JP2020525972A - 自由観察モードおよび制限観察モード用のスクリーン - Google Patents

Abstract

本発明は、自由観察モード用のＢ１と制限観察モード用のＢ２との少なくとも２つの動作モードで動作可能なスクリーン（１）用の照明装置に関する。照明装置は、制限された角度範囲内に光を出射する面状のバックライト（２）と、観察方向におけるバックライト（２）の前方に配置され、その主要面の少なくとも１つおよび／またはその内部空間に光取出し要素を含み、バックライト（２）から出射する光の少なくとも７０％を透過させる板状の光導波路（３）と、光導波路（３）の側面の側方に配置された光源（４）とを有し、光取出し要素（６）の単位面積当たりの個数およびそれらの大きさに関して様々なパラメータが予め定められており、動作モードＢ２ではバックライト（２）が点灯するとともに光源（４）が消灯し、動作モードＢ１では少なくとも光源（４）が点灯する。透過型の画像生成部（５）との協働で、本発明の照明装置（１ａ）は上記の動作モードを可能にする有益なスクリーン（１）になる。

Description

近年、液晶ディスプレイの視野角の広がりについて大きな進歩が見られる。しかしながら、スクリーンのこの非常に広い視野角が不都合となり得ることがよくある。ますます、ノートＰＣやタブレットＰＣなどの携帯端末で、バンキングデータまたは他の私的な事柄やデリケートなデータなどの情報を入手可能になっている。それに応じて、誰がこれらのデリケートなデータを見ることができるかについての管理が必要であり、例えば休暇の写真または広告を見るときなど、ディスプレイ上で他の人と情報を共有するための広い観察角度と、他方で、表示された情報を秘密に取り扱いたいときに必要な小さい観察角度との間で選択ができなければならない。

車両の製造においても同様の問題が生じる。そこでは、モータが動いているときには運転者はデジタルの娯楽番組などの画像コンテンツによって気が散ってはならないが、同乗者は走行中にそのコンテンツを観たいかも知れない。したがって、適切に表示モードを切り換えることができるスクリーンが必要である。

マイクロルーバをベースとする付加的な膜が、携帯ディスプレイ用に、そのデータの光学的な保護を実現するため既に使用されている。しかしながら、これらの膜はモードを切り換えられず、常に手でまず貼り付け、その後で剥がさなければならない。また、それらの膜は、必要でないときにはディスプレイとは別に持ち運ばなければならない。また、そうしたルーバ膜の本質的な欠点は、使用に伴う光の損失である。

米国特許第６７６５５５０号明細書には、マイクロルーバによるそうした秘密保護について記載されている。ここでの最大の欠点は、フィルタを機械的に取り付けたり取り外したりする必要があること、および保護モードで光の損失が起こることである。

米国特許第５９９３９４０号明細書には、秘匿モードを実現するために表面上に一様に配置された細かなプリズム状の帯を有する膜を使用することが記載されているが、その膜の開発および製造にはかなりの労力がかかる。

国際公開第２０１２／０３３５８３号では、観察の制限の有無を、いわゆる「クロノミック」層の間の液晶を動かすことにより切り換えている。この場合、光の損失が発生するし、実現するにはかなりの労力がかかる。

米国特許出願公開第２００９／００６７１５６号明細書には、照明システムおよびスクリーンを構成するための多数のアイデアが記載されている。その図３Ａおよび３Ｂに示されている変形例では、特に、楔形の光導波路と液晶ディスプレイパネルとで構成される２つのバックライトが使用され、後方のバックライト４０は広い照明角度を、前方のバックライト３８は狭い照明角度をそれぞれ生じさせる。しかしながら、この場合、バックライト４０からの広い照明角度の光をバックライト３８の透過時に実質的に狭い照明角度の光に変換することなく、バックライト３８がどのように狭い照明角度を生じさせるのか、動作方法が依然として不明である。

米国特許出願公開第２００９／００６７１５６号明細書の図５の実施形態に対しては、光導波路４６および４８の両方がそれぞれ「狭い光」、つまり狭い照明角度の光を作り出すことに留意されたい。光導波路４８の光はまず、プリズム構造付きで労力を掛けて作られる部分ミラー５０により「広い光」、つまり広い照明角度の光に変換される。この変換は、利用できる唯一の光である最初に狭い照明角度で出射された光がその後大きい照明角度（通常は半空間）に広げられるため、光強度を著しく低下させる。この結果、パラメータに応じて明るさは（輝度に関して）５倍以上低下する。したがって、これは、実用上、重要度が低い実施形態である。

米国特許出願公開第２００９／００６７１５６号明細書の図７の実施形態では、紫外光を可視光に変換する蛍光体層が必要である。これには多くの労力がかかり、液晶ディスプレイパネルを読めるように照らすためにバックライトからの十分な光が必要な場合には、非常に高い強度の紫外光が必要になる。したがって、この構成には費用や労力がかかり、必要な紫外線を遮へいする点だけでも実行可能でない。

米国特許出願公開第２０１２／０２３５８９１号明細書には、スクリーン内の非常に複雑なバックライトが記載されている。図１および図１５によると、これは、複数の光導波路だけでなく、後方の照明からの光を前方の照明への途中で変換するマイクロレンズ素子４０やプリズム構造５０などの別の複雑な光学素子も使用する。これを実行するには費用や労力がかかり、光の損失も同様に発生する。米国特許出願公開第２０１２／０２３５８９１号明細書の図１７の変形例によると、光源４Ｒおよび１８の両方により狭い照明角度の光が作り出され、その光はまず、後方の光源１８により手間をかけて大きい照明角度の光に変換される。この複雑な変換は、既に述べたように、明るさを大きく低下させる。

特開２００７−１５５７８３号公報によると、労力をかけて計算かつ製造される特別な光学面１９を利用して、光をその入射角に応じて様々な狭い範囲または広い範囲に偏向させる。この構造はフレネルレンズに似ている。さらに、光を不要な方向に偏向させる側面があるため、有意義な光分布を本当に実現できるのか否かが依然として不明である。

英国特許出願公開第２４２８１２８号明細書の教示によると、観察を制限するための付加的な光源であって、スクリーンから明確に離れており、スクリーン上に設けられたホログラムを照らす光源を使用して、側方からの観察を特別な波長で干渉させる。この場合の欠点は、光源をスクリーンから離す必要があり、適切なホログラムを製造するのに労力がかかることである。

米国特許出願公開第２０１３／０３０８１８５号明細書には、段差が形成された特別な光導波路について記載されており、その光導波路は、狭い方の面から照らされる方向に応じて、広い方の面で様々な方向に光を出射する。このため、透過型の画像再生装置、例えば液晶ディスプレイとの協働で、自由観察モードと制限観察モードとを切り換え可能なスクリーンを作り出すことができる。この場合の欠点は、特に、観察を制限する効果が左右または上下の方向だけしか得られず、例えば支払いが行われるときに必要な上下左右同時の制限が得られないことである。また、制限観察モードでは、視認が妨害された角度からも依然として余分な光が見える。

国際公開第２０１５／１２１３９８号において、本出願人は、冒頭で説明した方式のスクリーンを開示している。そこでは、動作モードを切り換えるために不可欠な散乱粒子が、対応する光導波路の内部空間にある。しかしながら、そこで選択されたポリマーの散乱粒子には、通常、両方の広い面から光が取り出されることで、利用できる光の約半分が見当外れの方向に、すなわちバックライトに向けて出射され、そこでは構造上の理由で十分に再利用できないという不都合がある。さらに、光導波路の内部空間に分散したポリマーの散乱粒子は、特に高濃度では、散乱効果により、保護された動作モードにおける秘密保護の効果を弱めることがある。

上記の方法および配置には、通常、共通して、ベースのスクリーンの明るさが著しく減少し、かつ／またはモードを切り換えるための能動的で特別な少なくとも１つの光学素子が必要であり、かつ／または製造に労力や費用がかかり、かつ／または自由に観察可能なモードで解像度が低下するという欠点がある。

一般には、液晶ディスプレイのスクリーン用のバックライトにおける光導波路は、例えば大量生産に適した安価な射出成形により、合成樹脂（例えばポリメタクリル酸メチルまたはポリカーボネート）で製造される。そのように製造された光導波路には、通常、粗い、巨視的な、肉眼で見える表面のキズがあり、そこから光が取り出される。この粗い構造のために、そうした光導波路のヘイズ値は通常非常に大きく、すなわち１５％またはさらに著しく大きな値をとり得る。その散乱特性により、広い方の面に既に集束した光が著しい影響を受けずにそうした光導波路を透過することは不可能になる。また、従来技術の光導波路では、液晶ディスプレイパネル用に利用可能な十分な光を一様に分散させて出射させるためには、依然として別の光学層が必要である。この目的のためには、例えば、拡散膜、明度強化膜（ＢＥＦ／ＤＢＥＦ）、または背面から取り出された光を戻す背面の反射膜などが使用される。特に、多くの場合散乱要素になる粗い光取出し構造があるため、光導波路を拡散層なしで使用することは、光の均一性に関する著しい損失なしでは不可能である。

米国特許第６７６５５５０号明細書 米国特許第５９９３９４０号明細書 国際公開第２０１２／０３３５８３号 米国特許出願公開第２００９／００６７１５６号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０２３５８９１号明細書 特開２００７−１５５７８３号公報 英国特許出願公開第２４２８１２８号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０３０８１８５号明細書 国際公開第２０１５／１２１３９８号

したがって、本発明の課題は、スクリーンと連携して観察角度を選択的に制限することにより情報を安全に表示でき、別の動作モードではできるだけ観察角度を制限せず自由な観察を可能にする照明装置について説明することである。本発明はできるだけ簡易な手段で安価に実現可能であるべきである。両方の動作モードにおいて、できるだけ高い解像度で、特に好ましくは使用されるスクリーンのもとの解像度で見えるようにすべきである。さらに、本解決手段による光の損失はできるだけ少なくすべきである。

本発明によれば、この課題は、自由観察モード用のＢ１と制限観察モード用のＢ２との少なくとも２つの動作モードで動作可能なスクリーン用の照明装置により解決される。照明装置は、制限された角度範囲内に光を出射する面状のバックライトを有する。制限された角度範囲としては、基本的に、バックライトの前方の半空間よりも小さければどのような範囲でもよいが、ここでは、好ましくは例えば、水平方向および／または鉛直方向に±２０度または±３０度の角度範囲、または面の法線あるいはバックライト上で選択可能な方向ベクトルの周りの円錐体を意味し、制限された角度範囲が定義されているときには最大明度の１〜５％よりも少ない僅かな光量は無視してもよい。その際、「鉛直」や「水平」とは、一般に、バックライトの面または光導波路の広い面（以下、主要面という）における互いに垂直な２つの特定方向に関するものであり、それらの方向は、動作時には、照明装置付きで使用される通常は固定されたスクリーンの向きに応じて、観察者の、したがって地表の位置に対する実際の水平方向または鉛直方向に相当する。

照明装置は、観察方向におけるバックライトの前方に配置された少なくとも４つの狭い側面および２つの広い面（主要面）を有する板状の光導波路であって、その主要面の少なくとも１つおよび／またはその内部空間に光取出し（outcoupling）要素を含み、バックライトから出射する光の少なくとも７０％を透過させる光導波路と、光導波路の側面の側方に、好ましくは光導波路の長辺方向の一方または両方に配置された光源とをさらに有する。

その際、光取出し要素の単位面積当たりの個数および大きさは、光導波路の面上の少なくとも５０％、好ましくは８０％においてＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定された（ここでの測定は、透過率計を参照する慣用の手順Ａに基づいている）平均のヘイズ値が７％未満、好ましくは２％未満、特に好ましくは１％未満であるように選択され、それにより、少なくとも動作モードＢ２においてバックライトから制限された角度範囲内に出射された光は、光導波路を透過するときに上記の角度範囲以外では高々無視できるほどしか散乱されない。「無視できる」とは、例えば、ヘイズ値が小さいために、面の法線から例えば水平方向に４０°の角度内における照明装置から０°の角度で出射された光の密度のうちで散乱によるものは最大でも１％しかないと理解すべきである。

光取出し要素は、光導波路の製造時に、カスタマイズできかつ予め定められる光取出し条件に応じて、基本的に様々な方法で光導波路の面またはその内部空間に分散させることができる。光取出し要素は、光導波路の内部空間および／またはその表面における局所的に限定された構造変化である。したがって、光導波路の面に設けられる付加的な光学層、すなわち例えば拡散層や、反射層、（二重）明度強化層、偏光再生層（（二重）輝度向上フィルム：（Ｄ）ＢＥＦ）は、光取出し要素には明らかに含まれない。「光取出し要素」には含まれないこれらの付加層は、光導波路の端部だけに接続され、その主要面の範囲内に緩く置かれているだけであり、光導波路と物理的に一体化していない。これに対し、主要面に塗布されたラッカーやニスは、光導波路に化学反応により結合して物理的に一体化し、分離できないので、上記の意味での付加的な層とはみなされない。

光取出し要素の構造は、各光取出し要素の作用が少なくとも近似的に既知でありかつ光導波路あるいは光導波路から出て行く光の特性を予め定められる光取出し要素の分布により特定できるように、予め定めることができる。

本発明によれば、光導波路の主要面の少なくとも１つおよび／または光導波路の内部空間における光取出し要素の分布は、光源により光導波路に入射し光取出し要素により光導波路から取り出された光が次の条件を満たすように定められている。
・主要面の１つで−５０°〜＋５０°の角度範囲内に取り出された光の量の少なくとも３０％が、互いにかつ法線に対して垂直な１つまたは２つの予め定められた特定方向に対して−２０°〜＋２０°の角度範囲内に出射され、かつ／または主要面の１つで主要面の法線に対して−５０°〜＋５０°の角度範囲内に取り出された光の量の少なくとも４０％が、上記の１つまたは２つの特定方向に対して−３０°〜＋３０°の角度範囲内に出射され、かつ
・光導波路（３）から取り出された光の量の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、特に好ましくは少なくとも８０％はバックライト（２）から離れる方向に取り出される。

２つの動作モードＢ１およびＢ２は、結局、動作モードＢ２ではバックライトが点灯（オン）するとともに（光導波路の側面の）光源が消灯（オフ）し、動作モードＢ１では少なくとも（光導波路の側面の）光源が点灯していることで区別される。その際、元は光源により光導波路に入射し、続いてそこから光取出し要素を介して出射される光だけが考慮され、光出射はほとんど光取出し要素だけで行われる。

その際の特定方向は、外部の基準系における上記の鉛直方向あるいは水平方向に相当するものでもよい。

動作モードＢ１では、上記の通り、少なくとも光導波路の側面の光源が点灯している。その際、バックライトは点灯していても消灯していてもよい。

光取出し要素の単位面積当たりの個数、形状および３次元的な大きさならびに光導波路の主要面の少なくとも１つおよび／または光導波路の内部空間におけるそれらの分布に関して要求される本発明にとって本質的な特性は、例えばＬｉｇｈｔＴｒａｎｓ社または他の業者から入手可能な「ＶｉｒｔｕａｌＬａｂ」などの光シミュレーションソフトウェアで特定可能であり、物理的に然るべく実行することができる。

従来技術では、上記の光出射の特徴は、反射層、ＢＥＦ、ＤＢＥＦ、プリズム膜または拡散層などの付加的な層がないと実現されない。この特別な光出射の特徴により、本発明の照明装置を有するスクリーンは一般には鉛直方向の狭い角度範囲、大抵は−２０°〜＋２０°あるいは−３０°〜＋３０°しか観察されないので、特に光収量の点で十分効率的になる。その際、秘密保護の作用の点で動作モードＢ２が損なわれないように、本発明にとって本質的な小さなヘイズ値も同時に実現されることに留意しなければならない。

光取出し要素は、両方の主要面と、任意でさらに内部空間にも設けられていてもよい。

光導波路は透明な熱可塑性もしくは熱弾性の合成樹脂またはガラスで構成されていることが好ましい。

好ましくは、光導波路の主要面の少なくとも１つおよび／または光導波路の内部空間における光取出し要素の分布は、光導波路の面上の少なくとも７０％において取り出された光の輝度が７０％の均一性を実現するように定められる。このために、輝度の均一性をＬｖ^ｍｉｎ／Ｌｖ^ｍａｘ、つまり単位面積当たりの輝度の最大値に対するその最小値の比で定義することができる。輝度の均一性を定義するために適用可能な他の規則は、Deutschen Flachdisplay Forumによる「Uniformity Measurement Standard for Displays V1.2」内で定められている。

さらに、いくつかの用途では、上記の制限された角度範囲をバックライトの面の法線に関して非対称に構成することが有益である。非対称の角度範囲は、好ましくは特定方向の１つについて構成される。これは、車両内での用途に、例えば、本発明の照明装置と組み合わせられるスクリーンが運転者と同乗者との概ね中間のダッシュボードにいわゆる中央情報表示部として配置されている場合に特に有用である。この場合、動作モードＢ２で同乗者だけに許容される制限された視界の角度範囲を非対称に形成し、つまり同乗者に向けなければならない。非対称に構成される特定方向は、ここでは水平方向に相当する。

光取出し要素は最大で１００μｍの、好ましくは１μｍ〜３０μｍの寸法を有する。

光導波路の主要面の少なくとも１つで光を取り出すための光取出し要素は、好ましくはマイクロレンズ、マイクロプリズム、回折構造、３次元構造要素および／または散乱要素で構成され、その最大寸法は３５μｍ未満、好ましくは１５μｍ未満である。回折構造の場合には、これらは例えばホログラムあるいは回折格子でもよい。

しかしながら、光取出し要素自体が単にマイクロレンズ、マイクロプリズム、散乱要素および／または回折構造の外形を有してもよい。この場合、特に、光導波路の内部空間に形成されている空洞として光取出し要素を構成してもよい。その空洞は真空でもよいが、好ましくは気体、液体または固体の材料で充填されており、その材料は光導波路に使用されている材料とは異なる、好ましくはより小さい屈折率を有する。材料を選択してその材料を充填することで、光の導波あるいは取出しに影響を与えることができる。あるいは、またはさらに、その材料のヘイズ値は、光導波路に使用されている材料のものとは異なることが好ましく、より大きいことが好ましい。この実施形態には、光の取出し効率が高くなるという利点がある。

あるいは、互いに接合した２枚の好ましくは同種の基板層で光導波路を形成すれば、その空洞を技術的により容易に形成することもできる。この接合は、例えば接着により化学的に行うことができる。この場合、空洞は材料の凹部として基板層の境界面の少なくとも１つに形成されている。

光取出し要素が光導波路３の主要面の少なくとも１つに設けられている場合には、所定の工具を用いて構造を付与した合成樹脂またはガラスで光取出し要素を形成することが有益である。これは、例えば大量生産で、光導波路の基板上に例えばラッカーやモノマーなどの紫外線硬化材料を塗布し、所定の工具でその材料に構造を付与し、その材料を紫外線で硬化、例えば重合させることにより可能である。光硬化性の他の材料も同様に使用することができる。光取出し要素を実現するための凹部は、例えば機械的に、またはリソグラフィもしくは印刷で、または材料の付着、変換、研磨もしくは溶解でも形成することができる。

それにより、例えば格子構造や、マイクロプリズム（表面上で突出した合成樹脂の部分がある凸面形状のものおよび／または構造が付与された合成樹脂の表面層内に刻まれたあるいは凹んだ凹面形状のもの）、それ以外に、他の形状の３次元構造要素、またはマイクロレンズも、安価に大量生産することができる。凹面構造も凸面構造も同様に使用することができる。

最終的に、光導波路あるいはその基板に、その重量に対して少なくとも４０パーセントの、好ましくは少なくとも６０パーセントのポリメタクリル酸メチルを含有させてもよい。あるいは、含有させる材料は例えばポリカーボネート（ＰＣ）でもよい。

バックライトは、例えば、面状発光体、好ましくは側方または背面に別の光源が配置された別の光導波路と、面状発光体と一体化されかつ／または面状発光体の前方に配置された少なくとも１つの光コリメータとで構成され、光コリメータは、例えば少なくとも１枚のプリズム膜および／またはプライバシーフィルタ（マイクロルーバフィルタ）である。

したがって、バックライトは、基本的に、ＬＥＤバックライト（例えば、いわゆるサイドライト、エッジライト、ダイレクトＬＥＤバックライト、エッジ型ＬＥＤバックライト、ＯＬＥＤまたは他の面状発光体であって、例えば少なくとも１枚の（マイクロルーバがある）プライバシーフィルタが恒常的に貼り付けられているもの）と同様に構成することができる。他の変形例では、いわゆる向きのある（directed）バックライトが使用される。

本発明の別の有益な実施形態では、動作モードＢ１において、予め定められた臨界角σ，γに対して、光導波路から角βで出射する取り出された光が、光導波路の表面の各点で、光導波路の表面に対して垂直にかつ２つの特定方向の少なくとも一方向に測って、１０°＜γ＜８０°かつ１０°＜σ＜８０°の下で８０°＞β＞γおよび／または−８０°＜β＜−σという条件を満たし好ましくはγ＝σ＝４０°である角度範囲内に、光導波路の表面の点からその表面の法線に沿って出射する光の最大８０％、好ましくは６０％の、特に好ましくは最大５０％の強度を有する。その際、特定方向は多くの場合、鉛直方向である。ここで一般性を失わずに、負の角度は光が結合される側に割り当てられ、したがって、−９０°の角度は光が結合される方向に相当する。その際、臨界角σ，γは、固定値として、詳細にはそれぞれの用途で求められる光出力に基づいて予め定められる。特に好ましい臨界角γ＝σ＝４０°の場合には、光強度の条件は、−４０°と−８０°の間および４０°と８０°の間の角度だけに適用される。臨界角σ，γがそれぞれ小さくなるほど、光は対応する１つまたは２つの特定方向内で垂直二等分線の方により集中する。例えば乗用車内（そこでは、運転者と同乗者が動作モードＢ１では比較的良好に定義される観察角度で本発明の照明装置付きスクリーンを見る）では、臨界角σ，γをむしろ４０°未満に選択してもよい。これに対し、ラップトップコンピュータでは、スクリーンを折り畳むことができかつ汎用的に使用されるため、様々な人にとっての観察角度に関しては、概ね４０°以上の値が合理的である。８０°の限界は場合によっては７０°であってもよい。

それにより、例えば、本発明のスクリーン付き照明装置が車両に組み込まれている場合には、特に夜間の運転時におけるフロントガラスでの邪魔な反射が減少する。さらに、上記の条件を満たすことで、プリズム膜などの集束層を全く使用しなくても、光導波路からの光取出し効率が顕著に向上する。

自由観察モード用のＢ１と制限観察モード用のＢ２との少なくとも２つの動作モードで動作可能なスクリーンとともに本発明の照明装置を使用することは特に有益であり、このスクリーンは、
本発明の照明装置と、
観察方向における光導波路の前方に配置された透過型の画像生成部と
を有する。

さらに、それぞれが複数のサブピクセルから成る複数のピクセルで構成される画像生成部を使用し、かつ上記の光取出し要素の高さ、深さおよび幅の各寸法が使用される画像生成部のサブピクセルの幅および高さのうちで最小のもの、すなわちこれら２つの値の最小値よりも小さいと、本発明にとって有益である。さらに、上記の光取出し要素の高さ、深さおよび幅の各寸法が使用される画像生成部のサブピクセルの幅および高さの最小値の１．３倍、１．５倍または２．０倍よりも小さいことが好ましい。これにより、画像が均一になり、構造パターンやサブピクセルパターンの干渉が発生するのを場合によっては避けることができる。

本発明のスクリーンの別の有意義な実施形態は、光を取り出すための手段を有し光源により側方から光を供給可能な（例えばガラスまたは合成樹脂で構成された）別の光導波路が観察方向における画像生成部の前方に配置されているものである。ここで使用される光取出し手段は、例えば上記のものか、または従来技術で知られているもの、例えば国際公開第２０１５／１２１３９８号や国際公開第２０１７／０８９４８２号に記載されている適当な大きさおよび量の二酸化チタンや硫酸バリウムなどのナノ粒子であり、光導波路の内部空間に均一に分散している。この実施形態により、動作モードＢ２において本来は見られないように保護された角度範囲内に意図しない余分な光が残っていたとしても、それらは干渉あるいはギラツキによって目立たなくなるので、濃淡差は見えず、したがって許容されていない角度からは全く画像が見えなくなる。ここでも、光取出し要素は、空洞の形態かまたは境界面に形成されていてもよく、例えば車両内で使用される場合には、光出射を適当な部分空間に限定することで同乗者だけに情報が表示されるが運転者には表示されないようにする。

光源としては、有色または白色の光を出射するように構成されたものが適当である。この場合、光源は透過型の画像生成部により表示される画像にはない色の光を出射してもよい。

あるいは、光源は、透過型の画像生成部により表示される画像にある色、あるいはカラースペクトルにおいてそうした色に近い色の光を出射することが可能である。結局は、透過型の画像生成部により表示される画像にある色の補色に概ね相当する色の光を光源が出射することが考えられる。

「有色光」とは、特に、白色でない可視光のことであり、例えば赤、緑、青、青緑、シアン、マゼンタまたは黄などの色の光である。さらに、この光を必要に応じて様々なレベルの明るさで出射することができる。さらに、光源により出射される光の色および／または明るさなどの特性を時間的に変調させることも可能である。加えて、光源は、例えばＬＥＤ列におけるＲＧＢ ＬＥＤなどの複数の様々な光源で実現することもでき、それらの光源は同時にまたは異なるタイミングで、かつ／または異なる位置で、それぞれ異なる色および／または異なる明るさの光を出射してもよい。

画像生成部の上面および／または光導波路の主要面の少なくとも１つ、ならびにもしあれば少なくとも１枚のプライバシーフィルタの上に、反射を減少または散乱させるための手段、例えば防眩コーティングおよび／または反射防止コーティングを配置してもよい。

車両内において、動作モードＢ２では同乗者だけに、また動作モードＢ１では運転者および同乗者に同時に、画像コンテンツを選択的に表示するために本発明のスクリーンを使用するのは特に有益である。前者は、例えば、運転者の気を散らし得る娯楽のコンテンツを同乗者が見る場合に有用である。

本発明のスクリーンは、例えば個人識別番号（暗証番号）、電子メール、ＳＭＳのテキストメッセージまたはパスワードなどの秘密データを、現金自動預払機、支払い端末または携帯端末に入力または表示するために使用することができる。

上記のすべての実施形態において、上記の光源はＬＥＤもしくはＬＥＤ列またはレーザダイオードでもよく、本発明の範囲内で他の変形例も考えられる。

さらに、モードＢ２で観察を制限するために求められる角度範囲の制限は、水平方向と鉛直方向に互いに独立に定義し実現することができる。例えば、現金自動預払機で異なる身長の人が画像を見る場合には、鉛直方向に水平方向よりも大きな角度（または、場合によっては全く制限なし）にし、側方からの観察を大きくまたは完全に制限したままにすることは有意義である。これに対し、ＰＯＳ支払い端末用には、安全性の規定のために、モードＢ２では多くの場合、水平方向と鉛直方向の両方で観察角度を制限する必要がある。

上記のパラメータをある限界内で変化させても、本発明の性能は基本的に維持される。

上記の特徴および以下で説明する特徴は、説明した組合せに限らず、他の組合せまたは単独でも本発明の範囲から逸脱することなく使用可能であることを理解されたい。

本発明について、その本質的な特徴も示す図面を参照して以下でより詳細に説明する。

光の取出しの原理を示す概略図であって、光が側方から光導波路に結合され、光取出し要素がある光導波路の下側の主要面から取り出され、光導波路の上側の主要面から出て行くことを示す図である。 光の取出しの原理を示す概略図であって、光が側方から光導波路に結合され、光取出し要素がある光導波路の上側の主要面から取り出され、光導波路の上側の主要面から出て行くことを示す図である。 バックライトからの光が光導波路を透過する原理を示す概略図である。 自由観察モード用のモードＢ１で画像生成部と協働する本発明の照明装置の原理を示す概略図である。 制限観察モード用のモードＢ２で画像生成部と協働する本発明の照明装置の原理を示す概略図である。 角βを測るときの鉛直方向の定義を示す模式図である。 光導波路から取り出された光の鉛直方向に測った相対明度のグラフである。 画像生成部と協働する本発明の照明装置の実施形態であって、光を取り出すための手段を含む別の光導波路が観察方向における画像生成部の前方に配置され、光源によりその光導波路に側方から光を供給可能な形態を示す図である。 従来技術の光導波路についてある角度範囲内にわたる鉛直方向の明度分布を示す図である。

図面は寸法通りのものではなく、単に原理を示している。

図１に、光源４により側方から光導波路３に結合された光を光取出し要素６がある光導波路３の下側の主要面で取り出す原理の概略図を示す。しかしながら、取り出された光は光導波路３の上側の主要面から出て行く。水平方向には、ここでは光は大きな角で光導波路３の上側の主要面から取り出される。光取出し要素６の箇所は符号６で示しているが、本来の光取出し要素６は極めて小さくなければならないため図示していない。例えばＬＥＤである光源４により光が側方から光導波路３に結合される。全反射により、（太線で示す）結合された光線は外壁で再び光導波路３内に反射され、最終的に（場合によっては繰り返し）光取出し要素６に当たって望み通りに取り出される。この取出しを細線で示す。分かりやすいように図１の表示は非常に簡略化しているが、実際には、光導波路３内には極めて多数の光路がある。

図２は、光源４により側方から光導波路３に結合された光を光取出し要素６がある光導波路３の上側の主要面から取り出す原理の概略図を示す。ここでも光は光導波路３の上側の主要面から出て行く。図１について述べたことはここでも同様である。

ここでの技術的な差異点は光取出し要素６の場所と場合によっては形態だけであり、今の例では光取出し要素６は光導波路３の上面にあるため、光は図１に示したように光導波路３から出るためにまず光導波路３を再度横切る必要はなく、直接上方に取り出される。

図３は、バックライト２からの光が光導波路３を、詳細にはその両方の主要面、すなわちその内部空間を端から端まで透過する原理の概略図を示す。その際、光はバックライト２から出射され、つまり光源４により側面を通って横方向に光導波路３内に結合されるのではなく、したがって全反射により光導波路３内であちこちに向きを変えられることが全くあるいはほとんどないため、光取出し要素６は基本的に無視できる役割しか果たさない。したがって、この状況下では光取出し要素６の作用は無視できるため、ここでは光取出し要素６は全く図示していない。

図４に、自由観察モード用の動作モードＢ１での画像生成部５付きの照明装置（以下ではまとめて、観察される「スクリーン１」という）の原理の概略図を示す。スクリーン１は、
制限された角度範囲内に光を出射する面状のバックライト２であって、ここでの制限された角度範囲は例えばバックライト２の面の法線に対して左右に±３０度の角度範囲であり、制限された角度範囲の定義において最大明度の３〜５％よりも少ない僅かな光量は場合によっては無視することができるバックライト２と、
観察方向におけるバックライト２の前方に配置された透過型の画像生成部５と、
画像生成部５とバックライト２の間に配置された板状の光導波路３であって、その主要面の少なくとも１つおよび／またはその内部空間に光取出し要素６を含み、バックライト２から出射する光の少なくとも７０％を透過させる光導波路３と、
光導波路３の側面の側方に配置された光源４であって、好ましくは光導波路３の長辺方向の、水平配向（横長モード）の場合には上下面の長辺方向の一方または両方に配置されている光源４と、を有し、
不図示の光取出し要素６の単位面積当たりの個数および大きさは、光導波路３の面上の少なくとも５０％において、透過率計を用いるＡＳＴＭ Ｄ１００３の手順Ａに従って測定された平均のヘイズ値が７％未満、好ましくは２％未満、特に好ましくは１％未満であるように選択され、それにより、少なくとも動作モードＢ２においてバックライト２から制限された角度範囲内に出射された光は、光導波路３を透過するときに上記の角度範囲以外では高々無視できるほどしか散乱されず、
さらに、光導波路３の主要面の少なくとも１つおよび／または光導波路３の内部空間における光取出し要素６の分布は、光源４により光導波路３に入射し光取出し要素６により光導波路３から取り出された光が、拡散層や反射層などの付加的な光学層なしで、
主要面の１つで主要面の法線に対して−５０°〜＋５０°の角度範囲内に取り出された光の量の少なくとも３０％が、互いにかつ法線に対して垂直な１つまたは２つの予め定められた特定方向に対して−２０°〜＋２０°の角度範囲内に出射され、かつ／または主要面の１つで−５０°〜＋５０°の角度範囲内に取り出された光の量の少なくとも４０％が、上記の１つまたは２つの特定方向に対して−３０°〜＋３０°の角度範囲内に出射され、かつ
光導波路３から取り出された光の量の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、特に好ましくは少なくとも８０％はバックライト２から離れる方向に取り出される
という条件を満たすように定められており、
動作モードＢ１では少なくとも光源４が点灯している。

その際、２つの特定方向は、光導波路３上の平面内あるいはバックライト２の面内にあり互いに垂直である。動作時には、スクリーンは例えば支払い端末または自動車内でその外部環境に対して固定され、スクリーンの向きが「縦長」と「横長」のいずれであるかに関わらず、例えば本来はその環境の外部座標系に関係する「鉛直」や「水平」を特定方向とすることができる。「鉛直」はスクリーン上の上下方向に、「水平」はその左右方向にそれぞれ相当する。

その際、動作モードＢ１ではバックライト２を点灯または消灯することができる。図４では、例えばバックライト２は消灯している。正面から見て特に明るいモードが求められる場合には、図示しないが、動作モードＢ１でバックライト２も同様に点灯させてもよい。

図５は、制限観察モード用のモードＢ２における本発明のスクリーン１の原理の概略図を示し、この場合にはバックライト２が点灯し光源４が消灯している。

バックライト２により制限された角度だけに出射され、図５において太い矢印で表された光は、基本的に散乱または偏向されることなく図３で説明したように光導波路３を透過して、その角度制限のために、基本的に制限された角度範囲だけから見えるように画像生成部５を照らす。角度範囲の制限は水平方向および／または鉛直方向に適用できる。

光導波路３から取り出された光の量の５０％以上がバックライト２から離れる方向に取り出されるように光導波路３の主要面の少なくとも１つおよび／または光導波路３の内部空間における光取出し要素６の分布が定められているという特徴に関して、以下のことを注記する。従来技術では、光導波路の内部空間で例えば二酸化チタンまたはポリマーなどのナノ粒子を使用する場合には、光が両方の主要面から概ね半分ずつ取り出される。これは、従来技術でバックライト２に向かう光はほとんど画像生成部５に戻らず結果として大部分が失われてしまうので、本発明では行うべきではない。

光源４により光導波路に入射し光取出し要素６により光導波路３から取り出された光が、取り出された光の量を無指向で単に強化する拡散膜、反射膜または明度強化膜などの付加的な光学層なしで、「主要面の１つで主要面の法線に対して−５０°〜＋５０°の角度範囲内に取り出された光の量の少なくとも３０％が、互いにかつ法線に対して垂直な１つまたは２つの予め定められた特定方向、例えば上記の鉛直方向および／または水平方向に対して−２０°〜＋２０°の角度範囲内に出射され、かつ／または主要面の１つで主要面の法線に対して−５０°〜＋５０°の角度範囲内に取り出された光の量の少なくとも４０％が、上記の１つまたは２つの特定方向に対して−３０°〜＋３０°の角度範囲内に出射される」という条件を満たすように、光導波路３の主要面の少なくとも１つおよび／または光導波路３の内部空間における光取出し要素６の分布が定められていることにより、光収量に関し、従来技術に対して効率が極めて向上する。この理由は、散乱や、屈折、場合によっては他の光学効果のために動作モードＢ２を実現できなくなるので、上記した付加的な光学層をここでは通常、使用できないためである。

光取出し要素６は最大で１００μｍの、好ましくは１μｍ〜３０μｍの寸法を有する。一般には、光導波路３の表面上における光取出し要素６の単位面積当たりの個数を変化させて、例えば均一性などの所望の光取出し特性を実現する。

光導波路３の主要面の少なくとも１つで光を取り出すための光取出し要素６は、好ましくはマイクロレンズ、マイクロプリズム、回折構造および／または３次元構造要素で構成され、その最大寸法は３５μｍ未満、好ましくは１５μｍ未満である。

そのため、光取出し要素６が光導波路３の主要面の少なくとも１つに設けられている場合には、所定の工具を用いて構造を付与した合成樹脂で光取出し要素６を形成することが有益である。これは、例えば大量生産で、光導波路の基板上に（例えばラッカーやモノマーなどの）紫外線硬化材料を塗布し、所定の工具でその材料に構造を付与し、その材料を紫外線で硬化、例えば重合させることにより可能である。別の可能な製造方法は、例えば射出成形、箔押しおよびリソグラフィである。

最終的に、光導波路３あるいはその基板に、その重量に対して少なくとも４０パーセントの、好ましくは少なくとも６０パーセントのポリメタクリル酸メチルを含有させることができる。あるいは、含有させる材料は例えばポリカーボネート（ＰＣ）でもよい。

本発明の別の有益な実施形態では、動作モードＢ１において、予め定められた臨界角σ，γに対して、光導波路３から角βで出射する取り出された光が、光導波路３の表面の各点で、光導波路３の表面に対して垂直にかつ２つの特定方向の少なくとも一方向に、例えば光導波路３の表面に対して鉛直な向きに（ここでの向きは光導波路３の配向のことであり、したがって画像生成部５にも固有のもの、つまり、特に縦長または横長の向きである）測って、１０°＜γ＜８０°かつ１０°＜σ＜８０°の下で８０°＞β＞γおよび／または−８０°＜β＜−σという条件を満たし好ましくはγ＝σ＝４０°という条件を満たす角度範囲内に、光導波路３の表面の点からその表面に垂直に、すなわち表面の法線に沿って出射する光の最大８０％、好ましくは最大６０％、特に好ましくは最大５０％の強度を有する。それにより、例えば、本発明のスクリーンが車両に組み込まれている場合には、特に夜間の運転時におけるフロントガラスでの邪魔な反射が減少する。臨界角σ，γは、例えば自動車内またはラップトップコンピュータでの照明装置の所望の用途に応じて予め定められかつ固定される。

これに関して、図６は、角βを測るときの鉛直方向を定義する模式図を示し、ここでは光導波路３は（図示しない画像生成部５も同様に）横長モードで配置されており、すなわちその長辺が上下に位置している。一点鎖線は光導波路３の表面に垂直な方向を表し、ここでは「Ｖ」を付した両矢印で表しているその方向に対して、鉛直な向きあるいは鉛直面内で角βを測る。

最後に、図７に、動作モードＢ１で光導波路３から取り出された光の鉛直方向に測った相対明度の例のグラフを示す。横座標は角βを表し、縦座標はそれぞれ対応する角βで鉛直方向に測った相対輝度を表す。動作モードＢ１について上記したように、光源４から来て光導波路３の表面のここで選択された測定点で光導波路３から角β＞４０度かつ／またはβ＜−４０度で出射される光は、最大で、光導波路３の表面におけるその選択された点からその表面に垂直に出射される光の５０％（ここではもっと小さく概ね２５％未満）の強度を有することがはっきり分かる。

図９は、従来技術の光導波路について出射角βのある角度範囲内にわたる特定方向、ここでは上位の座標系で適当に位置決めされた鉛直方向に沿った明度分布の図を示し、この分布はバックライトでは普通の拡散層、明度強化膜または反射層といった付加層を用いずに得られたものである。この付加層は、従来技術では光分布のパラメータを適当な規定値に合わせるために用いられるが、上記のおよび以下で説明する照明装置およびスクリーンでは使用できない。その理由は、この付加層を用いると、光の出射が無指向でランダムになりあらゆる秘匿効果が損なわれるので、動作モードＢ２での動作ができなくなるためである。

本発明のスクリーン１の別の有意義な実施形態は、図８に示すように、光を取り出すための手段を有し光源４ａにより側方から光を供給可能な別の光導波路５ａが観察方向における画像生成部５の前方に配置されているものである。ここで使用される光取出し手段は、例えば光導波路３について上記したものである。この実施形態により、動作モードＢ２において本来は見られないように保護された角度範囲内に意図しない余分な光が残っていたとしても、それらは干渉あるいはギラツキによって目立たなくなる（図８の細い斜めの矢印７を参照）ので、濃淡差は見えず、したがって許容されていない角度からは全く画像が見えなくなる。

光源４ａとしては、有色または白色の光を出射するように形成されたものが適当である。この場合、光源４ａは透過型の画像生成部５により表示される画像にはない色の光を出射してもよい。

さらに、この光を必要に応じて様々なレベルの明るさで出射することができる。さらに、光源４ａにより出射される光の色および／または明るさなどの特性を時間的に変調させることも可能である。加えて、光源は、例えばＬＥＤ列におけるＲＧＢ ＬＥＤなどの複数の様々な光源４ａで実現することもでき、それらの光源は同時にまたは異なるタイミングで、かつ／または異なる位置で、それぞれ異なる色および／または異なる明るさの光を出射してもよい。

光導波路５ａでも、特に、光導波路３について説明したものと同様の光取出し要素６を適当な方法で使用する場合には、光は例えば左または右などの選択された一方向だけに取り出され、その表面に垂直な方向にはほとんどあるいは無視できる程度しか取り出されなくてもよい。これには、動作モードＢ２で正面からスクリーンを見る人にとってはほとんどまたは全く画像の濃淡差が減少せず横方向で上記のように秘密保護の効果が顕著に向上するという利点がある。

さらに、上記の制限された角度範囲を画像生成部５の面の法線に関して対称または非対称に構成することが可能である。これは、車両内での用途に、例えば、スクリーン１が運転者と同乗者との概ね中間のダッシュボードにいわゆる中央情報表示部として配置されている場合に特に有用である。この場合、動作モードＢ２で同乗者だけに許容される制限された視界の角度範囲を非対称に形成し、つまり同乗者に向けなければならない。

バックライト２は、例えば、
好ましくは側方または背面に例えばＬＥＤなどの光源が配置された光導波路である面状発光体、ならびに
直角に交差し面状発光体と一体化されかつ／または面状発光体の前方に配置された、３Ｍ（商標）製の「Optical Lighting Film」（商標）またはプリズム列などの２つの光コリメータ、およびその前方に配置された、例えば同じく３Ｍ（商標）製の少なくとも１枚のプライバシーフィルタ
で構成することができる。

いわゆる向きのあるバックライトも同様に使用することができる。

車両内において、動作モードＢ２では同乗者だけに、また動作モードＢ１では運転者および同乗者に同時に、画像コンテンツを選択的に表示するために本発明のスクリーン１を使用するのは特に有益である。前者は、例えば、運転者の気を散らし得る娯楽のコンテンツを同乗者が見る場合である。

上記のすべての実施形態において、上記の光源４あるいは４ａはＬＥＤもしくはＬＥＤ列またはレーザダイオードでもよく、本発明の範囲内で他の変形例も考えられる。

上記した本発明の照明装置およびそれを用いて実現可能なスクリーンにより、与えられた課題が解決される。すなわち、観察角度を選択的に制限することで情報を安全に表示するための実用上良好な実現可能な解決手段が提供されるとともに、別の動作モードでは観察角度が制限されず自由な観察が可能になる。本発明は簡易な手段で安価に実現可能である。両方の動作モードにおいて、使用される画像再生装置をもとの解像度で利用可能である。さらに、本解決手段による光の損失はごく僅かである。

上記した本発明は、例えば、個人識別番号もしくはパスワードを入力するときや、現金自動預払機もしくは支払い端末へのデータを表示するために、または携帯端末で電子メールを読むときなど、秘密のデータが表示かつ／または入力される場面ならばどこでも便利に使用することができる。また、上記のように、本発明は乗用車内でも使用することができる。

Claims (16)

1. 自由観察モード用の動作モードＢ１と制限観察モード用の動作モードＢ２との少なくとも２つの動作モードで動作可能なスクリーン（１）用の照明装置であって、
   制限された角度範囲内に光を出射する面状のバックライト（２）と、
   観察方向における前記バックライト（２）の前方に配置された板状の光導波路（３）であって、前記光導波路（３）の主要面の少なくとも１つおよび／または前記光導波路（３）の内部空間に光取出し要素（６）を含み、前記バックライト（２）から出射する光の少なくとも７０％を透過させる光導波路（３）と、
   前記光導波路（３）の側面の側方に配置された光源（４）と、を有し、
   前記光導波路（３）の面上の少なくとも５０％においてＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定された平均のヘイズ値が７％未満であるように前記光取出し要素（６）の単位面積当たりの個数および大きさが選択されることで、少なくとも前記動作モードＢ２において前記バックライト（２）から制限された角度範囲内に出射された光が前記光導波路（３）を透過するときに前記角度範囲以外では高々無視できるほどしか散乱されず、
   さらに前記光導波路（３）の主要面の少なくとも１つおよび／または前記光導波路（３）の内部空間における前記光取出し要素（６）の分布は、前記光源（４）により前記光導波路（３）に入射し前記光取出し要素（６）により前記光導波路（３）から取り出された光が、
   前記主要面の１つで前記主要面の法線に対して−５０°〜＋５０°の角度範囲内に取り出された光の量の少なくとも３０％が、互いにかつ前記法線に対して垂直な１つまたは２つの予め定められた特定方向に対して−２０°〜＋２０°の角度範囲内に出射され、かつ／または前記主要面の１つで前記主要面の法線に対して−５０°〜＋５０°の角度範囲内に取り出された光の量の少なくとも４０％が、前記１つまたは２つの特定方向に対して−３０°〜＋３０°の角度範囲内に出射され、かつ
   前記光導波路（３）から取り出された光の量の少なくとも５０％は前記バックライト（２）から離れる方向に取り出される
   という条件を満たすように定められており、
   前記動作モードＢ２では前記バックライト（２）が点灯するとともに前記光源（４）が消灯し、前記動作モードＢ１では少なくとも前記光源（４）が点灯することを特徴とする照明装置（１ａ）。
2. 前記光導波路（３）が透明な熱可塑性もしくは熱弾性の合成樹脂またはガラスで構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置（１ａ）。
3. 前記光導波路（３）の主要面の少なくとも１つおよび／または前記光導波路（３）の内部空間における前記光取出し要素（６）の前記分布が、前記光導波路（３）の面上の少なくとも７０％において前記取り出された光の輝度が少なくとも７０％の均一性を実現するように定められていることを特徴とする、請求項１または２に記載の照明装置（１ａ）。
4. 前記光取出し要素（６）が最大で１００μｍの、好ましくは１μｍ〜３０μｍの寸法を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置（１ａ）。
5. 前記光取出し要素（６）がマイクロレンズ、マイクロプリズム、回折構造、３次元構造要素および／または散乱要素で構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置（１ａ）。
6. 前記光導波路（３）の内部空間に光取出し要素が形成され、前記光取出し要素が空洞として形成されており、前記空洞が好ましくはマイクロレンズ、マイクロプリズムまたは回折構造の外形を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置（１ａ）。
7. 前記空洞が気体、液体または固体の材料で充填されており、前記材料が前記光導波路（３）に使用されている材料とは異なる、好ましくはより小さい屈折率を有するか、または前記空洞が真空であることを特徴とする、請求項６に記載の照明装置（１ａ）。
8. 前記空洞が気体、液体または固体の材料で充填されており、前記材料が前記光導波路（３）に使用されている材料とは異なる、好ましくはより大きいヘイズ値を有することを特徴とする、請求項６または７に記載の照明装置（１ａ）。
9. 前記光導波路（３）が境界面同士で互いに接合した２枚の好ましくは同種の基板層で形成されており、前記空洞が材料の凹部として少なくとも前記境界面に形成され、好ましくはマイクロレンズ、マイクロプリズム、３次元構造要素または回折構造の外形を有することを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一項に記載の照明装置（１ａ）。
10. 前記光取出し要素（６）が前記光導波路（３）の前記主要面または境界面の少なくとも１つに設けられている場合には、所定の工具を用いて、好ましくは、機械的に、またはリソグラフィもしくは印刷で、または材料の付着、研磨、変換もしくは溶解により構造が付与された合成樹脂またはガラスで前記光取出し要素（６）が形成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置（１ａ）。
11. 前記バックライト（２）が
    好ましくは側方または背面に光源が配置された光導波路である面状発光体と、
    前記面状発光体と一体化され、かつ／または前記面状発光体の前方に配置された少なくとも１つの光コリメータと、
    で構成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明装置（１ａ）。
12. 前記動作モードＢ１において、予め定められた臨界角σ，γに対して、前記光導波路（３）から角βで出射する前記取り出された光が、前記光導波路（３）の表面の各点で、前記光導波路（３）の表面に対して垂直にかつ前記２つの特定方向の少なくとも一方向に測って、１０°＜γ＜８０°かつ１０°＜σ＜８０°の下で８０°＞β＞γおよび／または−８０°＜β＜−σという条件を満たし好ましくはγ＝σ＝４０°である角度範囲内に、前記光導波路（３）の前記表面の当該点から前記表面の法線に沿って出射する光の最大８０％、特に好ましくは最大５０％の強度を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の照明装置（１ａ）。
13. 自由観察モード用のＢ１と制限観察モード用のＢ２との少なくとも２つの動作モードで動作可能なスクリーン（１）であって、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の照明装置（１ａ）と、
    観察方向における前記光導波路（３）の前方に配置された透過型の画像生成部（５）と、
    を有するスクリーン（１）。
14. 光を取り出すための手段を有し光源（４ａ）により側方から光を供給可能な別の光導波路（５ａ）が観察方向における前記画像生成部（５）の前方に配置されており、前記別の光導波路（５ａ）が好ましくは光取出し要素（６）を含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載のスクリーン（１）。
15. 前記画像生成部が、それぞれが複数のサブピクセルで構成される複数のピクセルで形成されており、前記光取出し要素（６）の高さ、深さおよび幅の各寸法が前記画像生成部（５）の前記サブピクセルの幅および高さの最小値よりも小さいことを特徴とする、請求項１３または１４に記載のスクリーン（１）。
16. 車両内において、前記動作モードＢ２では同乗者だけに、前記動作モードＢ１では運転者および前記同乗者に同時に画像コンテンツを選択的に表示するための、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の照明装置（１ａ）または請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のスクリーン（１）の使用方法。

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