JPH1064319A - 照明装置および透過性スクリーンの照明への適用 - Google Patents
照明装置および透過性スクリーンの照明への適用Info
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- JPH1064319A JPH1064319A JP9191586A JP19158697A JPH1064319A JP H1064319 A JPH1064319 A JP H1064319A JP 9191586 A JP9191586 A JP 9191586A JP 19158697 A JP19158697 A JP 19158697A JP H1064319 A JPH1064319 A JP H1064319A
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- G02B6/0076—Stacked arrangements of multiple light guides of the same or different cross-sectional area
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/13362—Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光の引出効率を改善することによって消費さ
れる電力を大幅に削減することができ、この結果が偏光
光を有用な方向に引き出すために使用される手段によっ
て得られる照明装置。 【解決手段】 光源と、前記光源に結合された光ウェー
ブガイドとを備えており、光ウェーブガイドが光源から
の放出光線をウェーブガイドの表面に実質的に垂直な方
向へ回折する、ウェーブガイドに沿って配置された回折
素子を備えている。
れる電力を大幅に削減することができ、この結果が偏光
光を有用な方向に引き出すために使用される手段によっ
て得られる照明装置。 【解決手段】 光源と、前記光源に結合された光ウェー
ブガイドとを備えており、光ウェーブガイドが光源から
の放出光線をウェーブガイドの表面に実質的に垂直な方
向へ回折する、ウェーブガイドに沿って配置された回折
素子を備えている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明の分野は照明装置の分
野であり、詳細にいえば、液晶スクリーンタイプの透過
性表示スクリーンと結合された照明装置の分野である。
野であり、詳細にいえば、液晶スクリーンタイプの透過
性表示スクリーンと結合された照明装置の分野である。
【0002】
【従来の技術】一般に、液晶スクリーンはフォトリソグ
ラフィ技術によって作成されている。この技術は制御マ
トリックスを、可変複屈折を備えた素子を制御する電極
のマトリックスに関連づける。各素子はカラーフィルタ
と偏光シートによって境界付けられているため、一色の
みの振幅変調を行う。自然光においては、この種のスク
リーンの透明度は5%程度である。適切に偏光された光
においては、この透明度は二倍になる。
ラフィ技術によって作成されている。この技術は制御マ
トリックスを、可変複屈折を備えた素子を制御する電極
のマトリックスに関連づける。各素子はカラーフィルタ
と偏光シートによって境界付けられているため、一色の
みの振幅変調を行う。自然光においては、この種のスク
リーンの透明度は5%程度である。適切に偏光された光
においては、この透明度は二倍になる。
【0003】光源を使用することが必要となる理由はこ
れであり、そのうちでもっとも効率のよいものが、放電
によって紫外線が放出され、これがチューブのエンベロ
ープないしケーシング上に付着されたフォトルミネセン
スリンによって可視範囲へ変換されるルミネセンスチュ
ーブである。これらのチューブの効率は通常約80ルー
メン/ワットである。チューブの最高ルミネセンスは白
色の場合、約30,000カンデラ/m2である。
れであり、そのうちでもっとも効率のよいものが、放電
によって紫外線が放出され、これがチューブのエンベロ
ープないしケーシング上に付着されたフォトルミネセン
スリンによって可視範囲へ変換されるルミネセンスチュ
ーブである。これらのチューブの効率は通常約80ルー
メン/ワットである。チューブの最高ルミネセンスは白
色の場合、約30,000カンデラ/m2である。
【0004】チューブの光をスクリーンの表面全体にわ
たって分配させる手段を図1に示す。
たって分配させる手段を図1に示す。
【0005】チューブ1は反射性エンベロープ2によっ
て、たとえば、数ミリメートルの厚さのプラスチックフ
ォイルからなるウェーブガイド3に結合されている。光
はフィルムの表面に分布している散乱点4によってウェ
ーブガイドから引き出される。
て、たとえば、数ミリメートルの厚さのプラスチックフ
ォイルからなるウェーブガイド3に結合されている。光
はフィルムの表面に分布している散乱点4によってウェ
ーブガイドから引き出される。
【0006】このアセンブリを後方散乱装置5によって
補って、スクリーン6に向かって放射される光束を増加
させることができる。
補って、スクリーン6に向かって放射される光束を増加
させることができる。
【0007】このタイプの構成において、輝度のバラン
スと光束のバランスとは通常次のようになる。
スと光束のバランスとは通常次のようになる。
【0008】− 2ワットチューブ 180ルーメン
60cm2Sr 30,000Cd/m2 − ウェーブガイド入力 120ルーメン 40cm2
Sr 30,000Cd/m2 − ウェーブガイド表面 120ルーメン 1000c
m2Sr 1200Cd/m2 − 表示出力 6ルーメン 1000cm2Sr 60
Cd/m2
60cm2Sr 30,000Cd/m2 − ウェーブガイド入力 120ルーメン 40cm2
Sr 30,000Cd/m2 − ウェーブガイド表面 120ルーメン 1000c
m2Sr 1200Cd/m2 − 表示出力 6ルーメン 1000cm2Sr 60
Cd/m2
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この種の照明装置で遭
遇する主な問題は、光の引出効率が低いことであり、さ
らに光が出力時に偏光されていないのに対し、液晶マト
リックスが偏光光で動作することである。
遇する主な問題は、光の引出効率が低いことであり、さ
らに光が出力時に偏光されていないのに対し、液晶マト
リックスが偏光光で動作することである。
【0010】それ故、透過性画面を希望する方向、すな
わちウェーブガイドの平面およびスクリーンの平面に対
して直角な方向で十分なエネルギーによって照明できる
ようにするためには、装置に供給する強力な光源を設け
ることが必須となる。
わちウェーブガイドの平面およびスクリーンの平面に対
して直角な方向で十分なエネルギーによって照明できる
ようにするためには、装置に供給する強力な光源を設け
ることが必須となる。
【0011】現在、この種の装置で消費される電力を実
質的に減少させることがますます求められている。実
際、ポータブルスクリーンの分野においては、許容され
るバッテリの重量が動作の自立性を制限している。電力
消費量を制限するというこの必要性は、スクリーンがダ
ッシュボードに一体化されており、過剰な電力消費がか
なりな発熱を生じる自動車やアビオニクスの分野におい
ても存在している。
質的に減少させることがますます求められている。実
際、ポータブルスクリーンの分野においては、許容され
るバッテリの重量が動作の自立性を制限している。電力
消費量を制限するというこの必要性は、スクリーンがダ
ッシュボードに一体化されており、過剰な電力消費がか
なりな発熱を生じる自動車やアビオニクスの分野におい
ても存在している。
【0012】これに関連して、本発明の目的は、光の引
出効率を改善することによって消費される電力を大幅に
削減することができ、この結果が偏光光を有用な方向に
引き出すために使用される手段によって得られる照明装
置である。
出効率を改善することによって消費される電力を大幅に
削減することができ、この結果が偏光光を有用な方向に
引き出すために使用される手段によって得られる照明装
置である。
【0013】
【課題を解決するための手段】詳細にいえば、本発明の
目的は、光源と、前記光源に結合された光ウェーブガイ
ドとを備えており、光ウェーブガイドが光源からの放出
光線をウェーブガイドの表面に実質的に垂直な方向へ回
折する、ウェーブガイドに沿って配置された回折素子を
備えている照明装置である。
目的は、光源と、前記光源に結合された光ウェーブガイ
ドとを備えており、光ウェーブガイドが光源からの放出
光線をウェーブガイドの表面に実質的に垂直な方向へ回
折する、ウェーブガイドに沿って配置された回折素子を
備えている照明装置である。
【0014】本発明の変形によれば、回折素子は光ウェ
ーブガイドの軸線に関して約45°だけ配向された層状
に形成された光学指数(屈折率)格子を備えている、材
料の層によって形成することができるホログラフィー素
子であり、前記格子が層の厚さとなされているホログラ
フィー素子である。
ーブガイドの軸線に関して約45°だけ配向された層状
に形成された光学指数(屈折率)格子を備えている、材
料の層によって形成することができるホログラフィー素
子であり、前記格子が層の厚さとなされているホログラ
フィー素子である。
【0015】他の変形によれば、回折素子は二枚のミラ
ーの間に収められて、共鳴キャビティを作り出し、この
キャビティ全体がホログラフィー素子と同じ効果を生じ
ることのできるエッチングされた回折格子である。
ーの間に収められて、共鳴キャビティを作り出し、この
キャビティ全体がホログラフィー素子と同じ効果を生じ
ることのできるエッチングされた回折格子である。
【0016】有利には、照明装置が光源と反対側のウェ
ーブガイドの端部において、四分の一波長板と前記四分
の一波長板に平行なミラーを含んでいることができ、ま
たウェーブガイドの表面に平行で、光の引出平面に対向
している平面に配置されたミラーを含んでいてもよい。
ーブガイドの端部において、四分の一波長板と前記四分
の一波長板に平行なミラーを含んでいることができ、ま
たウェーブガイドの表面に平行で、光の引出平面に対向
している平面に配置されたミラーを含んでいてもよい。
【0017】有利には光ウェーブガイドが光源に関して
発散している二面体の形態をしていて、ウェーブガイド
から引き出され、ウェーブガイドの平面に関してほぼ垂
直な方向にコリメートされる光束を増やすことができ
る。
発散している二面体の形態をしていて、ウェーブガイド
から引き出され、ウェーブガイドの平面に関してほぼ垂
直な方向にコリメートされる光束を増やすことができ
る。
【0018】本発明のさらに他の目的は、三個の照明装
置、すなわち赤色光で発光する光源を備えている第一の
装置A、緑色光で発光する光源を備えている第二の装置
B、青色光で発光する光源を備えている装置Cを重ね合
わせたものを備えている透過性表示スクリーン用照明装
置である。
置、すなわち赤色光で発光する光源を備えている第一の
装置A、緑色光で発光する光源を備えている第二の装置
B、青色光で発光する光源を備えている装置Cを重ね合
わせたものを備えている透過性表示スクリーン用照明装
置である。
【0019】この種の照明装置は、各回折素子が光源が
射出する波長にマッチしている限り、光源のレベルで射
出されるすべてのエネルギーに対して効率的であるとい
う大きな価値を有している。それ故、白色光源で得られ
るものよりもほぼ三倍の輝度値が達成される。
射出する波長にマッチしている限り、光源のレベルで射
出されるすべてのエネルギーに対して効率的であるとい
う大きな価値を有している。それ故、白色光源で得られ
るものよりもほぼ三倍の輝度値が達成される。
【0020】本発明による照明装置は、たとえばpタイ
プの偏光光を放出することができる。ウェーブガイド内
のs偏光光に対応しており、引き出されていない、閉じ
込められたままの光エネルギーを使用するために、有利
には、照明装置がs偏光光をp偏光光に変換して、この
光を希望する方向で光ウェーブガイドから引き出す手段
を含んでいてもよい。
プの偏光光を放出することができる。ウェーブガイド内
のs偏光光に対応しており、引き出されていない、閉じ
込められたままの光エネルギーを使用するために、有利
には、照明装置がs偏光光をp偏光光に変換して、この
光を希望する方向で光ウェーブガイドから引き出す手段
を含んでいてもよい。
【0021】添付図面を参照した非限定的な例によって
与えられる以下の説明を読むことで本発明はより明確に
理解され、他の利点が明らかとなろう。
与えられる以下の説明を読むことで本発明はより明確に
理解され、他の利点が明らかとなろう。
【0022】
【発明の実施の形態】一般に、本発明による照明装置は
光ウェーブガイド13に結合された光源11を備えてい
る。この結合は典型的にはコリメータ12によって達成
される。回折素子14はウェーブガイドの中心部に配置
されており、図2に示されているようにウェーブガイド
の平面にほぼ垂直な方向に、放出される光線を回折す
る。
光ウェーブガイド13に結合された光源11を備えてい
る。この結合は典型的にはコリメータ12によって達成
される。回折素子14はウェーブガイドの中心部に配置
されており、図2に示されているようにウェーブガイド
の平面にほぼ垂直な方向に、放出される光線を回折す
る。
【0023】ウェーブガイドの入力において、光は90
°と、ウェーブガイドの出力における反射限度角(約4
0°)との間のあらゆる入射角をとる。
°と、ウェーブガイドの出力における反射限度角(約4
0°)との間のあらゆる入射角をとる。
【0024】第一の変形によると、回折素子はホログラ
フィー素子である。詳細にいえば、この素子はウェーブ
ガイドの容積内に刻み込まれた、あるいはこのウェーブ
ガイドの表面上のウェーブガイドの一体部分を形成す
る。ホログラムを作成するために、二本のコヒーレント
光束が感光性層の平面において周知の態様で干渉させら
れる。ほぼ垂直な方向で放出される光線を回折するため
には、光学指数(屈折率)層が光ウェーブガイドの平面
に対する法線に関して45°の向きになっている光学指
数(屈折率)格子を感光性材料内で作成することによっ
て、ホログラフィー素子を形成するのが有利である。
フィー素子である。詳細にいえば、この素子はウェーブ
ガイドの容積内に刻み込まれた、あるいはこのウェーブ
ガイドの表面上のウェーブガイドの一体部分を形成す
る。ホログラムを作成するために、二本のコヒーレント
光束が感光性層の平面において周知の態様で干渉させら
れる。ほぼ垂直な方向で放出される光線を回折するため
には、光学指数(屈折率)層が光ウェーブガイドの平面
に対する法線に関して45°の向きになっている光学指
数(屈折率)格子を感光性材料内で作成することによっ
て、ホログラフィー素子を形成するのが有利である。
【0025】記録を行うため、二本のコヒーレント光束
は感光性層の平面で干渉させられる。これら二本のコヒ
ーレント光束は層の軸線に関して45°で対称となって
いる。この軸線とこれらの光束が形成している角度は下
記の式によるしまのピッチを画定する。
は感光性層の平面で干渉させられる。これら二本のコヒ
ーレント光束は層の軸線に関して45°で対称となって
いる。この軸線とこれらの光束が形成している角度は下
記の式によるしまのピッチを画定する。
【0026】ρ=λ/2 sin u ただし、「u」は二本の光束によって形成される角度の
半分である。
半分である。
【0027】ウェーブガイドの平面から引き出される可
視波長に関し、この角度は45°にほぼ等しい。これは
記録時に光束の一方がウェーブガイドの平面に生成され
る限り、不可能な記録に対応している。それ故、記録の
場合、選択される波長は計画されている可視波長とは異
なっている。特に、紫外波長を選択して、光束の間の角
度を少なくし、光屈折材料を広い範囲で選択することが
可能となる。
視波長に関し、この角度は45°にほぼ等しい。これは
記録時に光束の一方がウェーブガイドの平面に生成され
る限り、不可能な記録に対応している。それ故、記録の
場合、選択される波長は計画されている可視波長とは異
なっている。特に、紫外波長を選択して、光束の間の角
度を少なくし、光屈折材料を広い範囲で選択することが
可能となる。
【0028】記録される材料は記録時のインソレーショ
ンの関数として屈折率の変動を示さなければならない。
ホログラフィー記録が行われる標準的な材料に対応した
重クロム酸ゼラチンまたはフォトポリマであることが典
型的である。
ンの関数として屈折率の変動を示さなければならない。
ホログラフィー記録が行われる標準的な材料に対応した
重クロム酸ゼラチンまたはフォトポリマであることが典
型的である。
【0029】ホログラフ格子が作成されるウェーブガイ
ドは二面体構造を有しているのが有利である。
ドは二面体構造を有しているのが有利である。
【0030】図3はホログラムの捕獲のために、放出光
線をコーン中に戻す方法を示している。このコーンは回
折がウェーブガイドの平面に垂直に発生する様に、ホロ
グラムが選択した方向で回折するすべての入射角に対応
している。この図はこの図において示されている角度α
1、α2およびα3が光軸に沿って徐々に減少しているこ
とを示している。
線をコーン中に戻す方法を示している。このコーンは回
折がウェーブガイドの平面に垂直に発生する様に、ホロ
グラムが選択した方向で回折するすべての入射角に対応
している。この図はこの図において示されている角度α
1、α2およびα3が光軸に沿って徐々に減少しているこ
とを示している。
【0031】効率を高めるために、二面体の角度はホロ
グラムの捕獲角度以下になるように選択されている。た
とえば、図4は5μm程度の厚さの格子に対する入射角
θの関数として、回折効率(%で表す)の形態での(Δ
n=0.008の周期的屈折率変動による)位相格子の
角度受入度(アンギュラアクセプタンス)を示してい
る。
グラムの捕獲角度以下になるように選択されている。た
とえば、図4は5μm程度の厚さの格子に対する入射角
θの関数として、回折効率(%で表す)の形態での(Δ
n=0.008の周期的屈折率変動による)位相格子の
角度受入度(アンギュラアクセプタンス)を示してい
る。
【0032】ホログラムの角度受入度と二面体の角度と
が互いにマッチして、ウェーブガイドを伝播する光線の
大多数がホログラムの受入コーン(アクセプタンスコー
ン)に少なくとも一回入るようになるのが適切であるこ
とに留意すべきである。
が互いにマッチして、ウェーブガイドを伝播する光線の
大多数がホログラムの受入コーン(アクセプタンスコー
ン)に少なくとも一回入るようになるのが適切であるこ
とに留意すべきである。
【0033】さらに、回折ホログラフィー素子を使用す
る価値はこれがもたらすコリメーションがきわめて優れ
たものである点にある。実際には、単色光束の幾何学的
範囲は一様なホログラフ構造での偏向によって変更され
ることがない。図5からわかるように、これによって次
式が得られる。
る価値はこれがもたらすコリメーションがきわめて優れ
たものである点にある。実際には、単色光束の幾何学的
範囲は一様なホログラフ構造での偏向によって変更され
ることがない。図5からわかるように、これによって次
式が得られる。
【0034】S×Ω=S’×Ω’ ただし、ΩおよびΩ’は立体角である。表面積S’をS
の表面に比較してきわめて大きくすることによって、き
わめて小さい角度Ω’によって表される発散が得られ
る。
の表面に比較してきわめて大きくすることによって、き
わめて小さい角度Ω’によって表される発散が得られ
る。
【0035】さらに、ウェーブガイドから45°配向さ
れた回折構造は入射平面に垂直に画定された入射光のs
タイプの偏光を透過する特性を有しており、これとは逆
に、光源から来る入射光が回折構造に関してブルースタ
ー入射で到着するため、入射面におけるpタイプ偏光は
大量に反射される。本発明による照明装置はそれ故、高
度に平行化され、偏光された光を射出することができ
る。
れた回折構造は入射平面に垂直に画定された入射光のs
タイプの偏光を透過する特性を有しており、これとは逆
に、光源から来る入射光が回折構造に関してブルースタ
ー入射で到着するため、入射面におけるpタイプ偏光は
大量に反射される。本発明による照明装置はそれ故、高
度に平行化され、偏光された光を射出することができ
る。
【0036】本発明の変形の一つによれば、照明装置は
透過したsタイプの偏光を変換して、装置からこのタイ
プの偏光も引き出す手段も含んでいる。
透過したsタイプの偏光を変換して、装置からこのタイ
プの偏光も引き出す手段も含んでいる。
【0037】図5は四分の一波長板15と、ミラー16
と、ミラー17とが設けられているこの変形を示す。た
とえば複屈折材利用で構成された四分の一波長板の機能
は、透過したsタイプの偏光をpタイプの偏光に逆転さ
せることである。一対のミラー16および17によっ
て、このpタイプの偏光は回折素子へ送り返される。こ
のpタイプの偏光光は逆方向の経路をたどり、回折素子
によって反射される。この光をウェーブガイドへ送り返
すとしても、ホログラフィー素子に対して順方向に回折
された光が取る方向へ正確に送り返すことはできない。
これがミラー17を若干傾け、この光を若干異なる方向
へ送り返して、この光がホログラムの受け入れコーンか
ら逃出し、したがって透過して、ホログラフィー素子に
よって回折されないようにする理由である。
と、ミラー17とが設けられているこの変形を示す。た
とえば複屈折材利用で構成された四分の一波長板の機能
は、透過したsタイプの偏光をpタイプの偏光に逆転さ
せることである。一対のミラー16および17によっ
て、このpタイプの偏光は回折素子へ送り返される。こ
のpタイプの偏光光は逆方向の経路をたどり、回折素子
によって反射される。この光をウェーブガイドへ送り返
すとしても、ホログラフィー素子に対して順方向に回折
された光が取る方向へ正確に送り返すことはできない。
これがミラー17を若干傾け、この光を若干異なる方向
へ送り返して、この光がホログラムの受け入れコーンか
ら逃出し、したがって透過して、ホログラフィー素子に
よって回折されないようにする理由である。
【0038】本発明の他の変形によれば、屈折素子を図
6aに示すように45°で配向された層となったレリー
フの格子14’によって形成することができる。この格
子は屈折率n2の材料の薄層によって覆われており、格
子は屈折率n1を有している。ユニット全体は屈折率n1
の材料に埋め込まれる。この構造は上述のホログラフィ
ー素子の薄さをシミュレートしたものである。
6aに示すように45°で配向された層となったレリー
フの格子14’によって形成することができる。この格
子は屈折率n2の材料の薄層によって覆われており、格
子は屈折率n1を有している。ユニット全体は屈折率n1
の材料に埋め込まれる。この構造は上述のホログラフィ
ー素子の薄さをシミュレートしたものである。
【0039】この構造の両側面において、回折素子は誘
電多層構造を有していて、使用する波長にマッチしたミ
ラーの機能M1およびM2を満たしている。
電多層構造を有していて、使用する波長にマッチしたミ
ラーの機能M1およびM2を満たしている。
【0040】図6bはミラーM1およびM2ならびにエッ
チング格子14’によって構成された共鳴キャビティを
備えているこの種の回折素子の動作を示す。
チング格子14’によって構成された共鳴キャビティを
備えているこの種の回折素子の動作を示す。
【0041】上述の照明装置は表示用に特に有用であ
る。この種の用途の場合、三個の照明装置A、B、Cが
重ね合わされる。装置Aには赤色で発光する光源11R
が設けられており、装置Bには緑色で発光する光源11
Vが設けられており、装置Cには青色で発光する光源1
1Bが設けられている。これら三個の照明装置の重ね合
わせが可能となるのは、回折素子の波長選択性によるも
のである。実際には、ホログラムの場合、これらの回折
素子の構造は関連する光源の関数として決定され、所与
の装置のホログラムは、図7に示すように、隣接する照
明装置が発光する光に対して透明である。
る。この種の用途の場合、三個の照明装置A、B、Cが
重ね合わされる。装置Aには赤色で発光する光源11R
が設けられており、装置Bには緑色で発光する光源11
Vが設けられており、装置Cには青色で発光する光源1
1Bが設けられている。これら三個の照明装置の重ね合
わせが可能となるのは、回折素子の波長選択性によるも
のである。実際には、ホログラムの場合、これらの回折
素子の構造は関連する光源の関数として決定され、所与
の装置のホログラムは、図7に示すように、隣接する照
明装置が発光する光に対して透明である。
【0042】コンパクトさを最適なものとするために、
二面体構造をその発散のレベルで変更する。すなわち、
中間の装置は光源が他の二個の光源と同じ側に配置され
ないように構成される。
二面体構造をその発散のレベルで変更する。すなわち、
中間の装置は光源が他の二個の光源と同じ側に配置され
ないように構成される。
【0043】さらに、使用される赤、緑および青の蛍光
チューブの各々の原色の輝度は、白色チューブにおける
各原色の輝度よりもほぼ三倍である。それ故、市販のチ
ューブから得られる輝度を約50,000カンデラ/m
2と見積もることができ、この値は偏光され、強く平行
化された光束で得られる。
チューブの各々の原色の輝度は、白色チューブにおける
各原色の輝度よりもほぼ三倍である。それ故、市販のチ
ューブから得られる輝度を約50,000カンデラ/m
2と見積もることができ、この値は偏光され、強く平行
化された光束で得られる。
【図1】従来の技術による照明装置を示す図である。
【図2】本発明による照明装置を示す図である。
【図3】本発明による照明装置に使用される二面体の形
態におけるウェーブガイドの例を示す図である。
態におけるウェーブガイドの例を示す図である。
【図4】本発明に使用される例示的なホログラフィー素
子における入射角度の関数としてパーセントで表した回
折効率のグラフである。
子における入射角度の関数としてパーセントで表した回
折効率のグラフである。
【図5】光源から放射されるすべての光を引き出す手段
を備えている例示的な照明装置の図である。
を備えている例示的な照明装置の図である。
【図6a】エッチング格子を有する共鳴キャビティを備
えている例示的な回折構造を示す図である。
えている例示的な回折構造を示す図である。
【図6b】図6aに示した回折構造で生じた光線が通る
光路の図である。
光路の図である。
【図7】三個の装置を重ねたものを使用する表示スクリ
ーン用の照明装置を示す図である。
ーン用の照明装置を示す図である。
11 光源 12 コリメータ 13 光ウェーブガイド 14 回折素子 14’ 回折格子 16、17 ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブリジツト・ロワゾー フランス国、91440・ビユール・シユー ル・イベツト、アブニユ・ジユール・ベル ヌ、13
Claims (8)
- 【請求項1】 光源と、前記光源に結合された光ウェー
ブガイドとを備えており、光ウェーブガイドが光源から
の放出光線をウェーブガイドの表面に実質的に垂直な方
向へ回折する、ウェーブガイドに沿って配置された回折
素子を備えている照明装置。 - 【請求項2】 回折素子がホログラフィー素子である請
求項1に記載の照明装置。 - 【請求項3】 ウェーブガイドがウェーブガイドの平面
に対する法線と45°にほぼ等しい角度を形成する方向
に配向された層状に形成された光学指数格子を有してい
る請求項1に記載の照明装置。 - 【請求項4】 回折素子がエッチングがウェーブガイド
の表面に対する法線と約45°のところに屈折率を有す
る側面と、ウェーブガイドの平面に対する法線に平行な
側面とを有するエッチングされた格子と、 エッチングされた格子がその中に一体化される共鳴キャ
ビティとを備えている請求項1に記載の照明装置。 - 【請求項5】 エッチングされた格子が屈折率n2の材
料の層によって覆われており、ユニット全体が格子と同
じ屈折率n1を有している材料に一体化されている請求
項4に記載の照明装置。 - 【請求項6】 回折素子が入射面に垂直に画定されたs
偏光光を透過し、入射面に垂直に画定されたp偏光光を
回折し、前記回折素子がs偏光光をp偏光光に変換する
手段を備えている請求項1から5のいずれか一項に記載
の照明装置。 - 【請求項7】 光源と対向するウェーブガイド端部にお
いて、四分の一波長板と、前記四分の一波長板に平行な
ミラーとを備えており、かつウェーブガイドの表面に平
行で、光の引出面に対向しているミラーを備えている請
求項6に記載の照明装置。 - 【請求項8】 請求項1から7のいずれか一項に記載の
三個の照明装置、すなわち赤色で発光する光源を備えて
いる第一の装置、緑色で発光する光源を備えている第二
の装置、および青色で発光する光源を備えている第三の
装置を重ね合わせたものを備えている表示スクリーン用
の照明装置。
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FR9608854 | 1996-07-16 |
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JPH1064319A true JPH1064319A (ja) | 1998-03-06 |
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ID=9494081
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Country | Link |
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EP (1) | EP0819884B1 (ja) |
JP (1) | JPH1064319A (ja) |
DE (1) | DE69719252T2 (ja) |
FR (1) | FR2751398B1 (ja) |
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