JP5620994B2 - 光学的な素子 - Google Patents
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Description
本発明は、一般に、照明をすることの分野に関係する。特定のものにおいて、本発明は、例えば、テキスタイル等に組み込まれた、照明器具において又はそれ自体において光を放出するデバイスとして利用されることがある、光を放出するダイオード(LED)に基づいた光学的な素子に関係する。
指示の目的が意図された光を放出するダイオード又は発光ダイオードは、長い時間の間使用されてきたものであるが、しかし高い輝度のLED、例.部屋のような様々な場所の一般的な照明を可能とするために十分に高いものである輝度を有するLEDは、短い時間の間隔で、LED及び照明をするアプリケーションの市場において顕著な成長を引き起こしてきたものである。高い輝度のLEDは、一般に、小さいサイズ、相対的に高い効力(及び関連させられた低い温度)、相対的に長い寿命、幅広い色域、及び制御の簡単さと関連させられたものである。自然に、そのようなLEDは、新しい照明をするアプリケーションを開発することにおける照明するものの設計者に重要性のあるものである。そのようなLEDは、また、フィラメントが提供された光バルブ又はハロゲンランプのような、従来の光発生デバイスに取って代わることに利用されることがある。そのようなLEDは、また、一般には、様々な色の光を放出することが可能なものである。このように、LEDの性能が改善すると共にLEDのコストが減少すると、LEDは、顕著な程度まで、白熱のランプ及び蛍光管のような従来の光源に取って代わることが期待されたものである。さらには、LEDは、一般的なものでは、そのような従来の光源と比較されたとき、小型のものである。
発明の例示する実施形態は、付随する図面を参照して以下に記載されることになるが、それらにおいて:
図1Aは、本発明の例示する実施形態に従った光学的な素子の一部分の概略的な図である;
図1Bは、光の角度の選択的なトランスフレクターに入射する光の入射の角度の関数としての、本発明の例示する実施形態と一致した光の角度の選択的なトランスフレクターの透過率のグラフである;
図1Cは、本発明の例示する実施形態と一致した作動する原理を図解するグラフである;
図2Aは、本発明の例示する実施形態と一致した光学的な素子の構成部品の概略的な透視図である;
図2Bは、本発明の例示する実施形態と一致した光学的な素子の構成部品の概略的な分解透視図である;
図2Cは、本発明の例示する実施形態に従った光学的な素子の概略的な分解透視図である;
図2Dは、本発明の例示する実施形態に従った光学的な素子の概略的な分解透視図である;
図2Eは、二つのライトガイドの一つのものの縦の方向に沿った図2Cに示された光学的な素子の概略的な断面の図である;
図2Fは、他のライトガイドの縦の方向に沿った図2Cに示された光学的な素子の概略的な断面の図である;
図3Aは、本発明の例示する実施形態に従った光学的な素子の概略的な断面の図である;
図3Bは、ライトガイドの縦の方向に沿った本発明の例示する実施形態と一致したライトガイドの概略的な断面の図である;
図3Cは、ライトガイドの縦の方向に沿った本発明の例示する実施形態と一致したライトガイドの概略的な断面の図である;並びに、
図4A及び4Bは、本発明の例示する実施形態に従った光学的な素子の概略的な断面の図である;
図5Aは、本発明の例示する実施形態に従った光を放出するデバイスの概略的なブロック線図である;
図5Bは、本発明の例示する実施形態に従った光を放出するデバイスの概略的な図である;並びに、
図6A及び6Bは、本発明の例示する実施形態に従ったファイバーのアレイの概略的な図である。
本発明は、今、付随する図面を参照してここより後により十分に記載されることになるが、それらにおいて発明の例示する実施形態は示されたものである。しかしながら、この発明は、多数の異なる形態で具体化されたものであることがあると共に、ここに述べられた実施形態に限定されたものとして解されるべきものではないものである;むしろ、これらの実施形態は、この開示が徹底的なものであると共に当業者へ発明の範囲を十分に伝達することになるように、例の方式で提供されたものである。さらには、同様の数は、いたるところで同様の又は類似の要素又は構成部品を参照する。
1. 光学的な素子(100;200;300)であって、
少なくとも一つのライトガイド(102;205,206,207;305,306;308;309);
少なくとも一つの光を放出するダイオード、LED(101;202;302);及び
光学的なカプラー(103)
:を具備する、光学的な素子において:
前記光学的なカプラーは、前記少なくとも一つのライトガイドの少なくとも一つの入力表面部分(102a;206b)に上記の少なくとも一つのLEDを光学的に結合させることに適合させられたものであると共に;
前記光学的なカプラーは、前記少なくとも一つのLEDの法線方向の表面に対する予め決められた角度の区間内で前記少なくとも一つの光の角度を選択するトランスフレクターに入射する光を少なくとも部分的に反射させると共に上記の予め決められた角度の区間の外側で前記少なくとも一つの光の角度を選択するトランスフレクターに入射する光を少なくとも部分的に透過させることに適合させられた少なくとも一つの光の角度を選択するトランスフレクター(104;201;301)を具備する、
光学的な素子。
2. クレーム1に従った光学的な素子であって、
少なくとも二つのライトガイド(205,206,207;305,306)を具備する、光学的な素子において、
前記少なくとも二つのライトガイドの各々は、重なり合いの表面部分(205a,206a;305a,306a)における他のものの少なくとも一つのものに光学的に結合させられたものであると共に、
前記重なり合いの表面部分は、積み重ねられた構成に配置されたものであると共に、
前記少なくとも二つのライトガイドは、一致するものではない方向において縦に延びるものである、
光学的な素子。
3. クレーム1に従った光学的な素子において、
前記少なくとも一つのライトガイドは、
リボンに整形された光を案内する構造;
上記の少なくとも一つのライトガイドの縦の方向に対して実質的に平行に配置された複数の光を案内するファイバー(207a;305b;308b;309b);及び、
上記の少なくとも一つのライトガイドの縦の方向に対して実質的に平行に配置された少なくとも一つの光を案内するファイバー
:の一つのもの又はより多いものを具備すると共に、
前記少なくとも一つの光を案内するファイバーの少なくとも一部分は、縦の方向における実質的に矩形の断面を具備する、
光学的な素子。
4. クレーム1に従った光学的な素子において、
前記少なくとも一つのライトガイドは、上記の少なくとも一つのライトガイドの縦の方向に対して実質的に平行に配置された複数の光を案内するファイバー(308b;309b)を具備すると共に、
前記光を案内するファイバーの少なくとも一つのものの縦の方向における断面は、他の光を案内するファイバーの縦の方向における断面に比較された異なるサイズ及び/又は形状を有する、
光学的な素子。
5. クレーム2に従った光学的な素子において、
上記の少なくとも二つのライトガイドは、相互のものに対して直交するものである方向に縦に延びるものである、光学的な素子。
6. クレーム2に従った光学的な素子であって、
前記重なり合いの表面部分の積み重なる方向に対して前記少なくとも一つの入力表面部分を具備するライトガイドの重なり合いの表面部分から最も遠く離れて位置させられたものである重なり合いの表面部分を具備するライトガイドに結合させられた第一の鏡面の反射体(204;304)をさらに具備する、光学的な素子。
7. クレーム6に従った光学的な素子において、
前記第一の鏡面の反射体は、前記第一の反射体が結合させられたものであるライトガイドの重なり合いの表面部分に面する表面部分に結合させられたものである、光学的な素子。
8. クレーム1に従った光学的な素子であって、
前記ライトガイドの少なくとも一つのものの少なくとも一つの横方向の側の表面に結合させられた少なくとも一つの横方向の鏡面の反射体(203a,203b,204a,204b)をさらに具備する、光学的な素子。
9. クレーム1に従った光学的な素子において、
前記予め決められた角度の区間は、前記少なくとも一つのライトガイドへと結合させられた光が、上記の入力表面部分を具備するライトガイドの出力表面部分(102)における内部全反射の条件を満足するようなものである、光学的な素子。
10. 光学的な素子(400)であって、
少なくとも二つのライトガイド(402,403);
白色の光を放出するために構成された、少なくとも一つの光を放出するダイオード,LED(401)、前記少なくとも一つのLEDが前記少なくとも一つのライトガイドの一つのものの少なくとも一つの入力表面部分(402a)に光学的に結合させられたものであること;及び、
少なくとも一つの鏡面の反射体(405);
:を具備する、光学的な素子において:
前記少なくとも二つのライトガイドの各々のものは、別のライトガイドにそれぞれのライトガイドを光学的に結合させることに適合させられた重なり合いの表面部分(402b,403b)を具備すると共に、前記重なり合いの表面部分が積み重ねられた構成に配置されたものであると共に;
前記少なくとも一つの反射体は、前記少なくとも一つの重なり合いの表面部分の積み重なる方向に対して、前記少なくとも一つの入力表面部分を具備するライトガイドの重なり合いの表面部分から最も遠く離れて位置させられたものである重なり合いの表面部分を具備するライトガイドに結合させられたものである、
光学的な素子。
11. クレーム10に従った光学的な素子において、
前記少なくとも二つのライトガイドは、一致するものではない方向において縦に延びるものである、光学的な素子。
12. クレーム10に従った光学的な素子において、
前記少なくとも一つの反射体は、前記少なくとも一つの反射体が結合させられたものであるライトガイドの重なり合いの表面部分に面する表面部分に結合させられたものである、光学的な素子。
13. クレーム12に従った光学的な素子であって、
前記少なくとも一つの反射体及び上記のライトガイドの間に配置された少なくとも一つの再帰反射体(404)をさらに具備する、光学的な素子。
14. クレーム1から13までのいずれか一つに従った光学的な素子(501)を具備する光を放出するデバイス(500)。
15. アレイへと組み込まれたクレーム1から13までのいずれか一つのものに従った少なくとも一つの光学的な素子(602)を具備するファイバー(601a)のアレイ(600)。
Claims (9)
- 光学的な素子であって、
少なくとも二つのライトガイド、前記少なくとも二つのライトガイドの各々は重なり合いの表面部分で他のものの少なくとも一つのものに光学的に結合させられたものであること、前記重なり合いの表面部分が積み重ねられた構成に配置されたものであること、前記少なくとも二つのライトガイドが一致するものではない方向において縦に延びるものであること;
少なくとも一つの光を放出するダイオード、LED;及び
光学的なカプラー
:を具備する、光学的な素子において:
前記光学的なカプラーは、前記少なくとも一つのライトガイドの少なくとも一つの入力表面部分に上記の少なくとも一つのLEDを光学的に結合させることに適合させられたものであると共に;
前記光学的なカプラーは、前記少なくとも一つのLEDの法線方向の表面に対する予め決められた角度の区間内で前記少なくとも一つの光の角度を選択するトランスフレクターに入射する光を少なくとも部分的に反射させると共に上記の予め決められた角度の区間の外側で前記少なくとも一つの光の角度を選択するトランスフレクターに入射する光を少なくとも部分的に透過させることに適合させられた少なくとも一つの光の角度を選択するトランスフレクターを具備する、
光学的な素子。 - 請求項1に従った光学的な素子において、
前記少なくとも二つのライトガイドの一つは、
リボンに整形された光を案内する構造;
上記の少なくとも一つのライトガイドの縦の方向に対して実質的に平行に配置された複数の光を案内するファイバー;及び、
上記の少なくとも一つのライトガイドの縦の方向に対して実質的に平行に配置された少なくとも一つの光を案内するファイバー
:の一つのもの又はより多いものを具備すると共に、
前記少なくとも一つの光を案内するファイバーの少なくとも一部分は、縦の方向における実質的に矩形の断面を具備する、
光学的な素子。 - 請求項1に従った光学的な素子において、
前記少なくとも二つのライトガイドの一つは、上記の少なくとも二つのライトガイドの一つの縦の方向に対して実質的に平行に配置された複数の光を案内するファイバーを具備すると共に、
前記光を案内するファイバーの少なくとも一つのものの縦の方向における断面は、他の光を案内するファイバーの縦の方向における断面に比較された異なるサイズ及び/又は形状を有する、
光学的な素子。 - 請求項1に従った光学的な素子において、
上記の少なくとも二つのライトガイドは、相互のものに対して直交するものである方向に縦に延びるものである、光学的な素子。 - 請求項1に従った光学的な素子であって、
前記重なり合いの表面部分の積み重なる方向に対して前記少なくとも一つの入力表面部分を具備するライトガイドの重なり合いの表面部分から最も遠く離れて位置させられたものである重なり合いの表面部分を具備するライトガイドに結合させられた第一の鏡面の反射体をさらに具備する、光学的な素子。 - 請求項5に従った光学的な素子において、
前記第一の鏡面の反射体は、前記第一の鏡面の反射体が結合させられたものであるライトガイドの重なり合いの表面部分に面する表面部分に結合させられたものである、光学的な素子。 - 請求項1に従った光学的な素子において、
前記予め決められた角度の区間は、前記少なくとも二つのライトガイドの一つへと結合させられた光が、上記の入力表面部分を具備するライトガイドの出力表面部分における内部全反射の条件を満足するようなものである、光学的な素子。 - 請求項1から7までのいずれか一つに従った光学的な素子を具備する光を放出するデバイス。
- アレイへと組み込まれた請求項1から7までのいずれか一つのものに従った少なくとも一つの光学的な素子を具備するファイバーのアレイ。
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