JPS63318003A - 正常化された光を出力する光設備 - Google Patents

正常化された光を出力する光設備

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JPS63318003A
JPS63318003A JP63129407A JP12940788A JPS63318003A JP S63318003 A JPS63318003 A JP S63318003A JP 63129407 A JP63129407 A JP 63129407A JP 12940788 A JP12940788 A JP 12940788A JP S63318003 A JPS63318003 A JP S63318003A
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light
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transparent film
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光設備に関し、更に詳しくは、指向性のない（
ｕｎｄ　ｉ　ｒｅｃｔｅｄ　）出力を有する伸長した直
線的な光源から正常化された光（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ
　１１ｇ１ｔ）を出力する光設備に関する。
［従来技術１ 狭い範囲の方向にのみ光を放射する光設備は正常化され
た光を出力すると称されている。このような光源は屑望
ましいのである。何故ならば、普通使用されている大抵
の光源は指向性のない出力を発外し、これらの光源が放
射する光を正常化する為には若干の技術を利用しなけれ
ばならないからである。光源の出力を正常化する通常の
方法の１つは、放物線型反射装置を使用することである
。
このような反射装置は点光源からの光を］リメート（ｃ
ｏｌｌｉｍａｔｅ　）　Ｌ／、即ち平行化されたビーム
を生ずるのである。
光源が通常の蛍光照明管のような伸長した直線的な光源
である場合には問題は更に困難になる。
蛍光照明管からの光はこの蛍光照明管の主軸に垂直に位
置する断面に沿って放物線形状をなす反射装置によって
一部分コリメートされることが出来る。この技術は蛍光
照明管から垂直に放射される光の方向を正常化するが、
しかし他の方向に放射される光を正常化するものではな
い。
伸長した直線的な光源と共に通常使用される他の技術は
光源の前方にルーバー（１ｏｕｖｅｒ）を配置すること
を含んでいる。このようなルーバーは正常化された方向
に放射される光のみを通過させることが出来る。
これらの技術は両者共、共通の欠点に悩むものである。
即ちこのような欠点の１つは、これらの技術を利用する
光設備が必然的に高張ることである。放物線型反射装置
は、その性質上開口の寸法に比較して深さが深くな（プ
ればならない。このことは放物線型反射装置が広角度の
光を正常化させる場合に特に当嵌まる。同様に、ルーバ
ーが著しく正常化の効果を有しなければならない場合に
は、これらのルーバーは相応に深さが深くなるのである
。
これら両者の技術の於ける第２の欠点は、特に蛍光照明
管が面積光源（ａｒｅａ　５ｏｕｒｃｅ　）として使用
される光設備の為の光源として使用される場合に、通常
［ボットスポットＪ　　（ｈｏｔｓｐｏｔ　）として知
られている明るい面積部分を両名共生ずることである。
このようなポットスポットは通常光源に最も近い光設備
の部分に生ずる。若しこのようなホットスポットを回避
しな【プればならない場合には更に他の技術が利用され
な【プればならないのである。
し発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述のような従来技術の欠点をＪ７）
ｌ除して、正常化された光を出力出来る効率のよい小型
な光設備を提供することである。
［課題を解決する為の手段及び作用コ 上述の目的は、特許請求の範囲に限定されるような光設
備を提供するこれによって解決される。
本発明の光設備に於ては、指向性のない出力特性を有す
る伸長した直線的な光源が光学窓を有する光学的空所内
に配置されるのである。平滑な面及び財形された（　５
ｔｒｕＣｔｕ、ｒｅｄ　）面を有する透明フィルムが、
その平滑な面が光学的空所の内部に向くようにして光学
窓内に位置するのである。
財形された面は多数の三角プリズムを有する。
これらのプリズムは平滑な面に垂直にこのフィルムに入
射する光を全部内部に反射して戻し、この光が光学的空
所内に留まるようになす。しかし、平滑な面と、附形さ
れた面のプリズムとの相合された作用は、平滑な面に対
して垂直以外の角度でフィルムに入射する光の大部分を
正常化し、入射した時の角度よりも更に垂直に近い角度
で光がフィルムから放射されるようになす。
［実施例］ 第１図は本発明による光設備１０を示している。
この光設備１０はケース１４によって境界された光学的
空所１２を含んでいる。この光学的空所１２は光学窓１
６を有する。この光学的空所１２内には伸長した直線的
な光源１８．２０及び２２がある。これらの伸長した直
線的な光源１８．２０及び２２は例えば通常の蛍光照明
管になすことが出来る。光学的空所１２内にあるこのよ
うな照明管の数自体は本発明にとって重要ではない。使
用される数は所望の光の出力量を得るように選択されな
【プればならない。
光学窓１６内には、透明フィルム２４がある。
この透明フィルム２４は、例えばアクリル又はポリ炭酸
エステルのような重合体より成ることが出来、光学的空
所１２の内部に向う平滑な而２６及び光学的空所１２の
外部に向く附形された面２８を右する。この附形された
百２８は一連の隆起部及び溝を形成するプリズム３０及
び３２のような多数の三角プリズムを有する。夫々のプ
リズムは伸長した直線的な光源１８．２０及び２２の主
軸に平行に位置する主軸を有する。本発明は、これらの
三角プリズムの主軸が伸長した直線的な光源の主軸に対
して垂直に位置する場合にも同様に良好に働くことが見
出されている。望ましい実施例に於ては、これらのプリ
ズムは直角二等辺三角形を形成しているが、他の角度を
有する三角形も使用出来る。
又光学窓１６内には、又フィルム２４の外部に光を透過
するか、又は拡散透過させる材料となし得るフィルム３
４がある。このフィルム３４はアクリル材料になし得る
。フィルム３４が拡散透過性である場合には、光学窓１
６を通って光学的空所１２から放射される光に対して更
に良好な正常化性能を与えるのを助ける。フィルム３４
は又透明フィルム２４上の附形された面２８上のプリズ
ムに対して物理的な保護を与えるのである。フィルム３
４は外面３６を有する。
反射性材料の層３８がケース１４の内部に配置されてい
る。この反射性材料の層３８はミラーのような著しく鏡
面状の反射材料になし得るが、又拡散反射性材料になす
ことも出来る。ポリオレフィン［ｔの接着された不織フ
ィルムがこのような拡散反射繊維の反射装置として有効
であることが証明されている。反射層３８は又フィルム
２４と同じ型式のフィルムになし得る。若しフィルム２
４のような附形された面を有するフィルムが反射装置と
して使用される場合には、三角プリズムは伸長した直線
的な光源１８．２０及び２２の方向に垂直に位置すべき
であって、フィルムの平滑な面は光学的空所１２の内部
に向（ようにされなければならない。１つの実施例に於
ては、反射層３８はケース１４に隣接する拡散反射繊維
材料の１９　一 つの層にフィルム２４と同様のフィルムが前記拡散反射
性材料の層の上に配置された２層の反射装置になされる
のである。第１図に示された本発明の実施例に於ては、
又脚部４０が示されている。
この脚部４０はヒンジ４２によってケース１４に取付け
られている。脚部４０は、光設備１０が使用される時に
は第１図に示される位置になされ、又使用されない時に
は貯蔵又は移送の為に光設備１０が更に小型に折畳まれ
ることが出来る。
光設備１０が使用される時には、脚部４０が図示のよう
に配置され、伸長した直線的な光源１８゜２０及び２２
が附勢される。光源１８．２０及び２２からの若干の光
は直接にフィルム２４に達するが、残りの光は反射層３
８から反射された後でフィルム２４に達する。平滑な面
２６に対して垂直に近い方向以外の方向でフィルム２４
に入射する光の大部分は屈折されて、フィルム２４から
これの面２６に垂直に近い方向に放射されるようになる
。
使用の際には上方透過性像支持体（ｏｖｅｒｈｅａｄｔ
ｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ　）のようなスライドがフィル
ム３４の面３６上に載置される。フィルム２４及びフィ
ルム３４を通って光学的空所１２から放射される光はス
ライドを照明し、プロジェクタ−を使用しないでスライ
ドを見るのを可能になづ。
本発明に於けるフィルム２４の機能は第２図を参照する
ことによって判る。第２図は三角プリズム３０及び３２
を含むフィルム２４の部分を示している。光線４６が平
滑な面２６を通ってフィルム２４に入射する。この光線
４６はプリズム３２の斜面４８に当り、内部で全反射さ
れる。反射された光線はプリズム３２の斜面５０に当り
、再び内部に全反射されて光線４６が面２６を通って放
出されるようになる。従って、平滑な而２６に垂直に、
又は垂直に近くフィルム２４に入射した光は第１図の光
学的空所１２内で反射されて戻されるのである。しかし
、平滑な面２６に対して垂直以外の角度で入射した光は
上述とは異なるように作用する。即ち光線５２は面２６
を通り、この面２６に対して垂直以外の角度でフィルム
２４に入射する。光線５２がフィルム２４に入射する時
に、而２６にて屈折される。光線５２はフィルム２４の
プリズム３０の斜面５４を通って放射される時に再び屈
折される。従って、光１ｉ１５２は、この光線が入ａ１
而２６から入射する時の角度よりも面２６に対する垂線
に近い角度でフィルム２４から放射されるのである。
このようなフィルム２４の作用は本発明の光設備に種々
の利点を与える。即ち第１の利点は、平滑な面に対して
垂自に近い角度以外の角度でこのフィルムに入射する光
の屈折が、光を更に著しく指向性のある正常化された光
線として放射されるようになすことである。第２の利点
は、平滑な面に垂直又は垂直に近い方向でフィルム２４
に入射する光が光学的空所内に反射されて戻されること
である。このように反射される光の部分は、光源に最も
近いフィルムの部分に於て更に大きいから、この作用は
光学窓の均等な照明を与えるのを助け、従来の光設備に
於て生じていた欠点であるホットスポットを排除するの
である。第３の利点は、若干の型式の光源に於て生ずる
。フィルム２４によって反射される光の若干の部分はこ
の光を発生させた光源に反射されて戻される。。フィラ
メント光源のような若干の型式の光源に於ては、光がこ
の光源に戻されると、光源の電気的効率が向上されるの
である。従って、本発明は従来技術よりも優れた種々の
利点を与えるのである。
第３図は本発明の他の実施例を示す。第３図に示された
実施例も又上方透過性像支持体のようなスライドを見る
為に使用されるように企図されている。第３図の光設備
６０は光学的空所６４を境界するケース６２を有する。
この光学的空所６４内には伸長した直線的な光源６６が
ある。この伸長した直線的な光源６６は例えば通常の蛍
光照明管となすことが出来る。光学的空所６４は透明フ
ィルム６８を内部に有する光学窓を有する。この透明フ
ィルム６８は平滑な面即ち側部７０及び財形された面即
ち側部７２を有する。フィルム６８のこの財形された側
部７２の構造は第１図のフィルム２４の財形された面２
８の構造と同じである。
しかし、第３図に示されるように、フィルム６８のこの
財形された側部７２の三角プリズムの主軸は伸長した直
線的な光源６６の主軸に対して垂直に位置している。フ
ィルム６８のプリズムは伸長した直線的な光源６６に平
行に配置されることが出来るが、試験の結果は、フィル
ムが第３図に示されるように配置される時に更に良好な
結果が得られることを示している。しかし、重要な点は
、財形された側部７２が光学的空所６４の外部に向き、
一方フイルムロ８の平滑な側部７０が光学的空所６４の
内部に向かなりればならないことである。
この光学的空所６４の内部には反射装置７４が附加的に
示されている。この反射装＠７４には第１図の光学的空
所１２の内部の反射装置として使用されるものとして説
明された何れの材料も使用出来る。
第３図の光設備はケース７６を附加的に有し、このケー
ス７６は第２の光学的空所７８を境界している。光学的
空所７８は光学的空所６４の光学窓に隣接する入力光学
窓を有する。このようにしてフィルム６８を通って光学
的空所６４から放射される光は入力光学窓を通って光学
的空所７８に入射するようになされている。
光学的空所７８は又フィルム８０を右する出力光学窓を
有する。フィルム８０は光学的空所７８の内部に向く平
滑な而８２及び光学的空所７８の外部に向く財形された
而８４を右する。フィルム８ｏの財形された面８４も又
フィルム６８の財形された側部７２又は第１図のフィル
ム２４の財形された面２８と同じである。フィルム８０
の財形された面８４の三角プリズムの主軸は伸長した直
線的な光源６６の主軸に垂直に位置している。最後に、
光拡散フィルム８６がフィルム８０の財形された面８４
及び光学的空所７８の出力光学窓の上に配置されるので
ある。
光学的空所７８は典型的にはケース７６の内部を内張す
している反射装置を右する。光学的空所７８の内部の反
射装置は第１図の光学的空所１２の内部に使用されるも
のとして説明された何れの射＋！］の材料が望ましい。
本発明の望ましい実施例に於ては、ケース８８は第２の
伸長した直線的な光源を内部に有する第３の光学的空所
を境界している。この第３の光学的空所は光学的空所６
４と全く同様の方法で光学的空所７８と協働する。又こ
の望ましい実施例には脚部９０が含まれていて、この脚
部９０は第１図の脚部４０と同様の方法で機能し、スラ
イドを見る為に光設備６０を所望の配向位置に保持させ
−るようになっている。
本発明による光設備の作動は第４図、第５図及び第６図
を参照することによって更によく理解される。先ず第４
図を参照し、フィルム１００が平滑な而１０２及び財形
された面１０４を右するように示されている。平滑な面
１０２上に１つの点１０６が選択される。この点１０６
を通ってフィルム１００に入射する総ての光は点１０６
をその中心に有するような理論的な半球１０８を通過し
なければならない。この半球１０８は３つの領域１１０
．１１２及び１１４に分割され。半球１０８の領域１１
０を通過した優で点１０６にてフィルム１００に入射す
る光は附形された面１０４にて内部に全反射され、平滑
な面１０２を再度通過する。しかし、半球１０８の領域
１１２又は１１４を通過した後で点１０６にてフィルム
１００に入射する光は財形された面１０４を通ってフィ
ルム１００から放射される。実際上、領域１１０゜１１
２及び１１４の相対的な寸法はフィルム１００を形成す
る材料の屈折率によって変化するが、全体的な形状は使
用される材料の如何に拘わらず図示のようなものになる
のである。
第５図は第４図の領域１１２及び１１４を通ってフィル
ムに入射する光によって得られる光の出力の分布を示し
ている。第５図の半球１１６の中心から出て来る光はこ
の半球を通過しなければならない。このような光の大部
分は領域１１８を通過する。放射される光の僅かな部分
は領域１２０及び１２２を通過する。領域１２０及び１
２２を通過する光はフィルム１００’の財形された面１
０４’からの唯１回の内部の全反射を受けた光の小さい
％の光だけである。何れの光も半球１１６の領域１２４
を通って放射されることはない。
第６図は第４図及び第５図に示された入力及び出力特性
が如何にして第３図に示された本発明の実施例に於て協
働するかを示している。第６図は第３図のフィルム６８
及び８０に対応するように示されたフィルム６８及び８
０を示している。フィルム６８を通って第１の光学的空
所から放射される光は領域１１８．１２０及び１２２に
出て来るが、大部分の光は領域１１８内に出て来る。し
かし、図示されるように、領域１１８に出て来る光の大
部分は領域１１０内に含まれており、このことはこの光
がフィルム８０によって伝達されないことを意味してい
る。その代りに、この光がフィルム８０によって全体的
に内部に第３図の第２の光学的空所７８内に反射されて
戻されるのである。フィルム６８及び８０の屈折率を正
しく選択することによって領域１１８は領域１１０内に
全体的に含まれるようになし得る。その結果、この光は
少なくとも１回は光学的空所７８のケース７６の内壁部
によって反射されなければならない。
このことは光学的空所７８内の均一な光の分布を生じさ
せるのを助ける。ケース７６の壁部を内張すする反射性
材料の正しい選択は、このような分布の均一性を更に向
上させる。接着された不織ポリオレフィン繊維のような
拡散性反射装置はこのような分布を生じさせるのに甚だ
効果的に働く。
本発明は上方透過性像支持体のようなスライドを照明す
るのに使用される光設備に関して説明された。しかし、
当業者には、本発明がこのような光設備に制限されるも
のでないことはよく判るところである。本発明は、光設
備が指向性のある出力を有しなければにらないような場
合に、有利に使用出来るのである。例えば、本発明によ
る光設備は、光設備からの光が机又はその他の作業空間
に優先的に指向されなければならないような上方透過付
光設備に有利に使用出来るのである。
［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているから、光設備が指
向性のある出力を有しな（ブればにらないような場合に
、有利に使用出来、例えば、光設備からの光が机又はそ
の他の作業空間に優先的に指向されなければならないよ
うな上方透過付光設備に有利に使用出来る小型な光設備
を提供する優れた効果を得ることが出来る。
４　図面のＩ！！′ｉ里な説明 第１図は本発明の実施例の斜視図。
第２図は本発明に使用される光を正常化させるフィルム
の概略的断面図。
第３図は一部分断面とゼる本発明の変形実施例の斜視図
。
第４図は本発明に使用される光を正常化させるフィルム
の光入力特性を示す概略的斜視図。
第５図は本発明に使用されるフィルムの光出力特性を示
す概略的斜視図。
第６図は第３図の実施例の作動を示す為に第４図及び第
５図の入力及び出力特性を組合せて示す概略的斜視図。
１０．６０・・・・・・光設備 １２．６４．７８・・・・・・光学的空所１４．６２．
７６．８８・・・・・・ケース１６・・・・・・光学窓 １８．２０．２２．６６・・・・・・光源２４．３４，
６８，８０，１００．１００’　・・・・・・フィルム ２６．７０．８２．１０２・・・・・・平滑な面又は側
部２８．７２，８４．’１０４．１０４’・・・・・・
阻形された面又は側部 ３０．３２・・・・・・三角プリズム ３６・・・・・・外部の面 ３８．７４・・・・・・反射性材料層即ち反射装置４０
．９０・・・・・・脚部 ４６．５２・・・・・・光線 ４８．５４・・・・・・斜面 １０６・・・・・・点

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光学窓を有する第１の光学的空所を境界するケー
    スと、前記第１の光学的空所内の第１の光源と、第１の
    入力光学窓及び出力光学窓を有する第２の光学的空所を
    境界するケースとを含んでいて、前記第２の光学的空所
    の入力窓が前記第１の光学的空所の光学窓を通して前記
    第１の光学的空所を出て来る光を受入れるようになされ
    ている正常化された光を出力する光設備に於て、前記光
    設備が、前記第１の光学的空所の光学窓内に第１及び第
    ２の主面を有する第１の透明フィルムであつて、前記第
    １の主面が平滑で、且つ前記第１の光学的空所に面して
    いて、前記第２の主面が多数の三角プリズムを有し、夫
    々の前記三角プリズムが主軸を有し、前記プリズムの前
    記主軸が夫々互いに他に対して平行になされている前記
    第１の透明フィルムと、 前記出力光学窓内の第１及び第２の主面を有する第２の
    透明フィルムであつて、前記第２の透明フィルムの第１
    の主面が平滑で、且つ前記第２の光学的空所に面してい
    て、前記第２の透明フィルムの第２の主面が多数の三角
    プリズムを有し、夫夫の前記三角プリズムが主軸を有し
    、前記プリズムの前記主軸が夫々互いに平行で、前記第
    １の透明フィルムのプリズムの主軸に垂直になされてい
    る前記第２の透明フィルムと、 を含んでいることを特徴とする光設備。
  2. （２）前記第２の透明フィルムの第２の主面に隣接して
    前記第２の光学的空所の出力光学窓内にある光拡散フィ
    ルムを更に含んでいる請求項１記載の光設備。
  3. （３）前記第２の光学的空所が第２の入力光学窓を有し
    、前記光設備が更に、 光学窓を有する第３の光学的空所を境界するケースと、 前記第２の光学的空所の第２の入力光学窓が前記第３の
    光学的空所の光学窓を通つて前記第３の光学的空 所を出て行く光を受入れるようになされていることと、 前記第３の光学的空所内の第２の光源と、 前記第３の光学的空所の光学窓内にあつて、第１及び第
    ２の主面を有する第３の透明フィルムであつて、前記第
    ２の主面が多数の三角プリズムを有し、夫々の三角プリ
    ズムが主軸を有し、前記第３の透明フィルムのプリズム
    の前記主軸が前記第２の透明フィルムのプリズムの前記
    主軸に対して垂直になされている前記第３の透明なフィ
    ルムと、を含んでいる請求項１記載の光設備。
  4. （４）前記両方の光源が直線的な光源として伸長してい
    る請求項３記載の光設備。
JP63129407A 1987-05-26 1988-05-26 正常化された光を出力する光設備 Expired - Lifetime JP2723251B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/053,848 US4791540A (en) 1987-05-26 1987-05-26 Light fixture providing normalized output
US53848 1987-05-26

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