JP5317704B2 - レーザ導入された光を再指向する機能を有する表示パネル - Google Patents
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Description
（関連出願の引用）
本願は、２００６年１月１２日に出願された米国仮出願第６０／７５８，３７６号に対する優先権を主張し、該仮出願は本明細書において、その全体が参考として援用される。
本願は、２００６年１月１２日に出願された米国仮出願第６０／７５８，３７６号に対する優先権を主張し、該仮出願は本明細書において、その全体が参考として援用される。
（発明の分野）
本発明は、概して、表示装置と信号装置、および同上を作製するための方法に関し、一つの特定の非限定的な実施形態では、透明基板を有する表示装置と信号装置、および同上を作製するための方法に関する。
本発明は、概して、表示装置と信号装置、および同上を作製するための方法に関し、一つの特定の非限定的な実施形態では、透明基板を有する表示装置と信号装置、および同上を作製するための方法に関する。
（背景）
例えば、標識等の表示パネル、信号装置等、種々の種類の表示装置が、広く用いられている。ある種類の従来の表示パネルは、塗料、染料等を使用して、基板上に文字および／または数字を印刷することによって作製される。鋼、木材、ガラス等の基板を使用して、表示パネルを作製することが可能である。そのような表示パネルの実施例として、一般的なプラカードおよび標識を含む。別の種類の従来の表示パネルは、動的表示を使用する。そのような動的表示パネルの例として、液晶表示装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示装置等を含む。さらに別の種類の従来の表示パネルとして、事実上一定の情報を表示するネオン管および類似の静的装置を含む。
例えば、標識等の表示パネル、信号装置等、種々の種類の表示装置が、広く用いられている。ある種類の従来の表示パネルは、塗料、染料等を使用して、基板上に文字および／または数字を印刷することによって作製される。鋼、木材、ガラス等の基板を使用して、表示パネルを作製することが可能である。そのような表示パネルの実施例として、一般的なプラカードおよび標識を含む。別の種類の従来の表示パネルは、動的表示を使用する。そのような動的表示パネルの例として、液晶表示装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示装置等を含む。さらに別の種類の従来の表示パネルとして、事実上一定の情報を表示するネオン管および類似の静的装置を含む。
美観または実用的目的のため、他の種類の表示パネルよりもある種類の表示パネルを選択することが望ましくあり得る。例えば、店のガラスのウィンドウ等、透明基板上に文字および／または数字を有する標識によって、顧客は、店の大部分のウィンドウを通して、展示商品を閲覧することが可能になる。別の例として、夜間は標識を点灯するが、昼間は消灯したい場合、ネオン標識を使用して、情報を伝えることが望ましくあり得る。
公知の表示装置と比較して、改良された特性を有する表示装置を提供することが望ましい。また、１つ以上の所定の方向に電磁放射を指向または再指向可能な表示装置を提供することも望ましい。
装置は、基板と、基板内に少なくとも１つの放射指向機能とを備える。該機能は、主として所定の方向に電磁放射を指向するように構成される。
表示装置は、可視表面を有する基板と、基板内に少なくとも１つの放射指向機能とを備える。該機能は、基板内の少なくとも一部の電磁放射を主として可視表面へ指向するように構成される。
表示パネルを作製する方法は、基板内に放射ビームを集光し、基板内に導入された放射を主として所定の方向に指向するように構成される、放射指向機能を形成するステップを含む。
本発明は、以下の図面を参照して説明されるが、全体を通して、同じ参照番号は、同じ部品を識別する。
本明細書で使用される場合、「左」、「右」、「内側」、「外側」、「上」、「下」等の空間または方向を示す用語は、図面に示されるように、本発明に関する。しかしながら、本発明は、種々の代替配向を想定可能であり、従って、そのような用語は、限定されるものとみなされないことを理解されたい。さらに、本明細書で使用される場合、本明細書および特許請求の範囲で使用される寸法、物理的特徴、処理パラメータ、構成要素の数量、反応条件等を表す数字はすべて、用語「約」によって、すべての場合において修正されるものとして理解されるべきである。従って、明示されない限り、以下の明細書および特許請求の範囲に記載される数値は、本発明によって得ることを追求される所望の特性に応じて、変化してもよい。最低限かつ特許請求の範囲に対する均等論の適用を限定する試みとしてではなく、各数値は、計上される有効桁の数字を考慮し、通常の丸め技法を適用することによって、少なくとも解釈されるべきである。さらに、本明細書で開示されるすべての範囲は、初期範囲値から終了範囲値と、その中に含まれるありとあらゆる部分範囲とを包含するものと理解される。例えば、記載範囲「１〜１０」は、最小値１から最大値１０（であり包括的である）の間のありとあらゆる部分範囲を含むとみなされるべきである。つまり、最小値１以上から開始し、最大値１０以下で終了する全部分範囲、例えば、１〜３．３、４．７〜７．５、５．５〜１０等を含む。用語「可視領域」または「可視光」は、３８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射を示す。用語「赤外領域」または「赤外線放射」は、８００ｎｍ〜１００，０００ｎｍを超える範囲の波長を有する電磁放射を示す。用語「紫外領域」または「紫外線放射」は、３００ｎｍ〜３８０ｎｍ未満の範囲の波長を有する電磁エネルギを意味する。さらに、発行された特許および特許出願等を含むが、それらに限定されない、本明細書に参照されるすべてのドキュメントは、それら全体が「参照することによって援用される」ものとみなされる。「可視透過率」および「主波長」の値は、従来の方法を使用して求められるものである。
本発明は、１つ以上の所定の方向に光を指向するための表示パネルであることが可能である（限定されない）新規の物品を提供する。メッセージ、信号、ロゴ等を含むが、それらに限定されないイメージ（本明細書では、個別および集合的に、「イメージ」と称される）を、表示パネル上に標識可能である。いくつかの実施形態では、イメージは、常に、肉眼に対し可視でなくてもよい。例えば、イメージを表示するために、パネルの１つ以上の表面が照射されることが可能である。本明細書に使用されるように、用語「表面」は、物品の主要表面（例えば、矩形物品の場合、前面および後面）と物品の端部（側面）との両方を含む。ある非限定的な実施形態では、パネルの１つ以上の表面が照射されると、例えば、エッジ照明によって、イメージは、パネルの少なくとも１つの表面上で可視的となる。
以下の議論の目的のため、本発明は、「表示パネル」の使用を参照して論じられる。本明細書に使用されるように、用語「表示パネル」は、本発明の実践に従って、電磁放射を指向し、および／または１つ以上のイメージを表示するように設計された任意の物品を示す。表示パネルの実施例として、いくつか例を挙げると、標識、信号装置、ウィンドウ、フロントガラス、側灯、後退灯、サンルーフ、およびムーンルーフが含まれる。しかしながら、本発明は、これらの具体的に参照された物品の使用に限定されず、ラミネート加工または非ラミネート加工の住居用および／または商業用ウィンドウ、絶縁ガラス、および／または地上、航空、宇宙、海上、および水中車両用の透過性要素等を含むが、それらに限定されない、任意の所望の技術分野における物品を用いて実践され得ることを理解されたい。したがって、具体的に開示される例示的実施形態は、本発明の一般概念を説明するために単に提示されるものであり、本発明は、これらの特定の例示的実施形態に限定されないことを理解されたい。
本発明の機能を組み入れた非限定的な表示パネル１０は、図１から３に図示される。図１および２において最もよく分かるように、表示パネル１０は、図示される非限定的な実施形態において、第１の主要表面（前面）１４、第２の主要表面（裏面）１６、前端１８、後端２０、左端２２、および右端２４を有する矩形基板１２として示される、基板１２を含む。図示される実施形態では、基板１２の第１の主要表面１４は、可視表面２６を備える。基板軸２８は、少なくとも部分的に基板１２を貫通し、基板軸２８の少なくとも一部は、可視表面２６と略平行である。本発明は、矩形基板の使用に限定されず、いくつか例を挙げると、球形、正方形、円錐形、ピラミッド形、楕円形、または円筒形等を含むが、それらに限定されない、任意の基板形状を使用可能であることを理解されたい。さらに、基板１２の対向する表面または端は、必ずしも互いに平行である必要はない。表示パネル１０は、以下にさらに詳述されるように、１つ以上のエネルギ指向機能３０を含む。機能３０は、１つ以上の所定の方向、例えば、可視表面（ｖｉｅｗｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）２６へ、電磁放射、例えば、可視光を選択的または優先的に指向するように構成される。
本発明の広範囲の実践において、表示パネル１０の基板１２は、任意の所望の特徴を有する任意の所望の材料であることが可能である。例えば、基板１２は、可視光に対し透明または半透明であることが可能である。「透明」とは、０％を上回り、１００％未満の可視光透過率を有することを意味する。別様に、基板１２は、半透明であることが可能である。「半透明」とは、観察者と反対側の物体が明確に視認できないように、電磁エネルギ（例えば、可視光）を通過させるが、本エネルギを拡散させることを意味する。好適な材料の実施例として、プラスチック基板（ポリアクリル酸塩等のアクリルポリマー；メタクリル酸ポリメチル、メタクリル酸ポリエチル、メタクリル酸ポリプロピル等のメタクリル酸ポリアクリル；ポリウレタン；ポリカーボネート；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリアルキルテレフタレート；ポリシロキサン含有ポリマー；またはこれらを調製するための任意のモノマーの共重合体、あるいはそれらの任意の混合物）、セラミック基板、ガラス基板、あるいは上述のいずれかの混合物または組み合わせを含むが、それらに限定されない。例えば、基板１２は、従来のソーダ石灰ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、または鉛枠を含むことが可能である。ガラスは、クリアガラスであることが可能である。「クリアガラス」とは、非染色または非着色ガラスを意味する。別様に、ガラスは、染色または着色されたガラスであることが可能である。ガラスは、焼鈍または熱処理ガラスであることが可能である。本明細書に使用されるように、用語「熱処理」とは、硬度調整または少なくとも部分的に硬度調整されることを意味する。ガラスは、従来のフロートガラス等の任意の種類であることが可能であって、例えば、可視光線透過率、紫外線透過率、赤外線透過率、および／または総太陽エネルギ透過率の任意の値等の光特性を有する任意の組成であることが可能である。「フロートガラス」とは、溶融ガラスが、溶融金属浴上に成膜され、制御可能に冷却され、フロートガラスリボンを形成する、従来のフロートプロセスによって形成されるガラスを意味する。次いで、リボンは、所望に応じて、切断および／または成形および／または熱処理される。フロートガラスプロセスの実施例は、米国特許第４，４６６，５６２号および第４，６７１，１５５号に開示される。本発明を限定することなく、基板１２の好適なガラスの実施例は、米国特許第４，７４６，３４７号、第４，７９２，５３６号、第５，０３０，５９３号、第５，０３０，５９４号、第５，２４０，８８６号、第５，３８５，８７２号、および第５，３９３，５９３号に記載される。基板１２は、任意の所望の寸法、例えば、長さ、幅、形状、または厚さであることが可能である。一例示的非限定的な実施形態では、基板１２は、１ｍｍ〜１０ｍｍ厚、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍ、または１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、あるいは１．８ｍｍ〜２．３ｍｍ厚であることが可能である。
一例示的非限定的な実施形態では、基板１２は、参照波長５５０ナノメートル（ｎｍ）で、高可視光透過率を有することが可能である。「高可視光透過率」とは、８７％以上、９０％以上、９１％以上、９２以上等、５５０ｎｍで８５％以上の可視光透過率を意味する。本発明の実践に有用な非限定的な高可視光透過率ガラスは、米国特許第５，０３０，５９３号および第５，０３０，５９４号に開示され、Ｓｔａｒｐｈｉｒｅ（登録商標）の商標の下、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。
一例示的非限定的な実施形態では、機能３０は、基板材料と異なる屈折率を有する。屈折率の差異は、任意の所望の方法で達成されることが可能である。一例示的非限定的な実施形態では、機能３０は、（１）異なる密度、例えば、そのすぐ近傍を囲む基板よりも高い密度を有する、（２）そのすぐ近傍を囲む基板と異なる組成を有する、または（３）そのすぐ近傍を囲む基板と機械的に異なり、例えば、局所応力領域を有する、および／または基板内に割れ目を含む、ことが可能である。本明細書で使用されるように、「すぐ近傍」は、１，０００マイクロメータ未満、５００マイクロメータ未満、２００マイクロメータ未満等、機能３０から１０ミクロン〜１ミリメータ離れた距離を示す。機能３０は、周囲基板１２とは異なる屈折率を有することが可能である。一例示的非限定的な実施形態では、機能３０は、異なる屈折率、例えば、周囲材料よりも高い屈折率を有することが可能である。例えば、機能３０は、少なくとも０．００２異なる屈折率、例えば、そのすぐ近傍を囲む基板１２の屈折率よりも０．００４、０．００６、０．００８、０．０１、０．０２、０．０３、０．０５、０．０７、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０高い、周囲材料よりも高い屈折率を有することが可能である。機能３０と周囲材料との間の屈折率の変化は、漸進的または急激であることが可能である。離散的機能（図１から２Ａに記載のような）に対し、屈折率の変化は、図３に示される連続的機能３０に対するよりも漸次的であることが可能である（そこでは、連続的機能からの電磁エネルギの「漏出」を防止または低減するために、屈折率のより急激な変化が望ましい）。
ガラス基板１２に対し、上記（１）が該当する場合、機能３０は、ガラス製であり、異なる、例えば、そのすぐ近傍におけるガラスよりも高い密度を有することが可能である。上記（２）が該当する場合、機能３０は、例えば、ナトリウム原子がガラス内に侵入し、機能３０から離脱する結果生じ得る、ガラス基板１２のバルク内のシリカネットワークの重合によってもたらされることが可能である。上記（３）が該当する場合、局所応力および／または割れ目が、ガラス基板１２内に形成され、基板１２内に新しいインターフェースを生成することが可能である。
本発明によると、機能３０は、任意の形状であることが可能であり、種々の機能３０は、同一または異なる形状であることが可能である。図１および２に示される非限定的な実施形態では、機能３０は、４００ナノメートル〜１ミリメータ、例えば、１ミクロン〜５ミクロンの範囲の長さ（側面から見る）を有する。各機能３０は、同一または異なるサイズを有することが可能である。図１および２に示される実施形態は、複数の離間した個別の機能３０を利用する。図１では、機能３０の少なくともいくつかは、一列に配列される（平面内で）。図２および２Ａでは、機能３０の少なくともいくつかは、異なる列に配列される（すなわち、異なる平面）。表示パネル１０は、１つ以上の平面において、１つ以上の配向を有する機能３０を含むことが可能である。図３に示される実施形態では、機能３０は、少なくとも部分的に基板１２を貫通し、第１の先端３２および第２の先端３４を有する導波管または導管の形状をとる。図３の機能は、円形、楕円形、多角形（例えば、正方形、三角形等）等の任意の所望の断面を備えた管状の形状を有することが可能である。第１および第２の先端３２、３４は、基板１２の表面の１つで終端する必要はないが、基板１２内で開始および終了することが可能である。
本発明の表示パネル１０を作製する例示的方法が、初めに図４を参照して説明され、次いで、表示パネル１０の種々の実施形態の動作について説明される。本発明の表示装置を作製するための例示的装置４０は、図４に示される。装置４０は、基板１２を保持し、固定するための保持装置４２を含む。装置４０は、さらにレーザ４４および集光レンズ４６を含む。随意に、装置４０は、従来のプリズム４８をさらに含む、または利用することが可能である。水等の屈折率整合流体のフィルム５１は、プリズム４８と基板１２の表面との間に位置されることが可能である。
レーザ４４は、従来のナノ秒、ピコ秒、またはフェムト秒パルス状レーザ等を含むが、それらに限定されない、従来のパルス状レーザであることが可能である。好適なレーザとして、例えば、近赤外領域の波長を有するチタンドープサファイアレーザまたはイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）レーザを含むが、それらに限定されない。特に好適なレーザとして、２８０ｎｍ〜１５６０ｎｍ、７００ｎｍ〜１，０６４ｎｍの範囲の波長、１００フェムト秒〜５ナノ秒の範囲のパルス時間、および１〜５ミリジュールの範囲の電力を有する、パルス状レーザを含む。
レンズ４６は、１０×〜２０×顕微鏡対物レンズ等を含むが、それに限定されない、任意の従来のレンズであることが可能である。レンズ４６は、レーザ４４によって放電される電磁放射に対し高い透明性を有することが可能である。
基板１２およびレーザ４４は、互いに対し移動可能である。例えば、図示される実施形態では、保持装置４２は、レーザ４４に対し任意の方向に基板１２を移動するために使用することが可能な移動装置５０を含む。しかしながら、レーザ４４、集光レンズ４６、プリズム４８アセンブリが、基板１２よりも移動可能であることは、同様に考えられる。
基板１２に機能３０を形成するために、レーザ４４の焦点が基板１２の内部にあるように、装置４０は調整される。レーザ４４が励起されると、電磁放射は、集光レンズ４６をおよびプリズム４８を通過し、基板１２に入射する。プリズム４８は、レーザ４４が基板表面に対しある角度をなして向けられる場合生じ得る反射損の低減を支援する。油等の屈折率整合流体は、プリズム４８と基板１２との間に配置されることが可能である。焦点において、例えば、基板材料の密度および／または光特性を変更することにより、電磁放射によって、機能３０が形成される。図４から理解されるように、レーザ４４が、基板１２の表面に対し角度５２で配置されるため、機能３０の長手方向軸５４もまた、機能３０を通過する基板平面５８から類似の角度５６オフセットされる。１つの機能３０が形成された後、移動装置５０が駆動され、基板１２を移動させ、基板１２内部のレーザ４４の焦点を再配置することが可能である。次いで、レーザ４４が再び駆動され、別の機能３０を基板１２に形成可能である。基板１２が平面５８に沿って単に平行移動される場合、図１に示されるような構造がもたらされる。基板１２に対するレーザ４４の角度に基づいて、機能３０は、典型的には、例えば、４００ｎｍ〜１ｍｍ、４００ｎｍ〜３００ミクロン、４００ｎｍ〜２００ミクロン、４００ｎｍ〜１００ミクロン、４００ｎｍ〜５０ミクロン、４００ｎｍ〜１０ミクロン、４００ｎｍ〜５ミクロン、４００ｎｍ〜１ミクロンの範囲の直径（楕円形の場合、縦軸）を有する楕円形または円形形状となる。理解されるように、機能３０の直径が小さく、基板１２の単位面積当たりの機能３０が少ない程、機能３０は、肉眼に対し見えにくくなる。
基板１２が平面５８の方向に平行移動されるが、レーザ４４からの距離も変化する場合、図２に示されるような構造が形成されることが可能である。基板１２が平行移動され、かつ回転または旋回される場合、図２Ａに示されるような構造が形成されることが可能である。
別様に、装置４０を使用して、図３に示されるような円筒形または管形状の機能３０を形成することが可能である。円筒形機能３０は、直線または湾曲し、光チャネルあるいは導波管のような作用をすることが可能である。当業者に理解されるように、管状機能３０を形成するために、基板１２は、図４に示されるような類似方法で配置されることが可能である。レーザ４４の焦点は、基板１２および駆動されるレーザ４４の端部またはその近傍（下端等）に配置可能である。レーザ４４が駆動（例えば、波動）されている間、移動装置５０を使用して、基板１２を徐々にまたは漸次的に移動させ、レーザ４４の焦点の位置を調節し、図３に示される管状機能３０を形成することが可能である。
次に、本発明による表示パネル１０の種々の非限定的な実施形態の動作が説明される。図１を参照すると、機能３０は、基板１２に形成され、照射される場合にパターンまたはイメージを形成するように配置される。例えば、図５ａは、表示パネル１０が照射されない場合の表示パネル１０の可視表面２６を示す。機能３０は、検出されない、または肉眼で見てわずかに検出可能であってもよい。これは、小型の機能３０によるためである。しかしながら、図１に戻ると、電磁放射源（例えば、光源６０）が駆動され、基板１２に指向されると、例えば、基板１２の右端２４では、光源６０からの電磁放射６２の少なくとも一部は、基板１２の内部に指向される。
図１から理解され得るように、電磁放射６２が機能３０に接触すると、機能３０と衝突する放射６２の少なくとも一部は、可視表面２６へのその原経路から再指向される。このように、機能３０は、電磁放射６２の経路を反射または再指向する小型の鏡のように作用する。図５ｂは、光源６０が照射され、基板１２に配列された機能３０から反射された放射により形成されるイメージを表す場合の、表示パネル１０の可視表面２６を示す。
図２に示される実施形態は、主として可視表面２６へ放射６２を指向する類似の方法で作用する。しかしながら、図２Ａに示される実施形態では、放射６２は、いくつかの異なる方向に指向される。
図３に示される実施形態は、上述と類似の方法で作用することが可能である。つまり、光源６０は、細長い機能３０の第１の先端３２に隣接して配置される。光源６０が駆動されると、光源６０からの電磁放射６２は、第１の先端３２を通過し、機能３０に入射し、第１の先端３２から第２の先端３４へ指向される。機能３０と周囲ガラスとの屈折率の差異のため、機能３０に入射する光は、ガラス基板内へ後方反射されず、むしろ機能３０内に留まる。
本発明の広範囲の側面では、機能３０は、三次元であることが可能であり、任意の縦横比を有することが可能である。各機能３０は、同一または異なる縦横比を有することが可能である。機能３０は、基板１２の表面に対し任意の角度で配向されることが可能である。種々の機能３０は、同一または異なる角度で配向されることが可能である。例えば、１つ以上の機能３０は、イメージが表示される基板１２の表面２６に対し、角度４５°で配向されることが可能である。基板内の単位面積当たりの機能３０の数は、任意の方法で変更可能である。
本発明によると、基板１２の１つ以上の表面が照射されると、イメージは、基板１２の少なくとも１つの表面を通して見ることが可能である。上述のように、基板の表面の１つ以上を照射するステップは、エッジ照明を含む。非限定的な実施形態では、イメージは、基板１２の他の表面上よりもある表面上でより可視的となることが可能である（すなわち、イメージは、基板１２の他の表面よりもある表面上でより強烈である）。基板１２の機能３０が、無作為の指向とは対照的に、照射される光を優先的にある方向に再指向させるように設計される場合に、本効果は生じることが可能である。
一例示的非限定的な実施形態では、機能３０は、機能３０に衝突する光源６０からの光を主としてある方向に再指向する。「主として」とは、例えば、再指向される光のうちの７５％を超える光、または再指向される光のうちの８５％を超える光等、再指向される光のうちの５０％を超える光が、所定のある方向に向かうことを意味する。言い換えると、光は、全方向に等方的ではなく、所定の方法で異方的に指向される。別様に、図２Ａから理解されるように、機能３０をグループ化し、いくつかの異なる方向に光を再指向することが可能である。例えば、機能３０のあるグループは、第１の方向に光を再指向し、機能３０の別のグループは、異なる方向に光を再指向することが可能である。
表示パネル１０によって表示可能なイメージの種類に関し、限定はない。例えば、イメージは、その形態において、単語、種々の形状、ロゴ、シンボル等であることが可能である。様々な着色された光源６０を使用することによって、基板１２を通して、種々の色を表示することが可能である。
非限定的な実施形態では、基板１２のどの表面が照射されるかに応じて、異なるイメージが基板１２に表示される。例えば、基板１２のある表面が照射されると、「ＮＯ」が表示され、別の表面が照射されると、「ＹＥＳ」が表示されることが可能である。
別の非限定的な実施形態では、基板１２の複数の表面が、様々な着色された光源６０によって同時に照射され、多彩色イメージを表示することが可能である。別様に、異なる機能３０は、異なる波長の電磁放射を優先的に反射することが可能である。このように、同一光源によって照射される複数の機能３０は、多彩色を指向または反射することが可能である。
本発明によると、基板内の機能３０は、基板１２の１つ以上の表面が照射されると、１つ以上の特定の方向に光を指向可能であるため、表示パネル１０を使用して、種々の目的のために光を再指向することが可能である。例えば、表示パネル１０は、部屋の中の特定の方向に太陽光を再指向するために使用される天窓であることが可能である。
本発明によると、基板の表面を照射するための光源６０は、基板に所望のメッセージ、標識、ロゴ、広告等を提供するために使用され得る、任意の光源であることが可能である。別様に、光源６０は、赤外線（ＩＲ）および／または紫外線（ＵＶ）波長範囲等の非可視波長領域の電磁放射を提供可能であり、機能３０は、これらの非可視領域内のみで放射を反射し、肉眼では非可視であるが、好適なフィルタ、レンズ、または受像機で検出され得るイメージを形成するように構成されることが可能である。好適な光源として、可視波長レーザ、ハロゲンおよび白熱ランプ、種々の色のＬＥＤ、ＩＲ放射源、ＵＶ放射源等を含むが、それらに限定されない。表面の照射は、光源６０から直接、または、例えば、光源６０に近接する光ファイバから間接的に行うことが可能である。間接的に表面を照射するステップによって、光源６０が物品から一定の距離で配置されることが可能になる。
非限定的な実施形態では、好適な光源は、自然光、例えば、太陽の直接光線である。
本発明の物品は、種々の方法で使用されることが可能である。例えば、センターハイマウントストップランプ（ｃｅｎｔｅｒ ｈｉｇｈ ｍｏｕｎｔｅｄ ｓｔｏｐ ｌａｍｐ；ＣＨＭＳＬ）、方向指示器等の信号装置、またはヘッドアップ表示装置（ＨＵＤ）として、本物品を車両内で使用することが可能である。また、本発明の物品は、例えば、ガラス層にロゴ等のシンボルを表示するためのレストランの標識として使用することが可能である。
非限定的な実施形態では、本発明の物品は、光活性要素を含有する、または光起電装置のカバーとしての基板に含めることが可能である。本発明の物品は、光活性要素によって生成されるエネルギの量を増加させるために、光を光活性要素に再指向する。別の非限定的な実施例として、本発明の物品は、窓内に存在し、自然光をあまり受光できない領域等の照明目的として、部屋の特定の領域に光を再指向する。
別の潜在的非限定的な用途では、機能３０は、強烈な光源が、特定の表面または端から表示パネル１０を照射する場合に、光を強力に散乱させ、それによって、欠陥パターンを露呈し、表示パネル１０背後のものを覆い隠させることが可能である。光源が、任意の他の表面または端から再指向される場合、仮に見える場合でも、欠陥パターンは、僅かに見えるだけとなる。強烈な光源がないと、欠陥パターンは、裸眼に対し完全または実質的に非可視となり得る。光源をオン／オフに切り替えることによって、ガラス背後のものを、遠隔で覆隠または露呈させることが可能である。
一例示的非限定的な実施形態では、本発明の装置は、照射される場合に、イメージを表示する必要はないが、むしろ、自然光等を含むが、それに限定されない、電磁放射等を１つ以上の所定の方向に再指向するために使用することが可能である。例えば、本発明の機能３０は、窓、天窓等の建築的透明要素に組み込まれ、部屋の特定の部分へ太陽光を優先的に指向することが可能である。
さらに、放射源６０によって基板１２に導入される光の波長を選択し、基板材料の特性の透過率に一致または補完させることが可能である。例えば、基板材料が、緑色光を透過するが、青色光または赤色光を遮断あるいは吸収する場合、緑色光を放出するように構成された放射源６０を使用することが可能である。つまり、基板１２に対し最も透明な波長または波長領域に一致する放射源６０を選択することが可能である。別様に、基板１２の組成を選択し、透過に望ましい波長に補完または一致させることが可能である。基板材料または組成を選択し、１つ以上の望ましくない波長を吸収または遮断（例えば、フィルタ）し、１つ以上の望ましい波長を透過させることが可能である。
上述の説明に開示された概念から逸脱することなく、本発明に修正をなし得ることは、当業者には容易に理解されるであろう。そのような修正は、本発明の範囲内で含まれるものとみなされる。従って、上記本明細書に詳述された特定の実施形態は、例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は、添付の請求の範囲の全範囲およびその同等物に対して与えられる。
Claims (17)
- プラスチック、セラミックまたはガラスにより作製された基板であって、該基板が可視光に対し透明または半透明である、基板と、
電磁放射を該基板内に導入するように構成された電磁放射源と、
該基板内の少なくとも１つの放射指向構造部材であって、該基板の材料とは異なる屈折率を有し、該電磁放射源によって該基板内に導入された電磁放射の少なくとも一部を所定の方向に再指向するように構成されており、該放射指向構造部材から反射された放射が、該基板の少なくとも１つの表面を通して可視である所定のイメージを形成するようなパターンで該少なくとも１つの放射指向構造部材が配置されている構造部材と
を含み、
ここで、該放射指向構造部材が、そのすぐ近傍にある該基板とは異なる密度を有する構造部材およびそのすぐ近傍の該基板と異なる組成を有する構造部材から選択され、
該放射指向構造部材が、第１の先端および第２の先端を有する円筒形状または管形状を有し、該放射指向構造部材が、湾曲しており、電磁放射を該第１の先端から該第２の先端へと指向させ、光チャネルまたは導波管のように作用する、装置。 - 前記基板は、ガラスにより作製されている、請求項１に記載の装置。
- 前記構造部材は、そのすぐ近傍にある前記基板より高い密度を有する、請求項１に記載の装置。
- 前記構造部材は、そのすぐ近傍にある前記基板より高い屈折率を有する、請求項１に記載の装置。
- 前記構造部材は、そのすぐ近傍の前記基板と異なる組成を有する、請求項１に記載の装置。
- 前記構造部材は、前記基板内に少なくとも１つの局所応力領域を備える、請求項１に記載の装置。
- 前記基板は、可視表面を含み、前記少なくとも１つの構造部材は、該基板の内部から該可視表面へ放射を再指向して、前記イメージを形成するように構成される、請求項１に記載の装置。
- 前記構造部材は、所定の波長範囲内の電磁放射を再指向するように構成される、請求項１に記載の装置。
- 前記構造部材は、ＩＲ波長範囲および／またはＵＶ波長範囲内の電磁放射を再指向するように構成される、請求項８に記載の装置。
- 複数の方向に電磁放射を再指向するように構成される複数の構造部材を含む、請求項１に記載の装置。
- 前記構造部材は、前記基板の屈折率と少なくとも０．００２だけ異なる屈折率を有する、請求項１に記載の装置。
- 前記電磁放射源が、前記基板に隣接して配置されている、請求項１に記載の装置。
- 前記放射指向構造部材は、管状の形状を含む、請求項１に記載の装置。
- 前記装置は、センターハイマウントストップランプである、請求項１に記載の装置。
- 可視表面を有し、可視光に対し透明または半透明であるプラスチック、セラミックまたはガラスにより作製された基板と、
電磁放射を該基板内に導入するように構成された電磁放射源と、
該基板内の少なくとも１つの放射指向構造部材であって、該基板の材料とは異なる屈折率を有し、該電磁放射源によって該基板内に導入された電磁放射の少なくとも一部を該可視表面へ再指向するように構成されており、該放射指向構造部材から反射された放射が、該基板の少なくとも１つの表面を通して可視である所定のイメージを形成するようなパターンで該少なくとも１つの放射指向構造部材が配置されている構造部材と
を含み、
ここで、該放射指向構造部材が、そのすぐ近傍にある該基板とは異なる密度を有する構造部材およびそのすぐ近傍の該基板と異なる組成を有する構造部材から選択され、
該放射指向構造部材が、第１の先端および第２の先端を有する円筒形状または管形状を有し、該放射指向構造部材が、湾曲しており、電磁放射を該第１の先端から該第２の先端へと指向させ、光チャネルまたは導波管のように作用する、表示装置。 - 可視表面を有し、可視光に対し透明または半透明であるプラスチック、セラミックまたはガラスにより作製された基板と、
該基板内の複数の放射指向構造部材であって、該基板の材料とは異なる屈折率を有する構造部材と、
電磁放射を該基板内に導入するように構成された電磁放射源と
を含み、該放射指向構造部材は、該電磁放射源によって該基板内に導入された該電磁放射の少なくとも一部を、該可視表面へ再指向するように構成され、該放射指向構造部材から反射された放射が、該基板の少なくとも１つの表面を通して可視である所定のイメージを形成するようなパターンで該放射指向構造部材が配置されており、
ここで、該放射指向構造部材が、そのすぐ近傍にある該基板とは異なる密度を有する構造部材およびそのすぐ近傍の該基板と異なる組成を有する構造部材から選択され、
該放射指向構造部材が、第１の先端および第２の先端を有する円筒形状または管形状を有し、該放射指向構造部材が、湾曲しており、電磁放射を該第１の先端から該第２の先端へと指向させ、光チャネルまたは導波管のように作用する、表示装置。 - 放射ビームをプラスチック、セラミックまたはガラスにより作製された基板内に集光し、該基板内に導入された放射を所定の方向に再指向するように構成される、基板の材料とは異なる屈折率を有する放射指向構造部材を形成することを含む、表示パネルを作製するための方法であって、該基板が、可視光に対し透明または半透明であり、該放射指向構造部材から反射された放射が、該基板の少なくとも１つの表面を通して可視である所定のイメージを形成するようなパターンで該少なくとも１つの放射指向構造部材が配置され、
ここで、該放射指向構造部材が、そのすぐ近傍にある該基板とは異なる密度を有する構造部材およびそのすぐ近傍の該基板と異なる組成を有する構造部材から選択され、
該放射指向構造部材が、第１の先端および第２の先端を有する円筒形状または管形状を有し、該放射指向構造部材が、湾曲しており、電磁放射を該第１の先端から該第２の先端へと指向させ、光チャネルまたは導波管のように作用する、方法。
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