DE3605000C2

DE3605000C2 -

Info

Publication number: DE3605000C2
Application number: DE3605000A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yamatokoriyama Nara Jp Hamada; Kiyoshi Fujiidera Osaka Jp Nakazawa; Hiroshi Ikoma Nara Jp Take; Naofumi Nara Jp Kimura; Fumiaki Yamatokoriyama Nara Jp Funada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-02-22
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1990-04-26
Also published as: DE3605000A1; US4706173A; GB2172986B; GB2172986A; GB8604232D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Im allgemeinen lassen sich Anzeigeeinheiten klassifizieren in aktive (leuchtende) und passive (nichtleuchtende) Anzeigeeinheiten-Arten. Die aktiven Anzeigeeinheiten sollen Anzeigen vermitteln, indem sie selbst Licht aussenden, und sie weisen ein lichtemittierendes Diodendisplay, ein Plasmadisplay, ein elektrolumineszentes Display usw. auf. Passive Anzeigeeinheiten sollen Darstellungen wiedergeben, indem sie Umgebungslicht oder Bestrahlungslicht von anderen Lichtquellen durch Regulierung der Transmittanz oder Reflektanz des Lichtes modulieren oder selbst Licht auszusenden, und sie enthalten eine Flüssigkristallanzeige (LCD), ein elektrochemisches Display usw. Diese passiven Anzeigeeinheiten haben den Nachteil, daß bei dunkler Umgebung ihre Anzeige verdunkelt ist, wenn keine Beleuchtung vorgesehen ist.

Die LCDs zeichnen sich durch geringen Energieverbrauch aus und werden weitgehend für tragbare elektronische Geräte, z. B. einen elektronischen Rechner, eine elektronische Armbanduhr usw. benutzt. Da Anzeigearten auf optischer Anisotropie basieren, müssen bei den meisten LCDs Polarisationsplatten unbedingt so vergesehen sein, daß sie aufeinandergestapelt sind und deshalb werden etwa 50% des Bestrahlungslichtes von den Polarisationsplatten absorbiert. Da bei einem LCD mit einem Farbfilter die Lichtintensität zur farbigen Anzeige weiter reduziert wird, ist es insbesondere bei solchen LCDs unumgänglich notwendig, das LCD mit einer Beleuchtungseinrichtung auszustatten, damit es in Räumen allgemein benutzbar ist. Bei den tragbaren elektronischen Geräten muß infolge der begrenzten Kapazität einer Energiequelle bei der Herstellung von LCDs eine Beleuchtungvorrichtung eingesetzt werden, die mit geringerem Energieverbrauch hellere Beleuchtung hervorrufen kann.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Hintergrundbeleuchtung, die wie beschrieben als innere Lichtquelle benutzt wird. Die bekannte Hintergrundbeleuchtung weist eine Lichtquelle l, eine Anzeigeplättchen 10, eine Diffusor-Transmissionsplatte 4 zwischen der Lichtquelle l und dem Anzeigeplättchen 10 sowie einen Reflektor 5 auf. Als Lichtquelle l dienen eine Miniatur-Glühlampe oder eine Miniatur-Leuchtstofflampe. Die Diffusor-Transmissionsplatte 4 besteht aus milchigem Glas oder synthetischem Harz und zerstreut Licht, so daß eine gleichmäßige Leuchtdichte einer beleuchteten Fläche über deren Gesamterstreckungsbereich erzielt wird.

Ein Reflektor mit einer Spiegelfläche oder einer Streureflexionsfläche zur Lichtstreuung wird als Reflektor 5 benutzt. Der Reflektor 5 soll von der Lichtquelle l nach hinten abgegebenes Licht nach vorne reflektieren, so daß der Ausnutzungsgrad des Lichtes verbessert wird. Bei der erwähnten bekannten Hintergrundbeleuchtung müssen jedoch die Lichtquelle l und die Diffusor-Transmissionsplatte 4 ein gewisses Stück voneinander entfernt sein, um Ungleichmäßigkeiten der Helligkeit (Leuchtdichte) gering zu halten, wodurch die Tiefe der bekannten Hintergrundbeleuchtung unerwünscht groß wird.

Eine Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist in Fig. 2 gezeigt, die den Stand der Technik gemäß einem Aufsatz von Masayasu Negishi in der japanischen Zeitschrift "KOGYO ZAIRYO", (Industriell Material), Band 31, Nr. 10, Seiten 76-80, veranschaulicht, die im Oktober 1983 veröffentlicht wurde von Nikkan Kogyo Shinbunsha (Daily Industrial Newspaper Co., Ltd.), Tokyo.

Diese bekannte Beleuchtungsvorrichtung weist eine stabförmige Lichtquelle l an der Seite eines Reflektors 6 und eine Diffusorfläche 10 auf. Der Reflektor 6 besitzt Flächen A, B und C und die Fläche B ist grob mattiert. Sie ist als gekrümmter Fresnel-Spiegel ausgebildet, dessen bandartige Reflexionsflächen zu der Lichtquelle l parallel verlaufen. Von der Lichtquelle l auf der Fläche C des Reflektors 6 auftreffendes Licht wird auf der Fläche B diffus reflektiert und dann durch die Fläche A auf die über dieser vorgesehene Diffusorfläche 10 abgestrahlt. Die diffuse Reflexion des Lichtes hat zur Folge, daß die Leuchtdichte des Reflektors mit zunehmender Entfernung einer Oberflächenstelle von der Lichtquelle l abnimmt und die Beleuchtung ungleichmäßig ist. Um diesen unerwünschten Effekt zu begegnen, wurde die stabförmige Lichtquelle möglichst nahe an den Reflektor 6 herangebracht. Dieser Maßnahme sind jedoch praktische Grenzen gesetzt.

Fig. 3 zeigt eine andere bekannte Hintergrundbeleuchtung (JP-Offenlegungsschrift 1 64 377/1979). Diese Hintergrundbeleuchtung besteht aus einem Reflexionsspiegel 7 mit einer parabolischen Reflexionsfläche. Bei stabförmiger Lichtquelle l hat die Reflexionsfläche des Reflexionsspiegels 7 die Form eines Parabolzylinders. Bei dieser Hintergrundbeleuchtung bildet das von dem Reflexionsspiegel 7 reflektierte Licht einen im wesentlichen parallelen Lichtstrom. Es ist jedoch in Fig. 3 der Nachteil erkennbar, daß die Beleuchtungsstärke mit zunehmender Entfernung eines Punktes auf der Reflexionsfläche von der Mitte dieser Reflexionsfläche abnimmt. Außerdem hat auch diese bekannte Hintergrundbeleuchtung den Nachteil großer Tiefenabmessung.

Ferner sind stationäre oder bewegliche Beleuchtungseinrichtungen für Wege und Straßen (DE-PS 6 64 526, DE-GM 83 18 141) sowie Reklameilluminationen (FR-PS 6 96 573) bekannt. Zur Steigerung der Beleuchtungsstärke des direkt in die Umgebung abgestrahlten Lichtes sind die Vorrichtungen mit winkelig angestellten Reflexionsflächen des gekrümmten Reflektors ausgestattet, der in seinem Zentrum eine punktförmige oder stabförmige Lichtquelle aufweist. Die in jeder Dimension groß bemessenen bekannten Vorrichtungen sind nicht verwendbar für eine dünne Beleuchtungsvorrichtung mit gleichmäßiger Leuchtdichte bei einer indirekten Beleuchtung, z. B. für eine Flüssigkristallanzeige (LCD), denn allein eine Miniaturisierung der drei bekannten Beleuchtungsvorrichtungen mit abgestuften Reflektoren bringt keine für den erwähnten Zweck brauchbare Vorrichtung hervor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit einem dünnen Reflektor so auszubilden, daß konstante Leuchtdichte und damit eine gleichmäßig beleuchtete, helle, klare Flüssigkristallanzeige mit hohem Licht-Ausnutzungsgrad erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Auf diese Weise wird eine Beleuchtungsvorrichtung geschaffen, die z. B. zum Einbau in einen elektronischen Rechner, eine elektronische Armbanduhr usw. sehr klein und flach ausgebildet sein kann und durch die Wahl eines für den Anwendungszweck geeigneten Verhältnisses der sichtbaren Breite (a) zu den dunklen Flächen der sichtbaren Breite (b) der Reflexionsflächen als Funktion des Abstandes (D) zwischen Lichtquelle und Reflexionsfläche eine gleichmäßige Beleuchtung der gesamten Diffusorfläche mit hoher Lichtausbeute bewirkt.

Die Erfindung berücksichtigt optimal die folgenden Voraussetzungen (1) bis (3).

(1) Zur gleichmäßigen Beleuchtung eines aus einer fixierten Richtung betrachteten Anzeigeplättchens (Displayfeldes) wird für eine gleichmäßige Leuchtdichte der Hintergrundbeleuchtung in der fixierten Richtung gesorgt, wobei die Richtwirkung (Winkelverteilung) des Lichtes oder die Lichterregung nicht unbedingt gleichmäßig sein müssen.
(2) Die Leuchtdichte einer Lichtquelle, die in der Zeit gemessen wird, in der die Lichtquelle von einem Betrachter direkt beobachtet wird, ist unabhängig von einem Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Betrachter konstant.
(3) Die Leuchtdichte eines Spiegelbildes einer Lichtquelle, die in der Zeit gemessen wird, in der Licht von der Lichtquelle nach seiner Reflexion von einem Planspiegel beobachtet wird, wird gleich einem Produkt der Leuchtdichte der Lichtquelle mal dem Reflexionsvermögen (Reflektanz) des Planspiegels und sie ist unabhängig von der Position des Spiegelbildes der Lichtquelle.

Bei der Erfindung muß die vorgegebene Blickwinkelrichtung nicht unbedingt senkrecht zur Fläche des Anzeigeplättchens eingerichtet sein. Wenn beispielsweise ein von dem Blickwinkel abhängiges Anzeigeplättchen, z. B. ein LCD-Plättchen, benutzt wird, kann die vorgegebene Blickwinkelrichtung in einer Richtung eines optimalen Blickwinkels eingestellt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die sichtbare Breite a der Reflexionsflächen sich mit dem Abstand D zur Lichtquelle linear vergrößert.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 schematische Ansichten von bekannten Beleuchtungsvorrichtungen, auf die bereits Bezug genommen wurde,

Fig. 4 eine schematische Ansicht zur Erläuterung von Erfindungsgrundzügen,

Fig. 5 eine Detailansicht der Anordnung nach Fig. 4,

Fig. 6 und 7 Querschnitte von zwei Beispielen einer bandartigen Reflexionsfläche eines Lichtleiters für eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 und 9 Querschnitte von zwei Beispielen der Beleuchtungsvorrichtung gem. der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 10 bis 12 Diagramme zur Veranschaulichung der Wirkung einer Diffusorplatte bei der Beleuchtungsvorrichtung gem. der ersten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 13 bis 17 Querschnitte von fünf Beispielen bandartiger Reflexionsflächen eines Lichtleiters in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In allen Darstellungen der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 12 nachfolgend erläutert. Die Fig. 4 und 5 zeigen Grundzüge der Erfindung. Gemäß Fig. 4 wird von einer Reflexionsfläche 20 A ein Spiegelbild 1A einer Lichtquelle l gebildet. Das von dem Spiegelbild 1 A emittierte Licht wird von der Reflexionsfläche 20A an einer winkeligen Verteilung gehindert und gelangt deshalb nur zu einem schraffierten Teil H in Fig. 4. Wenn eine Breite der Reflexionsfläche 20 A viel kleiner als ein Radius R der Lichtquelle l ist, ergibt sich ein von dem schraffierten Teil H gebildeter senkrechter Winkel R aus folgender Gleichung (1):

R = 2 sin^-1 (R/D) (1)

dabei ist

D = Abstand zwischen Lichtquelle l und Reflexionsfläche 20 A. Daher wird das reflektierte Licht winkelig in eine Rechteckform mit einer Breite von 2 sin ^-1 (R/D) verteilt, wie in Fig. 10 gezeigt ist, die die Winkelverteilung des auf eine Diffusorplatte auftreffenden Lichtes veranschaulicht. In Fig. 10a ist der Abstand D groß und der Winkel R ist klein. Dagegen ist in Fig. 10b der Abstand D klein und der Winkel R ist groß. Es ist zu beachten, daß Fig. 10a und 10b den Fig. 11a und 12a bzw. 11b und 12b entsprechen. Fig. 11 zeigt die Winkelverteilung von diffusem Transmissionslicht in dem Falle, bei dem eine Diffusorplatte mit geringem Diffusionsvermögen benutzt wird. Dagegen veranschaulicht Fig. 12 die Winkelverteilung von diffusem Transmissionslicht in dem Falle, in dem eine Diffusorplatte mit großem Diffusionsvermögen verwendet wird.

Unter der Voraussetzung, daß die Winkelverteilung des einfallenden Lichtes durch I (R) ausgedrückt wird und eine Charakteristik der Diffusorplatte durch D (R) angegeben wird, ergibt sich die Winkelverteilung T (R) des diffusen Transmissionslichtes durch die folgende Gleichung (2).

In der Gleichung (2) repräsentiert die Charakteristik D (R) der Diffusorplatte ein Verhältnis der Leuchtintensität von Streulicht, das in der Richtung des Winkels R orientiert ist, zu der Leuchtintensität des einfallenden Lichtes, wenn parallele Lichtstrahlen rechtwinklig zu der Diffusorplatte auf diese auftreffen.

Wenn das Diffusionsvermögen der Diffusorplatte, d. h. eine Halbbreite des Verhältnisses D ( R ) im Vergleich zu einer Breite der Winkelverteilung des einfallenden Lichtes klein ist, hängt die maximale Leuchtdichte nicht von der Breite der Winkelverteilung des einfallenden Lichtes ab, obwohl die Winkelverteilung des einfallenden Lichtes nur an seinen entgegengesetzten Enden klein wird, wie Fig. 11a und 11b zeigen.

Wenn andererseits eine Diffusorplatte mit großem Diffusionsvermögen benutzt wird, ändert sich die maximale Leuchtdichte gemäß einer Gesamtmenge des einfallenden Lichtes, wie in Fig. 12a und 12b erkennbar ist.

Bei der Erfindung werden durch Änderung eines Verhältnisses einer Breite a der bandartigen Reflexionsfläche 20 A zu einem Abstandsstück p zwischen benachbarten Reflexionsflächen 20 A gemäß dem Abstand D zwischen der Lichtquelle l und der Reflexionsfläche 20 A die auf dem Abstand D basierenden, vorher beschriebenen Leuchtdichteänderungen beseitigt und es wird eine Leuchtdichte-Kompensierung derart erzielt, daß die aus einer vorgegebenen Blickwinkelrichtung beobachtete Leuchtdichte konstant wird.

Gemäß Fig. 4 und 5 weist ein Lichtleiter 20 die bandartigen Reflexionsflächen 20 A und Flächen 20B auf. Von der rohrförmigen Lichtquelle l ausgesandtes Licht wird von der bandartigen Reflexionsfläche 20 A in eine vorgegebene Blickwinkelrichtung, d. h. in Fig. 4 nach oben, reflektiert. In dieser Zeit entsteht an der in Fig. 4 gezeigten Stelle das Spiegelbild 1A der Lichtquelle l. Wenn daher die bandartige Reflexionsfläche 20 A von dem schraffierten Teil H aus betrachtet wird, scheint die bandartige Reflexionsfläche 20 A als Ganzes insgesamt zu leuchten. Die Flächen 20B sind winkelig so eingerichtet, daß sie im wesentlichen parallel zu dem Licht von der Lichtquelle l verlaufen oder Schattenpartien der bandartigen Reflexionsflächen 20 A bilden. Wenn daher die Flächen 20B aus einer vorgegebenen Richtung betrachtet werden, erscheinen sie nicht leuchtend. Die Flächen 20B dienen zur Verringerung der Gesamtdicke des Lichtleiters 20. Wenn man in dem Lichtleiter 20 ein X-Y-Koordinatensystem vorsieht (Fig. 4), erhält man durch folgenden Algorithmus eine X-Achse-Koordinate und eine Y-Achse-Koordinate jedes Randes des Lichtleiters 20. In Fig. 4 befindet sich der Nullpunkt des X-Y-Koordinatensystems an der rohrförmigen Lichtquelle l und eine Richtung eines Blickwinkels liegt auf der Y-Achse. Gemäß Fig. 5 wird angenommen, daß Koordinaten entgegengesetzter Enden einer i-ten bandartigen Reflexionsfläche 20 A (i=natürliche Anzahl) (x _i, y _i) bzw. (v _i, w _i) sind. Die i-te bandartige Reflexionsfläche 20 A bildet einen Winkel alpha _i mit der X-Achse, während eine Fläche 20 B neben der i-ten Reflexionsfläche 20 A einen Winkel beta _i mit der X-Achse einschließt. Die i-te Reflexionsfläche 20 A und die benachbarte Fläche 20B haben Längen a und b in der Richtung der X-Achse und damit ist eine Teilung p gleich einer Summe der Längen a und b.

Wenn eines der entgegengesetzten Enden der i-ten Reflexionsfläche 20 A, das von der Lichtquelle l weiter entfernt ist als das andere der entgegengesetzten Enden der i-ten Reflexionsfläche 20 A, an einen Ausgangspunkt verlegt wird, ergeben sich durch folgende Gleichungen (3) sequentiell Koordinaten von der Lichtquelle l näher gelegenen Punkten:

beta_i = arc tan (y _i/x _i)
alpha_i = (90°-beta)/2
v _i = x _i-a
w _i = y _i-a tan alpha_i
x _i+1 = v _i-b
y _i+1 = w _i-b tan beta_i (3)

Wenn der Lichtleiter 20 mit einer auf diese Weise erzielten Gestalt aus der vorgegebenen Blickwinkelrichtung betrachtet wird, hat der Lichtleiter 20 das Aussehen eines Streifens, bei dem die leuchtenden Reflexionsflächen 20 A und die nichtleuchtenden Flächen 20B abwechselnd aufeinanderfolgen. Wie vorher beschrieben, ist die Leuchtdichte der bandartigen Reflexionsfläche 20A unabhängig von dem Abstand zwischen der Reflexionsfläche 20A und der Lichtquelle l konstant. Eine durch Errechnung eines Durchschnittswertes der Leuchtdichte der hellen und dunklen Streifen erhaltene Durchschnittsleuchtdichte wird gleich einem Produkt von (a/b) mal der Leuchtdichte der Reflexionsfläche 20 A. Wird die Länge b verkürzt, so steigt die Durchschnittsleuchtdichte, jedoch nimmt auch die Dicke des Lichtleiters 20 zu. Wenn die Länge b zunimmt, verringert sich die Durchschnittsleuchtdichte, jedoch nimmt auch die Dicke des Lichtleiters 20 ab. Deshalb kann das Verhältnis a zu der Länge b gemäß speziellen Erfordernissen verändert werden.

Bei der Erfindung wird eine Diffusorplatte mit großem Diffusionsvermögen benutzt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge a zu der Teilung p, d. h. ein Wert von (a/p) gemäß dem Abstand D zwischen der Lichtquelle l und der Reflexionfläche 20 A verändert wird. Mindestens eine milchige Kunststoffplatte mit einer gewissen Dicke weist ein großes Diffusionsvermögen auf und kann daher im wesentlichen als perfekter Diffusor angesehen werden. Der Wert von (a/p) wird wie folgt bestimmt. Selbst bei Betrachtung des perfekten Diffusors aus beliebiger Richtung, ist die Leuchtdichte des perfekten Diffusors unabhängig von der Winkelverteilung des einfallenden Lichtes konstant und wird allein durch den Lichtstrom bestimmt, der auf eine Flächeneinheit des perfekten Diffusors auftrifft, d. h. die Illuminanz. Um die Leuchtdichte konstant zu machen, muß daher eine solche Bedingung geschaffen werden, daß die Illuminanz von auf die Diffusorplatte auftreffendem Licht konstant gemacht wird. Wie Fig. 4 zeigt, erleuchtet von der Reflexionsfläche 20 A reflektiertes Licht den keilförmigen schraffierten Teil H. Gemäß der vorher erwähnten Gleichung (1) ist der senkrechte Winkel R des schraffierten Teiles H gleich 2sin^-1 (R/D). Wenn die Teilung p der Reflexionsfläche 20 A im Vergleich zu dem Radius R der Lichtquelle l klein ist und die Reflexionsfläche 20 A von der Diffusionsfläche mindestens einen vorgegebenen Abstand hat, überlappen die von den anschließenden Reflexionsflächen 20A erleuchteten schraffierten Teile H einander. Mit der Vergrößerung des senkrechten Winkels R des schraffierten Teiles H nimmt der Grad der Überlappung zu. Wenn man eine Stelle auf der Diffusorplatte betrachtet, so wird diese Stelle bei Vergrößerung des vertikalen Winkels R des schraffierten Teils H durch Licht von einer größeren Anzahl der Reflexionsflächen 20 A beleuchtet. Da die Illuminanz auf der Diffusorplatte etwa proportional dem senkrechten Winkel R ist und der senkrechte Winkel R im wesentlichen umgekehrt proportional dem Abstand D ist, wird die Illuminanz auf der Diffusorplatte an jeder Stelle auf dieser Diffusorplatte im wesentlichen konstant, wenn der Wert (a/b) dem Abstand D proportional ist. Ein Beispiel von durch Berechnung gemäß solchen Kriterien erzielten Reflexionsflächen ist in Fig. 6 gezeigt.

Die Tatsache, daß ein Abstand zwischen den Reflexionsflächen und der Diffusorplatte sich nach ihrer Lage verändert, kann aus folgenden Gründen unbeachtet bleiben. Wenn der Abstand zwischen den Reflexionsflächen und der Diffusorplatte zunimmt, verringert sich die auf Licht von jeder Reflexionsfläche 20 A beruhende Illuminanz auf der Diffusorplatte, jedoch steigt die Anzahl der eine Stelle auf der Diffusorplatte beleuchtenden Reflexionsflächen, wodurch diese beiden Effekte sich gegenseitig aufheben. Vorstehend wurde ein Fall geschildert, bei dem die Diffusorplatte als perfekter Diffusor betrachtet werden kann. Die Erfinder haben jedoch festgestellt, daß sogar mit einer Diffusorplatte mit mittlerem Diffusionsvermögen ein exzellentes Ergebnis erzielt werden kann, wenn unter der Bedingung, daß der Wert (a/p) linear zu dem Abstand D ist, die Abmessungen verändert werden. Fig. 7 zeigt ein anderes Beispiel der Reflexionsflächen, bei dem der Wert (a/p) bei 0,6 und 0,3 an einem fernen Ende bzw. einem nahen Ende der Reflexionsfläche relativ zu der Lichtquelle liegt und ein Teil zwischen den entgegengesetzten Enden der Reflexionsfläche linear interpoliert ist. Die Teilung p muß nicht über den gesamten Bereich der Reflexionsflächen konstant sein, sofern der Wert von (a/b) einen vorgegebenen Wert hat, der die erwähnte Bedingung erfüllt. In den Fig. 6 und 7 ist zur Verbesserung des Verständnisses die Teilung p groß dargestellt.

Für die erste Ausführungsform der Erfindung sind zwei Beispiele K 1(1) und K 1(2) einer Beleuchtungsvorrichtung in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Bei der Beleuchtungsvorrichtung K 1(1) nach Fig. 8 ist der Lichtleiter aus transparentem Kunststoff so geformt, daß das Licht in dem transparenten Kunststoff reflektiert wird. Wenn ein Einfallswinkel des auf die Reflexionsfläche 20 A auftreffenden Lichtes größer als der kritische Winkel ist, wird das Licht auf der Reflexionsfläche 20A total reflektiert. Wenn dagegen ein Einfallswinkel des auf die Reflexionsfläche 20A auftreffenden Lichtes nicht größer ist als der kritische Winkel, geht ein Teil des Lichtes durch die Reflexionsfläche 20A hindurch und deshalb ist eine Reflexionsschicht aus Metall oder dergleichen auf der Reflexionsfläche 20A vorgesehen. Licht von der Lichtquelle l wird auf der Oberfläche des Lichtleiters 20 total reflektiert, und an der in Fig. 8 gezeigten Stelle entsteht ein Spiegelbild 1 B. Daher wird in der Beleuchtungsvorrichtung K 1(1) die Menge des nutzbaren Lichtes im Vergleich zu der Beleuchtungsvorrichtung K 1(2) nach Fig. 9 verdoppelt.

Bei der Beleuchtungsvorrichtung K 1(2) nach Fig. 9 ist der Lichtleiter 20 ein Formteil derart, daß Licht auf eine Außenfläche des Formteiles reflektiert wird. Es ist deshalb nicht nötig, den Formteil auf besondere Materialien zu beschränken. Wenn das Reflexionsvermögen des Lichtleiters 20 gering ist, wird auf der Außenfläche des Lichtleiters 20 eine Reflexionsschicht vorgesehen.

Nachfolgend wird unter Bezug auf Fig. 13 bis 17 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist der Wert von (a/p) konstant vorgegeben. Beispiele bandartiger Reflexionsflächen 20 A eines Lichtleiters 20, die eine Dicke t haben und in der zweiten Ausführungsform benutzt werden, sind in den Fig. 13 bis 17 gezeigt, wenn das Verhältnis von (a/b) unterschiedlich verändert wird. In den Fig. 13 bis 16 ist das Verhältnis von (a/b) auf (20/80), (40/60), (60/40) und (80/20) festgesetzt. In Fig. 17 hat die Länge b den Wert Null. Der Wert jeder Länge a und b muß nicht über einen Gesamtbereich des Lichtleiters 20 konstant sein, wenn das Verhältnis (a/b) konstant ist. Wenn die Längen a und b verringert werden, um die hellen und dunklen Streifen schmaler zu machen, erscheint der Lichtleiter 20 für das menschliche Auge gleichförmig. Wenn jedoch das Anzeigeplättchen einen periodischen Aufbau, z. B. als X-Y-Matrize usw. hat und Moir´-Streuungen erzeugt, die eine klare Erkennung des Anzeigefeldes erschweren, wird zwischen dem Lichtleiter und dem Anzeigeplättchen eine Diffusorplatte vorgesehen.

Claims

1. Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für eine Flüssigkristallanzeige (LCD), mit einer geraden stabförmigen Lichtquelle, einem Reflektor, der auf einer gekrümmten Fläche mehrere bandartige Reflexionflächen aufweist, die zu der an der Seite des Reflektors angeordneten Lichtquelle parallel verlaufen und mit einer Diffusorfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsflächen (20 A) der sichtbaren Breite a durch dunkle Flächen der sichtbaren Breite b voneinander beanstandet sind und das Verhältnis von a/b als Funktion des Abstandes D der einzelnen Reflexionsflächen (20 A) von der Lichtquelle (l) dahingehend variiert, daß die Summe der sichtbaren Breiten a+b konstant bleibt, wobei die sichtbare Breite a der Reflexionsflächen (20 A) ihrem Abstand D von der Lichtquelle (l) proportional ist.

2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbare Breite a der Reflexionsflächen (20 A) sich mit dem Abstand D zur Lichtquelle (l) linear vergrößert.