JPS61158367A - 照明装置 - Google Patents
照明装置Info
- Publication number
- JPS61158367A JPS61158367A JP59277625A JP27762584A JPS61158367A JP S61158367 A JPS61158367 A JP S61158367A JP 59277625 A JP59277625 A JP 59277625A JP 27762584 A JP27762584 A JP 27762584A JP S61158367 A JPS61158367 A JP S61158367A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- light
- brightness
- plane mirror
- illumination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
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】
Ａ、 東上の１ 分野
この発明は、カラー液晶表示用等の受動型表示装置のバ
ックライトに用いる照明装置に関するものである。
ックライトに用いる照明装置に関するものである。
Ｂ０発明の概要
この発明は、管状光源と、−辺に鋸歯状断面を有するリ
ニアフレネルプリズム板と、反射鏡となる平面鏡とから
なり、上記リニアフレネルプリズムと平面鏡をＶ字型に
配置し、該Ｖ字型の開口部に管状光源を配置した構成と
し、平面鏡により生じる光源の鏡像で光の利用率を高め
て明るさを増し、かつ、光源から離れるに従って平面鏡
とリニアフレネルプリズム板とを近接配置することによ
り、反射面の輝度をほぼ均一として明るさのムラをなく
すようにしたものである。
ニアフレネルプリズム板と、反射鏡となる平面鏡とから
なり、上記リニアフレネルプリズムと平面鏡をＶ字型に
配置し、該Ｖ字型の開口部に管状光源を配置した構成と
し、平面鏡により生じる光源の鏡像で光の利用率を高め
て明るさを増し、かつ、光源から離れるに従って平面鏡
とリニアフレネルプリズム板とを近接配置することによ
り、反射面の輝度をほぼ均一として明るさのムラをなく
すようにしたものである。
Ｃ，１本へ腹板
液晶表示装置のように自らは発光せずに光の透過率ある
いは反射率を制御することにより自然光や他の照明源か
らの照射光を変調しパターン表示を行う受動型（非発光
型）表示装置は、消費電力が少ないため電卓や腕時計等
の携帯用電子機器に法尻に活用されているが、周囲が暗
い場合には照明手段を設けないと表示が見にくくなる問
題があった。特に、大部分の液晶表示装置の表示モード
は液晶の光学的異方性を利用するものであるため、偏光
板を重ね合わせることが不可欠の要件となっており、こ
の偏光板のために照明光の５０％程度はカットされる。
いは反射率を制御することにより自然光や他の照明源か
らの照射光を変調しパターン表示を行う受動型（非発光
型）表示装置は、消費電力が少ないため電卓や腕時計等
の携帯用電子機器に法尻に活用されているが、周囲が暗
い場合には照明手段を設けないと表示が見にくくなる問
題があった。特に、大部分の液晶表示装置の表示モード
は液晶の光学的異方性を利用するものであるため、偏光
板を重ね合わせることが不可欠の要件となっており、こ
の偏光板のために照明光の５０％程度はカットされる。
かつ、カラーフィルターを用いた液晶表示装置では、カ
ラー化のために更に光量が減少するため、屋内での一般
的な使用に際しては、表示装置に照明手段を付設するこ
とが必須の要件となる。しかしながら、この内部に付設
する光源の照明にのみ頼る場合、昼間の屋外のような環
境下での使用に際しては、周囲の明るさに負けないよう
に表示装置の輝度を高くする必要があり、その場合、光
源の消費電力が大きくなり過ぎて液晶表示装置の低消費
電力特性が損なわれる結果となる。従って、低消費電力
特性を生かすため、周囲が明るい時には周囲光を取り入
れて液晶表示装置を背面から照らし、周囲が暗い場合に
は内部光源により光照射するライトガイドが提案されて
いる。
ラー化のために更に光量が減少するため、屋内での一般
的な使用に際しては、表示装置に照明手段を付設するこ
とが必須の要件となる。しかしながら、この内部に付設
する光源の照明にのみ頼る場合、昼間の屋外のような環
境下での使用に際しては、周囲の明るさに負けないよう
に表示装置の輝度を高くする必要があり、その場合、光
源の消費電力が大きくなり過ぎて液晶表示装置の低消費
電力特性が損なわれる結果となる。従って、低消費電力
特性を生かすため、周囲が明るい時には周囲光を取り入
れて液晶表示装置を背面から照らし、周囲が暗い場合に
は内部光源により光照射するライトガイドが提案されて
いる。
従来、この種の内部照明手段として用いるバックライト
は、第４図に示すように、光源１として白熱豆電球や蛍
光灯を用い、該光源１と表示パネル２との間に照明面の
輝度を面全体にわたって均一にさせる光散乱効果を有す
る乳白色のガラスあるいは合成樹脂板からなる拡散透過
板３を設置し、かつ、光源１の背面側に、光源からの光
を反射させて前面に導くことにより光の利用率を向上さ
せる鏡面反射板もしくは光散乱アクリル板からなる反射
板４を設置した構成としている。このようなバックライ
トにおいては、明るさのムラを少なくするために、光Ｍ
ｌと拡散透過板３との距離を余り小さく出来ないため、
奥行きが大きくなるという欠点があった。
は、第４図に示すように、光源１として白熱豆電球や蛍
光灯を用い、該光源１と表示パネル２との間に照明面の
輝度を面全体にわたって均一にさせる光散乱効果を有す
る乳白色のガラスあるいは合成樹脂板からなる拡散透過
板３を設置し、かつ、光源１の背面側に、光源からの光
を反射させて前面に導くことにより光の利用率を向上さ
せる鏡面反射板もしくは光散乱アクリル板からなる反射
板４を設置した構成としている。このようなバックライ
トにおいては、明るさのムラを少なくするために、光Ｍ
ｌと拡散透過板３との距離を余り小さく出来ないため、
奥行きが大きくなるという欠点があった。
また、従来、第５図に示すごとく、光ｆｉｌと表示パネ
ル２との開にエツジライト５を設置し、光源１よりエツ
ジライト５のＡ面を介して入射した光が粗面加工した０
面で拡散反射された後に、０面を介して該Ｂ面に近接配
置した表示パネル２に照射するようにしたものも提案さ
れている。しかしながら、′この方式では粗面加工した
Ｂ面の輝度は光源から遠くなるに従って暗くなり、照明
面の輝度を均一にできず、照明にムラが生じる欠点があ
る。
ル２との開にエツジライト５を設置し、光源１よりエツ
ジライト５のＡ面を介して入射した光が粗面加工した０
面で拡散反射された後に、０面を介して該Ｂ面に近接配
置した表示パネル２に照射するようにしたものも提案さ
れている。しかしながら、′この方式では粗面加工した
Ｂ面の輝度は光源から遠くなるに従って暗くなり、照明
面の輝度を均一にできず、照明にムラが生じる欠点があ
る。
Ｄ１発明が解決しようとする問題点
この発明は、上記した従来の照明ムラおよび奥行すの問
題を解消し、薄型で、均一な輝度を有し照明ムラの生じ
ない明るい表示を得ることが出来る照明装置を提供せん
とするものである。
題を解消し、薄型で、均一な輝度を有し照明ムラの生じ
ない明るい表示を得ることが出来る照明装置を提供せん
とするものである。
Ｅ０問題点を解決すための手段
この発明は上記した問題点を解決するためになされたも
のであり、管状光源１０と、リニアフレネルプリズム板
１１と、平面鏡１２とを備え、上記リニアフレネルプリ
ズム板１１と平面鏡１２とを鋭角をなすように一端を互
いに接するとともに他端を離反させてＶ字型に配置し、
該Ｖ字型の開 “口位置に管状光源１０を設置した構成
としたことを特徴とするものである。
のであり、管状光源１０と、リニアフレネルプリズム板
１１と、平面鏡１２とを備え、上記リニアフレネルプリ
ズム板１１と平面鏡１２とを鋭角をなすように一端を互
いに接するとともに他端を離反させてＶ字型に配置し、
該Ｖ字型の開 “口位置に管状光源１０を設置した構成
としたことを特徴とするものである。
Ｆ０作用
この発明は上記した構成とし、リニアフレネルプリズム
板と反射鏡となろ平面鏡とを組み合わせ、平面鏡により
管状光源の鏡像が生じることにより、はぼ２倍の管径の
光源を用いた場合と同様として光の利用率を高め、照明
装置の奥行きを大きくとることなく、即ち、薄型で明る
くすることができ、かつ、リニアフレネルプリズム板と
平面鏡とを光源から遠くなるに従って近接するようにＶ
字型に配置すると共に、該Ｖ字型の開口位置に光源を配
置した構成しとしていることにより、光源側と光源より
離れた側の反射面の輝度はほぼ均一に平均化され、表示
面における明るさのムラをなくることが出来る。
板と反射鏡となろ平面鏡とを組み合わせ、平面鏡により
管状光源の鏡像が生じることにより、はぼ２倍の管径の
光源を用いた場合と同様として光の利用率を高め、照明
装置の奥行きを大きくとることなく、即ち、薄型で明る
くすることができ、かつ、リニアフレネルプリズム板と
平面鏡とを光源から遠くなるに従って近接するようにＶ
字型に配置すると共に、該Ｖ字型の開口位置に光源を配
置した構成しとしていることにより、光源側と光源より
離れた側の反射面の輝度はほぼ均一に平均化され、表示
面における明るさのムラをなくることが出来る。
Ｇ、実施例
以下、この発明を図面に示す実施例により詳細に説明す
る。
る。
く照明装置の全体の構成〉・・第１図
この発明の照明装置を示す第１図において、１０は管状
光源、１１はリニアフレネルプリズム板、１２は平面鏡
であり、図示の如く、リニアフレネルプリズム板１１と
平面鏡１２とをそれぞれの一端を接すると共に、他端を
離反させて、θ＝３０℃以下の鋭角をなすＶ字型に配置
し、離反させた開口位置に近接して管状光源１０を配置
している。
光源、１１はリニアフレネルプリズム板、１２は平面鏡
であり、図示の如く、リニアフレネルプリズム板１１と
平面鏡１２とをそれぞれの一端を接すると共に、他端を
離反させて、θ＝３０℃以下の鋭角をなすＶ字型に配置
し、離反させた開口位置に近接して管状光源１０を配置
している。
１３はリニアフレネルプリズム板１１の前方に配置した
カラー液晶表示パネルである。
カラー液晶表示パネルである。
く管状光源の説明〉・・第１図
上記管状光源１０としては、冷陰極蛍光放電管、熱陰極
蛍光放電管（蛍光灯）、ネオン管等の放電管あるいは直
線状フィラメントを有する白熱電球等力用いられ、特に
、発光効率および発光色の点で熱陰極蛍光放電管が好適
に用いられる。
蛍光放電管（蛍光灯）、ネオン管等の放電管あるいは直
線状フィラメントを有する白熱電球等力用いられ、特に
、発光効率および発光色の点で熱陰極蛍光放電管が好適
に用いられる。
〈リニアフルネルプリズム板の説明〉・第２図上記リニ
アフレネルプリズム板１１は、−辺が直線状で他辺が鋸
歯状の断面を有する平板状のプリズムであり、管状光源
１０側に面する鋸歯の１斜面を入射面１１Ａ、鋸歯の他
科面を反射面１１Ｂとし、他側の直線面を出射面１１Ｃ
としている。
アフレネルプリズム板１１は、−辺が直線状で他辺が鋸
歯状の断面を有する平板状のプリズムであり、管状光源
１０側に面する鋸歯の１斜面を入射面１１Ａ、鋸歯の他
科面を反射面１１Ｂとし、他側の直線面を出射面１１Ｃ
としている。
上記入射面１１Ａと反射面１１Ｂは、照明面の大きさに
比べて十分細かい周期で繰り返している。
比べて十分細かい周期で繰り返している。
上記入射面１１Ａの角度は、管状光源１０からの光Ｌ１
をほぼ垂直に受けるように設定し、また、反射面１１
Ｂの角度は入射面１１Ａから入射した光Ｌ２が出射面１
１Ｃからほぼ垂直な光り、として出ていくように設定し
ている。即ち、管状光源１０からの光の入射角α１を垂
線Ｓに対して７０゜とすると、入射面１１Ａと垂線Ｓの
なす角度α２を２０゛、反射面１１Ｂと垂線Ｓのなす角
度α。
をほぼ垂直に受けるように設定し、また、反射面１１
Ｂの角度は入射面１１Ａから入射した光Ｌ２が出射面１
１Ｃからほぼ垂直な光り、として出ていくように設定し
ている。即ち、管状光源１０からの光の入射角α１を垂
線Ｓに対して７０゜とすると、入射面１１Ａと垂線Ｓの
なす角度α２を２０゛、反射面１１Ｂと垂線Ｓのなす角
度α。
を３５°としている。該リニアフレネルプリズム板１１
としてアクリル樹脂（屈折率ｎ＝１，４９１）を用いる
と、臨界角は約４２°となるので、反射面１１Ｂでの反
射を全反射とすることができる。
としてアクリル樹脂（屈折率ｎ＝１，４９１）を用いる
と、臨界角は約４２°となるので、反射面１１Ｂでの反
射を全反射とすることができる。
尚、上記照明装置によって照明される表示パネル１３が
本実施例の如き液晶表示のように視覚依存性のある場合
は、出射光ａコの方向を表示素子の最適視覚方向に合わ
せることも可能である。
本実施例の如き液晶表示のように視覚依存性のある場合
は、出射光ａコの方向を表示素子の最適視覚方向に合わ
せることも可能である。
く照明装置の作用〉・・第３図
次に、上記照明装置の作用を第３図によｒ）説明する。
第３図（１）は本発明の平面鏡１２を用いた場合を示し
、（ｎ）は前記従来の第５図に示す平面鏡を用いない場
合を示すものである。
、（ｎ）は前記従来の第５図に示す平面鏡を用いない場
合を示すものである。
管状光［１０の直径をり、リニアフレネルプリズム板１
１の幅をＷとすると、（ＩＩ）の平面鏡を用いない場合
は、入射面１１Ａの角度をａｒｃｅｏｓ（Ｗ／Ｄ）とな
るように設定すると、管状光［１０の反射面１１Ｂによ
る鏡像１０１はスダレ状にＷ／Ｄ倍に引き伸ばされて見
えるので、平均輝度は管状光源１０の表面輝度のＤ／Ｗ
倍になる。一方、（１）に示す本発明の平面鏡１２を用
いた場合、平面鏡１２により管状光源１０の鏡像１０゛
が生じるので、入射面１１Ａの角度をａｒｃｅｏｓ（Ｗ
／ ２ Ｄ ）となるように設定すると、２倍の管径の
光源を用いたのと同じこととな−る。よって、管状光源
の鏡像１０’はＷ／２Ｄ倍に引き伸ばされ、平均輝度は
管状光［１０の２Ｄ／Ｗ倍となる。このように、本発明
の如く平面鏡１２を用いると、奥行きが同じ＊まで、利
用出来る光束が２倍となり、明るさが２倍に向上する。
１の幅をＷとすると、（ＩＩ）の平面鏡を用いない場合
は、入射面１１Ａの角度をａｒｃｅｏｓ（Ｗ／Ｄ）とな
るように設定すると、管状光［１０の反射面１１Ｂによ
る鏡像１０１はスダレ状にＷ／Ｄ倍に引き伸ばされて見
えるので、平均輝度は管状光源１０の表面輝度のＤ／Ｗ
倍になる。一方、（１）に示す本発明の平面鏡１２を用
いた場合、平面鏡１２により管状光源１０の鏡像１０゛
が生じるので、入射面１１Ａの角度をａｒｃｅｏｓ（Ｗ
／ ２ Ｄ ）となるように設定すると、２倍の管径の
光源を用いたのと同じこととな−る。よって、管状光源
の鏡像１０’はＷ／２Ｄ倍に引き伸ばされ、平均輝度は
管状光［１０の２Ｄ／Ｗ倍となる。このように、本発明
の如く平面鏡１２を用いると、奥行きが同じ＊まで、利
用出来る光束が２倍となり、明るさが２倍に向上する。
上記したように、本発明によれば、浅い奥行きで広い画
面を照明することが出来るので、リニアフルネルプリズ
ム板１１と平面鏡１２とのなす角度θを３０”以下の小
さい角度とすることもでき、照明装置をより薄型とする
ことが可能となる。
面を照明することが出来るので、リニアフルネルプリズ
ム板１１と平面鏡１２とのなす角度θを３０”以下の小
さい角度とすることもでき、照明装置をより薄型とする
ことが可能となる。
また、管状光源１０として蛍光放電管を用いると、蛍光
体層の配光分布は完全拡散面に近いので、管表面の輝度
は管表面の視線のなす角度に殆ど依存せず、はぼ一様な
輝度を有する帯状光源と同じに見なされる。従って、第
３図に示した状態では、はぼ一様な輝度の縞が観察され
、表示パネル１３の全体をほぼ均一な輝度で照射し、明
るさのムラを少な（することが出来る。尚、上記綿が問
題となる場合には、光源の表面に拡散透過板を設置する
と問題は無い。＊た、管状光源１０から出る光のうち、
リニアフルネルプリズム板１１や平面鏡１２に向かわな
い光は照明に寄与しないので、光源の内壁や外壁の一部
に反射層を設けるか、あるいは光源の外壁に近接して樋
状の反射鏡を設け、必要な方向の光の強度を増すことが
出来、該方法を用いると、輝度は３０〜７０％向上する
。
体層の配光分布は完全拡散面に近いので、管表面の輝度
は管表面の視線のなす角度に殆ど依存せず、はぼ一様な
輝度を有する帯状光源と同じに見なされる。従って、第
３図に示した状態では、はぼ一様な輝度の縞が観察され
、表示パネル１３の全体をほぼ均一な輝度で照射し、明
るさのムラを少な（することが出来る。尚、上記綿が問
題となる場合には、光源の表面に拡散透過板を設置する
と問題は無い。＊た、管状光源１０から出る光のうち、
リニアフルネルプリズム板１１や平面鏡１２に向かわな
い光は照明に寄与しないので、光源の内壁や外壁の一部
に反射層を設けるか、あるいは光源の外壁に近接して樋
状の反射鏡を設け、必要な方向の光の強度を増すことが
出来、該方法を用いると、輝度は３０〜７０％向上する
。
比工ｌ阪ａ然果
以上の説明より明らかなように、この発明に係る照明装
置によれば、リニアフルネルプリズム板と反射鏡となる
平面鏡をＶ字型に配置し、該Ｖ字型の開口部に管状光源
を配置した構成とすることにより、光源からの光の利用
率を高める事ができ、上記平面鏡を配置しない場合の奥
行きと同じままで利用できる光束がほぼ２倍となり、明
るさをはぽ２倍に向上させることが出来る。よって、照
明装置を薄型で、明るくすることが出来ると共に、リニ
アフレネルプリズム板と平面鏡とを光源より離れるに従
って互いに近接する配置としたことにより、輝度もほぼ
一様とすことが出来、照明ムラを減少できる等の種々の
効果を有するものである。
置によれば、リニアフルネルプリズム板と反射鏡となる
平面鏡をＶ字型に配置し、該Ｖ字型の開口部に管状光源
を配置した構成とすることにより、光源からの光の利用
率を高める事ができ、上記平面鏡を配置しない場合の奥
行きと同じままで利用できる光束がほぼ２倍となり、明
るさをはぽ２倍に向上させることが出来る。よって、照
明装置を薄型で、明るくすることが出来ると共に、リニ
アフレネルプリズム板と平面鏡とを光源より離れるに従
って互いに近接する配置としたことにより、輝度もほぼ
一様とすことが出来、照明ムラを減少できる等の種々の
効果を有するものである。
第１図はこの発明の実施例を示す側面図、第２図はこの
発明に用いるリニアフレネルプリズム板の断面図、第３
図（１）はこの発明装置の作用を示す図面、第３図（Ｉ
ｆ）は従来装置の作用を示す図面、第４図および第５図
は従来例を示す概略図である。 １００．管状光源 １１０．リニアフレネルプリズム板 １２０．平面鏡 １３００表示パネル
発明に用いるリニアフレネルプリズム板の断面図、第３
図（１）はこの発明装置の作用を示す図面、第３図（Ｉ
ｆ）は従来装置の作用を示す図面、第４図および第５図
は従来例を示す概略図である。 １００．管状光源 １１０．リニアフレネルプリズム板 １２０．平面鏡 １３００表示パネル
Claims (1)
- （１）管状光源と、リニアフレネルプリズム板と、平面
鏡とを備え、 上記リニアフレネルプリズム板と平面鏡とを鋭角をなす
ように一端を互いに接するとともに他端を離反させてＶ
字型に配置し、該Ｖ字型の開口位置に管状光源を設置し
た構成としたことを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277625A JPS61158367A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277625A JPS61158367A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61158367A true JPS61158367A (ja) | 1986-07-18 |
| JPH0327909B2 JPH0327909B2 (ja) | 1991-04-17 |
Family
ID=17586029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59277625A Granted JPS61158367A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61158367A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64904A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-05 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | Backlight device |
| JPH01126627A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-18 | Hitachi Ltd | 液晶表示装置 |
| JPH03144486A (ja) * | 1989-10-31 | 1991-06-19 | Enplas Corp | 面光源装置 |
| JPH04104125A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-04-06 | Mitsubishi Electric Corp | 液晶表示装置 |
| JPH0489907U (ja) * | 1990-09-19 | 1992-08-05 | ||
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| US6224223B1 (en) | 1997-12-22 | 2001-05-01 | Casio Computer Co., Ltd. | Illumination panel and display device using the same |
| US6356391B1 (en) | 1999-10-08 | 2002-03-12 | 3M Innovative Properties Company | Optical film with variable angle prisms |
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-
1984
- 1984-12-29 JP JP59277625A patent/JPS61158367A/ja active Granted
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