CN1428640A - 背光照明装置 - Google Patents

Abstract

一种具有多个以预定间隔平行排列的线性光源的反射器。该反射器包括相对于每个线性光源对称形成的反射区域。在对称的一边，该反射区域包括三个反射面，即靠近光源的反射面、中间反射面、和远离光源的反射面。形成的靠近光源的反射面具有平面形的水平反射面，用于将光反射到受照面的相对较宽的范围。形成的中间反射区具有相对于水平反射面倾斜的反射面或者凹向弯曲的弯曲反射面，从而使得反射光与照射到受照面的较宽范围的反射光进行重叠。形成的远离光源的反射区具有相对于水平反射面倾斜的反射面，从而使得反射光与照射到受照面的较宽范围的反射光进行重叠。

Description

背光照明装置

技术领域

本发明涉及一种包括多个平行排列的线性光源的背光照明装置。更具体地说，本发明涉及这样一种背光照明装置，其用于从后面或后侧照射诸如液晶显示器装置和映光显示板等。

背景技术

申请人曾经在同时待审的日本专利申请No.2000-113423中提出过一种背光照明装置。

在该同时待审的申请中提出的背光照明装置包括多个线性光源和一系列反射器。这些线性光源面对背光照明装置的受照面以预定间隔平行排列。使用该排列，每个线性光源可以照射分配的每个受照区域，从而可以照射背光照明装置的整个受照面。具有对称的连续起伏形状的反射器沿线性光源的排列方向设置在线性光源的后面，从而将光反射到背光照明装置的受照面。

反射器由强反射薄板材制成。更明确地说，该板材通过弯曲或其它方法成形，使得反射面包括7或8个反射面。每个反射面将光反射到受照面上，其中部分发射光重叠在受照面上，从而使得照明能够保证整个受照面的亮度尽可能地均匀。

该照明设备能保证受照面具有高亮度和亮度的高均匀性。然而，如果在制造反射器时使用白色泡沫树脂，比如聚酯泡沫板等作为反射材料，在其表面有一层泡沫面，尽管树脂一般是弹性的，但由于泡沫树脂具有低抗冲击性能，因此用于照明设备的反射器在其弯曲工艺中容易折断。此外，以需要角度制造出具有多个反射面的反射器比较困难。在该类型的照明设备中，管径约3mm-4mm的薄的冷阴极荧光管用作线性光源，从而使得整个照明设备比较薄。此外，该荧光管以灯距约24mm-30mm排列，并且使用了小直径的冷阴极荧光管。因此，反射器的对应反射面的宽度必须降低。因此，制造反射面时有较高的精度要求，这使得加工反射器变得困难。

发明内容

本发明试图解决上述问题。

因此，本发明的目的是提供一种具有反射器的背光照明装置，其中在反射器的上方设置有多个平行的线性光源。根据本发明，可通过减少形成在反射器上的反射面的数目和放大反射器的外形而方便地制造反射器，并且由于反射器外形的放大还可通过有效减少受照面上亮度和均匀性的损失以实现高亮度和高均匀性的照明。

在经过大量的研究和实验，克服了前述问题之后，申请人根据其有关其上设置有多个平行线性光源的反射器的研究结果完成了本发明。

首先给出关于反射区域的描述，其具有为每个线性光源而形成的反射面。更具体地说，反射区域相对于每个线性光源对称地形成。该反射区域包括三个反射面，即靠近光源的反射面、中间反射面、和远离光源的反射面。靠近光源的反射面形成为平的水平反射面，中间反射面形成为相对于水平反射面倾斜的斜反射面或者形成为相对于水平反射面凹向弯曲的弯曲反射面，远离光源的反射面形成为相对于水平反射面倾斜的斜反射面。这样，可以减少用于每个光源的反射面的数目。此外，反射器的制造也变得相对简单。

靠近光源的水平反射面可以将光反射到背光照明装置的大范围的受照面上。中间斜反射面或中间凹向弯曲反射面和远离光源的斜反射面以这种方式将光反射到对应的受照面，即反射光和从水平反射面反射的光重叠。从而，靠近光源的反射面、中间反射面、和远离光源的反射面彼此对应定位，使得光集中反射到毗邻的二个线性光源的中间区域，从而保证了在背光照明装置的整个受照面上具有优良的亮度和亮度的均匀性。

本发明是根据前述的研究结果实现的。

根据本发明的一个方面，背光照明装置包括：多个平行排列的线性光源；和一种反射器，其沿着每个光源相对于每个线性光源对称设置，从而将来自每个线性光源的光反射到受照面。反射器包括在每个线性光源的二边对称形成的反射区域。反射区域包括三个反射面，即靠近光源的反射面、中间反射面、和远离光源的反射面。形成的靠近光源的反射面具有水平面，从而将光反射到受照面的A区。中间反射面形成为相对于水平面倾斜的倾斜面或者形成为相对于水平面凹向弯曲的弯曲平面，从而将光反射到受照面的B区。远离光源的反射面形成为相对于水平反射面倾斜的斜面，从而将光反射到受照面的C区。受照面的B区和C区的照明范围分别与受照面的A区的照明范围相重叠。B区的照明范围延伸过毗邻的二个光源的中间位置并大约以光源和中间位置之间距离的0％-20％重叠于毗邻的光源一侧的受照面。相似地，C区的照明范围延伸过毗邻的二个光源的中间位置并大约以光源和中间位置之间距离的0％-10％重叠于毗邻的光源一侧的受照面。

B区的照明范围与C区的照明范围相比有较窄的宽度，且B区的照明范围与C区的照明范围相比更加接近毗邻的二个光源的中间位置。

远离光源的反射面的倾斜角相对于相邻的远离光源的反射面成直角或者成约70度或更大的锐角。

在本发明的一种实施方式中，连接远离光源的反射面和靠近光源的反射面的中间反射面形成为具有上斜面或凹向曲面的一个反射面。

结合附图并阅读以下详细描述后将能更清楚地理解本发明的上述的以及其它的目的、特征、和优点。

附图的简要说明

图1是根据本发明的一种实施方式的背光照明装置的原理部分的示意性截面图；

图2是图1中说明的背光照明装置的原理部分的放大的示意性截面图，其说明了反射器相对于线性光源的位置的例子；

图3是说明由反射器的反射面反射的光线的示意性截面图；

图4是说明由根据本发明的另一种实施方式的反射面反射的光线的示意性截面图；和

图5是说明由根据本发明的再另一种实施方式的反射面反射的光线的示意性截面图；

优选实施方式的详细描述

下面将参照图1-5详细描述根据本发明的每一种优选实施方式的背光照明装置的反射器。

图1和2中所示的根据本发明的一种实施方式的背光照明装置中，数字1代表背光照明装置，其置于诸如墙挂式液晶电视机或其它类似装置内。该背光照明装置包括变换器7，其用于控制背光照明装置的发光，从而使得照明设备可充当液晶显示器的背面光源。背光照明装置1装在箱体2内，其包括：多个平行排列的线性光源3，从而使得从每个线性光源3发出的光照射到背光照明装置1的受照面6上；和反射器4，其具有沿着每个光源3的经线方向相对于每个线性光源3对称形成的反射面5，从而将光从每个线性光源3反射到受照面6。

在上述实施方式的背光照明装置中，冷阴极荧光管(冷阴极荧光发射管)，例如，可以用作线性光源3，且多个荧光管以规则间隔平行设置。在受照面6上，例如，形成有透明或半透明树脂板，诸如含有漫射材料并具有粗糙面的半透明丙烯酸树脂板、该树脂板和漫射体的组合物、或提供有用于调整线性光源附近的亮度的光屏蔽图案的树脂板等等。

从图3-5中可清楚看出，本发明的反射器4分成三个反射面，其包括：靠近光源3的反射面5a、中间反射面5b、和远离光源3的反射面5c。形成的反射面5a具有水平面，从而将光反射到受照面6的A区。形成的中间反射面5b具有上斜面，更具体地说，其或者具有相对于水平面倾斜的斜面或者具有相对于水平面凹向弯曲的曲面，从而将光反射到受照面6的B区。形成的反射面5c具有以同样方式相对于水平面倾斜的斜面，从而将光反射到受照面6的C区。反射面5a，5b，和5c相对于每个线性光源3对称地形成。

根据本发明的该实施方式，使用由反射面5a，5b，和5c反射的光进行照明的范围以这样的方式设置，即B区的照明范围和C区的照明范围分别与A区的照明范围重叠。而且，B区的照明范围延伸过毗邻的二个光源的中间位置并大约以光源3和中间位置之间距离L的约0％-20％重叠毗邻的光源一侧的受照面6。相似地，C区的照明范围延伸过毗邻的二个光源的中间位置并大约以光源3和中间位置之间距离L的约0％-10％重叠毗邻的光源一侧的受照面6。在该实施方式中，B区的照明宽度比C区的照明宽度窄。使用由中间反射面5b和远离光源的反射面5c反射的光进行照明的范围以这样的方式设置，即B区的照明范围与C区的照明范围相比更加接近毗邻的二个光源的中间位置。根据该实施方式，反射器4的反射面5可以尽可能简单地制造，从而提高受照面6的亮度和亮度的均匀性，并使得反射器4的制造和反射面5的成形变得容易。

在该实施方式的反射器4中，反射面5可通过诸如白色泡沫树脂板形成。反射面5由整体连接到诸如铝板或合成树脂板等基层上的泡沫树脂板形成。通过弯曲该基层形成反射面5a，5b，和5c。在这种情况下，反射面5以这样的方式形成，即远离光源的反射面5c的倾斜角相对于相邻的远离光源的反射面成直角或者成约70度或更大的锐角。中间反射面5b连接到远离光源的反射面5c和靠近光源3的反射面5a。从而，使得反射面5b和5c具有以所需角度形成的上斜面或凹向曲面。

在图3-5中说明了反射器4的例子。受照面6首先由线性光源3发出的直射光照射，照明亮度随着远离线性光源3而降低。反射器4的反射面5a，5b，和5c将光反射到对应的光照区域以便补偿受照面6上降低的亮度。

在图3所示的实施方式中，宽度为，例如，几毫米的水平的反射面5a直接位于光源3之下。而远离光源3的反射面5c的最高位置位于光源3之上。例如，反射面5c以大约7mm-9mm的高度突出于水平面5a。反射面5c相对于毗邻的远离光源的反射面5c形成74度的角度。位于反射面5a和5c之间的几毫米宽的中间反射面5b相对于水平面5a，比如，以大约20度的角度倾斜。

该反射器能使靠近光源的反射面5a将光反射到较宽的照明范围，即受照面6的A区。A区从位于光源3之上的位置向毗邻的光源一侧的受照面6延伸几毫米的宽度。此外，反射器使得远离光源的反射面5c将光反射到受照面6的C区。C区位于反射面5c之上且稍微靠近光源3，并从靠近光源的位置向毗邻的二个光源的中间位置延伸，以便重叠受照的A区。此外，反射器使得中间反射面5b将光反射到受照面6的B区。其宽度比C区的宽度窄的B区延伸到毗邻的二光源的中间位置，且位于A区的照明范围内并重叠C区。B区和C区延伸过毗邻的二个光源的中间位置并重叠毗邻的光源一侧的受照面6。B区以光源3和毗邻的二光源的中间位置的距离L的约17％重叠毗邻的光源一侧的受照面6。在该实施方式中，距离L约1.5cm。C区以距离L的约1％重叠毗邻的光源一侧的受照面6。因此，B区和C区均与A区上的反射光重叠并照明毗邻的二个光源3的中间位置。从而，包含毗邻的二个光源的中间位置的受照面6可获得高亮度和高均匀性的照明。

在图4中所示的另一种实施方式中，通过水平反射面5a照明的A区对位于毗邻的光源一侧的受照面6的重叠范围与使用图3中所示的实施方式中的A区进行重叠的范围相比更宽。此外，远离光源的反射面5c的最高点与图3中所示的实施方式相比要稍微低一点，且反射面5c相对于毗邻的远离光源的反射面形成90度的角度。因此，反射面5c将光反射到C区的范围从靠近光源3到靠近二光源的中间位置。中间反射面5b具有凹向曲面，由中间反射面5b照明的B区的宽度较窄，从而靠近二个光源的中间位置。B区的越过毗邻的二个光源的中间位置的反射光的宽度约是距离L的12％。C区的越过毗邻的二个光源的中间位置的反射光的宽度约是距离L的10％。图4中所示的实施方式确保了包括与图3中所示的实施方式相似的毗邻的二个光源的中间位置的受照面6上照明的高亮度性和高均匀性。

在图5中所示的再另一种实施方式中，提供了一种适用于根据本发明的照明设备的反射器4的实施例，其与图3和4中所示的实施方式相似。反射器4提供有光屏蔽图案，其通过在树脂板上印上一种半透明点图案形成，以便调整光源附近的亮度。在该实施方式中，光源3与毗邻的二个光源的中间位置之间的距离L大约是2.5cm。反射器4的宽度较大，即靠近光源的水平反射面5a的宽度与图3和4中所示的实施方式中的相比要稍微大一些。远离光源的反射面5c的最高点基本上与图3和4中所示的实施方式中的位置相同，并且它相对于毗邻的远离光源的反射面形成约90度的角度。因此，反射面5c将光反射到C区的范围从反射面5c之上的位置到靠近二个光源的中间位置。中间反射面5b的宽度与图3和4中所示的实施方式中的相比要稍微窄一些，从而由中间反射面5b照射的B区靠近二个光源的中间位置。B区的越过毗邻的二个光源的中间位置的反射光的宽度约是距离L的18％。C区的越过毗邻的二个光源的中间位置的反射光的宽度约是距离L的5％。提供有光屏蔽图案的反射器确保了受照面6上照明的高亮度和高均匀性，其中包括与图3和4中所示的实施方式中相似的毗邻的二个光源的中间位置。

由于在图4和5中所示的实施方式中的结构部件和功能与在图3中所示的实施方式中的基本相同，所以使用相同标记数字表示附图中的相同部件并省略其描述。

根据图3-5中所示的实施方式，由中间反射面5b照射的B区的越过毗邻的二个光源的中间位置的反射光的宽度约是距离L的0％-20％，由远离光源的反射面5c照射的C区的越过毗邻的二个光源的中间位置的反射光的宽度约是距离L的0％-10％。在图3中所示的实施方式中，B区的该宽度约是距离L的17％，C区的该宽度约是距离L的1％。在图4中所示的实施方式中，B区的该宽度约是距离L的12％，C区的该宽度约是距离L的10％。在图5中所示的实施方式中，B区的该宽度约是距离L的18％，C区的该宽度约是距离L的5％。当B区或者C区的越过中间位置的反射光的宽度低于0％，从而反射光无法抵达中间位置时，在中间位置可能会出现线性暗区，从而导致亮度不均匀。当受照B区的越过中间位置的反射光的宽度大于20％或者受照C区的越过中间位置的反射光的宽度大于10％时，受照面上亮度的均匀性也会遭到明显破坏。因此，当其用作液晶显示器的背光照明时，即使在A区上重叠的B区和C区的范围有些变化，在上面实施方式中描述的范围之内的越过中间位置的反射光的宽度也允许液晶显示器以均匀的亮度照明。

根据本发明的实施方式，远离光源的反射面5c的角度相对于毗邻的远离光源的反射面基本上成直角或者成约70度或更大的锐角，即包含70-90度的角。在图3所示的实施方式中的反射面5c的角度是74度，在图4和5所示的实施方式中是90度。如果反射面5c的角度落在该范围内，由反射面5c的反射光照射的B区可以位于反射面5c的正上方。反射面5c将包括来自光源3的直射光和通过反射面5a反射的光集中反射到受照面6的暗区，从而确保整个受照面6上的亮度尽可能地均匀。靠近光源3的水平反射面5a和远离光源的反射面5c便于形成中间反射面5b，且来自反射面5b的反射光能进一步提高亮度的均匀性。如果角度超过90度，由远离光源的反射面5c照明的C区从二光源的中间位置大范围延伸，越过中间位置的反射光的宽度也将超过距离L的0％-10％。在该例子中，不必要的亮区会出现在毗邻的光源一侧并导致亮度的不均匀性。如果角度小于70度，由远离光源的反射面5c照明的C区在光源侧往回延伸。从而，越过中间位置的反射光的宽度变得很小。因此，越过中间位置的反射光宽度不能落在上述范围内，否则将出现与上述例子中一样的不必要的亮区和亮度均匀性的下降。

如参照本发明实施方式的详细描述，位于每个线性光源3一侧的反射面5分成三个反射面，其包括：靠近光源3的反射面5a、中间反射面5b、和远离光源3的反射面5c。形成的靠近光源3的反射面5a具有水平面，形成的中间反射面5b具有倾斜面或凹向曲面，形成的远离光源3的反射面5c具有倾斜面。因此，反射器4的反射面的数目明显减少。每个反射面5a、5b、和5c均具有至少约几毫米的有效宽度，并且可使反射面的加工与反射器4的制造变得简单和容易，即使使用冷阴极荧光管作为光源。

此外，靠近光源的反射面5a具有水平面，从而将光反射到受照面6的较宽范围的A区，而中间反射面5a和远离光源的反射面5c以这样的方式将光反射到A和B区，即反射光重叠A区并且照射到光源的中间部分，从而使得受照面6上的照明具有高亮度和亮度的高均匀性。

尽管参照附图对本发明的特定实施方式作了说明，可以理解，所述背光照明装置的整体结构、其光源和反射器、专门材料、其反射面的形状和参数、它们之间的关系、不使用基层的泡沫树脂板的使用、任何其它用于反射器的强反射材料的使用、应用于诸如使用冷阴极荧光管作为光源的显示装置或照明显示板等的背光照明装置的使用等只要在不脱离本发明精神的情况下均可以随意采纳或改变。

很明显，在上述教导的范围内也可以对本发明进行多种改进和改变。因此应该理解，在附属权利要求的范围内，本发明也可以采用上述特定描述以外的方法加以实施。

Claims (4)

1.一种背光照明装置，其包括：

多个平行排列的线性光源；

固定于所述线性光源之上的受照面；和

一种反射器，其沿着每个线性光源的方向相对于每个线性光源对称地设置，从而将来自每个线性光源的光反射到受照面，所述反射器包括相对于每个光源的两边对称形成的反射区域，所述反射区域包括：靠近光源的反射面、中间反射面、和远离光源的反射面，形成的所述靠近光源的反射面具有水平面，其用于将光反射到受照面的第一区，形成的所述中间反射区具有相对于水平面倾斜的斜面或者相对于水平面凹向弯曲的曲面，从而将光反射到受照面的第二区，所述远离光源的反射面形成为相对于水平反射面倾斜的斜面，从而将光反射到受照面的第三区，所述受照面的第二和第三区的照明范围与受照面的第一区重叠，所述第二区的照明范围延伸过毗邻的二个光源的中间位置，从而以光源和中间位置之间距离的0％-20％重叠于毗邻的光源一侧的受照面，所述第三区的照明范围延伸过毗邻的二个光源的中间位置，从而以光源和中间位置之间距离的0％-10％重叠于毗邻的光源一侧的受照面。

2.如权利要求1所定义的背光照明装置，其中第二区的照明范围的宽度比第三区的窄，第二区的照明范围与第三区的照明范围相比更接近毗邻的二个光源的中间位置。

3.如权利要求1或2所定义的背光照明装置，其中所述远离光源的反射面的倾斜角相对于相邻的远离光源的反射面成直角或者成约70度或更大的锐角。

4.如权利要求3所定义的背光照明装置，其中连接所述远离光源的反射面和靠近光源的反射面的所述中间反射面形成为具有上斜面或凹向曲面的一个反射面。

Images