JP2011503771A - 変動する厚さを持つ光源 - Google Patents

Abstract

光源のための装置と方法を開示する。同装置は、光抽出機能を含む光ガイドと、光ガイドの端近辺に据えられる少なくともひとつの光源とを有する。光源からの光は光抽出機能によって偏向され、光源の表面に沿うよう予め定められたパターンで発出する。光源は異なる部分において異なる厚みを有する。

Description

本願は、インド、ムンバイにて2007年7月5日に出願された「シートの形状を持つ光源」と名称された仮特許Ｎｏ．1285/MUM/2007に基づく優先権を主張する。

本発明は投光システムに関する。特に、本発明は変動する厚さを持つ光源のための装置と方法に関連する。

投光は視認目的で物体を照らすために使用され、写真術、顕微法、科学上の目的、エンターテインメント製作(劇場、テレビ、および映画を含む)、画像の投射のために使用され、ディスプレイのバックライトとして使用される。先端もしくは単一次元的な光源の形状を持つ諸システムが投光目的で使用される。このような諸システムは幾つもの不利益を保持する：光源の光の強度が部屋や環境のその他の部分の強度と比較して非常に高く、このため、このような光源は目に痛みをもたらす。このような源泉はまた、目に心地の良くない非常に鋭い物体の影を投じ、写真術やエンターテインメント製作などの適用に好まれない場合がある。このような源泉はまた、テーブル面、テレビのフロント・パネル、モニター・フロント・パネルなどの表面上に、ぎらつきを生じる。

シートの形状で、光源としての役割を果たす諸システムが存在する。家庭照明用蛍光灯は、ぎらつきを減少するために、散布パネルで覆われている場合がある。これらのシステムはかさばる。これらはまた透明ではない。傘反射材のような散布材および散布反射材は、写真術および映画術で光源として使用されるが、これらは、均一照明の近似に過ぎない。

LCDスクリーンのようなフラット・パネル・スクリーンのバックライトは、均一、もしくはほぼ均一な光を提供する。LCDスクリーンを後方から照らすための優先的解決策のひとつは、光を抽出するための点もしくはプリズムのような形を幾つか印刷した、もしくは、大量の光散布粒子を分散した、シート形状を持つ光ガイドを保持することである。この光ガイドは、高屈折率素材をふたつの低屈折率素材の間に挟むことで形成される。光は、シートのひとつもしくはそれ以上の端よりガイドされる。

図１Aは、先行技術における光源199を図解する。光は光散布材を大量に使用することで、光ガイド104から抽出される。

図１Bは、先行技術における大量の光散布材102を保持する光源199を前から見た様に図解する。光ガイド104は大量に分散した光散布材102を含む。光散布材は光散布材粒子のまばらな集縮を含む。光散布材の集縮は端近辺に据えられた枢要な光源(非明示)から投光された時に、表面から均一な発出が実現するようにその位置で機能するよう変化される。光散布材の集縮は、光ガイド104を前から見た場合、概して透明となる程度である。しかし、枢要な光源から離れた場の断面図における光散布材粒子の全体数は、枢要な光源近辺の光散布材粒子の数よりも、多い。よって、光源199は枢要な光源近辺で一層透明であり、離れた場で透明度は低くなる。透明な光源は高能率に分極化した光源、高能率に視準された光源、シートの光源の中で組みとなる高能率な線形光源、高能率な半透明ディスプレイ、高能率マルチ・カラー光源などの適用において利用される。透明度を向上するために、光ガイドは一層薄くすることができるが、一層薄い光ガイドの中で光を組みにすることは難儀である。よって、現在の技術で利用可能な光源よりも、一層透明な光源に対する需要が存在する。

現在の技術の中で可能であるものよりも、光ガイドのために一層少ない材料を使用して光源を作る需要もまた存在する。一層少ない材料を使用することはコストを減少させ、また環境的な影響を減少させる。使用材料を減少させるために、光ガイドは一層薄くすることも可能であるが、一層薄い光ガイドの中へと光を組むことは一層難儀である。

図1 Cは、先行技術における散布材102を大量に保持する光源199を側面から見たように図解する。光ガイド104は大量に分散された光散布材102を含む。

光はまた、下記のように、異なる屈折率を持つシート間のインターフェイス群からのフレスネル反射を使用して抽出することができる。

図2Aは、例示的な光源299を図解する。この光源299は光ガイド204を備える。光ガイド204は透明シート202と透明シート203のような、異なる屈折率を持つ透明なシートを有する。透明シートは、光ガイド204の側面との間に特定の角度をなす。枢要な光源(非明示)によって生成した、すべての光線は、光ガイド204を横切る。傾けられた透明シート間の各インターフェイス、例えばシート202と203間のインターフェイスにおいては、光線は部分的に光ガイド204から外へ反射され、部分的に次のシートの中へ屈折して入る。反射された光線は光ガイド204の外へ発出する。個々のシートの屈折率、傾斜、そして厚さを変化させることにより、発出する光線群は予め定められたひとつの光発出パターンを形成する。光散布粒子を持つ光ガイドの場合と同様に、均一な投光を産出する光源299は、枢要な光源群に近づくにつれ、一層透明であり、それらから離れるにつれ、透明度が低くなる。

図2Bは、例示的な光源299を前から見たように図解する。光源299は光ガイド204を有する。光ガイド204は透明シート202と透明シート203というように、異なる屈折率を持つ透明シート群を有する。

図2Cは、例示的な光源299を、側面から見たように、図解する。光源299は光ガイド204を有する。光ガイド204は、透明シート201と透明シート203のような、異なる屈折率を持つ透明シート群を有し、これらは光ガイド204側面との間に特定の角度を形成する。

光源のためのひとつの装置と方法を開示する。本装置は光抽出機能を含む光ガイドと、光ガイド端近辺に据えられる少なくともひとつ以上の光源を有する。光源からの光は光抽出機能により偏光され、光ガイドの表面に沿って予め定められたパターンで発出する。光ガイドは異なる部分において異なる厚さを有する。

実装および要素の組み合わせに関する様々な詳細を含む、上記のそしてその他の好ましい機能は、添付図面への参照と共にさらに特別に解説され、請求の中で指摘される。ここで解説される特定の方法とシステムは、図解という手段によってのみ明示されており、限定を明示するものでない点を理解されたい。当業者によって理解されるように、ここで解説される原理と機能は、この発明の範囲から乖離することなく数々の様々な実施態様において用いることができる。

現在の仕様の一部として含められた添付図面は、現在の好ましい実施態様を図解し、上記にて与えられた一般的な解説と、下記にて与えられる好ましい実施態様の詳細な解説と共に、本発明の原理を説明、教育する機能を努める。

図１Aは、先行技術における光源を図解する。図１Bは、先行技術における光散布材を大量に持つ光源を前から見たように図解する。図1Cは、先行技術における光散布材を大量に持つ光源を側面から見たように図解する。 図2Aは、例示的な光源を図解する。図2Bは、例示的な光源を前から見たように図解する。図2Cは、例示的な光源を側面から見たように図解する。 図3は、一実施態様における光ガイドを図解する。 図4Aは、一実施態様における光ガイドを前から見たように図解する。図4Bは、一実施態様における光ガイドを側面から見たように、図解する。 図5は、一実施態様における光ガイドを図解する。 図6は、一実施態様における光ガイドの例示的な要素を図解する。 図7は、一実施態様における光源を図解する。 図8は、一実施態様における鏡射した光源を側面から見たように図解する。 図9は、一実施態様における光源を側面から見たように図解する。 図10は、一実施態様における様々な厚さを持つ光ガイドの製造の例示的なプロセスを図解するフロー・ダイアグラムである。 図１１Aは、一実施態様におけるシートの一対を図解する。図１１Bは、一実施態様における湾曲したシートの一対を図解する。図１１Cは、一実施態様における複合シートを図解する。図１１Dは、一実施態様における光ガイドを図解する。 図12は、一実施態様における様々な厚さを持つ光ガイドの製造の例示的なプロセスを図解するフロー・ダイアグラムである。 図13Aは、一実施態様におけるコンテナと湾曲した物体とを有するひとつの装置を図解する。図13Bは、一実施態様におけるコンテナ、湾曲した物体、液体を有するひとつの装置を図解する。図13Cは、一実施態様におけるコンテナと必要な粒子集縮性質を持つシートとを有するひとつの装置を図解する。図13Dは、一実施態様における光ガイドを図解する。 図14は、一実施態様における光源を図解する。

光源のためのひとつの装置と方法を開示する。本装置は光抽出機能を含む光ガイドと、光ガイドの端近辺に据えられる少なくともひとつ以上の光源を有する。光源からの光は、光抽出機能により偏光され、光ガイドの表面に沿って、予め定められたパターンで発出する。光ガイドは異なる厚さを異なる部分で持つ。

図3は、一実施態様における光ガイド399を図解する。光ガイド399は透明な材料によって作成される。光ガイド399は、異なる厚さを異なる部分で持つ。

枢要な光源群 (非明示) が光を、光ガイド399の端から中へと組みあわせる。一対の光は光ガイド399を横切り、光ガイドに在する光抽出機能により抽出される。一実施態様では、光抽出機能は光散布材を有する。ひとつの光散布材は、金属的、有機的粒子、もしくはその他の粉末もしくは色素、透明な粒子、透明な泡などの光分散粒子を有し、屈折、反射、そして四散により光を偏光する。別の実施態様の中で、光抽出機能は様々な屈折率を持ち傾けらけれた透明な層を有する。別の実施態様では、光抽出機能は光ガイド399の表面上の刻印、プリズム、形、マイクロ・レンズなどの抽出機能を有する。

一実施態様の中で、光抽出機能は、枢要な光源に近い所在と比べ、枢要な光源から離れた所在で、一層高い比重で存在する。光ガイド399は、一層高比重の光抽出機能が使用されている場所では一層薄くなっており、さもなければ失われてしまう外部光への透明度を補う。よって、光ガイド399全体に及び一層の透明度が与えられる。枢要な光源の近くでは、低比重の光抽出機能が使用されるため、光ガイド399は枢要な光源の近くで一層厚く作成することができる。すなわち、枢要な光源からの光を、光ガイド399の中へと組みにすることが効率的となる。

光ガイド399はまた、従来の光源の光ガイドよりも、一層少ない材料を使用して作成することができるため、コストが節約され、環境の影響が減少する。

図4Aは、一実施態様における光ガイド499を前から見たように図解する。光ガイド499は透明な材料によって製成される。光ガイド499は、大量に分散された光散布材402を含む。光が、光ガイド499のひとつ以上の端近辺に据えられたひとつ以上の線形光源によって投光される際に、光ガイドから予め定められたパターンで発出するように、光散布材402の集縮は光ガイド499に渡って変化される。光散布材は、金属的、有機的、もしくはその他の粉末、色素、透明な粒子、透明な泡などの光分散粒子を有し、屈折、反射、四散により光を偏光する。一実施態様の中で、光散布材402の集縮はまばらであり、前から見た場合、光ガイドは概して透明である。

代わりの実施態様の中では、様々な屈折率を持つ傾斜した透明層、表面上の刻印や形状など、光散布材以外の光抽出機能が使用される。

図4Bは、一実施態様における光ガイド499を側面から見たように図解する。光ガイド499は透明な材料によって作成される。光ガイド499は、大量に分散された光散布材402を含む。光ガイド499の厚さは、光ガイド499の異なる部分で異なる。光ガイド499の厚さは、光散布材粒子の集縮が一層少ない部分の厚さよりも、光散布材402の集縮が一層多い部分でより薄い。一実施態様の中で、光ガイド499一部の中の、光ガイド499の厚さの確定値、およびその部分での光散布材402の集縮は、予め明確化された定数よりも低く保たれている。この確定値は、光ガイド499の不透明度、それを横切って移動する光、すなわち、ひとつの面から来入し、もうひとつの面から表出する光におおよそ比例する。この確定値を一定の予め明確化された定数よりも低く保つことにより、もうひとつの定数よりも不透明度を低くすることが可能となる。特定の実施態様の中で、断面図に沿った光散布材の厚さは、集縮に反比例する。

図5は、一実施態様における光ガイド599を図解する。光ガイド599は透明な材料によって作成される。これは、湾曲した面508と平らな面506を持つ。つまり、光ガイド599は、異なる部分で異なる厚さを持つ。別の一実施態様では、面508と面506は、双方、湾曲している。

図6は、一実施態様における光ガイドの例示的な要素699を図解する。光ガイド要素699は、光ガイド同等の厚さと横幅を持つが、非常に小さい高度を持つ。光600は、要素699に入る。光の幾つかは分散し、投光ライト602として光ガイドを表出し、残りの光604は次の光ガイド要素へと移動する。来入する光600の力は、分散した光602と、次の光ガイド要素へと続く光604との、力の総和に合致する。要素699に来入する光600に対する分散された光602の分数と、要素699の高度の比率は、要素699の容量消散係数である。要素699の高度が減少するごとに、容量消散係数は定数に接近する。この要素699の容量消散係数は、要素699での光抽出機能の比重と一定の関連を持つ。関連は実施態様の中で、線形関連、すなわち、直接的な比率として概算することができる。一実施態様の中で、光抽出機能は、光散布材を有し、光抽出機能の比重は光散布材粒子の集縮である。別の一実施態様の中で、光抽出機能は個別の屈折率を持つ透明な材料の層を有し、光抽出機能の比重は層の空間的頻度となる。透明な層の場合では、容量消散係数はまた、二層間のインターフェイスの反射性に依存する。容量消散係数と光抽出機能の比重との関連は、要素699の容量消散係数を、要素699の光抽出機能の比重によって評価することを可能にし、そしてまたその逆を可能にする。よって、光抽出機能の特定の設定が与えられた場合、様々な光ガイド要素での容量消散係数を評価することが可能となり、これは光発出パターンを探すことに利用できる。逆に、発出されるべき光パターンを知ることで、様々な光ガイド要素で必要とされる容量消散係数を計算することができ、比重および光抽出機能の他のパラメーターを設定することに利用できる。

要素699の高度が減少するにつれ、発出する光602の力も比例して減少する。要素699高度と発出光602の力との比率は、要素の高度が減少するにつれ定数に近づくが、この比率が要素699における発出線形照射量である。要素699における発出線形照射量は、容量消散係数 x 来入光の力 (例えば、要素を通じて移動する光の力) である。要素699を通じて移動する光の力の勾配は、発出線形照射量の負である。これらの二つの関連は、ひとつの微分方程式を与える。この方程式は “dP/dh = -qP = -K” の形で提示することができる。ここにおいて:

hは、枢要な光源の近くに据えられた光ガイド端から光ガイド要素までの距離である。
Pは、その要素を通してガイドされる、光の力である。
qは、その要素の容量消散係数である。
Kは、その要素の発出線形照射量である。

この方程式は、各要素での容量消散係数が与えられた場合に、発出線形照射量を見つけるために使用される。この方程式はまた発出線形照射量が与えられた場合に、各要素の容量消散係数見つけることに使用される。特性の発出線形照射量を持つ、特定の光源を設計する際、光源の各要素における容量消散係数を裁定するために上記の微分方程式は解かれる。この式から、光ガイドの各光ガイド要素での光抽出機能の比重は裁定される。このような光ガイドは、必要とされる線形発出パターンを光源に与えるために使用される。

図7は、一実施態様における光源799を図解する。光源711が、光ガイド704の端に据えられている。一実施態様において、反射する表面709は、光源711からの光を、光ガイド704の中へと組みあわせる。一実施態様において、反射する表面709は、光ガイド704を表出する光を光ガイド704の中へと組み戻す。一実施態様において、反射する表面709はその形が放物線状、もしくは放物線的円柱であり、光源711はその焦点に据えられる。反射表面709と随意の鏡面707は、光を反射するためのあらゆる一般的な手段であることができ、これには金属面、分布ブラッグ反射板、ハイブリッド反射板、全内反射板、全方位反射板などが含まれる。随意のクラッド材706は、光ガイド704よりも一層低い屈折率を持つ。クラッド材706は、いかなる材料でも作成することができ、空気もしくはバキュームを有することもある。

一実施態様において、鏡面707は、光ガイドを表出する光の一部を反射し、これにより全ての光が光ガイド704のひとつの表面から発出する。一実施態様において、鏡面707は光ガイド704の曲度に同調するように湾曲している。別の一実施態様において、光ガイド後側の鏡面は湾曲しておらず、平面状の鏡面であることができる。さらに別の一実施態様において、鏡面はひとつの形状で作成され、光ガイド704を通じて見た場合、鏡面中の光ガイド704のイメージの形の歪みを正す。一実施態様において、鏡面はひとつの形状で作成され、鏡面と光ガイド704は共同で、おおよそ歪みの無い平面の鏡面を光学的に擬態する。

もし、光ガイド799の中で光抽出機能の均一な比重が使用される場合、発出する線形照射量は、高度に対して指数関数的に低下する。発出する均一な線形照射量は光抽出機能の比重を選ぶことで近値化することができ、それにより、光源近辺の端から反対側の端への力の低下が最小化される。一実施態様において、力の損失を減少し、また発出する力の均一性を向上させるため、反対側の端から光は光ガイドの中へと反射し戻される。代わりの実施態様において、もうひとつの光源が光を反対側の端へと供給する。

均一な投光を得るために、容量消散係数と、ここから得られる光抽出機能の重量は、光ガイド799の長辺に渡って変化させられなければならない。光抽出機能702の重量は、光ガイド704の光源の端708から反対側の端まで、まばらな状態から密な状態へと変化する。一実施態様において、容量消散係数はq = K/(A-hK)であり、ここでAは光ガイド799の中に入る力で、Kは各光ガイド要素における発出線形照射量であり、均一な投光のための定数である。もし、光源の総高度がHである場合、HとKの積はA以下でなければならない。例えば、発出される力の総和は、光ガイドの中に入って行く力の総和よりも、少なくならなければならず、こうした場合において、上記の解法は実行可能となる。もし、光ガイドの中へ入って行くすべての力が投光のために利用されるとすれば、HとKの積はAと等しくなる。一実施態様において、HとKの積は、Aよりもほんの僅か少なく保たれ、その結果、少しの力のみが浪費され、さらに容量消散係数は常に有限となる。一実施態様において、光ガイドの厚さは容量消散係数の逆数に比例して変化している。

もし、光源711から発出する光の力が変化したとしても、発出の同じパターンが維持される。例えば、光源711が測定された力の半分を供給する場合、光ガイド704の各要素は各個、測定された力の半分を発出する。均一光源として機能するように設計された光ガイドは、その光源もしくは複数の光源群の力を変更することにより、力のあらゆる測定において均一光源として機能する。もし、二つの光源が存在する場合、この効果を得るためにそれぞれの力は直列にて変化させられる。

図8は、一実施態様における鏡射光源899を側面から見たように図解する。透明材料の光ガイド804は、その中においてまばらに光抽出機能802を配分している。光ガイド804は、随意のクラッド材806よりも一層高い屈折率を持つ。随意のクラッド材806は、あらゆる材料で作成することができ、空気もしくはバキュームを有することもある。光ガイド804は異なる厚さを異なる部分で持っており、光抽出機能の一層少ない比重を持つ部分よりも、光抽出機能の一層多くの比重を持つ部分でより少ない厚みを持つ。光源811は光ガイド804の片方の端に据えられる。一実施態様において、反射面809は光源811からの光を光ガイド804の中へ組みあわせる。一実施態様において、反射面809は、光ガイド804を表出する光を、光ガイド804の中へと組み戻す。一実施態様において、反射面809は、その形が放物線状もしくは放物線的円柱であり、光源811はその焦点に据えられる。光ガイド804のもう片方の端は、鏡面端808であり、これにより、光は光ガイド804の中へと光を反射し戻す。鏡面端808において鏡面を使用することにより、光ガイド802の中の光抽出機能802の比重の高い変化は必要ない。反射面809、付随鏡面807、そして鏡面808は、あらゆる一般的な手段であることができ、これには金属面、分布ブラッグ反射板、ハイブリッド反射板、全内反射板、全方位反射板などが含まれる。光812は反射もしくは全内反射によって、光ガイドの中へガイドされる。光ガイド804の中の光814は、光抽出機能802によって偏光され、発出ライト816の形で光ガイドの外へと表出する。

一実施態様において、鏡面807は光ガイドを表出する光の一部を反射し、その結果、全ての光は光ガイドのひとつの表面から発出する。一実施態様において、鏡面807は光ガイド804の曲度に同調するように湾曲している。別の一実施態様において、光ガイド後側の鏡面は湾曲しておらず、平面状の鏡面であることができる。さらに別の一実施態様において、鏡面はひとつの形状で作成され、光ガイド804を通じて見た場合の鏡面中の光ガイド804のイメージの形の歪みを正す。一実施態様において、鏡面はひとつの形状で作成され、鏡面と光ガイド804は共同でおおよそ歪みの無い平面の鏡面を光学的に擬態する。

光源899の中で均一投光を得るための容量消散係数は:

q = 1/sqrt ((h-H)＾2 + D/K＾2)

ここで、D = 4A (A-HK) である。

図9は、一実施態様において、光源999を側面から見たように図解する。透明な材料による光ガイド904は、その中でまばらに光抽出機能902を配分している。光ガイド904は随意のクラッド材906よりも一層高い屈折率を持つ。随意のクラッド材906は、あらゆる材料を用いて作成することができ、空気やバキュームを含む場合がある。光源910と911は光ガイド904の反対側の端に据えられる。一実施態様において、反射面908と909は光を光源910と911のそれぞれから、光ガイド904の中へと組む。一実施態様において、反射面908と909は光ガイド904を表出する光を光ガイド904の中へと組み戻す。一実施態様において、反射面908と909は、その形が放物線状もしくは放物線的円柱であり、光源910と911は、それぞれ、それらの焦点に据えられる。反射面908と909、付随鏡面907はあらゆる一般的な手段であることができ、これには金属面、分布ブラッグ反射板、ハイブリッド反射板、全内反射板、全方位反射板などが含まれる。光912は、反射もしくは全内反射によって、光ガイドの中へガイドされる。光ガイド904の中の光914は、光抽出機能902によって偏光され、発出ライト816の形で光ガイドの外へと表出する。

一実施態様において、鏡面907は、光ガイドを表出する光の一部を反射し、その結果、全ての光は光ガイドのひとつの表面から発出する。一実施態様において、鏡面907は光ガイド904の曲度に同調するように湾曲している。別の一実施態様において、光ガイド裏の鏡面は湾曲しておらず、平面状の鏡面であることができる。さらに別の一実施態様において、鏡面はひとつの形状で作成され、光ガイド904を通じて見た場合の鏡面中の光ガイド904のイメージの形の歪みを正す。一実施態様において、鏡面はひとつの形状で作成され、鏡面と光ガイド904は共同でおおよそ歪みの無い平面の鏡面を光学的に擬態する。

二つの光源910と911を使用することにより、光ガイド中の光抽出機能902に高い比重の変化は必要ない。図6と関連して、上記で提供される微分方程式は光源910と911の各個に向けられる発出線形照射量を得るために独立的に利用される。これら二つの発出線形照射量の和が、特定の光ガイド要素における総発出線形照射量を提供する。

光源999の均一投光は、容量消散係数q = 1/sqrt ((h-H/2)＾2 + C/K＾2)によって得られ、ここで、sqrtは平方根関数、＾は累乗に該当し、Kは光源単位の平均発出線形照射量(つまり数字的には各要素における総発出線形照射量の半分に同等)であり、C = A (A-HK)である。

図10は、一実施態様における異なる厚さを持つ光ガイドを製造する例示的なプロセス1099を図解するフロー・ダイアグラムである。複数のシートが提供され、各シートは予め定められた光散布材の集縮を持つ。(lθlθ) これらのシートは、光散布材を持つ湾曲したシートを作るために、加熱、鋳造、押印などにより屈曲される。(1020) 代わりの実施態様において、光散布材を持つ湾曲したシートは、湾曲した鋳型の中での鋳造または射出形成、湾曲した鋳型の中での重合反応、ブローイングなどの、他の手段により製造される場合がある。湾曲したシート群は隣り合って据えられ、シート間の空間は、透明材料、透明糊、重合反応、もしくは湾曲したシートと同じ材料を使用し、ブリッジングされ、複合シートを成している。(1030) 一実施態様において、シート群は透明な重合体によって作成され、シート間の空間は、同じ材料による予め重合化された溶液によって埋められ、複合シートを形作るために重合化反応が完了する。随意的手順の中で、複合シートの中の光散布材は熱の適用により厚みの中へと分散する。(1040)

一実施態様において、湾曲したシート間のブリッジを構成する材料は光散布材を含まない。少なくとも、湾曲したシートのひとつは最終光ガイドひとつの表面と同じ形を持った、少なくともひとつの表面を持つ。これにより、形成された光ガイドは光散布材の変化をする集縮と光散布材の集縮に反比例で変化する厚さを持つ。

図１１Aは、一実施態様におけるシートの一対1199を図解する。シート1106とシート1108は、透明な材料によって作成され、その中に分散された光散布材1102を持つ。一実施態様において、光散布材は全てのシート1106とシート1108の一群を通じて、均一に分散される。

図１１Bは、一実施態様において、湾曲したシート1197の一対を図解する。光散布材を中に分散した透明なシートの一対は、シート1110とシート1112を形作るために、湾曲されている。別の一実施態様において、シートの一対はシート1110と1112の形に直接鋳造されている。一実施態様において、ひとつのシートのみが屈曲されている。

図１１Cは、一実施態様において、複合シート1197を図解する。光散布材を中に分散した湾曲したシート1114の一対が複合シート1197を形作るために一緒に結合されている。ブリッジ1120が、湾曲したシート1114の間の溝を埋め満たしている。一実施態様において、ブリッジ1120はシート1114の一対と同じ材料から成る。別の一実施態様において、ブリッジ1120は透明な糊である。一実施態様において、湾曲したシート1114の一対は透明重合体によって作成されており、シート1114の一対の間の空間は、同じ材料による予め重合化された溶液によって埋められており、複合シート1197を形作るために重合化反応が完了する。一実施態様において、複合シート1197は本発明の光源の光ガイドとなる。

図１１Dは、一実施態様における光ガイド1196を図解する。湾曲したシートとブリッジを有する複合シート中の光散布材は複合シートの厚みを通じて分散し、これにより、光散布材を含んだ異なる厚みを持つ光ガイド1196を形作る。一実施態様において、複合シートは加熱され、光散布材は液体もしくは粘性のある複合シートを通じて散布し光ガイド1196を形作る。

図12は、一実施態様において、異なる厚さを持つ光ガイド製造の例示的なプロセス1299を図解するフロー・ダイアグラムである。光散布材の特定の集縮を持つひとつの湾曲した物体が、コンテナの中に挿入されている。(1210) 湾曲した物体は、鋳造、射出形成、鋳造重合化、マシーニングのようなプロセスによって製造することができる。鋳造、射出形成、そして鋳造重合化のようなプロセスは、コンテナそのものの中で実行することができ、形成された湾曲物体を、コンテナ中にすでに存在させることができる。特定な粒子の集縮を持つ液体が、湾曲した物体上に注ぎこまれる(1220)。この液体は、湾曲物体と合併、混合し、そのうちに凝固し、必要な光散布材の集縮性質を持つシートを形作る。(1230) 一実施態様において、液体の凝固が完了する前に、湾曲した物体は、液体の中へと散布する。凝固は、液体を冷却すること、もしくは重合化、もしくは他の物理的、化学的手段により得られる。凝固のプロセスは、制御された温度、もしくは重合化スケジュール、もしくは、液体中における固体の物理的散布レートが、時間機能として制御されるような他のプロセスを使用する。これに随意して、凝固の最中、光散布材は物理的散布により、また代わりの実施態様においては浮揚力、対流、非均一散布レート、および他の力によって、泳動を経験する。凝固シートは予め定められた形へ切り取られ、異なる厚さを持つ光ガイドを形作る。(1240)

図13Aは、一実施態様における、コンテナ1300および湾曲した物体1302を有する装置1399を図解する。光散布材粒子の特定の集縮を持つ湾曲した物体1302がコンテナ1300に挿入されている。湾曲した物体1302の形状は、製造プロセスの最後にて必要となる粒子集縮性質のために、設計される。これにより、湾曲した物体1302は、コンテナ1300と合わせ、製造プロセス中の鋳型としての役割を果たす。

図13Bは、一実施態様における、コンテナ1300、湾曲した物体1302、そして液体1308を有する装置1398を図解する。特定な集縮をみせる光散布材1312を持つ液体1308は、コンテナ1300と湾曲した物体1302によって形成された鋳型に注がれる。液体1308の中の粒子の集縮は湾曲した物体1302の中の粒子の濃縮と異なる。

図13Cは、コンテナ1300と必要な粒子集縮性質を持つシート1306を有する装置、1397を図解する。湾曲した物体の入ったコンテナに注がれる液体は凝固し、必要な粒子集縮性質を持つシート1306を産出する。一実施態様において、凝固は重合化もしくは液体の冷却によって実施される。一実施態様において、液体はプラスティックの単量体であり、さらに重合化される。

一実施態様における、湾曲した物体とコンテナ中の液体は液体が完全に凝固する前に、互いの中に散布し合う。散布は湾曲した物体によってもたらされ、部分的もしくは完全に、液体の中で分解する。この分解をもたらすために液体を加熱することができる。

図13Dは、一実施態様における光ガイド1396を図解する。光散布材の特定の集縮性質を持つひとつのシートが予め定められた形へ切り取られ、予め定められた集縮性質を帯びた光散布材を含む光ガイド1396を形作る。

図14は、一実施態様における光源1499を図解する。光ガイド599は透明な材料によって作成され、光抽出機能を含む。これは、湾曲面508と平面506を持つ。少なくともひとつの湾曲した面1412を持つ透明なシート1410が、光ガイド599と隣り合って提供される。一実施態様において、透明シート1410の湾曲面1412は、光ガイド599の湾曲面508と隣り合わせで据えられる。平面1414からシート1410に来入する光線1418は、光ガイド599の平面506から、光線1416として、浮上する。光線1416は、光線1418と同じ方向を向いている。一実施態様において、光ガイド599の両面は湾曲しており、透明シート1410(非明示)のような、もうひとつのシートが光ガイド599の他の湾曲面近辺にて提供される。

異なった厚さを持つ光源のための、ひとつの装置と方法を開示した。ここにおいて解説される実施態様は解明を目的とするものであり、本特許の主題を制限するものと考慮されるべきではない。本発明の範囲と精神から乖離しない様々な修正、使用、代替、再組み合わせ、改善、生産方法は、当業者にとって自明であろう。

Claims (22)

1. 光ガイドおよび光ガイド端近辺に配置される少なくとも一つ光源を有し、光ガイドは透明材料と光抽出機能を有し、光ガイドは異なる部分において異なる厚さを持つ、装置。
2. 光ガイドが第一ポジションと第二ポジションを有し、第二ポジションよりも第一ポジションが光源に近く、第二ポジションよりも第一ポジションにおいて光ガイドが厚く、第一ポジションにおいて第二ポジションよりも少ない比重の光抽出機能が存在する、請求項1の装置。
3. 光抽出機能が光散布材を有する請求項1の装置。
4. 光散布材が光を反射する粒子を有する請求項3の装置。
5. 光散布材が光を屈折する粒子を有する請求項請求3の装置。
6. 光散布材が光を四散する粒子を有する請求項3の装置。
7. 光抽出機能が透明材料の層を有し、少なくとも２つの該層は互いに異なる屈折率をもつ、請求項1の装置。
8. 請求1で、さらに、光源が配置された近辺にある光ガイドの端の、反対側の端にある鏡面を有する装置。
9. さらに、光ガイドの、光源が配置された近辺にある端とは反対側の端に、第二の光源を有する請求項１の装置。
10. さらに、光ガイド面の近辺に位置する鏡面を有する請求項１の装置。
11. 鏡面が湾曲した鏡面である請求項10の装置。
12. さらに、光ガイド面の近辺に配置される湾曲シートを有する請求項１の装置。
13. 光ガイドの厚さが光抽出機能の比重に逆比例して変化する請求項1の装置。
14. ブリッジを用いて湾曲シートをブリッジングして、光ガイドに変動する厚さを付与する方法。
15. 少なくとも１つの湾曲したシートが光抽出機能を有する請求項14の方法。
16. ブリッジが透明材料を含む請求項14の方法。
17. 透明材料が透明な糊を含む請求項16の方法。
18. 湾曲シートのブリッジングが重合を有する請求項14の方法。
19. 湾曲したシートが屈曲により形成される請求項14の方法。
20. さらに、異なる厚さを持つ光ガイドの中へ光抽出機能を拡散することを有する請求項１４の方法。
21. 湾曲シートの少なくとも１つが光ガイドのひとつの表面と同じ形状をした表面を少なくとも１つ有する、請求項14の方法。
22. コンテナに入った湾曲した物体を供給し、コンテナへ液体を注入し、液体を凝固せしめ、そうして形成した固体を変動する厚さを持つようカットすることを有し、湾曲した物体および液体の少なくとも１つは光抽出機能を有する、方法。

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