JP4884636B2

JP4884636B2 - 保護外側スリーブを有する光導波路

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Publication number: JP4884636B2
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: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: DE60032180T2; ATE347117T1; CN1231770C; AU2000263736A1; KR100714757B1; BR0017162A; CA2401919A1; CN1451099A; US6621973B1; EP1264201A1; WO2001071396A1; JP2003528346A; KR20020084188A; EP1264201B1; DE60032180D1

Description

【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ＯＬＦ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２０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４，５７６，８５０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３６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２２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２２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３６’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４２３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Ｔｙｖｅｋ^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３６’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３６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３６’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〜６２Ｄ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２０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６２Ｃ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９０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２０ａ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。

Claims

概ね平滑な内側および構造化された外側を有する可撓性壁を含み、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であって、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３つ以上の場所で光導波路の構造化された外側に接着剤により結合された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、前記中空光導波路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ぎ、
前記中空光導波路の一端又は両端にある光源からの光が、当該中空光導波路の可撓性壁の内側で反射しながら前記中空光導波路の中空部分を伝播し、その伝播途中で前記中空光導波路の可撓性壁を通って外部に分散されることを特徴とする、光分散システム。
前記複数のプリズムの半数以上は、前記外側スリーブに結合されることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
前記中空光導波路から当該中空光導波路の壁を通過して光が放出されるよう、当該中空光導波路の内側または外側の少なくとも一方に隣接して配置される光解放構造をさらに備えている、請求項１記載のシステム。