DE69303073T2

DE69303073T2 - Flache Lichtquelleneinrichtung

Info

Publication number: DE69303073T2
Application number: DE69303073T
Authority: DE
Inventors: Yokoyama Kazuaki; Ishikawa Tsuyoshi
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2013-03-16
Also published as: EP0561329A1; EP0561329B1; US5450292A; DE69303073D1

Description

Hintergrund der Erfindung

a) Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine flache Lichtquelleneinrichtung mit einem Lichtleiterelement.

b) Beschreibung der herkömmlichen Technik

Eine herkömmliche flache Lichtquelleneinrichtung mit einem Lichtleiterelement 1 ist in Figur 1 gezeigt. Die herkömmliche Einrichtung umfaßt ein Lichtleiterelement, das aus einem transparenten Flachmaterial einer bestimmten Dicke besteht und in der Zeichnung von oben gesehen eine rechteckige Form hat, eine oder zwei lineare Lichtquellen 2, wie etwa Kaltkathodenröhren, die nahe einem oder beiden Enden 1a des Lichtleiterelements 1 angebracht sind, eine Diffusorplatte 3, die entlang einer Vorderfläche (einer Licht emittierenden Seite) 1b des Lichtleiterelements 1 angeordnet ist, und eine Reflektorfläche 4, die entlang der Rückfläche 1c (einer der Lichtemissionsseite 1b des Lichtleiterelements 1 entgegengesetzten Seite) angeordnet ist. Ferner kann die Fläche 1c des Lichtleiterelements 1 eine Vielzahl kleiner rauher Oberflächenbereiche aufweisen, die jeweils eine Vielzahl von Punkten 5a enthalten, wie in Figur 2 gezeigt. Auch kann die Fläche 1c eine Vielzahl von Punkten 5a aufweisen, wie in Figur 3 gezeigt.
Bei einer solchen flachen Lichtquelleneinrichtung, in der ein Paar von Lichtquellen wie in Figur 1 gezeigt vorgesehen sind, tritt aus einem Paar der Lichtquellen 2 jeweils austretendes Licht in benachbarte Endflächen 1a, 1a ein, unterliegt einer totalen Innenreflektion und wird durch das Lichtleiterelement 1 zur Mitte hin geleitet. Wenn das Licht durch die totale Innenreflektion durch das Lichtleiterelement 1 tritt, wird das Licht durch die Punkte 5a, wie sie in den Figuren 2 und 3 gezeigt sind, gestreut. Ein Teil des Lichts wird von der Oberfläche 1b des Lichtleiterelements 1 emittiert. Das Licht tritt durch die Diffusorplatte 3 unter Bildung von diffusem Licht. Um eine gleichmäßige Lichtverteilung in der Diffusorplatte 3 zu erreichen, nachdem es durch die Platte 3 hindurchgetreten ist, hat die Oberfläche 1c des Lichtleiterelements 1 ein geeignetes Muster der kleinen rauhen Oberflächenbereiche 5, wie in Figur 2 gezeigt, oder eine geeignete Verteilung von Punkten 5a.
Wichtig ist, daß eine derartige flache Lichtquelleneinrichtung eine verbesserte Helligkeit ergibt und ferner eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung erzeugt.
Um in der flachen Lichtquelleneinrichtung eine verbesserte Helligkeit zu erreichen, sind in einer ihrer bekannten Ausbildungen, wie sie in Figur 4 gezeigt ist, lineare Lichtquellen 2 nahe jeder Seite des Lichtleiterelements 1 vorgesehen.
Jedoch besteht bei der flachen Lichtquelleneinrichtung nach Figur 4 mit vier Exemplaren von Lichtquellen die Schwierigkeit, eine gleichförmige Helligkeitsverteilung zu erreichen. Es ist unmöglich, eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung zu erreichen, indem man lediglich Punkte, wie sie in den Figuren 2 und 3 gezeigt sind, auf der Oberfläche 1c des Lichtleiterelements 1 vorsieht.
In einer anderen ihrer bekannten Formen ist die herkömmliche flache Lichtquelleneinrichtung zur Verwendung mit dem Lichtleiterelement, wie in Figur 5 gezeigt, derart ausgebildet, daß ein Lichtleiterelement 1 in einem Bereich nahe der Lichtquelle 2 die volle Dicke hat, jedoch mit Abstand von den Lichtquellen 2 allmählich abnimmt. Bei einer derartigen flachen Lichtquelleneinrichtung ist es jedoch schwierig, die Anzahl der Lichtquellen zu erhöhen, weil jeder Seitenrand in Form und Größe variiert. Daher wurde keine bekannte Vorrichtung dieser Bauart mit vier Exemplaren von Lichtquellen verwendet, und daher ist es unmöglich, die Anzahl der Lichtquellen zu erhöhen und somit die Helligkeit der Einrichtung zu verbessern.
In einer noch weiteren ihrer bekannten Formen ist die herkömmliche flache Lichtquelleneinrichtung, wie sie in Figur 6 gezeigt ist, zur Erhöhung der Helligkeit in der Einrichtung derart ausgebildet, daß in jeder Endfläche 1a des Lichtleiterelements 1 ein Paar übereinanderliegender linearer Lichtquellen 2 enthalten ist. Im Vergleich mit der Helligkeit der Einrichtung mit einer einzelnen Lichtquelle für jedes Ende ergibt jedoch diese flache Lichtquelleneinrichtung nur das 1,6- bis 1,8-fache der Helligkeit, was auf eine geringe Nutzung des Lichts hindeutet, das von den Lichtquellen austritt. Dies deswegen, weil lineare Lichtquellen, wie etwa Kaltkathoden-Fluoreszenzröhren (Entladungsröhren) Wärme ausstrahlen und sich gegenseitig erwärmen, was eine Minderung der Lichtquellenleistung zur Folge hat.
Die WO 90/10823 offenbart in Figur 4 ein rechteckiges Lichtleiterelement nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 2 und 4. Die Dichte paralleler Nuten in der Rückfläche des Lichtleiterelements ändert sich in beiden zu den Seitenrändern des Lichtleiterelements parallelen Richtungen. Die Dicke des Lichtleiterelements ist gleichmäßig.
Die US-4,974,122 offenbart ein rechteckiges Lichtleiterelement, dessen alle vier Seitenränder durch eine einzelne Lampe beleuchtet sind. Die flache Rückseite des Lichtleiterelements reflektiert, während die verbleibenden Oberflächen des Lichtleiterelements beschichtet oder behandelt sein können, um die Lichtemissionscharakteristiken zu verbessern. Die Vorderseite des Lichtleiterelements ist in einer Richtung parallel zu einem Seitenrand des Lichtleiterelements V-förmig. Die V-Form definiert eine Linie gleicher minimaler Dicke des Lichtleiterelements, die zwei flache Flächen verbindet.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel dieser Erfindung ist es, eine flache Lichtquelleneinrichtung anzugeben, die ein Lichtleiterelement aufweist, das sowohl eine verbesserte Helligkeit als auch eine gleichförmige Verteilung der Helligkeit in der Einrichtung erzeugt. Die Erfindung nennt eine flache Lichtquelleneinrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4.
Die flache Lichtquelleneinrichtung dieser Erfindung umfaßt ein plattenartiges Lichtleiterelement aus transparentem Flachmaterial, eine oder mehrere Lichtquellen, die nahe jeder Enfläche des Lichtleiterelements angeordnet sind, eine Diffusorplatte, die nahe der Vorderfläche, d.h. der Lichtemissionsfläche des Lichtleiterelements angeordnet ist, und eine Reflektorfläche, die an oder nahe der Rückfläche des Lichtleiterelements angeordnet ist. Die Rückfläche des Lichtleiterelements hat ein Muster mit einer Mehrzahl kleiner rauher Oberflächenbereiche, in denen kleine rauhe Oberflächenbereiche in geeigneter Weise verteilt sind.
Bei der flachen Lichtquelleneinrichtung dieser Erfindung kann Licht in jedes Ende des Lichtleiterelements einfallen und somit die Helligkeit verbessern. Ferner hat die Rückfläche des Lichtleiterelements ein Muster, in dem eine große Anzahl kleiner rauher Oberflächenbereiche in geeigneter Weise verteilt sind, um in der Einrichtung eine gleichmäßige Verteilung der Helligkeit zu erreichen. Beispielsweise ist in einer Richtung der Verbindung eines Paars zweier entgegengesetzter Seiten des Lichtleiterelements die Summe der kleinen rauhen Oberflächenbereiche pro Flächeneinheit gleichbleibend, während in Richtung der Verbindung eines anderen Paars zweier entgegengesetzter Seiten des Lichtleiterelements die Dichte dieser kleinen rauhen Oberflächenbereiche nahe jedem Ende klein ist, jedoch zum Mittelabschnitt allmählich zunimmt und am Mittelabschnitt die größte Dichte erreicht. Somit erhält man eine gleichmäßige Verteilung der Helligkeit, wenn Licht an allen vier Seitenrandflächen der Lichtleitereinrichtung einfällt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen flachen Lichtquelleneinrichtung mit einem Lichtleiterelement,
Figur 2 ist eine Ansicht mit Darstellung eines Beispiels eines Musters kleiner rauher Oberflächenbereiche, die auf der Rückfläche des Lichtleiterelements in der herkömmlichen flachen Lichtquelleneinrichtung gebildet sind;
Figur 3 ist eine Ansicht mit Darstellung eines Beispiels einer Vielzahl von Punkten, die auf der Rückfläche des herkömmlichen Lichtleiterelements gebildet sind;
Figur 4 ist eine Ansicht mit Darstellung der Anordnung von Lichtquellen in einer bezüglich des Lichtleiterelements anderen Form der herkömmlichen flachen Lichtquelleneinrichtung;
Figur 5 ist eine Ansicht mit Darstellung der Anordnung von Lichtquellen mit bezüglich des Lichtleiterelements veränderlicher Dicke in einer noch anderen Form der herkömmlichen Lichtquelleneinrichtung;
Figur 6 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Form eines Lichtleiterelements zur Verwendung mit der herkömmlichen flachen Lichtquelleneinrichtung;
Figuren 7, 8 und 9 sind Ansichten einer ersten Ausführung dieser Erfindung: Figur 7 ist eine Querschnittsansicht, Figur 8 ist eine Draufsicht und Figur 9 ist eine Ansicht mit Darstellung eines Musters kleiner rauher Oberflächenbereiche, die auf der Rückfläche des Lichtleiterelements gebildet sind;
Figuren 10A, 10B, 10C, 11A und 11B sind schematische Diagramme, die dazu beitragen, die Helligkeitsverteilung auf der Vorderfläche des Lichtleiterelements nach der ersten Ausführung zu erläutern;
Figuren 12A, 12B und 12C sind Ansichten einer zweiten Ausführung dieser Erfindung;
Figuren 13A und 13B sind Ansichten von Varianten der zweiten Ausführung dieser Erfindung;
Figuren 14 und 15 sind Ansichten mit Darstellung der Anordnung unterschiedlich geformter Lichtquellen;
Figuren 16, 17 und 18 sind Ansichten einer dritten Ausführung dieser Erfindung;
Figur 19 ist eine Ansicht einer vierten Ausführung dieser Erfindung;
Figur 20 ist eine Ansicht mit Darstellung eines Lampengehäuses zur Verwendung mit einer fünften Ausführung dieser Erfindung;
Figur 21 ist eine Teilquerschnittsansicht mit Darstellung einer Lichtquelle und benachbarten Bereichen nur nach der fünften Ausführung dieser Erfindung;
Figur 22 ist eine Querschnittsansicht einer Variante der fünften Ausführung dieser Erfindung mit Darstellung einer Lichtquelle und benachbarten Bereichen;
Figur 23 ist eine Querschnittsansicht mit Darstellung von drei Exemplaren von Lichtquellen zur Verwendung mit der Variante von Figur 22;
Figuren 24 und 25 sind Ansichten von anderen Varianten der fünften Ausführung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Figur 7 ist ein Vertikalschnitt einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen flachen Lichtquelleneinrichtung. Figur 8 ist eine Draufsicht der Einrichtung von Figur 7. Die Einrichtung der Figuren 7 und 8 umfaßt ein Lichtleiterelement 1, vier Exemplare von Lichtquellen, die so angeordnet sind, daß sie alle Seiten des Lichtleiterelements umgeben, eine Diffusorplatte 3, die nahe der Vorderfläche 1b, d.h. der Lichtemissionsfläche des Lichtleiterelements 1 angeordnet ist, und eine Reflektorfläche 4, die auf oder nahe der Rückfläche 1c des Lichtleiterelements angeordnet ist. Somit hat die gezeigte Einrichtung im wesentlichen die gleiche Konstruktion wie die herkömmliche flache Lichtquelleneinrichtung. In dieser Ausführung hat die flache Rückfläche 1c des Lichtleiterelements 1, auf oder nahe der die Reflektorfläche angeordnet ist, ein Muster kleiner rauher Oberflächenbereiche 5, die aus einer Mehrzahl von Punkten 5a bestehen, wie in Figur 9 gezeigt. Das Muster wird durch Druck etc. gebildet.
Das Muster der kleinen rauhen Oberflächenbereiche 5 nach Figur 9 hat eine gleichmäßige Verteilung in einer Längsrichtung (der x- Richtung in Figur 8) der Vorderfläche 1b, jedoch sind in einer Querrichtung (der y-Richtung in Figur 8) die kleinen rauhen Oberflächenbereiche 5 pro Flächeneinheit im Mittelbereich am größten und werden in Bereichen nahe bei den Endflächen am kleinsten.
In der ersten Ausführung werden vier Exemplare linearer Lichtquellen verwendet, so daß Licht in das Lichtleiterelement 1 durch alle seiner vier Endflächen 1a eintritt. Somit wird die Menge des von der Oberfläche 1b emittierten Lichts groß, und dies ergibt eine verbesserte Helligket der flachen Lichtquelleneinrichtung. Auch durch Vorsehen des Musters der kleinen rauhen Oberflächenbereiche 5 nach Figur 9 wird das durch die Diffusorplatte 3 austretende diffuse Licht über die Gesamtfläche der Diffusorplatte 3 gleichmäßig.
Nun wird erläutert, wie sich eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung an der Diffusorplatte 3 erhalten läßt, wenn das Muster von Figur 9 auf der Rückfläche 1c des Lichtleiterelements gebildet ist.
Figur 10A ist eine Ansicht der flachen Lichtquelleneinrichtung, in der ein Paar von Lichtquellen entlang zweier entgegengesetzter Endflächen des Lichtleiterelements 1 angeordnet ist, mit Darstellung der Anordnung des Lichtquellenelements 1 und der Lichtquelle 2. Figur 10B ist ein Diagramm des herkömmlichen Lichtleiterelements 1, mit Darstellung der Helligkeitsverteilung in Linien gleicher Helligkeit auf der Lichtemissionsfläche 1b des Lichtleiterelements 1. Ersichtlich ist, daß der mit "L" markierte Bereich der hellste und der Bereich "D" der dunkelste ist und somit die Helligkeit ungleichmäßig verteilt ist. Figur 10C zeigt die Helligkeitsverteilung in der erfindungsgemäßen flachen Lichtquelleneinrichtung, worin auf der Rückfläche 1c des Lichtleitelements 1 das Muster der kleinen rauhen Oberflächenbereiche 5 nach Figur 9 gebildet ist. Aus Figur 10C ist ersichtlich, daß die Helligkeitsverteilung derart gleichmäßig gemacht ist, daß die Helligkeitsdifferenz zwischen umgebenden und zentralen Bereichen signifikant reduziert ist.
Figur 11A ist eine Ansicht einer anderen Ausführung der Einrichtung, in der ein Paar von Lichtquellen entlang zweier entgegengesetzten Endflächen des Lichtleiterelements 1 angeordnet ist, wobei die Endflächen quer zu denen in Figur 10A verlaufen. Insbesondere zeigt Figur 10A, daß die entlang den zwei entgegengesetzten Endflächen angeordneten Lichtquellen in der Zeichnung links und rechts liegen. Im Gegensatz hierzu zeigt Figur 11A, daß die entlang zwei entgegengesetzten Endflächen angeordneten Lichtquellen in der Zeichnung vertikal liegen. Figur 11B zeigt die Helligkeitsverteilung der flachen Lichtquelleneinrichtung von Figur 11A. In diesem Fall sind die oberen und unteren Bereich heller, während die rechten und linken Bereiche dunkler sind.
In der ersten Ausführung, wie sie in Figur 8 gezeigt ist, sind vier Exemplare von Lichtquellen entlang allen vier Endflächen 1 des Lichtleitelements 1 angeordnet. Somit ist die Helligkeitsverteilung der Lichtemissionsfläche 1b des Lichtleitelements 1 eine Kombination der in den Figuren 10C und 11B gezeigten. Insbesondere sind der helle Bereich von Figur 1C und der dunkle Bereich von Figur 1B kombiniert. Auch ist der dunkle Bereich von Figur 10C mit dem hellen Bereich von Figur 11B und sind die mittelhellen Bereiche der Figuren 10C und 11B kombiniert. Somit erhält man über die gesamte Oberfläche 1b eine im wesentlichen gleichmäßige Helligkeitsverteilung.
Die Länge jeder in dieser ersten Ausführung verwendeten Lichtquelle kann bevorzugt ein bißchen länger, bis zu 15 mm, als die Größe einer Leuchtfläche sein. In diesem Fall ist die Leuchtfläche in Figur 8 durch eine strichpunktierte Linie umrissen.
Die Größe der Leuchtfläche, bei der z.B. die Länge einer Endfläche t ist und die Länge einer Lichtquelle t' ist, sollte bevorzugt der Gleichung t = t' + α genügen. In diesem Fall beträgt der α-Bereich 0 < α < 15 mm.
Die Figuren 12A, 12B und 12C sind Ansichten einer zweiten Ausführung dieser Erfindung: Figur 12A ist eine Perspektivansicht des Lichtleiterelements 1; Figuren 12B und 12C sind Querschnittsansichten entlang den Linien B-B bzw. C-C von Figur 12A. Diese Ausführung weist ebenfalls lineare Lichtquellen (nicht gezeigt) auf, die entlang aller vier Endflächen 1A des Lichtleiterelements angeordnet sind. Wie in den Figuren 12B und 12C gezeigt, hat eine Rückfläche 1c des Lichtleiterelements 1 dieser Ausführung eine konkave Seite, in der der Bereich "P" der dünnste ist, während die Bereiche "Z1" und "Z2" die dicksten sind. Auch die Oberfläche 1c hat entweder eine gleichmäßige Verteilung von Punkten oder eine gleichmäßige Verteilung von darauf gebildeten kleinen rauhen Oberflächenbereichen.
In dieser Ausführung unterliegt das Licht, das in alle vier Endflächen 1a des Lichtleiterelements 1 eintritt, einer totalen inneren Reflektion an den Oberflächen 1b, 1c. Wenn es durchgelassen wird, wird das Licht an den rauhen Oberflächen gleichmäßig gestreut. Weil jedoch die Oberfläche 1c konkav ist, ändert sich die Lichtreflektion in Abhängigkeit von unterschiedlichen Stellen an der Oberfläche 1c, und somit werden die Lichtemissionen über die gesamte Oberfläche 1b gleichmäßig.
Durch Vorsehen eines geeigneten Musters kleiner rauher Oberflächenbereiche auf der Fläche 1c des Lichtleiterelements 1 können in dieser Ausführung die Lichtemissionen vergleichmäßigt werden.
Figuren 13A und 13B sind Ansichten von Varianten der zweiten Ausführung, worin die Vorderfläche 1b des Lichtleiterelements 1 die konkave Seite aufweist. In diesem Fall hat die ebene Rückfläche 1c ein Muster von Punkten oder kleinen rauhen Oberflächenbereichen.
In den oben genannten ersten und zweiten Ausführungen werden vier Exemplare von Lichtquellen verwendet. Jedoch kann man, wie in Figur 14 gezeigt, ein Paar L-förmiger Lichtquellen verwenden. Alternativ kann man eine einstückige Lichtquelle verwenden, wie sie in Figur 15 gezeigt ist.
Normalerweise verwendet man Kaltkathoden-Fluoreszenzröhren als Lichtquelle. Weil jedoch eine Kaltkathoden-Fluoreszenzröhre an der Elektrode kein Licht emittiert, ist die erzeugte Lichtmenge nahe der Elektrode im Vergleich zum Rest geringer oder ungleichmäßig. Daher wird die Lichtmenge, die in das der Lichtquellenelektrode nahe Ende eintritt, geringer oder ungleichmäßiger als an anderen Stellen. Besonders bedeutsam ist eine ungleichmäßige Lichtmenge.
Figur 16 ist eine Ansicht einer dritten Ausführung, die den obengenannten Nachteil überwindet.
In dieser dritten Ausführung sind Abschirmelemente 7 an dem Lichtleiterelement 1 an Stellen nahe den Elektroden 2a der Lichtquelle 2 vorgesehen, um sicherzustellen, daß von nahe den Elektroden 2a austretendes Licht nicht in das Lichtleiterelement 1 eintritt. Solange die Lichtemissionsfläche des Lichtleiterelements 1 in den Grenzen liegt, die in der Zeichnung mit der strichtpunktierten Linie gezeigt sind, wird sie von den Wirkungen freigehalten, die von der ungleichmäßigen Lichtmenge herrühren, die von Elektroden 2a der Lichtquelle 2 austritt. Wenn man jedoch L-förmige Lichtquellen verwendet, wie in Figur 16 gezeigt, können Änderungen der Lichtmenge an den Biegungen 2b der Kaltkathoden- Fluoreszenzröhren auftreten. Wenn jedoch Abschirmelemente 7 nahe den Elektroden 2a vorgesehen sind, unterscheidet sich die Lichtmenge, die in Bereiche "1A" des Lichtleiterlements 1 nahe den Elektroden 2a einfällt, von denjenigen auf Bereiche "1B" nahe den Biegungen 2b. Somit müssen die Abschirmelemente 7 sowohl in den Bereichen "1B" als auch den Bereichen "1A" vorgesehen sein.
Somit ergibt diese dritte Ausführung eine flache Lichtquelleneinrichtung mit gleichmäßigerer Helligkeit, wobei die Abschirmelemente 7 in den Bereichen "1A" bzw. "1B" vorgesehen sind, um das Lichtleiterlement von ungleichmäßigen Lichtmengen, die von den Elektroden 2a und den Biegungen 2b austreten, unbeeinflußt zu halten.
Figur 17 ist eine Ansicht einer Variante der dritten Ausführung. In dieser Variante ist anstelle der zuvor beschriebenen L-förmigen Lichtquelle eine einstückige Lichtquelle vorgesehen, die im wesentlichen alle vier Seiten eines Rechtecks umgibt. Die Variante von Figur 17 hat auch ein Abschirmelement 7, das an jeder Ecke des Lichtleiterelements 1 vorgesehen ist, um die Einwirkungen von den Elektroden 2a und den Biegungen 2b der Lichtquelle 2 zu vermeiden.
Figur 18 ist eine andere Variante der dritten Ausführung. In dieser Variante von Figur 18 wird eine Kombination einer L- förmigen Lichtquelle mit einer linearen Lichtquelle verwendet, derart, daß die Lichtquelle 2 entlang allen vier Seitenrändern des Lichtleiterelements 1 vorgesehen ist. Nach dieser Variante hat das Lichtleiterelement 1 an entsprechenden Stellen nahe den Elektroden 2a und den Biegungen 2b der Lichtquelle ebenfalls Abschirmelemente 7.
Nach den Ausführungen der Figuren 16, 17 und 18 können die verwendeten Abschirmelemente 7 aus einem schwarzen Band oder einer metallischen Beschichtung, etc. gebildet sein. Insbesondere kann auf die Ecken des Lichtleiterelements 1 ein schwarzes Band aufgebracht oder eine metallische Beschichtung abgelagert werden.
Figur 19 ist eine Ansicht einer vierten Ausführung dieser Erfindung. In dieser Ausführung hat eine Rückfläche 1c des Lichtleiterelements 1 die konkave Seite, wie sie in den Figuren 12B und 12C usw. gezeigt ist. Eine Komponente 9 des Lichtquellenbeleuchtungssystems ist in einem Raum zwischen der konkaven Fläche und einer Gehäusefläche 8 vorgesehen, und dies ergibt eine flache Lichtquelleneinrichtung mit geringerer Größe. Wenn ferner die flache Lichtquelleneinrichtung als eine Rückbeleuchtung einer Flüssigkristallanzeige verwendet wird, kann eine Flüssigkristalltreiberschaltung 9 in einem Raum zwischen der konkaven Fläche 1c und der Gehäusefläche 8 vorgesehen werden.
Wenn ferner die Reflektorfläche 4 auf der Rückfläche 1c des Lichtleiterelements 1 aus Metallfolien, wie etwa solchen aus Aluminium, gebildet wird, und diese Metallfolien geerdet werden, ergeben die geerdeten Metallfolien eine Abschirmung von der Treiberschaltung, um eine Fehlfunktion der Schaltung zu verhindern.
Um ferner die Helligkeit der flachen Lichtquelleneinrichtung zu verbessern, kann in einer Variante dieser vierten Ausführung ein Paar von Lichtquellen an den vertikal oberen und unteren Stellen aufweisen, wie zuvor beschrieben. Dies mindert jedoch den Nutzungsgrad der Lichtquelle.
Figur 20 ist eine Querschnittsansicht einer Entladungsröhrenhalterung zur Verwendung mit einer nachfolgend zu beschreibenden fünften Ausführung. Diese Halterung dient zur Erhöhung des Lichtnutzungsgrads des von der Lichtquelle austretenden Lichts. Der Lampenhalter 10 umfaßt eine Innenseite 10a, die eine Reflektorfläche bildet, eine Außenseite 10b mit einer rauhen Oberfläche und eine nach Darstellung angeordnete Lichtquelle 2.
Figur 21 ist eine Ansicht einer fünften Ausführung dieser Erfindung mit Darstellung der Lichtquelle und benachbarter Bereiche. Ein Paar von Lampenhaltern 10, die in einem Gehäuse 11 mit vertikalem Abstand angeordnet sind, nehmen ein Paar linearer Lichtquellen auf. Weil die Lampenhalter 10 an ihren Außenseiten rauhe Oberflächen aufweisen, ergibt sich ein Luftraum in einer Verbindung zwischen den zwei Lampenhaltern, um die Wärmeübertragung von den Entladungslampen zu mindern. Hierdurch kann man verhindern, daß sich der Lichtnutzungsgrad aufgrund der Wärme mindert.
Figur 22 ist eine Querschnittsansicht eines Paars von Lampenhaltern, die eine Variante der fünften Ausführung bilden. Jeder der Lampenhalter 10 umfaßt gegenüberliegende Außenflächen, die mit einem Vorsprung 10c und einem Schlitz 10d versehen sind. Durch Koppeln eines Vorsprungs 10c mit einem Schlitz 10d wird ein Paar von Lampenhaltern 10 zusammengehalten. Die Außenseiten dieser Lampenhalter 10 haben ähnlich Figur 21 rauhe Oberflächen, außer einem Vorsprung 10c und einem Schlitz 10d.
Wie bei dem Lampenhalter von Figur 21 ergibt sich somit ein Luftraum in einer Verbindung zwischen zwei Lampengehäusen zur Bildung einer Wärmeisolation.
Figur 23 ist eine Ansicht von drei Exemplaren von Lampengehäusen 10, die miteinander verbunden sind.
Figuren 24 und 25 sind Querschnittsansichten verschiedener Varianten der fünften Ausführung mit Darstellung unterschiedlicher Typen von Lampengehäusen. In die Außenseite des gezeigten Lampengehäuses sind eine Mehrzahl von Einsenkungen 10e geformt. Diese Einsenkungen 10e ergeben einen Luftraum zur Wärmeisolation.
Um die Wärmeisolation zu verbessern, können die Lampengehäuse 10 der Figuren 20, 22, 24 und 25 entweder aus wärmeisolierendem Material oder wärmeabstrahlendem Material gebildet sein.
Wie oben erläutert, weist jede der Ausführungen dieser Erfindung wenigstens eine Lichtquelle auf, die entlang jedem Seitenrand eines Lichtleiterelements vorgesehen ist, um hierdurch die Helligkeit der flachen Lichtquelle zu verbessern, und eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung zu erzielen.
Einige Aspekte der oben beschriebenen Erfindung sind wie folgt: Eine flache Lichtquelleneinrichtung weist Lichtquellen auf, die entlang aller vier Seitenränder eines Lichtleiterelements vorgesehen sind. Ein Lichtleiter weist an seiner Vorderfläche eine Diffusorplatte und an seiner Rückfläche eine Reflektorfläche auf. Die Rückfläche des Lichtleiterelements weist ein Muster auf, das aus kleinen rauhe Oberflächen besteht. Das Muster ist derart geformt, daß in einer Verbindungsrichtung eines Paars zweier entgegengesetzter Seiten des Lichtleiterelements die Dichte der rauhen Oberflächenbereiche im Mittelabschnitt am größten ist, jedoch zu den zwei entgegengesetzten Seitenrändern allmählich abnimmt, und die geringste Dichte an den zwei entgegengesetzten Seitenrändern erreicht. Somit erhöht die flache Lichtquelleneinrichtung die Helligkeit und ergibt eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung.

Claims

1. Flache Lichtquelleneinrichtung, umfassend: ein Lichtleiterelement (1), das aus rechteckigem, transparentem Flachmaterial besteht, lineare Lichtquellen (2), die entlang aller vier Seitenränder des Lichtleiterelements (1) vorgesehen sind, eine Diffusorplatte (3), die nahe der Vorderfläche des Lichtleiterelements (1) vorgesehen ist, und eine Reflektorfläche (4), die auf oder nahe der Rückfläche des Lichtleiterelements (1) vorgesehen ist, wobei die Rückfläche des Lichtleiterelements ein Muster aufweist, das aus einer Vielzahl kleiner rauher Oberflächenbereiche (5) besteht, wobei, gesehen in einer Richtung (Y-Y) zu einem Paar zweier entgegengesetzter Seiten (1a, 1a) des Lichtleiterelements, das Muster die größte Dichte der rauhen Oberflächenbereiche im Mittelabschnitt aufweist, sie jedoch zu den zwei Seiten (1a, 1a) allmählich abnimmt und die geringste Dichte an den zwei entgegengesetzten Seiten (1a, 1a) erreicht, dadurch gekennzeichnet,

daß das Muster in einer Richtung (X-X) zu dem anderen Paar entgegengesetzter Seiten des Lichtleiterelements eine gleichbleibende Flächensumme der kleinen rauhen Oberflächenbereiche (5) pro Flächeneinheit aufweist.

(Fig. 7, 8, 9)

2. Flache Lichtquelleneinrichtung, umfassend: ein Lichtleiterelement (1), das aus rechteckigem, transparentem Flachmaterial besteht, lineare Lichtquellen (2), die entlang aller vier Seitenränder des Lichtleiterelements (1) vorgesehen sind, eine Diffusorplatte (3), die nahe der Vorderfläche des Lichtleiterelements (1) vorgesehen ist, und eine Reflektorfläche (4), die auf oder nahe der Rückfläche (1c) des Lichtleiterelements (1) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorderfläche des Lichtleiterelements flach ist, jedoch eine Dicke des Lichtleiterelements im Mittelabschnitt (P) am dünnsten und an zwei entgegengesetzten Enden (Z1, Z2) am dicksten ist, und die Rückfläche (1c) eine rauhe Oberfläche aufweist.

(Fig. 12)

3. Flache Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 2, in der die Rückfläche (1c) des Lichtleiterelements (1) in dem Mittelabschnitt (P) am dünnsten ist und zu allen vier Seitenrändern (1a) des Lichtleiterelements (1) dicker wird.

(Fig. 12)

4. Flache Lichtquelleneinrichtung, umfassend: ein Lichtleiterelement (1), das aus rechteckigem, transparentem Flachmaterial besteht, lineare Lichtquellen (2), die entlang aller vier Seitenränder des Lichtleiterelements (1) vorgesehen sind, eine Diffusorplatte (3), die nahe der Vorderfläche des Lichtleiterelements (1) vorgesehen ist, und eine Reflektorfläche (4), die auf oder nahe der Rückfläche des Lichtleiterelements (1) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,

daß das Lichtleiterelement (1) eine gekrümmte konkave Vorderfläche (1b) und eine flache Rückfläche aufweist, wobei das Lichtleiterelement (1) in dem Mittelabschnitt am dünnsten ist und zu allen vier Seitenrändern des Lichtleiterelements (1) dicker wird.

(Fig. 13)

5. Flache Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der die Lichtquellen (2) ein Paar L-förmiger Lichtquellen enthalten.

(Fig. 14, 16)

6. Flache Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 5, in der das Lichtleiterelement (1) an jeder seiner Ecken ein Abschirmelement (7) aufweist.

(Fig. 16)

7. Flache Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der die Lichtquellen (2) eine einstückige Lichtquelle aufweisen, die alle vier Seitenränder des Lichtleiterelements (1) umgibt.

(Fig. 14, 17)

8. Flache Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 7, in das Lichtleiterelement (1) an jedem seiner Ecken ein Abschirmelement (7) aufweist.

(Fig. 17)

9. Flache Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 3, in der die konkave Seite (1c) des Lichtleiterelements (1) eine Lichtquellenbeleuchtungskomponente (9) enthält.

(Fig. 19)

10. Flache Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, in der entlang jedem Seitenrand des Lichtleiterelements (1) ein Paar der linearen Lichtquellen (2) vorgesehen ist, und in der das Paar der Lichtquellen (2) in einem Paar von Lampengehäusen (10) enthalten ist, an deren Außenseiten rauhe Oberflächen (10b) gebildet sind und die miteinander verbunden sind.

(Fig. 21)

11. Flache Lichtquelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, in der entlang jedem Seitenrand des Lichtleiterelements (1) ein Paar der linearen Lichtquellen (2) vorgesehen ist, und in der das Paar der Lichtquellen (2) in einem Paar von Lampengehäusen enthalten ist, an deren Außenseiten eine Vielzahl von Einsenkungen (10e) gebildet sind und die miteinander verbunden sind.

(Fig. 24)

12. Flache Lichtquelleneinrichtung nach Anspruch 1, in der die kleinen rauhen Oberflächenbereiche aus einer Vielzahl von Punkten (5a) bestehen.