JP2015526863A - 三次元の外観を有した回折照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
m×(λ/n)=d×cos(α) (1)
この式において、αは、実質的に図2に示されるような、導波モード光が格子面上に衝突する、格子面の平面に対して測定される角度を指し;mは回折次数であり;nは導光板212の屈折率であり;λは光の波長であり;dは、図2で「p」と標示される、格子ピッチである。例えば、屈折率n=1.5を有するアクリル導光板内に軸上(α=0度)発射されるλ=530nmを有する緑色光に対しては、格子ピッチd(又はp)は353nmに等しくなる必要があり、1次回折次数(m=1)のみが可能である。α及びλの他の値に対しては、抽出方向が、一般に、導光板面と直交することはない。
・TM−頂部抽出効率とここでは呼ばれる、第1の主面612aから抽出されるtransverse magnetic(TM)偏光の抽出効率;
・TE−頂部抽出効率とここでは呼ばれる、第1の主面612aから抽出されるtransverse electric(TE)偏光の抽出効率;
・TM−底部抽出効率とここでは呼ばれる、第2の主面612bから抽出されるtransverse magnetic(TM)偏光の抽出効率;
・TE−底部抽出効率とここでは呼ばれる、第2の主面612bから抽出されるtransverse electric(TE)偏光の抽出効率。
照明器具としての使用に好適な照明装置を作製し評価した。装置は設計が、図14、図15a、及び図16のものと類似した。装置には、螺旋パターンの形態の回折面特徴部を有する円形状の導光板を組み込み、回折面特徴部を、異なる溝又はプリズムのピッチを有する6つのパケットタイプの繰り返しパターンに配列した。導光板の湾曲した側面の周囲に36個の均等間隔のLEDを位置付けして導光板内に光を注入するために、取り付けリングを使用した。ここで、構成体の更なる詳細が示される。
実施例1と、形状、サイズ、及び光源の配列が異なる多くの照明装置を作製した。実施例1で説明されたような微細複製された光学フィルムを得て、図21の平面図に示されるように長方形の断片にフィルムを切り分けることによって、これらの照明装置を作製した。長方形の断片は、符号2121、2122、2123、2124、2125、2126、2127、2128、2129で識別され、回折面特徴部の螺旋パターンに重ねて示される。螺旋パターンは、実施例1に関連して前に説明された。それぞれの長方形の断片は、約6インチ(約150mm)の大きな面内寸法(長さ)、及び約4インチ(約100mm)の小さな面内寸法(幅)を有した。断片2121に対する回折面特徴部が断片2129に対してと実質的に同じであり、断片2122に対する回折面特徴部が断片2128に対してと実質的に同じであり、断片2123に対する回折面特徴部が断片2127に対してと実質的に同じであり、断片2124に対する回折面特徴部が断片2126に対してと実質的に同じであるように、螺旋パターンに関しておよそ対称に切片を作製した。更に、断片2125に対する回折面特徴部は、断片2125の幾何学的中心に実質的に対応する螺旋パターンの中心を有した、元の螺旋パターンの一部分であった。また、断片2121、2123、2127、及び2129に対しては、回折面特徴部は長方形の領域のほとんどを占有するが、回折面特徴部は長方形のうちの三角形状の部分を占有せず、この部分は、回折面特徴部がなく滑らかであったことに留意すべきである。断片2125に対しては、回折面特徴部は長方形の領域のほとんどを占有するが、回折面特徴部は長方形の幾何学的中心の小さな円形状の部分を占有せず、この部分は、回折面特徴部がなく滑らかであった。
図21〜22cに関連して説明されたように、照明装置を作製した。装置は長方形の断片2121(図21参照)を使用し、光源モジュール2214を、図22bに示されるように導光板の短い側面に沿って、長方形の断片2121のTE上縁に沿って取り付けた。電源により光源に通電され、様々な視点幾何からの照明装置の写真を撮影した。光学軸2201(図22a、22b参照)に実質的に沿って見たときの照明装置の写真が、図23aに示される。光源、及び断片2121のTE上縁は、この図の左側にある。y−z平面で、斜角で見たときの同じ照明装置の写真が、図23bに示される。光源、及び断片2121のTE上縁は、この図の上部にある。x−z平面で、斜角で見たときの同じ照明装置の写真が、図23cに示される。光源、及び断片2121のTE上縁は、この図の左側にある。別個の光源と関連付けられた明るい帯は、視点幾何のそれぞれにおいて、はっきりと確認することができ、これらの帯は、視点幾何に応じて形状及び曲率の変化が観察された。可変色調もまた導光板の異なる領域で確認することができたが、これらの色は図のグレースケール写真では可視ではない。
図21〜22cに関連して説明されたように、別の照明装置を作製した。装置は長方形の断片2122(図21参照)を使用した、そして光源モジュール2214は、図22bに示されるように導光板の短い側面に沿って、長方形の断片2122のTE上縁に沿って取り付けられた。光源は電源により通電された、そして様々な視点幾何からの照明装置の写真を撮影した。光学軸2201(図22a、22b参照)に実質的に沿って見たときの照明装置の写真が、図24aに示される。光源、及び断片2122のTE上縁は、この図の左側にある。x−z平面で、斜角で見たときの同じ照明装置の写真が、図24bに示される。光源、及び断片2122のTE上縁は、この図の左側にある。x−z平面で、別の斜角で見たときの同じ照明装置の写真が、図24cに示される。この図では、光源、及び長方形の断片2122のTE上縁が図の右側にあるように、照明装置を回転させた。別個の光源と関連付けられた明るい帯は、視点幾何のそれぞれで、はっきりと確認することができ、これらの帯は、視点幾何に応じて形状及び曲率の変化が観察された。可変色調は導光板の異なる領域でも確認することができたが、これらの色は、図のグレースケール写真では可視ではない。
図21〜22cに関連して説明されたように、別の照明装置を作製した。この装置は、光源モジュール2214を、長方形の断片2122のTE上縁ではなく、BE底縁に沿って取り付けたことを除いて、実施例3の装置と実質的に同じであった。光源は電源により通電され、様々な視点幾何からの照明装置の写真を撮影した。光学軸2201(図22a、22b参照)に実質的に沿って見たときの照明装置の写真が、図25aに示される。光源、及び断片2122のBE底縁は、この図の左側にある。x−z平面で、斜角で見たときの同じ照明装置の写真が、図25bに示される。この図では、光源、及び断片2122のBE底縁が図の右側にあるように、照明装置を回転させた。x−z平面で、別の斜角で見たときの同じ照明装置の写真が、図25cに示される。この図では、光源、及び長方形の断片2122のBE底縁が図の左側にあるように、照明装置を逆回転させた。別個の光源と関連付けられた明るい帯は、視点幾何のそれぞれで、はっきりと確認でき、これらの帯が、視点幾何に応じて形状及び曲率の変化が観察された。可変色調が導光板の異なる領域でも確認することができた、そしてこれらの色は、図のグレースケール写真では可視ではない。
図21〜22cに関連して説明されたように、別の照明装置を作製した。装置は長方形の断片2124(図21参照)を使用し、光源モジュール2214を、図22bに示されるように導光板の短い側面に沿って、長方形の断片2124のBE底縁に沿って取り付けた。光源は電源により通電され、様々な視点幾何からの照明装置の写真を撮影した。光学軸2201(図22a、22b参照)に実質的に沿って見たときの照明装置の写真が、図26aに示される。光源、及び断片2124のBE底縁は、この図の左側にある。光学軸2201に実質的に沿ってだが、導光板の反対側、例えば図22aの面2212aではなく対向面2212b、から見たときの同じ照明装置の写真が、図26bに示される。光源、及び断片2124のBE底縁は、この図の左側にある。別個の光源と関連付けられた明るい帯は、視点幾何のそれぞれにおいて、はっきりと確認できた、そしてこれらの帯は、視点幾何に応じて形状及び曲率の変化が観察された。可変色調は導光板の異なる領域でも確認することができた、そしてこれらの色は、図のグレースケール写真では可視ではない。
図21〜22cに関連して説明されたように、別の照明装置を作製した。装置は長方形の断片2125(図21参照)を使用し、光源モジュール2214を、図22bに示されるように導光板の短い側面に沿って、長方形の断片2125のTE上縁に沿って取り付けた。光源は電源により通電され、様々な視点幾何からの照明装置の写真を撮影した。光学軸2201(図22a、22b参照)に実質的に沿って見たときの照明装置の写真が、図27aに示される。光源、及び断片2125のTE上縁は、この図の左側にある。x−z平面で、斜角で見たときの同じ照明装置の写真が、図27bに示される。光源、及び断片2125のTE上縁は、この図の左側にある。x−z平面で、別の斜角で見たときの同じ照明装置の写真が、図27cに示される。この図では、光源、及び長方形の断片2125のTE上縁が図の右側にあるように、照明装置を回転させた。別個の光源と関連付けられた明るい帯は、視点幾何のそれぞれにおいて、はっきりと確認できた、そしてこれらの帯は、視点幾何に応じて形状及び曲率の変化が観察された。可変色調は導光板の異なる領域でも確認することができた、そしてこれらの色は、図のグレースケール写真では可視ではない。
Claims (20)
- 照明器具であって、
第1の主面を有した導光板であり、前記第1の主面が、前記導光板からの導波モード光を結合するように適合された回折面特徴部を有する、導光板と、
前記導光板内に光を注入するために配置された別個の光源と、を含む照明器具であり、
前記回折面特徴部の少なくとも一部が平面視で非直線的であり、前記光源及び前記回折面特徴部が、前記非直線的な回折面特徴部と交差する帯を生成するように調整される、照明器具。 - 前記帯が、明るい帯であり、前記帯が、前記照明器具に対する観察者の視認位置に応じて外観を変化させる、請求項1に記載の照明器具。
- 前記帯が、第1の視認位置での直線的な形状から第2の視認位置での湾曲した形状へと変化する、請求項2に記載の照明器具。
- 前記別個の光源が、前記導光板内に光を注入するために配置された複数の光源の1つであり、前記帯が、前記複数の光源に対応する複数の帯の1つであり、前記帯のそれぞれが、前記非直線的な回折面特徴部と交差する、請求項1に記載の照明器具。
- 前記複数の帯が、前記照明器具に対する観察者の視認位置に応じて変化するパターンを形成し、前記帯のパターンが、前記視認位置の少なくとも一部について三次元の外観を有する、請求項4に記載の照明器具。
- 前記導光板が、平面視で、非多角形の形状を有し、かつ湾曲した側面を有する、請求項1に記載の照明器具。
- 前記別個の光源が、前記湾曲した側面を介して前記導光板内に光を注入するために配置される、請求項6に記載の照明器具。
- 前記別個の光源が、前記湾曲した側面を介して前記導光板内に光を注入するために配置された複数の光源の1つであり、前記帯が、前記複数の光源に対応する複数の帯の1つであり、前記帯のそれぞれが、前記非直線的な回折面特徴部と交差する、請求項6に記載の照明器具。
- 前記非直線的な回折面特徴部が、前記湾曲した側面と実質的に交差せず前記湾曲した側面と実質的に一致する湾曲した経路を画定する、請求項6に記載の照明器具。
- 前記非多角形の形状が、円形又は卵形である、請求項6に記載の照明器具。
- 前記非直線的な回折面特徴部が、螺旋又は一連の同心円若しくは卵形を形成する湾曲した経路を画定する、請求項1に記載の照明器具。
- 前記導光板が、前記導光板を介して物体を視認することについての少ない歪みを呈する、請求項1に記載の照明器具。
- 照明器具であって、
第1の主面及び少なくとも1つの側面を有する導光板であり、前記第1の主面が前記導光板からの光を結合するように適合された回折面特徴部を有する、導光板と、
前記導光板内に光を注入するために配置された第1の光源と、
前記少なくとも1つの側面に沿って延在する均一ではない反射構造であり、前記少なくとも1つの側面の主部分に沿って第1の反射率を、前記少なくとも1つの側面の局所領域で、前記第1の反射率とは異なる、第2の反射率を提供する、均一ではない反射構造と、を含む照明器具であり、
前記回折面特徴部の少なくとも一部が、平面視で非直線的であり、前記光源、前記回折面特徴部、及び前記反射構造が、前記非直線的な回折面特徴部と交差する帯を生成するように調整される、照明器具。 - 前記第1の反射率が、可視光について少なくとも50%であり、前記第2の反射率が前記第1の反射率よりも低く、結果として前記帯が暗い帯である、請求項13に記載の照明器具。
- 前記均一ではない反射構造が、前記少なくとも1つの側面の前記主部分上に配置される反射材料を含み、前記反射材料が、前記少なくとも1つの側面の前記局所領域には存在しない、請求項14に記載の照明器具。
- 前記均一ではない反射構造が、金属ホルダを含み、前記局所領域での前記第2の反射率が、前記金属ホルダによって支持された照明されない第2の光源に対応する、請求項13に記載の照明器具。
- 前記導光板が、平面視で非多角形の形状を有し、前記少なくとも1つの側面が、湾曲し、前記導光板の全周に延在する、請求項16に記載の照明器具。
- 前記局所領域が、互いに離間しかつ前記第1の反射率よりも低い反射率を有する複数の局所領域の1つであり、前記帯が、前記複数の局所領域に対応する複数の暗い帯の1つであり、前記暗い帯のそれぞれが、前記非直線的な回折面特徴部と交差する、請求項13に記載の照明器具。
- 前記複数の暗い帯が、前記照明器具に対する観察者の視認位置に応じて変化するパターンを形成し、前記暗い帯のパターンが、前記視認位置の少なくとも一部について三次元の外観を有する、請求項18に記載の照明器具。
- システムであって、
第1の主面を有した第1の導光板であり、前記第1の主面が、前記第1の導光板からの導波モード光を結合するように適合された第1の回折面特徴部を有する、第1の導光板と、
前記第1の導光板内に光を注入するために配置された第1の別個の光源と、
第2の主面を有した第2の導光板であり、前記第2の主面が、前記第2の導光板からの導波モード光を結合するように適合された第2の回折面特徴部を有する、第2の導光板と、
前記第2の導光板内に光を注入するために配置された第2の別個の光源と、を含むシステムであり、
前記第1の回折面特徴部の少なくとも一部が、平面視で非直線的であり、前記第1の光源及び前記第1の回折面特徴部が、前記非直線的な第1の回折面特徴部と交差する第1の帯を生成するように調整され、
前記第2の回折面特徴部の少なくとも一部が、平面視で非直線的であり、前記第2の光源及び前記第2の回折面特徴部が、前記非直線的な第2の回折面特徴部と交差する第2の帯を生成するように調整される、システム。
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