JPH10339874A - 透過電子光学的変調器用のバックライトシステム - Google Patents

透過電子光学的変調器用のバックライトシステム

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JPH10339874A
JPH10339874A JP10143274A JP14327498A JPH10339874A JP H10339874 A JPH10339874 A JP H10339874A JP 10143274 A JP10143274 A JP 10143274A JP 14327498 A JP14327498 A JP 14327498A JP H10339874 A JPH10339874 A JP H10339874A
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light rays
waveguide
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過電子光学的変調器用のバックライトシス
テムを提供する。 【解決手段】 少なくとも一つの光源と；符号ｚの第一
の方向に沿った光線を戻す少なくとも一つの反射器と；
ｚ方向に沿って光線を搬送するよう反射器の出射位置に
配置された光の伝送手段と光源と伝送手段との間に配置
されたコリメーション手段とからなり、ｚ方向に沿って
配置された伝送手段の面の一つは微小プリズム構造から
なり、これは光線を鏡面のように反射し、第一の方向に
垂直なｘで示される第二の方向に実質的に沿って伝送手
段から光線を抽出する。コリメーション手段はｚで示さ
れる第一の方向に関して傾けられた入射面を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は透過電子光学的変調
器用のバックライトシステムに関し、特に直視の下での
それらの動作に関する。
【０００２】
【従来の技術】当業者には液晶表示器のような透過型表
示器は観察の角度的な条件に強く依存する電子光学的特
性を有することは明らかである。この欠点を克服するた
めに電子光学的変調器を照明するようコリメートされた
光源を用いることが提案されてきた。
【０００３】幾つかのシステムではコリメートされた光
が得られることは当業者に知られている。ＳＩＤ ９４
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｄｉｇｅｓｔ の論文”Ｆ
ｌａｔ ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ ａ ｂａｃｋ ｌｉｇ
ｈｔｉｎｇ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ
ｍｉｃｒｏｐｒｉｓｍ ｆｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｃｙ”は蛍光管と、その管を囲む実質的に放
物面の反射器と、反射器を延在するコリメーション区域
と、底面に微小プリズム構造を設けた光ダクト又は導波
路とからなるコリメーションシステムを記載している。
この場合、管により出射された光は反射器によりコリメ
ーション区域に送られ、次に光ダクトに送られ、ここで
微小プリズム構造での反射により光ダクトの上面に平行
に設けられた変調器に向かって適切にコリメートされた
ときに光ダクトに注入された実質的に全ての光が送られ
る。
【０００４】この型のシステムは図１に概略示され、こ
こで符号１は光源を形成する管に対応し、符号２はコリ
メーション区域に、符号３は光ダクト又は導波路に、符
号４は微小プリズム構造に対応する。この場合に、図１
に示されるように導波路又は光ダクト３はプリズム構造
４が形成される上面３ａと、下面３ｂ又は出射面と、背
面３ｃとからなる。更にまたコリメーション区域の入射
面は導波路の入射面と平行である。この導波路構造は多
くの欠点を有する。光線ｒのような実質的に水平な光線
が背面３ｃで反射され、光源に送られる。それは変調器
を照射するよう供給されない。これによりシステムの中
位の効率が得られる。更にまたプリズム構造が均一な構
造であり、即ち全てのプリズムが同一である故に空間的
不均一性が導波路に平行な単一の方向のコリメータの使
用により多数のスプリアスローブとして出射ローブの方
向に観察される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
型の照明システムに対して種々の改善をなし、これらの
欠点を克服することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従って上記目的は −少なくとも一つの光源と； −符号ｚで示される第一の方向に沿って光線を戻す少な
くとも一つの反射器と； −ｚ方向に沿って光線を搬送するよう反射器の出射位置
に配置された光の伝送手段と −光源と伝送手段との間に配置されたコリメーション手
段とからなり、ｚ方向に沿って配置された伝送手段の面
の一つは微小プリズム構造からなり、これは光線を鏡面
のように反射し、第一の方向に垂直なｘで示される第二
の方向に実質的に沿って伝送手段から光線を抽出する透
過電子光学的変調器用のバックライトシステムであっ
て、コリメーション手段はｚで示される第一の方向に関
して傾けられた入射面を有することを特徴とするシステ
ムにより達成される。
【０００７】好ましい実施例では、このコリメーション
手段は傾けられた入射面を有するリニアコリメータ又は
傾けられた入射面を有する知られている”ＣＰＣ”を有
する集光器のいずれかである。この場合にはコリメータ
ーは底面が伝送手段の出射面とほぼ整列するように傾け
られる。コリメーターの出射面及び他の面での反射から
生ずる光源の種々の像は光源それ自体と同様に隣接し、
プリズムに入射する光線の角度スペクトルでギャップを
形成せず、故にスプリアスローブは除去される。 本発
明の他の特徴によれば微小プリズム構造からなる伝送手
段の面は曲面であり、好ましくは伝送手段の出射面と対
向する面とを連結するように内側に湾曲する。この特徴
的な構造によれば最も水平の光線を含む全ての光線は微
小プリズムにより遮断され、出射面に向かって反射さ
れ、それにより光束は増加する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴及び利点は以下
の図面を参照した好ましい実施例の説明から明らかとな
る。説明を簡単にするため、同じ要素は同じ符号で表さ
れる。図２に示されるのは本発明による照明システムで
ある。知られているように、この照明システムは蛍光管
からなる光源からなる。この蛍光管は通常好ましくは実
質的に放物面である反射器により囲まれ、コリメーター
手段２０に向かって光線を反射し、これは図３により詳
細に示される。光３０の伝送手段又は導波路はコリメー
ション手段２０の出口に設けられる。図２に示されるよ
うに導波路３０は第一の面３１又は微小プリズム構造４
０が作られる上面からなり、その役割はこれもまた出射
面と称される導波路の底面３２に向かってコリメーショ
ン手段から出射する光線を反射することである。
【０００９】本発明によれば微小プリズム構造が形成さ
れる上面３１は曲面である。この曲面は光源から見てそ
の反対の端で出射面３２と一致する。曲面の形状の決定
は光束の均一な分布を許容するようになされる。この曲
面の形状は以下の多項式により与えられる： Ｘ（ｚ）＝ａｚ4 ＋ｂｚ3 ＋ｃｚ2 ＋ｄｚ ここで ｚ＝ｉｐ、ｉ＝［０，Ｎ］、ｐは微小プリズム
の間隔、ａ，ｂ，ｃ，ｄは図４に示されるようなコリメ
ーターのパラメーター及び光束分布寸法に依存する係数
である。
【００１０】一例としてこの等式は以下のようになる： Ｘ（ｚ）＝−１．９２ｅ-7ｚ4 ＋６．５１ｅ-5ｚ3 ＋
２．４６ｅ-3ｚ2 ＋１．７７ｅ-2ｚ 多項式の係数は出射光束の最適化によるようなシミュレ
ーションにより選択された。
【００１１】更にまた図２に４１、４２、４３として明
確に示されるように本発明の他の特徴によれば微小プリ
ズム構造は均一な構造ではなく、プリズムの傾きの角度
は曲面上の位置の関数として変化する。プリズムの角度
は反射された光線が全て図２の矢印Ｆにより表されるよ
うに実質的に同じ衝突の角度で出射する。プリズムの角
度の変化は以下の式で表される。
【００１２】Ｂ（ｚ）＝Ａｚ4 ＋Ｂｚ3 ＋Ｃｚ2 ＋Ｄｚ
＋３５．７（度） ここで ｚ＝（ｉ−０．５）ｐ、Ｂ（ｚ）に対してｉ＝
［０，Ｎ］、ｐは図４に示されるような微小プリズムの
間隔、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは上記のパラメーターに依存する
係数である。一例としてこの等式は以下のようになる： Ｂ（ｚ）＝−２．３０ｅ-7ｚ4 ＋２．１２ｅ-5ｚ3 −
４．０１ｅ5 ｚ2 ＋９．６１ｅ-2ｚ＋３５．７（度） 多項式の係数は上記のようにシミュレーションにより選
択された。
【００１３】この構造によりプリズム４３のような導波
路又は伝送手段の終わりでプリズムはプリズム４１のよ
うな伝送手段の初めより傾きの少ない光線を受ける。こ
の特別な構造は出射ローブの方向の空間的均一性を許容
する。更にまた符号２０により図２、３に示されるよう
にコリメーション手段２０は水平に関して傾けられた入
射面２１を有する。
【００１４】コリメーターの種々のパラメータは以下の
式を用いて計算される：
【００１５】
【数１】
【００１６】かくしてコリメーターは底面２２が水平に
近く、即ち伝送手段の出射面と整列するように傾けられ
た入射面２１を有する。かなりのコリメーションがこの
ようにして得られる。更にまたコリメーターの出射面及
び面２２、２３での反射から生ずる光源の像は光源それ
自体と同様に隣接し、プリズムに入射する光線の角度ス
ペクトルでギャップを形成せず、故にスプリアスローブ
は除去される。
【００１７】用いられたコリメーターは図３に示される
ようなリニアコリメーターか又は「複合放物線集光器」
を表すＣＰＣとして知られている集光器である。傾斜し
た入射面を有するコリメーターの使用は導波路の初めに
高密度の光束を発生する。しかしながら導波路への入口
での過度な照明は微小プリズムを含む曲面の形状で減衰
され、この面をこの地帯の有効領域を減少するよう開始
点で湾曲を増加し、更に最大の光束を回復するよう出射
面に向かって減少するように選択されうる。この現象は
入射面が傾けられているＣＰＣコリメータを用いる場合
には回避される。なぜならばこのコリメーターは横断面
でより均一な出射分布を有するからである。故に抽出器
表面の湾曲はより曲率半径が小さい。
【００１８】図５、６の曲線は以下の特性を有するバッ
クライトシステムを用いて得られたものである。 −コリメーター： 入射半面（ｈａｌｆ−ｆａｃｅ）＝１．５ｍｍ 厚さ＝９ｍｍ 長さＬ＝１４．６ｍｍ コリメーション角度＝１９゜ 最大角度＝３３．６゜ 傾き＝２３゜ −伝送手段又は導波路： 長さ＝７５ｍｍ 深さ＝９０ｍｍ 厚さ＝９ｍｍ 使われた材料は屈折率ｎ＝１．４９のアクリル材料。
【００１９】この場合曲線Ｘ，Ｂは２つの曲線の頂点に
現れる関連する値により与えられる。上記の基本的な構
造はより多くの光束を得、視野の角度を改善するために
用いられることは当業者に明らかである。斯くして出射
面に関し対称的に、又は一方を他の上面に配置するよう
に上記のような幾つかの光源管を有する２つの構造を用
いることが可能である。
【００２０】
【発明の効果】 【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による照明システムの概略を示す図で
ある。
【図２】拡大された微小プリズムを有する本発明による
透過手段の概略を示す。
【図３】本発明で用いられるコリメーターの断面の概略
を示す。
【図４】等式で変動を示す図２の要素である。
【図５】特定のシステムに対するプリズムの抽出器面の
湾曲の形を示す。
【図６】特定のシステムに対するプリズムの角度の変化
を示す。
【符号の説明】
１ 光源 ２ コリメーション区域 ３ 導波路に ４ 微小プリズム構造 ３ａ 上面 ３ｂ 下面 ３ｃ 背面 ２０ コリメーション手段２０ ２１ 入射面 ２２、３２ 底面 ２３ 面 ３０ 導波路 ３１ 上面 ４０、４１、４２、４３ プリズム構造

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】−少なくとも一つの光源（１０）と； −符号ｚで示される第一の方向に沿って光線を戻す少な
    くとも一つの反射器と； −ｚ方向に沿って光線を搬送するよう反射器の出射位置
    に配置された光の伝送手段と −光源と伝送手段との間に配置されたコリメーション手
    段（２０）とからなり、ｚ方向に沿って配置された伝送
    手段の面の一つは微小プリズム構造（４０）からなり、
    これは光線を鏡面のように反射し、第一の方向に垂直な
    ｘで示される第二の方向に実質的に沿って伝送手段から
    光線を抽出する透過電子光学的変調器用のバックライト
    システムであって、コリメーション手段はｚで示される
    第一の方向に関して傾けられた入射面を有することを特
    徴とするシステム。
  2. 【請求項２】 コリメーション手段は傾けられた入射面
    を有するリニアコリメータであることを特徴とする請求
    項１記載のシステム。
  3. 【請求項３】 コリメーション手段は放物形要素を有す
    る集光器又は傾けられた入射面を有する”ＣＰＣ”であ
    ることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  4. 【請求項４】 微小プリズム構造（４０）からなる伝送
    手段の面（３１）は曲面であることを特徴とする請求項
    １乃至３のうちいずれか１項記載のシステム。
  5. 【請求項５】 曲面（３１）は伝送手段の対向する面又
    は出射面（３２）を連結するように内側に湾曲している
    ことを特徴とする請求項４記載のシステム。
  6. 【請求項６】 微小プリズム構造のプリズムの角度は湾
    曲した面に沿った位置の関数として適合され、それによ
    り反射光線は出射面に実質的に垂直に反射されることを
    特徴とする請求項４又は５記載のシステム。
  7. 【請求項７】 曲面の形状とプリズムの角度とはそれぞ
    れ以下の式： Ｘ（ｚ）＝ａｚ4 ＋ｂｚ3 ＋ｃｚ2 ＋ｄｚ Ｂ（ｚ）＝Ａｚ4 ＋Ｂｚ3 ＋Ｃｚ2 ＋Ｄｚ＋Ｅ（度） に従い、ここで ｚ＝ｉｐ、 Ｘ（ｚ）に対してｉ＝［０，
    Ｎ］、 ｚ＝（ｉ−０．５）ｐ、Ｂ（ｚ）に対してｉ＝［１，
    Ｎ］、 ｐは微小プリズムの間隔を表し、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，Ａ，
    Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは厚さ、傾き、コリメーターの角度、光
    束分布の寸法のようなコリメーターのパラメーターの関
    数として選択された係数であることを特徴とする請求項
    ４乃至６のうちいずれか１項記載のシステム。
JP10143274A 1997-05-27 1998-05-25 透過電子光学的変調器用のバックライトシステム Withdrawn JPH10339874A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR9706462 1997-05-27
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