(57)【要約】【課題】本発明の照明システムは、少なくとも１つの光源２と導光体１を有する。【解決手段】導光体１の第１部は、発光面１２と裏面１３とで特定され、導光体の第２部は、受光面１４と光反射面１５とで特定されている。光源２は、受光面１４に隣接するかほぼ隣接して配置されている。光源からの光は、受光面１４を通過して導光体に入射し、光反射面１５によって反射され、導光体の第１部へと進入する。光は、導波路から出射され、発光面１２を通り、発光面１２上部に備えられた例えば表示装置を照射するのに用いられる。光源と受光面とは、導波路に対して発光面が設けられるのと同じ側に配置される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と導光体とを含み、
前記導光体は第１部と第２部とを有し、
前記第１部は発光面と前記発光面にほぼ対向する裏面とで特定され、
前記第２部は受光面と光反射面とで特定され、
前記光反射面は、前記受光面を介して前記導光体の前記第２部に入射した光を反射して、当該光を前記導光体の前記第１部へと入射させ、
前記導光体の前記第１部と前記第２部とは、光学的に連続した屈折性媒体を形成し、
前記発光面、前記受光面、前記光反射面および前記裏面は互いに一致せず、
前記光源は、前記導光体の前記受光面に隣接するかほぼ隣接して配置され、
前記光源と前記受光面とは、導波路に対して前記発光面と同じ側に備えられていることを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記発光面は平面あるいはほぼ平面であることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記発光面は前記受光面と連続あるいはほぼ連続していることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項４】
前記発光面は前記受光面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項５】
前記発光面は前記受光面から離れるように傾斜していることを特徴としている請求項４に記載の照明システム。
【請求項６】
前記発光面は前記受光面に近づくように傾斜していることを特徴としている請求項４に記載の照明システム。
【請求項７】
前記発光面は前記受光面にほぼ垂直であることを特徴としている請求項１に記載の照明システム。
【請求項８】
前記導波路の前記第１部は前記導波路の前記第２部と一体化していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項９】
前記光反射面は平面ではないことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記光反射面はその断面において凸面であることを特徴とする請求項９に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記光反射面は多項式曲線、指数曲線または双曲線で表されることを特徴とする請求項１０に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記光反射面は二次曲線で表されることを特徴とする請求項１１に記載の照明システム。
【請求項１３】
２つ以上の光源を有し、
前記２つ以上の光源が、前記導光体のそれぞれの受光面に隣接あるいはほぼ隣接して配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１４】
前記導光体はさらに第２の受光面と第２の光反射面とを有し、
前記第２の光反射面は、前記第２の受光面を介して前記導光体に入射した光を反射し、当該光を前記導光体の前記第１部へと入射させ、
さらに第２の光源が前記導光体の前記第２の受光面に隣接あるいはほぼ隣接して配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１５】
前記導光体は第３部分を有し、
前記第３部分は、前記第２の受光面と前記第２の光反射面とで特定され、
前記導光体の前記第１部、前記第２部および前記第３部分は光学的に連続した屈折性媒体を形成することを特徴とする請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１６】
２つ以上の光源を有し、
前記２つ以上の光源がそれぞれ前記受光面に隣接あるいはほぼ隣接して配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１７】
前記光源が前記各受光面に対して垂直かほぼ垂直に光を放射することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１８】
前記光源がＬＥＤであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１９】
前記導光体の前記第１部の厚さが０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２０】
前記導光体の前記第１部の厚さが０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２１】
さらに反射体を有し、
前記反射体は前記光反射面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２２】
さらに第２の反射体を有し、
前記第２の反射体は前記第２の光反射面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の照明システム。
【請求項２３】
さらに第３の反射体を有し、
前記第３の反射体は前記受光面上で光源が設けられていない領域を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２４】
さらに第４の反射体を有し、
前記第４の反射体は前記第２の受光面上で第２の光源が設けられていない領域を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の照明システム。
【請求項２５】
前記光反射面の輪郭が前記導光体の幅方向において変化することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２６】
前記光反射面が１つ以上の区画を含み、
前記導光体の幅方向における各区画の断面が曲線の輪郭を有することを特徴とする請求項２５に記載の照明システム。
【請求項２７】
前記光源が対応する区画の上部に配置されることを特徴とする請求項２６に記載の照明システム。
【請求項２８】
各区画が回転体の表面の一部であることを特徴とする請求項２６または２７に記載の照明システム。
【請求項２９】
前記回転体の回転中心となる軸が前記導光体に対して前記光反射面の反対側に位置することを特徴とする請求項２８に記載の照明システム。
【請求項３０】
前記回転体の回転中心となる軸が前記導光体に対して前記光反射面と同じ側に位置することを特徴とする請求項２８に記載の照明システム。
【請求項３１】
ディスプレイであって、
表示装置と、
前記表示装置を照射する請求項１から７のいずれか１項に記載の照明システムとを有し、
前記表示装置の入光面は導光体の発光面に隣接して配置されることを特徴とするディスプレイ。
【請求項３２】
前記表示装置は透過型表示装置であり、
前記照明システムは、前記表示装置に対して前記表示装置の表示が行われる位置とは反対側に配置されることを特徴とする請求項３１に記載のディスプレイ。
【請求項３３】
前記表示装置は反射型または透過反射型表示装置であり、
前記照明システムは前記表示装置に対して表示が行われる位置と同じ側に配置されることを特徴とする請求項３１に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のような全体的あるいは部分的に透過型空間光変調器である表示装置のバックライトとして利用できる照明システムに関する。また、本発明は、このような照明システムが組み込まれたディスプレイに関する。
【０００２】
全体的あるいは部分的に透過型空間光変調器である表示装置は、その背後に配置された照明システムにより光が照射されることが知られている（ここで“表示装置の背後”とは照明システムが表示装置に対して観察者の反対側に位置することを意味する）。このような照明システムは一般的にバックライトとして知られている。
【背景技術】
【０００３】
公知のバックライトの一例が、米国特許４６１２２９５号に記載されている。この米国特許４６１２２９５号には、図１（ａ）の側面図および図１（ｂ）の上面図に、上記バックライトが透明な導光体１を備えることが概ほぼ的に示されている。導光体１は、平板状か、あるいは導光体を横切る距離に対応した厚さが減少していくテーパー状であってもよい。また、蛍光管などの１つ以上の光源２が、導光体１の１つ以上の端部に沿って配置されている（説明の簡ほぼ化のため図１（ａ）および図１（ｂ）では蛍光管を１つだけ示す）。光源２から発せられた光は、導光体１に進入し、全内部反射という現象に従って導光体内を伝播する。導光体における一方の広い表面には、散乱構造（図示せず）が設けられている。この散乱構造により、導光体内を伝播する光が、導光領域を横切るときに好ましくはほぼ均一な強度で導光体外部へと拡散される。導光体１は、図１（ａ）において３で示す透過型表示装置の背後に配置される。これにより、導光体外へ拡散された光が表示装置３を通過する。
【０００４】
図１に示すような一般的なバックライトでは、蛍光管の代わりに発光ダイオード（ＬＥＤｓ）が光源として用いられることがある。米国特許６９０４２２５号は、導光体から光を導出するための特殊な散乱構造を記載している。この散乱構造は、導光体の表面に設けられた複数の散乱ドットを含んでいる。散乱ドットの構成は、その特殊なドット配置に特徴づけられ、導波管内を伝達した光の導光領域に対する強度のばらつきが補正されるように、導光体上に設けられる散乱ドットの数密度を変化させることによって、導光体から均一の光出力を得ている。ＬＥＤはある角度範囲にわたって光を放射する。また、ディスプレイのバックライトにおける導光体が通常１０ｃｍ以上程度の大きさを有する一方、ＬＥＤは通常１ｍｍ程度の大きさを有する。米国特許６９０４２２５号より引用した図２には、導光体を上から見た平面図が示されている。図２に示すように、ＬＥＤが光源として用いられている場合、導光体上のいくつかの領域４には、光源２からの比較的低強度の光が照射される。これらの光源２から比較的低強度の光を受ける領域４には、散乱ドット５が高い数密度で設けられている。これにより、導光体から放射される光の強度は、導光体全体でおおよそ均一になる。図１に示す一般的なバックライトは、背面照射型表示装置に広く用いられ、特に、携帯機器用の小型ＬＣＤディスプレイや小型モニタに用いられている。また、大型モニタへの適用も可能である。
【０００５】
一般的に、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すタイプのバックライトは、ＬＥＤの中でも白色ＬＥＤを光源として用いている。以下に詳述するように、白色ＬＥＤは、ＬＥＤの発光素子により放射された光の一部を吸収して、発光素子の本来の発光波長と異なる波長で光を再放射するリン光体を有している。これにより、白色ＬＥＤにより得られる光には、発光素子からの光のうちリン光体に吸収されなかった成分に加え、リン光体により再放射された成分が含まれる。また、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すタイプのバックライトに、単色ＬＥＤ（例えば、赤色、緑色および青色ＬＥＤ）を用いてもよい。しかしながら、この場合、赤色、緑色および青色ＬＥＤからの光を混合して白色光を得るために光転換部を設ける必要があるので、あまり一般的ではない。
【０００６】
図３は、一般的な表示パッケージ６の概ほぼ断面図である。表示パッケージ６は、透過型表示装置３と図１に示す一般的なタイプのバックライトとを有し、１つまたは腹腔の光源２として複数の白色ＬＥＤを用いている（図３では単一の光源のみを示す）。また、反射体１１が導光体１の背後に配置されていることが好ましい。この場合、導光体１の後背面から放射されて表示装置３から離れていく光は、反射体で反射されて表示装置３へと向かう。これにより、表示パッケージの出力効率が向上する。
【０００７】
例えば、透過型表示装置３は、液晶表示装置であってもよい。
【０００８】
ＬＥＤから導光体１への光の良好な結合を確実に行うには、導光板１の厚さｔがＬＥＤの直径ｄより大幅に小さくならないようにする必要がある。近年では、直径が０．８ｍｍ、さらには０．６ｍｍのＬＥＤが市販されており、このようなＬＥＤを用いる場合は、導光体１の厚さｔが少なくとも０．８ｍｍあるいは０．６ｍｍである必要がある（テーパー状の導波管の場合、少なくともある一箇所で、導波管の厚さｔが０．８ｍｍあるいは０．６ｍｍである必要がある）。
【０００９】
特に、携帯機器市場では、表示パッケージの薄型化が進んでいる。これは、主に、取扱いをより便利にすること、コストを削減すること、およびより高機能をケースに収めるためであり、さらに、薄型機器は消費者にとってより魅力的である。例えばＬＣＤモジュールの場合、バックライトユニットの厚さが全体の厚さの大部分を占める。従って、表示パッケージの厚さを減少させるために、バックライトユニットの厚さを小さくすることが求められている。
【００１０】
ＬＥＤは、通常、ＬＥＤパッケージとして製造される。ＬＥＤパッケージは、通常３００μｍ程度の大きさを有する発光素子と、発光素子を取り囲み、発光素子から発された光を平行化する反射体とを備えている。白色ＬＥＤパッケージの場合、発光素子は通常青あるいは紫のスペクトル領域の光を放射し、発光素子を囲む黄色リン光体がその青あるいは紫の光の一部を吸収して、黄色のスペクトル領域の光を再放射する。このリン光体により再放射された黄色光と、発光素子からのリン光体に吸収されなかった青／紫の光の残りとが混合されることにより、白色光が得られる。反射体は一般的に樹脂からなり、通常厚さが６０μｍである。このような構成のＬＥＤパッケージでは、発光素子からの青／紫の光が樹脂反射体に入射することにより、この樹脂反射体が劣化する。従って、ＬＥＤパッケージの厚さを減らすことは、その耐用期間を短縮することになるため、好ましくない。
原理上では、樹脂反射体を金属製の反射体に置き替えることは可能である。しかしながら、樹脂反射体を金属製反射体に替えてＬＥＤパッケージの厚さを減少させるには、金属製反射体が樹脂性反射体よりも薄い必要がある。つまり、金属製反射体は６０μｍ未満の厚さを有する必要がある。厚さ６０μｍ未満の金属製反射体は、構造的に弱く、破損しやすいため、この場合もまたＬＥＤパッケージの耐用期間を短縮することになる。また、このような薄い金属製反射体は製造するのが難しい。
【００１１】
また、バックライトが、光源として１つ以上の蛍光管で設けられているとき、実際には、この蛍光管の直径が０．６〜０．８ｍｍ程度となる。直径が０．３ｍｍにまで抑えられた蛍光管も知られているが、このように非常に薄い蛍光管は耐用期間が短く、発光量も少ない。
【００１２】
図２を参照して上述したように、ＬＥＤは、ある特定の角度範囲にわたって光を放射し、通常、バックライトの導光体の大きさよりもかなり小さい。そこで、ＬＥＤからの光を導光体の全幅にわたって発散できるように、あるいはＬＥＤが複数設けられている場合、ＬＥＤからの光が、その隣接するＬＥＤから発散される光と交わるように、導光体に光転換部または光混合部を設けることが知られている。米国特許６９５１４０１号には、このような光転換部が導光体の本体に対して間隔をあけて平行に設置されたバックライトが開示されている。このバックライトは、光転換部を導光体の本体の背後に設置することにより、小型化されている。図４に、この米国特許６９５１４０１号のバックライトの断面図を示す。
【００１３】
図４に示す米国特許６９５１４０１号のバックライトでは、光源２（ここではＬＥＤを使用）から放射された光は結合して光転換パネル７に入射する。光転換パネル７は、導光体１の本体に平行に設置されている。光転換パネル７の長さは、ＬＥＤからの光が光転換パネル７内を通過する間に所望通りに発散するように決定される。また、米国特許６９５１４０１号では、単色ＬＥＤを使用している。それぞれのＬＥＤが発する異なる色の光は光転換パネル７内で混合されることで、白色光が得られる。光転換パネル７を通過した光は、曲線状導波路を形成する曲線反射体８を介して、結合して導光体１の本体へと入射する。さらに、散乱構造９は、導光体の背面１ａに設けられており、導光体の前面１ｂからの光を散乱させる。
【００１４】
米国特許６９５１４０１号のバックライトにおいて、光転換部７および導光体１の厚さは、少なくともＬＥＤの直径と同程度である必要がある。これは、光転換部へ入射する光の結合や、光転換部７から導光体１へ入射する光の良好な結合を確実にするためである。
米国特許６３７１６２３号においても、ＬＥＤからの光が導光体の全幅にわたって発散されるようにするために光転換部が必要であることが記載されている。図５（ａ）に示すように、米国特許６３７１６２３号には、ＬＥＤからの光の経路上にプリズムシート１０を配置することが教示されている。これにより、ＬＥＤからの光の発散が促進され、光転換部７の長さを短縮することができる。
【００１５】
また、図５（ｂ）に示すように、米国特許６３７１６２３号においては、ＬＥＤが導光体１の面にほぼ垂直に光を発するよう構成されていてもよい。この場合、プリズムシート１０はＬＥＤと導光体１との間に設置される。これにより、バックライトシステムの長さを短縮することができる。図５（ａ）において、Ｂを光転換部７の長さとし、Ｌを導光体の発光部の長さとしたとき、バックライトシステムの長さはＢ＋Ｌで表される。これに対し、図５（ｂ）では、導光体と平行に伸びる光転換部７の長さをＢ２としたとき、導光体方向のバックライトシステムの長さはＢ２＋Ｌで表される。図５（ａ）において、光転換部７の長さをＢとすると、図５（ｂ）において、光転換部７の全体の長さはＢ１＋Ｂ２で表され、任意のプリズムシートを用いたとして、Ｂ１＋Ｂ２＝Ｂとなる。ここで、Ｂ２＋Ｌ＜Ｂ＋Ｌであるので、図５（ｂ）に示す導光体と平行に伸びるバックライトシステムの長さは、図５（ａ）に示すバックライトの長さよりも短くなる。
【００１６】
特開４−３２２２０４号公報は、導光体および光源を有する照明システムを開示している。光源からの光は、集光部に入射し、上記導光体連結部を介して導光体を通過する。
【００１７】
特開２００３−２７９９７１号公報は、ＬＣ部とＬＣ部に光を照射するバックライトとを有するディスプレイに関している。バックライト部は、導光板および光源を備える。光源は導光板の背面の一部へと光を照射し、その光は導光板の前面から放射される。
【発明の概要】
【００１８】
本発明の第１の形態は、光源と導光体を有する照明システムであって、前記導光体は、第１部と第２部とを有し、前記第１部は発光面と前記発光面にほぼ対向する裏面とで特定され、前記第２部は受光面と光反射面とで特定され、前記光反射面は、前記受光面を介して前記導光体の前記第２部に入射した光を反射して、当該光を前記導光体の前記第１部へと入射させ、前記導光体の前記第１部と前記第２部とは、光学的に連続した屈折性媒体を形成し、前記発光面、前記受光面、前記光反射面および前記裏面は、互いに一致せず、前記光源は、前記導光体の前記受光面に隣接するかほぼ隣接して配置され、前記光源と前記受光面とは、導波路に対して前記発光面と同じ側に備えられていることを特徴とする照明システムを提供する。
【００１９】
光源と受光面とが導波路に対して前記発光面と同じ側にあることを特定することにより、受光面および／または光源が全体的あるいは部分的に導光体の背面に配置される可能性を排除する。
【００２０】
日本国公開特許公報４−３２２２０４号において、光源は全体的あるいは部分的に（導光体に対して発光面と反対側に位置する）導光体の背面を背後から投光する。日本国公開特許公報４−３２２２０４号の照明システムがディスプレイに組み込まれた場合、光源が導光体の背面を背後から投光することが、ディスプレイの全体の厚さに影響する。これに対し、本発明の照明システムでは、光源が導光体に対して発光面と同じ側に配置されることにより、照明システムが導波路の背面を背後から投光することがなく、本発明の照明システムをディスプレイに用いた場合、このことがディスプレイの全体の厚さに寄与する。従って、本発明の照明システムは、ディスプレイに組み込まれた際、日本国公開特許公報４−３２２２０４号の照明システムを有するディスプレイと比較して、厚さが減少したディスプレイを提供することができる。
【００２１】
光源は、受光面上に直接光を出射するように構成されているので、受光面は、少なくとも光源の発光領域と同じ大きさを有している必要がある。しかしながら、受光面を通って導光体に入射した光を反射するための光反射面を設けることにより、受光面は、発光面と裏面との間に相当する導光体の厚さ方向へ伸びる必要がない。従って、発光面と裏面との間に相当する導光体の厚さは、光源の発光領域と同じかそれ以上の大きさに限定されず、光源の発光領域よりも小さくてもよい。これにより、本発明を用いた場合、例えば０．６ｍｍあるいは０．８ｍｍの直径を有する従来の光源を用いたとしても、導光体の厚さを減少させることができる。また、０．６ｍｍあるいは０．８ｍｍの直径を有する従来の光源を用いることができるので、より小さな光源を用いた場合に伴う耐用期間の短縮や光出力の低下といった問題を避けることができる。
【００２２】
原則的に、導光体の厚さは、物理的な強度が十分保たれる程度まで最小限に減少させてもよい。例えば、導光体は、０．３ｍｍ以下、さらには０．２ｍｍ以下の厚さであってもよい。
【００２３】
前記発光面は平面あるいはほぼ平面であってもよい。これにより、平面あるいはほぼ平面の入光面を有する表示装置に照明システムを適用することができる。
前記発光面は前記受光面と連続あるいはほぼ連続していてもよい。これにより、導光体の製造を簡素化することができる。
【００２４】
前記発光面は前記受光面に対して傾斜していてもよい。
【００２５】
前記発光面は前記受光面から離れるように傾斜していてもよい。これにより、発光面に垂直な方向に測定した光源の高さが低減するので、使用できる光源の高さが増大する。また、光源からの光が反射される角度を小さくすることができる。
【００２６】
前記発光面は前記受光面に近づくように傾斜していてもよい。これにより、光捕捉効率を高めることができる。
【００２７】
前記発光面は前記受光面にほぼ垂直であってもよい。この形態においては、光源の高さよりも、光源の直径が限定される。これにより、設計の自由度を高めることができる。
前記導波路の前記第１部は前記導波路の前記第２部と一体化していてもよい。これにより、導波路の第１部と第２部との接触面において光が吸収あるいは散乱させられることによる光損失の可能性を排除することができる。
【００２８】
前記光反射面は平面ではなくてもよい。さらに、前記光反射面は、その断面において凸面であってもよい。これにより、平面の光反射面に比べて光捕捉効率を高めることができる。
【００２９】
前記光反射面は、多項式曲線、指数曲線または双曲線で表されてもよい。さらに、前記光反射面は二次曲線で表されてもよい。これにより、特に良好な光捕集効率を得ることができる。
【００３０】
前記照明システムは、２つ以上の光源を有し、各光源が、前記導光体のそれぞれの受光面に隣接あるいはほぼ隣接して配置されていてもよい。これにより、光源を１つのみ有する照明システムに比べて、出力光の強度をより高めた照明システムを得ることができる。また、発光面の全面にわたって出力光の強度を均一にすることができる。
【００３１】
前記導光体はさらに第２の受光面と第２の光反射面とを有し、前記第２の光反射面は、前記第２の受光面を介して前記導光体に入射した光を反射し、当該光を前記導光体の前記第１部へと入射させる。前記照明システムは、さらに前記導光体の前記第２の受光面に隣接あるいはほぼ隣接して配置される第２の光源を含んでいてもよい。
【００３２】
前記第２の受光面と前記第２の光反射面とが、前記導光体の第３の部分を特定し、前記導光体の前記第１部、前記第２部および前記第３部分は光学的に連続した屈折性媒体を成すものであってもよい。
【００３３】
前記照明システムは、２つ以上の光源を含み、各光源が、前記受光面に隣接あるいはほぼ隣接して配置されていてもよい。これにより、光源を１つのみ有する照明システムに比べて、出力光の強度がより高い照明システムを得ることができる。また、発光面の全面にわたって出力光の強度を均一にすることができる。
【００３４】
前記光源が、各受光面に対して垂直あるいはほぼ垂直に光を放射してもよい。これにより、導波路へ入射する光の結合効率を高めることができる。
前記光源はＬＥＤであってもよい。
【００３５】
前記導光体の前記第１の部分の厚さが０．３ｍｍ以下であってもよい。さらに、前記導光体の前記第１の部分の厚さが０．２ｍｍ以下であってもよい。
【００３６】
前記照明システムは、さらに前記光反射面を覆うように配置された反射体を含んでいてもよい。また、前記照明システムは、さらに前記第２の光反射面を覆うように配置された第２の反射体を含んでいてもよい。反射体により、光反射面を通過して出て行く光をすべて再利用することができ、光捕集効率を高めることができる。
【００３７】
前記照明システムは、さらに前記受光面上で光源が設けられていない領域を覆うように配置された第３の反射体を含んでいてもよい。反射体により、受光面を通過して出て行く光をすべて再利用することができ、光捕集効率を高めることができる。
【００３８】
前記照明システムは、さらに前記第２の受光面上で第２の光源が設けられていない領域を覆うように配置された第４の反射体を含んでいてもよい。
【００３９】
前記光反射面の輪郭が、前記導光体の幅方向において変化してもよい。これにより、導波路内での光発散および／または高角度光線についての入射結合効率を高めることができる。
【００４０】
前記光反射面が１つ以上の区画を含み、前記導光体の幅方向における各区画の断面が曲線の輪郭を有していてもよい。
【００４１】
前記光源は対応する区画の上部に配置されていてもよい。
【００４２】
各区画は回転体の表面の一部であってもよい。
【００４３】
前記回転体の回転中心となる軸が前記導光体に対して前記光反射面の反対側に位置していてもよい。
【００４４】
あるいは、各軸は、前記導光体に対して前記光反射面と同じ側に位置していてもよい。
【００４５】
本発明の第２の形態は、表示装置と、前記表示装置に光を照射する第１の形態の照明システムとを含み、前記表示装置の入光面は、導光体の発光面とほぼ揃えて配置されるディスプレイを提供する。表示装置の入光表面が導光体の発光面とほぼ揃っている場合、光源は表示装置に併置されている（例えば図６参照）。表示装置の厚さまたは光源の高さのいずれか大きいほうによって、ディスプレイの全体の厚さが決定する。
【００４６】
また、本発明において、前記表示装置は透過型表示装置であり、前記照明システムは、前記表示装置に対して前記表示装置の表示が行われる位置とは反対側に配置されていてもよい。
【００４７】
また、本発明において、前記表示装置は反射型または透過反射型表示装置であり、前記照明システムは、前記表示装置に対して表示が行われる位置と同じ側に配置されていてもよい。
【００４８】
本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
【００４９】
本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照した例を用いて以下に示す。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１（ａ）】図１（ａ）は、バックライトにより照射される表示装置の概ほぼ側面図である。
【図１（ｂ）】図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したバックライトの概ほぼ平面図である。
【図２】図２は、散乱ドットの一構成例を示した、バックライトの概ほぼ平面図である。
【図３】図３は、図１（ａ）に示した一般的な形態のバックライトにおける問題を示す。
【図４】図４は、光転換部を備えたバックライトの概ほぼ断面図である。
【図５（ａ）】図５（ａ）は、光転換部を備えた他のバックライトの平面図である。
【図５（ｂ）】図５（ｂ）は、光転換部を備えた他のバックライトの側面図である。
【図６】図６は、本発明に係る照明システムが組み込まれた表示装置の概ほぼ図である。
【図７】図７は、図６に示した表示装置の照明システムの部分拡大図である。
【図８（ａ）】図８（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る照明システムを備えた表示装置の概ほぼ図である。
【図８（ｂ）】図８（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る照明システムを備えた表示装置の概ほぼ図である。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態に係る照明システムを備えた表示装置の概ほぼ図である。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施形態に係る照明システムを備えた表示装置の概ほぼ平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施形態に係る照明システムを備えた表示装置の概ほぼ図である。
【図１２】図１２は、本発明の他の実施形態に係る照明システムの概ほぼ斜視図である。
【図１３（ａ）】図１３（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る照明システムの概ほぼ図である。
【図１３（ｂ）】図１３（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る照明システムの概ほぼ図である。
【図１３（ｃ）】図１３（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係る照明システムの概ほぼ図である。
【図１４（ａ）】図１４（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る照明システムの概ほぼ図である。
【図１４（ｂ）】図１４（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る照明システムの概ほぼ図である。
【図１４（ｃ）】図１４（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係る照明システムの概ほぼ図である。
【図１５】図１５は、本発明の照明システムが組み込まれた反射型表示装置の概ほぼ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
明細書中の記載および図面において、同様の部材には同様の部材番号を付す。
【００５２】
図６は、表示装置３と表示装置３を照らす本発明の照明システムとを備えたディスプレイ６の概ほぼ図である。図６において、表示装置３は透過型表示装置であり、照明システムはバックライトとして使用される。すなわち、照明システム２は、表示装置３に対して視認位置の反対側に設置される。表示装置３の性質については本発明において重要ではなく、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）など、いかなる従来の透過型表示装置が用いられてもよい。よって、表示装置３についてさらなる説明は行わない。
【００５３】
図３に示したディスプレイ６の照明システムは、導光体１および光源２を含む。光源２からの光は、導光体１に入射し、導光体の発光面１２から出射される。図６における表示パッケージで、表示装置３は導光体の発光面１２の上部に設置される。これにより、表示装置の入光表面が導光体の発光面１２に一致するかあるいはほぼ一致しており、導光体の発光面１２が表示装置３の表示領域とほぼ同じ面積を有する。
【００５４】
本発明の照明システムにおいて、導光体１の第１部は、導光体１の発光面１２と裏面１３とで特定される。また、導光体１の第２部は、導光体１の受光面１４と光反射面１５とで特定される。光源２からの光は受光面１４を通って導光体１の第２部および光反射面１５へと入射する。光反射面１５は、受光面１４を通過して導光体の第２部へ入射してきた光を反射し、導光体の第１部へと導く。導光体第１部へ入射した光は、導波路内を伝播し、例えば導光体の裏面１３に備えられた適当な出射結合構造（図示せず）によって公知の方法で導波路から拡散される。出射結合構造は、目的とする照明システムの適用方法により選択され、従来のものであってもよいため、さらなる説明は省ほぼする。
導光体の第１部と第２部とは光学的に連続する屈折性媒体からなり、そのため光が第２部から第１部へと移動する際に光学的損失がない。また、発光面１２、裏面１３、受光面１４、および光反射面１５は、互いに重複しない。
【００５５】
光源２は、導光体の受光面１４に隣接するかおおよそ隣接している。図６および図７（図６の部分拡大図）では、光源の発光面２’と導光体の受光面１４との間に小さな空隙が設けられている。しかしながら、原則として光源２の発光面は、導光体２の受光面１４上に直接設置されていてよい。また、光源２は、適当な透明接着剤によって導光体の受光面に接着されていてもよい。
【００５６】
図６に示す実施形態では、導光体の受光面１４と発光面１２とは連続している。すなわち、受光面１４と発光面１２はそれぞれの部分で、１つの表面を構成している。
【００５７】
また、光反射面１５を設置することにより、図３に示した従来の導光体のように、光が導波路に入射する際に、その長軸方向に沿って入射する必要がない。言い換えると、受光面１４は、発光面１２と裏面１３との間、つまり導光体１の厚さ方向に伸びている必要がない。光源２の位置、配向、および形状を図６に示したように構成することで、光は導波路の長軸方向にほぼ垂直に入射し、反射表面１５に反射され、導波路１の長軸方向に沿って伝播する。
【００５８】
従って、図６に示した照明システムでは、導光体の発光面１２と裏面１３との間の距離、つまり導光体１の厚さは、光源２の直径ｄ（または相当する面積）以上である必要はない。導光体１の受光面１４の大きさが光源２の直径ｄ以上であればよい。ここで、受光面１４は、導光体の厚さ方向には伸びていないため、導光体の厚さｔには何ら影響しない。従って、たとえ図６における光源２の直径ｄが図３における光源の直径ｄと同じであったとしても、図６における導光体１の厚さｔを、図３における導光体１の厚さｔよりも実質上小さくすることができる。図３と図６を比較すると、たとえ同じ光源（ＬＥＤ）および表示装置を用いたとしても、図６におけるディスプレイは、図３におけるディスプレイと比べて全体の厚さを大幅に減少させられることが分かる。図６に示した照明システムの導光体は、使用する際に受け得る衝撃に対しての耐久性を残す程度まで、できるだけ薄くすることができる。
【００５９】
本発明によれば、たとえ光源の直径ｄが０．６ｍｍあるいは０．８ｍｍであったとしても、導光体１の厚さｔを０．３ｍｍ以下、さらには０．２ｍｍ以下まで小さくすることができる。これに対し、図３に示した従来のディスプレイ６では、光源の直径ｄが０．８ｍｍあるいは０．６ｍｍであった場合、導光体１の厚さｔは少なくとも０．８ｍｍあるいは０．６ｍｍである必要がある。
【００６０】
光源２が導光体に投射を行う高さは、導光体１の発光面１２と表示装置３の上面との間の総距離Ｄ未満であることが望ましい。ｌを光源の長さ、ｇを光源の発光面と受光面１４との間隙とすると、光源２が導光体へ投射する高さはｌ＋ｇで表される（図７参照）。従って、まず、光源を受光面１４上か受光面１４からかなり近い距離に設置することで、光源２の発光面と導光体の受光面との間の距離ｇを小さくすることが望ましい。間隙ｇをできるだけ減少させたら、次に、光源の長さｌを（ｌ＋ｇ）＜Ｄとなるよう構成することが望ましい。表示装置３の厚さによっては、図６に示す光源２の長さｌを、図３に示す従来のディスプレイの光源２の長さｌより短くする必要が生じる。しかしながら、この光源の長さにおける制限が製造あるいは使用過程において重要な問題を引き起こす可能性は低い。特に、光源２がＬＥＤパッケージであった場合、そのＬＥＤパッケージの長さによって、ＬＥＤパッケージから放射される光の平行度が決定される。ＬＥＤパッケージの長さを短縮すると、ＬＥＤパッケージからの光の平行度が小さくなる。しかしながら、平行度の低下は、本発明のバックライトにおいては従来技術のように大きな問題にはならない。これは、本発明のバックライトでは、光が導波路の薄い端部に向かってではなく、導波路の表面に向かって進むからである。実際には、平行度が低い場合、ＬＥＤパッケージの発光素子からの光とパッケージ壁面との相互作用が小さくなる。その結果、ＬＥＤパッケージから放射される光はやや強くなり、また、パッケージ内の樹脂に吸収される光量が減少するため、ＬＥＤパッケージの耐用期間が延びることになる。これに対し、ＬＥＤパッケージの直径ｄを小さくした場合、図３に示した従来ディスプレイ６の導光体１の厚さｔを薄くするのと同様に、ＬＥＤパッケージの耐用期間は短くなり、その出力も減少する。
【００６１】
導光体の発光面１２および裏面１３とで特定される第１部と、導光体の受光面１４および光反射面１５とで特定される第２部とは、光学的に連続する屈折性媒体を構成している。これは、導光体を１つの構成部として形成すればよく、それによって導光体の第１部と第２部が一体化される。図６に示した導光体１は、例えば、適当な透明プラスチック材料または透明樹脂を用いて、適当な形状の型で成型することにより得られる。
【００６２】
また、原理上では、導光体の第１部と第２部をそれぞれ別に製造し、それらを接着させることで導光体を形成してもよい。この場合、第１部と第２部が同じかまたはほぼ同じ屈折率を有し、また、それとほぼ同じ屈折率を有する透明接着剤によりこれらを接合する必要がある。それにより、導光体の第１部と第２部および透明接着剤が、光学的にほぼ連続した屈折性媒体を構成する。
【００６３】
導光体の光反射面１５は、受光面１４を通過して導光体１に入射した光の進行方向を変える光学転向素子として振る舞う。これにより、導光体に入射した光が導光体に沿うように進行する。光反射面１５は、光の損失をほとんど生じることなく光を反射することができる。これは、本発明のバックライトにおける導光体に入射した光は、単一の表面上で一度だけ反射されるからである。これに対し、図４に示したバックライトでは、光を複数回反射する必要がある。図４に示した従来の導光体においては、損失を多く発生させる反射体で複数回反射されることや、曲線導波路のＴＩＲにおける曲げ損失により、実質的な光学損失が発生する。
【００６４】
また、導波路の第１部への光反射効率をさらに向上させるために、反射膜１６が導波路の光反射面１５を覆うように備えられることが好ましい。反射膜１６は、例えば、図７に示すように、金属層を光反射面１５上に蒸着させることにより形成されてもよい。また、実際の図６に示すディスプレイ６の実装においては、図３に示した反射体１１のような反射体が導光体１の裏側に設置される例が多い。これは、導光体の裏面１３から出射する光を再利用するためである。この反射体は、光反射面１５も含めて、導光体１の裏面の全体を覆うように拡張することが可能である。また、導光体１の裏面の形状と相補的な形状を有することが可能である。
【００６５】
導光体の光反射面１５は、光源２からの光を低損失で導光体１の第１部へと導くような形状を有することが好ましい。簡単なエタンデュを用いて示すと、一般的な０．６ｍｍ厚のＬＥＤパッケージ（光放射のため直径約０．４５ｍｍの開口を有する）の場合、導光体１の屈折率１．５、導光体に入射する光が結合する通常の入射結合効率０．７とすると、導光体の最小厚さｔは、０．７×０．４５/１．５＝０．２１ｍｍとなる（導光体とＬＥＤパッケージで同程度の開口数とし、ＬＥＤパッケージの放射角度はＴＩＲ導波路全体の光の角度範囲とほぼ同じ（概して近似した数値を得られる）とした）。上述したように、これは、現在広く使用されている導光体の厚さの約１/３である。
【００６６】
原則として、光反射面１５は平面であればよい。しかしながら、平面の光反射面は光補集効率が低い傾向がある。従って、光反射面１５は、平面ではなく、図６に示すように断面で見たときに凸面であることが好ましい。
【００６７】
図６では光源を１つだけ有する照明システムを示したが、本実施形態はこれに限定されない。図６の照明システムは、２つ以上の光源を備え、それぞれの光源が受光面に隣接するかほぼ隣接して配置されていてもよい（図１２に例を示す）。２つ以上の光源が照明システムに備わっている場合、光源が１つしかない照明システムに比べて出力光の強度が高くなる。また、この場合、出力光の強度が発光面の領域全体にわたって均一となる。
【００６８】
直径ｄが０．６ｍｍのＬＥＤパッケージによって光を照射される場合において、厚さ０．２ｍｍで図６に示すような一般的な形状の導光体１が有する光反射面の好ましい形状例を図７に示す。ここで、ＬＥＤパッケージの光放射のための開口は０．４８ｍｍである。ＬＥＤパッケージの開口の上端部で導光体１の上面と同じ高さの点を基点とすると、３点を以下のように定義することができる。
基点Ｏ
ＬＥＤの反対側で導光体の下面に位置する点Ｐ（座標ｘ０．２，ｙ＝０．４８）
中間点Ｑ
中間点Ｑは、ｙ＝０．４８＊（ｘ/０．２）１．３５で表される曲線の式から求められる。最も適した値としては、ｘ＝０．１のときｙ＝０．１９である。
【００６９】
光反射面１５は、例えば、ＯとＰとの間の二次曲線で表される形状を有していてもよい。二次曲線は同一直線状にない３点によって決定するので、点Ｏ，Ｑ，およびＰを通る二次曲線を求めることができる。また、光反射面１５の形状を二次有理ベジェ曲線とすることで、変数の数を減らすことができる。点Ｑをコントロールとし、点Ｏと点Ｐとを通る二次曲線群が生成される。図７に示される光反射面１５は、中間の重み付けが２の場合に相当する。
【００７０】
図７の導光体において、光反射面１５の反射率が９７％として、周囲に黄色リン光体を備えた青色ＬＥＤを有する標準モデルのＬＥＤパッケージを使用する場合、導光体の第１部での光の捕集効率は６４％となる。これは単色ＬＥＤを用いた場合の数値である。
【００７１】
導光体の受光面１４上で光源が設けられていない一箇所あるいは複数の箇所に反射体を設けることにより、導光体の第１部での光の捕集効率を高めることが可能である。これを示した図１２は、本実施形態に係る照明システムの概ほぼ斜視図であり、導光体の受光面１４上で光源が設けられていない箇所に設けられた反射材１８を示している。導光体に入射した光のうち、光反射面１５によって反射された後に受光面１４を通過して導光体の外へ戻って失われる光はすべて、この反射材１８により反射され、再び導光体に入射する。これにより、光を再利用でき、損失をなくすことができる。反射材１８は、例えば、金属薄層であってもよい。また、光の損失を最小限にするために、受光面１４上の光源が設けられていない箇所のできるだけ広い領域を覆っていることが好ましい。（図１２では、光源２の周囲にある狭片部１８’を除いて、受光面の露出面全体を覆うように反射材１８が配置されている。しかしながら、本発明はこの構成に限定されない。）導光体の一端に沿って多数のＬＥＤパッケージを設けた場合、ＬＥＤパッケージ間に反射材１８を設けると、光捕集効率は６８％まで増加した。
【００７２】
図１２に示す実施形態は、金属薄層を受光面１４に蒸着し、光源を設ける箇所の金属層を（例えばエッチングにより）除去することで得られる。反射材１８が接することにより起こる、導光体の発光面１２の上部に配置されたディスプレイとの電気的接続を防ぐため、反射体を覆うように絶縁層（図示せず）が設けられていてもよい。
【００７３】
光反射面の形状は重要な要素であり、導光体の第１部への良好な光捕集効率が得られるように決定される。光反射面の形状は二次曲線に限定されず、例えば、高次の多項式曲線、指数曲線、または双曲線であってもよい。
【００７４】
さらに、光反射面の形状は、複数の直線部分が連続することにより上述の形状に近似したものであってもよい。
【００７５】
図６および図７において、導光体の受光面１４は平面である。公知技術のように、導波路の第２部に入射する光の発散を促進するため、投入構造あるいは混合構造を受光面１４に設けることが可能である。投入構造あるいは混合構造を設ける場合、これらは導光体１と光学的に連続している必要があり、導光体１の受光面１４上に一体的に形成されていてもよい。このような投入・混合構造は従来知られているものでよく、ここでは詳述しない。
【００７６】
図６では、説明の明確化のために、本発明の理解に必要のない構成要素は省ほぼされている。実際のディスプレイは、図６に示すものに加えて他の構成要素を有する。例えば、一般的な表示パッケージは、表示装置に照射される光が全体にわたって不均一にならないよう、導光体の発光面１２と表示装置３との間に拡散器を備える。さらに、導光体の発光面１２と表示装置３との間には、１つ以上の輝度増強膜が設けられることが多い。また、さらに、画像を表示するために表示装置を駆動する駆動回路も備えられる。これらの構成要素は従来知られているものでよく、ここでは詳述しない。
【００７７】
例えば表示装置３の入光面が平面であるとき、図６に示した導光体１の発光面１２は平坦（平面）であってよい。また、表示装置３の入光面が平面でなく、例えば曲面であった場合、発光面１２は、表示装置３の形状あるいは表示装置３の入光面の形状に相補するように形成されていてよい。但し、曲線状の表示装置は一般的に少なくとも２０ｃｍの曲率半径を有するので、これに相補するよう形成された発光面というのは、ほぼ平面であるとみなすことができる。
【００７８】
図８（ａ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る照明システムが組み込まれたディスプレイ６を示す。図８（ａ）の照明システムは、図６の照明システムとほぼ同様の構成を有し、以下では相違点についてのみ述べる。
【００７９】
図８（ａ）の照明システムでは、導光体１の発光面が、導光体の発光面１２に対して傾斜している。本実施形態において、受光面は発光面から離れる方向に傾斜しており、導光体１の外側で、発光面１２と受光面１４との間の角度は１８０℃より大きくなる。この実施形態により得られる利点は、光源２からの光が反射される角度が、図６の照明システムにおける光の反射角度よりも小さくなることである。さらに、任意の表示装置３を用いたとして、図８（ａ）のディスプレイでは、図６のディスプレイよりも高さｈの高い光源を適用できるという利点がある。表示装置３と導光体１との間の間隙、および光源２と導光体１との間の間隙を無視すれば、図８（ａ）の照明システムに適用可能な光源の最大高さはｈｍａｘ＝Ｔ／ｃｏｓ（９０−α）で表される。ここで、Ｔは表示装置の厚さ、αは受光面１４と発光面１２の法線との間の角度を示す。
【００８０】
図８（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る照明システムを組み込んだディスプレイを示す。図８（ｂ）に示した照明システムは、図６に示した照明システムとほぼ同様の構成を有し、以下では相違点についてのみ述べる。
【００８１】
図８（ｂ）の照明システムでは、導光体１の受光面１４が、導波路の発光面１２に対して傾斜している。本実施形態において、受光面１４は発光面１２に近づく方向に傾斜しており、導波路の外側で、発光面１２と受光面１４との間の角度は１８０℃より小さくなる。
【００８２】
光反射面１５が適当な形状を有していれば、この実施形態によっても捕集率を高めることができる。但し、本実施形態では、任意の表示装置３を用いたとして、表示装置３より上部に突き出ることなく設けることができる光源の最大高さは、図６の照明システムにおける光源のものよりも小さくなる。
【００８３】
図８（ａ）および図８（ｂ）の実施形態では、上述のように光捕集効率を高めるため、光反射面が図に示すように平面でないことが望ましい。
【００８４】
図９は、本発明のさらに他の実施形態に係る照明システムを組み込んだディスプレイを示す。本実施形態の照明システムは、図６に示した照明システムとほぼ同様の構成を有し、以下では相違点についてのみ述べる。
【００８５】
本実施形態において、受光面１４は、導光体１の発光面１２に対して垂直あるいはほぼ垂直である。よって、受光面１４は、導光体に対して表示装置３と同じ側にある。この実施形態では、光を導光体の第１部へと導くために、光反射面１５は光源２からの光を反射して約１８０°方向転換しなければならない。
【００８６】
本実施形態では、光源２の高さｈについては実効的な制限がない。主に必要なのは、光源の直径ｄが表示装置３の厚さよりも小さいことである。一般的な表示装置であれば、直径ｄが０．８ｍｍあるいは０．６ｍｍの従来の光源を図９の実施形態で利用可能であり、光源の直径が表示装置の厚さを超えることもない。図９に示すように、光源の直径ｄは、発光面１２と裏面１３とで特定される導波路の第１部の厚さよりも大きくてもよい。
【００８７】
図６、図８（ａ）および図８（ｂ）に示した導光体の第１部は、厚さｔが均一である。原理上、導光体の第１部はテーパー状でもよく、その厚さｔは導光体にわたって減少する。しかしながら、ディスプレイの厚さは導光体の最大の厚さによって決まるため、テーパー状は実際には好ましくない。
【００８８】
上述の実施形態は様々な点で変更可能である。例えば、図６、図８（ａ）、図８（ｂ）および図９では単一の光源２を有する照明システムを示しているが、本発明の照明システムは、単一の光源を備えるということに限定されない。例えば、２つ以上の光源が、導光体１の一端部に沿って、導光体の受光面１４にそれぞれ隣接するかほぼ隣接して配置されていてもよい。図１０は、複数の光源が用いられたディスプレイの平面図である（図１０には光源が３つ示されているが、本実施形態はこれに限定されない）。図１０中、光源は、導光体１の一端部に沿って設置され、導光体の受光面１４にそれぞれ隣接するかほぼ隣接している。
【００８９】
図１０は、表示装置３の駆動回路１７が隣り合う光源の間に配置される様子を示している。
【００９０】
さらに他の例として、本発明の照明システムの導光体は、２つ以上の受光面１４および１４’を含んでいてもよい。図１１は、導光体１が２つの受光面１４および１４’を有する構成の照明システムを備えたディスプレイを示す概ほぼ断面図である。この例では、受光面１４と１４’とは、導光体のそれぞれ反対側の端部に配置されている。図１１に示した照明システムでは、受光面１４’と光反射面１５’とで特定される領域を導光体１の第３部分とし、第３部分は、導光体１の第１部と第２部と共に、光学的に連続した屈折性媒体を形成する。導波路は、例えば成形型などを用いて１つの構成部として形成されていてもよい。これにより、導波路の第１、第２および第３部分が互いに一体化されている。また、第１、第２および第３部分をそれぞれ別に製造し、これらを組み立てて導波路を形成してもよい。
【００９１】
第２の光源２は、導光体の第２の受光面１４’に隣接するかほぼ隣接して配置されている。第２の受光面１４’を通過して導波路の第３部分に入射した光は、第２の光反射面１５’によって、導波路の第１部へと導かれる。第２の光源２、第２の受光面１４’、および第２の光反射面１５’による構成は、上述した第１の光源２、第１の受光面１４、および第１の光反射面１５と対応している。また、図７を参照して上述したように、反射体（図示せず）が第１の光反射面１５および第２の光反射面１５’上にそれぞれ配置されていてもよい。さらに、図１２を参照して上述した通りに、反射体（図示せず）が、第１の受光面１４および第２の受光面１４’上の少なくとも光源が設けられていない部分に配置されていてもよい。
【００９２】
２つ以上の光源を用いることにより、単一の光源を有する照明システムに比べて、出力光の強度をより高めることができる。また、出力光の強度を発光面の全体にわたって均一にすることが可能である。
【００９３】
本発明において、２つの受光面を有する導波路を備えた照明システムの実施形態では、２つ以上の光源が第１の受光面１４に隣接するかほぼ隣接して設けられ、さらに２つ以上の光源が第２の受光面１４’に隣接するかほぼ隣接して設けられている。一実施形態として、４つの光源が、導光体の角部あるいは角部の近隣にそれぞれ配置されていてもよい。
図６、図８（ａ）図８（ｂ）、図９、図１０および図１１で示した照明システムでは、ＬＥＤパッケージが光源として用いられていた。しかしながら、本発明では、光源はＬＥＤパッケージのみに限定されない。例えば、蛍光管や冷陰極蛍光灯など、その他の適切な光源が用いられていてもよい。
【００９４】
また、光反射面１５および図１１の照明システムにおける第２の光反射面１５’に、プリズム拡散体が組み込まれていてもよい。これらは周知の技術であり、ここでは説明を省ほぼする。
【００９５】
上述した実施形態では、導光体の第２部は導波路の幅方向にわたって一様な断面を有しており、光反射面１５は（多くても）１つの面において湾曲している。しかしながら、本発明はこれに限定されない。光反射面１５が２つの面で湾曲し、導光体の第２部の断面が第２部を横切る方向において異なっていてもよい。詳細には、光反射面１５の輪郭は、導光体の幅方向において異なっていてよい。図１３（ａ）、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、それぞれ本発明のこのような実施形態に係る照明システムの概ほぼ斜視図、側面図および正面図である。
【００９６】
図１３（ｂ）において、曲線１９ａは、導光体の光反射面１５の輪郭を表し、光源２の中心の下部に位置している。図１３（ｃ）における破線１９ａは、光反射面１５が曲線１９ａに相当する輪郭を有する位置を示している。曲線１９ａは、図７を参照に上述した曲線の１つに相当することが好ましい。
【００９７】
図１３（ｂ）において、導光体の光反射面１５の輪郭上で、２つの光源ほぼ中間に位置する箇所を曲線１９ｂで示す。図１３（ｃ）における破線１９ｂは、光反射面１５が曲線１９ｂに相当する輪郭を有する位置を示している。曲線１９ａが曲線１９ｂに一致しないことが分かる。すなわち、光反射面１５の輪郭は、導光体の幅方向にわたって異なっている。この実施形態では、光反射面１５の輪郭は、導光体の幅方向に沿って異なっている。つまり、図１３（ａ）に示すように、２つ以上の光源が導光体の幅方向に沿って配置される場合、光反射面１５の輪郭は、光源２が配列する方向に沿って異なっている。光反射面１５は、幅方向に沿った断面で見られるように湾曲している。
【００９８】
光反射面１５は１つ以上の区画に分けられていることが好ましく、これらの区画が導光体の幅方向に沿った断面において湾曲した輪郭を有していることが好ましい。また、光源２は対応する区画の上部に設置されていることが好ましい。これを図１３（ｃ）に示す。図１３（ｃ）で、光反射面は２つの区画１５ａおよび１５ｂに分けられている。１つの光源２が光反射面の一区画１５aの上部に、もう１つの光源２が光反射面の他の一区画１５ｂの上部に、それぞれ設置されている（図１３（ｃ）では、２つの光源２および光反射面の２つの区画１５ａ，１５ｂのみが示されているが、本発明はこれに限定されない。光反射面は、その区画が１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。光源の数は、光反射面の区画の数に等しいことが望ましく、光源はそれぞれ光反射面の対応する区画の上部に設置されていることが望ましい。）。
【００９９】
光反射面の区画は、回転体の表面の一部であってもよい。これは図１３（ｃ）に示される。図１３（ｃ）で、光反射面の各区画は、光源２が配列する方向に垂直で導光体の長さ方向に沿って伸びる各軸２０を中心として、曲線１９ａを回転させることにより得られる。図１３（ｃ）において、軸２０は、導光体に対して光反射面とは反対側に位置する。よって、光源２が配列される方向に平行な断面で見た場合、光反射面の各区画は凸面である。各軸２０は、それぞれの光源の中心に一致することが望ましい。
【０１００】
図１４（ａ）、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）は、それぞれ本発明のさらに他の実施形態に係る照明システムの概ほぼ斜視図、側面図および正面図である。本実施形態は、図１３（ａ）、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）に示した実施形態と対応しており、以下では相違点のみ述べる。
【０１０１】
図１４（ｃ）において、光反射面の１５ａおよび１５ｂを得る際に回転の中心となる軸２０は、図１３（ｃ）で示すように導光体に対して光反射面の反対側に位置するのではなく、導光体に対して光反射面と同じ側に位置している。よって、光源２が配列する方向に平行な断面で見た場合、光反射面１５の区画は凹面である。
【０１０２】
図１３（ａ）から図１３（ｃ）および図１４（ａ）から図１４（ｃ）の実施形態において、軸２０は導光体１に平行であってもよいが、必ずしもそうでなくてもよい。また、軸２０は、導光体内にあってもよいし、導光体を通過していてもよい。
【０１０３】
導光体の幅方向における光反射面の断面が曲線の輪郭を有するような形状を光反射面が持つ場合、あるいは、光反射面が２つ以上の区画に分けられ、かつ導光体の幅方向における各区画の断面が曲線の輪郭を有する場合、光反射面あるいは光反射面の区画は、回転体の一部であることに限定されない。光反射面あるいは光反射面の区画は、例えば円錐形（楕円形、放物線形など）など、いかなる適当な形状を有していてもよい。
【０１０４】
図１３（ａ）から図１４（ｃ）の実施形態では、光反射面１５を回転体の１つ以上の区画として形成することにより、導光体内での光の発散が高まり、また、導光体の第１部への高角度光線での入射結合効率を高めることができる。
【０１０５】
図１３（ａ）から図１４（ｃ）の実施形態、あるいは、導光体の幅方向における光反射面または光反射面の区画の断面が曲線の輪郭を有するような形状を光反射面が持っている他の実施形態において、光反射面は、平面部が複数連続することにより上述したものの１つに相似した形状を有するように構成されていてもよい。
【０１０６】
図１１の実施形態では、光反射面１５ａおよび１５ｂが、それぞれ例えば図１３（ａ）から図１３（ｃ）または図１４（ａ）から図１４（ｃ）に示す例のように、上述のような形状を有していてもよい。
【０１０７】
上述の実施形態において、本発明の照明システムは透明表示装置のバックライトとして使用され、表示装置に対して表示装置の視認位置とは反対側に配置されている（例えば図６に示す）。しかしながら、本発明の照明システムはこれに限定されず、反射型あるいは透過反射型ディスプレイのフロントライトとして使用されてもよい。このように適用される場合、図１５に概ほぼ的に示すように、本発明の照明システムは、表示装置３に対して表示位置２２の視認位置と同じ側に配置される。このとき、照明システムの導光体１が発した光は、表示装置３に入射し、例えば２１で示される反射体によって反射され、導光体を再び通過して観察者へと到達する。
【０１０８】
上述の実施形態において、光源は受光面に垂直またはほぼ垂直に光を出射することが好ましい。これにより、受光面における光の反射を最小限にし、導波路へ入射する光の結合効率を高めることができる。
【０１０９】
本発明の詳細な実施形態あるいは適用方法を上記で説明したが、本発明はこれらの構造および構成部に限定されない。ここで記載した本発明の構成、作用、および方法や方式の詳細により、本発明の精神と範囲の中で、当業者にとって明らかである様々な変形、変更が成し得る。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図６】
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【図７】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【図１３（ｃ）】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１４（ｃ）】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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