JP2008268826A - 導光板式図画表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントライト方式で、側面の光源からその導光板でこの背面に密着配設された図画を選択自由に縞模様、細線模様等なしで鮮明に照明表示する装置を提供する。
【解決手段】一組の点状光源あるいは線状光源１およびこれから放射される光を平行光線に調整制御するレンズ２もしくは反射板および導光板３とこれに密着する透明な上板４を略層状構造に形成し、前記光源の光を前記導光板端部の反射部で全反射する角度に入射させ、これにより背（下）面に密着して置かれる図画５の照明を行わせる。これにより前（上）面には鮮明な図画像が一体的に照明表示される。
【選択図】図１

Description

本発明は、写真、ポスターおよび一般的図画等の照明表示を行う新しい表示装置に関するものである。薄い透明な表面の板がその側面からの光の導光板として作用しこれからほぼ全反射屈折して放散される光によりその直下に設けられた図画を均等に照明する。この結果前記画像表面から反射して放射された光は前記透明板を通過し透明板の上部から照明された状態で図画像として明るく鮮明に見ることができ、周囲よりよく目立つ全く新規の画像表示（ディスプレー）分野を創出できる。また、対照となる被照明体は適宜自由に取り替えたり、移動が可能で特に材質等も制約を受けずこれらを組みあわせることにより情報、流通、展示等の産業分野や雑貨等一般民生商品分野に革新的な応用が可能となる。

従来、液晶用導光板の一種であるフロントライト方式で背面に密着して設けた反射型液晶画面を照明してこの映像を表面より視認する装置は存在している。同方式は側面からの照明用光源からの光線を構造の主体である導光板本体に設けた細かいプリズムやエッジの集合からなる複雑な形状の切り欠き様端面で反射生成させ背面の反射型液晶方向等に向かわせそれを照明するものである。

前項の装置は常に被照明対象の反射型液晶と前記フロントライトが最もその映像を効果的に得られるよう一体的に形成され先述のような多様な照明用途に用いることは困難であった。また、光源は多くの場合寸法的に小型にまとめる都合上導光板に近接して設けられ、このため導光板に入射する光は放射状の散乱光でこれを反射させて所定の背（下）面の反射型液晶の表面に導くため、複雑で精密な構造形態の反射面を必要とし、製作も高度の精度を要し困難で高価な傾向にあった。これで反射型液晶でなく、先述の一般図画像等の上面に置いて照明し、これを同装置の上から視認したときは、前述の構造特性からモアレ、縞模様、細線模様あるいは角度により光の漏れやムラが発生しやすかった。また、その構造状の制約から小画面用に限定され、写真立て、ポスターや図画用額縁等の大きさにすることは困難であった。この結果あえてこれらの図画等を面状発光で照明表示するためには図画の背面から光を透過させて照明するしかなく、その光源の強度が充分高いことや図画の透光性が高くなければならないが、普通図画等は不透明な用紙、樹脂膜や繊維等に印刷もしくは描かれるため特殊な透明性の高い材料が必要となるので、従来は図画を通常の状態で上面から密着させて均一にかつ明るく鮮明に照明する手段は無かった。本発明はこれを解決して簡易かつ安価にこれを実現しようとするものである。

導光板本体はその反射用端面を単一な平面としいわゆる楔型導光板本体断面を形成する。これに相対する同本体の端面断面部を照明用光の入射光部とし、ここへの入射光線は互いの光路がほぼ平行にあらかじめ制御され、導光板本体内部を直進後前記反射用端面でほぼ全反射するような入射角で入射される。このため光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）のような点光源とみなせるものを複数、線状に導光板側面の入射光部前面に配設し、ここから放射状に発進した光をあらかじめ設けたレンズもしくは反射鏡で互いに平行に調整制御して入射光部に導入する。このレンズ部分は導光板と一体成型しても別体として成型し端部に設けても効果は同様に得られるが同端面に沿ってカマボコ状に形成される。また、反射鏡は光源を焦点とする放物線状断面で同様に形成される。光源は従来の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）がほぼ線状光源とみなせる場合は同様に用いることができる。またあわせて前記楔型導光板より屈折率の低い透明材料と反射用端面で密着させ全反射性能を高め導光板全体として断面がほぼ矩形形状に形成し、性能の改善と使用性の向上を図る。

前項の構成により簡単な構成で被照明体を自由に選択交換可能で光の漏れやムラの無い、鮮明で明るく大きさにも自由度の増した全く新規の画面表現表示方法が実現し、応用例として広告、案内板、写真立て、額縁や置物等が可能となる。特に明るいところや逆に暗所や夜間には共通光源の強度を調整することで目立たせるための大きな効果が期待でき、照明装置としても用い得る。

本発明の実施は前項までに既述のように、主に点もしくはこれにより構成される線状光源からの照明光をレンズもしくは放物断面を有する反射鏡で互いに平行な光路に制御され導光板本体に入って直進しその対抗側に設けられた反射面で全反射するような角度で入射するように導きいれられる。このために導光板の楔型断面に対抗する入射光用端部側面には光源をその周辺側面にはレンズもしくは反射鏡を適宜配設し、この導光板（下部）には図画等をその表示面と密接させ、大略重畳構造とし全体的にはこれらを包含する背面板、透明表面板および外枠等で一体的に形成させる。

以下、本発明を図１および図２の実施例について説明する。同図１は本装置の側断面の概念図で光路制御をレンズで行わせるもの、同図２は同様目的に反射鏡を用いて行わせるものである。本装置の構造は主に光源（１）およびその光路を互いに略平行にするためのレンズ（２）もしくは反射鏡（２０）、その端部側面が斜面で略楔形状の導光板（３）、これと楔形の斜面部で密着しやはり略楔形状断面で前者と一体で矩形断面を形成する上板（４）、照明対象の図画（５）、この背面を支える背面板（６）ならびに全体を支える外枠（７）より構成される。この構成で光源（１）はカマボコ状凸形態のレンズ（２）や放物断面を有する樋状の反射鏡（２０）の直径方向寸法に対して充分細い線状の光源とみなせる場合、レンズ（２）使用時は図１にその光路を破線で簡略表示するごとく、また反射鏡（２０）を用いるときは図２の破線のごとく、それぞれのほぼ焦点位置に設けられる光源から放射状に発した光はいずれも互いに略並行な光線となり導光板（３）に入り、楔形状の断面で全反射して各図背（同図下）面の図画（５）の方向に向かう。ここに光源（１）としてＬＥＤを用いるときは一個あたりほぼ点光源状のためこれを図１の断面直角方向に複数個適宜配設して線状光源を形成させ、ＣＣＦＬを用いる場合は充分細い径のもので同様とする。また、導入板（３）およびこれと対をなす上板（４）はそれぞれ透明でかつ前者の屈折率は後者の屈折率より充分高いように組み合わされ、上記楔形状断面で進入してきた光を全反射させるよう進入角も調整して設けられる。図画（５）の表面に当たり反射した光はさらに両図の一点鎖線矢印で示したように導光板（３）および上板（４）を通って各図表（同図上）面方向に放散される。この結果上板（４）の上方より下方を見ると図画（５）が照明された画像状態となる。背面板（６）および外枠（７）は全体形態を整えかつ上面以外への光のもれを防止する。全体の表面から見た形状を矩形や円形あるいは楕円とし、額縁、写真スタンドあるいは暗所での書見等に供するために、導光板（３）および上板（４）等重ねられる要素部品を充分薄く形成する。なお、図２では反射鏡（２０）の上面で反射され図画（５）に直達する光路も示したがこれは図画の照明効果を向上するので好都合であるが、逆に反射鏡（２０）の下面から反射があると楔部で全反射しない入射光となり上板方向にもれて照明効果を減殺するので不都合な場合はこの反射が生じないように同鏡面に反射防止効果を施す。また、レンズ（２）はあらかじめ導光板（３）に一体成型もしくは別途成型して同端面に貼り付けて得る。なお、本発明では光源（１）が非点灯時でも外光が充分あれば図画（５）は充分視認できることも特徴である。

既述のごとく写真、ポスター、あるいは一般図画等を特別の処理や加工なしでそのまま表面から明るく鮮明に照明できるようになり、周囲より格段に目立つ全く新規の画像表示（ディスプレー）分野を創出できる。これにより情報、流通、展示等の産業分野や雑貨等一般民生商品分野に応用ができる。

本発明に関わる図画表示装置の構造、作用を示す本装置の側断面概念図で光路制御にレンズを用いたもの。 前記同様側断面概念図で光路制御に反射鏡を用いたもの。

符号の説明

（１）光源
（２）レンズ
（３）導光板
（４）上板
（５）図画
（６）背面板
（７）外枠
（２０）反射鏡

Claims (3)

1. 一組の光源およびフロントライト式導光板により図画を照明する表示装置において、光源を同導光板端面の光入射部近傍に設けこれから投射される光をレンズもしくは反射鏡を用いて略平行光線に調節制御せしめ、これを前記入射部の対抗側の端面に設けられる単一の反射面にほぼ全反射するような角度および方向で入射部より入射させる構造を有すること。
2. 楔形導光板の反射面と密着して一対の矩形断面を形成する形態でその表面が平坦な前者より屈折率の低い透明上板を表（上）面に設け、同導光板の背（下）面への屈折率を向上し、より全反射を容易にするとともに同導光板の強度を上げかつ保護し図画からの反射光はよく通過させる機能を有する一体的構造を有すること。
3. 前記〔請求項１〕におけるレンズはその長手方向にほぼ同一断面の凸型（略カマボコ）形状とし、その入射部側はこれと一体形状に設けること。

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