(57)【要約】  本発明は、照明システム（１００）の光出力ウィンドウを照明するためのライトガイド（１０）、前記照明システム、バックライトシステム及び表示装置に関し、前記ライトガイドが、第１のライトガイド部（１０Ａ）を含み、これは前記第１のライトガイド部（１０Ａ）の第１の端部壁（４０Ａ）から伸びる第１のライトガイド拡張部（７０Ａ）を含み、かつ第２のライトガイド部（１０Ｂ）を含み、これは前記第２のライトガイド部（１０Ｂ）の第２の端部壁（４０Ｂ）から伸びる第２のライトガイド拡張部（７０Ｂ）を含み、前記第１のライトガイド拡張部（７０Ａ）が前記第２のライトガイド部（１０Ｂ）の後壁（３０Ｂ）に面する前記第２のライトガイド部（１０Ｂ）の１つの側に第１の光入力ウィンドウ（８０Ａ）を位置するように構成され、前記第２のライトガイド拡張部（７０Ｂ）が前記第１のライトガイド部（１０Ａ）の後壁（３０Ａ）に面する前記第１のライトガイド部（１０Ａ）のもう１つの側に第２の光入力ウィンドウ（８０Ｂ）を位置するように構成される。本発明によるライトガイドの効果は、前記第１のライトガイド拡張部及び第２のライトガイド拡張部の構成により、前記第１のライトガイド部の前記第１の光入力ウィンドウが、前記第２のライトガイド部の後ろに隠され、かつ前記第２のライトガイド部の前記第２の光入力ウィンドウが、前記第１のライトガイド部の後ろに隠されるように、構成される、ということである。
2013505551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明システムの光出力ウィンドウを照明するためのライトガイドであり、
前記ライトガイドが、
第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部を含み、それぞれが前壁と前記前壁の反対側の後壁及び前記前壁と前記後壁との間の端部壁を含み、前記第１のライトガイド部と前記第２のライトガイド部のそれぞれが前記前壁に実質的に平行の方向に光をガイドするために設けられ、及びそれぞれがさらに前記ガイドされた光の少なくとも部分を前記前壁を通して抽出するために光抽出手段を含み、
前記第１のライトガイド部が前記第１のライトガイド部の第１の端部壁から伸びる第１のライトガイド拡張部を含み、及び前記第１のライトガイド拡張部を介して前記第１のライトガイド部へ光を伝達するための第１の光入力ウィンドウを含み、前記第１の端部壁での前記第１のライトガイド拡張部の幅が前記第１の端部壁の幅よりも小さく、
前記第２のライトガイド部が前記第２のライトガイド部の第２の端部壁から伸びる第２のライトガイド拡張部を含み、及び前記第２のライトガイド拡張部を介して前記第２のライトガイド部へ光を伝達するための第２のライトガイド拡張部を含み、前記第２の端部壁での前記第２のライトガイドの幅が前記第２の端部壁の幅よりも小さく、
前記第１のライトガイド拡張部が前記第２のライトガイド部の前記後壁に面する前記第２のライトガイド部の１つの側で前記第１の光入力ウィンドウを位置するように構成され、前記第２のライトガイド拡張部が前記第１のライトガイド部の前記後壁に面する前記第１のライトガイド部の１つの側で前記第２の光入力ウィンドウを位置するように構成される、ライトガイド。
【請求項２】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記第１の光入力ウィンドウが、前記第２のライトガイド部の前記前壁の垂直軸上に位置し、及び前記第２の入力ウィンドウが前記第１のライトガイド部の前記前壁の垂直軸上に位置する、ライトガイド。
【請求項３】
請求項１に記載のライトガイドであり、
前記第１のライトガイド部が、前記第１のライトガイド部と前記光出力ウィンドウ方向の前記光出力ウィンドウとの間の距離を低減するように構成され、
前記第２のライトガイド部が、前記第２のライトガイド部と前記第１の端部とは異なる前記光出力ウィンドウの第２の端部の方向の前記光出力ウィンドウとの間の距離を低減するように構成される、ライトガイド。
【請求項４】
請求項１又は３に記載のライトガイドであり、前記第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部はそれぞれが実質的に一定の暑さを持ち、それが前記前壁と前記後壁との間の最小の寸法である、ライトガイド。
【請求項５】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記ライトガイドが光を、前記第２の光入力ウィンドウを通じて前記第２のライトガイド部へ入る光に比較して実質的に反対側の方向へ、前記第１の光入力ウィンドウを通じて前記第１のライトガイド部に入るように構成される、ライトガイド。
【請求項６】
請求項１に記載のライトガイドであり、
前記第１のライトガイド部が１以上の前記第１の端部壁から伸び、かつ前記第１の端部壁で第１のライトガイド部の第１のパターンを形成する、第１のライトガイド拡張部を含み、
前記第２のライトガイド部が１以上の前記第２の端部壁から伸び、かつ前記第２の端部壁で第２のライトガイド部の第２のパターンを形成する、第２のライトガイド拡張部を含み、
前記第１のライトガイド拡張部の前記第１のパターン及び前記第２のライトガイド拡張部の前記第２のパターンが、相互織りされる、ライトガイド。
【請求項７】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記第１のライトガイド拡張部の幅が前記第１の端部壁から離れるに従い増加し、及び／又は前記第２のライトガイド拡張部の幅が前記第２の端部壁から離れるに従い増加する、ライトガイド。
【請求項８】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記第１のライトガイド拡張部及び第２のライトガイド拡張部が、前記第１の光入力ウィンドウ及び前記第２の光入力ウィンドウが、同じ仮想平面に一致するように構成される、ライトガイド。
【請求項９】
請求項１に記載のライトガイドであり、
前記第１の端部壁の反対側に設けられた前記第１のライトガイド部の第１の反対側の端部壁が反射手段及び／又は拡散手段を含み、前記第１のライトガイド拡張部の間の領域で前記第１の端部壁へ前記第１のライトガイド部内で光を再方向付けさせ、
前記第２の端部壁の反対側に設けられた前記第２のライトガイド部の第２の反対側の端部壁が反射手段及び／又は拡散手段を含み、前記第２のライトガイド拡張部の間の領域で前記第２の端部壁へ前記第２のライトガイド部内で光を再方向付けさせる、ライトガイド。
【請求項１０】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記ライトガイド拡張部が前記第１の端部壁の近くの第１の抽出領域で光抽出手段を含み、及び／又は前記ライトガイド拡張部が前記第２の端部壁の近くの第２の抽出領域で光抽出手段を含む、ライトガイド。
【請求項１１】
請求項１０に記載のライトガイドであり、前記第１の端部壁に実質的に垂直の方向へ前記第１の抽出領域の寸法が、前記第１の端部壁での前記第１のライトガイド拡張部の幅と同じ又はより大きく、及び／又は前記第２の端部壁に実質的に垂直の方向へ前記第２の抽出領域の寸法が、前記第２の端部壁での前記第２のライトガイド拡張部の幅と同じ又はより大きい、ライトガイド。
【請求項１２】
少なくとも１つの光源、光出力ウィンドウ及び請求項１乃至３又は請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のライトガイドを含む照明システムであり、前記照明システムが、前記ライトガイドを介して前記照明システムの前記光出力ウィンドウへ少なくとも１つの光源から発光するように構成される、照明システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の照明システムであり、前記照明システムがさらに、前記光源による発光の少なくとも一部をより長波長を持つ光へ変換するための蛍光材料又は蛍光材料混合物を含む、照明システム。
【請求項１４】
請求項１乃至３又は請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のライトガイドを含むバックライトシステム。
【請求項１５】
請求項１乃至３又は請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のライトガイドを含む表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明システムの光出力ウィンドウを照明するためのライトガイドに関する。
【０００２】
本発明はまた、照明システム、バックライトシステム及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
照明システムの光出力ウィンドウを照明するためのライトガイドは自体知られている。これらは特に一般照明システム及び、例えばＴＶセット及びモニターなどの表示装置のための（画像）表示装置のためのバックライトシステムで使用されている。かかるライトガイドは、例えば（ポータブル）コンピューター又は例えば（携帯）電話で使用される、ＬＣＤパネルと参照される液晶表示装置などの非発光表示装置のためのバックライトシステムとしての使用に特に適している。
【０００４】
前記非発光表示装置は通常、少なくとも１つの電極によりそれぞれ制御される画素の規則的パターンが与えられた基板を含む。前記表示装置は、前記（画像）表示装置の（画像）スクリーンの関連フィールド内で画像又はデータグラフィカル表示を達成するための制御回路を使用する。ＬＣＤ装置内の前記照明システムからの光は、スイッチ手段によるか又は例えば種々のタイプの液晶効果が使用され得るモジュレーターより変調される。さらに、前記表示は、電気泳動的又は電気機械的効果に基づくものであり得る。
【０００５】
近年、非発光表示装置の照明のための２つの共通して使用される方式があり、これらはダイレクトライト方式及びエッジライト方式である。ダイレクトライト方式では、前記光源が前記照明システムの前記光出力ウィンドウに実質的に平行なアレイに配置され、かつ前記照明システムの全出力ウィンドウを実質的に直接に照明するように配置されている。エッジライト方式では、前記照明システムは一般的に、前記光出力ウィンドウに平行に配置され、光源（のアレイ）が前記ライトガイド内に発光する際に通るエッジ壁を持つライトガイドを含む。前記光は前記光出力ウィンドウに実質的に平行にガイドされ前記ライトガイドを通じて分配される。前記光は、前記ガイド光の部分を再方向付けすることにより前記光出力ウィンドウを通じて発光される。このエッジライト方式の欠点は、特に相対的に大きな表示装置について、前記ライトガイドの重量が相当なものであるということ、及び前記光が前記ライトガイド内にカップルされる前記大光出力の領域では特に優れた均一性を生成することが比較的困難であるということ、である。この不均一性を改善するために、米国特許出願公開第２００７／００８６１８４号明細書で開示されるようにくさび（ウェッジ）形状ライトガイドが使用される。しかしこのくさび形状ライトガイドはさらに重量を増加させることとなり、大光出力ウィンドウの製造を比較的困難とし従って高価なものとする。さらに、前記ライトガイドのエッジ壁での光源の配置は、一般には、前記表示装置回りの比較的広く厚い枠を生じ、前記表示の外観をより悪くするとともに、例えば前記表示装置をさらなる製品又はハウジング内に一体化する場合にさらに空間を必要とする。
【０００６】
そこでこの知られる照明システムの欠陥は、前記照明システムが、特に前記照明システムのエッジ領域で比較的厚くなるということである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００８６１８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、照明システムの出力ウィンドウを照明するためのライトガイドを提供することであり、前記ライトガイドが前記照明システムのエッジ領域での厚さを低減することができるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面によると、前記課題は、照明システムの光出力ウィンドウを照明するためのライトガイドで達成される。前記ライトガイドは、第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部を含み、それぞれは前壁、前記前壁の反対側の後壁及び前記前壁と後壁との間の端部壁を含む。前記第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部はそれぞれ、前記前壁に実質的に平行な方向に光をガイドするように構成され、かつそれぞれがさらに前記ガイドされた光の少なくとも部分を前記前壁を介して抽出するための光抽出手段を含む。
【００１０】
前記第１のライトガイド部は、前記第１のライトガイド部の第１の端部壁から伸びる第１のライトガイド拡張部を含み、前記第１のライトガイド部へ、前記第１のライトガイド拡張部を介して光を伝達するための第１の光入力ウィンドウを含む。前記第１の端部壁での前記第１のライトガイド拡張部の幅は、前記第１の端部壁の幅よりも小さい。
【００１１】
前記第２のライトガイド部は、前記第２のライトガイド部の第２の端部壁から伸びる第２のライトガイド拡張部を含み、前記第２のライトガイド部へ、前記第２のライトガイド拡張部を介して光を伝達するための第２の光入力ウィンドウを含む。前記第２の端部壁での前記第２のライトガイド拡張部の幅は、前記第２の端部壁の幅よりも小さい。
【００１２】
前記第１のライトガイド拡張部は、前記第１の光入力ウィンドウを、前記第２のライトガイド部の後壁に面する前記第２のライトガイド部の１つの側に位置するように構成される。前記第２のライトガイド拡張部は、前記第２の光入力ウィンドウを、前記第１のライトガイド部の後壁に面する前記第１のライトガイド部の１つの側に位置するように構成される。
【００１３】
前記第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部の幅は、前記第１のライトガイド部と前記第２のライトガイド部の前記前壁に平行な寸法形状であり、及び前記第１のライトガイド部の前記第１の端部壁に実質的に平行であり、及び／又は前記第２のライトガイド部の前記第２端部壁に実質的に平行に定められる。前記第１のライトガイド拡張部及び第２のライトガイド拡張部は前記第１のライトガイドと第２のライトガイドにそれぞれ接続される。前記第１のライトガイド拡張部と第２のライトガイド拡張部は、前記第１のライトガイドの前記第１の端部壁から、かつ前記第２のライトガイドの前記第２の端部壁からそれぞれ飛び出ている。又は、前記第１及び第２のライトガイド拡張部はそれぞれ、例えば光を前記第１のライトガイド部及び前記第２のライトガイド部へ前記光源から伝達させるための比較的狭い光伝達装置であり得る。
【００１４】
本発明によるライトガイドの効果は、前記第１のライトガイド拡張部及び第２のライトガイド拡張部の前記構成により、前記第１のライトガイド部の前記光入力ウィンドウが前記第２のライトガイド部の後ろに隠され、前記第２のライトガイド部の前記光入力ウィンドウが前記第１のライトガイド部の後ろに隠される、ということである。ここで用語「後ろ」とは、前記ライトガイド部による発光される側と反対側の前記ライトガイド部の１つの側に位置される前記ライトガイド部に関する位置を示す。前記ライトガイドの発光する側は、前記ライトガイド部の「前」と記述される。本発明によるライトガイドを照明システムで使用する場合、前記光源は視野から隠され、前記照明システムの前記端部から離されて位置され得る。前記第１及び第２のライトガイド拡張部の使用により、前記第１のライトガイド部へ発光する光源は前記第２のライトガイド部の後ろに隠され、さらの前記第２のライトガイド部へ発光する光源は前記第１のライトガイド部の後ろに隠される。これにより、光源が前記照明システムの端部に設けられることを防止でき、従って照明システムをその端部厚さを低減して製造され得ることとなる。前記ライトガイドが例えば２以上のライトガイド部を含む実施態様では、かかるライトガイドは複数のライトガイド部を含み、前記光入力ウィンドウは隣接する光入力ウィンドウの後ろに設けられる。しかし、光源が前記照明システムの端部に設けられる必要がないことを保証するため、従って前記照明システムの端部厚さを薄く維持することを保証するために、少なくとも２つのライトガイド部が必要であり、これは本発明の第１のライトガイド拡張部と第２のライトガイド拡張部をそれぞれ含む。
【００１５】
前記ライトガイドの１つの実施態様では、前記第１の光入力ウィンドウは、前記第２のライトガイド部の前記前壁の垂直軸上に位置され、前記第２の光入力ウィンドウは、前記第１のライトガイド部の前記前壁の垂直軸上に位置される。垂直軸は通常、ある面に垂直に設けられる仮想軸であり、この場合には前記第１のライトガイド部又は前記第２のライトガイド部に垂直ということである。かかる構成で、前記第１の光入力ウィンドウは実際に前記第２のライトガイド部の後ろに配置され、前記第２の光入力ウィンドウは実際に前記第１のライトガイド部の後ろに配置される。このライトガイドは、照明システムを比較的コンパクトにできるという利点を持つ。このコンパクトな照明システムは、前記隣接するライトガイド部の後ろの前記ライトガイド部の前記光入力ウィンドウで設けられ得る発光ダイオードなどの比較的小型でハイパワーの光源を利用することにより、特に可能となる。
【００１６】
前記ライトガイドの１つの実施態様では、前記第１のライトガイド部は、前記第１のライトガイド部と前記光出力ウィンドウの第１の端部への前記光出得力ウィンドウとの間の距離を低減させるように構成され、及び前記第２のライトガイド部は、前記第２のライトガイド部と前記光出力ウィンドウの第２の端部への前記光出得力ウィンドウとの間の距離を低減させるように構成される。照明システムにおいてこのようなライトガイドを用いる場合には、この照明システムは前記照明システムの前記端部への厚さを低減することができる。前記照明システムの厚さは、前記光出力ウィンドウに垂直な方向での寸法である。かかる構成では、前記ライトガイドは、前記照明システムの前記端部で前記光出力ウィンドウと接触し得るものであり、前記光出力ウィンドウの端部で前記照明システムの厚さを最小化する。本発明の前記実施態様で、前記光入力ウィンドウは、前記光出力ウィンドウから最大に離れており、前記照明システムの最大の厚さとなるように構成される。この構成は次の利点を持つ。即ち、前記光源に近い前記第１のライトガイド部と前記光出力ウィンドウとの間に付加的な距離があることは、前記光源近くの前記第１のライトガイド部からの発光が前記照明システムから発光される前に混合されることを可能にする、ということである。一般に前記光の光抽出手段の密度は光源の近くでは比較的低く、光源への距離が増加するに従い高くなる。前記光抽出手段の密度の勾配の理由は、前記ライトガイドからの発光の光強度が好ましくは実質的に前記前壁全体で一定とするためである。光源の近くでの光強度は、光源から離れた位置での光強度よりも強いので、少数の光抽出手段のみが前記ライトガイドの光出力ウィンドウ近くに必要となる。しかし照明システムの光出力ウィンドウ全体で比較的高い均一性を維持するためには、比較的少数の光抽出手段を持つライトガイドの領域は、好ましくは、前記光出力ウィンドウからさらに離れて位置される。というのはそうでなければ、前記少数の光抽出手段が、たとえ拡散装置を前記光出力ウィンドウに設けたとしても前記光出力ウィンドウで個々に視認され得るものとなるからである。これは比較的不十分な均一性を与えることとなる。本発明による前記実施態様では、前記ライトガイドの光出力ウィンドウは前記照明システムの光出力ウィンドウの端部から離して設けられる。従って、前記照明システムの前記光入力ウィンドウと光出力ウィンドウとの間の距離は比較的大きく、前記少数の光抽出手段からの光が前記光出力ウィンドウへ入射する前に混合されることが可能となる。前記照明システムの前記光出力ウィンドウの端部近くでは、本発明の前記光抽出手段の密度は、より均一になるように光出力カップルさせるために充分な光出力カップリングが得られるように大きくされるべきである。従って、前記ライトガイド及び、光抽出手段の密度が比較的高い前記光出力ウィンドウの端部近くの光出力ウィンドウとの間の距離を小さくすることは前記均一性を下げることにはならないであろう。従って本発明によるライトガイドは、照明システムの光出力ウィンドウ全体の比較的優れた均一性を可能にする。
【００１７】
ライトガイドの１つの実施態様では、前記第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部はそれぞれ、前記前壁と後壁との間の最小寸法となる実質的に一定の厚さを含む。この実施態様は、本発明のライトガイドの重量が比較的小さく、かつ前記ライトガイドを含む照明システムの重量が比較的小さい、という有利な効果を有する。前記ライトガイドは比較的薄く、例えば知られた照明システムのくさび形状ライトガイドと比較して重量が低減される。前記ライトガイド及び前記光出力ウィンドウの間の空間は、流体、例えば空気で満たされ得る。好ましくは、前記ライトガイド及び光出力ウィンドウの間の流体は、前記ライトガイド内でガイドされる光が前記ライトガイドを通る全内部反射により伝搬されることを可能とし、このことは実質的に光を損失なくガイドすることを可能とする。前記ライトガイドと光出力ウィンドウの間に空気を用いることで、さらに本発明による照明システムの重量を軽減できる。
【００１８】
前記ライトガイドの１つの実施態様では、前記ライトガイドは、前記第１の光を前記第１の入力ウィンドウを介して前記第１のライトガイド部へ、前記第２の光入力ウィンドウを介する前記第２のライトガイド部へ入射する光と比較して実質的に反対の方向に、入射するように構成される。実質的に反対とは、前記光出力ウィンドウに平行な光をガイドする部材が、前記第２のライトガイド部と比較して前記第１のライトガイド部への反対の方向であり、前記ライトガイド部及び第２のライトガイド部の光をガイドする他の部材が他の全ての方向であり得る、ことを意味する。前記光源は、例えば前記光出力ウィンドウ発光の実質的に中心に位置され得る。前記第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部は、一般には前記光源の光を、中心から端部へ前記光出力ウィンドウに平行の方向にガイドする。従って、前記第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部を通って前記光源から出ていく光は実質的に反対方向に進行する。前記ライトガイドの１つの実施態様では、前記第１のライトガイド部は１以上の第１のライトガイド拡張部を含み、これは前記第１の端部壁から伸び、前記第１の端部壁で第１のライトガイド拡張部の第１のパターンを形成し、及び前記第２のライトガイド部は１以上の第２のライトガイド拡張部を含み、これは前記第２の端部壁から伸び、前記第２の端部壁で第２のライトガイド拡張部の第２のパターンを形成し、前記第１のライトガイドの前記第１のパターンと、前記第１のライトガイドの前記第１のパターンとは相互に織られたパターンとなる。前記第１のパターンは、例えば一連の第１のライトガイド拡張部を含み、これらは前記第１のライトガイド部から、手から指が伸びるように、伸びている。前記第２のパターンは、例えば同様の指形状を形成し、前記第１のライトガイド部の第１のパターンと相互織りされ得る。拡張部のパターンの端部で−前記パターンの指の指先で−光入力ウィンドウが設けられ得る。前記ライトガイド拡張部の端部でこれらの光入力ウィンドウのそれぞれにおいて、１又は複数の光源が設けられ、前記一連の拡張部を通り前記接続されたライトガイド部内へ発光させるように構成され得る。例えば、前記第１のライトガイド拡張部の第１のパターンは、前記第１のライトガイド部へ前記第１のライトガイド拡張部から、前記第１のライトガイド拡張部で前記第１の光入力ウィンドウを通して発光する、光源を含み得る。
【００１９】
ライトガイドの１つの実施態様で、前記第１のライトガイド拡張部の幅は前記第１の端部壁から離れるに従い増加され、及び／又は前記第２のライトガイド拡張部の幅は前記第２の端部壁から離れるに従い増加され得る。前記光入力ウィンドウは、前記ライトガイド拡張部で最大幅となるように構成される。この構成は次の有利な効果を持つ。即ち、前記ライトガイド拡張部を介して前記ライトガイド部へ進行する光は、前記ライトガイド拡張部の壁の間で複数回反射され、それにより前記ライトガイド拡張部からライトガイド部へ入射する光が比較的広く広がることができる、ということである。ライトガイド部へ光をガイドするためにライトガイド拡張部を用いる場合には、前記ライトガイド拡張部が前記ライトガイド部に接続される領域での前記ライトガイド部内の光強度は比較的高くなる。しかし、前記ライトガイド拡張部が前記ライトガイドと接続される位置間の領域では、前記強度は比較的低い。これは、前記ライトガイド部内の不均一な光分布を生じる。本実施態様の前記第１のライトガイド拡張部及び第２のライトガイド拡張部を用いることで、光が前記ライトガイド部へ入射する際に増加する。前記第１のライトガイド部で、前記第１の端部から増加する幅を持つ前記第１のライトガイド拡張部を使用することは、前記第１の端部壁近くの前記第１のライトガイド部での光の均一性を改善することとなる。前記第２のライトガイド部で、前記第２の端部から増加する幅を持つ前記第２のライトガイド拡張部を使用することは、前記第２の端部壁近くの前記第２のライトガイド部での光の均一性を改善することとなる。
【００２０】
前記ライトガイドの１つの実施態様で、前記第１のライトガイド拡張部及び第２のライトガイド拡張部は、前記第１の光入力ウィンドウ及び第２の光入力ウィンドウが同じ仮想平面で一致するように設けられるように構成される。かかる構成を達成するため、前記第１のライトガイド拡張部は曲げられ、例えば前記光出力ウィンドウから離れるように曲げられ得る。また前記第２のライトガイド拡張部もまた曲げられ、例えば前記光出力ウィンドウから離れるように曲げられ得る。かかる構成で、前記仮想平面は、例えば前記光出力ウィンドウと平行であり得る。この実施態様は、１つの光源を、前記第１の光入力ウィンドウ及び第２の光入力ウィンドウを照明するために使用することができる、という有利な効果を持つ。又は、複数の光源が前記第１の光入力ウィンドウ及び第２の光入力ウィンドウを照明するために使用される場合には、前記複数の光源は１つのプリント回路基板（これはまたＰＣＢと参照される）上に設けられ得る。単一のＰＣＢを用いることで、必要な部品がより少なくなることから、前記ライトガイドを含む前記照明装置のコストを下がる。さらに、前記光源は通常、冷却される必要があり、単一のＰＣＢを用いることはまた、前記複数の光源を冷却するための単一の装置を与えることとなり、前記照明システムのコストを低減する。
【００２１】
前記ライトガイドの１つの実施態様では、前記第１の端部と反対側に設けられた前記第１のライトガイド部の第１の反対側に端部壁が反射手段及び／又は拡散手段を含み、前記第１のライトガイド部内の光を前記第１のライトガイド拡張部間の領域で前記第１の端部壁の方向に再方向づけし、前記第２の端部と反対側に設けられた前記第２のライトガイド部の第２の反対側に端部壁が反射手段及び／又は拡散手段を含み、前記第２のライトガイド部内の光を前記第２のライトガイド拡張部間の領域で前記第２の端部壁の方向に再方向づけする。前記のように、前記第１のライトガイド拡張部間の前記第１の端部壁の領域は減少した光強度を持ち得る。また前記第２のライトガイド拡張部間の前記第２の端部壁の領域は減少した光強度を持ち得る。反射及び／又は拡散手段は、光を意図的に、前記第１の端部壁での前記第１のライトガイド拡張部間の領域へ、かつ前記第２の端部壁での前記第２のライトガイド拡張部間の領域へ光を反射することで均一性を強化し得る。
【００２２】
前記ライトガイドの１つの実施態様で、前記第１のライトガイド拡張部が前記第１の端部壁近くの第１の抽出領域で光抽出手段を含み及び／又は前記第２のライトガイド拡張部が前記第２の端部壁近くの第２の抽出領域で光抽出手段を含む。前記第１のライトガイド部は、前記第１の端部を介して前記第２のライトガイド部の前記第２の端部壁に接続され得る。従って、前記ライトガイドは、前記照明システムの光出力ウィンドウに面する前記ライトガイドの全領域に実質的に発光する。しかし、前記第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部を含む全ライトガイドに発光される光が実質的に均一であることを保証するために、前記第１のライトガイド拡張部と第２のライトガイド拡張部は、光抽出手段を既に含んでいる。前記光抽出手段は通常、前記光出力ウィンドウ全体に実質的に均一な光分布を生成するように構成される。一般的には、前記ライトガイド全体の前記光抽出手段の分布は、比較的低密度の前記光抽出手段が前記光源の近くに設けられ、前記光源からの距離が増加するに従い前記光抽出手段の密度が増加するように設けられる。光抽出手段の分布は、徐々にであってもよく、段階的であってもよい。又は前記光抽出手段の分布は、前記光出力ウィンドウ全体で、例えば不均一となり得る既定の光分布を生成する分布であり得る。前記光抽出手段は、例えば対称的溝、非対称的溝、ピラミッド形状ぎざぎざ、リッジ、ミクロドット、傾斜スリット、メルロン構造及び円錐ぎざぎざであり、例えば前記前壁又は後壁のいずれかに設けられる。又は前記光抽出手段は前記ライトガイド中に分布される拡散材料であってよい。例えば、前記ライトガイドがポリメチルメタクリレート（これはまたＰＭＭＡと参照される）から成形される場合には、前記拡散材料は前記ＰＭＭＡが硬化する前にＰＭＭＡと混合され得る。
【００２３】
前記ライトガイドの１つの実施態様では、前記第１の端部壁に実質的に垂直な方向での前記第１の抽出領域の寸法は、前記第１の端部壁での前記第１のライトガイド拡張部の幅と等しいか大きく、及び／又は前記第２の端部壁に実質的に垂直な方向での前記第２の抽出領域の寸法は、前記第２の端部壁での前記第２のライトガイド拡張部の幅と等しいか大きい。シミュレーションにより次のことが示される。すなわち、前記第１の抽出領域及び第２の抽出領域のこの寸法は、前記第２の端部壁に接続する前記第１の端部壁を含む限り、前記第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部による前記光出力ウィンドウを実質的に均一に照明することを保証する、ということである。
【００２４】
本発明は少なくとも１つの光源、光出力ウィンドウ及び本発明による前記ライトガイドを含む照明システムに関し、前記照明システムが前記少なくとも１つの光源から前記照明システムの光出力ウィンドウへ前記ライトガイドを介して発光するようの構成される。
【００２５】
前記照明システムの１つの実施態様では、前記照明システムはさらに、蛍光材料を含むか、蛍光材料の混合物を含み、前記材料は、前記光源による発光の少なくとも部分をより長波長を持つ光に変換するものである。前記蛍光材料は、例えば前記ライトガイドの前壁及び／又は後壁上に設けられるか、又は前記光源と前記光出力ウィンドウとの間に設けられる別の基板上に設けられ得る。又は前記蛍光材料は前記光出力ウィンドウ上に設けられ得る。かかる蛍光材料の配置はまた、リモートホスファー構造として知られている。前記蛍光材料を光源から離して設ける場合の利点は、前記蛍光材料の効率が改善されること、前記リモートホスファー構造では蛍光材料が要求する温度がより低いことにより選択される蛍光材料の範囲が広がること、さらに前記離れた蛍光材料がまた拡散層としても作用し、光源からの発光を拡散することで別の拡散装置の使用を不要とするということである。
【００２６】
本発明はまた、本発明のライトガイド又は本発明の照明システムを含むバックライトシステムに関する。
【００２７】
本発明はまた、本発明のライトガイド又は照明システム又はバックライトシステムを含む表示装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明によるライトガイドを含む照明システムの第１の実施態様の単純化された断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａで示される前記第１の実施態様の単純化された平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明によるライトガイドを含む照明システムの第２の実施態様の単純化された断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは図２Ａで示される前記第２の実施態様の単純化された平面図である。
【図３Ａ】図３Ａ前記は、本発明によるライトガイドを含む前記照明システムの第３の実施態様の単純化された断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂ前記は、本発明によるライトガイドを含む前記照明システムの第４の実施態様の単純化された断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃ前記は、本発明によるライトガイドを含む前記照明システムの第５の実施態様の単純化された断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄ前記は、本発明によるライトガイドを含む前記照明システムの第６の実施態様の単純化された断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明によるライトガイドを含む前記照明システムの第７の実施態様の単純化された平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明によるライトガイドを含む前記照明システムの第８の実施態様の単純化された平面図である。
【図５】図５は、本発明による前記バックライトを含む本発明による表示装置の単純化された断面図である。      これらの図は模式的なものである寸法通りには描かれていない。特に明確にするために、いくつかの寸法は強く誇張されている。図中の類似の部材はできるだけ類似の参照符号が付されている。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１Ａは、本発明によるライトガイド１０を含む照明システム１００の第１の実施態様の単純化された断面図である。前記ライトガイド１０は、第１のライトガイド部１０Ａ及び第２のライトガイド部１０Ｂを含み、それぞれは前壁２０Ａ、２０Ｂ、前記前壁２０Ａ、２０Ｂに対抗して設けられる後壁３０Ａ、３０Ｂ、及び前記前壁２０Ａ、２０Ｂ及び後壁３０Ａ、３０Ｂとの間のエッジ壁４０Ａ、４０Ｂ（図１Ｂ参照）を含む。前記第１のライトガイド部１０Ａ及び前記第２のライトガイド部１０Ｂはそれぞれ、前記前壁２０Ａ、２０Ｂ（図中で、二点鎖線又は二点鎖線矢印で示される）に実質的に平行な方向へ光をガイドするために配置され、かつそれぞれはさらに、前記前壁２０Ａ、２０Ｂを介してガイドされた光の少なくとも部分を抽出するための光抽出手段５０を含む。前記第１のライトガイド部１０Ａは、前記第１のライトガイド部１０Ａの第１のエッジ壁４０Ａ（図１Ｂ参照）から拡張する第１のライトガイド拡張部７０Ａを含む。前記第１のライトガイド拡張部７０Ａは、前記光が前記第１のライトガイド部１０Ａ内に分配された後、前記第１のライトガイド部１０Ａ内への前記第１のライトガイド拡張部７０Ａを介して光を通過するための第１の光入力ウィンドウ８０Ａを含む。前記第１のエッジ壁４０Ａで前記第１のライトガイド拡張部７０Ａの幅Ｗｅａ（図１Ｂ参照）は、前記第１のエッジ壁４０Ａの幅Ｗａ（図１Ｂ参照）よりも小さい。前記第２のライトガイド部１０Ｂは、前記第２のライトガイド部１０Ａの第２のエッジ壁４０Ｂ（図１Ｂ参照）から拡張する第２のライトガイド拡張部７０Ｂを含む。前記第２のライトガイド拡張部７０Ｂは、前記光が前記第２のライトガイド部１０Ｂ内に分配された後、前記第２のライトガイド部１０Ｂ内への前記第２のライトガイド拡張部７０Ｂを介して光を通過するための第２の光入力ウィンドウ８０Ｂを含む。前記第２のエッジ壁４０Ｂで前記第２のライトガイド拡張部７０Ｂの幅Ｗｅｂ（図１Ｂ参照）は、前記第２のエッジ壁４０Ｂの幅Ｗｂ（図１Ｂ参照）よりも小さい。
【００３０】
前記第１のライトガイド拡張部７０Ａは、前記第１の光入力ウィンドウ８０Ａを、前記第２のライトガイド部１０Ｂの後壁３０Ｂに面する前記第２のライトガイド部１０Ｂの側部に位置するように構成され、かつ前記第２のライトガイド拡張部７０Ｂは、前記第２の光入力ウィンドウ８０Ｂを、前記第１のライトガイド部１０Ａの後壁３０Ａに面する前記第１のライトガイド部１０Ａの側部に位置するように構成される。前記第１のライトガイド拡張部７０Ａ及び前記第２のライトガイド拡張部７０Ｂの構成により、前記第１のライトガイド部１０Ａの前記第１の光入力ウィンドウ８０Ａは前記第２のライトガイド部１０Ｂの後ろに位置され、前記第２のライトガイド部７０Ｂの前記第２の光入力ウィンドウ８０Ｂは前記第１のライトガイド部１０Ａ前記の後ろに位置されることとなる。ここで用語「後ろ」とは、前記ライトガイド部１０Ａ、１０Ｂに関しての位置を意味し、前記ライトガイド部１０Ａ、１０Ｂの一つの側で、光が前記ライトガイド部１０Ａ、１０Ｂにより発光される光の側から反対側の位置を意味する。従って前記光源１１０は視野から隠されることとなり、前記ライトガイド１０の完全に後ろとなるが、なお前記光源１１０は前記照明システム１００の光出力ウィンドウ１２０の端部１４０Ａ、１４０Ｂからは離れている。従って前記照明システム１００は前記照明システム１００の端部領域で厚さを低減して製造され得ることとなる。
【００３１】
ライトガイド１０は好ましくは、前記ライトガイド１０を通る光を実質的に無損失とするために全内部反射を用いてガイドするように構成される。前記ライトガイド１０の光出力手段５０は、前記光抽出手段５０が光源１１０近くでは比較的少なく、光源１１０からの距離が増加するにつれて増加するように分配され得る。前記光抽出手段５０の分配は徐々に又は段階的に変えられ得る。又は、前記光抽出手段５０は、例えば前記光出力ウィンドウ１２０を横切って不均一となり得る光出力ウィンドウ全体に既定の光が生成されるように、分配され得る。前記光抽出手段５０は、例えば対称的溝、非対称的溝、ピラミッド形状ぎざぎざ、リッジ、ミクロドット、傾斜スリット、メルロン（ｍｅｒｌｏｎ）構造及び円錐形ぎざぎざなどの形状のものであり、例えば前記前壁２０Ａ、２０Ｂ又は後壁３０Ａ、３０Ｂに設けられる。又は、前記光抽出手段５０は散乱材料（図示されていない）であって、前記ライトガイド１０内に分布されているものであってよい。
【００３２】
図１Ａに示される照明システム１００及びライトガイド１０の実施態様では、前記第１のライトガイド部１０Ａ及び第２のライトガイド部１０Ｂは、前記光出力ウィンドウ１２０の第１の端部１４０Ａ及び１４０Ｂのそれぞれへの前記ライトガイド部１０Ａ、１０Ｂ及び前記光出力ウィンドウ１２０の間の距離Ｄａ、Ｄｂを低減させるように構成される。照明システム１００でかかるライトガイド１０を用いると、この照明システム１００の厚さは、照明システム１００の端部１４０Ａ、１４０Ｂの方に向かって減少することとなる。さらに、前記ライトガイド部１０Ａ、１０Ｂ及び前記照明システム１００の中心でのウィンドウ１２０との間の距離は、光源１１０近くのライトガイド部１０Ａ、１０Ｂによる発光が前記光出力ウィンドウ１２０へ到達する前に混合されることを保証する。図１Ａに示される実施態様では、前記第１のライトガイド部１０Ａ及び第２のライトガイド部１０Ｂは共に、前記光出力ウィンドウ１２０に関してある角度で傾斜している。
【００３３】
前記第１のライトガイド部１０Ａ及び第２のライトガイド部１０Ｂはそれぞれ、実質的に一定の厚さＴＬを有し、これは前記前壁２０Ａ、２０Ｂ及び後壁３０Ａ、３０Ｂとの間の最小寸法である。この実施態様は、次の有利な効果を持つ。すなわち、本発明による前記ライトガイド１０の重量は比較的低く、従って前記ライトガイド１０を含む照明システム１００の重量も比較的小さくなる、ということである。前記照明システム１００の前記ライトガイド１０及び前記光出力ウィンドウ１２０との間に空気を用いることで、さらに、本発明による照明システム１００の重量は低減される。
【００３４】
図１Ａに示されるように、前記第２のライトガイド部１０Ｂへ発光する光源１１０は、前記第１のライトガイド部１０Ａの前記前壁２０Ａの法線軸Ｎａ上に位置される。前記第１のライトガイド部１０Ａへ発光する光源１１０は、前記第２のライトガイド部１０Ｂの前記前壁２０Ｂの法線軸Ｎｂ上に位置される。これにより、光源１１０は前記ライトガイド１０の後ろに視野から隠されると共に、なお前記照明システム１００の端部１４０Ａ、１４０Ｂがスリムな形状となり得る。
【００３５】
前記光源１１０は前記光入力ウィンドウ８０Ａ、８０Ｂを通して発光する全ての光源であり得る。前記光源は、例えば発光ダイオード１１０、レーザーダイオード１１０，有機発光ダイオード１１０又はその他の全ての光源１１０、例えば冷陰極蛍光光源（図示されていない）などの低圧ガス放電ランプ（図示されていない）などであってよい。光源１１０は、例えば実質的に白色光であってよく、及び／又は前記光源は、混合されると既定の色を与える複数の既定の色を発光する複数の発光素子（図示されていない）を含むものであってよい。ここで、既定の色の光は通常既定のスペクトルを持つ光を含む。前記既定のスペクトルは、例えば既定の波長付近の特定のバンド幅を持つ原色又は例えば複数の原色を含む。前記既定の波長は、放射パワースペクトル分布の平均波長である。ここで既定の色の光は紫外光などの非可視光を含む。紫外光が光源１１０により発光される場合、通常は光変換媒体、例えば蛍光材料９０（図２Ａ参照）が使用される。前記蛍光材料９０は、例えば前記紫外光を可視光へ変換する。前記変換媒体は、直接光源１１０上に適用されるか（図示されていない）、又は前記光源１１０から離れて設けられることができる（図２Ａ参照）。原色光源は、例えば赤、緑、青、黄色、アンバー及びマゼンタ色光が含まれる。既定の色の光はまた、例えば青とアンバー、又は青、黄色及び赤などの原色の混合であってよい。例えば赤、緑及び青色光の特定の組み合わせを選択することで、実質的に白色を含む全ての色を照明システムにより生成できる。また、原色の他の組み合わせが光投影システムで使用されることができ、これにより実質的に全ての色、例えば赤、緑、青、シアン及び黄色などが生成され得る。前記色調節照明システムで使用される原色の数は変更され得る。
【００３６】
図１Ａに示される実施態様で、反射表面１３０は、前記ライトガイド部１０Ａ、１０Ｂの前記後壁３０Ａ、３０Ｂから反対に、それらと平行に設けられる。この反射表面１３０は、前記光出力ウィンドウ１２０から離れるように進行する光を反射して前記光出力ウィンドウ１２０の方へ方向変換して前記照明システム１０の効率を増加するものである。
【００３７】
図１Ｂは、図１Ａで示される前記第１の実施態様の単純化された平面図である。図１Ｂの平面図はまた図３Ｂ及び３Ｄで示される実施態様の平面図に対応する。図３Ｂ及び３Ｄで示される実施態様に属する対応する参照番号は図１Ｂの括弧内に示されている。
【００３８】
前記第１のライトガイド部１０Ａは、第１のライトガイド拡張部７０Ａの第１のパターンを形成する複数の第１のライトガイド拡張部７０Ａを含む。前記第２のライトガイド部１０Ｂは、第２のライトガイド拡張部７０Ｂの第２のパターンを形成する複数の第２のライトガイド拡張部７０Ｂを含む。前記第１のライトガイド拡張部７０Ａの第１のパターン及び前記第２のライトガイド拡張部７０Ｂの第２のパターンは相互に関連するパターンである。このことは、前記パターンが、例えば前記第１のライトガイド拡張部７０Ａの第１のパターンが前記第２のライトガイド拡張部７０Ｂの第２のパターンと相互織りされるように適合するものであることを意味する。図１Ｂで示されるように、前記第１のパターンは一連の第１のライトガイド拡張部７０Ａを含み、これらは前記第１のライトガイド部１０Ａから、手から指のように伸びている。前記第２のパターンは類似の指パターンを形成し、前記第１のライトガイド部１０Ａのパターンと相互織りされるように構成される。いわば前記パターンの指先である、前記拡張のパターンの前記ライトガイド拡張部７０Ａ、７０Ｂの端部には、前記光入力ウィンドウ８０Ａ、８０Ｂが設けられる。これらの光入力ウィンドウ８０Ａ、８０Ｂのそれぞれにおいて、１又は複数の光源１１０が設けられ、これらは光を前記一連のライトガイド拡張部７０Ａ、７０Ｂを通じて前記対応するライトガイド部１０Ａ、１０Ｂ内へ発光する。
【００３９】
図１Ｂの円で囲まれた拡大図には、前記第２のライトガイド部１０Ｂの第２の端部壁４０Ｂに接続される、前記光源１１０、前記第２のライトガイド部７０Ｂが示される。この拡大図は前記光抽出手段５０が示される。この図１Ｂの拡大図から分かるように、前記光抽出手段５０は、前記ライトガイド拡張部７０Ｂ内の光抽出領域を形成する前記ライトガイド拡張部７０Ｂ内へ伸びている。これは、前記第１のライトガイド部１０Ａ及び前記第２のライトガイド部１０Ｂが図１Ｂで示されるように接続される場合に前記光出力ウィンドウ１２０の均一な照明を保証するために必要とされる。前記ライトガイド、拡張部７０Ｂ内への前記抽出領域の寸法Ｄｅは、好ましくは前記ライトガイド拡張部７０Ｂの幅Ｗｅｂと等しいか又はより大きい。
【００４０】
図２Ａは本発明によるライトガイド１１を含む照明システム１０１の第２の実施態様の単純化断面図である。図２に示される実施態様では、前記ライトガイド１１のライトガイド拡張部７１Ａ、７１Ｂは前記光出力ウィンドウ１２０から離れるように曲げられている。この前記ライトガイド、拡張部７１Ａ、７１Ｂの曲げられた部分により、前記第１のライトガイド部１１Ａ及び第２のライトガイド１１Ｂの前記光入力ウィンドウ８１Ａ、８１Ｂが、前記光出力ウィンドウ１２０に実質的に平行になるように構成される。前記実施態様で、単一光源１１０が前記第１のライトガイド部１１Ａかつ前記第２のライトガイド部１１Ｂ内へ光を供給するに十分であり得る。図２Ａに示される模式的断面図で、前記ライトガイド拡張部７１Ａ、７１Ｂの湾曲により、同一の仮想平面９５に一致するように前記第１の光入力ウィンドウ８１Ａ及び第２の光入力ウィンドウ８１Ｂを位置させる。かかる構成で、前記仮想平面９５は、例えば前記光出力ウィンドウ１２０に平行になり得る。複数の光源１１０が前記第１の光入力ウィンドウ８１Ａ及び第２の光入力ウィンドウ８１Ｂを照明するために使用され得るものであり（図２Ａに示される）、前記複数の光源１１０のそれぞれは単一のプリント回路基板（これはまたＰＣＢと参照され得る）１６０上に設けられ得る。単一のＰＣＢ１６０を用いることで、必要部品がより少なくなり得るので前記ライトガイド１１を含む照明システム１０１のコストは低減される。さらに前記光源１１０は通常冷却されるべきであるが、単一のＰＣＢ１６０を使用することでまた、単一の冷却装置（図示されていない）を複数の光源１１０を冷却するために用いることでさらに照明システム１０１のコストを低減させることが可能となる。
【００４１】
好ましくは前記ライトガイド拡張部７１Ａ、７１Ｂの湾曲は、なお全内部反射によりほとんどの光が前記第１のライトガイド部１１Ａ及び第２のライトガイド部１１Ｂによりガイドされるように選択される。
【００４２】
図２Ａで示さされる照明システム１０１はさらに、前記光出力ウィンドウ１２０上に追加の層１５０を含む。この追加の層１５０は、拡散装置１５０及び／又は輝度向上ホイル１５０及び／又はリダイレクションホイル１５０であり得る。照明システム１０１はまた、蛍光材料９０を含み得る。又は前記光源１１０により発光される光の少なくとも部分をより長波長を持つ光へ変換するための蛍光材料９０の混合物を含む。図２Ａに示される実施態様で、蛍光材料９０が、前記第１のライトガイド部１１Ａ及び第２のライトガイド部１１Ｂの前記前壁２１Ａ、２１Ｂ上に設けられる。又は、前記蛍光材料９０は、前記後壁３１Ａ、３１Ｂ上に設けられるか、又は前記ライトガイド１１内に混合されるか、又は前記照明システム１０１の前記光出力ウィンドウ１２０上に設けられ得る。
【００４３】
図２Ｂは図２Ａに示される前記第１の実施態様の単純化された平面図である。図２Ｂの平面図はまた図３Ａ及び３Ｃで示される実施態様の平面図に対応する。図３Ａと３Ｃに示される実施態様に属する対応する参照番号は図２Ｂの括弧内に追加されている。
【００４４】
前記ライトガイド部１１Ａはまた、複数の第１のライトガイド拡張部７１Ａを含み、これらは第１のライトガイド拡張部７１Ａの第１のパターンを形成する。前記ライトガイド部１１Ｂはまた、複数の第２のライトガイド拡張部７１Ｂを含み、これらは第２のライトガイド拡張部７１Ｂの第１のパターンを形成する。前記第１のライトガイド拡張部７１Ａの第１のパターン及び前記第２のライトガイド拡張部７１Ｂの第２のパターンはまた、相互織りされるパターンであり、これは前記パターンが、例えば、図２Ｂに示されるように、前記第１のライトガイド拡張部７１Ａの第１のパターンが、前記第２のライトガイド拡張部７１Ｂの第２のパターンと相互織りされるように適合されていることを意味する。前記ライトガイド拡張部７１Ａでの前記第１のライトガイド部１１Ａの湾曲及び前記ライトガイド拡張部７１Ｂでの前記第２のライトガイド部１１Ｂの湾曲により、前記第１の光入力ウィンドウ８１Ａ及び第２の光入力ウィンドウ８１Ｂは前記光出力ウィンドウ１２０に実質的に平行に設けられ、前記複数の光源１１０が単一のＰＣＢ１６０上に配置され得る。
【００４５】
図３Ａから３Ｄは本発明のライトガイド１２、１３、１４、１５を含む照明システム１０２、１０３、１０４、１０５の第３から第６の実施態様の単純化された断面図である。それぞれのライトガイド１２、１３、１４、１５は、第１のライトガイド部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ、１５Ａからなり、それぞれが前壁２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ、２５Ａ及び後壁３２Ａ、３３Ａ、３４Ａ、３５Ａを含み、及び、第２のライトガイド部１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂからなり、それぞれが前壁２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂ及び後壁３２Ｂ、３３Ｂ、３４Ｂ、３５Ｂを含む。図３Ａから３Ｄに示される一連の実施態様では、前記ライトガイド部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ、１５Ａ、１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂの前記前壁２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ、２５Ａ，２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂの全てが、前記照明システム１０２、１０３、１０４、１０５の前記光出力ウィンドウ１２０に実質的に平行である。これにより、照明システム１０２、１０３、１０４、１０５が前記光出力ウィンドウ１２０の端部で比較的薄く維持されることができ、かつ実際に照明システム１０２、１０３、１０４、１０５全体が比較的薄く維持されることができる。
【００４６】
図３Ａ及び３Ｃは共に第１のライトガイド部１２Ａ、１４Ａを持ち、ここで前記第１のライトガイド拡張部７２Ａ、７４Ａが前記光出力ウィンドウ１２０から離れるように曲げられ、かつ第２のライトガイド部１２Ｂ、１４Ｂを持ち、ここで前記第２のライトガイド拡張部７２Ｂ、７４Ｂが前記光出力ウィンドウ１２０から離れるように曲げられる。この曲げられた部分は、前記第１の光入力ウィンドウ８２Ａ、８４Ａと前記第２の光入力ウィンドウ８２Ｂ、８４Ｂとを、同じ仮想平面９５に一致させて前記光源１１０が単一のＰＣＢ１６０上に配置され得るように配置される。
【００４７】
図３Ｂ及び３Ｄは共に第１のライトガイド部１３Ａ、１５Ａを持ち、ここで第１のライトガイド拡張部７３Ａ、７５Ａが、前記第１の光入力ウィンドウ８３Ａ、８５Ａが前記光出力ウィンドウ１２０に実質的に垂直となるように曲げられ、前記第２のライトガイド７３Ｂ、７５Ｂが前記光出力ウィンドウ１２０に実質的に垂直となるように曲げられる。前記ライトガイド拡張部７３Ａ、７３Ｂ、７５Ａ、７５Ｂのこの形状により、前記光源１１０が前記ライトガイド部１３Ａ、１３Ｂ、１５Ａ、１５Ｂの前記後壁３３Ａ、３３Ｂ、３５Ａ前記、３５Ｂの後ろに隠され、さらに照明システム１０３、１０５の全体の高さを低減する。
【００４８】
図３Ｃ及び３Ｄに示されるように前記ライトガイド部１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、１５Ｂはくさび（ｗｅｄｇｅ）形状を持ち、前記ライトガイド１４、１５から光を抽出することを容易にするために有利に使用され得る。光抽出は、前記くさび形状の前記ライトガイド１４、１５を通して、可能な場合は追加の抽出手段及び／又はよく知られた光リダイレクションホイルとの組み合わせて達成され得る。
【００４９】
図４Ａ及び４Ｂは、本発明によるライトガイド１６、１７を含む照明システム１０６、１０７の第７及び第８の実施態様の単純化された平面図である。図４Ａ及び４Ｂに示される照明システム１０６、１０７はそれぞれ第１のライトガイド部１６Ａ、１７Ａ及び第２のライトガイド部１６Ｂ、１７Ｂを含み、それぞれは前壁２６Ａ、２６Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ（参照番号は図中に示されていない）、後壁３６Ａ、３６Ｂ、３７Ａ、３７Ｂ（参照番号は図中に示されていない）及び端部壁４６Ａ、４６Ｂ、４７Ａ、４７Ｂを含む。それぞれの第１のライトガイド部１６Ａ、１７Ａは、第１の光入力ウィンドウ８６Ａ、８７Ａを含む第１のライトガイド拡張部７６Ａ、７７Ａを含む。それぞれの第２のライトガイド部１６Ｂ、１７Ｂは、第２の光入力ウィンドウ８６Ｂ、８７Ｂを含む第２のライトガイド拡張部７６Ｂ、７７Ｂを含む。
【００５０】
図４Ａに示されるように前記ライトガイド１６の実施態様では、前記第１のライトガイド拡張部７６Ａの幅Ｗｅａは前記第１の端部壁４６Ａから離れるように増加し、かつ前記第２のライトガイド拡張部７６Ｂの幅Ｗｅｂ（図４Ａには図示されていない）は前記第２の端部壁４６Ｂから離れるように増加する。前記光入力ウィンドウ８６Ａ、８６Ｂは、前記ライトガイド拡張部７６Ａ、７６Ｂの最大幅で配置される。このことは、前記第１の端部壁４６Ａ近くの前記第１のライトガイド部７６Ａ内に前記光の不均一性を改善し、かつ前記第２の端部壁４６Ｂ近くの前記第２のライトガイド部７６Ｂ内の前記光の不均一性を改善する。
【００５１】
図４Ｂに示されるようにライトガイド１７の実施態様では、前記第１のライトガイド部１７Ａ及び第２のライトガイド部１７Ｂはそれぞれ反射手段９２Ａ、９２Ｂを含み、これらはそれぞれ前記第１の端部壁４７Ａの反対側に設けられる第１の反対側の端部壁４７Ｃに設けられ、かつ前記第２の端部壁４７Ｂに反対側に設けられる第２の反対側の端部壁４７Ｄに設けられる。
【００５２】
これらの反射手段９２Ａ、９２Ｂ及び／又は拡散手段９２Ａ、９２Ｂは、前記第１の端部壁４７Ａ及び前記第２の端部壁４７Ｂ近くの不均一性を次のように改善する。即ち、前記第１の端部壁４７Ａでの前記第１のライトガイド拡張部７７Ａの間の領域及び前記第２の端部壁４７Ｂでの前記第２のライトガイド拡張部７７Ｂの間の領域へ意図的に光反射させ、前記第１のライトガイド部１７Ａ及び第２のライトガイド部１７Ｂ内に広がる光の全体の不均一性を改善する。
【００５３】
図５は、本発明のバックライトシステム１００を含む本発明による表示装置２００の単純化された断面図である。前記本発明湯地装置２００は、例えば液晶表示装置２００であり得る。これは電気的に接続された（図示されていない）液晶セル２１２、偏光素子２１０層及び分析層２１４を含む。又は、前記表示装置２００は、全ての他の非発光表示装置２００であり得る。前記表示装置２００は、図１に示すように前記照明システム１００を含むバックライトシステム１００を含む。前記バックライトシステム１００はさらに、拡散層１５０を含む。前記拡散層１５０は、前記照明システム１００の光出力ウィンドウ１２０（図１参照）を含む。
【００５４】
留意すべきは、前記実施態様は本発明を限定するものではなくむしろ説明するものであるということ、また当業者であれば、添付された特許請求の範囲の範囲から離れることなく多くの他の実施態様を想到することができる、ということである。
【００５５】
特許請求の範囲においては、括弧内に付された全ての参照符号は特許請求の範囲を限定するものではない。用語「含む」及びその関連用語は、特許請求の範囲で使用される要素又はステップ以外の要素及びステップを排除するものではない。ある要素に付される用語「ひとつの」はその要素の複数を排除するものではない。本発明はいくつかの別々の要素を含むハードウェアの手段により実施され得る。いくつかの手段を列記する装置に関する特許請求の範囲において、これらの手段はハードウェアの１つ及び同じ手段により実施され得る。ある手段が、相互に異なる従属請求項に記載されているという事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できるものではない、ということを意味するものではない。
【図１Ａ】
2013505551.tif 000003
【図１Ｂ】
2013505551.tif 000004
【図２Ａ】
2013505551.tif 000005
【図２Ｂ】
2013505551.tif 000006
【図３Ａ−３Ｄ】
2013505551.tif 000007
【図４Ａ】
2013505551.tif 000008
【図４Ｂ】
2013505551.tif 000009
【図５】
2013505551.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月26日(2012.3.26)
【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】
照明システムの光出力ウィンドウを照明するためのライトガイドであり、前記ライトガイドが、
第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部を含み、それぞれが前壁と前記前壁の反対側の後壁及び前記前壁と前記後壁との間の端部壁を含み、前記第１のライトガイド部と前記第２のライトガイド部のそれぞれが前記前壁に実質的に平行の方向に光をガイドするために設けられ、及びそれぞれがさらに前記ガイドされた光の少なくとも部分を前記前壁を通して抽出するために光抽出手段を含み、
前記第１のライトガイド部が前記第１のライトガイド部の第１の端部壁から伸びる第１のライトガイド拡張部を含み、及び前記第１のライトガイド拡張部を介して前記第１のライトガイド部へ光を伝達するための第１の光入力ウィンドウを含み、前記第１の端部壁での前記第１のライトガイド拡張部の幅が前記第１の端部壁の幅よりも小さく、
前記第２のライトガイド部が前記第２のライトガイド部の第２の端部壁から伸びる第２のライトガイド拡張部を含み、及び前記第２のライトガイド拡張部を介して前記第２のライトガイド部へ光を伝達するための第２のライトガイド拡張部を含み、前記第２の端部壁での前記第２のライトガイドの幅が前記第２の端部壁の幅よりも小さく、
前記第１のライトガイドの第１の光入力ウィンドウが、前記第２のライトガイド部の発光と反対側の前記第２のライトガイド部の１つの側に位置するように構成され、前記第２のライトガイドの第２の光入力ウィンドウが、前記第１のライトガイド部の発光と反対側の前記第１のライトガイド部の１つの側に位置するように構成され、
前記第１のライトガイド部が１以上の前記第１の端部壁から伸び、かつ前記第１の端部壁で第１のライトガイド部の第１のパターンを形成する、第１のライトガイド拡張部を含み、
前記第２のライトガイド部が１以上の前記第２の端部壁から伸び、かつ前記第２の端部壁で第２のライトガイド部の第２のパターンを形成する、第２のライトガイド拡張部を含み、
前記第１のライトガイド拡張部の前記第１のパターン及び前記第２のライトガイド拡張部の前記第２のパターンが、相互織りされる、ライトガイド。
【請求項２】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記第１の端部壁が前記第２のライトガイド部に面し、かつ前記第２の端部壁が前記第１のライトガイド部に面する、ライトガイド。
【請求項３】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記第１の光入力ウィンドウが、前記第２のライトガイド部の前記前壁の垂直軸上に位置し、及び前記第２の入力ウィンドウが前記第１のライトガイド部の前記前壁の垂直軸上に位置する、ライトガイド。
【請求項４】
請求項１に記載のライトガイドであり、
前記第１のライトガイド部が、前記第１のライトガイド部と前記光出力ウィンドウ方向の前記光出力ウィンドウとの間の距離を低減するように構成され、
前記第２のライトガイド部が、前記第２のライトガイド部と前記第１の端部とは異なる前記光出力ウィンドウの第２の端部の方向の前記光出力ウィンドウとの間の距離を低減するように構成される、ライトガイド。
【請求項５】
請求項１又は３に記載のライトガイドであり、前記第１のライトガイド部及び第２のライトガイド部はそれぞれが実質的に一定の暑さを持ち、それが前記前壁と前記後壁との間の最小の寸法である、ライトガイド。
【請求項６】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記ライトガイドが光を、前記第２の光入力ウィンドウを通じて前記第２のライトガイド部へ入る光に比較して実質的に反対側の方向へ、前記第１の光入力ウィンドウを通じて前記第１のライトガイド部に入るように構成される、ライトガイド。
【請求項７】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記第１のライトガイド拡張部の幅が前記第１の端部壁から離れるに従い増加し、及び／又は前記第２のライトガイド拡張部の幅が前記第２の端部壁から離れるに従い増加する、ライトガイド。
【請求項８】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記第１のライトガイド拡張部及び第２のライトガイド拡張部が、前記第１の光入力ウィンドウ及び前記第２の光入力ウィンドウが、同じ仮想平面に一致するように構成される、ライトガイド。
【請求項９】
請求項１に記載のライトガイドであり、
前記第１の端部壁の反対側に設けられた前記第１のライトガイド部の第１の反対側の端部壁が反射手段及び／又は拡散手段を含み、前記第１のライトガイド拡張部の間の領域で前記第１の端部壁へ前記第１のライトガイド部内で光を再方向付けさせ、
前記第２の端部壁の反対側に設けられた前記第２のライトガイド部の第２の反対側の端部壁が反射手段及び／又は拡散手段を含み、前記第２のライトガイド拡張部の間の領域で前記第２の端部壁へ前記第２のライトガイド部内で光を再方向付けさせる、ライトガイド。
【請求項１０】
請求項１に記載のライトガイドであり、前記ライトガイド拡張部が前記第１の端部壁の近くの第１の抽出領域で光抽出手段を含み、及び／又は前記ライトガイド拡張部が前記第２の端部壁の近くの第２の抽出領域で光抽出手段を含む、ライトガイド。
【請求項１１】
請求項１０に記載のライトガイドであり、前記第１の端部壁に実質的に垂直の方向へ前記第１の抽出領域の寸法が、前記第１の端部壁での前記第１のライトガイド拡張部の幅と同じ又はより大きく、及び／又は前記第２の端部壁に実質的に垂直の方向へ前記第２の抽出領域の寸法が、前記第２の端部壁での前記第２のライトガイド拡張部の幅と同じ又はより大きい、ライトガイド。
【請求項１２】
少なくとも１つの光源、光出力ウィンドウ及び請求項１乃至３又は請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のライトガイドを含む照明システムであり、前記照明システムが、前記ライトガイドを介して前記照明システムの前記光出力ウィンドウへ少なくとも１つの光源から発光するように構成される、照明システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の照明システムであり、前記照明システムがさらに、前記光源による発光の少なくとも一部をより長波長を持つ光へ変換するための蛍光材料又は蛍光材料混合物を含む、照明システム。
【請求項１４】
請求項１乃至３又は請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のライトガイドを含むバックライトシステム。
【請求項１５】
請求項１乃至３又は請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のライトガイドを含む表示装置。
【国際調査報告】
2013505551.tif 000011
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