JP2001052518A - 面状照明装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型軽量の面状照明装置において、高輝度を
実現しつつ均等な照明を行う。 【解決手段】 発光ダイオード４からの出射光Ｌは、プ
リズムシート５を通過する際に屈折し、指向性が緩和さ
れて、より広範囲へと照射範囲を拡大する。その結果、
光の出射分布パターンＡは透明基板２のほぼ全域に渡る
こととなる。このようにして透明基板２に入射した光
は、溝２ａによって屈折され、透明基板２の下面に隣接
する液晶素子を均等に照明する。
実現しつつ均等な照明を行う。 【解決手段】 発光ダイオード４からの出射光Ｌは、プ
リズムシート５を通過する際に屈折し、指向性が緩和さ
れて、より広範囲へと照射範囲を拡大する。その結果、
光の出射分布パターンＡは透明基板２のほぼ全域に渡る
こととなる。このようにして透明基板２に入射した光
は、溝２ａによって屈折され、透明基板２の下面に隣接
する液晶素子を均等に照明する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、看板や各種反射型
表示装置等の照明手段に用いられる面状照明装置に関す
るものである。
表示装置等の照明手段に用いられる面状照明装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】今日の電気製品には、様々な情報を表示
する機能が付加されており、それらの情報を表示する表
示部の設置が必要不可欠となっている。また、携帯電話
やノート型パソコン等、全ての構成部品を小型かつ軽量
とすることが望まれる携行電子製品の場合、その表示部
には、製品内部での占有容積が小さくかつ軽量である液
晶表示装置（表示面積に対する厚さの比率が極めて小さ
い）が、広く用いられている。ところが、液晶表示装置
は自ら発光しないため、暗所や夜間の使用を考慮して、
液晶表示装置とは別体の照明装置を装備する必要があ
る。かかる照明装置には、表示部全体を均等に照らすこ
とが可能であることが望まれるが、この要請に答えるべ
く考案されたものが、以下に説明する面状照明装置であ
る。
する機能が付加されており、それらの情報を表示する表
示部の設置が必要不可欠となっている。また、携帯電話
やノート型パソコン等、全ての構成部品を小型かつ軽量
とすることが望まれる携行電子製品の場合、その表示部
には、製品内部での占有容積が小さくかつ軽量である液
晶表示装置（表示面積に対する厚さの比率が極めて小さ
い）が、広く用いられている。ところが、液晶表示装置
は自ら発光しないため、暗所や夜間の使用を考慮して、
液晶表示装置とは別体の照明装置を装備する必要があ
る。かかる照明装置には、表示部全体を均等に照らすこ
とが可能であることが望まれるが、この要請に答えるべ
く考案されたものが、以下に説明する面状照明装置であ
る。
【０００３】面状照明装置は、液晶表示装置の表面若し
くは裏面に透光性材料からなる透明の基板を配置し、該
透明基板の側面を照らして該透明基板内に光を導き、さ
らに、該導入光を前記透明基板の表面から液晶表示装置
の表示部へと均等に供給することで、液晶表示装置の全
体を照明するものである。
くは裏面に透光性材料からなる透明の基板を配置し、該
透明基板の側面を照らして該透明基板内に光を導き、さ
らに、該導入光を前記透明基板の表面から液晶表示装置
の表示部へと均等に供給することで、液晶表示装置の全
体を照明するものである。
【０００４】さて、前記透明基板の側面を照らすための
光源として、従来は蛍光管（冷陰極蛍光管、熱陰極蛍光
管）が用いられていた。ところが、蛍光管は発光のため
に高い電圧が必要であり、高電圧の供給手段が必要不可
欠となることから、携行品の構成部品として望まれる小
型軽量化に反するものであった。
光源として、従来は蛍光管（冷陰極蛍光管、熱陰極蛍光
管）が用いられていた。ところが、蛍光管は発光のため
に高い電圧が必要であり、高電圧の供給手段が必要不可
欠となることから、携行品の構成部品として望まれる小
型軽量化に反するものであった。
【０００５】かかる課題を解消するため、本発明者等は
発光ダイオード等の点状光源を利用した面状照明装置を
開発し、本出願人によって、特願平１−１８２０７６号
明細書等にその詳細を開示した。この、発光ダイオード
を利用した光源を有する面状照明装置について、図７を
参照しながら簡単に説明する。面状照明装置は、液晶素
子１の上面に重ね合わせる透明基板２と、透明基板２の
一端に配置する棒状の導光体３を有し、導光体３の端部
に発光ダイオード（ＬＥＤ）４を配置したものである。
発光ダイオード等の点状光源を利用した面状照明装置を
開発し、本出願人によって、特願平１−１８２０７６号
明細書等にその詳細を開示した。この、発光ダイオード
を利用した光源を有する面状照明装置について、図７を
参照しながら簡単に説明する。面状照明装置は、液晶素
子１の上面に重ね合わせる透明基板２と、透明基板２の
一端に配置する棒状の導光体３を有し、導光体３の端部
に発光ダイオード（ＬＥＤ）４を配置したものである。
【０００６】透明基板２の表面（図示の透明基板２の上
面）には、図８に示すような溝部２ａ（光出射要素）
を、平行に多数設けている。また、導光体３の長手方向
にも、プリズム形状部分３ａを設けている。この構造に
よると、発光ダイオード４の光はまず導光体３の内部へ
と進入し、プリズム形状部分３ａで屈折される。そし
て、導光体３の全体から透明基板２へと均等に光が進入
する。さらに、透明基板２に進入した光は、溝部２ａに
よって屈折され、透明基板２の裏面（図示の透明基板２
の下面）の全体から放出されることになる。したがっ
て、液晶素子１はその全体にわたって均等に照明され
る。なお、観察者は、液晶素子１の表示を透明基板２を
通して観察することになるが、溝部２ａが非常に微細で
あるため、液晶素子１の表示が遮られるおそれはない。
面）には、図８に示すような溝部２ａ（光出射要素）
を、平行に多数設けている。また、導光体３の長手方向
にも、プリズム形状部分３ａを設けている。この構造に
よると、発光ダイオード４の光はまず導光体３の内部へ
と進入し、プリズム形状部分３ａで屈折される。そし
て、導光体３の全体から透明基板２へと均等に光が進入
する。さらに、透明基板２に進入した光は、溝部２ａに
よって屈折され、透明基板２の裏面（図示の透明基板２
の下面）の全体から放出されることになる。したがっ
て、液晶素子１はその全体にわたって均等に照明され
る。なお、観察者は、液晶素子１の表示を透明基板２を
通して観察することになるが、溝部２ａが非常に微細で
あるため、液晶素子１の表示が遮られるおそれはない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】さて、上記面状照明装
置は、液晶表示装置の均等な照明を行うという要請を満
たすものであったが、更なる輝度の向上を図る上で、図
９、図10に示すような面状照明装置も考案されている。
図９、図10に示す面状照明装置は、発光ダイオード４の
光を直接的に透明基板２へと照射することにより、導光
体３（図７）におけるロスをなくし、輝度の向上を図る
ものである。なお、図９、図10には、一つの透明基板２
に対し、一つの発光ダイオード４のみ示しているが、透
明基板２の端部に複数の発光ダイオード４を並べること
も可能である。
置は、液晶表示装置の均等な照明を行うという要請を満
たすものであったが、更なる輝度の向上を図る上で、図
９、図10に示すような面状照明装置も考案されている。
図９、図10に示す面状照明装置は、発光ダイオード４の
光を直接的に透明基板２へと照射することにより、導光
体３（図７）におけるロスをなくし、輝度の向上を図る
ものである。なお、図９、図10には、一つの透明基板２
に対し、一つの発光ダイオード４のみ示しているが、透
明基板２の端部に複数の発光ダイオード４を並べること
も可能である。
【０００８】ところが、当該構造を採用するに当り、新
たな問題が発生した。すなわち、点状光源である発光ダ
イオード４からは、ある程度の指向性を有する光が出射
される。したがって、図９、図10に示すように、直接的
に透明基板２へと入射した光は、発光ダイオード４自体
が持つ出射分布パターン（照らされる領域）Ａを際立た
せることになってしまう。そして、液晶素子１は、出射
分布パターンＡの直下に位置する部分が特に明るく照ら
されることになり、輝度にむらを生ずることとなる。か
かる問題は、透明基板２の端部に複数の発光ダイオード
４を並べても、液晶素子１上で輝度の明暗として現れ、
完全に解消されることはない。
たな問題が発生した。すなわち、点状光源である発光ダ
イオード４からは、ある程度の指向性を有する光が出射
される。したがって、図９、図10に示すように、直接的
に透明基板２へと入射した光は、発光ダイオード４自体
が持つ出射分布パターン（照らされる領域）Ａを際立た
せることになってしまう。そして、液晶素子１は、出射
分布パターンＡの直下に位置する部分が特に明るく照ら
されることになり、輝度にむらを生ずることとなる。か
かる問題は、透明基板２の端部に複数の発光ダイオード
４を並べても、液晶素子１上で輝度の明暗として現れ、
完全に解消されることはない。
【０００９】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、小型軽量の面状照明装
置において、高輝度を実現しつつ均等な照明を行うこと
を可能とすることにある。
あり、その目的とするところは、小型軽量の面状照明装
置において、高輝度を実現しつつ均等な照明を行うこと
を可能とすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の請求項１に係る面状照明装置は、透光性材
料からなる透明基板の側面付近に、該透明基板へ向けて
点状光源を配置した面状照明装置において、前記透明基
板と前記点状光源との間に、前記透明基板への入射光線
の指向性を制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る。
の、本発明の請求項１に係る面状照明装置は、透光性材
料からなる透明基板の側面付近に、該透明基板へ向けて
点状光源を配置した面状照明装置において、前記透明基
板と前記点状光源との間に、前記透明基板への入射光線
の指向性を制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る。
【００１１】本発明によると、前記点状光源から出射さ
れた光は、前記透明基板に入射する以前に、前記制御手
段によって指向性を制御することができるので、前記透
明基板に入射するまでの間に、前記点状光源自体が持つ
出射分布パターンを緩和した状態とすることがきる。
れた光は、前記透明基板に入射する以前に、前記制御手
段によって指向性を制御することができるので、前記透
明基板に入射するまでの間に、前記点状光源自体が持つ
出射分布パターンを緩和した状態とすることがきる。
【００１２】本発明の請求項２に係る面状照明装置は、
前記制御手段として、前記透明基板の側面と前記点状光
源との間に、光拡散性フィルムを配置している。また、
本発明の請求項３に係る面状照明装置は、前記制御手段
として、前記透明基板の側面と前記点状光源との間に、
プリズムシートを配置している。さらに、本発明の請求
項４に係る面状照明装置は、前記制御手段として、前記
透明基板の側面と前記点状光源との間に、凹レンズ状シ
ートを配置している。これらの制御手段により、前記点
状光源から出射された光の指向性を制御し、前記透明基
板に入射するまでの間に、前記点状光源自体が持つ出射
分布パターンを緩和する。
前記制御手段として、前記透明基板の側面と前記点状光
源との間に、光拡散性フィルムを配置している。また、
本発明の請求項３に係る面状照明装置は、前記制御手段
として、前記透明基板の側面と前記点状光源との間に、
プリズムシートを配置している。さらに、本発明の請求
項４に係る面状照明装置は、前記制御手段として、前記
透明基板の側面と前記点状光源との間に、凹レンズ状シ
ートを配置している。これらの制御手段により、前記点
状光源から出射された光の指向性を制御し、前記透明基
板に入射するまでの間に、前記点状光源自体が持つ出射
分布パターンを緩和する。
【００１３】さらに、本発明の請求項５に係る面状照明
装置は、前記制御手段が、前記透明基板の側面に形成さ
れていることを特徴とするものである。前記制御手段
は、前記透明基板と前記点状光源との間に配置すること
で所定の機能を発揮することができるので、本発明のご
とく前記透明基板の側面に形成することによって、かか
る機能を確保しつつ部品点数を削減する。
装置は、前記制御手段が、前記透明基板の側面に形成さ
れていることを特徴とするものである。前記制御手段
は、前記透明基板と前記点状光源との間に配置すること
で所定の機能を発揮することができるので、本発明のご
とく前記透明基板の側面に形成することによって、かか
る機能を確保しつつ部品点数を削減する。
【００１４】また、本発明の請求項６に係る面状照明装
置は、前記制御手段の光の拡散特性を、前記点状光源の
出射分布特性に基づいて各位置ごとに変化させ最適化し
ている。この構成により、前記点状光源自体が持つ出射
分布パターンの緩和をより効果的に行う。
置は、前記制御手段の光の拡散特性を、前記点状光源の
出射分布特性に基づいて各位置ごとに変化させ最適化し
ている。この構成により、前記点状光源自体が持つ出射
分布パターンの緩和をより効果的に行う。
【００１５】また、本発明の請求項７に係る面状照明装
置は、前記制御手段が、前記透明基板に設けられた光出
射要素と前記点状光源との間に、所定距離を設けること
で構成される。本発明は、前記点状光源自体が持つ出射
分布パターンが、前記点状光源から遠ざかるにしたがっ
て広がり、光の指向性が緩和されることを利用し、出射
分布パターンが認識できなくなる距離に前記透明基板の
光出射要素を設けることで、面状照明装置の均等な照明
を実現するものである。
置は、前記制御手段が、前記透明基板に設けられた光出
射要素と前記点状光源との間に、所定距離を設けること
で構成される。本発明は、前記点状光源自体が持つ出射
分布パターンが、前記点状光源から遠ざかるにしたがっ
て広がり、光の指向性が緩和されることを利用し、出射
分布パターンが認識できなくなる距離に前記透明基板の
光出射要素を設けることで、面状照明装置の均等な照明
を実現するものである。
【００１６】さらに、本発明の請求項８に係る面状照明
装置は、前記所定距離が、前記点状光源から出射された
光線の指向性の緩和状態を考慮して設定されるものであ
る。前述のごとく、前記点状光源自体が持つ出射分布パ
ターンは、前記点状光源から遠ざかるにしたがって広が
り、光の指向性が緩和されるので、本発明では、前記点
状光源との距離を計りつつ、出射分布パターンが明確に
現れることによる照明のむらを防止する。
装置は、前記所定距離が、前記点状光源から出射された
光線の指向性の緩和状態を考慮して設定されるものであ
る。前述のごとく、前記点状光源自体が持つ出射分布パ
ターンは、前記点状光源から遠ざかるにしたがって広が
り、光の指向性が緩和されるので、本発明では、前記点
状光源との距離を計りつつ、出射分布パターンが明確に
現れることによる照明のむらを防止する。
【００１７】また、本発明の請求項９に係る面状照明装
置は、前記点状光源の出射光の軸線が、前記透明基板の
広がり面に対し所定の角度をなすように前記点状光源を
配置し、かつ、前記出射光の軸線を前記透明基板の広が
り面と平行な方向へと補正するための反射手段を設けた
ものである。この構成により、前記点状光源と前記透明
基板との距離を、三次元的な位置関係上で確保する。
置は、前記点状光源の出射光の軸線が、前記透明基板の
広がり面に対し所定の角度をなすように前記点状光源を
配置し、かつ、前記出射光の軸線を前記透明基板の広が
り面と平行な方向へと補正するための反射手段を設けた
ものである。この構成により、前記点状光源と前記透明
基板との距離を、三次元的な位置関係上で確保する。
【００１８】加えて、本発明の請求項１０に係る面状照
明装置は、本発明の請求項２から９記載の光線の指向性
を制御する制御手段のうち、２つ以上を組み合わせたも
のである。本発明によれば、前記点状光源から出射され
た光が、前記透明基板に入射する以前に、光の指向性の
制御を多重に行い、前記点状光源自体が持つ出射分布パ
ターンの緩和をより効果的に行う。
明装置は、本発明の請求項２から９記載の光線の指向性
を制御する制御手段のうち、２つ以上を組み合わせたも
のである。本発明によれば、前記点状光源から出射され
た光が、前記透明基板に入射する以前に、光の指向性の
制御を多重に行い、前記点状光源自体が持つ出射分布パ
ターンの緩和をより効果的に行う。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分若
しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい
説明は省略する。
図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分若
しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい
説明は省略する。
【００２０】図１には、本発明の第１の実施の形態に係
る面状照明装置の要部を摸式的に示している。この面状
照明装置は、透明基板２の側面付近に、透明基板２へ向
けて発光ダイオード４を配置したものである。また、透
明基板２と発光ダイオード４との間には、プリズムシー
ト５を配置している。なお、説明の便宜上、透明基板
２、発光ダイオード４、プリズムシート５の大きさの比
率は、実際と異なる（以下の実施の形態も同様であ
る）。
る面状照明装置の要部を摸式的に示している。この面状
照明装置は、透明基板２の側面付近に、透明基板２へ向
けて発光ダイオード４を配置したものである。また、透
明基板２と発光ダイオード４との間には、プリズムシー
ト５を配置している。なお、説明の便宜上、透明基板
２、発光ダイオード４、プリズムシート５の大きさの比
率は、実際と異なる（以下の実施の形態も同様であ
る）。
【００２１】プリズムシート５は、所定の屈折率を有す
る透過性の素材で構成され、透明基板２の幅方向に三角
形の山部と谷部とを連続させたプリズム列を有するもの
である。そして、透明基板２への入射光線の指向性を制
御する制御手段として機能するものである。すなわち、
発光ダイオード４からの出射光Ｌは、プリズムシート５
を通過する際に屈折し、指向性が緩和されて、より広範
囲へと照射範囲を拡大することになる。その結果、出射
分布パターンＡは透明基板２のほぼ全域に渡ることとな
り、液晶素子１（図７）を、均等に照明する。また、発
光ダイオード４を複数設け、各発光ダイオード４に対応
する位置にプリズムシート５を設ける（もしくは、連続
した長尺のプリズムシート５を設ける）ことにより、全
体の輝度を高めることも可能である。
る透過性の素材で構成され、透明基板２の幅方向に三角
形の山部と谷部とを連続させたプリズム列を有するもの
である。そして、透明基板２への入射光線の指向性を制
御する制御手段として機能するものである。すなわち、
発光ダイオード４からの出射光Ｌは、プリズムシート５
を通過する際に屈折し、指向性が緩和されて、より広範
囲へと照射範囲を拡大することになる。その結果、出射
分布パターンＡは透明基板２のほぼ全域に渡ることとな
り、液晶素子１（図７）を、均等に照明する。また、発
光ダイオード４を複数設け、各発光ダイオード４に対応
する位置にプリズムシート５を設ける（もしくは、連続
した長尺のプリズムシート５を設ける）ことにより、全
体の輝度を高めることも可能である。
【００２２】なお、プリズムシート５の光の拡散特性
は、プリズム列を構成する山部および谷部の傾斜角度や
ピッチ等によって制御することが可能である。この拡散
特性を、発光ダイオード４自体がもつ光の出射分布特性
に基づき決定することで、出射分布パターンＡの制御を
自在に行うことができる。図２には、発光ダイオード４
から遠ざかる程、プリズムシート５の傾斜角度を緩く、
かつピッチを広げることにより、より広範囲へと効果的
に照射範囲を拡大した例を示している。
は、プリズム列を構成する山部および谷部の傾斜角度や
ピッチ等によって制御することが可能である。この拡散
特性を、発光ダイオード４自体がもつ光の出射分布特性
に基づき決定することで、出射分布パターンＡの制御を
自在に行うことができる。図２には、発光ダイオード４
から遠ざかる程、プリズムシート５の傾斜角度を緩く、
かつピッチを広げることにより、より広範囲へと効果的
に照射範囲を拡大した例を示している。
【００２３】図３には、本発明の第２の実施の形態に係
る面状照明装置の要部を摸式的に示している。この場合
には、透明基板２と発光ダイオード４との間に、凹レン
ズ状シート６を配置している。凹レンズ状シート６は、
所定の屈折率を有する透過性の素材で構成され、透明基
板２の幅方向に複数の凹レンズ状の凹部を連続させた、
凹レンズ列を有するものである。そして、本発明の第１
の実施の形態に係るプリズムシート５と同様に、透明基
板２への入射光線の指向性を制御する制御手段として機
能するものである。
る面状照明装置の要部を摸式的に示している。この場合
には、透明基板２と発光ダイオード４との間に、凹レン
ズ状シート６を配置している。凹レンズ状シート６は、
所定の屈折率を有する透過性の素材で構成され、透明基
板２の幅方向に複数の凹レンズ状の凹部を連続させた、
凹レンズ列を有するものである。そして、本発明の第１
の実施の形態に係るプリズムシート５と同様に、透明基
板２への入射光線の指向性を制御する制御手段として機
能するものである。
【００２４】また、凹レンズ状シート６の光の拡散特性
も、凹レンズ列を構成する凹部の曲率半径やピッチ等に
よって制御することが可能である。そして、この拡散特
性を、発光ダイオード４自体がもつ光の出射分布特性に
基づき決定することで、出射分布パターンＡの制御を自
在に行うことができる。さらに、発光ダイオード４を複
数設け、各発光ダイオード４に対応する位置に凹レンズ
状シート６を設ける（もしくは、連続した長尺の凹レン
ズ状シート６を設ける）ことにより、全体の輝度を高め
ることも可能である。その他、本発明の第１の実施の形
態と同様の作用効果については、説明を省略する。
も、凹レンズ列を構成する凹部の曲率半径やピッチ等に
よって制御することが可能である。そして、この拡散特
性を、発光ダイオード４自体がもつ光の出射分布特性に
基づき決定することで、出射分布パターンＡの制御を自
在に行うことができる。さらに、発光ダイオード４を複
数設け、各発光ダイオード４に対応する位置に凹レンズ
状シート６を設ける（もしくは、連続した長尺の凹レン
ズ状シート６を設ける）ことにより、全体の輝度を高め
ることも可能である。その他、本発明の第１の実施の形
態と同様の作用効果については、説明を省略する。
【００２５】図４には、本発明の第３の実施の形態に係
る面状照明装置の要部を摸式的に示している。この場合
には、透明基板２と発光ダイオード４との間に、光拡散
性フィルム７を配置している。光拡散性フィルム７は、
例えば透明な基板上に、光拡散物質を含有する光拡散層
を形成したものや、透明な基板自体に光拡散物質を含有
させたものが用いられる。そして、本発明の第１、第２
の実施の形態に係るプリズムシート５、凹レンズ状シー
ト６と同様に、透明基板２への入射光線の指向性を制御
する制御手段として機能するものである。
る面状照明装置の要部を摸式的に示している。この場合
には、透明基板２と発光ダイオード４との間に、光拡散
性フィルム７を配置している。光拡散性フィルム７は、
例えば透明な基板上に、光拡散物質を含有する光拡散層
を形成したものや、透明な基板自体に光拡散物質を含有
させたものが用いられる。そして、本発明の第１、第２
の実施の形態に係るプリズムシート５、凹レンズ状シー
ト６と同様に、透明基板２への入射光線の指向性を制御
する制御手段として機能するものである。
【００２６】また、光拡散フィルム７の光の拡散特性
も、部分毎に光拡散物質の含有密度を変えることにより
制御することが可能であり、この拡散特性を、発光ダイ
オード４自体がもつ光の出射分布特性に基づき決定する
ことで、出射分布パターンＡの制御を自在に行うことが
できる。さらに、発光ダイオード４を複数設け、各発光
ダイオード４に対応する位置に光拡散フィルム７を設け
る（もしくは、連続した長尺の光拡散フィルム７を設け
る）ことにより、全体の輝度を高めることも可能であ
る。その他、本発明の第１の実施の形態と同様の作用効
果については、説明を省略する。
も、部分毎に光拡散物質の含有密度を変えることにより
制御することが可能であり、この拡散特性を、発光ダイ
オード４自体がもつ光の出射分布特性に基づき決定する
ことで、出射分布パターンＡの制御を自在に行うことが
できる。さらに、発光ダイオード４を複数設け、各発光
ダイオード４に対応する位置に光拡散フィルム７を設け
る（もしくは、連続した長尺の光拡散フィルム７を設け
る）ことにより、全体の輝度を高めることも可能であ
る。その他、本発明の第１の実施の形態と同様の作用効
果については、説明を省略する。
【００２７】なお、上記本発明の第１〜第３の実施の形
態では、透明基板２への入射光線の指向性を制御するた
めに、独立した部品からなる制御手段（５，６，７）を
用いた場合を例示したが、これら制御手段と同様の形状
的特徴または機能を有する拡散層を、透明基板２の、発
光ダイオード４と対向する側面に直接形成することによ
っても、所望の作用効果を得ることが可能である。
態では、透明基板２への入射光線の指向性を制御するた
めに、独立した部品からなる制御手段（５，６，７）を
用いた場合を例示したが、これら制御手段と同様の形状
的特徴または機能を有する拡散層を、透明基板２の、発
光ダイオード４と対向する側面に直接形成することによ
っても、所望の作用効果を得ることが可能である。
【００２８】図５には、本発明の第４の実施の形態に係
る面状照明装置の要部を摸式的に示している。本実施の
形態では、透明基板２の発光ダイオード４と対向する面
からもっとも近い溝部２ａ0 （光出射要素）までの距離
を、他の実施の形態（図１、図３、図４）に比して大き
くしたものである。したがって、透明基板２に設けられ
た溝部２ａ（光出射要素）と発光ダイオード４との間に
は、所定距離Ｂが設けられる。
る面状照明装置の要部を摸式的に示している。本実施の
形態では、透明基板２の発光ダイオード４と対向する面
からもっとも近い溝部２ａ0 （光出射要素）までの距離
を、他の実施の形態（図１、図３、図４）に比して大き
くしたものである。したがって、透明基板２に設けられ
た溝部２ａ（光出射要素）と発光ダイオード４との間に
は、所定距離Ｂが設けられる。
【００２９】そして、発光ダイオード４自体が持つ出射
分布パターンＡが、発光ダイオード４から遠ざかるにし
たがって広がり、光の指向性が緩和されることを利用
し、出射分布パターンＡが認識できなくなる距離Ｂに透
明基板２の溝部２ａを設け、溝部２ａを設けた範囲を液
晶素子１（図７）の上面に重ね合わせることで、面状照
明装置の均等な照明を実現したものである。すなわち、
本実施の形態は、透明基板２への入射光線の指向性を制
御する制御手段が、透明基板２に設けられた光出射要素
２ａ0 と発光ダイオード４との間に所定距離Ｂを設ける
ことで、構成されるものである。よって、所定距離Ｂ
は、発光ダイオード４から出射された光線Ｌの指向性の
緩和状態（制御手段５，６，７を用いる場合には、これ
らが有する光の拡散特性を含む）を考慮して設定するこ
とが望ましい。
分布パターンＡが、発光ダイオード４から遠ざかるにし
たがって広がり、光の指向性が緩和されることを利用
し、出射分布パターンＡが認識できなくなる距離Ｂに透
明基板２の溝部２ａを設け、溝部２ａを設けた範囲を液
晶素子１（図７）の上面に重ね合わせることで、面状照
明装置の均等な照明を実現したものである。すなわち、
本実施の形態は、透明基板２への入射光線の指向性を制
御する制御手段が、透明基板２に設けられた光出射要素
２ａ0 と発光ダイオード４との間に所定距離Ｂを設ける
ことで、構成されるものである。よって、所定距離Ｂ
は、発光ダイオード４から出射された光線Ｌの指向性の
緩和状態（制御手段５，６，７を用いる場合には、これ
らが有する光の拡散特性を含む）を考慮して設定するこ
とが望ましい。
【００３０】図６には、本発明の第４の実施の形態の応
用例を示している。かかる応用例は、発光ダイオード４
の出射光の軸線Ｌa が、透明基板２の広がり面（図６上
では水平面）に対し所定の角度をなすように発光ダイオ
ード４を配置し、かつ、出射光の軸線Ｌa を透明基板２
の広がり面と平行な方向Ｌa'へと補正するための反射手
段８を設けたものである。なお、発光ダイオード４から
反射手段８までの距離Ｂ1 と、反射手段８から光出射要
素２ａ0 までの距離Ｂ2 との和は、所定距離Ｂである。
この構成は、発光ダイオード４と透明基板２との距離
を、三次元的な位置関係上で確保することが可能とな
り、透明基板２の広がり面上で、所定距離Ｂを確保する
ことができない場合に有効である。よって、本実施の形
態に係る面状照明装置の適用範囲を広げることができ
る。
用例を示している。かかる応用例は、発光ダイオード４
の出射光の軸線Ｌa が、透明基板２の広がり面（図６上
では水平面）に対し所定の角度をなすように発光ダイオ
ード４を配置し、かつ、出射光の軸線Ｌa を透明基板２
の広がり面と平行な方向Ｌa'へと補正するための反射手
段８を設けたものである。なお、発光ダイオード４から
反射手段８までの距離Ｂ1 と、反射手段８から光出射要
素２ａ0 までの距離Ｂ2 との和は、所定距離Ｂである。
この構成は、発光ダイオード４と透明基板２との距離
を、三次元的な位置関係上で確保することが可能とな
り、透明基板２の広がり面上で、所定距離Ｂを確保する
ことができない場合に有効である。よって、本実施の形
態に係る面状照明装置の適用範囲を広げることができ
る。
【００３１】なお、図示の例では、反射手段８は、透明
基板２の端部に面取形状を形成し、該面取り形状部分に
金属（銀、アルミニウム等）を蒸着して構成したもので
あるが、透明基板２と別体の反射板などを用いることも
可能である。また、発光ダイオード４の出射光の軸線Ｌ
a と透明基板２の広がり面に平行な方向Ｌa'は、図示の
例では直角としたが、これに限定されるものではなく、
部材の配置上の都合に応じて適切な角度設定が可能であ
る。
基板２の端部に面取形状を形成し、該面取り形状部分に
金属（銀、アルミニウム等）を蒸着して構成したもので
あるが、透明基板２と別体の反射板などを用いることも
可能である。また、発光ダイオード４の出射光の軸線Ｌ
a と透明基板２の広がり面に平行な方向Ｌa'は、図示の
例では直角としたが、これに限定されるものではなく、
部材の配置上の都合に応じて適切な角度設定が可能であ
る。
【００３２】さらに、図示は省略するが、本発明の第１
の実施の形態から第４の実施の形態までで説明した、光
線の指向性を制御する制御手段（プリズムシート５、凹
レンズ状シート６、光拡散性フィルム７、所定距離Ｂ、
反射手段８等）のうち、２つ以上を組み合わせることも
可能である。かかる組み合わせによると、透明基板２に
入射する以前に、発光ダイオード４から出射された光の
指向性の制御を多重に行い、発光ダイオード４自体が持
つ出射分布パターンＡの緩和をより効果的に行うことが
可能となる。
の実施の形態から第４の実施の形態までで説明した、光
線の指向性を制御する制御手段（プリズムシート５、凹
レンズ状シート６、光拡散性フィルム７、所定距離Ｂ、
反射手段８等）のうち、２つ以上を組み合わせることも
可能である。かかる組み合わせによると、透明基板２に
入射する以前に、発光ダイオード４から出射された光の
指向性の制御を多重に行い、発光ダイオード４自体が持
つ出射分布パターンＡの緩和をより効果的に行うことが
可能となる。
【００３３】
【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る
発明によると、小型軽量の面状照明装置において、点状
光源の光を直接的に透明基板へと照射することによる輝
度の向上を図りつつ、均等な照明を実現することが可能
となる。
のような効果を有する。まず、本発明の請求項１に係る
発明によると、小型軽量の面状照明装置において、点状
光源の光を直接的に透明基板へと照射することによる輝
度の向上を図りつつ、均等な照明を実現することが可能
となる。
【００３４】また、本発明の請求項２、３、４、５、７
に係る発明によると、前記点状光源から出射された光の
指向性を制御し、前記透明基板に入射するまでの間に、
前記点状光源自体が持つ出射分布パターンを緩和するこ
とが可能となり、均等な照明を実現することが可能とな
る。
に係る発明によると、前記点状光源から出射された光の
指向性を制御し、前記透明基板に入射するまでの間に、
前記点状光源自体が持つ出射分布パターンを緩和するこ
とが可能となり、均等な照明を実現することが可能とな
る。
【００３５】さらに、本発明の請求項６、８、１０に係
る発明によると、前記点状光源自体が持つ出射分布パタ
ーンの緩和をより効果的に行うことが可能となる。加え
て、本発明の請求項９に係る発明によれば、本発明に係
る面状照明装置の適用範囲を広げることができる。
る発明によると、前記点状光源自体が持つ出射分布パタ
ーンの緩和をより効果的に行うことが可能となる。加え
て、本発明の請求項９に係る発明によれば、本発明に係
る面状照明装置の適用範囲を広げることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る面状照明装置
の要部摸式図である。
の要部摸式図である。
【図２】図１に示すプリズムシートの応用例を示すもの
である。
である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る面状照明装置
の要部摸式図である。
の要部摸式図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る面状照明装置
の要部摸式図である。
の要部摸式図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る面状照明装置
の要部摸式図である。
の要部摸式図である。
【図６】図５に示す面状照明装置の応用例を示す側面図
である。
である。
【図７】点状光源として発光ダイオードを使用した面状
照明装置の斜視図である。
照明装置の斜視図である。
【図８】図７に示す透明基板の溝形状を示す拡大側面図
である。
である。
【図９】発光ダイオードで透明基板を直接照明する従来
形式の面状照明装置の斜視図である。
形式の面状照明装置の斜視図である。
【図１０】図９に示す従来形式の面状照明装置の変形例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
２ 透明基板 ２ａ 溝部 ４ 発光ダイオード ５ プリズムシート Ｌ 発光ダイオードからの出射光 Ａ 出射分布パターン
Claims (10)
- 【請求項１】 透光性材料からなる透明基板の側面付近
に、該透明基板へ向けて点状光源を配置した面状照明装
置において、前記透明基板と前記点状光源との間に、前
記透明基板への入射光線の指向性を制御する制御手段を
設けたことを特徴とする面状照明装置。 - 【請求項２】 前記制御手段として、前記透明基板の側
面と前記点状光源との間に、光拡散性フィルムを配置し
たことを特徴とする請求項１記載の面状照明装置。 - 【請求項３】 前記制御手段として、前記透明基板の側
面と前記点状光源との間に、プリズムシートを配置した
ことを特徴とする請求項１記載の面状照明装置。 - 【請求項４】 前記制御手段として、前記透明基板の側
面と前記点状光源との間に、凹レンズ状シートを配置し
たことを特徴とする請求項１記載の面状照明装置。 - 【請求項５】 前記制御手段が、前記透明基板の側面に
形成されていることを特徴とする請求項１記載の面状照
明装置。 - 【請求項６】 前記制御手段の光の拡散特性を、前記点
状光源の出射分布特性に基づいて各位置ごとに変化させ
最適化したことを特徴とする請求項１から５のいずれか
１項に記載の面状照明装置。 - 【請求項７】 前記制御手段が、前記透明基板に設けら
れた光出射要素と前記点状光源との間に、所定距離を設
けることで構成されることを特徴とする請求項１記載の
面状照明装置。 - 【請求項８】 前記所定距離が、前記点状光源から出射
された光線の指向性の緩和状態を考慮して設定されるこ
とを特徴とする請求項７記載の面状照明装置。 - 【請求項９】 前記点状光源の出射光の軸線が、前記透
明基板の広がり面に対し所定の角度をなすように前記点
状光源を配置し、かつ、前記出射光の軸線を前記透明基
板の広がり面と平行な方向へと補正するための反射手段
を設けたことを特徴とする、請求項７または８記載の面
状照明装置。 - 【請求項１０】 請求項２から９記載の光線の指向性を
制御する制御手段のうち、２つ以上を組み合わせたこと
を特徴とする面状照明装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11229742A JP2001052518A (ja) | 1999-08-16 | 1999-08-16 | 面状照明装置 |
| US09/625,195 US6371623B1 (en) | 1999-08-16 | 2000-07-21 | Spread illuminating apparatus with a means for controlling light directivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11229742A JP2001052518A (ja) | 1999-08-16 | 1999-08-16 | 面状照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001052518A true JP2001052518A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16896983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11229742A Pending JP2001052518A (ja) | 1999-08-16 | 1999-08-16 | 面状照明装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6371623B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001052518A (ja) |
Cited By (4)
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| JP2007317360A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Nikkeikin Aluminium Core Technology Co Ltd | 風雨避け構造体 |
| KR101210158B1 (ko) * | 2010-11-04 | 2012-12-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 표시장치 및 광 변환 부재 |
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| JP2002135529A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | ライン照明装置 |
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| JP2004253317A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Minebea Co Ltd | 面状照明装置 |
| KR100506092B1 (ko) * | 2003-04-16 | 2005-08-04 | 삼성전자주식회사 | 측면 발광형 백라이트 장치의 도광판 및 이를 채용한 측면발광형 백라이트 장치 |
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| JP2004355883A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Enplas Corp | 導光板、面光源装置及び画像表示装置 |
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| KR100812207B1 (ko) * | 2005-12-05 | 2008-03-13 | 삼성전자주식회사 | 광학 디바이스 및 이를 포함하는 프로젝션 시스템 |
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