JP2001023407A - マイクロプリズムガイドによる表面の指向性照明デバイス - Google Patents
マイクロプリズムガイドによる表面の指向性照明デバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一つの点光源で光源に比して広い面積を有す
る平面を横から均一に照明するデバイスを提供する。 【解決手段】 角度θ１でかすめ入射して表面（４）を
均一に照明する屈折率ｎのマイクロプリズム（２０）を
持つ固体光学ガイド（１０）。断面の平面角δが表面
（４）に対して実質的に垂直な面（１５）と実質的に水
平な面（１４）とで形成される。マイクロプリズム（２
０）をくぼみ内に形成させ、面（１５）の方に向いたマ
イクロプリズムの一面（２１）がそのエッジ（２２）を
ガイドの軸に対して角度α（−）で傾斜した平行面（１
４）で構成し、さらに、そのエッジ（２３）を被照明面
に対する垂線に対して角度γ（−）で傾斜した垂直面
（１５）で構成する。α（−）とγ（−）の値をガイド
の特性ｎ、θ１、及びδから決める。
る平面を横から均一に照明するデバイスを提供する。 【解決手段】 角度θ１でかすめ入射して表面（４）を
均一に照明する屈折率ｎのマイクロプリズム（２０）を
持つ固体光学ガイド（１０）。断面の平面角δが表面
（４）に対して実質的に垂直な面（１５）と実質的に水
平な面（１４）とで形成される。マイクロプリズム（２
０）をくぼみ内に形成させ、面（１５）の方に向いたマ
イクロプリズムの一面（２１）がそのエッジ（２２）を
ガイドの軸に対して角度α（−）で傾斜した平行面（１
４）で構成し、さらに、そのエッジ（２３）を被照明面
に対する垂線に対して角度γ（−）で傾斜した垂直面
（１５）で構成する。α（−）とγ（−）の値をガイド
の特性ｎ、θ１、及びδから決める。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、少なくとも一つの
光源から発生する光線を補正し、その光線を少なくとも
一端で入射させる特殊な配置のマイクロプリズムを具備
した固体光学ガイドを用いて平らな表面を照明する指向
性照明デバイスに関するもので、固体光学ガイドの全長
に沿ってその被照明面へ向くよう均一なグレーズ光を得
るものである。
光源から発生する光線を補正し、その光線を少なくとも
一端で入射させる特殊な配置のマイクロプリズムを具備
した固体光学ガイドを用いて平らな表面を照明する指向
性照明デバイスに関するもので、固体光学ガイドの全長
に沿ってその被照明面へ向くよう均一なグレーズ光を得
るものである。
【０００２】この発明は、より詳細には、小さな寸法の
表面を照明する種類のデバイス、例えば計測機器や時計
文字盤用のディスプレイデバイスに関する。
表面を照明する種類のデバイス、例えば計測機器や時計
文字盤用のディスプレイデバイスに関する。
【０００３】
【従来の技術】一般に長方形断面を有する半透明材の弾
性素子で作製された光学ガイドにより表面を照明するデ
バイスは既に周知である。このようなガイドは一端に入
射した光を内面全反射（ＴＩＲ）によりガイドに沿って
導入でき、ガイド内部で被照明面へ向いた面に入射する
光線を、臨界角θC（その値は、使用する材料の屈折率
ｎに依存する）未満の角度で被照明面に取り出すことが
できる。前述の基準に対応する光線の数を増やすため
に、被照明面に向かない方の面を反射性ホワイトバニッ
シュで被覆することも提案される。このようなデバイス
は例えば、欧州特許番号ＥＰ０８６０７５５に開示され
たダイオードを用いた時計の文字盤の人工照明器具のデ
バイスに該当する。これらのデバイスは他の残りの壁へ
の吸光による損失のために光の収量が少なく、且つ発光
強度が光源から離れるにつれて徐々に減少するという欠
点を持つ。
性素子で作製された光学ガイドにより表面を照明するデ
バイスは既に周知である。このようなガイドは一端に入
射した光を内面全反射（ＴＩＲ）によりガイドに沿って
導入でき、ガイド内部で被照明面へ向いた面に入射する
光線を、臨界角θC（その値は、使用する材料の屈折率
ｎに依存する）未満の角度で被照明面に取り出すことが
できる。前述の基準に対応する光線の数を増やすため
に、被照明面に向かない方の面を反射性ホワイトバニッ
シュで被覆することも提案される。このようなデバイス
は例えば、欧州特許番号ＥＰ０８６０７５５に開示され
たダイオードを用いた時計の文字盤の人工照明器具のデ
バイスに該当する。これらのデバイスは他の残りの壁へ
の吸光による損失のために光の収量が少なく、且つ発光
強度が光源から離れるにつれて徐々に減少するという欠
点を持つ。
【０００４】光エネルギー損失を減らすために、種々の
デバイスは、反射時、あるいは透過時いずれかで機能す
るマイクロプリズムの使用を提案する。マイクロプリズ
ムを反射時に使用する場合、マイクロプリズムをガイド
の長手方向線に垂直なガイド表面上に配置し、入射光線
が内面全反射により、表面を照明するために射出できる
反対側の面に戻るようにする。マイクロプリズムを透過
時に使用する場合、マイクロプリズムを、ガイドの長手
方向線に垂直に、光線が表面を照明するように射出され
る面に配置する。この最後の構成は、例えば、米国特許
番号５，５５５，１０９と欧州特許番号ＥＰ０６６６２
４７に記述されたデバイスに該当する。マイクロプリズ
ムを反射時、あるいは透過時に使用するかどうかにかか
わらず、マイクロプリズムは常に、被照明面に実質的に
垂直であるガイドの両面上に配置される。湾曲ガイドの
場合、特にリング形状のガイドの場合に、マイクロプリ
ズムを形成することは技術的に非常に難しくなり、当然
のことながら照明デバイスのコストの増大に至る。従来
技術のこれらのデバイスは、被照明面に向かう光線の方
向に対して満足な解決策を与えていない。実際に、多く
の光線はガイドから観察者の方に直接に進み、表面を照
らす代わりに観察者の目をまばゆくする。
デバイスは、反射時、あるいは透過時いずれかで機能す
るマイクロプリズムの使用を提案する。マイクロプリズ
ムを反射時に使用する場合、マイクロプリズムをガイド
の長手方向線に垂直なガイド表面上に配置し、入射光線
が内面全反射により、表面を照明するために射出できる
反対側の面に戻るようにする。マイクロプリズムを透過
時に使用する場合、マイクロプリズムを、ガイドの長手
方向線に垂直に、光線が表面を照明するように射出され
る面に配置する。この最後の構成は、例えば、米国特許
番号５，５５５，１０９と欧州特許番号ＥＰ０６６６２
４７に記述されたデバイスに該当する。マイクロプリズ
ムを反射時、あるいは透過時に使用するかどうかにかか
わらず、マイクロプリズムは常に、被照明面に実質的に
垂直であるガイドの両面上に配置される。湾曲ガイドの
場合、特にリング形状のガイドの場合に、マイクロプリ
ズムを形成することは技術的に非常に難しくなり、当然
のことながら照明デバイスのコストの増大に至る。従来
技術のこれらのデバイスは、被照明面に向かう光線の方
向に対して満足な解決策を与えていない。実際に、多く
の光線はガイドから観察者の方に直接に進み、表面を照
らす代わりに観察者の目をまばゆくする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マイ
クロプリズムガイドにより平らな表面を照らすデバイス
を提供することにより前記従来技術の欠点を解決するこ
とにあり、そのために、前記表面に対して実質的に垂直
になるガイドの平面内に前記マイクロプリズムを、ガイ
ドに沿って放射されてくる光線を前記表面への均一なグ
レーズ光として向けように配置し、それにより、眩惑効
果を減らすことになり見やすくなる。
クロプリズムガイドにより平らな表面を照らすデバイス
を提供することにより前記従来技術の欠点を解決するこ
とにあり、そのために、前記表面に対して実質的に垂直
になるガイドの平面内に前記マイクロプリズムを、ガイ
ドに沿って放射されてくる光線を前記表面への均一なグ
レーズ光として向けように配置し、それにより、眩惑効
果を減らすことになり見やすくなる。
【０００６】それ故に、本発明は、軸Ｏｚに沿って光線
を伝播し、少なくとも一つのマイクロプリズムを含む一
連の基本ブロックで形成され、高屈折率ｎ材料で製作さ
れた固体光学ガイドを用いる少なくとも一つのランバー
ティアン光源によるプレーナ面の指向性照明デバイスに
関する。この屈折率はガイド内部の光伝播円錐体を限定
するもので、その円錐体の回転角は臨界角θＣに対応す
る。ガイドの断面はどのような輪郭をも持つことができ
るが、少なくとも一つの平面角δを持つち、そのガイド
の片側面は被照明面に実質的に平行なガイドの第一平面
になり、別の片側面は被照明面に実質的に垂直な第二平
面になる。ガイドの断面のその他の部分により作成され
たその他の表面は、例えば前述の技術により入射光の射
出を改善するのに寄与するが、この構成は本発明に直接
関係するものではない。
を伝播し、少なくとも一つのマイクロプリズムを含む一
連の基本ブロックで形成され、高屈折率ｎ材料で製作さ
れた固体光学ガイドを用いる少なくとも一つのランバー
ティアン光源によるプレーナ面の指向性照明デバイスに
関する。この屈折率はガイド内部の光伝播円錐体を限定
するもので、その円錐体の回転角は臨界角θＣに対応す
る。ガイドの断面はどのような輪郭をも持つことができ
るが、少なくとも一つの平面角δを持つち、そのガイド
の片側面は被照明面に実質的に平行なガイドの第一平面
になり、別の片側面は被照明面に実質的に垂直な第二平
面になる。ガイドの断面のその他の部分により作成され
たその他の表面は、例えば前述の技術により入射光の射
出を改善するのに寄与するが、この構成は本発明に直接
関係するものではない。
【０００７】
【発明が解決するための手段】本発明は、被照明面に実
質的に平行なガイドの第一面上のくぼみにマイクロプリ
ズムを形成させ、且つ、各マイクロプリズムの平面の一
つを、ガイドの第二平面の方向に傾斜させて光源の方に
向けることを特徴とするもので、角度θ１で前記第二面
から出る中央光線を前記被照明面に対して、及び前記被
照明面の方に向けるものである。当該マイクロプリズム
のこの面の傾斜は、一方で前記面のエッジによりガイド
の第一面の平面内で測定した角度α（−）と基本ブロッ
ク内の光の伝播軸Ｏｚとにより形成され、他方で、前記
面のエッジによりガイドの第二面の平面内で測定した角
度γ（−）と被照明面に垂直な方向とにより形成され
る。角度α（−）と角度γ（−）は、一方で、ガイド内
部でマイクロプリズム面上の入射中央光線の角度θＣ／
２を決定する、ガイドに用いる材料の屈折率ｎから決ま
り、他方で射出光が当該表面全体を照明するように選択
された平均入射角θ１から決まる。この平均入射角θ１
は明らかにガイドの各々の寸法用に作られた選定と前記
被照明面の、最終的にはガイドの断面の平面角δの値の
関数である。
質的に平行なガイドの第一面上のくぼみにマイクロプリ
ズムを形成させ、且つ、各マイクロプリズムの平面の一
つを、ガイドの第二平面の方向に傾斜させて光源の方に
向けることを特徴とするもので、角度θ１で前記第二面
から出る中央光線を前記被照明面に対して、及び前記被
照明面の方に向けるものである。当該マイクロプリズム
のこの面の傾斜は、一方で前記面のエッジによりガイド
の第一面の平面内で測定した角度α（−）と基本ブロッ
ク内の光の伝播軸Ｏｚとにより形成され、他方で、前記
面のエッジによりガイドの第二面の平面内で測定した角
度γ（−）と被照明面に垂直な方向とにより形成され
る。角度α（−）と角度γ（−）は、一方で、ガイド内
部でマイクロプリズム面上の入射中央光線の角度θＣ／
２を決定する、ガイドに用いる材料の屈折率ｎから決ま
り、他方で射出光が当該表面全体を照明するように選択
された平均入射角θ１から決まる。この平均入射角θ１
は明らかにガイドの各々の寸法用に作られた選定と前記
被照明面の、最終的にはガイドの断面の平面角δの値の
関数である。
【０００８】角度α（−）と角度γ（−）の値は反射光
線や屈折光線の方向余弦のような発生パラメータから、
デバイスの前記引用物理特性の関数として計算でき、こ
れらの値は、各マイクロプリズムの断面と被照明面とに
平行な直交全体集合ｘ、ｙ、ｚ内に引継がれる。
線や屈折光線の方向余弦のような発生パラメータから、
デバイスの前記引用物理特性の関数として計算でき、こ
れらの値は、各マイクロプリズムの断面と被照明面とに
平行な直交全体集合ｘ、ｙ、ｚ内に引継がれる。
【０００９】各マイクロプリズムでガイド断面の平面角
δを所望のどのような値にもすることは可能であるが、
望ましい値はΠ／２であり、この値は次の詳細な説明を
良く理解するためにも持続される。
δを所望のどのような値にもすることは可能であるが、
望ましい値はΠ／２であり、この値は次の詳細な説明を
良く理解するためにも持続される。
【００１０】角度δは、第一表面を被照明面に厳密に平
行に保つか、あるいは第二面を被照明面に厳密に垂直に
保つか、どちらかにより、この基準値（Π／２）に対し
て約１０°（三角方向）だけ変化する。云いかえると、
角度δは８０°と１００°の間で実質的に変化できる。
行に保つか、あるいは第二面を被照明面に厳密に垂直に
保つか、どちらかにより、この基準値（Π／２）に対し
て約１０°（三角方向）だけ変化する。云いかえると、
角度δは８０°と１００°の間で実質的に変化できる。
【００１１】先に示したように、本発明を良く理解する
ために、上述のようにガイドを一つ以上のマイクロプリ
ズムを持つことができる一連の直線基本ブロックＢｉと
して考え、基本ブロックのつながり（リンク接続）が任
意の長手方向線、あるいは直線、あるいは円のような定
曲線のいずれかを形成できる。曲線の場合、角度α
（−）は考慮するガイドのその点での接線に対して定義
する。
ために、上述のようにガイドを一つ以上のマイクロプリ
ズムを持つことができる一連の直線基本ブロックＢｉと
して考え、基本ブロックのつながり（リンク接続）が任
意の長手方向線、あるいは直線、あるいは円のような定
曲線のいずれかを形成できる。曲線の場合、角度α
（−）は考慮するガイドのその点での接線に対して定義
する。
【００１２】ガイドにおいて、放射光が原因の、さらに
ガイド自身を形成するのに用いる材料による吸光に加え
て≪非有効≫面による吸光、反射に因る損失のために光
束の強度が減少しないでガイドに沿って均一な照明を得
るために、本発明の好ましい実施態様では、光源から離
れるにつれて、マイクロプリスムの密度を高めることに
よって、この光束の強度の減少を補正するのが望まし
い。
ガイド自身を形成するのに用いる材料による吸光に加え
て≪非有効≫面による吸光、反射に因る損失のために光
束の強度が減少しないでガイドに沿って均一な照明を得
るために、本発明の好ましい実施態様では、光源から離
れるにつれて、マイクロプリスムの密度を高めることに
よって、この光束の強度の減少を補正するのが望まし
い。
【００１３】第一実施態様によれば、マイクロプリズム
をガイドの幅全体にわたり、かつ、光源から離れるにつ
れて基本ブロックＢｉによるマイクロプリズムの数が増
加するように配置する。例えば、光源に最近接した基本
ブロックは一つのマイクロプリズムを含み、光源から一
番遠くに離れた基本ブロックは四つのマイクロプリズム
を含む。
をガイドの幅全体にわたり、かつ、光源から離れるにつ
れて基本ブロックＢｉによるマイクロプリズムの数が増
加するように配置する。例えば、光源に最近接した基本
ブロックは一つのマイクロプリズムを含み、光源から一
番遠くに離れた基本ブロックは四つのマイクロプリズム
を含む。
【００１４】第二実施態様によれば、各基本ブロックＢ
ｉは唯一つのマイクロプリズムを含むが、基本ブロック
が光源から遠くになると、マイクロプリズムの長さが増
加する。これらの二つの実施態様は勿論、互いに互換性
があり、両実施態様を双方同時に実行することは可能で
ある。
ｉは唯一つのマイクロプリズムを含むが、基本ブロック
が光源から遠くになると、マイクロプリズムの長さが増
加する。これらの二つの実施態様は勿論、互いに互換性
があり、両実施態様を双方同時に実行することは可能で
ある。
【００１５】マイクロプリズムを、例えば、適当なダイ
ヤモンド付刃工具による機械加工、ホトレジストマスク
によるエッチング、化学的手段、あるいはレーザビーム
による直接あるいは間接の刻み込みによりガイドの第一
面上に形成する。前記技術は上述したものに限定される
ものではない。
ヤモンド付刃工具による機械加工、ホトレジストマスク
によるエッチング、化学的手段、あるいはレーザビーム
による直接あるいは間接の刻み込みによりガイドの第一
面上に形成する。前記技術は上述したものに限定される
ものではない。
【００１６】成型によりガイドを得るために射出成形機
に適合し、あるいはマイクロプリズムを作りたい表面を
刻印するのに使用される彫刻ダイから複製することによ
って前記マイクロプリズムを作ることも可能である。ど
ちらの技術を用いても、マイクロプリズムをガイド上に
直接に、あるいはガイドと等しい屈折率を有し、且つガ
イドの第一面と同一の輪郭を有する板上のどちらかに作
製できる。次に前記板を例えば接着剤を用いて前記第一
面上に取付ける。
に適合し、あるいはマイクロプリズムを作りたい表面を
刻印するのに使用される彫刻ダイから複製することによ
って前記マイクロプリズムを作ることも可能である。ど
ちらの技術を用いても、マイクロプリズムをガイド上に
直接に、あるいはガイドと等しい屈折率を有し、且つガ
イドの第一面と同一の輪郭を有する板上のどちらかに作
製できる。次に前記板を例えば接着剤を用いて前記第一
面上に取付ける。
【００１７】このように形成されたマイクロプリズムは
そのまま、すなわち、どのような追加の処理も施さない
でも、単純に内面全反射だけで光ベクトルの方向を変え
ることができる。入射角の関数として、前記面上の屈折
作用によりガイドを出る光線は、各マイクロプリズムの
第二面に与えられた傾斜の関数としてガイド内部で再び
方向づけされる。
そのまま、すなわち、どのような追加の処理も施さない
でも、単純に内面全反射だけで光ベクトルの方向を変え
ることができる。入射角の関数として、前記面上の屈折
作用によりガイドを出る光線は、各マイクロプリズムの
第二面に与えられた傾斜の関数としてガイド内部で再び
方向づけされる。
【００１８】表面を照明するのに使用する光束を増やす
ことのできる別の実施態様によれば、光源の方に向いた
各マイクロプリズムの面を反射膜で被覆することも可能
である。しかし、この利点は製造コスト（非常に小さな
表面を選択してコーティングするため）が結果として高
くなること、さらに反射面による吸光のために光束が損
なわれることにより相殺される。マイクロレンズを形成
する表面を完全に被覆すると、製造コストの増加はわず
かに減少するが、反射面の吸光により損失も増加する。
このようにこれらの異なる実施態様のどれを選択するか
は、ガイド、マイクロプリズム及び被照明面それぞれの
寸法に本質的に依存する。
ことのできる別の実施態様によれば、光源の方に向いた
各マイクロプリズムの面を反射膜で被覆することも可能
である。しかし、この利点は製造コスト（非常に小さな
表面を選択してコーティングするため）が結果として高
くなること、さらに反射面による吸光のために光束が損
なわれることにより相殺される。マイクロレンズを形成
する表面を完全に被覆すると、製造コストの増加はわず
かに減少するが、反射面の吸光により損失も増加する。
このようにこれらの異なる実施態様のどれを選択するか
は、ガイド、マイクロプリズム及び被照明面それぞれの
寸法に本質的に依存する。
【００１９】光源の位置決めに関しては、従来の周知の
技術であるガイドの軸に沿う光源、それぞれの両端に配
置した二つの光源から選択できる。後者の場合は、ガイ
ドの中間点に対して対称的なマイクロプリズム構造とす
る。被照明面に実質的に平行なガイドの第一面内に形成
した二面体に向き合うように被照明面に垂直に単一光源
を配備することも可能で、経済的にも有利である。その
二面体は、内面全反射により光束がガイドの二つの半体
に入射できるような角度である。本発明の別の見方によ
れば、光源の放射円錐体は異なる入射角を有する光線で
形成され、屈折され、従って損なわれるもので、前記二
面体を二重二面体あるいは一連の無限小素子による湾曲
面を形成する多二面体に置き換えることができる。
技術であるガイドの軸に沿う光源、それぞれの両端に配
置した二つの光源から選択できる。後者の場合は、ガイ
ドの中間点に対して対称的なマイクロプリズム構造とす
る。被照明面に実質的に平行なガイドの第一面内に形成
した二面体に向き合うように被照明面に垂直に単一光源
を配備することも可能で、経済的にも有利である。その
二面体は、内面全反射により光束がガイドの二つの半体
に入射できるような角度である。本発明の別の見方によ
れば、光源の放射円錐体は異なる入射角を有する光線で
形成され、屈折され、従って損なわれるもので、前記二
面体を二重二面体あるいは一連の無限小素子による湾曲
面を形成する多二面体に置き換えることができる。
【００２０】これまで記述してきたマイクロプリズム照
明デバイスはどのような種類の表面をも照明できる。し
かし、その優先的な用途は計測機器や時計文字盤のディ
スプレイデバイスのような小さな寸法の表面の照明であ
る。
明デバイスはどのような種類の表面をも照明できる。し
かし、その優先的な用途は計測機器や時計文字盤のディ
スプレイデバイスのような小さな寸法の表面の照明であ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の他の目的と諸利益とは添
付図を参照にした次の種々の実施形態の説明で明らかに
なる。
付図を参照にした次の種々の実施形態の説明で明らかに
なる。
【００２２】図１は、一般的参照番号１０で表示される
マイクロレンズを備えた固体光学ガイドと、その一方の
端部に配置した光源２を用いた平らな表面４用の照明デ
バイスの一部分を概略的に示す斜視図である。ガイドを
形成する材料は良く知られた有機ポリマーから選択され
た１．４０と１．６５の間の高屈折率ｎを持つ半透明材
料である。この有機ポリマーにより光源から一端に入る
光束エネルギーは内面全反射（ＴＩＲ）により、ガイド
に沿って伝播する。このような有機ポリマーは例えば、
アクリルポリマー、特にポリメチルメタアクリレート
（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート及びポリエステルから
選ばれる。
マイクロレンズを備えた固体光学ガイドと、その一方の
端部に配置した光源２を用いた平らな表面４用の照明デ
バイスの一部分を概略的に示す斜視図である。ガイドを
形成する材料は良く知られた有機ポリマーから選択され
た１．４０と１．６５の間の高屈折率ｎを持つ半透明材
料である。この有機ポリマーにより光源から一端に入る
光束エネルギーは内面全反射（ＴＩＲ）により、ガイド
に沿って伝播する。このような有機ポリマーは例えば、
アクリルポリマー、特にポリメチルメタアクリレート
（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート及びポリエステルから
選ばれる。
【００２３】光源２は、１．６５Ｖの電圧で６５０ｎｍ
で発光するＡｌＧａＡｓダイオードや３．５Ｖの電圧で
４７０ｎｍで発光するＩｎＧａＮダイオードのような点
光源と見られるランバーティアン（quasi-point Lamber
tian）光源である。
で発光するＡｌＧａＡｓダイオードや３．５Ｖの電圧で
４７０ｎｍで発光するＩｎＧａＮダイオードのような点
光源と見られるランバーティアン（quasi-point Lamber
tian）光源である。
【００２４】ガイド１０は点線で示すように長手方向線
１に沿って表面４上に延びており、任意の形状を持つこ
とができる。図２の拡大尺度で示すように一連の直線棒
状基本ブロックＢ１、．．．Ｂｉ、Ｂｉ＋１のようなも
のと考えることができる。
１に沿って表面４上に延びており、任意の形状を持つこ
とができる。図２の拡大尺度で示すように一連の直線棒
状基本ブロックＢ１、．．．Ｂｉ、Ｂｉ＋１のようなも
のと考えることができる。
【００２５】各基本ブロックＢｉは被照明面４に実質的
に平行な第一面１４と前記表面４に実質的に垂直な第二
面１５とで形成される平面角δを有する少なくとも一つ
の二面体を持つ。各基本ブロックＢｉの面１４と１５を
結合して基本ブロックの外形を構成する表面１６と１７
は、被照明面４へのグレーズ光射出光線の方向には関与
しないので任意の形状を持つことができる。
に平行な第一面１４と前記表面４に実質的に垂直な第二
面１５とで形成される平面角δを有する少なくとも一つ
の二面体を持つ。各基本ブロックＢｉの面１４と１５を
結合して基本ブロックの外形を構成する表面１６と１７
は、被照明面４へのグレーズ光射出光線の方向には関与
しないので任意の形状を持つことができる。
【００２６】この後により詳細に述べるように、この射
出光線の方向は、各基本ブロックＢｉの第一面１４上の
くぼみの形に形成された一つ以上のマイクロプリズム２
０、２０ａ、２０ｂ、．．．の光源の方向に対する面２
１の向きとして得られる。この面２１の方向は後の実施
形態により示すように、ガイド用に用いる材料、より正
確にはその材料の屈折率ｎの精密な値、ガイドの断面の
形状、より正確には二面体の平面角δのより精密な値、
被照明面の広さ、すなわち射出光線が表面４に当たる所
望の角度θ１について行った適切な選択により決定され
る。この面２１の正確な方向は、一方で当該マイクロプ
リズムの面２１のエッジ２２と対応基本ブロック内の光
の伝播軸Ｏｚによりガイドの第一面１４の平面内に形成
された角度α（−）の、他方で被照明面に垂直な方向Ｏ
ｙと面２１のエッジ２３によりガイドの第二面１５の平
面内に形成された角度γ（−）によって計算できる前述
のパラメータから決定される。なお、本明細書において
（−）は当該記号の上バーを意味する。
出光線の方向は、各基本ブロックＢｉの第一面１４上の
くぼみの形に形成された一つ以上のマイクロプリズム２
０、２０ａ、２０ｂ、．．．の光源の方向に対する面２
１の向きとして得られる。この面２１の方向は後の実施
形態により示すように、ガイド用に用いる材料、より正
確にはその材料の屈折率ｎの精密な値、ガイドの断面の
形状、より正確には二面体の平面角δのより精密な値、
被照明面の広さ、すなわち射出光線が表面４に当たる所
望の角度θ１について行った適切な選択により決定され
る。この面２１の正確な方向は、一方で当該マイクロプ
リズムの面２１のエッジ２２と対応基本ブロック内の光
の伝播軸Ｏｚによりガイドの第一面１４の平面内に形成
された角度α（−）の、他方で被照明面に垂直な方向Ｏ
ｙと面２１のエッジ２３によりガイドの第二面１５の平
面内に形成された角度γ（−）によって計算できる前述
のパラメータから決定される。なお、本明細書において
（−）は当該記号の上バーを意味する。
【００２７】角度α（−）とγ（−）を面２１の垂線の
方向余弦Ｋ、Ｌ、Ｍで表示できる。この方向余弦自身
は、この後の実施形態により説明するように、前記パラ
メータｎ、δ、及びθ１から計算される。
方向余弦Ｋ、Ｌ、Ｍで表示できる。この方向余弦自身
は、この後の実施形態により説明するように、前記パラ
メータｎ、δ、及びθ１から計算される。
【００２８】ガイドの各基本ブロックは幅１．５ｍｍの
正方形断面を持ち、（それ以外のパラメータδは値П／
２を持つ）、屈折率ｎ＝１．４９のＰＭＭＡ製である。
このブロックを、軸ｚがブロックの長手方向軸に平行
で、面ｘｚが被照明面４に平行で、面ｘｙが断面に平行
であるｘ、ｙ、ｚ基準で表示する。光源２により放射さ
れた光は臨界角θＣの下記の数式１の円錐体（上部半円
錐体のみがこの後に使用され、下部半円錐体の光線は面
２１に直接当たらないと仮定する）を形成するブロック
に通る。
正方形断面を持ち、（それ以外のパラメータδは値П／
２を持つ）、屈折率ｎ＝１．４９のＰＭＭＡ製である。
このブロックを、軸ｚがブロックの長手方向軸に平行
で、面ｘｚが被照明面４に平行で、面ｘｙが断面に平行
であるｘ、ｙ、ｚ基準で表示する。光源２により放射さ
れた光は臨界角θＣの下記の数式１の円錐体（上部半円
錐体のみがこの後に使用され、下部半円錐体の光線は面
２１に直接当たらないと仮定する）を形成するブロック
に通る。
【００２９】
【数１】 θＣ＝逆正弦（１／ｎ）＝４２．２０°
【００３０】この半円錐体は中央光線Ｓ（→）を面ｙｚ
内に示すように形成し、従ってθＣ／２＝２１．１°の
角度を形成する。光線Ｓ’（→）として反射されるマイ
クロプリズムの面２１によりこの後で反射される光線Ｓ
（→）を表すベクトルは方向余弦に対して数式２を持
つ。本明細書において（→）は矢印が当該文字の上につ
くことを意味する。
内に示すように形成し、従ってθＣ／２＝２１．１°の
角度を形成する。光線Ｓ’（→）として反射されるマイ
クロプリズムの面２１によりこの後で反射される光線Ｓ
（→）を表すベクトルは方向余弦に対して数式２を持
つ。本明細書において（→）は矢印が当該文字の上につ
くことを意味する。
【００３１】
【数２】
【００３２】ガイドを出る中央射出光線Ｓ”（→）は、
屈折作用後の光線Ｓ’（→）に対応するもので、面ｘｙ
に平行な面内にあり、被照明面４と角度θ１＝１０°を
形成する必要がある。ガイド内部の入射光線Ｓ’（→）
により形成された角度θ'1（図示されない）は数式３の
ようになる。
屈折作用後の光線Ｓ’（→）に対応するもので、面ｘｙ
に平行な面内にあり、被照明面４と角度θ１＝１０°を
形成する必要がある。ガイド内部の入射光線Ｓ’（→）
により形成された角度θ'1（図示されない）は数式３の
ようになる。
【００３３】
【数３】
【００３４】これは三角方向において１７３．３１°の
角度に対応する。結果として、ベクトルＳ’（→）は方
向余弦として数式４を持つ。
角度に対応する。結果として、ベクトルＳ’（→）は方
向余弦として数式４を持つ。
【００３５】
【数４】
【００３６】面２１により反射された入射光線Ｓ（→）
と光線Ｓ’（→）のパラメータを知ることにより、反射
作用Ｓ’（→）＝Ｓ（→）−２ａｒ（→）のベクトル法
則を適用することにより、面２１に垂直なベクトルｒ
（→）の方向余弦Ｋ、Ｌ、Ｍを計算することも可能であ
る。ここでａは数式５で表わされる。
と光線Ｓ’（→）のパラメータを知ることにより、反射
作用Ｓ’（→）＝Ｓ（→）−２ａｒ（→）のベクトル法
則を適用することにより、面２１に垂直なベクトルｒ
（→）の方向余弦Ｋ、Ｌ、Ｍを計算することも可能であ
る。ここでａは数式５で表わされる。
【００３７】
【数５】
【００３８】ｋ、ｌ、ｍとＫ，Ｌ，Ｍはそれぞれベクト
ルＳ’（→）とｒ（→）の方向余弦である。面２１の表
面に垂直なベクトルｒ（→）の方向余弦は数式６に等し
いものとして決定される。
ルＳ’（→）とｒ（→）の方向余弦である。面２１の表
面に垂直なベクトルｒ（→）の方向余弦は数式６に等し
いものとして決定される。
【００３９】
【数６】
【００４０】図３Ａについて詳細に説明すると、マイク
ロプリズムのエッジ２２のガイドに沿う傾斜を表す角度
α（−）は面ｘｚ内の垂直ベクトルｒ（→）の投影によ
り形成された角度に対応することが分かり、従って三角
方向に数式７の値になる。
ロプリズムのエッジ２２のガイドに沿う傾斜を表す角度
α（−）は面ｘｚ内の垂直ベクトルｒ（→）の投影によ
り形成された角度に対応することが分かり、従って三角
方向に数式７の値になる。
【００４１】
【数７】
【００４２】同じ様に、図３Ｂについて詳細に説明する
と、マイクロプリズムエッジ２３のガイドの面１５上の
傾斜を表す角度γ（−）は面ｘｚで垂直ベクトルｒ
（→）の投影により形成された角度に対応し、従って三
角法的に数式８の値を持つ。
と、マイクロプリズムエッジ２３のガイドの面１５上の
傾斜を表す角度γ（−）は面ｘｚで垂直ベクトルｒ
（→）の投影により形成された角度に対応し、従って三
角法的に数式８の値を持つ。
【００４３】
【数８】
【００４４】ガイドの幾何学的形状を完全に形成するた
めには、マイクロプリズムの深さＰｙを選ぶ必要があ
る。Ｌｙを高さとすると、影郊果を避ける為に、数式９
の関係を持つことが望ましい。
めには、マイクロプリズムの深さＰｙを選ぶ必要があ
る。Ｌｙを高さとすると、影郊果を避ける為に、数式９
の関係を持つことが望ましい。
【００４５】
【数９】
【００４６】数式９の関係は図３Ｂに関わるものではな
いが図面を良く理解できる。選んだ例（断面積１．５×
１．５ｍｍ２の棒）では、深さは１５０μｍを超えては
ならない。
いが図面を良く理解できる。選んだ例（断面積１．５×
１．５ｍｍ２の棒）では、深さは１５０μｍを超えては
ならない。
【００４７】図４について詳しく説明すると、正方形断
面積２×２ｍｍと長さ５０ｍｍを有する直線ＰＭＭＡガ
イドを持つ照明ガイドの一部分を示す。マイクロプリズ
ムは長さΔｚ＝１ｍｍの３０個の基本ブロック内に上記
特性のとおりに組立て、第一ブロックを光源から１０ｍ
ｍの所に位置決めする。マイクロプリズムの密度、すな
わち基本ブロック当たりの平均マイクロプリズム数は第
一ブロックの値１から最終ブロックの値４に増加し、マ
イクロプリズムの総数が５６個になる。ガイドに沿った
これらのマイクロプリズムの精密な分布はＰＭＭＡ
（０．０００２２８ｍｍ-1）の吸光係数を考慮し、さら
に各基本ブロックＢｉにより放射された光束エネルギー
Ｉｉがガイドを形成する全ブロックに対するものと同じ
であると仮定することにより決定される。照明デバイス
では、ガイドの各面によって分離された光束をエネルギ
ーセンサーを用いて測定する。
面積２×２ｍｍと長さ５０ｍｍを有する直線ＰＭＭＡガ
イドを持つ照明ガイドの一部分を示す。マイクロプリズ
ムは長さΔｚ＝１ｍｍの３０個の基本ブロック内に上記
特性のとおりに組立て、第一ブロックを光源から１０ｍ
ｍの所に位置決めする。マイクロプリズムの密度、すな
わち基本ブロック当たりの平均マイクロプリズム数は第
一ブロックの値１から最終ブロックの値４に増加し、マ
イクロプリズムの総数が５６個になる。ガイドに沿った
これらのマイクロプリズムの精密な分布はＰＭＭＡ
（０．０００２２８ｍｍ-1）の吸光係数を考慮し、さら
に各基本ブロックＢｉにより放射された光束エネルギー
Ｉｉがガイドを形成する全ブロックに対するものと同じ
であると仮定することにより決定される。照明デバイス
では、ガイドの各面によって分離された光束をエネルギ
ーセンサーを用いて測定する。
【００４８】 Ｉ−ｘ：面１５から出て、表面４を照明できる光束、 Ｉ＋ｘ：面１５の対向面１６から出る光束、 Ｉ−ｙ：マイクロプリズムを含む面１４の対向面１３か
ら出る光束、 Ｉ＋ｙ：マイクロプリズムを含む面１４から出る光束、 Ｉ−ｚ：光源を配備するガイドの入口で面１７から出る
光束、 Ｉ＋ｚ：ガイドの他端で面１８から出る光束、 第一実験では、ガイド表面はどれも反射膜を持たない。
第二実験では、マイクロプリズムの面２１上にアルミニ
ウム膜を付着した。第三実験では、アルミニウム膜の付
着をマイクロプリズムの面２１を含む第一表面１４の全
面に行った。
ら出る光束、 Ｉ＋ｙ：マイクロプリズムを含む面１４から出る光束、 Ｉ−ｚ：光源を配備するガイドの入口で面１７から出る
光束、 Ｉ＋ｚ：ガイドの他端で面１８から出る光束、 第一実験では、ガイド表面はどれも反射膜を持たない。
第二実験では、マイクロプリズムの面２１上にアルミニ
ウム膜を付着した。第三実験では、アルミニウム膜の付
着をマイクロプリズムの面２１を含む第一表面１４の全
面に行った。
【００４９】これら三つの実験の結果を以下の表１に示
す。この表１は同じ特性（屈折率とガイドの幾何学形
状）を有する、マイクロプリズムや反射膜を用いていな
い棒を用いて観察した結果を基準にして表示している。
す。この表１は同じ特性（屈折率とガイドの幾何学形
状）を有する、マイクロプリズムや反射膜を用いていな
い棒を用いて観察した結果を基準にして表示している。
【００５０】
【表１】
【００５１】基準に比べて、注目すべきは、分離値Ｉ−
ｘが増加し、この増加はマイクロプリズムが反射膜を持
つ場合に強調される。しかし、全発生光束は反射膜があ
る場合に著しく減少することが観察される。
ｘが増加し、この増加はマイクロプリズムが反射膜を持
つ場合に強調される。しかし、全発生光束は反射膜があ
る場合に著しく減少することが観察される。
【００５２】第二実験で、センサーの適切な配置によ
り、被照明面４の方に向いたエネルギー量Ｉ−ｘ1と表
面４に平行な平面８の方に向かうエネルギー量Ｉ−ｘ2
を分離値Ｉ−ｘにして図４Ａに示すように測定した。
り、被照明面４の方に向いたエネルギー量Ｉ−ｘ1と表
面４に平行な平面８の方に向かうエネルギー量Ｉ−ｘ2
を分離値Ｉ−ｘにして図４Ａに示すように測定した。
【００５３】Ｉ−ｘ1では値５２．３３％が得られ、Ｉ
−ｘ2では値３．７１％が得られ、このことは本発明に
よるマイクロプリズムの特殊な配置が被照明面に向かう
ガイドの面２１から出る光線の方向決めに著しく寄与す
ることを示す。
−ｘ2では値３．７１％が得られ、このことは本発明に
よるマイクロプリズムの特殊な配置が被照明面に向かう
ガイドの面２１から出る光線の方向決めに著しく寄与す
ることを示す。
【００５４】図５と図５Ａに、普通の腕時計文字盤を照
らすように本発明により指向性を持つ照明デバイスの実
用例を示す。それはバックカバー３ｂにより密封され、
時計動作部と少なくとも照明デバイスに与える光源７を
含む中央部３ａにより形成された円形状のケース３を持
つ。時間表示を文字盤４上で例えば、針５ｂにより、且
つ文字盤４の周辺上に配置した時間表示５ａを用いてア
ナログモードで行う。時間表示をベゼル９により所定の
位置に保持されたガラス８により密封し、ベゼルの拡張
部９ａは前記ガラス８と文字盤４の縁を部分的に覆い、
適切な手段によりケースに固定される。ガラス８とベゼ
ル９を部分的に切り欠いた部分に矩形断面を持ち、文字
盤４とガラス８の対向面とベゼル９とにより境界を定め
た空間内に収納された管状の光学ガイド１０を示す。図
５Ａから明らかなように、ガイド１０はそのハウジング
内にスペーサ１１により保持され、ガイドの表面１３、
１４、１５と両壁の間に小さなエアーギャップを設ける
ように等間隔に配置される。ミラー面１２が非放射面１
３と１６に面して配置され、その面からガイドを出る光
線を反射する。これらのミラー面は例えば銀皮膜ＰＥＴ
シート製である。
らすように本発明により指向性を持つ照明デバイスの実
用例を示す。それはバックカバー３ｂにより密封され、
時計動作部と少なくとも照明デバイスに与える光源７を
含む中央部３ａにより形成された円形状のケース３を持
つ。時間表示を文字盤４上で例えば、針５ｂにより、且
つ文字盤４の周辺上に配置した時間表示５ａを用いてア
ナログモードで行う。時間表示をベゼル９により所定の
位置に保持されたガラス８により密封し、ベゼルの拡張
部９ａは前記ガラス８と文字盤４の縁を部分的に覆い、
適切な手段によりケースに固定される。ガラス８とベゼ
ル９を部分的に切り欠いた部分に矩形断面を持ち、文字
盤４とガラス８の対向面とベゼル９とにより境界を定め
た空間内に収納された管状の光学ガイド１０を示す。図
５Ａから明らかなように、ガイド１０はそのハウジング
内にスペーサ１１により保持され、ガイドの表面１３、
１４、１５と両壁の間に小さなエアーギャップを設ける
ように等間隔に配置される。ミラー面１２が非放射面１
３と１６に面して配置され、その面からガイドを出る光
線を反射する。これらのミラー面は例えば銀皮膜ＰＥＴ
シート製である。
【００５５】図５に示すように、ガイドは１２時位置
に、背中合せに配置した二つのダイオードで形成された
光源２を収納するハウジングを形成する中断部を持つ。
光源は例えば、必要に応じて中央部３ａにある押しボタ
ン６を作動することにより点灯することができる。
に、背中合せに配置した二つのダイオードで形成された
光源２を収納するハウジングを形成する中断部を持つ。
光源は例えば、必要に応じて中央部３ａにある押しボタ
ン６を作動することにより点灯することができる。
【００５６】ガイドの上部面１４はこれまでに述べたよ
うなマイクロプリズムを持ち、面ｚｘ内でのその傾斜角
α（−）をガイドを形成する円形輪に対する接線から形
成する。マイクロプリズムは６時−１２時軸に対して対
称的に分布されている。６時の位置により近づくにつれ
て、その密度は徐々に増加することが分かる。
うなマイクロプリズムを持ち、面ｚｘ内でのその傾斜角
α（−）をガイドを形成する円形輪に対する接線から形
成する。マイクロプリズムは６時−１２時軸に対して対
称的に分布されている。６時の位置により近づくにつれ
て、その密度は徐々に増加することが分かる。
【００５７】図６は時計文字盤を照明するのに使用でき
る環状ガイドの実施形態の平面図を示し、ここでは、マ
イクロプリズムは規則的な間隔に配置されるが、その長
さは光源２から離れるにつれて徐々に外側から内部の方
に、すなわち被照明面の方に延びている。この実施形態
の別の特徴によれば、光源をマイクロプリズムを含む面
１４の反対側の面１３に向けて軸Ｏｙに沿って配置した
単一ダイオードにより構成している。面１４は、入射ビ
ームを内面全反射によりガイドの二つの半体内に入射さ
せる二つのハーフビームに分割するような角度で切り欠
いた二面体１９を持つ。図６Ａに示す側面図はこの実施
形態に対応するもので、二面体は実際は各面を向きの異
なる二つの面１９ａと１９ｂで構成する二重二面体であ
る。この二つの面により光源から発生する光線の分散を
良く考慮できる。
る環状ガイドの実施形態の平面図を示し、ここでは、マ
イクロプリズムは規則的な間隔に配置されるが、その長
さは光源２から離れるにつれて徐々に外側から内部の方
に、すなわち被照明面の方に延びている。この実施形態
の別の特徴によれば、光源をマイクロプリズムを含む面
１４の反対側の面１３に向けて軸Ｏｙに沿って配置した
単一ダイオードにより構成している。面１４は、入射ビ
ームを内面全反射によりガイドの二つの半体内に入射さ
せる二つのハーフビームに分割するような角度で切り欠
いた二面体１９を持つ。図６Ａに示す側面図はこの実施
形態に対応するもので、二面体は実際は各面を向きの異
なる二つの面１９ａと１９ｂで構成する二重二面体であ
る。この二つの面により光源から発生する光線の分散を
良く考慮できる。
【００５８】これまで述べてきた実施形態は多くの変化
を生じることが可能であるが、それらは本発明の範囲か
ら逸脱するものではない。
を生じることが可能であるが、それらは本発明の範囲か
ら逸脱するものではない。
【図１】本発明の最も一般的な実施形態による照明デバ
イスの部分斜視図である。
イスの部分斜視図である。
【図２】図１に示すデバイスのガイドを形成するブロッ
クの一つの拡大斜視図である。
クの一つの拡大斜視図である。
【図３】面ｘｚ、ｙｚ及びマイクロプリズムのエッジに
垂直な面それぞれにおける図２のマイクロプリズムの投
影図を示し（Ａ、Ｂ）、マイクロプリズム上への光線の
反射を示す（Ｃ）。
垂直な面それぞれにおける図２のマイクロプリズムの投
影図を示し（Ａ、Ｂ）、マイクロプリズム上への光線の
反射を示す（Ｃ）。
【図４】光学ガイドが矩形断面の直線棒である本発明に
よる照明デバイスの斜視図である。
よる照明デバイスの斜視図である。
【図４Ａ】ガイド軸に垂直な、図４の断面略図である。
【図５】ガイドが環状である本発明による照明デバイス
を具備した時計の部分裂斜視図である。
を具備した時計の部分裂斜視図である。
【図５Ａ】図５の線Ｖａ−Ｖａに沿った断面である。
【図６】図５に示すガイドの別の実施形態の平面図であ
る。
る。
【図６Ａ】光源の付近の図６のガイドの矢ＶＩａに沿う
側面図である。
側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン−カルロ・ポーリ スイス国・シイエイチ−2206・ラ ジェネ ーブ−シュール−コフラン・リュ デュ ヴァネル・31 (72)発明者 ヨアヒム・グルップ スイス国・シイエイチ−2073・エンゲ・シ ュマン デ ブリスコー・33 (72)発明者 ハンス・ペーター・ヘルツィク スイス国・シイエイチ−2000・ヌシャテ ル・ベル−エア・11
Claims (20)
- 【請求項１】 マイクロプリズム（２０）を持ち、軸
（Ｏｚ）に沿って伸び、一定断面を持ち、臨界角（θ
Ｃ）が対応している高屈折率（ｎ）の材料で作製した固
体光学ガイド（１０）を用いて少なくとも一つのランバ
ーティアン光源（２）によって平らな表面（４）を照明
する指向性照明デバイスであって、前記ガイドの断面が
片側が被照明面に実質的に平行なガイド（２０）の第一
面（１４）となり、もう一方の別の片側が前記表面に実
質的に垂直な第二面（１５）となる少なくとも一つの平
面角δを持つ指向性照明デバイスにおいて、マイクロプ
リズム（２０）を第一面（１４）のくぼみ内に形成した
二つの面（２１、２５）で構成し、さらに光源（２）の
方に向いた一つの面（２１）を、前記面（１５）から射
出する中央ビームが角度（θ１）で表面（４）に入射す
るように第二面（１５）の方に傾斜させ、前記傾斜はマ
イクロプリズム（２０）のエッジ（２２）と当該マイク
ロプリズムでの軸（Ｏｚ）により第一面（１４）の平面
内に形成された角度（α（−））によって、他方で前記
面（２１）のエッジ２３と被照明面に垂直な方向（Ｏ
ｙ）により第二面（１５）の平面内に形成された角度
（γ（−））によって限定されるもので、角度（α
（−））と角度（γ（−））を照明デバイスが保有する
特性（ｎ、θ１、δ）から決めることを特徴とする指向
性照明デバイス。 - 【請求項２】 角度（α（−））と角度（γ（−））を
マイクロプリズム（２０）の面（２１）に対する垂線の
方向余弦から決め、前記方向余弦をパラメータ（ｎ、θ
１、δ）から計算することを特徴とする前記請求項１に
記載の照明デバイス。 - 【請求項３】 面（１４）と（１５）の一方あるいは他
方あるいは両方が、この両面が平面角δ＝Π／２を形成
する指定位置に対し０°から−１０°に傾斜するもの
で、前記二つの面はその後に被照明面（４）に対してそ
れぞれ平行、垂直になることを特徴とする前記請求項１
に記載の照明デバイス。 - 【請求項４】 ガイドの断面が四辺長方形であることを
特徴とする前記請求項３に記載の照明デバイス。 - 【請求項５】 ガイド（１０）の長手方向線Ｏｚが直線
であり、角度（α（−））を前記直線に対して形成する
ことを特徴とする前記請求項１に記載の照明デバイス。 - 【請求項６】 ガイド（１０）の長手方向線が円形線で
あり、角度（α（−））を当該マイクロプリズム（２
０）の湾曲点での接線に対して形成することを特徴とす
る前記請求項１に記載の照明デバイス。 - 【請求項７】 単位長あたりのマイクロプリズム（２
０）の数が、光源（２）から離れるにつれて徐々に増え
ることを特徴する前記請求項１に記載の照明デバイス。 - 【請求項８】 マイクロプリズム（２０）はガイドに沿
って規則正しく分布され、その長さが光源（２）から離
れると徐々に外側から被照明面（４）の方向に増えるこ
とを特徴とする前記請求項１に記載の照明デバイス。 - 【請求項９】 各マイクロプリズム（２０）の第二面
（２５）が被照明面（４）に対して垂直であることを特
徴とする前記請求項１に記載の照明デバイス。 - 【請求項１０】 各マイクロプリズム（２０）の第二面
（２５）がガイドの断面に対して第一面（２１）と対称
であることを特徴とする前記請求項１に記載の照明デバ
イス。 - 【請求項１１】 各マイクロプリズム（２０）の少なく
とも第一面（２１）を反射膜で被覆することを特徴とす
る前記請求項１に記載の照明デバイス。 - 【請求項１２】 マイクロプリズム（２０）を直接ある
いは間接的に刻み込み、例えば化学的手段やレーザビー
ムによりマスクを通した機械加工やエッチングにより形
成することを特徴とする前記請求項１に記載の照明デバ
イス。 - 【請求項１３】 マイクロプリズム（２０）をダイス型
から得ることにより、前記マイクロプリズムを前記ダイ
ス型を組込んだ鋳型への注入により、あるいは表面を打
ち抜くように前記ダイス型を使用することにより形成す
ることを特徴とする前記請求項１に記載の照明デバイ
ス。 - 【請求項１４】 マイクロプリズム（２０）をガイドを
形成する材料内に直接に形成することを特徴とする前記
請求項１２や１３に記載の照明デバイス。 - 【請求項１５】 マイクロプリズム（２０）をガイドの
屈折率に等しいか近い屈折率を有する材料の板上に形成
し、次に前記板をガイドの第一面にはめ込むことを特徴
とする前記請求項１２または１３に記載の照明デバイ
ス。 - 【請求項１６】 １．４０と１．６５の間の屈折率ｎを
有する有機ポリマー材でガイドを形成することを特徴と
する前記請求項１に記載の照明デバイス。 - 【請求項１７】 ガイドを形成する材料が屈折率ｎ＝
１．４９を持つＰＭＭＡであり、θ１＝１０°を選択し
た場合に、傾斜角度（α（−））が値４７°を持ち、傾
斜角度（γ（−））が値２７°を持つことを特徴とする
前記請求項３に記載の照明デバイス。 - 【請求項１８】 光源（２）をガイドの軸（Ｏｚ）に沿
って背中合せに配備した二つのダイオードで構成するこ
とを特徴とする前記請求項１に記載の照明デバイス。 - 【請求項１９】 光源（２）をマイクロプリズム（２
０）を含む面１４に向い合う面１３に向かう軸（Ｏｙ）
に沿って配置した単一ダイオードで構成し、さらに前記
面（１４）が二面体あるいは多二面体形状内に切込み溝
を持ち、それにより光ビームをガイドの二つの半体内に
分離することを特徴とする前記請求項１に記載の照明デ
バイス。 - 【請求項２０】 時計仕掛け機構を収納し、時刻をアナ
ログあるいはディジタル表示するための文字盤上に配置
したガラスにより密封されたケースを持つ時計におい
て、この文字盤を前記請求項１から１９による照明デバ
イスにより照明することを特徴とする時計。
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