(57)【要約】  例えば照明器具として有用な広域面積照明装置は、導光体と、導光体の主面の回折面フィーチャとを含む。回折面フィーチャは、導波モード光を導光体から抽出するように調整されている。導光体は、導波モード光を導光体内に入射させる光源（１つ又は複数）、光を非導波モード光として導光体を通して投射する光源（１つ又は複数）、相互接続された支持部材の枠組み（複数のそのような導光体に付着された）、及び／又はいくつかの導波モード光が回折面フィーチャに到達するのを選択的に遮断するパターン化低屈折率表面下層等の他の構成要素及びフィーチャと組み合わされて、独特かつ便利な照明装置を提供することができる。関連した光学装置、並びにそのような装置及び導光体を構成するのに使用できる、回折フィーチャを有する光学フィルムも開示する。
2015526864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明器具であって、
対向する主面を有する導光体であって、前記主面の少なくとも一方が、前記導光体からの導波モード光を結合するように適合された回折面フィーチャを内部に有する、導光体と、
前記導光体内に光を入射させるように構成された第１の光源と、
光を非導波モード光として前記導光体を通して投射するように構成された第２の光源と、を含む、照明器具。
【請求項２】
前記導光体が、前記第２の光源により投射された前記光が前記導光体により実質的に偏位されないように、低い光学的歪みを有する、請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記対向する主面が、第２の主面に対向する第１の主面を含み、前記第２の光源からの前記投射光が、前記第１の主面に入射し、前記第２の主面を出射し、前記回折面フィーチャが、前記第１の主面と比較して前記第２の主面からより多量の導波モード光を結合するように構成されている、請求項１に記載の照明器具。
【請求項４】
照明器具であって、
相互接続された複数の支持部材を含む枠組みと、
前記枠組みに取り付けられた複数の導光体であって、前記導光体のそれぞれが対向する主面を有し、各導光体の前記主面の少なくとも一方が、前記導光体からの導波モード光を結合するように適合された回折面フィーチャを内部に有する、導光体と、
前記支持部材上及び／又は前記支持部材内に配置され、前記導光体のすべてに光を入射させるように分配されている複数の光源と、を含む、照明器具。
【請求項５】
前記導光体の少なくともいくつかが、物体がそのような導光体を通して視認され得るように、低い光学的歪みを有する、請求項４に記載の照明器具。
【請求項６】
前記導光体の少なくともいくつかが、実質的に同一平面上にある、請求項４に記載の照明器具。
【請求項７】
前記導光体のすべてが、実質的に同一平面上にある、請求項６に記載の照明器具。
【請求項８】
前記導光体の少なくともいくつかが、弦巻状に配置されている、請求項４に記載の照明器具。
【請求項９】
前記導光体の少なくともいくつかが、凹状の形状を集合的に形成する、請求項４に記載の照明器具。
【請求項１０】
前記導光体が、閉鎖され及び中空である３次元構造を集合的に形成する、請求項４に記載の照明器具。
【請求項１１】
前記導光体の少なくともいくつかについて、前記回折面フィーチャが、出力主面と指定される、前記対向する主面の一方から優先的に、導波モード光を結合する、請求項４に記載の照明器具。
【請求項１２】
前記導光体の前記少なくともいくつかについての前記出力主面が、概略同一の方向に向いている、請求項１１に記載の照明器具。
【請求項１３】
前記複数の光源が、実質的に異なる第１、第２及び第３の出力色の光源を含み、前記光源が、前記導光体の少なくとも第１のものが、第１の出力色の光源（１つ又は複数）により優位に照らされ、前記導光体の少なくとも第２のものが、第２の出力色の光源（１つ又は複数）により優位に照らされ、前記導光体の少なくとも第３のものが、第３の出力色の光源（１つ又は複数）により優位に照らされるように分配されている、請求項４に記載の照明器具。
【請求項１４】
照明器具であって、
複数の導光体であって、前記導光体のそれぞれが対向する主面を有し、各導光体の前記主面の少なくとも一方が、前記導光体からの導波モード光を結合するように適合された回折面フィーチャを内部に有する、導光体と、
前記複数の導光体内に光を入射させるように構成された複数の光源と、を含み、
前記導光体の少なくともいくつかが、弦巻状に配置されている、照明器具。
【請求項１５】
照明器具であって、
複数の導光体であって、前記導光体のそれぞれが対向する主面を有し、各導光体の前記主面の少なくとも一方が、前記導光体からの導波モード光を結合するように適合された回折面フィーチャを内部に有する、導光体と、
前記複数の導光体内に光を入射させるように構成された複数の光源と、を含み、
前記導光体が、凹状の形状を集合的に形成する、照明器具。
【請求項１６】
前記凹状の形状が開放した凹状の形状である、請求項１５に記載の照明器具。
【請求項１７】
前記凹状の形状が、開放端を有する管状の形状である、請求項１５に記載の照明器具。
【請求項１８】
照明器具であって、
複数の導光体であって、前記導光体のそれぞれが対向する主面を有し、各導光体の前記主面の少なくとも一方が、前記導光体からの導波モード光を結合するように適合された回折面フィーチャを内部に有する、導光体と、
前記複数の導光体内に光を入射させるように構成された複数の光源と、を含み、
前記導光体が、閉鎖され及び中空である３次元構造を集合的に形成する、照明器具。
【請求項１９】
照明器具であって、
管形状の導光体であって、前記導光体が、第１の主面であってその上に回折面フィーチャが形成されている第１の主面を有し、前記回折面フィーチャが、前記導光体からの導波モード光を結合するように適合されている、導光体と、
前記導光体内に光を入射させるように構成された第１の光源と、を含む照明器具。
【請求項２０】
前記管形状の導光体が、中空であり、２つの開放端と、前記開放端の一方に近接した環形状の側部表面とを有する、請求項１９に記載の照明器具。
【請求項２１】
前記第１の光源が、前記環形状の側部表面内に光を入射させるように配置されている、請求項２０に記載の照明器具。
【請求項２２】
前記管形状の導光体が実質的に円柱形である、請求項１９に記載の照明器具。
【請求項２３】
前記管形状の導光体が実質的に円錐形である、請求項１９に記載の照明器具。
【請求項２４】
光学装置であって、
対向する主面を有する導光体であって、前記主面の少なくとも一方が、前記導光体からの導波モード光を結合するように適合された回折面フィーチャを内部に有する、導光体と、
いくつかの導波モード光が前記回折面フィーチャの少なくともいくつかに到達することを選択的に遮断するように構成されているパターン化低屈折率表面下層と、を含む、光学装置。
【請求項２５】
前記パターン化低屈折率表面下層が第１及び第２の層部分を含み、前記第１の層部分がナノボイド高分子材料を含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記第２の層部分が前記ナノボイド高分子材料及び追加の材料を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記第２の層部分がナノボイドではないポリマー材料を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記パターン化低屈折率表面下層が、いずれもナノボイドではない１つ以上のポリマー材料から構成されている、請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
前記導光体に光を入射させるように配置された光源を、更に含む、請求項２４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、導光体及び回折要素を組み込んで、導光体からの導波モード光を結合する特定の用途を有する照明装置に関する。本発明はまた、関連物品、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導光体を使用して、別個のエッジマウンテッドＣＣＦＬ又はＬＥＤ光源からの光を、導光体の広域面積に亘って分散させる広域面積照明装置は、既知である。液晶ディスプレー（ＬＣＤ）内に使用されているエッジリット・バックライトは、そのような照明装置の主な例である。通常、そのような照明装置にとって、広域面積出力表面上の位置の関数として、均一の、又は少なくとも少しずつ変化する色及び明度を有することは重要である。また通常、そのような照明装置が実質的に白色の光を発光し、それにより液晶パネルのフィルタリング作用が青色〜赤色に亘る完全な色画素及び絵柄を生成できることも重要である。
【０００３】
導光体から外部へ導波モード光を抽出ために、縁−点灯バックライトは、導光体の主面が、拡散性塗料又は他の散乱材料の印刷パターンを有する、又は例えば、その小平面が屈折又は反射によって光の方向を変化させるように設計された、一連の溝又はプリズムにより提供されるような構造化表面を有するように、該導光体の主面を構成する。回折は強い波長依存性を有し、これは非常に着色された外観を容易に生成し、この非常に着色された外観は、殆どのエンドユース用途で容認できないため、主面上の回折溝又はプリズムを使用して、導波モード光を導光体の外部へ抽出することは一般的ではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、導光体の主面上の回折面フィーチャを使用して、拡張導光体から光を抽出する広域面積照明装置の新たなファミリーを開発した。回折面フィーチャは、導波モード光と相互作用して、光を導光体の外部へ結合する。
【０００５】
導光体は、導波モード光を導光体内に入射する光源、光を非導波モード光として導光体を通して投射する光源、相互接続された支持部材の枠組み（複数のそのような導光体に付着された）、及び／又はいくつかの導波モード光が回折面フィーチャに到達するのを選択的に遮断するパターン化低屈折率表面下層等の他の構成要素及びフィーチャと組み合わされて、独特かつ便利な照明装置を提供することができる。関連した光学装置、並びにそのような装置及び導光体を構成するのに使用できる、回折フィーチャを有する光学フィルムも開示する。
【０００６】
この照明装置は照明器具として使用されて、オフィス空間又は他の生活若しくは作業環境内に一般照明又は装飾照明を提供することができる。代替的に、照明装置は、セキュリティ用途などの他の用途においても使用することができる。これらの装置内で用いられる回折面フィーチャは、導光体を通して伝搬する非導波モード光のための低い光学的歪みを提供して、導光体を通した物体の視認を可能にすることができる。
【０００７】
本発明は、とりわけ、導光体、第１の光源、及び第２の光源を含む照明器具などの照明装置を本明細書に記載する。導光体は互いに対向する主面を有し、主面の少なくとも一方は、導光体からの導波モード光を結合するように適合された回折面フィーチャを内部に有する。第１の光源は、導光体内に光を入射させるように構成されている。第２の光源は、光を非導波モード光として導光体を通して投射するように構成されている。
【０００８】
導光体は、第２の光源により投射された光が導光体により実質的に偏位されないように、低い光学的歪みを有してもよい。導光体の互いに対向する主面は、第２の主面に対向する第１の主面を含んでもよく、第２の光源からの投射光は、第１の主面に入射し、第２の主面を出射してもよく、回折面フィーチャは、第１の主面と比較して第２の主面からより多くの導波モード光を結合するように構成されてもよい。
【０００９】
本発明者らは、枠組み、複数の導光体、及び複数の光源を含む照明器具などの照明装置も開示する。枠組みは、相互接続された複数の支持部材を含み、複数の導光体が枠組みに付着されている。導光体のそれぞれは対向する主面を有し、各導光体の主面の少なくとも一方は、導光体からの導波モード光を結合するように適合された回折面フィーチャを内部に有する。複数の光源が支持部材上及び／又は該支持部材内に配置され、光源は、導光体のすべての中に光を入射させるように分配されている。
【００１０】
導光体の少なくともいくつかは、物体がそのような導光体を通して視認され得るように、低い光学的歪みを有してもよい。更に、導光体の少なくともいくつか、又は導光体のすべては、実質的に同一平面上にあってもよい。いくつかの場合、導光体の少なくともいくつかは、弦巻線状に配置されてもよく、又は凹状の形状を集合的に形成するように配置されてもよい。いくつかの場合、導光体は、閉鎖され及び中空である３次元構造を集合的に形成してもよい。
【００１１】
導光体の少なくともいくつかについて、回折面フィーチャは、出力主面と指定される、対向する主面の一方からの導波モード光を優先的に結合してもよい。そのような導光体の出力主面は、概ね同一の方向に向いてもよく、例えば、そのような導光体の表面法線ベクトルは、正であるスカラー積を有してもよい。
【００１２】
複数の光源は、赤色、緑色及び青色などの、実質的に異なる第１、第２及び第３の出力色の光源を含んでもよく、導光体の少なくとも第１のものが、第１の出力色の光源（１つ又は複数）により優位に照らされ、導光体の少なくとも第２のものが、第２の出力色の光源（１つ又は複数）により優位に照らされ、導光体の少なくとも第３のものが、第３の出力色の光源（１つ又は複数）により優位に照らされるように分配されてもよい。
【００１３】
本発明者らは、管形状の導光体と、光を導光体内に入射させるように構成されている第１の光源とを含む照明器具などの照明装置も開示する。導光体は、回折面フィーチャが形成されている第１の主面を有し、該回折面フィーチャは、導光体からの導波モード光を結合するように適合されている。管形状の導光体は、中空であって、２つの開放端と、開放端の一方に近接した環形状の側部表面とを有してもよい。第１の光源は、環形状の側部表面内に光を入射させるように配置されてもよい。管形状の導光体は、実質的に円柱形であっても、又は実質的に円錐形であってもよい。
【００１４】
本発明者らは、導光体と、パターン化低屈折率表面下層とを含む光学装置も開示する。導光体は対向する主面を有し、主面の少なくとも一方は、導光体からの導波モード光を結合するように適合された回折面フィーチャを内部に有する。パターン化低屈折率表面下層は、いくつかの導波モード光が回折面フィーチャの少なくともいくつかに到達することを選択的に遮断するように構成されている。パターン化低屈折率表面下層は、第１及び第２の層部分を有してもよく、第１の層部分は、ナノボイド高分子材料を含んでもよく、第２の層部分は、同一のナノボイド高分子材料及び追加の材料を含んでもよい。代替的に、第２の層部分は、ナノボイドではないポリマー材料から構成されてもよい。更に、パターン化低屈折率表面下層は、いずれもナノボイドではない１つ以上のポリマー材料から構成されてもよい。光学装置は、導光体内に光を入射させるように配置された光源を含んでもよい。
【００１５】
関連する方法、システム及び物品もまた記載される。
【００１６】
これらの、及び本出願の他の態様が、発明を実施するための形態から明らかになる。しかしながら、上記の概要は、いかなる場合においても特許請求される主題に対する限定として解釈されるべきではなく、手続において補正され得る添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】導光体の主面上の回折面フィーチャを使用する照明装置の概略側面図又は断面図である。
【図２】導光体内に光を入射させる別個の光源と、導光体からの導波モード光を結合する回折面フィーチャとを有する導光体の概略側面図又は断面図である。
【図３】線状回折面フィーチャを使用した、導光体から抽出された光に関する集積光パワー密度の強度対極角のグラフである。
【図４】導光体からの光抽出に有用な複製回折面の顕微鏡写真である。
【図５】図４に示した回折面構造を使用した照明装置に関する極角及び方位角の関数として測定強度のコノスコーププロットである。
【図５ａ】図５のコノスコーププロットの特定の観察面に沿った、測定輝度対極角のグラフである。
【図６】非対称又はブレーズド回折面構造を有する導光体の概略側面図又は断面図である。
【図７】図６の表面構造に関する計算された抽出効率のグラフである。
【図８】積層又は層状配置にある複数の導光体を含む照明装置の概略側面図又は断面図である。
【図９】導光体の対向する主面上に配置され、異なる色の光源用に調整された、異なる回折面フィーチャを含む照明装置の概略斜視図である。
【図１０】異なるピッチの表面フィーチャのグループを含む回折面フィーチャを有する導光体の概略側面図又は断面図である。
【図１１】異なるピッチの表面フィーチャのグループを含む回折面フィーチャを有する導光体の概略側面図又は断面図である。
【図１２】渦巻線に形成された回折面構造を有する導光体の概略正面図又は平面図である。
【図１２ａ】図１２の導光体の詳細である。
【図１３】導光体と、導光体内に光を入射させるように配置された別個の光源と、支持構造とを含む照明装置の一部分の概略正面図、平面図又は断面図である。
【図１４】等しい曲率の回折面構造を有する平坦なパイ形状の導光体の概略正面図又は平面図である。
【図１５ａ】普通のユーザーが観察した際に色とりどりの外観を有するが、着目した遠隔基準表面にて実質的に白色の光照明を提供する、照明装置の概略側面図又は断面図である。
【図１５ｂ】普通のユーザーが観察した際に色とりどりの外観を有するが、着目した遠隔基準表面にて実質的に白色の光照明を提供する、照明装置の概略側面図又は断面図である。
【図１６】３つの異なるタイプの回折面フィーチャの相対的な幅又は面積が、そのスペクトル強度分布が高い青色含有率を有する光源に従って選択された照明装置の概略側面図又は断面図である。
【図１７】図１６の照明装置と類似するが、そのスペクトル強度分布が著しく高い青色含有率を有さない光源が使用され、かつ３つの異なるタイプの回折面フィーチャの相対的な幅又は面積がそれに応じて調整されている、照明装置の概略側面図又は断面図である。
【図１７ａ】赤色、緑色及び青色ＬＥＤｓの集合の出力スペクトルの模式図である。
【図１８】パターン化印刷を有する追加の導光体であって、パターン化低屈折率表面下層も有する、導光体の概略側面図又は断面図である。
【図１８ａ】例示的なパターン化低屈折率表面下層の概略断面図である。
【図１９】パターン化印刷を有する追加の導光体であって、パターン化低屈折率表面下層も有する、導光体の概略側面図又は断面図である。
【図２０】回折面フィーチャにより導光体から抽出された光を、非導波モード光としての、導光体を通して投射された光と組み合わせる、照明装置の概略側面図又は断面図である。
【図２０ａ】図２０の照明装置と類似するが、導光体を通して投射された非導波モード光が、反射光により提供される間接照明である、照明装置の概略側面図又は断面図である。
【図２１】平坦なパイ形状の導光体のグループと別個の光源とを含む照明装置の概略正面図又は平面図である。
【図２２】三角形状の導光体のグループを含む照明装置の概略正面図又は平面図である。
【図２３】三角形状の導光体のグループを含む照明装置の概略正面図又は平面図である。
【図２４】相互接続された支持部材に複数の導光体が取り付けられ、支持部材が導光体内に光を入射させる複数の光源を含む、照明装置の詳細を示す。
【図２５】相互接続された支持部材に複数の導光体が取り付けられ、支持部材が導光体内に光を入射させる複数の光源を含む、照明装置の詳細を示す。
【図２６】それぞれが、互いに接続された複数の導光体を含む、更なる照明装置の概略正面図又は平面図である。
【図２７】それぞれが、互いに接続された複数の導光体を含む、更なる照明装置の概略正面図又は平面図である。
【図２８】それぞれが、互いに接続された複数の導光体を含む、更なる照明装置の概略正面図又は平面図である。
【図２９】それぞれが、互いに接続された複数の導光体を含む、更なる照明装置の概略正面図又は平面図である。
【図３０】それぞれが、互いに接続された複数の導光体を含む、更なる照明装置の概略正面図又は平面図である。
【図３１】複数の導光体が実質的に同一平面上に配置されている、照明装置の概略側面図又は断面図である。
【図３２】複数の導光体が同一平面上になるように配置されていないが、集合的に凹状の形状を形成するように配置されている、照明装置の概略側面又は断面図である。
【図３３】複数の導光体が同一平面上になるように配置されていないが、集合的に凹状の形状を形成するように配置されている、照明装置の概略側面又は断面図である。
【図３４】複数の導光体を含む照明装置について、導光体が弦巻線に配置され得ることを示すのに使用される概略斜視図である。
【図３５】多数の導光体が閉鎖され及び中空である３次元構造を集合的に形成するように配置された照明装置の概略斜視図である。
【図３６】多数の導光体が閉鎖され及び中空である３次元構造を集合的に形成するように配置された照明装置の概略斜視図である。
【図３７】多数の導光体が閉鎖され及び中空である３次元構造を集合的に形成するように配置された照明装置の概略斜視図である。
【図３８】多数の導光体が閉鎖され及び中空である３次元構造を集合的に形成するように配置された照明装置の概略斜視図である。
【図３９ａ】開示した照明装置に使用できる非平坦導光体の概略斜視図である。
【図３９ｂ】開示した照明装置に使用できる非平坦導光体の概略斜視図である。
【図３９ｃ】開示した照明装置に使用できる非平坦導光体の概略斜視図である。
【図３９ｄ】同様に管形状であり、開示した照明装置に使用できる非平坦導光体の概略斜視図である。
【図３９ｅ】同様に管形状であり、開示した照明装置に使用できる非平坦導光体の概略斜視図である。
【図４０】互いにごく近接して懸垂されている複数の導光体を含む照明装置の概略斜視図である。
【図４１ａ】図周辺光がオンであり、照明装置の別個の光源がオフの状態で斜めの視野角から撮影された、湾曲した回折面構造を有する円形導光体を使用して構成された照明装置の写真である。
【図４１ｂ】周辺光がオフであり、照明装置の別個の光源がオンの状態の、僅かにより斜めの視野角での、識別され及び符号が付けられた、照明装置の表面上の選択された小面積又はスポットを有する、図４１ａの照明装置の写真である。
【図４１ｃ】図４１ｂの選択スポットに関するＣＩＥ色度座標のグラフである。
【図４２ａ】図４１ｂの照明装置により照らされた基準面の光学特性の測定に使用される構成の概略図である。
【図４２ｂ】基準面の３つの異なる位置に関する、照らされた測定部分を代表する選択スポットに関する測定されたＣＩＥ色度座標のグラフである。
【図４３】照明装置用のパターン化低屈折率表面下層の形成に使用されるものと類似したランダム傾斜ドットパターンの写真である（拡大した模式的挿入写真付き）。
【図４４ａ】矩形導光体、湾曲した回折面フィーチャ、及びパターン化低屈折率表面下層（図４３に示したものと同様の）を有する照明装置の写真である。
【図４４ｂ】斜めの視野角における、図４４ａの照明装置の写真である。
【図４５】構成され及び試験された他の照明装置の写真である。
【００１８】
図面においては、同様の参照番号は、同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上述したように、本発明者らは、例えば一般的な照明又は装飾照明用途のための照明器具としての使用に適し、広域面積導光体を他の構成要素又はフィーチャと組み合わせることにより作製することができる独特な照明装置を見出し、導光体は、導光体からの導波モード光を結合するために、その主面上に形成された回折面フィーチャを含む。他の構成要素及びフィーチャは：導波モード光を導光体内に入射させるための別個の及び／又は拡張された光源（１つ又は複数）；光を非導波モード光として導光体を通して投射するための光源（１つ又は複数）；いくつかの導波モード光が回折面フィーチャに到達することを選択的に遮断するパターン化低屈折率表面下層；上部に回折面フィーチャが形成されている他の導光体；相互接続された支持部材の枠組みであって、複数のそのような導光体に取り付けられてもよく、導光体内に光を入射させる光源を含んでもよい、枠組み；湾曲した形状及び他の非平坦形状、及び中空管状の形状を含む、導光体の異なる形状、のうちの１つ以上を含んでもよい。
【００２０】
いくつかの場合、導光体から外部結合光は、その見かけの形状が視点位置により変化するバンド、又はバンドのパターンを有してもよい。バンドは、少なくともいくつかの視点位置において３次元外観を有してもよい。
【００２１】
いくつかの場合、いくつかの回折面フィーチャに光学的に接するが、他の回折面フィーチャには光学的に接しないパターン化光透過性層が含まれてもよい。パターン化層はしるしを画定してもよく、回折フィーチャは、導波モード光が導光体内を伝搬しない際、しるしがユーザーに容易に明らかではないように、導光体を通して物体を視認するための低い歪みを提供してもよい。
【００２２】
いくつかの場合、回折面フィーチャは、主面の重ね合わせされない領域内に、異なる色の導波モード光を導光体から異なる方向に抽出するように調整された、異なるピッチの回折フィーチャを含んでもよい。回折フィーチャは、普段のユーザーが導光体の異なる領域内に実質的に異なる色を観察するように光を抽出し、色とりどりの外観を提供することができる。それにも係わらず、回折フィーチャはまた、照明装置が導光体から中距離に配置された基準表面を、実質的に均一の色の、所望であれば、実質的に白色の照明光で照らすように、光を抽出することができる。
【００２３】
図１に、例示的な照明装置１１０の概略側面図又は断面図を示す。照明装置１１０は、広域面積導光体１１２と、別個の光源１１４ａ、１１４ｂとを含む。照明装置１１０は、任意の所望の構成で装着されてもよいが、この場合、ユーザー１２０の物理的に上方に、例えば部屋又は建物の天井内又は天井付近に装着されて示されている。所望であれば、装置１１０は、テーブルの天板又は床などの表面１２２上に、実質的に均一の白色光照明を提供するように設計されてもよい。しかしながら、ユーザー１２０が装置１１０を直接見る場合、ユーザーは、装置１１０の発光範囲全域にて実質的に異なる色のパターンを見る可能性がある。色のパターンは、少なくとも部分的に、異なる角度で、又は、より正確には、異なる角度分布にて、回折面フィーチャにより導光体から抽出されている異なる波長又は色の導波モード光に起因する。
【００２４】
装置１１０を直接見る場合、ユーザーは、装置の発光領域内に、３次元外観を有する１つ以上のバンドも見る場合がある。所定のバンドは、別個の光源の１つから発光された光と、導光体の主面の一方又は両方上の回折面フィーチャとの相互作用の結果である。代替的に、所定のバンドは、導光体の側部表面に沿って延びる、非均一の反射性構造内の高又は低反射性の局部領域によって反射又は吸収された光の相互作用の結果であり得る。そのようなバンドの詳細は、本願と同日出願の、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／５７２，８０５号（代理人整理番号６９５９６ＵＳ００２）、「Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｗｉｔｈ  ３−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ」に記載されている。
【００２５】
ユーザーはまた、いくつかの場合、装置の発光領域内の、回折面フィーチャのパターン化印刷から生じるしるし又は他の空間的パターンを見ることができる。パターン化印刷は、導光体の少なくとも一方の主面上のいくつかの回折面フィーチャと光学的に接触した第２の光透過性媒体を提供する。同一の主面上の他の回折面フィーチャは、異なる第１の光透過性媒体と光学的に接触している。そのような印の詳細は、本願と同日出願の、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／５７２，８１３号（代理人整理番号６９８０９ＵＳ００２）、「Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ」に記載されている。
【００２６】
装置の発光領域内の色のパターン、しるし及びバンドに加えて、ユーザー１２０は、光学的歪みを殆ど又は全く有することなく、導光体１１２を通して物体１２４などの物体も観察することができる。それらの物体により発光又は反射された光は、非導波モード光として、導光体を通して伝搬することができ、該光の少量のみが回折面フィーチャにより偏向される。
【００２７】
導光体１１２は、図１にＣａｒｔｅｓｉａｎ座標系のｘ軸及びｙ軸として示す２つの面内方向に沿って延び、従って導光体は、対向する主面１１２ａ、１１２ｂ、及び側部表面１１２ｃ、１１２ｄを有する。回折面フィーチャ１１３は、導光体１１２の主面の少なくとも一方、例えば図に示す表面１１２ａ上に提供され、又は他の実施形態では、表面１１２ｂ、若しくは表面１１２ａ及び１１２ｂの両方上に提供されている。いずれの場合でも、回折面フィーチャは、回折によって導光体からの導波モード光を結合するように調整されている。導波モード光は、図では光１１６として示され、導光体から発光される外部結合光は、光１１７ａ、１１７ｂとして示されている。光１１７ａは、表面１１２ａをユーザー１２０又は表面１２２の一般的方向に通過し、光１１７ｂは、表面１１２ｂをユーザー１２０又は表面１２２から離れる一般的方向に通過する。いくつかの場合、照明装置１１０は、例えば、天井から又は他の反射部材からの反射により、光１１７ｂを部屋内に戻すよう再指向させることによって、光１１７ｂが間接的照明を部屋に提供するように装着されてもよい。
【００２８】
この観点から、反射被膜若しくは層が表面１１２ｂの全部又は一部分に適用され、又は反射被膜若しくは層が表面１１２ｂ付近に配置されて、光１１７ｂが表面１１２ａから現れるように、光１１７ｂを再指向させてもよい。反射被膜は、光を拡散的に、鏡面的に、又は半鏡面的に反射してもよく、また光を波長の関数として均一に又は非均一に反射してもよく、また垂直入射光を偏光の関数として均一に又は非均一に反射してもよい。反射被膜は、例えば：白色塗料又は任意の他の色の塗料；高反射率ミラーフィルム、例えばアルミニウム、銀、ニッケルなどの金属コーティングを有するフィルム、又は３Ｍ（商標）Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）ＥＳＲなどの非金属性ミラーフィルム；垂直入射又は他の所望の入射角における可視スペクトルのいくつか又は全部に亘って光を反射するように調整された層厚プロファイルを有する、有機（例えば、高分子）又は無機成分光学層を有する多層光学フィルム；拡散コーティングを有するＥＳＲフィルム；光沢表面を有する白色反射体；その表面が粗面化されて半鏡面又は拡散反射性を提供する金属コーティングを有するフィルムを含む、艶消し金属表面を有する反射体；構造化表面を有する反射体；マイクロキャビテーションされた（microcavitated）ＰＥＴフィルム；３Ｍ（商標）Ｌｉｇｈｔ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ；及び／又は、非限定的にＶｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｄｉｆｆｕｓｅ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ  Ｆｉｌｍ（ＤＲＰＦ）、Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ（ＤＢＥＦ）、Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ＦｉｌｍＩＩ（ＤＢＥＦ  ＩＩ）を含む反射性偏光フィルム、並びに、可視スペクトルのいくつか又は全部に亘って、異なる偏光の垂直入射光に関して異なる反射率を有するが、平均反射率がそれらの垂直入射光に関して５０％を超える多層光学フィルム、であってもよく又はこれらを含んでもよい。米国特許第２００８／００３７１２７号（Ｗｅｂｅｒ）、「Ｗｉｄｅ  Ａｎｇｌｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ」；同第２０１０／０１６５６６０号（Ｗｅｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）、「Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ」；同第２０１０／０２３８６８６号（Ｗｅｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）、「Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔｓ  Ｗｉｔｈ  Ｓｅｍｉ−Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」；同第２０１１／０２２２２９５号（Ｗｅｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）、「Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ  ｗｉｔｈ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔｉｎ  Ｂｏｔｈ  Ｐｏｌａｒ  ａｎｄ  Ａｚｉｍｕｔｈａｌ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ」；同第２０１１／０２７９９９７号（Ｗｅｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）、「Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｉｎ  Ｂｏｔｈ  Ｐｏｌａｒ  ａｎｄ  Ａｚｉｍｕｔｈａｌ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ」；国際公開第２００８／１４４６４４号（Ｗｅｂｅｒ  ｅ���  ａｌ．）、「Ｓｅｍｉ−Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ｉｎ  Ｈｏｌｌｏｗ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｌｉｇｈｔ  Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔｓ」；及び同第２００８／１４４６５６号（Ｗｅｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）、「Ｌｉｇｈｔ  Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ  Ｈｏｌｌｏｗ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｔｙｐｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ」に開示されている光学フィルムも参照されたい。
【００２９】
導光体１１２は、物理的に厚く又は薄くてもよいが、多数の導波モードを支持するように十分厚いことが好ましく、更に別個の光源の発光領域に効率的に結合するように十分厚いことが好ましい。導光体は、例えば、０．２〜２０ｍｍ、又は２〜１０ｍｍの範囲内の物理的厚さを有してもよい。厚さは、一定及び均一であってもよく、又はテーパを付けるか又はくさび形の導光体のように、位置に応じて変化してもよい。テーパを付けている場合、導光体は１つの面内方向のみ、例えば、ｘ−又はｙ軸のいずれかにテーパを付けてもよく、又は主要な面内方向の両方にテーパを付けてもよい。
【００３０】
導光体は、例えば回折面構造に伴う小振幅表面変動性を無視して、実質的に平坦又は平面状であってもよい。しかしながら、いくつかの場合、導光体は、１つの主要な面内方向のみに沿って湾曲した単純な湾曲、又は主要な面内方向の両方に沿って湾曲した複雑な湾曲を含む、非平坦であってもよい。導光体は、全体的に平坦、全体的に非平坦、又はいくつかの領域が平坦で、かつ他の領域が非平坦であってもよい。特定の面内方向に沿って非平坦な導光体の場合、そのような方向に沿った断面プロファイルは、例えば単純な弧、又はより複雑な非直線状の輪郭であってもよい。いくつかの場合、導光体は、平坦構造から多大に逸脱してもよく、例えば、導光体は、中実又は中空の円錐台の形態であってもよく、光入射は、所望により円錐台の大端部又は小端部で生じてもよい。
【００３１】
導光体１１２が平坦であるか否かにかかわらず、導光体は該導光体を平面視で見た場合、その形状が、湾曲、又は片毎に平坦（多角形）、又は片毎に平坦及び湾曲の組み合わせである外側境界又は縁を有してもよい。湾曲形状の例は、円、楕円、及び長円などの連続弧を有する形状、並びに不連続、又は正弦曲線若しくは正弦曲線状の輪郭などの起伏のある弧を有する形状である。片毎に平坦な形状の例は、三角形、四辺形（例えば、正方形、矩形、菱形、平行四辺形、台形）、五角形、六角形、八角形などである。片毎に平坦な形状は、別個の光源からの光発光のための真っ直ぐな若しくは平坦な側部表面又は端面を提供する一方、湾曲形状は、光入射のための湾曲側部表面を提供することができる。
【００３２】
導光体は、一般に、比較的剛性であり、自己支持性であるため、それ自体の重量下で実質的に屈曲又は変形しないが、可撓性導光体も使用することができ、所望であれば、例えば支持構造又は枠を使用して定位置に保持されてもよい。導光体は一体構造を有してもよく、又は、介在する有意な空隙を有することなく互いに付着された複数の構成要素、例えば、透明否光学接着剤を使用して、より厚い板の平坦かつ滑らかな主面に付着された薄い構造化表面フィルムから作製されてもよい。
【００３３】
導光体は、ガラス、プラスチック、又はそれらの組み合わせなどの、任意の好適な低損失、光透過性材料（１つ又は複数）から作製されてもよい。可視波長に亘って低損失、例えば、低い吸収及び低い散乱を有する材料が望ましく、それにより導波モード光は１つの側部表面から導光体全域にて完全に伝搬することができ、回折面フィーチャによるそれらの光の外部結合に起因する損失と比較して小さい吸収／散乱損失を有する。例示的な材料としては、好適な：ガラス；アクリル樹脂；ポリカーボネート；ポリウレタン；Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，ＫｅｎｔｕｃｋｙのＺｅｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌ．Ｐにより販売されているＺｅｏｎｅｘ（商標）及びＺｅｏｎｏｒ（商標）材料を含む環状オレフィンポリマー／コポリマー；シリコーン及びエラストマー；並びに感圧性接着剤（ＰＳＡｓ）、及びシリコーン接着剤、３Ｍ（商標）ＶＨＢ（商標）柔軟性のあるアクリル発泡体テープ、及び３Ｍ（商標）ＯＣＡ（商標）光学的に澄んだ接着剤を含む他の接着剤が挙げられる。
【００３４】
装置１１０は、導光体１１２の端面又は側部表面に装着されることが好ましい、１つ以上の別個の光源１１４ａ、１１４ｂも含む。光源は別個であり、導光体の面内寸法（長さ又は幅）と比較して小さいサイズを有する。しかしながら、別個の又はサイズが制限された光源を使用する必要はなく、所望であれば、その発光領域が導光体の側部表面の対応する寸法に関連して長い及び／又は広い光源を含む別個でない光源で置き換えてもよい。光源１１４ａ、１１４ｂは、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体光源が好ましいが、他の好適な光源も使用することができる。
【００３５】
この観点から、「発光ダイオード」又は「ＬＥＤ」は、可視、紫外線、又は赤外線にかかわらず、光を発光するダイオードを指すが、最も実用的な実施形態では、発光光は可視スペクトル内、例えば約４００〜７００ｎｍにピーク波長を有するであろう。ＬＥＤという用語は、通常のものかあるいは過発光性の変形形態かに関わらず、「ＬＥＤ」として市販されている非干渉性のケース入り又はカプセル化半導体装置を含むだけでなく、限定するものではないが垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）を含めて、レーザーダイオードなどの干渉性の半導体装置をも含む。「ＬＥＤダイ」とは、最も基本的な形態、即ち、半導体加工手順によって作製された個々の構成要素又はチップの形態のＬＥＤである。例えば、ＬＥＤダイは、１つ以上のＩＩＩ族元素の組み合わせ及び１つ以上のＶ族元素の組み合わせから形成され得る（ＩＩＩ〜Ｖ族半導体）。構成要素又はチップは、デバイスを通電するための電力の印加に適した電気接点を含むことができる。例としては、ワイヤボンディング、テープ自動化ボンディング（ＴＡＢ）、又はフリップチップボンディングが挙げられる。構成要素又はチップの個々の層及びその他の機能的要素は、通常、ウェハスケールで形成された後、仕上がったウェハは個々の小片部に切られて、多数のＬＥＤダイをもたらすことができる。ＬＥＤダイは、表面実装、チップオンボード、又は他の既知の実装構成のために構成されてもよい。いくつかのパッケージ型ＬＥＤは、ＬＥＤダイの上のポリマーカプセル材料及びそれに関連付けられる反射体カップを形成することによって製造される。いくつかのパッケージ型ＬＥＤは、紫外線又は短波長可視ＬＥＤダイにより励起され、可視スペクトル内の１つ以上の波長で蛍光を発する１つ以上の蛍光体材料も含む。本出願の目的の「ＬＥＤ」はまた、一般的にＯＬＥＤと呼ばれる、有機発光ダイオードを含むように考慮される必要がある。
【００３６】
光源１１４ａ、１１４ｂなどの光源により発光された光は導光体内に入射されて導波モード光を提供し、該光は、任意の回折面フィーチャの効果は無視して、全内部反射（ＴＩＲ）によって導光体内に優位に捕捉される光である。個々の光源のそれぞれにより発光される光は、可視であり、広帯域（例えば、白色）又は狭帯域（例えば赤色、黄色、緑色、青色などの有色）であってもよい。有色狭帯域光源が使用される場合、異なる色が組み合わされて表面１２２上に全体的な白色光照明を提供してもよく、又は色は均一であり、若しくは互いに異なってもよいが、表面１２２上に装飾着色された（非白色）照明を提供するように組み合わされてもよい。
【００３７】
回折面フィーチャ１１３は、導光体の少なくとも一方の主面上に提供されている。これらの表面フィーチャ又は構造は、空気に暴露され、又は、低屈折率材料などの触知できる（tangible）材料で平坦化され、又はパターン化配置にて両方（いくつかは空気に暴露され、いくつかは平坦化される）であってもよい。本明細書の他の箇所で論じるように、回折面フィーチャは、回折によって導光体からの導波モード光を結合するようにサイズが決定され、かつ別様に構成され、これによって異なる波長が異なった形で、例えば異なる量、異なる方向、及び異なる角度分布で、外部結合される。回折面フィーチャは、エッジマウンテッド光源からの光が、導光体の両方の主面１１２ａ、１１２ｂから実質的に等しく発光されるように、又はその代わりに、光が、例えば表面１１２ａのような一方の主面から優先的に発光されるように、調整されてもよく、したがって該一方の主面は、導光体の出力表面と指定され得る。後者の場合、装置は、部屋、作業空間、又は他の関心表面を効率的に照らすように、特定の配向で装着されてもよい。
【００３８】
回折面フィーチャは導光体からの導波モード光を結合するが、導光体及び回折面フィーチャは、好ましくは、非導波モード光、例えば、導光体の後方の光源又は物体を起源とする光、及び導光体の主面の一方上の入射が、最小限に偏位されるため（回折又は屈折のいずれかにより）、歪みが低い状態で物体を導光体を通して視認できるように調整されている。低い歪みは、美的及び実用的利益の両方を提供することができる。図１では、歪みはユーザー１２０が導光体１１２を通して物体１２４を視認及び認識できるように十分低い。物体１２４は、天井、又は、光を生成せず、照明装置１１０の一部でもない他の近隣の構造であり得る。代替的に、物体１２４は光を生成してもよく、照明装置１１０の一部、例えば、それ自体の回折面フィーチャを有する他のエッジリット導光体であってもよく、又は、回折面フィーチャを有さないが、導光体１１２に接続され、発光する光の殆ど又は少なくともいくつかが導光体１１２を通して指向されるように装着されているスポットライト又は電球などの、より従来型の光源であってもよい。更なる光源により提供される照明は、図２０及び２０ａに関連して下記に示されるように、直接的又は間接的であってもよい。更に、物体１２４は、装置１１０の付近に配置され又は装置１１０に付着されたグラフィックフィルムであってもよく、又は該フィルムを含んでもよい。
【００３９】
回折面フィーチャ１１３は、主面１１２ａの実質的に全部の上に存在するか、あるいは該表面の一部分の上にのみ存在してもよい。回折面フィーチャが該表面のある特定の部分のみを覆う場合、エッジマウンテッド光源からの光は、それらの部分内でのみ、導光体から発光され得る。
【００４０】
回折面フィーチャの更なる態様を、下記に更に論じる。いくつかの場合、回折面フィーチャ及び光源は、装置の普段のユーザーが、色とりどりの美的外観のために、導光体の異なる領域内に実質的に異なる色を観察すると共に、同時に導光体の光学軸に直交し、かつ導光体から中間距離Ｄに配置された関心基準面において実質的に均一の色（例えば、均一の白色）の照明を提供する、照明装置をもたらすように調整され得る。距離Ｄは、導光体の、特性面内寸法Ｌに関して表されてもよい。例えば、Ｄは、少なくとも２＊Ｌであるが５０＊Ｌ以下であってもよく、Ｌは、導光体の最大、最小又は平均面内寸法であってもよい。距離Ｄは、更に又は代替的に、少なくとも０．２メートルであるが１５メートル以下であってもよい。
【００４１】
実質的に均一の色は、実質的に白色であってもよく、又は他の所望の色であってもよい。「実質的に白色」である光は、その境界が１２個の色点：（０．３０５、０．２６５）、（０．２９、０．３４０）、（０．３３０、０．３８２）、（０．３７５、０．４１５）、（０．４２５、０．４４０）、（０．４７０、０．４５０）、（０．５３０、０．４５０）、（０．５３０、０．３８０）、（０．４７０、０．３７５）、（０．４２５、０．３６０）、（０．３７５、０．３３５）、（０．３４０、０．３０５）で画定される、ＣＩＥ  ｘ，ｙ色度図上の一範囲を指してもよい。導光体の異なる領域内の実質的に異なる色は、ＣＩＥ  ｘ，ｙ色度図上で、第１の色差を超えて互いに分離される少なくとも２色を含んでもよい。第１の色差は、０．１２、又は０．１５、又は０．２であってもよい。基準表面上の照明は、最大値Ｉｍａｘを有してもよく、実質的に均一の色は、照明が少なくともＩｍａｘ／ｅの照度を提供する、基準面の測定部分上で特徴付けられてもよく、ここでｅは、自然対数関数の底と等しい数学定数である。実質的に均一の色の場合、測定部分内のいずれの２点も、ＣＩＥ  ｘ，ｙ色度図上で、第２の色差を超えて互いに分離されず、第２の色差は、０．０８、又は０．０７、又は０．０６である。色とりどりの外観は、導光体内に光を入射させるように配置されたどの光源も、実質的に白色の光を発光する場合でも提供され得る。更に、色とりどりの外観を有する導光体によって、均一の色の照明を提供するように調整された照明装置の詳細は、本明細書と同日に出願された、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／５７２，８２３号（代理人整理番号６９８１０ＵＳ００２）、「Ｃｏｌｏｒｆｕｌ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｌｕｍｉｎａｉｒｅｓ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  Ｗｈｉｔｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ」に記載されている。
【００４２】
いくつかの場合、回折面フィーチャの少なくともいくつかは、場合により、平面視にて真っ直ぐでなくてもよく、導光体内を伝搬する光は、回折面フィーチャと相互作用して、真っ直ぐでない回折面フィーチャと交差する少なくとも１つのバンドを生成してもよい。バンドは、明るいバンド、又は、いくつかの場合、暗いバンドであってもよい。バンドの外観（例えば形状）は、照明装置１１０に対する観察者１２０の視点位置に応じて変化する。非直線状の回折フィーチャは、例えば、湾曲若しくは分割された形状を有してもよく、又は、曲線及び／若しくはセグメントを含む起伏のある若しくはばらばらの形状を有してもよい。しかしながら、いくつかの場合、導光体の主面の一方又は両方の上の回折面フィーチャのいくつか又は全部は、平面視にて真っ直ぐであり得る。別個の光源及び／又は別個の吸収材を使用した場合、真っ直ぐな回折面フィーチャによっても明るい及び／又は暗いバンドが生成し得るが、それらのバンドの形状は、視点位置の関数として曲率を変化させることができない。
【００４３】
照明装置１１０、及び本明細書に開示した他の照明装置は、一般照明目的のための照明器具、又はそれと同様の照明装置などとして使用することができる。照明器具は、任意の所望の位置及び向きで装着されてもよく、例えば部屋の天井上、若しくは天井内、若しくは天井付近、又は部屋の壁上、若しくは壁内、若しくは壁付近、又は柱、スタンド若しくは他の支持構造上に装着されてもよい。照明器具は、天井に平行に、又は壁に平行に、又は天井若しくは壁に関して斜め若しくは中間角度に方向付けされてもよい。
【００４４】
図２に、導光体内に光を入射させる別個の光源２１４などの光源と、導光体からの導波モード光２１６を結合して、外部結合光２１７ａ、２１７ｂを提供する回折面フィーチャ２１３と、を有する導光体２１２の概略図が示されている。前述した導光体１１２と同一又は同様であり得る導光体２１２は、第１の主面２１２ａであってその上に回折面フィーチャ２１３が設けられた第１の主面２１２ａと、第１の主面と反対側の第２の主面２１２ｂと、側部表面２１２ｃであってそこを通して光源２１４からの光が導光体に入射させ得る側部表面２１２ｃと、を有する。光源２１４は、電気を可視光に変換する１つ以上のＬＥＤダイなどの能動要素２１４ａと、要素２１４ａから誤って指向された光のいくつかを導光体２１２の側部表面２１２ｃ内に指向させることを助ける１つ以上の反射部材２１４ｂと、を含んでもよい。光源２１４からの導波モード光２１６は、全内部反射（ＴＩＲ）を介して導光体２１２に沿って及び導光体２１２内を角度αの範囲に亘って伝搬し、該角度は、導光体の局部平面、この場合はｘ−ｙ平面に対して測定され得る。外部結合光２１７ａ、２１７ｂは、所定の光線２１７ｃの伝搬方向と、導光体の局部平面に垂直な軸２１７ｄ、この場合、ｚ軸との間の極角θにより、少なくとも部分的に、測定され又は特徴付けられてもよい。図２はまた、主面２１２ｂ上に衝突し、該表面２１２ｂを通して導光体２１２に入射し、非導波モード光として導光体２１２を通して伝搬し、かつ透過光線２１８ｂとして主面２１２ａを通して導光体を出射する入射光線２１８ａも示す。透過光線２１８ｂは、歪みが低い状態で導光体２１２を通して視認できるように、回折面フィーチャ２１３によって最小限に偏位されることが好ましい。
【００４５】
本発明者らは、ここで、上述した機能的特性のいくつかを提供することができる回折面フィーチャ２１３の関連設計特性に関して詳しく述べる。一般に、回折面フィーチャ２１３は、平面視にて所定の経路を追従する、はっきりと画定された面を有する溝又は隆起部／プリズムである。図２の目的のために、本発明者らは、簡潔にするために、回折フィーチャ２１３が互いに及びｙ軸に平行な、直線状の線形経路を追従すると仮定する。この仮定は、直線状の線形フィーチャが、平面視にて、例えば同心円又は渦巻状の弧などの湾曲した経路をたどる、回折面フィーチャの非常に小さい部分又は区分を近似し得るため、見掛けほど限定的ではない。本発明者らはまた、簡潔にするために、回折フィーチャ２１３が図２で「ｐ」と符号付けされる「ピッチ」として既知の、均一の中心間距離を有すると仮定する。この仮定も、均一に離間された回折フィーチャ２１３が、そのピッチｐが位置の関数として変化する回折面フィーチャの非常に小さい部分又は区分を近似し得るため、見掛けほど限定的ではない。回折面フィーチャ２１３はまた、図２に示すように、深さ（溝）又は高さ（プリズム）「ｈ」を有すると仮定する。
【００４６】
仮定された線形構成及び一定ピッチを有する回折面フィーチャ２１３は、単一ピッチ（又は周期的）１次元（１Ｄ）回折格子と称され得る単一ピッチ１Ｄ格子は、導光体２１２に直接結合され、かつ導光体２１２の主面２１２ａを形成し、本発明者らは、導光体２１２が屈折率ｎを有し、かつ空気又は真空中に浸漬されていると仮定する。光源２１４から光学波長λの光が側部表面２１２ｃを通して導光体２１２内に入射され又は放出され、導波モード光２１６として、主にＴＩＲにより導光体内を、及び導光体に沿って伝搬する。そのような光が回折面フィーチャ２１３上に衝突し、及び回折面フィーチャ２１３と相互作用した際、導波モード光２１６のわずかに一部（η）が外部結合光２１７ａ、２１７ｂとして抽出される。外部結合光又は抽出光２１７ａ、２１７ｂは、以下の条件を満たす場合、導光体表面に直交する方向（例えば、図２にて極角θ＝０を有する）に沿って伝搬する。
ｍ×（λ／ｎ）＝ｄ×ｃｏｓ（α）                        （１）
【００４７】
この等式において：αは、実質的に図２に示す表面の面に対して測定して、導波モード光が格子表面上に衝突する角度を指し；ｍは、回折次数であり；ｎは、導光体２１２の屈折率であり；λは、光の波長であり；ｄは、図２で「ｐ」と符号付けされる格子ピッチである。例えば、軸（α＝０度）上で、屈折率ｎ＝１．５を有するアクリル導光体内に放出された、λ＝５３０ｎｍを有する緑色光の場合、格子ピッチｄ（又はｐ）は、３５３ｎｍに等しい必要があり、第１の回折次数（ｍ＝１）のみ可能である。α及びλの他の値の場合、抽出方向は、一般にもはや導光体表面に直交しないであろう。
【００４８】
ここでコンピュータシミュレーションを使用して、単一ピッチ１Ｄ回折格子に関して、抽出光又は外部結合光の角度分布特性を光源波長の関数として解説することができる。角度分布を完全に特徴付けるために、極角（図２の角度θ）及び方位角（ｘ−ｙ面内で測定された、ｘ−ｙ面内の固定方向又は軸に対する角度）の両方を考慮する必要がある。シミュレーションを目的として、簡潔にするために、本発明者らは：光源２１４及び導光体２１２（回折面フィーチャ２１３を含む）がｙ軸に平行な軸に沿って無限に延び；ピッチｄ（又はｐ）が３５３ｎｍであり；光源２１４がｘ−ｚ面内にＬａｍｂｅｒｔｉａｎ分布を有し、即ち、側部表面２１２ｃに衝突する前の、光源２１４により空気中に発光された光に関する強度が、αのコサインに比例すると仮定する。これらの仮定を用いてシミュレーションを行った後、本発明者らは、３つの異なる光学波長λに関して、集積光パワー密度の全体を極角θの関数として計算し、結果を図３にプロットした。この図において、曲線３１０、３１２、３１４は、それぞれ４５０ｎｍ（青色光）、５３０ｎｍ（緑色光）、及び６２０ｎｍ（赤色光）の光学波長λに関する集積光パワー密度を示す。
【００４９】
図３のシミュレートされた結果は、中でも、回折面フィーチャを使用した光抽出の波長依存性の性質を示している。曲線３１０、３１２、３１４は幾分重なり合うが、それらのピーク強度は、互いに１０度を超えて異なる極角にて生じており、赤色ピークと青色ピークとは略３０度、分離している。この特定の例では、緑色光のピークは、θ＝０付近で、即ち導光体の光学軸とほぼ一致する方向に沿って、生じている。本発明者らは、ピッチｐを増大させることにより、赤色光のピークを光学軸と一致させることができ、またピッチｐを低下させることにより、青色光のピークを光学軸と一致させることができる。
【００５０】
シミュレーションに加えて、本発明者らはまた単一ピッチ１Ｄ回折格子を製作して、導光体用の光抽出器としての有用性を実証した。最初に、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を使用してダイヤモンド旋盤（ＤＴＭ）用のダイヤモンドチップを成形して、４５度の夾角を有するＶ字形のダイヤモンドチップを形成した。次いで、このダイヤモンドチップを使用して、銅ロールの周辺部の周りに対称的な、等間隔のＶ字形の溝を切削して、回折格子マスターツールを作製した。次いで、鋳込−硬化複製プロセスを用いて、格子パターンをマスターツールからフィルム基材へ転写した。３ミル（約７６マイクロメートル）の厚さを有するトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルムを、典型的な導光体材料の屈折率によく一致するその低複屈折及びその屈折率値（ｎ＝１．５）に起因して、ベースフィルム又は基材として使用した。このベースフィルムをマスターツールに適用し、それらの間には薄いアクリレート樹脂コーティングが存在した。アクリレート樹脂組成物は、アクリレートモノマー（Ｃｏｇｎｉｓから入手可能な７５重量％  ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ６２１０及びＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から入手可能な２５重量％１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）及び光開始剤（１重量％  Ｄａｒｏｃｕｒ  １１７３、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）からなっていた。水銀蒸気ランプ（「Ｄ」バルブ）からの紫外線を、ベースフィルム上の微細複製樹脂の鋳込及び後硬化の両方に使用した。鋳込ロールの温度は１３０度Ｆ（５４度Ｃ）に設定し、ニップ圧は２０〜２５ｐｓｉ（約１３８，０００〜１７２，０００パスカル）に設定した。
【００５１】
得られた回折格子フィルムの構造化又は溝形成表面の顕微鏡写真を図４に示す。この図にて回折面フィーチャのピッチは、約４００ナノメートルであり、溝の深さ（又はプリズムの高さ）は、約５００ナノメートルである。
【００５２】
次いで、このフィルムを、光学的に透明な粘着剤（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａの３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ製の（３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ８１７２）の層を使用して、回折格子がアクリル板の反対側に向き、かつ空気に暴露されるように、また回折格子フィルムのベースフィルムと、フィルムが接着されるアクリル板の平坦な主面との間に有意な空隙が存在しないように、透明な、平坦かつ矩形の、厚さ２ｍｍのアクリル板に積層した。このようにして積層構造は、導光体の一方の主面上の回折面フィーチャとして機能する単一ピッチ１Ｄ回折格子を有する導光体を形成した。導光体は、図２の構成と同様の、回折面フィーチャの溝方向に平行に延びる平坦な直線状の側部表面を含んでいた。橙色発光ＬＥＤｓ（ＯＳＲＡＭ  Ｏｐｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ  ＧｍｂＨから得た）の線状アレイを使用して光源を構成し、各ＬＥＤは、約５９０ｎｍの中心波長と、約２０ｎｍの半値全幅（ＦＷＨＭ）の帯域幅とを有した。ディフューザープレート（Ｂａｌｄｗｉｎ，Ｎｅｗ  ＹｏｒｋのＡｓｔｒａ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃ．製のタイプＤＲ−５０）をＬＥＤｓの前方、即ちＬＥＤｓと導光体の側部表面との間に配置することにより、個々のＬＥＤｓの別個の特徴を遮蔽して、より空間的に均一の照明を提供した。かくして、光源は、波長５９０ｎｍにおいてほぼ単色であった光を発光する線形光源を近似した。
【００５３】
光源に電圧を加え、回折面フィーチャを通して発光された外部結合光の強度を、コノスコープカメラシステムを使用して、極角及び方位角の関数として測定した。測定されたコノスコープ強度分布を図５に示す。この図にて、光源の伸長方向及び溝方向は、０及び１８０度の方位角値に対応する。直交基準面内の、即ち図５の９０及び２７０度の方位角値に対応する面内の測定強度又は輝度は、図５ａで極角θの関数としてプロットされている。閲覧者は、図５ａの曲線と、図３の曲線３１０、３１２、３１４の形状との類似性に注目し得る。閲覧者はまた、図５を参照して、光が１Ｄ回折格子によって、面内に存在しない狭い三日月形形状の分布に抽出されるが、極角の関数として方位角内にてシフトすることにも注目し得る。
【００５４】
図４、５及び５ａに関連して論じられる広域面積照明装置の他の態様には、以下が挙げられる。光は、導光体の両方の主面（例えば、図２の表面２１２ａ、２１２ｂ参照）から等しく抽出又は外部結合され、これは回折面フィーチャの対称設計（即ち、線形回折格子を形成する対称Ｖ字形の溝）の結果である；単色光源が白色光源及び／又は多色光源で置き換えられた場合、回折現象の結果として角度色分離が生じるであろう（例えば図３参照）；導波モード光を導波路に沿って伝搬させるのにＴＩＲに依存し、また光を導光体から抽出又は外部へ結合するのに回折に依存するという事実に起因して、装置内にディフューザー構成要素は必要ない（しかし、図５及び５ａの実施形態では、ＬＥＤ光源の別個の性質を遮蔽するために光源内に１つ含まれている）；並びに、外部結合光の三日月形形状の分布は、比較的狭い光抽出角度により特徴付けられる。
【００５５】
導波モード光は、回折面フィーチャの形状を変化させることにより、特に、個々のフィーチャ（例えばプリズム）の形状を非対称に作製することにより、他方の主面よりも導光体の一方の主面を通して優先的に抽出又は外部結合され得る。本発明者らは、このことを図６及び図７に関連して示す。図６にて、照明装置６１０は、第１の主面６１２ａと、対向する第２の主面６１２ｂとを有する導光体６１２を含む。第１の主面６１２ａは、小平面の形態の回折面フィーチャ６１３を含み、該小平面は、高さ「ｈ」及びピッチ「ｐ」の直角プリズム構造を形成している。装置６１０は、光を導波モード光として導光体内に入射させる、導光体６１２の側部表面に近接して配置された光源６１４も含み、そのような光は、図６の視点から、概して左から右へ伝搬する。装置６１０のコンピュータシミュレーションを行った。このシミュレーションでは、簡潔にするために、回折面フィーチャ６１３のプリズム構造を、等間隔であり、ｙ軸と平行な軸に沿って線状に延びると仮定した。光源もｙ軸と平行な軸に沿って線状に延びると仮定し、波長λの偏光を空気中に、導光体の面と平行な第１の基準面（図２のｘ−ｙ面参照）内にＬａｍｂｅｒｔｉａｎ分布にて発光すると仮定し、次いでこの光を導光体の側部表面にて屈折させた。シミュレーションは、第１の基準面に直交する第２の基準面（図２のｘ−ｚ面参照）内で、図２に参照される１つのみの光の伝搬角度、α＝５度を仮定した。導光体の屈折率は、１．５と仮定した。光学波長λ及び格子ピッチｐは、当初、一次回折（ｍ＝１）に関して、外部結合光が導光体表面に直交して抽出されるように選択し、これはλ≒５２０ｎｍ及びｐ≒３５０ｎｍを与えた。次いで、格子の高さを、５０〜５００ｎｍの範囲に亘って変更する一方、ピッチｐは３５０ｎｍにて一定に保った。格子の高さの特定の値に関連付けられた各実施形態について、コンピュータシミュレーションソフトウェアにより以下の量が計算された。
・本明細書ではＴＭ−頂部抽出効率と称する、第１の主面６１２ａから抽出された横方向磁気（ＴＭ）偏光に関する抽出効率、
・本明細書ではＴＥ−頂部抽出効率と称する、第１の主面６１２ａから抽出された横方向電気（ＴＥ）偏光に関する抽出効率、
・本明細書ではＴＭ−底部抽出効率と称する、第２の主面６１２ｂから抽出された横方向磁気（ＴＭ）偏光に関する抽出効率、
・本明細書ではＴＥ−底部抽出効率と称する、第２の主面６１２ｂから抽出された横方向電気（ＴＥ）偏光に関する抽出効率。
【００５６】
この観点から、「抽出効率」は、単一の相互作用に関して特定の主面（６１２ａ又は６１２ｂ）から抽出された特定の光（ＴＭ又はＴＥ）の量を、導光体内を伝搬するそのような特定の光の、その光線が抽出表面と相互作用する直前の量で除算した量（百分率として表す）を指す。
【００５７】
計算した量を図７にプロットし、ここで曲線７１０は、ＴＭ−底部抽出効率であり、曲線７１２は、ＴＥ−底部抽出効率であり、曲線７１４は、ＴＭ−頂部抽出効率であり、曲線７１６は、ＴＥ−頂部抽出効率である。これらの結果は、個々の回折フィーチャ（例えばプリズム）の形状を非対称にさせることにより、導波モード光が導光体の一方の主面を通して優先的に抽出され得ることを実証する。結果はまた、光が一方の主面から優先的に抽出される程度は、回折フィーチャの特定の形状の詳細に依存することも実証する。直角プリズムフィーチャの場合、優先的な抽出は、高さｈをピッチｐとほぼ等しいように選択することにより最大となり得る。
【００５８】
回折面フィーチャは、導光体の一方の主面から発光された光（例えば、図２の外部結合光２１７ａ）が、導光体の対向する主面から発光された光（例えば、図２の外部結合光２１７ｂ）と同一又は同様であるように調整されてもよい。対向する両表面から発光された光は、外部結合光の色及び／又は強度に関連して同一であり得る。１つの手法では、回折面フィーチャは、両方の対向する主面上に提供されてもよく、これらの回折面フィーチャは、対向する主面の間に、該主面から等距離で配置された基準平面に関連して互いに鏡像であってもよく、それにより照明装置はそのような基準平面に関連して鏡像対称性を有している。代替的実施形態では、回折面フィーチャは、導光体の一方の主面から発光された光が、導光体の対向する主面から発光された光と実質的に異なるように調整されてもよい。対向する表面から発光された光は、外部結合光の色、強度、及び／又は色及び／又は強度の角度分布に関して異なり得る例えば、観察者は、一色の光が一方の主面から発光され、実質的に異なる色の光が対向する主面から発光されることを知覚し得る。水平に装着された照明装置では、白色光源は、比較的寒色温度（青みがかった色合い）の白色光が天井に向かって指向され、比較的暖色温度（赤みがかった色合い）の白色光が床に向かって指向され、又はその逆であるように、好適に調整された回折面フィーチャを有して使用されてもよい。
【００５９】
回折に起因した、異なる色の角度分離が望ましくない用途では、いくつかの設計手法を用いて、色分離の問題を克服することができる。図８に示す一手法では、２つ以上の導光体を互いに積層してもよい。図９に示す別の手法では、異なる回折面フィーチャを所定の導光体の反対側の主面上に配置し、異なる色の光源用に調整する。図１０及び図１１に示す尚別の手法では、導光体の所定の主面上の回折面フィーチャは、異なるピッチの表面フィーチャのグループを含んでもよい。これらの手法は色分離問題に対する対処に関連して提示されているが、該手法は、色分離が尚生じる実利的及び／若しくは美的目的を含む他の目的、又は所定の所望の（非白色）色の光源のみを使用する単一色の実施形態にも、使用できることに留意されたい。様々な手法は個々に記載されているが、これらの手法のうちの任意の２つ以上を互いに組み合わせて、単一の実施形態に使用できることにも留意されたい。
【００６０】
図８を再び参照すると、積層され又は層状にされた配置にある複数の導光体８１２、８３２、８５２を含む照明装置８１０の概略図が示されている。各導光体は、対向する一対の主面を有し、即ち導光体８１２は主面８１２ａ、８１２ｂを有し、導光体８３２は主面８３２ａ、８３２ｂを有し、導光体８５２は主面８５２ａ、８５２ｂを有する。各導光体の少なくとも一方の主面は、回折面フィーチャを含むことが好ましく、例えば、主面８１２ａは回折面フィーチャ８１３を含んでもよく、主面８３２ａは回折面フィーチャ８３３を含んでもよく、主面８５２ａは回折面フィーチャ８５３を含んでもよい。装置８１０はまた、図示するように配置された光源８１４ａ、８１４ｂ、８３４ａ、８３４ｂ、８５４ａ、８５４ｂも含んで、例えばそれらの対応する側部表面を通して、対応する導光体に光を入射させることによって、導波モード光を導光体内に提供してもよい。導光体（それらの回折面フィーチャを含む）のそれぞれは、非導波モード光が比較的妨害されずに導光体を通過できるように、低い光学的歪みを有することが好ましい。この方法で、回折面フィーチャ８３３により導光体８３２から抽出された光は、導光体８１２を通過してユーザー８２０及び／又は表面８２２に到達することができ、回折面フィーチャ８５３により導光体８５２から抽出された光は、導光体８１２及び導光体８３２の両方を通過してユーザー８２０及び／又は表面８２２に到達することができる。表面８２２は、導光体の光学軸を交差するように配置されてもよく、そしてそのような光学軸に直交して、また導光体の特性横方向寸法Ｌ（例えば、直径又は長さ）の少なくとも１０倍の距離Ｄにて配置されてもよい。特性横方向寸法Ｌは、導光体の最大面内寸法（キャリパー測定）であってもよい。代替的に、最小面内寸法（キャリパー測定）、又は最小及び最大の平均を、特性寸法Ｌに使用してもよい。Ｄは、少なくとも２＊Ｌを超えるが、５０＊Ｌ以下であることが好ましい。代替的に、又はそれに加えて、Ｄは、絶対単位で表されてもよい。Ｄは、少なくとも０．２メートルであるが１５メートル以下であることが好ましい。ユーザー８２０は、導光体８１２、８３２、８５２を通しても、光学的歪みを殆ど又は全く有さずに、上述した物体１２４と同一又は同様であり得る物体８２４などの物体を観察することができる。
【００６１】
色分離問題を克服することを所望する場合、装置８１０内の様々な導光体、光源、及び回折面フィーチャは、異なる色の外部結合光をユーザー８２０及び／又は表面８２２に提供するように調整されることができ、これによって、かかる色のすべての合計が、実質的に白色の光照明を提供することになる。例えば、光源８５４ａ、８５４ｂは赤色光を発光してもよく、回折面フィーチャ８５３は装置の光学軸（例えばｚ軸に平行な軸）に沿ってかかる光を最適に抽出してもよく、光源８３４ａ、８３４ｂは緑色光ａを発光してもよく、回折面フィーチャ８３３は同一の光学軸に沿って緑色光を最適に抽出してもよく、光源８１４ａ、８１４ｂは青色光を発光してもよく、回折面フィーチャ８１３は同一の光学軸に沿って青色光を最適に抽出してもよい。勿論、赤色、緑色及び青色の記載順序は単なる例であり、閲覧者は多数の代替的組み合わせを想定することが理解されるであろう。更に、図８の積層体には３つの導光体が示されているが、２つ、４つ、又はそれ以上を含む他の数の導光体も使用し得る。積層体内の各層の成分構成要素は、同一又は同様の設計、例えば、導光体の同一の寸法及び特性、回折面構造の同一の寸法及び特性、並びにＬＥＤの同一の数、色、及び配置を有してもよい。代替的に、各層の成分構成要素は、これらの点のいずれにおいても、他の層内の対応する構成要素とは異なっていてもよい。照明装置１１０と同様に、装置８１０は、実質的に均一の色（この均一の色は、実質的に白色、又は異なる、例えば非白色の色であってもよい）の照明を表面８２２上に提供できる一方、ユーザー８２０が装置８１０を直接見た場合、有色の外観を提供することができる。また、ユーザーは、装置８１０の発光領域内に、しるしなどの空間的パターン（１つ又は複数）を観察することができ、このパターン（１つ又は複数）又はしるしは、積層体内の層の任意の１つ、又はいくつか、又は全部を起源としてもよく、及び／又は装置８１０の発光領域内に、３次元外観を有する１つ以上のバンドを観察することができ、このバンドは、積層体内の層の任意の１つ、又はいくつか、又は全部を起源としてもよい。
【００６２】
図８の導光体８１２、８３２、８５２は、相互接続された支持部材の枠組み、例えば、導光体のそれぞれを完全に又は部分的に取り囲むリング又は類似した構造に導光体を取り付けることにより、互いに機械的に接続されてもよい。相互接続された支持部材の枠組みについては、下記に更に論じる。
【００６３】
図９を再び参照すると、導光体９１２と光源９１４ａ、９１４ｂとを含む照明装置９１０の概略図が示され、光源９１４ａ、９１４ｂは、導光体の異なる（例えば直交する）側部表面内に光を入射させるように配置されている。導光体９１２は、一対の対向する主面９１２ａ、９１２ｂを有する。装置９１０において、各主面は、それ自体の回折面フィーチャを有する。表面９１２ａは、回折面フィーチャ９１３ａを有し、表面９１２ｂは、回折面フィーチャ９１３ｂを有する。回折面フィーチャは、図に模式的にのみ表されているが、フィーチャ９１３ａは、１つの面内軸（例えばｙ軸）に略平行に延び、フィーチャ９１３ｂは、直交する面内軸（例えばｘ軸）に略平行に延びることを示す。光源は、同様に、概ね直交面内方向に沿って光を入射させるように配置及び構成され、光源９１４ａは、概ねｘ軸に沿って光を入射させるように配置され、光源９１４ｂは、概ねｙ軸に沿って光を入射させるように配置されている。用語「概ね」は、光源はコリメートされる必要はない（そして多くの場合、コリメートされない）が、ｘ−ｙ面に角度分布させて光を発光するため、本明細書にて使用される。また、光源９１４ａ、９１４ｂはそれぞれ、単一ＬＥＤエミッタなどの別個の点光源として示されているが、これらは代替的に、それぞれ、導光体の対応する側部表面に沿って延びるかかる別個の光源の線状アレイ、又は線形若しくはバー形状の拡張光源であってもよい。それにもかかわらず、光源９１４ａからの光は、該光が回折面フィーチャ９１３ａと強く相互作用し、かつ回折面フィーチャ９１３ｂと弱く相互作用するように面内ｘ軸に沿って優位に伝搬し、光源９１４ｂｐからの光は、該光がフィーチャ９１３ａと弱く相互作用し、かつフィーチャ９１３ｂと強く相互作用するように面内ｙ軸沿って優位に伝搬する。
【００６４】
この幾何配置又は方向性を用いた導光体上の異なるそれぞれの回折面フィーチャに対する光源の選択的結合は、所望であれば、色分離の問題に対処するのに使用することができる。例えば、光源はそれらの発光スペクトルが実質的に相補的であってもよく、例えば、光源９１４ａは青色光を発光してもよく、かつ光源９１４ｂは黄色光を発光してもよく、その場合、回折面フィーチャ９１３ａは、照明装置９１０の光学軸（例えば正ｚ軸）などの所定の方向に沿って青色光を抽出するように構成され得る一方、回折面フィーチャ９１３ｂは、同一の方向に沿って黄色光を抽出するように構成され得ることにより、実質的に白色の光照明を光学軸に沿って提供することができる。青色光又は黄色光と、反対の色の回折面フィーチャ（光抽出格子）との相互作用は殆どなく、これは、上記に説明したように、青色光抽出用の溝は概ね黄色光の光路に沿って延び、黄色光抽出の溝は概ね青色光の光路に沿って延びるためである。それ故、異なる色の光線は、同一の導光体内で独立して誘導及び抽出される。外部結合された青色及び黄色光の組み合わされた視覚効果は、観察者又はユーザーに白色光の感覚を生じさせる。しかしながら、この例での白色光の演色評価数（ＣＲＩ）は、導光体９１２が２色のみを組み合わせるため、比較的低い。
【００６５】
図９に示す手法は、異なる相補的な色、及び相補的ではない色の組み合わせを含む、また同一であり得る色（例えば、両方の光源９１４ａ及び９１４ｂに関して緑色発光光、又は両方の光源に関して赤色発光光）を含む、他の色の光源を使用する実施形態を含む、多数の他の実施形態に拡大適用することができる。また、装置９１０のような照明装置は、例えば図８に関連して記載したような積層配置にて、同様の又は異なる設計の他の照明装置と組み合わされてもよい。そのような場合、各導光体は、所望であれば、２つの区別される色の組み合わせを発光し、かつ積層体から集合的に発光された色は、より高いＣＲＩを有する白色光を生成するように選択されてもよい。
【００６６】
色分離の問題に対処するのに使用できる他の手法は、概して図１０及び図１１に示す手法である。これらの図では、所定の主面上の回折面フィーチャが異なるピッチの面フィーチャのグループ又はパケットを含む導光体１０１２、１１１２が示されている。導光体からの抽出光の様々な波長の所望の分布を提供するために、かかる波長の光が、１つ以上の光源（図示せず）により導光体内に入射されると仮定して、複数の異なるピッチを一般に使用することができる。
【００６７】
本明細書の他の箇所で述べたように、本明細書に開示した導光体は、一体構造、又は、２つ以上の構成要素が有意な空隙を介在させずに互いに付着された、層状構造を含む、多様な異なる構造を有することができる。この観点から、導光体１０１２、１１１２は層状構造を有するように示されるが、所望であれば、一体構造を有するように容易に変更することができる。反対に、他の図で導光体は一体型として示されるが、層状構造を有するように容易に変更することができる。図１０を参照すると、導光体１０１２は比較的厚い板又は他の基材１０１１ａを含み、該板又は他の基材１０１１ａには、プリズム層１０１１ｃをその上部に鋳込み及び硬化させたキャリアフィルム１０１１ｂから作製されたフィルムが付着されている。基材１０１１ａ、キャリアフィルム１０１１ｂ、及びプリズム層１０１１ｃは、同一又は同様の屈折率を有することが好ましく、散乱又は吸収が殆ど又は全くなく、可視光に対してすべて高い透過性を有することが好ましいが、場合によっては、吸収及び／又は散乱の制御された量が許容可能であり、又は更には所望され得る。図１１を参照すると、導光体１１１２は導光体１０１２に類似した構造を有してもよく、したがって比較的厚い板又は他の基材１１１１ａを含んでもよく、該板又は他の基材１１１１ａには、プリズム層１１１１ｃをその上部に鋳込み及び硬化させたキャリアフィルムが付着されている。
【００６８】
板又は他の基材に対してプリズム又は構造化表面フィルムを付着させて層状にされた導光体を提供することは、任意の好適な技術により行うことができる。例えば、付着は、光透過性感圧接着剤などの好適な接着剤を使用して達成することができる。付着はまた、インサート射出成形プロセスを含む射出成形プロセスを用いて達成されてもよい。例えば硬化性樹脂がキャリアフィルムなどの好適な基材上に鋳込み及び硬化される場合、化学結合も付着に用いることができる。代替的に、一体構造の場合、回折面フィーチャは、型押し、又は、例えば射出成形プロセスを含む成形により、フィルム又は板などの一体基材の少なくとも１つの表面上に形成することができる。圧縮成形、押出複製、及び直接切削は、回折面フィーチャを形成するのに使用できる追加の技術である。フィルム、板、又は他の基材の表面上に如何なる回折構造が形成されるかにかかわらず、回折面フィーチャは、既知の技術又は後に開発される任意の好適な技術を用いて加工することができる。好適な回折面フィーチャを作製するのに用いられ得る更なる方法は：国際公開第２０１１／０８８１６１号（Ｗｏｌｋ  ｅｔ  ａｌ．）；米国特許第２０１２／００９８４２１号（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）；及び同第２０１２／００９９３２３号（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）の１つ以上に論じられている。
【００６９】
導光体１０１２、１１１２は、それぞれの第１の主面１０１２ａ、１１１２ａと、第１の表面の反対側のそれぞれの第２の主面１０１２ｂ、１１１２ｂと、側部表面（図示せず）とを有する。本明細書に記載した他の導光体と同様、第１の主面１０１２ａ、１１１２ａは、それぞれ回折面フィーチャ１０１３、１１１３を有するように構成されている。面フィーチャは、溝又はプリズムと称されてもよい。溝／プリズムは、非対称の９０度鋸歯プロファイルを断面に有するよう示されているが、所望により他の非対称プロファイル及び対称（例えばＶ字形）プロファイルを含む他のプロファイルも使用し得る。平面視にて溝／プリズムは、真っ直ぐな、湾曲した、又は両方（例えば、ある場所では真っ直ぐであり、他の場所では湾曲した）の経路をたどってもよい。意義深いことには、回折面フィーチャ１０１３、１１１３はグループ又はパケットに配置され、任意の所定のパケット内のプリズム又は溝は、均一のピッチを有するが、隣接するパケットは異なるピッチを有する。いくつかの場合、パケットは、導光体表面の全域で反復するパターンに配置されてもよく、パケットの最小の反復グループは、本明細書でパケットの「セット」と称する。例えば、導光体１０１２（図１０）は、溝又はプリズムパケット１０３０、１０３１及び１０３２に分割される回折面フィーチャ１０１３を有し、これらのパケットは反復シーケンスで配置され、セット１０４０を画定する。パケット１０３０、１０３１、１０３２のそれぞれの中のプリズム又は溝は、均一のピッチを有するが、パケット１０３０内のピッチはパケット１０３１内のピッチよりも小さく、次にパケット１０３１内のピッチは、パケット１０３２内のピッチよりも小さい。導光体１１１２（図１１）は、溝又はプリズムパケット１１３０、１１３１、１１３２、１１３３、１１３４、及び１１３５に分割される回折面フィーチャ１１１３を有する。セット１１４０を画定するために、これらのパケットを反復シーケンスにて配置してもよい。パケット１１３０、１１３１、１１３２、１１３３、１１３４、及び１１３５のそれぞれの中のプリズム又は溝は、均一のピッチを有するが、ピッチはパケット１１３０からパケット１１３５へ移動するにつれて、漸進的に大きくなる。異なるピッチが図１０及び図１１に示す様々なパケットに使用されているが、好ましくはピッチのいずれも、回折の原理によって導光体からのいくつかの可視導波モード光を結合するのに好適な範囲内にあることに留意されたい。
【００７０】
パケットの幅（面内横方向寸法）及びパケットのセットの幅は、導光体が平面視で見る場合に普段の観察者には視覚的に知覚不可能であるほど小さい場合がある。代替的に、パケットの幅及び／又はパケットのセットの幅は、普段の観察者にしるし又は美的パターンとして知覚可能であるほど大きくてもよい。
【００７１】
図１０及び図１１に示すような複数のピッチ抽出設計を、色混合に使用することができる。一般的には、２つの異なるピッチにより特徴付けられる少なくとも２つの異なるパケットを使用してもよいが、多くの場合、３つの異なるピッチｐ１、ｐ２、ｐ３により特徴付けられる少なくとも３つの異なるパケットが望ましい。ピッチ寸法の選択は、導光体の屈折率（ｎ）の関数であるとともに、本発明者らが所定のパケットによって導光体から抽出することを所望する光（λ）の波長の関数でもある。例示的な場合では、本発明者らは、λ１が４００〜６００ｎｍの範囲内にある場合には、ｐ１＝λ１／ｎを選択することができ、λ２が５００〜７００ｎｍの範囲内にある場合にはｐ２＝λ２／ｎを選択することができ、λ３が６００〜９００ｎｍの範囲内にある場合にはｐ３＝λ３／ｎを選択することができる。アクリル（ｎ≒１．４９）又は類似した材料で作製された導光体の場合、これらの条件は、約２６８〜４０３ｎｍの範囲のピッチｐ１、約３３６〜３７０ｎｍの範囲のピッチｐ２、及び４０３〜６０４ｎｍの範囲のピッチｐ３に対応する。導光体内を伝搬する白色光などの多色光は、複数のピッチパケットと相互作用し、したがって異なる色の光は、各所定のパケットに関して異なる角度で回折され（導波路から外部結合され又は抽出され）、任意の所定の色に関する抽出角度はまた、異なるパケットに関して異なる。その結果、実質的な色均一性、例えば実質的に白色の光を有する照明を、導光体から好適な距離に配置されたユーザー又は物体に対して提供するために様々な色の光を混合又は組み合わすことができる。
【００７２】
例示的な実施形態では、照明装置は、異なるスペクトル出力を有する複数の光源を使用してもよく、かつ制御装置は、異なる光源を独立して制御して、照明装置により発光される光の色の知覚色を能動的又は動的に制御するために、使用することができる。この能動的制御は、出力光の色温度、相関色温度、及び／又は演色評価数（ＣＲＩ）を調整又は別様に変化させるために、使用することができる。赤色、緑色及び青色発光ＬＥＤ（ＲＧＢ）、又は赤色、緑色、青色及び白色発光ＬＥＤ（ＲＧＢＷ）のアセンブリ又は組み合わせは、この目的に特に有益である。また、複数ピッチ抽出設計を組み込んだ導光体も、特に有益である。好ましくは、複数ピッチ設計は、各狭帯域発光光源のための所定のピッチの、回折フィーチャの少なくとも１つのパケット、例えば、そのピッチが赤色光用に調整された１つ以上のパケット、そのピッチが緑色光用に調整された１つ以上のパケット、そのピッチが青色光用に調整された１つ以上のパケット、などを組み込んでいる。個々の狭帯域色は赤色、緑色及び青色に限定されず、黄色又はコハク色などの他の非白色を発光する光源も、開示した照明装置の色域を拡大するよう使用できることに留意されたい。
【００７３】
マルチピッチ格子設計、及び他の開示された回折面フィーチャ設計のための関心設計パラメータは、有効抽出効率である。抽出効率は上述してあり、ここでは繰り返さない。「有効」抽出効率とは、単一の相互作用に際して特定の主面（６１２ａ又は６１２ｂ）から抽出された特定の光の量を、抽出表面と相互作用する直前の導光体内を伝搬するかかる特定の光の量で除算した百分率を指す。所定のピッチの回折面フィーチャ（溝又はプリズム）に関する有効抽出効率を評価し、他のピッチの有効抽出効率と比較することができる。一般的に所定のシステムパラメータであれば、所定のピッチの有効抽出効率は、そのピッチを有する回折フィーチャの平面視面積カバレッジ（例えば、図１０の最小ピッチに関しては、表面上の３つのパケット１０３０の平面視面積の合計）の線形関数であり（即ち、正比例する）、かつ回折フィーチャのピッチ及び回折フィーチャ（溝／プリズム）の断面プロファイル形状を含む他の因子にも依存する。実質的な色均一性を所望する場合、異なるピッチに関する有効抽出効率は、互いに匹敵させることができ、例えば、任意の２つの区別されるピッチに関する有効抽出効率の比は、約０．３〜３の範囲内にあり得る。
【００７４】
図４、図５、及び図５ａに関連して示したように、単一ピッチ線形回折格子を有する導光体内に光を入射させるのに使用される単色のＬａｍｂｅｒｔｉａｎ光源は、比較的狭い光抽出角度により特徴付けられる外部結合光の三日月形形状の分布を生じさせる。外部結合光の角度を更にもっと狭くすることを所望する場合、Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎではなく、好適なレンズ、鏡、又は他の構成要素を用いて光源を再構成して、コリメートされ又はほぼコリメートされた光を発光してもよい。反対に、外部結合光の角度をより広くすることを所望する場合、Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ分布よりも広い角度範囲に亘って光を発光するように光源を再構成してもよい。微細構造化光学フィルム（microstructured optical films）をＬＥＤ又はレーザーなどの光源と組み合わせて、導光体内に入射される光の角拡散を調整することにより、外部結合光の角拡散にも影響を与えることができる。好適な微細構造化光学フィルムは、ＰＣＴ国際特許公開第２０１２／０７５３５２号（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）及び同第２０１２／０７５３８４号（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されている。均一性テープと称されることがあるこれらの光学フィルムは、導光体の端面又は縁側部表面に直接適用することができ、かつ導光体内への光の結合を向上させるために光源に向かって外側に向いた屈折構造を含む。屈折構造は、代替的に、例えば射出成形、型押し、又は直接機械加工によって、導光体の側部表面又は入射端面内に直接組み込まれてもよい。そのような光学フィルム又は屈折構造は、ＬＥＤ光源と導光体の側部表面との間に配置された際、導光体内に入射される光の角拡散をより広くすることができ、かつ本明細書に開示した実施形態のうちのいずれにおける光源の１つ、いくつか、又は全部と共に使用することができる。カスタム設計された複製構造を有する光学フィルムはまた、導光体内への入射のための光の高度に画定された矩形形状の角度分布（即ち、特定の円錐状の角度に亘ってほぼ一定の強度、及び、特定の円錐の外部にて０若しくはほぼ０の強度の光分布）を提供するためにコヒーレントレーザーと共に使用することができる。
【００７５】
外部結合光の角拡散はまた、回折フィーチャのパケットの物理的な幅（面内横方向寸法）を適切に選択することにより調整することができ、この物理的幅は、プリズム／溝の伸長方向に直交して測定される。各パケットの物理的幅は、パケットと相互作用する光の全色に影響を与え、全体的な抽出光は、全パケットの平均効果である。小さい物理的幅は、外部結合光の角度幅を広くする傾向がある一方、大きい物理的幅は、外部結合光の角度幅を狭くする傾向がある。しかしながら、物理的幅の調整により達成できる角度を広く又は狭くする量は幾分限定されており、これは、小さすぎる物理的幅は、回折面フィーチャが「高い程度の」歪み又は散乱を生成するように、また導光体が回折的ではなく拡散的になると思われるように、過剰な光拡散をもたらし得るためである。
【００７６】
より角度分散された（例えば、遠隔の表面における、より良好な空間的均一性のために）照明を生成するための他の技術は、例えば図５のコノスコーププロットにおける異なる方位角に対応する異なる面内方向に沿って配向された、回折面フィーチャのパターンを使用することである。次いで、異なるように配向された回折フィーチャを、対応する回折フィーチャによる最大抽出効率のために調整された異なる面内方向に概ね沿って光を発光する、対応する光源と組み合わせてもよい。様々に配向された回折フィーチャと様々に配向された光源との組み合わせを提供して、多様な方位角方向に発光された外部結合光を生成し、より角度分散され及びより空間的に均一の照明をもたらすことができる。例示的な実施形態では、１２０度の方位角で互いに分離された面内軸に対応する、少なくとも３つの区別される回折フィーチャ配向を使用することができる。
【００７７】
異なるように配向された回折フィーチャはまた、連続的に湾曲した溝又はプリズム、例えば、（平面視にて）円形、楕円形若しくは長円形の溝又はプリズム、又はそのような形状の部分、例えば、正弦曲線若しくは別様に起伏のある形状などの相互接続された一連の弧を含む弧の使用を介して達成されてもよい。その観点から、線形回折面フィーチャを有するとして記載された、本明細書に開示した実施形態は、代替的に、湾曲した回折フィーチャを使用してもよい。線形の又は湾曲した回折面フィーチャは、別個の光源及び／又は非均一の反射性構造と組み合わされた際、明るい又は暗いバンドの形態の視覚的フィーチャを生成するのに使用することができる。このようなバンドは、殆どの拡張光源用途には非常に望ましくないが、いくつかの場合、美的３次元外観を有する照明装置を提供するのに活用することができる。
【００７８】
図１２は、本明細書に開示した照明装置における構成要素として使用できる例示的な導光体１２１２を示す。導光体１２１２は、対向する主面と、細い円形のリングの形態で、導光体の周辺部の周りに連続的に延びる側部表面１２１２ｃを有する。回折面フィーチャ１２１３は、主面の一方の上に提供されている。この実施形態では、回折フィーチャ１２１３は、導光体の一方の主面を実質的に満たす緊密に巻かれた渦巻線を形成している。それ故、回折フィーチャ１２１３は、平面視にて、実質的にそれらの全長に亘って全て湾曲し、曲率は、導光体１２１２及び回折フィーチャ１２１３の幾何学的中心からの径方向距離の関数として単調に変化し、該中心は、図１２に「Ｃ」と符号が付けられている。導光体１２１２及び回折面フィーチャ１２１３の一部分を、図１２ａの概略拡大図に示す。回折フィーチャのピッチ（隣接する溝又はプリズムの間の径方向距離）は、本明細書の他の箇所で論じたように、均一又は非均一であってもよい。代替的実施形態では、緊密に巻かれた渦巻線は、同心円又は他の類似した形状で置き換えられてもよい。別の代替的実施形態では、導光体１２１２の円形の形状、及び回折面フィーチャ１２１３の実質的に円形の形状は、長円又は楕円などの他の湾曲した形状に変更されてもよい。更に、回折面フィーチャは、代替的に、導光体１２１２の両方の主面上、又は一方若しくは両方の主面の一部分の上にのみ提供されてもよい。
【００７９】
ここで図１３を参照すると、別個の光源がどのように導光体の湾曲した側部表面に沿って装着され得るかの例示的な配置が示されている。照明装置１３１０は、導光体１３１２、導光体１３１２の湾曲した側部表面内に光を入射させるように配置された別個の光源１３１４ａ、１３１４ｂ、及び装着リングなどの支持構造１３０２を含む。図示しないが、本明細書の他の箇所に記載した回折面フィーチャは、導光体１３１２の主面上に提供されて、導波モード光を導光体の外部へ抽出する。光源１３１４ａ、１３１４ｂは、ＬＥＤ又は類似した小面積光源であってもよく、又はそれらを含んでもよい。光源は、支持構造１３０２の開口部又はスロット内に装着されている。所望であれば、支持構造１３０２は、金属又は他の反射性材料で作製されて、導光体１３１２の側部表面に沿って拡張反射体を提供してもよい。代替的に、支持構造と側部表面との間に反射性フィルム１３０４を挟んでもよい。別の実施形態では、支持構造１３０２は、吸収（又は他の低反射性）材料で作製されてもよく、及び／又はフィルム１３０４は、吸収性を有するよう作製され、若しくは低反射性に作製されてもよい。光源は、導波モード光を提供するために、導光体の側部表面に装着される必要はない。例えば、光源は、側部表面を通してではなく、導光体の主面の外側（例えば環）部分を通して光を入射させてもよく、また側部表面は、その場合、傾斜又は角度付け（例えば、４５度に）されてもよい、それによって、主面を通して入射する光源からの光が側方に反射されて導波モード光を提供するようになる。
【００８０】
支持構造１３０２は、相互接続された支持部材の枠組みの一部であってもよく、該支持部材は、本明細書に開示した導光体１３１２及び１つ以上の他の導光体に集合的に取り付けられて、複数の導光体を有する照明装置を提供する。
【００８１】
図１４は、開示した光源内に使用できる別の導光体１４１２を示す。導光体１４１２は、平坦であり、ｘ−ｙ面内に存在し、扇形形状又はパイ片形状をした互いに対向する主面を有すると仮定される。主面の境界は、側部表面１４１２ｃ１、１４１２ｃ２、１４１２ｃ３である。側部表面１４１２ｃ１は、湾曲し、例えば円の弧様であり、側部表面１４１２ｃ２及び１４１２ｃ３は平坦である。側部表面１４１２ｃ２、１４１２ｃ３は中心点Ｃにて交差し、中心点Ｃは、湾曲した側部表面１４１２ｃ１の曲率中心であってもよい。回折面フィーチャ１４１３は、導光体１４１２の一方又は両方の主面上に提供されている。回折フィーチャ１４１３は、同心ではなく、全て同一の曲率を有すると想定され、該曲率は、湾曲した側部表面１４１２ｃ１の曲率と等しくてもよい。更に、回折面フィーチャ１４１３は、異なるピッチのパケットに配置されている。これらは：所定の角度（例えば、導光体の表面に直交）にて赤色導波モード光を抽出するように構成されたピッチを有するパケットａ１及びａ２；同一又は異なる所定の角度にて緑色導波モード光を抽出するように構成されたピッチを有するパケットｂ１及びｂ２；並びに、同一又は異なる所定の角度にて青色導波モード光を抽出するように構成されたピッチを有するパケットｃ１及びｃ２を含む。したがって、パケットは、パケットの２つのセットに配置されている。
【００８２】
例示的な実施形態では、パケットａ１、ａ２は、導光体の第１の合計面積を占有し、パケットｂ１、ｂ２は、導光体の第２の合計面積を占有し、パケットｃ１、ｃ２は、導光体の第３の合計面積を占有し、第１、第２及び第３の合計面積は、１つ以上の光源のスペクトル強度分布に関連した相対的割合を有する。例えば、特定の方向、例えば光学軸に沿った（図１４のｚ軸参照）方向にて導光体１４１２から抽出される赤色、緑色及び青色光の全部の組み合わせが、導光体１４１２から遠隔関心基準面にて実質的に白色の光照明を提供するように、第１の合計面積は第２の合計面積よりも大きくてもよく、次に第２の合計面積は第３の合計面積よりも大きくてもよい。導光体１４１２の最大横方向寸法は、中心点Ｃから側部表面１４１２ｃ１までの径方向距離である。関心基準面は、光学軸に直交し、かつ光学軸に沿って中間の長さの距離Ｄだけ、導光体１４１２から分離されてもよい。距離Ｄは、例えば点Ｃから表面１４１２Ｃ１までの径方向距離などの、導光体の第１の主面の特性横方向寸法Ｌの観点から表されてもよい。代替的に、最小面内寸法（キャリパー測定）又は最小と最大の平均を特性寸法Ｌに使用してもよい。Ｄは、少なくとも２＊Ｌを超えるが、５０＊Ｌ以下であることが好ましい。代替的に、又はそれに加えて、Ｄは、絶対単位で表されてもよい。Ｄは、少なくとも０．２メートルであるが１５メートル以下であることが好ましい。
【００８３】
閲覧者は、本明細書の他の教示に従って、多数の変更を導光体１４１２になし得ることを認識するであろう。例えば、導光体全体に亘って一定のピッチ、並びに、他の数のパケットタイプ及び／又は他の数のパケットセットを含む他のピッチ構成を、回折面フィーチャに使用してもよい。また、回折面フィーチャ１４１３はすべて、例えば、一定曲率ではなく、中心点Ｃに曲率中心を有する、同心にさせてもよい。
【００８４】
図１５ａ及び図１５ｂは、普段のユーザー１５２０が観察した際に実質的に色とりどりの外観を有するが、遠隔関心基準面１５２２にて実質的に均一の色の照明を提供し、該色が実質的に白色であってもよい照明装置１５１０の概略図である。装置１５１０は、対称軸又は光学軸１５０１を有する導光体１５１２を含み、対称軸又は光学軸１５０１は、この場合、導光体１５１２がｘ−ｙ面に平行に延びるため、ｚ軸に平行である。導光体は、特性横方向（面内）寸法Ｌを有する。導光体１５１２は、本明細書に論じた他の導光体と同一又は類似してもよい。光源１５１４により代表される１つ以上の光源が、導光体１５１２内に光を入射させるように配置されている。光源１５１４は、好ましくは可視波長スペクトル全体の、少なくとも例えばスペクトルの赤色、緑色及び青色領域内の光を発光する。この光は、導光体に入射し、かつ導波モード光として導光体内に、及び導光体に沿って伝搬する。
【００８５】
図１５ａに示されないが、本明細書の他の箇所に記載した複数の回折面フィーチャが、導光体１５１２の少なくとも一方の主面上に提供されている。回折面フィーチャは、回折機構により導光体１５１２からの導波モード光を結合して、結果として、異なる波長の光が、導光体の主面上の任意の所定の点において異なる角度で、導光体から抽出されるか又は外部結合される。回折効果に起因して、装置１５１０により照らされる部屋の入居者などの、装置の普段のユーザー１５２０は、導光体の異なる領域内にて実質的に異なる色を観察する。例えば、図に示すように、ユーザー１５２０は、導光体の位置又は領域Ａに青色の光を知覚し、導光体の位置又は領域Ｂに緑色の光を知覚し、導光体の位置又は領域Ｃに赤色の光を知覚し得る。一般に、導光体の出力全域に亘る知覚色及びそれらの空間的分布は、視野方向及び視点位置の関数として変化する。ユーザーは、広範囲の視野方向、並びに、導光体１５１２に比較的近い位置、及び導光体から遠隔の位置の両方の位置を含む様々な観察位置で、それらの色を観察し得る。観察位置は、例えば、寸法Ｌの約５０倍まで、又は僅かにＬの２倍まで、導光体１５１２から離れてもよい。観察位置はまた、又は代替的に、１５メートルまで、又は僅かに０．２メートルまで、導光体から離れてもよい。しかしながら、少なくとも１つの視点幾何において、ユーザーは導光体の異なる領域内に実質的に異なる色を観察する。「実質的に異なる」色は、本明細書の他の箇所に引用した同時係属の米国特許出願（代理人整理番号６９８１０ＵＳ００２）に論じられているように、ＣＩＥ色度図の観点から定量化することができる。
【００８６】
回折面フィーチャは、導光体１５１２が該導光体から遠隔に配置された関心基準面を、空間的に実質的に均一の色の光、例示的な実施形態ではまた実質的に白色の光で照らすように、光源１５１４の出力スペクトルなどの、照明装置１５１０の他の要素と組み合わせて調整されてもよい。図１５ｂでは、そのような関心基準面１５２２は、同一の遠隔の観察又は照明位置におけるユーザー１５２０を置き換えて示されている。この位置は、光学軸１５０１からずれて示されているが、代替的に光学軸と一直線上に（光学軸上に）存在してもよい。実質的に均一の色の照明は、基準面１５２２の測定部分上に画定されてもよく、該測定部分は表面１５２２上の光の照度により画定され、該照度が、所定の閾値を超える、例えば、基準面１５２２上の最大照度（「Ｉｍａｘ」）以上を数学定数「ｅ」で除算した値に等しいか又はそれを超える。この測定部分内で、色は、ＣＩＥ色度図を参照して、「実質的に均一の」であると言うことができる。そのような均一の色の照明は、基準面１５２２の測定部分全体上で維持することができる。
【００８７】
これらのような結果を達成するために、回折面フィーチャは、異なるピッチの回折面フィーチャを含む。例えば、第１のピッチを有する第１の回折面フィーチャの１つ以上の第１のパケット、第１のピッチとは異なる第２のピッチを有する第２の回折面フィーチャの１つ以上の第２のパケット、及び第１及び第２のピッチとは異なる第３のピッチ異なるを有する第３の回折面フィーチャの１つ以上の第３のパケットを含んでもよい。第１、第２及び第３のピッチは、所望の観察方向に沿って、例えば光学軸１５０１に平行に、それぞれ青色光、緑色光及び赤色光を抽出するように調整されてもよい。第１、第２及び第３のパケットは、導光体１５１２の主面上の反復するグループ又はセットに配置されてもよい。第１のパケットは、導光体の第１の合計面積を占有してもよく、第２のパケットは、導光体の第２の合計面積を占有してもよく、第３のパケットは、導光体の第３の合計面積を占有してもよく、第１、第２及び第３の合計面積の相対的割合は、光入射に使用される光源１５１４のスペクトル強度分布に関連してもよい。第１、第２及び第３の回折面フィーチャは、平面視にて、複数の面内方向に沿って延びる表面フィーチャを含んでもよい。例えば、それらの表面フィーチャは、平面図にて実質的に円形、又は少なくとも湾曲した形状であってもよい。
【００８８】
図１６及び図１７は、異なるタイプの回折面フィーチャの合計面積の相対的な値が、導光体内に光を入射させる光源（１つ又は複数）のスペクトル強度分布に関連するように、該合計面積を調整する概念を模式的に示す。図１６にて、照明装置１６１０は、導光体１６１２と、導光体内に光を入射させるように配置された１つ以上の光源とを含み、これら光源の全部は、単一光源１６１４によって模式的に表される。導光体１６１２は、第１の主面１６１２ａと対向する第２の主面１６１２ｂとを有し、主面の少なくとも一方には、回折面フィーチャ１６１３が設けられている。回折面フィーチャ１６１３は、異なる３つのタイプの回折面フィーチャから構成され、この３つのタイプは、溝又はプリズムピッチが異なっている。第１の回折面フィーチャは領域１６３０内に存在し、特定の方向に沿って、例えば導光体の光学軸に平行に、導光体１６１２から青色光を抽出するように調整された、第１のピッチ及び他の設計特性を有すると仮定する。図１６では、導光体１６１２の光学軸は、ｚ軸と平行である。第２の及び第３の回折面フィーチャは、それぞれ領域１６３１及び１６３２内に存在し、同一の特定の方向に沿って、導光体１６１２から緑色及び赤色光を抽出するように調整された、それぞれの第２の及び第３のピッチを有すると仮定する。領域１６３０、１６３１、１６３２は、平面視にてそれぞれ、表面１６１２ａの第１、第２及び第３の合計面積を占有すると仮定し、合計面積は、図に示す領域の長さ（又は幅）に比例する。単純さのために、図１６は、回折面フィーチャの単一のパケットにグループ分けされている第１、第２及び第３の回折面フィーチャのそれぞれを示し、異なるパケットは互いに境界を接するが、重なり合ってはいない。代替的実施形態では、様々なタイプの回折面フィーチャのそれぞれは、所望により、それぞれのタイプの回折フィーチャにより占有される合計面積を保存すると共に、均一又は非均一の幅の多数のパケットに分割されてもよく、異なるタイプの回折フィーチャに関するパケットは、例えば循環的、反復的、非重複的に主面上に散在されてもよい。
【００８９】
光源１６１４は、光源１６１４の出力が実質的に白色であるように十分な可視スペクトルに亘る光を発光すると仮定され（しかし、いくつかの場合、全体的な出力は実質的に白色であり得ないが、それにもかかわらず広域帯の性質を有するため、ユーザーは導光体の異なる領域にて実質的に異なる色を観察し得る）であるが、スペクトル成分は、均一、又は、波長の関数として滑らかに変化する必要はない。実際、本発明者らは、スペクトル強度分布１６１４ａにより模式的に示されるように、光源１６１４が可視スペクトルに亘り実質的に非均一に光を発光することを仮定する。分布１６１４ａは、スペクトルの緑色及び赤色領域と比較して青色領域内にスパイク又は過剰の光出力を有すると仮定する。そのようなスパイクは、黄色蛍光体を励起するのに青色ＬＥＤダイを使用するいくつかのＬＥＤ製品にて生じる場合がある。原因が何であれ、領域１６３０、１６３１、１６３２は、第２又は第３の合計面積よりも実質的に小さい第１の合計面積を有することにより、青色スパイクを補償するように調整されている。領域１６３０のより小さい合計面積により、特定の方向（光学軸など）に沿って、緑色又は赤色光と比較して、より少ない青色光が抽出される結果となる。この方法で、特定の方向に沿って発光された抽出光は、光源１６１４により発光された光と、導波モード光内に存在するものと同一の青色スパイクを有さない。このことは、照明装置１６１０が、導光体から遠隔に配置された関心基準面を、色が実質的に均一の光で照らすことを可能にする。実質的に均一の色は、所定の閾値、例えば、Ｉｍａｘ／ｅを超える光の照度により画定される基準面の測定部分に亘って維持され得る。
【００９０】
図１７は、図１６に対比して提供されている。図１７では、照明装置１７１０は、主面１７１２ａ、１７１２ｂを有する導光体１７１２と、回折面フィーチャ１７１３と、導光体内に光を入射させるように配置された光源１７１４とを含む。回折面フィーチャ１７１３は、異なるピッチの異なる３つのタイプの回折面フィーチャ、領域１７３０内の第１の回折面フィーチャ、領域１７３１内の第２の回折面フィーチャ、及び領域１７３２内の第３の回折面フィーチャから構成されている。照明装置１７１０のこれらの様々な構成要素は、光源１７１４のスペクトル強度分布１７１４ａが可視スペクトルの赤色、緑色及び青色領域に関して、分布１６１４ａよりも一様に分布されていることを除いて、照明装置１６１０の対応する構成要素と実質的に同一であってもよい（例えば、第１、第２及び第３の回折面フィーチャは、光学軸などの、同一の特定の方向に沿って、それぞれ青色、緑色及び赤色光を抽出するように設計された異なる第１、第２及び第３のピッチを有する）。この光源のスペクトル出力の差異は、第１、第２及び第３の合計面積の再調整により補償される。その結果、第１の合計面積は、もはや第２又は第３の合計面積よりも実質的に小さくない。照明装置１７１０では、第１、第２及び第３の合計面積は、より互いにほぼ等しい。この方法で、照明装置１７１０は、導光体の遠隔に配置された関心基準面を、照明装置１６１０により提供される照明と同様に、実質的に白色及び均一の光で照らすことができる。
【００９１】
図１６及び図１７の他の変形物では、照明装置に使用される光源は、別個の赤色、緑色及び青色発光ＬＥＤの群から選択されてもよい。これらの３つのＬＥＤタイプのそれぞれの適切な数を選択することにより、所望の割合のこれらの３つの色を導光体内に入射させることができ、次いで、それに従って異なる回折面フィーチャの第１、第２及び第３の合計面積を調整して、実質的に白色の光照明を提供することができる。図１７ａは、赤色、緑色及び青色ＬＥＤの集合の出力スペクトルの略図であり、これらの３つの色バンドのそれぞれの強度はほぼ等しい。このような場合、第１、第２及び第３の合計面積は、ほぼ等しくなるように調整されてもよい。
【００９２】
拡張導光体と、導光体の少なくとも一方の主面上に配置されて導波モード光を抽出する回折面フィーチャとを概して含む、開示した照明装置はまた、回折面フィーチャと相乗的に作用する他の設計要素を含むようにしてもよい。そのような設計要素の１つは、導光体内のパターン化低屈折率表面下層である。パターン化表面下層は、照明装置に組み込まれた他のパターン化層又はフィルムのパターニングと同一に、又は同様に、又は異なるようにパターン化されてもよい。しかし、そのような他のパターン化層又はフィルムとは異なり、表面下層は、回折面フィーチャを含む導光体の主面の真下に（しかし、典型的には該主面に接近して）配置されている。したがって、表面下層は、導光体の内部において、該導光体の対向する主面間に配置され、導光体は非一体構造を有する。表面下層は、いくつかの導波モード光が回折面フィーチャに到達することを選択的に遮断するよう機能する。このことは、導光体のバルク中を伝搬する導波モード光のいくつかが、第１の部分において全内部反射（ＴＩＲ）により反射され、回折面フィーチャに到達することを阻止するように、表面下層が導光体のバルクよりも低い屈折率により特徴付けられる第１の層部分を有するように調整することにより達成される。第１の層部分は、導光体の第１の領域内に存在するが、導光体の第２の領域内には存在せず、第１及び第２の領域は、同一平面上にあり、いくつかの場合、相補的である。第１及び第２の領域は、規則的、不規則、ランダム、半ランダムであるパターンを画定してもよく、又は任意の所望の設計のものであってもよい。
【００９３】
いくつかの場合、表面下層は、第１及び第２の領域に関連して部分的に連続している。例えば、ナノボイド高分子材料が第１の層部分内（第１の領域内）に存在してもよく、表面下層は、同様に同一のナノボイド高分子材料が存在する第２の層部分を含んでもよく、第２の層部分は第２の領域内に存在している。次いで、ナノボイド高分子材料は、任意の所定の第１の層部分から、そのような第１の層部分に隣接する第２の層部分のいずれか及び全部へ連続的に延びてもよい。ナノボイド高分子材料は、導光体のバルクよりも実質的に低い屈折率を有する、表面下層の第１の部分を提供してもよい。例えば、可視波長における第１の部分の屈折率は、１．４未満、又は１．３未満、又は１．２未満であってもよい。ナノボイド高分子材料は、約１０〜約６０％、又は約２０〜約６０％、又は約３０〜約６０％、又は約４０〜約６０％の範囲内のボイド容積を有してもよい。表面下層の第２の層部分は、ナノボイド高分子材料及び追加の材料から構成されてもよい。
【００９４】
追加の材料は、ボイド容積の少なくとも一部分を占有してもよく（いくつかの場合、ボイド容積が殆ど又は全く残留しないように、相互接続されたナノボイドを実質的に完全に満たしてもよく）、また第２の層部分の屈折率を、追加の材料が実質的に存在しない第１の層部分に対して、少なくとも約０．０３、例えば約０．０３〜約０．５、約０．０５〜約０．５、又は約０．０５〜約０．２５変化させる効果を有することが好ましい。いくつかの場合、追加の材料は、ナノボイド高分子材料を形成するのに使用されたバインダーと同一の材料であってもよい。連続的なナノボイド高分子材料構造を有する好適な表面下層に関する更なる情報は、本願と同一譲受人に譲渡された以下の米国特許出願に見出すことができ、ここで表面下層は可変屈折率光抽出層と称されている。２０１１年２月２５日出願の米国特許出願第６１／４４６，７４０号（代理人整理番号６６８５８ＵＳ００２）、「Ｆｒｏｎｔ−Ｌｉｔ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆｒｏｎｔ−Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ」；２０１１年２月２５日出願の同第６１／４４６，６４２号（代理人整理番号６７３１０ＵＳ００２）、「可変Ｉｎｄｅｘ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｎｇ  Ｗｉｔｈ  Ｓａｍｅ」；同第６１／４４６，７１２号（代理人整理番号６７３１３ＵＳ００２）、「Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ  Ａｒｔｉｃｌｅ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｆｒｏｎｔ−Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔ」；及び、２０１１年５月１３日出願の同第６１／４８５，８８１号（代理人整理番号６７５７５ＵＳ００２）、「Ｂａｃｋ−Ｌｉｔ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｈａｖｉｎｇ可変Ｉｎｄｅｘ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ」。
【００９５】
いくつかの場合、表面下層は、第１及び第２の領域に関連して不連続である。例えば、第１の層部分（第１の領域内）は、比較的低い屈折率の第１の材料で印刷されてもよく、第２の領域は、例えば導光体のバルクの屈折率と実質的に一致し、又は該屈折率を超える屈折率を有する、比較的高い屈折率の第２の材料で満たされてもよい。ここでは、上述した部分的に連続した表面下層とは異なり、第２の領域内の第２の材料は、第１の領域内の第１の材料と共通する構造又は組成物を有さない場合があり、表面下層は、第１の層部分から本質的になってもよい。
【００９６】
そのような表面下層を組み込んだ例示的な実施形態は、図１８及び図１９に模式的に示されている。図１８にて、導光体１８１２は、対向する第１の主面１８１２ａ及び第２の主面１８１２ｂを含み、回折面フィーチャ１８１３は、第１の主面１８１２上に形成されている。少なくとも部分１８２１ａを含む、所望によるパターン化光透過性層１８２１が、主面１８１２ａ上に提供されている。導光体１８１２、回折面フィーチャ１８１３、及びパターン化層１８２１は、本明細書の他の箇所に記載した、対応する要素と同一又は同様であってもよい。回折面フィーチャ１８１３は、キャリアフィルム上に鋳込み及び硬化されたプリズム層を有する、微細複製された光学フィルム１８１１ｃにより提供されてもよい。導光体１８１２の主要部分又はバルクは、板又は他の比較的厚い基材１８１１ａにより提供されてもよく、該基材１８１１ａに、微細複製光学フィルム１８１１ｃが表面下フィルム１８１１ｂを介して間接的に付着されている。図１８の実施形態では、表面下フィルム１８１１ｂはキャリアフィルムを含み、その上にパターン化低屈折率表面下層１８０３が配置されている。表面下層１８０３は、第１の領域１８４０内の第１の層部分１８０３ａと、第２の領域１８３０内の第２の層部分１８０３ｂとを含む。有意な空隙が存在しない、信頼できかつ頑丈な付着のために、微細複製光学フィルム１８１１ｃと表面下フィルム１８１１ｂとの間、及び、表面下フィルム１８１１ｂと基材１８１１ａとの間に接着剤層（図示せず）も提供され得る。そのような接着剤層、及び第２の層部分１８０３ｂ、及びキャリアフィルム、及びプリズム層は、全て、これらの構成要素が、表面１８１２ａと１８１２ｂとの間で導光体１８１２に沿った導波モード光の伝搬を支持するように、基材１８１１ａの屈折率と一致し、又は実質的に一致し、又は該屈折率を超える比較的高い屈折率を有することが好ましい。
【００９７】
表面下層１８０３の第１の層部分１８０３ａは、導光体１８１２の他の構成要素の屈折率よりも実質的に低い第１の屈折率を有する、好適なナノボイド高分子材料を含む。ナノボイド高分子材料は、本明細書の他の箇所に論じた超低屈折率（ＵＬＩ）材料のいずれであってもよく、又は該材料のいずれかを含んでもよい。好ましくは、それぞれの第１の層部分１８０３ａの実質的に全部は、ナノボイド高分子材料を含む。更に、屈折率は、各第１の層部分１８０３ａ内で比較的空間的に均一であることが好ましく、例えば、屈折率は、各層部分に関する連続横方向面に亘って±０．０２以下だけ変化し得る。第１の部分１８０３ａの屈折率は、１．４未満、又は１．３未満、又は１．２未満であってもよい。ナノボイド高分子材料は、約１０〜約６０％、又は約２０〜約６０％、又は約３０〜約６０％、又は約４０〜約６０％の範囲内のボイド容積を有してもよい。
【００９８】
第２の領域１８３０内の第２の層部分１８０３ｂは、第１の層部分１８０３ａに使用されたものと同一のナノボイド高分子材料を含むが、第２の部分１８０３ｂは追加の材料も含む。ナノボイド材料のボイド容積の幾分か又は実質的に全部を浸透し得る、材料を追加することによって第２の部分１８０３ｂが第１の屈折率とは少なくとも約０．０３、例えば、約０．０３〜約０．５、約０．０５〜約０．５、又は約０．０５〜約０．２５、だけ異なる第２の屈折率を有するようになる。屈折率は、各第２の層部分１８０３ｂ内で比較的空間的に均一であることが好ましく、例えば、屈折率は、各層部分に関する連続横方向面に亘って±０．０２以下だけ変化し得る。
【００９９】
第１の領域１８４０内のより低い屈折率の結果として、第１の層部分１８０３ａに出会う導波モード光（時折、超臨界光とも称される）は、回折面フィーチャ１８１３を有する主面１８１２ａに到達する前に、ＴＩＲによって主面１８１２ｂに向かって逆反射される。即ち、第１の層部分１８０３ａは、導波モード光のいくつかを偏向させ、又は導波モード光のいくつかが第１の領域１８４０内の回折面フィーチャに到達し及び該フィーチャと相互作用することを遮断する。このことは、図１８にて導波モード光線１８１６ｂによりされている。一方、第２の層部分１８０３ｂの屈折率が、ポリマー、キャリアフィルム、及び基材１８１１ａの屈折率と実質的に一致し（又は該屈折率を超える）ことにより、第２の領域に出会う導波モード光が、実質的に妨害されずに第１の主面１８１２ａへ継続的に伝搬し、第１の主面１８１２ａにて、光の少なくともいくつかが、上記に詳細に記載したように、回折面フィーチャ１８１３により周囲の媒体中に抽出されるか又は外部結合される。このことは、図１８にて導波モード光線１８１６ａにより示されている。それ故、表面下層１８０３は、導波モード光のいくつかが回折面フィーチャ１８１３と相互作用しないように導波モード光のいくつかを導光体１８１２内で選択的に、パターン的に偏向させる。
【０１００】
図１８ａはパターン化低屈折率表面下層１８０３の例示的な実施形態の概略断面図を示す。層１８０３は、第１の領域１８４０内の第１の層部分を含み、そのような領域の両方の層部分は、ナノボイド高分子材料を含む。いくつかの実施形態では、ナノボイド高分子材料は、例えば国際公開第２０１０／１２０４２２（Ｋｏｌｂ  ｅｔ  ａｌ．）及び同第２０１０／１２０４６８（Ｋｏｌｂ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されているような、複数の相互接続されたナノボイドを含む。この複数の相互接続されたナノボイドは、バインダー中に分散されたナノボイドの網状構造であり、ナノボイドの少なくともいくつかは、中空トンネル又は中空トンネル状の通路を介して、互いに接続されている。そのようなナノボイド高分子材料中のナノボイド又は細孔は、材料の１つ以上の表面に延び得る。
【０１０１】
表面下層１８０３はまた、第１の領域１８４０の間に配置された第２の領域１８３０内に第２の層部分を含む。第２の領域は、ナノボイド高分子材料及び追加の材料を含む。この追加の材料は、ナノボイド高分子材料のボイド容積の少なくとも一部分を占有してもよい。図１８ａの破線は、第１及び第２の領域の一般的位置を示すように使用されるが、これらの破線領域間のいずれの種類の境界を記載することも意味しない。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、パターン化低屈折率表面下層上にシール層が配置されて、汚染物質が表面下層中に浸透することを最小限にする。例えば、シール層は、該シール層がパターン化低屈折率表面下層と接着剤層との間にあるように、パターン化低屈折率表面下層上に配置されてもよい。他の例では、シール層は、該シール層がパターン化低屈折率表面下層と、基材又は導光体の他の成分層との間にあるように、パターン化低屈折率表面下層上に配置されてもよく、またシール層は、基材又は他の層の屈折率とほぼ等しい又は該屈折率を超える屈折率を有してもよい。好適なシール層は、上記に引用した、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許出願に論じられている。
【０１０３】
図１９にて、導光体１９１２は、互いに対向する第１の主面１９１２ａ及び第２の主面１９１２ｂを含み、回折面フィーチャ１９１３は、第１の主面１９１２上に形成されている。少なくとも部分１９２１ａを含む、所望によるパターン化光透過性層１９２１が、主面１９１２ａ上に提供されている。導光体１９１２、回折面フィーチャ１９１３、及びパターン化層１９２１は、本明細書の他の箇所に記載した、対応する要素と同一又は同様であってもよい。回折面フィーチャ１９１３には、高屈折率樹脂層１９１１ｂ上に鋳込−硬化され、微細複製され、型押しされ、エッチングされ、又は別様に形成されたプリズム層１９１１ｃが設けられてもよい。次に、樹脂層１９１１ｂは、導光体１９１２の主要部分又はバルクを含んでもよい板又は他の比較的厚い基材１９１１ａに適用されてもよい。しかしながら、樹脂層１９１１ｂが基材１９１１ａに適用され、かつ硬化される前に、パターン化低屈折率表面下層１９０３が基材１９１１ａにパターン状に適用される。表面下層１９０３は、第１の領域１９４０内の第１の層部分１９０３ａを含むが、表面下層１９０３は、第２の領域１９３０内の基材１９１１ａには適用されないか、又は適用された後に除去される。それ故、樹脂層１９１１ｂの適用時、樹脂層は、第２の領域１９３０内の空間を満たす。所望であれば、製造の詳細に応じて、接着剤層（図示せず）及びキャリアフィルム（図示せず）も構造内に含めてもよい。任意のそのような接着剤層及びキャリアフィルム、並びに樹脂層１９１１ｂ及びプリズム層１９１１ｃはすべて、基材１９１１ａの屈折率と一致し、又は実質的に一致し、又はそれを超える比較的高い屈折率を有することが好ましく、結果としてこれらの構成要素が、表面１９１２ａと１９１２ｂとの間で導光体１９１２に沿った導波モード光の伝搬を支持する。
【０１０４】
表面下層１９０３の第１の層部分１９０３ａは、導光体１９１２の他の構成要素の屈折率よりも実質的に低い第１の屈折率を有する低屈折率の材料から構成されている。いくつかの場合、低屈折率の材料は、図１８及び図１８ａに関連して論じたようなナノボイド材料、例えばＵＬＩ材料であってもよく、又は該材料を含んでもよい。他の場合、低屈折率の材料は、ナノボイドではない光学材料、例えば、少なくとも１つのフッ素化モノマー、少なくとも１つのフッ素化オリゴマー、少なくとも１つのフッ素化ポリマー、又はそのようなフッ素化材料の任意の組み合わせを含むＵＶ硬化性樹脂であってもよい。好ましくは、第１の部分１９０３ａの屈折率は、１．４７未満、又は１．４３未満、又は１．４未満、又は１．３未満、又は１．２未満である。
【０１０５】
高屈折率樹脂層１９１１ｂは、導波モード光の相当の量が基材１９１１ａからプリズム層１９１１ｃへ伝搬できるように、好適に高い屈折率を有する任意の好適なポリマー又は他の光透過性材料から構成されてもよい。
【０１０６】
第１の領域１９４０内のより低屈折率の結果として、第１の層部分１９０３ａに出会う導波モード光又は超臨界光は、回折面フィーチャ１９１３を有する主面１９１２ａに到達する前に、ＴＩＲによって主面１９１２ｂに向かって逆反射する。即ち、第１の層部分１９０３ａは、導波モード光のいくつかが第１の領域１９４０内の回折面フィーチャに到達し及び該フィーチャと相互作用することを遮断する。このことは、図１９にて導波モード光線１９１６ｂにより示されている。一方、樹脂層１９１１ｂの屈折率が、ポリマー、キャリアフィルム、及び基材１９１１ａの屈折率と実質的に一致し（又は該屈折率を超える）ことにより、第２の領域１９３０に出会う導波モード光が、実質的に妨害されないで第１の主面１９１２ａへ継続的に伝搬し、第１の主面１９１２ａにて、光の少なくともいくつかが、上記に詳細に記載したように、回折面フィーチャ１７１３により周囲の媒体中に抽出されるか又は外部結合される。このことは、図１９にて導波モード光線１９１６ａにより示されている。
【０１０７】
パターン化低屈折率表面下層（例えば、層１８０３、１９０３）により提供されるパターンは、パターン化光透過性層（例えば、層１８２１及び１９２１）により提供されるパターンと密接に関連する、又は緩く関連する、又は全く関連しない可能性がある。いくつかの場合、表面下パターンは、導光体の主面上の回折面フィーチャに均一の光又は輝度を提供するように設計された傾斜パターンであってもよい。そのような場合、回折面フィーチャ上の印刷パターン（存在する場合）は、任意の所望の形状又は像であってもよく、２つのパターン間にはいずれの種類の位置合わせも必要としない。一般に、そのような場合であれば、２つのパターンは、少なくとも部分的に重なり合うであろう。他の場合、表面下パターンは、イメージの形をしたベタ画像印刷又はディザー処理した印刷を問わず、特定のイメージ（例えばしるし）の形態であってもよい。これらの場合、回折面フィーチャ上の印刷されたパターン（存在する場合）は、表面下パターンと位置合わせされ得るが、そのような位置合わせは必要ではない。例えば、いくつかの場合、美的又は芸術的目的のために、特にアラインメント又は位置合わせを施さない明瞭に異なるイメージが、２つのパターンによって提供され得る。典型的には少なくとも部分的に重なり合うであろう、そのようなパターンは、照明方式において興味深いレベルのコントラストを形成して、照明装置用の独特な外観を提供するために使用することができる。しかしながら、いくつかの場合、２つのパターンのアラインメント又は位置合わせは、例えばより多量の光を回折面フィーチャの印刷範囲に選択的に提供し、回折面フィーチャの非印刷範囲に光が到達するのを遮断することにより、又はその逆により、パターンの視覚効果又は前景と背景範囲のコントラストを増幅するために使用することができる。その観点から、パターンは空間的に相補的にさせることができ、かつ互いに位置合わせすることができる、これによって、表面下パターンが回折面フィーチャの非印刷領域のみに光を送達し、結果的にイメージのコントラスト増強をもたらし得る。尚別の場合では、２つのパターンは互いに同一又は同様であってもよいが、例えばコンピュータプレゼンテーションソフトウェアに通常使用されている表示テキストに使用される陰影効果のような陰影効果を提供するために位置合わせにおいて被制御量だけずれてもよい。
【０１０８】
作業空間、生活領域、などを照らす照明器具として有用であることに加えて、図１８及び図１９に示し及び記載したような照明装置、並びに本明細書に開示した他の照明装置（特に、１つのみの導光体を組み込んだもの）は、照明型セキュリティフィーチャとして代替的に有用であり得、印刷層（１つ又は複数）により提供されるパターン（１つ又は複数）が、所望により本質的に顕在的及び／又は隠在的であり得るしるしを提供する。いくつかのセキュリティ用途では、装置は、視覚的フィーチャが複写又は偽造するのが困難であるため、例えば真正性表示体として製品、パッケージ、又は書類に組み込まれ又は適用されてもよい。そのようなセキュリティ用途としては：身分証明書、ソーシャル・セキュリティー・カード、健康手帳、保険証、名刺、会員証、有権者登録証、テレホンカード、ストアドバリューカード、商品券、国境通過カード、入国カード、及び金融取引カード（クレジットカード及びデビットカードを含む）を含む、様々なタイプのカード；バッジ；パスポート；運転免許証；車両ナンバープレート；銃許可証及び他の許可証；イベント入場許可証；宣伝販売促進物；下げ札を含む製品札；製品包装物；ラベル；図表；地図；並びに他のセキュリティ物品及び書類を挙げることができる。
【０１０９】
カード内などの、いくつかの場合において、ＬＥＤなどの１つ以上のミニ光源は、導波モード光を提供するためにカードの縁に又は縁付近において構造内に含めてもよい。パスポート又は他のセキュリティ書類の場合などの他の場合では、またカードの場合でも、光源は物品自体内には含まれなくてもよいが、物品は、カード又は書類の縁面（又は他の表面）に結合して光透過性層又は導光体を構成する層内に光を入射させるように適合された、１つ以上の好適な光源を収納する読み取り機又は類似した試験装置と共に使用されるように構成されてもよく、又は物品は、自然光源と共に使用されるように構成されてもよい。導光体は、澄んだ光透過性金融取引カードの場合におけるように、比較的厚くかつ剛性であってもよく、又は例えばパスポート内で使用されるポリマーシートの場合におけるように、比較的薄くかつ可撓性であってもよい。
【０１１０】
実施形態は、多目的又は装飾用照明を提供する照明器具として有用であり得る。
【０１１１】
この詳細な説明の最初付近の考察では、本発明者らは、本発明者らが広域面積導光体を他の構成要素又はフィーチャと組み合わせることにより作製できることを見出したと述べた。そのような他の構成要素又はフィーチャの１つは、光を非導波モード光として導光体を通して投射するように構成された１つ以上の光源である。この組み合わせを利用する照明装置を、図２０に示す。この図では、照明装置２０１０は、図１の照明装置１１０と同一又は同様であってもよく、物体１２４は、（いくつかの場合）回折面フィーチャを有し得ないが、該光源が発光する光の殆ど又は少なくともいくつかが、非導波モード光として、導光体を通して指向されるように装着されている、スポットライト、電球、ＬＥＤ、又は他の光源である。それ故、照明装置２０１０は、別個の光源２０１４ａ、２０１４ｂと、互いに対向する主面２０１２ａ、２０１２ｂ、側部表面、及び、主面２０１２ａ上に提供されている回折面フィーチャ２０１３を含む広域面積導光体２０１２とを含み、導光体２０１２は、概ね関心基準面２０２２に向かって伝搬する発光光２０１７ａとして、及び、概ね基準面２０２２から離れるように伝搬する発光光２０１７ｂとして、導光体からの導波モード光２０１６を結合する。光源２０１４ａ、２０１４ｂ、導光体２０１２、及び回折面フィーチャ２０１３は、照明装置１１０の対応する要素と同一又は同様であってもよい。
【０１１２】
導光体２０１２及びその回折面フィーチャ２０１３は、導光体２０１２が非導波モード光に関して光学的歪みを殆ど又は全く提供しないように設計されている。照明装置２０１０では、非導波モード光２０２７ａは、光源２０２４により提供され、光源２０２４は、スポットライト、電球、ＬＥＤ、若しくは他の好適な光源であってもよく、又はこれらを含んでもよい。光２０２７ａは導光体２０１２を通過して透過光２０２７ｂを提供し、透過光２０２７ｂは、低い歪みに起因して導光体２０１２により実質的に偏位されない可能性がある。光源２０２４は、図では、電気を可視光に変換する１つ以上のＬＥＤダイなどの能動要素２０２４ａと、要素２０２４ａからの光を、光源２０２４の光学軸２０２１に概ね接近するように指向させることを助ける、１つ以上の反射部材２０２４ｂとを含むように示されている。光源２０２４は、図に示すように、光学軸２０２１が導光体２０１２の光学軸２００１に対して所望の量、ずれるように装着されてもよく、又は光源２０２４は、その代わりに、光学軸２０２１、２００１が実質的に一致し、若しくは実質的に平行であるが、互いに離間されるように装着されてもよい。
【０１１３】
（１）光源２０１４ａ、２０１４ｂ、導光体２０１２、及び回折面フィーチャ２０１３と、（２）光源２０２４との相対的なアスペクト及びフィーチャは、これらの２つのサブシステムから提供される光が組み合わさって、所望の全体的な機能性、例えば、普段のユーザーに対する所望の外観、及び／又は基準面２０２２における所望の照明を提供するように選択され得る。いくつかの場合、回折面フィーチャ２０１３が、フィーチャ２０１３により外部結合された導波モード光が、光源２０２４により発光された光と同一又は同様の方向に優位に指向されるように構成されることが望ましい可能性がある。例えば、図２０の場合、光源２０２４からの投射光は、主面２０１２ｂに進入し、主面２０１２ａから出射する。したがって、回折面フィーチャは、主面２０１２ｂ（光２０１７ｂ参照）からの導波モード光よりも主面２０１２ａ（光２０１７ａ参照）からの導波モード光をより多く結合するように構成することができる。この方法で、例えば、照明装置２０１２は、光を基準面２０２２により効率的に配光させることができる。
【０１１４】
２つのサブシステムの波長又は色関連の態様も考慮することができる。いくつかの場合、光源２０２４により配光される光２０２７ｂが、光源、導光体、及び回折面フィーチャにより配光される光２０１７ａと実質的に同一又は同様の色（実質的に白色、又は非白色のいずれであっても）を有するように、サブシステムを構成することが有利であり得る。他の場合では、光２０２７ｂが光２０１７ａとは実質的に異なる色を有することが有利であり得る。更に、基準面２０２２における全体的な照明が、いくつかの場合、実質的に均一の色、及び／又は実質的に白色若しくは非白色などの特定の色を有するなど、所定の特性を有することが望ましい可能性がある。
【０１１５】
図２０には導光体を通して非導波モード光を投射する１つのみの光源２０２４が示されているが、複数の光源、例えば、２、３、４、又はそれ以上の光源が提供されて、そのような光を導光体を通して、例えば異なる方向に投射する代替的実施形態が想定されることに留意されたい。いくつかの場合、追加の光源は、光源２０１４ａ、２０１４ｂ、導光体２０１２、及び回折面フィーチャ２０１３により包含されるサブシステムと同一又は同様の設計であってもよく、その場合、全体的な照明装置は、図８の照明装置と同一又は同様であり得ることにも留意されたい。
【０１１６】
照明装置２０１０は、本明細書に開示した他のフィーチャも組み込んでもよく、例えば、照明装置２０１０は、視点位置と共に変化する３次元外観又は形状を有するバンド又はバンドのパターンを有してもよく、また、照明装置２０１０は、しるしを画定するためにいくつかの回折面フィーチャと光学的に接触するが、他の回折面フィーチャとは光学的に接触しない、パターン化光透過性層を含んでもよく、また、照明装置２０１０は、導光体内のパターン化低屈折率表面下層を含んでもよく、また回折面フィーチャは、異なる方向するように調整された、主面の重なり合わない領域内の異なるピッチの回折フィーチャを含んでもよい。
【０１１７】
図２０ａは、光源２０２４が反射光又は間接照明を使用して非導波モード光を導光体２０１２を通して投射する代替的光源２０３４で置き換えられている以外は、図２０の照明装置２０１０と同一又は同様であってもよい照明装置２０１０ａを示す。図２０の要素と同一又は同様の、図２０ａの要素は、同一の参照番号を有し、更なる説明は必要でない。光源２０２４は除去され、光源２０３４で置き換えられている。光源２０３４は、ＬＥＤ又は他の好適な光源であってもよい光源２０３４ａを含み、支持部材２０３５上に装着されている。光源２０３４ａは、同一若しくは同様の発光特性を有してもよく、又はその代わりに実質的に異なる発光特性を有してもよい。支持部材２０３５は、光源２０３４ａ、及び光源２０１４ａ、２０１４ｂ用のヒートシンクとして機能し得る。光源２０３４は、カスタム形成された反射体２０３４ｂも含み得る。反射体２０３４ｂは、成形又は熱成形された光学体であってもよく又は該光学体を含んでもよく、該光学体は、熱成形された多層光学フィルム、若しくは他の好適な反射層であってもよく又はそれらを含んでもよい。多層光学フィルムが使用された場合、フィルムは、実質的に可視スペクトル全体に亘って光を広く反射するように調整されてもよく、又はフィルムは、いくつかの可視波長を選択的に反射し、他の可視波長を選択的に透過させてもよく、この反射及び透過は光源２０３４ａからの光の入射角の関数として変化してもよい。いずれの場合でも、反射体２０３４ｂは、反射光２０３７ａとして光源２０３４ａから入射する光を実質的に反射し、次いでこの光２０３７ａは非導波モード光として導光体２０１２を通過して、透過光２０３７ｂを提供する。透過光２０３７ｂは、低い歪みに起因して、導光体２０１２により実質的に偏位されない可能性がある。光源２０３４ａ及び反射体２０３４ｂは、導光体２０１２の光学軸２００１に対して対称的に配置されて示されているが、光源２０３４ａ及び／又は反射体２０３４ｂが対称的に配置されていない代替的配置も想定される。
【０１１８】
この詳細な説明の冒頭付近で検討された別の構成要素又はフィーチャが、照明装置に組み込まれ、上部に回折面フィーチャが形成された他の導光体、及び、相互接続された支持部材の枠組み、該枠組みは、複数のそのような導光体に取り付けられてもよく、導光体内に光を入射する光源を含んでもよい。そのような組み合わせを利用した照明装置を、図２１〜図３８に示す。
【０１１９】
図２１では、照明装置２１１０は、平坦な扇形又はパイ形状の導光体２１１２のグループと別個の光源２１１４とを含み、導光体２１１２は、同一又は同様の設計の導光体と一緒に組み合わされて、更により大きい拡張発光範囲を有する照明装置を提供するのに好適である。導光体２１１２のそれぞれは、導光体２１１２の少なくとも一方の主面上に形成された回折面フィーチャ（図２１に示さず）を含んで、本明細書の他の箇所で詳細に論じられたように、導光体からの導波モード光を結合する。導光体２１１２は、図示するように交互のタイル張り配置にて互いに付着されてもよく、したがって得られた導光体のグループは、ｙ方向に沿って延びる。この配置では、隣接する導光体２１１２の真っ直ぐな側部表面が、互いに付着されている。様々な導光体２１１２は、全て、同一の名目上の設計フィーチャ、例えば回折面フィーチャの同一のピッチ構成を有してもよく、又はその代わりに、異なる設計の導光体を使用してもよい。導光体２１１２の１つ、又はいくつか、又は全部は、図１４の導光体１４１２と同一又は同様であってもよい。
【０１２０】
装置２１１０は、導光体２１１２の湾曲した側部表面に沿って分配された、導光体２１１２内に光を入射する複数の別個の光源２１１４も含む。代替的実施形態では、光源は、別個ではなく、長くかつ拡張されている。光源２１１４は全て、名目上同一の設計、例えば、名目上同一の出力スペクトル（色）、出力、及び物理的寸法のものであってもよい。例えば、光源２１１４は、全て、実質的に白色の光を発光してもよい。代替的に、複数の光源の２つ以上が、設計において実質的に異なってもよく、例えば異なる出力スペクトル（例えば、１つが赤色光を発光してもよく、他の１つが緑色光を発光してもよく、他の１つが青色光を発光してもよく、他の１つが白色光を発光してもよい、など）又は異なる出力を有してもよい。各導光体２１１２に３つの区別されるパケットタイプが使用され、例えば図１４に示すように、赤色、緑色及び青色パケットタイプの回折面フィーチャが使用される場合、各導光体２１１２用の光源２１１４は、１つ以上の赤色光源、１つ以上の緑色光源及び１つ以上の青色光源を含み、又はそれらから本質的に構成されてもよい。
【０１２１】
いくつかの場合、導光体２１１２は、例えば好適な接着剤フィルム又は層によるなど、互いに直接付着されてもよい。他の場合、導光体２１１２は、相互接続された支持部材の枠組みによって互いに接続されてもよい。そのような枠組みは、下記にて図２４及び図２５に関連してより詳細に論じられる。光源２１１４は、枠組みに組み込まれてもよい。いくつかの場合、１つ以上の支持部材は、隣接する導光体間に、例えば、導光体２１１２の平坦な側部表面対の連結部に配置されてもよい。そのような場合、光源２１１４のいくつか又は全部は、下記の図２４に示す配置と同様に、隣接する導光体対の間に、支持部材上又は支持部材内に配置されるように再配置されてもよい。
【０１２２】
導光体２１１２は、実質的に同一平面上、例えば、製作公差内でｘ−ｙ面に平行して配向されてもよく、又は非同一平面上にあってもよい。非同一平面上の場合、導光体２１１２は、以下に図３２及び図３３に関連して論じるような凹状の形状、又は他の形状に配置されてもよい。平面状又は非同一平面上のいずれであっても、各導光体２１１２の回折面フィーチャは、導光体の出力主面と指定された、対向する主面の一方からの導波モード光を優先的に結合するように構成され、導光体２１１２の出力主面のいくつか又は全部は概ね同一の方向に向いてもよい。例えば、導光体が同一平面上の場合、導光体のグループの２つの導光体のいくつか又は全部の可能な組み合わせに関する表面法線ベクトルのスカラー積が正であるように、出力主面は、全てｚ軸及びに平行な表面法線ベクトルを有してもよく、また全て同一の方向（＋ｚ方向又は−ｚ方向のいずれか）を向いてもよい。導光体が同一平面上でない場合、出力主面に関する表面法線ベクトルは、平行ではない方向を向き得るが、この場合も同様に、導光体のグループの２つの導光体のいくつか又は全部の可能な組み合わせに関する表面法線ベクトルのスカラー積が正であるように、全て、特定の方向（＋ｚ方向又は−ｚ方向など）に沿ったベクトル構成要素を有し得る。
【０１２３】
図２２は、照明装置２１１０に関連して上述したものと同一又は同様のフィーチャを有し得る照明装置２２１０を示す。しかしながら、装置２２１０は、扇形又はパイ形状の導光体ではなく、三角形形状の導光体２２１２を使用する。再び、導光体２２１２のそれぞれは、導光体２２１２の少なくとも一方の主面上に形成された回折面フィーチャ（図２２に示さず）を含んで、導光体からの導波モード光を結合する。導光体２２１２は、図示するように交互のタイル張り配置にて互いに付着されてもよく、したがって得られた導光体のグループは、ｙ方向に沿って延びる。この配置では、隣接する導光体２２１２の長い側部表面が、互いに付着されている。様々な導光体２２１２は、全て、同一の名目上の設計フィーチャ、例えば回折面フィーチャの同一のピッチ構成を有してもよく、又はその代わりに、異なる設計の導光体を使用してもよい。回折面フィーチャは、平面図にて湾曲した又は直線状のであってもよく、また、所定の導光体の側部表面に対して任意の所望の配向を有してもよい。
【０１２４】
装置２２１０は複数の光源（図示せず）も含み、該光源は、導光体２２１２の集合により形成される形状の外部の側部表面（概して２２１２−１で示す）に沿って、及び／又は、形状全体の内部である側部表面（概して２２１２−２で示す）に沿って配置されてもよい。光源は、照明装置２１１０に関連して上述したようなものであってもよい。
【０１２５】
導光体２２１２は、互いに直接、又は、照明装置２１１０に関連して上述したように、相互接続された支持部材の枠組みによって、互いに付着されてもよい。そのような支持部材は、光源を組み込んでもよく、外側表面（概して２２１２−１で示す）及び／又は内側表面（概して２２１２−２で示す）に配置されてもよい。
【０１２６】
導光体２２１２は実質的に同一平面上、又は非同一平面上にあってもよく、後者の場合、凹状の形状、又は他の形状に配置されてもよい。平面状又は非同一平面上のいずれであっても、各導光体２２１２の回折面フィーチャは、照明装置２１１０に関連して論じたように、導光体の出力主面と指定された、対向する主面の一方の外部へ導波モード光を優先的に結合するように構成され、導光体２２１２の出力主面のいくつか又は全部は、概ね同一の方向に向いてもよい。
【０１２７】
図２３は、照明装置２２１０に関連して上述したものと同一又は同様のフィーチャを有し得る照明装置２３１０を示す。装置２２１０と同様に、装置２３１０は、三角形状の導光体２３１２を使用する。再び、導光体２３１２のそれぞれは、導光体の少なくとも一方の主面上に形成された回折面フィーチャ（図２２に示さず）を含んで、導光体からの導波モード光を結合する。導光体２３１２は、図示するように複雑なタイル張り配置にて互いに付着されてもよく、したがって得られた導光体のグループは、所望の全体的な形状を生成する。様々な導光体２３１２は、全て、同一の名目上の設計フィーチャ、例えば回折面フィーチャの同一のピッチ構成を有してもよく、又はその代わりに、異なる設計の導光体を使用してもよい。回折面フィーチャは、平面視にて湾曲した又は真っ直ぐであってもよく、また、所定の導光体の側部表面に対して任意の所望の配向を有してもよい。
【０１２８】
装置２３１０は複数の光源（図示せず）も含み、該光源は、導光体２３１２の集合により形成される形状の外部の側部表面（概して２３１２−１で示す）に沿って、及び／又は、形状全体の内部である側部表面（概して２３１２−２で示す）に沿って配置されてもよい。光源は、照明装置２２１０に関連して上述したようなものであってもよい。
【０１２９】
導光体２３１２は、互いに直接、又は、照明装置２２１０に関連して上述したように、相互接続された支持部材の枠組みによって、互いに付着されてもよい。そのような支持部材は、光源を組み込んでもよく、外側表面（概して２３１２−１で示す）及び／又は内側表面（概して２３１２−２で示す）に配置されてもよい。
【０１３０】
導光体２３１２は実質的に同一平面上、又は非同一平面上にあってもよく、後者の場合、凹状の形状、又は他の形状に配置されてもよい。平面状又は非同一平面上のいずれであっても、各導光体２３１２の回折面フィーチャは、照明装置２２１０に関連して論じたように、導光体の出力主面と指定された、対向する主面の一方の外部へ導波モード光を優先的に結合するように構成され、導光体２３１２の出力主面のいくつか又は全部は、概ね同一の方向に向いてもよい。
【０１３１】
図２４及び２５では、相互接続された支持部材の枠組みに複数の導光体が取り付けられ、支持部材が、導光体内に光を入射させる複数の光源を含む、照明装置の詳細が示されている。導光体は、本明細書に開示したように、該導光体の主面の一方又は両方上に回折面フィーチャを含んで導光体からの導波モード光を結合する。これらの図に示す個々の導光体は三角形の形状であるが、閲覧者は、枠組みが事実上任意の形状又は構成の導光体を収容するように容易に再構成され得ることを理解するであろう。
【０１３２】
図２４は、導光体２４１２と、導光体の少なくとも一方の主面上の、本明細書に論じた回折面フィーチャ（図示せず）と、導光体内に光を入射するように配置された光源２４１４とを含む照明装置２４１０の一部分を示す。照明装置２４１０は、例えば図２２及び図２３の照明装置と実質的に同様であってもよい。光源２４１４は、互いに相互接続されて枠組み２４１３を形成する支持部材２４１３ａ、２４１３ｂ、２４１３ｃ、内に又は上に配置されている。導光体は枠組み２４１３に取り付けられ、枠組みは導光体２４１２を支持し、かつ導光体２４１２をそれらの所望の相対的位置にて定位置に保持している。
【０１３３】
図２４の構成では、支持部材は、例えば図２２で概して２２１２−２で示し、図２３で２３１２−２で示したように、導光体の集合によって形成される形状の内部である側部表面に沿って提供されている。これは、導光体によって形成される形状の外部である側部表面に沿って提供されている図２５の支持部材２５１３ａ、２５１３ｂ、２５１３ｃと対比され得る。それ故、図２５では、照明装置２５１０の一部分は、導光体２５１２、導光体の少なくとも一方の主面上の、本明細書に論じた回折面フィーチャ（図示せず）と、導光体内に光を入射するように配置された光源２５１４とを含む。照明装置２５１０は、例えば図２２及び２３の照明装置と実質的に同様であってもよい。光源２５１４は、互いに相互接続されて枠組み２５１３を形成する支持部材２５１３ａ、２５１３ｂ、２５１３ｃ内に又は上に配置されている。導光体は枠組み２５１３に取り付けられ、枠組みは導光体２５１２を支持し、かつ導光体２４１２をそれらの所望の相対的位置にて定位置に保持している。
【０１３４】
いくつかの場合、本明細書に開示した照明装置は、図２４に示すように、導光体のグループの内側表面のみに配置された支持部材を有する枠組みを使用してもよい。他の場合では、本明細書に開示した照明装置は、図２５に示すように、導光体の外側表面のみに配置された支持部材を有する枠組みを使用してもよい。尚別の場合では、本明細書に開示した照明装置は、導光体の内側表面に配置された１つ以上の支持部材を、導光体の外側表面に配置された１つ以上の支持部材と組み合わせた枠組みを使用してもよい。内側表面に配置されている支持部材は、支持部材の長さに沿って少なくとも数箇所で２つ以上の導光体を接続し；例えば、支持部材２４１３ａは、該支持部材２４１３ａの対向側上に配置された２つの導光体２４１２を接続している。対照的に、外側表面に配置されている支持部材は、支持部材の長さに沿って任意の所定の箇所で１つのみの導光体に接続し；例えば、支持部材は、支持部材２５１３ｂに沿った任意の所定の箇所にて、１つのみの導光体に接続している。
【０１３５】
所定の支持部材への所定の導光体の取り付けは、好適な接着剤層若しくは材料の使用、及び／又は圧入接合若しくはさね継ぎ（tongue-in-groove）接合などの機械的接続を含む任意の既知の技術により達成することができる。
【０１３６】
図２４及び２５の支持部材は、任意の好適な材料で作製され、任意の好適な構造構成を有してもよい。例えば、支持部材は、好適な金属、プラスチック、又は他の好適な材料で作製されてもよい。支持部材は、中空又は中実であってもよく、矩形、正方形、円形、長円形、又は他の所望の形状を含む任意の好適な断面形状を有してもよく、該断面形状は、所定の支持部材の長さに沿って一定又は可変であってもよい。光源は、少なくともいくつかの支持部材内に又は上に提供されているため、支持部材が、光源と、光源に電圧を加えることが可能な１つ以上の電力供給装置に光源を接続することができる電線又は他の電気的接続とを収容するように成形されることが有利である。光源の過熱を防止し、駆動電流の増大を可能にするために、支持部材が比較的高い熱伝導度を有して、光源から熱を奪って過熱を防止することが望ましい。
【０１３７】
図２６〜図３０に、複数の導光体を組み込んだ追加の照明装置を示す。これらの図では、簡潔にするために、導光体のみをそれらのそれぞれの平面図サイズ、形状、及び相対的構成と共に示すが、本明細書に開示した光源及び回折面フィーチャ、並びに場合による支持枠組みも存在すると仮定する。光源は、図２４及び２５に例示したように、導光体の集合の内側表面及び／又は外側表面上に提供されてもよい。導光体は、実質的に同一平面上にあってもよく、又は下記に更に論じるように、非同一平面上であってもよい。平面状又は非同一平面上のいずれであっても、上述したように、各導光体の回折面フィーチャは、導光体の出力主面と指定された、対向する主面の一方の外部へ導波モード光を優先的に結合するように構成され、導光体の出力主面のいくつか又は全部は、概ね同一の方向に向いてもよい。
【０１３８】
図２６では、照明装置２６１０は、同一又は同様の正方形又はダイヤモンド形状を有する４つの導光体２６１２から構成されている。導光体２６１２は、例えば好適な枠組みを使用して一緒にされ及び互いに取り付けられて、同様に正方形又はダイヤモンド形状である全体的な形状を形成してもよい。図２７では、照明装置２７１０は、同一又は同様の６角形の形状を有する７つの導光体２７１２から構成されている。導光体２７１０は、例えば好適な枠組みを使用して一緒にされ及び互いに取り付けられて、全体的な蜂の巣状の形状を形成してもよい。図２８では、照明装置２８１０は、同一又は同様の８角形の形状を有する４つの導光体２８１２ａと、１つの正方形又はダイヤモンド形状の中心部導光体２８１２ｂとから構成されている。導光体２８１２ｂは、他の導光体により形成された間隙を満たしている。代替的な実施形態では、導光体２８１２ｂは省略されてもよく、間隙は開放し及び占有されないまま残されてもよい。図２９では、照明装置２９１０は、同一又は同様の細長い矩形の形状を有する４つの導光体２９１２から構成されている。導光体２９１２は、照明装置２９１０の中心部分内に実質的な間隙を形成するように配置されている。代替的な実施形態では、中心部間隙を部分的又は完全に満たすように１つ以上の導光体が加えられてもよい。図３０では、照明装置３０１０は、同一又は同様の５角形の形状を有する１０個の導光体３０１２から構成されている。導光体３０１２は、照明装置３０１０の中心部分内に実質的な間隙を形成するように配置されている。代替的な実施形態では、中心部間隙を部分的又は完全に満たすように１つ以上の導光体が加えられてもよい。
【０１３９】
図２１〜図３０に関連して図示及び記載された照明装置は、本明細書に開示した他のフィーチャも含み得る。例えば、これらの任意の照明装置における導光体のそれぞれは：視点位置と共に変化する３次元外観又は形状を有するバンド又はバンドのパターン；しるしを画定するためにいくつかの回折面フィーチャと光学的に接触するが、他の回折面フィーチャとは光学的に接触しないパターン化光透過性層；導光体内のパターン化低屈折率表面下層；を含んでもよく、回折面フィーチャは、異なる方向にて導光体から異なる色の導波モード光を抽出するように調整されて、色とりどりの外観を普段のユーザーに提供する、主面の重なり合わない領域内の異なるピッチの回折フィーチャを含んでもよい。
【０１４０】
更に、上記に既に述べたように、複数の導光体を使用する任意の照明装置は、実質的に同一平面上に配置された導光体を有してもよく、又はそれらは非同一平面上に配置されてもよい。更に、いくつかの導光体は実質的に同一平面上にあり得ると共に、同一の照明装置内の他の導光体は非同一平面上にあってもよい。実質的に同一平面上の導光体は図３１に模式的に示され、非同一平面上の導光体は図３２〜図３８に模式的に示されている。図３２及び図３３では、導光体は、開放した凹状の形状を集合的に形成するように配置されている。図３５〜図３８では、導光体は、集合的に、閉鎖され、かつ中空である３次元凹状の構造を形成するように配置されている。光源、回折面フィーチャなどは、単純さのために、これらの図に示されないが、本明細書の教示に従って存在すると仮定する。
【０１４１】
図３１では、照明装置３１１０は、実質的に同一平面上に、ｘ−ｙ面に平行に配置された３つの導光体３１１２を含む。３つの導光体が示されているが、２つのみの導光体、及び４つ、５つ、又はそれ以上の導光体を含む他の数の導光体を使用してもよい。導光体は、互いに接続されて例えば剛性又は安定な全体的な構造を形成してもよく、その場合、そのような接続は、上述したように、支持部材３１１３などの相互接続された支持部材の枠組みを使用して作製されてもよい。導光体の回折面フィーチャは、出力主面と指定された主面からの導波モード光を優先的に結合するように構成され、導光体の出力主面のいくつか又は全部は、所望により、概ね同一の方向に、例えば＋ｚ方向又は−ｚ方向に向いてもよい。そのような構成では、装置は、装置が照明器具として使用されて、机又は他の関心表面などの関心基準面に照明を提供する際、それらの表面上に光をより効率的に指向させることができる。
【０１４２】
図３２では、照明装置３２１０は、非同一平面上に配置された３つの導光体３２１２を含む。導光体３２１２は、集合的に開放した凹状の形状を形成している。３つの導光体が示されているが、２つのみの導光体、及び４つ、５つ、又はそれ以上の導光体を含む他の数の導光体を使用してもよい。（２つの導光体の場合が図３３に示され、照明装置３３１０は、場合による支持部材３３１３を介して互いに接続されて、他の開放した凹状の形状を形成する導光体３３１２を含む。）導光体は、互いに接続されて例えば剛性又は安定な全体的な構造を形成してもよく、その場合、そのような接続は、上述したように、支持部材３２１３などの相互接続された支持部材の枠組みを使用して作製されてもよい。使用する導光体の数、並びにそれらのそれぞれのサイズ及び形状、並びに光源の色及び回折面フィーチャの設計の詳細は、装飾Ｔｉｆｆａｎｙランプの外観を有するように、選択され、かつ好適な枠組みと組み合わされてもよい。
【０１４３】
導光体の回折面フィーチャは、出力主面と指定された主面からの導波モード光を優先的に結合するように構成され、導光体のいくつか又は全部の出力主面は、上述したように例えば概ね同一の方向に向いてもよく、２つの導光体と、導光体のグループとのいくつかの又は全部の可能な組み合わせに関する表面法線ベクトルのスカラー積は、正であってもよい。出力主面は、所望により、凹状の形状に関連して概ね内側（例えば概ね図３２及び図３３のｙ−ｚ方向に）、又は概ね外側（例えば概ね図３２及び図３３の＋ｚ方向に）に光を指向させるように配向されてもよい。
【０１４４】
図３２の実施形態の代替的実施形態では、導光体は、それらが集合的に管状の構造を形成するように構成されてもよい。例えば、図３２の２つの外側導光体３２１２は、それらの自由端が互いに接続し、三角形の断面形状を有する管状の構造を形成するように回転されてもよい。同様に、４つの導光体を互いに接続して、正方形又は矩形断面形状を有する管状の構造を集合的に形成してもよく、５つの導光体を接続して５角形の形状の管状の構造を提供してもよく、６つの導光体を接続して６角形の形状の管状の構造を提供してもよく、及びその他諸々である。
【０１４５】
照明装置における多数の導光体の他の非同一平面上構成を、図３４に概略的に示す。この図では、照明装置３４１０は、３次元渦巻線又は弦巻線を形成するように配置された複数の導光体３４１２を有する。一般化のために、導光体３４１２は、図では、それぞれの導光体の重心及び配向を表し得る小さい細長体として示されている。しかしながら、細長体により表される導光体３４１２は、非常に様々な形状及びサイズを有してもよい。例えば、図２６の導光体２６１２、及び図２７の導光体２７１２、及び図２８の導光体２８１２ａ、及び図２９の導光体２９１２、及び図３０の導光体３０１２は、全て、概して図３４の導光体３４１２により示される弦巻線形状に配置されてもよい。いくつかの場合、弦巻線を構成する個々の導光体は、全て同一又は同様の形状及びサイズ（例えば、全て矩形、又は全て５角形、又は全て６角形、又は全て８角形など）を有してもよく、他の場合では、個々の導光体は異なる形状及び／又はサイズのものであってもよい。導光体は、例えば図２４及び図２５に関連して論じたような相互接続された支持部材の枠組みを介して、互いに接続されることが好ましい。
【０１４６】
尚別の場合では、照明装置内の非同一平面上導光体は、閉鎖され及び中空である３次元構造を形成するように配置されてもよい。そのような照明装置の非限定的な例示的な例を、図３５〜図３８に示す。再び、簡潔にするために、これらの図には光源、回折面フィーチャ、及び場合による枠組みが示されないが、それらは本明細書の教示に従って存在すると仮定する。これらの照明装置が閉鎖され及び中空であるという事実を考慮して、少なくともいくつかの場合、出力主面と指定された主面からの導波モード光を優先的に結合するように構成された回折面フィーチャを使用することが望ましく、出力主面の表面法線ベクトルは、光が照明装置から外方向に優先的に指向されるように、閉鎖構造の内部から概ね離れる方向を向いている。
【０１４７】
図３５では、光源３５１０は、例えば相互接続された支持部材の枠組みを用いて互いに接続されて立方体を形成している、６つの略正方形形状の導光体３５１２から構成されている。図３６では、光源３６１０は、互いに接続されて１２面体を形成している、１２個の略５角形の形状の導光体３６１２から構成されている。図３７では、光源３７１０は、互いに接続されて２０面体を形成している、２０個の三角形形状の導光体３７１２から構成されている。図３８では、光源３８１０は、サッカーボール形状の構造を形成するように配置及び接続されている、６角形の形状の導光体３８１２ａ及び５角形の形状の導光体３８１２ｂの組み合わせから構成されている。読者は、非常に様々な閉鎖された中空３次元構造を作製することができ、例えばプラトンの立体として既知の形状に限定されないことを理解するであろう。
【０１４８】
先行する図では、唯一の導光体を有する照明装置と、複数の導光体を有する照明装置との両方に関して、導光体は、概ね平坦であるとして示されている。これは簡潔にするために為されたが、開示した照明装置に対する限定である必要はない。本明細書の照明装置は、代わりに、非平坦な１つ以上の導光体を使用してもよい。非平坦導光体のいくつかの例を、それぞれ導光体３９１２ａ、３９１２ｂ、及び３９１２ｃとして図３９ａ〜図３９ｃに示す。非平坦導光体は、導光体３９１２ｃのように弧の形態に湾曲してもよく、又は導光体３９１２ａ、３９１２ｂのように波形形状を有してもよい。図３９ａ〜図３９ｃの導光体は、ｙ−ｚ面にて湾曲しているがｘ−ｚ面にて湾曲しないで示されるが、代替的導光体は、２つの直交面、例えば、ｙ−ｚ面及びｘ−ｚ面にて湾曲してもよい。図３９ａ〜図３９ｃの導光体は、湾曲して示されているが、代替的非平坦導光体は、湾曲せずに分割されてもよく（例えば区分毎に平坦であるが１つ以上の位置で屈曲する）、又は分割され及び湾曲の両方であってもよい。所定の導光体が平坦、非平坦、単純な湾曲した、複雑な湾曲した、分割された、及びその他諸々のいずれであっても、導光体は概して、尚、対向する主面、及び１つ以上の側部表面を有し、該側部表面を通して光が入射されて、本明細書に論じたように、導波モード光を提供し得る。
【０１４９】
いくつかの場合、開示した照明装置内に使用される非平坦導光体は、「それ自体の周囲に巻き付いて」（たとえて言うと）、円筒又は円錘などの管を形成してもよい。そのような非平坦管状の導光体の例を、図３９ｄ及び図３９ｅに提供する。図３９ｄでは、導光体３９１２ｄは、外側に向いた一方の主面と、内側に向いた対向する主面と、２つの開放端とを有する直円柱の形態にある。開放端のそれぞれは環形状の側部表面であり、該側部表面を通して光が入射されて導波モード光を提供してもよい。代替的実施形態では、円筒は、ｙ−ｚ面にて非円形の断面形状を有してもよく、例えば長円形の形状又は多角形の形状の断面を有してもよい。図３９ｅでは、導光体３９１２ｅは、概ね外側に向いた一方の主面と、概ね内側に向いた対向する主面と、２つの開放端とを有する円錐台の形態にある。円柱導光体３９１２ｄと同様に、環形状の側部表面が導光体３９１２ｅの開放端のそれぞれに配置されている。１つ以上の光源が導光体の一方又は両方の環側部表面に配置されて、管状の導光体内に光を入射してもよい。
【０１５０】
いくつかの場合、開示した照明装置は、互いに直接接続されていない多数の導光体を使用してもよい。一そのような実施形態を、図４０に示す。ここで、照明装置４０１０は、互いに直近して配置された複数の導光体４０１２を使用している。導光体のそれぞれには、少なくとも、導光体内に光を入射する１つ以上の光源と、得られた導波モード光を導光体の外部へ結合する回折面フィーチャとが設けられている。様々な導光体４０１２の方向性、明度（発光出力）、及び色は、所望により調整されて、関心基準表面に所望の照明を、及び普段のユーザーに所望の外観を提供することができる。導光体４０１２のいくつか又は全部は、同一のサイズ、形状、及び構成を有してもよく、導光体４０１２のいくつか又は全部は、実質的に異なるサイズ、形状、及び／又は構成を有してもよい。導光体４０１２は、全て、天井に付着されるように適合されたプレートなどの単一の支持用ハブから懸垂され又は別様に該支持用ハブに接続されてもよい。
【０１５１】
本記載の範囲内で、開示した実施形態に多数の変更を為すことができる。例えば、導光体は低い光学的歪みを有して作製され得るため、開示した装置は、照明装置（照明器具など）及び窓の二重の機能を果たすことができる。導光体内に光を入射させる光源（１つ又は複数）が電源「オン」にされ又は通電される際に、装置は主として又は専ら照明装置として機能し得る。光源（１つ又は複数）が電源「オフ」にされ又は通電が停止された際、装置は主として又は専ら窓として機能し得る。住宅、ビルディング、工場、又は類似した構造の天井又は屋根に好適に装着された場合、装置は天窓として機能して、太陽光を構造内に進入させることができる。装置は、自動車、トラック、ボート、飛行機、又は他の陸上、水中、又は空中の移動車両の天井又は屋根に同様に装着されて（例えば水平に又は傾けて）、サンルーフ又はムーンルーフとして使用されてもよく、装置は、光源（１つ又は複数）に電圧を加えることにより、照明（例えば、夜間）を提供することができる機能性も有する。天井又は屋根に装着されることに加えて、開示した装置は、住宅、ビルディングなどの静止構造の、又は自動車、ボートなどの移動車両の、壁又はパネルに好適に装着（例えば鉛直方向に）されて窓として使用されてもよく、該窓を通して物体を知覚し得、及び／又は自然の太陽光が通過し得る。それ故、例えば、図１の物体１２４、図８の物体８２４、図２０の光源２０２４、及び図２０ａの光源２０３４は、太陽、月、又は自然光の他の光源であってもよい（又は、これらで補充されてもよい）。
【０１５２】
更に、１つのみの導光体を有するもの、及び複数の導光体を有するもの両方を含む、開示した照明装置のいずれか又は全部は、本明細書の他の箇所に論じたように、光源及び回折面フィーチャを適切に選択することにより、照明装置に対して適切に配置された関心基準面にて所望の色及び所望の色均一性の照明を提供するように調整することができる。それ故、所望であれば、導光体（１つ又は複数）と、それらのそれぞれの光源及び回折面フィーチャとは、基準面にて、実質的に白色又は非白色であってもよい、実質的に均一の色の照明を提供するように選択することができる。
【０１５３】
更に、開示した照明装置のいずれか又は全部（下記の特許請求の範囲に定義したものを含む）は、非限定的に、視点幾何により変化する３次元外観又は形状を有するバンド又はバンドのパターン；しるしを画定するためにいくつかの回折面フィーチャと光学的に接触するが、他の回折面フィーチャとは光学的に接触しない、パターン化光透過性層；表面下の、導光体内のパターン化低屈折率表面下層；主面の重なり合わない領域内の異なるピッチの回折フィーチャを含む、本明細書に開示した様々なフィーチャの１つ、又はいくつか、又は全部を含む若しくは有することができ、又はそれらを含む若しくは有するように容易に変更若しくは適合させることができ；導光体（１つ又は複数）は、「オフ」状態で窓として使用できるように低い光学的歪みを有することができ；導光体（１つ又は複数）は、直接視認した際に色とりどりの外観を有し得るが、関心基準面上に実質的に均一の色の照明を提供することができる。
【実施例】
【０１５４】
（実施例１）
照明器具としての使用に好適な照明装置を作製し、評価した。装置の設計は、図１２、図１２ａ及び図１３の設計と類似していた。装置は、渦巻線パターンの形態の回折面フィーチャを有する円形の形状の導光体を組み込み、回折面フィーチャは、異なる溝又はプリズムピッチを有する６つのパケットタイプの反復パターンに配置された。装着リングを使用して、３６個の等間隔のＬＥＤを、導光体の湾曲した側部表面の周りに配置して、導光体内に光を入射させた。構造の更なる詳細を以下に提供する。
【０１５５】
精密ダイヤモンド旋盤を使用して円柱工具の銅表面内に渦巻線形状の溝パターンを切削し、該パターンは、複製後、照明装置内の回折面フィーチャとなった。ダイヤモンドは、図６と同様に、溝の断面が、約１：１の高さ対ピッチ比（図６参照）を有する鋸歯（非対称）プロファイルを有するように成形された。切削中、渦巻線の溝ピッチは６つの特定の値（３１５ｎｍ、３４５ｎｍ、３７５ｎｍ、４１０ｎｍ、４４５ｎｍ及び４８５ｎｍ）の間で循環されて、互いに境界を接するが、互いに重なり合わない入れ子状の環領域を形成する溝パケットを生成した。各環領域は一定ピッチの溝パケットであり、６つの隣接する環領域の各セットは、溝パケットの反復グループ又はセットを形成した。渦巻線パターンは、約８インチ（約２０センチメートル）の全径を有した。環領域の径方向寸法又は幅は、６つのピッチ値の全部に関する合計面積が同一であるように選択された。即ち、溝形成パターン全体の面積は、約３１４ｃｍ２（πｒ２、式中、ｒ≒１０ｃｍ）であり、３１５ｎｍピッチを有する溝の合計面積は、約３１４／６≒５２ｃｍ２であり、他の５つのピッチのそれぞれを有する溝の合計面積も、約５２ｃｍ２であった。環領域は、径方向に測定して比較的狭く、そのような寸法の最大は約１５０マイクロメートルであった。
【０１５６】
次いで、得られた銅工具の溝形成表面を、鋳込−硬化技術を用いて薄い可撓性光透過性フィルム（例えば、図１１の層１１１１ｂ及び１１１１ｃ参照）中に複製した。これは、銅工具の溝形成表面に有機ホスホン酸剥離層（当業者に通常知られている）を被覆し、約５ｍｉｌｓ（約１２５マイクロメートル）の厚さを有する透明ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）支持フィルムを使用して、アクリレート樹脂組成物を被覆精密工具に対して鋳込むことにより行われた。アクリレート樹脂組成物は、アクリレートモノマー（Ｃｏｇｎｉｓから入手可能な７５重量％  ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ６２１０及びＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から入手可能な２５重量％１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）及び光開始剤（１重量％  Ｄａｒｏｃｕｒ  １１７３、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を含んでいた。次いで、紫外線を使用して樹脂組成物を硬化させた。これは精密銅工具からの渦巻線形状の溝パターンの負の又は反転版（負の複製）の形態の回折面フィーチャを有する、厚さ約１２５マイクロメートルの微細複製された光学フィルムをもたらした。ＰＥＴ支持フィルムの屈折率は約１．４９であり、硬化したアクリレート樹脂の屈折率は、約１．５であった。微細複製された光学フィルムは、フィルムの表面に垂直の角度で視認した際、僅かに青色の色相を有する透明な外観を有した。物体は、低い歪みを有してフィルムを通して視認することができた。
【０１５７】
渦巻線パターンの周りの過剰な材料は、微細複製されたフィルムが円形の形状であるように切除された。フィルムを厚さ３ｍｍの透明な、光透過性円形のアクリル板の一方の主面に直接付着し、該プレートは約２０ｃｍの直径も有した。付着は、厚さ１ミル（およそ２５マイクロメートル）の、光学的に透明な感圧接着剤（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ製のＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＯＣＡ  ８１７１）を使用して達成され、フィルムの微細複製された表面は、板の反対側に向き、空気に暴露され、フィルムと板との間に空気間隙は実質的に存在しなかった。板とフィルムの組み合わせにより、一方の主面上（のみ）に、光抽出のための回折面フィーチャを有する導光体がもたらされ、この導光体は、約２０ｃｍの直径と約３ｍｍの厚さとを有した。
【０１５８】
各ＬＥＤが白色光（「温白色」）を発散分布で発光する、３６個の一連の名目上同一のＬＥＤ（Ｎｉｃｈｉａ製の製品コードＮＣＳＬ１１９Ｔ−Ｈ１）を、導光体内への光入射に使用した。ＬＥＤｓは、それらが導光体の円形の側部表面の周りに１０度増分で等間隔であるように、リング形状のベゼル内に装着され、各ＬＥＤは導光体の中心部に向けられ、側部表面に直接隣接して配置されて、導光体内に光を直接入射させた。効率の改善のために、高反射率ミラーフィルム（３Ｍ（商標）Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）ＥＳＲ）のストリップを、２つの近隣のＬＥＤｓ間において装着リングの内部表面上に積層し、ミラーフィルムストリップはまた導光体の円形の側部表面に直接隣接していた。
【０１５９】
そのように構成した照明装置を電源に接続し、部屋の天井から懸垂した。図４１ａは、電源が切られ、室内周辺光がつけられた照明装置の写真である。この写真の視線方向は、僅かに斜めであり、即ち、照明装置の対称軸又は光学軸に沿って照明装置の直接真下ではなく、そのような軸に対して緩い角度にあった。天井の詳細が、有意な歪みが殆ど又は全くない状態で、導光体を通して見られることに留意されたい。照明装置を懸垂するのに使用され、及び照明装置を電源に接続しているワイヤも、導光体を通して見ることができる。この「オフ」状態では、導光体は、微細複製されたフィルム自体の色相と同様の僅かに青みがかった色相を有した。
【０１６０】
図４１ｂは、図４１ａの視野角に対して幾分より斜め視野角にあるが、電源（及び３６個のＬＥＤの全部）がつけられ、室内周辺光が切られている、同一の照明装置の写真である。図４１ｂのグレースケール写真では可視ではない様々な色の色相を、導光体の異なる範囲で見ることができた。導光体の出力範囲上で、３６個の通電光源のそれぞれにつき１つのバンドの、明るいバンドも見ることができ、これらのバンドは図４１ｂで明らかに可視である。バンドは、３次元外観を有するパターンを形成するように見られ得る。他の視線方向で観察した際、明るいバンドは形状を変化させ、可変色の色相は事実上任意の視線方向にて導光体全域に見ることができた。３つの小範囲又は地点４１１０ｂ、４１１２ｂ、４１１４ｂは、この写真で、導光体の出力範囲上にて、隣接する明るいバンドの間で識別される。これらの点のそれぞれにおける色を、既知のＣＩＥ色度（ｘ、ｙ）座標の観点から測定した。無次元であるＣＩＥ（ｘ、ｙ）色座標は、例えば本明細書の様々な図で示すＣａｒｔｅｓｉａｎ  ｘ−ｙ−ｚ座標系におけるような空間的（ｘ、ｙ）座標と混同されない必要がある。色の測定は、比色計として構成されたカメラ、Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＰｈｏｔｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｃ．製のタイプＰＲ−６５０  ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ（商標）を使用して行った。視覚的に、範囲４１１０ｂは暗赤色を有し、図４１ｃのＣＩＥ色座標スケール上に地点４１１０ｃとしてプロットされている。範囲４１１２ｂは橙色又は茶色を有し、図４１ｃのスケール上に地点４１１２ｃとしてプロットされている。範囲４１１４ｂは青色を有し、図４１ｃのスケール上に点４１１４ｃとしてプロットされている。点４１１２ｃと４１１４ｃとの間のＣＩＥ色差は、０．２５であった。
【０１６１】
その広域面積導光体及び回折面フィーチャを有する実施例１の照明装置は、目で直接視認した際に非常に明るい点光源として表れるＬＥＤ光源を、有意に低い輝度を有する広域面積光源に変換する効果を有するため、照明装置は、目を痛めることなく直接視認されることができる。回折面フィーチャはまた、導波モード光を導光体の外部に抽出する機能的目的を果たすのみではく、魅力的な色及び３次元バンドパターンを加えることによって、照明装置を直接観察した際、照明装置の美的魅力を向上させる（例えば、図４１ｂのように）。しかしながら、本発明者らは、照明装置を直接見た際にユーザーが見る美的色及びバンドは、照明装置が照明装置から遠隔の物体及び表面のための実質的に均一の白色光照明を提供する能力を損なう必要がないことを見出した。
【０１６２】
実施例１の照明装置により生成される、基準面上の遠隔の照明を、図４２ａに示す構成を使用して試験した。この構成において、物品４２１０は、天井から懸垂された実施例１の照明装置を表す。照明装置４２１０は、円盤形状の導光体の中心を通過し、かつ導光体に直交する光学軸又は対称性軸４２０１を有した。図では、光学軸４２０１は、Ｃａｒｔｅｓｉａｎ座標系のｚ軸に平行である。平坦な基準面４２１２は、ｘ−ｙ面に平行して延び、光学軸４２０１に沿って測定して、照明装置４２１０から２．３メートルの距離Ｄに配置された。２．３メートルの距離Ｄは、２０ｃｍの導光体の特性横方向寸法Ｌ（この場合、導光体の円形の形状により、最大、最小、及び平均横方向寸法は互いに等しかった）と１０．１の倍数により対比される。平坦な表面４２１２は、可視光に関して９８％反射率を有する白色の拡散的反射被膜（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ製の製品コードＤＬＲ８０）で覆われた。次いで、カメラ４２１６を図示するように配置し、光学軸４２０１に対して約３０度の角度に配向させて、実施例１の照明装置４２１０単独によって照らされたときの白色拡散表面の色像を得た。上述したＰＲ−６５０カメラをカメラ４２１６として使用した。
【０１６３】
実施例１の照明装置の円形の対称性に起因して、基準表面４２１２上に提供された照明も実質的に円形に対称的であった。このことは、図に集合的に４２１４とラベルされている、小範囲又は点の単一の列の色を測定することにより、基準面の（円形の）測定部分全体に亘って照明の色を効果的に評価することを可能にした。（図には８つの領域又は点４２１４が示されているが、本明細書に報告した測定のために合計７点を使用した。）これらの小領域のそれぞれにおける色は、ＰＲ−６５０カメラを使用して測定した。小領域は、光学軸４２０１と整合された第１の領域４２１４ａから、最後の領域４２１４ｉまで、ｘ軸に沿って等間隔であった。最大照度Ｉｍａｘは、ほぼ中心部に位置する第１の領域４２１４ａにて生じ、照度は中心点又は領域４２１４ａから約１．８５メートルの距離（半径）にて低下した。最初の領域４２１４ａから最後の領域４２１４ｉまでの距離は、１８３ｃｍ、即ち約１．８５メートルであった。したがって、色測定は、Ｉｍａｘ／ｅの照度閾値に対応する直径３．７メートルの測定部分内に存在する色バリエーションを相当表していた。視覚的に、照らされた平坦な表面４２１２は名目上白色に表れ、測定部分に亘って良好な空間的色均一性を有した。
【０１６４】
領域４２１４に関する測定されたＣＩＥ色座標を、図４２ｂのＣＩＥ色座標スケール上にプロットする。測定された色は、一方の終点が範囲４２１４ａの色に対応し、かつ他方の終点が色範囲４２１４ｉの色に対応する曲線４２２３を画定する。それ故、カメラ４２１６は照明装置４２１０に関するＩｍａｘ／ｅ測定部分内の非ゼロ色変動性を測定した。しかしながら、色変動性は比較的小さかった。曲線４２２３の終点間のＣＩＥ色差ｂは、０．０５３である。したがって、Ｉｍａｘ／ｅ測定部分全体の全体的な色変動性は、０．０８、０．０７、及び０．０６未満であった。更に、曲線４２２３上の測定地点の全部は、黒体軌跡の付近に留まり、色スペクトルの実質的に白色の領域内にある。
【０１６５】
次いで、表面４２１２が照明装置４２１０から２．３メートルではなく１メートル、の距離Ｄに配置されたことを除いて、上述したものと実質的に同一の方法で、この実施例１に関して追加の測定を行った。このことは、Ｉｍａｘ／ｅ測定部分の直径を３．７メートルから１．８３メートルへ低下させた。色測定は、再度、等間隔の小領域又は地点４２１４の単一の列に沿って、カメラ４２１６によって行われ、最初のそのような領域は光学軸４２０１と整合され、最大照度Ｉｍａｘを有し、最後のそのような領域は、第１の領域から９１．４ｃｍの距離に配置され、約Ｉｍａｘ／ｅの照度を有した。したがって、色測定は、Ｉｍａｘ／ｅの照度閾値に対応する直径１．８３メートルの測定部分内に存在する色バリエーションを相当表していた。視覚的に、照らされた平坦な表面４２１２は名目上白色に表れ、２．３メートルの距離Ｄにて測定されたものと同様に良好な、Ｉｍａｘ／ｅ測定部分内の空間的色均一性を有した。
【０１６６】
Ｄ＝１メートルの場合の、領域４２１４に関する測定されたＣＩＥ色座標も、図４２ｂのＣＩＥ色座標スケール上にプロットした。測定された色は、一方の終点が最初の領域４２１４ａの色に対応し、かつ他方の終点が最後の領域４２１４ｉの色に対応する曲線４２２２を画定するそれ故、カメラ４２１６はこの距離Ｄ＝１メートルに配置された基準面に関する、照明装置４２１０に関するＩｍａｘ／ｅ測定部分内の非ゼロ色変動性を測定した。しかしながら、再度、色変動性は比較的小さかった。曲線４２２２の終点間のＣＩＥ色差ｂは、０．０５９である。したがって、Ｉｍａｘ／ｅ測定部分全体の全体的な色変動性は、０．０８、０．０７、及び０．０６未満であった。更に、曲線４２２３上の測定点の全部は、黒体軌跡の付近に留まり、色スペクトルの実質的に白色の領域内にある。
【０１６７】
次いで、表面４２１２が照明装置４２１０から１又は２．３メートルではなく０．５メートルの距離Ｄに配置されたことを除いて、上述したものと実質的に同一の方法で、この実施例１に関して尚更なる測定を行った。このことは、Ｉｍａｘ／ｅ測定部分の直径を０．９１メートルに低下させた。色測定は、再度、等間隔の小領域又は点４２１４の単一の列に沿って、カメラ４２１６によって行われ、最初のそのような領域は光学軸４２０１と一致して、最大照度Ｉｍａｘを有し、最後のそのような領域は、第１の領域から４５．７ｃｍの距離に配置され、約Ｉｍａｘ／ｅの照度を有した。したがって、色測定は、Ｉｍａｘ／ｅの照度閾値に対応する直径０．９１メートルの測定部分内に存在する色バリエーションを相当表していた。視覚的に、照らされた平坦な表面４２１２は名目上白色に表れ、２．３メートル及び１メートルの距離Ｄにて測定されたものほど小さくない、Ｉｍａｘ／ｅ測定部分内の空間的色均一性を有した。
【０１６８】
Ｄ＝０．５メートルの場合の、領域４２１４に関する測定されたＣＩＥ色座標も、図４２ｂのＣＩＥ色座標スケール上にプロットした。測定された色は、一方の終点が最初の領域４２１４ａの色に対応し、かつ他方の終点が最後の領域４２１４ｉの色に対応する曲線４２２１を画定する。それ故、カメラ４２１６はこの距離Ｄ＝０．５メートルに配置された基準面に関する、照明装置４２１０に関するＩｍａｘ／ｅ測定部分内の非ゼロ色変動性を測定した。色変動性は、曲線４２２１の終点間の、約０．０７８に等しいＣＩＥ色差により特徴付けられた。したがって、Ｉｍａｘ／ｅ測定部分全体の全体的な色変動性は、０．０８未満であった。更に、曲線４２２３上の測定点の全部は、黒体軌跡の付近に留まり、色スペクトルの実質的に白色の領域内にある。
【０１６９】
（実施例２）
別の光源は、修正された照明装置を提供するために実施例１の照明装置と組み合わせた。追加の光源は、導光体の後部に配置されることができ、かつ非導波モード光として導光体を通してフラッシュ照明灯から関心基準面上に光を投射するように向けられることができる、従来のフラッシュ照明灯であった。導光体の歪みは、フラッシュ照明灯からの光が導光体により実質的に偏位されないように低かった。修正された照明装置であれば、フラッシュ照明灯が電源「オフ」の間、導光体内に光を入射させるＬＥＤ光源が電源「オン」にされ、若しくはその逆であり得、又は両方のＬＥＤ光源及びフラッシュ照明灯が電源「オン」にされて、関心基準面上に合成照明を提供し得るように制御されることができた。
【０１７０】
（実施例３）
照明器具としての使用に好適な別の照明装置を作製し、評価した。装置は、回折面フィーチャを有する矩形形状の導光体を組み込んでいた。回折面フィーチャは、渦巻線パターンの中心部矩形領域から取った部分である、実施例１に記載した渦巻線形状の溝パターンの一部分であった。光源モジュールを矩形導光体の「短縁」に沿って装着し、光源モジュールは、１８個の等間隔の個々の、別個の光源の一列を含み、光源は、それぞれが白色光を発散分布に発光する名目上同一のＬＥＤであった。導光体はまた、ランダム傾斜ドットパターンの形態のパターン化低屈折率表面下層を組み込んでいた。構造の更なる詳細を以下に提供する。
【０１７１】
以下の成分を、１リットルの広口コハク色ボトル内で：５．７０ｇの脂肪族ウレタンオリゴマー（Ｅｘｔｏｎ，ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａのＳａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ製の製品コードＣＮ  ９８９３）を、２２．４０ｇのペンタエリスリトールトリアクリレート（同様にＳａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ製の製品コードＳＲ  ４４４）と組み合わせた。ボトルに蓋をし、２時間振とうしてＣＮ９８９３を溶解し、透明なバッチを生成した。樹脂プレミックスと称するこの溶液を、２０００ｍＬポリボトル内で、４８２．８４ｇのシラン処理（Ｆｒｉｅｎｄｌｙ，Ｗｅｓｔ  ＶｉｒｇｉｎｉａのＭｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ製の製品コードＳｉｌｑｕｅｓｔ（商標）Ａ−１７４）コロイダルシリカ（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩｌｌｉｎｏｉｓのＮａｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．製の製品コードＮＡＬＣＯ  ２３２７）と組み合わせた。これらの構成要素は、バッチを２つのボトル間で往復移動することにより混合され、２０００ｍＬポリボトル内のバッチで終了した。このボトルに５．８４ｇの第１の光開始剤（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎｅｗ  ＹｏｒｋのＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐ．製の製品コードＩＲＧＡＣＵＲＥ（商標）１８４）及び１．１２ｇの第２の光開始剤（同様にＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐ．製の製品コードＩＲＧＡＣＵＲＥ（商標）８１９）を加えた。この溶液を３０分間振とうして、光開始剤を溶解した。得られたバッチは、半透明の低粘度分散物であった。次いで、バッチを５０／５０ブレンドの酢酸エチル及びプロピレングリコールメチルエーテル（Ｄｏｗ  ＣｈｅｍｉｃａｌからＤＯＷＡＮＯＬ  ＰＭとして入手可能）により約１７．７重量％固体に希釈して、コーティング配合物を得た。
【０１７２】
コーティング配合物を、スロットダイを使用して、３．１メートル／分のライン速度で厚さ５０マイクロメートルのＰＥＴフィルム（ＭＥＬＩＮＥＸ  ６１７，ＤｕＰｏｎｔから入手可能）上に被覆した。湿潤コーティング厚さは、およそ８．１マイクロメートルであった。不活性チャンバ（＜５０ｐｐｍ  Ｏ２）内で、同一のライン速度にてインラインで、３９５ｎｍ及び線量８５０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線により湿潤コーティングを部分的に硬化させた。紫外線は、Ｃｒｅｅ，Ｉｎｃ．から入手可能なＵＶ−ＬＥＤにより提供した。次いで、部分的に硬化したコーティングサンプルを９メートルの炉内にて窒素パージ雰囲気下で７０℃で乾燥し、２３６ワット／ｃｍ２  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｈバルブ（Ｆｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）により最終的に硬化させた。得られたナノボイド高分子層は、１．３マイクロメートルの厚さを有した。ＢＹＫ  ｇａｒｄｎｅｒ  Ｈａｚｅ  Ｇａｒｄ  Ｐｌｕｓ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ）機器を使用して測定して、透過率は９６．４％、ヘイズは１．３３％、透明度は９９．７％であった。ナノボイド層の屈折率は、Ｍｅｔｒｉｃｏｎ  Ｐｒｉｓｍ  Ｃｏｕｐｌｅｒ（Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，ＮＪのＭｅｔｒｉｃｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して５８９ｎｍで測定して、１．２０〜１．２２であった。
【０１７３】
５０マイクロメートルＰＥＴキャリアフィルム上に尚配置されているナノボイド高分子層に、間接グラビア印刷プロセスを用いてＵＶ硬化性の透明なインク（Ｓｈａｗｎｅｅ，ＫＳのＮａｚｄａｒ製のＵＶ  ＯＰ１００５  ＧＰ  Ｖａｒｎｉｓｈ）を印刷した。ランダムな１００マイクロメートル傾斜ドットパターンを有するようにフレキソ印刷工具を作製し、ドットの密度は面内ｘ方向にて変動し、面内ｙ方向に直交して比較的一定であった。傾斜パターンは、図４３の写真に示したものと同様であった。およそ９．６５マイクロメートルの湿潤コーティングを与えるように、グラビアロール（ピラミッド形、９立方マイクロメートル／平方マイクロメートル）を評価した。印刷を１０メートル／分で行い、印刷後、窒素パージ雰囲気下で２３６ワット／ｃｍ２  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｈバルブ（Ｆｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）を用いて高強度ＵＶ硬化を行った。得られた印刷層は：ナノボイド高分子材料を有する第１の領域、第１の屈折率を有する第１の領域；及び、同一のナノボイド高分子材料を有すが、ナノボイドが硬化インクで満たされ又は部分的に満たされた第２の領域であって、第１の領域の屈折率よりも高い第２の屈折率を有する、第２の領域から構成されていた。５０マイクロメートルＰＥＴキャリアフィルム上のこのドット印刷ナノボイド層からなる光学フィルムは、実質的に透明であり、フィルムを通して見た際、歪みが殆どない状態で物体を見ることができた。導光体に組み込む前に、この光学フィルムの光学特性をＢＹＫ  Ｇａｒｄｎｅｒ  Ｈａｚｅ  Ｇａｒｄ  Ｐｌｕｓ機器を使用して測定した。ランダム傾斜ドットパターンが低い密度を有した、フィルムの一側部又は端部上で得られた測定値は：透過率９６．６％；ヘイズ３．５６％；及び透明度９５．６％であった。ランダム傾斜ドットパターンが低い密度を有した、フィルムの反対側部又は端部で得られた測定値は：透過率９５．８％；ヘイズ６．８２％；及び透明度８９．９％であった。本明細書で報告した透過率測定値は、フィルムの外側表面でＦｒｅｓｎｅｌ反射に関して補正されていないことに留意されたい。硬化インクの屈折率は、平坦な硬化サンプル上でＭｅｔｒｉｃｏｎプリズムカプラー（屈折率の測定に使用した光の波長は、５８９ｎｍであった）を使用して測定しておよそ１．５２５と測定された。
【０１７４】
次いで、このドット印刷光学フィルムを、矩形アクリル板、実施例１にて上述した微細複製光学フィルム（渦巻線多ピッチ回折面フィーチャを有する）の矩形片又は部分と、別個の光源の線形アレイと共に使用して、照明装置を作製した。ドット印刷光学フィルムのドット印刷ナノボイド層をパターン化低屈折率表面下層として使用して、導波モード光と、湾曲した回折面フィーチャとの相互作用を空間的に制御した。実施例１に記載したように、微細複製光学フィルムから矩形区分又は片を切り出し、矩形片の中心部は、渦巻線溝パターンの中心部と実質的に同一空間を占めた。矩形片は、約６インチ（約１５０ｍｍ）の主要面内寸法（長さ）と、約４インチ（約１００ｍｍ）の副（minor)面内寸法（幅）とを有した。約６インチ（約１５０ｍｍ）の主要面内寸法（長さ）と、約４インチ（約１００ｍｍ）の副面内寸法（幅）と、３ｍｍの厚さとを有する矩形アクリル（ＰＭＭＡ）板を得た。上述したドット印刷光学フィルム片を、感圧接着剤、３Ｍ光学的に透明な接着剤８１７１を使用してアクリル板の一方の主面に付着した。微細複製光学フィルムの矩形片を、３Ｍ光学的に透明な接着剤８１７１の追加の層を使用して、微細複製表面（回折面フィーチャ）がアクリル板の反対側に向き、かつ空気に暴露されるように、また、ドット印刷ナノボイド層が、フィルム片と板との間に空隙が実質的に存在することなく、微細複製フィルムとアクリル板との間に埋められ又は挟まれるように、ドット印刷光学フィルムの反対側に付着され、かくしてドット印刷ナノボイド層はパターン化低屈折率表面下層を形成した。フィルムと板との組み合わせは、一方の主面上（のみ）に回折面フィーチャを有する導光体をもたらし、導光体は、約６インチ及び４インチ（約１５０ｍｍ及び１００ｍｍ）の面内寸法と、約３ｍｍの厚さとを有した。
【０１７５】
次いで、このように構成した導光体を照明試験装置内に配置し、該装置は１８個の等間隔の別個の光源を有する光源モジュールを含み、光源は、各ＬＥＤが白色光（「温白色」）を発散分布にて発光する、名目上同一のＬＥＤ（Ｎｉｃｈｉａ製の製品コードＮＣＳＬ１１９Ｔ−Ｈ１）であった。光源モジュールを導光体の短い側部に沿って装着した。光源は電源により通電され、様々な視点幾何から照明装置の写真を撮った。黒色電気テープのストリップをＬＥＤアレイの「一方の側部」上に配置して、ＬＥＤから側方に発光された迷光が、カメラに到達することを遮断した。導光体の面に実質的に直交した位置から視認した際の、照明装置の写真を図４４ａに示す。この図では、光源はこの図の右側に存在する。導光体の面に対して斜角で視認した際の、同一の照明装置の写真を図４４ｂに示す。傾斜パターン化低屈折率表面下層の結果として、照明装置は、導光体を見た際に均一に表れる輝度分布を有し、また、光学軸にほぼ沿って導光体から１メートルに位置する拡散表面上に、実質的に均一の色の照明を提供した。別個の光源に関連した明るいバンドが視点幾何（viewing geometries）のそれぞれにて明確に見ることができ、バンドは視点幾何により形状及び曲率が変化するように観察された。可変色の色相も導光体の異なる領域に見ることができたが、色は図のグレースケール写真では見ることができない。
【０１７６】
（実施例４）
照明器具としての使用に好適な別の照明装置を作製し、評価した。装置は、回折面フィーチャを有する円形の形状の導光体を組み込んでいた。回折面フィーチャは３６個の三角形状の領域を満たし、該領域は、均一のサイズを有し、導光体の円形の領域を実質的に満たすようにタイル張りされた。三角形状の領域のそれぞれ内の回折面フィーチャは、真っ直ぐで互いに平行し、単一ピッチを有したが、３つの異なるピッチの３つの異なる三角形タイプが使用された。３６個の等間隔のＬＥＤを導光体の湾曲した側部表面の周りに配置して、導光体内に光を入射させるために装着リングを使用した。米国地図の形をしたしるしをパターン化印刷によって回折面フィーチャ上に形成した。構造の更なる詳細を以下に提供する。
【０１７７】
精密ダイヤモンド旋盤を使用して、円柱工具の銅表面内に線状の溝を切削した。ダイヤモンドは、図６と同様に、溝の断面が、約１：１の高さ対ピッチ比（図６参照）を有する鋸歯（非対称）プロファイルを有するように成形された。切削中、溝ピッチを約３１０ｎｍの一定の値に維持して、第１の単一ピッチ１次元回折格子工具を生成した。次いで、この手順を、異なる溝ピッチを用いて他の銅表面内にて反復し、ここでピッチを約３４５ｎｍの一定の値に維持して、第２の単一ピッチ１次元回折格子工具を生成した。この手順を、第３の溝ピッチを使用して更に他の銅表面内で３回目にて反復し、第３のピッチは約４１０ｎｍの一定の値に維持されて、第３の単一ピッチ１次元回折格子工具を生成した。
【０１７８】
次いで、得られた３つの銅工具の溝形成表面を、鋳込−硬化技術を用いて３つの対応する薄い可撓性の光透過性フィルム（例えば、図１１の層１１１１ｂ及び１１１１ｃ参照）に複製した。これは、各銅工具の溝形成表面に有機ホスホン酸剥離層（当業者に通常知られている）を被覆し、約５ミル（約１２５マイクロメートル）の厚さを有する透明ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）支持フィルムを使用して、アクリレート樹脂組成物を被覆精密工具に対して鋳込むことにより行われた。アクリレート樹脂組成物は、アクリレートモノマー（Ｃｏｇｎｉｓから入手可能な７５重量％  ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ６２１０及びＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から入手可能な２５重量％  １，６−ヘキサンジオールジアクリレート）及び光開始剤（１重量％  Ｄａｒｏｃｕｒ  １１７３、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を含んでいた。次いで、紫外線を使用して樹脂組成物を硬化させた。その結果、３つの微細複製光学フィルムがそれぞれ第１、第２及び第３の精密銅工具から得られた。３つの微細複製光学フィルムは、それぞれ厚さが約１２５マイクロメートルであり、線形溝パターンのネガ又は反転ヴァージョン（ネガ複製）の形態の回折面フィーチャを有する。ＰＥＴサポートフィルムの屈折率は約１．４９であり、硬化したアクリレート樹脂の屈折率は、約１．５であった。微細複製光学フィルムのそれぞれは、フィルムの表面に垂直の角度で視認した際、僅かに青色の色相を有する透明な外観を有した。物体は、低い歪みを有して各フィルムを通して視認することができた。
【０１７９】
次いで、微細複製光学フィルムを物理的に切って三角形状の片とし、第１、第２及び第３の光学フィルムのそれぞれから１２個のそのような片が得られた。片は、２つの長辺及び１つの短辺を有する二等辺三角形に実質的に同一に成形され、それぞれの長辺は長さ約１００ｍｍであり、短辺は長さ約１７ｍｍであった。片は全て、回折面フィーチャが三角形片の一方の主面を完全に満たし、回折面フィーチャの個々の溝又はプリズムが全て、三角形状の短辺に平行となるように、それらのそれぞれの光学フィルムから切られた。
【０１８０】
次いで、光学フィルムの３６個の三角形状の片の全部を、約２０ｃｍの直径を有する厚さ３ｍｍの透明な、光透過性円形のアクリル板の一方の主面に直接付着した。付着のために、三角形状の片を、隣接する片の長辺が互いに当接するように、また、片の短辺が円を近似する３６辺の形状を形成し、アクリル板の円形の外側側部表面と実質的に同一の空間を占めるように、タイル張り配置にて互いの隣に置いた。フィルム片はまた、第１のフィルムからの任意の所定の片が一方の長辺に沿って第２のフィルムからの片と当接するように、かつ他方の長辺に沿って第３のフィルムからの片と当接するように、反復する連続的な１、２、３、１、２、３、．．．のように配置された。板への片の付着は、１ミル（およそ２５マイクロメートル）の厚い光学的に透明な感圧接着剤（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ製のＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＯＣＡ  ８１７１）を使用して達成され、各フィルム片の微細複製された表面は、板の反対側に向き、かつ空気に暴露され、各フィルム片と板との間には空隙が実質的に存在しなかった。板と３６個のフィルム片の組み合わせにより、一方の主面上（のみ）に、光抽出のための回折面フィーチャを有する導光体がもたらされ、この導光体は、約２０ｃｍの直径と約３ｍｍの厚さとを有した。
【０１８１】
次いで、裏打ちされた光学的に透明な感圧接着剤（ＰＳＡ）のシートを得、硬化性インクを用いて米国マップのパターンに印刷した。インクが硬化した後、得られた印刷シートを、回折面フィーチャを含む微細複製された光学フィルム部品の表面に対してプレスすることによって、導光体に連結した。地図画像の背景領域に対応する、硬化インクで被覆されないＰＳＡ層の部分は、回折面フィーチャの間の空間内に流れ及び該空間内を満たし、したがって約１．４７５の屈折率を有するＰＳＡ層と、約１．５の屈折率を有する回折面フィーチャとの間に光学的接触が形成された。地図画像の前景領域に対応する、硬化インクで被覆されたＰＳＡ層の部分は、ガラス様硬化インクの存在に起因して、回折面フィーチャ内に流れ又は該回折面フィーチャと光学的接触を形成しなかった。それらの領域内では、回折面フィーチャが空気と光学的接触にあるように、硬化インクと回折面フィーチャとの間に非常に薄い空洞部分又は層が残留した。導光体（板及び光学フィルム片）と印刷シートとの組み合わせは、光抽出用の、一方の主面上（のみ）に回折面フィーチャと、しるし（米国地図画像）を形成するパターン化印刷とを有する導光体をもたらし、導光体は約２０ｃｍの直径と、約３ｍｍの厚さとを有した。
【０１８２】
各ＬＥＤが白色光（「温白色」）を発散分布で発光する、３６個の一連の名目上同一のＬＥＤ（Ｎｉｃｈｉａ製の製品コードＮＣＳＬ１１９Ｔ−Ｈ１）を、導光体内への光入射に使用した。ＬＥＤは、それらが導光体の円形の側部表面の周りに１０度増分で等間隔であるように、リング形状のベゼル内に装着され、各ＬＥＤは導光体の中心部に向けられ、側部表面に直接隣接して配置されて、導光体内に光を直接入射させた。効率の改善のために、高反射率ミラーフィルム（３Ｍ（商標）Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）ＥＳＲ）のストリップを、２つの近隣のＬＥＤの間のそれぞれにて装着リングの内部表面上に積層し、ミラーフィルムストリップはまた導光体の円形の側部表面に直接隣接していた。
【０１８３】
そのように構成された照明装置を電源に接続し、実験室設定内でテーブル上に側方に配置した。電源が切られた状態で、かつ室内周辺光内で、部屋全体の物体は、導光体を通して、有意な歪みを殆ど又は全く有することなく見ることができた。更に、この「オフ」状態にて、導光体は微細複製されたフィルム単独と同様の僅かに青みがかった色相を有し、米国地図の印刷画像は、容易に知覚できなかった。図４５は、電源（したがって３６個のＬＥＤすべて）がオンにされ、かつ室内周辺光が消された状態での、この実施例２の照明装置の写真である。パターン化印刷の米国地図ははっきりと可視であり、かつ印刷領域と残りの領域との間のコントラストは高い。導光体の異なる領域から、可変色の色相も見ることができ、異なる色を有する異なる三角形状の領域（特に、地図画像の前景領域内）は、色自体は写真のグレースケールフォーマットに起因して可視ではなくても、図４５にて識別可能である。比較的明るい、かつ個々の三角形状の片の縁において光散乱により生じる、真っ直ぐな径方向境界フィーチャも、写真内で見ることができる。これらの明るい境界フィーチャに加えて、導光体の出力領域に亘っていくつかの場所で、印刷パターン上に重ね合わされた追加のよりかすかな径方向バンドも見ることができ、これらのより淡いバンドは、通電光源の特定の１つに関連付けられる。よりかすかなバンドは全て、比較的真っ直ぐ（径方向）であり、図４５の視点幾何から曲率を殆ど又は全く有さないが、それらの形状は、実施例１の明るいバンドが変化したと同様に、視野角の関数として３次元的に変化した可変色の色相も、事実上任意の視線方向にて導光体全体に見ることができた。
【０１８４】
本願の教示は、参照により本明細書に組み込まれ、本願と同一日に出願された、本願と同一譲受人に譲渡された以下の出願のいずれか又は全部の教示と組み合わせて使用されてもよい。米国特許出願第１３／５７２，８０５号（代理人整理番号６９５９６ＵＳ００２）、「Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｗｉｔｈ  ３−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ」；同第１３／５７２，８１３号（代理人整理番号６９８０９ＵＳ００２）、「Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｐｒｉｎｇｉｎｇ  ｏｆ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ」；及び同第１３／５７２，８２３号（代理人整理番号６９８１０ＵＳ００２），「Ｃｏｌｏｒｆｕｌ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｌｕｍｉｎａｉｒｅｓ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  Ｗｈｉｔｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ」。
【０１８５】
特に断らないかぎり、本明細書及び特許請求の範囲において使用される量、特性の測定値などを表すすべての数は、「約」なる語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうではないことが示されていないかぎり、本明細書及び特許請求の範囲に記載される数値的パラメータは、本出願の教示を利用する当業者が得ようとする所望の特性に応じて異なり得る近似的な値である。特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限しようとするものではないが、各数値的パラメータは、少なくとも記載される有効桁数を考慮し、更に一般的な四捨五入法を適用することによって解釈されるべきである。本発明の広義の範囲を示す数値的範囲及びパラメータは近似的な値ではあるが、任意の数値が本明細書に論じられる具体例に記載されるかぎりにおいて、これらは妥当な程度に可能な範囲で精確に記載されるものである。しかしながら、いかなる数値も試験又は測定限界にともなう誤差を含み得るものである。
【０１８６】
本発明の様々な変更及び変更は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、当業者にとって明らかとなり、本発明は本発明において説明される例示的な実施形態に限定されないものと理解されるべきである。閲覧者は、開示される一実施形態の特徴はまた、他に指示がない限り、他の全ての開示される実施形態に応用され得る。本明細書において参照される、米国特許、特許出願公開、並びに他の特許文献及び非特許文献は、これらが先行する開示と矛盾しない限りにおいて、参照として組み込まれる。
【図１】
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【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５ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２ａ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１７ａ】
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【図１８】
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【図１８ａ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２０ａ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９ａ】
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【図３９ｂ】
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【図３９ｃ】
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【図３９ｄ】
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【図３９ｅ】
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【図４０】
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【図４１ａ】
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【図４１ｂ】
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【図４１ｃ】
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【図４２ａ】
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【図４２ｂ】
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【図４３】
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【図４４ａ】
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【図４４ｂ】
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【図４５】
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【国際調査報告】
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