JP2603650B2

JP2603650B2 - 面状照明器具

Info

Publication number: JP2603650B2
Application number: JP62202057A
Authority: JP
Inventors: 忠史村上; 敏彦阪口; 忠弘大塚
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-08-13
Filing date: 1987-08-13
Publication date: 1997-04-23
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JPS6445003A

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は、ライトパネルや液晶表示装置のバックライ
ト等に用いられ、発光面で略均一な輝度が要求される面
状照明器具に関するものである。

［背景技術］一般に、この種の面状照明器具では、板状のライトガ
イドを有し、ライトガイドの表裏以外の面からランプの
放射光を導入し、これを表裏の一面である光導出面から
取り出すようにしている。しかしながら、単にランプと
ライトガイドとを組み合わせただけでは、ランプの近傍
において輝度がもっとも高く、ランプから離れると輝度
が急速に低下するものであるから、光導出面で均一な輝
度を得ることができないという問題が生じる。そこで、
従来よりこの問題への対処法として次の２つの対策が提
案されている。

すなわち、第１の対策としては、第６図（ａ）に示す
ように、光導出面21にフィルタ７を対置することが提案
されている。このフィルタ７は、第６図（ｂ）に示すよ
うに、ランプ１との距離が近いほど透過率（破線）が低
下するように設定されており、輝度（実線）の高い部分
ほど透過率を低下させることにより、全体として均一な
輝度を得ようとするものである。しかしながら、この対
策法では、輝度の高い部分を減光することにより、輝度
の均一化を図っているものであるから、ランプ１の放射
光の利用効率が低いという問題が生じる。

そこで、第２の対策としては、第７図（ａ）に示すよ
うに、ライトガイド２の光導出面21とは反対側の面であ
る光拡散面における拡散反射率を場所によって変えるよ
うにしたものである。すなわち、ランプ１に近い部分で
は拡散反射率が小さくなるようにし、ランプ１から離れ
るほど拡散反射率が大きくなるようにしたものである。
具体的には、ライトガイド２の光拡散面に点状の反射部
23（第７図（ａ）中斜線部）を多数形成し、第７図
（ｂ）に示すように、ランプ１から離れるほど反射部23
の分布密度が高くなるようにしているのであって、反射
部23の無い部分は凹凸面としたり、屈折率の異なる材料
をコーティングすることにより、吸収性の処理を施して
いる。この構成では、ランプ１からの距離がライトガイ
ド２の板厚の５倍程度になると、ランプ１の近傍とラン
プ１から離れた部分とでの反射部23の分布密度の差が大
きくなり、反射部23による輝度むらが生じるという問題
が生じ、ランプ近傍では反射部23間に広い隙間ができる
ことになるから、輝度の高い部分が星状に出現すること
になる。この現象はライトガイド２の板厚が小さいほど
顕著になる。

［発明の目的］本発明は上述の点に鑑みて為されたものであって、そ
の目的とするところは、発光面の輝度が十分に均一化さ
れた面状照明器具を提供することにある。

［発明の開示］（構成）本発明に係る面状照明器具は、光源となるランプと、
透明材料により板状に形成され表裏以外の面からランプ
の放射光が導入され表裏の一面が光導出面となるととも
に光導出面の反対側面が光拡散面となったライトガイド
と、ライトガイドの光導出面に対置され拡散反射および
拡散透過を行なう拡散板と、ライトガイドの光拡散面に
対設された反射面とを備え、ライトガイドの光導出面
は、滑らかに形成されてランプの放射光のうち光拡散面
で反射されていない光束のすべてを全反射するように設
定され、光拡散面は、拡散反射を行なう多数の反射部が
形成され、ランプからの距離が遠くなるほど反射部の分
布密度が大きく設定され、上記反射面はライトガイドの
光拡散面に形成された反射部間の透過部を透過する光束
を反射するように設定されて成るものであり、反射と拡
散とを利用して、発光面での輝度の均一化を図るととも
に、減光する手段を用いないようにして、ランプの放射
光の利用効率を高めたものである。

（実施例１）第１図に示すように、箱体10内に、光源となるランプ
１と、板状のライトガイド２とが納装される。ランプ１
としては、直管状蛍光ランプが用いられており、ライト
ガイド２の一側面に対向して配設されている。ライトガ
イド２は、ガラスやアクリル等の透明材料により形成さ
れており、表裏の一面（第１図（ｂ）の上面）が光導出
面21、他面が光拡散面22となっている。光導出面21は、
滑らかな凸曲面であって、中間部において光拡散面22と
の距離が最大となり、ランプ１からもっとも離れた位置
では光拡散面22との距離が最小となるように設定されて
いる。一方、光拡散面22は、第２図に斜線部で示すよう
に、ランプ１の長手方向に略平行な多数の反射部23を有
しており、各反射部23は、印刷等により拡散反射を行な
うように光拡散面22に密着形成されている。また、隣接
する反射部23間は平面状の透過部24となっている。ここ
で、反射部23は、ランプ１に近いほど幅が狭く、また透
過部24の幅が広くなるように形成されている。

ランプ１とライトガイド２との位置関係は、ランプ１
の放射光のうちライトガイド２に導入されて光拡散面22
で反射されていない光束がすべて全反射されるように設
定されているのであって、ランプ１からの放射光は少な
くとも１回は光拡散面22で反射されない限り、光導出面
21から外に取り出せないようになっている。

箱体10の一面であって、ライトガイド２の光導出面21
に対向する位置には、拡散透過および拡散反射を行なう
拡散板３が配設されており、一方、箱体10の内周面であ
って光拡散面22に対向する面は反射面４となっている。
拡散板３は、ライトガイド２と離間して配置している
が、密着配置してもよい。反射面４は、金属面である正
反射面、もしくは塗装等による拡散反射面であって、ラ
イトガイド２の光拡散面22のうち透過部24を透過する光
束を反射するようになっている。

以上の構成により、ランプ１から放射された光束は、
一部が光導出面21で全反射されてランプ１から離れた部
位まで案内されるのであり、また、ランプ１の近傍では
光拡散面22における透過部24の分布密度が高いから、こ
の透過部24で全反射されることによっても、ランプ１の
放射光がランプ１から離れた部位まで案内されることに
なる。一方、ランプ１の近傍では光拡散面22における反
射部23の分布密度が小さいから、拡散反射は比較的少な
くなるのであり、その結果、光導出面21から取り出され
る光量はほぼ均一化されることになる。ここで、もし拡
散板３と反射面４とが存在しなければ、第３図（ａ）に
示すように、背景技術の項で示した第２の対策法と同等
の構成となって、第３図（ｂ）に示すように、光拡散面
22の反射部23に対応する部位は輝度が高くなり、透過部
24に対応する部位は輝度が低くなって、輝度むらが生じ
ることになるが、実際には拡散板３によって一部の光束
が拡散反射されて第３図（ｃ）に示すような輝度分布と
なり、さらにその反射光のうちでライトガイド２の光拡
散面22の透過部24に対して臨界角よりも小さい入射角で
入射するように反射された光束は、ライトガイド２を透
過して反射面４で反射されることになり、したがって、
この部分での輝度が高まることになる。結局、透過部24
に対応する部位では、拡散板３と反射面４とでの反射に
より、反射部23との輝度差が緩和されるのである。さら
に、最終的には、拡散板３を透過して光が箱体10の外部
に取り出されることになるから、第３図（ｄ）に示すよ
うに、輝度分布が均一化されるのである。

以上のようにして、ライトガイド２に形成された反射
部23の分布密度を変えることにより全体の輝度分布をお
おざっぱに均一化するとともに、ライトガイド２を拡散
板３と反射面４とで挟むことにより、反射部23と透過部
24との存在による輝度むらを緩和するから、輝度の均一
化効果が高く、薄型にしても反射部23のパターンが目立
つことがなく、反射部23のパターンを微細にしなくとも
薄型化が可能になるという利点を有するのである。ま
た、減光フィルタを用いていないので、ランプ１の放射
光の利用効率が高くなるという利点を有する。さらに、
拡散反射を行なう反射部23と、透過部24に対応する反射
面４と、拡散板３とにより３段階で輝度の均一化を図っ
ているから、輝度の均一化効果が高く、かつ高効率が得
られるという利点を有する。

以上の構成において、ランプ１からの直接光が拡散板
３に入射することにより、ランプ１の近傍での輝度が高
くなる場合には、第１図（ｂ）に示しているように、遮
光板５を適所に配置しておけばよい。

（実施例２）本実施例では、第４図に示すように、ランプ１が白熱
灯等の点光源であって、ランプ１を中心とする円形の発
光面を有するものである。すなわち、ランプ１を中心と
して周囲にライトガイド２を配設しているのであり、光
拡散面22における反射部23のパターンは、第４図（ｂ）
に斜線で示すように、同心円となっている。また、ラン
プ１が発光面の中心に位置しているものであるから、ラ
ンプ１に対応する部位に遮光板６を設けてこの部位の透
過光を利用しないようにするか、もしくはこの部位に拡
散板３とは異なる特性の拡散反射、拡散透過をする部材
を配設することにより、輝度の均一化を図るようにす
る。他の構成は実施例１と同等であるから説明を省略す
る。

（実施例３）本実施例では、ランプ１を２個設けたものであって、
実施例１の構成を組み合わせて左右対称としたものであ
る。すなわち、この構成によれば、実施例１と同じ輝度
で２倍の面積の発光面を持つ面状照明器具を得ることが
できるのである。他の構成については実施例１と同等で
あるから説明を省略する。

［発明の効果］本発明は上述のように、光源となるランプと、透明材
料により板状に形成され表裏以外の面からランプの放射
光が導入され表裏の一面が光導出面となるとともに光導
出面の反対側面が光拡散面となったライトガイドと、ラ
イトガイドの光導出面に対置され拡散反射および拡散透
過を行なう拡散板と、ライトガイドの光拡散面に対設さ
れた反射面とを備え、ライトガイドの光導出面は、滑ら
かに形成されてランプの放射光のうち光拡散面で反射さ
れていない光束のすべてを全反射するように設定され、
光拡散面は、拡散反射を行なう多数の反射部が形成さ
れ、ランプからの距離が遠くなるほど反射部の分布密度
が大きく設定され、上記反射面はライトガイドの光拡散
面に形成された反射部間の透過部を透過する光束を反射
するように設定されて成るものであり、ライトガイドの
光拡散面に反射部と透過部とを適宜形成するとともに、
ライトガイドを拡散板と反射面とで挟むことによって反
射と拡散とを繰り返しているので、発光面での輝度の均
一化が行なえるという利点を有する。また、反射と拡散
とにより輝度の均一化を行ない、減光手段を用いていな
いので、ランプの放射光の利用効率が高いという利点を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の実施例１を示す
平面図と断面図、第２図は同上の光拡散面に形成された
反射部のパターンを示す平面図、第３図は同上の動作説
明図、第４図（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の実施例２
の断面図と光拡散面に形成された反射部のパターンを示
す平面図、第５図は本発明の実施例３を示す断面図、第
６図（ａ）（ｂ）はそれぞれ従来例を示す概略構成図と
動作説明図、第７図（ａ）（ｂ）はそれぞれ他の従来例
を示す概略構成図と反射部の分布密度を示す説明図であ
る。１はランプ、２はライトガイド、３は拡散板、４は反射
面、21は光導出面、22は光拡散面、23は反射部、24は透
過部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−128383（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−171001（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−36911（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源となるランプと、透明材料により板状
に形成され表裏以外の面からランプの放射光が導入され
表裏の一面が光導出面となるとともに光導出面の反対側
面が光拡散面となったライトガイドと、ライトガイドの
光導出面に対置され拡散反射および拡散透過を行なう拡
散板と、ライトガイドの光拡散面に対設された反射面と
を備え、ライトガイドの光導出面は、滑らかに形成され
てランプの放射光のうち光拡散面で反射されていない光
束のすべてを全反射するように設定され、光拡散面は、
拡散反射を行なう多数の反射部が形成され、ランプから
の距離が遠くなるほど反射部の分布密度が大きく設定さ
れ、上記反射面はライトガイドの光拡散面に形成された
反射部間の透過部を透過する光束を反射するように設定
されて成ることを特徴とする面状照明器具。