CN103939791A - 照明装置及使用其的图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种成本低且具有均匀的亮度变化的照明装置以及将其作为背光源使用的图像显示装置。本发明的照明装置包括:在内表面设置有反射层的具有曲面形状的基座;与反射层相对配置并射出上述照明装置的照明光的光学片;位于基座与光学片之间的空间中,包含在第一方向射出光的多个第一光源和第二光源的光源组;安装该光源组的光源基板;以覆盖上述光源组的上述光学片一侧的方式设置,用于将来自上述光源组的光导向规定方向的配光调整部件。从上述光源组射出的光的方向为与光学片的光的出射面平行的方向,反射层(1)以载置光源基板的位置为基准,分别在上述第一和第二光源的光射出方向上以凹部朝向上述光学片一侧的方式弯曲。
Description
技术领域
本发明涉及照明装置以及将其作为背光源装置使用的图像显示装置。
背景技术
照明装置除了室内照明和室外照明等一般性照明用途外,还用作使用液晶面板作为显示设备的液晶显示装置等非发光型显示装置的背光源装置。特别是,作为背光源装置使用的照明装置从低耗电、长寿命考虑,多使用LED(Light Emitting Diode,发光二极管)作为光源。
使用LED作为光源的照明装置,尤其是为了大面积照明而使照射面构成平面状的平面照明装置具有用于将从LED出射的光变为均匀的面光源的光学系。作为该平面照明装置的以往技术例如已知有专利文献1中记载的内容。专利文献1公开了如下结构的背光源装置:在导光板上形成槽状凹部,在该槽状凹部中配置侧发光型LED,通过设置在导光板下表面侧的散射反射部件使亮度分布均匀化,将光照射到液晶面板上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-236701号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
上述专利文献1中记载的技术由于需要作为具有与液晶面板显示面大致相同面积的高价的光学部件的导光板,增加了成本。此外,在专利文献1的技术中,从液晶面板侧看导光板时LED位置部分相比其它位置在局部上亮度更高,即产生亮点(hot spot)。在专利文献1中未对亮点加以考虑,存在降低照明液晶面板的光的空间均匀性(以下将亮度均匀性的降低称为“亮度不均”)的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的,提供成本低且亮度不均的情况少的照明装置以及将其用作背光源的图像显示装置。
用于解决技术问题的手段
本发明的一种实施方式以发明技术方案的范围中记载的结构为特征。更具体来说,本发明的照明装置的特征在于,包括:在内表面设置有反射层的具有曲面形状的基座;与该基座的反射层相对地配置,射出上述照明装置的照明光的光学片;位于上述基座与上述光学片之间的空间中,包含在第一方向射出光的多个第一光源和在与该第一方向相反的第二方向射出光的多个第二光源的光源组;安装上述光源组且载置于上述基座的光源基板;以覆盖上述光源组的上述光学片一侧的方式设置,用于将来自上述光源组的光导向规定方向的配光调整部件,其中,从上述光源组射出的光的上述第一方向和上述第二方向为在上述基座与上述光学片之间的空间中与上述光学片的光的出射面平行的方向,上述多个第一光源排列在与上述第一方向正交的方向上,上述多个第二光源排列在与上述第二方向正交的方向上,上述基座内表面的反射层以载置上述光源基板的位置为基准,分别在上述第一方向和上述第二方向上以凹部朝向上述光学片一侧的方式弯曲。
发明的效果
通过本发明可提供成本低且空间亮度均匀性高的照明装置以及将其作为背光源装置使用的图像显示装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的平面照明装置在X-Y平面上的一个例子的示意图。
图2是表示本发明的实施方式的平面照明装置在Y-Z平面上的一个例子的示意图。
图3是表示本发明的实施方式的平面照明装置在Y-Z平面上的一个例子的示意图。
图4是表示本发明的光源基板2与反射片10以及基座11的关系的说明图。
图5是表示本发明的实施方式的光源基板和光源配置的一个例子的示意图。
图6是表示本发明的实施方式的光源基板和光源配置的一个例子的示意图。
图7是表示本发明的实施方式的光源基板和光源配置的一个例子的示意图。
图8是表示本发明的实施方式的光源基板在Y-Z平面上的一个例子的示意图。
图9是说明本发明的反射层1的一个例子的示意图。
图10是说明本发明的实施例1的配光调整部件4的一个例子的示意图。
图11是表示本发明的实施例1的平面照明装置在Y-Z平面上的光线例的示意图。
图12是说明本发明的实施例2的配光调整部件4的一个例子的示意图。
图13是表示本发明的实施例2的平面照明装置在Y-Z平面上的光线例的示意图。
图14是说明本发明的实施例3的配光调整部件4的一个例子的示意图。
图15是说明本发明的实施例4的配光调整部件4的一个例子的示意图。
图16是说明本发明的实施例5的配光调整部件4的一个例子的示意图。
图17是表示本发明的实施例6的平面照明装置在Y-Z平面上的一个例子的示意图。
附图标记的说明:
1……反射层
2……光源基板
28……第一光源基板
29……第二光源基板
3……光源
31……第一光源
32……第二光源
4……配光调整部件
6……发光面
7……基板第一端部
8……基板第二端部
9……光源基板下表面
10……反射片
11……基座
12……连接件
13……固定用结构物
14……电路基板保持用结构部件
15……电路基板
16……电路基板
17……通孔
50……从光源基板端到反射层最下部的距离
51……从反射层最下部到反射层拐点的距离
52……从反射层拐点到反射层端部的距离
d1~d5……光源间距离
a1……从发光面6到光源基板2的Y方向上的距离
a2……从基板上端到发光面6的中央的Z方向上的距离
θ1……从发光面6射出的光中未被光源基板2反射/吸收的边界的光的角度
21……配光调整部件4的第一面
22、25……配光调整部件4的第二面
23、24……配光调整部件4的第三面
26……配光调整部件4的第四面
30……散射面
33……遮光面
c1~c10……光线
具体实施方式
以下针对本发明的实施方式利用附图详细地进行说明。此外,以下的说明用于说明本发明的一个实施方式,并非限定本发明的范围。因此,领域技术人员可采用将以下说明的各要素或全部要素替换成与其相当的要素的实施方式,这些实施方式也包含在本发明的范围内而无须明言。
【实施例1】
首先针对本实施方式的照明装置以及图像显示装置的整体结构参考图1~图3进行说明,之后针对用于消除亮度不均的本实施方式的结构进行说明。由于本实施方式中说明的照明装置为光出射面为平面状且照射面状光的结构,以下称为“平面照明装置”。本实施方式的照明装置的照明光的出射面(面状光的照射面)为长方形。此外,以下将本发明中平面照明装置射出面状光的面定义为出射面,将出射面的短边方向即出射面的垂直方向(纵向)定义为Y方向,将出射面的长边方向即出射面的水平方向(横向)定义为X方向,将深度方向(与出射面正交的方向)定义为Z方向。
图1是从出射面侧观察本实施例的平面照明装置的一个例子在X-Y平面上的示意图。图2是表示本实施方式的平面照明装置和图像显示装置的一个例子的Y-Z平面的截面图。
如图1所示,本实施方式的平面照明装置100具有设于基座(其形状等细节后述)的内表面上的反射层1、向Y方向上侧和下侧射出光的光源组3、安装光源组3的光源基板2、以及配光调整部件4。在此,如图1所示,光源组3包括向Y方向上侧(第一方向)射出光的光源即第一光源31、向作为与Y方向上侧相反的方向的Y方向下侧(第二方向)射出光的光源即第二光源32。此外,以下有将光源组3中的单个光源称为“光源3”的情况。
第一光源31在与其光出射方向(第一方向)正交的方向即X方向上排列有多个。此外,第二光源32也在与其光出射方向(第二方向)正交的方向即X方向上排列有多个。这样,如图1和图2中箭头所示,光源组3的各光源的光出射方向大致与Y方向平行,并且与平面照明装置100的出射面(面状光的照射面)平行。在此,向Y方向上侧射出光的光源3配置在光源基板2的Y方向上侧,向Y方向下侧射出光的光源3配置在光源基板2的Y方向下侧。由此,如下所述能够减少光源基板2的端部带来的一次反射光量。
此外,在本实施例中,第一光源31和第二光源32以在Y方向上不互相重叠的方式沿着X方向交错排列并安装在光源基板2上。进一步地,光源基板2在X方向上的中心被分割成两部分。即,本实施方式的光源基板2由沿着X方向排列的两个光源基板所构成。但也可如下所述由一个光源基板构成光源基板。
作为构成光源组3的光源,例如可使用侧发光型发光二极管(LightEmitting Diode,LED)、激光二极管(Laser Diode,LD)等发光元件。在以上的实施方式的说明中使用发出白色光的侧发光型LED作为光源。
此外,如图2所示,本实施方式的平面照明装置100配备具有曲面形状的基座11、由与该基座相对地设置的一个或多个透光性片状部件构成的光学片(组)40、和设置在安装光源组3的光源基板2上且用于调整从光源组3射出的光的方向以导向规定方向的配光调整部件4。配光调整部件4由如下所述的具有透光性的透明树脂构成,在其Y方向中心部分上,在X方向的多个位置上通过螺丝25安装在光源基板2上。配光调整部件4在光源基板2上的安装也可例如利用双面胶带或粘合剂进行。此外,在利用螺丝25将配光调整部件4安装到光源基板2的情况下,优选尽量减小在光源基板2和配光调整部件4上形成的螺孔以及螺丝25的直径,使得形成在光源基板2上的向光源组3提供电力的电路图案彼此不发生短路。
安装在光源基板2上的光源组3在基座11的反射层1与光学片40之间的空间中向Y方向射出光。来自光源组3的光的一部分被配光调整部件4导向Y方向,被反射层1反射向光学片40的方向。此外,来自光源组3的光的另一部分直接地被反射层1反射向光学片40的方向。此外,入射到配光调整部件4的光的一部分透射配光调整部件4入射到光学片40中。入射到这些光学片40的光通过光学片40的散射作用均匀化,以及/或者提高亮度,作为照明光向Z方向前侧照射。即,光学片40的出射面为平面照明装置的照明光的出射面。针对上述本实施例中的光学作用的细节在后面说明。
在本实施例中,反射层1例如由利用白色树脂形成的反射片10构成。该反射片10安装在具有曲面的基座11的内表面上。如图2所示,基座11以Y方向的中央部分向光学片40一侧突出的方式隆起,其顶部形成有平坦面。光源基板2载置在该平坦面上。并且如图所示,以载置光源基板2的位置为基准,基座11在该载置位置的Y方向上侧和Y方向下侧分别以凹部(凹面)朝向光学片40一侧的方式(即凸部(凸面)朝向Z方向背侧的方式)弯曲。该弯曲的基座11的Z方向最低点的位置比光源基板2的位置更靠平面照明装置100的背面侧(Z方向背侧)。
在此,反射片10以沿着基座11的曲面形状的方式在多个位置上通过多个铆钉或螺丝等固定用结构物13被固定在基座11上。作为其替代,也可通过双面胶带或粘合剂等粘合材料将反射片10固定在基座11的内表面。这样,通过将反射片10安装在基座11的内表面,反射层1即反射片10的形状为大致与基座11的曲面形状一致的形状。此外,在通过铆钉等固定用结构物13固定基座11和反射片10的情况下,优选使至少一个固定用结构物13在Z轴方向上位于比光源组3更远离出射面的位置上。在本实施例中将安装在基座11的内表面的反射片11作为反射层1,而作为其替代,也可例如由涂敷在基座11的内表面上的白色涂料(墨水)构成反射层1。此外,作为反射层1的反射片11、白色涂料或镜面都可具有对光进行散射的同时进行反射的散射反射功能。
此外,光源基板2中,与用于向光源组3提供电力的电源线(未图示)相连接的连接件12被安装在与安装光源组3的面相反的面上。连接件12通过预先形成在反射层1和基座11上的孔来贯通反射层1和基座11,露出到基座11的外侧(Z方向背侧)。上述电源线连接到该露出的连接件12上。此外,光学片40包含散射片(板)41、水平棱镜片42和亮度增强片43而构成。此外,在本实施例中如上所述以3片构成光学片40,但构成的片的种类以及片数并不限定于此而无须明言,也可使用垂直棱镜片等其它光学片。
图3是表示使用本实施例的平面照明装置100的图像显示装置的一个例子在Y-Z平面上的截面图。所述图像显示装置通过利用未图示的面板保持部件将液晶面板24安装在平面照明装置100的出射面侧(光学片40的出射面侧),并且在基座11的背面侧设置电路基板15和/或电路基板16而构成。为了在具有曲面的基座11上保持电路基板15,使用例如支柱等电路基板保持用结构部件14将电路基板15安装固定在比弯曲的基座11的最低点更靠Z方向背侧的位置上。电路基板保持用结构部件14由在其中心设置例如螺孔的部件或铆钉等保持部件等构成。
在此,如图3的电路基板15,通过将电路基板15配置在图像显示装置的Y轴方向的大致中央即与安装光源基板2的位置大致相同的位置上,能够使图像显示装置的Y轴方向的两端变薄。此外,如图所示,通过将电路基板16配置在图像显示装置的Y轴方向上侧,尤其是配置在比Y方向上侧的弯曲的基座11的最低点更靠Y方向上侧的位置上,能够使图像显示装置的深度(Z方向的尺寸)变薄。此外,将电路基板16配置在Y轴方向上侧是为了形成使电路基板16产生的热量容易散发的构造。尤其是提供电源的电源基板等发热量大的电路基板优选配置在Y轴方向上侧。因此,可在电路基板15上安装例如用于处理图像信号的信号处理电路或驱动光源组3的驱动电路等,而在电路基板16上安装发热量大的电源电路。
但本发明并不限定于此。例如,可不配置电路基板15,在比Y方向上侧的弯曲的基座11的最低点更靠Y方向上侧的位置上配置多个电路基板16,分别安装信号处理电路或驱动电路和电源电路。此外,也可在比Y方向下侧的弯曲的基座11的最低点更靠Y方向下侧的位置上配置安装有信号处理电路或驱动电路等的电路基板,在比Y方向上侧的弯曲的基座11的最低点更靠Y方向上侧的位置上配置安装有电源电路的电路基板16。
接着,参考图4针对光源基板2与反射片10的构造上的位置关系进行说明。图4是经过设于光源基板2的通孔17的中心的Y-Z平面上的截面图。此外,图4中省略光源。通孔17为以贯通光源基板2的方式设置的贯通孔,为了散发光源3产生的热量,优选设置在光源3的附近。在此,通过通孔17的内部以不与光源基板的光源安装面(上表面S)以及下表面B相接的方式形成散热效率高的导电性面(图4中阴影表示的区域),可不考虑S面与B面的金属的连接。此外,如图4(a)所示,通过以与光源基板2的下表面B相接的方式设置反射片10,由于反射片10不具有导电性,能够进一步地强化光源基板2与基座11的绝缘性。此外,如图4(b)所示,在将反射片10配置在光源基板2上的情况下,由于热传导率往往比反射片10更高的基座11被连接到光源基板2,能够获得高效散发光源基板2的热量的效果。此时,可在光源基板2与基座11之间夹入热传导片或绝缘片等。
在上述的例子中,将反射片10设置在光源基板2的上表面S或下表面B,但不一定必须如此。反射片10也可配置到光源基板2的端部附近。但这种情况下,或者如图4(a)的情况,在光源基板2的S面不配置反射片的情况下,为了提高光源基板2的反射效率,可对光源基板2的S面施以白色涂装。
接着,利用图5~图7针对安装在光源基板2的光源组3的配置的例子进行说明。图5和图6所示的光源基板2为通过两个光源基板构成光源基板2的例子,各图中展示了两个光源基板中的一个的例子。此外图7表示通过一个光源基板构成光源基板2的例子。
图5表示安装在光源基板2上的光源组3的配置的一个例子。图5的例子中,安装在光源基板2上的光源组3由向Y方向上侧(第一方向)射出光的多个第一光源31和向Y方向下侧(第二方向)射出光的多个第二光源32构成,多个第一光源31和多个第二光源32分别在X轴上相互错开地配置。此时,在Y轴方向上,第一光源31与第二光源32之间设有规定距离的间隙(例如数mm~数cm左右)。因此,第一光源31与第二光源32交替地沿着X方向交错排列。即,相对于向Y方向上侧射出光的第一光源31,X轴上邻接的第二光源32向Y方向下侧射出光。在本例中,X轴上光源组3的各光源之间的距离(邻接的第一光源31与第二光源32的距离)从基板第一端部7到基板第二端部8逐渐减小。在此,基板第一端部7为平面照明装置100的出射面的X方向端部侧,基板第二端部8为X方向中央侧。
将图5所示的光源基板2作为平面照明装置100使用的情况下,通过以基板第二端部8相邻的方式另外配置一个如图5的、180度旋转后的光源基板2,能够缩短配置在平面照明装置的大致中央的光源3之间的距离。这与X轴上光源3之间的距离为等间隔的情况相比,能够使平面照明装置的大致中央的亮度比平面照明装置的端部的亮度更高。尤其是在将该平面照明装置100用于图像显示装置的情况下,可形成在图像显示装置的大致中央上具有亮度峰值的亮度变化。
在此,针对X轴上光源3之间的记录进行说明。为了在平面照明装置100的出射面上形成平缓的亮度变化,优选使X轴上光源3之间的距离逐渐变化且最小间隔与最大间隔之比为0.6以上。在最小间隔与最大间隔之比未达到0.6的情况下,亮度变化变得急剧,容易作为亮度不均而被认知。因此,在图5的例子中,以基板第一端部7附近的X轴上3个光源之间的距离d1和d2与基板第二端部8附近(即平面照明装置100的出射面的中央部)的X轴上3个光源之间的距离d3和d4满足以下公式1的方式构成。
(公式1)MIN(d3,d4)/MAX(d1,d2)≥0.6
在此,MIN表示最小值,MAX表示最大值。通过这样构成,可获得平面照明装置的大致中央的亮度比平面照明装置的端部的亮度更亮且形成平缓的亮度变化的平面照明装置。此外,可使d1与d2的大小相等,进一步地使d3与d4的大小相等,也可使d1>d2及d3>d4。
图6表示安装在光源基板2的光源组3的配置的另一例子。在图6的例子中,安装在光源基板2上的光源组3由向Y方向上侧(第一方向)射出光的多个第一光源31和向Y方向下侧(第二方向)射出光的多个第二光源32所构成,将多个第一光源31和多个第二光源32分别在X轴上相同地配置。此时,在Y轴方向上,第一光源31与第二光源32之间设有规定距离的间隙(例如数mm~数cm左右)。
将图6所示的光源基板2用于平面照明装置100的情况下,通过以基板第二端部8相邻的方式另外配置一个如图6的、180度旋转后的光源基板2,能够缩短配置在平面照明装置的大致中央的光源3之间的距离。其与X轴上光源3之间的距离为等间隔的情况相比,能够使平面照明装置的大致中央的亮度比平面照明装置的端部的亮度更高。尤其是在将该平面照明装置100用于图像显示装置的情况下,可形成在图像显示装置的大致中央上具有亮度峰值的亮度变化。
在该图6中也优选使X轴上光源3之间的距离从基板第一端部7到基板第二端部8逐渐减小且最小间隔与最大间隔之比为0.6以上。因此,在图6的例子中,也以基板第一端部7附近的X轴上3个光源之间的距离d1和d2与基板第二端部8附近(即平面照明装置100的出射面的中央部)的X轴上3个光源之间的距离d3和d4满足以上公式1的方式构成。
通过这样,可获得平面照明装置的大致中央的亮度比平面照明装置的端部的亮度更亮且形成平缓的亮度变化的平面照明装置。在该例中也与图5同样地,可使d1与d2的大小相等,进一步地使d3与d4的大小相等,也可使d1>d2及d3>d4。
图7表示安装在光源基板2上的光源组3的配置的一个例子。图7的例子也与图5的例子同样地由向Y方向上侧(第一方向)射出光的多个第一光源31和向Y方向下侧(第二方向)射出光的多个第二光源32构成,多个第一光源31和多个第二光源32分别在X轴上相互错开地配置。此时,在Y轴方向上,第一光源31与第二光源32之间设有规定距离的间隙(例如数mm~数cm左右)。因此,第一光源31与第二光源32交替地沿着X方向交错排列。即,相对于向Y方向上侧射出光的第一光源31,X轴上邻接的第二光源32向Y方向下侧射出光。
图7的例子与图5的例子不同之点在于图5的例子由在X方向中央上分割的两个光源基板构成光源基板2,而图7的例子由一个光源基板构成光源基板2。因此,在图7中,基板第一端部7位于平面照明装置10的出射面的X方向左端侧,基板第二端部8位于平面照明装置10的出射面的X方向右端侧。此外,具有图7中d5所示的间隔的两个光源位于平面照明装置10的出射面的X方向中央侧。
在本例中,还优选使X轴上光源组3之间的距离从基板第一端部7以及基板第二端部8到基板大致中央部逐渐减小,从基板大致中央部到基板第一端部7以及基板第二端部8逐渐增大,优选最小间隔与最大间隔之比为0.6以上。即,以基板第一端部7或者基板第二端部8附近的X轴上3个光源之间的距离d1和d2与基板大致中央部的X轴上2个光源之间的距离d5满足以下公式2的方式构成。
(公式2)d5/MAX(d1,d2)≥0.6
在此,MIN表示最小值,MAX表示最大值。通过这样构成,即使在利用一个光源基板2构成平面照明装置的情况下,也可获得平面照明装置的大致中央的亮度比平面照明装置的端部的亮度更亮且形成平缓的亮度变化的平面照明装置。此外,可使d1与d2的大小相等,或可使d1>d2。
接着,利用图8针对本实施例的平面照明装置中光源基板2、光源组3以及反射层1的位置关系和光源基板2的端部带来的一次反射光量进行说明。图8为了简化说明,仅展示向Y-Z平面上光源基板2的Y方向上侧射出光的光源组3(即第一光源31)和Y方向上侧的反射层1,此外从图示中除去配光调整部件4。此外,光源3(在此为第一光源31)具有发光面6,该发光面6进行朗伯分布的发光。即,相对于从发光面6向垂直方向射出的光(发光强度I),向角度θ1方向射出的发光强度由I×cos(θ1)表示。以下令角度θ1为从发光面6射出的光中不被光源基板2反射/吸收的边界的光的角度。
在图8中,相对于从发光面6向垂直方向射出的光,具有比θ1更大角度的光被光源基板2反射(一次反射光量)/吸收。此外,由于发光面6到光源基板2的距离非常小,因此发光面6所照射的面积(范围)也小,从平面照明装置100的出射面侧观察,光源3的发光面6的Y轴方向附近产生该一次反射光量导致的非常明亮的点即亮点。该亮点与其周围相比亮度非常大,产生急剧的亮度变化,成为亮度不均的原因。
本实施例通过最大地优化光源发光面6到光源基板2在Y方向上的距离a1与光源基板2的上表面(光源安装面)到发光面6的中央在Z方向上的距离a2,减少上述一次反射光量,能够抑制亮度不均。
例如,在a1=a2的情况下,θ1=45°,若令0°~θ1的光通量为E1,令θ1~90°的光通量为E2,则作为光通量之比的E2/E1约为0.40。此外,在a1=(a2/2)的情况下,θ1=63.5°,作为光通量之比的E2/E1约为0.12。即,a1的值越小,则光源基板2的一次反射光量也变小,并且能够减少光源基板2的光吸收量。但令a1无限接近0意味着将光源3配置在光源基板2的端部,降低了散热性能和光源的易安装性。即,一次反射光量的降低与散热性能及易安装性的提高具有折衷的关系。
因此,在本实施例中通过选择a1和a2的值使得θ1≥30°,减少光源基板2的一次反射光量并且实现散热性能和易安装性的提高。换而言之,本实施例使连结供应的发光面6的中心与光源基板2的光源安装面的光出射侧端的直线和经过光源3的发光面6的中心的、与发光面6垂直的直线所成的角度θ1在30°以上。在此,θ1=30°的情况下,作为光通量之比的E2/E1约为0.95,被光源基板2反射/吸收的光通量E1大致与未入射到光源基板2的光通量E2相等。另一方面,在θ1<30°的情况下,由于一次反射光量相对于0°~90°中的总光通量所占比例在1以上,在光源3的Y轴方向附近由该一次反射光量导致的亮点的强度非常大,产生了因急剧的亮度变化导致的亮度不均。
上述的图8的说明仅针对Y方向上侧进行说明,对于Y方向下侧也相同而无须明言。
接着,针对角度θ1上从发光面6射出的光与反射层1的关系进行说明。光源附近的反射层1位于比光源基板2的下表面9更靠Z方向背面侧的位置上。当反射层1形成在光源基板2的下表面9的延长线上时,角度θ1上从发光面6射出的光在点P的位置被反射。但如图8所示,通过以使载置光源基板2的反射层1的平面部分的光出射方向侧(Y方向上侧)的端部位于比点P更靠Y方向下侧的位置的方式来形成反射层1,使得角度θ1上从发光面6射出的光在位于载置光源基板2的平面部分前方的、具有曲面形状的反射层1上的点Q上被反射,能够使反射位置位于更加远离光源3的位置。此外,通过这样形成反射层1,也增大了发光面6照射的面积(范围),并且能够通过反射层1的形状来控制反射光的角度,能够获得平缓的亮度变化的平面照明装置。
接着,利用图9针对所述反射层1的形状进行说明。图9为了简化说明,仅展示向Y-Z平面上平面照明装置100的Y方向中央部开始的Y方向上侧,此外从图示中除去配光调整部件4。
如图所示,载置光源基板2的平面部分之外的反射层1的截面形状并非直线,而是成曲线形状。该曲线形状为如下形状:在载置光源基板2的平面部分(接近光源组3)端部(起点)b1到Y方向上侧的中央位置b5的区间中具有凹部(凹面)朝向Z方向前侧(光学片40侧)的曲面的顶点b2(与上述“最低点”相同),并在从该顶点b2到Y方向前端部b4的区间中具有拐点b3。顶点b2位于比光源基板2更靠平面照明装置100的背面侧(Z方向背侧)的位置上。拐点b3上曲线斜率的变化率(d2Z/dY2)为零(0)。这样的曲线形状例如可利用三次曲线或圆弧的组合来近似。此外,也可具有多个顶点b2和拐点b3,此时可通过连接三次曲线或圆弧来近似。
进一步地通过图9说明基于本实施例的曲面的反射层1的光线反射的情况。从光源3射出的光线中的在端部b1到顶部b2的区域50反射的光线以在比顶点b2更靠Y方向远端(上侧)变密的方式反射。即,抑制端部b1附近的亮度,增加比顶点b2更靠远端的亮度。此外,在顶点b2到拐点b3的区域51反射的光线由于被原样地反射到对应的光学片40侧,因此维持了Y方向中央部的亮度。另一方面,在拐点b3到前端部b4的区域52反射的光线向光学片40的Y方向端部侧发散,增加端部的亮度。其结果,对于向光学片40入射的光,在各区域50、51、52反射的光线相互重合,其结果可使向光学片40入射的光从光源3附近到Y方向端部的范围内被均匀化。上述图9的说明中仅对Y方向上侧进行说明,但在Y方向下侧也具有相同的光学作用。
通过这样地形成反射层1,大部分从光源(在此为第一光源31)出射的光被反射层1反射/散射,向Y方向上侧传播。但一部分从光源射出的光(例如图9中的c1)没有被反射层1反射/散射,成为直接入射到光学片40的直接入射光。这种直接入射光由于未被反射层1反射/散射,若从平面照明装置的出射面侧观察则在光源3的Y轴方向附近产生直接入射光导致的亮度不均。
接着,利用图10针对用以抑制上述直接入射光导致的亮度不均的配光调整部件4的形状和功能。图10是表示Y-Z平面上向光源基板2的Y方向上侧射出光的第一光源31与Y方向上侧的配光调整部件4的位置关系以及配光调整部件4中光线前进的情况的图。
配光调整部件4具有:位于光源3的Z方向前侧(即光学片40侧)的由曲面构成的第一面21;位于比光源3的发光面6更靠Y方向上侧的位置且大致与发光面6平行的第二面22;和在光源组3的Z方向前侧(即光学片40侧)且位于比第一面21更靠光源一侧的位置,并且与光源基板2的上表面相对且大致与发光面6垂直的第三面23。此外,配光调整部件4例如由聚碳酸酯、丙烯酸树脂等透明树脂材料构成。此外,如图所示,第一面21为凸面朝向Z方向前侧(即光学片40侧)的曲面,此外,第二面22与第一面21和第三面23相连接。这样,本实施例的配光调整部件4具有比光源(在此为第一光源31)的发光面6更向来自光源的光的出射方向即Y方向上侧突出、且罩着(覆盖)光源的Z方向前侧(即光学片40侧)的形状。此外,第一面21、第二面22、第三面23都实施过镜面加工,即所谓透射面。
在图10中,从发光面6射出的光c1被配光调整部件4的第三面23所折射,成为光线c2。光线c2在配光调整部件4中前进,到达第一面21。在此,由于第一面21为分隔配光调整部件4与空气的面,光线c2想要从折射率较大的配光调整部件4进入折射率较小的空气层。通过以使在第三面折射后的光被全反射的方式来形成第一面21的形状,则能够如图10所示使光传播到Y方向上侧。在第一面21上全反射的光线c3在第二面22上被稍微折射,成为光线c4,进入反射层1与光学片40之间的空间内的空气中。即,配光调整部件4的第二面22成为模拟发光面。
这样,配光调整部件4具有将来自光源组3的光导向规定方向(本例中为Y方向上侧)的光学作用,对于安装在光源基板2上的光源3中不易处理的光线方向的调整或控制,能够通过第一面21的形状进行调整或控制。如上所述,通过使第一面21为曲面形状,使光全反射,能够抑制直接入射光导致的亮度不均。
上述图10的说明中仅对Y方向上侧进行说明,而Y方向下侧也相同,即配光调整部件4为以经过光源基板2的中心的X轴为基准成为Y方向上下对称的形状。此外,配光调整部件4的Y方向上的尺寸例如为平面照明装置的出射面的Y方向尺寸的1/10以下,例如1~5cm左右。因此,比起具有大致与平面照明装置的出射面相同面积的导光板能够以更低成本使来自光源的光适当地形成面状光。
在图11中表示上述由反射层1、光源基板2、光源3、配光调整部件4以及光学片40所构成的平面照明装置100的Y-Z平面图。图11仅展示平面照明装置100的Y方向中央部开始的Y方向上侧。如图所示,来自光源(在此为第一光源31)的发光面的光向Y方向上侧基座11的反射层1与光学片40之间的空间射出。该光的一部分从配光调整部件4的第三面23入射到配光调整部件4的内部。然后通过配光调整部件4的第一面21的全反射抑制直接入射到光学片40的直接入射光,大部分光在入射到光学片40之前从第二面22向Y方向上侧射出,在反射层1反射/散射。此外,从光源未入射到配光调整部件4的光的大部分直接入射到反射层1,在反射层1被反射/散射。反射层1对这些光的反射/散射的情况如图10所示。在反射层1被反射/散射的光入射到光学片40时,通过反复反射/透射/散射,与反射层1发生多重反射,能够获得出射面的照明光的空间亮度变化平缓的平面照明装置。
通过如上的本实施例,通过具有上述的曲面或者弯曲形状的反射层1和配光调整部件4,能够抑制光源基板2端部导致的一次反射光量,并且能够抑制直接入射光导致的亮度不均。并且,通过采用从光源3出射的大部分光入射到光学片40之前在反射层1中被反射/散射的结构,能够提供低成本的、具有平缓亮度变化即亮度不均的情况少的平面照明装置100及使用其的图像显示装置。
【实施例2】
在上述实施例1中,以配光调整部件4的第三面23为透射面进行说明。但也可使配光调整部件4的第三面23为具有散射功能的散射面。在该情况下,也能够通过第一面21上的全反射抑制向光学片40的直接入射光,并且增加向光源3的Y方向下侧即发光面6无法直接照射的区域的光的传播量。以下,将该配光调整部件4的结构作为本发明的实施例2参考图12和图13进行说明。此外,具有与实施例1相同结构、功能的部分附以同一记号,省略其详细说明。
图12为表示本发明的实施例2的配光调整部件4的结构的Y-Z平面的截面图。此外,图12仅展示Y-Z平面上向光源基板2的Y方向上侧射出光的光源3(在此为第一光源31)和Y方向上侧的配光调整部件4。
本实施例的配光调整部件4具有:位于光源3的Z方向前侧(即光学片40侧)的由曲面构成的第一面21;位于比光源的发光面6更靠Y方向上侧的位置且大致与发光面6平行的第二面22;和在光源组3的Z方向前侧(即光学片40侧)且位于比第一面21更靠光源侧,与光源基板2的上表面相对且大致与发光面6垂直,并且形成为散射面的第三面24。此外,配光调整部件4例如由聚碳酸酯、丙烯酸树脂等透明树脂材料构成。此外,如图所示,第一面21为凸面朝向Z方向前侧(即光学片40侧)的曲面,此外,第二面22与第一面21和第三面23相连接。这样,本实施例的配光调整部件4具有比光源(在此为第一光源31)的发光面6更向来自光源的光的出射方向即Y方向上侧突出、且罩着(覆盖)光源的Z方向前侧(即光学片40侧)的形状。
此外,第一面21、第二面22都实施过镜面加工,即所谓透射面,第三面24如上所述为散射面。在此,散射面为表面涂敷印刷了具有细微的凹凸的纹理图案的面或具有物理上的凹凸形状的面等,只需具有使光散射的功能即可。
从发光面6射出的光c1在形成为散射面的配光调整部件4的第三面24被折射/散射,成为光线c2、c5、c6。光线c2与实施例1相同,在第一面21上全反射后,在第二面22上被稍微折射,作为光线c4进入反射层1与光学片40之间的空间内的空气中。光线c5和c6为在第三面24被散射的光线。光线c5到达第一面21,但由于相对于第一面21的入射角度较小,在第一面21上折射,作为光线c7进入配光调整部件4的上方(Z方向前侧)的空气中。此外,光线c6到达第二面22,在第二面22折射,作为光线c8进入反射层1与光学片40之间的空气中。此时,光线c7为射向作为发光面6无法直接照射的区域的比发光面6更靠Y方向下侧的区域的光。
这样,通过使第三面24为散射面,并且使第一面21为曲面形状,使光发生全反射,能够抑制直接入射光导致的亮度不均,并增加到发光面6无法直接照射的区域的光的传播量。因此,能够抑制发光面6无法直接照射的区域的亮度低下。
在图13中表示实施例2中由反射层1、光源基板2、光源3、配光调整部件4以及光学片40所构成的平面照明装置100的Y-Z平面图。图13仅展示平面照明装置100的Y方向中央部开始的Y方向上侧。如图所示,来自光源(在此为第一光源31)的发光面的光向Y方向上侧基座11的反射层1与光学片40之间的空间射出。该光的一部分从作为配光调整部件4的散射面的第三面24入射到配光调整部件4的内部。然后,该光的一部分通过配光调整部件4的第一面21的全反射抑制直接入射到光学片40的直接入射光,大部分光在入射到光学片40之前从第二面22向Y方向上侧射出,在反射层1被反射/散射。
此外,在第三面24被散射的光线c7成为射向作为光源3无法直接照射的区域的比光源3更靠Y方向下侧的区域的光,对作为平面照明装置100的大致中央部的区域b0~b1的区域的亮度起到贡献。此外,在作为散射面的第三面24被散射的光线c8虽然为不经反射层1反射/散射而直接入射到光学片40的直接入射光,但由于为在第三面24被散射的光,与无配光调整部件4的情况下的直接入射光相比为足够弱的光,因此不产生急剧的亮度变化。
从光源未入射到配光调整部件4的光的大部分直接入射到反射层1,在反射层1被反射/散射。反射层1对这些光的反射/散射的情况如图10所示。在反射层1被反射/散射的光入射到光学片40时,通过反复反射/透射/散射,与反射层1发生多重反射,能够获得出射面的照明光的空间亮度变化平缓的平面照明装置。
通过如上的本实施例,能够抑制直接入射光导致的亮度不均并且增加到发光面6无法直接照射的区域的光的传播量,能够提供具有平缓亮度变化即亮度不均的情况少的平面照明装置100及使用其的图像显示装置。
【实施例3】
在上述实施例1和实施例2中,以将配光调整部件4的第一面21设为发生全反射的曲面形状的透射面进行说明。但也可使配光调整部件4的第一面21为局部作为散射面和遮光面的具备散射、遮光功能的面。在该情况下,既能够通过第一面21上的全反射来抑制向光学片40的直接入射光,也能够通过局部地具备散射、遮光功能来增加向光源3(在此为第一光源31)的Y方向下侧即发光面6无法直接照射的区域和第一面21的附近区域的光的传播量。以下,将该配光调整部件4的结构作为本发明的实施例3参考图14进行说明。此外,具有与实施例1~2相同结构、功能的部分附以同一记号,省略其详细说明。
图14为表示本发明的实施例3的配光调整部件4的结构的Y-Z平面的截面图。此外,图14仅展示Y-Z平面上向光源基板2的Y方向上侧射出光的光源(在此为第一光源31)和Y方向上侧的配光调整部件4。
本实施例的配光调整部件4具有:位于光源3的Z方向前侧(即光学片40侧)的由曲面构成,且具有散射面30和遮光面33的第一面21;位于比光源3的发光面6更靠Y方向上侧的位置且大致与发光面6平行的第二面22;和在光源组3的Z方向前侧(即光学片40侧)位于比第一面21更靠光源侧的位置,与光源基板2的上表面相对且大致与发光面6垂直,并且形成为散射面的第三面24。此外,配光调整部件4例如由聚碳酸酯、丙烯酸树脂等透明树脂材料构成。此外,如图所示,第一面21为凸面朝向Z方向前侧(即光学片40侧)的曲面,此外,第二面22与第一面21和第三面23相连接。这样,本实施例的配光调整部件4具有比光源(在此为第一光源31)的发光面6更向来自光源的光的出射方向即Y方向上侧突出、且罩着(覆盖)光源的Z方向前侧(即光学片40侧)的形状。
此外,第一面21、第二面22都实施过镜面加工,即所谓透射面,第三面24如上所述为散射面。此外,对第一面21的局部实施处理,以形成扩散面30和遮光面33。在此,散射面为表面涂敷印刷了具有细微的凹凸的纹理图案的面或具有物理上的凹凸形状的面等,只需具有使光散射的功能即可。此外,遮光面为通过在表面上印刷用于遮光的例如含有黑色墨水的涂料或物理的遮蔽物等来将透光率抑制在20%以下的面。
从发光面6射出的光c1在形成为散射面的配光调整部件4的第三面24被折射/散射,成为光线c2、c5、c6。光线c2其一部分在第一面21全反射,一部分在散射面30上散射并透射。被全反射的光在第二面22上被稍微折射,作为光线c4进入反射层1与光学片40之间的空间内的空气中。另一方面,散射并透射的光进入配光调整部件4的上方(Z方向前侧)的空气中。光线c5和c6为在第三面24被散射的光线。光线c5到达具有散射面30的第一面21,但由于相对于第一面21的入射角度较小,在第一面21不被全反射,而被散射反射并透射,进入配光调整部件4的上方(Z方向前侧)的空气中。此外,光线c6直接到达第二面22,在第二面22被折射,作为光线c8进入反射层1与光学片40之间的空气中。此时,被散射面30散射的光线c5为射向作为发光面6无法直接照射的区域的比发光面6更靠Y方向下侧的区域的光。此外,经过遮光面31的光线(未图示)被遮光面31抑制了透射光量,透射少量的光,剩余的光线被遮光面33反射/吸收。
这样,通过部分地使第一面21的局部为散射面30、遮光面33,能够控制到第一面21附近区域的光的传播量。此外,能够增加到发光面6无法直接照射的区域的光的传播量。因此,能够抑制发光面6无法直接照射的区域的亮度低下。此外,本实施例中使配光调整部件4的第三面24为散射面,但也可为实施过镜面加工的透射面。
通过如上的本实施例,能够抑制直接入射光导致的亮度不均并且增加到发光面6无法直接照射的区域的光的传播量,能够提供具有平缓亮度变化即亮度不均的情况少的平面照明装置及使用其的图像显示装置。
【实施例4】
在上述实施例1~3中,以配光调整部件4的第二面22为与发光面6大致平行的透射面进行说明。但也可通过在配光调整部件4的第二面22上形成凹面,使第二面22为具有使光发散的凹透镜功能的面。在该情况下,也能够通过第一面21上的全反射抑制向光学片40的直接入射光,并且增加向光源3的Y方向下侧即发光面6无法直接照射的区域的光的传播量。此外,通过使作为配光调整部件4的模拟发光面的第二面25具有凹透镜的功能,能够使第二面25起到照射更广范围的发光面的作用。以下,将该配光调整部件4的结构作为本发明的实施例4参考图15进行说明。此外,具有与实施例1~3相同结构、功能的部分附以同一记号,省略其详细说明。
图15为表示本发明的实施例4的配光调整部件4的结构的Y-Z平面的截面图。此外,图15仅展示Y-Z平面上向光源基板2的Y方向上侧射出光的光源3(在此为第一光源31)和Y方向上侧的配光调整部件4。
本实施例的配光调整部件4具有:位于光源3的Z方向前侧(即光学片40侧)的由曲面构成的第一面21;位于比光源3的发光面6更靠Y方向上侧的位置且具有曲面形状的第二面25;和在光源组3的Z方向前侧(即光学片40侧)位于比第一面21更靠光源侧的位置,与光源基板2的上表面相对且大致与发光面6垂直,并且形成为散射面的第三面24。此外,配光调整部件4例如由聚碳酸酯、丙烯酸树脂等透明树脂材料构成。此外,如图所示,第一面21为凸面朝向Z方向前侧(即光学片40侧)的曲面,此外,第二面25与第一面21和第三面23相连接。进一步地,第二面25具有凹面朝向Y方向上侧而弯曲的凹透镜面。这样,本实施例的配光调整部件4具有比光源(在此为第一光源31)的发光面6更向来自光源的光的出射方向即Y方向上侧突出、且罩着(覆盖)光源的Z方向前侧(即光学片40侧)的形状。
此外,第一面21、第二面25都实施过镜面加工,即所谓透射面,第三面24如上所述为散射面。在此,散射面为表面涂敷印刷了具有细微的凹凸的纹理图案的面或具有物理上的凹凸形状的面等,只需具有使光散射的功能即可。
从发光面6射出的光c1在形成为散射面的配光调整部件4的第三面24被折射/散射,成为光线c2、c5、c6。光线c2在第一面21上全反射后,在第二面25上由于凹透镜功能而大幅度地折射,作为光线c9进入反射层1与光学片40之间的空间内的空气中。光线c5和c6为在第三面24被散射的光线。光线c5到达第一面21,但由于相对于第一面21的入射角度较小,在第一面21上折射,作为光线c7进入配光调整部件4的上方(Z方向前侧)的空气中。此外,光线c6直接到达第二面25,由于第二面25的凹透镜功能而折射,以向Y方向上侧发散的方式出射,作为光线c10进入反射层1与光学片40之间的空气中。由此,提高了光的利用效率,能够高效地将光提供到平面照明装置的Y方向端部,提高了该端部的亮度。光线c7为射向作为发光面6无法直接照射的区域的比发光面6更靠Y方向下侧的区域的光。
这样,通过使第三面24为散射面,并且使第一面21为曲面形状,使光发生全反射,能够抑制直接入射到光学片40的光导致的亮度不均,增加到发光面6无法直接照射的区域的光的传播量。此外,通过使第二面25为具有使光发散的凹透镜功能的曲面形状,作为配光调整部件4的模拟发光面的第二面25能够起到照射更广范围的发光面的作用。此外,本实施例中使配光调整部件4的第三面24为散射面,但也可为实施过镜面加工的透射面。
通过如上的本实施例,能够抑制直接入射光导致的亮度不均并且增加到发光面6无法直接照射的区域的光的传播量。此外,能够通过第二面25的凹透镜功能提高照明装置的Y方向端部的亮度。因此,通过本实施例,能够提供光的利用效率高、具有平缓亮度变化即亮度不均的情况少的平面照明装置以及使用其的图像显示装置。
【实施例5】
在上述实施例1~4中,以配光调整部件4具有第一面21、第二面22和第三面24进行说明。但也可在配光调整部件4的光源3正上方(Z方向前侧)增加大致以光源3为中心的圆弧状的第四面26。通过该第四面26,能够抑制在配光调整部件4中多重反射的杂散光。并且在该情况下,也能够通过第一面21上的全反射抑制向光学片40直接入射的光,并且增加向光源3的Y方向下侧即发光面6无法直接照射的区域的光的传播量。以下,将该配光调整部件4的结构作为本发明的实施例5参考图16进行说明。此外,具有与实施例1~4相同结构、功能的部分附以同一记号,省略其详细说明。
图16为表示本发明的实施例5的配光调整部件4的结构的Y-Z平面的截面图。此外,图16仅展示Y-Z平面上向光源基板2的Y方向上侧射出光的光源3(在此为第一光源31)和Y方向上侧的配光调整部件4。
本实施例的配光调整部件4具有:位于光源3的Z方向前侧(即光学片40侧)的由曲面构成的第一面21;位于比光源3的发光面6更靠Y方向上侧的位置且大致与发光面平行的第二面22;在光源组3的Z方向前侧(即光学片40侧)位于比第一面21更靠光源侧的位置,与光源基板2的上表面相对且大致与发光面6垂直,并且形成为散射面的第三面24;和设置在与光源3的上部对应的位置上的第四面26,其中,该第四面26的经过光源3的中心且与光源的光出射方向平行并与光学片40的面正交的截面(即经过光源3的中心并与Y-Z平面平行的截面)为凹部朝向光源3一侧并且罩着光源3的上部的圆弧形状。此外,配光调整部件4例如由聚碳酸酯、丙烯酸树脂等透明树脂材料构成。此外,如图所示,第一面21为凸面朝向Z方向前侧(即光学片40侧)的曲面,此外,第二面22与第一面21和第三面23相连接。这样,本实施例的配光调整部件4具有比光源(在此为第一光源31)的发光面6更向来自光源的光的出射方向即Y方向上侧突出、且罩着光源的Z方向前侧(即光学片40侧)的形状。
此外,第一面21、第二面22都实施过镜面加工,即所谓透射面,第三面24如上所述为散射面。此外,第四面26可为透射面,也可为散射面。在此,散射面为表面涂敷印刷了具有细微的凹凸的纹理图案的面或具有物理上的凹凸形状的面等,只需具有使光散射的功能即可。
接着,针对本实施例的配光调整部件4中增加凹部朝向光源3一侧的截面为圆弧形状的第四面26的效果进行说明。
由于被反射层1和光学片40等反射的光从各种角度入射到配光调整部件4中,在配光调整部件4中存在向多种方向前进的光。形成在光源3大致正上方的第四面26由于凹面朝向光源3侧的截面成圆弧形状,因此具有凹透镜的功能。因此,对于配光调整部件4中向各种方向前进的光,具有减少射向光源3的光线的效果。若光入射到光源3,在光源为LED的情况下,例如被该LED的封装所吸收,降低光的利用效率,而若如本实施例中减少射向光源3的光线,能够减少被光源吸收的光,能够提供光的利用效率。此时,在构成光源基板2的材质的光吸收率比构成光源3的材质低的情况下,能够抑制从配光调整部件4射向光源3的光的吸收量。通过这样的实施例,由于在配光调整部件4的大致正上方设置有凹面朝向光源3侧的截面成圆弧形状的第四面26,因此能够进一步地提高光的利用效率。
此外,对于类似从发光面6射出的光线c12的从光源3直接入射到第四面26的光,通过使第四面26为圆弧形状,能够减少在第四面26上折射的角度。由于透射该第四面26的光线在维持从发光面6出射的角度下入射到第一面21,该光线在第一面21上被全反射,在第二面22上被稍微折射后,如光线c13成为向Y方向上侧前进的光,能够使其射向平面照明装置的出射面的Y方向端部侧。此外,在本实施例中使配光调整部件4的第三面24为散射面,但也可为实施过镜面加工的透射面。
通过如上的本实施例,能够提高光的利用效率,抑制直接入射光导致的亮度不均并且增加到发光面6无法直接照射的区域的光的传播量。此外,通过第四面26能够抑制光源的光吸收,提高光的利用效率。因此,通过本实施例,能够提供光的利用效率高、具有平缓亮度变化即亮度不均的情况少的平面照明装置以及使用其的图像显示装置。
【实施例6】
在以上的实施例中,以在Y-Z平面上仅设置一个光源基板2进行说明。但平面照明装置100也可在Y-Z平面上设置两个以上光源基板2。在设置两个以上光源基板2的情况下,反射层1的形状与上述实施例1~5不同。以下将沿Y方向排列两个光源基板2的实施例作为本发明的实施例6利用图17进行说明。
如图17所示,本实施例在基座11上沿着Y方向配置有两个光源基板2即第一光源基板28和第二光源基板29。即,基座11形成有用以配置第一光源基板28和第二光源基板29的两个平坦面。
进一步地,在基座11的两个平坦面之间(第一光源基板28与第二光源基板29之间)的、与平面照明装置100的出射面的Y方向上的大致中央的点F对应的位置上,形成有向光学片1侧突出的顶点P。以该顶点P为基准,在反射层1的Y方向上侧和Y方向下侧分别形成有第一聚光弯曲部C1和第二聚光弯曲部C2。反射层1的第一聚光弯曲部C1为具有两个焦点的椭圆形的一部分,其中一个焦点位于第一光源基板28的第二光源32,另一个焦点位于平面照明装置100的出射面的Y方向上的大致中央的点F。另一方面,反射层1的第二聚光弯曲部C2也为具有两个焦点的椭圆形的一部分,其中一个焦点位于第二光源基板29的第一光源31,另一个焦点位于平面照明装置100的出射面的Y方向上的大致中央的点F。位于第一光源基板28的Y方向上侧的弯曲部C0和位于第二光源基板29的Y方向下侧的弯曲部C0分别具有图9中说明的顶点b2和拐点b3,其光学作用和特性也与图9中说明的相同。
在本实施例中,通过在反射层1上设置分别以光源基板2的光源作为一个焦点、以平面照明装置100的出射面的Y方向上的大致中央的点F为另一个焦点的第一聚光弯曲部C1和第二聚光弯曲部C2,能够将在反射层1反射的光高效地聚光到平面照明装置100的出射面的Y方向上的大致中央侧。第一聚光弯曲部C1和第二聚光弯曲部C2的椭圆形由于具有将一个焦点出射的光聚光到另一个焦点的光学特性,通过构成为这种形状,即使增大第一光源基板28与第二光源基板29之间的距离e1,也能够恰当地向平面照明装置100的大致中央提供光。因此,即使在增大距离e1来提高平面照明装置100的出射面的Y方向端部侧的亮度的情况下,也能够维持平面照明装置100的大致中央的亮度。
这样,通过本实施例,能够进一步地提高亮度,抑制直接入射光导致的亮度不均并且增加到发光面6无法直接照射的区域的光的传播量,能够提供具有平缓亮度变化即亮度不均的情况少的平面照明装置及使用其的图像显示装置。此外,本实施例与实施例1~5相比,有利于构成具有更大出射面面积的平面照明装置和降低具有这样大面积出射面的平面照明装置中的亮度不均。
此外,虽然图17中未图示,根据平面照明装置的用途而增加安装在各光源基板上的LED的间隔,即削减LED个数(也包括随之减小光源基板面积),由此能够实现LED个数减少带来的成本降低,能够获得与用途相应的所需光量。
此外,在上述实施例中,以将平面照明装置应用于图像显示装置的背光源的例子进行了说明,但并不限定于此。本实施例的平面照明装置例如也可应用于室内照明、电梯厢内照明、车内照明,或者也可用于广告板的照明。此外,可任意地组合上述各实施例构成平面照明装置而无须明言。
Claims (21)
1.一种照明装置,其特征在于,包括:
在内表面设置有反射层的具有曲面形状的基座;
与该基座的反射层相对地配置,射出所述照明装置的照明光的光学片;
位于所述基座与所述光学片之间的空间中,包含在第一方向射出光的多个第一光源和在与该第一方向相反的第二方向射出光的多个第二光源的光源组;
安装所述光源组且载置于所述基座的光源基板;
以覆盖所述光源组的所述光学片一侧的方式设置,用于将来自所述光源组的光导向规定方向的配光调整部件,其中,
从所述光源组射出的光的所述第一方向和所述第二方向为在所述基座与所述光学片之间的空间中与所述光学片的光的出射面平行的方向,所述多个第一光源排列在与所述第一方向正交的方向上,所述多个第二光源排列在与所述第二方向正交的方向上,
所述基座内表面的反射层以载置所述光源基板的位置为基准,分别在所述第一方向和所述第二方向上以凹部朝向所述光学片一侧的方式弯曲。
2.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
所述第一光源和所述第二光源为LED,所述光源基板载置于所述基座的中央部所形成的平坦部。
3.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
所述反射层为设置在所述基座的内表面上的反射片、涂敷在所述基座的内表面上的白色涂料、或者形成在基座的内表面上的镜面。
4.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
所述配光调整部件由透明树脂构成,且覆盖所述光源组的所述光学片一侧,并且具有比各光源的发光面在光出射方向上更加突出的形状。
5.如权利要求2所述的照明装置,其特征在于:
配光调整部件具有:位于所述光源组的光学片一侧的由曲面构成的第一面;第二面,其位于比光源的发光面更靠光出射方向的位置,与所述光源的发光面大致平行;和第三面,其在所述光源组的光学片一侧且位于比所述第一面更靠所述光源一侧的位置,并且与光源基板的上表面相对且与发光面大致垂直,
所述第一面具有凸面朝向所述光学片一侧的曲面,所述第二面与所述第一面和所述第三面连接。
6.如权利要求5所述的照明装置,其特征在于:
所述配光调整部件的所述第一面、所述第二面和所述第三面为实施过镜面加工的透射面。
7.如权利要求5所述的照明装置,其特征在于:
所述配光调整部件的所述第一面和所述第二面为实施过镜面加工的透射面,所述第三面为散射面。
8.如权利要求5所述的照明装置,其特征在于:
在所述配光调整部件的所述第一面的局部上设有散射面和遮光面。
9.如权利要求5所述的照明装置,其特征在于:
在所述配光调整部件的所述第二面上设有凹面,该第二面具有凹透镜功能。
10.如权利要求5所述的照明装置,其特征在于:
所述配光调整部件还具有设置于与所述光源的上部对应的位置的第四面,其中,所述第四面的经过所述光源的中心且与光源的光出射方向平行并且与光源片的面正交的截面为凹部朝向所述光源一侧并且罩着光源上部的圆弧形状。
11.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
连接光源的发光面的中心与光源基板的光源安装面的光出射侧端的直线与经过光源发光面的中心的与发光面垂直的直线所成的角度为30°以上。
12.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
安装在所述光源基板上的所述光源组中的配置在所述照明装置的出射面的中央部的所述光源彼此之间的间隔,小于配置在所述照明装置的出射面的端部附近的光源彼此之间的间隔。
13.如权利要求12所述的照明装置,其特征在于:
所述光源间的最小间隔与最大间隔之比为0.6以上。
14.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
所述具有曲面形状的反射层为在从所述光源到所述光源至所述照明装置端部的中央位置的区间中具有顶点,在从该顶点到反射层的端部的区间具有曲线斜率的变化率为零的拐点的形状,其中,所述顶点位于比所述光源基板的位置更靠所述照明装置的背面侧的位置,且为凹部朝向所述照明装置的出射面方向的曲面的顶点。
15.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
所述第一光源中的各光源和所述第二光源中的各光源以在与第一方向或第二方向平行的方向上不相互重叠的方式安装在所述光源基板上。
16.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
所述第一光源中的各光源和所述第二光源中的各光源以在与第一方向或第二方向平行的方向上成为彼此相同的位置的方式安装在所述光源基板上。
17.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
配光调整部件通过螺钉或粘合剂被安装于所述光源基板的光源安装面。
18.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
所述光源基板在所述第一光源或所述第二光源的排列方向上被分割成多个。
19.如权利要求1所述的照明装置,其特征在于:
所述光源基板包含排列在与所述第一方向或所述第二方向平行的方向上的第一光源基板和第二光源基板。
20.如权利要求19所述的照明装置,其特征在于:
在所述反射层形成有向所述光学片一侧突出的顶峰部,所述顶峰部在所述第一光源基板与所述第二光源基板之间,且位于对应于所述照明装置的出射面的与所述第一方向或所述第二方向平行的方向上的中央点的位置,
以该顶峰部为基准,分别在所述反射层的所述第一方向一侧和所述第二方向一侧形成有第一聚光弯曲部和第二聚光弯曲部,
所述反射层的第一聚光弯曲部构成为具有两个焦点的椭圆形状的一部分,其中一个焦点位于第一光源基板的第二光源,另一个焦点位于所述中央点,
所述反射层的第二聚光弯曲部构成为具有两个焦点的椭圆形状的一部分,其中一个焦点位于第二光源基板的第一光源,另一个焦点位于所述中央点。
21.一种图像显示装置,其特征在于:
将权利要求1~20中任一项所述的照明装置作为用于对液晶面板照明的背光源来使用,在所述弯曲的基座的背面侧设置有电路基板。
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