JP6306180B2 - 均一に照明されたライトガイド - Google Patents
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Description
本願発明は、広く、デバイスにおけるビジュアルインジケータ(visual indicator)に関し、特に、ビジュアルインジケータを均一な光で照明することに関する。
1. 一般的概説
2. 均一照明装置の例
3. 光拡散と積分
4. 光拡散フィルム
5. 均一照明装置の構成
6. いくつかの実施形態の説明
7. 実施メカニズム―ハードウエアの概観
8. 均等物、拡張例、代替例、および雑記
この概説は、本願発明の一実施形態のいくつかの側面の基本的な説明を提示する。この概説は、実施形態を広範あるいは網羅的にまとめたものではないことに注意されたい。さらに、この概説は、実施形態の特に重要な側面または要素を示しているものとして理解されたり、実施形態の範囲を特に規定しているものとして理解されたり、一般に発明そのものと理解されたりすることを意図するものではないことに注意されたい。この概説は、実施形態例に関するいくつかの概念を、凝縮および簡単化された形式で単に提示するだけであり、以下に続く実施形態例のより詳細な説明に対する、単なる概念的な前置きとして理解されるべきである。
図1Aは、1つ以上の光拡散領域108を有する光拡散体102を備える、均一照明装置100の構成例を示している。均一照明装置(100)は、1つ以上の光拡散領域(108)上にある1つ以上の出口領域106を介して光拡散体(102)と接続される、1つ以上のライトガイド104をさらに備える。均一照明装置は、光拡散領域(108)上にある1つ以上の入口領域112を介して光源110と結合される。光源(110)は、LED等のような1つ以上の光エミッタ(118)を備え得る。光拡散体(102)は、1つ以上の光拡散領域(108)により囲まれた、または実質的に(例えば、入口領域112および出口領域106だけを除いて、等)取り囲まれた積分チャンバー(integration chamber)114を備える。光源(110)から受け取られた光は、積分チャンバー(114)で拡散(例えば、反射、ランダム化、積分、等)され、そこからライトガイド(104)へ出射する。ライトガイド(104)に入射する光は、積分チャンバー(114)で拡散後、比較的均一であり、ライトガイド(104)内において、多かれ少なかれさらに拡散(例えば、反射、ランダム化、等)され得る。結果的に、ライトガイド(104)における比較的均一な光は、1つ以上のビジュアルインジケータ(116)を照明するのに用いられ得る。
図1Cは、光がどのようにして本明細書に説明されている光拡散体(例えば、図1Aの100、等)と拡散(例えば、反射、ランダム化、積分、等)するかを示している。図示されるように、光拡散体(102)、あるいはその中にある積分チャンバー(114)は、入口領域(112)を介して光源(110)から入射光を受け取るように配置される。入射光(120)は、光拡散体(102)内において拡散され、第1多重光線(122)になる。第1多重光線(122)の第1の部分は、出口領域(106)を介して、ライトガイド(104)へ出射し得る。第1多重光線(122)の第2の部分は、積分チャンバー(114)を出て、入口領域(112)から光源(110)へ戻り得る。第1多重光線(122)の第3の部分は、さらに拡散され、第2多重光線(124)になり得る。第2多重光線(124)は、同様に、出口領域(106)を介してライトガイド(104)に出射したり、入口領域(112)を介して出射し光源(110)に戻ってきたり、光拡散体(102)にさらに拡散されたりと様々な部分を備え得る。
図2は、拡散構造体200の例を示す。拡散構造体200は、積分チャンバー(例えば、114、等)の内部壁に配置されることにより、1つ以上の光拡散領域(例えば、108、等)を形成し得る。拡散構造体200は、クリアプラスチック、可視光に対して透明な光学フィルム等のような光透過媒体で形成された内部層(202)を備える。内部層(202)の外部表面(204および206)の一方または両方は、ホワイトペイント、ウルトラホワイトペイント、チタン酸化物材等の拡散物質でコーティングされることにより、1つ以上の光拡散表面を形成し得る。図示の例では、拡散構造体(200)において、外部表面(204および206)は両方とも光拡散表面である。第1の外部表面(204)は、光拡散体(102)の内部に面するように構成され得る。第2の外部表面(206)は、積分チャンバー(114)の内部壁(高い反射率を有し得る)に隣接するように構成され得る。光208が第1の外部表面(204)に入射する時、光(208)の第1の部分(210)は拡散され積分チャンバー(114)の内部へ反射して戻り、一方、光(208)の第2の部分(212)は、内部層(202)を通過して、第2の外部表面(206)により拡散/反射される。
図3Aから図3Eは、本明細書に説明されている均一照明装置のいくつかの形態例を示している。図3Aにおいて,均一照明装置300−A(図1Aの均一照明装置100に代表される)は、円錐筒形の光源310−A(図1Aの光源110に代表される)と、円筒形の光拡散体302−A(図1Aの光拡散体102に代表される)と、角筒形のライトガイド304−A(図1Aのライトガイド104に代表される)とを備える。いくつかの実施形態において、ライトガイド(304−A)および光源(310−A)は図3Aに示す光拡散体(302−A)の同じ側に配置される。いくつかの実施形態において、ライトガイド(304−A)と光源(310−A)とは図3Aに示す光拡散体(302−A)の異なる側に配置されるが、ただしそれは、光源(310−A)からの発光が光拡散体(302−A)において一度も拡散することなくライトガイド(304−A)に横断するような、直接的な光路が存在しない限りにおいてである。
いくつかの実施形態において、装置は、光源と、1つ以上のライトガイドと、1つ以上の光拡散領域によって囲まれた積分チャンバーを有する光拡散体であって、前記1つ以上の光拡散領域は、前記光源から光を受け取る1つ以上の入口領域としての1つ以上の第1の開口および、光を前記1つ以上のライトガイドへ供給する1つ以上の出口領域としての1つ以上の第2の開口を有するように構成された、光拡散体と、を備える。
一実施形態によれば、本明細書に説明されている技術は、1つ以上の専用のコンピューティングデバイスにより実施される。専用のコンピューティングデバイスは、技術を実行するよう配線で接続され得るか、または、技術を実行するよう持続的にプログラムされた1つ以上の特定用途向け集積回路(ASIC)またはフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)のようなデジタル電子デバイスを含み得るか、または、ファームウェア、メモリ、他の記憶、または何らかの組み合わせにおけるプログラム指令に従って技術を実行するようプログラムされた、1つ以上の汎用のハードウェアプロセッサを含み得る。そのような専用のコンピューティングデバイスはまた、カスタムハードワイヤード論理、ASIC,またはFPGAにカスタムプログラミングを結合することにより、技術を達成し得る。専用のコンピューティングデバイスは、デスクトップコンピュータシステム、ポータブルコンピュータシステム、携帯用のデバイス、ネットワーキングデバイス、またはハードワイヤードおよび/またはプログラム論理を組み込むことにより技術を実施する、任意の他のデバイスであり得る。
上記詳細な説明において、態様によって変わり得る多数の具体的な詳細を参照しながら、本発明の可能な実施形態を説明した。したがって、本発明が如何なるものかおよび出願人は本発明が如何なるものであると意図しているかについての唯一且つ排他的な指標は、後の修正を含む、これら請求項が生じる具体的な形態の、本願から生じる1組の請求項である。よって、請求項に明示的に記載されていない限定事項、構成要素、特性、特徴、利点または属性は、いかなる形であれ請求の範囲を限定するものではない。したがって、明細書および図面は、限定的ではなく例示的なものであると認識されるべきものである。
Claims (29)
- デバイスの動作状態をユーザーに対して視覚的に表示するための均一照明装置であって:
光を発生させるよう構成された1つ以上のアクティブ光エミッタを有する光源と;
1つ以上のライトガイドであって、前記1つ以上のライトガイドの少なくとも1つは前記装置のシャーシと結合されたビジュアルインジケータであり、前記均一照明装置は、前記発生された光のそれぞれの色および/または強度によって前記デバイスの前記動作状態を表示するよう構成されることにより、前記デバイスの少なくとも3つの異なる動作状態を区別する、1つ以上のライトガイドと;
1つ以上の光拡散領域によって囲まれた積分チャンバーを有する光拡散体であって、前記1つ以上の光拡散領域は、前記光源から光を受け取る1つ以上の入口領域としての1つ以上の第1の開口および、光の均一性を増加させて光を前記1つ以上のライトガイドへ供給する1つ以上の出口領域としての1つ以上の第2の開口を有するように構成された、光拡散体と、
を備え、
前記光拡散体は球形であり、
前記1つ以上のライトガイドの前記少なくとも1つは、前記光拡散体を円周部に沿って囲む扇形である均一照明装置。 - 前記均一照明装置は、前記デバイスの定量化された動作状態を、前記発生された光の対応する強度によって表示するよう構成される、請求項1の装置。
- 前記光源は2つ以上のアクティブ光エミッタを備え、前記2つ以上のアクティブ光エミッタのうち少なくとも2つは色が異なる、請求項1の装置。
- 前記光源は2つ以上のアクティブ光エミッタを備え、前記2つ以上のアクティブ光エミッタのうち少なくとも2つは異なる発光状態へ設定可能である、請求項1の装置。
- 1つ以上のアクティブ光エミッタからの光源光を伝搬させる前記光源は、前記光拡散体と、光を1つ以上の第2のライトガイドへ拡散させる第2の光拡散体とによって共有され、前記光拡散体と前記第2の光拡散体とは接続されていない(disjoint)、請求項1の装置。
- 前記光拡散体は、1つ以上のアクティブ光エミッタからの光源光を、第2の光拡散体と共有する、請求項1の装置。
- 前記光拡散体と前記第2の光拡散体とがその前記光源光を共有する、前記1つ以上のアクティブ光エミッタの動作状態を、同じ光エミッタコントロールが設定する、請求項6の装置。
- 前記1つ以上のライトガイドは、前記装置を含むデバイスのユーザーに対する1つ以上のビジュアルインジケータとして、1つ以上の拡散表面部分を備える、請求項1の装置。
- 前記1つ以上のライトガイドは、前記装置を含むデバイスのユーザーに対する1つ以上のビジュアルインジケータを表す、1つ以上の部品を照明する、請求項1の装置。
- 前記積分チャンバーは光透過媒体で満たされる、請求項1の装置。
- 前記光透過媒体は、空気、真空、少なくとも1つの可視光の波長領域に対して透明な光学媒体、または少なくとも1つの可視光の波長領域に対して拡散性の光学媒体のうちの、1つ以上である、請求項10の装置。
- 前記光源から受け取られる前記光は、発光ダイオード(LED)、冷陰極蛍光灯(CCFL)、量子ドット系光変換器、有機系発光ダイオード(OLED)、蛍光灯、白熱光、ガス放電灯のうち少なくとも1つから発せられる、請求項1の装置。
- 前記装置は、前記光源から受け取られる前記光の量を、無光から最大光まで調節するように構成される、請求項1の装置。
- 前記1つ以上の入口領域の全領域の大きさは、前記1つ以上の光拡散領域の全領域の大きさの、0.1〜49%の値範囲における、特定のパーセント値を取る、請求項1の装置。
- 前記1つ以上の出口領域の全領域の大きさは、前記1つ以上の光拡散領域の全領域の大きさの、1〜80%の値範囲における、特定のパーセント値を取る、請求項1の装置。
- 前記1つ以上の光拡散領域と1つ以上の入口領域と1つ以上の出口領域との組み合わせは、2つ以上の接続された形を呈する、請求項1の装置。
- 前記1つ以上の光拡散領域における少なくとも1つの光拡散領域は、少なくとも1つの外部光拡散表面を有する内部透明媒体部を備える、請求項1の装置。
- 前記1つ以上の光拡散領域における少なくとも1つの光拡散領域は金属の光拡散表面を備える、請求項1の装置。
- 前記1つ以上の光拡散領域における少なくとも1つの光拡散領域は非金属の光拡散表面を備える、請求項1の装置。
- 前記光拡散体によって受け取られた前記光源からの前記光は、入力ライトガイドを通って横断する、請求項1の装置。
- 前記1つ以上のライトガイドにおける1つのライトガイドは、前記1つ以上の出口領域のそれぞれの出口領域から前記ライトガイドへ入射する光を、前記ライトガイドの端に向かって縦方向に沿って導波するよう構成され、前記ライトガイドの前記端の少なくとも一部は、前記装置を含むデバイスのユーザーに対するビジュアルインジケータを表す、請求項1の装置。
- 前記装置は前記光源から任意の前記1つ以上のライトガイドへ直接光が透過するのを防止するように構成される、請求項1の装置。
- 前記光拡散体によって受け取られる前記光は、単色光または着色光のうち1つ以上である、請求項1の装置。
- 前記光拡散体および前記1つ以上のライトガイドは単一の切れ目のない(contiguous)モジュールを形成する、請求項1の装置。
- 前記1つ以上のライトガイドの1つ以上の内部表面は光拡散性である、請求項1の装置。
- 前記1つ以上のライトガイドの1つ以上の内部表面は光反射性である、請求項1の装置。
- 前記1つ以上のライトガイドの少なくとも1つは、前記光拡散体に対して相対的に可動である、請求項1の装置。
- 前記装置は前記デバイスのシャーシの一部を形成する、請求項1の装置を備えるデバイス。
- 前記装置は、携帯用の表示デバイス、タブレットコンピューティングデバイス、パーソナルコンピューティングデバイス、テレビシステム、劇場系表示システムまたはアウトドア表示システムの少なくとも1つである、請求項1の装置を備えるデバイス。
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