JP2011523194A - 漸進的注入を有する照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
2)高反射率鏡面反射体を覆う部分ランベルトディフューザー、
3)前方散乱ディフューザー、加えて高反射率鏡面反射体、又は
4)波形化高反射率鏡面反射体。
フィルム系光注入器の全光束(TLF)は、Optronic積分球内において、楔を形成する上方ESRフィルムを剥がして折り返され、LEDを、これらが障害なく半球内に放射できるように完全に暴露することによって測定された。TLFは、19.8V及び30mAで電力供給された際に49.94ルーメンであり、このTLF値は光エンジンからの100%の理想的な光放射を表わすものとされた。上方ESRフィルムは次に元の位置に戻され、その結果、背面板の上のESRの最大高さは、約2.2mmであり、LED位置から2:1で広がる楔形を形成した。この構成で測定されたTLFは、47.95ルーメンであり、エンジンが96%の効率であることを示した。
バックライトシステムは2.5mm高さ、100mm幅、200mm長さであるように作製され、8mmの壁厚さを有するバックライトフレームを使用して構成された。フレームの内側周囲表面は、ESRで覆われた。フレームは、以下で記載される様々な構成において、背面板上に配置されるフィルム系光注入器上に配置された。各フィルム系光注入器は長さが29mmであり、30mA及び19.7Vで電力供給された。前方反射体は、0.2mm(0.005”)厚さのポリカーボネートシートに接着された非対称の反射フィルム(ARF)(3M Companyから入手可能であり、偏光と位置合わせされた機械方向の透過率(TMD)32%)に接着されたビーズディフューザー(Keiwa Inc.,Osaka,Japanから入手可能なKeiwa Opalus 702)を含む積層体からなる。積層体における各層は、OPT−1接着剤(3M社から入手可能)を使用して接着された。吸収性偏光器が、LCD内で使用する偏光の測定のために、プレートを覆うように配置された。各構成のTLFが、Optronic積分球内で再び測定された。
4光注入器バックライトシステムは、4つの光注入器と共に、実施例2のバックライトシステムを使用して構成され、いくつかの構成におけるバックライトの輝度特性を測定した。特に指定されない限り、各光注入器はLEDの3つのサブユニットを有し、各サブユニットは10mA、合計で30mAで、各光注入器が19.8Vで動作した。第1の光注入器が、100mmの側壁から4mmの場所で、出口開口部がバックライトの長さの方に面するように配置された。第2光注入器が1mmの伝播ゾーンで分離されて、第1光注入器と平行に、出口開口部がバックライトの長さの方に面するように配置された。第3光注入器が1mmの伝播ゾーンで分離されて、第2光注入器と平行に、出口開口部がバックライトの長さの方に面するように配置された。第4光注入器は第1光注入器と平行に、反対側の100mmの側壁(すなわち、空洞の反対側の端部)から4mmの場所に、出口開口部が第1、第2及び第3の光注入器の方を向くように配置された。4光注入器バックライトアセンブリの中心線輝度特性(すなわち、100mm幅の中央における、200mm長さに沿って測定される輝度)が、前方反射器と垂直に、以下の条件に関して測定された。
4光注入器バックライトシステムの前方反射器ARF積層体がバックライトフレームから取り除かれ、Sony 23”(58.4cm)モニターから取り除かれたバルクディフューザープレートと置換された。4つの光注入器を全て起動し、中心線輝度特性が測定された。4つの注入器は全て、出口開口部付近での測定において、その間の平坦な区域の輝度(例えば、2322nits)と比較して、およそ2倍の輝度(例えば、4941nits)の上昇を呈した。注入器と側壁との間の区域の平均輝度(第1光注入器と側壁との間、及び第4光注入器と反対側の側壁との間)はおよそ100nitsであった。
ARF積層体前方反射体を有する4光注入器バックライトシステムの4つの光注入器がそれぞれ点灯され、中心線輝度が測定された。第1〜4光注入器はそれぞれ、25mA、26mA、23mA及び31mAで電力供給された。中心線輝度は、実施例4における対照よりも、はるかに小さい変動を呈するピーク、及び谷部を示した。最大輝度は3745nitsであり、「明るいゾーン」(第1〜3光注入器の付近)における平均輝度は3254nitsであった。第3光注入器と第4光注入器と(互いに向かい合う)の間に顕著なトラフが観察され、注入器と側壁との間の区域の平均輝度はおよそ400nitsである。
バクライトのゾーンの対照が実施例5と同じ条件を使用して示されたが、ただし第2光注入器は消灯された。中心線最大輝度は3530nitsであり、「明るいゾーン」の平均輝度は2362nitsであった。注入器と側壁との間の区域の平均輝度はおよそ400nitsであった。
実施例4と同じ条件が使用されたが、ただし第1〜4光注入器それぞれへの電力は60mAに増加された。中心線輝度は、実施例4における対照よりも、はるかに小さい変動を呈するピーク及び谷部を示した。最大輝度は10225nitsであり、「明るいゾーン」の平均輝度は7512nitsであった。第3光注入器と第4光注入器との間(これらは互いに向かい合う)に、実施例6より小さいトラフが観察された。注入器と側壁との間の区域の平均輝度はおよそ1200nitsであった。
実施例5と同じ条件が使用されたが、ただし第1及び第2光注入器のみが点灯された。中心線輝度は、第1〜第3光注入器の付近で測定され、この区域において実施例4の対照よりもはるかに小さい変動を呈するピーク及び谷部を示した。最大輝度は3748nitsであり、「明るいゾーン」の平均輝度は3405nitsであった。注入器と側壁との間の区域の平均輝度はおよそ400nitsであった。
実施例5と同じ条件が使用され、ただし第1〜第3光注入器のみが点灯され、追加的な反射性側壁が第3光注入器と第4光注入器との間に、第3光注入器からおよそ1つの光注入器の幅の間隔で配置された。この方法において、第3光注入器の出口開口部は、追加的な反射性側壁に面した。中心線輝度は、第1〜第3光注入器の付近で測定され、この区域において実施例4の対照よりもはるかに小さい変動を呈するピーク及び谷部を示した。最大輝度は3720nitsであり、「明るいゾーン」の平均輝度は3260nitsであった。第1注入器と側壁との間の区域の平均輝度は、およそ400nitsであった。追加的な側壁の最も近くで測定された輝度は1800nitsであり、バックライトは外部注入器又はベゼルを必要とせずに動作し得ることを示した。
光抽出率は、異なる透過率パーセントの前方反射体フィルムを使用することによって制御された。実施例5と同じ条件が使用されたが、ただし第4注入器のみが点灯され、前方反射体積層体のARF部分が変更された。図9は、第4の光注入器付近の中心線輝度を、3つの異なるフィルム、11% TMD(小さなRf hemi)のARF、32% TMD(中間的なRf hemi)のARF、及び98%のTMD(高いRf hemi)を有するAdvanced Polarizer Film(3M Companyから入手可能なAPF)に関して示す。第4光注入器の出口開口部は、図9の50mmの位置に位置付けられた。Rf hemiが増加すると、出口開口部から輝度の変動は減少し、中心線からの光の横方向の拡散が追随的に増加する。
101.6cm(40インチ)対角線、16:9縦横比、内部注入器バックライトは、図10aに示される設計を使用してモデル化された。モデルにおいて使用された寸法(mm)は、a=38.1、b=112.1、c=74.0、d=38.1、e=95.8、f=178.1、g=3.8、h=12.9、i=3.8、j=9.1、k=2.6、l=3.8mmであった。12.9mm深さのフレームは、フレームの上でビーズディフューザー(Keiwa Inc.,Osaka,Japanから入手可能なKeiwa Opalus 702など)に接着されたARF(機械方向での透過率(TMD)32%、例えば3M Companyから入手可能)からなる前方反射体と、空隙と、前方反射体の上の、溝が垂直なBEFプリズムフィルムと、を有する。空洞の残りの内側表面は、鏡面的に反射する高効率ミラーフィルム(3M Companyから入手可能な、99.5%の反射率のESRなど)で覆われた。
Claims (39)
- 出力エリアを有する部分透過性前方反射体と、
前記部分透過性前方反射体に面し、前記部分透過性前方反射体との間に中空の空洞を形成する後方反射体と、
前記中空の空洞内に配置される第1及び第2光注入器であって、各前記第1及び第2光注入器が、
前記後方反射体から突出し、前記部分透過性前方反射体に面する第1反射面と、
前記第1反射面に隣接し、前記後方反射体に面する第2反射面と、
前記第2反射面と前記後方反射体との間に光を注入し、それによって、注入された光が、前記部分透過性前方反射体と平行な横断面から30°の範囲内の第1方向に部分的にコリメートされるように動作可能な光源と、を含む、第1及び第2光注入器と、
前記第1光注入器と前記第2光注入器との間の伝播区域と、
前記中空の空洞内に配置される半鏡面要素と、を含む照明装置であって、
前記第1光注入器から注入された光の少なくとも一部が、前記第2光注入器の前記第1反射面から反射し、前記部分透過性前方反射体の方に向けられる、照明装置。 - 出力エリアを有する部分透過性前方反射体と、
前記部分透過性前方反射体に面し、前記部分透過性前方反射体との間に中空の空洞を形成する後方反射体と、
前記中空の空洞内の配列として配置される複数の光注入器であって、前記複数の光注入器の各々が、
前記後方反射体から突出し、前記部分透過性前方反射体に面する第1反射面と、
前記第1反射面に隣接し、前記後方反射体に面する第2反射面と、
前記第2反射面と前記後方反射体との間に光を注入し、それによって、注入された光が、前記部分透過性前方反射体と平行な横断面から30°の範囲内の第1方向に部分的にコリメートされるように動作可能な光源と、を含む複数の光注入器と、
隣接する光注入器同士の間に配置される伝播区域と、
前記中空の空洞内に配置される半鏡面要素と、を含む照明装置であって、
第1光注入器から注入された光の少なくとも一部が、隣接する光注入器の前記第1反射面から反射し、前記部分透過性前方反射体の方に向けられる、照明装置。 - 前記第1反射面及び前記後方反射体が連続面を形成する、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記第1反射面及び前記第2反射面が同一平面上にある、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記半鏡面要素が、前記部分透過性前方反射体に隣接するように配置される、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記部分透過性前方反射体が、垂直入射光よりも、斜角光をより多く反射する、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記部分透過性前方反射体が、第1平面内で偏光された可視光に関して少なくとも90%の軸上平均反射率を有し、前記第1平面と垂直な第2平面内で偏光された可視光に関して少なくとも25%、かつ90%未満の軸上平均反射率を有する、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記後方反射体が、任意の偏光の可視光に関して少なくとも95%の軸上平均反射率を有する、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記第1反射面及び第2反射面の少なくとも一方が、任意の偏光の可視光に関して少なくとも95%の軸上平均反射率を有する、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 少なくとも1つの光源がLEDを含む、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記LEDが、前記部分透過性前方反射体と垂直な軸の周囲360°未満の角度広がりの範囲内で光を放射する、請求項10に記載の照明装置。
- 少なくとも1つの光注入器が、前記後方反射体の周縁部と実質的に平行な軸に沿って細長い、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 少なくとも1つの光注入器が、フードを有する光注入器である、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 少なくとも1つの光源が、前記第2反射面と前記後方反射体との間に位置付けられる、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記部分透過性前方反射体と前記後方反射体との間の前記中空の空洞の外辺部に沿って位置付けられる第3反射体を更に含む、請求項1又は2に記載の照明装置。
- 出力エリアを有する部分透過性前方反射体と、
前記部分透過性前方反射体に面し、前記部分透過性前方反射体との間に中空の空洞を形成する後方反射体と、
第1コリメート光線を前記中空の空洞内に注入するように動作可能な第1光源と、
前記後方反射体から前記中空の空洞に突出するバッフルによって形成される光注入器であって、前記バッフルが、前記第1コリメート光線の一部を前記部分透過性前方反射体に向けて反射するように位置付けられた第1反射面を含む、光注入器と、
前記光注入器内に配置されて、第2コリメート光線を前記中空の空洞内に注入するように動作可能な第2光源と、
前記第1光源と前記光注入器との間の伝播区域と、
前記中空の空洞内に配置された半鏡面要素と、を含む照明装置であって、
前記第1光源から注入された光の少なくとも一部が、前記バッフルの前記第1反射面から反射して前記部分透過性前方反射体に向けられる、照明装置。 - 前記第1及び第2コリメート光線が、前記部分透過性前方反射体と平行な横断面から実質的に30°の範囲内の方向のコリメーションを含む、請求項16に記載の照明装置。
- 前記第1反射面及び前記後方反射体が連続面を形成する、請求項16に記載の照明装置。
- 前記バッフルが、前記第1反射面と反対側の第2反射面を更に含む、請求項16に記載の照明装置。
- 前記第1反射面及び前記第2反射面が同一平面上にある、請求項19に記載の照明装置。
- 前記半鏡面要素が、前記部分透過性前方反射体に隣接するように配置される、請求項16に記載の照明装置。
- 前記部分透過性前方反射体が、垂直入射光よりも、斜角光をより多く反射する、請求項16に記載の照明装置。
- 前記部分透過性前方反射体が、第1平面内で偏光された可視光に関して少なくとも90%の軸上平均反射率を有し、前記第1平面と垂直な第2平面内で偏光された可視光に関して少なくとも25%、かつ90%未満の軸上平均反射率を有する、請求項16に記載の照明装置。
- 前記後方反射体が、任意の偏光の可視光に関して少なくとも95%の軸上平均反射率を有する、請求項16に記載の照明装置。
- 前記第1反射面が、任意の偏光の可視光に関して少なくとも95%の軸上平均反射率を有する、請求項16に記載の照明装置。
- 少なくとも1つの光源がLEDを含む、請求項16に記載の照明装置。
- 前記LEDが、前記部分透過性前方反射体と垂直な軸の周囲360°未満の角度広がりの範囲内で光を放射する、請求項26に記載の照明装置。
- 前記光注入器が、前記後方反射体の周縁部と実質的に平行な軸に沿って細長い、請求項16に記載の照明装置。
- 前記光注入器が、フードを有する光注入器である、請求項16に記載の照明装置。
- 前記部分透過性前方反射体と前記後方反射体との間の前記中空の空洞の外辺部に沿って位置付けられる第3反射体を更に含む、請求項16に記載の照明装置。
- 少なくとも1つのLEDがコリメートレンズを含む、請求項19又は26に記載の照明装置。
- 前記中空の空洞内に配置され、制御回路に入力を提供するように動作可能である、少なくとも1つの光センサーを更に含む、請求項1、2又は16のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記中空の空洞の外部に配置され、制御回路に入力を提供するように動作可能である、少なくとも1つの光センサーを更に含む、請求項1、2又は16のいずれか一項に記載の照明装置。
- 各光源が別々に制御可能である、請求項1、2又は16のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記部分透過性前方反射体及び前記後方反射体が、平行ではなく、少なくとも1区域において同一平面上にある、請求項1、2又は16のいずれか一項に記載の照明装置。
- 少なくとも1つのバッフルが、前記部分透過性前方反射体に対する機械的支持を提供する、請求項1、2又は16に記載の照明装置。
- 請求項1〜36のいずれか一項の照明装置を含む、バックライト。
- 前記液晶ディスプレイが前記出力エリアの近位に配置される、請求項37のバックライトを含む液晶ディスプレイ。
- グラフィックディスプレイが前記出力エリアの近位に配置される、請求項37のバックライトを含むグラフィックディスプレイ。
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