IPC分类号：
F21V8/00 | G02B6/00 | G02B27/28 | G02F1/13357 | G09F9/00 | G09F19/12 | G02F1/1335
国民经济行业分类号：
C4350 | C3874 | C4090 | C3879
当前申请(专利权)人：
ミネソタ·マイニング·アンド·マニュファクチャリング·カンパニー
原始申请(专利权)人：
ミネソタ·マイニング·アンド·マニュファクチャリング·カンパニー
当前申请(专利权)人地址：
アメリカ合衆国、54133—3427 ミネソタ、セント·ポール、ピー·オー·ボックス 33247、スリーエム·センター
发明人：
ウィンストン,ローランド | ホルマン,ロバート·エル | ジェイコブソン,ベンジャミン·エイ | エモンズ,ロバート·エム | グレックマン,フィリップ
代理人：
奥山 尚男 | 秋山 暢利 | 奥山 尚一 | 有原 幸一
摘要：
光線を収集して、その光線を選択的に出力する又は集中する光デバイスである。1つの層が屈折率n1を有し、頂部表面と、底部表面と、側部表面と、が傾斜角度(φ)を定める。背部表面が、頂部表面、底部表面及び側部表面にわたっている。第1層は前記の層の底部表面にカップリングされ、屈折率n2を有する。第1層の屈折率n2によって、前記の層の背部表面から入射された光線が好ましくは第1層に出力される。第2層は前記の第1層の底部にカップリングされて、光線を選択的に周辺に出力する。光線偏光層、偏光変換層、LCD後方拡散器層などの追加の層を用いて、LCD層を通過した拡散光線の内の偏光光線を好ましく用いて、出力光線の視覚を向上させることが可能である。
权利要求：
【請求項1】
光源からの光線によって動作し、光線を看者に対して選択的に出力する光デバイスであって、
少なくとも第1表面と第2表面を有し、複屈折偏光変換材料で形成された基底層であって、該基底層がさらに前記第1表面と前記第2表面にわたる背部表面を含み、光線が前記第2表面上の入射点における垂線に対して臨界角度θc未満の入射角を達成する場合に光線が前記基底層から出ていく基底層と、
前記基底層に対して前記第1表面を越えてと、前記基底層に対して前記第2層表面を越えてとの少なくともどちらかで配置され、前記基底層から受け取られた光線が透過できるような屈折率を有する第1層手段であって、前記基底と前記第1層間の境界固有のθcが達成されると、前記光線が前記基底層から出力される第1層手段と、
好ましくは第2偏光状態に対する第1偏光状態の光線を透過させ、前記第2偏光状態の光線の少なくとも1部分を反射する第2層手段であって、前記第2層手段が(a)前記第1層手段よりさらに前記第1表面から離れてと、(b)前記基底層に対して前記第2表面と前記第1層手段とよりも前記第1表面の近くでと、(c)前記第1表面より前記第2表面の近傍で、しかも前記第1層手段よりも前記基底層からさらに離れてと、(d)前記第1層手段より前記第2表面の近くでとの内の少なくともどれかの条件で配置されている第2層手段と、
前記第2層手段から反射された前記光線によって動作して前記光線を前記第2層手段に送出し返す、前記第1層手段の上に位置する状態と前記第1層手段の下に位置する状態の少なくとも一方の状態の光線リダイレクト手段と、
前記第2偏光状態の前記光線の少なくとも1部を前記第1状態の光線に変換する第3層手段と、
前記第3層手段から出力された第1偏光状態の前記光線を受け入れるように配置された表示層と、
を備えた光デバイス。
具体实施方式：
様々なデバイス10の性能は、有用なシステムの利得の概念を導入して量が計られる。デバイス10からの光線出力分布は、拡散ランベルトのバックグラウンドの量にまで近づけられ、一次元の平行ビームは、限定角のランベルト分布からなる。この方法において、照明デバイス10から限定角(ILimited)に放射される照度は、式中、全分布のピーク輝度(Lmax)と、拡散ランベルトのバックグラウンド(α)の照度の分数と、制限角(θ+,θ-)によって明記される限定角ランベルトの分布の幅とによって表わされる。
これは、角変形薄膜や拡散体などの様々なリダイレクト層を用いて再分配されることが可能である全照度を表わすとき、有効な量である。拡散バックグラウンドの全照度の分数が、相当大きくなりえるとはいえ、大多数のピークの明るさは、一般に、限定角範囲の場合に照度によってカバーされる非常に小さな立体角によるデバイス10によって放射される限定角光線によるのである。
この考えが、式に明記される+/-角が、スポット測光器498を用いて測定される半輝度ポイントであるということを仮定して本デバイス10に応用されたのである。測定のそれぞれのセットに対して、最大の明るさと、半輝度ポイントとの角位置とを測定した。測定を行うために用いられたシステム500は、図61Aおよび図61Bに示されている。同じ照度を維持するのに、半輝度ポイントの位置を変更するために少し異なる拡散体を使ってみた。この方法をデータにフィッティングして、拡散バックグラウンドに力の分数値を生じた。実験に用いたデバイス10の基本形状で60.1%の値を見出した。図62は、デバイス10の基本形状での測定データとフィットされた曲線を示している。
われわれの作業のその他の部分において、上記で推定される照度に基づき1組の利得係数を明らかにしてデバイス10の性能を量を計った。これらの利得係数は、全システム利得(gtotal)と明るさ利得(gluminance)とであり、この利得は、照明器具に残る照射の立体角の増加(grange)によるのである。これらは、下記に定義される測定輝度(Lref)と角範囲係数(Ru)とで示されている。照射の大いに制限された角は、デバイス10の単一方向のみであったので、われわれの分析を基礎として示される一次元の一般式を使用した。特に、われわれは、以下を定義した。
操作上、照明デバイスを二等分502と504とに分割して(図61B参照)、これらの測定を行い、両方とも、同一のCCFTランプで駆動され、サンプル光導体を有している。それらの測定に対して、光導体の要求される被膜または積層を、光導体の半分のみに被膜または積層を施した。この方法は、安定性上の理由で、特に、CCFTランプ出力の安定性上の理由で採用された。この半照明器具測定の研究方法の効果が、もしあるとすれば、得られる利得値が不利になる点にあると考えられる。我々の目的は達成できる利得を明らかにすることに有るので、このような不利は許容できた。
表に報告されている最終値を得るために、観測される値が、同一構造の2つの半照明器具502と504を製造して測定される利得によって集められた。これは、観測した依存状態を幾分補正したものである。これらの補正利得(gcorrected)は、測定サンプル(gmeasured)の利得から計算され、また較正利得(gcalibration)は、十分根拠の有る
gcorrected=gmeasured/gcalibrationによる参照構成の半照明器具502の両側で測定された。
この研究方法を利用して、照明器具の種類は、フォトリサーチプリチャードスポット測光器(Photo Research Pritchard Spot Photomet
er)を用いて測定された。測定を行うために、デバイス10は、回転中、測定地点が静止状態になるように、一直線に並べられる回転段を備えるスタンドに置かれる(図61Aを参照)。照明器具のランプは、半照明器具502と504とのそれぞれの中心にある(図61Bを参照)。それぞれの測定に対して、線偏光子は、最大量の光線を通過させるために一直線に並べられる測光器498の前で使用される。測定の大部分に対して、この方向は、デバイス10と機器に対して水平または垂直であったので、内部偏光子が、これらの場合機器には使用された。これら半分用には、最大の明るさを形成して、回転軸回りにデバイス10を回転して半分の明るさの地点の角位置を形成した。
本発明の実施の形態について示し、説明しましたが、以下に提供する請求の範囲に記載される広い形態において本発明からはずれることなく様々な変化および修正を実行できることは当業者であれば明らかであろう