JP5624617B2 - ライトガイド及び該ライトガイドが組み込まれた光源 - Google Patents

ライトガイド及び該ライトガイドが組み込まれた光源 Download PDF

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Description

本発明は、概してライトガイドに関する。本発明は、更に、そのようなライトガイドが組み込まれたディスプレイシステムのような光学系にも適用し得る。
光源は、全般照明又はディスプレイ用途のような多くの用途を有する。多くの用途において、光源が所望の区域にかけて特定の方向に効率的に均一な光を発することが望ましい。多くの光源は、拡張された発光区域を提供し、発光光線を所望の方向に沿って向けるための１つ以上のランプ及び手段を含む。
概して、本発明はライトガイドに関する。一実施形態で、光源は複数の光抽出器を含む。それぞれの光抽出器は、主に第１の方向に沿ってライトガイドからの光を抽出するように主に設計された第１の部分を含む。それぞれの光抽出器は、主に第１の方向に沿った光抽出のために少なくとも他の１つの光抽出器の第１の部分に主に向かって光を反射するように主に設計された第２の部分もまた含む。場合によっては、複数の光抽出器の光抽出器は凹である。場合によっては、複数の光抽出器は規則的な配列を形成する。場合によっては、それぞれの光抽出器の第１の部分は平面部分を含む。場合によっては、それぞれの光抽出器の第１の部分は区分的平面である。場合によっては、それぞれの光抽出器の第１の部分は曲面部分である。場合によっては、それぞれの光抽出器の第１の部分は区分的曲面である。場合によっては、複数の光抽出器は第１の複数の光抽出器を含み、その第１の部分はライトガイドの第１の縁に面しており、その第２の部分は第１の縁に背を向けており、第２の複数の光抽出器は第１の複数の光抽出器と異なっており、その第１の部分はライトガイドの第２の縁に面し、その第２の部分は第２の縁に背を向けている。場合によっては、第１及び第２の複数の光抽出器は互いの鏡像である。場合によっては、光抽出器はライトガイドの底面にある。場合によっては、自動車の後部窓アセンブリ又はトランクの蓋はライトガイドを含む。場合によっては、それぞれの光抽出器は、光の抽出のために少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に向かう光の抽出又は光の反射のいずれのためにも主に設計されていない第３の部分を含む。場合によっては、第３の部分はライトガイドの他の部分に光を向けるように主に設計される。
別の実施形態では、ライトガイドは、ライトガイドの第１の縁に近接して配置された第１の複数の光抽出器を含む。第１の複数の光抽出器のそれぞれの光抽出器は、光抽出のために少なくとも他の１つの光抽出器に向かって光を反射するように主に設計された平面側を含む。光抽出器の平面側は実質的に同じ配向を有する。それぞれの光抽出器の平面側は隣接するどの光抽出器の平面側にも面していない。場合によっては、第１の複数の光抽出器の光抽出器の平面側の面法線の方向の変化は約２０％以下、又は約１０％以下、又は約５％以下である。場合によっては、それぞれの光抽出器の平面側は他のどの光抽出器の平面側にも面していない。場合によっては、それぞれの光抽出器は、ライトガイドから光を抽出するように主に設計された平面側に対向する非平面側を含み、それぞれの光抽出器の平面側は光抽出のために少なくとも他の１つの光抽出器の非平面側に向かって光を反射するように主に設計される。
別の実施形態では、光源は複数の光抽出器を含むライトガイドを含む。それぞれの光抽出器は、ライトガイドからの光を抽出するように主に設計された第１の部分と、ライトガイドからの抽出のために別の光抽出器の第１の部分に向けて光を反射するように主に設計された第２の部分とを含む。光源は、ライトガイドの第１の縁に沿って配置された第１のランプ及び第１の縁と異なるライドガイドの第２の縁に沿って配置された第２のランプもまた含む。複数の光抽出器は、第１の複数の光抽出器を含み、その第２の部分は、ライトガイドからの抽出のために第１の複数の光抽出器の少なくとも他の１つの光抽出器の第１の部分に向けて第２のランプによって発される光を反射するように主に設計される。複数の光抽出器は、第１の複数の光抽出器と異なる第２の複数の光抽出器もまた含み、その第２の部分は、ライトガイドからの抽出のために、第２の複数の光抽出器の少なくとも他の１つの光抽出器の第１の部分に向けて第１のランプによって発される光を反射するように主に設計される。場合によっては、第１の複数の光抽出器の光抽出器の第１の部分は第１のランプに面しており、第１の複数の光抽出器の光抽出器の第２の部分は第２のランプに面しており、第２の複数の光抽出器の光抽出器の第１の部分は第２のランプに面しており、第２の複数の光抽出器の光抽出器の第２の部分は第１のランプに面している。場合によっては、第１の複数の光抽出器はライトガイドの第１の区域に配置され、第２の複数の光抽出器は第１の区域と異なるライトガイドの第２の区域に配置される。場合によっては、第１及び第２の複数の光抽出器の光抽出器の第１の部分は同じ第１の方向に主に沿って光を抽出する。場合によっては、ライトガイドは概ね平面及びこの平面に対する法線を画定し、第１の方向は法線方向と異なる。
別の実施形態では、ライトガイドは複数の光抽出器を含む。それぞれの光抽出器は、ライトガイド内を伝搬する、第１の方向から光抽出器に入射する光を抽出し、ライトガイド内を伝搬する、第１の方向と異なる第２の方向から光抽出器に入射する光を別の光抽出器に向けて反射し、その反射された光を別の光抽出器が抽出するように主に設計される。場合によっては、第２の方向は第１の方向と反対である。場合によっては、それぞれの光抽出器は、光を抽出するために主に設計された第１の部分と、別の光抽出器の第１の部分に向けて光を反射するように主に設計された第２の部分とを有する。
本発明は、添付の図面に関連して以下の本発明の種々の実施形態の詳細な説明を考慮して、より完全に理解し正しく認識することができる。
ライトガイドの概略的上面図。 異なる光抽出器の部分の概略的３次元図。 異なる光抽出器の部分の概略的３次元図。 異なる光抽出器の部分の概略的３次元図。 異なる光抽出器の概略的３次元図。 異なる光抽出器の概略的３次元図。 異なる光抽出器の概略的３次元図。 異なる光抽出器の概略的３次元図。 異なる光抽出器の概略的３次元図。 異なる光抽出器の概略的３次元図。 ライトガイドの概略的上面図。 別のライトガイドの概略的上面図。 別のライトガイドの概略的上面図。 光源の概略的３次元図。 光源の側面図。 他の光源の概略側面図。 別の光源の概略的上面図。 図１０に図示した光源の概略的側面図。 光源アセンブリの概略的側面図。 様々な光管理フィルムの概略的側面図。 様々な光管理フィルムの概略的側面図。 光源の概略的上面図。 光源の側面図。 光抽出器の概略的３次元図。 光源の出力強度図。 光源の出力強度等高線図。 別の光源の出力強度等高線図。 別の光源の出力強度等高線図。 自動車の概略的側面図。 光源の概略的上面図。
本明細書において複数の図面で用いられる同じ参照符号は、同一又は同様の性質及び機能を有する同一又は同様の要素を指す。
本発明は、概して、ライトガイドの発光面にわたってほぼ均一な強度分布のような望ましい強度分布を有する光を抽出するライトガイドに関する。場合によっては、発光光線はライトガイドの法線方向と異なる方向に沿う。開示されるライトガイドは、反対方向などのようないくつかの方向に伝搬される光を抽出することができる。開示されるライトガイドは、ライトガイドの１つ以上の複数の光抽出微小構造から光を反射することによって主に光を抽出する。少なくともいくつかの微小構造は、光を抽出するように主に設計された第１の部分と、光抽出のために近隣の微小構造のような１つ以上の他の微小構造の第１の部分に向けて光を反射するように主に設計された第２の部分とを含む。
図１は、ｘｙ平面に概ね配置される、又はｘｙ平面を概ね画定するライトガイド１００の概略的上面図であるが、場合によっては、ライトガイド１００は曲面ライトガイドのような非平面ライトガイドであり得る。ライトガイド１００は１つ以上のランプ（図１には明示的に示されていない）から光を受容し、受容した光をライトガイドの発光面１１５から発光する。ライトガイド１００は、ライトガイドから光を抽出するための光抽出器１２０〜１２３を含む複数の光抽出器を含む。それぞれの光抽出器は、ｘｙ平面ではない発光方向１８０に主に沿ってライトガイドから光を抽出するように主に設計された第１の部分と、発光方向に主に沿った光抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向けて光を反射するように主に設計された第２の部分とを含む。例えば、光抽出器１２０は第１の部分１２０Ａと第２の部分１２０Ｂとを含み、光抽出器１２１は第１の部分１２１Ａと第２の部分１２１Ｂとを含み、光抽出器１２２は第１の部分１２２Ａと第２の部分１２２Ｂとを含み、光抽出器１２３は第１の部分１２３Ａと第２の部分１２３Ｂとを含む。第１の部分１２０Ａ〜１２３Ａは、主に発光方向１８０に沿ってライトガイド１００から光を抽出するように主に設計される。例えば、第１の部分１２１Ａは発光方向１８０に沿って伝搬する抽出光線１３１として入射光線１３０を抽出し、第１の部分１２０Ａは発光方向１８０に沿って伝搬する抽出光線１３３として入射光線１３２を抽出する。
第２の部分１２０Ｂ〜１２３Ｂは、主に発光方向１８０に沿った光抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向けて光を反射するように主に設計される。例えば、第２の部分１２１Ｂは入射光線１４０を反射光線１４１として反射し、第１の部分１２２Ａは反射光線１４１を発光方向１８０に沿って伝搬する抽出光線１４２として抽出し、第２の部分１２３Ｂは入射光線１５０を反射光線１５１として反射し、第１の部分１２２Ａは反射光線１５１を発光方向１８０に沿って伝搬する抽出光線１５２として抽出する。
場合によっては、光抽出微小構造の第１及び第２の部分は、第２の機能を有するように設計され得る。例えば、場合によっては、第１及び／又は第２の部分の少なくとも一部は、例えば抽出光の均一性を改善するために、光をライトガイドの他の区域へ２次的に方向転換するように設計され得る。しかしそのような場合、第１の部分の主機能は光を抽出することであり、第２の部分の主機能は、光の抽出のために例えば近隣の光抽出器の第１の部分のような１つ以上の他の第１の部分に向けて光を反射することである。
概して、光抽出器の第１の部分及び第２の部分は、用途において望まれ得る任意の形を有することができる。例えば、場合によっては、第１及び第２の部分は１つ以上の平面様相、区分的平面様相、曲面様相、又は区分的曲面様相、又はそのような様相の任意の組み合わせであるか、又はそれらを含むことができる。例えば、図２Ａはｘｙ平面に垂直な平面２１５にある平面部分２１０の概略図である。場合によっては、平面部分２１０は光抽出器の第１又は第２の部分であり得る、又は第１若しくは第２の部分の一部又はセグメントであり得る。平面部分２１０は、用途において望まれ得る任意の形を有することができる。例えば、平面部分２１０は、五角形又は四角形のような多角形のような２次元直線面形状の形であり得る。例えば、場合によっては、平面部分２１０は不等辺四辺形（trapezium）、台形、平行四辺形、菱形、矩形、三角形、又は正方形であり得る。
別の例として、図２Ｂは、ｘｙ平面と角度２２７を成す平面２２５にある傾けられた平面部分２２０の概略図であり、角度２２７は９０度とは異なる（例えば９０度より小さい）。場合によっては、傾けられた平面部分２２０は光抽出器の第１及び第２の部分であるか、第１又は第２の部分の一部若しくはセグメントであり得る。
場合によっては、平面部分２１０は、２次元的、又は円、楕円若しくは放物線のような曲線形状であり得る。例として、図２Ｃは、ｘｙ平面と角度２３７を成す平面２３５にある平面部分２３０の概略図であり、角度２２７は９０度より小さい、９０度、又は９０度より大きい角度であり得る。平面部分２３０は円形セグメント又は放物線状セグメントであり得る。
場合によっては、第１及び／又は第２の部分は四面体、プリズム若しくはピラミッドのような３次元の直線体、又はそのような体の一部分又は例えば錘台などそのような体の組み合わせであってもよい、又はそれを含むことができる。例えば、図３Ａは、部分３１０を含む光抽出器３０５の概略的３次元図である。部分３１０は、平面セグメント３２０及び３３０を含む。部分３１０は、光抽出器の第１又は第２の部分であってもよく、又は第１又は第２の部分の一部若しくはセグメントであってもよい。別の例として、図３Ｂは、区分的平面の第１の部分３４０と平面の第２の部分３５０とを含む光抽出器３１５の概略的３次元図である。第１の部分３４０は、平面セグメント３６０、３６１、３６２、及び３６３を含む。
場合によっては、第１及び／又は第２の部分は、球体、非球面、楕円体、回転楕円体、放物面、円錐、又は円筒のセグメントのような３次元の曲線体であってもよく、又はそれを含んでもよい。例として、図４Ａは、曲面の第１の部分４１０と平面の第２の部分４１５とを含む光抽出器４０５の概略的３次元図である。第１の部分４１０は、例えば円筒又は円錐のセグメントであり得る。別の例として、図４Ｂは、曲面の第１の部分４３０と曲面の第２の部分４３５とを含む光抽出器４２０の概略的３次元図である。第２の部分４３５は、例えば、円筒又は球体のセグメントであり得る。更に別の例として、図４Ｃは、曲面の第１の部分４５０と平面の第２の部分４５５とを含む光抽出器４４０の概略的３次元図である。場合によっては、第１の部分４５０は非球面のセグメントであり、その結果、非球面様相を有する。別の例として、図４Ｄは、光抽出器４４０を切頭したバージョンであり、非球面の第１の部分４７０と平面の第２の部分４７５とを含む光抽出器４６０の概略的３次元図である。
図５は、概してｘｙ平面に配置される又は概してｘｙ平面を画定するライトガイド５００の概略的上面図であるが、場合によっては、ライトガイド５００は曲面のライトガイドのような非平面のライトガイドであり得る。ライトガイド５００は１つ以上のランプ（図５には明示的に示されていない）から光を受容し、受容した光をライトガイドの発光面５１５から発する。ライトガイド５００は複数の光抽出器５０５を含む。
それぞれの光抽出器は、ライトガイドからの光を抽出するために主に設計された第１の部分と、光抽出のために、少なくとも１つの近隣の光抽出器のような少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向けて光を反射するために主に設計された第２の部分とを含む。
複数の光抽出器５０５は、第１の複数の光抽出器５２０と第２の複数の光抽出器５３０とを含む。光抽出器５２０の第１の部分はライトガイドの第１の縁５９６に面しており、光抽出器５２０の第２の部分は第１の縁に背を向けている。場合によっては、光抽出器５２０の第２の部分はライトガイドの第２の縁５９８に面している。光抽出器５３０の第１の部分はライトガイドの第２の縁５９８に面しており、光抽出器５３０の第２の部分は第２の縁に背を向けている。場合によっては、光抽出器５３０の第２の部分はライトガイドの第１の縁５９６に面している。
例えば、光抽出器５２１は第１の縁５９６に面する第１の部分５２１Ａと、第１の縁に背を向けている第２の部分５２１Ｂ（例えば、第２の部分は第２の縁５９８に面している）とを含み、光抽出器５２２は第１の縁５９６に面する第１の部分５２２Ａと第１の縁に背を向けている第２の部分５２２Ｂ（例えば、第２の部分は第２の縁５９８に面している）を含み、光抽出器５２３は第１の縁５９６に面している第１の部分５２３Ａと第１の縁に背を向けている第２の部分５２３Ｂ（例えば、第２の部分は第２の縁５９８に面している）とを含む。
別の例として、光抽出器５３１は第２の縁５９８に面している第１の部分５３１Ａと第２の縁に背を向けている第２の部分５３１Ｂ（例えば、第１の部分は第２の縁５９６に面している）とを含み、光抽出器５３２は第２の縁５９８に面する第１の部分５３２Ａと第２の縁に背を向けている第２の部分５３２Ｂ（例えば、第２の部分は第１の縁５９６に面している）とを含み、光抽出器５３３は第２の縁５９８に面している第１の部分５３３Ａと第２の縁に背を向けている第２の部分５３３Ｂ（例えば、第２の部分は第１の縁５９６に面している）とを含む。
第１の複数の光抽出器５２０の第１の部分は、第１の全般的方向５４０に沿って（−ｘ方向に沿って）ライトガイド内を伝搬する光を抽出するように主に設計される。例えば、第１の部分５２２Ａは、方向５９０に沿って伝搬する抽出された光線５７１として全般的方向５４０に沿って伝搬する入射光線５７０を抽出し、第１の部分５２３Ａは、方向５９０に沿って伝搬する抽出された光線５７３として全般的方向５４０に沿って伝搬する入射光線５７２を抽出する。第１の複数の光抽出器５２０の第２の部分は、光抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向かう第２の全般的方向５６０に沿って伝搬する入射光線を反射するように主に設計される。例えば、第２の部分５２２Ｂは反射光線５７５として第２の全般的方向５６０に沿って伝搬する入射光線５７４を反射し、第１の部分５２１Ａは発光方向５９０に沿って伝搬する抽出された光線５７６として反射光線５７５を抽出する。
第２の複数の光抽出器５３０の第１の部分は、第２の全般的方向５６０に沿って（＋ｘ方向に沿って）ライトガイドの内部を伝搬する光を抽出するために主に設計される。例えば、第１の部分５３２Ａは、方向５９０に沿って伝搬する抽出された光線５８１として全般的方向５６０に沿って伝搬する入射光線５８０を抽出し、第１の部分５３３Ａは、方向５９０に沿って伝搬する抽出された光線５８３として全般的方向５６０に沿って伝搬する入射光線５８２を抽出する。第２の複数の光抽出器５３０の第２の部分は、光抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向かって第１の方向５４０に沿って概ね伝搬する入射光線を反射するように主に設計される。例えば、第２の部分５３３Ｂは、反射光線５８６として第１の全般的方向５４０に沿って伝搬する入射光線５８５を反射し、第１の部分５３１Ａは、発光方向５９０に沿って伝搬する抽出された光線５８７として反射光線５８６を抽出する。
ライトガイド５００は、光抽出器５２１及び５２２のような複数の光抽出器５２０を含む。この複数の光抽出器のそれぞれの光抽出器は、ライトガイドの内部を伝搬する、第１の全般的方向５４０から光抽出器に入射する光を抽出するように主に設計される。例えば、光抽出器５２２は、ライトガイドの内部を伝搬する、概ね第１の方向５４０から光抽出器５２２へ入射する光５７０を抽出する。複数の光抽出器５２０の光抽出器は、ライトガイド内部を伝搬する、第１の方向５４０と異なる第２の全般的方向５６０から光抽出器に入射する光を別の光抽出器に向けて反射するために主に設計され、この別の光抽出器はライトガイドからの反射光を抽出する。例えば、光抽出器５２２は、ライトガイド内部を伝搬する、方向５４０と異なる第２の全般的方向５６０から光抽出器に入射する光５７４を反射光線５７５として光抽出器５２１に向かって反射し、光抽出器５２１は抽出された光線５７６として反射光５７５をライトガイドから抽出する。第１の方向５４０が画定する全般的方向に沿って複数の光線はライトガイド内部を移動する。光線は、光線が第１の方向５４０と角度ωを成す方向に沿って伝搬する場合は方向５４０に概ね沿って伝搬し、この角度ωの大きさは約３０度未満、又は約２５度未満、又は約２０度未満、又は約１５度未満、又は約１０度未満である。
場合によっては、第２の方向５６０は第１の方向５４０と反対方向である。例えば、そのような場合、第１の方向５４０は−ｘ方向に沿い、第２の方向５６０は＋ｘ方向に沿う。
図６は、ｘｙ平面に概ね配置される、又はｘｙ平面を概ね画定するライトガイド６００の概略的上面図であるが、場合によっては、ライトガイド６００は曲面ライトガイドのような非平面ライトガイドであり得る。ライトガイド６００は複数の光抽出器６０５を含む。それぞれの光抽出器は、ライトガイドからの光を抽出するために主に設計された第１の部分と、光抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向けて光を反射するために主に設計された第２の部分とを含む。複数の光抽出器６０５は、第１の縁６３０に近接して配置された第１の複数の光抽出器６２０を含む。例えば、そのような場合、第１の複数の光抽出器６２０の光抽出器は、対向する第２の縁６３２より第１の縁６３０に近い。概して、複数の光抽出器６０５は、第１の縁に近接して配置されるとみなされるには第１の縁６３０から遠すぎる光抽出器６９５のような他の光抽出器を含むことができる。例えば、そのような場合、光抽出器６９５は第１の縁６３０より第２の縁６３２に近い。
第１の複数の光抽出器６２０のそれぞれの光抽出器は、ライトガイドからの光を抽出するために主に設計された第１の部分と、光抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向けて光を反射するために主に設計された平面の第２の部分とを含む。例えば、光抽出器６２１は、第１の部分６２１Ａと平面の第２の部分６２１Ｂとを含み、第２の部分は、抽出光線６７２としての抽出のための反射光線６７１として、入射光線６７０を近隣の光抽出器６２２の第１の部分６２２Ａに向けて反射するように主に設計される。
それぞれの平面部分は、平面部分に対して垂直な方向に向けられた付随する面法線を有する。例えば、光抽出器６２２の平面の側若しくは様相、又は第２の部分６２２Ｂは、平面６２２Ｂに対して垂直な付随する面法線６４０を有する。場合によっては、第１の複数の光抽出器６２０の光抽出器の平面の第２の部分又は平面の側は、実質的に同じ配向を有する。例えば、そのような場合、第１の複数の光抽出器の平面側の面法線の方向の変化は約２５％以下、又は約２０％以下、又は約１５％以下、又は約１０％以下、又は約５％以下である。別の例として、そのような場合、第１の複数の光抽出器の光抽出器の平面側の面法線の方向の変化は約２０度以下、又は約１５度以下、又は約１０度以下、又は約７度以下、又は約５度以下である。
場合によっては、第１の複数の光抽出器６２０のそれぞれの光抽出器の平面側は第１の複数の光抽出器６２０のどの近隣の光抽出器にも面していない。例えば、光抽出器６２７は、第１の複数の光抽出器６２０の光抽出器６２７の近隣の光抽出器に属する平面側６２１Ｂ、６２２Ｂ、６２４Ｂ、６２５Ｂ、６２７Ｂに面していない平面の第２の部分６２７Ｂを有する。場合によっては、第１の複数の光抽出器６２０のそれぞれの光抽出器の平面側は第１の複数の光抽出器６２０の他のどの光抽出器の平面側にも面していない。例えば、平面側６２１Ｂは、第１の複数の光抽出器６２０の他のどの光抽出器の平面側にも面していない。
場合によっては、第１の複数の光抽出器６２０のそれぞれの光抽出器の第１の部分は非平面であり、結果的に、それぞれの光抽出器は平面側（第２の部分）と、平面側に対向して配置された非平面側（第１の部分）とを有する。例えば、光抽出器６２１は第１の部分、すなわち平面側６２１Ｂに対向して配置された非平面側６２１Ａを含み、光抽出器６２２は第１の部分、すなわち平面側６２２Ｂに対向して配置された第１の部分又は非平面側６２２Ａを含み、光抽出器６２３は第１の部分、すなわち平面側６２３Ｂに対向して配置された非平面側６２３Ａを含み、光抽出器６２７は第１の部分、すなわち平面側６２７Ｂに対向して配置された非平面側６２７Ａを含む。第１の複数の光抽出器６２０の光抽出器の非平面側はライトガイドから光を抽出するように主に設計され、第１の複数の光抽出器６２０の光抽出器の平面側は、光抽出のために、第１の複数の光抽出器６２０の他の光抽出器の非平面部分に向かって光を反射するように主に設計される。
本明細書に開示された光抽出器は、光を抽出するように主に設計された第１の部分と、光抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような１つ以上の他の光抽出器の第１の部分に向けて主に光を反射するために主に設計された第２の部分とを含む。場合によっては、光抽出器は、その主たる設計が光を抽出すること又は抽出のために他の光抽出器の第１の部分に向けて光を反射することのいずれのためでもない第３の部分のような追加的な部分を有することができる。そのような場合、追加的な部分は他の機能を実行するために主に設計され得る。例えば、追加的な部分は、光をライトガイドの他の部分に方向転換するために主に設計され得る。例えば、追加的な部分は、ライトガイドの光が不足している１つ以上の区域に光を方向転換して、抽出された光の輝度の均一性を改善するように主に設計され得る。別の例として、追加的な部分は処理条件を改善してもよく、光学的機能を全くあるいはほとんど有さなくてもよい。場合によっては、追加的な部分は光抽出に全くあるいはほとんど寄与しなくてもよい。
例えば、図７は、ｘｙ平面に概ね配置される又はｘｙ平面を概ね画定するライトガイド７００の概略的上面図であるが、場合によっては、ライトガイド７００は曲面ライトガイドのような非平面ライトガイドであり得る。ライトガイド７００は１つ以上のランプ（図７には明示的に示されていない）からの光を受容し、受容した光をライトガイドの発光表面７１５から全般的な発光方向７９０に沿って発する。ライトガイド７００は複数の光抽出器７０５を含む。それぞれの光抽出器は、ライトガイドからの光を抽出するために主に設計された第１の部分と、光抽出のために、少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向けて光を反射するために主に設計された第２の部分と、第３の部分とを含む。例えば、光抽出器７２０は非平面の第１の部分７２０Ａと、平面の第２の部分７２０Ｂと、平面の第３の部分７２０Ｃとを含み、光抽出器７３０は非平面の第１の部分７３０Ａと、平面の第２の部分７３０Ｂと、平面の第３の部分７３０Ｃとを含み、光抽出器７４０は非平面の第１の部分７４０Ａと、平面の第２の部分７４０Ｂと、平面の第３の部分７４０Ｃとを含む。代表的なライトガイド７００で、光抽出器のそれぞれの非平面の第１の部分は区分的平面部分であり、２つの平面セグメントを含む。例えば、非平面の第１の部分７２０Ａは第１の平面セグメント７２１と第２の平面セグメント７２２とを含む。
図８Ａは、後部反射体８７０上に配置されたライトガイド８１０と、ライトガイドの第１の縁８２０に沿って配置された第１のランプ８３０と、ライトガイドの対向する第２の縁８２５に沿って配置された第２のランプ８４０とを含む光源８００の概略３次元図であり、図８Ｂはその概略側面図である。ライトガイド８１０はｘｙ平面に概ね配置される、又はｘｙ平面を概ね画定するが、場合によっては、ライトガイド８１０は曲面ライトガイドのような非平面ライトガイドであり得る。ライトガイド８１０は、上部の発光主面８５０と、後部反射体８７０に面して近接して配置される対向する構造化された底部の主面８５５とを含む。
ランプ８３０は第１の縁８２０を通ってライトガイドに入る光８３５を発し、ランプ８４０は第２の縁８２５を通ってライトガイドに入る光８４５を発する。ライトガイド８１０はランプ８３０及び８４０から光を受容し、受容した光を発光表面８５０から全般的発光方向８９０に沿って発する。構造化された底面８５５は、ランプからライトガイドに入る光を抽出するために、光抽出器８６０及び８６１のような複数の光抽出器８０５を含む。それぞれの光抽出器は、ｘｙ平面にはない発光方向８９０に主に沿ってライトガイドから光を抽出するように主に設計された第１の部分と、発光方向に主に沿った光抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向けて光を反射するように主に設計された第２の部分とを含む。例えば、光抽出器８６０は第１の部分８６０Ａと第２の部分８６０Ｂとを含み、光抽出器８６１は第１の部分８６１Ａと第２の部分８６１Ｂとを含む。第１の部分８６０Ａ及び８６１Ａは、主に発光方向８９０に沿ってライトガイドから光を抽出するように主に設計される。例えば、第１の部分８６０Ａは、発光方向８９０に沿って伝搬する抽出された光線８６５として入射光線８６４を抽出する。第２の部分８６０Ｂ〜８６１Ｂは、主に発光方向８９０に沿った光抽出のために、少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向けて光を反射するように主に設計される。例えば、第２の部分８６０Ｂは反射光線８６７として入射光線８６６を反射し、第１の部分８６１Ａは発光方向８９０に沿って伝搬する抽出された光線８６８として反射光線８６７を抽出する。
代表的な光源８００で、複数の光抽出器８０５は底部主面８５５の一部である。概して、光抽出器は用途において望まれ得るライトガイド内部の任意の場所にあり得る。例えば、光抽出器は上部発光表面８５０の一部であり得る。図９は、後部反射体８７０上に配置されたライトガイド９１０と、ライトガイドの第１の縁９１９に沿って配置された第１のランプ８３０と、ライトガイドの第２の縁９２５に沿って配置された第２のランプ８４０とを含む光源９００の概略的側面図である。ライトガイド９１０は、構造化された上部の発光主面９５０と、後部反射体８７０に対抗して、後部反射体８７０に面して近接して配置された底部の発光主面９５５とを含む。ランプ８３０は第１の縁９１９を通ってライトガイドに入る光８３５を発し、ランプ８４０は第２の縁９２５を通ってライトガイドに入る光８４５を発する。ライトガイド９１０はランプ８３０及び８４０から光を受容し、受容した光を底部発光表面９５５から反射体８７０に向けて発光する。後部反射体は、発された光を概ね発光方向９９０に沿って反射する。場合によっては、光線９２２は光抽出器に遭遇することがあり、その場合、光線は発光方向９９０以外の方向に方向転換され得る。結果的に、場合によっては出力光は光抽出器が底面の一部であるライトガイドより広い角度分布を有することができる。
構造化された底面９５０は、ランプからライトガイドに入る光を抽出するために、光抽出器９６０及び９６１のような複数の光抽出器９０５を含む。それぞれの光抽出器は、ライトガイドからの光を抽出するために主に設計された第１の部分と、光抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような少なくとも１つの他の光抽出器の第１の部分に主に向けて光を反射するために主に設計された第２の部分とを含む。例えば、光抽出器９６１は、抽出された光線９２１として入射光線９２０を抽出する第１の部分９６１Ａを含み、後部反射体８７０は光線９２１を光源９００の発光表面９３５によって発された光線９２２として発光方向９９０に沿って反射する。代表的な光源９００で、光源の発光表面９３５はライトガイドの上面９５０と重なる。
再び図８Ａ及び８Ｂを参照すると、後部反射体８７０は例えば観察者８９９に向けて全般的＋ｚ方向に向けて光を反射する。例えば、ライトガイドをライトガイドの底部主面８５５から出る入射光線８７２は、概ね観察者８９８に向かって伝搬する、出て行く光線８７３として反射されて戻る。後部反射体８７０は、所望され得る、及び／又は用途において実用的であり得る任意の反射体であり得る。例えば、後部反射体は、２００７年５月２０日付で出願された米国仮特許出願第６０／９３９０８５号に対する優先権を主張する２００８年５月１９日付で出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ ２００８／０６４１１５号に開示されているような鏡面反射体、半鏡面反射体若しくは半拡散反射体、又は拡散反射体であり得、それら双方の特許出願は参照により全体が本明細書に組み込まれる。例えば、反射体は、アルミニウムメッキされたフィルム、又は強化鏡面反射体（ＥＳＲ）フィルムのような多層高分子反射フィルム（ミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌの３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）であり得る。別の例として、後部反射体８７０は、白色の外観を有する拡散反射体であり得る。更に別の例として、後部反射体８７０は、後部反射体が底面９５５と物理的に接触したときのウェットアウトの発生を防ぐために、わずかなつや消し面を有する実質的な鏡面反射体であり得る。
図１０は、ｘｙ平面にない方向１０９９に沿って光を発する発光表面１００２を有する光源１０００の概略的上面図である。光源１０００は、ライトガイド１０１０と、ライトガイドの第１の縁１０１２に沿って近くに配置され、第１の側部反射体１０２２内に収容される第１のランプ１０２０と、ライトガイドの第２の縁１０１４に沿って近くに配置され、第２の側部反射体１０３２内に収容される第２のランプ１０３０と、を含み、第２の縁は第１の縁と異なる。第１のランプ１０２０は、第１の縁１０１２を通ってライトガイドに入り全般的−ｘ方向に伝搬する光１０２５を発する。第２のランプ１０３０は光１０３５を発し、この光は第２の縁１０１４を通ってライトガイドに入り、発された光１０２５が伝搬する全般的方向と異なる方向である全般的＋ｘ方向に伝搬する。
ライトガイド１０１０は、光抽出器１０５１及び１０６１のような複数の光抽出器１０４０を含む。それぞれの光抽出器は、ライトガイドからの光を抽出するように主に設計された第１の部分と、ライトガイドからの抽出のために、近隣の光抽出器のような別の光抽出器に向けて光を反射するように主に設計された第２の部分とを含む。例えば、光抽出器１０５１は、第１の部分１０５１Ａと第２の部分１０５１Ｂとを含み、光抽出器１０６１は、第１の部分１０６１Ａと第２の部分１０６１Ｂとを含み、第１の部分１０５１Ａのようなそれぞれの第１の部分は４つのセグメントを含む。
複数の光抽出器１０４０は、発光表面１００２の第１の発光表面１００４を覆う第１の複数の光抽出器１０５０と、発光表面１００２の異なる第２の発光表面１００６を覆う第２の複数の光抽出器１０６０とを含む。第１の複数の光抽出器１０５０は第２の複数の光抽出器１０６０と異なる。場合によっては、第１及び第２の複数の光抽出器は、例えば第１及び第２の部分を含まない１つ以上の抽出器のような１つ以上の抽出器を共通して含む。場合によっては、第１及び第２の複数の光抽出器は重ならず、すなわち、一方の複数の光抽出器の光抽出器のいずれも、他方の複数の光抽出器に含まれない。場合によっては、第１及び第２のそれぞれの発光区域１００４及び１００６は重ならない。場合によっては、発光区域１００４及び１００６のそれぞれは他方の発光区域にもまた含まれる区域を含む。
第１の複数の光抽出器１０５０は、発光表面１００２の第１の発光区域１００４を通してライトガイドから光を抽出する。例えば、光抽出器１０５２の第１の部分１０５２Ａは、入射光線１０７２を発光方向１０９９に沿って伝搬する抽出された光線１０７３として抽出し、光抽出器１０５３の第１の部分１０５３Ａは入射光線１０７０を発光方向１０９９に沿って伝搬する抽出された光線１０７１として抽出する。第２の複数の光抽出器１０６０は発光表面１００２の第２の発光区域１００６を通してライトガイドから光を抽出し、区域１００６は区域１００４と異なる。例えば、光抽出器１０６２の第１の部分１０６２Ａは入射光線１０８０を発光方向１０９９に沿って伝搬する抽出された光線１０８１として抽出するが、場合によっては、発光表面１００４及び１００６は異なる方向に光を発することができる。
第１の複数の光抽出器１０５０の光抽出器の第１の部分は第１のランプ１０２０に面しており、第１の複数の光抽出器の光抽出器の第２の部分は第１のランプに背を向けている（例えば、第２の部分は第２のランプ１０３０に面している）。第１の複数の光抽出器１０５０の第２の部分は、ライトガイドからの抽出のために、例えば近隣の光抽出器の第１の部分のような第１の複数の光抽出器の少なくとも他の１つの光抽出器の第１の部分に向けて第２のランプ１０３０によって発される反射光１０３５を反射するように主に設計される。例えば、光抽出器１０５４の第２の部分１０５４Ｂは、第２のランプ１０３０によって光抽出器１０５５の第１の部分１０５５Ａに向かって発される入射光線１０７４を反射光線１０７５として反射するように主に設計され、第１の部分１０５５Ａは反射光線１０７５を発光方向１０９９に沿って伝搬する発光光線１０７６として抽出する。
第２の複数の光抽出器１０６０の光抽出器の第１の部分は第２のランプ１０３０に面しており、第２の複数の光抽出器の光抽出器の第２の部分は第２のランプに背を向けている（例えば、第２の部分は第１のランプ１０２０に面している）。第２の複数の光抽出器１０６０の第２の部分は、ライトガイドからの抽出のために、例えば近隣の光抽出器の第１の部分のような第２の複数の光抽出器の少なくとも他の１つの光抽出器の第１の部分に向けて第１のランプ１０２０によって発される反射光１０２５を反射するように主に設計される。例えば、光抽出器１０６３の第２の部分１０６３Ｂは、第１のランプ１０２０によって光抽出器１０６４の第１の部分１０６４Ａに向かって発される入射光線１０８２を反射光線１０８３として反射するように主に設計され、第１の部分１０６４Ａは反射光線１０８３を発光方向１０９９に沿って伝搬する発光光線１０８４として抽出する。
代表的な光源１０００で、第１及び第２の複数の光抽出器１０５０及び１０６０の光抽出器のそれぞれの第１の部分は主に同じ方向１０９９に沿って光を抽出する。概して、第１の複数の光抽出器１０５０は第１の方向に沿ってライトガイド１０１０から光を抽出することができ、第２の複数の光抽出器１０６０は第１の方向と異なる第２の方向に沿ってライトガイド１０１０から光を抽出することができる。
代表的なライトガイド１０１０はｘｙ平面、及びｚ方向に沿った面法線に概ね置かれる又は画定される。場合によっては、発光方向１０９９はライトガイドの面法線の方向と異なる。例えば、図１１は、発光方向１０９９に沿って光を発する発光表面１００２を有する光源１０００の概略的側面図である。ライトガイド１０１０はｚ軸に沿った面法線１１１０を有し、発光方向１０９９と角度１１２０を成す。場合によっては、角度１１２０はほとんどゼロ度である。例えば、そのような場合、角度１１２０は約１０度以下、又は約７度以下、又は約５度以下、又は約３度以下である。場合によっては、角度１１２０は約１０度〜約５０度、又は１５度〜４０度、又は約１５度〜約３０度、又は約１５度〜約２５度の範囲であり得る。
場合によっては、図１１に図示したように、光源１０００はライトガイドをライトガイドの低部主面１１４０から観察者１１９０の全般的方向に向けて出る光を反射するための後部反射体１１３０を含む。後部反射体１１３０は、後部反射体８７０のような本発明書に開示されている任意の後部反射体と同様のものであり得る。
再び図１０を参照すると、概して、複数の光抽出器１０４０は対称軸を有しても有さなくてもよい。場合によっては図１０に図示したように、複数の光抽出器１０４０は対称軸１００１を中心に概ね対称であり、すなわち、それら２つの光抽出器群の光抽出器は軸１００１を中心に互いに実質的に鏡像である。場合によっては、対称軸１００１は第１の複数の光抽出器１０５０を第２の複数の光抽出器１０６０から分離する。
ライトガイド１０１０は用途において望まれ得る任意の材料で作製され得る。代表的な材料としては、ポリカーボネート、ポリアクリレート例えばポリメチルメタクリレート及びウレタンアクリレート、ポリスチレン、シリコーン、及びポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）が挙げられる。ライトガイド１０１０は用途において望まれ得る任意の屈折率を有することができる。場合によっては、ライトガイドの屈折率は約１．３〜約１．８、又は約１．３５〜約１．７５、又は約１．３８〜約１．７の範囲である。
代表的な光源１０００で、第１の複数の光抽出器１０５０の光抽出器は第１の発光区域１００４を画定する第１の領域に位置づけられ、第２の複数の光抽出器１０６０の光抽出器は第２の発光区域１００６を画定する、近隣の第２の領域に位置づけられる。概して、第１及び第２の２つの光抽出器群の光抽出器は、用途において望まれ得る任意の方法及び形状で発光表面１００２に位置づけられ配置され得る。例えば、光抽出器は交互のパターンを形成することができる。
例えば、図１９は、ライトガイド１９１０、ランプ１０２０、及び第２のランプ１０３０を含む光源１９００の概略的上面図である。ライトガイド１９１０は、横列１９３０及び１９３５のような複数の横列を形成する複数の光抽出器１９４０を含む。それぞれの光抽出器は、ライトガイドからの光を抽出するように主に設計された第１の部分と、ライトガイドからの抽出のために、近隣の光抽出器の第１の部分のような別の光抽出器に向けて光を反射するように主に設計された第２の部分とを含む。複数の光抽出器１９４０は、第１の複数の光抽出器１９５０と、第１の複数の光抽出器１９５０と異なる第２の複数の光抽出器１０６０とを含む。複数の光抽出器１９４０のそれぞれの列は、第１の複数の光抽出器からの多数の光抽出器と第２の複数の光抽出器からの多数の光抽出器とを含む。それぞれの列で、１つの光抽出器群からの光抽出器は、別の光抽出器群からの光抽出器のいずれかの側の隣にある。例えば、列１９３０で、光抽出器１９６２の片側には光抽出器１９５１があり、もう１つの側には光抽出器１９５２がある。
図１２は、後部反射体１２２０と光管理フィルム１２３０との間に置かれた光源１２１０を含む光源アセンブリの概略的側面図である。光源１２１０は、本明細書に開示した任意の光源であること又は任意の光源を含むことができ、本明細書に開示した任意のライトガイドを含むことができる。例えば、光源１２１０は光源１０００と同様であり得る。別の例として、光源１２１０はライトガイド１０１０と同様のライトガイドを含むことができる。
光源１２１０はｘｙ平面、及びｚ方向に沿った面法線に概ね置かれる又は画定される。光源１２は、面法線１２５０と角度１２６０を成す全般的方向１２４０に光を発する。光管理フィルム１２３０は光源１２１０が発する光の光学的性状を少なくとも１つ変更する。例えば、光管理フィルム１２３０は、例えば光の伝搬の方向を方向１２４０から方向１２５０に変えるためのプリズムフィルムであってもよく、又はプリズムフィルムを含むことができる。例えば、光管理フィルム１２３０は、図１３Ａに概略的側面図が図示されている対称プリズム１３２０を有するプリズムフィルム１３１０であってもよく、又はプリズムフィルム１３１０を含むことができる。場合によっては、プリズム１３２０は後部反射体１２２０に面することができる。場合によっては、プリズム１３２０は後部反射体１２２０に背を向けることができる。場合によっては、プリズム１３２０は例えばｙ方向に沿って延在する線状対称プリズムであり得る。
別の例として、光管理フィルム１２３０は、図１３Ｂに概略的側面図が図示されている非対称プリズム１３４０を有するプリズムフィルム１３３０であること又はそれを含むことができる。場合によっては、プリズム１３４０は後部反射体１２２０に面することができる。場合によっては、プリズム１３４０は後部反射体１２２０に背を向けることができる。場合によっては、プリズム１３４０は例えばｙ方向に沿って延在する線状非対称プリズムであり得る。場合によっては、ライトガイドから抽出された光はライトガイドの平面に対してほぼ垂直である。そのような場合、出力光を方向転換するための光管理フィルムは必要ではない場合があるが、反射偏光器のような他の光管理フィルムがなお含まれ得る。
場合によっては、光管理フィルム１２３０は１つ以上の光吸収偏光器、光反射偏光器、光学拡散体、光学位相差板、及び／又は光学フィルタであってもよく、又はそれ（ら）を含むことができる。
図１０を参照すると、ランプ１０２０及び１０３０は、用途に望まれ得る任意のタイプのランプであり得る。例えばランプは、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、熱陰極蛍光灯（ＨＣＦＬ）、外部電極蛍光灯（ＥＥＦＬ）、電光灯（ＥＬ）、有機電光灯（ＯＬＥＤ）、又は用途に好適な任意の他のランプであり得る。ランプ１０２０及び１０３０は点光源ランプ又は直線ランプのような任意の形のランプであり得る。ランプは、任意の波長又は波長範囲を有する光を発することができる。例えば発光波長はＵＶ、可視光、又は赤外光の範囲であり得る。場合によっては、ランプは白色光を発することができる。そのような場合、光の屈折ではなく主に反射に基づく光抽出であるため、出力光１０９９はほぼ白色であり得る。
ライトガイド及び光源のような開示の構成体の利点のいくつかを以下の例によって更に例示する。これらの実施例に列挙される特定の材料、パラメータ、量及び仮定、並びに他の条件及び詳細は、本発明を過度に限定するものと解釈すべきではないことに留意されたい。
（実施例１）：
様々な図及び部分が図１４Ａ〜１４Ｃに概略的に図示されている光源１４００は、ＡＳＡＰプログラム（アリゾナ州ＴｕｃｓｏｎのＢｒｅａｕｌｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．から入手可能）を用いて数値的に具現化したものである。光源１４００は、ｘｙｚ座標系を中心とするライトガイド１４１０を含み、このライトガイドは上部主表面１４１２と、対向する構造化された低部主表面１４１４と、ライトガイドの第１の縁１４１６に面している第１のランプ１４３０と、ライトガイドの第２の縁１４１８に面している第２のランプ１４３５と、後部反射体１４７０とを有するものであった。
ライトガイド１４１０は２９９．４ｍｍの長さＤ１、２８ｍｍの幅Ｄ２、２ｍｍの厚さＤ３を有し、６２５ｎｍで１．４８５の屈折率を有するものであった。光抽出器に覆われた区域は、ライトガイドの発光区域である抽出領域１４２０であった。抽出領域１４２０は２７９．４ｍｍの長さＥ１、２５．４ｍｍの幅Ｅ２であった。それぞれのランプ１４３０及び１４３５の発光面は１．８５ｍｍの長さＳ１及び０．５ｍｍの幅Ｓ２であった。それぞれのランプの間の間隔Ｓ３及び対応するライトガイドの縁は１０ミクロンであった。ランプは６２５ｎｍで光を発した。それぞれのランプが発した光はランバートプロファイルを有するものであった。
後部反射体１４７０は鏡面反射体であり、９５％の屈折率を有するものであった。後部反射体とライトガイドとの間の間隔Ｈ１は５０ミクロンであった。
ライトガイドの底部表面１４１４は構造化されており、光抽出器１４５１及び１４６１のような複数の光抽出器１４４０を含む。複数の光抽出器１４４０はｙｚ面を中心に対称である。具体的には、複数の光抽出器１４４０は、光抽出器１４５１のような第１の複数の光抽出器１４５０と、光抽出器１４６１のような第２の複数の光抽出器１４６０とを含み、第１及び第２の複数の光抽出器はｙｚ面を中心として互いに鏡像である。例えば、第１の複数の光抽出器のそれぞれの光抽出器は、ｙｚ面を中心とする対応する鏡像を第２の複数の光抽出器に有する。例えば、光抽出器１４５１は、ｙｚ面を中心とする光抽出器１４６１の鏡像である。
それぞれの光抽出器は、ライトガイドからの光を抽出するように主に設計された第１の部分と、ライトガイドからの抽出のために、近隣の光抽出器に向けて光を反射するように主に設計された第２の部分とを含むものであった。例えば、光抽出器１１４５１は第１の部分１４５１Ａと第２の部分１４５１Ｂとを含み、光抽出器１４６１は第１の部分１４６１Ａと第２の部分１４６１Ｂとを含む。
図１４Ｃは、光源１４００の代表的な光抽出器１４８０の概略的３次元図である。光抽出器１４８０は、第１の部分１４８２と第２の部分１４８４とを含む。第１の部分１４８２は、次の等式によって局所的に記述される反転した放物面（又は円形の放物面）の半分であった。
Figure 0005624617
式中、抽出器の高さｚ０は１．５ｍｍであり、「ａ」は１．３３５ｍｍ−１であった。光抽出器１４８０は、中心１４８８及び半径
Figure 0005624617
を有する半円であった基部１４８６を有した。それぞれの光抽出器の第２の部分１４８４は、放物面を２つに等分する縦面１４８４（ｘｙ平面に垂直）であり、基部１４８６の中心１４８８を含むものであった。第１の複数の光抽出器１４５０の光抽出器１４５１の第２の部分１４５１Ｂのようなそれぞれの光抽出器の第２の部分はｘ軸と角度β＝２５度を成すものであり、第２の複数の光抽出器１４６０の光抽出器１４６１の第２の部分１４６１Ｂのようなそれぞれの光抽出器の第２の部分はｘ軸と角度γ＝２５度を成すものであった。
代表的な光源１４００で、平面の第２の部分１４５１Ｂ及び１４６１Ｂのような第１及び第２の複数の光抽出器１４５０及び１４６０のそれぞれの光抽出器の平面の第２の部分は、ライトガイドの第１の縁１４１６又は第２の縁１４１８のいずれに対しても平行でなく、垂直でもない。同様に、第１及び第２の複数の光抽出器１４５０及び１４６０のそれぞれの光抽出器の平面の第２の部分は、ライトガイドの第３の縁１４０６又は第４の縁１４０８のいずれに対しても平行でなく、垂直でもない。
複数の光抽出器１４４０の光抽出器は、ｘ方向に沿った複数の横列とｙ方向に沿った複数の縦列とを有する２次元の規則的な配列をｘｙ平面に形成する。それぞれの横列及び縦列はｘ軸に沿って３．４０８ｍｍ、ｙ軸に沿って３．６６８ｍｍのピッチ又は周期（近隣の光抽出器の対応する点間の距離）を有するものであった。光抽出器の１つの中心１４８８は−１２８．００３ｍｍのｘ座標及び−１１．００４ｍｍのｙ座標を有するものであった。
それぞれの縦列の光抽出器は同じ高さを有するものであった。縦列の光抽出器のサイズ（高さ及び基部半径を含む）は縦列の位置に依存する。具体的には、縦列の光抽出器のサイズ又は寸法は、拡大縮小又は倍率による縮尺とした。
Figure 0005624617
例えば、最も左（ｘ＝−１３９．７ｍｍ）及び最も右（ｘ＝１３９．７ｍｍ）の縦列のそれぞれの光抽出器の高さは倍率０．５の縮尺であり、結果的に、例えば２つの縦列のそれぞれにおいて抽出器の高さは０．７５ｍｍであった。代表的な光源１４００で、抽出器のサイズは最も近いランプからの距離の増加とともに増加するが、全ての抽出器は同じ形を有した。
図１５Ａは出力光１４９０の強度図であり、図１５Ｂはその強度等高線図である。図１５Ａの縦軸は、カンデラ単位の抽出光強度である。出力光のピーク１５１０はｚ軸から約２０度であった。光源の全体抽出効率は約４６％であった。
（実施例２）：
実施例１の光源１４００と同様の光源を数値的に具現化したが、等式（１）の「ａ」は１４．３ｍｍ−１、ｚ０は０．１４３ｍｍであり、複数の光抽出器１４４０の配列の横列及び縦列はｘ軸に沿って０．２５７４ｍｍ、ｙ軸に沿って０．２５９８ｍｍのピッチを有し、１つの抽出器の中心１４８８はｘ＝−１２９．５７２ｍｍ、ｙ＝−１２．６１１ｍｍに位置づけられ、光抽出器のサイズは縮尺又は倍率によるものであった。
Figure 0005624617
図１６は、出力光１４９０の計算上の強度等高線図である。光源の全体抽出効率は約５０％であった。
（実施例３）：
実施例２の光源１４００と同様の光源を数値的に具現化したが、後部反射体１４７０は０％の反射率を有し、反射体への全ての入射光線を吸収するものであった。図１７は、出力光１４９０の計算上の強度等高線図である。吸収する後部反射体１４７０では、出力光の強度分布はより狭くなった。
開示のライトガイド及び光源はかなり小さくてもよく、特定方向に沿って光を発する小さく細長い光源を有することが望ましい多くの用途に有利に使用することができる。例えば、開示の光源を部屋の照明又は部屋の特定の区域のような一般的な照明用途に使用することができる。例えば、開示の光源を有利にキッチンキャビネットの下に装着して、閃光をもたらさずにカウンタートップを照らすことができる。
別の例として、場合によっては、開示の光源は自動車のＣｅｎｔｅｒ Ｈｉｇｈ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｓｔｏｐ Ｌａｍｐ（ＣＨＭＳＬ）であり得る。例えば、図１８は、後部窓１８２０及び光源１８３０を含む後部窓アセンブリ１８１０を含む自動車１８００の概略的側面図である。光源１８３０は面法線１８４０を有し、例えば別の自動車に向かう全般的発光方向１８５０に沿って光を発する。光源１８３０は、本明細書に開示されている任意の光源と同様のものであってよく、本明細書に開示されている任意のライトガイドと同様のライトガイドを含むことができる。例えば、光源１８３０は、ランプ１０２０及び１０３０がライトガイド１０１０の片側にｚ方向に沿って配置されている光源１０００と同様のものであってよい。
場合によっては、発光方向１８５０はほぼ水平又はｘ方向に沿う。そのような場合、発光方向１８５０と面法線１８４０との間の角度である発光角度１８６０は約１０度〜約４０度、又は約１５度〜約３０度、又は約１５度〜約２５度の範囲である。
代表的な自動車１８００で、光源１８３０は後部窓１８２０に装着される又は取り付けられる。概して、光源１８３０は、用途に望まれ得る任意の場所に配置され得る。例えば、自動車１８００は、自動車１８００のトランクの蓋１８６５上に配置されたＣＨＭＳＬ光源１８７０を有することができる。光源１８７０は面法線１８７５を有し、例えば別の自動車に向かう全般的発光方向１８８０に沿って光を発する。光源１８７０は、本明細書に開示されている任意の光源と同様のものであってよく、本明細書に開示されている任意のライトガイドと同様のライトガイドを含むことができる。例えば、光源１８７０は、ランプ１０２０及び１０３０がライトガイド１０１０の片側にｚ方向に沿って配置されている光源１０００と同様のものであってよい。
場合によっては、発光方向１８８０はほぼ水平又はｘ方向に沿う。そのような場合、発光方向１８８０と面法線１８７５との間の角度である発光角度１８８５は約１０度〜約４０度、又は約１５度〜約３０度、又は約１５度〜約２５度の範囲である。
本明細書で使用するとき、「垂直の」、「水平の」、「上方の」、「下方の」、「左」、「右」、「上側」及び「下側」、「時計回り」及び「反時計回り」などの用語、並びに他の類似の用語は、諸図に示される相対的位置を指す。広くは、物理的実施形態は異なる配向を有することができ、その場合、用語は、装置の実際の配向に修正された相対位置を意味することを意図している。例えば、図１４Ｂの画像を図の向きと逆に反転しても表面１４１２はなおライトガイド１４１０の上部主表面とみなされる。
上記に引用した全ての特許、特許出願及び他の公開を、それらがあたかも完全に再現されたものとして本明細書に援用するものである。本発明の様々な態様の説明を容易にするために本発明の特定の実施例を上記に詳細に説明したが、本発明は、それら実施例の詳細に限定されるものではないことを理解すべきである。むしろ添付の「特許請求の範囲」により規定されるように本発明の趣旨及び範囲内にある全ての変形例、実施形態及び代替例を全て網羅しようとするものである。

Claims (3)

  1. 複数の光抽出器を備えるライトガイドであって、それぞれの光抽出器が、
    前記ライトガイドから主に第１の方向に沿って光を抽出するように主に設計された第１の部分と、
    主に前記第１の方向に沿った光抽出のために少なくとも他の１つの光抽出器の前記第１の部分に主に向かって光を反射するように主に設計された第２の部分と、を備え、
    前記ライトガイドがｘｙ平面を画定し、前記ｘｙ平面にはない前記第１の方向に沿って前記ライトガイドから光を抽出するために前記第１の部分が前記ｘｙ平面に対して９０度とは異なる角度で傾けられており、前記第２の部分が、前記ｘｙ平面に垂直な付随する面を有する、ライトガイド。
  2. ライトガイドの第１の縁に近接して配置された第１の複数の光抽出器を備える前記ライトガイドであって、前記第１の複数の光抽出器において、
    それぞれの光抽出器が、光の抽出のために少なくとも１つの他の光抽出器に向けて光を反射するように主に設計された平面側を備え、
    前記光抽出器の前記平面側が、同じ配向を有し、
    それぞれの光抽出器の前記平面側が、隣接するどの光抽出器の平面側にも面しておらず、
    それぞれの光抽出器が、前記ライトガイドから光を抽出するために主に設計された前記平面側に対向する非平面側を備え、
    それぞれの光抽出器の前記平面側が、光抽出のために少なくとも他の１つの光抽出器の前記非平面側に向けて光を反射するように主に設計される、ライトガイド。
  3. 光源であって、
    複数の光抽出器を備えるライトガイドのそれぞれの光抽出器が、前記ライトガイドからの光を抽出するように主に設計された第１の部分と、前記ライトガイドからの抽出のために別の光抽出器の前記第１の部分に向けて光を反射するように主に設計された第２の部分とを含む、ライトガイドと、
    前記ライトガイドの第１の縁に沿って配置された第１のランプと、
    前記第１の縁と異なる前記ライトガイドの第２の縁に沿って配置された第２のランプと、
    を備え、前記複数の光抽出器が、
    第１の複数の光抽出器の前記第２の部分が、前記ライトガイドからの抽出のために前記第１の複数の光抽出器の少なくとも他の１つの光抽出器の前記第１の部分に向けて前記第２のランプによって発される光を反射するように主に設計される、第１の複数の光抽出器と、
    前記第１の複数の光抽出器と異なる、第２の複数の光抽出器の前記第２の部分が、前記ライトガイドからの抽出のために、前記第２の複数の光抽出器の少なくとも他の１つの光抽出器の前記第１の部分に向けて前記第１のランプによって発される光を反射するように主に設計される、第２の複数の光抽出器と、を備え、
    前記ライトガイドがｘｙ平面を画定し、前記ｘｙ平面にはない方向に沿って前記ライトガイドから光を抽出するために少なくとも１つの前記第１の部分が前記ｘｙ平面に対して９０度とは異なる角度で傾けられており、少なくとも１つの前記第２の部分が、前記ｘｙ平面に垂直な平面部分を有する、光源。
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