JP4478873B2 - Surface light source device and image display device - Google Patents
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Description
本発明は面光源装置及び画像表示装置についての技術分野に関する。詳しくは、拡散板を所定の形状に形成して輝度の低下を来たすことなく照明ムラの発生を防止する技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field regarding a surface light source device and an image display device. More specifically, the present invention relates to a technical field for preventing uneven illumination without forming a diffusion plate in a predetermined shape and causing a decrease in luminance.
画像表示装置には、例えば、光源と該光源から出射された光の変調を行う光変調素子とを備え、光源から出射された光を光変調素子に照射し変調されて得られた画像を表示するものがある。 The image display device includes, for example, a light source and a light modulation element that modulates the light emitted from the light source, and displays the image obtained by irradiating the light modulation element with the light emitted from the light source and modulating the light. There is something to do.
このような画像表示装置には、例えば、光変調素子として液晶を有する液晶パネルが用いられ、光源として冷陰極蛍光ランプ(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)や発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が用いられ、光変調素子の背面側にバックライトとして光源を配置し、該光源から出射された光を光変調素子によって変調して表示パネル上に画像を生成するようにしたものがある。 In such an image display device, for example, a liquid crystal panel having a liquid crystal is used as a light modulation element, and a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or a light emitting diode (LED) is used as a light source. In some cases, a light source is disposed as a backlight on the back side of the light modulation element, and light emitted from the light source is modulated by the light modulation element to generate an image on the display panel.
バックライトには、表示パネルの背面側に設けられた導光板(拡散板)の側方に配置される所謂サイドエッジ型と称されるタイプと、表示パネルの背面側に配置される所謂直下型と称されるタイプとが存在する。 The backlight includes a so-called side edge type that is disposed on the side of a light guide plate (diffusion plate) provided on the back side of the display panel, and a so-called direct type that is disposed on the back side of the display panel. There is a type called.
サイドエッジ型のバックライトは、特に薄型化が要求されるノートブック型のパーソナルコンピューター等に広く使用されている。一方、直下型のバックライトは、高コントラストで明るい画像を得る必要性や長期使用においても高輝度を維持する必要性から、テレビジョンのディスプレイ等に広く使用されている。 Side edge type backlights are widely used in notebook personal computers and the like that are particularly required to be thin. On the other hand, direct type backlights are widely used for television displays and the like because of the necessity of obtaining a bright image with high contrast and the necessity of maintaining high luminance even in long-term use.
以下に、直下型のバックライトを有する従来の画像表示装置の一例を示す(図11参照)。 An example of a conventional image display device having a direct type backlight is shown below (see FIG. 11).
光源a、a、・・・であるバックライトとしては、例えば、上記した冷陰極蛍光ランプが複数用いられている。光源a、a、・・・は一方向に長い円筒状に形成され、長手方向における両端部がそれぞれ一方に開口された浅い箱状を為すランプハウジングbの側面部c、cに取り付けられている。このようにランプハウジングbに取り付けられた光源a、a、・・・は、ランプハウジングb内において平行な状態で等間隔に配置されている。 As the backlight that is the light sources a, a,..., For example, a plurality of the cold cathode fluorescent lamps described above are used. The light sources a, a,... Are formed in a cylindrical shape that is long in one direction, and are attached to side portions c, c of a lamp housing b that forms a shallow box shape in which both ends in the longitudinal direction are opened in one direction. . In this way, the light sources a, a,... Attached to the lamp housing b are arranged at equal intervals in a parallel state in the lamp housing b.
ランプハウジングbには、その開口dを閉塞するようにして拡散板eが取り付けられる。拡散板eは透明又は乳白色の平板状の樹脂材料によって形成され、光源a、a、・・・から出射された光を拡散して均一化する機能を有する。 A diffusion plate e is attached to the lamp housing b so as to close the opening d. The diffusing plate e is formed of a transparent or milky white flat resin material, and has a function of diffusing light emitted from the light sources a, a,.
拡散板eを挟んで光源a、a、・・・の反対側の位置には、各種の光学シートf、f、fが配置される。光学シートf、f、fは各種の機能、例えば、偏光機能や拡散機能や輝度向上機能等を有している。 Various optical sheets f, f, f are arranged at positions opposite to the light sources a, a,. The optical sheets f, f, and f have various functions such as a polarization function, a diffusion function, and a brightness enhancement function.
光学シートf、f、fを挟んだ拡散板eの反対側の位置には、例えば、空間光変調素子として液晶を有する図示しない液晶パネルが配置される。 For example, a liquid crystal panel (not shown) having a liquid crystal as a spatial light modulation element is disposed at a position on the opposite side of the diffusion plate e across the optical sheets f, f, and f.
このように液晶パネル、光学シートf、f、f、拡散板e及び光源a、a、・・・が取り付けられたランプハウジングbが順に配置されることにより画像表示装置が構成される。 Thus, the image display device is configured by sequentially arranging the lamp housing b to which the liquid crystal panel, the optical sheets f, f, f, the diffusion plate e, and the light sources a, a,.
ところで、上記のように構成された画像表示装置にあっては、拡散板eが平板状に形成されているため、拡散板eの各部と光源a、a、・・・との距離が部位によって異なり、拡散板eの各部における輝度が異なってしまい、明るい部分と暗い部分とが存在し所謂照明ムラが生じるという不具合がある。 By the way, in the image display device configured as described above, since the diffusion plate e is formed in a flat plate shape, the distance between each part of the diffusion plate e and the light sources a, a,. In contrast, the brightness of each part of the diffuser plate e is different, so that there is a problem that so-called illumination unevenness occurs due to the presence of a bright part and a dark part.
即ち、図12に示すように、拡散板eの各点A、B、Cと光源aとの距離は、点Aと光源aとの距離が最も小さく、点Aから離隔するに従って大きくなる。光束密度は距離の二乗に反比例して減少するため、点Aにおける輝度が最大となり、点B、点Cにおいて順に輝度が小さくなり、点Aにおける部分が最も明るく、点B、点Cにおいて順に暗くなってしまうことにより照明ムラが生じることになる。 That is, as shown in FIG. 12, the distance between each point A, B, C of the diffuser plate e and the light source a is the shortest distance between the point A and the light source a and increases as the distance from the point A increases. Since the luminous flux density decreases in inverse proportion to the square of the distance, the luminance at point A is maximized, the luminance decreases in order at points B and C, the portion at point A is the brightest, and the portions at point B and point C become darker in sequence. As a result, uneven illumination occurs.
そこで、このような照明ムラの発生を防止した画像表示装置として、拡散板の光源と向き合う面を交互に凹凸面に形成し、拡散板の各部における輝度を略均一にすることにより、照明ムラの発生を防止するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, as an image display device that prevents the occurrence of such illumination unevenness, surfaces that face the light source of the diffusion plate are alternately formed on the uneven surface, and the luminance in each part of the diffusion plate is made substantially uniform, so Some have been designed to prevent the occurrence (see, for example, Patent Document 1).
ところが、特許文献1に記載された画像表示装置にあっては、拡散板の光源と向き合う面を交互に凹凸面に形成しており、拡散板の厚みが不均一であり、厚みの厚い部分において厚みの薄い部分に比し光量の損失が生じ、光の利用効率が低下してしまうという問題がある。
However, in the image display device described in
このような光量の損失が生じると、例えば、上記のような明るい画像を得る必要性のあるテレビジョンのディスプレイ等に用い難くなる。また、このような理由により輝度の向上を図るために高輝度の光源を用いることも考えられるが、この場合には消費電力が大きくなる等の新たな問題が生じてしまう。 When such a loss of light intensity occurs, it becomes difficult to use for a television display or the like that needs to obtain a bright image as described above. For this reason, it is conceivable to use a high-luminance light source in order to improve the luminance. However, in this case, a new problem such as an increase in power consumption occurs.
そこで、本発明面光源装置及び画像表示装置は、上記した問題点を克服し、輝度の低下を来たすことなく照明ムラの発生を防止することを課題とする。 Accordingly, it is an object of the surface light source device and the image display device of the present invention to overcome the above-described problems and prevent the occurrence of illumination unevenness without causing a decrease in luminance.
本発明面光源装置は、上記した課題を解決するために、ランプハウジングに保持されて配置された複数の光源と、該光源に対向して配置され光源から出射された光を拡散する拡散板と、該拡散板を挟んで光源の反対側に配置された光学シートとを設け、上記拡散板を複数の凹部と複数の突部とが交互に連続し略均一な厚みを有する形状に形成すると共に拡散板の光源と向き合う面のうち各光源に対向する各部がそれぞれ凹曲面となるようにし、光源として放射束密度異方性を有さない光源を用い、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する光源との距離を略同距離にし、拡散板に対向する位置に光源から出射された光を拡散板へ向けて反射する平面状に形成された反射面を設け、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する反射面を挟んで光源と反対側の虚光源との距離を略同距離にし、拡散板の光源に向き合う面の全ての部分における輝度が略均一となるようにしたものである。 In order to solve the above-described problems, the surface light source device of the present invention includes a plurality of light sources arranged to be held by a lamp housing, a diffusion plate arranged to face the light sources and diffusing light emitted from the light sources, And an optical sheet disposed on the opposite side of the light source across the diffusion plate, and the diffusion plate is formed in a shape having a substantially uniform thickness with a plurality of recesses and a plurality of protrusions alternately continuous. Each part of the surface facing the light source of the diffuser plate is made to be a concave curved surface, and a light source having no radiant flux density anisotropy is used as the light source. The distance from the light source located closest to each part is set to be substantially the same distance, and a reflection surface formed in a planar shape for reflecting light emitted from the light source toward the diffusion plate is provided at a position facing the diffusion plate, Each part of the surface of the diffuser facing the light source and each of the parts In which the most to across the reflecting surface positioned near the light source a distance between the opposite side of the imaginary light source to substantially the same distance, and such luminance is substantially uniform in all parts of the surface facing the light source of the diffuser plate is there.
本発明画像表示装置は、上記した課題を解決するために、ランプハウジングに保持されて配置された複数の光源と、該光源に対向して配置され光源から出射された光を拡散する拡散板と、該拡散板を挟んで光源の反対側に配置された光学シートと、拡散板を挟んで光学シートの反対側に配置された空間光変調素子とを設け、上記拡散板を複数の凹部と複数の突部とが交互に連続し略均一な厚みを有する形状に形成すると共に拡散板の光源と向き合う面のうち各光源に対向する各部がそれぞれ凹曲面となるようにし、光源として放射束密度異方性を有さない光源を用い、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する光源との距離を略同距離にし、拡散板に対向する位置に光源から出射された光を拡散板へ向けて反射する平面状に形成された反射面を設け、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する反射面を挟んで光源と反対側の虚光源との距離を略同距離にし、拡散板の光源に向き合う面の全ての部分における輝度が略均一となるようにしたものである。 In order to solve the above-described problem, the image display device of the present invention has a plurality of light sources that are held and arranged in the lamp housing, and a diffusion plate that is arranged to face the light sources and diffuses the light emitted from the light sources. An optical sheet disposed on the opposite side of the light source with the diffusion plate interposed therebetween, and a spatial light modulation element disposed on the opposite side of the optical sheet with the diffusion plate interposed therebetween. The projections of the diffuser plate are alternately formed in a shape having a substantially uniform thickness, and the portions facing the light sources among the surfaces facing the light sources of the diffuser plate are concavely curved, so that the radiant flux density is different as the light source. Using a light source having no directivity, the distance between each part of the surface facing the light source of the diffuser plate and the light source located closest to each part is made substantially the same distance, and the light source is emitted to a position facing the diffuser plate. A plane that reflects light toward the diffuser The diffuser plate is provided with a reflection surface, and the distance between the light source and the imaginary light source on the opposite side across the reflection surface located closest to each part of the surface of the diffuser plate facing the light source is made substantially the same. The luminance of the entire surface of the surface facing the light source is substantially uniform .
従って、本発明面光源装置及び画像表示装置にあっては、拡散板の各部における光の透過率が略均一であると共に拡散板の各部と光源との距離の差が小さくなる。 Therefore, in the surface light source device and the image display device of the present invention, the light transmittance in each part of the diffusion plate is substantially uniform, and the difference in the distance between each part of the diffusion plate and the light source is reduced.
本発明面光源装置は、ランプハウジングに保持されて配置された複数の光源と、該光源に対向して配置され光源から出射された光を拡散する拡散板と、該拡散板を挟んで光源の反対側に配置された光学シートとを備え、上記拡散板を複数の凹部と複数の突部とが交互に連続し略均一な厚みを有する形状に形成すると共に拡散板の光源と向き合う面のうち各光源に対向する各部がそれぞれ凹曲面となるようにし、光源として放射束密度異方性を有さない光源を用い、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する光源との距離を略同距離にし、拡散板に対向する位置に光源から出射された光を拡散板へ向けて反射する平面状に形成された反射面を設け、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する反射面を挟んで光源と反対側の虚光源との距離を略同距離にし、拡散板の光源に向き合う面の全ての部分における輝度が略均一となるようにしたことを特徴とする。 The surface light source device of the present invention includes a plurality of light sources arranged to be held by a lamp housing, a diffusion plate arranged to face the light source and diffusing light emitted from the light source, and a light source of the light source sandwiched between the diffusion plates. An optical sheet disposed on the opposite side, wherein the diffusion plate is formed in a shape in which a plurality of recesses and a plurality of protrusions are alternately continuous and have a substantially uniform thickness, and the surface of the diffusion plate facing the light source Each part facing each light source has a concave curved surface , a light source having no radiant flux density anisotropy is used as the light source, and each part of the surface facing the light source of the diffuser and the light source located closest to each part Each part of the surface of the diffuser plate facing the light source is provided with a reflective surface formed in a flat shape that reflects the light emitted from the light source toward the diffuser plate at a position facing the diffuser plate. And the reflective surface located closest to each part Nde to approximately the same distance the distance between the opposite side of the imaginary light source and the light source, characterized in that as the luminance is substantially uniform in all parts of the surface facing the light source of the diffusion plate.
従って、各光源に対向して凹曲面が位置されるため、拡散板の各部における輝度の差が小さくなり照明ムラの発生が防止され、拡散板の厚みが略均一であるため、光の利用効率の低下を来すことがなく輝度の向上を図ることができる。 Therefore, since the concave curved surface is positioned opposite to each light source, the difference in luminance at each part of the diffuser plate is reduced, the occurrence of uneven illumination is prevented, and the thickness of the diffuser plate is substantially uniform. The luminance can be improved without causing a decrease in the brightness.
そして、拡散板の光源に向き合う面の全ての部分における輝度が略均一となるようにしたので、照明ムラの発生を確実に防止することができる。 And since the brightness | luminance was made substantially uniform in all the parts of the surface which faces the light source of a diffuser plate, generation | occurrence | production of illumination nonuniformity can be prevented reliably.
すなわち、上記光源として放射束密度異方性を有さない光源を用い、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する光源との距離を略同距離にしたので、照明ムラの発生を高い確率で防止することができる。 That is, a light source having no radiant flux density anisotropy is used as the light source, and the distance between each part of the surface of the diffusion plate facing the light source and the light source located closest to each part is set to be approximately the same distance. The occurrence of unevenness can be prevented with a high probability.
また、拡散板に対向する位置に光源から出射された光を拡散板へ向けて反射する平面状に形成された反射面を設け、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する反射面を挟んで光源と反対側の虚光源との距離を略同距離にしたので、さらに高い確率で照明ムラの発生を防止できるだけでなく、面光源装置の薄型化を図ることができる。 In addition, a reflection surface formed in a planar shape that reflects light emitted from the light source toward the diffusion plate at a position facing the diffusion plate is provided, and each part of the surface of the diffusion plate facing the light source and the nearest part of each part Since the distance between the light source and the imaginary light source on the opposite side across the reflecting surface is set to be substantially the same distance, it is possible not only to prevent uneven illumination with a higher probability, but also to reduce the thickness of the surface light source device. .
請求項2に記載した発明にあっては、上記光学シートと拡散板との間に間隙を形成したので、外部から拡散板の形状が視認し難く、また、空気層を介して光学シートと拡散板とが対向されるため、光が不必要な方向へ進行し難く光の利用効率の低下等の不具合を生じ難い。
In the invention described in
請求項3に記載した発明にあっては、上記ハウジングに複数の光源から出射された光を反射する反射面を形成し、上記複数の光源を反射面に取り付けたので、光源から出射された光のほとんどが直接拡散板に入射されるため、反射して拡散板に入射される光をほとんど考慮することなく拡散板の形状等の設計を行うことができ、設計の容易化を図ることができる。
In the invention described in
本発明画像表示装置は、ランプハウジングに保持されて配置された複数の光源と、該光源に対向して配置され光源から出射された光を拡散する拡散板と、該拡散板を挟んで光源の反対側に配置された光学シートと、拡散板を挟んで光学シートの反対側に配置された空間光変調素子とを備え、上記拡散板を複数の凹部と複数の突部とが交互に連続し略均一な厚みを有する形状に形成すると共に拡散板の光源と向き合う面のうち各光源に対向する各部がそれぞれ凹曲面となるようにし、光源として放射束密度異方性を有さない光源を用い、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する光源との距離を略同距離にし、拡散板に対向する位置に光源から出射された光を拡散板へ向けて反射する平面状に形成された反射面を設け、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する反射面を挟んで光源と反対側の虚光源との距離を略同距離にし、拡散板の光源に向き合う面の全ての部分における輝度が略均一となるようにしたことを特徴とする。 The image display apparatus according to the present invention includes a plurality of light sources arranged to be held by a lamp housing, a diffusion plate arranged to face the light sources and diffusing light emitted from the light source, and a light source sandwiched between the diffusion plates. An optical sheet disposed on the opposite side and a spatial light modulator disposed on the opposite side of the optical sheet with the diffusion plate interposed therebetween, wherein the diffusion plate includes a plurality of recesses and a plurality of protrusions alternately arranged. Use a light source that does not have radiant flux density anisotropy as a light source. The distance between each part of the surface of the diffuser plate facing the light source and the light source located closest to each part is made substantially the same distance, and the light emitted from the light source is reflected toward the diffuser plate at a position facing the diffuser plate. A flat reflecting surface is provided and expanded. The distance between each part of the surface facing the light source of the plate and the light source opposite to the imaginary light source on the opposite side across the reflecting surface located closest to each part is made substantially the same distance, and in all parts of the surface facing the light source of the diffusion plate The brightness is made substantially uniform .
従って、各光源に対向して凹曲面が位置されるため、拡散板の各部における輝度の差が小さくなり照明ムラの発生が防止され、拡散板の厚みが略均一であるため、光の利用効率の低下を来すことがなく輝度の向上を図ることができる。 Therefore, since the concave curved surface is positioned opposite to each light source, the difference in luminance at each part of the diffuser plate is reduced, the occurrence of uneven illumination is prevented, and the thickness of the diffuser plate is substantially uniform. The luminance can be improved without causing a decrease in the brightness.
そして、拡散板の光源に向き合う面の全ての部分における輝度が略均一となるようにしたので、照明ムラの発生を確実に防止することができる。 And since the brightness | luminance was made substantially uniform in all the parts of the surface which faces the light source of a diffuser plate, generation | occurrence | production of illumination nonuniformity can be prevented reliably.
すなわち、上記光源として放射束密度異方性を有さない光源を用い、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する光源との距離を略同距離にしたので、照明ムラの発生を高い確率で防止することができる。 That is, a light source having no radiant flux density anisotropy is used as the light source, and the distance between each part of the surface of the diffusion plate facing the light source and the light source located closest to each part is set to be approximately the same distance. The occurrence of unevenness can be prevented with a high probability.
また、拡散板に対向する位置に光源から出射された光を拡散板へ向けて反射する平面状に形成された反射面を設け、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する反射面を挟んで光源と反対側の虚光源との距離を略同距離にしたので、さらに高い確率で照明ムラの発生を防止できるだけでなく、面光源装置の薄型化を図ることができる。 In addition, a reflection surface formed in a planar shape that reflects light emitted from the light source toward the diffusion plate at a position facing the diffusion plate is provided, and each part of the surface of the diffusion plate facing the light source and the nearest part of each part Since the distance between the light source and the imaginary light source on the opposite side across the reflecting surface is set to be substantially the same distance, it is possible not only to prevent uneven illumination with a higher probability, but also to reduce the thickness of the surface light source device. .
請求項5に記載した発明にあっては、上記光学シートと拡散板との間に間隙を形成したので、外部から拡散板の形状が視認し難く、また、空気層を介して光学シートと拡散板とが対向されるため、光が不必要な方向へ進行し難く光の利用効率の低下等の不具合を生じ難い。
In the invention described in
請求項6に記載した発明にあっては、上記ハウジングに複数の光源から出射された光を反射する反射面を形成し、上記複数の光源を反射面に取り付けたので、光源から出射された光のほとんどが直接拡散板に入射されるため、反射して拡散板に入射される光をほとんど考慮することなく拡散板の形状等の設計を行うことができ、設計の容易化を図ることができる。
In the invention described in
以下に、本発明面光源装置及び画像表示装置の最良の形態を添付図面に従って説明する。尚、以下に示した最良の形態は、本発明画像表示装置を、光の変調を行う空間光変調素子として液晶パネルを備え、光源から出射された光を液晶パネルに照射することにより得られた画像を表示する画像表示装置に適用し、本発明面光源装置をこのような画像表示装置において用いられる面光源装置に適用したものである。 The best mode of the surface light source device and the image display device of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The best mode shown below was obtained by providing the image display device of the present invention with a liquid crystal panel as a spatial light modulation element for modulating light, and irradiating the liquid crystal panel with light emitted from a light source. The present invention is applied to an image display device that displays an image, and the surface light source device of the present invention is applied to a surface light source device used in such an image display device.
画像表示装置1は、例えば、平面型のディスプレイを備えたテレビジョン装置であって、装置本体2と該装置本体2の両側部に配置されたスピーカー部3、3とを備え、装置本体2がスタンド4によって支持されて成る(図1参照)。
The
装置本体2の前面には透明な平板状に形成された前面パネル5が設けられ、該前面パネル5の背面側に液晶パネル等の各部が配置されている。
A
装置本体2は面光源装置6と空間光変調素子として機能する液晶を有する液晶パネル7とを備え、面光源装置6は、図2に示すように、光源8、8、・・・が取り付けられたランプハウジング9と拡散板10と光学シート11、11、11とを備えている。
The apparatus
光源8、8、・・・としては、例えば、冷陰極蛍光ランプ(CCFL)が用いられ、光源8、8、・・・は一方向に長い円筒状に形成されている。
As the
ランプハウジング9は前方に開口された浅い箱状に形成され、底面部9aと該底面部9aの周縁に設けられた各周面部9b、9b、・・・とから成る。底面部9aの内面(前面)は光源8、8、・・・から出射された光を反射する反射面9cとして形成されている。互いに対向して位置する周面部9b、9bには光源8、8、・・・の長手方向における各両端部がそれぞれ取り付けられている。
The
このようにしてランプハウジング9に取り付けられた光源8、8、・・・は、ランプハウジング9内において互いに平行な状態で等間隔に配置されている。
The
拡散板10は透明又は乳白色の樹脂材料、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等により、凹部12、12、・・・と突部13、13、・・・とが交互に設けられた厚みの均一な波板状に形成されている。凹部12、12、・・・と突部13、13、・・・の並び方向は、光源8、8、・・・の並び方向に一致されている(図2及び図3参照)。拡散板10の内面10a、即ち、光源8、8、・・・に向き合う面は、突部13、13、・・・に対応する部分が凹曲面13a、13a、・・・とされ、凹部12、12、・・・に対応する部分が突曲面12a、12a、・・・とされている。
The
拡散板10は凹曲面13a、13a、・・・がそれぞれ光源8、8、・・・に対向するようにして、ランプハウジング9の開口9dを閉塞するように取り付けられる。
The
以下に、拡散板10の具体的な形状を形成する手法の一例について説明する(図4及び図5参照)。
Hereinafter, an example of a method for forming a specific shape of the
先ず、光源8、8、・・・から出射された光のうち、拡散板に直接入射される光について考える(図4参照)。尚、光源8、8、・・・は放射束密度異方性を有さない光源、即ち、光の全ての出射方向において光強度分布が均一な光源であるとする。
First, of the light emitted from the
光源8、8、・・・から出射された光の強度は、距離の二乗に反比例して低下するため、図4に示すように、拡散板における等輝度面は光源8、8、・・・から等距離の点の集合となる。例えば、図4には、光源8、8、・・・から半径Raの距離の点の集合である等輝度面Saを示している。
Since the intensity of light emitted from the
次に、光源8、8、・・・から出射された光のうち、反射面9cで反射されて拡散板に入射される光について考える(図5参照)。拡散板における等輝度面は反射面9cを挟んで光源(実光源)8、8、・・・の反対側に光源(虚光源)8b、8b、・・・が存在すると仮定して、虚光源8b、8b、・・・から半径Rbの距離の点の集合である等輝度面Sbを考える。このとき、光源8、8、・・・から反射面9cまでの距離Laと虚光源8b、8b、・・・から反射面9cまでの距離Lbとは同じであり、半径Rb=2La(=La+Lb)+Raである。
Next, of the light emitted from the
このようにして等輝度面Saと等輝度面Sbが得られるが、光源8、8、・・・から等輝度面Saまでの距離と光源8b、8b、・・・から等輝度面Sbまでの距離が大きく異なるため、等輝度面Saにおける輝度は等輝度面Sbにおける輝度より高い。従って、輝度に関して、等輝度面Saにおける輝度が等輝度面Sbにおける輝度よりも支配的であり、実際には、光源8b、8b、・・・からの光は等輝度面Saの曲率半径Raを大きくする方向に働く。尚、光源8、8、・・・から光が出射されたときの任意の点Pにおける輝度は、光源8、8、・・・から出射され任意の点Pに直接入射された光と光源8、8、・・・から出射され反射面9cで反射されて任意の点Pに入射された光の強度分布を積分した総和に基づいて算出される。
In this way, the isoluminance surface Sa and the isoluminance surface Sb are obtained. The distance from the
以上のようにして等輝度面Saと等輝度面Sbに基づいて光源8、8、・・・から出射された光に関する等輝度面Scを得ると、例えば、図6に示すようなものとなる。従って、拡散板10を等輝度面Scに合わせた波板状に形成することにより拡散板10における各部の輝度が均一となり、光源8、8、・・・から光が出射されたときの照明ムラの発生を防止することができる。
When the isoluminance surface Sc relating to the light emitted from the
尚、拡散板は図6に示すような形状に限られることはなく、例えば、等輝度面Scを考慮して、拡散板10に形状が近似する図7に示すような凸面が角張った形状を有する拡散板10’としてもよい。
The diffusion plate is not limited to the shape as shown in FIG. 6. For example, in consideration of the isoluminance surface Sc, the
光学シート11、11、11は拡散板10と液晶パネル7との間に配置され、拡散板10とは所定の間隔を有した状態で積層状態で配置されている(図2及び図3参照)。従って、拡散板10と該拡散板10に対向して位置されている光学シート11は非接触の状態とされている(図3参照)。光学シート11、11、11は各種の機能、例えば、偏光機能や拡散機能や輝度向上機能等を有している。
The
光学シート11と拡散板10との間に所定の間隙を設けることにより、外部から拡散板10の形状が視認し難く、また、空気層を介して光学シート11と拡散板10とが対向されるため、光が不必要な方向へ進行し難く光の利用効率の低下等の不具合を生じ難い。
By providing a predetermined gap between the
上記のように、拡散板10を挟んで互いに反対側に光源8、8、・・・を保持するランプハウジング9と光学シート11、11、11とが配置されることにより面光源装置6が構成される。ランプハウジング9、拡散板10、光学シート11、11、11及び液晶パネル7は、例えば、これらを取り囲むようにして配置されるフレーム14によって保持されている(図3参照)。
As described above, the surface
以上に記載した通り、画像表示装置1にあっては、拡散板10を複数の凹部12、12、・・・と複数の突部13、13、・・・とが交互に連続し略均一な厚みを有する形状に形成し各光源8、8、・・・に対向する各部がそれぞれ凹曲面13a、13a、・・・となるようにしている。
As described above, in the
従って、各光源8、8、・・・に対向して凹曲面13a、13a、・・・が位置されるため、拡散板10の各部における輝度の差が小さくなり照明ムラの発生が防止され、拡散板10の厚みが略均一であるため、光の利用効率の低下を来すことがなく輝度の向上を図ることができる。
Therefore, since the concave
また、拡散板10の内面10aの全ての部分における輝度が略均一とされているため、照明ムラの発生を確実に防止することができる。
In addition, since the luminance in all parts of the
さらに、拡散板10と光源8、8、・・・との距離を、拡散板10の各部位において略同距離とすることにより、照明ムラの発生を高い確率で防止することができる。
Further, by setting the distance between the
加えて、光源8、8、・・・から出射された光を反射する反射面9cを平面状に形成しているため、画像表示装置1の薄型化を図ることができる。
In addition, since the
上記には、光源として、冷陰極蛍光ランプ(CCFL)を用いた例を示したが、光源は他の種類のものでもよく、例えば、以下のように発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いることも可能である。 In the above, an example in which a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) is used as a light source has been shown. However, the light source may be of other types, and for example, a light emitting diode (LED) is used as follows. It is also possible.
尚、光源として発光ダイオードを用いた以下の例にあっては、上記した冷陰極蛍光ランプを用いた例と比較して、光源の配置及び拡散板の形状が異なることのみが相違するため、上記した例と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については上記した例における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。 In the following example using a light emitting diode as a light source, the only difference is that the arrangement of the light source and the shape of the diffusion plate are different from the example using the cold cathode fluorescent lamp described above. Only the portions that are different from the example described above will be described in detail, and the other portions will be denoted by the same reference numerals as the same portions in the above-described example, and description thereof will be omitted.
面光源装置6Aは、光源8A、8A、・・・が取り付けられたランプハウジング9と拡散板10Aと光学シート11、11、11とを備えている(図8及び図9参照)。
The surface
光源8A、8A、・・・としては、発光ダイオードが用いられ、光源8A、8A、・・・はランプハウジング9の底面部9aに取り付けられている。ランプハウジング9に取り付けられた光源8A、8A、・・・は、上下左右に等間隔に配置されている。
As the
拡散板10Aは凹部12A、12A、・・・と突部13A、13A、・・・とが上下左右に交互に等間隔に設けられた厚みの均一な形状に形成されている。拡散板10Aの内面10b、即ち、光源8A、8A、・・・と向き合う面は、突部13A、13A、・・・に対応する部分が凹曲面13b、13b、・・・とされ、凹部12A、12A、・・・に対応する部分が突曲面12b、12b、・・・とされている。
The diffusing
拡散板10Aは凹曲面13b、13b、・・・がそれぞれ光源8A、8A、・・・に対向するようにして、ランプハウジング9の開口9dを閉塞するように取り付けられる。
The
発光ダイオードである光源8A、8A、・・・は、出射方向に応じて光強度分布が均一でない放射束密度異方性を有する光源である。
The
従って、この放射束密度異方性を考慮した等輝度面を求めた上で、この等輝度面に対応する形状を有する拡散板10Aを形成する必要がある。このような等輝度面に対応する形状を有する拡散板10Aを形成することにより、光源8A、8A、・・・から光が出射されたときの照明ムラの発生を防止することができる。
Therefore, after obtaining an isoluminance plane in consideration of the radiant flux density anisotropy, it is necessary to form the
尚、拡散板10Aにおいても拡散板10と同様に(図7参照)、拡散板10Aに形状が近似する凸面が角張った形状を有する拡散板としてもよい。
Note that the
また、光源8A、8A、・・・のようにランプハウジング9の底面部9aに取り付けられている場合には、光源8A、8A、・・・から出射された光のほとんどが直接拡散板10Aに入射されるため、反射して拡散板10Aに入射される光をほとんど考慮することなく拡散板10Aの形状等の設計を行うことができ、設計の容易化を図ることができる。
When the
上記には、空間光変調素子として液晶パネル7を例として説明したが、空間光変調素子は液晶パネル7に限られることはなく、非自発光の透過型のパネル(ディスプレイ)であれば液晶パネル7以外であってもよい。
In the above description, the
また、照明ムラの防止を行うために、上記拡散板10、10’、10Aの内面又は外面の所定の位置に、図10に示すように、遮光性を有する材料又は透過率を低下させる材料を用いてドット印刷等によるパターン15、15、・・・を付するようにすることも可能である。
Further, in order to prevent uneven illumination, as shown in FIG. 10, a material having a light shielding property or a material for reducing the transmittance is provided at a predetermined position on the inner surface or outer surface of the
上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。 The specific shapes and structures of the respective parts shown in the above-described best mode are merely examples of the implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited by these. It should not be interpreted in a general way.
1…画像表示装置、6…面光源装置、7…液晶パネル(空間光変調素子)、8…光源、8b…虚光源、9…ランプハウジング、9c…反射面、10…拡散板、10a…内面(光源に向き合う面)、11…光学シート、12…凹部、13…突部、13a…凹曲面、10’…拡散板、6A…面光源装置、8A…光源、10A…拡散板、10b…内面(光源に向き合う面)、12A…凹部、13A…突部、13b…凹曲面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該光源に対向して配置され光源から出射された光を拡散する拡散板と、
該拡散板を挟んで光源の反対側に配置された光学シートとを備え、
上記拡散板を複数の凹部と複数の突部とが交互に連続し略均一な厚みを有する形状に形成すると共に拡散板の光源と向き合う面のうち各光源に対向する各部がそれぞれ凹曲面となるようにし、
上記光源として放射束密度異方性を有さない光源を用い、
上記拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する光源との距離を略同距離にし、
上記拡散板に対向する位置に光源から出射された光を拡散板へ向けて反射する平面状に形成された反射面を設け、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する反射面を挟んで光源と反対側の虚光源との距離を略同距離にし、
上記拡散板の光源に向き合う面の全ての部分における輝度が略均一となるようにした
ことを特徴とする面光源装置。 A plurality of light sources arranged and held in a lamp housing;
A diffusing plate that is disposed facing the light source and diffuses the light emitted from the light source;
An optical sheet disposed on the opposite side of the light source across the diffusion plate,
The diffusion plate is formed in a shape having a plurality of concave portions and a plurality of protrusions alternately and having a substantially uniform thickness, and each portion facing the light source among the surfaces facing the light source of the diffusion plate is a concave curved surface. the way,
Using a light source having no radiant flux density anisotropy as the light source,
The distance between each part of the surface of the diffuser plate facing the light source and the light source located closest to each part is approximately the same distance,
A reflecting surface formed in a planar shape for reflecting light emitted from the light source toward the diffusion plate is provided at a position facing the diffusion plate, and each part of the surface of the diffusion plate facing the light source and the position closest to each part The distance between the light source and the imaginary light source on the opposite side across the reflective surface
A surface light source device characterized in that the luminance of all parts of the surface of the diffusion plate facing the light source is substantially uniform .
ことを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。 The surface light source device according to claim 1, wherein a gap is formed between the optical sheet and the diffusion plate.
上記複数の光源を反射面に取り付けた
ことを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。 Forming a reflective surface for reflecting light emitted from a plurality of light sources in the housing;
The surface light source device according to claim 1, wherein the plurality of light sources are attached to a reflection surface.
該光源に対向して配置され光源から出射された光を拡散する拡散板と、
該拡散板を挟んで光源の反対側に配置された光学シートと、
拡散板を挟んで光学シートの反対側に配置された空間光変調素子とを備え、
上記拡散板を複数の凹部と複数の突部とが交互に連続し略均一な厚みを有する形状に形成すると共に拡散板の光源と向き合う面のうち各光源に対向する各部がそれぞれ凹曲面となるようにし、
上記光源として放射束密度異方性を有さない光源を用い、
上記拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する光源との距離を略同距離にし、
上記拡散板に対向する位置に光源から出射された光を拡散板へ向けて反射する平面状に形成された反射面を設け、拡散板の光源に向き合う面の各部と該各部の最も近傍に位置する反射面を挟んで光源と反対側の虚光源との距離を略同距離にし、
上記拡散板の光源に向き合う面の全ての部分における輝度が略均一となるようにした
ことを特徴とする画像表示装置。 A plurality of light sources arranged and held in a lamp housing;
A diffusing plate that is disposed facing the light source and diffuses the light emitted from the light source;
An optical sheet disposed on the opposite side of the light source across the diffusion plate;
A spatial light modulator disposed on the opposite side of the optical sheet with a diffusion plate in between,
The diffuser plate is formed in a shape in which a plurality of concave portions and a plurality of protrusions are alternately continuous and have a substantially uniform thickness, and each portion facing the light source among the surfaces facing the light source of the diffuser plate has a concave curved surface. the way,
Using a light source having no radiant flux density anisotropy as the light source,
The distance between each part of the surface of the diffuser plate facing the light source and the light source located closest to each part is substantially the same distance,
A reflecting surface formed in a planar shape for reflecting light emitted from the light source toward the diffusion plate is provided at a position facing the diffusion plate, and each part of the surface of the diffusion plate facing the light source and the position closest to each part The distance between the light source and the imaginary light source on the opposite side across the reflective surface
An image display device characterized in that the luminance of all parts of the surface of the diffusion plate facing the light source is substantially uniform .
ことを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 4 , wherein a gap is formed between the optical sheet and the diffusion plate.
上記複数の光源を反射面に取り付けた
ことを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。 Forming a reflective surface for reflecting light emitted from a plurality of light sources in the housing;
The image display device according to claim 4 , wherein the plurality of light sources are attached to a reflection surface.
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