JP2023508128A - 光導波路ベースの側面照明アセンブリ、細長い補強構造、及びレセプタクル - Google Patents
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Abstract
細長い側面発光光導波路、上記導波路を取り囲む光学保護コーティング；細長い基部であって、上記導波路が上記光学保護コーティングを介して、上記細長い基部に沿って長さ方向に取り付けられた、細長い基部；上記光学保護コーティングと上記細長い基部との間の、上記基部に沿って長さ方向に延在する、リフレクタ；及び上記細長い基部に埋め込まれ、又は上記細長い基部の外側表面に取り付けられ、上記細長い基部に沿って長さ方向に延在する、細長い補強構造を有する、光導波路ベースの側面照明アセンブリ。他の態様も説明され、請求される。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
本特許出願は、２０２０年１２月２０日出願の米国仮特許出願第６２／９５２，０６５号、発明の名称「光導波路ベースの側面照明アセンブリ及びレセプタクル」、及び２０２０年１２月２０日出願の米国仮特許出願第６２／９５２，０８２号、発明の名称「細長い補強構造を有する、光導波路ベースの側面照明アセンブリ」の、先の出願日の利益を主張するものである。
本特許出願に記載の主題は：国際公開特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１２／０００６１７号、発明の名称「照明システムのための導波路装置」；ＰＣＴ／ＩＢ２０１４／０６５３８６号、発明の名称「導波路ベースの照明のためのホルダ及びシステム」；及びＰＣＴ／ＩＢ２０１６／０５７７３８号、発明の名称「複合材料オーバーコート構造を有する光ファイバ光源」において開示されている材料に関する。
本開示の態様は：光導波路ベースの側面照明アセンブリ；並びにより大型の又はより複雑な照明デバイス又はシステムの部品としての製造中に、上記アセンブリを保護し、また上記アセンブリの操作を容易にする、レセプタクルである。
光ファイバは、一方のファイバ端部から他方のファイバ端部まで、有意な損失なしに光信号を伝達することが知られている。他のケースでは、上記ファイバは、光信号の伝播方向を略横断する方向に、該光信号を漏洩するように設計される。この効果は典型的には、光（光信号）と、ファイバ内に組み込まれた散乱構造との相互作用の結果、又は特定のファイバの設計の結果である。このような散乱要素は：ファイバをドロー加工する際に不純物等の要素を付加することによって；ファイバ内に孔を加工することによって；又はファイバの機械加工、レーザ加工、若しくは化学加工によって、実現できる。
場合によっては、ファイバコア材料内、クラッド内、又はファイバの外側表面を覆うコーティング内に、発光材料が組み込まれる。上記発光材料は、伝播する波長の一部又は全体を、より短い又はより長い波長へと変換し、これによって、ファイバの側部から供給される所望の照明及び波長が得られる。上述の照明スキームは、適切な導波路ホルダによって制御、調整、又は適合する必要がある場合があり、上記導波路ホルダは、（光ファイバであってよい）導波路の側面に適合し、また適切な形状の側面照明を生成するために選択された反射、吸収、又は透過特性を呈することができる。発光材料でコーティングされたファイバは、多角形の底部を有するホルダのプラスチック製オーバーコート構造に埋め込むことができ、上記多角形の底部により、ホルダ又は導波路‐ホルダアセンブリ全体を、より大型の又はより複雑なシステムの、噛合する締結式のレセプタクルに嵌合させることができる。
照明装置を複数の態様で説明する。これらの態様は、上記照明装置の要素の操作及び組み立て方法の機械的改善を提供でき、側面照明アセンブリ装置を（機械的に）強化し、上記照明装置の状態に関する電気信号及び光信号を提供する。
ある態様では、上記装置は、中に細長い溝が形成されたレセプタクルを、上記レセプタクル上の、例えば上記レセプタクルに埋め込まれた、又は上記レセプタクルの、上記細長い溝を画定する外側表面等の表面に取り付けられた、第１の磁性部品と共に有する。上記装置はまた、側面照明アセンブリを有し、上記側面照明アセンブリは：細長い側面発光型光導波路；上記導波路が長さ方向に取り付けられた、細長い基部；及び上記基部上の、例えば上記細長い基部に埋め込まれた、又は上記細長い基部の、上記レセプタクルの上記外側表面に最も近接した外側表面等の表面に取り付けられた、第２の磁性部品を備える。
上記レセプタクル上の上記第１の磁性部品は：上記レセプタクルに埋め込まれた若しくは上記レセプタクルの表面に取り付けられた、上記レセプタクルの上記細長い溝に沿って延在し得る、若しくは上記細長い溝に沿ってシーケンスを形成し得る、１つ以上の永久磁石要素、例えばストリップ；上記レセプタクルに埋め込まれた、例えば上記レセプタクル内に分散された、磁性粒子；又は上記レセプタクルに埋め込まれた若しくは上記レセプタクルの表面に取り付けられた、電磁石であってよい。上記基部上の上記第２の磁性部品は：長さ方向に（上記基部の長さに沿って）延在する、少なくとも１つの強磁性ワイヤ；長さ方向に（上記基部の長さに沿って）延在する、永久磁石ストリップ；又は上記基部に例えばポリマー中の磁性粒子の複合材料として埋め込まれた、磁性粒子であってよい。
上記溝は、ある位置において、中に上記細長い基部を受け入れることができるような断面サイズ又は形状を有し、そして上記細長い基部は、上記レセプタクル上の上記第１の磁性部品と上記基部上の上記第２の磁性部品との間の磁気引力によって保持される。上記第２の磁性部品が１つ以上の強磁性ワイヤである場合、これらは、上記側面照明アセンブリの機械的強度を増大させ、上記レセプタクルに対する上記側面照明アセンブリの「自動的な（ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ）」位置合わせ及び固定を支援する上記磁気引力を可能にする役割を果たす。上記１つ以上の強磁性ワイヤは、アナログ又はデジタル電気信号、例えばデータ信号、制御信号、電源、又は電源回復を、上記側面照明アセンブリの一方の端部からその他方の端部まで搬送する役割も果たすことができ、あるいは上記１つ以上の強磁性ワイヤは、例えば温度又は歪みを測定するための機械的ゲージとして機能できる。
別の態様では、側面照明アセンブリは：細長い側面発光型光導波路；上記導波路が長さ方向に取り付けられる細長い基部；及び上記基部に埋め込まれるか又は上記基部の表面に長さ方向に取り付けられて、上記側面照明アセンブリを機械的に補強する役割を果たす、細長い補強構造を備える。上記細長い補強構造は、上記基部上に存在するはずの磁性部品の代わりに設けることができ、上記側面照明アセンブリの製造中、又は上記側面照明アセンブリを操作して（例えば曲げて）レセプタクルに嵌合する際の、機械的又は熱的応力を軽減する役割を果たす。このような応力は、軽減されなければ、上記側面照明アセンブリの要素に損傷を与える、例えば光導波路、上記光導波路上のいずれのコーティング、又はリフレクタに損傷を与える可能性がある。あるいは、上記細長い補強構造は、上記基部上にある上記第２の磁性部品に加えて設けることもでき、これによって上記基部を機械的又は熱的に更に強化できる。
上記細長い補強構造は、上記基部に沿って長さ方向に延在する、ポリマー又は金属製の１つ以上の可撓性ロッド（例えばワイヤ）であってよい。別の態様では、上記細長い補強構造は１つ以上の光ファイバであってよく、これらは、アナログ若しくはデジタル光信号、例えばデータ信号若しくは制御信号を、上記側面照明アセンブリの一方の端部から他方の端部へと搬送するために、二重の目的を有してよく、又は歪みに関する若しくは位置測定に関する機械的ゲージ、例えばファイバブラッググレーティングセンサとして機能してよい。上記細長い補強構造が、アナログ若しくはデジタル電気信号を搬送できる１つ以上のワイヤであるか、又は例えばサーミスタである場合に温度を測定するための機械的ゲージとして機能できる場合にも、上述のように二重の目的を有することが可能である。
以上の発明の概要は、本開示の全ての態様の網羅的なリストを含むものではない。本開示は、上で概説した様々な態様の全ての好適な組み合わせから実施できる全てのシステム及び方法、並びに以下の「発明を実施するための形態」で開示され、本出願と共に提出される特許請求の範囲において特に指摘されている全てのシステム及び方法を含むと考えられる。このような組み合わせは、上述の「発明の概要」に明記されていない特定の利点を有する。
本開示の態様を、限定ではなく例として、添付の図面中の複数の図に図示する。図面では、類似の参照符号は類似の要素を示す。なお、本開示の「ある（ａ）」態様又は「一（ｏｎｅ）」態様に対する言及は、必ずしもその１つの態様に対するのではなく、少なくとも１つを意味する。また、１つの所与の図を用いて本開示の２つ以上の態様の特徴を図示する場合もあり、この図の全ての要素が所与の態様に必要となるわけではない場合もある。
これより、添付の図面を参照した本発明の複数の実施形態について説明する。実施形態において説明される部品の形状、相対位置、及び他の側面が明確に定義されていない限り、本発明の範囲は図示されている部品のみに限定されず、図示されている部品は単に例示を目的としたものである。また、多くの詳細が記載されるが、本発明のいくつかの実施形態はこれらの詳細を伴わずに実践される場合があることを理解されたい。他の例では、本説明の理解を妨げないよう、既知の構造及び技法は詳細に図示されない。
本開示の複数の態様に従い、これより図１を参照すると、照明装置の一例の、横断面において得られる断面における端面図が示されている。この照明装置は側面照明アセンブリ２を含み、これは、光学保護コーティング１５で取り囲まれた細長い側面発光型光導波路９（例えば光ファイバ）を含み、これらは、図２に示されている上面図で最も良好に確認されるように、長さ方向に伸びる。図２は、自動車用ヘッドライトの一部である例であり、ここでは側面照明アセンブリ２は、図示されているように粗平面内にある蛇行パターンを形成し、一方の端部がある光源１２から他方の端部がある光センサ１１まで延在している。光源１２は、導波路９の一方の端部に光を注入するよう構成され、この光は、導波路９の側面に沿って、光源１２の下流の位置において導波路９から離脱する、伝播光となる。これは、（図１において波状の矢印で示されているように）光学保護コーティング１５を通ってその外側表面から放出される、照明光である。光センサ１１は、更に下流、例えば光導波路９の他方の端部において、伝播光を検出する。光センサ１１は、導波路９の「末端で（ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ）」光を検出でき、この光は、目的とする照明として導波路９の側面から放出されなかった伝播光である。光センサ１１を省略することもできる。
上記照明装置はレセプタクル４も含み、その中には細長い溝が形成される。レセプタクル４の外側表面７は、上記細長い溝と、その断面形状とを画定する。上記細長い溝は、その中に側面照明アセンブリ２の基部１０を受け入れるようにサイズ設定及び成形される。この例における上記溝は、（横断面において得られる）概ねＵ字型の断面を有するが、この断面はあるいは、概ねＶ字型であってもよく、又はＵ若しくはＶ字型よりも複雑であり得る概ね多角形状の形状を有していてもよく、また上記断面は、基部１０の側方を支持できる。一態様では、上記溝、特にその断面を、基部１０の断面に締結する（又は噛合させる）ことができ、これにより、基部１０を（導波路９の中心軸の周りの）１つの配向のみにおいて、上記溝内に受け入れることができる。レセプタクル４は、基部１０よりも剛性の高い材料で作製されていてよく、これにより、基部１０及び側面照明アセンブリ２を全体として、上記溝の形状又は長さ方向の輪郭と一致するように、曲げることができる。これにより、上記側面照明アセンブリ及び上記レセプタクルの（照明装置内への）組み付けが容易になる。上記レセプタクルは、ポリマー（例えばプラスチック）、複合材料、又は金属製であってよく、またこれは、これもまたポリマー製であってよい基部１０よりも、剛性の高い材料製とすることができる。
第１の磁性部品５は、レセプタクル４に埋め込むことができ、又は（図示されている例では）、上記細長い溝を画定するレセプタクル４の外側表面７に取り付けることができ、又は上記レセプタクルの別の表面に取り付けることができる。一態様では、第１の磁性部品５は、上記細長い溝に沿って長さ方向に延在しており、また、シーケンスを形成するか又は上記溝の長さに沿って延在する１つ以上の永久磁石ストリップ等の１つ以上の磁石要素で構成されていてよい。図１に示されている態様では、第１の磁性部品５を構成する上記１つ以上の磁石要素は、レセプタクル４のＵ字型断面の底部に沿って位置決めされる。これは、（第１の磁性部品５を構成する）１つ以上の磁石要素がＵ字型断面の側部に沿って位置決めされている図４に示されている態様とは対照的である。
側面照明アセンブリ２は、細長い側面発光型光導波路９と、この導波路９が保護コーティング１５を介して長さ方向に取り付けられた、細長い基部１０と、ある特定の例では第１の強磁性ワイヤ６ａ及び第２の強磁性ワイヤ６ｂで構成される、第２の磁性部品とを含む。基部１０は、ポリマー、例えばプラスチック製であってよい。ワイヤ６ａ、６ｂは、図示されているように細長い基部１０に埋め込まれるか、又はこれらは上記細長い基部の外側表面に取り付けられていてもよく、いずれの場合においても、図示されているように長さ方向に延在している。側面照明アセンブリ２は、レセプタクル４の溝内に嵌合又は配置でき、その後、第１の磁性部品５と上記第２の磁性部品との間の磁気引力によって、長さ方向について所定の位置に保持される。換言すれば、側面照明アセンブリ２の長さ方向の移動は、磁気引力によって制限される。図示されている特定の例では、基部１０が上記溝の左及び右側壁に当接しているため、側面照明アセンブリ２は、幅（横又は横断）方向について所定の位置に保持される、又は制限される。換言すれば、上記側面照明アセンブリの幅方向の移動は、基部１０が上記溝の左及び右側壁に当接するようにサイズ設定及び成形されていることによって、制限される。上記磁気引力により、側面照明アセンブリ２は、上記溝の外にある間には横方向に自由に移動でき、その後、上記レセプタクル内へと向けられ、この時点では、上記磁気引力に依存して、停止に達するまで側面照明アセンブリ２を更に下向きに「自動的に（ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ）」引っ張ることができる。図示されている例では、このような停止は、基部１０の底部が上記溝に当接するときである。このような最終的な位置に来ると、側面照明アセンブリ２は磁気引力によって、長さ方向において保持又は制限される。
強磁性ワイヤ６ａ、６ｂは上記側面照明アセンブリの強度を増大させ、このような補強によって、上記補強がなければ上記側面照明アセンブリの製造中に又は上記側面照明アセンブリを操作して上記レセプタクルに嵌め込む際に出現し得る、機械的又は熱的応力を低減でき、上記応力は、上記側面照明アセンブリの要素、例えば光導波路、上記光導波路上のいずれのコーティング、又はリフレクタに損傷を発生させ得るものである。更にワイヤ６ａ、６ｂによって、側面照明アセンブリ２を上記レセプタクルに対して「自動的に」位置合わせして固定するのを支援する磁気引力を実現できる。以下で記載される更なる態様では、強磁性ワイヤ６ａ、６ｂは、アナログ又はデジタル電気信号、例えばデータ信号、制御信号、電源、又は電源回復を、上記側面照明アセンブリの一方の端部からその他方の端部まで搬送することもできる。
引き続き図１を参照すると、図示されている特定の例では、第１の磁性部品５は、１つ以上の磁石要素を含むか、又は１つ以上の磁石要素で構成されていてよい。強磁性ワイヤ６ａ、６ｂは、第１の磁性部品５の上記１つ以上の磁石要素に磁気によって引きつけられる。この例では、第１の強磁性ワイヤ６ａは側面照明アセンブリ２の垂直縦方向中心面１４の左に位置決めされ、第２の強磁性ワイヤ６ｂは垂直縦方向中心面１４の右に位置決めされる。垂直縦方向中心面１４は、側面照明アセンブリ２に沿って長さ方向に延在する。このようなワイヤ６ａ、６ｂの位置決めは、基部１０内の利用可能な容積の効率的な利用を補助し、また上記磁気引力を平衡化する。
本開示の一態様では、強磁性ワイヤ６ａ、６ｂは多目的であり、後述のように、側面照明アセンブリの一方の端部から他方の端部までの電気経路としても機能する。各強磁性ワイヤは、導波路９の第１の端部から導波路９の第２の端部まで長さ方向に連続して延在し、導電性であるため、照明装置がどのように機能している可能性があるかの指標である「フィードバック信号」等の電気信号を搬送できる。より具体的には、図２の例で確認されるように、上記第１の端部では、導波路９内の伝播光を検出するよう構成された、光センサ１１（フォトダイオード又はフォトトランジスタ等）を追加してよい。第１の強磁性ワイヤ６ａは、一方の端部において光センサ１１の電気的端子に結合され、他方の端部において電気検出器回路１３に結合される。同様に第２の強磁性ワイヤ６ｂは、一方の端部において光センサ１１の別の電気的端子に結合され、他方の端部において電気検出器回路１３に結合される。上記電気検出器回路はアナログ比較器であってよく、又はデジタル比較機能の一部としてのアナログ‐デジタルコンバータを含んでよく、これは、光センサ１１によって生成されてワイヤ６ａ、６ｂのうちの１つ以上を通して搬送される信号を、１つ以上の閾値のセットと比較する。その後、この比較の結果に基づいて何らかのアクションを実行できる。例えば、電気制御回路（図示せず）を光源１２に結合してよく、これは、電気検出器回路１３の出力（例えばこれによって行われた比較の結果）に応答して、光源によって導波路９に注入される光の量を制御できる。例えば、上記信号が最小閾値未満である場合、側面照明導波路９のいくつかの光学的側面が故障している可能性があり、この場合、制御回路は光源１２をオフにする。上記信号が最小閾値を超えているものの中間閾値未満である場合、側面照明パワーが不十分であり、この場合、制御回路は光源１２に信号を送信して、その出力光パワーを増大させる。上記信号が最大閾値を超える場合、側面照明パワーが恐らく高すぎ、この場合、制御回路は光源１２に信号を送信して、その出力を低下させる。他のタイプのアナログ又はデジタル電気信号を強磁性ワイヤ６ａ、６ｂで搬送してもよく、例えばこの場合、光センサ１１は省略されるものの、強磁性ワイヤ６ａ、６ｂで搬送される電気信号は、別のタイプのセンサ又は電気信号生成回路によって生成される。
図１に示されているものよりも一般的なものとして、側面照明アセンブリ２上の第２の磁性部品２は、（２つ以上を含む）１つ以上の強磁性ワイヤであってよく、これらはそれぞれ、基部１０に沿って長さ方向に延在する。例えば、垂直平面１４に沿ってセンタリングされていてよい単一の強磁性ワイヤのみが存在してよく、又は３つのワイヤ（例えば中心の単一のワイヤ、並びに好ましくは垂直平面１４に関して対称な左側の１つのワイヤ及び右側の１つのワイヤ）が存在してよい。図１に示されていない別の態様では、上記第２の磁性部品は、（基部１０に埋め込まれた、又は基部１０の表面に取り付けられた）永久磁石要素等の１つ以上の磁石要素であってよく、これらはシーケンスを形成するか、又は基部１０に沿って長さ方向に延在する。このような解決策は、強磁性ワイヤ６ａ、６ｂによって提供されることになる側面照明アセンブリ２の機械的補強という利点も提供できる。（図１に示されていない）更に別の代替例では、側面照明アセンブリ２上にある上記第２の磁性部品は、（例えば基部１０に形成されたコイルを有する）電磁石であってよく、又は基部１０がポリマー中の磁性粒子の複合材料で作製されている場合等には、基部１０中に分散された磁性粒子であってよい。
レセプタクル４上にある第１の磁性部品５については、これは、レセプタクル４に埋め込まれた又はレセプタクル４の表面（例えば外側表面７）に取り付けられた、例えばシーケンスを形成するか又は基部１０に沿って長さ方向に延在する、１つ以上の磁石要素であってよい。上記１つ以上の磁石要素は永久磁石要素であってよく、又はこれらは電磁石であってもよい。更に別の態様では、第１の磁性部品５は、レセプタクル４に埋め込まれた、例えばレセプタクル４内に分散された、磁性粒子であってよい。
なお、図１は側面照明アセンブリ２を、基部１０に取り付けられた光学保護コーティング１５で構成されたものとして図示しているが、これら２つの要素は同一の材料、例えば透明ポリマーで作製されていてよく、また例えば押出成形プロセスによって、ワンピースとして一体形成されていてよい。これは、基部１０が、レセプタクル４の溝に嵌合する光学保護コーティング１５の延長部である、又は細長い補強構造２０が上記光学保護コーティングに埋め込まれている、若しくは上記光学保護コーティングの外側表面に取り付けられていると見做すこともできる。
ここで図４を参照すると、これは、これもまた側面発光型光導波路９をベースとする別の例示的な照明装置の、横断面において得られる断面における端面図を示す。上述の図１の要素のあらゆる配置及びバリエーションが、図４に示されている同一の符号の要素に適用可能であり、また図２、図３に関連して上述したいずれの態様も、図４に示されている態様に適用可能であるが、以下は例外である。ここでは第１の磁性部品５は、（レセプタクル４の）Ｕ字型断面の底面に沿ってではなく側面に沿って位置決めされた１つ以上の磁石要素を備える。また、第１の強磁性ワイヤ６ａはここでは、（当然のことながら側面照明アセンブリ２の一部である）基部１０の水平縦方向平面１７の上方に位置決めされ、第２の強磁性ワイヤ６ｂは水平縦方向平面１７の下方に位置決めされる。これは、図１で確認される水平又は平坦配置とは対照的に、ワイヤ６ａ、６ｂの垂直又は積層配置と呼ばれる場合がある。この垂直配置は、ワイヤ６ａ、６ｂの直径を（同じ基部１０の幅に関して）より大きくなるように選択でき、これがより高い安定性及び配向調整可能性を伴うという点で、水平配置を上回るいくつかの利点を有することができる。また図４では、図示されているように、第１の磁性部品５がレセプタクルに部分的に埋め込まれることにも留意されたい。代替例としては、部品５の（表面７の下への）完全な埋め込み、又は図１で確認されるように上記部品が完全にレセプタクル４の外側になるように、上記部品を表面７に取り付けることが挙げられる。
ここで図５に移ると、これは、別の例示的な照明装置の、横断面において得られる断面における端面図である。この図には複数の態様が示されている。ある態様では、細長い補強構造２０は基部１０上にあり、例えば図示されているように細長い基部１０に埋め込まれるか、あるいは細長い基部１０の外側表面に取り付けられる。細長い補強構造２０は、細長い基部１０に沿って長さ方向に延在することが確認され、これらは強磁性ワイヤ６ａ、６ｂに追加されても、強磁性ワイヤ６ａ、６ｂの代わりであってもよい。換言すれば、図５に示されているものの変形例では、（図１に関連して上述した第２の磁性部品の一例としての）強磁性ワイヤ６ａ、６ｂは、側面照明アセンブリ２から省略される。これが可能になるのは、細長い補強構造２０を、それ自体が（強磁性ワイヤ６ａ、６ｂによって提供される追加の補強に依存することなく）上記側面照明アセンブリを機械的に補強するように構成できるためである。このような補強によって、上記補強がなければ、図示されている側面照明アセンブリ２の製造中に又は上記側面照明アセンブリを操作してレセプタクル４に嵌め込む際に出現し得る、機械的又は熱的応力を低減でき、上記応力は、上記側面照明アセンブリの要素、例えば：光導波路９；光学保護コーティング１５；以下で説明される発光層８等の、上記光導波路上のいずれのコーティング；又はこれもまた以下で説明されるリフレクタ１６に、損傷を発生させ得るものである。
細長い補強構造２０は、基部１０に沿って長さ方向に延在する１つ以上の可撓性ロッドであってよい。図５の例で確認されるように、基部１０に沿って長さ方向に延在する垂直縦方向中心面１４の左及び右に対称にそれぞれ位置決めされた、２つのロッドが存在する。しかしながら、より一般的には、１つ以上のこのようなロッドが、基部１０上に存在してよい。上記ロッドは、光ファイバ、複合材料ロッド、金属ロッド（ワイヤ）、又はポリマー製のロッドであってよい。光ファイバの場合、上記ロッドは（アセンブリ２に機械的強度を提供することに加えて）二重の目的を有することができ、従って、アナログ若しくはデジタル光信号、例えばデータ信号、制御信号を、側面照明アセンブリ２の一方の端部からその長さに沿って他方の端部へと搬送するか、又は歪み測定に関する若しくは位置若しくは配向測定に関する機械的ゲージ、例えばファイバブラッググレーティングセンサの一部となる。細長い補強構造２０が（例えばアナログ若しくはデジタル電気信号を搬送できる、又は温度測定若しくは歪み測定を実施するため等の機械的ゲージの一部として機能する）１つ以上のワイヤである場合にも、このように二重の目的を有することが可能である。
図１～４に関連して提供された上述の説明の大半は、基部１０及び光学保護コーティング１５を含む図５に見られる同様の要素にも適用可能である。例えば、図５の例における光学保護コーティング１５は、基部１０及びこれに埋め込まれた細長い補強構造２０と、同時に押出成形できる。しかしながら図５は、光学保護コーティング１５を基部１０に取り付けるための、即ち接着層１８（例えば接着剤）を用いて互いに接着することによる、別のアプローチも図示している。このような接着作業は、光学保護コーティング１５を導波路９の外側表面上又は発光層８の外側表面上に形成する別個の作業に続くものであってよい。ここで、図示されているようにリフレクタ１６を含める場合、リフレクタ１６の一方の面を別個の作業で保護コーティング１５の外側表面に固定した後に、リフレクタ１６の反対側の面を、接着層１８を介して基部１０に接着してよいことに留意されたい。
ここで図６を参照すると、細長い補強構造２０を特徴とする本開示の別の態様が示されている。この場合、構造２０は、側面照明アセンブリ２の、図１に示されているものに類似したバージョンの基部１０に追加され、ここで強磁性ワイヤ６ａ、６ｂは、図４、図５のように積層されたものではなく、平坦に配置される。図５に示されている態様のいくつかの利点は図６にも見られ、即ち、「コーティングされた導波路（ｃｏａｔｅｄ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）」（導波路９と、任意の発光層８と、光学保護コーティング１５との、一体化された組み合わせ）を、基部１０とは別個に形成でき、その後接着層１８を介して、例えば接着剤を用いて、基部１０に接着してよい。これにより、磁気引力によって、配向及び位置の点で組み立てがより容易であり、かつ細長い補強構造２０の追加によって、機構の点でより安定したより堅固な、照明装置（側面照明アセンブリ２及びレセプタクル４）が得られる。図１に関連して上述した変形例（例えば、レセプタクル４上の第１の磁性部品５に関する変形例、及び基部１０上の第２の磁性部品に関する変形例）は、図６で同一の参照番号が使用されている場合、図６に示されている態様にも適用可能である。
上述の全ての態様において、例えばここで図１を参照すると、側面照明アセンブリ２は更に、導波路９を取り囲む発光層８、及び保護コーティング１５と基部１０との間のリフレクタ１６を含んでよい。この組み合わせにより、以下のようにして側面照明が生成される。導波路９は、コア及びクラッドを有する光ファイバであってよく、この光ファイバ内では、一次伝播光が、上記ファイバに結合された光源１２、例えばレーザ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）によって生成される。この一次光は、（例えばファイバのコア内に形成された）散乱ゾーンによって、ファイバの側面を通ってファイバから出るように散乱するまでは、上記ファイバの中心縦方向軸に沿って、図示されている下流方向に伝播する。なお、ファイバの上流部分を通る伝播によって、光源からの一次光を散乱用構造まで効率的に送達できるため、光源１２を（側面照明アセンブリによって照明されている）照明空間から離れた位置にあってよい。散乱放射、又は離脱した光は、ファイバの縦方向軸を略横断する方向に、方向性（半径方向の範囲が３６０°未満の光の円錐若しくはローブを形成する）となるように、又は等方性若しくは全方向性（ファイバの周り全体に等しい強度で放射する）となるように、発生する。このような結果をもたらすことができる散乱ゾーンの例は、２０１２年３月２８出願の国際公開特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１２／０００６１７号（照明システムのための導波路装置）に見出すことができる。方向性側面発光が特に効率的である場合、リフレクタ１６を省略してよい。あるいは、他のタイプの側面発光型光ファイバを使用できる。
上記ファイバは、その上に形成された発光層８を有し、この発光層８は、導波路９の外側表面上に形成されたコーティングであってよく、またこれは、一次伝播光に対する二次光への波長変換を行う光輝性材料で作製され、これにより、一次光とは波長が異なる二次光を含む側面放出光が得られる。得られた側面放出光は、一次光に比べて広いスペクトルを示すことができ、例えば吸収されなかった一次光と二次光との組み合わせによって得られる白色光であってよい。あるいは、層８の光輝性材料及び一次光の波長は、（例えば光センサ１１によって検出される）吸収されずに残る一次光がごくわずかとなり、従って、ファイバから出る側面放出光が、例えば赤色又は赤外光である二次光に支配されるように、選択できる。
別の態様では、光輝性材料が導波路９に直接組み込まれている、又は側面照明アセンブリ２の外側に位置決めされていることを理由として、導波路の外側表面上に形成されたコーティングとしての発光層８が存在しない。更に別の態様では、光輝性材料が導波路９内にも外側コーティングとしても存在せず、従って、側面照明アセンブリ２からの側面放出光は全て一次光である。
光源１２は、１つ以上のエミッタを有するいずれの好適な放射源であってよい。上記源は、放電ランプ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）からのもののような、インコヒーレントで比較的広いスペクトルを有してよい。これは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、又は量子ドットベースの源であってもよい。あるいは上記源は、単一の波長（ここでは準単一波長とも呼ばれる）を放出するレーザのような、コヒーレントで狭いスペクトルの光源であってよく、又は複数の単一波長レーザであってもよい。上記源は、光スペクトルのうちの特定の部分に限定されない。例としては、スペクトルのうちの紫外部分、可視部分、又は赤外部分の光を実質的に放出する源が挙げられる。
上記光ファイバは、シングルクラッド光ファイバ、マルチクラッド光ファイバ、フォトニック結晶光ファイバ、又は微細構造光ファイバといった、いずれの好適な光ファイバであってよい。上記ファイバはパッシブ式、即ち光が上記ファイバに沿って略同一波長で伝播するものであってよく、又はアクティブ式、即ち伝播光がファイバコア内、クラッド内、若しくはファイバのコーティング（例えば図１に示されている発光層８）内に実装された発光性種若しくは材料によって、部分的に若しくは完全に変換されるものであってよい。
更に別の態様では、上記光ファイバを、コア媒体を有するもののクラッド層を有さない光導管、例えば透明ロッドといった、別の好適な導波路に置き換えてもよい。
上記散乱用構造は、導波路の製作中（例えば光ファイバのドロー加工中）に直接一体化される、粒子、不純物、又は孔であってよい。上記散乱用構造は、連続又は不連続の、レーザによって誘導された構造であってよく、これらは外部の強力なレーザ光を導波路の選択された位置に印加することによって形成できる。ガイドされる光の伝播方向に沿った、又は上記伝播方向を横切る（横断方向の）、上記散乱用構造の位置、形状、サイズ、散乱強度、傾斜又は配向、及び周期性は、外部処理レーザの焦点、強度、及び位置を適合させることによって選択できる。具体的には、これらのパラメータを適合させることによって、所望の放射パターンを得ることができる。上記散乱用構造は、ファイバのクラッドに化学的又は機械的に加工された機械的タップであってもよい。
別の実施形態では、離脱した光は、導波路９内の伝播の漏洩モードに従うことができる。この漏洩モードは、伝播光と、ファイバの導波路の屈折率の勾配等の変化、又はファイバの半径若しくはジオメトリの変化（これらの変化は例えばファイバのドロー加工中に誘発され得る）との間の相互作用によって、発生し得る。
導波路自体の中、又は発光層８内にあってよい、発光性又は光輝性種又は材料は、特定の波長の光を吸収し、これに応答して別の波長の光を再放出する、いずれの材料であってよい。例えばこれらの材料は、より長い波長の光を再放出する１つ若しくは複数の燐光体（ダウンコンバート燐光体）、又はより短い波長を再放出する１つ若しくは複数の燐光体（アップコンバート燐光体）とすることができる。これらの種は、１つ又は複数のタイプの量子ドットとすることもできる。ある態様では、光輝性材料の追加は、品質検査のために試料を照明するために好適な白色照明光を効率的に生成するように設計され、この白色光は、「二次（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ）」光へと波長変換されている、散乱して離脱した「一次（ｐｒｉｍａｒｙ）」光と、波長変換されなかった一次離脱光のいずれの部分との組み合わせである。
保護コーティング１５及び基部１０は共に、上記ファイバを所定の位置に保持し、また上記アセンブリを把持可能にすることができる。ある態様では、基部１０及び光学保護コーティング１５は、同一の材料、例えば透明ポリマーを例とする光透過性ポリマーで作製されていてよい。基部１０と、（光導波路９、及び発光層８が使用される場合は発光層８を取り囲む）保護コーティング１５とは、同時に押出成形でき、これによってこれらを、（リフレクタ１６を含めることが選択された場合には）リフレクタ１６が上記基部と光学保護コーティング１５との間に埋め込まれた一体部品として、一緒に形成できる。あるいは、例えば図５で確認されるように、保護コーティング１５又はリフレクタ１６を基部１０に接着する接着層１８（例えば接着剤）を用いてよい。
光学保護コーティング１５は能動的役割を果たすことができ、即ち照明パターン及びその空間分布の形状、スペクトル、及び／又は偏光に直接的又は間接的に影響を及ぼすことができる。別の実施形態では、保護コーティング１５の一部を、離脱した光の１つ以上の部分を選択的に抑制又は遮断するように、即ち空間的な意味で、吸収性材料で作製できる。あるいは、例えば結果として得られる照明パターンが、選択された波長又は色しか含まないように、上記吸収性材料を、離脱した光のスペクトルの一部分を選択的に抑制又は遮断するように設計できる。これは、リフレクタ１６による、離脱した光の反射と組み合わせることができる。
リフレクタ１６は、離脱した光の一部分、又は離脱した光のスペクトルの一部分を拡散又は再配向するように、その一部又は全体を反射性材料又は拡散性材料で作製でき、上記離脱した光は、例えば図１に示されているように、導波路９の側面から出るように散乱する。
特定の実施形態を説明し、また図面に図示したが、このような実施形態は広範な本発明の単なる例であり、これを限定するものではないこと、並びに本発明は図示及び説明された特定の構造及び配置に限定されないことを理解されたい。というのは、当業者には他の様々な修正形態が想起され得るためである。従って本説明は、限定ではなく例示と見做されるものとする。
Claims (42)
- 細長い側面発光光導波路；
前記導波路を取り囲む、光学保護コーティング；
細長い基部であって、前記導波路が前記光学保護コーティングを介して、前記細長い基部に沿って長さ方向に取り付けられた、細長い基部；
前記光学保護コーティングと前記細長い基部との間の、前記基部に沿って長さ方向に延在する、リフレクタ；及び
前記細長い基部に埋め込まれ、又は前記細長い基部の外側表面に取り付けられ、前記細長い基部に沿って長さ方向に延在する、細長い補強構造
を備える、光導波路ベースの側面照明アセンブリ。 - 前記保護コーティング又は前記リフレクタを前記基部に接着する接着層を更に備える、請求項１に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記基部及び前記保護コーティングは同一の材料で作製される、請求項１～２のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記基部及び前記保護コーティングは異なる材料製である、請求項１～２のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記細長い基部は存在しない、請求項１～２のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記細長い補強構造は、前記基部に沿って長さ方向に延在する第１の可撓性ロッドを備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記細長い補強構造は、前記基部に沿って長さ方向に延在する第２の可撓性ロッドを備え、前記第１の可撓性ロッド及び前記第２の可撓性ロッドは、長さ方向に延在する垂直縦方向中心面のそれぞれ左及び右に、対称に位置決めされる、請求項６に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記第１の可撓性ロッド及び前記第２の可撓性ロッドは、光ファイバである、請求項７に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記基部及び前記光学保護コーティングは、１つ以上のポリマーで作製され、同時に押出成形される、請求項１及び３～８のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。
- 細長い側面発光光導波路；
前記導波路を取り囲む、細長い光学保護コーティング；及び
前記光学保護コーティングに埋め込まれ、又は前記光学保護コーティングの外側表面に取り付けられ、前記光学保護コーティングに沿って長さ方向に延在する、細長い補強構造
を備える、光導波路ベースの側面照明アセンブリ。 - 前記細長い補強構造は、長さ方向に延在する第１の可撓性ロッドを備える、請求項１０に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記細長い補強構造は、長さ方向に延在する第２の可撓性ロッドを備え、前記第１の可撓性ロッド及び前記第２の可撓性ロッドは、前記側面照明アセンブリに沿って長さ方向に延在する垂直縦方向中心面のそれぞれ左及び右に、対称に位置決めされる、請求項１１に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記第１の可撓性ロッド及び前記第２の可撓性ロッドは、光ファイバである、請求項１２に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記光学保護コーティングに埋め込まれた、又は前記光学保護コーティングの外側表面に取り付けられた、磁性部品を更に備える、請求項１０～１３のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記磁性部品は、前記光学保護コーティング内に埋め込まれた又は分散された、磁性粒子を含む、請求項１４に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記磁性部品とレセプタクル上の別の磁性部品との間の磁気引力は、前記光学保護コーティングを前記レセプタクルに対して保持する、請求項１４又は請求項１５に記載の側面照明アセンブリ。
- 中に細長い溝が形成された、レセプタクル；
前記レセプタクル上の第１の磁性部品；並びに
側面照明アセンブリであって、
細長い側面発光光導波路、
導波路が長さ方向に取り付けられた、細長い基部、及び
前記基部上の第２の磁性部品
を備え、前記細長い溝は、ある位置において、中に前記細長い基部を受け入れるようにサイズ設定され、前記細長い基部は、前記第１の磁性部品と前記第２の磁性部品との間の磁気引力によって保持される、側面照明アセンブリ
を備える、照明装置。 - 前記第１の磁性部品は、前記レセプタクルに埋め込まれた、又は前記レセプタクルの表面に取り付けられた、１つ以上の磁石要素を備え、前記第２の磁性部品は、前記基部に沿って長さ方向に延在する１つ以上の強磁性ワイヤを備える、請求項１７に記載の照明装置。
- 前記１つ以上の磁石要素は１つ以上の永久磁石である、請求項１８に記載の照明装置。
- 前記第２の磁性部品は、いずれも前記導波路の第１の端部から前記導波路の第２の端部まで長さ方向に連続的に延在する、第１の強磁性ワイヤ及び第２の強磁性ワイヤを備える、請求項１８に記載の照明装置。
- 前記導波路の前記第１の端部において伝播光を検出するよう構成された、光センサ；及び
電気検出器回路
を更に備え、
前記第１及び第２の強磁性ワイヤは、一方の端部において前記光センサの第１及び第２の電気的端子に結合され、別の端部において前記電気検出器回路に結合される、請求項２０に記載の照明装置。 - 前記導波路の前記第２の端部に光を注入するよう構成された、光源；及び
前記光源が前記導波路に注入する光の量を制御するために前記光源に結合された、電気制御回路
を更に備える、請求項２１の照明装置。 - 前記第１又は第２の強磁性ワイヤを機械的ゲージとして使用して温度又は歪みを測定するために、前記導波路の前記第２の端部において前記前記第１及び第２の強磁性ワイヤに結合された、電気検出器回路を更に備える、請求項２０に記載の照明装置。
- 前記導波路の第１の端部において光を検出するよう構成された、光センサ；及び
電気検出器回路
を更に備え、
前記第２の磁性部品は、それぞれ前記導波路の前記第１の端部から前記導波路の第２の端部まで長さ方向に連続的に延在する、第１の強磁性ワイヤ及び第２の強磁性ワイヤを備え、
前記第１の強磁性ワイヤの一方の端部は、前記光センサの第１の電気的端子に結合され、
前記第２の強磁性ワイヤの一方の端部は、前記光センサの第２の電気的端子に結合され、
前記導波路の前記第２の端部にある、前記第１の強磁性ワイヤの別の端部は、前記電気検出器回路に結合され、
前記導波路の前記第２の端部にある、前記第２の強磁性ワイヤの別の端部は、前記電気検出器回路に結合される、請求項１７に記載の照明装置。 - 前記導波路の前記第２の端部に光を注入するよう構成された、光源；及び
前記電気検出器回路の出力に応答して、前記光源が前記導波路に注入する光の量を制御するために前記光源に結合された、電気制御回路
を更に備える、請求項２４の照明装置。 - 前記溝は、横断面において得られる概ねＵ字型又はＶ字型の断面を有する、請求項１７～２５のいずれか１項に記載の照明装置。
- 前記レセプタクル上の前記第１の磁性部品は、前記Ｕ字型又はＶ字型の断面の底部に沿って位置決めされた１つ以上の磁石要素を備える、請求項２６に記載の照明装置。
- 前記第１の強磁性ワイヤは、前記側面照明アセンブリの垂直縦方向中心面の左側に位置決めされ、前記第２の強磁性ワイヤは、前記垂直縦方向中心面の右側に位置決めされる、請求項２０～２７のいずれか１項に記載の照明装置。
- 前記第１の強磁性ワイヤは、前記側面照明アセンブリの水平縦方向平面の上方に位置決めされ、前記第２の強磁性ワイヤは前記水平縦方向平面の下方に位置決めされる、請求項２０～２７のいずれか１項に記載の照明装置。
- 前記１つ以上の磁石要素は、１つ以上の永久磁石ストリップである、請求項２７～２９のいずれか１項に記載の照明装置。
- 前記側面照明アセンブリは：
前記導波路を取り囲む発光層；
前記発光層を取り囲む光学保護コーティング；及び
前記光学保護コーティングと前記基部との間のリフレクタ
を更に備える、請求項１７～３０のいずれか１項に記載の照明装置。 - 細長い側面発光光導波路；
前記導波路が長さ方向に取り付けられた、細長い基部；及び
前記細長い基部に埋め込まれ、又は前記細長い基部の表面に取り付けられ、前記細長い基部に沿って長さ方向に延在する、磁性部品
を備える、光導波路ベースの側面照明アセンブリ。 - 前記磁性部品は、前記基部に沿って長さ方向に延在する第１の強磁性ワイヤを備える、請求項３２に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記磁性部品は第２の強磁性ワイヤを備え、前記第１及び第２の強磁性ワイヤは、前記導波路の第１の端部から前記導波路の第２の端部まで長さ方向に連続的に延在する、請求項３３に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記導波路の前記第１の端部において伝播光を検出するよう構成された、光センサを更に備え、
前記第１及び第２の強磁性ワイヤは、一方の端部において前記光センサの第１及び第２の電気的端子に結合される、請求項３４に記載の側面照明アセンブリ。 - 電気検出器回路を更に備え、
前記第１及び第２の強磁性ワイヤは、別の端部において前記電気検出器回路に結合される、請求項３４又は３５に記載の側面照明アセンブリ。 - 前記導波路の前記第２の端部に光を注入するよう構成された、光源；及び
前記光源が前記導波路に注入する光の量を制御するために前記光源に結合された、電気制御回路
を更に備える、請求項３６の側面照明アセンブリ。 - 前記基部は、横断面において得られる多角形状の断面を有する、請求項３２～３７のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記第１の強磁性ワイヤは、前記側面照明アセンブリの垂直縦方向中心面の左側に位置決めされ、前記第２の強磁性ワイヤは、前記垂直縦方向中心面の右側に位置決めされる、請求項３４～３８のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記第１の強磁性ワイヤは、前記側面照明アセンブリの水平縦方向平面の上方に位置決めされ、前記第２の強磁性ワイヤは前記水平縦方向平面の下方に位置決めされる、請求項３４～３８のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。
- 前記導波路を取り囲む光学保護コーティング；及び
前記光学保護コーティングの外側表面に接合された、前記光学保護コーティングと前記基部との間のリフレクタ
を更に備える、請求項３２～４０のいずれか１項に記載の側面照明アセンブリ。 - 前記導波路を取り囲む発光層を更に備え、前記保護コーティングは前記発光層を取り囲む、請求項４１に記載の側面照明アセンブリ。
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