JP2000251514A - 被照明体の反射形照明装置 - Google Patents
被照明体の反射形照明装置Info
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- 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
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- G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
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Abstract
(57)【要約】
【解決課題】 表示の全体にわたって明るくかつ輝度ム
ラのない、高品質の表示を得ることのできる被照明体の
反射形照明装置を提供する。 【解決手段】 導光板１２の表面に、光源１６から照射
された光を被照明体１０に向けて全反射する断面三角形
状の凸部１３を形成し、凸部１３には、導光板１２に位
置決めされた基準部Ｃに向けて所定の角度αで傾けられ
た傾斜面１４及び導光板１２に対して垂直な垂直面１５
を形成する。導光板１２の周縁には、光源１６と光源１
６の光を凸部１３に向けて平行に照射する照射手段１９
ａ，１９ｂを設けた。
ラのない、高品質の表示を得ることのできる被照明体の
反射形照明装置を提供する。 【解決手段】 導光板１２の表面に、光源１６から照射
された光を被照明体１０に向けて全反射する断面三角形
状の凸部１３を形成し、凸部１３には、導光板１２に位
置決めされた基準部Ｃに向けて所定の角度αで傾けられ
た傾斜面１４及び導光板１２に対して垂直な垂直面１５
を形成する。導光板１２の周縁には、光源１６と光源１
６の光を凸部１３に向けて平行に照射する照射手段１９
ａ，１９ｂを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被照明物の前方に
配置され、前記被照明物を反射光によって表示させると
ともに、外部光の乱反射を防止して表示品質を向上させ
た被照明体の反射形照明装置に関する。
配置され、前記被照明物を反射光によって表示させると
ともに、外部光の乱反射を防止して表示品質を向上させ
た被照明体の反射形照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、液晶表示装置などの被照明体を
照明する照明装置として、前記被照明体の前面に導光板
を配置し、この導光板の側面にＬＥＤなどの光源を設け
るとともに被照明体の後方に反射鏡を配置し、導光板の
表面で全反射した前記光源の照明光を前記反射鏡で反射
させて前記被照明体を導光板の表面に表示させるものが
知られている。
照明する照明装置として、前記被照明体の前面に導光板
を配置し、この導光板の側面にＬＥＤなどの光源を設け
るとともに被照明体の後方に反射鏡を配置し、導光板の
表面で全反射した前記光源の照明光を前記反射鏡で反射
させて前記被照明体を導光板の表面に表示させるものが
知られている。
【０００３】図５は、このような反射形照明装置を使用
した公知の液晶表示装置を示す断面図である。図中、符
号２は導光板、符号１０は被照明体である液晶表示装
置、符号６は光源、符号９は反射板である。光源６から
照射された照明光Ｓは、導光板２の表面側及び裏面側の
平坦部分で全反射を繰り返しながら導光板２内を進行す
るが、導光板２の表面に形成された凸部３の傾斜面４に
照射された照明光Ｓは導光板２に垂直な方向（図５の紙
面上下方向）に向きを変え、導光板２を透過し、さらに
液晶表示装置１０を透過して反射板９に達する。照明光
Ｓはこの反射板９で反射され、液晶表示装置１０及び導
光板２を透過して導光板２の表面から外部に照射され
る。これにより導光板２の表面に液晶表示装置１０の表
示内容が映し出される。このような反射形照明装置は、
太陽光や室内灯の光などの外部光を利用して被照明体を
照明することができるので、消費電力が小さく、機器を
小型にすることができるなどの利点を有している。
した公知の液晶表示装置を示す断面図である。図中、符
号２は導光板、符号１０は被照明体である液晶表示装
置、符号６は光源、符号９は反射板である。光源６から
照射された照明光Ｓは、導光板２の表面側及び裏面側の
平坦部分で全反射を繰り返しながら導光板２内を進行す
るが、導光板２の表面に形成された凸部３の傾斜面４に
照射された照明光Ｓは導光板２に垂直な方向（図５の紙
面上下方向）に向きを変え、導光板２を透過し、さらに
液晶表示装置１０を透過して反射板９に達する。照明光
Ｓはこの反射板９で反射され、液晶表示装置１０及び導
光板２を透過して導光板２の表面から外部に照射され
る。これにより導光板２の表面に液晶表示装置１０の表
示内容が映し出される。このような反射形照明装置は、
太陽光や室内灯の光などの外部光を利用して被照明体を
照明することができるので、消費電力が小さく、機器を
小型にすることができるなどの利点を有している。
【０００４】しかしながら、上記した従来の反射形照明
装置では、以下のような問題がある。図６は従来の反射
形照明装置の問題点を説明するための断面図であるが、 （１）導光板２の表面の平な部分に照射された外部光Ｒ
1は、そのまま導光板２及び液晶表示装置１０を透過し
て反射体９により反射され、液晶表示装置１０の表示内
容を導光板２の表面に表示させる。一方、凸部３の傾斜
面４に照射された外部光Ｒ2は、図６中に示すように進
行方向を変えて対向する傾斜面４に達し、この傾斜面４
で反射されてさらに向きを変え、導光板２の前方の利用
者の目に入る。そのため、この不必要な反射光によって
液晶表示装置１０の表示内容の一部が見えにくくなる。
装置では、以下のような問題がある。図６は従来の反射
形照明装置の問題点を説明するための断面図であるが、 （１）導光板２の表面の平な部分に照射された外部光Ｒ
1は、そのまま導光板２及び液晶表示装置１０を透過し
て反射体９により反射され、液晶表示装置１０の表示内
容を導光板２の表面に表示させる。一方、凸部３の傾斜
面４に照射された外部光Ｒ2は、図６中に示すように進
行方向を変えて対向する傾斜面４に達し、この傾斜面４
で反射されてさらに向きを変え、導光板２の前方の利用
者の目に入る。そのため、この不必要な反射光によって
液晶表示装置１０の表示内容の一部が見えにくくなる。
【０００５】（２）光源６から照射された照明光Ｓは、
導光板２の中で反射を繰り返しながら進行するため、光
源６から遠ざかるに従って照明光Ｓの明るさが減退し、
導光板２の各所によって輝度が異なる輝度ムラを生じさ
せる。そのため、照明される液晶表示装置１０の表示内
容も場所によって明暗がばらつき輝度ムラを生じさせ
る。
導光板２の中で反射を繰り返しながら進行するため、光
源６から遠ざかるに従って照明光Ｓの明るさが減退し、
導光板２の各所によって輝度が異なる輝度ムラを生じさ
せる。そのため、照明される液晶表示装置１０の表示内
容も場所によって明暗がばらつき輝度ムラを生じさせ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記の問題
点にかんがみてなされたもので、導光板の表面で反射し
た外部光が利用者の目に入ることを防ぐことによって、
高品質の表示を得ることのできる被照明体の反射形照明
装置を提供すること、及び、表示の全体にわたって明る
くかつ輝度ムラのない、高品質な表示を得ることのでき
る被照明体の反射形照明装置の提供を目的とする。
点にかんがみてなされたもので、導光板の表面で反射し
た外部光が利用者の目に入ることを防ぐことによって、
高品質の表示を得ることのできる被照明体の反射形照明
装置を提供すること、及び、表示の全体にわたって明る
くかつ輝度ムラのない、高品質な表示を得ることのでき
る被照明体の反射形照明装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、被照明物の前面に配置され
た導光板と、この導光板の周囲に配置された光源と、前
記被照明物の後部に配置された反射鏡とを有する被照明
体の反射形照明装置において、前記導光板の表面には、
前記光源から照射された光を前記被照明体に向けて全反
射する断面三角形状の凸部又は凹部が形成された全反射
領域を一つ又は複数設け、前記凸部又は凹部は、前記導
光板の所定位置に位置決めされた基準部に向けて所定の
角度で傾けられた傾斜面と、前記導光板に対して垂直な
垂直面とからなり、前記導光板の周縁には、前記光源と
この光源の光を前記全反射領域に向けて平行に照射する
照射手段とを前記全反射領域に対応させて設けた構成と
してある。
に、請求項１記載の発明は、被照明物の前面に配置され
た導光板と、この導光板の周囲に配置された光源と、前
記被照明物の後部に配置された反射鏡とを有する被照明
体の反射形照明装置において、前記導光板の表面には、
前記光源から照射された光を前記被照明体に向けて全反
射する断面三角形状の凸部又は凹部が形成された全反射
領域を一つ又は複数設け、前記凸部又は凹部は、前記導
光板の所定位置に位置決めされた基準部に向けて所定の
角度で傾けられた傾斜面と、前記導光板に対して垂直な
垂直面とからなり、前記導光板の周縁には、前記光源と
この光源の光を前記全反射領域に向けて平行に照射する
照射手段とを前記全反射領域に対応させて設けた構成と
してある。
【０００８】この構成によれば、光源から照射された光
は凸部又は凹部の前記傾斜面によって全反射され、導光
板及び被照明体の内部を横切って、前記反射鏡に反射さ
れる。導光板には、全反射領域と、この全反射領域に対
応して光源及び照射手段とが設けられているので、各全
反射領域には対応する光源からの平行な照明光が照射さ
れる。すなわち、本発明では、照明光は反射しながら導
光板の内部を進行するのではなく、光源からの光が直接
に各全反射領域の凸部又は凹部に照射されるわけであ
る。従って、全反射領域には輝度ムラのない照明光が入
射することになり、その照明光を反射することによって
得られる表示も輝度ムラのないものとなる。
は凸部又は凹部の前記傾斜面によって全反射され、導光
板及び被照明体の内部を横切って、前記反射鏡に反射さ
れる。導光板には、全反射領域と、この全反射領域に対
応して光源及び照射手段とが設けられているので、各全
反射領域には対応する光源からの平行な照明光が照射さ
れる。すなわち、本発明では、照明光は反射しながら導
光板の内部を進行するのではなく、光源からの光が直接
に各全反射領域の凸部又は凹部に照射されるわけであ
る。従って、全反射領域には輝度ムラのない照明光が入
射することになり、その照明光を反射することによって
得られる表示も輝度ムラのないものとなる。
【０００９】また、外部から入射した光は、凸部又は凹
部の傾斜面を透過し、導光板を透過して反射板に反射さ
れる。傾斜面に隣接する面は垂直面として形成されてい
るので、この面にはほとんど外部光は反射せず、乱反射
により表示品質を劣化させることもない。
部の傾斜面を透過し、導光板を透過して反射板に反射さ
れる。傾斜面に隣接する面は垂直面として形成されてい
るので、この面にはほとんど外部光は反射せず、乱反射
により表示品質を劣化させることもない。
【００１０】請求項２記載の発明は、前記全反射領域を
前記基準部の両側又は周囲に複数設けた構成としてあ
る。この構成のように、前記基準部の両側又は周囲に複
数の全反射領域を設ければ、対応する光源及び照射手段
からの照明光が各全反射領域を照らすので、各全反射領
域は高輝度の照明光を被照明体に向けて反射することが
でき、明るくかつ輝度ムラのない高品質な表示を得るこ
とができる。
前記基準部の両側又は周囲に複数設けた構成としてあ
る。この構成のように、前記基準部の両側又は周囲に複
数の全反射領域を設ければ、対応する光源及び照射手段
からの照明光が各全反射領域を照らすので、各全反射領
域は高輝度の照明光を被照明体に向けて反射することが
でき、明るくかつ輝度ムラのない高品質な表示を得るこ
とができる。
【００１１】請求項３記載の発明は、前記凸部又は凹部
が、前記基準部に共通の曲率中心を有する円形状，楕円
形状又は閉鎖曲線状に形成され、前記導光板の周縁の適
宜の部位に前記光源及び前記照射手段を設けた構成とし
てある。この構成によっても、複数の光源及び照射手段
が全反射領域の全体を照らすので、明るくかつ輝度ムラ
のない高品質な表示を得ることができる。また、導光板
が円形や楕円形、不定形状のものであっても本発明の反
射形照明装置を設けることが可能である。
が、前記基準部に共通の曲率中心を有する円形状，楕円
形状又は閉鎖曲線状に形成され、前記導光板の周縁の適
宜の部位に前記光源及び前記照射手段を設けた構成とし
てある。この構成によっても、複数の光源及び照射手段
が全反射領域の全体を照らすので、明るくかつ輝度ムラ
のない高品質な表示を得ることができる。また、導光板
が円形や楕円形、不定形状のものであっても本発明の反
射形照明装置を設けることが可能である。
【００１２】請求項４記載の発明は、前記基準部が、前
記導光板の中央に位置決めされた構成としてある。前記
基準部は導光板の表面の任意の部位に設けることができ
る。しかし、全反射領域ごとに光源と凸部又は凹部まで
の距離が異なる場合において、同じ明るさの光源を使用
すると、全反射領域間で照明光の明るさにムラが生じ、
結果として表示に輝度ムラが生じることになる。この構
成のように前記基準部を前記導光板の中央部位に選択す
れば、全反射領域ごとの光源と凸部又は凹部までの距離
をほぼ均一にすることができ、全反射領域間の照明光の
明るさのムラを緩和してより高い品質の表示を得ること
ができる。
記導光板の中央に位置決めされた構成としてある。前記
基準部は導光板の表面の任意の部位に設けることができ
る。しかし、全反射領域ごとに光源と凸部又は凹部まで
の距離が異なる場合において、同じ明るさの光源を使用
すると、全反射領域間で照明光の明るさにムラが生じ、
結果として表示に輝度ムラが生じることになる。この構
成のように前記基準部を前記導光板の中央部位に選択す
れば、全反射領域ごとの光源と凸部又は凹部までの距離
をほぼ均一にすることができ、全反射領域間の照明光の
明るさのムラを緩和してより高い品質の表示を得ること
ができる。
【００１３】請求項５記載の発明は、前記照射手段が、
平行な照明光を前記全反射領域の全ての凸部又は凹部に
向けて直接照射することができるように、前記導光板に
対して照明光の照射方向を所定角度傾斜させる構成とし
てある。この構成によれば、光源の光が全反射領域の全
ての凸部又は凹部に直接照射されるので、全反射領域内
での輝度ムラを無くすことができる。
平行な照明光を前記全反射領域の全ての凸部又は凹部に
向けて直接照射することができるように、前記導光板に
対して照明光の照射方向を所定角度傾斜させる構成とし
てある。この構成によれば、光源の光が全反射領域の全
ての凸部又は凹部に直接照射されるので、全反射領域内
での輝度ムラを無くすことができる。
【００１４】請求項６記載の発明は、前記傾斜面の傾斜
角度は、照明光の前記照射方向角度をβ、導光板を形成
する材料の臨界角をθ0とした場合に、９０°−（β＋
θ0）より小さい角度である構成としてある。例えば、
導光板の材質がアクリル樹脂である場合、アクリル樹脂
の臨界角は約４２°であるので、傾斜面の角度を少なく
とも５０°より小さい角度に選択すればよい。このよう
にすれば、光源からの照明光を傾斜面で全反射させるこ
とができ、品質の高い反射形照明装置を得ることができ
る。
角度は、照明光の前記照射方向角度をβ、導光板を形成
する材料の臨界角をθ0とした場合に、９０°−（β＋
θ0）より小さい角度である構成としてある。例えば、
導光板の材質がアクリル樹脂である場合、アクリル樹脂
の臨界角は約４２°であるので、傾斜面の角度を少なく
とも５０°より小さい角度に選択すればよい。このよう
にすれば、光源からの照明光を傾斜面で全反射させるこ
とができ、品質の高い反射形照明装置を得ることができ
る。
【００１５】請求項７記載の発明は、前記光源を導光板
の側面の対向位置の二個所以上に設けている。照明光は
導光板内でその一部が拡散して導光板の周縁から外部に
放出されるが、導光板の側面の周囲を反射部材で取り囲
むことにより、外部に放出される光の量を減ずることが
でき、かつ、反射部材によって反射された光が導光板の
周縁の輝度を大きくするので、導光板の輝度ムラをさら
に緩和し、表示品質を向上させることができる。
の側面の対向位置の二個所以上に設けている。照明光は
導光板内でその一部が拡散して導光板の周縁から外部に
放出されるが、導光板の側面の周囲を反射部材で取り囲
むことにより、外部に放出される光の量を減ずることが
でき、かつ、反射部材によって反射された光が導光板の
周縁の輝度を大きくするので、導光板の輝度ムラをさら
に緩和し、表示品質を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の反射形照明装置
の好適な実施形態を図面にしたがって説明する。なお、
以下の実施形態で被照明体は、パソコンや携帯電話など
のディスプレイに使用される液晶表示装置であるとして
説明するが、この発明は反射形照明装置が使用され得る
あらゆる機器に適用することが可能である。
の好適な実施形態を図面にしたがって説明する。なお、
以下の実施形態で被照明体は、パソコンや携帯電話など
のディスプレイに使用される液晶表示装置であるとして
説明するが、この発明は反射形照明装置が使用され得る
あらゆる機器に適用することが可能である。
【００１７】図１は本発明の一実施形態にかかり、反射
形照明装置の平面図、図２は図１のＩ−Ｉ方向断面図、
図３は傾斜面の傾斜角度及び照明光の照射方向角度の関
係を説明する図２の部分拡大図である。矩形状の導光板
１２の表面には、中央Ｃを通るＹ方向軸線の左右両側
（図１の左右）に、光源１６からの照明光を全反射する
全反射領域Ａ，Ａ′が対称に形成される。この全反射領
域Ａ，Ａ′にはそれぞれ、前記Ｙ方向軸線から導光板１
２の左右両側の周縁１２ａ，１２ｂに向けて、左右対称
に複数本の凸部１３が形成される。
形照明装置の平面図、図２は図１のＩ−Ｉ方向断面図、
図３は傾斜面の傾斜角度及び照明光の照射方向角度の関
係を説明する図２の部分拡大図である。矩形状の導光板
１２の表面には、中央Ｃを通るＹ方向軸線の左右両側
（図１の左右）に、光源１６からの照明光を全反射する
全反射領域Ａ，Ａ′が対称に形成される。この全反射領
域Ａ，Ａ′にはそれぞれ、前記Ｙ方向軸線から導光板１
２の左右両側の周縁１２ａ，１２ｂに向けて、左右対称
に複数本の凸部１３が形成される。
【００１８】この凸部１３は、前記Ｙ方向軸線と平行に
同一ピッチで形成される。凸部１３は断面視して三角形
状に形成されるが、その高さは液晶表示装置１０の表示
内容を視覚的に損なわない程度に微小なもの、具体的に
は１μm〜１００μmの範囲内であるのが好ましい。な
お、凸部１３の幅は、凸部１３の前記高さと傾斜面１４
の後述する傾斜角度α（図３参照）とから幾何学的に決
定される。
同一ピッチで形成される。凸部１３は断面視して三角形
状に形成されるが、その高さは液晶表示装置１０の表示
内容を視覚的に損なわない程度に微小なもの、具体的に
は１μm〜１００μmの範囲内であるのが好ましい。な
お、凸部１３の幅は、凸部１３の前記高さと傾斜面１４
の後述する傾斜角度α（図３参照）とから幾何学的に決
定される。
【００１９】各凸部１３の傾斜面１４は、導光板１２の
中央Ｃに向けて同一の角度で傾斜する。傾斜面１４の傾
斜方向は、全反射領域Ａ，Ａ′が接する導光板１２の中
央Ｃを境に切り替わる。従って、中央Ｃを通るＹ軸線上
では、左右の全反射領域Ａ，Ａ′の傾斜面１４，１４が
Ｖ字状の溝を形成する。三角形状の凸部１３を形成する
他の斜面は、導光板１２に対して垂直（導光板１２に垂
直な軸線をＺ軸とする）な垂直面１５として形成され
る。従って、凸部１３は傾斜面１４を斜辺とする直角三
角形状の形状をなす。
中央Ｃに向けて同一の角度で傾斜する。傾斜面１４の傾
斜方向は、全反射領域Ａ，Ａ′が接する導光板１２の中
央Ｃを境に切り替わる。従って、中央Ｃを通るＹ軸線上
では、左右の全反射領域Ａ，Ａ′の傾斜面１４，１４が
Ｖ字状の溝を形成する。三角形状の凸部１３を形成する
他の斜面は、導光板１２に対して垂直（導光板１２に垂
直な軸線をＺ軸とする）な垂直面１５として形成され
る。従って、凸部１３は傾斜面１４を斜辺とする直角三
角形状の形状をなす。
【００２０】導光板１２の左右の周縁１２ａ，１２ｂに
は、それぞれ、ＬＥＤや蛍光管などの光源１６が設けら
れる。携帯電話などの小型の機器には、インバータ回路
が不要なＬＥＤなどの光源を選択するのが好ましい。光
源１６としてＬＥＤのような点光源を選択した場合に
は、図示するように周縁１２ａ，１２ｂに沿って均等間
隔で複数個（この実施形態では各３個）の光源１６を配
置するのが好ましい。
は、それぞれ、ＬＥＤや蛍光管などの光源１６が設けら
れる。携帯電話などの小型の機器には、インバータ回路
が不要なＬＥＤなどの光源を選択するのが好ましい。光
源１６としてＬＥＤのような点光源を選択した場合に
は、図示するように周縁１２ａ，１２ｂに沿って均等間
隔で複数個（この実施形態では各３個）の光源１６を配
置するのが好ましい。
【００２１】また、導光板１２の周縁は、導光板１２の
周囲から外部に照明光が漏れ出ないように、反射部材１
９で取り囲むのがよい。この反射部材１９は、光反射率
の高い鏡体で形成するのが好ましいが、アルミなどの光
反射率の高い金属で形成した金属板や、アルミなどの金
属を表面に蒸着又は接着したプラスチック板などから形
成してもよい。
周囲から外部に照明光が漏れ出ないように、反射部材１
９で取り囲むのがよい。この反射部材１９は、光反射率
の高い鏡体で形成するのが好ましいが、アルミなどの光
反射率の高い金属で形成した金属板や、アルミなどの金
属を表面に蒸着又は接着したプラスチック板などから形
成してもよい。
【００２２】反射部材１９の周縁１２ａ，１２ｂ部分
は、光源１６を保持するための保持部１９ａ，１９ｂと
して形成する。この保持部１９ａ，１９ｂは断面形状が
二次曲線状に形成され、この二次曲線の焦点部に光源１
６が取り付けられる。このように断面形状を二次曲線状
に形成したのは、光源１６からの光を平行な照明光とし
て導光板１２内に照射するためである。
は、光源１６を保持するための保持部１９ａ，１９ｂと
して形成する。この保持部１９ａ，１９ｂは断面形状が
二次曲線状に形成され、この二次曲線の焦点部に光源１
６が取り付けられる。このように断面形状を二次曲線状
に形成したのは、光源１６からの光を平行な照明光とし
て導光板１２内に照射するためである。
【００２３】また、保持部１９ａ（１９ｂ）の開口から
照射された照明光が、導光板１２の周縁１２ａ（１２
ｂ）から中央Ｃまで凸部１３のほぼ全体に直接照射され
るように、保持部１９ａ，１９ｂを導光板１２に対して
若干傾けて取り付け、かつ、保持部１９ａ，１９ｂの開
口を導光板１２の肉厚方向にできるだけ幅広に形成する
ことが好ましい。このように構成された保持部１９ａ，
１９ｂが、光源１６の光を全反射領域Ａ，Ａ′に向けて
平行に照射する照射手段を構成する。
照射された照明光が、導光板１２の周縁１２ａ（１２
ｂ）から中央Ｃまで凸部１３のほぼ全体に直接照射され
るように、保持部１９ａ，１９ｂを導光板１２に対して
若干傾けて取り付け、かつ、保持部１９ａ，１９ｂの開
口を導光板１２の肉厚方向にできるだけ幅広に形成する
ことが好ましい。このように構成された保持部１９ａ，
１９ｂが、光源１６の光を全反射領域Ａ，Ａ′に向けて
平行に照射する照射手段を構成する。
【００２４】傾斜面１４の傾斜角度は次のように決定す
ることができる。図３に示すように、導光板１２に対す
る傾斜面１４のＸ軸線に対する傾斜角度をα、保持部１
９ａ，１９ｂのＸ軸線に対する取付角度（照明光の照射
方向角度に等しい）をβとし、傾斜面１４の垂線に対す
る光源１６からの照明光Ｓの入射角をθとする。また、
導光板１２を形成する材料の臨界角をθ0とする。角度
α，β，θの間には以下の関係が成り立つ。 α + β ＋ θ ＝ ９０° 傾斜面１４の内側で照明光Ｓが全反射するには θ＞θ0
でなければならないから、傾斜面１４の傾斜角度α
は、α ＜ ９０°−（β＋θ0）でなければならない。
導光板１２を例えばアクリル樹脂で形成した場合、アク
リル樹脂の臨界角は約４２°であることがわかっている
から、α＜４８°−βとなるように傾斜角度αを選択す
るとよい。
ることができる。図３に示すように、導光板１２に対す
る傾斜面１４のＸ軸線に対する傾斜角度をα、保持部１
９ａ，１９ｂのＸ軸線に対する取付角度（照明光の照射
方向角度に等しい）をβとし、傾斜面１４の垂線に対す
る光源１６からの照明光Ｓの入射角をθとする。また、
導光板１２を形成する材料の臨界角をθ0とする。角度
α，β，θの間には以下の関係が成り立つ。 α + β ＋ θ ＝ ９０° 傾斜面１４の内側で照明光Ｓが全反射するには θ＞θ0
でなければならないから、傾斜面１４の傾斜角度α
は、α ＜ ９０°−（β＋θ0）でなければならない。
導光板１２を例えばアクリル樹脂で形成した場合、アク
リル樹脂の臨界角は約４２°であることがわかっている
から、α＜４８°−βとなるように傾斜角度αを選択す
るとよい。
【００２５】保持部１９ａ，１９ｂの取付角度βは、全
反射領域Ａ，Ａ′の左右方向の幅をＬ（図３参照），保
持部１９ａ，１９ｂの開口幅をＨ（図３参照）とした場
合に、ｓｉｎβ＝Ｈ／Ｌとなるように決定されるのが好
ましい。このように取付角度βを選択すれば、全反射領
域Ａ，Ａ′の全ての凸部１３に照明光を直接照射させる
ことができる。
反射領域Ａ，Ａ′の左右方向の幅をＬ（図３参照），保
持部１９ａ，１９ｂの開口幅をＨ（図３参照）とした場
合に、ｓｉｎβ＝Ｈ／Ｌとなるように決定されるのが好
ましい。このように取付角度βを選択すれば、全反射領
域Ａ，Ａ′の全ての凸部１３に照明光を直接照射させる
ことができる。
【００２６】次に、上記構成の反射形照明装置の作用を
説明する。光源１６の光は、二次曲線状の保持部１９
ａ，１９ｂによって平行な照明光Ｓにされる。この照明
光Ｓは、傾斜面１４の内側で入射角度θに等しい角度で
全反射され、導光板１２及び液晶表示装置１０を透過し
て反射板９で反射される。この際、光源１６から照射さ
れた平行な照明光Ｓは、全反射領域Ａ，Ａ′の凸部１３
に直接照射されるので、傾斜面１４に照明光Ｓが全反射
することによって得られる液晶表示装置１０の表示内容
も、その全体にわたって明るく、かつほぼ均一な輝度分
布を有する高品質なものとなる。
説明する。光源１６の光は、二次曲線状の保持部１９
ａ，１９ｂによって平行な照明光Ｓにされる。この照明
光Ｓは、傾斜面１４の内側で入射角度θに等しい角度で
全反射され、導光板１２及び液晶表示装置１０を透過し
て反射板９で反射される。この際、光源１６から照射さ
れた平行な照明光Ｓは、全反射領域Ａ，Ａ′の凸部１３
に直接照射されるので、傾斜面１４に照明光Ｓが全反射
することによって得られる液晶表示装置１０の表示内容
も、その全体にわたって明るく、かつほぼ均一な輝度分
布を有する高品質なものとなる。
【００２７】また、この実施形態の反射形照明装置のよ
うに、導光板１２の全周に反射部材１９を設けておけ
ば、導光板１２内に照明光Ｓを閉じ込めることができ、
導光板１２の周縁部、特に光源１６を設けていない周縁
部の輝度の低下を防止して、全体にわたってさらに均一
な明るさの表示を得ることができる。
うに、導光板１２の全周に反射部材１９を設けておけ
ば、導光板１２内に照明光Ｓを閉じ込めることができ、
導光板１２の周縁部、特に光源１６を設けていない周縁
部の輝度の低下を防止して、全体にわたってさらに均一
な明るさの表示を得ることができる。
【００２８】通常の使用状態において外部光Ｒ（図３参
照）は、ほぼ垂直な方向から導光板１２に照射される。
従って垂直面１５によって外部光Ｒが反射されることは
殆どない。また、外部光Ｒは傾斜面１４に対して臨界角
度θ0 より大きい入射角度で入射するので、傾斜面１４
によって外部光が反射されることも殆どない。なお、反
射形照明装置の周囲で乱反射して導光板１２に達した外
部光の一部が、臨界角度θ0 より大きい入射角度で傾斜
面１４に入射しすることもあるが、これによって全反射
された外部光の殆どは導光板１２の左右方向に拡散して
しまい、表示品質に悪影響を与えるおそれはない。
照）は、ほぼ垂直な方向から導光板１２に照射される。
従って垂直面１５によって外部光Ｒが反射されることは
殆どない。また、外部光Ｒは傾斜面１４に対して臨界角
度θ0 より大きい入射角度で入射するので、傾斜面１４
によって外部光が反射されることも殆どない。なお、反
射形照明装置の周囲で乱反射して導光板１２に達した外
部光の一部が、臨界角度θ0 より大きい入射角度で傾斜
面１４に入射しすることもあるが、これによって全反射
された外部光の殆どは導光板１２の左右方向に拡散して
しまい、表示品質に悪影響を与えるおそれはない。
【００２９】本発明の好適な実施形態について説明して
きたが、本発明は上記の実施形態により何ら限定される
ものではない。例えば、上記の実施形態では断面直角三
角形状の凸部１３を導光板１２の表面に形成するものと
して説明したが、これに代えて断面直角三角形状の凹部
を導光板１２の表面に形成するものとしてもよい。
きたが、本発明は上記の実施形態により何ら限定される
ものではない。例えば、上記の実施形態では断面直角三
角形状の凸部１３を導光板１２の表面に形成するものと
して説明したが、これに代えて断面直角三角形状の凹部
を導光板１２の表面に形成するものとしてもよい。
【００３０】また、全反射領域Ａ，Ａ′を設ける基準と
なる基準部は、上記の実施形態では導光板１２の中央Ｃ
として説明したが、前記基準部は中央部に限らずあらゆ
る任意の位置に設けることができる。この場合も、凸部
１３の傾斜面１４の傾斜角度αや保持部１９ａ，１９ｂ
の取付角度βは、上記した条件を満足するように選択さ
れ、決定されるのが好ましい。
なる基準部は、上記の実施形態では導光板１２の中央Ｃ
として説明したが、前記基準部は中央部に限らずあらゆ
る任意の位置に設けることができる。この場合も、凸部
１３の傾斜面１４の傾斜角度αや保持部１９ａ，１９ｂ
の取付角度βは、上記した条件を満足するように選択さ
れ、決定されるのが好ましい。
【００３１】さらに、上記の実施形態では中央Ｃの両側
に全反射領域Ａ，Ａ′を設け、中央Ｃから周縁１２ａ，
１２ｂに向けて凸部１３を形成するものとして説明した
が、導光板１２が矩形状である場合には中央Ｃの周りに
全反射領域を４つ設け、各全反射領域に中央Ｃから周縁
に向けて凸部を形成するものとしてもよい。この場合に
は、各周縁に上記と同様の光源及び保持部を設ければよ
い。また、前記凸部の傾斜面の傾斜角度α及び保持部の
取付角度βも前記と同様に決定することができる。ま
た、凸部を形成する形態は、中央Ｃを通る軸線と平行な
直線状のものに限らず、円形状、楕円形状、曲線状など
あらゆるものを選択することができる。
に全反射領域Ａ，Ａ′を設け、中央Ｃから周縁１２ａ，
１２ｂに向けて凸部１３を形成するものとして説明した
が、導光板１２が矩形状である場合には中央Ｃの周りに
全反射領域を４つ設け、各全反射領域に中央Ｃから周縁
に向けて凸部を形成するものとしてもよい。この場合に
は、各周縁に上記と同様の光源及び保持部を設ければよ
い。また、前記凸部の傾斜面の傾斜角度α及び保持部の
取付角度βも前記と同様に決定することができる。ま
た、凸部を形成する形態は、中央Ｃを通る軸線と平行な
直線状のものに限らず、円形状、楕円形状、曲線状など
あらゆるものを選択することができる。
【００３２】図４は、凸部の形態を楕円形とした本発明
の反射形照明装置の他の実施形態にかかり、その平面図
である。図示するように、導光板２２の中央Ｃを共通の
曲率中心として、楕円状に凸部２３が複数形成される。
この凸部２３は、先の実施形態と同様に断面視して直角
三角形に形成される。凸部２３の傾斜面２４は全て中央
Ｃに向けられる。特に図示はしないが、導光板２２の周
縁には反射部材２９が取り付けられ、導光板２２の周縁
に沿って配置された複数の光源２６が、反射部材２９の
保持部２９ａ〜２９ｄに保持される。先の実施形態と同
様、保持部２９ａ〜２９ｄは、光源２６の光を平行な照
明光にして凸部２３に照射する。
の反射形照明装置の他の実施形態にかかり、その平面図
である。図示するように、導光板２２の中央Ｃを共通の
曲率中心として、楕円状に凸部２３が複数形成される。
この凸部２３は、先の実施形態と同様に断面視して直角
三角形に形成される。凸部２３の傾斜面２４は全て中央
Ｃに向けられる。特に図示はしないが、導光板２２の周
縁には反射部材２９が取り付けられ、導光板２２の周縁
に沿って配置された複数の光源２６が、反射部材２９の
保持部２９ａ〜２９ｄに保持される。先の実施形態と同
様、保持部２９ａ〜２９ｄは、光源２６の光を平行な照
明光にして凸部２３に照射する。
【００３３】保持部２９ａ〜２９ｄの取付角度β（図３
参照）及び光源２６の配置位置、配置個数は、照明光が
凸部２３が形成された導光板２２の表面の全体を直接照
射するように選択することが好ましい。傾斜面２４の傾
斜角度α（図３参照）は、先の実施形態と同様に、導光
板２２を形成する材質の臨界角度θ0と、保持部２９ａ
〜２９ｄの取付角度βにより決定される。
参照）及び光源２６の配置位置、配置個数は、照明光が
凸部２３が形成された導光板２２の表面の全体を直接照
射するように選択することが好ましい。傾斜面２４の傾
斜角度α（図３参照）は、先の実施形態と同様に、導光
板２２を形成する材質の臨界角度θ0と、保持部２９ａ
〜２９ｄの取付角度βにより決定される。
【００３４】
【発明の効果】この発明の反射形照明装置は上記のよう
に構成されているので以下のような効果を奏する。導光
板の表面に照射された外部光は、導光板の表面に形成さ
れた断面視して三角形状の凸部又は凹部によって反射さ
れることなくほぼ全てが導光板の内部に入射するので、
導光板の表面で外部光が反射して被照明体の表示品質を
劣化させるおそれがない。
に構成されているので以下のような効果を奏する。導光
板の表面に照射された外部光は、導光板の表面に形成さ
れた断面視して三角形状の凸部又は凹部によって反射さ
れることなくほぼ全てが導光板の内部に入射するので、
導光板の表面で外部光が反射して被照明体の表示品質を
劣化させるおそれがない。
【００３５】また、全反射領域の各凸部又は凹部に照明
光を直接照射し、その反射光で被照明体を表示させる形
態であるので、明るくかつ輝度ムラが少なく高品質な表
示を得ることができる。さらに、導光板の周囲に反射部
材を設けたものは、導光板の周縁部における輝度の低下
を防止してさらに輝度ムラのない高品質な表示を提供す
ることができる。
光を直接照射し、その反射光で被照明体を表示させる形
態であるので、明るくかつ輝度ムラが少なく高品質な表
示を得ることができる。さらに、導光板の周囲に反射部
材を設けたものは、導光板の周縁部における輝度の低下
を防止してさらに輝度ムラのない高品質な表示を提供す
ることができる。
【図１】本発明の一実施形態にかかり、反射形照明装置
の平面図である。
の平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ方向断面図である。
【図３】傾斜面の傾斜角度及び照明光の照射方向角度の
関係を説明する図２の部分拡大図である。
関係を説明する図２の部分拡大図である。
【図４】本発明の他の実施形態にかかり、反射形照明装
置の平面図である。
置の平面図である。
【図５】本発明の従来例にかかり、反射形照明装置を使
用した液晶表示装置の一例を示す断面図である。
用した液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図６】従来の反射形照明装置の問題点を説明する断面
図である
図である
１０ 液晶表示装置（被照明体） １２ 導光板 １２ａ，１２ｂ 周縁 １３ 凸部 １４ 傾斜面 １５ 垂直面 １６ 光源 １９ 反射部材 １９ａ，１９ｂ 保持部（照射手段） ２２ 導光板 ２３ 凸部 ２４ 傾斜面 ２５ 垂直面 Ａ，Ａ′ 全反射領域 α 傾斜面の角度 β 取付角度（照明光の照射方向角度） θ 入射角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３３ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３３Ｂ
Claims (7)
- 【請求項１】 被照明物の前面に配置された導光板と、
この導光板の周囲に配置された光源と、前記被照明物の
後部に配置された反射鏡とを有する被照明体の反射形照
明装置において、 前記導光板の表面には、前記光源から照射された光を前
記被照明体に向けて全反射する断面三角形状の凸部又は
凹部が形成された全反射領域を一つ又は複数設け、 前記凸部又は凹部は、前記導光板の所定位置に位置決め
された基準部に向けて所定の角度で傾けられた傾斜面
と、前記導光板に対して垂直な垂直面とからなり、 前記導光板の周縁には、前記光源とこの光源の光を前記
全反射領域に向けて平行に照射する照射手段とを前記全
反射領域に対応させて設けたこと、 を特徴とする被照明体の反射形照明装置。 - 【請求項２】 前記全反射領域を、前記基準部の両側又
は周囲に複数設けたことを特徴とする請求項１記載の被
照明体の反射形照明装置。 - 【請求項３】 前記凸部又は凹部は、前記基準部に共通
の曲率中心を有する円形状，楕円形状又は閉鎖曲線状に
形成され、前記導光板の周縁の適宜の部位に前記光源及
び前記照射手段を設けたこと、 を特徴とする請求項１記載の被照明体の反射形照明装
置。 - 【請求項４】 前記基準部は、前記導光板の中央に位置
決めされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の被照明体の反射形照明装置。 - 【請求項５】 前記照射手段は、平行な照明光を前記全
反射領域の全ての凸部又は凹部に向けて直接照射するこ
とができるように、前記導光板に対して照明光の照射方
向を所定角度傾斜させること、 を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の被照明体
の反射形照明装置。 - 【請求項６】 前記傾斜面の傾斜角度は、照明光の前記
照射方向角度をβ、導光板を形成する材料の臨界角度を
θ0とした場合に、 ９０°−（β＋θ0）より小さい角度であることを特徴
とする請求項１〜５のいずれかに記載の被照明体の反射
形照明装置。 - 【請求項７】 前記導光板の周縁部を反射部材で取り囲
んだこと、 を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の被照明体
の反射形照明装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055802A JP2000251514A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 被照明体の反射形照明装置 |
| US09/516,138 US6435687B1 (en) | 1999-03-03 | 2000-03-01 | Reflection illumination device for object to be illuminated |
| GB0005235A GB2347549B (en) | 1999-03-03 | 2000-03-03 | Device for illuminating an object by reflected light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055802A JP2000251514A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 被照明体の反射形照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000251514A true JP2000251514A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=13009062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11055802A Pending JP2000251514A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 被照明体の反射形照明装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6435687B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000251514A (ja) |
| GB (1) | GB2347549B (ja) |
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- 1999-03-03 JP JP11055802A patent/JP2000251514A/ja active Pending
-
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- 2000-03-01 US US09/516,138 patent/US6435687B1/en not_active Expired - Fee Related
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