DE60202410T2

DE60202410T2 - Beleuchtungsvorrichtung und Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE60202410T2
Application number: DE60202410T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Kawasaki-shi Maeda; Hirokazu Kawasaki-shi Aritake; Takao Yokohama-shi Satake
Original assignee: Fujitsu Kasei Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Kasei Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: US6883924B2; KR100817097B1; TW583436B; CA2692580A1; DE60202410D1; CA2692580C; CN101118044A; EP1288702A1; CA2376387A1; DE60208934D1; EP1288702B1; EP1367430B1; EP1367430A3; CN1920640A; DE60208934T2; CA2376387C; KR20030019064A; CN1403858A; US20030058632A1; JP4671562B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtvorrichtung und eine Flüssigkristallanzeige, konkreter auf eine Leuchtvorrichtung, die eine Beleuchtung mit einer gleichmäßigen Lichtintensität liefern kann, und eine die Leuchtvorrichtung nutzende Flüssigkristallanzeige.
Flüssigkristallfelder, welche dünn und leicht sind, werden weithin als Anzeigeschirme tragbarer Informationsendgeräte verwendet.
Typen eines solchen Feldes schließen Flüssigkristallfelder vom Transmissionstyp und Flüssigkristallfelder vom Reflexionstyp ein.
28A ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristallfeldes vom Transmissionstyp. Wie in 28A gezeigt ist, ist ein Deflektor 214 zwischen einem Glassubstrat 210 und einem Glassubstrat 212 sandwichartig angeordnet. Busleitungen 216 etc. sind auf dem Glassubstrat 212 ausgebildet. Der Flüssigkristall 220 ist zwischen dem Glassubstrat 212 und dem Glassubstrat 218 versiegelt. Farbfilter 224a, 224b, 224c sind zwischen dem Glassubstrat 218 und dem Glassubstrat 222 sandwichartig angeordnet. Ein Deflektor 228 ist zwischen dem Glassubstrat 222 und dem Glassubstrat 226 sandwichartig angeordnet.
28B ist eine Schnittansicht eines Flüssigkristallfilters vom Reflexionstyp. Wie in 28B gezeigt ist, weist das Feld vom Reflexionstyp einen Spiegel 230 auf, der zwischen einem Glassubstrat 210 und einem Glassubstrat 212 sandwichartig angeordnet ist. Der Spiegel 230 reflektiert Licht, das von oberhalb der Oberseite des Flüssigkristallfeldes vom Reflexionstyp eingeführt wurde.
Der Flüssigkristall selbst, welcher kein Licht emittiert, benötigt eine Beleuchtung, um eine Betrachtung der Information auf einem Flüssigkristallfeld zu gestatten.
Im Flüssigkristallfeld vom Transmissionstyp ist unter dem Feld die Leuchtvorrichtung (Gegenlicht) angeordnet.
Im Flüssigkristallfeld vom Reflexionstyp ist, wenn der Anzeigeschirm betrachtet wird, falls Licht wie z. B. Sonnenlicht, Raumleuchten, vorhanden sind, die Leuchtvorrichtung nicht wesentlich. Die Leuchtvorrichtung ist jedoch wesentlich, um die Betrachtung auch bei gedämpftem Licht oder Dunkelheit zu ermöglichen. Im Flüssigkristallfeld vom Reflexionstyp ist die Leuchtvorrichtung über dem Feld angeordnet.
29 ist eine perspektivische Ansicht einer vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung. Wie in 29 gezeigt ist, enthält die vorgeschlagene Leuchtvorrichtung LEDs 112a, 112b, welche Licht emittieren, einen linearen Lichtleiter 114, der Licht von den LEDs 112a, 112b in lineares Licht (lineare Strahlen) transformiert und das lineare Licht emittiert, und einen planaren oder ebenen Lichtleiter 116, der das lineare Licht vom linearen Lichtleiter 114 in planares oder ebenes Licht (einen planaren oder ebenen Strahl) transformiert und das ebene Licht emittiert. Mehrere Lichtreflexionsabschnitte 120 sind auf der Rückseite, d. h. der Reflexionsseite, des linearen Lichtleiters 114 in Streifen ausgebildet. Eine Reflexionsbeschichtung 118 ist auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 114 ausgebildet.
30 ist eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht des linearen Lichtleiters der vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung. Wie in 30 gezeigt ist, wird von den LEDs 112a, 112b emittiertes Licht auf den Lichtreflexionsabschnitten 120, die auf der Rückseite, d. h. der Reflexionsseite, des linearen Lichtleiters 114 ausgebildet sind, reflektiert. Das von der Emissionsseite des linearen Lichtleiters 114 linear emittierte Licht wird durch den ebenen Lichtleiter 116 in ebenes Licht transformiert und aus der Ebene des ebenen Lichtleiters 116 emittiert.
Solch eine vorgeschlagene Leuchtvorrichtung kann das Flüssigkristallfeld in einer Ebene (überall) erleuchten und ist in der Beschreibung der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 10-260405/1998 offenbart.
Die oben beschriebene vorgeschlagene Leuchtvorrichtung kann jedoch das Flüssigkristallfeld 108 nicht mit gleichmäßiger Intensität erleuchten, wie im folgenden beschrieben wird.
31 ist eine schematische Ansicht, die Beziehungen zwischen dem menschlichen Auge und dem Anzeigeschirm darstellt. Wenn der Anzeigeschirm des Flüssigkristallfeldes 108 mit einer Schirmgröße von 5,08 cm (2 inch) in einer Position mit einem Abstand von 350 mm betrachtet wird, erreicht Licht, das zu dem (senkrecht zum) Zentrum des Anzeigeschirms einen Winkel von 0 Grad bildet, das Auge, und Licht, das einen Winkel von ±3 Grad zu beiden Enden des Anzeigeschirms bildet, erreicht das Auge.
32 ist eine graphische Darstellung einer Intensitätsverteilung des Lichts, das durch den linearen Lichtleiter der vorgeschlagenen Leuchtvorrich tung emittiert wird. Die Positionen von der Mitte des linearen Lichtleiters 114 sind auf der horizontalen Achse dargestellt, und Lichtintensitäten sind auf der vertikalen Achse dargestellt, die Intensitätsverteilung des Lichts, welches tatsächlich am menschlichen Auge ankommt, wenn das von der Mitte des linearen Lichtleiters 114 emittierte Licht 0 Grad bildet und das von den Enden des linearen Lichtleiters 114 emittiert e Licht ±3 Grad bildet.
Wie in 32 gezeigt ist, ist in der vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung die Intensitätsverteilung des vom linearen Lichtleiter 114 emittierten Lichts nicht gleichmäßig und weist hohe Lichtintensitäten und niedrige Lichtintensitäten auf. Die Intensitätsverteilung des vom linearen Lichtleiter 114 emittierten Lichts bestimmt die Intensitätsverteilung des Lichts, das vom ebenen Lichtleiter 116 emittiert wird. Die Intensitätsverteilung des vom ebenen Lichtleiter 116 emittierten Lichts ist daher nicht gleichmäßig und weist hohe Lichtintensitäten und niedrige Lichtintensitäten auf. Dementsprechend kann eine Flüssigkristallanzeige, die die vorgeschlagene Leuchtvorrichtung nutzt, keine guten Anzeigecharakteristiken aufweisen.
Es ist daher wünschenswert, eine Leuchtvorrichtung (Beleuchtungsvorrichtung oder Gegenlicht), die eine Beleuchtung mit einer gleichmäßigen Lichtintensität liefern kann, und eine Flüssigkristallanzeige mit guten Anzeigecharakteristiken zu schaffen.
EP-A-0 969 311 offenbart eine Leuchtvorrichtung und eine Flüssigkristallanzeige gemäß dem Oberbegriff von jedem der unabhängigen Ansprüche. Mehrere Rillen sind in einer Seite eines linearen Lichtleiters ausgebildet. Die Flächen aller Rillen sind unter dem gleichen Winkel geneigt. Eine ähnliche Anordnung ist in JP-A-2001/035227 offenbart.
EP-A-0 866 264 offenbart eine Flüssigkristallanzeige, in der eine lineare Lichtführung oder ein linearer Lichtleiter mehrere Prismen aufweist, die auf einer Oberfläche ausgebildet sind, um Licht in einen ebenen Lichtleiter zu lenken. Gemäß diesem Dokument hat jedes Prisma den gleichen Neigungswinkel in seinen geneigten Flächen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Leuchtvorrichtung geschaffen, mit einer Lichtquelle zum Emittieren von Licht und einem linearen Lichtleiter mit einer Reflexionsseite und einer Austrittsseite, die einander gegenüberliegen und in Längsrichtung verlaufen, und Enden quer zur Längsrichtung, welche Lichtquelle so angeordnet ist, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durch das Ende des linearen Lichtleiters in den linearen Lichtleiter eingeführt wird, welcher lineare Lichtleiter das Licht reflektiert, das auf mehrere Lichtreflexionsabschnitte fällt, die auf einer Reflexionsseite gebildet sind, und das Licht aus der Austrittsseite linear austreten lässt, gekennzeichnet durch:
Ebenen der mehreren Reflexionsabschnitte, die jeweils unter verschiedenen Winkeln entsprechend den Positionen in der Längsrichtung der Lichtreflexionsabschnitte so geneigt sind, dass das austretende Licht zu einem Blickpunkt konvergiert wird.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkristallanzeige mit einer Leuchtvorrichtung und einem Flüssigkristallanzeigefeld geschaffen, das durch die Leuchtvorrichtung beleuchtet wird, welche Leuchtvorrichtung eine Lichtquelle zum Emittieren von Licht und einen linearen Lichtleiter enthält, der eine Reflexionsseite und eine Austrittsseite aufweist, die einander gegenüberliegen und in einer Längsrichtung verlaufen, und Enden quer zur Längsrichtung, welche Lichtquelle so angeordnet ist, dass das von der Lichtquelle emittierte Licht durch das Ende des linearen Lichtleiters in den linearen Lichtleiter eingeführt wird, welcher lineare Lichtleiter das Licht reflektiert, das auf mehrere Lichtreflexionsabschnitte fällt, die auf einer Reflexionsseite gebildet sind, und das Licht linear aus der Austrittsseite austreten lässt, gekennzeichnet durch:
Ebenen der mehreren Lichtreflexionsabschnitte, die jeweils unter verschiedenen Winkeln entsprechend den Positionen in der Längsrichtung der Lichtreflexionsabschnitte so geneigt sind, dass das austretende Licht zu einem Blickpunkt konvergiert wird.
Wie oben beschrieben wurde, sind gemäß der vorliegenden Erfindung Winkel der Lichtreflexionsabschnitte so eingestellt, dass Austrittswinkel von aus dem linearen Lichtleiter austretendem Licht erforderliche Winkel sind, wodurch die Leuchtvorrichtung eine gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung aufweisen kann. Die Verwendung der Leuchtvorrichtung kann eine Flüssigkristallanzeige mit guten Anzeigecharakteristiken liefern.
Es wird nur beispielhaft auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen, in denen:
1A eine perspektivische Ansicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
1B eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2A und 2B Draufsichten der Leuchtvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
3 eine schematische Ansicht ist, die Beziehungen zwischen dem menschlichen Auge und dem Anzeigeschirm erläutert;
4 eine Draufsicht ist, die Brechungsindizes etc. in der Luft berücksichtigt;
5 eine graphische Darstellung von Beispielen von Neigungswinkeln der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
6 eine graphische Darstellung einer Lichtintensitätsverteilung der Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
7 eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform ist, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
8 eine schematische Ansicht von Beziehungen zwischen dem menschlichen Auge und einem Anzeigeschirm ist;
9 eine graphische Darstellung eines Beispiels von Neigungswinkeln der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der Vorrichtung von 7 ist;
10 eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
11 eine graphische Darstellung von Beispielen von Neigungswinkeln der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
12 eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
13 eine graphische Darstellung von Beispielen von Neigungswinkeln der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
14 eine graphische Darstellung einer Lichtintensitätsverteilung der Leuchtvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
15 eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
16 eine graphische Darstellung von Beispielen von Neigungswinkeln der Ebenen von Lichtreflexionsabschnitten der Leuchtvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
17 eine graphische Darstellung der Lichtintensitätsverteilung der Leuchtvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
18 eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
19 eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
20 eine perspektivische Ansicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
21 eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
22 eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
23 eine perspektivische Ansicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
24 eine perspektivische Ansicht der Leuchtvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
25 eine graphische Darstellung von Beispielen von Neigungswinkeln der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
26 eine perspektivische Ansicht der Flüssigkristallanzeige gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
27 eine perspektivische Ansicht der Flüssigkristallanzeige gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
28A eine Schnittansicht eines Flüssigkristallfeldes vom Transmissionstyp ist;
28B eine Schnittansicht eines Flüssigkristallfeldes vom Reflexionstyp ist;
29 eine perspektivische Ansicht der vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung ist;
30 eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht des linearen Lichtleiters der vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung ist;
31 eine konzeptionelle Ansicht von Beziehungen zwischen dem menschlichen Auge und dem Anzeigeschirm ist;
32 eine graphische Darstellung der Intensitätsverteilung des aus dem linearen Lichtleiter der vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung austretenden Lichts ist; und
33 eine Draufsicht der vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung ist.
Prinzip der Erfindung
Bevor die Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert wird, wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Gründe untersucht, warum die vorgeschlagene Leuchtvorrichtung (Gegenlicht) ein Flüssigkristallfeld nicht mit einer gleichmäßigen Lichtintensität beleuchten kann.
33 ist eine Draufsicht der vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung.
Licht, das unter einem Austrittswinkel von 0 Grad aus den Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 120 austritt, die an der Position A ausgebildet sind, welche die Mitte eines linearen Lichtleiters 114 ist, wurde zurückverfolgt, und die zurückverfolgten Strahlen erreichten im wesentlichen die Mitte der LED 112a.
Licht, das unter einem Austrittswinkel von z. B. 3 Grad aus den Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 120 austrat, die an der Position C ausgebildet sind, die dem linken Ende des linearen Lichtleiters 114 nahe ist, wurden zurückverfolgt, und die zurückverfolgten Strahlen erreichen im wesentlichen die Mitte der LED 112a. Ein Emissionswinkel des zurückverfolgten Lichts betrug 3 Grad, weil, wenn das menschliche Auge ein Flüssigkristallfeld mit 5,08 cm (2 Inch) in einer Distanz von etwa 350 mm betrachtet, das am menschlichen Auge ankommende Licht einen Austrittswinkel vom etwa 3 Grad hat.
Licht, das unter einem Austrittswinkel vom z. B. 1,5 Grad aus den Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 120 austritt, die an der Position B gebildet sind, die zwischen den Positionen A und C liegt, wurde zurückverfolgt, und die zurückverfolgten Strahlen erreichten eine Position, die aus der Mitte der LED 112a versetzt war.
Die Lichtintensität eines aus der Position A austretenden Lichts mit einem Austrittswinkel von etwa 0 Grad wurde festgestellt, und es wurde gefunden, dass sie hoch ist. Das aus der Position C austretende Licht mit einem Austrittswinkel von etwa 3 Grad weist gleichfalls eine hohe Intensität auf. Auf der anderen Seite wurde festgestellt, dass das aus der Position B austretende Licht mit einem Austrittswinkel von etwa 1,5 Grad eine niedrige Intensität aufweist.
Basierend auf dem obigen Sachverhalt wurde festgestellt, dass, wenn Licht unter einem Winkel als Austrittswinkel, der gestattet, dass das Licht am menschlichen Auge ankommt, austritt und die Quelle des Lichts, die durch das Zurückverfolgen ermittelt wird, im wesentlichen die Mitte der LED erreicht, eine hohe Intensität vom Auge wahrgenommen wird. Wenn Licht unter einem Winkel als ein Austrittswinkel, der gestattet, dass das Licht am Auge ankommt, austritt und die Quelle des Lichts, die durch das Zurückverfolgen ermittelt wurde, aus der Mitte der LED versetzt ist, wird unterdessen eine niedrige Intensität wahrgenommen.
Basierend auf den oben beschriebenen Untersuchungen hatten die Erfinder der vorliegenden Anmeldung die Idee, dass Neigungswinkel der Lichtreflexionsabschnitte jeweils so eingestellt werden, dass ein Austrittswinkel von Lichtstrahlen ein Winkel ist, der gestattet, dass Licht am Auge eines Betrachters ankommt, und die Quelle des Lichts, die durch Zurückverfolgen der Strahlen ermittelt wird, im wesentlichen die Mitte der LED erreicht, wodurch das Licht auf dem Auge des Betrachters konvergiert wird und eine gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung erhalten werden kann.
Eine erste Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 1A bis 6 erläutert. 1A ist eine perspektivische Ansicht, und 1B ist eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt schematische Seitenansichten, die den Aufbau der Leuchtvorrichtung darlegen: 2A ist eine Gesamtseitenansicht, und 2B ist eine partielle Seitenansicht, die Neigungswinkel von Lichtreflexionsabschnitten zeigen. 3 ist eine schematische Ansicht, die Beziehungen zwischen dem menschlichen Auge und einem Anzeigeschirm darstellt. 4 ist eine Seitenansicht, die Brechungsindizes etc. in der Luft berücksichtigt. 5 ist eine graphische Darstellung von Beispielen der Neigungswinkel der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine graphische Darstellung einer Lichtintensitätsverteilung der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1A und 1B gezeigt ist, umfasst die Leuchtvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform LEDs 12a, 12b, welche Licht emittieren, und einen linearen Lichtleiter 14, der das von den LEDs 12a, 12b emittierte Licht in lineares Licht (Strahlen, die im wesentlichen in einer Richtung orientiert sind), umwandelt und das lineare Licht emittiert, und einen mit dem linearen Lichtleiter 14 optisch gekoppelten Oberflächenlichtleiter 16, der das lineare Licht in Oberflächenlicht umwandelt und das Oberflächenlicht emittiert. Ein reflexionsbeschichteter Film (eine Reflexionsbeschichtung) 16 ist auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 ausgebildet.
Die LEDs 12a, 12b sind auf beiden Enden des linearen Lichtleiters 14 angeordnet. Eine Distanz ΔL (siehe 2A) zwischen dem linearen Lichtleiter 14 und der LED 12a und der LED 12b ist so festgelegt, dass sie z. B. 0 mm beträgt (d. h. keine Trennung).
Der lineare Lichtleiter 14 ist im wesentlichen als ein rechteckiger Schaft (Stab mit rechtwinkeligem Querschnitt) ausgebildet. Der lineare Lichtleiter 14 ist aus z. B. Glas oder Kunststoff hergestellt. Der Brechungsindex N_g des linearen Lichtleiters 14 beträgt z. B. 1,51, und dessen Dicke t beträgt beispielsweise 3 mm. Die Länge L des linearen Lichtleiters 14 beträgt z. B. 37 mm für eine Leuchtvorrichtung, die in z. B. einer Flüssigkristallanzeige mit 5,08 cm (2 Inch) verwendet wird. Der Anzeigeschirm der Flüssigkristallanzeige mit 5,08 cm (2 Inch) hat eine Breite von etwa 35 mm. Die Länge L von 37 mm des linearen Lichtleiters 14 stellt einen Spielraum von 2 mm sicher.
Auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 sind Lichtreflexionsabschnitte 20 in Streifen ausgebildet. Die Lichtreflexionsabschnitte 20 bewirken, dass Licht aus der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 austritt. Beispielsweise Einhundertfünfzig (150) Lichtreflexionsabschnitte 20 sind in einem Abstand von z. B. 0,23 mm ausgebildet.
Wie in 2A und 2B gezeigt ist, sind Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20a, 20b so eingestellt, dass Licht unter erforderlichen Austrittswinkeln θ_OUT(n) entsprechend Austrittspositionen austreten kann. Die Lichtreflexionsabschnitte 20a, 20b sind in großer Zahl auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 ausgebildet, sind aber in 2A und 2B weggelassen.
Wie in 3 gezeigt ist, fällt, wenn das Flüssigkristallanzeigefeld mit 5,08 cm (2 Inch) in einer 350 mm entfernten Position betrachtet wird, Licht, das 0 Grad mit der Mitte des Anzeigeschirms bildet, auf das Auge des Betrachters, und Licht, das ±2,8 Grad zu beiden Enden des Schirms bildet, fällt ebenfalls auf das Auge des Betrachters.
Ein Austrittswinkel θ_OUT(n) des aus dem linearen Lichtleiter 14 austretenden Lichts wird unter einem Austrittswinkel reflektiert, unter dem das Licht aus dem Oberflächenlichtleiter 16 austritt. Für Licht, das aus der Mitte des linearen Lichtleiters 14 austritt, ist ein Neigungswinkel θ_OUT(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 so eingestellt, dass ein Austrittswinkel θ_OUT(n) z. B. 0 Grad beträgt. Für Licht, das aus Positionen zwischen der Mitte des linearen Lichtleiters 14 und dessen Enden austritt, sind die Neigungswinkel θ_OUT(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 jeweils so eingestellt, dass Austrittswinkel θ_OUT(n) jeweils Winkel entsprechend den Austrittspositionen sind. Für Licht, das aus Positionen nahe den Enden des linearen Lichtleiters 14 austritt sind, sind Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 so eingestellt, dass Austrittswinkel θ_OUT z. B. ±2,8 Grad betragen. Als Folge können sehr gute Anzeigecharakteristiken erhalten werden.
Um einen Austrittswinkel θ_OUT(n) einzustellen, ist beim Austreten aus dem linearen Lichtleiter 14 unter einem einer Austrittsposition entsprechenden Winkel, ist ein Neigungswinkel θ(n) durch die folgende Formel gegeben.
Wie in 2A und 2B gezeigt ist, wird in den Lichtreflexionsabschnitten 20a ein Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20a so eingestellt, dass Licht, das auf der Ebene auf der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 totalreflektiert wird, an den Lichtreflexionsabschnitten 20a totalreflektiert werden kann und aus der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 unter Austrittswinkeln θ(n) entsprechend den Austrittspositionen austreten kann.
In diesem Fall ist die folgende Formel gültig.
In Formel 1 bedeutet n den n-ten Lichtreflexionsabschnitt. X(n) meint die Distanz von den Endflächen des linearen Lichtleiters 14 zu den n-ten Lichtreflexionsabschnitten. θ_OUT(n) bedeutet den Austrittswinkel des am n-ten Lichtreflexionsabschnitt reflektierten Lichts.
Wenn Formel 1 transformiert wird, wird der Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20a durch die folgende Formel ausgedrückt.
In den Lichtreflexionsabschnitten 20b ist der Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20b so eingestellt, dass von der LED 12a direkt auf die Lichtreflexionsabschnitte 20b fallendes Licht auf den Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20b totalreflektiert werden kann und aus der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 unter Austrittswinkeln θ_OUT(n) entsprechend den Austrittspositionen austreten kann.
In diesem Fall gilt die folgende Formel
Wenn Formel 3 transformiert wird, wird der Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20b durch die folgende Formel ausgedrückt
Wie in 2B gezeigt ist, ist der Neigungswinkel θ_L(n) der linken Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte in der Zeichnung so eingestellt, dass Licht, das durch die LED 12a zugeführt wird, die auf der linken Seite in der Zeichnung angeordnet ist, unter einem erforderlichen Austrittswinkel θ_OUT(n) austritt. Auf der anderen Seite ist der Neigungswinkel θ_R(n) der rechten Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte in der Zeichnung so eingestellt, dass Licht, das von der LED 12b zugeführt wird, die auf der rechten Seite in der Zeichnung angeordnet ist, unter einem erforderlichen Austrittswinkel θ_OUT(n) austritt.
Genauer gesagt wird, wie in 4 dargestellt ist, falls die Distanz ΔL zwischen dem linearen Lichtleiter 14 und den LEDs 12a, 12b nicht 0 mm beträgt, ein optischer Weg abgelenkt, weil der Brechungsindex N_a der Luft vom Brechungsindex N_g des linearen Lichtleiters verschieden ist. Die Ablenkung des optischen Weges aufgrund solch eines Faktors kann jedoch beim Angeben von Neigungswinkeln θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 ignoriert werden. Um die Berechnungsformeln zu vereinfachen, werden Einflüsse solcher Faktoren hier ignoriert.
Genauer gesagt wird, wie in 4 gezeigt ist, Licht in Oberflächen aus Umgebungen der Mitten der LEDs 12a, 12b emittiert. Beim Angeben von Neigungswinkeln θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 sind die Berechnungsformeln unter der Annahme angegeben, dass Licht aus den zentralen Punkten der LEDs 12a, 12b emittiert wird. Fehler, die durch die so angegebenen Formeln verursacht werden, sind vernachlässigbar. Um die Berechnungsformeln zu vereinfachen, wird angenommen, dass Licht aus den zentralen Punkten der LEDs 12a, 12b emittiert wird.
Als nächstes werden mit Verweis auf 5 Beispiele spezifischer Sollwerte von Neigungswinkeln θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 der vorliegenden Ausführungsform erläutert. 5 ist eine graphische Darstellung der Beispiele von Neigungswinkeln θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte. Distanzen X(n) von den Endflächen des linearen Lichtleiters 14 zu den Lichtreflexionsabschnitten 20 sind auf der horizontalen Achse dargestellt. Die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 sind auf der vertikalen Achse dargestellt.
In dieser Ausführungsform sowie in den im folgenden beschriebenen zweiten bis sechsten Ausführungsformen wurden die Neigungswinkel θ(n) unter den Bedingungen berechnet, dass die Anzeigegröße 5,08 cm (2 Inches) betrug, die Anzeigeschirmbreite 35 mm betrug, die Anzahl der Lichtreflexionsabschnitte 20 150 war, der Abstand der Lichtreflexionsabschnitte 20 0,23 mm betrug, die Dicke t des linearen Lichtleiters 14 3 mm betrug, die Länge L des linearen Lichtleiters 14 37 mm betrug, die Distanz ΔL zwischen den LEDs 12a, 12b und dem linearen Lichtleiter 14 0 mm betrug, der Brechungsindex des linearen Lichtleiters 14 1,51 war und die Distanz zwischen dem Betrachter und dem Anzeigeschirm 350 mm betrug.
Wenn die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 wie in 5 gezeigt eingestellt sind, wird die in 6 gezeigte Lichtintensitätsverteilung erhalten. 6 ist eine graphische Darstellung einer Lichtintensitätsverteilung der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Positionen in (entlang) dem linearen Lichtleiter sind auf der horizontalen Achse dargestellt, und die Lichtintensität ist auf der vertikalen Achse dargestellt. Licht, das aus der Mitte des linearen Lichtleiters 14 unter einem Winkel von 0 Grad zur Senkrechten austritt, erreicht den Betrachter zusammen mit Licht von den Enden des linearen Lichtleiters 14 unter dem Winkel von ±2,8 Grad. Eine Intensitätsverteilung des Lichts, das das menschliche Auge tatsächlich erreichen kann, ist angegeben.
Wie in 6 ersichtlich kann die Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegendenden Ausführungsform eine im wesentlichen gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung schaffen.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 so festgelegt sind, dass Licht unter geforderten Austrittswinkeln θ_OUT(n) entsprechend den Austrittspositionen des Lichts aus dem linearen Lichtleiter 14 austreten kann.
In der in 29 dargestellten vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung kann, weil alle Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 auf den gleichen Neigungswinkel α (siehe 31) eingestellt sind, Licht nicht unter geforderten Austrittswinkeln entsprechend den Austrittspositionen austreten. Dementsprechend kann die vorgeschlagene Leuchtvorrichtung keine gleichmäßige Intensitätsverteilung des das Auge des Betrachters erreichenden Lichts liefern.
Im Gegensatz dazu sind in der vorliegenden Ausführungsform die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 so festgelegt oder eingestellt, dass Licht unter geforderten Austrittswinkeln θ_OUT(n) entsprechend den Austrittspositionen des Lichts aus dem linearen Lichtleiter 14 austreten kann. Dementsprechend kann das Licht auf dem Auge des Betrachters konvergiert werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann folglich eine Intensitätsverteilung von am menschlichen Auge ankommendem Licht gleichmäßig ausgebildet werden. Mit der vorliegenden Erfindung können somit gute Anzeigecharakteristiken realisiert werden.
Modifikation
Obgleich nicht gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 7 bis 9 eine Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, welche zum Verständnis der späteren Ausführungsformen nützlich ist. Die modifizierte Leuchtvorrichtung ist der Gegenstand einer Teilanmeldung. 7 ist eine Draufsicht der modifizierten Leuchtvorrichtung, und 8 ist eine konzeptionelle Ansicht von Beziehungen zwischen einem Betrachter und einem Anzeigeschirm. 9 ist eine graphische Darstellung von Beispielen von Neigungswinkeln der Ebenen von Lichtreflexionsabschnitten der modifizierten Leuchtvorrichtung. Teile dieser Vorrichtung und folgende Ausführungsformen, die denjenigen der Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen, werden durch die gleichen Bezugsziffern repräsentiert, um zu ermöglichen, dass ihre Erläuterung vereinfacht oder weggelassen wird.
In dieser Modifikation sind die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 jeweils so eingestellt, dass Licht aus dem linearen Licht leiter 14 unter einem Austrittswinkel θ_OUT(n) von 0 Grad, d. h. in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Lichtleiters 14, austritt.
In der Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform sind die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 jeweils so eingestellt, dass erforderliche Austrittswinkel θ_OUT(n) entsprechend den Austrittspositionen geliefert werden können. In der Praxis ist der Betrachter nicht immer senkrecht zum Oberflächenlichtleiter 16. Auf der anderen Seite weitet sich, selbst wenn Austrittswinkel θ_OUT(n) einheitlich auf 0 Grad eingestellt sind, Licht auf seinem Weg vom Anzeigeschirm zum 350 mm entfernten Betrachter in gewissem Umfang auf, und tatsächlich kann die gleiche Lichtintensitätsverteilung wie diejenige der ersten Ausführungsform geliefert werden. Das Einstellen von Austrittswinkeln θ_OUT(n), so dass sie einheitlich sind, erleichtert die Berechnung, um die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 anzugeben.
In der modifizierten Vorrichtung sind folglich die Austrittswinkel θ_OUT(n) einheitlich bei 0 Grad eingestellt. Um dies zu erreichen, ist in Formel 2 und Formel 4 der Wert θ_OUT(n) = 0 Grad substituiert.
Wenn in Formel 2 θ_OUT(n) = 0 Grad substituiert wird, werden die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 durch die folgende Formel ausgedrückt.
Wenn in die Formel 4 θ_OUT(n) = 0 Grad substituiert ist, werden die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20b durch die folgende Formel ausgedrückt.
Beispiele von Sollwerten der Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der modifizierten Leuchtvorrichtung werden mit Verweis auf 9 erläutert. 9 ist eine graphische Darstellung von Beispielen der Nei gungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte, die durch die oben beschriebenen Formeln angegeben werden. Distanzen von den Endflächen des linearen Lichtleiters 14 zu den Lichtreflexionsabschnitten 20a, 20b sind auf der horizontalen Achse dargestellt. Die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20a, 20b sind auf der vertikalen Achse dargestellt.
Die Neigungswinkel θ(n) wurden unter den gleichen Bedingungen wie in der ersten Ausführungsform berechnet.
Wenn die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20a, 20b so eingestellt sind, dass sie wie in 9 gezeigt vorliegen, sind die Austrittswinkel θ_OUT(n) von Lichtstrahlen aus dem linearen Lichtleiter 14 alle 0 Grad, und im wesentlichen kann die gleiche gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung wie diejenige der ersten Ausführungsform geliefert werden. Folglich können die modifizierte Vorrichtung sowie die erste Ausführungsform gute Anzeigecharakteristiken realisieren.
Eine zweite Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 10 und 11 erläutert. 10 ist eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 11 ist eine graphische Darstellung von Beispielen der Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Diese Ausführungsform ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte so eingestellt sind, dass Licht von LEDs 12a, 12b direkt auf alle Lichtreflexionsabschnitte 20c fällt und das Licht auf den Lichtreflexionsabschnitten 20c totalreflektiert wird, so dass es aus der Austrittsseite eines Linearen Lichtleiters 14 austritt.
Die Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthält Lichtreflexionsabschnitte 20a mit Neigungswinkeln θ(n), die so eingestellt sind, dass auf der Ebene auf der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 totalreflektiertes Licht weiter totalreflektiert wird, und auch Lichtreflexionsabschnitte 20b mit Neigungswinkeln θ(n), die so eingestellt sind, dass von den LEDs 12a, 12b direkt einfallendes Licht totalreflektiert wird.
Im Gegensatz dazu sind in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 10 gezeigt ist, die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20c so eingestellt, dass alle Lichtreflexionsabschnitte 20c von einer LED 12a und einer LED 12b direkt einfallendes Licht total reflektieren. Die Lichtreflexionsabschnitte 20c sind in großer Zahl auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 ausgebildet, sind aber in 10 nicht alle dargestellt.
In diesem Fall können die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20c durch Verwenden der Formel 4 oder Formel 6 eingestellt oder festgelegt werden.
Als nächstes werden mit Verweis auf 11 Beispiele von Sollwerten der Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. 11 ist eine graphische Darstellung des Beispiels der Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte, welche durch die oben beschriebene Formel angegeben wurden. Distanzen X(n) von den Endflächen des linearen Lichtleiters 14 zu den Lichtreflexionsabschnitten 20c sind auf der horizontalen Achse dargestellt. Die Neigungswinkel θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20c sind auf der vertikalen Achse dargestellt.
In der vorliegenden Ausführungsform wurden die Neigungswinkel θ(n) unter den gleichen Bedingungen wie in der ersten Ausführungsform berechnet.
Selbst mit so eingestellten Neigungswinkeln θ(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20c sind die Austrittswinkel θ_OUT(n) der aus dem linearen Lichtleiter 14 austretenden Lichtstrahlen alle 0 Grad, und im wesentlichen kann die gleiche Lichtintensitätsverteilung wie diejenige der ersten Ausführungsform geliefert werden. Dementsprechend kann die vorliegende Ausführungsform gleichermaßen gute Anzeigecharakteristiken realisieren.
Eine dritte Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 12 bis 14 erläutert. 12 ist eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 13 ist eine graphische Darstellung eines Beispiels von Neigungswinkeln der Ebene der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung. 14 ist eine graphische Darstellung einer Lichtintensitätsverteilung der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Diese Ausführungsform ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass der lineare Lichtleiter 14 in Längsrichtung in mehrere Zonen 22a, 22b, 22c geteilt ist und die Neigungswinkel der Ebenen mehrerer Lichtreflexionsabschnitte 20d–20f, die den geteilten Zonen (Teilzonen) 22a, 22b bzw. 22c ausgebildet sind, so eingestellt sind, dass sie in den geteilten Zonen 22a, 22b, 22c die gleichen sind.
Mehrere Lichtreflexionsabschnitte 20d–20f sind auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 ausgebildet; aber in 12 sind nur wenige dargestellt.
In der Zone 22c, die die Mitte des linearen Lichtleiters 14 enthält, ist ein Neigungswinkel θ₀ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20f bezüglich der zentralen Position L/2 des linearen Lichtleiters 14 als Standard eingestellt. Ein Neigungswinkel θ₀ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20f ist so eingestellt, dass auf der Ebene der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 totalreflektiertes Licht aus der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 austritt. Die folgende Formel ist dann gültig.
Indem man die Formel 7 transformiert, ist ein Neigungswinkel θ₀ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20f durch die folgende Formel gegeben.
In der Zone 22a nahe dem Ende des linearen Lichtleiters 14 ist ein Neigungswinkel θ'₀ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d mit einer Position L/6 einer Distanz von den Enden des linearen Lichtleiters 14 als Standard gesetzt eingestellt. Ein Neigungswinkel θ'₀ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d ist so eingestellt, dass von der LED 12a direkt auf die Lichtreflexionsabschnitte 20d einfallendes Licht auf den Lichtreflexionsabschnitten 20d totalre flektiert wird und aus der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 austritt. Die folgende Formel ist gültig
Indem man die Formel 9 transformiert, wird ein Neigungswinkel θ'₀ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d durch die folgende Formel ausgedrückt.
Wenn man Formel 8 und Formel 10 miteinander vergleicht, ist hier ein Wert von ΔL sehr klein, und ΔL und 3ΔL können ignoriert werden. Es gilt die folgende Formel. θ0 = θ'0 (11)
Dementsprechend kann auch in der Zone 22a nahe den Enden des linearen Lichtleiters 14 ein Neigungswinkel θ₀ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d unter Verwendung von Formel 8 eingestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann folglich ein Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20f, die die Mitte des linearen Lichtleiters 14 enthalten, und ein Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d der Zone 22a nahe den Enden des linearen Lichtleiters 14 gleichermaßen auf θ₀ eingestellt werden.
In der Zone 22b zwischen der Zone 22a und der Zone 22c ist ein Neigungswinkel θ₁ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20e mit einer Position (X_C) der Mitte der Zone 22b als Standard gesetzt eingestellt. Ein Neigungswinkel θ₁ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20e ist so eingestellt, dass von der LED 12a direkt auf die Lichtreflexionsabschnitte 20e einfallendes Licht auf den Lichtreflexionsabschnitten 20e totalreflektiert wird und auf der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 austritt. Es gilt dann die folgende Formel.
Indem man Formel 12 transformiert, wird ein Neigungswinkel θ₁ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20e durch die folgende Formel ausgedrückt.
Mit Verweis auf 13 werden Beispiele von Sollwerten der Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. 13 ist eine graphische Darstellung der Beispiele der Neigungswinkel θ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte, die unter Verwendung der oben beschriebenen Formel geliefert werden. Distanzen X(n) von den Endflächen des linearen Lichtleiters zu den Lichtreflexionsabschnitten sind auf der horizontalen Linie dargestellt. Die Neigungswinkel θ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte sind auf der vertikalen Achse dargestellt.
Wieder wurden zum Berechnen der Neigungswinkel θ(n) die gleichen Bedingungen wie zuvor verwendet.
Wenn die Neigungswinkel θ₀, θ₁ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d–20f unter Verwendung der Formel 8 und der Formel 13 eingestellt werden, kann die in 13 gezeigte Lichtintensitätsverteilung erhalten werden. 13 ist eine graphische Darstellung eines Beispiels der Lichtintensitätsverteilung der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Positionen bezüglich der Mitte des linearen Lichtleiters 14 sind auf der horizontalen Achse dargestellt. Lichtintensitäten, die erzeugt werden, wenn die Flüssigkristallanzeige in einer Distanz von 350 mm betrachtet wird, sind auf der vertikalen Achse dargestellt.
Da die Neigungswinkel θ₀, θ₁ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d, 20e, 20f in den geteilten Zonen 22a, 22b, 22c einheitlich dieselben sind, werden, während Positionen der Lichtreflexionsabschnitte 20d, 20e, 20f von den Standardpositionen zunehmend L/2, X_C, L/6 entfernt sind, die Austrittswinkel allmählich größer, unter denen Licht aus dem linearen Lichtleiter 14 austritt. Folglich liefert die vorliegende Ausführungsform die in 14 gezeigte Lichtintensitätsverteilung.
Wie in 14 ersichtlich ist, kann die vorliegende Ausführungsform die Lichtintensitätsverteilung nicht so gleichmäßig wie die erste oder zweite Ausführungsform ausbilden, aber im Vergleich mit derjenigen der in 29 gezeigten vorgeschlagenen Leuchtvorrichtung ist die Lichtintensitätsverteilung dieser Ausführungsform weitaus gleichmäßiger.
Wie oben beschrieben wurde, ist es eine Haupteigenschaft der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, dass der lineare Lichtleiter 14 in Längsrichtung in mehrere Zonen 22a, 22b, 22c geteilt ist und die Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d–20f so eingestellt sind, dass sie in den Teilzonen 22a, 22b, 22c die gleichen sind.
Das Einstellen der Neigungswinkel der Lichtreflexionsabschnitte entsprechend den Positionen der Lichtreflexionsabschnitte wie in der ersten oder zweiten Ausführungsform erhöht die Kosten für die Anfertigung einer Form oder dergleichen, um den linearen Lichtleiter herzustellen.
Im Gegensatz dazu werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d, 20e, 20f auf zwei Arten θ₀ und θ₁ eingestellt und sind sehr wenige. Dies macht es möglich, die Kosten zum Anfertigen einer Form etc. zum Giessen des linearen Lichtleiters zu reduzieren. Wie oben beschrieben wurde, kann die Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung einfach und kostengünstig liefern.
Eine vierte Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung wird mit Verweis auf 15 bis 17 erläutert. 15 ist eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 16 ist eine graphische Darstellung von Beispielen von Neigungswinkeln der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 17 ist eine graphische Darstellung einer Lichtintensitätsverteilung der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die Leuchtvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass ein linearer Lichtleiter 14 in Längsrichtung weiter geteilt ist als derjenige der dritten Ausführungsform. Neigungswinkel der Ebe nen mehrerer Lichtreflexionsabschnitte 20d, 20f, 20g, 20h, die in den Zonen 22a, 22c, 22c bzw. 22e ausgebildet sind, sind so eingestellt, dass sie in den geteilten Zonen 22a, 22c, 22d, 22e die gleichen sind.
Die Lichtreflexionsabschnitte 20d, 20f, 20g, 20h sind in großer Zahl auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 ausgebildet, aber in 15 sind nur wenige dargestellt.
In der Zone 22d ist ein Neigungswinkel θ₁ der Ebenen von Lichtreflexionsabschnitten 20g mit einer Position X_C1 eingestellt, die die Mitte der Zone 22d ist, als Standard gesetzt eingestellt. Ein Neigungswinkel θ₁ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20g ist so eingestellt, dass von einer LED 12a direkt auf die Lichtreflexionsabschnitte 20g einfallendes Licht von den Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20g totalreflektiert wird und aus der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 austritt. Es gilt dann die folgende Formel.
Indem man die Gleichung 14 transformiert, wird der Neigungswinkel θ₁ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20g durch die folgende Formel gegeben.
In der Zone 22h ist der Neigungswinkel θ₁ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20h mit einer Position X_C2 der Mitte der Zone 22h als Standard gesetzt eingestellt. Der Neigungswinkel θ₂ der Ebenen der Lichtreflexionszone 20h ist so eingestellt, dass auf der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 totalreflektiertes Licht weiter totalreflektiert wird und aus der Austrittsseite des linearen Lichtleiters 14 austritt. Es gilt dann die folgende Formel.
Durch Transformieren der Formel 16 wird der Neigungswinkel θ₂ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20h durch die folgende Formel ausgedrückt.
Als nächstes werden mit Verweis auf 16 Beispiele von Sollwerten von Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. 16 ist eine graphische Darstellung der Beispiele von Neigungswinkeln der Lichtreflexionsabschnitte, die unter Verwendung der oben beschriebenen Formeln geliefert werden. Distanzen X(n) von den Endflächen des linearen Lichtleiters und den Lichtreflexionsabschnitten sind auf der horizontalen Achse dargestellt. Die Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte sind auf der vertikalen Achse dargestellt.
Wieder einmal wurden die Neigungswinkel θ(n) unter den gleichen Bedingungen wie in der ersten Ausführungsform berechnet.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Neigungswinkel θ₀, θ₁, θ₂ der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20d, 20f, 20g, 20h einheitlich so eingestellt, dass sie in den geteilten Zonen 22a, 22c, 22d, 22e die gleichen sind. Wenn die Positionen der Lichtreflexionsabschnitte 20d, 20f, 20g, 20h von den Standardpositionen zunehmend L/2, X_C1, X_C2, L/6 entfernt sind, werden dementsprechend die Austrittswinkel, unter denen Lichtstrahlen aus dem linearen Lichtleiter 14 austreten, allmählich größer. Folglich hat die vorliegende Ausführungsform die in 17 gezeigte Lichtintensitätsverteilung.
Wie in 17 ersichtlich ist, hat verglichen mit der Lichtintensitätsverteilung der Leuchtvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform, die in 14 dargestellt ist, die Lichtintensitätsverteilung der vorliegenden Ausführungsform eine kleinere Differenz zwischen einer hohen Lichtintensität und einer niedrigen Lichtintensität.
Basierend darauf kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform verglichen mit der dritten Ausführungsform eine Differenz zwischen einer hohen Lichtintensität und einer niedrigen Lichtintensität klein sein.
Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da der Lichtleiter in Längsrichtung in kleinere Zonen als in der dritten Ausführungsform geteilt ist, eine Differenz zwischen einer hohen Lichtintensität und einer niedrigen Lichtintensität verglichen mit derjenigen der dritten Ausführungsform kleiner sein.
Eine fünfte Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 18 erläutert. 18 ist eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die eine Modifikation der vierten Ausführungsform ist.
In der vorliegenden Ausführungsform sind in einer Grenzzone zwischen einer Zone 22d und einer Zone 22e ein Lichtreflexionsabschnitt 20g mit einem Neigungswinkel θ₁ und eine Lichtreflexionszone 20h mit einem Neigungswinkel θ₂ abwechselnd ausgebildet, wodurch eine extreme Lichtintensitätsdifferenz an der Grenze zwischen der Zone 22d und der Zone 22e verhindert werden kann.
Eine sechste Ausführungsform
Mit Verweis auf 19, die eine Draufsicht ist, wird die Leuchtvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In dieser Ausführungsform ist ein Reflexionsmittel 24, das vom linearen Lichtleiter 14 getrennt ist, auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 angeordnet, d. h. der Seite, wo Lichtreflexionsabschnitte 20 ausgebildet sind, wie in 19 gezeigt ist. Das Reflexionsmittel 24 kann ein Halter oder etwas ähnliches aus Aluminium sein, der zumindest die Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 bedeckt.
In den ersten bis fünften Ausführungsformen ist die Reflexionsbeschichtung 20 auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 ausgebildet, um zu verhindern, dass Licht aus dem linearen Lichtleiter 14 ausleckt. In der vorliegenden Ausführungsform führt das vom linearen Lichtleiter 14 separat angeordnete Reflexionsmittel 24 aus der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 leckendes Licht in den linearen Lichtleiter 14 zurück.
Folglich kann das anstelle der Reflexionsbeschichtung 20 vorgesehene Reflexionsmittel aus der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 leckendes Licht in den linearen Lichtleiter 14 zurückführen, wodurch eine Reduzierung der Helligkeit aufgrund eines Lichtlecks vermieden wird.
Wie oben beschrieben wurde, ist es nicht wesentlich, die Reflexionsbeschichtung auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 auszubilden. Wie in der vorliegenden Ausführungsform kann das Reflexionsmittel 24 vom linearen Lichtleiter 14 separat vorgesehen sein.
Eine siebte Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 20 erläutert. 20 ist eine perspektivische Ansicht der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass Lichtreflexionsabschnitte 20j schräg in Längsrichtung im linearen Lichtleiter 14 verlaufen.
In der Leuchtvorrichtung gemäß den ersten bis sechsten Ausführungsformen verlaufen die Lichtreflexionsabschnitte 20 senkrecht in Längsrichtung im linearen Lichtleiter 14. In der vorliegenden Ausführungsform verlaufen jedoch die Lichtreflexionsabschnitte 20j im linearen Lichtleiter 14 in Längsrichtung schräg. Auf diese Weise kann die Lichtintensitätsverteilung gleichmäßiger geschaffen werden.
Eine achte Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 21 erläutert. 21 ist eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform, worin die Reflexionsseite eines linearen Lichtleiters 14, d. h. die Seite, in der Lichtreflexionsabschnitte 20 ausgebildet sind, gekrümmt ist.
In der Leuchtvorrichtung gemäß den ersten bis siebten Ausführungsformen kann Licht von den LEDs 12a, 12b durch die anderen Lichtreflexionsabschnitte 20 daran gehindert werden, in diejenigen der Lichtreflexionsabschnitte 20 einzutreten, die von den LEDs 12a, 12b entfernt sind.
Im Gegensatz dazu kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14a gekrümmt ist, Licht sogar auf diejenigen der Lichtreflexionsabschnitte 20 fallen, die von den LEDs 12a, 12b entfernt sind, ohne durch die anderen Lichtreflexionsabschnitte 20 daran gehindert zu werden. Folglich kann die Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine noch gleichmäßigere Lichtintensitätsverteilung liefern.
Eine neunte Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 22 erläutert. 22 ist eine Draufsicht der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass Flächen von Lichtreflexionsabschnitten 20 für die von den LEDs 12a, 12b entfernteren Abschnitte vergrößert sind, d. h. Rillen, die die Lichtreflexionsabschnitte 20 bilden, sind tiefer, wenn die Rillen von den LEDs 12a, 12b entfernter sind.
Wie in 22 gezeigt ist, haben Rillen, die Lichtreflexionsabschnitte 20 bilden, welche den LEDs 12a, 12b nahe sind, eine auf d₁ festgelegte Tiefe, und da Rillen, die die Lichtreflexionsabschnitte 20 bilden, von den LEDs 12a, 12b weiter weg liegen, sind ihre Tiefen größer. Bei der Mitte des linearen Lichtleiters 14a weist die die Lichtreflexionsabschnitte 20 bildende Rille eine Tiefe d₂ auf, die größer als die Tiefe d₁ ist.
In der Leuchtvorrichtung gemäß der ersten bis siebten Ausführungsform kann Licht von den LEDs 12a, 12b durch die anderen Lichtreflexionsabschnitte 20 daran gehindert werden, in diejenigen der Lichtreflexionsabschnitte 20 einzutreten, die von den LEDs 12a, 12b entfernt sind.
Im Gegensatz dazu ist in der vorliegenden Ausführungsform die Breite der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20 mit der Distanz von den LEDs 12a, 12b vergrößert, wodurch man Licht auf sogar diejenigen der Lichtreflexionsabschnitte 20 fallen lassen kann, die von den LEDs 12a, 12b entfernt sind, ohne durch die anderen Lichtreflexionsabschnitte 20 daran gehindert zu werden.
Eine zehnte Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 23 erläutert. 23 ist eine perspektivische Ansicht der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass eine Zone eines linearen Lichtleiters 14 auf dessen Reflexionsseite in obere und untere Stufen geteilt ist, d. h. der lineare Lichtleiter 14 auf seiner Reflexionsseite ist senkrecht zu seiner Längsrichtung geteilt, und die Neigungswinkel der Lichtreflexionsabschnitte 20k in der oberen Zone 22f sind einheitlich auf θ₀ eingestellt, und die Neigungswinkel der Lichtreflexionsabschnitte 22l in der unteren Zone sind einheitlich auf θ₁ eingestellt.
In der Leuchtvorrichtung gemäß der vierten und der fünften Ausführungsform ist der lineare Lichtleiter 14 in Längsrichtung in Teilzonen geteilt; aber in der vorliegenden Ausführungsform ist der lineare Lichtleiter 14 in mehrere obere und untere Zonen geteilt, d. h. der lineare Lichtleiter 14 ist quer zu seiner Längsrichtung geteilt.
Sogar in dem Fall, dass der lineare Lichtleiter folglich vertikal in mehrere Zonen geteilt ist, kann eine Lichtintensitätsverteilung gleichmäßiger ausgebildet werden, selbst wenn die Neigungswinkel der Lichtreflexionsabschnitte der geteilten Zonen so eingestellt sind, das sie einheitlich die gleichen sind.
Eine elfte Ausführungsform
Die Leuchtvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 24, 25 erläutert. 24 ist eine perspektivische Ansicht der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 25 ist eine graphische Darstellung von Beispielen der Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass V-förmige Rillen, die Lichtreflexionsabschnitte 20m, 20n bilden, die gleiche Konfiguration haben und die Lichtreflexionsabschnitte 20m, die auf der linken Seite der Mitte eines linearen Lichtleiters 14 wie in der Zeichnung betrachtet angeordnet sind, die Ebenen auf der linken Seite in der Zeichnung aufweisen, die unter einem Neigungswinkel θ_L(n) eingerichtet sind, so dass Licht, das von einer LED 12a emittiert wird, die auf der linken Seite in der Zeichnung angeordnet ist, vertikal zur Längsrichtung des linearen Lichtleiters 14 austritt, und die Lichtreflexionsabschnitte 20n, die auf der rechten Seite der Mitte des linearen Lichtleiters 14 in der Zeichnung angeordnet sind, die Ebenen auf der rechten Seite in der Zeichnung aufweisen, die unter einem Neigungswinkel θ_R(n) eingerichtet sind, so dass Licht, das von einer auf der rechten Seite in der Zeichnung angeordneten LED 12b emittiert wird, vertikal zur Längsrichtung des linearen Lichtleiters 14 austritt.
Zahlreiche Abschnitte 20m und 20n sind auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters 14 gebildet, aber in 24 sind nur einige dargestellt.
Wie in 24 gezeigt ist, sind die linksseitigen Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20m, die auf der linken Seite der Mitte des linearen Lichtleiters 14 (in der Zeichnung) ausgebildet sind, unter einem Neigungswinkel θ_L(n) eingestellt, so dass Licht, das von der linken LED 12a emittiert wird, an den linksseitigen Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20m reflektiert wird und senkrecht zur Längsrichtung des linearen Lichtleiters 14 austritt.
Der Neigungswinkel θ_L(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20m auf der linken Seite in der Zeichnung kann z. B. gemäß der oben beschriebenen Formel 2 oder Formel 4 eingestellt werden. In diesem Fall ist die Endfläche des linearen Lichtleiters 14 auf der linken Seite in der Zeichnung der Standard für eine Distanz X(n).
Auf der anderen Seite sind, wie in 24 gezeigt ist, die rechtsseitigen Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20n, die auf der rechten Seite der Mitte des linearen Lichtleiters 14 ausgebildet sind, unter einem Neigungswinkel θ_R(n) eingerichtet, so dass Licht, das von der rechten LED 12b emittiert wird, auf den rechtsseitigen Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20n reflektiert wird und senkrecht zur Längsrichtung des linearen Lichtleiters 14 austritt.
Der Neigungswinkel θ_R(n) der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20n auf der rechten Seite in der Zeichnung kann gemäß z. B. der oben beschriebenen Formel 2 oder Formel 4 eingestellt werden. In diesem Fall ist die Endfläche des linearen Lichtleiters 14 auf der rechten Seite in der Zeichnung der Standard für eine Distanz X(n).
Winkel θ_P, die durch die Ebenen der die Lichtreflexionsabschnitte 20m, 20n bildenden V-förmigen Rillen gebildet werden, sind gleich.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die eingeschlossenen (entgegengesetzten) Winkel θ_P, die durch die Ebenen der die Lichtreflexionsabschnitte bildenden V-förmigen Rillen gebildet werden, die gleichen. Ein Neigungswinkel der Ebenen auf der rechten Seite in der Zeichnung der Lichtreflexionsabschnitte 20m ist ein Winkel, der sich ergibt, indem ein Neigungswinkel θ_L(n) und ein eingeschlossener Winkel θ_P von 180 Grad subtrahiert werden. Dementsprechend tritt Licht, das auf die Ebenen auf der rechten Seite der Lichtreflexions abschnitte 20m in der Zeichnung von der LED 12b fällt, nicht immer vertikal zur Längsrichtung des linearen Lichtleiters 14 aus.
Ohne jedes besondere Problem wird jedoch von der LED 12b emittiertes Licht auf den Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20n auf der rechten Seite in der Zeichnung reflektiert und tritt vertikal zur Längsrichtung des linearen Lichtleiters 14 aus.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, da eingeschlossene Winkel θ_P der Ebenen der die Lichtreflexionsabschnitte bildenden V-förmigen Rillen so festgelegt sind, dass sie gleich sind, ein Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20n auf der linken Seite in der Zeichnung ein Winkel, der sich ergibt, indem ein Neigungswinkel θ_R(n) und ein eingeschlossener Winkel θ_P von 180 Grad subtrahiert werden. Folglich tritt Licht, das auf die Ebenen auf der linken Seite in der Zeichnung der Lichtreflexionsabschnitte 20n fällt, nicht immer senkrecht zur Längsrichtung des linearen Lichtleiters 14 aus.
Ohne jedes besondere Problem wird jedoch Licht, das von der LED 12a einfällt, auf den Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte 20m auf der linken Seite in der Zeichnung reflektiert und tritt senkrecht zur Längsrichtung des linearen Lichtleiters 14 aus.
Als nächstes werden mit Verweis auf 25 Beispiele von Sollwerten der Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte der Leuchtvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. 25 ist eine graphische Darstellung der Beispiele von Neigungswinkeln der Lichtreflexionsabschnitte, die durch die oben beschriebene Formel geliefert werden. Distanzen X(n) von den Endflächen des linearen Lichtleiters und den Lichtreflexionsabschnitten sind auf der horizontalen Achse dargestellt. Neigungswinkel der Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte sind auf der vertikalen Achse dargestellt.
Die Neigungswinkel wurden unter den Bedingungen berechnet, dass die Anzeigegröße 5,08 cm (2 Inches) betrug, die Breite des Anzeigeschirms 35 mm betrug, die Anzahl der Lichtreflexionsabschnitte 20 170 betrug, der Abstand der Lichtreflexionsabschnitte 20 0,21 mm betrug, die Dicke t des linearen Lichtleiters 14 3 mm betrug, die Länge L des linearen Lichtleiters 14 37 mm betrug, die Distanz ΔL zwischen den LEDs 12a, 12b und dem linearen Lichtleiter 14 0 mm war, der Brechungsindex des linearen Lichtleiters 14 1,51 betrug und die Distanz vom Betrachter zum Schirm 350 mm betrug.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform haben die die Lichtreflexionsabschnitte 20m, 20n bildenden V-förmigen Rillen die gleiche Konfiguration. Dementsprechend kann eine Art von Schneidwerkzeugen zum Ausbilden der Form etc., um den linearen Lichtleiter 14 herzustellen, verwendet werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann somit die Form etc. kostengünstig hergestellt werden, was es ermöglicht, die Leuchtvorrichtung, die eine gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung liefern kann, unter niedrigen Kosten herzustellen.
Eine zwölfte Ausführungsform
Die Flüssigkristallanzeige gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 26 erläutert. 26 ist eine perspektivische Ansicht der Flüssigkristallanzeige gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die Flüssigkristallanzeige gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Kombination der Leuchtvorrichtung gemäß einer der ersten bis elften Ausführungsformen und ein Flüssigkristallfeld vom Reflexionstyp.
Wie in 26 gezeigt ist, ist die Leuchtvorrichtung 10 gemäß einer der ersten bis elften Ausführungsformen auf dem Flüssigkristallfeld 26 vom Reflexionstyp vorgesehen.
Licht, das aus dem linearen Lichtleiter 14 der Leuchtvorrichtung 10 austritt, fällt über den Oberflächenlichtleiter 16 auf das Flüssigkristallfeld 26 vom Reflexionstyp, wird auf einem (nicht dargestellten) Spiegel reflektiert, der im Flüssigkristallfeld 26 vom Reflexionstyp angeordnet ist, und gelangt in das Auge des Betrachters. In der vorliegenden Ausführungsform arbeitet die Leuchtvorrichtung 10 als ein Vorderlicht.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform nutzt die Flüssigkristallanzeige die Leuchtvorrichtung gemäß einer der ersten bis elften Ausführungsformen, wodurch das Flüssigkristallfeld vom Reflexionstyp mit einer gleichmäßigen Lichtintensität beleuchtet werden kann. Dementsprechend kann die Flüssigkristallanzeige gemäß der vorliegenden Ausführungsform gute Anzeigecharakteristiken aufweisen.
Eine dreizehnte Ausführungsform
Die Flüssigkristallanzeige gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 27 erläutert. 27 ist eine perspektivische Ansicht der Flüssigkristallanzeige gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Die Flüssigkristallanzeige gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Kombination der Leuchtvorrichtung gemäß einer der ersten bis elften Ausführungsformen und ein Flüssigkristallfeld vom Transmissionstyp.
Wie in 27 gezeigt ist, ist ein Flüssigkristallfeld 26 vom Transmissionstyp auf der Leuchtvorrichtung 10 (Gegenlicht) gemäß einer der ersten bis elften Ausführungsformen vorgesehen.
Licht, das aus dem linearen Lichtleiter 14 austritt, fällt über den Oberflächenlichtleiter 16 auf das Flüssigkristallfeld 28 vom Transmissionstyp, wird durch das Flüssigkristallfeld 28 vom Transmissionstyp durchgelassen und fällt auf des menschliche Auge.
Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die das Flüssigkristallfeld vom Transmissionstyp nutzende Flüssigkristallanzeige gute Anzeigecharakteristiken liefern.
Modifikationen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann andere verschiedene Modifikationen abdecken.
Zum Beispiel ist in der zehnten Ausführungsform der lineare Lichtleiter in obere und untere Zonen geteilt. Der lineare Lichtleiter kann jedoch in mehr als zwei Zonen geteilt sein, wodurch gleichmäßiger Lichtintensitätsverteilungen erhalten werden können. Da mehr Zonen vorgesehen werden können, ist jedoch eine größere Anzahl von Sollwinkeln von Lichtreflexionsabschnitten erforderlich. Dementsprechend ist es vorzuziehen, in Anbetracht einer erforderlichen gleichmäßigen Lichtintensitätsverteilung und zulässiger Kosten eine geeignete Anzahl Zonen festzulegen.

Claims

Leuchtvorrichtung (10) mit einer Lichtquelle (12a, 12b) zum Emittieren von Licht und einem linearen Lichtleiter (14) mit einer Reflexionsseite und einer Austrittsseite, die einander gegenüberliegen und in einer Längsrichtung verlaufen, und Enden quer zur Längsrichtung, welche Lichtquelle so angeordnet ist, dass das von der Lichtquelle (12a, 12b) emittierte Licht durch das Ende des linearen Lichtleiters in den linearen Lichtleiter (14) eingeführt wird, welcher lineare Lichtleiter das Licht reflektiert, das auf mehrere Lichtreflexionsabschnitte fällt, die auf einer Reflexionsseite gebildet sind, und das Licht aus der Austrittsseite linear austreten läßt, gekennzeichnet durch: Ebenen der mehreren Lichtreflexionsabschnitte, die jeweils unter verschiedenen Winkeln entsprechend den Positionen in der Längsrichtung der Lichtreflexionsabschnitte geneigt sind, so dass das austretende Licht zu einem Blickpunkt konvergiert wird.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, worin: die mehreren Lichtreflexionsabschnitte (20) ähnliche V-förmige Rillen sind, deren eine Seite die Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte bildet.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin: der lineare Lichtleiter (14) in Längsrichtung in mehrere Bereiche (22a, 22b, 22c) geteilt ist; und in jedem geteilten Bereich die Ebenen der mehreren Lichtreflexionsabschnitte (20) unter dem gleichen Winkel (θ₀, θ₁) geneigt sind.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 3, worin: die Ebenen der mehreren Lichtreflexionsabschnitte (29) in einem Bereich, der die Mitte des linearen Lichtleiters (14) enthält, und in den Bereichen nahe den Enden des linearen Lichtleiters unter den gleichen Winkeln geneigt sind.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 3, worin: in einem in Längsrichtung geteilten ersten Bereich (22d) des linearen Lichtleiters (14) die Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte (20g) unter einem ersten Winkel (θ₁) gleich geneigt sind; in einem dem ersten Bereich (22d) benachbarten zweiten Bereich (22e) die Ebenen der Lichtreflexionsabschnitte (20h) unter einem vom ersten Winkel (θ₁) verschiedenen zweiten Winkel (θ₂) gleich geneigt sind; und in einem Bereich nahe der Grenze zwischen dem ersten Bereich (22d) und dem zweiten Bereich (22e) die Lichtreflexionsabschnitte mit den unter dem ersten Winkel geneigten Ebenen und die Lichtreflexionsabschnitte mit den unter dem zweiten Winkel geneigten Ebenen gemischt sind.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin: der lineare Lichtleiter (14) in mehrere Bereiche (22f, 22g) senkrecht zur Längsrichtung geteilt ist; in jedem geteilten Bereich die Ebenen der mehreren Lichtreflexionsabschnitte (20k, 20l) unter dem gleichen Winkel geneigt sind.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin: die Lichtreflexionsabschnitte (20i) schräg zur Längsrichtung des linearen Lichtleiters (14) verlaufen.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, worin: die Ebenen der mehreren Lichtreflexionsabschnitte (20) jeweils unter den verschiedenen Winkeln gemäß den Positionen in der Längsrichtung auf dem Lichtreflexionsabschnitt (20) geneigt sind, so dass das im wesentlichen von der Mitte der Lichtquelle (12a, 12b) emittierte Licht zum Blickpunkt konvergiert wird.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, ferner mit: einem ebenen Lichtleiter (16), der mit dem linearen Lichtleiter optisch gekoppelt ist, um das vom linearen Lichtleiter (14) eintretende Licht in einer Ebene austreten zu lassen.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin: die Reflexionsseite des linearen Lichtleiters (14a) gekrümmt ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin: die Breite einer Ebene der Lichtreflexionsabschnitte (20m, 20n) und die Breite der anderen Ebene der Lichtreflexionsabschnitte voneinander verschieden sind.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin: auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters (14) ferner eine Reflexionsbeschichtung (12) ausgebildet ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner mit: einem Reflexionsmittel (24), das auf der Reflexionsseite des linearen Lichtleiters (14) separat vom linearen Lichtleiter (14) vorgesehen ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin: der lineare Lichtleiter (14) im wesentlichen in der Form einer Stange mit viereckigem Querschnitt ausgebildet ist.
Flüssigkristallanzeige mit einer Leuchtvorrichtung (10) und einem Flüssigkristallanzeigefeld (26, 28), das durch die Leuchtvorrichtung beleuchtet wird, welche Leuchtvorrichtung eine Lichtquelle (12a, 12b) zum Emittieren von Licht und einen linearen Photoleiter (14) enthält, der eine Reflexionsseite und eine Austrittsseite aufweist, die einander gegenüberliegen und in einer Längsrichtung verlaufen, und Enden quer zur Längsrichtung, welche Lichtquelle so angeordnet ist, dass das von Lichtquelle (12a, 12b) emittierte Licht durch das Ende des linearen Lichtleiters in den linearen Lichtleiter (14) eingeführt wird, welcher lineare Lichtleiter das Licht reflektiert, das auf mehrere Lichtreflexionsabschnitte (20) fällt, die auf einer Reflexionsseite gebildet sind, und das Licht linear aus der Austrittsseite austreten lässt, gekennzeichnet durch: Ebenen der mehreren Lichtreflexionsabschnitte, die jeweils unter verschiedenen Winkeln gemäß den Positionen in der Längsrichtung der Lichtreflexionsabschnitte geneigt sind, so dass das austretende Licht zu einem Blickpunkt konvergiert wird.