalreflexion reflektierten Lichts gering ist, kann an der reflektierenden Oberfläche 121 auch eine Metalldampfabscheidung vorgenommen werden. Wie durch die gestrichelten Linien in 10 angedeutet, treten die von der Lichtquelle 22A und der Lichtquelle 22B emittierten diffusen Lichtstrahlen von der Einfallsfläche 143A und der Einfallsfläche 143B in das Lichtleiterelement 140 ein und erreichen die reflektierende Oberfläche 141A und die reflektierende Oberfläche 141B. Das Licht, das sowohl die reflektierende Oberfläche 141A als auch die reflektierende Oberfläche 141B erreicht hat, wird in einer Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 142 reflektiert und von der Austrittsfläche 142 emittiert. Das heißt, das von der Lichtquelle 22 emittierte Licht wird durch das Lichtleiterelement 140 in paralleles Licht umgewandelt und emittiert.
Wie oben beschrieben, enthält das Lichtleiterelement 140 in der Ausführungsform den Lichtbegrenzer 144A und den Lichtbegrenzer 144B, die die Bereiche der Lichtstrahlen begrenzen, die von der Einfallsfläche 143A und der Einfallsfläche 143B eingetreten sind, so dass die Lichtstrahlen, die von der Einfallsfläche 143A und der Einfallsfläche 143B eingetreten sind, nur auf die entsprechende reflektierende Oberfläche 141A bzw. reflektierende Oberfläche 141B auftreffen.
Mit der obigen Konfiguration kann das Lichtleiterelement 140 durch die Einbeziehung des Lichtbegrenzers 144 die Erzeugung von Streulicht verhindern. Darüber hinaus wird bei der obigen Konfiguration das Licht von der Lichtquelle 22 einmal von der reflektierenden Oberfläche 121 reflektiert, um zu Licht zu werden, das sich in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 122 mit der gekrümmten Oberfläche ausbreitet, wodurch das Licht in paralleles Licht umgewandelt werden kann.
<3.3>
Die Bezugsziffer 1001 in 11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 4 als eine Modifikation der Anzeigevorrichtung 1 zeigt. Wie in 11 dargestellt, umfasst die Anzeigevorrichtung 4 eine Beleuchtungsvorrichtung 15, das Verbindungsstück 33 und die Lichtleiterplatte 11.
Die Bezugsziffer 1002 in 11 ist eine Draufsicht auf die Beleuchtungsvorrichtung 15, die in der Anzeigevorrichtung 4 enthalten ist. Wie in 11 dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 15 die Lichtquelle 22 und ein Lichtleiterelement 150. Das Lichtleiterelement 150 umfasst eine Einfallsfläche 153, eine reflektierende Oberfläche 151 und eine Austrittsfläche 152.
Wie in 11 dargestellt, unterscheidet sich das Lichtleiterelement 150 von dem Lichtleiterelement 120 durch die Anzahl der Lichtquellen 22, die eine ist, und durch die Form der reflektierenden Oberfläche 151. Die reflektierende Oberfläche 151 wird von einer gekrümmten Oberfläche gebildet, die in Bezug auf die Einfallsrichtung des Lichts von der Lichtquelle 22 konvex ist. Die Form der gekrümmten Oberfläche ist eine Form zum Reflektieren des von der Lichtquelle 22 eingetretenen Lichts in einer Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 152. Der Abstand, bis das von der reflektierende Oberfläche 151 reflektierte Licht die Austrittsfläche 152 erreicht, wird kürzer, wenn die Position, an der das Licht von der reflektierende Oberfläche 151 reflektiert wird, weiter von der Lichtquelle 22 entfernt ist. Die reflektierende Oberfläche 151 ist so geformt, dass eine gerade Linie, die einen beliebigen Punkt der reflektierenden Oberfläche 151 und die Lichtquelle 22 verbindet, die reflektierende Oberfläche 151 nur an dem beliebigen Punkt schneidet. Insbesondere ist das der Lichtquelle 22 zugewandte Ende der reflektierenden Oberfläche 151 so konfiguriert, dass der Abstand zwischen der reflektierenden Oberfläche 151 und der Austrittsfläche 152 kurz ist. Dies ermöglicht es, dass das gesamte von der Lichtquelle 22 emittierte Licht auf die reflektierende Oberfläche 151 auftrifft, so dass das Licht in allen Bereichen der Austrittsfläche 152 im Querschnitt senkrecht zur Dickenrichtung emittiert werden kann.
Die reflektierende Oberfläche 151 kann als totalreflektierende Oberfläche wirken. In diesem Fall wird zumindest ein Teil des Lichts, das von der Einfallsfläche 153 eintritt, durch Totalreflexion reflektiert. Die Menge des durch Totalreflexion reflektierten Lichts hängt vom absoluten Brechungsindex des Lichtleiterelements 150 und dem Winkel des auf die reflektierende Oberfläche 151 einfallenden Lichts ab. Wenn die Menge des durch Totalreflexion reflektierten Lichts gering ist, kann an der reflektierenden Oberfläche 151 auch eine Metalldampfabscheidung vorgenommen werden.
Wie durch die gestrichelten Linien in der Bezugsziffer 1002 von 11 angedeutet, tritt das von der Lichtquelle 22 emittierte diffuse Licht von der Einfallsfläche 153 in das Lichtleiterelement 150 ein und erreicht die reflektierende Oberfläche 151. Das Licht, das die reflektierende Oberfläche 151 erreicht hat, wird in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 152 reflektiert und von der Austrittsfläche 152 emittiert. Das heißt, das von der Lichtquelle 22 emittierte Licht wird durch das Lichtleiterelement 160 in paralleles Licht umgewandelt und emittiert.
Wie oben beschrieben, umfasst das Lichtleiterelement 150 in dieser Ausführungsform nur eine Einfallsfläche 153.
Mit der obigen Konfiguration kann das Lichtleiterelement 150 Interferenzen mit anderen Lichtquellen vermeiden. Die Beleuchtungsvorrichtung 15 kann kollimiertes paralleles Licht an die Lichtleiterplatte 11 liefern. Darüber hinaus kann durch die Beleuchtungsvorrichtung 15 mit der reflektierenden Oberfläche 151 die Tiefe der reflektierenden Oberfläche 151 aus demselben Grund wie bei der Beleuchtungsvorrichtung 12 der ersten Ausführungsform verkürzt werden.
<3.4>
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anzeigevorrichtung 5 als eine Modifikation der Anzeigevorrichtung 1 zeigt. Wie in 12 dargestellt, umfasst die Anzeigevorrichtung 5 eine Beleuchtungsvorrichtung 16, das Verbindungsstück 33 und die Lichtleiterplatte 11.
13 ist eine Draufsicht auf die Beleuchtungsvorrichtung 15, die in der Anzeigevorrichtung 5 enthalten ist. Die Bezugsziffer 1201 in 13 zeigt eine Gesamtansicht der Beleuchtungsvorrichtung 16, und die Bezugsziffer 1202 ist eine vergrößerte Ansicht eines von einem Rahmen P umgebenen Abschnitts in der Bezugsziffer 1201. Wie in 13 dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 16 die Lichtquelle 22 und ein Lichtleiterelement 160. Das Lichtleiterelement 160 umfasst eine Einfallsfläche 163, eine erste reflektierende Oberfläche 161A, eine zweite reflektierende Oberfläche 161B und eine Austrittsfläche 162.
Wie in 13 dargestellt, unterscheidet sich das Lichtleiterelement 150 von dem Lichtleiterelement 120 dadurch, dass eine Lichtleiterelementeinheit (ein Abschnitt, der in 13 mit der Bezugsziffer 1202 gekennzeichnet ist) mit einer Einfallsfläche eine kontinuierliche Form aufweist. Die Lichtleiterelementeinheit unterscheidet sich von dem Lichtleiterelement 120 dadurch, dass die Lichtleiterelementeinheit die erste reflektierende Oberfläche 161A und die zweite reflektierende Oberfläche 161B umfasst.
Die erste reflektierende Oberfläche 161A ist eine Oberfläche zum Reflektieren des Lichts, das von der Einfallsfläche 163 in Richtung der zweiten reflektierenden Oberfläche 161B eintritt. Die zweite reflektierende Oberfläche 161B ist eine Oberfläche zum Reflektieren des von der ersten reflektierenden Oberfläche 161A reflektierten Lichts in einer Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 162.
Die erste reflektierende Oberfläche 161A kann als totalreflektierende Oberfläche fungieren. In diesem Fall wird zumindest ein Teil des Lichts, das von der Einfallsfläche 163 eintritt, durch Totalreflexion reflektiert. Die zweite reflektierende Oberfläche 161B wird von einer gekrümmten Oberfläche gebildet, die in Bezug auf die Einfallsrichtung des von der ersten reflektierenden Oberfläche 161A reflektierten Lichts konkav ist. Die Form der gekrümmten Oberfläche ist so ausgebildet, dass sie das von der ersten reflektierenden Oberfläche 161A reflektierte Licht in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche im Querschnitt senkrecht zur Dickenrichtung reflektiert. Die zweite reflektierende Oberfläche 161B kann als totalreflektierende Oberfläche fungieren. In diesem Fall wird zumindest ein Teil des von der ersten reflektierenden Oberfläche 161A reflektierten Lichts durch Totalreflexion reflektiert. Die Lichtmenge, die durch Totalreflexion an jeder von der ersten reflektierenden Oberfläche 161A und der zweiten reflektierenden Oberfläche 161B reflektiert wird, hängt vom absoluten Brechungsindex des Lichtleiterelements 160 und dem Winkel des jeweils auf die erste reflektierende Oberfläche 161A und die zweite reflektierende Oberfläche 161 B einfallenden Lichts ab. Wenn die Menge des durch Totalreflexion reflektierten Lichts gering ist, kann an der ersten reflektierenden Oberfläche 161A und/oder der zweiten reflektierenden Oberfläche 161B eine Metalldampfabscheidung vorgenommen werden.
Wie durch gestrichelte Linien in der Bezugsziffer 1202 von 13 angedeutet, tritt das von der Lichtquelle 22 emittierte diffuse Licht von der Einfallsfläche 163 in das Lichtleiterelement 150 ein, erreicht die erste reflektierende Oberfläche 161A und wird in Richtung der zweiten reflektierenden Oberfläche 161B reflektiert. Das von der ersten reflektierenden Oberfläche 161A reflektierte Licht wird von der zweiten reflektierenden Oberfläche 161B in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 162 reflektiert und von der Austrittsfläche 162 emittiert. Das heißt, das von der Lichtquelle 22 emittierte Licht wird durch das Lichtleiterelement 160 in paralleles Licht umgewandelt und emittiert.
Mit der obigen Konfiguration kann die Beleuchtungsvorrichtung 15 kollimiertes paralleles Licht an die Lichtleiterplatte 11 liefern.
<3.5>
14 ist eine Draufsicht, die eine Beleuchtungsvorrichtung 17 gemäß einer Modifikation des Lichtleiterelements 120 zeigt. Wie in 14 dargestellt, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 17 ein Lichtleiterelement 170 anstelle des oben beschriebenen Lichtleiterelements 160. Das Lichtleiterelement 170 umfasst eine Einfallsfläche 173, eine reflektierende Oberfläche 171 und eine Austrittsfläche 172.
Wie in 14 dargestellt, unterscheidet sich das Lichtleiterelement 170 von dem Lichtleiterelement 120 dadurch, dass die Lichtleiterelementeinheit mit einer Einfallsfläche 173 eine kontinuierliche Form aufweist. Die Lichtleiterelementeinheit unterscheidet sich von dem Lichtleiterelement 160 dadurch, dass das Licht in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 172 durch eine Reflexion an der reflektierenden Oberfläche 171 reflektiert wird.
Die reflektierende Oberfläche 171 ist aus einer gekrümmten Oberfläche gebildet, die in Bezug auf die Einfallsrichtung des Lichts, das von der Lichtquelle 22 emittiert wurde und von der Einfallsfläche 173 eintritt, konkav ist. Die Form der gekrümmten Oberfläche ist eine Form zum Reflektieren des von der reflektierenden Oberfläche 171 reflektierten Lichts in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 172. Die reflektierende Oberfläche 171 kann als totalreflektierende Oberfläche fungieren. In diesem Fall wird zumindest ein Teil des von der reflektierenden Oberfläche 171 reflektierten Lichts durch Totalreflexion reflektiert. Die Menge des durch Totalreflexion reflektierten Lichts hängt vom absoluten Brechungsindex des Lichtleiterelements 170 und dem Winkel des auf die reflektierende Oberfläche 171 einfallenden Lichts ab. Wenn die Menge des durch Totalreflexion reflektierten Lichts gering ist, kann an der reflektierenden Oberfläche 171 auch eine Metalldampfabscheidung vorgenommen werden.
Wie durch gestrichelte Linien in 14 angedeutet, wird das gestreute Licht, das von der Einfallsfläche 173 in das Lichtleiterelement 170 eingetreten ist, von der reflektierenden Oberfläche 171 in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche 172 reflektiert und von der Austrittsfläche 172 emittiert.
Mit der obigen Konfiguration wird das von der Lichtquelle 22 emittierte Licht durch das Lichtleiterelement 170 in paralleles Licht umgewandelt und emittiert.
<3.6>
Eine Lichtleiterplatte 110 als Modifikation der Anzeigevorrichtung 1 wird mit Bezug auf die 15 bis 20 beschrieben.
15 ist eine perspektivische Ansicht der Lichtleiterplatte 110. 16 ist eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung der Konfiguration der Lichtleiterplatte 110. 17 ist eine Draufsicht zur Veranschaulichung der Konfiguration der Lichtleiterplatte 110. 18 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines in der Lichtleiterplatte 110 enthaltenen Teils zur Änderung des Strahlengangs 116 zeigt.
Die Lichtleiterplatte 110 ist ein Element, das Licht (einfallendes Licht) führt, das von der Beleuchtungsvorrichtung (nicht dargestellt) eintritt. Die Lichtleiterplatte 110 ist aus einem transparenten Harzmaterial mit einem relativ hohen Brechungsindex gebildet. Als Material zur Bildung der Lichtleiterplatte 110 kann zum Beispiel ein Polycarbonatharz, ein Polymethylmethacrylatharz oder Ähnliches verwendet werden. In der Modifikation ist die Lichtleiterplatte 110 aus einem Polymethylmethacrylatharz gebildet. Wie in 15 dargestellt, umfasst die Lichtleiterplatte 110 eine Austrittsfläche 115a (Lichtaustrittsfläche), eine Rückfläche 115b und eine Eintrittsfläche 115c.
Die Austrittsfläche 115a ist eine Fläche, von der Licht emittiert wird, nachdem das Licht innerhalb der Lichtleiterplatte 110 geführt und in seinem Lichtweg durch das später zu beschreibende Teil zur Änderung des Strahlengangs 116 verändert wurde. Die Austrittsfläche 115a bildet die Stirnfläche der Lichtleiterplatte 110. Die Rückfläche 115b ist eine Oberfläche parallel zur Austrittsfläche 115a und eine Oberfläche, auf der das später beschriebene Teil zur Änderung des Strahlengangs 116 angeordnet ist. Die Einfallsfläche 115c ist eine Oberfläche, auf der von einer Beleuchtungsvorrichtung (nicht dargestellt) emittiertes Licht in die Lichtleiterplatte 110 eintritt.
Das Licht, das von der Einfallsfläche 115c in die Lichtleiterplatte 110 eingetreten ist, wird von der Austrittsfläche 115a oder der Rückfläche 115b totalreflektiert und in der Lichtleiterplatte 110 geführt.
Wie in 16 dargestellt, ist das Teil zur Änderung des Strahlengangs 116 ein Element, das auf der Rückfläche 115b innerhalb der Lichtleiterplatte 110 ausgebildet ist, den Strahlengang des in der Lichtleiterplatte 110 geführten Lichts ändert und das Licht von der Austrittsfläche 115a emittiert. Eine Vielzahl von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 116 sind auf der Rückfläche 115b der Lichtleiterplatte 110 vorgesehen.
Wie in 17 dargestellt, sind die Teile zur Änderung des Strahlengangs 116 entlang einer Richtung parallel zur Einfallsfläche 115c vorgesehen. Wie in 18 dargestellt, hat das Teil zur Änderung des Strahlengangs 116 die Form einer Dreieckspyramide und umfasst eine reflektierende Oberfläche 116a, die einfallendes Licht reflektiert (totalreflektiert). Das Teil zur Änderung des Strahlengangs 116 kann beispielsweise eine Aussparung sein, die auf der Rückfläche 115b der Lichtleiterplatte 110 ausgebildet ist. Das Teil zur Änderung des Strahlengangs 116 ist nicht auf die Form einer Dreieckspyramide beschränkt. Wie in 17 dargestellt, sind auf der Rückseite 115b der Lichtleiterplatte 110 mehrere Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a, 117b, 117c, ... ausgebildet, die jeweils aus einer Vielzahl von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 116 bestehen.
19 ist eine perspektivische Ansicht, die die Anordnung der Teile zur Änderung des Strahlengangs 116 zeigt. Wie in 19 dargestellt, sind in jeder der Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a, 117b, 117c, ... die reflektierenden Oberflächen 116a der Vielzahl von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 116 auf der Rückfläche 115b der Lichtleiterplatte 110 so angeordnet, dass die Winkel in Bezug auf die Einfallsrichtung des Lichts voneinander verschieden sind. Dadurch ändert jede der Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a, 117b, 117c, ... den Strahlengang des einfallenden Lichts und emittiert das einfallende Licht von der Austrittsfläche 115a in verschiedene Richtungen.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Erzeugung des stereoskopischen Bildes I durch die Lichtleiterplatte 110 unter Bezugnahme auf 20 beschrieben. Hier wird ein Fall beschrieben, in dem das stereoskopische Bild I als ein ebenes Bild auf einer Ebene P gebildet wird, die eine Ebene senkrecht zur Austrittsfläche 115a der Lichtleiterplatte 110 ist, durch das Licht, das in seinem Lichtweg durch das Teil zur Änderung des Strahlengangs 116 geändert wird.
20 ist eine perspektivische Ansicht, die das Verfahren zur Erzeugung des stereoskopischen Bildes I durch die Lichtleiterplatte 110 zeigt. Hier wird die Bildung einer Ringmarkierung mit einer diagonalen Linie als stereoskopisches Bild I auf der Ebene P des stereoskopischen Bildes beschrieben.
In der Lichtleiterplatte 110, wie in 20 dargestellt, schneiden sich beispielsweise Lichtstrahlen, die in ihren Strahlengängen durch die Teile zur Änderung des Strahlengangs 116 der Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a geändert werden, mit der Ebene P des stereoskopischen Bildes auf einer Linie La1 und einer Linie La2. Dadurch werden auf der Ebene P des stereoskopischen Bildes Linienbilder LI gebildet, die jeweils ein Teil des stereoskopischen Bildes I sind. Das Linienbild LI ist ein Linienbild parallel zur YZ-Ebene. Auf diese Weise werden die Linienbilder LI der Linie La1 und der Linie La2 durch die Lichtstrahlen von vielen Teilen zur Änderung des Strahlengangs 116 gebildet, die zur Gruppe von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a gehören. Man beachte, dass die Lichtstrahlen zum Bilden der Bilder der Linie La1 und der Linie La2 von mindestens zwei Teilen zur Änderung des Strahlengangs 116 in der Gruppe von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a bereitgestellt werden können.
Ebenso schneiden sich Lichtstrahlen, die in ihren Strahlengängen durch die Teile zur Änderung des Strahlengangs 116 der Gruppe von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117b geändert werden, mit der Ebene P des stereoskopischen Bildes auf einer Linie Lb1, einer Linie Lb2 und einer Linie Lb3. Dadurch werden Linienbilder LI, die jeweils ein Teil des stereoskopischen Bildes I sind, auf der Ebene P des stereoskopischen Bildes gebildet.
Die Lichtstrahlen, die in ihren Strahlengängen durch die Teile zur Änderung des Strahlengangs 116 der Gruppe von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117c geändert werden, schneiden sich mit Ebene P des stereoskopischen Bildes auf einer Linie Lc1 und einer Linie Lc2. Dadurch werden Linienbilder LI, die jeweils ein Teil des stereoskopischen Bildes I sind, auf der Ebene P des stereoskopischen Bildes gebildet.
Die Positionen in der X-Achsen-Richtung der Linienbilder LI, die von den Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a, 117b, 117c, ... gebildet werden, sind voneinander verschieden. In der Lichtleiterplatte 110 kann durch Verringern des Abstands zwischen den Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a, 117b, 117c, ... der Abstand in der X-Achsenrichtung der Linienbilder LI, die durch die Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a, 117b, 117c, ... gebildet werden, verringert werden. Infolgedessen akkumuliert die Lichtleiterplatte 110 eine Vielzahl von Linienbildern LI, die durch die Lichtstrahlen gebildet werden, die in ihren Strahlengängen durch die Teile zur Änderung des Strahlengangs 116 der Gruppen von Teilen zur Änderung des Strahlengangs 117a, 117b, 117c, ... geändert werden, wodurch im Wesentlichen das stereoskopische Bild I, das ein ebenes Bild ist, auf der Ebene P des stereoskopischen Bildes gebildet wird.
Die Ebene P des stereoskopischen Bildes kann eine Ebene senkrecht zur X-Achse, eine Ebene senkrecht zur Y-Achse oder eine Ebene senkrecht zur Z-Achse sein. Außerdem kann die Ebene P des stereoskopischen Bildes eine Ebene sein, die nicht senkrecht zur X-Achse, Y-Achse oder Z-Achse steht. Darüber hinaus kann die Ebene P des stereoskopischen Bildes eine gekrümmte Fläche anstelle einer Ebene sein. Das heißt, die Lichtleiterplatte 110 kann das Teil zur Änderung des Strahlengangs 116 veranlassen, das stereoskopische Bild I auf einer beliebigen Ebene (ebene Fläche und gekrümmte Fläche) im Raum zu erzeugen. Durch Kombination einer Vielzahl ebener Bilder kann ein dreidimensionales Bild erzeugt werden.
In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde der Fall, in dem das auf die Austrittsfläche einfallende Licht senkrecht auf die Austrittsfläche einfällt, als Beispiel beschrieben; es ist jedoch ausreichend, dass der Einfallswinkel des auf die Austrittsfläche einfallenden Lichts konstant ist.
[Zusammenfassung]
Ein Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Einfallsfläche, in die Licht von einer Lichtquelle eintritt; mindestens eine reflektierende Oberfläche, die so konfiguriert ist, dass sie das von der Einfallsfläche eingetretene Licht reflektiert; und eine Austrittsfläche, die aus einer gekrümmten Oberfläche gebildet ist und so konfiguriert ist, dass sie das von der reflektierenden Oberfläche reflektierte Licht emittiert. Die reflektierende Oberfläche reflektiert das von der Lichtquelle eintretende Licht in eine Richtung, in der ein Einfallswinkel des auf die Austrittsfläche einfallenden Lichts konstant ist.
Bei der obigen Konfiguration wird das Licht von der Lichtquelle von der reflektierenden Oberfläche reflektiert und bewegt sich in eine Richtung mit einem konstanten Einfallswinkel in Bezug auf die Austrittsfläche mit der gekrümmten Oberfläche. Das heißt, das Licht von der Lichtquelle kann durch das Lichtleiterelement in paralleles Licht umgewandelt werden.
In dem Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung reflektiert die reflektierende Oberfläche das von der Lichtquelle eingetretene Licht in der Richtung senkrecht zur Austrittsfläche.
Mit der obigen Konfiguration wird das Licht von der Lichtquelle durch die reflektierende Oberfläche reflektiert und bewegt sich in der Richtung senkrecht zu der Austrittsfläche mit der gekrümmten Oberfläche. Das heißt, das Licht von der Lichtquelle kann durch das Lichtleiterelement in paralleles Licht umgewandelt werden.
In dem Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die reflektierende Oberfläche eine Vielzahl von Oberflächen, von denen jede das Licht, das von der Einfallsfläche eingetreten ist, in einem anderen Winkel reflektiert.
Mit der obigen Konfiguration kann durch die Reflexion von Lichtstrahlen in unterschiedliche Richtungen durch die Vielzahl von Oberflächen das Licht, das von der Lichtquelle eingetreten ist, in einer Richtung reflektiert werden, in der der Einfallswinkel des Lichts, das auf die Austrittsfläche einfällt, konstant ist.
In dem Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, wenn eine Richtung parallel zu der Einfallsfläche, der reflektierenden Oberfläche und der Austrittsfläche eine Dickenrichtung ist, die gekrümmte Oberfläche ein Bogen in einer Querschnittsform senkrecht zu der Dickenrichtung, und die reflektierende Oberfläche ist eine Ebene, die so angeordnet ist, dass ein Punkt symmetrisch zu der Lichtquelle in Bezug auf die reflektierende Oberfläche mit einem Mittelpunkt des Bogens in der Querschnittsform senkrecht zu der Dickenrichtung zusammenfällt.
Bei der obigen Konfiguration ist die reflektierende Oberfläche eine Ebene, was die Herstellung des Lichtleiterelements erleichtert.
Das Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Vielzahl der Einfallsflächen; und eine Vielzahl von reflektierenden Oberflächen, die jeweils der Vielzahl der Einfallsflächen entsprechen, und das Licht, das von jeder der reflektierenden Oberflächen reflektiert wird, wird von einem anderen Bereich der Austrittsfläche emittiert.
Mit der obigen Konfiguration kann die Einfallsfläche in einer Position nahe der Lichtleiterplatte angeordnet werden, und die Tiefe des Lichtleiterelements kann verkürzt werden.
Das Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Lichtbegrenzer, der so konfiguriert ist, dass er einen Bereich des Lichts, das von der Einfallsfläche eingetreten ist, so begrenzt, dass das Licht, das von jeder der Vielzahl der Einfallsflächen eingetreten ist, nur auf die entsprechende reflektierende Oberfläche auftrifft. Mit der obigen Konfiguration kann die Erzeugung von Streulicht verhindert werden.
In dem Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine reflektierende Schicht auf mindestens einem Teil der reflektierenden Oberfläche ausgebildet. Mit der obigen Konfiguration kann eine reflektierende Oberfläche mit einer gewünschten Funktion gebildet werden.
In dem Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die reflektierende Oberfläche so ausgebildet, dass eine gerade Linie, die einen beliebigen Punkt der reflektierenden Oberfläche und die Lichtquelle verbindet, die reflektierende Oberfläche nur an dem beliebigen Punkt schneidet.
Mit der obigen Konfiguration kann das gesamte von der Lichtquelle emittierte Licht auf die reflektierende Oberfläche auftreffen, so dass das Licht in allen Bereichen der Austrittsfläche im Querschnitt senkrecht zur Dickenrichtung emittiert werden kann.
Das Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Einfallsfläche, die nur eine Einfallsfläche ist, wobei ein Abstand, bis das von der reflektierenden Oberfläche reflektierte Licht die Austrittsfläche erreicht, kürzer wird, wenn eine Position, an der das Licht von der reflektierenden Oberfläche reflektiert wird, weiter von der Lichtquelle entfernt ist.
Mit der obigen Konfiguration kann die Tiefe des Lichtleiterelements verkürzt werden.
In dem Lichtleiterelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die reflektierende Oberfläche eine erste reflektierende Oberfläche, die zumindest einen Teil des von der Einfallsfläche eintretenden Lichts totalreflektiert, und eine zweite reflektierende Oberfläche, die zumindest einen Teil des von der ersten reflektierenden Oberfläche totalreflektierten Lichts totalreflektiert.
Mit der obigen Konfiguration kann die reflektierende Oberfläche einfallendes Licht reflektieren, ohne dass eine reflektierende Schicht durch Metalldampfabscheidung oder dergleichen gebildet werden muss.
Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Lichtleiterelement und mindestens eine Lichtquelle. Mit der obigen Konfiguration kann die Beleuchtungsvorrichtung die Einfallsfläche der Lichtleiterplatte mit parallelem Licht versorgen, das in einer Richtung mit einem konstanten Einfallswinkel kollimiert ist.
Eine Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: die Beleuchtungsvorrichtung; und eine Lichtleiterplatte, die so konfiguriert ist, dass sie Licht, das von der Beleuchtungsvorrichtung eingetreten ist, führt, das Licht durch ein Teil zur Änderung des Strahlengangs, das an einer vorbestimmten Position ausgebildet ist, reflektiert und das Licht von einer Lichtaustrittsfläche emittiert. Mit der obigen Konfiguration kann die Anzeigevorrichtung ein stereoskopisches Bild oder ein planares Bild, wie beabsichtigt, erzeugen.
Die Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: die Beleuchtungsvorrichtung; und ein Verbindungsstück, das zwischen dem Verbindungsstück und der Lichtleiterplatte vorgesehen und so konfiguriert ist, dass es eine Bewegungsrichtung des von der Beleuchtungsvorrichtung emittierten Lichts ändert, und das Verbindungsstück weist eine Krümmung in der Bewegungsrichtung des von der Beleuchtungsvorrichtung emittierten Lichts auf.
Mit der obigen Konfiguration kann die Richtung, in der das von der reflektierenden Oberfläche reflektierte Licht geführt wird, und die Richtung, in der sich das Licht in der Lichtleiterplatte fortbewegt, unterschiedlich gemacht werden.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt ein Wert, der durch Dividieren eines Krümmungsradius der Krümmung durch die Dicke der Lichtleiterplatte erhalten wird, 3 oder mehr.
Mit der obigen Konfiguration kann das in seiner Bewegungsrichtung im Verbindungsstück geänderte Licht in die Lichtleiterplatte eintreten, ohne im Verbindungsstück nach außen zu treten.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet die Lichtleiterplatte mit dem Licht, das von der Lichtaustrittsfläche emittiert wird, ein Bild in einem Raum außerhalb der Lichtleiterplatte. Mit der obigen Konfiguration kann die Anzeigevorrichtung ein stereoskopisches Bild, wie beabsichtigt, bilden.
In der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt die Lichtleiterplatte mit dem Licht, das von der Lichtaustrittsfläche emittiert wird, ein planares Bild innerhalb der Lichtleiterplatte an. Mit der obigen Konfiguration kann die Anzeigevorrichtung das ebene Bild anzeigen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf jede der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann einer Vielzahl von Änderungen in dem in den Ansprüchen dargestellten Umfang unterzogen werden. Eine Ausführungsform, die durch geeignete Kombination von technischen Mitteln, die jeweils in verschiedenen Ausführungsformen offenbart sind, erhalten wird, ist ebenfalls in einem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
Bezugszeichenliste

1 bis 5: Anzeigevorrichtung
12 bis 17: Beleuchtungsvorrichtung
11, 110: Lichtleiterplatte
22: Lichtquelle
120, 130, 140, 150, 160, 170: Lichtleiterelement
113, 116, 117: Teil zur Änderung des Strahlengangs (Gruppe von Teilen zur Änderung des Strahlengangs)
116a, 121, 131, 141, 151, 161, 171: reflektierende Oberfläche
115a, 122, 132, 142, 152, 162, 172: Austrittsfläche
11A, 115c, 123, 133, 143, 153, 163, 173: Einfallsfläche
144: Lichtbegrenzer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018055986 [0003]

Claims

Lichtleiterelement, umfassend: eine Einfallsfläche, in die Licht von einer Lichtquelle eintritt; mindestens eine reflektierende Oberfläche, die so konfiguriert ist, dass sie das von der Einfallsfläche eingetretene Licht reflektiert; und eine Austrittsfläche, die aus einer gekrümmten Oberfläche gebildet ist und so konfiguriert ist, dass sie das von der reflektierenden Oberfläche reflektierte Licht emittiert, wobei die reflektierende Oberfläche das von der Lichtquelle eintretende Licht in eine Richtung reflektiert, in der ein Einfallswinkel des auf die Austrittsfläche einfallenden Lichts konstant ist.
Lichtleiterelement gemäß Anspruch 1, wobei die reflektierende Oberfläche das von der Lichtquelle eingetretene Licht in einer Richtung senkrecht zur Austrittsfläche reflektiert.
Lichtleiterelement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die reflektierende Oberfläche eine Vielzahl von Oberflächen umfasst, von denen jede das von der Einfallsfläche eingetretene Licht in einem anderen Winkel reflektiert.
Lichtleiterelement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei wenn eine Richtung parallel zu der Einfallsfläche, der reflektierenden Oberfläche und der Austrittsfläche eine Dickenrichtung ist, die gekrümmte Oberfläche ein Bogen in einer Querschnittsform senkrecht zu der Dickenrichtung ist, und die reflektierende Oberfläche eine Ebene ist, die so angeordnet ist, dass ein zur Lichtquelle symmetrischer Punkt in Bezug auf die reflektierende Oberfläche mit einem Mittelpunkt des Bogens in der Querschnittsform senkrecht zur Dickenrichtung zusammenfällt.
Lichtleiterelement gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: eine Vielzahl von Einfallsflächen; und eine Vielzahl der reflektierenden Oberflächen, die jeweils der Vielzahl der Einfallsflächen entsprechen, wobei das von jeder der reflektierenden Oberflächen reflektierte Licht von einem anderen Bereich der Austrittsfläche emittiert wird.
Lichtleiterelement gemäß Anspruch 5, das einen Lichtbegrenzer umfasst, der so konfiguriert ist, dass er einen Bereich des von der Einfallsfläche eingetretenen Lichts begrenzt, so dass das von der Vielzahl der Einfallsflächen eingetretene Licht nur auf die entsprechende reflektierende Oberfläche trifft.
Lichtleiterelement gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine reflektierende Schicht auf zumindest einem Teil der reflektierenden Oberfläche ausgebildet ist.
Lichtleiterelement gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die reflektierende Oberfläche so ausgebildet ist, dass eine gerade Linie, die einen beliebigen Punkt der reflektierenden Oberfläche und die Lichtquelle verbindet, die reflektierende Oberfläche nur an dem beliebigen Punkt schneidet.
Lichtleiterelement gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einfallsfläche nur eine Einfallsfläche ist, wobei ein Abstand, bis das von der reflektierenden Oberfläche reflektierte Licht die Austrittsfläche erreicht, kürzer wird, wenn eine Position, an der das Licht von der reflektierenden Oberfläche reflektiert wird, weiter von der Lichtquelle entfernt ist.
Lichtleiterelement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die reflektierende Oberfläche eine erste reflektierende Oberfläche, die zumindest einen Teil des von der Einfallsfläche eintretenden Lichts totalreflektiert, und eine zweite reflektierende Oberfläche, die zumindest einen Teil des von der ersten reflektierenden Oberfläche totalreflektierten Lichts totalreflektiert, aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung umfassend: das Lichtleiterelement gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10; und mindestens eine Lichtquelle.
Anzeigevorrichtung umfassend: die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 11; und eine Lichtleiterplatte, die so konfiguriert ist, dass sie von der Beleuchtungsvorrichtung eingetretenes Licht führt, das Licht durch ein an einer vorbestimmten Position ausgebildetes Teil zur Änderung des Strahlengangs reflektiert und das Licht von einer Lichtaustrittsfläche emittiert.
Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 12, ferner umfassend: die Beleuchtungsvorrichtung; und ein Verbindungsstück, das zwischen dem Verbindungsstück und der Lichtleiterplatte vorgesehen ist und so konfiguriert ist, dass es die Bewegungsrichtung des von der Beleuchtungsvorrichtung emittierten Lichts ändert, wobei das Verbindungsstück eine Krümmung in der Bewegungsrichtung des von der Beleuchtungsvorrichtung emittierten Lichts aufweist.
Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei ein Wert, der durch Dividieren eines Krümmungsradius der Krümmung durch eine Dicke der Lichtleiterplatte erhalten wird, 3 oder mehr beträgt.
Anzeigevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Lichtleiterplatte mit dem von der Lichtaustrittsfläche emittierten Licht ein Bild in einem Raum außerhalb der Lichtleiterplatte bildet.
Anzeigevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Lichtleiterplatte mit dem von der Lichtaustrittsfläche emittierten Licht ein planares Bild innerhalb der Lichtleiterplatte anzeigt.