JP3532212B2 - 多面微小プリズム列を採用した照射装置 - Google Patents
多面微小プリズム列を採用した照射装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
- G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、一般的に、光線を平行化して比較的高い光
線透過率をもたらすための光学的照射装置に関する。よ
り詳細に言えば、本発明は、複数の光学的な微小プリズ
ム及び微小レンズを備えており、非平行光源から取り出
された光線を再指向して、非拡散光源、及び、実質的に
平行化された光源を別個に又は組み合わせて提供するた
めの照射装置に関する。
線透過率をもたらすための光学的照射装置に関する。よ
り詳細に言えば、本発明は、複数の光学的な微小プリズ
ム及び微小レンズを備えており、非平行光源から取り出
された光線を再指向して、非拡散光源、及び、実質的に
平行化された光源を別個に又は組み合わせて提供するた
めの照射装置に関する。
多くの光学的な照射の用途は、効率的な光線を出力す
る非拡散光源又は平行光源を製造することを必要とす
る。平行光源に関する代表的な問題は、（１）不均一な
配光、（２）制御された指向性の光線出力の欠如、
（３）非平行光線の入力量に対する平行光線出力の量に
関する非効率性、及び、（４）コンパクトな設計すなわ
ち狭いプロフィールの効率的な平行光源の欠如を含んで
いる。
る非拡散光源又は平行光源を製造することを必要とす
る。平行光源に関する代表的な問題は、（１）不均一な
配光、（２）制御された指向性の光線出力の欠如、
（３）非平行光線の入力量に対する平行光線出力の量に
関する非効率性、及び、（４）コンパクトな設計すなわ
ち狭いプロフィールの効率的な平行光源の欠如を含んで
いる。
従って、光学技術及び照明技術においては、効率的な
エネルギ光源を提供すると同時に狭いプロフィールを維
持する照射アセンブリを提供する必要性がある。
エネルギ光源を提供すると同時に狭いプロフィールを維
持する照射アセンブリを提供する必要性がある。
発明の概要
本発明は、非拡散光源、及び、エネルギ効率の良い実
質的に平行化された光源（以下の記載においては、空間
的に指向される光源と呼ぶ）を別個に又は組み合わせて
提供する光学的な照射装置に関する。また、本発明は、
薄型の空間的に指向される光源を必要とするあらゆる照
明の用途にも関係する。
質的に平行化された光源（以下の記載においては、空間
的に指向される光源と呼ぶ）を別個に又は組み合わせて
提供する光学的な照射装置に関する。また、本発明は、
薄型の空間的に指向される光源を必要とするあらゆる照
明の用途にも関係する。
本照射装置は、光線伝送手段に光学的に結合された入
射光源と、上記光線伝送手段からの光線を取り出して再
指向するための反射手段とを備えており、該反射手段
は、上記光線伝送手段に光学的に結合されている。上記
反射手段は、微小プリズムの列、あるいは、微小レンズ
の列と光学的に協働し、上記光線発生手段と微小レンズ
との間で作用するように配置される微小プリズムの列の
組み合わせを備える。本発明の反射手段は、薄型のアセ
ンブリに設けられた空間的に指向される光線の効率的な
エネルギ分布をもたらす。
射光源と、上記光線伝送手段からの光線を取り出して再
指向するための反射手段とを備えており、該反射手段
は、上記光線伝送手段に光学的に結合されている。上記
反射手段は、微小プリズムの列、あるいは、微小レンズ
の列と光学的に協働し、上記光線発生手段と微小レンズ
との間で作用するように配置される微小プリズムの列の
組み合わせを備える。本発明の反射手段は、薄型のアセ
ンブリに設けられた空間的に指向される光線の効率的な
エネルギ分布をもたらす。
ある好ましい実施例においては、単一の入射光源が、
上記光線伝送手段の光線受容面に隣接して位置決めされ
る。光線伝送手段は、光パイプ、光ウエッジ、導波管、
又は、当業者に周知の他の適宜な構造の如き、反射によ
って光線を伝送する適宜な構造とすることができる。光
線伝送手段は、入射光源によって発生された光線を受け
取って、該光線を全内部反射（TIR）によって伝送する
導波管を備えるのが好ましい。導波管の一方の面には、
微小プリズムの列が取り付けられる。微小プリズムは、
導波管と光学的に協働する光線入射面と、上記光線入射
面の先端側に設けられていて該光線入射面に対して平行
な光線出射面とを備える。微小プリズムは、更に、４つ
の側壁を備えており、これら側壁は各々、平坦面を有し
ている。上記４つの側壁は、導波管を通って移動する光
線が、微小プリズムによって捕捉されて再指向され、TI
Rによって微小プリズムを通って反射し、微小プリズム
から空間的に指向される光源として出るように、光線伝
送手段の表面の法線に対して角度をなして配列される。
空間的に指向される光源とは、上記光線出射面に対して
実質的に直交する方向において実質的に平行化される光
源、あるいは、上記光線出射面の法線に関して制御され
た角度で導かれる光源を含むことを意味している。別の
実施例においては、上記側壁の少なくとも１つの側壁
が、２又はそれ以上の平坦な反射面を備え、これによ
り、微小プリズムの反射率を改善する。上記側壁を形成
する平坦面の数は、そのような側壁の全部又は一部が弧
状の形状になるように、無限小に微小になるようにする
ことができる。
上記光線伝送手段の光線受容面に隣接して位置決めされ
る。光線伝送手段は、光パイプ、光ウエッジ、導波管、
又は、当業者に周知の他の適宜な構造の如き、反射によ
って光線を伝送する適宜な構造とすることができる。光
線伝送手段は、入射光源によって発生された光線を受け
取って、該光線を全内部反射（TIR）によって伝送する
導波管を備えるのが好ましい。導波管の一方の面には、
微小プリズムの列が取り付けられる。微小プリズムは、
導波管と光学的に協働する光線入射面と、上記光線入射
面の先端側に設けられていて該光線入射面に対して平行
な光線出射面とを備える。微小プリズムは、更に、４つ
の側壁を備えており、これら側壁は各々、平坦面を有し
ている。上記４つの側壁は、導波管を通って移動する光
線が、微小プリズムによって捕捉されて再指向され、TI
Rによって微小プリズムを通って反射し、微小プリズム
から空間的に指向される光源として出るように、光線伝
送手段の表面の法線に対して角度をなして配列される。
空間的に指向される光源とは、上記光線出射面に対して
実質的に直交する方向において実質的に平行化される光
源、あるいは、上記光線出射面の法線に関して制御され
た角度で導かれる光源を含むことを意味している。別の
実施例においては、上記側壁の少なくとも１つの側壁
が、２又はそれ以上の平坦な反射面を備え、これによ
り、微小プリズムの反射率を改善する。上記側壁を形成
する平坦面の数は、そのような側壁の全部又は一部が弧
状の形状になるように、無限小に微小になるようにする
ことができる。
別の実施例においては、微小レンズの列は、微小プリ
ズムの光線出射面に隣接して作用するように配置され
る。微小レンズには、適正な曲率が形成されると共に、
各々の微小プリズムから出た光線が対応する微小レンズ
に導かれるように位置決めｓれる。光線は、微小レンズ
を通って伝送され、十分に平行化された光源として出
る。
ズムの光線出射面に隣接して作用するように配置され
る。微小レンズには、適正な曲率が形成されると共に、
各々の微小プリズムから出た光線が対応する微小レンズ
に導かれるように位置決めｓれる。光線は、微小レンズ
を通って伝送され、十分に平行化された光源として出
る。
別の好ましい実施例においては、２つの入射光源が、
上記光線伝送手段の対向して設けられた光線受容面に隣
接して位置決めされる。上記光線伝送手段は、導波管を
備えており、該導波管は、両方の入射光源によって発生
された光線を受け取り、該光線をTIRによって搬送す
る。導波管の一方の面には、微小レンズの列が取り付け
られている。微小レンズは、導波管に接触した光線入射
面と、上記光線入射面の先端側に設けられていて該光線
入射面に対して平行な光線出射面とを備えており、上記
光線出射面の表面積は、上記光線入射面の表面積よりも
大きい。微小レンズは、更に、４つの傾斜した側壁を備
えており、これら側壁の各々は、平坦面を含んでいる。
上記側壁は、上記両方の入射光源から導波管に入ってそ
の中を移動する光線が、微小プリズムによって捕捉され
て該微小プリズムによって再指向され、TIRによって微
小プリズムを通って反射し、空間的に指向される光源と
して微小レンズから出るように、角度をなして配列され
ている。別の実施例においては、少なくとも１つの側壁
が、多数の平坦な反射面を備える。
上記光線伝送手段の対向して設けられた光線受容面に隣
接して位置決めされる。上記光線伝送手段は、導波管を
備えており、該導波管は、両方の入射光源によって発生
された光線を受け取り、該光線をTIRによって搬送す
る。導波管の一方の面には、微小レンズの列が取り付け
られている。微小レンズは、導波管に接触した光線入射
面と、上記光線入射面の先端側に設けられていて該光線
入射面に対して平行な光線出射面とを備えており、上記
光線出射面の表面積は、上記光線入射面の表面積よりも
大きい。微小レンズは、更に、４つの傾斜した側壁を備
えており、これら側壁の各々は、平坦面を含んでいる。
上記側壁は、上記両方の入射光源から導波管に入ってそ
の中を移動する光線が、微小プリズムによって捕捉され
て該微小プリズムによって再指向され、TIRによって微
小プリズムを通って反射し、空間的に指向される光源と
して微小レンズから出るように、角度をなして配列され
ている。別の実施例においては、少なくとも１つの側壁
が、多数の平坦な反射面を備える。
更に別の実施例においては、微小レンズの列が、微小
プリズムの光線出射面に隣接して作用するように配列さ
れる。微小レンズには、曲率が形成されると共に、各々
の微小プリズムから出た光線が、対応する微小レンズ又
は複数の微小レンズに導かれるように、位置決めされて
いる。光線は、微小レンズを通って伝送され、十分に平
行化された光源として出る。
プリズムの光線出射面に隣接して作用するように配列さ
れる。微小レンズには、曲率が形成されると共に、各々
の微小プリズムから出た光線が、対応する微小レンズ又
は複数の微小レンズに導かれるように、位置決めされて
いる。光線は、微小レンズを通って伝送され、十分に平
行化された光源として出る。
上述の微小プリズム及び微小レンズの構造を採用した
照射装置の利点を享受することのできる多くの照射の用
途が存在する。そのような用途は、自動車産業、航空機
産業、及び、商用及び居住用のマーケットに存在する。
単なる例であって、可能性のある用途を限定するもので
はないが、幾つかの自動車産業は、車の薄型のヘッドラ
イト及びテールライト、読書用及び地図用のライトを含
む車の薄型の室内灯、ダッシュボードのディスプレイ用
の光源、フラットパネル型の走行ディスプレイ用のバッ
クライト、フラットパネル型の自動車テレビのスクリー
ン及びフラットパネル型の電子機器用のディスプレイ、
交通信号灯、道路標識用のバックライトを含む。航空機
産業における代表的な例は、フラットパネル型のコック
ピットのディスプレイ、及び、航空機の客室のフラット
パネル型のテレビスクリーン、薄型の読書用ライト及び
航空機の着陸灯、並びに、滑走路の着陸灯を含む。居住
用及び商用の用途は、平行度の高い又は低い室内及び室
外の薄型のスポットライト及び室内照明、フラットパネ
ル型のテレビスクリーン用のバックライト、コンピュー
タの如きLCDディスプレイ、ゲーム用ディスプレイ、電
気器具のディスプレイ、機械のディスプレイ、ピクチャ
ーフォン（picture phone）、広告のディスプレイ、シ
ョーケースのディスプレイ用のライト、及び、店内ディ
スプレイを含む。
照射装置の利点を享受することのできる多くの照射の用
途が存在する。そのような用途は、自動車産業、航空機
産業、及び、商用及び居住用のマーケットに存在する。
単なる例であって、可能性のある用途を限定するもので
はないが、幾つかの自動車産業は、車の薄型のヘッドラ
イト及びテールライト、読書用及び地図用のライトを含
む車の薄型の室内灯、ダッシュボードのディスプレイ用
の光源、フラットパネル型の走行ディスプレイ用のバッ
クライト、フラットパネル型の自動車テレビのスクリー
ン及びフラットパネル型の電子機器用のディスプレイ、
交通信号灯、道路標識用のバックライトを含む。航空機
産業における代表的な例は、フラットパネル型のコック
ピットのディスプレイ、及び、航空機の客室のフラット
パネル型のテレビスクリーン、薄型の読書用ライト及び
航空機の着陸灯、並びに、滑走路の着陸灯を含む。居住
用及び商用の用途は、平行度の高い又は低い室内及び室
外の薄型のスポットライト及び室内照明、フラットパネ
ル型のテレビスクリーン用のバックライト、コンピュー
タの如きLCDディスプレイ、ゲーム用ディスプレイ、電
気器具のディスプレイ、機械のディスプレイ、ピクチャ
ーフォン（picture phone）、広告のディスプレイ、シ
ョーケースのディスプレイ用のライト、及び、店内ディ
スプレイを含む。
本発明の別の目的、利点及び新規な特徴は、その一部
は、以下の説明に記載されており、また、別の一部は、
以下の説明を検討することにより、あるいは、本発明を
実施することにより、当業者が理解することができよ
う。本発明の目的及び利点は、添付の請求の範囲に特に
述べる手段及び組み合わせによって、実現され且つ得る
ことができる。
は、以下の説明に記載されており、また、別の一部は、
以下の説明を検討することにより、あるいは、本発明を
実施することにより、当業者が理解することができよ
う。本発明の目的及び利点は、添付の請求の範囲に特に
述べる手段及び組み合わせによって、実現され且つ得る
ことができる。
図面の簡単な説明
本発明の上記及び他の目的は、添付図面を参照して以
下の詳細な説明を考慮することにより、理解されよう。
図面においては、同様の参照符号が同様の部品を示して
おり、 図１は、本発明の一実施例を単一の入射光源と共に示
す立面図であり、 図1Aは、図１の実施例の分解図であり、 図1Bは、図１の実施例の側面図であり、 図2A乃至図2Cは、単一の入射光源用の特定の単一の微
小プリズムの別の形状の実施例を示しており、 図３は、微小レンズ列を含む図１の実施例の立面図で
あり、 図3Aは、図３の実施例の側面図であり、 図４及び図4Aは、単一の微小レンズの分解図であり、 図５は、本発明の別の実施例を２つの入射光源と共に
示す立面図であり、 図5Aは、図５の実施例の分解側面図であり、 図6A乃至図6Cは、２つの入射光源を用いる用途のため
の単一の微小プリズムの別の形状の実施例を示してお
り、 図7A及び図7Bは、２つの入射光源を有する用途のため
の単一の微小プリズムの更に別の形状の実施例を示して
おり、 図８は、微小レンズ列を含む図５の実施例の立面図で
あり、 図９は、図８の実施例の分解図であり、 図10は、図５の実施例の側面図である。
下の詳細な説明を考慮することにより、理解されよう。
図面においては、同様の参照符号が同様の部品を示して
おり、 図１は、本発明の一実施例を単一の入射光源と共に示
す立面図であり、 図1Aは、図１の実施例の分解図であり、 図1Bは、図１の実施例の側面図であり、 図2A乃至図2Cは、単一の入射光源用の特定の単一の微
小プリズムの別の形状の実施例を示しており、 図３は、微小レンズ列を含む図１の実施例の立面図で
あり、 図3Aは、図３の実施例の側面図であり、 図４及び図4Aは、単一の微小レンズの分解図であり、 図５は、本発明の別の実施例を２つの入射光源と共に
示す立面図であり、 図5Aは、図５の実施例の分解側面図であり、 図6A乃至図6Cは、２つの入射光源を用いる用途のため
の単一の微小プリズムの別の形状の実施例を示してお
り、 図7A及び図7Bは、２つの入射光源を有する用途のため
の単一の微小プリズムの更に別の形状の実施例を示して
おり、 図８は、微小レンズ列を含む図５の実施例の立面図で
あり、 図９は、図８の実施例の分解図であり、 図10は、図５の実施例の側面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
本発明の好ましい実施例は、上述の図面を参照するこ
とにより、当業者には良く理解されよう。図面に示す本
発明の好ましい実施例は、本発明を総て網羅するもので
はなく、また、本発明を開示される正確な形態に限定す
るものでもない。そのような実施例は、本発明の原理を
示すために、あるいは、本発明の原理を最も良く説明す
るために選択されたものであり、従って、その適用可能
な及び実際的な使用は、当業者が本発明を最も良く利用
することを可能にする。
とにより、当業者には良く理解されよう。図面に示す本
発明の好ましい実施例は、本発明を総て網羅するもので
はなく、また、本発明を開示される正確な形態に限定す
るものでもない。そのような実施例は、本発明の原理を
示すために、あるいは、本発明の原理を最も良く説明す
るために選択されたものであり、従って、その適用可能
な及び実際的な使用は、当業者が本発明を最も良く利用
することを可能にする。
本発明の１つの好ましい実施例が、図１、図1A、及
び、図1Bに示されている。参照符号２で示された照射装
置は、光線発生手段14と、光線受容面17を有する導波管
16と、上記導波管16に光学的に接触している透明な反射
手段18とを備えている。使用可能な光線発生手段14の例
は、レーザ、蛍光管、発光ダイオード、白熱光線、太陽
光線等を含み、これらレーザ等の光線は、反射手段と組
み合わせて光学的な結合を増大させることもできる。導
波管16は、ガラス又はポリマーの如き適宜な透明な材料
から形成される。図１においては、光線発生手段14は、
導波管16に光学的に結合されており、反射手段18は、導
波管16に接触している。
び、図1Bに示されている。参照符号２で示された照射装
置は、光線発生手段14と、光線受容面17を有する導波管
16と、上記導波管16に光学的に接触している透明な反射
手段18とを備えている。使用可能な光線発生手段14の例
は、レーザ、蛍光管、発光ダイオード、白熱光線、太陽
光線等を含み、これらレーザ等の光線は、反射手段と組
み合わせて光学的な結合を増大させることもできる。導
波管16は、ガラス又はポリマーの如き適宜な透明な材料
から形成される。図１においては、光線発生手段14は、
導波管16に光学的に結合されており、反射手段18は、導
波管16に接触している。
反射手段18は、任意の接着促進層26と、微小プリズム
28の列すなわち微小プリズム列とを備えている。光線
は、TIRを介して導波管16を通って反射して、光線入射
面30によって各々の微小プリズム28に入り、側壁33、3
5、37から反射して、空間的に指向される光源として、
光線出射面32を通って微小プリズム28から出る。
28の列すなわち微小プリズム列とを備えている。光線
は、TIRを介して導波管16を通って反射して、光線入射
面30によって各々の微小プリズム28に入り、側壁33、3
5、37から反射して、空間的に指向される光源として、
光線出射面32を通って微小プリズム28から出る。
導波管16は、約400nmから約700nmまでの波長範囲内に
ある光線に対して透過性を有している。導波管16の屈折
率の範囲は、約1.40から約1.65とすることができる。最
も好ましい屈折率は、約1.45から約1.60である。導波管
16は、適宜な透明な固体材料から形成することができ
る。好ましい材料は、透明なポリマー、ガラス、及び、
融解石英を含む。そのような材料の望ましい特性は、装
置の代表的な作動温度における機械的及び光学的な安定
性を含む。最も好ましい材料は、ガラス、アクリル、ポ
リカーボネート、及び、ポリエステルである。
ある光線に対して透過性を有している。導波管16の屈折
率の範囲は、約1.40から約1.65とすることができる。最
も好ましい屈折率は、約1.45から約1.60である。導波管
16は、適宜な透明な固体材料から形成することができ
る。好ましい材料は、透明なポリマー、ガラス、及び、
融解石英を含む。そのような材料の望ましい特性は、装
置の代表的な作動温度における機械的及び光学的な安定
性を含む。最も好ましい材料は、ガラス、アクリル、ポ
リカーボネート、及び、ポリエステルである。
微小プリズム28は、適宜な透明な固体材料から構成す
ることができる。好ましい材料は、導波管の屈折率に等
しいかあるいはそれよりも大きい屈折率を有する。好ま
しい材料は、約1.40と約1.65との間の屈折率を有する。
微小プリズム28を製造するための１つの方法は、射出成
形操作を含む。この方法において有用な材料は、ポリカ
ーボネート、アクリル、及び、ポリ（４−メチル・ペン
テン）を含む。別の製造方法は、ウレタンのアクリル酸
及びメタクリル酸、エステルのアクリル酸及びメタクリ
ル酸、エポキシのアクリル酸及びメタクリル酸、（ポ
リ）エチレングリコールのアクリル酸及びメタクリル
酸、並びに、ビニル含有有機モノマーから成るアクリル
酸モノマー混合物の光重合によって形成されるポリマー
を含むことができる。使用可能なモノマーは、メタクリ
ル酸メチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エ
チルヘキシル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸２−
ヒドルキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピ
ル、アクリル酸シクロヘキシル、ジアクリル酸1,4−ブ
タンジオール、エトキシ化ジアクリル酸ビスフェノール
Ａ、ジアクリル酸ネオペンチルグリコール、ジアクリル
酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレング
リコール、ジアクリル酸1,6ヘキサンジオール、トリア
クリル酸トリメチロールプロパン、トリアクリル酸ペン
タエリトリトール、及び、テトラアクリル酸ペンタエリ
トリトールを含む。特に有用なのは、少なくとも１つの
モノマーが、ジアクリル酸又はトリアクリル酸の如き多
官能モノマーである混合物であり、その理由は、そのよ
うな混合物は、反応した感光性ポリマーの中に架橋の網
状組織を形成するからである。ホトリソグラフによって
形成される微小プリズム28にとって最も好ましい材料
は、エトキシ化ジアクリル酸ビスフェノールＡ及びトリ
アクリル酸トリメチロールプロパンの混合物を光重合す
ることによって形成される架橋ポリマーである。
ることができる。好ましい材料は、導波管の屈折率に等
しいかあるいはそれよりも大きい屈折率を有する。好ま
しい材料は、約1.40と約1.65との間の屈折率を有する。
微小プリズム28を製造するための１つの方法は、射出成
形操作を含む。この方法において有用な材料は、ポリカ
ーボネート、アクリル、及び、ポリ（４−メチル・ペン
テン）を含む。別の製造方法は、ウレタンのアクリル酸
及びメタクリル酸、エステルのアクリル酸及びメタクリ
ル酸、エポキシのアクリル酸及びメタクリル酸、（ポ
リ）エチレングリコールのアクリル酸及びメタクリル
酸、並びに、ビニル含有有機モノマーから成るアクリル
酸モノマー混合物の光重合によって形成されるポリマー
を含むことができる。使用可能なモノマーは、メタクリ
ル酸メチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エ
チルヘキシル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸２−
ヒドルキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピ
ル、アクリル酸シクロヘキシル、ジアクリル酸1,4−ブ
タンジオール、エトキシ化ジアクリル酸ビスフェノール
Ａ、ジアクリル酸ネオペンチルグリコール、ジアクリル
酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレング
リコール、ジアクリル酸1,6ヘキサンジオール、トリア
クリル酸トリメチロールプロパン、トリアクリル酸ペン
タエリトリトール、及び、テトラアクリル酸ペンタエリ
トリトールを含む。特に有用なのは、少なくとも１つの
モノマーが、ジアクリル酸又はトリアクリル酸の如き多
官能モノマーである混合物であり、その理由は、そのよ
うな混合物は、反応した感光性ポリマーの中に架橋の網
状組織を形成するからである。ホトリソグラフによって
形成される微小プリズム28にとって最も好ましい材料
は、エトキシ化ジアクリル酸ビスフェノールＡ及びトリ
アクリル酸トリメチロールプロパンの混合物を光重合す
ることによって形成される架橋ポリマーである。
微小プリズム28は、間隙領域36によって分離されてい
る。間隙領域36の屈折率は、微小プリズム28の屈折率よ
りも小さくなければならない。間隙領域のため好ましい
材料は、1.00の屈折率を有する空気、及び、約1.16から
約1.40の範囲の屈折率を有するフッ素ポリマー材料であ
る。最も好ましい材料は空気である。
る。間隙領域36の屈折率は、微小プリズム28の屈折率よ
りも小さくなければならない。間隙領域のため好ましい
材料は、1.00の屈折率を有する空気、及び、約1.16から
約1.40の範囲の屈折率を有するフッ素ポリマー材料であ
る。最も好ましい材料は空気である。
任意の接着促進層26は、光透過性を有する有機材料で
あるが、例えば、光学的に架橋されたアクリル酸モノマ
ー材料、あるいは、射出成形されたポリカーボネートの
如きポリマーから形成されたような微小プリズムを、導
波管16に対して強固に接着させるような材料である。そ
のような材料は、当業界においては周知である。接着促
進層26の厚みは、厳密なものではなく、広く変化させる
ことができる。本発明の好ましい実施例においては、接
着層26の厚みは、約30μｍよりも小さい。
あるが、例えば、光学的に架橋されたアクリル酸モノマ
ー材料、あるいは、射出成形されたポリカーボネートの
如きポリマーから形成されたような微小プリズムを、導
波管16に対して強固に接着させるような材料である。そ
のような材料は、当業界においては周知である。接着促
進層26の厚みは、厳密なものではなく、広く変化させる
ことができる。本発明の好ましい実施例においては、接
着層26の厚みは、約30μｍよりも小さい。
微小プリズムは、方形状、矩形状又は六角形状のパタ
ーンの如き、任意のパターンで導波管16の上に配列する
ことができる。微小プリズムは、光線受容面17に対して
直交する方向において、反復距離38（図１）を有してお
り、また、光線受容面17に対して平行な方向において、
反復距離40（図1B）を有している。反復距離38、40は、
等しくすることもできるし、あるいは、等しくないよう
にすることもでき、ディスプレイの解像度及び寸法に応
じて、広く変化させることができる。また、反復距離3
8、40を導波管16の表面を横断する方向において変化さ
せ、光線発生手段14からの距離が増大する際の、導波管
16の中の光線強度の低下を補償することができる。この
光線強度の低下は、他の微小プリズム列の光線の除去に
起因するものである。
ーンの如き、任意のパターンで導波管16の上に配列する
ことができる。微小プリズムは、光線受容面17に対して
直交する方向において、反復距離38（図１）を有してお
り、また、光線受容面17に対して平行な方向において、
反復距離40（図1B）を有している。反復距離38、40は、
等しくすることもできるし、あるいは、等しくないよう
にすることもでき、ディスプレイの解像度及び寸法に応
じて、広く変化させることができる。また、反復距離3
8、40を導波管16の表面を横断する方向において変化さ
せ、光線発生手段14からの距離が増大する際の、導波管
16の中の光線強度の低下を補償することができる。この
光線強度の低下は、他の微小プリズム列の光線の除去に
起因するものである。
微小プリズム28は、光線出射面32に対して平行である
のが好ましい光線入射面30を有する６つの辺を有する幾
何学的形状を形成するように構成されており、上記光線
出射面32の表面積は、光線入射面30と等しいかあるいは
それよりも大きい。微小プリズム28は、更に、対向して
設けられた二対の側壁33、34及び35、37を備えており、
各々の側壁は、平坦な反射面を含んでいる。各々の側壁
は、導波管16を通って伝播している構成を反射させた
り、再指向させたりする効果を有するのが好ましい。側
壁33と導波管16、あるいは、該導波管の上の接着層26と
の間の交線は、光線の平均の方向に対して直交する線を
形成するのが好ましい。例えば、図１に示すように、側
壁33と接着層26との間の交線は、光線受容面17に対して
平行な線を形成し、従って、導波管16を通る光線の平均
方向に対して直交している。
のが好ましい光線入射面30を有する６つの辺を有する幾
何学的形状を形成するように構成されており、上記光線
出射面32の表面積は、光線入射面30と等しいかあるいは
それよりも大きい。微小プリズム28は、更に、対向して
設けられた二対の側壁33、34及び35、37を備えており、
各々の側壁は、平坦な反射面を含んでいる。各々の側壁
は、導波管16を通って伝播している構成を反射させた
り、再指向させたりする効果を有するのが好ましい。側
壁33と導波管16、あるいは、該導波管の上の接着層26と
の間の交線は、光線の平均の方向に対して直交する線を
形成するのが好ましい。例えば、図１に示すように、側
壁33と接着層26との間の交線は、光線受容面17に対して
平行な線を形成し、従って、導波管16を通る光線の平均
方向に対して直交している。
図1Aに示すように、各々の微小プリズム28は、側壁33
が導波管16の表面の法線に対して傾斜角φを形成するよ
うに、構成される。傾斜角φの望ましい値は、約15゜か
ら約50゜の範囲にある。角度φのより好ましい値は、約
20゜から約40゜の範囲にある。当業者は理解できるよう
に、角度φは、光線出射面の法線に対して空間的に指向
される光線が出射する角度を決定する。
が導波管16の表面の法線に対して傾斜角φを形成するよ
うに、構成される。傾斜角φの望ましい値は、約15゜か
ら約50゜の範囲にある。角度φのより好ましい値は、約
20゜から約40゜の範囲にある。当業者は理解できるよう
に、角度φは、光線出射面の法線に対して空間的に指向
される光線が出射する角度を決定する。
図1Bを参照すると、側壁35、37も、導波管16の表面の
法線に対して傾斜角θを形成している。傾斜角θの望ま
しい値は、約０゜から約25゜の範囲にある。傾斜角θの
より好ましい値は、約２゜から約20゜の範囲にある。側
壁35、37に関する傾斜角θは、等しいのが好ましいが、
必ずしも等しくなくても良い。
法線に対して傾斜角θを形成している。傾斜角θの望ま
しい値は、約０゜から約25゜の範囲にある。傾斜角θの
より好ましい値は、約２゜から約20゜の範囲にある。側
壁35、37に関する傾斜角θは、等しいのが好ましいが、
必ずしも等しくなくても良い。
別の実施例においては、微小プリズムの反射率を改善
するために、微小プリズム28の少なくとも１つの側壁
が、２又はそれ以上の平坦な反射面を含む。図2Aは、２
つの平坦面31、31aを有する側壁33aを示している。側壁
を構成する平坦面の数は変えることができる。図2Bは、
更に別の実施例を示しており、この実施例においては、
少なくとも１つの側壁が、無限小に微細なアルカリ水溶
性の平坦面を備えており、これにより、側壁33bは、弧
状の形状を有している。それらとは異なり、図2Cにおい
ては、側壁33cは、弧状の反射面42と、平坦な反射面42a
とを備えている。
するために、微小プリズム28の少なくとも１つの側壁
が、２又はそれ以上の平坦な反射面を含む。図2Aは、２
つの平坦面31、31aを有する側壁33aを示している。側壁
を構成する平坦面の数は変えることができる。図2Bは、
更に別の実施例を示しており、この実施例においては、
少なくとも１つの側壁が、無限小に微細なアルカリ水溶
性の平坦面を備えており、これにより、側壁33bは、弧
状の形状を有している。それらとは異なり、図2Cにおい
ては、側壁33cは、弧状の反射面42と、平坦な反射面42a
とを備えている。
図1A、図1B及び図1Cを再度参照すると、微小プリズム
28の高さは、寸法50を有している。高さ50は、ディスプ
レイの寸法及び解像度に応じて、広く変化することがで
きる。すなち、ラップトップ型コンピュータのディスプ
レイ、及び、航空電子装置のディスプレイの如き小さな
ディスプレイは、大型スクリーンを有するフラットパネ
ル型テレビの如き大きなディスプレイに比較して、大幅
に減少した寸法を有することになる。
28の高さは、寸法50を有している。高さ50は、ディスプ
レイの寸法及び解像度に応じて、広く変化することがで
きる。すなち、ラップトップ型コンピュータのディスプ
レイ、及び、航空電子装置のディスプレイの如き小さな
ディスプレイは、大型スクリーンを有するフラットパネ
ル型テレビの如き大きなディスプレイに比較して、大幅
に減少した寸法を有することになる。
微小プリズム28の長さは、寸法52及び53を有してい
る。長さ52は、光線入射面30に対応しており、長さ53
は、光線出射面32に対応している。長さ53は、長さ52に
等しいかあるいはそれよりも大きい値にすることができ
る。長さ52及び53は、ディスプレイの寸法及び解像度に
応じて広く変化することができる。また、長さ52を、光
線伝送手段16の表面を横断する方向において変化させ、
これにより、光線発生手段14からの距離が増大する際
の、導波管16の中の光線強度の低下を補償することがで
きる。すなわち、光線発生手段14に近い微小プリズム28
は、光線発生手段14から遠い微小プリズムに比較して、
小さな寸法52を有することができる。光線強度の低下
は、その列の他の微小プリズムによる光線の除去に起因
するものである。長さ52、53の最大値は、図１の反復距
離38よりも小さい。
る。長さ52は、光線入射面30に対応しており、長さ53
は、光線出射面32に対応している。長さ53は、長さ52に
等しいかあるいはそれよりも大きい値にすることができ
る。長さ52及び53は、ディスプレイの寸法及び解像度に
応じて広く変化することができる。また、長さ52を、光
線伝送手段16の表面を横断する方向において変化させ、
これにより、光線発生手段14からの距離が増大する際
の、導波管16の中の光線強度の低下を補償することがで
きる。すなわち、光線発生手段14に近い微小プリズム28
は、光線発生手段14から遠い微小プリズムに比較して、
小さな寸法52を有することができる。光線強度の低下
は、その列の他の微小プリズムによる光線の除去に起因
するものである。長さ52、53の最大値は、図１の反復距
離38よりも小さい。
微小プリズム28は、幅方向の寸法54、55を有してお
り、幅54は、光線入射面30に対応し、また、幅55は、光
線出射面32に対応している。幅54及び55は、ディスプレ
イの寸法及び解像度に応じて大きく変化することがで
き、傾斜角θ及び高さ50の関数である。また、幅54を、
光線伝送手段16の表面を横断する方向において変化さ
せ、これにより、光線発生手段14からの距離が増大する
際の、導波管16の中の光線強度の低下を補償することが
できる。幅54及び55の最大値は、反復距離40よりも小さ
い。長さ方向の寸法52は、幅方向の寸法54よりも大きい
のが望ましい。長さ52の幅54に対する比は、1.2:1から
5:1の範囲にあるのが好ましい。上記比は、1.5:1から3:
1の範囲にあるのがより好ましい。
り、幅54は、光線入射面30に対応し、また、幅55は、光
線出射面32に対応している。幅54及び55は、ディスプレ
イの寸法及び解像度に応じて大きく変化することがで
き、傾斜角θ及び高さ50の関数である。また、幅54を、
光線伝送手段16の表面を横断する方向において変化さ
せ、これにより、光線発生手段14からの距離が増大する
際の、導波管16の中の光線強度の低下を補償することが
できる。幅54及び55の最大値は、反復距離40よりも小さ
い。長さ方向の寸法52は、幅方向の寸法54よりも大きい
のが望ましい。長さ52の幅54に対する比は、1.2:1から
5:1の範囲にあるのが好ましい。上記比は、1.5:1から3:
1の範囲にあるのがより好ましい。
別の実施例においては、反射手段18は、更に、図３及
び図3Aに示すように、微小レンズ80の列を備えている。
微小レンズ80は、微小プリズム28に対して光学的に結合
されている。微小レンズ80は、微小プリズム28に関して
上に説明したのと同じ技術を用いて形成することができ
る。微小レンズ80が光重合によって形成される場合に
は、微小レンズは、微小プリズム28に関して上に説明し
たのと同じモノマーから形成されるのが好ましく、ま
た、微小プリズム28の屈折率と同じ又は実質的に同じ屈
折率を有するのが好ましい。しかしながら、例えば、上
述の材料の如き、適宜な透明な材料を用いることができ
る。微小レンズの間の中心間の距離は、微小プリズム28
の反復距離38、40に直接関係する。すなわち、総ての微
小プリズム28に関して、各々の微小プリズム28の光線出
射面32に整合した対応する微小レンズ80が存在する。
び図3Aに示すように、微小レンズ80の列を備えている。
微小レンズ80は、微小プリズム28に対して光学的に結合
されている。微小レンズ80は、微小プリズム28に関して
上に説明したのと同じ技術を用いて形成することができ
る。微小レンズ80が光重合によって形成される場合に
は、微小レンズは、微小プリズム28に関して上に説明し
たのと同じモノマーから形成されるのが好ましく、ま
た、微小プリズム28の屈折率と同じ又は実質的に同じ屈
折率を有するのが好ましい。しかしながら、例えば、上
述の材料の如き、適宜な透明な材料を用いることができ
る。微小レンズの間の中心間の距離は、微小プリズム28
の反復距離38、40に直接関係する。すなわち、総ての微
小プリズム28に関して、各々の微小プリズム28の光線出
射面32に整合した対応する微小レンズ80が存在する。
スペーサ82が、微小レンズ80及び微小プリズム28を離
している。スペーサ82の厚みは、微小プリズム28からの
光線が微小レンズ80によって平行になるように、最適化
される。スペーサ82は、適宜な透明な材料から形成する
ことができる。好ましい材料は、透明なポリマー、ガラ
ス及び融解石英を含む。スペーサ82は、微小プリズム28
及び微小レンズ80の屈折率に等しい又は実質的に等しい
屈折率を有するのが好ましい。そのような材料の望まし
い特性は、装置の代表的な作動温度における機械的及び
光学的な安定性を含む。より好ましい材料は、ガラス、
アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、及
び、光重合されたアクリル酸モノマーである。
している。スペーサ82の厚みは、微小プリズム28からの
光線が微小レンズ80によって平行になるように、最適化
される。スペーサ82は、適宜な透明な材料から形成する
ことができる。好ましい材料は、透明なポリマー、ガラ
ス及び融解石英を含む。スペーサ82は、微小プリズム28
及び微小レンズ80の屈折率に等しい又は実質的に等しい
屈折率を有するのが好ましい。そのような材料の望まし
い特性は、装置の代表的な作動温度における機械的及び
光学的な安定性を含む。より好ましい材料は、ガラス、
アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、及
び、光重合されたアクリル酸モノマーである。
単一の微小レンズ80が図４に示されている。この微小
レンズは、球面レンズ、又は、非球面レンズ、あるい
は、非点収差レンズとすることができる。微小レンズ80
の足跡は、必ずしも円形である必要はなく、図4Aに示す
ように、矩形として、反復距離38、40の長さにそれぞれ
等しい長さ86及び幅87を有するようにすることができ
る。
レンズは、球面レンズ、又は、非球面レンズ、あるい
は、非点収差レンズとすることができる。微小レンズ80
の足跡は、必ずしも円形である必要はなく、図4Aに示す
ように、矩形として、反復距離38、40の長さにそれぞれ
等しい長さ86及び幅87を有するようにすることができ
る。
微小レンズ80が、球面レンズである場合には、そのよ
うなレンズは、曲率半径84を有する１つの湾曲面を有す
ることになる。上記曲率半径は、対応する微小プリズム
列の反復距離38、40に応じて、大きく変化することがで
きる。微小レンズ80が、導波管16から微小プリズム28を
介して外側に出た実質的に総ての光線を集光するように
するためには、微小レンズ80のｆ値は比較的小さくなけ
ればならない。微小レンズ80のｆ値は、約0.5から約4.0
の範囲とすることができる。そのようなｆ値のより好ま
しい値は、約0.6から約3.0の範囲にある。
うなレンズは、曲率半径84を有する１つの湾曲面を有す
ることになる。上記曲率半径は、対応する微小プリズム
列の反復距離38、40に応じて、大きく変化することがで
きる。微小レンズ80が、導波管16から微小プリズム28を
介して外側に出た実質的に総ての光線を集光するように
するためには、微小レンズ80のｆ値は比較的小さくなけ
ればならない。微小レンズ80のｆ値は、約0.5から約4.0
の範囲とすることができる。そのようなｆ値のより好ま
しい値は、約0.6から約3.0の範囲にある。
本発明の別の実施例が、図５及び図5Aに示されてい
る。２つの光線発生手段14、14Aが、導波管16の対向し
て設けられた２つの光線受容面17、17Aに隣接して位置
決めされている。図示の光線発生手段に加えて、これら
光線発生手段の一方を反射面とすることができる。この
反射面は、他方と光源から光線伝送手段16に光線を反射
させることによって、光源として作用する。微小プリズ
ム90の列が、上に説明したのと同様な態様で、導波管16
に取り付けられている。微小プリズム90は、光線出射面
94に対して平行であるのが好ましい光線入射面92を備え
ており、上記光線出射面94の表面積は、光線入射面92の
表面積よりも大きい。微小プリズム90は、また、対向し
て設けられる傾斜した二対の側壁96、98、及び、97、99
を備えている。
る。２つの光線発生手段14、14Aが、導波管16の対向し
て設けられた２つの光線受容面17、17Aに隣接して位置
決めされている。図示の光線発生手段に加えて、これら
光線発生手段の一方を反射面とすることができる。この
反射面は、他方と光源から光線伝送手段16に光線を反射
させることによって、光源として作用する。微小プリズ
ム90の列が、上に説明したのと同様な態様で、導波管16
に取り付けられている。微小プリズム90は、光線出射面
94に対して平行であるのが好ましい光線入射面92を備え
ており、上記光線出射面94の表面積は、光線入射面92の
表面積よりも大きい。微小プリズム90は、また、対向し
て設けられる傾斜した二対の側壁96、98、及び、97、99
を備えている。
側壁96、98は、各々、導波管16の表面の法線に対し
て、角度φを形成している。側壁96、98に関する傾斜角
φは、等しいのが好ましいが、これら傾斜角は必ずしも
等しい必要はない。各々の傾斜した側壁96、98と導波管
16又はその上の接着層26との間の交線は、対向して設け
られた光線受容面17、17Aに対して平行であり、従っ
て、導波管16を通って移動する光線の平均的な方向に対
して直交しているのが好ましい。
て、角度φを形成している。側壁96、98に関する傾斜角
φは、等しいのが好ましいが、これら傾斜角は必ずしも
等しい必要はない。各々の傾斜した側壁96、98と導波管
16又はその上の接着層26との間の交線は、対向して設け
られた光線受容面17、17Aに対して平行であり、従っ
て、導波管16を通って移動する光線の平均的な方向に対
して直交しているのが好ましい。
図5Aを参照すると、側壁97、99は各々、導波管16の法
線に対して角度θを形成している。側壁97、99に関する
傾斜角θは、等しいのが好ましいが、必ずしも等しくす
る必要はない。各々の傾斜した側壁97、99と導波管16又
はその上の接着層26との間の交線は、対向して設けられ
た光線受容面17、17Aに対して直交しており、従って、
導波管16を通って移動する光線の平均的な方向に対して
平行である。
線に対して角度θを形成している。側壁97、99に関する
傾斜角θは、等しいのが好ましいが、必ずしも等しくす
る必要はない。各々の傾斜した側壁97、99と導波管16又
はその上の接着層26との間の交線は、対向して設けられ
た光線受容面17、17Aに対して直交しており、従って、
導波管16を通って移動する光線の平均的な方向に対して
平行である。
別の実施例においては、微小プリズム90の少なくとも
１つの側壁は、微小プリズムの反射率を改善するため
に、１又はそれ以上の平坦な反射面を備える。図6Aは、
２つの平坦面95、95aを有する側壁98aを示している。あ
る実施例においては、側壁96a、98a、97a及び99aは、図
6B及び図6Cに示すように、少なくとも２つの平坦な反射
面を備えている。しかしながら、一般的には、微小プリ
ズム90は、平坦な側壁、及び、２又はそれ以上の平坦面
を有する側壁の任意位の組み合わせとすることができ
る。
１つの側壁は、微小プリズムの反射率を改善するため
に、１又はそれ以上の平坦な反射面を備える。図6Aは、
２つの平坦面95、95aを有する側壁98aを示している。あ
る実施例においては、側壁96a、98a、97a及び99aは、図
6B及び図6Cに示すように、少なくとも２つの平坦な反射
面を備えている。しかしながら、一般的には、微小プリ
ズム90は、平坦な側壁、及び、２又はそれ以上の平坦面
を有する側壁の任意位の組み合わせとすることができ
る。
図７及び図7Aは、別の実施例を示しており、この実施
例においては、少なくとも１つの側壁（例えば、98b）
が、無限小に微細な複数の平坦面を備えており、これに
より、側壁98bは、弧状の形状を有している。別の実施
例においては、側壁98bは、弧状の反射面93と、平坦な
反射面93aとを備える。
例においては、少なくとも１つの側壁（例えば、98b）
が、無限小に微細な複数の平坦面を備えており、これに
より、側壁98bは、弧状の形状を有している。別の実施
例においては、側壁98bは、弧状の反射面93と、平坦な
反射面93aとを備える。
微小プリズム90の高さは、寸法110を有しており、こ
の高さは、微小プリズム80の高さ50と同様である。微小
プリズム導波管90の高さは、寸法120、122を有してお
り、寸法122は、寸法120よりも小さい。両方の長さ12
0、122は、傾斜角φ及び高さ110の関数である。長さ12
0、122は、ディスプレイの寸法及び解像度に応じて、大
きく変化することができる。また、長さ120、122を光線
伝送手段16の表面を横断する方向において変えて、光線
発生手段14、14Aからの距離が増大する際の、導波管16
の中の光線強度の低下を補償することができる。長さ12
0の最大値は、反復距離138よりも小さい。
の高さは、微小プリズム80の高さ50と同様である。微小
プリズム導波管90の高さは、寸法120、122を有してお
り、寸法122は、寸法120よりも小さい。両方の長さ12
0、122は、傾斜角φ及び高さ110の関数である。長さ12
0、122は、ディスプレイの寸法及び解像度に応じて、大
きく変化することができる。また、長さ120、122を光線
伝送手段16の表面を横断する方向において変えて、光線
発生手段14、14Aからの距離が増大する際の、導波管16
の中の光線強度の低下を補償することができる。長さ12
0の最大値は、反復距離138よりも小さい。
微小プリズム28の幅は、図5Aに示すように、寸法13
0、132を有している。寸法132は、寸法130よりも小さい
かあるいはこれに等しい。両方の幅130、132は、傾斜角
θ及び高さ110の関数である。幅130、132は、長さ120、
122に関して上に説明したファクタに応じて、広く変化
することができる。幅130の最大値は、反復距離140より
も小さい。長さ方向の寸法122は、幅方向の寸法132より
も大きいのが望ましい。長さ122の幅132に対する比は、
1.2:1から5:1の範囲にあるのが好ましい。上記比は、1.
5:1から3:1の範囲にあるのがより好ましい。
0、132を有している。寸法132は、寸法130よりも小さい
かあるいはこれに等しい。両方の幅130、132は、傾斜角
θ及び高さ110の関数である。幅130、132は、長さ120、
122に関して上に説明したファクタに応じて、広く変化
することができる。幅130の最大値は、反復距離140より
も小さい。長さ方向の寸法122は、幅方向の寸法132より
も大きいのが望ましい。長さ122の幅132に対する比は、
1.2:1から5:1の範囲にあるのが好ましい。上記比は、1.
5:1から3:1の範囲にあるのがより好ましい。
図８乃至図10に示す本発明の更に別の実施例は、微小
プリズム90に対して光学的に結合された微小レンズ80の
列を備えている。上述のように、スペーサ82が、微小レ
ンズ80を微小プリズム90から離している。光線は、空間
的に指向される光源として、各々の微小プリズム90から
出て、１又はそれ以上の微小レンズに入る。上記光源
は、２つの微小レンズに導かれるのが好ましい。微小プ
リズム90から出て空間的に指向される光源は、微小レン
ズ80によって平行化されて、実質的に平行な光線パター
ンを提供する。微小レンズの中心間の距離は、微小プリ
ズム90の反復距離138、140に直接関係する。各々の微小
レンズ80の長さ86（図4A）は、図８及び図９に示すよう
に、隣接する微小プリズムに等しい距離が重なるよう
に、微小プリズム列に関して整合されている。各々の微
小レンズの幅は、図10に示すように、１つの微小レンズ
に関して整合されている。
プリズム90に対して光学的に結合された微小レンズ80の
列を備えている。上述のように、スペーサ82が、微小レ
ンズ80を微小プリズム90から離している。光線は、空間
的に指向される光源として、各々の微小プリズム90から
出て、１又はそれ以上の微小レンズに入る。上記光源
は、２つの微小レンズに導かれるのが好ましい。微小プ
リズム90から出て空間的に指向される光源は、微小レン
ズ80によって平行化されて、実質的に平行な光線パター
ンを提供する。微小レンズの中心間の距離は、微小プリ
ズム90の反復距離138、140に直接関係する。各々の微小
レンズ80の長さ86（図4A）は、図８及び図９に示すよう
に、隣接する微小プリズムに等しい距離が重なるよう
に、微小プリズム列に関して整合されている。各々の微
小レンズの幅は、図10に示すように、１つの微小レンズ
に関して整合されている。
微小プリズム28の列、及び、微小レンズ80の列は、射
出成形及び圧縮成形を含む成形法、熱間ローラプレス鋳
造を含む鋳造、鋳型の中における光重合、並びに、鋳型
を用いない光重合プロセスの如き、適宜な多数の技術に
よって製造することができる。好ましい製造技術は、微
小プリズム28又は90の列、微小レンズ80の列、及び、ス
ペーサ82を含む反射手段18を一体化された単一のユニッ
トとして製造することのできる技術である。この技術の
利点は、微小プリズムの列及び微小レンズの列が別個に
製造され、次に、上述の関係で取り付けられる場合に生
ずる微小レンズ列と微小プリズム列との間の整合誤差を
排除できることである。
出成形及び圧縮成形を含む成形法、熱間ローラプレス鋳
造を含む鋳造、鋳型の中における光重合、並びに、鋳型
を用いない光重合プロセスの如き、適宜な多数の技術に
よって製造することができる。好ましい製造技術は、微
小プリズム28又は90の列、微小レンズ80の列、及び、ス
ペーサ82を含む反射手段18を一体化された単一のユニッ
トとして製造することのできる技術である。この技術の
利点は、微小プリズムの列及び微小レンズの列が別個に
製造され、次に、上述の関係で取り付けられる場合に生
ずる微小レンズ列と微小プリズム列との間の整合誤差を
排除できることである。
上述の特定の実施例は、本発明の原理を単に例示する
ものであり、以下の請求の範囲によってのみ限定される
本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、当業者が
種々の変更を行えることは、理解されよう。
ものであり、以下の請求の範囲によってのみ限定される
本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、当業者が
種々の変更を行えることは、理解されよう。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ジマーマン，スコット・ムーア
アメリカ合衆国ニュージャージー州
07920，バスキング・リッジ，スプリン
グ・ハウス・レイン 40
(72)発明者 ビーソン，カール・ウエイン
アメリカ合衆国ニュージャージー州
08540，プリンストン，ドッズ・レイン
197
(56)参考文献 特開 平６−273718（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F21V 8/00
Claims (10)
- 【請求項１】空間的に指向される光源を提供するための
照射アセンブリであって、 （ａ）第１の光源に対して光学的に結合された第１の光
線受容面を有し該第１の光源から出る光線を伝送するた
めの光線伝送手段、及び、（ｂ）微小プリズムの列を含
み前記光線を再指向する反射手段を備え、 前記各々の微小プリズムは、 （ｉ）前記光線伝送手段に対して光学的に結合された光
線入射面と、 （ii）前記光線入射面の先端側に設けられていて、前記
光線入射面の表面積に少なくとも等しい表面積を有して
いる光線出射面と、 （iii）前記光線入射面及び前記光線出射面の間でこれ
らに隣接して設けられている対向する側壁から成る第１
の対の側壁であって、少なくとも一方の側壁が、前記光
線伝送手段の表面の法線に関して第１の傾斜角を形成し
ており、更に、少なくとも２つの平坦な反射面を有して
いる第１の対の側壁と、 （iv）前記光線入射面及び前記光線出射面の間でこれら
に隣接して設けられた対向する傾斜した側壁から成る第
２の対の側壁とを備えており、 前記光線発生手段を通って反射する前記光線は、前記光
線入射面を通って前記微小プリズムに入り、前記側壁に
よって再指向され、空間的に指向される光源として前記
光線出射面を通って出ることを特徴とする照射アセンブ
リ。 - 【請求項２】請求項１の照射アセンブリにおいて、前記
第２の対の側壁の少なくとも一方の側壁が、前記光線伝
送手段の表面の法線に関して、第２の傾斜角を形成する
ことを特徴とする照射アセンブリ。 - 【請求項３】請求項２の照射アセンブリにおいて、前記
第２の対の側壁の少なくとも一方の側壁が、少なくとも
２つの平坦な反射面を含むことを特徴とする照射アセン
ブリ。 - 【請求項４】請求項１の照射アセンブリにおいて、前記
少なくとも２つの平坦面を含む前記側壁が、弧状の形状
を有していることを特徴とする照射アセンブリ。 - 【請求項５】請求項１の照射アセンブリにおいて、前記
反射手段が、更に、微小レンズの列を有しており、各々
の微小プリズムの出力が、少なくとも１つの対応する微
小レンズに導かれ、前記微小レンズを通って伝送される
前記光線が、実質的に平行化された光源として出ること
を特徴とする照射アセンブリ。 - 【請求項６】請求項５の照射アセンブリにおいて、前記
微小プリズム及び微小レンズは、有機ポリマー材料から
構成されていることを特徴とする照射アセンブリ。 - 【請求項７】請求項１の照射アセンブリにおいて、前記
第１の傾斜角は、前記光線伝送手段の表面の法線に対し
て、15゜と50゜との間の角度であることを特徴とする照
射アセンブリ。 - 【請求項８】請求項２の照射アセンブリにおいて、前記
第２の傾斜角は、２゜と20゜との間の角度であることを
特徴とする照射アセンブリ。 - 【請求項９】請求項５の照射アセンブリにおいて、前記
微小プリズム、微量レンズ、及び、光線伝送手段は、約
1.45と約1.65との間の屈折率を有していることを特徴と
する照射アセンブリ。 - 【請求項１０】請求項９の照射アセンブリにおいて、更
に、前記微小プリズムの間の間隙領域を備えており、該
間隙領域は、前記微小プリズムの屈折率よりも小さい屈
折率を有していることを特徴とする照射アセンブリ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US32136894A | 1994-10-11 | 1994-10-11 | |
| US08/321,368 | 1994-10-11 | ||
| PCT/US1995/014272 WO1996011358A1 (en) | 1994-10-11 | 1995-10-10 | Illumination system employing an array of multi-faceted microprisms |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10507306A JPH10507306A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3532212B2 true JP3532212B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=23250324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51276396A Expired - Lifetime JP3532212B2 (ja) | 1994-10-11 | 1995-10-10 | 多面微小プリズム列を採用した照射装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0787271B1 (ja) |
| JP (1) | JP3532212B2 (ja) |
| KR (1) | KR100437247B1 (ja) |
| AU (1) | AU4199696A (ja) |
| DE (1) | DE69521326T2 (ja) |
| TW (1) | TW278142B (ja) |
| WO (1) | WO1996011358A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4111363B2 (ja) | 1998-12-10 | 2008-07-02 | 株式会社エンプラス | 導光板、サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 |
| JP2001051272A (ja) | 1999-08-11 | 2001-02-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | フロントライト及び電子機器 |
| TW516164B (en) | 2000-04-21 | 2003-01-01 | Semiconductor Energy Lab | Self-light emitting device and electrical appliance using the same |
| EP1852737A1 (en) | 2000-12-13 | 2007-11-07 | Mitsubishi Rayon Co. Ltd. | Light source device |
| JP4606135B2 (ja) * | 2004-11-19 | 2011-01-05 | アルプス電気株式会社 | 液晶表示装置 |
| US7452120B2 (en) * | 2006-03-24 | 2008-11-18 | Rohm And Haas Denmark Finance A/S | Illumination apparatus and film |
| JP4274239B2 (ja) | 2006-12-27 | 2009-06-03 | ソニー株式会社 | 面状光源装置、表示装置及び面状照明方法 |
| WO2010070821A1 (ja) | 2008-12-16 | 2010-06-24 | オムロン株式会社 | 面光源装置 |
| US8905610B2 (en) | 2009-01-26 | 2014-12-09 | Flex Lighting Ii, Llc | Light emitting device comprising a lightguide film |
| US9651729B2 (en) | 2010-04-16 | 2017-05-16 | Flex Lighting Ii, Llc | Reflective display comprising a frontlight with extraction features and a light redirecting optical element |
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| JP6894014B2 (ja) * | 2017-06-21 | 2021-06-23 | レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． | マイクロプリズムマルチビーム要素のバックライトおよびそれを使用するマルチビューディスプレイ |
| KR102313983B1 (ko) * | 2017-07-27 | 2021-10-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 광 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
| CN113272693B (zh) | 2018-08-30 | 2023-06-13 | 阿祖莫公司 | 具有角度变化的漫射膜的基于膜的前光源 |
| CN113678035B (zh) | 2019-01-03 | 2024-10-18 | 阿祖莫公司 | 包括产生多个照明峰值的光导和光转向膜的反射型显示器 |
| CN110161758B (zh) | 2019-06-24 | 2022-04-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光转换结构、背光模组及虚拟现实显示装置 |
| WO2021022307A1 (en) | 2019-08-01 | 2021-02-04 | Flex Lighting Ii, Llc | Lightguide with a light input edge between lateral edges of a folded strip |
| JP7539475B2 (ja) * | 2020-01-20 | 2024-08-23 | レイア、インコーポレイテッド | マイクロスリット散乱素子ベースのバックライト、マルチビューディスプレイ、及び光除外ゾーンを提供する方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5347822A (en) * | 1976-08-13 | 1978-04-28 | Izon Corp | Photoconductive device |
| DE3406191A1 (de) * | 1984-02-21 | 1985-09-26 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz | Anordnung zur ausleuchtung von optischen oder optoelektronischen strukturen |
| CA1316159C (en) * | 1987-05-08 | 1993-04-13 | Sanford Cobb, Jr. | High aspect ratio light fixture and film for use therein |
| US5040878A (en) * | 1990-01-26 | 1991-08-20 | Dimension Technologies, Inc. | Illumination for transmissive displays |
| US5396350A (en) * | 1993-11-05 | 1995-03-07 | Alliedsignal Inc. | Backlighting apparatus employing an array of microprisms |
-
1995
- 1995-10-03 TW TW084110313A patent/TW278142B/zh not_active IP Right Cessation
- 1995-10-10 AU AU41996/96A patent/AU4199696A/en not_active Abandoned
- 1995-10-10 DE DE69521326T patent/DE69521326T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-10 KR KR1019970702314A patent/KR100437247B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-10-10 JP JP51276396A patent/JP3532212B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-10 EP EP95940601A patent/EP0787271B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-10 WO PCT/US1995/014272 patent/WO1996011358A1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW278142B (ja) | 1996-06-11 |
| DE69521326T2 (de) | 2002-05-29 |
| JPH10507306A (ja) | 1998-07-14 |
| WO1996011358A1 (en) | 1996-04-18 |
| EP0787271B1 (en) | 2001-06-13 |
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