JP2010198864A - 面光源照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源からの出射光の入射方向に直交する方向での輝度を均一にすることができる面光源照明装置を提供する。
【解決手段】面光源照明装置１は、一側面に臨む光源４からの出射光Ｌを該側面に交わるとともに出射光Ｌの入射方向に沿って延在する出射面６に導く複数の導光板２と、該複数の導光板２が出射光Ｌの入射方向に平行な方向でその一部を相互に重畳させて隣接配置されてなる導光板アレイ３とを備える。導光板２は、出射光Ｌの入射方向に平行な側面から、入射方向に直交する方向に延出された延出部材１２,１３を備える。一方の延出部材１２は、出射光Ｌの入射方向に直交する方向で隣接する他の導光板２の延出部材１３と重畳される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置等の光透過性表示物を背面から照明する面光源照明装置に関する。

従来、図５（ａ）及び（ｂ）に示す面光源照明装置５１が知られている。この面光源照明装置５１は、複数の導光板５２が縦横に隣接配置されてなる導光板アレイ５３を備えている。（例えば特許文献１参照）。

前記導光板５２は、光源５４が配設されている実装基板５５の上に備えられ、一側面に臨んで設けられた光源５４からの出射光を、該出射光の入射方向に沿って延在すると共に、液晶表示装置等の光透過性表示物（図示せず）に対向する出射面５６に導くものである。この導光板５２は、光源５４に対向する側から、光源５４からの出射光の入射方向に沿い出射面５６に向かって次第に薄くなる構造となっている。また、導光板５２は、出射面５６の光源５４側に段差５７を有し、ここから低く形成された段差面５８を備えている。

導光板アレイ５３において、前記出射光の入射方向に沿う方向では、一の導光板５２の出射面５６が、反射板５９を介して、隣接する他の導光板５２の段差面５８上に重畳されている。このとき、一の導光板５２の出射面５６の先端面５１０と、他の導光板５２の出射面５６の後端面５１１との間には、所定の間隙６０が設けられている。この結果、従来の面光源照明装置５１では、前記出射光の入射方向に沿う方向において、輝度を均一にすることができる。

一方、導光板アレイ５３において、前記出射光の入射方向に直交する方向で隣接する導光板５２，５２は、図６に示すように、相互の間に所定の間隙６１を存して配置されている。

しかしながら、光源５４からの出射光の入射方向に直交する方向において、隣接する導光板５２，５２の間に間隙６１を設けた場合には、間隙６１に相当する箇所において、輝度が不均一になる傾向があるという不都合がある。

特許第３３７３４２７号公報

本発明の目的は、光源からの出射光の入射方向に直交する方向での輝度を均一にすることができる面光源照明装置を提供することにある。

本発明は、一側面に臨む光源からの出射光を、該側面に交わるとともに該出射光の入射方向に沿って延在する出射面に導く複数の導光板と、該複数の導光板が該出射光の入射方向に平行な方向で該導光板の一部を相互に重畳させて隣接配置されてなる導光板アレイとを備える面光源照明装置において、該導光板アレイの各導光板は、該出射光の入射方向に平行な側面から、該入射方向に直交する方向に延出された延出部材を備え、一の導光板の延出部材は、該出射光の入射方向に直交する方向で隣接する他の導光板の延出部材と相互に重畳されることを特徴とする。

本発明の面光源照明装置では、導光板の延出部材が、光源からの出射光の入射方向に直交する方向で隣接する他の導光板の延出部材と相互に重畳されることにより、当該隣接する導光板の間に、該導光板相互の延出部材が位置して、間隙がない構造となっている。

この構造において、延出部材は前記導光板の一部を構成するものであるので、前記光源からの出射光を導いて前記出射面と同一の方向に出射する。従って、本発明の面光源照明装置では、前記光源からの出射光の入射方向に直交する方向で隣接する導光板の間からも出射光が出射することとなり、該出射光の入射方向に直交する方向における輝度の不均一を低減することができる。

本発明の面光源照明装置において、前記導光板は、前記出射光の入射方向に平行な一方の側面の上部から該入射方向に直交する方向に延出された上部延出部材と、該入射方向に平行な他方の側面の下部から該入射方向に直交する方向に延出された下部延出部材とを備え、該上部延出部材は該入射方向に直交する方向で隣接する他の導光板の下部延出部材と相互に重畳され、該下部延出部材は該入射方向に直交する方向で隣接する他の導光板の上部延出部材と相互に重畳されることが好ましい。

前記構成を備える導光板によれば、１種類の導光板を前記出射光の入射方向に直交する方向に配設することにより、一の導光板の上部延出部材が、隣接する他の導光板の下部延出部材と相互に重畳される。従って、このような導光板を備えることにより部品点数を低減することができる。

また、本発明の面光源照明装置において、前記導光板アレイは、前記出射光の入射光に平行な側面の上部から該入射方向に直交する方向に延出された上部延出部材を備える第１の導光板と、該入射方向に平行な側面の下部から該入射方向に直交する方向に延出された下部延出部材を備える第２の導光板とで構成され、第１の導光板と第２の導光板とが該入射方向に直交する方向で隣接配置されると共に、第１の導光板の上部延出部材と第２の導光板の下部延出部材とが相互に重畳されるようにしてもよい。

さらに、本発明の面光源照明装置において、前記導光板の延出部材は、隣接する他の導光板の前記出射光の入射方向に平行な側面との間に所定の間隙を存して、他の導光板の延出部材と相互に重畳されることが好ましい。

この構造によれば、前記延出部材と、隣接する他の導光板の前記出射光の入射方向に平行な側面との間に間隙が存することで、該導光板に組付け誤差や熱膨張が生じたときにも、該延出部材が隣接する他の導光板の該側面に当接することを防止することができる。

（ａ）は本発明の一実施形態の面光源照明装置を示す分解斜視図、（ｂ）は（ａ）のI−I線に沿う断面図。 （ａ）は本発明の一実施形態の導光板を示す斜視図、（ｂ）は変形例を示す斜視図。 図１のIII−III線に沿う断面図。 図１に示す面光源照明装置のIII−III線断面における輝度分布図。 （ａ）は従来の面光源照明装置を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のV−V線に沿う断面図。 図５（ａ）のVI−VI線に沿う説明的断面図。 図５に示す面光源照明装置のVI−VI線断面における輝度分布図。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の面光源照明装置１は、複数の導光板２が相互に縦横方向に隣接配置されてなる導光板アレイ３を備えている。この導光板アレイ３では、導光板２が縦横に５枚ずつ、計２５枚配列されている。

本実施形態の面光源照明装置１において、導光板２は、光源４が配設されている実装基板５の上に備えられ、一側面に臨んで設けられた光源４からの出射光Ｌを、出射面６に導くものである。出射面６は、出射光Ｌの入射方向に沿って延在すると共に、液晶表示装置等の光透過性表示物（図示せず）に対向している。導光板２は、出射面６の光源４側に段差７を有し、ここから低く形成された段差面８を備え、光源４からの出射光Ｌの入射方向に平行な方向において、一の導光板２の出射面６が、反射板９を介して、隣接する他の導光板２の段差面８上に重畳されている。このとき、一の導光板２の出射面６の先端１０と、他の導光板２の出射面６の後端１１との間には所定の間隙２０が設けられている。

導光板２は、平板状に形成された透光性樹脂からなり、図２に示すように、光源４に対向する側から、出射光Ｌの入射方向に沿い出射面６に向かって次第に薄くなる構造となっている。

導光板２は、出射光Ｌの入射方向に平行な一方の側面には、該側面の上部から出射光Ｌの入射方向に直交する方向に延出された上部延出部材１２を備えている。また、導光板２は、出射光Ｌの入射方向に平行な他方の側面には、該側面の下部から出射光Ｌの入射方向に直交する方向に延出された下部延出部材１３とを備えている。

図３は、５枚の導光板２ａ乃至２ｅを相互に隣接配置した状態を図１（ａ）のIII−III断面図で示している。図３において、例えば、一の導光板２ｂに延設された上部延出部材１２は、出射光Ｌの入射方向に直交する方向で左に隣接する他の導光板２ａに延設された下部延出部材１３と相互に重畳されている。また、該導光板２ｂに延設された下部延出部材１３は、出射光Ｌの入射方向に直交する方向で右に隣接する他の導光板２ｃの上部延出部材１２と相互に重畳されている。

このように、導光板アレイ３は、１種類の導光板２を組み合わせることで製造できるので、部品点数を減らすことができる。

また、重畳される際には、一の導光板２ｂの上部延出部材１２は、隣接する他の導光板２ａの出射光Ｌの入射方向に平行な側面との間に所定の間隙２１を存しており、導光板２ｂの下部延出部材１３は、隣接する他の導光板２ｃの出射光Ｌの入射方向に平行な側面との間に所定の間隙２２を存している。

前記間隙２１，２２を設けることにより、面光源照明装置１で、導光板２に組付け誤差や熱膨張が生じたときにも、導光板２ｂの上部延出部材１２が隣接する他の導光板２ａの出射光Ｌの入射方向に平行な側面に当接することを防止すると共に、導光板２ｂの下部延出部材１３が隣接する他の導光板２ｃの出射光Ｌの入射方向に平行な側面に当接することを防止することができる。

ここで、図２に示すように、上部延出部材１２は出射面６に連接され、出射面６は上部延出部材１２の表面まで拡大されている。このとき、導光板２は、光源４の出射光を、上部延出部材１２の表面まで拡大された出射面６の後端面１１に導くことができるようになっていることが好ましい。

そこで、上部延出部材１２は、光源４から前記のように拡大された出射面６の後端面１１に向かう出射光Ｌａの光路を確保できる長さだけ、段差７の後方に延在されている。また、下部延出部材１３は、前記のように延在されている上部延出部材１２に対応して、段差７の後方に延在されている。

光源４は、例えば、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成される。その場合、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤが、各色の混色により所望の色の光、例えば白色光を発生するように、所定の順番で繰り返し配置されているものであってもよい。また、白色ＬＥＤのみが配置されていてもよい。

本実施形態の面光源照明装置１によれば、光源４の出射光は、導光板２の段差面８の後端面から入射した後、段差面８内で、少なくとも出射光Ｌａから出射光Ｌｂ方向への角度をもって拡散する。また、出射光は、導光板２の出射面６と対向する面に設けられたローレットカットやシボ加工等の反射手段（図示せず）によって反射することによって、導光板２における上部延出部材１２の表面まで拡大された出射面６から出射される。

さらに、下部延出部材１３は、導光板２の一部を構成するものであるから、光源４からの出射光Ｌｂを前記出射面６と同一の方向に出射することができる。

なお、各導光板２は、反射板９により相互に光学的に隔離されているので、１つの導光板２に入射した光源４の出射光は、他の導光板２に入射した光源４の出射光の影響を受けることがない。

本実施形態の面光源照明装置１においては、まず第１に、各導光板２において、光源４から導かれた出射光Ｌが、それぞれ出射面６から出射する。

第２に、出射光Ｌの入射方向に直交する方向において隣接する導光板２ａ，２ｂの間に存する間隙では、導光板２ｂの光源４から導かれた出射光Ｌａが、導光板２ｂにおける上部延出部材１２の表面まで拡大された出射面６から出射する。

第３に、前記間隙内で、導光板２ｂの上部延出部材１２と導光板２ａの出射光Ｌの入射方向に平行な側面との間に存する間隙２１においては、導光板２ａの光源４から導かれた出射光Ｌｂが、導光板２ａの下部延出部材１３の表面から出射する。

以上により、出射光Ｌの入射方向に直交する方向で隣接する導光板２の間隙の全てからも出射光が出射されることとなり、出射光Ｌの入射方向に直交する方向における輝度の不均一を低減することができる。

図４は、図１（ａ）における本実施形態の面光源照明装置１のIII−III線断面の輝度分布を示す。また、図７は、図５(ａ)に示された従来の面光源照明装置５１のVI−VI線断面の輝度分布を測定したものを示す。

図７に示すように、従来の面光源照明装置５１によれば、VI−VI線断面の輝度分布は、相互に隣接する導光板５２の間に存在する間隙に相当する箇所において、輝度の減少が顕著である。これに対し、本実施形態の面光源照明装置１は、図４に示すように、III−III線断面の輝度分布における輝度不均一の低減を実現している。

本実施形態では、図２（ａ）に示す導光板２を用いるようにしているが、導光板２は図２（ｂ）に示す構成を備えるものでもよい。

図２（ｂ）に示す導光板２は、出射光が段差面８において拡散し、出射光Ｌの入射方向に直交する方向の全幅で、出射面６の後端面１１に入射できる長さの棒状光源４を備えている。このようにすることにより、導光板２は、光源４の出射光Ｌの入射方向において、段差面８の長さを短縮して、他の導光板２の出射面が重畳されるために必要な長さのみを有するものとすることができる。

１…面光源照明装置、 ２…導光板、 ３…導光板アレイ、 ４…光源、 ５…実装基板、 ６…出射面、 ７…段差、 ８…段差面、 ９…反射板、 １０…出射面の先端、 １１…出射面の後端、 １２…上部延出部材、 １３…下部延出部材。

Claims (4)

1. 一側面に臨む光源からの出射光を、該側面に交わるとともに該出射光の入射方向に沿って延在する出射面に導く複数の導光板と、該複数の導光板が該出射光の入射方向に平行な方向で該導光板の一部を相互に重畳させて隣接配置されてなる導光板アレイとを備える面光源照明装置において、
   該導光板アレイの各導光板は、該出射光の入射方向に平行な側面から、該入射方向に直交する方向に延出された延出部材を備え、一の導光板の延出部材は、該出射光の入射方向に直交する方向で隣接する他の導光板の延出部材と相互に重畳されることを特徴とする面光源照明装置。
2. 前記導光板は、前記出射光の入射方向に平行な一方の側面の上部から該入射方向に直交する方向に延出された上部延出部材と、該入射方向に平行な他方の側面の下部から該入射方向に直交する方向に延出された下部延出部材とを備え、
   該上部延出部材は該入射方向に直交する方向で隣接する他の導光板の下部延出部材と相互に重畳され、
   該下部延出部材は該入射方向に直交する方向で隣接する他の導光板の上部延出部材と相互に重畳されることを特徴とする請求項１記載の面光源照明装置。
3. 前記導光板アレイは、前記出射光の入射光に平行な側面の上部から該入射方向に直交する方向に延出された上部延出部材を備える第１の導光板と、該入射方向に平行な側面の下部から該入射方向に直交する方向に延出された下部延出部材を備える第２の導光板とで構成され、
   第１の導光板と第２の導光板とが該入射方向に直交する方向で隣接配置されると共に、第１の導光板の上部延出部材と第２の導光板の下部延出部材とが相互に重畳されることを特徴とする請求項１記載の面光源照明装置。
4. 前記導光板の延出部材は、隣接する他の導光板の前記出射光の入射方向に平行な側面との間に所定の間隙を存して他の導光板の延出部材と相互に重畳されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の面光源照明装置。

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