JP2019513288A - バックライトを供給する照明アセンブリ - Google Patents

Abstract

装飾材料を背面から照明するための照明アセンブリは、光パイプ及び光エンジンを含む。結合孔が、光パイプに形成され、且つ光エンジンによって放射された光を受光するように構成された入口開口部を含む。結合孔は、光エンジンの光出口に垂直に延びる中心軸を有する。光エンジンによって放射された光は、入口開口部を通って結合孔に入り、次に光パイプに入る。光は、光パイプを通して分散され、且つ装飾材料を背面から照明するための光出口を通って放射される。

Description

本発明は、照明アセンブリに関し、特に照明看板で用いる照明アセンブリに関する。

テキスト及び／又はグラフィックを有する看板を形成する際に用いられるものなどの装飾材料は、デザインを向上させ且つ／又は材料に注意を引くために、背面照明によって照明されることが多い。これらのバックライト付き設計で用いられる装飾材料の例には、プラスチックフィルム又は塗料を含む。これらの装飾材料の多くは、背面照明なしでは不透明に見えるが、背面から照明された場合には、「光る」か又は「輝く」ように見え得る。装飾材料は、典型的には、完全に透明ではなく、結果として、バックライト照明の所望のレベル及び均一性を達成するために、著しい量の光を要求する可能性がある。

これらの装飾材料を背面から照明する従来の方法は、放射光が材料に導かれるように、材料の背後に発光ダイオード（ＬＥＤ）などの多重の（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）光源を置くことである。この従来の設計は、しばしば、各光源の上方の位置に対応する、背面から照明された材料の輝点に帰着する可能性があり、それは、美学的に望ましくない。これらの輝点に対処する１つの手法は、輝点をブロックするために、光拡散インクの１つ又は複数の層を装飾材料に隣接して印刷することである。しかしながら、このアプローチは、光学システムの総合効率を低減する可能性がある。加えて、印刷は、多くの３次元の表面では困難になり得、幾つかの材料は、その上に印刷することができない。

前述の問題は、照明アセンブリが、装飾材料を背面から均一に照明するように構成された光パイプと、特に照明されていない場合に不透明に見えるこれらの材料とを含む本発明において克服される。

実施形態によれば、照明アセンブリは、光出口を含む第１の部分と、第１の部分の反対側の第２の部分とを含む光パイプを含む。第１及び第２の部分は、それらの間に本体を画定する。結合孔が、本体に形成され、且つ第２の部分に開口部を含む。本体は、結合孔の内部を画定する、且つ光入口を含む壁を形成することができる。結合孔は、第１の部分と第２の部分との間に延びる中心軸を含み、開口部は、中心軸に垂直に延びる。光エンジンが、開口部と少なくとも部分的に整列され、且つ結合孔に光を導くように適合される。光エンジンは、結合孔の中心軸に垂直に配置された光出口を含むことができる。光エンジンによって放射された光は、開口部を通って結合孔に入り、次に光入口を通って本体に入ることができる。光入口を通って入る光は、結合孔から離れるように本体を通して伝播され、且つ第１の部分における光出口を通って放射される。

本発明のこれらや他の利点及び特徴は、現在の実施形態の説明及び図面を参照することによって、より完全に理解され認識されよう。

本発明の実施形態による照明アセンブリの透視図法による部分的な破断図である。 図１の照明アセンブリの分解組立図である。 図１の照明アセンブリの断面図である。 本発明の実施形態による照明アセンブリの一部の断面図である。 本発明の実施形態による照明アセンブリの一部の断面図である。 本発明の実施形態による照明アセンブリの一部のトップダウン図である。 本発明の実施形態による照明アセンブリの一部のトップダウン図である。 結合孔高さに対する結合孔直径の比率に対する結合効率を示すグラフである。 本発明の実施形態による光パイプの一部の断面図である。 光パイプを形成する材料の屈折率に対する結合孔壁の臨界角を示すグラフである。 本発明の実施形態による光パイプの一部の断面図である。 本発明の実施形態による光パイプの一部の断面図である。 本発明の実施形態による光パイプの一部の断面図である。 本発明の実施形態による、光パイプと光エンジンとを結合するためのレンズの断面図である。

Ｉ．構造
図１〜３を参照すると、照明アセンブリ１０が、本発明の第１の実施形態に従って図解されている（ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ）。照明アセンブリ１０は、フレーム１４によって支持され、且つ少なくとも部分的に囲まれた光ガイド又は光パイプ１２を含むことができる。光パイプ１２は、第１の面又は外面１６と、反対側の第２の面又は内面１８とを含む。照明アセンブリ１０は、光パイプ１２に照明を供給するためにレンズ６０と結合された少なくとも１つの光エンジン２０を含む。装飾層２２が、光パイプ１２の外面１６に隣接して配置され、且つ光パイプ１２から放射された光によって背面から照明されるように適合される。装飾層２２は、任意の所望のグラフィックを含むことができ、その非限定的な例には、テキスト、画像、及びそれらの組み合わせを含む。任意選択の拡散層２４が、装飾層２２と光パイプ１２との間に設けられ得る。照明アセンブリ１０が、長方形を有するように図解されているが、アセンブリ１０が、本発明の範囲から逸脱せずに、任意の所望の幾何学的形状を有し得ることが分かる。

この明細書は、部分１２を指すために、「光パイプ」という用語を一貫して用いる。「光ガイド」又は「導波管」という用語が、「光パイプ」と交換可能に用いられ得る。この明細書における光パイプは、最小の又は少なくとも適度の損失で、光源から幾らか離れた位置へと光源から光を搬送するように設計された任意の装置を含むように意図されている。光は、全内部反射によって、光パイプを通って伝達される。

さらに図１〜３を参照すると、フレーム１４は、光エンジン２０を搭載するのと同様に、光パイプ１２と、装飾層２２と、任意選択の拡散層２４とを少なくとも部分的に組み立てるために用いることができる。アセンブリ１０を組み立てることと、任意選択的に、光エンジン２０を光パイプ１２に対して適所に保持することとに加えて、フレーム１４はまた、光エンジン２０用のヒートシンクとして働くこと、及び回路基板又は電源など、アセンブリ１０の様々な他のコンポーネントを支持することなど、追加の特徴を提供することができる。

装飾層２２は、フィルム又はパネルの形、及び任意選択的に自らの上にグラフィックを接着し、エッチングし、印刷し、塗装し、且つ／又は彫刻する形とすることができる。装飾層２２及びフレーム１４は、装飾層２２が、フレーム１４によって、光パイプ１２に対して適所に保持されるように構成することができる。代替として、看板１２は、１つ又は複数の機械的留め具（図示せず）を用いて、適所に保持することができる。装飾層２２は、高分子材料、木材単板、繊維、金属、又は金属若しくは金属に見える仕上がりを有する非金属材料から作製することができる。一例において、装飾層２２は、単一フィルム若しくは多層フィルムか、インクか、又は塗料層の形をしている。装飾層２２は、拡散層２４又は別個の透明支持層上で任意選択的に支持される。

光パイプ１２は、光エンジン２０によって放射された光をレンズ６０と結合するための、各光エンジン２０と略整列された結合孔３０を含む。光パイプ１２は、装飾層２２を背面から照明するために、外面１６を通る光を抽出するように適合された、光学収差３２などの１つ又は複数の抽出要素を任意選択的に含む。光学収差は、光パイプ１２の表面の面内か又は面上にエッチングされても、塗装されても、彫刻されても、埋め込まれても且つ／又は接着されてもよい。光学収差は、パターンで提供することができ、パターンの非限定的な例には、オフセット行、ハッチング円、ハッチングボックス、格子構造、山形、溝、うね織り模様、及び深さが変わるラインのドットパターンを含む。他の光学収差パターン及び構成は、当業者には周知であろう。

任意選択の拡散層２４は、光パイプ１２の外面１６における光出口から放射された光を拡散するための任意の適切な単層又は多層材料とすることができる。適切な拡散層材料の非限定的な例には、紙、半透明アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、半透明ポリカーボネート（ＰＣ）、半透明ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、半透明アクリル、半透明ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、半透明ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、半透明ポリプロピレン、及び半透明ポリエチレンを含む。

照明アセンブリ１０はまた、光パイプ１２の内面１８を通って出る光を逆に光パイプ１２に反射するように適合された任意選択の裏地層３６を含むことができる。裏地層３６は、光を逆に光パイプ１２に反射するための任意の適切な単層又は多層材料とすることができる。適切な裏地層材料の非限定的な例には、紙、白色ＡＢＳ、白色ＰＣ、白色ＰＶＣ、白色アクリル、白色ＰＥＴ、白色ＰＢＴ、白色ポリプロピレン、及び白色ポリエチレンを含む。

光エンジン２０は、照明を放射するように適合された光源を含む。適切な光源の非限定的な例には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、小さな白熱電球、エレクトロルミネッセンス照明（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、及び／又は他の非ＬＥＤ光源を含む。光源の数、間隔、電圧、電流、光度、及び色は、照明アセンブリ１０の構成及び意図される用途に依存して選択することができる。

光エンジン２０は、光源を通る電流を制御するための電子コンポーネントを含むことができる。光エンジン２０はまた、システムにおける他の光エンジン又は装置と通信するために、電子装置及び回路を含んでもよい。これは、光エンジン２０が、動的に、即ち、動的な照明経験を生成するために光の色及び輝度が経時的に変化する場合に動作できるようにする。多重の光エンジン２０が、動く且つ変化する照明効果を生成するために、システムの一部として一緒に制御され得る。光エンジン２０はまた、個人の携帯電話、車体電子制御モジュール、又は同様の装置などの外部装置との通信用に、有線若しくは無線を含むか又は提供してもよい。これは、比較的容易なカスタマイズを可能にし、且つ／又はシステムをその周囲環境及び／又はアプリケーションと統合できるようにする。

ここで図４及び５を参照すると、光エンジン２０及び光パイプ１２の結合が、更に説明される。図４は、光パイプ１２と、光エンジン２０と、装飾層２２と、拡散層２４と、レンズ６０とを含む照明アセンブリ１０の一部の概略表現である。複数の光線４０が、光パイプ１２を通る光伝達の幾らかを図解するために示されている。これらの光線は、説明目的だけのために実例的な目的で提供され、光パイプ１２を通る光又は放射され抽出された光の全ての実際の伝達の表現として解釈されるべきでない。

結合孔３０は、光パイプ１２を放射状に通る光線４０の分布用に、光エンジン２０によって放射された光線４０を光パイプ１２に結合するために光パイプ１２に組み込まれる。結合孔３０は、結合孔３０の中心軸５２に垂直に延びる第１の開口部又は入口開口部５０を含む。結合孔３０は、中心軸５２に沿って、入口開口部５０の反対側の第２の開口部又は出口開口部５４を任意選択的に含む。結合孔３０は、光パイプ１２の内面によって形成される壁５６によって画定される。壁５６は、入口開口部５０を通って結合孔３０に入る光が、光パイプ１２に入ることができるようにする光入口を含む。

光エンジン２０は、図４に図解されているように、レンズ６０によって結合孔３０の入口開口部５０と結合することができる。代替として、光エンジン２０は、図５に図解されているように、レンズの使用なしに、入口開口部５０と直接結合することができる。照明アセンブリ１０のサイズ及び構成が許す場合に、光エンジン２０は、光エンジン２０によって放射された光が、レンズの助けなしに結合孔３０に導かれるように、入口開口部５０のすぐ隣に置くことができる。レンズ６０は、光パイプ１２の３次元形状又は他のコンポーネントの位置などの光アセンブリ１０の構成が、入口開口部５０のすぐ隣に光エンジン２０を置くことを妨げる場合に、光エンジン２０から放射された光を結合孔３０と結合するために用いることができる。光エンジン２０と、レンズ６０又は入口開口部５０との間に小さなエアギャップもまた存在してもよい。

さらに図４を参照すると、結合孔３０は、高さ６２及び直径又は幅６４を有することができる。結合孔高さ６２は、中心軸５２に沿って、入口開口部５０と出口開口部５４との間の距離として定義される。結合孔幅６４は、中心軸５２に垂直な軸に沿って、壁５６を画定する対向面間の距離として定義される。結合孔３０は、幅６４が、結合孔３０の直径に対応するように、中心軸５２を中心に対称的な円形孔であってもよい。代替として、結合孔３０は、幅６４が、中心軸５２を中心に対称的ではないように、放射非対称であってもよい。例えば、結合孔３０は、楕円又は長円の形状であってもよい。結合孔３０は、光パイプ１２への光の所望の結合を提供するために、任意の規則的又は不規則な幾何学的形状を有することができる。幅６４は、図４及び５に図解されているように、中心軸５２に沿って一定であるか、又は中心軸５２に沿って変化することができる。

ここで図６及び７を参照すると、結合孔３０の形状は、光パイプ１２内の特定の方向に光を導くように構成することができる。例えば、図６に図解されているように、結合孔３０が、中心軸を中心に対称的な円形孔である場合に、光は、円６８によって図解されているように、光パイプ１２の平面内で四方八方に略同じ強度で光パイプ１２に結合される。代替として、結合孔３０は、配光が、光パイプ１２の平面内で変化するように、光パイプ１２に光を結合するように構成することができる。例えば、図７に図解されているように、結合孔３０’は、光パイプ１２’の平面内の配光６８’が、楕円的であるか又はそうでなければ円形結合孔３０と比較して変化するように、楕円として構成することができる。

ＩＩ．動作
図４を再び参照すると、照明アセンブリ１０は、装飾層２２を背面から照明するために用いることができる。光パイプ１２は、装飾層２２の均一な背面照明を容易にするために、光パイプ１２を通して放射状に光線４０を案内し分散するように全内部反射（ＴＩＲ）を利用する。

レンズ６０は、光エンジン２０によって放射された光線４０を結合孔入口開口部５０に導く。結合孔３０に入る光線４０の少なくとも一部は、結合孔３０を画定する壁５６に当たり、且つ光パイプ１２へ屈折される。光パイプ１２に入る光線４０の一部は、それらが、外面１６における光出口を通して抽出されるまで、外面１６と内面１８との間に捉えられ、外面１６における光出口において、抽出された光は、装飾層２２を背面から照明する。光線４０の別の部分は、内面１８を通して抽出されてもよい。内面１８を通して抽出された光は、裏地層３６によって光パイプ１２へと逆に反射することができ、光は、光パイプ１２を通して引き続き散乱し屈折する。光線４０の別の部分は、光パイプ１２の先端部に当たり、光パイプ１２へと逆に屈折されるか又はアセンブリ１０から漏れてもよい。

さらに図４を参照すると、レンズ６０によって結合孔３０に導かれた光の一部は、結合孔壁５６には直接当たらず、その代わりに出口開口部５４を通って結合孔３０から出る。一例において、拡散層２４は、出口開口部５４を通って出る光を結合孔３０に逆に反射するように構成された、出口開口部５４に隣接する拡散層２４の下面の一部に反射カバー７０を含む。反転光の少なくとも一部は、結合孔壁５６を通って光パイプ１２に入り、一部が、光エンジン２０に当たり、そこで結合孔３０へと逆に反射される等である。

出口開口部５４に隣接する反射カバー７０は、拡散層２４の下面に接着させるか若しくは塗装することができ、又は拡散層２４とは別個のコンポーネントとして設けられてもよい。反射コンポーネント７０は、不透明であることが好ましいが、しかし幾つかの実施形態では、幾らかの光が通過できるようにしてもよい。一例において、反射カバー７０は、出口開口部５４上に塗布された反射塗料の形をしている。反射カバー７０が、拡散層２４によって担持される場合に、反射カバー７０は、外面１６における光出口を通して抽出された光が、拡散層２４に入り得るように、出口開口部５４に隣接してのみ置かれる。一般に、照明アセンブリ１０が、出口開口部５４を通って出る反射光線用の反射カバー７０を含む場合に、反射カバー７０は、光パイプ１２の外面１６における光出口を通して抽出された光が、装飾材料２２を背面から照明できるように、出口開口部５４を覆うことに制限される。幾つかの実施形態において、出口開口部５４は、反射カバー７０によって覆われない。

光エンジン２０が、中心軸５２に垂直に置かれるように、結合孔３０の中心軸５２に沿って光エンジン２０を置くことは、結合孔３０から離れる、且つ光パイプ１２の本体を通した分散用に、光パイプ１２と放射光との結合を容易にする。結合孔壁の角度と、光パイプ１２を形成する材料の屈折率とは、次のように選択することができる。即ち、結合孔壁５６に直接当たる光線が、全内部反射（ＴＩＲ）によって光パイプを通る分散用に、光パイプ１２とすぐに結合されるように、選択することができる。結合孔３０の構成はまた、第１の通過において結合孔壁５６を通って光パイプ１２に入らない光線の少なくとも一部が、再利用されるようにして、光線が、後続の通過で光パイプ１２に結合されるように設計される。

ここで図８を参照すると、光エンジン２０及び光パイプ１２によって放射された光の結合効率に対する、光エンジン２０及び結合孔３０の構成の効果が図解されている。グラフ１００におけるデータは、ＯｐｔｉｃＳｔｕｄｉｏ １６．５における光線追跡シミュレーションを用いて得られた。シミュレーションは、光パイプが、ディスク状であり、且つ所定の直径及び高さを有するディスクの中心に円筒状の結合孔を含み、出口開口部上に反射カバーを含まないと仮定する。シミュレーションにおけるディスク材料は、１００％透明であると仮定された。結合効率は、光入力で割られた、ディスクの側面から出る光束の比率として計算された。曲線１０２は、光源が、点光源、即ち光線が光源の中心点から生じる点光源であると仮定される場合に、結合効率と、孔高さに対する孔直径の比率との間の関係を図解する。曲線１０４は、光源が、拡張光源、即ち照明が、光源の表面積にわたって均一に分散されると仮定される拡張光源である場合に、結合効率と、孔高さに対する孔直径の比率との間の関係を図解する。拡張光源は、結合孔の直径全体を覆うように構成される。点光源及び拡張光源の両方に関して、光の角度分布は、ランバーシアン（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）であると仮定される。

図８に図解されているデータは、光エンジン２０によって放射される光と光パイプ１２との所望の結合効率を提供するために、結合孔３０の構成が、どのように変化し得るかを実証する。曲線１０２及び１０４によって図解されているように、高さに対する結合孔直径の比率が、１未満である場合に、光結合効率は、８０％より大きく、９０％以上の高さにさえなり得る。実際に、光源は、点光源及び拡張光源の光放射プロファイルの間にある光放射プロファイルを有するように思われる。従って、曲線１０２及び１０４によって図解されているデータは、結合効率が、結合孔３０の直径と共に光エンジン２０の放射面のサイズを調整することによっても達成され得ることを実証する。曲線１０２及び１０４によって図解されているデータはまた、著しい量の光が、結合孔３０の出口開口部５４における反射カバーなしでさえ、光パイプ１２に結合され得ることを実証する。

図９は、結合孔２３０の構成を除いて、図１〜４の光パイプ１２と類似の光パイプ２１２を図解する。従って、光パイプ１２の要素と類似の光パイプ２１２の要素は、接頭語２００で分類される。光パイプ２１２は、装飾層２２を背面から照明するために、光パイプ１２用に上記で説明した手法と類似の手法で、図１〜４の照明アセンブリ１０と共に用いることができる。

図９に図解されているように、結合孔壁２５６は、外面２１６と内面２１８との間の中心軸２５２に対して角度２７０で延びることができる。結合孔２３０に入る光線２４０の少なくとも一部は、光パイプ１２用に上記で説明した手法と類似の手法で、結合孔２３０を画定する壁２５６に当たり、且つ光パイプ２１２へと屈折する。壁２５６の角度２７０は、９０度以下にすることができる。壁２５６の角度２７０は、結合孔２３０が、中心軸２５２を中心に対称であるように一定であってもよい。代替として、角度２７０は、結合孔２３０が、中心軸２５２を中心に非対称であるように変化することができる。

図９に図解されているように、角度２７０が、９０度未満である場合に、出口開口部２５４は、入口開口部２５０の幅より小さな幅を有する。幾つかの構成において、出口開口部２５４の幅は、十分な量の光が、図４に関連して上記で説明した反射カバー７０で出口開口部２５４を覆うことなしに、光パイプ２１２に結合されるように、十分に小さくてもよい。任意選択的に、出口開口部２５４は、出口開口部２５４を通って結合孔２３０から出る光を逆に結合孔２３０に反射する（鏡面的であってもなくても）反射カバーによって覆われてもよい。

ここで図１０を参照すると、グラフ１１０は、結合孔壁２５６の角度２７０と光パイプ２１２を形成する材料の屈折率との関係を図解する。グラフ１１０におけるデータは、ＯｐｔｉｃＳｔｕｄｉｏ（商標） １６．５における光線追跡シミュレーションを用いて得られた。シミュレーションは、光パイプが、ディスク状であり、且つ所定の直径及び高さを有するディスクの中心に結合孔を含み、出口開口部の真上の反射カバーを含まないと仮定する。臨界角δは、結合孔壁２５６の角度に対応し、臨界角δ未満では、壁２５６に当たるいずれの光線も、光パイプ２１２に結合される。従って、図１０に図解されているように、結合孔壁２５６の角度２７０は、所望の光結合特性を提供するために、光パイプ２１２を形成する材料の屈折率に基づいて選択することができる。所与の屈折率用に、結合孔壁２５６の角度２７０が、臨界角δ未満である場合に、壁２５６に当たるいずれの光線も、光パイプ２１２に結合される。

図１１は、光パイプ３１２の形状を除いて、図１〜４の光パイプ１２と類似の光パイプ３１２を図解する。従って、光パイプ１２の要素と類似の光パイプ３１２の要素は、接頭語３００で分類される。光パイプ３１２は、装飾層２２を背面から照明するために、光パイプ１２用に上記で説明した手法と類似の手法で、図１〜４の照明アセンブリ１０と共に用いることができる。

図１１は、結合孔３３０及び光エンジン２０が、平面でない光パイプ３１２と共に用いられ得る実施形態を図解する。図解されたように、外面３１６は、結合孔３３０の中心軸３５２に対して角度３７０で延びる。内面３１８は、外面３１６及び内面３１８が、略平行であるように、中心軸３５２に対して同様の角度で延びることができる。結合孔壁３５６は、図解されているように、中心軸３５２に対して平行に延びるか、又は図９の実施形態に図解されているように、中心軸３５２に対して９０度未満の角度で延びることができる。光エンジン２０によって放射された光の少なくとも一部は、結合孔壁３５６に当たり、且つ光パイプ３１２に結合される。光パイプ３１２に結合された光は、ＴＩＲによって光パイプ３１２を通して分散され、且つ装飾層（図示せず）を背面から照明するために、図４及び５に関連して上記で説明した手法と類似の手法で、外面３１６における光出口を通して抽出することができる。

図１２は、光パイプ４１２の形状と結合孔４３０の構成とを除いて、図１〜４の光パイプ１２と類似の光パイプ４１２を図解する。従って、光パイプ１２の要素と類似の光パイプ４１２の要素は、接頭語４００で分類される。光パイプ４１２は、装飾層２２を背面から照明するために、光パイプ１２用に上記で説明した手法と類似の手法で、図１〜４の照明アセンブリ１０と共に用いることができる。

図１２は、結合孔４３０及び光エンジン２０が、曲面を有する光パイプ４１２と共に使用され得る実施形態を図解する。図解のように、内面４１８及び外面４１６は、中心軸４５２に対して角度４７０及び４７２でそれぞれ結合孔４３０から離れるように延びる。角度４７０及び４７２は、９０度以下であってもよく、且つ同じか又は相異なってもよい。外面３１６及び内面３１８が直線である図１１の実施形態とは対照的に、図１２の実施形態における外面４１６及び内面４１８は、曲部とすることができる。

結合孔壁４５６は、出口開口部４５４の直径が、入口開口部４５０の直径より小さいように、中心軸４５２に対して９０度未満の角度で延びることができる。光エンジン２０によって放射された光の少なくとも一部は、結合孔壁４５６に当たり、且つ光パイプ４１２に結合される。光パイプ４１２に結合された光は、図４に関連して上記で説明した手法と類似の手法で、ＴＩＲによって光パイプ４１２を通して分散され、且つ装飾層（図示せず）を背面から照明するために、外面４１６に光出口を通して抽出することができる。

図４の実施形態に関連して上記で説明したように、光パイプ１２における結合孔３０の出口開口部５４は、結合孔３０の結合効率を向上させるために、出口開口部５４を通って出る光を逆に結合孔３０に反射する反射カバー７０で覆われてもよい。図１２の実施形態に関して、出口開口部４５４が、入口開口部４５０より小さいので、光エンジン２０によって放射された光の結合効率は、反射カバーで出口開口部４５４を覆うことが必要でないように、十分であり得る。しかしながら、出口開口部４５４は、所望の結合効率を提供するために、図４の実施形態と類似の手法で反射カバーで覆われてもよい。

図１３は、結合孔５３０の構成を除いて、図１２の光パイプ４１２と類似の光パイプ５１２を図解する。従って、光パイプ４１２の要素と類似の光パイプ５１２の要素は、接頭語５００で分類される。図１３は、結合孔５３０が、内面５１８と外面５１６との間の光パイプ５１２の本体全体を通しては延びない実施形態を図解する。光エンジン２０によって放射された光の少なくとも一部は、結合孔壁５５６に当たり、光パイプ５１２に結合される。光パイプ５１２に結合される光は、図４及び５に関連して上記で説明した手法と類似の手法で、ＴＩＲによって光パイプ５１２を通して分散され、且つ装飾層（図示せず）を背面から照明するために、外面５１６における光出口を通して抽出することができる。

図１４は、光エンジン２０が入口開口部５０から離間配置される場合に、光を光パイプ１２と結合するための、図４に図解されているレンズ６０の代わりに用いることができる代替レンズ６６０を図解する。レンズ６６０は、レンズ６６０を通る伝達用に、光エンジン２０によって放射された光を受光するように適合されたレンズ入口６６２を含む。レンズ６６０は、レンズ６６０を通して伝達された光を放射するように適合されたレンズ出口６６４を含む。レンズ出口６６４は、結合孔３０より小さい直径６７０を有するレンズ６６０の出口端部６６８を画定し、レンズ６６０は、結合孔３０へと挿入されるように適合される。

出口端部６６８は、レンズ出口６６４が、結合孔壁５６と略整列されるように、結合孔３０に挿入することができる。光エンジン２０によって放射された光は、レンズ６６０を通って伝わり、レンズ６６０において、光は、レンズ出口６６４を通って放射される。レンズ出口６６４を通って放射された光の少なくとも一部は、結合孔壁５６に当たり、且つ光パイプ１２を通した分散用に、光パイプ１２に結合される。結合孔３０の寸法と、中心軸５２に対する結合孔壁５６の角度と、及び／又はレンズ６６０の中心軸６７２に対するレンズ出口６６４の角度とは、光エンジン２０によって放射された光と、光パイプ１２との間の所望の結合効率を提供するように選択することができる。

レンズ６６０は、光エンジン２０からの光を光パイプ１２に結合するための別個のコンポーネントとして設けることができる。幾つかの実施形態において、レンズ６６０は、光パイプ１２と一体的に形成されてもよい。

ＩＩＩ．結論
本明細書で説明される照明アセンブリは、光が、装飾材料を背面から照明するために光パイプを通して分散され得るように、多重の光源によって放射された光を光パイプに結合する。装飾材料を背面から照明するための従来的な設計は、放射光が装飾材料に導かれるように、装飾材料の背後に、ＬＥＤなどの多重の光源を配置することに依存する。しかしながら、この構成は、各光源の上方に輝点を含む、装飾材料の不均一な背面照明に帰着することが多い。

本明細書で説明される照明アセンブリは、光パイプ内に結合孔を設け、その結合孔は、光が、光源から離れて光パイプを通して分散され得るように、光源によって放射された光を光パイプに結合するために用いることができる。結合孔を通して光パイプに結合された光は、光パイプに形成された光出口を通して抽出するために、光パイプを通して結合孔及び光源から離れるように分散することができる。各個別光源から離れるような光の拡散は、隣接する装飾材料のより均一な背面照明を提供することができる。光パイプを通した光のより均一な分散は、装飾材料における望ましくない輝点の出現を最小限にし、且つより少数の光源で十分な背面照明を提供し、そのようにして照明アセンブリの効率を向上させることが可能である。

本明細書で説明される結合孔は、曲部及び／又は３次元形状を有する光パイプと同様に、平面の光パイプと共に用いるように構成することができる。結合孔はまた、一連の相異なる屈折率を有する材料と共に用いるように構成することができる。結合孔は、光エンジンが、入口開口部に隣接して置かれるか、又は適切なレンズを通して入口開口部から離間配置される場合に、光を光パイプに結合するために用いることができる。このように、結合孔は、装飾材料を背面から均一に照明するための照明アセンブリを設計する際の柔軟性の向上に備える。

本明細書で説明される照明アセンブリは、光源の放射面又は光出口が、結合孔の中心軸に対して垂直であるように、結合孔に対して光源を位置付ける。結合孔の構成と、光パイプ材料と、及び／又は光パイプの構成とは、光源によって放射された光と光パイプとの間の所望の光結合を提供するように調整することができる。例えば、結合孔の寸法及び／又は結合孔壁の角度は、光パイプの材料と、及び／又は光パイプが平面か曲げられているかどうかなどの光パイプの構成とに基づいて、結合孔の光結合効率を制御するように調整することができる。結合孔の出口開口部の真上の反射カバーなどの追加機構は、結合孔の光結合効率を制御するために用いることができる。本明細書で説明される結合孔及び光エンジン構成は、様々な相異なる形状、サイズ、及び材料を有するアセンブリを背面から照明するために光パイプに光を結合するために用いることができる。

上記の説明は、本発明の現在の実施形態の説明である。様々な変更及び修正が、添付の請求項で定義されるような本発明の趣旨及びより広範な態様から逸脱せずに行われ得、添付の請求項は、均等物の原則を含む特許法の原理に従って解釈されるべきである。まだ説明されていない範囲まで、光パイプ１２、１２’、２１２、３１２、４１２及び５１２と、結合孔３０、３０’、２３０、３３０、４３０及び５３０との様々な実施形態の相異なる特徴及び構造は、所望の通りに互いに組み合わせて用いられ得る。或る特徴が、全ての実施形態には図解されていない場合があると言うことは、それが可能ではないということを意味しているのではなく、説明の簡潔さのためになされている。従って、光パイプ１２、１２’、２１２、３１２、４１２及び５１２と、結合孔３０、３０’、２３０、３３０、４３０及び５３０との相異なる実施形態の様々な特徴は、新しい実施形態が明示的に開示されていてもいなくても、新しい実施形態を形成するために、所望の通りに混合され適合されてもよい。

この開示は、本発明の全ての実施形態の徹底的な説明として、又はこれらの実施形態に関連して図解若しくは説明される特定の要素に請求項の範囲を限定するように解釈されるべきでない。例えば、制限なしに、説明された発明のいずれの個別の要素も、ほぼ類似の機能性を提供するか、そうでなければ適切な動作を提供する１つ又は複数の代替要素によって取り替えられてもよい。これは、例えば、当業者に今のところ周知であり得る要素などの現在周知の代替要素と、当業者が、開発に基づいて代替として認識し得る要素などの、今後開発され得る代替要素と、を含む。

本発明は、上記の説明で明らかにされたか又は図面に図解されているコンポーネントの動作の詳細にも構成及び配置の詳細にも限定されない。本発明は、様々な他の実施形態において実施され得、且つ本明細書では明示的には開示されていない代替方法を実践又は実行されてもよい。

本明細書で用いられる語法及び専門用語は、説明のためであり、限定と見なされるべきでない。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、及びそれらの語尾変化の使用は、その後挙げられた項目及びそれらの均等物と同様に、それらの追加項目及び均等物も包含することを意味する。更に、様々な実施形態の説明において、列挙が用いられ得る。明示的に別段の言及がなされない限り、列挙の使用は、コンポーネントのいずれの特定の順序にも数にも本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。また、列挙の使用は、列挙されたステップ又はコンポーネントと共に、又はそれらの中に組み合わされ得るいずれの追加のステップ又はコンポーネントをも本発明の範囲から排除するものとして解釈されるべきではない。

開示された実施形態は、一緒に説明された、且つ協調して利益の集合を提供し得る複数の特徴を含む。本発明は、これらの特徴の全てを含むか、又は言及された利益の全てを提供する実施形態だけには限定されない。

例えば「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、又は「ｓａｉｄ（前記）」という冠詞を用いる、単数形の請求項要素に対するいずれの言及も、要素を単数形に限定するように解釈されるべきではない。

「前」、「後（逆）」、「垂直」、「水平」、「上端」、「底部」、「上部」、「下部」、「内側」、「内側に」、「外部」、及び「外部に」などの方向を示す用語は、図に示されている実施形態の方向に基づいて、本発明を説明する際に助けとなるように用いられる。方向を示す用語の使用は、いずれの特定の方向にも本発明を限定するように解釈されるべきでない。

Claims (23)

1. 照明アセンブリであって、
   光出口を提供する第１の部分と、前記第１の部分の反対側の第２の部分とを含む光パイプであって、前記第１及び第２の部分が、それらの間に本体を画定し、前記本体が、前記第２の部分における入口開口部と、前記第１の部分における出口開口部とを有する結合孔を画定し、前記本体が、前記結合孔の内部を画定する壁を含み、前記結合孔が、前記第１の部分と第２の部分との間に延びる中心軸を有する光パイプと、
   光を前記結合孔に導くために、前記入口開口部と少なくとも部分的に整列された光エンジンと、
   前記出口開口部を通って前記出口開口部から出る光を前記結合孔に逆に反射するために、前記出口開口部を覆う反射コンポーネントであって、前記光エンジンによって放射された光が、前記入口開口部を通って前記結合孔に入り、次に（ａ）の少なくとも１つが、前記結合孔から離れて前記本体を通って伝播するように、且つ前記第１の部分における前記光出口を通って放射されるように、前記結合孔壁を通って前記本体に入り、（ｂ）が、前記反射コンポーネントによって前記結合孔に逆に反射される反射コンポーネントと、
   を含む照明アセンブリ。
2. 前記壁が、前記中心軸に対して９０度未満の角度で延びる、請求項１に記載の照明アセンブリ。
3. 前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも１つが、前記中心軸に対して９０度以下の角度で延びる、請求項１又は２に記載の照明アセンブリ。
4. 前記本体が、屈折率を有する材料から作製され、
   前記角度が、前記本体を形成する前記材料の前記屈折率に基づく、請求項３に記載の照明アセンブリ。
5. 前記第１の部分における前記出口開口部が、前記第２の部分における前記入口開口部の直径より小さい直径を有する、請求項１に記載の照明アセンブリ。
6. 前記第１の部分における前記光出口を通って前記本体内で伝播する光の少なくとも一部を抽出するための少なくとも１つの抽出要素を含む、請求項１に記載の照明アセンブリ。
7. 前記光出口を通って放射された前記光を分散するための、前記第１の部分における前記光出口に隣接する拡散器層を含む、請求項１に記載の照明アセンブリ。
8. 前記拡散器層が、紙、半透明ＡＢＳ、半透明ＰＣ、半透明ＰＶＣ、半透明アクリル、半透明ＰＥＴ、半透明ＰＢＴ、半透明ポリプロピレン、及び半透明ポリエチレンの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の照明アセンブリ。
9. 前記反射コンポーネントが、不透明である、請求項１に記載の照明アセンブリ。
10. 前記結合孔が、円、長円、及び楕円の１つである、請求項１に記載の照明アセンブリ。
11. 前記結合孔開口部が、直径を有し、前記結合孔が、所定の深さで前記本体に延び、
    前記結合孔の前記深さに対する前記開口部直径の比率が、少なくとも８０％の結合効率を提供するように選択される、請求項１に記載の照明アセンブリ。
12. 前記光出口に隣接してグラフィックを配置する看板であって、それによって前記光出口を通って放射された光が、前記グラフィックを背面から照明する看板を含む、請求項１に記載の照明アセンブリ。
13. 前記光エンジンを前記結合孔と結合するレンズを更に含む、請求項１に記載の照明アセンブリ。
14. 前記レンズが、前記結合孔の前記中心軸と整列された中心軸を有する、請求項１３に記載の照明アセンブリ。
15. 前記レンズが、前記入口開口部と整列されたレンズ光出口を有する、請求項１４に記載の照明アセンブリ。
16. 前記レンズ光出口が、前記本体と一体的に形成される、請求項１５に記載の照明アセンブリ。
17. 前記反射コンポーネントが、幾らかの光が前記反射コンポーネントを通過できるようにする、請求項１に記載の照明アセンブリ。
18. 前記反射コンポーネントが、反射塗料を含む、請求項１に記載の照明アセンブリ。
19. 前記反射コンポーネントが、前記出口開口部を覆うことに制限される、請求項１に記載の照明アセンブリ。
20. 照明アセンブリであって、
    光出口を含む第１の部分と、前記第１の部分の反対側の第２の部分とを含む光パイプであって、前記第１及び第２の部分が、それらの間に本体を画定し、前記本体が、屈折率を有する材料から作製される光パイプと、
    前記本体に形成される、且つ前記第２の部分に開口部を有する結合孔であって、前記本体が、前記結合孔の内部を画定する、且つ光入口を含む壁を形成し、前記結合孔が、前記第１の部分と前記第２の部分との間に延びる中心軸を有し、前記開口部が、前記中心軸に垂直に延び、前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも１つが、前記中心軸に対して９０度以下の角度で延び、前記角度が、前記本体を形成する前記材料の前記屈折率に基づく結合孔と、
    前記開口部と少なくとも部分的に整列された、且つ前記結合孔に光を導くように適合された光エンジンであって、前記結合孔の前記中心軸に垂直に配置された光出口を有する光エンジンと、
    を含み、
    前記光エンジンによって放射された前記光が、前記開口部を通って前記結合孔に入り、次に前記光入口を通って前記本体に入り、
    前記光入口を通って入る前記光が、前記結合孔から離れて前記本体を通って伝播し、且つ前記第１の部分における前記光出口を通って放射される照明アセンブリ。
21. 照明アセンブリであって、
    光出口を含む第１の部分と前記第１の部分の反対側の第２の部分とを含む光パイプであって、前記第１及び第２の部分が、それらの間に本体を画定する光パイプと、
    前記本体に形成される、且つ前記第２の部分に開口部を有する結合孔であって、前記本体が、前記結合孔の内部を画定する、且つ光入口を含む壁を形成し、前記結合孔が、前記第１の部分と前記第２の部分との間に延びる中心軸を有し、前記開口部が、前記中心軸に垂直に延び、前記結合孔開口部が、直径を有し、前記結合孔が、所定の深さで前記本体に延び、前記結合孔の前記深さに対する前記開口部直径の比率が、少なくとも８０％の結合効率を提供するように選択される結合孔と、
    前記開口部と少なくとも部分的に整列された、且つ前記結合孔に光を導くように適合された光エンジンであって、前記結合孔の前記中心軸に垂直に配置された光出口を有する光エンジンと、
    を含み、
    前記光エンジンによって放射された前記光が、前記開口部を通って前記結合孔に入り、次に前記光入口を通って前記本体に入り、
    前記光入口を通って入る前記光が、前記結合孔から離れて前記本体を通って伝播し、且つ前記第１の部分における前記光出口を通って放射される照明アセンブリ。
22. 照明アセンブリであって、
    光出口を含む第１の部分と前記第１の部分の反対側の第２の部分とを含む光パイプであって、前記第１及び第２の部分が、それらの間に本体を画定する光パイプと、
    前記本体に形成される、且つ前記第２の部分に開口部を有する結合孔であって、前記本体が、前記結合孔の内部を画定する、且つ光入口を含む壁を形成し、前記結合孔が、前記第１の部分と前記第２の部分との間に延びる中心軸を有し、前記開口部が、前記中心軸に垂直に延びる結合孔と、
    前記開口部と少なくとも部分的に整列された、且つ前記結合孔に光を導くように適合された光エンジンであって、前記光エンジンが、前記結合孔の前記中心軸に垂直に配置された光出口を有し、前記光エンジンが、レンズによって前記結合孔と結合され、それによって前記光エンジンによって放射された光が、前記レンズを通って前記結合孔開口部の方へ導かれ、前記レンズが、前記結合孔の前記中心軸と整列された中心軸を有するレンズ光入口を含み、前記レンズが、前記結合孔の前記壁によって形成された前記光入口と整列されたレンズ光出口を含み、それによって前記レンズ光出口を通って放射された光が、前記光入口を通って前記本体に入る光エンジンと、
    を含み、
    前記光エンジンによって放射された前記光が、前記開口部を通って前記結合孔に入り、次に前記光入口を通って前記本体に入り、
    前記光入口を通って入る前記光が、前記結合孔から離れて前記本体を通って伝播し、且つ前記第１の部分における前記光出口を通って放射される照明アセンブリ。
23. 前記レンズ光出口が、前記本体と一体的に形成される、請求項２２に記載の照明アセンブリ。

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