JP2005044661A - 面状光源装置および該装置を用いる表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】開口部を有する筐体と、該開口部に相対する前記筐体の底面に配設される第1の反射部と、該底面側に配設される複数の光源と、前記開口部に配設される第1の拡散部とを備える面状光源装置。前記光源が点状光源であり、該点状光源を内包する偏角素子が前記筐体の底面側に配設されており、かつ、該偏角素子が、該偏角素子に入射する入射光に対し出射光を前記筐体の底面側に屈折させるように構成されている。
【選択図】図3
Description
図1は本発明の実施の形態1にかかわる面状光源装置の概略構成を示す平面図、図2は図1のA−A線断面図、図3は図1のB−B線断面図、図4はLEDの配列の一例を示すLED配列図、図5は偏角素子を通過する光の光路を説明するための要部拡大図、図6は本発明の実施の形態1にかかわるLEDからの出射光の配光分布を示す配光分布図である。
α=Sin-1((1/n)×Sinφi) (1)
φo=Sin-1(n×Sinβ)
=Sin-1(n×Sin(90°−θ1−α))
=Sin-1(n×Sin(90°−θ1
−Sin-1((1/n)×Sinφi))) (2)
0°≦γ=φo−(90°−θ1)
=Sin-1(n×Sin(90°−θ1
−Sin-1((1/n)×Sinφi)))−90°+θ1(3)
1>n×Sinβ=n×Sin(90°−θ1−α)
=n×Sin(90°−θ1
−Sin-1((1/n)×Sinφi)) (4)
図7は本発明の実施の形態2にかかわる面状光源装置の長手方向から見た部分断面図である。図7に示されるように、本実施の形態2では、偏角素子9の一部が複数の第1の傾斜面9dおよび対向面9gから構成されているところのみが実施の形態1と異なり、図1〜5と同一または相当部分については、その説明を省略するとともに、後述する偏角素子9による作用効果以外は、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
図8は本発明の実施の形態3にかかわる面状光源装置の概略構成を示す平面図、図9は図8のC−C線断面図、図10は図8のD―D線断面図である。本実施の形態3では、偏角素子6が上面6eのうち点状光源4の直上に対応する位置のみに反射部8を有するところのみが実施の形態1と異なるところであり、図1〜5と同一または相当部分については、その説明を省略するとともに、後述する反射部8による作用効果以外は、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
図11は本発明の実施の形態4にかかわる面状光源装置の概略構成を示す平面図、図12は図11のE−E線断面図、図13は図11のF−F線断面図、図14は偏角素子内を通過する光が第2の傾斜面で全反射する場合に起こり得る光路を示した説明図である。図11〜14に示されるように、本実施の形態4では、偏角素子10が上面6eに拡散部または反射部を設ける代わりに、第2の傾斜面10eを有するところのみが実施の形態1と異なるところであり、図1〜5と同一または相当部分については、その説明を省略するとともに、後述する第2の傾斜面10eによる作用効果以外は、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
1<n×Sinβ1=n×Sin(θ2+α1)
=n×Sin(θ2
+Sin-1((1/n)×Sinφ1)) (5)
1<n×Sinθ2
∴ θ2>Sin-1(1/n) (6)
図15は本発明の実施の形態5にかかわる面状光源装置の概略構成を示す平面図、図16は図15のG−G線断面図、図17は図15のH−H線断面図である。図15〜17に示されるように、本実施の形態5では、偏角素子13と第2の拡散部14のみが実施の形態1と異なるところであり、図1〜5と同一または相当部分については、その説明を省略するとともに、後述する第2の拡散部14による作用効果以外は、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
図18は本発明の実施の形態6にかかわる面状光源装置の概略構成を示す平面図、図19は図18のI−I線断面図、図20は図18のJ−J線断面図である。図18〜20に示されるように、本実施の形態6では、偏角素子15が円錐台形状であり、点状光源4の個数と一致し、それぞれの偏角素子15はそれぞれの点状光源4に1対1で対応しているところのみが実施の形態1と異なるところであり、図1〜5と同一または相当部分については、その説明を省略するとともに、後述する偏角素子15による作用効果以外は、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
図21は本発明の実施の形態7にかかわる面状光源装置の概略構成を示す平面図、図22は図21のK−K線断面図、図23は図21のL−L線断面図である。図21〜23に示されるように、本実施の形態7では、拡散部を偏角素子と異なる部材からなる第2の拡散部14で構成するところのみが実施の形態6と異なるところであり、図1〜5と同一または相当部分については、その説明を省略するとともに、後述する第2の拡散部14による作用効果以外は、実施の形態6と同様の作用効果を奏する。
図24は本発明の実施の形態8にかかわる面状光源装置の概略構成を示す平面図、図25は図24のM−M線断面図、図26は図24のN−N線断面図、図27は偏角素子内を通過する光が第2の傾斜面で全反射する場合に起こり得る光路を示した説明図である。図24〜27に示されるように、本実施の形態8では、偏角素子が、拡散部または反射部が設けられた上面を有する代わりに、第2の傾斜面17eを有するところのみが実施の形態6と異なるところであり、図1〜5と同一または相当部分については、その説明を省略するとともに、後述する第2の傾斜面17eによる作用効果以外は、実施の形態6と同様の作用効果を奏する。
1<n×Sinβ1=n×Sin(θ2+α1)
=n×Sin(θ2
+Sin-1((1/n)×Sinφ1)) (7)
1<n×Sinθ2
∴ θ2>Sin-1(1/n) (8)
図28は本発明の実施の形態9にかかわる面状光源装置の概略構成を示す平面図、図29は図28のP−P線断面図である。図28〜29に示されるように、本実施の形態9では、点状光源4群間および筐体1の側面近傍における第1の反射部2に突起部2aを設けているところだけが実施の形態8と異なっており、図24〜27と同一または相当部分については、その説明を省略するとともに、後述する突起部2aによる作用効果以外は、実施の形態8と同様の作用効果を奏する。
1a 底面
1b 開口部
2 第1の反射部
3 第1の拡散部
4 点状光源
4a 第1の点状光源
4b 第2の点状光源
4c 第3の点状光源
5 点状光源基板
6、9、10、13、15 偏角素子
、16、17
6a、9a、10a、13a ほぼ垂直な面
、15a、16a、17a
6b、9b、10b、13b ほぼ平行な底面
、15b、16b、17b
6c、9c、10c、13c 頂線
、15c、16c、17c
6d、9d、10d、13d 第1の傾斜面
、15d、16d、17d
6e、9e、13e 上面
、15e、16e
6f、9f、10f、15f 内面
7 拡散部
8 反射部
9g 対向面
10e、17e 第2の傾斜面
14 第2の拡散部
18 中心軸
19 頂点
Claims (15)
- 開口部を有する筐体と、該開口部に相対する前記筐体の底面に配設される第1の反射部と、該底面側に配設される複数の光源と、前記開口部に配設される第1の拡散部とを備える面状光源装置であって、前記光源が点状光源であり、該点状光源を内包する偏角素子が前記筐体の底面側に配設されており、かつ、該偏角素子が、該偏角素子に入射する入射光に対し出射光を前記筐体の底面側に屈折させるように構成されてなることを特徴とする面状光源装置。
- 前記偏角素子が、該偏角素子の入射面に入射する入射光の配光分布のうち、光度が最大である入射角の光を前記偏角素子の出射面において前記筐体の底面側に屈折させるように構成されてなることを特徴とする請求項1記載の面状光源装置。
- 前記偏角素子が、前記点状光源側に位置する前記筐体の底面に対してほぼ垂直な面と、該筐体の底面に対してほぼ平行な底面と、該ほぼ平行な底面の頂線から前記入射面であるほぼ垂直な面側に所定の傾き角をなす第1の傾斜面を少なくとも有してなる請求項1または2記載の面状光源装置。
- 前記偏角素子が、前記点状光源側に位置する前記筐体の底面に対してほぼ垂直な面と、該筐体の底面に対してほぼ平行な底面と、該筐体の底面に対してほぼ平行な複数の対向面と、該ほぼ平行な底面および複数の対向面のそれぞれの頂線から前記入射面であるほぼ垂直な面側に所定の傾き角をなす複数の第1の傾斜面を少なくとも有してなる請求項1または2記載の面状光源装置。
- 前記偏角素子の屈折率をn(n>1)、該偏角素子の第1の傾斜面の傾き角をθ1(0°<θ1<90°)、該偏角素子の入射面に入射する入射光の配光分布のうち光度が最大である入射角をφi(−90°<φi<90°)とすると、
Sin-1(n×Sin(90°−θ1−Sin-1((1/n)×Sinφi)))−(90°−θ1)≧0°
を満たす請求項3または4記載の面状光源装置。 - 前記偏角素子の屈折率をn(n>1)、該偏角素子の第1の傾斜面の傾き角をθ1(0°<θ1<90°)、該偏角素子の入射面に入射する入射光の配光分布のうち光度が最大である入射角をφi(−90°<φi<90°)とすると、
n×Sin(90°−θ1−Sin-1((1/n)×Sinφi))<1
を満たす請求項5記載の面状光源装置。 - 前記複数の点状光源を一列に配列した点状光源群が前記筐体の底面に複数並設されており、前記偏角素子が該点状光源群の上方を覆うように該点状光源群の配列方向に沿って拡散部または反射部を有してなる請求項1、2、3、4、5または6記載の面状光源装置。
- 前記偏角素子が前記点状光源の直上に対応する位置に拡散部または反射部を有してなる請求項1、2、3、4、5または6記載の面状光源装置。
- 前記複数の点状光源を一列に配列した点状光源群が前記筐体の底面に複数並設されており、前記偏角素子が該点状光源群の発光部の先端を結んだ仮想線を上方に平行移動した基準線から前記筐体の底面と反対側に該筐体の底面に対して所定の傾き角をなす第2の傾斜面を有しており、前記偏角素子の屈折率をn(n>1)、前記第2の傾斜面の傾き角をθ2とすると、
θ2>Sin-1(1/n)
を満たす請求項1、2、3、4、5または6記載の面状光源装置。 - 前記偏角素子の個数が前記点状光源の個数と一致しており、それぞれの偏角素子がそれぞれの点状光源に1対1で対応して配置されてなる請求項1、2、3、4、5、6または8項記載の面状光源装置。
- 前記偏角素子の個数が前記点状光源の個数と一致しているとともに、それぞれの偏角素子がそれぞれの点状光源に1対1で対応して配置されており、前記偏角素子が該点状光源の中心軸上にある頂点から該筐体の底面と反対側に該前記筐体の底面に対して所定の傾き角をなす第2の傾斜面を有しており、前記偏角素子の屈折率をn(n>1)、前記第2の傾斜面の傾き角をθ2とすると、
θ2>Sin-1(1/n)
を満たす請求項1、2、3、4、5または6記載の面状光源装置。 - 前記拡散部または反射部が前記偏角素子と異なる部材からなる第2の拡散部または第2の反射部である請求項7、8または10記載の面状光源装置。
- 前記点状光源が赤色、緑色または青色の単色光を発する発光ダイオードである請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12記載の面状光源装置。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12または13記載の面状光源装置と、該面状光源装置の上部に配置され、該面状光源装置から出射した光により表示を行なう表示手段とを備えてなることを特徴とする表示装置。
- 前記表示手段が液晶を挟持する2枚の基板からなる液晶表示素子であり、該液晶表示素子に接続される駆動回路基板とを備えてなる請求項14記載の表示装置。
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