JP2003528346A

JP2003528346A - 保護外側スリーブを有する光導波路

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Publication number: JP2003528346A
Application number: JP2001569529A
Authority: JP
Inventors: ジョゼフ・エイ・ホフマン
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2003-09-24
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: JP4884636B2; BR0017162A; CA2401919A1; KR100714757B1; AU2000263736A1; ATE347117T1; DE60032180T2; EP1264201B1; KR20020084188A; CN1451099A; DE60032180D1; US6621973B1; CN1231770C; WO2001071396A1; EP1264201A1

Abstract

(57)【要約】保護スリーブ（２４）によって囲まれた光導波路（２２）を含む照明装置。光導波路（２２）は、中空であり、構造化された外側表面（２８）および平滑内側表面（３０）を有する円筒壁（２６）を含む。光導波路（２２）の円筒壁（２６）を通して光を反射または屈折するために光解放構造を供給する。ある実施形態では、保護スリーブは、光導波路に結合される。弾性的に変形した、非円筒断面形状の光導波路を保持するために硬質固定具を用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野本発明は、一般に光を伝送および／または分散するための光導波路に関する。
より詳細には、本発明は、全反射により光を搬送する光導波路に関する。

【０００２】発明の背景光導波路（即ち、ライトパイプ、ライトコンジットまたはライトチューブ）は
、比較的低い伝送損失で光源（例えば、高輝度電球）から遠隔の場所へ光を伝送
するために一般的に用いられる。また、光導波路は、比較的大きな領域にわたり
装飾用または機能的照明を有効に分散するために用いることもできる。

【０００３】一般的な光導波路構造は、内側の非構造化された側面、および外側の構造化さ
れた側面を有する管形壁を含む。非構造化された側面は概ね平滑であり、他方構
造化された側面は、光導波路の長さにわたる複数の三角溝を形成するために並列
関係で並んで配列されたプリズムの一次元配列を通常含む。許容角度範囲内で光
導波路に入力する光は、それが光導波路の長さに沿って移動するときに全反射に
よって含有される。上述したような、例示的光導波路は、参考文献としてここに
援用される、米国特許第４，８０５，９８４号に開示されている。

【０００４】領域を照明する目的のため、光導波路からの光を分散するために様々な技法が
用いられてきた。一つの技法は、光が変えられた領域を通して解放されるように
プリズムを変えること（例えば、プリズムの角を丸くすること、プリズムを削り
落とすこと、選択したプリズムを完全に取り除くこと、等）を含む。別の技法は
、光導波路内に抽出装置を配置することを含む。一般的に、抽出装置は、全反射
の角度範囲外の角度で光導波路壁に向けて光を反射するように構成された材料（
例えば、“ＳＣＯＴＣＨ−ＣＡＬＥＸＴＲＡＣＴＯＲＦＩＬＭ^ＴＭ”）のス
トリップまたはシートである。光がかかる方法で反射されるときには、光導波路
の内部反射率が低減され、それにより装飾用または機能的照明を供給するために
光をガイドの壁を通して流出させる。

【０００５】光導波路は、光照明薄膜（ＯＬＦ）を用いて一般に製造される。典型的なＯＬ
Ｆは、シートの一方の側面に浮き出されたかまたはさもなければ形成されたプリ
ズムの一次元配列を有する透明材料（例えば、アクリルまたはポリカーボネート
）の比較的薄いシートで作られる。材料のシートは、チューブのフォームの光導
波路を形成すべくＯＬＦを円筒状に巻くために一般的に十分に柔軟である。光導
波路を製造することの使用に適するＯＬＦは、ここに参考文献として援用される
、米国特許第４，９０６，０７０号および米国特許第５，０５６，８９２号に開
示されている。

【０００６】発明の概要本発明の一形態は、中空光導波路を含む光伝達装置に関する。光導波路は、概
ね平滑な内側および構造化された外側を有する壁を含む。構造化された外側は、
光導波路の長さに沿って延びる溝を画定する複数のプリズムを含む。保護外側ス
リーブは、光導波路の構造化された外側の回りに供給される。ある実施形態では
、スリーブは、光導波路の全周の回りに間隔が置かれた少なくとも３箇所で光導
波路に結合される。その他の実施形態では、弾性的に変形した、非円筒断面構造
に光導波路を保持するために固定具が用いられる。

【０００７】本明細書の一部に組込まれかつそれを構成する、添付図面は、本発明のいくつ
かの形態を示し、明細書本文と共に、本発明の原理を説明するために役立つ。図
面の簡単な説明は、以下の通りである。

【０００８】詳細な説明ここで、添付した図面に示される本発明の例示的形態を詳細に参照する。可能
な限り、同一の参照番号は、同一、または同様な部分を参照するために図面全体
を通して用いられる。

【０００９】図１〜３は、本発明の原理により構成された照明装置２０を示す。照明装置２
０は、柔軟な、保護外側スリーブ２４によって囲まれた中空の管状光導波路２２
を含む。光導波路２２は、構造化された外側表面２８および概ね平滑な内側表面
３０を有する円筒壁２６を含む。構造化された外側表面２８は、光導波路２２の
長さにわたり複数の溝３４を形成するために並列関係で並んで配列されたプリズ
ム３２（例えば、直角二等辺プリズムまたはその他の種類のプリズム）の一次元
配列を含む。光導波路２２は、所定の角度範囲内で、光導波路２２を通って移動
する入射光が、光導波路２２内で全体的に内部に反射されるように構成される。
例えば、図３に示すように、θよりも小さい角度で光導波路２２の内側表面３０
に衝突する光は、光導波路２２内で全体的に内部的に反射される。角度θは、壁
材料の屈折率に対する周辺媒体（一般に空気）の屈折率の比の逆正弦として画定
される。アクリルプラスチックの場合であるような、絶縁材料の屈折率が１．５
である場合には、θは、約２７．５度である。

【００１０】光導波路２２の壁２６に用いられる特定の材料は、変わりうるが、しかしほと
んどのアプリケーションに対して、材料は、一般に可撓性でかつ透明であるのが
好ましい。材料の例示的種類は、ポリマー材またはガラスを含む。有用なポリマ
ー材は、それぞれ１．４９および１．５８の公称屈折率を有しているアクリルお
よびポリカーボネートを含む。その他の有用なポリマーは、ポリプロピレン、ポ
リウレタン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、等である。選択された特定の材料
は、それが記載した機能を供給する限り、本発明にとって重要ではない。円筒壁
２６を作ることに用いるのに適する製品の一例示的種類は、ミネソタ州セントポ
ールの３Ｍコーポレーションから入手可能な光照明薄膜（ＯＬＦ）である。

【００１１】光導波路２２の円筒壁２６を量産するための多くの異なる方法が存在する。例
えば、その開示が明細書で参考文献として援用される、米国特許第３，６８９，
３４６号；米国特許第４，２４４，６８３号；および米国特許第４，５７６，８
５０号は、全て、円筒壁２６を製造するのに適する技法を開示する。特定の製造
処理は、本発明にとって重要ではなく、かつ経済性および利用可能性に基づく選
択事項である。

【００１２】ＯＬＦを用いて光導波路２２を製造するために、ＯＬＦは、超音波溶接、接着
、接着テープ、またはクリップのような通常の技法によって固定されるチューブ
の縦シームを有する管状構成に巻かれるかまたはカールされる。ある実施形態で
は、チューブの縦端を重ね合わせることができる。その他の実施形態では、円筒
壁２６は、保護スリーブ２４との接触を介して管状構成に保持することができる
。

【００１３】ライトコンジット２２が柔軟なＯＬＦで作られることは都合がよいが、その他
の構造も用いることができる。例えば、光導波路２２は、可撓性または硬質単体
部材のいずれかを供給するために押し出すかまたは成形することができる。

【００１４】光導波路２２の円筒壁２６の厚みは、本発明にとって特に重要ではない。しか
しながら、一つの非限定実施形態では、円筒壁２６は、１インチの約０．０１５
の公称厚みを有しかつ１インチ毎に約７０個のプリズムを含む。かかる実施形態
は、約３インチの最小径を有する円筒光導波路にカールされることができるよう
に構成されるべく十分な可撓性を示す。更に、かかる薄膜は、少なくとも１８イ
ンチの径を有する円筒光導波路にカールされるときにその形状を維持するのに十
分に硬質でかつ自立形である。

【００１５】また、照明装置２０は、光導波路２２の円筒壁２６を通して光を透過または解
放させるための複数の光解放構造を含むのが好ましい。図１〜３に示すように、
光解放構造は、円筒壁２６の平滑内側表面３０に沿って供給された複数の網点３
６を含む。網点３６は、円筒壁２６を通して光を解放できるようにθよりも大き
い角度に光を反射または屈折することができるあらゆる数の異なる種類の比較的
小さく、離散的な、非相互接続した解放構造を含むことができる。図１に示すよ
うに、網点３６は、一般に円形である。しかしながら、網点は、あらゆる数の異
なる形状を有することができるということが理解される。例示的なその他の種類
の形状は、ひし形、八角形、三角形、矩形、十字形、楕円形、非対称形状、等を
含む。

【００１６】光導波路２２から抽出したい光の量により、網点濃度を変えることができる。
網点濃度を増大することによって、より多くの光が光導波路２２から抽出される
。網点濃度を減少することにより、より少ない光が光導波路２２から抽出される
。

【００１７】用語網点“濃度”は、平滑内側表面３０の単位領域毎に供給される網点の範囲
の領域を意味することを意図する。網点濃度は、非常に多数の異なる技法によっ
て変えることができる。例えば、網点濃度は、内側表面３０の単位領域毎の一定
の数の網点を維持し、かつ網点の相対的な大きさを増大することによって増加す
ることができる。代替的に、網点濃度は、均一な網点の大きさを維持し、かつ内
側表面３０の単位領域毎の網点の数を増大することによって増加することができ
る。更にまた、所望の照明外観を達成するために網点の大きさと単位領域毎の網
点の数の両方を同時に変えることができる。

【００１８】一実施形態では、網点３６は、インチ毎に約２０本の線の間隔を有する線に沿
って配列され、かつ網点は、各インチ毎に５〜５０％の範囲を供給する。その他
の実施形態では、０〜１００％の線範囲を供給することができる。内側表面３０
について網点３６を広げることにより、かつ網点３６を比較的小さく維持するこ
とによって、照明の外方向に可視な端部または不連続性を生成することなく光導
波路２２から光を一般的に均一に抽出することができる。換言すると、網点３６
は、照明における離散的または突然の変化なしで照明を供給するために用いるこ
とができる（例えば、シートまたはストリップ型抽出装置によってもたらされる
もののような顕著な端部を除去することができる）。また、網点３６は、光導波
路２２を通して３６０度抽出を供給するために用いることもできる（即ち、光は
、光導波路２２の円周全体について解放される）。網点３６は、３６０度光抽出
を供給するために非円筒光導波路で更に用いることができる。かかる実施形態に
対して、光は、照明にいかなる明らかな隙間または不連続性も生成することなく
光導波路の全周について抽出される。例えば、ライトコンジットが矩形である場
合には、光は、照明に容易に感知できるギャップまたは不連続性を生成すること
なく光導波路の４つの側面全てから抽出される。代替実施形態では、網点は、中
空光導波路の部分円弧区分だけをカバーするために選択的に配置することができ
る。例えば、光導波路の特定の円弧状部分から光を指向させるために、網点を中
空光導波路の半分だけに印刷することができる（即ち、網点を光導波路の１８０
度円弧区分に印刷することができる）。更にその他の実施形態では、網点パター
ンは、所望の照明効果またはパターン（例えば、螺旋形波形、ストライプ、等）
を供給するために光導波路の選択された領域だけに供給することができる。

【００１９】網点３６が適用され、スプレーされ、蒸着され、印刷され、粒子として蒸着さ
れ、粉末被覆され、スプレー塗装され、またさもなければ光導波路２２の平滑内
側表面３０に直接供給される。例えば、網点３６は、円筒壁２６の平滑内側表面
３０に直接印刷（例えば、レーザ印刷、インクジェット印刷、デジタル印刷、シ
ルクスクリーン印刷、等）することができる。また、熱転写印刷機および熱イン
クジェット印刷機を用いることもできる。好適には、網点３６は、平滑内側表面
３０に印刷され、他方、円筒壁２６は、平坦にされる。印刷後、管状光導波路２
２を形成するために円筒壁２６を巻くことができる。

【００２０】網点３６は、光を反射することおよび屈折すること（即ち、透過すること）の
両方を行うことができるように構成された半透明材料で作られるのが好ましい。
例えば、図３に示すように、網点３６の一つに衝突する光ビーム３８は、（ビー
ム４０で示されるように）拡散的に反射または散乱されかつ（ビーム４２で示さ
れるように）屈折される。ビーム４０および４２は、ビームが光導波路２２の円
筒壁２６を通って放出するようにθよりも大きい角度で指向される。網点３６は
、あらゆる数の異なる種類の反射／屈折コーティング、インク、染料または塗料
で作ることができる。二酸化チタンのような拡散的反射白色材料が好ましい。網
点３６は、ある程度の半透明を確保するために十分に薄いのが好ましい。例えば
、二酸化チタンが用いられるときには、網点３６は、１０〜１５ミクロンの範囲
の厚みを有するのが好ましい。光導波路２２から放出する反射光および屈性光の
組合せは、光導波路２２により均一な外観を供給することを支援する。

【００２１】光は光導波路２２を通って移動するときに解放されるので、光導波路２２内の
光の強度は、光導波路２２の長さに沿って減少する。しかしながら、光導波路２
２の長さに沿って光の輝度を略一定にすることは、しばしば望まれる。光導波路
２２の長さに沿って特定の地点で解放された光の輝度は、その地点における光導
波路２２の光の強度の関数である。光強度の減少に合わせ光導波路２２の長さに
沿って光解放機構の濃度を増大することによって、光導波路の長さに沿って一定
の輝度を維持することが可能である。

【００２２】図４は、光導波路２２で用いることができる網点３６の１つのパターンを示す
。図４に示すように、光導波路２２の円筒壁２６は、縦に切断されかつ平滑内側
表面３０が上向きになって平坦にされる。光導波路２２は、長さＬおよび円周Ｃ
を含む。図４の特定のパターンは、光導波路２２が単一の光源４４で用いられる
ときに光導波路２２の長さに沿って均一な輝度を与えるように構成される。光導
波路２２は、第２の終端部４８から反対側に配置された第１の終端部４６を有す
る。第１の終端部４６は、光源４４の最も近くに配置される。網点濃度３６は、
第１の終端部４６から第２の終端部４８までの長さＬに沿って延びる勾配に沿っ
て徐々に増大する。

【００２３】図４に示すように、均一光輝度は、光導波路２２内の光強度における減少に比
例して長さＬに沿って網点濃度を増大することによって供給される。長さに沿っ
た特定の地点における網点は、光導波路２２の円周Ｃについて概ね均一に分散さ
れる。この構成は、光導波路２２の全長Ｌに沿って一般的に均一な３６０度照明
／抽出を供給する。

【００２４】図５は、本発明の原理により構成された別の光導波路１２２を示す。光導波路
１２２は、縦に切断されかつ光導波路１２２の長さＬおよび円周Ｃが示されるよ
うに平坦にされる。長さＬは、光導波路１２２の第１および第２の終端部１４６
および１４８の間に延びる。光抽出網点３６のパターンは、光導波路１２２の平
滑内側表面１３０上に供給される。網点３６のパターンは、光導波路２２の長さ
Ｌに沿って延びる濃度勾配を有する。勾配は、光源１４４が終端部１４６および
１４８のそれぞれに配置されるときに光導波路１２２の長さＬに沿って均一な輝
度を供給するように構成されている。均一な輝度を供給するために、網点濃度は
、光導波路１２２が終端部１４６、１４８から長さＬの中央に向かって延びるに
従って徐々にまたは漸進的に増大する。それゆえに、網点３６の最も大きい濃度
は、光導波路１２２の中央に位置決めされる。また、この特定の構成は、光源か
ら反対側に配置された反射終端部キャップを有する光導波路から均一な照明を供
給するために用いられうる。

【００２５】図６は、本発明の原理により構成された別の光導波路２２２を示す。先の実施
形態と同様に、光導波路２２２は、縦に切断されかつ上向きにされた平滑な内側
表面２３０を伴って平坦にされる。光導波路２２２は、円周Ｃおよび長さＬを含
む。図４の実施形態と同様に、光導波路２２２は、単一光源２４４で用いるとき
にその長さＬに沿って略均一な輝度の光を放射するように構成されている。この
均一性を達成するために、網点３６のパターンは、平滑内側表面２３０に供給さ
れる。網点３６のパターンは、光導波路２２２が光源２４４から長さ方向に離れ
るように延びるに従って増大する濃度勾配を有する。また、網点３６のパターン
は、光導波路１２２に沿って円周方向で変化する第２の濃度勾配を有する。例え
ば、網点３６は、網点濃度が光導波路２２２が縦エッジ２５０、２５２から光導
波路２２２の縦中央線２５４に向かって延びるに従って漸進的に増大するように
配列される。本質的に、円周の網点勾配は、長さ方向の網点勾配にわたり重ね合
わせられる。長さ方向の網点勾配は、光導波路２２２の長さに沿って均一な輝度
を供給する。円周の網点勾配は、より大きな量の光を光導波路２２の一つの側か
ら解放させ、それにより指向性の照明効果を生成する。かかる指向性の照明は、
光導波路２２２が天井または壁のような構造に対して取り付けられる場合に有用
である。かかる用途に対して、ほとんどの光は、光導波路２２２によって生成さ
れた機能的照明の量を最大化するために天井または壁から離れるように指向する
ことができる。この用途に対して、抽出された光の大部分が光導波路２２２の一
つの側に向かって反射されることを確保するために、最も高い網点濃度における
網点が主に反射的であり、あまり半透明ではないことが望ましい。

【００２６】図７は、本発明の原理により構成された別の光導波路３２２を示す。光導波路
３２２は、縦に切断されかつ上向きにされた平滑内側表面３３０を伴って平坦に
される。光導波路３２２は、円周Ｃおよび長さＬを含む。線３６’の形の複数の
解放構造は、内側表面１３０に供給されている。図６の実施形態と同様に、線３
６’は、光導波路３２２の長さＬに沿って均一な輝度を供給し、そしてまた光導
波路３２２の一つの側からより大きな光出力を供給するように構成された双方向
勾配を供給するように配列される。線３６’は、光導波路３２２が光源３４４か
ら離れるように延びるに従って互いに漸進的に近づくように間隔をおいて配置さ
れる円周線３６_ｃを含む。また、線３６’は、光導波路３２２が光導波路３２２
の縦中央線３５４に向かって延びるに従って互いに漸進的に近づくように間隔を
おいて配置される縦線３６_ｌを含む。線パターンは、図６の実施形態の網点パタ
ーンと同様な照明効果を供給する。線３６’は、網点３６に関して先に説明した
様々な技法のいずれか一つによって光導波路３２２に適用することができるとい
うことが理解される。

【００２７】図８は、本発明の原理により構成された別の光導波路４２２を示す。光導波路
４２２は、縦に切断されかつ上向きにされた平滑内側表面４３０を伴って平坦に
される。光導波路４２２は、円周Ｃおよび長さＬを画定する。光導波路４２２は
、光導波路４２２が光源４４４から離れるように長さ方向に延びるに従って漸進
的に増大する濃度勾配で配列された網点３６のパターンを含む。前の実施形態と
同様に、濃度勾配は、その長さＬに沿って略均一な輝度を光導波路４２２に供給
することを支援する。また、網点パターンは、周辺領域よりも高い網点濃度を有
する領域４２３を含む。領域４２３は、光導波路４２２の長さＬに沿って延びる
網点勾配の上に重ね合わせられる像（例えば、文字“Ａ”）を画定する。領域４
２３は、周辺領域よりも領域４２３でより多くの光を抽出させてそれにより像を
光導波路４２２を通して可視にする。文字、数字、記号、図、ディスプレー、美
術品、デザイン、等のようなあらゆる数の異なる種類の像を表現することができ
るということが理解される。

【００２８】図８の実施形態に関して、より高い網点濃度の領域４２３に対応する像（例え
ば、スリーブに印刷されたかまたはスリーブと光導波路４２２の間に配置された
ライナーに印刷されたデジタル像）を含む外側保護スリーブを有することが望ま
しい。例えば、像は、領域４２３に位置合せされるより透明な領域（即ち、周辺
領域よりも透明であるかまたはより少ない光を吸収する領域）を含むことができ
る。透明領域と領域４２３との間のアライメントは、領域４２３によって屈折さ
れた光がより透明な領域を通って指向されるように領域４２３の上に直接透明領
域を位置決めすることによって供給することができる。代替的に、透明領域は、
光が光導波路を横切りかつ透明領域を通って領域４２３によって反射されるよう
に領域４２３から反対側に直接位置決めすることができる。より透明な領域は、
領域４２３と同一の形状を有することができ、または二つの形状は異なることも
できる。

【００２９】図示しないが、光導波路１２２、２２２、３２２および４２２は、図示した内
側１３０、２３０、３３０および４３０から反対側に位置決めされた構造化され
た外側を含むということも理解される。構造化された外側は、光導波路２２の外
側２８と同一であるのが好ましい。

【００３０】図９は、本発明の原理により構成された別の照明装置５２０を示す。照明装置
５２０は、保護スリーブ５２４によって囲まれた光導波路５２２を含む。透明内
側円筒／ライナー５２５は、光導波路５２２内に配置される。網点３６のパター
ンは、ライナー５２５の内部または外部に供給される。網点のパターンは、先に
記載した網点パターン並びにその他の種類の網点パターンのいずれかを有するこ
とができるということが理解される。ある実施形態では、内側ライナー５２５は
、光導波路５２２の内部から着脱可能でありそれにより異なる照明効果を達成す
るために異なる抽出ライナーを光導波路５２２に挿入させる。また、抽出ライナ
ー５２５は、網点パターンを光導波路５２２の平滑内側表面５３０に適用するこ
とが難しいシームレスまたは押出し成形光導波路５２２との組合で特に有用であ
る。

【００３１】図１０は、本発明の原理により構成された別の照明装置６２０を示す。照明装
置６２０は、保護スリーブ６２４によって囲まれた光導波路６２２を含む。光導
波路６２２は、構造化された外側表面６２８および内側表面６３０を有する円筒
壁６２６を含む。複数の光解放網点３６”は、内側表面６３０に形成される。網
点３６”は、内側表面６３０に画定される複数のアブレートされた窪みまたは穴
の形式である。アブレート形網点３６”は、光が装置６２０から抽出されるよう
に装置６２０内の光の進路を変更するように構成されている。アブレートされた
網点３６”は、先に記載した網点パターン並びにその他の網点パターンのいずれ
かで配列することができるということが理解される。

【００３２】図１１は、本発明の原理により構成された別の照明装置７２０を示す。照明装
置７２０は、保護スリーブ７２４によって囲まれた光導波路７２２を含む。光導
波路７２２は、構造化された外側表面７２８および平滑内側表面７３０を有する
円筒壁７２６によって形成される。また、光導波路７２２は、円筒壁７２６を通
して光を解放させる複数の光解放構造を含む。好適には、光解放構造は、円筒壁
７２６の構造化された外側表面７２８に供給される網点３６のパターンまたは配
列を備えている。網点３６は、網点を光導波路２２の内側表面３０に適用するた
めに説明した技法と同じような方法で外側表面７２８に適用することができると
いうことが理解される。更に、所望の照明効果を供給するために図４〜８に示し
たパターン、並びにその他のパターンのいずれかを構造化された外側表面７２８
に適用することができるということが理解される。構造化された外側表面２８に
供給された網点３６は、網点された領域の光導波路２２の内部反射率を低減しか
つ屈折によって光導波路７２２から放出するために光に対する窓を本質的に生成
する。

【００３３】図４〜８に示すように、光解放構造は、一般に一次元配列で配列される。光解
放構造が平滑プレーナー側面にあるかプリズム的側面にあるかに係わりなく、光
解放構造３６をよりランダムに配列することができるということが、代替実施形
態で理解される。また、光解放構造は、３６０度光抽出を供給しないように、或
いは光導波路の全長に沿って光抽出を供給しないように配列することもできる。
また、方向性照明を供給するために、光解放構造のパターンを光導波路の部分円
弧（例えば、１８０度円弧）に供給することもできる。かかる実施形態では、光
解放構造の“窓”なしをパターン部分円弧の反対側に供給することができる。光
解放構造によって反射された光は、窓を通して指向される。パターン部分円弧の
後ろ（例えば、保護スリーブ）に供給された後方反射器は、窓を通して光を更に
指向するために用いることができる。

【００３４】図１に再び参照すると、ライトコンジット２０の外側スリーブ２４は、比較的
薄い、可撓性材料で作られるのが好ましい。一つの非限定実施形態では、スリー
ブ２４は、約０．０２０インチの厚みを有するポリカーボネートのシートで作ら
れる。その他の実施形態では、厚みは、０．００８〜０．０４インチの範囲であ
ることができる。スリーブ２４は、縦継目で接続されるスリーブ２４の縦端部を
有する一般的に管状形状を形成するために巻かれることが好ましい。継目を確保
するために接着剤、接着テープ、超音波溶接またはレーザ溶接を用いることがで
きるということが理解される。ある実施形態では、スリーブ２４の縦端部は、互
いに重なり合うことができる。更なるその他の実施形態では、スリーブ２４は、
継目なしの、単体チューブとして押出し成形されるかさもなければそのように形
成することができる。

【００３５】ある実施形態では、スリーブ２４は、光導波路２２のまわりに摩擦力によって
保持することができる。代替的に、図１２は、スリーブ２４が接着剤６０によっ
て光導波路２２に接続される照明装置２０’を示す。この実施形態では、接着剤
６０は、光導波路２２の外周のまわりに間隔をおいて配置された３つ以上の離散
的場所においてスリーブ２４と光導波路２２の間の結合を形成する。この実施形
態に示すように、プリズム先端の大部分は、外側スリーブ２４に結合される（例
えば、図１２は、スリーブに結合された先端の全てを示す）。代替的に、接着剤
の連続コーティングは、全反射および光搬送が達成されるように接着剤と光照明
薄膜／プリズム薄膜との間に屈折率の差がある限り、溝を埋めるプリズム薄膜の
全てまたは一部に円周に沿って適用することができる。ある実施形態では、接着
剤は、光導波路２２から光抽出を供給するために用いることができる。その他の
実施形態では、光抽出を供給するために先に記載したもののような、網点または
その他の光解放構造を用いることができる。

【００３６】スリーブ２４は、透明であることができるということが理解される。もちろん
、その他の仕上げ（例えば、艶消し、彩色または不透明仕上げ）を用いることも
できる。更に、スリーブ２４の内側または外側表面は、所望の照明効果を有する
ライトコンジットを供給するための構造を含むことができる。例えば、保護スリ
ーブ２４の一部（例えば、部分円弧）は、拡散反射材料（例えば、白色塗料）ま
たは鏡面反射材料（例えば、ミラー形表面）のような反射材料で被覆またはさも
なければそれを供給することができる。ある実施形態では、反射材料（例えば、
Ｄｅｌａｗａｒｅ、ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＤｕＰｏｎｔによって作られるＴｙ
ｖｅｋ^ＴＭ）は、保護スリーブ２４と光導波路２２の間に配置することができる
。図１３は、スリーブ２４の内側表面２５に供給される反射または半透明網点３
６’のパターンを有する照明装置２０”を示す。好適には、また、複数の網点３
６がスリーブ２４の網点３６’に向かって光導波路壁を通して光を指向するため
に光導波路２２にも供給される。網点３６’は、装置２０”に所望の外観を供給
するために様々なパターンで配列することができる。例えば、スリーブの網点３
６’は、非均一照明を供給するために装置２０”の長さに沿って延びる勾配で配
列することができる。また、網点３６’は、指向照明のために後方反射器として
機能するために、スリーブの部分円弧に供給することもできるし、または円周勾
配に配列することもできる。更に、その他の実施形態では、スリーブ２４の表面
２５の大部分は、反射材料にパターン化された開口または“穴”を有する反射で
あることができる。光導波路２２と外側スリーブ２４の間に複数の開口を有する
反射ライナーを配置することによって同じ効果を供給することができる。

【００３７】スリーブ２４は、光導波路２２の構造化された側面２８が容易に破損しうるし
かつ埃および湿気に対しても敏感なので重要である。それゆえに、スリーブ２４
は、脆い外側表面２８を保護するように機能する。また、スリーブ２４は、照明
装置２０の取扱い能力を向上することを支援する。

【００３８】ライトコンジット２０の重要な態様は、照明装置２０が可撓性または弾力的に
変形可能であることができるということである。装置２０の好適な使用は、弾力
的に変形した、非円筒構成で照明装置２０を保持することができるように構成さ
れた一般的に硬質な固定具との組合せである。図１４Ａ〜１４Ｄは、それぞれが
一般的に硬質なポリマー材で作られた４つの異なる固定具６２Ａ〜６２Ｄを示す
。用語“硬質”は、固定具が、弾力的に変形した、非円筒形状で照明装置２０を
保持するための十分な強度を有することを意味することが意図される。

【００３９】固定具６２Ａ〜６２Ｄは、透明または不透明であることができるし、かつ艶消
し仕上げ、彩色仕上げのような様々な異なる種類の仕上げまたは様々な装飾用デ
ザインを含むことができる。図１４Ａ〜１４Ｄに示すように、固定具６２Ａ〜６
２Ｄのそれぞれは、単一の部品として押出し成形することができる。（概略的に
示す）照明装置２０は、固定具６２Ａ〜６２Ｄのいずれか一つに挿入することが
できる。例えば、照明装置２０は、変形されかつ固定具６２Ａ〜６２Ｄにまたは
それを通して縦に滑動されるのが好ましい。挿入処理中に、保護スリーブ２４は
、損傷を受けることから光導波路２２の構造化された外側表面２８を防ぐ。固定
具６２Ａ内に挿入された照明装置２０により、固定具６２Ａは、弾力的に変形し
た、一般的に正方形断面構成に装置２０を保持する。固定具６２Ｂ内に挿入され
た照明装置２０により、装置２０は、弾力的に変形した、一般的に三角形断面構
成に固定具６２Ｂによって保持される。固定具６２Ｃ内に挿入された照明装置２
０により、装置２０は、弾力的に変形した、一般的に矩形断面構成に固定具６２
Ｃによって保持される。固定具６２Ｄ内に挿入された照明装置２０により、装置
２０は、弾力的に変形した、一般的にドーム形断面構成に固定具６２Ｄによって
保持される。

【００４０】図１４Ｅは、角に光導波路２２を取り付けるように構成された固定具６２Ｅを
示す。固定具６２Ｅは、一般的に三角形構成に照明装置２０を保持するように構
成される。好適には、電球７０は、照明装置２０の一終端部に少なくとも供給さ
れる。角から離れるように光を指向するために、照明装置２０は、矢印７２で概
ね示された方向に、角から離れるように光を指向するために構成された双方向網
点勾配を有するのが好ましい。かかる双方向勾配を図６に示す。好適には、網点
の最も高い濃度は、照明装置２０の領域７４に隣接して位置決めされる。

【００４１】図１５Ａは、照明装置２０を保持するための二つの個別に対向している部品９
０を有する固定具６２Ｆを示す。前の固定具と同様に、部品９０は、光透過性（
例えば、透明、不透明、等）であるのが好ましい。固定具６２Ｆ内に挿入された
照明装置２０により、固定具の二つの個別に対向している部品９０は、一般的に
楕円形断面形状（図１５Ｂ）に照明装置２０を変形するために一緒にクランプま
たはさもなければ固定される。固定具６２Ｆは、部品９０の間に配置された装飾
用彩色スペーサ９２を有する概してクラムシェル・デザインを有するのが好まし
い。しかしながら、その他の形状（例えば、正方形、矩形、三角形、ひし形、八
角形、六角形、等）を用いることもできるということが理解される。更に、ある
実施形態に対して、三つ以上の部品を有する固定具を用いることができる。

【００４２】図１６は、本発明に原理により構成された二つの照明モジュール２０ａおよび
２０ｂを示す。モジュール２０ａおよび２０ｂは、伸長した長さを有するライト
コンジットを形成するためにモジュールを相互接合させるためのアライメント機
能を含む。アライメント機能は、伸長したライトコンジットの長さに沿って所望
の照明外観を供給するためにモジュールのそれぞれに供給された網点パターンま
たは勾配が互いに位置合せまたは一致することを確保するように構成されるのが
好ましい。図１６に示すように、アライメント機能は、モジュール２０ａおよび
２０ｂの軸終端部に配置されたノッチ２７およびタブ２９を含む。モジュール２
０ａおよび２０ｂが相互接続されるときには、モジュール２０ａのノッチ２７は
、角／回転アライメントがモジュール２０ａおよび２０ｂの間で達成されるよう
に相互接続されたモジュール２０ｂに形成されたタブ２９を受け入れるというこ
とが理解される。モジュール２０ａおよび２０ｂのそれぞれは、照明装置２０ま
たは本明細書の開示したあらゆるその他の照明装置と同様な構成を有することが
できるということが理解される。

【００４３】アライメント機能は、光導波路２２、保護スリーブ２４、個別の抽出装置（例
えば、ライナー５２５）またはそれらのあらゆる組合せに含むことができるとい
うことが理解される。また、長い光導波路長が必要であるときには、個々の光導
波路は、全長に沿って均一な照明を供給する混合抽出勾配（即ち、勾配は、二つ
のパイプが相互接続する場所で、網点濃度がほとんど同じであるように選択され
る）を有することができるということが理解される。また、アライメント機能は
、固定具内の照明装置の回転アライメントを供給するために用いることもできる
。例えば、照明装置は、固定具に供給されるアライメント突起を受け入れる終端
部ノッチを含むことができる。

【００４４】ある実施形態では、照明目的のために本発明の原理による光照明薄膜のフラッ
ト・シートを用いることができる。光抽出パターンは、シートに印刷することが
できるしまたはさもなければそれに適用することができる。保護層は、プリズム
を保護するために照明薄膜のプリズムに結合することができる。また、保護層の
外側（即ち、プリズムから離れるように面する側面）に接着剤を供給することも
できる。これは、ガラス壁のような固定具またはその他の種類の固定具にシート
を貼らせる。

【００４５】上述した記載に関して、本発明の範囲から逸脱することなく特に部品の用いら
れた構成材料および形状、大きさおよび配列において、細部に変更が行われうる
ということが理解されるべきである。明細書および示した態様は、単なる例示で
あると考えるべきであり、本発明の真の範囲および精神は、特許請求の範囲の広
い意味によって示されるということを意図する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理により構成された照明装置の部分破断図である。

【図２】図１の照明装置の端面図である。

【図３】図２の断面線３−３に沿った断面図である。

【図４】本発明の原理に従った光抽出パターンを有する光導波路を示す平
面図であり、図示した光導波路は、縦方向に切断しかつ平坦にしたものである。

【図５】本発明の原理に従った光抽出パターンを有する別の光導波路を示
す平面図であり、図示した光導波路は、縦方向に切断しかつ平坦にしたものであ
る。

【図６】本発明の原理に従った光抽出パターンを有する更に別の光導波路
を示す平面図であり、図示した光導波路は、縦方向に切断しかつ平坦にしたもの
である。

【図７】本発明の原理に従った光抽出パターンを有する更なる光導波路を
示す平面図であり、図示した光導波路は、縦方向に切断しかつ平坦にしたもので
ある。

【図８】本発明の原理に従った光抽出パターンを有する更なる光導波路を
示す平面図であり、図示した光導波路は、縦方向に切断しかつ平坦にしたもので
ある。

【図９】本発明の原理により構成された別の照明装置の端面図であり、照
明装置は、光導波路内に挿入されたライナーに供給された光解放構造のパターン
を有する。

【図１０】本発明の原理により構成された更なる照明装置の端面図であり
、照明装置は、光導波路からの光を解放するための離散的アブレーションのパタ
ーンを有する光導波路を含む。

【図１１】本発明の原理により構成された別の照明装置の端面図であり、
照明装置は、光導波路からの光を解放するためのその外側表面に供給された網点
のパターンを有する光導波路を含む。

【図１２】本発明の原理により構成された別の照明装置の端面図であり、
照明装置は、内側光導波路に結合された外側スリーブを含む。

【図１３】本発明の原理により構成された更なる照明装置の端面図であり
、照明装置は、反射網点のパターンを有する外側スリーブによって囲まれた光導
波路を含む。

【図１４Ａ】正方形固定具内に取付けられた本発明の原理に従った照明装
置を示す。

【図１４Ｂ】三角形固定具内に取付けられた本発明の原理に従った照明装
置を示す。

【図１４Ｃ】矩形固定具内に取付けられた本発明の原理に従った照明装置
を示す。

【図１４Ｄ】ドーム形状固定具内に取付けられた本発明の原理に従った照
明装置を示す。

【図１４Ｅ】角取付固定具内に取付けられた本発明の原理に従った照明装
置を示す。

【図１５Ａ】二分割固定具内に取付けられた本発明の原理に従った照明装
置を示す。

【図１５Ｂ】図１５Ａの照明装置の端面図である。

【図１６】本発明の原理により構成された一対の照明モジュールを示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１４年５月１６日（２００２．５．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】概ね平滑な内側および構造化された外側を有する壁を含み、
該構造化された外側が光導波路の長さに沿って延びる溝を画定する複数のプリズ
ムを含む、中空光導波路と、前記光導波路の外周のまわりに間隔をおいて配置された少なくとも３個所で該
光導波路の前記構造化された外側に結合された保護外側スリーブとを備えている光搬送装置。
【請求項２】前記光導波路の前記壁を通して該光導波路から光を解放させ
るために該光導波路の前記内側および外側の少なくとも一つに隣接して供給され
る光解放構造を更に備えている、請求項１に記載の光搬送装置。
【請求項３】前記光解放構造は、複数の光解放網点を備えている、請求項
２に記載の光搬送装置。
【請求項４】前記光解放構造は、複数の光解放線を備えている、請求項２
に記載の光搬送装置。
【請求項５】前記光解放構造は、前記光導波路に印刷された複数の光解放
構造を備えている、請求項２に記載の光搬送装置。
【請求項６】前記外側スリーブは、接着剤により前記光導波路に結合され
る、請求項１に記載の光搬送装置。
【請求項７】前記プリズムの大部分は、前記外側スリーブに結合される、
請求項１に記載の光搬送装置。
【請求項８】前記光導波路の前記壁は、可撓性光薄膜により形成され、か
つ前記外側スリーブは、可撓性ポリマー層を備えている、請求項１に記載の光搬
送装置。
【請求項９】前記外側スリーブは、透明である、請求項１に記載の光搬送
装置。
【請求項１０】前記外側スリーブは、艶消し仕上げを有する、請求項１に
記載の光搬送装置。
【請求項１１】前記外側スリーブは、反射材料を含む、請求項１に記載の
光搬送装置。
【請求項１２】前記反射材料は、前記外側スリーブに印刷された反射材料
のパターンを備えている、請求項１１に記載の光搬送装置。
【請求項１３】前記反射材料は、複数の網点を備えている、請求項１１に
記載の光搬送装置。
【請求項１４】前記外側スリーブは、半透明材料を含む、請求項１に記載
の光搬送装置。
【請求項１５】前記接着剤は、前記光導波路から光抽出を供給する、請求
項６に記載の光搬送装置。
【請求項１６】前記光搬送装置は、該光搬送装置を回転して位置合せする
ためのアライメント構造を含む、請求項１に記載の光搬送装置。
【請求項１７】前記アライメント構造は、前記光導波路および前記スリー
ブの少なくとも一つから軸方向に突出する突出部を備えている、請求項１６に記
載の光搬送装置。
【請求項１８】前記アライメント構造は、前記光導波路および前記スリー
ブの少なくとも一つにより画定される端部ノッチを備えている、請求項１６に記
載の光搬送装置。
【請求項１９】実質的にプリズムの全ては、前記外側スリーブに結合され
る、請求項１に記載の光搬送装置。
【請求項２０】概ね平滑な内側および構造化された外側を有する壁を含み
、該構造化された外側が光導波路の長さに沿って延びる溝を画定する複数のプリ
ズムを含む、可撓性中空光導波路と、前記光導波路の前記構造化された外側を囲んでいる可撓性保護外側スリーブと
、弾性的に変形した、概ね非円筒の構成に前記中空光導波路を保持するための固
定具とを備え、前記外側スリーブは、前記光の前記構造化された外側が前記固定
具に接触することを防ぐ、光分散システム。
【請求項２１】前記外側スリーブは、前記光導波路に結合される、請求項
２０に記載のシステム。
【請求項２２】前記外側スリーブは、接着剤により前記光導波路に結合さ
れる、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】前記外側スリーブは、少なくともいくつかの円周方向に離
間した場所で前記光導波路に結合される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】前記プリズムの大部分は、前記外側スリーブに結合される
、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】実質的にプリズムの全ては、前記外側スリーブに結合され
る、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】前記光導波路の前記壁は、可撓性光薄膜により形成され、
前記外側スリーブは、可撓性ポリマー層を備えている、請求項２０に記載のシス
テム。
【請求項２７】前記外側スリーブは、透明である、請求項２０に記載のシ
ステム。
【請求項２８】前記外側スリーブは、艶消し仕上げを有する、請求項２０
に記載のシステム。
【請求項２９】前記外側スリーブは、反射材料を含む、請求項２０に記載
のシステム。
【請求項３０】前記反射材料は、前記外側スリーブに印刷された反射材料
のパターンを備えている、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】前記反射材料は、複数の網点を備えている、請求項２９に
記載のシステム。
【請求項３２】前記外側スリーブは、半透明材料を含む、請求項２０に記
載の光搬送装置。
【請求項３３】前記固定具は、概ね正方形断面構成で前記光導波路を保持
する、請求項２０に記載の光搬送装置。
【請求項３４】前記固定具は、概ね矩形断面構成で前記光導波路を保持す
る、請求項２０に記載の光搬送装置。
【請求項３５】前記固定具は、概ね三角形断面構成で前記光導波路を保持
する、請求項２０に記載の光搬送装置。
【請求項３６】前記固定具は、概ねドーム形断面構成で前記光導波路を保
持する、請求項２０に記載の光搬送装置。
【請求項３７】概ね平滑な第１側面および複数の並行溝を画定する複数の
プリズムを含む構造化された第２側面と、前記光薄膜の前記プリズムの少なくともいくつかに結合された可撓性保護層と
を備えている、光薄膜。
【請求項３８】前記保護層は、接着剤により前記プリズムに結合される、
請求項３７に記載の光搬送装置。
【請求項３９】前記プリズムの大部分は、前記保護層に結合される、請求
項３７に記載の光搬送装置。
【請求項４０】実質的にプリズムの全ては、前記保護層に結合される、請
求項３９に記載の光搬送装置。
【請求項４１】前記保護層は、可撓性ポリマーシートを備えている、請求
項３７に記載の光搬送装置。