JP5812566B2 - 発光アプリケーションのための光取り込み構造 - Google Patents
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Description
本発明は、光学素子全般に関する。詳細には、本発明は、導光体等の任意の中間要素を通しての、光源から標的環境及び標的実体への光の取り込み(incoupling)に関する。
導光体は、通常、種々の発光ソリューションにおいて、光源によって発光された光を誘導するために用いられる導波路である。導光体は、種々のアプリケーションの中で特に、ディスプレイの発光(例:バックライト、フロントライト)、キーパッド、キーボード、及び/又はボタンの発光、屋内照明、及び屋外照明に用いることができる。薄型と見なされる従来の導光体は、約0.8乃至約1.0mmの厚さである場合があり、そこへ光を取り込むための、及び/又はそこから光を取り出す(outcoupling)ためのマイクロ光学構造を含む。
本発明の目的は、先行技術の配置で明らかである上述の欠点を少なくとも軽減することである。この目的は、本発明に従う光取り込み構造の実施形態によって達成される。
‐光源によって発光された光を伝達するための、実質的に光学的に透明である媒体と、
‐媒体内にて、所定のその入力及び出力表面の間を最初に伝播する光を、該入力及び出力表面間の最初の伝播方向に対して媒体の側面方向へ向かって広げるための媒体中に配置された第一の光学要素であって、該第一の光学要素は、媒体中に、ブラインドホール又はスルーホール等の1個以上の実質的に「x」字型の、又は鋭角の若しくは丸みを帯びた「v」字型の形状を有する1個以上の穴部を画定する、第一の光学要素と、
‐媒体を通して伝播した光を再指向させるための、媒体に対して配置された複数のマイクロ光学表面レリーフ形状を含む第二の光学要素と、
を含み、
ここで、該第一の光学要素及び第二の光学要素は、伝播した光の均一性及びコリメーション(collimation)を高めるように、媒体と協調的に作用するように構成される。
‐光源によって発光された光を伝達するための、実質的に光学的に透明である媒体と、
‐媒体内に配置された第一の光学要素であって、ここで、該第一の光学要素は、該媒体内の、実質的に円錐形状、若しくは円錐台形状であるブラインドホール、又はスルーホールの少なくとも一部分を画定する、第一の光学要素と、
を含み、
ここで、該第一の光学要素は、媒体と穴部との間の境界領域を通して、媒体へ向けて、好ましくは内部全反射で媒体内を伝播するように光を再指向するよう構成される。
一般に、光源は導光体要素へ直接接続することができ、それによって、追加の手段を用いることなく、そこへ光を導入することができる。別の選択肢として、導光体を1若しくは2個以上の光取り込み構造と共に配置することができる。光取り込み構造は、上部表面又は底部表面の少なくとも一方に鏡面反射体を有するウェッジ、楕円形のライトパイプ、集光レンズ、及び/又は分割光ファイバー束(bundle of split optic fibers)を含むことができる。一方、光源及び光取り込み構造は、単一構造を形成することができる。導光体要素が複数の導光体層を有する場合、光取り込みは、層によって異なってもよい。
Claims (11)
- 発光アプリケーションのための光取り込み構造であって、前記光取り込み構造が、
‐光源によって発光された光を伝達するための、光学的に透明である媒体と、
‐前記媒体内にて、所定のその入力表面及び出力表面の間を最初に伝播する光を、前記入力表面及び前記出力表面間の最初の伝播方向に対して前記媒体の側面に向かって広げるために、前記媒体中に配置され、前記媒体中に、「x」字型の形状又は鋭角の若しくは丸みを帯びた「v」字型の形状を有する1個以上の穴部を画定し、かつ前記光の伝播方向に対して直交する方向から平面視して「x」字型又は「v」字型となるように配置された第一の光学要素と、
‐前記媒体を通して伝播された光を再指向させるために、前記媒体に対して配置されかつ前記光をコリメートする複数のマイクロ光学表面レリーフ形状を含む第二の光学要素と、を含み、
ここで、前記第一の光学要素及び前記第二の光学要素は、伝播された光の均一性及びコリメーションを高めるように、前記媒体と協調的に作用するように構成され、前記光取り込み構造が、前記媒体によって出力された光を伝達するための導光体をさらに含み、前記第二の光学要素が、前記媒体の出力表面に面するように構成された前記導光体の表面に形成される、光取り込み構造。 - 前記出力表面が、前記入力表面と前記導光体との間の境界表面を画定する、請求項1に記載の光取り込み構造。
- 前記第二の光学要素が、フレネルプロフィールの少なくとも一部を画定する、請求項1又は2に記載の光取り込み構造。
- 前記媒体が、その幅が前記入力表面からの距離の関数として増加する部分を少なくとも含む、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光取り込み構造。
- 前記媒体が、六角形状の断面を有する、請求項4に記載の光取り込み構造。
- 前記媒体の形状が、複数の光源それぞれのための複数の局所的な入力表面を含むように、及びその幅が対応する局所的な入力表面からの距離の関数として増加する複数の局所的な入力部分をさらに含むように構成され、各々の局所的な入力部分が、関連する局所的な入力表面を介して媒体に入射した光を広げるように構成された前記穴部のうちの1個以上を含む、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光取り込み構造。
- 前記光取り込み構造が、第三の光学要素をさらに含み、前記第三の光学要素が、前記媒体の出力表面上に形成され、光を広げるための凸レンズを画定する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光取り込み構造。
- 前記光取り込み構造が導光体である、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光取り込み構造。
- 前記穴部がブラインドホール又はスルーホールである、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光取り込み構造。
- 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光取り込み構造、及び光源を含む、発光要素。
- 前記光源が発光ダイオードである、請求項10に記載の発光要素。
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