(57)【要約】  ディスプレイ装置が、携帯型コンピュータシステム、画像化システム及び他の電子機器に用いられている。これらディスプレイ装置の多くは、ディスプレイスクリーンを照明するために光源を必要とする。本発明は、ディスプレイ装置を照明する照明システムに関する。本発明は又、かかる照明システムを備えたディスプレイ装置に関する。【選択図】図３
2010536135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ装置（６）を照明する照明システム（７，１７）であって、
複数の半透明のタイル（９，１９）を有し、各半透明タイル（９，１９）は、光を前記タイル（９，１９）の外部結合面に向かって反射する反射手段（１１，２２）を備え、
１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）（１５，１８）の複数のアレイ（８）を有し、ＬＥＤ（１５，１８）の各アレイ（８）は、光を実質的に少なくとも１つの半透明タイル（９，１９）に向かって放出するよう配置されており、
前記反射手段（１１，２１，２２）は、前記半透明タイル（９，１９）から距離を置いたところに位置決めされた受光面（１０，２０）に向いている前記タイル（９，１９）の少なくとも１つの外部結合面に向かって光を反射するようになっており、前記反射は、少なくとも２つのタイル（９，１９）によって放出された光が前記受光面（１０，２０）によって受光される前に少なくとも部分的に混合されるものである、照明システム（７，１７）。
【請求項２】
前記タイル（９，１９）によって放出された光の少なくとも相当な部分は、前記受光面（１０，２０）の垂線と少なくとも４５°の角度をなす方向に放出される、請求項１記載の照明システム（７，１７）。
【請求項３】
各タイル（９，１９）によって放出された光は、前記タイル（９，１９）の外部結合面の垂線と０°〜９０°の角度をなす方向に放出される、請求項１又は２記載の照明システム（７，１７）。
【請求項４】
前記受光面（１０，２０）は、前記照明システム（７，１７）の一部をなす光学的方向変更構造体（１０，２０）によって形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項５】
少なくとも１つのタイル（９，１９）は、ＬＥＤ（１５，１８）の少なくとも２つのアレイ（８）によって照明される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項６】
前記ＬＥＤ（１５，１８）のアレイ（８）は、光を実質的に、前記半透明タイル（９，１９）の互いに異なる内部結合面（１４）に向かって放出するよう配置されている、請求項４記載の照明システム（７，１７）。
【請求項７】
前記ＬＥＤ（１５，１８）の前記アレイ（８）は、光を実質的に、前記半透明タイル（９，１９）の互いに対向する内部結合面（１４）に向かって放出するよう配置されている、請求項６記載の照明システム（７，１７）。
【請求項８】
各半透明タイル（９，１９）は、前記タイル（９，１９）により放出される前に、アレイ（８）に属するＬＥＤ（１５，１８）により放出された光の混合を可能にするほど十分広い、請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項９】
少なくとも１つの半透明タイル（９，１９）は、複数の外部結合面を有し、少なくとも２つの外部結合面が互いに角度をなしている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１０】
前記反射手段（１１，２１，２２）は、前記受光面（１０，２０）から離れる方向に向けられた各タイル（９，１９）の表面のところに設けられている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１１】
前記反射面（１１，２１，２２）は、少なくとも１つの反射パターンを備えている、請求項１０記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１２】
前記反射面（１１，２１，２２）は、少なくとも１つの反射歯構造体（１１，２２）を備えている、請求項１１記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１３】
前記反射手段（１１，２１，２２）は、鏡面反射性及び／又は拡散性ミラーを含む、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１４】
前記半透明タイル（９，１９）と前記受光面（１０，２０）との間には空隙（１２，２３）が存在している、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１５】
前記空隙（１２，２３）は、前記受光面（１０，２０）の実質的に均一な照明を可能にするほど十分広い、請求項１４記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１６】
前記半透明タイル（９，１９）と前記受光面（１０，２０）との間の最も短い距離は、少なくとも３ｍｍである、請求項１４又は１５記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１７】
前記受光面（１０，２０）は、複数のマイクロプリズムを有する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１８】
前記受光面（１０，２０）は、少なくとも１つの光学的方向変更箔を有する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項１９】
前記照明システム（７，１７）は、前記ＬＥＤ（１５，１８）の前記アレイ（８）をそれぞれオンオフに選択的に切り替える制御ユニットを有する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項２０】
前記照明システム（７，１７）は、照明されるべきディスプレイ装置（６）のイメージコンテンツに応じて、前記ＬＥＤ（１５，１８）の前記アレイ（８）をオンオフに選択的に切り替える制御ユニットを有する、請求項１９記載の照明システム（７，１７）。
【請求項２１】
少なくとも２つの半透明タイル（９，１９）は、互いに連結されている、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の照明システム（７，１７）を有するディスプレイ装置（６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置を照明する照明システムに関する。本発明は又、かかる照明システムを備えたディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置は、携帯型コンピュータシステム、画像化システム及び他の電子機器に用いられている。これらディスプレイ装置の多くは、ディスプレイスクリーンを照明する光源を必要とする。外部光源を必要とする非発光型ディスプレイ装置の一例は、液晶ディスプレイ（“ＬＣＤ”）である。ＬＣＤは、典型的には、一状態において光の透過を可能にし、別の状態において光の透過を遮断するライトバルブとして働く液晶を有する液晶層を含む。光源又はバックライトを液晶ディスプレイの後ろに配置し、ライトバルブの切り替えを電子的に制御することにより、ユーザは、ＬＣＤのフロントを見て切り替えられたライトバルブにより形成されるテキスト又はイメージ（画像）を読み取ることができる。ＬＣＤは、携帯型コンピュータ処理用途において非常に人気を博している。というのは、ＬＣＤは、頑丈であり、しかも動作に必要なスペースが小さいからである。さらに、ＬＣＤは、テレビジョン用にますます普及している。
【０００３】
最近１０年来、技術的なブレークスルーに起因して、ＬＥＤは、照明用途においてますます重要になっている。ＬＥＤが高速変調によって駆動される新たな調光可能バックライト技術形態が開発され、その結果、ＬＥＤは、イメージコンテンツを照明するための光の量だけを生じさせる。この調光可能なバックライト技術では、ＬＥＤは、選択的にオンオフに切り替え可能である。調光可能バックライトは、イメージの暗い領域における光の漏れというＬＣＤの欠点を解決すると共にＬＣＤのコントラストを向上させる。バックライト変調を全バックライト（０Ｄ‐調光）上で、水平セグメント（１Ｄ‐調光）に沿って又は個々にアドレス指定可能なＬＥＤのマトリックスを用いた水平及び垂直セグメント（２Ｄ‐調光）に沿って達成できる。従来型光ガイド（又は光導波路）の設計の応用により、境界部は、シャープ過ぎるようになり、調光可能なバックライト用途においてセグメント又はタイルとして働く上で不適切になっている。現在のところ、ＬＥＤにより駆動される調光可能照明システムを提供する上で直接的な仕方は、光学箔（foil）から距離を置いたところに位置決めされた複数のＬＥＤを有する照明システムを利用することであり、ＬＥＤは、光学箔を直接照明するようになっている。制御ユニットがそれぞれのＬＥＤをオンオフに選択的に切り替えるために利用され、それにより、照明システムの選択的調光が可能である。光学箔の実質的に均一な照明を保証するため、ＬＥＤと光学箔との間の空隙により形成される距離は、十分に長くなければならない。一般に、空隙の最小厚さ（最小間隔）は、ＬＥＤのピッチにほぼ等しく、このピッチは、隣り合うＬＥＤ相互間の距離として定められている。最小厚さは、通常、２〜５ｃｍなので、公知の照明システムは、比較的嵩が大きい。しかしながら、調光可能バックライトユニットとして使用可能な公知の照明システムの厚さを減少させる（一段と減少させる）必要性が相変わらず存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、比較的均一な光プロフィールを放出するようになっていて且つ調光可能な照明システムとして利用できる比較的コンパクトなＬＥＤ駆動型照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１の前提部に記載された照明システムであって、複数の半透明のタイルを有し、各半透明タイルは、光をタイルの外部結合面に向かって反射する反射手段を備え、照明システムは、１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）の複数のアレイを更に有し、ＬＥＤの各アレイは、光を実質的に少なくとも１つの半透明タイルに向かって放出するよう配置されており、反射手段は、半透明タイルから距離を置いたところに位置決めされた受光面に向いているタイルの少なくとも１つの外部結合面に向かって光を反射するようになっており、反射は、少なくとも２つのタイルによって放出された光が受光面によって受光される前に少なくとも部分的に混合されるようなものであることを特徴とする照明システムを提供することにより達成できる。複数の半透明タイル（又は半透明セグメント）を利用することにより、調光可能な照明システムを実現することができ、タイルは、イメージコンテンツに応じて、選択的に（部分的な調光を意味する）オンオフに切り替えられたり全体的に（全調光を意味する）オンオフに切り替えられたりすることが可能である。１つ又は複数のタイルにより放出された光は、タイルと受光面との間の空間内で少なくとも１つの他のタイルにより放出された光と少なくとも部分的に混合（混光）されるので、受光面及びそれ故に照明されるべきディスプレイ装置の比較的一様な（均一な）照明を実現できる。加うるに、タイル相互間の部分的混合により、非発光型ディスプレイ装置上へのスムーズな配光が得られ、このことは、目に見えるアーチファクトを回避するのに望ましい。受光面は、一般に実質的に平坦であり、好ましくは、照明システム及び／又は照明されるべきディスプレイ装置の一部であるのが良い光学的方向変更構造体により形成される。光学的方向変更構造体は、タイルにより放出された光を照明されるべきディスプレイ装置の方向に変更して（方向変更して）このディスプレイ装置の適正且つ一様な照明を保証するようになっている。光学的方向変更構造体は、受け取った光を既定の方向に方向変更するか、光を照明されるべきディスプレイ装置に向かってより拡散した（ランダムな）方向に方向変更するかのいずれかを行うようになっているのが良い。タイルと方向変更構造体との間の空間内での混光を可能にするため、タイルにより放出された光の角度的放出は、一般的に言って有利であり、好ましくは、タイルにより放出された光の少なくとも相当な部分が受光面、特に方向変更構造体の垂線と少なくとも４５°の角度をなす方向に放出される。それ故、タイルは、光を光学的方向変更構造体の受光面と角度をなす方向に放出するようになっていることが有利である。光のこの角度的分布に起因して、タイルと方向変更構造体との間の空間の厚さ（広がり）及びそれ故に照明システムの厚さを公知の照明システムの厚さと比較して大幅に減少させることができる。タイルと方向変更構造体との間の空間の厚さを数ミリメートルに減少させることができるということが判明した。一般に、各タイルが光をタイルの外部結合面の垂線と０°〜９０°の角度をなす方向に放出するようになっていることも有利である。このように、タイルと方向変更構造体との間の光の伝搬経路の長さを一段と増大させることができ、その結果、タイルと方向変更構造体との間の空間の厚さが減少する（一段と減少する）ことができる。従来型ＬＥＤと比較して、本発明の照明システムには有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）も使用可能である。ＯＬＥＤの利用は、興味をそそる場合がある。というのは、ＯＬＥＤの利用により、本発明の照明システムの設計の自由度が増すからである。本明細書では、ＯＬＥＤストリップ又は他の細長いＯＬＥＤを利用してタイルを照明することが想到できる。
【０００６】
好ましい実施形態では、少なくとも１つのタイルがＬＥＤの少なくとも２つのアレイによって照明される。このように、照明システムにおいて利用されるべきタイルの数を減少させることができ、このことは、経済的な観点から望ましい。ＬＥＤの複数のアレイを一線をなして位置決めすることができる。特定の好ましい実施形態では、ＬＥＤのアレイは、光を実質的に、半透明タイルの互いに異なる、好ましくは互いに反対側の内部結合面に向かって放出するよう配置されている。好ましくは、少なくとも１つの半透明タイルは、複数の外部結合面を有し、少なくとも２つの外部結合面は、タイルと方向変更構造体との間に構成される空間中への光の角度分布を容易にするよう互いに角度をなしている。この実施形態では、ＬＥＤは、通常、対応の外部結合面から比較的遠くに位置決めされ、その結果、満足の行く配光状態を達成することができる。
【０００７】
一般に、ＬＥＤの各アレイは、赤色光を放出する少なくとも１つのＬＥＤ、緑色光を放出する少なくとも１つのＬＥＤ及び青色光を放出する少なくとも１つのＬＥＤを有する。それ故、各半透明タイルが、タイルにより放出される前にアレイに属するＬＥＤにより放出された光の混合を可能にするほど十分広ければ、好都合である。このように、タイルによる所望の（混合された）光の色の放出を保証することができる。また、他形式のＬＥＤ、例えば白色ＬＥＤを用いることができる。明示的に注目されるように、ＬＥＤのアレイは、一般にＬＥＤの各アレイが複数のＬＥＤを有するが、単一のＬＥＤだけから成っていても良い。
【０００８】
好ましくは、反射手段は、光学的方向変更構造体から離れる方向に向いた各アレイの表面（反射面）に用いられる。反射手段を方向変更構造体から離れる方向に向いたタイルの表面のところに位置決めすることにより、効果的な反射を達成することができる。光をタイル内で反射させることは、種々の仕方で実現できる。パターン付け又はプロファイルを有する反射面を利用すると有利であることが判明したが、この場合、反射面は、反射グラビア印刷又は反射歯構造体によって提供できる。この実施形態では、反射手段は、タイルのそれぞれと少なくとも部分的に一体化される。別の好ましい実施形態では、反射手段は、鏡面ミラー（銀ミラー）及び／又は拡散ミラー（白色ミラー）を含む。このように、タイルにより封じ込められた光は又、効率的な仕方で反射可能である。特定の好ましい実施形態では、歯構造体は、タイルの外部結合面に実質的に平行なタイルの面（底面）のところに少なくとも部分的に位置決めされる。この実施形態は、通常、ディスプレイ装置の好ましい照明を採用していることが判明した。また、タイルの近くに（これから僅かな距離を置いたところに）位置決めされる反射手段を利用して所望の反射を達成することが想定できる。一般に、タイル中に結合された光は又、タイルを構成する１つ又は複数の（他の）表面によって反射される。より具体的に説明すると、タイルの前側に結合された光は、一般に、この前側とは反対側の後ろ側によって少なくとも部分的に反射され又は屈折し、その後、反射手段により所望の方向に反射される。反射手段により反射される光の反射方向は、光の入射角で決まることは明らかである。
【０００９】
タイルと方向変更構造体との間の空間を種々の物質、例えば半透明ポリマー又は不活性ガスで満たすのが良い。しかしながら、好ましくは、この空間は、空気で満たされ、空気は、実用的且つ経済的観点から有利である。上述したように、空隙は、好ましくは、光学的方向変更構造体の実質的に均一の照明を可能にするのに十分厚い。光学的方向変更構造体の比較的一様な（均一な）照明を保証する上で、半透明タイルと光学的方向変更構造体との間の最も短い距離は、一般に、好ましくは少なくとも３ｍｍであることが判明した。
【００１０】
好ましい実施形態では、光学的方向変更構造体は、本発明の照明システムから照明されるべきディスプレイ装置の方向に光を抽出する抽出構造体を備えている。方向変更構造体は、例えば、拡散ドットパターン、マイクロ光学構造体、例えばマイクロプリズム、体積ホログラム、表面格子、コレステリック網状重合体及びオプションとして異方性微細構造化層を含むのが良い。上述の光学的構造体は、好ましくは、１つ又は２つ以上の光学箔を含む。このように、方向変更構造体によって受け取られた放射線を方向変更し、最適な仕方でディスプレイ装置の方向に抽出することができ、それによりディスプレイ装置の適正且つ一様な照明が保証される。
【００１１】
調光可能な照明システムを提供するため、照明システムは、好ましくは、それぞれの半透明タイル及び特にタイルを照明するようになったＬＥＤのアレイをオンオフに選択的に切り替えるための制御ユニットを有する。制御ユニット又はバックライトドライバは、照明システムのセグメントを駆動するようになっている。バックライトドライバが本発明の照明システムのタイル（セグメント）を駆動することができるということにより、全てのタイルを並行に駆動することができると共に個々のタイルを別々に駆動することができる。調光可能なバックライトは、イメージの暗い領域における光の漏れというＬＣＤの欠点を解決すると共にＬＣＤのコントラストを向上させる。さらに、１つ又は複数のタイルをオフに選択的に切り替えることにより、一般に、エネルギーの節約（相当な節約）が得られる。バックライト変調は、全バックライト（０Ｄ‐調光）上で、水平セグメント（１Ｄ‐調光）に沿って又は個々にアドレス指定可能なＬＥＤのマトリックスを用いた水平及び垂直セグメント（２Ｄ‐調光）に沿って達成可能である。本発明の照明システムは、位置選択的に調光されるのに適しているが、タイル相互間の目に見えない（シフトされた）境界が、上述したような照明システムの好ましい構成に起因して調光中に存在することになり、その結果、ディスプレイ装置の確実且つ正確な照明を保証することができる。位置選択的調光（部分調光）の他に、制御ユニットによる照明システムの完全な調光を実現することも又想定できる。一般に、制御ユニットも又、照明されるべきディスプレイ装置に結合され、その目的は、ディスプレイ装置上に表示されるべきコンテンツとしてのイメージに応じて、照明システム及びディスプレイ装置の制御を調整することにある。
【００１２】
好ましい実施形態では、少なくとも２つの半透明タイル、より好ましくは全てのタイルは、互いに連結される。このように、タイルの相互の既定の向きを比較的単純な仕方で保つことができる。さらに、これにより、本発明の照明システムの組み立てが容易になる。タイル相互間の溝又はスリーブにより、タイルを光学的に互いに分離することができ、それ故に、規定することができる。
【００１３】
本発明は又、本発明の照明システムを有するディスプレイ装置に関する。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とは別に、本発明の外部照明システムによる能動的な照明を必要とするあらゆる種類のディスプレイを用いることができる。しかしながら、照明システムを他の目的にも利用できることは明らかである。この目的のため、照明システムは、例えば、直接照明にも使用でき又はライトボックス内に又はタンニング機器の一部として使用できる。
【００１４】
本発明を以下の非限定的な実施形態により更に説明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】先行技術から知られている照明システムを有するディスプレイ装置の側面図である。
【図２ａ】本発明の照明システムを有するディスプレイ装置の側面図である。
【図２ｂ】図２ａに示されている照明システムの一部の詳細図である。
【図２ｃ】図２ａに示されている照明システムの平面図である。
【図３】本発明の別の照明システムの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、先行技術から知られている照明システム２を有するディスプレイ装置１、例えばＬＣＤの側面図である。公知の照明システム２は、光学箔４のスタックから等距離を置いて位置決めされた複数のＬＥＤ３を有する。ＬＥＤ３により放出され、光学箔４のスタックによって受光される光５は、ディスプレイ装置１の方向に示されているように部分的に方向変更されると共に部分的に反射されてＬＥＤ３の方に戻される。ＬＥＤ３は、オンオフに選択的に切り替え可能であり、それにより、照明システム２の調光が可能である。ディスプレイ装置１の比較的一様な照明を達成するため、ＬＥＤ３は、光学箔４のスタックから最短距離ｄを置いたところに位置決めされており、ｄは、ＬＥＤ３相互間の相互距離ｐ（ピッチ）に少なくともほぼ等しく又はこれよりも大きく、その結果、公知の照明システム２は、比較的嵩張っている。一般に、距離ｄ（及びピッチｐ）は、２〜５ｃｍであろう。
【００１７】
図２ａは、本発明の照明システム７を有するディスプレイ装置６、例えばＬＣＤの側面図である。照明システム７は、ＬＥＤの複数のアレイ８を有し（各アレイ８の単一のＬＥＤだけがこの図に示されている）、半透明の（光案内）タイル９が、これらアレイ８相互間に位置決めされている。タイル９は、ＬＥＤのアレイ８からの光を混合したり、光（混合された光）を反射したり、タイル９から距離Ｄ1の距離を置いたところに位置決めされた方向変更構造体１０の方向に光を放出したりするようになっている。光を所望の方向に反射させるために、各タイル９は、複数の鋸歯プロフィール１１ａ，１１ｂを備えている。図示のように、光は、タイル９の外部で角度をもって結合され、このことは、タイル９により放出された光と方向変更構造体１０により放出された光が互いに、一般に４５°未満の角度（比較的僅かな角度）をなすことを意味している。タイル９と方向変更構造体１０との間に構成されている空隙１２内で、ＬＥＤの互いに異なるアレイ８を源として出た光は、少なくとも部分的に混合されて方向変更構造体１０及びそれ故にディスプレイ装置６の一様な（対称的な）照明を保証する。ＬＥＤのアレイ８は、ＬＥＤのアレイ８が方向変更構造体１０を直接的に照明するのを阻止するためにレフレクタ１３により空隙１２から分離される。ＬＥＤの隣り合うアレイ８相互間のピッチ（最大ピッチ）Ｐは、図１に示されているピッチｐに等しい状態に保たれている。この図に示されているように、ＬＥＤのアレイ８と方向変更構造体１０との間の距離Ｄ2は、図１に示されている対応の距離ｄよりも実質的に小さい。大抵の場合、距離Ｄ2は、６〜１５ｍｍであろう。タイル９の厚さは、一般に、約３ｍｍなので、厚さＤ1は、３〜１２ｍｍであろう。ＬＥＤのアレイ８は、プリント回路板（ＰＣＢ）上に直接取り付けられるのが良く、その結果としてのＬＥＤの配置状態は、例えば、互いに異なるアレイ８の光プロフィールが空隙１２内で互いにオーバーラップするようなものである。ディスプレイ装置６の比較的一様な照明を上述の実施形態により比較的効果的な仕方で達成できるのにもかかわらず、イメージをディスプレイ装置６上に表示した状態で更に別の欠点が生じることがある。比較的迅速な可動イメージ物体がディスプレイ装置６上、例えば能動型マトリックスＬＣＤ上に表示されると、ピクチャは、いわゆる「サンプル・アンド・ホールド（sample and hold）」効果及びＬＣ画素の遅い応答のためにぼけた状態になる場合がある。走査用バックライトは、スクリーンの上から下への行アドレス指定速度と同一の速度でスクロールし、モーションブラー（動きのぼけ）を著しく減少させるが、完全ではない光のストロークを生じさせる。この目的のため、照明システム７は、好ましくは、各々がＬＥＤの複数のアレイ８を含む複数の部分を有し、各部分のアレイ８は、特徴的なチャネルによって互いに連結される。このように、これら部分を行ごとにオンオフに切り替えてディスプレイ６、例えばＬＣＤにより表示されるイメージ品質を向上させることができる。
【００１８】
図２ｂは、図２ａに示されている照明システム７の一部の詳細図である。特に、タイル９が示されており、互いに対向する内部結合面１４ａ，１４ｂのところには、複数のＬＥＤ１５ａ〜１５ｆのアレイ８ａ，８ｂが示されており、各アレイ８ａ，８ｂは、赤色ＬＥＤ１５ａ，１５ｄ、緑色ＬＥＤ１５ｂ，１５ｅ及び青色ＬＥＤ１５ｃ，１５ｆを有している。破線により、タイル９の周辺領域９ａ，９ｃは、特に、隣り合うアレイ８ａ，８ｂに源を発する光の混合領域を形成していることが示されている。タイル９の中央領域９ｂは、特に、光を放出するようになっている。矢印は、光の伝搬を大まかに示しているに過ぎない。実際には、光は、タイル９内で反射され、その後、光は、所望の方向に（図示のように）タイル９によって放出される。一般に、タイル９は、半透明ポリマー、例えばＰＭＭＡで作られている。
【００１９】
図２ｃは、図２ａに示されている照明システム７の平面図である。この図に示されているように、複数のタイル９が互いに連結され、隣り合う且つ相互に連結されたタイル９相互間では、溝１６が十分に制御可能であり且つ調光可能な照明システム７を維持するためにタイル９を光学的に分離するよう利用されている。網掛けが施された部分は、この図に示されているように、タイル９の幾何学的形状とは異なり、単一の物理的タイル９を越えて存在していることが示されている。かくして、物理的タイル９からはみ出る各光学タイルの幾何学的形状は、ＬＥＤ（図示せず）の特定のアレイ８をオンに選択的に切り替えることにより決定することができる。上側の光学タイル（網掛け状態で示されている）は、左側の物理的タイル９の左側に位置決めされたＬＥＤのアレイ８及び中間の物理的タイル９の右側に位置決めされたＬＥＤのアレイ８をオンに切り替えることで形成することができる。中間の光学タイル（網掛け状態で示されている）は、ＬＥＤのアレイ８を図２ｂに示されているようにオンに切り替えることで形成することができる。下側の光学タイル（網掛け状態で示されている）は、左の物理的タイル９の両側に位置決めされたＬＥＤのアレイ８及び中間の物理的タイル９の右側に位置決めされたＬＥＤのアレイ８をオンに切り替えることで形成することができる。単一の（光学）タイルを規定（デフィニション）することは、一般に、照明システム７を動作させ、特に調光するのに適当であろう。
【００２０】
図３は、本発明の別の照明システム１７の側面図であり、この照明システムは、ＬＥＤの複数のアレイ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ、複数の光案内タイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃ及びタイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃから距離を置いたところに位置決めされた方向変更構造体２０を有している。ＬＥＤのアレイ１８ａ，１８ｂ，１８ｃにより放出された光は、隣り合うタイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃ中に結合される（矢印で示されているように）。単一のアレイ１８ａ，１８ｂ，１８ｃによって放出された光は、左から右の方向に、タイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃ内で混合される。タイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃ内において、光は、タイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃの後面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び一般に反射底面（反射パターン付け底面）２２ａ，２２ｂ，２２ｃにより少なくとも部分的に反射され、タイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃの外で逆方向（右から左に水平成分を有している）を向いて結合される。図示のように、互いに異なるアレイ１８ａ，１８ｂ，１８ｃにより放出された光は、タイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃと方向変更構造体２０との間に形成された空隙２３内で混合され、その後、光は、方向変更構造体２０によって方向変更されてディスプレイ装置（図示せず）の方へ向けられる。このようにして、タイル１９ａ，１９ｂ，１９ｃ相互間の目に見える境界をなくすことができ、方向変更構造体２０の比較的一様な照明を達成することができる。
【００２１】
注目されるべきこととして、上述の実施形態は、本発明を限定するのではなく本発明を説明しており、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく多くの変形実施形態を設計することができよう。原文特許請求の範囲において、括弧内の参照符号は、本発明を限定するものと解釈されてはならない。原文特許請求の範囲に記載された動詞“comprise”（「有する」又は「備える」等）及びその活用語は、請求項に記載された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素の前に位置する冠詞“ａ”又は“ａｎ”は、かかる要素が複数存在することを排除するものではない。或る特定の手段が相互に異なる従属形式の請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組合せが有利に使用できないということを意味しているわけではない。
【図１】
2010536135.tif 000003
【図２ａ】
2010536135.tif 000004
【図２ｂ】
2010536135.tif 000005
【図２ｃ】
2010536135.tif 000006
【図３】
2010536135.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月10日(2010.2.10)
【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】
ディスプレイ装置を照明する照明システムであって、
複数の半透明のタイルを有し、各半透明タイルは、光を前記タイルの外部結合面に向かって反射する反射手段を備え、
１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）の複数のアレイを有し、ＬＥＤの各アレイは、光を実質的に少なくとも１つの半透明タイルに向かって放出するよう配置されており、
前記反射手段は、前記半透明タイルから距離を置いたところに位置決めされた受光面に向いている前記タイルの少なくとも１つの外部結合面に向かって光を反射するようになっており、前記反射は、少なくとも２つのタイルによって放出された光が前記受光面によって受光される前に少なくとも部分的に混合されるものであり、前記反射手段は、前記受光面から離れる方向に向けられた各タイルの表面のところに設けられ、前記反射面は、少なくとも１つの反射歯構造体を備えている、照明システム。
【請求項２】
前記タイルによって放出された光の少なくとも相当な部分は、前記受光面の垂線と少なくとも４５°の角度をなす方向に放出される、請求項１記載の照明システム。
【請求項３】
各タイルによって放出された光は、前記タイルの外部結合面の垂線と０°〜９０°の角度をなす方向に放出される、請求項１又は２記載の照明システム。
【請求項４】
前記受光面は、前記照明システムの一部をなす光学的方向変更構造体によって形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項５】
少なくとも１つのタイルは、ＬＥＤの少なくとも２つのアレイによって照明される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項６】
前記ＬＥＤのアレイは、光を実質的に、前記半透明タイルの互いに異なる内部結合面に向かって放出するよう配置されている、請求項４記載の照明システム。
【請求項７】
少なくとも１つの半透明タイルは、複数の外部結合面を有し、少なくとも２つの外部結合面が互いに角度をなしている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項８】
前記反射手段は、鏡面反射性及び／又は拡散性ミラーを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項９】
前記半透明タイルと前記受光面との間には空隙が存在している、請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記受光面は、複数のマイクロプリズムを有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記受光面は、少なくとも１つの光学的方向変更箔を有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記照明システムは、前記ＬＥＤの前記アレイをそれぞれオンオフに選択的に切り替える制御ユニットを有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記照明システムは、照明されるべきディスプレイ装置のイメージコンテンツに応じて、前記ＬＥＤの前記アレイをオンオフに選択的に切り替える制御ユニットを有する、請求項１２記載の照明システム。
【請求項１４】
少なくとも２つの半透明タイルは、互いに連結されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の照明システムを有するディスプレイ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
この目的は、請求項１の前提部に記載された照明システムであって、複数の半透明のタイルを有し、各半透明タイルは、光をタイルの外部結合面に向かって反射する反射手段を備え、照明システムは、１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）の複数のアレイを更に有し、ＬＥＤの各アレイは、光を実質的に少なくとも１つの半透明タイルに向かって放出するよう配置されており、反射手段は、半透明タイルから距離を置いたところに位置決めされた受光面に向いているタイルの少なくとも１つの外部結合面に向かって光を反射するようになっており、反射は、少なくとも２つのタイルによって放出された光が受光面によって受光される前に少なくとも部分的に混合されるようなものであり、反射手段は、受光面から離れる方向に向けられた各タイルの表面のところに設けられ、反射面は、少なくとも１つの反射歯構造体を備えていることを特徴とする照明システムを提供することにより達成できる。複数の半透明タイル（又は半透明セグメント）を利用することにより、調光可能な照明システムを実現することができ、タイルは、イメージコンテンツに応じて、選択的に（部分的な調光を意味する）オンオフに切り替えられたり全体的に（全調光を意味する）オンオフに切り替えられたりすることが可能である。１つ又は複数のタイルにより放出された光は、タイルと受光面との間の空間内で少なくとも１つの他のタイルにより放出された光と少なくとも部分的に混合（混光）されるので、受光面及びそれ故に照明されるべきディスプレイ装置の比較的一様な（均一な）照明を実現できる。加うるに、タイル相互間の部分的混合により、非発光型ディスプレイ装置上へのスムーズな配光が得られ、このことは、目に見えるアーチファクトを回避するのに望ましい。受光面は、一般に実質的に平坦であり、好ましくは、照明システム及び／又は照明されるべきディスプレイ装置の一部であるのが良い光学的方向変更構造体により形成される。光学的方向変更構造体は、タイルにより放出された光を照明されるべきディスプレイ装置の方向に変更して（方向変更して）このディスプレイ装置の適正且つ一様な照明を保証するようになっている。光学的方向変更構造体は、受け取った光を既定の方向に方向変更するか、光を照明されるべきディスプレイ装置に向かってより拡散した（ランダムな）方向に方向変更するかのいずれかを行うようになっているのが良い。パターン付け又はプロファイルを有する反射面を利用すると有利であることが判明したが、この場合、反射面は、反射グラビア印刷又は反射歯構造体によって提供できる。この実施形態では、反射手段は、タイルのそれぞれと少なくとも部分的に一体化される。タイルと方向変更構造体との間の空間内での混光を可能にするため、タイルにより放出された光の角度的放出は、一般的に言って有利であり、好ましくは、タイルにより放出された光の少なくとも相当な部分が受光面、特に方向変更構造体の垂線と少なくとも４５°の角度をなす方向に放出される。それ故、タイルは、光を光学的方向変更構造体の受光面と角度をなす方向に放出するようになっていることが有利である。光のこの角度的分布に起因して、タイルと方向変更構造体との間の空間の厚さ（広がり）及び���れ故に照明システムの厚さを公知の照明システムの厚さと比較して大幅に減少させることができる。タイルと方向変更構造体との間の空間の厚さを数ミリメートルに減少させることができるということが判明した。一般に、各タイルが光をタイルの外部結合面の垂線と０°〜９０°の角度をなす方向に放出するようになっていることも有利である。このように、タイルと方向変更構造体との間の光の伝搬経路の長さを一段と増大させることができ、その結果、タイルと方向変更構造体との間の空間の厚さが減少する（一段と減少する）ことができる。従来型ＬＥＤと比較して、本発明の照明システムには有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）も使用可能である。ＯＬＥＤの利用は、興味をそそる場合がある。というのは、ＯＬＥＤの利用により、本発明の照明システムの設計の自由度が増すからである。本明細書では、ＯＬＥＤストリップ又は他の細長いＯＬＥＤを利用してタイルを照明することが想到できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
好ましくは、反射手段は、光学的方向変更構造体から離れる方向に向いた各アレイの表面（反射面）に用いられる。反射手段を方向変更構造体から離れる方向に向いたタイルの表面のところに位置決めすることにより、効果的な反射を達成することができる。光をタイル内で反射させることは、種々の仕方で実現できる。別の好ましい実施形態では、反射手段は、鏡面ミラー（銀ミラー）及び／又は拡散ミラー（白色ミラー）を含む。このように、タイルにより封じ込められた光は又、効率的な仕方で反射可能である。特定の好ましい実施形態では、歯構造体は、タイルの外部結合面に実質的に平行なタイルの面（底面）のところに少なくとも部分的に位置決めされる。この実施形態は、通常、ディスプレイ装置の好ましい照明を採用していることが判明した。また、タイルの近くに（これから僅かな距離を置いたところに）位置決めされる反射手段を利用して所望の反射を達成することが想定できる。一般に、タイル中に結合された光は又、タイルを構成する１つ又は複数の（他の）表面によって反射される。より具体的に説明すると、タイルの前側に結合された光は、一般に、この前側とは反対側の後ろ側によって少なくとも部分的に反射され又は屈折し、その後、反射手段により所望の方向に反射される。反射手段により反射される光の反射方向は、光の入射角で決まることは明らかである。
【国際調査報告】
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