JP3696095B2 - Illumination device and display device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点光源と線状導光体と導光板とを備える照明装置、およびその照明装置と非発光型表示手段とを備える表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器の軽量化、小型化及び低電力消費化を図る技術は著しく発展してきたが、この技術の流れの中で、非発光型表示手段を用いることにより電子機器が軽量化され、小型化され、しかも低消費電力化されたことは注目に値する。
【0003】
液晶表示装置としては、透過型と反射型とがあり、透過型の液晶表示装置には非発光型表示手段を裏側から照明する照明装置、いわゆるバックライトが設けられ、反射型の液晶表示装置には非発光型表示手段を表側から照明する照明装置、いわゆるフロントライトが設けられる。
【0004】
これらの照明装置は、線状光源と、該線状光源の光を一端面より入射され、表裏のいずれか一面より平面的に分散させて出射させる導光板とを備えている(特開平10−153777号公報、特開平10−311915号公報等参照)。
【0005】
例えば、図9の断面図に模式的に示すように、反射型の非発光型表示手段101の表面側にフロントライトとして照明装置102が配置され、この照明装置102は、線状光源103、導光板104、視認性を高めるために導光板104の裏面に非発光型表示手段101に対向するように設けた反射防止膜106を備えている。
【0006】
前記線状光源103には、線状の発光管、発光ダイオードアレイなどを用いるものもあるが、低電力消費化を図るため、例えば図10に示すように、発光ダイオードなどの点光源131と、この点光源131の光が一端に入射され、線状に分散して出射する線状ないし棒状の導光体132とを備えるものが多用されている。更に、必要に応じて、図9に示すように、この線状光源103には出射する光を導光板104の一端面に向かわせる反射板107が設けられる。
【0007】
導光板104の表面147には、線状光源103より導光板104の一端面、即ち入射面141に入射した光を分散して裏面142側に反射する反射面145と、非発光型表示手段101で反射され、導光板104の裏面に入射した光を導光板104の表面側に透過させる透光面146とが交互に形成されている。
【0008】
反射面145は、線状光源103の光が入射する入射面141に向かうように例えば水平面に対して45°傾斜させてあり、透光面146は入射面141と反対側の端面143に向かうように例えば水平面に対して2°傾斜させてある。なお、反射面145と透光面146とに挟まれる谷の深さ、或いは透光面146と反射面145とに挟まれる山の高さは導光板104の全面に渡って一様に形成される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この表示装置においては、線状の導光体と導光板との位置関係がずれると、導光板の一部に光が十分に入射せず、非発光型表示手段101に十分な光が照射されない暗部が発生したり、導光体104から出射された光の一部が導光板104に入射せずに漏れたり、点光源131から直接乱光が導光板104に入射して輝線Kが現れたりすることがある。
【0010】
そこで、線状導光体と導光板とを一体に形成することにより、線状導光体と導光板との位置ずれが生じないようにすることを試みたところ、線状導光体の一端に入射させた光が直接に導光板内に拡散して、線状導光体の反対側の端部まで十分に到達せず、導光板の一部に暗部が発生したり、光が集中した輝線や明部が発生したりして、実用できないことが分った。
【0011】
また、LED光源等の点光源を線状光源に変換する導光体としては、図11に示すような線状の導光体132の端面である入光面134に点光源131を配置し、長手方向の一側面の出光面139に対向する反射面133に例えばV字形状の溝を線状導光体132の長手方向に渡って複数個形成する方式が知られている。この方式では、点光源131から線状導光体132内に入射した光線の一部である光線Gは、直接線状導光体132の反射面133に設けられたV字形状溝の斜面に到達し、斜面で反射することで出光面139の臨界角以下の角度で出光面139に到達し、出光面139から出射する。また、入射した光線の他の一部は出光面139と反射面133の間で臨界角以下の角度となるまで、反射を繰り返す。このような原理において、V字形状溝のピッチもしくは深さの分布を適当な値とすることで出光面139からの出射光の光量分布を略均一にすることができ、結果的に線状の光源を得ることができる。
【0012】
しかし、上述した図11のような構成では、線状導光体132は太さが均一な長方形断面で形成されているので、反射面133は点光源131からの入射光の光軸と平行になり、入光面134から入射された光の多くは反射面133に照射されない。即ち、入光面134に対し直角で、しかもV字形状溝に遮られない光Hは、反射面133には到達せず入射光の光利用効率が減少するという欠点があった。
【0013】
詳述すると、図12に示すように、特に線状導光体132の高さPより、側面の幅Qのほうが長い場合、断面積に対して、V字形状溝の占める面積が小さくなる。このため、出光面139、反射面133、側面の間で反射を繰り返す光が、反射面133に設けられたV字形状溝の光源131側斜面(図11参照)に到達する比率が低く、反射面133に到達せず入光面134の反対面に抜ける光線本数が増加して、入射光の光利用効率が減少する。
【0014】
また、最も光強度が高くなる、点光源131から直接到達する入光面134に近い場所でのV字形状溝の光源側131斜面への入射角と、入光面134から遠い場所でのV字形状溝の光源131側斜面への入射角が異なるため、図13に示すように、出光面139からの出射光の視野角特性が場所によって異なる。尚、図13では、線状導光体132からの出射光線の角度分布を、図中、入光面134近傍、中央および入光面の反対側の端面近傍の3点において模式的に示しているが、他の部分にも出射光線の角度分布は存在する。
【0015】
このような線状光源103を例えば導光板104の光源として用いるためには、図12に示すように、その補正のために出光面139側に拡散シート121やレンズシート122を配置せねばならず、コストの上昇や組立て工数の増加に伴う生産性の悪化を招いていた。
【0016】
本発明の第1の目的は、射光の光利用効率の向上を図り、線状導光体の出光面からの出射光を長手方向全体に渡って均一にすることができる装置を提供することである。特に、線状導光体のパターン面と導光板の第1主面を同じ側に配置した場合は、金型構造を複雑にする必要が無く、コストの低減や組立て工数の減少を行い、生産性の向上を図ることができる装置を提供することである。
【0017】
本発明の第2の目的は、入射光の光利用効率の更なる向上を図り、線状導光体の出光面からの出射光を長手方向全体に渡って均一にすると共に、出光面から出射される出射光の高輝度化を図ることである。
【0018】
本発明の第3の目的は、線状導光体と導光板との位置関係がずれることを解消する装置を提供することである。また、線状導光体の一端から入射した光を線状導光体の出光面で反射させて他端側まで平均的に分散させて到達させ、線状導光体から平均的に分散された光を導光板の一端面に入射させることによって、暗部、輝線、明部などの発生を防止することができる装置を提供することである。
【0019】
本発明の第4の目的は、導光板から出射する光が一層平面的に均等に分散され、画質の均質性を高めることである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
請求項に係る本発明は、点光源と、前記点光源から放出された光が入射される入光面と、前記入光面に直交し、前記入光面に入射した光を線状光として出射する出光面と、前記入光面の一辺と前記出光面の一辺とを有し、複数の溝が形成されるパターン面とを備える線状導光体と、前記線状導光体からの出射光が一端面からなる入射面より入射され、複数の溝が形成される第1主面で入射面に入射した光を反射し、第2主面より平面的に分散させて出射させる導光板とを備える照明装置であって、前記線状導光体のパターン面には、前記複数の溝が規則的に配列され、前記溝と前記出光面の一辺との前記点光源側における成す角が、略45°に形成されており、前記線状導光体のパターン面と前記導光板の第1主面は同じ面側若しくは反対の面側に配置されることを特徴とする照明装置である。
【0027】
請求項の構成によれば、線状導光体のパターン面には、複数の溝が規則的に配列され、前記溝と出光面の一辺との点光源側における成す角が、略45°に形成されており、線状導光体の複数の溝が形成されるパターン面と導光板の複数の溝が形成される第1主面は同じ面側若しくは反対の面側に配置されるので、入射光の光利用効率の向上を図り、線状導光体の出光面からの出射光を長手方向全体に渡って均一にすることができる。
特に、線状導光体のパターン面と導光板の第1主面を同じ側に配置した場合は、金型構造を複雑にする必要も無いため、コストの低減や組立て工数の減少を行い、生産性の向上を図ることができる。
【0028】
請求項に係る本発明は、第1および第2の点光源と、前記第1の点光源から放出された光が入射される第1入光面と、前記第1入光面に対向し、前記第2の点光源から放出された光が入射される第2入光面と、前記複数の入光面に直交し、前記複数の入光面に入射した光を線状光として出射する出光面と、前記複数の入光面の上辺および前記出光面の上辺を有すると共に、前記出光面の上辺との前記第1の点光源側における成す角が略45°に形成される複数の溝を有する第1パターン面と、前記第1パターン面に対向し、前記出光面の底辺との前記第2の点光源側における成す角が略45°に形成される複数の溝を有する第2パターン面とを備える線状導光体と、前記線状導光体からの出射光が一端面からなる入射面より入射され、複数の溝が形成される第1主面で入射面に入射した光を反射し、第2主面より平面的に分散させて出射させる導光板とを備える照明装置であって、前記線状導光体の第1パターン面と前記導光板の第1主面は同じ面側若しくは反対の面側に配置されることを特徴とする照明装置である。
【0029】
請求項の構成によれば、複数の点光源と複数のパターン面を有する線状導光体と導光体とを備え、線状導光体の第1パターン面と導光板の第1主面は同じ面側若しくは反対の面側に配置されるので、入射光の光利用効率の更なる向上を図り、線状導光体の出光面からの出射光を長手方向全体に渡って均一にすることができると共に、出光面から出射される出射光を高輝度とすることができる。
【0030】
請求項3に係る本発明は、前記線状導光体は、略その全長に渡って前記導光板の入射面に空気層を介して対向するように導光板と一体に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置である。
請求項3の構成によれば、線状導光体が導光板と一体に形成されるので、線状導光体と導光板との位置関係がずれることは無い。
また、線状導光体と導光板との間に線状導光体の略全長に渡って空気層を介在させているので、線状導光体の一端から入射した光を線状導光体の出光面で反射させて他端側まで平均的に分散させて到達させ、線状導光体から平均的に分散された光を導光板の一端面に入射させることができる結果、暗部、輝線、明部などの発生を防止できる。
線状導光体と導光板とを一体に形成する方法としては例えば一体モールド、一体射出成形などの公知の方法を採用すればよく、空気層は中子、型抜き、ロストワックスなどを用いて形成すればよい。
請求項4に係る本発明は、導光板の入射面が粗面に形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の照明装置である。
【0031】
請求項4の構成によれば、導光板の入射面が粗面に形成されると、この入射面に入射した光に散乱性が付与され、視野角特性が平均になった光が導光板内に入射するので、導光板から出射する光が一層平面的に均等に分散され、画質の均質性を高めることができる。
【0032】
請求項5に係る本発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の照明装置と、導光板の第2主面側に配置された非発光型表示手段とを備えることを特徴とする表示装置である。
【0033】
請求項5の構成によれば、上記効果を有する表示装置を提供することができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態に係る照明装置及び表示装置を図1ないし図3に基づき具体的に説明する。
【0035】
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる照明装置を模式的に示す正面図である。図2は、同実施の形態にかかる表示装置を模式的に示す断面図である。図3は、線状導光体の反射溝の形状を模式的に示す断面図である。
【0036】
本発明の第1の実施の形態に係る表示装置は、図2に示すように、公知の反射型液晶表示手段からなる非発光型表示手段1と、この非発光型表示手段1の表示画面側、即ち表面側に配置された本発明の第1の実施の形態に係る照明装置2とを備えている。
【0037】
図1に示すように、照明装置2は、非発光型表示手段1の表面を全面に渡って覆う導光板4と、この導光板4の一端面からなる入射面41の全長に渡って光を入射する線状光源3とを備えている。この線状光源3は、略その全長に渡って導光板4の入射面41に空気層5を介して対向するように導光板4と一体に形成された線状導光体32と、この線状導光体32の一端に光線を入射する一つの点光源31(例えばLED)とを備えている。
【0038】
線状導光体32と導光板4とは例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透光性を有する熱可塑性樹脂を射出成形により一体成形した樹脂成形品であり、空気層5は型抜きによって形成される。
【0039】
線状導光体32の一端である入光面34には、点光源31が設けられている。
【0040】
線状導光体32の上側面である上パターン面37Uに所定の間隔で上反射溝38Uが形成されている。例えば、各上反射溝38Uを線状導光体32の長手方向に等間隔置きに配置し、各上反射溝38Uの深さを同じにするか、又は上反射溝38Uの深さを一定、ピッチを変化させることにより、各上反射溝38Uから反射する光量を同じにすれば、線状導光体32の全長に渡って均等に分散させた光を線状導光体32から導光板4に入射させることができる。
【0041】
上反射溝38Uが長手方向に渡って複数個形成されている。ここで、図1に示すように、上反射溝38Uと出光面39の一辺との点光源31側における成す角がαとなるように上反射溝38Uが形成されている。角αは、線状導光体32の長手方向と平行である点光源31からの主成分光が上反射溝38Uの光源側側面で反射して、出光面39に対して略法線方向に出光面39から出射するように、略45°に形成されている。
【0042】
この構成によれば、入射光の光利用効率の向上を図ることができる。また、線状導光体の出光面からの出射光を長手方向全体に渡って均一にすることができる。
【0043】
この上反射溝38Uの断面形状は特に限定されず、例えば図3に示すように、角形38UA、等脚台形38UB、片流れ三角形38UC、U字形38UD、V字形(図示せず)などの断面形状を採用することができる。
【0044】
図3A、図3Cおよび図3Dのように、上反射溝38UA、38UCおよび38UDの光源側側面と線状導光体32の上パターン面37Uとの成す角は、略90°が望ましく、より望ましくは、線状導光体32を射出成形により形成する場合の抜き勾配を考慮すると、図3Bの鈍角θは、90°<θ≦95°が望ましい。
【0045】
上反射溝38Uに当たり導光板4に向かう光のうち臨界角よりも小さい角度で出光面39に到達した光は、屈折を伴って透過して空気層5に入り、更に導光板4の入射面41に入射する。
【0046】
ここで、上述したように線状導光体32と導光板4とは一体射出成形により一体物にしてあるので、照明装置2の組立作業が簡単になる上、線状導光体32と導光板4との位置関係に狂いが生じる恐れは無くなり、線状導光体32の略全長から導光板4に線状に平均的に分散させた光を入射させることができる。従って、導光板4に光量が不足する暗部や、光量が過剰な輝線や明部が発生する恐れが無くなる。
【0047】
次に、図2に示すように、導光板4の出射面である第2主面(裏面)42は、平坦に形成され、入射面41から反対側の端面43に近づくにつれて、導光板4の第1主面(表面)47に接近するよう楔形に形成している。又、導光板4の第1主面47には入射面41に向かうように水平面に対して例えばβを45°傾斜させた反射面45と、その反対側の端面に向かうように水平面に対して例えばγを2°傾斜させた透光面46とが交互に形成されている。この反射面45と透光面46とで導光板4の第1主面47の溝44を形成している。
【0048】
ここで、反射面45どうし、及び透光面46どうしを互いに平行に配置し、各反射面45の流れ方向の長さを等しくすることにより、平面視において反射面45が等間隔に、且つ、平行に配置されるようにしている。
【0049】
又、図1に示すように、平面視において、各反射面45と透光面46とが交差する頂線(山折れ線)及び谷線(谷折れ線)を入射面41に対して傾斜させることにより、表示画像にモアレが発生しないようにしている。
【0050】
更に、図2に示すように、導光板4の第2主面42は従来の導光板と同じように鏡面に形成され、視認性を高めるために公知の反射防止膜6を積層してある。
【0051】
従って、入射面41より入射した光の一部が反射面45で反射されて非発光型表示手段1側に出射し、非発光型表示手段1で反射した光が第2主面42から透光面46を透過し、導光板4の表面側に面状に出射することになる。
【0052】
ところで、この第1の実施の形態では、点光源31を線状導光体32の一端に設けているが、線状導光体32の両端に例えばLEDからなる一対の点光源31を対向するように配置しても良い。
【0053】
又、この実施の形態においては、線状光源3の光を無駄なく導光板4に入射させるために反射板7を設けているが、この反射板7は省略しても良い。
【0054】
本発明では、線状光源3が、略その全長に渡って導光板4の入射面に空気層5を介して対向するように導光板4と一体に形成された線状導光体32と、この線状導光体32の一端又は両端に光線を入射する点光源32を備えている。そして、線状導光体32の上パターン面37Uと導光板4の第1主面47には、複数の溝38U、44が形成されている。更に、線状導光体32の上パターン面37Uと導光板4の第1主面47は同じ側に配置される。より好ましくは略同一面上に配置される。
【0055】
また、本発明では、点光源31と線状導光体32と導光板4とを備えている。線状導光体32は、点光源31から放出された光が入射される入光面34と、入光面34に直交し、入光面34に入射した光を線状光として出射する出光面39と、入光面34の一辺と出光面39の一辺とを有し、複数の溝38Uが形成される上パターン面37Uとを備えている。導光板4は、線状導光体32からの出射光が一端面からなる入射面41より入射され、複数の溝44が形成される第1主面47で入射面に入射した光を反射し、第2主面42より平面的に分散させて光を出射させる。そして、線状導光体32の上パターン面37Uには、複数の溝38Uが規則的に配列され、溝38Uと出光面39の一辺との点光源31側における成す角が、略45°に形成され、線状導光体32の上パターン面37Uと導光板4の第1主面47は同じ側に形成される。
【0056】
<第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態に係る照明装置を図4に基づき説明する。
【0057】
図4は、本発明の第2の実施の形態にかかる照明装置を模式的に示す平面図である。線状導光体32の下側面である下パターン面37Sに所定の間隔で下反射溝38Sが形成されている。下反射溝38Sと出光面39の一辺との点光源31側における成す角αが、略45°に形成されている。そして、線状導光体32の下パターン面37Sと導光板4の第1主面47は反対側に形成される。
【0058】
その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0059】
<第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態に係る照明装置及び表示装置を図5および図6に基づき説明する。
【0060】
図5は、本発明の第3の実施の形態にかかる照明装置を模式的に示す平面図である。図6は、同実施の形態にかかる表示装置を模式的に示す断面図である。
【0061】
図5および図6に示す本発明の第3の実施の形態に係る表示装置は、線状導光体32の図6における上下両面である上パターン面37Uおよび下パターン面37S(図5における紙表裏両面)に上反射溝38UAおよび下反射溝38SBが形成され、線状導光体32の両端にそれぞれLEDからなる点光源31A、31Bが設けられ、両点光源31A、31Bから線状導光体32の両端に光線を入射するようにしている。
【0062】
上パターン面37Uには、出光面39の上辺との点光源31A側における成す角がαとなるように、上反射溝38UAが長手方向に渡って複数個形成されている。角αは、線状導光体32の長手方向と平行である点光源31Aからの主成分光が上反射溝38UAの光源側側面で反射して、出光面39に対して略法線方向に出光面39から出射するように、略45°に形成されている。
【0063】
下パターン面37Sには、出光面39の底辺との点光源31B側における成す角がαとなるように、下反射溝38SBが長手方向に渡って複数個形成されている。角αは、線状導光体32の長手方向と平行である点光源31Bからの主成分光が下反射溝38SBの光源側側面で反射して、出光面39に対して略法線方向に出光面39から出射するように、略45°に形成されている。
【0064】
この構成によれば、出光面39から出射される出射光を高輝度とすることができると共に、入射光の光利用効率の向上を図ることができる。また、線状導光体出光面39からの出射光を長手方向全体に渡って均一にすることができる。
【0065】
本発明では、第1および第2の点光源31A、31Bと、線状導光体32と、導光板4とを備える。線状導光体32は、第1の点光源31Aから放出された光が入射される第1入光面34と、第1入光面34に対向し、第2の点光源31Bから放出された光が入射される第2入光面35と、複数の入光面34、35に直交し、複数の入光面34、35に入射した光を線状光として出射する出光面39と、複数の入光面34、35の上辺および出光面39の上辺を有すると共に、出光面39の上辺との第1の点光源31A側における成す角が略45°に形成され、規則的に配列される複数の溝38UAを有する第1パターン面(上パターン面)37Uと、第1パターン面37Uに対向し、出光面39の底辺との第2の点光源31B側における成す角が略45°に形成され、規則的に配列される複数の溝38SBを有する第2パターン面(下パターン面)37Sとを備える。導光板4は、線状導光体32からの出射光が一端面からなる入射面41より入射され、複数の溝44が形成される第1主面47で入射面41に入射した光を反射し、第2主面42より平面的に分散させて出射させる。そして、線状導光体32の第1パターン面37Uと導光板4の第1主面47は同じ側に配置される。
【0066】
<第4の実施の形態>
次に、本発明の第4の実施の形態に係る照明装置を図7に基づき説明する。
【0067】
図7は、本発明の第4の実施の形態にかかる照明装置を模式的に示す平面図である。線状導光体32の第1パターン面(下パターン面)37Sは、出光面39の下辺との第1の点光源31A側における成す角αが略45°に形成される複数の溝38SAを有する。線状導光体32の第2パターン面(上パターン面)37Uは、出光面39の上辺との第2の点光源31B側における成す角αが略45°に形成される複数の溝38UBを有する。そして、線状導光体32の第1パターン面37Sと導光板4の第1主面47は反対側に配置される。
【0068】
その他の構成および効果は、第3の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【0069】
図8は、本発明による線状導光体からの出射光線の角度分布を示した模式図である。図8では、線状導光体32からの出射光線の角度分布を、入光面34近傍、中央および入光面34の反対側の端面35近傍の3点において模式的に示している。本発明によれば、線状導光体32からの出射光線の角度分布は場所に依らず略一定で、出光面39の法線方向に略対称である。上記3点以外の他の部分にも出射光線の角度分布は存在する。
【0070】
その他の構成、作用ないし効果は、図1ないし図3に示した第1の実施の形態と同様であるので、重複を避けるために、その詳細な説明は省略する。
【0071】
これらの実施の形態においては、導光板4の入射面41を粗面に形成している。この入射面41を型抜き、吹付け塗装、シボ加工などにより微小な凹凸を形成した粗面に形成することが可能であり、これにより、導光板4に入射した光を拡散させ、視野角特性を平均化させて、導光板4から出射する光を一層均等に分散させることができる。
【0072】
又、上記の各実施の形態では照明装置2がフロントライトとして用いられているが、これらの照明装置2をバックライトとして用いることも可能である。
【0073】
【発明の効果】
請求項1に係る本発明では、線状導光体が導光板と一体に形成されるので、線状導光体と導光板との位置関係がずれることは無い。
【0074】
また、線状導光体と導光板との間に線状導光体の略全長に渡って空気層を介在させているので、線状導光体の一端から入射した光を線状導光体の出光面で反射させて他端側まで平均的に分散させて到達させ、線状導光体から平均的に分散された光を導光板の入射面に入射させることができる結果、暗部、輝線、明部などの発生を防止できる。
【0075】
更に、線状導光体のパターン面と導光板の第1主面に複数の溝が形成され、線状導光体のパターン面と導光板の第1主面は同じ面側若しくは反対の面側に配置されるので、入射光の光利用効率の向上を図り、線状導光体の出光面からの出射光を長手方向全体に渡って均一にすることができる。
【0076】
特に、線状導光体のパターン面と導光板の第1主面を同じ側に配置した場合は、金型構造を複雑にする必要も無いため、コストの低減や組立て工数の減少を行い、生産性の向上を図ることができる。
【0077】
請求項2に係る本発明では、線状導光体のパターン面には、複数の溝が規則的に配列され、前記溝と出光面の一辺との点光源側における成す角が、略45°に形成されており、線状導光体の複数の溝が形成されるパターン面と導光板の複数の溝が形成される第1主面は同じ面側若しくは反対の面側に配置されるので、入射光の光利用効率の更なる向上を図り、線状導光体の出光面からの出射光を長手方向全体に渡って均一にすることができる。
【0078】
請求項3に係る本発明では、複数の点光源と複数のパターン面を有する線状導光体と導光体とを備え、線状導光体の第1パターン面と導光板の第1主面は同じ面側若しくは反対の面側に配置されるので、入射光の光利用効率のより更なる向上を図り、線状導光体の出光面からの出射光を長手方向全体に渡って均一にすることができると共に、出光面から出射される出射光を高輝度とすることができる。
【0079】
請求項4に係る本発明では、導光板の入射面を粗面に形成するので、この入射面に入射した光に散乱性が付与され、視野角特性が平均になった光が導光板内に入射する結果、導光板から出射する光が一層平面的に均等に分散され、画質の均質性を高めることができる。
【0080】
請求項5に係る本発明では、上記効果を有する表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る照明装置を模式的に示す正面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る表示装置を模式的に示す断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る線状導光体の反射溝の形状を模式的に示す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る照明装置を模式的に示す正面図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る照明装置を模式的に示す正面図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る表示装置を模式的に示す断面図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態に係る照明装置を模式的に示す正面図である。
【図8】本発明による線状導光体からの出射光線の角度分布を示した模式図である。
【図9】従来の表示装置を模式的に示す断面図である。
【図10】従来の照明装置を模式的に示す正面図である。
【図11】従来の線状光源を模式的に示す正面図である。
【図12】従来の線状光源を模式的に示す拡大断面図である。
【図13】従来の技術による線状導光体からの出射光線の角度分布を示した模式図である。
【符号の説明】
1 非発光型表示手段
2 照明装置
3 線状光源
4 導光板
5 空気層
6 反射防止膜
7 反射板
31 点光源
32 線状導光体
34 入光面
35 入光面の反対側の端面
37 線状導光体のパターン面
38 線状導光体の反射溝
39 出光面
41 入射面
42 第2主面
43 入射面の反対側の端面
44 導光板の溝
45 導光体の反射面
46 透光面
47 第1主面
101 非発光型表示手段
102 照明装置
103 線状光源
104 導光板
106 反射防止膜
107 反射板
131 点光源
132 線状導光体
133 線状導光体の反射面
134 入光面
139 出光面
141 入射面
142 裏面
143 入射面の反対側の端面
145 導光板の反射面
146 透光面
147 表面
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an illumination device including a point light source, a linear light guide, and a light guide plate, and a display device including the illumination device and a non-light emitting display means.
[0002]
[Prior art]
In recent years, technologies for reducing the weight, size, and power consumption of electronic devices have been remarkably developed. In the flow of this technology, the use of non-luminous display means has reduced the weight of electronic devices and reduced the size. It is worth noting that the power consumption has been reduced.
[0003]
The liquid crystal display device includes a transmission type and a reflection type. The transmission type liquid crystal display device is provided with an illuminating device that illuminates the non-light emitting display means from the back side, a so-called backlight. Is provided with a so-called front light that illuminates the non-luminous display means from the front side.
[0004]
These illuminating devices include a linear light source and a light guide plate that allows light from the linear light source to be incident from one end surface, and to be distributed in a planar manner from either one of the front and back surfaces (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-). No. 153777, Japanese Patent Laid-Open No. 10-311915, etc.).
[0005]
For example, as schematically shown in the cross-sectional view of FIG. 9, a lighting device 102 is disposed as a front light on the surface side of the reflective non-light-emitting display means 101. The light plate 104 is provided with an antireflection film 106 provided on the back surface of the light guide plate 104 so as to face the non-light emitting display means 101 in order to improve visibility.
[0006]
Some of the linear light sources 103 use linear arc tubes, light emitting diode arrays, etc., but in order to reduce power consumption, for example, as shown in FIG. 10, a point light source 131 such as a light emitting diode, A light source having a linear or rod-shaped light guide 132 that is incident on one end of the point light source 131 and is dispersed and emitted linearly is widely used. Further, as shown in FIG. 9, the linear light source 103 is provided with a reflection plate 107 for directing the emitted light to one end surface of the light guide plate 104 as necessary.
[0007]
On the surface 147 of the light guide plate 104, a reflection surface 145 that disperses the light incident on one end surface of the light guide plate 104 from the linear light source 103, that is, the incident surface 141, and reflects it to the back surface 142 side, and the non-light emitting display means 101. The light-transmitting surfaces 146 that allow light incident on the back surface of the light guide plate 104 to be transmitted to the front surface side of the light guide plate 104 are alternately formed.
[0008]
The reflection surface 145 is inclined, for example, by 45 ° with respect to the horizontal plane so as to be directed to the incident surface 141 on which the light from the linear light source 103 is incident, and the translucent surface 146 is directed to the end surface 143 opposite to the incident surface 141. For example, it is inclined 2 ° with respect to the horizontal plane. The depth of the valley sandwiched between the reflecting surface 145 and the light transmitting surface 146 or the height of the mountain sandwiched between the light transmitting surface 146 and the reflecting surface 145 is uniformly formed over the entire surface of the light guide plate 104. The
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this display device, if the positional relationship between the linear light guide and the light guide plate is shifted, light is not sufficiently incident on a part of the light guide plate, and sufficient light is not incident on the non-light emitting display means 101. A dark part that is not irradiated is generated, a part of the light emitted from the light guide 104 leaks without entering the light guide plate 104, or the diffuse light directly enters the light guide plate 104 from the point light source 131 and the bright line K is generated. May appear.
[0010]
Therefore, when the linear light guide and the light guide plate are integrally formed, an attempt was made to prevent positional deviation between the linear light guide and the light guide plate. The light incident on the light guide plate diffuses directly into the light guide plate and does not reach the opposite end of the linear light guide sufficiently, resulting in a dark part of the light guide plate or light concentration. It was found that bright lines and bright parts were generated, making it impractical.
[0011]
Further, as a light guide that converts a point light source such as an LED light source into a linear light source, a point light source 131 is disposed on a light incident surface 134 that is an end surface of a linear light guide 132 as shown in FIG. A system is known in which a plurality of V-shaped grooves, for example, are formed in the longitudinal direction of the linear light guide 132 on the reflective surface 133 facing the light exit surface 139 on one side in the longitudinal direction. In this method, the light beam G, which is a part of the light beam that enters the linear light guide 132 from the point light source 131, is directly on the slope of the V-shaped groove provided on the reflecting surface 133 of the linear light guide 132. The light reaches the light exit surface 139 at an angle equal to or smaller than the critical angle of the light exit surface 139 by being reflected by the inclined surface, and exits from the light exit surface 139. Further, the other part of the incident light beam is repeatedly reflected until the angle between the light exit surface 139 and the reflection surface 133 becomes an angle less than the critical angle. In such a principle, by setting the pitch or depth distribution of the V-shaped groove to an appropriate value, the light amount distribution of the outgoing light from the light exit surface 139 can be made substantially uniform, resulting in a linear shape. A light source can be obtained.
[0012]
However, in the configuration as shown in FIG. 11 described above, the linear light guide 132 is formed in a rectangular cross section having a uniform thickness, so that the reflecting surface 133 is parallel to the optical axis of the incident light from the point light source 131. Thus, most of the light incident from the light incident surface 134 is not irradiated on the reflecting surface 133. In other words, the light H that is perpendicular to the light incident surface 134 and is not blocked by the V-shaped groove does not reach the reflecting surface 133 and has a disadvantage that the light use efficiency of incident light is reduced.
[0013]
More specifically, as shown in FIG. 12, when the side surface width Q is longer than the height P of the linear light guide 132, the area occupied by the V-shaped groove is smaller than the cross-sectional area. For this reason, the ratio of the light that repeatedly reflects between the light exit surface 139, the reflective surface 133, and the side surface reaches the light source 131 side slope (see FIG. 11) of the V-shaped groove provided on the reflective surface 133 is low, and the reflection The number of rays that do not reach the surface 133 and pass through the opposite surface of the light incident surface 134 increases, and the light use efficiency of incident light decreases.
[0014]
Further, the incident angle of the V-shaped groove on the light source side 131 slope near the light incident surface 134 that reaches directly from the point light source 131 where the light intensity is the highest, and the V angle at a location far from the light incident surface 134. Since the incident angle of the letter-shaped groove to the slope on the light source 131 side is different, as shown in FIG. 13, the viewing angle characteristics of the emitted light from the light exit surface 139 vary depending on the location. In FIG. 13, the angular distribution of the light beam emitted from the linear light guide 132 is schematically shown at three points near the light incident surface 134, near the center, and near the end surface opposite to the light incident surface. However, the angular distribution of the emitted light also exists in other parts.
[0015]
In order to use such a linear light source 103 as a light source of the light guide plate 104, for example, as shown in FIG. 12, a diffusion sheet 121 and a lens sheet 122 must be disposed on the light exit surface 139 side for correction. As a result, productivity has deteriorated due to cost increases and assembly man-hours.
[0016]
  The first object of the present invention is toEnterAn object of the present invention is to provide an apparatus capable of improving the light use efficiency of incident light and making the light emitted from the light output surface of the linear light guide uniform over the entire longitudinal direction. In particular, when the pattern surface of the linear light guide and the first main surface of the light guide plate are arranged on the same side, there is no need to complicate the mold structure, reducing costs and reducing assembly man-hours. It is providing the apparatus which can aim at the improvement of property.
[0017]
  The second object of the present invention is to further improve the light utilization efficiency of the incident light, and make the light emitted from the light output surface of the linear light guide uniform over the entire longitudinal direction.At the same time, the brightness of the emitted light emitted from the light emitting surface is increased.That is.
[0018]
  The third object of the present invention is toIt is an object of the present invention to provide an apparatus that eliminates a shift in the positional relationship between a linear light guide and a light guide plate. In addition, the light incident from one end of the linear light guide is reflected by the light exit surface of the linear light guide and is averagely dispersed to reach the other end side, and is averagely dispersed from the linear light guide. It is an object of the present invention to provide a device capable of preventing the occurrence of dark parts, bright lines, bright parts, etc. by making the incident light incident on one end surface of the light guide plate.
[0019]
A fourth object of the present invention is to improve the uniformity of image quality by uniformly dispersing light emitted from the light guide plate in a planar manner.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
  Claim1The present invention relates to a point light source, a light incident surface on which light emitted from the point light source is incident, and light that is orthogonal to the light incident surface and incident on the light incident surface is emitted as linear light. A linear light guide having a light exit surface, a pattern surface having one side of the light entrance surface and one side of the light exit surface, and formed with a plurality of grooves, and light emitted from the linear light guide A light guide plate that is incident from an incident surface consisting of one end surface, reflects light incident on the incident surface at the first main surface where a plurality of grooves are formed, and disperses and emits the light in a plane from the second main surface. A plurality of grooves regularly arranged on a pattern surface of the linear light guide, and an angle formed between the grooves and one side of the light exit surface on the point light source side is approximately The pattern surface of the linear light guide and the first main surface of the light guide plate are on the same surface side or the opposite surface side. A lighting device characterized in that it is location.
[0027]
  Claim1With this configuration, a plurality of grooves are regularly arranged on the pattern surface of the linear light guide, and an angle formed on the point light source side between the grooves and one side of the light output surface is formed to be approximately 45 °. Since the pattern surface where the plurality of grooves of the linear light guide are formed and the first main surface where the plurality of grooves of the light guide plate are formed are arranged on the same surface side or the opposite surface side, the incident light Light utilization efficiencyImprovementThe light emitted from the light exit surface of the linear light guide can be made uniform over the entire length direction.
  In particular, when the pattern surface of the linear light guide and the first main surface of the light guide plate are arranged on the same side, there is no need to complicate the mold structure, so the cost is reduced and the assembly man-hour is reduced. Productivity can be improved.
[0028]
  Claim2The present invention relates to first and second point light sources, a first light incident surface on which light emitted from the first point light source is incident, and opposed to the first light incident surface, A second light incident surface on which light emitted from the two point light sources is incident; and a light output surface that is orthogonal to the plurality of light incident surfaces and emits light incident on the plurality of light incident surfaces as linear light; And a plurality of grooves having an upper side of the light incident surface and an upper side of the light output surface, and an angle formed on the first point light source side with respect to the upper side of the light output surface is approximately 45 °. A first pattern surface and a second pattern surface having a plurality of grooves facing the first pattern surface and having an angle formed by the bottom of the light exit surface on the second point light source side at approximately 45 °. A linear light guide provided, and light emitted from the linear light guide is incident from an incident surface composed of one end surface to form a plurality of grooves And a light guide plate that reflects the light incident on the incident surface by the first main surface, and disperses the light from the second main surface in a plane and emits the light. The illumination device characterized in that the pattern surface and the first main surface of the light guide plate are disposed on the same surface side or the opposite surface side.
[0029]
  Claim2According to the configuration, the linear light guide having the plurality of point light sources and the plurality of pattern surfaces and the light guide are provided, and the first pattern surface of the linear light guide and the first main surface of the light guide plate are the same. Since it is arranged on the surface side or the opposite surface side, the light utilization efficiency of incident lightFurtherImprovement can be achieved, and the emitted light from the light exit surface of the linear light guide can be made uniform over the entire longitudinal direction, and the emitted light emitted from the light exit surface can be made high in luminance.
[0030]
  According to a third aspect of the present invention, the linear light guide is formed integrally with the light guide plate so as to face the incident surface of the light guide plate through an air layer over substantially the entire length thereof. The illumination device according to claim 1 or claim 2, wherein
According to the configuration of the third aspect, since the linear light guide is integrally formed with the light guide plate, the positional relationship between the linear light guide and the light guide plate is not shifted.
Further, since an air layer is interposed between the linear light guide and the light guide plate over substantially the entire length of the linear light guide, light incident from one end of the linear light guide is linearly guided. As a result of being reflected on the light exit surface of the body and being averagely dispersed and reaching the other end side, the light dispersed on the average from the linear light guide can be incident on one end surface of the light guide plate. Generation of bright lines and bright parts can be prevented.
As a method of integrally forming the linear light guide and the light guide plate, for example, a known method such as integral molding or integral injection molding may be employed, and the air layer uses a core, die cutting, lost wax, or the like. What is necessary is just to form.
  The present invention according to claim 4 is the illuminating device according to any one of claims 1 to 3, wherein an incident surface of the light guide plate is formed into a rough surface.
[0031]
According to the configuration of claim 4, when the incident surface of the light guide plate is formed to be rough, the light incident on the incident surface is provided with scattering properties, and the light having the average viewing angle characteristic is contained in the light guide plate. Therefore, the light emitted from the light guide plate is more evenly distributed in a plane, and the uniformity of image quality can be improved.
[0032]
The present invention according to claim 5 includes the illumination device according to any one of claims 1 to 4 and non-light-emitting display means arranged on the second main surface side of the light guide plate. Display device.
[0033]
According to the structure of Claim 5, the display apparatus which has the said effect can be provided.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First Embodiment>
A lighting device and a display device according to a first embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIGS.
[0035]
FIG. 1 is a front view schematically showing the illumination device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the display device according to the embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the shape of the reflection groove of the linear light guide.
[0036]
As shown in FIG. 2, the display device according to the first embodiment of the present invention includes a non-light emitting display means 1 composed of a known reflective liquid crystal display means, and a display screen side of the non-light emitting display means 1. That is, the lighting apparatus 2 according to the first embodiment of the present invention is provided on the surface side.
[0037]
As shown in FIG. 1, the illuminating device 2 emits light over the entire length of a light guide plate 4 that covers the entire surface of the non-light-emitting display means 1 and an incident surface 41 formed by one end surface of the light guide plate 4. An incident linear light source 3 is provided. The linear light source 3 includes a linear light guide 32 formed integrally with the light guide plate 4 so as to face the incident surface 41 of the light guide plate 4 through the air layer 5 over substantially the entire length thereof, and the line. One point light source 31 (for example, LED) that makes a light beam incident on one end of the light guide 32 is provided.
[0038]
The linear light guide 32 and the light guide plate 4 are resin molded products in which a light-transmitting thermoplastic resin such as acrylic resin or polycarbonate resin is integrally formed by injection molding, and the air layer 5 is formed by die cutting. The
[0039]
A point light source 31 is provided on a light incident surface 34 that is one end of the linear light guide 32.
[0040]
Upper reflection grooves 38U are formed on the upper pattern surface 37U, which is the upper side surface of the linear light guide 32, at predetermined intervals. For example, the upper reflection grooves 38U are arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the linear light guide 32, and the depths of the upper reflection grooves 38U are the same, or the depths of the upper reflection grooves 38U are constant. If the amount of light reflected from each upper reflection groove 38U is made the same by changing the pitch, the light uniformly dispersed over the entire length of the linear light guide 32 is transmitted from the linear light guide 32 to the light guide plate 4. Can be made incident.
[0041]
A plurality of upper reflection grooves 38U are formed in the longitudinal direction. Here, as shown in FIG. 1, the upper reflection groove 38 </ b> U is formed such that an angle formed by the upper reflection groove 38 </ b> U and one side of the light exit surface 39 on the point light source 31 side is α. The angle α is substantially normal to the light output surface 39 by reflecting the main component light from the point light source 31 parallel to the longitudinal direction of the linear light guide 32 on the light source side surface of the upper reflection groove 38U. It is formed at approximately 45 ° so as to exit from the light exit surface 39.
[0042]
According to this configuration, it is possible to improve the light use efficiency of incident light. Moreover, the emitted light from the light-emitting surface of the linear light guide can be made uniform over the entire longitudinal direction.
[0043]
The cross-sectional shape of the upper reflection groove 38U is not particularly limited, and for example, as shown in FIG. Can be adopted.
[0044]
As shown in FIGS. 3A, 3C, and 3D, the angle formed between the light source side surface of the upper reflection grooves 38UA, 38UC, and 38UD and the upper pattern surface 37U of the linear light guide 32 is desirably about 90 °, and more desirably. In consideration of the draft when the linear light guide 32 is formed by injection molding, the obtuse angle θ in FIG. 3B is desirably 90 ° <θ ≦ 95 °.
[0045]
Of the light that hits the upper reflection groove 38 </ b> U and travels toward the light guide plate 4, the light that reaches the light exit surface 39 at an angle smaller than the critical angle is transmitted with refraction and enters the air layer 5, and further enters the incident surface 41 of the light guide plate 4. Is incident on.
[0046]
Here, as described above, since the linear light guide 32 and the light guide plate 4 are integrated by integral injection molding, the assembly work of the lighting device 2 is simplified, and the linear light guide 32 and the light guide 32 are guided. There is no possibility that the positional relationship with the light plate 4 is distorted, and light that is linearly dispersed on the light guide plate 4 from the substantially entire length of the linear light guide 32 can be incident. Accordingly, there is no possibility that a dark portion where the light amount is insufficient or a bright line or a bright portion where the light amount is excessive is generated in the light guide plate 4.
[0047]
Next, as shown in FIG. 2, the second main surface (back surface) 42, which is the exit surface of the light guide plate 4, is formed flat, and as the light guide plate 4 approaches the opposite end surface 43 from the incident surface 41, A wedge shape is formed so as to approach the first main surface (surface) 47. Further, the first main surface 47 of the light guide plate 4 has a reflecting surface 45 inclined by, for example, 45 ° with respect to the horizontal plane so as to go to the incident surface 41 and a horizontal plane so as to go to the opposite end face. For example, translucent surfaces 46 in which γ is inclined by 2 ° are alternately formed. The reflective surface 45 and the translucent surface 46 form a groove 44 in the first main surface 47 of the light guide plate 4.
[0048]
Here, the reflecting surfaces 45 and the light-transmitting surfaces 46 are arranged in parallel to each other, and the lengths of the reflecting surfaces 45 in the flow direction are made equal, so that the reflecting surfaces 45 are equally spaced in a plan view, and They are arranged in parallel.
[0049]
In addition, as shown in FIG. 1, in plan view, the top line (mountain fold line) and the valley line (valley fold line) at which each reflecting surface 45 and the translucent surface 46 intersect are inclined with respect to the incident surface 41. Therefore, moire is not generated in the display image.
[0050]
Further, as shown in FIG. 2, the second main surface 42 of the light guide plate 4 is formed in a mirror surface like the conventional light guide plate, and a known antireflection film 6 is laminated to improve the visibility.
[0051]
Accordingly, a part of the light incident from the incident surface 41 is reflected by the reflecting surface 45 and emitted to the non-light emitting display means 1 side, and the light reflected by the non-light emitting display means 1 is transmitted from the second main surface 42. The light passes through the surface 46 and is emitted in a planar shape toward the front surface side of the light guide plate 4.
[0052]
By the way, in this 1st Embodiment, although the point light source 31 is provided in the end of the linear light guide 32, the pair of point light sources 31 which consist of LED, for example are opposed to the both ends of the linear light guide 32. You may arrange as follows.
[0053]
Further, in this embodiment, the reflection plate 7 is provided in order to make the light of the linear light source 3 incident on the light guide plate 4 without waste, but the reflection plate 7 may be omitted.
[0054]
In the present invention, a linear light source 32 formed integrally with the light guide plate 4 so that the linear light source 3 faces the incident surface of the light guide plate 4 through the air layer 5 over substantially the entire length thereof, The linear light guide 32 is provided with a point light source 32 that makes light incident on one end or both ends thereof. A plurality of grooves 38 </ b> U and 44 are formed in the upper pattern surface 37 </ b> U of the linear light guide 32 and the first main surface 47 of the light guide plate 4. Furthermore, the upper pattern surface 37U of the linear light guide 32 and the first main surface 47 of the light guide plate 4 are disposed on the same side. More preferably, they are arranged on substantially the same plane.
[0055]
In the present invention, the point light source 31, the linear light guide 32, and the light guide plate 4 are provided. The linear light guide 32 is a light incident surface 34 on which the light emitted from the point light source 31 is incident, and an outgoing light that is orthogonal to the light incident surface 34 and emits the light incident on the light incident surface 34 as linear light. The surface 39 includes an upper pattern surface 37U having one side of the light incident surface 34 and one side of the light output surface 39 and having a plurality of grooves 38U formed therein. In the light guide plate 4, the light emitted from the linear light guide 32 is incident from an incident surface 41 having one end surface, and the light incident on the incident surface is reflected by a first main surface 47 in which a plurality of grooves 44 are formed. The light is emitted by being dispersed in a planar manner from the second main surface 42. A plurality of grooves 38U are regularly arranged on the upper pattern surface 37U of the linear light guide 32, and the angle formed by the grooves 38U and one side of the light exit surface 39 on the point light source 31 side is approximately 45 °. The upper pattern surface 37U of the linear light guide 32 and the first main surface 47 of the light guide plate 4 are formed on the same side.
[0056]
<Second Embodiment>
Next, an illumination device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0057]
FIG. 4 is a plan view schematically showing an illumination apparatus according to the second embodiment of the present invention. Lower reflective grooves 38S are formed at predetermined intervals on the lower pattern surface 37S, which is the lower surface of the linear light guide 32. An angle α formed between the lower reflection groove 38S and one side of the light exit surface 39 on the point light source 31 side is formed to be approximately 45 °. The lower pattern surface 37S of the linear light guide 32 and the first main surface 47 of the light guide plate 4 are formed on the opposite sides.
[0058]
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0059]
<Third Embodiment>
Next, an illumination device and a display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0060]
FIG. 5 is a plan view schematically showing an illumination device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the display device according to the embodiment.
[0061]
The display device according to the third embodiment of the present invention shown in FIGS. 5 and 6 has an upper pattern surface 37U and a lower pattern surface 37S (paper in FIG. 5) which are upper and lower surfaces of the linear light guide 32 in FIG. An upper reflection groove 38UA and a lower reflection groove 38SB are formed on both the front and back surfaces, and point light sources 31A and 31B made of LEDs are provided at both ends of the linear light guide 32, respectively. Light is incident on both ends of the body 32.
[0062]
On the upper pattern surface 37U, a plurality of upper reflection grooves 38UA are formed in the longitudinal direction so that an angle formed by the upper side of the light output surface 39 on the point light source 31A side is α. The angle α is substantially normal to the light output surface 39 when the main component light from the point light source 31A parallel to the longitudinal direction of the linear light guide 32 is reflected by the light source side surface of the upper reflection groove 38UA. It is formed at approximately 45 ° so as to exit from the light exit surface 39.
[0063]
In the lower pattern surface 37S, a plurality of lower reflection grooves 38SB are formed in the longitudinal direction so that an angle formed by the base of the light exit surface 39 on the point light source 31B side is α. The angle α is such that the main component light from the point light source 31B that is parallel to the longitudinal direction of the linear light guide 32 is reflected by the light source side surface of the lower reflection groove 38SB, and is approximately normal to the light exit surface 39. It is formed at approximately 45 ° so as to exit from the light exit surface 39.
[0064]
According to this configuration, the emitted light emitted from the light exit surface 39 can have high brightness, and the light use efficiency of incident light can be improved. Moreover, the emitted light from the linear light guide light output surface 39 can be made uniform over the entire longitudinal direction.
[0065]
In the present invention, first and second point light sources 31A and 31B, a linear light guide 32, and a light guide plate 4 are provided. The linear light guide 32 faces the first light incident surface 34 on which the light emitted from the first point light source 31A is incident, and the first light incident surface 34, and is emitted from the second point light source 31B. A second light incident surface 35 on which the incident light is incident, and a light exit surface 39 that is orthogonal to the plurality of light incident surfaces 34, 35 and emits the light incident on the plurality of light incident surfaces 34, 35 as linear light, The upper side of the light incident surfaces 34 and 35 and the upper side of the light exit surface 39 are formed, and the angle formed on the first point light source 31A side with the upper side of the light exit surface 39 is formed to be approximately 45 ° and arranged regularly. The angle formed on the second point light source 31B side between the first pattern surface (upper pattern surface) 37U having a plurality of grooves 38UA and the bottom of the light exit surface 39 facing the first pattern surface 37U is approximately 45 °. A second pattern surface (lower pattern) having a plurality of grooves 38SB formed and regularly arranged. 37S). In the light guide plate 4, the light emitted from the linear light guide 32 is incident from an incident surface 41 formed of one end surface, and the light incident on the incident surface 41 is reflected by a first main surface 47 in which a plurality of grooves 44 are formed. Then, the light is emitted while being dispersed in a plane from the second main surface 42. The first pattern surface 37U of the linear light guide 32 and the first main surface 47 of the light guide plate 4 are arranged on the same side.
[0066]
<Fourth embodiment>
Next, an illuminating device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0067]
FIG. 7 is a plan view schematically showing an illumination apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The first pattern surface (lower pattern surface) 37S of the linear light guide 32 has a plurality of grooves 38SA formed with an angle α formed on the first point light source 31A side with the lower side of the light output surface 39 at approximately 45 °. Have. The second pattern surface (upper pattern surface) 37U of the linear light guide 32 includes a plurality of grooves 38UB formed with an angle α formed on the second point light source 31B side with the upper side of the light output surface 39 at approximately 45 °. Have. And the 1st pattern surface 37S of the linear light guide 32 and the 1st main surface 47 of the light-guide plate 4 are arrange | positioned on the opposite side.
[0068]
Other configurations and effects are the same as those of the third embodiment, and thus description thereof is omitted.
[0069]
FIG. 8 is a schematic diagram showing the angular distribution of outgoing light from the linear light guide according to the present invention. In FIG. 8, the angular distribution of the emitted light from the linear light guide 32 is schematically shown at three points near the light incident surface 34, near the center, and near the end surface 35 opposite to the light incident surface 34. According to the present invention, the angular distribution of the emitted light from the linear light guide 32 is substantially constant regardless of the location, and is substantially symmetric in the normal direction of the light exit surface 39. The angular distribution of the emitted light also exists in other parts other than the above three points.
[0070]
Since other configurations, operations, and effects are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, detailed descriptions thereof are omitted to avoid duplication.
[0071]
In these embodiments, the incident surface 41 of the light guide plate 4 is formed into a rough surface. The incident surface 41 can be formed into a rough surface with minute irregularities formed by die cutting, spray painting, embossing, etc., thereby diffusing the light incident on the light guide plate 4 and viewing angle characteristics. And the light emitted from the light guide plate 4 can be more evenly dispersed.
[0072]
In each of the above embodiments, the lighting device 2 is used as a front light. However, these lighting devices 2 can be used as a backlight.
[0073]
【The invention's effect】
In the present invention according to claim 1, since the linear light guide is formed integrally with the light guide plate, the positional relationship between the linear light guide and the light guide plate is not shifted.
[0074]
Further, since an air layer is interposed between the linear light guide and the light guide plate over substantially the entire length of the linear light guide, light incident from one end of the linear light guide is linearly guided. As a result of being reflected on the light exit surface of the body and being averagely dispersed and reaching the other end side, the light dispersed on the average from the linear light guide can be incident on the incident surface of the light guide plate. Generation of bright lines and bright parts can be prevented.
[0075]
Further, a plurality of grooves are formed in the pattern surface of the linear light guide and the first main surface of the light guide plate, and the pattern surface of the linear light guide and the first main surface of the light guide plate are the same surface side or opposite surfaces. Therefore, the light utilization efficiency of the incident light can be improved, and the light emitted from the light output surface of the linear light guide can be made uniform over the entire longitudinal direction.
[0076]
In particular, when the pattern surface of the linear light guide and the first main surface of the light guide plate are arranged on the same side, there is no need to complicate the mold structure, so the cost is reduced and the assembly man-hour is reduced. Productivity can be improved.
[0077]
In the present invention according to claim 2, a plurality of grooves are regularly arranged on the pattern surface of the linear light guide, and an angle formed on the point light source side between the grooves and one side of the light exit surface is approximately 45 °. Since the pattern surface on which the plurality of grooves of the linear light guide are formed and the first main surface on which the plurality of grooves of the light guide plate are formed are arranged on the same surface side or the opposite surface side. Further, the light utilization efficiency of the incident light can be further improved, and the light emitted from the light exit surface of the linear light guide can be made uniform over the entire longitudinal direction.
[0078]
The present invention according to claim 3 includes a linear light guide having a plurality of point light sources and a plurality of pattern surfaces, and a light guide, and the first pattern surface of the linear light guide and the first main of the light guide plate. Since the surfaces are arranged on the same surface side or the opposite surface side, the light utilization efficiency of incident light is further improved, and the light emitted from the light emitting surface of the linear light guide is uniform over the entire longitudinal direction. In addition, the emitted light emitted from the light exit surface can be made high brightness.
[0079]
In the present invention according to claim 4, since the incident surface of the light guide plate is formed into a rough surface, the light incident on the incident surface is provided with a scattering property, and the light having the average viewing angle characteristic is contained in the light guide plate. As a result of the incidence, the light emitted from the light guide plate is more evenly distributed in a plane, and the uniformity of image quality can be improved.
[0080]
The present invention according to claim 5 can provide a display device having the above effects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view schematically showing an illumination device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the display device according to the first embodiment of the invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the shape of a reflection groove of the linear light guide according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view schematically showing an illumination apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view schematically showing an illumination apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a front view schematically showing an illumination device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing an angular distribution of light rays emitted from a linear light guide according to the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a conventional display device.
FIG. 10 is a front view schematically showing a conventional lighting device.
FIG. 11 is a front view schematically showing a conventional linear light source.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a conventional linear light source.
FIG. 13 is a schematic diagram showing an angular distribution of light rays emitted from a linear light guide according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 Non-luminous display means
2 Lighting equipment
3 Linear light source
4 Light guide plate
5 Air layer
6 Anti-reflective coating
7 Reflector
31 point light source
32 Linear light guide
34 Light entrance
35 End face opposite to light entrance
37 Pattern surface of linear light guide
38 Reflective groove of linear light guide
39 Light emitting surface
41 Incident surface
42 Main surface
43 End face opposite to the entrance face
44 Groove of light guide plate
45 Reflective surface of light guide
46 Translucent surface
47 1st surface
101 Non-light emitting display means
102 Illumination device
103 Linear light source
104 Light guide plate
106 Anti-reflective coating
107 reflector
131 Point light source
132 Linear light guide
133 Reflective surface of linear light guide
134 Incident surface
139 Light emitting surface
141 Incident surface
142 Back
143 End surface opposite to the incident surface
145 Reflective surface of light guide plate
146 Translucent surface
147 surface

Claims (5)

点光源と、A point light source,
前記点光源から放出された光が入射される入光面と、前記入光面に直交し、前記入光面に入射した光を線状光として出射する出光面と、前記入光面の一辺と前記出光面の一辺とを有し、複数の溝が形成されるパターン面とを備える線状導光体と、  A light incident surface on which light emitted from the point light source is incident; a light exit surface that is orthogonal to the light incident surface and emits light incident on the light incident surface as linear light; and one side of the light incident surface And a linear light guide comprising a pattern surface on which a plurality of grooves are formed,
前記線状導光体からの出射光が一端面からなる入射面より入射され、複数の溝が形成される第1主面で入射面に入射した光を反射し、第2主面より平面的に分散させて出射させる導光板とを備える照明装置であって、  Light emitted from the linear light guide is incident from an incident surface consisting of one end surface, the light incident on the incident surface is reflected by the first main surface on which a plurality of grooves are formed, and planar from the second main surface. A light guide plate that is dispersed and emitted to a lighting device,
前記線状導光体のパターン面には、前記複数の溝が規則的に配列され、前記溝と前記出光面の一辺との前記点光源側における成す角が、略45°に形成されており、  The plurality of grooves are regularly arranged on the pattern surface of the linear light guide, and an angle formed on the point light source side between the grooves and one side of the light output surface is formed to be approximately 45 °. ,
前記線状導光体のパターン面と前記導光板の第1主面は同じ面側若しくは反対の面側に配置されることを特徴とする照明装置。  The illumination device, wherein the pattern surface of the linear light guide and the first main surface of the light guide plate are arranged on the same surface side or on the opposite surface side.
第1および第2の点光源と、First and second point light sources;
前記第1の点光源から放出された光が入射される第1入光面と、前記第1入光面に対向し、前記第2の点光源から放出された光が入射される第2入光面と、前記複数の入光面に直交し、前記複数の入光面に入射した光を線状光として出射する出光面と、前記複数の入光面の上辺および前記出光面の上辺を有すると共に、前記出光面の上辺との前記第1の点光源側における成す角が略45°に形成される複数の溝を有する第1パターン面と、前記第1パターン面に対向し、前記出光面の底辺との前記第2の点光源側における成す角が略45°に形成される複数の溝を有する第2パターン面とを備える線状導光体と、  A first light incident surface on which light emitted from the first point light source is incident; and a second light incident on which light emitted from the second point light source is incident, facing the first light incident surface. A light surface, a light exit surface that is orthogonal to the plurality of light entrance surfaces, and emits light incident on the plurality of light entrance surfaces as linear light; A first pattern surface having a plurality of grooves formed at an angle of approximately 45 ° with the upper side of the light output surface on the first point light source side, and opposed to the first pattern surface; A linear light guide comprising a second pattern surface having a plurality of grooves formed at an angle of approximately 45 ° with the bottom of the surface on the second point light source side;
前記線状導光体からの出射光が一端面からなる入射面より入射され、複数の溝が形成される第1主面で入射面に入射した光を反射し、第2主面より平面的に分散させて出射させる導光板とを備える照明装置であって、  Light emitted from the linear light guide is incident from an incident surface consisting of one end surface, the light incident on the incident surface is reflected by the first main surface on which a plurality of grooves are formed, and planar from the second main surface. A light guide plate that is dispersed and emitted to a lighting device,
前記線状導光体の第1パターン面と前記導光板の第1主面は同じ面側若しくは反対の面側に配置されることを特徴とする照明装置。  The lighting device, wherein the first pattern surface of the linear light guide and the first main surface of the light guide plate are disposed on the same surface side or on the opposite surface side.
前記線状導光体は、略その全長に渡って前記導光板の入射面に空気層を介して対向するように導光板と一体に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。2. The linear light guide is integrally formed with the light guide plate so as to face the incident surface of the light guide plate through an air layer over substantially the entire length thereof. 2. The lighting device according to 2. 導光板の前記入射面が粗面に形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の照明装置。  The lighting device according to claim 1, wherein the incident surface of the light guide plate is formed into a rough surface. 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の照明装置と、前記導光板の第2主面側に配置された非発光型表示手段とを備えることを特徴とする表示装置。  5. A display device comprising: the illumination device according to claim 1; and a non-light emitting display unit disposed on a second main surface side of the light guide plate.
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