JP2003229010A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は照明装置に関し、輝度分布が均一で
光線の指向性が高く、光線利用率の高い照明装置を実現
することを目的とする。 【構成】 線状光源１０５と、導光板１０６と、導光板
の上方に位置しており、光を法線の方向に出射する通常
のリニアプリズム板１１０と、導光板１０６とリニアプ
リズム板１１０との間に配置してあり、一部の光り斜め
下方に向かって戻す特殊リニアプリズム板１０２とを有
する。導光板１０６の導光板先端１０６ｄの前方には空
間部１０９を有する。導光板の背面には、白色インク塗
布小区画部１２０が入射面１０６ａの近傍において印刷
面積が特に大きくなるように重み付けして形成してあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置に関し、
特に、透過型液晶表示装置のバックライト等に適用され
る照明装置に係る。

【０００２】近年、表示ユニットは表示容量の拡大ある
いは特性向上により、ワードプロセッサ・パーソナルコ
ンピュータ等に大量に採用されるにいたっている。さら
に、薄型軽量でノートブックからワークステーション用
大画面サイズの表示ユニットが必要とされ、カラー化の
ために高輝度で高効率な照明装置が望まれている。

【０００３】

【従来の技術】従来、液晶表示装置に使用しているエッ
ジライト型バックライトは、導光板の側面より光を入射
させ、全反射による内部伝播光を中央部が傾斜した導光
板および白色インク等により、全反射条件を崩して発光
面側に出射していた。

【０００４】図４０は、従来のエッジライト型の照明装
置の説明図である。

【０００５】同図において、８１は光源となる蛍光管、
８２は透明樹脂からなる導光板、８２ａは導光板８２の
入射面、８２ｂは拡散反射パターンが印刷された導光板
８２の背面、８２ｃは導光板８２の出射面、８３は反射
シート、８４は発光面、８５は蛍光管８１を囲むように
設けられた反射鏡、８６はリニアプリズム、８７は拡散
シート、８８は内部伝播光、８９は出射光であり、９０
はそれらで構成される照明装置である。

【０００６】同図に示すように、従来のエッジライト型
バックライトは、反射鏡８５に囲まれた蛍光管８１が、
その出射光が導光板８２の入射面８２ａから入射するよ
うに配置され、導光板８２はその厚みが中央部に行くほ
ど薄くなるように、出射面８２ｃが両端から中央部に向
かって傾斜している。そして、導光板８２の背面８２ｂ
には白色インク等による拡散反射パターンが、蛍光管８
１から遠ざかるに従って印刷面積が大きくなるように重
み付けして設けられ、背面８２ｂの裏面に拡散反射パタ
ーンで散乱された光線を有効に出射するための反射シー
ト８３が配置されている。また、導光板８２上部の発光
面８４上には出射光８９を法線方向に集めるためのリニ
アプリズム８６が設けられ、さらにリニアプリズム８６
の出射方向側には、背面８２ｂの拡散反射パターンが視
認されないように拡散シート８７が配置されエッジライ
ト型照明装置９０が構成されている。

【０００７】そして、この従来のエッジライト型照明装
置９０では、蛍光管８１から出射された拡散光は導光板
８２の入射面８２ａから入射し、全反射条件を満たしな
がら導光板８２内部を伝播していく。内部伝播光８８
は、導光板８２の出射面８２ｃが中央部に向かい傾斜し
ているため、出射面８２ｃで全反射する毎に角度が出射
面８２ｃの傾き角θ分だけ急峻になり、臨界角以上にな
ると出射光８９となり出射面８２ｃから出射され、一
方、出射面８２ｃで全反射され背面８２ｂに達した伝播
光８８は、拡散反射パターンにより全反射条件が崩れる
ため発光面８４から出射されるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のエッジライト型
照明装置は、蛍光管から出射され拡散反射パターンで拡
散反射した光線を全て発光面側に出射しているのではな
く、一部は内部伝播を再び繰り返し対向面の蛍光管に衝
突して光線損失が起きているのが現状である。この現象
を低減するために、導光板の出射面に傾斜を設け中央部
に向かい導光板の厚みを薄くするようにして改善が試み
られているが、未だ不十分であり光利用率が低いという
問題があった。

【０００９】また、実効的に法線方向の輝度を向上する
ことを目的として、導光板と拡散板との間にリニアプリ
ズム板を配置しているが、このリニアプリズム板のプリ
ズムのピッチとマトリクス状表示パネルの電極間ピッチ
が最適でないと干渉が起きるため、拡散度の高い拡散板
を用いるか、あるいは機種毎に最適ピッチを設定して干
渉の発生を低減していた。しかし、拡散度を上げると法
線方向の輝度が低下してしまうことや、機種毎に合った
リニアプリズムの金型を製作しているとコストの上昇と
なってしまうなどの問題があった。

【００１０】したがって、本発明は高輝度で輝度分布が
均一である高効率な照明装置を、薄型・軽量で実現する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、側方
に配された線状光源（１０５）と、該光源からの光線が
入射する入射面と、下側の背面と、上側に位置してお
り、入射した光を出射させる出射面とを有する導光板
（１０６）と、多数の線状プリズム（１１１）が整列し
てなり、該導光板の上方に位置しており、光を法線の方
向に出射する通常のリニアプリズム板（１１０）とを具
えた照明装置において、上記導光板１０６が、上記入射
面から離れるにつれて肉厚が薄くなるように傾斜した出
射面（１０６ｃ）を有する形状を有し、上記出射面の上
方および導光板先端（１０６ｄ）の前方に空間部（１０
９）を有する構成とするとともに、上記導光板の背面の
拡散手段（１２０）を、上記入射面に近い部分におい
て、導光板に入射した光を特に大きく拡散させる構成と
し、且つ、上記導光板の上方であって、上記通常リニア
プリズム板の下側の部位に、上記出射面より出射光を上
方へ透過させると共に、上記出射面（１０６ｃ）より出
射した光の一部を屈曲させて上記空間部（１０９）内に
戻す光透過・戻し手段（１０２）を設けてなる構成とし
たものである。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の拡散手段
は、光を拡散させる要素（１２０）が、上記入射面に近
い部分については特に高密度とされて分布した構成とし
たものである。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１の光透過・戻
し手段は、頂角が１１０度以下の線状プリズム（１２
２）と、頂角が約１１０度以上の線状プリズム（１２
１）とが所定の比で整列してなる構造を有し、該線状プ
リズムを下向きとして、配された特殊リニアプリズム板
（１０２）である構成としたものである。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１の光透過・戻
し手段は、高さが低く、半径が長いかまぼこ状レンズ
（１６１）と、半径が小さく、高さの高いかまぼこ状レ
ンズ（１６２）とが所定の比で整列してなる構造を有
し、上記かまぼこ状レンズを下向きとして配された特殊
レンチキュラ板（１６０）である構成としたものであ
る。

【００１５】請求項５の発明は、請求項３の特殊リニア
プリズム板（１０２）は、その線状プリズム（１２１，
１２２）が上記線状光源（１０５）と平行となる向きに
配置した構成としたものである。

【００１６】請求項６の発明は、請求項１の通常リニア
プリズム板（１１０）は、その線状プリズム（１１１）
が、上記線状光源（１０５）と平行又は直交である方向
とは異なる方向である向きに配置した構成としたもので
ある。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に関連する原理構
成図である。

【００１８】同図において、１は光源、２は導光板、２
ａは導光板２の入射面、２ｂは導光板２の背面、２ｃは
導光板２の出射面、３は反射面、３ａは反射面３の光源
１と対向する側壁面、４は発光面、５は空間部である。

【００１９】同図に示すように、本発明になる照明装置
は、光源１と、光源１からの光線が入射する入射面２ａ
と入射した光線が出射する出射面２ｃとを有する導光板
２と、導光板２の背面２ｂ側に配置され導光板２上部に
設けられた発光面４に向けて光線を反射する反射面３と
を具える照明装置において、導光板２が、導光板２の側
方に配置された光源１から離れるに従って、導光板２の
肉厚が薄くなるように出射面２ｃが形成され、導光板２
の先端部と反射面３の導光板２を挟み光源１と対向する
反射側面３ａとの間に、反射面３と発光面４とで挟まれ
る空間部５が形成されるように構成されていることを特
徴とする。

【００２０】さらに、導光板２の出射面２ｃが背面２ｂ
との傾斜角が異なる複数の連続した平面で構成され、導
光板２先端側の平面の傾斜角が入射面２ａ側の平面の傾
斜角よりも大きいことを特徴とする。

【００２１】さらに、導光板２の入射面２ａが凹凸を設
けられた拡散面となっていることを特徴とする。

【００２２】さらに、導光板２の背面２ｂが拡散面とな
っていることを特徴とする。

【００２３】さらに、導光板２の出射面２ｃが拡散面と
なっていることを特徴とする。

【００２４】さらに、導光板２の背面２ｂと反射面３と
の間に透明性の拡散シートを配置することを特徴とす
る。

【００２５】さらに、反射面３が凹凸面となっているこ
とを特徴とする。

【００２６】さらに、発光面４の光線出射側に出射光を
法線方向に集光するためのリニアプリズム板が少なくと
も１枚以上設けられ、その内の少なくとも１枚以上がリ
ニアプリズム板の軸方向と、発光面４上に配置される表
示装置のマトリクス状電極パターンの方向との相対位置
が、平行あるいは直交しないように配設されることを特
徴とする。

【００２７】また、本発明になる照明装置の別の態様と
して、上記本発明になる照明装置を単位ユニットとして
複数の単位ユニットからなり、各々の単位ユニットの発
光面４が同一平面上にあるように複数の単位ユニットが
平面的に配置されることを特徴とする。

【００２８】また、本発明になる照明装置のさらに別の
態様として、上記本発明になる照明装置を単位ユニット
として複数の単位ユニットからなり、単位ユニットの反
射面３と発光面４とが隣接するように複数の単位ユニッ
トを積層し、単位ユニットの上記側壁面３ａ側を発光面
とすることを特徴とする。

【００２９】図２は、本発明に関連する照明装置の動作
説明図である。

【００３０】同図において、１は光源、２は光源からの
光を伝播する導光板、２ａは光源からの光が入射する導
光板２の入射面、２ｂは導光板２の背面、２ｃは導光板
２の肉厚が光源１らか離れるに従って薄くなるように、
背面ｂとのなす角をθとして形成された、導光板２内部
を伝播してきた光が出射する出射面、３は導光板２の背
面２ｂと対向し背面２ｂからの出射光を出射面２ｃ方向
に反射する反射面、３ａは導光板２を挟み光源１と対向
する反射面３の側壁面、４は光源１からの光を導光板２
を介して出射する発光面、５は出射面２ｃ、反射面３、
側壁面３ａおよび発光面４が挟まれる空間部、６は光源
１を囲み光源１からの光を導光板２の入射面２ａ方向に
反射する反射鏡、７は入射面２ａから入射し導光板２内
部を伝播する内部伝播光、８は導光板内部を伝播したの
ち出射面２ｃから出射する出射光であり、１０はこれら
で構成される照明装置である。

【００３１】同図に示すように本発明になる照明装置１
０においては、光源１より出射された光は反射鏡６で反
射され、光源１と多重反射を繰り返す光と直接光が合成
されて導光板２の入力面２ａより入射される。

【００３２】ここで、導光板２に入射される光は、スネ
ルの法則により入射面の法線に対し約±４２°で入射
し、導光板表面が入射面に対して垂直面である場合、導
光板表面に到達する光線の角度は導光板表面の法線に対
して約±４８°以上となり、全反射して導光板内部を伝
播する。したがって、導光板表面が入射面に対して垂直
面である場合は、伝播光は全て導光板の光源と対向する
端面より出射されることになる。

【００３３】しかし、本発明になる照明装置１０の導光
板２は、導光板２の肉厚が光源１から離れるに従って薄
くなるように、背面２ｂとのなす角度をθとして出射面
２ｃが傾斜して形成されているため、入射面２ａから入
射した伝播光７は、出射面２ｃで全反射するたびに出射
面２ｃに対する角度が傾斜角θだけ急峻になる。そし
て、反射を繰り返すうちに伝播光７の一部は出射光８と
して出射面２ｃより出射して発光面４に向かい、一部は
伝播光７として伝播を繰り返す。さらに、伝播光７は背
面２ｂからも一部出射するが、背面２ｂと対向する反射
面３により発光面４に向かい反射される。

【００３４】また、導光板２の先端側より出射した出射
光８は、発光面４に直接到達するものと、直接到達せず
に反射面３の側壁面３ａで反射したのちに発光面４から
出射するものがある。

【００３５】ここで、導光板の光源から離れた方の端部
に反射側面が隣接して設けられている場合には、反射側
面で反射する光線が多くなり光線損失率が大きくなって
しまうことや、導光板から出射したのち直接発光面に到
達する光線と反射側面で反射したのちに発光面に到達す
る光線とが、発光面端部より少し内側の部分で重なり合
うことにより輝度分布に差が生じてしまう。

【００３６】ところが、本発明になる照明装置１０で
は、導光板２の先端部と側壁面３ａとの間の間隔を開
け、導光板２と側壁面３ａとの間に反射面３と発光面４
で挟まれた空間部５を配置することにより、出射面２ｃ
から出射する出射光８のほとんどを直接発光面４方向に
出射することができ、輝度分布を均一化し、光線損失も
減少され高効率となる。

【００３７】図３は、本発明になる照明装置の第１の実
施例を示す図であり、（ａ）図は断面図、（ｂ）図は本
実施例の照明装置の輝度分布を示す図である。

【００３８】同図（ａ）において、１１は蛍光管、１２
は導光板、１２ａは導光板１２の入射面、１２ｂは導光
板１２の背面、１２ｃ’は導光板１２の第１の出射面、
１２ｃ”は第２の出射面、１３は反射面、１４は発光
面、１５は空間部、１６は反射鏡であり、２０はそれら
で構成される照明装置である。

【００３９】同図（ａ）に示すように、本実施例の照明
装置は、出射光を一方向に集めるために反射鏡１６で半
円状に囲まれた蛍光管１１の光線出射側に、入射面１２
ａが光源１１と対向するように導光板１２が配置されて
いる。導光板１２は、その肉厚が光源１１から離れるに
従って薄くなるように出射面が傾斜しており、出射面は
光源１１側の背面１２ｂに対して角度θ1 をなす第１の
出射面１２ｃ’と、先端側の背面１２ｂに対して角度θ
２をなす第２の出射面１２ｃ”からなり、θ２はθ１よ
り角度が大きく、第１の出射面１２ｃ’と第２の出射面
１２ｃ”との境界は面取りがされ曲面となっている。ま
た、導光板１２の背面１２ｂと対向して反射面１３と、
光源１１と対向する側に反射面１３の側壁面１３ａが配
置され、反射面１３と対向する側に発光面１４が設けら
れている。そして、導光板１２の先端と側壁面１３ａと
の間には間隔が設けられ、導光板１２の出射面１２
ｃ’、１２ｃ”と反射面１３および側壁面１３ａと発光
面１４とで囲まれた空間部１５が設けられている。

【００４０】本実施例のように、導光板１２の形状を光
源１１側の第１の出射面１２ｃ’の背面１２ｂに対する
傾斜角θ1 と、先端側の第２の出射面１２ｃ”の背面１
２ｂに対する傾斜角θ２とが異なるようにし、θ２の角
度がθ１よりも大きくなるように形成することにより、
出射光を先端部に集中させずに適度に分散して出射でき
るため光線利用率が向上するとともに、発光面１４端部
の輝度分布も均一化でき、さらに、導光板１２の成形時
の加工が先端が鋭角なものより容易であり、先端部の破
損などが減少し取扱いも容易なため歩留りを向上するこ
とができる。

【００４１】また、同図（ｂ）は本実施例の照明装置に
おいて、角度θ２を一定として角度θ１を変化（θ２＞
θ１として）させた場合の輝度分布を示す図であり、実
線４０１は角度θ１が小さい場合を示し、破線４０２は
角度θ１が大きい場合を示している。

【００４２】同図に示すように、角度θ１が小さい場合
は第１の出射面１２ｃ’から出射する光線が少なく導光
板１２の先端側まで伝播していくため、先端側で出射す
る光量が多く輝度が高くなるが、角度θ１が大きい場合
には第１の出射面１２ｃ’から出射する光量が増加し、
一方、第２の出射面１２ｃ”から出射する光量は減少す
るため輝度分布が均一化してくる。ただし、先端側の輝
度分布は角度θ１に比例して相似的に増減する。

【００４３】また、反射面１３としては拡散面や鏡面な
どを用いることができるが、反射面１３を拡散面とする
と、導光板１２の背面１２ｂから出射した光線が拡散さ
れるため光源１１近傍で出射する光量が多くなり、さら
に輝度分布の均一化を図ることができる。

【００４４】図４は、本発明になる照明装置の第２の実
施例を示す図であり、（ａ）図は断面図、（ｂ）図は本
実施例の照明装置の輝度分布を示す図である。

【００４５】同図（ａ）において、２１は蛍光管、２２
は導光板、２２ａは導光板２２の入射面、２２ｂは拡散
反射パターンが印刷された導光板２２の背面、２２ｃ’
は形状拡散部が設けられた導光板２２の第１の出射面、
２２ｃ”は第２の出射面、２３は反射面、２４は発光
面、２５は空間部、２６は反射鏡であり、３０はそれら
で構成される照明装置である。

【００４６】同図（ａ）に示すように、本実施例の照明
装置は導光板２２の形状が第１の実施例とは異なり、第
１の出射面２２ｃ’が形状拡散部を設けた平面となって
おり、背面２２ｂにも拡散反射パターンが印刷されてい
る。

【００４７】本実施例のように、背面２２ｂや第１の出
射面２２ｃ’に凹凸面からなる形状拡散部、あるいは白
色塗料などにより印刷された拡散反射パターンを設ける
ことにより、輝度分布の均一化を図ることができる。

【００４８】ここで、形状拡散部および拡散反射パター
ンを設ける位置は、それぞれ背面２２ｂおよび第１の出
射面２２ｃ’に限られるものではなく、形状拡散部を背
面２２ｂに設けることや、拡散反射パターンを第１の出
射面２２ｃ’に設けることは可能である。さらに、拡散
印刷パターンは、光源からの距離に従い印刷する面積か
変化させる重み付けをすると輝度分布を向上できるが、
照明装置が比較的小型であり導光板の出射面の傾斜角が
大きい場合には、重み付けがされていなくても構わな
い。

【００４９】また、同図（ｂ）は本実施例の照明装置に
おいて、導光板２２の背面２２ｂにのみ重み付された拡
散反射パターンを印刷した場合の輝度分布を示す図であ
り、破線４０３は第１の出射面２２ｃ’より出射した光
線による輝度分布、一点鎖線４０４は第２の出射面２２
ｃ”より出射した光線による輝度分布であり、実線４０
５はそれらが合成した全体の輝度分布である。

【００５０】同図に示すように、背面２２ｂに重み付け
した拡散反射パターンを設けると輝度分布が均一化され
ることがわかり、本実施例に示すような構成を採ること
により光線利用率が高く、輝度分布も均一な照明装置と
することができる。

【００５１】図５は、本発明になる照明装置の第３の実
施例を示す図である。

【００５２】同図において、３１は蛍光管、３２は導光
板、３２ａは軸が蛍光管３１と平行な凹凸面が設けられ
た導光板３２の入射面、３２ｂは導光板３２の背面、３
２ｃ’は導光板３２の第１の出射面、３２ｃ”は導光板
３２の第２の出射面、３３は反射面、３４は発光面、３
５は空間部、３６は反射鏡、３７は拡散反射パターンが
印刷された透明性の拡散反射シートであり、４０はそれ
らで構成される照明装置である。

【００５３】同図に示すように、本実施例の照明装置は
導光板３２の形状が第１および第２の実施例とは異な
り、導光板３２の入射面３２ａに軸が蛍光管３１と平行
な波型の凹凸面が設けられている。さらに、導光板３２
の背面３２ｂ側には背面３２ｂと反射面３３との間に、
拡散反射パターンが印刷された透明性の拡散反射シート
が設けられている。

【００５４】本実施例は比較的小型のバックライトに適
しており、入射面３２ａに軸が蛍光管３１と平行な波型
の凹凸面を設けているため、入射面３２ａから入射した
光線の伝播方向は、入射面３２ａが背面３２ｂに対して
垂直である場合の法線に対し約±４２°以上とすること
が可能となる。したがって、蛍光管３１の近傍での出射
光量を増加することが可能となる。さらに、背面３２ｂ
と反射面３３との間に設けられた拡散反射シート３７に
より輝度分布を均一化することができる。

【００５５】図６は、本発明になる照明装置の第４の実
施例を示す図であり、（ａ）図は断面図、（ｂ）図はリ
ニアプリズム板の配設方法を説明する平面図である。

【００５６】同図において、４１は蛍光管、４２は導光
板、４２ａは導光板４２の入射面、４２ｂは拡散反射パ
ターンが印刷された導光板４２の背面、４２ｃ’は導光
板４２の第１の出射面、４２ｃ”は導光板４２の第２の
出射面、４３は反射面、４３ａは反射面４３の側壁面、
４４は発光面、４５は空間部、４６は反射鏡、４７はリ
ニアプリズム板、４８は拡散シートであり、５０はそれ
らで構成される照明装置である。

【００５７】同図に示すように、本実施例の照明装置は
反射面４３および反射面４３の側壁面４３ａの形状が第
１〜第３の実施例とは異なり、反射面４３と側壁面４３
ａとが直交するのではなく、反射面４３と側壁面４３ａ
とが連続して曲面で形成されている。さらに、導光板３
２の背面３２ｂには重み付けした拡散反射パターンが印
刷されており、発光面４４上には出射光に法線方向への
指向性を持たせるためのリニアプリズム板４７が、その
軸と上部に配置される図示しない表示装置のマトリクス
状電極の軸方向とが直交あるいは平行にならないように
配置されている。また、リニアプリズム板４７の上部に
は、導光板４２の背面４２ｂに印刷された拡散印刷パタ
ーンが視認されないように拡散シート４８が配置されて
いる。

【００５８】本実施例のように、反射面４３と側壁面４
３ａを連続した曲面で形成すると、導光板４２からの出
射光の損失が減少し光線利用率が向上するとともに、輝
度分布の均一化も図ることができる。

【００５９】また、同図（ｂ）はリニアプリズム板４７
の配設方法を説明する平面図であり、リニアプリズム板
４７のプリズム軸４７ａは、表示装置の直交するマトリ
クス電極４９ａおよび４９ｂの何れとも平行、あるいは
直交しないように傾きが角度φ（０°＜φ＜９０°）と
なるように配置されている。このようにリニアプリズム
板４７を配置することにより、干渉による表示画質の低
下を防止することができる。

【００６０】図７は、導光板の指向特性を示す図（その
１）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の出射
角度と相対輝度との関係を示す図である。

【００６１】同図（ａ）において、５１は光源となる蛍
光管、５２は蛍光管５１の側方に配設された導光板、５
２ａは蛍光管５１と対向する導光板５２の入射面、５２
ｂは導光板５２の背面、５２ｃは背面５２ｂと角度θを
なす導光板５２の出射面、５４は蛍光管５１を囲むよう
に設けられた反射鏡、５８は導光板５１内部の伝播光、
５９は出射面５９ｃから出射した出射光であり、角度θ
は１０°に設定されている。以下、同一機能を有するも
のには同一符号を付し、その説明は省略する。

【００６２】同図においては、光源はなる蛍光管５１
と，それを囲む反射鏡５４と、導光板５２のみで構成さ
れており、反射面などは設けられていない。

【００６３】同図（ｂ）は、この場合の導光板先端側と
光源側との指向分布特性を示す図であり、実線４０６は
先端側の特性を、破線４０７は光源側の特性を示してい
る。

【００６４】同図に示すように、反射面などを一切設け
ない場合には、先端側と光源側で指向性の幅はほとんど
変化しないが、破線４０７で示されるように光源側では
出射光量が少なく小さい角度成分が多いことがわかる。

【００６５】図８は、導光板の指向特性を示す図（その
２）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の出射
角度と相対輝度との関係を示す図である。

【００６６】同図（ａ）において、５３は導光板５２の
下方に背面５２ｂと対向するように配設された反射面で
ある。また、角度θは１０°に設定されている。

【００６７】同図においては、光源となる蛍光管５１
と、それを囲む反射鏡５４と、導光板５２と、導光板５
２の下方に設けられた反射面５３で構成されている同図
（ｂ）は、反射面５３が鏡面の場合と拡散反射面の場合
の、それぞれの指向分布特性を示す図であり、実線４０
８は反射面５３が鏡面の場合の特性を、破線４０９は反
射面５３が拡散反射面の場合の特性を示している。

【００６８】同図に示すように、反射面５３を鏡面とし
た場合には、実線４０８で示されるように輝度のピーク
は何も設けない場合と変わらないが、指向性の幅が大き
くなっていることがわかる。これは、導光板５２の背面
５２ｂから出射した光線が、出射面５２ｃと背面ｂとの
なす角θ分だけ急峻になり出射されているためである。
さらに、反射面５３を拡散反射面とした場合には、破線
４０９で示されるように輝度のピークは下がるが、指向
性の幅が大きくなっていることがわかる。これは、出射
光５９が出射面５２ｃの各部から分散して出射されてい
るためであり、発光面での輝度分布が改善される。

【００６９】図９は、導光板の指向特性を示す図（その
３）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の出射
角度と相対輝度との関係を示す図である。

【００７０】同図（ａ）において、５５は導光板５２の
背面５２ｂと反射面５３との間に配設される、重み付け
した拡散反射パターンが印刷された透明性の拡散反射シ
ートである。また、角度θは１０°に設定されている。
同図においては、光源となる蛍光管５１と、それを囲む
反射鏡５４と、導光板５２と、鏡面からなる反射面５３
と、導光板５２の背面５２ｂと反射面５３の間に配設さ
れた拡散反射シート５５とで構成されている。

【００７１】同図（ｂ）は、投光板５２の背面５２ｂと
鏡面からなる反射面５３の間に拡散反射シート５５を配
設した場合の指向分布特性を示す図であり、実線４１０
でその特性が示されている。同図に示すように、導光板
５２の背面５２ｂと反射面５３の間に拡散反射シート５
５を配設した場合には、図８における反射面５３を拡散
反射面とした場合の破線４０９と同様に、実線４１０で
示すように輝度のピークは下がるが、指向性の幅が大き
くなっていることがわかる。これは、出射光５９が出射
面５２ｃの各部から分散して出射されているためであ
り、発光面での輝度分布が改善される。

【００７２】図１０は、導光板の指向特性を示す図（そ
の４）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の出
射角度と相対輝度との関係を示す図である。

【００７３】同図（ａ）において、５６は導光板５２の
背面５２ｂと反射面５３との間に、軸方向が蛍光管５１
の長手方向と平行になるように、凹凸面を導光板５２側
に向けて配設されたリニアプリズム板である。また、角
度θは１０°に設定されている。同図においては、光源
となる蛍光管５１と、それを囲む反射鏡５４と、導光板
５２と、鏡面からなる反射面５３と、導光板５２の背面
５２ｂと反射面５３の間に配設されたリニアプリズム板
５６とで構成されている。

【００７４】同図（ｂ）は、導光板５２の背面５２ｂと
鏡面からなる反射面５３の間にリニアプリズム板５６を
配設した場合の指向分布特性を示す図であり、実線４１
１でその特性が示されている。同図に示すように、導光
板５２の背面５２ｂと反射面５３の間にリニアプリズム
板５６を配設した場合には、実線４１１で示すように輝
度が向上するとともに、光源側の出射光量を増加するこ
とができ輝度分布も改善される。

【００７５】図１１は、導光板の指向特性を示す図（そ
の５）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の上
部方向および左右方向の出射角度と相違輝度との関係を
示す図である。

【００７６】同図（ａ）において、５７は蛍光管５１と
導光板５２の入射面５２ａとの間に、軸方向が蛍光管５
１の長手方向と垂直となるように、凹凸面を導光板５２
側に向けて配設されたリニアプリズム板である。また、
角度θは１０°に設定されている。同図においては、光
源となる蛍光管５１と、それを囲む反射鏡５４と、導光
板５２と、鏡面からなる反射面５３と、蛍光管５１と導
光板５２の入射面５２ａの間に配設されたリニアプリズ
ム板５７とで構成されている。

【００７７】同図（ｂ）は、蛍光管５１と導光板５２の
入射面５２ａの間にリニアプリズム板５７を配設した場
合および配設しない場合の、それぞれ上下方向（角度
α）と左右方向（角度β）の指向分布特性を示す図であ
り、実線４１２はプリズム板５７を設けた場合の上下方
向の特性を、破線４１３はプリズム-3５７を設けない場
合の上下方向の特性を、実線４１４はプリズム板５７を
設けた場合の左右方向の特性を、実線４１５はプリズム
板５７を設けない場合の左右方向の特性を示している。
同図に示すように、リニアプリズム板５７を軸方向が蛍
光管５１の長手方向と垂直になるように、蛍光管５１と
導光板５２の入射面５２ａとの間に、凹凸面を導光板５
２側に向けて配設した場合の左右方向の特性は、破線４
１５で示されるリニアプリズム板５７を配設しない場合
と比べ、左右方向の光線が絞りこまれるため指向性の幅
は小さくなるとともに、光線が集中するため輝度が向上
する。

【００７８】図１２は、本発明になる照明装置の第５の
実施例を示す図であり、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は
（ａ）図のＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）図は
（Ａ）図のＢ−Ｂ’線における部分断面図である。

【００７９】同図において、６１は光源となる蛍光管、
６２は透明体からなる導光板、６２ａは導光板６２の入
射面、６２ｂは重み付けされた拡散反射パターンを印刷
した導光板６２の背面、６２ｃは背面６２ｂと角度θを
なすように形成された導光板６２の出射面、６２ｄは導
光板６２端部の反射側面、６３は導光板６２の背面６２
ｂ下方の反射面、６３ａは反射面６３の中央部に設けら
れた凸反射面、６４は発光面、６５は空間部、６６は蛍
光管６１を囲む反射鏡、６７はリニアプリズム板、６８
は拡散シート、６９は遮光部であり、７０はそれらで構
成される照明装置である。

【００８０】同図（ａ）および（ｂ）に示すように、本
実施例の照明装置７０は、第１〜第４の実施例に示すよ
うな照明装置を単位ユニットとして、複数個の単位ユニ
ットを平面状に配置しており、光源となる４個の蛍光管
６１が反射鏡６６に囲まれて四側面に設けられ、蛍光管
６１側方にはそれぞれに対応して４個の独立した導光板
６２が配設されている。個々の導光板６２の形状は、出
射面６２ｃが背面６２ｂとのなす角がθであるように先
端側に傾斜し、その幅も先端側に向かって狭くなってお
り、背面６２ｂには輝度分布を考慮して重み付けした拡
散反射パターンが印刷されている。導光板６２の背面６
２ｂ下方の反射面６３は、その中央部である４個の導光
板６２の先端が対向する空間部６５で四角錐状の凸反射
面６３ａが設けられている。発光面６４上にはリニアプ
リズム板６７が、その上部に配置される図示しない表示
装置のマトリクス状電極の軸方向と、リニアプリズム板
６７の軸とが直交あるいは平行にならないように配置さ
れている。さらに、リニアプリズム板６７の上部には、
導光板６２の背面６２ｂに印刷された拡散反射パターン
が視認されないように拡散シート６８が配置されてい
る。

【００８１】また、同図（ｃ）に示すように、４個の導
光板６２は導光板６２内を伝播する光線が他の蛍光管６
１方向に戻らないように、それぞれの導光板６２が独立
するように分離しており、個々の導光板６２間には空間
が設けられ遮光部６９となっている。そして、導光板５
２の端面は光線が出射しないように反射側面６２ｄが設
けられ、反射側面６２ｄは反射光が発光面６４側に進む
ように傾斜面となっている。

【００８２】本実施例に示す照明装置７０は、高輝度が
要求される大型の照明装置に適しており、第１〜第４の
実施例に示すような照明装置を単位ユニットとして、複
数個の単位ユニットを平面状に配置することにより、輝
度分布を均一にしながら光線利用率の高い高輝度な照明
装置とすることができる。

【００８３】また、本実施例のように、導光板６２をそ
れぞれ分離して４個の導光板６２を配置する構成が効率
的に有利であるが、導光板６２を分離せずに一体化した
ものでも効率はある程度向上する。

【００８４】さらに、平面状に配置する単位ユニットの
個数はここで限定されるものではなく、２個の単位ユニ
ットを対向して配置するなど照明装置の要求仕様に応じ
てその構成は変更可能である。さらに、本実施例におい
ては、導光板６２の背面６２ｂに拡散反射パターンを印
刷して輝度分布の均一化を図っているが、輝度分布の均
一化の手段に関しても本実施例で限定されるものではな
く、図３〜図１１に示される前述の手段を用いることも
可能である。

【００８５】図１３は、本発明になる照明装置の第６の
実施例を示す図であり、照明装置の一部断面図である。

【００８６】同図において、７１は蛍光管、７２は導光
板、７２ａは導光板７２の入射面、７２ｂは導光板７２
の出射面、７３は反射面、７４は反射鏡、７５は拡散シ
ートであり、８０はそれらで構成される照明装置であ
る。

【００８７】同図に示すように、本実施例の照明装置８
０は、第１〜第４の実施例に示すような照明装置を単位
ユニットとして複数個の単位ユニットを縦置きにし、ユ
ニット内の導光板７２の側面と反射面７３が隣接するよ
うに配置しており、発光面を蛍光管７１と対向する面と
している。また、導光板７２の出射面７２ｂと反射面７
３とのなす角θは３０°であり、導光板７２はアクリル
樹脂で形成されている。そして、発光面側には輝度分布
の均一化と反射面７３が視認できないように拡散シート
７５を配置してあり、１つの単位ユニットの導光板７２
の出射面７２ｂから出射した出射光の内で直接拡散シー
ト７５へ到達するもの以外は、隣接する単位ユニットの
反射面７３で反射され拡散シート７５へ進むようになっ
ている。

【００８８】本実施例に示す照明装置８０は、高輝度が
要求される大型の照明装置に適しており、第１〜第４の
実施例に示すような照明装置を単位ユニットとして、複
数個の単位ユニットを縦置きに配置することにより、輝
度分布が均一で光線の指向性が高く、光線利用率の高い
高輝度な照明装置とすることができる。

【００８９】図１４は、本発明になる照明装置の第７の
実施例を示す図であり、照明装置の一部断面図である。

【００９０】同図において、７１’は蛍光管、７２’は
導光板、７２ａ’は導光板７２’の入射面、７２ｂ’は
導光板７２７の出射面、７３’は反射面、７４’は反射
鏡、７５’は拡散シートであり、８０’はそれらで構成
される照明装置である。

【００９１】同図に示すように、本実施例の照明装置８
０’は第７の実施例と導光板７２’の形状が異なり、導
光板７２’の断面形状が略二等辺三角形となるように形
成され、頂角を挿んで出射面７２ｂ’が二面設けられて
いる。また、頂角の角度θは第６の実施例と同様３０°
である。

【００９２】本実施例に示す照明装置８０’は、第６の
実施例よりもさらに光線の指向性が向上し、光線利用率
の高い高輝度な照明装置とすることができる。

【００９３】図１５は、本発明になる照明装置の第８の
実施例を示す図であり、照明装置の一部断面図である。

【００９４】同図において、７１”は蛍光管、７２”は
導光板、７２ａ”は導光板７２”の入射面、７２ｂ”は
導光板７２”の出射面、７３”は反射面、７４”は反射
鏡、７５”は拡散シートであり、８０”はそれらで構成
された照明装置である。

【００９５】同図に示すように、本実施例の照明装置８
０”は第６および第７の実施例と単位ユニットの配置の
方法が異なり、ユニット内の導光板７２”の側面と反射
面７３”が隣接するように斜めに単位ユニットを積層し
ており、導光板７２”の出射面７２ｂ”が発光面となっ
ている。また、頂角の角度θは第６の実施例と同様３０
°である。

【００９６】本実施例に示す照明装置８０”は、第６お
よび第７の実施例よりも薄型にすることが可能となり、
光線利用率が高く高輝度で薄型の照明装置とすることが
できる。

【００９７】図１６及び図１７は本発明の第９実施例に
なる照明装置１００を示す。

【００９８】照明装置１００は、図１２の照明装置７０
を改良したものであり、図１２の照明装置７０とは、以
下の点で構成を異にしており、この異なる構成に基づい
て特徴を有している。

【００９９】導光板の背面の拡散パターン１０１の構
成。

【０１００】導光板と通常リニアプリズム板との間
に、特殊なリニアプリズム板１０２を配設した構成。

【０１０１】図１６及び図１７中、１０５は線状光源と
しての蛍光管である。１０６は導光板であり、入射面１
０６ａ、水平の背面１０６ｂ及び出射面１０６ｃを有す
る。１０６ｄは先端である。導光板１０６は、入射面１
０６ａから離れるにつれて肉厚ｔが薄くなっている出射
面１０６ｃは、背面１０６ｂに対して角度θをなす傾斜
面となっている。導光板１０６は楔形状を有し、断面が
直角三角形である。１０７は反射板であり、導光板１０
６の下側に配してある。１０８は蛍光管１０５を囲む反
射鏡である。１０９は空間部であり、導光板１０６の傾
斜している出射面１０６ｃの上方および先端１０６ｄの
前方に存在している。

【０１０２】１１０は通常のリニアプリズム板であり、
導光板１０６の上方に配してあり、その下側に空間部１
０９が形成されている。通常リニアプリズム板１１０
は、図１８に示すように、頂角が９０度である屋根形の
線状プリズム１１１が整列した構造を有する。この通常
リニアプリズム板１１０は、図１８に示すように、線状
プリズム１１１が形成されている面を上面とした向き
で、且つ線状プリズム１１１の長手方向が蛍光管１０５
に直交する方向（線１１２で表わす）に対して時計方向
に角度αをなす向きで配してある。この通常リニアプリ
ズム板１１０は、図１８に示すように、拡がりの大きい
入射光１１３を、通常リニアプリズム板１１０の法線１
１４の方向に集光させて出射させるように作用する。出
射光１１５の集光の程度は、±４０度程度である。

【０１０３】１１６は拡散シートであり、通常リニアプ
リズム板１１０の上面側に配してあり、通常リニアプリ
ズム板１１０からの光を拡散させる。拡散シート１１６
の上面が、照明装置１００の発光面１１７となる。

【０１０４】次に、照明装置１００の特徴的な構成につ
いて説明する。

【０１０５】まず、拡散パターン１０１について説明す
る。

【０１０６】拡散パターン１０１は、白色インクが塗布
された小さな部分、即ち、拡散要素としての白色インク
塗布小区画部１２０が、所定のパターンで並んだ構成で
ある。この白色インク塗布小区画部１２０に入射した光
線は、拡散される。白色インク塗布小区画部１２０は、
図１９の線Ｉで示すように、導光板１０６の背面１０６
ｂのうち入射面１０６ａの近傍において、特に高い密度
で形成してある。換言すれば、白色インク塗布小区画部
１２０は、導光板１０６の入射面１０６ａの近傍におい
て印刷面積が特に大きくなるように重み付けして形成し
てある。拡散パターン１０１は、特に入射面１０６ａの
近傍において、特に多くの光を拡散させるように作用す
る。

【０１０７】次に、特殊リニアプリズム板１０２につい
て説明する。

【０１０８】特殊リニアプリズム板１０２は、図２０に
示すように、頂角が１４０度である屋根形の線状プリズ
ム１２１が三つに対して、頂角が７０度である屋根形の
線状プリズム１２２が一つの割合で整列した構造を有す
る。この特殊リニアプリズム板１０２は、図１６及び図
１７に示すように、線状プリズム１２１，１２２が形成
されている面を下面とした向きで、且つ線状プリズム１
２１（１２２）の長手方向が上記の線１１２に対して直
交する向き、即ち蛍光管１０５と平行となる向きとし
て、上記導光板１０６の上方であって上記通常リニアプ
リズム板１１０の下側の部位に設けてある。通常リニア
プリズム板１１０と特殊リニアプリズム板１０２との間
には、空気層１２９が存在している。

【０１０９】図２０に示すように、頂角が７０度の線状
プリズム１２２は、入射光線１２３を全反射させて、符
号１２４で示すように上方へ透過させるように作用す
る。頂角が１４０度の線状プリズム１２１は、入射光線
１２５が線状プリズム１２１内に、特殊リニアプリズム
板１０２の上面１０２ａに臨界角以上で入射するように
入射し、且つ、入射した光線１２６が上面１０２ａで反
射させ、上面１０２ａで全反射した光線１２７を、符号
１２８で示すように、リニアプリズム板１０２より照明
装置１００の中心方向に斜め下方に向かって空間部１０
９内に出射させて、空間部１０９内に戻すよう即ち、光
を特殊リニアプリズム板１０２の面方向に伝播させるよ
うに作用する。

【０１１０】ここで、線状プリズム１２１は、蛍光管１
０５と平行な向きとなっている。このため、上記の光１
２８は、照明装置１００の中心の方向へ効率的に向けら
れる。即ち、特殊リニアプリズム１０２は、照明装置１
００の中心の方向への光の伝播性を良くするため、線状
プリズム１２１（１２２）の長手方向が蛍光管１０５と
平行となる向きに定めてある。

【０１１１】次に、上記構成になる照明装置１００の動
作について図２１を参照して説明する。

【０１１２】図２１中、矢印は光線を示し、矢印の太さ
は光量を表わし、太い程、光量が多いことを示す。蛍光
管１０５よりの光１３０は、入射面１０６ａから導光板
１０６内に入り、導光板１０６の先端１０６ｄに向う。
拡散パターン１０１の分布の関係で、導光板１０６内に
入射した光のうち大部分の光が入射面１０６ａの近傍で
拡散される。これにより、出射面１０６ｂのうち入射面
１０６ａの付近から、多くの光１３１が出射する。残り
の光１３２が導光板１０６の先端１０６ｄに向かって伝
播する。光１３２の光量は元々少なく、且つ伝播の途中
でも拡散されて出射面１０６ｂより光１３３，１３４が
出射するため、先端１０６ｄに向かう光は、符号１３
５，１３６で示すように少なくなり、先端１０６ｄより
出射する光１３７の光量は少なくなっている。これによ
り、発光面１１７のうち導光板１０６の先端１０６ｄに
対応する部分が特に明るくなるという不都合が解決され
る。

【０１１３】また、上記光１３１は、特殊リニアプリズ
ム板１０２内に入射する。特殊リニアプリズム板１０２
内に入射した光のうち、一部の光１４０だけが透過して
上方に出射し、残りの光１４１は、反射して、空間部１
０９内に戻される。

【０１１４】上記の光１３３，１３４についても、一部
の光１４２，１４３だけが特殊リニアプリズム板１０２
内を透過して上方に出射し、残りの光１４４，１４５
は、反射して、空間部１０９内に戻される。空間部１０
９内に戻された上記の光１４１，１４４，１４５は、導
光板１０６の出射面１０６ｃ等で反射されて、再び特殊
リニアプリズム板１０２内に入射し、一部が透過して上
方に出射し、残りが反射して空間部１０９内に再び戻さ
れる。

【０１１５】上記の動作が繰り返して行われ、特殊リニ
アプリズム板１０２の上面１０２ａからは、特殊リニア
プリズム板１０２の全面に亘って略一定の光量の光が出
射する。このため、後述するように発光面１１７は全面
に亘って一様な明るさを有するようになる。

【０１１６】特殊リニアプリズム板１０２より上方に出
射した光は、通常リニアプリズム板１１０内に入射し、
符号１４５で示すように、法線方向に集光されて出射
し、更に拡散シート１１６で拡散されて、符号１４６で
示すように、発光面１１７より出射する。

【０１１７】これにより、照明装置１００の発光面１１
７は、導光板１０６の先端１０６ｄに対応する部分に、
その周辺に比べて輝度が高い部分が表われず、且つ蛍光
管１０５に近い部分についても輝度の高い部分が表われ
ず、全面に亘って輝度が略一定とされた良好な輝度分布
を有する。

【０１１８】次に、上記の照明装置１００を、液晶パネ
ルのバックライトとして使用した場合の、液晶表示装置
の特性について説明する。

【０１１９】図１７中、１５０は液晶パネルであり、照
明装置１００の上側に配される。

【０１２０】液晶パネル１５０は、Ｘ方向に延在するＸ
方向表示電極１５１と、Ｙ方向に延在するＹ方向表示電
極１５２とを有する。

【０１２１】図１７中、蛍光管１０５に対して直交する
線１１２は、Ｘ方向に延在している。

【０１２２】ここで、液晶表示装置の前面からみた場合
における、線状プリズム１１１，１２１，１２２の表示
電極１５１，１５２に対する位置関係についてみる。

【０１２３】線状プリズム１１１と線状プリズム１２
１，１２２とは角度（９０−α）度で交差している。こ
のため、線状プリズム１１１と線状プリズム１２１，１
２２とは干渉しにくく、モアレ縞は発生しない。

【０１２４】線状プリズム１１１と上記表示電極１５
１，１５２とは約４５度で交差している。このため、線
状プリズム１１１と表示電極１５１，１５２とは干渉し
にくく、モアレ縞は発生しない。

【０１２５】次に、上記第９実施例の変形例について説
明する。

【０１２６】図１６及び図１７中の特殊リニアプリズム
板１０２の線状プリズム１２１と線状プリズム１２２と
の比を３：１以外の比、例えば４：１等に定めてもよ
い。

【０１２７】図２２は、線状プリズム１２１と線状プリ
ズム１２２との比を、４：１とした特殊リニアプリズム
板１０２Ａを示す。

【０１２８】このプリズム板１０２Ａは、上記のプリズ
ム板１０２に比べてより多くの光を面方向に伝播する。

【０１２９】また、上記特殊リニアプリズム板１０２の
代わりに、図２３に示す特殊レンチキュラ板１６０を、
そのかまぼこ状レンズの面を下向きとした向きで設けた
構成としうる。

【０１３０】特殊レンチキュラ板１６０は、高さがｈ
１、半径がｒ１のかまぼこ状レンズ１６１が三つに対し
て、高さがｈ２、半径がｒ２のかまぼこ状レンズ１６２
が一つの割合で整列した構造である。ｈ２＞ｈ１，ｒ２
＞ｒ１である。

【０１３１】光線１６３の経路から分かるように、かま
ぼこ状レンズ１６２は、光線を上方へ透過させるように
作用する。光線１６４の経路から分かるように、かまぼ
こ状レンズ１６１は、光線を下方へ戻すように、即ち光
を特殊レンチキュラ板１６０の面方向に伝播させるよう
に作用する。

【０１３２】次に、本発明の第１０実施例になる照明装
置２００について、図２４を参照して説明する。

【０１３３】第１０実施例乃至第２０実施例は、導光板
の背面に工夫をして、輝度分布の均一化を図ったもので
ある。

【０１３４】図２４中、２０１は線状光源としての蛍光
灯である。２０２は導光板であり、共に水平である背面
２０２ａ及び出射面２０２ｂ、及び共に垂直である入射
面２０２ｃ及び先端面２０２ｄを有する。２０３は反射
板であり、導光板２０２の背面２０２ａ側に配置してあ
る。２０４は反射面であり、反射板２０３の上面であ
る。２０５は反射鏡であり、蛍光灯２０１を囲んでい
る。２０６は照明装置２００の発光面である。２０７は
本発明の要部をなす溝であり、導光板２０２の背面２０
２ａに、入射面２０２ｃと平行な方向（図中、紙面に垂
直な方向）に延在しており、多数が整列している。溝２
０７は、背面２０２ａのうち、中央部分２０２ａ-１に
ついてはピッチＰ１で整列し、中央部分２０２ａ-１よ
り偏倚するにつれてピッチが狭くなり、入射面寄りの部
分２０２ａ-２及び先端面寄りの部分２０２ａ-３では、
ピッチＰ１より狭いピッチＰ２で整列した分布で配して
ある。

【０１３５】溝２０７は、図２５に拡大して示すよう
に、三角形状をなし、二つの傾斜平面２０８，２０９よ
りなる。傾斜平面２０８，２０９は、共に水平面に対し
て所定角度θ傾斜している。角度θは約３０度であり、
入射してきた光を蛍光灯２０１側へ戻さない角度として
ある。

【０１３６】ここで、溝２０７の作用について説明す
る。

【０１３７】蛍光灯２０１より出射し、入射面２０２ｃ
より導光板２０２内に入射した光の一部が溝２０７に向
う。溝２０７に向う光は、傾斜平面２０８へ当たる角度
によって、光線２１０，２１１，２１２の三種類に分類
できる。光線２１０は、傾斜平面２０８で全反射し、光
線２１０ａとなって出射面２０２ｂへ向かう。光線２１
１は、溝２０７内へ出、反射板２０３の反射面２０４で
反射され、傾斜平面２０９より再び導光板２０２内に入
り、光線２１１ａとなって出射面２０２ｂへ向かう。光
線２１２は、溝２０７内へ出、溝２０７を横切って傾斜
平面２０９より再び導光板２０２内に入り、光線２１２
ａとなって、先端面２０２ｄの方向に向かう。このよう
に、溝２０７は、導光板２０２内を背面２０２ａに向か
って進む光線を、出射面２０２ｂの方向に効率的に向け
させるように作用する。

【０１３８】従来は、特開平２−１６５５０４号に示す
ように、上記の溝２０７に対応する溝が、導光板の底面
の全面に亘って均一のピッチで配してあり、溝を構成す
る面の傾斜は、溝に入射する全ての光が全反射する条件
となっていた。そのため、発光面の輝度分布は、図２４
中、破線IIで示すように、入射面２０２ｃに近い部分
と、先端面２０２ｄに近い部分とにおいて輝度が低下す
る傾向となっていた。

【０１３９】本実施例においては、溝２０７を上記のよ
うな分布で配してあるため、出射面２０２ｂへ向かう光
の量が、入射面寄りの部分２０２ａ-2及び先端面寄りの
部分２０２ａ-3において上記の従来例に比べて多くな
り、発光面２０６のうち、入射面寄りの部分及び先端面
寄りの部分の輝度が上昇せしめられる。この結果、照明
装置２００の発光面２０６の輝度は、図２４中、線III
で示すように、全面に亘って略均一なものとなる。

【０１４０】図２６は本発明の第１１実施例になる照明
装置２２０を示す。図中、図２４に示す構成部分と同一
部分には同一符号を付す。

【０１４１】導光板２０２Ａにおいては、溝２０７が、
背面２０２ａの蛍光灯２０１近傍領域において同じピッ
チＰ３で分布している。入射面２０２Ａｃに近い側か
ら、溝２０７に２０７-１，２０７-２，…と符号を付
す。Ｕ字状の反射鏡２０５Ａは、溝２０７-1にまでかか
っている。２０５Ａａは反射鏡部としての上側覆い部分
であり、導光板２０２Ａの出射面２０２Ａｂのうち、入
射面２０２Ａｃ寄りの溝２０７-1に対応する部分２０２
Ａｂ-1を覆っている。２０５Ａｂは下側覆い部分であ
り、導光板２０２Ａの背面２０２Ａａのうち、溝２０７
-１を覆っている。導光板２０２Ａのうち、２０２Ａ-1
が発光領域である。２０２Ａ-2は光蓄積領域であり、後
述するように光を蓄積する。蛍光灯２０１から出射し、
入射面２０２Ａｃより導光板２０２Ａ内に入射した光２
２１は、符号２２１ａで示すように、溝２０７-１の面
で反射され、面２０２Ａｂ-１へ向かい、面２０２Ａｂ-
１より出射するも、上側覆い部分２０５Ａａで反射さ
れ、導光板２０２Ａ内に入る。この光は、背面２０２Ａ
ａに向かい、背面２０２Ａａより出射したとしても、下
側覆い部分２０５Ａｂで反射され、再び導光板２０２Ａ
内に入り、上方に向う。光は、これを繰り返して発光領
域２０２Ａ-1の方向に進んでいく。

【０１４２】出射面２０２Ａｂのうち上側覆い部分２０
５Ａａで覆われていない部分が、有効出射面２０２Ａｂ
-２である。この有効出射面２０２Ａｂ-2には、上記第
１０実施例の場合と同様に、溝２０７-2〜２０７-5で反
射又は屈折されて、上向きとされた光が出射する。この
有効出射面２０２Ａｂ-２のうち蛍光灯２０１寄りの部
分についてみると、溝２０７-２で屈折された光２２２
に、光蓄積領域２０２Ａ-２より漏れ出して上方に向か
う光２２１ｂが加わり、この部分での光量が増す。これ
により、照明装置２２０の発光面２０６の輝度は、線IV
で示すように、蛍光管近傍領域において略均一なものと
なる。

【０１４３】図２７は本発明の第１２実施例になる照明
装置２３０を示す。この照明装置２３０は、図２４の照
明装置２００と図２６の照明装置２２０とを組み合せた
構成である。図２７中、図２４及び図２６に示す構成部
分と対応する部分には同一符号を付す。

【０１４４】溝２０７-1及び反射鏡部としての上側覆い
部分２０５Ａａが、光蓄積領域２０２Ａ-２を形成す
る。有効出射面２０２Ａｂ-２のうち蛍光灯２０１寄り
の部分には、溝２０７-２，２０７-３で反射、屈折され
た光２２２に、光蓄積領域２０２Ａ-２より漏れ出して
上方に向かう光２２１ｂが加わる。ここで、溝２０７-
１，２０７-２のピッチＰ２が小さいため、上記光２２
２の光量は多い。これにより、発光面２０６の輝度は、
図２７中、線Ｖで示すように、面全体に亘って均一なも
のとなる。

【０１４５】図２８は本発明の第１３実施例になる照明
装置２４０を示す。この照明装置２４０は、図２４の照
明装置２００のうち、導光板２０２を変更した構成であ
る。図２８中、図２６に示す構成部分と対応する部分に
は同一符号を付す。

【０１４６】導光板２４１は、大略、導光板２０２を断
面楔形状としたものであり、傾斜した出射面２４１ｂ及
び曲面状とした先端面２４１ｃを有する。２４１ａは水
平の背面であり、溝２０７が形成してある。２４１ｃは
垂直の入射面である。

【０１４７】ここで、先端面２４１ｃを曲面とし得たの
は、出射面２４１ｂが傾斜面とされて導光板２０２が楔
形状となっていることになるものである。

【０１４８】先端面２４１ｃが曲面であるため、先端が
図２４に示すように垂直の平面である場合に比べて、導
光板２４１内を伝搬して先端に到った光は、光源側に反
射されにくく、殆どが符号２４２で示すように、先端面
２４１ｃから上方に向かって放出される。これにより、
導光板２４１のうち先端寄りの部分からも光は効率的に
出射され、発光面２４３のうち先端部分の輝度が引き上
げられる。発光面２４３の輝度は、図２８中、線VIで示
すように面全体に亘って均一なものとなる。

【０１４９】図２９は本発明の第１４実施例になる照明
装置２５０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付す。

【０１５０】照明装置２５０は、導光板２５１を有す
る。導光板２５１は、図３０に併せて示すように、背面
２５１ａにピット群２５２を有する。ピット群２５２
は、多数のピット２５３よりなる。各ピット２５３は、
断面三角形状を有し、図２４中の溝２０７と同じく、導
光板２５１内を伝播して背面２５１ａに到った光を出射
面２５１ｂへ向けさせる。 ピット群２５２は、並んだ
ピッチ２５３-１〜２５３-４よりなるピット列２５４-
1、並んだピット２５３-５〜２５３-７よりなるピット
列２５４-２、並んだピット２５３-８〜２５３-１１よ
りなるピット列２５４-３が平行に整列し、且つ隣り合
うピット列間でピットが千鳥状に並んだ配置となってい
る。これにより、図２４に示すように背面に溝２０７を
形成した場合に比べて、背面２５１ａ側より出射面２５
１ｂに向けられる光量は、背面全面に亘ってより均一と
される。

【０１５１】これにより、照明装置２５０の発光面２５
５は、図２４の照明装置２００に比べて溝筋に対応した
輝度ムラを抑えられ、図２９中、線VII で示すように、
全面に亘って均一な輝度分布を有する。

【０１５２】図３１は本発明の第１５実施例になる照明
装置２６０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付す。

【０１５３】照明装置２６０は、導光板２６１を有す
る。導光板２６１は、図３２及び図３３に示すように、
背面２６１ａに、断面三角形状の溝群２６２を有する。
溝群２６２は、蛍光灯２０１の軸線２６３と直交する線
２６４に対して鋭角α１をなす溝２６２ａと、上記線２
６４に対して鈍角α２をなす溝２６２ｂとよりなる。溝
２６２ａと溝２０２ｂとは、多くの個所で交差してい
る。このため、溝が平行に配されている図２４の照明装
置２００に比べて溝筋が表われにくい。従って、照明装
置２６０は、図３１中、線VIIIで示すように、全面に亘
って均一な輝度分布を有する。

【０１５４】図３４は本発明の第１６実施例になる照明
装置２７０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付す。

【０１５５】照明装置２７０は、導光板２７１を有す
る。導光板２７１は、背面２７１ａに、溝群２７１を有
する。溝群２７１は、溝２７２〜２７７よりなる。溝２
７２〜２７７は、蛍光灯２０１に近づく程、サイズが大
きくなっている。溝２７２〜２７７のピッチＰ４は一定
であり、図２４中のピッチＰ１より小さい。従って、照
明装置２７０は、図２４の装置２００に比べて、溝筋が
表われにくく、出射光量は同じであり、図３４中、線IX
で示すように、全面に亘って均一な輝度分布を有する。

【０１５６】図３５は本発明の第１７実施例になる照明
装置２８０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付す。

【０１５７】照明装置２８０は、導光板２８１を有す
る。導光板２８１は、図３６に併せて示すように、背面
２８１ａにピット群２８２を有する。ピット群２８２
は、多数のピット２８３よりなる。各ピット２８３は、
断面三角形状を有し、図２４中の溝２０７と同じく、導
光板２８１内を伝播して背面２８１ａに到った光を出射
面２８１ｂへ向けさせる。ピット群２８２は、ピット２
８３が並んだ、図３６中右下りの斜めのピット列２８４
と、右上りの斜めのピット列２８５とよりなる。ピット
列２８４はピット列２８５とは交差した関係にある。こ
れにより、図２４に示すように背面に溝２０７を形成し
た場合に比べて、背面２８１ａ側より出射面２８１ｂに
向けられる光量は、背面全面に亘ってより均一とされ
る。

【０１５８】これにより、照明装置２８０の発光面２８
６は、図２４の照明装置２００に比べて溝筋に対応した
輝度ムラを抑えられ、図３５中、線Ｘで示すように、全
面に亘って均一な輝度分布を有する。

【０１５９】図３７は本発明の第１８実施例になる照明
装置２９０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付す。

【０１６０】照明装置２９０は、導光板２９１を有す
る。導光板２９１は、背面２９１ａに、断面が三角形状
の溝２９２を有する。溝２９２の反面２９１ａの延長面
の対する角度θ１０は、図２４中の角度θ１１に比べて
相当に小さく定めてある。角度θ１０が小さいと、溝２
９２が光を出射面２９１ｂへ向ける能力は小さい。この
ように、溝２９２の角度θ１０を変えることによって、
光の出射面２９１ｂからの出射量を変えることが出来
る。

【０１６１】図３８は、本発明の第１９実施例になる照
明装置３００を示す。導光板３１０は、背面３０１ａ
に、Ｕ字状の溝３０２を有する。

【０１６２】図３９は本発明の第２０実施例になる照明
装置３１０を示す。照明装置３１０は、導光板３１１及
び反射板３１２を有する。導光板３１１は、均一なピッ
チの溝３１８を有する背面３１１ａを有する。３１２は
反射板であり、上記背面３１１ａに対向する上面に、多
数の突条３１３を有する。突条３１３は、導光板３１１
の背面３１１ａの溝３１８より漏れ出した光３１４を反
射させ、符号３１４ａで示すように、導光板３１１内に
再度入射して、出射面３１１ｂに向く光とする。

【０１６３】突条３１３は、中央部分３１４については
ピッチＰ１０で整列し、中央部分３１４より偏倚するに
つれてピッチが狭くなり、入射面３１１ｃ寄りの部分３
１５及び先端面３１１ｄ寄りの部分３１６では、ピッチ
Ｐ１１より狭いピッチＰ１１で整列した分布で配してあ
る。

【０１６４】導光板３１１の背面３１１ａの溝３１８よ
り漏れ出した光のうち、入射面３１１ｃの近傍から漏れ
出した光及び先端面３１１ｄの近傍から漏れ出した光
は、中央部分から漏れ出した光に比べて、より効率的に
導光板３１１内に戻され、発光面３１７より出射され
る。このため、発光面３１７の輝度分布は、図３９中、
線XIで示すように、全面に亘って略均一なものとなる。

【０１６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１乃至５の発
明によれば、導光板の背面の拡散手段を、上記入射面に
近い部分において、導光板に入射した光を特に大きく拡
散させる構成とし、導光板入射面の近くで多く拡散させ
るようにし、且つ、光透過・戻し手段（特殊リニアプリ
ズム板、特殊レンチキュラ板）を設けることによって、
拡散されて導光板の外に出た光を空間部内に戻して照明
装置の中心方向に伝播させるようにした構成であるた
め、出射面が傾斜している導光板の先端から出射する光
の量を効果的に抑えることが出来、しかも、光透過戻し
手段によってこの全面から略一定の光量の光が出射する
ようにすることが出来る。この結果、導光板の先端に対
応する部分が特に明るくなることがなく、しかも導光板
の入射面近傍の部分が特に明るくなることもなく、発光
面を全体に亘って略一様な輝度とすることが出来る。

【０１６６】請求項６の発明によれば、液晶パネルのバ
ックライトとして使用した場合に、液晶パネルの電極と
の干渉によるモアレ縞の発生を効果的に防止出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関連する照明装置の原理構成図であ
る。

【図２】本発明に関連する照明装置の動作説明図であ
る。

【図３】本発明になる照明装置の第１の実施例を示す図
である。

【図４】本発明になる照明装置の第２の実施例を示す図
である。

【図５】本発明になる照明装置の第３の実施例を示す図
である。

【図６】本発明になる照明装置の第４の実施例を示す図
である。

【図７】導光板の指向特性を示す図（その１）である。

【図８】導光板の指向特性を示す図（その２）である。

【図９】導光板の指向特性を示す図（その３）である。

【図１０】導光板の指向特性を示す図（その４）であ
る。

【図１１】導光板の指向特性を示す図（その５）であ
る。

【図１２】本発明になる照明装置の第５の実施例を示す
図である。

【図１３】本発明になる照明装置の第６の実施例を示す
図である。

【図１４】本発明になる照明装置の第７の実施例を示す
図である。

【図１５】本発明になる照明装置の第８の実施例を示す
図である。

【図１６】本発明になる照明装置の第９実施例を示す図
である。

【図１７】図１６の照明装置の分解斜視図である。

【図１８】図１６及び図１７中の通常リニアプリズム板
の部分拡大図である。

【図１９】導光板の背面の拡散パターンを説明する図で
ある。

【図２０】図１６及び図１７中の特殊リニアプリズム板
の部分拡大図である。

【図２１】図１６の照明装置の動作を説明する図であ
る。

【図２２】特殊リニアプリズム板の変形例を示す図であ
る。

【図２３】特殊レンチキュラ板の部分拡大図である。

【図２４】本発明による照明装置の第１０実施例を、そ
の輝度分布と併せて示す図である。

【図２５】図２４中、溝の作用を説明する図である。

【図２６】本発明になる照明装置の第１１実施例を、そ
の輝度分布と併せて示す図である。

【図２７】本発明になる照明装置の第１２実施例を、そ
の輝度分布と併せて示す図である。

【図２８】本発明になる照明装置の第１３実施例を、そ
の輝度分布と併せて示す図である。

【図２９】本発明になる照明装置の第１４実施例を、そ
の輝度分布と併せて示す図である。

【図３０】図２９中の導光板の背面のピット群の配置を
示す図である。

【図３１】本発明になる照明装置の第１５実施例を、そ
の輝度分布と併せて示す図である。

【図３２】図３１中の導光板を背面側からみた図であ
る。

【図３３】図３２の導光板の背面の一部を拡大して示す
斜視図である。

【図３４】本発明になる照明装置の第１６実施例を、そ
の輝度分布と併せて示す図である。

【図３５】本発明になる照明装置の第１７実施例を、そ
の輝度分布と併せて示す図である。

【図３６】図３５中の導光板を背面側からみた図であ
る。

【図３７】本発明になる照明装置の第１８実施例を示す
図である。

【図３８】本発明になる照明装置の第１９実施例を示す
図である。

【図３９】本発明になる照明装置の第２０実施例を、そ
の輝度分布と併せて示す図である。

【図４０】従来の照明装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 導光板 ２ａ 入射面 ２ｂ 背面 ２ｃ 出射面 ３ 反射面 ３ａ 側壁面 ４ 発光面 ５ 空間部 ６ 反射鏡 ７ 伝播光 ８ 出射光 １０ 照明装置 １００ 照明装置 １０１ 拡散パターン １０２，１０２Ａ 特殊リニアプリズム板 １０２ａ 上面 １０５ 蛍光管 １０６ 導光板 １０６ａ 入射面 １０６ｂ 背面 １０６ｃ 出射面 １０６ｄ 先端 １０７ 反射板 １０８ 反射鏡 １０９ 空間部 １１０ 通常リニアプリズム板 １１１ 線状プリズム １１２ 蛍光管と直交する方向の線 １１３ 入射光 １１４ 法線 １１５ 出射光 １１６ 拡散シート １１７ 発光面 １２０ 白色インク塗布小区画部 １２１ 頂角が１４０度の線状プリズム １２２ 頂角が７０度の線状プリズム １２３ 入射光線 １２４ 出射光線 １２５ 入射光線 １２６ 入射した光線 １２８ 全反射した光線 １２８ 空間部に戻された光線 １２９ 空気層 １３１ 導光板内に入射したところで拡散された多量の
光 １４１，１４４，１４５ 空間部内に戻された光 １５０ 液晶パネル １５１ Ｘ方向表示電極 １５２ Ｙ方向表示電極 １６０ 特殊レンチキュラ板 １６１ かまぼこ状レンズ １６２ かまぼこ状レンズ １６３，１６４ 光線 ２００，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，２
７０，２８０，２９０，３００，３１０ 照明装置 ２０１ 蛍光灯 ２０２，２０２Ａ，２４１，２５１，２６１，２７１，
２８１，２９１，３０１，３１１ 導光板 ２０２ａ 背面 ２０２ａ-１，３１４ 中央部分 ２０２ａ-２，３１５ 入射面寄りの部分 ２０２ａ-３，３１６ 先端面寄りの部分 ２０２ｂ 出射面 ２０２ｃ 入射面 ２０２ｄ 先端面 ２０３，３１２ 反射面 ２０４ 反射面 ２０５ 反射鏡 ２０５Ａａ 上側覆い部分 ２０５Ａｂ 下側覆い部分 ２０６ 発光面 ２０７ 溝 ２０８，２０９ 傾斜平面 ２１０，２１１，２１２ 光線 ２４１ 傾斜した出射面 ２４１ｃ 先端面 ２４２ 先端面から出射した光 ２５２ ピット群 ２５３ 断面三角形状のピット ２５４-1，２５４-2，２５４-3 ピット列 ２６２ 溝群 ２６３ 蛍光灯の軸線 ２６４ 蛍光灯の軸線と直交する線 ２７２〜２７７ 溝 ２８２ ピット群 ２８３ ピット ２８４，２８５ ピット列 ２８６ 発光面 ３０２ Ｕ字状溝 ３１３ 突条

フロントページの続き (72)発明者 山田 文明 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 永谷 真平 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 日登 栄治 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H091 FA16Z FA21Z FA23Z FA28Z FA32Z FA42Z FD01 KA10 LA16 LA18 LA21 LA30

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側方に配された線状光源（１０５）と、
   該光源からの光線が入射する入射面と、下側の背面と、
   上側に位置しており、入射した光を出射させる出射面と
   を有する導光板（１０６）と、多数の線状プリズム（１
   １１）が整列してなり、該導光板の上方に位置してお
   り、光を法線の方向に出射する通常のリニアプリズム板
   （１１０）とを具えた照明装置において、 上記導光板１０６が、上記入射面から離れるにつれて肉
   厚が薄くなるように傾斜した出射面（１０６ｃ）を有す
   る形状を有し、上記出射面の上方および導光板先端（１
   ０６ｄ）の前方に空間部（１０９）を有する構成とする
   とともに、 上記導光板の背面の拡散手段（１２０）を、上記入射面
   に近い部分において、導光板に入射した光を特に大きく
   拡散させる構成とし、 且つ、上記導光板の上方であって、上記通常リニアプリ
   ズム板の下側の部位に、上記出射面より出射光を上方へ
   透過させると共に、上記出射面（１０６ｃ）より出射し
   た光の一部を屈曲させて上記空間部（１０９）内に戻す
   光透過・戻し手段（１０２）を設けてなる構成としたこ
   とを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 請求項１の拡散手段は、光を拡散させる
   要素（１２０）が、上記入射面に近い部分については特
   に高密度とされて分布した構成としたことを特徴とする
   照明装置。
3. 【請求項３】 請求項１の光透過・戻し手段は、頂角が
   １１０度以下の線状プリズム（１２２）と、頂角が約１
   １０度以上の線状プリズム（１２１）とが所定の比で整
   列してなる構造を有し、該線状プリズムを下向きとし
   て、配された特殊リニアプリズム板（１０２）である構
   成としたことを特徴とする照明装置。
4. 【請求項４】 請求項１の光透過・戻し手段は、高さが
   低く、半径が長いかまぼこ状レンズ（１６１）と、半径
   が小さく、高さの高いかまぼこ状レンズ（１６２）とが
   所定の比で整列してなる構造を有し、上記かまぼこ状レ
   ンズを下向きとして配された特殊レンチキュラ板（１６
   ０）である構成としたことを特徴とする照明装置。
5. 【請求項５】 請求項３の特殊リニアプリズム板（１０
   ２）は、その線状プリズム（１２１，１２２）が上記線
   状光源（１０５）と平行となる向きに配置した構成とし
   たことを特徴とする照明装置。
6. 【請求項６】 請求項１の通常リニアプリズム板（１１
   ０）は、その線状プリズム（１１１）が、上記線状光源
   （１０５）と平行又は直交である方向とは異なる方向で
   ある向きに配置した構成としたことを特徴とする照明装
   置。