JP2008546139A - Lighting device - Google Patents

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Abstract

本発明は、光ガイド装置を有する照明装置であって、少なくとも１つの光源から入力された光が、前記光ガイド装置を介して伝搬され、全反射によって少なくとも部分的に光ガイド装置内に閉じ込められる、照明装置に関する。当該光ガイド装置は、第１の光ガイドプレート６及び第２の光ガイドプレート７と、光ガイドプレート６の屈折率よりも低い屈折率を有する中間層８とを有しており、第１の光ガイドプレート６は、前記少なくとも１つの光源からの光を受け取るように配されている。この光ガイド装置は、前記少なくとも１つ光源が点又は線形である場合でさえも、光が前記照明装置の出力表面からより均一に発せられるような、改善された横方向の光強度平均化の効果を提供する。  The present invention is an illumination device having a light guide device, wherein light input from at least one light source is propagated through the light guide device and is at least partially confined in the light guide device by total reflection. The invention relates to a lighting device. The light guide device includes a first light guide plate 6 and a second light guide plate 7, and an intermediate layer 8 having a refractive index lower than that of the light guide plate 6. The light guide plate 6 is arranged to receive light from the at least one light source. The light guide device provides improved lateral light intensity averaging so that light is emitted more uniformly from the output surface of the illuminator, even when the at least one light source is point or linear. Providing an effect.

Description

本発明は、第１の及び第２の主表面を持つ平坦な光ガイド装置であって、少なくとも１つの光源からの光を受け取ると共に、全反射により内部に光を少なくとも部分的に含む平坦な光ガイド装置と、前記第２の主表面において、前記光ガイド装置からの光を導出結合（out-coupling）する導出結合装置とを有する照明装置に関する。   The present invention is a flat light guide device having first and second main surfaces, the flat light receiving light from at least one light source and at least partially containing light internally by total reflection. The present invention relates to a lighting device including a guide device and a derivation coupling device that out-couples light from the light guide device on the second main surface.

前記のような装置は、国際特許出願公開第2004/027467 A1号パンフレットに開示されており、例えば、ＬＣＤ−ＴＶにおけるブラックライト装置として使用されることができる。平面的な光ガイドの使用は、前記装置の発光表面から発せられた光の強度を、ある程度まで、横方向に滑らかにする機能をする。僅かな点又は線形光源のみが使用される場合でさえも、前記照明装置は、自身の発光表面領域全体から横方向に比較的均一な光の流れを発することができる。   Such a device is disclosed in the pamphlet of International Patent Application Publication No. 2004/027467 A1, and can be used as a black light device in an LCD-TV, for example. The use of a planar light guide serves to smooth the intensity of the light emitted from the light emitting surface of the device to a certain extent in the lateral direction. Even when only a few points or linear light sources are used, the illuminator can emit a relatively uniform light flow laterally from its entire light emitting surface area.

しかしながら、前記照明装置の第２の主表面全体からの更に均一な光の流れを提供する必要性が、まだ存在し得る。   However, there may still be a need to provide a more uniform light flow from the entire second major surface of the lighting device.

従って、本発明の目的は、冒頭段落に記載された種類の照明装置を、前記照明装置の前記発光面に渡る光の流れの変化に関して改善することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to improve a lighting device of the kind described in the opening paragraph with respect to changes in the flow of light across the light emitting surface of the lighting device.

この目的は、添付の請求項１に規定されている照明装置によって達成される。この場合において、前記光ガイド装置は、第１及び第２の平行な光ガイドプレートと、前記第１の光ガイドプレートと前記第２の光ガイドプレートとの間の少なくとも１つの中間層とを有しており、前記第１の光ガイドプレートは、光源からの光を受け取るように配されており、前記第２の光ガイドプレートは、前記導出結合装置を有しており、前記中間層は、前記第１の光ガイドプレートよりも低い屈折率を有している。   This object is achieved by a lighting device as defined in the appended claim 1. In this case, the light guide device has first and second parallel light guide plates and at least one intermediate layer between the first light guide plate and the second light guide plate. The first light guide plate is arranged to receive light from a light source, the second light guide plate includes the lead-out coupling device, and the intermediate layer includes: The refractive index is lower than that of the first light guide plate.

このことは、少なくとも一部の光束が、前記第１の光ガイドプレートと前記中間層との間の境界面における全反射を被るので、前記照明装置の発光表面からの横方向に更に均一な光の流れを提供する。従って、光束は、前記光ガイド装置から出る前に、前記第１の光ガイドプレートを介して、平均して、横方向に長い距離に渡って進行する。   This is because at least a part of the light beam undergoes total reflection at the interface between the first light guide plate and the intermediate layer, so that more uniform light from the light emitting surface of the illumination device can be obtained in the lateral direction. Provide a flow of Therefore, on the average, the light beam travels over a long distance through the first light guide plate before leaving the light guide device.

前記のような装置は、前記第１の光ガイドプレートの一方の縁部を介して光を供給する少なくとも１つの光源を有することができる。このことは、薄い装置を提供する。   Such an apparatus may have at least one light source that supplies light through one edge of the first light guide plate. This provides a thin device.

代替的には、前記装置は、前記第１の光ガイドプレートの主表面を介して光を供給すると共に、前記光ガイド装置の前記第１の主表面を構成している少なくとも１つの光源を有することができる。この場合において、前記主表面は、好ましくは、導入結合（in-coupling）構造を有する。このことは、より多くの光が、前記第１の光ガイドプレートに入射するのを可能にする。好ましくは、リフレクタが、配されており、該リフレクタは、前記光ガイド装置の前記第１の主表面と一緒に、前記光源を包囲している。このことは、前記第１の光ガイドプレートに（最初に）入射することができない光束が、前記第１の光ガイドプレートに何とか入射する瞬間まで前記リフレクタ及び前記第１の主表面によって境界をつけられている空間内で再利用されるのを可能にする。   Alternatively, the device has at least one light source that supplies light through the main surface of the first light guide plate and constitutes the first main surface of the light guide device. be able to. In this case, the main surface preferably has an in-coupling structure. This allows more light to enter the first light guide plate. Preferably, a reflector is arranged, the reflector surrounding the light source together with the first main surface of the light guide device. This is because the reflector and the first main surface delimit until the moment when the light beam that cannot enter the first light guide plate is incident on the first light guide plate. It can be reused in a reserved space.

前記導出結合構造は、複屈折材料を有することもでき、この結果、前記照明装置は、分極光を生成する及び発する。   The lead-out coupling structure may also comprise a birefringent material, so that the lighting device generates and emits polarized light.

前記第１及び第２の光ガイドプレートは、前記第１の光ガイドプレートと第２の光ガイドプレートとの間に少なくとも１つの間隙を形成するように離間されることができ、従って、前記間隙は、前記中間層を構成することができ、隣接するスペーサ要素間に位置されることができる少なくとも１つのセグメントからできていても良い。前記スペーサ要素の高さは、好ましくは、前記間隙の間隔とほぼ同じである。   The first and second light guide plates may be spaced apart to form at least one gap between the first light guide plate and the second light guide plate, and thus the gap May comprise the intermediate layer and may be made of at least one segment that can be positioned between adjacent spacer elements. The height of the spacer element is preferably approximately the same as the gap spacing.

前記セグメントは、気体、液体及び固体を含む少なくとも部分的に透明な媒体のグループの少なくとも１つの部材によって充填されることができる。光学的に着色されている前記部材が可動なものにされることができ、これにより、他の部材とのその場における交換を可能にする適切な対応がなされることもできる。   The segments can be filled with at least one member of a group of at least partially transparent media including gases, liquids and solids. The members that are optically colored can be made movable, so that appropriate measures can be taken to allow in-situ exchange with other members.

複数のセグメントが、例えば、前記照明装置の前記第１の光ガイドプレートと前記第２の光ガイドプレートとの間の間隙のかさ全体を、少なくとも部分的に充填するアレイにおいて、配されることができる。種々のセグメントが、少なくとも部分的に透明な媒体の上方のグループの１つ以上の異なる部材によって充填されることができる。   A plurality of segments may be arranged, for example, in an array that at least partially fills the entire bulk of the gap between the first light guide plate and the second light guide plate of the lighting device. it can. The various segments can be filled with one or more different members of the upper group of at least partially transparent media.

前記のような照明装置は、ブラックライト装置のように、透過性のＬＣＤパネルへの光を提供するように配されることができる。代替的には、これらは、例えば、切り換え可能な光タイルのような、一般的な照明目的のために使用されることができる。   The illumination device as described above can be arranged to provide light to the transmissive LCD panel, like a black light device. Alternatively, they can be used for general lighting purposes, eg switchable light tiles.

本発明のこれらの及び他の見地は、以下に記載される実施例を参照して明らかにされ、説明されるであろう。   These and other aspects of the invention will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter.

図１は、本発明の実施例による照明装置を断面図において模式的に示している。前記装置は、蛍光ランプのような、複数の光源１、２、３を有している。前記のような光源は、リフレクタ４によって部分的に包囲されており、この結果、前記光源から発せられた光は、直接的か、又はリフレクタ４からの１つ以上の反射を介して間接的にかのいずれかにおいて平坦な光ガイド装置に向けられる。平坦な光ガイド装置５は、光源１、２、３に面している第１主表面と、前記対向する方向に面している第２の主表面とを有している。   FIG. 1 schematically shows a lighting device according to an embodiment of the invention in a sectional view. The apparatus has a plurality of light sources 1, 2, 3 such as fluorescent lamps. Such a light source is partly surrounded by the reflector 4 so that the light emitted from the light source can be directly or indirectly via one or more reflections from the reflector 4. Is directed to a flat light guide device. The flat light guide device 5 has a first main surface facing the light sources 1, 2, 3 and a second main surface facing in the opposite direction.

光ガイド装置５は、それぞれサンドイッチ構造において配されている第１及び第２の光ガイドプレート６、７を有する。前記光ガイド装置は、更に、前記第１の光ガイドプレートと第２の光ガイドプレートとの間に平坦な中間層８を有している。   The light guide device 5 has first and second light guide plates 6 and 7 arranged in a sandwich structure, respectively. The light guide device further includes a flat intermediate layer 8 between the first light guide plate and the second light guide plate.

第１の光ガイドプレート６は、直接的に又は前記リフレクタ４を介して間接的にの何れかにおいて、光源１、２、３からの光を受け取るように配されている。前記光源に面していると共に、前記光ガイド装置５の前記第１の主表面を構成している自身の表面において、第１の光ガイドプレート６は、導入結合構造９（以下で更に詳細に記載される）を有している。簡単に言うと、この導入結合構造９は、第１の光ガイドプレート６に入射する光が、全反射の発生により、少なくともある程度のこの第１の光ガイドプレート内における光の閉じ込めの発生を支持する限定された角度範囲において、この光ガイドプレートを介して伝搬することを保証する。従って、光は、少なくとも部分的に、全反射によって前記光ガイド装置内に束縛される。   The first light guide plate 6 is arranged to receive light from the light sources 1, 2, 3 either directly or indirectly via the reflector 4. On the surface facing the light source and constituting the first main surface of the light guide device 5, the first light guide plate 6 is connected to the lead-in coupling structure 9 (described in more detail below). Described). In short, this lead-in coupling structure 9 supports the occurrence of light confinement in the first light guide plate at least to some extent by the light incident on the first light guide plate 6 by the occurrence of total reflection. In such a limited angular range, it is guaranteed to propagate through this light guide plate. Thus, light is at least partially constrained in the light guide device by total internal reflection.

第１の光ガイドプレート６の屈折率はｎ１であり、中間層８の屈折率はｎ２であり、第２の光ガイドプレート７の屈折率はｎ３である。ここで、ｎ３は、ｎ１に等しくても良く又はｎ１と異なっていても良い。しかしながら、中間層８の屈折率ｎ２は、ｎ１よりも大幅に低いものであり、この結果、全反射が、十分な傾斜角におけるｎ１→ｎ２境界面に入射される第１の光ガイドプレート６内の光束に対して生じる。適切な光ガイド材料は、ガラス、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、シリコーン樹脂及びポリカーボネートを含む。前記中間層は、空気、水若しくは有機油、又は固体の透明な材料のような、１つ以上の少なくとも部分的に透明な材料を有することができる。前記中間層内に含まれている材料は、好ましくは、実質的に非散乱性の材料である。 Refractive index of the first light guide plate 6 is n 1, the refractive index of the intermediate layer 8 is n 2, the refractive index of the second light guide plate 7 is n 3. Here, n 3 may be different also well or the n 1 equal to n 1. However, the refractive index n 2 of the intermediate layer 8 is significantly lower than n 1 , and as a result, the first light is incident on the n 1 → n 2 interface at a sufficient tilt angle. It occurs with respect to the light flux in the guide plate 6. Suitable light guide materials include glass, PMMA (polymethylmethacrylate), silicone resin and polycarbonate. The intermediate layer can have one or more at least partially transparent materials, such as air, water or organic oil, or a solid transparent material. The material contained in the intermediate layer is preferably a substantially non-scattering material.

中間層８から外方に向いていると共に、前記光ガイド装置５の前記第２の主表面も構成している自身の表面において、前記第２の光ガイドプレート７は、この表面において第２の光ガイドプレート７から出射する光を収集する機能をする、即ち、平均して、前記光が第２の光ガイドプレート７の前記のような発光する主表面の法線に対して限定されたか角度範囲内で発せられるように出射光を向ける機能をする導出結合構造１０を有している。前記光ガイド装置５は、好ましくは、自身の縁部に、鏡面反射性ミラー１１、１２を備えている。代替的には、ミラー１１、１２は、拡散的な反射性材料が、光ガイドプレート６、７の内部を介して伝搬する光と実質的な程度の光学的接触状態にない場合、白色粉末のような前記拡散性の反射性材料を有することもできる。   On its own surface, which faces outward from the intermediate layer 8 and also constitutes the second main surface of the light guide device 5, the second light guide plate 7 has a second surface on this surface. Functions to collect light emanating from the light guide plate 7, i.e., on average, the light is limited or angled relative to the normal of the main surface emitting light of the second light guide plate 7 as described above It has a lead-out coupling structure 10 that functions to direct outgoing light to be emitted within the range. The light guide device 5 preferably includes specular reflecting mirrors 11 and 12 at its edge. Alternatively, the mirrors 11, 12 are made of white powder if the diffusive reflective material is not in substantial optical contact with the light propagating through the interior of the light guide plates 6, 7. Such a diffusive reflective material may be included.

光ガイド装置５が、１つの、固体の、屈折率ｎ１の光ガイド材料のみを有している場合と比較して、屈折率ｎ２＜ｎ１を有する中間層８は、前記光ガイド装置に入射する光が、平均して、前記光ガイド装置内の更なる内部反射を被るという効果を有する。このことは、前記光ガイド装置から発せられる光の流れが、前記光ガイド装置の改善された強度平滑化作用のために、横方向に更に均一な強度になるという効果を提供する。 A light guide device 5, one, solid, as compared with the case of having only the light guide material having a refractive index n 1, an intermediate layer 8 having a refractive index n 2 <n 1, the optical guide device On average, the light incident on the light guide is subject to further internal reflections in the light guide device. This provides the effect that the flow of light emitted from the light guide device is more uniform in the lateral direction due to the improved intensity smoothing action of the light guide device.

更に、第１の光ガイドプレート６を介して伝搬する光束の一部のみが、第１の光ガイドプレート６と中間層８との間の境界面を横断することができる（即ち、光束のうちの前記境界面における全反射を被ることがないもののみが、第１の光ガイドプレート６と中間層８との間の境界面を横断することができる）ので、透過された光束は、第１の光ガイドプレート６内よりも比較的更に限定された角度範囲において、伝搬する。従って、この境界面は、伝搬の可能な方向の角度範囲に対する効果的な限定、即ち差分ｎ１−ｎ２を有する比例関係を有する程度の限定を提供する。光束が、前記中間層から、好ましくは屈折率ｎ３≧ｎ２を有する第２の光ガイドプレート７内へ実質的に通過する場合、自身の更に限定された角度の伝搬範囲は、第２の光ガイドプレート７において持続する。この特徴的なフィーチャは、
第２の光ガイドプレート７の前記第２の主表面から発せられる光も、前記第２の主表面が、適切な導出結合構造を備えている場合、限定された角度の放出範囲を有することを容易にする。光ガイド装置５から発せられる光に関連付けられている前記のような限定された角度の放出範囲は、コリメートの目的のために使用されることができる。 Furthermore, only a part of the light beam propagating through the first light guide plate 6 can cross the boundary surface between the first light guide plate 6 and the intermediate layer 8 (that is, out of the light beam). Only those that do not suffer from total reflection at the boundary surface can cross the boundary surface between the first light guide plate 6 and the intermediate layer 8), so that the transmitted light flux It propagates in a relatively more limited range of angles than in the light guide plate 6. Thus, the boundary surface is effective only with respect to the direction of the angular range of possible propagation, i.e. to provide a limited degree with a proportional relationship with the difference n 1 -n 2. If the light beam passes substantially from the intermediate layer, preferably into the second light guide plate 7 having a refractive index n 3 ≧ n 2 , its more limited angular propagation range is the second Persist in the light guide plate 7. This characteristic feature is
The light emitted from the second main surface of the second light guide plate 7 also has a limited angular emission range when the second main surface is provided with an appropriate lead-out coupling structure. make it easier. The limited angular emission range as described above associated with the light emitted from the light guide device 5 can be used for collimating purposes.

最も簡単な形態において、中間層８は、好ましくは反射性スペーサ（図示略）によって第１及び第２の光ガイドプレート６、７を分離することによって形成されることができ、この結果、前記のような第１のプレートと前記のような第２のプレートとの間の、中間層８を構成する間隙が、得られる。この間隙は、気体（例えば、空気）又は液体によって充填されることができる。液体が使用される場合、この液体は、使用される光源１、２、３、又は１４（図２参照）が白色光を発する場合においても、有色光の出力が光ガイド装置５から得られるのを可能にするように、着色されていても良い。   In the simplest form, the intermediate layer 8 can be formed by separating the first and second light guide plates 6, 7, preferably by reflective spacers (not shown), so that A gap constituting the intermediate layer 8 between the first plate as described above and the second plate as described above is obtained. This gap can be filled with a gas (eg, air) or a liquid. When a liquid is used, the liquid light can be output from the light guide device 5 even when the light source 1, 2, 3, or 14 (see FIG. 2) used emits white light. It may be colored so that it is possible.

流体の媒体が使用される場合、前記照明装置の光学的特性、特に、前記間隙内の媒体の屈折率ｎ２及び／又は色を変化させるように、前記媒体を前記間隙の内外へ移動させるための、ポンプのような手段を設けることも可能である。前記第１の光ガイドプレートと前記第２の光ガイドプレートとの間の前記間隙を、別のセグメントに、即ち別個に制御可能な特性を各々有する副次的な領域に分割することも可能である。従って、例えば、前記照明装置の発光面の特定領域から出力される光の強度と、この光の色及び／又はコリメート特性とを変化させることも可能である。 When a fluid medium is used, to move the medium in and out of the gap so as to change the optical properties of the lighting device, in particular the refractive index n 2 and / or the color of the medium in the gap. It is also possible to provide a means such as a pump. It is also possible to divide the gap between the first light guide plate and the second light guide plate into separate segments, i.e., sub-regions each having a separately controllable characteristic. is there. Therefore, for example, it is possible to change the intensity of light output from a specific region of the light emitting surface of the illumination device and the color and / or collimation characteristics of this light.

更に、大きい間隙を設けると共に、この大きい間隙内に第３の光ガイドプレート（図示略）を設けることによって、横方向の光強度均質化の効果を向上させることができる。次いで、３つの光ガイドプレートと２つの挿置されている低屈折率の層とを有するサンドイッチ構造が、得られることができる。   Furthermore, by providing a large gap and providing a third light guide plate (not shown) in the large gap, the effect of homogenizing the light intensity in the lateral direction can be improved. A sandwich structure with three light guide plates and two inserted low refractive index layers can then be obtained.

図２は、本発明の代替的な実施例を示している。この実施例も、比較的低い屈折率ｎ２＜ｎ１を有する中間層を封止している第１及び第２の光ガイドプレートを有している。しかしながら、この場合において、前記第１の光ガイドプレートは、エッジリット（edge-lit）のものである。光源１４は、第１の光ガイドプレート６の縁部１３を介して第１の光ガイドプレート６内に光を供給するように配されている。リフレクタ１５は、ここから光を光ガイドプレート６の縁部１３に指向するために、光源１４に配されている。 FIG. 2 shows an alternative embodiment of the present invention. This embodiment also has first and second light guide plates sealing an intermediate layer having a relatively low refractive index n 2 <n 1 . However, in this case, the first light guide plate is edge-lit. The light source 14 is arranged so as to supply light into the first light guide plate 6 via the edge 13 of the first light guide plate 6. The reflector 15 is arranged on the light source 14 in order to direct light from here to the edge 13 of the light guide plate 6.

図３は、図１における第１の光ガイドプレート６における導入結合構造９として使用されることができる導入結合構造の第１の例を示している。このような構造は、これ自体は、国際特許出願公開第A1 2004/027467号パンフレットによって知られており、直立している隣接する光学素子２０間に位置されている構造化された反射性フォイル２５を有する。光学素子２０は、光源１に面していると共に光ガイドプレート６と光学的に接触している状態にある直立している立方体、円柱又はリブ２０の形態をとることができる。   FIG. 3 shows a first example of a lead-in coupling structure that can be used as the lead-in coupling structure 9 in the first light guide plate 6 in FIG. Such a structure is known per se from WO A1 2004/027467, and is structured reflective foil 25 positioned between adjacent upstanding optical elements 20. Have The optical element 20 can take the form of an upstanding cube, cylinder, or rib 20 that faces the light source 1 and is in optical contact with the light guide plate 6.

これらの素子２０の上面２２は、好ましくは、前記光ガイドプレートの主表面に対してほぼ平行であり、光拡散特性も有することができる高い反射性のコーティングによって覆われている。従って、表面２２に入射する光束２３は、反射される。しかしながら、側面２１は、面２１に入射する光束２４ａの全てを透過するように、透過性のものである。透過された光束２４ａの少なくとも一部は、全反射によって光ガイドプレート６を介して後続的に伝搬し、最終的には、場合によっては異なる角度で光ガイドプレート６に再入射する前に、第１の光ガイドプレート６及びリフレクタ４によって境界をつけられている空間内で再利用されるために、光ガイドプレート６を出て光学素子２０の透過性表面２１を通過して戻ることができる。光ガイドプレート６内に透過される光束の他の一部は、中間層８を介するか、又は、やはり横方向の光強度を平滑化する機能をする１つ以上のフレネル反射を被る後でなく（not after）、この第１の光ガイドプレートを出る。図３において、反射性フォイル素子２５が、光学素子２０間に設けられており、光束２６を側面２１上に反射する。これらのフォイル素子２５は、前記光ガイドプレートと光学的接触状態にある必要はないが、光学素子２０の直立している透過性表面２１以外の表面を介する第１の光ガイドプレート６内への光の直接的な入射を禁止するように機能する。この実施例は、隣接する光学素子２０間における前記のような他の表面に別個の反射性コーティングを設ける必要がないという有利な点を有する。フォイル素子２５の高い反射性を有する前記のような表面を介して、光束２４ｂは、光学素子２０の光束２４ｂが光ガイドプレート６に入射することができる透過性側面２１に、直接的に反射されることができる。   The top surfaces 22 of these elements 20 are preferably covered by a highly reflective coating that is substantially parallel to the main surface of the light guide plate and can also have light diffusing properties. Therefore, the light beam 23 incident on the surface 22 is reflected. However, the side surface 21 is transmissive so as to transmit all of the light beam 24 a incident on the surface 21. At least a portion of the transmitted light beam 24a subsequently propagates through the light guide plate 6 due to total reflection, and finally, before re-entering the light guide plate 6 at a different angle in some cases. To be reused in a space bounded by a single light guide plate 6 and reflector 4, it can exit the light guide plate 6 and pass back through the transmissive surface 21 of the optical element 20. Other parts of the light beam transmitted into the light guide plate 6 are not after being subjected to one or more Fresnel reflections through the intermediate layer 8 or also functioning to smooth the lateral light intensity. (Not after) exit this first light guide plate. In FIG. 3, a reflective foil element 25 is provided between the optical elements 20, and reflects the light beam 26 onto the side surface 21. These foil elements 25 do not have to be in optical contact with the light guide plate, but enter the first light guide plate 6 via a surface other than the upstanding transparent surface 21 of the optical element 20. It functions to prohibit direct incidence of light. This embodiment has the advantage that it is not necessary to provide a separate reflective coating on other surfaces as described above between adjacent optical elements 20. Through the surface having high reflectivity of the foil element 25, the light beam 24b is directly reflected by the transmissive side surface 21 on which the light beam 24b of the optical element 20 can enter the light guide plate 6. Can.

図４は、導入結合構造の第２の例を示している。この場合において、（場合によっては、平坦な上部、又は例えば、円錐（場合によっては円錐台）を備えている）楔形のリブのような光学素子２６が、設けられている。光学素子２６は、直立している透過性の側面２９を有している。リブが使用される場合、直立している透過性の表面２９は、主に、前記光ガイドプレートに沿った一方向において設けられるのに対し、透過性の表面２９は、例えば、円錐が使用されている場合には、二次元において設けられることができる。光学素子２６は、高い反射性を有する上面２７を有し、高い反射性を有する上面２７は、自身に入射する光束２８を反射する及び場合によっては拡散する。光学素子２６の側面２９は、透過性のものであり、ある程度、傾斜のついたものであり得て、従って、前記のような上面と前記光学素子間の間隔と一緒に、台形断面を形成している。これらの側面は、図３を参照して記載されるのと類似の仕方において、光束３０が前記光ガイドプレートに入射するのを可能にする。光学素子２６は、自身の間にいくらかの間隔を備えており、隣接する光学素子２６間の間隔と関連づけられている挿置されている表面３１には、自身に入射する光束３２を反射する反射性コーティングが設けられている。   FIG. 4 shows a second example of the lead-in coupling structure. In this case, an optical element 26 is provided, such as a wedge-shaped rib (possibly with a flat top or, for example, a cone (possibly a truncated cone)). The optical element 26 has an upstanding transparent side 29. When ribs are used, the upstanding transparent surface 29 is mainly provided in one direction along the light guide plate, whereas the transparent surface 29 is, for example, a cone. Can be provided in two dimensions. The optical element 26 has an upper surface 27 having high reflectivity, and the upper surface 27 having high reflectivity reflects and possibly diffuses a light beam 28 incident thereon. The side surface 29 of the optical element 26 is transparent and can be inclined to some extent, thus forming a trapezoidal cross section together with the top surface and the spacing between the optical elements as described above. ing. These aspects allow the light beam 30 to enter the light guide plate in a manner similar to that described with reference to FIG. The optical element 26 has some spacing between itself, and the inserted surface 31 associated with the spacing between adjacent optical elements 26 reflects the light flux 32 incident on it. A protective coating is provided.

図４を参照する一実施例において、前記導入結合装置は、前記光ガイドプレートの前記第１の主表面の法線に対して角度βｉｎ＝１８°に向けられている透明な表面２９を有する直立しているリブを有する。前記リブの高さはｈｉｎ＝４ｍｍであり、反射性の上方領域の幅はｄｉｎ＝０ｍｍである（即ち、上面領２７は無い）。隣接している前記リブ間の間隔ｓｉｎは、所望の光入力の容量に依存して変化し得るが、ｓｉｎ＞１０ｍｍが、便利な値である。ポリカーボネートが、導入結合素子２６及び光ガイドプレート６を構成する材料として使用されている場合、屈折率ｎ１＝１．５９である。 In one embodiment with reference to FIG. 4, the lead-in coupling device has a transparent surface 29 that is oriented at an angle β in = 18 ° with respect to the normal of the first main surface of the light guide plate. Has upstanding ribs. The height of the rib is h in = 4 mm, and the width of the reflective upper region is d in = 0 mm (ie, there is no upper surface area 27). The spacing s in between the adjacent ribs can vary depending on the desired optical input capacitance, but s in > 10 mm is a convenient value. When polycarbonate is used as the material constituting the input coupling element 26 and the light guide plate 6, the refractive index n 1 = 1.59.

第１及び第２の光ガイドプレートと挿置されている低屈折率の層とを有する前記光ガイド装置の、図３及び４を参照して記載された導入結合構造は、独立に使用されることもできることに留意されたい。従って、これらの導入結合構造は、例えば、１つの固体材料のみから構成されている光ガイドプレート装置と一緒に使用されることもできる。   The lead-in coupling structure described with reference to FIGS. 3 and 4 of the light guide device having the first and second light guide plates and the low refractive index layer inserted is used independently. Note that you can also. Thus, these lead-in structures can also be used with, for example, light guide plate devices that are composed of only one solid material.

従って、一般に、図４を参照して開示されている概念は、光ガイドプレート６と、前記光ガイドプレート内に光を入力するための、前記光ガイドプレートの第１の主表面上の導入結合構造とを有する照明装置であって、入力された光が、全反射によって少なくとも部分的に内部に閉じ込められる、照明装置において、前記導入結合構造が、前記第１の主表面から直立していると共に透明な側面２９を有する光学素子２６であって、前記側面の間における前記光学素子の幅が、前記第１の主表面から外方を向く方向において減少されている光学素子２６を有している、照明装置を含むものである。従って、前記光学素子は、前記主表面から外方を向く方向において段々細くなっている。このような導入結合構造は、一般的に、図３を参照して記載される構造よりも複雑ではない。前記光学素子間の如何なる領域も、及び前記光学素子の上方における前記主平面に平行な如何なる領域も、好ましくは、反射性コーティングを設けられている。   Thus, in general, the concept disclosed with reference to FIG. 4 consists of a light guide plate 6 and an inductive coupling on the first main surface of the light guide plate for inputting light into the light guide plate. An illumination device having a structure, wherein the input light is confined at least partially inside by total reflection, wherein the lead-in coupling structure stands upright from the first main surface and An optical element 26 having a transparent side surface 29, wherein the width of the optical element between the side surfaces is reduced in the direction facing outward from the first main surface. Including a lighting device. Therefore, the optical element is gradually thinner in the direction facing outward from the main surface. Such an introductory coupling structure is generally less complex than the structure described with reference to FIG. Any region between the optical elements and any region parallel to the main plane above the optical elements is preferably provided with a reflective coating.

前記内部構造による全体的な発想は、この入射された光が、全反射及び（より少ない程度において）フレネル反射によって、少なくとも部分的に前記光ガイド内に閉じ込められるような仕方で、大量の光が光ガイドプレート６内に入射するのを可能にすることである。勿論、図３及び４に示されているもの以外の構造も、前記のような効果を提供することができる。   The overall idea of the internal structure is that this incident light is trapped in the light guide in such a way that it is at least partially confined within the light guide by total reflection and (to a lesser extent) Fresnel reflection. It is possible to enter the light guide plate 6. Of course, structures other than those shown in FIGS. 3 and 4 can also provide the effects described above.

光学素子２０、２６の前記透明な側面を介するのみで生じる選択的な光入力の作用は、完全なものである必要はない。前記のような直立している透明な表面２１、２９以外の面を介しての前記光ガイドプレートへの光のいくらかの漏れは、幾つかの用途においては許容されることができる。更に、反射性の表面素子２２、２８又は３１によって最初に反射された光は、後続して、例えば、リフレクタ４によって反射されて戻されることができる。このリフレクタは、拡散特性を有することができるので、この反射され戻された光は、光ガイドプレート６に入射する際に後続して依然として上手くいくような仕方において、再利用され、従って、損失するのを防止されることができる。   The selective light input effect that occurs only through the transparent sides of the optical elements 20, 26 need not be complete. Some leakage of light into the light guide plate through surfaces other than the upright transparent surfaces 21, 29 as described above can be tolerated in some applications. Furthermore, the light initially reflected by the reflective surface element 22, 28 or 31 can subsequently be reflected back by, for example, the reflector 4. Since this reflector can have diffusing properties, this reflected back light is reused and thus lost in such a way that it will still work after entering the light guide plate 6. Can be prevented.

図５は、光ガイドプレート７の前記第２の主表面上の可能な導出結合構造の第１の例を示している。この構造は、図３を参照して上述された前記導入結合構造と類似の仕方において設けられることができる。図５における導出結合構造は、透明な直立している側面３５ａを有すると共に、光ガイド７と光学的に接触している直立している光学素子３３と、隣接する光学素子３３間に位置されている傾斜されている鏡面反射性フォイル素子３４とを特徴としている。光学素子３３の上面３５と、フォイル素子３４によって覆われている光ガイドプレート７の表面領域とは、透過性のままであることができ、従って、前記照明装置の光ガイドプレート７の前記第２の主表面に又は光学素子３３と関連付けられている表面の何れかに、反射性コーティングが設けられる必要はない。この導出結合構造は、光学素子３３の透明な側面３５ａを介した光ガイドプレート７からの光を空気中に引き出す効果を有しており、この後、引き出された光は、場合によっては、光ガイドプレート７の発光面の法線に対して限定された角度範囲の方向において、前記照明装置から外方を向く方向に発せられる前に、構造化されたフォイル素子３４からの１つ以上の鏡面反射を被ることができる。   FIG. 5 shows a first example of possible outcoupling structures on the second main surface of the light guide plate 7. This structure can be provided in a manner similar to the lead-in structure described above with reference to FIG. The lead-out coupling structure in FIG. 5 has a transparent upstanding side surface 35 a and is positioned between the upstanding optical element 33 in optical contact with the light guide 7 and the adjacent optical element 33. It is characterized by an inclined specular reflective foil element 34. The upper surface 35 of the optical element 33 and the surface area of the light guide plate 7 covered by the foil element 34 can remain transparent, and thus the second of the light guide plate 7 of the illumination device. There is no need for a reflective coating to be provided on either the main surface or on the surface associated with the optical element 33. This lead-out coupling structure has an effect of drawing out light from the light guide plate 7 through the transparent side surface 35a of the optical element 33 into the air. One or more mirror surfaces from the structured foil element 34 before being emitted outwardly from the illuminating device in a direction of a limited angular range relative to the normal of the light emitting surface of the guide plate 7 Can undergo reflection.

図６は、図４における内部構造に類似している導出結合構造の第２の例を示している。今や、前記のような構造は、光ガイドプレート７の第２の主表面の法線に対してβｏｕｔ＞０の角度を有する側壁３７を備えている直立している光学素子３６（楔形リブ又は例えば円錐）を有する。上面２７は、透過性のままであることができる。同じことが、隣接する素子３６間の表面にも当てはまる。しかしながら、光ガイドプレート７内の光が、隣接する素子３６間の表面からの全反射の発生を支持する角度伝搬特性を有さない場合においては、光が、これを介して漏出するのを防止するために鏡面反射性コーティングを備えた前記表面を設けることが、好適な選択肢と成り得る。 FIG. 6 shows a second example of a derived coupling structure that is similar to the internal structure in FIG. The structure as described above now has an upstanding optical element 36 (wedge-shaped rib or rib) having a side wall 37 with an angle β out > 0 with respect to the normal of the second main surface of the light guide plate 7. For example, a cone). The top surface 27 can remain transmissive. The same applies to the surface between adjacent elements 36. However, in the case where the light in the light guide plate 7 does not have an angular propagation characteristic that supports the occurrence of total reflection from the surface between the adjacent elements 36, the light is prevented from leaking through this. Providing the surface with a specular coating to do so can be a preferred option.

更なる実施例において、図６における導出結合装置は、前記光ガイドプレートの法線からの角度βｏｕｔ＝２１°において透明な側面３７を有する直立しているリブを有している。前記リブの高さはｈｏｕｔ＝２ｍｍであり、前記上面の該リブの幅ｄｏｕｔ＝０ｍｍである。隣接するリブ間の距離はｓｏｕｔ＝０ｍｍであり、この結果、鋸歯形が得られ、従って、導出結合リブ３６は、光ガイドプレート７の第２の主表面上に並んで位置されている。 In a further embodiment, the lead-out coupling device in FIG. 6 has an upstanding rib with a transparent side 37 at an angle β out = 21 ° from the normal of the light guide plate. The height of the rib is h out = 2 mm and the width of the rib on the upper surface is d out = 0 mm. The distance between adjacent ribs is s out = 0 mm, resulting in a sawtooth shape, and thus the leading coupling rib 36 is located side by side on the second main surface of the light guide plate 7.

光ガイドプレート７内を伝搬する光が、隣接する直立しているリブ間の光ガイドプレート７内の表面領域からの全反射の発生を支持する角度伝搬特性を有さない用途においては、光がこれを介して漏出するのを防止するために、これらの表面領域に鏡面反射性コーティングを設けるのが好ましくあり得る。更に、前記リブの高さｈｏｕｔは、光ガイドプレート７内を伝搬している光束が、光学素子３６の（設けられている場合）上面に到達するのを防止するように、十分に高いものでなければならない。光学素子３６の手段は、光が透明な側面３７のみを介して光ガイドプレート７を出射すると共に、限定された角度範囲の方向に、光ガイドプレート７から外方へ発せられるように、屈折されるのを保証する。 In applications where the light propagating in the light guide plate 7 does not have angular propagation characteristics that support the occurrence of total internal reflection from the surface area in the light guide plate 7 between adjacent upstanding ribs, In order to prevent leakage through this, it may be preferable to provide a specular reflective coating on these surface areas. Further, the height h out of the rib is sufficiently high so as to prevent the light beam propagating in the light guide plate 7 from reaching the upper surface (if provided) of the optical element 36. Must. The means of the optical element 36 is refracted so that light exits the light guide plate 7 only through the transparent side surface 37 and is emitted outward from the light guide plate 7 in a limited angular range direction. Guaranteed.

図６を参照して記載された第１及び第２の光ガイドプレートと挿置されている低屈折率層とを有する前記光ガイド装置の導出結合構造は、独立に使用されることもできることに留意されたい。従って、この導出結合構造は、例えば、モノリシックの１つのプレート光ガイド装置と一緒に使用されることもできる。   The lead-out coupling structure of the light guide device having the first and second light guide plates described with reference to FIG. 6 and the low refractive index layer inserted may be used independently. Please keep in mind. Thus, this lead-out coupling structure can also be used with, for example, a monolithic single plate light guide device.

従って、一般に、図６を参照して開示されている概念は、光ガイドプレート７と、前記照明装置から光を出力すると共に前記光ガイドプレートの主表面の法線に対して好適な角度範囲において発せられる光の方向を制限するための、光ガイドプレートの主表面上の導出結合構造とを有する照明装置であって、前記導出結合構造が、透明な側面３７を有する前記主表面からから直立している光学素子３６を有しており、前記側面間の前記光学素子の幅が、前記主表面から外方を向く方向において減少されている、照明装置を含むものである。従って、前記光学素子は、前記主表面から外方を向く方向において段々細くなっている。このような導出結合構造は、一般的に、図５を参照して記載された構造よりも複雑ではない。   Therefore, in general, the concept disclosed with reference to FIG. 6 is based on the light guide plate 7 and the light output from the illuminating device and at a suitable angle range with respect to the normal of the main surface of the light guide plate. An illuminating device having a lead-out coupling structure on the main surface of the light guide plate for limiting the direction of emitted light, wherein the lead-out coupling structure stands upright from the main surface having a transparent side surface 37. Including an illuminating device, wherein the width of the optical element between the side surfaces is reduced in a direction facing outward from the main surface. Therefore, the optical element is gradually thinner in the direction facing outward from the main surface. Such a derived coupling structure is generally less complex than the structure described with reference to FIG.

従って、図５及び６における導出結合構造を有する全体的な発想は、光が第２の光ガイドプレート７から発せられる方向の限定された角度範囲を提供することにある。実際的な関心の多くの場合において、発せられる光の角度分布は、好ましくは円錐形であり、即ち前記光ガイドの発光している主表面の法線に対して限定された角度範囲における光の放出を提供するべきである。前記主表面の法線の周りの円錐形の角度の光分布は、通常、コリメートされた光出力の光分布に対応している。   Thus, the overall idea of having a lead-out coupling structure in FIGS. 5 and 6 is to provide a limited angular range of the direction in which light is emitted from the second light guide plate 7. In many cases of practical interest, the angular distribution of the emitted light is preferably conical, i.e. the range of light in a limited angular range relative to the normal of the light guide emitting main surface. Should provide release. The light distribution at a conical angle around the normal of the main surface usually corresponds to the light distribution of the collimated light output.

今、２つの場合が、例を用いて記載される。場合１において、等方性の光が、１つ以上の光源から発せられており、光ガイド装置５の存在によって、横方向に強度を均質化されると共に、ある程度までコリメートされている。   Two cases are now described by way of example. In Case 1, isotropic light is emitted from one or more light sources, and due to the presence of the light guide device 5, the intensity is homogenized in the lateral direction and collimated to some extent.

図４に示されているように考えられている場合、以下のパラメータが、前記内部構造に関して使用されることができる：βｉｎ＝１８°、ｄｉｎ＝０（即ち、前記導入結合構造の光学素子２６上に平坦な上部はない）、ｈｉｎ＝４ｍｍ。ｓｉｎは、原則として、任意に選択されることができるが、好ましくは、隣接する導入結合光学素子からの干渉を防止するために、ｓｉｎ≧１０ｍｍである。 When considered as shown in FIG. 4, the following parameters can be used for the internal structure: β in = 18 °, d in = 0 (ie, optics of the lead- in coupling structure) No flat top on element 26), h in = 4 mm. In principle, s in can be chosen arbitrarily, but preferably s in ≧ 10 mm in order to prevent interference from adjacent introduced coupling optical elements.

第１の光ガイドプレート６の屈折率はｎ１＝１．５９（ポリカーボネート）、中間層８は、屈折率ｎ２＝１．０（前記のような内部媒体の低屈折率層における空気）を有しているのに対し、第２の光ガイドプレート７は、屈折率ｎ３＝１．５９（ポリカーボネート）を有している。 The refractive index of the first light guide plate 6 is n 1 = 1.59 (polycarbonate), and the intermediate layer 8 is refractive index n 2 = 1.0 (the air in the low refractive index layer of the internal medium as described above). In contrast, the second light guide plate 7 has a refractive index n 3 = 1.59 (polycarbonate).

図６に示されているものと類似のものであり得る前記導出結合構造において、βｏｕｔ＝２１°、ｓｏｕｔ＝０ｍｍ（隣接する導出結合要素間に空間は無い）、ｄｏｕｔ＝０ｍｍ及びｈｏｕｔ＝２ｍｍを選択する。 In the derived coupling structure, which may be similar to that shown in FIG. 6, β out = 21 °, s out = 0 mm (no space between adjacent derived coupling elements), d out = 0 mm and h Select out = 2 mm.

上述のパラメータは、コリメート角度θc＝１６°において発せられたコリメートされた光線を得る。従って、光は、光ガイド装置５から、該光ガイド装置５の発光している第２の主表面の法線の周りの１６°の角度の円錐内に発せられる。   The above parameters obtain a collimated ray emitted at a collimating angle θc = 16 °. Accordingly, light is emitted from the light guide device 5 into a cone at an angle of 16 ° around the normal of the second main surface where the light guide device 5 emits light.

場合２において、調整可能なコリメート及び／又は調整可能な光強度出力は、間隙によって構成されている中間層８において、例えば、異なる流体及び／又は空気を、上述の間隙の内外にポンプで送り込むことにより、油（ｎ２＝１．５０）を、水（ｎ２＝１．３３）及び/又は空気（ｎ２＝１．０）交換することによって達成される。 In case 2, adjustable collimation and / or adjustable light intensity output is used to pump, for example, different fluids and / or air into and out of the gap described above in the intermediate layer 8 constituted by the gap. Is achieved by exchanging oil (n 2 = 1.50) with water (n 2 = 1.33) and / or air (n 2 = 1.0).

前記導入結合構造において、βｉｎ＝0°、ｄｉｎ＝５ｍｍ及びｈｉｎ≧５ｍｍを選択することもできる。ｓｉｎは、原則的には、任意に選択されることができるが、１０ｍｍを越えているのが好ましい。 In the introduced coupling structure, β in = 0 °, d in = 5 mm, and h in ≧ 5 mm can also be selected. s in, in principle, it can be arbitrarily selected, preferably exceeds the 10 mm.

第１及び第２の光ガイドプレート６、７の屈折率は、ｎ１＝ｎ３＝１．５０であるように選択される（例えば、ポリメチルメタクリレート、ＰＭＭＡ）。中間層８が水を含んでいる場合、中間層８は、ｎ２＝１．３３を有する。 The refractive indices of the first and second light guide plates 6, 7 are selected such that n 1 = n 3 = 1.50 (eg polymethyl methacrylate, PMMA). When the intermediate layer 8 contains water, the intermediate layer 8 has n 2 = 1.33.

前記導出結合構造において、βｏｕｔ＝０°、ｓｏｕｔ＝４ｍｍ、ｈｏｕｔ＝２ｍｍ及びｄｏｕｔ＝１．５ｍｍを選択することもできる。 In the derivation coupling structure, β out = 0 °, s out = 4 mm, h out = 2 mm, and d out = 1.5 mm may be selected.

中間層８として水を有している上述のパラメータの結果、コリメート角度θｃ＝４６°において発せられたコリメートされている光線が得られ、この結果、光は、光ガイド装置５の発光している第２の主表面の法線から４６°の角度内で発せられる。 As a result of the above parameters having water as the intermediate layer 8, a collimated beam emitted at a collimating angle θ c = 46 ° is obtained, so that the light is emitted by the light guide device 5. Emitted within an angle of 46 ° from the normal of the second major surface.

上述のパラメータを有しており、前記水（ｎ＝１．３３）が油（ｎ＝１．５０）と交換された場合、発せられる光は、ランバート（Lambertian）拡散となり（しかし、強度に関しては横方向に均質化されている）、従って、前記光ガイド装置の発光している第２の主表面の法線から測定されて９０°の角度内に発せられる（選択可能なコリメート）。   Having the parameters described above, when the water (n = 1.33) is exchanged for oil (n = 1.50), the emitted light will be Lambertian diffuse (but in terms of intensity) And thus emitted within a 90 ° angle (selectable collimation) as measured from the normal of the light emitting second major surface of the light guide device.

上述のパラメータを有しており、前記油又は水が、空気（ｎ＝１．０）と交換された場合、光は、前記光ガイド装置から発せられない（選択可能な発光強度）。   If the oil or water is exchanged for air (n = 1.0) with the above parameters, no light is emitted from the light guide device (selectable emission intensity).

前記中間層内の前記媒体は、光ガイド装置５の表面全体に渡って、又は後述されるように光ガイド装置５の表面のセグメント化された部分において、交換されることができる。媒体は、これらの媒体を通過する（白色）光も有色のものとなるように、色を有していても良い。   The medium in the intermediate layer can be exchanged over the entire surface of the light guide device 5 or in a segmented part of the surface of the light guide device 5 as described below. The media may have a color so that the (white) light passing through these media is also colored.

前記導出結合構造は、少なくともある程度まで、前記発せられる光の流れの分極化を可能にする複屈折材料を有していても良く、即ち１つの分極化されている光が、他の分極化されている光よりも前記光ガイドプレートから更に容易に発せられる。このことは、ＬＣＤの用途において便利なもので有り得る。「不適切」な分極化がされている光は、光ガイドから発せられず、後続して、拡散リフレクタから反射されるのが可能にされることができ、この結果、異なる分極化を生じる。このような導出結合の層は、これ自体は、例えば、国際特許出願公開第2003/027568及び2003/078892号パンフレットに開示されている。   The outcoupling structure may have a birefringent material that allows polarization of the emitted light flow, at least to some extent, i.e. one polarized light is polarized into the other. It is emitted more easily from the light guide plate than the light that it is. This can be convenient for LCD applications. Light that is “inappropriately” polarized can not be emitted from the light guide and can then be allowed to be reflected from the diffuse reflector, resulting in different polarizations. Such outcoupling layers are themselves disclosed, for example, in WO2003 / 027568 and 2003/078892.

図７は、本発明による照明装置を使用している表示システムを示している。照明装置３８は、透過性ＬＣＤパネル３９用のブラックライト装置として使用される。これは、例えば、コンピュータモニタ又はＬＣＤ−ＴＶにおいて利用されることができる。勿論、一般的な室内照明のような、汎用の他の用途も可能である。   FIG. 7 shows a display system using a lighting device according to the invention. The illumination device 38 is used as a black light device for the transmissive LCD panel 39. This can be used, for example, in a computer monitor or LCD-TV. Of course, other general-purpose applications such as general indoor lighting are possible.

要約すると、本発明は、少なくとも１つの光源から入力された光が、これを介して伝搬される及び全反射によって少なくとも部分的に前記光ガイド装置内に閉じ込められる前記光ガイド装置を有する照明装置に関する。前記光ガイド装置は、第１及び第２の光ガイドプレートと、第１の光ガイドプレートの屈折率よりも低い屈折率を有する前記中間層とを有しており、前記第１の光ガイドプレートは、前記少なくとも１つの光源からの光を受け取るように配されている。この光ガイド装置は、横方向に光強度を平均化する改善された効果を提供し、この結果、前記少なくとも１つの光源が点又は線形のものである場合でさえも、前記照明装置の出力表面から均一に発せられる。   In summary, the present invention relates to an illumination device comprising the light guide device in which light input from at least one light source is propagated therethrough and is at least partially confined within the light guide device by total internal reflection. . The light guide device includes first and second light guide plates and the intermediate layer having a refractive index lower than that of the first light guide plate, and the first light guide plate Is arranged to receive light from the at least one light source. The light guiding device provides an improved effect of averaging the light intensity in the lateral direction, so that the output surface of the illuminating device even when the at least one light source is point or linear It is emitted uniformly from.

本発明は、上述された実施例に限定されるものではない。本発明は、添付請求項の範囲内で様々な仕方において変更されることができる。   The invention is not limited to the embodiments described above. The invention can be modified in various ways within the scope of the appended claims.

本発明の第１実施例による照明装置を示している。1 shows a lighting device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の代替的な実施例による照明装置を示している。Fig. 3 shows a lighting device according to an alternative embodiment of the invention. 導入結合構造の第１の例を示している。The 1st example of an introductory coupling structure is shown. 導入結合構造の第２の例を示している。The 2nd example of an introductory coupling structure is shown. 導出結合構造の第１の例を示している。1 shows a first example of a derived coupling structure. 導出結合構造の第２の例を示しているShows a second example of a derived coupling structure 本発明による照明装置を使用している表示システムを示している。1 shows a display system using a lighting device according to the invention.

Claims (14)

照明装置であって、
− 第１の及び第２の主表面を有する、平坦な光ガイド装置であって、少なくとも１つの光源からの光を受け取ると共に、全反射によって光を自身に少なくとも部分的に拘束する光ガイド装置と、
- 前記第２の主表面において、前記光ガイド装置からの光を導出結合する導出結合構造と、
を有する照明装置において、前記光ガイド装置は、
− 第１の光ガイドプレートは前記光源からの光を受け取り、第２の光ガイドプレートは、前記導出結合構造を有している、平行な前記第１及び第２の光ガイドプレートと、
- 前記第１の光ガイドプレートと前記第２の光ガイドプレートとの間の少なくとも１つの中間層であって、前記第１の光ガイドプレートよりも低い屈折率を有する中間層と
を有する、照明装置。 A lighting device,
A light guide device having a first and a second main surface, the light guide device receiving light from at least one light source and at least partially constraining the light to itself by total internal reflection; ,
A decoupling structure for deriving and coupling light from the light guide device at the second main surface;
The light guide device includes:
A first light guide plate receives light from the light source, and a second light guide plate has the first and second light guide plates in parallel, having the lead-out coupling structure;
An illumination comprising at least one intermediate layer between the first light guide plate and the second light guide plate, the intermediate layer having a lower refractive index than the first light guide plate; apparatus. 前記第１の光ガイドプレートの一方の縁部を介して光を供給する少なくとも１つの光源を有する、請求項１に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, further comprising at least one light source that supplies light through one edge of the first light guide plate. 前記第１の光ガイドプレートの主表面を介して光を供給する少なくとも１つの光源を有し、前記主表面は、導入結合構造を有すると共に前記平坦な光ガイド装置の前記第１の主表面を構成している、請求項１に記載の照明装置。   At least one light source for supplying light through the main surface of the first light guide plate, the main surface having an inductive coupling structure and the first main surface of the flat light guide device; The lighting device according to claim 1, which is configured. リフレクタを有しており、前記第１の主表面及び前記リフレクタは、前記少なくとも１つ光源をほぼ包囲している、請求項３に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 3, further comprising a reflector, wherein the first main surface and the reflector substantially surround the at least one light source. 前記導出結合構造が、複屈折材料を有している、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the lead-out coupling structure includes a birefringent material. 前記第１及び第２の光ガイドプレートは、自身の間に少なくとも１つの間隙を形成するために離間されており、前記間隙は前記中間層を形成していると共に、少なくとも１つのセグメントから構成されており、前記セグメントは、前記間隙の間隔とほぼ同じ高さを有する隣接するスペーサ要素間に位置されている、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明装置。   The first and second light guide plates are spaced apart to form at least one gap between themselves, the gap forming the intermediate layer and comprising at least one segment. 6. A lighting device according to any one of the preceding claims, wherein the segments are located between adjacent spacer elements having a height substantially equal to the gap spacing. 前記セグメントは、気体、液体及び固体を含む少なくとも部分的に透明な媒体のグループのうちの少なくとも１つの要素によって充填されている、請求項６に記載の照明装置。   The lighting device of claim 6, wherein the segment is filled with at least one element of a group of at least partially transparent media including gas, liquid and solid. 前記要素は、可動のものであり、他の要素と交換されることができる、請求項７に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 7, wherein the element is movable and can be replaced with another element. 前記要素は着色されているものである、請求項７又は８に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 7 or 8, wherein the element is colored. 複数のセグメントを有している請求項７、８又は９に記載の照明装置であって、異なるセグメントが、少なくとも部分的に透明な媒体の前記グループのうちの異なる要素によって充填されている、照明装置。   10. Illumination device according to claim 7, 8 or 9, comprising a plurality of segments, wherein different segments are filled with different elements of the group of at least partially transparent media. apparatus. ブラックライト装置として、透過性のＬＣＤパネルに光を供給する、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein light is supplied to a transmissive LCD panel as a black light device. 照明タイルとして、一般の照明目的のための光を共有する、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の照明装置。   11. The lighting device according to any one of claims 1 to 10, wherein the lighting tile shares light for general lighting purposes. 光ガイドプレートと、前記光ガイドプレート内に光を入力するための前記光ガイドプレートの第１主表面上の導入結合構造とを有しており、入力された前記光は、全反射によって少なくとも部分的に前記光ガイドプレート内に閉じ込められる、照明装置であって、前記導入結合構造は、前記第１の主表面から直立していると共に、透明な側面を有している光学素子を有しており、前記側面間における前記光学素子の幅は、前記第１の主表面から外方に向く方向において減少されている、照明装置。   A light guide plate and an introductory coupling structure on the first main surface of the light guide plate for inputting light into the light guide plate, wherein the input light is at least partially reflected by total reflection In particular, the illumination device is confined within the light guide plate, wherein the lead-in coupling structure has an optical element that stands upright from the first main surface and has a transparent side surface. And the width | variety of the said optical element between the said side surfaces is reduced in the direction which faces outward from the said 1st main surface. 光ガイドプレートと、前記光ガイドプレートからの光を出力する及びコリメートするための光ガイドプレートの主表面上の導出結合構造とを有する照明装置であって、前記導出結合構造は、前記主表面から直立していると共に、透明な側面を有している光学素子を有しており、前記側面間における前記光学素子の幅は、前記主表面から外方を向く方向に減少されている、照明装置。   An illumination device comprising: a light guide plate; and a lead-out coupling structure on a main surface of the light guide plate for outputting and collimating light from the light guide plate, wherein the lead-out coupling structure is formed from the main surface. An illuminating device having an optical element that is upright and has a transparent side surface, wherein a width of the optical element between the side surfaces is reduced in a direction facing outward from the main surface .
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