(57)【要約】本明細書において、光トンネル、光トンネルを形成する方法、および光トンネルを含む装置が、開示される。光トンネルは、それらの中の一連の切り欠きによって互いに協働して係合する複数の反射体を含む。反射体の内縁は、面取りされ、組み立て易さを改良し、組み立て中の縁のチッピングを減少させる。接着剤が、それらの外側表面上の反射体間の接合部に塗布されることができる。この構造は、光漏出および接着剤漏出を排除し、または遅らせる。
2020537170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光トンネルであって、前記光トンネルは、
一次面および反対側の二次面を有する第１の反射体であって、前記第１の反射体の前記一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、第１の反射体と、
前記第１の反射体と反対側の第２の反射体であって、前記第２の反射体は、一次面および反対側の二次面を有し、前記第２の反射体の前記一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、第２の反射体と、
内側面、反対側の外側面、上側面を伴う上側端、下側面を伴う反対側の下側端、前記内側面と前記上側面との間の角に位置している上内側面取り部、および前記内側面と前記下側面との間の角に位置している下内側面取り部を有する第３の反射体であって、前記第３の反射体が前記第１および第２の反射体に接続するように、前記第３の反射体の前記上側端は、前記第１の反射体の前記第１の切り欠きに協働して係合し、前記第３の反射体の前記下側端は、前記第２の反射体の前記第１の切り欠きに協働して係合する、第３の反射体と、
前記第３の反射体と反対側の第４の反射体であって、前記第４の反射体は、内側面、反対側の外側面、上側面を伴う上側端、下側面を伴う反対側の下側端、前記内側面と前記上側面との間の角に位置している上内側面取り部、および前記内側面と前記下側面との間の角に位置している下内側面取り部を有し、前記第４の反射体が前記第１および第２の反射体に接続するように、前記第４の反射体の前記上側端は、前記第１の反射体の前記第２の切り欠きに協働して係合し、前記第４の反射体の前記下側端は、前記第２の反射体の前記第２の切り欠きに協働して係合する、第４の反射体と、
接着剤と
を備え、
前記接着剤は、（Ａ）前記第１の反射体または前記第２の反射体のいずれかの前記第１または第２の一次側面と、（Ｂ）前記第３の反射体または前記第４の反射体の前記外側面との間の少なくとも１つの接合部に塗布されている、光トンネル。
【請求項２】
前記第３の反射体は、前記外側面と前記上側面との間の角に位置している上外側面取り部と、前記外側面と前記下側面との間の角に位置している下外側面取り部とをさらに備え、
前記第４の反射体は、前記外側面と前記上側面との間の角に位置している上外側面取り部と、前記外側面と前記下側面との間の角に位置している下外側面取り部とをさらに備えている、請求項１に記載の光トンネル。
【請求項３】
前記第１および第２の反射体の各々は、本体部分と、対向する第１および第２の側体部分とによって画定され、前記対向する第１および第２の側体部分は、それぞれ、前記第１および第２の切り欠きを越えて前記本体部分から外向きに離れるように延びている、請求項１に記載の光トンネル。
【請求項４】
前記第１および第２の反射体の各々の前記本体部分は、前記第１の本体部分の厚さおよび前記第２の側体部分の厚さと実質的に等しい厚さを有する、請求項３に記載の光トンネル。
【請求項５】
前記第１および第２の反射体の各々の前記本体部分は、前記第１の本体部分の厚さおよび前記第２の側体部分の厚さの両方より大きい厚さを有する、請求項３に記載の光トンネル。
【請求項６】
前記第１の反射体および前記第２の反射体の両方において、前記第１の側体部分は、前記第１の切り欠きの幅の２分の１以上の幅を有する、請求項３に記載の光トンネル。
【請求項７】
前記第１、第２、第３、および第４の反射体の前記内側面の各々は、前記光トンネルが、前記光トンネルの第１の端部からその第２の端部まで実質的に一定の断面積を有するように、実質的に長方形の外形を有する、請求項１に記載の光トンネル。
【請求項８】
前記第１、第２、第３、および第４の反射体の各々の前記内側面は、反射性フィルムでコーティングされている、請求項１に記載の光トンネル。
【請求項９】
接着剤が、
（ｉ）前記第１の反射体の前記第１の一次側面と前記第３の反射体の前記外側面との間の第１の接合部と、
（ｉｉ）前記第２の反射体の前記第１の一次側面と前記第３の反射体の前記外側面との間の第２の接合部と、
（ｉｉｉ）前記第１の反射体の前記第２の一次側面と前記第４の反射体の前記外側面との間の第３の接合部と、
（ｉｖ）前記第２の反射体の前記第２の一次側面と前記第４の反射体の前記外側面との間の第４の接合部と
に塗布されている、請求項１に記載の光トンネル。
【請求項１０】
装置であって、前記装置は、
（ａ）請求項１−９のいずれか１項に記載の光トンネルと、
（ｂ）前記光トンネルを実質的に包囲する筐体と
を備え、
前記筐体は、前記光トンネルと前記筐体との相対的位置を固定するように構成されたばね板を含む、装置。
【請求項１１】
光ファンネルであって、前記光ファンネルは、
一次面および反対側の二次面を有する第１の反射体であって、前記第１の反射体の前記一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、第１の反射体と、
前記第１の反射体と反対側の第２の反射体であって、前記第２の反射体は、一次面および反対側の二次面を有し、前記第２の反射体の前記一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、第２の反射体と、
内側面、反対側の外側面、上側端、および反対側の下側端を有する第３の反射体であって、前記第３の反射体が前記第１および第２の反射体に接続するように、前記第３の反射体の前記上側端は、前記第１の反射体の前記第１の切り欠きに協働して係合し、前記第３の反射体の前記下側端は、前記第２の反射体の前記第１の切り欠きに協働して係合する、第３の反射体と、
内側面、反対側の外側面、上側端、および反対側の下側端を有する第４の反射体であって、前記第４の反射体が前記第１および第２の反射体に接続するように、前記第４の反射体の前記上側端は、前記第１の反射体の前記第２の切り欠きに協働して係合し、前記第４の反射体の前記下側端は、前記第２の反射体の前記第２の切り欠きに協働して係合する、第４の反射体と、
接着剤と
を備え、
前記接着剤は、（Ａ）前記第１の反射体または前記第２の反射体のいずれかの前記第１または第２の一次側面と、（Ｂ）前記第３の反射体または前記第４の反射体の前記外側面との間の少なくとも１つの接合部に塗布され、
前記光ファンネルが、前記光ファンネルの第１の端部からその第２の端部まで減少する断面積を有するように、（Ａ）前記第１および第２の反射体の前記内側面の各々は、実質的に長方形の外形を有し、前記第３および第４の反射体の前記内側面の各々は、実質的に台形の外形を有するか、または、（Ｂ）前記第１および第２の反射体の前記内側面の各々は、実質的に台形の外形を有し、前記第３および第４の反射体の前記内側面の各々は、実質的に長方形の外形を有する、光ファンネル。
【請求項１２】
前記第３の反射体は、前記上側端における上側面と、前記下側端における下側面と、前記内側面と前記上側面との間の角に位置している上内側面取り部と、前記内側面と前記下側面との間の角に位置している下内側面取り部とをさらに備え、
前記第４の反射体は、前記上側端における上側面と、前記下側端における下側面と、前記内側面と前記上側面との間の角に位置している上内側面取り部と、前記内側面と前記下側面との間の角に位置している下内側面取り部とをさらに備えている、請求項１１に記載の光ファンネル。
【請求項１３】
前記第３の反射体は、前記外側面と前記上側面との間の角に位置している上外側面取り部と、前記外側面と前記下側面との間の角に位置している下外側面取り部とをさらに備え、
前記第４の反射体は、前記外側面と前記上側面との間の角に位置している上外側面取り部と、前記外側面と前記下側面との間の角に位置している下外側面取り部とをさらに備えている、請求項１２に記載の光ファンネル。
【請求項１４】
前記第１および第２の反射体の各々は、本体部分と、対向する第１および第２の側体部分とによって画定され、前記対向する第１および第２の側体部分は、それぞれ、前記第１および第２の切り欠きを越えて前記本体部分から外向きに離れるように延びている、請求項１１に記載の光ファンネル。
【請求項１５】
前記第１の反射体および前記第２の反射体の両方において、前記第１の側体部分は、前記第１の切り欠きの幅の２分の１以上の幅を有する、請求項１４に記載の光ファンネル。
【請求項１６】
前記第１、第２、第３、および第４の反射体の各々の前記内側面は、反射性フィルムでコーティングされている、請求項１１に記載の光ファンネル。
【請求項１７】
接着剤が、
（ｉ）前記第１の反射体の前記第１の一次側面と前記第３の反射体の前記外側面との間の第１の接合部と、
（ｉｉ）前記第２の反射体の前記第１の一次側面と前記第３の反射体の前記外側面との間の第２の接合部と、
（ｉｉｉ）前記第１の反射体の前記第２の一次側面と前記第４の反射体の前記外側面との間の第３の接合部と、
（ｉｖ）前記第２の反射体の前記第２の一次側面と前記第４の反射体の前記外側面との間の第４の接合部と
に塗布されている、請求項１１に記載の光ファンネル。
【請求項１８】
装置であって、前記装置は、
（ａ）請求項１１−１７のいずれか１項に記載の光ファンネルと、
（ｂ）前記光ファンネルを実質的に包囲する筐体と
を備え、
前記筐体は、前記光ファンネルと前記筐体との相対的位置を固定するように構成されたばね板を含む、装置。
【請求項１９】
光トンネルを形成する方法であって、前記方法は、
一次面および反対側の二次面を有する第１の反射体の前記一次面内に第１および第２の切り欠きを形成することであって、前記第１の反射体の前記一次面は、前記第１の切り欠きと前記第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、ことと、
一次面および反対側の二次面を有する第２の反射体の前記一次面内に第１および第２の切り欠きを形成することであって、前記第２の反射体の前記一次面は、前記第１の切り欠きと前記第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、ことと、
第３の反射体の上側端を前記第１の反射体の前記第１の切り欠きと係合することであって、前記上側端は、少なくとも１つの面取り部を有する、ことと、
前記第３の反射体の下側端を前記第２の反射体の前記第１の切り欠きと係合することであって、前記下側端は、少なくとも１つの面取り部を有する、ことと、
第４の反射体の上側端を前記第１の反射体の前記第２の切り欠きと係合することであって、前記上側端は、少なくとも１つの面取り部を有する、ことと、
前記第４の反射体の下側端を前記第２の反射体の前記第２の切り欠きと係合することであって、前記下側端は、少なくとも１つの面取り部を有する、ことと、
（Ａ）前記第１の反射体または前記第２の反射体のいずれかの前記第１または第２の一次側面と、（Ｂ）前記第３の反射体または前記第４の反射体の前記外側面との間の少なくとも１つの接合部に接着剤を塗布することと
を含む、方法。
【請求項２０】
投影システムであって、前記投影システムは、
励起光を生成するように構成された光源と、
前記励起光を吸収し、放出光を発生させる波長変換材料と、
請求項１１−１７のいずれか１項に記載の光ファンネルと
を備え、
前記光ファンネルは、ある波長の前記放出光を均質化する、投影システム。
【請求項２１】
照明システムであって、前記照明システムは、
励起光を受け取り、第１の分布を有する光を放出する蛍光体材料と、
請求項１１−１７のいずれか１項に記載の光ファンネルと
を備え、
前記光ファンネルは、前記放出された光を前記第１の分布と異なる第２の分布に調整する、照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、投影システムおよび照明システム（例えば、自動車照明システム）に関する。特に、本開示は、これらのシステムにおいて使用するための光トンネル／ファンネル、光トンネル／ファンネルを形成する方法、および、光トンネル／ファンネルと、光トンネル／ファンネルを支持し、保護し、位置付けるための筐体とを含む装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、従来の光トンネルは、組み立てることが困難である。特に、多くの場合、光学要素（例えば、反射体）を取り上げ、設置し、光学要素間の組み立て間隙を制御することは、困難である。これは、多くの場合、光トンネルの内側の中への望ましくない接着剤漏出につながる。さらに、これらの従来の構造の接着剤長は、多くの場合、短すぎて、適正な接合力を光学要素間に提供することができず、したがって、光トンネルの動作性に悪影響を及ぼし、光トンネルの寿命を短縮する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は、したがって、光トンネルまたは光ファンネル、光トンネルまたは光ファンネルを形成する方法、および光トンネルまたは光ファンネルと、光トンネルまたは光ファンネルを支持し、保護し、位置付けるための筐体とを含む装置に関する。光トンネルまたは光ファンネルは、接着剤が光トンネル／ファンネルの内部の中に漏出することができず、光漏出が生じることができないように設置される反射体から構築される。反射体のうちのいくつかの内縁は、面取りされ、組み立て中、縁のチッピングを回避する。それらは、従来の構造よりはるかにロバストでもある。
【０００４】
いくつかの実施形態では、光トンネルが、開示され、光トンネルは、（ｉ）一次面および反対側の二次面を有する第１の反射体であって、第１の反射体の一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、第１の反射体と、（ｉｉ）第１の反射体と反対側の第２の反射体であって、第２の反射体は、一次面および反対側の二次面を有し、第２の反射体の一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、第２の反射体と、（ｉｉｉ）内側面、反対側の外側面、上側端、および反対側の下側端を有する第３の反射体であって、第３の反射体が第１および第２の反射体に接続するように、第３の反射体の上側端は、第１の反射体の第１の切り欠きに協働して係合し、第３の反射体の下側端は、第２の反射体の第１の切り欠きに協働して係合する、第３の反射体と、（ｉｖ）第３の反射体と反対側の第４の反射体であって、内側面、反対側の外側面、上側端、および反対側の下側端を有する第４の反射体であって、第４の反射体が第１および第２の反射体に接続するように、第４の反射体の上側端は、第１の反射体の第２の切り欠きに協働して係合し、第４の反射体の下側端は、第２の反射体の第２の切り欠きに協働して係合する、第４の反射体と、（ｖ）（Ａ）第１の反射体または第２の反射体のいずれかの第１または第２の一次側面と、（Ｂ）第３の反射体または第４の反射体の外側面との間の少なくとも１つの接合部に塗布されている、接着剤とを備えている。第３および第４の反射体の少なくとも内縁は、面取りされ、時として、その外側縁も同様に、面取りされる。
【０００５】
特定の実施形態では、第１の反射体の第１および第２の切り欠きは、３つの側面を有し、第２の反射体の第１および第２の切り欠きは、３つの側面を有する。
【０００６】
第１および第２の反射体の各々は、本体部分と、対向する第１および第２の側体部分とによって画定され得、対向する第１および第２の側体部分は、それぞれ、第１および第２の切り欠きを越えて本体部分から離れるように外向きに延びている。時として、第１および第２の反射体のそれぞれの本体部分は、第１の本体部分の厚さおよび第２の側体部分の厚さと実質的に等しい厚さを有する。他の事例では、第１および第２の反射体の各々の本体部分は、第１の本体部分の厚さおよび第２の側体部分の厚さの両方より大きい厚さを有する。いくつかの実施形態では、第１の反射体および第２の反射体の両方において、第１の側体部分は、第１の切り欠きの幅の２分の１以上の幅を有する。
【０００７】
第１、第２、第３、および第４の反射体の内側面の各々は、光トンネルが、光トンネルの第１の端部からその第２の端部まで実質的に一定の断面積を有するように、実質的に長方形の外形を有し得る。
【０００８】
特定の実施形態では、第１の反射体および第２の反射体の各々は、３ミリメートル以上の幅を有する。
【０００９】
第１、第２、第３、および第４の反射体の各々の内側面は、反射性フィルムでコーティングされることができる。第１、第２、第３、および第４の反射体の二次および外側の面は、コーティングされないこともある。
【００１０】
具体的実施形態では、接着剤が、（ｉ）第１の反射体の第１の一次側面と第３の反射体の外側面との間の第１の接合部と、（ｉｉ）第２の反射体の第１の一次側面と第３の反射体の外側面との間の第２の接合部と、（ｉｉｉ）第１の反射体の第２の一次側面と第４の反射体の外側面との間の第３の接合部と、（ｉｖ）第２の反射体の一次側面と第４の反射体の外側面との間の第４の接合部とに塗布される。
【００１１】
（ａ）上で説明されるような光トンネルと、（ｂ）光トンネルを実質的に包囲する筐体とを備えている装置も、開示される。筐体は、光トンネルと筐体との相対的位置を固定するように構成されたばね板を含み得る。筐体は、少なくとも３００℃の温度に耐えることが可能であり得る。接着剤は、筐体と光トンネルとの間に存在する必要はない。
【００１２】
いくつかの実施形態では、光ファンネルが、開示され、光ファンネルは、（ｉ）一次面および反対側の二次面を有する第１の反射体であって、第１の反射体の一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、第１の反射体と、（ｉｉ）第１の反射体と反対側の第２の反射体であって、第２の反射体は、一次面および反対側の二次面を有し、第２の反射体の一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、第２の反射体と、（ｉｉｉ）内側面、反対側の外側面、上側端、および反対側の下側端を有する第３の反射体であって、第３の反射体が第１および第２の反射体に接続するように、第３の反射体の上側端は、第１の反射体の第１の切り欠きに協働して係合し、第３の反射体の下側端は、第２の反射体の第１の切り欠きに協働して係合する、第３の反射体と、（ｉｖ）第３の反射体と反対側の第４の反射体であって、第４の反射体は、内側面、反対側の外側面、上側端、および反対側の下側端を有し、第４の反射体が第１および第２の反射体に接続するように、第４の反射体の上側端は、第１の反射体の第２の切り欠きに協働して係合し、第４の反射体の下側端は、第２の反射体の第２の切り欠きに協働して係合する、第４の反射体と、（ｖ）（Ａ）第１の反射体または第２の反射体のいずれかの第１または第２の一次側面と、（Ｂ）第３の反射体または第４の反射体の外側面との間の少なくとも１つの接合部に塗布されている接着剤とを備えている。（Ａ）第１および第２の反射体の内側面の各々は、実質的に長方形の外形を有し、第３および第４の反射体の内側面の各々は、実質的に台形の外形を有するか、または、（Ｂ）第１および第２の反射体の内側面の各々は、実質的に台形の外形を有し、第３および第４の反射体の内側面の各々は、実質的に長方形の外形を有し得る。これらの形状の結果、光ファンネルは、光ファンネルの第１の端部からその第２の端部まで減少する断面積を有する。光ファンネルを作製するために使用される、反射体の内側および外側縁は、面取りされる必要はないが、いくつかの実施形態では、そのように面取りされることができる。
【００１３】
光トンネルを形成する方法も、開示され、方法は、第１および第２の切り欠きを一次面および反対側の二次面を有する第１の反射体の一次面内に形成することであって、第１の反射体の一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、ことと、第１および第２の切り欠きを一次面および反対側の二次面を有する第２の反射体の一次面内に形成することであって、第２の反射体の一次面は、第１の切り欠きと第２の切り欠きとの間に位置している内側面、第１の一次側面、および第２の一次側面に分割されている、ことと、第３の反射体の上側端を第１の反射体の第１の切り欠きと係合することであって、上側端は、少なくとも１つの面取り部を有する、ことと、第３の反射体の下側端を第２の反射体の第１の切り欠きと係合することであって、下側端は、少なくとも１つの面取り部を有する、ことと、第４の反射体の上側端を第１の反射体の第２の切り欠きと係合することであって、上側端は、少なくとも１つの面取り部を有する、ことと、第４の反射体の下側端を第２の反射体の第２の切り欠きと係合することであって、下側端は、少なくとも１つの面取り部を有する、ことと、（Ａ）第１の反射体または第２の反射体のいずれかの第１または第２の一次側面と、（Ｂ）第３の反射体または第４の反射体の外側面との間の少なくとも１つの接合部に接着剤を塗布することとを含む。
【００１４】
第１および第２の反射体の一次面内の第１および第２の切り欠きは、鋸切断、ダイシング、フライス加工、およびレーザ切断から成る群から選択されるプロセスによって形成されることができる。
【００１５】
装置も、開示され、装置は、（ａ）上で説明されるような光ファンネルと、（ｂ）光ファンネルを実質的に包囲する筐体であって、光ファンネルと筐体との相対的位置を固定するように構成されたばね板を含む、筐体とを備えている。これらの実施形態では、ばね板は、その縁から下向きに延びている唇状部分も含み得る。
【００１６】
筐体は、少なくとも３００℃の温度に耐えることが可能であり得る。接着剤は、筐体と光ファンネルとの間に存在する必要はない。
【００１７】
光をコリメートする方法も、開示され、方法は、光を上で説明されるような光トンネルまたは光ファンネルを通過させることを含む。
【００１８】
投影システムが、さらに開示され、投影システムは、励起光を生成するように構成された光源と、励起光を吸収し、放出光を発生させる波長変換材料と、放出光を均質化するために使用される、本明細書に説明される光トンネルまたは光ファンネルとを備えている。投影システムの他の構成要素は、コリメートおよび均質化された光を収束させるように構成されるレンズと、収束させられた光を反射するように構成される画像生成デバイスと、収束させられた光を出力するための投影ユニットとを含むことができる。
【００１９】
本明細書の種々の実施形態では、照明システムも、開示され、照明システムは、励起光を受け取り、第１の波長分布を有する光を放出する蛍光体材料と、放出された光を第１の波長分布と異なる第２の波長分布に調整するために使用される本明細書に説明される光トンネルまたは光ファンネルとを備えている。
【００２０】
本開示のこれらおよび他の非限定的特性は、下でより具体的に開示される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
以下は、図面の簡単な説明であり、それらは、本明細書に開示される例示的実施形態を図示する目的のために提示され、それらを限定する目的のためのものではない。
【００２２】
【図１−１】図１Ａは、本開示による第１の例示的光トンネルの斜視図である。図１Ｂは、図１Ａの第１の例示的光トンネルの分解正面図である。
【図１−２】図１Ｃは、図１Ａの第１の例示的光トンネルの組み立てられた正面図である。図１Ｄは、その追加の特徴を示す図１Ａの第１の例示的光トンネルの別の組み立てられた正面図である。
【図１−３】図１Ｅは、面取り部を示す図１Ａの第１の例示的光トンネルの拡大正面図である。
【００２３】
【図２−１】図２Ａは、本開示による第２の例示的光トンネルの斜視図である。図２Ｂは、図２Ａの第２の例示的光トンネルの分解正面図である。
【図２−２】図２Ｃは、図２Ａの第２の例示的光トンネルの組み立てられた正面図である。図２Ｄは、その追加の特徴を示す図２Ａの第２の例示的光トンネルの別の組み立てられた正面図である。
【図２−３】図２Ｅは、面取り部を示す図２Ａの第２の例示的光トンネルの拡大正面図である。
【００２４】
【図３】図３Ａは、本開示による第１の例示的光ファンネルの斜視図である。図３Ｂは、図３Ａの第３の例示的光トンネルの正面図である。
【００２５】
【図４】図４Ａは、本開示による第２の例示的光ファンネルの斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの第４の例示的光トンネルの正面図である。
【００２６】
【図５Ａ】図５Ａは、その追加の特徴としての面取り部を示す図３Ａの第１の例示的光ファンネルの別の組み立てられた正面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、その追加の特徴としての面取り部を示す図４Ａの第２の例示的光ファンネルの別の組み立てられた正面図である。
【００２７】
【図６】図６は、本開示による第１の例示的装置の斜視図である。本装置は、光トンネルと、光トンネルを保護し、支持し、位置付けるための筐体とを含む。
【００２８】
【図７】図７は、本開示による第２の例示的装置の斜視図である。本装置は、光トンネルと、光トンネルを保護し、支持し、位置付けるための筐体とを含む。
【００２９】
【図８】図８は、本開示による光トンネルまたは光ファンネルを含む第１の例示的投影システムの略図である。
【００３０】
【図９】図９Ａは、光が光トンネル内で反射される方法の略図である。図９Ｂは、光が光ファンネル内で反射される方法の略図である。
【００３１】
【図１０】図１０Ａは、従来の光トンネルの斜視図である。図１０Ｂは、図１０Ａの従来の光トンネルの正面図である。
【００３２】
【図１１】図１１Ａは、従来の光ファンネルの２つの斜視図を示す。図１１Ｂは、図１１Ａの従来の光ファンネルの正面図である。
【００３３】
【図１２】図１２Ａは、光ファンネルを使用する照明システムの側面図である。図１２Ｂは、同一照明システムの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本明細書に開示される構成要素、プロセス、および装置のより完全な理解は、付随の図面を参照することによって取得されることができる。これらの図は、単に、本開示を実証する利便性および容易性に基づく略図であり、したがって、デバイスまたはその構成要素の相対的サイズおよび寸法を示すこと、および／または、例示的実施形態の範囲を定義または限定することを意図するものではない。
【００３５】
具体的用語が、明確化のために、以下の説明において使用されるが、これらの用語は、図面における例証のために選択された実施形態の特定の構造のみを参照するように意図され、本開示の範囲を定義または限定することを意図するものではない。図面および下で続く説明では、同様の数字記号は、同様の機能の構成要素を指すことを理解されたい。
【００３６】
単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈によって明確に別様に示されない限り、複数参照を含む。
【００３７】
明細書および請求項において使用されるように、本明細書で使用されるような用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（ｓ）（〜を備えている）」、「ｉｎｃｌｕｄｅ（ｓ）（〜を含む）」、「ｈａｖｉｎｇ（〜を有する）」、「ｈａｓ（〜を有する）」、「ｃａｎ（〜することができる）」、「ｃｏｎｔａｉｎ（ｓ）（〜を含む）」、およびその変形は、列挙された構成要素／ステップの存在を要求し、かつ他の構成要素／ステップの存在を許容する非制限的遷移句、用語、または単語であるように意図される。しかしながら、そのような説明は、列挙される構成要素／ステップ「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ（から成る）」および「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ（から本質的に成る）」ような組成物またはプロセスも説明するものとしても解釈されるべきであり、それは、列挙された構成要素／ステップのみの存在とともに、それから生じ得る任意の不可避不純物を許容し、他の構成要素／ステップを除外する。
【００３８】
本願の明細書および請求項における数値は、値を決定するための本願に説明されるタイプの従来の測定技法の実験誤差未満だけ述べられた値と異なる、同一桁の有効数字および数値に丸められるとき、同一である、数値を含むものと理解されたい。
【００３９】
本明細書に開示される全ての範囲は、列挙される終点と、独立して組み合わせ可能な値とを包含する（例えば、「２グラム〜１０グラム」の範囲は、終点である、２グラムおよび１０グラムと、全ての中間値とを包含する）。
【００４０】
用語「約」および「およそ」は、その値の基本機能を変化させることなく変動し得る、任意の数値を含むために使用されることができる。範囲とともに使用されるとき、「約」および「およそ」はまた、２つの終点の絶対値によって定義された範囲を開示し、例えば、「約２〜約４」はまた、範囲「２〜４」を開示する。概して、用語「約」および「およそ」は、示される数の±１０％を指し得る。
【００４１】
用語「光トンネル」は、本明細書では、光を誘導および／またはコリメートするために使用される構造（例えば、光ロッド、統合ロッド、光パイプ、ロッドレンズ）を指すために使用される。
【００４２】
用語「面取り部」は、本明細書では、反射体の２つの面間の遷移表面を指すために使用される。用語は、任意の特定の形状を指すものと解釈されるべきではない。本開示では、面取り部は、丸みを帯びていることもある。
【００４３】
本開示は、光トンネルおよび光ファンネル、光トンネルまたは光ファンネルを形成する方法、および、（Ａ）光トンネルまたは光ファンネルと、（Ｂ）光トンネルまたは光ファンネルを支持し、保護し、位置付けるための筐体とを含む装置に関する。
【００４４】
従来の光トンネル設計は、図１０Ａおよび図１０Ｂに示される。図１０Ａは、従来の光トンネル１１００の斜視図であり、図１０Ｂは、従来の光トンネル１１００の正面図である。従来の光トンネル１１００は、中空直方体構造を形成するように配置される４つの長方形反射体１１１０、１１２０、１１３０、１１４０を含む。特に、第１の反射体１１１０および第２の反射体１１２０は、互いに平行に位置付けられ、トンネルの両側を形成する一方、第３の反射体１１３０および第４の反射体１１４０も同様に、互いに平行に位置付けられ、トンネルの両側を形成する。図から分かるように、第１および第２の反射体１１１０、１１２０は、第３および第４の反射体１１３０、１１４０と垂直に伸びる。第３の反射体１１３０は、第１の反射体１１１０の縁の一部に重複し、接合部をそれらの間に形成し、接着剤１１５０が、この接合部に塗布される。第３の反射体１１３０は、第２の反射体１１２０の縁の一部にも重複し、接合部をそれらの間に形成する。第４の反射体１１４０は、第１の反射体１１１０の縁の一部に重複し、接合部をそれらの間に形成し、この接合部は、第１の反射体１１１０の第３の反射体１１３０から反対側にある。第４の反射体１１４０は、第２の反射体１１２０の縁の一部にも重複し、接合部をそれらの間に形成し、この接合部は、第２の反射体１１２０の第３の反射体１１３０から反対側にある。このように、第３および第４の反射体１１３０、１１４０は、それらの両側に沿って、第１および第２の反射体１１１０、１１２０に接続し、接続は、接着剤を用いて、接合部において生じる。特に、接着剤は、接合部の全て上に設置される。
【００４５】
従来の光ファンネル設計は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示される。図１１Ａは、従来の光ファンネル１２００の斜視図を示し、図１１Ｂは、従来の光ファンネル１２００の正面図である。従来の光ファンネル１２００は、中空台形プリズム構造を形成するように配置される４つの台形反射体１２１０、１２２０、１２３０、１２４０を含む。特に、第１の反射体１２１０および第２の反射体１２２０は、互いに反対に位置付けられ、互いに向かって先細になる一方、第３の反射体１２３０および第４の反射体１２４０も、同様に、互いに反対に位置付けられ、互いに向かって先細になる。図から分かるように、第１および第２の反射体１２１０、１２２０は、第３および第４の反射体１２３０、１２４０と垂直に伸びる。図１０Ａおよび図１０Ｂの従来の光トンネル１１００と同様に、従来の光ファンネル１２００では、第３の反射体１２３０は、第１の反射体１２１０の縁の一部に重複し、接合部をそれらの間に形成し、接着剤１２５０が、この接合部に塗布される。第３の反射体１２３０はまた、第２の反射体１２２０の縁の一部に重複し、接合部をそれらの間に形成する。第４の反射体１２４０は、第１の反射体１２１０の縁の一部に重複し、接合部をそれらの間に形成し、この接合部は、第１の反射体１１１０の第３の反射体１２３０から反対側にある。第４の反射体１２４０は、第２の反射体１２２０の縁の一部にも重複し、接合部をそれらの間に形成し、この接合部は、第２の反射体１２２０の第３の反射体１２３０から反対側にある。このように、第３および第４の反射体１２３０、１２４０は、再び、それらの両側に沿って、第１および第２の反射体１２１０、１２２０に接続し、接続は、接着剤を用いて、接合部において生じる。特に、接着剤は、反射体の隣接する露出した側の表面間を接着する。図１Ｂに示される光トンネルの断面積は、実質的に一定のままであるが、ここに見られる光ファンネルの断面積は、光ファンネルの一端から他端まで減少する（図２Ｂに最良に見られる）。本開示の光トンネルの構造（すなわち、実質的に一定の断面積）および光ファンネルの構造（すなわち、減少する断面積）は、光トンネルおよび光ファンネルの反射体の内側面によって画定される。換言すると、本開示の光トンネルの反射体の内側面は、光トンネルの長さに沿って互いから実質的に等距離のままである一方、本開示の光ファンネルの反射体の内側面は、光ファンネルの長さに沿って互いに向かって先細になる。すなわち、本開示の光トンネルおよび光ファンネルは、実質的に一定厚の反射体を有するように図示されるが、反射体は、可変厚であり得、それらの内側面は、依然として、光ファンネルまたは光トンネルを作成するために、所望に応じて角度付けられることを理解されたい。
【００４６】
図１Ａ−１Ｅは、本開示による第１の例示的光トンネルを示す。図１Ａは、第１の例示的光トンネルの斜視図であり、図１Ｂは、第１の例示的光トンネルの分解正面図であり、図１Ｃは、第１の例示的光トンネルの組み立てられた正面図であり、図１Ｄは、第１の例示的光トンネルの別の組み立てられた正面図である。図１Ｅは、拡大正面図である。第１の例示的光トンネル１００は、合計４つの反射体を含み、各々は、実質的に長方形の外形を有する。図１Ａに見られるように、本例示的実施形態における４つの反射体は全て、光トンネル１０２の一端から他方の反対端１０４まで同一長Ｌを有する。
【００４７】
第１の反射体１１０は、第２の反射体１２０の反対に位置付けられる。本例示的実施形態では、第１の反射体１１０は、第１の端部１０２から第２の端部１０４まで第２の反射体１２０と実質的に平行である。図１Ｂに最良に見られ得るように、第１の反射体１１０は、一次面１１２と、反対の二次面１１４とを有する。第２の反射体１２０は、一次面１２２と、反対の二次面１２４とを有する。第１の反射体１１０の一次面１１２は、第２の反射体１２０の一次面１２２に面する。第１の反射体１１０の一次面１１２は、第１の切り欠き１１６と、第２の切り欠き１１８とを含む。第２の反射体１２０の一次面１２２は、第１の切り欠き１２６と、第２の切り欠き１２８とを含む。第１の反射体の第１の切り欠き１１６は、第２の反射体の第１の切り欠き１２６と整列させられている。第１の反射体の第２の切り欠き１１８は、第２の反射体の第２の切り欠き１２８と整列させられている。
【００４８】
第１の反射体１１０の一次面１１２は、第１の切り欠き１１６および第２の切り欠き１１８によって、３つのパートに分割される。第１のパートは、内側面１６３であり、それは、２つの切り欠き１１６、１１８間に位置する。第２のパートは、第１の一次側面１６１であり、それは、第１の切り欠き１１６から第１の反射体の片側まで延びている。第３のパートは、第２の一次側面１６５であり、それは、第２の切り欠き１１８から第１の反射体の他側まで延びている。
【００４９】
同様に、第２の反射体１２０の一次面１２２は、第１の切り欠き１２６および第２の切り欠き１２８によって、３つのパートに分割される。第１のパートは、内側面１７３であり、それは、２つの切り欠き１２６、１２８間に位置する。第２のパートは、第１の一次側面１７１であり、それは、第１の切り欠き１２６から第２の反射体の片側まで延びている。第３のパートは、第２の一次側面１７５であり、それは、第２の切り欠き１２８から第２の反射体の他側まで延びている。
【００５０】
第１の反射体１１０の第１および第２の切り欠き１１６、１１８と第２の反射体１２０の第１および第２との切り欠き１２６、１２８は、それぞれ、第１および第２の反射体１１０、１２０の一次面１１２、１２２内の溝として成形される。より具体的には、図１Ｂに見られるように、第１の反射体１１０の第１および第２の切り欠き１１６、１１８と第２の反射体１２０の第１および第２の切り欠き１２６、１２８とは、３つの異なる縁、すなわち、基部縁と、基部縁と実質的に垂直に延びている２つの側縁とによって画定される（ここでは縁として示されるが、それらは、実際には、面である）。このように、切り欠きは、それを用いて第３および第４の反射体１３０、１４０が、それらの中への直接挿入によって協働して係合できる座部としての機能を果たす。
【００５１】
第３の反射体１３０は、第４の反射体１４０の反対に位置付けられる。本例示的実施形態では、第３の反射体１３０は、第１の端部１０２から第２の端部１０４まで第４の反射体１４０と実質的に平行である。図１Ｂに最良に見られ得るように、第３の反射体は、内側面１３２と、反対の外側面１３４とを有し、第４の反射体は、内側面１４２と、反対の外側面１４４とを有する。第３の反射体１３０の内側面１３２は、第４の反射体１４０の内側面１４２に面する。
【００５２】
図１Ｂに最良に見られるように、第３の反射体１３０の上側端１３６は、第３の反射体１３０の上側端１３６から延びている矢印によって示されるように、第１の反射体１１０の一次面１１２の第１の切り欠き１１６と協働して係合するように位置付けられる。第３の反射体１３０の下側端１３８は、第３の反射体１３０の下側端１３８から延びている矢印によって示されるように、第２の反射体１２０の一次面１２２の第１の切り欠き１２６と協働して係合するように位置付けられる。このように、第３の反射体１３０は、それらの第１の切り欠き１１６、１２６との協働係合を通して、第１の反射体１１０および第２の反射体１２０に接続する。同様に、第４の反射体１４０の上側端１４６は、第４の反射体１４０の上側端１４６から延びている矢印によって示されるように、第１の反射体１１０の一次面１１２の第２の切り欠き１１８と協働して係合するように位置付けられ、第４の反射体１４０の下側端１４８は、第４の反射体１４０の下側端１４８から延びている矢印によって示されるように、第２の反射体１２０の一次面１２２の第２の切り欠き１２８と協働して係合するように位置付けられる。このように、第４の反射体１４０は、それらの第２の切り欠き１１８、１２８との協働係合を通して、第１の反射体１１０および第２の反射体１２０に接続する。
【００５３】
４つの反射体は、上で説明され、図１Ｃに示されるように、一緒に組み立てられ、第１の例示的光トンネル１００を形成する。このように、第１、第２、第３、および第４の反射体１１０、１２０、１３０、１４０の内側面１６３、１７３、１３２、１４２は、集合的に、光通路１６０をそれらの間に形成する。概して、光通過および／またはコリメーションを支援するように、第１、第２、第３、および第４の反射体１１０、１２０、１３０、１４０の内側面１１２、１２２、１３２、１４２は、反射性フィルムでコーティングされる。反射性コーティングは、例えば、高反射率（例えば、分光光度計によって測定されるように、３６０〜８００ナノメートル波長範囲において９８％以上である）を有することができる。反射性コーティングは、銀、アルミニウム、金、またはそれらの組み合わせ等の金属材料、もしくは二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、または酸化チタン（Ｔｉ２Ｏ３）等の他の材料から作製されることができる。対照的に、第１、第２、第３、および第４の反射体１１０、１２０、１３０、１４０の二次かつ外側の面１１４、１２４、１３４、１４４は、概して、コーティングされない。
【００５４】
図１Ａに戻って参照すると、第１および第２の反射体１１０、１２０の内側面１６３、１７３は、光トンネル１００の第１の端部１０２から反対の第２の端部１０４まで互いに実質的に平行である。同様に、第３および第４の反射体１３０、１４０の内側面１３２、１４２は、光トンネルの第１の端部１０２から第２の端部１０２まで互いに実質的に平行である。このように、第１、第２、第３、および第４の反射体３１０、１２０、１３０、１４０の内側面１６３、１７３、１３２、１４２間に形成される光通路１６０は、光トンネル１００の第１の端部１０２からその第２の端部１０４まで実質的に一定断面積である。
【００５５】
特定の実施形態では、接着剤を塗布し、反射体を互いにさらに接合することが望ましくあり得る。特に、図１Ｃに示されるように、接着剤は、（ｉ）第１の反射体１１０の第１の一次側面１６１と第３の反射体１３０の外側面１３４との間の第１の接合部１５２と、（ｉｉ）第２の反射体１２０の第１の一次側面１７１と第３の反射体１３０の外側面１３４との間の第２の接合部１５４と、（ｉｉｉ）第１の反射体１１０の第２の一次側面１６５と第４の反射体１４０の外側面１４４との間の第３の接合部１５６と、（ｉｖ）第２の反射体１２０の第２の一次側面１７５と第４の反射体１４０の外側面１４４との間の第４の接合部１５８とのうちの１つ以上のものにおいて塗布されることができる。このように、接合部は、２つの隣接する反射体を一緒に接合するために、接着剤（例えば、ビーズの形態における）を受け取るように構成される。接着剤は、例えば、ＵＶ硬化性接着剤、エポキシ接着剤、熱抵抗セラミック接着剤、または別の接合材料であることができる。望ましくは、接着剤は、少なくとも３００℃以上の温度に耐えることが可能であり、５０ｐｓｉを上回る接合強度を有する。さらに、接着剤は、望ましくは、防湿性であり、漏出およびガス抜けに耐性がある。
【００５６】
ここで図１Ｄに目を向けると、第１の反射体１１０は、本体部分１１１と、第１の側体部分１１３と、第２の側体部分１１５とによって画定されることが分かる。第１および第２の側体部分１１３、１１５は、反対の方向に本体部分１１１から離れるように外向きに延びている。概して、図１Ｄに見られるように、第１の側体部分１１３は、第１の反射体１１０の第１の切り欠き１１６によって、本体部分１１１から分離され、第２の側体部分１１５は、第１の反射体１１０の第２の切り欠き１１８によって、本体部分１１１から分離される。図１Ｂおよび図１Ｄを一緒に参照すると、第１の一次側面１６１は、第１の側体部分１１３上にあり、内側面１６３は、本体部分１１１上にあり、第２の一次側面１６５は、第２の側体部分１１５上にある。
【００５７】
図１Ｄに見られるように、本体部分１１１は、厚さＴ１を有し、第１および第２の側体部分１１３、１１５の各々は、厚さＴ２を有する。本例示的実施形態では、Ｔ１は、第１の反射体１１０が一定または実質的に一定厚を有するように、Ｔ２と等しいか、または実質的に等しい（すなわち、本体部分１１１は、第１および第２の側体部分１１３、１１５の厚さと等しい厚さ、または実質的に等しい厚さを有する）。
【００５８】
同様に、図１Ｄに見られるように、第２の反射体１２０は、本体部分１２１と、第１の側体部分１２３と、第２の側体部分１２５とによって画定される。第１および第２の側体部分１２３、１２５は、反対の方向に本体部分１２１から離れるように外向きに延びている。概して、図１Ｄに見られるように、第１の側体部分１２３は、第２の反射体１２０の第１の切り欠き１２６によって、本体部分１２１から分離され、第２の側体部分１２５は、第２の反射体１２０の第２の切り欠き１２８によって、本体部分１２１から分離される。図１Ｂおよび図１Ｄを一緒に参照すると、第１の一次側面１７１は、第１の側体部分１２３上にあり、内側面１７３は、本体部分１２１上にあり、第２の一次側面１７５は、第２の側体部分１２５上にある。
【００５９】
図１Ｄに見られるように、本体部分１２１は、厚さＴ３を有し、第１および第２の側体部分１２３、１２５の各々は、厚さＴ４を有する。厚さは、第１および第２の反射体１１０、１２０の一次面と二次面との間または第３および第４の反射体１３０、１４０の内側面と外側面との間で測定される。本例示的実施形態では、Ｔ３は、第２の反射体１２０が一定または実質的に一定厚を有するように、Ｔ４と等しいか、または実質的に等しい（すなわち、本体部分１２１は、第１および第２の側体部分１２３、１２５の厚さと等しい厚さまたは実質的に等しい厚さを有する）。
【００６０】
図１Ｄを継続して参照すると、第１の例示的光トンネル１００の第１および第２の反射体１１０、１２０は、幅Ｗを有する。幅は、遠位面１１７、１１９間の軸において測定される。第１の反射体１１０の第１および第２の切り欠き１１６、１１８と第２の反射体１２０の第１および第２の切り欠き１２６、１２８との各々は、幅Ｄを有する。第３の反射体１３０および第４の反射体１４０の内側面間の距離は、Ｗ１によって画定される。第１の反射体および第２の反射体１２０の一次面１１０間の距離は、Ｗ２によって画定される。第１の反射体１１０の第１の遠位面１１７から第３の反射体の外側面１３０までの距離、および第１の反射体１１０の反対の第２の遠位面１１９から第４の反射体１４０の外側面までの距離は、Ｗ３によって画定される。最も好ましくは、Ｗ３は、Ｄの少なくとも２分の１であり、少なくとも３ミリメートルであるが、他の寸法も、本開示の範囲内で想定される。Ｗ２：Ｗ１の比率は、所望に応じて変動し得ることに留意されたい。
【００６１】
ここで図１Ｅを参照すると、第３の反射体１３０の上側面１３１および下側面１３３が、標識される。第３の反射体１３０の上側面１３１は、反射体の第３の反射体１３０の下側面１３３から反対端にある。同様に、第４の反射体１４０の上側面１４１および下側面１４３も、標識され、再び、第４の反射体１４０の上側面１４１は、反射体の第４の反射体１４０の下側面１４３から反対端にある。第１および第２の反射体１１０、１２０によって境を限られる第３および第４の反射体１３０、１４０の縁は、面取りされる。言い換えると、面取り部が、反射体の１つ以上の角に沿って位置する。
【００６２】
第３の反射体１３０は、４つの面取り部１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、および１３０ｄを含み、第４の反射体１４０も、４つの面取り部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、および１４０ｄを含む。より具体的には、第３の反射体１３０の第１の面取り部１３０ａは、３の反射体１３０の上側面１３１と内側面１３２との間に位置し、第３の反射体１３０の第２の面取り部１３０ｂは、第３の反射体１３０の上側面１３１と外側面１３４との間に位置し、第３の反射体１３０の第３の面取り部１３０ｃは、第３の反射体１３０の下側面１３３と内側面１３２との間に位置し、第３の反射体１３０の第４の面取り部１３０ｄは、第３の反射体１３０の下側面１３３と外側面１３４との間に位置する。
【００６３】
同様に、第４の反射体１４０の第１の面取り部１４０ａは、第４の反射体１４０の上側面１４１と内側面１４２との間に位置し、第４の反射体１４０の第２の面取り部１４０ｂは、第４の反射体１４０の上側面１４１と外側面１４４との間に位置し、第４の反射体１４０の第３の面取り部１４０ｃは、第４の反射体１４０の下側面１４３と内側面１４２との間に位置し、第４の反射体１４０の第４の面取り部１４０ｄは、第４の反射体１４０の下側面１４３と外側面１４４との間に位置する。
【００６４】
これらの面取り部は、上側面取り部１３０ａ、１３０ｂ、１４０ａ、１４０ｂとして、または下側面取り部１３０ｃ、１３０ｄ、１４０ｃ、１４０ｄとして、または内側面取り部１３０ａ、１４０ａ、１３０ｃ、１４０ｃとして、または外側面取り部１３０ｂ、１４０ｂ、１３０ｄ、１４０ｄとして群化されることもできる。面取り部は、隣接する反射体の切り欠きのうちの１つの中への挿入を容易にするより平滑なくぼんだ表面を提供することによって、光トンネル１００の組み立てを支援する。さらに、反射体が、脆い材料（例えば、鏡面ガラス）から作製されるとき、面取り部は、有利には、反射体の縁のチッピングを回避する。切り欠きを伴わない反射体のうちの任意の１つ以上のもの（すなわち、第３および第４の反射体の一方または両方）が、所望に応じた数の面取り部を伴う面取りされた縁または角を含むことができることを理解されたい。面取り部は、ここでは、丸みを帯びた形状を有するように図示されるが、他の形状も、使用されることができることにも留意されたい。
【００６５】
図２Ａ−２Ｅは、本開示による第２の例示的光トンネルを示す。図２Ａは、第２の例示的光トンネルの斜視図であり、図２Ｂは、第２の例示的光トンネルの分解正面図であり、図２Ｃは、第２の例示的光トンネルの組み立てられた正面図であり、図２Ｄは、第２の例示的光トンネルの別の組み立てられた正面図である。図２Ｅは、拡大正面図である。第２の例示的光トンネル２００は、多くの点において、図２Ａ−４Ｄに示される第１の例示的光トンネル１００に類似する。したがって、簡潔目的のために、第１の例示的光トンネル１００と第２の例示的光トンネル２００との間の多くの類似特性は、再び説明されないであろう。
【００６６】
最初に、図２Ａを参照すると、第２の例示的光トンネル２００は、２組の対称反射体を含む：第１の反射体２１０と第２の反射体２２０とは、互いに対称であり、第３の反射体２３０と第４の反射体２４０とは、互いに対称である。光トンネル２００の第１の端部２０２および第２の端部２０４も、示される。
【００６７】
ここで図２Ｂに目を向けると、第１の反射体２１０は、一次面２１２と、二次面２１４とを含み、それらは、互いに実質的に平行である。一次面２１２は、第１の切り欠き２１６と、第２の切り欠き２１８とを含む。第１の反射体２１０の第１および第２の切り欠き２１６、２１８は、一次面２１２を内側面２６３、第１の一次側面２６１、および第２の一次側面２６５に分割する。第１の反射体の第１の遠位面２１７および第２の遠位面２１９も、示される。ここでは、切り欠きは、図１Ｂにおけるように３つの面ではなく、２つの面のみを有する。内側面２６３は、垂直壁２６７、２６９を伴う段の形態である。第１の切り欠き２１６の１つの面は、第１の一次側面２６１であり、それは、内側面２６３から第１の遠位面２１７まで延びている。第１の切り欠き２１６の他の面は、垂直壁２６７である。同様に、第２の切り欠き２１８の１つの面は、第２の一次側面２６５であり、それは、内側面２６３から第２の遠位面２１９まで延びている。第２の切り欠き２１６の他の面は、垂直壁２６９である。
【００６８】
同様に、第２の反射体２２０は、一次面２２２と、二次面２２４とを含み、それらは、互いに実質的に平行である。一次面２２２は、第１の切り欠き２２６と、第２の切り欠き２２８とを含む。第２の反射体２２０の第１および第２の切り欠き２２６、２２８は、一次面２２２を内側面２７３、第１の一次側面２７１、および第２の一次側面２７５に分割する。第２の反射体の第１の遠位面２２７および第２の遠位面２２９も、示される。ここでは、切り欠きは、内側面２７３が垂直壁２７７、２７９を伴う段の形態であるように、３つではく、２つの側のみを有する。第１の切り欠き２２６の片側は、第１の一次側面２７１であり、それは、内側面２７３から第１の遠位面２２７まで延びている。第１の切り欠き２２６の他側は、垂直壁２７７である。同様に、第２の切り欠き２２８の片側は、第２の一次側面２７５であり、それは、内側面２７３から第２の遠位面２２９まで延びている。第２の切り欠き２２６の他側は、垂直壁２７９である。
【００６９】
第２の例示的光トンネル２００では、第３の反射体２３０は、それらの第１の切り欠き２１６、２２６との協働係合を通して、第１の反射体２１０および第２の反射体２２０に接続し、上側端２３６および下側端２３８は、垂直壁２６７、２７７に接触する。同様に、第４の反射体２４０は、それらの第２の切り欠き２１８、２２８との協働係合を通して、第１の反射体２１０および第２の反射体２２０に接続し、上側端２４６および下側端２４８は、垂直壁２６９、２７９に接触する。
【００７０】
図２Ｃに示されるように、接着剤が、（ｉ）第１の反射体２１０の第１の一次側面２６１と第３の反射体２３０の外側面２３４との間の第１の接合部２５２と、（ｉｉ）第２の反射体２２０の第１の一次側面２７１と第３の反射体２３０の外側面２３４との間の第２の接合部２５４と、（ｉｉｉ）第１の反射体２１０の第２の一次側面２６５と第４の反射体２４０の外側面２４４との間の第３の接合部２５６と、（ｉｖ）第２の反射体２２０の第２の一次側面２７５と第４の反射体２４０の外側面２４４との間の第４の接合部２５８とのうちの１つ以上のものにおいて塗布されることができる。
【００７１】
ここで図２Ｄに目を向けると、第１の反射体２１０は、本体部分２１１と、第１の側体部分２１３と、第２の側体部分２１５とによって画定される。第１および第２の側体部分２１３、２１５は、反対の方向に本体部分２１１から離れるように外向きに延びている。図２Ｂおよび図２Ｄを一緒に参照すると、第１の一次側面２６１は、第１の側体部分２１３上にあり、内側面２６３は、本体部分２１１上にあり、第２の一次側面２６５は、第２の側体部分２１５上にある。
【００７２】
同様に、図２Ｄでは、第２の反射体２２０は、本体部分２２１と、第１の側体部分２２３と、第２の側体部分２２５とによって画定される。第１および第２の側体部分２２３、２２５は、反対の方向に本体部分２２１から離れるように外向きに延びている。図２Ｂおよび図２Ｄを一緒に参照すると、第１の一次側面２７１は、第１の側体部分２２３上にあり、内側面２７３は、本体部分２２１上にあり、第２の一次側面２７５は、第２の側体部分２２５上にある。
【００７３】
図２Ｄに見られるように、第１の反射体２１０の本体部分２１１は、厚さＴ１を有し、第１および第２の側体部分２１３、２１５の各々は、厚さＴ２を有する。本例示的実施形態では、Ｔ１は、Ｔ２を上回る（すなわち、本体部分２１１は、第１および第２の側体部分２１３、２１５の各々の厚さを上回る厚さを有する）。第２の反射体２２０の本体部分２２１は、厚さＴ３を有し、第１および第２の側体部分２２３、２２５の各々は、厚さＴ４を有する。本例示的実施形態では、Ｔ３は、Ｔ４を上回る（すなわち、本体部分２２１は、第１および第２の側体部分２２３、２２５の各々の厚さを上回る厚さを有する）。
【００７４】
図２Ｅは、反射体内に存在する面取り部を示す。再び、第３の反射体２３０の上側面２３１および下側面２３３が、標識される。同様に、第４の反射体２４０の上側面２４１および下側面２４３も、標識され、再び、第４の反射体２４０の上側面２４１は、第４の反射体２４０の下側面２４３に面する。第１および第２の反射体２１０、２２０によって境を限られる第３および第４の反射体２３０、２４０の内縁は、面取りされる。すなわち、第３の反射体２３０は、２つの面取り部２３０ａおよび２３０ｂを含み、第４の反射体２４０も、２つの面取り部２４０ａおよび２４０ｂを含む。より具体的には、第３の反射体２３０の第１の面取り部２３０ａは、第３の反射体２３０の上側面２３１と内側面２３２との間に位置し、第３の反射体２３０の第２の面取り部２３０ｂは、第３の反射体２３０の上側面２３１と内側面２３２との間に位置する。図１Ｅと比較して、第３の反射体２３０の２つの外側角（すなわち、その外側面２３４に近接する第３の反射体２３０の角）は、これらの縁が、角に遭遇せず、概して、第１の反射体または第２の反射体との摺動接触において係合しないので、面取りされる必要はない。同様に、第４の反射体２４０の第１の面取り部２４０ａは、第４の反射体２４０の上側面２４１と内側面２４４との間に位置し、第４の反射体２４０の第２の面取り部２４０ｂは、第４の反射体１４０の上側面２４１と内側面２４２との間に位置する。再び、第４の反射体２４０の２つの外側角（すなわち、その外側面２４４に近接する第４の反射体２４０の角）は、面取りされる必要はない。再び、面取り部は、ここでは、丸みを帯びた形状を有するように図示されるが、他の形状も、使用されることができる。
【００７５】
図３Ａは、本開示による第３の例示的光トンネルの斜視図である。図３Ｂは、図３Ａの第３の例示的光トンネルの正面図である。本実施形態は、光ファンネルと見なされ得る。第３の例示的光ファンネル３００は、４つの反射体３１０、３２０、３３０、３４０から形成されるという点において、図１Ａの第１の例示的光トンネル１００と非常に類似し、第１および第２の反射体３１０、３２０内の切り欠きが、３つの側面を有する。図３Ｂに見られるような光ファンネルを形成するために、第１および第２の反射体３１０、３２０の内側面３６３、３７３の各々は、実質的に長方形の外形を有する。第３および第４の反射体３３０、３４０の内側面３３２、３４２の各々は、実質的に台形の外形を有する。理想的には、台形外形は、等脚台形外形であり、すなわち、角度付けられた側面が、同一長を有する。第３および第４の反射体３３０、３４０の角度付けられた側面は、第１および第２の反射体３１０、３２０内の切り欠きに係合する。その結果、光ファンネル３００の断面積は、４つの反射体によって形成される光通路３６０内の一端３０２が他端３０４より大きい。第１および第２の反射体の内側面（切り欠きを有する）が実質的に台形の外形を有し得、第３および第４の反射体の内側面が実質的に長方形の外形を有することに留意されたい。
【００７６】
図４Ａは、本開示による第４の例示的光トンネルの斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの第４の例示的光トンネルの正面図である。第４の例示的光ファンネル４００は、切り欠きが、２つのみの側を有するという点で、第２の例示的光トンネル２００に非常に類似し、内側面４６３、４７３が、隆起段上に位置する。したがって、再び、簡潔目的のために、第２の例示的光トンネル２００と第４の例示的光ファンネル４００との間の多くの類似特性は、繰り返されないであろう。
【００７７】
図４Ｂに見られるような光ファンネルを形成するために、第１および第２の反射体４１０、４２０の内側面４６３、４７３の各々は、実質的に長方形の外形を有する。第３および第４の反射体４３０、４４０の内側面４３２、４４２の各々は、実質的に台形の外形を有する。理想的には、台形外形は、等脚台形外形であり、すなわち、角度付けられた側面は、同一長を有する。第３および第４の反射体４３０、４４０の角度付けられた側面は、第１および第２の反射体４１０、４２０内の切り欠きに係合する。その結果、光ファンネル４００の断面積は、４つの反射体によって形成される光通路４６０内の一端４０２が他端４０４より大きい。第１および第２の反射体の内側面（切り欠きを有する）が実質的に台形の外形を有し得、第３および第４の反射体の内側面が実質的に長方形の外形を有することに留意されたい。
【００７８】
図３Ｂおよび図４Ｂに示される光ファンネル実施形態が面取りされた縁を有していないことに留意されたい。しかしながら、面取り部は、同様に、これらの光ファンネル内に含まれ得ることが想定される。
【００７９】
図５Ａは、第１の例示的光ファンネル３００の追加の特徴を示す。ここで分かるように、光ファンネル３００の第３の反射体３３０は、４つの面取り部３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄを含み、光ファンネル３００の第４の反射体３４０は、４つの面取り部３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄを含む。図５Ａの光ファンネル３００の第３および第４の反射体の各々の４つの面取り部は、図１Ｅの光トンネル１００の第３および第４の反射体の各々の４つの面取り部に関して説明される通りである。
【００８０】
図５Ｂは、第２の例示的光ファンネル４００の追加の特徴を示す。図５Ｂから分かるように、光ファンネル４４０の第３の反射体４３０は、２つの面取り部４３０ａおよび４３０ｂを含み、光ファンネル３００の第４の反射体４４０は、２つの面取り部４４０ａおよび４４０ｂを含む。図５Ｂの光ファンネル４００の第３および第４の反射体の各々の２つの面取り部は、図２Ｅの光トンネル２００の第３および第４の反射体の各々の２つの面取り部に関して説明される通りである。
【００８１】
図６は、本開示による第１の例示的装置の斜視図である。第１の例示的装置６００は、光トンネル６１０と、筐体６２０とを含む。光トンネル６１０は、本開示全体を通して提供されるように構築されることができ、ここでは、図１Ａ−１Ｄにおいて構築されるように図示される。筐体６２０は、光トンネル６１０を完全または実質的に包囲し、互いに対して光トンネル６１０の部品を維持するために使用される。その結果、光トンネルの反射体は、任意の接着剤の必要なく、固定されることができる。すなわち、本開示の装置は、接着剤が筐体と光トンネルとの間に存在せずに、構築されることができる。さらに、筐体は、反射体を一緒に固定するための支持体として使用されるので、第３および第４の反射体は、任意の接着剤の使用を伴わずに、第１および第２の反射体と協働して係合することができる。
【００８２】
本例示的実施形態における筐体６２０も、４つの側面を有する。１つの側面は、ここでは、３つの上向き唇状部分６２３を有する受板６２２としての役割を果たす。受板は、正面縁６２６と背面縁６２７とも有し、それらは、光トンネルの正面および背面端と整列させられる。隣接する側面６２４は、３つの留め金６２５を含み、それらは、上向き唇状部分に係合し、筐体６２０を光トンネル６１０の周りに固定するように位置付けられる。換言すると、光トンネル６１０は、筐体６２０に対して定位置に固定される。
【００８３】
図７は、本開示による第２の例示的装置の斜視図である。第２の例示的装置７００は、光トンネル７１０と、筐体７２０とを含む。光トンネル７１０は、ここでは、図２Ａ−２Ｄにおいて構築されるように図示される。筐体は、図５に関して説明される通りである。再び、光トンネル７１０は、代替として、図４Ａおよび図４Ｂに図示される光ファンネル等の光ファンネルとして構築され得、筐体７２０は、光ファンネルを収容するために先細になる壁を用いて構築される。
【００８４】
接着剤の代わりの筐体６２０、７２０の使用は、特に、多くの有機接着剤が特定の温度限界に直面し、典型的には、より高い温度で動作することが可能であり得る無機接着剤が弱い接合強度を有し、塗布するために複雑な分注プロセスを要求することを所与として、有利である。したがって、筐体は、ある実施形態では、金属または高動作温度（例えば、３００℃を上回る）に耐えることが可能な他の好適な材料から形成されることができる。筐体の使用は、光トンネルを構成する４つの反射体の接合力も向上させ、接合力は、反射体を一緒に固定するために接着剤のみを使用する従来の光トンネルの最大約１０倍であり得る。さらに、筐体の使用は、接着剤の使用を要求する従来の光ファンネルに関する組み立て時間と比較して、要求される組み立て時間を約７５％短縮する。
【００８５】
筐体が図３Ａおよび図４Ａの光ファンネルとともに使用され得ることも想定される。光トンネル６１０は、代替として、図３Ａおよび図３Ｂに図示される光ファンネル等の光ファンネルとしても構築され得、筐体６２０は、光ファンネルを収容するための先細になる壁を用いて構築される。加えて、正面および背面縁６２６、６２７から延びている下向き唇状部分が、光ファンネルを筐体内に保つために必要とされ得る。
【００８６】
本開示の切り欠き付き構造は、従来の構造よりロバストであり、最大１０倍またはそれを上回る接合力の増加を達成することが可能であり、組み立て時間を７５％またはそれを上回って大幅に低減させる（従来の接着剤接合技法と比較して）。さらに、切り欠き付き構造は、光通路の中への接着剤漏出および光通路からの光漏出を排除し、または遅らせる。反射体の内側面内の切り欠きは、例えば、鋸切断、ダイシング、フライス加工、レーザ切断、または任意の他の好適なプロセスによって形成されることができる。
【００８７】
図８は、本開示による光トンネルまたは光ファンネル（すなわち、１００、２００、３００、または４００）もしくは光トンネル装置（すなわち、６００または７００）を組み込む投影システム８００を図示する。本例示的実施形態では、光トンネル１００は、投影システム８００の一部として示される。投影システム８００は、光を生成するように構成される光源８１０をさらに含む。この点において、光源８１０は、例えば、高輝度放電（ＨＩＤ）ランプであることができる。図８に見られるように、光源８１０は、反射体８１２（例えば、反射性フィルムまたはシート）によって包囲される。光源８１０を包囲する反射体８１２は、放出される光をカラーホイール８３０の方向に反射し、収束させるように構成される。
【００８８】
ここでは、光源８１０は、反射体８１２とカラーホイール８３０との間に位置付けられ、それらと光学的に整列させられる。換言すると、反射体８１２は、光源８１０のカラーホイール８３０と反対の片側に位置する。カラーホイール８３０は、反射体８１２と反対側で光源８１０に面する。光が、カラーホイール８３０を通過すると、光は、光トンネル１００に入射し、光は、その中でコリメートおよび均質化され、本明細書に説明されるように均一分布を達成する。すなわち、光分布は、光トンネルに入射する前、最大明るさが中心に見られ、中心から縁に向かって外向きに徐々に低減するように、非均一である。
【００８９】
光が光トンネルに入射すると、図９Ａに示されるように、光は、その反射体によって複数回反射され、それによって、トンネルの中心から縁まで光の均一分布を達成する（例えば、それによって、エネルギー均一性を達成する）。この図は、トンネル（９０１）に入射し、光トンネルの内側面９１１、９１２から反射し、次いで、トンネル（９０２）から出射する、光ビームの経路を示す。
【００９０】
図８に戻って参照すると、光トンネル１００から出射すると、光は、光トンネル１００に隣接して配置されるレンズ８４０（例えば、中継レンズ）を通過する。すなわち、光トンネル１００は、カラーホイール８３０とレンズ８４０との間に位置付けられ、それらと光学的に整列させられる。レンズ８４０は、光を画像生成デバイス８５０上に収束させる。画像生成デバイス８５０は、例えば、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）であることができる。概して、ＤＭＤは、デジタル光処理（ＤＬＰ）技術によって、投影ユニット８６０の方向等に光を反射するように構成される複数のマイクロミラーを含む。このように、光は、画像生成デバイス８５０から投影ユニット８６０に向かって反射され、その後、光は、画像を画面８７０上に投影する等のために、投影ユニット８６０から外に向けられる。所望に応じて、追加のデバイス７２０が、カラーホイール８３０と光源８１０との間に位置付けられることができる。追加のデバイス８２０は、例えば、光源によって放出されるＵＶ光およびＩＲ光を分離し、それによって、３８０〜８００ｎｍ波帯域内の光を保持するＵＶ／ＩＲフィルタであることができる。ＩＲ光（＞８００ｎｍ）は、より多くの熱を投影システム内に生じさせる一方、ＵＶ光は、投影システム内のプラスチックパートを加速されたペースで劣化させる。
【００９１】
光ファンネル３００または４００の場合、入射光は、図９Ｂに示されるように、光ファンネル内でも収束させられる。この方法において、レンズ８４０（例えば、焦光レンズ）は、光トンネル出口開口部サイズをＤＭＤのサイズに合致させる。入射光の反射回数が光トンネルおよび光ファンネル内で異なることに起因して、光トンネルより短い光ファンネルが、投影システム内で採用され、したがって、投影システム内の空間を節約し得る。
【００９２】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、照明システムにおける光ファンネルの適用を示す。第１の波長分布の励起光２００５（例えば、青色光）は、焦点レンズ２００４を通過する。焦点レンズは、光を基板２０４０上に位置する蛍光体材料２０３０上に集束させ、それによって、蛍光体材料２０３０を刺激する。蛍光体材料２０３０は、次いで、図１２Ｂにおいて曲線２０６０として示されるランバート分布を有する光を放出する。光ファンネル２０２０は、図９Ｂに図示されるように、光線２０８１を光ファンネル２０２０の内側面２０２１から反射することによって、蛍光体材料２０３０の光分布をスピンドル分布に調整する。修正された光分布は、図１２Ｂの曲線２０７０として示される。このように、光ファンネル２０２０は、焦点レンズ２００４が、より多くの放出光を収集し、それを後続の光システムに伝送し、それによって、放出光の利用率を改良することに役立つ。放出光は、次いで、ダイクロイックミラー２００７（参照番号２００８を用いて示される）を通り、次いで、照明システムの残りに進む。ダイクロイックミラー２００７は、青色光を反射する一方、青色光と異なる第２の波長分布を有する光がそれを通過することを可能にする。
【００９３】
ある用途のために光ファンネルを使用する前述の潜在的利点に加え、光ファンネルは、特に、光システム内で使用するためにも同様に有利であり得る。概して、光ファンネルは、放出された光をランバート分布（すなわち、均質分布）からスピンドル分布（非均質空間分布）に調整し、光エネルギーが小空間角度下で集束することを助けるために使用されることができる。
【００９４】
本開示は、好ましい実施形態を参照して説明された。修正および改変が、先述の発明を実施するための形態の熟読および理解に応じて、当業者に想起されるであろう。本開示は、それらが添付の請求項またはその均等物の範囲内である限り、全てのそのような修正および改変を含むものとして解釈されることが意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
2020537170.tif 000028
2020537170.tif 000029