JPH01121821A - 照明装置 - Google Patents
照明装置Info
- Publication number
- JPH01121821A JPH01121821A JP62279024A JP27902487A JPH01121821A JP H01121821 A JPH01121821 A JP H01121821A JP 62279024 A JP62279024 A JP 62279024A JP 27902487 A JP27902487 A JP 27902487A JP H01121821 A JPH01121821 A JP H01121821A
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- JP
- Japan
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- light source
- surface light
- lens
- image
- uniform
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 5
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は透過型液晶表示装置、特に透過型液晶光示パネ
ルの表示をスクリーンなどに投影する事なく、直接肉眼
あるいはカメラで観測する透過型液晶表示装置に用いる
、有効直径が５０〜１００ｍｍφ程度の均一で輝度が高
く指向性の良（・面光源を有する照明装置に関するもの
である。
ルの表示をスクリーンなどに投影する事なく、直接肉眼
あるいはカメラで観測する透過型液晶表示装置に用いる
、有効直径が５０〜１００ｍｍφ程度の均一で輝度が高
く指向性の良（・面光源を有する照明装置に関するもの
である。
近年液晶表示パネルは益々高密度、高コントラスト化さ
れ、すでに完全にデイスプレー用として実用化されてい
る。しかるに液晶表示パネルは非発光素子であるため外
部光を用いた（ではならない。特に本出願人の先の出願
特願昭６２−１６５６４８号における液晶駆動用の電極
を備えた一対の透明基板と、この一対の透明基板の間に
挾持されたＴＮ型液晶層と一対の透明基板の両側に配置
された偏光板とからなる実質的に同一形状の複数のＴＮ
型液晶表示パネルを、それぞれの対応する電極が光軸の
方向に完全に重なるように重ね合わく、それぞれの液晶
表示パネルを同一の鳴動信号で同時に駆動する′ｖ＃成
とした液晶嚢示パネルを用いた場合、そのコントラスト
比は１ ： １０００以上にする事ができるが、全体の
光透過率が減少するため、特に輝度の高い照明装置が必
要とされる。
れ、すでに完全にデイスプレー用として実用化されてい
る。しかるに液晶表示パネルは非発光素子であるため外
部光を用いた（ではならない。特に本出願人の先の出願
特願昭６２−１６５６４８号における液晶駆動用の電極
を備えた一対の透明基板と、この一対の透明基板の間に
挾持されたＴＮ型液晶層と一対の透明基板の両側に配置
された偏光板とからなる実質的に同一形状の複数のＴＮ
型液晶表示パネルを、それぞれの対応する電極が光軸の
方向に完全に重なるように重ね合わく、それぞれの液晶
表示パネルを同一の鳴動信号で同時に駆動する′ｖ＃成
とした液晶嚢示パネルを用いた場合、そのコントラスト
比は１ ： １０００以上にする事ができるが、全体の
光透過率が減少するため、特に輝度の高い照明装置が必
要とされる。
従来透過型液晶パネルの背面照明としてはＥＬなどの面
発光素子、もしくは螢光灯などのランプを面光源として
導光した照明装置、もしくはスポットランプなどを用い
るのが一般的であった。
発光素子、もしくは螢光灯などのランプを面光源として
導光した照明装置、もしくはスポットランプなどを用い
るのが一般的であった。
しかしＥＬなとの面発光素子は面光源としての均一性は
良いが輝度が不十分である。螢光灯などのランプを面光
源として導光した照明装置は一般にＥＬよりかなり輝度
をかせげるが、まだ不十分な場合が多（、また面光源と
しての均一性も一般に劣る。ハロゲン電球などの光源を
用いたスポットランプは非常に高い輝度を出す事ができ
るが、均一な面光源にしようとすると、光学系が非常に
複雑となり、また広い面積の照明が得に（い。液晶パネ
ルの背面に光拡散板を設置すると簡単な構成（たとえば
点光源をレンズの焦点付近に置き、平行光束なつ（る。
良いが輝度が不十分である。螢光灯などのランプを面光
源として導光した照明装置は一般にＥＬよりかなり輝度
をかせげるが、まだ不十分な場合が多（、また面光源と
しての均一性も一般に劣る。ハロゲン電球などの光源を
用いたスポットランプは非常に高い輝度を出す事ができ
るが、均一な面光源にしようとすると、光学系が非常に
複雑となり、また広い面積の照明が得に（い。液晶パネ
ルの背面に光拡散板を設置すると簡単な構成（たとえば
点光源をレンズの焦点付近に置き、平行光束なつ（る。
ただしこの場合直接平行光束を観測すると点光源に見え
てしまう）のスポットランプで均一の面光源を得る事が
可能であるが、拡散板により視野以外に進む光線が多（
なり、光量を損失したり最悪の場合散乱雑音光となって
しまう。この事は視野角の比較的狭い液晶パネルの場合
特に著しい。
てしまう）のスポットランプで均一の面光源を得る事が
可能であるが、拡散板により視野以外に進む光線が多（
なり、光量を損失したり最悪の場合散乱雑音光となって
しまう。この事は視野角の比較的狭い液晶パネルの場合
特に著しい。
ハロゲンランプなどの光源からの光を、細い光ファイバ
ーをランダムに束ねたバンドルファイバーで導光した出
射端面は均一で輝度の高い面光源となるが、大面積を得
ようとすると非常忙多くのファイバーを束ねなくてはな
らず、非常に高価なものとなってしまうし、出射端から
発する光は発散光で指向性も悪い。
ーをランダムに束ねたバンドルファイバーで導光した出
射端面は均一で輝度の高い面光源となるが、大面積を得
ようとすると非常忙多くのファイバーを束ねなくてはな
らず、非常に高価なものとなってしまうし、出射端から
発する光は発散光で指向性も悪い。
本発明の目的は比較的安価で簡単な方法で、前記の問題
点を解決した、均一で輝度の高く指向性の良い面光源を
得る事のできる照明装置を提供するものである。
点を解決した、均一で輝度の高く指向性の良い面光源を
得る事のできる照明装置を提供するものである。
本発明の構成は、光源と光源からの光束を導光スルバン
ドルファイバーとバンドルファイハーノ出射端を実像と
して空間に結像させるレンズとこのレンズにより結像さ
れたバンドルファイバーの出射端の実像を虚像として空
間に結像させるレンズとからなる構成とした。
ドルファイバーとバンドルファイハーノ出射端を実像と
して空間に結像させるレンズとこのレンズにより結像さ
れたバンドルファイバーの出射端の実像を虚像として空
間に結像させるレンズとからなる構成とした。
以下本発明を図面に基づいて説明する。第１図は本発明
における一構成例である。簡単のためレンズ７及び９は
薄肉単レンズとし各有効径はレンズ径で決定されている
と仮定する。
における一構成例である。簡単のためレンズ７及び９は
薄肉単レンズとし各有効径はレンズ径で決定されている
と仮定する。
ハロゲンランプやアークランプあるいはレーザー光の光
源１から出射した光束３５はバンドルファイバー６でバ
ンドルファイバーの出射端５に導光される。バンドルフ
ァイバー３は細い独立したファイバーがランダムに束ね
られているため出射端５は非常に均一度の良い面光源と
なっている。
源１から出射した光束３５はバンドルファイバー６でバ
ンドルファイバーの出射端５に導光される。バンドルフ
ァイバー３は細い独立したファイバーがランダムに束ね
られているため出射端５は非常に均一度の良い面光源と
なっている。
この面光源を焦点距離ｆ、のレンズ７を用いて実像１１
として空間に結像させる。
として空間に結像させる。
尚、１５は光軸を示す。この時第１図中ａとｂは良（知
られているレンズ結像公式である下記の（１）式の関係
をみたす。
られているレンズ結像公式である下記の（１）式の関係
をみたす。
またこの−とき結像倍率は−（ｂ／ａ ）となる。
バンドルファイバーの出射端５の実像１１は焦点距離ｆ
２のレンズを用いて虚像１６として空間に結像される。
２のレンズを用いて虚像１６として空間に結像される。
この時、第１図中ｃ、ｄは下記の（２）式の関係をみた
す。
す。
ｃｄｆ。
また結像倍率は（ｄ ／ ｃ ）となる。尚、虚像が形
成される条件はＯ（ｃ （ｆ ’２である。
成される条件はＯ（ｃ （ｆ ’２である。
結論として、均一な面光源であるバンドルファイバー６
の出射端５は−（ｂ ｄ ／ ａ ｃ ）倍されて図中
Ｐ、点に虚像１６として結像される。
の出射端５は−（ｂ ｄ ／ ａ ｃ ）倍されて図中
Ｐ、点に虚像１６として結像される。
すなわちこの虚像１６が均一で輝度の高い面光源となっ
ている。また、虚像１６からの光線はレンズ９で集光ぎ
みになるため指向性も良い。
ている。また、虚像１６からの光線はレンズ９で集光ぎ
みになるため指向性も良い。
第１図中、２２点に空間光変調器として液晶表示パネル
６７などの透過表示物体を置き、下記の（３）式を満た
す図中の２３点（すなわちこの２３点が、この光学系の
出射瞳となる）に目あるいはカメラを置いて透過表示物
体を観測すると、あたかも図中Ｐ、点にある均一で輝度
の高い面光源で透過表示物体が照明されているのと同じ
効果が得られる。また観測点は特に２５点である必要は
ない。
６７などの透過表示物体を置き、下記の（３）式を満た
す図中の２３点（すなわちこの２３点が、この光学系の
出射瞳となる）に目あるいはカメラを置いて透過表示物
体を観測すると、あたかも図中Ｐ、点にある均一で輝度
の高い面光源で透過表示物体が照明されているのと同じ
効果が得られる。また観測点は特に２５点である必要は
ない。
尚、図中２４点に下記の（４）式の関係を満たす焦点距
離ｒ、の視野レンズを挿入しても良い。この方が光利用
効率などの光学性能は一般に改善される。
離ｒ、の視野レンズを挿入しても良い。この方が光利用
効率などの光学性能は一般に改善される。
ｂ ｃ ｆ。
第２図は本発明における一実施例である。ｌ・ロゲンラ
ンブ１７からの出射光の光束６５を放物面鏡１９とレン
ズ２１を用いて効率よくバンドルファイバー２７に導光
している。バンドルファイバー２７の有効直径は１０朋
φで、レンズ２６は焦点距離５０朋、有効直径約４７＋
＋ｒｍｏレンズ２５は焦点距離２５０龍、有効直径約８
０朋φである。
ンブ１７からの出射光の光束６５を放物面鏡１９とレン
ズ２１を用いて効率よくバンドルファイバー２７に導光
している。バンドルファイバー２７の有効直径は１０朋
φで、レンズ２６は焦点距離５０朋、有効直径約４７＋
＋ｒｍｏレンズ２５は焦点距離２５０龍、有効直径約８
０朋φである。
各構成物の位置関係は、バンドルファイバーの出射端２
９からレンズ２６までの距離ｇは５８＋ｏｔ。
９からレンズ２６までの距離ｇは５８＋ｏｔ。
レンズ２６から虚像３１−ｊ：での距離りは３４５朋、
虚像６１からレンズ２５までの距離ｉは７５．５ ｍ翼
、レンズ２５から出射瞳６６までの距離ｊは６１６．６
＋ｏ＋どなる。
虚像６１からレンズ２５までの距離ｉは７５．５ ｍ翼
、レンズ２５から出射瞳６６までの距離ｊは６１６．６
＋ｏ＋どなる。
この様な構成を取った場合、出射瞳６６の位置から光源
方向を観測すると、虚ＩＩ！６１として、均一で輝度が
高（指向性の良い約８０韮φの面光源が観測される。
方向を観測すると、虚ＩＩ！６１として、均一で輝度が
高（指向性の良い約８０韮φの面光源が観測される。
以上の説明から明らかなように、本発明の照明装置によ
れば安価で簡単な方法で輝度が高く均一で指向性の良い
大面積の面光源を得る事ができる。
れば安価で簡単な方法で輝度が高く均一で指向性の良い
大面積の面光源を得る事ができる。
第１図は本発明における照明装置の構成例を示す概略図
、第２図は本発明における照明装置の一実施例を示す概
略図である。 １・・・・・・光源、 ６．２７・・・・・・バンドルファイバー、５．２９・
・・・・・出射端、 ７．９．２１．２６．２５・・・・・・レンズ、１１・
・・・・・実像、 １６．６１・・・・・・虚像、 １５・・・・・・光軸、 １７・・・・・・ハロゲンランプ、 １９・・・・・・放物面鏡、 ６６・・・・・・出射瞳、 ６５・・・・・・光束、 ６７・・・・・・液晶表示パネル。 特許出願人 シチズン時計株式会社（奪−・−Ｃ ゝユ、
、第２図は本発明における照明装置の一実施例を示す概
略図である。 １・・・・・・光源、 ６．２７・・・・・・バンドルファイバー、５．２９・
・・・・・出射端、 ７．９．２１．２６．２５・・・・・・レンズ、１１・
・・・・・実像、 １６．６１・・・・・・虚像、 １５・・・・・・光軸、 １７・・・・・・ハロゲンランプ、 １９・・・・・・放物面鏡、 ６６・・・・・・出射瞳、 ６５・・・・・・光束、 ６７・・・・・・液晶表示パネル。 特許出願人 シチズン時計株式会社（奪−・−Ｃ ゝユ、
Claims (1)
- 空間光変調器により変調された光を肉眼あるいはテレビ
カメラなどの撮像装置で直接観測する装置における該空
間光変調器の照明装置において、光源と、該光源からの
光束を導光するバンドルファイバーと、該バンドルファ
イバーの出射端を実像として空間に結像させるレンズと
、該レンズにより結像された前記バンドルファイバーの
出射端の実像を虚像として空間に結像させるレンズとか
ら構成させた事を特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62279024A JPH01121821A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62279024A JPH01121821A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01121821A true JPH01121821A (ja) | 1989-05-15 |
Family
ID=17605331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62279024A Pending JPH01121821A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01121821A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0631170A3 (en) * | 1993-06-24 | 1995-03-01 | Ibm | Backlighting system for transmissive display. |
| JP2013025052A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Tohoku Univ | アイリス面空間結像制御型画像表示装置 |
-
1987
- 1987-11-06 JP JP62279024A patent/JPH01121821A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0631170A3 (en) * | 1993-06-24 | 1995-03-01 | Ibm | Backlighting system for transmissive display. |
| JP2013025052A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Tohoku Univ | アイリス面空間結像制御型画像表示装置 |
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