特許ウォッチ

公開番号2024127749
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2024005805
出願日2024-01-18
発明の名称超広照明視野ディフューザのためのシステムおよび方法
出願人ツー-シックスデラウェアインコーポレイテッド,II-VI Delaware,Inc.
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 5/02 20060101AFI20240912BHJP(光学)
要約【課題】超広照明視野を分布させるための光電子デバイスを提供すること。
【解決手段】例において、電子デバイスは、光を発生させるための光源と、光を受け取り分布させるためのディフューザとを含む。ディフューザは、入射光線の全内部反射を引き起こすように、ある角度において配置構成される反射面と、反射面に関してある角度において配置構成され、入射角度とは異なる1つまたは複数の透過角度において光線を方向付けるように構成される射出面とを各々が有する、複数の拡張部を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超広照明視野を分布させるためのディフューザであって、
複数の拡張部
を含み、前記複数の拡張部は、
入射光線の全内部反射を引き起こすように、ある角度において配置構成される反射面と、
前記反射面に関してある角度において配置構成され、入射角度とは異なる１つまたは複数の透過角度において前記光線を方向付けるように構成される射出面と
を含む、
ディフューザ。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
請求項１に記載のディフューザであって、前記複数の拡張部の各々は、
前記１つまたは複数の透過角度のうちの第１の透過角度で前記光線を方向付けるための第１の形状を有する第１の拡張部と、
前記１つまたは複数の透過角度のうちの第２の透過角度で前記光線を方向付けるための第２の形状を有する第２の拡張部と
を含む、ディフューザ。
【請求項３】
請求項２に記載のディフューザであって、前記第１の拡張部は、中心線に関して、前記第２の拡張部と反対に配置構成される、ディフューザ。
【請求項４】
請求項２に記載のディフューザであって、前記第１および第２の拡張部は、中心線に関して、前記複数の拡張部のうちの第３および第４の拡張部の鏡像として配置構成される、ディフューザ。
【請求項５】
請求項２に記載のディフューザであって、前記第１の形状は、前記第２の形状の１つまたは複数の寸法と実質的に同様の１つまたは複数の寸法を有する、ディフューザ。
【請求項６】
請求項２に記載のディフューザであって、前記第１の形状は、前記第２の形状の１つまたは複数の寸法とは異なる１つまたは複数の寸法を有する、ディフューザ。
【請求項７】
請求項２に記載のディフューザであって、前記第１の形状または前記第２の形状は、全体的に三角形である、ディフューザ。
【請求項８】
請求項１に記載のディフューザであって、前記複数の拡張部のうちの第１の拡張部は、第２の拡張部と隣り合う、ディフューザ。
【請求項９】
請求項１に記載のディフューザであって、前記複数の拡張部を支持し、前記入射光線を受けるための基部をさらに含むディフューザ。
【請求項１０】
請求項９に記載のディフューザであって、前記複数の拡張部のうちの第１の拡張部は、前記基部の一部分により第２の拡張部から分離される、ディフューザ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
[0001]多くの光電子デバイスは、関心の物体を照明するための光学系を用いる。従来の光学ディフューザを、標的の照明視野（ＦＯＩ）を照明するために使用するとき、入射角度（ＡＯＩ：ａｎｇｌｅｏｆｉｎｃｉｄｅｎｃｅ）がディフューザ基板材料からの臨界角度、全内部反射が生起する角度に接近するにつれて、フレネル損失が極めて高くなる。このことは、従来のディフューザの達成可能なＦＯＩを制限し、以て、これらのディフューザの有効性および有用性を制限する。
続きを表示（約 2,400 文字）【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
[0002]本開示の主題は、上記で論述された問題の負の側面を回避することに方向付けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]本開示によれば、超広照明視野を分布させるためのディフューザが提供される。特に、ディフューザは、入射光線の全内部反射を引き起こすように、ある角度において配置構成される反射面と、反射面に関してある角度において配置構成され、入射角度とは異なる１つまたは複数の透過角度において光線を方向付けるように構成される射出面とを各々が伴う、複数の拡張部を含む。
【０００４】
[0004]本開示のこれらおよび他の特徴は、本明細書において以降で論述されるような、後に続く説明、および、添付される特許請求の範囲から、より十分に明らかになることになる。
【０００５】
[0005]本開示の上記および他の特徴をさらに明確にするために、主題のより詳しい説明が、添付される図面において図解される、その主題の具体的な例を参照することにより行われることになる。これらの図面は、主題のいくつかの例のみを描写し、それゆえに、その主題の範囲について制限的と考えられるべきではないということが認識される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
[0006]超広照明視野をもたらすためのディフューザを用いる例光電子デバイスの一部分を図解する図である。
[0007]図１のディフューザの詳細な視図を図解する図である。
[0008]図３Ａは、スネルの法則の例図解を提供する図である。
[0009]図３Ｂは、スネルの法則の例方程式記述を提供する図である。
[0010]平面状面のみを用いる例ディフューザの粗いシミュレーションを提供する図である。
[0011]図５Ａは、変動する寸法を有する例ディフューザを図解する図である。
図５Ｂは、変動する寸法を有する例ディフューザを図解する図である。
図５Ｃは、変動する寸法を有する例ディフューザを図解する図である。
[0012]図６Ａは、別の例ディフューザを図解する図である。
図６Ｂは、別の例ディフューザを図解する図である。
[0013]図７Ａは、２つの他の例ディフューザを図解する図である。
図７Ｂは、２つの他の例ディフューザを図解する図である。図７Ｃは、２つの他の例ディフューザを図解する図である。
[0014]図８Ａは、異なる開示されるディフューザからの異なる強度分布の例を図解する図である。
図８Ｂは、異なる開示されるディフューザからの異なる強度分布の例を図解する図である。
図８Ｃは、異なる開示されるディフューザからの異なる強度分布の例を図解する図である。
[0015]光学ディフューザについての例設計考慮事項を図解する図である。
[0016]代表的な拡張部の１つまたは複数の角度を決定するための例方程式を提供する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0017]超広照明視野を分布させるための電子デバイスが開示される。例において、光電子デバイスは、光を発生させるための光源と、光を受け取り分布させるためのディフューザとを含む。ディフューザは、入射光線の全内部反射を引き起こすように、ある角度において配置構成される反射面と、反射面に関してある角度において配置構成され、入射角度とは異なる１つまたは複数の透過角度において光線を方向付けるように構成される射出面とを各々が有する、複数の拡張部を含む。
【０００８】
[0018]従来の光学ディフューザが、標的の照明視野（ＦＯＩ）を照明するために使用されるとき、入射角度（ＡＯＩ）がディフューザ基板材料の臨界角度（例えば、全内部反射（ＴＩＲ）が生起する角度）に近くなるにつれて、フレネル損失が極めて高くなる。これらの損失は、そのような従来のディフューザの達成可能なＦＯＩを、（例えば、近似的に１．５の屈折率を伴う）付近の標準的な屈折率の材料について、近似的に１３０～１４０度の最大値に制限する。
【０００９】
[0019]ある程度の適する超広ＦＯＩは、魚眼型レンズ光学系などの２次的光学系を用いる、従来のディフューザによって達成され得る。まずまずのＦＯＩが、そのような手法から結果的に生じるが、損失は、面の大きい数に起因して悪化させられる。さらに、そのような光学システムは、典型的には、かなり嵩高く、潜在的に複雑である。最高で近似的に１６０度のＦＯＩが、より高い屈折率の材料を用いることにより達成され得るが、そのような材料は、典型的には、極めて高価である成形ガラスである。その上、そのような材料による小さい特徴部、複数個の（例えば、２つの）次元における出力プロファイルを形状設定するための特徴部を成形することは困難である。そうして高屈折率材料は、典型的には、単一の拡散次元のためにのみ用いられる。
【００１０】
[0020]開示されるディフューザ（例えば、全内部反射（ＴＩＲ）を使用する超広照明視野（ＵＷＦＯＩ）ディフューザ）は、平面状出力面と関連付けられる付きもののフレネル損失を避けるために、１つまたは複数の射出面に光の一部分を方向付けるために、ディフューザ材料のＴＩＲを使用する。開示されるディフューザは、可能なＦＯＩ角度を増大するために、そのような射出面に１つまたは複数の角度において光を方向付けるために、単一または複数個のＴＩＲ変化面を使用し得る。これらの射出面は、光学出力プロファイルをより良好に形状設定するために、非平面状として設計され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許