JPH09230338A

JPH09230338A - 照明装置

Info

Publication number: JPH09230338A
Application number: JP8037799A
Authority: JP
Inventors: Masumi Ishiwatari; 真澄石渡
Original assignee: Canon Electronic Business Machines HK Co Ltd
Current assignee: Canon Electronic Business Machines HK Co Ltd
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造で均一な面発光が得られ、しかも奥
行きがきわめて薄くできる照明装置を実現する。【解決手段】拡散板１の導光部１ａの広がり角をＬＥＤ
２の相対放射強度特性に基づいて設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電卓など
の小型電子機器に搭載された液晶表示器等の照明装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電卓や電子時計等の小型電子機
器には、文字や記号等を表示するための液晶表示器（以
下、ＬＣＤと略称する）等の表示装置が搭載され、特
に、ＬＣＤについては、それ自身では発光する機能を持
たないので、自然光や他の光源からの照明光を利用（変
調する場合もある）して表示を行っている。このＬＣＤ
を有する小型電子機器では、その背面又は側面に発光ダ
イオード（以下、ＬＥＤと略称する）や蛍光管等の光源
を有する照明装置を設けてＬＣＤを照明することにより
暗いところでもＬＣＤの表示部分を見やすくしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
照明装置を示す図１３において、ＬＣＤ２０の側端面
に、例えば、光源ランプ２１として発光ダイオード（以
下、ＬＥＤランプ）や小型白熱電球を設け、これらを点
灯させることによりＬＣＤ２０を照明するものでは、安
価にできる反面、光源の近傍だけが明るく、光源から遠
い部分は暗くなって光源からの距離によってＬＣＤに輝
度差が生じ表示文字等の判読がしずらいものになってい
る。

【０００４】また、従来の照明装置を示す図１４におい
て、光源２１とＬＣＤ２０との間に乳白色のガラスやプ
ラスチックから成る光拡散効果の高い拡散板２２を配置
すると共に、光源２１の照射効率を上げるために反射板
２３を配置したものでは、光源２１と拡散板２２との距
離をあまり小さくできず、また、光源からの光を均一に
し、光源２１から遠い端面にも光が届くように、反射面
２３に放物面等の曲面加工が必要であり、その分奥行き
が大きくなる欠点を有していた。

【０００５】更に、従来の照明装置を示す図１５におい
て、ＬＣＤ２０の背面にクサビ型の形状の導光板２４を
設け、その側面より光源２１からの光を導くと共に、導
光板２４に導かれた光をＬＣＤ２０へ反射させるための
鋸歯状の反射面２５を設け、ＬＣＤ２０と導光板２４と
の間に拡散板２２を配置し、ＬＣＤ２０への照射光の輝
度の均一化を計ったものでは、導光板２４の形状に対し
て複雑な加工が必要になり高価になると共に、奥行きは
図１４に示す反射面２３より改善されるもののあまりク
サビ形状を薄くすると光源からの距離が遠くなるにつれ
て照射光が暗くなるという症状が強くなり、あまり薄く
できない欠点を有していた。

【０００６】本発明は、上述した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、簡単な構造で均
一な面発光が得られ、しかも奥行きがきわめて薄くでき
る照明装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の照明装置は以下の構成を
備える。即ち、表面を鏡面処理した透光性を有する導光
板を表示部の背面に配置し、この導光板に光を反射する
反射層を形成することにより、光源から入射した光を該
反射層で反射させ、該導光板から出射させて前記表示部
を背面から照明するようにした照明装置であって、前記
導光板に、前記光源に特有の光放射角度と略同じ広がり
角に形成された導光部と、光源より入射された光を反射
させる拡散部とを一体に設けた。

【０００８】以上のように、本発明の照明装置において
は、表面を鏡面処理した透光性を有する導光板を表示部
の背面に配置し、この導光板に光を反射する反射層を形
成することにより、光源から入射した光を該反射層で反
射させ、該導光板から出射させて前記表示部を背面から
照明する際に、導光板に、光源に特有の光放射角度と略
同じ広がり角に形成された導光部と、光源より入射され
た光を反射させる拡散部とを一体に設けたので、簡単な
構造で均一な面発光が得られ、しかも奥行きがきわめて
薄くできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】＜第１の実施形態＞先ず、本発明に係る第
１の実施形態の照明装置について説明する。

【００１１】図１は、本発明に係る第１の実施形態の照
明装置の構成を示す分解斜視図である。

【００１２】図１において、本発明に係る実施形態の照
明装置は、ＬＣＤを背面より照明するバックライト照明
装置であり、５は透過型ＬＣＤで、５ｂは主要データ表
示エリアで、ここに所望する文字や記号等の表示セグメ
ントが形成されている（図示せず）。また、ＬＣＤ５の
表示セグメントの透明電極等の構成は周知技術で構成さ
れたもので良く、ここでは詳細説明は省略する。

【００１３】また、５ａは付属データを表示するエリア
でここにも所望する文字、記号等の表示セグメントが形
成されている（図示せず）。５ｃは偏向板（上偏光板）
で、対向する反対側には裏偏向板（図示せず）が設けて
ある。

【００１４】４は、光の一部を透過し、他の一部を反射
する透光性を有する半透過反射板で、所謂ハーフミラー
である。３はバックライトを照明するエリア５ａ以外の
ＬＣＤ５の他のエリアに余計な発光モレが発生しないよ
うにするための遮光板であり、光を入光させる部分には
開口部３ａが設けてある。また、この遮光板３の開口部
３ａ以外の部分は、ハーフミラー４を介してＬＣＤ５の
裏面に面している。面３ｂには、ハーフミラー４の反射
効率の補助、即ち、外光がＬＣＤ５を透過してハーフミ
ラー４で反射される際に、一部の透過してしまう光を再
度ＬＣＤ５側へ反射させるため、白色系又は銀色系の光
の反射効率の高い材料からなる。

【００１５】１は、ＬＥＤ２からの光を導き、拡散させ
るための透明なアクリル材等で構成された拡散板であ
り、面１ｄにおいて光源ランプとして使用するＬＥＤ２
に接している。拡散板１は、面１ｄから発光束の広がり
角と同じ程度の開き角をもって広がり延びる導光部１ａ
と、この導光部１ａにより導かれた光をＬＣＤ５側ヘ乱
反射させるための反射層１ｃを有する拡散部１ｂで構成
されている。

【００１６】上述した照明装置により、ＬＣＤ５の各表
示エリア５ａ、５ｂに文字や記号等のデータを表示させ
た時、ＬＥＤ２が消灯状態では外光（ＬＣＤ５の前面方
向から入射する光）が、ハーフミラー４により反射さ
れ、所望するデータ等が可視できる。

【００１７】尚、本実施形態では、ツイストネマチック
型のＬＣＤを例に説明を進めているがこの動作原理、即
ち電界が付加されたところの偏光を変えて、光の透過、
不透過を制御して、文字、記号等を表示する技術は公知
の為詳細な説明は省略する。

【００１８】一方、暗い使用環境では、ＬＥＤ２を点灯
させることにより、拡散板１の入射面１ｄより入射され
た光束はＬＥＤ２の発光強度の指向性に合わせた、即ち
ＬＥＤ２を点灯させた時に大部分の光はある角度範囲に
広がって進むが、その角度範囲に適合するように形成さ
れた導光部１ａを通って、乱反射層１ｃにより前面１ｂ
方向への拡散光となり、遮光板３の開口部３ａ及びハー
フミラー４を透過して、ＬＣＤ５の表示エリア５ａだけ
が照明され表示データが見やすいようになっている。

【００１９】図２は、図１に示す導光板の側面図であ
り、導光部１ａ、拡散部１ｂ、反射層１ｃを示してい
る。

【００２０】図３は、ＬＥＤの発光相対放射強度の特性
の一例を示す図であり、図４は、図３に示す特性を有す
るＬＥＤランプを光源に用いた場合の拡散板の形状を示
す正面図である。図３、図４において、ＬＥＤ２の相対
放射強度特性が最大で約３５°程度の広がり角を有する
ので、この場合では、拡散板１の導光部１ａの広がり角
θ1は３５°程度に設定される。また、拡散部１ｂに
は、底面１ｅ及び一側端面１ｄから他側端面１ｆで規定
される範囲と同じかよりわずかに小さく形成される反射
層１ｃが設けられている。それ以外の構成は、図１と同
様であるので説明を省略する。

【００２１】以上説明した第１の実施形態によれば、拡
散板１の導光部１ａの広がり角をＬＥＤ２の相対放射強
度特性に基づいて設定されるので、反射層１ｃから反射
させる光が均一な面発光となり、しかも簡単な構造で奥
行きがきわめて薄くできる。

【００２２】＜第２の実施形態＞次に、本発明に係る第
２の実施形態の照明装置について説明する。

【００２３】図５（ａ）は、本発明に係る第２の実施形
態の照明装置の拡散板の形状を示す正面図であり、図５
（ｂ）は、図５（ａ）の側面図である。

【００２４】図５（ａ）、（ｂ）において、本発明に係
る第２の実施形態の照明装置は、導光部７ａ，７ｂ，７
ｃがそれぞれ同形状で連続して並べられた導光板７を有
し、拡散部７ｄには、底面７ｇ及び一側端面７ｆから他
側端面７ｈで規定される範囲と同じかわずかに小さく形
成される反射層７ｅが設けられている。導光部７ａ〜７
ｃには、各々ＬＥＤランプ８ａ〜８ｃが配置される。そ
れ以外の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明
を省略する。

【００２５】以上説明した第２の実施形態によれば、第
１の実施形態の効果に加えて、拡散部７ｄの面積を大き
く形成でき、バックライトによる照明エリアが大きくな
ると共に、均一な発光面を持つ拡散板を実現することが
できる。

【００２６】（導光部に広がり角θを設けない場合）次
に、参考のため導光部に広がり角θを設けない場合につ
いて説明する。

【００２７】図６（ａ）は、図５（ａ）と同じサイズの
長方形の透明部材に３つのＬＥＤランプを配置した状態
を示す正面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の側面
図である。

【００２８】図６（ａ）、（ｂ）において、反射層９ｅ
を背面に設けた拡散部９ｄには輝度の低いエリア９ｆ及
び９ｇが生じてしまう。これを解消する為には、ＬＥＤ
間隔を狭くする必要があり、ＬＥＤランプの数を増す
か、導光板９のサイズを小さくして拡散部９ｄも狭くし
なければならない。

【００２９】＜第３の実施形態＞次に、本発明に係る第
３の実施形態の照明装置について説明する。

【００３０】図７（ａ）は、本発明に係る第３の実施形
態の照明装置の拡散板の形状を示す正面図であり、図７
（ｂ）は、図７（ａ）の側面図である。

【００３１】図７（ａ）、（ｂ）において、本発明に係
る第３の実施形態の照明装置は、拡散板１０に、同形状
で互いに対向させて連続して並べた長さａの導光部１０
ａ〜１０ｆを設けたものであり、これら導光部１０ａ〜
１０ｆに囲まれるようにして背面に長さｌの反射層１０
ｈを設けた拡散部１０ｇが設けられ、拡散部１０ｇに
は、長さｌ及び一側端面１０ｉから他側端面１０ｊで規
定される範囲と同じかわずかに小さく形成される反射層
１０ｈが設けられている。導光部１０ａ〜１０ｆには、
各々ＬＥＤランプ１１ａ〜１１ｆが配置される。それ以
外の構成は、第１、第２の実施形態と同様であるので説
明を省略する。

【００３２】以上説明した第３の実施形態によれば、第
１、第２の実施形態の効果に加えて、拡散部１０ｇ及び
反射層１０ｈの面積をより大きく形成でき、更に、ＬＥ
Ｄランプを導光部に対応して互いに対向させて連続して
設けたので、拡散部１０ｇから照射される光量が増し、
より明るい照射光を均一に面発光できる拡散板を実現す
ることができる。

【００３３】＜第４の実施形態＞次に、本発明に係る第
４の実施形態の照明装置について説明する。

【００３４】図８は、本発明に係る第４の実施形態の照
明装置の拡散板の形状を示す側面図であり、図９は、図
８に示す拡散板を電子機器に組み込んだ状態を示す断面
図である。

【００３５】図８において、本発明に係る第４の実施形
態の照明装置は、前述の第３の実施形態の拡散板１０の
導光部と拡散部との接続部分を折り曲げたものであり、
拡散板１２における導光部１２ａ，１２ｂと拡散部１２
ｃとの接続部分を略９０°に折り曲げた断面コの字状に
形成したものである。導光部１２ａ，１２ｂには、各々
ＬＥＤランプ１３ａ，１３ｂが配置される。それ以外の
構成は、第１〜第３の実施形態と同様であるので説明を
省略する。

【００３６】以上説明した第４の実施形態によれば、第
１〜第３の実施形態の効果に加えて、図９に示すよう
に、電卓等の機器本体１４に配置する際に、表示部の奥
行きにはある程度のスペースが必要であるが、ＬＣＤ５
やハーフミラー４等の配置スペースにより高さ方向に制
限があるような機器に有効な照明装置を提供できる。

【００３７】尚、図９のように照明エリアが広くＬＣＤ
５の略全面をバックライトで照明する場合は、図１で設
けた遮光板は用いないで良い。

【００３８】また、照明エリアが小さい場合には、図７
において、同形状で互いに対向させた一組の導光部１０
ａ、１０ｄからなる拡散板を用いても良く、また、導光
部１２ａ又は１２ｂの一方側だけ設けて折り曲げたもの
でもよい。

【００３９】＜第５の実施形態＞次に、本発明に係る第
５の実施形態の照明装置について説明する。

【００４０】図１０は、本発明に係る第５の実施形態の
照明装置の拡散板の形状を示す側面図であり、図１１
は、図１０に示す拡散板を電子機器に組み込んだ状態を
示す断面図である。

【００４１】図１０において、本発明に係る第４の実施
形態の照明装置は、第１又は第２の実施形態の拡散板の
導光部と拡散部との接続部分を任意の角度で折り曲げた
ものであり、拡散板１５の導光部１５ａと拡散部１５ｂ
との接続部分を任意の角度で折り曲げた断面くの字状に
形成したものである。導光部１５ａには、ＬＥＤランプ
１６が配置され、拡散部１５ｂには反射層１５ｃが設け
られている。それ以外の構成は、第１〜第４の実施形態
と同様であるので説明を省略する。

【００４２】以上説明した第５の実施形態によれば、第
１〜第４の実施形態の効果に加えて、図１１に示すよう
に、電卓等の機器本体１７の表示部の奥行きや、ＬＣＤ
５やハーフミラー４等の配置スペースにより高さ方向に
制限があるような機器に有効な照明装置を提供できる。

【００４３】＜第６の実施形態＞次に、本発明に係る第
６の実施形態の照明装置について説明する。

【００４４】図１２（ａ）は、本発明に係る第６の実施
形態の照明装置の拡散板の形状を示す正面図であり、図
１２（ｂ）は、図１２（ａ）の側面図であり、図１２
（ｃ）は、図１２（ｂ）のＡ部分の拡大図であり、図１
２（ｄ）は、図１２（ｃ）の変形例を示すＡ部分の拡大
図である。

【００４５】図１２（ａ）〜（ｃ）において、本発明に
係る第６の実施形態の照明装置は、第１又は第２の実施
形態の拡散板の導光部と拡散部との接続部分を略１８０
°に折り曲げたものであり、拡散板１８の導光部１８ｂ
と拡散部１８ａとの接続部分を略１８０°に折り曲げて
重ね合わせた形状にしたものである。拡散板１８は、拡
散部１８ａとその背面に設けた反射層１８ｃと導光部１
８ｂと、導光部１８ｂから導かれた光を略１８０°に屈
折させるための断面が略直角二等辺三角形の斜面１８
ｅ、１８ｆを有する三角柱の屈折部１８ｄを有してい
る。導光部１８ｂには、ＬＥＤランプ１９が配置され、
導光部１８ｂと拡散部１８ａとの間には、長さｌ及び一
側端面１８ｇと他側端面１８ｉ、更に端面１８ｈで規定
される範囲と同じかわずかに小さく形成される反射層１
８ｃが設けられている。それ以外の構成は、第１〜第５
の実施形態と同様であるので説明を省略する。

【００４６】また、図１２（ｄ）に示すように、拡散部
１８ａと屈折部材１８ｄとを一体に形成してもよい。

【００４７】以上説明した第６の実施形態によれば、第
１〜第５の実施形態の効果に加えて、折り曲げることに
より拡散部１８ａの高さ方向ｌの長さ成分が導光部１８
ｂの高さ方向ａの長さ成分に吸収されるので全体の長さ
が短くできると共に、厚み方向が約２倍になるだけで済
み、長さの短い照明装置を実現することができる。

【００４８】本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で、上
記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

【００４９】例えば、ＬＥＤの代わりに麦電球のような
小型の白熱電球を用いてもよい。

【００５０】また、上記各実施形態において、光の反射
効率を向上させるため、所望する個所、例えば図４の端
面１ｄ〜１ｆ、図５の端面７ｆ〜７ｈ、図７の端面１０
ｉ，１０ｊ、図１２の端面１８ｇ〜１８ｉ、斜面１８
ｆ、１８ｅに銀色もしくは白色の反射層を設けることに
より、より一層発光面の輝度向上が計れ好ましいものと
なる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示部の背面に配置され、表面を鏡面処理した透光性を
有する導光板に、光源に特有の光放射角度と略同じ広が
り角に形成された導光部と、光源より入射された光を反
射させる拡散部とを一体に設けたので、簡単な構造で均
一な発光面が得られる導光板が安価に製作でき、しかも
拡散部及び反射層を小さい面積のものから大きい面積の
ものまで自在に構成することができきわめて有用なもの
となる。

【００５２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態の照明装置の構成
を示す分解斜視図である。

【図２】図２は、図１に示す導光板の側面図である。

【図３】ＬＥＤの発光相対放射強度の特性の一例を示す
図である。

【図４】図３に示す特性を有するＬＥＤランプを光源を
用いた場合の拡散板の形状を示す正面図である。

【図５】（ａ）は、本発明に係る第２の実施形態の照明
装置の拡散板の形状を示す正面図であり、（ｂ）は、
（ａ）の側面図である。

【図６】（ａ）は、参考例の拡散板の形状を示す正面図
であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。

【図７】（ａ）は、本発明に係る第３の実施形態の照明
装置の拡散板の形状を示す正面図であり、（ｂ）は、
（ａ）の側面図である。

【図８】本発明に係る第４の実施形態の照明装置の拡散
板の形状を示す側面図である。

【図９】図８に示す拡散板を電子機器に組み込んだ状態
を示す断面図である。

【図１０】本発明に係る第５の実施形態の照明装置の拡
散板の形状を示す側面図である。

【図１１】図１０に示す拡散板を電子機器に組み込んだ
状態を示す断面図である。

【図１２】（ａ）は、本発明に係る第６の実施形態の照
明装置の拡散板の形状を示す正面図であり、（ｂ）は、
（ａ）の側面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＡ部分の拡
大図であり、（ｄ）は、（ｃ）の変形例を示すＡ部分の
拡大図である。

【図１３】従来の照明装置の構成を示す図である。

【図１４】従来の照明装置の構成を示す図である。

【図１５】従来の照明装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１拡散板２ＬＥＤ４ハーフミラー５ＬＣＤ１４電子機器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面を鏡面処理した透光性を有する導光
板を表示部の背面に配置し、この導光板に光を反射する
反射層を形成することにより、光源から入射した光を該
反射層で反射させ、該導光板から出射させて前記表示部
を背面から照明するようにした照明装置であって、前記導光板に、前記光源に特有の光放射角度と略同じ広
がり角に形成された導光部と、光源より入射された光を
反射させる拡散部とを一体に設けたことを特徴とする照
明装置。
【請求項２】前記導光部は、前記拡散部の一端面に複
数連続して並列に設けられることを特徴とする請求項１
に記載の照明装置。
【請求項３】前記導光部は、前記拡散部に対して互い
に対向させて１つ又は複数連続して並列に設けられるこ
とを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】前記導光板における導光部と拡散部との
接続部分を折り曲げて断面コの字状に形成したことを特
徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】前記導光板における導光部と拡散部との
接続部分を折り曲げて断面くの字状に形成したことを特
徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項６】前記導光板における導光部と拡散部との
接続部分を折り曲げて互いに重ね合わせたことを特徴と
する請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】前記導光板における導光部と拡散部との
接続部分は、導光部に導かれた光を略１８０°に屈折さ
せるため、断面が略直角二等辺三角形の屈折部を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項８】前記屈折部は、前記導光部と拡散部との
接続部分に一体的に形成されていることを特徴とする請
求項７に記載の照明装置。
【請求項９】前記反射層は、前記導光部と拡散部とが
重なり合う部分に配置されることを特徴とする請求項７
に記載の照明装置。
【請求項１０】前記拡散部では、前記光源より入射さ
れた光をその入射面に対し垂直な方向に反射させること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
照明装置。
【請求項１１】前記導光板は樹脂製であり、前記光源
は前記導光部の厚さ方向の一端面に密着して設けられる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに
記載の照明装置。
【請求項１２】前記光源は、前記導光部に夫々設けら
れることを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１３】前記表示部は液晶表示装置であり、前
記光源はＬＥＤランプであることを特徴とする請求項１
２に記載の照明装置。