JPH04146401A - 照明装置 - Google Patents
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- JPH04146401A JPH04146401A JP2269481A JP26948190A JPH04146401A JP H04146401 A JPH04146401 A JP H04146401A JP 2269481 A JP2269481 A JP 2269481A JP 26948190 A JP26948190 A JP 26948190A JP H04146401 A JPH04146401 A JP H04146401A
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- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 22
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- 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
- G02F1/1336—Illuminating devices
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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。
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、照明用の光拡散装置で例えば液晶を用いた表
示装置におけるバックライトとして使用するのに適した
照明装置に用いられる光拡散装置に関するものである。
示装置におけるバックライトとして使用するのに適した
照明装置に用いられる光拡散装置に関するものである。
〔従来の技術］
液晶を用いた表示装置は、一定面積の表示面を均一な輝
度にて照明する必要がある。そのために薄型であって一
定面内において均一に照明が可能な照明装置が要求され
る。このような要求を満足する照明装置として、従来第
６図に示すような照明装置が知られている。即ち、反射
板１の反射面ｌａ側に蛍光管等の直線状の光源２を配置
し、更に拡散板３を配置したもので、光源２より直接又
は反射板１にて反射された後拡散板３に達した光を、こ
の拡散板３にて拡散光として照明光として用いるもので
ある。又第７図に示すような、光源２１と、入射端面を
光源に近接させ配置した導光体２２と、導光体２２の表
面に設けた拡散面２３と、導光体２２の裏面に設けた反
射面２４とより構成されている 照明装置も知られてい
る。そして光源２１よりの光が入射端面より導光体２２
に入射しその内部を表面、裏面で反射しながら入射端面
と反対側へ伝えられて行く間にその一部が拡散面２３を
通り拡散光として出て行くことによって拡散面から均一
な拡散光を発する面光源となる。
度にて照明する必要がある。そのために薄型であって一
定面内において均一に照明が可能な照明装置が要求され
る。このような要求を満足する照明装置として、従来第
６図に示すような照明装置が知られている。即ち、反射
板１の反射面ｌａ側に蛍光管等の直線状の光源２を配置
し、更に拡散板３を配置したもので、光源２より直接又
は反射板１にて反射された後拡散板３に達した光を、こ
の拡散板３にて拡散光として照明光として用いるもので
ある。又第７図に示すような、光源２１と、入射端面を
光源に近接させ配置した導光体２２と、導光体２２の表
面に設けた拡散面２３と、導光体２２の裏面に設けた反
射面２４とより構成されている 照明装置も知られてい
る。そして光源２１よりの光が入射端面より導光体２２
に入射しその内部を表面、裏面で反射しながら入射端面
と反対側へ伝えられて行く間にその一部が拡散面２３を
通り拡散光として出て行くことによって拡散面から均一
な拡散光を発する面光源となる。
このような照明装置は、薄型で均一な輝度の拡散光を得
るために前者の場合には反射板２の曲面形状等に改良を
加えたものが知られている。そしていずれの場合にも上
記の要求を可成り満足したものが得られている。
るために前者の場合には反射板２の曲面形状等に改良を
加えたものが知られている。そしていずれの場合にも上
記の要求を可成り満足したものが得られている。
しかるに、このような照明装置は、薄型で均一な輝度分
布を有することのほか、出来る限り高い輝度の明るい照
明が可能であることも要求される。
布を有することのほか、出来る限り高い輝度の明るい照
明が可能であることも要求される。
この要求は、前記後者（導光式）の場合には、主出射方
向が斜めとなるため、輝度面に垂直の方向での高輝度化
ということが特に望まれている。
向が斜めとなるため、輝度面に垂直の方向での高輝度化
ということが特に望まれている。
したがって本発明は、薄型で均一な輝度分布が得られる
上に、−層明るい高輝度面の照明装置を提供することを
目的とするものである。
上に、−層明るい高輝度面の照明装置を提供することを
目的とするものである。
本発明の照明装置は、前記の目的を達成するために、前
述の従来の照明装置の拡散板の前面に拡の拡がりを規制
するための規制板を配置したものである。
述の従来の照明装置の拡散板の前面に拡の拡がりを規制
するための規制板を配置したものである。
例えば液晶を用いた表示装置においては、表示板上の画
像その他を観察する場合にそのほとんどが表示板に垂直
な方向より画像等をみている。
像その他を観察する場合にそのほとんどが表示板に垂直
な方向より画像等をみている。
本発明は、拡散板よりその垂直線に対し大きな角度にて
拡散する光は、表示板の観察には全くか殆んど寄与して
いないことに着目してなされたものである。つまり拡散
板上の各点より拡散する光を夫々全体として拡散板に垂
直な方向に導くようにしたその広がりを規制するための
規制板を拡散板の前面に並設するものである。そしてこ
れらによって、従来利用されない大きな角度で拡散する
光をも利用するようにして拡散板よりの光の輝度を大に
したものである。しかも拡散板上より拡散する光のすべ
てがその垂直方向に対する角度が小さくなるようにその
広がりを規制板により導かれるために輝度分布の均一性
は保ったまま全体として輝度を高めることが出来る。
拡散する光は、表示板の観察には全くか殆んど寄与して
いないことに着目してなされたものである。つまり拡散
板上の各点より拡散する光を夫々全体として拡散板に垂
直な方向に導くようにしたその広がりを規制するための
規制板を拡散板の前面に並設するものである。そしてこ
れらによって、従来利用されない大きな角度で拡散する
光をも利用するようにして拡散板よりの光の輝度を大に
したものである。しかも拡散板上より拡散する光のすべ
てがその垂直方向に対する角度が小さくなるようにその
広がりを規制板により導かれるために輝度分布の均一性
は保ったまま全体として輝度を高めることが出来る。
本発明で用いられる規制板としては、後に実施例におい
て具体的に説明するような拡散板側が直線で他の側が鋸
歯状の断面形状をした透明板で、その鋸歯状部の長さ方
向を直線状の光源の長さ方向に向けた配置としたもの等
が考えられる。この場合には、鋸歯形状を規則正しい形
状としておくことにより所定の指向性をもたせることが
でき、効率よく輝度面に垂直方向の輝度を上げることが
できる。又、鋸歯状に代えて不連続、不定の凹凸形状た
とえばシボ形状或は微小な円錐状突起を多数開した形状
とすることもできる。これらの場合には輝度アップ率は
鋸歯状の場合よりや−落ちるが、目的は達せられる。
て具体的に説明するような拡散板側が直線で他の側が鋸
歯状の断面形状をした透明板で、その鋸歯状部の長さ方
向を直線状の光源の長さ方向に向けた配置としたもの等
が考えられる。この場合には、鋸歯形状を規則正しい形
状としておくことにより所定の指向性をもたせることが
でき、効率よく輝度面に垂直方向の輝度を上げることが
できる。又、鋸歯状に代えて不連続、不定の凹凸形状た
とえばシボ形状或は微小な円錐状突起を多数開した形状
とすることもできる。これらの場合には輝度アップ率は
鋸歯状の場合よりや−落ちるが、目的は達せられる。
次に本発明の照明装置の一実施例を図面にもとづいて説
明する。第１図は本発明の一実施例の断面図で、１は反
射板、２は直線状の光線、３は拡散板であってこれらは
従来の照明装置と同じ構成である。又４は拡散板３上に
並設した規制板であって、第２図にその一部を拡大して
示した断面形状のものが連続し、拡散板３の大きさと同
じ面積を有している透明板から成っている。
明する。第１図は本発明の一実施例の断面図で、１は反
射板、２は直線状の光線、３は拡散板であってこれらは
従来の照明装置と同じ構成である。又４は拡散板３上に
並設した規制板であって、第２図にその一部を拡大して
示した断面形状のものが連続し、拡散板３の大きさと同
じ面積を有している透明板から成っている。
第２図に示すような、拡散板３の側の面４ａが平面（断
面が直線）であって、反対側の面４ｂが断面鋸歯状であ
る透明板の規制板４を拡散板上に配置すると、拡散板よ
りの光１１１は、この規制板４にて屈折してから上方へ
向かう、この時、面４ａに入射した時の角０１つまり拡
散板３より発する光の角θ１は、面４ｂを出た後は拡散
板３に垂直な線に対して角θ２の方向へ向かう、ここで
図面より明らかなようにθ３くθ、となる。したがって
、第６図に示す従来の照明装置において拡散板３上の点
Ａ、Ｂ、Ｃより出来る拡散光は、本発明装置の面４ｂを
出た後は図示するようになる。
面が直線）であって、反対側の面４ｂが断面鋸歯状であ
る透明板の規制板４を拡散板上に配置すると、拡散板よ
りの光１１１は、この規制板４にて屈折してから上方へ
向かう、この時、面４ａに入射した時の角０１つまり拡
散板３より発する光の角θ１は、面４ｂを出た後は拡散
板３に垂直な線に対して角θ２の方向へ向かう、ここで
図面より明らかなようにθ３くθ、となる。したがって
、第６図に示す従来の照明装置において拡散板３上の点
Ａ、Ｂ、Ｃより出来る拡散光は、本発明装置の面４ｂを
出た後は図示するようになる。
この実施例において、規制板４の角θが大になると、第
３図のように特に面４ａに垂直に入射する光１０は面４
ｂにて全反射する。そのため角θがあまり大であると光
量の損失につながる。又斜めに向かう光が少な（なり、
斜方向からの観察がしにくくなる。しかし一般に光源２
の直上部は、拡散板３が光源２に最も近く、そのため他
と比べて輝度が高（なる、したがって多少の光量の損失
を犠牲にして、上記の全反射を逆に利用して光１、を除
去することにより、他の手段を用いることなく、又は他
の手段との共用によって拡散板３上での輝度の均一化に
役立てることも可能である。
３図のように特に面４ａに垂直に入射する光１０は面４
ｂにて全反射する。そのため角θがあまり大であると光
量の損失につながる。又斜めに向かう光が少な（なり、
斜方向からの観察がしにくくなる。しかし一般に光源２
の直上部は、拡散板３が光源２に最も近く、そのため他
と比べて輝度が高（なる、したがって多少の光量の損失
を犠牲にして、上記の全反射を逆に利用して光１、を除
去することにより、他の手段を用いることなく、又は他
の手段との共用によって拡散板３上での輝度の均一化に
役立てることも可能である。
一方θがあまり小であると規制板４が平行平面板に近く
なり本発明の効果がほとんど得られなくなる。したがっ
てθの値は、照明装置の大きさ（面積）、材料（屈折率
）等によって適切な範囲に選択する必要がある。
なり本発明の効果がほとんど得られなくなる。したがっ
てθの値は、照明装置の大きさ（面積）、材料（屈折率
）等によって適切な範囲に選択する必要がある。
例えば、材料としてＰＭＭＡ （アクリル樹脂）を用い
Ｅ２２０Ｘ１４０ｍの大きさの照明装置の場合、θ＝４
５度にすると比較的よい効果が得られ、視野角が３５度
程度で、表示面上での輝度が同じ装置で規制板を用いな
い従来のものに比べて３０％上昇した。
Ｅ２２０Ｘ１４０ｍの大きさの照明装置の場合、θ＝４
５度にすると比較的よい効果が得られ、視野角が３５度
程度で、表示面上での輝度が同じ装置で規制板を用いな
い従来のものに比べて３０％上昇した。
上記のように、この実施例の規制板４の面４ｂの角θの
値は、材料の屈折率や使用目的等により適切な値に選べ
ばよい。ここで使用し得るガラスやプラスチック材料の
屈折率は、１．４から１．７の範囲である。そのため、
この点を考慮すると前記の角θの範囲としては０°〈θ
＜６０°が適当である。
値は、材料の屈折率や使用目的等により適切な値に選べ
ばよい。ここで使用し得るガラスやプラスチック材料の
屈折率は、１．４から１．７の範囲である。そのため、
この点を考慮すると前記の角θの範囲としては０°〈θ
＜６０°が適当である。
このθの値は、視野角及び輝度効率等の条件設定により
決められる。又、拡散板３と規制板４は空気層を介して
並設する必要がある。この並設によって規制板４へ入射
する光の角度は、拡散板３による拡散光の角度に比べて
約６０％の角度で狭くなる。従って、この現象により視
野角はやや狭くなるものの、輝度効率は大きくアップす
る。
決められる。又、拡散板３と規制板４は空気層を介して
並設する必要がある。この並設によって規制板４へ入射
する光の角度は、拡散板３による拡散光の角度に比べて
約６０％の角度で狭くなる。従って、この現象により視
野角はやや狭くなるものの、輝度効率は大きくアップす
る。
更に、前述のように、輝度の高い拡散板３の中央の輝度
を落として全体として均一な輝度分布にするために、中
央部のみ、他の部分よりもθを大にしてもよい。又使用
目的等を考慮して場所によりθΦ値を異なるようにする
ことも有効である。
を落として全体として均一な輝度分布にするために、中
央部のみ、他の部分よりもθを大にしてもよい。又使用
目的等を考慮して場所によりθΦ値を異なるようにする
ことも有効である。
更に、上記実施例における拡散板、規制板は、厚さに関
わりなく板体シート状のものであってもかまわない。
わりなく板体シート状のものであってもかまわない。
又、図示する実施例では面４ｂの各部分が断面直線であ
るがわずかに凸面又は凹面になっていてもよい。又頂点
部分も尖った形状ではなく丸みを持たせてもよい。又、
これらの高さ、配列等が不規則になっていてもかまわな
い、即ち、シボ形状或は多数の円錐状突起を一体に突出
形成したもの等のほか、これらに類したものでも勿論か
まわない、これらの場合、輝度アップ率はや−落ちるが
これでも目的は達せられる。
るがわずかに凸面又は凹面になっていてもよい。又頂点
部分も尖った形状ではなく丸みを持たせてもよい。又、
これらの高さ、配列等が不規則になっていてもかまわな
い、即ち、シボ形状或は多数の円錐状突起を一体に突出
形成したもの等のほか、これらに類したものでも勿論か
まわない、これらの場合、輝度アップ率はや−落ちるが
これでも目的は達せられる。
たとえば、このような規制板として透明板の表面にしぼ
を形成したものは、第４図に拡大して示（プリズム状部
分）が組合わさった形状をなしている。したがって第４
図のようなしぼを有する透明板を、本発明の規制板とし
て使用した場合、光の拡散作用に加えて、第２図、第３
図に示す規制状およびその大きさの異なるものが組合わ
されていることにより、鋸歯状透明板にて発生しがちな
死角部分が生ずることがないので好ましい。
を形成したものは、第４図に拡大して示（プリズム状部
分）が組合わさった形状をなしている。したがって第４
図のようなしぼを有する透明板を、本発明の規制板とし
て使用した場合、光の拡散作用に加えて、第２図、第３
図に示す規制状およびその大きさの異なるものが組合わ
されていることにより、鋸歯状透明板にて発生しがちな
死角部分が生ずることがないので好ましい。
第５図は、本発明の他の実施例で、導光体を用いた照明
装置に用いた光拡散装置を示す断面図で、１１は光源、
１２は導光体、１３は拡散板、１４は反射面である。１
５は規制部材で、第２図と類似の形状である。
装置に用いた光拡散装置を示す断面図で、１１は光源、
１２は導光体、１３は拡散板、１４は反射面である。１
５は規制部材で、第２図と類似の形状である。
この実施例においては、規制板が第１図乃至第３図に示
す実施例の規制板と同様の形状であるので、導光体１２
より外部へ出る光は、まず拡散板１３で拡散光となり次
いで規制板１５の鋸歯状８部分１５ａでその多くが上方
へ向けられ、拡散面に対し垂直方向の明るさが増大する
。
す実施例の規制板と同様の形状であるので、導光体１２
より外部へ出る光は、まず拡散板１３で拡散光となり次
いで規制板１５の鋸歯状８部分１５ａでその多くが上方
へ向けられ、拡散面に対し垂直方向の明るさが増大する
。
この実施例の装置を用いて実験した結果、拡散面に垂直
な方向で３０％の明るさの増加がみられた。
な方向で３０％の明るさの増加がみられた。
この第５図の導光体を用いた実施例の場合も、規制板と
して第４図のものを用いてもよい。
して第４図のものを用いてもよい。
本発明の照明装置は、従来のものでは使用目的によって
は無駄になっていた大きい角度で拡散する光を利用し得
るようにしたもので、しかも全体として拡散方向が小さ
くなるようにしたため、均一な輝度分布を保ったまま輝
度のみを大にすることが出来、明るく均一な輝度分布の
ものを得ることが出来る。
は無駄になっていた大きい角度で拡散する光を利用し得
るようにしたもので、しかも全体として拡散方向が小さ
くなるようにしたため、均一な輝度分布を保ったまま輝
度のみを大にすることが出来、明るく均一な輝度分布の
ものを得ることが出来る。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図。
の断面図である。
１・・・反射板、２・・・光源、３・・・拡散板、４・
・・規制板
・・規制板
Claims (3)
- （１）光源及び該光源からの光を方向制御して一定の面
内に導き該面部を略均一の輝度になるようにした照明用
の光拡散装置において、前記光拡散装置は、該光源から
の光の入射側に、光を透過拡散せしめる拡散部材を配設
すると共に、出射側に上記拡散部材の各点より発する拡
散光の拡がりを規制するように各拡散光を導く規制部材
を並設して成ることを特徴とする光拡散装置。 - （２）前記規制部材は、拡散部材側が直線で他の側が凹
凸状の断面形状をした透光部材である請求項（１）の光
拡散装置。 - （３）前記規制部材は透過率が７０％以上である透光部
材である請求項（１）又は（２）の光拡散装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2269481A JP3032899B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2269481A JP3032899B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 照明装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11211274A Division JP2000048620A (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04146401A true JPH04146401A (ja) | 1992-05-20 |
| JP3032899B2 JP3032899B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=17473044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2269481A Expired - Fee Related JP3032899B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | 照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3032899B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01159379A (ja) * | 1987-09-11 | 1989-06-22 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 膜の形成方法 |
| JPH05333334A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-17 | Sharp Corp | 光源装置に用いられる集光装置 |
| JPH0667004A (ja) * | 1992-08-25 | 1994-03-11 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 液晶表示装置用三角プリズムシートおよびその製造方法 |
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-
1990
- 1990-10-09 JP JP2269481A patent/JP3032899B2/ja not_active Expired - Fee Related
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