(57)【要約】前面壁、その反対側の後面壁、及び、エッジ区域（４）を有する発光パネル（１）を含むディスプレイ装置を照明するための背面光システム。エッジ区域（４）の少なくとも１つは、光を伝達し、光源に付随する。発光パネル（１）の光伝達エッジ区域（４）に付随する光源は、３つの互いに異なる発光波長を有する発光ダイオードの対称クラスタ（Ｃ）、例えば、青、緑、及び、赤色のＬＥＤの対称クラスタ（Ｃ）（６Ｇ、６Ｂ、６Ｒ、６Ｂ’、６Ｇ’、及び、６Ｇ、６Ｂ、６Ｒ、６Ｂ’、６Ｇ’、．．．）を含む。
2004520695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前壁（２）、前記前壁の反対側に位置する後壁（３）、及び、前壁（２）と後壁（３）との間のエッジ区域（４、５）を含み、
パネル（１）のエッジ区域（４）の少なくとも１つは、光を伝達し、
少なくとも１つの光源（６）が、光伝達エッジ区域（４）に付随し、
作動時に、光源（６）から発生した光は、光伝達エッジ区域（４）に入射してパネル（１）内に広がる、
発光パネル（１）が設けられた、ディスプレイ装置を照明するための照明システムであって、
発光パネル（１）の光伝達エッジ区域（４）に付随する光源（６）は、発光波長がそれぞれ異なる第１、第２、及び、第３の発光波長を有する少なくとも３つの発光ダイオードのクラスタ（Ｃ）（６Ｇ、６Ｂ、６Ｒ、６Ｂ’、６Ｇ’；１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｒ、１６Ｒ’、１６Ｂ’、１６Ｇ’；２６Ｇ’；２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｒ’、２６Ｂ’、２６Ｇ’’）を含み、
クラスタ（Ｃ）に関連する仮想鏡面（Ｓ）が、各クラスタの中心に位置し、
クラスタ（Ｃ）の発光ダイオードは、仮想鏡面（Ｓ）に対して垂直な方向に配置され、
発光ダイオード（６Ｇ、６Ｂ、６Ｒ、６Ｂ’、６Ｇ’；１６Ｇ；１６Ｂ；１６Ｒ、１６Ｒ’、１６Ｂ’、１６Ｇ’；２６Ｇ’、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｒ’、２６Ｂ’、２６Ｇ’’）は、発光ダイオードにより放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面（Ｓ）に対して鏡面対象になるような方法で、クラスタ（Ｃ）上に分布される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
クラスタ（Ｃ）の各々は、５つの発光ダイオード（６Ｇ、６Ｂ、６Ｒ、６Ｂ’、６Ｇ’）を含み、
第１の発光波長を有する１つの発光ダイオード（６Ｒ）は、クラスタ（Ｃ）の中央に位置し、
前記発光ダイオードは、第２の発光波長を有する２つの発光ダイオード（６Ｂ、６Ｂ’）の間に配置され、
前記２つの発光ダイオードの各々には、クラスタ（Ｃ）の中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオード（６Ｇ、６Ｇ’）が位置する、
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】
クラスタ（Ｃ’）の各々は、６つの発光ダイオード（１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｒ、１６Ｒ’、１６Ｂ’、１６Ｇ’）を含み、
第１の発光波長を有する２つの発光ダイオード（１６Ｒ、１６Ｒ’）は、クラスタ（Ｃ’）の中央に位置し、
前記２つの発光ダイオードは、第２の発光波長を有する２つの発光ダイオード（１６Ｂ、１６Ｂ’）の間に配置され、
前記第２の発光波長を有する２つの発光ダイオード（１６Ｂ、１６Ｂ’）の各々には、クラスタ（Ｃ’）の中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオード（１６Ｇ、１６Ｇ’）が位置する、
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】
クラスタ（Ｃ’’）の各々は、７つの発光ダイオード（２６Ｇ’、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｒ’、２６Ｂ’、２６Ｇ’’）を含み、
第１の発光波長を有する１つの発光ダイオード（２６Ｇ）は、クラスタ（Ｃ’’）の中央に位置し、
前記発光ダイオードは、第２の発光波長を有する２つの発光ダイオード（２６Ｒ、２６Ｒ’）の間に配置され、
前記２つの発光ダイオードには、クラスタ（Ｃ’’）の中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオード（２６Ｂ、２６Ｂ’）が位置し、
前記第３の発光波長を有する発光ダイオード（２６Ｂ、２６Ｂ’）の各々には、クラスタ（Ｃ’’）の中央から離れる方向に向く側面に第１の発光波長を有する発光ダイオード（２６Ｇ’、２６Ｇ’’）が位置する、
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】
発光パネル（１）の光伝達エッジ区域（４）に付随する光源（６）は、青、緑、及び、赤色の発光ダイオードの対称クラスタ（Ｃ、Ｃ’、Ｃ’’）（６Ｇ、６Ｂ、６Ｒ、６Ｂ’、６Ｇ’；１６Ｇ；１６Ｂ、１６Ｒ、１６Ｒ’、１６Ｂ’、１６Ｇ’；２６Ｇ’、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｒ’、２６Ｂ’、２６Ｇ’’）を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項６】
前壁（１０２、１１２）、前記前壁の反対側の後壁（１０３、１１３）、及び、前記前壁（１０２、１１２）と前記後壁（１０３、１１３）との間のエッジ区域（１０４、１０５；１１４，１１５）を含み、
パネル（１０１、１１１）のエッジ区域（１０４、１１４）の少なくとも１つは、光を伝達し、
少なくとも１つの光源（１０６、１１６）が、光伝達エッジ区域（１０４、１１４）に付随し、
作動時に、光源（１０６、１１６）から発生した光は、光伝達エッジ区域（１０４、１１４）に入射してパネル（１０１、１１１）内で発散する、
発光パネル（１０１、１１１）が設けられた、ディスプレイ装置を照明するための照明システムであって、
互いに実質的に平行に配置された第１の発光パネル（１０１）及び第２の発光パネル（１１１）、
を含み、
第１の発光パネル（１０１）の光伝達エッジ区域（１０４）に付随する光源（１０６）は、第１の発光波長を有する複数の発光ダイオード（１０６Ｇ、１０６Ｇ’、１０６Ｇ’’、．．．）を含み、
第２の発光パネル（１１１）の光伝達エッジ区域（１１４）に付随する光源（１１６）は、第２及び第３の発光波長を有する少なくとも２つの発光ダイオードのクラスタ（Ｃ２）（１１６Ｂ、１１６Ｒ、１１６Ｂ’、１２６Ｂ、１２６Ｒ、１２６Ｒ’、１２６Ｂ’；１３６Ｂ’、１３６Ｒ、１３６Ｂ、１３６Ｒ、１３６Ｂ’’；１４６Ｂ’’、１４６Ｂ、１４６Ｒ、１４６Ｂ’、１４６Ｂ’’’）を含み、
前記クラスタに関連する仮想鏡面（Ｓ２）が、各クラスタ（Ｃ２）の中央に配置され、
クラスタ（Ｃ２）の発光ダイオードは、仮想鏡面（Ｓ２）に対して垂直な方向に配置され、
発光ダイオード（１１６Ｂ、１１６Ｒ、１１６Ｂ’；１２６Ｂ、１２６Ｒ、１２６Ｒ’、１２６Ｂ’；１３６Ｂ’、１３６Ｒ、１３６Ｂ、１３６Ｒ、１３６Ｂ’’；１４６Ｂ’’、１４６Ｂ、１４６Ｒ、１４６Ｂ’、１４６Ｂ’’’）は、発光ダイオードから放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面（Ｓ２）に対して鏡面対称になるような方法でクラスタ（Ｃ２）上に分布され、
前記第１、第２、及び、第３の発光波長が異なる、
ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
クラスタ（Ｃ２）の各々は、３つの発光ダイオード（１１６Ｂ、１１６Ｒ、１１６Ｂ’）を含み、
第２の発光波長を有する１つの発光ダイオード（１１６Ｒ）は、クラスタ（Ｃ２）の中央に位置し、
前記発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２つの発光ダイオード（１１６Ｂ、１１６Ｂ’）の間に配置される、
ことを特徴とする請求項６に記載の照明システム。
【請求項８】
クラスタ（Ｃ２’）の各々は、４つの発光ダイオード（１２６Ｂ、１２６Ｒ、１２６Ｒ’、１２６Ｂ’）を含み、
第２の発光波長を有する２つの発光ダイオード（１２６Ｒ、１２６Ｒ’）は、クラスタ（Ｃ２’）の中央に位置し、
前記２つの発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２つの発光ダイオード（１２６Ｂ、１２６Ｂ’）の間に配置される、
ことを特徴とする請求項６に記載の照明システム。
【請求項９】
クラスタ（Ｃ２’’）の各々は、５つの発光ダイオード（１３６Ｂ’、１３６Ｒ、１３６Ｂ、１３６Ｒ’、１３６Ｂ’’）を含み、
第３の発光波長を有する１つの発光ダイオード（１３６Ｂ）は、クラスタ（Ｃ２’’）の中央に位置し、
前記発光ダイオードは、第２の発光波長を有する２つの発光ダイオード（１３６Ｒ、１３６Ｒ’）の間に配置され、
前記２つの発光ダイオードの各々には、クラスタ（Ｃ２’’）の中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオード（１３６Ｂ’、１３６Ｂ’’）が位置する、
ことを特徴とする請求項６に記載の照明システム。
【請求項１０】
クラスタ（Ｃ２’’’）の各々は、５つの発光ダイオード（１４６Ｂ’’、１４６Ｂ、１４６Ｒ、１４６Ｂ’、１４６Ｂ’’’）を含み、
第２の発光波長を有する１つの発光ダイオード（１４６Ｒ）は、クラスタ（Ｃ２’’’）の中央に位置し、
前記発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２つの発光ダイオード（１４６Ｂ、１４６Ｂ’）の間に配置され、
前記２つの発光ダイオードの各々には、クラスタ（Ｃ２’’’）の中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオード（１４６Ｂ’’、１４６Ｂ’’’）が位置する、
ことを特徴とする請求項６に記載の照明システム。
【請求項１１】
第１の発光パネル（１０１）の光伝達エッジ区域（１０４）に付随する光源（１０６）は、複数の緑色発光ダイオード（１０６Ｇ）を含み、
第２の発光パネル（１１１）の光伝達エッジ区域（１１４）に付随する光源（１１６）は、青色及び赤色発光ダイオードの対称クラスタ（Ｃ２、Ｃ２’、Ｃ２’’、Ｃ２’’’）（１１６Ｂ、１１６Ｒ、１１６Ｂ’；１２６Ｂ、１２６Ｒ、１２６Ｒ’、１２６Ｂ’；１３６Ｂ’、１３６Ｒ、１３６Ｂ、１３６Ｒ’、１３６Ｂ’’；１４６Ｂ’’、１４６Ｂ、１４６Ｒ、１４６Ｂ’、１４６Ｂ’’’）を含む、
ことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１２】
第１の発光パネル（１０１）の光伝達エッジ区域（１０４）に付随する光源（１０６）は、複数の赤色発光ダイオードを含み、
第２の発光パネル（１１１）の光伝達エッジ区域（１１４）に付随する光源（１１６）は、青色及び緑色発光ダイオードの対称クラスタを含む、
ことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１３】
第１の発光パネル（１０１）の光伝達エッジ区域（１０４）に付随する光源（１０６）は、複数の青色発光ダイオードを含み、
第２の発光パネル（１１１）の光伝達エッジ区域（１１４）に付随する光源（１１６）は、赤色及び緑色発光ダイオードの対称クラスタを含む、
ことを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１４】
前壁（２）、前記前壁の反対側の後壁（３）、及び、前記前壁（２）と前記後壁（３）との間のエッジ区域（４、５）を含み、
パネル（１）のエッジ区域（４）の少なくとも１つは、光を伝達し、
少なくとも１つの光源（６）が、光伝達エッジ区域（４）に付随し、
作動時に、光源（６）から発生する光は、光伝達エッジ区域（４）に入射してパネル（１）内で発散する、
発光パネル（１）が設けられた、ディスプレイ装置を照明するための照明システムであって、
発光パネル（１）の光伝達エッジ区域（４）に付随する光源（６）は、第１の発光波長を有する少なくとも１つの発光ダイオード（２０６Ｒ；２１６Ｒ、２１６Ｒ’；２２６Ｒ、２２６Ｒ’’’）と、発光波長がそれぞれ異なる第２及び第３の発光波長の組合せを有する少なくとも１つの発光ダイオード（２０６ＧＢ、２０６ＧＢ’；２１６ＧＢ、２１６ＧＢ’；２２６ＧＢ’、２２６ＧＢ、２２６ＧＢ’’）とのクラスタ（Ｃ３）を含み、
クラスタ（Ｃ３）に関連する仮想鏡面（Ｓ３）が、各クラスタの中央に位置し、
クラスタ（Ｃ３）の発光ダイオードは、仮想鏡面（Ｓ３）に対して垂直な方向に配置され、
発光ダイオード（２０６ＧＢ、２０６Ｒ、２０６ＧＢ’；２１６Ｒ、２１６ＧＢ、２１６ＧＢ’、２１６Ｒ’；２２６ＧＢ’、２２６Ｒ、２２６ＧＢ、２２６Ｒ’、２２６ＧＢ’’）は、発光ダイオードから放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面（Ｓ３）に対して鏡面対象になるような方法でクラスタ（Ｃ３）上に分布される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
クラスタ（Ｃ３）の各々は、３つの発光ダイオード（２０６ＧＢ、２０６Ｒ、２０６ＧＢ’）を含み、
第１の発光波長を有する１つの発光ダイオード（２０６Ｒ）は、クラスタ（Ｃ３）の中央に位置し、
前記発光ダイオードは、第２及び第３の発光波長の組合せを有する２つの発光ダイオード（２０６Ｂ、２０６Ｂ’）の間に配置される、
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】
クラスタ（Ｃ３’）の各々は、４つの発光ダイオード（２１６Ｒ、２１６ＧＢ、２１６ＧＢ’、２１６Ｒ’）を含み、
第１及び第２の発光波長の組合せを有する２つの発光ダイオード（２１６ＧＢ、２１６ＧＢ’）は、クラスタ（Ｃ３’）の中央に位置し、
前記２つの発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２つの発光ダイオード（２１６Ｒ、２１６Ｒ’）の間に配置される、
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１７】
クラスタ（Ｃ３’’）の各々は、５つの発光ダイオード（２２６ＧＢ’、２２６Ｒ、２２６ＧＢ、２２６Ｒ’、２２６ＧＢ’’）を含み、
第１及び第２の発光波長の組合せを有する１つの発光ダイオード（２２６ＧＢ）は、クラスタ（Ｃ３’’）の中央に位置し、
前記発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２つの発光ダイオード（２２６Ｒ、２２６Ｒ’）の間に配置され、
前記２つの発光ダイオードの各々には、クラスタ（Ｃ３’’）の中央から離れる方向に向く側面に第１及び第２の発光波長の組合せを有する発光ダイオード（２２６ＧＢ’、２２６ＧＢ’’）が位置する、
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１８】
発光ダイオードの２つの隣接するクラスタは、クラスタ間の仮想インタフェースの位置で発光ダイオードを共有することを特徴とする請求項１、請求項６、又は、請求項１４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１９】
発光ダイオード（６Ｇ；６Ｂ、６Ｒ、６Ｂ’、６Ｇ’；１６Ｇ；１６Ｂ、１６Ｒ、１６Ｒ’、１６Ｂ’、１６Ｇ；２６Ｇ’、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｒ’、２６Ｂ’、２６Ｇ’’；１０６Ｇ；１１６Ｂ、１１６Ｒ、１１６Ｂ’；１２６Ｂ、１２６Ｒ、１２６Ｒ’、１２６Ｂ’；１３６Ｂ’、１３６Ｒ、１３６Ｂ、１３６Ｒ’、１３６Ｂ’’；１４６Ｂ’’、１４６Ｂ、１４６Ｒ、１４６Ｂ’、１４６Ｂ’’’；２０６ＧＢ、２０６Ｒ、２０６ＧＢ’；２１６Ｒ、２１６ＧＢ、２１６ＧＢ’、２１６Ｒ’；２２６ＧＢ’、２２６Ｒ、２２６ＧＢ、２２６Ｒ’、２２６ＧＢ’’）の各々は、少なくとも５ルーメンの光束を有することを特徴とする請求項１から請求項４、請求項６から請求項１０、及び、請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２０】
発光ダイオードの各クラスタが、第１、第２、及び、第３の発光波長の発光ダイオードを包含するマルチチップ・パッケージとして形成されることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２１】
請求項１から請求項４、請求項６から請求項１０、請求項１４から請求項１８、及び、請求項２０のいずれか１項に記載の照明システムを備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２２】
前記ディスプレイ装置は、液晶ディスプレイ（２５）を含むことを特徴とする請求項２１に記載のディスプレイ装置。
【請求項２３】
発光ダイオードの各クラスタが、第１、第２、及び、第３の発光波長の発光ダイオードを包含するマルチチップ・パッケージとして形成されることを特徴とする請求項２１又は請求項２２のいずれか１項に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、ディスプレイ装置を照明するための照明システムに関し、その照明システムには、以下を含む発光パネルが設けられている。
・前壁、前記前壁に対向する後壁、及び、前記前壁及び前記後壁の間のエッジ区域、ここで
・前記パネルの少なくとも１つのエッジ区域が光を伝達し、
・少なくとも１つの光源が前記光伝達エッジ区域に付随し、
・作動中に、光が前記光源から発生し前記光伝達エッジ区域に入射しそして前記パネル中に分布する。
本発明はまた、前記照明システムを有するディスプレイ装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
そのような照明システムはそれ自体知られており、代替的にエッジ照明システムと呼ばれている。それらは、特にテレビジョン受信機やモニタなどの（画像）ディスプレイ装置の背面照明として使用される。そのような照明システムは、（携帯用）コンピュータ又はコードレス電話に使用されるＬＣＤパネルとも呼ばれる液晶ディスプレイ装置のような、非放射ディスプレイのための背面光として特に好適に使用される。
【０００３】
前記のディスプレイ装置は、各々が少なくとも１つの電極によって作動される、通常パターンの画素を一般的に有する基板を含む。画像又はデータグラフィック表示を（画像）ディスプレイ装置の（表示）スクリーンの関連区域に再生するために、ディスプレイ装置は制御回路を使用する。ＬＣＤ装置では、背面光から発生した光は、種々の液晶効果を加えながら、スイッチ又は変調器によって変調される。更に、ディスプレイは、電気泳動効果又は電気機械的効果に基づく場合がある。
【０００４】
冒頭の段落に記載された照明システムでは、通常は、例えば１つ又はそれ以上の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）のような、筒状の低圧水銀蒸気放電ランプが光源として使用され、作動中に光源から放射される光は、導光板として作用する発光パネルに結合される。一般にこの導光板は、例えば合成樹脂材料又はガラス製の比較的薄く平坦なパネルを形成し、光は（全）内部反射の影響下で導光板を通過して搬送される。
そのような照明システムにはまた、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などのエレクトロルミネセント素子のような電気光学素子とも呼ばれる複数の光電素子の形態の代替的光源が設けられる。これらの光源は、一般に発光パネルの光伝達エッジ区域の近傍に、又は、隣接して設けられ、そのために作動中光源から発生する光は光伝達エッジ区域に入射してパネル中に分布する。
【０００５】
ＷＯ−Ａ９９  ５３  ２３６は、ＬＣＤパネルが様々な種類の周辺光において照光される照明システムを開示する。使用光源は、光パイプとも呼ばれる発光パネルに光を結合する白熱灯である。発光パネルでは、光の多重反射が光分布をもたらし、ＬＣＤパネルを照光する。
上述の種類の照明システムには、発光パネル中の、特に発光パネルのエッジの光分布の均一性が不十分であるという欠点がある。その結果、ディスプレイ装置の照光の均一性が不十分である。
【０００６】
（発明の開示）
上に述べた欠点を完全に又は部分的に克服するのが本発明の目的である。
本発明により以下のような点で目的が達成される。
・発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する光源が、発光波長が異なるそれぞれ第１、第２、及び、第３の発光波長を有する少なくとも３個の発光ダイオードのクラスタを有する。ここで、
・クラスタに関連する仮想鏡面は、各クラスタの中心に位置し、
・クラスタの発光ダイオードは、仮想鏡面に対して垂直な方向に配置され、
・発光ダイオードは、発光ダイオードによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面に対して鏡面対称になる方法でクラスタ上に分布されている。
【０００７】
異なる色のＬＥＤによって、発光パネルのエッジ近辺で有害な色の影響が発生する。そのような照明システムでは、一般に作動中ＬＥＤによって放射された相対的な光束に応じて、Ｒ（赤）対Ｇ（緑）対Ｂ（青）＝１対１対１、又は、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝１対２対１の割合のＬＥＤのクラスタが適用される。クラスタ毎に大きな数のＬＥＤを使用することができるが、色を均一に混合するのが徐々により困難になるという欠点がある。前記のＬＥＤが線形アレーの場合、ＬＥＤのクラスタ間のピッチは、目標とする色の均一性を実現するのに光が十分に混合される前に必要なスペースの量に強い影響を有する。上述の既知のＲ対Ｇ対Ｂの割合が与えられると、光を十分混合するために必要な長さは、ＬＥＤのクラスタ間のピッチの３倍から４倍に達する。
しかし、上述の既知の割合のＲ対Ｇ対Ｂ＝１対１対１、又は、１対２対１では、発光パネルのエッジに角度効果が発生する。特に発光パネルのエッジ近辺と、発光パネル上の位置に依存する色の点に有害な色効果が発生する。ＬＥＤの発光パターンは、上述の角度効果に影響を与える。
【０００８】
本発明者は、使用されたＬＥＤのクラスタがそれらの発光波長に関して対称な場合に、これらの角度効果が実質的に減少することを認識した。発光エッジ区域に対して横方向に延びる発光パネルのエッジ区域は、ＬＥＤによって放射された光のための（正反射、及び／又は、拡散）鏡として作用する。ＬＥＤがその発光波長の観点からみて対称にクラスタ中に配置される場合、発光エッジ区域に対して横方向に延びる発光パネルのエッジ区域の鏡効果は実質的に減少する。
【０００９】
ＬＥＤがその発光波長の観点からみて対称にクラスタ中に配置されるということは、同じ発光波長のＬＥＤが仮想鏡面の両側に配置されることを意味する。ＬＥＤがクラスタ毎に奇数個ある場合、仮想鏡面はクラスタ中の中央のＬＥＤと交差する。
本発明に従った手段のおかげで、照射システムによって放射される光の分布の均一性が改善される。その結果、（画像）ディスプレイ装置のより均一な照明が得られる。
【００１０】
光源は、好ましくは青、緑、赤の発光ダイオードの対称なクラスタを有する。青、緑、赤は、（画像）ディスプレイ装置で使用される三原色である。好ましくは、高い光出力及び比較的広い発光パターンのＬＥＤが使用される。更に、光の混合を改善するために、好ましくは明白なローブの光を放射するＬＥＤが使用される。
好ましくは、発光ダイオードは、それぞれ少なくとも５ルーメンの光束を有する。高い出力のＬＥＤは、代替的にＬＥＤパワーパッケージと呼ばれる。
クラスタ毎のＬＥＤの数が少ないほど、照明システムの設計は、よりコンパクトにできる。
【００１１】
照明システムの好ましい実施形態は、以下のように特徴付けられる。
・各クラスタが、５個の発光ダイオードを有する。ここで、
・第１の発光波長を有する１個の発光ダイオードは、クラスタの中央に配置され、
・前記発光ダイオードは、第２の発光波長を有する２個の発光ダイオード間に配置され、
・前記２個の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオードが位置する。
【００１２】
Ｒ対Ｇ対Ｂ＝１対２対２、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝２対１対２、又は、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝２対２対１の割合で、クラスタ毎に５個のＬＥＤを有する照明システムを使用することが特に好ましい。一例として、本明細書に記載のクラスタの構成は、連続するＧＢＲＧＢ、ＲＧＢＧＲ、又は、ＲＢＧＢＲのＬＥＤである。そのようなＲ対Ｇ対Ｂ比率のクラスタは、クラスタ毎のＬＥＤの数が比較的少なく、ＬＥＤ出力の変動が容易に補償されるので好適である。これには、ＬＥＤ間に幾分大きな距離が選択できるという付加的な利点がある。
【００１３】
照明システムの代替実施形態には以下の特徴がある。
・各クラスタが、６個の発光ダイオードを有する。ここで
・第１の発光波長を有する２個の発光ダイオードは、クラスタの中央に配置され、
・上述の２個の発光ダイオードは、第２の発光波長を有する２個の発光ダイオード間に配置され、
・後者の２個の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオードが位置する。
例えば、クラスタが連続するＧＢＲＲＢＧ、ＲＧＢＢＧＲ、又は、ＢＲＧＧＲＢのＬＥＤを有し、Ｒ対Ｇ対Ｂの割合が２対２対２である、クラスタ毎に６個のＬＥＤを有する照明システムを使用するのが特に好ましい。
【００１４】
照明システムの更なる代替実施形態は以下の特徴を有する。
・各クラスタは、７個の発光ダイオードを有する。
・第１の発光波長を有する１個の発光ダイオードが、クラスタの中央に配置される。ここで
・上述の発光ダイオードは、第２の発光波長を有する２個の発光ダイオード間に配置され、
・上述の２個の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオードが位置し、
・後者の２個の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第１の発光波長を有する発光ダイオードが位置する。
【００１５】
Ｒ対Ｇ対Ｂ＝２対２対３、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝２対３対２、又は、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝３対２対２の比率で、クラスタ毎に７個のＬＥＤを有する照明システムを使用することは特に好ましい。一例として本明細書に記載のクラスタは、連続するＧＢＲＧＲＢＧ、ＲＧＢＲＢＧＲ、又は、ＢＧＲＢＲＧＲのＬＥＤを有する。
クラスタ毎に更に大きい数のＬＥＤが選択される場合、色があまりよく混合しないという事実の結果として、照明システムのエッジに色の周期的なパターンを形成することが可能となる。そのような周期性は、一般にクラスタ間のピッチに対応する。
【００１６】
一般に、各クラスタは整数のＬＥＤを有する。一般に、各クラスタが偶数のＬＥＤを有する場合、仮想鏡面は２つのＬＥＤ間に配置される。逆に各クラスタが奇数のＬＥＤを有する場合、仮想鏡面は一般に１つのＬＥＤの中心に配置され、すなわち、仮想鏡面はクラスタの中心の中央ＬＥＤと「交差」する。従って、仮想インタフェースがＬＥＤの２つのクラスタ間に延びると想像される。一般に、そのような仮想インタフェースは２つのＬＥＤの間に延び、これらのＬＥＤの一方は、１つのクラスタの一部を形成し、他方のＬＥＤは、他の隣接するクラスタの一部を形成する。照明システムの代替実施形態では、ＬＥＤの２つのクラスタ間の仮想インタフェースは１つのＬＥＤの中央に位置し、すなわち、２つのクラスタの仮想インタフェースが上述のＬＥＤと交差する。その結果、上述のＬＥＤの半分がＬＥＤの一方のクラスタの一部を形成し、上述のＬＥＤの残りの半分が他方のクラスタ、すなわち隣のＬＥＤのクラスタの一部を形成する。１つのＬＥＤが２つのクラスタによって共有されているので、クラスタの対称を保持しながらＬＥＤの数を減らすことができる。
【００１７】
インタフェースでＬＥＤを共有するＬＥＤクラスタの場合の重要な態様は、発光パネルのエッジに配置されたＬＥＤの半分だけが、発光パネルの光の生成に貢献するということである。これは、基本的に、このＬＥＤの半分だけがそのクラスタの一部を形成し、他のクラスタの場合のように、もう１つのクラスタによって共有されないという事実に帰する。発光パネルの光の生成に対するこの５０％の貢献は、発光パネルのエッジに配置されたＬＥＤの半分を遮蔽することによって、又は、上述のＬＥＤの光出力が通常の光出力の５０％であるような電流をこのＬＥＤに供給することによって簡単に実現される。
【００１８】
このように、照明システムの好ましい実施形態の特徴は、各クラスタが４個の発光ダイオードを有し、２つの隣り合うＬＥＤのクラスタが１個のＬＥＤを共有し、第１の発光波長を有する１個の発光ダイオードがクラスタの中心に配置され、上述の発光ダイオードが第２の発光波長を有する２個の発光ダイオード間に配置され、上述の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオードが位置し、第３の発光波長を有する発光ダイオードの半分が、隣接するＬＥＤクラスタの一部を形成することである。
【００１９】
Ｒ対Ｇ対Ｂ＝１対１対２、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝１対２対１、又は、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝２対１対１の比率で、クラスタ毎に４個のＬＥＤを有する照明システムを使用することが特に好ましい。一例として、本明細書に記載したクラスタは、連続するＧＢＲＢＧ、ＧＲＢＲＧ、ＲＧＢＧＲ、ＲＢＧＢＲ、ＢＧＲＢＧ、又は、ＢＲＧＲＢのＬＥＤを有する。これら全ての例において、最初と最後に記載のＬＥＤは隣接するクラスタの一部を形成し、発光パネルのエッジの最も近くに配置されたＬＥＤは、上述の方法により関連するクラスタに半分だけ貢献する。そのようなＲ対Ｇ対Ｂの比率のクラスタは、クラスタ毎のＬＥＤの数が比較的少なく、ＬＥＤの出力の変動が容易に補償されるので好ましい。これにより、ＬＥＤ間に幾分大きな距離が選択できるという付加的な利点が得られる。
【００２０】
従って、照明システムの代替実施形態の特徴は、各クラスタが５個の発光ダイオードを有し、ＬＥＤの２つの隣接するクラスタが１個のＬＥＤを共有し、第１の発光波長を有する２個の発光ダイオードがクラスタの中心に配置され、上述の発光ダイオードが第２の発光波長を有する２個の発光ダイオード間に配置され、後者の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオードが位置し、第３の発光波長を有する発光ダイオードの半分が隣接するＬＥＤクラスタの一部を形成することである。
【００２１】
Ｒ対Ｇ対Ｂ＝１対２対２、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝２対２対１、又は、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝２対１対２の比率で、クラスタ毎に５個のＬＥＤを有する照明システムを使用することが特に好ましい。一例として、本明細書に記載したクラスタは、連続するＲＢＧＧＢＲ、ＧＲＢＢＲＧ、又は、ＢＧＲＲＧＢのＬＥＤを有する。これら全ての例において、最初と最後に記載のＬＥＤは隣接するクラスタの一部を形成し、発光パネルのエッジの最も近くに配置されたＬＥＤは、上述の方法により関連するクラスタに半分だけ貢献する。
【００２２】
これに対して、照明システムの更なる代替実施形態は、クラスタ毎に６個のＬＥＤを有し、ＬＥＤの割合は、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝１対２対３、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝２対３対１、又は、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝３対２対１であり、あるいは、ＬＥＤの割合は、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝１対１対４、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝１対４対１、又は、Ｒ対Ｇ対Ｂ＝４対１対１である。前者の割合の一例として、本明細書に記載のクラスタは、連続するＲＧＢＧＢＧＲ、又は、ＲＢＧＧＧＢＲのＬＥＤを有する。後者の割合の一例として、本明細書に記載のクラスタは、連続するＲＧＧＢＧＧＲのＬＥＤを有する。これらの例の全てにおいて、最初と最後のＬＥＤは隣接するクラスタの一部を形成し、発光パネルのエッジの最も近くに配置されたＬＥＤは、関連するクラスタに対して、上述のような方法で半分貢献するだけである。
【００２３】
照明システムの興味ある代替実施形態において、２つの発光波長を組合せたＬＥＤが使用される。これは、例えば、青色ＬＥＤに緑色蛍光体を部分的に設けるか、緑色ＬＥＤに赤色蛍光体を部分的に設けるか、又は、青色ＬＥＤに赤色蛍光体を部分的に設けることによって実現される。このようにして、より少ないＬＥＤを使用してＬＥＤの対称クラスタを形成することができる。
これを実現するために、照明システムの実施形態は次の特徴を有する。
・発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する光源が、第１の発光波長を有する少なくとも１個の発光ダイオードと、それぞれ発光波長が異なる第２及び第３の発光波長の組合せを有する少なくとも１個の発光ダイオードとのクラスタを含む。ここで、
・クラスタに関連する仮想鏡面は、各クラスタの中央に位置し、
・クラスタ内の発光ダイオードは、仮想鏡面に対して垂直な方向に配列され、
・発光ダイオードは、発光ダイオードによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面に対して鏡面対称になる方法でクラスタ上に分布される。
【００２４】
照明システムの上述の実施形態において、好ましくは、各クラスタが３個の発光ダイオードを有する。
第１の発光波長を有する１個の発光ダイオードがクラスタの中央に位置する。
上述の発光ダイオードが、第２及び第３の発光波長の組合せを有する２個の発光ダイオードの間に配置される。
代替実施形態においては、第２及び第３の発光波長を有する１個の発光ダイオードがクラスタの中央に位置し、各側面に第１の発光波長を有する発光ダイオードが位置する。
クラスタ毎に３個のＬＥＤを使用して、ＬＥＤの対称クラスタを有する特にコンパクトな照明システムが得られる。
【００２５】
照明システムの上述の実施形態において、好ましくは、各クラスタが４個の発光ダイオードを有し、
・第１及び第２の発光波長の組合せを有する２個の発光ダイオードは、クラスタの中央に位置し、
・上述の発光ダイオードは、第１の発光波長を有する２個の発光ダイオードの間に配置される。
代替実施形態において、第３の発光波長を有する２個の発光ダイオードは、クラスタの中央に位置し、各側面に第１及び第２の発光波長の組合せを有する発光ダイオードが位置する。
クラスタ毎に４個のＬＥＤを使用して、ＬＥＤの対称クラスタを有する非常にコンパクトな照明システムが得られる。
【００２６】
照明システムの上述の実施形態において、好ましくは、各クラスタが５個の発光ダイオードを有し、
・第１及び第２の発光波長の組合せを有する１個の発光ダイオードは、クラスタの中央に位置し、
・上述の発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２個の発光ダイオードの間に配置され、
・上述の２個の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第１及び第２の発光波長の組合せを有する発光ダイオードが位置する。
【００２７】
代替実施形態において、第３の発光波長を有する発光ダイオードは、第１及び第２の発光波長の組合せを有する２個の発光ダイオード間のクラスタの中央に配置され、上述の２個の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第１の発光波長を有する発光ダイオードが位置する。
クラスタ毎に５個のＬＥＤを使用して、ＬＥＤの対称クラスタを有するコンパクトな照明システムが得られる。
ＬＥＤの２つのクラスタ間の仮想インタフェースが１つのＬＥＤの中心に位置する照明システムの上述の代替実施形態において、クラスタ毎のＬＥＤ数を更に減らすことが可能である。
【００２８】
すなわち、照明システムの好ましい実施形態の特徴は、各クラスタが２個の発光ダイオードを有し、２つの隣接するＬＥＤクラスタが１個のＬＥＤを共有し、第１の発光波長を有する１個の発光ダイオードがクラスタの中央に位置し、上述の発光ダイオードが第２及び第３の発光波長の組合せを有する２個の発光ダイオードの間に配置され、第２及び第３の発光波長の組合せを有する発光ダイオードの半分が、隣接するＬＥＤクラスタの一部を形成することである。この逆の場合には、第２及び第３の発光波長の組合せを有する１個の発光ダイオードがクラスタの中央に位置し、上述の発光ダイオードは、第１の発光波長を有する２個の発光ダイオードの間に配置される。後者の場合、第１の発光波長を有する発光ダイオード（の半分）が、隣接するクラスタの一部を形成する。
【００２９】
それに対して、照明システムの代替実施形態の特徴は、各クラスタが３個の発光ダイオードを有し、２つの隣接するＬＥＤクラスタが１個のＬＥＤを共有し、第１の発光波長を有する２個の発光ダイオードがクラスタの中央に位置し、上述の２個の発光ダイオードが、第２及び第３の発光波長の組合せを有する２個の発光ダイオードの間に配置され、第２及び第３の発光波長の組合せを有する発光ダイオードの半分が、隣接するＬＥＤクラスタの一部を形成することである。この逆の場合には、第２及び第３の発光波長の組合せを有する２個の発光ダイオードがクラスタの中央に位置し、上述の２個の発光ダイオードが、第１の発光波長を有する２個の発光ダイオードの間に配置される。後者の場合、第１の発光波長を有する２個の発光ダイオード（の半分）が、隣接するクラスタの一部を形成する。
【００３０】
それに対して、照明システムの更なる代替実施形態の特徴は、各クラスタが４個の発光ダイオードを有し、２つの隣接するＬＥＤクラスタが１個のＬＥＤを共有し、第１の発光波長を有する３個の発光ダイオードがクラスタの中央に位置し、上述の３個の発光ダイオードが第２及び第３の発光波長の組合せを有する２個の発光ダイオードの間に配置され、第２及び第３の発光波長の組合せを有する発光ダイオードの半分が、隣接するＬＥＤクラスタの一部を形成することである。この逆の場合は、第２及び第３の発光波長の組合せを有する３個の発光ダイオードがクラスタの中央に位置し、上述の３個の発光ダイオードが、第１の発光波長を有する２個の発光ダイオードの間に配置される。後者の場合、第１の発光波長を有する２個の発光ダイオード（の半分）が、隣接するクラスタの一部を形成する。
【００３１】
本発明の目的は、以下のような点で代替的に達成される。
・照明システムが、第１の発光パネルと第２の発光パネルとを含み、上述の第１及び第２の発光パネルは、少なくとも互いに実質的に平行に配置される。
・第１の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する光源が、第１の発光波長を有する複数の発光ダイオードを含む。
・第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する光源が、第２及び第３の発光波長を有する少なくとも２個の発光ダイオードから成るクラスタを含む。ここで
・クラスタに関連する仮想鏡面は、各クラスタの中央に位置し、
・クラスタの発光ダイオードは、仮想鏡面と垂直な方向に配置され、
・発光ダイオードは、発光ダイオードによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面に対して鏡面対称になる方法でクラスタ上に分布され、
・第１、第２、及び、第３の発光波長は異なっている。
【００３２】
照明システムに１つよりも多い発光パネルを適用する利点は、第１の発光パネルの光伝達エッジ区域が発光波長の異なる（最大で）２個のＬＥＤと関連付けられ、第２の発光パネルの光伝達エッジ区域が１個又は（最大で）２個のＬＥＤに関連付けられることである。３個の異なる色のＬＥＤが発光パネルの光伝達エッジ区域と関連付けられる場合、ＬＥＤから発生する光を十分に混合するために比較的より多くの空間が必要である。最大で２種類のＬＥＤから発生する光を一方の発光パネルに結合させ、最大で２種類のＬＥＤから発生する光を他方の発光パネルに結合させることによって、光を混合するのに必要な空間が十分に減少する。
複式の光パネルを使用する更なる利点は、各パネルの光出力及び光分布が別々に作用を受けることができることである。
第１の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する光源は、好ましくは複数の緑色の発光ダイオードを有し、第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する光源は、好ましくは青と赤の発光ダイオードの対称クラスタを有する。
【００３３】
照明システムの好ましい実施形態は、以下のように特徴付けられる。
・各クラスタが３個の発光ダイオードを有し、ここで
・第２の発光波長を有する１個の発光ダイオードは、クラスタの中央に位置し、
・上述の発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２個の発光ダイオードの間に配置される。
第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随するＬＥＤ数の比率が１対２で、クラスタ毎に３個のＬＥＤを有する照明システムの使用が特に好ましい。一例として、ＧのＬＥＤだけが第１の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随すると、連続するＢＲＢ又はＲＢＲのクラスタは、第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する。
２つのＬＥＤクラスタ間の仮想インタフェースが１つのＬＥＤの中心に配置された上述の照明システムの代替実施形態では、クラスタ毎のＬＥＤの数を更に減らすことができる。
【００３４】
このように、照明システムの好ましい実施形態の特徴は、各クラスタが２個の発光ダイオードを有し、２つの隣接するクラスタが１個のＬＥＤを共有し、第２の発光波長を有する１個の発光ダイオードは、クラスタの中央に位置し、上述の発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２個の発光ダイオード間に配置され、第３の発光波長を有する発光ダイオードの半分は、隣接するＬＥＤクラスタの一部を形成することである。この逆の場合は、第３の発光波長を有する１個の発光ダイオードがクラスタの中央に位置し、上述の発光ダイオードは、第２の発光波長を有する２個の発光ダイオード間に配置される。後者の場合、第２の発光波長を有する発光ダイオード（の半分）は、隣接するクラスタの一部を形成する。
【００３５】
代替実施形態において、第１及び第２の発光パネルには、両方とも３個のＬＥＤから成るクラスタが設けられる。一例として、連続するＧＢＧのＬＥＤのクラスタは、第１の発光パネルに付随し、連続するＲＧＲのＬＥＤのクラスタは、第２の発光パネルに付随する。このようにして、ＬＥＤの全数の間の１対２対３の比率が達成できる。更なる実施例においては、連続するＧＢＧのＬＥＤのクラスタは、第１の発光パネルに付随し、連続するＲＢＲのＬＥＤのクラスタは、第２の発光パネルに付随する。このようにして、ＬＥＤの全数の間の１対１対１の比率が達成できる。
【００３６】
照明システムの代替実施形態は、以下のように特徴付けられる。
・各クラスタが、４個の発光ダイオードを有し、
・第２の発光波長を有する２個の発光ダイオードは、クラスタの中央に位置し、
・上述の発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２個の発光ダイオードの間に配置される。
第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随するＬＥＤ数の比率が２対２で、クラスタ毎に４個のＬＥＤを有する照明システムの使用が特に好ましい。一例としてＧのＬＥＤだけが第１の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する場合、連続するＢＲＲＢ又はＲＢＢＲのクラスタは、第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する。
【００３７】
照明システムの更なる代替実施形態は、以下の特徴を有する。
・各クラスタが、５個の発光ダイオードを有し、
・第３の発光波長を有する１個の発光ダイオードは、クラスタの中央に位置し、
・上述の発光ダイオードは、第２の発光波長を有する２個の発光ダイオード間に配置され、
・上述の２個の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオードが位置する。
第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随するＬＥＤ数の比率が２対３で、クラスタ毎に５個のＬＥＤを有する照明システムの使用が特に好ましい。一例としてＧのＬＥＤだけが第１の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する場合、連続するＢＲＢＲＢ又はＲＢＲＢＲのクラスタは、第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する。
【００３８】
照明システムの更なる代替実施形態は、以下の特徴を有する。
・各クラスタが、５個の発光ダイオードを有し、
・第２の発光波長を有する１個の発光ダイオードは、クラスタの中央に位置し、
・上述の発光ダイオードは、第３の発光波長を有する２個の発光ダイオードの間に配置され、
・上述の２個の発光ダイオードの各々には、クラスタの中央から離れる方向に向く側面に第３の発光波長を有する発光ダイオードが位置する。
第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随するＬＥＤ数の比率が１対４で、クラスタ毎に５個のＬＥＤを有する照明システムの使用が特に好ましい。一例としてＧのＬＥＤだけが第１の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する場合、連続するＢＢＲＢＢ又はＲＲＢＲＲのクラスタは、第２の発光パネルの光伝達エッジ区域に付随する。
照明システムの代替実施形態では、発光パネルに付随する色が相互交換される。
【００３９】
ＬＥＤによって放射される光の量は、発光ダイオードの光束を変化させることによって調整される。光束の調整は、一般にエネルギ効率が良い方法で行われる。例えば、ＬＥＤは、効率を著しく低下させないで減光することができる。好ましくは、発光ダイオードによって放射される光の強さは、ディスプレイ装置によって表示される画像の照明レベルに応じて、又は、周辺光のレベルに応じて可変である。好ましくは、ディスプレイ装置によって表示される画像の色の点は、照明システムによって判断される。それによって、ディスプレイ装置によって表示される画像の（例えば、明暗の）（改良された）ダイナミック・レンジが得られる。
本発明に従う手段により、照明システムによって放射された光はより均一に分布される。その結果、（画像）ディスプレイ装置のより均一な照明が得られる。更に、本発明による照明システムは、同じ光均一性を有する（横方向に）よりコンパクトな照明システムを得ることを可能にする。
【００４０】
照明システムの更なる代替実施形態では、特定の発光波長を有するＬＥＤは別にして、蛍光体を備えたＬＥＤが使用され、その結果、ＬＥＤによって放射される光の発光は、上述の蛍光体によって異なる目標とする発光波長を有する光に変換される。他の色を生成するために、赤色ＬＥＤと蛍光ＬＥＤとの組合せを特に好適に使用することができる。
好ましくは、各発光ダイオードは、少なくとも５ルーメンの光束を有する。そのような高出力を有するＬＥＤはまた、ＬＥＤパワーパッケージとも呼ばれる。このような高効率高出力ＬＥＤを使用することは、目標とする比較的高い光出力においてＬＥＤの数が比較的少なくなるという特別な利点がある。これは、製造される照明システムのコンパクト性及び効率性にとってプラスの効果がある。
【００４１】
ＬＥＤを使用すると、動的な照明の可能性が得られるという別の利点がある。この目的のために、光源から作動中に放射される光の光学特性を計測するセンサが、光伝達エッジ区域に好適に位置する。異なる種類のＬＥＤが組み合わされ、及び／又は、異なる色のＬＥＤが使用される場合、例えば照明システムが目標とする色温度の白色光を放射することを可能にするなどの、望ましい方法で色を混合することが可能となる。更に、ディスプレイ装置の条件とは関係なく、色変化をもたらすことができる。
【００４２】
空間を節約するために、光パネルは、好ましくは前後に配置される。発光パネルの前壁又は好ましくは後壁には、光をパネルの外に結合する手段が設けられる。光を結合するこれらの手段は、代替的に結合部材と呼ばれる。それ自体公知のこれらの手段は、変形（のパターン）を含む。上述の手段は、反射、散乱、及び／又は、屈折によって光を発光パネルの外に結合する。一般に、光を結合する手段は、関連する発光パネルの後壁上に非均一に分布され、すなわち、それらは所定の勾配で設けられ、光を関連する発光パネルの外にできるだけ均一に結合させる。
【００４３】
ディスプレイ装置の最も近くに位置する第１の発光パネルは、ディスプレイ装置から離れる方向を向く第１の発光パネルの側に位置する第２の発光パネルから発生した光を通過させる。代替実施形態において、第２の発光パネルは、第１の発光パネルとディスプレイ装置との間に配置される。
光伝達エッジ区域が、第１及び第２の発光パネルの反対側に交互に位置する場合は特に好ましい。これは、勾配が同じ（しかし、逆の）方向に延びるので、発光パネルの外に光を結合する手段の分布の勾配から発生する光のあらゆる影響を補償することを可能にする。これは、３個の直列に配置された発光パネルに対して同じように達成することができる。
【００４４】
好ましくは、照明システムは、発光ダイオードの光束を変えるための制御用電子装置を含む。適切な制御電子装置は、目標とする色温度効果を達成することを可能にする。それは、制御電子装置が例えば周辺光の色温度を計測するセンサによって、又は、例えば（パーソナル）コンピュータのビデオカードによって、及び／又は、コンピュータプログラムのドライブソフトウエアによってアセンブリのユーザによって影響を受ける可能性がある場合には特に好ましい。
【００４５】
本発明による照明システムの更なる好ましい実施形態では、ＬＥＤのクラスタは、第１、第２、及び、第３の発光波長の必要数の発光ダイオードを包含し、仮想鏡面の鏡面対称を示す、マルチチップ・パッケージとして形成される。従って、好ましくは、ディスプレイ装置には、マルチチップ・パッケージのＬＥＤクラスタが設けられる。これには、色の混合がチップ・パッケージ内部で既に始まっており、発光パネル内の混合に対して改善された効果を有するという利点がある。従って、発光パネル面上の色の混合、及び、光の均質性の両方が改善される。
本発明の上記及び他の態様は、以下に説明する実施形態から明白になり、また、それらを参照して明解になる。
【００４６】
（発明を実施するための最良の形態）
図は、純粋に図式的なものであり縮尺に従わないで描かれている。特に理解しやすいように著しく寸法を誇張した部分もある。図において可能な場合には、同じ参照番号は常に同じ部分を表している。
図１は、本発明による照明システムの実施形態の断面図である。照明システムは、光伝達材料の発光パネル１を有する。パネル１は、例えば、合成樹脂、アクリル、ポリカーボネート、「Ｐｅｒｓｐｅｘ」などのｐｐｍａ、又は、ガラスで作られる。作動中、光は、全内部反射の影響の下でパネル１を通して搬送される。パネル１は、前壁２とこの前壁の反対側の後壁３とを有する。前壁２と後壁３との間にエッジ区域４及び５がある。図１に示された例では、４で参照されたエッジ区域は光伝達性であり、少なくとも１つの光源６がそれに付随する。作動中、光源６で発生した光は、光伝達エッジ区域４及び１４に入射し、パネル１で拡散する。
照明システムの代替実施形態では、参照番号５を有するエッジ区域もまた光を伝達し、更なる光源がそれに付随する。
【００４７】
本発明により、第１、第２、及び、第３の発光波長を有するＬＥＤのクラスタは、光伝達エッジ区域と関連付けられ（図２Ａ、２Ｂ、及び、２Ｃを参照）、ＬＥＤは、クラスタに関連する仮想鏡面に関して対称に配置される。
発光パネル１は、作動中、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置２５などのディスプレイ装置の方向に光を放射する。この目的のために、発光パネル１の後壁３には、光を発光パネル１の外に結合する手段（図１には示されていない）が設けられる。これらの手段は変形（のパターン）を有し、例えばスクリーン印刷されたドット、ウエッジ、及び／又は、リッジを含む。それらの手段は、例えば印刷、加圧成形、エッチング、スクライビング、又は、サンドブラストによってパネル１の後壁に設けられる。代替実施形態では、発光パネルの前壁に変形がもたらされる。これらの手段は、反射、拡散、及び／又は、屈折によって発光パネル１の外に光を結合する。光を結合する手段は、関連する発光パネルの後壁上にほぼ非均一に分布され、すなわち、それらは所定の勾配で設けられ、光を関連する照明システムの外に可能な限り均一に結合させる。
光を結合する手段は、２次的な光源としての役目をする。特定の光学システムがこの２次的な光源に付随させることができ、その光学システムは、例えば後壁２（図１には図示されていない）上に設けられる。この光学システムは、例えば広帯域の光ビームを生成するのに使用することができる。
【００４８】
光源６は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する（同じく図２Ａ、２Ｂ、及び、２Ｃを参照）。一般に、ＬＥＤの光源の明るさは、蛍光灯の何倍も大きい。更に、ＬＥＤが使用されると、光がパネルの中に結合される効率は、蛍光灯の場合よりも高い。ＬＥＤを光源として使用することには、ＬＥＤが合成樹脂材料製のパネルと接触し得るという利点がある。ＬＥＤは、発光パネル１の方向に熱を殆ど放出せず、有害な（ＵＶ）放射線を放射しない。ＬＥＤを使用すると、ＬＥＤから発生した光をパネルの中に結合する手段が不要になるという付加的な利点がある。ＬＥＤの使用は、好ましくは、よりコンパクトな照明システムをもたらす。
【００４９】
発光パネル１から発生する光の更なる混合をもたらすオプションの（偏光）拡散器２１と反射拡散器２２とが図１に示されている。図１は、更に、参照番号２５を有するディスプレイ装置、好ましくはＬＣＤパネルを非常に図式的に示す。発光パネル１、光源６、拡散器２１、ディスプレイ装置２５、及び、ハウジング２８のアセンブリは、例えば（ビデオ）画像を表示するディスプレイ装置を形成する。
【００５０】
図１において、発光パネル１には、作動時に光源６から発生する光の光学特性を計測するセンサ１０が更に設けられる。このセンサ１０は、光源６の光束を適切に適合させるための制御電子装置（図１には示されていない）に結合される。センサ１０と制御電子装置とによって、発光パネル１の外に結合された光の質及び量に影響を与えるのに使用されるフィードバック機構を形成することができる。
図１に示された例において、ＬＥＤは、光伝達エッジ区域４と接触する。１’で示される発光パネル１の第１の部分は、ＬＥＤから発生する光を混合するために使用される。
【００５１】
図２Ａは、図１に示された照明システムの実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、発光パネル１の光伝達エッジ区域４に付随する光源は、５個のＬＥＤである６Ｇ、６Ｂ、６Ｒ、６Ｂ’、６Ｇ’、及び、６Ｇ、６Ｂ、６Ｒ、６Ｂ’、６Ｇ’、及び、．．．のクラスタＣを有する。この５個のＬＥＤは、それぞれ波長が異なる第１、第２、及び、第３の発光波長を有するＬＥＤによって形成されるグループから選択される。図２Ａに示す例では、ＬＥＤは、作動時に赤（Ｒ）、青（Ｂ）、及び、緑（Ｇ）の光を放射する。クラスタに関連する仮想鏡面Ｓは、各クラスタＣの中央に位置する。クラスタＣのＬＥＤは、仮想鏡面Ｓに対して垂直な方向に配置される。ＬＥＤは、ＬＥＤから放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓに対して鏡面対称になる方法でクラスタＣ上に分布される。図２Ａの例では、１個のＬＥＤ６Ｒが、クラスタＣの中央に位置する。仮想鏡面Ｓは、このＬＥＤ６Ｒの幾何学的中心に位置する。上述のＬＥＤ６Ｒは、２個のＬＥＤ６Ｂ及び６Ｂ’間に配置される。上述の各ＬＥＤには、鏡面Ｓから離れる方向に向くクラスタＣの側面にＬＥＤ６Ｇ及び６Ｇ’が位置する。この例では、クラスタＣは、ＧＢＲＢＧのＬＥＤのシーケンスを有する。代替実施形態では、異なるシーケンスが使用される。
【００５２】
図２Ｂは、図１に示された照明システムの代替実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、発光パネル１の光伝達エッジ区域４に付随する光源は、６個のＬＥＤである１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｒ、１６Ｒ’、１６Ｂ’、１６Ｇ、及び、１６Ｇ、１６Ｂ、１６Ｒ、１６Ｒ’、１６Ｂ’、１６Ｇ’、及び、．．．のクラスタＣ’を有する。上述の６個のＬＥＤは、それぞれ波長が異なる第１、第２、及び、第３の発光波長を有するＬＥＤによって形成されるグループから選択される。図２Ｂに示す例では、ＬＥＤは、作動時に赤（Ｒ）、青（Ｂ）、及び、緑（Ｇ）の光を放射する。各クラスタＣ’の中央に、上述のクラスタに関連する仮想鏡面Ｓ’がある。クラスタＣ’のＬＥＤは、仮想鏡面Ｓ’に対して垂直な方向に配置される。ＬＥＤは、ＬＥＤから放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓ’に対して鏡面対称になる方法でクラスタＣ’上に分布される。図２Ｂの例では、２個のＬＥＤ１６Ｒ及び１６Ｒ’がクラスタＣ’の中央に位置する。仮想鏡面Ｓ’は、これらの２個のＬＥＤ１６Ｒと１６Ｒ’との間に位置する。上述のＬＥＤ１６Ｒ及び１６Ｒ’は、２個のＬＥＤ１６Ｂと１６Ｂ’との間に配置される。後者の２個のＬＥＤの各々には、鏡面Ｓ’から離れる方向に向くクラスタＣ’の側面にＬＥＤ１６Ｇ及び１６Ｇ’が位置する。この例では、クラスタＣ’は、ＬＥＤのＧＢＲＲＢＧのシーケンスを有する。代替実施形態では、他のシーケンスが使用される。
【００５３】
図２Ｃは、図１に示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、発光パネル１の光伝達エッジ区域４に付随する光源は、７個のＬＥＤである２６Ｇ’、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｒ’、２６Ｂ、２６Ｇ’’、及び、２６Ｇ’、２６Ｂ、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｒ’、２６Ｂ’、２６Ｇ’’、及び、．．．のクラスタＣ’’を有する。上述の７個のＬＥＤは、それぞれ波長が異なる第１、第２、及び、第３の発光波長を有するＬＥＤによって形成されるグループから選択される。図２Ｃに示す例では、ＬＥＤは、作動時に緑（Ｇ）、赤（Ｒ）、及び、青（Ｂ）の光を放射する。各クラスタＣ’’の中央には、上述のクラスタに関連する仮想鏡面Ｓ’’がある。クラスタＣ’’のＬＥＤは、仮想鏡面Ｓ’’に対して垂直な方向に配置される。ＬＥＤは、ＬＥＤから放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓ’’に対して鏡面対象になる方法でクラスタＣ’’上に分布される。図２Ｃの例では、ＬＥＤ２６ＧがクラスタＣ’’の中央に位置する。仮想鏡面Ｓ’’は、このＬＥＤ２６Ｒの幾何学的中心に位置する。このＬＥＤ２６Ｒは、２個のＬＥＤ２６Ｒと２６Ｒ’との間に配置される。これらのＬＥＤの各々には、鏡面Ｓ’’から離れる方向に向くクラスタＣ’’の側面にＬＥＤ２６Ｂ及び２６Ｂ’が位置する。後者の各ＬＥＤには、鏡面Ｓ’’から離れる方向に向く側面にＬＥＤ２６Ｇ’及び２６Ｇ’’が位置する。この例では、クラスタＣ’’は、ＬＥＤのＧＢＲＧＲＢＧのシーケンスを有する。代替実施形態では、他のシーケンスが使用される。
【００５４】
図３Ａは、本発明による照明システムの代替実施形態を含むディスプレイ装置の断面図である。照明システムは、光伝達材料の発光パネル１０１及び１１１を有する。光は、作動時に全内部反射の影響の下でパネル１０１及び１１１を通って搬送される。パネル１０１及び１１１は、前壁１０２及び１１２とこの前壁の反対側の後壁１０３及び１１３とを有する。エッジ区域１０４及び１１４と１０５及び１１５とは、前壁１０２及び１１２と後壁１０３及び１１３との間に位置する。図３に示される例において、参照番号１０４及び１１４を有するエッジ区域は光伝達性であり、少なくとも１つの光源１０６及び１１６がそれに付随する。作動中は、光源１０６及び１１６から発生した光が光伝達エッジ区域１０４及び１１４に入射し、パネル１０１及び１１１に拡散する。
【００５５】
上述の代替実施形態に従うと、照明システムは、第１の発光パネル１０１と第２の発光パネル１１１とを有し、これらのパネル１０１及び１１１は、少なくとも互いに実質的に平行になるように一列に配置される（図３Ｂも参照）。作動時に、発光パネル１０１及び１１１は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置１２５であるディスプレイ装置の方向に光を放射する。この目的のために、各発光パネル１０１及び１１１の後壁１０３及び１１３には、光を発光パネル１０１及び１１１の外に結合する手段（図３Ａには示されていない）が設けられる。
【００５６】
第１の発光パネルから発生する光は、ディスプレイ装置に到達するために、第２の発光パネルを通って伝播することに注意すべきである。第２の、必要があれば第３の発光パネルの透過は、ディスプレイ装置の位置での光の混合に影響する。好ましくは、光を結合する手段は、発光パネル内の散漫に伝達可能な結合部材を含み、その結合部材は、例えば関連する発光パネルの後壁の表面を粗くすることによって準備される。更に、好ましくは、発光パネル上の上述の結合部材の分布の変化は、反対方向に向けられる。換言すれば、関連する発光パネルの外に光が結合される程度を判断するための結合係数は、第１の発光パネルでは特定の方向に高くなり、第２の発光パネルではその同じ方向に低くなる。
【００５７】
光がディスプレイ装置の位置において十分に混合される（光の目標とする色温度及び色表現を設定するように）のを確実にするために、好ましくは、発光パネル内の結合部材の分布の勾配が合わせられる。一般に、第２の発光パネルの結合部材は、第１の発光パネルから発生する光の通過に影響を及ぼし、すなわち、それを減衰することになる。これは、適切な方法、例えば第１の発光パネルの結合部材の分布及び／又は密度を適合させることにより、第１の発光パネルの外に結合された光に影響を与えるか又は増加することによって補償することができる。一般に、反復処理を使用して、発光パネルによる光伝達の調節が改善されることになる。
【００５８】
ディスプレイ装置１２５に最も近い１１１で参照される発光パネルは、ディスプレイ装置１２５から離れる方向に向く発光パネル１１１の側面に位置する１０１で参照される発光パネルから発生する光の通過を可能にする。図３Ａに示す例において、光伝達エッジ区域１０４及び１１４は、第１及び第２の光伝達パネル１０１及び１１１の反対側面上に位置する。このようにして、勾配が同じ（しかし、逆の）方向に延びるために、発光パネル１０１及び１１１の外に光を結合する手段の分布の勾配から発生する光のあらゆる影響が補償される。
光源１０６及び１１６は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む（図３Ｂも参照）。
【００５９】
図３Ａは、発光パネル１０１及び１１１から発生する光の混合を更にもたらすオプションの（偏光）拡散器１２１と反射拡散器１２２とを示す。図３Ａはまた、参照番号１２５を有するディスプレイ装置、好ましくはＬＣＤパネルを非常に図式的に示す。パネル１０１及び１１１、光源１０６及び１１６、拡散器１２１、ディスプレイ装置１２５、及び、ハウジング１２８のアセンブリは、例えば（ビデオ）画像を表示するディスプレイ装置を形成する。
【００６０】
図３Ａにおいて、各発光パネル１０１及び１１１には、更に作動時に光源１０６及び１１６によって放射された光の光学特性を計測するセンサ１１０及び１２０が設けられる。このセンサ１１０及び１２０は、光源１０６及び１１６の光束を適切に適合させるために制御電子装置（図３Ａには示されていない）に結合される。センサ１１０及び１２０と制御電子装置とにより、発光パネル１０１及び１１１の外に結合された光の質及び量に影響を与えるのに使用されるフィードバック機構を形成することができる。
図３Ａに示された例では、ＬＥＤは、光伝達エッジ区域１０４及び１１４と接触する。１０１’及び１１１’で参照される発光パネル１０１及び１１１の第１の部分は、ＬＥＤから発生する光を混合するために使用される。照明システムの代替実施形態では、光は、好ましくは空気が充填された別の光混合チャンバで混合される。
【００６１】
図３Ｂは、図３Ａに示された照明システムの実施形態の詳細を示す非常に図式的な透視図である。ＬＥＤの対称クラスタ１０６Ｇ、１０６Ｇ’、１０６Ｇ’’、．．．と、１１６Ｂ、１１６Ｒ、１１６Ｂ’とは、光伝達エッジ区域１０４及び１１４を通してパネル１０１及び１１１の中に光を結合する。
図３Ｂに示される例では、第１の発光波長を有するＬＥＤ、すなわち緑色ＬＥＤ１０６Ｇ、１０６Ｇ’、及び、１０６Ｇ’’は、第１の光伝達パネル１０１に付随する。第１の光伝達パネル１０１に付随するＬＥＤの波長とは異なる発光波長を有するＬＥＤ、すなわち青色及び赤色ＬＥＤ１１６Ｂ、１１６Ｒ、及び、１１６Ｂ’は、第２の光伝達パネル１１１に付随する。光が発光パネル１０１及び１１１によって適切に混合される場合は、ディスプレイ装置２５が白色光で照明されることが達成される。ＬＥＤを適切に作動させることにより、ディスプレイ装置１２５上に入射する光の光レベル及び／又は色温度を調節することができる。
【００６２】
図４Ａは、図３Ａに示された照明システムの実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、第２の発光パネル１１１の光伝達エッジ区域１１４に付随する光源は、３個のＬＥＤ１１６Ｂ、１１６Ｒ、１１６Ｂ’、及び、１１６Ｂ、１１６Ｒ、１１６Ｂ’、．．．のクラスタＣ２を有する。これらの３個のＬＥＤは、発光波長が互いに異なり、また、第１の発光パネル１０１の光伝達エッジ区域１０４に付随するＬＥＤの発光波長とも異なる、第２及び第３の発光波長を有するＬＥＤによって形成されるグループから選択される。図４Ａの例において、第２の発光パネル１１１の光伝達エッジ区域１１４に付随するＬＥＤは、作動時に赤（Ｒ）及び青（Ｂ）の光を放射する。各クラスタＣ２の中央には、このクラスタに関連する仮想鏡面Ｓ２がある。クラスタＣ２のＬＥＤは、仮想鏡面Ｓ２に対して垂直な方向に配置される。これらのＬＥＤは、ＬＥＤによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓ２に対して鏡面対象になる方法で、クラスタＣ２上に配置される。図４Ａの例において、１個のＬＥＤ１１６Ｇは、クラスタＣ２の中央に位置する。仮想鏡面Ｓ２は、このＬＥＤ１１６Ｇの幾何学的中心に位置する。このＬＥＤ１１６Ｇは、２個のＬＥＤ１１６Ｂと１１６Ｂ’との間に配置される。この例において、クラスタＣ２は、ＢＲＢのＬＥＤシーケンスを有する。代替実施形態では、異なるシーケンスが使用される。
【００６３】
図４Ｂは、図３Ａに示された照明システムの代替実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、第２の発光パネル１１１の光伝達エッジ区域１１４に付随する光源は、４個のＬＥＤ１２６Ｂ、１２６Ｒ、１２６Ｒ’、１２６Ｂ’、及び、１２６Ｂ、１２６Ｒ、１２６Ｒ’、１２６Ｂ’、．．．のクラスタＣ’２を有する。これらの４個のＬＥＤは、発光波長が互いに異なり、また、第１の発光パネル１０１の光伝達エッジ区域１０４に付随するＬＥＤの発光波長とも異なる、第２及び第３の発光波長を有するＬＥＤによって形成されるグループから選択される。図４Ｂの例において、第２の発光パネル１１１の光伝達エッジ区域１１４に付随するＬＥＤは、作動時に赤（Ｒ）及び青（Ｂ）の光を放射する。各クラスタＣ２’の中央には、このクラスタに関連する仮想鏡面Ｓ２’がある。クラスタＣ２’のＬＥＤは、仮想鏡面Ｓ２’に対して垂直な方向に配置される。これらのＬＥＤは、ＬＥＤによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓ２’に対して鏡面対象になる方法で、クラスタＣ２’上に配置される。図４Ｂの例において、２個のＬＥＤ１２６Ｒ及び１２６Ｒ’は、クラスタＣ２’の中央に位置する。仮想鏡面Ｓ２’は、これらのＬＥＤ１２６Ｒ及び１２６Ｒ’の間に位置する。これらのＬＥＤ１２６Ｒ及び１２６Ｒ’は、２個のＬＥＤ１２６Ｂ及び１２６Ｂ’の間に配置される。この例において、クラスタＣ２’は、ＢＲＲＢのＬＥＤシーケンスを有する。代替実施形態では、他のシーケンスが使用される。
【００６４】
図４Ｃは、図３Ａに示された照明システムの実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、第２の発光パネル１１１の光伝達エッジ区域１１４に付随する光源は、５個のＬＥＤ１３６Ｂ’、１３６Ｒ、１３６Ｂ、１３６Ｒ’、１３６Ｂ’’、及び、１３６Ｂ’、１３６Ｒ、１３６Ｂ、１３６Ｒ’、１１６Ｂ’’、．．．のクラスタＣ２’’を有する。これらの５個のＬＥＤは、発光波長が互いに異なり、また、第１の発光パネル１０１の光伝達エッジ区域１０４に付随するＬＥＤの発光波長とも異なる、第２及び第３の発光波長を有するＬＥＤによって形成されるグループから選択される。図４Ｃの例において、第２の発光パネル１１１の光伝達エッジ区域１１４に付随するＬＥＤは、作動時に赤（Ｒ）及び青（Ｂ）の光を放射する。各クラスタＣ２’’の中央には、そのクラスタに関連する仮想鏡面Ｓ２’’がある。クラスタＣ２’’のＬＥＤは、仮想鏡面Ｓ２’’に対して垂直な方向に配置される。これらのＬＥＤは、ＬＥＤによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓ２’’に対して鏡面対象になる方法で、クラスタＣ２’’上に配置される。図４Ｃの例において、１個のＬＥＤ１３６Ｂは、クラスタＣ２’’の中央に位置する。仮想鏡面Ｓ２’’は、このＬＥＤ１３６Ｂの幾何学的中心に位置する。このＬＥＤ１３６Ｂは、２個のＬＥＤ１３６Ｒ及び１３６Ｒ’の間に配置される。これらのＬＥＤの各々には、鏡面Ｓ’’から離れる方向に向くクラスタＣ’’の側面にＬＥＤ１３６Ｂ’及び１３６Ｂ’’が位置する。この例において、クラスタＣ２’’は、ＢＲＢＲＢのＬＥＤシーケンスを有する。代替実施形態では、他のシーケンス、例えば連続するＲＢＢＢＲのＬＥＤを有する５個のＬＥＤのクラスタが使用される。
【００６５】
図４Ｄは、図３Ａに示された照明システムの実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、第２の発光パネル１１１の光伝達エッジ区域１１４に付随する光源は、５個のＬＥＤ１４６Ｂ’’、１４６Ｂ、１４６Ｒ、１４６Ｂ’、１４６Ｂ’’’、及び、１４６Ｂ’’、１４６Ｂ、１４６Ｒ、１４６Ｂ’、１４６Ｂ’’’、．．．のクラスタＣ２’’’を有する。これらの５個のＬＥＤは、発光波長が互いに異なり、また、第１の発光パネル１０１の光伝達エッジ区域１０４に付随するＬＥＤの発光波長とも異なる、第２及び第３の発光波長を有するＬＥＤによって形成されるグループから選択される。図４Ｄの例において、第２の発光パネル１１１の光伝達エッジ区域１１４に付随するＬＥＤは、作動時に赤（Ｒ）及び青（Ｂ）の光を放射する。各クラスタＣ２’’’の中央には、そのクラスタに関連する仮想鏡面Ｓ２’’’がある。クラスタＣ２’’’のＬＥＤは、仮想鏡面Ｓ２’’’に対して垂直な方向に配置される。これらのＬＥＤは、ＬＥＤによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓ２’’’に対して鏡面対象になる方法で、クラスタＣ２’’’上に配置される。図４Ｄの例において、１個のＬＥＤ１４６Ｒは、クラスタＣ２’’’の中央に位置する。仮想鏡面Ｓ２’’’は、このＬＥＤ１４６Ｒの幾何学的中心に位置する。このＬＥＤ１４６Ｒは、２個のＬＥＤ１４６Ｂ及び１４６Ｂ’の間に配置される。これらのＬＥＤの各々には、鏡面Ｓ２’’’から離れる方向に向くクラスタＣ２’’’の側面にＬＥＤ１４６Ｂ’’及び１４６Ｂ’’’が位置する。この例において、クラスタＣ２’’’は、ＢＢＲＢＢのＬＥＤシーケンスを有する。代替実施形態では、他のシーケンスが使用される。
【００６６】
図３Ａに示されるように、２つの発光パネル１０１及び１１１を有する照明システムの実施形態において、光を結合する手段は代替的に結合部材とも呼ばれ、後壁１０３（又は、前壁１０２）の表面区域を通して設けられると想定される（ＬＥＤから発生する光を混合するために使用される、発光パネル１０１及び１１１の１０１’及び１１１’で参照される第１の部分を除く）。照明システムの代替実施形態においては、各発光パネルの後壁の一部分だけに結合手段が設けられる。結合部材を有しない発光パネルの部分は、従って、光が均一かつ均質に結合されるのを確実にする追加の光混合チャンバとしての役目をする。一例として、そのような実施形態では、各発光パネルの後壁の下位表面だけに光をパネルの外に結合する手段が設けられ、これらの下位表面の各々は、作動時に光を結合し、その光をディスプレイ装置の一部分の上に、ディスプレイ装置上の光の投影が少なくとも連続的であるような方法で投影する。この実施形態では、第１及び第２の発光パネルには、両方とも３つの発光波長全てのＬＥＤの対称クラスタが設けられる。換言すれば、図２Ａ〜図２Ｄに示されたＬＥＤ及びそれに関連して説明された代替実施形態は、光が下位表面を通じて結合される各発光パネルの各々に関連付けられる。
照明システムが２つの発光パネルを有する、前の段落に説明された照明システムの代替実施形態では、上述の下位表面が各発光パネルの後壁のかなりの部分に亘って延び、光を結合する手段は、光が結合される程度が光伝達エッジ区域までの距離の関数として変化するように配置される。
【００６７】
図５Ａは、図１に示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、発光パネル１の光伝達エッジ区域４に付随する光源は、３個のＬＥＤのクラスタＣ３を有し、すなわち、第１の発光波長を有する１個のＬＥＤ２０６Ｒには、第２及び第３の発光波長の組合せを有する２個のＬＥＤ２０６ＧＢ及び２０６ＧＢ’が側面を固めている。図５Ａに示された例において、第１の発光波長を有するＬＥＤは、作動時に赤（Ｒ）の光を放射し、第２及び第３の発光波長の組合せを有するＬＥＤは、作動時に緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の光を放射する。各クラスタＣ３の中央には、そのクラスタに関連する仮想鏡面Ｓ３がある。クラスタＣ３のＬＥＤは、仮想鏡面Ｓ３に対して垂直な方向に配置される。これらのＬＥＤは、ＬＥＤによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓ３に対して鏡面対象になる方法で、クラスタＣ３上に配置される。図５Ａの実施形態において、仮想鏡面Ｓ３は、ＬＥＤ２０６Ｒの幾何学的中心に位置する。代替実施形態では、他のシーケンスが使用される。
【００６８】
図５Ｂは、図１に示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、発光パネル１の光伝達エッジ区域４に付随する光源は、４個のＬＥＤのクラスタＣ３’を有し、すなわち、第２及び第３の発光波長の組合せを有する２個のＬＥＤ２１６ＧＢ及び２１６ＧＢ’には、第１の発光波長を有する２個のＬＥＤ２１６Ｒ及び２１６Ｒ’が側面を固めている。図５Ｂに示された例において、第２及び第３の発光波長の組合せを有するＬＥＤは、作動時に緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の光を放射し、第１の発光波長を有するＬＥＤは、作動時に赤（Ｒ）の光を放射する。各クラスタＣ３’の中央には、そのクラスタに関連する仮想鏡面Ｓ３’がある。クラスタＣ３’のＬＥＤは、仮想鏡面Ｓ３’に対して垂直な方向に配置される。これらのＬＥＤは、ＬＥＤによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓ３’に対して鏡面対象になる方法で、クラスタＣ３’上に配置される。図５Ｂに示す例において、仮想鏡面Ｓ３’は、２個のＬＥＤ２１６ＧＢ及び２１６ＧＢ’の間に位置する。代替実施形態では、他のシーケンスが使用される。
【００６９】
図５Ｃは、図１に示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。この図において、発光パネル１の光伝達エッジ区域４に付随する光源は、５個のＬＥＤのクラスタＣ３’’を有し、すなわち、２個のＬＥＤ２２６Ｒ及び２２６Ｒ’は第１の発光波長を有し、３個のＬＥＤ２２６ＧＢ’、２２６ＧＢ、及び、２２６ＧＢ’’は、第２及び第３の発光波長の組合せを有する。図５Ｃに示す例において、第１の発光波長を有するＬＥＤは、作動時に赤（Ｒ）の光を放射し、第２及び第３の発光波長の組合せを有するＬＥＤは、作動時に緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の光を放射する。各クラスタＣ３’’の中央には、そのクラスタに関連する仮想鏡面Ｓ３’’がある。クラスタＣ３’’のＬＥＤは、仮想鏡面Ｓ３’’に対して垂直な方向に配置される。これらのＬＥＤは、ＬＥＤによって放射された光の発光スペクトルが仮想鏡面Ｓ３’’に対して鏡面対象になる方法で、クラスタＣ３’’上に配置される。図５Ｃの例において、仮想鏡面Ｓ３’’は、ＬＥＤ２２６ＧＢの幾何学的中心に位置する。このＬＥＤ２２６ＧＢは、２個のＬＥＤ２２６Ｒ及び２２６Ｒ’の間に配置される。これら２個のＬＥＤの各々には、鏡面Ｓ３’’から離れる方向に向くクラスタＣ３’’の側面にＬＥＤ２２６ＧＢ’及び２２６ＧＢ’’が位置する。代替実施形態では、他のシーケンスが使用される。
【００７０】
照明システムの種々の実施形態で使用されるＬＥＤは、好ましくは、各々が少なくとも５ルーメンの光束を有するＬＥＤである。そのような高出力を有するＬＥＤは、代替的にＬＥＤパワーパッケージとも呼ばれる。パワーＬＥＤの例には、「Ｌｕｘｅｏｎ（登録商標）」型ＬＥＤ（Ｌｕｍｉｌｅｄ）があり、赤色ＬＥＤに対してＬＥＤ当たりの光束３５ルーメン、緑色ＬＥＤに対して２０ルーメン、青色ＬＥＤに対して８ルーメン、及び、琥珀色ＬＥＤに対して４０ルーメンを有する。
【００７１】
代替実施形態において、黄色、琥珀色、シアン、マゼンタ、及び／又は、紫色ＬＥＤもまた使用することができ、それらは、比較的高い光出力を有する（２つのスペクトル発光波長が使用されるかどうかに関わらず）。
更なる代替実施形態では、赤色ＬＥＤを青色ＬＥＤと組み合わせて使用することもでき、それらには蛍光体がもたらされ、後者が２つのスペクトル帯域、すなわち青色帯域及び緑色帯域で発光することを可能にする。
【００７２】
好ましくは、ＬＥＤは、（金属コア）プリント基板に装着される。パワーＬＥＤがそのような（金属コア）プリント基板（ＰＣＢ）に装着される場合、ＬＥＤから発生する熱は、ＰＣＢを通じての熱伝導により容易に消散させることができる。照明システムの興味深い実施形態では、（金属コア）プリント基板が熱伝導接続を通じてディスプレイ装置のハウジングと接触する。
上述の実施形態に使用されたＬＥＤは、理解しやすいようにそれぞれが単一チップのパッケージＬＥＤとして示された。代替実施形態では、ＬＥＤのクラスタがマルチチップ・パッケージとして形成され、それぞれが第１、第２、及び、第３の発光波長の発光ダイオードを包含し、仮想鏡面に関して鏡面対称を有する。
【００７３】
当業者には本発明の範囲内で多くの変形が可能であることは明白である。
本発明の保護の範囲は、上述の例に限定されるものではない。本発明は、新奇な各特性及び特性の各組合せにおいて具体化される。特許請求の範囲の参照番号は、その保護の範囲を限定するものではない。動詞「含む、有する」とその活用形の使用は、特許請求の範囲で言及されるもの以外の要素の存在を除外するものではない。また、要素の前に付けられた不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」の使用は、そのような要素の複数の存在を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による照明システムの実施形態を含むディスプレイ装置の断面図である。
【図２Ａ】
図１に示された照明システムの実施形態の詳細を示す側面図である。
【図２Ｂ】
図１に示された照明システムの代替実施形態の詳細を示す側面図である。
【図２Ｃ】
図１に示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。
【図３Ａ】
本発明による照明システムの代替実施形態を含むディスプレイ装置の断面図である。
【図３Ｂ】
図３Ａに示された照明システムの実施形態の詳細を示す透視図である。
【図４Ａ】
図３Ａに示された照明システムの実施形態の詳細を示す側面図である。
【図４Ｂ】
図３Ａに示された照明システムの代替実施形態の詳細を示す側面図である。
【図４Ｃ】
図３Ａに示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。
【図４Ｄ】
図３Ａに示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。
【図５Ａ】
図１に示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。
【図５Ｂ】
図１に示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。
【図５Ｃ】
図１に示された照明システムの更なる代替実施形態の詳細を示す側面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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