JP2003207649A - 光源の先に位置する光導体に光ビームを放射するための少なくとも１つの光源を含む装置 - Google Patents
光源の先に位置する光導体に光ビームを放射するための少なくとも１つの光源を含む装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
- G02B6/0028—Light guide, e.g. taper
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 光源に隣接して位置する光導体に光ビームを
放射する少なくとも１つの光源を含む照明システムを提
供する。 【解決手段】 発光パネルを有する表示装置を照明する
ためのコンパクトなバックライトシステム。該システム
は、光源に隣接して置かれた光導体６に光ビームを放射
する少なくとも１つの光源を含み、光導体６は、光源か
ら発せられた光ビームを受けるための該光源に向いた入
力表面１と、光導体６内で誘導された光ビームを送達す
るための、該光源から離れる方向に向いた出力表面２と
を備える。光導体６は、受けた光ビームを平行移動及び
／又は回転によって送達光ビームに変形する。
放射する少なくとも１つの光源を含む照明システムを提
供する。 【解決手段】 発光パネルを有する表示装置を照明する
ためのコンパクトなバックライトシステム。該システム
は、光源に隣接して置かれた光導体６に光ビームを放射
する少なくとも１つの光源を含み、光導体６は、光源か
ら発せられた光ビームを受けるための該光源に向いた入
力表面１と、光導体６内で誘導された光ビームを送達す
るための、該光源から離れる方向に向いた出力表面２と
を備える。光導体６は、受けた光ビームを平行移動及び
／又は回転によって送達光ビームに変形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源に隣接して位
置する光導体に光ビームを放射する少なくとも１つの光
源を含む照明システムに関し、この光導体には、光源か
ら発する光ビームをカプリングで入射させるのに使用さ
れる光源に向いた入力表面と、その光導体によって誘導
される光ビームをカプリングで出射するための出力表面
とが設けられている。「隣接して」という用語は、下
方、上方、及び、側方などのあらゆる不規則な空間的方
向を含むように解釈されることに注意されたい。
置する光導体に光ビームを放射する少なくとも１つの光
源を含む照明システムに関し、この光導体には、光源か
ら発する光ビームをカプリングで入射させるのに使用さ
れる光源に向いた入力表面と、その光導体によって誘導
される光ビームをカプリングで出射するための出力表面
とが設けられている。「隣接して」という用語は、下
方、上方、及び、側方などのあらゆる不規則な空間的方
向を含むように解釈されることに注意されたい。
【０００２】
【従来の技術】そのような照明システムは、欧州特許公
開第０９４５６７３号（シチズン・エレクトロニクス・
カンパニー・リミテッド）により公知である。この公知
の照明システムには、光源として働くＬＥＤ（発光ダイ
オード）と、このＬＥＤの上方に配置された半円形入力
表面を有する透明合成樹脂の光導体とが設けられてい
る。ＬＥＤから発せられる光ビームは、光導体の半円形
入力表面によりカプリングされて入射し、続いて光導体
の帯状出力表面からカプリングされて出射する。入射す
る光ビームの出射する帯状光ビームへのこの変形は、光
導体に設けられたあらゆる種類の反射面及び空気プリズ
ムによって生じる。
開第０９４５６７３号（シチズン・エレクトロニクス・
カンパニー・リミテッド）により公知である。この公知
の照明システムには、光源として働くＬＥＤ（発光ダイ
オード）と、このＬＥＤの上方に配置された半円形入力
表面を有する透明合成樹脂の光導体とが設けられてい
る。ＬＥＤから発せられる光ビームは、光導体の半円形
入力表面によりカプリングされて入射し、続いて光導体
の帯状出力表面からカプリングされて出射する。入射す
る光ビームの出射する帯状光ビームへのこの変形は、光
導体に設けられたあらゆる種類の反射面及び空気プリズ
ムによって生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の欧州特許の明細
書に開示された照明システムの欠点は、使用された反射
面及び空気プリズムが、帯状出射光ビームの幅、すなわ
ち、その帯の厚みを最小化するのに実際上不適切である
ことが判明したことにある。特にラップトップコンピュ
ータの場合には、表示画面が置かれているラップトップ
のヒンジ部の厚みは、板状光誘導手段のような他の光学
手段と共に表示画面の照明に最終的に寄与する帯状の出
射光ビームの上述の幅によって決まる。実際問題とし
て、美観の問題以外に、ラップトップコンピュータの重
量を可能な限り低く抑えることが可能になるように、ラ
ップトップコンピュータの上述のヒンジ部の厚みを最小
化する必要がある。更に、帯状出射光ビームの小さな幅
は、上述の板状光誘導手段を射出成形によって製造する
ことを可能にする。
書に開示された照明システムの欠点は、使用された反射
面及び空気プリズムが、帯状出射光ビームの幅、すなわ
ち、その帯の厚みを最小化するのに実際上不適切である
ことが判明したことにある。特にラップトップコンピュ
ータの場合には、表示画面が置かれているラップトップ
のヒンジ部の厚みは、板状光誘導手段のような他の光学
手段と共に表示画面の照明に最終的に寄与する帯状の出
射光ビームの上述の幅によって決まる。実際問題とし
て、美観の問題以外に、ラップトップコンピュータの重
量を可能な限り低く抑えることが可能になるように、ラ
ップトップコンピュータの上述のヒンジ部の厚みを最小
化する必要がある。更に、帯状出射光ビームの小さな幅
は、上述の板状光誘導手段を射出成形によって製造する
ことを可能にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来技
術の上述の欠点を除くことであり、その目的は、光導体
がカプリングされて入射した光ビームを、平行移動及び
／又は回転によってカプリングされて出射する光に変形
させるという点で本発明により特徴付けられる冒頭に説
明した種類の照明システムによって達成される。そのた
めに、カプリングされて入射した光ビームの形状に関係
なく、カプリングされて出射する光ビームに任意の目標
とする形状を与えることができる。例えば、ラップトッ
プコンピュータにおいて、（非常に）小さい幅を有する
カプリングされて出射する光ビーム、すなわち、（非常
に）薄い厚みの帯を実現することができる。
術の上述の欠点を除くことであり、その目的は、光導体
がカプリングされて入射した光ビームを、平行移動及び
／又は回転によってカプリングされて出射する光に変形
させるという点で本発明により特徴付けられる冒頭に説
明した種類の照明システムによって達成される。そのた
めに、カプリングされて入射した光ビームの形状に関係
なく、カプリングされて出射する光ビームに任意の目標
とする形状を与えることができる。例えば、ラップトッ
プコンピュータにおいて、（非常に）小さい幅を有する
カプリングされて出射する光ビーム、すなわち、（非常
に）薄い厚みの帯を実現することができる。
【０００５】本発明による照明システムの好ましい実施
形態において、光導体は、カプリングされて入射した光
ビームの一部を、平行移動及び／又は回転によってそれ
ぞれ変形する少なくとも２つの副光導体を含み、これら
の副光導体によって誘導され、カプリングされて出射す
るサブ光ビームは、協働してカプリングされて出射する
光ビームを形成する。特に、これらの副光導体は、各々
がカプリングで入射した光ビームの少なくとも実質的に
５０％を変形する。本発明による照明システムの更なる
好ましい実施形態において、副光導体のその全長に亘る
結合断面は、光導体の入力表面と少なくとも実質的には
等しい。このことは、光導体の入力表面が大きさでその
出力表面に相当することを意味し、その結果として光の
損失はない。
形態において、光導体は、カプリングされて入射した光
ビームの一部を、平行移動及び／又は回転によってそれ
ぞれ変形する少なくとも２つの副光導体を含み、これら
の副光導体によって誘導され、カプリングされて出射す
るサブ光ビームは、協働してカプリングされて出射する
光ビームを形成する。特に、これらの副光導体は、各々
がカプリングで入射した光ビームの少なくとも実質的に
５０％を変形する。本発明による照明システムの更なる
好ましい実施形態において、副光導体のその全長に亘る
結合断面は、光導体の入力表面と少なくとも実質的には
等しい。このことは、光導体の入力表面が大きさでその
出力表面に相当することを意味し、その結果として光の
損失はない。
【０００６】本発明による照明システムの更なる好まし
い実施形態において、カプリングされて出射した光ビー
ムは帯状である。それによって当該照明システムは、カ
プリングされて出射した光ビームを、ラップトップコン
ピュータ、デスクトップコンピュータ、ＬＣＤ−ＴＶ、
オーガナイザ、又は、携帯電話の画面に属する光誘導手
段の対応する帯状入力表面（例えば、合成樹脂板の形態
で）に誘導するために本システムの光導体を使用するの
に特に適している。本発明による照明システムの更なる
好ましい実施形態において、この照明システムは、少な
くとも２つの間隔を空けた光源をＬＥＤの形態で含む。
い実施形態において、カプリングされて出射した光ビー
ムは帯状である。それによって当該照明システムは、カ
プリングされて出射した光ビームを、ラップトップコン
ピュータ、デスクトップコンピュータ、ＬＣＤ−ＴＶ、
オーガナイザ、又は、携帯電話の画面に属する光誘導手
段の対応する帯状入力表面（例えば、合成樹脂板の形態
で）に誘導するために本システムの光導体を使用するの
に特に適している。本発明による照明システムの更なる
好ましい実施形態において、この照明システムは、少な
くとも２つの間隔を空けた光源をＬＥＤの形態で含む。
【０００７】本発明はまた、光源から発せられる光ビー
ムが、その光源に向いた光導体の入力表面にカプリング
されて入射し、光導体によって誘導された光ビームが、
光導体の出力表面からカプリングされて出射する、少な
くとも１つの光源により光ビ−ムをその光源に隣接して
位置する光導体に放射する方法に関連し、本方法は、カ
プリングされて入射した光ビームが、平行移動及び／又
は回転を用いて、カプリングされて出射する光ビームに
光導体によって変形されることを特徴とする。本発明は
また、最後に、本発明による照明システムを備えた、お
そらくＬＣＤ（液晶表示装置）を含む表示装置に関連す
る。本発明の上記及び他の態様は、以下に説明される実
施形態から明らかになり、それらを参照して解明される
であろう。
ムが、その光源に向いた光導体の入力表面にカプリング
されて入射し、光導体によって誘導された光ビームが、
光導体の出力表面からカプリングされて出射する、少な
くとも１つの光源により光ビ−ムをその光源に隣接して
位置する光導体に放射する方法に関連し、本方法は、カ
プリングされて入射した光ビームが、平行移動及び／又
は回転を用いて、カプリングされて出射する光ビームに
光導体によって変形されることを特徴とする。本発明は
また、最後に、本発明による照明システムを備えた、お
そらくＬＣＤ（液晶表示装置）を含む表示装置に関連す
る。本発明の上記及び他の態様は、以下に説明される実
施形態から明らかになり、それらを参照して解明される
であろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１ａは、その最上部において、
図３に示すような本発明による光導体の入力表面１の上
面図、及び、その最下部において、光導体の出力表面２
の底面図を示す。これらの入力表面１及び出力表面２の
図の間に、図３の線Ａ、Ｂ、及び、Ｃ上で取られた光導
体の様々な断面図が示されている。光導体は、入力表面
１’及び１’’と出力表面２’及び２’’とをそれぞれ
有する２つの副光導体から構成される。図１ａで示すよ
うに、入力表面１’及び１’’は、両方で入力表面１を
形成し、出力表面２は、出力表面２’及び２’’で形成
されて、これらの入力表面１と出力表面２とは大きさが
等しい。図１ａは、１つの副光導体の断面３が入力表面
１’及び出力表面２’に等しく、同様なことが入力表面
１’’及び出力表面２’’に関して他方の副光導体の断
面４に適用されることを更に示している。すなわち、両
方の副光導体は、いわば、光源として働くＬＥＤから発
せられカプリングされて入射する光ビームの５０％が毎
回通過して誘導されるライトパイプを形成する。入力表
面１’を有する１つの光導体のライトパイプにおいて
は、光ビームの該当部分が平行移動によって変形される
が、一方、入力表面１’’を有する他方の光導体のライ
トパイプにおいては、光ビームの該当部分が変形されず
に通され、その最終的な効果は、帯状の光ビームが出力
表面２からカプリングされて出射することである。図１
ｂ、図１ｃ、及び、図１ｄは、副光導体のライトパイプ
によってもたらされた光ビームの当該部分の平行移動及
び回転の全ての組合せは異なるが、最終結果は常に同
じ、すなわち、帯状光ビームが出力表面２からカプリン
グされて出射することを示している。図１ａに示す部分
に相当する部分は、同じ参照番号を用いて示されてい
る。
図３に示すような本発明による光導体の入力表面１の上
面図、及び、その最下部において、光導体の出力表面２
の底面図を示す。これらの入力表面１及び出力表面２の
図の間に、図３の線Ａ、Ｂ、及び、Ｃ上で取られた光導
体の様々な断面図が示されている。光導体は、入力表面
１’及び１’’と出力表面２’及び２’’とをそれぞれ
有する２つの副光導体から構成される。図１ａで示すよ
うに、入力表面１’及び１’’は、両方で入力表面１を
形成し、出力表面２は、出力表面２’及び２’’で形成
されて、これらの入力表面１と出力表面２とは大きさが
等しい。図１ａは、１つの副光導体の断面３が入力表面
１’及び出力表面２’に等しく、同様なことが入力表面
１’’及び出力表面２’’に関して他方の副光導体の断
面４に適用されることを更に示している。すなわち、両
方の副光導体は、いわば、光源として働くＬＥＤから発
せられカプリングされて入射する光ビームの５０％が毎
回通過して誘導されるライトパイプを形成する。入力表
面１’を有する１つの光導体のライトパイプにおいて
は、光ビームの該当部分が平行移動によって変形される
が、一方、入力表面１’’を有する他方の光導体のライ
トパイプにおいては、光ビームの該当部分が変形されず
に通され、その最終的な効果は、帯状の光ビームが出力
表面２からカプリングされて出射することである。図１
ｂ、図１ｃ、及び、図１ｄは、副光導体のライトパイプ
によってもたらされた光ビームの当該部分の平行移動及
び回転の全ての組合せは異なるが、最終結果は常に同
じ、すなわち、帯状光ビームが出力表面２からカプリン
グされて出射することを示している。図１ａに示す部分
に相当する部分は、同じ参照番号を用いて示されてい
る。
【０００９】図２ａに示す状況は図１ａに示すものと対
応するが、その違いは、図２ａにおいては、各々が入力
表面１’、１’’、及び、１’’’（一緒に入力表面１
を形成する）、出力表面２’、２’’、及び、２’’’
（一緒に出力表面２を形成する）、及び、断面３、４、
及び、５を有する３つの副光導体があることである。図
２ａにおいてはまた、副光導体がライトパイプを形成
し、入力表面１’、１’’、及び、１’’’は、断面
３、４、及び、５、及び、出力表面２’２’’、及び、
２’’’と大きさが等しい。図２ａは、ライトパイプの
各々が、カプリングされて入射した光ビームの３分の１
を平行移動によって変形し、その最終的な効果は、出力
表面２からカプリングされて出射する帯状光ビームであ
ることを示す。図２ｂ、図２ｃ、及び、図２ｄは図２ａ
に対応し、その対応する部分は同じ参照番号で表されて
いる。しかし、図２ｂ、図２ｃ、及び、図２ｄは、カプ
リングされて入射した光ビームの平行移動及び回転の組
合せに関係する。
応するが、その違いは、図２ａにおいては、各々が入力
表面１’、１’’、及び、１’’’（一緒に入力表面１
を形成する）、出力表面２’、２’’、及び、２’’’
（一緒に出力表面２を形成する）、及び、断面３、４、
及び、５を有する３つの副光導体があることである。図
２ａにおいてはまた、副光導体がライトパイプを形成
し、入力表面１’、１’’、及び、１’’’は、断面
３、４、及び、５、及び、出力表面２’２’’、及び、
２’’’と大きさが等しい。図２ａは、ライトパイプの
各々が、カプリングされて入射した光ビームの３分の１
を平行移動によって変形し、その最終的な効果は、出力
表面２からカプリングされて出射する帯状光ビームであ
ることを示す。図２ｂ、図２ｃ、及び、図２ｄは図２ａ
に対応し、その対応する部分は同じ参照番号で表されて
いる。しかし、図２ｂ、図２ｃ、及び、図２ｄは、カプ
リングされて入射した光ビームの平行移動及び回転の組
合せに関係する。
【００１０】図３ａ及び図３ｂにおいては、３つの副光
導体７、８、及び、９から成る光導体６の異なる全体図
が図解的に示されている。図３ａには、光導体６の入力
表面１を照明するＬＥＤ１０が示されている。図３ｂ
は、光導体６の出力表面２がラップトップコンピュータ
にある合成樹脂板１２の入力表面１１に面していること
を示し、この合成樹脂板は、出力表面２からカプリング
されて出射した帯状光ビームをラップトップコンピュー
タのＬＣＤ画面まで更に誘導する。帯状光ビームの幅の
減少が大きければ、合成樹脂板を更に薄くすることがで
きることは明らかであろう。本発明が上述の実施形態に
限定されず、特許請求の範囲に該当する他の変形もまた
本発明に含まれることに留意されたい。
導体７、８、及び、９から成る光導体６の異なる全体図
が図解的に示されている。図３ａには、光導体６の入力
表面１を照明するＬＥＤ１０が示されている。図３ｂ
は、光導体６の出力表面２がラップトップコンピュータ
にある合成樹脂板１２の入力表面１１に面していること
を示し、この合成樹脂板は、出力表面２からカプリング
されて出射した帯状光ビームをラップトップコンピュー
タのＬＣＤ画面まで更に誘導する。帯状光ビームの幅の
減少が大きければ、合成樹脂板を更に薄くすることがで
きることは明らかであろう。本発明が上述の実施形態に
限定されず、特許請求の範囲に該当する他の変形もまた
本発明に含まれることに留意されたい。
【図１】当該光導体により平行移動及び／又は回転を通
じて、入射する光ビームを出射する光ビームに変形する
本発明による様々な方法を図式的に示す図である。
じて、入射する光ビームを出射する光ビームに変形する
本発明による様々な方法を図式的に示す図である。
【図２】当該光導体により平行移動及び／又は回転を通
じて、入射する光ビームを出射する光ビームに変形する
本発明による様々な方法を図式的に示す図である。
じて、入射する光ビームを出射する光ビームに変形する
本発明による様々な方法を図式的に示す図である。
【図３】当該光導体の３つの副光導体を図式的に及び正
しい位置関係で示す２つの図である。
しい位置関係で示す２つの図である。
１ 入力表面
２ 出力表面
６ 光導体
７、８、９ 副光導体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 マータイス ヘンドリック カーパー
アメリカ合衆国 カリフォルニア州
95131−1088 サン ホセ ウェスト ト
リンブル ロード 370 ビルディング
91
(72)発明者 ロバート フランス マリア ヘンドリク
ス
オランダ 5656 アーアー アインドホー
ヴェン プロフェッソール ホルストラー
ン ６
Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA55 BA06
2H091 FA23X FA23Z FA45X FA45Z
FB02 FC14 FD11 GA01 LA11
MA10
Claims (10)
- 【請求項１】 光源（１０）に隣接して位置する光導体
（６）に光ビームを放射するための少なくとも１つの光
源（１０）を含み、前記光導体（６）が、前記光源（１
０）に向いて前記光源（１０）から発せられた前記光ビ
ームをカプリングして入射させるのに用いられる入力表
面（１）と、前記光導体（６）により誘導された前記光
ビームをカプリングして出射するための出力表面（２）
とを備える照明システムであって、 光導体（６）は、平行移動及び／又は回転を用いて、カ
プリングされて入射する光ビームをカプリングされて出
射する光ビームに変形することを特徴とする照明システ
ム。 - 【請求項２】 前記光導体（６）は、前記カプリングさ
れて入射した光ビームの一部を平行移動及び／又は回転
を用いてそれぞれ変形する少なくとも２つの副光導体
（７、８、９）を含み、前記副光導体（７、８、９）に
よって誘導され、カプリングされて出射するサブ光ビー
ムは、協働して前記カプリングされて出射する光ビーム
を形成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】 前記副光導体（７、８、９）の各々は、
前記カプリングされて入射した光ビームの少なくとも実
質的に５０％を変形することを特徴とする請求項２に記
載の照明システム。 - 【請求項４】 前記副光導体（７、８、９）のその全長
に亘る結合断面（３、４、５）は、前記光導体（６）の
前記入力表面（１）と少なくとも実質的に等しいことを
特徴とする請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載
の照明システム。 - 【請求項５】 前記カプリングされて出射する光ビーム
は帯状である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】 少なくとも２つの間隔を空けた光源（１
０）をＬＥＤの形態で含むことを特徴とする請求項１か
ら請求項５のいずれか１項に記載の照明システム。 - 【請求項７】 前記光導体（６）は、前記カプリングさ
れて入射した光ビームを、ラップトップコンピュータ、
デスクトップコンピュータ、ＬＣＤ−ＴＶ、オーガナイ
ザ、又は、携帯電話の画面に属する別の光導体（１２）
の入力表面（１１）まで誘導することを特徴とする請求
項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明システ
ム。 - 【請求項８】 光源（１０）から発せられた光ビーム
が、前記光源（１０）に向いた光導体（６）の入力表面
（１）にカプリングされて入射し、前記光導体（６）に
より誘導された光ビームが、前記光導体（６）の出力表
面（２）からカプリングされて出射する、少なくとも１
つの光源（１０）によりその光源（１０）の先に位置す
る光導体（６）に光ビームを放射する方法であって、 カプリングされて入射した光ビームは、光導体（６）に
より、平行移動及び／又は回転を用いて、カプリングさ
れて出射する光ビームに変形されることを特徴とする方
法。 - 【請求項９】 請求項１から請求項７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表示装
置。 - 【請求項１０】 前記表示装置は、ＬＣＤ（液晶表示装
置）を含むことを特徴とする請求項９に記載の表示装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP01204087 | 2001-10-25 | ||
| EP01204087.9 | 2001-10-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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