JPH0618727A - 照明装置 - Google Patents
照明装置Info
- Publication number
- JPH0618727A JPH0618727A JP4171242A JP17124292A JPH0618727A JP H0618727 A JPH0618727 A JP H0618727A JP 4171242 A JP4171242 A JP 4171242A JP 17124292 A JP17124292 A JP 17124292A JP H0618727 A JPH0618727 A JP H0618727A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- refractive index
- thin film
- light
- illumination device
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的長い距離にわたる導波光の取り出しが
可能であり、線光束を得ることができる照明装置を提供
する。 【構成】 線状照明装置Ｄ1 は、ガラス基板４、光導波
路３、薄膜２およびグレーティング１が、次のような方
法で順次、積層されてなる。まず、長方形ガラス基板４
の表面に、イオン交換法等により光導波路３を形成す
る。次いで、光導波路３の表面に、光導波路３部分の屈
折率よりも低い屈折率を有する薄膜２を蒸着あるいはス
パッタ等により形成する。そして、薄膜２の表面に、エ
ッチング加工によりあるいは別の薄膜を周期的に装荷す
るなどして、グレーティング１のパターニングを行う。
ここで、薄膜２の膜厚をある程度まで厚くすれば、長い
距離にわたり導波光を取り出すことができる。
可能であり、線光束を得ることができる照明装置を提供
する。 【構成】 線状照明装置Ｄ1 は、ガラス基板４、光導波
路３、薄膜２およびグレーティング１が、次のような方
法で順次、積層されてなる。まず、長方形ガラス基板４
の表面に、イオン交換法等により光導波路３を形成す
る。次いで、光導波路３の表面に、光導波路３部分の屈
折率よりも低い屈折率を有する薄膜２を蒸着あるいはス
パッタ等により形成する。そして、薄膜２の表面に、エ
ッチング加工によりあるいは別の薄膜を周期的に装荷す
るなどして、グレーティング１のパターニングを行う。
ここで、薄膜２の膜厚をある程度まで厚くすれば、長い
距離にわたり導波光を取り出すことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、線状あるいは面状の領
域を任意の照度で照明したり、平行光束、発散光束ある
いは収束光束を得たりするための照明装置に関するもの
である。さらに詳しくは、光集積回路用各種デバイスの
照明用として、または、液晶ディスプレイ等の表示のた
めの照明装置や投影装置として使用される他、イメージ
スキャナやバーコードリーダ等の光学式像読み取り装置
における読み取り原稿の照明用や、ホログラムの再生照
明光等に使用される照明装置に関するものである。
域を任意の照度で照明したり、平行光束、発散光束ある
いは収束光束を得たりするための照明装置に関するもの
である。さらに詳しくは、光集積回路用各種デバイスの
照明用として、または、液晶ディスプレイ等の表示のた
めの照明装置や投影装置として使用される他、イメージ
スキャナやバーコードリーダ等の光学式像読み取り装置
における読み取り原稿の照明用や、ホログラムの再生照
明光等に使用される照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、線状領域を照明する照明装置とし
ては、基板の上に発光ダイオードを一直線状に並べ、各
発光ダイオードからの出射光を疑似的な線光源に変換し
たものがある。また、面状領域を照明する照明装置とし
ては、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）や蛍光灯を配置
して、遮光用フィルタ等で輝度分布を調整するようにし
たものなどがある。
ては、基板の上に発光ダイオードを一直線状に並べ、各
発光ダイオードからの出射光を疑似的な線光源に変換し
たものがある。また、面状領域を照明する照明装置とし
ては、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）や蛍光灯を配置
して、遮光用フィルタ等で輝度分布を調整するようにし
たものなどがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような各照明装
置では、点光源を線光源に、あるいは線光源を面光源
に、疑似的に変換したものであるため、いずれも部品点
数が多く、装置の小型化に限界がある。また、同様の理
由で、均一な光強度分布や平行光束を得るのが難しい。
置では、点光源を線光源に、あるいは線光源を面光源
に、疑似的に変換したものであるため、いずれも部品点
数が多く、装置の小型化に限界がある。また、同様の理
由で、均一な光強度分布や平行光束を得るのが難しい。
【０００４】そこで、光導波路を用い、その表面にグレ
ーティングを設けた照明装置が提案されている。一般に
光導波路を用いると、小型で薄い平面型照明装置の実現
が可能となる。ところが、光導波路表面にグレーティン
グを設けて光を取り出す場合、取り出される光の出力分
布は導波光の進行方向に対して指数関数的に減少する。
このため、長い距離にわたり光出力を得ることが難し
い。なお、グレーティングの屈折率を変化させるなどし
て任意の出力分布を得ることは理論的には可能である
が、技術的に困難である。
ーティングを設けた照明装置が提案されている。一般に
光導波路を用いると、小型で薄い平面型照明装置の実現
が可能となる。ところが、光導波路表面にグレーティン
グを設けて光を取り出す場合、取り出される光の出力分
布は導波光の進行方向に対して指数関数的に減少する。
このため、長い距離にわたり光出力を得ることが難し
い。なお、グレーティングの屈折率を変化させるなどし
て任意の出力分布を得ることは理論的には可能である
が、技術的に困難である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、光導波路が設
けられ、この光導波路の表面に、光導波路の光屈折率よ
りも低い光屈折率を有する低屈折率層が設けられ、この
低屈折率層を介して、線光束を得るためのグレーティン
グが設けられてなる照明装置である。
けられ、この光導波路の表面に、光導波路の光屈折率よ
りも低い光屈折率を有する低屈折率層が設けられ、この
低屈折率層を介して、線光束を得るためのグレーティン
グが設けられてなる照明装置である。
【０００６】すなわち、本発明の照明装置は、光導波路
の表面に低屈折率層を設け、その低屈折率層の表面に屈
折率変調形あるいはレリーフ形等のグレーティング構造
を設け、このような構成によって線光束を得るようにし
たことを要旨とする。
の表面に低屈折率層を設け、その低屈折率層の表面に屈
折率変調形あるいはレリーフ形等のグレーティング構造
を設け、このような構成によって線光束を得るようにし
たことを要旨とする。
【０００７】本発明の照明装置はまた、光導波路を伝播
する導波光の進行方向に対し、低屈折率層の厚さを変化
させたものであってもよい。あるいはまた、光導波路の
表面に低屈折率層を設け、その低屈折率層の表面に屈折
率変調形あるいはレリーフ形等のグレーティング構造を
設けた構成によって得られた線光束を、別の光導波路に
入力することにより面光束を得るようにしたものであっ
てもよい。
する導波光の進行方向に対し、低屈折率層の厚さを変化
させたものであってもよい。あるいはまた、光導波路の
表面に低屈折率層を設け、その低屈折率層の表面に屈折
率変調形あるいはレリーフ形等のグレーティング構造を
設けた構成によって得られた線光束を、別の光導波路に
入力することにより面光束を得るようにしたものであっ
てもよい。
【０００８】
【作用】光導波路表面に低屈折率層を設け、その低屈折
率層の表面にグレーティング構造を設けた構成によれ
ば、取り出される導波光の出力を低屈折率層で抑制す
る。したがって、比較的長い距離にわたる導波路からの
光の取り出しが可能となる。そして、線光束を得ること
ができる。
率層の表面にグレーティング構造を設けた構成によれ
ば、取り出される導波光の出力を低屈折率層で抑制す
る。したがって、比較的長い距離にわたる導波路からの
光の取り出しが可能となる。そして、線光束を得ること
ができる。
【０００９】また、光導波路を伝播する導波光の進行方
向に対し、低屈折率層の厚さを変化させることで出力を
制御することができる。これにより、任意の出力分布、
例えば均一な出力分布等を得ることができる。また、照
明装置で得られた線光束を別の照明装置の光源に用いる
と、線光束が面光束に変換され、任意の出力分布を得る
ことができる。
向に対し、低屈折率層の厚さを変化させることで出力を
制御することができる。これにより、任意の出力分布、
例えば均一な出力分布等を得ることができる。また、照
明装置で得られた線光束を別の照明装置の光源に用いる
と、線光束が面光束に変換され、任意の出力分布を得る
ことができる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を図１〜図７を用いて説明す
る。図１は実施例１の線状照明装置の概略を示す斜視図
を示し、図２は図１のｘ−ｚ平面断面図を示す。
る。図１は実施例１の線状照明装置の概略を示す斜視図
を示し、図２は図１のｘ−ｚ平面断面図を示す。
【００１１】図１および図２において、線状照明装置Ｄ
1 （実施例１）は、ガラス基板４、光導波路３、薄膜２
およびグレーティング１が、次のような方法で順次、積
層されてなる。すなわち、まず、長方形ガラス基板４の
表面に、イオン交換法等により光導波路３を形成する。
次いで、光導波路３の表面に、光導波路３部分の屈折率
よりも低い屈折率を有する低屈折率層としての薄膜２を
蒸着あるいはスパッタ等により形成する。そして、薄膜
２の表面に、エッチング加工によりあるいは別の薄膜を
周期的に装荷するなどして、グレーティング１のパター
ニングを行う。ここで、薄膜２の膜厚をある程度まで厚
くすれば、長い距離にわたり導波光を取り出すことがで
きる。
1 （実施例１）は、ガラス基板４、光導波路３、薄膜２
およびグレーティング１が、次のような方法で順次、積
層されてなる。すなわち、まず、長方形ガラス基板４の
表面に、イオン交換法等により光導波路３を形成する。
次いで、光導波路３の表面に、光導波路３部分の屈折率
よりも低い屈折率を有する低屈折率層としての薄膜２を
蒸着あるいはスパッタ等により形成する。そして、薄膜
２の表面に、エッチング加工によりあるいは別の薄膜を
周期的に装荷するなどして、グレーティング１のパター
ニングを行う。ここで、薄膜２の膜厚をある程度まで厚
くすれば、長い距離にわたり導波光を取り出すことがで
きる。
【００１２】また、図３に示すような線状照明装置Ｄ2
（実施例２）のように、導波光の進行方向へ向けて次第
に膜厚を薄く形成した薄膜１２を設けておくと、比較的
均一な出力光が得られる。
（実施例２）のように、導波光の進行方向へ向けて次第
に膜厚を薄く形成した薄膜１２を設けておくと、比較的
均一な出力光が得られる。
【００１３】上記照明装置Ｄ1 への光の入力方法は、図
４のように半導体レーザ６を入力ビームとして用いる場
合、光導波路３の端面にビームを入力させる方法が一般
的である。ここで、５はレーザ活性層である。また、図
５のようにレーザ７を入力ビームとして用いる場合、ビ
ーム入力用のグレーティング８を設けた線状照明装置Ｄ
3 （実施例３）を用いると、グレーティング８直下の薄
膜２の膜厚をビームプロファイルに応じて変化させるこ
とにより、光導波路３へのビームの入力効率を高めるこ
とができる。
４のように半導体レーザ６を入力ビームとして用いる場
合、光導波路３の端面にビームを入力させる方法が一般
的である。ここで、５はレーザ活性層である。また、図
５のようにレーザ７を入力ビームとして用いる場合、ビ
ーム入力用のグレーティング８を設けた線状照明装置Ｄ
3 （実施例３）を用いると、グレーティング８直下の薄
膜２の膜厚をビームプロファイルに応じて変化させるこ
とにより、光導波路３へのビームの入力効率を高めるこ
とができる。
【００１４】次に、面状照明装置の例について説明す
る。図６および図７はそれぞれ、面状照明装置Ｄ4 （実
施例４）および面状照明装置Ｄ5 （実施例５）の構成を
示す。
る。図６および図７はそれぞれ、面状照明装置Ｄ4 （実
施例４）および面状照明装置Ｄ5 （実施例５）の構成を
示す。
【００１５】図６に示す面状照明装置Ｄ4 は、面状照明
装置１０と、その光源としての線状照明装置９とが組み
合わされてなるものである。すなわち、面状照明装置１
０における光導波路の端面に、線状照明装置９から得ら
れる線光束を入射するように構成したものである。ここ
で、１１は線状照明装置９に設けられたグレーティング
であり、２１は面状照明装置１０に設けられたグレーテ
ィングである。
装置１０と、その光源としての線状照明装置９とが組み
合わされてなるものである。すなわち、面状照明装置１
０における光導波路の端面に、線状照明装置９から得ら
れる線光束を入射するように構成したものである。ここ
で、１１は線状照明装置９に設けられたグレーティング
であり、２１は面状照明装置１０に設けられたグレーテ
ィングである。
【００１６】図７に示す面状照明装置Ｄ5 は、面状照明
装置２０に設けられたビーム入力用グレーティング１８
に線状照明装置１９で得られる線光束を照射し、面状照
明装置２０の導波光を励振させたものである。ここで、
３１は線状照明装置１９に設けられたグレーティングで
あり、４１は面状照明装置２０に設けられたグレーティ
ングである。
装置２０に設けられたビーム入力用グレーティング１８
に線状照明装置１９で得られる線光束を照射し、面状照
明装置２０の導波光を励振させたものである。ここで、
３１は線状照明装置１９に設けられたグレーティングで
あり、４１は面状照明装置２０に設けられたグレーティ
ングである。
【００１７】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることはもちろんである。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることはもちろんである。
【００１８】
【発明の効果】本発明の照明装置によれば、光導波路表
面に低屈折率層を設け、その低屈折率層の表面にグレー
ティング構造を設けることにより、取り出される導波光
の出力を低屈折率層で抑制でき、比較的長い距離にわた
る導波光の取り出しが可能となり、線光束を得ることが
できる。また、光導波路を伝播する導波光の進行方向に
対し低屈折率層の厚さを変化させると、出力を制御する
ことができ、任意の出力分布、例えば均一な出力分布等
を得ることができる。さらに、前記照明装置で得られた
線光束を別の照明装置の光源に用いることによって、線
光束を面光束に変換し、任意の出力分布を得ることでき
る。
面に低屈折率層を設け、その低屈折率層の表面にグレー
ティング構造を設けることにより、取り出される導波光
の出力を低屈折率層で抑制でき、比較的長い距離にわた
る導波光の取り出しが可能となり、線光束を得ることが
できる。また、光導波路を伝播する導波光の進行方向に
対し低屈折率層の厚さを変化させると、出力を制御する
ことができ、任意の出力分布、例えば均一な出力分布等
を得ることができる。さらに、前記照明装置で得られた
線光束を別の照明装置の光源に用いることによって、線
光束を面光束に変換し、任意の出力分布を得ることでき
る。
【図１】本発明の実施例１に係る線状照明装置の斜視
図。
図。
【図２】実施例１に係る線状照明装置のｘ−ｚ平面断面
図。
図。
【図３】本発明の実施例２に係る線状照明装置のｘ−ｚ
平面断面図。
平面断面図。
【図４】実施例１に係る線状照明装置における導波光励
振方法を説明する説明図。
振方法を説明する説明図。
【図５】本発明の実施例３に係る線状照明装置における
グレーティングを用いた導波光励振方法を説明する説明
図。
グレーティングを用いた導波光励振方法を説明する説明
図。
【図６】本発明の実施例４に係る面状照明装置の斜視
図。
図。
【図７】本発明の実施例５に係る面状照明装置の斜視
図。
図。
１，１１，２１，３１，４１ グレーティング ２ 低屈折率層 ３ 光導波路 ４ ガラス基板 ５ レーザ活性層 ６ 半導体レーザ ７ レーザ ８ 入力用グレーティング ９，１９ 線状照明装置 １０，２０ 面状照明装置
Claims (3)
- 【請求項１】 光導波路が設けられ、この光導波路の表
面に、光導波路の光屈折率よりも低い光屈折率を有する
低屈折率層が設けられ、この低屈折率層を介して、線光
束を得るためのグレーティングが設けられてなる照明装
置。 - 【請求項２】 低屈折率層の厚さが、光導波路を伝播す
る導波光の進行方向に対し変化している請求項１記載の
照明装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の照明装置および請求項２
記載の照明装置のうちのいずれか一方の照明装置により
得られた線光束が光源として用いられ、それによって面
光束を得るようにされてなる照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4171242A JPH0618727A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4171242A JPH0618727A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618727A true JPH0618727A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=15919682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4171242A Pending JPH0618727A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618727A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9056374B2 (en) | 2008-03-07 | 2015-06-16 | Pacific Bearing Company | Guide rail and method for manufacturing same |
| JP2021508086A (ja) * | 2017-12-22 | 2021-02-25 | ディスペリックス オサケ ユキチュア | 複層導波管ディスプレイ要素 |
| JP2021517264A (ja) * | 2018-03-28 | 2021-07-15 | ディスペリックス オサケ ユキチュア | 導波路ディスプレイ要素 |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP4171242A patent/JPH0618727A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9056374B2 (en) | 2008-03-07 | 2015-06-16 | Pacific Bearing Company | Guide rail and method for manufacturing same |
| JP2021508086A (ja) * | 2017-12-22 | 2021-02-25 | ディスペリックス オサケ ユキチュア | 複層導波管ディスプレイ要素 |
| JP2021517264A (ja) * | 2018-03-28 | 2021-07-15 | ディスペリックス オサケ ユキチュア | 導波路ディスプレイ要素 |
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