(57)【要約】      （修正有）【課題】高効率の照明及びより快適で透明な視界像をもたらす光拡散パネルを提供する。【解決手段】光学素子とつなぐ光拡散パネル１００であって、複数の波長に対して拡散性のある第１面１０２と、第２面１０４とを有する基板を備え、基板は、第１面の入射側の屈折率ｎｉｎが出射側の屈折率ｎｄより大きい材料から成り、λｍｉｎは複数の波長のうちの最短波長であり、λｍａｘは複数の波長のうちの最長波長であり、第１面は格子周期Ｐを有する回折格子面であり、格子周期Ｐはλｍａｘ／（ｎｄ＋ｎｉｎ）より大きくλｍｉｎより小さい。【選択図】図４
2014021501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子とつなぐ光拡散パネルであって、
複数の波長に対して拡散性のある第１面と、第２面とを有する基板を備え、
前記基板は、前記第１面の入射側の屈折率ｎｉｎが出射側の屈折率ｎｄより大きい材料から成り、
λｍｉｎは、前記複数の波長のうちの最短波長であり、
λｍａｘは、前記複数の波長のうちの最長波長であり、
前記第１面は格子周期Ｐを有する回折格子面であり、
前記格子周期Ｐはλｍａｘ／（ｎｄ＋ｎｉｎ）より大きく、
前記格子周期Ｐは、λｍｉｎより小さいことを特徴とする光拡散パネル。
【請求項２】
前記基板が、その少なくとも一端部が、第１面及び第２面の一つの法線に対する入射角をもって発光素子からの複数の波長を有する光を受けるように構成され、
前記入射角が前記基板の臨界角より大きく、前記複数の波長を有する光が全反射によって前記基板内に導かれ、回折によって拡散されて、前記複数の波長の少なくとも一つを有する光の一部が前記第１面及び前記第２面の少なくとも一つから前記基板の外に出ることを特徴とする請求項１記載の光拡散パネル。
【請求項３】
前記発光素子が、前記基板の少なくとも何れか一方の端部に取り付けられ、前記基板とつながり、前記複数の波長を有する光を前記入射角で前記基板内に伝えるように構成されることを特徴とする請求項２記載の光拡散パネル。
【請求項４】
前記第１面が、前記複数の波長の少なくとも一つを有する光の一部が前記第１面及び前記第２面から前記基板を出るように構成された複数のバイナリ回折格子溝を備えることを特徴とする請求項１記載の光拡散パネル。
【請求項５】
前記第１面が、前記複数の波長の少なくとも一つを有する光の一部が前記第２面のみから前記基板を出るように構成された複数のブレーズド回折格子溝を備えることを特徴とする請求項１記載の光拡散パネル。
【請求項６】
前記第１面が、左右対称の三角形状回折格子、左右対称の正弦波状回折格子、左右非対称の三角形状回折格子及び左右非対称の正弦波状回折格子の少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１記載の光拡散パネル。
【請求項７】
前記発光素子が、ＬＥＤ、レーザーダイオード、蛍光光源、光導波路、光反射体、光屈折体及び偏光子の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２記載の光拡散パネル。
【請求項８】
前記第１面が、一つのパターンに複数の回折格子溝を備え、平行な溝、傾斜した溝、三角形状の溝、らせん状の溝及び斜線状の溝の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１記載の光拡散パネル。
【請求項９】
複数の波長を拡散できる光拡散パネルを製造するための製造方法であって、λｍｉｎは、複数の波長のうちの最短波長であり、λｍａｘは、複数の波長のうちの最長波長であり、
入射側の屈折率ｎｉｎが出射側の屈折率ｎｄより大きい基板用材料を決定する工程と、
λｍａｘ／（ｎｄ＋ｎｉｎ）より大きく、λｍｉｎより小さい格子周期Ｐを選択する工程と、
複数の波長を有する光を拡散する第１面と、第２面とを有し、前記第１面が格子周期Ｐの回折格子面である基板を形成する工程とを含むことを特徴とする光拡散パネルの製造方法。
【請求項１０】
前記基板を形成する工程が、
前記格子周期Ｐを有する前記回折格子面を有する前記第１面の形に合わせた成形面を有するモールドを形成する工程と、
前記基板を形成するために前記モールド内に前記基板用材料を注入する工程又は流し込む工程のうち少なくとも一つの工程とを含むことを特徴とする請求項９記載の光拡散パネルの製造方法。
【請求項１１】
前記基板を形成する工程が、
前記基板を形成する工程と、
前記第１面上に回折格子面を形成するために、前記第１面をカットする工程、エッチングする工程又はプレスする工程のうち少なくとも一つの工程とを含むことを特徴とする請求項９記載の光拡散パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境や物を照らすための光拡散パネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明に用いられる光源は、通常、シャープな輪郭ではなく、輪郭が無いか柔らかな輪郭の影を投じるソフトライトを作り出すために、光を拡散、分散または散乱させる拡散板を必要とする。例えば、写真術では、人がより若々しく写るよう、皺の視認性を下げるために、ソフトライトが使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／００９１８３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
標準的な拡散板は、曇った外観、つまり不透明である。すなわち、標準的な拡散板を通して見ると、対象物を明瞭に見ることができない。標準的な拡散板には、例えば、すりガラス拡散板、テフロン（登録商標）拡散板、ホログラフィー拡散板、乳白色ガラス拡散板、灰色ガラス拡散板が含まれる。このような拡散板は透明でないため、見る人の視界において、その存在は邪魔で不快に思われる。また、標準的な拡散板は、かなりの量の光を光源方向に戻すように拡散する。そのため、標準的な拡散板を使用すると、光源効率が下がる。
【０００５】
図１は、例えばすりガラス光拡散パネルといった従来の光拡散パネルを示す図である。
【０００６】
このような従来のすりガラス光拡散パネルは、等方拡散であり、そのため曇って見え、不透明である。図１に示すように、可視光帯内の波長をもつ光が光拡散パネル１０の拡散面１２と交差する時、拡散面が平らでなく粗い質感であると、拡散面の変化する表面角度に応じて、光はほとんど全方向に拡散する。光拡散パネル１０は、もう一つの面１４を備え、面１４は略平坦にしてもよく、別の拡散面とすることもできる。光がほとんど全方向に拡散するため、この光拡散パネルは、等方拡散と言われる。さらに、この光拡散パネルは、拡散面に入射する光の入射角に関係なく、等方拡散であるため、光拡散パネルの平面に略垂直（θin＝０）に入射する通常の入射光も、等方的に拡散される。このため、このような従来のすりガラス光拡散パネルを通して見ると、対象物はかすんで見え、はっきりと見ることができず、従来のすりガラス光拡散パネルを不透明なものとしているのである。
【０００７】
図２は、例えば、可視光の波長より大きな格子周期（図示せず）を有する通常の回折格子型光拡散パネルといった、別の従来からある光拡散パネルを示す図である。
【０００８】
このような従来の通常の回折格子型光拡散パネルも等方拡散であり、そのため曇って見え、不透明である。図２に示すように、光は光拡散パネル２０の拡散面２２と交差する。拡散面２２は、格子周期（図示せず）をもつ。格子周期とは、隣接する回折格子の溝の対応する端部間の距離である。そのような従来の通常の回折格子型光拡散パネルの格子周期（図示せず）は、可視光の波長よりも大きい。拡散面２２の回折格子は、光をほとんど全方向に拡散させる。したがって、このような光拡散パネルも等方拡散である。そのため回折格子面は不透明に見える。光拡散パネル２０は、もう一つの面２４を備え、面２４は略平坦にしてもよい。さらに、この光拡散パネルは、拡散面に入射する光の入射角に関係なく、等方拡散であるため、垂直の入射光（θin＝０）も、等方的に拡散される。このため、このような従来の回折格子型光拡散パネルを通して見ると、対象物はかすんで見え、はっきりと見ることができず、従来の回折格子型光拡散パネルを不透明なものとしているのである。
【０００９】
図３は、透明に見えるが光を拡散しない、バイナリ回折格子を設けた従来のサブ波長のＡＲ（anti-reflective）表面パネルを示す図である。
【００１０】
図３に示すように、従来のサブ波長のバイナリ回折格子パネル３０は格子周期Ｐ１を有する面３２と、略平坦にしてよいもう一つの面３４とを備える。
【００１１】
格子周期ｐ、入射側の屈折率ｎｉｎ、出射側の屈折率ｎｄ、入射角θｉｎ、回折角θｄ、入射光の波長λ、及び回折次数ｍ（整数）の関係を示す格子方程式は、下記の通りである。
【００１２】
【数１】
2014021501.tif 000003
【００１３】
従来のサブ波長のＡＲバイナリ回折格子面は、格子周期ｐ＝Ｐ１の時、下記数式（２）を満たす。
【００１４】
【数２】
2014021501.tif 000004
【００１５】
数式（２）が正確なら、｜ｍ｜が１以上で、｜ｓｉｎθｉｎ｜≦１の場合、回折次数について数式（１）の解はなく、あらゆる入射角について回折次数が０となる。
【００１６】
例えば、ｎｄ＝１（空気）で、ｎｉｎ＝１．５（アクリル）であれば、格子周期がＰ１＜λ／２．５の場合、パネルは波長λの光を回折しない。λ＝０．３９ｕｍ（可視スペクトルの短波長端）であれば、Ｐ１＜０．１５６ｕｍの場合、Ｐ１は可視スペクトルの全てのより長い波長に対してもλ／２．５より小さくなり、パネルは可視光を全く回折しない。
【００１７】
このような場合、光の回折はなく、光は回折されることなくパネルを伝わる。このため、このような従来のサブ波長のバイナリ回折格子を通して任意の角度から見ると対象物をはっきりと見ることができる。こうして、従来のサブ波長のバイナリ回折格子を透明なものとしている。従来のサブ波長のバイナリ回折格子では光の反射は殆どないか全くないため、ノングレアに見える。
【００１８】
したがって、高い照明率とより快適な透明の外観を提供できる光拡散パネルが、必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本開示は、様々な態様、実施形態、具体的な特徴又はサブコンポーネントのうちの１又はそれ以上によって、透明な光拡散パネルを実現できる様々な装置、器具又は構造を提供し、光拡散パネルの製造方法をも提供する。
【００２０】
本発明の一実施形態では、光学素子とつなぐ光拡散パネルは、複数の波長に対して拡散性のある第１面と、第２面とを有する基板を備え、基板は、第１面の入射側の屈折率ｎｉｎが出射側の屈折率ｎｄより大きい材料から成り、λｍｉｎは複数の波長のうちの最短波長であり、λｍａｘは複数の波長のうちの最長波長であり、第１面は格子周期Ｐを有する回折格子面であり、格子周期Ｐはλｍａｘ／（ｎｄ＋ｎｉｎ）より大きく、λｍｉｎより小さい。
【００２１】
本発明の別の特徴によれば、基板は、その少なくとも何れか一方の端部が、第１面と第２面のうちの一つの法線に対して基板の臨界角より大きい入射角で発光素子からの複数の波長を有する光を受けるように構成され、それにより、複数の波長を有する光が全反射によって基板内に導かれ、回折によって拡散され、複数の波長の少なくとも一つを有する光の一部が第１面及び第２面の少なくとも一つから基板の外に出る。
【００２２】
本発明の別の特徴によれば、発光素子は、基板の少なくとも何れか一方の端部に取り付けられて、基板とつながり、複数の波長を有する光を前記入射角で基板内に伝えるように構成される。
【００２３】
本発明の別の特徴によれば、第１面は、複数の波長の少なくとも一つを有する光の一部が第１面及び第２面から基板の外に出るように構成された、複数のバイナリ回折格子溝を備える。
【００２４】
本発明の別の特徴によれば、第１面は、複数の波長の少なくとも一つを有する光の一部が第２面だけから基板の外に出るように構成された、複数のブレーズド回折格子溝を備える。
【００２５】
本発明の別の特徴によれば、第１面は、左右対称の三角形状回折格子、左右対称の正弦回折格子、左右非対称の三角形状回折格子、及び左右非対称の正弦回折格子の少なくとも一つを備える。
【００２６】
本発明の別の特徴によれば、発光素子は、発光ダイオード、レーザーダイオード、蛍光源、光導波路、光反射体、光屈折体及び偏光子の少なくとも一つを含む。
【００２７】
本発明の別の特徴によれば、第１面は、一つのパターンに複数の回折格子溝を備え、平行な溝、傾斜した溝、三角形状の溝、らせん状の溝及び斜線状の溝の少なくとも一つを有する。
【００２８】
本発明の別の実施形態は、複数の波長を有する光を拡散できる光拡散パネルを製造するための製造方法に関し、λｍｉｎは、複数の波長のうちの最短波長であり、λｍａｘは、複数の波長のうちの最長波長である。この製造方法は、入射側の屈折率ｎｉｎが出射側の屈折率ｎｄより大きい基板用材料を決定する工程と、λｍａｘ／（ｎｄ＋ｎｉｎ）より大きくλｍｉｎより小さい格子周期Ｐを選択する工程と、複数の波長を有する光を拡散する第１面と、第２面とを有し、第１面が格子周期Ｐを有する回折格子面である基板を形成する工程とを含む。
【００２９】
本発明の別の特徴によれば、基板の形成は、格子周期Ｐの回折格子面を有する第１面の形に合わせた成形面を有するモールドを形成する工程と、基板を形成するためにモールド内に基板用材料を注入する工程又は流し込む工程のうち少なくとも一つの工程とを含む。
【００３０】
本発明の別の特徴によれば、基板の形成は、基板を形成する工程と、第１面上に回折格子面を形成するために第１面をカット、エッチング又はプレスのうち少なくとも一つを行う工程とを含む。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、高効率の照明及びより快適で透明な視界像をもたらす光拡散パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の光拡散パネルを示す図である。
【図２】別の従来の光拡散パネルを示す図である。
【図３】従来のサブ波長のＡＲ光拡散パネルを示す図である。
【図４】ここで説明する実施形態に係る、バイナリ回折格子型の光拡散パネルの一例の断面図である。
【図５】ここで説明する実施形態に係る、ブレーズド回折格子型の光拡散パネルの一例の断面図である。
【図６】（ａ）は、ここで説明する実施形態に係る、不完全な全反射を起こすバイナリ回折格子型の光拡散パネルの一例の光反射特性を示す図で、（ｂ）は、ここで説明する実施形態に係る、全反射を回復したブレーズド回折格子型の光拡散パネルの一例の光反射特性を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、ここで説明する実施形態に係る、一端部に発光素子を取り付けた光拡散パネルの一例の平面図及び断面図である。
【図８】ここで説明する実施形態に係る、光拡散パネルを製造するための製造方法のフローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下の詳細な説明では、複数の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について、限定でない例を用いて、本発明をさらに説明する。全図面を通じて同様の構成要素には同様の参照符号が付与されている。
【００３４】
本開示は、様々な態様、実施形態、具体的な特徴又はサブコンポーネントのうちの１又はそれ以上によって、以下に明記する１乃至複数の効果をもたらすことを意図している。
【００３５】
図４は、ここで説明する実施形態に係る、バイナリ回折格子型の光拡散パネルの一例の断面図である。光拡散パネル１００の概要が、断面図に示されている。光拡散パネル１００は、回折格子面１０２を含み、この回折格子面１０２は、例えばバイナリ回折格子面でもよい。また、例えば、光拡散パネル１００の他の面１０４は、略平坦面でもよい。
【００３６】
回折格子面１０２の一例としてのバイナリ回折格子面は、次の数式を満たす格子周期Ｐ２を有し、全可視スペクトルの範囲に対し、λは、好ましくは０．３８ｕｍから０．７８ｕｍがよい。
【００３７】
【数３】
2014021501.tif 000005
【００３８】
数式（１）で、垂直の入射角（θｉｎ＝０）又はそれに近い角に対する回折次数（０以外のｍ）の解はなく、垂直の入射角又はそれに近い角で入射する光は、回折することなくパネルを透過する。この場合、対象物は、例示のバイナリ回折格子型の光拡散パネルを通して、垂直の又はそれに近い入射角で光拡散パネルの側面のどちらから見ても、はっきりと視認できる。したがって、光拡散パネルは透明に見える。
【００３９】
一方、光拡散パネルに導かれた光の角で、全反射角（即ち、臨界角）ｓｉｎ−１(ｎｄ／ｎｉｎ)より大きな入射角について、数式(１)で回折次数の解は出るが、わずかに過ぎず、むしろ、一つだけである。この回折は、拡散性がある。なぜならば、光が広げられ、パネル表面全体から発光されるためである。例示の光拡散パネルは、光がパネルに導かれ、傾斜して回折格子面１０２に向かう場合、照明用に使用することができる。
【００４０】
実例として、λ／ｐ＝１．５で、ｎｄ＝１（空気）、ｎｉｎ＝１．５（アクリル）がλ／（ｎｄ＋ｎｉｎ）＜ｐ＜λを満たすならば、数式（１）の回折方程式は、次のように書き換えることができる。
【００４１】
【数４】
2014021501.tif 000006
【００４２】
この場合、｜１．５ｓｉｎθｉｎ｜＜０．５か、｜θｉｎ｜＜１９．４７°ならば、回折角θｄは、０でないｍに対しては解がなく、回折は０回となる。従って、｜θｉｎ｜＜１９．４７°の角度でみると、回折次数はなく、対象物をはっきりと見ることができる。
【００４３】
この例で、入射角θｉｎ＝６０°の導波光に対する数式（１）の解は、回折角が概ね−１１．６°の透過する回折光（Ｔ-１ｓｔ）と、回折角が概ね−１１．６°の反射する回折光（Ｒ−1ｓｔ）と、導波角θｉｎ＝６０°の反射する０次回折光（Ｒ０ｔｈ）の一組である。
【００４４】
図４に示すように、透過する回折光（Ｔ-１ｓｔ）及び反射する回折光（Ｒ−1ｓｔ）は、反射する０次回折光（Ｒ０ｔｈ）が導波光としてパネル内を伝播し続けて、次に光拡散パネルの回折格子面１０２と交差する場所で、透過する回折光（Ｔ-１ｓｔ）と反射する回折光（Ｒ−1ｓｔ）とをもう一組生み出す間に、照明光として光拡散パネルの外に伝えられる。
【００４５】
好ましくは、格子周期Ｐ２は、最短波長λｍｉｎから最長波長λｍａｘ（λｍｉｎ＜λｍａｘの場合）に亘る多様な波長について、次の数式を満たす方がよい。
【００４６】
【数５】
2014021501.tif 000007
【００４７】
一例として、λｍｉｎ＝０．３８ｕｍ（可視光の最短波長）、λｍａｘ＝０．７８ｕｍ（可視光の最長波長）、ｎｄ＝１（空気）でｎｉｎ＝１．５（アクリル）の場合、ｐの好ましい範囲は、０．３１２ｕｍ＜ｐ＜０．３８ｕｍである。
【００４８】
図６（ａ）は、ここで説明する実施形態に係る、上で例示した光拡散パネル１００の光学反射特性を示している。図４に示すように、上記実施形態で開示した回折格子面１０２のようなバイナリ回折格子面は、光拡散パネル１００がその両面で導波光から拡散光を作り出す場合、双方向の照明を可能とする。回折格子面１０２の双方向照明特性は、バイナリ回折格子面の場合、不完全な全反射によるものである。図６（ａ）に示すように、バイナリ回折格子面の場合、不完全な全反射は、１００％より少ない光を、全反射角（即ち、臨界角）を超える角度で反射させる。反射しない光は上記の透過する回折光（Ｔ-１ｓｔ）として漏れ出る。
【００４９】
図５は、ここで説明する実施形態に係る光拡散パネルの別の一例の断面図である。この断面図は、光拡散パネル２００の概要を示す。拡散面２０２は回折格子面であり、例えばブレーズド回折格子面である。また、例えば、下面２０４は滑らかな略平坦面でもよい。
【００５０】
例示のブレーズド回折格子面２０２は、次の数式を満たす格子周期Ｐ３を有する。
【００５１】
【数６】
2014021501.tif 000008
【００５２】
この数式で、垂直の入射角（θｉｎ＝０）又はそれに近い角に対する回折次数（０以外のｍ）の解はなく、垂直の入射角又はそれに近い角で入射する光は、回折することなくパネルを透過する。この場合、対象物は、例示の光拡散パネルを通して、垂直の又はそれに近い入射角で光拡散パネルの側面のどちらから見ても、はっきりと視認できる。したがって、光拡散パネルは透明に見える。
【００５３】
一方、光拡散パネルに導波された光の角で、全反射角（即ち、臨界角）ｓｉｎ−１(ｎｄ／ｎｉｎ)より大きな入射角について、数式(１)で回折次数の解は出るが、わずかに過ぎず、むしろ、一つだけである。この回折は、拡散性がある。なぜならば、光が広げられ、パネル表面全体から発光されるためである。例示の光拡散パネルは、光がパネルに導波され、傾斜して回折格子面２０２に向かう場合、照明用に使用することができる。
【００５４】
図４に示すバイナリ回折格子面１０２を有する光拡散パネル１００とは違い、図５に示すブレーズド回折格子面２０２を有する光拡散パネル２００は、反射する回折光（Ｒ−１ｓｔ）を一つのみ有し、回折次数は一つのみである。このように、傾斜して回折格子面２０２に向けられる導波光は光拡散パネル２００の１側面のみ、具体的にいうと回折格子面２０２と反対側、すなわち下面２０４の側に照明を提供する。
【００５５】
本発明はバイナリ回折格子面を有する光拡散パネルとブレーズド回折格子面を有する光拡散パネルの一例を説明している。他のタイプの回折格子面、例えば正弦波状の回折格子面を使用してもよいと解する。
【００５６】
図６（ｂ）は、ここで説明する実施形態に係る、図５で示した例示の光拡散パネル２００の光学反射特性を示す。上述の通り、図５に示されたブレーズド回折格子面２０２を有する光拡散パネル２００は、反射する回折光（Ｒ−１ｓｔ）を一つのみ有し、回折次数は一つのみであり、導波光から光拡散パネル２００の一側面にのみ照明を提供する。この一方向照明は図６（ｂ）に示すブレーズド回折格子面２０２の特性によるところであり、この図は、全反射角（即ち、臨界角）を超えると、全反射が１００％反射に回復することを示し、このため全反射角（即ち、臨界角）を超えると、透過する回折光（Ｔ−１ｓｔ）としての光の漏れがない。
【００５７】
図７（ａ）乃至７（ｄ）は、ここで説明する実施形態に係る、一端部に一体的に形成された発光素子を有する光拡散パネルの一例の平面図及び断面図である。
【００５８】
図７（ａ）は、図４に示した光拡散パネルと似た断面形状を有する光拡散パネルの一例の平面図及び断面図である。光拡散パネル３００は、例えばバイナリ回折格子面を有してもよい。光拡散パネル３００は、その一端部に発光素子３５０を一体的に形成してもよい。発光素子３５０は、例えばＬＥＤや、レーザーダイオード、ＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）のような光源、若しくは光源からの光を伝える集光レンズ、コリメータ、ビームシェイパーといった結合光学素子としてもよい。発光素子３５０は、例えば、機械的取付構造、化学的接着、加熱、若しくはこれら取付手法の組み合わせによって、光拡散パネル３００の一端部に固定又は接着してもよい。発光素子３５０は、例えば、１乃至複数の可視波長をもつ光が、光拡散パネル３００の一端部から、光拡散パネル３００の平面に対して１乃至複数の傾斜角で、または光拡散パネル３００の全反射角、即ち臨界角よりも大きな１乃至複数の角度で、光拡散パネル３００に向かうように設計してもよい。
【００５９】
この構成において、発光素子３５０から光拡散パネル３００に伝わる光は、上述のように、導波されて、光拡散パネル３００のほぼ全面から拡散され、双方向照明により光拡散パネルの両側面で対象物を照射する。上述の通り、照射された対象物はパネルを通して見てもはっきりと見える。これにより、高効率の照明及びより快適で透明な視界像をもたらす光拡散パネルを提供する。
【００６０】
図７（ｃ）は、光拡散パネルの別の一例の平面図及び断面図である。光拡散パネル５００は、発光素子５５０が一体的に形成されている。この発光素子５５０は、図７（ａ）に示す発光素子３５０と同様の構成でもよい。光拡散パネル５００は、図示されているように、ブレーズド回折格子面を備える。
【００６１】
この構成において、発光素子５５０から光拡散パネル５００に伝わる光は、上述のように、導波されて、光拡散パネル５００のほぼ全面から拡散され、対象物を照射する。上述の通り、照射された対象物はパネルを通して見てもはっきりと見える。これにより、高効率の照明及びより快適で透明な視界像をもたらす光拡散パネルを提供する。
【００６２】
図７（ｂ）及び７（ｄ）は、それぞれ、光拡散パネルの別の一例の平面図及び断面図である。光拡散パネル４００及び６００は、図７（ａ）及び７（ｃ）に示す光拡散パネル３００及び５００に似ているが、光拡散パネル４００及び６００は、例えば斜めパターンや十字状パターンの回折格子溝を追加的に含んでもよい。この追加の回折格子溝は、拡散光に更に回折角やパターンを与え、光拡散パネル４００及び６００に対してより散乱した照明効果を提供する。
【００６３】
図示した回折格子パターンは、非限定的な例を意図したものである。追加の回折格子パターンも考えられ、例えばらせん状や、任意の形状、三角形状、曲線状などでもよい。
【００６４】
本発明に係る光拡散パネルは、モールドの元になる基材（例えばニッケル）に通常のダイヤモンドバイトを使った切削加工を施すことでモールドを形成して作ることができ、透明な合成樹脂などの材料をモールド内に流し込み又は注入して成形される。
【００６５】
あるいは、スピナーによりシリコンウエハ上に塗布された電子ビームレジストに電子ビーム描画をして、電子ビームレジストを現像し、通常の反応性イオンエッチング装置を使ってシリコンウエハをエッチングすることで、別の種類のモールドを作ることもできる。シリコン製モールドは、より大きいサイズのドーターモールド（daughter mold）をつくるために、ステップアンドリピート式ドーターモールド生成機に取り付けられる。光拡散パネルは、透明な合成樹脂などの材料をドーターモールド内に流し込み又は注入して成形される。
【００６６】
さらに、光拡散パネルは、予備成形した透明基材の板を用意し、ＣＷレーザー又はＣＯ２パルスレーザー、ＬＤ励起固体レーザー、ファイバレーザー、ディスクレーザー、レーザーダイオード、エキシマレーザー、フェムト秒レーザー、ピコ秒レーザー及びナノ秒レーザーといった任意のレーザーで透明基材の板の表面をレーザー加工して直接作ることができる。
【００６７】
図８は、ここで述べた実施形態に係る光拡散パネルを製造するための製造方法のフローの一例を示す。製造方法８００はステップ８１０から始まり、このステップでは、光拡散パネルに適切な材料や格子周期を決定又は選択する。光拡散パネルの材料は、材料の入手のしやすさ、材料のコスト・製造コスト・品質・信頼性、意図する光拡散パネルの使用タイプによって決めてよい。材料が選択されると、その屈折率も分かる。すると、光拡散パネルの格子周期ｐを次の数式を使って決定することができる。
【００６８】
【数７】
2014021501.tif 000009
【００６９】
ステップ８１５で、回折格子面を含むモールドを使って材料をかたどるかどうか判断し、回折格子面を含めてモールド成形する場合には、ステップ８２０に進む。別の方法では、回折格子面のないモールドが使用され、ステップ８４０に進む。
【００７０】
ステップ８２０では、所定の格子周期で、光拡散パネルの回折格子面用のモールド表面を作るために、ダイヤモンドバイトを使った切削加工、レーザーを用いた表面加工、化学エッチング、イオンエッチング、レジストパターンエッチングなどの、プレス加工、カット加工及び／又はエッチング加工でモールドを形成してもよい。すなわち、中間モールドは、カット及び／又はエッチング加工で形成してもよく、それから、回折格子面用のモールド表面をプレスやその他の加工手段によって最終のモールドに加工することができる。
【００７１】
ステップ８３０では、材料を最終モールドに流し込み又は注入して、光拡散パネルを形成する。すると、回折格子面が光拡散パネルに形成される。そして、光拡散パネルをモールドから離型する。光拡散パネルの形状を完成し、機能を調整するために、追加的に、光拡散パネルに、カット、研磨、洗浄、ベーキング、アニール、セッティング（setting）やラミネートの工程を踏んでもよい。さらに、光拡散パネルと発光素子とを備えた照明装置を作る場合には、光拡散パネルに発光素子を取り付ける工程を追加してもよい。ステップ８３０の後、光拡散パネルは完成し、工程は終了する。
【００７２】
ステップ８２０と８３０の代わりに、ステップ８４０では、選択した材料を用い、例えば、回折格子面用のモールド表面を有さないモールドに材料を流し込み又は注入して、透明パネル基板を予備成形する。透明パネルの形状や機能を調整するために、追加的に、光拡散パネルに、カット、研磨、洗浄、ベーキング、アニール、セッティングやラミネートの工程を踏んでもよい。
【００７３】
ステップ８５０では、光拡散パネルにおける所定の格子周期の回折格子面を形成するために、ダイヤモンドバイトを使った切削加工、レーザーを用いた表面加工、化学エッチング、イオンエッチング、レジストパターンエッチングなどの加工により、透明パネル基板を、プレスし、カットし及び／又はエッチングする。光拡散パネルの形状や機能を調整するために、追加的に、光拡散パネルに、カット、研磨、洗浄、ベーキング、アニール、セッティングやラミネートの工程を踏んでもよい。さらに、光拡散パネルと発光素子とを備えた照明装置を作る場合には、光拡散パネルに発光素子を取り付ける工程を追加してもよい。ステップ８５０の後、光拡散パネルは完成し、工程は終了する。
【００７４】
いくつかの例示的な実施形態について本発明を説明したが、使用した語は、限定のための語ではなく、説明と例示のための語であると解される。本発明の範囲及び主旨から逸脱しなければ、現在の又は補正された特許請求の範囲内で、変更は可能である。特定の方法、材質及び実施形態について本発明を説明したが、本発明を開示した事項に限定する意図ではない。むしろ、本発明は、特許請求の範囲内に入るような、機能的に同等な全ての構成、方法及び用途に及ぶ。
【００７５】
現在の明細書は、特定の標準やプロトコルについて特定の実施形態で実施できる構成要素や機能を説明しているが、本開示はそのような標準やプロトコルには限定されない。そのような標準は、一定期間で、本質的に同じ機能を有するより高速又はより効率的な均等物に取って代わられる。したがって、同一又は類似する機能をもつ代替の標準やプロトコルは均等物とみなされる。
【００７６】
ここで述べた実施形態の図示は、種々の実施形態の全般的な理解を提供することを意図している。これらの図示は、ここで述べた構造又は手段を使用する機器やシステムの全ての要素及び特徴を完全に説明することを意図したものではない。この点で、本発明の基本的な理解に必要なもの以上に詳しく本発明の構成の詳細を示そうとはしていない。多くの他の実施形態は、本開示をもってすれば、当業者に明確であろう。開示範囲から逸脱することなく構造的・論理的な代替及び変更をしたような他の実施形態を、適用したり、本開示から導き出してもよい。加えて、これらの図示は、単なる表現的なものにすぎず、縮尺通りに描かれていない場合がある。図示中のある部分が強調して描かれ、他の部分は最小限に描かれている場合がある。したがって、本開示とその形態は、限定的なものではなく例示とされるべきものである。
【００７７】
本開示に係る１又はそれ以上の実施形態は、個別的にも集合的にも、「発明」という語で述べられているが、便宜上に過ぎず、本願の範囲を自発的に特定の発明や発明概念に限定する意図ではない。さらに、ここでは特定の実施形態を図示し説明しているが、当然のことながら、この実施形態の代わりに、同一又は類似の目的を達成するように設計されたいかなる変更を用いてもよい。本開示は、種々の実施形態について、後々のあらゆる全ての改変・変更を含むことを意図している。上記実施形態を組み合わせたものやここでは特に述べていない他の実施形態も、この説明をもってすれば、当業者に明確であろう。
【００７８】
本開示の要約は、連邦規則法典第３７巻第１．７２（ｂ）条に従っており、請求項の範囲や意味を解釈したり限定するために用いられるものではないという理解の下で提出されている。さらに、上記の詳細な説明では、効率的に本開示を行うために、さまざまな特徴を一つの実施形態にまとめ、説明している。このような開示の方法を取っているからといって、本発明について請求の対象となる実施形態が各請求項に明示的に記載した特徴より多くの特徴を必要とするという意図を反映していると解釈されるべきではない。むしろ、以下に記載する請求項が反映しているように、発明の主題は、開示した実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴にある。このため、以下に記載する請求項は、「詳細な説明」に組み入れられるものであり、各請求項は個々に請求された対象として成立する。
【００７９】
上で開示された対象は、例示とみなされるべきであって、限定的ではなく、特許請求の範囲は、本開示の主旨及び範囲に含まれる全ての改変、改良及びその他の実施形態をカバーすることを意図している。したがって、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲及びその均等物の最も広い許容可能な解釈によって、法で認められる最大の程度にまで、定められなければならず、上記発明の詳細な説明によって限定されるべきではない。
【符号の説明】
【００８０】
１００  光拡散パネル
１０２  回折格子面
１０４  他の面
Ｐ２  格子周期
【図１】
2014021501.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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