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JPS62165803A - 光箱 - Google Patents

光箱

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Publication number
JPS62165803A
JPS62165803A JP61315899A JP31589986A JPS62165803A JP S62165803 A JPS62165803 A JP S62165803A JP 61315899 A JP61315899 A JP 61315899A JP 31589986 A JP31589986 A JP 31589986A JP S62165803 A JPS62165803 A JP S62165803A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
ray
light box
angle
aperture
Prior art date
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
Application number
JP61315899A
Other languages
English (en)
Inventor
リチヤード　ウイリアム　ノスカー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Publication of JPS62165803A publication Critical patent/JPS62165803A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • 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 
    • G02F1/13—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  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ この発明は光箱に関し、特にフレネルレンズを用いて均
一な出力光バタンを得るものに関する。
第１図に示すように、代表的な従来法の光箱■０は、開
口部１６を有する放物面反射鏡１４の焦点に光源を配置
したものである。光源１２から発射された中心光線２０
はそれとほぼ回し角度の他の光線（図示せず）と共に開
口部１６に直角のローブ（光強度の極座標プロット）を
形成する。また、開口部１６の端縁付近で反射鏡１４に
より反射された光線２２は開口部１６に直角のローフ２
４を形成し、丁度反射され損なった光線２６は開口部１
６に直角でないローブ２８を形成する。ローブ２４．２
８の間の角は０である。同様に、開口部１６の反対側の
端縁付近で反射鏡１４に反射された光線３０は開口部１
６に直角のローフ３２を形成するか、丁度反射され損な
った光線３４は開ｎ部１５に直角でないローブ３６を形
成する。ローフ３２．３６の間の角もＯである。開口部
１６に沿うその中心と端縁の中間の他の位置ても同様の
効果か生しる。
１９８５年１０月　７目付米国第特許願第７８４９６０
号明細、与記載のように、歪曲したネマチック液晶表示
器の最高観察特性は液晶セルの主観察面か第１図の紙面
に向いているときに得られる。ここで主観察面とはその
液晶セルの中心における液晶ディレクタと光が入射する
セル表面の法線を含む、好ましくは光線２０に上行な平
面をいう。光箱ｌＯの開口部Ｉ６の双ローブ放射バタン
２４．２８および３２．３６か直接液晶セルを通るとき
、セルの対向端縁における透過光の印加電圧の関数とし
ての変化を表す正味の電気射光曲線か互いに極めて異な
る。これは中心を除く各点のローフのＹ均かセルの主観
察而内て正または負の角をなすことによる。この正と負
の角は光線２０．３４間の光線がある方向に延びる角を
形成し、光線２０．２６間の光線か反対方向に延びる角
を形成することを意味する。
従って、例えばセル全体に均一なグレーを生成しようと
する電圧はセルの中心てはグレーを生じＱ力゛、一方の
端では薄いクレーを、他方の端ては濃いグレーを生しる
。これは表示の見栄えを著しく悪くし、特に大表示のた
め２つ以上の光箱を隣接して使用する必要かあるときは
、セルの比較的白い部分に比較的黒い部分か隣接するた
め、これか箸しい、一様なコリメーションを得るため非
反射光線に対して吸収手段を設けることも出来るか、こ
れは光線からの光を効率よく利用することに；まならず
、中心から離れるほど発射能か減じることになる。
従って、実質的に一様なコリメーションと発射能を効率
よく得られる光箱か望まれる。
［発ｌＪＩの概要］ 光箱は、光源と、開口部を有し、その光源に隣接配置さ
れた反射鏡と、その反射鏡の開［１部に隣接配置された
フレネルレンズを含んでいる。
［推奨実施例の詳細な説明］ 第２図は反射鏡１４の開口部１６に線形フレネル視野レ
ンズ３８を設けた以外第１図と同しである。公知のよう
に、このレンズは普通の平坦面４０と鋸歯面４２を有す
る。線形とはその鋸歯か第２図の紙面に直角の直線状に
延びていることを意味する。図面には簡単のために８本
の鋸歯しか示されていないか、実際にはもっと多くの鋸
歯を用いるのか普通である。銅調の数は隣接する鋸歯か
らの各ローブかほぼ同じ色分布をするように選ばれる。
一般に、直線光源１２の有効発射径か小さいほど、必要
なｉｆ＆Ｉ数か多くなる。レンズは実質的に複屈折がな
く、好ましくは安価計量のガラスまたはポリメチルメタ
クリレートのようなアクリル樹脂のような透ＩＪＩ材ネ
４から成っている。
第２図において、レンズ３８の中心を通る光線２０はこ
れに影テされないが、光線２２．２６は鋸歯面４２によ
り第１図の径路に比して角０／またけ反時計方向に屈折
され、その間の中心線４４が光線２０に平行て開口部１
６に直角になる。同様に、光線３０．３４は鋸歯面４２
により第１図の径路に比し角０／２だけ時計方向に屈折
され、その中心＆Ｉａ４６も光線２０にｆ行になる。中
心線２０と開口部１６の端縁の間の光線は０７２未満の
角だけ回転され、その回転角は光ｉ２０に近いほど小さ
くなる。従って光箱ｌＯによると、中心から離れたロー
ブの色分４１か中心のローフ２１の色分４１に正しく合
わなくても、光線２６．３４のような非反射光線を用い
ることによって、実質的に一様なコリメーションと効率
のよい発射能か得られる。
第３図の光箱１０とフレネルレンズ３８を含む表示器と
、偏光手段４８と、偏光度を変えて第３１−Ｎの紙面の
１−丁の“１［気光学的応答を対称にする液晶セルのよ
うな′ｒ−没５２と、光を拡散させて第３図の紙面の観
測角を広くする手段５４を示す。広い観測角か必要ない
ときは、拡１牧Ｆ段５４を光源１２と偏光度変更ｒ′、
Ｉ＋　５０との間に置くことか出来る。この場合はＭ＋
　ｌｆ鋸出而面！、　　ＶＸｉ１２ｔｊｉ：ｔＪσ屏ｉ
ｎ　Ｉ　４（７’）ポル１−性等の構造または欠陥を見
えなくするために僅かの光の拡散しか要しない。
光源１２は蛍光管のような線光源を含み、反射鏡１４は
第３図の紙面内で光源１２からの光を部分的に平行化す
るか、それに直角な方向には平行化しない円筒形放物面
反射鏡から成るのが好ましい。偏光および検光−Ｌ段１
３．１４はそれぞれポラロイド社（Ｐｏ１ａｒｏｉｄ　
Ｃｏｒｐ、）製の１１　Ｎ　３２型のようなシート偏光
ｒを含む。
セル５０は一般に通常の捻れネマチック液晶セルて厚さ
ＩＯｆｌｎｍの酸化錫または酸化インジウム錫のような
画素バタン付透明電極（図示せず）を持つガラスのよう
な一対の対向透明電極と、その上の厚さ約１旧１ｎｍの
ポリイミドのような液晶整合層（図示せず）と、その間
の公知のメルク社（Ｅ。
Ｍｃｒｃｋ、　Ｉｎｃ、）製のＺＬＩ−１８００−００
０型またはｌ　Ｌ　ｌ　−２２９３型のような好ましく
は捻れネマチック型の液晶材料を含む。電気り段５］は
表示すべき所要の画像に従って電極画、仁に゛１１１気
信５３を印加する。
拡散１段５４は、光を第３図の紙面内に拡散するかそれ
に直角な方向に拡散しないから、円筒レンズ配列のよう
な線形の即ち一次元の拡散器を含むことか好ましい。こ
れは第３図の紙面内のｎｕ１ｓ角を大きくする。
例 開口部約８．５０■、深さ５．７ｃｍの反射鏡１４の底
から約０．８ｃ■の中心にｌかれた光源１２に対して、
角０は４０度てあった。開口部１６の縁に８いてθ／２
即ち約２０度のローブ回転を得るために必要なフレネル
レンズの焦点距離は約３９．６ｃｍである。この装置は
、捻れネマチック液晶セルおよび重ねた２つの半円筒形
レンズ拡散器を用いて所要の拡散量を１」Ｉたとき、約
４５度の全方向における視覚的に一様な照度とスペクト
ラ・プリチャート光度計を用いて測定した２０：ｌのコ
ントラスト比（白対黒強度）とを榮えた。
比較例 フレネルレンズのない同じ装置は視覚的に極めて不均一
で陰画像を３０度以下の観測角で形成した。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来法の光箱のフロック図、第２図はこの発明
による光箱のブロック図、第３図は第２図の光箱を用い
た液晶表示器のブロック図である。 ｌＯ・・・・光箱、１２・・・・光源、１４・・・・反
射鏡、３８・・・・フレネルレンズ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）光源と、開口部を有し、上記光源に隣接して配置
    された反射器と上記反射器の上記開口部に隣接して配置
    されたフレネルレンズとを含む光箱。
JP61315899A 1986-01-02 1986-12-26 光箱 Pending JPS62165803A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB868600021A GB8600021D0 (en) 1986-01-02 1986-01-02 Light box
GB8600021 1986-02-01
US890476 1986-07-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62165803A true JPS62165803A (ja) 1987-07-22

Family

ID=10590848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61315899A Pending JPS62165803A (ja) 1986-01-02 1986-12-26 光箱

Country Status (4)

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US (1) US4704004A (ja)
JP (1) JPS62165803A (ja)
KR (1) KR870007430A (ja)
GB (1) GB8600021D0 (ja)

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