JPH06174929A

JPH06174929A - バックライト装置及び集光器

Info

Publication number: JPH06174929A
Application number: JP41A
Authority: JP
Inventors: Daiki Miyahara; 大樹宮原; Fumiaki Yamada; 文明山田; Takahide Ito; 高英伊藤; Shinpei Nagatani; 真平永谷
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】バックライトに関し、一様な輝度で光の利用
効率を高くすることのできることを目的とする。【構成】照明すべき受光装置１０に向かって光を透過
する導光手段１２、４０と、該導光手段の側部に配置さ
れる光源１４と、該光源の光を比較的に小さい角度範囲
に集光して該導光手段に向かって出射する集光手段１６
とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば液晶表示装置等に
使用されるバックライト装置に関する。さらに、本発明
はそのようなバックライト装置あるいはその他の応用に
おいて光源の光を比較的に小さい角度範囲にして出射す
る集光器に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、液晶表示装置はますます広く使用
されるようになってきている。液晶は、自発光型の素子
ではなく、受光型の素子であるので、見やすい表示を得
るためには液晶表示装置にバックライト装置を設けるの
が好ましい。近年、液晶表示装置では、カラー化や、ア
クティブマトリクス駆動等により表示品質を向上させる
ようになっているが、それに伴って一画素の面積が小さ
くなり、液晶パネルの光透過率は低下するので、より明
るいバックライト装置が必要になっている。また、バッ
クライト装置はできるだけ薄く、低消費電力のものが求
められている。

【０００３】液晶表示装置のバックライト装置は、直下
型とエッジライト型とがある。直下型は液晶パネルの背
面側を蛍光管等の光源により直接に照明するものであ
る。この場合には輝度は高くなるが、蛍光管と直交する
方向の輝度ムラが大きく、かつ装置全体の厚みが大きく
なるという問題がある。エッジライト型は、液晶パネル
の背面側に導光板を配置し、この導光板の側部に蛍光灯
等の光源を配置したものである。この場合、光源は液晶
パネルの占める領域から外れた位置に配置され、光は導
光板の内部で全反射しつつ伝播するので、直下型よりも
輝度ムラが大きくならず、かつ装置全体の厚みを薄くで
きる。従って、液晶表示装置のバックライト装置として
は、エッジライト型がよく使用されている。

【０００４】エッジライト型では、光源は断面コの字
状、円形、又は放物線状のリフレクタに包まれ、導光板
の端部がこのリフレクタの開口部壁に重ねられる。光源
から直接に出射する光は拡散光である。また、光源から
の拡散光はリフレクタに当たって平行光となって出射す
る。しかし、光源は現実的には点光源ではないので、リ
フレクタで反射する光は平行光及び拡散光を含む。現存
の光源を点光源とみなすためにはリフレクタを大型化し
なければならない。

【０００５】かくして、光源及びリフレクタからは一般
に拡散性の光が出射し、この拡散性の光が導光板の側面
にあらゆる角度で入射する。導光板の内部に入射した光
は導光板の上面及び下面で全反射し、全反射を繰り返し
ながら導光板の内部を伝播する。導光板の下面には光拡
散層が設けられており、全反射を繰り返しながら進む光
は次々に光拡散層に当たって拡散し、導光板の上面から
液晶パネルに向かって出射する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一様な明るさのバック
ライト装置を得るためには、エッジライト型では、光が
光源から液晶パネルの背面中央部又は他端部まで明るさ
を低下することなく到達し、そして液晶パネルに向かっ
て入射するようにすることが必要である。平行光は、光
源に近い点及び光源から遠い点でも一様な明るさを得る
ことができるので、光源が平行光を出射するとよいが、
上記したように、実際の光源は拡散光を出射するもので
ある。拡散性の光は、光源に近い点ほど明るく、光源か
ら遠い点ほど暗くなる。そこで、一様な明るさのバック
ライト装置を得るためには、光源の拡散光を平行光に近
づけるように集光手段を用いればよいと思われる。

【０００７】従来のエッジライト型のバックライト装置
では、導光板が用いられ、光が導光板の上面及び下面で
全反射して伝播するようになっていた。導光板の端部は
光源のリフレクタと重なるように配置され、光源のリフ
レクタと導光板の端部との重なった部位間は密封され
ず、これらの間に小さな隙間が生じていた。光源及びリ
フレクタから大きな角度でこの隙間に向かう光がある
と、この隙間に入射した光はリフレクタで反射して導光
板の端部の上面又は下面から導光板に入る。

【０００８】導光板の端部の上面又は下面から導光板に
入った光は、導光板の内部で全反射することなく、導光
板の外部へ透過していた。このため、液晶パネルの光源
に近い部分が局部的に明るくなり、輝度ムラを生じると
いう問題点があった。さらに、導光板の下面に拡散層が
設けられ、導光板の内部で全反射を繰り返しながら進む
光が次々に光拡散層に当たって拡散し、導光板の上面か
ら液晶パネルに向かって出射するようになっていた。し
かし、光拡散層を有する導光板を用いたバックライト装
置では、出射光が全方位的に広がって画面が全体的に暗
くなるという問題点がある。

【０００９】本発明の目的は、一様な輝度で光の利用効
率の高いできるバックライト装置及びそのようなバック
ライト装置の光源部等に使用可能な集光器を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるバックライ
ト装置は、照明すべき受光装置１０に向かって光を透過
する導光手段１２、４０と、該導光手段の側部に配置さ
れる光源１４と、該光源の光を比較的に小さい角度範囲
に集光して該導光手段に向かって出射する集光手段１６
とを備えたことを特徴とするものである。また、本発明
による集光器は、一方の表面２８がほぼ平坦であり、且
つ他方の表面３０がプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有
する透明板からなり、該透明板の鋸刃状凹凸の凸部の頂
角が１３０度以下であり、光源１４の前方に配置されて
該光源の光を比較的に小さい角度範囲にして出射するこ
とを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】上記構成においては、光源１４と導光手段１
２、４０との間に、光源の光を比較的に小さい角度範囲
に集光して該導光手段に向かって出射する集光手段１６
が設けられる。従って、この集光手段の出射光は比較的
に小さな角度で導光手段の側部に入射し、受光装置の背
面に沿って遠い点まで明るいままで到達する。導光手段
は、光がその内部に入射して全反射しつつ伝播する導光
板１２であってもよく、あるいは、プリズムアレイ状の
鋸刃状凹凸を有する透明板４２と、該透明板４２と間隔
を開けて対向配置される反射板４６とからなるものであ
ってもよい。

【００１２】後者の導光手段４０の場合には、集光され
た光が該透明板と該反射板の間の空間に向かって入射
し、より遠い点まで明るいままで到達する。それからプ
リズムアレイ状の鋸刃状凹凸により光を受光装置に向け
ることができる。この場合、受光装置の背面に沿った方
向の光の伝播のために従来の導光板のように全反射を利
用していないので、導光板上の拡散シート２０も必要で
なく、非常に明るいバックライト装置を得ることができ
る。

【００１３】また、前者の導光手段１２の場合には、集
光手段から大きな角度で出射する出射光の成分は少なく
なるので、光源のリフレクタと導光板との間に小さな隙
間があっても、そのような隙間に大きな角度で入射する
光の量が少なくなり、よって導光板の上下部から入射し
て導光板を透過してしまう光の量が少なくなる。よって
輝度ムラの小さい、光の利用効率の高いバックライト装
置を得ることができる。

【００１４】また、本発明による集光器は、非常に簡単
な構成で比較的に小さい角度範囲の出射光を得ることが
でき、上記したようにバックライト装置として利用可能
なばかりでなく、集光性の光の必要なその他の照明装置
として利用することができる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す図である。
第１実施例は、エッジライト型のバックライト装置が、
液晶パネル１０を有する液晶表示装置に応用されたもの
である。液晶パネル１０はバックライト装置から光を受
ける受光装置である。バックライト装置は、液晶パネル
１０に向かって光を透過するために液晶パネル１０と重
畳して配置される導光板１２と、導光板１２の側部に配
置される光源１４と、光源１４の光を比較的に小さい角
度範囲に集光して導光板１２に向かって入射させる集光
器１６とを有する。光源１４は図１の紙面に垂直な方向
に長く延びる蛍光灯（冷陰極管）からなり、内面に反射
層を有する断面コの字型のリフレクタ１８により包まれ
ている。

【００１６】導光板１２はアクリル樹脂等の透明な板か
らなり、一方の表面上（以後、液晶表示パネル１０側を
上面とよぶ）には拡散シート２０が設けられ、下面には
拡散反射層２２が設けられている。拡散反射層２２は、
図２に示されるように導光板１２の下面に所定のパター
ンで拡散ドット２６を設けたものである。この拡散ドッ
ト２６は導光板１２の光源１４からの距離に応じて異な
った面積を有し、それによって公知のように導光板１２
の全面で均一な輝度が得られるようにするものである。
図１では、導光板１２の一側面側に光源１４及び集光器
１６が配置されたところを示してあるが、導光板１２の
反対側の側面にも光源１４及び集光器１６と同様のもの
が配置されることができる。

【００１７】集光器１６はアクリル樹脂等の透明板から
なり、一方の表面２８が平坦で、他方の表面３０がプリ
ズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有する形状になっている。
この集光器１６は、プリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有
する表面３０が光源１４の方へ向き、平坦な表面２８が
導光板１２へ向くように配置される。光源１４は図１の
紙面と垂直な方向に長く延び、集光器１６は光源１４と
平行に長く延びる。

【００１８】図３は集光器１６の一部を拡大して示す図
である。凹凸を有する表面３０は、所定の傾斜の平面部
３２と、反対向きの傾斜の平面部３４とからなり、各平
面部３２と３４とで凸部３０ａを形成する。また、隣接
する凸部３０ａと凸部３０ａとの間には凹部３０ｂが形
成される。凸部３０ａを形成する平面部３２と３４との
間の角度θを頂角と呼び、一方の傾斜平面部３２と傾斜
平面部３２、３４の凹部３０ｂを結ぶ線との間の角度α
をプリズム角と呼ぶ。本発明では、頂角θが１３０度以
内であると好ましい。なお、各実施例において、二つの
傾斜平面部３２、３４は同じ傾斜で形成されているが、
異なる傾斜とすることもできる。

【００１９】図４は、頂角θが１１０度の場合の集光器
１６の特性を示す図である。図４では、図１の集光器１
６の平坦な表面２８の中心を通る法線を０度としてお
り、法線に対して上下に傾いた角度を例えばプラスマイ
ナスの角度で示している。図４では、集光器１６から出
射する光はほぼ±４０度の範囲内にあり、それより大き
い角度のものは非常に少ない。

【００２０】図１を参照すると、光源１４は拡散性の光
を発光する。また、光源１４からリフレクタ１８に当た
り、リフレクタ１８で反射した光も拡散性の光である。
光源１４又はリフレクタ１８からある角度で進む光Ａ
は、集光器１６がない場合には破線の矢印ａで示される
ようにリフレクタ１８と導光板１２との間の隙間に入る
とする。しかし、集光器１６があるので、光Ａは集光器
１６の凹凸のある表面３０に入射して屈折し、それから
平坦な表面２８から出射するときに入射角度よりも小さ
い角度となり、それから、導光板１２の側面に入射し、
導光板１２の内部でその上面と下面で全反射を繰り返し
ながら導光板１２の内部を伝播する。この光は、導光板
１２の内部でその上面と下面で全反射するときに、一部
が拡散反射層２２で拡散し、導光板１２上の拡散シート
２０を通過したのち液晶パネル１０に向かうものとな
り、残りの一部がさらに全反射を続けて導光板１２の内
部を伝播する。また、さらに大きな角度を有する光Ｂ
は、これも集光器１６がない場合には破線の矢印ｂで示
されるようにリフレクタ１８と導光板１２との間の隙間
に入るが、集光器１６があるので、この光Ｂは集光器１
６の凹凸のある表面３０に入射して屈折し、それから平
坦な表面２８で全反射して集光器１６の内部を逆に戻
り、集光器１６から光源１４側へ出射してリフレクタ１
８でさらに反射する。従って、このように大きな角度の
光Ｂは集光器１６から大きな角度のままで出射する確率
が低くなる。このように、集光器１６は、屈折と全反射
の作用により、光源１４（及びリフレクタ１８）の光を
比較的に小さい角度範囲に集光して導光板１２に向かっ
て入射させるものである。

【００２１】図５は、両側に光源を設けた場合のバック
ライト装置の導光板１２の位置と出射光の輝度との関係
を示す図である。曲線Ｘは、集光器１６を設けない従来
のバックライト装置の輝度を示し、導光板１２の端部す
なわち光源に近い側で局部的に輝度が高く、中央部の大
部分で輝度が低くなっている。導光板１２の端部で局部
的に輝度が高いのは、リフレクタ１８と導光板１２との
間の隙間に洩れる光によるものと、導光板１２の上下面
から導光板１２の内部に入ってすぐに拡散シート２０で
拡散し、全反射することなく出射する光によるものであ
る。

【００２２】曲線Ｙは集光器１６を設けた図１の場合の
バックライト装置の輝度を示す図である。この場合、集
光器１６が光源１４の光を比較的に小さい角度範囲に集
光して導光板１２に向かって入射させるので、上記従来
の曲線Ｘで示される導光板１２の端部近くの局部的に輝
度が高い部分をなくすことができるとともに、輝度を全
体的に高くすることができる。なお、曲線Ｚは後で説明
する別の実施例の特性を示す図である。

【００２３】以上説明した集光器１６は、液晶表示装置
のバックライト装置において、光源１４と導光板１２
（又は後で説明する他の導光手段）との間に設けられる
ときに非常に有効である。しかし、このような集光器１
６は、バックライト装置ばかりでなく、その他のものに
も使用することができる。例えば、所望の光源の前方に
集光器１６を配置してスポット照明とすることもでき
る。

【００２４】図６は集光器１６の他の例を示す図であ
る。図７及び図８は図６の集光器１６を用いたバックラ
イト装置の第２実施例を示す図である。この集光器１６
は、リフレクタ１８で包まれた光源１４の前方に積層し
て配置された第１の集光部材３６と第２の集光部材３８
とからなるものである。リフレクタ１８は図１のものよ
りも丸みを有する形状になっている。図１１は第１の集
光部材３６の拡大図である。

【００２５】各集光部材３６、３８は、概して図１の集
光器１６のように、一方の表面２８が平坦で、他方の表
面３０がプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有する形状の
アクリル樹脂等の透明板からなる。図１１に示されるよ
うに、凹凸を有する表面３０は、所定の傾斜の平面部３
２と、反対向きの傾斜の平面部３４とからなり、各平面
部３２と３４とで凸部３０ａを形成する。また、隣接す
る凸部３０ａと凸部３０ａとの間には凹部３０ｂが形成
される。

【００２６】この実施例では、集光部材３６、３８はと
もに平坦な表面２８が光源１４の方へ向き、凹凸を有す
る表面３０が液晶パネル１０に重畳する導光手段４０の
方へ向くように配置される。この実施例においては、第
１の集光部材３６の凸部３０ａの頂角θが１１０度であ
り、第２の集光部材３６の凸部３０ａの頂角θが１００
度であった。第１の集光部材３６のみの場合の特性は図
９に示されており、積層した集光部材３６、３８からな
る集光器１６の特性は図１０に示されている。図９に示
されるように、光源光は第１の集光部材３６によりほぼ
±４０度の範囲内に集光される。さらに、第２の集光部
材３８を設けることにより、図１０に示されるように、
集光器１６からの出射光は±３０度以下の範囲内に集光
される。

【００２７】図７及び図８に示されるように、集光器１
６の先方には、導光手段４０が配置される。導光手段４
０は、概して一方の表面４７が平坦で、他方の表面４８
がプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有する形状の透明板
４２と、この透明板４２と間隔を開けて対向配置される
反射板４６とからなる。この反射板４６は銀蒸着からな
る反射面４４を有する。透明板４０は、図１の集光器１
６あるいは図６の集光部材３６、３８と同様の構成であ
り、平坦な表面４７が液晶パネル１０の方に向き、プリ
ズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有する表面４８が反射板４
６と対向するように配置される。

【００２８】この実施例では、図８の矢印で示されるよ
うに、集光器１６からの光が透明板４２と反射板４６の
間の空間に向かって入射するようになっている。従っ
て、集光器１６からの光の一部は直接に透明板４２に当
たり、透明板４２を透過して液晶パネル１０に向かう。
また、集光器１６からの光の一部は反射板４６に反射し
た後で透明板４２に当たる。この場合、集光器１６から
の光は比較的に小さい角度範囲に集光して出射するの
で、透明板４２と反射板４６の間の空間を明るさを維持
したままで遠い点まで到達することができ、透明板４２
の端部付近で局部的に明るくなることはない。

【００２９】図１２に示されるように、集光器１６から
導光手段４０に入射した光は、透明板４２のプリズムア
レイ状の鋸刃状凹凸を有する表面４８に当たる。この凹
凸を有する表面４８は凸部４８ａを含み、上記したよう
な頂角θと、プリズム角αを含む。この実施例では、凸
部４８ａの頂角θは７０度、プリズム角αは５５度であ
った。また、透明板４２の長さは１７８ｍｍであり、透
明板４２と反射板４６との間の間隔は１６ｍｍであっ
た。

【００３０】透明板４２のプリズムアレイ状の鋸刃状凹
凸を有する表面４８に当たった光は、図１２に矢印で示
されるように、透明板４２を透過して液晶パネル１０に
向かう。一部の光は透明板４２の平坦な表面４７で全反
射して戻る。頂角θ又はプリズム角αを適宜選択するこ
とにより、透過と全反射の割合を選択することができ
る。集光器１６及び導光手段４０が上記した構成の場
合、かなりの光が透明板４２を透過し、かつ透過光は透
明板４２の平坦な表面４７に対して垂直な方向に強い指
向性をもって透過することが分かった。図１３は、導光
手段４０のある点での出射特性を示す図であり、このバ
ックライトは透明板４２の正面方向に非常に明るい光を
出射する。従って、このバックライト装置は、図５の曲
線Ｚで示されるように、透明体４２の全面で非常に輝度
が高くなる。従って、光源１４の容量を低減することが
できる。なお、プリズム角αが１５から３５度の範囲の
場合、透明板４２の平坦な表面４７で全反射して戻る割
合が多くなる。

【００３１】図１４は集光器１６の他の例を示す図であ
る。この集光器１６は図６のものと同様に図７のバック
ライト装置に用いることができる。この集光器１６は、
積層して配置された第１の集光部材３６と第２の集光部
材３８とからなり、各集光部材３６、３８は、一方の表
面が平坦で、他方の表面がプリズムアレイ状の鋸刃状凹
凸を有する形状のアクリル樹脂等の透明板からなる。図
１４の集光器１６では、光源１４側の第１の集光部材３
６はプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有する表面が光源
１４の方へ向き、導光手段４０側の第２の集光部材３８
はプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有する表面が導光手
段４０の方へ向くように配置される。

【００３２】この例においては、第１の集光部材３６の
頂角θが２０度であり、第２の集光部材３８の頂角θが
６０度であった。図１５は第１の集光部材３６の拡大図
であり、矢印は光源光の進路を示している。図１６は積
層した集光部材３６、３８からなる集光器１６の特性を
示す図であり、集光器１６からの出射光は±３０度の範
囲内に集光される。この場合、集光器１６の特性はわず
かに二山をもっている。これは、図１５に示されるよう
に、入射光がプリズムアレイ状の凸部に入射して、同凸
部の一方の斜面又は他方の斜面により角度が変わるから
である。第２の集光部材３８は第１の集光部材３６によ
り二山状に分離して集光された特性をさらに集光するも
のである。なお、この例の第１の集光部材３６と第２の
集光部材３８を、一体成形した両面プリズムアレイ状透
明板として構成しても同等の機能を有することは言うま
でもない。

【００３３】図１７は本発明の第３実施例を示す図であ
る。図７の実施例では光源１４及び集光器１６が導光手
段４０の両側にあったのに対して、この実施例では、光
源１４及び集光器１６が導光手段４０の一方の側にあ
り、反対側には光源１４の代わりに拡散反射板５０及び
集光器１６を配置してある。この場合にも、導光手段４
０から集光特性の優れた出射光を出射することができ
る。

【００３４】以上の実施例では、集光器１６、第１の集
光部材３６、及び第２の集光部材３８は、それぞれ凸部
３６が光源１４と平行に長く延びる一次元配列のもので
あった。図１８に示されるように、集光器１６（又は第
１の集光部材３６及び第２の集光部材３８）は、円錐状
に突出した凸部３６を２次元的に設けたものとすること
ができる。これによって、集光特性を全方位的に行うこ
とができる。あるいは、図１９に示されるように、集光
器１６（又は第１の集光部材３６及び第２の集光部材３
８）は、四角錐状に突出した凸部３６を２次元的に設け
たものとすることもできる。

【００３５】図２０及び図２１は本発明の第４実施例を
示す図である。この実施例では、図７の実施例と同様
に、光源１４及び集光器１６が導光手段４０の両側にあ
り、導光手段４０は一方の表面４７が平坦で、他方の表
面４８がプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有する形状の
透明体４２と、反射板４６とからなる。この導光手段４
０の透明体４２のプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸は、頂
角の異なった凸部４８ａ、４８ｃからなる。一方の凸部
４８ａの頂角θａは７０度であり、他方の凸部４８ｃの
頂角θｂは１２０度である。

【００３６】図１２を参照して説明したように、透明板
４２のプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有する表面４８
に当たった光は、透明板４２を透過して液晶パネル１０
に向かい、あるいは透明板４２の平坦な表面４７で全反
射して戻る。図１２の例では頂角θは７０度、プリズム
角αは５５度であり、この条件の場合に、かなりの光が
透明板４２を透過し、かつ透過光は透明板４２の平坦な
表面４７に対して垂直な方向に強い指向性をもって透過
する。また、頂角θは１５０度から１１０度、プリズム
角αが１５から３５度の範囲の場合、透明板４２の平坦
な表面４７で全反射して戻る割合が多くなる。図２１で
は、頂角θａが７０度の凸部４８ａと、頂角θｂが１２
０度の凸部４８ｃとを組み合わせることにより、光の透
明体４２の透過と、全反射による光の遠方への伝播を適
切に組合せ、バックライト装置をさらに薄型化できるよ
うにしたものである。なお、光源１４方向から導光手段
４０の中央部に向けて連続的に頂角θを変化させたり、
複数個毎に頂角θを変化させたりすることもできる。

【００３７】図２２は導光手段４０の変化例を示し、導
光手段４０の透明体４２の平坦な表面４７に銀蒸着膜か
らなるドット５１を形成したものである。ドット５１の
大小及び粗密の適切な設定により出射光の輝度分布を改
善できる。図２３は、導光手段４０の透明体４２と対向
して配置される反射板４６に白色塗料やガラスビーズ材
等の拡散ドット５２を設ける例を示している。この例
は、例えば導光手段４０の透明体４２の頂角θが１２０
度の凸部を含み、入射光が頂角θが１２０度の部分に入
射するとそこで反射する光の割合が多くなる構成と組合
せ、導光手段４０からの出射を助けて軽量なバックライ
ト装置を得るのに有効である。

【００３８】図２４は、導光手段４０の透明体４２と対
向して配置される反射板４６の他の変化例を示す図であ
る。この反射板４６は中央部が透明体４２に向かって突
出する凸面形状に形成されている。反射板４６は中央部
に凸面部を設けることで、透明体４２の中央部に全反射
条件以上の角度で入射させ、液晶パネル１０に出射させ
るようにしたものである。反射板４６に適度の凸面部を
設けると、輝度，輝度分布の改善に有効である。

【００３９】図２５は本発明の第５実施例を示す図であ
る。この実施例はスポット照明装置であり、複数の光源
１４がリフレクタ１８に包まれ、リフレクタ１８の開口
部近くに集光器１６が配置される。リフレクタ１８及び
集光器１６はハウジング７０に取りつけられる。集光器
１６は、第１の集光部材３６と第２の集光部材３８とか
らなり、各集光部材３６、３８は、一方の表面が平坦
で、他方の表面がプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有す
る形状の透明板からなる。従って、集光器１６は前の実
施例と同様に小さな角度範囲の集光性の光を出射する。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光の利用効率のよい、光の分布のバラツキのないバック
ライト装置を得ることができる。また、本発明による集
光器は非常に簡単な構成で比較的に小さい角度範囲の出
射光を得る光源装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図２】図１の拡散反射板を示す平面図である。

【図３】図１の集光器の部分拡大断面図である。

【図４】図１の集光器の特性を示す図である。

【図５】バックライト装置の輝度分布を示す図である。

【図６】集光器の他の例を示す図である。

【図７】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図８】図７の部分拡大図である。

【図９】図６の第１の集光部材の特性を示す図である。

【図１０】図６の集光器の特性を示す図である。

【図１１】図６の第１の集光部材の拡大図である。

【図１２】図７の導光手段の透明体を示す図である。

【図１３】図７の導光手段の出射特性を示す図である。

【図１４】集光器の他の例を示す図である。

【図１５】図１４の第１の集光部材の拡大図である。

【図１６】図１４の集光器の特性を示す図である。

【図１７】本発明の第３実施例を示す断面図である。

【図１８】集光器の他の例を示す図であり、（Ａ）は斜
視図、（Ｂ）は断面図である。

【図１９】集光器の他の例を示す図であり、（Ａ）は斜
視図、（Ｂ）は断面図である。

【図２０】本発明の第４実施例を示す断面図である。

【図２１】図２０の透明体の拡大図である。

【図２２】導光手段の透明体の変化例を示す図である。

【図２３】反射板の変化例を示す図である。

【図２４】反射板４６の他の変化例を示す図である。

【図２５】本発明の第５実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…液晶パネル１２…導光板１４…光源１６…集光器１８…リフレクタ２８…平坦な表面３０…凹凸を有する表面４０…導光手段４２…透明体４６…反射板４７…平坦な表面４８…凹凸を有する表面

フロントページの続き (72)発明者永谷真平神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明すべき受光装置（１０）に向かって
光を透過する導光手段（１２、４０）と、該導光手段の
側部に配置される光源（１４）と、該光源の光を比較的
に小さい角度範囲に集光して該導光手段に向かって出射
する集光手段（１６）とを備えたことを特徴とするバッ
クライト装置。
【請求項２】該導光手段（１２）が、対向する上下面
と、二対の対向側面とを有するほぼ矩形状の導光板から
なり、該光源が該導光板の少なくとも一側部に配置さ
れ、光が該導光板の側面から入射して該導光板の内部で
全反射しつつ伝播し、且つ該導光板に設けた拡散手段に
当たって該照明すべき受光装置に向かって出射するよう
にしたことを特徴とする請求項１に記載のバックライト
装置。
【請求項３】該導光手段（４０）が、該照明すべき受
光装置と重畳して配置され且つ少なくとも一方の表面が
プリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有する透明板（４２）
と、該透明板と間隔を開けて対向配置される反射板（４
６）とからなり、該集光手段からの光が該透明板と該反
射板の間の空間に向かって入射し、光が該透明板を透過
して該照明すべき受光装置に向かって出射するようにし
たことを特徴とする請求項１に記載のバックライト装
置。
【請求項４】該集光手段（１６）が、少なくとも一方
の表面（３０）がプリズムアレイ状の鋸刃状凹凸を有す
る少なくとも一個の透明板からなることを特徴とする請
求項１に記載のバックライト装置。
【請求項５】一方の表面（２８）がほぼ平坦であり、
且つ他方の表面（３０）がプリズムアレイ状の鋸刃状凹
凸を有する透明板（１６、３６、３８）からなり、該透
明板の鋸刃状凹凸の凸部の頂角が１３０度以下であり、
光源（１４）の前方に配置されて該光源の光を比較的に
小さい角度範囲にして出射することを特徴とする集光
器。
【請求項６】鋸刃状凹凸を有する透明板（３６、３
８）が複数個積層して配置されることを特徴とする請求
項５に記載の集光器。