JP2016110854A

JP2016110854A - 面状照明装置

Info

Publication number: JP2016110854A
Application number: JP2014247697A
Authority: JP
Inventors: 正雄宮本; Masao Miyamoto
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2016-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-08
Also published as: JP6180033B2

Abstract

【課題】ルーバーを備えた面状照明装置の輝度を向上させる。【解決手段】ルーバーの入射面および出射面の少なくとも一方の、遮光体の端面に対向する位置に、光の進行方向を変える光路変更手段を設ける。ルーバーの入射面側に設けた光路変更手段は、光源部からルーバーの遮光体の端面に入射し吸収されていた光の進行方向を変えて、ルーバーの光透過層に導く。このため、ルーバーを透過する光量が増加し面状照明の輝度が向上する。また、ルーバーの出射面側に設けた光路変更手段は、出射光を面状照明装置の正面方向に導くため、正面方向の輝度が向上する。また、光路変更手段は遮光体の端面に対向する位置に、遮光体と略同一の幅で設けられるため、ルーバーの光透過層を面状照明装置の正面方向に透過する光の光量にはほとんど影響を与えない。【選択図】図１

Description

本発明はルーバーを備えた面状照明装置に関するものである。

車載用のナビゲーションシステムなどに用いられる液晶表示装置では、表示画面からの光がフロントガラスに映り込み、運転者の視認性を低下させないよう、表示画面からの出射光に指向性をもたせて視野角を制限している。従来、表示画面の視野角を制限するために、液晶表示装置の照明装置には光源部の出射面上に、所定の角度範囲以外の入射光を遮光するルーバーが配置された面状照明装置が用いられている（特許文献１）。

従来の面状照明装置に用いられるルーバー１は、図４の断面図に示すように、光を透過する光透過層２に光を吸収する遮光体３が一定周期で並んで配置され、これを透明な光学フィルム４、５で挟持した構造を有する。光源部６からルーバー１に入射する光の内、入射角度が大きい光は遮光体３によって吸収されルーバー１を透過できない。このため、遮光体３の間隔と高さを調整することにより、ルーバー１に入射した光を、ルーバー１の出射面に対して所定の角度範囲の透過光にすることができる。ルーバー１によって所定の角度範囲に指向された面状照明装置からの光が、液晶パネルに入射することにより、液晶表示画面からの出射光は指向性を備え視野角を制限することができる。

しかし、遮光体３は光源部６からの光を吸収するため、図４のようにルーバー１に垂直（入射角０度）に入射する光６ｂであっても、遮光体の端面３ａに入射する光は遮光体３に吸収されルーバー１を透過できない。このため、面状照明装置の正面方向（ルーバー１の出射面に垂直な方向）に透過光を集めようとして、遮光体３が密に配置されたルーバーを光源部６上に設けると、遮光体の端面３ａで吸収される光量が増加し、面状照明装置の輝度が低下する。一方、液晶表示装置には、より高い輝度が求められており、視野角を制御できると共に、高輝度である面状照明装置が求められている。

特開２００５−２７５２６２号公報

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、輝度を高めると共に、光の出射方向を制御できる面状照明装置を提供することを目的とする。

本発明の面状照明装置は上記目的を達成するために、光源部と、前記光源部からの光が入射される入射面と出射される出射面を備え、互いに離間して一方向に並ぶ複数の遮光体を有するルーバーと、前記入射面および前記出射面の少なくとも一方の前記遮光体の端面に対向する位置に、光の進行方向を変える光路変更手段と、を備えることを特徴とする。

前記ルーバーは、前記入射面および前記出射面の少なくとも一方に光学フィルムを備え、前記光路変更手段は、前記光学フィルムに設けられていることを特徴とする。

前記光路変更手段は、前記光学フィルムの表面に設けられた溝であることを特徴とする。

前記溝の断面形状が、三角形であることを特徴とする。

前記光路変更手段が、前記入射面および前記出射面に設けられることを特徴とする。

前記入射面および前記出射面に設けられる光路変更手段は、互いに対称形状であることを特徴とする。

前記光路変更手段の幅は、前記遮光体の幅と略同一であることを特徴とする。

本発明によれば、輝度を高めると共に、光の出射方向を制御できる面状照明装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態の面状照明装置の断面図である。本発明の第２の実施形態の面状照明装置の断面図である。実施例における光強度分布を示すグラフである。従来の面状照明装置の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の第１の実施形態の断面構造を図１に示す。第１の実施形態の面状照明装置は、光源部６の出射面側にルーバー１が設けられ、面状照明装置の正面方向（ルーバー１の出射面に垂直な方向）へ光を出射する。ルーバー１は、光を透過する光透過層２に光を吸収する遮光体３が入射面と平行な方向に周期的に並んで配置され、光の入射面には透明な光学フィルム４が、出射面には透明な光学フィルム５が設けられ、対向する光学フィルム４、５により光透過層２が挟持された構造を備える。

第１の実施形態では、光学フィルム４の表面の遮光体の端面３ａに対向する位置に、入射光の進行方向を変える光路変更手段として、断面が三角形の溝４ａが設けられている。光路変更手段である溝４ａは、遮光体の端面３ａに入射する光６ｂを、溝４ａの斜面で屈折させ光透過層２へと導く。図４に示した遮光体３に吸収されルーバー１を透過できなかった光６ｂが、第１の実施形態では溝４ａによって屈折されルーバー１を透過する光となる。このため、第１の実施形態では透過光の光量が増加し、面状照明装置の輝度が向上する。また、溝４ａの幅は遮光体３の幅と略同一に設定されているので、光透過層２に入射し面状照明装置の正面方向（ルーバー１の出射面に垂直な方向）へ透過する光６ａの光量にほとんど影響を与えない。

さらに、第１の実施形態では、ルーバー１の出射面側の光学フィルム５の表面に、光路変更手段として断面が三角形の溝５ａが設けられている。溝５ａは遮光体の端面３ｂに対向する位置に設けられ、溝５ａの斜面に入射した光の進行方向を面状照明装置の正面方向へと変更する。

溝４ａによって光透過層２に入射した光６ｂの一部は、溝５ａによって面状照明装置の正面方向に導かれるため、溝４ａを設けることによって増加した透過光量を、溝５ａによって面状照明装置の正面方向の輝度向上に利用することができる。また、溝５ａの幅は遮光体３の幅と略同一に設定されているので、光透過層２に入射し面状照明装置の正面方向へ透過する光６ａの光量にはほとんど影響を与えない。

このように、第１の実施形態では、溝４ａによってルーバー１を透過する光量を増やすとともに、溝５ａによって面状照明装置の正面方向の輝度を高めることができる。なお、図１では溝４ａと溝５ａとが遮光体３を挟んでお互いに対称形状となるように設けているが、非対称形状とすることもできる。

図２は本発明の第２の実施形態の面状照明装置の断面構造を示す図である。第２の実施形態では、光学フィルム５の遮光体の端面３ｂに対向する位置に、光路変更手段として断面が三角形の溝５ａが設けられている。光源部６から遮光体の端面３ａに直接入射する光６ｂは、遮光体３によって吸収されるが、ルーバー１に大きな角度で入射した光６ｃが、溝５ａによって面状照明装置の正面方向に導かれるので、正面方向の輝度が向上する。溝５ａの幅は遮光体３の幅と略同一に設定されているので、光透過層２に入射し面状照明装置の正面方向へ透過する光６ａの光量にはほとんど影響を与えない。

本発明の第１の実施形態および第２の実施形態では、光路変更手段として断面が三角形の溝を用いたが、光路変更手段は遮光体の端面に対向する位置に設けられ、光路変更手段に入射する光の進行方向を所定の方向に変えることができるものであれば特に限定されない。例えば曲面を含む溝としてもよく、溝に屈折率の異なる樹脂を充填してプリズムを構成してもよい。あるいは、凹形状（溝）に代えて凸形状としてもよい。また、溝の深さや形状を場所によって変えれば、面状照明装置の輝度分布を調整することができる。また、光源部には、導光板を用いたサイドライト型のバックライトや、複数の光源を面状に配置した直下型のバックライトを用いることができる。

サイドライト型のバックライトにルーバー１を配置した面状照明装置をモデルとして、シミュレーションによる評価を行った。評価に用いたルーバー１は、光透過層２を厚さ２００μｍの塩ビ樹脂（屈折率１．５４）、光学フィルム４、５を厚さ２０μｍのアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）とし、幅４μｍの遮光体３を１００μｍ間隔で周期的に光透過層２に配置した構造で、光路変更手段として下記実施例１、２の溝を設けた。

実施例１は図１に示すように、光学フィルム４、５の表面の遮光体の端面３ａ、３ｂに対向する位置に、光路変更手段として断面が三角形である溝４ａ、５ａを設けた。溝４ａ、５ａの断面形状は、それぞれ頂角６２度、幅５μｍとした。

実施例２は図２に示すように、光学フィルム５の表面の遮光体の端面３ｂに対向する位置に、光路変更手段として断面が三角形である溝５ａを設けた。溝５ａの形状は実施例１と同じ頂角６２度、幅５μｍとした。

比較例として、光学フィルム４、５のどちらにも溝を設けない点が、実施例１の面状照明装置と異なるモデルについてシミュレーション評価を行い、実施例１、２の評価結果と比較した。図３に実施例１、２および比較例の評価結果を示す。

図３の評価結果から、実施例１、２では正面（０度）方向の光強度が比較例よりも大きくなり、光路変更手段により面状照明装置の正面方向の輝度が向上していることがわかる。また、実施例１では正面（０度）の光強度が比較例に対して３％以上も向上し、実施例２に対しても正面の光強度を大きくできた。これは、比較例および実施例２の構造では、遮光体の端面３ａに入射した光６ｂはルーバー１を透過できないのに対し、実施例１では溝４ａによって光６ｂの進行方向が変えられて透過光となり、光源部６からの光を効率的に利用できているためと考えられる。

以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば、ルーバーの入射面側のみに光路変更手段を設けるようにしてもよい。

１ルーバー
２光透過層
３遮光体
３ａ、３ｂ遮光体の端面
４、５光学フィルム
４ａ、５ａ溝
６光源部

Claims

光源部と、前記光源部からの光が入射される入射面と出射される出射面を備え、互いに離間して一方向に並ぶ複数の遮光体を有するルーバーと、
前記入射面および前記出射面の少なくとも一方の前記遮光体の端面に対向する位置に、光の進行方向を変える光路変更手段と、を備えることを特徴とする面状照明装置。
前記ルーバーは、前記入射面および前記出射面の少なくとも一方に光学フィルムを備え、
前記光路変更手段は、前記光学フィルムに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
前記光路変更手段は、前記光学フィルムの表面に設けられた溝であることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
前記溝の断面形状が、三角形であることを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置。
前記光路変更手段が、前記入射面および前記出射面に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の面状照明装置。
前記入射面および前記出射面に設けられる光路変更手段は、互いに対称形状であることを特徴とする請求項５に記載の面状照明装置。
前記光路変更手段の幅は、前記遮光体の幅と略同一であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の面状照明装置。