JP6605766B2 - ３ｄ印刷反射器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、３Ｄ物品の製造方法に関する。本発明はまた、その方法で得ることが可能な、３Ｄ（印刷された）物品にも関する。更には、本発明は、そのような方法を実行するために使用されることが可能な、ソフトウェア製品に関する。また更には、本発明は、そのような３Ｄ（印刷された）物品を含む照明システムに関する。

光学システムの付加製造部品が、当該技術分野において既知である。米国特許公開第２０１５０３４３６７３（Ａ１）号は、例えば、（ａ）付加製造技術を介して、型の少なくとも一部を印刷するステップと、（ｂ）型内の１つ以上のボクセルに、ナノコンポジットインクを堆積させるステップと、（ｃ）堆積されたナノコンポジットインクを選択的に硬化させるステップと、（ｄ）型が適切に充填され硬化されるまで、少なくとも（ｂ）〜（ｄ）のステップを繰り返すステップとを含む、光学要素の製造方法を説明している。型は、プラスチックから作製される。実施形態では、型は、光学インサートを組み込んでいる。光学インサートは、３Ｄ印刷プロセスの間に組み込まれる。光学要素の一例は、平面及び凸面を有する、単純な平凸レンズである。

今後１０〜２０年以内に、デジタルファブリケーションは、グローバル製造業の性質を、ますます変貌させていくであろう。デジタルファブリケーションの諸態様のうちの１つは、３Ｄ印刷である。現在、セラミックス、金属、及びポリマーなどの様々な材料を使用して、３Ｄ印刷の様々な物体を製造するために、多種多様な技術が開発されている。３Ｄ印刷はまた、型を製造する際にも使用されることができ、この型は、その後、物体を複製するために使用されることができる。

型を作製する目的のために、ポリジェット技術の使用が提案されている。この技術は、光重合性材料の層ごとの堆積を利用するものであり、その光重合性材料は、各堆積の後に硬化されて、固体構造体を形成する。この技術は、滑らかな表面を作り出すが、光硬化性材料は、さほど安定したものではなく、それらの材料はまた、射出成形用途に関して有用となる熱伝導率も、比較的低い。

最も広く使用される付加製造技術は、熱溶解積層法（Fused Deposition Modeling；ＦＤＭ）として知られているプロセスである。熱溶解積層法（ＦＤＭ）は、モデリング、プロトタイピング、及び生産の用途に関して一般に使用されている付加製造技術である。ＦＤＭは、材料を層状に配置することによる「付加」原理に基づいて機能するものであり、プラスチックフィラメント又は金属ワイヤが、コイルから巻き出され、部品を製造するための材料を供給する。場合により、（例えば、熱可塑性樹脂に関しては）フィラメントは、配置される前に、溶融されて押し出される。ＦＤＭは、高速プロトタイピング技術である。ＦＤＭの他の表現は「融合フィラメント加工」（Fused Filament Fabrication；ＦＦＦ）又は「フィラメント３Ｄ印刷」（Filament 3D Printing；ＦＤＰ）であり、これらはＦＤＭと等しいものと見なされる。一般に、ＦＤＭプリンタは、熱可塑性フィラメントを使用するものであり、この熱可塑性フィラメントは、その融点まで加熱され、次いで、一層ずつ（又は、実際には、フィラメントが次々に）押し出されて、３次元の物体を作り出す。ＦＤＭプリンタは、比較的高速であり、複雑な物体を印刷するために使用されることができる。

３Ｄ印刷可能材料として特に適格であり得る材料は、金属、ガラス、熱可塑性ポリマー、シリコーンなどから成る群から選択されてもよい。特に、３Ｄ印刷可能材料は、ＡＢＳ（acrylonitrile butadiene styrene；アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ナイロン（又は、ポリアミド）、アセテート（又は、セルロース）、ＰＬＡ（poly lactic acid；ポリ乳酸）、テレフタレート（ＰＥＴポリエチレンテレフタレートなど）、アクリル（ポリメチルアクリレート、Ｐｅｒｓｐｅｘ（登録商標）、ポリメチルメタクリレート、ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（又は、ポリプロペン）、ポリスチレン（Polystyrene；ＰＳ）、ＰＥ（膨張性高衝撃ポリテン（又は、ポリエテン）、低密度（ＬＤＰＥ）高密度（ＨＤＰＥ）など）、ＰＶＣ（polyvinyl chloride；ポリ塩化ビニル）、ポリクロロエテンなどから成る群から選択される、（熱可塑性）ポリマーを含む。オプションとして、３Ｄ印刷可能材料は、尿素ホルムアルデヒド、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミンホルムアルデヒド、ポリカーボネート（Polycarbonate；ＰＣ）、ゴムなどから成る群から選択される、３Ｄ印刷可能材料を含む。オプションとして、３Ｄ印刷可能材料は、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、イミド（ポリエーテルイミド）などから成る群から選択される、３Ｄ印刷可能材料を含む。使用されることが可能な、特定の材料の例は、例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、リグニン、ゴムなどから成る群から選択されることができる。

用語「３Ｄ印刷可能材料」はまた、２つ以上の材料の組み合わせを指す場合がある。一般に、これらの（ポリマー）材料は、ガラス転移温度Ｔ_ｇ及び／又は融解温度Ｔ_ｍを有する。３Ｄ印刷可能材料は、ノズルから出る前に、３Ｄプリンタによって、少なくともガラス転移温度（及び、一般には、少なくとも融解温度）の温度まで加熱されることになる。それゆえ、特定の実施形態では、３Ｄ印刷可能材料は、ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）及び／又は融点（Ｔ_ｍ）を有する熱可塑性ポリマーを含み、プリンタヘッド内で加熱することは、３Ｄ印刷可能材料を、ガラス転移を超えて加熱すること、その材料が半結晶性ポリマーである場合には、融解温度を超えて加熱することを含む。更に別の実施形態では、３Ｄ印刷可能材料は、融点（Ｔ_ｍ）を有する（熱可塑性）ポリマーを含み、プリンタヘッド内で加熱することは、受け物品上に堆積されることになる３Ｄ印刷可能材料を、少なくとも融点の温度まで加熱することを含む。用語「融点」及び「融解温度」は、同じものを指す。

受け物品もまた、３Ｄ印刷中に加熱されることができる。特に、受け物品は、構築プラットフォームとすることができ、又は、構築プラットフォームによって含まれることもできる。

ＦＤＭプリンタは、比較的高速で、低コストであり、複雑な３Ｄ物体を印刷するために使用されることができる。そのようなプリンタは、様々なポリマーを使用して様々な形状を印刷する際に使用される。この技術は、ＬＥＤ照明器具及び照明ソリューションの製造において有用であると考えられる。

３Ｄ印刷物内の鏡面反射要素の組み込みは、広範な装飾効果を作り出す点で興味深い。その一方、鏡面反射３Ｄ印刷は、ＬＥＤ照明器具用の機能的な反射器設計において使用されることができる。しかしながら、鏡面（ミラー）効果は、ＦＤＭ３Ｄ技術では作製することが困難である。印刷フィラメント内に組み込まれたアルミニウムフレークを使用する実験は、低い反射率を有する銀色／灰色の材料を生み出している。更には、当然ながら、非３Ｄ印刷の光学要素を、３Ｄ印刷物品内に含めてもよい。しかしながら、このことは、製品を複雑化させる恐れがあり、光学要素に適用されるべき３Ｄ印刷の自由度及び機会を使用することを許容しない。

それゆえ、本発明の一態様は、好ましくは、上述の欠点のうちの１つ以上を更に少なくとも部分的に取り除く、代替的な光学要素、特に（鏡面）反射器を提供することである。また更には、本発明の一態様は、好ましくは、上述の欠点のうちの１つ以上を更に少なくとも部分的に取り除く、そのような光学要素、特に反射器を備える、代替的な照明システムを提供することである。更には、本発明の一態様は、好ましくは、上述の欠点のうちの１つ以上を更に少なくとも部分的に取り除く、そのような光学要素、特に反射器を提供するための方法を、提供することである。

本発明は、ＦＤＭによって製造されることが可能な、典型的な形状に関する。ＦＤＭでは、ポリマーが加熱され、微細なノズルを通じて押し出される。このノズルは、特定の速度で移動して、「絞り出された円筒」の材料を、先行の材料の上に書き込む。この方式で、３Ｄモデルの全体が、一層ずつ構築される。ＦＤＭの使用は、本明細書では「リップル」又は「コルゲーション（corrugation）」として示される構造が、印刷された表面の両側に常に存在し、これらの構造が、常に完全に位置合わせされることを、本質的に含意している。個々の印刷ラインのそれぞれは、その形状又は材料特性を変更することによって、所望の光学性能を有するように調整されることができる。このことは、追加的な工具コストを伴うことなく、個々のラインのそれぞれの形状及び／又は材料特性を変更することによって、カスタマイズされた設計を作り出すことができることを意味する。

予期せぬことに、透明な（例えば、ＰＣ、ＰＥＴ）材料を使用する構造体の３Ｄ印刷中に、鏡面（「ミラー」）効果が見出された。これらの鏡面反射ピーク（更に、＞９０％の反射率）の発生は、入射角、屈折率、及び、印刷される構造体の幾何学的パラメータに強く依存し得る。本発明は、とりわけ、例えば（ＬＥＤベースの）ランプシェード又は反射器で使用されることが可能な、強い鏡面反射効果を呈する特定の構造体を説明する。

出発点は、３Ｄ印刷された（ＦＤＭ）構造体が、「リップル状表面」を呈する点である。３Ｄ印刷された物体におけるリップルは、多くの場合、アーチファクトと見なされる。しかしながら、これらのリップルは、透明材料の印刷においては、３Ｄ印刷プロセスで完全に位置合わせされている両凸円柱レンズとして機能するため、例外的に有用であると考えられる。本発明は、（３Ｄ印刷された）層のアレイから成る、自由形状の光学構成要素を説明する。特に、レンズの光学特性を、より広い領域にわたって変化させることによって、良好な反射率が得られてもよい。

それゆえ、第１の態様では、本発明は、反射器壁を備える反射器であって、反射器壁が、その反射器壁を画定する、第１の壁表面（「第１の反射器壁表面」又は「第１の反射器表面」）及び第２の壁表面（「第２の反射器壁表面」又は「第２の反射器表面」）を含み、反射器壁が、光透過性材料を含み、反射器壁が、第１の反射器壁面積を画定する、第１の寸法（ｄ１）及び第２の寸法（ｄ２）を有し、各壁表面が、平行に配置されている複数の細長いコルゲーションを含み、コルゲーションが、（それぞれの壁表面における）隣り合うコルゲーション間の凹部に対するコルゲーション高さ（ｈ２）、及び、それぞれの壁表面における隣り合う凹部間の距離によって画定されるコルゲーション幅（ｗ２）を有し、コルゲーションが、それぞれの壁表面において、コルゲーション半径（ｒ２）を有する、隣り合う凹部間の湾曲状コルゲーション表面を有し、特定の実施形態では、第１の寸法（ｄ１）及び第２の寸法（ｄ２）のうちの一方の少なくとも一部にわたって、（ｉ）コルゲーション高さ（ｈ２）、（ｉｉ）コルゲーション幅（ｗ２）、（ｉｉｉ）コルゲーション半径（ｒ２）、及び、（ｉｖ）異なる壁表面に構成されているコルゲーション頂部の最短頂部間距離（ｗ１２）のうちの１つ以上が、それらの壁表面のうちの少なくとも一方、特に双方の壁表面に関して、壁の寸法（ｄ１、ｄ２）にわたって変化している、反射器を提供する。更には、反射器は、第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部と第２の端部との間の第３の距離が、１つ以上の反射器壁によって架橋されており、１つ以上の反射器壁は、第２の端部から第１の端部へとテーパ状に構成されており、反射器は、反射器キャビティを有する。

そのような反射器は、熱溶解積層法印刷で得られてもよく、それゆえ、実質的に任意の形状を有してもよい。更には、ＦＤＭ印刷技術は、フィラメントの寸法の、またそれゆえ、コルゲーション高さ、コルゲーション幅、コルゲーション半径、及び頂部間距離の、比較的容易な制御を可能にすることにより、それゆえまた、反射率及び反射光の分布などの、反射特性を制御することも可能にする。ここで提案されている３Ｄ印刷反射器を使用して、（非結像の）実質的な鏡面反射が得られてもよい。そのような反射器の場合、光源からの最も高い鏡面反射をもたらすように、ＴＩＲが最適化されてもよい。このことは、特に、反射器壁表面にわたる、コルゲーション高さ、コルゲーション幅、コルゲーション半径、及び頂部間距離のうちの１つ以上における勾配、特に（壁の寸法のうちの一方に平行な）単一方向における、そのような勾配を含み得る。

上述のように、本発明は、反射器壁を備える反射器であって、反射器壁が、その反射器壁を（本質的に）画定する、第１の壁表面及び第２の壁表面を含み、反射器壁が、光透過性材料を含む、反射器を提供する。一般に、光源は、単一の壁表面のみが光源光を直接受光するように構成されることになる。それゆえ、実施形態では、それらの壁のうちの一方は、裏面と見なされることができ、他方の側は、前面と見なされてもよい。それら２つの面が、本質的に壁の厚さを画定する。しかしながら、この厚さは、双方の表面がコルゲーションを含むため、１つ以上の寸法にわたって変化している。それゆえ、（異なる反射器壁表面における、対応するコルゲーション凹部間の）最小厚さ、及び（異なる反射器壁表面における、対応するコルゲーション頂部間の）最大厚さが存在してもよい。例えば、コリメータのような円錐反射器を想定すると、一方の表面は、内部表面又はキャビティ表面であってもよく、他方の表面は、その円錐反射器の外部表面であってもよい。本明細書では、壁表面はまた、反射器表面として示されてもよい。

この壁は、光透過性材料を含む。光透過性材料は、ＰＥ（polyethylene；ポリエチレン）、ＰＰ（polypropylene；ポリプロピレン）、ＰＥＮ（polyethylene napthalate；ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（polycarbonate；ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート（polymethylacrylate；ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（polymethylmethacrylate；ＰＭＭＡ）（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ（登録商標）又はＰｅｒｓｐｅｘ（登録商標））、セルロースアセテートブチレート（cellulose acetate butyrate；ＣＡＢ）、シリコーン、ポリ塩化ビニル（polyvinylchloride；ＰＶＣ）、一実施形態では（ＰＥＴＧ）（glycol modified polyethylene terephthalate；グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）を含めた、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate；ＰＥＴ）、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane；ポリジメチルシロキサン）、及びＣＯＣ（cyclo olefin copolymer；シクロオレフィンコポリマー）から成る群から選択されるような、透過性の有機材料から成る群から選択される１種以上の材料を含んでもよい。特に、光透過性材料は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ（メチル）メタクリレート（Ｐ（Ｍ）ＭＡ）、ポリグリコリド又はポリグリコール酸（polyglycolic acid；ＰＧＡ）、ポリ乳酸（polylactic acid；ＰＬＡ）、ポリカプロラクトン（polycaprolactone；ＰＣＬ）、ポリエチレンアジペート（polyethylene adipate；ＰＥＡ）、ポリヒドロキシアルカノエート（polyhydroxy alkanoate；ＰＨＡ）、ポリヒドロキシ酪酸（polyhydroxy butyrate；ＰＨＢ）、ポリ（３−ヒドロキシブチラート−ｃｏ−３−ヒドロキシバレラート）（poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)）；ＰＨＢＶ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（polybutylene terephthalate；ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（polytrimethylene terephthalate；ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの、芳香族ポリエステル、又はそのコポリマーを含んでもよく、特に、このマトリックスは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含み得る。それゆえ、この光透過性材料は、特にポリマー光透過性材料である。更に特に、反射器壁は、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＬＡ、及びＰＭＭＡのうちの１つ以上を含む。特に、ＰＣが適用されてもよい。

この壁は、単一の材料から本質的に成るものであってもよく、又は、複数の異なる材料を含んでもよい。実施形態では、寸法のうちの少なくとも一方にわたって、屈折率が変化してもよい。また、屈折率の変化は、反射光の角度分布を制御するために使用されてもよい。

特に、この光透過性材料／反射器壁材料は、実質的に透明である。それゆえ、この材料は、粒子又は粒界などの散乱要素を実質的に含み得ない。特に、反射器壁に対して垂直に供給され、頂部から頂部へと（すなわち、反射器壁を貫通する最長経路を）進む可視の放射線は、９７〜１００％の範囲などの、少なくとも９５％のような、少なくとも９０％などの、少なくとも８０％で透過されることになる。

反射器壁は、両面に、すなわち双方の反射器壁表面に、コルゲーションを含む。更には、この反射器壁は、実質的に平坦な（それゆえ、コルゲーションを考慮に入れない）全体形状を有してもよく、すなわち、反射器壁を通る平面は、平坦面であってもよい。例えば、このことは、反射器が、本明細書で説明されるような少なくとも２つの反射器壁を備え、それらの反射器壁が、Ｖ字形状トラフの場合などのＶ字形状反射器（中空の三角形状プリズム）をもたらすように、互いに対して０°よりも大きく１８０°よりも小さい範囲の角度で構成されている実施形態において、当てはまり得る。当然ながら、この反射器はまた、湾曲状の反射壁を有する、トラフタイプの形状を有してもよい。そのような実例では、１つの寸法において湾曲が存在してもよい。オプションとして、反射器壁は、コリメータのタイプの反射器のような場合などでは、２つの寸法において湾曲を含んでもよい。

本発明の第１の態様による反射器は、第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部と第２の端部との間の第３の距離が、１つ以上の反射器壁によって架橋されており、１つ以上の反射器壁は、第２の端部から第１の端部へとテーパ状に構成されており、反射器は、反射器キャビティを有する。このことは、Ｖ字形状の反射器に適用されてもよいが、また、例えば実質的に円形の断面を有する反射器に適用されてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、反射器は、細長いＶ字形状を有するか、又は円錐形状を有する。それゆえ、キャビティは、テーパ形状（第２の端部から第１の端部へのテーパ）を有し得る。

それゆえ、反射器壁は、第１の反射器壁面積を画定する、第１の寸法（ｄ１）及び第２の寸法（ｄ２）を有する。この面積は、第１の壁表面の、又は第２の壁表面の（全てのコルゲーションを考慮に入れない場合の）面積と、実質的に同じであってもよい。この面積は、実施形態では、特に、断面積と実質的に同一であってもよい。第１の寸法及び第２の寸法は、例えば、高さ及び長さから選択されてもよいが、また、例えば高さ及び周長（円周長さ又は外周）から選択されてもよい。例えば、１つの寸法のみにおいて湾曲状の反射器壁、及びテーパ方向でまっすぐな壁を有する、円錐形状の反射器は、長さ（テーパ方向）及び（その長さにわたって変化している）周長を有する。中空の三角形状プリズムの場合には、反射器壁は、それぞれが、長さ（又は、幅）及び高さを有し得る。第１の寸法及び第２の寸法は、それぞれ独立して、２ｍｍ〜５００ｃｍの範囲から選択されてもよく、特に、少なくとも一方の寸法は、少なくとも約２００ｃｍなどの、少なくとも約５ｍｍである。それゆえ、特定の実施形態では、寸法のうちの一方は、（円錐の場合に当てはまり得るように）他方の寸法と共に変化してもよく、例えば、外周は、高さ又は長さと共に変化してもよい。

各壁表面は、平行に配置されている複数の細長いコルゲーションを含む。用語「複数」とは、少なくとも２つを意味する。一般に、少なくとも２０個、更には少なくとも１００個のような、少なくとも８個などの、少なくとも４個のコルゲーションが存在することになる。例えば、反射器壁は、第１の寸法にわたって、１０〜８０個／ｃｍのような、５〜１００個などの、約１〜１００個のコルゲーション／ｃｍを含み得る。それゆえ、例えば１^＊１ｃｍ^２の壁表面は、１〜１００個のコルゲーションを含み得る。各コルゲーションは、フィラメント、すなわち、受け要素上に堆積される細長いポリマーによって供されてもよい。第１の表面のためのフィラメントは、平行に供される。第２の表面のためのフィラメントは、平行に供される。更に特に、双方の壁表面における対応するコルゲーションは、同じフィラメントによって供されてもよい。コルゲーションは、平行に構成されている。このことは特に、（高さｈ２を有する）細長いコルゲーション頂部と、細長いコルゲーション凹部とが、平行に構成されていることを意味する。特に、単一の表面において、全てのコルゲーションは、本質的に平行に構成されている。更には、コルゲーションはまた、双方の表面においても、互いに平行であってもよい。上述のように、異なる表面におけるコルゲーションは、同じフィラメントによって供されてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、反射器壁は、熱溶解積層法印刷された反射器壁である。また更に特に、コルゲーションは、フィラメント表面によって画定されてもよい。特に、コルゲーションは、一方の寸法に対して、実質的に平行に構成されている。

更には、コルゲーションは、（それぞれの壁表面における）隣り合うコルゲーション間の凹部に対するコルゲーション高さ（ｈ２）、及び、それぞれの壁表面における隣り合う凹部間の距離によって画定されるコルゲーション幅（ｗ２）を有する。ここでは、明瞭性のために、コルゲーションの高さ及びコルゲーション幅が、特定の表面におけるコルゲーションに関して、及び／又は同じ表面におけるコルゲーションに対して定義されることを示す、語句「それぞれの壁表面における」が追加されている。それゆえ、第１の表面におけるコルゲーションは、隣り合うコルゲーション間の凹部に対するコルゲーション高さ（ｈ２）、及び、隣り合う凹部間の距離によって画定されるコルゲーション幅（ｗ２）を有する。同様に、第２の表面におけるコルゲーションは、隣り合うコルゲーション間の凹部に対するコルゲーション高さ（ｈ２）、及び、隣り合う凹部間の距離によって画定されるコルゲーション幅（ｗ２）を有する。これらの高さは、その表面にわたって変化してもよい。一方の表面における高さは、他方の（反対向きに構成された）表面における高さの変化とは、異なる方式で変化してもよい。第１の表面の高さは、第２の表面の高さとは異なってもよい。しかしながら、それらの高さはまた、（実質的に）同一であってもよい。また更には、それらの高さはまた、２つの表面にわたって、（実質的に）同一に変化してもよい。コルゲーション高さは、約５０μｍ〜２５０μｍのような、約４０μｍ〜５００μｍの範囲などの、約２０μｍ〜１０ｍｍの範囲から選択されてもよい。コルゲーション幅は、５０μｍ〜１ｍｍの範囲のような、４０μｍ〜２ｍｍの範囲などの、約２０μｍ〜５ｍｍの範囲であってもよい。

これらのコルゲーションは、本質的に、コルゲーション凹部を画定し得る。コルゲーションの断面は、特に、弓形であってもよい。それゆえ、コルゲーションは、それぞれの壁表面において、コルゲーション半径（ｒ２）を有する、隣り合う凹部間の湾曲状コルゲーション表面を有する。これらのコルゲーション半径は、５０μｍ〜１ｍｍの範囲のような、４０μｍ〜２ｍｍの範囲などの、約２０μｍ〜５ｍｍの範囲であってもよい。特に、一方の凹部と関連の他方の凹部と間のコルゲーションにわたって、その半径は実質的に一定である。平均半径に対する半径の変化は、＋／−２０％、特に＋／−１０％の範囲であってもよい。例えば、フィラメント上への次のフィラメントの堆積などにより、フィルタの製造中に、ある程度の変化が誘発される場合がある。

コルゲーションの２つのコルゲーション凹部までの半径はまた、角度（２α）も画定する。この角度２αは、そのコルゲーション表面が広がる（断面では、中心角を有する円弧の）角度である。この角度２αは、一般に、３０〜１５０°の範囲、特に、６０〜１２０°などの、４５〜１３５°の範囲となる。

特に、第１の面における各コルゲーションは、第２の面において随伴するコルゲーションを有する。それゆえ、互いに反対向きのコルゲーションが構成されている。それゆえ、頂部間距離が画定されることができ、凹部間距離が画定されることができる。反対向きに配置されている頂部間の仮想線、及び反対向きに配置されている凹部間の仮想線は、本質的に平行であってもよく、反射器壁を通る平面に対して本質的に垂直であってもよい。頂部間距離は、１５０μｍ〜２ｃｍの範囲のような、１００μｍ〜５ｃｍの範囲などの、約５０μｍ〜１０ｃｍの範囲であってもよい。反対向きに配置されているコルゲーションは、本明細書ではまた、「対応するコルゲーション」としても示される。

反射器壁に向けて光線を発生させる光源は、壁表面に対して、より短い経路長を有する光線と、（同じ）壁表面に対して、より長い経路長を有する光線とを供給する。それゆえ、それらの光線が反射器表面に到達する際の入射角は、その表面にわたって変化することになる。平坦なアルミニウムベースの鏡などの、従来の鏡の場合、角度依存性は、実質的に（反射率に）影響を及ぼし得ない。しかしながら、本発明では、所望の反射率を得るために、光線のうちの少なくとも一部は、反射器壁に入らなければならず、他方の表面で反射されなければならない。それゆえ、反射器壁は、表面における光源光の反射器壁内へのカップリングに関して、他方の表面における反射に関して、及び、再び元の表面における（反射）光のカップリングアウトに関して、最適化されてもよい。この目的のために、反射器壁は、反射を最適化するための、いくつかの変化を含み得る。実施形態では、反射器は、複数の（細長い）両凸円柱レンズを備える。

それゆえ、反射器壁は、特に、内部全反射に基づく反射をもたらすように最適化され、この最適化は、種々の入射角の下での反射が最適化されるような、その反射器壁の最適化を更に含み得る。

この目的のために、反射器壁にわたって、双方の表面において、本明細書で定義されるような１つ以上のパラメータの勾配が存在してもよい。特に、第１の寸法（ｄ１）及び第２の寸法（ｄ２）のうちの一方の少なくとも一部にわたって、（ｉ）コルゲーション高さ（ｈ２）、（ｉｉ）コルゲーション幅（ｗ２）、（ｉｉｉ）コルゲーション半径（ｒ２）、及び、（ｉｖ）異なる壁表面に構成されているコルゲーション頂部の最短頂部間距離（ｗ１２）のうちの１つ以上が、それらの壁表面のうちの少なくとも一方に関して、壁の寸法（ｄ１、ｄ２）にわたって変化してもよい。特に、これらのパラメータのうちの１つ以上は、双方の壁表面に関して、寸法にわたって変化する。更には、一般に、ここで示されるような変化は、１つの方向のみにわたるものである。そのような変化を使用して、反射率が更に最適化されることができると考えられた。

上述のように、特に、第１の面における各コルゲーションは、第２の面において随伴するコルゲーション（すなわち、対応するコルゲーション）を有する。それゆえ、特定の実施形態では、この反射器は、第１の壁表面における第１のコルゲーションと、第２の壁表面における第２のコルゲーションとを有する、コルゲーションのセットを備える。第１の壁表面における第１のコルゲーションの第１のコルゲーション頂部と、第２の壁表面における第２のコルゲーションの第２のコルゲーション頂部との間の、最短頂部間距離（ｗ１２）が、０．２≦ｗ２／ｗ１２≦２のような、０．０５≦ｗ２／ｗ１２≦５などの、０．０１≦ｗ２／ｗ１２≦１００の範囲から選択されている場合に、良好な結果が得られてもよい。

上述のように、第１の寸法（ｄ１）及び第２の寸法（ｄ２）のうちの一方の少なくとも一部にわたって、特に、一方のみにわたって、（ｉ）コルゲーション高さ（ｈ２）、（ｉｉ）コルゲーション幅（ｗ２）、（ｉｉｉ）コルゲーション半径（ｒ２）、及び、（ｉｖ）異なる壁表面に構成されているコルゲーション頂部の最短頂部間距離（ｗ１２）のうちの１つ以上が、それらの壁表面のうちの少なくとも一方に関して、壁の寸法（ｄ１、ｄ２）にわたって変化する。しかしながら、寸法の少なくとも一部にわたって、これらのパラメータである、コルゲーション高さ、コルゲーション幅、コルゲーション半径、及び最短頂部間距離のうちの１つ以上、特に全てがまた、一定であってもよい。特に、寸法の４０〜８０％のような、４０〜１００％の範囲などの、少なくとも３０％にわたるなどの、１０ｍｍの高さの反射器の２ｍｍにわたるような、寸法の少なくとも２０％にわたって、これらのパラメータのうちの１つ以上が変化する。１つの面におけるｎ個のコルゲーションを想定すると、特に、少なくとも５つのサブセットなどの、これらのパラメータのうちの１つ以上が互いに異なる、少なくとも３つのサブセットが存在することになる。各サブセットは、独立して、１つ以上のコルゲーションを含み得る。それゆえ、コルゲーションの４０〜８０％のような、４０〜１００の範囲などの、少なくとも３０％などの、（壁表面における）コルゲーションの少なくとも２０％は、これらのパラメータのうちの１つ以上が互いに異なる。この方式で、反射器壁は、所望の光の角度分布に最適化されてもよい。実施形態では、変化するパラメータは、（壁の寸法にわたって）或る勾配で変化している。本明細書では、「変化する」、「徐々に変化する」、及び「勾配」のような用語は、特に、最大値、最小値、及び、少なくとも３つの中間の（互いに異なる）値などの、複数の（互いに異なる）中間値を指す場合がある。

コルゲーションは、（細長い）コルゲーション頂部を有し、（細長い）凹部の間に構成されている。特に、１つ以上のパラメータの変化は、それらの細長構造体に対して垂直な方向におけるものである。

それゆえ、本明細書で説明されるような反射器は、特に、照明システムを提供するために光源と組み合わせて使用されてもよい。例えば、この反射器は、コリメート光を供給するために使用されてもよい。この反射器はまた、光混合キャビティ用の側壁を提供するために使用されてもよい。

それゆえ、第２の態様では、本発明は、光源光を供給するように構成されている光源と、本発明の第１の態様による反射器とを備え、反射器が、（光源の）光源光の少なくとも一部を反射するように構成されている、照明システムを提供する。特定の実施形態では、反射器は、光源光の少なくとも一部をコリメートするように構成されている。光源は、高圧ランプ、ハロゲンランプなどを含めた、任意の光源であってもよい。特に、この光源は、固体光源（ＬＥＤなど）を含む。用語「光源」はまた、２〜２００個の（固体）ＬＥＤ光源などの、複数の光源にも関連してもよい。それゆえ、ＬＥＤという用語はまた、複数のＬＥＤを指す場合もある。更には、用語「光源」はまた、実施形態では、いわゆるチップオンボード（chips-on-board；ＣＯＢ）光源を指す場合もある。用語「ＣＯＢ」は、特に、封入又は接続されることなく、ＰＣＢなどの基板上に直接実装されている、半導体チップの形態のＬＥＤチップを指す。それゆえ、複数の光半導体光源が、同じ基板上に構成されてもよい。実施形態では、ＣＯＢは、単一の照明モジュールとして一体に構成されている、マルチＬＥＤチップである。

上述のように、反射器は、その反射器を使用して、所望の光源光分布を作り出すことを容易にし得る、種々の形状を有してもよい。それゆえ、実施形態では、反射器は、第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部と第２の端部との間の第３の距離（ｄ３）が、１つ以上の反射器壁によって架橋されており、１つ以上の反射器壁は、第２の端部から第１の端部へとテーパ状に構成されており、反射器は、反射器キャビティを有する。このことは、例えば、狭い端部に光源を有する、中空の三角形状プリズムを説明し得る。これはまた、狭い端部に光源を有する、コリメータのタイプの光源を指す場合もある。それゆえ、実施形態では、光源は、光出射面を含み、その光出射面は、第１の端部に構成されてもよい。

しかしながら、本発明はまた、反射器壁が光に対して透過性であるため、他の構成も可能にする。それゆえ、光源はまた、光源光の少なくとも一部、又は全てさえも、反射器キャビティ内に直接供給しないように構成されてもよく、反射器壁を介してのみ、光源光は反射器キャビティに到達してもよい。それゆえ、実施形態では、光源は、１つ以上の反射器壁を通して、キャビティ内に光源光を供給するように構成されてもよい。そのような実施形態の組み合わせもまた、適用されてもよい。それゆえ、実施形態では、光源は、反射（コリメータ）壁として反射器壁を備えるコリメータの、外部に構成されてもよい。

反射器は、光透過性の壁を有してもよいため、光源光の一部はまた、例えば、入射角及び内部（全）反射に応じて、その反射器壁を介して抜け出てもよい。反射器出力を最適化するために、光を反射して反射器に戻す（反射器キャビティ内に戻すなどの）ように、更なる反射器が適用されてもよい。この更なる反射器は、同様のタイプの反射器であってもよいが、特に、アルミニウムに基づくものなどの、最新技術の鏡面反射器であってもよい。それゆえ、また更なる実施形態では、この照明システムは、１つ以上の反射器壁を通って（キャビティから）抜け出る光源光の少なくとも一部を方向転換させて、１つ以上の壁を通して反射器キャビティ内に戻すように構成されている、第２の反射器を更に備えてもよい。

印刷適性及び反射性の観点から、ｒ２、ｗ２、及びｈ２が、０．０５〜１０ｍｍ、特に０．１〜２ｍｍの範囲から選択されている場合に、良好な結果が特に得られてもよい。実施形態では、ｒ２、ｗ２、及びｈ２のうちの２つ又は３つは、実質的に同一である。更に他の実施形態では、ｒ２、ｗ２、及びｈ２のうちの２つ又は３つは、実質的に異なる。

更には、印刷適性及び反射性の観点から、ｗ１２が０．１〜５ｍｍの範囲から選択されている場合に、良好な結果が特に得られてもよい。

印刷適性及び反射性の観点から、０．０１≦ｗ２／ｗ１２≦１００、特に０．０１≦ｗ２／ｗ１２≦２、更に特に０．２≦ｗ２／ｗ１２≦２の場合に、また更に良好な結果が特に得られてもよい。特に、ｗ２／ｗ１２≦１である。良好な鏡面反射率に関しては、特に０．２≦ｗ２／ｗ１２≦２、更に特に０．９≦ｗ２／ｗ１２≦１．１である。

更に、ｈ２及びｒ２が関連付けられてもよく、実質的に等式ｈ２＝ｒ２^＊（１−ｃｏｓ（α））によって定義されてもよい点に留意されたい。更に、ｗ２及びｒ２もまた関連付けられてもよく、実質的にｗ２＝２^＊ｒ２^＊ｓｉｎ（α）によって定義されてもよい点に留意されたい。

第３の態様では、本発明は、反射器の製造方法を提供する。特に、本発明は、反射器壁を備える反射器の製造方法であって、反射器壁が、反射器壁を画定する、第１の壁表面及び第２の壁表面を含み、反射器壁が、光透過性材料を含み、反射器壁が、第１の反射器壁面積を画定する、第１の寸法及び第２の寸法を有し、各壁表面が、平行に配置されている複数の細長いコルゲーションを含み、コルゲーションが、それぞれの壁表面において、隣り合うコルゲーション間の凹部に対するコルゲーション高さ、及び、隣り合う凹部間の距離によって画定されるコルゲーション幅を有し、コルゲーションが、それぞれの壁表面において、コルゲーション半径を有する、隣り合う凹部間の湾曲状コルゲーション表面を有する、反射器の製造方法を提供する。この方法は、３Ｄ印刷可能材料のフィラメントを準備するステップと、印刷段階の間に、（熱溶解積層法（ＦＤＭ）３Ｄプリンタを使用して）３Ｄ印刷可能材料を受け物品上に印刷して、反射器を供給するステップとを含む。特に、印刷段階は、第１の寸法（ｄ１）及び第２の寸法（ｄ２）のうちの一方の少なくとも一部にわたって、（ｉ）コルゲーション高さ（ｈ２）、（ｉｉ）コルゲーション幅（ｗ２）、（ｉｉｉ）コルゲーション半径（ｒ２）、及び、（ｉｖ）異なる壁表面に構成されているコルゲーション頂部の最短頂部間距離（ｗ１２）のうちの１つ以上を、それらの壁表面のうちの少なくとも一方に関して、壁の寸法（ｄ１、ｄ２）にわたって、特に３Ｄプリンタ方法のパラメータを制御することによって、変化させるステップを含み得る。そのようなパラメータは、プリンタヘッド内でフィラメントが加熱される温度、フィラメントの堆積の速度、プリンタノズルの断面積及び／又は形状などを含み得る。

設計段階では、（仮想）光源光分布を有する（仮想）光源が選択されてもよく、所望の光分布及び／又は光束に基づいて、例えば、選択された（仮想）光源に対応する光源光を供給してもよい光源に関して、反射器が定義されることができる。それゆえ、特定の実施形態では、本発明はまた、反射器表面における、（光源光分布を有する）光源の光の反射後の、所望の光の分布を定義するステップと、（光源光分布に最も適する）光源と組み合わされた場合に、所望の光の分布に最も適する、３Ｄ印刷可能反射器の設計を定義するステップと、設計に従って反射器を印刷するステップとを含み、印刷段階が、特に、壁表面のうちの少なくとも一方に関して、壁の寸法（ｄ１、ｄ２）にわたる変化をもたらすために、堆積速度及びプリンタノズル開口部寸法（ｄ４）のうちの１つ以上を制御するステップを含む、方法も提供する。プリンタノズル開口部寸法とは、例えば、長さ及び幅、又は直径を指す場合がある。特に、ノズル開口部は、（直径を有する）円形又は実質的に（２つの直径を有する）楕円形であってもよい。例えば、プリンタ速度を上昇させる場合、フィラメントは、より小さい直径で印刷されてもよい。あるいは、又は更に、可変ノズル開口部を有するプリンタノズルを使用する場合、若しくは異なるノズルを使用する場合もまた、異なる寸法を有するフィラメントが印刷されてもよい。とりわけ、これらの方式で、上述のコルゲーションの寸法が変化されてもよい。それゆえ、光源と反射器との組み合わせがシミュレートされることができ、反射後の所望の光分布は、（仮想）反射器を設計することによって調整されることができる。設計された（仮想）反射器に基づいて、（本明細書で説明されるような）実際の反射器（同じく本明細書で説明されるような）（３Ｄ物品）が印刷されることができる。

また上述されたように、特定の実施形態では、反射器は、（第１の壁表面における）第１のコルゲーションと（第２の壁表面における）第２のコルゲーションとを有する、コルゲーションのセットを含み、第１の壁表面における第１のコルゲーションの第１のコルゲーション頂部と、第２の壁表面における第２のコルゲーションの第２のコルゲーション頂部との間の、最短頂部間距離（ｗ１２）が、０．０１≦ｗ２／ｗ１２≦１００の範囲から選択されており、ｗ２／ｗ１２は、それらの壁表面のうちの少なくとも一方に関して、壁の寸法（ｄ１、ｄ２）にわたって変化している。そのような実施形態では、この方法は、堆積速度及びプリンタノズル開口部寸法（ｄ４）のうちの１つ以上を制御することによって、壁の寸法（ｄ１、ｄ２）にわたって変化するｗ２／ｗ１２の変化をもたらすステップを、特に含み得る。

また更なる態様では、本発明はまた、照明システムの製造方法も提供し、この方法は、本明細書で定義されるような光源及び反射器を準備するステップと、（光源及び反射器を）組み立ててそのような照明システムにするステップとを含む。反射器は、特に、光源に対して受光関係で構成される。それゆえ、反射器及び光源は、光供給及び受光関係へと組み立てられる。全ての光源光が、必ずしも反射器に向けられるわけではなく、実施形態では、光源光の一部はまた、反射器に接触することなく、光源から伝搬してもよい点に留意されたい。

更には、光源及び／又は反射器の下流には、レンズ、光変換要素、光学フィルタなどのうちの１つ以上などの、更なる光学系が構成されてもよい。用語「上流」及び「下流」は、光生成手段（本明細書では特に、光源）からの光の伝搬に対する、物品又は特徴部の配置に関するものであり、光生成手段からの光のビーム内での第１の位置に対して、光のビーム内の、光生成手段により近い第２の位置が「上流」であり、光のビーム内の、光生成手段からより遠く離れた第３の位置が「下流」である。

また更なる態様では、本発明はまた、コンピュータ上にロードされると、本明細書で説明されるような方法を実現することが可能となる、コンピュータプログラム製品も提供する。そのようなコンピュータプログラム製品は、３Ｄプリンタによって含まれているコンピュータ上に、ロードされることができる。このコンピュータプログラム製品は、コンピュータ可読媒体を含み得る。このコンピュータ可読媒体及び／又はメモリは、任意の記録可能媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、着脱式メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、ＤＶＤ、フロッピーディスク、又はメモリカード）であってもよく、又は、伝送媒体（例えば、光ファイバ、ワールドワイドウェブ、ケーブルを含む、ネットワーク、及び／又は、例えば、時分割多元接続、符号分割多元接続、若しくは他の無線通信システムを使用する、無線チャネル）であってもよい。コンピュータシステムで使用するために好適な情報を記憶することが可能な、既知又は開発された任意の媒体が、コンピュータ可読媒体及び／又はメモリとして使用されてもよい。追加的メモリもまた、使用されてもよい。コンピュータ可読媒体、メモリは、長期メモリ、短期メモリ、又は長期メモリと短期メモリとの組み合わせであってもよい。メモリという用語はまた、複数のメモリを指す場合もある。メモリは、本明細書で開示される方法、操作行為、及び機能を実施するように、プロセッサ／コントローラをコンフィギュレーションしてもよい。メモリは、分散されるか、又はローカルのものであってもよく、プロセッサは、追加的プロセッサが設けられてもよい場合、分散されるか、又は単一の形であってもよい。メモリは、電気、磁気、又は光メモリ、あるいは、これらのタイプ又は他のタイプの記憶デバイスの任意の組み合わせとして、実装されてもよい。更には、用語「メモリ」は、プロセッサによってアクセスされるアドレス可能空間内のアドレスに対して読み出し又は書き込みが可能な、あらゆる情報を包含するように、十分に広範に解釈されるべきである。この定義により、インターネットなどのネットワーク上の情報も、例えば、プロセッサが、そのネットワークからその情報を取得してもよいため、やはりメモリの範囲内である。コントローラ／プロセッサ及びメモリは、任意のタイプであってもよい。プロセッサは、説明される様々な動作を実行し、メモリ内に記憶されている命令を実行することが可能であってもよい。プロセッサは、特定用途向け集積回路、又は汎用集積回路であってもよい。更には、プロセッサは、本システムに従って実行するための専用プロセッサであってもよく、又は、本システムに従って実行するために、多くの機能のうちの１つのみが動作する、汎用プロセッサであってもよい。プロセッサは、プログラム部分、複数のプログラムセグメントを利用して動作してもよく、又は、専用集積回路若しくは多目的集積回路を利用する、ハードウェアデバイスであってもよい。

照明システムは、例えば、オフィス照明システム、家庭用アプリケーションシステム、店舗照明システム、家庭用照明システム、アクセント照明システム、スポット照明システム、劇場照明システム、光ファイバアプリケーションシステム、投影システム、自己照明ディスプレイシステム、画素化ディスプレイシステム、セグメント化ディスプレイシステム、警告標識システム、医療用照明アプリケーションシステム、インジケータ標識システム、装飾用照明システム、ポータブルシステム、自動車用アプリケーション、（屋外）道路照明システム、都市照明システム、温室照明システム、園芸用照明、又はＬＣＤバックライトの一部であってもよく、若しくは、それらに適用されてもよい。

更には、この反射器は、高天井用（high-bay）照明器具、ダウンライト、吊下げ照明器具などで使用されてもよい。

ここで、本発明の実施形態が、添付の概略図面を参照して例としてのみ説明され、図面中、対応する参照記号は、対応する部分を示す。

本明細書で説明される方法で使用されてもよい、３Ｄプリンタのいくつかの一般的態様を概略的に示す。 本明細書で説明される方法で使用されてもよい、３Ｄプリンタのいくつかの一般的態様を概略的に示す。 反射器のいくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器のいくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器のいくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器のいくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器のいくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器のいくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの態様及び変形例を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの実施形態を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの実施形態を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの実施形態を概略的に示す。 反射器及び照明システムの、いくつかの実施形態を概略的に示す。

概略図面は必ずしも正しい縮尺ではない。

図１ａは、３Ｄプリンタのいくつかの態様を概略的に示す。参照符号５００は、３Ｄプリンタを示し、本明細書ではまた、熱溶解積層法３Ｄプリンタとしても示されている。参照符号５３０は、３Ｄ印刷、特にＦＤＭ３Ｄ印刷を行うように構成されている、機能ユニットを示し、この参照符号はまた、３Ｄ印刷段階ユニットを示してもよい。この図では、ＦＤＭ３Ｄプリンタヘッドなどの、３Ｄ印刷される材料を供給するためのプリンタヘッドのみが、概略的に示されている。参照符号５０１は、プリンタヘッドを示す。本発明の３Ｄプリンタは、特に、複数のプリンタヘッドを含んでもよいが、他の実施形態もまた可能である。参照符号５０２は、プリンタノズルを示す。本発明の３Ｄプリンタは、特に、複数のプリンタノズルを含んでもよいが、他の実施形態もまた可能である。参照符号３２０は、印刷可能な（上述のものなどの）３Ｄ印刷可能材料のフィラメントを示す。明瞭性のために、３Ｄプリンタの全ての特徴部は示されておらず、本発明に特に関連する特徴部（以下もまた更に参照されたい）のみが示されている。

３Ｄプリンタ５００は、実施形態では少なくとも一時的に冷却されてもよい受け物品５５０上に、複数のフィラメント３２０を堆積させることによって、３Ｄ物品１０を生成するように構成されており、各フィラメント２０は、融点Ｔ_ｍを有するような３Ｄ印刷可能材料を含む。３Ｄプリンタ５００は、プリンタノズル５０２の上流でフィラメント材料を加熱するように構成されている。このことは、例えば、押出機能及び／又は加熱機能のうちの１つ以上を有するデバイスで行われてもよい。そのようなデバイスは、参照符号５７３で示されており、プリンタノズル５０２の上流に（すなわち、フィラメント材料がプリンタノズル５０２から出る前の時点に）配置されている。プリンタヘッド５０１は、（それゆえ）液化器又は加熱器を含み得る。参照符号２０１は、印刷可能材料を示す。堆積されると、この材料は、（３Ｄ）印刷された材料として示され、これは、参照符号２０２で示されている。

参照符号５７２は、特にワイヤの形態の材料を有する、スプール又はローラを示す。３Ｄプリンタ５００は、この材料を、受け物品上で、又は既に堆積されている印刷された材料上で、フィラメント又はファイバ３２０に変換する。一般に、ノズルの下流のフィラメントの直径は、プリンタヘッドの上流のフィラメントの直径に対して低減されている。それゆえ、プリンタノズルは（また）、押出機ノズルとして示される場合がある。フィラメントを１つずつ順に重ね合わせて配置することにより、３Ｄ物品１０が形成されてもよい。参照符号５７５は、フィラメント供給デバイスを示し、このデバイスは、この場合とりわけ、参照符号５７６で示される、スプール又はローラ及び駆動輪を含む。

参照符号Ａは、長手方向軸線つまりフィラメント軸線を示す。

図１ｂは、構築中の３Ｄ物品１０の印刷を、より詳細な３Ｄで概略的に示す。この場合、この概略図面では、単一平面内のフィラメント３２０の端部は、相互接続されていないが、現実には、実施形態において、相互接続される場合もある。

それゆえ、図１ａ、図１ｂは、（ａ）プリンタノズル５０２を含む第１のプリンタヘッド５０１、（ｂ）３Ｄ印刷可能材料２０１を含むフィラメント３２０を、第１のプリンタヘッド５０１に供給するように構成されている、フィラメント供給デバイス５７５、及びオプションとして（ｃ）受け物品５５０を備える、熱溶解積層法３Ｄプリンタ５００のいくつかの態様を概略的に示す。

３Ｄ印刷された（ＦＤＭ）構造体は、「リップル状表面」を呈する。これらのリップルは、驚くべきことに、透明材料の印刷においては、３Ｄ印刷プロセスで完全に位置合わせされている両凸円柱レンズとして機能することができるため、例外的に有用であると考えられる。これらの構想の全てにおいて、これらの線状構造体の適切な位置合わせは、些細なことではない。

３Ｄ印刷製品が、極めて概略的に図２ａに示されている。この図面は、図１ａで概略的に示された３Ｄプリンタのプリンタノズル５０１を、概略的に示し得る。プリンタノズル開口部寸法が、参照符号ｄ４で示されている。特定の実施形態では、３Ｄプリンタ５００は、可変のプリンタノズル開口部寸法ｄ４を有してもよい。この方式で、印刷されるフィラメントの厚さ又は直径が、（印刷中に）制御されてもよい。

設計における幾何学的パラメータは、とりわけ、層のアスペクト比（ｗ２／ｗ１２）、及びポリマー／空気界面における曲率である。これらのパラメータは、図２ａ及び図２ｂで説明される。層のアスペクト比、及び界面の曲率は、３Ｄ印刷プロセスにおける処理条件（印刷速度、ポリマー流）によって、調整されることができる。参照符号ｈ２は、コルゲーション高さを示す。これらのコルゲーションは、参照符号２１０で示されている。参照符号ｗ２は、コルゲーション幅を示し、参照符号Ｒ２は、湾曲状コルゲーション表面２３０の半径を示す。角度２αは、コルゲーション表面２３０が広がる（断面では、中心角を有する円弧の）角度であり、この角度は、一般に、３０〜１５０°の範囲、特に、６０〜１２０°などの、４５〜１３５°の範囲となる。参照符号ｗ１２は、２つのコルゲーション頂部間の幅又は長さを示す。これらのコルゲーション頂部は、参照符号２１１で示されている。コルゲーション２１０は、フィラメント表面３２１によってもたらされている。ｗ１２を画定する頂部２１１は、本明細書ではまた、「対応するコルゲーション頂部」としても示される。１つ以上のパラメータの変化は、この細長構造体に対して垂直な方向におけるものである。このことは、この図面では例として、矢印で示されている（その変化自体は、ここでは、ｗ１２の頂部間距離におけるものである点に留意されたい）。

図２ｃは、より詳細な反射器２の壁２０を、斜視図で概略的に示す。反射器２は、反射器壁２０を備える。反射器壁２０は、その反射器壁２０を画定する、第１の壁表面２２及び第２の壁表面２３を含む。これら２つの面２２、２３は、互いに反対向きに構成され、互いに対して実質的に平行に構成されている。反射器壁２０は、光透過性材料２１を含む。反射器壁２０は、第１の反射器壁面積Ａを画定する、第１の寸法ｄ１及び第２の寸法ｄ２を有する。各壁表面２２、２３は、平行に配置されている複数の細長いコルゲーション２１０を含む。これらのコルゲーションは、それぞれの壁表面２２、２３において、隣り合うコルゲーション２１０間の凹部２２０に対するコルゲーション高さｈ２、及び、隣り合う凹部２２０間の距離によって画定されるコルゲーション幅ｗ２を有する。コルゲーション２１０は、コルゲーション半径ｒ２を有する、隣り合う凹部２２０間の湾曲状コルゲーション表面２３０を有する。図２ｃには示されていないが、第１の寸法ｄ１及び第２の寸法ｄ２のうちの一方の少なくとも一部にわたって、（ｉ）コルゲーション高さｈ２、（ｉｉ）コルゲーション幅ｗ２、（ｉｉｉ）コルゲーション半径ｒ２、及び、（ｉｖ）異なる壁表面２２、２３に構成されているコルゲーション頂部２１１の最短頂部間距離ｗ１２のうちの１つ以上が、それらの壁表面２２、２３のうちの少なくとも一方、特に双方の表面２２、２３に関して、寸法ｄ１、ｄ２にわたって変化している。参照符号３及び参照符号４は、それぞれ、壁の第１の端部３及び第２の端部４を示す。図２ｃは、第１の壁表面２２及び第２の壁表面２３のそれぞれにおける、４つのコルゲーションを概略的に示す。反射器壁は、第１の寸法（ここでは、ｄ１）にわたって、約１〜１００個／ｃｍのコルゲーションを含み得る。図２ｃでは、コルゲーション２１０は、寸法ｄ２に対して平行である。コルゲーション２１０は、（細長い）コルゲーション頂部２１１を有し、（細長い）凹部２２０の間に構成されている。特に、１つ以上のパラメータの変化は、それらの細長構造体に対して垂直な方向におけるものである。このことは、この図面では例として、矢印で示されている（その変化自体は、見ることができない点に留意されたい）。この変化は、それゆえ特に、反射器壁表面にわたる、コルゲーション高さ、コルゲーション幅、コルゲーション半径、及び頂部間距離のうちの１つ以上における勾配、特に、ここで概略的に示されるように、（壁の寸法のうちの一方に平行な）単一方向における、そのような勾配を含み得る。

図２ｄ及び図２ｅは、反射器２が、第１の端部３及び第２の端部４を有し、それら第１の端部３と第２の端部４との間の第３の距離ｄ３が、１つ以上の反射器壁２０によって架橋されており、それら１つ以上の反射器壁２０が、第２の端部４から第１の端部３へとテーパ状に構成されており、反射器２が、反射器キャビティ５を有する、実施形態の概略である。この場合、反射器２は、円錐形状を有する。図２ｄはまた、光源光１１を供給するように構成されている光源１０と、光源光１１の少なくとも一部を反射するように構成されている反射器２とを備える、照明システム１も概略的に示す。それゆえ、反射器は、光源と受光関係で構成されている。例えば、概略的に示されている図２ｄの実施形態では、反射器２は、光源光１１の少なくとも一部をコリメートするように構成されている。図２ｄはまた、第１の端部３と第２の端部４との間の第３の距離ｄ３が、１つ以上の反射器壁２０、ここでは、実際には単一の反射器壁２０によって架橋されており、それら１つ以上の反射器壁２０が、第２の端部４から第１の端部３へとテーパ状に構成されていることも示す。反射器２は、反射器キャビティ５を有する。図２ｄの反射器壁２０は、第１の寸法ｄ２（直径）において湾曲を有しているが、他方の寸法ｄ１（壁２０の長さ又は高さ）においては、必ずしも全体的な湾曲を有していない点に留意されたい。光源１０は、光出射面１２を含む。図２ｄで概略的に示されている実施形態では、光出射面１２は、第１の端部３に構成されている。光出射面１２は、実施形態では、キャビティ５内に構成されてもよい。全ての光源光が、必ずしも反射器に向けられるわけではなく、実施形態では、光源光の一部はまた、反射器に接触することなく、光源から伝搬してもよい点に留意されたい。図２ｅは、断面を概略的に示す。ｄ２は、第１の端部３又は第２の端部４からのフィラメント３２０／湾曲２１０の距離に依存し得る点に留意されたい。

図２ｆは、Ｖ字形状の反射器２の斜視図を概略的に示す。この反射器は、或る種のトラフ形状又は中空の三角形状プリズムを有する。更には、図２ｆはまた、照明システム１の一実施形態も概略的に示す。ここでは、例として、照明システム１は、複数の光源１０を含む。

印刷材料は、特に、透明なポリカーボネート（ＰＣ）、ＰＥＴ、ＰＬＡ、又はＰＭＭＡであってもよい。また、２種以上の透明材料の混合物も、同様に使用されてもよい。透明ＰＥＴを使用する３Ｄ印刷物の断面が、図３に示される。この印刷された構成要素は、ＬＥＤベースの照明器具内の反射器（又は、複合反射器の一部）である。

図４は、反射器壁２０の反射性の光線追跡実施例を示す。参照符号Ψは、入射角を示す。更には、この図からはまた、他の入射角において、反射光の所望の方向性及び／又は角度分布をもたらすためには、コルゲーション２１０の寸法が異なり得る点も結論付けることができる。それゆえ、固定位置の光源の場合、その光源光の入射角に応じて、コルゲーション２１０の寸法が設計されてもよい。

それゆえ、本発明の動作原理が、図４で説明される。入射光ビームは、第１のレンズ表面によって透過され、シートの反対部位上の第２のレンズ表面によって反射（内部全反射；ＴＩＲ）される。第２のレンズは、第１のレンズに対して、距離ｄにわたって変位されている。これらの印刷された構造体は、パラメータｗ１２、ｗ２、Ｒ２、及びα（図２ｂ）と、ポリマーの屈折率ｎとによって定義される。

このことはまた、図５でも概略的に示されており、入射角が変更されている。ｙ軸上に、反射率が％で示されており、ｘ軸上に、ｖが示されている。参照符号ｖは、ｗ１２に（ｖ＝ｗ１２−２^＊ｈ２で）関連している。図５に見られ得るように、コルゲーション幅ｗ２を約０．５から０．７ｍｍへと調整する場合、反射の最大値は、最適入射角を、７０°から６０°へと移行させることができる。図５は、いくつかの典型的な構成を示す。ｖ＝０．６２付近で、印刷された構造体の反射率は、その印刷されたシート表面の法線に対して６０°の入射角Ψで、〜９２％となる。７０°の入射角では、０．５３ｍｍ付近のｖを有する構造体が、〜９５％の更に高い反射率を示す。

図６は、６０°の入射角を有するビームに関する、（−６０°での）反射ビームの角度分布を示す。見られ得るように、この反射は、実質的に鏡面反射である。図６は、反射光が、鏡面反射／「銀色」表面として知覚される、狭い光の「円錐」内に閉じ込められていることを示す。「ＲＢ」は反射ビームを示し、「ＩＢ」は入射ビームを示す。ｘ軸は、角度（°）を示す。見られ得るように、約６０°の入射ビーム及び−６０°の反射ビームを有する、実質的に鏡のような反射が存在している。

図４〜図６では、１．５９の屈折率を有するポリカーボネートが、材料として適用されており、ｗ２は０．６ｍｍであり、ｒ２は０．５ｍｍであり、ｈ２は０．１ｍｍであった。

図７は、鏡面反射が予想される構造体の形状を説明する、単純な光学モデルを示す。このモデルは、印刷される構造体の幾何学的形状を、鏡面反射が生じる入射角に関連付けるものである。

Ψは入射角である。角度αは、上記で定義されており、また、ａｒｃｓｉｎ（ｗ２／（２^＊Ｒ２））としても定義されることができる。

このモデルのいくつかの結果が、３つの異なるレンズ曲率１／Ｒ、及び様々な入射角Ψに関して、図８に記載されている。３Ｄ印刷される層は、０．０５ｍｍ〜２ｍｍの範囲の、典型的な寸法を有する。

図９ａ、図９ｂでは、少なくとも１つの発光ダイオード（light emitting diode；ＬＥＤ）の強度プロファイルを成形するために、３Ｄ印刷された透明反射器が適用されている。印刷された層の反射率は、入射角に強く依存するため、小さい面積の光源が、効果的なコリメーションを達成するために役立つ。説明されている構成に関する魅力的な光源は、いわゆるＣＯＢ（チップオンボード）である。これらのＬＥＤは、高い光束（典型的には、５００〜２５００ｌｍ）と小さいフットプリント（＜１３ｍｍの直径）とを兼ね備えている。それにもかかわらず、一部の光は、この印刷されたコリメータを通って外部に漏れ出る。しかしながら、多くの用途に関して、そのような反射器は、高く評価される（例えば、ハロゲン電球の反射器を通る、一部の光の漏出と比較されたい）。オフ状態では、この照明器具は、特定の視野角で銀色の外観を示す。この効果も、同様に高く評価される。完成した反射器は、多種多様な幾何学的形状（円形、線形、自由形状）を有し得る。反射器の壁は、まっすぐ又は湾曲状とすることができる（全ての入射角に関して、反射率を最適化することが好ましい）。反射器の形状を操作することによって、反射される光及び透過される（「漏れ出る」）光の量、並びに、その照明器具の遠視野強度分布を調整することが可能である。反射器壁２０は、第１の壁表面２２及び第２の壁表面２３を含む。第１の壁表面２２はまた、「キャビティ表面」として示されてもよい。第２の壁表面２３もまた、「外部表面」として示されてもよい。図９ａは、例えば、円錐形状の反射器２（図２ｄを参照）又はＶ字形状の反射器２（図２ｆを参照）の断面を、概略的に示す。更には、図９ａはまた、照明システム１の一実施形態も概略的に示す。ここでは、キャビティ５は、第２の端部４から第１の端部３へとテーパ状である。図９ａから導き出され得るように、しかしながらまた、２ｄなどの他の図面からも導き出され得るように、反射器壁２０に向けて光線１１を発生させる光源１０は、壁表面２２に対して、より短い経路長を有する光線と、（同じ）壁表面２２に対して、より長い経路長を有する光線とを供給する。

図１０ａ、図１０ｂは、透明な３Ｄ印刷反射器２が、白色の拡散反射器又は古典的な鏡面反射器（例えば、アルミニウム被覆されたポリマー）などの、反射器３００と組み合わされている、代替的構成を示す。この白色反射器も、同様に３Ｄ印刷されることができる。透明ポリマー要素の上部は、反射器であり、その一方で、（ＬＥＤに近い）下部は、高輝度ＬＥＤなどの光源の光源光１１に関する、拡散器として（も）機能してもよい。そのような構成はまた、多種多様な形態及び形状も可能にする。図１０ａ、及び特に図１０ｂでは、線形構造体が示されている。ポリマー反射器は、（少なくとも）２つの向きで印刷されることができる。１つのオプションが図１０ａ、図１０ｂで示されており、図１０ｂは図１０ａの上面図である。この場合、反射器２は、或る種のＵ字形状、又は、丸みを帯びた第１の（テーパ状）端部３を有するＶ字形状を有する。

「実質的に成る」などでの、本明細書の用語「実質的に（substantially）」は、当業者によって理解されるであろう。用語「実質的に」はまた、「全体的に（entirely）」、「完全に（completely）」、「全て（all）」などを伴う実施形態も含み得る。それゆえ、実施形態では、この形容詞はまた、実質的に削除される場合もある。適用可能な場合、用語「実質的に」はまた、９５％以上、特に９９％以上、更に特に９９．５％以上などの、１００％を含めた９０％以上にも関連し得る。用語「含む（comprise）」は、用語「含む（comprise）」が「から成る（consists of）」を意味する実施形態もまた含む。用語「及び／又は」は、特に、その「及び／又は」の前後で言及された項目のうちの１つ以上に関連する。例えば、語句「項目１及び／又は項目２」、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関連し得る。用語「含む（comprising）」は、一実施形態では、「から成る（consisting of）」を指す場合もあるが、別の実施形態ではまた、「少なくとも定義されている種、及びオプションとして１つ以上の他の種を包含する」も指す場合がある。

更には、明細書本文及び請求項での、第１、第２、第３などの用語は、類似の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、連続的又は時系列的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明又は図示されるもの以外の、他の順序での動作が可能である点を理解されたい。

本明細書のデバイスは、とりわけ、動作中について説明されている。当業者には明らかとなるように、本発明は、動作の方法又は動作時のデバイスに限定されるものではない。

上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、むしろ例示するものであり、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの代替的実施形態を設計することが可能となる点に留意されたい。請求項では、括弧内のいかなる参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「含む（to comprise）」及びその活用形の使用は、請求項に記述されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。要素に先行する冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような要素が存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの個別要素を含むハードウェアによって、及び、好適にプログラムされたコンピュータによって実装されてもよい。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項では、これらの手段のうちのいくつかは、１つの同一のハードウェア物品によって具現化されてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。

本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、デバイスに適用される。本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、方法又はプロセスに関する。

本特許で論じられている様々な態様は、更なる利点をもたらすために組み合わされることも可能である。更には、当業者は、実施形態が組み合わされることが可能であり、また、３つ以上の実施形態が組み合わされることも可能である点を理解するであろう。更には、特徴のうちのいくつかは、１つ以上の分割出願のための基礎を形成し得るものである。

Claims (14)

1. 反射器壁を備える反射器であって、前記反射器壁が、前記反射器壁を画定する、第１の壁表面及び第２の壁表面を含み、前記反射器壁が、光透過性材料を含み、前記反射器壁が、第１の反射器壁面積を画定する、第１の寸法及び第２の寸法を有し、各壁表面が、平行に配置されている複数の細長いコルゲーションを含み、前記コルゲーションが、各壁表面において、隣り合うコルゲーション間の凹部に対するコルゲーション高さ、及び、隣り合う凹部間の距離によって画定されるコルゲーション幅ｗ２を有し、前記コルゲーションが、各壁表面において、コルゲーション半径を有する、前記隣り合う凹部間の湾曲状コルゲーション表面を有し、前記第１の寸法及び前記第２の寸法のうちの一方の少なくとも一部にわたって、前記コルゲーション高さ、前記コルゲーション幅ｗ２、前記コルゲーション半径、及び、前記第１の壁表面に構成されているコルゲーション頂部と前記第２の壁表面に構成されているコルゲーション頂部との間の最短頂部間距離ｗ１２のうちの１つ以上が、前記第１の壁表面及び前記第２の壁表面のうちの少なくとも一方に関して、前記壁の寸法にわたって変化しており、前記反射器が、第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部と前記第２の端部との間の第３の距離が、１つ以上の反射器壁によって架橋されており、前記１つ以上の反射器壁が、前記第２の端部から前記第１の端部へとテーパ状に構成されており、前記反射器が、反射器キャビティを有する、反射器。
2. 前記反射器壁が、熱溶解積層法印刷された反射器壁であり、前記コルゲーションが、フィラメント表面によって画定されている、請求項１に記載の反射器。
3. 前記反射器壁が、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＬＡ、及びＰＭＭＡのうちの１つ以上を含む、請求項１乃至２のいずれか一項に記載の反射器。
4. 前記第１の壁表面における第１のコルゲーションと前記第２の壁表面における第２のコルゲーションとを有する、コルゲーションのセットを含み、前記第１の壁表面における前記第１のコルゲーションの第１のコルゲーション頂部と、前記第２の壁表面における前記第２のコルゲーションの第２のコルゲーション頂部との間の、前記最短頂部間距離ｗ１２が、０．０１≦ｗ２／ｗ１２≦１００の範囲から選択されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の反射器。
5. 前記反射器が、細長いＶ字形状を有するか、又は円錐形状を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の反射器。
6. 光源光を供給するように構成されている光源と、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の反射器とを備え、前記反射器が、前記光源光の少なくとも一部を反射するように構成されている、照明システム。
7. 前記反射器が、前記光源光の少なくとも一部をコリメートするように構成されている、請求項６に記載の照明システム。
8. 前記反射器が、第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部と前記第２の端部との間の第３の距離が、１つ以上の反射器壁によって架橋されており、前記１つ以上の反射器壁が、前記第２の端部から前記第１の端部へとテーパ状に構成されており、前記反射器が、反射器キャビティを有する、請求項６乃至７のいずれか一項に記載の照明システム。
9. 前記光源が、光出射面を含み、前記光出射面が、前記第１の端部に構成されている、又は、前記光源が、１つ以上の反射器壁を通して、前記キャビティ内に前記光源光を供給するように構成されている、請求項８に記載の照明システム。
10. １つ以上の反射器壁を通って抜け出る光源光の少なくとも一部を方向転換させて、１つ以上の前記壁を通して前記反射器キャビティ内に戻すように構成されている、第２の反射器を更に備える、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の照明システム。
11. 反射器の製造方法であって、前記反射器が、反射器壁を備え、前記反射器壁が、前記反射器壁を画定する、第１の壁表面及び第２の壁表面を含み、前記反射器壁が、光透過性材料を含み、前記反射器壁が、第１の反射器壁面積を画定する、第１の寸法及び第２の寸法を有し、各壁表面が、平行に配置されている複数の細長いコルゲーションを含み、前記コルゲーションが、各壁表面において、隣り合うコルゲーション間の凹部に対するコルゲーション高さ、及び、隣り合う凹部間の距離によって画定されるコルゲーション幅ｗ２を有し、前記コルゲーションが、各壁表面において、コルゲーション半径を有する、前記隣り合う凹部間の湾曲状コルゲーション表面を有し、前記方法が、３Ｄ印刷可能材料のフィラメントを準備するステップと、印刷段階の間に、熱溶解積層法３Ｄプリンタを使用して、前記３Ｄ印刷可能材料を受け物品上に印刷して、前記反射器を供給するステップとを含み、前記印刷段階が、前記第１の寸法及び前記第２の寸法のうちの一方の少なくとも一部にわたって、前記コルゲーション高さ、前記コルゲーション幅ｗ２、前記コルゲーション半径、及び、前記第１の壁表面に構成されているコルゲーション頂部と前記第２の壁表面に構成されているコルゲーション頂部との間の最短頂部間距離ｗ１２のうちの１つ以上を、前記第１の壁表面及び前記第２の壁表面のうちの少なくとも一方に関して、前記壁の寸法にわたって、３Ｄプリンタ方法パラメータを制御することによって、変化させるステップを含む、方法。
12. 前記方法が、反射器表面における、光源の光の反射後の、所望の光の分布を定義するステップと、前記光源と組み合わされた場合に、前記所望の光の分布に最も適する、３Ｄ印刷可能反射器の設計を定義するステップと、前記設計に従って前記反射器を印刷するステップとを含み、前記印刷段階が、前記第１の壁表面及び前記第２の壁表面のうちの少なくとも一方に関して、前記壁の寸法にわたる変化をもたらすために、堆積速度及びプリンタノズル開口部寸法のうちの１つ以上を制御するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記反射器が、前記第１の壁表面における第１のコルゲーションと前記第２の壁表面における第２のコルゲーションとを有する、コルゲーションのセットを含み、前記第１の壁表面における前記第１のコルゲーションの第１のコルゲーション頂部と、前記第２の壁表面における前記第２のコルゲーションの第２のコルゲーション頂部との間の、前記最短頂部間距離ｗ１２が、０．０１≦ｗ２／ｗ１２≦１００の範囲から選択されており、ｗ２／ｗ１２が、前記第１の壁表面及び前記第２の壁表面のうちの少なくとも一方に関して、前記壁の寸法にわたって変化しており、前記方法が、前記堆積速度及び前記プリンタノズル開口部寸法のうちの１つ以上を制御することによって、前記壁の寸法にわたって変化するｗ２／ｗ１２の前記変化をもたらすステップを含む、請求項１２に記載の方法。
14. コンピュータ上にロードされると、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の方法を実現することが可能となる、コンピュータプログラム。

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