(57)【要約】  発明は、ライトガイド（１００）、照明システム（２００）、照明器具（４００）、スキャニングバックライトシステム（２００）、及びディスプレイデバイスに関係する。ライトガイドは、複数のライトガイドセグメント（１０）を具備するが、各々のライトガイドセグメントは、隣接するライトガイドセグメントから実質的に光学的に分離されたものである。各々のライトガイドセグメントは、動作中に光出力窓（２２０）を照明するための前方の壁（２０）を介して分布させられた光の少なくとも一部分を抽出するための光抽出手段（４０）を具備する。前方の壁及び光出力窓の間における距離（Ｄ）は前方の壁の予め定義されたエッジ（５０）に対して比較された前方の壁の中心（Ｃ）でより小さいものである。前方の壁の予め定義されたエッジは、ライトガイドセグメントが隣接するライトガイドセグメントに対して近接したもので配置されたものであるところエッジである。発明に従ったライトガイドの効果は、前方の壁及び光出力窓の間における前方の壁の予め定義されたエッジにおける増加させられた距離が、光が光出力窓に突き当たる前に光の混合することのおかげで光の強度及び／又は色及び／又は分布における局所的な変動を低減することである。
2013508932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明システム用のライトガイドであって、
前記ライトガイドが光出力窓を具備すること及び複数のライトガイドのセグメントを具備すること、
各々のライドガイドのセグメントが隣接するライトガイドのセグメントから実質的に光学的に分離されたものであること、
各々のライトガイドのセグメントが後方の壁の反対に配置された及び前記ライトガイドのセグメント内に光を分布させるために構成された前方の壁を具備すること、
各々のライドガイドのセグメントがさらに動作中に前記光出力窓を照明するために前記前方の壁を介して分布させられた光の少なくとも一部分を抽出するための光抽出手段を具備すること、
前記前方の壁及び前記光出力窓の間における距離が前記前方の壁の予め定義されたエッジに対して比較された前記前方の壁の中心でより小さいものであること、
前記前方の壁の前記予め定義されたエッジが前記ライトガイドのセグメントが前記隣接するライトガイドのセグメントに隣接して配置されたものであるところのエッジであること
を含む、ライトガイド。
【請求項２】
請求項１に記載のライトガイドにおいて、
前記ライトガイドは、連続的な材料によって構成されたものであると共に、
前記ライトガイドのセグメントの各々のものの前記予め定義されたエッジにおける増加させられた距離が前記ライトガイドのセグメントの間における光学的な分離を構成するものである、
ライトガイド。
【請求項３】
請求項２に記載のライトガイドにおいて、
前記前方の壁の中心における前記ライトガイドのセグメントの厚さは、前記予め定義されたエッジにおける増加させられた距離を発生させるために前記前方の壁の前記予め定義されたエッジにおける厚さと比べて最も少ないときで３倍だけより大きいものである、ライトガイド。
【請求項４】
請求項１に記載のライトガイドにおいて、
前記前方の壁の形状は、前記中心における距離と比較された予め定義されたエッジにおける前記前方の壁及び前記光出力窓の間における厚さを増加させるために構成された滑らかに湾曲させられた形状を具備する、ライトガイド。
【請求項５】
請求項１に記載のライトガイドにおいて、
前記前方の壁の形状は、前記前方の壁を構成する複数の面を具備すると共に、
前記複数の面は、前記予め定義されたエッジを具備するエッジのファセットを具備すると共に、
前記エッジのファセットが前記距離を増加させるために前記光出力窓とある角度で配置されたものであるために構成されたものである、
ライトガイド。
【請求項６】
請求項１に記載のライトガイドにおいて、
前記複数のライトガイドのセグメントは、ライトガイドのセグメントの一次元のアレイに配置されたものである、又は、
前記複数のライトガイドのセグメントは、ライトガイドのセグメントの二次元のアレイに配置されたものである、
ライトガイド。
【請求項７】
請求項１に記載のライトガイドにおいて、
前記ライトガイドのセグメントは、光源からの光が前記ライトガイドのセグメントに入ることを可能とするための光入口窓を具備すると共に、
前記複数のライトガイドのセグメントにおける前記ライトガイドのセグメントの最も少ないときで一つのものが前記隣接するライトガイドのセグメントから離れて面する前記隣接するライトガイドのセグメントの前記後方の壁の側面に位置させられた前記光入口窓を有するために構成されたものである、
ライトガイド。
【請求項８】
請求項１に記載のライトガイドにおいて、
各々のライトガイドのセグメントは、前記光出力窓の対応する部分を照明するために構成されたものであると共に、
前記隣接するライトガイドのセグメントの対応する部分は、部分的に重なり合うために構成されたものである、
ライトガイド。
【請求項９】
請求項８に記載のライトガイドにおいて、
前記ライトガイドのセグメントにおける前記光抽出手段の分布、次元、及び／又は密度は、前記出力窓の実質的に均一な照明を発生させるために隣接するライトガイドのセグメントによって照明された隣接する部分の間の重なり合いにおける単一のライトガイドのセグメントによって抽出された光の強度を低減するために構成されたものである、ライトガイド。
【請求項１０】
請求項１に記載のライトガイドにおいて、
前記ライトガイドは、前記ライトガイドを通じてより長い波長を有する光へと前記ライトガイドの最も少ないときで一部分を転換するための発光性の材料を具備する又は発光性の材料の混合物を具備する、ライトガイド。
【請求項１１】
照明システムであって、
複数の光源及び請求項１から１０までのいずれかに記載のライトガイドを具備する、照明システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の照明システムにおいて、
前記複数の光源は、各々、実質的に白色の光を放出する、及び／又は、
前記複数の光源は、複数の色の光を放出する複数の光エミッターを具備する、
照明システム。
【請求項１３】
照明器具であって、
請求項１から１０までのいずれかに記載のライトガイドを具備する、又は、請求項１１から１２までのいずれかに従った照明システムを具備する、照明器具。
【請求項１４】
スキャニングバックライトシステムであって、
複数の光源及び請求項１から１０までのいずれかに記載のライトガイドを具備する、又は、請求項１１から１２までのいずれかに記載の照明システムを具備する、スキャニングバックライトシステム。
【請求項１５】
ディスプレイデバイスであって、
請求項１から１０までのいずれかに記載のライトガイドを具備する、又は、請求項１４に記載のスキャニングバックライトシステムを具備する、ディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術の分野
発明は、照明システム用のライトガイドに関係する。
【０００２】
発明は、また、照明器具、スキャニングバックライトシステム、及びディスプレイデバイスに関係する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
例えば、バックライトシステムのような照明システムの光出力窓を照明するための、ライトガイドは、それ自体、知られたものである。それらは、とりわけ、（ピクチャ）ディスプレイデバイス用の、例えば、ＴＶ受像機及びモニター用の、バックライトシステムにおいて、使用される。そのようなライトガイドは、ＬＣＤパネルとしてもまた表記された、液晶ディスプレイデバイスのような非放出性のディスプレイデバイス用のバックライティングシステムとしての使用に特に適切なものであるが、それらは、例えば、（携帯用の）コンピューター、又は、例えば、（携帯用の）電話、において、使用される。
【０００４】
上記の非放出性のディスプレイデバイスは、通常では、規則的なパターンのピクセルが提供された基体を具備するが、それらは、各々、最も少ないときで一つの電極によって制御される。ディスプレイデバイスは、（ピクチャ）ディスプレイデバイスの（ピクチャ）スクリーンの関連性のあるフィールドにおけるピクチャ又はデータの図形的な表示を達成するための制御ユニットを利用する。ＬＣＤデバイスにおける照明システムを起源とする光は、スイッチ又は変調器の手段によって変調されるが、それにおいて、例えば、様々なタイプの液晶の効果が使用されることがある。追加として、ディスプレイは、電気泳動の又は電気機械的な効果に基づいたものであることがある。
【０００５】
動きのアーチファクトを低減するために、スキャニングバックライトシステムは、開発されると共にさらに改善されるものである。スキャニングバックライトシステムは、順次にディスプレイデバイスのピクセルの予め定義されたグループを照明するために構成される。現行では、あるものは、非放出性のディスプレイデバイス用のスキャニングバックライトシステムのための二つの一般的に使用された構成：エッジが照らされた構成及び直接的な照らされた構成、である。エッジが照らされた構成において、スキャニングバックライトシステムは、一般に、光出力窓に対して平行に配置された及びエッジの壁を有するライトガイドを具備するが、それを通じて光源（のアレイ）は、ライトガイドへと光を放出する。光は、光出力窓に対して実質的に平行にガイドされると共に、ライトガイドのいたるところに分布させられる。ライトガイドは、複数のライトガイドのセグメントを具備するが、それらは、ピクセルの予め定義されたグループのピクセルのエリアに対応するが、それらは、スキャニングバックライトシステムによって順次に照明される。そのようなエッジが照らされた構成において、ピクセルの予め定義されたグループは、ディスプレイデバイスにわたるピクセルの（複数の）線を構成するが、それは、一次元のスキャニングバックライトシステムを発生させる。光は、光抽出手段を介してガイドされた光の一部分を向け直すことによって光出力窓を通じて放出される。
【０００６】
直接的な照らされた構成において、光源は、スキャニングバックライトシステムの光出力窓に対して実質的に平行なアレイに配置されたものである。直接的な照られた構成において、スキャニングバックライトシステムは、二次元のスキャニングバックライトシステムであることがあるが、それにおいてディスプレイデバイスのピクセルの予め定義されたグループは、ディスプレイデバイスを構成するピクセルの予め定義されたグループの二次元のアレイの一部分であることがあるが、それらは、順次に照明される。
【０００７】
複数のライトガイドのセグメントを有する知られたライトガイドの欠点は、そのようなライトガイドを有するディスプレイデバイスによって表示されたイメージが、局所的なイメージの不完全性を具備することがあるというものである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の目的及び概要
発明の目的であるものは、照明システム用のライトガイドを提供することであるが、それにおいて局所的なイメージの不完全性は、低減される。
【０００９】
発明の第一の態様に従って、目的は、光出力窓を具備する照明システム用のライトガイドで達成される。ライトガイドは、光出力窓を具備すると共に複数のライトガイドのセグメントを具備するが、各々のライトガイドのセグメントが隣接するライトガイドのセグメントから実質的に光学的に分離されたものである。各々のライトガイドのセグメントは、後部の壁の反対に配置された及びライトガイドのセグメント内に光を分布させるために構成されたものである前方の壁を具備する。各々のライトガイドのセグメントは、さらに、動作中に光出力窓を照明するために前方の壁を介して分布させられた光の最も少ないときで一部分を抽出するための光抽出手段を具備する。前方の壁及び光出力窓の間における距離は、前方の壁の予め定義されたエッジに対して比較された前方の壁の中心でより小さいものである。前方の壁の予め定義されたエッジは、ライトガイドのセグメントが隣接するライトガイドのセグメントに隣接して配置されたものであるところのエッジである。
【００１０】
光出力窓及び前方の壁の間における距離は、光出力窓に対して実質的に垂直な方向において測定されたものであるところの寸法である。光出力窓は、半透明な材料によって構成された窓であることがあるが、それを通じてライトガイドは、ライトガイドから離れてそれの光を放出する。代わりに、光出力窓は、例えば、例えば前方の壁の中心で実質的に前記前方の壁に接触する接平面であることがあるところの想像上の平面の表面、又は、実質的に前方の壁の中心で前方の壁に接触するところの接平面に対して実質的に平行なものであるところの想像上の平面の表面を具備することがある。ライトガイドのセグメントの前方の壁は、ライトガイドのセグメントによってガイドされた光を放出するために構成されたものである。前方の壁は、隣接するライトガイドのセグメントを分離する境界又は線である予め定義されたエッジを具備する。前方の壁は、前方の壁の中心における前方の壁及び光り出力窓の間における距離が、予め定義されたエッジに対して比較されたより小さいものであるような、形状を具備する。前方の壁の中心は、前方の壁の表面に沿って測定された前方の壁のエッジに対して実質的に等しい距離を有するところの前方の壁の一部分である。ライトガイドのセグメントが前方の壁に対して平行な対称的な軸を有する事例において、前方の壁は、典型的には、二つの予め定義されたエッジの最大を有すると共に実質的にこの対称的な軸に対して平行に走るところの前方の壁の表面の線と実質的に一致する中心を有するのみである。ライトガイドのセグメントが、ライトガイドのセグメントの一次元のアレイにおいて照明システムに配置されたものであるとすれば、各々のライトガイドのセグメントは、二つの予め定義されたエッジの最大を具備する。ライトガイドのセグメントが、ライトガイドのセグメントの二次元のアレイに照明システムに配置されたものであるとすれば、各々のライトガイドのセグメントは、四つの予め定義されたエッジの最大を具備する。
【００１１】
発明に従ったライトガイドの効果は、前方の壁及び光出力窓の間における距離が、予め定義されたエッジにおいてより大きいものであるというものであるが、そこではライトガイドのセグメントが、ライトガイドのセグメントの前方の壁の中心に対して比較された隣接するライトガイドのセグメントに近接する。この増加させられた距離のおかげで、隣接のライトガイドのセグメントの間における界面における光の強度及び／又は色及び／又は分布における局所的な変動は、光が光出力窓に突き当たる前に、隣接のライトガイドのセグメントの両方を起源とする光の混合をすることのおかげで、平均化される。その結果として予め定義されたエッジにおける距離の増加することのおかげで、隣接するライトガイドのセグメントの間における界面における変動の可視性は、低減されるが、照明システムの光出力窓にわたる均一性を改善する。照明システムが、スキャニングバックライトシステムであるとき、予め定義されたエッジにおける距離の増加することは、ライトガイドを具備するスキャニングバックライトシステムを具備するディスプレイデバイスに生じさせられたイメージの質を改善する。
【００１２】
特に、実質的に真っ直ぐな線に帰着するところの光のアーチファクトは、典型的には、ヒトの目が小さい明るさの変動に対して相対的に敏感なものであるという理由のために、ユーザーによって明瞭に可視のものである。前方の壁のエッジにおける不完全性は、所望されてない散乱の効果を引き起こすことがあるが、それは、例えば、ライトガイドを具備するスキャニングバックライトシステムのような照明システムを介して照明されたイメージにおいて、可視の強度の変動を引き起こすことがある。また、ライトガイドのセグメント及びそれの隣接するライトガイドのセグメントによって放出された光の間における光の強度及び／又は分布における変動は、ライトガイドを具備するスキャニングバックライトシステムのような照明システムを介して照明されたイメージにおける強度及び／又は色及び／又は分布を逸脱させることの線又はエリアとして可視のものであることがある。発明者は、前方の壁の中心に対して比較された光出力窓へ予め定義されたエッジの距離を増加させることによって、前方の壁のエッジにおける不完全性によって引き起こされたいずれの光のアーチファクトも、追加的な距離によって引き起こされた予め定義されたエッジにおいて放出された光の追加的な混合をすることのおかげで低減されることを見出してきたものである。予め定義されたエッジにおける増加された距離は、また、ライトガイドのセグメント及び隣接するライトガイドのセグメントによって放出された光の予め定義された重なり合いを引き起こす。この予め定義された重なり合いは、ライトガイドにおける隣接のライトガイドのセグメントの間における光の強度及び／又は色及び／又は分布におけるいずれの変動をも低減するが、それらは、また、例えば、ライトガイドを具備するスキャニングバックライトシステムを具備するディスプレイデバイスに生じさせられたイメージの質を改善する。また二つの隣接するライトガイドのセグメントの間における調整不良は、局所的な強度の変動を発生させることがあるが、それらは、典型的には、強度を逸脱させることの可視の真っ直ぐな線に帰着すると共に、どれらは、予め定義された重なり合いを発生させるために予め定義されたエッジにおける距離を増加させることによって顕著に低減されることがある。
【００１３】
ライトガイドのセグメントは、例えば、ライトガイドによってガイドされるものであるとろの光について実質的に透明な固体の材料によって構成されたものであることがある。光のガイドをすること及び／又は混合をすることは、例えば、内部全反射を介して起こることがあるが、それは、ライトガイドのセグメントの内側における光の実質的に損失のより少ない閉じ込めを発生させる。光の抽出は、照明システムの光出力窓が、実質的に均質に照明されるように、光が、各々のライトガイドのセグメントから抽出されることを保証する。照明システムが、スキャニングバックライトシステムであるとき、光出力窓に突き当たるところの光の強度は、予め定義された時間の区間の間に光出力窓にわたって均質なものであるが、それは、例えば、テレビジョンのようなディスプレイデバイスのフレーム時間であることがある。
【００１４】
ライトガイドの実施形態において、ライトガイドは、連続的な材料によって構成されるが、ライトガイドのセグメントの各々の予め定義されたエッジにおける増加させられた距離がライトガイドのセグメントの間における光学的な分離を構成するものである。この実施形態は、ライトガイドの製造をすることの費用が低減されるという利点を有する。例えば、射出成形又は押出成形のような良く知られた成形する技術は、連続的な材料からライトガイドを発生させるために使用されることがある。射出成形又は押し出しの間に、溶解可能な又は変形可能な材料は、型の中へとプレスされるが、それの後で溶解可能な又は変形可能な材料は、ライトガイドを形成するために硬化させられる。前方の壁の形状は、前方の壁の中心と比較された予め定義されたエッジにおける前方の壁及び光出力窓の間における増加させられた距離を有するために構成されることがある。また、予め定義されたエッジにおける前方の壁及び光出力窓の間における増加させられた距離を発生させるために前方の壁の形状を適合させるための良く知られたスタンピングの技術は、連続的な材料からライトガイドを発生させるために使用されることがある。
【００１５】
この実施形態のさらなる利点は、隣接するライトガイドのセグメントが、ライトガイドの構築の間に整列させられることを必要とするものではないというものである。ライトガイドが、物理的にライトガイドのセグメントを分離することによって構成されたものであるとき、ライトガイドは、相互のものに対して隣接して別個のライトガイドのセグメントを整列させることによって、別個のライトガイドのセグメントから構築される。二つの隣接のライトガイドのセグメントの間におけるいずれの調整不良も、ライトガイド、照明システム、スキャニングバックライトシステムの及びディスプレイデバイスの質を低減する可視の光のアーチファクトを引き起こすことがある。予め定義されたエッジにおける前方の壁及び光出力窓の間における増加させられた距離が、この調整不良から結果として生じることがあるところのいずれの光のアーチファクトをも低減するであるとはいえ、現行の実施形態は、個々のライトガイドのセグメントを整列させることの要望無しにライトガイドを構築することを可能とする。その結果として、調整不良のおかげで光のアーチファクトは、実質的に回避されるが、それらは、さらに、ライトガイド、照明システム、スキャニングバックライトシステム、及びディスプレイデバイスの質を改善する。
【００１６】
この実施形態のいっそうさらなる利点は、それが、機械的な剛性を改善してきたものであるライトガイドに帰着するというものである。
【００１７】
ライトガイドの実施形態において、前方の壁の中心におけるライトガイドのセグメントの厚さは、予め定義されたエッジにおける増加させられた距離を発生させるための前方の壁の予め定義されたエッジにおける厚さと比べて最も少ないときで３倍だけより大きいものである。ライトガイドのセグメントの厚さは、光出力窓に対して実質的に垂直な方向において測定された、前方の壁及び後方の壁の間における寸法である。前方の壁の中心におけるものと比べて３倍だけより薄いものであるところの予め定義されたエッジにおける厚さを有することは、ライトガイドのセグメントにおける光が、ライトガイドのセグメント内に効率的に閉じ込められることを保証する。この効率的な閉じ込めは、ライトガイドが連続的な材料によって構成されたものであるとき、まだ有るものである。
【００１８】
ライトガイドの実施形態において、前方の壁の形状は、中心における距離に対して比較された前方の壁及び予め定義されたエッジにおける光出力窓の間における距離を増加させるために構成された滑らかに湾曲させられた形状を具備する。この実施形態は、滑らかに湾曲させられた形状が、放出のプロフィールにおける不均一性を引き起こすことがあるところの散乱させる要素が起こることを低減するところの利点を有する。前方の壁における又はそれの付近のいずれの鋭いエッジをも、不完全性を具備することがあるが、それかた光は、制御不能に散乱させられることがあると共に、それは、強度の変動を発生させることがある。滑らかに湾曲させられた形状のさらな利点は、前方の壁から放出されるところの光の角度的な分布において鋭い遷移が起こるものではないというものである。角度的な分布におけるそのような遷移は、例えば、二つのファセットの間で起こることがあるが、それらは、相互のものに対して異なる位置づけを有する。さらには、滑らかに湾曲させられた形状は、ライトガイドを製造するための又は個々のライトガイドのセグメントを製造するための射出成形の技術を使用するとき、有益なものであることがある。前方の壁が、鋭いエッジを具備するとき、これらの鋭いエッジは、ライトガイド又はライトガイドのセグメントが型から解放されるとき、局所的に変形させられる又は損傷させられることがある。そのような変形又は損傷は、イメージにおいて可視のものであることがあるところのライトガイド又はライトガイドのセグメントから放出された光の散乱すること又は光の制御されていない再分布を引き起こすことがある。代わりに、相対的に鋭いエッジを有するところのライトガイド又はライトガイドのセグメントは、型からライトガイド又はライトガイドのセグメントを取り除く前に硬化させられることを必要とすることがあるが、それは、ライトガイド又はライトガイドのセグメントの製造する時間及びその結果としてライトガイド又はライトガイドのセグメントの費用を増加させる。滑らかに湾曲させられた前方の壁を使用するとき、前方の壁における又はそれの付近における鋭いエッジは、回避されることがあるが、このようにイメージの質を改善する。
【００１９】
ライトガイドの実施形態において、前方の壁の形状は、前方の壁を構成する複数のファセットを具備するが、それにおいて、複数のファセットは、予め定義されたエッジを具備するエッジのファセットを具備するが、エッジのファセットが距離を増加させるために光出力窓とある角度で配置されたものであるために構成されたものである。この実施形態は、前方の壁の中心及び予め定義されたエッジの間における増加させられた距離が、エッジのファセット及び光出力窓の間における角度によって定義された徐々に発生させられるという利点を有する。ライトガイドのセグメントからの光及び隣接するライトガイドのセグメントの光の間における混合をすることがまた徐々に起こるという理由のために、距離のそのような徐々の増加は、さらに、隣接するライトガイドのセグメントの光の強度及び／又は色及び／又は分布におけるいずれの残留する差異の可視性をも低減する。エッジのファセット及び光出力窓の間における角度は、例えば、距離の過剰な急峻な変動を予防する一方で、予め定義されたエッジ及び光出力窓の間における十分な距離を保証するために、１０度及び３０度の間における（及びそれらを含む）範囲（１０から・・・３０まで、それにおいて・は、角度を表す）内にあるものである。
【００２０】
各々のライトガイド又はライトガイドのセグメントは、もちろん、またエッジの壁を具備することがあるが、それは、光出力窓に対して実質的に垂直なものに配置された、及び、例えば、エッジのファセット及び後方の壁の間に配置された壁又はファセットによって構成されたものであることがある。そのようなエッジの壁は、ライトガイド又はライトガイドのセグメントのエッジの付近におけるライトガイド又はライトガイドのセグメントの厚さ及び強さを増加させるが、それは、ライトガイド又はライトガイドのセグメントをライトガイド又はライトガイドのセグメントのエッジにおける損傷に対してあまり脆弱なものではないものにする。エッジの壁が、前方の壁のエッジに又は前方の壁のエッジのファセットに有るものではないものと思われるとすれば、前方の壁のエッジにおけるライトガイド又はライトガイドのセグメントの厚さは、過剰に狭いものになることがあるが、それは、例えば、ライトガイドの組み立ての間に、ライトガイド又はライトガイドのセグメントの部分が損傷させられると共に壊れることがあるという危険度を増加させると思われる。
【００２１】
ライトガイドの実施形態において、複数のライトガイドのセグメントは、ライトガイドのセグメントの一次元のアレイに配置されたものである。現行の実施形態におけるライトガイドのセグメントは、典型的には、前方の壁及び後方の壁の間に配置されたエッジの壁を具備するが、それにおいてエッジの壁は、光源からの光がライトガイドのセグメントに入ることを可能とするための光入口窓を具備する。光入口窓を通じて放出された光は、ライトガイドのセグメント内に分布させられると共に、その後にディスプレイデバイスにおけるピクセルの予め定義された線又は予め定義された数の線を照明するために使用される。このライトガイドは、一次元のスキャニングバックライトシステムにおいて使用されることがあるが、それにおいて各々のライトガイドのセグメントは、エッジの壁を介してライトガイドのセグメントへと光を放出する関連させられた光源を具備する。代わりに、ライトガイドのセグメントへと光源の光を結合させることの他の手段は、例えば、光源、例えば、光源からの光が光出力窓に対して実質的に平行な方向において放出されるところの側面で放出する発光ダイオード、のための空き場所を収容可能なものであるために、例えば後方の壁から、ライトガイドのセグメントへと内方へふくらむ凹状に整形された部分を適用することによって、使用されることがある。
【００２２】
代わりに、複数のライトガイドのセグメントは、ライトガイドのセグメントの二次元のアレイに配置されたものである。そのような実施形態において、ライトガイドのセグメントは、光入口窓を具備することがあるが、それは、ライトガイドのセグメントのエッジに配置されたものであるが、それは、ライトガイドのセグメントから隣接するライトガイドのセグメントの後方の壁の後ろまで延びる。代わりに、ライトガイドのセグメントは、光源、例えば、光源からの光が光出力窓に対して実質的に平行な方向に放出されるところの側面で放出する発光ダイオード、のための空き場所を収容可能なものであるために、例えば後部の壁から、ライトガイドのセグメントへと内方へふくらむ凹状に整形された部分を具備することがある。
【００２３】
ライトガイドの実施形態において、ライトガイドのセグメントは、光源からの光をライトガイドのセグメントに入ることを可能とするための光入口窓を具備するが、複数のライトガイドのセグメントにおけるライトガイドのセグメントの最も少ないときで一つのものが隣接するライトガイドのセグメントから離れて面する隣接するライトガイドのセグメントの後部の壁の側に位置させられた光入口窓を有するために構成されたものである。バックライトシステムにおいて、光源は、しばしば、ライトガイドのセグメントのエッジの壁に配置されたものである。しかしながら、光源のそのような配置は、しばしば、ディスプレイデバイスのまわりの相対的に広い及び厚いへりに帰着するが、それは、ディスプレイのあまり審美的なものではない外観の次に、例えば、さらなるアプリケーション又はハウジングにおいてディスプレイデバイスを統合するとき、また追加的な空間を要求する。現行の実施形態は、利点として、光源が、隣接するライトガイドのセグメントの後部の壁の後ろに隠されることがあることを有する。
【００２４】
ライトガイドの実施形態において、各々のライトガイドのセグメントは、光出力窓の対応する部分を照明するための構成されたものであると共に、隣接するライトガイドのセグメントの対応する部分は、部分的に重なり合うために構成されたものである。特にそのような部分的な重なり合いは、隣接のライトガイドのセグメントによって前方の壁によって放出された光の強度及び／又は色及び／又は分布の間におけるいずれの差異も、隣接のライトガイドのセグメントの間における光の強度及び／又は色及び／又は分布における遷移が徐々に低減することをなすために重なり合う領域にわたって平均化されるという利点のために使用されることがあるが、このようにヒトの目に対するこれらの遷移の可視性を低減する。
【００２５】
ライトガイドの実施形態において、ライトガイドのセグメントにおける光抽出手段の分布、寸法、及び／又は密度は、出力窓の実質的に均一な照明を発生させるために隣接するライトガイドのセグメントによって照明された隣接する部分の間における重なり合いにおいて単一のライトガイドのセグメントによって抽出された光の強度を低減するために構成されたものである。単一のライトガイドのセグメントによって寄与されるところの重なり合いの領域における強度を低減することによって、重なり合いの全体的な強度は、光出力窓の全部にわって全体的な強度が、実質的に均質なものであるように、選ばれることがある。ライトガイドがスキャニングバックライトシステムの一部分であるところの実施形態において、異なる部分は、重なり合いの領域と一緒に、順次の様式においてスキャニングバックライトシステムによって照明される。時間にわたって、光出力窓にわたって放出された光は、実質的に均一なものである。
【００２６】
ライトガイドの実施形態において、ライトガイドは、より長い波長を有する光へとライトガイドを通じてガイドされた光の最も少ないときで一部分を転換するための、発光性の材料を具備する、又は、発光性の材料の混合物を具備する。発光性の材料は、例えば、ライトガイドの前方の壁に及び／又は後部の壁に配置されたものであることがある、又は、光源及び光出力窓の間に配置された別個の基体に配置されたものであることがある。代わりに、発光性の材料は、光出力窓に配置されたものであることがある、又は、発光性の材料は、ライトガイドのセグメント内に分布させられたものであることがある。いっそうさらに代わりに、発光性の材料は、光抽出手段を構成することがある。ライトガイドにおける発光性の材料の先に述べられた配置のいずれもまた、遠隔の蛍燐光体の配置として知られたものである。光源から遠隔の発光性の材料を有するときの利益は、発光性の材料の効率が改善されるというものであるが、選ぶための発光性の材料の範囲は、遠隔の蛍燐光体の配置における発光性の材料のより低い温度の要件のおかげで改善されると共に、遠隔の発光性の材料は、また、拡散体として作用するが、それは、別個の拡散体の使用を回避する光源によって放出された光を拡散させる。
【００２７】
発明は、また、複数の光源及び発明に従ったライトガイドを具備する照明システムに関係する。
【００２８】
照明システムの実施形態において、複数の光源は、各々、実質的に白色の光を放出する、及び／又は、複数の光源は、各々、複数の色の光を放出する複数の光エミッターを具備する。この実施形態の利益は、複数の色が、光源における光エミッターの強度を調整することによって個々のライトガイドのセグメントによって放出された色を調整するために使用されることがあるというものである。さらには、照明システムが、スキャニングバックライトシステムであるとき、スキャニングバックライトシステムは、別個に複数の色の各々の色を走査するために構成されたものであることがある。その結果として、最適化されたスキャニングのセッティングは、例えば、イメージにおける動きのアーチファクトを低減するために、異なる色に適用されることがある。そのような最適化されたスキャニングのセッティングは、例えば、実質的に異なる減衰時間を有するところの異なる色を発生させるための異なる発光性の材料の使用のおかげで、又は、例えば、動きのアーチファクトが、利用可能な色の範囲の特定の色で期待されるもののみである若しくは利用可能な色の範囲における特定の色で可視のものであるのみである際に、全ての色についてのものと比べてむしろ特定の色についてのスキャニングバックライトシステムの動作のスキャニングモードを適用することのみによって、例えば、異なる色についての異なるスキャンスピードを具備することがある。
【００２９】
発明は、また、発明に従ったライトガイドを具備する又は発明に従った照明システムを具備する照明器具に関係する。
【００３０】
発明は、また、複数の光源を具備すると共に発明に従ったライトガイドを具備する又は発明に従った照明システムを具備するスキャニングバックライトシステムに関係する。照明システム及び／又はスキャニングバックライトシステムは、さらに、さらに照明システム及び／又はスキャニングバックライトシステムから放出された光の均一性を改善するための拡散体及び／又は明るさ向上フォイル及び／又は向け直しフォイルを具備することがある。
【００３１】
発明は、また、発明に従ったライトガイドを具備する、又は発明に従ったスキャニングバックライトシステムを具備する、ディスプレイデバイスに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】図１Ａは、発明に従ったライトガイドのセグメントの概略的な三次元の図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、発明に従ったライトガイドのセグメントの概略的な三次元の図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、発明に従ったライトガイドのセグメントの概略的な三次元の図である。
【図２Ａ】図２Ａは、発明に従った照明システム又はスキャニングバックライトシステムの概略的な断面の図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、発明に従った照明システム又はスキャニングバックライトシステムの概略的な断面の図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、発明に従った照明システム又はスキャニングバックライトシステムの概略的な断面の図である。
【図３Ａ】図３Ａは、発明に従ったライトガイドの概略的な三次元の図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示されたようなライトガイドの断面に沿った放出された発光を指し示すグラフである。
【図４】図４は、ライトガイドのセグメントの二次元のアレイを具備するライトガイドの概略的な上面図である。
【図５Ａ】図５は、ディスプレイデバイスの概略的な断面の図である。
【図５Ｂ】図Ｂは、照明器具の概略的な断面の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図面の手短な記載
発明のこれらの及び他の態様は、以後に記載された実施形態から明白なものであると共に、それらを参照して解明されることになる。
【００３４】
図面において、
図１Ａから１Ｃまでは、発明に従ったライトガイドのセグメントの概略的な三次元の図である、
図２Ａから２Ｃまでは、発明に従った照明システム又はスキャニングバックライトシステムの概略的な断面の図である、
図３Ａは、発明に従ったライトガイドの概略的な三次元の図であると共に、図３Ｂは、図３Ａに示されたようなライトガイドの断面に沿った放出された発光を指し示すグラフである、
図４は、ライトガイドのセグメントの二次元のアレイを具備するライトガイドの概略的な上面図である、並びに、
図５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、ディスプレイデバイス及び照明器具の概略的な断面の図である。
【００３５】
図は、純粋に概略のものであると共に一定の尺度で描かれたものではない。特に明瞭さのために、いくつかの寸法は、強く誇張されたものである。図における類似の構成成分は、
可能な限り多く同じ参照数字によって表記される。
【００３６】
実施形態の詳述された記載
図１Ａから図１Ｃまでは、発明に従ったライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂの概略的な三次元の図である。図１Ａから１Ｃまでに示されたライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂは、後部の壁３０の反対に配置された前方の壁２０、２２Ａ、２２Ｂを具備するが、それらの間において光は、例えば、前方の壁２０、２２Ａ、２２Ｂ及び後部の壁３０の間における内部全反射を介して、ガイドされる。前方の壁２０、２２Ａ、２２Ｂは、予め定義されたエッジ５０を具備するが、それは、ライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂの中心Ｃにおいてライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂの厚さＴ１に対して比較された低減された厚さＴ２を有する。ライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂの厚さＴ１、Ｔ２は、光出力窓２２０に対して実質的に垂直な方向において測定された前方の壁２０、２２Ａ、２２Ｂ及び後部の壁３０の間における距離である（図２Ａから２Ｃまでを見ること）。予め定義されたエッジ５０におけるこの低減された厚さＴ２のおかげで、前方の壁２０、２２Ａ、２２Ｂ及び光出力窓２２０の間における距離Ｄ（図２Ａから２Ｃまでを見ること）は、増加させられる。前方の壁２０、２２Ａ、２２Ｂの中心Ｃに対して比較された前方の壁２０、２２Ａ、２２Ｂの予め定義されたエッジ５０及び光出力窓２２０の間における距離Ｄにおけるそのような増加の効果は、隣接するライトガイドのセグメントによって放出された光の強度及び／又は色及び／又は分布における変動が、光出力窓２２０で低減されるというものである。ライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂの厚さＴ１、Ｔ２は、例えば、予め定義されたエッジ５０の厚さＴ２に対して比較された前方の壁２０、２２Ａの中心Ｃで最も少ないときで３倍だけより大きいものであることがある。厚さＴ１、Ｔ２におけるこの差異は、ライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂが、複数のライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂを具備すると共に連続的な材料によって構成されたものであるところのライトガイド１００、１０２、１０４（図２Ａから２Ｃまでを見ること）に配置されたものであるとき、個々のライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂ内における光の効率的な閉じ込めを引き起こす。
【００３７】
図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃに示されたようなライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂの実施形態は、ライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂであるが、それらは、ライトガイド２００、２０２、２０４を形成するためにライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂの一次元のアレイに配置されたものであるために構成されたものである。そのようなライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂは、対称軸Ｓを具備すると共に、光入口窓６０を具備することがあるが、それは、対称軸Ｓと交差するエッジの壁６０又は前方の壁２０、２２Ａ、２２Ｂ及び後部の壁３０の間におけるエッジの壁の一部分である。ライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂは、例えば、ライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂによってガイドされるものであるところの光について実質的に透明な固体の材料によって構成されたものであることがある。光のガイドをすること及び混合をすることは、例えば、ライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂの内側における光の実質的に損失のより少ない閉じ込めを発生させるところの内部全反射を介して起こることがある。光は、後部の壁３０に又は（示されたものではない）ライトガイドのセグメント１０、１２Ａ、１２Ｂのいたるところで分布させられた光抽出手段４０（図２Ａから２Ｂまでを見ること）を介して抽出されることがある。
【００３８】
図１Ａは、ライトガイドのセグメント１０の図解を具備するが、それにおいて前方の壁２０の形状は、滑らかに湾曲させられた形状２０を具備する。滑らかに湾曲させられた形状２０は、前方の壁２０の中心Ｃに対して比較された予め定義されたエッジ５０で前方の壁２０及び光出力窓２２０の間における距離Ｄを増加させるために構成されたものである。この滑らかに湾曲させられた形状は、それが、追加的な散乱する要素を具備することがあるところの及びライトガイドのセグメント１０から放出された光の放出プロフィールにおける不均一性を引き起こすことがあるところの前方の壁２０におけるいずれの不意の変化をも予防するという利点を有する。滑らかに湾曲させられた形状２０のさらなる利点は、射出成形の技術又は押し出しの技術のような良く知られた生産技術が、ライトガイド２００を製造するために又は個々のライトガイドのセグメント２０を製造するために使用されることがあるが、それは、ライトガイド２００の及び個々のライトガイドのセグメント２０の生産の費用を低減するというものである。
【００３９】
図１Ａに示されたようなライトガイドのセグメント１０は、また、（参照のＴ２を指し示す破線の間における図１Ａに指し示された）予め定義されたエッジ５０及び後部の壁３０の間におけるエッジの壁を具備する。このエッジの壁は、ライトガイドのセグメント１０を損傷についてあまり脆弱なものではないものとするためにライトガイドのセグメント１０のエッジにライトガイドのセグメント１０の厚さを増加させるために使用されることがある。
【００４０】
図１Ｂ及び１Ｃは、ライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂの図解を具備するが、それらにおいて前方の壁２２Ａ、２２Ｂの形状は、複数のファセット２２Ａ、２２Ｂを具備する。複数のファセット２２Ａ、２２Ｂは、エッジのファセット２２Ｂを具備するが、それは、予め定義されたエッジ５０を具備する。エッジのファセット２２Ｂは、距離Ｄを増加させるための光出力窓２２０（図２Ａから２Ｃまでを見ること）とある角度・で配置されたものである。エッジのファセット２２Ｂの使用は、エッジのファセット２２Ｂ及び光出力窓２２０の間における角度・によって定義された、前方の壁２２Ａ、２２Ｂ及び光出力窓２２０の間における増加させられた距離が徐々に増加することを引き起こす。ライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂが、一緒に光出力窓２２０を照明するためにライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂのアレイに配置されたものであるとき、距離Ｄのそのような徐々の増加は、さらに、隣接のライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂによって放出された光の強度及び／又は色及び／又は分布におけるいずれの残留する差異の可視性をも低減する。エッジのファセット２２Ｂ及び光出力窓２２０の間における角度・は、例えば、距離Ｄの過剰に急峻な変動を予防する一方で予め定義されたエッジ５０及び光出力窓２２０の間における十分な距離Ｄを保証するために、１０度及び３０度の間における（及びそれらを含む）範囲（１０から・・・３０まで）内にあるものである。図１Ｂ及び１Ｃに示されたようなライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂの実施形態において、前方の壁２２Ａ、２２Ｂは、エッジのファセット２２Ｂの次に、ライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂの中心Ｃに単一の中心のファセット２２Ａのみを具備する。しかしながら、追加的なファセットが、ライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂに有るものであることがあることは、それは、発明の範囲から逸脱することなく、当業者にとって明白なものであることになる。また、図１Ａに示されたようなライトガイドのセグメント１０において、前方の壁２０は、例えば、前方の壁２０の中心Ｃにおいて、（図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃに示された）実質的に平坦なファセットを具備することがあるが、それにおいてそのような平坦なファセットは、例えば、後部の壁３０に対して平行に配置されたものであることがある。
【００４１】
図１Ｂ及び１Ｃに示されたようなライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂは、また、参照のＴ２で図１Ａに指し示されたような（指し示されたものではない）エッジの壁を具備することがある。そのようなエッジの壁は、光出力窓２２０に対して実質的に垂直なものに又は後方の壁３０に対して垂直なものに配置された壁又はファセットによって構成されたものであることがあると共に、例えば、エッジのファセット２２Ｂ及び後部の壁３０の間に配置されたものであることがある。そのようなエッジの壁は、ライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂのエッジ又はライトガイド１００、１０２、１０４の付近におけるライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂの厚さ及び強さを増加させるが、それは、ライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂをライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂのエッジにおける損傷についてあまり脆弱なものではないものとする。エッジの壁の無いものが、前方の壁２２Ａ、２２Ｂのエッジのファセットに有るものであるとすれば、前方の壁２２Ａ、２２Ｂにおけるライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂの厚さは、非常に狭いものであると思われるが、それは、ライトガイドのセグメント１２Ａ、１２Ｂの部分が、例えばライトガイド１００、１０２、１０４の組み立ての間に、損傷させられると共に壊れることがあるという危険度を増加させると思われる。
【００４２】
図２Ａから２Ｃまでは、ライトガイドのセグメント１０、１４、１６を具備するところのライトガイド１００、１０２、１０４を具備する発明に従った照明システム２００、２０２、２０４又はスキャニングバックライトシステム２００、２０２、２０４の概略的な断面の図である。図２Ａから２Ｃまでに示されたライトガイド１００、１０２、１０４は、ライトガイドのセグメント１０、１４、１６のアレイを具備するが、それらは、一緒に、光出力窓２２０を照明する。光出力窓２２０は、半透明の材料によって構成された窓であることがあるが、それを通じてライトガイド１００、１０２、１０４は、ライトガイド１００、１０２、１０４から離れて、動作中に、それの光を放出する。代わりに、光出力窓２２０は、例えば、例えば実質的に前方の壁２０の中心Ｃで前方の壁２０に接触する接平面であることがあるところの想像上の平面の表面、又は、実質的に前方の壁２０の中心Ｃで前方の壁２０に接触するところの接平面に対して実質的に平行なものであるところの想像上の平面の表面を具備することがある。一つのライトガイドのセグメント１０、１４、１６が、−予め定義されたエッジ５０としてさらに指し示された−ライトガイドのセグメント１０、１４、１６のアレイにおいて隣接するライトガイドのセグメント１０、１４、１６に近接するところのエッジ５０において、照明の差異は、光出力窓２２０において起こることがある。ライトガイドのセグメント１０、１４、１６は、前方の壁２０の中心における前方の壁２０及び光出力窓２２０の間における距離Ｄに対して比較された予め定義されたエッジ５０における及びそれの付近における前方の壁２０及び光出力窓２２０の間における距離Ｄを増加させることによって、これらの照明の差異を低減するために構成されたものである。
【００４３】
ライトガイドのセグメント１０、１４、１６は、ライトガイドのセグメント１０、１４、１６の内側に閉じ込められた光が、照明システム２００、２０２、２０４の光出力窓２２０が、実質的に均質に照明されるように、各々のライトガイドのセグメント１０、１４、１６から抽出されることがあることを保証するために光抽出手段４０を具備することがある。照明システム２００、２０２、２０４が、スキャニングバックライトシステム２００、２０２、２０４であるとき、光出力窓２２０に突き当たるところの光の強度は、例えば、テレビジョン３００のようなディスプレイデバイス３００のフレーム時間であることがあるところの予め定義された時間の区間の間に光出力窓２２０にわたって実質的に均質なものである。
【００４４】
図２Ａから２Ｃまでに示されたような照明システム２００、２０２、２０４は、ライトガイドのセグメント１０、１４、１６及びライトガイド１００、１０２、１０４から抽出されるがしかし光出力窓２２０から離れて光出力窓２２０へ逆戻りに前進するところの光を反射させるための反射させる層７０を具備する。照明システム２００、２０２、２０４は、さらに、光源２１０、２１２を具備するが、それにおいて各々のライトガイドのセグメント１０、１４、１６は、別個の光源２１０、２１２を具備するが、それは、ライトガイドのセグメント１０、１４、１６へと光を放出する。光源２１０、２１２及びライトガイドのセグメント１０、１４、１６のこの組み合わせは、ライトガイド１００、１０２、１０４が、スキャニングバックライトシステム２００、２０２、２０４において使用されるときに、要求されるが、それにおいて光出力窓２２０の部分２３０は、対応するライトガイドのセグメント１０、１４、１６によって順次に照明される。ライトガイドのセグメント１０、１４、１６による対応する部分２３０の照明は、さらに、重なり合いの領域２３２を具備するが、それにおいてライトガイドのセグメント１０、１４、１６及びそれの隣接するライトガイドのセグメント１０、１４、１６の光は、重なり合う。光抽出手段４０の分布は、重なり合いの領域２３２における個々のライトガイドのセグメント２３０の各々の強度が、結局のところ隣接のライトガイドのセグメント１０、１４、１６によって放出された光へのライトガイドのセグメント１０、１４、１６によって放出された光の寄与を加えるときに光出力窓２２０の全体的な照明が実質的に一定のものであるように、より低いものであるように、選ばれることがある。
【００４５】
図２Ａに示されたような照明システム２００は、光出力窓２２０に向かって光を放出するための実質的に滑らかに湾曲させられた前方の層２０を有するところのライトガイドのセグメント１０の線形のアレイで構成されたライトガイド１００を具備する。滑らかに湾曲させられた前方の層２０の中心の部分Ｃは、図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃの照明システム２００、２０２、２０４に指し示されたような相対的に平坦な領域を具備することがある。エッジの壁６０は、また、光源２１０によって放出された光がライトガイドのセグメント１０に入ることを許容するための光抽出窓６０として使用されるが、それの後に光は、好ましくは、内部全反射を介してライトガイドのセグメント１０によってガイドされる。光源２１０は、（光源２１０の内側における三つ円で指し示された）複数の光エミッターを具備するが、それらは、各々、例えば、ライトガイドのセグメント１０へと白色の光又は異なる色を放出する。異なる色を放出する複数の光エミッターを具備するそのような光源２１０は、光の色を適合させることを可能とするが、それは、ライトガイドのセグメント１０の内側に混合させられると共に分布させられると共に、それは、その後に、ライトガイド１００から放出される。さらには、複数の光エミッターは、例えば、例えば選択的に又は順次に、ライトガイドのセグメント１０から異なる色を放出することを可能とするが、広い範囲の照明の連続がライトガイド１００によって行われることを許容する。示された実施形態において、後部の壁３０は、光出力窓２００に対して平行に配置された実質的に真っ直ぐな壁３０であるが、しかし、後部の壁３０の実質的にいずれの他の形状をも使用されることがある。予め定義されたエッジ５０は、隣接のライトガイドのセグメント１０の間におけるいずれの照明の差異をも低減するためにライトガイドのセグメント１０から及び隣接のライトガイドのセグメント１０から放出された光の向上させられた混合をすることを保証するために光出力窓２２０からの距離Ｄに配置されたものである。
【００４６】
図２Ｂに示されたような照明システム２０２は、ライトガイド１０２を具備するが、それは、ライトガイドのセグメント１４のアレイで構成されたものであるが、それにおいて各々のライトガイドのセグメント１４は、ライトガイドの延長部分１４Ｅを具備するが、それは、光入口窓６２を具備すると共に、それは、光入口窓６２が光源２１２と一緒における視界の外に隣接するライトガイドのセグメント１４の後部の壁３０に配置されることを可能とする。光源２１２のこの配置のおかげで、図２Ｂに示されたようなライトガイド１０２のライトガイドのセグメント１４は、ライトガイドのセグメント１４の線形のアレイに配置されることがある、又は、ライトガイドのセグメント１４の二次元のアレイに配置されることがある。前方の壁２０は、ライトガイドの延長部分１４Ｅから光出力窓２２０に面するライトガイドのセグメント１４の部分まで延びる。光出力窓２２０に面するところの前方の壁２０の部分のみが、光出力窓２２０を照明するためにライトガイドのセグメント１４からの光を抽出するために使用される。光源２１２は、例えば、発光ダイオード２１２である、又は、ライトガイドのセグメント１４へと光を放出することに適切ないずれの他の光源２１２でもある、ことがある。
【００４７】
図２Ｃに示されたような照明システム２０４は、ライトガイド１０４を具備するが、それは、光源２１２のための空き場所を収容可能なものであるために、例えば、後部の壁３０から又は（図２Ｃに示されたような）ライトガイドのセグメント１６のエッジにおいて、ライトガイドのセグメント１６へと内方にふくらむ凹状に整形された部分１６Ｃを具備する。そのような光源２１２は、例えば、側面で放出する発光ダイオード２１２又は発光ダイオード２１２であることがある。光源２１２からの光は、例えば、光出力窓２２０に対して実質的に平行な方向に放出されることがある。光入口窓６４は、凹状に整形された部分１６Ｃ及びライトガイドのセグメント１６の間における界面の最も少ないときで一部分である。また、光源２１２のこの配置は、ライトガイドのセグメント１６がライトガイドのセグメント１６の線形のアレイに又はライトガイドのセグメント１６の二次元のアレイに配置されることを可能とする。
【００４８】
図２Ａから図２Ｃまでの断面の図から明瞭に見てとることができるように、前方の壁２０及び光出力窓２２０の間における距離Ｄは、前方の壁２０の中心Ｃに対して比較された予め定義されたエッジ５０においてより大きいものである。発明に従ったライトガイド１００、１０２、１０４を具備する照明システム２００、２０２、２０４の効果は、予め定義されたエッジ５０における増加させられた距離Ｄが、この放出された光が光出力窓２２０に突き当たる前に隣接のライトガイドのセグメント１０、１４、１６によって予め定義されたエッジ５０から放出された光の改善された混合をすることのおかげで、予め定義されたエッジ５０において又はそれの付近において放出されるところの光の強度及び／又は色及び／又は分布における局所的な変動が低減されることを引き起こすというものである。
【００４９】
図２Ａから２Ｃまでに示されたようなライトガイド１００、１０２、１０４は、連続的な材料によって構成されることがある。ライトガイドのセグメント１０、１４、１６の各々の予め定義されたエッジ５０における増加させられた距離は、個々のライトガイドのセグメント１０、１４、１６においてガイドされた光の光学的な分離を引き起こす。そのようなライトガイド１００、１０２、１０４は、良く知られた射出成形の技術、スタンピング、又は押し出しの技術を介して生産されることがある。個々のライトガイドのセグメント１０、１４、１６の整列の無いものが要求されるという理由のために、個々のライトガイドのセグメント１０、１４、１６の間における間隙の無いものが生ずるが、さらに二つの隣接のライトガイドのセグメント１０、１４、１６の間におけるいずれの光のアーチファクトをも低減する。
【００５０】
図３Ａは、発明に従ったライトガイド１００の概略的な三次元の図である。図３Ａのライトガイド１００の実施形態において、光出力窓は、明瞭さの理由のために省略されてしまったものである。図３Ａは、ライトガイド１００が連続的な材料から製造されることがあることを明瞭に図解するが、それにおいて個々のライトガイドのセグメント１０の間における異なる遷移は、図３Ａに示されたライトガイド１００の拡大された細部において指し示されたものである。これらの異なる遷移は、光出力窓２２０における異なる照明のプロフィールに帰着すると共に、光出力窓２２０にわたる光の分布が実質的に均質なもののままであることを保証するために光抽出手段４０の異なる分布を要求することがある。再び定義されたエッジ５０は、二つの隣接するライトガイドのセグメント１０の間における境界と実質的に一致するが、それは、拡大された細部において相互のものに向く二つの矢印で指し示されたものである。二つの隣接するライトガイドのセグメント１０の間に相対的に平坦な領域でさえも有るものである（三つの拡大された細部の最も右のものを見ること）ことがあるが、それの事例において予め定義されたエッジ５０は、実質的に相対的に平坦な領域の中心に配置されたもの（再度、相互のものに向く二つの矢印で指し示されたもの）である。
【００５１】
図３Ｂは、図３Ａに示されたようなライトガイド１００の断面に沿った放出された輝度を指し示すグラフである。このグラフのために、光抽出手段４０の特定の分布は、要求されるが、それは、個々のライトガイドのセグメント１０を具備するライトガイド１００によって光出力窓２２０の実質的に均一な照明に至ることがある。個々のライトガイドのセグメント１０の個々の光の放出のプロフィールを指し示すグラフから明瞭に見てとることができるように、あるものは、予め定義された重なり合いの領域２３２であるが、それにおいて隣接するライトガイドのセグメント１０の光は、個々のライトガイドのセグメント１０の間におけるいずれの照明の差異をも平均化するために重なり合う。予め定義されたエッジ５０における増加させられた距離Ｄのおかげで、異なるライトガイドのセグメント１０の光は、いずれの照明の差異をも平均化するために光出力窓２２０を照明すると共にいずれの照明のアーチファクトの可視性をも低減する前に、混合させられる。また、局所的な散乱をすること及び／又は二つの隣接のライトガイドのセグメント１０の間における調整不良は、この増加させられた距離Ｄ及び予め定義された重なり合いの領域２３２のおかげで低減される。
【００５２】
図４は、ライトガイドのセグメント１８の二次元のアレイを具備するライトガイド１０８の概略的な上面の図である。個々のライトガイドのセグメント１８は、例えば、断面の図において、図２Ｂ及び２Ｃに示されたようなライトガイドのセグメント１４、１６に対応することがある。ライトガイドのセグメント１８のそのような二次元のアレイにおいて、前方の壁２８は、実質的にクッションの形態を有することがあると共に、あらゆるライトガイドのセグメント１８は、典型的には、二つと比べてより多い隣接のライトガイドのセグメント１８−及びこのように前方の壁２８の二つと比べてより多い予め定義されたエッジ５０、を有する。
【００５３】
図５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、ディスプレイデバイス３００及び照明器具４００の概略的な断面の図である。図５Ａに示されたようなディスプレイデバイス３００は、例えば、液晶ディスプレイデバイス３００であることがあるが、それは、電気的に接続された（示されたものではない）液晶セル３１２の層、偏光させる層３１０、及び分析する層３１４を具備する。代わりに、ディスプレイデバイス３００は、いずれの他の非放出性のディスプレイデバイス３００でもあることがある。ディスプレイデバイス３００は、図２Ａに示されたような照明システム２００を具備するスキャニングバックライトシステム２００Ａを具備する。スキャニングバックライトシステム２００Ａは、さらに、拡散体の層２４０を具備することがある。拡散体の層２４０は、照明システム２００の光出力窓２２０を構成することがある。拡散体の層２４０は、また、（示されたものではない）発光性の材料を具備することがある、又は、（示されたものではない）発光性の材料の混合物を具備することがある。
【００５４】
図５Ｂは、照明器具４００の概略的な断面の図であるが、それは、拡散体の層２４０と一緒に、照明システム２００を具備する、又は、それは、拡散体の層２４０を含むところの照明システム２００を具備する。拡散体の層２４０は、また、（示されたものではない）発光性の材料を具備することがある、又は、（示されたものではない）発光性の材料の混合物を具備することがある。照明器具４００は、さらに壁又は天井へ照明器具４００を適用するための（示されたものではない）ハウジングを具備することがあると共に、さらに（示されたものではない）空き場所に予め定義された光の分布を発生させるために（示されたものではない）ビームを整形する素子を具備することがある。
【００５５】
上述された実施形態が、発明を限定するというよりもむしろ図解すること、及び、当業者が、添付されたクレームの範囲から逸脱することなく多数の代わりの実施形態を設計することができることになることは、それは留意されるべきことである。
【００５６】
クレームにおいて、括弧の間に置かれたいずれの参照符号もクレームを限定するようなものと解されるものではないものとする。動詞“を具備する”及びそれの活用の使用は、クレームに陳述されたもの以外の要素又はステップの有ることを排除するものではない。要素に先行する冠詞“ある”は、複数のそのような要素の有ることを排除するものではない。発明は、数個の明確な要素を具備するハードウェアの手段によって実施されることがある。数個の手段を列挙するデバイスのクレームにおいて、これらの手段の数個のものは、
ハードウェアの一つの及び同じアイテムによって具体化されることがある。ある一定の尺度が相互に異なる従属のクレームに記載されるという単なる事実は、これらの措置の組み合わせを有利に使用することができないことを指し示すものではない。
【００５７】
クレーム：
１．  照明システム（２００，２０２，２０４）用のライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、
前記ライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）が光出力窓（２２０）を具備すること及び複数のライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）を具備すること、
各々のライドガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）が隣接するライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）から実質的に光学的に分離されたものであること、
各々のライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）が後方の壁（３０）の反対に配置された及び前記ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）内に光を分布させるために構成された前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）を具備すること、
各々のライドガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）がさらに動作中に前記光出力窓（２２０）を照明するために前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）を介して分布させられた光の少なくとも一部分を抽出するための光抽出手段（４０）を具備すること、
前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）及び前記光出力窓（２２０）の間における距離（Ｄ）が前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）の予め定義されたエッジ（５０）に対して比較された前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）の中心（Ｃ）でより小さいものであること、
前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）の前記予め定義されたエッジ（５０）が前記ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）が前記隣接するライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）に隣接して配置されたものであるところのエッジであること
を含む、ライトガイド。
【００５８】
２．  クレーム１にクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、それにおいて、
前記ライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）は、連続的な材料によって構成されたものであると共に、
前記ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）の各々のものの前記予め定義されたエッジ（５０）における増加させられた距離（Ｄ）が前記ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）の間における光学的な分離を構成するものである、
ライトガイド。
【００５９】
３．  クレーム２にクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、それにおいて、
前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）の中心（Ｃ）における前記ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）の厚さ（Ｔ１）は、前記予め定義されたエッジ（５０）における増加させられた距離（Ｄ）を発生させるために前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）の前記予め定義されたエッジ（５０）における厚さ（Ｔ２）と比べて最も少ないときで３倍だけより大きいものである、ライトガイド。
【００６０】
４．  クレーム１にクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、それにおいて、
前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）の形状は、前記中心（Ｃ）における距離（Ｄ）と比較された予め定義されたエッジ（５０）における前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）及び前記光出力窓（２２０）の間における厚さ（Ｄ）を増加させるために構成された滑らかに湾曲させられた形状（２０）を具備する、ライトガイド。
【００６１】
５．  クレーム１にクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、それにおいて、前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）の形状は、前記前方の壁（２０，２２Ａ，２２Ｂ，２８）を構成する複数の面（２２Ａ、２２Ｂ）を具備すると共に、それにおいて、
前記複数の面（２２Ａ，２２Ｂ）は、前記予め定義されたエッジ（５０）を具備するエッジのファセット（２２Ｂ）を具備すると共に、
前記エッジのファセット（２２Ｂ）が前記距離（Ｄ）を増加させるために前記光出力窓（２２０）とある角度（・）で配置されたものであるために構成されたものである、
ライトガイド。
【００６２】
６．  クレーム１にクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、
それにおいて、前記複数のライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６）は、ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６）の一次元のアレイに配置されたものである、又は、
それにおいて、前記複数のライトガイドのセグメント（１８）は、ライトガイドのセグメント（１８）の二次元のアレイに配置されたものである、
ライトガイド。
【００６３】
７．  クレーム１にクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、
それにおいて、前記ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）は、光源（２１０，２１２）からの光が前記ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）に入ることを可能とするための光入口窓（６０，６２，６４）を具備すると共に、
前記複数のライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）における前記ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）の最も少ないときで一つのものが前記隣接するライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）から離れて面する前記隣接するライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）の前記後方の壁（３０）の側面に位置させられた前記光入口窓（６２）を有するために構成されたものである、
ライトガイド。
【００６４】
８．  クレーム１にクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、
それにおいて、各々のライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）は、前記光出力窓（２２０）の対応する部分（２３０）を照明するために構成されたものであると共に、
前記隣接するライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）の対応する部分は、部分的に重なり合うために構成されたもの（２３２）である、
ライトガイド。
【００６５】
９．  クレーム８にクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、
それにおいて、前記ライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）における前記光抽出手段（４０）の分布、次元、及び／又は密度は、前記出力窓（２０）の実質的に均一な照明を発生させるために隣接するライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）によって照明された隣接する部分の間の重なり合いにおける単一のライトガイドのセグメント（１０，１２Ａ，１２Ｂ，１４，１６，１８）によって抽出された光の強度を低減するために構成されたものである、ライトガイド。
【００６６】
１０．  クレーム１にクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）であって、それにおいて、
前記ライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）は、前記ライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）を通じてより長い波長を有する光へと前記ライトガイドの最も少ないときで一部分を転換するための発光性の材料を具備する又は発光性の材料の混合物を具備する、ライトガイド。
【００６７】
１１．  照明システム（２００，２０２，２０４，２００Ａ）であって、
複数の光源（２１０，２１２）及びクレーム１から１０までのいずれかにクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）を具備する、照明システム。
【００６８】
１２．  クレーム１１にクレームされたような照明システム（２００，２０２，２０４，２００Ａ）であって、
それにおいて、前記複数の光源（２１０，２１２）は、各々、実質的に白色の光を放出する、及び／又は、
それにおいて、前記複数の光源（２１０，２１２）は、複数の色の光を放出する複数の光エミッターを具備する、
照明システム。
【００６９】
１３．  照明器具（４００）であって、
クレーム１から１０までのいずれかにクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）を具備する、又は、クレーム１１から１２までのいずれかに従った照明システム（２００，２０２，２０４，２００Ａ）を具備する、照明器具。
【００７０】
１４．  スキャニングバックライトシステム（２００，２０２，２０４，２００Ａ）であって、
複数の光源（２２０，２２２）及びクレーム１から１０までのいずれかにクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）を具備する、又は、クレーム１１から１２までのいずれかにクレームされたような照明システム（２００，２０２，２０４，２００Ａ）を具備する、スキャニングバックライトシステム。
【００７１】
１５．  ディスプレイデバイス（３００）であって、
クレーム１から１０までのいずれかにクレームされたようなライトガイド（１００，１０２，１０４，１０８）を具備する、又は、クレーム１４にクレームされたようなスキャニングバックライトシステム（２００，２０２，２０４，２００Ａ）を具備する、ディスプレイデバイス。
【図１Ａ】
2013508932.tif 000003
【図１Ｂ】
2013508932.tif 000004
【図１Ｃ】
2013508932.tif 000005
【図２Ａ】
2013508932.tif 000006
【図２Ｂ】
2013508932.tif 000007
【図２Ｃ】
2013508932.tif 000008
【図３Ａ】
2013508932.tif 000009
【図３Ｂ】
2013508932.tif 000010
【図４】
2013508932.tif 000011
【図５Ａ】
2013508932.tif 000012
【図５Ｂ】
2013508932.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月2日(2012.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源及びライトガイドを具備する照明システムであって、
前記ライトガイドが光出力窓を具備すると共に複数のライトガイドのセグメントを具備すると共に、
各々のライドガイドのセグメントが隣接するライトガイドのセグメントから実質的に光学的に分離されたものであると共に、
各々のライトガイドのセグメントが後方の壁の反対に配置された前方の壁及び前記ライトガイドのセグメントの側面から前記ライトガイドのセグメントに入るための前記光源の一部分から光を受けるための前記後方の壁の側面における光入口窓を具備すると共に、
前記ライトガイドのセグメントが前記ライトガイドのセグメント内に光を分布させるために構成されたものであると共に、
各々のライドガイドのセグメントがさらに動作中に前記光出力窓を照明するために前記前方の壁を介して分布させられた光の少なくとも一部分を抽出するための光抽出手段を具備すると共に、
前記前方の壁の形状は、中心における距離と比較された前記前方の壁の予め定義されたエッジにおける前記前方の壁及び前記光出力窓の間における距離を増加させるために構成された滑らかに湾曲させられた形状を具備すると共に、
前記前方の壁の前記予め定義されたエッジが前記ライトガイドのセグメントが前記隣接するライトガイドのセグメントに隣接して配置されたものであるところのエッジである、照明システム。
【請求項２】
請求項１に記載の照明システムにおいて、
前記ライトガイドは、連続的な材料によって構成されたものであると共に、
前記ライトガイドのセグメントの各々の前記予め定義されたエッジにおける増加させられた距離が前記ライトガイドのセグメントの間における光学的な分離を構成するものである、
照明システム。
【請求項３】
請求項２に記載の照明システムにおいて、
前記前方の壁の中心における前記ライトガイドのセグメントの厚さは、前記予め定義されたエッジにおける増加させられた距離を発生させるために前記前方の壁の前記予め定義されたエッジにおける厚さと比べて最も少ないときで３倍だけより大きいものである、照明システム。
【請求項４】
請求項１に記載の照明システムにおいて、
前記複数のライトガイドのセグメントは、ライトガイドのセグメントの一次元のアレイに配置されたものである、又は、
前記複数のライトガイドのセグメントは、ライトガイドのセグメントの二次元のアレイに配置されたものである、
照明システム。
【請求項５】
請求項１に記載の照明システムにおいて、
前記ライトガイドのセグメントは、ライトガイドのセグメントの一次元のアレイに配置されたものであると共に、
各々のライトガイドのセグメントが前記予め定義されたエッジに対して横切って前記前方の壁から前記後方の壁まで延びるエッジの壁を具備すると共に、
前記エッジの壁が前記光入口窓を具備する、
照明システム。
【請求項６】
請求項１に記載の照明システムにおいて、
前記ライトガイドのセグメントは、上記の予め定義されたエッジに隣接した、前記後方の壁から前記ライトガイドのセグメントへと内方へふくらむ凹状に整形された部分を具備すると共に、
前記光源の一部分が上記の凹状に整形された部分によって定義された空間に収容可能なものである、
照明システム。
【請求項７】
請求項１に記載の照明システムにおいて、
前記複数のライトガイドのセグメントにおける前記ライトガイドのセグメントの最も少ないときで一つのものは、前記隣接するライトガイドのセグメントから離れて面する前記隣接するライトガイドのセグメントの前記後方の壁の側面に位置させられた前記光入口窓を有するために構成されたものである、
照明システム。
【請求項８】
請求項１に記載の照明システムにおいて、
各々のライトガイドのセグメントは、前記光出力窓の対応する部分を照明するために構成されたものであると共に、
前記隣接するライトガイドのセグメントの対応する部分は、部分的に重なり合うために構成されたものである、
照明システム。
【請求項９】
請求項８に記載の照明システムにおいて、
前記ライトガイドのセグメントにおける前記光抽出手段の分布、次元、及び／又は密度は、前記出力窓の実質的に均一な照明を発生させるために隣接するライトガイドのセグメントによって照明された隣接する部分の間の重なり合いにおける単一のライトガイドのセグメントによって抽出された光の強度を低減するために構成されたものである、照明システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の照明システムにおいて、
前記ライトガイドは、前記ライトガイドを通じてより長い波長を有する光へと前記ライトガイドの最も少ないときで一部分を転換するための発光性の材料を具備する又は発光性の材料の混合物を具備する、照明システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の照明システムにおいて、
前記複数の光源は、各々、実質的に白色の光を放出する、及び／又は、
前記複数の光源は、複数の色の光を放出する複数の光エミッターを具備する、
照明システム。
【請求項１２】
照明器具であって、
請求項１から１１までのいずれかに従った照明システムを具備する、照明器具。
【請求項１３】
スキャニングバックライトシステムであって、
請求項１から１１までのいずれかに記載の照明システムを具備する、スキャニングバックライトシステム。
【請求項１４】
ディスプレイデバイスであって、
請求項１３に記載のスキャニングバックライトシステムを具備する、ディスプレイデバイス。
【国際調査報告】
2013508932.tif 000014
2013508932.tif 000015
2013508932.tif 000016