JP7011758B1 - 照明デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
(m*PA)/(Z-fa)=(m*PL)/Z
ここで、mは任意の整数であり、PAは開口アレイのピッチであり、PLはマイクロレンズアレイのピッチであり、faは空気中のマイクロレンズアレイの焦点距離であり、Zはマイクロレンズアレイから虚像までの距離である。上記の式から、虚像は、距離
Z=fa*1/(1-(PA/PL))
に現れることになる。
(PL-PA)≦ri
α 開口及びレンズの対を伝搬した光ビームのビーム半値角(角度広がり)
β マイクロレンズアレイのマイクロレンズの受光角
fa 空気中のマイクロレンズアレイの焦点距離
fi マイクロレンズアレイの焦点距離
F マイクロレンズアレイの焦点
FP マイクロレンズアレイの焦点面
i 整数、i≧1
m 任意の整数
n1 空気の屈折率
n2 マイクロレンズアレイの屈折率
PAi i番目の開口のピッチ
PL マイクロレンズアレイのピッチ
ri 開口の半径
t 光抽出要素/コリメータのアレイの厚さ
R マイクロレンズアレイのレンズの曲率
Z 虚像までの距離
参照数字のリスト
1、10、100、100'、101 照明デバイス
2 光混合要素
21~26 光源
27 光混合要素の底部
271~273 導光体の側部
28 光抽出要素を有する拡散層
280 散乱材料
29 開口ガラス
3、3' 光抽出要素のアレイ
31~33 光抽出要素
310~330 光アウトカップリング構造
311~331 マイクロLEDのアレイ
34 コリメータ
35 コリメータガラス
36 コリメータコーティング
37 層
4 マイクロレンズアレイ
41~43 マイクロレンズ
44 マイクロレンズガラス
45 マイクロレンズポリマー
5 スペーサガラス
50~52 矢印
61~67 見ている人の眼
68 見ている人の左眼
69 見ている人の右眼
7 カバー層
8 導光体
91 ディスプレイ
92 見ている人によって見られるディスプレイ
93 照明デバイスによって作り出される3D虚像
94 木の像
97~99 虚像
Claims (15)
- 光発生要素と、
焦点面を有するマイクロレンズアレイと、
を含む照明デバイスであって、
前記光発生要素は、第1の光発生コンポーネント及び第2の光発生コンポーネントを含み、
前記第1の光発生コンポーネントは、拡散光出力成分を提供するように構成される発光面を含み、
前記第2の光発生コンポーネントは、指向性光出力成分を提供するように構成される少なくとも1つの光源のアレイを含み、
前記光発生要素は、前記マイクロレンズアレイに向けて光出力を発するように配置され、前記光出力は、前記拡散光出力成分と前記指向性光出力成分との重ね合わせによって形成され、
前記光源のアレイは、前記マイクロレンズアレイの前記焦点面に位置する、照明デバイス。 - 当該照明デバイスは、動作時に、伝搬方向に光を発するように構成される少なくとも1つの光源を含み、
前記第1の光発生コンポーネントは、前記少なくとも1つの光源が配置される光混合要素を含み、
前記発光面は、前記光混合要素の一部を形成するカバー層であり、前記カバー層は、前記伝搬方向において前記少なくとも1つの光源の下流に配置され、
マイクロレンズアレイは、前記伝搬方向において前記カバー層の下流に配置され、
前記光源のアレイは、少なくとも1つの光抽出要素のアレイであり、
前記光混合要素の前記カバー層は、拡散性透明層であり、前記少なくとも1つの光抽出要素のアレイは、前記拡散性透明層に配置される、請求項1に記載の照明デバイス。 - 前記光抽出要素は開口であり、前記カバー層は、異なる開口ピッチPAiを有する少なくとも2つの開口のアレイを含み、iは、開口のアレイの番号を示し、iは、1以上の整数である、請求項2に記載の照明デバイス。
- 前記光抽出要素は開口であり、前記マイクロレンズアレイは、マイクロレンズピッチPLを有し、開口のアレイ又は各アレイは、開口ピッチPAiを有し、前記開口ピッチ又は前記開口ピッチの各々、及び前記マイクロレンズピッチは、PAi≦PLの関係を満たすように選択され、iは、開口のアレイの番号を示し、iは、1以上の整数である、請求項2又は3に記載の照明デバイス。
- 前記光抽出要素は開口であり、前記マイクロレンズアレイは、マイクロレンズピッチPLを有し、開口のアレイ又は各アレイは、開口ピッチPAiを有し、前記開口ピッチ又は前記開口ピッチの各々、及び前記マイクロレンズピッチは、(PL-PAi)≦riの関係を満たすように選択され、rは、開口の半径であり、iは、開口のアレイの番号を示し、iは、1以上の整数である、請求項2乃至4のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 前記少なくとも1つの光源は、前記光混合要素内の前記カバー層とは反対側の位置に配置され、前記少なくとも1つの光源は、拡散層でカバーされる、請求項2乃至5のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 前記光抽出要素は、
少なくとも2つの相互に異なる形状、及び/若しくは
少なくとも2つの相互に異なる大きさ、
を有する、並びに/又は、
前記光抽出要素は、円形である、請求項2乃至6のいずれか一項に記載の照明デバイス。 - 光抽出要素のアレイを含む前記カバー層は、コリメートガラス要素を含む半透明コリメート要素である、請求項2乃至7のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 前記光発生要素は、
前記マイクロレンズアレイの方に向いている前面、前記マイクロレンズアレイから離れている後面、及び前記前面と前記後面を隔てるエッジ面を有する導光体、及び
前記エッジ面を介して前記導光体内に光を発するための第1の複数のLED、
を含み、
前記導光体は、前記拡散光出力成分を提供するための前記第1の光発生コンポーネントを表す第1の光アウトカップリング構造のセットを有し、
前記導光体は、前記指向性光出力成分を提供するための前記第2の光発生コンポーネントを表す第2の光アウトカップリング構造のセットを有する、請求項1に記載の照明デバイス。 - 前記第1の光アウトカップリング構造のセットは、前記導光体に埋設される光散乱粒子によって形成され、
前記第2の光アウトカップリング構造のセットは、前記導光体の前記前面及び前記後面のうちの少なくとも一方に設けられる鏡面光抽出要素のアレイによって形成される、請求項9に記載の照明デバイス。 - 前記光発生要素は、
前記マイクロレンズアレイの方に向いている前面、前記マイクロレンズアレイから離れている後面、及び前記前面と前記後面を隔てるエッジ面を有する導光体、及び
前記エッジ面を介して前記導光体内に光を発するための第1の複数のLED、
を含み、
前記導光体は、前記拡散光出力成分を提供するための前記第1の光発生コンポーネントを表す第1の光アウトカップリング構造のセットを有し、
前記光発生要素は、前記導光体の前記前面及び前記後面のうちの少なくとも一方に設けられる第2の複数のLEDを含み、前記第2の複数のLEDの各々は、マイクロLED又はミニLEDであり、前記第2の複数のLEDは、前記指向性光出力成分を提供するための前記第2の光発生コンポーネントを表す、請求項1に記載の照明デバイス。 - 前記マイクロレンズアレイは、透明な背景に像を画定する不透明領域を有するカバー層によってカバーされる、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 当該照明デバイスは、前記光抽出要素のアレイを含む前記発光面と前記マイクロレンズアレイとの間に配置されるスペーサガラス要素を含む、請求項2に記載の照明デバイス。
- 当該照明デバイスは、少なくとも2つの光源を含み、前記少なくとも2つの光源は、基板上で異なる位置に異なる相関色温度を有するLEDである、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の照明デバイス。
- 当該照明デバイスは、照明器具、オフィス天井照明デバイス、壁照明デバイス、ホスピタリティ照明デバイス、小売照明デバイス、及び外景のない閉鎖空間のための照明デバイスのうちのいずれか1つである、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の照明デバイス。
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