JPH10500528A - マイクロプリズムのアレイを用いる照明系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 拡散光源により発生した光を受光し、その光を内部全反射で透過する導波路を含んでなる光学照明系。導波路の一つの面にはマイクロプリズムのアレイが取り付けられており、各マイクロプリズムは光出力面に平行な光入力面と、その導波路の表面に垂直な方向からある角度で傾斜している少くとも二つの側壁を有し、光は導波路から出て、その傾斜した側壁で反射され、そして限定空間指向光源としてマイクロプリズムから出てくる。マイクロレンズのアレイはマイクロプリズムの出力光を受け取るように位置決め、配置することができ、そのマイクロレンズから出てくる光は実質的に平行な光源である。この光学照明系は、エネルギー効率が良く、同時に断面の小さい集合装置に含まれる、非拡散性の若しくは実質的に平行であることが要求される任意の用途に対して有利である。

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロプリズムのアレイを用いる照明系 関連出願の相互関係 本出願は、マイクロプリズムのアレイを使用するバック照明装置と題される、 １９９４年１月１１日出願の米国特許出願第０８／１４９，２１９号の一部継続 出願である。発明の背景 本発明は、一般的には、透光率の比較的大きい平行光線用の光学照明系に関す る。さらに詳しくは、本発明は、非平行光源から出た光の方向を変えるための多 数の光学マイクロプリズムおよびマイクロレンズを有し、そして別々または組み 合せのいずれかで非拡散性の若しくは実質的に平行な光源出力を提供する照明系 に関する。 多くの光学用および照明用用途では、発光効率の良い非拡散性の光源か若しく は平行な光源を製造する必要がある。平行光源で遭遇する典型的な問題点は１） 不均一な光の分布、２）制御された方向での光の出力不足、３）非平行光の入力 量に対する平行光の出力量に関する非効率性、および４）コンパクトな設計の、 若しくは断面の狭い(narrow profile)効率的な平行光源の不足である。 従って、光学および照明技術分野において、狭い断面を保持しつつエネルギー 効率の高い光源を与える照明用集合組立装置を提供する必要が存在する。発明の要約 本発明はエネルギー効率の高い非拡散性の若しくは実質的に平行な光源［以後 、限定空間指向光源（spatially directed light source）と呼ぶ］を個別にま たは組み合せで提供する光学照明系に関する。本発明は、さらに、断面の狭い限 定空間指向光源を必要とする任意の照明用途に向けられる。 この光学照明系は、光透過装置に極く近接している拡散入力光源と、光透過装 置からの光を離して方向を変えるための、その光透過装置に接して作動するよう に置かれている反射装置を含んでなる。反射装置はマイクロプリズムのアレイ（ an array of microprisms）若しくはマイクロレンズのアレイと光学的に協同し て作動するマイクロプリズムのアレイを含んでなり、そのマイクロプリズムは その光透過装置とそのマイクロレンズの間で作動するように置かれている。本発 明の反射装置は、断面の狭い集合組立装置に与えられるエネルギー分布効率の良 い限定空間指向光線を提供する。 好ましい一つの態様では、単一の入力光源が光透過装置の受光面に隣接して位 置決め、配置されている。光透過装置は、ライトパイプ、光学くさび、光導波路 若しくはこの技術分野の習熟者に知られている任意の他の構造物のような、反射 しながら光を透過させる任意の構造物であることができる。好ましくは、光透過 装置は入力光源によって発生された光を受光し、内部全反射（ＴＩＲ）によりそ の光を輸送する導波路を含んでなる。その導波路の一つの面にマイクロプリズム のアレイが取付けられる。マイクロプリズムは導波路と接した入光面と、その入 光面と離れた端にあり、入光面に平行な出光面とを含んでなる。マイクロプリズ ムは、さらに、四つの側壁を含んでいる。この四つの側壁は、導波路を通って進 んでいく光が捕捉され、そしてマイクロプリズムで方向が変えられ、ＴＩＲによ りそのマイクロプリズムによって反射され、そして限定空間指向光源としてマイ クロプリズムから出てくるような角度で傾斜している。限定空間指向光源とは、 光出力面に対して実質的に垂直な方向に実質的に平行な光源を含むか、若しくは 光出力面の法線に対して或る角度をとっている光源を含んでいることを意味する 。 一つの代替の態様では、マイクロレンズのアレイがマイクロプリズムの光出力 面に隣接して作動するように配置されている。各マイクロプリズムの四つの側壁 は、導波路を通って進んでいく単一光源からの光が、マイクロプリズで捕捉され 、ＴＩＲによりそのマイクロプリズムで反射され、そして限定空間指向光源とし てマイクロプリズムから出てくるような角度で傾斜している。これらのマイクロ レンズは適切な曲率で作られており、そして各マイクロプリズムから出てくる光 が対応するマイクロレンズに向かうように配置されている。この光はこれらのマ イクロレンズを通って進み、実質的に平行な光源として出てくる。 もう一つの好ましい態様では、二つの入力光源が光透過装置の向い合って位置 する受光面に隣接して配置されている。この光透過装置は両方の入力光源によっ て生じる光を受光し、そしてＴＩＲによりその光を輸送する導波路を含んでなる 。この導波路の一つの面にマイクロプリズムのアレイが付いている。このマイク ロ プリズムは、導波路と接している光入力面とその光入力面と離れた端にあり、光 入力面に平行な光出力面を含んでなる。このマイクロプリズムは、さらに、両方 の入力光源からの導波路中を進んでいく光が捕捉され、そしてそのマイクロプリ ズムで方向が変えられ、ＴＩＲによりマイクロプリズムによって反射され、そし て限定空間指向光源としてマイクロプリズムから出てくるような角度で傾斜して いる四っの側壁を含んでなる。 さらにもう一つの代わりの態様では、マイクロレンズのアレイがマイクロプリ ズムの光出力面に隣接して作動するように配置されている。各マイクロプリズム の四つの側壁は、導波路を通って進にでいく両光源からの光がマイクロプリズで 捕捉され、ＴＩＲによりマイクロプリズムによって反射され、そして限定空間指 向光源としてマイクロプリズムから出てくるような角度で傾斜している。これら のマイクロレンズは適切な曲率で作られており、そして各マイクロプリズムから 出てくる光が対応するマイクロレンズ若しくは多数のマイクロレンズに向かうよ うに配置されている。この光はこれらのマイクロレンズを通って進み、実質的に 平行な光源として出てくる。 このように配列されたマイクロプリズムとマイクロレンズを用いるこのような 照明系を利用できる照明用途は多数ある。このような用途は自動車工業、航空宇 宙工業および広告用および住居用の市場に存在する。幾つかの自動車用用途で、 単に例として限定することを意図しないで挙げれば、考えられる用途は、断面の 小さい自動車用のヘッドライトおよびテールライト；読書用ライトおよびマップ ・ライトのような断面の小さい車内ライト；ダッシュボード・ディスプレイ用光 源；フラットパネル・ナビゲーション表示盤、フラットパネル・自動車ＴＶスク リーンおよびフラットパネル電子装置ディスプレイ用のバックライト；交通信号 灯；および道路標識用バックライトである。航空宇宙工業における代表的な例は 、フラットパネル・コックピット・ディスプレイ用バックライトおよび航空機の 乗客区画のＴＶスクリーン；断面の小さい読書用ライトと航空機の着陸灯および 滑走路灯である。住居用および広告用の用途には、断面の小さい室内および室外 用スポットライトおよび平行化の程度の小さい室内照明；フラットパネル・ＴＶ スクリーン、コンピュータなどのＬＣＤディスプレイ、ゲーム機ディスプレイ、 電 機器具ディスプレイ、機械ディスプレイおよび映像電話用のバックライトである 。 本発明のさらなる目的、利点および新規な特徴は、一部は以下の説明により示 され、また一部は以下の説明を検討することによりこの技術分野の習熟者に明ら かになるであろうし、或いはまた本発明を実施することにより習得されるであろ う。本発明の目的と利点は、付記した特許請求の範囲中に特に示した方法および それらの組み合せにより実現され、到達されるであろう。図面の簡単な説明 本発明の上記のおよびその他の目的と利点は、以下の詳細な説明を添付図面と 組み合せて参考にすれば明らかになるであろう。これら図において、同様の符号 は図面全体を通じて同様の部分を指している。図面において、 図１は単一入力光源と組み合せた本発明の一つの態様の立面図であり； 図１Ａは図１の態様の分解図であり； 図１Ｂは図１の態様のもう一つの代替図であり； 図２はマイクロレンズのアレイを含む図１の態様の立面図であり； 図２Ａはマイクロレンズに対応する図２の態様のもう一つの代替図であり； 図３は単一のマイクロレンズの断面図であり； 図３Ａは単一のマイクロレンズの一つの態様の平面図であり； 図４は二つの入力光源と組み合せた本発明のもう一つの態様の立面図であり； 図４Ａは図４の態様の分解図であり； 図５はマイクロレンズのアレイを含む図４の態様の立面図であり； 図６は図５の態様の分解図であり；そして 図７は図５の態様のもう一つの代替図である。推奨される態様の詳細な説明 本発明の推奨される態様は、上記の図面を参照すれば、この技術分野の習熟者 に更に良く理解されるであろう。これらの図面に例示される本発明の好ましい態 様は、全てを包括していること、または開示された正確な形に本発明を限定する ことを意図するものではない。これらの図面は、本発明の原理およびその応用と 実用性を記述し、または最も良く説明し、それによりこの技術分野の習熟者に本 発明を最も良く利用できるように選ばれているものである。 本発明の一つの好ましい態様が図１、１Ａおよび１Ｂに示されている。数字２ で代表される照明系は、光発生装置１４、受光面１７を有する導波路１６および 導波路１６に接している透明な反射装置１８を含んでなる。有用な光発生装置１ ４の代表例はレーザ、蛍光管、発光ダイオード、白熱電球、太陽光および同様の 装置である。導波路１６はガラス若しくは重合体のような任意の透明な材料から 作られる。図１において、光発生装置１４は導波路１６に極く近接しており、そ して反射装置１８は導波路１６に接している。 反射装置１８は場合によって存在する接着促進層２６とマイクロプリズム２８ のアレイから成る。光はＴＩＲにより反射されながら導波路１６を通り、そして 光入力面３０を通って各マイクロプリズム２８に入り、側壁３３、３５および３ ７で反射して、光出力面３２を通って、限定空間指向光源としてマイクロプリズ ム２８を出てくる。 導波路１６は約４００ｎｍから約７００ｎｍの波長範囲の光に対して透明であ る。導波路１６の屈折率は約１．４０から約１．６０の範囲であることができる 。最も好ましい屈折率は約１．４５から約１．６０である。導波路１６は任意の 透明な固体材料から作ることができる。好ましい材料は透明な重合体、ガラスお よび溶融シリカである。これらの材料に希望される特性は、デバイスの通常の使 用温度での機械的および光学的安定性である。最も推奨される材料はガラス、ア クリル系重合体、ポリカーボネートおよびポリエステルである。 マイクロプリズム２８は任意の透明な固体材料から組み立てることができる。 好ましい材料は導波路１６に等しいか、それより大きい屈折率を有する。好まし い材料は約１．４０から約１．６５の間の屈折率を有するもので、これにはポリ メタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ（４‐メチルペン テン）、ポリスチレンおよびアクリレート単量体の光重合体で作られる重合体が ある。より好ましい材料は約１．４５から約１．６０の間の屈折率を有するもの で、これにはウレタン‐アクリレートおよび‐メタクリレート、アクリル酸およ びメタクリル酸のエステル、エポキシ‐アクリレートおよび‐メタクリレート、 （ポリ）エチレングリコール‐アクリレートおよび‐メタクリレート、並びにビ ニル基含有有機単量体から成るアクリレート系単量体混合物の光重合によって合 成される重合体がある。有用な単量体はメチルメタクリレート、ｎ‐ブチルアク リレート、２−エチルヘキシルアクリレート、イソデシルアクリレート、２‐ヒ ドロキシエチルアクリレート、２‐ヒドロキシプロピルアクリレート、シクロヘ キシルアクリレート、１，４‐ブタンジオールジアクリレート、エトキシ化ビス フェノールＡ・ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエ チレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、１ ，６‐ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレ ート、ペンタエリトリトールトリアクリレートおよびペンタエリトリトールテト ラ‐アクリレートである。特に有用なものは、少くとも一つの単量体がジアクリ レート若しくはトリアクリレートのような多官能性単量体である混合物であり、 これら単量体はその反応したフォトポリマー中で架橋網目を生じるであろう。光 リトグラフィーで調製されるマイクロプリズム２８用の最も望ましい材料は、エ トキシ化ビスフェノールＡ・ジアクリレートとトリメチロールプロパン・トリア クリレートの混合物を光重合して調製した架橋重合体である。これらの最も好ま しい材料の屈折率は約１．５３から約１．５６の範囲である。射出成形のような 代替製造法に使用できる他の材料はポリカーボネート、アクリル系重合体および ポリ（４‐メチルペンテン）である。 マイクロプリズム２８は隙間領域３６で隔てられている。隙間領域３６の屈折 率はマイクロプリズム２８の屈折率より小さくなければならない。隙間領域用の 好ましい材料は屈折率１．００の空気および約１．１６から約１．４０の範囲の 屈折率を有するフルオロポリマー材料である。最も好ましい材料は空気である。 場合によって用いられる接着促進層２６は、光透過性で、マイクロプリズム２ ８、特に、例えば光架橋アクリレート単量体材料のような重合体から調製された マイクロプリズムを導波路１６に強く接着させる有機材料である。このような材 料はこの技術分野の習熟者には良く知られている。この接着促進層２６の厚みは 特に重要と言うわけではなく、広い範囲で変えられる。本発明の好ましい態様で は接着層２６の厚みは約３０ミクロン以下である。 マイクロプリズムは正方形、長方形または六角形のような任意のパターンで導 波路１６の上に配列させることができる。これらのマイクロプリズムは、受光面 １７に垂直な方向に繰返間隔３８（図１）と、受光面１７に平行な方向に繰返間 隔４０（図１Ｂ）を有する。繰返間隔３８と４０は等しい場合も等しくない場合 もあり、それはディスプレイの解像力と寸法に応じて広い範囲で変えることがで きる。さらに、これら繰返間隔３８と４０は、光発生装置１４からの距離が増す につれての導波路１６の内部における光の強さの低下を相殺するために、導波路 １６の表面を横断して変えることができる。光の強さのこの低下は、光がこのア レイの他のマイクロプリズムにより除去されることに因る。 マイクロプリズム２８は、光出力面３２に平行な光入力面３０を有する６つの 側面を有する幾何学的形状を形成するように作られており、その光出力面３２の 表面積は光入力面３０に等しいか、それより大きい。マイクロプリズム２８は、 さらに、二対の向い合っている側壁３３、３４および３５、３７を含んでいる。 側壁３３、３５および３７は導波路１６を通って伝播する光を反射し、方向を変 えるのに有効である。側壁３３と、導波路１６若しくはその上の接着層２６との 交差線は光の平均方向に垂直な線を形成するのが好ましい。例えば、図１に示さ れているように、側壁３３と接着層２６との交差線は受光面１７に平行な線を形 成し、従って導波路１６を通って進む光の平均方向に垂直である。側壁３４は側 壁３３に平行であるように示されているが、側壁３４の方向は特に重要であると 言うわけではない。 図１Ａに示されるように、各マイクロプリズム２８は、側壁３３が導波路１６ の表面の法線に対して角度φで傾斜するように作られている。傾斜角φの望まし い値は約１５度から約５０度の範囲である。傾斜角φのより好ましい値は約２０ 度から約４０度の範囲である。この技術分野の習熟者には自明なように、傾斜角 φは、限定空間指向光が出てくる光出力面の法線に対する角度で決まる。 図１Ｂを参照して説明すると、側壁３５および３７も導波路１６の表面の法線 に対して角度θで傾斜している。傾斜角θの望ましい値は約０度から約２５度の 範囲である。傾斜角θのより好ましい値は約２度から約１５度の範囲である。側 壁３５と３７に対する傾斜角θは等しい方が望ましいが、必ずしも等しい必要は ない。 マイクロプリズム２８の高さは、図１Ａに示されるように、寸法５０である。 高さ５０はディスプレイの寸法と解像度に応じて広い範囲で変えることができる 。即ち、ラップトップ・コンピュータのディスプレイやアビオニクスのディスプ レイのような小さいディスプレーは、大型スクリーンやフラット‐パネルテレビ ジョンのようなより大きいディスプレーに比べて非常に小さい寸法を有するであ ろう。 マイクロプリズム２８の長さは寸法５２と５３である。長さ５２は光入力面３ ０に対応し、長さ５３は光出力面３２に対応する。長さ５３は長さ５２に等しい か、それより長い。長さ５２と５３はディスプレイの寸法と解像度に応じて広い 範囲で変えることができる。さらに、長さ５２は、光発生装置１４からの距離が 増すにつれての導波路１６内部における光の強さの低下を相殺するために、光透 過装置１６の表面に沿って変えられる。即ち、光発生装置１４により近いマイク ロプリズム２８は光発生装置１４から離れたマイクロプリズムに比べて寸法がそ れより小さい。光の強さのこの低下は、アレイの他のマイクロプリズムによる光 の除去に因る。長さ５２および５３の最大値は図１の繰返間隔より小さい。 マイクロプリズム２８の幅は寸法５４および５５（図１Ｂ）を有し、ここで幅 ５４は光入力面３０に対応し、幅５５は光出力面３２に対応する。幅５４と５５ はディスプレイの寸法と解像度に応じて広い範囲で変えることができ、それは傾 斜角θと高さ５０の関数である。さらに、幅５４は、光発生装置１４からの距離 が増すにつれての導波路１６内部における光の強さの低下を相殺するために、光 透過装置１６の表面を横断して変えられる。幅５４および５５の最大値は繰返間 隔４０より小さい。長さの寸法５２は幅の寸法５４より大きいことが望ましい。 長さ５２と幅５４の比は１．２：１から５：１の範囲であるのが好ましい。この 比は１．５：１から３：１の範囲であるのがより好ましい。 もう一つの態様では、図２および２Ａに示されるように、反射装置１８はマイ クロレンズ８０のアレイをさらに含んでいる。このマイクロレンズ８０はマイク ロプリズム２８に極く近接して配置されている。このマイクロレンズ８０が光重 合で製造される場合、それらは、好ましくは、マイクロプリズム２８について前 に示した単量体と同じ単量体から作られ、そのマイクロプリズム２８の屈折率に 等しいか、または実質的に等しい屈折率を有する。しかし、例えば、前に説明し た材料のような任意の透明な材料が用い得る。これらマイクロレンズの間の中心 間距離はマイクロレンズ２８の繰返間隔３８と４０に直接相関する。即ち、全部 のマイクロプリズム２８について、各マイクロプリズム２８の出力面３２と芯合 せして配列された対応するマイクロレンズ８０が存在する。 スペーサ８２がマイクロレンズ８０とマイクロプリズム２８を隔てている。ス ペーサ８２の厚みは、マイクロプリズム２８からの光がマイクロレンズ８０で平 行にされるように最適に決められる。スペーサ８２は任意の透明な材料から作る ことができる。好ましい材料は透明な重合体、ガラスおよび溶融シリカである。 スペーサ８２はマイクロプリズム２８およびマイクロレンズ８０の屈折率に等し いか、または実質的に等しい屈折率を有するのが好ましい。これらの材料の望ま しい特性はデバイスの通常の使用温度での機械的および光学的安定性である。最 も推奨される材料はガラス、アクリル系重合体、ポリカーボネートおよびポリエ ステルである。 単一のマイクロレンズ８０が図３に示されている。このマイクロレンズは球面 レンズか、非球面レンズか、または非点収差レンズであることができる。マイク ロレンズ８０の足部の形は必ずしも円形である必要はなく、図３Ａに示されるよ うに、夫々繰返間隔３８と４０に長さが等しい長さ８６と幅８７を有する長方形 の形状でも良い。 マイクロレンズ８０が非球面レンズの場合、そのレンズは曲率半径８４の湾曲 面を有するものとする。この曲率半径は対応するマイクロプリズムアレイの繰返 間隔３８と４０に依存して広い範囲で変えられる。マイクロレンズ８０が、導波 路１６からマイクロプリズム２８により方向付けられて出てくる光を実質的に全 て捕集するために、マイクロレンズ８０のｆ数は比較的小さい値とするのがよい 。マイクロレンズ８０のｆ数の値は約０．５から約４．０の範囲であることがで きる。ｆ数の更に好ましい値は約０．６から約３．０の範囲である。 本発明のもう一つの代替の態様が図４および４Ａに示されている。二つの光発 生装置１４と１４Ａが導波路１６の二つの向い合って位置する受光面１７および １７Ａに接して配置されている。マイクロプリズム９０のアレイは、上に説明し たのと同様にして、導波路１６に取り付けられている。マイクロプリズム９０は 光出力面９４に平行な光入力面９２を含んでおり、この場合光出力面９４は光入 力面９２より表面積が大きい。マイクロプリズム９０も二対の向い合って位置す る傾斜した側壁９６と９８および９７と９９を含んでいる。 側壁９６と９８は、夫々、導波路１６の表面の法線に対して角度φをなしてい る。側壁９６と９８に関連する傾斜角φは等しい角度であることが好ましいが、 必ずしも等しい角度である必要はない。夫々傾斜した側壁９６と９８の導波路１ ６若しくはその上の接着層２６との交差線は向い合って配置されている受光面１ ７と１７Ａに平行であり、従って導波路１６を通って進む光の平均方向に垂直で ある。 図４Ａを参照して説明すると、側壁９７および９９は、夫々、導波路１６の表 面の法線に対して角度θを形成している。側壁９７と９９とに関連する傾斜角θ は等しい角度であることが好ましいが、必ずしも等しい角度である必要はない。 傾斜した各側壁９７と９９の導波路１６若しくはその上の接着層２６との交差線 は向い合って配置されている受光面１７と１７Ａに垂直であり、従って導波路１ ６を通って進む光の平均方向に平行である。 マイクロプリズム９０の高さは寸法１１０で、マイクロプリズム２８の高さ５ ０に似ている。マイクロプリズム導波路９０の長さは寸法１２０および１２２を 有し、寸法１２２は寸法１２０より小さい。１２０と１２２の両方の長さは傾斜 角φと高さ１１０との関数である。長さ１２０と１２２はディスプレイの寸法と 解像力に依存して広い範囲で変えることができる。さらに、長さ１２０と１２２ は、光発生装置１４および１４Ａからの距離が増すにつれての導波路１６内部に おける光の強さの低下を相殺するために、光透過装置１６の表面を横断して変え ることができる。長さ１２０の最大値は、繰返間隔１３８より小さい。 マイクロプリズム９０の幅は、図４Ａに示されるように、寸法１３０および１ ３２を有する。寸法１３２は寸法１３０より小さいかまたは等しい。幅１３０と １３２の両者は傾斜角θと高さ１１０との関数である。幅１３０と１３２は長さ １２０と１２２について上で説明したファクターに依存して広い範囲で変えるこ とができる。幅１３０の最大値は繰返間隔１４０より小さい。長さの寸法１２２ は幅の寸法１３２より大きいことが望ましい。長さ１２２と幅１３２の比は１． ２：１から５：１の範囲であることが好ましい。この比は１．５：１から３：１ の範囲であることがより好ましい。 図５から７に示されている本発明の更にもう一つの態様は、マイクロプリズム ９０に極く近接して配置されたマイクロレンズ８０のアレイを含んでいる。前に 示したように、スペーサ８２がマイクロレンズ８０をマイクロプリズム９０から 隔てている。光は限定空間指向光源として各マイクロプリズム９０から出て、一 つまたはそれ以上のマイクロレンズに入る。この光源は二つのマイクロレンズに 向かうのが好ましい。マイクロプリズム９０から出た限定空間指向光源はマイク ロレンズ８０で平行にされ、実質的に平行な光パターンを提供する。マイクロレ ンズ間の中心間距離はマイクロプリズム９０の繰返間隔１３８と１４０に直接相 関する。各マイクロレンズ８０の長さ８６（図３）はマイクロプリズムアレイに 対して一直線に並んでおり、そのため図５と６に示されるように、等しい距離で 隣接のマイクロプリズムに重なり合っている。各マイクロレンズの幅８７は、図 ７に示されるように、単一のマイクロプリズムに対して一列に揃っている。 マイクロプリズム２８と９０およびマイクロレンズ８０の各アレイは、射出成 形法、圧縮成形法を含めて諸成形法、熱ローラ加圧鋳込み法を含めて諸キャステ ィング法、型の中での光重合法および型を用いない光重合法のような幾つかの方 法で製造することができる。好ましい製造法は、マイクロプリズム２８若しくは ９０のアレイ、マイクロレンズ８０のアレイおよびスペーサ８２を含んでなる反 射装置１８を単一の一体化ユニットとして製造できる方法である。この方法の利 点は、これらアレイが別々に製造され、次いで上に説明した関係で取り付けられ る場合のマイクロプリズムとマイクロレンズのアレイの間での芯合わせの誤差を 取除くであろう。 上に説明した特定の態様は、本発明の原理を単に例示説明するものであり、以 下の請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲と精神から逸脱することな しに、この技術分野の習熟者によって様々な変更がなされ得ることが理解される であろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホウ，ジャンプ アメリカ合衆国ニュージャージー州08807, ブリッジウォーター，ケリー・コート 17 (72)発明者 シュウェイエン，ジョン・チャールズ アメリカ合衆国アリゾナ州85710，トゥー ソン，サウス・オーガスタ・プレイス 1625

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．次の： （ａ）光透過装置、 （ｂ）マイクロプリズムのアレイにして、各マイクロプリズムが （ｉ）該光透過装置に光学的に連結されている光入力面、 （ii）該光入力面の表面積に少なくとも等しい表面積を有する光出力面、 （iii）該光入力面と該光出力面の間に配置され、且つ接している一対の第 １側壁にして、それら側壁の少くとも一つが該光透過装置により受け入れられた 光を内部全反射させるように位置決め、配置されている該第１側壁対、 （iv）該光入力面と該光出力面の間に配置され、且つ接している一対の第２ 側壁にして、それらの側壁の少くとも一つが該光透過装置により受け入れられた 光を内部全反射させるように位置決め、配置されている該第２側壁対 を含んでなる該マイクロプリズムのアレイ からなる照明用集合組立装置。 ２．各マイクロプリズムの出力が、少くとも一つの対応するマイクロレンズを 指向しているマイクロレンズのアレイをさらに含んでいる、請求の範囲第１項に 記載の照明用集合組立装置。 ３．マイクロプリズムのアレイとマイクロレンズのアレイが一体成形されてい る、請求の範囲第２項に記載の照明用集合組立装置。 ４．該光出力面が該光入力面と平行である、請求の範囲第１項に記載の照明用 集合組立装置。 ５．次の： （ａ）第１受光面を第１拡散光源に極く近接して有する、該第１拡散光源から 出てくる光を輸送する光透過装置、 （ｂ）マイクロプリズムのアレイにして、各マイクロプリズムが （ｉ）該光透過装置に光学的に連結されている光入力面； （ii）該光入力面の表面積より大きい表面積を有する光出力面； （iii）該光入力面と該光出力面との間に配置され、且つ接し、そして向合 っている一対の第１側壁にして、該側壁の各々が該光透過装置の表面の法線に対 して第１傾斜角を形成している該第１側壁対； （iv）該光入力面と該光出力面との間に配置され、且つ接し、そして該光透 過装置と交差し、向合っている傾斜した一対の第２側壁にして、該側壁の各々が 該光透過装置の表面の法線に対して第２傾斜角を形成している該第２側壁対 を含んでなる該マイクロプリズムのアレイ からなり、該光透過装置を通りながら反射された光が該光入力面を通って該マイ クロプリズムに入り、該側壁で方向が変えられ、そして該光出力面を通って限定 空間指向光源として出てくるようになっている照明用集合組立装置。 ６．該反射装置が、各マイクロプリズムの出力が少くとも一つの対応するマイ クロレンズを指向しているマイクロレンズのアレイと一体成形されているマイク ロレンズのアレイをさらに含んでいる、請求の範囲第５項に記載の照明用集合組 立装置。 ７．該第１傾斜角が該光透過装置の表面の法線に対して１５度と５０度の間に ある、請求の範囲第５項に記載の照明用集合組立装置。 ８．第２傾斜角が該光透過装置の表面の法線に対して０度と２５度の間にある 、請求の範囲第５項に記載の照明用集合組立装置。 ９．該光透過装置が第２受光面を第２拡散光源に極く近接してさらに含んでお り、該光透過装置が該第２拡散光源から出てきた光を輸送する、請求の範囲第５ 項に記載の照明用集合組立装置。 １０．該出力面が該入力面に平行である、請求の範囲第５項に記載の照明用集 合組立装置。