JP4119216B2 - Lighting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光板を備えた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、周囲光を光源として表示を行う反射型液晶表示装置においては、その輝度が周囲光の光量に左右されるために、暗所での使用時など十分な周囲光が得られない環境では、表示の視認性が極端に低下してしまう。そこで、反射型の液晶表示ユニット(液晶表示素子)の前面側にフロントライト(面発光照明装置)を配設して補助光源として用いる液晶表示装置が提案されている。このフロントライトを備える液晶表示装置は、昼間の屋外などの周囲光が十分に得られる環境では通常の反射型液晶表示装置として動作し、必要に応じて上記フロントライトを点灯させて光源とするものである。
【0003】
フロントライトは、液晶表示ユニットの面内をムラ無く均一に照明するために、多数の微細な溝からなる反射面を表面に形成した導光板を備えている。こうした反射面の作用で、光源として点光源や線光源を用いても広い面を均等な明るさで照明することが可能になる。(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−180631号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
フロントライトは照明能力に優れた効率的な照明手段として、様々な用途に利用が検討されつつある。こうした現状を踏まえて、それぞれの用途に応じて更に適切な照明能力を備えたフロントライトが望まれていた。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、照明する必要のある領域だけに照明光を効率よく均一に照射可能な照明装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、光源から照射された光を導入する入射面と、前記光を出射させる出射面と、入射面から導入された光を出射面に向けて反射させる微細な溝を具備した反射エリアが形成された基礎面と、前記入射面と出射面との間で光を伝搬する導光部とを備えてなる導光板と、該導光板の入射面に光を導入する複数の光源を備え、前記反射エリアは前記基礎面の面積よりも小さい面積で前記基礎面上に複数形成され、前記導光板において前記反射エリアの間の部分は平板状とされてなり、前記各光源は複数の前記反射エリアを介して照光自在とされ、前記基礎面側から前記複数の反射エリアとそれらの間の部分を介して前記出射光方向を視認自在とした照明装置が提供される。
【0008】
こうした照明装置によれば、出射面から出射される照明光は複数の反射エリアの形状と同じ範囲だけを照明範囲として照明する。しかも、基礎面側からこれらの反射エリアを介して照明範囲を視認することができる。反射エリアを基礎面よりも小さいサイズに形成し、基礎面に複数形成して、照明範囲を基礎面全面に反射面が形成された場合よりも限定することで、実際に照明が必要な複数の範囲だけを照明することが可能になる。照明が必要な範囲の周囲に照明光を当てないことで、周辺部と照明範囲とのコントラストの差が高まり、複数の照明範囲の視認性は一層高められる。前記反射エリアは円形に形成されてもよい。また、前記反射エリアは基礎面の中央部分に形成されてもよい。更に、基礎面側から前記複数の反射エリアとそれらの間の部分を介して出射方向を視認自在とすることができる。
【0009】
こうした構成によれば、円形の被照明物、例えばメータや時計文字盤などを効率よく鮮明に照明することが可能になる。このような導光板と光源とを照明装置に備えれば、任意の形状の被照明物を効率よく鮮明に照明することが可能な照明装置を提供することが可能になる。更に、基礎面側からこれらの複数の反射エリアとそれらの間の部分を介して出射光による照明範囲の円形の被照明物、例えばメータや時計文字盤などを視認することができる。
また、前記導光板の入射面の外側に該入射面に接するバー導光体が備えられ、該バー導光体の端部に発光素子が配設されるとともに、前記バー導光体の一側面が前記入射面に対向され、前記バー導光体の側面のうち、前記入射面と反対側の側面は複数のくさび状の溝が形成された反射面とされてなることを特徴とする照明装置が提供される。
バー導光体は、発光素子から出射されて内部に導入された光を、くさび状の溝を構成する側面で反射させることで、導光板側へ光の伝搬方向を変え、導光板の入射面に光を照射するようになっている。バー導光体から導光板内へ導入された光は、導光部の内部を伝搬し、反射エリアに形成されたプリズム溝を構成する面で反射されて、その伝搬方向を変えられ、導光板の出射面から出射されるようになっている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、照明装置の基本的な形態であるフロントライト(照明装置)の部分斜視図であり、図2は、図1に示すフロントライトの分解斜視図である。フロントライト(照明装置)10は、透明な樹脂材料からなる平板状の導光板12と、この導光板12の入射面12a(長方形状の導光板12の短辺側の一端部)に接するバー導光体13と、バー導光体13の長さ方向の両端部に設けられた発光素子(光源)15,15と、前記バー導光体13及び発光素子15,15並びに導光板12の入射面12a側の側端部を覆うように被着されたカバー部材18とを備えて構成されている。なお、発光素子15は1個または3個以上であってもよい。
【0011】
導光板12は、透明な平板状の導光部11と、導光部11内に光を導入する入射面12aと、この入射面12aに直角に接続する基礎面(上面)12dと、この基礎面12dの一部に形成され、断面くさび型を成す多数の微細な溝14からなる反射エリア(反射面)12cとを備えている。反射エリア(反射面)12cは導光部11を伝搬する光を伝搬および反射させる。こういった構成により、導光板12は入射面12aから内部に導入された光を、反射エリア12cで反射させてその伝搬方向を変え、反射エリア12cの反対側の出射面12bから出射させる構造とされている。
【0012】
図1、図2から明らかなように、基礎面12d上に形成される反射エリア12cは、基礎面12dよりも小さいサイズに形成される。こうした反射エリア12cは、フロントライト10を用いて照明する被照明物のうち、照明が必要な範囲だけを区画する形状と同一形状に形成されれば良い。例えば照明が必要な範囲が円形であれば、反射エリア12cは円形に形成される。導光板12は、例えば透明なアクリル樹脂などの樹脂材料を平板状に射出成形した後、被照明物のうち、照明が必要な範囲を象った反射エリア12cを基礎面12dの一部に形成すればよい。導光板12を構成する材料としてはアクリル系樹脂のほか、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの透明な樹脂材料や、ガラスなどを用いることができる。
【0013】
このように反射エリア12cの形状を、被照明物のうち照明が必要な範囲だけを区画する形状、例えば円形に形成すれば、出射面12bから出射される照明光は反射エリア12cの形状と同じ範囲だけを照明範囲21として照明する。反射エリア12cを基礎面12dよりも小さいサイズに形成して、照明範囲21を基礎面12d全面に反射面が形成された場合よりも限定することで、実際に照明が必要な範囲だけを照明することが可能になる。照明が必要な範囲の周囲に照明光を当てないことで、照明範囲21の視認性は高められる。
【0014】
バー導光体13は、図2に示すように、例えばアクリル系樹脂やポリカーボート系樹脂などからなる略四角柱状の透明の部材であり、その一側面13aと導光板12の入射面12aとが対向するように、導光板12側端面に沿って配設されている。また、バー導光体13の長さ方向両端部に1個または複数個の発光素子15,15が配設されている。この導光体13の側面のうち、導光板12と反対側の側面は、図2に示すように、複数のくさび状の溝16が形成された反射面13bとされており、これらの溝16の方向は発光素子15が設けられた端面と平行とされている。
【0015】
そして、バー導光体13は、発光素子15,15から出射されて内部に導入された光を、この溝16を構成する面で反射させることで、導光板12側へ光の伝搬方向を変え、導光板12の入射面12aに光を照射するようになっている。バー導光体13から導光板12内へ導入された光は、導光部11の内部を伝搬し、反射エリア12cに形成されたプリズム溝14を構成する面で反射されて、その伝搬方向を変えられ、導光板12の出射面12bから出射されるようになっている。
【0016】
発光素子15は、その発光面をバー導光体13の側端面に向けて配設されている。ここで、本実施形態のフロントライトに備えられている発光素子15について、図3を参照して説明する。図3に示す発光素子15は、基板35と、基板35の中央部に配列形成されたLED(発光ダイオード)15R,15G,15Bと、これらのLEDを覆って形成された樹脂製の集光レンズ37と、集光レンズ37の両側方の基板35上に形成された電源端子36,36とを備えて構成されており、図示前面側(LEDが配設された側)に向けて発光するようになっている。また、図示されていないが、LED15R,15G,15Bそれぞれの発光強度を制御するための信号端子も基板35上に設けられている。あるいは、1つの青色LEDの発光部に黄色の蛍光体を塗布して白色光を得るものもある。
【0017】
LED15R,15G,15Bはそれぞれ赤、緑、青の発光色を有するダイオードとされており、これらのLEDの発光強度比を制御することで、集光レンズ37内で加法混色するとともに、レンズ37により集光された光をバー導光体13の端面に照射できるようになっている。このような構成の発光素子15を備えることで、本実施形態のフロントライトはその照明光を種々の色調で制御することが可能とされている。
【0018】
図3に示す発光素子15では、図示下側からそれぞれ赤、緑、青の発光色の発光体を縦方向一列に配置しているが、この配列方向及び配列順序に特に限定はなく、各LEDを三方に配置しても良い。また、上記三色のLEDに加えて白色のLEDを更に設け、輝度を高めた構成としても良い。また、集光レンズ37も、図3に示す形状に限定されるものではなく、略半球状のもの等に適宜変更することが可能である。
【0019】
さらに、本実施形態ではRGBのLED15R,15G,15Bの発光強度を自在に変更できる構成としたが、これらの発光強度は必ずしも可変にする必要はなく、発光強度比を固定して特定の発光色とすることもできる。また、発光色を固定、あるいは特定範囲で可変とする構成では、2つのLEDを組み合わせて発光色を生成する構成や、1つのLEDと集光レンズ37の色とを組み合わせて発光色を生成する構成なども適用することが可能である。
【0020】
上記の構成を備えた本実施形態のフロントライト10においては、発光素子15からバー導光体13を介して導光板12に入射した光は、導光板12の内面あるいはカバー部材18の内面側で緩斜面部は光伝搬に寄与し、急斜面部は下面に落射させるという効果を繰り返しながら、導光体13側から導光板12側へ向かう方向へ伝搬する。なお、カバー部材18の内面側に、AlやAgなどの光反射性に優れた金属薄膜からなる反射層を形成してもよい。このような反射層を形成すれば、導光体13や導光板12の内部からカバー部材18へ入射する光をほとんど減衰させることなく反射させてバー導光体13、導光板12側へ戻すことができ、フロントライト10の輝度を高めることができる。
【0021】
導光板12の反射エリア12cに形成されたプリズム溝14の詳細な構成について図4を参照して説明する。図4に示すように、プリズム溝14は、反射エリア12cの基準面に対して傾斜して形成された2つの斜面部により構成されており、その傾斜角度が比較的緩やかな斜面部が緩斜面部14aと、緩斜面部14aよりも急な傾斜角度を有して形成された急斜面部14bとされている。緩斜面部14aと急斜面部14bとは交互に形成されている。図4に示す緩斜面部14aの傾斜角度θ1は、例えば1°以上10°以下とすることが好ましく、急斜面部14bの傾斜角度θ2は、例えば41°以上45°以下とすることが好ましい。これらの範囲に制御されたプリズム溝を形成することで、出射面12bの面方向で出射光量の均一なフロントライトとすることができる。
【0022】
上記緩斜面部14aの傾斜角度θ1が1°未満の場合には、照明装置として十分な輝度が得られず、10°を越える場合には、導光板の出射面からの出射光量の均一性が低下するので好ましくない。また、前記急斜面部の傾斜角度θ2が、41°未満の場合、及び45°を越える場合には、照明装置の輝度が低下するため好ましくない。また、被照明物に規則性のあるパターンが存在する場合には、プリズム溝14のピッチPを適宜変更することで、被照明物に干渉縞が生じるのを抑えることもできる。
【0023】
また、本実施形態のフロントライト10においては、バー導光体13の構造を適切なものとすることにより、出射光量の均一化を実現している。このバー導光体13の構成について図5を参照して以下に詳細に説明する。図5は、図2に示すバー導光体13の一部を拡大して示す部分平面図であり、バー導光体の反射面13bには、反射膜19が設けられている。この反射膜19は、AlやAg等からなる金属薄膜であり、バー導光体13内部を伝搬する光が、反射面13bから外部へ漏洩するのを防ぎ、導光板12へ入射する光量を増加させるために設けられている。
【0024】
本実施形態に係るバー導光体13の反射面13bには、複数のくさび状の溝16が形成されており、これらの溝16は、バー導光体13の出射面13aに対して傾斜して形成された2つの斜面部16a、16bから構成され、これらの斜面部16a、16bどうしが成す角度αは、例えば105度以上115度以下とされている。角度αが105度未満の場合には、望ましい方向への出射光が得られず、結果として輝度が低下する。また角度αが115度を超える場合には、出射光量分布の均一性が保てない。前記角度αは、108度以上112度以下とすることがより好ましい。このような範囲とするならば、導光板12方向へ出射される光量をより増加させることができ、フロントライト10の輝度をさらに高めることができる。
【0025】
次に、上述したフロントライト10を乗用車のスピードメータ照明用に用いた例について、図6Aおよび図6Bを参照しつつ説明する。本実施形態のフロントライト10は、乗用車の運転席に取り付けられた計器パネル41内に取り付けられている。フロントライト10の出射面12b側には、例えばスピードメータ42が取り付けられている。フロントライト10の反射エリア(反射面)12c側の上面は計器パネル41のカバーガラス43で覆われる。フロントライト10の反射面13bはスピードメータ42を構成する円形の目盛りパネル42aと同じ大きさの円形に形成される。
【0026】
反射エリア12cは反射エリア12cの基準面に対して傾斜して形成された2つの斜面部により構成されており、その傾斜角度が比較的緩やかな斜面部が緩斜面部14aと、緩斜面部14aよりも急な傾斜角度を有して形成された急斜面部14bとされている。そして、反射エリア12cにおいては、緩斜面部14aと急斜面部14bとが交互に形成されている。これら緩斜面部14aと急斜面部14bからなるプリズム溝14を形成することで、出射面12bの面方向で出射光量の均一なフロントライトとすることができる。
【0027】
夜間の運転時など、スピードメータ42の照明時にフロントライト10の発光素子15が点灯すると、発光素子15から照射された光は、まず導光体13の内部に導入され、導光体13の反射面13bで反射されてその伝搬方向を変えられ、導光板13の出射面と対向して配置された導光板12の入射面12aから導光板12内へ導入される。そして、導光板12内部を伝搬する光が、導光板12の反射エリア12cで反射されることで、その伝搬方向を変えられ、導光板12の出射面12bからスピードメータ42を照明する光が出射される。
【0028】
導光板12はスピードメータ42を構成する円形の目盛りパネル42aと同等の大きさの円形に形成されているので、導光板12内部を伝搬する光のうち、目盛りパネル42aの範囲に相当する光だけが出射面12b向けて伝搬方向を変えられる。その結果、出射面12bからはスピードメータ42の目盛りパネル42aと同じサイズの円形領域だけを照らす照明光が照射される。出射面12bから照射された円形の照明光はスピードメータ42の目盛りパネル42aの範囲だけを明るく照らし出す。運転者はカバーガラス43から透明な反射面13bを介してスピードメータ42を監視する。
【0029】
フロントライト10はスピードメータ42の目盛りパネル42aの範囲だけを明るく照らし出し、目盛りパネル42aの周囲は照明しないので、高いコントラストでスピードメータ42を容易に読み取ることができる。また、スピードメータ42の目盛りパネル42aの範囲だけに照明光を集中させる作用によりスピードメータ42へ照射される光量を多くすることができるので、高輝度の表示を得ることができる。動作中に照明光の色を切替ながら表示させれば、装飾性、機能性を高めることもできる。
【0030】
図7に示すように、フロントライト40の基礎面41上に複数の反射エリア(反射面)42を形成しても良い。大型の導光板43の基礎面41には、3つの反射エリア(反射面)42a,42b,42cが形成されている。反射エリア42は2つの斜面部により構成されており、その傾斜角度が比較的緩やかな斜面部が緩斜面部14aと、緩斜面部14aよりも急な傾斜角度を有して形成された急斜面部14bとされている。そして、反射エリア42においては、緩斜面部14aと急斜面部14bとが交互に形成されている。これら緩斜面部14aと急斜面部14bからなるプリズム溝14を形成することで、出射光量の均一なフロントライトとすることができる。
【0031】
この反射エリア(反射面)42a,42b,42cは、例えば乗用車の計器パネルを構成するスピードメータ、回転数メータ、および燃料メータにそれぞれ対応した大きさの円形とされている。そして、2つの光源44,44から導光板43の両側の入射面に向けて光を入射させれば、導光板43の出射面45からは反射エリア42a,42b,42cのサイズに相当する円形の照明光が照射される。乗用車の計器パネル上にフロントライト40を配置すれば、スピードメータ、回転数メータ、および燃料メータだけを明るく照らし出す。そして、その周囲まで照らし出して視認性を低下させることが無い。夜間でも計器パネルの各メータを鮮明に読み取ることができる。
【0032】
また、フロントライト自体がメータの目盛り板の機能を果たしてもよい。図8に示す実施形態では、フロントライト60の出射面61側を覆うカバーガラス62には、メータ63の指針64が取り付けられている。そしてフロントライト60の出射面61にはメータ63の目盛り65が貼付されている。フロントライト60の反射エリア(反射面)66の中心には入射面67が形成され、この入射面67に対面して光源である発光素子68が形成されている。また、出射面61の中心にはプリズム69が形成されている。反射エリア(反射面)66は2つの斜面部により構成されており、その傾斜角度が比較的緩やかな斜面部が緩斜面部14aと、緩斜面部14aよりも急な傾斜角度を有して形成された急斜面部14bとされている。これら緩斜面部14aと急斜面部14bからなるプリズム溝14を形成することで、出射光量の均一なフロントライトとすることができる。
【0033】
こうした構成のフロントライト60によれば、発光素子68から照射された光はプリズム69の作用で反射エリア66の斜面66aに向けて伝搬方向を変えられる。そして反射エリア66で反射された光はメータ63の指針64を照明するとともに、出射面61に貼付されたメータ63の目盛り65を浮かび上がらせる。観察者は、くっきりと表示された目盛り65と指針64からメータ63を容易に読み取ることができる。
【0034】
光源、例えば発光素子の交換を容易に行える構成にしても良い。図9に示す実施形態では、メータ71の上部に配置されたフロントライト70の反射エリア(反射面)72の中央に入射面73が形成されている。そして、メータ71およびフロントライト70を覆うカバーガラス74の中央には素子ソケット75が形成される。この素子ソケット75に着脱自在に発光素子76が取り付けられ、発光素子76は入射面73に対面する。反射エリア(反射面)72は2つの斜面部により構成されており、その傾斜角度が比較的緩やかな斜面部が緩斜面部14aと、緩斜面部14aよりも急な傾斜角度を有して形成された急斜面部14bとされている。これら緩斜面部14aと急斜面部14bからなるプリズム溝14を形成することで、出射光量の均一なフロントライトとすることができる。こうした構成によれば、発光素子76はカバーガラス74の外側(視認側)から容易に着脱、交換することができ、メンテナンス性を高めるのに役立つ。
【0035】
光ファイバーや導光パイプを用いて発光素子の交換を容易に行える構成にしても良い。図10に示す実施形態では、ライト80の反射エリア(反射面)81の中央に入射面82が形成され、この入射面82から導光パイプ83がメータ84の取り付けパネル85に向けて延びている。導光パイプ83の端面は、素子ソケット86に着脱自在に取り付けられた発光素子87と対面する。反射エリア(反射面)81は2つの斜面部により構成されており、その傾斜角度が比較的緩やかな斜面部が緩斜面部14aと、緩斜面部14aよりも急な傾斜角度を有して形成された急斜面部14bとされている。これら緩斜面部14aと急斜面部14bからなるプリズム溝14を形成することで、出射光量の均一な一種のバックライトとすることができる。こうした構成によれば、発光素子87は取り付けパネル85の外側から容易に交換することができ、メンテナンス性を高めるのに役立つ。
【0036】
フロントライトに直接光源を着脱できる構成にしても良い。図11に示す実施形態では、フロントライト90には発光素子を内蔵したライトパイプ91を挿脱可能な光源挿入部92が形成される。反射エリア(反射面)は2つの斜面部により構成されており、その傾斜角度が比較的緩やかな斜面部が緩斜面部14aと、緩斜面部14aよりも急な傾斜角度を有して形成された急斜面部14bとされている。これら緩斜面部14aと急斜面部14bからなるプリズム溝14を形成することで、出射光量の均一なフロントライトとすることができる。こうした構成によれば、光源を容易に交換することができ、メンテナンス性を高めるのに役立つとともに、各種発光色のライトパイプ91を交換することで、被照明物の装飾性、機能性を高めることもできる。
【0037】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の照明装置によれば、出射面から出射される照明光は複数の反射エリアの形状と同じ範囲だけを照明範囲として照明する。反射エリアを基礎面よりも小さいサイズで複数形成して、照明範囲を基礎面全面に反射面が形成された場合よりも限定することで、実際に照明が必要な複数の範囲だけを照明することが可能になる。照明が必要な範囲の周囲に照明光を当てないことで、複数の反射エリアに対応した照明範囲の個々の視認性は高められる。また、光源の光を照明範囲だけに照射すれば、複数の照明範囲の個々の照度が高められる。照明する必要のある複数の領域だけに照明光を効率よく均一に照射可能な照明装置を提供することを実現できる。更に、基礎面側からこれらの複数の反射エリアとそれらの間の部分を介して出射光による照明範囲の円形の被照明物、例えばメータや文字盤などを視認することができる。更に本発明によれば、基礎面側から前記反射エリアとそれらの間の部分を介して出射方向を視認自在とすることができる。
反射エリアを円形に形成するならば、実際に照明が必要な複数の円形の範囲だけを照明することが可能になる。照明が必要な円形の範囲の周囲に照明光を当てないことで、複数の反射エリアに対応した円形の照明範囲の個々の視認性は高められる。
この反射エリアは、例えば計器パネルのメータに対応した大きさの円形とすることができ、光源から導光板の入射面に向けて光を入射させれば、導光板の出射面からは反射エリアのサイズに相当する円形の照明光が照射され、メータだけを明るく照らし出す。そして、その周囲まで照らし出して視認性を低下させることが無い。夜間でも計器パネルのメータを鮮明に読み取ることができる。
更に本発明によれば、バー導光体は、発光素子から出射されて内部に導入された光を、くさび状の溝を構成する側面で反射させることで、導光板側へ光の伝搬方向を変え、導光板の入射面に光を照射するようになっている。バー導光体から導光板内へ導入された光は、導光部の内部を伝搬し、反射エリアに形成されたプリズム溝を構成する面で反射されて、その伝搬方向を変えられ、導光板の出射面から出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の照明装置の一実施の形態であるフロントライト(照明装置)の部分斜視図である。
【図2】 図2は、図1に示すフロントライトの分解斜視図である。
【図3】 図3は、フロントライトに備えられている発光素子を示す拡大斜視図である。
【図4】 図4は、導光板の反射エリア(反射面)に形成されたプリズム溝の構成をしめす断面図である。
【図5】 図5は、バー導光体の一部を拡大して示す部分平面図である。
【図6】 図6は、本発明のフロントライトをメータの照明に用いた実施形態を示す説明図である。
【図7】 図7は、本発明のフロントライトの他の実施形態を示す斜視図である。
【図8】 図8は、本発明のフロントライトの他の実施形態を示す断面図である。
【図9】 図9は、本発明のフロントライトの他の実施形態を示す断面図である。
【図10】 図10は、本発明のフロントライトの他の実施形態を示す断面図である。
【図11】 図11は、本発明のフロントライトの他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 フロントライト(照明装置)
11 導光部
12 導光板
12a 入射面
12b 出射面
12c 反射エリア(反射面)
12d 基礎面
14 プリズム溝(溝)
15 発光素子(光源)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device including a light guide plate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a reflective liquid crystal display device that displays using ambient light as a light source, the brightness depends on the amount of ambient light, so in environments where sufficient ambient light cannot be obtained, such as when used in a dark place, The visibility of the display is extremely reduced. Therefore, a liquid crystal display device has been proposed in which a front light (surface emitting illumination device) is provided on the front side of a reflective liquid crystal display unit (liquid crystal display element) and used as an auxiliary light source. The liquid crystal display device equipped with this front light operates as a normal reflection type liquid crystal display device in an environment where sufficient ambient light can be obtained such as outdoors in the daytime, and the front light is turned on as a light source if necessary. It is.
[0003]
The front light includes a light guide plate having a reflective surface formed of a large number of fine grooves on the surface in order to uniformly illuminate the surface of the liquid crystal display unit uniformly. Due to the action of the reflecting surface, it is possible to illuminate a wide surface with uniform brightness even when a point light source or a line light source is used as the light source. (For example, refer to Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-180631 A
[Problems to be solved by the invention]
The use of the front light for various purposes is being studied as an efficient illumination means with excellent illumination capability. In view of such a current situation, a front light having a more appropriate lighting capability according to each application has been desired.
[0006]
The present invention was made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an efficient and uniformly irradiated possible lighting apparatus illuminating light only to the area which needs to be illuminated.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, an incident surface for introducing light emitted from a light source, an exit surface for emitting the light, and directing light introduced from the incident surface toward the exit surface A light guide plate comprising a base surface on which a reflection area having fine grooves to be reflected is formed, and a light guide part for propagating light between the incident surface and the output surface, and an incident surface of the light guide plate A plurality of light sources for introducing light into the light source plate, and a plurality of the reflection areas are formed on the base surface with an area smaller than an area of the base surface, and a portion between the reflection areas in the light guide plate is formed in a flat plate shape. Each of the light sources can be illuminated through a plurality of the reflection areas, and the direction of the emitted light can be visually recognized from the base surface side through the plurality of reflection areas and a portion between them. Is provided.
[0008]
According to such an illuminating device, the illumination light emitted from the emission surface illuminates only the same range as the shape of the plurality of reflection areas. Moreover, the illumination range can be visually recognized from the base surface side through these reflection areas. By forming the reflective area in a size smaller than the base surface, forming multiple on the base surface, and limiting the illumination range to the case where the reflective surface is formed on the entire base surface, multiple areas that actually require illumination It is possible to illuminate only the area. By not irradiating illumination light around the area where illumination is necessary, the difference in contrast between the peripheral portion and the illumination range is increased, and the visibility of the plurality of illumination ranges is further enhanced. The reflective area may be formed in a circular shape. The reflection area may be formed at a central portion of the base surface. Furthermore, it is possible to make the emission direction visible from the base surface side through the plurality of reflection areas and the portion between them.
[0009]
According to such a configuration, it becomes possible to efficiently and clearly illuminate a circular object such as a meter or a clock face. If such a light guide plate and a light source are provided in an illuminating device, it is possible to provide an illuminating device capable of efficiently and clearly illuminating an object to be illuminated having an arbitrary shape. Furthermore, a circular object to be illuminated in the illumination range by the emitted light, such as a meter or a clock face, can be visually recognized from the base surface side through the plurality of reflection areas and a portion between them .
Further, a bar light guide in contact with the incident surface is provided outside the incident surface of the light guide plate, a light emitting element is disposed at an end of the bar light guide, and one side surface of the bar light guide Is opposed to the incident surface, and among the side surfaces of the bar light guide, the side surface opposite to the incident surface is a reflective surface in which a plurality of wedge-shaped grooves are formed. Is provided.
The bar light guide body changes the light propagation direction to the light guide plate side by reflecting the light emitted from the light emitting element and introduced into the inside by the side surface constituting the wedge-shaped groove, and the incident surface of the light guide plate Is designed to emit light. The light introduced from the bar light guide into the light guide plate propagates inside the light guide unit, is reflected by the surfaces constituting the prism grooves formed in the reflection area, and its propagation direction is changed. The light is emitted from the emission surface.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial perspective view of a front light (illumination device) which is a basic form of the illumination device, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the front light shown in FIG. The front light (illuminating device) 10 includes a flat
[0011]
The
[0012]
As is clear from FIGS. 1 and 2, the
[0013]
In this way, if the shape of the
[0014]
As shown in FIG. 2, the
[0015]
The bar light guide 13 changes the propagation direction of light toward the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
In the
[0019]
Further, in the present embodiment, the light emission intensity of the
[0020]
In the
[0021]
A detailed configuration of the
[0022]
When the inclination angle θ1 of the
[0023]
Further, in the
[0024]
A plurality of wedge-shaped
[0025]
Next, an example in which the above-described front light 10 is used for speedometer illumination of a passenger car will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. The
[0026]
The
[0027]
When the
[0028]
Since the
[0029]
Since the front light 10 brightly illuminates only the range of the
[0030]
As shown in FIG. 7, a plurality of reflection areas (reflection surfaces) 42 may be formed on the
[0031]
The reflection areas (reflection surfaces) 42a, 42b, and 42c are, for example, circular shapes having sizes corresponding to a speedometer, a rotation speed meter, and a fuel meter that constitute an instrument panel of a passenger car, for example. When light is incident from the two
[0032]
Further, the front light itself may function as a scale plate of the meter. In the embodiment shown in FIG. 8, the
[0033]
According to the
[0034]
The light source, for example, the light emitting element may be easily replaced. In the embodiment shown in FIG. 9, an
[0035]
The light emitting element may be easily replaced using an optical fiber or a light guide pipe. In the embodiment shown in FIG. 10, an
[0036]
You may make it the structure which can attach or detach a light source directly to a front light. In the embodiment shown in FIG. 11, the
[0037]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the illumination device of the present invention, the illumination light emitted from the emission surface illuminates only the same range as the shape of the plurality of reflection areas. By illuminating only the multiple areas that actually require illumination by forming multiple reflective areas with a size smaller than the base surface and limiting the illumination range to the case where the reflective surface is formed on the entire base surface Is possible. By not irradiating illumination light around the area where illumination is necessary, the individual visibility of the illumination range corresponding to the plurality of reflection areas can be improved. Moreover, if the light of a light source is irradiated only to an illumination range, each illumination intensity of a some illumination range will be raised. It is possible to provide an illuminating device that can efficiently and uniformly irradiate illumination light only to a plurality of regions that need to be illuminated. Furthermore, a circular object to be illuminated in the illumination range by the emitted light, such as a meter or a dial, can be visually recognized from the base surface side through the plurality of reflection areas and a portion between them . Furthermore, according to the present invention, the emission direction can be made visible from the base surface side through the reflection area and the portion between them.
If the reflection area is formed in a circular shape, it is possible to illuminate only a plurality of circular areas that actually require illumination. By not irradiating illumination light around a circular area that needs to be illuminated, the individual visibility of the circular illumination area corresponding to a plurality of reflective areas is enhanced.
This reflection area can be a circle having a size corresponding to the meter of the instrument panel, for example. If light is incident from the light source toward the incident surface of the light guide plate, the reflection area is A circular illumination light equivalent to the size is irradiated, and only the meter is illuminated brightly. And it does not illuminate to the periphery and falls visibility. The meter on the instrument panel can be read clearly at night.
Further, according to the present invention, the bar light guide reflects the light emitted from the light emitting element and introduced into the inside thereof by the side surface forming the wedge-shaped groove, thereby changing the light propagation direction to the light guide plate side. In other words, light is applied to the incident surface of the light guide plate. The light introduced from the bar light guide into the light guide plate propagates inside the light guide unit, is reflected by the surfaces constituting the prism grooves formed in the reflection area, and the propagation direction of the light guide plate is changed. It can radiate | emit from the output surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial perspective view of a front light (illumination device) which is an embodiment of an illumination device of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the front light shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a light emitting element provided in the front light.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of prism grooves formed in a reflection area (reflection surface) of a light guide plate.
FIG. 5 is an enlarged partial plan view showing a part of a bar light guide.
FIG. 6 is an explanatory view showing an embodiment in which the front light of the present invention is used for illumination of a meter.
FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of the front light of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another embodiment of the front light of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another embodiment of the front light of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another embodiment of the front light of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing another embodiment of the front light of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Front light (lighting device)
DESCRIPTION OF
15 Light emitting element (light source)
Claims (8)
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