(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主入力面と、出力面上に第１のレンズアレイとを含む第１のプレートと、
入力面上に第２のレンズアレイと、出力面とを含み、前記第２のレンズアレイが前記第１のレンズアレイに対して相補的な形状を有し前記第１のレンズアレイに対して平行に延びる第２のプレートと、
前記第１のプレートに提供された装飾画像と、
を含む、光学アレンジメントであって、
前記第１及び第２のプレートは、
前記第１及び第２のレンズアレイが一緒になって、前記第１及び第２のプレートがパススルー機能を提供する第１の構成と、
前記第１及び第２のレンズアレイが距離Ｄだけ分離され、前記第１及び第２のプレートは装飾画像を出力に提供する第２の構成と
の間で、前記主入力面に対して法線に沿って互いに対して移動され得る、光学アレンジメントであって、
前記第１のレンズアレイは、負の焦点距離Ｆｎを有する負のレンズのアレイを含み、
前記装飾画像は、前記第１のレンズアレイの出力面に位置する、
光学アレンジメント。
【請求項２】
主入力面と、出力面上に第１のレンズアレイとを含む第１のプレートと、
入力面上に第２のレンズアレイと、出力面とを含み、前記第２のレンズアレイが前記第１のレンズアレイに対して相補的な形状を有し前記第１のレンズアレイに対して平行に延びる第２のプレートと、
前記第１のプレートに提供された装飾画像と、
を含む、光学アレンジメントであって、
前記第１及び第２のプレートは、
前記第１及び第２のレンズアレイが一緒になって、前記第１及び第２のプレートがパススルー機能を提供する第１の構成と、
前記第１及び第２のレンズアレイが距離Ｄだけ分離され、前記第１及び第２のプレートは装飾画像を出力に提供する第２の構成と
の間で、前記主入力面に対して法線に沿って互いに対して移動され得る、光学アレンジメントであって、
前記第１のレンズアレイは、負の焦点距離Ｆｎを有する負のレンズのアレイを含み、
前記装飾画像は、前記第１のプレートの前記出力面に、又は、当該出力面と負の焦点距離Ｆｎとの間に位置し、
前記装飾画像は、前記第１のレンズアレイの各レンズに関連する１つの画像又は画像部分を有する、完全な画像又は画像部分の反復パターンを含む、光学アレンジメント。
【請求項３】
前記装飾画像は、前記第１のレンズアレイの出力面と０．５＊Ｆｎとの間に配置される、請求項２に記載の光学アレンジメント。
【請求項４】
前記第２のレンズアレイは、正のレンズのアレイを含む、請求項３に記載の光学アレンジメント。
【請求項５】
前記第１のプレートの前記主入力面は平面であり、前記第２のプレートの前記出力面は平面である、請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学アレンジメント。
【請求項６】
前記第１及び第２のレンズアレイは、個々のレンズレットの２次元アレイをそれぞれ含む、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学アレンジメント。
【請求項７】
前記個々のレンズレットが円形である、請求項６に記載の光学アレンジメント。
【請求項８】
前記第２の構成において、各画像又は画像部分は、前記第２のプレートの前記出力面から所定の距離の結像面において同じ位置に集束される、請求項２、３、４又は請求項２に従属する請求項５乃至７の何れか一項に記載の光学アレンジメント。
【請求項９】
前記画像又は画像部分の間のピッチは、前記画像又は画像部分を同じ位置に集束させるために、前記第２のレンズアレイのレンズ間のピッチよりも大きい、請求項８に記載の光学アレンジメント。
【請求項１０】
前記装飾画像は、
前記第１のプレートの前記主入力面上、
前記第１のプレートの前記出力面上、又は、
前記第１のプレートの前記主入力面に対して配置された支持板上
に提供される、請求項２乃至９の何れか一項に記載の光学アレンジメント。
【請求項１１】
前記第２の構成において、前記装飾画像と前記第２のレンズアレイとの間の距離は、前記第２のレンズアレイの前記レンズの焦点距離の０．９〜１．１倍である、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光学アレンジメント。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光学アレンジメントと、前記第１のプレートの前記主入力面に面する光源とを含み、前記光源は、動作中に前記第１のプレートの前記主入力面に向かって光源光を発する、照明デバイス。
【請求項１３】
主入力面と、出力面上に第１のレンズアレイとを含む第１のプレートであって、第１のレンズアレイが負の焦点距離Ｆｎを有する負のレンズのアレイを含む前記第１のプレートと、
入力面上に第２のレンズアレイと、出力面とを含み、前記第２のレンズアレイが第１のレンズアレイに対して相補的な形状を有し前記第１のレンズアレイに対して平行に延びる第２のプレートであって、前記第１のレンズアレイの出力面に装飾画像が提供される前記第２のプレートとを含む、光学アレンジメントに光を提供するステップ
を含む照明方法であって、
前記第１及び第２のレンズアレイが一緒になって、第１及び第２のプレートがパススルー機能を提供する第１の構成と
前記第１及び第２のレンズアレイが距離Ｄだけ分離されており、前記第１及び第２のプレートが前記装飾画像を出力に提供する第２の構成と
の間で、前記第１及び第２のプレートを前記主入力面に対して法線に沿って互いに対して移動するステップ
を含む、照明方法。
【請求項１４】
主入力面と、出力面上に第１のレンズアレイとを含む第１のプレートであって、第１のレンズアレイが負の焦点距離Ｆｎを有する負のレンズのアレイを含む前記第１のプレートと、
入力面上に第２のレンズアレイと、出力面とを含み、前記第２のレンズアレイが第１のレンズアレイに対して相補的な形状を有し前記第１のレンズアレイに対して平行に延びる第２のプレートであって、前記第１のプレートの前記出力面に又は当該出力面と負の焦点距離Ｆｎとの間に装飾画像が提供される前記第２のプレートとを含む、光学アレンジメントに光を提供するステップ
を含む照明方法であって、
前記第１及び第２のレンズアレイが一緒になって、第１及び第２のプレートがパススルー機能を提供する第１の構成と
前記第１及び第２のレンズアレイが距離Ｄだけ分離されており、前記第１及び第２のプレートが前記装飾画像を出力に提供する第２の構成と
の間で、前記第１及び第２のプレートを前記主入力面に対して法線に沿って互いに対して移動するステップ
を含み、
前記第２のレンズアレイは、正のレンズのアレイを含み、前記装飾画像は、前記第１のレンズアレイの各レンズに関連する１つの画像又は画像部分を有する、画像又は画像部分の反復パターンを含み、前記照明方法は、
前記第２の構成において、前記第２の光学プレートの前記出力面から所定の距離の結像面において同じ位置に集束するステップ
を含む、方法。
【請求項１５】
装飾画像は、
前記第１のプレートの前記主入力面上、
前記第１のプレートの前記出力面上、又は、
前記第１のプレートの前記主入力面に対して配置された支持板上
に提供される、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学アレンジメント、特に、一般的な機能的照明をシーンに提供でき、表示された画像を装飾照明として提供できる、光学アレンジメントに関する。本発明はさらに、光学アレンジメントを含む、照明デバイス及び照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の照明システムでは、ユーザは、光源の色を調光及び調整することによってシーン設定を行うことができる。これらの一般的な照明機能に加えて、雰囲気を生成するための装飾パターンもユーザの関心の対象である。
【０００３】
多くの場合、照明システムは、装飾機能を提供するか、又は機能的であり、単一のシステムにおいて２つのタイプの照明の間での切り替えが可能でない。
【０００４】
投光照明効果又はスポット照明効果等、様々な機能的効果を切り替えることが可能な照明デバイスが知られている。
【０００５】
ＵＳ２００６０２０２９１０Ａ１は、パススルー機能及び装飾モードを提供するために互いに対して移動可能な一対のレンズアレイを有する光学アレンジントを開示する。装飾モードにおいて、劣化している品質の画像が提供されることは、既知のアレンジメントの欠点である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来技術システムの少なくとも１つの欠点が打ち消されたコンパクトなシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、請求項によって定義される。
【０００８】
本発明の実施形態によれば、
主入力面と、出力面上に第１のレンズアレイとを含む第１のプレートと、
入力面上に第２のレンズアレイと、出力面とを含み、第２のレンズアレイが第１のレンズアレイに対して相補的な形状を有し第１のレンズアレイに対して平行に延びる第２のプレートと、
第１のプレートに提供された装飾画像と、
を含む、光学アレンジメントであって、
第１及び第２のプレートは、
第１及び第２のレンズアレイが一緒になって、第１及び第２のプレートがパススルー機能を提供する第１の構成と、
第１及び第２のレンズアレイが距離Ｄだけ分離され、第１及び第２のプレートは装飾画像を出力に提供する第２の構成と、
の間で主入力面に対して法線に沿って互いに対して移動され、
第１のレンズアレイは、負の焦点距離Ｆｎを有する負のレンズのアレイを含み、
装飾画像は、第１のプレートの出力面に、又は、当該出力面と負の焦点距離Ｆｎとの間に位置する、
光学アレンジメントが提供される。
【０００９】
負の焦点距離は、光の伝播方向において、レンズの焦点距離が（負の）レンズに対して上流であることを意味する。
【００１０】
従来技術は、第１のレンズアレイが正のレンズを含み、第１のレンズが負のレンズの第２のレンズアレイの位置に対して上流位置にある、一対のレンズアレイを開示する。従来技術の光学アレンジメントが適切に機能するためには、正の凸レンズアレイの焦点距離／長さｆよりも大きな距離、実際には焦点距離ｆの少なくとも２倍の距離に画像が配置されなければならない。装飾画像から発散する放射特性、及び第１のレンズアレイからの比較的大きな距離の放射特性のために、装飾画像は、第１のレンズアレイの単一のレンズにのみ関連するだけでなく、第１のレンズアレイからの複数のレンズにも関連する。したがって、この従来技術のアレンジメントは、比較的大量のクロストークをもたらし、ひいては画質の劣化をもたらす。一方、装飾画像が、第１の正のレンズアレイの焦点距離よりも、第１のレンズアレイからより短い距離に位置する場合、正のレンズは、入射する放射パターン／ビームを屈折させて収束パターン／ビームにすることができず、画像は第２のレンズアレイの様々な負のレンズにリダイレクトされる。これはまた、クロストーク及び画質の劣化をもたらす。
【００１１】
本発明は、正及び負のレンズアレイの逆の順序、すなわち、第１のレンズアレイが負のレンズを含み、第２のレンズアレイが相補的な正のレンズを含むことによって、及び、第１のレンズアレイの可能な限り近くに、最適には出力面上に装飾画像を提供することによって、クロストークのこの問題を解決する。装飾画像が第１の（負の）レンズアレイの出力面に配置される場合、負のレンズアレイは画像形成プロセスにおいてもはや役割を果たさず、各画像又は画像部分はレンズアレイの単一の個々のレンズにのみ関連する。
【００１２】
この特徴から最適に利益を得るために、画像は、好ましくは第１のレンズアレイの出力面上に提供される。しかし、実用的な実験から、装飾画像又は画像部分を位置決めするための有用な範囲は、第１のプレートの出力面にあるか、又は当該出力面と負の焦点距離Ｆｎとの間にあり、十分な品質の投影画像が得られることがわかった。この有用な範囲は、第１のレンズアレイの出力面に装飾画像を提供することが比較的煩雑であるため、非常に便利である。第１のレンズアレイの入力面に装飾画像を配置する方がより便利であり、これは第１のレンズアレイから一般的に０．５＊Ｆｎ以内である。しかし、実際には、装飾を別個の支持板上に提供する方が好ましく、これは比較的簡単であり、さらに装飾画像の交換を簡単にする。また、次いで、一般的に、第１のレンズアレイから１＊Ｆｎ以内の画像を提供することが依然として可能である。
【００１３】
１つのレンズアレイの他方に対する移動は、レンズが接触せず、装飾目的のために出力に画像が提供されたときにレンズ機能を実行し、レンズが一緒になった時にパススルー機能を可能にする。レンズが一緒になる時に、レンズアレイはそれらの相補的な形状の結果として、固体界面を定義するために適合する。このことは、２つのレンズアレイが実質的に２つのレンズアレイの全領域にわたって接触又は近接できることを意味する。
【００１４】
したがって、本発明は、構成が簡単で小型で低コストであり、１つのシステムにおいて装飾機能及び機能的ビーム機能の両方を提供する照明システムを提供する。機械的な動きを用いて両方の機能の間に簡単な切り替えアレンジメントが提供される。
【００１５】
第１のレンズアレイは、負のレンズアレイを含む。これらは、例えば、凹レンズ（これはレンズ表面がレンズ本体内に突入することを意味する）を含む。第２のレンズアレイは、第１のレンズアレイの負のレンズと相補的な正のレンズのアレイを含む。これらは、例えば、凸レンズ（これはレンズ表面がレンズ本体から突出することを意味する）を含む。正及び負のレンズは、パススルーモードにおいて光に対して最小限の光学効果を有する固体ブロックを定義するために適合できる。
【００１６】
第１及び第２のレンズアレイは、例えばマイクロレンズ等の円形のレンズレットのような、個々のレンズレットの２次元アレイをそれぞれ含み得る。
【００１７】
装飾画像は、好ましくは、第１のレンズアレイの各レンズに関連する１つの画像又は画像部分を有する、完全な画像又は画像部分の反復パターンを含む。これらの完全な画像又は画像部分はシステムによって投影され、例えば、光学システムから予め設計された距離にある固定された投影面に投影される。レンズアレイは、複数のバージョンの画像又は画像部分（主画像及びサテライト画像）を生成する。装飾画像がステレオ画像部分、すなわち左目用及び右目用それぞれの画像部分を含む場合、パススルー機能と３Ｄ画像の投影とを切り替えることも可能である。
【００１８】
第２の構成において、各画像又は画像部分は、好ましくは、第２の光学プレートの出力面から所定の距離の結像面において同じ位置に集束される。この目的のために、画像又は画像部分の間のピッチは、画像又は画像部分を同じ位置に集束させるために、第２のレンズアレイのレンズの間のピッチよりも大きい。
【００１９】
装飾画像は、
第１のレンズアレイの平面入力面上、
第１のレンズアレイの出力面上、又は、
第１のレンズアレイの平面入力面に対して配置された支持板上
に提供される。
【００２０】
これらは、装飾画像を提供するために様々なオプションを提供する。
【００２１】
第２の構成において、装飾画像と第２のレンズアレイとの間の距離は、第２のレンズアレイのレンズの焦点距離の０．９〜１．１倍であり、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとの間の距離Ｄは（ほぼ）同じである。これは、装飾画像が見られる表面上の反復画像部分の結像を提供する。
【００２２】
本発明はさらに、第１の光学プレートの主入力面に面する光源を含み、光源が動作中に第１の光学プレートの主入力面に向かって光源光を発する、照明デバイスに関する。例えば、光学アレンジメントは照明デバイスの一部として、例えば円形の外側ハウジングを有する、例えばＬＥＤランプのような、例えば光フィッティングの出力部に提供される。
【００２３】
本発明はまた、
主入力面と、出力面上に第１のレンズアレイとを含む第１のプレートであって、第１のレンズアレイが負の焦点距離Ｆｎを有する負のレンズのアレイを含む第１のプレートと、入力面上に第２のレンズアレイと、出力面とを含み、第２のレンズアレイが第１のレンズアレイに対して相補的な形状を有し第１のレンズアレイに対して平行に延びる第２のプレートであって、第１のプレートの出力面に又は当該出力面と負の焦点距離Ｆｎとの間に装飾画像が提供される第２のプレートとを含む、光学アレンジメントに光を提供するステップ
を含む照明方法であって、当該方法は、
第１及び第２のレンズアレイが接触し、第１及び第２のプレートがパススルー機能を提供する第１の構成と
第１及び第２のレンズアレイが距離Ｄだけ分離されており、第１及び第２のプレートが装飾画像を出力に提供する第２の構成と
の間で、第１及び第２のプレートを主入力面に対して法線に沿って互いに対して移動するステップ
を含む、照明方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の実施例を、概略の添付図を参照して以下詳細に説明する。
【００２５】
【図１】第１のモードにおける、本発明による光学アレンジメントの例を示す。
【図２】第２のモードにおける光学アレンジメントを示す。
【図３】装飾画像部分のためのいくつかの代替的な位置を示す。
【図４】焦点距離の定義の仕方を示す。
【図５】所望の集束を提供する第１の関係を説明するために使用される。
【図６】所望の集束を提供する第２の関係を説明するために使用される。
【図７】結像面における画像部分の所望の収束を提供するためのピッチ関係を説明するために使用される。
【図８】レンズの第１及び第２のアレイのためのレンズレットの１つの可能なアレンジメントを示す。
【図９】従来技術による光学アレンジメントを示す。
【００２６】
図の寸法の一部は、説明及び明瞭さのために、誇張されている場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図９ａ及び図９ｂは、従来技術による光学アレンジメント１の２つのバリエーションを示す。従来技術のアレンジメントは、正のレンズの第１のレンズアレイ１６を含む第１のプレート１４と、負のレンズの第２のレンズアレイ１９を含む第２のプレート１８とを含む。正のレンズの第１のレンズアレイは、負のレンズの第２のレンズアレイの位置に対して上流位置に配置される。従来技術の光学アレンジメントが適切に機能するためには、装飾画像２２が、正の凸レンズアレイの焦点距離／長さｆよりも大きな距離、実際には焦点距離ｆの少なくとも２倍に配置されなければならず、このことは図９ａに示される。装飾画像から発散する放射特性、及び放射特性の第１のレンズアレイからの比較的大きな距離のために、装飾画像は、第１のレンズアレイの単一のレンズにのみ関連するだけでなく、第１のレンズアレイからの複数のレンズにも関連する。したがって、この従来技術のアレンジメントは、比較的大量のクロストーク２５をもたらし、ひいては投影面３０上の画像品質を劣化させる。一方、図９ｂに示されるように、装飾画像が、第１の正のレンズアレイの焦点距離よりも、第１のレンズアレイからより短い距離に位置する場合、正のレンズは、入射する放射パターンを、収束ビームに変換することができず、画像は第２のレンズアレイの様々な負のレンズに投影される。これはまた、クロストーク２５及び投影面３０上の画質の劣化をもたらす。
【００２８】
本発明は、相補的な形状のレンズアレイを有する２つのプレートを含む光学アレンジメントを提供する。装飾画像は、入力プレートに提供される。このプレートは、接触又は近接したプレートを有するパススルーモードと、プレートを離した装飾画像モードとの間で、互いに対して移動され得る。
【００２９】
図１は本発明の実施形態による光学アレンジメント１を示す。アレンジメント１は入力光１０を受信し、出力光１２を提供する。
【００３０】
第１のプレート１４は入力側にあり、主平面入力面１５と、出力面上に第１のレンズアレイ１６とを有する。第１のレンズアレイ１６は、負のレンズのアレイを含む。これらは、例えば、凹面のすなわち雌のレンズ（これはレンズ表面がレンズ本体内に突入することを意味する）を含む。
【００３１】
第２のプレート１８は出力側にあり、入力面上に第２のレンズアレイ１９と、平面出力面２０とを有する。第２のレンズアレイ１９は第１のレンズアレイに対して相補的な形状を有し、したがって正のレンズのアレイを含む。これらは、例えば、凸レンズすなわち雄のレンズ（これはレンズ表面がレンズ本体から突出することを意味する）を含む。
【００３２】
正及び負のレンズは、光に対して最小限の光学効果を有する固体ブロックを定義するレンズアレイと適合でき、ひいてはパススルーモードを定義する。レンズアレイは、このパススルーモードにおいて物理的に適合し得るが、レンズの焦点深度に比べて小さいギャップがあっても、光学性能は大きく変化しない。
【００３３】
装飾画像２２は、第１のプレートに提供されている。図１の例では、この装飾画像は支持板２４上に提供されているが、第１のプレート１４自体上に提供され得る。
【００３４】
第１及び第２のプレートは、第１及び第２の構成の間で、主入力面１５に対して法線Ｎに沿って互いに対して移動され得る。第１の構成において、第１及び第２のレンズアレイは一緒になって、第１及び第２のプレートはパススルー機能を提供する。この構成は図１に示され、２つのプレートは単一の平行プレートブロックとして機能する。いくつかのフレネル反射が生じ、装飾パターンはいくらかの光損失又は散乱を引き起こすが、入射ビーム１０のビームプロファイルは変化しないままである。
【００３５】
第２の構成では、第１及び第２のレンズアレイは距離Ｄだけ分離され（図２参照）、第１及び第２のプレートは装飾画像２２を出力に提供するように機能する。
【００３６】
図２は、第２の構成におけるシステムを示す。第１のプレート１４上の第１のレンズアレイ１６のレンズは、負の焦点距離Ｆｎを有し、この絶対値は第２のレンズアレイの正のレンズの焦点距離ｆに等しい。装飾画像から第２のプレート１８上の第２のレンズアレイ１９の間隔は、この距離ｆにほぼ等しく、例えば０．９ｆと１．１ｆとの間であり、これは距離Ｄとほぼ同じである。
【００３７】
雄‐雌レンズ対の効果は、光学システムから設計された距離にある表示面３０上に装飾画像の局所部分を結像（及び反転）することである。図１及び図２に示されるように、装飾画像は、画像部分３２の反復パターンを含み、第１のレンズアレイ１６の各レンズに関連する１つの画像部分を有する。これらの画像部分は、システムによって、固定された投影面３０に投影される。レンズアレイは、画像部分（隣接するレンズを光が通過する主画像３０ａ及びサテライト画像３０ｂ）の複数のバージョンを生成する。これらの個々の主画像部分の全てが一緒になって単一の結果画像を形成し、サテライト画像もまた表面上に反復パターンを形成する。
【００３８】
１つのレンズアレイの他方に対する移動は、レンズ同士が離れ、装飾目的のために出力に画像が提供されたときに、ビーム形成機能が実行されることを可能にする。
【００３９】
したがって、本発明は、構成が簡単で小型で低コストであり、１つのシステムにおいて装飾機能及び機能的ビーム機能の両方を提供する照明システムを提供する。機械的な動きを用いて両方の機能の間に簡単な切り替えアレンジメントが提供される。これは、ユーザによって手動で実行でき、又は、モータアレンジメントの制御下に置かれる。
【００４０】
図３は、装飾画像の様々なオプションを示す。図３において、装飾画像は全体画像２３の反復パターンを含み、各画像は第１のレンズアレイの個々のレンズと関連している。図３（ａ）は、第１のレンズアレイの平面入力面に対して配置された透明支持板２４上に画像が提供された図１及び図２のアレンジメントを示す。
【００４１】
図３（ｂ）は、第１のプレート１４の平面主入力面１５に適用された装飾画像を示し、図３（ｃ）は、第１のレンズアレイ１４の出力面１６に適用された装飾画像を示す。これらは、装飾画像を提供するための様々なオプションを提供する。図３ａ‐図３ｃに示されるように、第１のレンズアレイの負のレンズの各々は、負の焦点距離Ｆｎを有する。図３ａにおいて、装飾画像は、第１のレンズアレイの出力面と焦点距離Ｆｎとの間、すなわち約０．６＊Ｆｎに位置する。図３ｂにおいて、装飾画像は、第１のレンズアレイの出力面と０．５＊Ｆｎとの間、すなわち約０．４＊Ｆｎに提供される。図３ｃにおいて、装飾画像は、第１のレンズアレイの出力面、すなわち０＊Ｆｎに提供される。
【００４２】
レンズは、設計された面３０において装飾画像の結像を保証するように設計されている。これを達成するための光学的考察について以下に説明する。
【００４３】
図４は、空気中の球状（すなわち、一定の半径）のレンズについて焦点距離がどのように得られるかを示す。レンズ半径がＲの場合、焦点距離は、
f=nairR(nlens-nair)
によって与えられ、nairは、空気の屈折率（すなわちnair＝１）であり、nlensはレンズ材料の屈折率である。
【００４４】
図５は、負のレンズの機能が考慮されていない場合の光学アレンジメントを示す。これは、装飾パターンが正のレンズアレイ１９の焦点に又は焦点の近くに配置され、パターンが負のレンズアレイ１６の近くか又は負のレンズアレイ１６にある場合の、合理的な仮定である。画像は、第２のレンズアレイ１９からの焦点距離ｆにある。図５に示されるように、投影された画像は実質的に平行であり、所望の面３０の距離でのみ収束する。画像が収束する距離は、値ｆからの間隔のずれに依存する（代わりに、集束しないコリメートされた出力画像を与える）。
【００４５】
負のレンズを無視できない場合、パターンの結像は依然として可能である。図６は、適切な結像を提供するために満たされなければならない関係を示す。この場合、レンズアレイ１６、１９は薄いと仮定される。実用的な設計のために、レンズから基板への厚さも考慮に入れなければならない。
【００４６】
図６において、ｆはまたレンズアレイ１９のレンズの焦点距離である。画像と第１のレンズアレイ１６との間の距離は、この焦点距離の第１の倍数α（＜１）であり、第１のレンズアレイ１６と第２のレンズアレイ１９との間の距離は、この焦点距離の第２の倍数β（＜１）であり、
β＝１／（１＋α）である。
【００４７】
この構成からの僅かなずれはまた、コリメートされた形態で無限に投影されるのではなく、画像の集束をもたらす。
【００４８】
様々な画像部分３２を結像面３０の同じ位置に集束させるために、画像部分３２の間のピッチは、第２のレンズアレイ１９の間のピッチplensよりも大きい。
【００４９】
このことは、図７で示される。
【００５０】
全ての画像部分３２の重なりから単一の主画像を生成するために２つの条件が存在する。
【００５１】
第１に、
dpattern=dimagef/(dimage-f)
の場合、画像部分は結像面３０において全て集束し、
このときdpatternは画像部分３２と第２のレンズアレイ１９との間の距離であり、dimageは第２のレンズアレイ１９と結像面３０との間の距離であり、ｆは第２のレンズアレイ１９のレンズの焦点距離である。
【００５２】
第２に、画像は、
ppattern/plens=1+dpattern/dimage
の場合に一致し、
このときppatternは画像部分３２のピッチであり、plensは第２のレンズアレイ１９のレンズのピッチである。
【００５３】
このように、画像部分は、単一の拡大（及び反転）された画像に結像面において全て収束する。同様に、サテライト画像もまた重なり合う。
【００５４】
画像部分は、結像面において単一の画像を生成するように、好ましくは同一の画像である。
【００５５】
第１及び第２のアレイのレンズは、個々のレンズレット（すなわち、マイクロレンズ）である。図８に示されるように、例えば円の中心が六角形のグリッドを形成するように、それらは好ましくは円形であり、規則的な配列でアレンジされる。各レンズは、全ての関連する画像部分を結像面上に結像する。
【００５６】
光学アレンジメントは照明デバイスの一部として、例えば円形の外側ハウジングを有する、例えばＬＥＤランプのような、例えば光フィッティングの出力部に提供され得る。ランプ及び外部ハウジングは、光学アレンジメント上に入射する所望のビームプロファイル（図１の１０）を提供するように設計されている。これは、任意の適切なビームプロファイル、例えば近いコリメートされたスポット照明ビーム、又は発散する投光照明ビームであり得る。このビームプロファイルは、レンズアレイが一緒にされたときに保存されるが、レンズアレイが離れると、光源から所望の距離に画像が形成される。
【００５７】
光学アレンジメントを組み込んだ照明ユニットは、光学アレンジメントの設定を制御するＲＦコマンドを受信するための無線受信器と、構成を設定するためのモータとを有する。照明ユニットの追加の特徴は、ユーザが照明方向を制御できるように、照明ユニットのパン及びチルト等のように制御され得る。光出力の側面もまた、色、ビームサイズ、形状、及び強度等のように制御され得る。
【００５８】
本発明はまた、上述のように光学アレンジメントに光を提供することを含む、照明方法を提供する。この方法は、パススルー機能を提供するために第１及び第２のレンズアレイが一緒になる第１の構成と、装飾画像を提供するために第１及び第２のレンズアレイが分離された第２の構成との間で、第１及び第２のプレートが互いに対して移動することを含む。
【００５９】
レンズアレイが一緒になる場合、それらは接触していてもよく、さもなければ、間隔が第２のアレイのレンズの焦点距離の５％未満であってもよい。レンズアレイが離れている場合、間隔は焦点距離の値の程度である。
【００６０】
レンズアレイは、任意に中間位置に移動可能である。例えば、レンズアレイ間の距離を調整することによって画像の鮮明度を制御され得る。しかし、焦点距離のより大きな制御を可能にするためにピッチ調整も必要とされるので、調整範囲は比較的小さい。
【００６１】
レンズレットの典型的なサイズの例は３ｍｍピッチであり、曲率半径は３ｍｍ‐１０ｍｍの範囲である。但し、これらの寸法は縮小又は拡大できる。したがって、ピッチは、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であってもよく、曲率半径は、１ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であってもよい。各レンズアレイの典型的なサイズは、円形アレンジメントの直径の数センチメートル程度、例えば６ｃｍである。例えば、直径は３ｃｍ〜１０ｃｍの範囲であり、これはアレイ当たり数百のレンズレットを与え、例えば１００〜１０００のレンズレットが存在し得る。３ｍｍのピッチを有する直径６ｃｍのレンズアレイの場合、各アレイに約４００のレンズレットが存在する。
【００６２】
本発明は、家庭、オフィス、又は産業（例えば、店舗）用途に適用できる。
【００６３】
本発明は、ＬＥＤ照明に使用できる。より一般的には、光源は固体光源を含み得るが、他のタイプの光源も使用され得る。光源プレートは、ポリマー材料、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ又はＰｅｒｓｐｅｘ）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、シリコン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（ＰＥＴＧ）（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、及びＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）からなるグループから選択された１つ以上の材料を含む。しかし、他の（コ）ポリマーも可能である。
【００６４】
開示された実施形態に対する他のバリエーションは、図面、開示、及び添付の請求項の研究から、当業者によって理解され、達成され得る。請求項で、「含む」の文言は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に用いることができないことを意味するわけではない。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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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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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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