特許 6382204 照明物品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6382204

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】照明物品

(51)【国際特許分類】

   F21V 8/00 20060101AFI20180820BHJP

   F21L 4/00 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   F21V8/00 330

   F21L4/00 510

   F21V8/00 340

【請求項の数】2

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-537788(P2015-537788)

(86)(22)【出願日】2013年10月16日

(65)【公表番号】特表2015-536534(P2015-536534A)

(43)【公表日】2015年12月21日

(86)【国際出願番号】US2013065220

(87)【国際公開番号】WO2014062789

(87)【国際公開日】20140424

【審査請求日】2016年7月29日

(31)【優先権主張番号】61/716,088

(32)【優先日】2012年10月19日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505005049

【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100110803

【弁理士】

【氏名又は名称】赤澤 太朗

(74)【代理人】

【識別番号】100135909

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 和歌子

(74)【代理人】

【識別番号】100133042

【弁理士】

【氏名又は名称】佃 誠玄

(74)【代理人】

【識別番号】100157185

【弁理士】

【氏名又は名称】吉野 亮平

(72)【発明者】

【氏名】ハオ， ビン

(72)【発明者】

【氏名】エンダー， デイヴィッド エー．

(72)【発明者】

【氏名】グリフィン， マイケル イー．

(72)【発明者】

【氏名】アンダーソン， ケヴィン ダブリュー．

(72)【発明者】

【氏名】ブッチェラート， ジーナ エム．

(72)【発明者】

【氏名】カーペンター， バリー エス．

【審査官】 當間 庸裕

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５１６９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７３３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３２５２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１３１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０５３２１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４００２８９５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１６１０２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−１３３０２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｆ２１Ｌ ４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

着用者の頭部に着用するように構成された着用可能な装置と、
前記着用可能な装置に配置された光ガイドであって、長尺であり、第１の端部、及び前記第１の端部とは反対側の第２の端部を有する光ガイドと、
前記第１の端部に位置付けられ、前記光ガイド内に光を放出するための第１の光源と、を備え、
前記光ガイドが、
前記第１の端部と前記第２の端部との間で概ねｘ方向に延びる光放出面と、
前記光放出面とは反対側に位置付けられる光反射面と、を更に備え、
前記光反射面が、前記ｘ方向に対して垂直のｙ方向に光を方向付けるように構成された複数の光抽出器を備え、
前記光放出面が、光を着用者から離れる方向に、かつ光がｘｙ平面とほぼ平行な方向に準視準光化するように構成される、照明物品。

【請求項2】

前記光放出面のうちの少なくとも一部が、湾曲したｙｚプロファイルを有する、請求項１に記載の照明物品。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

高輝度発光ダイオードは、タングステン電球などの他の光源と比較して、それらの好適な有効性、及び長寿命のため、高照度を必要とする利用において使用を見出している。しかしながら、１つの欠点は、発光ダイオードの、直接の、又は更には反射した観測によって遭遇する過剰なグレアである。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0002】

本開示は、着用者の頭部に着用するように構成された着用可能な装置と、着用可能な装置上に配置された光ガイドであって、光ガイドが長尺であり、第１の端部、及び第１の端部とは反対側の第２の端部を有する、光ガイドとを含む照明物品を記載する。照明物品は、第１の端部に位置付けられる、光を光ガイド内に放出するための第１のＬＥＤをもまた含む。光ガイドは、第１の端部と第２の端部との間で概ねｘ方向に延びる光放出面と、光放出面とは反対側に位置付けられる光反射面とを更に含む。光反射面は、光を、ｘ方向に対して垂直のｙ方向に方向付けるための複数の光抽出器を含む。光放出面は、光をｘ−ｙ平面に方向付けるように構成される。

【0003】

いくつかの実施形態において、照明物品は、第２の端部に位置付けられる、光を光ガイド内に放出するための第２のＬＥＤを含む。いくつかの実施形態において、複数の光抽出器における光抽出器のうちの少なくともいくつかは、第１の光源が発生させる複数の光線を、準視準光線に変換するように構成される。いくつかの実施形態において、複数の光抽出器における光抽出器のうちの少なくともいくつかは、抽出器光反射面を含み、抽出器光反射面は、光ガイドから反射する光が所定の方法で伝播するように、系統的な方法で異なる。特定の実施形態における抽出器光反射面は、湾曲、凸面、又は凹面であり得る。抽出器はまた、楔形であってもよい。いくつかの場合、抽出器は、正の円筒状サグ、又は負の円筒状サグを有する楔形である。

【0004】

特定の実施形態において、光放出面の一部は、湾曲したｙｚプロファイルを有し得る。いくつかの実施形態において、光放出面のｙｚプロファイルは、凸面、又は非球面である。光放出面は、切子面を含み得る。光放出面は、ｘｚ平面において、湾曲した、又はアーチ状のプロファイルをもまた有し得る。照明物品はまた、光がｘｙ平面の外側の平面に方向付けられ得るように、光ガイドの対向端部のうちの１つ、又は両方に転心を含み得る。照明物品は、光ガイドから光反射面とは反対側に位置付けられる補助的背面反射体を更に備え得る。補助的背面反射体は、湾曲したｙｚプロファイルを有してもよく、凸面、凹面、又は非球面であってもよい。

【0005】

本明細書に記載される照明物品の着用可能な装置は、多数の適切な要素であり得る。一実施形態において、着用可能な装置は、保護眼鏡であり得る。そのような実施形態において、保護眼鏡は、光ガイドの第１、及び第２の端部にそれぞれ近接して位置する、第１、及び第２の取り付け点から後方に延びる、第１、及び第２の側部つる部品を含んでもよく、第１、及び第２の取り付け点は、それらの間の保護眼鏡の前部分を定義し、前部分は、光ガイドと異なる、少なくとも１つの前レンズ部分を備える。他の実施形態において、着用可能な装置は、保護ゴーグル、フェイスシールド、フルフェイス人工呼吸器、電動人工呼吸器のための頭頂部、鉱業用ヘルメット、医療用ヘッドセット、又は潜在的には老眼鏡であり得る。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図2A】本開示の照明物品の代表的な実施形態の平面図を示す。

【図2B】図２Ａの拡大領域を示す。

【図3A】本開示の光ガイドの代表的な実施形態の様々な図を示す。

【図3B】本開示の光ガイドの代表的な実施形態の様々な図を示す。

【図3C】本開示の光ガイドの代表的な実施形態の様々な図を示す。

【図3D】本開示の光ガイドの代表的な実施形態の様々な図を示す。

【図4】本開示の光ガイドの代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図5A】２つの異なる光ガイドの断面図を示す。

【図5B】２つの異なる光ガイドの断面図を示す。

【図6】本開示の光ガイドの代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図7A】本開示の抽出器の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図7B】本開示の抽出器の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図8A】本開示の照明物品の代表的な実施形態の前面図を示す。

【図8B】本開示の照明物品の代表的な実施形態の前面図を示す。

【図9】本開示の光ガイド面からの光度のプロットである。

【図10】本開示の光ガイド面からの光度のプロットである。

【図11】本開示の光ガイド面からの光度のプロットである。

【図12】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図13】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図14】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図15】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図16】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図17】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図18】本開示の光ガイドの代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図19】本開示の光ガイドの代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図20】本開示の光ガイドの代表的な実施形態の前面図を示す。

【図21A】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図21B】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図21C】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図22】本開示の照明物品の代表的な実施形態の斜視図を示す。

【図23】本開示において使用される光源の回路図を示す。

【図24】本開示の照明物品の代表的な実施形態の写真を示す。

【図25】抽出器サイズを拡大縮小するために使用される関数のプロットを示す。

【図26】模擬照度分布のプロットを示す。

【図27】模擬強度分布のプロットを示す。

【図28】本開示の照明物品の代表的な実施形態の写真を示す。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本記載は、様々な照明物品に関する。概ね理解されるように、様々な分野における、又は娯楽の目的のための多数の用途が、ある種のヘッドギアを必要とし、これは、ユーザが効果的に作業するための照明部品もまた必要とし得る。より高輝度のＬＥＤへの移行は、輝度、効率、及びより長寿命の利益を提供しているが、そのようなＬＥＤ照明装置を着用するユーザの同僚が、作業環境においてＬＥＤを直視することに関する問題もまたもたらしている。照明物品を着用しないこれらの同僚は、明るい点、グレア、及び照明物品の着用者を見る際の不快感について訴え得る。更に、そのような物品のユーザは、影、又は不均一な照明の問題について訴え得る。例えば、作業面上に点光源から光る光は、ユーザの手、又は作業用具によって遮断され、暗闇での作業領域の視界を暗くし得る。本記載の照明物品は、例えば、眼鏡のつる部品に取り付けられるＬＥＤ、又はＬＥＤヘッドランプに依存する着用可能な照明のより標準的な手法に対する改良を提供する。本開示の照明物品は、点光源を長尺物と交換することによって、光源の方を見る人の目に一般的に優しい光ガイドから光を送達することにより、上述の問題の軽減を提供する。更に、光ガイド要素の長尺の特質（すなわち、長尺の光放出領域を有する）は、作業領域中に、例えば、直接作業領域に向けられるＬＥＤによって照明される手を有することによって発生させられる、不快な陰影を大きく低減し得る。

【0008】

本開示の照明物品は、着用可能な装置上に配置された光ガイドを含む。使用時に、照明物品は、典型的には着用者の頭部に着用され、着用者が見る領域を照明する。図１は、その上に配置された光ガイド１０を有する保護眼鏡２を、着用可能な装置として含む、照明物品１の簡易化した実施形態を示す。光ガイド１０は、長尺であり、第１の端部１２、及び第１の端部１２とは反対側の第２の端部１４を有する。光源１５、及び１６は、光を、光ガイドとは反対側の端部に放出するために位置付けられ、典型的には、光源１５、及び１６は、光源ホルダ１７、及び１８内にそれぞれ格納される。光源１５、及び１６は、適切な電源（図示せず）に接続され得る。光ガイド１０は、光源からの光を所望の方向に、典型的には、保護眼鏡２を着用する人の前に、典型的には、光ガイド１０から放出される光を視聴する人が過剰なグレアを受けないような方法で、方向付けるように構成される。

【0009】

図２Ａは、保護眼鏡２、及び第１の端部２２、及び第１の端部２２とは反対側の第２の端部２４を有する光ガイド２０を含む、照明物品２１の簡易化した実施形態の平面図を示す。光源ホルダ２７、及び２８は、光ガイド２０とは反対側の端部に位置付けられ、光源２５、及び２６をそれぞれ保持する。光源２５、及び２６は、ＬＥＤなどの点光源であり得る。図２Ｂは、図２Ａの部分の拡大を示し、光源ホルダ２７内の光源２５を示す。複数の光線２３は、光源２５から放出し、光ガイド２０の第１の端部２２に進入するように示される。他の光線（例えば、２９）は、光ガイド２０の第１の端部２２に進入する前に、光源ホルダ２７の面から反射され得る。いくつかの実施形態において、光線２９の反射は、内部全反射（「ＴＩＲ」）を介して、若しくは光源ホルダ２７の面に反射コートを提供することによって、又はＴＩＲ、及び反射コートの組み合わせによってであり得る。いくつかの実施形態において、光源２５から放出される光線を前視準化するために、前視準要素（例えば、レンズ、図示せず）が、光ガイド２０の光源２５と第１の端部２２との間に含まれ得る。しかしながら、輝度を維持しながらグレアにおける所望の低減を達成するために、前視準要素は含まれる必要がないことが発見されている。いくつかの実施形態において、例えば、製造の簡易化のために、前視準要素を含まないことが所望ですらあり得る。前視準要素を有さない実施形態において、光導入領域、例えば、ノッチ（図示せず）を第１の端部２２内に含むことが所望であり得る。

【0010】

図１、２Ａ、及び２Ｂは、本開示の照明物品の簡易化した表現であり、光ガイドは、本明細書により詳細に記載されるように、１つの光源（又は、２つ以上の光源）からの光を、照明物品を着用する人の前の領域に方向付けるように構成されることが理解されるべきである。図１、２Ａ、及び２Ｂは、本開示を着用可能な装置としての保護眼鏡に限定すると考慮されるべきではない。例えば、保護ゴーグル、フェイスシールド、フルフェイス人工呼吸器、電動人工呼吸器のための頭頂部、鉱業用ヘルメット、医療用、及び歯科用照明ヘッドウェア、又は更には老眼鏡のうちのいずれかを含む、着用者の頭部に着用可能な装置を一般的に含む様々な照明物品が本明細書に記載される。着用可能な装置のこれらの、及び他の例は、本記載の照明物品を提供するためにその上に配置された、少なくとも１つの本開示の光ガイドを有し得る。

【0011】

典型的な実施形態において、光ガイドは、長尺であり、光を光ガイドの対向端部に直接注入する光源としてＬＥＤを有し、光ガイドは、ＬＥＤからの光を選択された方向に、典型的には、着用者に対して前方に、方向付ける。光ガイドは、光ガイド内の光抽出器の構成、及び光ガイドの光放出面の形状を含む機構の組み合わせによって、光の方向付けを達成し得る。光ガイドは、典型的には、固体光ガイドである。光ガイドが、どのように所望の機能を実行するのかについてのより詳細な理解が、以下に提供される。

【0012】

図３Ａ〜３Ｄは、それらの図面の見方を配向するためのｘｙｚ座標系を含む、本開示の光ガイド１０の代表的な実施形態のいくつかの視界を示す。視界が軸のうちの１つに配列される配向のために、白丸は、軸に沿う「正」方向における視界を表し、黒丸は、軸に沿う「負」（すなわち、反対側の）方向における視界を表す。図３Ａにおける斜視図に示されるように、光ガイド１０は、第１の端部１２と第２の端部１４との間でｘ方向に沿って長尺である。光ガイド１０は、典型的には、透明な、又な半透明な材料で製造される。第１の光源１５は、第１の端部１２に、光を光ガイド１０内に放出するために位置付けられる。いくつかの実施形態において、第２の光源１６（図３Ａに図示せず）もまた、第２の端部１４に、光を光ガイド１０内に放出するために位置付けられる。いくつかの実施形態において、追加の光源（図示せず）が、光ガイド１０のいずれか、又は両方の端部に、光を光ガイド内に放出するために提供され得る。いくつかの他の実施形態において、光ガイド１０は、第１の光源１５からの光を第１の端部１２の方に反射し返すために、反射面を第２の端部１４に含み得る。更に他の実施形態において、単一のＬＥＤ光源が途中、例えば、光ガイドの中間までに配置されてもよく、光ガイドの第１の端部１２、及び第２の端部１４の方に、場合によっては光を２つの部分（第１の端部１２に最も近い部分、及び第２の端部１４に最も近い部分）に分岐させる偏向板の使用を通して、放出されてもよい。光ガイド１０は、ｘ次元に沿って延びる光放出面３０、及び光放出面３０とは反対側に位置付けられる光反射面３５を有する。光反射面３５は、光源（複数可）からの光の反射、及び光放出面３０から出る光を方向付け、ｙ方向に光円錐を発生させるための複数の光抽出器４０を含む。

【0013】

図３Ｂは、ｚ軸内を見下ろす光ガイドの「平面」図を示し、光放出面３０とは反対側に位置付けられる光反射面３５を示し、光反射面３５上に配置された複数の光抽出器４０を有する。

【0014】

図３Ｃは、複数の光抽出器４０を有する光反射面３５を見るために、光ガイド内を（ｙ軸内に）光放出面３０を通して見る、光ガイド１０の「前面」図を示す。

【0015】

図３Ｄは、ｘ軸に沿って第１の端部１２から見られる、光ガイド１０の「側面」図を示し、複数の光抽出器４０を光反射面３５における刻み目として示す。

【0016】

図３Ａ〜３Ｄ内の様々な図に示される光ガイド１０の代表的な実施形態は、本記載の光ガイドを限定すると考慮されるべきではない。以下で説明されるように、光放出面の選択された構成、及び複数の光抽出器の選択された構成は、組み合わせられてもよく、それぞれが、光を、それが光ガイドを出る際に、概ねｙ軸の方向に方向付けることに貢献する。

【0017】

図４は、本記載の光ガイド１０の機能性をより明確に図示する。光源１５は、光ガイドの第１の端部１２に位置付けられ、光を第１の方向Ｄ１で光ガイド１０内に放出する。光放出面３０は、第１の端部１２と第２の端部１４との間に概ねｘ方向に延びる。示されないものの、第２の光源もまた、第２の端部１４に位置付けられ、光を光ガイド１０内に放出し得る。光ガイド１０は、光放出面３０とは反対側に位置付けられる光反射面３５を含む。光反射面３５は、光ガイドに光源から注入される光を方向付け、ｙ軸に（概ね）対応する第２の方向Ｄ２に光反射面上に入射させる複数の光抽出器４０を含む。この記載のために、方向が座標系の所与の軸、例えば、ｙ軸、に対応する場合、それは、例えば、「ｙ方向」と称され得る。ｙ方向は、ｘ方向に対して垂直であり、（図４の座標系によって図示されるように）放出面はそれに沿って延びる。概ね、反射面３５から再方向付けされる、及び放出面から放出される光の平均方向は、ｘｙ平面で定義されるように、ｙ方向に沿うであろう。この概念は、図６に図示される。しかしながら、少なくともいくらかの光は、方向Ｄ２のどちらかの側部上に入射するであろう。例えば、図６に図示されるように、ｘ−ｙ平面５０内において、少なくともいくらかの光が、方向Ｄ２’に沿って、及びＤ２’からＤ２とは反対側の側部上のＤ２”に沿って方向付けられ得る。どちらの場合も、方向Ｄ２’及びＤ２”は、概して、方向Ｄ２の所与の角度内（又は、ｘ−ｙ平面におけるｙ方向の所与の角度内）にあるであろう。概ね、光は、面３０から、抽出器４０によって提供される指向性に従って、方向Ｄ２（又は、ｙ方向）から５０度以内、４５度以内、４０度以内、３５度以内、３０度以内、２５度以内、２０度以内、１５度以内で、又は更には１０度以内の偏差で放出されるであろう。

【0018】

光をｙ方向に沿って適切に方向付けるために、適切な抽出器の形状、配向、及び場合により間隔を適切に選択することが必要である。抽出器の多数の異なる形状が、本記載において意図され、例えば、光抽出器４０は、プリズム、円錐、非球面円錐、短縮プリズム、円錐、非球面円錐、楔、半球、円錐部分、又は短縮円錐部分であり得る。これらの形状、及び他の適切な光抽出器の形状についての更なる記載、並びにそのような形状を製造する潜在的な方法は、その関連部分がこれにより参照によって組み込まれる、共同所有の米国特許第７，９４１，０１３号（Ｍａｒｔｉｌｌａら）に見られ得る。一実施形態において、図７Ａ〜Ｂに図示されるように、抽出機構は、楔であり得る。図７Ａに示される楔は、負の円筒状サグを有する楔である。図７Ｂに示される楔は、正の円筒状サグを有する楔である。これらの形状の両方は、本記載における適切な抽出器の形状として意図される。留意されるように、光抽出機構４０を光源１５（又は、１６）からの入射光に関して適切に配向することもまた重要である。これは、抽出機構が切子面を含む場合（楔又はプリズムの場合など）に真に重要である。

【0019】

円錐として成形される抽出器は、別の好適な実施形態を表す。円錐半角の変化は、光の角度分布に、楔抽出器に類似した方法で影響を与える。４５度〜６０度の範囲内の円錐半角は、実質的な視準化効果を呈する。円錐に対する利点は、内部光線が様々な角度を想定する、複雑な光ガイドの形状において有用である、それらの軸対称である。

【0020】

図８Ａに図示されるように、光が光放出面３０から均一に放出され、ユーザが明るい点を回避することを確保するために、光抽出器が、光が反射面３５から均一な方法で反射するように分布され、配向されることを確保することが重要である。いくつかの場合、これは、抽出器に反射面３５にわたって均一に間隔を空けることによって達成され得る。更に、いくつかの実施形態において、光抽出器は、均一のサイズ及び／又は形状であり得る。しかしながら、そのような状況における均一性は、一部には、光源１５（又は、１６）に近い抽出器４０が、光を、それが光ガイドの中心に到達する前に遮断し得るため、又は光が発散する、又は喪失を受け、それが光ガイド１０の中心に近づくにつれてより集約されないため、困難であり得る。このように薄く細い光ガイドのために、内部光線浴がガイドを進行する際の以前の放出から激減するため、抽出器分布は、反射効率を増加させる必要性によって主に影響される。したがって、少なくともいくつかの実施形態において、光抽出器は、漸進的により近く間隔を空けられるほど、それらは光源からより離れて位置付けられる。図８Ｂに図示されるものなどの、別の場合、機構が光源からより離れて移動するにつれて、光抽出器は、幅、及び／又は高さの両方においてより大きくあり得る。光抽出器の形状、及び間隔の両方は、均一、又は異なり、本発明の範囲内にあり得ることが理解されるべきである。実施例部分に図示されるように、抽出器は、均一な照度分布を提供するために、所与の関数に従ってサイズにおいて異なり得る。

【0021】

ｙ方向に沿った光反射面３５の手段による、光の再方向付けに加えて、本記載の光ガイドは、別の次元に光放出面３０の手段によって、光を方向付けることが可能である。具体的に、光放出面３０は、光をｘ−ｙ平面に方向付けるように構成される。この現象は、図５Ａ及び５Ｂに図示される。図５Ａは、光放出面３０’が平坦である、光ガイド１０’の断面プロファイル図を示す。ここで、反射面３５’上の抽出機構４０’に反射する光は、ｚ方向内の少なくともいくつかの成分によって方向付けられる。光放出面３０’に入射する際、それは、概ね、面を通して移動し、光ガイド１０’と外部媒体（例えば、空気）との間の屈折率における差動のために、放出面で発生し得るあらゆる反射の他に、実質的なｚ成分を有する光４５’として放出される。

【0022】

全く対照的に、図５Ｂは、本記載に係る光ガイドのいくつかの実施形態を図示する。面３５から反射される光は、光放出面３０上に入射する。本実施形態において、光放出面は、光４５を、ｘ−ｙ平面内の方向に（平均して）対応する方向Ｄ３に、概ね方向付けるように構成され、実際に方向付ける。ここで、光放出面３０は、光４５をｘ−ｙ平面に視準化することにつながる、湾曲したｙｚプロファイルを有する。図４及び６に図示されるものを含む、少なくともいくつかの実施形態において、光放出面３０は、凸面のｙｚプロファイルを有するであろう。いくつかの実施形態において、光放出面は、非球面のｙｚプロファイルを有するであろう。放出面のための他の適切な湾曲した断面プロファイルは、数ある中でも、例えば、凹面、半球、又はプリズム形状を含み得る。前述のプリズム形状の放出面を含むいくつかの実施形態において、放出面は、切子面を含み得る。所与の実施形態において、複数の光線４５がｘ−ｙ平面に概ね放出される限り、前面は、（図５Ａのように）平坦でもまたあり得る。

【0023】

抽出器４０によってｙ方向に向けて反射される光の変更された指向性と同様に、光放出面３０によって屈折される光のうちの全てが、ｘ−ｙ平面内にあるわけではない。面３０によって放出される光の平均指向性は、ｘ−ｙ平面に沿っており、光の部分は、ｚ方向におけるｘ−ｙ平面より大きい、又は小さい角度にあることが理解されるであろう（例えば、図５Ｂの光線４７を参照されたい）。面３０から放出される全ての光線は、概ね、（ｘｙ平面に対応する）方向Ｄ３から、５０度、４５度、４０度、３５度、３０度、２５度、２０度、１５度より小さい、又は更には１０度以内の偏差でｘ−ｙ平面の角度内にあるはずである。

【0024】

更に、上記されるように、光反射面３５上の光抽出器４０は、光をｘ−ｙ平面内のｙ方向に向けて概ね視準化するものの、光抽出器は又、それらが、ｘ−ｙ平面、又はこれが所望の効果である場合、潜在的にｘ−ｙ平面の外のいずれかに、光を方向付けるように成形され、配向され得る。そのような効果（及び他の潜在的な効果）を達成するための光抽出器の配向、及び形状の潜在的な例は、その全体がここに参照によって組み込まれる、共同所有、及び出願ＰＣＴ公報第ＷＯ ２０１１／００８４７３号（Ｅｎｄｅｒ）に見られる。

【0025】

光は、（平均して）ｙ方向に概ね移動するが、ｘ−ｙ平面内、及びまたｚ方向の両方で偏差を受け得るため、円錐角度に係る光ガイド１０の放出方向を理解することもまた有用である。図１９に図示されるように、光ガイド１９００は、概ねｙ方向に沿って光を放出し得る（ここでは、破線Ｄ２によって示される）。しかしながら、放出される光の円錐（θ）にわたる円錐角度は、１００度より小さい、９０度より小さい、８０度より小さい、７０度より小さい、６０度より小さい、５０度より小さい、４０度より小さい、３０度より小さい、又は更には２０度より小さいであろう。

【0026】

いくつかの実施形態において、本開示の光ガイドは、その長尺の長さに沿って湾曲し得る（すなわち、「アーチ状」）。図２Ａに戻って参照すると、光ガイド２０が、湾曲した前部分を有する保護眼鏡２上に配置されるものとして示され、光ガイド２０は、保護眼鏡のその湾曲した前部分にぴったり一致するためにアーチ状である。光放出面、及び複数の光抽出器は、アーチ状の光ガイドの光方向特性を少なくとも部分的に補正するように構成され得る。

【0027】

いくつかの実施形態において、本開示の光ガイドは、光ガイドを、ユーザ着用可能な物品、例えば、保護眼鏡上に配置するために適切な長さまで長尺である。いくつかの典型的な実施形態において、光ガイドは、おおよそ着用者の額にわたって及ぶ、約５〜２０センチメートルの範囲の長さを有する。好適な実施形態において、光ガイドは、１０〜１５センチメートルの範囲の長さを有し得る。更に、（ｘ方向に概ね沿う）光ガイドの長さは、（ｙ方向、又はｚ方向のいずれかの）光ガイドの幅よりずっと大きいであろう。光ガイドの長さ：幅の比は、少なくとも８：１、又は少なくとも１０：１、又は少なくとも１２：１、又は少なくとも２０：１、３０：１、又は更には４０：１であり得る。

【0028】

本開示の光ガイドは、典型的には、透明な、又は半透明な材料で製造され、及び典型的には、透明なプラスチックであり得る。適切な透明なプラスチックは、例えば、光学等級のポリカーボネート、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、及びＴＲＩＶＥＸなどのウレタンを含む。

【0029】

（例えば、アーチ状光ガイドを含む）様々な光ガイドの形状が使用され得るため、複数の光抽出器は、光ガイドの形状が原因の光の拡散を補正するために配置、又は成形され得る。例えば、図１８に図示されるように、時折、光抽出器はアーチ状光ガイドをｘ−ｙ平面内に補正しなくてはならない。ここで、ユーザが着用している着用可能な装置（そのような装置が凸面の前面を有する場合）の面に背面反射面３５がぴったり一致するために、光ガイド１８００は、アーチ状であり得る。通常通り、光源１５からの光は、第１の面１２で光ガイドに進入し、概ね第２の面１４に向けて方向付けられる。第２の光源（図示せず）もまた、光ガイドの第２の面１４に光を放出し、第１の面１２に向けて光を方向付け得る。

【0030】

光ガイドは、湾曲した放出面３０、及び反射面３５の両方を、そのｘｙプロファイル内に有するため、光ガイドが沿って延びる初期方向は、ｘ方向ではなくなる。それは、ｘ方向の一側部に対して、最初に平均して所与の度転換（例えば、１０、又は１５度）であってもよく、それが光ガイドの第２の端部１４に近づくにつれて、ｘ方向とは反対側の側部に対して、おおよそ同一の度転換の（繰り返すが平均して）一方向に移動する。それでも、光放出面が沿って延びる平均方向は、放出面３０の前、中央から引かれ得る接線によって捕捉され得る。この接線は、図面において要素６５によって定義され、ｘ方向に対して平行、又は等価である。したがって、光放出面は、第１の端部と第２の端部との間で概ねｘ方向に延びるものとして理解されるであろう。抽出器４０が、潜在的により急角度で第１の面１２、及び第２の面１４の近くで、ｙ方向に向けて光を方向付ける必要性を考慮すると、面の近くの光抽出器は、例えば、より急角度の切子面を含まなくてはならない可能性がある。

【0031】

いくつかの実施形態において、複数の光抽出器のうちのいずれかの光反射面は、光ガイドに反射される光が所定の方法で伝播するように、系統的方法で変化する。光抽出器の光反射面は、湾曲した、又は平坦であり得る（すなわち、負の、若しくは正のサグをそれぞれ有する、若しくは切子面を有する、凹面、又は凸面）。例えば、いくつかの実施形態において、光抽出器は、プリズム、円錐、非球面円錐、短縮非球面円錐、半球、負の円筒状サグを有する楔、又は正の円筒状サグを有する楔のうちのいずれかであり得る。サグを有する楔のサグ比は、抽出器の幅に下垂する中心線として定義され得る。サグは、放出される出力の一般的な方向に影響を与える一般的な切子面角度を維持するために、球状よりむしろ円筒状である。サグの角度は、角度分布勾配に影響を与え、放出を「軟化」させる。しかし、ゼロ曲率からの逸脱が進行するにつれて、放出における角度勾配は、軟化する（より急勾配でなくなる）。０．０５以上かつ０．１５以下の絶対値を有するサグ比が、代表的である。

【0032】

いくつかの実施形態において、光抽出器の光反射面は、一方向に配向され得る。例えば、図２０において、抽出器は、それらが光源１５からの光と最適に相互作用するように位置付けられ得る。ここで、第１の面１２により近い光抽出器４０Ａは、切子面が、より高角度で放出される光により直接的に面するように位置付けられ得る。光抽出器４０Ｂは、軸外の光がそのような抽出器上に入射されてもよく、第１の面１２から更に離れた光抽出器４０Ｃが垂直から離れた角度をほとんど、又は全く有さないため、抽出器４０Ａよりもより小さい角度であり得る。反対もまた真であり得る。第１の面１２により近い光抽出器４０Ａは、それらが、光源からより離れた抽出器よりも低角度で放出される光に面するように配向され得る。概ね、光ガイドの曲率を補正するために、抽出器の楔角度を、光ガイド内の位置に従って変化させることは、有益、又は潜在的には必要ですらあるであろう。これは、光放出面の大いに異なる角度にも関わらず、放出角度分布が細いままであることを可能にする。

【0033】

光ガイドの光反射面の背後で、いくつかの場合、見る人の頭部に向けて光ガイドを退出し、前方、面、又は見る方向に戻る、光のうちのいくらかを反射させるための補助的背面反射体が存在する。補助的背面反射体は、特性において正反射、又は拡散性であってもよく、また、平坦、湾曲、分割、又はヘッドギアの基礎をなす形状にぴったり一致するなどの異なる形状を想定し得る。

【0034】

光ガイドの光放出面の前に、いくつかの場合、光を前方方向に更に視準化する、又は光方向を設計に従って変更するための１つ以上の膜が適所に存在し得る。不規則、又は準不規則構造の面拡散器がいくつかの利用において使用され得るものの、通常、膜（複数可）は、その中に微細構造体を含む。

【0035】

補助的背面反射体、及び前膜積層体は、低屈折率の接着剤を使用して光ガイドに積層化され得る。部品を共に配置するためのハウジングもまた、設計され得る。例えば、ハウジングは光ガイドを封入し、ハウジングの前側部は開口部、及び膜（積層体）をもまた有する一方で、ハウジングの背面側部は補助的背面反射体を含む。上述するように、光源（例えば、１５）は、ＬＥＤであり得る。特定の実施形態において、単一のＬＥＤが第１の端部１２に位置づけられてもよく、反射面が第２の端部１４に提供されてもよい。他の実施形態において、単一のＬＥＤが、第１の端部１２、及び第２の端部１４の両方に位置づけられ得る。更に他の実施形態において、複数のＬＥＤが、第１の端部１２、及び第２の端部１４のうちの１つ、又は両方に位置づけられ得る。利用されるＬＥＤは、白色ＬＥＤ、単一、若しくは複数色ＬＥＤ、又は更に潜在的には蛍光利用において使用されるＵＶ ＬＥＤであり得る。概ね、ＬＥＤは、ＬＥＤの主要な放出面が、光がそれを通して光ガイドに進入し得る、光ガイドの端部（１２、又は１４）に向けて方向付けられるように配向されるであろう。

【0036】

ＬＥＤは、様々な適切な電力源によって電力を供給され得る。少なくともいくつかの実施形態において、ＬＥＤは電池システムに配線されるであろう。ＬＥＤが、第１の端部１２、及び第２の端部１４の両方に位置付けられる場合、好適には、ＬＥＤは、それらが共通電池、又は電池（複数）によって電力を供給され、１つ以上のスイッチによって作動されるように、共通回路を通して直列に配線され得る。ＬＥＤからの光出力は、装置を通して伝導される電流に比例する。ＬＥＤを駆動する回路は、調節された電流をＬＥＤ装置に提供するべきである。回路は、理想的には、ＬＥＤが一貫した光レベルを、電池レベルが所与のカットオフ電圧未満に低下するまで維持し得るように形成されるべきである。回路は、ＬＥＤに対する出力電流が有意に変化しないように、利得を内部で調整するであろう。

【0037】

保護眼鏡とって、光出力を予知する能力は重要である。単純な抵抗器ネットワークが必要な電流を提供し得る一方で、電池電圧が減少するにつれて、ＬＥＤの光出力もまたそのようになる。標準規格ＣＲ２０３２ボタン型などの小さい電池が、その小さい波形率のために、単一、又は複数のそのような眼鏡に電力を供給するために使用され得る。この波形率は、眼鏡のフレームに組み込まれ得る。この電池型は、１８０〜２００ｍＡＨの容量を有する。ＬＥＤ駆動回路は、電池の減少する電圧を、それが使用と共に老朽化するにつれて補正し、より一定かつ予知可能な光出力を維持するであろう。より高い輝度、又はより長い動作持続時間のために、ＡＡＡ、ＡＡ、９Ｖ、又は（例えば）再充電可能リチウムイオン電池が、遠隔で取り付けられ、有意により大きい電力容量を提供し得る。（実施例部分において後に説明される）図２３は、入力電圧を昇圧し、制御された出力電流を一連の直列接続されたＬＥＤに提供するように構成されるＬＥＤ駆動器の例を提供する。

【0038】

光ガイドが正確に何の機能を実行するのかを理解する別の方法は、光ガイドが準視準光を放出すると述べることである。図９は、光放出面が平坦プロファイルを有する光ガイドの角度出力パターンを示す。光ガイドは、長く細く、半球状の抽出器を有する、正方形の形状の断面を有する（図５Ａに示される例に相当）。容易に明らかであるように、光は、概ね、どの方向にも視準化されない。比較すると、図１０は、（光が少なくともｘ−ｙ平面に向けて視準化されるように）光放出面が円筒状プロファイルを有する光ガイドの角度出力パターンを示す。図１０に即座に明らかであるのは、パターンが光ガイド方向（繰り返すが、ｘ−ｙ平面）にわたって圧縮され、あるレベルの視準を示すという事実である。図１１に示されるように、更により大きい視準は、非球面プロファイルを有する光放出面によって達成され得る。図１１に具現化される光ガイドおいて、光放出面は、底面に対して垂直の長軸（長軸と短軸との間の比は、１．５である）を有する押し出し半楕円であるプロファイルを有する。光抽出機構、及び分布の適切な選択は、ｙ方向に向けた更なる視準につながる。

【0039】

着用可能な装置
照明物品は、その上に配置された、本記載の光ガイドを有する任意の適切な着用可能な装置を含み得る。以下の実施例は、概ね着用者の頭部に着用される実施形態を図示する。

【0040】

図１を再び参照すると、照明物品１は、保護眼鏡２を着用可能な装置として含む。保護眼鏡２は、光ガイドの第１、及び第２の端部に近接してそれぞれ位置する、第１、及び第２の取り付け点から後方に延びる第１、及び第２の側部つる部品を含み、第１、及び第２の取り付け点は、それらの間の保護眼鏡の前部分を定義し、前部分は、光ガイドと異なる少なくとも１つの前レンズ部分を備える。

【0041】

別の潜在的な照明物品１２００が、図１２に図示される。ここで、着用可能な装置は、フルフェイス人工呼吸器１２２０である。光ガイド１２１０は、フルフェイス人工呼吸器１２２０上に配置される。人工呼吸器１２２０の湾曲したｘ−ｙプロファイルを考慮すると、本実施形態は、光ガイド１２１０がｘ−ｙ平面においてアーチ状プロファイルを有するものであり得る。事実として、概ね本記載に意図される着用可能な装置のうちの全てが顔面プロファイルに嵌合することを意図されるように、それらは全て、アーチ状プロファイル（又は、真っ直ぐのもの）に設計され得る。

【0042】

図１３は、更に別の照明物品１３００を図示する。この実施形態において、照明物品１３００は、溶接用ヘルメット１３２０上に位置付けられる光ガイド１３１０を含む。図１４は、照明物品１４００を図示する。照明物品１４００は、フェイスシールド１４２０上に位置付けられる光ガイド１４１０を含む。フェイスシールドの実施形態は、光ガイド１４１０がｘ−ｙ平面においてアーチ状プロファイルを有し得る、更に別の潜在的に適切な実施形態である。図１５は、照明物品１５００を提供する。照明物品１５００は、そのようなスーツが電動人工呼吸器のための頭頂部である、電力スーツ又はフード付スーツ１５２０上に位置付けられる光源１５１０を含む。

【0043】

図１６は、照明物品１６００の更に別の代表的な実施形態を提供する。ここで、保護眼鏡であるよりもむしろ、着用可能な装置は、老眼鏡１６２０を含む。光ガイド１６１０は、保護眼鏡の実施例におけるそれとほとんど同一の方法で老眼鏡１６２０上に配置される。図１７は、別の照明物品１７００を提供する。ここで、光ガイド１７１０は、鉱業用ヘルメット１７２０上に配置される。鉱業用ヘルメット利用は、本記載の特に適切な利用であり得る。いかなる周辺光の欠如も、同僚の保護ランプの放出を直接見る際、観測者の目をグレアに対して特に敏感にする。最後に、図２２は、照明物品２２００を提供する。光ガイド２２１０は、医療用ヘッドセット２２２０上に配置される。医療用ヘッドセットは、外科、又は歯科利用で着用される任意の適切なヘッドセットであり得る。光ガイド２２１０は、医療利用における外科領域、又は歯科利用における口腔領域のいずれかを照明するために使用され得る。どちらの場合も、本記載は、外科、又は歯科において使用される従来のヘッドランプより少ない影（光を作業面までの間で遮断するユーザの手によって作成されるものなど）を有する小型軽量の解決策を提供する。

【0044】

光ガイドは、問題の着用可能な装置に応じて、任意の数の適切な方法によって着用可能な装置に配置され、固定され得る。少なくともいくつかの実施形態において、光ガイドは、光ガイドを着用可能な装置の前面に接着することによって付随する着用可能な装置に取り付けられるであろう。保護眼鏡、又はゴーグルの場合、これは、レンズの上の眼鏡、又はゴーグルのフレームに沿ってであり得る。必要な接着剤の強度は、問題の利用、及び着用可能な装置が曝される潜在的な作業環境（熱、湿度、粒子など）に依存するであろう。いくつかの場合、光ガイドは、光ガイドをある種のハウジング、又はブラケットに摺動させる、又は留めること、又は潜在的には、光ガイドを着用可能な装置に固定することによって着用可能な装置に機械的に取り付けられうる。光は、内部全反射でガイドのうちのほとんどの中を誘導されるため、ガイドを着用可能な装置に固定するために使用されるいかなる方法も、ガイドと固定具との間の小さいエアギャップを可能にするべきであるか、又はガイドが反射コートを放出面以外の前面に有さなくてはならないか、又はそれは反射ブラケットに固定される、又は（以前に説明したように）補助的背面反射体を有さなくてはならないか、のいずれかである。エアギャップ手法が選択される場合、光喪失が最小である、端部面の角に近い領域における点取り付けが許容される。

【0045】

任意の他の数の取り付け方法もまた、それらが必要とされる環境で機能するのに適切であり、ＬＥＤが発生する熱に耐久する限り、意図される。白熱光とは異なり、ＬＥＤの熱は、半導体ダイを通して伝導され、放射されない。低〜中レベルの照明において、ＬＥＤは、１０〜１００ｍＷを消費し得、ＬＥＤによって引き起こされる温熱上昇は、通常問題ではないであろう。検査、又は他の高輝度使用において、各ＬＥＤは、１ワット以上の熱を放散し得る。そのような場合、注意深い配置と、低熱抵抗材料の使用と、熱拡散、及びヒートシンク要素の設計と、が必要とされ得る。着用者が取り扱うために、眼鏡の構造を十分に冷たく保持することが重要である。最大の寿命、及び光学効率のために、ＬＥＤダイの温度を、安全な運転領域に維持することも等しく重要である。

【0046】

いくつかの実施形態において、問題の光ガイドは、ユーザによって傾けられるか、又は傾けられることが可能であるか、のいずれかであり得る。そのような一実施形態の例が、図２１Ａ、Ｂ、及びＣに関して図示される。図２１Ａにおいて、実施形態の残りの部分に示されるように、光ガイドは、光を、概ね真っ直ぐｘ−ｙ平面に方向付ける。しかしながら、図２１Ｂにおいて、光ガイドは、放出面が、光を、ｘ−ｙ平面の上の概ね正のｚ方向に方向付けるように傾けられる。図２１Ｃは、光ガイドが、光を、ｘ−ｙ平面の下の負のｚ方向に方向付ける、反対の場合を図示する。そのような実施形態において、光ガイドは、蝶番機構、又は他の適切な機構を通して、ユーザにより傾けることが可能であり得る。それは、この傾斜、又は転心を、光ガイドの１つ、又は両方の端部での、又は、潜在的には光ガイドの長さに沿った転心の使用によって達成し得る。

【0047】

次は、本開示による代表的な実施形態である。
項目１．
着用者の頭部に着用するように構成された着用可能な装置と、
前記着用可能な装置上に配置された光ガイドであって、前記光ガイドが長尺であり、第１の端部、及び前記第１の端部とは反対側に第２の端部を有する、光ガイドと、
前記第１の端部に位置付けられた、光を前記光ガイド内に放出するための第１の光源と、を備え、
前記光ガイドが、
前記第１の端部と第２の端部との間で概ねｘ方向に延びる光放出面と、
前記光放出面とは反対側に位置付けられる光反射面と、を更に備え、
前記光反射面が、光を、前記ｘ方向に対して垂直のｙ方向に方向付けるように構成された複数の光抽出器を備え、
前記光放出面が、光をｘｙ平面に方向付けるように構成される、照明物品。
項目２．前記第２の端部に位置付けられる、光を前記光ガイド内に放出するための第２の光源を更に備える、項目１に記載の照明物品。
項目３．前記複数の光抽出器における前記光抽出器のうちの少なくともいくつかが、光が、前記第１の光源によって発生させた複数の光線を準視準光線へと変換するように構成される、項目１又は２に記載の照明物品。
項目４．前記複数の光抽出器内の前記光抽出器のうちの少なくともいくつかが、抽出器光反射面をそれぞれ含み、前記抽出器光反射面が、前記光ガイドから反射する光が所定の方法で伝播するように、系統的な方法で変化する、項目１〜３のいずれか１つに記載の照明物品。
項目５．前記光抽出器のうちの少なくともいくつかにおける前記抽出器光反射面が、湾曲している、項目１〜４のいずれか１つに記載の照明物品。
項目６．前記光抽出器の少なくともいくつかにおける前記抽出器光反射面が、凸面である、項目５に記載の照明物品。
項目７．前記光抽出器のうちの少なくともいくつかにおける前記抽出器光反射面が、凹面である、項目１〜５のいずれか１つに記載の照明物品。
項目８．前記光抽出器のうちの少なくともいくつかにおける前記抽出器光反射面が、切子面を備える、項目１〜４のいずれかに記載の照明物品。
項目９．前記光放出面のうちの少なくとも一部が、湾曲したｙｚプロファイルを有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の照明物品。
項目１０．前記光放出面のうちの少なくとも一部が、凸面のｙｚプロファイルを有する、項目９に記載の照明物品。
項目１１．前記光放出面のうちの少なくとも一部が、非球面のｙｚプロファイルを有する、項目１０に記載の照明物品。
項目１２．前記光放出面が、切子面を備える、項目１に記載の照明物品。
項目１３．前記着用可能な装置が、保護眼鏡を備える、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目１４．前記保護眼鏡が、前記光ガイドの前記第１、及び第２の端部にそれぞれ近接して位置する、第１、及び第２の取り付け点から後方に延びる、第１、及び第２の側部つる部品を備えて、前記第１、及び第２の取り付け点は、それらの間の前記保護眼鏡の前部分を画定し、前記前部分は、前記光ガイドと異なる、少なくとも１つの前レンズ部分を備える、項目１３に記載の照明物品。
項目１５．前記着用可能な装置が、保護ゴーグルを備える、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目１６．前記着用可能な装置が、フェイスシールドを備える、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目１７．前記着用可能な装置が、フルフェイス人工呼吸器を備える、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目１８．前記着用可能な装置が、電動人工呼吸器のための頭頂部を備える、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目１９．前記着用可能な装置が、鉱業用ヘルメットを備える、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目２０．前記着用可能な装置が、老眼鏡を備える、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目２１．前記着用可能な装置が、医療用ヘッドセットを備える、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目２２．光がｘ−ｙ平面の外側の平面に方向付けられ得る、前記光ガイドの前記対向端部のうちの１つ、又は両方に転心を更に備える、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目２３．前記光放出面が、ｘｙ平面におけるアーチ状プロファイルを含む、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目２４．前記光抽出器のうちの少なくともいくつかが、楔形である、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目２５．前記光抽出器が、負の円筒状サグを有する楔形抽出器を含む、項目２４に記載の照明物品。
項目２６．前記光抽出器が、正の円筒状サグを有する楔形抽出器を含む、項目２４に記載の照明物品。
項目２７．前記光ガイドから前記光反射面とは反対側に位置付けられる補助的背面反射体を更に備え、前記補助的背面反射体が、湾曲したｙｚプロファイルを含む、項目１〜１２のいずれか１つに記載の照明物品。
項目２８．前記補助的背面反射体が、凸面、凹面、又は非球面である、項目２７に記載の照明物品。

【実施例】

【0048】

実施例１：保護眼鏡
つるに取り付けられる点光源ＬＥＤ、又は別個の部品としてのＬＥＤヘッドランプのより標準的な手法に対する改良を図示するために、原型光ガイドを、保護眼鏡のために製造した。

【0049】

光ガイドは、長さ約１５８ｍｍであり、円筒状の上面を放出面として有した。ＲＥＮＣＡＳＴ １４０（透明なエポキシ）を、設計された形状に成形し、レーザーアブレーションを使用して、抽出機構を放出面とは反対側の面上に作成した。これらの機構は、通常の非球面の形状を想定した。光ガイドを少し曲げて、保護眼鏡の曲率にぴったり一致させ、内側に、その背面が反射体（この例において、高鏡面反射体（ＥＳＲ）を使用した）として動作する、薄い金属のハウジングを入れた。２つのＬＥＤを、ハウジングの内側の光ガイドの各端部上に、光源として取り付けた。

【0050】

ＬＥＤは、光を光ガイドの端部に直接注入した。ＬＥＤの高さは、光ガイドの高さに類似し、単純な配列、及び連結を提供した。小さい回路基板のリップがＬＥＤ基板の縁部を超えて延び、光学導波管のための底部基準プラットフォームを提供した。

【0051】

眼鏡に取り付けられる光ガイド全体に、かつ電池電圧変化の正当な範囲にわたって均一な光強度を維持するために、一定の電流出力を有する小型昇圧変換器を眼鏡の設計に組み込んだ。ＬＥＤを光ガイドとは反対側に、機械的に平行に取り付けた。しかしながら、それらは電気的に直列であり、同一の電流が各ＬＥＤに見られ、かつ導波管の各側での非常に良好な輝度整合をもたらすことを確保した。更に、電池がその充電を放電するにつれて、出力電圧の低下は、ＬＥＤ定電流源内の直流変換回路によって補正された。ＬＥＤは、電池がＬＥＤ設定値のために十分な電荷を維持するための電力をもはや有さなくなるまで、電圧の変化にわたって同一の電流を経験した。

【0052】

意図された輝度、及び所望の動作寿命が、所与の利用のために選択される電池サイズ、及び容量を決定した。定電流「光エンジン」は、これらの電気的変化に対処するために十分に可撓性、及び効率的である必要があった。そのような昇圧変換器／定電流回路の実施例を、図２３の概略図に示す。この実施例において、ＬＥＤ制御回路は、ＬＥＤから遠隔して、着用者の身体の後方、又は側部に静置され得る電池パック位置に位置する。動作中の最終実施例の写真を、図２４に図示する。

【0053】

実施例２：鉱業用ヘルメット／フェイスシールド
光ガイドの原型組立品、光エンジン、及び取り付けベゼルを、３Ｍ ＡＩＲＳＴＲＥＡＭ鉱業用ヘッドギアに使用されるフェイスシールドの額部分に嵌合する整合曲率で製造した。可撓性ポリウレタン製光ガイドは、長さ１２７ｍｍ、幅７ｍｍであった。フェイスシールドの曲率のため、水平面におけるより集中した分布のために抽出器を設計した。（別法として、支持ベゼル組立品は、平坦で、フェイスシールドより突起してもよく、この場合より少ない集中が必要とされる。本実施例において、光ガイド放出面は、矩形の断面を有した。

【0054】

フェイスシールドのより極度の曲率のため、抽出機構のためのマスター用具を作成するために、２光子リソグラフィー工程を使用した。用具は、所望の光ガイド寸法に製造された平坦な成形型の（光ガイドの底面に対応する）底面を成形した。本方法による抽出機構の成形ついての詳細な理解は、既に参照したＭａｒｔｉｌｌａに対する共同所有米国特許第７，９４１，０１３号に見られ得る。

【0055】

抽出器は、均一な放出を発生させるために、形状において図７Ａに類似した（４５度、＋．０５に等しいサグ比）。抽出器サイズを、光ガイド面のすぐ上の模型平面に均一な照度を与えるために設計される（図２５にプロットされる）以下の関数に従って拡大縮小した。
Ｓ（ｘ）＝０．２２^＊ｅｘｐ（ｘ／１０７．３）^＊（１−０．０４ｃｏｓ（（πｘ）／１３０））

【0056】

この拡大縮小は、図２６（Ａ）及び（Ｂ）に示される模擬照度分布を生じる。抽出器の形状を、水平面に放出された光を過視準化して、フェイスシールドの曲率を補正するように設計する。模擬強度分布を図２７（Ａ）に示す（付随する、強度対唯一対頂角を図示する図２７（Ｂ）、及び強度対唯一水平角を図示する図２７（Ｃ）によって更に図示する）。ベゼルの裏側を、ＥＳＲの反射面によってコーティングする。２つのＮＩＣＨＩＡ ＮＳＷ００６Ｔ ＬＥＤを、各端部上のハウジングの内側に光源として取り付けた。本利用のためのＬＥＤ制御装置は、上記の保護眼鏡に記載されるそれと本質的に同一であった。２つの追加ＬＥＤがここで使用され、電流のレベルは異なるが、単一の抵抗器の変更だけが、本出願の図２３に示される回路設計を利用するために必要であった。図２８は、照明時の原型光ガイドの写真である。

【0057】

本発明は、上記の特定の実施例及び実施形態に限定されるものとみなされるべきではなく、そのような実施形態は、本発明の様々な態様の説明を容易にするように詳細に記載されている。むしろ本発明は、添付される特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨及び範囲内に含まれる様々な改変形態、等価の工程、及び選択的装置を含む、本発明の全ての態様を包含するものと理解されたい。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21A】

【図21B】

【図21C】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】